(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波ビームを走査する超音波走査手段と、
前記超音波走査手段が少なくとも二つのラスタ列に超音波を送波し、少なくとも二つのラスタ列毎にその反射波をエコー信号に変換するように前記超音波送波手段を制御する走査制御手段と、
前記超音波走査手段により得られた少なくとも二つのラスタ列毎に得たエコー信号を前記少なくとも二つのラスタ列毎に血流情報に変換する変換手段と、
前記変換手段により変換された血流情報を前記少なくとも二つのラスタ列毎に記憶する記憶手段と、
前記記憶手段から前記少なくとも二つのラスタ列毎の血流情報を読み出して画像合成する画像合成手段と、
隣接する奇数ラスタと偶数ラスタの時相差を検出する時相差検出手段を備え、
前記画像合成手段は、
前記時相差検出手段により検出された時相差と、前記少なくとも二つのラスタ列の血流情報を基に得られた所定位置での血流速度とを比較し、前記血流速度が走査速度を越える場合は、一方のラスタの血流情報を基に他方のラスタの血流情報を求めた後、前記少なくとも二つのラスタ列毎の血流情報を合成することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
超音波ビームを走査する超音波走査手段と、
前記超音波走査手段が超音波ビームを奇数ラスタと偶数ラスタに走査し、奇数ラスタ、偶数ラスタ毎にその反射波をエコー信号に変換するように前記超音波走査手段を制御する走査制御手段と、
前記超音波走査手段により奇数ラスタ及び偶数ラスタ毎に得られたエコー信号をそれぞれ奇数ラスタの血流情報、偶数ラスタの血流情報に変換する変換手段と、
前記変換手段により変換された血流情報の折り返り現象の発生を検出し、折り返りが発生した場合はその血流情報に折り返りが発生したことを示す折り返り情報を付加する折り返り検出手段と、
前記変換手段により変換された血流情報と前記折り返り検出手段により付加された折り返り情報をそれぞれ奇数ラスタと偶数ラスタに分けて記憶する記憶手段と、
前記記憶手段から前記奇数ラスタ及び偶数ラスタの血流情報を読み出し、折り返り情報が付加されている場合は前記折り返り情報が付加された血流情報を読み出し、折り返りを戻した後、前記奇数ラスタ及び偶数ラスタの血流情報を合成する画像合成手段と、
を備える超音波診断装置。
【請求項３】
前記画像合成手段は、隣接する奇数ラスタと偶数ラスタの時相差を検出する時相差検出部を備え、この時相差検出部により検出された時相差と、奇数ラスタの血流情報と偶数ラスタの血流情報を基に得られた所定位置での血流速度とを比較し、前記血流速度が走査速度を越える場合は、一方のラスタの血流情報を基に他方のラスタの血流情報を求めた後、前記奇数ラスタ及び偶数ラスタの血流情報を合成する請求項２記載の超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、超音波の反射法を用いて被検体の断層像を得る超音波診断装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、血流速度測定等に用いられるカラードプラモードにおいて、単位時間当たりに形成される画像の枚数、いわゆるフレームレートを向上させることが可能な超音波診断装置が種々提案されている。
【０００３】
このような超音波診断装置ではフレームレートを向上させる為に超音波を送受信する数、すなわちラスタ本数を減らしたり、視野幅を狭くするように構成している。また、フレームレートを向上させる為に１回の送信で二つ以上の方向を同時に受信するように構成している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の前者の超音波診断装置ではラスタ本数を減らしているので空間分解能が低下するという問題と視野幅が狭くなるという問題があった。