JPS6257540A - 血流イメ−ジング装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、被検体内に対してセクタ走査にて超音波を送
受波し、この超音波送受波による散乱超音波に基づき上
記被検体内の血流情報データを得てイメージングするよ
うにした血流イメージング装置にかかり、特に、流速が
順から逆（又は逆から順）に急速に変化した場合の折返
し点における画質の劣化を防止するようにした血流イメ
ージング装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

超音波を用いた血流イメージング装置には、電子走査型
の超音波診断装置を用い、被検体内の同じ場所に例えば
セクタ走査にて超音波を送受波した場合、そのエコー成
分は、ｌｆ［Ｉ流の速度成分に応じて周波数偏位を受け
た血流情報になることを着目し、上記エコー成分を位相
検波して周波数偏位を受けた成分のみを取出し、その信
号の周波数解析を行ない、その解析結果として平均血流
速やその分散等の血流情報を表示するようにしたものが
ある。また、上記セクタ走査によるＢモード像に、例え
ば順流は赤、逆流は青というようにして、上記血流情報
を２次元的で型費して表示するものがある。

この場合、超音波セクタ走査により得た血流情報データ
においては、その超音波ラスタの隣接する真のデータ間
を円弧上にＮ−１点の直線補間を行ない、超音波セクタ
走査とＴＶ走査との対応を図るようにしている。しかし
乍、全てのデータに対して直線補間を行うと、折返し現
象つまり流速が順から逆（又は逆から順）に急速に変化
した場合、折返し血点で黒色表示となってしまい、これ
は、赤は順流、青は逆流であると定義されているが定義
なしの黒色表示が現われることになり、正しい診断情報
を示しているとは言えなかった。

ここで、折返しとは、サンプリング間隔をＴとし、血流
の周波数をｆとすると、ｆ＞１／２Ｔとなった時に正（
又は負）の流速の最大値を超え、負（又は正）の最大値
の領域に現われる現象であり、第６図に示すように、Ａ
の部分は順流の周波Ｗｌｆ＞１／２Ｔとなると逆流の領
域Ａ′となって現われ、また、Ｂの部分は逆流の周波数
で〉１／２丁となると順流領域Ｂ′に現われことを示し
ている。

第７図は折返し地点のデータを直線補間した様子を示し
ており、この場合、４回の超音波送受信よって得た血流
データであって補間データは３データであるとする。

第７図において、真のデータ１の次ぎのサンプリングデ
ータ（真のデータ）２は、折返しによって、逆流の領域
に現われている。この時、順流を赤系、逆流を青光で表
示し、流速が遅くなるにつれて黒色表示となっていくと
すると、補間データは暗い赤く補間１）、黒（補間２）
、暗い青（補間３）となり、赤と青との間には、未定義
の表示が現われてしまい、全体として画質の劣化を招い
ていた。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情に基づいてなされたもので、その目的
は、流速が順から逆（又は逆から順）に急速に変化した
場合の折返し点における画質の劣化を防止するようにし
た血流イメージング装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

かかる目的を達成するため本発明は、被検体内の同じ場
所にセクタ走査にてＮ回超音波を送受波し、この超音波
送受波による散乱超音波に基づき上記被検体内の血流情
報データを得てイメージングするようにした血流イメー
ジング装置において、上記血流情報データを記憶する複
数の記憶手段と、この複数の記憶手段の入出力を制御す
る記憶制御手段と、上記複数の記憶手段の出力を選択す
る第１の選択手段と、この第１の選択手段により選択さ
れた出力に３１数を掛ける乗算手段と、この係数を変化
させる係数制御手段と、上記乗算手段の出力を加算する
加算手段と、上記第１の選択手段の出力に応じてこの第
１の選択手段の出力と上記加算手段との出力とを選択す
る第２の選択手段とを備え、上記血流情報データは上記
超音波送波回数Ｎレート毎に上記複数の記憶手段の１つ
に入力され且つ他の記憶手段は少なくとも１回前と２回
前とに入力されたデータをレート毎にＮ−１回繰返し出
力するように上記記憶制御手段により制御ざれ、出力さ
れたこれらデータは上記第１の選択手段により選択され
た後に上記乗算手段により各レート毎に変化された係数
が掛けられ、これらの乗算されたデータが上記加算手段
により加算されて各レート毎のＮ−１個の補間データを
得、このＮ−１個の補間データにより隣接する真のデー
タ間を円弧上にＮ−１点の直線補間を行うと共に上記第
１の記憶手段の出力に応じて上記加算手段の出力ではな
く上記第１の記憶手段の出力を上記第２の選択手段によ
って選択し、１回前の真のデータ自身を各レート毎のＮ
−１個の補間データとして得、このＮ−１個の補間デ〜
りにより隣接する真のデータ間を円弧上に補間を行う構
成としたことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下本発明にかかる血流イメージング装置の一実施例を
、セクタ電子走査型超音波診断装置に適用した第１図に
示すブロック図に従い説明する。

