JPH1189837A

JPH1189837A - 超音波診断装置

Info

Publication number: JPH1189837A
Application number: JP9255503A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Shirai; 岳士白井
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1997-09-19
Filing date: 1997-09-19
Publication date: 1999-04-06
Also published as: US5855556A

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、超音波パルスビームを生体内に送波
し生体内からの反射超音波を受信して受信信号を得、そ
の受信信号に基づく画像を表示する超音波診断装置に関
し、パワードプラ画像上での位置とカラードプラ画像上
での位置との対応をとることを容易にする機能が組み込
まれた超音波診断装置を提供する。【解決手段】受信信号に基づいて反射超音波のドプラ遷
移成分を抽出しそのドプラ遷移成分から生体内の血流の
速度の分布を求める血流速度演算部と、受信信号に基づ
いて反射超音波のドプラ遷移成分を抽出しそのドプラ遷
移成分から生体内の血流のパワーの分布を求める血流演
算部と、血流速度演算部により求められた血流速度分布
をあらわす第１の画像と、血流パワー演算部により求め
られた血流パワー分布をあらわす第２の画像を、１つの
表示画面上に同時に表示する画像表示部とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波パルスビー
ムを生体内に送波し生体内からの反射超音波を受信して
受信信号を得、その受信信号に基づく画像を表示する超
音波診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】生体、特に人体内に超音波を送波し人体
内の各組織で反射して戻ってきた超音波を受信してその
受信信号による生体内の画像を生成する超音波診断装置
が、従来から、生体内部の疾患の診断に役立てられてい
る。このような超音波診断装置に組み込まれた機能の一
つにいわゆるカラードプラモードがある。カラードプラ
モードとは、超音波が被検体内の血流で反射するとその
反射超音波はその血流の方向および速度に応じた周波数
遷移を受けるというドプラ現象を利用し、反射超音波の
うちの周波数遷移を受けた成分を抽出して各点の血流の
方向および速度を求め、例えば超音波の送受信を担う超
音波プローブに近づく方向の血流を赤、遠ざかる方向の
血流を青、それらの輝度で血流速度をあらわした断層像
（カラードプラ画像）を表示するモードである。

【０００３】また、カラードプラモードの他に、いわゆ
るパワードプラモードも知られている。上記のように、
カラードプラモードは、反射超音波のうちの周波数遷移
を受けた成分を抽出して各点の血流の方向および速度を
求めるものであるが、パワードプラモードは、反射超音
波のうちの周波数遷移を受けた成分を抽出して、断層面
内の各点の、周波数遷移を受けた成分のパワーを求め、
パワーの大小を輝度もしくは色味で表した断層像（パワ
ードプラ画像）を表示するモードである。このパワード
プラ画像は、カラードプラ画像と比べ、血流の速度や方
向は不明であるが、血管の有無に関しては良好なＳ／Ｎ
で表示されるという特徴を有する。

【０００４】従来、カラードプラモードでは、例えばカ
ラードプラ画像を２つ並べて、一方のカラードプラ画像
としてある時点の画像（ある１つのフレームの画像）を
固定的に表示し（このような、ある１つのフレームの画
像を表示し続けることを「フリーズする」と称し、その
ようにして表示された画像を「フリーズ画像」と称す
る）、もう一方のカラードプラ画像としてリアルタイム
で動く血流分布を表示するといった使い方がなされてお
り、特に心臓の診断に多用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】近年カラードプラモー
ドやパワードプラモードの性能が向上してきたことか
ら、心臓と比べ微弱な血流の多い腹部の診断にもそれら
が使われるようになってきた。腹部の診断における重要
な関心事項は、腹部の腫瘍の存在とその腫瘍内を流れる
血流の存在である。上述したように血流の存在自体の描
写はパワードプラ画像の方が得意であり、パワードプラ
モードが注目されてきている。しかしながら、より精密
な診断を行なおうとすると、腫瘍内を流れる血流のふる
まい、すなわち血流方向、血流速度、それらの時間的な
変化を捉えることも重要であり、これらはパワードプラ
画像には情報がなく、Ｓ／Ｎが悪くてもカラードプラ画
像に頼らざるを得ない。

【０００６】ここで、例えばパワードプラモードに切り
替えておいてパワードプラ画像上で腫瘍内の血流の存在
を確認し、次にカラードプラモードに切り替えてカラー
ドプラ画像上でその腫瘍内の血流の方向や速度を確認し
ようとしても、もともと極めて細い血流であり、そこを
流れる血液の量もわずかであり、さらにカラードプラ画
像はＳ／Ｎが悪いことから、パワードプラ画像上で腫瘍
内の血流の存在を確認してもカラードプラモードに切り
替えたあとカラードプラ画像上でどれがその血流なのか
判然としないことがある。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑み、パワードプラ
画像上での位置とカラードプラ画像上での位置との対応
をとることを容易にする機能が組み込まれた超音波診断
装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の超音波診断装置は、超音波パルスビームを生体内に
送波し生体内からの反射超音波を受信して受信信号を得
る過程を繰り返し、その過程を繰り返す間に得られた受
信信号に基づく画像を表示する超音波診断装置におい
て、上記受信信号に基づいて反射超音波のドプラ遷移成
分を抽出しそのドプラ遷移成分から生体内の血流の速度
の分布を求める血流速度演算部と、上記受信信号に基づ
いて反射超音波のドプラ遷移成分を抽出しそのドプラ遷
移成分から生体内の血流のパワーの分布を求める血流パ
ワー演算部と、上記血流速度演算部により求められた血
流速度分布をあらわす第１の画像と、上記血流パワー演
算部により求められた血流パワー分布をあらわす第２の
画像を、１つの表示画面上に同時に表示する画像表示部
とを備えたことを特徴とする。

【０００９】本発明の超音波診断装置は、いわゆるカラ
ードプラ画像とパワードプラ画像を、１つの表示画面上
に同時に表示するものであるため、それら２種類の画像
間の互いに対応する点を容易に認識することができ、例
えばパワードプラ画像上で腫瘍内の血流の存在を確認
し、カラードプラ画像上でその血流の方向や速度を確認
することが容易に可能である。

