JPH0328938B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は超音波画像表示装置、特にドプラ信号
に基づく被検体内の運動体の運動状態又は生体組
織の性質を表す状態を正確にかつ分かりやすく表
示することのできる超音波画像表示装置に関す
る。

〔従来の技術〕

被検体内の運動体、例えば心臓等の臓器、循環
器及び血管内の血流、体液流又は心筋などの運動
体の運動状態を測定表示するため、従来より超音
波パルスドプラ法が実用化されており、被検体内
の運動反射体からの反射エコーの周波数偏移によ
つて運動反射体の運動速度等を電気的に検出する
ことができる。

このような装置として、本発明者らにより提案
された自己相関法による速度演算装置が出願され
（特開昭58−188433）、既に実用化されている。

この装置によれば、被検体内の運動反射体から
得られたドプラ受信信号を複素信号に変換し、複
素信号の共役積及び複素積を自己相関法にて求
め、この自己相関値から周波数偏移を演算してい
る。この周波数偏移は運動反射体の速度に対応し
ており、この周波数偏移の大きさから正確な速
度、あるいは速度の分散等が実時間にて求めら
れ、２次元画像として表示される。

また、本発明者らにより運動反射体の運動方向
に対する角度依存性のないベクトル速度を求める
超音波ドプラ診断装置が提案されている（特願昭
60−292112）。

そして、これら運動反射体の速度等は超音波画
像表示装置にて処理されＢモード等でCRT表示
器のCRT画面上に表示されており、これは血流
の速度や分散等の情報を異なる色彩又は明るさで
表すことにより行われ、画像診断に有効な情報を
提供することができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来技術の問題点 しかしながら、従来の表示装置では色彩表示さ
れたCRT画面から直観的に被検体内の運動体の
運動状態又は生体組織の性質を表す状態を観察し
ており、運動状態でいえば運動要素例えば速度、
分散等を定量的に観察することができないという
問題があつた。

すなわち、運動反射体の速度は超音波パルスが
送受信される各点ごとに演算され、この点ごとに
色彩表示されており、各点が集合して全体として
流れるような速度の表示が行われることになる。
従つて、CRT画面上に色彩表示された速度では
これを定量的に知ることが困難であつた。このこ
とは、分散、運動方向などの他の運動要素につい
ても同様である。

発明の目的 本発明は前記従来の問題点に鑑みなされたもの
であり、その目的は、速度又は分散等の運動状
態、あるいは生体組織の性質を表す状態を定量的
に２次元表示する超音波画像表示装置を提供する
ことにある。

〔問題点を解決するための手段〕

前記目的を達成するために、本発明は、超音波
パルスを被検体内に放射し、反射信号を演算処理
して被検体内の運動体の運動状態又は生体組織の
性質を表す状態を表示する２次元超音波画像表示
装置において、状態の任意値に設定するためのア
ナログ参照信号を発生させる可変参照信号発生器
と、前記アナログ参照信号と演算処理されたアナ
ログ信号とを比較する比較器と、を備え、前記比
較器出力に基づいて任意に指定された状態の同一
値又は所定幅の領域を線又は面の可変マーカにて
画面上に表示するとともに参照信号の量を表示す
ることを特徴とする。

〔作用〕

本発明によれば、まず運動体の運動状態を示す
速度、分散など又は生体組織の性質を表した被検
体内の状態が被検体内に放射される超音波パルス
ビームによつて求められる。これらの状態を示す
各要素は超音波パルスが送受波される被検体の各
点ごとに求められ、各点ごとの画像信号として演
算処理される。

従つて、同一又は所定幅の運動状態又は生体内
の状態を示す点を結び、これを同一の色又は輝度
にて表示することにより、所望の状態をマーカで
示すことができる。

この場合、同一の運動状態は例えば等速線とし
て表示され、また所定幅の運動状態は例えば所定
速度幅の運動領域として表示される。そして、こ
のときの等速線又は領域の速度等の数値が同時に
表示される。

