JP2763126B2 - カラー超音波診断装置 - Google Patents
カラー超音波診断装置Info
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- G01S7/52053—Display arrangements
- G01S7/52057—Cathode ray tube displays
- G01S7/52071—Multicolour displays; using colour coding; Optimising colour or information content in displays, e.g. parametric imaging
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- G—PHYSICS
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- G01S15/8906—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques
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- Acoustics & Sound (AREA)
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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、超音波のドプラ効果を利用して被検体内の
血流情報を求め、これを２次元表示するカラー超音波診
断装置に関する。
血流情報を求め、これを２次元表示するカラー超音波診
断装置に関する。
（従来の技術） 超音波ドプラ法とパルス反射法とを併用することによ
って一つの超音波プローブで血流情報と断層像（Ｂモー
ド像）情報を得、断層像に重ねて血流情報をリアルタイ
ムでカラー表示するようにしたカラー超音波診断装置が
知られている。このような装置によって血流情報を得る
場合の動作原理は次の通りである。
って一つの超音波プローブで血流情報と断層像（Ｂモー
ド像）情報を得、断層像に重ねて血流情報をリアルタイ
ムでカラー表示するようにしたカラー超音波診断装置が
知られている。このような装置によって血流情報を得る
場合の動作原理は次の通りである。
すなわち、被検体である生体内を流れている血流に対
して超音波パルスを送波すると、この超音波ビームの中
心周波数fcは流動する血球によって散乱されドプラ偏移
を受けて周波数fdだけ変化して、この受波周波数ｆはｆ
＝fc＋fdとなる。このとき周波数fc,fdは次式のように
示される。
して超音波パルスを送波すると、この超音波ビームの中
心周波数fcは流動する血球によって散乱されドプラ偏移
を受けて周波数fdだけ変化して、この受波周波数ｆはｆ
＝fc＋fdとなる。このとき周波数fc,fdは次式のように
示される。
ここで、v:平均血流速 θ：超音波ビームと血管とのなす角度 c:音 速 従って、ドプラ偏移fdを検出することによって平均血
流速ｖを得ることができる。
流速ｖを得ることができる。
このようにして得られた平均血流速ｖの２次元画像表
示は次のように行われる。先ず第９図のように超音波プ
ローブ１から被検体に対してA,B,C,…方向に順次超音波
パルスを送波してセクタ（又はリニア）スキャンを行う
にあたり、その超音波パルスのスキャン制御が行われ
る。
示は次のように行われる。先ず第９図のように超音波プ
ローブ１から被検体に対してA,B,C,…方向に順次超音波
パルスを送波してセクタ（又はリニア）スキャンを行う
にあたり、その超音波パルスのスキャン制御が行われ
る。
最初にＡ方向に数回超音波パルスが送波されると、被
検体内の血流でドプラ偏移されて反射されたエコー信号
は同一プローブ１によって受波され、電気信号に変換さ
れて受信回路に送られる。
検体内の血流でドプラ偏移されて反射されたエコー信号
は同一プローブ１によって受波され、電気信号に変換さ
れて受信回路に送られる。
次に位相検波回路によってドプラ偏移信号が検出され
る。このドプラ偏移信号は超音波パルスの送波方向に設
定された例えば256個のサンプル点ごとにとらえられ
る。各サンプル点でとらえられたドプラ偏移信号は周波
数分析器で周波数分析され、フレームメモリを備えたD.
S.C.（ディジタル・スキャン・コンバータ）に送られこ
こで走査変換された後に、表示部に送出されＡ方向の血
流分布像が２次元画像としてリアルタイムで表示され
る。
る。このドプラ偏移信号は超音波パルスの送波方向に設
定された例えば256個のサンプル点ごとにとらえられ
る。各サンプル点でとらえられたドプラ偏移信号は周波
数分析器で周波数分析され、フレームメモリを備えたD.