【００１０】ここで、上記本発明の超音波診断装置にお
いて、上記第１の画像と上記第２の画像について独立
に、順次生成される複数フレームの画像を画像表示部に
順次送ってそれら複数フレームの画像を表示画面上に順
次表示させる動画像表示モードと、１つのフレームの画
像を表示画面上に表示し続ける静止画像表示モードとに
切替え自在に制御する表示制御部を備えることが好まし
い。

【００１１】カラードプラ画像とパワードプラ画像を独
立にフリーズしたりそのフリーズを解除したりできるよ
うにすると、さらに使い勝手のよい、診断に一層役立つ
超音波診断装置が実現する。また、上記本発明の超音波
診断装置において、上記第１の画像と上記第２の画像に
ついて、一方の画像を、順次生成される複数フレームの
画像を画像表示部に順次送ってそれら複数フレームの画
像を表示画面上に順次表示させる動画像表示モードに、
他方の画像を、１つのフレームの画像を表示画面上に表
示し続ける静止画像表示モードに、切替え自在に制御す
る表示制御部を備えたことを備えることも好ましい態様
である。

【００１２】カラードプラ画像とパワードプラ画像との
うち、同時には、いずれか一方の画像はフリーズ状態に
あるということを許容することにすると、超音波送受信
条件やフィルタリングの条件等を動画像で表示されてい
る方の画像に合わせることができる。さらに、上記本発
明の超音波診断装置において、上記血流速度分布をあら
わす血流速度データと画像表示部の表示画面上に表示さ
れる第１の画像をあらわす表示データとの対応関係を規
定する第１の表示マップ、および血流パワー分布をあら
わす血流パワーデータと画像表示部の表示画面上に表示
される第２の画像をあらわす表示データとの対応関係を
規定する、第１の表示マップとは異なる第２の表示マッ
プの双方の表示マップが格納されたマップ格納部を備え
ることが好ましい。

【００１３】カラードプラ画像用の表示マップとパワー
ドプラ画像用の表示マップを共用することも可能である
が、そうするとカラードプラ画像とパワードプラ画像と
が同様の色で表示されてしまい２枚表示された画像のう
ちのいずれがカラードプラ画像であるかパワードプラ画
像であるか一見してはわかりにくい。そこでカラードプ
ラ画像とパワードプラ画像とで表示マップを分けること
により、それぞれに適した色や輝度で画像を表示するこ
とができ、見やすい画像を得ることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。図１は、本発明の超音波診断装置の一実施形
態を示すブロック図である。ここでは先ず、このブロッ
ク図を参照して、本実施形態の超音波診断装置の概要に
ついて説明する。以下、各部の作用ないし機能の説明は
あとにまわし、先ずは、この超音波診断装置の構成につ
いて説明する。

【００１５】この超音波診断装置の本体部１０は、大別
して、制御部１００、信号処理部２００、ディジタルス
キャンコンバータ部３００、ドプラ処理部４００、表示
制御部５００、生体信号アンプ部６００から構成されて
いる。制御部１００は、ＣＰＵ部１０１とビームスキャ
ン制御部１０２からなり、ＣＰＵ部１０１には、操作パ
ネル７０１、一体的に構成されたタッチパネル７０２と
ＥＬ表示器７０３、およびフロッピィディスク装置７０
４が接続されている。

【００１６】また、信号処理部２００は、送受信部２０
１、受信ディレイ制御部２０２、ビームフォーマ部２０
３、コントロールインターフェイス部２０４、演算部２
０５、およびドプラシグナル処理部２０６から構成され
ており、コントロールインターフェイス部２０４と、送
受信部２０１、受信ディレイ制御部２０２、およびドプ
ラシグナル処理部２０６は、制御ライン２０７で結ばれ
ている。また、コントロールインターフェイス部２０４
と演算部２０５は制御ライン２０８で結ばれており、さ
らに、受信ディレイ制御部２０２とビームフォーマ部２
０３は制御ライン２０９で結ばれている。信号処理部２
００を構成する送受信部２０１には、超音波プローブ２
０が、着脱自在に、ここでは最大４本まで接続される。

【００１７】また、ディジタルスキャンコンバータ部３
００には、白黒用スキャンコンバータ３０１、カラー／
パワー用スキャンコンバータ３０２、およびスクロール
用スキャンコンバータ３０３が備えられている。また、
ドプラ処理部４００には、パルス／連続波ドプラ解析部
４０１とカラー／パワードプラ解析部４０２が備えられ
ている。

【００１８】さらに、表示制御部５００は、ここでは１
つのブロックで示されており、この表示制御部５００に
は、プリンタ７０５、ＶＴＲ（ビデオテープレコーダ）
７０６、観察用テレビモニタ７０７、およびスピーカ７
０８が接続されている。また、生体信号アンプ部６００
も、表示制御部５００と同様、ここでは１つのブロック
で示されており、この生体信号アンプ部６００には、Ｅ
ＣＧ電極ユニット７０９、心音マイク７１０、および脈
波用トランスデューサ７１１が接続されている。

【００１９】さらに、この超音波診断装置には、電源部
８００が備えられている。この電源部８００は、商用電
源に接続され、この超音波診断装置各部に必要な電力を
供給する。また、本体部１０は、ＣＰＵバス９０１を有
しており、このＣＰＵバス９０１は、制御部１００を構
成するＣＰＵ部１０１およびビームスキャン制御部１０
２と、信号処理部２００を構成するコントロールインタ
ーフェイス部２０４と、ディジタルスキャンコンバータ
部３００を構成する白黒用スキャンコンバータ３０１、
カラー／パワー用スキャンコンバータ３０２、およびス
クロール用スキャンコンバータ３０３と、ドプラ処理部
４００を構成するパルス／連続波ドプラ解析部４０１お
よびカラー／パワードプラ解析部４０２と、さらに画像
表示部５００とを接続している。また、この本体部１０
は、エコーバス９０２を有しており、このエコーバス９
０２は、信号処理部２００を構成する演算部２０５で生
成される画像データを、ディジタルスキャンコンバータ
部３００に供給する。また、ドプラ処理部４００を構成
するパルス／連続波ドプラ解析部４０１およびカラー／
パワードプラ解析部４０２で生成されたデータも、エコ
ーバス９０２を経由してディジタルスキャンコンバータ
部３００に供給される。さらに、この本体部１０は、ビ
デオバス９０３を有しており、このビデオバス９０３
は、ディジタルスキャンコンバータ部３００を構成する
白黒用スキャンコンバータ３０１、カラー／パワー用ス
キャンコンバータ３０２、およびスクロール用スキャン
コンバータ３０３のいずれかで生成されたデータを表示
制御部５００に伝達する。

