JPH0254737B2 - - Google Patents

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JPH0254737B2
JPH0254737B2 JP60292109A JP29210985A JPH0254737B2 JP H0254737 B2 JPH0254737 B2 JP H0254737B2 JP 60292109 A JP60292109 A JP 60292109A JP 29210985 A JP29210985 A JP 29210985A JP H0254737 B2 JPH0254737 B2 JP H0254737B2
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vector
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tangential
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Koroku Namekawa
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Hitachi Ltd
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Aloka Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は超音波ドプラ診断装置、特に運特反射
体の速度を演算し被検体内の動きを正確に表示す
ることのできる超音波ドプラ診断装置に関する。
[従来の技術] 被検体内の運動部、例えば心蔵等の臓器、循環
器及び血管内の血流、体液流又は心筋などの運動
反射体の速度を測定するため、従来より超音波パ
ルスドプラ法が実用化されており、被検体内運動
反射体からの反射エコーの周波数偏移によつて運
動速度を電気的に検出することができる。
そして、これら運動反射体の速度はBモードあ
るいはMモードにてCRT画面上に表示され、画
像診断に有効な情報を提供することが行われてい
る。
[発明が解決しようとする問題点] 従来技術の問題点 ところで、超音波ドプラ診断装置において単一
ビームにて得られる速度はラジアル速度のみで速
度の運動方向を正確に表示することができないと
いう問題がある。
このため、従来ではある程度離れた異なる位置
から複数のビームを被検体内の同一位置に放射
し、得られた複数の速度信号を合成して運動方向
を含んだ運動反射体の速度を求めている。
しかしながら、この方法では装置が複雑となる
ばかりでなく、特に心臓等のようにビームを挿入
する位置や角度が限定される部位に用いる場合に
は、この方法を適用することができないという欠
点があつた。
発明の目的 本発明は前記従来の問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、異なる位置から超音波ビ
ームを放射することなく、簡単な装置にて運動方
向を含む速度を精度よく求めることのできる超音
波ドプラ診断装置を提供することにある。
[問題点を解決するための手段] 前記目的を達成するために、本発明は、一定の
繰返し周波数の超音波を被検体内に放射し送信信
号と受信信号とを比較して運動反射体の距離及び
速度を検出する超音波ドプラ診断装置において、
速度分布を記憶するメモリと、接線速度演算器
と、を備えている。
そして、前記メモリは任意方向からの第1の受
信信号に基づいて得られた第1の速度分布を記憶
し、接線速度演算器は前記1の受信信号に対して
微小の偏向角差を有する第2の受信信号から得ら
れた第2の速度分布を前記第1の速度分布と比較
して接線速度成分分布を演算する。
そして、接線速度演算器の出力に基づき運動反
射体のベクトル速度の絶対値すなわち運動反射体
の真の速度及びベクトル角すなわち運動反射体の
運動方向がベクトル演算器により算出され、こう
して運動状況の正確な情報を得ることが可能とな
る。
[作用] 以上の構成によれば、メモリに記憶されている
第1の速度分布と微小の偏向角差を有する受信信
号の第2の速度分布とが比較されて接線速度分布
が求められるが、この接線速度は被検体内の同一
距離における接線方向における速度の変化分を示
すものとなる。従つて、この接線速度と超音波送
受方向のラジアル速度とからベクトル速度、つま
り速度の絶対値及びベクトル角が求められる。
そして、このベクトル角は運動反射体の運動方
向を示すものであり、運動方向を含んだベクトル
速度は同一ビーム内の速度分布の全てにおいて、
かつ超音波送受波領域の全てについて求められる
ので、正確な運動方向に基づいた運動反射体の速
度を画像表示することができる。
[実施例] 以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を
説明する。
第1図には、超音波ドプラ診断装置の実施例が
示されており、送信器10は一定の繰返し周波数
のパルスを電子走査器12に向けて出力する。こ
の電子走査器12はセクタ走査であればビームの
偏向角の制御を行つており、電子走査器12の制
御によつて探触子14が駆動され、これにより任
意方向の超音波パルスビームが発生する。
探触子14は被検体表面に当接され、超音波パ
ルスが被検体内に放射される。このとき、反射体
から反射エコーは同じ探触子14にて受信され、
電子走査器12を介して受信器16に供給され
る。この受信器16は超音波受信信号を増幅して
検波器18に出力し、この検波器18では受信信
号と送信器10から出力される繰返し周波数の整
数倍の参照波とが混合検波される。
そして、前記検波器18の出力は速度演算器2
