JPH064072B2 - 超音波血流イメージング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は血流信号とクラッタ信号との弁別特性の改善
された超音波血流信号イメージング装置、特に超音波エ
コー信号を直交検波器で検波した検波出力のパワーが設
定された閾値を越えたことを検出した信号により上記弁
別処理を行なう超音波血流信号イメージング装置に関す
るものである。

［従来の技術］ 従来の超音波血流イメージング装置においては、血流信
号とクラッタ信号とを分離するため、血流信号よりはる
かに大きく、その電圧差が30dB以上もあるクラッタ信号
に対しても、高次の有限長インパルス応答（以下ＦＩＲ
という）フィルタや無限長インパルス応答（以下ＩＩＲ
という）フィルタにより構成されるムービング・ターゲ
ット・インディケィション（以下ＭＴＩという）フィル
タを使用していた。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のような従来の高次のＦＩＲのフィルタやＩＩＲフ
ィルタをＭＴＩフィルタとして使用すると、表示画像の
フレームレートを著しく低下させねばならないという問
題点があった。

またＭＴＩフィルタは物標の移動速度に対応した周波数
に対するフィルタ特性であるため、血流速と同程度の速
度で運動する心臓弁などが血流と同様にカラー表示され
るという問題点があった。

この発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
で、超音波血流イメージング装置のフレームレートの低
下を招くことなしに、血流信号とクラッタ信号の弁別性
能の向上した超音波血流イメージング装置を得ることを
目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る超音波血流イメージング装置は、超音波
探触子で受信された信号に含まれるクラッタ信号を血流
信号と弁別して血流イメージングを行なうため、前記超
音波探触子で受信された信号を、直交検波器で検波して
得られた検波基準信号との同相成分（Ｉ信号）及び直角
成分（Ｑ信号）を、それぞれ量子化する第１の量子化器
及び第２の量子化器と、該第１の量子化器及び第２の量
子化器の出力信号をそれぞれ個別に２乗し、該２乗値の
和を演算する演算器と、該演算器の出力信号とあらかじ
め設定された閾値とを比較し、演算器の出力信号が前記
閾値を越えたときに出力信号を発生する比較器と、該比
較器の出力信号を入力すると共に、前記第１の量子化器
及び第２の量子化器の出力信号をそれぞれ直接又はＭＴ
Ｉフイルタを介して入力し、前記比較器が出力信号を発
生しないときは、血流データの演算を行ない、前記比較
器が出力信号を発生したときは、血流データの値を零と
する血流演算部とを備えたものである。

［作用］ この発明においては、超音波探触子で受信された信号を
直交検波器で検波した検波出力のパワーが、あらかじめ
設定された閾値を越えたことを検出した信号により、血
流信号とクラッタ信号との弁別処理を行なう。

このため前記直交検波器で検波して得られた検波基準信
号との同相成分（Ｉ信号）及び直角成分（Ｑ信号）とを
量子化後、それぞれ個別に２乗してこの２乗値の和を算
出し、該算出値と設定された閾値とを比較器により比較
しし、前記算出値が閾値を越えたときは、比較器は検出
信号を出力し血流演算器に供給する。該血流演算部は直
接又はＭＴＩフィルタを介して供給される前記量子化さ
れたＩ信号及びＱ信号により、血流速度、分散等の血流
データを演算するが、前記比較器から検出信号を供給さ
れたときは、血流がないものと判断し、血流データの値
を零とする。

［実施例］ 第１図はこの発明の超音波血流イメージング装置におけ
るクラック信号弁別の第１の実施例を示すブロック図で
あり、１、２はＡ・Ｄ変換器、３、４は低次のＭＩＲフ
ィルタ、５は信号ＩとＱの２乗値の和を算出する演算
器、６は演算値Ｉ^２＋Ｑ^２と閾値Ａｔｈとの大小に比較
する比較器、７は血流演算部である。

第１図の動作を説明する。超音波探触子で受信された信
号を、直交検波器で検波して得られた検波基準信号との
同相成分（以下信号Ｉという）と直角成分（以下信号Ｑ
という）がそれぞれＡ・Ｄ変換器１及び２に入力され
る。Ａ・Ｄ変換器１及び２はそれぞれ入力される前記信
号Ｉ及び信号Ｑをサンプリング時刻毎に遂次デジタル信
号に変換し、その量子化信号出力とそれぞれＭＴＩフィ
ルタ３及び４に供給すると共に、それぞれ演算器５にも
供給する。ＭＴＩフィルタ３及び４はそれぞれフィルタ
特性により、移動速度をもたない信号（クラック信号
等）を減衰させ、移動速度をもつ信号（血流信号等）を
通過出力し、血流演算部７に供給する。演算器５は入力
された量子化信号Ｉ及びＱをそれぞれ個別に２乗し、こ
の２乗値と和Ｉ^２＋Ｑ^２を算出し、比較器６に供給す
る。比較器６は演算器５から入力される演算値Ｉ^２＋Ｑ
^２と、あらかじめ設定され別に入力される閾値Ａｔｈと
を比較し、前者の値が後者の値より大きいときに出力信
号を血流演算部７へ供給する。血流演算部７は比較器６
から入力信号がないときは、ＭＴＩフィルタ３及び４か
らの入力信号により血流速度や分散等の血流データの演
算を行ない、血流の方向、速度及び分散に応じたカラー
表示を可能とするための演算を行なう。しかし比較器６
からの出力信号が入力されたときは、血流がないものと
判断し、血流演算部７は該当するピクセル（Ａ・Ｄ変換
器により量子化された１サンプルデータ）の血流データ
（血流速度、分散等のデータ）を零とするように作動す
る。