【００２０】操作パネル７０１は、多数のキーを備えた
キーボード等からなり、この操作パネル７０１を操作す
るとその操作情報がＣＰＵ部１０１で検知され、その操
作情報に応じた指令が、その指令に応じて、ビームスキ
ャン制御部１０２、コントロールインターフェイス部２
０４、ディジタルスキャンコンバータ部３００、ドプラ
処理部４００、あるいは表示制御部５００に伝達され
る。

【００２１】ＥＬ表示部７０３は、液晶表示画面を有
し、また、ＣＰＵ部１０１は、そのＥＬ表示部７０３の
液晶表示画面に表示するＥＬ用線画を作成するＥＬ用線
画作成部を兼ねており、そのＣＰＵ部１０１で生成され
たＥＬ用線画がＥＬ表示部７０３の液晶表示画面上に表
示される。そのＥＬ表示部７０３の液晶表示画面上には
タッチパネル７０２が備えられており、そのタッチパネ
ル７０２に指で触れるとそのタッチパネル７０２上の指
で触れた位置をあらわす位置情報がＣＰＵ部１０１に伝
達される。このタッチパネル７０２およびＥＬ表示器７
０３は、例えば、操作パネル７０１の操作により、この
超音波診断装置に、ある１つのモードに関するパラメー
タを設定する旨指示すると、ＣＰＵ１０１により、その
１つのモード用に設定すべき多数のパラメータ一覧がＥ
Ｌ表示部７０３に表示され、タッチパネル７０２を指で
触れて所望のパラメータを設定するなど、この超音波診
断装置への各種の指示を入力し易いように構成されたも
のである。

【００２２】フロッピィディスク装置７０４は、図示し
ないフロッピィディスクが装脱自在に装填され、その装
填されたフロッピィディスクをアクセスする装置であっ
て、ＣＰＵ部１０１により、オペレータが操作パネル７
０１やタッチパネル７０２の操作により行なった指示が
そのフロッピィディスク装置７０４に装填されたフロッ
ピィディスクに書き込まれ、この超音波診断装置への電
源投入時、あるいは操作パネル７０１の操作により初期
状態へのリセットが指示された時に、そのフロッピィデ
ィスク装置７０４に装填されたフロッピィディスクから
そこに書き込まれている各種の指示情報がＣＰＵ部１０
１に入力され、ＣＰＵ部１０１は、その指示情報に応じ
て各部を初期状態に設定する。これは、この超音波診断
装置を稼働させるにあたって必要となる、操作パネル７
０１やタッチパネル７０２から設定すべきパラメータ等
が多数存在し、例えば電源投入のたびにそれら多数のパ
ラメータ等を設定し直すのは極めて大変であり、このた
めフロッピィディスクに初期状態のパラメータ等を書き
込んでおいて、電源投入時や初期状態へのリセットが指
示された時には、そのフロッピィディスクに書き込まれ
ているパラメータ等を読み込んでそれらのパラメータ等
に応じて各部を設定することにより、パラメータ等の設
定効率化を図るというものである。

【００２３】制御部１００を構成するＣＰＵ部１０１
は、上述のように、主としてマン・マシンインターフェ
イスの役割りを担っているのに対し、同じく制御部１０
０を構成するビームスキャン制御部１０２は、主とし
て、この超音波診断装置による超音波の送受信のタイミ
ング等、リアルタイム性が要求される制御を担当してい
る。この超音波診断装置で超音波の送受信を行なう時に
は、信号処理部２００を構成する各部を制御するための
データがビームスキャン制御部１０２からＣＰＵバス９
０１を経由して信号処理部２００のコントロールインタ
ーフェイス部２０４に伝達され、このコントロールイン
ターフェイス部２０４は、制御ライン２０７を経由し
て、送受信部２０１、受信ディレイ制御部２０２、およ
びドプラシグナル処理部２０６を制御し、また、このコ
ントロールインターフェイス部２０４は、制御ライン２
０８を介して演算部２０５を制御し、さらに受信ディレ
イ制御部２０２は、コントロールインターフェイス部２
０４の制御を受けて、制御ライン２０９を介してビーム
フォーマ部２０３を制御する。

【００２４】送受信部２０１には、超音波プローブ２０
が接続されている。この超音波プローブには、例えばリ
ニア走査型超音波プローブ、コンベックス走査型超音波
プローブ、セクタ走査型超音波プローブ、また特殊な超
音波プローブとしては、体腔内に挿入されるタイプの超
音波プローブ、さらには、これら各種の超音波プローブ
について、使用される超音波の周波数の相違による種別
等、多種類の超音波プローブが存在する。超音波プロー
ブを本体部１０に装着するにはコネクタ（図示せず）が
用いられるが、本体部１０側には超音波プローブを接続
するためのコネクタが４個取り付けられており、前述し
たように、多種類の超音波プローブのうち最大４本まで
同時装着が可能である。超音波プローブを本体部１０に
装着すると、どの種類の超音波プローブが装着されたか
をあらわす情報が本体部１０で認識できるように構成さ
れており、その情報は、制御ライン２０７、コントロー
ルインターフェイス部２０４、およびＣＰＵバス９０１
を経由してＣＰＵ部１０１に伝えられる。一方、操作パ
ネル７０１からは、この超音波診断装置を使用するにあ
たり、今回、本体部１０側の４つのコネクタのうちのど
のコネクタに接続された超音波プローブを使用するか指
示が入力される。その指示は、ＣＰＵバス９０１を経由
してビームスキャン制御部１０２に伝えられ、そのビー
ムスキャン制御部１０２から、使用する超音波プローブ
に応じたデータが、ＣＰＵバス９０１、コントロールイ
ンターフェイス部２０４、制御ライン２０７を経由して
送受信部２０１に伝達され、送受信部２０１は、上記の
ようにして指示された超音波プローブ２０に対し、以下
に説明するように高電圧パルスを送信して超音波を送信
し、その超音波プローブで受信された信号を受け取る。
ここでは、図１に１つだけ示す超音波プローブ２０が超
音波送受信のために選択されたものとする。

