JPS6359940A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、Ｂモード表示の装置に、運動物体からの反射
波に色付けするノＪラーフローマツピング機能を付加し
た超音波診断装置に関づる。

（従来の技術） 超音波パルスを被検体に放射すると反射体からエコーが
戻ってくるが、この反射体が運動していると、受信され
る工］−の周波数は送信周波数と異なり、反射体が接触
子の方に向って動いているときは受信周波数は送信周波
数より高く、逆に遠ざかる時は低くなる。そして、その
周波数偏移は反射体の運動速度に比例する。このドプラ
ー効果を利用して、例えば心臓や血惰内を流れる白液の
方向と速さを知ることができる。

ところで、超音波パルスの反射には固定物体によるもの
と運動物体にるものとがあり、特に運動物体に注目する
ときは固定物体による反射信号を消去して運動物体の反
射信号のみを表示した方が分り易いので、その目的のた
めに、運動物体の反射信号のみを取出すＭ　Ｔ　Ｉ　（
Ｍｏｖｉｎｇ　７　ａｒｇｅｔＩ　ｎｄｉｃａｔＯｒ）
が用いられている。

ＭＴＩについて考察すると、固定物体を消去するために
１周期前のビデＡと、次の周期のビデＡの差をとって運
動物体だけを取り出しているが、いまこのビデオを数式
で表ね−づと Ｖｌ−△ｓｉｎ　２ｙｒｆ　Ｄ１ ここに　ｆ、・・・運動物体の反射により生じたドプラ
効果による周波数偏移 １周期後のビデオは次式で表わせる。

Ｖ２＝△ｓｉｎ　　（２πｆ　ｏ　　（を十Ｔ）　）こ
こで　Ｔ・・・パルス繰返し周期 従って　ＭＴＩ出力Ｖは Ｖ＝Ｖ？−Ｖ＋ −Ａｓｉｎ２πｆｏ（ｔ＋Ｔ） −ＡＳ＋ｎ２πｆｏｔ −２Ａｓｉｎ　πｆ　Ｄ　Ｔ ｘｃｏｓ（２πｆ　ｏ　　（ｔ＋Ｔ／２＞）・・・（１
）となる。（１）式から明らかな通りＭＴｒ信号の振幅
は２△Ｓｉｎ　７ｒｆ　ＯＴで、パルス繰返し周期が一
定であれば周波数偏移ｒｏで決まる。従ってＭＴｌ信号
の振幅が分かれば周波数偏移が分かり、更に運動物体の
運動速度が分かることになる。

しかしながら、固定した反射物体に関する情報も又医用
超音波装置では重要な意味を持っている。

何故ならば、上記の情報が無いと、反射物体による反射
信号を画像表示する装置において、表示画面中のどこが
何を表わすのか同定できないし、又、単に移動中の物体
を表示しただけではそれが何であるかを判別することが
困難である。このため、固定物体の表示と運動物体の表
示とを同一画面上に共通に表示して相互に識別覆るため
に、運動物体による反射信号はカラー表示をするカラー
フローマツピング機能を付加した超音波診断装置がある
。この超音波診断装置では固定物体の８モ一ド表示画像
には白黒の輝度表示を行い、運動物体に対してはカラー
表示を行って固定物体の反射と運動物体の反射との識別
をしている。

従来、この種のカラーフローマツピングＢ１１ｆでは、
輝度信号はＢモードビデオのみに由来して求めており、
輝度信号をＲ，Ｇ、Ｂ　（赤、緑、青）の３色信号に均
等に配分することにより白黒表示を得ていた。又、色度
信号は色差信号の形で定義され、従って、Ｒ，Ｇ、Ｂの
総和は輝度信号で決め、Ｒ，Ｇ、８間の差異を色度信号
で決めていた。

ここで輝度信号はＢモードビデオ信号の強度を表わし、
色度信号はＭＴＩフィルタの出力信号を処理したもので
ある。

（発明が解決しようとする問題点） ところで上記の方式の場合、反射体の反射レベルの低い
部分は輝度信号のレベルが低く、画面上において暗いた
め、色をつけても見えないような現象を生ずる。特に画
面上に色付けをして表示したい移動物体である血流の存
在するのは血管や心臓等の体腔部であり、それ等の体腔
部は一般に反射レベルが低くて画面上の画像は暗いのが
通常である。従って、移動物体の画像に色付けをしよう
としてもその部分は画像に表示されていないということ
が生ずる。

