JPH0736813B2 - ドプラ断層超音波診断装置 - Google Patents

ドプラ断層超音波診断装置

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JPH0736813B2
JPH0736813B2 JP1253423A JP25342389A JPH0736813B2 JP H0736813 B2 JPH0736813 B2 JP H0736813B2 JP 1253423 A JP1253423 A JP 1253423A JP 25342389 A JP25342389 A JP 25342389A JP H0736813 B2 JPH0736813 B2 JP H0736813B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、断層データと血流データとを合成し、これ
らを1つの表示装置に二次元的に表示するドプラ断層超
音波診断装置に関する。
〔従来の技術〕
医用分野で用いられる超音波診断装置では、たとえば心
臓部の断層データをリアルタイムでモニタに表示した
り、またパルスドプラ法により特定部位の血流速度を測
定し、この分布を前記同様にモニタに表示することが行
われている。さらに、断層データをモニタに表示すると
ともに、ある特定部位の血流速度を、断層データが表示
されたモニタに並べて表示するようにしたものもある。
また、最近、血流速度を二次元的に把握するために、二
次元血流断層方式が採用されている。これは、断層デー
タに血流速度を合成し、血流速度を二次元で、しかもリ
アルタイムに表現するものである。すなわち、断層情報
及び血流情報が、それぞれディジタル化されて合成さ
れ、R,G,Bのテレビジョン信号に変換されて、通常の断
層像の上に血流速度が重ねて表示されるとともに、検出
された血流の平均速度プロフィールがカラー表示される
ようになっている。
〔発明が解決しようとする課題〕
前記のような二次元血流断層方式においては、血流分布
を示す各点の分解能が曖昧であり、また表示サイズによ
っては必要以上にサンプル点を取り、使用された超音波
周波数の分解能以上に細かく表示している場合がある。
たとえば、超音波の距離分解能が1mm程度である場合、
画像メモリが深さ方向に300ピクセルで100mmの深さの表
示であるとすると、100mm÷300ピクセルで、1ピクセル
あたり0.33mm表示していることになる。しかし、前述の
ように超音波の距離分解能が1mmであり、実際の分解能
以上の細かさでもって表示していることとなる。
一般に、断層像に対しては分解能の他に細かさも要求さ
れるが、血流分布を診断する場合には、血流速の細かな
変化よりも、異常血流の有無が重要となる。すなわち、
細かさよりも感度が重要となり、S/N比が悪いと正常な
測定結果が得られず、たとえばカラー表示されるべきと
ころがカラー表示されなかったりするという問題があ
る。
この発明の目的は、二次元血流断層方式における血流分
布の分解能を表示部の画像を確認しながら外部から調整
できるようにし、その分解能を適当な値に調整すること
によってS/N比を改善することを目的としている。
〔課題を解決するための手段〕
本発明に係るドプラ断層超音波診断装置は、生体内から
得られた反射信号に基づいて生体内の断層像及び血流情
報を表示部に表示するようにしたのであり、積分手段
と、積分時間制御手段と、分解能表示手段とを備えてい
る。
積分手段は、ドプラ信号処理系で得られる反射エコー信
号と参照波信号のミキシング出力を所定期間積分する。
積分時間制御手段は、積分手段の積分時間を制御する。
分解能表示手段は、積分手段の積分時間を、血流分布の
分解能として表示部に表示する。
〔作用〕
この発明においては、参照波信号と反射エコー信号のミ
キシング出力が所定期間にわたって積分され、その平均
値が1つのデータとされる。前記積分時間は、分解能表
示手段により血流分布の分解能として表示部に表示され
る。この表示部に表示された分解能を確認しながら、積
分時間制御手段により外部から任意に調整できるように
なっている。
したがって、積分時間を適宜調整することにより、血流
データが平均化いされ、帯域が狭められるためにS/N比
が改善される。また、積分時間を長くとることによって
分解能は下がるが、使用している超音波の距離分解能程
