(57)【要約】  【課題】  内臓壁の動きや被検体の体動などのウォール成分を検出し除去することで、ドップラ血流信号のスピーカ出力の音質およびスペクトラム成分表示画像の画質を向上させた優れた超音波診断装置を提供する。  【解決手段】  超音波探触子１０１が血流から反射された超音波ドップラ信号を電気信号に変換し、位相検波器１０４により位相検波されたドップラ血流信号のウォール成分をウォール成分検出器１０５が検出し、ウォール成分の有無によりハイパスフィルタを切り換えてウォール成分除去器１０６がウォール成分を除去し、順逆分離器１０７を介してスピーカ１０８へ、また周波数解析器１０９を介してモニタ１１０へ出力する。【選択図】  図１
2005027942.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
血流により被検体組織から反射された超音波ドップラ信号を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信されたドップラ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、
前記Ａ／Ｄ変換手段によりＡ／Ｄ変換されたドップラ信号を位相検波する位相検波手段と、
前記位相検波手段により位相検波された、位相が９０度異なる二つのドップラ血流信号から内臓壁の動きおよび被検体の体動を含むウォール成分を検出するウォール成分検出手段と、
前記位相検波手段により位相検波されたドップラ血流信号から、前記ウォール成分検出手段により検出されたウォール成分を除去するウォール成分除去手段と、
前記ウォール成分除去手段によってウォール成分が除去されたドップラ血流信号を血流の方向によって順方向と逆方向に分離する順逆分離手段と、
前記順逆分離手段によって順方向と逆方向に分離されたドップラ血流信号を音声信号として出力する音声出力手段と、
前記ウォール成分除去手段によってウォール成分が除去されたドップラ血流信号の周波数成分を推定する周波数解析手段と、
前記周波数解析手段によって得られたドップラ血流信号の周波数成分を表示する表示手段とを備えた超音波診断装置。
【請求項２】
前記ウォール成分検出手段は、
前記位相検波手段により位相検波されたドップラ血流信号を絶対値に変換する絶対値変換手段と、
前記絶対値変換手段によって変換された信号から高周波成分を除去するローパスフィルタと、
前記ローパスフィルタによって処理された信号を閾値と比較することで前記受信手段によって受信したドップラ信号がウォール成分であるか否かを判定するウォール成分判定手段と、
前記ウォール成分判定手段に用いる閾値を任意の値に設定する閾値設定手段とから構成される請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記ウォール成分除去手段は、
前記位相検波手段により位相検波されたドップラ血流信号を前記ローパスフィルタの次数に応じて遅延させる信号遅延手段と、
前記信号遅延手段によって遅延された信号から低周波成分を除去する第１のハイパスフィルタと、
前記信号遅延手段によって遅延された信号から低周波成分を除去する、前記第１のハイパスフィルタとは次数が同じで遮断周波数が異なる第２のハイパスフィルタと、
前記ウォール成分判定手段によって判定された結果に応じて、前記第１のハイパスフィルタの出力信号と前記第２のハイパスフィルタの出力信号のいずれか一方を選択するフィルタ選択手段とから構成される請求項２記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記ウォール成分除去手段はさらに、前記フィルタ選択手段によって選択された信号から低周波成分を除去する、前記第１のハイパスフィルタと次数も遮断周波数も同じ第３のハイパスフィルタから構成される請求項３記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記ウォール成分除去手段は、
前記位相検波手段により位相検波されたドップラ血流信号を前記ローパスフィルタの次数に応じて遅延させる信号遅延手段と、
前記信号遅延手段によって遅延された信号から低周波成分を除去するハイパスフィルタと、
前記ウォール成分判定手段によりドップラ信号がウォール成分であると判定され、前記ハイパスフィルタにより遅延信号から低周波成分が除去された信号の絶対値が前記閾値よりも大きい場合に、該信号をその正負に対応した閾値に置き換えるピーク制限手段とから構成される請求項２記載の超音波診断装置。
【請求項６】
血流により被検体組織から反射された超音波ドップラ信号を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信された超音波ドップラ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、
