(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スキャン領域に対して、パルスドプラ法を組織イメージングで行なうためのスキャンを行なってエコー信号を得るスキャン手段と、
前記エコー信号から前記スキャン領域に含まれる組織の運動に関わるドプラ信号を抽出するドプラ信号抽出手段と、
前記パルスドプラ法のスキャン条件の１つとしての、前記エコー信号を増幅するためのゲインを、通常のパルスドプラ法の場合よりも小さい値に設定し、前記スキャン条件の１つとしての、前記ドプラ信号を抽出するためのフィルタの種類を、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）とし、前記スキャン条件を基に前記スキャン手段及び前記ドプラ信号抽出手段を制御する制御手段と、
前記ドプラ信号から運動情報を演算する運動情報演算手段と、
前記運動情報を画像としてモニタに表示する表示手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記フィルタの種類を、２次又は４次の前記ローパスフィルタとし、前記ローパスフィルタのカットオフ周波数を、略０．４×ｆｓ（＝レート周波数）に設定することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
請求項１記載の超音波診断装置において、
前記運動情報を基にパワー情報や時間変化を計測する計測手段をさらに備え、
前記表示手段は、前記計測の結果画像を表示する。
【請求項３】
請求項１又は２記載の超音波診断装置において、
前記運動情報演算手段は、前記運動情報のスペクトラムのデータを演算する手段である。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一項記載の超音波診断装置において、
前記ドプラ信号抽出手段により抽出されたドプラ信号の音を可聴化するドプラ音可聴化手段と、前記可聴化された音を出力するスピーカと、をさらに備える。
【請求項５】
請求項４記載の超音波診断装置において、
前記ドプラ音可聴化手段は、前記ドプラ信号のピッチを可聴域まで変えるピッチ変換手段を有する。
【請求項６】
請求項５記載の超音波診断装置において、
前記ピッチ変換手段は、前記ピッチの変換状態を手動で調整可能な調整手段を備える。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか一項記載の超音波診断装置において、
前記組織の運動を表す２次元の速度カラーマッピング像及び１ラスタ上の速度の時間変化を示す速度マッピング像のうちの少なくとも一方の断面画像を生成する断面画像生成手段をさらに備え、前記表示手段は、前記断面画像を前記運動情報の画像と共に前記モニタに表示する。
【請求項８】
請求項７記載の超音波診断装置において、
前記運動情報を、前記表示される断面画像上に設定された特定領域及び特定方向に関する情報とする。
【請求項９】
請求項７記載の超音波診断装置において、
前記運動情報を、前記表示される断面画像上に設定された特定領域及び特定方向に関する情報とし、前記表示手段は、前記特定領域を通るラスタ上の前記エコー信号を基に形成されるＭモード像を、前記運動情報の画像及び前記断面画像と共に表示する。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波診断装置に係り、とくにＴＤＩ（Ｔｉｓｓｕｅ  Ｄｏｐｐｌｅｒ  Ｉｍａｇｉｎｇ）法と呼ばれる組織ドプラ法により運動する組織などをイメージングする機能を有した超音波診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超音波診断装置は、被検体との間で超音波信号の送受を行って画像信号を得る装置であり、医療現場においても今や必須のモダリティになっている。この超音波診断装置を使用すると、非侵襲の状態で且つ手軽に、検体内の断層像や血流情報を得ることができるほか、Ｘ線診断装置、Ｘ線ＣＴスキャナ、ＭＲＩ装置、核医学診断装置など、ほかの医用モダリティに比べて、小形で比較的安価、Ｘ線などの被曝が無いなど、多くの利点を有している。
【０００３】
