JP3759184B2 - 超音波血流表示方法および装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、超音波血流表示方法および装置に関する。さらに詳しくは、本発明は、超音波により、パワードプラ・モード（Power Doppler mode) で血流像をＢモード像表示領域の一部に表示するに当たり、血流表示領域の移動中は血流像の代わりにＢモード像を表示し、血流表示領域が止まっている時に血流像を表示するようにした超音波血流表示方法および装置である。
【０００２】
【従来の技術】
医用超音波映像機器において、被検体内に超音波を照射し、ドプラ(Doppler) 信号のパワー（power)によって血流の２次元分布をカラー画像で表示することが行なわれる。ドプラ信号のパワーによって血流を表示する方法は、ドプラ信号の周波数によって血流を表示する方法とは違って、血流の方向や速度あるいは速度分散等を表示することはできないが、血流の所在とその強さを高感度かつ高Ｓ／Ｎ比で表示できるという独特の機能に鑑み、有益な血流表示方法の１つになっている。
【０００３】
この種の装置においては、文献 Diagnostic Imaging, December 1993, p.66-69 に述べられているように、Ｂモード像表示領域の一部に血流表示領域を設けて、そこに血流像を表示するようになっている。血流表示領域は、操作器によってＢモード像表示領域中で自由に移動できるようになっており、それによって、所望の関心領域の血流像を表示させることができる。
【０００４】
血流像はドプラ信号のパワーに対応した色で表示され、パワーの昇順に、例えば、紫、赤、橙、黄とされる。そして、血流が無い部分はそれらとは違う色、例えば青で表示され、血流がある部分とは明瞭に区別できるようになっている。ドプラ信号のパワーによる血流像はＳ／Ｎ比が良いので、血流が無い部分は一様な青で塗り潰される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このため、例えば図６に示すように、画像表示器の表示面８１上で、Ｂモード像表示領域８２に腫瘍像８３が表示されているとき、血流表示領域８４をこの腫瘍像８３のある部位に移動させて、その部分の血流を表示させようとする場合、移動の途中で、図７のように、血流表示領域８４が腫瘍像８３に重なると、腫瘍像８３が隠れて見えなくなり、目標の確認ができなくなる。
【０００６】
一般に、超音波の送受波器例えば超音波プローブは、操作者によって被検体に当接されるものであるから、方向が変わり易い。このため、画面を見ながら送受波器の方向のずれを直して、常に腫瘍像８３が表示面８１に出ているようにしなければならないが、上記のように目標が途中で見えなくなると、送受波器の向きがずれても修正できなくなる。従って、血流表示領域８４に表示されている血流が間違いなく所望の部位の血流であるか、不確かになってまう。
【０００７】
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、その目的は、血流表示領域を移動させている間でも、目標のＢモード像を捕捉し易い超音波血流表示方法および装置を実現することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決する第１の手段は、超音波ドプラ信号のパワーによる血流像をＢモード像表示領域内で移動可能な血流表示領域に表示する方法において、血流表示領域の移動中は前記血流表示領域内にＢモード像を表示することを特徴とする超音波血流表示方法である。
【０００９】
前記の課題を解決する第２の手段は、超音波エコー信号に基づいてＢモード像を形成するＢモード像形成手段と、超音波ドプラ信号のパワーに基づいて血流像を形成する血流像形成手段と、前記Ｂモード像形成手段が形成したＢモード像を表示するとともに、Ｂモード像表示領域内に形成される血流表示領域に前記血流像形成手段が形成した血流像を表示する表示手段と、前記血流表示領域を移動させる移動手段とを有する超音波血流表示装置において、前記血流表示領域が移動中であるときは前記血流表示領域内にＢモード像を表示する表示変更手段を具備することを特徴とする超音波血流表示装置である。
【００１０】
【作用】
課題を解決する第１の手段では、血流表示領域には、その移動中はＢモード像が表示され、移動が止まったら血流像が表示される。
【００１１】
課題を解決する第２の手段では、表示変更手段により、血流表示領域の移動中は血流表示領域にＢモード像が表示され、移動が止まったら血流像が表示される。
【００１２】
【実施例】
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。図１は本発明実施例の装置の要部の構成を示すブロック図、図２は全体構成を示すブロック図である。なお、本発明実施例の方法は、本発明実施例の装置の動作で示される。
【００１３】
先ず、全体構成について説明すれば、図２において、１は送受波器、２は送受信回路、３はＢモード信号処理回路、４はＢモード像記憶回路、５はドプラ信号処理回路、６はＣＦＭ像記憶回路、７はＲＧＢ回路、８は画像表示器、９は制御回路、１０は操作器、１０１はトラックボールである。
【００１４】
送受波器１は、例えば超音波プローブであって、図示しない被検体に当接され、制御回路９による制御の下、送受信回路２から与えられる駆動信号に従って超音波を被検体内に照射し、被検体内から返ってくるエコー(echo)信号を検出するものである。送受信回路２は、送受波器１に駆動信号を与えると共に、検出されたエコー信号を受信および増幅し、Ｂモード信号処理回路３およびドプラ信号処理回路５にそれぞれ入力するものである。
【００１５】
