JPH09206304A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 超音波診断装置において、カラー血流像の表
示の際に速度エリアジングを起こしている場合でも正し
く４点補間演算ができ、正しい血流速度表示を可能とす
る。 【解決手段】 カラー血流像表示部内の４点補間演算手
段１５の前段に、対象点を囲む４点の符号が同一か否か
を判定する４点符号判定手段１９と、上記４点の速度絶
対値が予め設定された速度エリアジングを判別するため
のしきい値を越えているか否かを判定し１点でも越えて
いるときは速度エリアジングを起しているとして速度変
換処理をするしきい値処理手段２０とを設け、上記４点
補間演算手段１５の後段には、その４点補間演算の結果
の絶対値が検出限界速度を越えているものについて符号
反転の処理を行う符号反転処理手段２１を設けたもので
ある。これにより、カラー血流像の表示において速度エ
リアジングを起こしている場合でも正しく４点補間演算
ができ、正しい血流速度表示をすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被検体内に超音波
を送受信し診断部位について白黒断層像を得ると共にカ
ラー血流像を得て画像表示部に重ね合わせて表示する超
音波診断装置に関し、特にカラー血流像の表示において
速度エリアジングを起こしている場合でも正しく４点補
間演算ができ、正しい血流速度表示をすることができる
超音波診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の超音波診断装置は、図１
に示すように、被検体内に超音波を送受信する探触子１
と、この探触子１を駆動して超音波を打ち出すと共にそ
の反射波を受信してエコー信号を得る超音波送受信部２
と、この超音波送受信部２からの反射エコー信号を入力
して受波フォーカス処理する整相回路３と、この整相回
路３からの受波信号を入力して診断部位の白黒の断層像
を生成する白黒断層像表示部４と、上記整相回路３から
の受波信号を入力し血流情報を抽出してカラーの血流像
を生成するカラー血流像表示部５と、上記白黒断層像表
示部４及びカラー血流像表示部５からの画像データを混
合して白黒断層像とカラー血流像とを重ね合わせて表示
するカラーの画像表示部６とを有し、上記カラー血流像
表示部５内にて血流の速度成分を超音波送受信座標系か
ら画像表示座標系に変換するのに対象点を囲む４点を抽
出して補間演算して座標変換するようになっていた。

【０００３】なお、上記白黒断層像表示部４は、整相回
路３から出力された受波信号を入力して該受波信号を検
波すると共に圧縮処理する白黒ビデオ処理回路７と、こ
の白黒ビデオ処理回路７からの出力信号について超音波
送受信座標系（ｒ，θ）のデータを表示座標系（ｘ，
ｙ）に座標変換する白黒表示回路８とから成る。また、
カラー血流像表示部５は、整相回路３から出力された受
波信号を入力して該受波信号から血流情報としての速
度、分散、強度を演算するカラーフローマッピング（Ｃ
ＦＭ）演算回路９と、このＣＦＭ演算回路９からの出力
信号について超音波送受信座標系（ｒ，θ）のデータを
表示座標系（ｘ，ｙ）に座標変換するカラー表示回路１
０とから成る。さらに、符号１１は、上記白黒表示回路
８から出力される白黒断層像とカラー表示回路１０から
出力されるカラー血流像とを混合する混合回路を示して
いる。

【０００４】そして、上記カラー血流像表示部５内のカ
ラー表示回路１０の内部構成は、図５に示すブロック図
のようになっている。すなわち、図１に示す画像表示部
６に表示する座標点（ｘ，ｙ）を発生するｘ，ｙアドレ
ス発生手段１２と、このｘ，ｙアドレス発生手段１２で
発生された座標点（ｘ，ｙ）に対応する超音波送受信座
標系（ｒ，θ）及び補間係数ａ，ｂを出力するｒ，θ座
標変換手段１３と、図１に示すＣＦＭ演算回路９からの
出力信号を取り込んで超音波送受信座標系（ｒ，θ）で
書き込むフレームメモリ１４と、このフレームメモリ１
４から図３（ｂ）に示すように対象点（ｒ，θ）を囲む
最近傍の４点を読み出し上記の補間係数ａ，ｂに対して
下記の式（１）の演算を行う４点補間演算手段１５と、
上記画像表示部６に表示するための画像データを書き込
む表示メモリ１６とから成る。 ただし、ｉは、フレームメモリ１４のｒ，θアドレスで
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の超音波診断装置における４点補間演算においては、
図１に示すカラー血流像表示部５内のＣＦＭ演算回路９
から出力される血流情報のうち「分散」や「強度」につ
いては正負がない値であるから問題はないが、「速度」
については正負があり最大表示速度（検出限界速度）を
越える場合は符号反転して表示される（速度エリアジン
グを起こす）ことがあり、以下のような問題がある。

