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JPH03272751A - Ultrasonic diagnostic device - Google Patents

Ultrasonic diagnostic device

Info

Publication number
JPH03272751A
JPH03272751A JP7200990A JP7200990A JPH03272751A JP H03272751 A JPH03272751 A JP H03272751A JP 7200990 A JP7200990 A JP 7200990A JP 7200990 A JP7200990 A JP 7200990A JP H03272751 A JPH03272751 A JP H03272751A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
color
blood flow
image
echo
gain
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7200990A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shuichi Kawasaki
河崎 修一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP7200990A priority Critical patent/JPH03272751A/en
Publication of JPH03272751A publication Critical patent/JPH03272751A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reduce color noise for obtaining clear color 2-D blood flow images by providing a control means by which the amplification in an amplifying means is controlled in accordance with the magnitude of a fault image to the amplifying means. CONSTITUTION:A ultrasonic diagnosis device comprises a system controller 7 for controlling respective parts of the device, and when the fault image of a first rate from a wave detector 26 is input into a delay-time adjusting part 5, the fault image echo is delayed by the control signal being input from a system controller 7, and a delay output is outputted into a gain controller 6. And, a color gain is controlled in inverse proportion to the magnitude of the fault image echo, and it is outputted into a MTI calculating part 4 so that MTI filters 43, 44 detect the movement of blood flow by the phase change, and after clatter has been removed, the blood-flow information from an average speed calculating part 46, a dispersion calculating part 47, and a power calculating part 48 together with a B-mode image information is scanned and converted in a DSC 8 to be outputted to a color monitor 11 via a color processing circuit 9 and a D/A converter 10 for obtaining color displays. As a result, unnecessary color noise can be reduced, and clear color 2-D blood images can be obtained.

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、特に超音波エコーのドプラ情報から被検体内
の血流情報を求め、これを2次元表示する超音波診断装
置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention particularly relates to ultrasonic diagnosis in which blood flow information within a subject is determined from Doppler information of ultrasound echoes and is displayed in two dimensions. Regarding equipment.

(従来の技術) 超音波診断法では、Bモード像を代表例とする解剖学的
情報、Mモード像を代表例とする生体内の器官の運動情
報、血流イメージングを代表例とするドプラ効果を利用
した生体内の移動物体の移動に伴う機能情報等を用いて
診断に供するようにしている。また超音波の生体内に対
する走査方法の代表的なものには、電子走査と機械走査
とがある。ここで電子走査法について説明する。
(Prior art) Ultrasonic diagnostic methods use anatomical information, typically represented by B-mode images, movement information of in-vivo organs, typically represented by M-mode images, and the Doppler effect, typically represented by blood flow imaging. Functional information associated with the movement of moving objects within a living body is used for diagnosis. Further, typical methods for scanning inside a living body with ultrasound include electronic scanning and mechanical scanning. Here, the electronic scanning method will be explained.

複数の超音波振動子を併設してなるアレイ型超音波探触
子(プローブ)を用い、リニア電子走査であれば、超音
波振動子の複数個を1単位とし、この1単位の超音波振
動子について励振を行ない超音波ビームの送波を行なう
。例えば順次1振動子分づつピッチをずらしながら1単
位の素子の位置が順々に変わるようにして励振してゆく
ことにより、超音波ビームの送波点位置を電子的にずら
してゆく。そして超音波ビームがビームとして集束する
ように、励振される超音波振動子は、ビームの中心部に
位置するものと側方に位置するものとでその励振のタイ
ミングをずらし、これによって生ずる超音波振動子の各
発生音波の位相差を利用し反射される超音波を集束(電
子フォーカス)させる。そして励振したのと同じ振動子
により反射超音波を受波して電気信号に変換して、各送
受波によるエコー情報を例えば断層像として形成し、T
Vモニタ等に画像表示する。
In the case of linear electronic scanning using an array-type ultrasonic probe (probe) equipped with multiple ultrasonic transducers, a plurality of ultrasonic transducers is regarded as one unit, and this one unit of ultrasonic vibration The ultrasonic beam is transmitted by exciting the beam. For example, the position of the transmitting point of the ultrasonic beam is electronically shifted by sequentially shifting the pitch by one oscillator and excitation so that the position of each unit of element changes one after another. Then, so that the ultrasound beam is focused as a beam, the excited ultrasound transducers are shifted in excitation timing between those located in the center of the beam and those located on the sides, and the ultrasonic transducers generated thereby The reflected ultrasound waves are focused (electronically focused) using the phase difference between the sound waves generated by the vibrator. Then, the reflected ultrasound is received by the same vibrator that was excited and converted into an electrical signal, and the echo information from each transmitted and received wave is formed, for example, as a tomographic image.
Display the image on a V monitor, etc.

