JPH08336534A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明の目的は、ＣＦＭモードにおいて高いフ
レームレートを実現する超音波診断装置を提供すること
である。 【構成】本発明は、被検体の断面を超音波でスキャン
し、得られた反射信号からドプラ効果による周波数偏移
に基づいて血流情報の２次元分布を生成する超音波診断
装置において、超音波の１回の送信毎にラスタを順次切
換えながら１フレーム分のスキャンを所定の周期で繰り
返すスキャン手段と、スキャン手段により得られた複数
フレーム分の反射信号を用いて２次元分布を上記所定の
周期で繰り返し生成する生成手段とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カラーフローマッピン
グモードにより血流情報の２次元分布を得ることのでき
る超音波診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、超音波診断装置は超音波パルス反
射法を応用したものである。プローブから送信された超
音波パルスは音響インピーダンスの境界で反射、屈折、
また波長より小さい血球等の反射体で散乱を繰り返しな
がら被検体内を伝搬していく。音響インピーダンスの境
界で反射した超音波は、送信時と同じ経路（以下、ラス
タと称する）を逆に伝搬（実際には同じラスタを伝搬し
てきた反射波を強調する）してプローブで受信される。
超音波パルスは、視野深度等によって決まる一定の繰り
返し周波数（通常、レート周波数と称される）の逆数の
周期（以下、レート周期と称する）で繰り返し送信され
る。Ｂモードでは、アベレージング数が１であれば、１
本のラスタに対して超音波を１回だけ送受信しながらラ
スタを順次切換えていき、最後のラスタの後、最初のラ
スタに戻って同様の動作を繰り返す。カラーフローマッ
ピングモード（以下、ＣＦＭモードと略す）では、１本
のラスタに対して超音波を複数回Ｍ、例えば１６回繰り
返して送受信しながらラスタを順次切換えていき、最後
のラスタの後、最初のラスタに戻って同様の動作を繰り
返す。

【０００３】ＣＦＭモードでは、血流の平均流速、流速
のばらつきを示す分散、散乱エコーの強さを示すパワー
等の血流情報が２次元分布としてリアルタイムでカラー
表示される。これにより血流の流れの方向や、逆流、シ
ャント流等の異常血流の様子を一目で認識することがで
きるようになった。

【０００４】近年、パワーをフレーム間で加算平均して
カラー表示する表示法（以下、カラーアンギオ法と称す
る）が開発され、実用化に向けて進んでいる。このカラ
ーアンギオ法には次のような利点がある。 （１）平均流速表示に見られる折り返しがない。 （２）角度依存性が少ない。 （３）直交する血流でも検出可能である。 （４）高感度である。

【０００５】なお、従前からパワー値を観測データ数Ｍ
で加算平均する処理は実用されていたが、この場合のデ
ータの観測周期はレート周期に等価で非常に近接してお
り、加算平均の効果、つまり時間的にランダムに変化す
るノイズ同士を相殺的に低下させるという効果は少な
く、拍動に起因すると思われるバースト的なノイズは除
去できない。それに対し、カラーアンギオ法では、フレ
ーム間の間隔はレート周期の数百倍で非常に長く、加算
平均の効果は著しく、Ｓ／Ｎの向上が期待できる。

【０００６】また、Ｓ／Ｎの向上には強い加算処理、つ
まり多くの観測データ数で加算平均することが有効であ
るが、強い加算処理を行うと、表示のリアルタイム性が
低下し、画像がぼけるという問題点がある。高いＳ／Ｎ
を維持したままリアルタイム性を上げるためには、毎秒
当たりのフレーム数（フレームレート）を上げればよい
が、現在では、フレームレートは（１）式で決まり、容
易にフレームレートを上げることは困難であった。な
お、（１）式では、Ｂモードのスキャンを含んでいな
い。ＢモードのスキャンとＣＦＭモードのスキャンとが
１フレーム分のスキャンに混合されてなされることが一
般的であり、実際のフレームレートはさらに低下する。

【０００７】 Ｆ＝ＰＲＦ／（Ｎ×Ｍ） …（１） ただし、 Ｆ；フレームレート Ｎ；ＣＦＭモードの１フレーム分のラスタ本数 Ｍ；ＣＦＭモードの１本のラスタに対する超音波送受信
の繰り返し回数 ＰＲＦ；レート周波数 フレームレートを上げる技術として、受信時に複数方向
からの受信信号を得るという並列同時受信技術がある
が、従来の２倍から４倍が限度であり、それ以上のフレ
ームレートの向上は不可能である。更に、並列同時受信
の装置は回路規模が大きく、また並列同時受信には原理
的に感度の低下が避けられないという問題点がある。し
たがって、ＣＦＭモードでフレームレートの向上が強く
望まれておる。

【０００８】また、ＣＦＭモードには、クラッタ成分と
血流成分との分離能に関する次のような問題もある。Ｃ
ＦＭでは、位相検波後のドプラ信号からクラッタ成分を
除去し、血流成分だけを抽出するためにＭＴＩフィルタ
と呼ばれるハイパスフィルタが用いられる。ＣＦＭモー
ドでは１本のラスタに対して送受信がＭ回繰り返され
る。つまり、ＭＴＩフィルタには1/PRF の一定周期でＭ
個のデータが送り込まれる。したがってＭＴＩフィルタ
はこのＭ個のデータに対してフィルタをかけるしかな
い。このことはフィルタの時間窓が有限長Ｍで打ち切ら
れることに相当する。これを周波数軸上で見ると、 １／Ｍ・ｓｉｎ（πｆＭ）／πｆＭ を畳み込むことに等価であり、スペクトラムが広がって
しまうことが避けられない。このため、広がったクラッ
タ成分のスペクトラムが血流成分のスペクトラムに重な
り、クラッタ成分を除去し、血流成分を抽出することが
不可能である。

【０００９】また、ＭＴＩフィルタのフィルタ特性を急
峻にするためには、フィルタの次数を上げる必要がある
が、データ幅よりも高次のフィルタは構成できない。実
際には、ＭＴＩフィルタ出力の自己相関を演算し、結果
を平均化するので、データ幅よりもかなり次数の低いフ
ィルタしか使用できない。更にデータが有限であると、
ＩＩＲフィルタのようにインパルスが無限に続くフィル
タをかける場合に、過渡応答の問題が生じる。

【００１０】このようにＣＦＭ法において非常に重要で
ある血流とクラッタを分離は、現実のＭＴＩフィルタで
は最適に行われているとは言い難い。カラーアンギオは
組織の動きによるモーション・アーティファクトに弱い
ので、クラッタの除去は重要な問題である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明の第１の目的
は、ＣＦＭモードにおいて高いフレームレートを実現す
る超音波診断装置を提供することである。本発明の第２
の目的は、ＣＦＭモードにおいてクラッタ成分と血流成
分との分離能を向上させることのできる超音波診断装置
を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、被検
体の断面を超音波でスキャンし、得られた反射信号から
ドプラ効果による周波数偏移に基づいて血流情報の２次
元分布を生成する超音波診断装置において、前記超音波
の１回の送信毎にラスタを順次切換えながら１フレーム
分のスキャンを所定の周期で繰り返すスキャン手段と、
前記スキャン手段により得られた複数フレーム分の反射
信号を用いて前記２次元分布を前記所定の周期で繰り返
し生成する生成手段とを具備する。

【００１３】請求項４の発明は、被検体の断面を超音波
でスキャンし、得られた反射信号から血流情報の２次元
分布と、Ｂモード像とを生成する超音波診断装置におい
て、前記２次元分布用の超音波をの１回の送信毎にラス
タを順次切換えながら１フレーム分のスキャンを行う第
１のスキャンと、前記Ｂモード像用の超音波の１回の送
信毎にラスタを順次切換えながら１フレーム分のスキャ
ンを行う第２のスキャンとを交互に所定の周期で繰り返
すスキャン手段と、前記第１のスキャンで得られた複数
フレーム分の反射信号を用いて前記２次元分布を前記所
定の周期で繰り返し生成する第１の生成手段と、前記第
２のスキャンで得られた反射信号を用いて前記Ｂモード
像を前記第所定の周期で繰り返し生成する第２の生成手
段とを具備する。

