(57)【要約】      （修正有）【課題】スペクトルドップラー成分を演算できる最も速い反復周期でドップラースペクトルデータを獲得して格納し、ユーザが選択したスイープスピードに従って、ドップラースペクトル映像を表示する超音波診断システム及び方法を提供する。【解決手段】超音波診断システムで超音波信号を対象体に送受信して得る超音波データからスペクトルドップラー成分を演算するための反復周期を設定するための周期設定部３１０と、ドップラースペクトルデータ獲得部３２０と、ドップラースペクトルデータを格納するための格納部３３０と、ユーザからスイープスピード情報の入力を受けるためのユーザ入力部３４０と、反復周期と選択されたスイープスピードとを比較してドップラースペクトルデータを調節するためのデータ調節部３５０と、調節されたドップラースペクトルデータに基づいてドップラースペクトル映像を表示するためのディスプレイ部３６０とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドップラースペクトル映像をディスプレイするための超音波診断システムにおいて、
前記超音波診断システムで超音波信号を対象体に送受信して得る超音波データからスペクトルドップラー成分を演算するための反復周期を設定するための周期設定部と、
前記設定された反復周期で前記超音波データからスペクトルドップラー成分を演算してドップラースペクトルデータを獲得するためのドップラースペクトルデータ獲得部と、
前記ドップラースペクトルデータを格納するための格納部と、
スイープスピードを選択するためにユーザからスイープスピード情報の入力を受けるためのユーザ入力部と、
前記反復周期と前記選択されたスイープスピードとを比較して前記ドップラースペクトルデータを調節するためのデータ調節部と、
前記調節されたドップラースペクトルデータに基づいてドップラースペクトル映像をディスプレイするためのディスプレイ部と
を備えることを特徴とする超音波診断システム。
【請求項２】
前記反復周期は、前記超音波診断システムで前記超音波データからスペクトルドップラー成分を演算するための最も短い演算時間を計算して設定されることを特徴とする請求項１に記載の超音波診断システム。
【請求項３】
前記反復周期は、前記演算時間に所定のマージンを加えて設定されることを特徴とする請求項２に記載の超音波診断システム。
【請求項４】
前記データ調節部は、
前記スイープスピードが前記反復周期より速い場合には、ドップラースペクトルデータをインターポレーション（ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ）し、前記スイープスピードが前記反復周期より遅い場合には、ドップラースペクトルデータをデシメーション（ｄｅｃｉｍａｔｉｏｎ）することを特徴とする請求項１に記載の超音波診断システム。
【請求項５】
超音波診断システムでドップラースペクトルをディスプレイするための方法において、
超音波信号を対象体に送受信して得る超音波データからスペクトルドップラー成分を演算するための反復周期を設定する段階と、
前記反復周期で前記超音波データからスペクトルドップラー成分を演算してドップラースペクトルデータを獲得する段階と、
前記ドップラースペクトルデータを格納する段階と、
スイープスピードを選択するためにユーザからスイープスピード情報の入力を受ける段階と、
前記反復周期と前記選択したスイープスピードを比較する段階と、
前記比較結果に基づいて前記ドップラースペクトルデータを調節する段階と、
前記調節されたドップラースペクトルデータに基づいてドップラースペクトルをディスプレイする段階と
を備えることを特徴とするドップラースペクトル映像をディスプレイするための方法。
【請求項６】
前記反復周期は、前記超音波診断システムで前記超音波データからスペクトルドップラー成分を演算するための最も短い演算時間を計算して設定されることを特徴とする請求項５に記載のドップラースペクトル映像をディスプレイするための方法。
【請求項７】
前記反復周期は、前記演算時間に所定のマージンを加えて設定されることを特徴とする請求項６に記載のドップラースペクトル映像をディスプレイするための方法。
【請求項８】
前記ドップラースペクトルデータを調節する段階において、