この超音波診断装置の分野において、近年、例えば特開平６−２８５０６５号公報に示される如く、ＴＤＩ（Ｔｉｓｓｕｅ Ｄｏｐｐｌｅｒ Ｉｍａｇｉｎｇ：組織ドプラ法）という心臓の壁や弁の動きをカラー表示するイメージング法が注目されている。このイメージング法の特徴は、エコー信号を直交位相検波してベースバンドのドプラ信号を得た後、このドプラ信号にフィルタリングを施す点にある。このフィルタは、心臓に関わる運動速度の大きさに関して「心筋＜弁＜血流」の関係になることを利用したもので、ＴＤＩのときにはローパスフィルタとして機能させ、超音波ビーム方向の心筋や弁のドプラ信号を効率良く検出するようにしている。この心筋や弁のドプラ信号はその後、自己相関処理などの周波数解析処理に付され、これによりスキャン断面の各サンプルボリューム毎のベクトル量としての平均速度などの速度情報が得られる。この速度情報は、例えば、超音波ビームに対するサンプルボリューム毎の運動方向に応じて色相が割り当てられ（例えば、ビームに近づく運動は赤、ビームから遠ざかる運動は青）、かつ、その運動速度の大きさに応じた階調が割り当てられる。
【０００４】
これによって、心臓の壁や弁の運動速度に対応して色付けされた２次元の速度カラーマッピング像が背景像としての白黒の断層像（Ｂモード像）に重ねて表示される。この画像は、Ｂモード像に重畳されるＴＤＩ（組織ドプライメージング）像という意味でＢＴＤＩ像と呼ばれ、そのような手法をＢＴＤＩ法（モード）と呼ばれている（なお、この画像をＤＴＩ（Ｄｏｐｐｌｅｒ  Ｔｉｓｓｕｅ  Ｉｍａｇｉｎｇ）像と呼ぶこともある）。
【０００５】
このＴＤＩ法には、ＢＴＤＩ法のほか、Ｍモード像にＴＤＩ像を重ねて表示するＭＴＤＩ法（モード）と呼ばれる手法もある。このように、ＢＤＴＩ法及びＭＴＤＩ法は、心臓の壁や弁の運動解析が必要な場合に好適に用いられている。とくに、左心室の拡張期／収縮期における心筋の動きから虚血部位の診断を行なう場合に有効性を発揮している。
【０００６】
このＴＤＩ法を利用して、現在、心機能の評価法の研究が盛んに行なわれている。例えば、「Ｊ  Ｍｅｄ  Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ  Ｖｏｌ．２６  Ｎｏ．４（１９９９）、ｐ．３００、上松等による“組織ドプラ法による心筋局所機能評価"」、「Ｊ  Ｍｅｄ  Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ  Ｖｏｌ．２６  Ｎｏ．４（１９９９）、ｐ．５１２、太田等による“肺高血圧時における三尖弁輪運動：組織ドプラ法による経時的観察"」、「Ｊ  Ｍｅｄ  Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ  Ｖｏｌ．２６  Ｎｏ．４（１９９９）、ｐ．５１３、小野瀬等による“正常者における加齢による左室収縮様式の変化：組織ドプラ法による壁運動速度波形を用いた検討"」、「Ｊ  Ｍｅｄ  Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ  Ｖｏｌ．２６  Ｎｏ．４（１９９９）、ｐ．５１４、武市等による“心房細動例における経胸壁組織ドプラ法による左心耳壁運動速度の評価：経胸壁法及び経食道法による左心耳血流速度の比較"」など、多数のものがある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述したＴＤＩ法、例えばＭＴＤＩ法の場合、距離方向の分解能に優れており、心臓内の局所的な運動の診断には適している。
【０００８】
しかしながら、体動などに因り心臓全体が動いた場合、運動速度の解析結果はその心臓全体の動きに非常に敏感に影響され易く、したがって、解析した速度情報の信頼性が低いことによって定量評価に難が在るという問題が指摘されていた。
【０００９】
本発明は、このような従来技術が有する問題を改善するためになされたもので、心臓等のイメージングする組織部位全体が動いてしまう恐れがある場合でも、運動評価の定量性を十分に確保した組織ドプラ法による超音波イメージングを行なうことができる超音波診断装置を、その目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る超音波診断装置は、被検体の診断部位における組織の運動を評価するときに、その定量性を確保するため、超音波ドプラ法（ＰＷＤ法又はＣＷＤ法）を組織ドプライメージングの元で行なうことを特徴とする。超音波ドプラ法に基づいて、被検体断面上に設定したレンジゲート内の組織の運動がスペクトラム表示されるので、このスペクトラム画像又はデータを考慮することで、心臓等の診断部位の全体の運動状態が把握可能になる。したがって、この検出又は把握結果を加味することで、組織運動の評価の定量性が確保される。