【００１４】請求項７の発明は、被検体の断面を超音波
でスキャンし、得られた反射信号から血流情報の２次元
分布と、Ｂモード像とを生成する超音波診断装置におい
て、前記２次元分布用の超音波の１回の送信毎にラスタ
を順次切換えながら１フレーム分のスキャンを行う第１
のスキャンを第１の周期で所定回数繰り返し、前記第１
のスキャンに続いて前記Ｂモード像用の超音波の１回の
送信毎にラスタを順次切換えながら１フレーム分のスキ
ャンを行う第２のスキャンを行うというサイクルを第２
の周期で繰り返すスキャン手段と、前記第１のスキャン
で得られた前記反射信号を検波して偏移周波数成分を有
するドプラ信号を得る手段と、前記ドプラ信号をディジ
タル化しドプラデータを得るディジタル化手段と、前記
ディジタル化手段でディジタル化された前記ドプラデー
タに基づいて前記第２のスキャンが行われている間のド
プラデータを推定する推定手段と、前記ディジタル化手
段でディジタル化されたドプラデータと前記推定手段で
推定されたドプラデータとに基づいて比較的高周波の血
流成分を得るディジタルフィルタと、前記血流成分から
前記血流情報の２次元分布を前記第１の周期で繰り返し
生成する生成手段とを有する手段と、前記第２のスキャ
ンで得られた反射信号を用いて前記Ｂモード像を前記第
２の周期で繰り返し生成する手段とを具備する。

【００１５】請求項１０の発明は、被検体の断面を超音
波でスキャンし、得られた反射信号から血流情報の２次
元分布を生成する超音波診断装置において、奇数番目の
ラスタを対象として超音波を同一ラスタに対して所定回
数繰り返し送信する毎にラスタを順次切換えながら１フ
レーム分のスキャンを行う第１のスキャンと、偶数番目
のラスタを対象として超音波を同一ラスタに対して前記
所定回数繰り返し送信する毎にラスタを順次切換えなが
ら１フレーム分のスキャンを行う第２のスキャンとを交
互に所定の周期で繰り返すスキャン手段と、前記第１の
スキャンで得られた反射信号を用いて血球による散乱の
強さを示す第１のパワーの２次元分布を演算し、前記第
２のスキャンで得られた反射信号を用いて第２のパワー
の２次元分布を演算する演算手段と、前記第１のパワー
の２次元分布を空間的に補間し、前記第２のパワーの２
次元分布を空間的に補間する手段と、前記第１のパワー
の２次元分布と前記第２のパワーの２次元分布とをフレ
ーム間フィルタ処理に供することにより前記血流情報の
２次元分布を前記所定の周期で繰り返し生成する手段と
を具備する。

【００１６】

【作用】請求項１の発明によれば次のような作用が呈さ
れる。ある点の血流情報を得るためには周期的に取得し
た少なくとも２つの反射信号が必要とされる。１フレー
ム分のスキャンは所定周期で繰り返され、また１回の送
信毎にラスタが順次切換えられるので、ある１点に関し
て考えると、この点の反射信号は１フレーム分のスキャ
ンに要する時間、つまり上記所定の周期で次々と得られ
ることになる。したがって、血流情報の２次元分布を２
回目のスキャン以降において、送信周期にラスタ本数を
乗じた時間で次々と生成することができる。これに対し
て従来のスキャンは、同じラスタに対して所定回数、少
なくとも２回ずつ送信を繰り返しながらラスタを順次切
換えていくものであるので、１フレーム分のスキャンに
要する時間は請求項１の発明の場合の２倍以上になる。
したがって、請求項１の発明では従来の少なくとも２倍
のフレームレートが達成される。

【００１７】請求項４の発明によれば次のような作用が
呈される。２次元分布用の超音波の１回の送信毎にラス
タを順次切換えながら１フレーム分のスキャンを行う第
１のスキャンと、Ｂモード像用の超音波の１回の送信毎
にラスタを順次切換えながら１フレーム分のスキャンを
行う第２のスキャンとが交互に所定の周期で繰り返され
る。第１のスキャンだけに着目すると、ある１点の反射
信号は第１のスキャンに要する時間と第２のスキャンと
に要する時間の合計、つまり第１のスキャンのラスタ本
数と第２のスキャンのラスタ本数との合計本数に送信周
期を乗じた時間で次々と生成することができる。同様
に、Ｂモード像も同じ周期で次々と生成される。一方、
従来のスキャンは、第１のスキャンが同じラスタに対し
て所定回数、少なくとも２回ずつ送信を繰り返しながら
ラスタを順次切換えていくものであるので、第１のスキ
ャンに要する時間は請求項４の発明の２倍以上必要とな
る。したがって、請求項４の発明では血流情報の２次元
分布、Ｂモード像共に、従来よりフレームレートが向上
する。

【００１８】請求項７の発明によれば次のような作用が
呈される。２次元分布用の超音波の１回の送信毎にラス
タを順次切換えながら１フレーム分のスキャンを行う第
１のスキャンが第１の周期で所定回数繰り返され、これ
に続いてＢモード像用の超音波の１回の送信毎にラスタ
を順次切換えながら１フレーム分のスキャンを行う第２
のスキャンが行われる。第１のスキャンと第２のスキャ
ンとからなるサイクルは第２の周期で繰り返される。第
２のスキャンが行われている間のドプラデータは推定手
段で作成される。したがって、血流情報の２次元分布を
第１の周期、つまり送信周期にラスタ本数を乗じた時間
で繰り返し生成することができる。このフレームレート
は請求項１の発明のそれと同じであり、従来より２倍以
上のフレームレートが実現される。しかも、Ｂモード像
を第２の周期で繰り返し生成することができる。

【００１９】請求項１０の発明によれば、血流情報の２
次元分布を生成するための第１のスキャン及び第２のス
キャンとが交互に所定の周期で繰り返され、第１のスキ
ャンと第２のスキャンそれぞれに対して１枚ずつ血流情
報の２次元分布が得られる。第１のスキャン及び第２の
スキャンのラスタ本数は従来の半分である。したがっ
て、従来の２倍のフレームレートが実現される。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を図面を参照
して説明する。 （第１実施例）図１は第１実施例に係る超音波診断装置
のブロック図である。本実施例に係る超音波診断装置
は、システムコントローラ１をシステム全体の制御中枢
として次のように構成されている。システムコントロー
ラ１には操作スイッチ８が接続されここから各種情報、
命令が入力されるようになっている。

【００２１】プローブ２は、電気／機械変換器としての
複数の圧電素子を有する。複数の圧電素子は一列に配列
され、プローブ２の先端に装備される。プローブ２には
送信系３と受信系４とが接続される。送信系３は、パル
ス発生器３Ａ、送信遅延回路３Ｂ、パルサ３Ｃとを有す
る。パルス発生器３Ａは例えば６ＫＨｚのレート周波数
でレートパルスを発生する。このレートパルスはチャン
ネル数に分配され、送信遅延回路３Ｂに送られる。送信
遅延回路３Ｂは、超音波をビーム状に集束し且つ送信指
向性を決定するのに必要な遅延時間を各レートパルスに
与える。パルサ３Ｃは、送信遅延回路３Ｂからレートパ
ルスを受けたタイミングでプローブ２に電圧パルスを印
加する。これによりプローブ２から超音波パルスが被検
体内に送信される。

【００２２】被検体内の音響インピーダンスの不連続面
で反射した反射波はプローブ２で受信される。プローブ
２からの受信信号は、受信系４に取り込まれる。受信系
４は、プリアンプ４Ａ、受信遅延回路４Ｂ、加算器４Ｃ
を有する。受信信号は、チャンネル毎にプリアンプ４Ａ
で増幅され、受信遅延回路４Ｂにより受信指向性を決定
するのに必要な遅延時間を与えられ、そして加算器４Ｃ
で加算される。これにより受信指向性に応じた方向から
の反射波が強調された反射信号が得られる。この送信指
向性と受信指向性とにより超音波送受信の総合的な指向
性が決定され、この総合的な指向性による超音波の伝搬
経路をラスタと称する。なお、一般的には送信指向性と
受信指向性は一致される。

【００２３】スキャンコントローラ９は、送信系３、受
信系４を制御して後述するスキャンシーケンスを実行す
る。受信系４からの反射信号は、カラーフローマッピン
グ（ＣＦＭ）処理系６に送られる。ＣＦＭ処理系６は、
位相検波回路６Ａ、アナログディジタルコンバータ６
Ｂ、ＭＴＩフィルタ６Ｃ、自己相関器６Ｄ、演算部６
Ｅ、パワー算出部６Ｆ、フレーム間フィルタ６Ｇから構
成される。位相検波回路６Ａは、図示しないが、基準信
号発生器、９０°移相器、２系統のミキサ、２系統のロ
ーパスフィルタとから直交位相検波回路として構成され
る。受信系４からの反射信号は、２系統のミキサにそれ
ぞれ取り込まれる。基準信号発生器は、送信超音波の基
本周波数ｆ0 （例えばｆ0 ＝３．５ＭＨｚ）の基準信号
を発生する。この基準信号は、一方のミキサで受信系４
からの反射信号と掛け合わされる。また、基準信号は、
９０°移相器を介して他方のミキサで受信系４からの反
射信号と掛け合わされる。２系統のミキサそれぞれの出
力信号には高調波成分が含まれている。この高調波成分
は、ローパスフィルタで除去される。これにより、ドプ
ラ効果により周波数偏移を受けた偏移周波数でビートす
るドプラ信号が系統毎に抽出される。

