JPH0216140B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0216140B2 JPH0216140B2 JP58077226A JP7722683A JPH0216140B2 JP H0216140 B2 JPH0216140 B2 JP H0216140B2 JP 58077226 A JP58077226 A JP 58077226A JP 7722683 A JP7722683 A JP 7722683A JP H0216140 B2 JPH0216140 B2 JP H0216140B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power spectrum
- calculated
- moment
- spectrum moment
- order
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、従来の方式に対して少ない演算で反
射波データの任意次数のパワースペクトラムモー
メントを得て、数々の画像表示を行なうことによ
り、実時間で生体特性を画像表示することのでき
る超音波診断装置に関する。
射波データの任意次数のパワースペクトラムモー
メントを得て、数々の画像表示を行なうことによ
り、実時間で生体特性を画像表示することのでき
る超音波診断装置に関する。
従来のいわゆるＢモード像は、主として組織の
境界面しか表示できないという欠点を持つている
ため、組織の特性そのものを得るために、各部分
からの反射信号のパワースペクトラムモーメント
を表示する方式が考えられているが、その方式で
は、FFT（高速フーリエ変換）等を用いて先ずパ
ワースペクトラムを求め、それからパワースペク
トラムモーメントを算出しているので、計算量が
膨大でリアルタイム化を計ることは難しく、回略
化した場合のコストも高いものとなる。
境界面しか表示できないという欠点を持つている
ため、組織の特性そのものを得るために、各部分
からの反射信号のパワースペクトラムモーメント
を表示する方式が考えられているが、その方式で
は、FFT（高速フーリエ変換）等を用いて先ずパ
ワースペクトラムを求め、それからパワースペク
トラムモーメントを算出しているので、計算量が
膨大でリアルタイム化を計ることは難しく、回略
化した場合のコストも高いものとなる。
本発明の目的は、従来の方式に対して少ない演
算で反射波データの任意次数のパワースペクトラ
ムモーメントを得て数々の画像表示をすることに
より、実時間で生体特性を画像表示することので
きる超音波診断装置を提供するにある。
算で反射波データの任意次数のパワースペクトラ
ムモーメントを得て数々の画像表示をすることに
より、実時間で生体特性を画像表示することので
きる超音波診断装置を提供するにある。
第１図に本発明の一実施例装置の全構成を示
す。図において１はトランスデユーサ、２は送受
信回路、３はパワースペクトラムモーメントの検
出回路、４は送受信等のタイミング制御回路、５
は得られたモーメントによつて生体組織特性値を
演算する回路、６はフレームメモリ、７は切換ス
イツチ、８は画像デイスプレイである。
す。図において１はトランスデユーサ、２は送受
信回路、３はパワースペクトラムモーメントの検
出回路、４は送受信等のタイミング制御回路、５
は得られたモーメントによつて生体組織特性値を
演算する回路、６はフレームメモリ、７は切換ス
イツチ、８は画像デイスプレイである。
生体からの反射波ｘ（ｔ）に、第２図に示した
時間巾Ｔの窓をかけた信号xT（ｔ）のパワースペ
クトラム｜XT（ｆ）｜2を求めたとする。このパワ
ースペクトラムのモーメント、すなわちパワース
ペクトラムモーメントMiは次式で定義される。
時間巾Ｔの窓をかけた信号xT（ｔ）のパワースペ
クトラム｜XT（ｆ）｜2を求めたとする。このパワ
ースペクトラムのモーメント、すなわちパワース
ペクトラムモーメントMiは次式で定義される。
Mi＝∫∞ -∞｜fi｜・｜XT（ｆ）｜2df ……(1)
(1)式で定義されたパワースペクトラムモーメン
トMiはｘ（ｔ）の解析信号Ｚ（ｔ）＝ｘ（ｔ）＋jX^
（ｔ）によつて再定義できる。ただしX^（ｔ）はｘ
（ｔ）のヒルベルト変換である。すなわち、前述
の窓をＺ（ｔ）にかけた信号ZT（ｔ）のパワースペ
クトラム｜ZT（ｆ）｜2を求めたとすると、 Mi＝∫∞ -∞fi｜ZT（ｆ）｜2df ……(2) となる。ここでZT（ｔ）の自己相関関数2をRzT
（τ）とすると、 RZT（τ）＝∫∞ -∞｜ZT（ｆ）｜2ej2〓f〓df ∴∫∞ -∞fi｜ZT（ｆ）｜2df ＝１／（j2π）ｉ〔diRZT（τ）／dti〕〓=0………
(3) ここで第３図の直交検波出力Hc（ｔ）、Hs（ｔ）
をそれぞれ実部と虚部に持つ複素信号ａ（ｔ）＝
Hc（ｔ）＋jHs（ｔ）に前述の窓をかてた信号aT
（ｔ）の自己相関関数をRaT（τ）とすると、次の
