JP6177530B2 - ドプラ計測装置およびドプラ計測方法 - Google Patents
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Description
音響送受信手段から被検体に向けて出射した音響波に基づく反射音響波の信号からドプラ偏移を受けた周波数信号を検出してドプラ計測を実施するドプラ計測装置において、
光音響効果に基づいて被検体内で生じ音響送受信手段によって検出された光音響波の信号に基づいて、被検体における血管領域を抽出し、抽出された血管領域を含みかつ音響送受信手段により規定される撮像可能範囲の一部である領域をドプラ計測対象領域として設定する抽出手段と、
抽出手段によって設定されたドプラ計測対象領域のみに対してドプラ計測が実施されるように音響送受信手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とするものである。
音響送受信手段から被検体に向けて出射した音響波に基づく反射音響波の信号からドプラ偏移を受けた周波数信号を検出してドプラ計測を実施するドプラ計測方法において、
光音響効果に基づいて被検体内で生じた光音響波の信号を検出し、
検出された光音響波の信号に基づいて被検体における血管領域を抽出し、
抽出された血管領域を含みかつ音響送受信手段により規定される撮像可能範囲の一部である領域をドプラ計測対象領域として設定し、
設定されたドプラ計測対象領域のみに対してドプラ計測を実施することを特徴とするものである。
まず、本発明のドプラ計測装置およびドプラ計測方法の第1の実施形態について説明する。図1は、第1の実施形態におけるドプラ計測装置の構成を示す概略図である。また、図2は第1の実施形態における音響送受信手段の構成を示す概略図であり、図3は光音響画像上で血管領域を抽出する方法の例を示す概略図であり、図4は第1の実施形態における信号処理の流れを示すフロー図である。
プローブ11は、被検体に向けて超音波を照射し、被検体M内を伝搬する音響波を検出するものである。このプローブ11が本発明における音響送受信手段に相当する。すなわち、プローブ11は、被検体Mに対する超音波の照射(送信)、および被検体Mから反射して戻って来る反射超音波の検出(受信)を行う。さらにプローブ11は、被検体M内の撮像対象物(例えば血管)がレーザ光を吸収することにより被検体M内に発生した光音響波の検出も行う。なお本明細書において、「音響波」とは超音波および光音響波を含む意味である。ここで、「超音波」とは、音響送受信手段による送信操作により被検体M内に発生した弾性波を意味し、「光音響波」とは測定光の照射による光音響効果により被検体M内に発生した弾性波を意味する。
レーザユニット13は、被検体Mに照射すべきレーザ光を測定光として出射する光出射部である。このレーザ光を被検体Mが吸収することにより被検体M内で光音響波が発生する。レーザユニット13が出射するレーザ光は、例えば光ファイバ50などの導光手段を用いてプローブ11の先端まで導光され、プローブ11から被検体Mに照射される。なお、レーザ光を出射させる位置はプローブ11内に限定されない。
超音波ユニット12は、受信回路21、AD変換手段22、受信メモリ23、光音響画像生成手段25、ドプラ画像生成手段29、画像合成手段30、血管領域を抽出する抽出手段28、送信制御回路33および制御手段34を有している。
次に、本発明のドプラ計測装置およびドプラ計測方法の第2の実施形態について説明する。本実施形態は、光音響画像に代えて超音波画像にドプラ画像を重畳させる点で、第1の実施形態と異なる。したがって、第1の実施形態と同様の構成要素については同じ符号を付し、その詳細な説明は特に必要のない限り省略する。
超音波ユニット12は、受信回路21、AD変換手段22、受信メモリ23、超音波画像生成手段26、ドプラ画像生成手段29、画像合成手段30、血管領域を抽出する抽出手段28、送信制御回路33および制御手段34を有している。
次に、本発明のドプラ計測装置およびドプラ計測方法の第3の実施形態について説明する。本実施形態は、光音響画像、超音波画像およびドプラ画像を重畳させる点で、第1の実施形態と異なる。したがって、第1の実施形態と同様の構成要素については同じ符号を付し、その詳細な説明は特に必要のない限り省略する。
超音波ユニット12は、受信回路21、AD変換手段22、受信メモリ23、光音響画像生成手段25、超音波画像生成手段26、ドプラ画像生成手段29、画像合成手段30、血管領域を抽出する抽出手段28、送信制御回路33および制御手段34を有している。光音響画像生成手段25は第1の実施形態で説明したものと同様であり、超音波画像生成手段26は第2の実施形態で説明したものと同様である。
2 関心領域
3 血管
4 撮像可能範囲
10 ドプラ計測装置
11 プローブ
11a 超音波振動子
12 超音波ユニット
13 レーザユニット
14 表示手段
21 受信回路
22 変換手段
23 受信メモリ
25 光音響画像生成手段
26 超音波画像生成手段
28 抽出手段
29 ドプラ画像生成手段