またセクタ走査であれば、励振される1単位の超音波振
動子群に対し、超音波ビームの送波方向が超音波ビーム
1パルス分毎に順次扇形に変わるように各振動子の励振
タイミングを所望の方向に応じて変化させ、後の処理は
基本的には上述したリニア電子走査と同じである。
In addition, in the case of sector scanning, the excitation timing of each transducer is set so that the transmission direction of the ultrasonic beam sequentially changes in a fan shape for each pulse of the ultrasonic beam for one unit of excited ultrasonic transducers. It is changed depending on the desired direction, and the subsequent processing is basically the same as the linear electronic scanning described above.

一方、映像法には、超音波送受信に伴う信号を合成して
断層像化するBモード以外に、同一方向固定走査による
Mモード像が代表的である。このMモード画像は、超音
波送受信部位の時間的変化を表示したものであり、特に
心臓の動きある臓器の診断には好適である。
On the other hand, in the imaging method, in addition to the B mode in which signals associated with ultrasonic transmission and reception are combined to form a tomographic image, an M mode image based on fixed scanning in the same direction is typical. This M-mode image displays temporal changes in the ultrasound transmitting/receiving site, and is particularly suitable for diagnosis of moving organs such as the heart.

また血流イメージングを代表例とする超音波ドプラ法は
、生体内の移動物体の移動に伴う機能情報を得て映像化
する方法であり、これを以下説明する。すなわち、超音
波ドプラ法は、超音波が移動物体により反射されると反
射波の周波数が上記物体の移動速度に比例して偏移する
超音波ドプラ効果を利用したものである。具体的には超
音波レートパルスを生体に送波し、その反射波エコーの
位相変化よりドプラ効果による周波数偏移を得ると、そ
のエコーを得た深さ位置における移動物体の運動情報を
得ることができる。
Further, the ultrasonic Doppler method, of which blood flow imaging is a typical example, is a method of obtaining functional information associated with the movement of a moving object within a living body and visualizing it, and this will be explained below. That is, the ultrasonic Doppler method utilizes the ultrasonic Doppler effect in which when an ultrasonic wave is reflected by a moving object, the frequency of the reflected wave shifts in proportion to the moving speed of the object. Specifically, by transmitting ultrasonic rate pulses to a living body and obtaining the frequency deviation due to the Doppler effect from the phase change of the reflected wave echo, we can obtain motion information of a moving object at the depth position where the echo was obtained. I can do it.

この超音波ドプラ法によれば、生体内における位置での
血流の流れの向き、乱れているか整っているかの流れの
状態を知ることができる。
According to this ultrasonic Doppler method, it is possible to know the direction of the flow of blood at a position in the living body and the state of the flow, whether it is turbulent or regular.

次にこの超音波ドプラ法を適用した装置につぃて説明す
る。まず超音波受信信号から血流情報を得るためには、
送信回路により超音波探触子を駆動しである方向に超音
波を所定回数繰り返し送波し、受波された受信信号を直
交位相検波回路により検波して血球によるドプラ偏移信
号とクラッタ成分とからなる信号を得る。この信号をデ
ィジタル信号化し、フィルタによりクラッタ成分を除去
し、血流によるドプラ偏移信号はリアルタイムでカラー
ドプラ像を得るために高速の周波数分析回路により周波
数分析し、ドプラ偏移の平均値、ドプラ偏移の分散値、
ドプラ偏移の平均強度などを得る。また周波数分析回路
に内蔵された自己相関器等により血流の速度カラーフロ
ーマツピング像を得、TVモニタに2次元血流情報を表
示している。
Next, a device to which this ultrasonic Doppler method is applied will be explained. First, in order to obtain blood flow information from ultrasound reception signals,
The ultrasonic probe is driven by a transmitting circuit to repeatedly transmit ultrasonic waves in a certain direction a predetermined number of times, and the received signal is detected by a quadrature phase detection circuit to separate Doppler shift signals caused by blood cells and clutter components. We get a signal consisting of This signal is converted into a digital signal, clutter components are removed by a filter, and the Doppler shift signal due to blood flow is frequency analyzed by a high-speed frequency analysis circuit to obtain a color Doppler image in real time. variance of deviation,
Obtain the average intensity of the Doppler shift, etc. In addition, a color flow mapping image of blood flow velocity is obtained using an autocorrelator built into the frequency analysis circuit, and two-dimensional blood flow information is displayed on a TV monitor.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、従来の2次元血流情報を観察する超音波
診断装置にあっては、次のような問題がある。超音波画
像上の1走査線上における1ポイントにレンジゲートを
かけ、このポイントにおける血流情報のみを周波数解析
し血流速度を得たFFT像は、第6図に示すようように
なっている。
(Problems to be Solved by the Invention) However, the conventional ultrasonic diagnostic apparatus for observing two-dimensional blood flow information has the following problems. An FFT image obtained by applying a range gate to one point on one scanning line on an ultrasound image and frequency-analyzing only the blood flow information at this point to obtain blood flow velocity is as shown in FIG. 6.

