JPH06277218A - 超音波診断装置 - Google Patents

超音波診断装置

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JPH06277218A
JPH06277218A JP7188393A JP7188393A JPH06277218A JP H06277218 A JPH06277218 A JP H06277218A JP 7188393 A JP7188393 A JP 7188393A JP 7188393 A JP7188393 A JP 7188393A JP H06277218 A JPH06277218 A JP H06277218A
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JP
Japan
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data
flow velocity
aliasing
circuit
doppler
Prior art date
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Pending
Application number
JP7188393A
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English (en)
Inventor
Hideki Okazaki
秀樹 岡崎
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Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 エイリアシングによる誤診断を防止する。 【構成】 この装置は、現フレームの血流速データを記
憶する第2フレームメモリと、前フレームの血流速デー
タを記憶する第3フレームメモリと、前後のフレームの
血流速データの変化量を検出してエイリアシングが発生
したか否かを判断するエイリアシング検出・データ修正
回路24とを有している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波診断装置、特
に、反射エコー信号に基づいて生体内の血流情報を表示
する超音波診断装置に関する。
【0002】
【従来の技術】医用分野で用いられる超音波診断装置で
は、たとえば心臓部の断層データをリアルタイムでモニ
タに表示したり、またパルスドプラ法により特定部位の
血流速度を測定し、この分布を前記同様にモニタに表示
することが行われている。このような超音波診断装置に
おいて、血流速度を2次元的に把握するために、2次元
血流断層方式が採用されている。この2次元血流断層方
式は、断層データに血流速度を合成し、血流速度を2次
元で、しかもリアルタイムに表現するものである。すな
わち、断層情報及び血流情報が、それぞれディジタル化
されて合成され、R,G,Bのテレビジョン信号に変換
されて、通常の断層像の上に血流速度が重ねて表示され
る。またこれとともに、検出された血流の平均速度プロ
フィールがカラー表示されるようになっている。
【0003】このとき、ドプラ信号処理系で得られるエ
コー信号は、参照波が乗算された後、ローパスフィルタ
を通過して検波される。そして、A/D変換を行い、ク
ラッターを取り除くためのMTIフィルタを通過した後
に血流演算回路に入力される。血流演算回路では流速値
等が演算され、これにより得られた流速値データは、そ
れに対応したカラーに色付けされてモニタ上に表示され
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前記ドプラ信号処理系
において、超音波ビームの繰り返し周波数(PRF)に
よって検出可能な周波数領域が限定され、通常は、−P
RF/2(Vmin に相当)〜+PRF/2(Vmax に相
当)に設定される。このとき、目的とする血流の流速分
布が前記範囲内であれば問題ないが、測定対象の流速分
布が前記範囲を越えた場合にエイリアシングが生ずる。
すなわち、例えば、実際の流速が「+PRF/2+Δ
f」で、測定可能範囲をΔfだけ越えた場合は、「−P
RF/2」にΔf分だけ加算された周波数(流速)とし
て表示されてしまう。また、逆に、実際の流速が「−P
RF/2−Δf」で、測定可能範囲をΔfだけ越えた場
合は、「+PRF/2」からΔf分だけ減算された周波
数(流速)として表示されてしまう。
【0005】ここで、通常のドプラ方式であるいわゆる
1点ドプラー方式では、一般に64点または128点の
データによる高速フーリエ演算(FFT演算)を行って
流速演算を行うが、2次元血流表示方式では8点程度の
データによる自己相関法によっ流速演算を行っている。
しかし、前記エイリアシングは、FFT演算や自己相関
法等の演算方式によらず存在する問題であり、このよう
なエイリアシングが生じると、正確な診断及び治療を行
えない場合がある。
【0006】本発明の目的は、エイリアシングによる誤
診断を防止することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明に係る超音波診断
装置は、生体内に超音波ビームを繰り返し発射し、生体
内から得られた反射エコー信号に基づいて生体内の血流
情報を表示するものであり、流速演算手段と、記憶部
と、流速変化量検出手段と、判断手段とを備えている。
【0008】前記流速演算手段は反射エコー信号から血
流の流速データを所定の周期で演算するものである。前
記記憶部は流速演算手段で得られた流速データを記憶す
るものである。前記流速変化量検出手段は、記憶部に記
憶された流速データを利用して異なる周期の流速データ
の変化量を検出するものである。前記判断手段は、流速
