JPS647785B2 - - Google Patents

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JPS647785B2
JPS647785B2 JP57130503A JP13050382A JPS647785B2 JP S647785 B2 JPS647785 B2 JP S647785B2 JP 57130503 A JP57130503 A JP 57130503A JP 13050382 A JP13050382 A JP 13050382A JP S647785 B2 JPS647785 B2 JP S647785B2
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deviation
flow velocity
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Koroku Namekawa
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Aloka Co Ltd
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    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
    • G01S15/89—Sonar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S15/8906—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques
    • G01S15/8979—Combined Doppler and pulse-echo imaging systems
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/06—Measuring blood flow
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G—PHYSICS
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  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は超音波血流画像形成方法及び装置、特
に血流の速度分布を２次元的にカラー表示するこ
とのできる超音波血流画像形成方法及び装置の改
良に関する。
超音波ビームを被検体内に送波して被検体内の
音響インピーダンスの差から得られる反射エコー
を受波して画像を形成する超音波画像形成方法が
周知であり、例えば、人体の患部組織診断に用い
られ、組織に悪影響を与えることなく内部観察が
できる利点を有する。そして、これらの超音波画
像形成方法を用いた装置は超音波診断装置等とし
て実用化されている。
近年の改良された超音波利用技術として、超音
波パルスビームを被検体に送波し、被検体内の血
流にこのパルスビームが到達したときに生じるド
プラ効果を利用して血流速度を知ることのできる
パルスドプラ法が具体化され、人体の血流測定装
置として実用化されている。
前述した血流速度分布は従来白黒画面として画
像形成されていたが、このような従来装置では、
その２次元分布を正確に表現することが困難であ
り、近年、これを改良するためにカラー画像形成
方法が提案されている。
第１図には、従来のカラー画像形成方法の原理
が示され、例えば、被検体内の血流の検出信号が
図示のごとく周期的に変化すると、このとき正の
方向の速さに応じてａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆなる
６段階の色が設定され、また負の方向に対しては
同様にｈ〜ｍなる６段階の色が設定され、これに
よつて、速さに応じて速度分布を対応する色にて
表示することができる。この従来方法によれば、
表示された色によつて各部の速度分布を一目で判
別できる利点を有する。しかしながら、この従来
方法では、血流の速度が一定である場合には、極
めて見やすい画面を形成することができるが、血
流特に心臓内血流のように、急速に速度及び方向
が変化する場合、各色が混合して、かえつて画面
が見にくくなるという欠点があり、また第２図で
示されるように、時間的な血流速度変化が一定で
なく、全体的な動きに対して各部が大きな偏差を
有するような場合には、画像各部に複雑な混色が
生じ、特に血流の正方向と負方向との両者が入り
混じる表示部においては、画面の解読がほとんど
不可能になつてしまうという欠点を有していた。
本発明は上記従来の課題に鑑みなされたもの
で、血流速度分布を極めて判続しやすい形でカラ
ー２次元表示可能な改良された超音波血流画像形
成装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は、被検体
の患部に超音波ビームを送波して患部組織からの
反射エコーを電気的に検出してパルスドプラビー
ムによる患部組織内の血流の速度に対応する平均
