JPH0767876A

JPH0767876A - 超音波診断装置

Info

Publication number: JPH0767876A
Application number: JP21857793A
Authority: JP
Inventors: Akira Shinami; 章司波
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1993-09-02
Filing date: 1993-09-02
Publication date: 1995-03-14
Anticipated expiration: 2017-07-08
Also published as: JP3299002B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、被検体内の、歪み、歪み速度等の生
体組織性状を検出、表示する機能を備えた超音波診断装
置に関し、所望の領域のみについて組織性状情報を表示
する。【構成】速度情報に基づいて組織性状情報の表示の可否
を判定し、表示可とされた領域のみについて組織性状情
報を表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被検体内の、歪み、歪
み速度等の生体組織性状を検出、表示する機能を備えた
超音波診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】被検体、特に人体内に超音波を送信し被
検体内で反射した超音波を受信して受信信号を得、この
受信信号に基づく断層像等を表示することにより人体の
内臓等の疾患の診断に役立たせる超音波診断装置が従来
より用いられている。今日、狭心症や心筋梗塞等の虚血
性心疾患を診断するにあたっては、超音波画像上の心筋
の動きを観察することによって虚血部位を特定してい
る。しかしながらこのような診断は主観的な診断にとど
まっており、より確実な診断のための客観的なデータを
得ることが要求されている。

【０００３】そのためには生体組織性状を検知し、表示
することが望ましい。現在数多く研究されている生体組
織性状の中でも微小変位情報が有望視されている。正常
な心臓では心臓壁の厚み（以後、壁厚と呼ぶ）が拡張期
と収縮期で異なり、虚血が起こると壁厚変化が小さくな
ることが知られている。よって、壁厚変化率を表示する
ことによっていわゆる’心筋の生きの良さ’を見てとれ
るであろうと予想されている。このためには心筋の動き
の程度を正確に検出、表示する必要があり、これが微小
変位情報が役立つと思われている所以である。

【０００４】図９は、生体組織性状を検知、表示するよ
うに考えられた超音波診断装置の一構成例を示したブロ
ック図である。尚、超音波診断装置の一般的構成につい
ては既に広く知られているため、以下、本発明との対比
上必要な部分に限定して説明する。送受信回路１１で
は、図示しない超音波プローブに送信パルスを送り込ん
で被検体内に超音波を送信し、被検体内で反射した超音
波を受信し、これにより受信信号が得られる。この受信
信号は対数増幅検波回路１２と組織性状情報検出手段１
３に入力される。

【０００５】対数増幅検波回路１２は、対数増幅器、検
波回路等から構成され、これにより反射超音波の振幅を
表すＲＦ信号が生成され、最終的には被検体の断層像
（Ｂモード像）を表す画像信号が生成され、表示手段１
５に表示される。また、組織性状情報検出手段１３は、
検出しようとする組織性状に応じて種々の構成があり得
るが、歪み速度を検出する場合、直交検波器および自己
相関器により速度が検出され、微分器によりその平均速
度が深さ方向に微分され、これによって歪み速度が検出
される。

【０００６】対数増幅検波回路１２で生成されたＲＦ信
号および組織性状情報検出手段１３で検出された組織性
状情報、例えば歪み速度は、表示制御手段１４に入力さ
れる。表示制御手段１４では、ＲＦ信号の振幅に応じ
て、表示手段１５に、例えば肝臓等では、振幅（表示の
場合の輝度）の大きい血管や横隔膜等についてはＢモー
ド像が表示され、その他の振幅の小さい領域について
は、例えば歪み速度がカラー表示される。あるいは、例
えば心臓等では、振幅の小さいクラッタ成分については
そのままＢモード表示が行なわれ、振幅の大きい心筋に
ついては例えば歪み速度がカラー表示される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
にＲＦ信号の振幅に基づいて、振幅の大きな領域もしく
は小さい領域について組織性状情報を表示すると不都合
が生じる場合がある。例えば、心臓の観察においては、
歪み速度を観察したいのは心筋の領域であるにも拘ら
ず、観察したい心筋のみならず、胸壁、心臓の下も輝度
が高く、場合によっては多重反射などにより心腔内も輝
度が高くなる場合もあり、このため観察したい心筋以外
のいろいろな領域がカラー表示され非常に診断を下し難
い画像となってしまう。また、それら不要な部分はほぼ
静止しているために平均速度を深さ方向に微分した結
果、移動している心筋との境界に見掛け上の大きな歪速
度を生じてしまう結果となり、誤診につながるといった
問題もある。