前記Ａ／Ｄ変換手段によりＡ／Ｄ変換されたドップラ信号を位相検波する位相検波手段と、
前記位相検波手段により位相検波された、位相が９０度異なる二つのドップラ血流信号から低周波成分を除去するハイパスフィルタと、
前記ハイパスフィルタの出力信号から内臓壁の動きおよび被検体の体動を含むウォール成分を検出するウォール成分検出手段と、
前記ハイパスフィルタの出力信号から、前記ウォール成分検出手段により検出されたウォール成分を除去するウォール成分除去手段と、
前記ウォール成分除去手段によってウォール成分が除去されたドップラ血流信号を血流の方向によって順方向と逆方向に分離する順逆分離手段と、
前記順逆分離手段によって順方向と逆方向に分離されたドップラ血流信号を音声信号として出力する音声出力手段と、
前記ハイパスフィルタの出力信号からドップラ血流信号の周波数成分を推定する周波数解析手段と、
前記周波数解析手段によって得られたドップラ血流信号の周波数成分を表示する表示手段とを備えた超音波診断装置。
【請求項７】
前記ウォール成分検出手段は、
前記ハイパスフィルタの出力信号を絶対値に変換する絶対値変換手段と、
前記絶対値変換手段によって変換された信号から高周波成分を除去するローパスフィルタと、
前記ローパスフィルタによって処理された信号を閾値と比較することで前記受信手段によって受信したドップラ信号がウォール成分であるか否かを判定するウォール成分判定手段と、
前記ウォール成分判定手段に用いる閾値を任意の値に設定する閾値設定手段とから構成される請求項６記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記ウォール成分除去手段は、
前記ハイパスフィルタの出力信号を前記ローパスフィルタの次数に応じて遅延させる信号遅延手段と、
前記信号遅延手段によって遅延された信号から低周波成分を除去する第１のハイパスフィルタと、
前記信号遅延手段によって遅延された信号から低周波成分を除去する、前記第１のハイパスフィルタとは次数が同じで遮断周波数が異なる第２のハイパスフィルタと、
前記ウォール成分判定手段によって判定された結果に応じて、前記第１のハイパスフィルタの出力信号と前記第２のハイパスフィルタの出力信号のいずれか一方を選択するフィルタ選択手段とから構成される請求項７記載の超音波診断装置。
【請求項９】
前記ウォール成分除去手段はさらに、前記フィルタ選択手段によって選択された信号から低周波成分を除去する、前記第１のハイパスフィルタ１と次数も遮断周波数も同じ第３のハイパスフィルタから構成される請求項８記載の超音波診断装置。
【請求項１０】
前記ウォール成分除去手段は、
前記ハイパスフィルタの出力信号を前記ローパスフィルタの次数に応じて遅延させる信号遅延手段と、
前記信号遅延手段によって遅延された信号から低周波成分を除去するハイパスフィルタと、
前記ウォール成分判定手段によりドップラ信号がウォール成分であると判定され、前記ハイパスフィルタにより遅延信号から低周波成分が除去された信号の絶対値が前記閾値よりも大きい場合に、該信号をその正負に対応した閾値に置き換えるピーク制限手段とから構成される請求項７記載の超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波診断装置に関し、特に超音波診断装置に適用されるドップラ血流速度測定装置のウォール成分除去技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ドップラ信号データ中のウォール成分を除去する従来例として、最小−最大値フィルタを用いて、ドップラ信号データ中からウォール成分や変換器の動きによる突然変位値を除去する装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、まず、時系列のドップラ信号データＤ［０］、Ｄ［１］、…に対して、Ｄ［ｉ−１］とＤ［ｉ］の最小値がＭｉｎ［ｉ］として算出され、さらにＭｉｎ［ｉ］とＭｉｎ［ｉ＋１］の最大値がＭａｘ［ｉ］として算出される。次に、Ｍａｘ［ｉ］とＤ［ｉ］の差を閾値Ｔと比較し、Ｍａｘ［ｉ］とＤ［ｉ］の差が閾値Ｔよりも小さい場合には、フィルタの出力信号としてＤ［ｉ］が選択され、一方、Ｍａｘ［ｉ］とＤ［ｉ］の差が閾値Ｔよりも大きい場合は、フィルタの出力信号としてＭａｘ［ｉ］が選択される。
【特許文献１】特開平１１−４７１３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来例は、一般的なディジタルフィルタに比べてより少ない計算量でノイズ成分を除去することができるという利点を有するが、その一方で、ある特定の周波数成分のみを検出し、これを除去することができないため、血流信号の成分をも除去してしまう可能性を否定できない。特に、上記従来例では、除去されるのが高周波成分に相当する突然変位値であり、内臓壁の動きのような低周波成分の除去には適していない。