Ｂモード信号処理回路３は、制御回路９による制御の下、送受信回路２から与えられるエコー信号を処理して、Ｂモード像表示用の画像データを作成し、Ｂモード像記憶回路４に書き込むものであり、本実施例では、このＢモード信号処理回路３が本発明のＢモード像形成手段に相当する。
【００１６】
ドプラ信号処理回路５は、制御回路９による制御の下、送受信回路２から与えられるエコー信号をパルスドプラ（Pulse Doppler)法により処理して、血流動態に関するＣＦＭ(Color Flow Mapping)像を表示するための画像データ、即ち、血流の速度、ドプラ信号のパワー、血流速度の分散等を表すそれぞれの画像データ（ＣＦＭデータ）を作成し、ＣＦＭ像記憶回路６に書き込むものである。本実施例では、このドプラ信号処理回路５が本発明の血流像形成手段に相当する。
【００１７】
Ｂモード像記憶回路４およびＣＦＭ像記憶回路６にそれぞれ書き込まれた画像データは、制御回路９による制御の下に読み出され、ＲＧＢ回路７でカラー表示用の複数の色要素信号、例えばＲＧＢ(Red, Green, Blue)信号に変換されて、画像表示器８に与えられ、画像として表示されるようになっている。本実施例では、これらＲＧＢ回路７および画像表示器８が本発明の表示手段に相当する。
【００１８】
操作器１０は、それによって制御回路９を操作することにより、本実施例の装置の動作を制御するものである。操作器１０には、画像表示器８の表示面上でカーソル等を動かすためのトラックボール１０１が備えられる。トラックボール１０１は、血流表示領域を動かすときにも操作されるものである。本実施例では、このトラックボール１０１を有する操作器１０が本発明の移動手段に相当する。
【００１９】
図１は、ＲＧＢ回路７の詳細ブロック図である。図１において、７１はＢモードデータＲＧＢ変換回路、７２はＣＦＭデータＲＧＢ変換回路、７３はＲＧＢ係数発生回路、７０１、７０２および７０３は、それぞれＲ信号発生回路、Ｇ信号発生回路およびＢ信号発生回路である。
【００２０】
ＢモードデータＲＧＢ変換回路７１は、Ｂモード像記憶回路４から読み出されたＢモードデータをＲＧＢ信号に変換するもの、ＣＦＭデータＲＧＢ変換回路７２は、ＣＦＭ像記憶回路６から読み出されたＣＦＭデータをＲＧＢ信号に変換するものである。
【００２１】
ＲＧＢ係数発生回路７３は、ＢモードデータとＣＦＭデータについてのＲＧＢ信号の係数をそれぞれ発生するものである。ＢモードデータのＲＧＢ信号の係数はａR ，ａG ，ａB 、ＣＦＭデータのＲＧＢ信号の係数はｂR ，ｂG ，ｂB である。これらの係数の値は０〜１の範囲で定められる。
【００２２】
これらの係数の発生は、Ｂモードデータ、ＣＦＭデータ、閾値Ｂmax 、閾値ＣＦＭTHおよびモード信号に従い、例えば下記の(1)、(2)、(3)の論理によって決められる。なお、閾値Ｂmax 、閾値ＣＦＭTHおよびモード信号は制御回路９から与えられるものである。
【００２３】
(1)Ｂモードデータの値が所定の閾値Ｂmax を越えるときは、係数ａR ，ａG ，ａB を全て１、係数ｂR ，ｂG ，ｂB を全て０とする。なお、閾値Ｂmax は、被検体組織の動き、即ちクラッタ(clutter) 成分に対して血流表示がなされることを防ぎ、アーチファクト(artifact)を生じさせないために設けられる。閾値Ｂmax は制御回路９によって調節される。
【００２４】
(2)Ｂモードデータの値が所定の閾値Ｂmax 以下で、かつ、ＣＦＭデータが表すパワー値がが所定の閾値ＣＦＭTH以上であるときは、係数ａR ，ａG ，ａB を全て０、係数ｂR ，ｂG ，ｂB を全て１とする。なお、パワー表示における閾値ＣＦＭTHは、信号処理中の部位が、主に血流領域（ＣＦＭTH以上）であるか、組織領域（ＣＦＭTH未満）であるかを識別するために設けられる。閾値ＣＦＭTHは制御回路９によって調節される。
【００２５】
(3)それ以外のときは、Ｂモード像主体表示、ＣＦＭ像主体表示または折衷像表示のいずれにするかに応じて、それぞれ、例えば、（ａR ＝ａG ＝ａB ＝１，ｂR ＝ｂG ＝ｂB ＝０）、（ａR ＝ａG ＝ａB ＝０，ｂR ＝ｂG ＝ｂB ＝１）、（ａR ＝ａG ＝ａB ＝０．６，ｂR ＝ｂG ＝ｂB ＝０．３）とする。いずれの表示にするかは予め指定される。
【００２６】
このような(1)、(2)、(3)の論理と画像表示との関係については、後の動作説明のところで詳しく説明する。なお、上記(1)、(2)、(3)の論理機能を有するＲＧＢ係数発生回路７３は、ハードウェア(hardware)の論理回路で構成するのが動作速度を高速化できる点で好ましい。しかし、同じ機能をマイクロコンピュータ(micro computer)等のプログラムで実現することもできる。その場合は、変更や改訂等への対応が容易になる利点がある。
【００２７】
Ｒ信号発生回路７０１は、掛算器７４，７５、加算器７６、切換器７７，７８および切換制御回路７９によって構成される。
掛算器７４は、ＢモードデータＲＧＢ変換回路７１から出力されるＢモードデータのＲ信号ＲB に、切換器７７を通じて与えられる、ＲＧＢ係数発生回路７３の出力係数ａR または固定の係数１を掛算するものである。
【００２８】
掛算器７５は、切換器７８を通じて与えられる、ＣＦＭデータＲＧＢ変換回路７２からのＣＦＭデータのＲ信号ＲC または固定のデータ０に、ＲＧＢ係数発生回路７３の出力係数ｂR を掛算するものである。
【００２９】
加算器７６は、これら掛算器７４，７５の出力信号を加算し、その結果を表示用のＲ信号として画像表示器８に与えるものである。
切換制御回路７９は切換器７７，７８の切り換えを制御するものである。切り換えの制御は、制御回路９から与えられるモード信号と移動信号に従って行なわれる。なお、移動信号とは、血流表示領域が移動中であることを示す信号である。
