(57)【要約】【課題】ドップラー信号のＦＦＴ変換時にウィンドウを制御してドップラースペクトル映像の画質を改善させる超音波システムを提供する。【解決手段】本発明による超音波システムは、超音波信号を対象体に送信し、前記対象体から反射される超音波エコー信号を受信してドップラー信号を形成するように動作するドップラー信号獲得部と、互いに異なるウィンドウサイズを有する複数のウィンドウ部で前記ドップラー信号に対してウィンドウ処理を行うことによって複数の第１のドップラー信号を出力し、前記複数の第１のドップラー信号を周波数ドメインのドップラー信号に変換して複数の第２のドップラー信号を出力し、前記複数の第２のドップラー信号を合成して第３のドップラー信号を出力するように動作する信号処理部と、前記第３のドップラー信号を用いてドップラースペクトル映像を形成するように動作する映像形成部とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波システムであって、
超音波信号を対象体に送信し、前記対象体から反射される超音波エコー信号を受信してドップラー信号を形成するように動作するドップラー信号獲得部と、
互いに異なるウィンドウサイズを有する複数のウィンドウ部で前記ドップラー信号に対してウィンドウ処理を行うことによって複数の第１のドップラー信号を出力し、前記複数の第１のドップラー信号を周波数ドメインのドップラー信号に変換して複数の第２のドップラー信号を出力し、前記複数の第２のドップラー信号を合成して第３のドップラー信号を出力するように動作する信号処理部と、
前記第３のドップラー信号を用いてドップラースペクトル映像を形成するように動作する映像形成部と
を備えることを特徴とする超音波システム。
【請求項２】
複数のパルス反復周波数それぞれに該当する基準ウィンドウサイズ情報を提供するマッピングテーブルを格納する格納部と、
ユーザから前記ウィンドウ処理を行う前記複数のウィンドウ部を設定するウィンドウ設定情報の入力を受けるように動作するユーザ入力部と、
前記複数のパルス反復周波数の中いずれかに基づいて前記超音波信号の送受信を制御し、前記ウィンドウ設定情報に応じて前記信号処理部で前記ウィンドウ処理を行う前記複数のウィンドウ部を設定し、前記超音波信号の送信に利用された前記パルス反復周波数に該当する基準ウィンドウサイズを抽出し、前記抽出された基準ウィンドウサイズを基準に前記複数のウィンドウ部それぞれに互いに異なるウィンドウサイズを設定するように動作する制御部と
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の超音波システム。
【請求項３】
前記信号処理部は、前記第３のドップラー信号を圧縮するように動作する圧縮部をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の超音波システム。
【請求項４】
前記ユーザ入力部は、前記複数の第２のドップラー信号それぞれに加えられる加重値を設定する合成設定情報の入力を受けるようにさらに動作することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の超音波システム。
【請求項５】
前記制御部は、前記合成設定情報に応じて前記複数の第２のドップラー信号それぞれに加えられる前記加重値を設定するようにさらに動作することを特徴とする請求項４に記載の超音波システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波システムに関し、特にドップラー信号のＦＦＴ変換時にウィンドウを制御し、ドップラースペクトル映像の画質を改善させる超音波システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波システムは、無侵襲及び非破壊特性を有しており、対象体内部の情報を得るために医療分野で広く用いられている。超音波システムは、対象体を直接切開して観察する外科手術の必要なく、対象体内部組織の高解像度の映像を医師に提供できるので、医療分野で非常に重要なものとして用いられている。
【０００３】
一般に、超音波システムは、対象体から反射される超音波信号の反射係数を２次元映像として見せるＢ−モード、ドップラー効果（Ｄｏｐｐｌｅｒ  ｅｆｆｅｃｔ）を用いて動く対象体（特に、血流）の映像を示すドップラーモード（Ｄｏｐｐｌｅｒ  ｍｏｄｅ）、対象体にコンプレッション（ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）を加える時と加えない時の反応差を映像として見せる弾性モードなどを提供している。特に、ドップラーモードは、超音波プローブからパルス反復周波数（ｐｕｌｓｅ  ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ，  ＰＲＦ）で送信された超音波信号の周波数（以下、送信周波数という）と、動く対象体から反射されて超音波プローブを通じて受信された受信信号の周波数（以下、受信周波数という）との間の差（以下、ドップラー周波数という）を用いる。
【０００４】
即ち、超音波プローブに近寄る対象体からの受信信号の周波数、即ち受信周波数は送信周波数より高く、超音波プローブから遠くなる対象体からの受信周波数は送信周波数より低い特性を用いてドップラースペクトル映像を形成する。
【０００５】