このFFT像中には、血流信号以外にノイズが含まれて
いる。このようなFFT像では、図示の如くノイズが含
まれ、ノイズと血流信号が重なって表示されても、血流
信号の連続性から血流信号をノイズと区別することがで
きる。
This FFT image contains noise in addition to blood flow signals. Such an FFT image contains noise as shown in the figure, and even if the noise and the blood flow signal are displayed overlapping, the blood flow signal can be distinguished from the noise based on the continuity of the blood flow signal.

しかしながら、第7図に示すように断層像に重ねて血管
における血流情報をカラー表示する際、従来では第8図
に示すように超音波送受信方向に沿って、カラーフロー
マツピング像を得るためのカラーゲインG。を一定値と
していた。つまり断層像情報が存在し、カラー情報が存
在しない領域でもカラーゲインを一定の増幅率としてい
たため、カラーノイズが発生しやすくなっていた。この
カラーノイズが血管付近にあったり、あるいは血管に重
なった場合には、第7図に示すように診断形態からカラ
ーノイズと細い血管との判別が難しかった。
However, when displaying blood flow information in blood vessels in color overlaid on a tomographic image as shown in Fig. 7, conventionally, color flow mapping images were obtained along the ultrasound transmission and reception direction as shown in Fig. 8. color gain G. was set as a constant value. In other words, color noise is likely to occur because the color gain is set to a constant amplification factor even in areas where tomographic image information exists and color information does not exist. When this color noise is near a blood vessel or overlaps a blood vessel, it is difficult to distinguish between the color noise and a thin blood vessel based on the diagnostic form as shown in FIG.

そこで本発明の目的は、カラーノイズを低減して、鮮明
なカラー2次元血流画像を得る超音波診断装置を提供す
ることにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus that reduces color noise and obtains clear color two-dimensional blood flow images.

[発明の構成] (課題を解決する為の手段) 本発明は上記の課題を解決し目的を達成する為に次のよ
うな手段を講じた。本発明は、被検体に対して超音波を
送受波して得た受渡信号に基づき、断層像エコーを得る
と共に血流によるドプラ偏移信号を検出する手段と、検
出後の信号を増幅する増幅手段と、得られた信号を周波
数解析し血流の平均速度1分散、パワー等の血流情報を
得る手段と、この血流情報を2次元血流像として前記断
層像と共に表示する手段とを具備した超音波診断装置に
おいて、前記ドプラ偏移信号と前記断層像エコーとを入
力し且つ前記ドプラ偏移信号を増幅する前記増幅手段に
対して、前記断層像エコーの大きさに応じて前記増幅手
段中の増幅率を制御する制御手段を備えたことを特徴と
する(作用) このような手段を講じたことにより、次のような作用を
呈する。2次元血流像を得るための増幅率は、断層像エ
コーの大きさに応じて設定されるので、ドプラ偏移信号
が存在する期間中では増幅率(カラーゲイン)を増大さ
せ、ドプラ偏移信号が存在しない期間中、すなわち断層
像エコーの大きい部分の増幅率(カラーゲイン)を低く
することができる。これにより不要なカラーノイズを低
減でき、鮮明なカラー2次元血流像を得ることができる
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems and achieve the objects, the present invention takes the following measures. The present invention provides a means for obtaining a tomographic echo and detecting a Doppler shift signal due to blood flow based on a transmission signal obtained by transmitting and receiving ultrasound to and from a subject, and an amplification system for amplifying the detected signal. means for frequency-analyzing the obtained signal to obtain blood flow information such as mean velocity 1 variance of blood flow and power; and means for displaying this blood flow information as a two-dimensional blood flow image together with the tomographic image. In the ultrasonic diagnostic apparatus, the amplifying means inputs the Doppler shift signal and the tomographic image echo and amplifies the Doppler shift signal, and the amplification unit inputs the Doppler shift signal and the tomographic image echo, and performs the amplification according to the size of the tomographic image echo. Features include a control means for controlling the amplification factor in the means (Function) By taking such a means, the following effects are exhibited. The amplification factor for obtaining a two-dimensional blood flow image is set according to the size of the tomographic image echo, so during the period when the Doppler shift signal exists, the amplification factor (color gain) is increased and the Doppler shift signal is The amplification factor (color gain) can be lowered during a period in which no signal is present, that is, in a portion where the tomographic echo is large. This makes it possible to reduce unnecessary color noise and obtain a clear color two-dimensional blood flow image.

