Ultrasonic diagnostic device

阅读:776发布:2021-12-10

专利汇可以提供Ultrasonic diagnostic device专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且PURPOSE:To provide exact blood circulation data by efficiently removing a signal component caused by a biological tissue by controlling the coefficient of an MTI filter for calculating the velocity of the biological tissue based on a Doppler shift signal and for removing the Doppler shift signal caused by the biological tissue from the Doppler shift signal. CONSTITUTION:At a velocity arithmetic part 16, average velocity is calculated from the Doppler shift signals from A/D converting circuits 13, and 14, at an MTI coefficient table 20, the cut-off frequency of the MTI filter optimum for removing the signal from the biological tissue is selected based on the compared result of a comparator 18 and the average velocity due to the velocity arithmetic part 16, and the MTI coefficient is inputted to an MTI filter 17. The MTI filter 17 performs the filtering processing of the Doppler shift signals provided from the A/D converting circuits 13 and 14 based on the MTI coefficient provided from the MTI coefficient table 20. The output of the MTI filter 17 is inputted to a color flow mapping processing part 21, and color flow data are calculated.,下面是Ultrasonic diagnostic device专利的具体信息内容。

【特許請求の範囲】
  • 【請求項1】生体内に超音波ビームを送波し、前記生体内からの反射エコー信号を受波する送受波回路と、 前記反射エコー信号に対して検波を行い、ドプラシフト信号を得る検波手段と、 前記ドプラシフト信号から生体組織による信号を除去するMTIフィルタと、 前記MTIフィルタの出力からカラーフローデータを算出するカラーフロー処理手段と、 前記カラーフローデータを表示する表示装置と、 前記ドプラシフト信号に基づいて生体組織の速度を演算する速度演算手段と、 前記速度演算手段で演算した生体組織の速度に応じて、
    前記MTIフィルタの特性を制御するフィルタ特性制御手段と、を備える超音波診断装置。
  • 说明书全文

    【発明の詳細な説明】

    【0001】

    【産業上の利用分野】本発明は、超音波診断装置、特に、断層データと血流データとを合成し、これらを1つの表示装置に二次元的に表示する超音波診断装置に関する。

    【0002】

    【従来の技術】医用分野に用いられる超音波診断装置では、例えば心臓部の断層データをリアルタイムでモニタに表示したり、またパルスドプラ法により特定部位の血流速度を測定し、この分布をモニタに表示することが行われている。 また、最近では血流速度を二次元的に把握するために、二次元血流断層方式が採用されている。 これは、断層データに血流速度データを合成し、血流速度を二次元で、しかもリアルタイムで表現するものである。 すなわち、断層情報及び血流情報が、それそれディジタル化されて合成され、R,G,Bのテレビジョン信号に変換されて、通常の断層像の上に、検出された血流の平均速度プロフィールがカラー表示されるようになっている。

    【0003】

    【発明が解決しようとする課題】上述したような装置において、生体組織(クラッタ)からの信号を除去して血流データのみを検出するために、反射エコー信号から得られるドプラシフト信号から生体組織によるドプラシフト信号をMTIフィルタによって除去することが行われている。 血流速度に比較して生体組織の移動速度は遅いため、MTIフィルタのカットオフ周波数を低く設定することによって生体組織によるドプラシフト信号の除去が可能である。 しかしながら、プローブの動き,呼吸,
    心壁の動き、動脈の拍動等によって通常のカットオフ周波数では完全に除去することができず、遅い血流として表示してしまうおそれがある。

    【0004】このような場合、MTIフィルタのカットオフ周波数を高めに設定することでこのようなノイズの除去を行うことが可能であるが、血流データによるドプラシフト信号の成分を除去してしまうおそれが出てくる。 本発明の目的は、生体組織による信号成分を効率良く除去し、正確な血流データを得ることにある。