【０００６】図６は、横軸がｒ又はθの座標値を示し、
縦軸が速度ｖの値を示すと共に正の最大表示速度を＋Ｖ
max、負の最大表示速度を−Ｖmaxで示すものであり、２
点間の血流像の関係を示している。そして、図６（ａ）
は２点の速度ｖ₁，ｖ₂が同符号の場合、同図（ｂ）は２
点の速度ｖ₁，ｖ₂が異符号であるが正負の最大表示速度
Ｖmax以下であり速度エリアジングを起こしていない場
合、同図（ｃ）は２点の速度ｖ₁，ｖ₂が異符号であり且
つ速度エリアジングを起こしている場合を示している。

【０００７】上記図６（ａ）及び（ｂ）の場合は、いず
れも速度エリアジングを起こしておらず、図５に示す従
来の構成のカラー表示回路１０を用いて前述の式（１）
により４点補間演算を行えば、その補間値ｖ（ｘ，ｙ）
は正しく得られる。しかし、図６（ｃ）の場合は、負の
最大表示速度−Ｖmaxを越えた破線部分１７が速度エリ
アジングを起こして符号反転し、正の最大表示速度＋Ｖ
max側に折り返して実線部分１８のように表示されてい
る。このとき、従来例においては、速度エリアジングを
起こした結果の２点間の速度ｖ₁とｖ₂とで急激に速度が
変化したと想定し、カラー表示回路１０は、この２点の
速度ｖ₁，ｖ₂を用いて前述の式（１）で補間演算を行
い、間違った速度値ｖ′(ｘ，ｙ）を得ていた。従っ
て、このようなカラー表示回路１０からの出力信号を取
り込んで表示されるカラー血流像は、間違った速度のカ
ラー表示となり、画像診断としては有効に利用できない
ものとなるものであった。

【０００８】そこで、本発明は、このような問題点に対
処し、カラー血流像の表示において速度エリアジングを
起こしている場合でも正しく４点補間演算ができ、正し
い血流速度表示をすることができる超音波診断装置を提
供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による超音波診断装置は、被検体内に超音波
を送受信する探触子と、この探触子を駆動して超音波を
打ち出すと共にその反射波を受信してエコー信号を得る
超音波送受信部と、この超音波送受信部からの反射エコ
ー信号を入力して受波フォーカス処理する整相回路と、
この整相回路からの受波信号を入力して診断部位の白黒
の断層像を生成する白黒断層像表示部と、上記整相回路
からの受波信号を入力し血流情報を抽出してカラーの血
流像を生成するカラー血流像表示部と、上記白黒断層像
表示部及びカラー血流像表示部からの画像データを混合
して白黒断層像とカラー血流像とを重ね合わせて表示す
るカラーの画像表示部とを有し、上記カラー血流像表示
部内にて血流の速度成分を超音波送受信座標系から画像
表示座標系に変換するのに対象点を囲む４点を抽出して
補間演算して座標変換する超音波診断装置において、上
記カラー血流像表示部内の４点補間演算手段の前段に、
上記対象点を囲む４点の符号が同一か否かを判定する４
点符号判定手段と、上記４点の速度絶対値が予め設定さ
れた速度エリアジングを判別するためのしきい値を越え
ているか否かを判定し１点でも越えているときは速度エ
リアジングを起しているとして速度変換処理をするしき
い値処理手段とを設け、上記４点補間演算手段の後段に
は、その４点補間演算の結果の絶対値が検出限界速度を
越えているものについて符号反転の処理を行う符号反転
処理手段を設けたものである。

