JP4008251B2 - ドップラ利得制御装置および超音波撮像装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、被検体内の流れの情報を画像化する超音波撮像装置に関し、特にドップラ（ｄｏｐｐｌｅｒ）効果を用いて、被検体内の流れをカラー（ｃｏｌｏｒ）表示するドップラ利得制御装置および超音波撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、超音波撮像装置を用いて、被検体内の流れを可視化することが行われている。特に、超音波エコー（ｅｃｈｏ）の位相変化を検出し、この位相変化情報から、被検体内の流れの流速および方向を推定し、カラー表示するＣＦＭ（ｃｏｌｏｒ ｆｌｏｗ ｍａｐｐｉｎｇ）は、実時間で血流情報が得られることから高い有用性が認められている。このＣＦＭでは、オペレータ（ｏｐｅｒａｔｏｒ）が、表示画面上にカラーで表示された流れの流速および方向の情報を監視しつつ、超音波プローブ（ｐｒｏｂｅ）を操作して、最適なＣＦＭ画像を取得することが行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術によれば、オペレータは、手動で、受信超音波エコーの検波後の出力利得を調整していた。すなわち、オペレータは、表示画面に表示される流れ情報のノイズ（ｎｏｉｓｅ）の多寡を判断し、ノイズが多い場合には、出力利得を下げ、ノイズが少ない場合には、出力利得を上げる必要があった。
【０００４】
特に、オペレータは、超音波プローブを操作し、最適な撮像断面を探索している最中でもあるので、この出力利得の制御を手動で行うことは、オペレータの作業を繁雑化、複雑化する要因となっていた。
【０００５】
これらのことから、受信超音波エコーの検波後の出力利得の自動調整をいかに実現するかが極めて重要となる。
この発明は、上述した従来技術による課題を解決するためになされたものであり、受信超音波エコーの検波後の出力利得の自動調整ができる、ドップラ利得制御装置および超音波撮像装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、第１の観点の発明にかかるドップラ利得制御装置は、超音波を撮像断面内に繰り返し送受信する送受信部と、前記超音波エコーの受信信号を直交検波する検波部と、前記検波部の出力利得を調節する調節手段と、前記調節手段の出力信号を用いて、前記超音波エコーの位相変化および分散を実時間で算出する基となる情報を生成する自己相関器と、前記自己相関器の出力を記憶する記憶部と、前記記憶部の情報に基づいて、前記調節手段の出力利得を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
この第１の観点による発明によれば、送受信部により超音波を撮像断面内に繰り返し送受信し、検波部により超音波エコーの受信信号を直交検波し、調節手段によりこの検波部の出力利得を調節し、この調節手段の出力信号を用いて、自己相関器により超音波エコーの位相変化および分散を実時間で算出する基となる情報を生成し、記憶部により自己相関器の出力を記憶し、この記憶部の情報に基づいて、制御手段により調節手段の出力利得を制御することとしているので、検波部の出力利得を、自己相関器の出力情報に基づいて、自動調節することができる。
【０００８】
また、第２の観点の発明にかかるドップラ利得制御装置によれば、前記制御手段は、前記記憶部の情報から、ノイズ成分を抽出する抽出手段を備えることを特徴とする。
【０００９】
この第２の観点の発明によれば、制御手段は、記憶部の情報から、ノイズ成分を抽出する抽出手段を備えることとしているので、ノイズのみの自己相関器の出力情報を用いることができる。
【００１０】
また、第３の観点の発明にかかるドップラ利得制御装置によれば、前記抽出手段は、前記記憶部に蓄積された前記撮像断面の画像情報を形成する情報の集合であるフレーム（ｆｒａｍｅ）各点のパワー（ｐｏｗｅｒ）値の分散を算出し、前記分散が分散閾値を越える点をノイズとすることを特徴とする。
【００１１】
この第３の観点の発明によれば、抽出手段は、記憶部に蓄積された前記撮像断面の画像情報を形成する情報の集合であるフレーム各点のパワー値の分散を算出し、この分散が分散閾値を越える点をノイズとすることとしているので、分散が大きい点をノイズとすることができる。
【００１２】
また、第４の観点の発明にかかるドップラ利得制御装置によれば、前記制御手段は、前記抽出手段により抽出された１フレーム内のノイズ各点のパワー値の確率密度関数を算定する算定手段を備えることを特徴とする。
【００１３】
この第４の観点の発明によれば、制御手段は、抽出手段により抽出された１フレーム内のノイズ各点のパワー値の確率密度関数を算定する算定手段を備えることとしているので、１フレーム内でのノイズのパワー値の出現頻度を求めることができる。
【００１４】
また、第５の観点の発明にかかるドップラ利得制御装置よれば、前記算定手段は、前記確率密度関数の最大頻度値を求め、前記最大頻度値から、ノイズが概ね中間領域に包含される２つのパワー値を有する裾野頻度値を求め、前記確率密度関数から前記裾野頻度値に対応するパワー値の最大値を求める算出手段を備えることを特徴とする。
【００１５】
この第５の観点の発明によれば、算定手段は、確率密度関数の最大頻度値を求め、この最大頻度値から、ノイズが概ね中間領域に包含される２つのパワー値を有する裾野頻度値を求め、前記確率密度関数から前記裾野頻度値に対応するパワー値の最大値を求める算出手段を備えることとしているので、ノイズの主要部分を含んだパワー値の上限値を求めることができる。
【００１６】
また、第６の観点の発明にかかるドップラ利得制御装置よれば、前記算出手段は、前記最大値が、閾値を越える場合に、前記最大値と前記閾値との差分を求め、前記差分を前記調節手段の利得の減少分とすることを特徴とする。
【００１７】
この第６の観点の発明によれば、算出手段は、パワー値の最大値が、閾値を越える場合に、この最大値と閾値との差分を求め、この差分を調節手段の利得の減少分とすることとしているので、ノイズのパワー値が大き過ぎる場合に、ノイズのパワー値を概ね閾値以下にすることができる。
【００１８】
また、第７の観点の発明にかかるドップラ利得制御装置よれば、前記算出手段は、前記最大値が、前記閾値を越えない場合に、前記閾値と前記最大値との差分を求め、前記差分を前記調節手段の利得の増加分とすることを特徴とする。