    【0005】

    【課題を解決するための手段】本発明に係る超音波診断装置は、送受波回路と、検波手段と、MTIフィルタと、カラーフロー処理手段と、表示装置と、速度演算手段と、フィルタ特性制御手段とを備える。 送受波回路は、生体内に超音波ビームを送波し、生体内からの反射エコー信号を受波する。 検波手段は、反射エコー信号に対して検波を行い、ドプラシフト信号を得る。 MTIフィルタは、ドプラシフト信号から生体組織による信号を除去する。 カラーフロー処理手段は、MTIフィルタの出からカラーフローデータを算出する。 表示装置は、
    カラーフローデータの表示を行う。 速度演算手段は、ドプラシフト信号に基づいて生体組織の速度を演算する。
    フィルタ特性制御手段は、速度演算手段で演算した生体組織の速度に応じて、MTIフィルタの特性を制御する。

    【0006】

    【作用】本発明においては、生体内に超音波ビームが送波され、生体内から反射エコー信号が得られると、それが検波手段で検波され、ドプラシフト信号が得られる。
    得られたドプラシフト信号はMTIフィルタによって生体組織による信号が除去される。 生体組織の速度は、速度演算手段によって信号から演算されており、この演算された速度に応じてMTIフィルタのフィルタ特性が制御されている。 このことにより、生体組織の速度に対応して、ドプラシフト信号から生体組織による信号を除去することが可能であり、正確な血流情報の表示を行うことが可能となる。

    【0007】

    【実施例】図1は、本発明の一実施例による超音波診断装置の概略構成を示すブロック図である。 プローブ1
    は、複数の微小振動子から構成されており、送受波回路2に接続されている。 送受波回路2は、超音波ビームを送波するための高周波パルス発振器、反射エコーを受信処理する受信器、電子走査を行うための遅延回路及び遅延量選択回路により構成されている。

    【0008】送受波回路2には基準となる参照波信号を発生する発振器(OSC)3が接続されている。 また送受波回路2の出力信号は、波形成形回路4に入力されている。 波形成形回路4の出力信号は、ドプラ信号処理系5及び断層用信号処理部6に入力されている。 ドプラ信号処理系5は、ミキサー8,9を有しており、波形成形回路4の出力信号が血流ゲイン調整器7を介して入力されている。 ミキサー8には、血流ゲイン調整器7の出力と発振器3の出力とが入力されており、ミキサー9には、血流ゲイン調整器7の出力と発振器3の出力を90
    °移相する90°移相器10の出力とが入力されている。 ミキサー8,9は、これらのミキシングを行い、ミキシング出力を90°検波し、ドプラ信号を得るものである。

    【0009】ミキサー8,9には、それぞれ積分器1
    1,12と、A/D変換回路13,14とが接続されている。 積分器11,12は、ミキサー8,9の出力を、
    それぞれ深さ方向の数点で積分し、1つのデータとするものである。 A/D変換回路13,14は、積分器1
    1,12から出力される実部及び虚部をディジタル信号に変換するものである。

    【0010】A/D変換回路13,14は、それぞれパワー演算部15,速度演算部16及びMTIフィルタ1
    7に接続されている。 パワー演算部15は、A/D変換回路13,14から得られるドプラシフト信号のパワー値を演算する。 パワー演算部15の出力は比較器18に入力されている。 比較器18では、パワー演算部15から入力されるドプラシフト信号のパワー値と、パワーしきい値記憶部19に格納されているしきい値とを比較し、ドプラシフト信号のパワー値がパワーしきい値よりも大きい場合は生体組織による信号とみなしてその旨の信号をMTI係数テーブル20に入力する。

    【0011】速度演算部16では、A/D変換回路1
    3,14から得られるドプラシフト信号から平均速度を演算する。 この演算結果はMTI係数テーブル20に入力される。 MTI係数テーブル20では、比較器18の比較結果及び速度演算部16による平均速度に基づいて生体組織からの信号を除去するために最適なMTIフィルタのカットオフ周波数を選択しこれに基づくMTI係数をMTIフィルタ17に入力する。

