(57)【要約】【課題】ドプラトレースを、診断しやすいように表示する。【解決手段】スペクトラム信号を検出する周波数分析部５と、スペクトラム信号を表示するためのスペクトラム画像信号に変換するＤＳＣ部６と、周波数分析部５で検出されたスペクトラム信号の連続性に基づいてドプラトレース演算を行うトレース演算手段８とを備え、トレース演算部８は、スペクトラム連続性検出部１１、トレースデータ生成部１２、トレースデータ補正部１３で構成されてる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波画像を表示する表示手段と、
超音波探触子から超音波を送受信することによって得られたエコー信号を直交検波する直交検波手段と、
直交する２つの信号の周波数分析を行ってスペクトラム信号を検出する周波数分析手段と、
前記スペクトラム信号を前記表示手段に表示するためのスペクトラム画像信号に変換するスキャンコンバータと、
前記周波数分析手段で検出されたスペクトラム信号の連続性に基づいてドプラトレース演算を行うトレース演算手段と、
前記スキャンコンバータで生成されたドプラスペクトル画像信号に前記トレース演算手段で算出されたトレースデータを重ね合わせて合成して前記表示手段に出力するトレース合成手段と、
を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記トレース演算手段は前記周波数分析手段で検出されたスペクトラム信号の周波数軸での信号強度の連続性を検出してドプラトレース演算を行うことを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記トレース演算手段は前記スキャンコンバータで生成されたスペクトラム画像信号の周波数軸での信号強度の連続性を検出してドプラトレース演算を行うことを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記トレース演算手段は前記スペクトラム信号の連続性を検出するスペクトラム検出手段と、前記スペクトラム検出手段で検出したスペクトラム信号の連続性が保たれているところまでのスペクトラム信号をトレースデータの表示値としてトレースデータを生成するトレースデータ生成手段とを備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項３記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記トレース演算手段は前記トレースデータ生成手段で生成されたトレースデータに所定の補正値を加減するトレースデータ補正手段を備えたことを特徴とする請求項４記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記補正値を設定する補正設定手段を備えたことを特徴とする請求項４ないし請求項５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、ドプラスペクトラム表示を行うことができる超音波診断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
生体循環器等の超音波診断に利用されている超音波ドプラ血流測定では、超音波を送受信して得られたドプラ偏移周波数の経時変化であるドプラ波形（ドプラスペクトラム）を観察するために、横軸を時間ｔ、縦軸をドプラ偏移周波数ψdとしてこのドプラスペクトラムをモニタに表示し、その波形から所定の診断を行う。
【０００３】
具体的には、ドプラ偏移周波数軸方向の最大周波数成分に対応する最高血流速を検出し、この最高血流速の時間変化を示すトレース波形データをドプラススペクトラムに重ねて表示し、この重ねられたドプラトレース波形から、所定期間内における運動体の平均運動速度や、別途求めた血管の断面積を積算して血流量等を演算し、得られた演算結果から心機能や血管機能等の診断を行う方法がある。
【０００４】
従来のドプラトレースを表示する超音波診断装置は、ドプラ偏移周波数軸方向の最大周波数成分に対応する最高血流速を検出してドプラトレース表示するために、時系列的に得られるドプラスペクトラムデータに対し閾値を設定して所望のトレース波形データを生成する際に、スペクトラム形状モデルとドプラ感度に基づいて前記ドプラスペクトラムデータに対する閾値範囲を設定し、この閾値範囲に設定された所定数の閾値を順次更新することにより所望のトレース波形データを生成するように構成されている（たとえば特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００６−１４１９９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の超音波診断装置では、閾値を都度計算するため、その処理時間によってリアルタイム性が損なわれ、かつ再計算するたびにその閾値が必ずしも同じにならず、異なったスペクトルの位置にトレース線が表示されることがあるという問題があった。
【０００６】
本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、処理が簡便でリアルタイム性を損なわず、かつスペクトラム表示に対応したドプラトレースを表示することができる優れた超音波診断装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の超音波診断装置は、超音波画像を表示する表示手段と超音波探触子から超音波を送受信することによって得られたエコー信号を直交検波する直交検波手段と、直交する２つの信号の周波数分析を行ってスペクトラム信号を検出する周波数分析手段と、前記スペクトラム信号を前記表示手段に表示するためのスペクトラム画像信号に変換するスキャンコンバータと、前記周波数分析手段で検出されたスペクトラム信号の連続性に基づいてドプラトレース演算を行うトレース演算手段と、前記スキャンコンバータで生成されたドプラスペクトル画像信号に前記トレース演算手段で算出されたトレースデータを重ね合わせて合成して前記表示手段に出力するトレース合成手段とで構成されている。
