JPH04146738A - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、超音波ドプラ法を用いて被検体の血流情報を
得る超音波診断装置に関する。

（従来の技術） 近年、超音波診断装置の開発が進む中で、超音波ドプラ
法による血流情報の画像化が試みられている。超音波ド
プラ法は超音波ビームのドプラ効果を利用し、生体内の
血液の流れに超音波ビームを放射してその送信周波数と
受信周波数との違いから血流情報を得、これによって血
流画像を生成するものである。

このような超音波ドプラ法では、撮影視野内に存在する
静止物からのエコー信号（以下、「クラッタ信号」とい
う）を除去する目的でノ＼イ、＜スフィルタを設け、受
信されたエコー信号の低周波成分を取り除くようにして
いる。

このトキ、バイパスフィルタのカットオフ周波数Ｆ１は
クラッタ信号を除去できる範囲内で、可能な限り小さい
値に設定している。

第４図は受信されたエコー信号の周波数帯域と出力とを
示す特性図であり１．同図に示すようにクラッタ信号１
と、血流情報のドプラシフト信号２は移動速度の違いか
らその周波数帯域が異なる。

そして、従来は、その間隙にカットオフ周波数ｆｃを設
定することでクラッタ信号１を除去し、ドプラシフト信
号２を取り出してこれを基に血流画像を生成している。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、例えば被検体の心臓部近傍では、臓器等
が拍動の影響を受けて移動する。このような場合には、
クラッタ信号１の周波数帯域が移動してしまい、第５図
に示すようにドプラシフト信号２に近づいてしまうこと
がある。また、これと同様に四肢等の血管を探索するた
めに、超音波プローブを移動させながらスキャンする場
合においても、クラッタ信号１の周波数帯域が変動して
しまう。その結果、所定のカットオフ周波数ｆｃで、ク
ラッタ信号１とドプラシフト信号２とを確実に分離する
ことができなくなってしまう。

このため、血流情報のドプラシフト信号２のみを取り出
すことができなくなってしまい、鮮明な血流画像が得ら
れなくなるという問題が発生していた。

この発明はこのような従来の課題を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところは、血流情報のドプ
ラシフト信号のみを取出すことのできる超音波診断装置
を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明は、被検体に対して超
音波を送受信して得たエコー信号に基づき、検出手段で
断層像エコーと血流によるドプラ偏移信号とを検出して
血流情報を得る超音波診断装置において、前記エコー信
号のうち不要周波数成分を除去する第一のフィルタと、
前記第一のフィルタを通過したエコー信号から少なくと
も平均速度を求める第一の演算手段と、前記第一のフィ
ルタの阻止芥域のみを通過させる第二のフィルタと、前
記第一のフィルタ通過前のエコー信号を前記第二のフィ
ルタに入力し、少なくとも前記生体組織の移動によるド
プラシフト成分の平均速度を求める第二の演算手段と、
前記第一のフィルタ通過後のエコー信号の平均速度と前
記第二のフィルタ通過後のエコー信号の平均速度に基づ
いてエコー信号に血流情報が存在するか否かを判定する
判定手段と、前記判定手段の結果に基づいて第一のフィ
ルタ通過後のエコー信号の平均速度を補正する手段と、
を有することが特徴である。

（作用） 上述の如く構成すれば、超音波プローブて受信されたエ
コー信号に含まれる不要周波数成分が第一のフィルタに
よって除去される。そして、第一のフィルタ通過後の信
号から、平均速度１分散σ、及びパワーＰが求められる
。又、第二のフィルタによって抽出されたクラッタ信号
成分から、平均速度。、及びパワーＰ。が求められる。

そして、パワーＰ。かある所定値に１よりも大きく（Ｐ
ｏ　＞Ｋｌ）　、かつ、平均速度Ｖ。が所定値に２より
も小さいとき（Ｖｏ＜Ｋ２）　、第一のフィルタを通過
した信号の平均速度とこのフィルタのカットオフ周波数
ｆｃとが比較され、かつ、分散σと所定値にとが比較さ
れる。その結果（ｙ＜ｆｃ）、かつ、（σ＜Ｋ）と判定
された場合にはれには血流情報が存在しないと判断して
画像表示しない。

一方、（Ｖ　＞　ｆ　ｃ　）　、かつ、（σ≦Ｋ）と判
定された場合にはこのエコー信号には血流情報が存在す
ると判断する。そして、第二のフィルタ通過後のエコー
信号から、生体組織の移動によるドプラシフト成分（ク
ラッタ成分）のみの平均速度０を求め、この平均速度Ｖ
Ｑと、フィルタ通過後の信号の平均速度から血流情報の
みの平均速度１を求めている。