【００１９】
この第７の観点の発明によれば、算出手段は、パワー値の最大値が、閾値を越えない場合に、この閾値と最大値との差分を求め、この差分を調節手段の利得の増加分とすることとしているので、ノイズのパワー値が小さ過ぎる場合に、ノイズのパワー値を概ね閾値を越えない範囲で最大にすることができる。
【００２０】
また、第８の観点の発明にかかるドップラ利得制御装置よれば、前記ドップラ利得制御装置は、さらに、前記位相変化情報に基づいて周波数変化情報を算出して表示する表示手段を有し、前記表示手段は、前記閾値を越えるパワー値のみを表示する表示閾値を有することを特徴とする。
【００２１】
この第８の観点の発明によれば、ドップラ利得制御装置は、さらに、位相変化情報に基づいて周波数変化情報を算出して表示する表示手段を有し、この表示手段は、閾値を越えるパワー値のみを表示する表示閾値を有することとしているので、閾値を越えないノイズを表示しない様にすることができる。
【００２２】
また、第９の観点の発明にかかるドップラ利得制御装置よれば、前記制御手段は、前記撮像断面の画像情報を深度方向に複数フレームに分割し、各フレームごとに前記調節手段の利得値を制御する深度方向制御手段を備えることを特徴とする。
【００２３】
この第９の観点の発明によれば、制御手段は、深度方向制御手段により、撮像断面の画像情報を深度方向に複数フレームに分割し、各フレームごとに調節手段の利得値を制御することとしているので、深度方向に変化するノイズ特性を考慮した利得制御を行うことができる。
【００２４】
また、第１０の観点の発明にかかるドップラ利得制御装置よれば、前記深度方向制御手段は、各フレームごとの前記調節手段の前記利得値を補間して深度方向の連続関数を求め、前記連続関数を用いて前記調節手段を制御することを特徴とする。
【００２５】
この第１０の観点の発明によれば、深度方向制御手段は、各フレームごとの調節手段の利得値を補間して深度方向の連続関数を求め、この連続関数を用いて前記調節手段を制御することとしているので、よりきめの細かい深度方向の利得制御を行うことができる。
【００２６】
また、第１１の観点の発明にかかる超音波撮像装置よれば、超音波を撮像断面内に繰り返し送受信する送受信部と、前記送受信部の受信超音波エコーからＢモード画像を生成するＢモード処理部と、前記送受信部の受信超音波エコーからドップラ画像を生成するドップラ処理部と、前記Ｂモード画像および前記ドップラ画像を合成し、表示する表示手段と、を備える超音波撮像装置であって、前記ドップラ処理部は、前記超音波エコーの受信信号を直交検波する検波部と、前記検波部の出力利得を調節する調節手段と、前記調節手段の出力信号を用いて、前記超音波エコーの位相変化および分散を実時間で算出する基となる情報を生成する自己相関器と、前記自己相関器の出力を記憶する記憶部と、前記記憶部の情報に基づいて、前記調節手段の出力利得を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００２７】
この第１１の観点の発明によれば、ドップラ処理部は、検波部により超音波エコーの受信信号を直交検波し、調節手段により検波部の出力利得を調節し、調節手段の出力信号を用いて、自己相関器により超音波エコーの位相変化および分散を実時間で算出する基となる情報を生成し、記憶部に自己相関器の出力を記憶し、記憶部の情報に基づいて、制御手段により調節手段の出力利得を制御することとしているので、検波部の出力利得を、自己相関器の出力情報に基づいて、自動調節することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかるドップラ利得制御装置および超音波撮像装置の好適な実施の形態について説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【００２９】
図１に、本実施の形態にかかる超音波撮像装置の全体構成を表すブロック（ｂｌｏｃｋ）図を示す。この超音波撮像装置は、探触子部１０１、送受信部１０２、Ｂモード（ｍｏｄｅ）処理部１０３、ドップラ処理部１０９、シネメモリ（ｃｉｎｅ ｍｅｍｏｒｙ）部１０４、画面表示制御部１０５、表示部１０６、入力部１０７、コントローラ（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）部１０８を備えている。
【００３０】
探触子部１０１は、超音波を送受信するための部分、つまり生体の撮像断面の特定方向に超音波を照射し、生体内から都度反射された超音波エコーを時系列的な音線として受信する一方、超音波の照射方向を順次切り替えながら電子走査する、ための部分である。図には明示していないが、この探触子部１０１には、圧電素子がアレイ（ａｒｒａｙ）状に配置してあるとともに、これら圧電素子を選択的に駆動するスイッチング（ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）回路が設けてある。
【００３１】
送受信部１０２は、探触子部１０１と同軸ケーブル（ｃａｂｌｅ）によって接続してあり、探触子部１０１の圧電素子を駆動するための電気信号を発生する一方、受信した超音波エコー信号の初段増幅を行う部分である。
【００３２】
Ｂモード処理部１０３は、送受信部１０２で増幅された超音波エコー信号からＢモード画像をリアルタイム（ｒｅａｌ ｔｉｍｅ）で生成するための処理を行う部分である。具体的な処理内容は、例えば受信した超音波エコー信号の遅延加算処理、Ａ／Ｄ（ａｎａｌｏｇ／ｄｉｇｉｔａｌ）変換処理、変換した後のデジタル情報をＢモード画像情報として後述のシネメモリ部１０４に書き込む処理等である。
【００３３】
ドップラ処理部１０９は、送受信部１０２で増幅された超音波エコー信号から位相変化情報を抽出し、リアルタイムで、速度、パワー値、分散といった撮像断面の各点に付随する流れの情報を算出する部分である。
【００３４】
シネメモリ部１０４は、Ｂモード処理部１０３で生成されたＢモード画像情報およびドップラ処理部１０９で生成された流れの情報を蓄積するための画像メモリ（ｍｅｍｏｒｙ）である。
【００３５】
画面表示制御部１０５は、Ｂモード処理部１０３で生成されたＢモード画像情報およびドップラ処理部１０９で生成された流れの情報の表示フレームレート（ｆｒａｍｅ ｒａｔｅ）変換、並びに画像表示の形状や位置制御を行うための部分である。また、表示情報には、表示閾値が設けられており、表示閾値を越える情報のみを表示する
