JPH0716489B2 - Color ultrasonic diagnostic equipment - Google Patents
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- JPH0716489B2 JPH0716489B2 JP30754688A JP30754688A JPH0716489B2 JP H0716489 B2 JPH0716489 B2 JP H0716489B2 JP 30754688 A JP30754688 A JP 30754688A JP 30754688 A JP30754688 A JP 30754688A JP H0716489 B2 JPH0716489 B2 JP H0716489B2
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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。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial field of application) The present invention seeks blood flow information in a subject by utilizing the Doppler effect of ultrasonic waves and displays it in a two-dimensional manner. The present invention relates to a sound wave diagnostic apparatus.
(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、断層像を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。(Prior Art) By using the ultrasonic Doppler method and the pulse reflection method together, blood flow information and tomographic image (B-mode image) information can be obtained with one ultrasonic probe, and the tomographic images are overlapped to obtain blood flow information in real time. There is known a color ultrasonic diagnostic apparatus that displays in color. The operation principle when blood flow information is obtained by such a device is as follows.
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foはfo=
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。That is, when an ultrasonic pulse is transmitted to the blood flow flowing in the living body that is the subject, the center frequency fc of this ultrasonic beam is scattered by the flowing blood cells and undergoes Doppler shift to change the frequency fd. Then, this received frequency fo is fo =
It becomes fc + fd. At this time, the frequencies fc and fd are expressed by the following equation.
ここで、V:平均血流速 Q: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を出ることができる。 Here, V: average blood flow velocity Q: angle formed by ultrasonic beam and blood vessel C: speed of sound Therefore, the average blood flow velocity V can be obtained by detecting the Doppler shift fd.
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14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。The two-dimensional image display of the average blood flow velocity V thus obtained is performed as follows. First, as shown in FIG. 14, when ultrasonic waves are sequentially transmitted from the ultrasonic probe 1 to the subject in the A, B, C, ... directions to perform sector (or linear) scanning, the ultrasonic pulse Scan control is performed.
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。When an ultrasonic pulse is first transmitted several times in the A direction, the echo signal that is Doppler-shifted and reflected by the blood flow in the subject is received by the same probe 1, converted into an electrical signal, and received. Sent to the circuit.
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。Then, the Doppler shift signal is detected by the phase detection circuit. The Doppler shift signal is captured at every 256 sample points set in the ultrasonic pulse transmission direction. The Doppler shift signal captured at each sample point was frequency analyzed by a frequency analyzer and D. equipped with a frame memory.
After being sent to an SC (Digital Scan Converter) and scanned and converted there, the blood flow distribution image in the A direction is sent to the display unit and displayed in real time as a two-dimensional image.
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。The same operation is repeated for each direction B, C, ..., and the blood flow distribution image (also called color flow mapping (CFM) image) corresponding to each scan direction is displayed. Become.
第15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。FIG. 15 shows the relationship between the angle expression and the frequency expression of the average blood flow velocity and the corresponding display colors. Corresponding to −π to + π in the case of the angle expression and −in the case of the frequency expression. fr
Display colors are blue, black, and red corresponding to / 2 to + fr / 2. It should be noted that fr is the repetition frequency of the ultrasonic pulse.
ところで、従来装置において、フレーム構成周期
(TOF)がテレビ画面構成周期よりも長いためCFM像の時
間的平滑化(残光効果)処理が行われ、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9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は、同一座標(x,y)の血流速
データの相関を取る手法である。原理的には第10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。ちなみにCF
M像のフレーム周波数をfOFで表わし、隣接フレーム間で
の周波数表現による血流速データの変化をfで表わした
場合、f=fOF≧1/2が成立すると、階調変化の所謂フレ
ーム相関処理による折返し現象を生じてしまう(第11図
参照)。By the way, in the conventional device, since the frame composition period (T OF ) is longer than the television screen composition period, the temporal smoothing (afterglow effect) processing of the CFM image is performed, and the frame correlation is performed in the temporal smoothing processing. It is used. As shown in FIG. 9, the temporal smoothing processing by the frame correlation is performed in the same coordinate (x, y) when a plurality of continuous CFM images are formed every one frame constituent period (T OF ). This is a method of taking correlation of blood flow velocity data. In principle, it is a cyclic digital filter as shown in FIG. 10, and is physically a low-pass filter on the time axis (t). By the way CF
When the frame frequency of the M image is represented by f OF , and the change of the blood flow velocity data due to the frequency representation between adjacent frames is represented by f, if f = f OF ≧ 1/2 holds, a so-called frame of gradation change The aliasing phenomenon occurs due to the correlation process (see Fig. 11).
