JPH03205039A - 被検体内の血流速分布像を二次元表示する超音波診断装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、超音波のドプラ効果を利用して被検体の診断
部位についての血流速分布像を二次元に表示する超音波
診断装置に関し、特に超音波の打出し周期を変えずに低
速血流を計測可能とすると共に、フレームレートを劣化
させることなく低速血流信号まで感度良く検出すること
ができる超音波診断装置に関する。

〔従来の技術〕

従来のこの種の超音波診断装置は、第９図に示すように
、被検体に超音波を送受信する探触子ｌと、この探触子
１を制御して超音波を送波する送波制御回路２と、被検
体内から反射され受波した超音波信号を増幅し整相する
受波増幅整相回路３と、この受波増幅整相回路３からの
受波信号を復調してドプラ偏移を受けた成分のみを取り
出す復調回路４と、この復調回路４からの出力信号をデ
ィジタル化するＡ／Ｄ変換器５と、このディジタル化さ
れたドプラ信号を入力して被検体内の不要低周波信号を
除去する移動目標検出フィルタ６と、この不要低周波信
号が除去されたドプラ信号を入力して被検体内の血流諸
元を演算する速度演算回路７と、この演算結果のデータ
をアナログ信号に変換して血流像を表示する表示回路系
８とを備えて成っていた。なお、第９図において、受波
増幅整相回路３の出力側には、上記血流像のデータ処理
系と並列に検波回路９及びＡ／Ｄ変換器１０が設けられ
ており、このデータ処理系により通常の断層像のデータ
を処理するようになっている。

このように構成された従来装置における超音波送受波の
動作を示すと、第１０図に示すタイミング線図のように
なる。ここでは、移動目標検出フィルタ６の構成を一次
消去型フィルタとし、一方向あたりの超音波加算回数を
８回としく第１０図（ｃ）参照）、Ｂモード像を構成す
るライン数を３０として（第１０図（ｂ）参照）示しで
ある。この場合は、第１０図（ａ）に示すように超音波
打出し信号の繰り返し周期を例えば４ＫＨｚとすると、
最大検出速度は±２ＫＨｚとなり、このときのフレーム
レートは１３．３フレ一ム／秒となる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、このような従来の超音波診断装置においては、
移動目標検出フィルタ６が一次消去型フィルタで構成さ
れているので、低速血流信号を感度良く検出することは
難しいものであった。これに対処して、低速血流信号ま
で感度良く検出するには、第１０図（ａ）に示す超音波
打出し信号の繰り返し周期を遅くすればよい。例えば、
上記超音波打出し信号の繰り返し周期を４Ｋｌ（ｚから
２ＫＩ（ｚに遅くすることにより、上記移動目標検出フ
ィルタ６の低速血流信号の検出能力を向上することがで
きる。例えば第１１図に示す移動目標検出フィルタ６の
特性において、４００土の低速血流信号について、超音
波打出し信号の繰り返し周期が実線で示す４ＫＨｚのと
きの減衰量は約−２０ｄＢであったのが、破線で示すよ
うに打出し周期を４ＫＨｚの１／２の２ＫＨｚに遅くす
ると減衰量は約−９ｄＢとなり、約１１ｄＢだけ検出感
度が向上する。ところが、このような対応策では、前記
と同一の条件下においては、フレームレートが前記の半
分の約６．７フレ一ム／秒に劣化してしまうものであっ
た。従って、心臓内の血流のように動きの速い部位の表
示画像としては、スロー表示となり、診断しずらい画像
となるものであった。このことから、装置としての診断
能が低下することがあった。

そこで１本発明は、このような問題点を解決して被検体
内の血流速分布像を二次元表示することができる超音波
診断装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために１本発明による被検体内の血
流速分布像を二次元表示する超音波診断装置は、被検体
内の血流を有する部位のある方向へある所定周期で超音
波ビームをＮ回送受信を行いながら、その送受信方向を
順次移動してエコー信号を取り込む超音波走査を行う送
受信手段と。

この送受信手段によって取り込んだ上記エコー信号の各
送受信方向当りＮ個のデータに対しｎ個（ｎ≧２の整数
）毎に１個の割合でドプラ演算処理をし、この処理を各
送受信方向に対して行い複数方向の血流速分布像表示信
号を生成する手段と、この生成された血流速分布像表示
信号を二次元表示する手段とを備えて成るものである。

また、本発明の超音波診断装置の他の構成は、被検体内
へ超音波を送受信する手段と、この送受信手段により超
音波ビームを複数方向へ巡回的に所定の繰り返し周期毎
に送波し、受信方向を変えながら１受信方向当り複数回
ずつ受信を行うように制御する送受信制御手段と、上記
送受信手段からの受信信号を復調する復調回路及びこの
復調回路の出力信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ
変換器を有し、前記送受信手段と送受信制御手段によっ
て受信したエコー信号から被検体内の血流によって生ず
るドプラ偏移を受けた信号を抽出するドプラ信号検出手
段と、上記Ａ／Ｄ変換器から出力される受信エコー信号
から低周波成分の信号を除去する移動目標検出フィルタ
及びこの低周波成分の信号が除去された信号から血流の
速度情報を得る速度演算回路を有し、上記ドプラ信号検
出手段の出力信号から血流速分布像を表示する信号を生
成すると共に前記所定の繰り返し周期毎に巡回的になさ
れる各超音波受信方向に対応して血流速分布像表示信号
を巡回的に出力する手段と、この巡回的に出力される血
流速分布像表示信号を各受信方向毎に記憶する手段と、
この記憶手段からの出力信号を二次元的血流速分布像と
して表示する手段とを備えて成るものである。