【００３０】
モード信号は、例えば、２ビットで４種類のモード、即ち、Ｂモード、速度モード、パワーモードおよび分散モードを表す信号であり、移動信号は１ビットで血流表示領域が移動中か否かを表す信号である。
【００３１】
切換制御回路７９は、これらの信号に基づき、下記の(4)、(5)、(6)の論理に従って切換器７７，７８の切り換えを制御するものである。
(4)モード信号がＢモードを示しているときは、切換器７７，７８を接点Ｂ側に切り換える。
【００３２】
(5)モード信号がパワーモードを示しているときで、かつ、移動信号が「移動中」を示しているときは、切換器７７，７８を接点Ｂ側に切り換える。
(6)それ以外のときは、切換器７７，７８を接点Ａ側に切り換える。
【００３３】
このような切換制御回路７９の入力信号と出力信号の関係を表１に示す。
【００３４】
【表１】
【００３５】
表１は、モードを表す２ビットの入力信号Ｘ，Ｙと、血流表示領域の移動を表す１ビットの入力信号Ｚの論理値に対する、切換制御回路７９の出力信号Ｑの論理値を示すものである。なお、Ｑ＝０が接点Ａ側への切り換え信号、Ｑ＝１が接点Ｂ側への切り換え信号である。
【００３６】
表１を満足する出力信号Ｑの論理式は式１で示される。
【００３７】
【数１】
【００３８】
Ｇ信号発生回路７０２およびＢ信号発生回路７０３も、Ｒ信号発生回路７０１と同様の構成を持つものであり、同様に、それぞれ表示用のＧ信号およびＢ信号を発生して画像表示器８に与える。
【００３９】
このようなＲ信号発生回路７０１、Ｇ信号発生回路７０２およびＢ信号発生回路７０３は、ハードウェア(hardware)の論理回路で構成するのが、動作速度を高速化できる点で好ましいが、掛算器７４，７５、加算器７６、切換器７７，７８および切換制御回路７９と同じ機能をマイクロコンピュータ(micro computer)等のプログラムで実現することもできる。その場合は、変更、改訂等への対応が容易になる利点がある。
【００４０】
このように構成された装置の操作を次に説明する。図３〜図５は、本発明実施例の装置による画像表示の一例を示す図である。なお、これらの図は、本発明実施例の方法による画像表示の一例をも示す。
【００４１】
先ず、図３のように、画像表示器８の表示面８１において、Ｂモード像表示領域８２にＢモード像を表示し、かつ、血流表示領域８４にパワーモードの血流表示を行う状態について説明する。なお、血流表示領域８４はその輪郭線によって画面上に明示される。
【００４２】
図３の状態はパワーモードであるが、血流表示領域８４が止まっているときは、ＲＧＢ回路７のＲ信号発生回路７０１において、切換制御回路７９により切換器７７、７８が接点Ａ側に切り換えられている。
【００４３】
このため、掛算器７４により、ＢモードデータＲＧＢ変換回路７１の出力信号ＲB が、ＲＧＢ係数発生回路７３の出力係数ａR と掛算され、また、掛算器７５により、ＣＦＭデータＲＧＢ変換回路７２の出力信号ＲC が、ＲＧＢ係数発生回路７３の出力係数ｂR と掛算され、これら２つの掛算器７４、７５の出力信号が加算器７６で加算されて、表示用のＲ信号として画像表示器８に与えられる。
【００４４】
Ｇ信号発生回路７０２およびＢ信号発生回路７０３も、同様な動作状態になっており、それぞれ表示用のＧ信号およびＢ信号を形成して画像表示器８に与える。
【００４５】
ＲＧＢ係数発生回路７３は、前記(1)〜(3)の論理に従って係数ａR ，ａG ，ａB および係数ｂR ，ｂG ，ｂB を発生するから、画像表示器８には次のようなＲＧＢ信号が与えられる。
【００４６】
即ち、
(1)’Ｂモードデータの値が閾値Ｂmax を越えるときは、係数ａR ，ａG ，ａB が全て１、係数ｂR ，ｂG ，ｂB が全て０であるから、Ｒ信号発生回路７０１においては、掛算器７４でＢモードデータＲＧＢ変換回路７１の出力信号ＲB に１が掛けられ、掛算器７５でＣＦＭデータＲＧＢ変換回路７２の出力信号ＲC に０が掛けられる。この結果、加算器７６の出力信号はＢモードデータだけのＲ信号になる。Ｇ信号発生回路７０２およびＢ信号発生回路７０３も、同様にして、それぞれＢモードデータだけのＧ信号およびＢ信号を出力する。従って、これによって画像表示器８にはＢモード画像が表示される。
【００４７】
(2)’Ｂモードデータの値が閾値Ｂmax 以下で、かつ、ＣＦＭデータが表す血流のパワー値が閾値ＣＦＭTH以上であるときは、係数ａR ，ａG ，ａB が全て０、係数ｂR ，ｂG ，ｂB が全て１であるから、Ｒ信号発生回路７０１においては、掛算器７４でＢモードデータＲＧＢ変換回路７１の出力信号ＲB に０が掛けられ、掛算器７５でＣＦＭデータＲＧＢ変換回路７２の出力信号ＲC に１が掛けられる。この結果、加算器７６の出力信号はＣＦＭデータだけのＲ信号になる。Ｇ信号発生回路７０２およびＢ信号発生回路７０３も、同様にして、それぞれＣＦＭデータだけのＧ信号およびＢ信号を出力する。従って、これによって画像表示器８には血流像が表示される。
【００４８】
(3)’Ｂモードデータの値が閾値Ｂmax 以下で、ＣＦＭデータが表す血流のパワー値がＣＦＭTHに満たないときは、Ｂモード像主体表示、ＣＦＭ像主体表示または折衷像表示のいずれであるかに応じて、各係数はそれぞれ、例えば、（ａR ＝ａG ＝ａB ＝１，ｂR ＝ｂG ＝ｂB ＝０）、（ａR ＝ａG ＝ａB ＝０，ｂR ＝ｂG ＝ｂB ＝１）、（ａR ＝ａG ＝ａB ＝０．６，ｂR ＝ｂG ＝ｂB ＝０．３）となる。従って、画像表示器８には、Ｂモード像主体表示ではＢモード像だけが表示され、ＣＦＭ像主体表示では血流像だけが表示され、折衷像表示ではＢモード像画像と血流像が半透明状に重なり合って表示される。