(実施例) 以下、本発明の具体的な実施例を説明する。(Example) Hereinafter, specific examples of the present invention will be described.

第1図は本発明に係る超音波診断装置の一実施例を示す
概略ブロック図、第2図は超音波画像上の血管位置に対
応してカラーゲインを可変した図、第3図は前記デイレ
−時間調整部5の作用を説明するための図、第4図は超
音波ラスタを示す図、第5図は超音波画像上の複数の超
音波ラスタを示す図である。
FIG. 1 is a schematic block diagram showing an embodiment of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a diagram in which color gain is varied according to the position of blood vessels on an ultrasound image, and FIG. - A diagram for explaining the action of the time adjustment unit 5, FIG. 4 is a diagram showing an ultrasound raster, and FIG. 5 is a diagram showing a plurality of ultrasound rasters on an ultrasound image.

超音波診断装置は、超音波探触子1.セクタ電子走査部
2.ドプラ検波部3.MTI演算部4゜デイレ−時間調
整部5.ゲインコントローラ6゜装置の各部を制御する
制御手段としてのシステムコントローラ7を有する。ま
た前記装置は、DSC(ディジタル・スキャン・コンバ
ータ)8゜カラー処理回路9.D/AIO,カラーモニ
タ11、VTR12を有している。
The ultrasonic diagnostic device includes an ultrasonic probe 1. Sector electronic scanning section 2. Doppler detection section 3. MTI calculation unit 4° delay time adjustment unit 5. The gain controller 6 has a system controller 7 as a control means for controlling each part of the device. The device also includes a DSC (digital scan converter) 8° color processing circuit 9. It has a D/AIO, a color monitor 11, and a VTR 12.

前記超音波探触子1は、複数の圧電振動子を併設してな
り、これらの振動子により被検体に対して超音波パルス
を送受波する。
The ultrasonic probe 1 includes a plurality of piezoelectric transducers, and these transducers transmit and receive ultrasonic pulses to and from a subject.

前記セクタ電子走査部2は、発振器21.デイレーライ
ン22.パルサー23.プリアンプ24加算器25.検
波器26を備えて構成される。
The sector electronic scanning section 2 includes an oscillator 21. Dayley line 22. Pulsar 23. Preamplifier 24 Adder 25. It is configured to include a detector 26.

前記発振器21は、第4図に示すようなある方向のカラ
ードプラ像のための1つの超音波ラスタを得るために、
第5図に示すような複数のレートパルス1〜Nをデイレ
ーライン22に出力する。
The oscillator 21 is used to obtain one ultrasound raster for a color Doppler image in a certain direction as shown in FIG.
A plurality of rate pulses 1 to N as shown in FIG. 5 are output to the delay line 22.

なお第4図に示すように各々の超音波ラスク上には、複
数のピクセル点1〜Mが設定されている。
As shown in FIG. 4, a plurality of pixel points 1 to M are set on each ultrasonic rask.

前記デイレーライン22内の図示しない送信用デイレー
ラインは、前記発振器21から入力するレートパルスに
対して、所定の方向に超音波ビームを収束させるべく振
動子ごとに所定の遅延時間を与え、この遅延されたレー
トパルスをパルサー23に出力する。パルサー23は、
前記遅延された複数のレートパルスに基づき前記超音波
探触子1の各々の振動子を所定回数だけ繰り返し駆動す
る。
A transmission delay line (not shown) in the delay line 22 gives a predetermined delay time to each transducer in order to converge the ultrasonic beam in a predetermined direction with respect to the rate pulse input from the oscillator 21, This delayed rate pulse is output to the pulser 23. Pulsar 23 is
Each vibrator of the ultrasound probe 1 is repeatedly driven a predetermined number of times based on the plurality of delayed rate pulses.

すなわち、前記超音波探触子1はパルサー23により送
信駆動され、超音波探触子1から図示しない生体に送波
される超音波パルスは、生体内で流動する血流によるド
プラ偏移をともなう受信信号となり、前記超音波探触子
1の同一振動子に受波される。
That is, the ultrasound probe 1 is driven to transmit by the pulser 23, and the ultrasound pulses transmitted from the ultrasound probe 1 to a living body (not shown) are accompanied by a Doppler shift due to blood flow flowing inside the living body. This becomes a received signal and is received by the same transducer of the ultrasound probe 1.