関係が成り立つ。
トMiはｘ（ｔ）の解析信号Ｚ（ｔ）＝ｘ（ｔ）＋jX^
（ｔ）によつて再定義できる。ただしX^（ｔ）はｘ
（ｔ）のヒルベルト変換である。すなわち、前述
の窓をＺ（ｔ）にかけた信号ZT（ｔ）のパワースペ
クトラム｜ZT（ｆ）｜2を求めたとすると、 Mi＝∫∞ -∞fi｜ZT（ｆ）｜2df ……(2) となる。ここでZT（ｔ）の自己相関関数2をRzT
（τ）とすると、 RZT（τ）＝∫∞ -∞｜ZT（ｆ）｜2ej2〓f〓df ∴∫∞ -∞fi｜ZT（ｆ）｜2df ＝１／（j2π）ｉ〔diRZT（τ）／dti〕〓=0………
(3) ここで第３図の直交検波出力Hc（ｔ）、Hs（ｔ）
をそれぞれ実部と虚部に持つ複素信号ａ（ｔ）＝
Hc（ｔ）＋jHs（ｔ）に前述の窓をかてた信号aT
（ｔ）の自己相関関数をRaT（τ）とすると、次の
関係が成り立つ。
〔dnRZT（τ）／dτn〕〓=0＝o
〓
〓i=1
nCi（j2πν）n-i〔diRaT（τ）／dτi〕〓=0………
(4) (3)、(4)式より Mn＝∫∞ -∞fn｜ZT（ｆ）｜2df＝o 〓i=1 nCi（j2π）ν-in-i
………(5) （ｉ） RaT（０） ここで (i) RaT （０）＝〔diRaT（τ）／dτi〕〓=0 よつて第３図、第４図に示すように、反射信号
ｘ（ｔ）を周波数νの正弧波を用いて直交検波を
行ない、必要回微分しておき、得られたHc、
Hs、H〓c、H〓s、…を上式で定められた組み合わ
せで掛算、加算、平均を行なうことにより、R1
〜R4が求まり、(5)式よりパワースペクトラムモ
ーメントMiが得られる。
(4) (3)、(4)式より Mn＝∫∞ -∞fn｜ZT（ｆ）｜2df＝o 〓i=1 nCi（j2π）ν-in-i
………(5) （ｉ） RaT（０） ここで (i) RaT （０）＝〔diRaT（τ）／dτi〕〓=0 よつて第３図、第４図に示すように、反射信号
ｘ（ｔ）を周波数νの正弧波を用いて直交検波を
行ない、必要回微分しておき、得られたHc、
Hs、H〓c、H〓s、…を上式で定められた組み合わ
せで掛算、加算、平均を行なうことにより、R1
〜R4が求まり、(5)式よりパワースペクトラムモ
ーメントMiが得られる。
R1〜R4を求めるとき移動平均フイルタを用い
るが、これは第２図の窓を移動させてゆくことと
等価であるので、上記方式によつて各部位からの
反射波のパワースペクトラムモーメントを実時間
で算出することができた。得られたパワースペク
トラムモーメントMi、もしくはMiより算出した
生体特性値をフレームメモリに書込むことによつ
て最終的に実時間で各部位からの反射波のパワー
スペクトラムモーメント、もしくは各部位の正体
特性値を画像表示することができる。また、R0
〜R4を求める場合、すべての部分をアナログ演
算回路、デイジタル演算回路のどちらの演算回路
を用いることもできるし、両方が混在した回路も
実現可能である。また、説明においては、４次以
下のパワースペクトラムモーメントの算出しか示
していないが、同様にして５次以上のパワースペ
クトラムモーメントの算出を導びくことができ
る。
るが、これは第２図の窓を移動させてゆくことと
等価であるので、上記方式によつて各部位からの
反射波のパワースペクトラムモーメントを実時間
で算出することができた。得られたパワースペク
トラムモーメントMi、もしくはMiより算出した
生体特性値をフレームメモリに書込むことによつ
て最終的に実時間で各部位からの反射波のパワー
スペクトラムモーメント、もしくは各部位の正体
特性値を画像表示することができる。また、R0
〜R4を求める場合、すべての部分をアナログ演
算回路、デイジタル演算回路のどちらの演算回路
を用いることもできるし、両方が混在した回路も
実現可能である。また、説明においては、４次以
下のパワースペクトラムモーメントの算出しか示
していないが、同様にして５次以上のパワースペ
クトラムモーメントの算出を導びくことができ
る。
次にパワースペクトラムモーメントMiを０次
パワースペクトラムモーメントMoで割り、正規
パワースペクトラムモーメントmiを定義する。
パワースペクトラムモーメントMoで割り、正規
パワースペクトラムモーメントmiを定義する。
mi＝Mi／Mo
このような正規パワースペクトラムモーメント
miをフレームメモリに実時間で書込み画像表示
する。これによつて、反射波の反射レベルにかか
わらず、パワースペクトラムの分布のモーメント
が画像表示できるため、バラツキの少ない安定な
画像が期待できる。
miをフレームメモリに実時間で書込み画像表示
する。これによつて、反射波の反射レベルにかか
わらず、パワースペクトラムの分布のモーメント
が画像表示できるため、バラツキの少ない安定な
画像が期待できる。
特に、１次正規パワースペクトラムモーメント
m1は平均周波数と等しい。生体の減衰係数は
周波数に比例するため、入射パワースペクトラム
が、ガウス分布をしているとすると、は減衰係
