JP5950271B2 - Ultrasonic diagnostic equipment - Google Patents
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Description
本発明は、超音波診断装置に関し、特に、受信された超音波のドプラシフト周波数を求める装置の改良に関する。 The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus, and more particularly to an improvement of an apparatus for obtaining a Doppler shift frequency of received ultrasonic waves.
ドプラ法を用いて被検体の血流速度等を計測する超音波診断装置が広く用いられている。このような超音波診断装置には、連続波ドプラ装置、パルスドプラ装置、カラードプラ装置等がある。連続波ドプラ装置は、連続波としての超音波を被検体に向けて送信する。そして、被検体内で反射し、時間的に連続して受信された超音波のドプラシフト周波数成分に基づいて、血流速度の時間変化を示すドプラ波形を表示する。 2. Description of the Related Art Ultrasonic diagnostic apparatuses that measure a blood flow velocity of a subject using a Doppler method are widely used. Examples of such an ultrasonic diagnostic apparatus include a continuous wave Doppler apparatus, a pulse Doppler apparatus, and a color Doppler apparatus. The continuous wave Doppler device transmits ultrasonic waves as a continuous wave toward a subject. Then, based on the Doppler shift frequency component of the ultrasonic wave reflected in the subject and continuously received in time, a Doppler waveform indicating a temporal change in blood flow velocity is displayed.
パルスドプラ装置は、パルス変調された超音波を所定のパルス繰り返し周波数(PRF:Pulse Repetition Frequency:以下、単に繰り返し周波数とする。)で被検体に向けて送信する。そして、被検体内で反射し、計測対象の領域の深さに応じたタイミングで受信された超音波のドプラシフト周波数成分に基づいてドプラ波形を表示する。 The pulse Doppler device transmits pulse-modulated ultrasonic waves toward a subject at a predetermined pulse repetition frequency (PRF: Pulse Repetition Frequency: hereinafter simply referred to as a repetition frequency). Then, the Doppler waveform is displayed based on the Doppler shift frequency component of the ultrasonic wave reflected in the subject and received at a timing corresponding to the depth of the region to be measured.
カラードプラ装置は、パルスドプラ装置と同様、パルス変調された超音波を所定の繰り返し周波数で被検体に向けて送信し、被検体内で反射し受信された超音波のドプラシフト周波数成分を求めるものである。カラードプラ装置は、超音波の送受信方向を走査し、走査面内においてドプラシフト周波数成分を求め、走査面における血流速度の分布を求める。一般に、カラードプラ装置は、Bモードによる断層画像データを取得し、断層画像に重ねて血流速度の分布を色の変化を以て表示する。 Similar to the pulse Doppler device, the color Doppler device transmits pulse-modulated ultrasonic waves to the subject at a predetermined repetition frequency, and obtains Doppler shift frequency components of the ultrasonic waves reflected and received within the subject. . The color Doppler apparatus scans the transmission / reception direction of ultrasonic waves, obtains a Doppler shift frequency component in the scanning plane, and obtains a blood flow velocity distribution on the scanning plane. In general, a color Doppler device acquires tomographic image data in the B mode, and displays the distribution of blood flow velocity with a change in color superimposed on the tomographic image.
パルスドプラ装置およびカラードプラ装置では、計測可能なドプラシフト周波数、すなわち、計測可能な速度がパルス変調波の繰り返し周波数に応じて制限される。繰り返し周波数を大きくすると計測可能な速度の上限は大きくなり、繰り返し周波数を小さくすると計測可能な速度の上限は小さくなる。血流速度等の測定対象の速度が計測可能な速度の範囲を超えると、いわゆる折り返し現象が生じ、計測誤差が生じる。 In the pulse Doppler device and the color Doppler device, the measurable Doppler shift frequency, that is, the measurable speed is limited according to the repetition frequency of the pulse modulated wave. Increasing the repetition frequency increases the upper limit of the measurable speed, and decreasing the repetition frequency decreases the upper limit of the measurable speed. If the velocity of the measurement target such as the blood flow velocity exceeds the measurable velocity range, a so-called folding phenomenon occurs and a measurement error occurs.
以下の特許文献1には、カラードプラ装置が記載されている。このカラードプラ装置は、パルスドプラ法により2次元カラードプラ画像を得る。そして、2次元カラードプラ画像について、計測可能な流速レンジの上限値の画素の数が所定数以上であるか否かを判定する。カラードプラ装置は、上限値の画素の数が所定数以上であるときには、繰り返し周波数や画像表示の際のパラメータを変更し、折り返し現象を回避する。
The following
被検体内の組織が時間経過に伴って運動する場合、繰り返し周波数を適切に設定することには困難が伴う。繰り返し周波数が適切でない場合、折り返し現象が生じることがある。ドプラシフト周波数の計測可能範囲を拡張し、折り返し現象を回避するためには、繰り返し周波数を大きくすることが好ましい。しかし、繰り返し周波数を大きくすると、送信されるパルス超音波と受信されるパルス超音波とが時間的に重なってはならないという条件から、被検体内において観測可能な深さ(視野深度)が浅くなるという問題等が生じる。本発明は、繰り返し周波数を適切に設定することを目的とする。 When the tissue in the subject moves with time, it is difficult to set the repetition frequency appropriately. If the repetition frequency is not appropriate, there is a Turkey cause aliasing phenomenon. In order to extend the measurable range of the Doppler shift frequency and avoid the aliasing phenomenon, it is preferable to increase the repetition frequency. However, when the repetition frequency is increased, the observable depth (field depth) in the subject becomes shallow because the transmitted pulse ultrasound and the received pulse ultrasound must not overlap in time. Problem arises. An object of this invention is to set a repetition frequency appropriately .