度にしておけば、診断時に実質上問題となることはな
い。さらに、積分手段の積分時間は、血流分布の分解能
として表示部に表示されており、これを確認しながら積
分時間の設定を行えるため、適切な積分時間の設定を行
うことが可能である。
〔実施例〕
第1図は、本発明の一実施例によるドプラ断層超音波診
断装置の全体概略構成図である。
プローブ1は、複数の微小振動子から構成されており、
送受波回路2に接続されている。送受波回路2は、超音
波ビームを送波するための高周波パルス発振器、反射エ
コーを受信処理する受信器、電子走査を行うための遅延
回路及び遅延量選択回路等により構成されている。送受
波回路2には、基準となる参照波信号を発生する発振器
(OS C)3が接続されている。また送受波回路2の出
力は、ドプラ信号処理系4及び断層用信号回路5に接続
されている。
ドプラ信号処理系4は、ミキサー6,7を有している。ミ
キサー6には、送受波回路2の出力と、発振器3の出力
を90°移相する90°移相器30の出力とが入力されてお
り、ミキサー7には、送受波回路2の出力と発振器3の
出力とが入力されている。ミキサー6,7には、それぞれA
/D変換回路8,9と、積分回路10,11と、MTIフィルター12,
13とが接続されている。A/D変換回路8,9は、ミキサー6,
7の出力に得られるドプラシフト信号(以下、単にドプ
ラ信号と記す)のリアルパート及びイマジナリパートを
ディジタル信号に変換するものである。また、積分回路
10,11は、前記A/D変換回路8,9の出力を、それぞれ深さ
方向の数点で積分し1つのデータとするものである。な
お、積分するディジタルデータの個数は、制御回路14に
よって制御されるようになっている。また、MTIフィル
ター12,13は、積分されたディジタルデータの低周波成
分を除去し、クラッタを除去するためのものである。前
記各MTIフィルター12,13の出力は血流演算回路15に接続
されている。血流演算回路15は、MTIフィルター12,13の
出力を相関演算し、その平均血流値を演算するためのも
のである。
一方、断層用信号処理回路5は、生体の断層データを得
るための回路であり、検波機能等を有している。そし
て、この断層用信号処理回路5の出力は、A/D変換回路1
6を介して、前記血流演算回路15の出力が入力されるデ
ィジタルスキャンコンバータ(DSC)17に接続されてい
る。DSC17の出力には、CRTモニタ18が接続されている。
第2図に積分回路10,11及び制御回路14部分の詳細を示
す。積分回路10は、n段にわたってシリアルに接続され
たデータレジスタ20と、各データレジスタ20の出力に接
続されたゲート回路21と、ゲート回路21の出力を加算す
る加算器22と、この加算器22の出力を平均する平均値回
路23とから構成されている。そして、前記平均値回路23
の出力が第1図に示すMTIフィルター12に接続されてい
る。制御回路14は、CPUによって構成される制御部24
と、ゲートコントロール回路25とを有している。ゲート
コントロール回路25は、前記各ゲート回路21に対して、
それぞれイネーブル信号▲▼〜▲▼を出力
するものである。
次に動作について説明する。
発振器3から基準信号としての参照波信号が出力される
と、この信号は送受波回路2に送出され、これによりプ
ローブ1が駆動される。プローブ1からは超音波ビーム
が生体内に送波され、この反射エコーがプローブ1によ
り受波される。反射エコー信号は送受波回路2により処
理されて、ドプラ信号処理系4及び断層用信号処理回路
5に入力される。
ドプラ信号処理系4では、送受波回路2により得られた
エコー信号と、発振器3の参照波信号及びこれを90°移
相した信号とを、それぞれミキサー6,7でミキシングし
てクオドラチャ検波する。この検波出力は、図示しない
フィルターで高周波成分がカットされた後、A/D変換回
路8,9に入力されてディジタル信号に変換される。そし
て、このディジタル信号は、制御回路14によって指示さ
れた期間にわたって積分され、その積分出力がMTIフィ
ルター12,13に入力される。MTIフィルター12,13では、
低周波成分が除去されてクラッタが除去される。この
後、血流演算回路15に送られる。血流演算回路15では、
相関演算等によって平均血流が演算される。この平均血
流値はDSC17に送出され、色付けが行われるとともに、