本発明は上記の点に鑑みてなされもので、その目的は、
反射レベルの低い体腔部における移動物体の画像の輝度
を上げて、画面上の色付けを明瞭に行い得るカラーフロ
ーマツピング装置を備えた超音波診断装置を実現するこ
とにある。

（問題点を解決するための手段） 上記の問題点を解決する本発明は、Ｂモード表示の装置
に、運動物体からの反射波に色付けするカラーフローマ
ツピング機能を付加した超音波診断装置において、ＭＴ
Ｉフィルタ出力の振幅電圧を８モ一ドビデオ信号に加算
するための振幅電圧供給回路と、加算器と、ドプラビデ
オ信号の線間進相角を色相にエンコードする分類表と、
前記輝度信号を３原色に配分するカラーパレットとを設
けて、カラー表示をすることを特徴とづ”るものである
。

（作用） ＭＴＩフィルタで反射信号から固定反射を除去し、出力
のＭＴｒビデオ信号を１信号とｑ信号に分離して、振幅
電圧供給回路において算出した前記ＭＴＩビデオ信号の
振幅電几をＢモードビデオ信号に加算すると共に、ドプ
ラ処理回路において処理した信号から分類表によって進
相位相角を求め、カラーパレットにおいてカラー成分に
輝度信号を配分して明るい運動物体の像を得る。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は本発明の一実施例の概略構成ブロック図である
。図において、１は超高波を被検体に照射し、イの反射
波を受波する超音波探触子、２は超音波探触子１が受波
した被検体からの反射波信号を増幅する受信機、３は受
信機２からの信号を増幅し検波する増幅検波回路で、そ
の出力は低域濾波器〈以Ｆｌ−Ｐ　Ｆという）４におい
て、キャリＶを除去されてＢＴニードビデＡ信りを出力
する。

５は反射波の中、固定物体の反射波信号を消去してドプ
ラシフ１へした運動物体からの反射波信号を取出し、同
相（ｉｉ号（以上ｉ信丹という）と直交信号（以下ｑ信
号という）に分１１［１するＭＴＩフィルタ、６はＭＴ
Ｉフィルタ５の出力の振幅を求める振幅電圧供給回路で
、その出力は加篩器７でＢモードビデＡ信号と加樟され
て輝度信号（以下Ｙ信号という）となり、ＡＤ変換器８
においてディジタル信号に変換される。

９はＭ　−Ｔ’　Ｉフィルタ５の出力のｉ信号とｑ信号
を受けてシーケンス間の位相推移けを求め、ｉＤ信号＋
Ｑｏ信号を得るドプラ処理回路、１０ａ。

１０１）はドプラ処理回路９の出力！ｏ＋Ｑｏ信号をデ
ィジタル変換４る△Ｄ変換器で、１１は前記Ａ’Ｄ変換
器１０ａ、１０ｂの出力からイの合成ベク］−ルの線間
進相角を計算し【１ンコードづる分類表である。１２は
ΔＤ変換器８の出力のＹ　（８号を格納するＹ信号用フ
ィールドバッファ・メモリ、１３は分類表１１の出力を
格納づるＣ信号用フィールドパツノｊ・メモリである。

１４は王コービデＡ信号のフォーマツ１−を標準１５式
テレビジョンのラスタ走査に適合（〕たフォーマットに
変換するためのディジタルスキャンコンバータ（以下Ｏ
ＳＣという）で、その出力のＹ信号、Ｃ信号はカラーパ
レット１５においてＲ，Ｇ、Ｂの３原色仁りに変換され
る。カラ〜バ１ノツｌ−１５はＲＯＭであって予めプ［
］グラムされたＹＣ−ＲＧＢ弯換表を内蔵している。そ
の出力はＤＡ変換器１６ａ、１６１）、１６ｃによって
ア−ｊ　Ｏグ信号に変換されＣＲＴ（陰極線管）モニタ
〈図示せず）に表示される。