【０００４】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、内臓壁の動きや被検体の体動などのウォール成分を含まないドップラ血流信号へ影響を与えることなくウォール成分を検出し、除去することができ、ドップラ信号の音声（スピーカ）出力の音質およびスペクトラム成分表示画像の画質を向上させることができる優れた超音波診断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記の目的を達成するため、本発明に係る超音波診断装置は、血流により被検体組織から反射された超音波ドップラ信号を受信する受信手段と、受信手段により受信された超音波ドップラ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、Ａ／Ｄ変換手段によりＡ／Ｄ変換されたドップラ信号を位相検波する位相検波手段と、位相検波手段により位相検波された、位相が９０度異なる二つのドップラ血流信号から内臓壁の動きおよび被検体の体動を含むウォール成分を検出するウォール成分検出手段と、位相検波手段により位相検波されたドップラ血流信号から、ウォール成分検出手段により検出されたウォール成分を除去するウォール成分除去手段と、ウォール成分除去手段によってウォール成分が除去されたドップラ血流信号を血流の方向によって順方向と逆方向に分離する順逆分離手段と、順逆分離手段によって順方向と逆方向に分離されたドップラ血流信号を音声信号として出力する音声出力手段と、ウォール成分除去手段によってウォール成分が除去されたドップラ血流信号の周波数成分を推定する周波数解析手段と、周波数解析手段によって得られたドップラ血流信号の周波数成分を表示する表示手段とを備えたものである。
【０００６】
以上の構成によれば、ドップラ血流信号からウォール成分を検出し、これを除去することが可能な超音波診断装置が得られる。
【０００７】
また、本発明に係る超音波診断装置は、さらに、ウォール成分検出手段が、位相検波手段により位相検波されたドップラ血流信号を絶対値に変換する絶対値変換手段と、絶対値変換手段によって変換された信号から高周波成分を除去するローパスフィルタと、ローパスフィルタによって処理された信号を閾値と比較することで受信手段によって受信したドップラ信号がウォール成分であるか否かを判定するウォール成分判定手段と、ウォール成分判定手段に用いる閾値を任意の値に設定する閾値設定手段とから構成されるものである。
【０００８】
以上の構成によれば、ドップラ血流信号中のウォール成分を検出することが可能な超音波診断装置が得られる。
【０００９】
また、本発明に係る超音波診断装置は、さらに、ウォール成分除去手段が、位相検波手段により位相検波されたドップラ血流信号をローパスフィルタの次数に応じて遅延させる信号遅延手段と、信号遅延手段によって遅延された信号から低周波成分を除去する第１のハイパスフィルタと、信号遅延手段によって遅延された信号から低周波成分を除去する、第１のハイパスフィルタとは次数が同じで遮断周波数が異なる第２のハイパスフィルタと、ウォール成分判定手段によって判定された結果に応じて、第１のハイパスフィルタの出力信号と第２のハイパスフィルタの出力信号のいずれか一方を選択するフィルタ選択手段とから構成される。
【００１０】
以上の構成によれば、ドップラ血流信号中のウォール成分が検出された時とそうでない時とで遮断周波数が異なるフィルタを適用することが可能な超音波診断装置が得られる。
【００１１】
また、本発明に係る超音波診断装置は、さらに、ウォール成分除去手段がさらに、フィルタ選択手段によって選択された信号から低周波成分を除去する、第１のハイパスフィルタと次数も遮断周波数も同じ第３のハイパスフィルタから構成されるものである。
【００１２】
以上の構成によれば、ドップラ血流信号中のウォール成分が検出された時とそうでない時とで遮断周波数が異なるフィルタを適用することが可能で、なおかつフィルタの切り換えによって発生するＤＣオフセット成分を除去することが可能な超音波診断装置が得られる。
【００１３】
また、本発明に係る超音波診断装置は、ウォール成分除去手段が、位相検波手段により位相検波されたドップラ血流信号をローパスフィルタの次数に応じて遅延させる信号遅延手段と、信号遅延手段によって遅延された信号から低周波成分を除去するハイパスフィルタと、ウォール成分判定手段によりドップラ信号がウォール成分であると判定され、ハイパスフィルタにより遅延信号から低周波成分が除去された信号の絶対値が閾値よりも大きい場合に、該信号をその正負に対応した閾値に置き換えるピーク制限手段とから構成されるものである。
【００１４】
以上の構成によれば、ドップラ血流信号中のウォール成分によるクラッタノイズを低減させることが可能な超音波診断装置が得られる。
【００１５】
