JPH08164138A - 超音波診断装置 - Google Patents

超音波診断装置

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Publication number
JPH08164138A
JPH08164138A JP31325294A JP31325294A JPH08164138A JP H08164138 A JPH08164138 A JP H08164138A JP 31325294 A JP31325294 A JP 31325294A JP 31325294 A JP31325294 A JP 31325294A JP H08164138 A JPH08164138 A JP H08164138A
Authority
JP
Japan
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color doppler
doppler data
data
frames
frame
Prior art date
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Pending
Application number
JP31325294A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideki Okazaki
秀樹 岡崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Publication date
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  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Indicating Or Recording The Presence, Absence, Or Direction Of Movement (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 パルスドプラ法により得られたカラードプラ
データにおいて折り返し現象があった場合にも、フレー
ム周期間における補間フレーム像を正確に演算すること
を可能とする超音波診断装置を提供する。 【構成】 超音波診断装置は、カラードプラデータをフ
レーム周期毎に記憶する血流情報用イメージメモリ7及
びバッファメモリ8と、連続する2つのフレームにおけ
るカラードプラデータに基づいて複数の演算方法を用い
て2つのフレーム間におけるカラードプラデータを算出
する補間演算部9と、連続する2つのフレームにおける
カラードプラデータの差を演算する減算器10と、減算
器10の演算結果を所定のしきい値と比較し、補間演算
部9に演算方法を選択する選択信号を出力する比較回路
11とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、生体に超音波ビームを
送波し、生体からの反射エコー信号に基づいて生体内の
血流データをカラー表示する超音波診断装置に関する。
【0002】
【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CR
T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2次元的に把握するため
に、2次元血流断層方式(カラードプラ表示)が採用さ
れている。これは、生体からの反射エコー信号から断層
画像データ及びドプラ信号処理を行ったカラードプラデ
ータを生成し、これを合成して血流情報を2次元でリア
ルタイムに表示するものである。
【0003】このような装置では、生体からの反射エコ
ー信号は、断層データ処理部に入力され、所定の検波処
理が行われて断層画像データに変換される。この断層画
像データは、断層画像のフレーム周期毎に断層画像用イ
メージメモリに格納される。これと同時に、反射エコー
信号はカラードプラ処理部に入力され、カラードプラデ
ータに変換される。このカラードプラデータは、カラー
ドプラ画像のフレーム周期毎に血流情報用イメージメモ
リに格納される。断層画像用イメージメモリに格納され
た断層画像データと、血流情報用イメージメモリに格納
されたカラードプラデータは、テレビジョン信号に同期
するTVフレーム周期毎に読み出され、たとえば、断層
画像データをグレースケールで表示し、この上に血流情
報を血流の方向、速度及び速度の分散に応じてカラーに
重ねて表示する。血流情報の表示方法はたとえば、血流
方向を赤,青の色分けで、速度をその輝度で、分散を緑
の混色による色調によって表すことができる。
【0004】上述したような2次元血流断層方式では、
断層画像用イメージメモリに1フレーム分の断層画像デ
ータが格納される断層画像のフレーム周期と、血流情報
用イメージメモリに1フレーム分のカラードプラデータ
が格納されるカラードプラ画像のフレーム周期とが異な
っている。たとえば、表示サイズ等種々の条件にもよる
が、一般的に断層画像データをグレースケールで表示す
る場合、20〜30フレーム/秒以上のフレームレート
を実現できるのに対して、カラードプラ画像のフレーム
レートは10フレーム/秒以下である。この場合、表示
される断層画像とカラードプラデータの間にリアルタイ
ム性が損なわれたり、異なるフレームのカラードプラデ
ータが混在して表示される等の問題点を内包する。した
がって、血流情報用イメージメモリに格納されているカ
ラードプラデータを読み出すカラー系DSC(ディジタ
ルスキャンコンバータ)にフレーム補間回路を設け、カ
ラードプラ画像の連続するフレーム間に相当するカラー
ドプラデータを演算によって求め、補間フレーム画像を
生成することが行われている。このフレーム補間は、た
とえば、1フレーム分のカラードプラデータを格納可能
なバッファメモリと、連続する2つのフレームのカラー
ドプラ画像からフレーム間に挿入するカラードプラ画像
のデータを算出する補間演算部とを有する構成である。
バッファメモリは、血流情報用イメージメモリに格納さ
れているカラードプラデータよりも1フレーム周期前の
カラードプラデータをラッチしている。いま、バッファ
メモリにラッチされているカラードプラデータがn周期