【００１１】
また、本発明では、上記定量性の確保の一助となるように、組織ドプライメージングの元で行なう超音波ドプラ法のスキャン時に、この超音波ドプラ法に最適なスキャンや表示モードを設定すること、超音波ドプラ表示と伴に周波数の低い組織ドプラのドプラ音の可聴化を行なうようにもしている。
【００１２】
以下に、本発明の具体的な構成を説明する。
【００１３】
本発明の一態様によれば、超音波診断装置は、スキャン領域に対して、パルスドプラ法を組織イメージングで行なうためのスキャンを行なってエコー信号を得るスキャン手段と、前記エコー信号から前記スキャン領域に含まれる組織の運動に関わるドプラ信号を抽出するドプラ信号抽出手段と、前記パルスドプラ法のスキャン条件の１つとしての、前記エコー信号を増幅するためのゲインを、通常のパルスドプラ法の場合よりも小さい値に設定し、前記スキャン条件の１つとしての、前記ドプラ信号を抽出するためのフィルタの種類を、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）とし、前記スキャン条件を基に前記スキャン手段及び前記ドプラ信号抽出手段を制御する制御手段と、前記ドプラ信号から運動情報を演算する運動情報演算手段と、前記運動情報を画像としてモニタに表示する表示手段と、を備え、前記制御手段は、前記フィルタの種類を、２次又は４次の前記ローパスフィルタとし、前記ローパスフィルタのカットオフ周波数を、略０．４×ｆｓ（＝レート周波数）に設定することを特徴とする。
【００１４】
前記超音波診断装置は、前記運動情報を基にパワー情報や時間変化を計測する計測手段をさらに備え、前記表示手段は、前記計測の結果画像を表示する。
【００１６】
さらに、前記超音波診断装置の前記運動情報演算手段は、前記運動情報のスペクトラムのデータを演算する手段である。
【００１８】
加えて、前記超音波診断装置は、前記ドプラ信号抽出手段により抽出されたドプラ信号の音を可聴化するドプラ音可聴化手段と、前記可聴化された音を出力するスピーカと、をさらに備える。例えば、前記ドプラ音可聴化手段は、前記ドプラ信号のピッチを可聴域まで変えるピッチ変換手段を有する。前記ピッチ変換手段は、前記ピッチの変換状態を手動で調整可能な調整手段を備えていてもよい。
【００２０】
また、前記超音波診断装置は、前記組織の運動を表す２次元の速度カラーマッピング像及び１ラスタ上の速度の時間変化を示す速度マッピング像のうちの少なくとも一方の断面画像を生成する断面画像生成手段をさらに備え、前記表示手段は、前記断面画像を前記運動情報の画像と共に前記モニタに表示する。好適には、前記運動情報を、前記表示される断面画像上に設定された特定領域及び特定方向に関する情報とする。または、前記運動情報を、前記表示される断面画像上に設定された特定領域及び特定方向に関する情報とし、前記表示手段は、前記特定領域を通るラスタ上の前記エコー信号を基に形成されるＭモード像を、前記運動情報の画像及び前記断面画像と共に表示する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る１つの実施の形態を、図１〜図４参照して説明する。
【００２２】
この実施形態に係る超音波診断装置は、図１に示す如く、超音波プローブ１１を備え、このプローブ１１を介して種々のモードのスキャンを実行できるようになっている。
【００２３】
プローブ１１は、例えばフェーズドアレイタイプの振動子構造を有し、送受信部１２からの駆動に応答して、例えば電子スキャンのセクタ方式に基づく超音波送信を行なえるようになっている。送受信部１２には送信駆動用のパルサのほか、送信遅延回路が備えられ、送信超音波のビームフォーカスが行なわれる。送信された超音波信号が被検体内で反射されることで形成されたエコー信号は再び送受信部１２により受信される。送受信部１２には受信時のプリアンプ（ゲイン可変）、遅延加算回路、及び包絡線検波器が備えられている。これにより、送受信部１２の受信系からＢモード及び／又はＭモード用のエコー信号が出力される。
【００２４】