そしてプリアンプ24は、前記受信信号を増幅し、前記
デイレーライン22に出力する。このデイレーライン2
2内の図示しない受信用デイレーラインでは前記送信時
に与えた遅延時間を元に戻すような遅延時間を各々の振
動子からの受信信号に与える。
The preamplifier 24 amplifies the received signal and outputs it to the delay line 22. This day line 2
A reception delay line (not shown) in 2 gives a delay time to the received signal from each vibrator to restore the delay time given at the time of transmission.

そして加算器25は、各振動子の信号を加算する。さら
に検波器26は、加算器25から出力される信号のうち
ル−ト目の各々のピクセルごとの信号を包路線検波し、
断層像エコー(白黒Bモード像を得るためのエコー)と
してDSC8に出力する。
Then, the adder 25 adds the signals of each vibrator. Furthermore, the detector 26 performs envelope detection on the signal for each root pixel among the signals output from the adder 25,
It is output to the DSC 8 as a tomographic echo (echo for obtaining a black and white B-mode image).

また前記検波器26からのル−ト目の断層像エコーは、
デイレ−時間調整部5に入力する。
Further, the root tomographic image echo from the detector 26 is
It is input to the delay time adjustment section 5.

前記デイレ−時間調整部5は、システムコントローラ7
から入力する制御信号により前記検波器26からのル−
ト目の断層像エコーを第3図に示すように時間t1だけ
遅延させ、この遅延された断層像エコー、すなわちデイ
レ−出力を、後述するゲインコントローラ6に出力する
。ここで時間(t+   to)だけ断層像エコーを遅
延させるのは、後述するドプラ検波部3からゲインコン
トローラ6に出力されるドプラ検波出力(ドプラ偏移信
号)と同期させるためである。
The delay time adjustment section 5 is controlled by a system controller 7.
The control signal from the detector 26 is controlled by the control signal input from the detector 26.
The second tomographic image echo is delayed by a time t1 as shown in FIG. 3, and this delayed tomographic image echo, that is, a delay output, is output to a gain controller 6, which will be described later. The reason why the tomographic echo is delayed by the time (t+to) is to synchronize it with the Doppler detection output (Doppler shift signal) output from the Doppler detection unit 3 to the gain controller 6, which will be described later.

一方、ミキサー31.32は、前記加算器25からの受
信信号、すなわち第5図に示すようなレートパルス1〜
NまでのN回し一トの受信信号を入力する。また90°
位相器33は、発振器21からの基準信号f。を90“
位相を異なえて前記ミキサー32に入力し、ミキサー3
1.32によりそれぞれ乗算される。そうすると、ロー
パスフィルタ34.35にドプラ偏移信号fdとドプラ
偏移信号(2fo+fd)が入力され、ローパスフィル
タ34.35により高周波数成分が除去されてドプラ偏
移信号fd、すなわち血流像のためのドプラ検波出力が
得られる。ドプラ検波出力には血流情報以外に心臓の壁
等のように動きの遅い物体からの不要な反射信号(クラ
ッタ成分)も含まれている。
On the other hand, the mixers 31 and 32 receive the received signals from the adder 25, that is, the rate pulses 1 to 1 as shown in FIG.
Input one received signal N times up to N times. 90° again
The phase shifter 33 receives the reference signal f from the oscillator 21. 90“
are input to the mixer 32 with different phases, and the mixer 3
Each is multiplied by 1.32. Then, the Doppler shift signal fd and the Doppler shift signal (2fo+fd) are input to the low-pass filter 34.35, and the high frequency components are removed by the low-pass filter 34.35 to produce the Doppler shift signal fd, that is, the blood flow image. Doppler detection output can be obtained. In addition to blood flow information, the Doppler detection output also includes unnecessary reflected signals (clutter components) from slow-moving objects such as the wall of the heart.

なお前記ドプラ検波出力は、ローパスフィルタ34.3
5のような狭帯域フィルタにより前記断層像エコーに対
して時間(t+   to )だけ遅延されてゲインコ
ントローラ6に入力する。また前記デイレ−時間調整部
5により断層像エコーは、時間(t+ ’  to)だ
け遅延されたデイレ−出力であるので、ゲインコントロ
ーラ6には、第3図に示すようにローパスフィルタ34
.35からのドプラ検波出力と、前記デイレ−出力とが
同期して入力される。このようにドプラ検波出力と断層
像エコーとを同期させるのは、血管以外の断層像部分を
カラー表色しないようにするためである。
Note that the Doppler detection output is transmitted through a low-pass filter 34.3.
The tomographic image echo is delayed by a time (t+to) by a narrow band filter such as 5 and input to the gain controller 6. Furthermore, since the tomographic echo is a delayed output delayed by the time (t+'to) by the delay time adjustment section 5, the gain controller 6 includes a low-pass filter 34 as shown in FIG.
.. The Doppler detection output from 35 and the delay output are input synchronously. The reason why the Doppler detection output and the tomographic image echo are synchronized in this way is to prevent the tomographic image portions other than the blood vessels from being colored.