さらに、通常の断層像の表示のためには、上記超音波の
送受信手段と送受信制御手段によって受信したエコー信
号を、検波回路及びＡ／Ｄ変換器を含む断層像信号生成
手段へ入力させ、それによって断層像信号を生成して上
記記憶手段へ出力するように構成したものである。

また、血流速分布像の二次元表示のためには、前記移動
目標検出フィルタと速度演算回路とを有し血流速分布像
を表示する信号を生成すると共にその信号を巡回的に出
力する手段を並列に複数組設け、その出力信号を択一的
に記憶手段へ出力する切換スイッチ手段を設け、この切
換スイッチ手段の切換スイッチを超音波受信方向に対応
して巡回的に切り換える手段を設けてもよい。

さらに、前記移動目標検出フィルタは、巡回的に変化す
る超音波受信方向からの信号であってＡ／Ｄ変換器から
順次出力される信号を入力順に、かつ一巡毎に記憶する
一対のメモリと、このメモリへのデータの書き込み及び
読み出しを交互に行わせる制御回路と、上記Ａ／Ｄ変換
器より直接出力されるデータと上記メモリより出力され
るデー夕とを超音波受信方向を対応させて減算し出方す
る加算器とで構成してもよい。

〔作　用〕

このように構成された被検体内の血流速分布像を二次元
表示する超音波診断装置は、超音波送受信手段からの超
音波の打出し周期を変えずにデータの取り込みを超音波
の打出しの１　／　ｎ間隔とすることにより、取り込む
データ数は保持し、それにより表示のためのデータを減
らさずにフレームレートを落とさないようにするもので
ある。この結果、超音波の打出し周期を１　／　ｎに変
更したのと同じ効果を出すことができる。これにより、
低速血流信号まで感度良く検出可能となる。

また、本発明の超音波診断装置の他の構成例においては
、超音波送受信手段からの超音波の打出し周期を変えな
いで超音波を複数方向へ送受信することにより、取り込
むデータ数は保持し、それにより表示のためのデータを
減らさずにフレームレートを落さないようにするもので
ある。この結果、低速血流信号まで感度良（検出可能と
する。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明
する。

第１図は本発明による超音波診断装置の第一の実施例を
示すブロック図である。この超音波診断装置は、超音波
のドプラ効果を利用して被検体の診断部位についての血
流速分布像を二次元に表示するもので、所定の超音波打
出し周期とした場合に従来技術よりも低速血流を高感度
で検出することをねらったものであり、第１図に示すよ
うに、探触子１と、送波制御回路２と、受波増幅整相回
路３と、復調回路４と、Ａ／Ｄ変換器５と、移動目標検
出フィルタ６と、速度演算回路７と１表示回路系８と、
検波回路９と、Ａ／Ｄ変換器１０と、演算制御回路１３
とを備えて成る。

上記探触子ｌは、被検体の診断部位に向けて超音波を送
受波するもので、その内部には実際に超音波を打ち出し
たり反射波を受信したりする振動子が設けられている。

送波制御回路２は、上記探触子１を制御して超音波を診
断部位に向けて送波路及びパルス発生器並びに送波遅延
回路等が設けられている。受波槽＠整相回路３は、被検
体内の診断部位から反射され上記探触子１で受波した超
音波信号を増幅し整相するもので、図示省略したがその
内部には受波増幅器及び整相回路が設けられている。復
調回路４は、上記受波増幅整相回路３から出力された受
波信号を復調してドプラ偏移を受けた成分のみを取り出
すものである。Ａ／Ｄ変換器５は、上記復調回路４から
出力されるドプラ信号を入力してディジタル化するもの
である。

移動目標検出フィルタ６は、上記Ａ／Ｄ変換器５でディ
ジタル化されたドプラ信号を入力して被検体内の不要低
周波信号を除去するものである６また、速度演算回路７
は、上記移動目標検出フィルタ６で不要低周波信号が除
去されたドプラ信号を入力して被検体内の血流速度、速
度分散、反射強度等の血流諸元を演算するものである。

そして。

表示回路系８は、上記移動目標検出フィルタ６及び速度
演算回路７による演算結果のデータをアナログ信号に変
換して血流像を二次元表示するものテ、フレームメモリ
、Ｄ／Ａ変換器などから成る表示回路１５と、ＣＲＴな
どから成るモニタ１６とを有し、血流像だけの表示、ま
たは通常の断層像だけの表示、あるいは通常の断層像と
血流像を重ね合わせた表示などを行うようになっている
。

さらに、第１図において４前記受波増幅整相回路３の出
力側にて上記血流像のデータ処理系と並列に設けられた
検波回路９及びＡ／Ｄ変換器１゜は、探触子１及び送波
制御回路２並びに受波増幅整相回路３によって受信した
エコー信号を入力して断層像信号を生成し、上記表示回
路１５へ出方するもので、このデータ処理系によって通
常の断層像のデータを処理するようになっている。

ここで、本発明においては、上記移動目標検出フィルタ
６及び速度演算回路７に対して演算制御回路１３が接続
されている。この演算制御回路１３は、上記移動目標検
出フィルタ６及び速度演算口ＩＩ！ｒ７の動作をｎ　（
ｎ≧２の整数）系統以上のものとして動作するように制
御するもので、この制御動作により上記探触子１及び送
波制御回路２並びに受波増幅整相回路３によって取り込
んだエコー信号の各送受信方向当りＮ個のデータに対し
ｎ個（ｎ≧２の整数）毎に１個の割合でドプラ演算処理
をし、この処理を各送受信方向に対して行って複数方向
の血流速分布像表示信号を生成するようになっている。