また、後者の超音波診断装置では１回の送信で二つ以上の方向を同時に受信するようにしている受信系が二つ以上必要となり装置が大型化するばかりか価格も高くなるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、画像の分解能を維持したまま広い視野幅でフレームレートを向上させることが可能な超音波診断装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本願第１の発明は、超音波ビームを走査する超音波走査手段と、前記超音波走査手段が少なくとも二つのラスタ列に超音波を送波し、少なくとも二つのラスタ列毎にその反射波をエコー信号に変換するように前記超音波送波手段を制御する走査制御手段と、前記超音波走査手段により得られた少なくとも二つのラスタ列毎に得たエコー信号を前記少なくとも二つのラスタ列毎に血流情報に変換する変換手段と、前記変換手段により変換された血流情報を前記少なくとも二つのラスタ列毎に記憶する記憶手段と、前記記憶手段から前記少なくとも二つのラスタ列毎の血流情報を読み出して画像合成する画像合成手段と、隣接する奇数ラスタと偶数ラスタの時相差を検出する時相差検出手段を備え、前記画像合成手段は、前記時相差検出手段により検出された時相差と、前記少なくとも二つのラスタ列の血流情報を基に得られた所定位置での血流速度とを比較し、前記血流速度が走査速度を越える場合は、一方のラスタの血流情報を基に他方のラスタの血流情報を求めた後、前記少なくとも二つのラスタ列毎の血流情報を合成することを要旨とする。
【０００７】
また、本願第２の発明は、超音波ビームを走査する超音波走査手段と、前記超音波走査手段が超音波ビームを奇数ラスタと偶数ラスタに走査し、奇数ラスタ、偶数ラスタ毎にその反射波をエコー信号に変換するように前記超音波走査手段を制御する走査制御手段と、前記超音波走査手段により奇数ラスタ及び偶数ラスタ毎に得られたエコー信号をそれぞれ奇数ラスタの血流情報、偶数ラスタの血流情報に変換する変換手段と、前記変換手段により変換された血流情報の折り返り現象の発生を検出し、折り返りが発生した場合はその血流情報に折り返りが発生したことを示す折り返り情報を付加する折り返り検出手段と、前記変換手段により変換された血流情報と前記折り返り検出手段により付加された折り返り情報をそれぞれ奇数ラスタと偶数ラスタに分けて記憶する記憶手段と、前記記憶手段から前記奇数ラスタ及び偶数ラスタの血流情報を読み出し、折り返り情報が付加されている場合は前記折り返り情報が付加された血流情報を読み出し、折り返りを戻した後、前記奇数ラスタ及び偶数ラスタの血流情報を合成する画像合成手段とを有することを要旨とする。
【０００８】
【作用】
本願第１の発明の超音波診断装置は、超音波ビームを走査する超音波走査手段が超音波超音波ビームを少なくとも二つのラスタ列に走査し、その反射波をエコー信号に変換するように制御し、この超音波走査手段により得られた少なくとも二つのラスタ列毎に得たエコー信号を前記少なくとも二つのラスタ列毎に血流情報に変換し、変換された血流情報を前記少なくとも二つのラスタ列毎に記憶手段に記憶する。そして、前記記憶手段から前記少なくとも二つのラスタ列毎の血流情報を読み出して画像合成する。このため、画像の分解能を維持したまま広い視野幅でフレームレートを向上させることが可能となる。
【０００９】
本願第２の発明の超音波診断装置は、超音波ビームを走査する超音波走査手段が超音波超音波ビームを奇数ラスタと偶数ラスタに走査し、奇数ラスタ、偶数ラスタ毎にその反射波をエコー信号に変換するように制御し、この奇数ラスタ及び偶数ラスタ毎に得られたエコー信号をそれぞれ奇数ラスタの血流情報、偶数ラスタの血流情報に変換する。そして、この変換された血流情報の折り返り現象の発生を検出し、折り返りが発生した場合はその血流情報に折り返りが発生したことを示す折り返り情報を付加し、それぞれ奇数ラスタと偶数ラスタに分けて記憶手段に記憶する。そしてこの記憶手段から前記奇数ラスタ及び偶数ラスタの血流情報を読み出し、折り返り情報が付加されている場合は前記折り返り情報が付加された血流情報を読み出し、折り返りを戻した後、前記奇数ラスタ及び偶数ラスタの血流情報を合成する。このため、画像の分解能を維持したまま広い視野幅でフレームレートを向上させることが可能となる。
【００１０】
【実施例】
以下、本発明に係る一実施例を図面を参照して説明する。図１は本発明に係る超音波診断装置の構成を示したブロック図である。
図１に示すように、本実施例の超音波診断装置１は、超音波プローブ３と、走査制御部５と、送受信部７と、ＣＦＭ（カラーフローマッピング）ユニット９と、折り返り検出部１１と、奇数ラスタフレームメモリ１３と、偶数ラスタフレームメモリ１５と、白黒画像メモリ１７と、時相差検出部１９と、情報判別部２１と、エッジ検出部２３と、画像合成部２５と、表示部２７とを有している。
【００１１】