そして前記ゲインコントローラ6は、ドプラ検波出力と
断層像エコーとを入力し、次のような処理を行なう。す
なわちは、断層像エコーは時刻1、−1.期間中ではほ
ぼ零であり、この期間以外の期間中でエコー出力が得ら
れている。また前記期間中には、前記ドプラ検波出力が
得られている。
The gain controller 6 inputs the Doppler detection output and the tomographic echo, and performs the following processing. That is, the tomographic echoes are at times 1, -1, . It is almost zero during this period, and echo output is obtained during periods other than this period. Further, during the period, the Doppler detection output is obtained.

したがって、前記ゲインコントローラ6は、断層像エコ
ーを反転させたゲインを生成する。すなわち第2図に示
すように超音波送信方向に沿って、血管領域(前記時刻
t、〜t3に対応)では、比較的大きいゲイン(Go十
G、)とし、それ以外の領域では、比較的低いゲインG
。とじている。
Therefore, the gain controller 6 generates a gain that is an inversion of the tomographic echo. That is, as shown in FIG. 2, along the ultrasound transmission direction, a relatively large gain (Go + G) is set in the blood vessel region (corresponding to the above-mentioned times t to t3), and a relatively large gain (Go + G) is set in the other regions. low gain G
. It is closed.

ゲインコントローラ6は、時刻t1〜t、でドプラ検波
出力をゲイン(Go +G、)で増幅し、時刻t1〜t
、以外の時刻でゲインG。で増幅する。
The gain controller 6 amplifies the Doppler detection output with a gain (Go +G,) from time t1 to t, and from time t1 to t.
Gain G at times other than . Amplify with.

このようにゲインコントローラ6は、断層像エコーの大
きさに反比例してカラーゲインをコントロールし、血管
のみゲインを特に強調したドプラ検波出力を、MTI演
算部4に出力する。
In this way, the gain controller 6 controls the color gain in inverse proportion to the magnitude of the tomographic image echo, and outputs Doppler detection output in which only the blood vessel gain is particularly emphasized to the MTI calculation unit 4.

MTI演算部4は、A/D41,42.MTIフィルタ
4B、44. 自己相関器45.平均速度演算部461
分散演算部47.パワー演算部48から構成されている
。A/D変換器41.42はそれぞれローパスフィルタ
34.35の出力をディジタル信号に変換し、その変換
出力は、MTIフィルタ43.44に出力される。
The MTI calculation unit 4 includes A/Ds 41, 42 . MTI filter 4B, 44. Autocorrelator 45. Average speed calculation unit 461
Distributed calculation unit 47. It is composed of a power calculation section 48. A/D converters 41, 42 convert the outputs of low-pass filters 34, 35 into digital signals, and the converted outputs are output to MTI filters 43, 44.

MTIとは、レーダで使用されている技術でMovin
g Target  I ndicatorの略であり
、移動目標だけをドプラ効果を利用して検出する方法で
ある。したがって、MTIフィルタ43.44は、前記
N回のレートパルスにおける同一ピクセル間の位相変化
により血流の動きを検出し、クラッタを除去する。
MTI is a technology used in radar.Movin
G Target Indicator is a method of detecting only moving targets using the Doppler effect. Therefore, the MTI filters 43 and 44 detect the movement of blood flow based on the phase change between the same pixels in the N rate pulses, and remove clutter.

次にクラッタを除去した信号を周波数分析するには、自
己相関器45が用いられる。この自己相量器45は周波
数分析法の一種であり、2次元の多点の周波数分析をリ
アルタイムで行なう必要性から用いられ、FFT法より
も演算数が少なくて済むという利点を有する。
Next, an autocorrelator 45 is used to perform frequency analysis on the signal from which clutter has been removed. This self-phase quantizer 45 is a type of frequency analysis method, and is used because it is necessary to perform two-dimensional multi-point frequency analysis in real time, and has the advantage that it requires fewer calculations than the FFT method.

平均速度演算部46は次式により平均ドプラシフト周波
数fdを求める。
The average velocity calculation unit 46 calculates the average Doppler shift frequency fd using the following equation.

fd−、I”f−5(f)df/J’S(f’)dfこ
こでS (nはパワースペクトラムである。
fd-, I"f-5(f)df/J'S(f')df where S (n is the power spectrum.