S.C.（ディジタル・スキャン・コンバータ）に送られこ
こで走査変換された後に、表示部に送出されＡ方向の血
流分布像が２次元画像としてリアルタイムで表示され
る。
以下B,C,…の各方向に対しても同様な動作が繰り返さ
れて、各スキャン方向に対応した血流分布像（カラーフ
ローマッピング（CFM）像とも称される）が表示される
ことになる。
れて、各スキャン方向に対応した血流分布像（カラーフ
ローマッピング（CFM）像とも称される）が表示される
ことになる。
第10図は平均血流速の角度表現，周波数表現とそれに
対応する表示色との関係を示すもので、角度表現の場合
には−π乃至＋πに対応して、周波数表現の場合には＋
fr/2乃至−fr/2に対応して、表示色が青色，黒色，赤色
となる。尚、frは超音波パルスの繰返し周波数である。
対応する表示色との関係を示すもので、角度表現の場合
には−π乃至＋πに対応して、周波数表現の場合には＋
fr/2乃至−fr/2に対応して、表示色が青色，黒色，赤色
となる。尚、frは超音波パルスの繰返し周波数である。
ところで、従来装置においてはCFM像の時間的平滑化
（残光効果）処理が行われており、この時間的平滑化処
理にはフレーム相関が用いられている。このフレーム相
関による時間的平滑化処理は、第11図に示すように１フ
レーム構成周期（TOF）毎に連続する複数のCFM像が形成
される場合において、同一座標（x,y）のデータの相関
を取る手法である。原理的には第12図に示すように巡回
型のディジタルフィルタであり、物理的には時間軸
（ｔ）のローパスフィルタである（第13図参照）。ここ
でCFM像のフレーム周波数をfOFで表わし、隣接フレーム
間でのデータ変化をｆで表わした場合、f/fOF≧1/2が成
立すると、階調変化の所謂「折返し現象」を生じてしま
うため、フレーム周波数fOFが画像データの変化ｆに対
して十分に大きくないと、平滑化の効果がないばかり
か、急峻に変化する画像の正確な情報が化けておかしな
ものになる。
（残光効果）処理が行われており、この時間的平滑化処
理にはフレーム相関が用いられている。このフレーム相
関による時間的平滑化処理は、第11図に示すように１フ
レーム構成周期（TOF）毎に連続する複数のCFM像が形成
される場合において、同一座標（x,y）のデータの相関
を取る手法である。原理的には第12図に示すように巡回
型のディジタルフィルタであり、物理的には時間軸
（ｔ）のローパスフィルタである（第13図参照）。ここ
でCFM像のフレーム周波数をfOFで表わし、隣接フレーム
間でのデータ変化をｆで表わした場合、f/fOF≧1/2が成
立すると、階調変化の所謂「折返し現象」を生じてしま
うため、フレーム周波数fOFが画像データの変化ｆに対
して十分に大きくないと、平滑化の効果がないばかり
か、急峻に変化する画像の正確な情報が化けておかしな
ものになる。
（発明が解決しようとする課題） 上述したように従来装置においては、平滑化特性上の
問題より、診断上良好な血流分布像を可視化できない場
合があるという欠点を有する。
問題より、診断上良好な血流分布像を可視化できない場
合があるという欠点を有する。
そこで本発明は上記の欠点を除去するもので、その目
的とするところは、平滑化特性を改善することにより、
診断上良好な血流分布像を可視化できるカラー超音波診
断装置を提供することにある。
的とするところは、平滑化特性を改善することにより、
診断上良好な血流分布像を可視化できるカラー超音波診
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） 上記課題を解決するための本発明は、被検体に向けて
送波した超音波パルスの反射成分を位相検波してドプラ
偏位情報を求める位相検波部と、この位相検波出力に基
づいて前記被検体の血流情報のカラーフローマッピング
処理を行うCFM処理部と、このCFM処理部の出力に基づい
てCFM画像をTV表示するTVモニタとを有するカラー超音
波診断装置において、連続して得られたCFM画像データ
を複数フレーム分記憶する記憶手段と、前記TVモニタの
１画面構成周期信号に同期してこの記憶手段から数フレ
ーム分のCFM画像データを読出す第１の制御手段と、こ
の第１の制御手段によって読出された数フレーム分のCF
M画像データから直線補間で補間画像を形成することに
よりCFM画像を時間軸方向に平滑化処理する平滑化処理
手段とを備えているものであり、また、超音波の繰返し
周波数をfrとしたとき、＋fr/2又は−fr/2を越えるCFM
画像データ入力を検知して前記平滑化処理手段での直線
補間処理を、周波数ゼロ側を通らない方向への補間処理
に移行させる第２の制御手段を備えているものである。
送波した超音波パルスの反射成分を位相検波してドプラ
偏位情報を求める位相検波部と、この位相検波出力に基
づいて前記被検体の血流情報のカラーフローマッピング
処理を行うCFM処理部と、このCFM処理部の出力に基づい
てCFM画像をTV表示するTVモニタとを有するカラー超音
波診断装置において、連続して得られたCFM画像データ
を複数フレーム分記憶する記憶手段と、前記TVモニタの
１画面構成周期信号に同期してこの記憶手段から数フレ
ーム分のCFM画像データを読出す第１の制御手段と、こ
の第１の制御手段によって読出された数フレーム分のCF
M画像データから直線補間で補間画像を形成することに
よりCFM画像を時間軸方向に平滑化処理する平滑化処理
手段とを備えているものであり、また、超音波の繰返し
周波数をfrとしたとき、＋fr/2又は−fr/2を越えるCFM
画像データ入力を検知して前記平滑化処理手段での直線
