JPH02164353A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、超音波を用いてＢモード像や２次元血流速像
を得る超音波診断装置に関し、特に心臓の画像診断に好
適とし得る超音波診断装置に関する。

（従来の技術） 超音波診断法におけるＢモード像の形成は次のようにし
てなされる。すなわち、複数の超音波振動子を並設して
なるアレイ型超音波プローブを用い、リニア電子走査で
あれば、超音波振動子の複数個を１単位とし、この１単
位の超音波振動子について励振を行ない超音波ビームの
送波を行う方法であり、例えば、順次１振動子分づつピ
ッチをずらしながら１単位の素子の位置が順々に変わる
ようにして励振してゆくことにより、超音波ビームの送
波点位置を電子的にずらしてゆく走査である。

そして、超音波ビームがビームとして集束するように、
励振される超音波振動子は、ビームの中心部に位置する
ものと側方に位置するものとでその励振のタイミングを
ずらし、これによって生ずる超音波振動子の各発生音波
の位相差を利用し反射される超音波を集束（電子フォー
カス）させる。

そして、励振したのと同じ振動子により反射超音波を受
波して電気信号に変換して、各送受波によるエコー情報
を例えば断層像として形成し、陰極線管等に画像表示す
る。

また、セクタ電子走査であれば、励振される１単位の超
音波振動子群に対し、超音波ビームの送波方向が超音波
ビーム１パルス分毎に順次扇形に変わるように各振動子
の励振タイミングを所望の方向に応じて変化させてゆく
ものであり、後の処理は基本的には上述したリニア電子
走査と同じである。

以上のようなリニア、セクタ電子走査の他に、振動子（
探触子）を走査機構に取付け、走査機構を運動させるこ
とにより超音波走査を行う機械走査もある。

一方、映像法には、超音波送受信に伴う信号を合成して
断層像化するＢモード像が代表的である。

また、血流イメージングを代表例とする超音波ドプラ法
は、生体内の移動物体の移動に伴う機能情報を得て映像
化する方法であり、これを以下詳細に説明する。すなわ
ち、超音波ドプラ法は、超音波が移動物体により反射さ
れると反射波の周波数が上記移動物体の移動速度に比例
して偏移する超音波ドプラ効果を利用したものである。

具体的には、超音波レートパルス或いは連続波を生体内
に送波し、その反射波エコーの位相変化より、ドプラ効
果による周波数偏移を得ると、そのエコーを得た深さ位
置における移動物体の運動情報を得ることができる。こ
れは、生体内における一定位置での、血流の流れの向き
、乱れているか整っているかの流れの状態、流れのパタ
ーン、速度の絶対値等の血流の状態を知ることができる
。

次に装置について説明する。すなわち、超音波エコーか
ら血流情報を得るためには、ある所定方向に超音波パル
スを所定回数繰返して送波し、受波されたエコーを位相
検波することにより位相情報を取出す。この信号をディ
ジタル化し、動いていない或いは動きの遅い成分を除去
するために、ディジタルフィルタに通す。そして、フィ
ルタを通過した信号を周波数解析する。

これにより、解析した周波数は、移動物体の動きによっ
て生じたドプラ偏移周波数であり、２次元血流速像等の
血流情報として、単独又はＢモード像やＭモード像に重
畳して表示する。

以上のＢ又はＭモード像と２次元血流速像とを同一装置
で同一表示例えば重畳表示できる装置がある。このよう
な装置では、リニア又はセクタ走査用アレイプローブと
ドプラ用プローブとを複合又は個別構成とした探触子を
用い、セクタ走査であれば、所定角度づつＢモード像形
成用の超音波送受波を行ってＢモード像を形成しつつあ
る指定角度部位ではドプラ用の超音波送受波を行ってド
プラ像たとえば２次元血流速像を形成し、モニタ上に重
畳表示するようにしている。