一方、超音波システムは、ドップラー信号に対して連続していない信号を連続した信号に形成するためのウィンドウ処理を行うように動作するウィンドウ処理部を備える。ウィンドウ処理部は、ウィンドウサイズを有する。このウィンドウサイズは、時間解像度（ｔｅｍｐｏｒａｌ  ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）に多くの影響を与える。従来は、ウィンドウサイズがドップラースケール（Ｄｏｐｐｌｅｒ  ｓｃａｌｅ）によって設定され、ドップラースペクトル映像の時間解像度を低下させる問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２００３−０７９６２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、ドップラー信号のＦＦＴ変換時にウィンドウを制御してドップラースペクトル映像の画質を改善させる超音波システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の課題を解決するために、本発明による超音波システムは、超音波信号を対象体に送信し、前記対象体から反射される超音波エコー信号を受信してドップラー信号を形成するように動作するドップラー信号獲得部と、互いに異なるウィンドウサイズを有する複数のウィンドウ部で前記ドップラー信号に対してウィンドウ処理を行うことによって複数の第１のドップラー信号を出力し、前記複数の第１のドップラー信号を周波数ドメインのドップラー信号に変換して複数の第２のドップラー信号を出力し、前記複数の第２のドップラー信号を合成して第３のドップラー信号を出力するように動作する信号処理部と、前記第３のドップラー信号を用いてドップラースペクトル映像を形成するように動作する映像形成部とを備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ユーザが所望の時間軸の解像度を設定できるだけでなく、時間軸に解像度が相違したドップラー信号を合成することができ、ドップラースペクトル映像の画質を改善させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例による超音波システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例によるドップラー信号獲得部の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施例による信号処理部の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付した図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施例による超音波システム１００の構成を示すブロック図である。ドップラー信号獲得部１１０は、対象体内の観察領域に超音波信号を予め定められたパルス反復周波数（ｐｕｌｓｅ  ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ，  ＰＲＦ）で送信し、観察領域から反射される超音波信号（即ち、超音波エコー信号）を受信してドップラー信号を獲得する。
【００１３】
図２は、本発明の実施例によるドップラー信号獲得部１１０の構成を示すブロック図である。ドップラー信号獲得部１１０は、送信信号形成部１１１、複数の変換素子（ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ  ｅｌｅｍｅｎｔ）を備える超音波プローブ１１２、ビームフォーマ１１３及びドップラー信号形成部１１４を備える。
【００１４】
送信信号形成部１１１は、変換素子の位置及び集束点を考慮して複数の送信信号を形成する。本実施例で送信信号は、ドップラースペクトル映像を得るための送信信号である。
【００１５】
超音波プローブ１１２は、送信信号形成部１１１から提供される送信信号を超音波信号に変換して観察領域に送信し、観察領域から反射される超音波エコー信号を受信して受信信号を形成する。超音波プローブ１１２は、超音波信号の送受信を反復して行って複数の受信信号を形成する。
【００１６】
ビームフォーマ１１３は、超音波プローブ１１２から提供される複数の受信信号をアナログ／デジタル変換する。また、ビームフォーマ１１３は超音波プローブ１１２の変換素子の位置及び集束点を考慮し、デジタル変換された複数の受信信号を受信集束する。
【００１７】
ドップラー信号形成部１１４は、ビームフォーマ１１３からの受信集束された複数の受信信号を用いてドップラー信号を形成する。ここで、ドップラー信号は心臓壁、心臓板などの動きによる低周波ドップラー信号も含まれる。低周波ドップラー信号は、クラッタ信号（ｃｌｕｔｔｅｒ  ｓｉｇｎａｌ）とも呼ばれ、血流によるドップラー信号より約１００倍以上の振幅を有する。
【００１８】
再び図１を参照すれば、信号処理部１２０は、ドップラー信号獲得部１１０から提供されるドップラー信号にクラッタフィルタリング、ウィンドウ処理、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）処理、圧縮などの信号処理を行う。
【００１９】