本発明は、送信方向を走査しつつ、設定された繰り返し周波数で超音波を送信する送信部と、前記送信部から送信され被検体内で反射した超音波を受信し、受信された超音波に応じた受信データを出力する受信部と、送信される超音波の走査に応じて前記受信部から順次出力される受信データに基づいて、走査面におけるドプラシフト分布データを求めるカラードプラ演算部と、前記カラードプラ演算部によって求められた前記ドプラシフト分布データに基づいて、前記繰り返し周波数を設定する繰り返し周波数設定部と、を備え、前記ドプラシフト分布データは、前記走査面上の各観測位置に対し、ドプラシフト周波数またはその相当量を対応付けたデータであり、前記繰り返し周波数設定部は、複数回に亘る走査に対して求められた複数の前記ドプラシフト分布データに基づいて前記繰り返し周波数を設定する繰り返し周波数設定処理を実行し、前記繰り返し周波数設定処理は、複数回に亘る走査に対して求められた複数の前記ドプラシフト分布データのいずれにも折り返し現象が生じていない場合に実行され、複数回に亘る走査によって求められた複数の前記ドプラシフト分布データのそれぞれについて、ドプラシフト周波数の最大値またはその相当量の最大値を求める処理と、各前記ドプラシフト分布データについて求められた最大値のうち最大のものに基づき前記繰り返し周波数の下限値を設定する処理と、前記下限値よりも大きく、予め定められた上限値よりも小さい値に、前記繰り返し周波数を設定する処理と、を含む、ことを特徴とする。また、本発明は、送信方向を走査しつつ、設定された繰り返し周波数で超音波を送信する送信部と、前記送信部から送信され被検体内で反射した超音波を受信し、受信された超音波に応じた受信データを出力する受信部と、送信される超音波の走査に応じて前記受信部から順次出力される受信データに基づいて、走査面におけるドプラシフト分布データを求めるカラードプラ演算部と、前記カラードプラ演算部によって求められた前記ドプラシフト分布データに基づいて、前記繰り返し周波数を設定する繰り返し周波数設定部と、を備え、 前記ドプラシフト分布データは、前記走査面上の各観測位置に対し、ドプラシフト周波数またはその相当量を対応付けたデータであり、前記繰り返し周波数設定部は、複数回に亘る走査に対して求められた複数の前記ドプラシフト分布データに基づいて前記繰り返し周波数を設定する繰り返し周波数設定処理を実行し、前記繰り返し周波数設定処理は、複数回に亘る走査に対して求められた複数の前記ドプラシフト分布データのいずれにも折り返し現象が生じていない場合に実行され、複数回に亘る走査に対して求められた複数の前記ドプラシフト分布データのいずれかに折り返し現象が生じているか否かを判定する判定処理を実行しつつ、前記繰り返し周波数を探索する処理を含み、前記判定処理は、前記ドプラシフト分布データによってドプラシフト周波数またはその相当量が示される複数の観測位置のうち、ドプラシフト周波数またはその相当量が所定の閾値以上である観測位置の数に基づいて、前記ドプラシフト分布データに折り返し現象が生じているとの判定をする処理を含む、ことを特徴とする。 The present invention relates to a transmitter that transmits ultrasonic waves at a set repetition frequency while scanning a transmission direction, and receives ultrasonic waves that are transmitted from the transmitter and reflected within the subject, and the received ultrasonic waves A receiving unit that outputs the received data according to the color, a color Doppler operation unit that obtains Doppler shift distribution data on the scanning plane based on the received data sequentially output from the receiving unit according to the scan of the transmitted ultrasonic wave, A repetition frequency setting unit that sets the repetition frequency based on the Doppler shift distribution data obtained by a color Doppler calculation unit, and the Doppler shift distribution data is a Doppler shift frequency for each observation position on the scanning plane. or a data associating the equivalent amount, more the repetition frequency setting unit is determined for scanning over a plurality of times A repetition frequency setting process for setting the repetition frequency based on the Doppler shift distribution data is executed, and the repetition frequency setting process is turned back to any of the plurality of Doppler shift distribution data obtained for a plurality of scans. A process for obtaining a maximum value of a Doppler shift frequency or a corresponding maximum value for each of the plurality of Doppler shift distribution data obtained by scanning a plurality of times, which is executed when no phenomenon occurs, and each of the Doppler shift distributions A process of setting the lower limit value of the repetition frequency based on the maximum one of the maximum values obtained for the data, and setting the repetition frequency to a value larger than the lower limit value and smaller than a predetermined upper limit value And a process to perform. The present invention also includes a transmitter that transmits ultrasonic waves at a set repetition frequency while scanning the transmission direction, and receives ultrasonic waves that are transmitted from the transmitter and reflected within the subject. A reception unit that outputs reception data corresponding to sound waves; a color Doppler calculation unit that obtains Doppler shift distribution data on a scanning plane based on reception data sequentially output from the reception unit in response to scanning of transmitted ultrasonic waves; A repetition frequency setting unit that sets the repetition frequency based on the Doppler shift distribution data obtained by the color Doppler calculation unit, the Doppler shift distribution data for each observation position on the scanning plane, Doppler shift is the frequency or data which associates the corresponding amount, the repetition frequency setting unit is determined for scanning over a plurality of times A repetition frequency setting process for setting the repetition frequency based on a plurality of the Doppler shift distribution data is performed, and the repetition frequency setting process is performed on any of the plurality of Doppler shift distribution data obtained for a plurality of scans. This is executed when the aliasing phenomenon does not occur, and a determination process for determining whether or not the aliasing phenomenon occurs in any of the plurality of Doppler shift distribution data obtained for a plurality of scans is performed. includes processing for searching the repetition frequency, the determination process, among the plurality of observation positions Doppler shift frequency or its corresponding value is indicated by the Doppler shift distribution data, Doppler shift frequency or its corresponding value is equal to or greater than a predetermined threshold value based on the number of observation positions, folded in the Doppler shift distribution data It includes a process for the determination of the elephants has occurred, characterized in that.
本発明において、ドプラシフト分布データは、例えば、走査面上の各位置で反射した超音波の規格化ドプラシフト周波数(ドプラシフト量)が、各反射位置の座標に対応付けられたデータである。ここで、規格化ドプラシフト周波数は、ドプラシフト周波数を繰り返し周波数で除して規格化したもの、あるいは、ドプラシフト周波数を示す他の相当量(例えば、速度に換算された値)を、繰り返し周波数を示す他の相当量で除して規格化したものである。 In the present invention, the Doppler shift distribution data is data in which, for example, the normalized Doppler shift frequency (Doppler shift amount) of the ultrasonic wave reflected at each position on the scanning plane is associated with the coordinates of each reflection position. Here, the standardized Doppler shift frequency is obtained by dividing the Doppler shift frequency by the repetition frequency, or another equivalent amount indicating the Doppler shift frequency (for example, a value converted into a speed), or the like indicating the repetition frequency. It is standardized by dividing by a considerable amount.
望ましくは、前記繰り返し周波数を探索する処理は、先に設定された値よりも小さい値に前記繰り返し周波数を設定する繰り返し周波数減少処理と、当該繰り返し周波数減少処理の後における前記判定処理と、を実行し、前記判定処理の実行によって、複数の前記ドプラシフト分布データのいずれにも折り返し現象が生じていないと判定した場合には、複数の前記ドプラシフト分布データのうち折り返し現象が生じているものがあると判定するまで、前記繰り返し周波数減少処理、および当該繰り返し周波数減少処理の後における前記判定処理を繰り返し実行し、前記判定処理の実行によって、複数の前記ドプラシフト分布データのうち折り返し現象が生じているものがあると判定した場合には、その判定と共に実行された前記繰り返し周波数減少処理の前における値に前記繰り返し周波数を戻す処理を含む。 Nozomu Mashiku, the process of searching the repetition frequency, the repetition frequency reducing process for setting the repetition frequency to a value smaller than the value set previously, and the determination processing in after said repetition frequency decreases processing, When the determination process is executed and it is determined that no aliasing phenomenon has occurred in any of the plurality of Doppler shift distribution data, a plurality of the Doppler shift distribution data having the aliasing phenomenon occurs. Until the determination is made, the repetition frequency reduction process and the determination process after the repetition frequency reduction process are repeatedly executed, and the execution of the determination process causes a folding phenomenon among a plurality of the Doppler shift distribution data. If it is determined that there is something, the repetition frequency executed together with the determination It includes processing the value before reduction treatment returning the repetition frequency.