一方、上述した装置を用いて、第３図に示すように、Ｅ
ＣＧ波形を利用して心拍同期診断（例えばＲ波を基準）
を行うＥＣＧ超音波心臓診断法がある。

これは、被検者に心電計の誘導電極を装着し、心電計よ
りＥＣＧ波を得て、このＥＣＧ波の例えばＲ波にて１枚
目のフレームの超音波走査のトリガとするものであり、
順次間隔Δｔ　（フレーム間隔）を置きつつ次の心拍の
Ｒ波まで超音波走査のトリガをかけて超音波走査を行な
い、Ｔ／Δｔ枚の画像を収集し、メモリに格納する。こ
こで、Ｔは心拍間隔である。

そして、画像診断つまり表示に際しては、メモリに格納
されているＴ／Δｔ枚の画像の中から例えば収縮期の画
像から拡張期へと連続表示したり、収縮期末期−拡張期
一収縮期初期一収縮期中期一収縮期末期へと循環して表
示（繰り返し表示）したり、また、表示速度を可変して
スロースピード表示やハイスピード表示したり、コマ落
とし表示をしたりする。このような表示法により、心臓
の動的な様子を的確に知ることができ、有益となる。

ここで、フレーム間隔Δｔについて考察する。

すなわち、Δｔは超音波走査のトリガタイミングを決め
ているものであって、これは通常一定値として例えば２
５■Ｓｅｅに定めている。これは、正常の人であれば、
心拍間隔Ｔは１　ｓｅｃ程度であるので、連続表示に好
適な画、像数は４０枚程度であるという認識から１００
０／４０−２５■Ｓｅｅとしている。

（発明が解決しようとする課題） このように従来の技術においては、フレーム間隔Δｔを
一定にしているものであるが、これは次の点で問題とな
っている。すなわち、心拍間隔Ｔは、正常の人であれば
１　ｓｅｃ程度であるものの病人の場合では２　ｓｅｃ
の人がいたり、４ｓｅｃ赫枠の人もいる。

従って、常に同じ値のΔｔに設定していると、被検者に
よって心拍間隔Ｔは長短があるので、収縮期末期→拡張
期→収縮期初期→収縮期中期までの心拍の１サイクルの
心臓の時相像が適切に現われないことがあったり、１サ
イクルを超えた分の像を収集したり、１サイクルに満た
ないものとなったりする（第２図に置けるΔｔ≠Δｔ’
）。

よって、連続表示や繰り返し表示にあっては、重複表示
や不連続表示となったりして、正確に心臓の動的な様子
を知ることができない、という問題点があった。この場
合、必要以上に大きな容量のメモリを持つことにより、
心拍の時相像が１サイクルに満たないものとなるのを防
止することはできるが、これでは、１サイクルを超えた
像を必要以上に収集することにもなるので、装置構成上
にあって実用的ではない。

そこで本発明の目的は、心臓等の動的な様子を的確に知
ることができるようにした実用的な超音波診断装置を提
供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は上記課題を解決し且つ目的を達成するために次
のような手段を講じた構成としている。

すなわち、本発明は、１フレーム画像を生成するための
超音波走査を心拍間隔ＴにあってΔｔ毎に行なってＴ／
Δｔ枚の画像を収集し且つ記憶すると共に当該Ｔ／Δｔ
枚の画像を連続表示するようにした超音波診断装置にお
いて、画像の収集、或いは、画像の収集及び表示に際し
て前記心拍間隔Ｔについて少なくとも２つの区間Ｔ１，
Ｔ２（Ｔ−Ｔｌ＋７２）を設定すると共に前記中なくと
も２つの区間Ｔ１，Ｔ２についてそれぞれ異なる値の前
記Δｔを設定することを特徴とし、また、前記ＥＣＧ波
形のＲ波から数百−５ｅｃの区間にあっては、他の区間
よりも前記Δｔを小さい値とすることを特徴とする。