そして、本発明では、この演算制御回路１３を設けたこ
と、及びその制御動作に特徴を有するものである。

次に、このように構成された本発明の超音波診断装置の
動作について、第１図及び第２図を参照して説明する。

まず、第１図に示す探触子１を被検体の診断部位へ向け
て体表に当接し、超音波の送受信を行う。このとき、上
記探触子１からは、送波制御回路２からの超音波打出し
信号（第２図（ａ）参照）によって、第３図に示すよう
に被検体内に扇形をなすように複数方向へ向けて超音波
が発射される。超音波の発射順序は、第３図に示すよう
に扇形の端からライン凪を例えば１，２，３゜・・、３
０として超音波走査線を３０本とした場合、第２図（ｂ
）に示すように、ラインアドレス１に対して所定間隔１
例えば１　／４　ＫＨｚの周期で連続して１０回送信を
行い、その後ラインアドレス２の方向へ同様にして１０
回連続して送信を行う。さらにラインアドレスを順次移
動して、ラインアドレス３０までこの送信を繰り返し行
い、被検体内を前記扇形状に走査し、合計３００本の超
音波ビームの送信を行う。

このように探触子１から超音波を送信すると、その振動
子の各々から発射された超音波が被検体内を進行するの
に伴って音響インピーダンスの異なる組織境界面で反射
され、また血流や心臓のような運動組織からはドプラ偏
移を生じた反射波が生ずる。そして、これらの反射波は
、上記各振動子で受信される。ここで、探触子１の各振
動子には、微小な受信信号を増幅する増幅器が接続され
ており、その受信信号を増幅する。この増幅された各受
信信号は、受波増幅整相回路３内の遅延回路によって、
送信方向上の反射信号が同時に各振動子へ到達したよう
に位相制御され、各遅延回路の出力が加算器で加算され
、復調回路４へ送出される。このようにして、各受信方
向光り１０本の受信ビーム信号は、上記の順序に従って
復調回路４へ入力される。そして、前記送信に対応して
順次ラインアドレスを移動し、送受信が行われる。上記
復調回路４へ入力した信号は復調され、ドプラ偏移を受
けた成分のみがＡ／Ｄ変換器５へ送出される。Ａ／Ｄ変
換器５は、上記入力した信号をディジタル信号に変換し
て、移動目標検出フィルタ６へ送出する。

この移動目標検出フィルタ６は、上記入力した信号につ
いて血流より低速で移動する部分や静止部分からの低周
波信号成分を除去して、この不要低周波信号が除去され
た信号を速度演算回路７へ送出する。そして、速度演算
回路７は、例えば米国特許筒４，８４０，１８０号明細
書に記載されているように血流速度、速度分散、反射強
度等の血流情報を演算する回路を有し、上記移動目標検
出フィルタ６から出力された信号を基に上記の血流情報
を演算して出力する。

ここで、本実施例においては、移動目標検出フィルタ６
と速度演算回路７とから成る演算回路系は、演算制御回
路１３により超音波送受信のタイミングに合わせて次の
ように制御される。いま、第３図において、超音波送受
信のライン嵐を１とする。そして、第２図（ｂ）に示す
ようにラインアドレス１に対して超音波打出し周期が１
　／４　ＫＨｚで連続して繰り返し送受信が行われると
、その受信信号は、同図（ｃ）に示すように、ｉｏ、　
１．、１２、・・・、１、のように連続して受波増幅整
相回路３及び復調回路４並びにＡ／Ｄ変換器５を介して
移動目標検出フィルタ６へ入力される。このとき、演算
制御回路１３は、ｎ個（ｎ≧２の整数）毎の受信信号、
例えばｎ　＝　２としたときには第２図（Ｃ）において
実線の六角形で囲んだ信号１゜、１□。

１４、　ＩＧの入力に対応して第１系統の移動目標検出
フィルタ６と速度演算回路７とを動作させ、同図（Ｃ）
において破線の六角形で囲んだ信号１１゜１、．１．．
１．の入力時には、第２系統の移動目標検出フィルタ６
と速度演算回路７とを動作させる。すると、上記第１系
統の移動目標検出フィルタ６は、順次入力する信号１゜
、１□ｊ　１４９　ｉｌ！１、を用いて、１ｏと１□の
信号の差を求め、その信号１゜と１２中の静止物からの
ものを除去し、運動組織の速度に応じた位相成分の信号
のみを出力する。同様にして、順次信号１□と１４，１
４と１６との間で静止物からの信号成分が除去されて位
相成分の信号のみが出力される。そして、第１系統の移
動目標検出フィルタ６の出力信号は、第１系統の速度演
算回路７へ入力され、この第１系統の速度演算回路７で
前記の血流情報として演算され、順次表示回路１５へ送
出される。

また、上記第２系統の移動目標検出フィルタ６は、順次
入力する信号１□Ｔ　１３９１５１１’ｌを用いて、１
１と１□の信号の差を求め、その信号１１とＩＪ中の静
止物からのものを除去し、運動組織の速度に応じた位相
成分の信号のみを出力する。同様にして、順次信号１．
と１ｓ、　１．と１７の間で静止物からの信号成分が除
去されて位相成分の信号のみが出力される。そして、第
２系統の移動目標検出フィルタ６の出力信号は、第２系
統の速度演算回路７へ入力され、この第２系統の速度演
算回路７で前記の血流情報として演算され、順次表示回
路１５へ送出される。