(発明が解決しようとする課題) Bモード像データ(白黒エコーデータ)のような階調変
化のみで符号の変化の無いデータ間の相関による時間的
平滑化処理は、第12図のように正側のみで行われるの
で、問題は生じない。(Problems to be Solved by the Invention) Temporal smoothing processing by correlation between data such as B-mode image data (black and white echo data) that has only a gradation change but no sign change is performed as shown in FIG. There is no problem because it is done only on the side.
一方、CFM像では、ドプラ偏移信号を超音波パルスの繰
返し周波数frで離散的にサンプリングするため、血流速
度V(t)がfr/2以上又は−fr/2以下となると、「サン
プリングによる折返し現象」が発生する。このため、第
13図に示すように、実際は×印のような血流速度V
(t)の変化となっているにもかかわらず、「サンプリ
ングによる折返し現象」によって、後半の●印で示すよ
うにデータ2a以降で折返して、赤→青,青→赤へ移行し
てしまう。このようにサンプリングによる折返し現象が
起きた場合に、データ2aと2b及びデータ2cと2dのように
異符号間でフレーム相関処理を行うと、処理結果2に示
すように平滑化されてしまうため、周波数ゼロラインと
交差するように血流速度V(t)が変化してしまう。こ
のゼロ交差部分3に対して黒色が割当てられるため、そ
こでCFM像をフリーズ(静止画像表示)すると、実際に
は高速血流部位が存在するにもかかわらず、表示画像上
では当該部位が黒色となり血流が無いように表示されて
しまう。On the other hand, in the CFM image, the Doppler shift signal is discretely sampled at the repetition frequency fr of the ultrasonic pulse. Therefore, when the blood flow velocity V (t) becomes fr / 2 or more or −fr / 2 or less, “by sampling "Foldback phenomenon" occurs. For this reason,
As shown in Fig. 13, in reality, the blood flow velocity V as shown by X
Despite the change in (t), due to the "sampling-back phenomenon", as shown by the ● mark in the latter half, the data 2a and later turn back, and shift from red to blue and from blue to red. When the folding phenomenon due to sampling occurs in this way, when frame correlation processing is performed between different codes such as data 2a and 2b and data 2c and 2d, smoothing is performed as shown in processing result 2. The blood flow velocity V (t) changes so as to cross the frequency zero line. Since black is assigned to this zero-crossing part 3, if the CFM image is frozen (still image display) there, the part becomes black on the display image even though there is a high-speed blood flow part actually. It is displayed as if there is no blood flow.
本発明は上記欠点を除去するもので、その目的とすると
ころは、サンプリングによる折返し現象を生じた場合の
高血流部位の黒色表示を排除することにより、適切な血
流分布像表示を可能とするカラー超音波診断装置を提供
することにある。The present invention eliminates the above-mentioned drawbacks, and an object of the present invention is to eliminate the black display of the high blood flow portion when the folding phenomenon occurs due to sampling, thereby enabling an appropriate blood flow distribution image display. The present invention is to provide a color ultrasonic diagnostic apparatus.
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明は、被検体に対して超音波パルスの送受信を行う
送受信手段と、この送受信手段にてサンプリング周波数
frで得られた受信データに基づき被検体の血流速データ
を検出する検出手段と、前記血流速データにフレーム相
関による時間的平滑化処理を施す平滑化処理手段と、こ
の平滑化処理手段の処理結果をカラー表示する表示手段
とを有するカラー超音波診断装置において、前記平滑化
処理手段は、−fr/2から+fr/2の範囲で入力された新旧
の血流速データの符号が異なる場合に、それらのデータ
値の差の絶対値の閾値とを比較して、その絶対値が閾値
より大きいときは、前記時間的平滑化処理の処理結果に
代えて旧データの血流方向の最高階調に等しい値を与え
ることを特徴とするものである。[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The present invention relates to a transmitting / receiving means for transmitting / receiving ultrasonic pulses to / from a subject, and a sampling frequency by the transmitting / receiving means.
Detecting means for detecting blood flow velocity data of the subject based on the received data obtained by fr, smoothing processing means for subjecting the blood flow velocity data to temporal smoothing processing by frame correlation, and this smoothing processing means In the color ultrasonic diagnostic apparatus having a display unit for displaying the processing result of 1., the smoothing processing unit has different signs of the old and new blood flow rate data input in the range of −fr / 2 to + fr / 2. In this case, the absolute value of the difference between the data values is compared with the threshold value, and when the absolute value is greater than the threshold value, the maximum of the old data in the blood flow direction is replaced with the result of the temporal smoothing process. It is characterized by giving a value equal to the gradation.