目のデータDn であるとすれば、血流情報用イメージメ
モリに格納されているカラードプラデータは(n+1)
周期目のデータDn+1 である。したがって、補間演算部
では補間するフレームのカラードプラデータを、Dint
=Dn +C*(Dn+1 −Dn )として演算することがで
きる。ここで、Cは補間するフレーム数に基づく係数で
ある。
【0005】断層画像のフレーム周期とカラードプラ画
像のフレーム周期に基づいて、補間を行うフレーム数を
決定し、この補間フレーム数に基づいてCを求めれば、
カラードプラ画像のフレーム周期を断層画像のフレーム
周期に近似させるような補間フレーム画像を生成するこ
とができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述のようにフレーム
補間回路を設けることで、断層画像データとカラードプ
ラデータとのフレームレートを同程度にすることがで
き、2次元血流断層方式においてリアルタイム性を損な
ったり、異なるフレームのデータがCRT上で混在する
等の問題を解決することができる。
【0007】しかしながら、パルスドプラ法で検出され
るドプラ信号は、パルス繰り返し周波数PRFに基づい
て最大検出周波数fmax の制約があり、fmax =PRF
/2の関係が成立している。したがって、参照波周波数
fR とすると、周波数fR におけるドプラ信号はfR ±
PRF/2の範囲でのみ検出される。この周波数fRに
おけるドプラ信号が、たとえば、fR +PRF/2を超
えると、見かけ上fR+PRF/2を超えた成分がfR
−PRF/2から折り返されて検出されたように表示さ
れる。
【0008】カラードプラ処理では、PRFの範囲に基
づいてカラードプラデータをディジタル値に変換してい
る。たとえば、カラードプラデータを7bitで表現す
る場合は、0〜127までの数値に割り当てている。し
たがって、このカラードプラデータは、ドプラ信号に折
り返し現象が発生している場合にも、変換されるディジ
タル値の範囲内に収める必要があり、そのまま折り返し
のある状態でデータ変換されている。
【0009】前述したようなフレーム補間回路におい
て、連続する2つのフレームのカラードプラデータのう
ち、一方にこのような折り返し現象があると、補間演算
部における演算結果は誤ったものとなる。したがって、
このような方法で補間されたカラードプラ画像は実際と
は異なった画像表示となってしまう。本発明の目的は、
パルスドプラ法により得られたカラードプラデータにお
いて折り返し現象があった場合にも、連続する2つのフ
レーム間に補間するフレームのカラードプラデータを正
確に演算することを可能とする超音波診断装置の提供に
ある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明に係る超音波診断
装置は、送受波手段と、カラードプラ処理部と、記憶部
と、補間演算手段と、減算手段と、比較選択手段とを備
えている。送受波手段は生体内に超音波ビームを送波
し、生体からの反射エコー信号を受波する。カラードプ
ラ処理部は反射エコー信号に基づいてカラードプラデー
タを生成する。記憶部はカラードプラデータをフレーム
周期毎に記憶する。補間演算手段は、記憶部の連続する
2つのフレームにおけるカラードプラデータに基づい
て、第1の演算方法または第2の演算方法を用いて2つ
のフレーム間におけるカラードプラデータを算出する。
減算手段は記憶部の連続する2つのフレームにおけるカ
ラードプラデータの差を演算する。比較選択手段は減算
手段の演算結果を所定のしきい値と比較して、この比較
結果に基づいて補間演算手段の演算方法を選択する。
【0011】
【作用】本発明に係る超音波診断装置では、送受波手段
が受波した反射エコー信号に基づいて、カラードプラ処
理部によってカラードプラデータが生成される。カラー
ドプラ処理部によって生成されたカラードプラデータは
フレーム周期毎に記憶部に記憶される。補間演算手段で
は記憶部の連続する2つのフレームにおけるカラードプ
ラデータに基づいて、2つのフレーム間におけるカラー
ドプラデータを算出し、2つのフレーム間における補間
フレームの画像データを生成する。このときの2つの連
続するフレームにおけるカラードプラデータは減算手段
によってその差が演算され、各選択手段によって所定の
しきい値と比較される。この比較結果に基づいて比較選
択手段では連続する2つのフレームにおけるカラードプ
ラデータのうち一方が折り返し現象を生じているものか
否かを判断し、補間演算手段の演算方法を選択する。
【0012】
【実施例】図1は本発明の一実施例が採用される超音波
診断装置の概略構成を示すブロック図である。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
信処理する受信機、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。
【0013】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(OSC)3が接続されている。また
送受波回路2の出力信号は、断層データ処理部4及びカ
ラードプラ処理部5に入力されている。断層データ処理
部4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。また、この断層データ処理部
は、A/D変換回路等を備えており、送受波回路2から
の出力信号に基づいて断層データを生成し、断層用イメ
ージメモリ6に断層データを出力する。
【0014】カラードプラ処理部5は、ミキサー及び9
0°移相器等を有しており、このミキサー及び90°移
相器を介して送受波回路2からの出力信号をドプラ検波
し、生体内の血流情報に基づくドプラ信号を得るもので
ある。また、カラードプラ処理部5には、カラーフロー
マッピング処理部が含まれており、ミキサー及び90°
移相器を介して生成されたドプラ信号が高速演算処理に
より血流データの平均流速値,パワー値,分散値等で構
成されるカラードプラデータに変換される。カラードプ
ラ処理部5において算出されたカラードプラデータは血
流情報用イメージメモリ7に格納される。このとき、カ
ラードプラのフレーム周期で1フレーム分のカラードプ
ラデータが血流情報用イメージメモリ7に格納されるこ
ととなる。この血流情報用イメージメモリ7は、バッフ
