JPH0234157A - 超音波ドプラ装置 - 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、超音波診断において使用され、エコートラッ
キング手段を設けた超音波ドプラ装置に関する。

（従来の技術） 従来、超音波ドプラ装置は例えば被検体の血管内の血流
情報の計測を行い、診断情報を得ている。しかし、この
超音波ドプラ装置に使用されるパルスドプラ法では、サ
ンプルポジションがある深さに固定されているので、揺
動する血管内に常在させることができず、血流情報を連
続的に得ることができなかった。そこでこの問題の解決
手段としてエコートラッキング法がある。このエコート
ラッキング法は、得られるエコー信号を常に追従するす
なわちトラッキングを行なうものであり、血管壁をＰＬ
Ｌ回路（Ｐｈａｓｅ　Ｌｏｃｋｅｄ　Ｌｏｏｐ）　１．
：　Ｊ：り追跡し、サンプルポジションを追跡点から一
定距離に保ち、血流内に常在させるようにしたものであ
る。

第４図は前記エコートラッキング法を説明するためのタ
イミングチャートを示す図である。レートパルスａは超
音波パルスを送信する周期で発生するパルスであり、こ
のレートパルスａの後縁で送信パルスを発生している。

レートパルスａの間隔は例えば２５０　ｌ１ｓ（超音波
繰返１７周波数４　ＫＨｚ）である。受信エコー信号す
は血管から得られた信号であり、血管の前壁および後壁
のエコー、およびその間に血管内の血流による微弱なエ
コーが現われている。

トラッキングパルスＣはＰＬＬ回路等によりトラッキン
グを血管後壁（血管前壁でもよい）（図中Ｐｌ、Ｐ２）
にかけることによりトラッキングパルスＴＰＩ　、ＴＰ
２を発生するものである。このトラッキングパルスＴＰ
は血管後壁の動きに追従して動くものとなっている。サ
ンプルポジションｄはあるレートのトラッキングパルス
から一定距離をおいて、次レートの血管内にサンプルポ
ジションが来るように調整されている。したがって、サ
ンプルポジションを常に血管内に位置させることができ
る。

一方、上記の方法に加えて直交位相検波回路のリファレ
ンス信号の位相をトラッキングパルスの動きに同期させ
る方法がある（追従型リファレンス信号ｅ）ｏこの方法
は図示の如くあるトラッキングパルスの前縁からリファ
レンス信号の発振を開始し、次Ｌ・−トのサンプルポジ
ションパルスの後縁で停止させるものである。

すなわちこの方法は血管が揺動することによりドプラ成
分が発生し、このドプラ成分が血流信号に加算されるの
で、この影響を除去すべく設けられたものである。この
ようにエコートラッキング法はサンプルポジションを常
に揺動血管内に位置させ、かつリファレンス追従型にし
て、血管の揺動によるドプラ成分を除去する。

次に、エコートラッキング法を第５図および第６図を参
照して説明する。第５図は上記方法の作用を説明するた
めのタイミングチャートを示す図であり、第６図はトラ
ッキング回路本体３０と、追従型サンプルポジション発
生器３１とからなるエコートラッキング回路３の詳細を
示す図である。

すなわち、レートパルスａに対する受信エコーｂのうち
、壁エコーの部分の時間軸が拡大して表示されている。

まず、前記受信エコーｂが波形整形回路３０ａにより波
形整形され、ディジタル信号化された整形波Ｃが得られ
る。前記整形波Ｃの点α１でトラッキングがかけられる
ものとし、トラッキングパルスｄの幅は前記受信エコー
ｂの半波長とする。そして前記整形波Ｃと、トラッキン
グパルス発生器３０ｊからトラッキングパルスと、がそ
れぞれパルスＤｉ発生・ホールド回路３０ｂ。

パルスＣｉ発生・ホール１回路３０ｃに人力される。

これらによりそれぞれ前記点αｌより左側の面積はｅの
Ｃ１（（−）値）　右側の面積はＤｌ（（＋）値）とな
る。そして加算器３０ｄにより和Ｃ１ＩＤＩが求められ
る。パルスＡｌにおいては、ＩｃＩ　　ｌ＜ＩＤＩ　　
＋であるので、（＋）の値になる。このトラッキングパ
ルスｄは常にＣ＋＋ＤｉｍＯとなるように移動するよう
に制御される。

ｆはその制御の様子を示した図であり、’　Ｃｉ　＋Ｄ
ｉ値ホールド回路３０ｅによりＣｉ　＋Ｄ　ｉの値をホ
ールドして積分回路３０ｈにより積分曲線Ｆが得られる
（（＋）の値なら増加する。（＝）の値なら減少する）
。