補間処理を、周波数ゼロ側を通らない方向への補間処理
に移行させる第２の制御手段を備えているものである。
（作 用） このような発明によれば、第１の制御手段の制御によ
り、TVモニタの１画面構成周期信号に同期して記憶手段
から数フレーム分のCFM画像データが読出される。そし
てそれは平滑化処理手段に取込まれ、数フレーム分のデ
ータから直線補間による平滑化処理が施される。この処
理によりTVモニタでの表示画像の階調値はなだらかに変
化して、CFM動画像表示における階調変化のつながりが
良くなる。また、前記第２の制御手段の制御により、＋
fr/2又は−fr/2を越えるCFM画像データ入力の際に、平
滑化処理手段での直線補間処理が周波数ゼロ側を通らな
い方向への補間処理に移行されるようにすると、折返し
現象を生じた場合でも、表示像上に黒の縁どりを生じな
いで済む。
り、TVモニタの１画面構成周期信号に同期して記憶手段
から数フレーム分のCFM画像データが読出される。そし
てそれは平滑化処理手段に取込まれ、数フレーム分のデ
ータから直線補間による平滑化処理が施される。この処
理によりTVモニタでの表示画像の階調値はなだらかに変
化して、CFM動画像表示における階調変化のつながりが
良くなる。また、前記第２の制御手段の制御により、＋
fr/2又は−fr/2を越えるCFM画像データ入力の際に、平
滑化処理手段での直線補間処理が周波数ゼロ側を通らな
い方向への補間処理に移行されるようにすると、折返し
現象を生じた場合でも、表示像上に黒の縁どりを生じな
いで済む。
（実施例） 以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
第１図（ａ）は本発明の一実施例を示している。
１は複数の超音波振動子をアレイ状に配列して成る超
音波プローブであり、２はこのプローブ１を介して超音
波パルスの送受信を行う送受信部（T/R）であり、３は
超音波エコー（被検体よりの反射成分）の包絡線検波を
行うレシーバであり、４はこのレシーバ３の出力を走査
変換する白黒D.S.C.（ディジタル・スキャン・コンバー
タ）である。
音波プローブであり、２はこのプローブ１を介して超音
波パルスの送受信を行う送受信部（T/R）であり、３は
超音波エコー（被検体よりの反射成分）の包絡線検波を
行うレシーバであり、４はこのレシーバ３の出力を走査
変換する白黒D.S.C.（ディジタル・スキャン・コンバー
タ）である。
また、５は前記送受信部２よりの超音波エコーの位相
検波を行うことにより超音波のドプラ偏移情報を求める
位相検波部生（P.D）であり、６はこの位相検波出力に
基づいて前記被検体の血流情報のカラーフローマッピン
グ処理を行うCFM処理部であり、７はこのCFM処理出力の
走査変換を行うカラーD.S.C.である。
検波を行うことにより超音波のドプラ偏移情報を求める
位相検波部生（P.D）であり、６はこの位相検波出力に
基づいて前記被検体の血流情報のカラーフローマッピン
グ処理を行うCFM処理部であり、７はこのCFM処理出力の
走査変換を行うカラーD.S.C.である。
更に８は、前記白黒D.S.C.4の出力と前記カラーD.S.
C.7の出力とを合成する合成処理回路であり、９はこの
合成処理出力をTV（テレビジョン）表示するカラーモニ
タである。ここでこのカラーモニタ９が、本発明におけ
るTVモニタに相当する。
C.7の出力とを合成する合成処理回路であり、９はこの
合成処理出力をTV（テレビジョン）表示するカラーモニ
タである。ここでこのカラーモニタ９が、本発明におけ
るTVモニタに相当する。
次にカラーD.S.C.7の詳細な構成について第１図
（ｂ）を基に説明する。
（ｂ）を基に説明する。
11,12,13はフレームメモリ（FM）であり、このフレー
ムメモリ11,12,13には、第１図（ａ）のCFM処理部６よ
りのCFM画像データが書込まれるようになっている。こ
こでこのフレームメモリ11,12,13が本発明における記憶
手段の一例である。そしてこのフレームメモリ11,12,13
の後段には、このフレームメモリ11,12,13の出力を選択
するマルチプレクサ（MPX）14が配置されている。この
マルチプレクサ14及びフレームメモリ11,12,13はメモリ
RD（読出し）/WR（書込み）MPXコントローラ15の制御下
にある。ここで、このコントローラ15は、第１図（ａ）
のカラーモニタ９の１画面構成周期信号に同期して前記
フレームメモリから数TVフレーム分同一CFM画像データ
を読出すようにしており、このコントローラ15により、
本発明における第１の制御手段が実現される。また、メ
モリRD/WR・MPXコントローラ15よりのメモリセレクト信
号（MEMORY SEL）に応じてMPX14は、フレームメモリ11,
12,13のうちの２つの出力選択し、それを新データ（FM
NEW DATA）及び１フレーム前の旧データ（FM OLD DAT
A）として出力するようになっている。そしてこの新，
旧両データは、MPX14の後段に配置された重みインクレ
メントROM（リードオンリメモリ）17及び重みデクレメ
ントROM18にそれぞれ取込まれるようになっている。こ
の重みインクレメントROM17は、MPX14よりの新データを
重み付けして出力（INC DATA）するテーブルで、前記メ
モリRD/WD・MPXコントローラ15よりの重み制御データ
（WEIGHT DATA）の入力に応じてこの重み付け処理にお
ける重み係数をインクレメントする機能を有する。ま
た、重みデクレメントROM18は、MPX14よりの旧データを
重み付けして出力（DEC DATA）するテーブルで、前記メ
モリRD/WR・MPXコントローラ15よりの重み制御データの