そして、表示回路１５は、上記速度演算回路７から出力
された演算データをその内部のフレームメモリで超音波
走査線に対応して書き込み加算して行く。従って、第２
図（ｃ）に示すように、ラインアドレス１について例え
ば４本のビームデータを書き込み加算し、これをライン
アドレス３０まで繰り返し行う、そして、ラインアドレ
ス３０まで書き込みが終了すると、第３図に示す扇形断
面の血流速分布像データが検出されたことになる。次い
で、これらの血流速分布像データを上記フレームメモリ
から読み出し、Ａ／Ｄ変換してモニタ１６へ送出し、血
流速分布像として二次元表示する。

次に、上記第一の実施例の更に詳細な説明を第４図を参
照して説明する。第４図は第一の実施例における移動目
標検出フィルタ６の内部構成を示すブロック図である。

この実施例は、第１図に示す移動目標検出フィルタ６及
び速度演算回路７から成る演算回路系の構成としては一
系統のままで、これらを制御する演算制御回路１３から
の制御信号により上記移動目標検出フィルタ６及び速度
演算回路７が二系統以上のものとして動作するようにし
たものである。そして、この実施例における移動目標検
出フィルタ６の内部構成は、第４図に示すブロック図の
ようになる。この移動目標検出フィルタ６は、−次消去
型フィルタであり、第一のスタティックＲＡＭ　（ｒＳ
−ＲＡＭＪと略記する）１７と、その入出力端子に接続
された入力側のインバータ１８ａ及び出力側のインバー
タ１８ｂと、上記第一の５−ＲＡＭ１７に並列に接続さ
れた第二の５−ＲＡＭ１９と、その入出力端子に接続さ
れた入力側のインバータ２０ａ及び出力側のインバータ
２０ｂと、上記第一または第二の５−ＲＡＭ１７．１９
からの出力信号と前記Ａ／Ｄ変換器５からの出力信号と
を加算する加算器２１とから成る。

次に、このように構成された移動１榛検出フィルタ６の
動作について、第５図を参照して説明する。まず、探触
子１で超音波を打ち出してからそのエコー信号を受信し
てＡ／Ｄ変換するまでの動作は、第１図に示す実施例の
場合と同様に進む。

このときの超音波打出し信号の繰り返し周期は、第５図
（ａ）に示すように例えば４ＫＨｚとする。そして、前
記Ａ／Ｄ変換器５でディジタル化されたドプラ信号は、
第４図に示す移動目標検出フィルタ６へ供給される。こ
のとき、演算制御回路１３からはゲートコントロール信
号○Ｃ１とＯＣ２が送出され、第一のゲートコントロー
ル信号ｏＣ１は第一の５−ＲＡＭ１７の入力側のインバ
ータ１８ａ及び第二の５−ＲＡＭ１９の出力側のインバ
ータ２０ｂにそれぞれ入力し、第二のゲートコントロー
ル信号○Ｃ２は第一の５−ＲＡＭ１７の出力側のインバ
ータ１８ｂ及び第二の５−ＲＡＭ１９の入力側のインバ
ータ２０ａにそれぞれ入力する。

上記第一のゲートコントロール信号ＯＣ１は。

第５図（ｃ）に示すように、同図（ａ）に示す超音波打
出し信号の繰り返し周期４ＫＨｚに同期して、例えば時
刻の、■のタイミングではその信号レベルがＬ′″とな
り、時刻■、■のタイミングではその信号レベルが“Ｈ
”となるように、信号レベル“Ｌ”とａｔ　Ｈｕとが交
互に繰り返すようにされている。

方、第二のゲートコントロール信号ＯＣ２は、第５図（
ｄ）に示すように、例えば時刻■、■のタイミングでは
その信号レベルが′Ｈ″となり、時刻■。

■のタイミングではその信号レベルが“Ｌ”となるよう
に、上記第一のゲートコントロール信号ＯＣ１と逆の関
係で信号レベル“Ｌ　１１と“Ｈ”とが交互に繰り返す
ようにされている。そして、上記第−及び第二のゲート
コントロール信号ＯＣ１，○Ｃ２がレベル゛Ｌ″のとき
は第−及び第二の５−ＲＡＭｌ７．１９はそれぞれ書き
込み状態となり、レベルｉｔ　Ｈｕのときはそれぞれ読
み出し状態となる。これにより、第５図（ｅ）、（ｆ）
に示すように１例えば時刻■、■のタイミングにおいて
第一のゲートコントロール信号ＯＣ８がレベルｔｔＬ”
のときは、第一の５−ＲＡＭ１７は書き込み（Ｗｒｉｔ
ｅ）の状態となりＡ／Ｄ変換器５からのデータが書き込
まれ、上記と同一タイミングにおいて第二のゲートコン
トロール信号ＯＣ２はレベルｌ（Ｈ７１となり、第二の
５−ＲＡＭ１９は読み出しくＲｅａｄ）の状態となって
その前のタイミングで書き込まれたデータが読み出され
る。また、その次の時刻■、■のタイミングにおいて第
一のゲートコントロール信号ｏＣ１がレベル“Ｈ”とな
ると、第一の５−ＲＡＭ１７は読み出しの状態となりそ
の前のタイミングで書き込まれたデータが読み出され、
上記と同一タイミングにおいて第二のゲートコントロー
ル信号ＯＣ２はレベル“Ｌ　ＩＩとなり、第二の５−Ｒ
ＡＭ１９は書き込みの状態となってＡ／Ｄ変換器５から
のデータが書き込まれる。