前記スイープスピードが前記反復周期より速い場合には、ドップラースペクトルデータをインターポレーションし、前記スイープスピードが前記反復周期より遅い場合にはドップラースペクトルデータをデシメーションすることを特徴とする請求項７に記載のドップラースペクトル映像をディスプレイするための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波診断システムに関するものであって、特にドップラースペクトル映像をディスプレイする超音波診断システム及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断システムは、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の医療分野に広く用いられている。超音波診断システムは、直接切開して観察する外科手術の必要がなく、高解像度の人体内部組織の映像をリアルタイムで医者に提供することができるので、医療分野において非常に重要なものとして用いられている。近来の高特性超音波診断システムは、対象体の内部形状（例えば、患者の内臓器官）の２次元または３次元診断映像だけでなく、心臓または血管内に流れる血流に対するドップラースペクトル映像をも提供している。
【０００３】
超音波診断システムは、超音波信号を送信及び受信するために一般に圧電（ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ）物質で形成される変換素子を用いる。超音波診断システムは、変換素子を電気的に刺激して人体に伝えられる超音波信号を生成して人体に送信する。人体に送信された超音波信号は、不連続的な人体組織の境界で反射され、人体組織の境界から変換素子へ伝達される超音波エコー信号は電気的信号に変換される。変換された電気的信号を増幅及び信号処理して組織に対する超音波映像データを生成する。
【０００４】
一方、超音波診断システムは、血管内血流の移動速度を測定したり心臓の動きを測定するために、ドップラー効果（Ｄｏｐｐｌｅｒ  Ｅｆｆｅｃｔ）を用いる。図１はＢ−モード（Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ−ｍｏｄｅ）映像（ＢＩ）とドップラースペクトル映像（ＤＳ）とを同時にディスプレイした例を示す例示図である。ユーザが入力手段（例えば、トラックボール）を用いてＢ−モード映像（ＢＩ）で血管に対応する映像にサンプルボリューム（ＳＶ）を設定すると、超音波診断システムは対象体でサンプルボリューム（ＳＶ）に該当する領域に超音波信号を反復的に送信し、これによる受信信号に基づいてスペクトルドップラー成分を演算する。このように獲得したスペクトルドップラー成分に基づいてサンプルボリューム（ＳＶ）に対応するドップラースペクトル映像（ＤＳ）がディスプレイされる。ドップラースペクトル映像（ＤＳ）は、血管や心臓内の血流または心臓壁のように動く物体の動き方向及び速度などのような情報を示し、ドップラースペクトル映像（ＤＳ）の横軸は時間を示して縦軸は速度（または周波数）を示す。
【０００５】
図２は、従来のスペクトルドップラー成分を演算するための周期を概略的に示す例示図である。図２を参照すると、超音波診断システムは対象体のＢ−モード映像にサンプルボリュームを設定すると、サンプルボリュームに対応する所定領域にパルス反復周波数（ｐｕｌｓｅ  ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ，  ＰＲＦ）で超音波信号を反復的に送信した後、所定領域から反射された超音波エコー信号を受信して超音波データを獲得する。超音波診断システムは反復周期（ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ  ｐｅｒｉｏｄ，  ＲＰ）で超音波データからスペクトルドップラー成分を演算する。従来の超音波診断システムでの反復周期はサンプルボリュームをスキャニングするための時間を示すスイープスピードによって決定される。スイープスピードはキーボード、トラックボールのようなユーザ入力装置を通じて調節することができる。このように獲得したドップラースペクトルデータを格納した後、ディスプレイ装置を介して格納されたドップラースペクトルデータに基づいてドップラースペクトル映像をディスプレイする。
【０００６】
従来は、ユーザがスイープスピードを選択すると、選択したスイープスピードに該当する反復周期（ＲＰ）が設定される。このように設定された反復周期で超音波データからスペクトルドップラー成分を演算してドップラースペクトルデータを獲得し、獲得したドップラースペクトルデータに基づいてドップラースペクトル映像をディスプレイする。獲得したドップラースペクトルデータは、バッファ（ｂｕｆｆｅｒ）などのメモリに格納される。一方、メモリに格納されたドップラースペクトルデータを用いてドップラースペクトル映像をディスプレイする場合、ユーザはスイープスピードを速やかにまたはゆっくり調節してドップラースペクトルデータを時間軸に拡大または縮小することができる。このような場合、ドップラースペクトル映像の解像度の制約が伴う問題がある。また、選択したスイープスピードによってドップラー成分を演算するための反復周期が設定されるため、最大スイープスピードを設定するのに制限が伴う。