JPH06319735A - 超音波診断装置 - Google Patents

超音波診断装置

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JPH06319735A
JPH06319735A JP11439193A JP11439193A JPH06319735A JP H06319735 A JPH06319735 A JP H06319735A JP 11439193 A JP11439193 A JP 11439193A JP 11439193 A JP11439193 A JP 11439193A JP H06319735 A JPH06319735 A JP H06319735A
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Shinichi Amamiya
慎一 雨宮
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Yokogawa Medical Systems Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 黒ゴマノイズが目立たず、且つ、血流の立上
がり時間の計測しやすいソノグラム表示を行うことが出
来る超音波診断装置を提供する。 【構成】 高域フィルタ11ah,11bhと低域フィ
ルタ11al,11blとでドプラー信号の高域部と低
域部とを分離し、高域部に対しては狭ウィンドウ関数部
13ah,13bhで時間幅の比較的狭いウィンドウ処
理を施し、低域部に対しては広ウィンドウ関数部13a
l,13blで時間幅の比較的広いウィンドウ処理を施
す。そして、両ウィンドウ処理後の信号を加算部14
a,14bで加算してから周波数分析する。 【効果】 黒ゴマノイズが目立たず、且つ、血流の立上
がり時間の計測しやすいソノグラム表示を行うことが出
来る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、超音波診断装置に関
し、さらに詳しくは、ノイズが目立たず且つ血流の立上
がり時間の計測しやすいソノグラム表示を行うことが出
来る超音波診断装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図6は、従来の超音波診断装置における
ウィンドウ処理部を示すブロック図である。このウィン
ドウ処理部50は、超音波エコー信号から抽出されたド
プラー信号のI成分の所定期間のデータを記憶するメモ
リ52aと、周波数分析されるタイミングに従って前記
メモリ52aからデータを読み出して所定のウィンドウ
関数を乗算し周波数分析部(図示省略)に与えるウィン
ドウ関数部53aと、超音波エコー信号から抽出された
ドプラー信号のQ成分の所定期間のデータを記憶するメ
モリ52bと、周波数分析されるタイミングに従って前
記メモリ52bからデータを読み出して所定のウィンド
ウ関数を乗算し周波数分析部(図示省略)に与えるウィ
ンドウ関数部53bとから構成されている。
【0003】図7,図8,図9は、ウィンドウ処理の概
念図である。図7は、ウィンドウ処理前のデータの例で
ある。横軸は時間tであり、縦軸は信号電圧Vである。
図8は、ウィンドウ関数の例(ハニングウィンドウ)で
ある。横軸のnはサンプル番号であり、縦軸のw(n)
は重みである。図9は、ウィンドウ処理後のデータの例
である。
【0004】図10は、周波数スペクトルの時間変化を
示すソノグラム表示の例である。図8に示すような時間
幅が比較的広いウィンドウ関数を用いてウィンドウ処理
を施した場合、図10に示すように黒ゴマのようなノイ
ズの多いソノグラム表示となる。これは、元の超音波エ
コー信号がノイズに似た性質を持ち、各周波数における
パワー値が大きくばらついているためである。一方、図
11に示すような時間幅が比較的狭いウィンドウ関数を
用いてウィンドウ処理を施した場合、図12に示すよう
に黒ゴマノイズの目立たないソノグラム表示となる。こ
れは、時間幅が比較的狭いウィンドウ関数により周波数
スペクトルに広がりが出るためである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】時間幅が比較的狭いウ
ィンドウ関数を用いると、上記のように黒ゴマノイズの
目立たないソノグラム表示が得られる長所がある。ま
た、血流の変化に追従しやすくなるという長所もある。
しかし、図13に示すように、血流の立上がり開始時刻
tsが周波数スペクトルの広がりのために見極めにくく
なり、血流の立上がり開始時刻tsから完了時刻tpま
での時間Tを計測しにくくなる問題点があった。すなわ
ち、実際よりも長めに計測値を出しやすくなる傾向があ
った。そこで、この発明の目的は、黒ゴマノイズが目立
たず且つ血流の立上がり時間の計測しやすいソノグラム
表示を行うことが出来る超音波診断装置を提供すること
にある。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明の超音波診断装
置は、超音波エコー信号からドプラー信号を取り出し、
そのドプラ信号を周波数分析し、周波数スペクトルの時
間変化をソノグラム表示する超音波診断装置において、
ドプラー信号の高域部を取り出す高域フィルタ手段と、