30 画像合成手段
33 送信制御回路
34 制御手段
35 フラッシュランプ
36 スイッチレーザ
50 光ファイバ
52 導光板
56 予め設定された値以上の画素の集合
M 被検体
S サンプルボリューム領域
Claims (10)
- 音響送受信手段から被検体に向けて出射した音響波に基づく反射音響波の信号からドプラ偏移を受けた周波数信号を検出してドプラ計測を実施するドプラ計測装置において、
光音響効果に基づいて前記被検体内で生じ前記音響送受信手段によって検出された光音響波の信号に基づいて、前記被検体における血管領域を抽出し、抽出された血管領域を含みかつ前記音響送受信手段により規定される撮像可能範囲の一部である領域をドプラ計測対象領域として設定する抽出手段と、
該抽出手段によって設定されたドプラ計測対象領域のみに対してドプラ計測が実施されるように前記音響送受信手段を制御する制御手段と、
前記光音響信号に基づいて光音響画像を生成する光音響画像生成手段と、
前記ドプラ偏移を受けた周波数信号に基づいて、ドプラ画像を生成するドプラ画像生成手段と、
前記ドプラ画像と前記光音響画像とを重畳させて合成した断層画像を生成する画像合成手段とを備え、
前記制御手段が、前記光音響波の信号に基づいて血管領域を抽出し、該抽出された血管領域を含む前記ドプラ計測対象領域を設定し、該ドプラ計測対象領域のみに対してドプラ計測を実施し、該ドプラ計測によって取得された前記ドプラ偏移を受けた周波数信号に基づいて、ドプラ画像を生成する処理と、前記血管領域の抽出に用いた光音響波の信号と同じ光音響波の信号に基づいて光音響画像を生成する処理とを並行して行って、1フレームの前記断層画像を生成するよう制御するものであり、
前記抽出手段が、予め設定された値以上の光音響波の信号を有する画素の集合が平行に並んでいる場合には、該平行に並んでいる画素の集合を1組にまとめて前記ドプラ計測対象領域として設定するものであることを特徴とするドプラ計測装置。 - 前記抽出手段が、新たに光音響波の信号が検出された場合に、該信号に基づいて前記血管領域を再度抽出して前記ドプラ計測対象領域を更新するものであり、
前記制御手段が、更新されたドプラ計測対象領域のみに対してドプラ計測が実施されるように前記音響送受信手段を制御するものであることを特徴とする請求項1に記載のドプラ計測装置。 - 前記抽出手段が、予め設定された値以上の光音響波の信号がまとまって観測された範囲の代表点または代表線から血管の半径として予め設定された距離の範囲内の領域を、ドプラ計測対象領域として設定するものであることを特徴とする請求項1または2に記載のドプラ計測装置。
- 前記ドプラ画像生成手段が、カラードプラモードまたはパワードプラモードのドプラ画像を生成するものであることを特徴とする請求項1から3いずれか1項に記載のドプラ計測装置。
- さらに、被検体内で反射した反射音響波に基づいて反射音響画像を生成する反射音響画像生成手段を備えることを特徴とする請求項1から4いずれか1項に記載のドプラ計測装置。
- 音響送受信手段から被検体に向けて出射した音響波に基づく反射音響波の信号からドプラ偏移を受けた周波数信号を検出してドプラ計測を実施するドプラ計測方法において、
光音響効果に基づいて前記被検体内で生じた光音響波の信号を検出し、検出された前記光音響波の信号に基づいて前記被検体における血管領域を抽出し、抽出された血管領域を含みかつ前記音響送受信手段により規定される撮像可能範囲の一部である領域をドプラ計測対象領域として設定し、設定されたドプラ計測対象領域のみに対してドプラ計測を実施し、該ドプラ計測によって取得された前記ドプラ偏移を受けた周波数信号に基づいて、ドプラ画像を生成する処理と、前記血管領域の抽出に用いた光音響波の信号と同じ光音響波の信号に基づいて光音響画像を生成する処理とを並行して行って、前記ドプラ画像と前記光音響画像を重畳させて合成した1フレームの断層画像を生成し、
前記血管領域を抽出する際、予め設定された値以上の光音響波の信号を有する画素の集合が平行に並んでいる場合には、該平行に並んでいる画素の集合を1組にまとめて前記ドプラ計測対象領域として設定することを特徴とするドプラ計測方法。 - 新たに光音響波の信号が検出された場合に、該信号に基づいて前記血管領域を再度抽出して前記ドプラ計測対象領域を更新し、
更新されたドプラ計測対象領域のみに対してドプラ計測を実施することを特徴とする請求項6に記載のドプラ計測方法。 - 予め設定された値以上の光音響波の信号がまとまって観測された範囲の代表点または代表線から血管の半径として予め設定された距離の範囲内の領域を、ドプラ計測対象領域として設定することを特徴とする請求項6または7に記載のドプラ計測方法。
- カラードプラモードまたはパワードプラモードのドプラ画像を生成することを特徴とする請求項6から8いずれか1項に記載のドプラ計測方法。
- さらに、被検体内で反射した反射音響波に基づいて反射音響画像を生成することを特徴とする請求項6から9いずれか1項に記載のドプラ計測方法。
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