分散演算部47は次式により分散σ2を求める。The variance calculation unit 47 calculates the variance σ2 using the following equation.

σ2.=ff2 ・5(f) d f/、l’5(f)
 d f(fd)2 パワー演算部48は、次式に基づきトータルパワーTP
を求める。
σ2. =ff2 ・5(f) d f/, l'5(f)
d f(fd)2 The power calculation unit 48 calculates the total power TP based on the following equation.
seek.

TP−fS(f)df このトータルパワーTPは、血流から散乱エコーの強度
に比例するが、MTIフィルタ43゜44のカットオフ
周波数以下に相当する移動物体からのエコーは除かれる
TP-fS(f)df This total power TP is proportional to the intensity of echoes scattered from the blood flow, but echoes from moving objects corresponding to frequencies below the cutoff frequency of the MTI filters 43 and 44 are excluded.

さらに前記平均速度演算部461分散演算部47、パワ
ー演算部48からの血流情報は、DSC8に入力され、
カラー処理回路9によりカラー情報に変換される。すな
わちカラー処理回路9によりV−σ2表示の場合には、
超音波探触子1に近づく流れは赤色系に変換され、探触
子1から遠ざかる流れは前糸に変換される。また平均速
度の大きさは輝度の違いにより表現され、速度分散は色
相により表現される。
Further, blood flow information from the average velocity calculation unit 461, variance calculation unit 47, and power calculation unit 48 is input to the DSC 8,
The color processing circuit 9 converts it into color information. That is, in the case of V-σ2 display by the color processing circuit 9,
The flow approaching the ultrasonic probe 1 is converted into a red color, and the flow away from the probe 1 is converted into a front thread. Further, the magnitude of the average velocity is expressed by a difference in brightness, and the velocity dispersion is expressed by hue.

かくして血流情報はBモード像情報と共にDSC8にお
いて走査変換され、カラー処理回路9およびD/A 1
0を介してカラーモニタ11に出力され、これによりカ
ラー表色される。また必要に応じてVTR12に記録さ
れる。
Thus, the blood flow information is scan-converted in the DSC 8 together with the B-mode image information, and the color processing circuit 9 and the D/A 1
0 to the color monitor 11, where the colors are expressed. It is also recorded on the VTR 12 as necessary.

このように本実施例によれば、前記ゲインコントローラ
6により断層像エコーの大きさに反比例してカラーフロ
ーマツピング像を得るためのカラーゲインがコントロー
ルされるので、ドプラ偏移信号が存在する期間中(t+
   t3)ではカラーゲインを増大させ、ドプラ偏移
信号が存在しない期間中(t+−ts以外の期間)、す
なわち断層像エコーの大きい部分のカラーゲインを低く
することができる。
As described above, according to this embodiment, the color gain for obtaining a color flow mapping image is controlled by the gain controller 6 in inverse proportion to the magnitude of the tomographic image echo, so that the period during which the Doppler shift signal exists is controlled by the gain controller 6. Medium (t+
At t3), the color gain can be increased, and the color gain can be lowered during a period in which no Doppler shift signal exists (a period other than t+-ts), that is, in a portion where the tomographic echo is large.

これにより血管のみ強調され、それ以外の部分では不要
なカラーノイズを低減でき、鮮明なカラー2次元血流画
像を得ることができる。
As a result, only blood vessels are emphasized, unnecessary color noise can be reduced in other parts, and a clear color two-dimensional blood flow image can be obtained.

なお本発明は上述した実施例に限定されるものではない
。上述した実施例では、断層像(Bモード像)とカラー
ドプラ像とを表示したBDF画像について説明したが、
例えば前記BDF画像にFFT画像を加えたBDF画像
画像/FF像画像本発明は適用できる。また上述した実
施例では、カラーゲインを血管のみ(Go 十G、)と
し、血管以外の部分を固定ゲインG。とじたが、例えば
カラーゲインを血管及び血管以外の部分共に可変するよ
うにしても良い。この場合には、両者の可変比をコント
ロールすることにより、血管のゲインが血管以外の部分
のゲインよりも大となるようにコントロールすれば良い
。要するに本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実
施可能であるのは勿論である。
Note that the present invention is not limited to the embodiments described above. In the above-described embodiment, a BDF image that displays a tomographic image (B-mode image) and a color Doppler image was explained.
For example, the present invention can be applied to a BDF image/FF image obtained by adding an FFT image to the BDF image. Further, in the embodiment described above, the color gain is set only to the blood vessels (Go 1 G,), and the portion other than the blood vessels is set to a fixed gain G. However, for example, the color gain may be varied for both blood vessels and parts other than blood vessels. In this case, the gain of the blood vessel may be controlled to be larger than the gain of the portion other than the blood vessel by controlling the variable ratio between the two. In short, it goes without saying that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