即ち低速信号まで通過可能なＭＴＩフィルタ通過前の直
交検波信号のパワーに比例する値として（Ｉ^２＋Ｑ^２）
を算出するか、または前記（Ｉ^２＋Ｑ^２）より電圧振幅
値に相当する値として、その平方根 を算出し、この算出値が閾値Ａｔｈを越える場合に、該
当するピクセルのカラー表示用血流データ（速度、分散
等のデータ）を零とするものである。このようにして検
波出力に過大なパワーを検出じときは、クラッタ信号で
あり血流信号ではないと判断し、弁別処理を行なってい
る。

第１図の例では１つのピクセル内に血流信号とクラッタ
信号とが共存する場合もあるため、低次のＭＴＩフィル
タ３及び４を使用している。しかし低次のＭＴＩフィル
タは表示画像のフレームレートに対する影響は少ない
が、低速時の減衰特性（一般に肩の特性という）が緩や
かであるため、低速血流信号を減衰させてしまう恐れが
ある。そこでシステムの空間分解能が十分であればＭＴ
Ｉフィルタを完全にバイパスさせてしまうことも効果的
である。

第２図はこの発明の超音波血流イメージング装置におけ
るクラッタ信号弁別の第２の実施例を示すブロック図で
あり、１〜２、５〜７は第１図と全く同一のものであ
る。

第２図と第１図の相違は第１図よりＭＴＩフィルタ３及
び４を取り除いたことである。ＭＴＩフィルタ３及び４
を取り除いた理由は、前述の低速血流信号をＭＴＩフィ
ルタにより減衰させないようにするためである。その他
の動作については第１図の動作と全く同一であるので第
２図の動作説明は省略する。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、超音波血流イメージン
グ装置において、血流信号とクラッタ信号との弁別に超
音波エコー信号を直交検波した検波出力のパワー、もし
くはパワーに基づく信号を用いるので、信号の周波数
（速度に対応する）によっては弁別困難な血流と心臓弁
などの弁別が容易となり、弁別性能が向上する効果が得
られている。

またＭＴＩフィルタは低次でよいので表示画像のフレー
ムレートの低下を抑えられ、画質の低下を防止する効果
が得られている。

また、システムの空間分解能が十分であれば、ＭＴＩフ
ィルタが省略できるので、低速の血流信号に対する検出
性能が向上する効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の超音波血流イメージング装置におけ
るクラッタ信号弁別の第１の実施例を示すブロック図、
第２図はこの発明の超音波血流イーメジング装置におけ
るクラッタ信号弁別の第２の実施例を示すブロック図で
ある。 図において、１、２はＡ・Ｄ変換器、３、４はＭＴＩフ
ィルタ、５は演算器、６は比較器、７は血流演算部であ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】超音波探触子で受信された信号に含まれる
   クラッタ信号を血流信号と弁別して血流イメージングを
   行なう超音波血流イメージング装置において、 前記超音波探触子で受信された信号を、直交検波器で検
   波して得られた検波基準信号との同相成分（Ｉ信号）及
   び直角成分（Ｑ信号）を、それぞれ量子化する第１の量
   子化器及び第２の量子化器と、 該第１の量子化器及び第２の量子化器の出力信号をそれ
   ぞれ個別に２乗し、該２乗値の和を演算する演算器と、 該演算器の出力信号とあらかじめ設定された闘値とを比
   較し、演算器の出力信号が前記閾値を越えたときに出力
   信号を発生する比較器と、 該比較器の出力信号を入力すると共に、前記第１の量子
   化器及び第２の量子化器の出力信号をそれぞれ直接又は
   ムービング・ターゲット・インディケイション（ＭＴ
   Ｉ）フィルタを介して入力し、前記比較器が出力信号を
   発生しないときは、血流データの演算を行ない、前記比
   較器が出力信号を発生したときは、血流データの値を零
   とする血流演算部とを備えたことを特徴とする超音波血
   流イメージング装置。