速度信号及び速度偏差信号を出力する超音波送受
波装置と、この超音波送受波装置の出力信号を記
憶するフレームメモリと、このフレームメモリの
記憶情報からカラー画像信号を形成するカラー演
算器と、前記カラー画像信号に基づいて患部断層
像を表示するカラー表示器と、を含み、前記カラ
ー表示器は血流速度をその方向の正負の向きに対
応して異なる色相で表示しかつ各色相の輝度を血
流の速さに応じて変化させ、更に前記各血流速度
の方向の正負の向きに設定した色相に他の所定の
色を混色させ、この混色の割合を前記偏差信号の
大きさに対応して設定し、前記血流速度と血流速
度の偏差を重ね合わせ表示することを特徴とす
る。
以下図面に基づいて本発明の好適な実施例を説
明する。
第３図には、本発明を人体の患部における所望
の断層像を形成するための超音波診断装置に適用
した好適な実施例が示され、この超音波診断装置
では、白黒画像によるＢモード断層像とこれに重
ね合わせてパルスドプラ法により得られた血流の
速度分布が表示される。
超音波送受波装置１０は超音波ビームを用いて
Ｂモード断層像信号を形成し、また超音波パルス
ビームの送受波によつて前記Ｂモードによる断層
面内の血流の速度分布信号が得られる。すなわ
ち、実施例における超音波送受波装置は通常のＢ
モードエコー装置と超音波ドプラ装置とを組み合
わせた構成からなり、前記断層像はリニアあるい
はセクタのいずれの電子走査によつても得ること
ができる。
以上のように構成された超音波送受波装置１０
からは、３個の異なる信号が得られる。すなわ
ち、第１の信号は端子Ａから得られる断層像信号
であり、所望の断層面を示すＢモード断層像信号
からなる。第２の信号はパルスドプラ法により得
られる速度信号であり、実施例においては、血流
の平均流速信号として端子Ｂから取り出される。
また第３の信号は端子Ｃから得られる偏差信号で
あり、パルスドプラ法による速度信号の一種であ
るが、瞬時流速の平均流速に対する偏差値情報を
含み、例えば標準偏差値または標準偏差の二乗に
当たる分散値がこの偏差信号として用いられる。
前記３種類の信号は超音波送受波装置１０内に
おいてアナログ信号である反射エコーからデジタ
ル信号に変換された後出力されている。また送受
波装置１０は端子Ｄに送信繰り返しパルス、クロ
ツクパルスあるいは超音波ビームの送受波方向に
沿つたアドレス信号を出力し、これを同期制御器
１２に供給し、後述するメモリ演算あるいは表示
に必要な同期信号を発生させる。
前記送受波装置１０から得られた３種類の信号
はそれぞれフレームメモリ１４，１６，１８に書
込まれ、このときの書込アドレスは前記同期制御
器１２から得られる同期信号によつてその書込ア
ドレスが定められる。したがつて、各フレームメ
モリ１４，１６，１８には、それぞれ同一アドレ
スに対応する断層面の断層像信号、平均流速信号
及び偏差信号が記憶されることとなる。
そして、各フレームメモリ１４，１６，１８の
記憶内容は選択スイツチ２０，２２，２４を介し
てカラー演算器２６に供給される。各選択スイツ
チ２０，２２，２４はそれぞれ必要に応じてオン
オフ制御され、所望の検出情報のみを画像表示す
ることが可能である。
前記カラー演算器２６は入力された情報を所定
の方法に従つてカラー画像信号に変換する作用を
行い、実施例においては、赤（Ｒ）、緑(G)及び青
(B)なる３原色に対応した３個のカラー画像信号を
演算出力する。これら３種類のカラー画像信号は
それぞれDA変換器２８，３０，３２を介してカ
ラー表示器３４の入力端子に供給され、実施例に
おいては、カラー表示器３４はカラーブラウン管
からなり、各変換器２８，３０，３２の出力はそ
れぞれ各RGB入力に供給される。
カラー表示器３４の掃引入力には前記同期制御
器１２の同期信号が供給されているので、カラー
表示器３４は各フレームメモリ１４，１６，１８
の所定アドレスに対応した各情報の表示をカラー
２次元分布像として表示することができる。
本発明において特徴的なことは、前記カラー表
示器３４は速度分布を２次元的にカラー表示する
ことであり、実施例においては、血流の平均流速
及びこれと偏差との組合せがカラー表示される。
まず実施例における表示器３４はRGBなる各
入力に等しい電圧が印加されると表示色は白とな
り、このときの輝度入力の変化に応じて、この白
色の輝度が変化し、これにより、所望の断層像を
白黒表示することができる。
したがつて、選択スイツチ２０のみがオン作動
された場合あるいは送受波装置１０から断層像信
号のみが出力されている場合、カラー表示器３４
の画面には、Ｂモード断層像が白色表示されるこ
ととなる。
次にカラー演算器２６はフレームメモリ１６か
ら得られる血流の平均流速情報に対しては、その
速度方向の正または負の向きに対してそれぞれ別
個のあらかじめ設定された色相が与えられ、また
そのときの速さ情報に応じて前記定められた色相
の輝度が変化する。前述した正または負の向きは
パルスドプラ法においては血流がビームを送受波
するプローブに近づく速度を正とし、また一方、
遠ざかる速度に対して負というように、それらの
向きがあらかじめ設定される。したがつて、フレ
