JPH0630936A - 超音波診断装置 - Google Patents

超音波診断装置

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JPH0630936A
JPH0630936A JP4187935A JP18793592A JPH0630936A JP H0630936 A JPH0630936 A JP H0630936A JP 4187935 A JP4187935 A JP 4187935A JP 18793592 A JP18793592 A JP 18793592A JP H0630936 A JPH0630936 A JP H0630936A
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ultrasonic
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Isamu Yamada
勇 山田
Nobushiro Shimura
孚城 志村
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、拍動や外部印加圧による、生体組
織変位量を算出表示する機能を備えた超音波診断装置に
関し、診断上有効な変位をリアルタイム的に求めて表示
する。 【構成】 断層像に所望の点および所望の方向を指示
し、受信データを補間演算することにより該所望の点を
通り所望の方向に沿う演算データを、互いに時刻の異な
る複数の断層像について求め、その演算データに基づい
て所望の点の所望の方向の変位もしくは変化率を求めて
それを表示する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、被検体内に超音波を送
信し該被検体内で反射された超音波を受信して受信デー
タを得、該受信データに基づいて被検体内の断層像を表
示する超音波診断装置に関し、詳細には、拍動や外部印
加圧による、生体組織変位量を算出表示する機能を備え
た超音波診断装置に関する。
【0002】被検体、特に人体内に超音波を送信し、人
体内の組織で反射されて戻ってきた超音波を受信して受
信信号を得、この受信信号に基づく人体内の断層像を表
示することにより人体の内臓の疾患の診断を容易ならし
める超音波診断装置が従来より用いられており、単なる
断層像の表示のみでなく、人体内の種々の部位の変位を
求める手法も種々提案とされている。これら種々提案さ
れている方法のうち代表的なものとして、ドプラ法を利
用した方法や2次元相互相関法がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前者は、演
算量は少なくリアルタイムに変位量を算出表示すること
ができるという利点がある反面、走査線方向の変位量し
か算出できないと言う欠点がある。また、後者は、2次
元の変位量を算出できる反面、計算量が膨大で、リアル
タイム性に欠けるという欠点がある。
【0004】本発明は、この点に鑑み、リアルタイム性
に優れ、かつ診断上有効な変位を求めて表示する機能を
備えた超音波診断装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の超音波診断装置は、被検体内に超音波を送信し該被
検体内で反射された超音波を受信して受信データを得、
該受信データに基づいて被検体内の断層像を表示する超
音波診断装置において、 (1)表示された断層像内に所望の点及び所望の方向を
指示する指示手段 (2)上記受信データに基づいて、所望の点を通り所望
の方向に延びる線分に沿う演算用データを、互いに異な
る時刻に得られた複数の断層像について求める演算用デ
ータ生成手段 (3)上記演算用データに基づいて、所望の点の所望の
方向の変位もしくは該変位の前記所望の方向に沿う変化
率を求める変位演算手段 (4)該変位もしくは該変化率を表示する表示手段 を備えたことを特徴とするものである。
【0006】ここで、上記指示手段により、上記所望の
方向として複数の方向を指示するように構成してもよ
く、もしくは、上記指示手段により、あらかじめ定めら
れた複数の方向の中から、上記所望の方向として一方向
もしくは複数の方向を指示するように構成しても良い。
また、上記所望の点に関しては、上記指示手段により、
上記所望の点として所望の方向に連なる複数の点を指示
するように構成してもよく、あるいは上記指示手段によ
り、上記所望の点として2次元的に連なる複数の点を指
示するように構成してもよい。
【0007】また、上記演算用データ生成手段は、この
演算用データ生成手段において上記受信データに補間演