(作用) 本発明によれば、血流分布像データの血流速度が−fr/2
乃至+fr/2を越えるようなサンプリングによる折返し現
像が発生した場合に、平滑化処理手段により血流速度の
周波数表現上の周波数ゼロラインと交差しない方向に時
間的平滑化処理を行うようにしているので、折返し現象
を生じた場合の高血流速部位の黒色表示を排除できる。(Operation) According to the present invention, the blood flow velocity of the blood flow distribution image data is −fr / 2.
When the aliasing development by sampling exceeding + fr / 2 is generated, the smoothing processing means performs the temporal smoothing processing in the direction not crossing the frequency zero line in the frequency expression of the blood flow velocity. Therefore, it is possible to eliminate the black display of the high blood flow velocity portion when the folding phenomenon occurs.
(実施例) 以下、本発明を実施例により具体的に説明する。(Examples) Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples.
第1図は本発明の一実施例を示している。FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.
10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、11はこの超音波プローブ10を介して
超音波パルスの送受信を行う送受信部であり、12は超音
波エコーの包絡線検波を行い、それをディジタル信号に
変換して出力するレシーバであり、13はこのレシーバ13
の出力が書込まれる白/黒フレームメモリである。ま
た、14は超音波エコーの直交検波を行う直交検波部であ
り、15はCFM(カラーフローマッピング)処理を行うCFM
ユニットであり、16はこのCFM処理出力が書込まれるカ
ラーフレームメモリである。このカラーフレームメモリ
16及び白/黒フレームメモリ13の後段には、両メモリか
らの読出しデータを合成する合成処理部17が配置され、
更にこの合成処理部17の後段には、この合成処理出力を
カラー表示するRGBモニタ18が配置されている。10 is an ultrasonic probe formed by arranging a plurality of ultrasonic transducers in an array, 11 is a transmission / reception unit that transmits and receives ultrasonic pulses through the ultrasonic probe 10, and 12 is an ultrasonic echo. The receiver 13 performs envelope detection, converts it to a digital signal, and outputs it.
Is a white / black frame memory in which the output of is written. Further, 14 is a quadrature detection unit that performs quadrature detection of ultrasonic echoes, and 15 is a CFM that performs CFM (color flow mapping) processing.
Reference numeral 16 is a unit, and 16 is a color frame memory in which this CFM processing output is written. This color frame memory
16 and the subsequent stage of the white / black frame memory 13, a synthesis processing unit 17 for synthesizing read data from both memories is arranged,
Further, an RGB monitor 18 that displays the color of the output of the synthesis processing is arranged at the subsequent stage of the synthesis processing unit 17.
ここで前記CFMユニット15は次のように構成されてい
る。Here, the CFM unit 15 is configured as follows.
19はA/D(アナログ・ディジタル)変換器であり、前記
直交検波部14の出力がこのA/D変換器19によりディジタ
ル信号に変換されるようになっている。このA/D変換器1
9の後段には、クラッタ成分を除去するMTIフィルタ20が
配置され、またこのフィルタ20の後段には、平均血流速
(),トータルパワー(),分散()の算出を行
うCFM演算部21が配置され、更にこのCFM演算部21の後段
には、フレーム相関により血流分布像の時間的平滑化処
理を行う平滑化処理手段22が配置されている。ここでこ
の平滑化処理手段22においては、血流分布像データの血
流速度が−fr/2乃至+fr/2を越える場合に、血流情報の
周波数表現上の周波数ゼロラインと交差しない方向に血
流分布像の時間的平滑化処理が行われるようになってお
り、これが本実施例装置の特徴点の一つとなっている。Reference numeral 19 is an A / D (analog / digital) converter, and the output of the quadrature detector 14 is converted into a digital signal by the A / D converter 19. This A / D converter 1
An MTI filter 20 for removing the clutter component is arranged in the subsequent stage of 9, and a CFM calculator 21 for calculating the average blood flow velocity (), total power (), and dispersion () is provided in the subsequent stage of the filter 20. Further, smoothing processing means 22 for performing temporal smoothing processing of the blood flow distribution image by frame correlation is arranged at the subsequent stage of the CFM calculation unit 21. Here, in the smoothing processing means 22, when the blood flow velocity of the blood flow distribution image data exceeds -fr / 2 to + fr / 2, the smoothing processing means 22 does not cross the frequency zero line in the frequency expression of the blood flow information. The blood flow distribution image is subjected to temporal smoothing processing, which is one of the characteristic points of the apparatus of this embodiment.
次に、この平滑化処理手段22の機能を実現するための構
成例について説明する。Next, a configuration example for realizing the function of the smoothing processing means 22 will be described.