【０００８】
この構成により、ドプラスペクトラムが連続して表示されている範囲にドプラトレースを表示することができることとなる。
【０００９】
また、本発明の超音波診断装置は、前記トレース演算手段が、前記周波数分析手段で検出されたスペクトラム信号の周波数軸での信号強度の連続性を検出してドプラトレース演算を行う構成を有している。
【００１０】
この構成により、周波数分析されたデータの連続性にしたがって、ドプラトレースの演算を行うことができることとなる。
【００１１】
また、本発明の超音波診断装置は、前記トレース演算手段が、前記スキャンコンバータで生成されたスペクトラム画像信号の周波数軸での信号強度の連続性を検出してドプラトレース演算を行う構成を有している。
【００１２】
この構成により、表示されるスペクトラム信号の連続性にしたがって、ドプラトレースの演算を行うことができることとなる。
【００１３】
また、本発明の超音波診断装置は、前記トレース演算手段が、前記スペクトラム信号の連続性を検出するスペクトラム検出手段と、前記スペクトラム検出手段で検出したスペクトラム信号の連続性が保たれているところまでのスペクトラム信号をトレースデータの表示値としてトレースデータを生成するトレースデータ生成手段とを備えた構成となっている。
【００１４】
この構成により、スペクトラム信号の連続性にしたがって、ドプラトレースを演算して表示することができることとなる。
【００１５】
また、本発明の超音波診断装置は、前記トレース演算手段が、前記トレースデータ生成手段で生成されたトレースデータに所定の補正値を加減するトレースデータ補正手段を備えた構成となっている。
【００１６】
この構成により、ドプラスペクトラムの連続性の範囲から所定値だけ位置をずらしてドプラトレースを表示することができることとなる。
【００１７】
また、本発明の超音波診断装置は、前記補正値を設定する補正設定手段を備えた構成となっている。
【００１８】
この構成により、ユーザーインターフェースから任意の値を設定するなどが可能となり、診断精度を高めることができるようになる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、ドプラスペクトラム信号の連続性に基づいてドプラトレース演算を行うドプラ演算手段を有しているため、スペクトラム信号の周波数軸での信号強度の連続性を検出してドプラトレース演算して表示することができるようになるので、処理が簡便でリアルタイム性を損なわず、かつスペクトラム表示が周波数軸方向に途切れるまでの範囲でドプラトレースを表示するので、判読がしやすくなり心機能や血管機能等の診断精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の第１の実施の形態の超音波診断装置について、図面を用いて説明する。
【００２１】
図１において、探触子接続部１は、超音波探触子２０を接続するためのコネクタである。超音波探触子２０は、超音波振動子を通じて超音波を被検体に送信するとともに、被検体からの反射超音波を受信して電気信号に変換する。送信部２は、超音波探触子２０の超音波振動子に駆動パルスを供給する。受信部３は、超音波探触子２０の超音波振動子からの受信信号の増幅等を行なう。直交検波部４は、超音波を送受することによって生体中から得られたエコー信号を直交検波する。
【００２２】
周波数分析部５は、直交検波信号を周波数分析して、ドプラスペクトラムデータを生成する。ＤＳＣ部６は、周波数分析部５からのドプラスペクトラムを表示部に表示できるように走査変換するスキャンコンバータである。トレース合成部７は、ドプラスペクトラム情報から表示すべきドプラトレースの情報を算出する。トレース合成部７は、ＤＳＣ部６で生成されたドプラスペクトラムデータと、トレース演算部８で生成されたドプラトレースデータとを合成して、表示部９に出力する。
【００２３】
ここで、トレース演算部８は、スペクトラム連続性検出部１１、トレースデータ生成部１２で構成されており、スペクトラム連続性検出部１１は、周波数分析部５で生成されたドプラスペクトラムデータの連続性を検出し、トレースデータ生成部１２は、トレース合成部７でドプラスペクトラムに重ね合わせることができるようにドプラトレースデータを生成する。
【００２４】
以上の構成において、以下にその動作について説明する。送信部２が発生した超音波探触子２０への駆動パルスは、超音波探触子２０の超音波振動子に加えられ、超音波に変換されて被検体に送波される。被検体からの反射超音波は、超音波探触子２０の超音波振動子によって電気信号に変換され、受信部３に送られる。この受信信号は、受信処理部３において受信処理が行われた後、直交検波部４で検波処理が行われ、直交検波信号が得られる。直交する２つの信号を周波数分析部５において複素演算により周波数分析する。この周波数分析の結果、ドプラ偏移周波数を求めることができ、この偏移周波数が血液などの流速に対応する。ＤＳＣ部６により走査変換することにより、画面表示可能な血流速度情報を示すドプラスペクトラムを得る。
【００２５】
次に、本発明の主要部であるトレース演算部８の動作について説明する。
【００２６】
周波数分析部５で検波処理が行われて生成されたドプラスペクトラムデータは、スペクトラム連続性検出部１１で、その周波数成分の連続性の検出を行う。
【００２７】
ドプラスペクトラムデータは、血流を対象とした場合、横軸に時間、縦軸に血液の流速として表示され、そのドプラエコーの信号強度が輝度として表現される。図４にその一例を示す。
【００２８】
このスペクトラム表示によって、時間あたりの血流の速度分布を知ることができ、表示（グラフ）の縦軸方向で上に表示されるほど流速が速いことがわかる。
【００２９】