0に供給され、ここでアナログ信号である受信信
号がデジタル信号に変換されその後に速度信号が
演算される。
本発明において特徴的なことは、微小の偏向角
差のある2個の受信信号の速度を比較して同一距
離における差の速度つまり接線速度を求めること
であり、この接線速度からベクトル速度を演算す
る。すなわち、比較の対象となる第1の受信信号
の第1の速度分布を記憶するメモリ22と、第1
の速度分布と第2の受信信号における第2の速度
分布とを比較して接線速度を求める接線速度演算
器24と、この接線速度演算器24の出力に基づ
いてベクトル演算を行うベクトル演算器26とで
構成されるベクトル演算部100が設けられてい
る。ここで、前記メモリは第2の速度分布と比較
するために第1の速度分布を所定時間遅らせるも
のであり、本発明ではメモリに限らず各種の遅延
線を用いることができる。なお、ベクトル演算器
26にはCRT等の表示器28が接続される。
第2図には、接線速度演算器24内の回路が示
されており、端子イと端子ロとからの入力の差を
演算する差演算器30と、この差演算器出力に
1/Δθを乗算する乗算器23とから成る。
また、第3図には、ベクトル演算器26内の回
路が示されており、端子ホに入力される第1の速
度分布と端子ニに入力される接続速度演算器24
の出力、つまり接線速度とから速度の絶対値を演
算する絶対値演算器34と、ベクトル角を演算す
るベクトル角演算器36とから成る。
本発明は以上の構成から成り、第4図、第5図
に基づいてその作用を説明する。
まず、第4図に示されるように、超音波ビーム
をOAの方向に向けて放射すれば、例えばa、
b、c、d、eの各点から反射波が得られ、この
OA方向からの受信信号を第1の受信信号とす
る。この場合、超音波パルス波を複数回放射すれ
ば各点でa1、a2、a3…、b1、b2、b3…、c1、c2
c3…、…の受信信号が得られ、これにより速度演
算器20では各点の平均速度Va、Vb…Veを演
算する。そして、このOA方向の速度分布は第1
の速度分布としてメモリ22の各点に対応するア
ドレスに記憶する。
次にビーム方向を微小の偏向角Δθだけ変化さ
せて放射し、前記a、b、c、d、eの各点に対
応するa′、b′、c′、e′の速度Va′、Vb′、Vc′、
Vd′、Ve′が演算され接線速度演算器24に向け
て出力される。
この接線速度演算器24ではVa′とVa、Vb′と
Vb、…Ve′とVeが順次比較され、接線速度分布
Ea、Eb、…Eeが出力される。この接線速度演算
器24の動作を以下に説明する。
a点における運動反射体、例えば血流の速度を
Va、真の速度(ベクトル速度の絶対値である)
をVa、運動方向である流れるの方向とビームと
の成す角(ベクトル角である)をθとすれば速度
演算器20で検出される速度Vaは周知のように、 Va=Kva・cosθa ………(1) で表される。なお、kは放射周波数又は音速等で
定まる定数である。同様に速度Va′は、 Va′=kva′・cos(θa+Δθ) ………(2) で表され、接線速度演算器24ではこの(1)式と(2)
式とを比較する。
ここで、偏向角Δθが小さく、位置方向で発射
する回数が少なければ、a、a′点の距離及び時間
差が小さくなる。従つて、偏向角Δθと放射回数
を適当に選択すれば(1)、(2)式のvaはva′に等しい
とみなされ、va〜va′となる。
そして、接線速度演算器24は、第2図に示さ
れるように、(1)式と(2)式との差を取り(信号
Ea′)これに1/Δθを乗算するので、次式で表さ
れる信号Eaを出力する。
Ea′=Va−Va′=kva{cosθa−cos(θa+Δ
θ)} =2kva・sin(θa+Δθ8/2)・sin(Δθ
/2)〜kΔθva・sinθa………(3) Ea=Ea′×1/Δθ=kva・sinθa ………(4) この信号Eaは第1の速度分布における速度と
第2の速度分における速度との接線速度である
が、第5図に示されるように、OA方向の垂直方
向の速度成分である。つまり、Vaがvaのラジア
ル速度であるのに対して、Eaはタンジエンシヤ
ル速度になつている。
次に、前記接線速度Eaに基づいてベクトル演
算器26によりベクトル速度を求める。
すなわち、第3図に絶対値演算器34は絶対値
|va|を次の(5)式から求め、ベクトル角演算器
36はベクトル角θaを次の(6)式から求める。
|va|=√22=k|va| ………(5) θa=tan-1(Ea/Va) ………(6) この絶対値|Va|はa点の運動反射体の真の
速度を、またベクトル角は運動方向を表わしてお
り、このベクトル速度によつて運動状況の正確な
情報を得ることができる。
そして、このベクトル速度演算はb点…e点の
各点(速度分布)について行われ、また微小の偏
向角Δθを順次2Δθ、3Δθ、…に変えてそれぞれに
ついて行われており、この結果、セクタ画面全体
おける運動部のベクトル速度が得られる。
また、実施例では、第4図に示されるように、
ベクトル角度を走査角の中心線OPに対するベク
トル角度γに変換しており、走査角βを前記θか
ら次式のように減算して求めている。
γ=θ−β ………(7) この走査角βは電子走査器12から供給される
走査アドレスデータである。このアドレスデータ
を読み出して演算すれば、ベクトル角度は中心線
を基準としたベクトル角度に変換される。なお、
中心線を基準とせず、セクタ走査の走査端OQを
基準としてもよい。
前記ベクトル演算器26の出力は表示器28に
供給され、ベクトル速度は表示器内のDSCに書
き込まれて表示器28上に表示される。
この場合、前記(4)、(5)、(6)式等の計算入力をア
ドレスとして出力の数値を予めROMに書き込む
ことによつて、容易かつ高速度にベクトル速度演
算を実行できる。
このような超音波ドプラ診断装置はMモードの