ームメモリ１６に記憶されている血流の速度情報
には、この正負の識別情報とこのときの速さ情報
とが含まれている。そこで、このときの速さ情報
をＶとし、カラー表示器３４のRGB端子に加わ
る電圧をER、EG、EBとすると、カラー演算器２
６は血流の平均流速情報に対して次式の演算を行
う。
すなわち、速度の向きが正のとき、 ER＝krV EG＝kgV EB＝０ 一方、速度の向きが負のとき、 ER＝０ EG＝kgV EB＝kbV （kr、kg、kbは定数である） 以上の説明から、カラー演算器２６はフレーム
メモリ１６に記憶されている平均流速情報に基づ
いて、速度の向きが正の場合には、赤色と緑色と
が混合された黄色の色相でかつその輝度が速さに
比例した明るさで表示されることが理解され、ま
た同様に速度の向きが負のときには、青色と緑色
とが混合されて青緑の色相によつてかつその輝度
が速さに比例した明るさで表示されることとな
る。
本実施例において、正の向きに対しては黄色の
暖色で表示し、また負の向きに対しては青緑色の
冷色で表示することにより、正負の識別は極めて
容易であり、またそのときの速さは各いずれかの
色の輝度変化にて示されるので、従来のような各
速度帯域ごとに異なる色相を用いる表示と比較し
て極めて識別が容易となり、特に速度及び方向の
変化の激しい心臓内血流のごとき場合に極めて好
適な２次元カラー表示を行うことが可能となる。
以上説明したように、本発明によれば、被検体
内の血流の速度は基本的にその色相が速度の向き
の正負によつて２種類に選択され、このいずれか
の色相のみが画面上に表示される。したがつて、
他の色相が介入する余地がなく、複雑な混色によ
る画面の見にくさを著しく改善することが可能と
なる。
そして、この選択される２個の色相はできる限
り血流速度の向きの正負に対応して対照的な色相
であることが望ましく、例えば、実施例のように
黄色と青緑色のようにほとんど相反する色相とす
ることが好ましい。これらの相反する色相は、実
施例においても、暖色と冷色として感覚的にも極
めて識別容易であり、感覚的に極めて見やすい画
面を形成することができる。
そして、更に前記血流速度情報のうち速さに関
する情報は、本発明において各色相の輝度変化に
より行い、速さが大きくなるに従い輝度を大きく
し、これによつて速度情報特に平均流速等の表示
を極めて見やすい形で行うことができる。本実施
例においては、前記血流の平均流速ばかりでな
く、このときの偏差をも同時にカラー２次元表示
可能であり、血流の速度が細かく変化するような
場合にも、これを２次元画面上に表示可能であ
る。
第４図には、本発明による血流の平均流速と偏
差との関係が示され、実線１００は平均流速を示
し、前述したように、この平均流速１００が正の
状態では黄色の表示が、また負の状態では青緑色
の表示が行われる。そして、第４図の破線２００
は各平均流速における偏差を示し、この破線帯の
大きさに対応してこの偏差が色表示される。
本実施例において、前記偏差は前述した正負に
対して与えられた色相に他の所定の色を混色し、
この混色の割合を偏差の大きさに対応させること
によつて前記平均流速では固定されていた色相を
変えて偏差の大きさを知ることが可能となる。
実施例においては、正の色相の黄色そして負の
色相の青緑色に対して緑色の混色の割合を変化さ
せることによりこの偏差を表現し、すなわち、前
記平均流速のみの表示では、kr、kg、kbはそれ
ぞれ一定値であつたが、偏差を表現するため、実
施例においては、緑色に対するkgを偏差に対応
して変化させて演算が行われる。
すなわち、フレームメモリ１８に記憶されてい
る偏差値が小さくなると、kgを小さくし、また
偏差が増大するとkgを大きくし、偏差最小すな
わち瞬時流速と平均流速とが一致する場合には
kgが０となり、このとき、速度の向きが正の場
合には表示は赤色となり、また速度の向きが負の
場合には表示は青色となる。また偏差値が所定の
最大値に達するとkgの値は前述した平均流速の
みの設定値と等しくなり、これにより正の表示は
黄色にまた負の表示は青緑色となる。したがつ
て、偏差を考慮した場合、偏差の大きさにより正
の向きでは赤から黄色の範囲で色相が混色され、
同様に負の向きに対しては青から青緑色までの範
囲で色相が混色されることとなり、この混色具合
によつて画面から偏差を読み取ることが可能とな
る。
以上のように、本発明においては、血流の速度
情報を速度の向きに応じた２個の色相で表示し、
その速さが輝度に対応するので極めて明瞭に速度
情報を読み取ることができ、また実施例において
は、これらの速度情報と偏差情報とを任意に選択
していずれか一方あるいは両者を組み合わせて表
示することができ、これらは速さの変化あるいは
偏差の変化に対しても同一系統の色相内の変化と
して表現されるので、画像の変化状態を容易に識
別することができ、また高速度で動く血流に対し
てもその変化に追従しやすいという利点がある。
更に本実施例のように、血流の情報とその周囲
の静止部の画像とを重ね合せ表示することによつ
て、血流と静止部との相対関係を極めて容易に把
握することができ、特に超音波診断装置等のよう
に臓器内での血流等の動きを断層像と対応させな