望ましくは、前記繰り返し周波数設定部は、前記繰り返し周波数を予め定められた上限値に設定した上で、複数回に亘る走査によって求められた複数の前記ドプラシフト分布データのいずれかに折り返し現象が生じているか否かを判定する初期判定処理を実行し、前記初期判定処理の実行によって、複数の前記ドプラシフト分布データのいずれにも折り返し現象が生じていないと判定した場合に、前記繰り返し周波数設定処理を実行し、前記初期判定処理は、前記ドプラシフト分布データによって示される、前記走査面上の各観測位置でのドプラシフト周波数またはその相当量と所定の閾値との比較に基づいて、折り返し現象が生じているか否かを判定する処理を含む。また、望ましくは、前記繰り返し周波数設定部は、前記初期判定処理の実行によって、複数の前記ドプラシフト分布データのうちいずれかに折り返し現象が生じていると判定した場合には、前記繰り返し周波数設定処理を実行せず、前記繰り返し周波数を維持する。 Preferably, the repetition frequency setting unit sets the repetition frequency to a predetermined upper limit value, and a folding phenomenon occurs in any of the plurality of Doppler shift distribution data obtained by scanning a plurality of times. An initial determination process for determining whether or not there is a aliasing phenomenon in any of the plurality of Doppler shift distribution data by executing the initial determination process is performed. In the initial determination process, whether or not the aliasing phenomenon occurs based on a comparison between the Doppler shift frequency at each observation position on the scanning plane or its equivalent amount and a predetermined threshold indicated by the Doppler shift distribution data. Including the process of determining whether or not. Preferably, the repetition frequency setting unit performs the repetition frequency setting process when it is determined by the execution of the initial determination process that a folding phenomenon has occurred in any of the plurality of Doppler shift distribution data. Do not execute and maintain the repetition frequency.
望ましくは、前記判定処理は、前記ドプラシフト分布データによってドプラシフト周波数またはその相当量が示される複数の観測位置のうち、ドプラシフト周波数またはその相当量が所定の閾値以上である観測位置の数に基づいて、前記ドプラシフト分布データに折り返し現象が生じているとの判定をする処理を含む。望ましくは、前記初期判定処理は、前記ドプラシフト分布データによってドプラシフト周波数またはその相当量が示される複数の観測位置のうち、ドプラシフト周波数またはその相当量が所定の閾値以上である観測位置の数に基づいて、前記ドプラシフト分布データに折り返し現象が生じているとの判定をする処理を含む。Preferably, the determination process is based on the number of observation positions whose Doppler shift frequency or its equivalent amount is equal to or greater than a predetermined threshold among a plurality of observation positions whose Doppler shift frequency or its equivalent amount is indicated by the Doppler shift distribution data. A process for determining that a folding phenomenon has occurred in the Doppler shift distribution data. Preferably, the initial determination process is based on the number of observation positions whose Doppler shift frequency or its equivalent amount is equal to or greater than a predetermined threshold among a plurality of observation positions whose Doppler shift frequency or its equivalent amount is indicated by the Doppler shift distribution data. And a process of determining that a folding phenomenon occurs in the Doppler shift distribution data.
望ましくは、前記走査面は、被検体の心臓または血管が観測される面であり、前記走査面における複数回に亘る走査は、所定心拍回数に対応する時間内で行われる。 Nozomu Mashiku, the scanning plane is a surface of the subject heart or blood vessels are observed, scanning over a plurality of times in the scanning plane is carried out within a time corresponding to a predetermined heart rate count.
本発明によれば、所定心拍回数での血流速度等の変化範囲に基づき、適切な折り返し周波数が設定される。これによって、折り返し現象に基づく計測誤差を回避することができる。 According to the present invention, an appropriate folding frequency is set based on a change range such as a blood flow velocity at a predetermined number of heartbeats. Thereby, a measurement error based on the folding phenomenon can be avoided.
本発明においては、繰り返し周波数の設定値を変更する場合には、先に設定された値より小さい値に繰り返し周波数が設定される。これによって、最適な繰り返し周波数が得られるまでの収束時間が短縮される。 In the present invention, when the set value of the repetition frequency is changed, the repetition frequency is set to a value smaller than the previously set value. This shortens the convergence time until an optimum repetition frequency is obtained.
本発明によれば、繰り返し周波数を適切に設定することができる。 According to the present invention, can it to properly set the repetition frequency.
図1には、本発明の実施形態に係る超音波診断装置の構成が示されている。超音波診断装置は、被検体の断層画像を表示するBモード、または、断層画像にカラードプラ画像を重ねて表示するカラードプラモードで動作する。断層画像は、被検体の組織の断面を画像の輝度の強弱によって表したものであり、カラードプラ画像は、血流速度の相違を色の相違によって表した画像である。カラードプラモードによれば、被検体の組織の断面形状と共に血流速度を観測することができる。そのため、この超音波診断装置は心臓、血管等の診断等に用いられる。 FIG. 1 shows the configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention. The ultrasonic diagnostic apparatus operates in a B mode that displays a tomographic image of a subject or a color Doppler mode that displays a color Doppler image superimposed on the tomographic image. The tomographic image is a cross-section of the tissue of the subject represented by the intensity of the luminance of the image, and the color Doppler image is an image that represents the difference in blood flow velocity by the difference in color. According to the color Doppler mode, the blood flow velocity can be observed together with the cross-sectional shape of the tissue of the subject. Therefore, this ultrasonic diagnostic apparatus is used for diagnosis of the heart, blood vessels, and the like.
超音波診断装置は、超音波プローブ10、送信部12、受信部14、Bモード演算部16、カラードプラ演算部18、画像合成部20、ディスプレイ22、メモリ24、操作パネル26、およびコントローラ28を備える。コントローラ28は、操作パネル26における動作設定に応じて、送信部12、受信部14、Bモード演算部16、カラードプラ演算部18および画像合成部20を制御する。例えば、操作パネル26においては、Bモードまたはカラードプラモードのいずれかのモードが選択され、コントローラ28は、操作パネル26における動作モードの選択に応じた制御を実行する。
The ultrasonic diagnostic apparatus includes an
また、送信部12、受信部14、Bモード演算部16、カラードプラ演算部18、および画像合成部20は、演算処理を実行するものであり、それぞれ、演算の過程で得られた情報を記憶する局所的メモリを有する。これらの構成要素は、自らの局所的メモリに情報を記憶させる他、コントローラ28の制御を介してメモリ24に情報を記憶させ、コントローラ28の制御を介して必要に応じてメモリ24からその情報を読み込んでもよい。
The
まず、Bモードの動作に関連する構成、およびBモードの動作について説明する。超音波プローブ10は、超音波が送受信される面に配列された複数のアレイ振動子を備える。超音波プローブ10には、例えば、複数のアレイ振動子が一列に配列されたもの、複数のアレイ振動子が複数列に亘って配列されたものが用いられる。超音波診断装置においては、超音波プローブ10による送受信ビーム32の一次元走査面30が観測面とされ、その観測面における断層画像がディスプレイ22に表示される。そのため、超音波プローブ10は、超音波が送受信される面が被検体に向けられ、観測面が診断対象の組織内に位置する姿勢で支持される。
First, the configuration related to the operation in the B mode and the operation in the B mode will be described. The
送信部12は、パルス変調された電気信号(パルス変調信号)を超音波プローブ10の各アレイ振動子に出力する。各アレイ振動子は、送信部12から出力されたパルス変調信号に基づいて、パルス超音波を発生する。この際、送信部12は、送信されるパルス超音波のビームフォーマとして機能する。すなわち、送信部12は、各アレイ振動子に出力する信号の遅延時間を制御して送信ビームを形成し、送信ビームを一次元走査する。
The
超音波プローブ10の各アレイ振動子は、被検体内において反射したパルス超音波を受信する。各アレイ振動子は、受信したパルス超音波に基づいて電気信号を発生し、その電気信号を受信部14に出力する。受信部14は、受信されるパルス超音波のビームフォーマとして機能する。すなわち、受信部14は、複数のアレイ振動子から出力された複数の電気信号を整相加算して受信ビームを形成し、送信ビームと方向を同じくして、受信ビームを一次元走査する。
Each array transducer of the
受信部14は、受信されたパルス超音波に対応するビームデータを生成する。このビームデータは、特定の送受信ビーム方向(送信ビームおよびそれに対応する受信ビームの方向)について、超音波プローブ10からの各距離上で生じた反射波の強度を時間軸上に表したデータである。受信部14は、このように生成したビームデータをBモード演算部16に出力する。
The receiving
送信部12および受信部14は、被検体に対し送受信ビームの一次元走査を複数回に亘って繰り返し行う。Bモード演算部16は、各一次元走査ごとに得られるビームデータ群に基づいて、各一次元走査ごとに断層画像データを生成し、その断層画像データを画像合成部20に出力する。画像合成部20は、繰り返し行われる一次元走査によってBモード演算部16から順次出力される断層画像データに基づいて、順次、断層画像をディスプレイ22に表示させる。
The
次に、カラードプラモードの動作に関連する構成、およびカラードプラモードの動作について説明する。カラードプラモードは、断層画像を取得するためのパルス超音波と、カラードプラ画像を取得するためのパルス超音波とを時分割で送受信し、断層画像データと共にカラードプラ画像データを取得するモードである。 Next, the configuration related to the operation in the color Doppler mode and the operation in the color Doppler mode will be described. The color Doppler mode is a mode in which pulse ultrasound for acquiring a tomographic image and pulse ultrasound for acquiring a color Doppler image are transmitted and received in a time-sharing manner, and color Doppler image data is acquired together with tomographic image data. .