次に上記のように構成された回路の動作を説明する。

被検体内から反射された超音波は超音波探触子１で受波
され、受信機２において増幅される。この受信１３号に
は固定物体からの反射波と、運動物体からの反射波とが
含まれていて、受信機２の出力は次の２１１路に並列に
導入される。第１は増幅検波回路３において増幅され検
波されてＢモードビデオ信号となり、Ｌ　Ｐ　Ｆ　４に
よりキャリヤを除かれて加算器７に入力される。第２の
経路では受信信号はＭＴＩフィルタ５に入力する。ＭＴ
Ｉフィルタ５においては固定物体からの反射を消去し、
運動物体からの反射波のみをｉ信号とｑ信号に分離しで
出力し、ぞの出力は振幅電圧供給回路６とドプラ処理回
路９に入る。

ＭＴＩフィルタ５とドプラ処理回路の一例を第２図に承
り。図において、２１は入力受信信号を所望のレベルに
増幅づ゛る増幅器、２２は入力信号をパルス繰返し周期
だけ遅延させるディレィライン、２３は前記増幅器２１
とディレィライン２２を通過した信号と同一レベルに増
幅する増幅器で、前記ディレィライン２２の出ツノと共
に減粋器２４に入力し、（１）式の演算を行ってＭＴＩ
ビデオを出力４る。２５は入力のＭ　１”　ＩビデＡを
入力と同相のｉ信号と９０’移相したｑ信号に分離して
出力する移相器である。２６は移相器２５からのｉ信号
をキトり丸７とし、受信器２からの入力の変調波を復調
してｉＤ倍信号得る平衡復調器で、２７は同じ＜ＱＤ信
号を復調波どし−Ｃ得る平衡復調器である。この回路に
おいて、入力受信信号は増幅器２１で増幅され、ディレ
ィライン２２で１周期弁理らせられる。並列に入力する
受信信号は、増幅器２３によって同一１ノベルに増幅さ
れて、減褌器２４においで前記ディレィライン２２の出
力との差を求めて、（１）式のドプラ周波数の出力を得
る。この出力は移相器２５において同相信号のｉ信号と
９０６の位相差を持ったｑ信号にされる。出力信号は振
幅電圧供給回路６へ送られると共に、この出力には（１
）式では省略しであるがキャリヤ成分が含まれているの
で、平衡復調器２６．２７にキャリＡ７として入力し、
受信８２から直接平衡復調器２６．２７に入力する変調
波を復調して、ドプラ処理されたｉｏＣ信号ｑ、信号を
出力する。ここでＭＴＩフィルタ５は増幅器２１゜ディ
レィライン２２．増幅器２３．減算器２４及び移相器２
５で構成され、その他の部分がドプラ処理回路９を構成
している。

振幅電圧供給回路６はＭＴＩフィルタ５からのｉ、ｑ信
号の入力を受けてその振幅の電圧を計算する。

（１）式から ｉ　＝２Ａｓｉｎ　７ｒｆｏ　Ｔｘｃｏｓ　（２７１：
ｆｏ　　（ｊ　＋Ｔ／２））・・・（２） Ｑ　−２Ａｓｉｎ　πｆｏ　Ｔｘｓｉｎ　（２πｆｏ　
（ｔ　＋Ｔ／２））・・・（３） ＋　　＋ｑ　　−２ａＡｓｉｎ　πｆｏ　Ｔ　　−＜４
）振幅電圧供給回路６は（４）式で与えられる振幅値に
比例した信号を出力し、Ｌ　Ｐ　Ｆ　４の出力のＢモー
ドビデオ信号と共に加算器７において加算され、Ｙ信号
となり、ＡＤＤ換器８においてディジタル信号に変換さ
れる。

ドプラ処理回路９の出力はＡＤＤ換器１０ａ。

１０ｂにおいてディジタル信号に変換され、分類表１１
に入力する、分類表１１では次の計算を行う。

θ＝ｔａｎ　’　（ｑ　ｏ　／ｉ　ｏ　）（２）式、（
３）式のｔ、ｑを’Ｄ＋Ｑｏに代入すると、 θ−２πｆｏ（ｔ＋Ｔ／２＞　　　　　　・・・（５）
この得た線間進相角を分類表１１に入力し色相が選択さ
れる。分類表１１は例えば３ビツトを用いるとすると出
力は８種類になるので第３図に示づ゛ような領域の円を
分割する形でエンコードされている。図において、ｉｏ
を横軸、Ｑｏを縦軸にとり、０を無色、領域１．２．３
を暖色系、領域５゜６．７を寒色系の色とし、４は白又
は灰のＪ：うなどっちつかずの色に定める。又、斜線の
零近傍の円形領域も色なしにする。この第３図のような
地図をＰＲＯＭに切って分類表１１が作られている。