【００４９】
このように、ＢモードデータのＲＧＢ信号とＣＦＭデータのＲＧＢ信号が、ＲＧＢ係数発生回路７３の出力係数付きで加算されて、画像表示用のＲＧＢ信号となることにより、それによって表示される画像は、図３のように、Ｂモード像表示領域８２に腫瘍像８３を含むＢモード像を表示し、血流表示領域８４に血流像を表示するものとなる。
【００５０】
次に、トラックボール１０１を操作して、血流表示領域８４を腫瘍像８３の部位に移動させ、その部位の血流を表示させる場合について説明する。
血流表示領域８４を移動させると、その移動中は、移動信号が「移動中」を示すから、切り換え制御回路７９が切換器７７、７８を接点Ｂ側に切り換える。これによって、掛算器７４はＢモードデータＲＧＢ変換回路７１の出力ＲB に固定係数１を掛ける状態となり、掛算器７５は固定データ０に係数ｂR を掛ける状態となるので、加算器７６の出力信号はＢモード像のＲ信号だけになる。Ｇ信号発生回路７０２およびＢ信号発生回路７０３でも同様な動作が行なわれ、それぞれＢモード像のＧ信号およびＢ信号が出力される。
【００５１】
このため、血流の表示が禁止され、血流表示領域８４にもＢモード像が表示される状態になる。従って、図４のように、移動中の血流表示領域８４が腫瘍像８３に掛かっても、腫瘍像８３は見えているので、目標を見失うことがない。即ち、血流表示領域８４を移動させている間でも、目標のＢモード像を捕捉し易いという効果が得られる。
【００５２】
また、仮に、途中で送受波器１の方向がずれて、腫瘍像８３が消えたとしても、画面を見ながら方向を探ることにより、目標の腫瘍像８３を再度映し出すことができる。即ち、血流表示領域８４を移動させている間、送受波器１の正しい向きを確保し易いという効果が得られる。
【００５３】
目標の腫瘍像８３を完全に血流表示領域８４に入れたら、そこでトラックボール１０１の操作をやめて、領域の移動を止める。これによって、移動信号が「移動中でない」となるので、切換制御回路７９は、切換器７７、７８を接点Ａ側に戻し、ＢモードデータとＣＦＭデータに基づくＲ信号が画像表示器８に与えられるようにする。Ｇ信号発生回路７０２およびＢ信号発生回路７０３においても同様なことが行なわれる。
【００５４】
この結果、図５に示すように、血流表示領域８４には確実に腫瘍部８３と分かっている部位の血流が表示される。即ち、確実に所望の部位の血流を表示することができるという効果が得られる。
【００５５】
なお、表示手段は、実施例のように、ＲＧＢ信号によって画像をカラー表示するものに限らず、別な複数の色要素信号によってカラー表示をするものであってよく、さらには、カラーによらずにモノクローム(monochrome)の階調あるいは特定のパターン（ハッチング等）で血流を表示するものであっても、本発明における表示手段の範囲に属する。
【００５６】
また、移動手段は、実施例のように、トラックボールに限るものではなく、マウス、ジョイスティック、カーソルキー、タッチパネル等、図形移動のための各種操作具は、本発明における移動手段の範囲に含まれる。
【００５７】
また、表示変更手段は、実施例のような切換器７７、７８および切換制御回路からなるハードウェア若しくは同じ機能のソフトウェアを持つマイクロコンピュータ等に限定されない。表示変更手段は、要するに、血流表示領域の移動中は画面の表示モードをＢモード表示にするものであればよく、この機能を持つものは、本発明における表示変更手段の範囲に含まれる。
【００５８】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明は、血流表示領域の移動中は前記血流表示領域内にＢモード像を表示するようにしたので、血流表示領域には、その移動中はＢモード像が表示され、移動が止まったら血流像が表示される。このため、血流表示領域を移動させている間でも、目標のＢモード像を捕捉し易いという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例の装置の要部の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明実施例の装置の全体構成を示すブロック図である。
【図３】本発明実施例の装置の動作説明図である。
【図４】本発明実施例の装置の動作説明図である。
【図５】本発明実施例の装置の動作説明図である。
【図６】従来例の装置の動作説明図である。
【図７】従来例の装置の動作説明図である。
【符号の説明】
１ 送受波器
２ 送受信回路
３ Ｂモード信号処理回路
４ Ｂモード像記憶回路
５ ドプラ信号処理回路
６ ＣＦＭ像記憶回路
７ ＲＧＢ回路
８ 画像表示器
９ 制御回路
１０ 操作器
１０１ トラックボール
７１ ＢモードデータＲＧＢ変換回路
７２ ＣＦＭデータＲＧＢ変換回路
７３ ＲＧＢ係数発生回路
７４，７５ 掛算器
７６ 加算器
７７，７８ 切換器
７９ 切換制御回路
７０１ Ｒ信号発生回路
７０２ Ｇ信号発生回路
７０３ Ｂ信号発生回路
８１ 表示面
８２ Ｂモード像表示領域
８３ 腫瘍像
８４ 血流表示領域
【産業上の利用分野】
本発明は、超音波血流表示方法および装置に関する。さらに詳しくは、本発明は、超音波により、パワードプラ・モード（Power Doppler mode) で血流像をＢモード像表示領域の一部に表示するに当たり、血流表示領域の移動中は血流像の代わりにＢモード像を表示し、血流表示領域が止まっている時に血流像を表示するようにした超音波血流表示方法および装置である。
【０００２】
【従来の技術】