また、本発明に係る超音波診断装置は、血流により被検体組織から反射された超音波ドップラ信号を受信する受信手段と、受信手段により受信された超音波ドップラ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、Ａ／Ｄ変換手段によりＡ／Ｄ変換されたドップラ信号を位相検波する位相検波手段と、位相検波手段により位相検波された、位相が９０度異なる二つのドップラ血流信号から低周波成分を除去するハイパスフィルタと、ハイパスフィルタの出力信号から内臓壁の動きおよび被検体の体動を含むウォール成分を検出するウォール成分検出手段と、ハイパスフィルタの出力信号から、ウォール成分検出手段により検出されたウォール成分を除去するウォール成分除去手段と、ウォール成分除去手段によってウォール成分が除去されたドップラ血流信号を血流の方向によって順方向と逆方向に分離する順逆分離手段と、順逆分離手段によって順方向と逆方向に分離されたドップラ血流信号を音声信号として出力する音声出力手段と、ハイパスフィルタの出力信号からドップラ血流信号の周波数成分を推定する周波数解析手段と、周波数解析手段によって得られたドップラ血流信号の周波数成分を表示する表示手段とを備えたものである。
【００１６】
以上の構成によれば、ドップラ血流信号からウォール成分を検出し、これを第１の態様に比べてさらに除去することが可能な超音波診断装置が得られる。
【００１７】
また、本発明に係る超音波診断装置は、さらに、ウォール成分検出手段が、ハイパスフィルタの出力信号を絶対値に変換する絶対値変換手段と、絶対値変換手段によって変換された信号から高周波成分を除去するローパスフィルタと、ローパスフィルタによって処理された信号を閾値と比較することで受信手段によって受信したドップラ信号がウォール成分であるか否かを判定するウォール成分判定手段と、ウォール成分判定手段に用いる閾値を任意の値に設定する閾値設定手段とから構成されるものである。
【００１８】
以上の構成によれば、ドップラ血流信号中のウォール成分を検出することが可能な超音波診断装置が得られる。
【００１９】
また、本発明に係る超音波診断装置は、さらに、ウォール成分除去手段は、ハイパスフィルタの出力信号をローパスフィルタの次数に応じて遅延させる信号遅延手段と、信号遅延手段によって遅延された信号から低周波成分を除去する第１のハイパスフィルタと、信号遅延手段によって遅延された信号から低周波成分を除去する、第１のハイパスフィルタとは次数が同じで遮断周波数が異なる第２のハイパスフィルタと、ウォール成分判定手段によって判定された結果に応じて、第１のハイパスフィルタの出力信号と第２のハイパスフィルタの出力信号のいずれか一方を選択するフィルタ選択手段とから構成されるものである。
【００２０】
以上の構成によれば、ドップラ血流信号中のウォール成分が検出された時とそうでない時とで遮断周波数が異なるフィルタを適用することが可能な超音波診断装置が得られる。
【００２１】
また、本発明に係る超音波診断装置は、さらに、ウォール成分除去手段はさらに、フィルタ選択手段によって選択された信号から低周波成分を除去する、第１のハイパスフィルタ１と次数も遮断周波数も同じ第３のハイパスフィルタから構成されるものである。
【００２２】
以上の構成によれば、ドップラ血流信号中のウォール成分が検出された時とそうでない時とで遮断周波数が異なるフィルタを適用することが可能で、なおかつフィルタの切り換えによって発生するＤＣオフセット成分を除去することが可能な超音波診断装置が得られる。
【００２３】
また、本発明に係る超音波診断装置は、ウォール成分除去手段は、ハイパスフィルタの出力信号をローパスフィルタの次数に応じて遅延させる信号遅延手段と、信号遅延手段によって遅延された信号から低周波成分を除去するハイパスフィルタと、ウォール成分判定手段によりドップラ信号がウォール成分であると判定され、ハイパスフィルタにより遅延信号から低周波成分が除去された信号の絶対値が閾値よりも大きい場合に、該信号をその正負に対応した閾値に置き換えるピーク制限手段とから構成されるものである。
【００２４】
以上の構成によれば、ドップラ血流信号中のウォール成分によるクラッタノイズを低減させることが可能な超音波診断装置が得られる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、ドップラ血流信号中のウォール成分を検出することによって過大なウォール成分を含んだドップラ血流信号に対してのみウォールフィルタの切り換え、もしくはピーク制限処理を行うため、ウォール成分を含まないドップラ血流信号へ影響を与えることなくウォール成分を除去することができ、ドップラ血流信号のスピーカ出力の音質およびスペクトラム成分表示画像の画質を向上させることができる優れた超音波診断装置を提供することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２７】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る超音波診断装置の一構成例を示すブロック図である。