【００２４】２系統のドプラ信号はアナログディジタル
コンバータ６Ｂにより別々にディジタル化される。これ
によりラスタ上で例えば０．５ｍｍ間隔の複数のサンプ
ル点各々のドプラデータが得られる。一方の系統のドプ
ラデータは実数部として、また他方の系統のドプラデー
タは虚数部としてＭＴＩフィルタ６Ｃに送られる。ＭＴ
Ｉフィルタ６Ｃは、各系統のドプラデータから心筋など
の運動速度の遅い反射体からの比較的低周波のクラッタ
成分を除去し、比較的高周波の血流成分を抽出するもの
であり、ドプラデータを無限長で扱うことが可能なよう
に再帰型のＩＩＲディジタルハイパスフィルタとして構
成される。

【００２５】ＭＴＩフィルタ６Ｃからの血流のドプラデ
ータは系統別に自己相関器６Ｄと、パワー算出部６Ｆと
に送られる。自己相関器６Ｄは、現在のフレームの血流
のドプラデータと１フレーム前の血流のドプラデータと
の複素共役をとることによりサンプル点毎に自己相関値
を得る。この相関データは、演算部６Ｅに供給される。
演算部６Ｅは、実数部と虚数部のなす角度を計算して、
これを速度データを得る。速度データは表示系７に送ら
れ、平均速度の２次元分布（流速画像）としてカラーで
ビジュアルに表示される。

【００２６】パワー算出部６Ｆは、ＭＴＩフィルタ６Ｃ
からの血流のドプラデータの実数部と虚数部を二乗加算
することにより、超音波の波長より小さい反射体（血
球）による散乱の強さを表すパワーをサンプル点毎に算
出する。フレーム間フィルタ６Ｇは、同じサンプル点ど
うしのパワーの経時的変化からノイズを除去するもので
あり、パワー算出部６Ｆからのパワーデータを無限長で
扱うことが可能なように再帰型のＩＩＲディジタルロー
パスフィルタとして構成される。ノイズを除去されたパ
ワーデータはカラーアンギオデータとして表示系７に送
られ、カラーアンギオ画像としてビジュアルに表示され
る。

【００２７】表示系７は、ディジタルスキャンコンバー
タ（ＤＳＣ）７Ａ、カラー処理回路７Ｂ、ディジタルア
ナログコンバータ７Ｃ、カラーモニタ７Ｄとから構成さ
れる。ディジタルスキャンコンバータ７Ａは流速データ
又はカラーアンギオデータの２次元分布をテレビ走査で
読み出す。読み出されたデータはカラー処理回路７Ｂで
カラー信号（ＲＧＢ）に変換され、ディジタルアナログ
コンバータ７Ｃを介してカラーモニタ７Ｄに画像として
表示される。

【００２８】図２はＭＴＩフィルタ６Ｃの回路図であ
る。アナログディジタルコンバータ６Ｂからのドプラデ
ータは、係数ａ0 の乗算器６１を介して加算器６２に送
られる。ＭＴＩフィルタ６Ｃは、アナログディジタルコ
ンバータ６Ｂからのドプラデータを無限長で扱うことが
可能なように、加算器６２への帰還路を有する。この帰
還路は２系統設けられる。一方の帰還路には、１フレー
ム周期分の遅延回路として機能するフレームメモリ６３
と係数ａ1 の乗算器６５とが介在される。他方の帰還路
には２フレーム周期分の遅延回路として機能する２段の
フレームメモリ６３，６４と、係数ａ2 の乗算器６６と
が介在される。加算器６２は乗算器６１，６５，６６か
らのデータを加算して出力する。この加算データは、上
記２系統の帰還路を通って加算器６２に帰還されると共
に、直接、第２の加算器６９に送られ、またフレームメ
モリ６３と係数ｂ1 の乗算器６７とを順に介して第２の
加算器６９に送られ、さらにフレームメモリ６３とフレ
ームメモリ６４と係数ｂ2 の乗算器６８とを順に介して
第２の加算器６９に送られる。第２の加算器６９は加算
器６２、乗算器６７，６８からのデータを加算する。

【００２９】図３はフレーム間フィルタ６Ｇの回路図で
ある。パワー算出部６Ｆからのパワーデータは、係数α
の乗算器７０を介して加算器７１に送られる。フレーム
間フィルタ６Ｇは、パワー算出部６Ｆからのパワーデー
タを無限長で扱うことが可能なように加算器７１への帰
還路を有する。帰還路には１フレーム周期分の遅延回路
として機能するフレームメモリ７２と係数１−αの乗算
器７３とが介在される。

【００３０】次に本実施例の動作を説明する。ここで、
図４に示すように、１フレームのラスタ本数は６０本と
し、各ラスタをスキャン順序にしたがってｒ1 ，ｒ2 ，
ｒ3，…，ｒ59，ｒ60として識別するものとする。レー
ト周波数ＰＲＦは、６ＫＨｚとする。図５はスキャン手
順を示すタイムチャートである。超音波は１／ＰＲＦの
一定の周期で繰り返し送信され、且つ反射波が受信され
る。超音波が１回送信される毎に、ラスタが順次切り換
えられる。なお、従来のＣＦＭモードでは、超音波が同
一ラスタに対して複数回、例えば１６回繰り返し送信さ
れる毎に、ラスタが順次切り換えられる。このように１
回の送受信毎に１番目のラスタｒ1 から最後のラスタｒ
60までラスタを順次切り換えていくことにより、１フレ
ーム分のスキャンが終了する。１フレーム分のスキャン
が終了すると、それに続いて、１番目のラスタｒ1 まで
戻り同様のスキャンがなされる。このような１フレーム
分のスキャンは、６０／ＰＲＦの一定の周期で繰り返さ
れる。或る１つのサンプル点に着目すると、このサンプ
ル点からの反射信号は、６０／ＰＲＦの一定の周期で繰
り返し取得されることになる。

【００３１】図６（ａ）は或る１つのサンプル点に関す
るアナログディジタルコンバータ６Ｂから出力されるド
プラデータ、つまりＭＴＩフィルタ６Ｃに供給されるド
プラデータを時系列に示したものである。上述したよう
なスキャン手順によれば、ドプラデータは６０／ＰＲＦ
の一定の周期で繰り返しＭＴＩフィルタ６Ｃに供給され
る。図７（ａ）はデータを無限長で扱う場合のクラッタ
成分、血流成分のスペクトルを示し、図７（ｂ）は従来
のようにデータを１６の有限長で扱う場合のクラッタ成
分、血流成分のスペクトルを示している。ＭＴＩフィル
タ６Ｃにはドプラデータが６０／ＰＲＦの一定の周期で
繰り返し供給されるので、スキャンが継続する限りドプ
ラデータを累積的に無限長で取り扱うことができる。し
たがって、１フレーム分のスキャンがある程度繰り返さ
れた以後では、図７（ａ）に示したように血流成分とク
ラッタ成分とのクロストークが完全に排除され、クラッ
タ成分を確実に除去し、血流成分だけを有効に抽出する
ことができる。また、異なる時刻に得た少なくとも２つ
のドプラデータがあれば、演算部６Ｅにて血流の平均速
度を求めることができる。したがってサンプル点毎に血
流の平均速度を６０／ＰＲＦの一定の周期で繰り返し出
力することができる。

【００３２】パワー算出部６Ｆでは６０／ＰＲＦの一定
の周期で繰り返し供給されるドプラデータの実数部と虚
数部とを二乗加算することによりパワーデータを次々と
計算し、やはり６０／ＰＲＦの一定の周期で繰り返し出
力する。

【００３３】図６（ｃ）はフレーム間フィルタ６Ｇから
出力されるカラーアンギオデータを時系列に示したもの
である。パワー算出部６からのパワーデータはサンプル
点毎にフレーム間フィルタ処理（加算平均処理）に供さ
れる。これによりノイズが低減されたカラーアンギオデ
ータが求められる。フレーム間フィルタ６Ｇには、パワ
ーデータが６０／ＰＲＦの一定の周期で繰り返し供給さ
れるので、スキャンが継続する限りパワーデータを累積
的に無限長で取り扱うことができる。したがって、スキ
ャンの繰り返しに伴ってノイズ低減効果は徐々に向上し
ていく。また、フレーム間フィルタ６Ｇからはサンプル
点毎にカラーアンギオデータは、やはり６０／ＰＲＦの
一定の周期で繰り返し出力される。