第2図は平滑化処理手段22の詳細な構成を示している。FIG. 2 shows a detailed configuration of the smoothing processing means 22.
25は第1図のCFM演算部21からの血流速信号V(t)を
(1−a)倍する係数ROM(リードオンリメモリ)であ
り、この係数ROM25の出力は、後段に配置された加算器2
6に取込まれ、この加算器26において、後述する係数ROM
29の出力と加算された後にMPX(マルチプレクサ)27を
介して画像メモリ28に取込まれるようになっている。こ
こでaはフレーム相関処理における係数を意味する。MP
X27は加算器26の出力と初期条件ROM30の出力とを択一的
に画像メモリ28に伝達する機能を有し、いずれを選択す
るかは初期条件ROM30より選択信号SELによる。初期条件
ROM30は画像メモリ28の出力と入力信号V(t)との比
較を行い、その比較結果に応じてMPX27に選択信号SELを
送出すると共に初期条件を送出する。尚、この初期条件
及びMPX27の選択論理については後に詳述する。Reference numeral 25 is a coefficient ROM (read only memory) that multiplies the blood flow velocity signal V (t) from the CFM calculator 21 of FIG. 1 by (1-a), and the output of this coefficient ROM 25 is arranged in the subsequent stage. Adder 2
Taken in 6 and in the adder 26, the coefficient ROM described later
After being added to the output of 29, it is taken into the image memory 28 via the MPX (multiplexer) 27. Here, a means a coefficient in the frame correlation process. MP
X27 has a function of selectively transmitting the output of the adder 26 and the output of the initial condition ROM 30 to the image memory 28, and which is selected depends on the selection signal SEL from the initial condition ROM 30. Initial condition
The ROM 30 compares the output of the image memory 28 with the input signal V (t), and sends the selection signal SEL and the initial condition to the MPX 27 according to the comparison result. The initial condition and the MPX27 selection logic will be described later in detail.
また画像メモリ28は第5図に示すように方位方向にMラ
スタ分、距離方向にN画素分の記憶容量を持つ2次元構
造のメモリであり、この画像メモリ28へのデータ書込み
動作とこの画像メモリ28らのデータ読出し動作との切換
え、及びアドレス指定はメモリコントローラ31によって
行われる。そしてこのメモリコントローラ31には、1フ
レーム構成周期信号OFO、CMFスキャンラスタ先頭信号IN
ITO、CFM演算部からの転送クロックDEPIXCKが入力され
るようになっている。更にこの画像メモリ28の後段に
は、この画像メモリ28の出力をa倍する係数ROM29が配
置されている。そして係数ROM25,29には第1図のホスト
CPU(中央処理装置)23からの係数選択信号が取込まれ
るようになっている。この信号によって係数aの値が決
定される。すなわち係数ROM25,29における係数aの値は
ホストCPU23の制御下で決定されるのである。またMPX27
の出力がこの平滑化処理手段22の出力として第1図のカ
ラーフレームメモリ16に送出されるようになっている。The image memory 28 is a two-dimensional memory having a storage capacity of M rasters in the azimuth direction and N pixels in the distance direction, as shown in FIG. The memory controller 31 performs switching between data read operation from the memory 28 and addressing. Then, the memory controller 31 has a 1-frame configuration periodic signal OFO and a CMF scan raster head signal IN.
The transfer clock DEPIXCK from the ITO and CFM calculation units is input. Further, in the subsequent stage of the image memory 28, a coefficient ROM 29 for multiplying the output of the image memory 28 by a is arranged. Then, the coefficient ROMs 25 and 29 have the host of FIG.
A coefficient selection signal from a CPU (central processing unit) 23 is taken in. The value of the coefficient a is determined by this signal. That is, the value of the coefficient a in the coefficient ROMs 25 and 29 is determined under the control of the host CPU 23. Also MPX27
Is output to the color frame memory 16 of FIG. 1 as the output of the smoothing processing means 22.
第8図は前記MPX27の選択論理を示しており、以下、こ
れについて説明する。FIG. 8 shows the selection logic of the MPX 27, which will be described below.