【００２５】図１に示す超音波プローブ２０はいわゆる
セクタ走査型の超音波プローブであり、その先端には、
複数の超音波振動子２１が配列されており、超音波の送
受信にあたっては、生体（特に人体）１の体表に超音波
振動子２１があてがわれる。その状態で、送受信部２０
１から複数の超音波振動子２１それぞれに向けて超音波
送信用の各高電圧パルスが印加される。複数の超音波振
動子２１それぞれに印加される各高電圧パルスは、コン
トロールインターフェイス部２０４の制御により相対的
な時間差が調整されており、これら相対的な時間差がど
のように調整されるかに応じて、これら複数の超音波振
動子２１から、生体１の内部に延びる複数の走査線２の
うちのいずれか一本の走査線に沿って、生体内部の所定
深さ位置に焦点が結ばれた超音波パルスビームが送信さ
れる。

【００２６】この送信される超音波パルスビームの属
性、すなわち、その超音波パルスビームの方向、焦点の
深さ位置、中心周波数等は、ビームスキャン制御部１０
２からＣＰＵバス９０１を経由してコントロールインタ
ーフェイス部２０４に伝えられた制御データにより定ま
る。この超音波パルスビームは生体１の内部を進む間に
その１本の走査線上の各点で反射して超音波プローブ２
０に戻り、その反射超音波が複数の超音波振動子２１で
受信される。この受信により得られた複数の受信信号
は、送受信部２０１に入力されて送受信部２０１に備え
られた複数のプリアンプ（図示せず）でそれぞれ増幅さ
れた後ビームフォーマ部２０３に入力される。このビー
ムフォーマ部２０３には、多数の中間タップを備えたア
ナログ遅延線が備えられており、受信ディレイ制御部２
０２の制御により、送受信部２０１から送られてきた複
数の受信信号がアナログ遅延線のどの中間タップから入
力されるかが切り換えられ、これにより、それら複数の
受信信号が相対的に遅延されるとともに互いに電流加算
される。ここで、それら複数の受信信号に関する相対的
な遅延パターンを制御することにより、生体１の内部に
延びる所定の走査線に沿う方向の反射超音波が強調さ
れ、かつ生体１の内部の所定深さ位置に焦点が結ばれ
た、いわゆる受信超音波ビームが形成される。ここで、
超音波は、生体１内部を、信号処理の速度と比べてゆっ
くりと進むため、１本の走査線に沿う反射超音波を受信
している途中で生体内のより深い位置に焦点を順次移動
させる、いわゆるダイナミックフォーカスを実現するこ
ともでき、この場合、超音波パルスビーム１回の送信に
対応する１回の受信の間であっても、その途中で時間的
に順次に、受信ディレイ制御部２０２により、各超音波
振動子で得られた各受信信号が入力される、アナログ遅
延線の各タップが切り換えられる。

【００２７】この受信超音波ビームの属性、すなわち受
信超音波ビームの方向、焦点位置等についても、ビーム
スキャン制御部１０２からＣＰＵバス９０１を経由して
コントロールインターフェイス部２０４に伝えられ、さ
らに制御ライン２０７を経由して受信ディレイ制御部２
０２に伝えられてきた制御データにより定められ、受信
ディレイ制御部２０２はそのようにして伝えられてきた
制御データに基づいて、ビームフォーマ部２０３を制御
する。

【００２８】尚、上記説明では、超音波振動子２１には
高電圧パルスを与え、超音波パルスビームを送信する旨
説明したが、この場合、前述したように超音波は信号処
理速度と比べるとゆっくりと生体内を進むため、超音波
振動子２１に高電圧パルスを印加した時点を起点とし、
超音波振動子２１で反射超音波を受信する時点までの時
間により、その時点で得られた信号が生体内のどの深さ
位置で反射した反射超音波に対応する信号であるかを知
ることができる。すなわち、送信される超音波がパルス
状のものであることにより、生体の深さ方向に分解能を
持つことになる。通常は、このように、超音波振動子２
１には高電圧パルスが印加されるが、特殊な場合には、
生体内の深さ方向に分解能を持たないことを許容し、超
音波振動子２１に連続的に繰り返す高電圧パルス列信号
を印加して生体内に連続波としての超音波ビームを送信
することもある。

【００２９】ただし、以下においても、ドプラ処理部４
００を構成するパルス／連続波ドプラ解析部４０１の説
明の際に連続波に言及する場合を除き、パルス状の超音
波ビームを送信するものとして説明する。送受信部２０
１およびビームフォーマ部２０３は、上記のようにし
て、生体１内部の複数の走査線２のそれぞれに沿って順
次に超音波パルスビームの送信と受信とを繰り返し、こ
れにより生成される各走査線に沿う受信超音波ビームを
あらわす受信信号が演算部２０５に順次入力される。こ
の演算部２０５では、入力された受信信号が対数圧縮さ
れ、検波され、さらに、操作パネル７０１を操作するこ
とにより指定された、生体１内部のどの深さ領域までの
画像を表示するかという指定（つまり生体内部の浅い領
域のみの画像を表示すればよいのか、あるいはどの程度
深い領域までの画像を表示する必要があるかという指
定）に応じたフィルタリング処理等が施され、さらにＡ
／Ｄ変換器によりディジタルの受信信号に変換されて、
そのディジタルの受信信号が演算部２０５から出力され
る。この演算部２０５から出力された受信信号は、エコ
ーバス９０２を経由して、ディジタルスキャンコンバー
タ部３００を構成する白黒用スキャンコンバータ３０１
に入力される。この白黒用スキャンコンバータ３０１で
は、表示用の各画素に対応したデータを生成するための
補間演算処理が施され、ビデオバス９０３を経由して表
示制御部５００に入力される。この表示制御部５００
は、複数の走査線２で規定される生体断層面内の超音波
反射強度分布によるＢモード画像を観察用テレビモニタ
７０７に表示する。その際、必要に応じて、操作パネル
７０１から入力された患者名や撮影年月日、撮影条件等
も、そのＢモード画像に重畳されて表示される。表示制
御部５００にはフレームメモリが備えられており、その
フレームメモリを順次書き換えることにより、表示制御
部５００にはフレームメモリが備えられており、Ｂモー
ド画像として、生体１内部が動いている様子をあらわす
動画像を表示することもでき、あるいは、フレームメモ
リの書き換えを停止することによりある時点における静
止画像（フレーズ画像）を表示することもできる。さら
には、生体信号アンプ部６００からの同期信号に基づい
て、フレームメモリの書き換えのタイミングを制御する
ことにより、生体の心臓の動きに同期した、その心臓の
動きの、ある位相における画像を表示することもでき
る。