図１において、１０１は超音波信号を発振および受信する超音波探触子、１０２は受信手段としての受信器、１０３はＡ／Ｄ変換手段としてのＡ／Ｄ変換器、１０４は位相検波手段としての位相検波器、１０５はウォール成分検出手段としてのウォール成分検出器、１０６はウォール成分除去手段としてのウォール成分除去器、１０６は順逆分離手段としての順逆分離器、１０７は順逆分離された信号を音声として出力する音声出力手段としてのスピーカ、１０８は周波数解析手段としての周波数解析器、１０９は周波数成分を表示する表示手段としてのモニタである。
【００２８】
次に、以上のように構成された超音波診断装置の動作について説明する。
【００２９】
血流により体内組織からの反射された超音波は、超音波探触子１０１で電気信号に変換され、受信器１０２によって受信され、Ａ／Ｄ変換器１０３でデジタル信号に変換されて位相検波器１０４へ入力される。位相検波器１０４は、直交検波として知られている方法で、入力された信号から血流が流れていることにより発生する位相が９０度異なる２系統のドップラ血流信号を位相検波して抽出する。
【００３０】
ウォール成分検出器１０５は、位相検波器１０４により抽出されたドップラ血流信号から内臓壁の動きや被検体の体動などのウォール成分を検出する。ウォール除去器１０６は、位相検波器１０４により抽出されたドップラ血流信号から、ウォール成分検出器１０５により検出されたウォール成分を除去する。ウォール成分が除去されたドップラ血流信号は、順逆分離器１０７でヒルベルト変換として一般的に知られている方法により、血流の方向によって順方向と逆方向に分離され、スピーカ１０８によって音声信号として出力される。
【００３１】
また、ウォール成分除去器１０６によってウォール成分が除去されたドップラ血流信号は、周波数解析器１０９で高速フーリエ変換として一般的に知られている方法により周波数成分に変換され、モニタ１１０によって縦軸に周波数、横軸に時間、各周波数成分のパワーを輝度としてリアルタイムに表示される。
【００３２】
図２は、図１のウォール成分検出器１０５およびウォール成分除去器１０６の一構成例を示すブロック図である。
【００３３】
図２において、ウォール成分検出器１０５は、絶対値検出器２０１と、ローパスフィルタ２０２と、ウォール成分判定器２０３と、閾値設定器２０４とから構成される。また、ウォール成分除去器１０６は、信号遅延器２０５と、第１のハイパスフィルタ２０６と、第２のハイパスフィルタ２０７と、フィルタ選択器２０８と、第３のハイパスフィルタ２０９とから構成される。
【００３４】
図１に示す位相検波器１０４によって位相検波されたデジタルドップラ信号データは、ウォール成分検出器１０５内の絶対値変換器２０１により絶対値に変換され、ローパスフィルタ２０２によって高周波成分が除去される。図３Ａ、図３Ｂおよび図３Ｃは、それぞれ、デジタルドップラ信号データ、絶対値信号、および絶対値信号から高周波成分が除去された信号を示す波形図である。なお、図３Ａ−図３Ｃにおいて、横軸はサンプリング点（時間：Ｔ）を、縦軸は電圧を１６ビットで量子化した信号の大きさ（信号レベル）を表している。
【００３５】
ローパスフィルタ２０２は、ドップラ信号データから内臓壁の動きや被検体の体動などのウォール成分を抽出するための低域通過フィルタである。通常、内臓壁の動きや被検体の体動などのウォール成分によるドップラ信号の周波数帯域は５０Ｈｚ以下であり、本実施の形態においては、ローパスフィルタ２０２の遮断周波数が５０Ｈｚとなるように、ドップラ信号のサンプリング周波数に応じて係数が設定される。
【００３６】
図２に戻って、ウォール成分判定器２０３は、閾値設定器２０４によって任意に設定された閾値Ｔｈをローパスフィルタ２０２からの出力ドップラデータと比較し、閾値よりも出力ドップラデータの方が値が大きい場合には、出力ドップラデータがウォール成分であると判定する。
【００３７】
一方、位相検波器１０４によって位相検波されたデジタルドップラ信号データは、ウォール成分除去器１０６内の信号遅延器２０５によってローパスフィルタ２０２のタップ数の１／２だけ遅延されて出力される。信号遅延器２０５で遅延された信号は、第１のハイパスフィルタ２０６と第２のハイパスフィルタ２０７によって低周波成分が除去される。
【００３８】
第１のハイパスフィルタ２０６は、一般的な超音波診断装置に搭載されているウォール成分除去フィルタに相当する高域通過フィルタであり、遮断周波数としては５０、１００、２００、４００、６００、８００Ｈｚのいずれかを操作者が選択することができる。操作者によって遮断周波数が選択されると、ドップラ信号のサンプリング周波数に応じて選択された周波数特性を実現するフィルタ係数が設定される。