また、クラッタ信号成分のパワーＰｏが（Ｐ　。

〉Ｋ１）であり、かつ、平均速度。が（０〉Ｋ２）のと
き、以下のように処理する。

（１）＜ｆｃ、かつ、（一。）　＜Ｋ３　（ただしに３
は定数）のとき、血流情報がないと判断して画像表示し
ない。

（２）＜ｆｃ、かつ、（−ｏ）＞Ｋ３のとき（ｖ　　Ｖ
ｏ）−１とする。

（３）＞ｆｃのとき、（Ｖ−。）−ｖｌとする。

そして、この平均速度１から鮮明な血流画像を生成し画
像表示する。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。第
１図は本発明が適用された超音波診断装置のブロック図
である。

同図においてプローブ１は、被検体（不図示）の体表面
に付着させて、体内へ超音波ビームを送信するとともに
、生体組織間で反射したエコー信号を受信するものであ
る。

送受信部２は、プローブ１に対して超音波ビームを発信
すべく励振信号を与え、かつ、プローブ１から与えられ
るエコー信号を組込んで増幅し、これを検波部３に供給
するようになっている。

検波部３は、送受信部２から与えられるエコー信号を位
相検波するものであり、この出力は／Ｄ変換部４でディ
ジタル化された後、２系統に分岐される。このうち、一
方は第一のディジタルフィルタ５ａ（カットオフ周波数
ｆ。のバイパスフィルタ）で不要周波数成分が除去され
た後、第一の相関部６ａに供給され、他方は第二のディ
ジタルフィルタ５ｂ（通過帯域＋ｆｃ　＋のバンドパス
フィルタ）で不要周波数成分のみを通過させた後、第二
の相関部６ｂに供給される。

第一の相関部６ａは、不要周波数成分が除去された後の
エコー信号の相関を求め、これを第一の演算部に供給し
、ここで平均速度、分散σ、パワーＰが求められるよう
になっている。

第二の相関部６ｂは、第二のディジタルフィルタ５ｂ通
過後のクラッタ信号の相関を求めるものであり、この信
号を第二の演算部７ｂに供給する。

そして第二の演算部７ｂは求められた相関からクラッタ
成分の平均速度Ｖ。及びパワーＰｏを求めるようになっ
ている。

判定部８は、第一の演算部７ａで得られた平均速度Ｖ１
分散σ、及びパワーＰと、第二の演算部７ｂで得られた
クラッタ信号の平均速度。、及びパワーＰｏに基づいて
、第一の演算部７ａで求められた平均速度に補正をかけ
るか否かを判定するものである。

処理部９は、判定部８の結果に基づいて、第一の演算部
７ａで求められた平均速度と、第二の演算部７ｂで求め
られた平均速度０とから所定の演算式で血流情報のドプ
ラシフト信号のみの平均速度璽を求め、これを図示しな
い画像表示系へ出力するものである。

次に、本実施例の作用について説明する。

いま、プローブ１で受信されたエコー信号に血流情報の
ドプラシフト信号が含まれていない場合には、このエコ
ー信号は第２図（Ａ）に示すようにクラッタ信号１のみ
となる。そして、この信号が、第１図に示す送受信部２
、検波部３、及びＡ／Ｄ変換器４を介してディジタルフ
ィルタ５ａに供給されると、カットオフ周波数ｆｃで低
周波成分が除去される。その結果をスペクトラム的に見
ると、第２図（Ｂ）に示すような周波数帯域の成分のみ
が残り、第一の相関部６ａ、及び第一の演算部７ａにお
いて平均速度１分散σ、及びパワーＰが求められる。

一方、Ａ／Ｄ変換器４の出力は第二のディジタルフィル
タ５ｂに供給され、通過帯域１ｆｅ　ｌの成分が得られ
る。その結果をスペクトラム的に見ると、第２図（Ｃ）
に示すようにクラツタ信号１全体が残り、第二の相関部
６ｂ、及び第二の演算部７ｂにおいて平均速度。、及び
パワーＰ。が求められる。

そして、第二の演算部７ｂから得られたクラッタのパワ
ーＰｏが（Ｐｏ＞Ｋｌ）で、がっ、（。〈Ｋ２）のとき
、判定部８では、第一の演算部７ａで求められたデータ
において平均速度とカットオフ周波数ｆｅが比較され、
かつ、分散σが一定値によりも大きいか否かが判定され
る。その結果、（ｔ　ｃ　＞　ｖ）　＋　かつ、（σ＜
ｋ）であると判定された場合（第２図（Ｂ）に示すよう
な場合）には、この信号には血流情報のドプラシフト成
分は存在しないと判断し画像表示をしない旨の判定結果
を処理部９に送る。そして、処理部９ではこの結果に基
づいてブランク処理（黒表示）を行なまた、第１図に示
すＡ／Ｄ変換部４がら出力された信号が第３図（Ａ）に
示すように、クラッタ信号１と血流情報のドプラシフト
信号２を含む場合には、第一のディジタルフィルタ５ａ
及び第二のディジタルフィルタ５ｂを通過した後の信号
はそれぞれ同図（Ｂ）、（Ｃ）に示すようになる。