【００３４】図８はカラーアンギオデータの２次元分布
（カラーアンギオ画像）が表示される周期を示したもの
である。上述したようなスキャン手順によると、１フレ
ーム分のスキャンに要する時間、つまり６０／ＰＲＦの
一定の周期で繰り返しパワーデータが得られるので、カ
ラーアンギオデータも同じ周期で得られる。この場合の
フレームレートは、（６０／ＰＲＦ）^-1、つまり毎秒当
たり１００枚のカラーアンギオ画像を得ることができ
る。

【００３５】また、同一点を観測する繰り返し周波数
は、従来のＰＲＦから、ＰＲＦ／６０に実質的に低下す
るので、折り返し流速を４０ｍｍ／ｓから４ｍｍ／ｓま
で落とせることができ、従って、かなり遅い血流まで観
測が可能となる。 （第２実施例）本実施例では、カラーアンギオ画像と共
に、Ｂモード像（組織断層像）も高いフレームレートで
得ることを可能とするものである。図９は第２実施例に
よる超音波診断装置のブロック図である。図１と同じ部
分は同符号を付して説明を省略する。スキャンコントロ
ーラ１９は、送信系３、受信系４を制御して後述するス
キャンシーケンスを実行する。受信系４からの反射信号
は後述する第１のスキャンが行われている間はＣＦＭ処
理系６に送られ、後述する第２のスキャンが行われてい
る間はＢモード処理系５に送られる。Ｂモード処理系５
は、対数増幅器５Ａ、包絡線検波回路５Ｂ、アナログデ
ィジタルコンバータ（Ａ／Ｄ）５Ｃから構成される。対
数増幅器５Ａは、受信系４からの反射信号を対数増幅す
る。包絡線検波回路５Ｂは対数増幅器５Ａからの出力信
号の包絡線を検波する。この検波信号はアナログディジ
タルコンバータ５Ｃを介して表示系７に送られ、Ｂモー
ド画像としてビジュアルに濃淡表示される。

【００３６】次に本実施例の動作を説明する。ここで、
図１０に示すように、１フレームのラスタ本数は１２０
本とし、各ラスタをスキャン順序にしたがってｒ1 ，ｒ
2 ，ｒ3 ，…，ｒ119 ，ｒ120 として識別するものとす
る。レート周波数ＰＲＦは、６ＫＨｚとする。また、Ｂ
モードの１フレームは１２０本のラスタｒ1 ，ｒ2 ，ｒ
3 ，…，ｒ119 ，ｒ120 から構成され、ＣＦＭモードの
１フレームは６０本のラスタｒ31，ｒ32，ｒ33，…，ｒ
89，ｒ90から構成されるものとする。図１１はスキャン
手順を示すタイムチャートである。超音波は１／ＰＲＦ
の一定の周期で繰り返し送信され、且つ反射波が受信さ
れる。通常、ＣＦＭ用の超音波とＢモード用の超音波と
は区別される。ＣＦＭモード用の超音波としては周波数
特性を狭帯域化するために例えば４波以上のバースト波
が用いられる。Ｂモード用の超音波としては距離分解能
を向上させるためにために例えば２波以下のバースト波
又は単一のパルス波が用いられる。

【００３７】図１１に示すように、スキャンコントロー
ラ１９の遅延制御により、ＣＦＭモードのための１フレ
ーム分のスキャン（第１のスキャン）と、Ｂモードのた
めの１フレーム分のスキャン（第２のスキャン）とが交
互に一定の周期（フレーム周期）で繰り返される。

【００３８】第１のスキャンは第１実施例と同様のスキ
ャン手順であり、ＣＦＭモード用の超音波は１／ＰＲＦ
の一定の周期で繰り返し送信され、且つ反射波が受信さ
れ、超音波が１回送信される毎に、ラスタが順次切り換
えられ、１回の送受信毎に１番目のラスタｒ31から最後
のラスタｒ90までラスタを順次切り換えていくことによ
り、１フレーム分のスキャンが終了する。

【００３９】第２のスキャンは従来のＢモードのための
スキャンと同様であり、Ｂモード用の超音波は１／ＰＲ
Ｆの一定の周期で繰り返し送信され、且つ反射波が受信
され、超音波が１回送信される毎に、ラスタが順次切り
換えられ、１回の送受信毎に１番目のラスタｒ1 から最
後のラスタｒ120 までラスタを順次切り換えていくこと
により、１フレーム分のスキャンが終了する。

【００４０】第１のスキャンの最後のラスタｒ90にＣＦ
Ｍモード用の超音波の送信から１／ＰＲＦの周期後に、
第２のスキャンの１番目のラスタｒ1 に超音波を送信す
る。上記フレーム周期は、第１のスキャンに要する時間
（６０／ＰＲＦ）と、第２のスキャンに要する時間（１
２０／ＰＲＦ）との合計（（６０＋１２０）／ＰＲＦ）
として与えられる。

【００４１】第１のスキャンで得られた反射信号はＣＦ
Ｍ処理系６に送り込まれ、第２のスキャンで得られた反
射信号はＢモード処理系５に送り込まれる。図１２に示
すように、ＣＦＭモード処理系６によりカラーアンギオ
画像が一定のフレーム周期で繰り返し得られ、それより
６０／ＰＲＦだけ遅れてＢモード処理系５によりＢモー
ド像が同じフレーム周期で繰り返し得られる。

【００４２】したがって、カラーアンギオ画像、Ｂモー
ド像共に、ＰＲＦ／（６０＋１２０）、ＰＲＦ＝６ＫＨ
ｚとすると毎秒当たり３３フレームのフレームレートで
得られる。

【００４３】従来のスキャン手順は、ラスタｒ1 〜ｒ30
まではＢモード用の超音波を１回送信する毎にラスタを
順次切り換えていき、ラスタｒ31〜ｒ90までは同じラス
タに対してＢモード用の超音波を１回送信し、続いてＣ
ＦＭモード用の超音波を例えば８回繰り返し送信する毎
にラスタを順次切り換えていき、ラスタｒ91〜ｒ120ま
ではＢモード用の超音波を１回送信する毎にラスタを順
次切り換えていくことで、１フレーム分のスキャンが終
了する。したがって、カラーアンギオ画像、Ｂモード像
共に、ＰＲＦ／（６０×８＋１２０）、ＰＲＦ＝６ＫＨ
ｚとすると毎秒当たり１０フレームのフレームレートで
得られる。

【００４４】つまり本実施例によれば、カラーアンギオ
画像、Ｂモード像共に、従来の３倍以上のフレームレー
トが実現されることになる。なお本実施例は次のように
変形可能である。上述の説明では、ＣＦＭモード用の超
音波とＢモード用の超音波とは異なる条件で送信してい
たが、同じ条件でかまわなければ、上述した第２のスキ
ャンだけを（１２０／ＰＲＦ）の周期で繰り返せば良
く、この場合、ラスタｒ1 〜ｒ120 の反射信号は全てＢ
モード処理系５に送り込まれ、ただしラスタｒ31〜ｒ90
の反射信号はＢモード処理系５と共にＣＦＭ処理系６に
も送り込むようにすることが必要である。この場合のフ
レームレートは、カラーアンギオ画像、Ｂモード像共
に、ＰＲＦ／１２０、ＰＲＦ＝６ＫＨｚとすると毎秒当
たり５０フレームが達成される。

【００４５】また、上述の説明では、第１のスキャンと
第２のスキャンとを交互に行っていたが、ラスタｒ1 〜
ｒ30まではＢモード用の超音波を１回送信する毎にラス
タを順次切り換えていき、ラスタｒ31〜ｒ90までは同じ
ラスタに対してＢモード用の超音波を１回送信し、続い
てＣＦＭモード用の超音波を１回だけ送信する毎にラス
タを順次切り換えていき、ラスタｒ91〜ｒ120 まではＢ
モード用の超音波を１回送信する毎にラスタを順次切り
換えていって１フレーム分のスキャンを終了させ、この
ような１フレーム分のスキャンを同じくフレーム周期
（（６０＋１２０）／ＰＲＦ）で繰り返していくように
してもよい。この場合のフレームレートは３３で同じで
ある。

【００４６】また、上述の説明では、フレーム間フィル
タ６ＧがＤＳＣ７Ａの前にあるが、フレーム間フィルタ
６ＧはＤＳＣ７Ａの後にあっても良い。 （第３実施例）第３実施例は、第２実施例より計測可能
な最高流速を高めると共に、カラーアンギオ画像のフレ
ームレートを高めることを可能とするものである。