この送受信部１２の受信系の出力端はＢモード用のＤＳＣ（デジタルスキャンコンバータ）１３及びＣＦＭ（カラーフローマッピング）又はＴＤＩ（組織ドプライメージング）モード用の第１の処理回路１４に至る。
【００２５】
この内、Ｂモード用ＤＳＣ１３はフレームメモリを有し、入力するＢモード及び／又はＭモードのエコー信号をデジタル化するとともに、そのスキャンフォーマットを超音波走査から表示モニタの走査に変化する。このＤＳＣ１３により変換されたＢモード及び／又はＭモードのエコーデータは、その後段に備えられたデータ合成器１５に所定タイミングで送られる。
【００２６】
一方、第１の処理回路１４は、その入力段に、送受信部１２において受信時に遅延加算されたエコー信号を入力させる位相検波器２１を備え、この位相検波器２１の出力側に、データ並び替え器２２、フィルタ２３、周波数解析器２４、速度演算器２５、及び別のＤＳＣ２６がこの順に設けられている。
【００２７】
位相検波器２１は、入力するエコー信号に直交位相検波を施し、エコー信号に含まれるドプラ信号（成分）をベースバンドの信号として抽出する。このドプラ信号はデータ並び替え器２２に入力する。このデータ並び替え器２２はＲＡＭバッファ、書込み読出し制御回路などを備え、同一ラスタ（走査線）を複数回スキャンして得たドプラ信号を後段での周波数解析が行ない易いドプラデータのフォーマットに並び替える。
【００２８】
この並び替えられたドプラデータは、各サンプル位置における時間軸方向のドプラデータ毎に適宜なタイミングで読み出され、後段のフィルタ２３に送られる。このフィルタ２３はウォールフィルタとも呼ばれるクラッタ成分除去用のフィルタであり、血流の２次元カラーフローマッピング像を得るＣＦＭモードのときはハイパスフィルタ（ＨＰＦ）に設定され、低速のクラッタ成分を除去し、一方、組織ドプラ法に拠る組織の運動速度の２次元マッピング像を得るＴＤＩモードのときはローパスフィルタ（ＬＰＦ）に設定され、血流などの高周波成分を除去する。
【００２９】
このフィルタ２３を通過したエコーデータの時系列は、その後段に設けられている周波数解析器２４に送られる。つまり、例えばＴＤＩモードの場合、心臓の壁や弁などの低周波成分のみを大部分とするエコーデータの時系列が周波数解析器２４に入力する。周波数解析器２４は、エコーデータの時系列に例えばパルスペア処理を施して、複素数のベクトルデータを求め、このデータを後段の速度演算器２５に送る。速度演算器２５は、ベクトル角に相当する速度成分に係数を掛けて通常のＣＦＭより傾斜の大きい速度データを演算し、この速度データをＤＣＳ２６に送る。このＤＳＣ２６は、フレームメモリ及びその書込み読出し制御回路を有し、前述と同様に、各サンプル点毎に演算されて送られてくる速度データを、超音波走査のフォーマットから標準ＴＶ走査のそれに変換する。この変換により、２次元のカラー速度マッピング像、すなわちＢＴＤＩモード像のためのカラー像データや、特定のラスタ上の各サンプル位置における速度の時間変化を表す速度マッピング像、すなわちＭＴＤＩモード像のための重畳像データに変換される。この変換された画像データは適宜なタイミングでデータ合成器１５に送られる。
【００３０】
また、この超音波診断装置には、第１の処理回路１４の位相検波器２１の出力端に、ＰＷＤＴＤＩ（パルスドプラ法を組織イメージングＴＤＩモードで行なうイメージング法）又はＣＷＤＴＤＩ（連続波ドプラ法を組織イメージングＴＤＩモードで行なうイメージング）のための第２の処理回路３１が併設されている。この第２の処理回路２１は、フィルタ３２、周波数解析器３３、及びパワースペクトラム演算器３４がこの順に設けられている。
【００３１】
フィルタ３２は、デジタルタイプの切換可能なローパスフィルタ及びハイパスフィルタを備え、ＣＷＤＴＤＩモード及びＰＷＤＴＤＩモードのときはローパスフィルタに、それ以外の通常のドプラモードのときにはハイパスフィルタに夫々切り換える。あるいは、ローパス／ハイパスの両方を組合わせたバンドパスとして動作する。ＣＷＤＴＤＩモード又はＰＷＤＴＤＩモードのときには、このフィルタ３２に、スキャン断面上に設定されたレンジゲート内の直交位相検波されたドプラ信号が入力する。このため、フィルタ３２により血流などの高周波成分がクラッタ成分として除去され、レンジゲート内の心臓の壁や弁の運動を表すドプラ成分が抽出される。
【００３２】