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、超音波診断システムでスペクトルドップラー成分を演算することができる最も速い反復周期でドップラースペクトルデータを獲得して格納し、ユーザが選択したスイープスピードに従って格納されたドップラースペクトルデータの一部をデシメーション（ｄｅｃｉｍａｔｉｏｎ）またはインターポレーション（ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ）してドップラースペクトル映像をディスプレイする超音波診断システム及び方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために本発明によるドップラースペクトル映像をディスプレイするための超音波診断システムは、前記超音波診断システムで超音波信号を対象体に送受信して得る超音波データからスペクトルドップラー成分を演算するための反復周期を設定するための周期設定部と、前記設定された反復周期で前記超音波データからスペクトルドップラー成分を演算してドップラースペクトルデータを獲得するためのドップラースペクトルデータ獲得部と、前記ドップラースペクトルデータを格納するための格納部と、スイープスピードを選択するためにユーザからスイープスピード情報の入力を受けるためのユーザ入力部と、前記反復周期と前記選択されたスイープスピードとを比較して前記ドップラースペクトルデータを調節するためのデータ調節部と、前記調節されたドップラースペクトルデータに基づいてドップラースペクトル映像をディスプレイするためのディスプレイ部とを備える。
【０００９】
本発明による超音波診断システムでドップラースペクトル映像をディスプレイするための方法は、超音波信号を対象体に送受信して得る超音波データからスペクトルドップラー成分を演算するための反復周期を設定する段階と、前記反復周期で前記超音波データからスペクトルドップラー成分を演算してドップラースペクトルデータを獲得する段階と、前記ドップラースペクトルデータを格納する段階と、スイープスピードを選択するためにユーザからスイープスピード情報の入力を受ける段階と、前記反復周期と前記選択したスイープスピードを比較する段階と、前記比較結果に基づいて前記ドップラースペクトルデータを調節する段階と、前記調節されたドップラースペクトルデータに基づいてドップラースペクトルをディスプレイする段階とを備える。
【発明の効果】
【００１０】
前述したように、本発明によってドップラースペクトルデータを獲得するための反復周期がシステムでサポートされる最も速い周期で固定されているためにドップラースペクトル映像の画質の低下なく、ドップラースペクトル映像のドップラースペクトルディスプレイ間隔を容易に調節することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図３は、本発明による超音波診断システムの構成を概略的に示すブロック図である。
図３を参照すると、本発明実施例による超音波診断システム３００は、ＲＰ設定部３１０、ドップラースペクトルデータ獲得部３２０、格納部３３０、ユーザ入力部３４０、データ調節部３５０及びディスプレイ部３６０を備える。
【００１２】
ＲＰ設定部３１０は、超音波診断システム３００でパルス反復周波数（ＰＲＦ）で超音波信号を対象体に反復送受信して得る超音波データからスペクトルドップラー成分を演算することができる最も短い演算時間（最小または最短の演算可能時間）を計算する。このように計算された演算時間に所定のマージンを加えて超音波データからスペクトルドップラー成分を演算するための反復周期（ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ  ｐｅｒｉｏｄ、ＲＰ）を設定する。本発明の実施例では、超音波診断システム３００の円滑な動作のために演算時間の約１〜１０％をマージンとして設定することができる。反復周期は超音波診断システム３００の性能によって決定できる。
【００１３】
ドップラースペクトルデータ獲得部３２０は、パルス反復周波数で超音波信号を対象体に送受信して得る超音波データからＲＰ設定部３１０で設定された反復周期でスペクトルドップラー成分を演算してドップラースペクトルデータを獲得する。このように反復周期ごとに獲得したドップラースペクトルデータは反復周期情報と共に格納部３３０に格納される。
【００１４】