【００３０】生体信号アンプ部６００には、生体（人
体）１の心電波形を得るためのＥＣＧ電極ユニット７０
９、心音をピックアップする心音マイク７１０、人体の
脈をとらえる脈波用トランスデューサ７１１が接続され
ており、生体信号アンプ部６００では、これらのうちの
いずれか１つもしくは複数のセンサに基づいて同期信号
が生成され、表示制御部５００に送られる。

【００３１】また表示制御部５００には、観察用テレビ
モニタ７０７のほか、プリンタ７０５、ＶＴＲ（ビデオ
テープレコーダ）７０６が接続されており、表示制御部
５００は、オペレータからの指示に応じて、観察用テレ
ビモニタ７０７に表示された画像をプリンタ７０５ない
しはＶＴＲ７０６に出力する。再度、信号処理部２００
の説明から始める。

【００３２】生体内部に延びるある一本の走査線上の超
音波反射情報の時間変化を知ろうとするときは、オペレ
ータからの指示に応じて、その関心のある一本の走査線
に沿って超音波が繰り返し送受信され、その１本の走査
線に沿う生体の受信超音波ビームをあらわすデータがエ
コーバス９０２を経由してスクロール用スキャンコンバ
ータ３０３に入力される。このスクロール用スキャンコ
ンバータ３０３は、縦方向にその１本の走査線に沿う生
体の深さ方向の超音波反射強度分布、横軸が時間軸から
なり時間軸方向にスクロールする画像（Ｍモード画像）
をあらわすデータが生成され、ビデオバス９０３を経由
して表示制御部５００に入力され、例えば観察用テレビ
モニタ７０７に、そのデータに基づく画像が表示され
る。尚、表示制御部５００は、白黒用スキャンコンバー
タ３０１から送られてきたＢモード画像とスクロール用
スキャンコンバータ３０３から送られてきたＭモード画
像とを横に並べる機能や、Ｂモード画像に、後述するカ
ラードプラ画像をあるいはパワードプラ画像を重畳する
機能も有しており、観察用テレビモニタ７０７には、オ
ペレータからの指示に応じて、複数の画像が並べて表示
され、あるいは複数の画像が重畳して表示される。

【００３３】もう一度、信号処理部２００の説明に戻
る。信号処理部２００を構成するドプラシグナル処理部
２０６は、生体１内部の血流分布や、ある一点、ないし
ある１本の走査線上の血流速度を求めるための構成要素
であり、このドプラシグナル処理部２０６では、ビーム
フォーマ部２０３で生成された受信超音波ビームをあら
わす受信信号に、いわゆる直交検波が施され、さらにＡ
／Ｄ変換によりディジタルデータに変換される。ドプラ
シグナル処理部２０６から出力された直交検波後のデー
タは、ドプラ処理部４００に入力される。ドプラ処理部
４００には、パルス／連続波ドプラ解析部４０１とカラ
ー／パワードプラ解析部４０２とが備えられており、こ
こでは、ドプラシグナル処理部２０６から出力されたデ
ータは、カラー／パワードプラ解析部４０２に入力され
るものとする。カラー／パワードプラ解析部４０２で
は、各走査線それぞれに沿って例えば８回ずつ超音波送
受信を行なったときのデータに基づく自己相関演算によ
り、オペレータにより指定された、Ｂモード画像上の関
心領域（ＲＯＩ）内の血流速度分布や血流パワー分布を
あらわすデータが求められる。ＲＯＩ内の血流速度分布
や血流パワー分布をあらわすデータは、エコーバス９０
２を経由してカラー／パワー用スキャンコンバータ３０
２に入力される。このカラー／パワー用スキャンコンバ
ータ３０２では、そのＲＯＩ内の血流分布をあらわすデ
ータが表示用の画素を持つデータに変換され、そのデー
タは、ビデオバス９０３を経由して表示制御部５００に
入力される。表示制御部５００では、白黒用スキャンコ
ンバータ３０１から送られてきたＢモード画像上のＲＯ
Ｉに、例えば血流速度分布の場合、超音波プローブ２０
に近づく方向の血流を赤、遠ざかる方向の血流を青、そ
れらの輝度で血流速度をあらわしたカラードプラ画像を
重畳して、観察用テレビモニタ７０７に表示する。これ
により、そのＲＯＩ内の血流速度分布の概要を把握する
ことができる。これと同様に、Ｂモード像上のＲＯＩに
血流パワー分布をあらわすパワードプラ画像を重畳して
表示することもできる。

【００３４】ここで、オペレータにより、そのＲＯＩ内
のある１点もしくはある１本の走査線上の血流を詳細に
観察する旨の要求が入力されると、今度は送受信部２０
１により、その関心のある一点を通る一本の走査線、も
しくはその関心のある１本の走査線に沿う方向に多数回
超音波の送受信が繰り返され、それにより得られた信号
に基づいてドプラシグナル処理部２０６で生成されたデ
ータが、ドプラ処理部４００を構成するパルス／連続波
ドプラ解析部４０１に入力される。生体内のある一点の
血流に関心があるときは、生体内にはパルス状の超音波
ビームが送信され、ある１本の走査線上の血流情報が平
均化されることを許容しＳ／Ｎの良い血流情報を得たい
ときは、生体内には連続波としての超音波ビームが送信
される。