現在のデータをV(n)とし、このV(n)より1フレ
ーム前のデータをV(n+1)とする。このV(n),V
(n+1)の符号が等しい場合、初期条件ROM30より選
択信号SELは出力されず、MPX27は加算器26の出力を選択
する(フレーム相関処理継続)。また、V(n),V(n
+1)の符号が異なる場合であって、それらの差の絶対
値がスレッショルドレベルTH以上である場合には、フレ
ーム相関処理が一旦停止され、初期条件が与えられる。
すなわち、この場合には初期条件ROM30より選択信号SEL
及び初期条件が出力され、MPX27は初期条件ROM30よりの
初期条件を選択してそれを画像メモリ28及びカラーフレ
ームメモリ16に送出する。更に、V(n),V(n+1)
の符号が異なる場合であって、それらの差の絶対値がス
レッショルドレベルTHより小さい場合には、初期条件RO
M30より選択信号SELは出力されず、MPX27は加算器26の
出力を選択する(フレーム相関処理継続)。ここで、ス
レッショルドレベルTHは通常fr/2(frは超音波パルスの
繰返し周波数)に設定されているが、0からfrまで必要
に応じて調整できるようになっている。また、初期条件
は、V(n+1)が正の場合には+fr/2であり、逆にV
(n+1)が負の場合には−fr/2である。The current data is V (n), and the data one frame before this V (n) is V (n + 1). This V (n), V
When the signs of (n + 1) are equal, the selection signal SEL is not output from the initial condition ROM 30, and the MPX 27 selects the output of the adder 26 (continuation of frame correlation processing). Also, V (n), V (n
When the signs of +1) are different and the absolute value of the difference is equal to or higher than the threshold level TH, the frame correlation process is temporarily stopped and the initial condition is given.
That is, in this case, the selection signal SEL from the initial condition ROM 30
And the initial condition are output, and the MPX 27 selects the initial condition from the initial condition ROM 30 and sends it to the image memory 28 and the color frame memory 16. Furthermore, V (n), V (n + 1)
If the sign of is different and the absolute value of the difference is smaller than the threshold level TH, the initial condition RO
The selection signal SEL is not output from M30, and the MPX27 selects the output of the adder 26 (frame correlation processing continues). Here, the threshold level TH is normally set to fr / 2 (fr is the repetition frequency of the ultrasonic pulse), but it can be adjusted from 0 to fr as necessary. Also, the initial condition is + fr / 2 when V (n + 1) is positive, and conversely V
When (n + 1) is negative, it is -fr / 2.
次に、上記構成による実施例装置の作用について説明す
る。Next, the operation of the embodiment apparatus having the above configuration will be described.
超音波プローブ10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は再び超音波プローブ
10によって受波され、それが送受信部11を介してレシー
バ12に取込まれた包絡線検波され、それがディジタル信
号に変換された後に白/黒フレームメモリ13に転送さ
れ、ここに書込まれる。この白/黒フレームメモリ13の
記憶内容はモニタ系のタイミングで読出され、合成処理
部17を介してRGBモニタ18に伝達される。The reflected component of the ultrasonic pulse transmitted from the ultrasonic probe 10 toward the subject is again the ultrasonic probe.
Envelope detection received by the receiver 12 via the transmitter / receiver 11 and converted into a digital signal is transferred to the white / black frame memory 13 and written therein. . The stored contents of the white / black frame memory 13 are read at the timing of the monitor system and transmitted to the RGB monitor 18 via the composition processing unit 17.
一方、ドプラ情報を得るための超音波パルスの送受によ
って得られたパルスエコーは直交検波部14において直交
検波され、その検波出力がCFMユニット15に送出され
る。そして上記の直交検波出力はA/D変換器19によりデ
ィジタル信号に変換され、MTIフィルタ20によりクラッ
タ成分が除去された後にCFM演算部21に取込まれ、平均
血流速(),トータルパワー(),分散()の算
出に供される。そしてこのCFM演算部21での算出結果が
平滑化処理手段22に取込まれ、この平滑化処理手段22に
おいてフレーム相関による時間的平滑化処理が行われ、
その処理結果がカラーフレームメモリ16及び合成処理部
17を介してRGBモニタ18に伝達され、白黒Bモード像に
重畳して表示される。On the other hand, the pulse echo obtained by transmitting and receiving the ultrasonic pulse for obtaining the Doppler information is subjected to quadrature detection in the quadrature detection unit 14, and the detection output thereof is sent to the CFM unit 15. Then, the quadrature detection output is converted into a digital signal by the A / D converter 19, and after the clutter component is removed by the MTI filter 20, the quadrature detection output is taken into the CFM calculation unit 21, where the average blood flow velocity (), the total power ( ) And variance (). Then, the calculation result in the CFM calculator 21 is taken into the smoothing processing means 22, and the smoothing processing means 22 performs temporal smoothing processing by frame correlation,
The processing result is the color frame memory 16 and the composition processing unit
It is transmitted to the RGB monitor 18 via 17 and is displayed superimposed on the monochrome B-mode image.
ここでこの時間的平滑化処理の詳細について説明する。Here, details of this temporal smoothing processing will be described.