〔実施例〕

以下、図面基づいて本発明の好適な実施例（運
動状態を表示する場合の実施例）を説明する。

第１図には、本発明に係る超音波画像表示装置
の回路構成、第２図には、２次元超音波ドプラ診
断装置のブロツク図が表示されており、まず第２
図について説明する。

第２図において、送信器１０では高周波発振器
の発生する高周波を分周して装置に必要とされる
各種の同期信号が作られる。また、一定の繰返し
周波数のパルスは、走査器１２を介して探触子１
４を駆動しており、これにより被検体に向けて超
音波パルスビームが放射される。被検体からの反
射波は探触子１４で受信され、走査器１２を介し
て受信器１６で増幅、検波される。そして、この
検波信号はCRT表示器１８に送られてCRTを輝
度変調する。一方、送信器１０からの同期信号に
よつてCRT表示器１８内において発生した掃引
電圧によつてCRTの電子ビームを掃引し、超音
波ビーム軸上の反射体がCRT画面上に表示され
る。

一方、送信器１０からの走査信号により走査器
１２は探触子１４の超音波ビームを電子的又は機
械的に偏向して被検体内を走査する。また、これ
と同期関係にあつて走査器１２から発生する表示
用走査信号がCRT表示器１８に加えられ、これ
により超音波ビームの走査に対応するように
CRTの電子ビームが偏向制御され、これにより
Ｂモードの断層像が得られる。

従来において、改良されたドプラ診断装置で
は、受信器１６の他方の検波信号は速度演算器２
０に加えられる。そして、この検波信号を演算処
理することによつて速度信号が得られる。この演
算処理を高速度で行い、実時間でＢモード断層像
と重ねて血流を表示する方法は既に公開された特
許出願（特開昭58−188433）に具体的に説明され
ている。

本発明はこのような速度等の２次元分布を表示
する断層像に適用できるもので、断層画像上で速
度等を定量的に測定するものである。

すなわち、本発明において特徴的なことは、被
検体内の状態の同一又は所定幅をマーカで表示す
ること、実施例では運動体の運動状態の同一値又
は所定領域をマーカで表示することであり、この
ために、可変マーカ表示器３０が新たに設けら
れ、この可変マーカ表示器３０の詳細な構造が第
１図に示されている。

可変マーカ表示処理 第１図において、可変マーカ表示器３０は、被
検体内の運動体の運動状態の所定値又は所定幅の
領域を線又は面のマーカにて表示するようにして
おり、これは可変参照信号発生器と比較器によつ
て行われる。そして、表示されるマーカは可変マ
ーカとして操作者が任意の運動状態に指定でき
る。このため、可変参照信号発生器３４と２個の
比較器３６，３８とが設けられる。そして、前述
した第２図の装置によつて求められた速度信号は
端子ｄから入力される。この信号は通常デジタル
信号であり、入力端子ｄに接続されたＤ／Ａ変換
器３２によりアナログ信号に変換され、このＤ／
Ａ変換器３２の出力がそれぞれ比較器３６，３８
に供給されている。

一方、可変参照信号発生器３４の出力は比較器
３６，３８に供給され、ここで前記速度信号と比
較される。

また、実施例では比較器３６において比較器出
力を速度領域表示と等速線表示とに切り替える切
替器４４、比較器３６の出力に比較器３８の出力
を加える加算器４２、また可変参照信号発生器３
４の出力を数値に変換する数値変換器４０が設け
られている。

本実施例の超音波画像表示装置は以上の構成か
ら成り、以下にその作用を説明する。

速度のデジタル信号は端子ｄから供給され、速
度のアナログ信号に変換された後に端子ａから
CRT表示器１８に送られ、CRT表示器１８の
CRTを輝度変調しており、速度の値が大きいほ
ど画面上に明るく表示される。

一方、Ｄ／Ａ変換器３２の出力が供給されてい
る比較器３６，３８には、可変参照信号発生器３
４の出力電圧が加えられており、比較器３６には
電圧E₁、比較器３８には電圧E₂（E₁＞E₂）が加え
られている。