【００４７】図１３は第３実施例による超音波診断装置
のブロック図である。図９と同じ部分は同符号を付して
説明を省略する。フレームスキャンコントローラ２９
は、送信系３、受信系４を制御して後述するスキャンシ
ーケンスを実行する。受信系４からの反射信号は第１の
スキャンが行われている間はＣＦＭ処理系６に送られ、
第２のスキャンが行われている間はＢモード処理系５に
送られる。アナログディジタルコンバータ６ＢとＭＴＩ
フィルタ６Ｃの間にデータ推定回路６Ｈが挿入される。

【００４８】図１４はデータ推定回路６Ｈの回路図であ
る。第２のスキャンが行われているときには、ドプラデ
ータは得られない。データ推定回路６Ｈは、第２のスキ
ャンが行われているときのドプラデータを、実測された
前後のドプラデータから推定（補間）するものである。
アナログディジタルコンバータ６Ｂから供給されるドプ
ラデータは後続のドプラデータの入力に同期して順次後
段のフレームメモリに読み出されるように、アナログデ
ィジタルコンバータ６Ｂの側から順にフレームメモリ８
０、８１、８２が多段接続される。現在のドプラデータ
ｘn は係数ａ0の乗算器８３を介して加算器８７に送ら
れる。ｘn の１回前に実測されたドプラデータｘn-1 は
フレームメモリ８０から係数ａ1 の乗算器８４を介して
加算器８７に送られる。ｘn の２回前に実測されたドプ
ラデータｘn-2 はフレームメモリ８１から係数ａ2 の乗
算器８５を介して加算器８７に送られる。ｘn の３回前
に実測されたドプラデータｘn-3 はフレームメモリ８２
から係数ａ3 の乗算器８６を介して加算器８７に送られ
る。加算器８７はこれらドプラデータを加算し、推定デ
ータとしてマルチプレクサ（ＭＵＸ）８８に供給する。
フレームメモリ８１から出力されるドプラデータｘn-2
もマルチプレクサ８８に供給される。マルチプレクサ８
８は、加算器８７からの推定データと、実測されたドプ
ラデータｘn-2 とを択一的に出力する。第２のスキャン
が行われているときは、マルチプレクサ８８から推定デ
ータが出力され、第１のスキャンが行われているとき
は、フレームメモリ８１からのドプラデータ（実測デー
タ）ｘn-2 が出力される。

【００４９】次に本実施例の動作を説明する。ここで
も、図１０に示したように、１フレームのラスタ本数は
１２０本とし、各ラスタをスキャン順序にしたがってｒ
1 ，ｒ2 ，ｒ3 ，…，ｒ119 ，ｒ120 として識別するも
のとする。レート周波数ＰＲＦは、６ＫＨｚとする。ま
た、Ｂモードの１フレームは１２０本のラスタｒ1 ，ｒ
2 ，ｒ3 ，…，ｒ119 ，ｒ120 から構成され、ＣＦＭモ
ードの１フレームは６０本のラスタｒ31，ｒ32，ｒ33，
…，ｒ89，ｒ90から構成されるものとする。図１５はス
キャン手順を示すタイムチャートである。超音波は１／
ＰＲＦの一定の周期で繰り返し送信され、且つ反射波が
受信される。ここでも、ＣＦＭ用の超音波とＢモード用
の超音波とは区別されるものとする。

【００５０】図１５に示すように、スキャンコントロー
ラ１９の遅延制御により、ＣＦＭモードのための１フレ
ーム分のスキャン（第１のスキャン）が所定回数、例え
ば４回、一定の周期（６０／ＰＲＦ）で繰り返され、続
いてＢモードのための１フレーム分のスキャン（第２の
スキャン）が行われる。このような一連のスキャンは１
サイクルとして一定の周期（（６０×４＋１２０）／Ｐ
ＲＦ）で繰り返される。

【００５１】第１のスキャンは第１実施例と同様のスキ
ャン手順であり、ＣＦＭモード用の超音波は１／ＰＲＦ
の一定の周期で繰り返し送信され、且つ反射波が受信さ
れ、超音波が１回送信される毎に、ラスタが順次切り換
えられ、１回の送受信毎に１番目のラスタｒ31から最後
のラスタｒ90までラスタを順次切り換えていくことによ
り、１フレーム分のスキャンが終了する。

【００５２】第２のスキャンは従来のＢモードのための
スキャンと同様であり、Ｂモード用の超音波は１／ＰＲ
Ｆの一定の周期で繰り返し送信され、且つ反射波が受信
され、超音波が１回送信される毎に、ラスタが順次切り
換えられ、１回の送受信毎に１番目のラスタｒ1 から最
後のラスタｒ120 までラスタを順次切り換えていくこと
により、１フレーム分のスキャンが終了する。

【００５３】第１のスキャンの最後のラスタｒ90にＣＦ
Ｍモード用の超音波の送信から１／ＰＲＦの周期後に、
第２のスキャンの１番目のラスタｒ1 に超音波を送信す
る。図１６（ａ）は或る１つのサンプル点に関するアナ
ログディジタルコンバータ６Ｂから出力されるドプラデ
ータを時系列に示し、同図（ｂ）はデータ推定回路６Ｈ
から出力される当該サンプル点に関するドプラデータを
時系列に示している。第１のスキャンが繰り返されてい
る間、実測されたドプラデータが、フレームメモリ８
０，８１を介して２周期分（（６０×２）／ＰＲＦ）の
遅延を受けて一定の周期（（６０）／ＰＲＦ）でマルチ
プレクサ８８から繰り返し出力される。第１のスキャン
が４回繰り返された後、第２のスキャンが行われる。第
２のスキャンに要する時間は第１のスキャン２回分に相
当する。したがって、２回分のドプラデータが測定され
ないことになる。第２のスキャンが行われている間、フ
レームメモリ８０，８１，８２にはそれぞれｘn-1 ，ｘ
n-2 ，ｘn-3 のドプラデータがラッチされている。第２
のスキャン終了後、最初の第１のスキャンによりドプラ
データｘn が供給されると、４回分のドプラデータｘn
，ｘn-1 ，ｘn-2 ，ｘn-3 はそれぞれ乗算器８３，８
４，８５，８６を介して加算器８７に送り込まれ、これ
らドプラデータから推定（補間）した推定データｘ'nが
作成される。この推定データｘ'nは、実測されたドプラ
データが出力される周期（（６０）／ＰＲＦ）に沿って
マルチプレクサ８８を介して出力される。第２のスキャ
ン終了後、２回目の第１のスキャンによりドプラデータ
ｘn+1 が供給されると、４回分のドプラデータｘn+1 ，
ｘn ，ｘn-1 ，ｘn-2 はそれぞれ乗算器８３，８４，８
５，８６を介して加算器８７に送り込まれ、これらドプ
ラデータから推定（補間）した推定データｘ'n+1が作成
される。この推定データｘ'n+1は、実測されたドプラデ
ータが出力される周期（（６０）／ＰＲＦ）に沿ってマ
ルチプレクサ８８を介して出力される。推定データｘ'n
+1が出力された以降は、実測されたドプラデータがフレ
ームメモリ８０，８１を介して２周期分（（６０×２）
／ＰＲＦ）の遅延を受けて一定の周期（（６０）／ＰＲ
Ｆ）でマルチプレクサ８８から４回繰り返し出力され
る。このような動作が繰り返される。

【００５４】ＭＴＩフィルタ６Ｃには実測されたドプラ
データと推定されたドプラデータとが一定の周期（（６
０）／ＰＲＦ）で次々と供給される。このようにＭＴＩ
フィルタ６Ｃにはドプラデータが６０／ＰＲＦの一定の
周期で繰り返し供給されるので、スキャンが継続する限
りドプラデータを累積的に無限長で取り扱うことがで
き、第１実施例と同様にスキャンがある程度繰り返され
た以後では、血流成分とクラッタ成分とのクロストーク
が完全に排除され、クラッタ成分を確実に除去し、血流
成分だけを有効に抽出することができる。

【００５５】パワー算出部６Ｆでは６０／ＰＲＦの一定
の周期で繰り返し供給されるドプラデータの実数部と虚
数部とを二乗加算することによりパワーデータを次々と
計算し、やはり６０／ＰＲＦの一定の周期で繰り返し出
力する。パワー算出部６からのパワーデータはサンプル
点毎にフレーム間フィルタ処理（加算平均処理）に供さ
れる。これによりノイズが低減されたカラーアンギオデ
ータが求められる。フレーム間フィルタ６Ｇには、パワ
ーデータが６０／ＰＲＦの一定の周期で繰り返し供給さ
れるので、スキャンが継続する限りパワーデータを累積
的に無限長で取り扱うことができる。したがって、スキ
ャンの繰り返しに伴ってノイズ低減効果は徐々に向上し
ていく。また、フレーム間フィルタ６Ｇからはサンプル
点毎にカラーアンギオデータは、やはり６０／ＰＲＦの
一定の周期で繰り返し出力される。