変化量検出手段の検出結果からエイリアシングが発生し
たか否かを判断するものである。
【0009】
【作用】本発明に係る超音波診断装置では、生体内に超
音波ビームを繰り返し発射し、これによって得られた反
射エコー信号から、所定周期で血流の流速データを演算
する。演算によって得られたデータは記憶部に記憶され
る。そして、この記憶部に格納されたデータを利用し
て、たとえば流速演算手段で得られた現フレームの流速
データと、記憶部に格納された前フレームの流速データ
とにより流速の変化量を検出する。ここで、前記例のよ
うなフレームが更新される程度の周期では流速値の変化
は小さいので、前記変化量の検出結果が所定のしきい値
よりも大きい場合はエイリアシングが生じていると判断
する。
【0010】ここでは、エイリアシングが生じているか
否かを判断できるので、エイリアシングが生じている場
合は演算値を適当な値に補正でき、正確な診断が行え
る。
【0011】
【実施例】図1は本発明の一実施例による超音波診断装
置の概略構成を示している。図において、探触子1は複
数の微小振動子から構成されており、送受波回路2に接
続されている。送受波回路2は、超音波ビームを送波す
るための高周波パルス発振器、反射エコーを受信処理す
る受信器、電子走査を行うための遅延回路及び遅延量選
択回路等により構成されている。送受波回路2には、基
準となる参照波信号を発生する発振器(OSC)3が接
続されている。また、送受波回路2の出力は、ドプラ信
号処理系4及び断層用信号処理回路5に接続されてい
る。
【0012】ドプラ信号処理系4はミキサー6,7を有
している。ミキサー6には、送受波回路2の出力と、発
振器3の出力を90°移相する90°移相器8の出力と
が入力されており、ミキサー7には、送受波回路2の出
力と発振器3の出力とが入力されている。ミキサー6,
7には、ローパスフィルタ9が接続されている。ローパ
スフィルタ9は、ミキサー6,7によって得られる和及
び差の周波数のうちの和の周波数を除去し、ドプラ信号
を得るためのものである。
【0013】ローパスフィルタ9にはA/D変換回路1
0が接続されている。A/D変換回路10はアナログの
ドプラ信号をディジタルのドプラ信号に変換するもので
ある。A/D変換回路11はMTIフィルタ11に接続
されている。MTIフィルタ11は、A/D変換回路1
0の出力データの低周波数成分を除去し、クラッタを除
去するためのものである。
【0014】MTIフィルタ11には演算回路12が接
続されている。演算回路12は、FFT演算を行って血
流の速度分布を求めたり、あるいは他の演算により平均
血流を求めたりする回路である。一方、断層用信号処理
回路5は生体の断層データを得るための回路であり、検
波機能等を有している。そして、この断層用信号処理回
路5の出力は、A/D変換回路13を介して、演算回路
12の出力とともにディジタルスキャンコンバータ(D
SC)14に入力されている。DSC14の出力側には
CRTモニタ15が接続されている。
【0015】そして、各回路は、CPU、RAM、RO
M等からなるマイクロコンピュータを含む制御部16に
よって制御されている。DSC14の詳細を図2に示
す。このDSC14は、A/D変換回路13からの断層
データを1フレーム分記憶可能な第1フレームメモリ2
0と、それぞれ演算回路12からのドプラデータを1フ
レーム分記憶可能な第2及び第3フレームメモリ21,
22と、第2及び第3フレームメモリ21,22からデ
ータが入力されるエイリアシング検出・データ修正回路
24と、合成部25と、D/A変換回路26とを有して
いる。エイリアシング検出・データ修正回路24は、図
3に示すように、あるサンプル領域のドプラデータを前
後のフレームで比較して変化量を検出する変化量演算部
24aと、変化量と予め設定されたしきい値とを比較し
てエイリアシングが生じているか否かを判断する比較部
24bと、比較部24bの結果よりデータを修正してあ
るいはそのまま合成部25に出力するデータ修正部24
cとを有している。合成部25は、第1フレームメモリ
20からの断層データと、エイリアシング検出・データ
修正回路24からのドプラデータとを合成するための回
路である。なお、合成部25からD/A変換回路26を
介して出力されたアナログ信号は、CRTモニタ15に
表示可能なようにテレビジョン同期信号が付加されて、
CRTモニタ15に出力される。
【0016】次に動作について説明する。発振器3から
探触子駆動用の信号(参照波信号)が出力されると、こ
の信号は送受波回路2に送出され、これにより探触子1
の各振動子が駆動される。探触子1からは超音波ビーム
が生体内に送波され、この反射エコーは探触子1により
受波される。反射エコー信号は送受波回路2により処理
されて、ドプラ信号処理系4及び断層用信号処理回路5
に入力される。
【0017】ドプラ信号処理系4では、送受波回路2に
より得られたエコー信号と、発振器3の参照波信号及び
これを90°移相した信号とを、それぞれミキサー6,
7でミキシングして90°検波する。この検波出力は、
ローパスフィルタ9を通して高周波数成分がカットされ
た後、A/D変換回路10に入力される。A/D変換回
路10によってディジタル信号に変換されたドプラ信号
は、MTIフィルタ11に入力され、低周波数成分(ク
ラッタ)が除去される。この後、演算回路12よって血
流速度等のデータが演算される。
【0018】このようにして得られたデータはDSC1
4に入力され、色付けが行われるとともに、断層用信号
処理回路5で得られた断層データと重ね合わされてCR
Tモニタ15上に表示される。DSC14では、以下に
示す処理によってエイリアシングが生じているか否かを
判断し、生じている場合はデータを修正する。
【0019】すなわち、第2フレームメモリ21には現