実施例では、比較器３６においてはその入力と
可変参照信号とを比較して電圧E₁にて決定され
る速度以上の領域と、電圧E₁にて決定される速
度と同一の速度値、つまり等速線の分布を表示す
るための処理を行つている。そして、速度領域表
示の場合、比較器３６で速度信号を可変参照信号
と比較し、速度Ｖが、Ｖ≧E₁の条件を満たすと
きに出力端子Ａに一定電圧を出力する。

第３図には、速度信号と比較器出力の信号と表
示画像における可変マーカとの関係が示されてお
り、Ｖ≧E₁の条件の速度領域を表示する場合に
は、出力端子ｂに出力される信号は図ｂに示され
る電圧信号となり、これは可変参照信号の電圧
E₁で定められる速度Ｖ以上の速度領域を示すこ
ととなる。

従つて、図ｄに示される画面表示のように、t₁
〜t₂の間、電圧E₀を発生させ、これはCRT表示
器１８の内部にてＶ信号と加えられCRTを輝度
変調するので、セクタ走査の走査方向OPに対し
てt₁〜t₂の間の線を明るく輝度表示する。

そして、走査角を順次変更してセクタ走査する
ことにより、図示のＱ領域の面が可変マーカとし
て明るく表示される。

また、同一の速度値の分布を表示する場合は、
Ｖ＝E₁となる点のみの信号（出力端子Ｂ）、つま
り第３図ｃのt1，t2の電圧信号を輝度表示すれ
ば、セクタ走査することにより、線で示される可
変マーカ２００が明るく表示されることとなる。

この可変マーカ２００は等速線であり、地図等
に用いられる等高線に相当するものである。従つ
て、複数個の比較器を用いれば複数個の等速線に
て被検体内の速度分布を画像表示することができ
る。

実施例では、比較器３８が他の等速線を表示す
るための処理を行つており、可変参照信号発生器
３４から可変参照信号E₂が比較器３８に向け出
力される。

すなわち、可変参照信号E₂は、E₂＝E₁−ΔEの
関係を有し、多少低い速度に設定されている。こ
の可変参照信号は操作者などが自由に指定できる
ものであるが、ΔEは実施例では一定の値に設定
している。

このような可変参照信号E₂にて比較された比
較器３８の出力は、第３図ｃのT₁，T₂で示され
る電圧信号となり、この信号は加算器４２を介し
て端子ｂからCRT表示器１８に供給される。

従つて、図示される可変マーカ２０１の等速線
となり、可変マーカ２００と同時に表示すること
により被検体内の速度分布を知ることができる。
この場合、ΔEが一定であるから等速線である可
変マーカ２００と２０１との差は一定速度を示
し、等速線の間隔を観察することによつて急激な
変化であるか、緩やかな変化であるかの速度勾配
を容易に判断することができる。

また、このような複数個の等速線の表示によつ
て２本の可変マーカ間における被検体内の２点間
の速度勾配を求めることができ、画像診断に有益
な情報を提供できるという利点を有する。

実施例では、上記可変マーカ２００，２０１，
Ｑを画像表示する場合に、同時に運動体の運動状
態を示す値、ここでは速度値を表示する。これは
数値変換器４０にて行われ、可変参照信号発生器
３４から出力される可変参照信号を実際の速度の
数値に変換して表示する。この表示は単独に又は
CRT表示器１８のCRT画面上に表示して行われ
る。従つて、画像表示を見ながら必要とする速度
値の分布状態を指定して任意の観察が可能とな
る。

また、可変マーカ２００，２０１，Ｑを被検体
内の定量的な観察をしたい部位に合わせることに
より、表示された数値から特定部位の速度を定量
的に知ることもできる。心臓の血流のように速度
分布が常に変動するときには等速線が変動する
が、所望の部位を等速線が通過するように参照信
号を変化させ、このときの数値を読み取ることに
よつて速度分布を測定することができる。

通常の速度は角度依存性があるので、速度の流
れの方向が分かつているような場合には角度を補
正して定量測定して速度信号に用いることができ
る。前述したように、角度依存性のない演算方式
も提案されており、この場合には定量測定が更に
容易となる。