フィルタ３２によりフィルタ処理されたドプラデータは、その後段の周波数解析器３３に送られ、例えばＦＦＴ（高速フーリエ変換）処理される。これにより解析された速度データはパワースペクトラム演算器３４に送られ、レンジゲート内のドプラデータのパワースペクトラムを演算する。なお、このパワースペクトラム演算器３４のゲインは可変になっている。この演算器３４で演算されたスペクトラムデータは前述したＤＳＣ１３に送られ、このＤＳＣ１３によりＢモード及び／又はＭモードの画像データと適宜なフォーマットで合成される。
【００３３】
前述したように、ＤＳＣ１３及び２６によりフォーマット変換された画像データはデータ合成器１５に送られる。データ合成器１５は、入力する各ＤＳＣからの画像データを、指令された表示モードに応じて重畳及び／又は並置するなどの態様で１フレームの画像データを生成するとともに、ＲＧＢ処理回路１５Ａにより必要画素に色付け処理を施す。このデータ合成器１５は、リアルタイムに表示する機能のほか、フリーズ画像を表示する機能も有している。
【００３４】
ＤＳＣ１５の出力側にはＤ／Ａ変換器５１を介してモニタ５２が備えられている。このため、ＤＳＣ１５で生成された各フレームの画像データはモニタ５２により表示される。
【００３５】
一方、ＤＳＣ１３及び２６には計測器５３が接続されている。このため、必要に応じて、それらのＤＳＣに記憶している画像データを読み出して計測器５３に送られる。計測器５３は、後述するように、コントローラから指令されたときに所望の計測を行なうようになっている。この計測結果は、データ合成器１５を介して、前述した合成画像データに重ねるなどの態様によってモニタ５２に表示されるようになっている。なお、この計測結果をプリンタなどの出力手段に出力するようにしてもよい。
【００３６】
さらに、上述した第２の処理回路３１に対して、そのフィルタ３２の出力端からドプラ音を可聴化する第３の処理回路４１が併設されている。この第３の処理回路４１には、その入力側から方向分離器４２、ピッチ変換器４３、及びＤ／Ａ変換器４４が設けられている。
【００３７】
方向分離器４２は、レンジゲート内の時系列のドプラデータが超音波ビームに向かう方向か離れる方向かに応じて分離される。この分離された時系列のドプラデータは、そのピッチがその後段のピッチ変換器４３で変換され、より高周波の程よく聞き超える音程に変換される。この変換データはＤ／Ａ変換器４４でアナログ信号に変換される。このアナログ信号はスピーカ４５に送られ、ドプラ音が発生される。
【００３８】
スピーカ４５は実際には左右のチャンネルの２台が設置されており、方向分離されたドプラデータが左右のスピーカの一方からドプラ音として出力される。例えば、レンジゲート内の組織の運動の方向が超音波ビームに向かう場合、左側のスピーカからそのドプラ音が出力され、一方、超音波ビームから離れる場合、右側のスピーカからそのドプラ音が出力される。
【００３９】
なお、ピッチ変換器４３は、後述するドプラ音調整信号によって、ピッチ変換の変換率を調整可能になっている。このドプラ音調整信号は後述するように、オペレータが手動で調整するので、ドプラ音の音程もオペレータが手動で調整することができる。
【００４０】
さらに、この超音波診断装置には、オペレータが必要な情報を与えるマウス、キーボード、トラックボールなどを配した操作パネル６１を備える。このパネルにはまた、前述したドプラ音の音程を手動調整するためのつまみ６１Ａも設けられている。操作パネル６１からの操作情報はコントローラ６２に送られる。
【００４１】
コントローラ６２は、ＣＰＵ、メモリなどを備えたコンピュータ装置で構成され、所定のアルゴリズムに基づきスキャンモード、表示モード、計測モード、グラフィックデータ（ＲＯＩ、レンジゲートなど）の設定、及びその他の必要な制御を行なうようになっている。画面上の所望位置にＲＯＩやレンジゲートなどを設定するときには、その制御情報をグラフィック設定器６３に与える。これに応じて、グラフィック設定器６３はデータ合成器１５を介してモニタの画面上にＲＯＩやレンジゲートを重畳表示するようになっている。このグラフィックデータの設定情報はまた、第１、第２の処理回路１４，３１及び送受信部１２の所定回路にも与えられる。
【００４２】