入力に応じてこの重み付け処理における重み係数をデク
レメントする機能を有する。更にこの重みインクレメン
トROM17及び重みデクレメントROM18の後段には、各ROM1
7,18の出力を加算する加算器19が配置されており、この
加算器19の出力（OUTPUT DATA）が、直線補間による平
滑化出力となり、これが、第１図（ａ）の合成処理回路
８に取込まれる。ここで、重みインクレメントROM17,重
みデクレメントROM18及び加算器19により，本発明にお
ける平滑化処理手段20が形成される。
ムメモリ11,12,13には、第１図（ａ）のCFM処理部６よ
りのCFM画像データが書込まれるようになっている。こ
こでこのフレームメモリ11,12,13が本発明における記憶
手段の一例である。そしてこのフレームメモリ11,12,13
の後段には、このフレームメモリ11,12,13の出力を選択
するマルチプレクサ（MPX）14が配置されている。この
マルチプレクサ14及びフレームメモリ11,12,13はメモリ
RD（読出し）/WR（書込み）MPXコントローラ15の制御下
にある。ここで、このコントローラ15は、第１図（ａ）
のカラーモニタ９の１画面構成周期信号に同期して前記
フレームメモリから数TVフレーム分同一CFM画像データ
を読出すようにしており、このコントローラ15により、
本発明における第１の制御手段が実現される。また、メ
モリRD/WR・MPXコントローラ15よりのメモリセレクト信
号（MEMORY SEL）に応じてMPX14は、フレームメモリ11,
12,13のうちの２つの出力選択し、それを新データ（FM
NEW DATA）及び１フレーム前の旧データ（FM OLD DAT
A）として出力するようになっている。そしてこの新，
旧両データは、MPX14の後段に配置された重みインクレ
メントROM（リードオンリメモリ）17及び重みデクレメ
ントROM18にそれぞれ取込まれるようになっている。こ
の重みインクレメントROM17は、MPX14よりの新データを
重み付けして出力（INC DATA）するテーブルで、前記メ
モリRD/WD・MPXコントローラ15よりの重み制御データ
（WEIGHT DATA）の入力に応じてこの重み付け処理にお
ける重み係数をインクレメントする機能を有する。ま
た、重みデクレメントROM18は、MPX14よりの旧データを
重み付けして出力（DEC DATA）するテーブルで、前記メ
モリRD/WR・MPXコントローラ15よりの重み制御データの
入力に応じてこの重み付け処理における重み係数をデク
レメントする機能を有する。更にこの重みインクレメン
トROM17及び重みデクレメントROM18の後段には、各ROM1
7,18の出力を加算する加算器19が配置されており、この
加算器19の出力（OUTPUT DATA）が、直線補間による平
滑化出力となり、これが、第１図（ａ）の合成処理回路
８に取込まれる。ここで、重みインクレメントROM17,重
みデクレメントROM18及び加算器19により，本発明にお
ける平滑化処理手段20が形成される。
更に、本実施例装置では折返し対策回路16が設けられ
ており、この折返し対策回路16は、＋fr/2又は−fr/2を
越えるCFM画像データ入力を検知して折返し対策制御信
号（ORIKAESHI）を出力する機能を有する。この制御信
号は前記重みインクレメントROM17及び重みデクレメン
トROM18に取込まれるようになっている。そして各ROM1
7,18ではこの折返し対策制御信号入力により、テーブル
の変更が行われ、平滑化処理手段20での直線補間処理
が、周波数ゼロ側を通らない方向への補間処理に移行さ
れる。従って本発明における第２の制御手段はこの折返
し対策回路16によって機能的に実現される。
ており、この折返し対策回路16は、＋fr/2又は−fr/2を
越えるCFM画像データ入力を検知して折返し対策制御信
号（ORIKAESHI）を出力する機能を有する。この制御信
号は前記重みインクレメントROM17及び重みデクレメン
トROM18に取込まれるようになっている。そして各ROM1
7,18ではこの折返し対策制御信号入力により、テーブル
の変更が行われ、平滑化処理手段20での直線補間処理
が、周波数ゼロ側を通らない方向への補間処理に移行さ
れる。従って本発明における第２の制御手段はこの折返
し対策回路16によって機能的に実現される。
次に、上記構成の作用について説明する。
超音波プローブ１から被検体に向けて送波された超音
波パルスの該被検体よりの反射成分（超音波エコー）が
再び超音波プローブ１によって受波され、それが送受信
部２を介してレシーバ３に取込まれ、ここで包絡線検波
される。そしてこの検波出力は白黒D.S.C.4において、
サンプリング系と表示系との走査変換が行われた後に、
合成処理回路８を介してカラーモニタ９に送出される。
このデータはＢモード像表示に供される。
波パルスの該被検体よりの反射成分（超音波エコー）が
再び超音波プローブ１によって受波され、それが送受信
部２を介してレシーバ３に取込まれ、ここで包絡線検波
される。そしてこの検波出力は白黒D.S.C.4において、
サンプリング系と表示系との走査変換が行われた後に、
合成処理回路８を介してカラーモニタ９に送出される。
このデータはＢモード像表示に供される。
一方、ドプラ情報を得るための超音波パルスの送受に
よって得られたエコー信号は直交検波部５に取込まれて
直交検波され、この直交検波出力がCFM処理部６に取込
まれる。するとこのCFM処理部６では、前記直交検波出
力の周波数分析が行われ、この分析によりＶ（平均血流
速）,P（トータルパワー），σ（分散）の各血流情報が