【００３９】
また、第２のハイパスフィルタ２０７は、第１のハイパスフィルタ２０６と次数が同じで遮断周波数が８００Ｈｚとなるように、ドップラ信号のサンプリング周波数に応じてフィルタ係数が設定された高域通過フィルタである。
【００４０】
フィルタ選択器２０８は、ウォール成分判定器２０３からの判定結果に応じて、第１のハイパスフィルタ２０６と第２のハイパスフィルタ２０７のいずれかを選択する。すなわち、フィルタ選択器２０８は、ウォール成分判定器２０３によってローパスフィルタ２０２からの出力ドップラデータがウォール成分であると判定された場合には、第２のハイパスフィルタ２０７の出力信号を選択し、そうでない場合には、第１のハイパスフィルタ２０６の出力信号を選択する。
【００４１】
フィルタ選択器２０８によって選択されたドップラ信号データは、第３のハイパスフィルタ２０９に入力される。第３のハイパスフィルタ２０９は、第１のハイパスフィルタ２０６と同一の次数および係数を有する高域通過フィルタであり、第１のハイパスフィルタ２０６もしくは第２のハイパスフィルタ２０７によって除去された低周波成分をさらに低減させる以外に、フィルタ選択器２０８によるフィルタ切り換え時に発生するＤＣオフセット成分を除去する機能を有する。
【００４２】
なお、本実施の形態では、第３のハイパスフィルタ２０９を設けたが、仕様によっては第３のハイパスフィルタ２０９を省いてもよい。
【００４３】
以上のように、本実施の形態によれば、ドップラ血流信号からウォール成分を検出し、これを除去することが可能な超音波診断装置が得られる。
【００４４】
また、ドップラ血流信号中のウォール成分が検出された時とそうでない時とで遮断周波数が異なるフィルタを適用することが可能で、なおかつ第３のハイパスフィルタ２０９を設けることで、フィルタの切り換えによって発生するＤＣオフセット成分を除去することが可能な超音波診断装置が得られる。
【００４５】
（第２の実施の形態）
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る超音波診断装置におけるウォール成分検出器１０５およびウォール成分除去器１０６の一構成例を示すブロック図である。なお、図４において、第１の実施の形態の説明で参照した図２と同様の構成および機能を有する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。本実施の形態は、第１の実施の形態とは、ウォール成分除去器１０６の内部構成が異なる。以下では、主にこの相違点について説明する。
【００４６】
図４において、ウォール成分除去器１０６は、第１の実施の形態と同様の信号遅延器２０５と、実施の形態１における第１のハイパスフィルタと同様のハイパスフィルタ２０６と、ピーク制限器４０１とから構成される。
【００４７】
図５は、ピーク制限器４０１で行われる処理手順を示すフローチャートである。図５中のＴｈは閾値設定器２０４で設定された閾値であり、ｄａｔａはピーク制限器４０１への入力データである。
【００４８】
ステップ５０１では、ウォール成分判定器２０３によりドップラ信号データがウォール成分であるか否かを判定する。ウォール成分判定器２０３によりドップラ信号データがウォール成分であると判定された場合にはステップ５０２に進み、入力データｄａｔａの絶対値が閾値Ｔｈよりも大きい場合にはステップ５０３に進む。
【００４９】
ステップ５０３では、入力データｄａｔａの符号を判定し、入力データｄａｔａが負数である場合には、ステップ５０４で入力データｄａｔａが−Ｔｈに置き換えられる。一方、ステップ５０３における判定の結果、入力データｄａｔａが正数である場合には、ステップ５０５に分岐して入力データｄａｔａがＴｈに置き換えられる。
【００５０】
以上のように、本実施の形態によれば、第１の実施の形態の利点に加えて、ドップラ血流信号中のウォール成分によるクラッタノイズを低減させることが可能な超音波診断装置が得られる。
【００５１】
（第３の実施の形態）
図６は、本発明の第３の実施の形態に係る超音波診断装置の一構成例を示すブロック図である。なお、図６において、第１の実施の形態の説明で参照した図１と同様の構成および機能を有する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５２】
ハイパスフィルタ６０１は、ドップラ血流信号中の低周波成分を除去する高域通過フィルタで、６０２はウォール成分検出器、６０３はウォール成分除去器、６０４はドップラ血流信号中から順方向の成分と逆方向の成分を分離する順逆分離器である。
【００５３】
