JPH069565B2 - カラーフローマッピング方式の超音波診断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は例えば、超音波ビームを出力して被検体の画
像をカラー表示するカラーフローマッピング（二次元流
速分布表示）方式の超音波診断装置に関し、特にそのＭ
ＴＩフィルターの周波数特性の制御に関するものであ
る。

［従来の技術］ 第５図は従来例のカラーフローマッピング方式（以下Ｃ
ＦＭ方式という）の超音波診断装置の概略構成図であ
り、図において(1)はプローブ、(2)はビームフォーマ
ー、(6)はＭＴＩフィルター、(7)はエコー信号を検出し
て所望の色付けをするカラードプラ検出信号処理部、
(9)はデジタルスキャンコンバータ（以下ＤＳＣとい
う）、(10)はモニタである。

従来のＣＦＭ方式の超音波診断装置は上記のように構成
されており、プローブ(1)からのエコー信号はビームフ
ォーマー(2)にて所望の分解能を得る様にまとめられて
ＭＴＩフィルター(6)に入力し、ＭＴＩフィルター(6)は
カラードプラ信号検出処理回路(7)で計算エラーを生じ
させる基となる固定物体からのエコー信号であるクラッ
タを外部からのあらかじめ想定された制御信号により、
除去する。

次にカラードプラ信号検出処理部(7)を介し、ＭＴＩフ
ィルター(6)からの信号により所望の色付けをするため
の信号となり、ＤＳＣ(9)を介してモニタ(10)に表示す
るようになっている。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のような従来のカラーフローマッピング方式の超音
波診断装置では、ＭＴＩフィルターの特性を変化させて
クラッタを除去するのに、ＭＴＩフィルターの設定がク
ラッタの性質と関係なく、使用者またはシステムによっ
て決定されていたため、クラッタが除去されたりあるい
は除去しきれないという問題点があった。

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、エコーを受信しても使用者が設定されたクラッタ
を選択せず、受信されたクラッタに対応する制御信号で
ＭＴＩフィルターの特性を自動的に変化させることがで
きるカラーフローマッピング方式の超音波診断装置を得
ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係るカラーフローマッピング方式の超音波診
断装置は、被検体に超音波パルスビームを出力し、被検
体から反射されたエコー信号を受信して電気信号として
出力する探触子と、探触子からのエコー信号の位相又は
遅延の分布を制御して所望の性状の信号として出力する
ビームフォーマーと、ビームフォーマーからの出力信号
を受けて、その信号の強さに応じて輝度変調した音線と
して平面的な広がりを持った画像とするための信号を出
力するＢモード信号処理部と、ビームフォーマーからの
出力信号を受けてクラッタ成分を除去するＭＴＩフィル
タであって、制御信号により周波数特性が制御されるＭ
ＴＩフィルターと、ＭＴＩフィルターからの出力信号に
応じて画像表示のための二次元流速分布信号を出力する
カラー信号処理部と、ビームフォーマーからの出力信号
を受けて所望の関心領域からの信号を出力するポイント
ドプラ信号処理部と、ポイントドプラ信号処理部から出
力される関心領域からの信号に含まれる固定物体から反
射されたエコー信号であるクラッタと所望の信号の周波
数成分をそれぞれ分析し、スペクトラムとして出力する
周波数分析器と、周波数分析器からの関心領域のクラッ
タに関する信号に基づいた制御信号を出力し、二次元流
速分布を得るためのＭＴＩフィルターの周波数特性を変
化させる制御部と、Ｂモード信号処理部の出力信号と周
波数分析器の出力信号及びカラー信号処理部からの出力
信号に基づいて、被検体のＢモード像と関心領域を表示
させる信号とを出力するデジタルスキャンコンバータと
を備えている。