（作用） このような構成によれば、画像収集に際し、一定間隔で
取り込むのでなく不等間隔で取り込み、必要に応じ、再
生時にはその間隔に従い再生できるので、一定量の画像
メモリを用いて、心臓動態上重要な部分を詳細に診断で
きるという作用を奏する。

（実施例） 以下本発明にかかる超音波診断装置の一実施例を図面を
参照して説明する。

第１図は本実施例装置のブロック図、第２図は同実施例
における超音波走査のトリガタイミングを示す図である
。

第１図において、多数の微少振動子を並設してなる超音
波プローブ１は、図示しない被検者に当てられ、Ｂモー
ド走査、Ｍモード走査、ドプラ走査等を実行することが
できる送受信部２により駆動されるようになっている。

この送受信部２によって得られる各種の走査モードによ
る２次元像は画像記憶部３を介し、又は直接（リアルタ
イム）にて切換器４を通してＤＳＣ（ディジタル・スキ
ャン・コンバータ）５にて超音波走査からＴＶ走査に変
換されてモニタ６に与えられ、画像表示がなされるよう
になっている。ここで、送受信部２、画像記憶部３、Ｄ
ＳＣ５は制御部７により制御されるようになっており、
また切換器４の切換動作はオペレータによる手動操作又
は制御部７による自動操作がなされる。この制御部７は
、画像収集、再生のタイミングΔｔを設定するΔｔ設定
手段７ａと、区間Ｔ１，Ｔ２を設定する区間設定手段７
ｂとを有し、オペレータの所望により、Δｔ及びＴ１，
Ｔ２を設定できるようになっている。

一方、図示しない被検者には心電計８の誘導電極８ａが
装着され、この誘導電極８ａからの信号はアイソレージ
ジン型のアンプ８ｂにて増幅され、心拍解析部８Ｃによ
って例えば第２図に示すようなＥＣＧ波が得られるよう
になっている。この心電計８によって得られたＥＣＧ波
は、制御部７に与えられ、ここで、制御部７はＥＣＧ波
に基づき超音波走査のトリガタイミングを作り、それを
送受信部２に与えると共にこの超音波走査のトリがタイ
ミング信号を用い画像記憶部３やＤＳＣ５に対して制御
信号を与えるようになっている。

ここで、制御部７における超音波走査のトリガタイミン
グΔｔ１，Δｔ２及び区間’ｒ１，Ｔ２の設定について
説明する。すなわち、ＥＣＧ波形の例えばＲ波のピーク
を基準としてΔｔｌを経た時刻に１枚目の超音波走査の
トリがか発せられ、区間Ｔ１間にあってフレーム間隔Δ
ｔｌ毎にトリガが与えられ、区間１２間にあってΔｔ２
毎にトリガが与えられるものとする。

一般に、心電図で重要なポジションは、Ｒ波から数百層
ｓｅｅであり、その間の動態は速く、なるべく、フレー
ム間隔は早い方が良い。しかし、それ以降はそれ程速い
動態はなく多少長くても、その観察にはさしつかえない
。従って、例えば、Ｔ−Ｔｌ　＋７２とし、Ｒ波からＴ
２区間はΔｔｌの高速フレームとして、残りの区間Ｔ２
−Ｔ−ＴＩは、Δｔ２　　（Δｔｌ＞Δｔ２）のフレー
ム間隔で画像を記憶する。

従って、画像メモリをＮ１高速フレーム間隔をΔ１１と
すると Δｔ２細（Ｔ−ＴＩ　）　／　（Ｎ−ＴＩ　／Δｔｌ）
でΔｔ２決められる。

Δｔ２は、Δｔ２−ｍＸτで決定され、（ただし、ｍ−
ラスタ数、τ暑ソート周期）、ｍもしくはτを変化させ
る方法をとる。

例えば、第２図に示すように、心拍間Ｔを前区間ＴＩと
後区間Ｔ２に分け、ＴＩ　−４００ｍ５ｅｃ。

Ｔ２−６００■ｓｅｅとし、前区間ＴＩでのトリガタイ
ミング間隔Δｔ１を通常（２５麿５ｅｅ）より小さい値
として例えば２０　ｍ５ｅｃとし、後区間Ｔ２でのトリ
ガタイミング間隔Δｔ２を通常（２５５ｓｅｃ）より大
きい値として例えば５０■ｓｅｅとする。ただし、画像
記憶部３の記憶部ｉＮは画像枚数に換算して、Ｎ−３２
とする。