ユーザ入力部３４０は、ディスプレイ部３６０の画面にドップラースペクトル映像をディスプレイするための間隔であるスイープスピード情報の入力をユーザから受ける。データ調節部３５０は、格納部３３０に格納されたドップラースペクトルデータを読み出した後、ユーザ入力部３４０に入力されたスイープスピード情報と反復周期情報を比較する。データ調節部３５０は、比較結果に応じて読み出したドップラースペクトルデータを調節する。例えば、ユーザが入力したスイープスピードがＲＰより速い場合、読み出したドップラースペクトルデータをインターポレーション（ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ：内挿補間）してドップラースペクトルデータの各ドップラースペクトルのディスプレイ時間間隔をスイープスピードに合うように調節する。反面、ユーザが入力したスイープスピードがＲＰより遅い場合、読み出したドップラースペクトルデータをデシメーション（ｄｅｃｉｍａｔｉｏｎ：間引き）してドップラースペクトルデータの各ドップラースペクトルのディスプレイ時間間隔をスイープスピードに合うように調節する。
【００１５】
ディスプレイ部３６０は、データ調節部３５０で調節されたドップラースペクトルデータに基づいてドップラースペクトル映像をディスプレイする。
【００１６】
図４は、本発明の実施例によるスペクトルドップラー成分を演算する周期を示す概略図である。図４に示した通り、ＲＰ設定部３１０で最も短い演算時間（最小または最短の演算可能時間）に所定のマージンを加えて反復周期（ＲＰ）を設定する。以後、設定された反復周期で超音波データからスペクトルドップラー成分を演算して各周期ごとにドップラースペクトルデータを獲得してメモリ部３３０に格納する。即ち、本発明による反復周期はユーザによって選択されるスイープスピードと関係なく設定される。
【００１７】
以下、本発明によるドップラースペクトル映像をディスプレイする方法について詳細に説明する。
【００１８】
図５は、本発明によるドップラースペクトル映像をディスプレイする方法を示すフローチャートである。
【００１９】
図５を参照すると、対象体に超音波信号を送受信して得る超音波データからスペクトルドップラー成分を演算することができる最も短い演算時間を計算し、計算された演算時間に所定のマージンを加えて反復周期を設定する（Ｓ５１０）。設定された反復周期ごとに超音波信号を対象体の所定領域にパルス反復周波数で送受信して得る超音波データからスペクトルドップラー成分を演算してドップラースペクトルデータを獲得して格納する（Ｓ５２０）。
【００２０】
以後、ユーザからスイープスペクトルを選択するためのスイープスピード情報が入力されると、反復周期と選択されたスイープスピード情報を比較してドップラースペクトルデータの調節如何を判断する（Ｓ５３０）。ドップラースペクトルデータを調節するものと判断された場合、スイープスピードが反復周期より速い場合には、ドップラースペクトルデータをインターポレーションし、スイープスピードが反復周期より遅い場合にはドップラースペクトルデータをデシメーションする（Ｓ５４０）。例えば、１ＫＨｚの反復周期でドップラースペクトルデータを獲得して格納した後、ユーザが入力したスイープスピードが１００Ｈｚ、２００Ｈｚ、...、１ＫＨｚまたは２ＫＨｚであれば、格納されたドップラースペクトルデータを１０：１、５：１、...、１：１または１：２でデシメーションするか或いはインターポレーションする。このように調節されたドップラースペクトルデータは、ユーザが入力したスイープスピードでディスプレイされる（Ｓ５５０）。
【００２１】
本発明を望ましい実施例を通じて説明し例示したが、当業者であれば添付した特許請求の範囲の事項及び範疇を逸脱せず、様々な変形及び変更がなされることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】Ｂ−モード（Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ−ｍｏｄｅ）映像とドップラースペクトル映像を同時にディスプレイした例を示す例示図である。
【図２】従来のスペクトルドップラー成分を演算するための周期を概略的に示す例示図である。
【図３】本発明による超音波診断システムの構成を概略的に示すブロック図である。
【図４】本発明の実施例によるスペクトルドップラー成分を演算する周期を示す概略図である。
【図５】本発明によるドップラースペクトル映像をディスプレイする方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２３】
３１０：ＲＦ設定部
３２０：ドップラースペクトルデータ獲得部
３３０：格納部
３４０：ユーザ入力部
３５０：データ調節部
３６０：ディスプレイ部
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図１】
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