送信部12は、断層画像取得用のパルス変調信号を各アレイ振動子に出力した後、ドプラ計測用の複数のパルス変調信号を繰り返し周波数PRFで各アレイ振動子に出力する。ドプラ計測用のパルス変調信号は、カラードプラ画像を取得するためのパルス変調信号であり、断層画像取得用のパルス変調信号に対し、パルス時間幅、信号レベル等が異なる。また、繰り返し周波数PRFは、コントローラ28によって設定される周波数であり、詳細については後述する。
The
超音波プローブ10の各アレイ振動子は、断層画像取得用のパルス超音波に続けて、繰り返し周波数PRFを以てドプラ計測用の複数のパルス超音波を発生する。この際、送信部12は、各アレイ振動子に出力する信号の遅延時間を制御して送信ビームを形成し、送信ビームを一次元走査する。
Each array transducer of the
各アレイ振動子は、被検体内において反射した断層画像取得用のパルス超音波、およびドプラ計測用の複数のパルス超音波を受信する。各アレイ振動子は、受信された超音波に基づいて電気信号を発生し、その電気信号を受信部14に出力する。この際、受信部14は、複数のアレイ振動子から出力された複数の電気信号を整相加算して受信ビームを形成し、送信ビームと方向を同じくして、受信ビームを一次元走査する。受信部14は、断層画像取得用のパルス超音波に対応する断層画像用ビームデータをBモード演算部16に出力する。そして、ドプラ計測用のパルス超音波に対応するドプラ計測用ビームデータをカラードプラ演算部18に出力する。
Each array transducer receives a pulsed ultrasound for acquiring a tomographic image and a plurality of pulsed ultrasounds for Doppler measurement reflected in the subject. Each array transducer generates an electrical signal based on the received ultrasonic wave and outputs the electrical signal to the receiving
図2には、断層画像用ビームデータ38の構成、およびドプラ計測用ビームデータ40の構成が概念的に示されている。これらのデータは、図1の一次元走査面30上における一つの送受信ビーム32に対応する。横軸は受信部14においてデータが生成される時間を示す。横軸に示される時間は、送受信ビーム方向への超音波プローブ10からの距離に対応する。各区画42は受信された超音波のレベルを表すディジタルデータを示す。図2に示される例では、1つの断層画像用ビームデータ38の後に、繰り返し周波数PRFの逆数の時間間隔で、複数のドプラ計測用ビームデータ40が配列されている。
FIG. 2 conceptually shows the configuration of the tomographic
送信部12および受信部14は、送受信ビームの一次元走査を複数回に亘って繰り返し行う。Bモード演算部16は、各一次元走査ごとに得られる断層画像用ビームデータ群に基づいて、各一次元走査ごとに断層画像データを生成し、その断層画像データを画像合成部20に出力する。
The
他方、カラードプラ演算部18は、各一次元走査ごとに得られるドプラ計測用ビームデータ群に基づいて、各一次元走査ごとにカラードプラ画像データを生成し、そのカラードプラ画像データを画像合成部20に出力する。
On the other hand, the color
画像合成部20は、断層画像データおよびカラードプラ画像データに基づいて、断層画像にカラードプラ画像を重ねた画像を示す断層カラードプラ画像データを生成し、断層カラードプラ画像をディスプレイ22に表示させる。このような構成および処理によって、送受信ビームが一次元走査されるごとに断層カラードプラ画像データが求められ、断層カラードプラ画像がディスプレイ22に表示される。
Based on the tomographic image data and the color Doppler image data, the
カラードプラ演算部18が、カラードプラ画像データを生成する処理について具体的に説明する。カラードプラ演算部18は、一次元走査によって取得されたドプラ計測用ビームデータ群に基づいて一次元走査面に対するドプラシフト分布データを求める。ここで、ドプラシフト分布データは、一次元走査面上の各位置で反射した超音波の規格化ドプラシフト周波数(ドプラシフト量)が、各反射位置の座標に対応付けられたものである。ドプラシフト分布データはピクセルの集合からなり、1つのピクセルが1つの反射位置に対応する。規格化ドプラシフト周波数は、ドプラシフト周波数を繰り返し周波数PRFで除して規格化したもの、あるいは、ドプラシフト周波数を示す他の相当量(例えば、速度に換算された値)を、繰り返し周波数PRFを示す他の相当量で除して規格化したものである。
A process in which the color
ドプラ計測用ビームデータに基づいて求められるドプラシフト周波数は、−0.5PRF以上、0.5PRF以下の値であるため、規格化ドプラシフト周波数は、−0.5以上、0.5以下の値となる。 Since the Doppler shift frequency obtained based on the beam data for Doppler measurement is a value of −0.5 PRF or more and 0.5 PRF or less, the normalized Doppler shift frequency is a value of −0.5 or more and 0.5 or less. .
なお、ドプラシフト周波数を繰り返し周波数PRFで除すことによる規格化は、一つの例である。すなわち、元のドプラシフト周波数が所定範囲内の値に変換され、変換後の値が元のドプラシフト周波数を示すよう定義された、その他の規格化の処理が用いられてもよい。 Note that normalization by dividing the Doppler shift frequency by the repetition frequency PRF is an example. That is, another normalization process in which the original Doppler shift frequency is converted to a value within a predetermined range and the converted value is defined to indicate the original Doppler shift frequency may be used.