また、第４図に示すように、演算制御回路１３からは第
−及び第二の５−ＲＡＭ１７．１９に対して最上位ビッ
ト制御信号Ｓ３が送出される。この最上位ビット制御信
号Ｓ、は、第５図（ｇ）に示すように、同図（ａ）に示
す超音波打出し信号の繰り返し周期４ＫＨｚに同期して
信号レベル１１　Ｌ　ＩＩとｒｉ　Ｈｔｒとが交互に繰
り返すように制御されている。

そして、信号レベル゛′Ｌ″″の最上位ビット制御信号
Ｓ、が第一または第二の５−ＲＡＭ１７，１９のＭＳＢ
端子に入力したときは、データは下位アドレスに書き込
まれ、信号レベルｔｚ　Ｈ＋ｔの最上位ビット制御信号
Ｓ１が入力したときは、データは上位アドレスに書き込
まれる。これにより、例えば時刻■と■のタイミングに
おいては、第５図（ｂ）に示すラインアドレス１と２の
データ１゜、１□は、同図（ｅ）において第一の５−Ｒ
ＡＭ１７のそれぞれ下位アドレスと上位アドレスに書き
込まれ、その次の時刻■と■のタイミングでは、第５図
（ｂ）に示すラインアドレス１と２のデータ１□、１３
は、同図（ｆ）において第二の５−ＲＡＭ１９のそれぞ
れ下位アドレスと上位アドレスに書き込まれる。

このとき、上記時刻■と■のタイミングと同時に、第一
の５−ＲＡＭ１７は、第５図（ｅ）に示すようにその前
の時刻のと■で書き込んだラインアドレス１のデータ１
゜、１１を読み出し、時刻■のタイミングで第４図に示
すＡ／Ｄ変換器５から出力されるラインアドレス１のデ
ータ１□と、上記読み出したラインアドレス１のデータ
１゜どの間で加算器２１により減算が行われ、第５図（
ｈ）に示すように、時刻■のタイミングでは１□−１゜
の出力信号Ｓ４が送出される。同様に、時刻■のタイミ
ングでは、上記Ａ／Ｄ変換器５から出力されるラインア
ドレス１のデータ１３と、上記読み出したラインアドレ
ス１のデータ１□との間で加算器２１により減算が行わ
れ、第５図（ｈ）に示すように、１．−１１の出力信号
Ｓ４が送出される。以後、このような動作を、第５図（
ｅ）、（ｆ）に示すように、第一の５−ＲＡＭ１７と第
二の５−ＲＡＭ１９との間で交互に繰り返し、第５図（
ｈ）に示すような出力信号Ｓ４を生成し、次の速度演算
回路７へ送出するにの実施例においても、超音波打出し
信号の繰り返し周期が２ＫＨｚと同等となることにより
、その特性は、第１１図に破線で示すものと同一となり
１例えば４０〇七の低速血流信号についてその検出能力
を向上することができる。

なお、このときのフレームレートは、第５図（ａ）に示
すように超音波打出し信号の繰り返し周期が４Ｋ）Ｉｚ
であるので、他の条件を従来と同様にすれば１３．３フ
レ一ム／秒となり、フレームレートの劣化をきたすこと
はない。

なお、第４図及び第５図においては、第−及び第二の５
−ＲＡＭ１７．１９の最上位ビットのみを制御し、二本
の走査線の超音波データを処理する場合を示したが、本
発明はこれに限らず、制御するビット数をもっと増やし
、多数の走査線の超音波データを処理するようにしても
よい。この場合は、超音波打出し信号の繰り返し周期を
例えば４／３ＫＨｚまたは４／４ＫＨｚと同等とするこ
とができ、さらに低速の血流信号まで検出することがで
きる。

このように、本実施例においては、移動目標検出フィル
タ６へ１／４ＫＨｚの周期で取り込んだ信号１゜〜１□
のうち、１゜、１□ｔ　１４１１Ｇあるいは１、、Ｌ、
１５．Ｌのようにデータを１本ごとに飛び越して演算処
理することにより、その移動目標検出フィルタ６での処
理周期を１／２ＫＨｚに長くすることができる。これは
、探触子１から打ち出す超音波の打出し周期を１／２Ｋ
Ｈｚにしたことと等価の効果となり、フレームレートの
低下を伴うことなく、低速血流を感度良く検出すること
が可能となる。

第６図は第４図に示す移動目標検出フィルタ６の他の動
作例を示すタイミングＩＩＡ図である。このタイミング
線図で示される動作は、第６図（ｂ）に示す超音波ライ
ンアドレスのデータの書き込みと、第６図（ｈ）に示す
移動目標検出フィルタ６の出力信号Ｓ４の生成とにおい
て、第５図に示す動作と異なっている。すなわち、第４
図に示すように、演算制御回路１３からは第−及び第二
の５−ＲＡＭ１７．１９に対して最上位ビット制御信号
Ｓ１が送出される。この最上位ビット制御信号Ｓ２は、
第６図（ｇ）に示すように、同図（ａ）に示す超音波打
出し信号の繰り返し周期４ＫＨｚに同期して信号レベル
“Ｌ　ｊｌと“Ｈｔ＋とが交互に繰り返すように制御さ
れている。そして、信号レベルｔｔＬ”の最上位ビット
制御信号Ｓ、が第一または第二の５−ＲＡＭ１７．１９
のＭＳＢ端子に入力したときは、データは下位アドレス
に書き込まれ、信号レベル１１　ＨＤの最上位ビット制
御信号Ｓ、が入力したときは、データは上位アドレスに
書き込まれる。これにより、例えば時刻■と■のタイミ
ングにおいては。