ァメモリ8及び補間演算部9及び減算器10に接続され
ている。
【0015】バッファメモリ8は、少なくとも1フレー
ム分のカラードプラデータを格納する容量を有してお
り、現在血流情報用イメージメモリ7が記憶しているカ
ラードプラデータよりも1つ前のフレーム周期における
カラードプラデータをラッチしている。補間演算部9
は、バッファメモリ8でラッチされているカラードプラ
データと血流情報用イメージメモリ7に記憶されている
カラードプラデータに基づいて、2つの連続するフレー
ム間におけるカラードプラデータを算出する。今、バッ
ファメモリ8にn番目のフレーム周期におけるカラード
プラデータDn がラッチされており、血流情報用イメー
ジメモリ7に(n+1)番目のフレーム周期におけるカ
ラードプラデータDn+1 が記憶されているとする。2つ
のフレームにおけるカラードプラデータDn ,Dn+1 の
双方に折り返し現象がない場合または双方に同様の折り
返し現象がある場合には、補間を行うカラードプラデー
タDint を次のように演算する。
【0016】 Dint =Dn +C*(Dn+1 −Dn )…(1) ただし、Cは補間するカラードプラデータのフレーム枚
数に依存する係数であり、たとえば補間するフレームの
枚数が1枚の場合にはC=1/2であり、補間するフレ
ームの枚数が2枚の場合にはC=1/3,2/3等の値
をとる。また、2つのフレームにおけるカラードプラデ
ータDn ,Dn+1 のうち一方に折り返し現象が発生して
いる場合には、補間を行うフレームのカラードプラデー
タDint を次のように演算する。
【0017】 Dint =Dn −C*(Dn+1 −Dn )…(2) この式(2)におけるCは、式(1)と同様に補間を行
うフレームの枚数に依存する係数である。パルスドプラ
法による検出周波数は、参照波周波数fR を中心に±P
RF/2の範囲で検出され、カラードプラ処理部5で0
〜DMAX までのディジタルデータに変換される。たとえ
ば、カラードプラデータを7bitで表現する場合に
は、0〜127までの値で表現される。式(1)によっ
て演算される補間フレームのカラードプラデータは、0
〜DMAX の範囲外になることはない。しかしながら、式
(2)によって演算された補間フレームのカラードプラ
データDint は、0〜DMAX の範囲を外れる場合が出て
くる。このような場合にはさらに次に示すような演算を
行ってD′int を補間フレームのカラードプラデータと
する。
【0018】 Dint <0のとき、D′int =Dint +DMAX …(3) Dint >DMAX のとき、D′int =Dint −DMAX …(4) 減算器10では、バッファメモリ8でラッチされている
カラードプラデータD n と血流情報用イメージメモリ7
に記憶されているカラードプラデータDn+1 との差を演
算する。減算器10の演算結果は比較回路11に入力さ
れる。比較回路11では、減算器10で演算した2つの
連続するフレームにおけるカラードプラデータの差(D
n+1 −Dn )の値が所定のしきい値DTHR よりも大きい
か否かの判断を行う。比較回路11ではこの比較結果に
基づいて補間演算部9に選択信号を出力する。たとえ
ば、2つのフレームのカラードプラデータの差(Dn+1
−D n )がしきい値DTHR よりも小さい場合には、補間
演算部9が式(1)による演算を行うように選択信号を
出力する。また、2つのフレームのカラードプラデータ
の差(Dn+1 −Dn )がしきい値DTHR よりも大きい場
合には、2つのフレームのうち一方に折り返しがあった
と判断し、補間演算部9が式(2)による演算を行うよ
うに選択信号を出力する。
【0019】断層用イメージメモリ6及び補間演算部9
は画像合成部12に接続されている。画像合成部12
は、断層用イメージメモリ6に格納された断層画像デー
タ及び補間演算部9を介して出力されるカラードプラデ
ータを、TV信号に同期して読み出し、2つの画像デー
タを重ね合わせる。画像合成部12によって合成された
画像データはカラーパレット13に入力され、入力デー
タに応じて色付け処理が行われてRGBTV信号として
出力される。カラーパレット13からのTV信号はCR
Tモニタ等の表示装置14にカラー画像として表示され
る。
【0020】この実施例では、カラードプラ画像のフレ
ーム周期で1フレーム分のカラードプラデータが血流情
報用イメージメモリ7に格納される。バッファメモリ8
では、現在血流情報用イメージメモリ7に格納されてい
るカラードプラデータの1つ前のフレーム周期における
カラードプラデータをラッチしている。補間演算部9で
はこの2つの連続するフレームのカラードプラデータに
基づいて、補間するフレームにおけるカラードプラデー
タを演算する。このとき比較回路11からの選択信号に
基づいて式(1)または式(2)で規定される演算方法
を選択する。式(2)による演算を行った場合には、さ
らに演算により得られたカラードプラデータDint が0
〜DMAX の範囲にあるか否かを判断する。Dint がこの
範囲にない場合には式(3)または式(4)の演算方法
でD′int を求め、このD′intを補間するフレームの
カラードプラデータとして出力する。したがってカラー
ドプラ処理におけるフレーム周期の連続する2つのフレ
ームのうちいずれか一方が折り返し現象を有する場合で
あっても、補間フレームのカラードプラデータを誤った
値とすることがなく、正確な補間演算処理を行うことが
可能となる。
【0021】
【発明の効果】本発明に係る超音波診断装置では、連続
する2つのフレームにおけるカラードプラデータの差に
基づいて、補間演算手段の演算方法を選択しているた
め、連続する2つのフレームのカラードプラデータのう
ちいずれか一方に折り返しがある場合にも正確なカラー
ドプラを補間することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例が採用される超音波診断装置
の概略を示すブロック図。
【符号の説明】
1 プローブ 2 送受波回路 3 発振器 4 断層データ処理部 5 カラードプラ処理部 6 断層用イメージメモリ 7 血流情報用イメージメモリ 8 バッファメモリ 9 補間演算部 10 減算器 11 比較回路 12 画像合成部 13 カラーパレット 14 表示装置