前記ドプラー信号の高域部に対して時間幅の比較的狭い
ウィンドウ処理を施す狭ウィンドウ処理手段と、ドプラ
ー信号の低域部を取り出す低域フィルタ手段と、前記ド
プラー信号の低域部に対して時間幅の比較的広いウィン
ドウ処理を施す広ウィンドウ処理手段と、前記両ウィン
ドウ処理後の信号を周波数分析の前または後で加算する
加算手段とを具備したことを構成上の特徴とするもので
ある。
【0007】
【作用】この発明の超音波診断装置では、高域フィルタ
手段と低域フィルタ手段とでドプラー信号の高域部と低
域部とを分離し、高域部に対しては狭ウィンドウ処理手
段で時間幅の比較的狭いウィンドウ処理を施し、低域部
に対しては広ウィンドウ処理手段で時間幅の比較的広い
ウィンドウ処理を施す。そして、両ウィンドウ処理後の
信号を加算手段で加算してから周波数分析するか、又
は、両ウィンドウ処理後の信号をそれぞれ周波数分析し
てから加算手段で加算する。血流の立上がり開始時刻の
近傍では血流の速度が遅いため、ドプラー信号の低域部
は血流の立上がり開始時刻の近傍を表している。ところ
が、この部分には時間幅の比較的広いウィンドウ処理を
施すから、周波数スペクトルの広がりが少なくなる。す
なわち、血流の立上がり開始時刻を見極めやすくなる。
一方、血流の立上がり完了時刻の近傍では血流の速度が
速いため、ドプラー信号の高域部は血流の立上がり完了
時刻の近傍を表している。ところが、この部分には時間
幅の比較的狭いウィンドウ処理を施すから、周波数スペ
クトルが広がる。すなわち、黒ゴマノイズが目立たなく
なる。かくして、黒ゴマノイズが目立たず且つ血流の立
上がり時間の計測しやすいソノグラム表示を行うことが
出来る。なお、定常流のエネルギーが一定の場合、血流
が遅いほどエネルギー強度が高くなるという関係がある
ので、黒ゴマノイズは、血流の遅いところでは元々発生
しにくい。従って、低域部での周波数スペクトルの広が
りが少なくなっても、黒ゴマノイズが増えて実際上の支
障となるようなことはない。
【0008】
【実施例】以下、図に示す実施例によりこの発明をさら
に詳細に説明する。なお、これによりこの発明が限定さ
れるものではない。図1は、この発明の一実施例の超音
波診断装置のブロック図である。この超音波診断装置1
において、プローブ2およびビームフォーマ3は、超音
波パルスを所定時間ごとに所定方向に送波し、その送波
と送波の間に超音波エコーを受信し、超音波エコー信号
をBモード処理部4とミキサー5a,5bとに送る。
【0009】Bモード処理部4は、超音波エコー信号か
らBモード情報を抽出し、DSC(デジタルスキャンコ
ンバータ)16へ出力する。DSC16は、前記Bモー
ド情報からBモード画像を生成する。そして、ディスプ
レイ17は、前記DSC16で生成されたBモード画像
を表示する。
【0010】一方、ミキサー5a,5bは、超音波エコ
ー信号からドプラー信号のI成分,Q成分を抽出する。
これらI成分,Q成分は、ベースバンドフィルタ6a,
6b、ウォールフィルタ7a,7b、プログラマブルゲ
インアンプ8a,8b、アンチエリアシングフィルタ9
a,9b、AD変換器19a,19bを介して、ウィン
ドウ処理部10に入力される。ウィンドウ処理部10
は、I成分,Q成分にウィンドウ処理を施し、FFT部
15へ出力する。FFT部15は、周波数分析により周
波数スペクトルを算出し、これをDSC16へ出力す
る。DSC16は、周波数スペクトルからソノグラム表
示画像を生成する。そして、ディスプレイ17は、ソノ
グラム表示を行う。
【0011】図2は、ウィンドウ処理部10の構成を示
すブロック図である。このウィンドウ処理部10は、ド
プラー信号のI成分の高域部を取り出す高域フィルタ1
1ahと、その高域部の所定期間のデータを記憶するメ
モリ12ahと、周波数分析されるタイミングに従って
前記メモリ12ahからデータを読み出して時間幅の比
較的狭いウィンドウ関数を乗算する狭ウィンドウ関数部
13ahと、ドプラー信号のI成分の低域部を取り出す
低域フィルタ11alと、その低域部の所定期間のデー
タを記憶するメモリ12alと、周波数分析されるタイ
ミングに従って前記メモリ12alからデータを読み出
して時間幅の比較的広いウィンドウ関数を乗算する広ウ
ィンドウ関数部13alと、前記狭ウィンドウ関数部1
3ahの出力と広ウィンドウ関数部13alの出力とを
加算しFFT部15に与える加算部14aを備えてい
る。また、ウィンドウ処理部10は、ドプラー信号のQ
成分の高域部を取り出す高域フィルタ11bhと、その
高域部の所定期間のデータを記憶するメモリ12bh
と、周波数分析されるタイミングに従って前記メモリ1
2bhからデータを読み出して時間幅の比較的狭いウィ
ンドウ関数を乗算する狭ウィンドウ関数部13bhと、
ドプラー信号のQ成分の低域部を取り出す低域フィルタ
11blと、その低域部の所定期間のデータを記憶する
メモリ12blと、周波数分析されるタイミングに従っ
て前記メモリ12blからデータを読み出して時間幅の
比較的広いウィンドウ関数を乗算する広ウィンドウ関数
部13blと、前記狭ウィンドウ関数部13bhの出力
と広ウィンドウ関数部13blの出力とを加算しFFT
部15に与える加算部14bを備えている。なお、図1
のAD変換器19a,19bを、ウィンドウ処理部10