【０００８】本発明は、上記事情に鑑み、所望の領域の
みについて上記微小変位情報等の組織性状情報を表示す
ることのできる超音波診断装置を提供することを目的と
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】図１は、本発明の超音波
診断装置の原理説明図である。尚、本発明の特徴以外
の、超音波診断装置一般の構成部分については省略され
ている。また、前述した図９に示す超音波診断装置の構
成要素と同一の構成要素には、図９に付した番号と同一
の番号を付して示してある。

【００１０】送受信回路１１で得られた受信信号は、組
織性状情報検出手段１３と速度情報検出手段１６に入力
される。組織性状情報検出手段１３では、被検体内部組
織の組織性状が情報が検出される。ここで、上記「組織
性状情報」には、被検体内部組織の変位、歪み、歪み速
度、非線形パラメータ、およびこれら変位、歪み、歪み
速度、非線形パラメータのうち少なくとも１つから演算
される量などが含まれる。

【００１１】ここで変位、歪み、歪み速度は、それぞれ
概念の確立した用語である。非線形パラメータについて
も広く知られた用語であるが、以下のように説明され
る。即ち、非線形パラメータとは、被検体内の変位や速
度を計測する際に、例えば３００ｋＨｚ程度のポンプ波
で被検体内を加振した状態と加振しない状態で、例えば
３ＭＨｚの超音波を送受信して変位ないし速度を計測
し、それら２つの状態における変位ないし速度の被検体
内の空間的な変化をいう。

【００１２】また、速度情報検出手段１６は、被検体内
部組織の速度情報を検出するものである。この速度情報
検出手段１６は、例えば直交検波器、自己相関器等から
構成される。組織性状情報として何を選択するかに応じ
て、速度情報検出手段１６と組織性状情報検出手段１３
の各構成要素の一部を共通化してもよい。また、表示手
段１５は、表示制御手段１４による制御に基づく組織性
状情報を表示するものである。この表示手段１５は、組
織性状情報と共に、あるいは組織性状情報と切り換えて
Ｂモード像等も表示するものであってもよい。また、こ
の表示手段１５は、パーシスタンス機能を備えたもので
あることが好ましい。

【００１３】表示制御手段１４は、速度情報検出手段１
６により検出された速度情報に基づいて組織性状情報の
表示の可否を判定し、表示可とされた領域のみについて
組織性状情報が表示されるように上記表示手段１５を制
御するものである。この表示制御手段１４は、上記速度
情報に基づいて表示可とされた領域よりもさらに縮小さ
れた領域のみについて組織性状情報が表示されるように
表示手段１５を制御するものであってもよい。また、こ
の表示制御手段１４は速度情報に基づくと共に前記受信
信号の振幅値に基づいて、組織性状情報の表示の可否を
判定するものであってもよい。

【００１４】

【作用】例えば心臓を観察する場合において、表示を行
いたくない輝度の高い部分は移動速度は極めて低い。よ
って平均速度に応じて表示、非表示を決定してやればよ
い。また、心筋が超音波ビーム方向に対し直角方向に移
動している場合は平均速度は０付近となり、非表示が選
択されてしまうが、速度分散は一定レベル以上となるの
で、速度分散での判定を加えておけばよい。場合によっ
ては速度分散のみで判定することも可能である。

【００１５】また、微分演算を行なうためには深さ方向
に２〜３ｍｍ程度のデータ数が必要であり、心筋の境界
から微分に必要なデータ数の半分に相当する１〜１．５
ｍｍ程度を非表示することにより、誤った解析結果を表
示から排除できる。ただし、上記平均速度や速度分散の
みで判定しただけでは、輝度は極めて低いものの平均速
度だけは高いクラッタ成分による見掛け上の大きな歪み
速度は、平均速度や速度分散がいかに高くとも輝度の極
めて低い場合は表示しないという、従来の輝度レベルに
よる判定を加味した判定を行なうことで表示から排除で
きる。