位相検波器１０４によって検波された位相が９０度異なる２系統のドップラ血流信号は、ハイパスフィルタ６０１によって低周波成分が除去される。ハイパスフィルタ６０１は、一般的な超音波診断装置に搭載されているウォール除去フィルタに相当する高域通過フィルタであり、遮断周波数として５０、１００、２００、４００、６００、８００Ｈｚのいずれかを操作者が選択することができる。操作者によって遮断周波数が選択されると、ドップラ信号のサンプリング周波数に応じて選択された周波数特性を実現するフィルタ係数が設定される。ウォール成分除去器６０３は、ハイパスフィルタ６０１の出力信号からウォール成分を除去する。
【００５４】
図７および図８は、それぞれ、図６に示すウォール成分検出器６０２およびウォール成分除去器６０３として、ウォール成分検出器６０２−１およびウォール成分除去器６０３−１、ウォール成分検出器６０２−２およびウォール成分除去器６０３−２の一構成例を示すブロック図である。なお、図７および図８において、第１の実施の形態の説明で参照した図２と同様の構成および機能を有する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５５】
図７に示すウォール成分除去器６０３−１おいて、信号遅延器２０５で遅延された２系統のドップラ血流信号のうちの一方（位相９０°）は、第１のハイパスフィルタ７０１と第２のハイパスフィルタ７０２によって低周波成分が除去される。第１のハイパスフィルタ７０１は遮断周波数が５０Ｈｚの高域通過フィルタであり、第２のハイパスフィルタ７０２は遮断周波数が８００Ｈｚの高域通過フィルタである。
【００５６】
フィルタ選択器２０８は、ウォール成分判定器２０３からの判定結果に応じて、第１のハイパスフィルタ７０１と第２のハイパスフィルタ７０２のいずれかを選択し、フィルタ選択器２０８によって選択されたドップラ血流信号は第３のハイパスフィルタ７０３へ入力される。第３のハイパスフィルタ７０３は、第１のハイパスフィルタ７０１と同一の次数および係数を有する高域通過フィルタで、第１のハイパスフィルタ７０１もしくは第２のハイパスフィルタ７０２によって除去された低周波成分をさらに低減させる以外に、フィルタ選択器２０８によるフィルタ切り換え時に発生するＤＣオフセット成分を除去する機能を有する。
【００５７】
図８に示すウォール成分除去器６０３−２おいて、信号遅延器２０５で遅延された２系統のドップラ血流信号のうちの他方（位相０°）は、第１のヒルベルトフィルタ８０１と第２のヒルベルトフィルタ８０２によって低周波成分が除去され、さらに位相が９０度移相される。第１のヒルベルトフィルタ８０１は、遮断周波数が５０Ｈｚで次数が第１のハイパスフィルタ７０１と同一のヒルベルト型高域通過フィルタであり、第２のヒルベルトフィルタ８０２は、遮断周波数が８００Ｈｚで次数が第２のハイパスフィルタ７０２と同一のヒルベルト型高域通過フィルタである。
【００５８】
フィルタ選択器２０８は、ウォール成分判定器２０３からの判定結果に応じて、第１のヒルベルトフィルタ８０１と第２のヒルベルトフィルタ８０２のいずれかを選択し、フィルタ選択器２０８によって選択されたドップラ血流信号は第４のハイパスフィルタ８０３へ入力される。第４のハイパスフィルタ８０３は、第３のハイパスフィルタ７０３と次数およびフィルタ係数が同一であり、第３のハイパスフィルタ７０３と同一の周波数特性を有する高域通過フィルタで、第１のヒルベルトフィルタ８０１もしくは第２のヒルベルトフィルタ８０２によって除去された低周波成分をさらに低減させる以外に、フィルタ選択器２０８によるフィルタ切り換え時に発生するＤＣオフセット成分を除去する機能を有する。
【００５９】
なお、本実施の形態では、第３のハイパスフィルタ７０３および第４のハイパスフィルタ８０３を設けたが、仕様によっては第３のハイパスフィルタ７０３および第４のハイパスフィルタ８０３を省いてもよい。
【００６０】
図６に戻って、ウォール成分除去器６０３でウォール成分が除去されたドップラ血流信号は順逆分離器６０４に入力される。順逆分離器６０３は、第３のハイパスフィルタ７０３から出力されたドップラ血流信号と、第４のハイパスフィルタ８０３から出力されたドップラ血流信号を加算し、ドップラ血流信号の順方向成分としてスピーカ１０７へ出力する。また、順逆分離器６０３は、第３のハイパスフィルタ７０３から出力されたドップラ血流信号と第４のハイパスフィルタ８０３から出力されたドップラ血流信号を減算し、ドップラ血流信号の逆方向成分としてスピーカ１０７へ出力する。
【００６１】
以上のように、本実施の形態によれば、ドップラ血流信号からウォール成分を検出し、これを第１の実施の形態に比べてさらに除去することが可能な超音波診断装置が得られる。
【００６２】
また、ドップラ血流信号中のウォール成分が検出された時とそうでない時とで遮断周波数が異なるフィルタを適用することが可能で、なおかつ第３のハイパスフィルタ７０３および第４のハイパスフィルタ８０３を設けることで、フィルタの切り換えによって発生するＤＣオフセット成分を除去することが可能な超音波診断装置が得られる。