【００３５】パルス／連続波ドプラ解析部４０１では、
ある１点もしくはある１本の走査線について多数回超音
波送受信を行なうことにより得られたデータに基づくＦ
ＦＴ（ＦａｓｔＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒ
ｍ）演算により、その一点の血流情報あるいはその一本
の走査線上の平均的な血流情報が得られる。このパルス
／連続波ドプラ解析部４０１で得られた血流情報をあら
わすデータは、エコーバス９０２を経由して、スクロー
ル用スキャンコンバータ３０３に入力され、スクロール
スキャンコンバータ３０３では、縦軸が血流速度、横軸
が時間軸からなり時間軸方向にスクロールする画像をあ
らわすデータが生成される。このデータは、ビデオバス
９０３を経由して表示制御部５００に入力され、観察用
テレビモニタ７０７上に、例えば白黒用スキャンコンバ
ータ３０１から送られてきたＢモード画像と並べられて
表示される。

【００３６】次に、本実施形態の特徴部分について説明
する。図２は、本発明の超音波診断装置の一実施形態の
特徴部分の詳細ブロック図である。前述したように、信
号処理部２００を構成するドプラシグナル処理部２０６
では、ビームフォーマ部２０３で生成された受信超音波
ビームをあらわす受信信号に、いわゆる直交検波が施さ
れ、さらにＡ／Ｄ変換によりディジタルデータに変換さ
れるが、このようにして生成された直交検波後のデータ
がカラー／パワードプラ解析部４０２の、ＭＴＩフィル
タ４０２１に入力される。このＭＴＩフィルタ４０２１
は、生体内の各組織の極めてゆっくりとした動きの成分
をカットし血流成分のみを抽出するディジタルフィルタ
である。

【００３７】ＭＴＩフィルタ４０２１で血流成分のみ抽
出されたデータは血流演算部４０２２に入力される。こ
の血流演算部４０２２では、入力されたデータに基づい
て血流速度分布および血流パワー分布が求められる。血
流速度分布をあらわすカラードプラデータは、ノイズカ
ットフィルタ４０２３により、血流パワー分布をあらわ
すパワードプラデータが存在しない（血管が存在しな
い）領域のデータがカットされた後、直接にバッファメ
モリ４０２４に格納される。ノイズカットフィルタ４０
２３は、カラードプラデータはＳ／Ｎが悪いため、せめ
て、血管が存在しないと判定される領域のカラードプラ
データをカットしようというものである。

【００３８】選択部４０２５は、操作パネル７０１のモ
ード切替ボタン７０１１で指定されたモード切替え制御
信号に応じて、カラードプラデータとパワードプラデー
タとのうちのいずれか一方もしくは双方を選択して出力
する。選択部４０２５から出力されたカラードプラデー
タもしくはパワードプラデータは、このカラー／パワー
ドプラ解析部４０２から出力される。このカラー／パワ
ードプラ解析部４０２から出力されたカラードプラデー
タもしくはパワードプラデータは、エコーバス９０２を
経由してカラー／パワー用スキャンコンバータ３０２に
入力される。

【００３９】カラー／パワー用スキャンコンバータ３０
２には、機能上、カラー用のスキャンコンバータ３０２
ａとパワー用のスキャンコンバータ３０２ｂが備えられ
ており、これらのスキャンコンバータ３０２ａ、スキャ
ンコンバータ３０２ｂでは、それぞれ、カラードプラデ
ータ、パワードプラデータが表示用の画素を持つカラー
ドプラデータ、パワードプラデータに変換される。この
カラー／パワー用スキャンコンバータ３０２で得られた
カラードプラデータおよびパワードプラデータは、エコ
ーバス９０３を経由して画像表示部５０３に入力され
る。

【００４０】表示制御部には、カラードプラ用フリーズ
スイッチ５０１ａ、パワードプラ用フリーズスイッチ５
０１ｂ、カラードプラ用ＬＵＴ（ルックアップテーブ
ル）５０３ａ、パワードプラ用ＬＵＴ５０３ｂ、および
画像合成部５０４が備えられている。カラードプラ用フ
リーズスイッチ５０１ａおよびパワードプラ用フリーズ
スイッチ５０１ｂは、操作パネル７０１に備えられた、
それぞれ、カラードプラ用フリーズ切替ボタン７０１２
およびパワードプラ用フリーズ切替ボタン７０１３によ
り、そのオン、オフが制御される。

【００４１】カラードプラ用フリーズスイッチ５０１ａ
がオン状態の時は、エコーバス９０３を経由して表示制
御部５００に入力されてきたカラードプラデータが、そ
のカラードプラ用フリーズスイッチ５０１ａを経由して
カラードプラメモリ５０２ａに入力され、カラードプラ
用メモリ５０２ａは、各フレーム毎に新たなカラードプ
ラデータに書き換えられる。この場合、後述するよう
に、観察用テレビモニタ７０７には、カラードプラ画像
の動画像が表示される。カラードプラ用フリーズスイッ
チ５０１ａがオン状態からオフ状態に切り替えられる
と、カラードプラ用メモリ５０２ａには、そのカラード
プラ用フリーズスイッチ５０１ａがオフ状態に切り替え
られる直前のフレームのカラードプラデータが格納され
たままの状態となる。この場合は、観察用テレビモニタ
７０７には、カラードプラ画像のフリーズ画像が表示さ
れる。

【００４２】パワードプラデータについても同様であ
り、パワードプラ用フリーズスイッチ５０１ｂがオン状
態のときは、エコーバス９０３を経由して表示制御部５
００に入力されてきたパワードプラデータが、そのパワ
ードプラ用フリーズスイッチ５０１ｂを経由してパワー
ドプラ用メモリ５０２ｂに入力され、パワードプラ用メ
モリ５０２ｂは各フレーム毎に新たなパワードプラデー
タに書き換えられる。この場合、観察用テレビモニタ７
０７には、パワードプラ画像の動画像が表示される、パ
ワードプラ用フリーズスイッチ５０１ｂがオン状態から
オフ状態に切り替えられると、パワードプラ用メモリ５
０２ｂには、そのパワードプラ用フリーズスイッチ５０
１ｂがオフ状態に切り替えられる直前のフレームのパワ
ードプラデータが格納されたままの状態となる。この場
合は、観察用テレビモニタ７０７には、パワードプラ画
像のフリーズ画像が表示される。