【００５６】図１７はカラーアンギオ画像とＢモード画
像との作成周期を示している。上述したようなスキャン
手順及びデータ推定によれば、１フレーム分の第１のス
キャンに要する時間、つまり６０／ＰＲＦの一定の周期
で繰り返しパワーデータが得られるので、カラーアンギ
オ画像も同じ周期で得られる。この場合のフレームレー
トは、（６０／ＰＲＦ）^-1、つまり毎秒当たり１００枚
のカラーアンギオ画像を得ることができる。１００フレ
ームという高フレームレートで表示されるために演算部
６Ｅ、フレーム間フィルタ部６Ｇにおいて、かなり強い
フレーム間フィルタをかけてもリアルタイム性を阻害し
ない。ＣＦＭにおいてフレームレートが１００というの
は画期的なことである。速度表示、カラーアンギオ表示
のいずれにもこのフレームレートで表示されることにな
る。

【００５７】また、本実施例による折り返し流速は１３
ｍｍ／ｓである。折り返し流速はまだかなり低いが、甲
状腺、乳腺、手足の血管等の部位では十分実用可能であ
る。もっとも、カラーアンギオの場合は、血流は折り返
っても血流の方向の情報はないので連続的に表示される
ために一向に構わない。

【００５８】また、カラーアンギオ画像と共に、Ｂモー
ド画像も約１７のフレームレートで得られる。なお、デ
ータ推定の精度を高める方法としては、適応信号処理を
行う方法が知られている。「ディジタル信号処理（辻井
重男、久保田一著；オーム社、１９８６年）」で述べら
れているように、推定データ（出力信号）はそれまでの
実測データとインパルス応答ｈから推定できる。 （第４実施例）図１８は第４実施例による超音波診断装
置のブロック図である。図９と同じ部分は同符号を付し
て説明を省略する。スキャンコントローラ３９は、送信
系３、受信系４を制御して後述するスキャンシーケンス
を実行する。パワー算出部６Ｆとフレーム間フィルタ６
Ｇとの間に補間演算部６Ｉが挿入される。補間演算部６
Ｉはパワー算出部６Ｆで算出されたパワーの２次元分布
を空間的に補間するものである。

【００５９】図１８は補間演算部６Ｉのブロック図であ
る。入力バッファ９０はパワー算出部６Ｆで算出された
パワーの２次元分布を一時的に保持する。補間演算部９
１は入力バッファ９０からのパワーに基づいて、実測し
ていないサンプル点のパワーデータを空間的に補間し作
成する。実測されたパワーデータと、補間されたパワー
データとは座標変換部９２の制御にしたがって所定の順
番で補間演算部９１から出力される。

【００６０】次に本実施例の動作を説明する。ここで
も、図１０に示したように、１フレームのラスタ本数は
１２０本とし、各ラスタをスキャン順序にしたがってｒ
1 ，ｒ2 ，ｒ3 ，…，ｒ119 ，ｒ120 として識別するも
のとする。レート周波数ＰＲＦは、６ＫＨｚとする。ま
た、Ｂモードの１フレームは１２０本のラスタｒ1 ，ｒ
2 ，ｒ3 ，…，ｒ119 ，ｒ120 から構成され、ＣＦＭモ
ードの１フレームは６０本のラスタｒ31，ｒ32，ｒ33，
…，ｒ89，ｒ90から構成されるものとする。図２０は１
サイクル分のスキャンの手順を示す図である。超音波は
１／ＰＲＦの一定の周期で繰り返し送信され、且つ反射
波が受信される。ここでも、ＣＦＭ用の超音波とＢモー
ド用の超音波とは区別されるものとする。

【００６１】図２０に示すように、スキャンコントロー
ラ１９の遅延制御により、Ｂモードのための１フレーム
分のスキャンが行われ、これに続いてＣＦＭモードのた
めの１フレーム内の第１フィールドのスキャン（第１の
ＣＦＭスキャン）が行われ、これに続いて、Ｂモードの
ための１フレーム分のスキャンが行われ、これに続いて
ＣＦＭモードのための１フレーム内の第２フィールドの
スキャン（第２のＣＦＭスキャン）が行われる。このよ
うな１サイクル分のスキャンが、（２×（１５×１６＋
１２０））／ＰＲＦの周期で繰り返される。Ｂモードの
スキャンだけに着目すると、このスキャンは、サイクル
周期の半分の（１５×１６＋１２０））／ＰＲＦの周期
で繰り返されることになる。同様に、ＣＦＭモードのス
キャンだけに着目すると、第１のＣＦＭスキャンと第２
のＣＦＭスキャンとは、サイクル周期の半分の（１５×
１６＋１２０））／ＰＲＦの周期で交互に繰り返される
ことになるＢモードのスキャンは従来と同様であり、Ｂ
モード用の超音波は１／ＰＲＦの一定の周期で繰り返し
送信され、且つ反射波が受信され、超音波が１回送信さ
れる毎に、ラスタが順次切り換えられ、１回の送受信毎
に１番目のラスタｒ1 から最後のラスタｒ120 までラス
タを順次切り換えていくことにより、１フレーム分のス
キャンが終了する。

【００６２】第１のＣＦＭスキャンは、第１のフィール
ドを対象としたインタレース・スキャンで行われる。第
１のフィールドは、ＣＦＭモードの１フレームを構成す
る６０本のラスタｒ31，ｒ32，ｒ33，…，ｒ89，ｒ90の
うち、奇数番目のラスタｒ31，ｒ33，…，ｒ87，ｒ89か
ら構成される。これら奇数番目のラスタに対して、従来
のＣＦＭモードと同様のスキャン、つまりＣＦＭモード
用の超音波は１／ＰＲＦの一定の周期で繰り返し送信さ
れ、且つ反射波が受信され、同一のラスタに対して所定
回数、例えば１６回超音波の送受信が連続的に繰り返さ
れる毎に、ラスタが順次切り換えられていく。

【００６３】第２のＣＦＭスキャンは、第２のフィール
ドを対象としたインタレース・スキャンで行われる。第
２のフィールドは、ＣＦＭモードの１フレームを構成す
る６０本のラスタｒ31，ｒ32，ｒ33，…，ｒ89，ｒ90の
うち、偶数番目のラスタｒ32，ｒ34，…，ｒ88，ｒ90か
ら構成される。これら偶数番目のラスタに対して、従来
のＣＦＭモードと同様のスキャン、つまりＣＦＭモード
用の超音波は１／ＰＲＦの一定の周期で繰り返し送信さ
れ、且つ反射波が受信され、同一のラスタに対して所定
回数、例えば１６回超音波の送受信が連続的に繰り返さ
れる毎に、ラスタが順次切り換えられていく。

【００６４】図２１はパワー算出部６Ｆ、補間演算部６
Ｉ、フレーム間フィルタ６Ｇの各出力を時系列で示す図
である。パワー算出部６Ｆからのパワーは補間演算部６
Ｉに送られる。補間演算部６Ｉにより実測したパワーか
ら、第１のＣＦＭスキャンのときは飛ばした偶数番目の
ラスタ上のサンプル点のパワーが、また第２のＣＦＭス
キャンのときは飛ばした奇数番目のラスタ上のサンプル
点のパワーがそれぞれ補間される。これにより６０本の
ラスタに相当する１フレーム分のパワーデータの２次元
分布が繰り返し得られる。このパワーデータの２次元分
布は、フレーム間フィルタ６Ｇでローパスフィルタ処理
に供される。これによりノイズが軽減されたカラーアン
ギオデータの２次元分布が、（１５×１６＋１２０））
／ＰＲＦの周期で作成される。したがってカラーアンギ
オ画像のフレームレートは、ＰＲＦ＝６ＫＭｚとする
と、約１０フレームとなる。Ｂモード像も同じフレーム
レートで得られる。従来のノンインターレース・スキャ
ンの場合、両画像のフレームレートは共に５．５フレー
ムであり、２倍近いフレームレートが実現されている。