    【0012】MTIフィルタ17は、MTI係数テーブル20から得られるMTI係数に基づいてA/D変換回路13,14から得られるドプラシフト信号のフィルタリング処理を行う。 MTIフィルタ17の出力カラーフローマッピング処理部21に入力される。 カラーフローマッピング処理部21では、高速演算処理により血流データの平均流速値,パワー値,分散値で構成されるカラーフローデータが算出される。 カラーフローマッピング処理部21の出力はディジタルスキャンコンバータ(D
    SC)22に与えられる。 また、DSC22には断層用信号処理部6からの信号がA/D変換回路23を介して入力されている。

    【0013】DSC22は読み出し処理部24に接続されている。 読み出し処理部24では、DSC22内のフレームメモリに格納された画像データをTV信号に同期して読み出して出力する。 読み出し処理部24にはDS
    C22からの画像データに色付け処理を行うためのカラーパレット部を有し、各画像データがRGBTV信号として出力される。 読み出し処理部24にはD/A変換部25が接続されている。 このD/A変換部25は、各画像データを表示装置26にカラー画像として出力する。

    【0014】図2は本発明の動作を示すフローチャートである。 ドプラ信号処理系5によってドプラ直交検波されたIQ信号はA/D変換回路13,14によってAD
    変換される。 このIQ信号はパワー演算部15によってI 2 +Q 2の演算が行われる(ステップS1)。 ステップS2では、パワー演算部15で演算された信号のパワー値Pとパワーしきい値記憶部19に格納されているパワーしきい値P THの比較が行われる。 パワー値Pがパワーしきい値P THよりも大きい場合にはステップS3に移行する。 ステップS3では、IQデータを自己相関回路に送出して、自己相関R X ,R Yを求める。 ステップS
    4では、各自己相関R X ,R Yに基づいてtan -1 (R
    Y /R X )の演算を行って速度の平均を求める。

    【0015】ステップS5では、ステップS4で求めた速度平均に応じてMTI係数テーブル20を参照し、最適なMTI係数を選択する。 ステップS6ではMTIフィルタ17の係数をMTI係数テーブル20から選択した値に制御し、IQより生体組織による信号群の除去を行う。 ステップS2においてパワー値Pがパワーしきい値P THよりも小さい場合には、このデータが血流情報である可能性があるためステップS3からステップS6の工程を行わずメインルーチンに復帰する。

    【0016】MTI係数テーブル20には、MTIフィルタ17のカットオフ周波数等を決定するためのフィルタ係数が格納されており、例えばステップS4で求めた速度平均が0である場合には図3に示すようにフィルタ係数番号0のMTI係数を用いてフィルタリングが行われる。 ステップS4で求めた速度平均xが0でない場合には、ステップS5においてMTI係数テーブル20のフィルタ係数番号nの係数が用いられる。 このフィルタ係数番号nのMTI係数を用いた場合には図4に示すようにカットオフ周波数が高く、速度平均xの生体組織による信号の除去を行うことが可能となる。

    【0017】

    【発明の効果】本発明に係る超音波診断装置では、ドプラシフト信号に基づいて生体組織の速度を演算し、ドプラシフト信号から生体組織によるドプラシフト信号を除去するためのMTIフィルタの係数を制御しているため、生体組織の動きに応じてこの信号を効果的に除去することが可能であり、これから正確な血流情報を得ることが可能となる。

    【図面の簡単な説明】

    【図1】本発明の一実施例が採用される超音波診断装置の制御ブロック図。

    【図2】その制御フローチャート。

    【図3】MTI係数テーブルに基づいてフィルタリングを行う際の周波数特性を示す図。

    【図4】MTI係数テーブルに基づいてフィルタリングを行う際の周波数特性を示す図。

    【符号の説明】

    1 プローブ 2 送受波回路 3 発振器 4 波形成形回路 5 ドプラ信号処理系 6 断層用信号処理部 8,9 ミキサー 10 90°移相器 11,12 積分器 13,14 A/D変換回路 15 パワー演算部 16 速度演算部 17 MTIフィルタ 18 比較器 19 パワーしきい値記憶部 20 MTI係数テーブル 21 カラーフローマッピング処理部 22 ディジタルスキャンコンバータ 26 表示装置

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