表示部１０６は、画面表示制御部１０５によって表示フレームレート変換、並びに画像表示の形状や位置制御された情報をオペレータに対して可視表示するための部分である。
【００３６】
入力部１０７は、オペレータによる操作入力信号、例えばＢモードによる表示を行うか、さらにドップラ処理の結果を表示するかを選択するための操作入力信号をコントローラ部１０８に与える部分である。
【００３７】
コントローラ部１０８は、入力部１０７から与えられた操作入力信号、並びに予め記憶したプログラム（ｐｒｏｇｒａｍ）やデータ（ｄａｔａ）に基づいて上述した超音波診断装置各部の動作を制御するための部分である。
【００３８】
次に、図２を用いて、ドップラ処理部１０９の具体的な構成を詳細に説明する。ドップラ処理部１０９は、直交検波部２０１、利得調節器２０２、ウオールフィルタ（Ｗａｌｌ Ｆｉｌｔｅｒ）２０３、自己相関器２０４、演算部２０５、記憶部２０６、利得制御部２０７を備えている。
【００３９】
直交検波部２０１は、送受信部１０２からの超音波エコー信号を、図示しない０度およびこれと９０度の位相差を持つ参照信号により直交検波して、２つの検波出力ＩおよびＱを形成する。そして、２つの検波出力ＩおよびＱは、利得調節器２０２により利得調節され、ウオールフィルタ２０３に送られる。ウオールフィルタ２０３は、高域通過型のフィルタであり、心臓壁や心臓弁の運動に含まれる低周波のドップラ信号を除去し、血流のドップラ信号のみを通過させる。
【００４０】
その後、ウオールフィルタ２０３の出力は、自己相関器２０４に送信され、自己相関演算が行われる。この自己相関演算では、高速でリアルタイムに、流れの情報、すなわち、速度、分散を算出する基となる中間演算結果が出力される。この中間演算結果は、以下の３式で現される。
【００４１】
【数１】
【００４２】
ここで、Ｉ，Ｑは、０度および９０度の検波出力であり、Ｎ，Ｄ，Ｐは、中間演算結果である。添字ｉは、Ｓ／Ｎを改善するために、同一音線方向に繰り返し照射される超音波エコー信号の回数を現すパラメータ（ｐａｒａｍｅｔｅｒ）である。添字ｉの値の範囲は、撮像断面の範囲や、画像表示のフレームレート等からコントローラ部１０８で算出される。
【００４３】
演算部２０５は、自己相関器２０４の出力（１）〜（３）式を用いて流れの情報、すなわち、速度、分散を算出する。この際、入力部１０７からの選択モードの指定により速度、分散、パワー値が選択的に算出され、Ｂモード画像と共に速度、分散、パワー値が表示部１０６に選択的に表示される。
【００４４】
また、自己相関器２０４の出力は、記憶部２０６に接続され、一枚の撮像断面を形成する１フレーム分の出力情報が、記憶部２０６に蓄積される。この蓄積情報に基づいて、利得制御部２０７は、利得調節器２０２の制御値を算出し、利得調節器２０２を制御する。
【００４５】
次に、利得制御部２０７の動作について図３のフローチャート（ｆｌｏｗ ｃｈａｒｔ）および図４を用いて説明する。まず、利得制御部２０７は、記憶部２０６に、１フレーム分の自己相関器２０４の出力を蓄積する（ステップＳ３０１）。
【００４６】
その後、利得制御部２０７は、記憶部２０６の１フレーム分の情報の中からノイズ成分の抽出を行う（ステップＳ３０２）。ここでは、１フレーム内各点の分散を、自己相関器２０４の出力であるＮ，Ｄ，Ｐを用いて次式を用いて計算する。
【００４７】
【数２】
【００４８】
ここで、σは、１フレーム内各位置における分散値を表している。
なお、電気的な雑音に起因するノイズは、その他のノイズと比較して分散が大きいことが知られている。従って、分散閾値Ｔｈを設けて、この分散閾値Ｔｈを越える点を選択することにより、電気的なノイズのパワー値Ｐｅを選別する。すなわち、
Ｐｅ＝Ｐ （σ≧Ｔｈの場合）
Ｐｅ＝０ （σ＜Ｔｈの場合）
とすることにより、１フレーム内各位置における電気的なノイズのみを選別する。なお、この分散閾値Ｔｈは、電気的な雑音の分散値を概ね含むように、実験的に決定される。
【００４９】
その後、利得制御部２０７は、電気的なノイズのパワー値の確率密度関数を算定する（ステップＳ３０３）。ここでは、ステップＳ３０２で選別された、１フレーム内各位置における電気的なノイズのパワー値Ｐｅを用いて、１フレーム内の同一パワー値を有するノイズの点の個数を計算し、これをパワー値の頻度関数、すなわち確率密度関数として求める。
【００５０】
その後、利得制御部２０７は、電気的なノイズのパワー値の上限値を算出する（ステップＳ３０４）。ここで、図４（Ａ）を用いてこの算出方法を示す。図４（Ａ）は、ステップＳ３０３で求めた確率密度関数の例である。電気的なノイズのパワー値は、分散が大きいながらも、あるパワー値に集中し、図４（Ａ）に示す様に最大頻度のピーク（ｐｅａｋ）値を持つ。このピークを概ね頻度の大きい方に含むような裾野頻度値を、ピーク値から、例えばピーク値の−６ｄｂ（デシベル：ｄｅｃｉｂｅｌ）の値に、定める。そして、この裾野頻度値を有する確率密度関数のパワー値の大きい方をノイズのパワー値の上限値とする。
【００５１】
その後、利得制御部２０７は、ステップＳ３０４で求めたノイズパワー値の上限値と、表示閾値との差分を求める（ステップＳ３０６）。ここで、画面表示制御部１０５は、表示閾値を越えるパワー値のみを表示部１０６に表示する。
【００５２】
その後、利得制御部２０７は、ステップＳ３０６で求めた差分が正値かどうかを判定し（ステップＳ３０６）、差分が正値の場合には（ステップＳ３０６肯定）、差分だけ利得調節器２０２の利得を下げて（ステップＳ３０７）、差分が正値でない場合には（ステップＳ３０６否定）、差分だけ利得調節器２０２の利得を上げる（ステップＳ３０８）ことが行われる。
【００５３】
つづいて、利得調整を行うかどうか判定し（ステップＳ３０９）、利得調整を行う場合には（ステップＳ３０９肯定）、ステップＳ３０１に移行し、利得調整を行わない場合には（ステップＳ３０９否定）、この処理を終了する。
【００５４】
上述してきたように、本実施の形態では、利得制御部２０７は、記憶部２０６に蓄積された、自己相関器２０４の１フレーム分の出力情報から、電気的なノイズ成分を抽出し、このノイズ成分からノイズのパワー値の確率密度関数を求め、この確率密度関数のピーク値からノイズのパワー値の上限値を求め、この上限値が表示閾値を越えない様に、利得調節器２０２を制御しているので、利得調節をオペレータが手動で行うことなく、電気的なノイズの少ない最適なドップラ画像を実現することができる。