そして前記積分波形と、鋸歯状波Ｅｉ発生器３０ｉから
の鋸歯状波Ｅｉ＋１とが前記トラッキングパルス発生器
３０ｊに入力される。そうすると、積分波形と、鋸歯状
波Ｅｉ＋１との交点でトラッキングパルスＡ　ｉ　＋１
が発生する。第５図の場合には、ＣＩ　ＩＤＩは（＋）
であるので、Ｆは増加しＥ２との交点６２点からトラッ
キングパルスＡ２が発生する。そしてトラッキングパル
スが追従型サンプルポジション発生器３１に入力されて
サンプルポジションが血管内に相当するエコーの位置に
発生する。またトラッキングパルスが図示しない追従型
リファレンス信号発生器（第１図においては符号２３）
に入力されて、トラッキングパルスに位相が同期したリ
ファレンス信号が発生する。

なお、トラッキング回路３は、そのトラッキング回路本
体３０に、トラッキング０Ｎ１０ＦＦスイツチ３０ｇ及
びこれに応動してＣｉ　＋Ｄ　ｉ値ホ−ルド回路３０ｅ
と積分回路３０ｈとの信号ラインを入り切りする切換器
３０ｆを有し、オペレータの所望にてトラッキング動作
の開始／停止を行うことができるようになっている。

（発明が解決しようとする課題） しかし乍上述した従来の超音波ドプラ装置にあっては、
次のような問題がある。すなわち、トラッキング動作に
関し、第５図に示す受信エコーｂは、位相が乱れていな
いものであるので、整形波形Ｃ及びこの整形波形Ｃから
得られるトラッキングパルスｄも上述したように正規の
動作が行われる。

しかし、何等かの原因により、トラッキングしている血
管のエコー信号の振幅が極端に小さくなることがある。

このような場合、スペックル等が発生し、位相が乱れる
ことがある。そうすると、トラッキングが外れ、トラッ
キングパルスが数波長ずれるようになり、サンプルポジ
ションは揺動する血管内から外れてしまう。また、追従
型リファレンス信号もトラッキングの外れに伴って位相
がずれてしまう。このような場合、検出された情報は、
揺動する血管内の血流情報を適確に捕えたものではない
ので、正確な診断を行うことができない、という問題点
があった。

そこで本発明の目的は、トラッキングしている血管のエ
コー信号が極端に小さくなった場合であっても、正確な
血流診断を行うことを可能どした超音波ドプラ装置を提
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、被検体の生体内循環器組織中の血
流に対して超音波を送信し、これによって得たエコー信
号から前記血流によって偏移を受けたドプラ成分を弁別
するに際し、前記エコー信号に対してあるポイントを定
め、このポイントを超音波送信レート・毎のエコー信号
に追従させることにより前記弁別の精度を高めるエコー
トラッキング手段を備えた超音波ドプラ装置において、
前記エコー信号を包路線検波した出力に基づき該エコー
信号が異常であると判定されたときに前記トラッキング
手段の動作を停止する手段を具備したことを特徴とする
。

（作用） このような手段を講じたことにより、トラッキングして
いる血管のエコー信号が極端に小さくなった場合であっ
ても、トラッキングが外れるような受信エコーを受信し
たときには、トラッキング動作を停止するので、誤った
情報を呈示することがなくなり、よって、正確な診断を
行うことが可能になる。

（実施例） 以下本発明にかかる超音波ドプラ装置の一実施例を第１
図を参照して説明する。

本実施例の超音波ドプラ装置は、超音波Ｂ／Ｍモード像
映像化装置１と、ドプラユニット２と、エコートラッキ
ング回路３と、異常エコー検出回路４と、トラッキング
停止回路５とから構成されている。

そして、本実施例装置が特徴とするところは、異常エコ
ー検出回路４により、超音波Ｂ／Ｍモード像映像化装置
１のＢ／Ｍモード像検出部１７から受信エコーの包路線
検波出力を受け、受信エコーがトラッキングが外れるよ
うな振幅が小さいものであると判定されると、トラッキ
ング停止回路５に対し指令を与え、トラッキング停止回
路５はエコートラッキング回路３に対し動作停止のため
の信号（例えば第６図におけるトラッキング０Ｎ１０Ｆ
Ｆスイツチ３０ｇに対する指令）を発するようにしてい
る。

超音波Ｂ／Ｍモード像映像化装置１は、超音波ビームを
被検体Ｐの内部の血管ＢＶに向けて送波し、受波１．た
エコー信号を後述するプリアンプ１４に送出するアレイ
型超音波プｒｊ−ブＵＰを有する。