第１図において、１は多数の超音波撮動子を並設してな
る超音波探触子であり、この探触子１は、セクタ走査さ
れるべく所定の送信遅延制御された超音波パルスを各超
音波振動子に与える送信器訂２、及び各超音波振動子か
らのエコー信号を上記送信遅延に対応して受信遅延１ｌ
ｉｌＪ　ｌ［ｌ　ｔ、て受信する受信器群３に電気的に
接続されている。４は受信器群３からの各振動子の受信
信号アナログ加算する加算器であり、この加算器４の加
算出力は後述するＢモード像処理系と血流イメージング
処理系に与えられる。

Ｂモード像処理系は、加算器４の加算出力を検波する検
波器５．検波器５の検波出力をデジタル信号化するＡ／
Ｄ変換器６．Ａ／Ｄ変換器６によりデジタル信号化され
たエコー情報により１フレームＢモード像を生成するフ
レームメモリ７かうなる。

血流イメージング処理系は、加算器４の加算出力を位相
検波して周波数偏位を受けた信号を得る位相検波器８１
位相検波器８の位相検波出力をデジタル信号化するＡ／
Ｄ変換器９．Ａ／Ｄ変換器９によりデジタル信号化され
た位相検波出力に基づき例えば赤が順流で胃が逆流とい
うようなカラー処理された平均流速やその分散等の血流
データを超音波ラスク毎に演算する演算部１０．演算部
１０からの超音波ラスク毎の血流データを用い超音波セ
クタ走査とＴＶ走査とのデータの対応付けをデータ補間
により行う演算部１１．演算部１１からの補正データに
よより１フレーム血流イメージング像を生成するフレー
ムメモリ１２からなる。

１３はＢモード像処理系からのフレームメモード像と血
流イメージング処理系からのフレーム血流イメージング
像とを合成して両者を重畳した画像を得る合成器、１４
は合成器１３からのＢモード像と血流イメージング像と
が重畳した合成画像をアナログ信号化するＤ／Ａ変換器
、１５はＤ／Ａ変換器１４によりアナログ信号化された
合成画像をカラー画像表示する表示系である。

上記において、補間部１１の詳細な構成は第２図に示さ
れる。第２図において、２１は演算部１０からの超音波
ラスク毎の血流データが入力される第１のバッファであ
り、後段に第２のバッファ２２が接続されている。２３
も血流データが入力される第３のバッファであり、後段
に第４のバッファ４が接続されている。これらのバッフ
ァ２１゜２２．２３．２４はＥ端子への入力が°″０″
のとき、入力データを出力し、”　１　”の時、出力が
高インピーダンスとなると共に、夫々後段にメモリ２５
．２６．２７．２８を備えている。

これらのメモリ２５．２６，２７．２８はＲ／Ｗ端子の
入力が０″′の時にライト動作つまり前段の対となって
いるバッファ（２１，２２，２３゜２４）からのデータ
を書き込み、”　１　”の時リード動作つまりこの記憶
されているデータを出力する。２９は第１のメモリ２５
のメモリ内容を８端子へ、第３のメモリ２７のメモリ内
容をＡ端子へ夫々入力する第１のマルチプレクサ、３０
は第２のメモリ２６のメモリ内容をＢ端子へ、第４のメ
モリ２８のメモリ内容をＡ端子へ夫々入力する第２のマ
ルチプレクサである。

