JPH0544107U - Ｃｆｍ機能付超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 輝度の収束時間を遅くすることなく、円滑な
フレームアベレージを得ることのできるＣＦＭ機能付超
音波診断装置を実現することにある。 【構成】 新データと旧データとの差を求める差信号発
生器２１と、差信号から重み関数“ω”と“１−ω”を
発生する重み関数発生器２２と、新データと重み関数
“ω”との掛け算をする新データ乗算器６と、旧データ
と重み関数“１−ω”との掛け算をする旧データ乗算器
１０と、前記各乗算器６，１０の出力の加算をする加算
器８と、加算器８の出力を格納するカラーフレームメモ
リ９とを具備する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は超音波診断装置に関し、特にＣＦＭアベレージ機能を改良したＣＦＭ （カラーフローマッピング）機能付超音波診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

超音波を被検体に照射すると、生体組織を媒体として超音波が伝達されるが、 臓器等の組織や病変部のような周囲の組織との音響インピーダンスの差のある所 から反射されて、送波した超音波の一部が戻ってくる。この反射体が視線方向に 運動又は移動する物体であった場合、その反射波の周波数はドプラ効果によって 送信周波数から偏移する。超音波ドプラ診断装置はこの周波数偏移量を測定して 移動物体の速度及び移動方向を表示観察して診断の用に供する装置である。

【０００３】 このドプラ診断装置において、移動物体の移動方向を例えば近付く場合に青、 遠去かる場合に赤のように色で表示し、その移動速度を輝度で表示するＣＦＭモ ードを採用する装置がある。

【０００４】 ところで、このＣＦＭモードを持つドプラ診断装置において、フレームレート が小さくなった時に、観察する画像がパラパラと不連続感を呈するのを防止して 、画像の移り変りがスムーズになるようにするためにフレームアベレージ手法を 用いている。これは１フレーム前の画像データと、現在の画像デターとの平均を 取ることによって行っている。

【０００５】 このフレームアベレージ手法による効果を向上させ、一層画像表示をスムーズ にするために、前のデータに重みを掛けて平均するようにしている。図２は従来 行われているフレームアベレージ手法を取り入れた装置のブロック図である。図 ではＣＦＭモード部分の受信部のみを示し、その他の通常の超音波診断装置の部 分は省略してある。

【０００６】 図において、１は超音波を送波し、反射波を受波するプローブ、２は送信信号 を増幅してプローブ１に信号を送り、プローブ１からの受信信号を増幅する等の 動作をする送受信回路である。

【０００７】 ３は受信信号のドプラ偏移周波数を検出するために直交検波を行い、同相信号 と直交信号とを出力して、サンプルホールドした後ドプラ信号を検出するカラー フロー検出器で、この出力のドプラ信号はＡＤ変換器４でディジタル信号に変換 される。

【０００８】 ５はディジタル化されたドプラ偏移周波数信号をＦＦＴなどの手法により分析 し、方向情報（正負信号）を含む輝度信号を出力するカラー演算器である。輝度 信号は新データ乗算器６に入力される。

【０００９】 ７はカラー演算器５の出力の輝度信号に乗ずる重みデータ“ω”及び“１−ω ”が格納されている重みデータメモリである。新データ乗算器６は輝度信号デー タに“ω”を乗じてその結果の信号を加算器８に入力する。

【００１０】 ９は加算器８に入力された輝度信号データの１フレーム前のデータを１フレー ム分格納しているカラーフレームメモリで、この出力は旧データ乗算器１０に入 力されて、重みデータメモリ７の出力の重みデータ“１−ω”と乗じられ、この 出力は加算器８において新データ乗算器６の出力信号と加算される。

【００１１】 加算器８の出力はカラーフレームメモリ９に入力され、前フレームのデータに 代って格納される。このデータが旧データとして旧データ乗算器１０に入力され ると共に輝度信号として次段に出力される。

【００１２】

【考案が解決しようとする課題】

上記の従来の装置において、フレームアベレージを強くするために重みデータ “ω”を小さくすると、画像の変化が緩やかで、流速に対応する輝度に落ち着く までに時間がかかっていた。又、流速に対応する輝度に速く収束させようとして 重み“ω”を大きくすると、画像の変化が急で、緩やかに変化しない。この状態 を図３の曲線図に示す。

【００１３】 図において、横軸に時間，縦軸に輝度を取ってある。１１は入力データの輝度 変化を示すグラフで、急激に変化している。１２は重み“ω”が大きな場合のＡ 出力の時間変化曲線図、１３は重み“ω”の小さな場合のＢ出力の時間変化曲線 図である。図に示すように、“ω”の大きなＡ出力１２は入力データの輝度に収 束するのは早いが、画像データの変化は急である。“ω”の小さなＢ出力１２は 画像データの変化は緩かで良好であるが、輝度の収束は極めて緩慢で、中々収束 しない。

【００１４】 本考案は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的は、輝度の収束時間を遅 くすることなく、円滑なフレームアベレージを得ることのできるＣＦＭ機能付超 音波診断装置を実現することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】