超音波Ｂ、／Ｍモード像映像化装置１．は、このプロー
ブＵＰに対し例えばバースト信号を与えるバルサ１，０
．このバルサ１ｏを駆動するバルサ駆動器１１、このバ
ルサ駆動器１１に対し送信かがる振動子毎の遅延信号を
与える送信遅延器１２．後述する基準信号発生器２１か
らの基準信号を受けて、これを分周してレートパルス信
号を発生するレートパルス発生器１３からなる超音波送
信系を有する。

超音波Ｂ／Ｍモード像映像化装置】、は、プローブＵＰ
からのエコー信号を増幅するプリアンプ１４、このプリ
アンプ１４の出力のエコー信号を振動子毎に受信遅延す
る受信遅延器１５．この受信遅延器１５から出力された
各振動子毎の信号を加算する加算器１６からなる超音波
受信系を有する。

超音波Ｂ／Ｍモード像映像化装置１は、超音波受信系か
らの加算エコー信号を例えばＢモード像の検出にあって
は包絡線検波を行うＢ、／Ｍモード像検出部１７と、こ
のＢ／Ｍモード像検像検出部間７出力されるＢ／Ｍモー
ド像とドプラユニット２から出力さるドプラ情報とを合
成するディジタル・スキャン・コンバータからなる合成
部１８と、この合成部１８の出力を表示する表示部１９
とにより構成されている。

ドプラ処理部２は次のように構成されている。

直交位相検波器２０は前記加算器１６からエコー１３号
を入力し且つ後述する基準信号発生器２１または追従型
リファレンス信号発生器２３からの信号を入力して混合
するミキサ２０ａと、このミキサ２０ａの出力信号から
高周波成分を除去しドプラ信号成分を取出すＬＰＦ　（
ロー・バス・フィルタ）２０ｂとを有して□いる。リフ
ァレンス信号の位相を固定する場合には、基準信号発生
器２１のリファレンス信号をスイッチ２２を介してミキ
サ２０ａに入力し、リファレンス信号の位相をトラッキ
ングパルスに同期させる場合には、追従型リファレンス
信号発生器２３のリファレンス信号をスイッチ２２を介
してミキサ２０ａに入力している。

サンプル回路２４はＬＰＦ２０ｂからの信号をスイッチ
２５を介して後述する固定型サンプルポジション発生器
２６又はエコートラッキング回路３の追従型サンプルポ
ジション発生器３１がらのサンプリングパルスを用いて
血流エコーに相当する部位をサンプリングし、積分やホ
ールド器２７は前記サンプリングされた信号をサンプリ
ングパルスの幅だけ積分し且つル−ト分ホールドするも
のである。ＢＰＦ　（バンド争バス―フィルり）２８は
高い周波数成分および血管壁等の不要な動きによるドツ
プラ偏移（クラッタ）を除去し、ＦＦＴ（高速フーリエ
変換）演算回路２９はＢＰＦ２８の出力信号をＦＦＴ（
高速フーリエ変換）法により周波数分析している。

エコートラッキング回路３は次のように構成されている
。すなわち、トラッキング回路本体３０は、超音波受信
系の加算器１６からのエコー信号を入力してこれを波形
整形してディジタル信号化し、トラッキングパルスを発
生している。このトラッキングパルスを用いて、追従型
リファレンス信号発生器２３によりトラッキングパルス
に位相の同期したリファレンス信号を発生し、追従型サ
ンプルポジション発生器３１により血管内を追跡するサ
ンプリングパルスを発生する。なお、詳細は第４図〜第
６図に示したものと同じである。

第２図を参照して異常エコー検出回路４及びトラッキン
グ停止回路５の詳細について説明する。

すなわち、異常エコー検出回路４は、受信エコーの異常
／正常をエツジの有無により検出するものであって、Ｂ
／Ｍモード像検像検出部間７ける包絡線検波回路］、　
７　ａからの加算受信エコーの包絡線検波出力を微分処
理する微分器４ａと、オペレータの所望により異常エコ
ー基準としてのスレッシュホールドレベルを設定するこ
とができるスレッシュホールドレベル設定器４ｂと、微
分器４ａの出力に対しスレッシュホールドレベル設定器
４ｂの出力つまりスレッシュホールドレベルを設定する
ことにより受信エコーのエツジを検出するエツジ検出器
４ｃと、このエツジ検出器４ｃの出力に基づき異常エコ
ーが受信されている期間に相当する信号を発する異常エ
コーゲート幅設定器４ｄとから構成されている。