【００５５】
また、本実施の形態では、記憶部２０６に一枚の撮像断面を形成する１フレーム分の情報を蓄積したが、自己相関器２０４とシネメモリ部１０４を共通バスで接続することにより、シネメモリ部１０４にこの情報を蓄積することもできる。
【００５６】
また、本実施の形態では、利得制御部２０７は、出力を利得調節器２０２に入力して、直交検波部２０１の出力利得を調節したが、利得制御部２０７の出力により画面表示制御部１０５の表示閾値を制御することによっても行うことができる。
【００５７】
また、本実施の形態では、利得制御部２０７は、１フレーム分の自己相関器２０４出力情報を用いて利得制御を行うこととしたが、複数フレーム分の自己相関器２０４出力情報を用いて利得制御を行うこともできる。
【００５８】
また、本実施の形態では利得制御部２０７は、、上限値と表示閾値の差分が正値の場合と、正値でない場合とに利得制御を行っているが、上限値と表示閾値の差分が正値の場合にのみ利得制御を行うこともできる。
【００５９】
また、本実施の形態では、利得制御部２０７は、自動で利得制御を行うこととしたが、オペレータによる入力部１０７からの指示がある場合にのみ自動で利得制御を行う、半自動とすることもできる。
（その他の実施の形態の例）
上述した実施の形態では、一つの撮像断面を構成する１フレームの情報から一つの利得調整値を算出したが、本発明はこれに限定されるものではなく、一つの撮像断面を深さ方向に複数フレームに分割し、各フレームごとに利得調整値を算出し、さらに、これら利得調整値から、利得調節器２０２を反射超音波エコーの深度に応じて最適化することもできる。
【００６０】
この実施の形態の全体構成およびドップラ処理部１０９の構成は、図１および２と同様であるので、図５を用いて動作のみを説明する。
図５（Ａ）は、表示部１０６に表示されるドップラ画像の例である。このドップラ画像は、深さ方向に分割された３つのフレーム５０１〜５０３からなる。そして、利得制御部２０７において、上述した実施の形態と全く同様の方法で、各フレームごとに利得調整値５１１〜５１３を求める。
【００６１】
その後、利得制御部２０７は、この利得調整値５１１〜５１３を、フレーム５０１〜５０３の存在する深度の関数としてプロットする（図５（Ｂ））。そして、利得調整値５１１〜５１３の補間を行い補間関数５２０を求める。この補間関数値を、深度に応じた時間に利得調節器２０２に入力する。
【００６２】
上述したように、一つの撮像断面を深さ方向に複数フレームに分割し、各フレームごとに利得調整値を算出し、さらに、これら利得調整値から、利得調節器２０２を反射超音波エコーの深度に応じて最適化することとしているので、ドップラ画像全体にわたって、きめの細かい利得調整を行うことができる。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、超音波エコーを撮像断面内に繰り返し送受信する送受信部と、この超音波エコーの受信信号を直交検波する検波部と、この検波部の出力利得を調節する調節手段と、この調節手段の出力信号を用いて、超音波エコーの位相変化および分散を実時間で算出する基となる情報を生成する自己相関器と、この自己相関器の出力を、一つの前記撮像断面の画像情報を形成する１フレーム分記憶する記憶部と、この記憶部の情報に基づいて、調節手段の出力利得を制御する制御手段と、を備えることとしているので、検波部の出力利得を、自己相関器の出力情報に基づいて、自動調節することができ、ひいては、利得調節をオペレータが手動で行うことなく操作上の手間を省き、電気的なノイズの少ない最適なドップラ画像を実現することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】超音波撮像装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態のドップラ処理部を示すブロック図である。
【図３】ドップラ処理部の利得制御部の動作を示すフローチャートである。
【図４】利得制御部の動作を示す図である。
【図５】利得制御部の深度方向制御を示す図である。
【符号の説明】
１０１ 探触子部
１０２ 送受信部
１０３ Ｂモード処理部
１０４ シネメモリ部
１０５ 画面表示制御部
１０６ 表示部
１０７ 入力部
１０８ コントローラ部
１０９ ドップラ処理部
２０１ 直交検波部
２０２ 利得調節器
２０３ ウオールフィルタ
２０４ 自己相関器
２０５ 演算部
２０６ 記憶部
２０７ 利得制御部
５０１〜５０３ フレーム
５１１〜５１３ 利得調整値
５２０ 補間関数
【発明の属する技術分野】
この発明は、被検体内の流れの情報を画像化する超音波撮像装置に関し、特にドップラ（ｄｏｐｐｌｅｒ）効果を用いて、被検体内の流れをカラー（ｃｏｌｏｒ）表示するドップラ利得制御装置および超音波撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、超音波撮像装置を用いて、被検体内の流れを可視化することが行われている。特に、超音波エコー（ｅｃｈｏ）の位相変化を検出し、この位相変化情報から、被検体内の流れの流速および方向を推定し、カラー表示するＣＦＭ（ｃｏｌｏｒ ｆｌｏｗ ｍａｐｐｉｎｇ）は、実時間で血流情報が得られることから高い有用性が認められている。このＣＦＭでは、オペレータ（ｏｐｅｒａｔｏｒ）が、表示画面上にカラーで表示された流れの流速および方向の情報を監視しつつ、超音波プローブ（ｐｒｏｂｅ）を操作して、最適なＣＦＭ画像を取得することが行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術によれば、オペレータは、手動で、受信超音波エコーの検波後の出力利得を調整していた。すなわち、オペレータは、表示画面に表示される流れ情報のノイズ（ｎｏｉｓｅ）の多寡を判断し、ノイズが多い場合には、出力利得を下げ、ノイズが少ない場合には、出力利得を上げる必要があった。
【０００４】
特に、オペレータは、超音波プローブを操作し、最適な撮像断面を探索している最中でもあるので、この出力利得の制御を手動で行うことは、オペレータの作業を繁雑化、複雑化する要因となっていた。
【０００５】
これらのことから、受信超音波エコーの検波後の出力利得の自動調整をいかに実現するかが極めて重要となる。