【００４３】カラードプラ用メモリ５０２ａおよびパワ
ードプラ用メモリ５０２ｂにそれぞれ格納されたカラー
ドプラデータおよびパワードプラデータは、それらカラ
ードプラ用メモリ５０２ａおよびパワードプラ用メモリ
５０２ｂから読み出され、それぞれ、カラードプラ用Ｌ
ＵＴ５０３ａおよびパワードプラ用ＬＵＴ５０３ｂが参
照されて、表示用のデータに変換される。本実施形態で
は、カラードプラ用とパワードプラ用とで別々のルック
アップテーブルを用意したことにより、カラードプラ画
像、パワードプラ画像それぞれに適した色味や輝度で表
示された画像を得ることができる。

【００４４】カラードプラ用ＬＵＴ５０３ａおよびパワ
ードプラ用ＬＵＴ５０３ｂで得られた各表示用のデータ
は、いずれも画像合成部５０４に入力され、図３を参照
して説明するような、カラードプラ画像とパワードプラ
画像が横に並んだ１つの画像に合成される。尚、画像合
成部５０４ではＢモード画像とカラードプラ画像との重
畳処理、Ｂモード画像とパワードプラ画像との重畳処
理、さらには、例えば操作パネル７０１から入力された
患者名や撮影年月日などのデータとの合成処理も行われ
るが、それらの処理は従来技術と何ら変わるところはな
いため、それらの機能については、図示省略されてい
る。画像合成部５０４で合成された画像を表わす表示用
画像データは、観察用テレビモニタ７０７に送られ、観
察用テレビモニタ７０７の表示画面上に画像が表示され
る。

【００４５】図３は、本実施形態に特徴的な表示形態を
模式的にあらわした図である。図１に示す観察用モニタ
テレビ７０７の表示画面上に互いに同一の２つのＢモー
ド画像７０７１，７０７２が並べて表示されており、そ
れら２つのＢモード画像７０７１，７０７２のうちの一
方のＢモード画像７０７１上のＲＯＩ７０７１ａにカラ
ードプラ画像が重畳されて表示され、もう一方のＢモー
ド画像７０７２上のＲＯＩ７０７２ａ（双方のＢモード
画像上のＲＯＩは互いに同一の領域である）には、パワ
ードプラ画像が重畳されて表示されている。Ｂモード画
像７０７１のＲＯＩ７０７１１ａに表示されたカラード
プラ画像は、超音波プローブ２０（図１参照）に近づく
方向の血流が赤（Ｒ）、遠ざかる方向の血流が青（Ｂ）
で表示され、それらの輝度でその血流速度があらわされ
た画像である。一方、Ｂモード画像７０７２のＲＯＩ７
０７２ａに表示されたパワードプラ画像は、パワーの分
布が色味の変化で表示された画像である。このように、
カラードプラ画像とパワードプラ画像を並べて同時に表
示すると、パワードプラ画像で血管の存在箇所を見つ
け、カラードプラ画像でその血管の血流方向や血流速度
を知ることができる。

【００４６】前述したように、操作パネル７０１上のカ
ラードプラ用切替ボタン７０１２およびパワードプラ用
切替ボタン７０１３を操作して、それぞれ、カラードプ
ラ用フリーズスイッチ５０１ａ、およびパワードプラ用
フリーズスイッチ７０１ｂをオン状態に切り替えると、
図３に示す各ＲＯＩ７０７１ａ，７０７２ａ内に動画像
のカラードプラ画像および動画像のパワードプラ画像が
表示され、カラードプラ用フリーズスイッチ５０１ａ、
およびパワードプラ用フリーズスイッチ５０１ｂをオフ
状態に切り替えると、図３に示す各ＲＯＩ７０７１ａ，
７０７２ａ内にはフレーズ画像のカラードプラ画像およ
びフリーズ画像のパワードプラ画像が表示される。ここ
で、本実施形態では、カラードプラ用切替ボタン７０１
２とパワードプラ用切替ボタン７０１３を別個に備えた
ため、図３に示すカラードプラ画像、およびパワードプ
ラ画像は、それぞれ独立に、動画像とフリーズ画像とに
切り替えられる。

【００４７】図４は、本発明の超音波診断装置のもう１
つの実施形態の特徴部分の詳細ブロック図である。図２
の各ブロックに対応したブロックには、図２に付した符
号と同一の符号を付して示し、図２との相違点について
説明する。ノイズカットフィルタ４０２３を経由した後
のカラードプラデータおよび血流演算部４０２２から出
力されたパワードプラデータは、選択部４０２６に入力
され、選択部４０２６において、操作パネル７０１に備
えられたモード切替ボタン７０１１の操作により指定さ
れたモード切換え制御信号に応じていずれか一方のデー
タが選択されて、バッファメモリ４０２７に入力され
る。このように、この実施形態では、選択部４０から
は、一時にはカラードプラデータとパワードプラデータ
のうちのいずれか一方のデータしか出力されないため、
図２の構成と比べ、バッファメモリの容量は半分で済
む。バッファメモリ４０２７に一旦格納されたデータ
は、エコーバス９０２を経由してカラー／パワー用スキ
ャンコンバータ３０２に入力され、さらに表示制御部５
００に入力される。

【００４８】この図４に示す実施形態では、カラードプ
ラ用フリーズスイッチ５０１ａおよびパワードプラ用フ
リーズスイッチ５０１ｂは、一方がオン状態のときに他
方がオフ状態となるように連動して切り替えられるよう
に構成されており、それら２つのスイッチ５０１ａ，５
０１ｂは、操作パネル７０１に備えられたモード切替ボ
タン７０１１によるモード切替えに連動して切り替えら
れる。モード切替ボタン７０１１が、選択部４０２６か
らカラードプラデータが出力されるように操作される
と、カラードプラ用フリーズスイッチ５０１ａはオン状
態、パワードプラ用フリーズスイッチ５０１ｂはオフ状
態となり、選択部４０２６からパワードプラデータが出
力されるようにモード切替ボタン７０１１が操作される
と、今度は、カラードプラ用フリーズスイッチ５０１ａ
がオフ状態、パワードプラ用フリーズスイッチ５０１ｂ
がオン状態となる。したがって、観察用テレビモニタ７
０７の表示画面に表示されるカラードプラ画像およびパ
ワードプラ画像は、常に、一方が動画像、他方がフリー
ズ画像となる。このとき、図１に示す送受信部２０１に
よる超音波送受信のモードやカラー／パワードプラ解析
部４０２におけるＭＴＩフィルタ４０２１のフィルタ特
性等はカラードプラ画像とパワードプラ画像とのうち、
動画像表示されている画像の取得に適したモードに切り
換えられる。