【００１６】また、弁のように極めて早い速度で動いて
いるものも、速度が一定レベル以下のもののみを表示す
るように判定することにより、表示から排除できる。こ
のように、本発明では、速度情報に基づいて、あるいは
速度情報に加え更に輝度（振幅）情報に基づいて組織性
状情報の表示、非表示の判定を行なうことにより、誤診
の少ない見やすい画像が生成される。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
２は、本発明の超音波診断装置の一実施例の、特徴部分
の構成を表すブロック図である。ドプラ自己相関器１６
１からは、被検体内各組織の速度情報が出力される。こ
の速度情報のうち、平均速度ｖ、及び／又は、速度分数
σ² がＲＯＭテーブル１６２に入力され、また平均速度
ｖが微分フィルタ１６３に入力される。ＲＯＭテーブル
１６２には、図３に示すような、速度情報（横軸）を
「表示可」ないし「表示否」に変換するテーブルが格納
されており、このＲＯＭテーブル１６２からはこの「表
示可」、「表示否」を表す表示可否情報が出力されてデ
ィジタルスキャンコンバータ１６４に入力される。

【００１８】また、微分フィルタ１６３では入力された
平均速度ｖが超音波ビーム方向に微分されて歪み速度が
求められる。この歪み速度もディジタルスキャンコンバ
ータ１６４に入力される。ディジタルスキャンコンバー
タ１６４では、入力された歪み速度のうち、ＲＯＭテー
ブル１６２から入力された表示可否情報の「表示可」と
された領域のみについて画像信号に変換され、ディスプ
レイに送られて表示される。その際、Ｂモード像ととも
に表示してもよい。

【００１９】図４は、本発明の超音波診断装置の他の実
施例の、特徴部分の構成を表すブロック図である。図２
に示す実施例の各ブロックと対応するブロックには、図
２に付した番号と同一の番号を付して示し、相違点のみ
について説明する。この図４に示す実施例には、領域縮
小フィルタ１６５が備えられている。微分フィルタ１６
３による平均速度ｖの微分により、心筋との境界にみか
け上の大きな歪み速度が生じることとなる。領域縮小フ
ィルタ１６５では、このみかけ上の大きな歪み速度が生
じる領域の歪み速度が表示されないように、歪み速度の
表示領域が縮小される。

【００２０】図５は、領域縮小フィルタ１６５の一例を
示した図である。ＲＯＭテーブル１６２（図４参照）か
らの表示可否情報が複数の単位遅延回路１６５−１，１
６５−１，…，１６５−１に順次入力される。また、そ
れら単位遅延回路１６５−１，１６５−１，…，１６５
−１の各出力は、アンド回路１６５−２に入力され論理
積が演算される。

【００２１】すなわち、ＲＯＭテーブル１６５から順次
入力される表示可否情報が「表示否」から「表示可」ヘ
移る際は、その「表示可」の情報が最終段の単位遅延回
路１６５−１に入力されるまで「表示否」の情報が出力
され、「表示可」から「表示否」へ移る際は、その「表
示否」の情報が最初に入力された時点で「表示否」の情
報が出力されることになる。これにより、単位遅延回路
１６５−１，１６５−１，…，１６５−１の数だけ、
「表示可」の領域が縮小されることになる。

【００２２】図６は、領域縮小フィルタの他の例を示し
た図である。この図６に示す領域縮小フィルタ１６５’
は、図５に示す領域縮小フィルタ１６５と比べ、アンド
回路１６５−２の代わりに加算回路１６５−３が備えら
れており、さらにその加算結果としきい値Ｍとを比較す
るコンパレータ１６５−４が備えられている。

【００２３】図５に示す領域縮小フィルタ１６５では、
複数の単位遅延回路１６５−１，１６５−１，…，１６
５−１のうちのいずれか１つにでも「表示否」の情報が
格納されている間は、「表示否」が出力されるが、この
図６に示す領域縮小フィルタ１６５’では、多数決的
に、「表示可」が優勢であれば「表示可」が出力され、
「表示否」が優勢であれば「表示否」が出力される。

【００２４】図７は、本発明の超音波診断装置のもう１
つの実施例の、特徴部分の構成を表すブロック図であ
る。この実施例には、図２に示す実施例を比較し、対数
増幅検波回路１２が備えられていることである。この対
数増幅検波回路１２については、図９の説明の際に説明
したため、ここでの重複説明は省略する。