【００６５】ここで仮に、被検体が動いていなかったと
すると、このような処理によって得られたカラーアンギ
オ画像、つまりインタレース・スキャンして、フレーム
間フィルタ処理に供された画像と、従来のようにノンイ
ンタレース・スキャンをしてフレーム間フィルタ処理に
供された画像とは、補間演算及びフレーム間フィルタ処
理が線形処理であるので、等価的である。Ｓ／Ｎという
観点でみると、ノイズが完全にランダムならばノンイン
タレース・スキャンでの加算の方が優れているが、実際
には時間的に近接した隣のラスタでのノイズの相関が高
いために、両者の差はあまりない。また、一般にインタ
レース・スキャンを行うと、被写体が動いたときに画像
のぶれが起きる。しかし上記構成では、瞬時画像はフィ
ールドの粗いラスタから構成するために画像のぶれは生
じない。しかも、インタレース・スキャンでフィールド
で粗いスキャンを行っても、カラーアンギオでは加算処
理（フレーム間ＬＦＰ処理）を行うために、ノンインタ
レースと同じラスタ密度の画像を得ることができるので
ある。本発明は上述した実施例に限定されることなく種
々変形して実施可能である。

【００６６】

【発明の効果】請求項１の発明は、被検体の断面を超音
波でスキャンし、得られた反射信号からドプラ効果によ
る周波数偏移に基づいて血流情報の２次元分布を生成す
る超音波診断装置において、前記超音波の１回の送信毎
にラスタを順次切換えながら１フレーム分のスキャンを
所定の周期で繰り返すスキャン手段と、前記スキャン手
段により得られた複数フレーム分の反射信号を用いて前
記２次元分布を前記所定の周期で繰り返し生成する生成
手段とを具備する。

【００６７】請求項１の発明によれば次のような効果が
呈される。ある点の血流情報を得るためには周期的に取
得した少なくとも２つの反射信号が必要とされる。１フ
レーム分のスキャンは所定周期で繰り返され、また１回
の送信毎にラスタが順次切換えられるので、ある１点に
関して考えると、この点の反射信号は１フレーム分のス
キャンに要する時間、つまり上記所定の周期で次々と得
られることになる。したがって、血流情報の２次元分布
を２回目のスキャン以降において、送信周期にラスタ本
数を乗じた時間で次々と生成することができる。これに
対して従来のスキャンは、同じラスタに対して所定回
数、少なくとも２回ずつ送信を繰り返しながらラスタを
順次切換えていくものであるので、１フレーム分のスキ
ャンに要する時間は請求項１の発明の場合の２倍以上に
なる。したがって、請求項１の発明では従来の少なくと
も２倍のフレームレートが達成される。

【００６８】請求項４の発明は、被検体の断面を超音波
でスキャンし、得られた反射信号から血流情報の２次元
分布と、Ｂモード像とを生成する超音波診断装置におい
て、前記２次元分布用の超音波をの１回の送信毎にラス
タを順次切換えながら１フレーム分のスキャンを行う第
１のスキャンと、前記Ｂモード像用の超音波の１回の送
信毎にラスタを順次切換えながら１フレーム分のスキャ
ンを行う第２のスキャンとを交互に所定の周期で繰り返
すスキャン手段と、前記第１のスキャンで得られた複数
フレーム分の反射信号を用いて前記２次元分布を前記所
定の周期で繰り返し生成する第１の生成手段と、前記第
２のスキャンで得られた反射信号を用いて前記Ｂモード
像を前記第所定の周期で繰り返し生成する第２の生成手
段とを具備する。

【００６９】請求項４の発明によれば次のような効果が
呈される。２次元分布用の超音波の１回の送信毎にラス
タを順次切換えながら１フレーム分のスキャンを行う第
１のスキャンと、Ｂモード像用の超音波の１回の送信毎
にラスタを順次切換えながら１フレーム分のスキャンを
行う第２のスキャンとが交互に所定の周期で繰り返され
る。第１のスキャンだけに着目すると、ある１点の反射
信号は第１のスキャンに要する時間と第２のスキャンと
に要する時間の合計、つまり第１のスキャンのラスタ本
数と第２のスキャンのラスタ本数との合計本数に送信周
期を乗じた時間で次々と生成することができる。同様
に、Ｂモード像も同じ周期で次々と生成される。一方、
従来のスキャンは、第１のスキャンが同じラスタに対し
て所定回数、少なくとも２回ずつ送信を繰り返しながら
ラスタを順次切換えていくものであるので、第１のスキ
ャンに要する時間は請求項４の発明の２倍以上必要とな
る。したがって、請求項４の発明では血流情報の２次元
分布、Ｂモード像共に、従来よりフレームレートが向上
する。

【００７０】請求項７の発明は、被検体の断面を超音波
でスキャンし、得られた反射信号から血流情報の２次元
分布と、Ｂモード像とを生成する超音波診断装置におい
て、前記２次元分布用の超音波の１回の送信毎にラスタ
を順次切換えながら１フレーム分のスキャンを行う第１
のスキャンを第１の周期で所定回数繰り返し、前記第１
のスキャンに続いて前記Ｂモード像用の超音波の１回の
送信毎にラスタを順次切換えながら１フレーム分のスキ
ャンを行う第２のスキャンを行うというサイクルを第２
の周期で繰り返すスキャン手段と、前記第１のスキャン
で得られた前記反射信号を検波して偏移周波数成分を有
するドプラ信号を得る手段と、前記ドプラ信号をディジ
タル化しドプラデータを得るディジタル化手段と、前記
ディジタル化手段でディジタル化された前記ドプラデー
タに基づいて前記第２のスキャンが行われている間のド
プラデータを推定する推定手段と、前記ディジタル化手
段でディジタル化されたドプラデータと前記推定手段で
推定されたドプラデータとに基づいて比較的高周波の血
流成分を得るディジタルフィルタと、前記血流成分から
前記血流情報の２次元分布を前記第１の周期で繰り返し
生成する生成手段とを有する手段と、前記第２のスキャ
ンで得られた反射信号を用いて前記Ｂモード像を前記第
２の周期で繰り返し生成する手段とを具備する。

【００７１】請求項７の発明によれば次のような効果が
呈される。２次元分布用の超音波の１回の送信毎にラス
タを順次切換えながら１フレーム分のスキャンを行う第
１のスキャンが第１の周期で所定回数繰り返され、これ
に続いてＢモード像用の超音波の１回の送信毎にラスタ
を順次切換えながら１フレーム分のスキャンを行う第２
のスキャンが行われる。第１のスキャンと第２のスキャ
ンとからなるサイクルは第２の周期で繰り返される。第
２のスキャンが行われている間のドプラデータは推定手
段で作成される。したがって、血流情報の２次元分布を
第１の周期、つまり送信周期にラスタ本数を乗じた時間
で繰り返し生成することができる。このフレームレート
は請求項１の発明のそれと同じであり、従来より２倍以
上のフレームレートが実現される。しかも、Ｂモード像
を第２の周期で繰り返し生成することができる。

【００７２】請求項１０の発明は、被検体の断面を超音
波でスキャンし、得られた反射信号から血流情報の２次
元分布を生成する超音波診断装置において、奇数番目の
ラスタを対象として超音波を同一ラスタに対して所定回
数繰り返し送信する毎にラスタを順次切換えながら１フ
レーム分のスキャンを行う第１のスキャンと、偶数番目
のラスタを対象として超音波を同一ラスタに対して前記
所定回数繰り返し送信する毎にラスタを順次切換えなが
ら１フレーム分のスキャンを行う第２のスキャンとを交
互に所定の周期で繰り返すスキャン手段と、前記第１の
スキャンで得られた反射信号を用いて血球による散乱の
強さを示す第１のパワーの２次元分布を演算し、前記第
２のスキャンで得られた反射信号を用いて第２のパワー
の２次元分布を演算する演算手段と、前記第１のパワー
の２次元分布を空間的に補間し、前記第２のパワーの２
次元分布を空間的に補間する手段と、前記第１のパワー
の２次元分布と前記第２のパワーの２次元分布とをフレ
ーム間フィルタ処理に供することにより前記血流情報の
２次元分布を前記所定の周期で繰り返し生成する手段と
を具備する。

【００７３】請求項１０の発明によれば、血流情報の２
次元分布を生成するための第１のスキャン及び第２のス
キャンとが交互に所定の周期で繰り返され、第１のスキ
ャンと第２のスキャンそれぞれに対して１枚ずつ血流情
報の２次元分布が得られる。第１のスキャン及び第２の
スキャンのラスタ本数は従来の半分である。したがっ
て、従来の２倍のフレームレートが実現される。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例に係る超音波診断装置のブロック
図。