この発明は、上述した従来技術による課題を解決するためになされたものであり、受信超音波エコーの検波後の出力利得の自動調整ができる、ドップラ利得制御装置および超音波撮像装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、第１の観点の発明にかかるドップラ利得制御装置は、超音波を撮像断面内に繰り返し送受信する送受信部と、前記超音波エコーの受信信号を直交検波する検波部と、前記検波部の出力利得を調節する調節手段と、前記調節手段の出力信号を用いて、前記超音波エコーの位相変化および分散を実時間で算出する基となる情報を生成する自己相関器と、前記自己相関器の出力を記憶する記憶部と、前記記憶部の情報に基づいて、前記調節手段の出力利得を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
この第１の観点による発明によれば、送受信部により超音波を撮像断面内に繰り返し送受信し、検波部により超音波エコーの受信信号を直交検波し、調節手段によりこの検波部の出力利得を調節し、この調節手段の出力信号を用いて、自己相関器により超音波エコーの位相変化および分散を実時間で算出する基となる情報を生成し、記憶部により自己相関器の出力を記憶し、この記憶部の情報に基づいて、制御手段により調節手段の出力利得を制御することとしているので、検波部の出力利得を、自己相関器の出力情報に基づいて、自動調節することができる。
【０００８】
また、第２の観点の発明にかかるドップラ利得制御装置によれば、前記制御手段は、前記記憶部の情報から、ノイズ成分を抽出する抽出手段を備えることを特徴とする。
【０００９】
この第２の観点の発明によれば、制御手段は、記憶部の情報から、ノイズ成分を抽出する抽出手段を備えることとしているので、ノイズのみの自己相関器の出力情報を用いることができる。
【００１０】
また、第３の観点の発明にかかるドップラ利得制御装置によれば、前記抽出手段は、前記記憶部に蓄積された前記撮像断面の画像情報を形成する情報の集合であるフレーム（ｆｒａｍｅ）各点のパワー（ｐｏｗｅｒ）値の分散を算出し、前記分散が分散閾値を越える点をノイズとすることを特徴とする。
【００１１】
この第３の観点の発明によれば、抽出手段は、記憶部に蓄積された前記撮像断面の画像情報を形成する情報の集合であるフレーム各点のパワー値の分散を算出し、この分散が分散閾値を越える点をノイズとすることとしているので、分散が大きい点をノイズとすることができる。
【００１２】
また、第４の観点の発明にかかるドップラ利得制御装置によれば、前記制御手段は、前記抽出手段により抽出された１フレーム内のノイズ各点のパワー値の確率密度関数を算定する算定手段を備えることを特徴とする。
【００１３】
この第４の観点の発明によれば、制御手段は、抽出手段により抽出された１フレーム内のノイズ各点のパワー値の確率密度関数を算定する算定手段を備えることとしているので、１フレーム内でのノイズのパワー値の出現頻度を求めることができる。
【００１４】
また、第５の観点の発明にかかるドップラ利得制御装置よれば、前記算定手段は、前記確率密度関数の最大頻度値を求め、前記最大頻度値から、ノイズが概ね中間領域に包含される２つのパワー値を有する裾野頻度値を求め、前記確率密度関数から前記裾野頻度値に対応するパワー値の最大値を求める算出手段を備えることを特徴とする。
【００１５】
この第５の観点の発明によれば、算定手段は、確率密度関数の最大頻度値を求め、この最大頻度値から、ノイズが概ね中間領域に包含される２つのパワー値を有する裾野頻度値を求め、前記確率密度関数から前記裾野頻度値に対応するパワー値の最大値を求める算出手段を備えることとしているので、ノイズの主要部分を含んだパワー値の上限値を求めることができる。
【００１６】
また、第６の観点の発明にかかるドップラ利得制御装置よれば、前記算出手段は、前記最大値が、閾値を越える場合に、前記最大値と前記閾値との差分を求め、前記差分を前記調節手段の利得の減少分とすることを特徴とする。
【００１７】
この第６の観点の発明によれば、算出手段は、パワー値の最大値が、閾値を越える場合に、この最大値と閾値との差分を求め、この差分を調節手段の利得の減少分とすることとしているので、ノイズのパワー値が大き過ぎる場合に、ノイズのパワー値を概ね閾値以下にすることができる。
【００１８】
また、第７の観点の発明にかかるドップラ利得制御装置よれば、前記算出手段は、前記最大値が、前記閾値を越えない場合に、前記閾値と前記最大値との差分を求め、前記差分を前記調節手段の利得の増加分とすることを特徴とする。
【００１９】
この第７の観点の発明によれば、算出手段は、パワー値の最大値が、閾値を越えない場合に、この閾値と最大値との差分を求め、この差分を調節手段の利得の増加分とすることとしているので、ノイズのパワー値が小さ過ぎる場合に、ノイズのパワー値を概ね閾値を越えない範囲で最大にすることができる。
【００２０】
また、第８の観点の発明にかかるドップラ利得制御装置よれば、前記ドップラ利得制御装置は、さらに、前記位相変化情報に基づいて周波数変化情報を算出して表示する表示手段を有し、前記表示手段は、前記閾値を越えるパワー値のみを表示する表示閾値を有することを特徴とする。
【００２１】
この第８の観点の発明によれば、ドップラ利得制御装置は、さらに、位相変化情報に基づいて周波数変化情報を算出して表示する表示手段を有し、この表示手段は、閾値を越えるパワー値のみを表示する表示閾値を有することとしているので、閾値を越えないノイズを表示しない様にすることができる。
【００２２】
また、第９の観点の発明にかかるドップラ利得制御装置よれば、前記制御手段は、前記撮像断面の画像情報を深度方向に複数フレームに分割し、各フレームごとに前記調節手段の利得値を制御する深度方向制御手段を備えることを特徴とする。
【００２３】
この第９の観点の発明によれば、制御手段は、深度方向制御手段により、撮像断面の画像情報を深度方向に複数フレームに分割し、各フレームごとに調節手段の利得値を制御することとしているので、深度方向に変化するノイズ特性を考慮した利得制御を行うことができる。
【００２４】
また、第１０の観点の発明にかかるドップラ利得制御装置よれば、前記深度方向制御手段は、各フレームごとの前記調節手段の前記利得値を補間して深度方向の連続関数を求め、前記連続関数を用いて前記調節手段を制御することを特徴とする。
【００２５】
この第１０の観点の発明によれば、深度方向制御手段は、各フレームごとの調節手段の利得値を補間して深度方向の連続関数を求め、この連続関数を用いて前記調節手段を制御することとしているので、よりきめの細かい深度方向の利得制御を行うことができる。