第６図（ｂ）に示すラインアドレス１と２のデータ１゜
、　２．は、同図（ｅ）において第一の５−ＲＡＭ１７
のそれぞれ下位アドレスと上位アドレスに書き込まれ、
その次の時刻■と■のタイミングでは、第６図（ｂ）に
示すラインアドレス１と２のデータ１１、．２．は、同
図（ｆ）において第二の５−ＲＡＭ１９のそれぞれ下位
アドレスと上位アドレスに書き込まれる。

このとき、上記時刻■と■のタイミングと同時に、第一
の５−ＲＡＭ１７は、第６図（ｅ）に示すようにその前
の時刻のと■で書き込んだラインアドレス１と２のデー
タ１゜、２゜を読み出し、時刻■のタイミングで第４図
に示すＡ／Ｄ変換器５から出力されるラインアドレス１
のデータ１１と。

上記読み出したラインアドレス１のデータ１゜どの間で
加算器２１により減算が行われ、第６図（ｈ）に示すよ
うに、時刻■のタイミングでは１１−１゜の出力信号Ｓ
４が送出される。同様に、時刻■のタイミングでは、上
記Ａ／Ｄ変換器５から出力されるラインアドレス２のデ
ータ２．と、上記読み出したラインアドレス２のデータ
２゜どの間で加算器２１により減算が行われ、第６図（
ｈ）に示すように、２．−２ｏの出力信号Ｓ４が送出さ
れる。以後、このような動作を、第６図（ｅ）、（ｆ）
に示すように、第一の５−ＲＡＭ１７と第二の５−ＲＡ
Ｍ１９との間で交互に繰り返し、第６図（ｈ）に示すよ
うな出力信号Ｓ４を生成し１次の速度演算回路７へ送出
する。この動作においても、超音波打出し信号の繰り返
し周期が２ＫＨｚと同等となることにより、その特性は
、第１１図に破線で示すものと同一となり、例えば４０
０）１ｚの低速血流信号についてその検出能力を向上す
ることができる。なお、このときのフレームレートは、
第６図（ａ）に示すように超音波打出し信号の繰り返し
周期が４ＫＨｚであるので、他の条件を従来と同様にす
れば１３．３フレ一ム／秒となり、フレームレートの劣
化をきたすことはない。

第７図は本発明の第二の実施例を示すブロック図である
。この実施例は、第１図に示す移動目標検出フィルタ６
と速度演算回路７とからなる演算回路系を並列に複数組
（ｌｌａ、１ｌｂ）設けると共に、これからの出方信号
を択一的に表示回路１５へ出力する切換器１２を設け、
且つこの切換器１２の切換動作を演算制御回路１３によ
って制御するようにしたものである。上記演算回路系を
二系統（ＩＬａ、１ｌｂ）設けたのは、一方向に対して
のデータの取り込みを超音波打出し数の１／２にするた
め、すなわち超音波を２波打ったのに対しデータを一方
向に対しては１個取り込むようにするためである。また
、上記切換器１２は、上記二系統の演算回路系１１ａ、
ｌｌｂを切り換えるもので、スイッチ１４を接点ａ側に
接続することにより第一の演算回路系１１ａが選択され
、スイッチ１４を接点す側に接続することにより第二の
演算回路系１　］、　ｂが選択されるようになっている
。

そして、上記演算回路系１１ａ、ｌｌｂと切換器１２と
は、演算制御回路１３によって制御される。

すなわち、この演算制御回路１３から出力される制御信
号Ｓ１によって上記演算回路系１１ａ、１１ｂの移動目
標検出フィルタ６及び速度演算回路７の動作を制御する
と共に、切換信号Ｓ２によって上記切換器１２を動作さ
せ二系統の演算回路系１１ａ、ｌｌｂからの出力信号を
切り換えるようになっている。

次に、このように構成された第二の実施例による超音波
診断装置の動作について、第８図を参照して説明する。

まず、第７図に示す送波制御回路２の制御にて、探触子
１により被検体の診断部位。

例えば心臓または腹部等に向けて超音波ビームを打ち出
す。このときの超音波打出しは、前述の第３図において
、打出し信号が出力される毎に異なった二方向へ交互に
打ち出される。これは、超音波の打出し周期を変えない
ようにするため、ある方向に対してデータを取り込まな
いときには異なった方向へ超音波を打ち出し、その方向
のデータを取り込もうとするためである。そして、超音
波打出し信号の繰り返し周期を、第８図（ａ）に示すよ
うに例えば４ＫＨｚとする。すると、上記打ち出し方向
からの各反射波は探触子１により順次交互に受波され、
その各受波信号は受波増幅整相回路３により増幅及び整
相される。次に、この受波増幅整相回路３からの受波信
号は復調回路４で復調され、ドプラ偏移を受けた成分の
みが取り出される。この復調回路４から出力されるドプ
ラ信号は。