また、コントローラ６２は、超音波ビームを例えばセクタ走査させたり、所望ラスタに沿って送受信させたりするための遅延制御情報を送受信部１２に、ローパスフィルタかハイパスフィルタかの切換信号をフィルタ２３、３２に、さらに、表示モードの種類、態様などの表示制御情報をデータ合成器１５に送るようになっている。
【００４３】
本実施形態の全体動作を、コントローラ６２によるスキャン及び表示の選択処理を中心に説明する。
【００４４】
図２に示す如く、コントローラ６２は、操作パネル６１を介して与えられた操作情報を読み込み、所望のスキャンモード及び表示モードを設定する（ステップＳ１）。このスキャンモード及び表示モードは、従来から行なっているＴＤＩ法やＣＦＭ法の処理と同時に、又は、ＰＷＤＴＤＩ、ＣＷＤＴＤＩ単独で組織成分のスペクトラムドプラ表示を行なうことを可能にするもので、図３に模式的に示す如く、各種の態様が用意されている。
【００４５】
これを具体的に例示すると、ＢＴＤＩモード及びＰＷＤＴＤＩモードの同時のスキャン・表示モード（同図（Ａ））、ＢＴＤＩモード及びＣＷＤＴＤＩモードの同時のスキャン・表示モード（同図（Ｂ））、ＢＴＤＩモード、ＰＷＤＴＤＩモード、及びＭＴＤＩモードの同時のスキャン・表示モード（同図（Ｃ））、ＭＴＤＩモード及びＰＷＤＴＤＩモードの同時のスキャン・表示モード（同図（Ｄ））、Ｂモード（又はＢＤＦ（＝Ｂ＋ＣＦＭ）モード）及びＰＷＤＴＤＩモードの同時のスキャン・表示モード（同図（Ｅ））、Ｂモード（又はＢＤＦモード）及びＣＷＤＴＤＩモードの同時のスキャン・表示モード（同図（Ｆ））、ＰＷＤＴＤＩモードのみのスキャン・表示モード（同図（Ｇ））、及び、ＣＷＤＴＤＩモードのみのスキャン・表示モード（同図（Ｈ））が在る。
【００４６】
この内、スキャン断面を表す画像とＰＷＤＴＤＩモード又はＣＷＤＴＤＩモードの画像とを組み合わせるスキャン・表示モードは、断面画像上で組織のスペクトラム表示をさせる部位を探しながら診断を行なうといった使用法に適している。また、ＰＷＤＴＤＩモード又はＣＷＤＴＤＩモードを単独で使用するスキャン・表示モードは、例えば図示しないＥＣＧ（心電図）ユニットで得た複数心拍分のＥＣＧ信号と共に、かかるモードの画像を時間方向にスクロールさせながら診断を行なう場合に適している。
【００４７】
なお、スキャン・表示モードの組合せは、これに限定されることなく、スキャン・表示モードの中に、ＰＷＤＴＤＩモード又はＣＷＤＴＤＩモードが入っていればよく、そのほかにも種々の組合せが可能である。
【００４８】
次いで、コントローラ６２は、設定した表示モードで表示する場合に、その画像をリアルタイム表示するか、又は、フリーズ表示するかを、操作情報に基づいて設定する（図２、ステップＳ２）。この設定に係る表示の制御情報はデータ合成器１５に送られる。
【００４９】
次いで、コントローラ６２は、設定したスキャン及び表示のモードの中に、ＰＷＤＴＤＩモード又はＣＷＤＴＤＩモードがあるか否かを判断する（ステップＳ３）。この判断がＹＥＳ、すなわちそれらの何れかのモードが含まれている場合、コントローラ６２は、ＰＷＤＴＤＩモード又はＣＷＤＴＤＩモードに最適になるように、予め指定してある３種類の撮像パラメータを成す、ドプラゲイン、スペクトラム処理側のフィルタ３２の種類及びカットオフ周波数、及びＰＲＦ（パルス繰返し周波数：すなわちレート周波数）を設定する（ステップＳ４）。この設定パラメータは、ＰＷＤＴＤＩモード又はＣＷＤＴＤＩモードのスキャン及び表示を行なうタイミングで、コントローラ６２から所定ユニットに指令される。
【００５０】
このパラメータは、一例として、以下のように変更される。ドプラゲインの場合、通常のＰＷＤ又はＣＷＤモードに比べて、ＰＷＤＴＤＩモード又はＣＷＤＴＤＩモードでは例えば−４０ｄＢ〜−６０ｄＢ分、低下させる。このゲイン低下は、コントローラ６２が、送受信部１２の受信系に挿入してある受信チャンネル毎のプリアンプのゲイン、及び／又は、パワースペクトラム演算器３４のゲインを低下させることで達成される。このとき、プリアンプ側のゲイン低下を優先し、これでもゲインの低下量が足りないときに、パワースペクトラム演算器のゲインを低下させる。
【００５１】
また、フィルタ３２の種類及びカットオフ周波数については、通常のＰＷＤ又はＣＷＤモードのときに例えば８次のＨＰＦとして機能させるのに対し、ＰＷＤＴＤＩモード又はＣＷＤＴＤＩモードのときは、比較的低次（例えば２次又は４次）のＬＰＨとして機能させ、そのカットオフ周波数は例えば「０．４×ｆｓ（＝レート周波数）」に設定する。