【００２６】
また、第１１の観点の発明にかかる超音波撮像装置よれば、超音波を撮像断面内に繰り返し送受信する送受信部と、前記送受信部の受信超音波エコーからＢモード画像を生成するＢモード処理部と、前記送受信部の受信超音波エコーからドップラ画像を生成するドップラ処理部と、前記Ｂモード画像および前記ドップラ画像を合成し、表示する表示手段と、を備える超音波撮像装置であって、前記ドップラ処理部は、前記超音波エコーの受信信号を直交検波する検波部と、前記検波部の出力利得を調節する調節手段と、前記調節手段の出力信号を用いて、前記超音波エコーの位相変化および分散を実時間で算出する基となる情報を生成する自己相関器と、前記自己相関器の出力を記憶する記憶部と、前記記憶部の情報に基づいて、前記調節手段の出力利得を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００２７】
この第１１の観点の発明によれば、ドップラ処理部は、検波部により超音波エコーの受信信号を直交検波し、調節手段により検波部の出力利得を調節し、調節手段の出力信号を用いて、自己相関器により超音波エコーの位相変化および分散を実時間で算出する基となる情報を生成し、記憶部に自己相関器の出力を記憶し、記憶部の情報に基づいて、制御手段により調節手段の出力利得を制御することとしているので、検波部の出力利得を、自己相関器の出力情報に基づいて、自動調節することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかるドップラ利得制御装置および超音波撮像装置の好適な実施の形態について説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【００２９】
図１に、本実施の形態にかかる超音波撮像装置の全体構成を表すブロック（ｂｌｏｃｋ）図を示す。この超音波撮像装置は、探触子部１０１、送受信部１０２、Ｂモード（ｍｏｄｅ）処理部１０３、ドップラ処理部１０９、シネメモリ（ｃｉｎｅ ｍｅｍｏｒｙ）部１０４、画面表示制御部１０５、表示部１０６、入力部１０７、コントローラ（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）部１０８を備えている。
【００３０】
探触子部１０１は、超音波を送受信するための部分、つまり生体の撮像断面の特定方向に超音波を照射し、生体内から都度反射された超音波エコーを時系列的な音線として受信する一方、超音波の照射方向を順次切り替えながら電子走査する、ための部分である。図には明示していないが、この探触子部１０１には、圧電素子がアレイ（ａｒｒａｙ）状に配置してあるとともに、これら圧電素子を選択的に駆動するスイッチング（ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）回路が設けてある。
【００３１】
送受信部１０２は、探触子部１０１と同軸ケーブル（ｃａｂｌｅ）によって接続してあり、探触子部１０１の圧電素子を駆動するための電気信号を発生する一方、受信した超音波エコー信号の初段増幅を行う部分である。
【００３２】
Ｂモード処理部１０３は、送受信部１０２で増幅された超音波エコー信号からＢモード画像をリアルタイム（ｒｅａｌ ｔｉｍｅ）で生成するための処理を行う部分である。具体的な処理内容は、例えば受信した超音波エコー信号の遅延加算処理、Ａ／Ｄ（ａｎａｌｏｇ／ｄｉｇｉｔａｌ）変換処理、変換した後のデジタル情報をＢモード画像情報として後述のシネメモリ部１０４に書き込む処理等である。
【００３３】
ドップラ処理部１０９は、送受信部１０２で増幅された超音波エコー信号から位相変化情報を抽出し、リアルタイムで、速度、パワー値、分散といった撮像断面の各点に付随する流れの情報を算出する部分である。
【００３４】
シネメモリ部１０４は、Ｂモード処理部１０３で生成されたＢモード画像情報およびドップラ処理部１０９で生成された流れの情報を蓄積するための画像メモリ（ｍｅｍｏｒｙ）である。
【００３５】
画面表示制御部１０５は、Ｂモード処理部１０３で生成されたＢモード画像情報およびドップラ処理部１０９で生成された流れの情報の表示フレームレート（ｆｒａｍｅ ｒａｔｅ）変換、並びに画像表示の形状や位置制御を行うための部分である。また、表示情報には、表示閾値が設けられており、表示閾値を越える情報のみを表示する
表示部１０６は、画面表示制御部１０５によって表示フレームレート変換、並びに画像表示の形状や位置制御された情報をオペレータに対して可視表示するための部分である。
【００３６】
入力部１０７は、オペレータによる操作入力信号、例えばＢモードによる表示を行うか、さらにドップラ処理の結果を表示するかを選択するための操作入力信号をコントローラ部１０８に与える部分である。
【００３７】
コントローラ部１０８は、入力部１０７から与えられた操作入力信号、並びに予め記憶したプログラム（ｐｒｏｇｒａｍ）やデータ（ｄａｔａ）に基づいて上述した超音波診断装置各部の動作を制御するための部分である。
【００３８】
次に、図２を用いて、ドップラ処理部１０９の具体的な構成を詳細に説明する。ドップラ処理部１０９は、直交検波部２０１、利得調節器２０２、ウオールフィルタ（Ｗａｌｌ Ｆｉｌｔｅｒ）２０３、自己相関器２０４、演算部２０５、記憶部２０６、利得制御部２０７を備えている。
【００３９】
直交検波部２０１は、送受信部１０２からの超音波エコー信号を、図示しない０度およびこれと９０度の位相差を持つ参照信号により直交検波して、２つの検波出力ＩおよびＱを形成する。そして、２つの検波出力ＩおよびＱは、利得調節器２０２により利得調節され、ウオールフィルタ２０３に送られる。ウオールフィルタ２０３は、高域通過型のフィルタであり、心臓壁や心臓弁の運動に含まれる低周波のドップラ信号を除去し、血流のドップラ信号のみを通過させる。
【００４０】
その後、ウオールフィルタ２０３の出力は、自己相関器２０４に送信され、自己相関演算が行われる。この自己相関演算では、高速でリアルタイムに、流れの情報、すなわち、速度、分散を算出する基となる中間演算結果が出力される。この中間演算結果は、以下の３式で現される。
【００４１】
【数１】
ここで、Ｉ，Ｑは、０度および９０度の検波出力であり、Ｎ，Ｄ，Ｐは、中間演算結果である。添字ｉは、Ｓ／Ｎを改善するために、同一音線方向に繰り返し照射される超音波エコー信号の回数を現すパラメータ（ｐａｒａｍｅｔｅｒ）である。添字ｉの値の範囲は、撮像断面の範囲や、画像表示のフレームレート等からコントローラ部１０８で算出される。