数傾斜に比例する。よつてすなわち正規パワー
スペクトラムmiを画像表示することによつて生
体の減衰率分布が観測することができ、診断上大
きな助けとなる。
m1は平均周波数と等しい。生体の減衰係数は
周波数に比例するため、入射パワースペクトラム
が、ガウス分布をしているとすると、は減衰係
数傾斜に比例する。よつてすなわち正規パワー
スペクトラムmiを画像表示することによつて生
体の減衰率分布が観測することができ、診断上大
きな助けとなる。
また、カラー合成の応用例において、パワーで
正規化しているため、色あいのみが変化してゆ
き、輝度そのものはパワーによらず一定であるよ
うな質の良い画像が得られる。
正規化しているため、色あいのみが変化してゆ
き、輝度そのものはパワーによらず一定であるよ
うな質の良い画像が得られる。
第５図は本発明の実施例を示すもので、異なる
パワースペクトラムモーメントあるいは正規パワ
ースペクトラムモーメントにそれぞれの色を割り
あて、カラー合成しようとするものである。この
方式によつてより多くの情報を１つの画面に入れ
ることができる。図中１〜４は第１図と同一のも
の、６−１〜６−３は夫々異なる色、例えば赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に対応するフレームメ
モリ、８′はRGBカラーデイスプレイである。
パワースペクトラムモーメントあるいは正規パワ
ースペクトラムモーメントにそれぞれの色を割り
あて、カラー合成しようとするものである。この
方式によつてより多くの情報を１つの画面に入れ
ることができる。図中１〜４は第１図と同一のも
の、６−１〜６−３は夫々異なる色、例えば赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に対応するフレームメ
モリ、８′はRGBカラーデイスプレイである。
第６図はさらに別の実施例を示すものである。
図中、１〜４，６−１〜６−３及び８′は第５図
と同じもの、９はパワースペクトラムモーメント
から帯域毎の成分を求める回路である。パワース
ペクトラムの３つの帯域成分W1，W2，W3をパ
ワースペクトラムモーメント、もしくは正規パワ
ースペクトラムモーメントから計算し、W1，
W2，W3それぞれの色を割りあて、カラー合成し
ようとするものである。この方式によつて深さに
したがつて減衰が大きくなるのを、たとえば寒色
から暖色へと変化するようなカラー画像がつく
れ、より人の直感にうつたえる情報となる。
図中、１〜４，６−１〜６−３及び８′は第５図
と同じもの、９はパワースペクトラムモーメント
から帯域毎の成分を求める回路である。パワース
ペクトラムの３つの帯域成分W1，W2，W3をパ
ワースペクトラムモーメント、もしくは正規パワ
ースペクトラムモーメントから計算し、W1，
W2，W3それぞれの色を割りあて、カラー合成し
ようとするものである。この方式によつて深さに
したがつて減衰が大きくなるのを、たとえば寒色
から暖色へと変化するようなカラー画像がつく
れ、より人の直感にうつたえる情報となる。
以上の応用例にさらに第７図のように従来のＢ
モード像を合成して表示する。これによつて従来
の診断法も考慮しながら診断が進められている。
図中１〜４，６−１〜６−３及び８′は第５図と
同じもの、１０はＢモード像を得るための周知の
回路、１１は加算回路である。
モード像を合成して表示する。これによつて従来
の診断法も考慮しながら診断が進められている。
図中１〜４，６−１〜６−３及び８′は第５図と
同じもの、１０はＢモード像を得るための周知の
回路、１１は加算回路である。
本発明によれば、FFT（高速フーリエ変換）等
の膨大な計算を必要とせず、最小の計算によつて
直接パワースペクトラムモーメントを算出できる
ので、わずかな回路で生体の特性を示すパワース
ペクトラムモーメントを実時間画像表示すること
が可能となる。
の膨大な計算を必要とせず、最小の計算によつて
直接パワースペクトラムモーメントを算出できる
ので、わずかな回路で生体の特性を示すパワース
ペクトラムモーメントを実時間画像表示すること
が可能となる。
第１図は本発明の一実施例の基本構成図であ
る。第２図はパワースペクトラムモーメントの定
義の説明図で、第３図、第４図はパワースペクト
ラムモーメント検出器の構成を示す。第５図、第
６図、第７図は夫々、本発明の他の実施例の構成
図である。
る。第２図はパワースペクトラムモーメントの定
義の説明図で、第３図、第４図はパワースペクト
ラムモーメント検出器の構成を示す。第５図、第
６図、第７図は夫々、本発明の他の実施例の構成
図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 生体からの超音波反射信号を直交検波する手
段と、該直交検波された反射信号の実数成分と虚
数成分の各々をｎ回（ｎ＝１、２、………）微分
する手段と、該直交検波された反射信号の実数成