フレーム(n番目のフレーム)の流速データが格納さ
れ、第3フレーム22には1フレーム前の(n−1)番
目のフレームの流速データが格納される。これらのフレ
ームにおける、対応するサンプル位置のそれぞれのデー
タVn,Vn-1 を、エイリアシング検出・データ修正回
路24に取り込む。エイリアシング検出・データ修正回
路24では、変化量演算部24aにおいて、前記2つの
データの差ΔV、 ΔV=|Vn−Vn-1 | を計算する。
【0020】ここで、表示可能な血流の流速値の範囲
を、−Vmax 〜+Vmax (Vmax >0)とする。そし
て、仮に(n−1)番目のフレームでの流速データV
n-1 とn番目のフレームでの流速データVnとが、とも
にエイリアシングのない範囲のデータであるとすると、
データの変化量ΔVは、ある一定値(例えばVmax )の
値に比較して小さい値であると考えられる。なぜなら、
フレームが更新される程度の周期では、流速値の変化量
はかなり小さいものだからである。
【0021】次に、流速データVn-1 がエイリアシング
の生じていない範囲のデータで、次のフレームのデータ
Vnでエイリアシングが生じたとする。例えば、(n−
1)番目のフレームにおける実際の流速値Vn-1 が、 Vn-1 =+Vmax −v1 (0<v1 ≪Vn-1 ) で、n番目のフレームの実際の流速値Vnが、 Vn=Vmax +v2 (0<v2 ≪Vmax ) となったとする。ところが、Vnの値は繰り返し周波数
(PRF)の制限による表示可能な流速値の範囲(−V
max 〜+Vmax )を越えているので、エイリアシングが
生じて、 Vn’=−Vmax +v2 なる流速値として計算されてしまう。この場合は、 ΔVn=|Vn−Vn-1 |=2Vmax −(v1 +v2 ) となって、ΔVnの値はほぼ2Vmax に近い値となる。
【0022】そこで本実施例のエイリアシング検出・デ
ータ修正回路24では、変化量演算部24aでの演算結
果ΔVnと、予め設定されたしきい値(ここではVmax
)とを比較部24bで比較する。そして、変化量ΔV
nがしきい値よりも大きい場合はエイリアシングが生じ
たと判断して、ΔVnとエイリアシングが生じたことを
示す検出信号とをデータ修正部24cに出力する。エイ
リアシングが検出された場合は、流速データVnの値
は、折り返された誤ったデータとみなすことができるの
で、データ修正部24cでは、 ……,Vn-2 ,Vn-1 >0のとき、Vn=+Vmax とし、 ……,Vn-2 ,Vn-1 <0のとき、Vn=−Vmax としてデータを修正する。すなわち、例えば、……,V
n-2 ,Vn-1 >0のとき、Vnが+Vmax を越えた場合
でも、それまでの流れの方向にVmax で流れる血流とし
て、合成部25に出力する。
【0023】以上のような処理を、フレームメモリ2
1,22の全サンプル位置について行うことにより、ま
た各フレーム毎に行うことにより、エイリアシングのな
い正確な2次元血流情報が得られる。このような実施例
では、エイリアシングが生じても、流速値の大きさに関
しては誤差はあるものの、血流の方向に関しては正しい
情報が得られ、診断上、治療上において正確な処理を行
うことができる。特にカラードプラーモードの場合は、
流速値の大きさに少しの誤差があっても、色付け自体に
大きな変化はなく、問題になることはない。
【0024】〔他の実施例〕 (a)前記実施例では、エイリアシングの検出及びデー
タの修正をエイリアシング検出・データ修正回路24、
すなわちハード構成で行ったが、プログラムによるソフ
ト処理によって行うようにしてもよい。 (b)前記実施例では本発明をカラードプラ超音波診断
装置に適用したが、他の例えば血流分布のみを表示する
ようにしたドプラ超音波診断装置にも同様に適用するこ
とができる。
【0025】
【発明の効果】以上のように本発明では、所定周期毎の
血流速度データの変化量を比較してエイリアシングを検
出するので、血流の方向に関して誤診断を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による超音波診断装置の概略
構成を示すブロック図。
【図2】前記超音波診断装置のDSCの構成を示すブロ
ック図。
【図3】エイリアシング検出・データ修正回路のブロッ
ク図。
【符号の説明】
12 演算回路 21,22 フレームメモリ 24 エイリアシング検出・データ修正回路 24a 変化量演算部 24b 比較部 24c データ修正部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】生体内に超音波ビームを繰り返し発射し、
    前記生体内から得られた反射エコー信号に基づいて前記
    生体内の血流情報を表示する超音波診断装置において、 前記反射エコー信号から血流の流速データを所定の周期
    で演算する流速演算手段と、 前記流速演算手段で得られた流速データを記憶する記憶
    部と、 前記記憶部に記憶された流速データを利用して異なる周
    期の流速データの変化量を検出する流速変化量検出手段
    と、 前記流速変化量検出手段の検出結果からエイリアシング
    が発生したか否かを判断する判断手段と、を備えた超音
    波診断装置。
JP7188393A 1993-03-30 1993-03-30 超音波診断装置 Pending JPH06277218A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007160120A (ja) * 2005-12-16 2007-06-28 Medison Co Ltd 超音波システム及び超音波映像形成方法
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