前記の課題を解決する本考案は、ドプラ偏移された超音波信号を受波してドプ ラ検波するカラーフロー検出器と、ディジタル信号に変換後ドプラ偏移信号を分 析してその正負と偏移周波数とを検出して方向信号と輝度信号を出力するカラー 演算器とを有し、フレーム毎の画像データの変化をスムーズにするためのフレー ムデータアベレージング動作をするＣＦＭ機能付超音波診断装置において、前回 入力された１フレームの輝度信号である旧データと新たに入力された１フレーム の輝度信号である新データとの差を求めて差信号を発生する差信号発生器と、該 差信号発生器の出力の差信号に応じた第１の重み関数と第２の重み関数を発生す る重み関数発生器と、新データと第１の重み関数との乗算を行う新データ乗算器 と、旧データと第２の重み関数との乗算を行う旧データ乗算器と、前記新データ 乗算器の出力データと前記旧データ乗算器の出力データとを加算する加算器と、 該加算器の出力データを逐次格納し、既に格納されているデータを前記差信号発 生器と前記旧データ乗算器に入力するカラーフレームメモリとを具備することを 特徴とするものである。

【００１６】

【作用】

差信号発生器はカラー演算器の出力の輝度信号の新データとカラーフレームメ モリの出力の旧データの差信号を発生して重み関数発生器に入力する。重み関数 発生器は入力された差信号に基づき“ω”と“１−ω”の重み関数を発生する。 新データは新データ乗算器で重み関数“ω”と掛け算され、旧データは旧データ 乗算器で重み関数“１−ωと掛け算され、加算器で加算されて平均化されたフレ ームアベレージデータがカラーフレームメモリに格納される。

【００１７】

【実施例】

以下、図面を参照して本考案の実施例を詳細に説明する。 図１は本考案の一実施例の装置のブロック図である。図において、図２と同等 な部分には同一の符号を付してある。図中、２１はカラー演算器５の出力の輝度 信号である新データａとカラーフレームメモリ９の出力の輝度信号である旧デー タｂが入力され、差信号の“Δ”信号が出力される差信号発生器である。

【００１８】 ２２は差信号“Δ”が入力されて重み関数のω＝ｆ（Δ）と“１−ω”を発生 する重み関数発生器である。 次に上記のように構成された実施例の装置の動作の説明をする。差信号発生器 ２１にカラー演算器５の出力の新データａとカラーフレームメモリ９の出力の旧 データｂとが入力され、その差の信号“Δ”が出力される。“Δ”は次式に示す 通りである。

【００１９】 Δ＝｜ａ−ｂ｜ この差信号“Δ”は重み関数発生器２２に入力され、重み関数“ω”と“１− ω”とを発生する。

【００２０】 ω＝ｆ（Δ），１−ω＝１−ｆ（Δ） 但し、 １≧ｆ（Δ）≧０ ｆ（Δ）はΔが大きいと値が小さくなる関数 “ω”は新データ乗算器６で新データａと掛け算され、“１−ω”は旧データ 乗算器１０においてカラーフレームメモリ９の出力の旧データｂと掛け算される 。

【００２１】 新データ乗算器６の出力信号と旧データ乗算器１０の出力信号とは加算器８で 加算され、カラーフレームメモリ９に入力されて、輝度信号出力として次段に出 力される。

【００２２】 以上説明したように本実施例によれば、新データと旧データの差を求め、差が 小さいときは重み関数“ω”が大きくなって急な変化があっても影響は少なく、 早く収束させることができる。差が大きいときは重み関数“ω”は小さくなり、 収束の速度を犠牲にして、フレーム間の変化を緩やかにすることができ、データ 差に対応した重み関数を選択することにより、良好な画像を得ることができるよ うになる。

【００２３】

【考案の効果】

以上詳細に説明したように本考案によれば、重み関数ωを新データと旧データ の差に応じて変化させることにより、本来のフレームアベレージ機能を損なうこ とがなく一定の輝度に収束する時間の早い即ち速いレスポンス特性を得ることが できるようになり、実用上の効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の装置のブロック図である。

【図２】従来のフレームアベレージ機能を有するＣＦＭ
機能付超音波診断装置のブロック図である。

【図３】重みの大きさによる信号の入力データの輝度へ
の収束の速度の変化を示す曲線図である。

【符号の説明】

３ カラーフロー検出器 ５ カラー演算器 ６ 新データ乗算器 ８ 加算器 ９ カラーフレームメモリ １０ 旧データ乗算器 ２１ 差信号発生器 ２２ 重み関数発生器

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ドプラ偏移された超音波信号を受波して
   ドプラ検波するカラーフロー検出器（３）と、ディジタ
   ル信号に変換後ドプラ偏移信号を分析してその正負と偏
   移周波数とを検出して方向信号と輝度信号を出力するカ
   ラー演算器（５）とを有し、フレーム毎の画像データの
   変化をスムーズにするためのフレームデータアベレージ
   ング動作をするＣＦＭ機能付超音波診断装置において、 前回入力された１フレームの輝度信号である旧データ
   （ｂ）と新たに入力された１フレームの輝度信号である
   新データ（ａ）との差を求めて差信号（Δ）を発生する
   差信号発生器（２１）と、 該差信号発生器（２１）の出力の差信号（Δ）に応じた
   第１の重み関数（ω）と第２の重み関数（１−ω）を発
   生する重み関数発生器（２２）と、 新データ（ａ）と第１の重み関数（ω）との乗算を行う
   新データ乗算器（６）と、 旧データ（ｂ）と第２の重み関数（１−ω）との乗算を
   行う旧データ乗算器（１０）と、 前記新データ乗算器（６）の出力データと前記旧データ
   乗算器（１０）の出力データとを加算する加算器（８）
   と、 該加算器（８）の出力データを逐次格納し、既に格納さ
   れているデータを前記差信号発生器（２１）と前記旧デ
   ータ乗算器（１０）に入力するカラーフレームメモリ
   （９）とを具備することを特徴とするＣＦＭ機能付超音
   波診断装置。