【００１０】また、上記しきい値処理手段は、速度エリ
アジングを判別するためのしきい値が検出限界速度より
小さい範囲内で被検体の部位によって任意に変更して設
定可能としてもよい。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明による超
音波診断装置の実施の形態を示すブロック図である。こ
の超音波診断装置は、被検体内に超音波を送受信し診断
部位について白黒断層像を得ると共にカラー血流像を得
て画像表示部に重ね合わせて表示するもので、図１に示
すように、探触子１と、超音波送受信部２と、整相回路
３と、白黒断層像表示部４と、カラー血流像表示部５
と、混合回路１１と、画像表示部６とから成る。

【００１２】上記探触子１は、被検体内に超音波を送受
信するもので、図示省略したがその内部には、超音波の
発生源であると共に反射エコーを受信する振動子を有し
ている。超音波送受信部２は、上記探触子１を駆動して
超音波を打ち出すと共にその反射波を受信してエコー信
号を得るもので、図示省略したがその内部には、探触子
１に駆動パルスを送出するパルサと、その探触子１で受
信した反射エコー信号を増幅するプリアンプとを有して
いる。また、整相回路３は、上記超音波送受信部２から
出力された反射エコー信号を入力して受波フォーカス処
理するもので、上記探触子１内の各振動子素子からの受
波信号に所定の遅延時間を与える複数の遅延回路と、こ
れらの遅延回路で位相が揃えられた受波信号を加算する
加算器とを有している。

【００１３】白黒断層像表示部４は、上記整相回路３か
らの受波信号を入力して診断部位の白黒の断層像を生成
するもので、整相回路３から出力された受波信号を入力
して該受波信号を検波すると共に圧縮処理する白黒ビデ
オ処理回路７と、この白黒ビデオ処理回路７からの出力
信号について超音波送受信座標系（ｒ，θ）のデータを
表示座標系（ｘ，ｙ）に座標変換する白黒表示回路８と
から成る。また、カラー血流像表示部５は、上記整相回
路３からの受波信号を入力し血流情報を抽出してカラー
の血流像を生成するもので、整相回路３から出力された
受波信号を入力して該受波信号から血流情報としての速
度、分散、強度を演算するカラーフローマッピング（Ｃ
ＦＭ）演算回路９と、このＣＦＭ演算回路９からの出力
信号について超音波送受信座標系（ｒ，θ）のデータを
表示座標系（ｘ，ｙ）に座標変換すると共にＲ（赤），
Ｇ（緑），Ｂ（青）に色変換するカラー表示回路１０と
から成る。

【００１４】混合回路１１は、上記白黒表示回路８から
出力される白黒断層像とカラー表示回路１０から出力さ
れるカラー血流像とを混合するものである。そして、画
像表示部６は、上記白黒断層像表示部４及びカラー血流
像表示部５からの画像データを混合回路１１で混合した
データを入力し白黒断層像とカラー血流像とを重ね合わ
せて表示するもので、例えばカラーＴＶモニタから成
る。

【００１５】そして、上記カラー血流像表示部５内のカ
ラー表示回路１０の内部構成は、図２に示すブロック図
のようになっている。すなわち、図１に示す画像表示部
６に表示する座標点（ｘ，ｙ）を発生するｘ，ｙアドレ
ス発生手段１２と、このｘ，ｙアドレス発生手段１２で
発生された座標点（ｘ，ｙ）に対応する超音波送受信座
標系（ｒ，θ）及び補間係数ａ，ｂを出力するｒ，θ座
標変換手段１３と、図１に示すＣＦＭ演算回路９からの
出力信号を取り込んで超音波送受信座標系（ｒ，θ）で
書き込むフレームメモリ１４と、このフレームメモリ１
４から図３（ｂ）に示すように対象点（ｒ，θ）を囲む
最近傍の４点を読み出し上記の補間係数ａ，ｂに対して
前述の式（１）の演算を行う４点補間演算手段１５と、
上記画像表示部６に表示するための画像データを書き込
む表示メモリ１６とを有して成る。