医用超音波映像機器において、被検体内に超音波を照射し、ドプラ(Doppler) 信号のパワー（power)によって血流の２次元分布をカラー画像で表示することが行なわれる。ドプラ信号のパワーによって血流を表示する方法は、ドプラ信号の周波数によって血流を表示する方法とは違って、血流の方向や速度あるいは速度分散等を表示することはできないが、血流の所在とその強さを高感度かつ高Ｓ／Ｎ比で表示できるという独特の機能に鑑み、有益な血流表示方法の１つになっている。
【０００３】
この種の装置においては、文献 Diagnostic Imaging, December 1993, p.66-69 に述べられているように、Ｂモード像表示領域の一部に血流表示領域を設けて、そこに血流像を表示するようになっている。血流表示領域は、操作器によってＢモード像表示領域中で自由に移動できるようになっており、それによって、所望の関心領域の血流像を表示させることができる。
【０００４】
血流像はドプラ信号のパワーに対応した色で表示され、パワーの昇順に、例えば、紫、赤、橙、黄とされる。そして、血流が無い部分はそれらとは違う色、例えば青で表示され、血流がある部分とは明瞭に区別できるようになっている。ドプラ信号のパワーによる血流像はＳ／Ｎ比が良いので、血流が無い部分は一様な青で塗り潰される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このため、例えば図６に示すように、画像表示器の表示面８１上で、Ｂモード像表示領域８２に腫瘍像８３が表示されているとき、血流表示領域８４をこの腫瘍像８３のある部位に移動させて、その部分の血流を表示させようとする場合、移動の途中で、図７のように、血流表示領域８４が腫瘍像８３に重なると、腫瘍像８３が隠れて見えなくなり、目標の確認ができなくなる。
【０００６】
一般に、超音波の送受波器例えば超音波プローブは、操作者によって被検体に当接されるものであるから、方向が変わり易い。このため、画面を見ながら送受波器の方向のずれを直して、常に腫瘍像８３が表示面８１に出ているようにしなければならないが、上記のように目標が途中で見えなくなると、送受波器の向きがずれても修正できなくなる。従って、血流表示領域８４に表示されている血流が間違いなく所望の部位の血流であるか、不確かになってまう。
【０００７】
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、その目的は、血流表示領域を移動させている間でも、目標のＢモード像を捕捉し易い超音波血流表示方法および装置を実現することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決する第１の手段は、超音波ドプラ信号のパワーによる血流像をＢモード像表示領域内で移動可能な血流表示領域に表示する方法において、血流表示領域の移動中は前記血流表示領域内にＢモード像を表示することを特徴とする超音波血流表示方法である。
【０００９】
前記の課題を解決する第２の手段は、超音波エコー信号に基づいてＢモード像を形成するＢモード像形成手段と、超音波ドプラ信号のパワーに基づいて血流像を形成する血流像形成手段と、前記Ｂモード像形成手段が形成したＢモード像を表示するとともに、Ｂモード像表示領域内に形成される血流表示領域に前記血流像形成手段が形成した血流像を表示する表示手段と、前記血流表示領域を移動させる移動手段とを有する超音波血流表示装置において、前記血流表示領域が移動中であるときは前記血流表示領域内にＢモード像を表示する表示変更手段を具備することを特徴とする超音波血流表示装置である。
【００１０】
【作用】
課題を解決する第１の手段では、血流表示領域には、その移動中はＢモード像が表示され、移動が止まったら血流像が表示される。
【００１１】
課題を解決する第２の手段では、表示変更手段により、血流表示領域の移動中は血流表示領域にＢモード像が表示され、移動が止まったら血流像が表示される。
【００１２】
【実施例】
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。図１は本発明実施例の装置の要部の構成を示すブロック図、図２は全体構成を示すブロック図である。なお、本発明実施例の方法は、本発明実施例の装置の動作で示される。
【００１３】
先ず、全体構成について説明すれば、図２において、１は送受波器、２は送受信回路、３はＢモード信号処理回路、４はＢモード像記憶回路、５はドプラ信号処理回路、６はＣＦＭ像記憶回路、７はＲＧＢ回路、８は画像表示器、９は制御回路、１０は操作器、１０１はトラックボールである。
【００１４】
送受波器１は、例えば超音波プローブであって、図示しない被検体に当接され、制御回路９による制御の下、送受信回路２から与えられる駆動信号に従って超音波を被検体内に照射し、被検体内から返ってくるエコー(echo)信号を検出するものである。送受信回路２は、送受波器１に駆動信号を与えると共に、検出されたエコー信号を受信および増幅し、Ｂモード信号処理回路３およびドプラ信号処理回路５にそれぞれ入力するものである。
【００１５】
Ｂモード信号処理回路３は、制御回路９による制御の下、送受信回路２から与えられるエコー信号を処理して、Ｂモード像表示用の画像データを作成し、Ｂモード像記憶回路４に書き込むものであり、本実施例では、このＢモード信号処理回路３が本発明のＢモード像形成手段に相当する。
【００１６】
ドプラ信号処理回路５は、制御回路９による制御の下、送受信回路２から与えられるエコー信号をパルスドプラ（Pulse Doppler)法により処理して、血流動態に関するＣＦＭ(Color Flow Mapping)像を表示するための画像データ、即ち、血流の速度、ドプラ信号のパワー、血流速度の分散等を表すそれぞれの画像データ（ＣＦＭデータ）を作成し、ＣＦＭ像記憶回路６に書き込むものである。本実施例では、このドプラ信号処理回路５が本発明の血流像形成手段に相当する。