算を施すこと等により演算用データを生成するものであ
ってもよく、あるいは後述する実施例に示すスキャンコ
ンバータ等、全画面について補間演算を行なう手段を他
に備えている場合は、補間演算されたデータの中から所
定のデータを演算用データとして抽出するものであって
もよい。
【0008】
【作用】肝臓を例に挙げると、肝臓実質部の変位は、拍
動に同期してある一定方向にのみ大きく観測される。従
って、変位しやすい組織かどうかを知るためには、大き
く変位している方向のみ観測すれば十分である。本発明
の超音波診断装置は、この点に想到することにより完成
されたものである。即ち、本発明の超音波診断装置は、
断層像上に所望の点および所望の方向を指示し(上記
(1))、受信データを補間演算することにより該所望
の点を通り所望の方向に沿う演算用データを、互いに時
刻の異なる複数の断層像について求め(上記(2))、
その演算用データに基づいて所望の点の所望の方向の変
位もしくは変化率を求めて(上記(3))それを表示す
る(上記(4))ように構成したため、一次元的な少な
い演算量で済み、したがってリアルタイム性が確保さ
れ、しかも診断上有効な所望の方向の変位等が得られ
る。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
1は本発明の一実施例の超音波診断装置の構成を示すブ
ロック図である。オシレータ3で送信パルスが生成さ
れ、ビーム生成回路4により被検体1内の所定位置に焦
点が形成されるように送信パルスが遅延され、この遅延
された送信パルスが超音波トランスデューサ2に送られ
てこの超音波トランスデューサ2から被検体1内に超音
波が送信される。被検体1内の組織で反射され超音波ト
ランスデューサ2に戻った超音波は再びこの超音波トラ
ンスデューサ2で受信される。この受信により得られた
受信信号は、ビーム生成回路4により、被検体内の所定
位置に焦点を結ぶように遅延加算され、検波回路5に入
力される。この検波回路5で検波された受信信号は次に
スキャンコンバータ6に入力され、このスキャンコンバ
ータ6でディスプレイ7に表示できるように座標変換さ
れた後、ディスプレイ7に被検体1の断層像が表示され
る。ここまでは従来の超音波診断装置と同様である。
【0010】検波回路5から出力された検波後の受信信
号は、メモリ8に一旦格納される。ここで例えばマウ
ス、トラックボール等のポインティングデバイスからな
る指示手段12からディスプレイ7に表示された断層像
内に所望の点及び所望の方向が指示される。この指示手
段12により指示された所望の点及び所望の方向は表示
データ生成手段11に入力されて、以下に示すような表
示データが生成され、断層像に重畳されてディスプレイ
7に表示される。
【0011】図2(a)〜(d)、図3(e)〜(g)
は、所望の点及び方向指示の具体例を示した図である。
ここで図2(a),(b)はポイント指定、図2
(c),(d)は線分上の複数点指定、図3(e)〜
(g)は領域指定の例を示したものである。図2(a)
は、超音波画像上に、変位を算出するための方向とその
中心位置を示したものである。ここで、マウス等で点の
位置及び方向が任意に変更できるようにする。図では、
中心位置を●で示しているが必ずしも中心位置の表示は
必要ではない。
【0012】図2(b)は、予め指定した数の複数方向
を示すマーカを用意しておき、その内のどれか1つを選
択できるようにしたものである。同図では、4方向の
内、番号2の方向を選択したことを示している。図2
(c)は、指定された方向の線分上の複数点が指定され
たことを表示している。図2(d)は、複数方向を示す
マーカの内ある1つの方向を選択し、かつその方向の線
分上に複数の点が指定されたことを表わしている。
【0013】尚、図2(a)〜(d)ではそれぞれ1つ
の方向のみ指定されているが、それぞれ複数の方向を指
定してもよい。また図3(e)は、矩形領域の指定、図
3(f)は、扇型領域の指定、図3(g)は、放射型領
域の指定の例である。このような指定領域内の各点につ
いて、その変位は、各位置に対応させた輝度情報として
表示される。
【0014】上記のようにして指示手段12(図1参
照)により所望の点(1つもしくは複数)および所望の
方向(一方向もしくは複数方向)が指示されると、この
指示情報は演算用データ生成手段9に入力され、演算用
データ生成手段9では以下に示すようにして上記所望の
点を通り所望の方向に並ぶ複数の画素点の演算用データ
が求められる。
【0015】図4は、この演算用データ生成手段9にお
ける演算用データの求め方の一例を示した図である。図
4(a)において、○印は超音波走査線上のサンプリン