【００４３】
演算部２０５は、自己相関器２０４の出力（１）〜（３）式を用いて流れの情報、すなわち、速度、分散を算出する。この際、入力部１０７からの選択モードの指定により速度、分散、パワー値が選択的に算出され、Ｂモード画像と共に速度、分散、パワー値が表示部１０６に選択的に表示される。
【００４４】
また、自己相関器２０４の出力は、記憶部２０６に接続され、一枚の撮像断面を形成する１フレーム分の出力情報が、記憶部２０６に蓄積される。この蓄積情報に基づいて、利得制御部２０７は、利得調節器２０２の制御値を算出し、利得調節器２０２を制御する。
【００４５】
次に、利得制御部２０７の動作について図３のフローチャート（ｆｌｏｗ ｃｈａｒｔ）および図４を用いて説明する。まず、利得制御部２０７は、記憶部２０６に、１フレーム分の自己相関器２０４の出力を蓄積する（ステップＳ３０１）。
【００４６】
その後、利得制御部２０７は、記憶部２０６の１フレーム分の情報の中からノイズ成分の抽出を行う（ステップＳ３０２）。ここでは、１フレーム内各点の分散を、自己相関器２０４の出力であるＮ，Ｄ，Ｐを用いて次式を用いて計算する。
【００４７】
【数２】
ここで、σは、１フレーム内各位置における分散値を表している。
なお、電気的な雑音に起因するノイズは、その他のノイズと比較して分散が大きいことが知られている。従って、分散閾値Ｔｈを設けて、この分散閾値Ｔｈを越える点を選択することにより、電気的なノイズのパワー値Ｐｅを選別する。すなわち、
Ｐｅ＝Ｐ （σ≧Ｔｈの場合）
Ｐｅ＝０ （σ＜Ｔｈの場合）
とすることにより、１フレーム内各位置における電気的なノイズのみを選別する。なお、この分散閾値Ｔｈは、電気的な雑音の分散値を概ね含むように、実験的に決定される。
【００４９】
その後、利得制御部２０７は、電気的なノイズのパワー値の確率密度関数を算定する（ステップＳ３０３）。ここでは、ステップＳ３０２で選別された、１フレーム内各位置における電気的なノイズのパワー値Ｐｅを用いて、１フレーム内の同一パワー値を有するノイズの点の個数を計算し、これをパワー値の頻度関数、すなわち確率密度関数として求める。
【００５０】
その後、利得制御部２０７は、電気的なノイズのパワー値の上限値を算出する（ステップＳ３０４）。ここで、図４（Ａ）を用いてこの算出方法を示す。図４（Ａ）は、ステップＳ３０３で求めた確率密度関数の例である。電気的なノイズのパワー値は、分散が大きいながらも、あるパワー値に集中し、図４（Ａ）に示す様に最大頻度のピーク（ｐｅａｋ）値を持つ。このピークを概ね頻度の大きい方に含むような裾野頻度値を、ピーク値から、例えばピーク値の−６ｄｂ（デシベル：ｄｅｃｉｂｅｌ）の値に、定める。そして、この裾野頻度値を有する確率密度関数のパワー値の大きい方をノイズのパワー値の上限値とする。
【００５１】
その後、利得制御部２０７は、ステップＳ３０４で求めたノイズパワー値の上限値と、表示閾値との差分を求める（ステップＳ３０６）。ここで、画面表示制御部１０５は、表示閾値を越えるパワー値のみを表示部１０６に表示する。
【００５２】
その後、利得制御部２０７は、ステップＳ３０６で求めた差分が正値かどうかを判定し（ステップＳ３０６）、差分が正値の場合には（ステップＳ３０６肯定）、差分だけ利得調節器２０２の利得を下げて（ステップＳ３０７）、差分が正値でない場合には（ステップＳ３０６否定）、差分だけ利得調節器２０２の利得を上げる（ステップＳ３０８）ことが行われる。
【００５３】
つづいて、利得調整を行うかどうか判定し（ステップＳ３０９）、利得調整を行う場合には（ステップＳ３０９肯定）、ステップＳ３０１に移行し、利得調整を行わない場合には（ステップＳ３０９否定）、この処理を終了する。
【００５４】
上述してきたように、本実施の形態では、利得制御部２０７は、記憶部２０６に蓄積された、自己相関器２０４の１フレーム分の出力情報から、電気的なノイズ成分を抽出し、このノイズ成分からノイズのパワー値の確率密度関数を求め、この確率密度関数のピーク値からノイズのパワー値の上限値を求め、この上限値が表示閾値を越えない様に、利得調節器２０２を制御しているので、利得調節をオペレータが手動で行うことなく、電気的なノイズの少ない最適なドップラ画像を実現することができる。
【００５５】
また、本実施の形態では、記憶部２０６に一枚の撮像断面を形成する１フレーム分の情報を蓄積したが、自己相関器２０４とシネメモリ部１０４を共通バスで接続することにより、シネメモリ部１０４にこの情報を蓄積することもできる。
【００５６】
また、本実施の形態では、利得制御部２０７は、出力を利得調節器２０２に入力して、直交検波部２０１の出力利得を調節したが、利得制御部２０７の出力により画面表示制御部１０５の表示閾値を制御することによっても行うことができる。
【００５７】
また、本実施の形態では、利得制御部２０７は、１フレーム分の自己相関器２０４出力情報を用いて利得制御を行うこととしたが、複数フレーム分の自己相関器２０４出力情報を用いて利得制御を行うこともできる。
【００５８】
また、本実施の形態では利得制御部２０７は、、上限値と表示閾値の差分が正値の場合と、正値でない場合とに利得制御を行っているが、上限値と表示閾値の差分が正値の場合にのみ利得制御を行うこともできる。
【００５９】
また、本実施の形態では、利得制御部２０７は、自動で利得制御を行うこととしたが、オペレータによる入力部１０７からの指示がある場合にのみ自動で利得制御を行う、半自動とすることもできる。
（その他の実施の形態の例）
上述した実施の形態では、一つの撮像断面を構成する１フレームの情報から一つの利得調整値を算出したが、本発明はこれに限定されるものではなく、一つの撮像断面を深さ方向に複数フレームに分割し、各フレームごとに利得調整値を算出し、さらに、これら利得調整値から、利得調節器２０２を反射超音波エコーの深度に応じて最適化することもできる。
【００６０】
この実施の形態の全体構成およびドップラ処理部１０９の構成は、図１および２と同様であるので、図５を用いて動作のみを説明する。
図５（Ａ）は、表示部１０６に表示されるドップラ画像の例である。このドップラ画像は、深さ方向に分割された３つのフレーム５０１〜５０３からなる。そして、利得制御部２０７において、上述した実施の形態と全く同様の方法で、各フレームごとに利得調整値５１１〜５１３を求める。