従って、前区間ＴＩ　　（４００ｍｓｅｃ）間で、Δｔ
　ｌ　　（２０ｍ５ｅｃ）毎に画像収集を行ない、４０
０／２０−２０枚の画像を得、後区間Ｔ２（６００５ｓ
ｅｃ）間で、Δｔ　２　　（５０ｍ５ｅｃ）毎に画像収
集を行い、６００１５０に１２枚の画像を得る。

よって、画像メモリが一定量で充分であり、また、画像
再生時の連続性が保持され、さらに、心臓動態上重要な
部分を詳細に記憶できる等効果がある。

また、画像収集後にあっては、画像記憶部３１＝保持し
た時相像群を切換器４を介してモニタ６にて連続表示や
繰り゛返し表示を行うことができ、この場合、重複表示
や不連続表示が起きなく、正確に心臓の動的な様子を知
ることができる。もちろん、切換器４を操作することに
より、送受信部２で収集した時相群像を直接にモニタ６
にて連続表示や繰り返し表示を行うことができるもので
ある。

なお、必要以上に大きな容・量のメモリを持つことなく
、心拍の１サイクルの各期間において心時相が的確に現
われた像を等間隔にて収集することができるので、装置
構成上にあって実用的である。

また、上記において、フレーム間隔Δｔ−ラスク数ｍ×
レート周期τであるので、診断態様に応じてラスタ数ｍ
とレート周期τとの比を変更することができる。この場
合、超音波ラスタ数ｍを大きくする（レート周期τを小
さくする）と、画像化範囲が大きく且つ視野深度が浅い
時相像を収集できるようになる。

一方、超音波ラスタ数ｍを小さくする（レート周期τを
大きくする）と、画像化範囲が狭く且つ視野深度が深い
時相像を収集できるようになる。

そして、これらの時相像を連続表示又は繰り返し表示す
ることにより、診断態様に応じ心臓の動的な様子を的確
に知ることができるようになる。

本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明
の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できるもの
である。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、心臓等の動的な様子を的
確に知ることができるようにした実用的な超音波診断装
置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる超音波診断装置の一実施例の構
成を示すブロック図、第２図は同実施例における超音波
走査のトリガタイミング図、第３図は従来例における超
音波走査のトリガタイミング図である。 １・・・超音波プローブ、２・・・送受信部、３・・・
画像記憶部、４・・・切換器、５・・・ＤＳＣ，６・・
・モニタ、７・・・制御部、７ａ・・・Δｔ設定手段、
７ｂ・・・区間設定手段、８・・・心電計。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）１フレーム画像を生成するための超音波走査を、
   ＥＣＧ波形に基づく心拍間隔ＴにあってΔｔ毎に行なっ
   てＴ／Δｔ枚の画像を収集し且つ記憶すると共に当該Ｔ
   ／Δｔ枚の画像を連続表示するようにした超音波診断装
   置において、少なくとも画像の収集に際し、前記心拍間
   隔Ｔについて少なくとも２つの区間Ｔ１，Ｔ２（Ｔ＝Ｔ
   １＋Ｔ２）を設定すると共に前記少なくとも２つの区間
   Ｔ１，Ｔ２についてそれぞれ異なる値の前記Δｔを設定
   することを特徴とする超音波診断装置。
2. （２）前記ＥＣＧ波形のＲ波から数百ｍｓｅｃの区間に
   あっては、他の区間よりも、前記Δｔを小さい値とする
   ことを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。