グされたデータ点を示し、●印は、指示手段12によっ
て指定された点を含み指定された方向に連なるデータ点
を示す。この●印に対応するデータ点のデータが本発明
にいう演算用データである。このように、算出したいデ
ータ点と超音波走査線上のデータ点が一致するとは限ら
ない。そこで、○印のデータから、この●印のデータを
生成する必要がある。
【0016】演算用データ生成手段9は、●印のデータ
を生成するための手段であり、図4(b)を参照して、
その一例を説明する。図4(b)において、近傍4点を
使って演算用データFを生成することを考える。同図に
おいて、A−D間、及び、C−D間の距離をd、点Fを
通り、線分AD、BCに交わる円弧の距離(G−H間の
円弧の距離)をwとする。この例では、セクタスキャン
を想定しているので、G−H間は円弧となるが、リニア
スキャンの場合は、直線となる。
【0017】ここで、点A,B,C,Dの平均を以下の
ように定義する。尚ここでは簡単のため、各点と、該各
点に対応づけられるデータとに同一の符号を用いてい
る。 G=(d−b)/d*A+b/d*D …(1) H=(d−b)/d*B+b/d*C …(2) F=(w−a)/w*G+a/w*H =(d−b)(w−a)/wd*A+(d−b)a/wd*B +ba/wd*C+(w−a)b/wd*D …(3) ここでは上式のように算出したデータ系列をs(r,
t)と表記する。ここで、引数rは指定した方向を、t
は画面データの時刻を示す。
【0018】演算用データ生成手段9において上記のよ
うにして求められた演算用データs(r,t)は、変位
算出手段10に入力され、この変位算出手段10におい
て指定手段12により指定された点の変位が求められ
る。図5は変位算出手段10の詳細ブロック図である。
上記演算用データs(r,t)は、相関演算手段10−
1に入力され、この相関演算手段10−1で以下のよう
にして相互相関演算が行なわれ、これに基づいて変位が
求められる。即ち、異なる時刻におけるデータ系列s
(r,t1)、s(r,t2)を使うと、相互相関関数
C(τ)は、空間窓を−T/2〜T/2として、
【0019】
【数1】
【0020】となる。このようにして求められたC
(τ)の最大のピーク値をとるときのτが変位量とな
る。このようにして多数のフレームについて順次変位量
が求められ、この求められた変位量がメモリ10−2に
一旦格納される。この格納された変位量は、その後この
メモリ10−2から読み出され極低周波成分除去手段1
0−3に入力される。
【0021】図6は、極低周波成分除去手段10−3に
おける演算を表わした模式図である。上記のようにして
求めた変位量は図6(a)に破線で示すように、呼吸等
の影響によるゆっくりとした変位量と心臓の鼓動に起因
する比較的早い動きの変位量とが重畳されたものであ
り、この極低周波成分除去手段10−3では、呼吸によ
るゆっくりとした変位が除去され、図6(b)に示すよ
うに心臓の鼓動に起因する変位のみが抽出される。 こ
のようにして抽出された心臓の鼓動に起因する変位は、
必要に応じて微分手段10−4を経由した後変位算出手
段10から出力され、表示データ生成手段11に入力さ
れる。
【0022】ここで、微分手段10−4は、上記のよう
にして求めた変位を指示方向(図3(a)参照)に空間
微分するものであり、これにより、変位量の、指示方向
の変化率が求められる。表示データ生成手段11には上
記のようにして求められた変位量もしくはその変化率が
入力され、この変位量もしくはその変化率を示す画像デ
ータが生成され、ディスプレイ7にその画像が表示され
る。
【0023】図7は、変位ないし変化率の表示態様の例
を示した図である。図7(a)は、図2(a),(b)
に示すように1点のみが指定された場合の、指定された
1点の指定方向への変位の時間変化を表わした図であ
る。図7(b)は、図2(c),(d)に示すように指
定方向に連なる複数の点が指定された場合の表示態様で
あり、指定方向の各点における指定方向への変位のの時
間変化が3次元的に表示されている。
【0024】また、図3(e)〜(f)のような領域指
定に対しては、変位あるいは変化率をカラーエンコード
し、断層像に重畳して表示してもよい。図7(c),
(d)は、変位の変化率の時間変化を表わした図であ
り、変位を表示した場合の、それぞれ図7(a),
(b)に対応する表示態様である。このように、自由に
方向を指定してその指定した方向について変位等を算出
して表示できるように構成することにより、任意の方向
の変位量或いは変化率を知ることができる。操作者は、
指定方向を変えることで、大きく変動する方向を容易に