【００６３】
（第４の実施の形態）
図９および図１０は、それぞれ、本発明の第４の実施の形態に係る超音波診断装置におけるウォール成分検出器６０２およびウォール成分除去器６０３として、ウォール成分検出器６０２−１およびウォール成分除去器６０３−１、ウォール成分検出器６０２−２およびウォール成分除去器６０３−２の一構成例を示すブロック図である。なお、図９および図１０において、第２の実施の形態の説明で参照した図４、第３の実施の形態の説明で参照した図７、図８と同様の構成および機能を有する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。本実施の形態は、第３の実施の形態とは、ウォール成分除去器６０３−１、６０３−２の内部構成が異なる。以下では、主にこの相違点について説明する。
【００６４】
図９に示すウォール成分除去器６０３−１において、信号遅延器２０５で遅延された２系統のドップラ血流信号のうちの一方（位相９０°）は、ハイパスフィルタ９０１によって低周波成分が除去される。ハイパスフィルタ９０１は、遮断周波数が５０Ｈｚの高域通過フィルタである。ハイパスフィルタ９０１の出力信号はピーク制限器４０１に入力される。このピーク制限器４０１の動作については、第２の実施の形態と同様であるので、以降についても説明を省略する。
【００６５】
図１０に示すウォール成分除去器６０３−２において、信号遅延器２０５で遅延された２系統のドップラ血流信号のうちの他方（位相０°）は、ヒルベルトフィルタ１００１によって低周波成分が除去され、さらに位相が９０度移相される。ヒルベルトフィルタ１００１は、遮断周波数が５０Ｈｚで次数がハイパスフィルタ９０１と同一のヒルベルト型高域通過フィルタである。ヒルベルトフィルタ１００１の出力信号は、ハイパスフィルタ９０１の出力信号はピーク制限器４０１に入力される。
【００６６】
以降の動作については、第３の実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【００６７】
以上のように、本実施の形態によれば、第３の実施の形態の利点に加えて、ドップラ血流信号中のウォール成分によるクラッタノイズを低減させることが可能な超音波診断装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る超音波診断装置の一構成例を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１におけるウォール成分検出器およびウォール成分除去器の一構成例を示すブロック図
【図３Ａ】本発明の実施の形態１におけるデジタルドップラ信号データを示す波形図
【図３Ｂ】図３Ａのデジタルドップラ信号データを絶対値変換した絶対値信号を示す波形図
【図３Ｃ】図３Ｂの絶対値信号から高周波成分が除去された信号を示す波形図
【図４】本発明の実施の形態２に係る超音波診断装置におけるウォール成分検出器およびウォール成分除去器の一構成例を示すブロック図
【図５】本発明の実施の形態２および４におけるピーク制限器の処理手順を示すフローチャート
【図６】本発明の実施の形態３に係る超音波診断装置の一構成例を示すブロック図
【図７】本発明の実施の形態３における一方のウォール成分検出器およびウォール成分除去器の一構成例を示すブロック図
【図８】本発明の実施の形態３における他方のウォール成分検出器およびウォール成分除去器の一構成例を示すブロック図
【図９】本発明の実施の形態４に係る超音波診断装置における一方のウォール成分検出器およびウォール成分除去器の一構成例を示すブロック図
【図１０】本発明の実施の形態４に係る超音波診断装置における他方のウォール成分検出器およびウォール成分除去器の一構成例を示すブロック図
【符号の説明】
【００６９】
１０１  超音波探触子
１０２  送受信器
１０３  Ａ／Ｄ変換器
１０４  位相検波器
１０５、６０２  ウォール成分検出器
１０６、６０３  ウォール成分除去器
１０７、６０４  順逆分離器
１０８  スピーカ
１０９  周波数解析器
１１０  モニタ
２０１  絶対値変換器
２０２  ローパスフィルタ
２０３  ウォール成分判定器
２０４  閾値設定器
２０５  信号遅延器
２０６、７０１  第１のハイパスフィルタ
２０７、７０２  第２のハイパスフィルタ
２０８  フィルタ選択器
２０９、７０３  第３のハイパスフィルタ
４０１  ピーク制限器
６０１  ハイパスフィルタ
８０１  第１のヒルベルトフィルタ
８０２  第２のヒルベルトフィルタ
８０３  第４のハイパスフィルタ
９０１  ハイパスフィルタ
１００１  ヒルベルトフィルタ
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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