【００５２】
さらに、ＰＲＦについては、通常のＰＷＤ又はＣＷＤモードにおいて例えば、１００Ｈｚ〜５２ｋＨｚ（ＰＷＤの場合）及び１．２ｋＨｚ〜５２ｋＨｚ（ＣＷＤの場合）であるの対して、ＰＷＤＴＤＩモードで１００Ｈｚ〜１２ｋＨｚＣＷＤＴＤＩモードで３００Ｈｚ〜１２ｋＨｚに下げて設定される。
【００５３】
このようにスキャン及び表示のモードが設定されると、コントローラ６２はスキャン、表示、及び所望の計測動作の開始を所定のユニットに夫々指令する（ステップＳ５）。これにより、ＰＷＤＴＤＩモード又はＣＷＤＴＤＩモードを含むスキャンモードでスキャンが実行され、その結果得られた画像が指定表示モードで表示される。この表示された画像データに基づいて、計測器５３はパワー情報や時間変化を用いた所望の計測を行なうので、心臓全体の拡張収縮機能などを定量評価できる。
【００５４】
上述したスキャン・表示モードによって得られた画像の表示例を図４に示す。この例は、図３（Ｃ）に係るＢＴＤＩモード、ＰＷＤＴＤＩモード、及びＭＴＤＩモードの同時のスキャン・表示モードに拠るイメージングを心臓の左心室に対して実施したもので、３つの画像（Ａ）〜（Ｃ）がモニタ５２の同一画面上に分割態様で表示される。
【００５５】
この内、図面右側の画像（Ａ）は、ＢＴＤＩ画像である（なお、この画像はＢカラー（ＢＤＦ）像であってもよい）。この画像Ａは、ＤＳＣ１３から出力されるＢモード像に第１の処理回路１４のＤＳＣ２６から出力されるＴＤＩ像を重ね、ＴＤＩ像に色付けして表示された、例えばフリーズ像である。この画像はリアルタイムに表示してもよい。このＢＴＤＩ像には心臓の左心室ＬＶ及び三尖弁ＴＶを含む心筋がカラーで映し出され、三尖弁ＴＶを含む比較的広い領域にはレンジゲートＲＧが設定されている。
【００５６】
このレンジゲートＲＧを設定したラスタＬＳに沿って、ここではＰＷＤＴＤＩモードのスキャンが実行され、レンジゲートＲＧの領域のＰＷＤＴＤＩ像が図面の左上の画像（Ｂ）として例えばリアルタイムに表示される。この画像はフリーズ状態で表示してもよい。この画像（Ｂ）のデータは第２の処理回路３１を介して得られる。ここでは、画像（Ｂ）において、横軸に時間を、縦軸に周波数（レンジゲート領域の周波数分布、即ち速度分布）を夫々とって、スペクトラムドプラとして表示される。なお、このスペクトラム表示の別の態様として、スペクトラム曲線の時間変化を表すように、横軸に時間を、縦軸にスペクトラム曲線を表すようにしてもよい。
【００５７】
さらに、図面左下の画像（Ｃ）には、ラスタＬＳ上にエコー信号に基づいたＭＴＤＩ像が例えばリアルタイムに表示される。この画像もフリーズ状態で表示してもよい。この画像データは第１の処理回路１４から出力される。この画像（Ｃ）では、横軸に時間が、縦軸にラスタＬＳに沿った距離がそれぞれとられており、これにより、ラスタ上に位置する組織部分の位置の時間的位置変化が提示される。
【００５８】
このように心臓の三尖弁輪ＴＶ付近にレンジゲートを設定し、左室全体の運動を評価する場合、ＰＷＤＴＤＩ像には三尖弁輪ＴＶの速度成分がスペクトラム表示され、同時に、ＭＴＤＩ像には左室壁の時間的速度成分の変化や左室壁自体の動きの様子が表示される。
【００５９】
これらのＰＷＤＴＤＩ像による三尖弁輪の速度成分の時間的変化とＭＴＤＩ像に拠る左室壁の動きは、前述した学会発表の論文などにも見られる如く、相互に強い相関があることが分っている。このため、両者を比較しながら総合的に評価することで、虚血性部位などの部位を特定し易くなる。また、上述の場合、ＭＴＤＩ像とＰＷＤＴＤＩ像のデータを組み合わせて速度勾配の計測や左室壁の特定部位の運動機能の計測を計測器５３に実行させることもできる。
【００６０】
なお、上述の図４の表示例と類似の例として、心尖部からのスキャンにおいて、僧帽弁輪にレンジゲートを置いて右室機能を評価することもあり得る。
【００６１】
またなお、ＰＷＤＴＤＩモード又はＣＷＤＴＤＩモードは、ＢＴＤＩモードやＭＴＤＩモードとは独立した、単独で実行させてもよい。
【００６２】
以上のように、本実施形態の超音波診断装置によれば、従来のＢＴＤＩ像及びＭＴＤＩ像に加えて、関心領域に設定したレンジゲートの領域に対するＰＷＤＴＤＩモード又はＣＷＤＴＤＩモードに拠るスペクトラム画像を提示している。このスペクトラム表示を参照することで、ＴＤＩ画像の平均速度成分以外の、サンプルボリューム内の壁成分や弁成分全体の血流情報、すなわち心臓全体の動きを反映する情報を得ることができる。このため、心臓全体の動きを加味した関心領域の局所的な運動の定量評価が可能になる。また、サンプルボリューム内の壁成分速度や弁成分速度のパワー情報や時間変化を計測して、心臓全体の拡張収縮機能を定量評価することもできる。