【００１７】
Ｂモード像記憶回路４およびＣＦＭ像記憶回路６にそれぞれ書き込まれた画像データは、制御回路９による制御の下に読み出され、ＲＧＢ回路７でカラー表示用の複数の色要素信号、例えばＲＧＢ(Red, Green, Blue)信号に変換されて、画像表示器８に与えられ、画像として表示されるようになっている。本実施例では、これらＲＧＢ回路７および画像表示器８が本発明の表示手段に相当する。
【００１８】
操作器１０は、それによって制御回路９を操作することにより、本実施例の装置の動作を制御するものである。操作器１０には、画像表示器８の表示面上でカーソル等を動かすためのトラックボール１０１が備えられる。トラックボール１０１は、血流表示領域を動かすときにも操作されるものである。本実施例では、このトラックボール１０１を有する操作器１０が本発明の移動手段に相当する。
【００１９】
図１は、ＲＧＢ回路７の詳細ブロック図である。図１において、７１はＢモードデータＲＧＢ変換回路、７２はＣＦＭデータＲＧＢ変換回路、７３はＲＧＢ係数発生回路、７０１、７０２および７０３は、それぞれＲ信号発生回路、Ｇ信号発生回路およびＢ信号発生回路である。
【００２０】
ＢモードデータＲＧＢ変換回路７１は、Ｂモード像記憶回路４から読み出されたＢモードデータをＲＧＢ信号に変換するもの、ＣＦＭデータＲＧＢ変換回路７２は、ＣＦＭ像記憶回路６から読み出されたＣＦＭデータをＲＧＢ信号に変換するものである。
【００２１】
ＲＧＢ係数発生回路７３は、ＢモードデータとＣＦＭデータについてのＲＧＢ信号の係数をそれぞれ発生するものである。ＢモードデータのＲＧＢ信号の係数はａR ，ａG ，ａB 、ＣＦＭデータのＲＧＢ信号の係数はｂR ，ｂG ，ｂB である。これらの係数の値は０〜１の範囲で定められる。
【００２２】
これらの係数の発生は、Ｂモードデータ、ＣＦＭデータ、閾値Ｂmax 、閾値ＣＦＭTHおよびモード信号に従い、例えば下記の(1)、(2)、(3)の論理によって決められる。なお、閾値Ｂmax 、閾値ＣＦＭTHおよびモード信号は制御回路９から与えられるものである。
【００２３】
(1)Ｂモードデータの値が所定の閾値Ｂmax を越えるときは、係数ａR ，ａG ，ａB を全て１、係数ｂR ，ｂG ，ｂB を全て０とする。なお、閾値Ｂmax は、被検体組織の動き、即ちクラッタ(clutter) 成分に対して血流表示がなされることを防ぎ、アーチファクト(artifact)を生じさせないために設けられる。閾値Ｂmax は制御回路９によって調節される。
【００２４】
(2)Ｂモードデータの値が所定の閾値Ｂmax 以下で、かつ、ＣＦＭデータが表すパワー値がが所定の閾値ＣＦＭTH以上であるときは、係数ａR ，ａG ，ａB を全て０、係数ｂR ，ｂG ，ｂB を全て１とする。なお、パワー表示における閾値ＣＦＭTHは、信号処理中の部位が、主に血流領域（ＣＦＭTH以上）であるか、組織領域（ＣＦＭTH未満）であるかを識別するために設けられる。閾値ＣＦＭTHは制御回路９によって調節される。
【００２５】
(3)それ以外のときは、Ｂモード像主体表示、ＣＦＭ像主体表示または折衷像表示のいずれにするかに応じて、それぞれ、例えば、（ａR ＝ａG ＝ａB ＝１，ｂR ＝ｂG ＝ｂB ＝０）、（ａR ＝ａG ＝ａB ＝０，ｂR ＝ｂG ＝ｂB ＝１）、（ａR ＝ａG ＝ａB ＝０．６，ｂR ＝ｂG ＝ｂB ＝０．３）とする。いずれの表示にするかは予め指定される。
【００２６】
このような(1)、(2)、(3)の論理と画像表示との関係については、後の動作説明のところで詳しく説明する。なお、上記(1)、(2)、(3)の論理機能を有するＲＧＢ係数発生回路７３は、ハードウェア(hardware)の論理回路で構成するのが動作速度を高速化できる点で好ましい。しかし、同じ機能をマイクロコンピュータ(micro computer)等のプログラムで実現することもできる。その場合は、変更や改訂等への対応が容易になる利点がある。
【００２７】
Ｒ信号発生回路７０１は、掛算器７４，７５、加算器７６、切換器７７，７８および切換制御回路７９によって構成される。
掛算器７４は、ＢモードデータＲＧＢ変換回路７１から出力されるＢモードデータのＲ信号ＲB に、切換器７７を通じて与えられる、ＲＧＢ係数発生回路７３の出力係数ａR または固定の係数１を掛算するものである。
【００２８】
掛算器７５は、切換器７８を通じて与えられる、ＣＦＭデータＲＧＢ変換回路７２からのＣＦＭデータのＲ信号ＲC または固定のデータ０に、ＲＧＢ係数発生回路７３の出力係数ｂR を掛算するものである。
【００２９】
加算器７６は、これら掛算器７４，７５の出力信号を加算し、その結果を表示用のＲ信号として画像表示器８に与えるものである。
切換制御回路７９は切換器７７，７８の切り換えを制御するものである。切り換えの制御は、制御回路９から与えられるモード信号と移動信号に従って行なわれる。なお、移動信号とは、血流表示領域が移動中であることを示す信号である。
【００３０】
モード信号は、例えば、２ビットで４種類のモード、即ち、Ｂモード、速度モード、パワーモードおよび分散モードを表す信号であり、移動信号は１ビットで血流表示領域が移動中か否かを表す信号である。
【００３１】
切換制御回路７９は、これらの信号に基づき、下記の(4)、(5)、(6)の論理に従って切換器７７，７８の切り換えを制御するものである。
(4)モード信号がＢモードを示しているときは、切換器７７，７８を接点Ｂ側に切り換える。
【００３２】
(5)モード信号がパワーモードを示しているときで、かつ、移動信号が「移動中」を示しているときは、切換器７７，７８を接点Ｂ側に切り換える。