［作用］ この発明においては、探触子により受信されたエコー信
号をビームフォーマーを介して入力し、その信号に含ま
れる最も関心のある領域の信号のみを出力するポイント
ドプラ信号処理部から出力される信号に含まれる固定物
体から反射されたエコー信号を分析し、クラッタと所望
の信号の周波数成分を、スペクトラムとして出力する周
波数分析器からのクラッタ成分を用いて制御信号とする
制御部からの制御信号により、固定物体により相違する
クラッタに応じてＭＴＩフィルターの特性を変化させ
て、そのクラッタを除去し、所望のエコー信号を出力す
る。カラー信号処理部は前記フィルターからのエコー信
号に応じて画像表示のための二次元速度分布信号をデジ
タルスキャンコンバータに出力して被検体のＢモード像
と関心領域とをカラー表示させる。

［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例を示すカラーフローマッピ
ング方式の超音波診断装置の概略構成図であり、例えば
セクタースキャンさせて関心のある心臓の左心室だけで
なく心臓部全体を画像として表示させカラーフローマッ
ピング方式の超音波診断装置である。

図において、(1)は超音波パルスビームを出力し、被検
体から反射されるエコー信号を受信するプローブ、(2)
はプローブ(1)から出力する超音波ビームの位相もしく
は遅延の分布を制御して目的の性状のビームを出力し、
かつエコー信号を受信して同様な動作で次段の回路へ出
力するビームフォーマー、(3)はビームフォーマー(2)か
ら出力されたエコー信号の波形を強さに応じて輝度変調
した音線（Ｂモード表示という）として平面的な広がり
を持った画像とするための信号を出力するＢモード処理
部、(4)はポイントドプラ信号処理部、(5)はポイントド
プラ信号処理部(4)からの出力信号をフェーリエ変換し
て、その信号の周波数を分析して所望の周波数成分の信
号を出力する周波数分析部、(6)はビームフォーマー(2)
からエコー信号の不要成分を除去するＭＴＩフィルタ
ー、(7a)はＭＴＩフィルター(6)から得られた所望のエ
コー信号に応じて色付けされた二次元速度分布信号を生
成して出力するカラー信号処理部、(8)は周波数分析部
(5)からの出力によりＭＴＩフィルター(6)の特性を変化
させるコントローラ、(9)はデジタルスキャンコンバー
タ（以下ＤＳＰ）、(10)はＤＳＰ(9)からの画像信号を
映像として表示するモニタテレビ、(11)は診断に関心の
ある関心領域である。

上記のように構成された超音波診断装置について以下に
動作を説明する。

例えば被検体から反射されたエコー信号はプローブを介
して電気信号に変換され、ビームフォーマーでエコー信
号の位相もしくは遅延の分布を制御し、目的の波形をＢ
モード処理部(3)とポイント信号処理部(4)及びＭＴＩフ
ィルター(6)に出力する。Ｂモード信号処理部(3)は表示
器であるモニタテレビ(10)の時間軸上に受信されたエコ
ー信号を振幅に応じて明るさ又は濃さで表示できる信号
を出力する。

ポイントドプラ信号処理部(4)は受信されたエコー信号
から所望の信号を選択し、その信号を出力する。またＭ
ＴＩフィルター(6)はビームフォーマー(2)からのエコー
信号に含まれる固定物からの反射信号（以下クラッタ）
を除去し、移動標的のみの信号を抽出する。超音波診断
装置で血流情報を得る場合には、どうしてもクラッタ信
号を捕らえてしまう。このクラッタを取除くものとして
は、コンベンショナルなドプラ法ではウォールフィルタ
ー、カラーフローマッピング（以下ＣＦＭ法）において
は低域遮断フィルターであるＭＴＩフィルター(6)を用
いるが、コンベンショナルなドプラ法では次段の周波数
分析系が飽和しない程度にクラッタを除去すればよい
が、ＣＦＭ法ではクラッタの成分が残っていると最終的
には演算結果に大きく影響する。

第２図はＭＴＩフィルターの周波数特性を示す図であ
り、このフィルターの特性は主にプローブ(1)から送受
される超音波の周波数と次数及びフィルターを構成する
素子の特性、係数で決められ、このパラメータにより周
波数特性は変化する。このことを曲線(a)及び(b)で示し
ている。例えば第３図は左室心腔内のエコー信号のスペ
クトラムを示す図であり、第４図は動脈のエコー信号の
スペクトラムである。図に於て(c)の領域はクラッタで
ある。