超音波プローブ３は、被検体に向けて超音波ビームを送信し、被検体からの反射波を受信しその反射波を超音波エコー信号に変換する。
走査制御部５は、送受信部７の動作を制御し、超音波プローブ３から送信される超音波ビームの送信タイミングを制御するともに、受信遅延時間を制御する。
【００１２】
送受信部７は、走査制御部５からの命令に対応した送信タイミングで駆動信号を超音波プローブ３に供給し、超音波プローブ３から奇数ラスタと偶数ラスタに超音波を送信させる。また送受信部７は、白黒画像用の駆動信号を超音波プローブ３に供給し、超音波プローブ３から白黒画像用の超音波ビームを送信させる。さらに送受信部７は、超音波プローブ３により変換された奇数ラスタの超音波エコー信号と偶数ラスタの超音波エコー信号を受信し、前記受信遅延時間に対応させて奇数ラスタの電気信号と偶数ラスタの電気信号に変換する。さらに送受信部７は白黒画像用の超音波エコー信号を輝度情報に変換する。
【００１３】
ＣＦＭユニット９は、送受信部７により変換された奇数ラスタの電気信号を奇数ラスタの血流情報に変換するとともに、送受信部７から供給される偶数ラスタの電気信号を偶数ラスタの血流情報に変換する。
【００１４】
折り返り検出部１１は、ＣＦＭユニット９から供給される奇数ラスタ及び偶数ラスタの血流情報の折り返り現象を検出し、折り返り現象が生じている場合はその血流情報に折り返り現象発生を示す折り返り情報を付加して奇数ラスタフレームメモリ１３または偶数ラスタフレームメモリ１５に記憶させ、折り返り現象が生じていない場合はそのまま血流情報を奇数ラスタフレームメモリ１３または偶数ラスタメモリ１５に記憶させる。
【００１５】
奇数ラスタフレームメモリ１３は、折り返り検出部１１から供給される奇数ラスタの血流情報とそれに付加されている折り返り情報を記憶する。
偶数ラスタフレームメモリ１５は、折り返り検出部１１から供給される偶数ラスタの血流情報とそれに付加されている折り返り情報を記憶する。
【００１６】
白黒画像メモリ１７は、送受信部７から供給される輝度情報を記憶する。
時相差検出部１９は、走査制御部５による超音波ビームの送信タイミング制御を基に、隣接する奇数ラスタと偶数ラスタの時相差を検出する。
【００１７】
情報判別部２１は、奇数ラスタフレームメモリ１３に記憶されている奇数ラスタの血流情報とそれに付加されている折り返り情報および偶数ラスタフレームメモリ１５に記憶されている偶数ラスタの血流情報とそれに付加されている折り返り情報を読み出し、それらを交互に画像合成部２５に供給する。また、情報判別部２１は、奇数ラスタの血流情報と偶数ラスタの血流情報を基に得られた所定位置での血流速度と、時相差検出部１９により検出された時相差を比較し、前記時相差間に隣接する奇数ラスタ、偶数ラスタを越えて移動するような速度の場合はその旨を示す速度情報を血流情報に付加して画像合成部２５に供給し、前記時相差間に隣接する奇数ラスタ、偶数ラスタを越えずに移動するような速度の場合は血流情報をそのまま画像合成部２５に供給する。
【００１８】
エッジ検出部２３は、白黒画像メモリ１７に記憶されている輝度情報を読み出し、予め設定されている所定の閾値を基に血管等のエッジ位置を検出する。
画像合成部２５は、情報判別部２１から供給される奇数ラスタの血流情報とそれに付加されている折り返り情報、偶数ラスタの血流情報とそれに付加されている折り返り情報および速度情報に対応させ、奇数ラスタの血流情報と偶数ラスタの血流情報を合成して１フレームの画像情報を作成する。
【００１９】
表示部２７はＣＲＴ等のモニタ（図示せず）を備え、画像合成部２５により合成された画像情報を前記モニタ上に表示する。また、表示部２７は白黒画像メモリ１７から供給される輝度情報を前記モニタ上に表示する。
【００２０】
次に本実施例の超音波診断装置の動作を説明する。オペレータにより超音波診断が開始されるとまず、走査制御部５は、送受信部７の動作を制御して超音波プローブ３から図２に示すように奇数ラスタと偶数ラスタに超音波ビームを送信させる。
【００２１】
また、走査制御部５は送受信部７の動作を制御して白黒画像用の超音波ビームを超音波プローブ３から送信させる。なお、白黒画像用の超音波ビームは、主に血管等のエッジ検出に用いられるので高解像度であることが望ましくそのため、奇数ラスタと偶数ラスタに分けずに送信される。
【００２２】