(6)それ以外のときは、切換器７７，７８を接点Ａ側に切り換える。
【００３３】
このような切換制御回路７９の入力信号と出力信号の関係を表１に示す。
【００３４】
【表１】
表１は、モードを表す２ビットの入力信号Ｘ，Ｙと、血流表示領域の移動を表す１ビットの入力信号Ｚの論理値に対する、切換制御回路７９の出力信号Ｑの論理値を示すものである。なお、Ｑ＝０が接点Ａ側への切り換え信号、Ｑ＝１が接点Ｂ側への切り換え信号である。
【００３６】
表１を満足する出力信号Ｑの論理式は式１で示される。
【００３７】
【数１】
Ｇ信号発生回路７０２およびＢ信号発生回路７０３も、Ｒ信号発生回路７０１と同様の構成を持つものであり、同様に、それぞれ表示用のＧ信号およびＢ信号を発生して画像表示器８に与える。
【００３９】
このようなＲ信号発生回路７０１、Ｇ信号発生回路７０２およびＢ信号発生回路７０３は、ハードウェア(hardware)の論理回路で構成するのが、動作速度を高速化できる点で好ましいが、掛算器７４，７５、加算器７６、切換器７７，７８および切換制御回路７９と同じ機能をマイクロコンピュータ(micro computer)等のプログラムで実現することもできる。その場合は、変更、改訂等への対応が容易になる利点がある。
【００４０】
このように構成された装置の操作を次に説明する。図３〜図５は、本発明実施例の装置による画像表示の一例を示す図である。なお、これらの図は、本発明実施例の方法による画像表示の一例をも示す。
【００４１】
先ず、図３のように、画像表示器８の表示面８１において、Ｂモード像表示領域８２にＢモード像を表示し、かつ、血流表示領域８４にパワーモードの血流表示を行う状態について説明する。なお、血流表示領域８４はその輪郭線によって画面上に明示される。
【００４２】
図３の状態はパワーモードであるが、血流表示領域８４が止まっているときは、ＲＧＢ回路７のＲ信号発生回路７０１において、切換制御回路７９により切換器７７、７８が接点Ａ側に切り換えられている。
【００４３】
このため、掛算器７４により、ＢモードデータＲＧＢ変換回路７１の出力信号ＲB が、ＲＧＢ係数発生回路７３の出力係数ａR と掛算され、また、掛算器７５により、ＣＦＭデータＲＧＢ変換回路７２の出力信号ＲC が、ＲＧＢ係数発生回路７３の出力係数ｂR と掛算され、これら２つの掛算器７４、７５の出力信号が加算器７６で加算されて、表示用のＲ信号として画像表示器８に与えられる。
【００４４】
Ｇ信号発生回路７０２およびＢ信号発生回路７０３も、同様な動作状態になっており、それぞれ表示用のＧ信号およびＢ信号を形成して画像表示器８に与える。
【００４５】
ＲＧＢ係数発生回路７３は、前記(1)〜(3)の論理に従って係数ａR ，ａG ，ａB および係数ｂR ，ｂG ，ｂB を発生するから、画像表示器８には次のようなＲＧＢ信号が与えられる。
【００４６】
即ち、
(1)’Ｂモードデータの値が閾値Ｂmax を越えるときは、係数ａR ，ａG ，ａB が全て１、係数ｂR ，ｂG ，ｂB が全て０であるから、Ｒ信号発生回路７０１においては、掛算器７４でＢモードデータＲＧＢ変換回路７１の出力信号ＲB に１が掛けられ、掛算器７５でＣＦＭデータＲＧＢ変換回路７２の出力信号ＲC に０が掛けられる。この結果、加算器７６の出力信号はＢモードデータだけのＲ信号になる。Ｇ信号発生回路７０２およびＢ信号発生回路７０３も、同様にして、それぞれＢモードデータだけのＧ信号およびＢ信号を出力する。従って、これによって画像表示器８にはＢモード画像が表示される。
【００４７】
(2)’Ｂモードデータの値が閾値Ｂmax 以下で、かつ、ＣＦＭデータが表す血流のパワー値が閾値ＣＦＭTH以上であるときは、係数ａR ，ａG ，ａB が全て０、係数ｂR ，ｂG ，ｂB が全て１であるから、Ｒ信号発生回路７０１においては、掛算器７４でＢモードデータＲＧＢ変換回路７１の出力信号ＲB に０が掛けられ、掛算器７５でＣＦＭデータＲＧＢ変換回路７２の出力信号ＲC に１が掛けられる。この結果、加算器７６の出力信号はＣＦＭデータだけのＲ信号になる。Ｇ信号発生回路７０２およびＢ信号発生回路７０３も、同様にして、それぞれＣＦＭデータだけのＧ信号およびＢ信号を出力する。従って、これによって画像表示器８には血流像が表示される。
【００４８】
(3)’Ｂモードデータの値が閾値Ｂmax 以下で、ＣＦＭデータが表す血流のパワー値がＣＦＭTHに満たないときは、Ｂモード像主体表示、ＣＦＭ像主体表示または折衷像表示のいずれであるかに応じて、各係数はそれぞれ、例えば、（ａR ＝ａG ＝ａB ＝１，ｂR ＝ｂG ＝ｂB ＝０）、（ａR ＝ａG ＝ａB ＝０，ｂR ＝ｂG ＝ｂB ＝１）、（ａR ＝ａG ＝ａB ＝０．６，ｂR ＝ｂG ＝ｂB ＝０．３）となる。従って、画像表示器８には、Ｂモード像主体表示ではＢモード像だけが表示され、ＣＦＭ像主体表示では血流像だけが表示され、折衷像表示ではＢモード像画像と血流像が半透明状に重なり合って表示される。
【００４９】
このように、ＢモードデータのＲＧＢ信号とＣＦＭデータのＲＧＢ信号が、ＲＧＢ係数発生回路７３の出力係数付きで加算されて、画像表示用のＲＧＢ信号となることにより、それによって表示される画像は、図３のように、Ｂモード像表示領域８２に腫瘍像８３を含むＢモード像を表示し、血流表示領域８４に血流像を表示するものとなる。
【００５０】
次に、トラックボール１０１を操作して、血流表示領域８４を腫瘍像８３の部位に移動させ、その部位の血流を表示させる場合について説明する。
血流表示領域８４を移動させると、その移動中は、移動信号が「移動中」を示すから、切り換え制御回路７９が切換器７７、７８を接点Ｂ側に切り換える。これによって、掛算器７４はＢモードデータＲＧＢ変換回路７１の出力ＲB に固定係数１を掛ける状態となり、掛算器７５は固定データ０に係数ｂR を掛ける状態となるので、加算器７６の出力信号はＢモード像のＲ信号だけになる。Ｇ信号発生回路７０２およびＢ信号発生回路７０３でも同様な動作が行なわれ、それぞれＢモード像のＧ信号およびＢ信号が出力される。