【図２】図１のＭＴＩフィルタの回路図。

【図３】図１のフレーム間フィルタの回路図。

【図４】１フレームを構成するラスタの模式図。

【図５】第１実施例によるスキャン手順を示すタイムチ
ャート。

【図６】第１実施例の動作説明図。

【図７】クラッタ成分、血流成分のスペクトルを示す
図。

【図８】カラーアンギオデータの２次元分布（カラーア
ンギオ画像）が表示される周期を示す図。

【図９】第２実施例による超音波診断装置のブロック
図。

【図１０】Ｂモードの１フレームを構成するラスタとＣ
ＦＭモードの１フレームを構成するラスタとを示す図。

【図１１】第２実施例のスキャン手順を示すタイムチャ
ート。

【図１２】カラーアンギオ画像とＢモード画像とが得ら
れる周期を示す図。

【図１３】第３実施例による超音波診断装置のブロック
図。

【図１４】図１３のデータ推定回路の回路図。

【図１５】第３実施例によるはスキャン手順を示すタイ
ムチャート。

【図１６】第３実施例の動作説明図。

【図１７】カラーアンギオ画像とＢモード画像が得られ
る周期を示す図。

【図１８】第４実施例による超音波診断装置のブロック
図。

【図１９】図１８の補間演算部のブロック図。

【図２０】第４実施例による１サイクル分のスキャンの
手順を示す図。

【図２１】第４実施例の動作説明図。

【符号の説明】

１…システムコントローラ、 ２…プローブ、
３…送信系、 ３Ａ…パルス発生
器、３Ｂ…送信遅延回路、 ３Ｃ…パル
サ、４…受信系、 ４Ａ…プリア
ンプ、４Ｂ…受信遅延回路、 ４Ｃ…加
算器、６…カラーフローマッピング処理系、６Ａ…位相
検波回路、６Ｂ…アナログディジタルコンバータ、６Ｃ
…ＭＴＩフィルタ、６Ｄ…自己相関器、
６Ｅ…演算部、６Ｆ…パワー算出部、
６Ｇ…フレーム間フィルタ、７…表示部、
７Ａ…ディジタルスキャンコンバータ、
７Ｂ…カラー処理回路、 ７Ｃ…ディジタ
ルアナログコンバータ、７Ｄ…カラーモニタ、
８…操作スイッチ、９…スキャンコントロー
ラ。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検体の断面を超音波でスキャンし、得
   られた反射信号からドプラ効果による周波数偏移に基づ
   いて血流情報の２次元分布を生成する超音波診断装置に
   おいて、 前記超音波の１回の送信毎にラスタを順次切換えながら
   １フレーム分のスキャンを所定の周期で繰り返すスキャ
   ン手段と、 前記スキャン手段により得られた複数フレーム分の反射
   信号を用いて前記２次元分布を前記所定の周期で繰り返
   し生成する生成手段とを具備することを特徴とする超音
   波診断装置。
2. 【請求項２】 前記生成手段は前記反射信号を検波して
   偏移周波数成分を有するドプラ信号を得る手段と、前記
   ドプラ信号をディジタル化しドプラデータを得る手段
   と、前記ドプラデータに基づいて比較的高周波の血流成
   分を得るディジタルフィルタと、前記血流成分から前記
   血流情報を求める手段とを含み、前記ディジタルフィル
   タは前記所定の周期で繰り返し得られる前記ドプラデー
   タを無限長で扱うことの可能な再帰型フィルタであるこ
   とを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
3. 【請求項３】 前記生成手段は前記反射信号を検波して
   偏移周波数成分を有するドプラ信号を得る手段と、前記
   ドプラ信号から血球による散乱の強さを表すパワーを前
   記断面内の複数の点について求める手段と、前記パワー
   を前記点毎にフレーム間フィルタ処理に供することによ
   り前記血流情報を得る手段とを有することを特徴とする
   請求項１記載の超音波診断装置。
4. 【請求項４】 被検体の断面を超音波でスキャンし、得
   られた反射信号から血流情報の２次元分布と、Ｂモード
   像とを生成する超音波診断装置において、 前記２次元分布用の超音波の１回の送信毎にラスタを順
   次切換えながら１フレーム分のスキャンを行う第１のス
   キャンと、前記Ｂモード像用の超音波の１回の送信毎に
   ラスタを順次切換えながら１フレーム分のスキャンを行
   う第２のスキャンとを交互に所定の周期で繰り返すスキ
   ャン手段と、 前記第１のスキャンで得られた複数フレーム分の反射信
   号を用いて前記２次元分布を前記所定の周期で繰り返し
   生成する第１の生成手段と、 前記第２のスキャンで得られた反射信号を用いて前記Ｂ
   モード像を前記第所定の周期で繰り返し生成する第２の
   生成手段とを具備することを特徴とする超音波診断装
   置。
5. 【請求項５】 前記第１の生成手段は前記反射信号を検
   波して偏移周波数成分を有するドプラ信号を得る手段
   と、前記ドプラ信号をディジタル化しドプラデータを得
   る手段と、前記ドプラデータに基づいて比較的高周波の
   血流成分を得るディジタルフィルタと、前記血流成分か
   ら前記血流情報を求める手段とを含み、前記ディジタル
   フィルタは前記所定の周期で繰り返し得られる前記ドプ
   ラデータを無限長で扱うことの可能な再帰型フィルタで
   あることを特徴とする請求項４記載の超音波診断装置。
6. 【請求項６】 前記第１の生成手段は前記反射信号を検
   波して偏移周波数成分を有するドプラ信号を得る手段
   と、前記ドプラ信号から血球による散乱の強さを表すパ
   ワーを前記断面内の複数の点について求める手段と、前
   記パワーを前記点毎にフレーム間フィルタ処理に供する
   ことにより前記血流情報を得る手段とを有することを特
   徴とする請求項４記載の超音波診断装置。
7. 【請求項７】 被検体の断面を超音波でスキャンし、得
   られた反射信号から血流情報の２次元分布と、Ｂモード
   像とを生成する超音波診断装置において、 前記２次元分布用の超音波の１回の送信毎にラスタを順
   次切換えながら１フレーム分のスキャンを行う第１のス
   キャンを第１の周期で所定回数繰り返し、前記第１のス
   キャンに続いて前記Ｂモード像用の超音波の１回の送信
   毎にラスタを順次切換えながら１フレーム分のスキャン
   を行う第２のスキャンを行うというサイクルを第２の周
   期で繰り返すスキャン手段と、 前記第１のスキャンで得られた前記反射信号を検波して
   偏移周波数成分を有するドプラ信号を得る手段と、前記
   ドプラ信号をディジタル化しドプラデータを得るディジ
   タル化手段と、前記ディジタル化手段でディジタル化さ
   れた前記ドプラデータに基づいて前記第２のスキャンが
   行われている間のドプラデータを推定する推定手段と、
   前記ディジタル化手段でディジタル化されたドプラデー
   タと前記推定手段で推定されたドプラデータとに基づい
   て比較的高周波の血流成分を得るディジタルフィルタ
   と、前記血流成分から前記血流情報の２次元分布を前記
   第１の周期で繰り返し生成する生成手段とを有する手段
   と、 前記第２のスキャンで得られた反射信号を用いて前記Ｂ
   モード像を前記第２の周期で繰り返し生成する手段とを
   具備することを特徴とする超音波診断装置。
8. 【請求項８】 前記ディジタルフィルタは前記ディジタ
   ル化手段でディジタル化されたドプラデータと前記推定
   手段で推定されたドプラデータとを無限長で扱うことの
   可能な再帰型フィルタであることを特徴とする請求項７
   記載の超音波診断装置。
9. 【請求項９】 前記生成手段は前記血流成分から血球に
   よる散乱の強さを表すパワーを前記断面内の複数の点に
   ついて求める手段と、前記パワーを前記点毎にフレーム
   間フィルタ処理に供することにより前記血流情報を得る
   手段とを有することを特徴とする請求項７記載の超音波
   診断装置。
10. 【請求項１０】 被検体の断面を超音波でスキャンし、
    得られた反射信号から血流情報の２次元分布を生成する
    超音波診断装置において、 奇数番目のラスタを対象として超音波を同一ラスタに対
    して所定回数繰り返し送信する毎にラスタを順次切換え
    ながら１フレーム分のスキャンを行う第１のスキャン
    と、偶数番目のラスタを対象として超音波を同一ラスタ
    に対して前記所定回数繰り返し送信する毎にラスタを順
    次切換えながら１フレーム分のスキャンを行う第２のス
    キャンとを交互に所定の周期で繰り返すスキャン手段
    と、 前記第１のスキャンで得られた反射信号を用いて血球に
    よる散乱の強さを示す第１のパワーの２次元分布を演算
    し、前記第２のスキャンで得られた反射信号を用いて第
    ２のパワーの２次元分布を演算する演算手段と、 前記第１のパワーの２次元分布を空間的に補間し、前記
    第２のパワーの２次元分布を空間的に補間する手段と、 前記第１のパワーの２次元分布と前記第２のパワーの２
    次元分布とをフレーム間フィルタ処理に供することによ
    り前記血流情報の２次元分布を前記所定の周期で繰り返
    し生成する手段とを具備することを特徴とする超音波診
    断装置。