Ａ／Ｄ変換器５へ入力しディジタル信号に変換される。

そして、このディジタル化されたドプラ信号は、並列に
二系統設けられた第−及び第二の演算回路系１１ａ、ｌ
ｌｂへ供給される。

このとき、第７図に示す演算制御回路１３からは制御信
号Ｓ工が送出され、上記第−及び第二の演算回路系１１
ａ、ｌｌｂの動作タイミングを制御すると共に、切換信
号Ｓ２が送出されて切換器１２を所定のタイミングで切
り換える。上記の切換信号Ｓ２は、第８図（Ｃ）に示す
ように、同図（ａ）に示す超音波打出し信号の繰り返し
周期４ＫＨｚに同期して信号レベルｉｔ　Ｌ　７＋とパ
Ｈ”とが交互に繰り返すようにされている。そして、信
号レベル１１　Ｌ　Ｉ＋の切換信号Ｓ２が第７図に示す
切換器１２に入力したときは、そのスイッチ１４は接点
ａ側に接続され、第一の演算回路系１１ａのみが動作す
る。また、信号レベル゛Ｈ″の切換信号Ｓ２が切換器１
２に入力したときは、そのスイッチ１４は接点す側に接
続され、第二の演算回路系１１ｂのみが動作する。これ
により、第８図（ｄ）、（ｅ）に示すように、第一の演
算回路系１１ａと第二の演算回路系１１ｂとが交互に動
作を行い、収集データを加算することとなる。従って、
探触子１からの超音波の打ち出しは４ＫＨｚで行われる
が、演算回路系１１ａ、ｌｌｂから出力されるデータは
、送受信方向の一方向に対しては２ＫＨｚで超音波を打
ち出した場合と同じになる。このとき、第８図（ｂ）に
示すように、超音波像を構成するためのラインアドレス
も、上記切換信号Ｓ２のｉｔ　Ｌ　＋７と“Ｈ１１の交
互の繰り返しに対応して切り換わり、信号レベルが“Ｌ
　Ｉ＋のときは第一の演算回路系１１ａからの加算デー
タを表示回路１５のフレームメモリへ書き込み、１′Ｈ
ＩＩのときは第二の演算回路系１１ｂからの加算データ
を第一の演算回路系１１ａのデータを書き込んだアドレ
スとは異なるアドレスへ書き込む。すなわち、第８図（
ａ）に示すように超音波打出し信号の繰り返し周期を４
ＫＨｚとすると、それぞれの演算回路系１１ａ、ｌｌｂ
にとっては超音波打出し信号の繰り返し周期を２ＫＨｚ
としたものと同等となり、各演算回路系１１ａ、ｌｌｂ
は、実際の超音波打出し信号の繰り返し周期の２倍の周
期でドプラ偏移を受けたデータを収集することとなる。

そして、第７図に示す各演算回路系１１ａ、ｌｌｂの移
動目標検出フィルタ６が従来と同様に一次消去型フィル
タである場合は、超音波打出し信号の繰り返し周期が２
ＫＨｚと同等となることにより、その特性は、第１１図
に破線で示すものと同一となり、例えば４０〇七の低速
血流信号についてその検出能力を向上することができる
。なお、このときのフレームレートは、第８図（ａ）に
示すように超音波打出し信号の繰り返し周期が４Ｋｌ（
ｚであるので、他の条件を従来と同様にすれば１３．３
フレ一ム／秒となり、フレームレートの劣化をきたすこ
とはない。

このように、各演算回路系１１ａ、ｌｌｂの移動目標検
出フィルタ６において低速血流信号の検出能力の向上を
図り、さらに見かけ上の超音波打出し信号の繰り返し周
期を実際の繰り返し周期の２倍の周期の信号として速度
演算回路７により演算されたデータは、表示回路１５に
より表示制御された後、モニタ１６に血流像が二次元で
表示される。

一方、通常の断層像は、第７図に示す受波増幅整相回路
３から出力された受波信号が検波回路９へ入力し、この
検波回路９で検波された後、Ａ／Ｄ変換器１０によりデ
ィジタル信号に変換されて断層像データとなり、上述の
血流像と重ね合わせたり、或いはその断層像だけが表示
回路１５により表示制御されて、モニタ１６に表示され
る。

なお、第７図においては、移動目標検出フィルタ６及び
速度演算回路７からなる演算回路系を二系統（ｌｌａ、
１ｌｂ）設けたものとして示したが、本発明はこれに限
らず１例えば三系統または四系統あるいはそれ以上設け
、超音波の打ち出し方向を、三系統の場合は三方向へ、
四系統の場合は四方向へ順次巡回的に繰り返し行うと共
に、切換器１２の接点数をそ九に対応して増やしてもよ
い。

この場合は、超音波打出し信号の繰り返し周期を例えば
４７３ＫＨｚまたは４／４ＫＨｚと同等とすることがで
き、さらに低速の血流信号まで検出することができる。

また、本実施例では、演算回路系１１ａ、ｌｌｂは移動
目標検出フィルタ６と速度演算回路７とのみで構成し、
復調回路４及びＡ／Ｄ変換器５は一系統としたので、回
路構成が簡略化されるという効果がある。しかし、復調
回路４及び又はＡ／Ｄ変換器５は、それぞれの演算回路
系１１ａ、ｌｌｂ毎に設けてもよい。さらに１本実施例
では、超音波打出し周期毎に送受信方向を変えたが、送
受信を一定としておき、受信方向のみを微小量ずらすよ
うにしてもよい。

〔発明の効果〕

本発明は以上のように構成されたので、超音波送受信手
段からの超音波の打出し周期を変えずにデータの取り込
みを超音波の打出しの数の１　／　ｎ間隔とすることに
より、超音波の打出し周期を１／ｎに変更したのと同じ
効果を出すことができる。