また、本発明における運動体の運動状態は速度
に限らず、分散などを表示でき、これらをカラー
にて表示することもできる。本発明者は速度表示
をカラーで行う装置を提案している（特開昭59−
20820）。

次に、前記カラー表示装置に本発明を適用した
場合を第４図に基づいて説明する。

図において、CRT表示器１８内のCRT５２は
青(B)，赤（Ｒ），緑(G)の制御格子を備えており、
この制御格子にはそれぞれ信号ｇ，ｒ，ｂの制御
電圧が加えられている。これらの制御電圧によ
り、例えば探触子に近づく方向の流れは暖色、遠
ざかる方向の流れは寒色、速い流れは明るく表示
され、また分散を示す偏差量によつて緑色が増加
するように制御される。

実施例では、Ｒ，Ｂ制御格子に加える制御電圧
は駆動回路５４により駆動される電子切替器５６
によつて直流電圧源５８側に切り替えられる。前
記駆動回路５４に入力されるｂ信号は第１図の比
較器３６，３８の出力信号であり、第３図ｂ，ｃ
に示される電圧信号である。従つて、このｂ信号
により等速線を表示する期間だけ電子切替器５６
が動作することとなり、Ｒ，Ｂ制御格子にのみ直
流電圧源５８の電圧が加えられるので、等速線又
は領域を表す可変マーカは紫色の色彩にて表示さ
れる。

一方、ｂ信号が出力されず電子切替器５６が動
作していないときはCRT画面上の色彩は可変マ
ーカ表示器３０の端子ａからのａ信号によつて暖
色又は寒色にて速度が表示され、前記可変マーカ
２００，２０１，Ｑは、このいずれにも属さない
色となるので同一の運動状態が明確に識別され
る。

上記実施例では運動体の運動状態について説明
したが、本発明は上記の速度や分散に止まらず、
被検体組織の性質を画像表示する組織診断におい
て性質を表す量、例えば組織の減衰量等を定量的
に画像上で測定する場合にも有効である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、同一又
は所定幅の運動状態を線又は面面にて表示するよ
うにしたので、運動体の運動状態を示す速度、分
散又は生体組織の性質を表す状態を示す組織の減
衰量などを定量的に画像表示でき、被検体内の状
態を示す正確かつ有益な診断装置を提供すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る超音波画像表示装置の好
適な実施例（可変マーカ表示器３０）を示す回路
ブロツク図、第２図は運動体の運動状態を表示す
るまでの回路構成を示すブロツク図、第３図は可
変マーカ形成のための処理を示す説明図、第４図
はカラー表示する場合の回路構成を示すブロツク
図である。 １０…送信器、１２…走査器、１４…探触子、
１６…受信器、１８…CRT表示器、２０…速度
演算器、３０…可変マーカ表示器、３２…Ｄ／Ａ
変換器、３４…可変参照信号発生器、３６，３８
…比較器、４０…数値変換器、２００，２０１，
Ｑ…可変マーカ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 超音波パルスを被検体内に放射し、反射波か
   ら得られた信号を演算処理して被検体内の運動体
   の運動状態又は生体組織の性質を表す状態を表示
   する２次元超音波画像表示装置において、状態の
   任意値に設定するためのアナログ参照信号を発生
   させる可変参照信号発生器と、前記アナログ参照
   信号と演算処理されたアナログ信号とを比較する
   比較器と、を備え、前記比較器出力に基づいて任
   意に指定された状態の同一値又は所定幅の領域を
   線又は面の可変マーカにて画面上に表示するとと
   もに参照信号の量を表示することを特徴とする超
   音波画像表示装置。 ２ 特許請求の範囲１記載の超音波画像表示装置
   において、可変参照信号発生器又は比較器はそれ
   ぞれ複数個備えたことを特徴とする超音波画像表
   示装置。 ３ 特許請求の範囲１記載の超音波画像表示装置
   において、運動体の運動状態は運動速度とし、他
   の運動状態を表す色彩と識別される色彩にて表示
   することを特徴とする超音波画像表示装置。