【００２５】ＲＯＭテーブル１６２には、ドプラ自己相
関器１６１から出力された速度情報に加え、対数増幅検
波回路１２から出力された振幅（輝度）情報が入力され
る。ＲＯＭテーブル１６２には、速度情報と振幅（輝
度）情報との組み合わせに対する「表示可」、「表示
否」の情報が格納されている。このように速度情報と振
幅（輝度）情報の双方に基づいて「表示可」、「表示
否」を定めることにより、前述したように、クラッタ成
分によるみかけ上の大きな歪み速度等を表示から排除す
ることが可能となる。

【００２６】図８は、表示の一態様を表した図である。
この図８に示す如く、歪み速度に、たとえば青〜緑〜赤
と徐々に色相が変化してゆく色を割り当てておきカラー
表示するのが、虚血部位を発見するのに効果的な表示方
法である。このように表示すれば壁厚の変化の大きいと
ころは、壁厚が大きくなってゆく部位は赤く、壁厚が小
さくなってゆく部位は青く表示され、虚血部位では緑一
色で変化がないため、すぐに虚血部位を発見することが
できる。

【００２７】尚、上記各実施例では心筋が動く瞬間のみ
カラー表示されるが、いわゆるパーシスタンス回路を付
加することにより、心筋が動いた瞬間の色を次に心筋が
動いた瞬間の色に変化するまで保持することができ、一
層見やすい画像となる。また、以上の説明は微小変位情
報の表示に限定して行ったが、実際は非線形パラメー
タ、減衰係数など他の組織性状の情報表示においても同
様に効果的である。

【００２８】また、上記各実施例では、平均速度ｖ、速
度分散σ² をドプラ法で検出しているが、２次元相互相
関法を用い、歪み速度を出すためには２次元空間微分を
行うようにしてもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
所望の領域のみについて組織性状情報を表示することが
できる。特に心臓においては、心筋組織の情報、特に心
筋の厚みの変化の情報を精度よく表示することができ
る。したがって、本発明は、正確な診断を行なうため超
音波診断装置の開発に寄与するところが大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の超音波診断装置の原理説明図である。

【図２】本発明の超音波診断装置の一実施例の、特徴部
分の構成を表すブロック図である。

【図３】ＲＯＭテーブルの内容を示す図である。

【図４】本発明の超音波診断装置の他の実施例の、特徴
部分の構成を表すブロック図である。

【図５】領域微小フィルタの一例を示した図である。

【図６】領域縮小フィルタの他の例を示した図である。

【図７】本発明の超音波診断装置のもう１つの実施例
の、特徴部分の構成を表すブロック図である。

【図８】表示の一態様を表した図である。

【図９】生体組織性状を検知、表示するように考えられ
た超音波診断装置の一構成例を示したブロック図であ
る。

【符号の説明】

１１送受信回路１２対数増幅検波回路１３組織性状情報検出手段１４表示制御手段１５表示手段１６速度情報検出手段１６１ドプラ自己相関器１６２ＲＯＭテーブル１６３微分フィルタ１６４ディジタルスキャンコンバータ１６５，１６５’ 領域縮小フィルタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検体内に超音波を送信し被検体内で反
射した超音波を受信して受信信号を得、該受信信号に基
づいて被検体内部情報を表示する超音波診断装置におい
て、被検体内部組織の組織性状情報を検出する組織性状情報
検出手段と、被検体内部組織の速度情報を検出する速度情報検出手段
と、前記組織性状情報を表示する表示手段と、前記速度情報に基づいて前記組織性状情報の表示の可否
を判定し表示可とされた領域のみについて前記組織性状
情報が表示されるように前記表示手段を制御する表示制
御手段とを備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】前記組織性状情報が、被検体内部組織の
変位、歪み、歪み速度、非線形パラメータ、およびこれ
ら変位、歪み、歪み速度、非線形パラメータのうちの少
なくとも１つから演算される量からなる群の中から選択
される少なくとも１つ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。
【請求項３】前記表示制御手段が、前記速度情報に基
づいて表示可とされた領域よりもさらに縮小された領域
のみについて前記組織性状情報が表示されるように前記
表示手段を制御するものであることを特徴とする請求項
１ないし２記載の超音波診断装置。
【請求項４】前記表示制御手段が、前記速度情報に基
づくと共に前記受信信号の振幅値に基づいて、前記組織
性状情報の表示の可否を判定するものであることを特徴
とする請求項１ないし３記載の超音波診断装置。
【請求項５】前記表示手段が、パーシスタンス機能を
備えたことを特徴とする請求項１ないし４記載の超音波
診断装置。