フレーム相関による時間的平滑化処理は第9図に示すよ
うにCFM像の1フレーム構成周期(OF周期毎)のフレー
ム間での処理である。As shown in FIG. 9, the temporal smoothing process by frame correlation is a process between frames of one frame constituting period (every OF period) of a CFM image.
第3図及び第4図はCFM出力タイミングを示しており、
第3図は方位方向のデータ出力タイミング図、第4図は
距離方向のデータ出力タイミング図である。3 and 4 show the CFM output timing,
FIG. 3 is a data output timing chart in the azimuth direction, and FIG. 4 is a data output timing chart in the distance direction.
CFM1フレーム構成周期(OFO信号周期)中にCFMスキャン
ラスタ先頭信号(INITO)がM(Mは正の整数)個発生
する。またCFM像の1ラスタのデータを得るためにレー
ト周波数(PRF)周期で同一ラスタを数回スキャンして
いる。このようにして得られるCFM出力信号V(t)は
第3図中の斜線部のタイミングで出力される。またCFM1
ラスタ分の出力信号V(t)における距離方向のデータ
1′,2′,3′…,N′は第4図に示すように1レート内に
順次出力される。M (M is a positive integer) CFM scan raster head signals (INITO) are generated in the CFM1 frame configuration cycle (OFO signal cycle). Further, the same raster is scanned several times at a rate frequency (PRF) period in order to obtain data for one raster of the CFM image. The CFM output signal V (t) thus obtained is output at the timing shown by the shaded area in FIG. Also CFM1
The data 1 ', 2', 3 '..., N'in the distance direction in the output signal V (t) for the raster are sequentially output within one rate as shown in FIG.
第6図は画素(m,n)のフレーム相関処理タイミングを
示し、第7図は第6図のTa部分を拡大して示している。FIG. 6 shows the frame correlation processing timing of pixel (m, n), and FIG. 7 shows the Ta portion of FIG. 6 in an enlarged manner.
第6図に示すように画像メモリ28のアドレスはメモリRD
信号に同期してインクリメントされ、(m,1),(m,
2),…(m,n−1),(m,n),…のように変化する。
このメモリアドレスの確定後、それまで画像メモリ28に
蓄えられた10F周期前のデータが読出され、それが現在
取込まれたデータと合わせて処理され、この処理結果が
メモリWR信号により再び画像メモリ28に書込まれる。こ
の画素(m,n)についての相関処理の詳細は次の通りで
ある。As shown in FIG. 6, the address of the image memory 28 is the memory RD.
Incremented in synchronization with the signal, (m, 1), (m,
2), ... (m, n-1), (m, n), ...
After this memory address is fixed, the data stored in the image memory 28 up to 10F cycles before is read and processed together with the currently fetched data, and the result of this processing is read again by the memory WR signal. Written on 28. Details of the correlation processing for this pixel (m, n) are as follows.
すなわち第7図に示すように画像メモリ28よりアドレス
(m,n)の旧データが読出され、それが係数ROM29でa倍
されて加算器26に取込まれ、又現在の入力データV
(t)が係数ROM25で(a−1)倍されて加算機26に取
込まれると、両データがの加算器26で加算され、そして
その加算結果がアドレス(m,n)の新たなデータとしてM
PX27を介して画像メモリ28に書込まれる(データ更
新)。そしてこの書込みとほぼ同時に新(m,n)データ
がカラーフレームメモリ16(第1図)に転送される。こ
のような処理がCFM像の全画素について行われる。That is, as shown in FIG. 7, the old data at the address (m, n) is read from the image memory 28, multiplied by a by the coefficient ROM 29 and taken into the adder 26, and the current input data V
When (t) is multiplied by (a-1) in the coefficient ROM 25 and taken into the adder 26, both data are added by the adder 26, and the addition result is the new data of the address (m, n). As M
It is written in the image memory 28 via the PX27 (data update). Then, almost simultaneously with this writing, new (m, n) data is transferred to the color frame memory 16 (FIG. 1). Such processing is performed for all pixels of the CFM image.