求められる。この各血流情報がCFM画像データとしてカ
ラーD.S.C.7に取込まれ、ここでサンプリング系と表示
系との走査変換及び後述する平滑化処理が行われた後に
合成処理回路８を介してカラーモニタ９に送出され、前
記Ｂモード像に重畳されて表示される（血流分布像表
示）。
よって得られたエコー信号は直交検波部５に取込まれて
直交検波され、この直交検波出力がCFM処理部６に取込
まれる。するとこのCFM処理部６では、前記直交検波出
力の周波数分析が行われ、この分析によりＶ（平均血流
速）,P（トータルパワー），σ（分散）の各血流情報が
求められる。この各血流情報がCFM画像データとしてカ
ラーD.S.C.7に取込まれ、ここでサンプリング系と表示
系との走査変換及び後述する平滑化処理が行われた後に
合成処理回路８を介してカラーモニタ９に送出され、前
記Ｂモード像に重畳されて表示される（血流分布像表
示）。
次に、カラーD.S.C.7の作用について詳細に説明す
る。
る。
第２図はカラーD.S.C.7の動作タイミングを示してい
る。
る。
フレームメモリ11,12,13へのCFM画像データ（INPUT D
ATA）書込みは、超音波ビームの走査に同期したタイミ
ングで行われる。３つのフレームメモリのうちの一つに
データが書込まれている間、他のフレームメモリはデー
タ読出し状態にある。フレームメモリからのデータ読出
しタイミングは、表示系すなわちカラーモニタ９系の走
査タイミングに同期している。このようなタイミング制
御はメモリRD/WR・MPXコントローラ15によってなされ
る。
ATA）書込みは、超音波ビームの走査に同期したタイミ
ングで行われる。３つのフレームメモリのうちの一つに
データが書込まれている間、他のフレームメモリはデー
タ読出し状態にある。フレームメモリからのデータ読出
しタイミングは、表示系すなわちカラーモニタ９系の走
査タイミングに同期している。このようなタイミング制
御はメモリRD/WR・MPXコントローラ15によってなされ
る。
また、超音波１画面構成周期は、数十乃至数百の超音
波ビームの走査ラスタ周期（又は超音波パルス繰返し周
期ともいう）で構成されており、TV（テレビジョン）の
１画面構成周期は、約500乃至600本のTV水平ラスタ周期
で構成されている。
波ビームの走査ラスタ周期（又は超音波パルス繰返し周
期ともいう）で構成されており、TV（テレビジョン）の
１画面構成周期は、約500乃至600本のTV水平ラスタ周期
で構成されている。
一般にCFMの超音波スキャンを実行した場合、超音波
１画面構成周期は数百m sec程度となり、TVモニタ１画
面構成周期（約25又は33m sec）に比べてかなり長くな
る。このような状態ではテレビモニタ表示上で超音波ス
キャンのつなぎ目が目立ち、画質が劣化する。
１画面構成周期は数百m sec程度となり、TVモニタ１画
面構成周期（約25又は33m sec）に比べてかなり長くな
る。このような状態ではテレビモニタ表示上で超音波ス
キャンのつなぎ目が目立ち、画質が劣化する。
そこで、通常は、装置のフレームメモリのRD/WD（読
出し／書込み）系を以下の関係にしておき、TV1画面構
成周期のＮ倍で超音波１画面構成周期信号の先頭タイミ
ングを決定するようにしている。
出し／書込み）系を以下の関係にしておき、TV1画面構
成周期のＮ倍で超音波１画面構成周期信号の先頭タイミ
ングを決定するようにしている。
フレームメモリ11,12,13に超音波１画面構成周期で順
にCFM画像データを書込んでゆき、このフレームメモリ
よりの読出しデータをMPX14を介して平滑化処理手段20
に送出する。すると、この処理手段20では、現在に近い
フレームメモリ読出しデータ（FM NEW DATA）と、この
データの１周期前の読出しデータ（FM OLD DATA）と
を、それぞれ重みインクレメントROM17及び重みデクレ
メントROM18で重み付けした後に、加算器19で加算して
出力する。ここで、重みインクレメントROM17での重み
係数は、メモリRD/WR・MPXコントローラ15よりの重み制
御データ（WEIGHT DATA）によってインクレメントさ
れ、 の如く変化し、また、重みデクレメントROM18では、重
み制御データによってデクレメントされ、 の如く変化する。
にCFM画像データを書込んでゆき、このフレームメモリ
よりの読出しデータをMPX14を介して平滑化処理手段20
に送出する。すると、この処理手段20では、現在に近い
フレームメモリ読出しデータ（FM NEW DATA）と、この
データの１周期前の読出しデータ（FM OLD DATA）と
を、それぞれ重みインクレメントROM17及び重みデクレ
メントROM18で重み付けした後に、加算器19で加算して
出力する。ここで、重みインクレメントROM17での重み
係数は、メモリRD/WR・MPXコントローラ15よりの重み制
御データ（WEIGHT DATA）によってインクレメントさ
れ、 の如く変化し、また、重みデクレメントROM18では、重
み制御データによってデクレメントされ、 の如く変化する。
以上のようにして加算器19より出力されるデータ（OU
TPUT DATA）は、フレーム間の直線補間による平滑化処
理結果として、第１図（ａ）の合成処理回路８に送出さ
れることになる。
TPUT DATA）は、フレーム間の直線補間による平滑化処
理結果として、第１図（ａ）の合成処理回路８に送出さ
れることになる。
ここで上記平滑化処理の効果について説明する。
例えば階段データ（INPUT DATA）が、第３図に示すよ
うに階段状の波形（TV同期周期のＮ倍の周期相当でステ
ップ状に変化）に対して平滑化処理出力データ（OUTPUT