カラードプラ演算部18は、各送受信ビーム方向について、繰り返し周波数PRFで得られた複数のドプラ計測用ビームデータを用いてビーム方向速度データを求める。ここで、ビーム方向速度データは、特定の送受信ビーム方向における各位置で反射した超音波の規格化ドプラシフト周波数を、各反射位置の座標に対応付けたデータである。ビーム方向速度データを求める処理においては、繰り返し周波数PRFで得られた複数のドプラ計測用ビームデータに対する自己相関処理と共に、クラッタノイズを低減するウォールフィルタ処理等が実行され、各反射位置におけるドプラシフト周波数が求められる。そして、求められたドプラシフト周波数が繰り返し周波数PRFによって規格化される。この処理には、ドプラシフト周波数を示す他の相当量を求め、求められたドプラシフト周波数の相当量を繰り返し周波数PRFを示す他の相当量によって規格化する処理を用いてもよい。カラードプラ演算部18は、一次元走査面上の各送受信ビーム方向について求められたビーム方向速度データの集合を、その一次元走査面に対するドプラシフト分布データとする。
The color
カラードプラ演算部18は、ドプラシフト分布データが示す各規格化ドプラ周波数を、対応する色識別値に置き換えることでカラードプラ画像データを求める。すなわち、カラードプラ演算部18は、規格化ドプラシフト周波数とディスプレイ22に表示する色を識別する識別値(色識別値)とを対応付けた色識別値テーブルを記憶しており、ドプラシフト分布データが示す各規格化ドプラ周波数に対し、対応する色識別値を取得する。そして、ドプラシフト分布データが示す各規格化ドプラ周波数を、対応する色識別値に置き換える。このような処理によって、カラードプラ演算部18は、一次元走査ごとにカラードプラ画像データを生成し、そのカラードプラ画像データを画像合成部20に出力する。
The color
色識別値テーブルにおいては、一つの例として、正の規格化ドプラシフト周波数については、規格化ドプラシフト周波数が大きい程、波長が長い色の色識別値が対応付けられ、負の規格化ドプラシフト周波数については、負の方向に規格化ドプラシフト周波数が大きい程、波長が短い色の色識別値が対応付けられている。この対応付けによって、規格化ドプラシフト周波数の相違によって異なる色が表示される。 In the color identification value table, as an example, for the positive normalized Doppler shift frequency, the larger the normalized Doppler shift frequency is associated with the color identification value of the longer wavelength, and the negative normalized Doppler shift frequency is As the normalized Doppler shift frequency increases in the negative direction, the color identification value of a color having a shorter wavelength is associated. By this association, different colors are displayed depending on the difference in the normalized Doppler shift frequency.
カラードプラ演算部18は、このような色識別値テーブルを記憶する代わりに、規格化ドプラシフト周波数を与えることで色識別値が求められるアルゴリズムを実行してもよい。
Instead of storing such a color identification value table, the color
このような処理によれば、規格化されたドプラシフト周波数に色識別値が割り当てられ、カラードプラ画像データが求められる。これによって、診断状況の変化によって、観測されるドプラシフト周波数の取り得る範囲が変化した場合であっても、観測されるドプラシフト周波数に対し適切に色識別値を割り当てることができる。したがって、診断状況に関わらず断層カラードプラ画像の視認性を向上させることができる。 According to such processing, a color identification value is assigned to the standardized Doppler shift frequency, and color Doppler image data is obtained. As a result, even if the possible range of the observed Doppler shift frequency changes due to a change in the diagnosis status, a color identification value can be appropriately assigned to the observed Doppler shift frequency. Therefore, the visibility of the tomographic color Doppler image can be improved regardless of the diagnosis status.
カラードプラ演算部18は、繰り返し行われる一次元走査によって順次得られたドプラシフト分布データを、コントローラ28の制御を介してメモリ24に記憶させる。図3には、メモリ24に記憶されるn個のドプラシフト分布データが概念的に示されている。各ドプラシフト分布データが記憶される領域には、0〜n−1のアドレスが付されている。以下の説明においては、アドレス0〜n−1の領域に記憶されているドプラシフト分布データを、それぞれ、ドプラシフト分布データD0〜Dn−1とする。
The color
アドレスn−1の領域に記憶されている最も奥にあるドプラシフト分布データDn−1は、最も先に記憶されたデータであり、アドレス0の領域に記憶されている最も手前にあるドプラシフト分布データD0は、最後に記憶されたドプラシフト分布データである。 The innermost Doppler shift distribution data Dn-1 stored in the area of address n-1 is the data stored first, and the foremost Doppler shift distribution data D0 stored in the area of address 0 Is the Doppler shift distribution data stored last.
メモリ24においては、1つのドプラシフト分布データが新たに入力されるごとに、アドレスn−1の領域に記憶されているドプラシフト分布データDn−1が消去される。そして、アドレス0〜n−2の領域に記憶されているn−1個のドプラシフト分布データが、それぞれ、1アドレス分だけ奥側にシフトして記憶される。さらに、新たなに入力されたドプラシフト分布データは、アドレス0の領域に記憶される。
In the
以下に説明するように、メモリ24に記憶されたn個のドプラシフト分布データの総て、または、これらのうちいずれかは、繰り返し周波数PRFを設定する処理に用いられる。
As will be described below, all of n pieces of Doppler shift distribution data stored in the
コントローラ28が備えるPRF設定部34が繰り返し周波数PRFを設定する処理について説明する。図4には、PRF設定処理を示すフローチャートが示されている。このフローチャートは、操作パネル26において速度レンジ自動設定スイッチの操作が行われたことをコントローラ28が認識することで実行される。
A process in which the
PRF設定部34は、繰り返し周波数PRFを予め定められた周波数上限値MXに設定する(S101)。コントローラ28は、ステップS101で設定された繰り返し周波数PRFでドプラ計測用のパルス超音波が送受信されるよう、送信部12および受信部14を制御する(S102)。この際、コントローラ28は、送信部12および受信部14を制御し、送受信ビームの一次元走査を繰り返し行わせる。これによって、メモリ24には、一次元走査ごとに求められたドプラシフト分布データが順次記憶される。すなわち、最も先に記憶されたドプラシフト分布データが一次元走査ごとにメモリ24から消去され、新たに取得されたドプラシフト分布データが一次元走査ごとにメモリ24に記憶される。
The
PRF設定部34は、メモリ24のアドレス0〜j−1の領域に記憶されたj個のドプラシフト分布データD0〜Dj−1のそれぞれについて、規格化ドプラシフト周波数の絶対値が所定の閾値以上となるピクセル、すなわち、境界ピクセルの数を求める(S103)。ここで、jはPRF設定処理に用いられるデータ数であり、1からnまでの任意の数である。
The
データ数jは、例えば、被検体の所定の心拍回数に対応する時間において取得されるドプラシフト分布データの数とする。例えば、1心拍当たりの時間にドプラシフト分布データが30データだけ得られる場合には、データ数jは30とされる。この場合、コントローラ28は、心拍に同期したパルス信号を心拍検出器36によって取得する。そして、取得したパルス信号の所定の周期において得られるドプラシフト分布データの数に基づいてデータ数jを設定する。また、コントローラ28は、心拍検出器36によって取得されたパルス信号を用いる代わりに、Bモード演算部16において過去に生成された複数の断層画像データや、カラードプラ演算部18において過去に生成された複数のドプラシフト分布データに基づいて、所定の心拍回数に対応するドプラシフト分布データの数(画像枚数)を求め、データ数jを設定してもよい。
The data number j is, for example, the number of Doppler shift distribution data acquired in a time corresponding to a predetermined number of heartbeats of the subject. For example, when only 30 pieces of Doppler shift distribution data are obtained in a time per heartbeat, the number of data j is 30. In this case, the
なお、ドプラシフト分布データD0〜Dj−1のそれぞれについての境界ピクセルの数は、各ドプラシフト分布データが求められたときに求めておき、メモリ24に予め記憶させておいてもよい。この場合、PRF設定部34は、ステップS103において、ドプラシフト分布データD0〜Dj−1のそれぞれについての境界ピクセルの数をメモリ24から読み込む。
The number of boundary pixels for each of the Doppler shift distribution data D0 to Dj-1 may be obtained when each Doppler shift distribution data is obtained and stored in the
PRF設定部34は、ドプラシフト分布データD0〜Dj−1のうち、境界ピクセルの数が所定数以上のものがあるか否かを判定する(S104)。