これらのマルチプレクサ２９．３０は、Ｓ＠子に入力が
Ｏ゛′の時に△端子へ入力されているデ−夕が、゛１パ
のときＢ端子へ入力されているデータが夫々後段に接続
されている第１の乗算器３１、第２の乗鐸器３２のＡ端
子へ出力される。

これらの乗算器３１．３２のＢ端子には夫々任意の係数
が入力され、乗算器３１．３２はＡ他端子の入力と８端
子の入力とを乗算したデータを加算器３３の８端子とＡ
端子へ出力する。この加算器３３は２人力を加算して出
力データとして出力する。３４はメモリ制御器であり、
各メモリ２５゜２６．２７．２８のアドレスを設定する
アドレス信号Ｓ１と、第２．第３のバッファ２２．２３
と第２．第３のメモリ２６，２アとを制御するリードラ
イト制御信号Ｓ２と、第１．第４のバッファ２１．２４
と第１．第４のメモリ２５．２８とを制御するリードラ
イト制御信号Ｓ３と、第１．第２のマルチプレクサ２９
．３０の入力をセレクト信号Ｓ４とを発生する。

３５は係数制罪器であり第１の乗算器３１へＵＰ係数を
、第２の乗算器３２へＤＯＷＮ係数を出力する。

３６は最終段のマルチプレクサ３７のセレクト信号Ｓ５
を発生する制御器である。３７はマルチプレクサであり
、制御器３６の出力Ｓ５によって加算器３３の出力とマ
ルチプレクサ３０の出力のミンクチャートを参照しなが
ら説明する。尚、この場合説明を簡単にするため、被検
体の同じ場所に４回超音波ビームを送受波して走査する
モードとする。第３図において■〜■は超音波の送波方
向、■′〜■′は送波方向に対するデータ、Ｔ１は超音
波ビームの送波タイミング、Ｔ２は入力データの取込み
タイミング、ＲＤは各メモリーのリード動作、ＷＲは各
メモリのライト動作を示す。

先ず、■の方向に４回超音波ビームを送波して得られた
データ■−は、演算処理のために、■方向に最後の４回
目の送波を行ったレートよりも２レート遅れて出力され
る（Ｔ２）。また、■−〜■′に関しても同様である。

この出力された■′は第１のバッファ２３に同時に入力
されるが、メモリ制御器３４がリードライト制御信号＄
３を”Ｏ”、Ｓ２を°１″としているので第１のバッフ
ァ２１のみを通過して第１のメモリ２５に書込まれる。

この際、第２と第３のメモリ２６．２７のＲ／Ｗ端子へ
入力されるリードライト制御信号Ｓ２は”　１　”であ
るため、第２．第３のメモリ２６，２７はインバリッド
（ＩＮＶＡＬＩＤ）データを読出し、またリードライト
制御信号Ｓ３は０゛′であるため、第３のメモリ２７か
ら読出されたインバリッドデータは第４のバッファ２４
を通過して第４のメモリ２８へ書込まれる。

次の入力データ■−の取込みサイクルの最初のレートで
は、リードライト制御信号Ｓ２が”　ｏ　”であるため
、データ■′は第３のバッファ２３を通過して第３のメ
モリ２７へ書込まれる。この際、リードライト制御信号
Ｓ３が１″であるため、第１のメモリ２５は前のサイク
ルで書込んだデータ■−を読出し、且つ、第４のメモリ
２８はインバリッドを読出す。そして、セレクト信号Ｓ
４が”１″であるため、第１のメモリ２５で読出された
■′のデータが第１のマルチプレクサ２９から出力され
る。またリードライト制御信号＄２が１１０　Ｉ＋であ
るため、データ■′が第２のバッファ２２を通過して第
２のメモリ２６へ書込まれる。

更に次ぎの入力データ■−の取込みサイクルの最初のレ
ートでは、リードライト制御信号Ｓ３が“Ｏパであるた
め、データ■−は第１のバッファ２１を通過して第１の
メモリ２５へ書込まれる。