【００６１】
その後、利得制御部２０７は、この利得調整値５１１〜５１３を、フレーム５０１〜５０３の存在する深度の関数としてプロットする（図５（Ｂ））。そして、利得調整値５１１〜５１３の補間を行い補間関数５２０を求める。この補間関数値を、深度に応じた時間に利得調節器２０２に入力する。
【００６２】
上述したように、一つの撮像断面を深さ方向に複数フレームに分割し、各フレームごとに利得調整値を算出し、さらに、これら利得調整値から、利得調節器２０２を反射超音波エコーの深度に応じて最適化することとしているので、ドップラ画像全体にわたって、きめの細かい利得調整を行うことができる。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、超音波エコーを撮像断面内に繰り返し送受信する送受信部と、この超音波エコーの受信信号を直交検波する検波部と、この検波部の出力利得を調節する調節手段と、この調節手段の出力信号を用いて、超音波エコーの位相変化および分散を実時間で算出する基となる情報を生成する自己相関器と、この自己相関器の出力を、一つの前記撮像断面の画像情報を形成する１フレーム分記憶する記憶部と、この記憶部の情報に基づいて、調節手段の出力利得を制御する制御手段と、を備えることとしているので、検波部の出力利得を、自己相関器の出力情報に基づいて、自動調節することができ、ひいては、利得調節をオペレータが手動で行うことなく操作上の手間を省き、電気的なノイズの少ない最適なドップラ画像を実現することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】超音波撮像装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態のドップラ処理部を示すブロック図である。
【図３】ドップラ処理部の利得制御部の動作を示すフローチャートである。
【図４】利得制御部の動作を示す図である。
【図５】利得制御部の深度方向制御を示す図である。
【符号の説明】
１０１ 探触子部
１０２ 送受信部
１０３ Ｂモード処理部
１０４ シネメモリ部
１０５ 画面表示制御部
１０６ 表示部
１０７ 入力部
１０８ コントローラ部
１０９ ドップラ処理部
２０１ 直交検波部
２０２ 利得調節器
２０３ ウオールフィルタ
２０４ 自己相関器
２０５ 演算部
２０６ 記憶部
２０７ 利得制御部
５０１〜５０３ フレーム
５１１〜５１３ 利得調整値
５２０ 補間関数
Claims (9)
- 超音波エコーを撮像断面内に繰り返し送受信する送受信部と、
前記超音波エコーの受信信号を直交検波する直交検波部と、
前記直交検波部の出力を、利得調節する利得調節器と、
前記利得調節器の出力信号を用いて、前記超音波エコーの位相変化および分散を実時間で算出する基となる情報を生成する自己相関器と、
前記利得調節器の出力信号を用いた前記撮像断面の強度情報を含むフレーム各点の前記自己相関器の演算結果を記憶する記憶部と、
前記演算結果を用いて、前記フレーム各点の分散を求め、前記分散の値が分散閾値を越える点をノイズを含む点として抽出する抽出手段を有し、前記ノイズを含む点に対する前記演算結果に基づいて、前記利得調節器の出力利得を制御する利得制御部と、
を備えるドップラ利得制御装置。 - 前記抽出手段は、前記ノイズを含む点の演算結果であるパワー値の確率密度関数を算定する算定手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のドップラ利得制御装置。
- 前記算定手段は、前記確率密度関数のピークが有するパワー値を求め、前記パワー値に基づいて、前記ピークの裾野領域を示す裾野頻度値を求め、前記確率密度関数の前記裾野頻度値に対応する２つのパワー値の大きい方を上限値として求めることを特徴とする請求項２に記載のドップラ利得制御装置。
- 前記算定手段は、前記上限値が、前記フレームを表示する際の各点の強度の許容最大値を示す表示閾値を越える場合に、前記上限値と前記表示閾値との差分を求め、前記差分を前記利得調節器の利得の減少分とすることを特徴とする請求項３に記載のドップラ利得制御装置。
- 前記算定手段は、前記上限値が前記表示閾値を越えない場合に、前記表示閾値と前記上限値との差分を求め、前記差分を前記利得調節器の利得の増加分とすることを特徴とする請求項４に記載のドップラ利得制御装置。
- 前記ドップラ利得制御装置は、さらに、前記位相変化情報に基づいて周波数変化情報を算出して表示する表示手段を有し、前記表示手段は、前記表示閾値を越えるパワー値のみを表示することを特徴とする請求項４または５に記載のドップラ利得制御装置。
- 前記利得制御部は、前記撮像断面のフレームを深度方向に複数フレームに分割し、各フレームごとに前記利得調節器の利得値を制御することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載のドップラ利得制御装置。
- 前記利得制御部は、前記各フレームごとの前記利得値を補間して深度方向の連続関数を求め、前記連続関数を用いて前記利得調節器を制御することを特徴とする請求項６に記載のドップラ利得制御装置。
- 超音波エコーを撮像断面内に繰り返し送受信する送受信部と、
前記送受信部で受信された超音波エコーからＢモード画像を生成するＢモード処理部と、
前記送受信部で受信された超音波エコーからドップラ画像を生成するドップラ処理部と、
前記Ｂモード画像および前記ドップラ画像を合成し、表示する表示手段と、
を備える超音波撮像装置であって、
前記ドップラ処理部は , 超音波エコーを撮像断面内に繰り返し送受信する送受信部と、前記超音波エコーの受信信号を直交検波する直交検波部と、前記直交検波部の出力を、利得調節する利得調節器と、前記利得調節器の出力信号を用いて、前記超音波エコーの位相変化および分散を実時間で算出する基となる情報を生成する自己相関器と、前記利得調節器の出力信号を用いた前記撮像断面の強度情報を含むフレーム各点の前記自己相関器の演算結果を記憶する記憶部と、前記演算結果を用いて、前記フレーム各点の分散を求め、前記分散の値が分散閾値を越える点をノイズを含む点として抽出する抽出手段を有し、前記 ノイズを含む点に対する前記演算結果に基づいて、前記利得調節器の出力利得を制御する利得制御部とを備えることを特徴とする超音波撮像装置。
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