場合、2次元にステツプ走査するMモードの場合
あるいは移動目標検出装置(MTI)などに適用
でき、またBモードの場合は被検体内の断層像に
重ねて表示することができる。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、微小の
偏向角差角を有する2個の受信信号の速度分布か
ら接線速度を演算し、この接線速度に基づいてベ
クトル速度を求めるようにしたので、離れた場所
から超音波ビームを放射することなく正確な運動
方向に基づいた運動反射体の速度を容易に得るこ
とができる。
また、本発明は簡単な回路装置により操作が容
易となつているので、極めて利用価値の高い装置
を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る超音波ドプラ診断装置の
実施例を示す回路ブロツク図、第2図は接線速度
演算器の回路構成を示すブロツク図、第3図はベ
クトル演算器の回路構成を示すブロツク図、第4
図は微小角差を有する2個の受信信号の関係を示
す説明図、第5図は接線速度を示す説明図、第6
図は接線速度及びラジアル速度とベクトル速度と
の関係を示す説明図である。 10……送信器、16……受信器、20……速
度演算器、22……メモリ、24……接線速度演
算器、26……ベクトル演算器、34……絶対値
演算器、36……ベクトル角演算器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 一定の繰返し周波数の超音波を被検体内に放
    射し、送信信号と受信信号とを比較して運動反射
    体の距離及び速度を検出する超音波ドプラ装置に
    おいて、 任意方向からの第1の受信信号に基づいて得ら
    れた第1の速度分布を記憶するメモリと、 前記第1の受信信号に対して微小の偏向角差を
    有する第2の受信信号から得られた第2の速度分
    布を前記第1の速度分布と比較してセクタ走査円
    弧の接線方向の接線速度分布を演算する接線速度
    演算器と、 前記接線速度演算器の出力に基づいて運動反射
    体のベクトル速度及びベクトル角度を演算するベ
    クトル演算器と、を備えたことを特徴とする超音
    波ドプラ診断装置。 2 特許請求の範囲1記載の装置において、前記
    ベクトル演算器にて求められるベクトル角度は走
    査角により補正してセクタ走査の基準方向に対す
    る角度として演算することを特徴とする超音波ド
    プラ診断装置。 3 特許請求の範囲1又は2記載の装置におい
    て、前記ベクトル演算器は接線速度演算器出力で
    ある接線速度の2乗と前記受信信号から得られた
    運動反射体の速度の2乗との和の平方根からベク
    トル速度の絶対値を演算することを特徴とする超
    音波ドプラ診断装置。 4 特許請求の範囲1又は2又は3記載の装置に
    おいて、前記ベクトル演算器は接線速度演算器出
    力である接線速度と前記受信信号から得られた運
    動反射体の速度の比の逆正接からベクトル速度の
    運動方向を演算することを特徴とする超音波ドプ
    ラ診断装置。
JP29210985A 1985-12-26 1985-12-26 超音波ドプラ診断装置 Granted JPS62152436A (ja)

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JP29210985A JPS62152436A (ja) 1985-12-26 1985-12-26 超音波ドプラ診断装置
CA000526091A CA1262958A (en) 1985-12-26 1986-12-22 Ultrasonic doppler diagnostic apparatus
US06/947,027 US4759375A (en) 1985-12-26 1986-12-22 Ultrasonic doppler diagnostic apparatus
EP86117936A EP0228070B1 (en) 1985-12-26 1986-12-23 Ultrasonic doppler diagnostic apparatus
DE8686117936T DE3681268D1 (de) 1985-12-26 1986-12-23 Mit doppler-effekt arbeitendes ultraschall-diagnosegeraet.

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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6415033A (en) * 1987-07-09 1989-01-19 Aloka Co Ltd Ultrasonic doppler diagnostic apparatus
JPH08110B2 (ja) * 1989-01-24 1996-01-10 アロカ株式会社 超音波ドプラ診断装置
JPH034842A (ja) * 1989-05-31 1991-01-10 Aloka Co Ltd 超音波ドプラ診断装置
JPH03244444A (ja) * 1990-02-21 1991-10-31 Aloka Co Ltd 超音波ドプラ診断装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0653117B2 (ja) * 1985-07-24 1994-07-20 株式会社東芝 超音波血流量自動測定装置

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