The
ここで、ステップS104の技術的意義について説明する。一般に、パルスドプラ法を用いる超音波診断装置においては、繰り返し周波数PRFでドプラ計測用のパルス超音波が送受信される場合、計測可能なドプラシフト周波数の範囲は、−0.5PRF以上、0.5PRF以下となる。周波数fdを−0.5PRF以上、0.5PRF以下の周波数とすると、実際のドプラシフト周波数fd±k・PRFは、いずれも周波数fdとして計測されてしまい、計測されるドプラシフト周波数には±k・PRFの誤差が生じる。ここで、kは任意の自然数1、2、3・・・・である。このような誤差は、折り返し誤差と称され、このような誤差が生じる現象は、折り返し現象と称されている。
Here, the technical significance of step S104 will be described. In general, in an ultrasonic diagnostic apparatus using a pulse Doppler method, when pulsed ultrasonic waves for Doppler measurement are transmitted and received at a repetition frequency PRF, the measurable Doppler shift frequency range is −0.5 PRF or more and 0.5 PRF or less. Become. When the frequency fd is a frequency of −0.5 PRF or more and 0.5 PRF or less, the actual Doppler shift frequency fd ± k · PRF is measured as the frequency fd, and the measured Doppler shift frequency is ± k · PRF. Error occurs. Here, k is an arbitrary
このようなパルスドプラ法の下では、ドプラシフト分布データに含まれる境界ピクセルの数が大きい程、折り返し現象が生じている可能性が高い。そこで、図4のフローチャートに示されるPRF設定処理では、ドプラシフト分布データD0〜Dj−1のうち、境界ピクセルの数が所定数以上のものがある場合には、折り返し現象が生じているものとしてステップS110が実行され、ドプラシフト分布データD0〜Dj−1のうち、境界ピクセルの数が所定数以上のものがない場合には、折り返し現象が生じていないものとしてステップS105以降の処理が実行される。 Under such a pulse Doppler method, the larger the number of boundary pixels included in the Doppler shift distribution data, the higher the possibility that the aliasing phenomenon occurs. Therefore, in the PRF setting process shown in the flowchart of FIG. 4, if there are more than a predetermined number of boundary pixels in the Doppler shift distribution data D0 to Dj−1, it is assumed that the aliasing phenomenon has occurred. When S110 is executed and no Doppler shift distribution data D0 to Dj-1 has a boundary pixel number equal to or larger than the predetermined number, the processing after Step S105 is executed assuming that the aliasing phenomenon does not occur.
すなわち、PRF設定部34は、境界ピクセルの数が所定数以上であるドプラシフト分布データがある場合には、ステップS101で設定された繰り返し周波数PRFの値を維持する(S110)。他方、境界ピクセルの数が所定数以上であるドプラシフト分布データがない場合には、PRF設定部34は、ドプラシフト分布データD0〜Dj−1のそれぞれについて、規格化ドプラシフト周波数の絶対値の最大値をドプラシフト最大値DMとして求める(S105)。そして、ドプラシフト分布データD0〜Dj−1のそれぞれについて求められたj個のドプラシフト最大値DMのうち最大のものをピーク周波数Fpとして求め(S106)、ピーク周波数Fpを2倍した値を繰り返し周波数下限値Lとする(S107)。
That is, when there is Doppler shift distribution data in which the number of boundary pixels is equal to or greater than a predetermined number, the
なお、ドプラシフト分布データD0〜Dj−1のそれぞれについてのドプラシフト最大値DMは、各ドプラシフト分布データが求められたときに求めておき、メモリ24に予め記憶させておいてもよい。この場合、PRF設定部34は、ステップS105において、ドプラシフト分布データD0〜Dj−1のそれぞれについてのドプラシフト最大値DMをメモリ24から読み込む。
The Doppler shift maximum value DM for each of the Doppler shift distribution data D0 to Dj-1 may be obtained when each Doppler shift distribution data is obtained and stored in the
PRF設定部34は、繰り返し周波数下限値Lよりも大きく、初期値として設定される周波数上限値MXよりも小さい範囲で、新たな繰り返し周波数PRFを設定する(S108)。例えば、新たな繰り返し周波数PRFは、PRF=L+α・(MX−L)として設定される。ここで、αは0より大きく1より小さい任意の調整係数である。コントローラ28は、ステップS108で設定された繰り返し周波数PRFでドプラ計測用のパルス超音波が送受信されるよう、送信部12および受信部14を制御する(S109)。
The
このようなPRF設定処理によれば、繰り返し周波数PRFを周波数上限値MXにした場合において折り返し現象が生じる場合を除き(S110)、折り返し現象が回避可能なできる限り小さい値に繰り返し周波数PRFが設定され得る(S105〜S108)。 According to such a PRF setting process, the repetition frequency PRF is set to a value as small as possible to avoid the folding phenomenon except when the folding phenomenon occurs when the repetition frequency PRF is set to the frequency upper limit value MX (S110). Obtain (S105 to S108).
パルスドプラ法を用いる超音波診断装置において、ドプラシフト周波数の計測可能範囲を拡張し、折り返し現象を回避するためには、繰り返し周波数PRFを大きくすることが好ましい。しかし、繰り返し周波数PRFを大きくすると、ドプラシフト分布データが示す規格化ドプラシフト周波数の取り得る範囲が小さくなる。これによって、カラードプラ画像の色の変化幅が小さくなり、血流速度が把握し難くなるという問題が生じる。さらに、繰り返し周波数PRFを大きくすると、送信されるパルス超音波と受信されるパルス超音波とが時間的に重なってはならないという条件から、被検体内において観測可能な深さ(視野深度)が浅くなるという問題が生じる。 In an ultrasonic diagnostic apparatus using the pulse Doppler method, it is preferable to increase the repetition frequency PRF in order to expand the measurable range of the Doppler shift frequency and avoid the aliasing phenomenon. However, when the repetition frequency PRF is increased, the range that can be taken by the normalized Doppler shift frequency indicated by the Doppler shift distribution data is reduced. This causes a problem that the color change width of the color Doppler image is reduced, and the blood flow velocity is difficult to grasp. Further, when the repetition frequency PRF is increased, the depth (field depth of view) that can be observed in the subject is shallow because the transmitted pulse ultrasound and the received pulse ultrasound must not overlap in time. Problem arises.
そこで、本実施形態に係るPRF設定処理においては、繰り返し周波数PRFを周波数上限値MXにした場合において折り返し現象が生じる場合を除き(S110)、折り返し現象が回避可能なできる限り小さい値に繰り返し周波数PRFが設定され得る(S105〜S108)。これによって、折り返し現象を可能な限り回避すると共に、カラードプラ画像の視認性を向上させ、視野深度を深くすることができる。 Therefore, in the PRF setting process according to the present embodiment, except for the case where the aliasing phenomenon occurs when the repetition frequency PRF is set to the frequency upper limit value MX (S110), the repetition frequency PRF is set to a value as small as possible to avoid the aliasing phenomenon. Can be set (S105 to S108). As a result, the folding phenomenon can be avoided as much as possible, the visibility of the color Doppler image can be improved, and the depth of field can be increased.