これにより、低速血流を感度良くかつ、フレームレート
の劣化を伴うことなく検出することができる。

また、本発明の超音波診断装置の他の構成例においては
、超音波送受信手段からの超音波の打出し周期を変えな
いで超音波を複数方向へ送受信することにより、取り込
むデータ数は保持し、それにより表示のためのデータを
減らさずにフレームレートを落さないようにすることが
できる。さらに、演算制御回路１３から移動目標検出フ
ィルタ６と速度演算回路７とに制御信号を送出し、この
制御信号により上記移動１櫟検出フィルタ６と速度演算
回路７が二系統以上のものとして動作するように制御す
ることができる。従って、上記移動目標検出フィルタ６
及び速度演算回路７に対する見かけ上の超音波打出し信
号の繰り返し周期を実際の繰り返し周期よりも２倍、３
倍或いはそれ以上に長くすることができ、低速血流信号
の検出能力を向上することができる。このとき、実際の
超音波打出し信号の繰り返し周期は、低速血流信号の検
出用として特に遅くしているわけではないので、フレー
ムレートの劣化をきたすことはない。

このことから、心臓内の血流のように動きの速い部位の
表示画像がスロー表示となることはなく、診断し易い画
像を得ることができる。従って、装置としての診断能を
向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による被検体内の血流速分布像を二次元
表示する超音波診断装置の第一の実施例を示すブロック
図、第２図はその動作を説明するためのタイミング線図
、第３図は被検体内に扇形をなすように発射される超音
波のラインアドレスを示す説明図、第４図は第一の実施
例シこおける移動目標検出フィルタの内部構成を示すブ
ロック図、第５図はその動作を説明するためのタイミン
グ線図、第６図は第４図に示す移動目標検出フィルタの
他の動作例を示すタイミング線図、第７図は本発明の第
二の実施例を示すブロック図、第８図はその動作を説明
するためのタイミング線図、第９図は従来の超音波診断
装置を示すブロック図、第１０図はその動作を説明する
ためのタイミング線図、第１１図は本発明及び従来例に
おける移動目標検出フィルタの特性を示すグラフである
。 １・・・探触子、　２・・・送波制御回路、　３・・・
受波増幅整相回路、　４・・・復調回路、　５，１０・
・・Ａ／Ｄ変換器、　６・・・移動目標検出フィルタ、
　７・・・速度演算回路、　８・・・表示回路系、　９
・・・検波回路、　ｌｌａ、ｌｌｂ・・・演算回路系、
　１３・・・演算制御回路。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）被検体内の血流を有する部位のある方向へある所
   定周期で超音波ビームをＮ回送受信を行いながら、その
   送受信方向を順次移動してエコー信号を取り込む超音波
   走査を行う送受信手段と、この送受信手段によって取り
   込んだ上記エコー信号の各送受信方向当りＮ個のデータ
   に対しｎ個（ｎ≧２の整数）毎に１個の割合でドプラ演
   算処理をし、この処理を各送受信方向に対して行い複数
   方向の血流速分布像表示信号を生成する手段と、この生
   成された血流速分布像表示信号を二次元表示する手段と
   を備えて成ることを特徴とする被検体内の血流速分布像
   を二次元表示する超音波診断装置。
2. （２）被検体内へ超音波を送受信する手段と、この送受
   信手段により超音波ビームを複数方向へ巡回的に所定の
   繰り返し周期毎に送波し、受信方向を変えながら１受信
   方向当り複数回ずつ受信を行うように制御する送受信制
   御手段と、上記送受信手段からの受信信号を復調する復
   調回路及びこの復調回路の出力信号をディジタル信号に
   変換するＡ／Ｄ変換器を有し、前記送受信手段と送受信
   制御手段によって受信したエコー信号から被検体内の血
   流によって生ずるドプラ偏移を受けた信号を抽出するド
   プラ信号検出手段と、上記Ａ／Ｄ変換器から出力される
   受信エコー信号から低周波成分の信号を除去する移動目
   標検出フィルタ及びこの低周波成分の信号が除去された
   信号から血流の速度情報を得る速度演算回路を有し、上
   記ドプラ信号検出手段の出力信号から血流速分布像を表
   示する信号を生成すると共に前記所定の繰り返し周期毎
   に巡回的になされる各超音波受信方向に対応して血流速
   分布像表示信号を巡回的に出力する手段と、この巡回的
   に出力される血流速分布像表示信号を各受信方向毎に記
   憶する手段と、この記憶手段からの出力信号を二次元的
   血流速分布像として表示する手段とを備えて成ることを
   特徴とする被検体内の血流速分布像を二次元表示する超
   音波診断装置。
3. （３）超音波の送受信手段と送受信制御手段によって受
   信したエコー信号を、検波回路及びＡ／Ｄ変換器を含む
   断層像信号生成手段へ入力させ、それによって断層像信
   号を生成して上記記憶手段へ出力するように構成したこ
   とを特徴とする請求項２記載の被検体内の血流速分布像
   を二次元表示する超音波診断装置。
4. （４）移動目標検出フィルタと速度演算回路とを有し血
   流速分布像を表示する信号を生成すると共にその信号を
   巡回的に出力する手段を並列に複数組設け、その出力信
   号を択一的に記憶手段へ出力する切換スイッチ手段を設
   け、この切換スイッチ手段の切換スイッチを超音波受信
   方向に対応して巡回的に切り換える手段を設けたことを
   特徴とする請求項２記載の被検体内の血流速分布像を二
   次元表示する超音波診断装置。
5. （５）移動目標検出フィルタは、巡回的に変化する超音
   波受信方向からの信号であってＡ／Ｄ変換器から順次出
   力される信号を入力順に、かつ一巡毎に記憶する一対の
   メモリと、このメモリへのデータの書き込み及び読み出
   しを交互に行わせる制御回路と、上記Ａ／Ｄ変換器より
   直接出力されるデータと上記メモリより出力されるデー
   タとを超音波受信方向を対応させて減算し出力する加算
   器とで構成したことを特徴とする請求項２記載の被検体
   内の血流速分布像を二次元表示する超音波診断装置。