【００１６】ここで、本発明においては、上記カラー血
流像表示部５内のカラー表示回路１０において、図２に
示すように、４点補間演算手段１５の前段に４点符号判
定手段１９としきい値処理手段２０とが設けられ、上記
４点補間演算手段１５の後段には符号反転処理手段２１
が設けられている。上記４点符号判定手段１９は、図３
（ｂ）に示す対象点（ｒ，θ）を囲む４点の符号が同一
か否かを判定するものである。また、しきい値処理手段
２０は、上記対象点（ｒ，θ）を囲む４点の速度絶対値
が予め設定された速度エリアジングを判別するためのし
きい値±Ｖthを越えているか否かを判定し１点でも越え
ているときは速度エリアジングを起こしているとして速
度変換処理をするものである。さらに、符号反転処理手
段２１は、前記４点補間演算手段１５による４点補間演
算の結果の絶対値が血流の検出限界速度を越えているも
のについて符号反転の処理を行うものである。

【００１７】次に、このように構成された超音波診断装
置におけるカラー血流像表示部５内のカラー表示回路１
０の動作について、図３及び図４を参照して説明する。
まず、図３（ａ）に示すように、図２に示すｘ，ｙアド
レス発生手段１２で発生された表示メモリ用の座標にお
いて表示すべき血流の速度値をｖ（ｘ，ｙ）とし、図３
（ｂ）に示すように、図２に示すｒ，θ座標変換手段１
３でｒ，θ座標変換した後の速度値ｖ（ｒ，θ）を求め
るとする。この場合、ｖ（ｒ，θ）を囲む速度の実デー
タの最近傍の４点 の符号を図２に示すフレームメモリ１４から読み出し、
その次の４点符号判定手段１９で判定する。

【００１８】このとき、図６と同様に２点間の血流像の
関係を示す図４において、図４（ａ）に示すように、上
記４点とも同符号ならば（図４においては２点間の関係
を図示しているが実際は４点間の関係となる）、次のし
きい値処理手段２０の処理を無視して、その次の４点補
間演算手段１５により前述の式（１）で示す４点補間演
算を行い、補間値ｖ（ｘ，ｙ）を得る。その後、次の符
号反転処理手段２１の処理を無視して、上記得られた補
間値ｖ（ｘ，ｙ）をそのまま表示メモリ１６に書き込
む。

【００１９】また、図４（ｂ）に示すように、上記４点
が異符号の領域にまたがっているときは、しきい値処理
手段２０により上記４点の速度絶対値が予め設定された
速度エリアジング判別のためのしきい値±Ｖthを越えて
いるか否かを判定する。この場合、図４（ｂ）のように
上記４点がすべて±Ｖthの範囲内にあるときは、速度エ
リアジングを起こしていないとみなし、その次の４点補
間演算手段１５により前述の式（１）で示す４点補間演
算を行い、補間値ｖ（ｘ，ｙ）を得る。その後、次の符
号反転処理手段２１の処理を無視して、上記得られた補
間値ｖ（ｘ，ｙ）をそのまま表示メモリ１６に書き込
む。なお、上記しきい値の値は、例えば１／２Ｖmax≦
Ｖth≦Ｖmaxに設定すればよい。

【００２０】さらに、図４（ｃ）に示すように、上記４
点が異符号の領域にまたがっており、しきい値処理手段
２０により上記４点の速度絶対値が予め設定されたしき
い値±Ｖthを１点でも越えていると判定された場合は、
速度エリアジングを起こしているとみなす。このとき
は、上記しきい値処理手段２０により、図４（ｃ）に示
すように、＋Ｖmax側に折り返して表示された実線部分
１８を元の−Ｖmax側の破線部分１７の位置に戻して速
度変換処理をすることにより、例えば正の速度ｖ₂を
（ｖ₂−２Ｖmax）に変換する。そして、この速度変換処
理後の値を用いて、次の４点補間演算手段１５により前
述の式（１）で示す４点補間演算を行い、正しい補間値
ｖ（ｘ，ｙ）を得る。その後、上記演算結果のｖ（ｘ，
ｙ）の絶対値が最大表示速度（検出限界速度）±Ｖmax
を越えている場合は、符号反転処理手段２１により符号
反転の処理を行う。すなわち、 ｖ（ｘ，ｙ）±２Ｖmax の反転処理を行う。この場合、ｖ（ｘ，ｙ）の値が負の
ときは２Ｖmaxを加算し、ｖ（ｘ，ｙ）の値が正のとき
は２Ｖmaxを減算する。そして、このようにして得られ
た処理結果の値を表示メモリ１６に書き込む。なお、上
記しきい値処理手段２０による速度変換処理は、４点の
符号統一を意味するものであり、図４（ｃ）の例では負
に符号統一したが、正に符号統一してもよい。