DATA）は第４図に示すように、なだらかに変化する波
形となる。すなわち動画像の階調変化が滑らかになり、
長残光のTVモニタで動画像を観察するのと同等の効果が
得られる。
うに階段状の波形（TV同期周期のＮ倍の周期相当でステ
ップ状に変化）に対して平滑化処理出力データ（OUTPUT
DATA）は第４図に示すように、なだらかに変化する波
形となる。すなわち動画像の階調変化が滑らかになり、
長残光のTVモニタで動画像を観察するのと同等の効果が
得られる。
上記平滑化処理の物理的な意味は、第５図に示す平滑
化特性（階調変化の周波数応答）が得られるということ
であり、フレーム相関の場合（第13図参照）と異なりf/
fOF≧1/2で折返し現象を生じない。これは、第３図の波
形に第６図のステップ波形（波高1/N）を時間軸上でコ
ンボリューションしたのと同等であり、本実施例では、
このコンボリューション演算を第１図（ｂ）の平滑化処
理手段20により簡便に実行していることになる。
化特性（階調変化の周波数応答）が得られるということ
であり、フレーム相関の場合（第13図参照）と異なりf/
fOF≧1/2で折返し現象を生じない。これは、第３図の波
形に第６図のステップ波形（波高1/N）を時間軸上でコ
ンボリューションしたのと同等であり、本実施例では、
このコンボリューション演算を第１図（ｂ）の平滑化処
理手段20により簡便に実行していることになる。
次に、折返し対策について説明する。
超音波診断装置のサンプリング系におけるサンプリン
グがfr（超音波パルスの繰返し周波数）での離散的サン
プリングであるため、第１図（ａ）のCFM処理部６では
＋fr/2乃至−fr/2の範囲の周波数解析しかできない。こ
のため＋fr/2を越えるデータの場合、折返し現象を生
じ、赤，青の階調で表示されるCFM画像表示では、折返
し現象により明るい赤→明るい青，明るい青→明るい赤
の変化部分に黒の縁どりを生ずる。
グがfr（超音波パルスの繰返し周波数）での離散的サン
プリングであるため、第１図（ａ）のCFM処理部６では
＋fr/2乃至−fr/2の範囲の周波数解析しかできない。こ
のため＋fr/2を越えるデータの場合、折返し現象を生
じ、赤，青の階調で表示されるCFM画像表示では、折返
し現象により明るい赤→明るい青，明るい青→明るい赤
の変化部分に黒の縁どりを生ずる。
そこで本実施例装置では、第２の制御手段たる折返し
対策回路16によって、前記平滑化処理手段20での直線補
間処理を、周波数ゼロ側を通らない方向への補間処理に
移行させることによって、上記の黒の縁どり発生を防止
している。
対策回路16によって、前記平滑化処理手段20での直線補
間処理を、周波数ゼロ側を通らない方向への補間処理に
移行させることによって、上記の黒の縁どり発生を防止
している。
すなわち、第８図に示すように折返し対策回路16で
は、MPX14の出力たるFM NEW DATAとFM OLD DATAとの符
号及びそれらの差の絶対値とスレッショルド値THとの大
小判別がなされ、｜差｜≧THの場合（折返し現象を生じ
た場合）に、平滑化処理手段20に対して折返し制御デー
タ（ORIKAESHI）を送出する。このデータ入力により、
重みインクレメントROM17及び重みデクレメントROM18内
のテーブル変更がなされ、これにより直線補間処理は、
周波数ゼロ側を通らない方向への補間処理すなわち高階
調側への補間処理に移行される。ここでこの高階調側へ
の補間処理は次のようになされる。
は、MPX14の出力たるFM NEW DATAとFM OLD DATAとの符
号及びそれらの差の絶対値とスレッショルド値THとの大
小判別がなされ、｜差｜≧THの場合（折返し現象を生じ
た場合）に、平滑化処理手段20に対して折返し制御デー
タ（ORIKAESHI）を送出する。このデータ入力により、
重みインクレメントROM17及び重みデクレメントROM18内
のテーブル変更がなされ、これにより直線補間処理は、
周波数ゼロ側を通らない方向への補間処理すなわち高階
調側への補間処理に移行される。ここでこの高階調側へ
の補間処理は次のようになされる。
FM NEW DATAをDNとし、FM OLD DATAをD0とすると、そ
の中間でのフレーム間補間出力は、DN＋D0≧０の場合
に、 となり、また、 DN＋D0＜０の場合に、 となる。このような補間データは全て重みインクレメン
トROM17及び重みデクレメントROM18内にテーブルとして
記憶されている。
の中間でのフレーム間補間出力は、DN＋D0≧０の場合
に、 となり、また、 DN＋D0＜０の場合に、 となる。このような補間データは全て重みインクレメン
トROM17及び重みデクレメントROM18内にテーブルとして
記憶されている。
第７図は折返し対策を講じた場合の効果を示す特性図
である。
である。
曲線21は平滑化処理がなされない場合の階調変化を示
し、，では本来−ｆr/2以下の値であるが、CFM処理
部６の周波数解析能の制約により＋fr/2より若干小さな
値に折返ってしまう。表示上は明るい青→（明るい赤）
→明るい青となる。
し、，では本来−ｆr/2以下の値であるが、CFM処理
部６の周波数解析能の制約により＋fr/2より若干小さな
値に折返ってしまう。表示上は明るい青→（明るい赤）
→明るい青となる。
また、曲線22は平滑化処理を施してはいるが折返し対
策を講じない場合の階調変化を示し、→，→で
は（明るい青→黒→明るい赤），（明るい赤→黒→明る
い青）になり、時間軸方向への平滑化処理の際に折返し
現象に起因する輝度低下を生じている。
策を講じない場合の階調変化を示し、→，→で
は（明るい青→黒→明るい赤），（明るい赤→黒→明る