なお、周波数上限値MX、ステップS103において境界ピクセルを特定するための閾値、ステップS104の判定条件となる境界ピクセルの数等は、診断部位に応じて予め定めておき、メモリ24に記憶させておいてもよい。また、これらの数値は、操作パネル26の操作によって入力されるものとしてもよい。
The frequency upper limit value MX, the threshold value for specifying the boundary pixel in step S103, the number of boundary pixels serving as the determination condition in step S104, and the like are determined in advance according to the diagnostic part and stored in the
次に、第2の実施形態に係るPRF設定処理について説明する。図5には、そのフローチャートが示されている。図4に示される処理と同一の処理については同一の符号を付してその説明を省略する。 Next, PRF setting processing according to the second embodiment will be described. FIG. 5 shows a flowchart thereof. The same processes as those shown in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
PRF設定部34は、図4に示されるPRF設定処理と同様の処理によって、ステップS101〜ステップS104を実行する。そして、ステップS104において、境界ピクセルの数が所定数以上であるドプラシフト分布データがない場合には、最適な繰り返し周波数を探索するPRF探索処理(S201)を実行する。図6には、PRF探索処理のフローチャートが示されている。PRF設定部34は、先に設定された繰り返し周波数PRFから、予め定められた刻み周波数Δを減じた値を新たな繰り返し周波数PRFに設定する(S201−1)。コントローラ28は、設定された繰り返し周波数PRFでドプラ計測用のパルス超音波が送受信されるよう、送信部12および受信部14を制御する(S201−2)。この際、コントローラ28は、送信部12および受信部14を制御し、送受信ビームの一次元走査を繰り返し行わせる。これによって、メモリ24には、一次元走査ごとに求められたドプラシフト分布データが順次記憶される。すなわち、最も先に記憶されたドプラシフト分布データが一次元走査ごとにメモリ24から消去され、新たに取得されたドプラシフト分布データが一次元走査ごとにメモリ24に記憶される。
The
PRF設定部34は、ドプラシフト分布データD0〜Dj−1のそれぞれについて、規格化ドプラシフト周波数の絶対値が所定の閾値以上となる境界ピクセルの数を求める(S201−3)。
The
PRF設定部34は、ドプラシフト分布データD0〜Dj−1のうち、境界ピクセルの数が所定数以上のものがあるか否かを判定する(S201−4)。そして、境界ピクセルの数が所定数以上であるドプラシフト分布データがない場合にはステップS201−1に戻る。
The
他方、境界ピクセルの数が所定数以上であるドプラシフト分布データがある場合には、PRF設定部34は、ステップS201−1で設定された繰り返し周波数PRFの値に刻み周波数Δを加えた値を新たな繰り返し周波数PRFに設定し(S201−5)、図5のステップS109に移行する。
On the other hand, if there is Doppler shift distribution data in which the number of boundary pixels is a predetermined number or more, the
このようなPRF設定処理によれば、繰り返し周波数PRFを周波数上限値MXにした場合において折り返し現象が生じる場合を除き(S110)、折り返し現象が回避可能なできる限り小さい値に繰り返し周波数PRFが設定される(S201)。これによって、第1の実施形態に係るPRF設定処理と同様、折り返し現象を可能な限り回避すると共に、カラードプラ画像の視認性を向上させ、視野深度を深くすることができる。 According to such a PRF setting process, the repetition frequency PRF is set to a value as small as possible to avoid the folding phenomenon except when the folding phenomenon occurs when the repetition frequency PRF is set to the frequency upper limit value MX (S110). (S201). As a result, similar to the PRF setting process according to the first embodiment, the aliasing phenomenon can be avoided as much as possible, the visibility of the color Doppler image can be improved, and the depth of field can be increased.
また、第1および第2の実施形態に係るPRF設定処理においては、繰り返し周波数PRFの初期値を周波数上限値MXとし、その値より小さい値に繰り返し周波数PRFを変化させる。これによって、最適な繰り返し周波数PRFが得られるまでの収束時間が短縮される。 In the PRF setting process according to the first and second embodiments, the initial value of the repetition frequency PRF is set to the frequency upper limit value MX, and the repetition frequency PRF is changed to a value smaller than that value. This shortens the convergence time until the optimum repetition frequency PRF is obtained.
10 超音波プローブ、12 送信部、14 受信部、16 Bモード演算部、18 カラードプラ演算部、20 画像合成部、22 ディスプレイ、24 メモリ、26 操作パネル、28 コントローラ、30 一次元走査面、32 送受信ビーム、34 PRF設定部、36 心拍検出器、38 断層画像用ビームデータ、40 ドプラ計測用ビームデータ。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記送信部から送信され被検体内で反射した超音波を受信し、受信された超音波に応じた受信データを出力する受信部と、
送信される超音波の走査に応じて前記受信部から順次出力される受信データに基づいて、走査面におけるドプラシフト分布データを求めるカラードプラ演算部と、
前記カラードプラ演算部によって求められた前記ドプラシフト分布データに基づいて、前記繰り返し周波数を設定する繰り返し周波数設定部と、を備え、
前記ドプラシフト分布データは、前記走査面上の各観測位置に対し、ドプラシフト周波数またはその相当量を対応付けたデータであり、
前記繰り返し周波数設定部は、複数回に亘る走査に対して求められた複数の前記ドプラシフト分布データに基づいて前記繰り返し周波数を設定する繰り返し周波数設定処理を実行し、
前記繰り返し周波数設定処理は、複数回に亘る走査に対して求められた複数の前記ドプラシフト分布データのいずれにも折り返し現象が生じていない場合に実行され、
複数回に亘る走査によって求められた複数の前記ドプラシフト分布データのそれぞれについて、ドプラシフト周波数の最大値またはその相当量の最大値を求める処理と、
各前記ドプラシフト分布データについて求められた最大値のうち最大のものに基づき前記繰り返し周波数の下限値を設定する処理と、
前記下限値よりも大きく、予め定められた上限値よりも小さい値に、前記繰り返し周波数を設定する処理と、を含む、
ことを特徴とする超音波診断装置。 A transmitter that transmits ultrasonic waves at a set repetition frequency while scanning the transmission direction;
A receiving unit that receives the ultrasonic waves transmitted from the transmitting unit and reflected in the subject, and outputs received data corresponding to the received ultrasonic waves;
A color Doppler operation unit that obtains Doppler shift distribution data on the scanning surface based on reception data sequentially output from the reception unit in accordance with scanning of transmitted ultrasonic waves;
A repetition frequency setting unit for setting the repetition frequency based on the Doppler shift distribution data obtained by the color Doppler calculation unit,
The Doppler shift distribution data is data in which a Doppler shift frequency or an equivalent amount thereof is associated with each observation position on the scanning plane,
The repetition frequency setting unit performs a repetition frequency setting process for setting the repetition frequency based on a plurality of the Doppler shift distribution data obtained for scanning over a plurality of times,
The repetition frequency setting process is executed when no aliasing phenomenon occurs in any of the plurality of Doppler shift distribution data obtained for a plurality of scans,
For each of the plurality of Doppler shift distribution data obtained by scanning over a plurality of times, a process for obtaining the maximum value of the Doppler shift frequency or the maximum value thereof,
A process of setting a lower limit value of the repetition frequency based on the maximum one of the maximum values obtained for each of the Doppler shift distribution data;
A process of setting the repetition frequency to a value larger than the lower limit value and smaller than a predetermined upper limit value,
An ultrasonic diagnostic apparatus.