の高域フィルタ11ah,11bh,低域フィルタ11
al,11blの後に設けてもよい。
【0012】図3は、高域フィルタ11ah,11bh
の特性(HPF)と、低域フィルタ11al,11bl
の特性(LPF)の例示図である。これらは、和が
“1”になるような伝達特性になっている。なお、図中
のfxは、周波数成分の実質的な最大値であり、部位に
より経験的に定められる。
【0013】図4は、時間幅の比較的狭いウィンドウ関
数(NWF)と、時間幅の比較的広いウィンドウ関数
(WWF)の例示図である。これらは、時相を合せるた
め、中心部を一致させている。
【0014】図5は、上記超音波診断装置1で得られる
ソノグラム表示の例である。血流の立上がり開始時刻t
sの近傍では、周波数スペクトルの広がりが少なく、開
始時刻tsを見極めやすくなっている。一方、血流の立
上がり完了時刻tpの近傍では、周波数スペクトルが広
がっており、黒ゴマノイズが目立たなくなっている。す
なわち、黒ゴマノイズが目立たず且つ血流の立上がり時
間Tの計測しやすいソノグラム表示が得られている。
【0015】他の実施例としては、加算部14a,14
bをFFT部15の後に設けて、高域,低域の両ウィン
ドウ処理後の信号をそれぞれ周波数分析してから加算す
るものが挙げられる。この場合も、上記と同じ効果が得
られる。
【0016】
【発明の効果】この発明の超音波診断装置によれば、黒
ゴマノイズが目立たず、且つ、血流の立上がり時間の計
測しやすいソノグラム表示を行うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例の超音波診断装置のブロッ
ク図である。
【図2】図1の超音波診断装置におけるウィンドウ処理
部の構成図である。
【図3】図1の超音波診断装置における高域フィルタと
低域フィルタの特性の例示図である。
【図4】図1の超音波診断装置における時間幅の比較的
狭いウィンドウ関数と時間幅の比較的広いウィンドウ関
数の例示図である。
【図5】図1の超音波診断装置により得られるソノグラ
ム表示の例示図である。
【図6】従来の超音波診断装置におけるウィンドウ処理
部の例示図である。
【図7】ウィンドウ処理前のデータの例示図である。
【図8】時間幅が比較的広いウィンドウ関数の例示図で
ある。
【図9】ウィンドウ処理後のデータの例示図である。
【図10】時間幅が比較的広いウィンドウ関数を用いた
場合のソノグラム表示の例示図である。
【図11】時間幅が比較的狭いウィンドウ関数の例示図
である。
【図12】時間幅が比較的狭いウィンドウ関数を用いた
場合のソノグラム表示の例示図である。
【図13】血流の立上がり特性の説明図である。
【符号の説明】
1 超音波診断装置 10 ウィンドウ処理部 11ah,11bh 高域フィルタ 11al,11bl 低域フィルタ 13ah,13bh 狭ウィンドウ関数部 13al,13bl 広ウィンドウ関数部 14a,14b 加算部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 超音波エコー信号からドプラー信号を取
    り出し、そのドプラ信号を周波数分析し、周波数スペク
    トルの時間変化をソノグラム表示する超音波診断装置に
    おいて、ドプラー信号の高域部を取り出す高域フィルタ
    手段と、前記ドプラー信号の高域部に対して時間幅の比
    較的狭いウィンドウ処理を施す狭ウィンドウ処理手段
    と、ドプラー信号の低域部を取り出す低域フィルタ手段
    と、前記ドプラー信号の低域部に対して時間幅の比較的
    広いウィンドウ処理を施す広ウィンドウ処理手段と、前
    記両ウィンドウ処理後の信号を周波数分析の前または後
    で加算する加算手段とを具備したことを特徴とする超音
    波診断装置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100483783B1 (ko) * 2001-09-17 2005-04-20 지이 메디컬 시스템즈 글로발 테크놀러지 캄파니 엘엘씨 도플러 신호 처리 장치 및 초음파 진단 장치
JP2008043495A (ja) * 2006-08-14 2008-02-28 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc 超音波診断装置及び画像表示装置
EP2180339A1 (en) * 2008-10-21 2010-04-28 Medison Co., Ltd. Doppler signal processing for an enhanced spectral doppler image
US11020085B2 (en) 2015-08-27 2021-06-01 Koninklijke Philips N.V. Spectral doppler processing with adaptive sample window size
WO2024027529A1 (zh) * 2022-08-05 2024-02-08 飞依诺科技股份有限公司 一种抑制杂波的超声波束合成方法、系统及存储介质

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