い青）になり、時間軸方向への平滑化処理の際に折返し
現象に起因する輝度低下を生じている。
更に曲線23は平滑化処理を施すとともに折返し対策を
講じた場合すなわち第８図の補間理論により処理した場
合の階調変化を示しており、→，→では（明る
い青→明るい赤），（明るい赤→明るい青）に変化し、
折返し現象に起因する輝度低下を生じない。このため、
診断上良好な血流分布像表示となり、特に低フレーム超
音波スキャンによる腹部肝癌血流発見などに有効とな
る。
講じた場合すなわち第８図の補間理論により処理した場
合の階調変化を示しており、→，→では（明る
い青→明るい赤），（明るい赤→明るい青）に変化し、
折返し現象に起因する輝度低下を生じない。このため、
診断上良好な血流分布像表示となり、特に低フレーム超
音波スキャンによる腹部肝癌血流発見などに有効とな
る。
以上本発明の一実施例について説明したが、本発明は
上記実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施
が可能であるのはいうまでもない。
上記実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施
が可能であるのはいうまでもない。
［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、平滑化特性を改
善することにより血流分布像を正確に可視化でき、診断
上良好な血流情報を得ることができるという優れた効果
を奏する。
善することにより血流分布像を正確に可視化でき、診断
上良好な血流情報を得ることができるという優れた効果
を奏する。
第１図（ａ）は本発明に係る超音波診断装置の一実施例
のブロック図、第１図（ｂ）は同図（ａ）の主要部の詳
細なブロック図、第２図は本実施例装置における主要部
の動作タイミング図、第３図乃至第６図は本実施例装置
における平滑化処理の効果を説明するための波形図、第
７図は本実施例装置における折返し対策の効果を説明す
るための特性図、第８図は本実施例装置における補間論
理の説明図、第９図は超音波スキャンパターン図、第10
図は平均血流速の角度表現，周波数表現とそれに対応す
る表示色との関係説明図、第11図はフレーム相関処理に
おけるデータサンプリング説明図、第12図はフレーム相
関処理を実行する巡回型フィルタのブロック図、第13図
はフレーム相関処理の特性図である。 ５……P.D（位相検波部）、６……CFM処理部、 ７……カラーD.S.C.、 ９……カラーモニタ（TVモニタ）、 11,12,13……フレームメモリ（記憶手段）、 15……メモリRD/WR・MPXコントローラ（第１の制御手
段）、 16……折返し対策回路（第２の制御手段）、 20……平滑化処理手段。
のブロック図、第１図（ｂ）は同図（ａ）の主要部の詳
細なブロック図、第２図は本実施例装置における主要部
の動作タイミング図、第３図乃至第６図は本実施例装置
における平滑化処理の効果を説明するための波形図、第
７図は本実施例装置における折返し対策の効果を説明す
るための特性図、第８図は本実施例装置における補間論
理の説明図、第９図は超音波スキャンパターン図、第10
図は平均血流速の角度表現，周波数表現とそれに対応す
る表示色との関係説明図、第11図はフレーム相関処理に
おけるデータサンプリング説明図、第12図はフレーム相
関処理を実行する巡回型フィルタのブロック図、第13図
はフレーム相関処理の特性図である。 ５……P.D（位相検波部）、６……CFM処理部、 ７……カラーD.S.C.、 ９……カラーモニタ（TVモニタ）、 11,12,13……フレームメモリ（記憶手段）、 15……メモリRD/WR・MPXコントローラ（第１の制御手
段）、 16……折返し対策回路（第２の制御手段）、 20……平滑化処理手段。
Claims (2)
- 【請求項１】被検体に向けて送波した超音波パルスの反
射成分を位相検波してドプラ偏位情報を求める位相検波
部と、この位相検波出力に基づいて前記被検体の血流情
報のカラーフローマッピング処理を行うCFM処理部と、
このCFM処理部の出力に基づいてCFM画像をTV表示するTV
モニタとを有するカラー超音波診断装置において、 連続して得られたCFM画像データを複数フレーム分記憶
する記憶手段と、前記TVモニタの１画面構成周期信号に
同期してこの記憶手段から数フレーム分のCFM画像デー
タを読出す第１の制御手段と、この第１の制御手段によ
って読出された数フレーム分のCFM画像データから直線
補間で補間画像を形成することによりCFM画像を時間軸
方向に平滑化処理する平滑化処理手段とを有することを
特徴とするカラー超音波診断装置。 - 【請求項２】前記被検体に向けて送波される超音波パル
スの繰返し周波数をfrとしたとき、＋fr/2又は−fr/2を
越えるCFM画像データ入力を検知して前記平滑化処理手
段での直線補間処理を、周波数ゼロ側を通らない方向へ
の補間処理に移行させる第２の制御手段を設けた請求項
１記載のカラー超音波診断装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1031420A JP2763126B2 (ja) | 1989-02-10 | 1989-02-10 | カラー超音波診断装置 |
| US07/476,576 US5083566A (en) | 1989-02-10 | 1990-02-07 | Ultrasonic imaging apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1031420A JP2763126B2 (ja) | 1989-02-10 | 1989-02-10 | カラー超音波診断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02211134A JPH02211134A (ja) | 1990-08-22 |