がら観察することができ、極めて多大の診断情報
を提供することが可能となる。
なお本実施例においては、例えば、血流の平均
流速のみを表示するときに黄色および青緑色が用
いられているが、これらの色相は任意に選択する
ことができ、例えば、平均流速のみの場合、緑表
示信号を除去して赤と青色にて２個の色相を形成
することも可能である。
実施例におけるカラー演算器２６は通常の演算
回路で構成できるが、演算条件をあらかじめ記憶
するROMを設け、高速度演算を行うことも好適
である。
また実施例においては、各フレームメモリの読
出しのために選択スイツチが設けられ、任意に各
種情報の組合せを得ることができるが、必ずしも
これらの選択スイツチを設ける必要はない。
更に実施例においては、カラー演算器の出力で
カラーブラウン管の格子電圧を制御しているが、
通常のカラーテレビジヨンと同様に副搬送波の位
相を変調した後に、その復調電圧でRGB電圧を
制御することも可能である。更にフレームメモリ
１４，１６，１８からの読出しをテレビジヨンの
走査信号に同期して行えば、カラーテレビジヨン
やVTRの使用が可能となる。
以上説明したように、本発明によれば、カラー
表示器を有効に利用して血流の速度分布を２次元
表示することができ、動きの速い血流に対しても
極めて読み取りやすい表示を提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図及び第２図は従来の色表示方法を示す説
明図、第３図は本発明に係る超音波血流画像形成
装置の好適な実施例のブロツク回路図、第４図は
第３図の実施例の作用説明図である。 １０……超音波送受波装置、１４，１６，１８
……フレームメモリ、２６……カラー演算器、３
４……カラー表示器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 被検体の患部に超音波ビームを送波して患部
    組織からの反射エコーを電気的に検出してパルス
    ドプラビームによる患部組織内の血流の速度に対
    応する平均速度信号及び速度偏差信号を出力する
    超音波送受波装置と、この超音波送受波装置の出
    力信号を記憶するフレームメモリと、このフレー
    ムメモリの記憶情報からカラー画像信号を形成す
    るカラー演算器と、前記カラー画像信号に基づい
    て患部断層像を表示するカラー表示器と、を含
    み、前記カラー表示器は血流速度をその方向の正
    負の向きに対応して異なる色相で表示しかつ各色
    相の輝度を血流の速さに応じて変化させ、更に前
    記各血流速度の方向の正負の向きに設定した色相
    に他の所定の色を混色させ、この混色の割合を前
    記偏差信号の大きさに対応して設定し、前記血流
    速度と血流速度の偏差を重ね合わせ表示すること
    を特徴とする超音波血流画像形成装置。 ２ 特許請求の範囲１記載の装置において、前記
    超音波送受波装置は被検体内からの反射エコーに
    基づいて断層像信号を出力し、前記カラー表示器
    は前記断層像信号に基づいて被検体内の血流近傍
    の静止部の形状を前記血流速度及び血流速度の偏
    差の画像に重ね合わせて白色で表示することを特
    徴とする超音波血流画像形成装置。
JP57130503A 1982-07-28 1982-07-28 超音波血流画像形成装置 Granted JPS5920820A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57130503A JPS5920820A (ja) 1982-07-28 1982-07-28 超音波血流画像形成装置
EP83107339A EP0100094B2 (en) 1982-07-28 1983-07-26 Ultrasonic blood flow imaging method and apparatus
DE8383107339T DE3380089D1 (en) 1982-07-28 1983-07-26 Ultrasonic blood flow imaging method and apparatus
US06/767,148 US4641668A (en) 1982-07-28 1985-08-19 Ultrasonic blood flow imaging method and apparatus

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JPS5920820A JPS5920820A (ja) 1984-02-02
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ID=15035827

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EP (1) EP0100094B2 (ja)
JP (1) JPS5920820A (ja)
DE (1) DE3380089D1 (ja)

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