ここで、画像メモリ28より読出されたデータ(旧デー
タ)は係数ROM29に転送されるとともに初期条件ROM30に
伝達される。このデータをV(n+1)とする。そして
このとき、新たに取込まれたデータV(t)(これをV
(n)とする)と旧データV(n+1)とが同符号の場
合及び、それらが異符号であって、しかも |V(n)−V(n+1)|<TH が成立する場合には、MPX27により加算器26の出力が選
択されるため、上記のフレーム相関処理が継続される
(第8図参照)。しかし、V(n),V(n+1)が異符
号であって、しかも |V(n)−V(n+1)|≧TH が成立する場合には、初期条件ROM30より選択信号SELと
ともに初期条件が出力され、MPX27は、この選択信号SEL
入力により、初期条件ROM30の初期条件を選択する(第
8図参照)。ここで、初期条件はV(n+1)が正の場
合は+fr/2であり、逆にV(n+1)が負の場合に−fr
/2である。すなわち前記加算器26の出力に代えてそれぞ
れの血流方向の最高階調に等しい値が画像メモリ28及び
カラーフレームメモリ16に与えられるのである。Here, the data (old data) read from the image memory 28 is transferred to the coefficient ROM 29 and also to the initial condition ROM 30. This data is V (n + 1). At this time, the newly fetched data V (t) (this is V
(If (n)) and the old data V (n + 1) have the same sign, or if they have different signs and | V (n) −V (n + 1) | <TH holds, Since the output of the adder 26 is selected by the MPX 27, the above frame correlation processing is continued (see FIG. 8). However, if V (n) and V (n + 1) have different signs, and | V (n) -V (n + 1) | ≧ TH holds, the initial condition ROM30 indicates that the initial condition is selected together with the selection signal SEL. The MPX27 outputs this selection signal SEL.
By inputting, the initial condition of the initial condition ROM 30 is selected (see FIG. 8). Here, the initial condition is + fr / 2 when V (n + 1) is positive, and conversely, −fr when V (n + 1) is negative.
/ 2. That is, instead of the output of the adder 26, a value equal to the highest gradation in each blood flow direction is given to the image memory 28 and the color frame memory 16.
このような処理によれば、サンプリングによる折返し現
像を生じた場合、血流情報の周波数表現上の周波数ゼロ
ラインと交差しない方向にフレーム相関による時間的平
滑化処理が行われる。すなわち、サンプリングによる折
返し現象を生じた場合、従来装置では第13図において実
線2で示すように周波数ゼロラインと交差する方向に平
滑化されるのに対し、本実施例装置では破線4で示すよ
うに周波数ゼロラインと交差しない方向に平滑化される
のである。これによれば、サンプリングによる折返し現
像を生じた場合に平滑化を行ってもゼロ交差部分3は存
在せず、従ってCFM像をフリーズした場合でも、高速血
流部位が黒色表示されるといった不都合は生じない。According to such processing, when aliasing development by sampling occurs, temporal smoothing processing by frame correlation is performed in a direction that does not cross the frequency zero line in the frequency representation of blood flow information. That is, when the folding phenomenon occurs due to sampling, in the conventional apparatus, the smoothing is performed in the direction intersecting the frequency zero line as shown by the solid line 2 in FIG. 13, whereas in the apparatus of this embodiment, as shown by the broken line 4. It is smoothed in the direction that does not cross the zero frequency line. According to this, the zero crossing portion 3 does not exist even if smoothing is performed when the folding development by sampling occurs, and therefore, even when the CFM image is frozen, the high speed blood flow portion is displayed in black. Does not happen.
尚、本発明は上記実施例に限定されない。The present invention is not limited to the above embodiment.
上記実施例では一定条件下で初期条件ROM30より初期条
件(+fr/2及び−fr/2)を与えるようにしたものについ
て説明したが、係数a=1としてリセットする方式と等
価な方法を採用することもできる。この場合、画像メモ
リ28の出力データについてそのままの状態で初期条件RO
M30を通過させ、それをMPX27で選択させればよい。In the above-described embodiment, the initial condition (+ fr / 2 and -fr / 2) is given from the initial condition ROM 30 under a constant condition, but a method equivalent to the method of resetting with the coefficient a = 1 is adopted. You can also In this case, the output data of the image memory 28 remains as it is under the initial condition RO.
Pass M30 and select it with MPX27.
また上記実施例ではCFMユニット15内に平滑化処理手段2
2を設けたものについて説明したが、フレーム相関処理
は第1図のカラーフレームメモリ16を利用して行うこと
もできるから、このCFMユニット15の後段に平滑化処理
手段を配置することもできる。In the above embodiment, the smoothing processing means 2 is provided in the CFM unit 15.
Although the description has been given of the case where 2 is provided, since the frame correlation processing can also be performed by using the color frame memory 16 of FIG. 1, the smoothing processing means can be arranged at the subsequent stage of the CFM unit 15.