その後、第一の相関部６ａ、及び第一の演算部７ａにお
いて、この信号から平均速度、分散σ、及びパワーＰが
求められ、また、第二の相関部６ｂ１及び第二の演算部
７ｂにおいてクラッタの平均速度Ｖ。及びパワーＰｏが
求められる。そして、クラッタのパワーＰ、が（Ｐｏ＞
Ｋｌ）で、かつ、平均速度。が（０＜Ｋ２）のとき判定
部８において（ｆｅ＜）、かつ、（σ＞ｋ）であると判
定された場合（第３図（Ｄ）に示すような場合）には、
更にパワーＰと所定の設定値Ｐαとの大きさが比較され
、（ｐ＞ｐα）と判定されると、この信号は血流情報に
よるドプラシフト信号を含んでいると判断する。そして
、処理部９に演算指令を出力する。

これによって処理部９では、第一の演算部７ａから与え
られる平均速度と、第二の演算部７ｂから与えられる平
均速度０とから、次の（１）式によって血流情報のドプ
ラシフト信号２のみの平均速度１を求める。

ｖｌ−２−０・α１　　　　　　・・・（１）たたし、
α１は所定の係数である。

また、第二のディジタルフィル５ｂで得られたクラッタ
信号のパワーＰ。が（Ｐｏ＞Ｋｌ）であり、かつ、平均
速度。が（ｖｏ＞Ｋ２）のとき、以下の処理を実施する
。

（１）＜ｆｃ、かつ、（−ｏ）＜Ｋ３　（ただしに３は
定数）のとき、血流情報がないと判断して画像表示しな
い。

（２）＜ｆｃ、かつ、（−ｏ）＞Ｋ３のとき（ｖ−ｖｏ
）−１とする。

（３）ｖ＞ｆ、のとき、（−０）−１とする。

こうして、血流情報のドプラシフト信号２のみの平均速
度ｖ１が求められるので、図示しない画像処理系ではこ
の平均速度ｖ１を基に血流画像を生成し、ＣＲＴ等の表
示手段に画像表示する。

このようにして、本実施例では、ディジタルフィルタ５
ａにおいてクラッタ信号を完全に除去することができな
い場合においても、血流情報のドプラシフト信号のみの
平均速度を精度良く求めることができるので、鮮明な血
流画像を得ることができるようになる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明では、受信されたエコー信
号に含まれる不要周波数成分をフィルタで完全に除去す
ることができない場合でも、血流情報のみの平均速度を
求めることができる。

したがって、心臓の拍動の影響をうけて臓器等が移動し
た場合においても、鮮明な血流画像を得ることができる
という効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、第
２図はエコー信号がクラッタ信号のみであるときの周波
数帯域と出力の関係を示す特性図、第３図はエコー信号
に血流情報、及びクラッタ信号が存在するときの周波数
帯域と出力の関係を示す特性図、第４図はクラッタ信号
がドブラシフトしないときのエコー信号の周波数帯域と
出力の関係を示す特性図、第５図はクラッタ信号がドプ
ラシフトしたときのエコー信号の周波数帯域と出力の関
係を示す特性図である。 １・・・プローブ ５ａ、５ｂ・・・ディジタルフィルタ ６ａ、６ｂ・・・相関部 ７ａ、７ｂ・・・演算部 ８・・・判定部 ９・・・処理部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）被検体に対して超音波を送受信して得たエコー信
   号に基づき、検出手段で断層像エコーと血流によるドプ
   ラ偏移信号とを検出して血流情報を得る超音波診断装置
   において、前記エコー信号のうち不要周波数成分を除去
   する第一のフィルタと、 前記第一のフィルタを通過したエコー信号から少なくと
   も平均速度を求める第一の演算手段と、前記第一のフィ
   ルタの阻止帯域のみを通過させる第二のフィルタと、 前記第一のフィルタ通過前のエコー信号を前記第二のフ
   ィルタに入力し、少なくとも前記生体組織の移動による
   ドプラシフト成分の平均速度を求める第二の演算手段と
   、 前記第一のフィルタ通過後のエコー信号の平均速度と前
   記第二のフィルタ通過後のエコー信号の平均速度に基づ
   いてエコー信号に血流情報が存在するか否かを判定する
   判定手段と、 前記判定手段の結果に基づいて第一のフィルタ通過後の
   エコー信号の平均速度を補正する手段と、を有すること
   を特徴とする超音波診断装置。
2. （２）前記判定手段において、血流情報が存在しないと
   判定されたとき、前記第一のフィルタ通過後のエコー信
   号の平均速度を零とする請求項１記載の超音波診断装置
   。
3. （３）前記第一の演算手段は平均速度とともに、分散、
   及びパワーを求め、前記第二の演算手段は平均速度とと
   もにパワーを演算し、前記判定手段は、第一の演算手段
   、及び第二の演算手段で求められた結果を基に判定する
   請求項１又は２記載の超音波診断装置。