前記送信部から送信され被検体内で反射した超音波を受信し、受信された超音波に応じた受信データを出力する受信部と、
送信される超音波の走査に応じて前記受信部から順次出力される受信データに基づいて、走査面におけるドプラシフト分布データを求めるカラードプラ演算部と、
前記カラードプラ演算部によって求められた前記ドプラシフト分布データに基づいて、前記繰り返し周波数を設定する繰り返し周波数設定部と、を備え、
前記ドプラシフト分布データは、前記走査面上の各観測位置に対し、ドプラシフト周波数またはその相当量を対応付けたデータであり、
前記繰り返し周波数設定部は、複数回に亘る走査に対して求められた複数の前記ドプラシフト分布データに基づいて前記繰り返し周波数を設定する繰り返し周波数設定処理を実行し、
前記繰り返し周波数設定処理は、複数回に亘る走査に対して求められた複数の前記ドプラシフト分布データのいずれにも折り返し現象が生じていない場合に実行され、複数回に亘る走査に対して求められた複数の前記ドプラシフト分布データのいずれかに折り返し現象が生じているか否かを判定する判定処理を実行しつつ、前記繰り返し周波数を探索する処理を含み、
前記判定処理は、
前記ドプラシフト分布データによってドプラシフト周波数またはその相当量が示される複数の観測位置のうち、ドプラシフト周波数またはその相当量が所定の閾値以上である観測位置の数に基づいて、前記ドプラシフト分布データに折り返し現象が生じているとの判定をする処理を含む、ことを特徴とする超音波診断装置。 A transmitter that transmits ultrasonic waves at a set repetition frequency while scanning the transmission direction;
A receiving unit that receives the ultrasonic waves transmitted from the transmitting unit and reflected in the subject, and outputs received data corresponding to the received ultrasonic waves;
A color Doppler operation unit that obtains Doppler shift distribution data on the scanning surface based on reception data sequentially output from the reception unit in accordance with scanning of transmitted ultrasonic waves;
A repetition frequency setting unit for setting the repetition frequency based on the Doppler shift distribution data obtained by the color Doppler calculation unit,
The Doppler shift distribution data is data in which a Doppler shift frequency or an equivalent amount thereof is associated with each observation position on the scanning plane,
The repetition frequency setting unit performs a repetition frequency setting process for setting the repetition frequency based on a plurality of the Doppler shift distribution data obtained for scanning over a plurality of times,
The repetition frequency setting process is executed when no aliasing phenomenon occurs in any of the plurality of Doppler shift distribution data obtained for a plurality of scans, and is obtained for a plurality of scans. Including a process of searching for the repetition frequency while performing a determination process for determining whether or not a folding phenomenon occurs in any of the plurality of Doppler shift distribution data,
The determination process includes
Based on the number of observation positions where the Doppler shift frequency or its equivalent amount is greater than or equal to a predetermined threshold among a plurality of observation positions whose Doppler shift frequency or its equivalent amount is indicated by the Doppler shift distribution data, the Doppler shift distribution data has a folding phenomenon. An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: a process for determining that it has occurred.
前記繰り返し周波数を探索する処理は、
先に設定された値よりも小さい値に前記繰り返し周波数を設定する繰り返し周波数減少処理と、当該繰り返し周波数減少処理の後における前記判定処理と、を実行し、
前記判定処理の実行によって、複数の前記ドプラシフト分布データのいずれにも折り返し現象が生じていないと判定した場合には、複数の前記ドプラシフト分布データのうち折り返し現象が生じているものがあると判定するまで、前記繰り返し周波数減少処理、および当該繰り返し周波数減少処理の後における前記判定処理を繰り返し実行し、
前記判定処理の実行によって、複数の前記ドプラシフト分布データのうち折り返し現象が生じているものがあると判定した場合には、その判定と共に実行された前記繰り返し周波数減少処理の前における値に前記繰り返し周波数を戻す処理を含む、
ことを特徴とする超音波診断装置。 The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 2,
The process of searching for the repetition frequency includes:
Performing a repetition frequency reduction process for setting the repetition frequency to a value smaller than a previously set value, and the determination process after the repetition frequency reduction process,
When it is determined by the execution of the determination processing that no folding phenomenon has occurred in any of the plurality of Doppler shift distribution data, it is determined that there is a folding phenomenon among the plurality of Doppler shift distribution data. Until the repetition frequency reduction process and the determination process after the repetition frequency reduction process are repeatedly executed,
When it is determined by the execution of the determination process that there is an aliasing phenomenon among a plurality of the Doppler shift distribution data, the repetition frequency is set to a value before the repetition frequency reduction process performed together with the determination. Including processing to return
An ultrasonic diagnostic apparatus.
前記繰り返し周波数設定部は、
前記繰り返し周波数を予め定められた上限値に設定した上で、複数回に亘る走査によって求められた複数の前記ドプラシフト分布データのいずれかに折り返し現象が生じているか否かを判定する初期判定処理を実行し、
前記初期判定処理の実行によって、複数の前記ドプラシフト分布データのいずれにも折り返し現象が生じていないと判定した場合に、前記繰り返し周波数設定処理を実行し、
前記初期判定処理は、
前記ドプラシフト分布データによって示される、前記走査面上の各観測位置でのドプラシフト周波数またはその相当量と所定の閾値との比較に基づいて、折り返し現象が生じているか否かを判定する処理を含む、
ことを特徴とする超音波診断装置。 The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The repetition frequency setting unit includes:
An initial determination process for determining whether or not a folding phenomenon occurs in any of the plurality of Doppler shift distribution data obtained by scanning a plurality of times after setting the repetition frequency to a predetermined upper limit value. Run,
When it is determined by the execution of the initial determination process that no aliasing phenomenon has occurred in any of the plurality of Doppler shift distribution data, the repetition frequency setting process is executed,
The initial determination process includes:
A process of determining whether or not a folding phenomenon occurs based on a comparison between a Doppler shift frequency at each observation position on the scanning plane or an equivalent amount thereof and a predetermined threshold indicated by the Doppler shift distribution data.
An ultrasonic diagnostic apparatus.
前記繰り返し周波数設定部は、
前記初期判定処理の実行によって、複数の前記ドプラシフト分布データのうちいずれかに折り返し現象が生じていると判定した場合には、前記繰り返し周波数設定処理を実行せず、前記繰り返し周波数を維持する、
ことを特徴とする超音波診断装置。 The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 4,
The repetition frequency setting unit includes:
If it is determined by the execution of the initial determination process that a folding phenomenon occurs in any of the plurality of Doppler shift distribution data, the repetition frequency setting process is not performed, and the repetition frequency is maintained.
An ultrasonic diagnostic apparatus.
前記初期判定処理は、
前記ドプラシフト分布データによってドプラシフト周波数またはその相当量が示される複数の観測位置のうち、ドプラシフト周波数またはその相当量が所定の閾値以上である観測位置の数に基づいて、前記ドプラシフト分布データに折り返し現象が生じているとの判定をする処理を含むことを特徴とする超音波診断装置。 The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 4 or 5,
The initial determination process includes:
Based on the number of observation positions where the Doppler shift frequency or its equivalent amount is greater than or equal to a predetermined threshold among a plurality of observation positions whose Doppler shift frequency or its equivalent amount is indicated by the Doppler shift distribution data, the Doppler shift distribution data has a folding phenomenon. An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: a process for determining that it has occurred.
前記走査面は、被検体の心臓または血管が観測される面であり、
前記走査面における複数回に亘る走査は、所定心拍回数に対応する時間内で行われる、
ことを特徴とする超音波診断装置。 The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 6 ,
The scanning surface is a surface on which the heart or blood vessel of the subject is observed,
A plurality of scans on the scan plane are performed within a time corresponding to a predetermined number of heartbeats.
An ultrasonic diagnostic apparatus.
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