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送波し、前記生体
    からの反射エコー信号を受波する送受波手段と、 前記反射エコー信号に基づいてカラードプラデータを生
    成するカラードプラ処理部と、 前記カラードプラデータをフレーム周期毎に記憶する記
    憶部と、 前記記憶部の連続する2つのフレームにおけるカラード
    プラデータに基づいて、第1の演算方法または第2の演
    算方法を用いて前記2つのフレーム間におけるカラード
    プラデータを算出する補間演算手段と、 前記記憶部の連続する2つのフレームにおけるカラード
    プラデータの差を演算する減算手段と、 前記減算手段の演算結果を所定の閾値と比較して、この
    比較結果に基づいて前記補間演算手段の演算方法を選択
    する比較選択手段と、を備える超音波診断装置。
JP31325294A 1994-12-16 1994-12-16 超音波診断装置 Pending JPH08164138A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31325294A JPH08164138A (ja) 1994-12-16 1994-12-16 超音波診断装置

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JP31325294A JPH08164138A (ja) 1994-12-16 1994-12-16 超音波診断装置

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JPH08164138A true JPH08164138A (ja) 1996-06-25

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ID=18038966

Family Applications (1)

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JP (1) JPH08164138A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007034590A1 (ja) * 2005-09-26 2007-03-29 Olympus Medical Systems Corp. 超音波診断装置
JP2011004952A (ja) * 2009-06-25 2011-01-13 Toshiba Corp 3次元超音波診断装置及びプログラム

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WO2007034590A1 (ja) * 2005-09-26 2007-03-29 Olympus Medical Systems Corp. 超音波診断装置
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