知ることができる。また、この演算は基本的に1次元方
向を対象としているため、演算量は少なくて済む。
【0025】ここで、上記実施例では、図1に示すよう
に検波回路5を通過した後の受信信号に基づいて変位等
を求めたが、図1に破線で示すように、検波回路5を通
過する前の受信信号に基づいて変位等を求めてもよく、
スキャンコンバータ6を通過した後の画像信号に基づい
て変位等を求めてもよい。スキャンコンバータ6を通過
した後の画像信号に基づいて変位等を求める場合、補間
演算前の受信信号(図4(a)に示す○印)は正方形に
配置され、補間演算が容易となる。また、スキャンコン
バータ6において予め十分に細かく座標変換及び補間操
作がなされている場合はあらためて補間をしないで、近
傍の点の値としてFの値(●印のデータ)を決めても良
い。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の超音波診
断装置は、断層像に所望の点および所望の方向を指示
し、受信データを補間演算することにより該所望の点を
通り所望の方向に沿う演算用データを、互いに時刻の異
なる複数の断層像について求め、その演算用データに基
づいて所望の点の所望の方向の変位もしくは変化率を求
めてそれを表示するように構成したものであり、これに
より、一次元的な少ない演算量で所望とする点の診断上
有効な変位等をリアルタイム的に表示することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の超音波診断装置の構成を示
すブロック図である。
【図2】所望の点及び方向指示の具体例を示した図であ
る。
【図3】所望の点及び方向指示の具体例を示した図であ
る。
【図4】演算用データ生成手段における演算用データの
求め方の一例を示した図である。
【図5】変位算出手段の詳細ブロック図である。
【図6】極低周波数成分除去手段における演算を表わし
た模式図である。
【図7】変位ないし変化率の表示態様の例を示した図で
ある。
【符号の説明】
1 被検体 2 超音波トランスデューサ 3 オシレータ 4 ビーム生成回路 5 検波回路 6 スキャンコンバータ 7 ディスプレイ 9 演算用データ生成手段 10 変位算出手段 10−1 相関演算手段 10−3 極低周波成分除去手段 10−4 微分手段 11 表示データ生成手段 12 指示手段

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被検体内に超音波を送信し該被検体内で
    反射された超音波を受信して受信データを得、該受信デ
    ータに基づいて被検体内の断層像を表示する超音波診断
    装置において、 表示された断層像内に所望の点及び所望の方向を指示す
    る指示手段と、 前記受信データに基づいて、前記所望の点を通り前記所
    望の方向に延びる線分に沿う演算用データを、互いに異
    なる時刻に得られた複数の断層像について求める演算用
    データ生成手段と、 前記演算用データに基づいて、前記所望の点の前記所望
    の方向の変位もしくは該変位の前記所望の方向に沿う変
    化率を求める変位演算手段と、 該変位もしくは該変化率を表示する表示手段とを備えた
    ことを特徴とする超音波診断装置。
  2. 【請求項2】 前記指示手段が、前記所望の方向として
    複数の方向を指示するものであることを特徴とする請求
    項1記載の超音波診断装置。
  3. 【請求項3】 前記指示手段が、あらかじめ定められた
    複数の方向の中から、前記所望の方向として一方向もし
    くは複数の方向を指示するものであることを特徴とする
    請求項1記載の超音波診断装置。
  4. 【請求項4】 前記指示手段が、前記所望の点として前
    記所定の方向に連なる複数の点を指示するものであるこ
    とを特徴とする請求項1記載の超音波診断装置。
  5. 【請求項5】 前記指示手段が、前記所望の点として2
    次元的に連なる複数の点を指示するものであることを特
    徴とする請求項1記載の超音波診断装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006187594A (ja) * 2005-01-05 2006-07-20 Medison Co Ltd 超音波診断システム及び方法
JP2013034883A (ja) * 2005-01-04 2013-02-21 Hitachi Medical Corp 超音波診断装置

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