ＡＤ変変換日日出力の８モ一ドビデオ信号はＹ用フィー
ルドバッファメモリ１２に、分類表１１の出力のドプラ
信号はＣ用フィールドバッフアメモリ１３に夫々格納さ
れ、読み出されてＤＳＣＩ４に入り、ＤＳＣＩ　Ｊ内の
フィールドメモリ１４ａに格納される。フィールドメモ
リ１４ａには各ビクセル毎にカラーパレット１５に予め
記録されている色相表の番地が前記の入力信号に基づい
て書き込まれているのでＣ信号は、読み出しアドレス信
号（図示せず）により読み出されてカラーパレット１５
上の色相表を読み出し、ＤＡ変換器１５ａ　、　１６ｂ
　、　１６ｃにおいてアナログ信号に変換されて、Ｒ，
Ｇ、Ｂ信号としてＣＲＴモニタに表示される。

カラーパレット１５に記録されている色相表を第４図に
示す。図において、第１段は第３図に示す分類表１１の
Ｃ信号の値、第２段はＹ信号のＲ２Ｏ，Ｂに対する配分
係数で、表中のＲ，Ｇ、Ｂの合計がＹ信号の８ビツトで
示された数値に相当する。第３段はＣの値によって表わ
される色相である。第４段はドプラシフトの量及び正負
とＣの値との関係を示している。

以上のように８モ一ドビデオ信号にＭＴＩビデオ信号を
加算してＹ信号とし、体腔部の血流などのある部分の輝
度を上げたことによって運動物体の画像を明瞭に見るこ
とかできる。

尚、本発明は本実施例に限定するものではない。

例えばＹ信号８ビット、Ｃ信＠３ビットとしたが、Ｙ信
号６〜８ビット、Ｃ信号２〜３ビツトの間のビット数を
適宜選ぶことができる。又、カラーパレットの色相表は
任意に如何梯にも設定できる。

更に振幅電圧供給回路では　＋　　＋ｑ１の計算の代り
にＩｔ　　Ｉ＋Ｉｑ　ｌの計算を行っても差支えない。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように本発明によれば、反射レベル
の低い体腔部における運動物体の画像の輝度をＭＴＩビ
デオの振幅を加算することにより上げて、画面上の色付
けを明瞭にすることができ、実用上の効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概略構成ブロック図、第２
図はＭＴＩフィルタとドプラ処理回路のブ［］ツク図、
第３図は分類表に記録されている色相表の図、第４図は
カラーバレッ１−に記録されている色相表の図である。 １・・・超音波探触子　　　２・・・受信機３・・・増
幅検波回路　　　４・・・１−Ｐ［５・・・Ｍ　Ｔ’　
Ｉフィルタ　　６・・・撮幅電圧供給回路７・・・加算
器 ８．１０ａ　、１０ｂ　−＝ＡＤ変換器９・・・ドプラ
処即回路　　１１・・・分類表１２・・・フィールドバ
ッファメモリＹ用１３・・・フィールドバッファメモリ
Ｃ用１４・・・ＤＳＣ １４ａ・・・フィールトメｔす １５・・・カラーパレツ１− １６０．１６ｂ、１６Ｃ・・・Ｄ△変換器２１．２３・
・・増幅器　　２４・・・減算器２５・・・移相器 ２６．２７・・・平衡Ｗｉ調器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｂモード表示の装置に、運動物体からの反射波に色付け
   するカラーフローマッピング機能を付加した超音波診断
   装置において、ＭＴＩフィルタ出力の振幅電圧をＢモー
   ドビデオ信号に加算するための振幅電圧供給回路と、加
   算器と、ドプラビデオ信号の線間進相角を色相にエンコ
   ードする分類表と、前記輝度信号を３原色に配分するカ
   ラーパレットとを設けて、カラー表示をすることを特徴
   とする超音波診断装置。