【００６３】
また、ＰＷＤＴＤＩモード又はＣＷＤＴＤＩモードでは、スキャン条件の変更によって、心筋や弁などの動きの遅い組織の速度に合わせた処理を行なっている。とくに、論文などの報告に拠ると、左室壁の運動速度は５ｃｍ／ｓ〜１５ｃｍ／ｓ程度、左心耳のそれは３０ｃｍ／ｓ〜６０ｃｍ／ｓ程度であるため、血流成分検出時のドプラ処理とは異なり、クラッタフィルタ（フィルタ３２）をＬＰＦやバンドパスフィルタに切り換える。このようにスキャン条件を変更することで、組織のドプラ速度を確実に検出することができ、検出能の高いスペクトラム像を提供できる。
【００６４】
さらに、ＰＷＤＴＤＩモード又はＣＷＤＴＤＩモードでのイメージングにあっては、弁や壁の動きがドプラ音がスピーカ４５から聞こえる。とくに本実施形態では、第２の処理回路３１から得られたままのドプラ音は低周波で聞き難いため、方向分離後、可聴域になるようにピッチ変換している。さらに、そのピッチ変換率をオペレータが手動で好みの音域まで調整できるようにしている。このため、動きの特に遅い虚血性部位などの異常部位に対し、正常部位との音の高低差が明瞭になって、異常部位の優れた検出能を得ることができる。したがって、ＢＴＤＩ等の断層像において虚血性部位などの異常部位を簡単に且つ確実に検出することができる。
【００６５】
さらに、ＰＷＤＴＤＩモード又はＣＷＤＴＤＩモードで得られたスペクトラムとＢＴＤＩモード及び／又はＭＴＤＩモードで得られる速度マッピング像との両方のデータをトータルで観察し、かつ統合することで、新規な診断パラメータを得ることをも可能にするものである。
【００６６】
なお、本実施形態の超音波診断装置は、ＰＷＤＴＤＩモード又はＣＷＤＴＤＩモードの組織ドプライメージング専用の機能を持つ装置として構成することもできる。
【００６７】
なお、本発明は上述した実施形態の構成に限定されるものではなく、当業者であれば、特許請求の範囲に要旨に基づき、さらに種々の形態に変形可能なことは勿論である。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の超音波診断装置によれば、組織ドプラ法に基づく超音波ドプラ法（ＰＷＤＴＤＩ又はＣＷＤＴＤＩ）によってスペクトラム表示ができ、このスペクトラム表示像又はそのデータを観察・処理することで、心臓などの撮像部位全体に重畳している速度成分を検出することが可能になるので、そのパワー情報や時間変化の計測によって運動機能の評価の定量性を十分に担保することができ、したがって、心臓などの全体の運動機能をより精度良く定量的に評価することができる。
【００６９】
また、例えば心臓の壁や弁の動きをドプラ音として可聴化する構成を併設することで、虚血部位などの異常部位を迅速に検出し易くなり、診断能向上に寄与することとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る超音波診断装置の機能的な構成の一例を示すブロック図。
【図２】コントローラによって実行されるスキャン・表示モードの設定処理の一例を示す概略フローチャート。
【図３】各種のスキャン・表示モードの表示状態での例を示す模式図。
【図４】ＢＴＤＩモード、ＰＷＤＴＤＩモード、及びＭＴＤＩモードの同時のスキャン・表示モードの画像例を示す図。
【符号の説明】
１１  超音波プローブ
１２  送受信部
１３  ＤＳＣ
１４  第１の処理回路
１５  データ合成器
２１  検波器
３１  第２の処理回路
３２  フィルタ
３３  周波数解析器
３４  パワースペクトラム演算器
４１  第３の処理回路
４２  方向分離器
４３  ピッチ変換器
４５  スピーカ
５２  モニタ
５３  計測器
６１  操作パネル
６１Ａ  ドプラ音調整つまみ
６２  コントローラ
６３  グラフィック設定器
【図１】
0004503745.tif 000002
【図２】
0004503745.tif 000003
【図３】
0004503745.tif 000004
【図４】
0004503745.tif 000005