[発明の効果] 以上詳述したように本発明によれば、血流分布(CFM)
像のフレーム相関による時間的平滑化処理において折返
し現象を生じた場合の高血流速部位の黒色表示を排除す
ることができ、適切な血流分布象表示を可能とするカラ
ー超音波診断装置を提供できる。[Effects of the Invention] As described in detail above, according to the present invention, blood flow distribution (CFM)
A color ultrasonic diagnostic apparatus capable of eliminating the black display of the high blood flow velocity portion when the aliasing phenomenon occurs in the temporal smoothing processing by the frame correlation of the image and enabling an appropriate blood flow distribution display. Can be provided.
第1図は本発明の一実施例装置のブロック図第2図は同
上装置の主要部の詳細な構成ブロック図、第3図,第4
図,第6図,第7図は本実施例装置の動作タイミング
図、第5図は同上装置における画像メモリのフォーマッ
ト図、第8図は同上装置におけるMPXのデータ選択論理
の説明図、第9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10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11図はフレーム相関
処理の特性図、第12図は符号無しデータのフレーム相関
による時間的平滑化処理の説明図、第13図はCFM像デー
タのフレーム相関による時間的平滑化処理の説明図、第
14図は超音波スキャンのパターン図、第15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
関係説明図である。 10…超音波プローブ、 15…CFMユニット、 18…RGBモニタ、 21…CFM演算部、 22…平滑化処理手段。FIG. 1 is a block diagram of an apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a detailed configuration block diagram of a main part of the apparatus, FIG. 3, FIG.
FIGS. 6, 6 and 7 are operation timing charts of the apparatus of the present embodiment, FIG. 5 is a format diagram of an image memory in the same apparatus, FIG. 8 is an explanatory diagram of MPX data selection logic in the same apparatus, and FIG. FIG. 10 is an explanatory diagram of data sampling in frame correlation processing, FIG. 10 is a block diagram of a cyclic filter that executes frame correlation processing, FIG. 11 is a characteristic diagram of frame correlation processing, and FIG. 12 is based on frame correlation of unsigned data. Explanatory diagram of temporal smoothing process, FIG. 13 is an explanatory diagram of temporal smoothing process by frame correlation of CFM image data,
FIG. 14 is a pattern diagram of an ultrasonic scan, and FIG. 15 is an explanatory diagram of the relationship between the angle expression and frequency expression of the average blood flow velocity and the corresponding display color. 10 ... Ultrasonic probe, 15 ... CFM unit, 18 ... RGB monitor, 21 ... CFM calculator, 22 ... Smoothing processing means.
Claims (1)
う送受信手段と、 この送受信手段にてサンプリング周波数frで得られた受
信データに基づき被検体の血流速データを検出する検出
手段と、 前記血流速データにフレーム相関による時間的平滑化処
理を施す平滑化処理手段と、 この平滑化処理手段の処理結果をカラー表示する表示手
段とを有するカラー超音波診断装置において、 前記平滑化処理手段は、−fr/2から+fr/2の範囲で入力
された新旧の血流速データの符号が異なる場合に、それ
らのデータ値の差の絶対値と閾値とを比較して、その絶
対値が閾値より大きいときは、前記時間的平滑化処理の
処理結果に代えて旧データの血流方向の最高階調に等し
い値を与えることを特徴とするカラー超音波診断装置。1. A transmitting / receiving means for transmitting / receiving an ultrasonic pulse to / from a subject, and a detecting means for detecting blood flow velocity data of the subject based on received data obtained at the sampling frequency fr by the transmitting / receiving means. A color ultrasonic diagnostic apparatus comprising: smoothing processing means for subjecting the blood flow velocity data to temporal smoothing processing by frame correlation; and display means for displaying the processing result of the smoothing processing means in color. When the signs of the old and new blood flow rate data input in the range of −fr / 2 to + fr / 2 are different, the processing means compares the absolute value of the difference between the data values with the threshold value, and determines the absolute value. When the value is larger than a threshold value, a value equivalent to the highest gradation in the blood flow direction of the old data is given instead of the processing result of the temporal smoothing processing.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30754688A JPH0716489B2 (en) | 1988-12-05 | 1988-12-05 | Color ultrasonic diagnostic equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30754688A JPH0716489B2 (en) | 1988-12-05 | 1988-12-05 | Color ultrasonic diagnostic equipment |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02152447A JPH02152447A (en) | 1990-06-12 |
JPH0716489B2 true JPH0716489B2 (en) | 1995-03-01 |
Family
ID=17970395
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30754688A Expired - Lifetime JPH0716489B2 (en) | 1988-12-05 | 1988-12-05 | Color ultrasonic diagnostic equipment |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH0716489B2 (en) |
-
1988
- 1988-12-05 JP JP30754688A patent/JPH0716489B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPH02152447A (en) | 1990-06-12 |
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