この際、リードライト制御信号Ｓ２が１″であるため、
第３のメモリ２７は前のサイクルで書込んだデータ■−
を読出し、且つ第２のメモリ２６の前のサイクルで書込
んだデータ■′を読出して第２のマルチプレクサ３０へ
出力する。また、第４のメモリ２８にはリードライト制
御信号Ｓ３が１１０１１であるため、第３のメモリ２７
で読出されたデータ■′が書込まれる。

ここで、セレクト制御信号Ｓ４が′Ｏ″であるため、第
２のメモリ２６で読出されたデータ■−が第２のマルチ
プレクサ３０を通過して第２の乗算器３２へ送られると
共に、第３のメモリ２７で読出されたデータ■−が第１
のマルチプレクサ２つを通過して第１の乗算器３１へ送
られる。

データの取込みの最初のレートではＤＯＷＮ係数は最大
の１を設定しているため、第２の乗算器３２へ送られた
データ■−に１が掛けられて、加算器３３のＢ入力端子
へ送られる。一方、ＵＰ係数は最少のＯを設定している
ため、第１の乗算器３１へ送られたデータ■′にＯが掛
けられて、加算器３３のＢ入力端子へ送られる。この加
算器３３は１Ｘ■−とＯｘ■′を加算されて■′が出力
データとして出力される。

次ぎのレートではリードライト制御信号Ｓ３が゛１パと
なるが、他の制御信号３２．３４が同じままであるため
、同様にデータ■′が第２の乗算器３２へ、データ■−
が第１の乗算器３１へ送られている。この際ＵＰ係数は
１／４．ＤＯＷＮ係数は３／４に変化しているため、デ
ータ■−は第２の乗算器３２で３／４を掛けられ、一方
、データ■−は第１の乗算器３１で１／４を掛れられて
加算器３３へ出力され、ここで加算され（３■−ト■−
）／′４を出力データとして出力する。

ざらに次ぎのレートでは同様に第２のメモリ２６からデ
ータ■−１第２のメモリ２７からデータ■−が読出され
ており、且つＵＰ係数が２／４、ＤＯＷＮ係数が２／４
に変化して、加算器３３の出力は（２■−＋２■−）／
４となる。

またざらに次ぎのレートではＵＰ係数が３／４に、ＤＯ
ＷＮ係数が１／４に変化して、加算器３３の出力は（■
′＋３■′）／４となる。

同様に、次ぎのデータ■−の取込みザイクルの最初のレ
ートでは加算器３３の出力は■−１次のレートでは（３
■−＋２■′）／４、またざらに次のレートでは（■−
＋３■−〉／４となる。

このようにして同じ場所に４回超音波ビームを送受波し
た場合、隣接する２個の真のデータを基に３個の補間デ
ータを演算して決め、２個の真のデータ間に第４図（ａ
）（ｂ）に示すように、その円弧方向へ配設して直線補
間データを発生することができる。

また、このタイミングチャートで■−と■′のデータが
折返りによるデータ（■′と■′の血流方向が異なるデ
ータ）だとすると、制御器３６の出力Ｓ５は０″となり
、マルチプレクサ３７の出力はマルチプレクサ３０の出
力を補間データとして発生する（制御器３６の出力Ｓ５
はマルチプレクサ２９，３０の出力が同方向の血流であ
れば”　１　”同方向でないときは“Ｏパとなる。）。

マルチプレクサ３７はＳ５が１″ならＢを選択し、Ｓ５
が°゛○″ならＡを選択する。このため、新のデータの
間を複数の直線補間することにより、走査線の間がかな
り広くても画質の向上を図ることができる。

以上、本発明の一実施例を詳述したが、本発明は上記実
施例ら限定されることなく、その要旨の範囲内で種々の
変形が可能である。例えば同じ場所にＮ回超音波ビーム
を送受波した場合にＵＰ係数は０．１／Ｎ・・・（Ｎ−
１）／Ｎであり、一方、ＤＯＷＮ係数は１．（Ｎ−１）
／Ｎ・・・１／Ｎと変化し、隣接する真のデータ管を（
Ｎ−１）本直線補関することができる。本実施例による
折返しの場合を様子を第７図のデータを用いて第５図に
示す。