断層用信号処理回路5で得られた断層データと重ね合わ
せられてモニタ18上に表示される。
次に、前記積分動作について詳細に説明する。第2図に
示すように、A/D変換回路8の出力は各データレジスタ2
0に順に入力される。各データレジスタ20の出力はゲー
ト回路21を介して加算器22に送出されるが、ゲート回路
21は、イネーブル信号が「ロー」でデータレジスタ20の
出力を加算器22に送り、「ハイ」でデータ「0」を加算
器22に送出する。したがって、イネーブル信号によって
積分時間を設定することができる。前記イネーブル信号
は、制御部24からのデータに基づいて、ゲートコントロ
ール回路25で設定される。このようにして、各ゲート回
路21からの信号が加算器22で加算され、平均値回路23に
入力される。平均値回路23では、加算出力を積分時間で
割り算することにより平均値が演算される。この出力が
第1図に示すMTIフィルター12に出力される。
いま、たとえば血流の距離分解能を3mmとし、A/Dクロッ
クが500nsのサンプル間隔で、断層データも同じサンプ
ル間隔でサンプリングされ、その時間おきに断層データ
がDSC17の画像メモリ上に並べられているとする。この
場合、前記距離分解能に合わせて積分時間を設定する場
合は、下記の式で与えられる。
3mm÷c×2=4μsec c:超音波の音速 (1.5×106mm/sec) したがって、血流信号のデータの加算回数は、 4μsec/500ns=8 となる。したがって、第2図において、イネーブル信号
▲▼〜▲▼を「ロー」とし、イネーブル信
号▲▼〜▲▼を「ハイ」とすると、8個の
データについて積分され、これが平均化されることとな
る。
このようにして得られた血流データは、第3図に示すよ
うに、血流データ8個で断層データ1個分に相当し、各
断層データは、1個ずつ(500nsecずつ)ずらした血流
データの加算平均値と重ね合わされていく。
また、前述のように積分を行って分解能を定義し、血流
分布を表示した場合には、その積分時間に相当する血流
分布の分解能がモニタ18上に表示される。したがって、
オペレーターは、その画面上の分解能の表示を見なが
ら、感度及び分解能が最適となるような積分時間(分解
能)を設定することができる。
〔他の実施例〕
(a)前記実施例では、ミキサー6,7の出力をそれぞれ
一旦ディジタル信号に変換した後に積分を行うようにし
たが、アナログ信号について、設定された時間にわたっ
て積分を行い、この積分結果をディジタル信号に変換し
てMTIフィルター12,13に接続するようにしてもよい。
〔発明の効果〕
以上のように本発明では、反射エコー信号と参照波信号
のミキシング出力を積分するとともに、その積分時間を
適宜調節できるようにしたので、二次元血流断層装置の
血流分布の分解能を適宜定義することができ、S/N比を
改善することができる。また、血流分布の分解能を表示
部に表示し、これを確認しながら積分時間を設定できる
ため、血流分布の分解能を適切なものとすることが容易
となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例によるドプラ断層超音波振動
装置の概略ブロック構成図、第2図はその積分回路及び
制御回路部分の詳細を示す構成図、第3図は血流データ
と断層データの対応を示す図である。 3…発振器、4…ドプラ信号処理系、6,7…ミキサー、1
0,11…積分回路、14…制御回路、20…データレジスタ、
21…ゲート回路、22…加算器、23…平均値回路、24…制
御部、25…ゲートコントロール回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】生体内に超音波ビームを発射し、生体内か
    ら得られた反射信号に基づいて生体内の断層像及び血流
    情報を表示部に表示するようにしたドプラ断層超音波診
    断装置において、 ドプラ信号処理系で得られる反射エコー信号と参照波信
    号のミキシング出力を所定期間積分する積分手段と、 前記積分手段の積分時間を制御する積分時間制御手段
    と、 前記積分手段の積分時間を血流分布の分解能として前記
    表示部に表示する分解能表示手段と、 を備えたドプラ断層超音波診断装置。
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