図に示すようにカラーを付けた血管または心腔における
クラッタのスペクトラムは被検体の最も関心のある領域
である関心領域(11)により大きく異なるので、第１図に
示す周波数分析器(5)からの出力信号を用いてコントロ
ーラ(8)からの出力信号であるＭＴＩフィルター制御信
号を出力して特性を変化して、例えばＭＴＩフィルター
(6)の特性を第２図の(a)とすることにより第３図の左室
心腔内のエコー信号のクラッタ(c)を除去できる。また
ＭＴＩフィルター(6)の特性を第２図の(b)とすることに
より第４図の動脈のクラッタを除去できる。

上記のようにクラッタが除去され、カラー信号処理部(7
a)で色付けされた二次元速度分布信号を生成し、ＤＳＣ
(9)に出力する。このＤＳＣ(9)は、Ｂモード信号処理部
(3)の出力信号とカラー信号処理部(7a)及び周波数分析
器(5)の出力信号を画像情報として記憶し、所定の繰返
で出力してモニタ(10)に表示する。

さらにＭＴＩフィルター(6)は送波繰返周波数等にも関
係するので、コントローラ(8)の制御信号によりＭＴＩ
フィルター(6)の特性だけではなく送受波シークエンス
をも制御する。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、受信された関心領域の
エコー信号を周波数分析器で分析し、クラッタ成分に対
応する制御信号で二次元速度分布信号を得るためのＭＴ
Ｉフィルターの周波数特性を変化するようにしたので、
種類の異なるクラッタが受信されても自動的に異なるク
ラッタに対応してクラッタを除去でき、精度の高い平均
流速分布像を得ることができるという効果が得られてい
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す概略構成図、第２図
はＭＴＩフィルターの周波数特性を示す図、第３図は左
室心腔内のエコー信号のスペクトラムを示す図、第４図
は動脈のエコー信号のスペクトラムを示す図、第５図は
従来例の概略構成図である。 図において、(1)はプローブ、(2)はビームフォーマー、
(3)はＢモード信号処理部、(4)はポイントドプラ信号処
理部、(5)は周波数分析器、(6)はＭＴＩフィルター、
(7)はカラー信号処理部、(8)はコントローラー、(9)は
ＤＳＰ、(10)はモニタ、(11)は関心領域である。 なお、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被検体に超音波パルスビームを出力し、前
   記被検体から反射されたエコー信号を受信して電気信号
   として出力する探触子と、 前記探触子からのエコー信号の位相又は遅延の分布を制
   御して所望の性状の信号として出力するビームフォーマ
   ーと、 前記ビームフォーマーからの出力信号を受けて、その信
   号の強さに応じて輝度変調した音線として平面的な広が
   りを持った画像とするための信号を出力するＢモード信
   号処理部と、 前記ビームフォーマーからの出力信号を受けてクラッタ
   成分を除去するＭＴＩフィルタであって、制御信号によ
   り周波数特性が制御されるＭＴＩフィルターと、 前記ＭＴＩフィルターからの出力信号に応じて画像表示
   のための二次元流速分布信号を出力するカラー信号処理
   部と、 前記ビームフォーマーからの出力信号を受けて所望の関
   心領域からの信号を出力するポイントドプラ信号処理部
   と、 前記ポイントドプラ信号処理部から出力される関心領域
   からの信号に含まれる、固定物体から反射されたエコー
   信号であるクラッタと所望の信号の周波数成分をそれぞ
   れ分析し、スペクトラムとして出力する周波数分析器
   と、 前記周波数分析器からの関心領域のクラッタに関する信
   号に基づいた制御信号を出力し、二次元流速分布を得る
   ためのＭＴＩフィルターの周波数特性を変化させる制御
   部と、 前記Ｂモード信号処理部の出力信号と前記周波数分析器
   の出力信号及び前記カラー信号処理部からの出力信号に
   基づいて、前記被検体のＢモード像と関心領域を表示さ
   せる信号とを出力するデジタルスキャンコンバータと を備えたことを特徴とするカラーフローマッピング方式
   の超音波診断装置。