分と虚数成分および該算出された実数成分と虚数
成分のｎ回の微分値を用いて、超音波反射信号の
複素自己相関関数の原点における任意次数の微係
数を計算する手段と、該算出した任意次数の微係
数を使つて超音波反射信号のパワースペクトラム
モーメントを計算する手段を備え、この算出した
任意の次数のパワースペクトラムモーメントもし
くは該パワースペクトラムモーメントより算出さ
れる該生体の生体組織特性値を表示するようにし
たことを特徴とする超音波診断装置。 ２ 特許請求の範囲第１項において、各次数のパ
ワースペクトラムモーメントを０次のパワースペ
クトラムモーメントで割ることによつて算出した
正規パワースペクトラムモーメント、もしくはそ
れより算出した生体組織特性値を、実時間にて２
次元画像表示することを特徴とする超音波診断装
置。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項におい
て、各次数のパワースペクトラムモーメントもし
くは各次数の正規パワースペクトラムモーメント
に色を割当て、値に輝度を割当てて合成表示する
ことを特徴とする超音波診断装置。 ４ 特許請求の範囲第１項または第２項におい
て、求めたパワースペクトラムモーメントもしく
は正規パワースペクトラムモーメントより、各帯
域のパワーもしくは正規化されたパワーを算出
し、各帯域に、対応する色を割当てて合成表示す
ることを特徴とする超音波診断装置。 ５ 特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれ
かにおいて、得られた画像と従来のＢモード画像
を合成表示することを特徴とする超音波診断装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7722683A JPS59203549A (ja) | 1983-04-30 | 1983-04-30 | 超音波診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7722683A JPS59203549A (ja) | 1983-04-30 | 1983-04-30 | 超音波診断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59203549A JPS59203549A (ja) | 1984-11-17 |
| JPH0216140B2 true JPH0216140B2 (ja) | 1990-04-16 |
Family
ID=13627936
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7722683A Granted JPS59203549A (ja) | 1983-04-30 | 1983-04-30 | 超音波診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59203549A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61255645A (ja) * | 1985-05-08 | 1986-11-13 | 横河電機株式会社 | 超音波診断装置 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5637820B2 (ja) * | 1972-08-16 | 1981-09-02 | ||
| JPS56147082A (en) * | 1980-04-17 | 1981-11-14 | Yoshinori Hayakawa | Method and device for quantitative ultrasonic inspection using plural frequencies |
| JPS57179745A (en) * | 1981-04-30 | 1982-11-05 | Fujitsu Ltd | Method and device for measuring material property by ultrasonic wave |
| JPS58173539A (ja) * | 1982-04-07 | 1983-10-12 | 富士通株式会社 | 超音波による生体組織特性測定方法 |
| JPS59171540A (ja) * | 1983-03-18 | 1984-09-28 | 富士通株式会社 | スペクトル形状利用測定方法 |
-
1983
- 1983-04-30 JP JP7722683A patent/JPS59203549A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59203549A (ja) | 1984-11-17 |
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