【００５１】
このため、血流の表示が禁止され、血流表示領域８４にもＢモード像が表示される状態になる。従って、図４のように、移動中の血流表示領域８４が腫瘍像８３に掛かっても、腫瘍像８３は見えているので、目標を見失うことがない。即ち、血流表示領域８４を移動させている間でも、目標のＢモード像を捕捉し易いという効果が得られる。
【００５２】
また、仮に、途中で送受波器１の方向がずれて、腫瘍像８３が消えたとしても、画面を見ながら方向を探ることにより、目標の腫瘍像８３を再度映し出すことができる。即ち、血流表示領域８４を移動させている間、送受波器１の正しい向きを確保し易いという効果が得られる。
【００５３】
目標の腫瘍像８３を完全に血流表示領域８４に入れたら、そこでトラックボール１０１の操作をやめて、領域の移動を止める。これによって、移動信号が「移動中でない」となるので、切換制御回路７９は、切換器７７、７８を接点Ａ側に戻し、ＢモードデータとＣＦＭデータに基づくＲ信号が画像表示器８に与えられるようにする。Ｇ信号発生回路７０２およびＢ信号発生回路７０３においても同様なことが行なわれる。
【００５４】
この結果、図５に示すように、血流表示領域８４には確実に腫瘍部８３と分かっている部位の血流が表示される。即ち、確実に所望の部位の血流を表示することができるという効果が得られる。
【００５５】
なお、表示手段は、実施例のように、ＲＧＢ信号によって画像をカラー表示するものに限らず、別な複数の色要素信号によってカラー表示をするものであってよく、さらには、カラーによらずにモノクローム(monochrome)の階調あるいは特定のパターン（ハッチング等）で血流を表示するものであっても、本発明における表示手段の範囲に属する。
【００５６】
また、移動手段は、実施例のように、トラックボールに限るものではなく、マウス、ジョイスティック、カーソルキー、タッチパネル等、図形移動のための各種操作具は、本発明における移動手段の範囲に含まれる。
【００５７】
また、表示変更手段は、実施例のような切換器７７、７８および切換制御回路からなるハードウェア若しくは同じ機能のソフトウェアを持つマイクロコンピュータ等に限定されない。表示変更手段は、要するに、血流表示領域の移動中は画面の表示モードをＢモード表示にするものであればよく、この機能を持つものは、本発明における表示変更手段の範囲に含まれる。
【００５８】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明は、血流表示領域の移動中は前記血流表示領域内にＢモード像を表示するようにしたので、血流表示領域には、その移動中はＢモード像が表示され、移動が止まったら血流像が表示される。このため、血流表示領域を移動させている間でも、目標のＢモード像を捕捉し易いという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例の装置の要部の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明実施例の装置の全体構成を示すブロック図である。
【図３】本発明実施例の装置の動作説明図である。
【図４】本発明実施例の装置の動作説明図である。
【図５】本発明実施例の装置の動作説明図である。
【図６】従来例の装置の動作説明図である。
【図７】従来例の装置の動作説明図である。
【符号の説明】
１ 送受波器
２ 送受信回路
３ Ｂモード信号処理回路
４ Ｂモード像記憶回路
５ ドプラ信号処理回路
６ ＣＦＭ像記憶回路
７ ＲＧＢ回路
８ 画像表示器
９ 制御回路
１０ 操作器
１０１ トラックボール
７１ ＢモードデータＲＧＢ変換回路
７２ ＣＦＭデータＲＧＢ変換回路
７３ ＲＧＢ係数発生回路
７４，７５ 掛算器
７６ 加算器
７７，７８ 切換器
７９ 切換制御回路
７０１ Ｒ信号発生回路
７０２ Ｇ信号発生回路
７０３ Ｂ信号発生回路
８１ 表示面
８２ Ｂモード像表示領域
８３ 腫瘍像
８４ 血流表示領域
Claims (4)
- 超音波ドプラ信号のパワーによる血流像をＢモード像表示領域内で移動可能な血流表示領域に表示する方法において、
血流表示領域の移動中は前記血流表示領域内に前記血流像に換えてＢモード像を表示することを特徴とする超音波血流表示方法。 - 請求項１に記載の超音波血流表示方法において、前記血流表示領域の移動中は前記血流表示領域の輪郭線を表示するとともに該輪郭線の内側の領域にはＢモード像を表示することを特徴とする超音波血流表示方法。
- 超音波エコー信号に基づいてＢモード像を形成するＢモード像形成手段と、
超音波ドプラ信号のパワーに基づいて血流像を形成する血流像形成手段と、
前記Ｂモード像形成手段が形成したＢモード像を表示するとともに、Ｂモード像表示領域内に形成される血流表示領域に前記血流像形成手段が形成した血流像を表示する表示手段と、
前記血流表示領域を移動させる移動手段とを有する超音波血流表示装置において、
前記血流表示領域が移動中であるときは前記血流表示領域内に前記血流像に換えてＢモード像を表示する表示変更手段を具備することを特徴とする超音波血流表示装置。 - 前記表示変更手段は、前記血流表示領域が移動中であるときは、前記血流表示領域の輪郭線を表示するとともに該輪郭線の内側の領域にはＢモード像を表示することを特徴とする請求項３に記載の超音波血流表示装置。
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