| JP2763126B2 true JP2763126B2 (ja) | 1998-06-11 |
Family
ID=12330768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1031420A Expired - Fee Related JP2763126B2 (ja) | 1989-02-10 | 1989-02-10 | カラー超音波診断装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5083566A (ja) |
| JP (1) | JP2763126B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5313948A (en) * | 1991-11-28 | 1994-05-24 | Aloka Co., Ltd. | Ultrasonic diagnostic apparatus |
| JP3264963B2 (ja) * | 1992-02-12 | 2002-03-11 | ジーイー横河メディカルシステム株式会社 | 超音波診断装置 |
| JP3223202B2 (ja) * | 1992-10-14 | 2001-10-29 | フクダ電子株式会社 | データ補間処理装置 |
| US5476097A (en) * | 1994-10-13 | 1995-12-19 | Advanced Technology Laboratories, Inc. | Simultaneous ultrasonic imaging and Doppler display system |
| US5897502A (en) * | 1996-11-26 | 1999-04-27 | Siemens Medical Systems, Inc. | Persistence for ultrasonic flow imaging |
| US6677985B1 (en) * | 1998-03-06 | 2004-01-13 | Hitachi Medical Corporation | Ultrasonic video apparatus |
| JP3280625B2 (ja) * | 1998-09-08 | 2002-05-13 | アロカ株式会社 | 超音波診断装置 |
| US6352507B1 (en) * | 1999-08-23 | 2002-03-05 | G.E. Vingmed Ultrasound As | Method and apparatus for providing real-time calculation and display of tissue deformation in ultrasound imaging |
| US8057392B2 (en) * | 2004-10-05 | 2011-11-15 | University Of Virgina Patent Foundation | Efficient architecture for 3D and planar ultrasonic imaging—synthetic axial acquisition and method thereof |
| US8088069B2 (en) * | 2006-12-22 | 2012-01-03 | Olympus Medical Systems Corp. | Ultrasonic doppler diagnosis device |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4612937A (en) * | 1983-11-10 | 1986-09-23 | Siemens Medical Laboratories, Inc. | Ultrasound diagnostic apparatus |
| JPS6125534A (ja) * | 1984-07-16 | 1986-02-04 | 横河メディカルシステム株式会社 | 画像診断装置 |
| JPS6257540A (ja) * | 1985-09-06 | 1987-03-13 | 株式会社東芝 | 血流イメ−ジング装置 |
| JPS63315038A (ja) * | 1987-06-19 | 1988-12-22 | Toshiba Corp | 超音波診断装置 |
| JPS6443238A (en) * | 1987-08-12 | 1989-02-15 | Toshiba Corp | Ultrasonic blood flow imaging apparatus |
-
1989
- 1989-02-10 JP JP1031420A patent/JP2763126B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-02-07 US US07/476,576 patent/US5083566A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02211134A (ja) | 1990-08-22 |
| US5083566A (en) | 1992-01-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |