(57)【要約】【課題】スペクトラム画像の時間変化を滑らかにすると共にスペクトラム画像の画質を一定にする。【解決手段】パルス繰返し周波数をＰＲＦとし、ＦＦＴ周期をＴｆとし、「ある回のＦＦＴ処理の対象となるＮ個のデータのうちで次の回のＦＦＴ処理の対象となるＮ個と重なるデータ数」のＮ個に対する比を重なり率ａとするとき、Ｎ  ＝  （Ｔｆ×ＰＲＦ）／（１−ａ）により、Ｎを決定する。【効果】ＦＦＴ周期Ｔｆ毎の分析点に重なりをもたせたので、スペクトラム画像の時間変化を滑らかにすることが出来る。時間分解能は重なり率ａによりほぼ決まるが、パルス繰返し周波数ＰＲＦまたはＦＦＴ周期Ｔｆが変更されたときでも分析点数Ｎを変更することで重なり率ａを一定に維持するので、時間分解能はほぼ一定になり、スペクトラム画像の画質を一定にすることが出来る。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス繰返し周波数ＰＲＦで被検体に反復して超音波パルスを照射し該被検体から受信した超音波エコーからドプラ成分データを取得し、ＦＦＴ周期Ｔｆ毎の分析点数Ｎ（＞Ｔｆ／ＰＲＦ）個のドプラ成分データに対してＦＦＴ処理を施してスペクトラムを生成することを繰り返すスペクトラム生成方法であって、「ある回のＦＦＴ処理の対象となるＮ個のデータのうちで次の回のＦＦＴ処理の対象となるＮ個と重なるデータ数」のＮ個に対する比を重なり率ａとするとき、Ｎ  ＝  （Ｔｆ×ＰＲＦ）／（１−ａ）により、Ｎを決定することを特徴とするスペクトラム生成方法。
【請求項２】
請求項１に記載のスペクトラム生成方法において、操作者が重なり率ａを設定し、分析点数Ｎを、
Ｎ  ＝  （Ｔｆ×ＰＲＦ）／（１−ａ）
により決定することを特徴とするスペクトラム生成方法。
【請求項３】
請求項２に記載のスペクトラム生成方法において、画質選択用パラメータとして提示された複数の選択肢の中から操作者が一つを選択することにより重なり率ａを設定することを特徴とするスペクトラム生成方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載のスペクトラム生成方法において、パルス繰返し周波数ＰＲＦまたはＦＦＴ周期Ｔｆまたは重なり率ａが変更されたときに、分析点数Ｎを変更することを特徴とするスペクトラム生成方法。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載のスペクトラム生成方法において、最大分析点数Ｎｍａｘと最小分析点数Ｎｍｉｎとを設定し、重なり率ａを一定にする分析点数Ｎが最大分析点数Ｎｍａｘより大きいときは分析点数Ｎを最大分析点数Ｎｍａｘとし、重なり率ａを一定にする分析点数Ｎが最小分析点数Ｎｍｉｎより小さいときは分析点数Ｎを最小分析点数Ｎｍｉｎとすることを特徴とするスペクトラム生成方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載のスペクトラム生成方法において、０．２≦ａ≦０．６であることを特徴とするスペクトラム生成方法。
【請求項７】
超音波探触子と、前記超音波探触子によりパルス繰返し周波数ＰＲＦで被検体に反復して超音波パルスを照射し該被検体から超音波エコーを受信する送受信手段と、受信した超音波エコーからドプラ成分データを取得するドプラ成分データ取得手段と、ＦＦＴ周期Ｔｆ毎の分析点数Ｎ（＞Ｔｆ／ＰＲＦ）個のドプラ成分データに対してＦＦＴ処理を施してスペクトラムを生成するＦＦＴ処理手段と、「ある回のＦＦＴ処理の対象となるＮ個のデータのうちで次の回のＦＦＴ処理の対象となるＮ個と重なるデータ数」のＮ個に対する比を重なり率ａとするときＮ  ＝  （Ｔｆ×ＰＲＦ）／（１−ａ）によりＮを決定する分析点数決定手段とを具備したことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項８】
請求項７に記載の超音波診断装置において、操作者が重なり率ａを設定するための入力操作手段を具備し、前記分析点数決定手段は、
Ｎ  ＝  （Ｔｆ×ＰＲＦ）／（１−ａ）
により分析点数Ｎを決定することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項９】
請求項８に記載の超音波診断装置において、前記入力操作手段は、画質選択用パラメータとして提示された複数の選択肢の中から操作者が一つを選択することにより重なり率ａを設定する手段であることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１０】
請求項７から請求項９のいずれかに記載の超音波診断装置において、前記分析点数決定手段は、パルス繰返し周波数ＰＲＦまたはＦＦＴ周期Ｔｆまたは重なり率ａが変更されたときに分析点数Ｎを再決定することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１１】
請求項７から請求項１０のいずれかに記載の超音波診断装置において、前記分析点数決定手段は、最大分析点数Ｎｍａｘと最小分析点数Ｎｍｉｎとを設定し、重なり率ａを一定にする分析点数Ｎが最大分析点数Ｎｍａｘより大きいときは分析点数Ｎを最大分析点数Ｎｍａｘとし、重なり率ａを一定にする分析点数Ｎが最小分析点数Ｎｍｉｎより小さいときは分析点数Ｎを最小分析点数Ｎｍｉｎとすることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１２】
請求項７から請求項１１のいずれかに記載の超音波診断装置において、０．２≦ａ≦０．６であることを特徴とする超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スペクトラム生成方法および超音波診断装置に関し、さらに詳しくは、スペクトラム画像の時間変化を滑らかにすると共にスペクトラム画像の画質を一定にすることが出来るスペクトラム生成方法および超音波診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、パルス繰返し周波数ＰＲＦ（Ｐｕｌｓｅ  Ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）で被検体に反復して超音波パルスを照射し、被検体から受信した超音波エコーからドプラ成分データを取得し、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）周期Ｔｆ毎の分析点数Ｎ個のドプラ成分データに対してＦＦＴ処理を施してスペクトラムを生成することを繰り返し、その際、パルス繰返し周波数ＰＲＦが高く変更されたときに分析点数Ｎを小さく変更するスペクトラム生成方法が知られている（特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特公平４−３１６９７号公報（第６カラム第２０行〜第２２行）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術では、パルス繰返し周波数ＰＲＦが高く変更されたときに、分析点数Ｎを小さく変更することにより、時間分解能を高め、高速変化に追従できるようにしている。
しかし、分析点数Ｎを小さく変更すると、ＦＦＴ周期Ｔｆ毎の分析点が不連続になり（使われないデータが発生する）、スペクトラム画像の時間変化が滑らかでなくなる問題点がある。また、時間分解能が変化することにより、スペクトラム画像の画質が変化してしまう問題点がある。
そこで、本発明の目的は、スペクトラム画像の時間変化を滑らかにすると共にスペクトラム画像の画質を一定にすることが出来るスペクトラム生成方法および超音波診断装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
第１の観点では、本発明は、パルス繰返し周波数ＰＲＦで被検体に反復して超音波パルスを照射し該被検体から受信した超音波エコーからドプラ成分データを取得し、ＦＦＴ周期Ｔｆ毎の分析点数Ｎ（＞Ｔｆ／ＰＲＦ）個のドプラ成分データに対してＦＦＴ処理を施してスペクトラムを生成することを繰り返すスペクトラム生成方法であって、「ある回のＦＦＴ処理の対象となるＮ個のデータのうちで次の回のＦＦＴ処理の対象となるＮ個と重なるデータ数」のＮ個に対する比を重なり率ａとするとき、Ｎ  ＝  （Ｔｆ×ＰＲＦ）／（１−ａ）により、Ｎを決定することを特徴とするスペクトラム生成方法を提供する。
上記第１の観点によるスペクトラム生成方法では、分析点数Ｎ＞Ｔｆ／ＰＲＦとし、ＦＦＴ周期Ｔｆ毎の分析点に重なりをもたせたので、スペクトラム画像の時間変化を滑らかにすることが出来る。また、時間分解能は重なり率ａによりほぼ決まるが、上記第１の観点によるスペクトラム生成方法では、パルス繰返し周波数ＰＲＦまたはＦＦＴ周期Ｔｆが変更されたときでも分析点数Ｎを変更することで重なり率ａを一定にするので、時間分解能はほぼ一定になり、スペクトラム画像の画質を一定にすることが出来る。
【０００６】
第２の観点では、本発明は、上記構成のスペクトラム生成方法において、操作者が重なり率ａを設定し、分析点数Ｎを、
Ｎ  ＝  （Ｔｆ×ＰＲＦ）／（１−ａ）
により決定することを特徴とするスペクトラム生成方法を提供する。
上記第２の観点によるスペクトラム生成方法では、操作者が所望の重なり率ａを設定することにより、所望の画質のスペクトラム画像を得ることが出来る。
【０００７】
第３の観点では、本発明は、上記構成のスペクトラム生成方法において、画質選択用パラメータとして提示された複数の選択肢の中から操作者が一つを選択することにより重なり率ａを設定することを特徴とするスペクトラム生成方法を提供する。
上記第３の観点によるスペクトラム生成方法では、例えば「時間分解能優先」「標準」「周波数分解能優先」のような画質選択用パラメータの中から操作者が１つを選択することにより、重なり率ａを設定できるので、設定操作が容易になる。
【０００８】
第４の観点では、本発明は、上記構成のスペクトラム生成方法において、パルス繰返し周波数ＰＲＦまたはＦＦＴ周期Ｔｆまたは重なり率ａが変更されたときに、分析点数Ｎを変更することを特徴とするスペクトラム生成方法を提供する。
時間分解能は重なり率ａによりほぼ決まるが、上記第４の観点によるスペクトラム生成方法では、パルス繰返し周波数ＰＲＦまたはＦＦＴ周期Ｔｆまたは重なり率ａが変更されたときに、それに合わせて分析点数Ｎを変更することが出来る。
【０００９】
第５の観点では、本発明は、上記構成のスペクトラム生成方法において、最大分析点数Ｎｍａｘと最小分析点数Ｎｍｉｎとを設定し、重なり率ａを一定にする分析点数Ｎが最大分析点数Ｎｍａｘより大きいときは分析点数Ｎを最大分析点数Ｎｍａｘとし、重なり率ａを一定にする分析点数Ｎが最小分析点数Ｎｍｉｎより小さいときは分析点数Ｎを最小分析点数Ｎｍｉｎとすることを特徴とするスペクトラム生成方法を提供する。
上記第５の観点によるスペクトラム生成方法では、パルス繰返し周波数ＰＲＦまたはＦＦＴ周期Ｔｆを変更しても、分析点数Ｎの値をＦＦＴ処理に適する範囲内に収めることが出来る。
【００１０】
第６の観点では、本発明は、上記構成のスペクトラム生成方法において、０．２≦ａ≦０．６であることを特徴とするスペクトラム生成方法を提供する。
上記第６の観点によるスペクトラム生成方法では、重なり率ａを０．２まで小さくすることで分析点数Ｎを小さくしうるので、「時間分解能優先」の画質を得ることが出来る。一方、重なり率ａを０．６まで大きくすることで分析点数Ｎを大きくできるので、「周波数分解能優先」の画質を得ることが出来る。つまり、「時間分解能優先」から「周波数分解能優先」までの異なる画質を得ることが出来る。
【００１１】
第７の観点では、本発明は、超音波探触子と、前記超音波探触子によりパルス繰返し周波数ＰＲＦで被検体に反復して超音波パルスを照射し該被検体から超音波エコーを受信する送受信手段と、受信した超音波エコーからドプラ成分データを取得するドプラ成分データ取得手段と、ＦＦＴ周期Ｔｆ毎の分析点数Ｎ（＞Ｔｆ／ＰＲＦ）個のドプラ成分データに対してＦＦＴ処理を施してスペクトラムを生成するＦＦＴ処理手段と、「ある回のＦＦＴ処理の対象となるＮ個のデータのうちで次の回のＦＦＴ処理の対象となるＮ個と重なるデータ数」のＮ個に対する比を重なり率ａとするときＮ  ＝  （Ｔｆ×ＰＲＦ）／（１−ａ）によりＮを決定する分析点数決定手段とを具備したことを特徴とする超音波診断装置を提供する。
上記第７の観点による超音波診断装置では、上記第１の観点によるスペクトラム生成方法を好適に実施できる。
【００１２】
第８の観点では、本発明は、上記構成の超音波診断装置において、操作者が重なり率ａを設定するための入力操作手段を具備し、前記分析点数決定手段は、
Ｎ  ＝  （Ｔｆ×ＰＲＦ）／（１−ａ）
により分析点数Ｎを決定することを特徴とする超音波診断装置を提供する。
上記第８の観点による超音波診断装置では、上記第２の観点によるスペクトラム生成方法を好適に実施できる。
【００１３】
第９の観点では、本発明は、上記構成の超音波診断装置において、前記入力操作手段は、画質選択用パラメータとして提示された複数の選択肢の中から操作者が一つを選択することにより重なり率ａを設定する手段であることを特徴とする超音波診断装置を提供する。
上記第９の観点による超音波診断装置では、上記第３の観点によるスペクトラム生成方法を好適に実施できる。
【００１４】
第１０の観点では、本発明は、上記構成の超音波診断装置において、前記分析点数決定手段は、パルス繰返し周波数ＰＲＦまたはＦＦＴ周期Ｔｆまたは重なり率ａが変更されたときに分析点数Ｎを再決定することを特徴とする超音波診断装置を提供する。
上記第１０の観点による超音波診断装置では、上記第４の観点によるスペクトラム生成方法を好適に実施できる。
【００１５】
第１１の観点では、本発明は、上記構成の超音波診断装置において、前記分析点数決定手段は、最大分析点数Ｎｍａｘと最小分析点数Ｎｍｉｎとを設定し、重なり率ａを一定にする分析点数Ｎが最大分析点数Ｎｍａｘより大きいときは分析点数Ｎを最大分析点数Ｎｍａｘとし、重なり率ａを一定にする分析点数Ｎが最小分析点数Ｎｍｉｎより小さいときは分析点数Ｎを最小分析点数Ｎｍｉｎとすることを特徴とする超音波診断装置を提供する。
上記第１１の観点による超音波診断装置では、上記第５の観点によるスペクトラム生成方法を好適に実施できる。
【００１６】
第１２の観点では、本発明は、上記構成の超音波診断装置において、０．２≦ａ≦０．６であることを特徴とする超音波診断装置を提供する。
上記第１２の観点による超音波診断装置では、上記第６の観点によるスペクトラム生成方法を好適に実施できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態に係る超音波診断装置を示す構成図である。
この超音波診断装置１００は、超音波探触子１と、超音波探触子１を駆動して超音波パルスを被検体内へ送信する送信部２と、超音波探触子１で受信した超音波エコーに基づく受信信号を出力する受信部３と、受信信号からドプラ成分データを取り出す直交検波部４と、クラッタ成分を除去するフィルタ５と、ドプラ成分データを記憶し周期ＴｆごとのＮ個のデータにＦＦＴ処理を施しスペクトラムを生成するＦＦＴ処理部６と、生成したスペクトラムに基づくスペクトラム画像を生成し表示する表示部７と、操作者がパルス繰返し周波数ＰＲＦやＦＦＴ周期Ｔｆや画質パラメータなどを設定するための操作部８と、全体を制御するともに分析点数決定部１０を含む制御部９とを具備している。
【００１９】
図２は、ドプラ成分データとＦＦＴ処理の関係を示す模式図である。
ドプラ成分データの時間間隔は、パルス繰返し周波数ＰＲＦの逆数になっている。
ＦＦＴ処理は、ＦＦＴ周期Ｔｆ毎のＮ個のドプラ成分データに対して施される。
Ｎ＞Ｔｆ／ＰＲＦの関係とすることにより、重なりＡを作っている。
【００２０】
さて、ある回のＦＦＴ処理の対象となるＮ個のデータのうちで次の回のＦＦＴ処理の対象となるＮ個と重ならないデータ数をＭ個とするとき、
Ｔｆ  ＝  （１／ＰＲＦ）×（Ｍ−１）＝Ｔｆ        …（１）
の関係がある。
また、重なりＡに含まれるデータ数は（Ｎ−Ｍ＋１）個であるから、重なり率ａは、
ａ  ＝  （Ｎ−Ｍ＋１）／Ｎ                        …（２）
で表される。
（１）（２）式よりＭを消去すると、
Ｎ  ＝  （Ｔｆ×ＰＲＦ）／（１−ａ）              …（３）
が得られる。
【００２１】
図３は、ＦＦＴ分析点数決定処理の手順を示すフロー図である。
ステップＳ１では、制御部９は、画質選択用パラメータとして「時間分解能優先」「標準」「周波数分解能優先」の３つの選択肢を操作者に提示し、操作者は操作部８で１つを選択する。操作者が「時間分解能優先」を選択するとステップＳ２へ進み、操作者が「標準」を選択するとステップＳ３へ進み、操作者が「周波数分解能優先」を選択するとステップＳ４へ進む。
【００２２】
ステップＳ２では、制御部９は、重なり率ａ＝０．２に設定する。このように小さい重なり率ａとすると、時間分解能が高くなる。そして、ステップＳ５へ進む。
【００２３】
ステップＳ３では、制御部９は、重なり率ａ＝０．４に設定する。この程度の重なり率ａとすると、時間分解能と周波数分解能のバランスが良くなる。そして、ステップＳ５へ進む。
【００２４】
ステップＳ４では、制御部９は、重なり率ａ＝０．６に設定する。このように大きな重なり率ａとすると、周波数分解能が高くなる。そして、ステップＳ５へ進む。
【００２５】
ステップＳ５では、分析点数決定部１０は、上記（４）式により分析点数Ｎを算出する。
【００２６】
ステップＳ６では、算出した分析点数Ｎが、あらかじめ記憶している最小分析点数Ｎｍｉｎ未満であるときはステップＳ７へ進み、あらかじめ記憶している最大分析点数Ｎｍａｘを超えているときはステップＳ８へ進み、最小分析点数Ｎｍｉｎ以上最大分析点数Ｎｍａｘ以下であるときはステップＳ９へ進む。
【００２７】
ステップＳ７では、分析点数決定部１０は、分析点数Ｎの値として最小分析点数Ｎｍｉｎを設定する。そして、ステップステップＳ９へ進む。
【００２８】
ステップＳ８では、分析点数決定部１０は、分析点数Ｎの値として最大分析点数Ｎｍａｘを設定する。そして、ステップステップＳ９へ進む。
【００２９】
ステップＳ９では、分析点数決定部１０は、分析点数Ｎの値をＦＦＴ処理部６へ出力する。
【００３０】
なお、ステップＳ１０で示すように、分析点数決定部１０は、パルス繰返し周波数ＰＲＦまたはＦＦＴ周期Ｔｆまたは重なり率ａが直接的または間接的に変更されると、ステップＳ５以下を実行し、分析点数Ｎの値を再決定し、出力する。
【００３１】
【発明の効果】
本発明のスペクトラム生成方法および超音波診断装置によれば、ＦＦＴ周期Ｔｆ毎の分析点に重なりをもたせたので、スペクトラム画像の時間変化を滑らかにすることが出来る。また、時間分解能は重なり率ａによりほぼ決まるが、パルス繰返し周波数ＰＲＦまたはＦＦＴ周期Ｔｆが変更されたときでも分析点数Ｎを変更することで重なり率ａを一定に維持するので、時間分解能はほぼ一定になり、スペクトラム画像の画質を一定にすることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる超音波診断装置を示す構成図である。
【図２】各回のＦＦＴ処理の対象になるドプラ成分データの範囲を示す説明図である。
【図３】ＦＦＴ分析点数決定処理の手順を示すフロー図である。
【符号の説明】
１          超音波探触子
２          送信部
３          受信部
４          直交検波部
５          フィルタ
６          ＦＦＴ処理部
８          操作部
７          表示部
９          制御部
１０        分析点数決定部
１００      超音波診断装置
【図１】
2004351021.tif 000003
【図２】
2004351021.tif 000004
【図３】
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