【００２１】なお、上記しきい値処理手段２０に設定す
る速度エリアジングを判別するためのしきい値±Ｖth
は、検出限界速度±Ｖmaxの範囲内で被検体の部位によ
って任意に変更して設定してもよい。また、図２におい
て、４点符号判定手段１９としきい値処理手段２０と
は、その位置を入れ換えて設けてもよい。

【００２２】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されたので、
カラー血流像表示部内の４点補間演算手段の前段に、対
象点を囲む４点の符号が同一か否かを判定する４点符号
判定手段と、上記４点の速度絶対値が予め設定された速
度エリアジングを判別するためのしきい値を越えている
か否かを判定し１点でも越えているときは速度エリアジ
ングを起しているとして速度変換処理をするしきい値処
理手段とを設け、上記４点補間演算手段の後段には、そ
の４点補間演算の結果の絶対値が検出限界速度を越えて
いるものについて符号反転の処理を行う符号反転処理手
段を設けたことにより、カラー血流像の表示において速
度エリアジングを起こしている場合でも正しく４点補間
演算ができ、正しい血流速度表示をすることができる。
従って、カラー血流像を正しく表示することができ、画
像診断として有効に利用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明及び従来例による超音波診断装置の全体
構成を示すブロック図である。

【図２】カラー血流像表示部内のカラー表示回路の内部
構成を示すブロック図である。

【図３】４点補間演算における座標変換の状態を示すグ
ラフである。

【図４】本発明における血流速度の補間値の例を示す説
明図である。

【図５】従来例によるカラー血流像表示部内のカラー表
示回路の内部構成を示すブロック図である。

【図６】従来例における血流速度の補間値の例を示す説
明図である。

【符号の説明】

１…探触子 ２…超音波送受信部 ３…整相回路 ４…白黒断層像表示部 ５…カラー血流像表示部 ６…画像表示部 ９…ＣＦＭ演算回路 １０…カラー表示回路 １１…混合回路 １２…ｘ，ｙアドレス発生手段 １３…ｒ，θ座標変換手段 １４…フレームメモリ １５…４点補間演算手段 １６…表示メモリ １９…４点符号判定手段 ２０…しきい値処理手段 ２１…符号反転処理手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検体内に超音波を送受信する探触子
   と、この探触子を駆動して超音波を打ち出すと共にその
   反射波を受信してエコー信号を得る超音波送受信部と、
   この超音波送受信部からの反射エコー信号を入力して受
   波フォーカス処理する整相回路と、この整相回路からの
   受波信号を入力して診断部位の白黒の断層像を生成する
   白黒断層像表示部と、上記整相回路からの受波信号を入
   力し血流情報を抽出してカラーの血流像を生成するカラ
   ー血流像表示部と、上記白黒断層像表示部及びカラー血
   流像表示部からの画像データを混合して白黒断層像とカ
   ラー血流像とを重ね合わせて表示するカラーの画像表示
   部とを有し、上記カラー血流像表示部内にて血流の速度
   成分を超音波送受信座標系から画像表示座標系に変換す
   るのに対象点を囲む４点を抽出して補間演算して座標変
   換する超音波診断装置において、上記カラー血流像表示
   部内の４点補間演算手段の前段に、上記対象点を囲む４
   点の符号が同一か否かを判定する４点符号判定手段と、
   上記４点の速度絶対値が予め設定された速度エリアジン
   グを判別するためのしきい値を越えているか否かを判定
   し１点でも越えているときは速度エリアジングを起して
   いるとして速度変換処理をするしきい値処理手段とを設
   け、上記４点補間演算手段の後段には、その４点補間演
   算の結果の絶対値が検出限界速度を越えているものにつ
   いて符号反転の処理を行う符号反転処理手段を設けたこ
   とを特徴とする超音波診断装置。
2. 【請求項２】 上記しきい値処理手段は、速度エリア
   ジングを判別するためのしきい値が検出限界速度より小
   さい範囲内で被検体の部位によって任意に変更して設定
   可能とされていることを特徴とする超音波診断装置。