【００４９】尚、図２に示す、カラードプラ画像とパワ
ードプラ画像を独立にフリーズできる構成の場合、送受
信部２０１における超音波送受信モードやＭＴＩフィル
タ４０２１のフィルタ特性は、一方のみ動画像表示され
ている場合は、その動画像表示されている画像の取得に
適したモードに切り換えられるが、双方が動画像表示さ
れているときは、それら双方の画像を統合したときに最
適なモードと、いずれか一方の画像の取得に最適なモー
ドとに自在に切り換えられることが好ましい。双方を動
画像表示しているときであってもその時点で主に関心の
ある画像はいずれか一方の場合もあり、双方を見比べて
いる場合もあるからである。

【００５０】尚、上記実施形態では、カラードプラ画像
とパワードプラ画像は真横に並べられて表示されている
が、マルチウインドウのように１つの表示画面上の任意
の位置に２つのウインドウを設定し、各ウインドウ内に
カラードプラ画像もしくはパワードプラ画像を表示して
もよく、さらには、カラードプラ画像とパワードプラ画
像のうちの主に関心のある一方の画像を大きく他方の画
像を小さく表示してもよい。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の超音波診
断装置によれば、カラードプラ画像とパワードプラ画像
が１つの表示画面上に同時に表示されるため、より多く
の血流情報を得ることができ、超音波診断装置の診断能
力アップに寄与するところが大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の超音波診断装置の一実施形態を示すブ
ロック図である。

【図２】本発明の超音波診断装置の一実施形態の特徴部
分の詳細ブロック図である。

【図３】本実施形態に特徴的な表示形態を模式的にあら
わした図である。

【図４】本発明の超音波診断装置のもう１つの実施形態
の特徴部分の詳細ブロック図である。

【符号の説明】

１生体２走査線１０本体部２０超音波プローブ２１超音波振動子１００制御部１０１ＣＰＵ部１０２ビームスキャン制御部２００信号処理部２０１送受信部２０２受信ディレイ制御部２０３ビームフォーマ部２０４コントロールインターフェイス部２０５演算部２０６ドプラシグナル処理部２０７，２０８，２０９制御ライン３００ディジタルスキャンコンバータ部３０１白黒用スキャンコンバータ３０２カラー／パワー用スキャンコンバータ３０３スクロールスキャンコンバータ４００ドプラ処理部４０１パルス／連続波ドプラ解析部４０２カラー／パワードプラ解析部５００表示制御部５０１ａカラードプラ用フリーズスイッチ５０１ｂパワードプラ用フリーズスイッチ５０２ａカラードプラ用メモリ５０２ｂカラードプラ用メモリ５０３ａカラードプラ用ルックアップテーブル５０３ｂカラードプラ用ルックアップテーブル５０４画像合成部６００生体信号アンプ部７０１操作パネル７０２タッチパネル７０３ＥＬ表示部７０４フロッピィディスク装置７０５プリンタ７０６ＶＴＲ７０７観察用テレビモニタ７０８スピーカ７０９ＥＣＧ電極ユニット７１０心音マイク７１１脈波用トランスデューサ８００電源部９０１ＣＰＵバス９０２エコーバス９０３ビデオバス４０２１ＭＴＩフィルタ４０２２血流演算部４０２３ノイズカットフィルタ４０２４，４０２７バッファメモリ４０２５，４０２６選択部７０１１モード切替ボタン７０１２カラードプラ用フリーズ切替ボタン７０１３パワードプラ用フリーズ切替ボタン７０７１，７０７２Ｂモード画像７０７１ａ，７０７２ａＲＯＩ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】超音波パルスビームを生体内に送波し生
体内からの反射超音波を受信して受信信号を得る過程を
繰り返し、該過程を繰り返す間に得られた受信信号に基
づく画像を表示する超音波診断装置において、前記受信信号に基づいて反射超音波のドプラ遷移成分を
抽出し該ドプラ遷移成分から生体内の血流の速度の分布
を求める血流速度演算部と、前記受信信号に基づいて反射超音波のドプラ遷移成分を
抽出し該ドプラ遷移成分から生体内の血流のパワーの分
布を求める血流パワー演算部と、前記血流速度演算部により求められた血流速度分布をあ
らわす第１の画像と、前記血流パワー演算部により求め
られた血流パワー分布をあらわす第２の画像を、１つの
表示画面上に同時に表示する画像表示部とを備えたこと
を特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】前記第１の画像と前記第２の画像につい
て独立に、順次生成される複数フレームの画像を前記画
像表示部に順次送って該複数フレームの画像を前記表示
画面上に順次表示させる動画像表示モードと、１つのフ
レームの画像を前記表示画面上に表示し続ける静止画像
表示モードとに切替え自在に制御する表示制御部を備え
たことを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項３】前記第１の画像と前記第２の画像につい
て、一方の画像を、順次生成される複数フレームの画像
を前記画像表示部に順次送って該複数フレームの画像を
前記表示画面上に順次表示させる動画像表示モードに、
他方の画像を、１つのフレームの画像を前記表示画面上
に表示し続ける静止画像表示モードに、切替え自在に制
御する表示制御部を備えたことを備えたことを特徴とす
る請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項４】前記血流速度分布をあらわす血流速度デ
ータと前記画像表示部の表示画面上に表示される第１の
画像をあらわす表示データとの対応関係を規定する第１
の表示マップ、および前記血流パワー分布をあらわす血
流パワーデータと前記画像表示部の表示画面上に表示さ
れる第２の画像をあらわす表示データとの対応関係を規
定する、前記第１の表示マップとは異なる第２の表示マ
ップの双方の表示マップが格納されたマップ格納部を備
えたことを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。