尚、超音波ビームは、例えばまず奇数ラスタへ１フレーム分（０．５フレーム）送信され、続いて、偶数ラスタへ１フレーム分（０．５フレーム）送信され（これらにより１フレーム送信されたことになる）、その後、白黒画像用の超音波ビームが１フレーム送信される。この順番で超音波ビームが継続して送信される。
【００２３】
次いで超音波プローブ３は、送信した超音波ビームの反射波を受信し、超音波エコー信号に変換して送受信部７に供給する。なお、超音波プローブ３により変換された奇数ラスタの超音波エコー信号と偶数ラスタの超音波エコー信号は、例えば図３（ａ）に示すようにラスタＡ，ラスタＢを超音波プローブ３から送信される奇数ラスタの超音波ビーム、ラスタＣ，ラスタＤを超音波プローブ３から送信される偶数ラスタの超音波ビームとすると、図３（ｂ）に示すように超音波プローブ３ではラスタＡ，ラスタＢの順番でまず奇数ラスタが超音波エコー信号に変換され、その後、ラスタＣ，ラスタＤの順番で偶数ラスタが超音波エコー信号に変換される。
【００２４】
前記超音波エコー信号が供給されると送受信部７は、その超音波エコー信号のうち、奇数ラスタの超音波エコー信号を電気信号に変換してＣＦＭユニット９に供給するとともに、偶数ラスタの超音波エコー信号を電気信号に変換してＣＦＭユニット９に供給する。また、送受信部７は、超音波プローブ３から供給される白黒画像用の超音波エコー信号を輝度信号に変換して白黒画像メモリ１７に記憶させる。なお、白黒画像メモリ１７に記憶されている輝度情報は、オペレータが図示しない入力装置の所定キーを押すことによる走査制御部５からの命令によって表示部２７に表示させることができる。
【００２５】
次いでＣＦＭユニット９は、送受信部７から供給される奇数ラスタの電気信号を奇数ラスタの血流情報に変換して折り返り検出部１１に供給するとともに、送受信部７から供給される偶数ラスタの電気信号を偶数ラスタの血流情報に変換して折り返り検出部１１に供給する。
【００２６】
前記奇数ラスタの血流情報が供給されると折り返り検出部１１は、その奇数ラスタの血流情報の折り返り現象を検出し、折り返り現象が生じている場合はその血流情報に折り返り現象発生を示す折り返り情報を付加して奇数ラスタフレームメモリ１３に記憶させ、折り返り現象が生じていない場合はその血流情報をそのまま奇数ラスタフレームメモリ１３に記憶させる。また、折り返り検出部１１は、前記供給された偶数ラスタの血流情報の折り返り現象を検出し、折り返り現象が生じている場合はその血流情報におり返り現象発生を示す折り返り情報を付加して奇数ラスタフレームメモリ１３に記憶させ、折り返り現象が生じていない場合はその血流情報をそのまま奇数ラスタフレームメモリ１３に記憶させる。
【００２７】
一方、時相差検出部１９では、走査制御部５による超音波ビームの送信タイミング制御を基に、隣接する奇数ラスタと偶数ラスタの時相差（図３（ｂ）参照）を検出して情報判別部２１に供給する。
【００２８】
また、エッジ検出部２３では、白黒画像メモリ１７に記憶されている輝度情報を読み出し、予め設定されている所定の閾値を基に血管等のエッジ位置を検出すして画像合成部２５に供給する。
【００２９】
次いで情報判別部２１は、奇数ラスタフレームメモリ１３に記憶されている奇数ラスタの血流情報とそれに付加されている折り返り情報および偶数ラスタフレームメモリ１５に記憶されている偶数ラスタの血流情報とそれに付加されている折り返り情報を読み出し、それらを交互に画像合成部２５に供給する。さらに、情報判別部２１は、奇数ラスタの血流情報と偶数ラスタの血流情報を基に得られた所定位置での血流速度と、時相差検出部１９により検出された時相差を比較し、前記時相差間に隣接する奇数ラスタと偶数ラスタを越えて移動するような速度の場合はその旨を示す速度情報を血流情報に付加して画像合成部２５に供給し、前記時相差間に隣接する奇数ラスタ、偶数ラスタを越えずに移動するような速度の場合は血流情報をそのまま画像合成部２５に供給する。
【００３０】
この状態で画像合成部２５は、情報判別部２１から供給される奇数ラスタの血流情報と偶数ラスタの血流情報とを合成する。このとき画像合成部２５は、前記折り返り情報と速度情報が血流情報に付加されていない場合、単純に奇数ラスタの血流情報と偶数ラスタの血流情報とを合成して画像情報を作成する。
【００３１】