[発明の効果] 本発明によれば、2次元血流像を得るための増幅率は、
断層像エコーの大きさに応じて設定されるので、ドプラ
偏移信号が存在する期間中では増幅率(カラーゲイン)
を増大させ、ドプラ偏移信号が存在しない期間中、すな
わち断層像エコーの大きい部分の増幅率(カラーゲイン
)を低くすることができる。これにより不要なカラーノ
イズを低減でき、鮮明なカラー2次元血流像を得る超音
波診断装置を提供できる。
[Effects of the Invention] According to the present invention, the amplification factor for obtaining a two-dimensional blood flow image is
Since it is set according to the size of the tomogram echo, the amplification factor (color gain) is
can be increased, and the amplification factor (color gain) can be lowered during a period in which no Doppler shift signal exists, that is, in a large portion of tomographic echoes. This makes it possible to reduce unnecessary color noise and provide an ultrasonic diagnostic apparatus that obtains clear color two-dimensional blood flow images.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明に係る超音波診断装置の一実施例を示す
ブロック図、第2図は超音波画像上の血管位置に対応し
てカラーゲインを可変した図、第3図は前記デイレ−時
間調整部の作用を説明するための図、第4図は超音波画
像上の複数の超音波ラスタを示す図、第5図は1つの超
音波ラスタを構成する複数のレートパルスのタイミング
図、第6図はノイズが含まれるFFT像を示す図、第7
図はカラードプラ像を示す図、第8図は従来の一定レベ
ルのカラーゲインを示す図である。 1・・・超音波探触子、2・・・セクタ電子走査部、3
・・・ドプラ検波部、4・・・MTI演算部、5・・・
デイレ−時間調整部、6・・・ゲインコントローラ、7
・・・システムコントローラ、8・・・DSC,9・・
・カラー処理回路、10・・・D/A、11・・・カラ
ーモニタ、〕2・・・VTR146・・・平均速度演算
部、47・・・分散演算部、48・・・パワー演算部。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a diagram in which color gain is varied according to the position of blood vessels on an ultrasonic image, and FIG. 3 is a diagram showing the delay A diagram for explaining the action of the time adjustment section, FIG. 4 is a diagram showing a plurality of ultrasound rasters on an ultrasound image, FIG. 5 is a timing diagram of a plurality of rate pulses constituting one ultrasound raster, Figure 6 shows an FFT image containing noise, Figure 7
The figure shows a color Doppler image, and FIG. 8 is a diagram showing a conventional constant level color gain. 1... Ultrasonic probe, 2... Sector electronic scanning unit, 3
... Doppler detection unit, 4... MTI calculation unit, 5...
Delay time adjustment section, 6...gain controller, 7
...System controller, 8...DSC, 9...
- Color processing circuit, 10...D/A, 11...Color monitor, 2...VTR146...Average speed calculation section, 47...Dispersion calculation section, 48...Power calculation section.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 被検体に対して超音波を送受波して得た受波信号に基づ
き、断層像エコーを得ると共に血流によるドプラ偏移信
号を検出する手段と、検出後の信号を増幅する増幅手段
と、得られた信号を周波数解析し血流の平均速度、分散
、パワー等の血流情報を得る手段と、この血流情報を2
次元血流像として前記断層像と共に表示する手段とを具
備した超音波診断装置において、前記ドプラ偏移信号と
前記断層像エコーとを入力し且つ前記ドプラ偏移信号を
増幅する前記増幅手段に対して、前記断層像エコーの大
きさに応じて前記増幅手段中の増幅率を制御する制御手
段を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
means for obtaining a tomographic echo and detecting a Doppler shift signal due to blood flow based on a received signal obtained by transmitting and receiving ultrasound to and from a subject; and an amplification means for amplifying the detected signal; A means for frequency-analyzing the obtained signal to obtain blood flow information such as the average velocity, dispersion, and power of blood flow, and
In an ultrasonic diagnostic apparatus comprising means for displaying a dimensional blood flow image together with the tomographic image, the amplifying means inputs the Doppler shift signal and the tomographic image echo and amplifies the Doppler shift signal. An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: a control means for controlling an amplification factor in the amplification means according to the magnitude of the tomographic echo.
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JP2004358134A (en) * 2003-06-09 2004-12-24 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc Method for displaying flow image and ultrasonic diagnostic apparatus
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