また、トラッキング停止回路５は、異常エコー検出回路
４により検出された異常エコーの期間に相当するパルス
（異常エコーゲート幅）が出力され、且つこの時間にト
ラッキングパルスが発生している（ドラッギング回路本
体３０からの信号を受けている）ことを条件に信号を出
力するゲート回路５ａと、このゲート回路５ａの出力を
受けてエコートラッキング回路３の第６図に示すトラッ
キング０Ｎ１０ＦＦスイツチ３０ｇに指令を与えるトラ
ッキング停止信号発生器５ｂとから構成されている。

次に、このように構成された実施例の作用を説明する。

すなわち、被検体Ｐに送波された超音波パルスは、血管
ＢＶで反射されてプローブＵＰにより受波され、そのエ
コー信号はプリアンプ１４゜受信遅延回路１５．加算器
１６からなる超音波受信系を通してＢ／Ｍモード像検出
部１７と、ドプラユニット２と、エコートラッキング回
路３に出力される。

ここで、エコー信号が第５図に示すようなもので無くし
て振幅が極端に小さいものであるとする。

このような場合、異常エコー検出回路４はエコー信号の
異常期間を検知し、該検知信号はトラッキング停止回路
５を介してエコードラッギング回路３に与えられ、エコ
ー異常期間内にあ−）てトラッキング動作は中断される
。この場合、第３図に示すように、トラッキングパルス
は動作が中断した位置で停止しく積分値の維持）、そし
て、エコーの異常が無くなると、トラッキングパルスは
上述の停止位置から再び動作して、トラッキング動作は
再開される。すなわち、トラッキングパルスｄがエコー
信号の追従を始める。ただし、トラッキングパルスが停
止した期間もこのトラッキングパルスｄは追従型リファ
レンス信号発生器２３を駆動する。このリファレンス信
号はスイッチ２２を介してミキサ２０ａに入力される。

そうすると、エコー信号はミキサ２０ａにより前記追従
型リファレンス信号と混合され、ＬＰＦ２０ｂにより低
域フィルタリングされ直交位相検波される。この検波出
力は、サンプル回路２４によりサンプリングされ、積分
・ホールド回路２７を介ｊ〜でＢＰＦ２８により高い周
波数成分及びクラッタが除去され、さらにＦＦＴ演算回
路２９により周波数分析され、血流情報を得ることがで
きる。

このように本実施例によれば、トラッキングパルスを、
エコー信号の包路線検波出力に基づいて判定される異常
期間にあって停止するようにしたことにより、検出され
た情報は、揺動する血管内の血流情報を適確に捕えたも
のとなり、正確な診断を行うことができるものである。

なお本発明は上述した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実施可能で
あるのは勿論である。

［発明の効果コ 以上のように本発明では、エコー信号を包路線検波した
出力に基づき該エコー信号が異常であると判定されたと
きにトラッキング手段の動作を停止する手段を具備した
ことにより、トラッキングしている血管のエコー信号が
極端に小さくなった場合であっても、トラッキングが外
れるような受信エコーを受信したときには、トラッキン
グ動作を停止するので、誤った情報を呈示することがな
くなり、よって、正確な診断を行うことが可能になる。

よって本発明によれば、トラッキングしている血管のエ
コー信号が極端に小さくなった場合であっても、正確な
血流診断を行うことを可能とした超音波ドプラ装置を提
供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る超音波ドプラ装置の一実施例を示
す構成図、第２０は同実施例における異常エコー検出回
路及びトラッキング停止回路の詳細を示す図、第３図は
同実施例の作用を示す図、第４図はエコートラッキング
法を示す図、第５図はトラッキングパルスの発生を示す
図、第６図はエコートラッキング回路を示す図である。 ＵＰ・・・超音波アレイプローブ、１・・・超音波Ｂ／
Ｍモード像映像化装置、２・・・ドプラユニット、３・
・・エコートラッキング回路、３０・・・トラッキング
回路本体、３１・・・追従型サンプルポジション発生器
、４・・・異常エコー検出回路、５・・・トラッキング
停止回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被検体の生体内循環器組織中の血流に対して超音波を送
   信し、これによって得たエコー信号から前記血流によっ
   て偏移を受けたドプラ成分を弁別するに際し、前記エコ
   ー信号に対してあるポイントを定め、このポイントを超
   音波送信レート毎のエコー信号に追従させることにより
   前記弁別の精度を高めるエコートラッキング手段を備え
   た超音波ドプラ装置において、前記エコー信号を包絡線
   検波した出力に基づき該エコー信号が異常であると判定
   されたときに前記トラッキング手段の動作を停止する手
   段を具備したことを特徴とする超音波ドプラ装置。