また、上記実施例ではＢモード像を得る超音波診断装置
と組合せてＢモード像と重量表示する例について述べた
が、血流イメージングだけを表示する構成、つまりＢモ
ード像信号処理系を除去した構成に適用してもよい。

（発明の効果） 以上詳述したように本発明によれば、同じ場所にセクタ
走査によりＮ回超音波ビームを送受波して血流情報を表
示する場合、隣接する真のデータ間を（Ｎ−１＞（ｉｉ
ｌの補間データで円弧上に直線補間するとともに、隣接
する真のデータが折返しによる方向の異なるデータの場
合は直線補間を行なわず、真のデータ自身で（Ｎ−１）
個の補間を円弧上に行なうようにしたので、折返しの際
境が黒くならずに画質の向上を図った血流イメージング
装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は夫々本発明による血流イメージング
装置の一実論例を示すもので第１図はＢモード像を得る
超音波診断装置に組合わせた例を例における各制御信号
と回数のタイミングを示すタイミングチャート、第４図
（ａ）は同実施例の補則法を示す走査態様図、第４図（
ｂ）はその部分拡大図、第５図は同実施例による補間法
を用いた折返し補間を説明する図、第６図は同実施例の
折返しの様子を示す図、第７図は従来の補間法を用いた
折返し補間を説明する図である。 １・・・超音波探触子、２・・・送信器群、３・・・受
信器群、４・・・加算器、５・・・検波器、６・・・Ａ
／Ｄ変換器、７・・・フレームメモリ、８・・・位相検
波器、９・・・Ａ／Ｄ変換器、１０・・・演算部、１１
・・・補間部、１２・・・フレームメモリ、１３・・・
合成器、１４・・・Ｄ／Ａ変換器、１５・・・表示系、
２１，２２．２３．２４・・・バッファ、２５．２６．
２７．２８・・・メモリ（記憶手段）、２９．３０・・
・マルチプレクサ（第１の選択手段）、３１．３２・・
・乗算器（乗算手段）、３３・・・加算器（加算手段）
、３４・・・メモリ制御器（記憶制御手段）、３５・・
・系数制御器（計数制御手段）、３６・・・制御器、３
７川マルチプレクサ（制御器３６とマルチプレクサ３７
とで第２の選択手段）。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 （ａ） （ｂ　＞ 第４図 第７図２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被検体内の同じ場所にセクタ走査にてＮ回超音波を送受
   波し、この超音波送受波による散乱超音波に基づき上記
   被検体内の血流情報データを得てイメージングするよう
   にした血流イメージング装置において、上記血流情報デ
   ータを記憶する複数の記憶手段と、この複数の記憶手段
   の入出力を制御する記憶制御手段と、上記複数の記憶手
   段の出力を選択する第１の選択手段と、この第１の選択
   手段により選択された出力に計数を掛ける乗算手段と、
   この係数を変化させる係数制御手段と、上記乗算手段の
   出力を加算する加算手段と、上記第１の選択手段の出力
   に応じてこの第１の選択手段の出力と上記加算手段との
   出力とを選択する第２の選択手段とを備え、上記血流情
   報データは上記超音波送波回数Ｎレート毎に上記複数の
   記憶手段の１つに入力され且つ他の記憶手段は少なくと
   も１回前と２回前とに入力されたデータをレート毎にＮ
   −１回繰返し出力するように上記記憶制御手段により制
   御され、出力されたこれらデータは上記第１の選択手段
   により選択された後に上記乗算手段により各レート毎に
   変化された係数が掛けられ、これらの乗算されたデータ
   が上記加算手段により加算されて各レート毎のＮ−１個
   の補間データを得、このＮ−１個の補間データにより隣
   接する真のデータ間を円弧上にＮ−１点の直線補間を行
   うと共に上記第１の記憶手段の出力に応じて上記加算手
   段の出力ではなく上記第１の記憶手段の出力を上記第２
   の選択手段によって選択し、１回前の真のデータ自身を
   各レート毎のＮ−１計の補間データとして得、このＮ−
   １個の補間データにより隣接する真のデータ間を円弧上
   に補間を行う構成としたことを特徴とする血流イメージ
   ング装置。