例えば図４（ａ）に示すように奇数ラスタＡ上の黒丸で示す位置で血流情報ａ、奇数ラスタＢ上の黒丸で示す位置で血流情報ｂが得られた場合、偶数ラスタＣ上に対応する白丸で示す位置は（ａ＋ｂ）／２の血流情報となる。また、図４（ｂ）に示すように偶数ラスタＣ上の黒丸で示す位置で血流情報ｃ、偶数ラスタＤ上の黒丸で示す位置で血流情報ｄが得られた場合、奇数ラスタＢ上に対応する白丸で示す位置は（ｃ＋ｄ）／２の血流情報となる。したがって前記血流情報ａ、血流情報ｂ、血流情報ｃおよび血流情報ｄを合成すると図４（ｃ）に示す奇数ラスタＢ上の画像情報は（ｂ＋（（ｃ＋ｄ）／２））／２となり、また、図４（ｃ）に示す偶数ラスタＣ上の画像情報は（ｃ＋（（ａ＋ｂ）／２））／２となる。
【００３２】
また画像合成部２５は、前記折り返り情報が血流情報に付加されている場合、前記折り返り情報に対応する血流情報を折り返りのない状態に戻した後、奇数ラスタの血流情報と偶数ラスタの血流情報とを合成して画像情報を作成する。
【００３３】
さらに画像合成部２５は、前記速度情報が血流情報に付加されている場合、一方のラスタ血流情報を基に他方のラスタの血流情報を求めた後、前記奇数ラスタの血流情報と偶数ラスタの血流情報を合成して１フレームの画像情報を作成する。例えば前記時相差間に奇数ラスタから偶数ラスタへ越えて移動するような時は、奇数ラスタの血流情報のみにより得られた血流速度を基に隣接する偶数ラスタの血流情報を求め、前記奇数ラスタの血流情報と前記求められた偶数ラスタの血流情報とを合成して画像情報を作成する。
【００３４】
また画像合成部２５は、合成した血流情報がエッジ検出部２３により検出された血管等のエッジ位置からはみ出している場合、このはみ出している血流情報をその周囲（血管等の領域は除く）の血流情報と変換して血管等のエッジを明確にする。
【００３５】
そして表示部２７は、画像合成部２５により作成された画像情報をモニタ上に表示する。
このように本実施例の超音波診断装置１では、超音波ビームを奇数ラスタと偶数ラスタに送信させ、その反射波を基に変換された奇数ラスタの超音波エコー信号と偶数ラスタの超音波エコー信号から奇数ラスタの血流情報と偶数ラスタの血流情報を得、これら二つの血流情報を合成して１フレームの画像情報を作成し、この画像情報を表示することにより、画像の分解能を維持したまま広い視野幅でフレームレートを向上させることができる。
【００３６】
また、前記血流情報の折り返り現象を検出し、前記折り返り現象が発生している血流情報は折り返りのない状態に戻した後に、奇数ラスタの血流情報と偶数ラスタの血流情報を合成して１フレームの画像情報を作成しているので折り返り現象が生じても正確に画像情報を表示することができる。さらに、隣接する奇数ラスタと偶数ラスタの時相差を検出し、その時相差と、奇数ラスタの血流情報と偶数ラスタの血流情報を基に得られた所定位置での血流速度とを比較し、前記血流速度が前記時相差間に隣接する奇数ラスタと偶数ラスタを越える速度の場合は一方のラスタの血流情報を基に他方のラスタの血流情報を求めた後、前記奇数ラスタの血流情報と偶数ラスタの血流情報を合成して１フレームの画像情報を作成しているので、血流速度が高速の場合でも正確に画像情報を表示することができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、少なくとも二つのラスタ列に超音波を送波するようにし、それにより得られた血流情報を合成するようにしているので、画像の分解能を維持したまま、広い視野幅でフレームレートを向上させることができる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る超音波診断装置の一実施例の概略の構成を示すブロック図。
【図２】奇数ラスタと偶数ラスタに分けられた超音波ビームを示す説明図。
【図３】奇数ラスタと偶数ラスタの超音波エコー信号への変換の順番を説明するための説明図。
【図４】奇数ラスタの血流情報と偶数ラスタの血流情報との合成を説明するための説明図。
【符号の説明】
１  超音波診断装置
３  超音波プローブ
５  走査制御部
７  送受信部
９  ＣＦＭユニット
１１  折り返り検出部
１３  奇数ラスタフレームメモリ
１５  偶数ラスタフレームメモリ
１７  白黒画像メモリ
１９  時相差検出部
２１  情報判別部
２３  エッジ検出部
２５  画像合成部
２７  表示部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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