図３は、本発明の実施例による信号処理部１２０の構成を示すブロック図である。クラッタフィルタ１２１は、ドップラー信号獲得部１１０から提供されるドップラー信号にクラッタフィルタリングを行ってドップラー信号からクラッタ信号を除去し、クラッタ信号が除去されたドップラー信号（以下、第１のドップラー信号という）を出力する。
【００２０】
ウィンドウ処理部１２２は、互いに異なるウィンドウサイズを有する複数のウィンドウ部（ｗｉｎｄｏｗ  ｕｎｉｔ）を備える。複数のウィンドウ部のそれぞれは、クラッタフィルタ１２１から提供される第１のドップラー信号にウィンドウ処理を行い、ウィンドウ処理されたドップラー信号（以下、第２のドップラー信号という）を出力する。
【００２１】
ＦＦＴ処理部１２３は、複数のウィンドウ部に一対一で接続され、フーリエ変換を用いて時間ドメインのドップラー信号を周波数ドメインのドップラー信号に変換するように動作する複数のＦＦＴ部を備える。複数のＦＦＴ部のそれぞれは、複数のウィンドウ部それぞれから提供される第２のドップラー信号を時間ドメインのドップラー信号から周波数ドメインのドップラー信号に変換し、周波数ドメインのドップラー信号に変換されたドップラー信号（以下、第３のドップラー信号という）を出力する。
【００２２】
合成部１２４は、複数のＦＦＴ部それぞれから提供される第３のドップラー信号を合成する。本実施例で合成部１２４は、複数の第３のドップラー信号それぞれに互いに異なる加重値を加えた後に合成して、合成されたドップラー信号（以下、第４のドップラー信号という）を出力する。従って、時間軸で解像度が相違する第４のドップラー信号が合成されて、ドップラースペクトル映像の画質が改善される。
【００２３】
圧縮部１２５は、合成部１２４から提供される第４のドップラー信号を圧縮する。前述した実施例では、圧縮部１２５が合成部１２４の以後に備えられるものと説明したが、他の実施例では圧縮部１２５がＦＦＴ処理部１２３及び合成部１２４の間に備えられてもよい。
【００２４】
再び図１を参照し、映像形成部１３０は、信号処理部１２０で信号処理されたドップラー信号を用いてドップラースペクトル映像を形成する。ディスプレイ部１４０は、映像形成部１３０で形成されたドップラースペクトル映像をディスプレイする。
【００２５】
ユーザ入力部１５０は、ユーザからウィンドウ設定情報及び合成設定情報の入力を受ける。本実施例でウィンドウ設定情報は、ウィンドウ処理を行う少なくとも２つのウィンドウ部の選択情報を含む。また、合成設定情報はＦＦＴ処理部１２３から出力される少なくとも２つの第３のドップラー信号それぞれに加えられる加重値情報を含む。
【００２６】
格納部１６０は、複数のパルス反復周波数それぞれに該当する基準ウィンドウサイズを提供するマッピングテーブルを格納する。一例として、格納部１６０は下記の表のようなマッピングテーブルを格納する。
【００２７】
【表１】
2010099472.tif 000003
【００２８】
制御部１７０は、ユーザ入力部１５０からウィンドウ設定情報が入力されれば、入力されたウィンドウ設定情報に応じてウィンドウ処理部１２２でウィンドウ処理を行う少なくとも２つのウィンドウ部を設定する。制御部１７０は、格納部１６０に格納されたマッピングテーブルで予め定められたパルス反復周波数に該当する基準ウィンドウサイズを抽出し、抽出された基準ウィンドウサイズを基準にウィンドウ処理部１２２に設定された少なくとも２つのウィンドウ部それぞれに互いに異なるウィンドウサイズを設定する。
【００２９】
本発明の他の実施例では、ウィンドウ設定情報がウィンドウ処理を行う少なくとも２つのウィンドウ部の選択だけでなく、少なくとも２つのウィンドウ部それぞれのウィンドウサイズ情報を含むことができる。この場合、制御部１７０は、ユーザ入力部１５０を通じて入力されたウィンドウ設定情報に基づいて互いに異なる大きさのウィンドウを設定するように制御することができる。
【００３０】
また、制御部１７０は、入力されたウィンドウ設定情報に応じて、ＦＦＴ処理部１２３で少なくとも２つのウィンドウ部のそれぞれに一対一で接続される少なくとも２つのＦＦＴ部を設定する。また、制御部１７０は、ユーザ入力部１５０から合成設定情報が入力されれば、入力された合成設定情報に応じて、ＦＦＴ処理部１２３から出力される少なくとも２つの第３のドップラー信号それぞれに加えられる加重値を設定する。一方、制御部１７０は、超音波信号の送受信を制御し、ドップラー信号の信号処理を制御し、ドップラースペクトル映像の形成及びディスプレイを制御する。
【００３１】
本明細書では、本発明が一部実施例と関連して説明されたが、本発明の属する技術分野の当業者が理解できる本発明の精神及び範囲を逸脱しない範囲で多様な変形及び変更がなされるという点が分かる。また、そのような変形及び変更は本明細書に添付された特許請求の範囲内に属するものと考えられなければならない。
【符号の説明】
【００３２】
１００  超音波システム
１１０  ドップラー信号獲得部
１１１  送信信号形成部
１１２  超音波プローブ
１１３  ビームフォーマ
１１４  ドップラー信号形成部
１２０  信号処理部
１２１  クラッタフィルタ
１２２  ウィンドウ部処理部
１２３  ＦＦＴ処理部
１２４  合成部
１２５  圧縮部
１３０  映像形成部
１４０  ディスプレイ部
１５０  ユーザ入力部
１６０  格納部
１７０  制御部
【図１】
2010099472.tif 000004
【図２】
2010099472.tif 000005
【図３】
2010099472.tif 000006