このとき、流速が速いほどエコー信号の強度が弱くなり、表示される輝度もうすく表示される。そのため、実際に検出されている流速がどこまでなのかを見極めることが難しくなっており、その最大値（最高血流速度）をトレースとして表示することで診断しやすくしている。
【００３０】
流速が速くなるにつれエコー信号が弱くなるので、検出できたりできなかったりすることがあり、速度を連続して検出できる限界を検出することによって、最大血流を検出することができ、本超音波診断装置では、その流速の連続性を検出しているのである。
【００３１】
流速の連続性について図５、図６を用いて説明する。
【００３２】
図５、図６においては図４と同様に縦軸に流速、横軸に時間、そしてエコー強度を示す輝度を数字で表している。この輝度は簡略化のため、０から５までの６段階の数字で表現しており、０はスペクトラムがないことを示している（図５）。
【００３３】
スペクトラム連続性検出部１１では、このようにドプラスペクトルの輝度から速度方向の連続性とその最大値を検出している。
【００３４】
つぎに、トレースデータ生成部１２が、スペクトラム連続性検出部１１で検出された最大値をそれぞれつなぐことによってトレースデータを生成する。
【００３５】
このトレースデータ生成部１２で生成されたデータを簡略化して示したものが図６である。図６では、輝度が連続している（０を含まない）最大の点を抽出し、その点をつないでトレースとしたものである。
【００３６】
このように輝度の連続性を検出してその最大の点をつないでトレースデータとすれば、容易に処理が簡便でリアルタイム性を損なわず、かつスペクトラム表示に対応した血流の最大値のドプラトレース波形を生成表示することができる。
【００３７】
そして、この生成されたドプラトレース波形と、ＤＳＣ部６で走査変換されたスペクトラムデータとをトレース合成部７で合成することによって、スペクトラム波形と、トレース波形が重畳されて表示部９に表示される。
【００３８】
このようにトレース表示の判読がしやすくなり心機能や血管機能等の診断精度を向上させることができるという効果を有している。
【００３９】
なお、本実施の形態においては、ドプラスペクトル速度方向の連続性の判断基準として、縦軸の分解能の１ピッチの範囲で輝度が「０」となった点を不連続点と判断し、この点直前までが連続しているとしたが、分解能の１ピッチにこだわらず、その整数倍に任意に設定できるようにしても良い。
【００４０】
次に、本発明の第２の実施の形態の超音波診断装置をについて、図面を用いて説明する。第１の実施の形態と同様の構成については同じ符号を用いて、作用についても前記と同様とする。
【００４１】
本実施の形態の特徴は、トレースデータ補正部１３を備えた構成としている点である。トレースデータ生成部１２で生成されたトレースデータは、スペクトラムの連続性のある最大値を示しているが、診断の目的によって最大値以外での表示が必要とされることもあり、トレースデータ補正部１３にてトレースデータの位置を補正して表示できるようになっている。
【００４２】
この補正値は、補正値設定部１４から設定でき、これはキーボードなどのユーザーインタフェースから任意の値を設定したり、また診断モードの条件に応じてあらかじめ設定された値を設定することもできる。
【００４３】
この補正値を加減することによって、第１の実施の形態の効果に加え、さらに汎用性が高まり、診断精度を高めることができるようになる。
【００４４】
次に、本発明の第２の実施の形態の超音波診断装置について、図３を用いて説明する。第１の実施の形態と同様の構成については同じ符号を用いて、作用についても前記と同様とする。
【００４５】
本実施の形態の特徴は、トレース演算部８への入力を周波数分析部５ではなく、ＤＳＣ部６の出力であるスペクトラム画像データとしている点である。つまり、スペクトラムの連続性の検出は、周波数分析部５で検出されたスペクトラムデータから連続性を検出することもでき、ＤＳＣ部６で走査変換されたスペクトラム画像データからでも検出することができ、構成上さらに汎用性を高めることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
以上のように、本発明にかかる超音波診断装置は、ドプラスペクトラム信号の連続性に基づいてドプラトレース演算を行うドプラ演算手段を有しているため、スペクトラム信号の周波数軸での信号強度の連続性を検出してドプラトレース演算して表示することができるようになるので、処理が簡便でリアルタイム性を損なわず、かつスペクトラム表示が周波数軸方向に途切れるまでの範囲でドプラトレースを表示するので、判読がしやすくなり心機能や血管機能等の診断精度を向上させることができるという効果を有しているので、ドプラスペクトラム表示を行うことができる超音波診断装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第１の実施の形態における超音波診断装置の構成を示す図
【図２】本発明の第２の実施の形態における超音波診断装置の構成を示す図
【図３】本発明の第３の実施の形態における超音波診断装置の構成を示す図
【図４】ドプラスペクトラム波形の説明図
【図５】ドプラスペクトラムの連続性の説明図
【図６】ドプラスペクトラムにトレースを重畳した波形の説明図
【符号の説明】
【００４８】
１    探触子接続部
２    送信部
３    受信部
４    直交検波部
５    周波数分析部
６    ＤＳＣ部
７    トレース合成部
８    トレース演算部
９    表示部
１１    スペクトラム連続性検出部
１２    トレースデータ生成部
１３    トレースデータ補正部
１４    補正値設定部
２０    超音波探触子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図４】
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