JPH0428374B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は超音波脈波速度計、特に心臓から押し
出される血液が血管を流れる場合の脈波速度を測
定する新しい超音波脈波速度計に関する。

［従来の技術］ 従来から血管内を流れる血流の脈波速度を測定
する脈波速度計が周知であり、これは圧力センサ
を用いて心臓によつて押し出される血流が血管に
加わる圧力を検出し、この圧力波の通過時相によ
り脈波速度を測定するものである。

第４図には、従来装置による脈波速度の計測状
態が示されており、生体の異なる２点位置、例え
ば頚動脈と大腿動脈が通る位置の表面に圧力セン
サ部１０−１と１０−２を圧着配置し、この２個
の圧力センサ１０で得られた圧力液を本体１２に
供給する。そして、この本体１２では２点の圧力
波の通過時間の演算され、この時間差と設定され
た２点間の距離から脈波速度が求められる。

このようにして求められた脈波速度によれば、
心臓のポンプ機能や血管の状態などを診断するこ
とができる。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、従来の装置において用いられる圧力
センサは、生体の表層下に存在する血管の圧力波
を生体表面に圧着することにより検出しているの
で、その圧着部位及び圧着状態により検出感度が
異なつてくるという問題がある。

従つて、脈波速度の測定にあつては操作者の経
験と熟練が必要となり、安定した計測を行うこと
が困難であつた。

発明の目的 本発明は、前記従来の課題に鑑みなされたもの
であり、その目的は、熟練を必要とすることなく
正確な計測ができる超音波脈波速度計を提供する
ことにある。

［課題を解決するための手段］ 前記目的を達成するために、本発明に係る超音
波脈波速度計は、生体内の所定距離離れた２カ所
の血管内に向けて超音波を送受波する２個の超音
波トランスデユーサを有する送受信部と、この送
受信部で得られたエコー信号を復調しドプラ信号
として出力する復調部と、ドプラ信号を周波数解
析する周波数解析部及びこの周波数解析の結果に
基づき脈波速度を演算する演算制御部を有する脈
波速度検出部と、周波数解析の結果に基づき前記
２カ所における２個の血流パターンを表示する表
示部と、を含むことを特徴とする。

また請求項２に係る超音波脈波速度計は、脈波
速度検出部が、表示部に表示されている２個の血
流パターンの各１個のカーソルがそれぞれ設定さ
れた場合に、この２個のカーソルの位置の差を脈
波伝達の遅延時間として検出し、この遅延時間の
２個の超音波トランスデユーサの距離で除し所定
の係数を乗じて脈波速度を演算することを特徴と
する。

［作 用］ 以上の構成によれば、２個の超音波トランスデ
ユーサによる超音波の送受波によつて生体の２カ
所からドプラ効果による周波数偏移を受けたエコ
ー信号が得られる。このエコー信号は、復調部に
よつて復調されドプラ信号として脈波速度検出部
に出力される。脈波速度検出部においては、この
ドプラ信号が周波数解析され、周波数解析の結果
に基づき脈波速度が演算される。周波数解析の結
果は、表示部に供給される。表示部は、周波数解
析の結果に基き血流パターンを表示する。ここ
に、超音波の送受波が生体内の所定距離離れた２
カ所の血管について行われているため、表示され
る血流パターンは２個である。このように、生体
内の２カ所における血流状態を正確かつ詳細に知
ることが可能となると共に、周波数解析の結果か
ら脈波速度を正確かつ詳細に知ることが可能とな
る。

更に、請求項２の構成によれば、脈波速度の演
算がカーソル指定に基づき行われる。すなわち、
表示部に前述のように２個の血流パターンが表示
されている場合に、例えば速度計の使用者によつ
て各血流パターンにカーソルがそれぞれ設定され
ると、このカーソルの位置の差が、脈波速度検出
部により脈波伝達の遅延時間として検出される。
エコー信号の獲得に係る２個の超音波トランスデ
ユーサは、前述のように、生体の所定距離離れた
２カ所に設けられており、得られた遅延時間をこ
の２個の超音波トランスデユーサの距離で除し所
定の係数を乗ずることにより、脈波速度を演算で
きる。脈波速度検出部は、このような演算を行う
機能を有する。この結果、前述の請求項１に係る
作用が比較的簡易な手段により奏せられることと
なる。

［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、本発明に係る超音波脈波速度計の
回路構成が示されており、第２図には、この速度
計による計測状態が示されている。

本発明において特徴的なことは、従来の圧力セ
ンサにより血管内部の圧力変化を検出する代わり
に、血管内を流れる血液の速度を超音波ドプラ手
法により検出するようにしたことである。

第１図において、生体の２カ所に配置する超音
波トランスデユーサ１４−１，１４−２が設けら
れ、この超音波トランスデユーサ１４にはこの超
音波トランスデユーサ１４の駆動信号を供給する
ためのクロツク発生器１６及び送信部１８が設け
られる。前記クロツク発生器１６は高安定な水晶
振動子からの発振パルスを分周して所定のクロツ
ク信号を超音波キヤリア信号として出力する。ま
た、送信部１８は入力したキヤリア信号を所定の
増幅率にて増幅して駆動信号を出力する。

そして、前記超音波トランスデユーサ１４から
出力された超音波は、生体内の血管部分で反射さ
れ、この反射エコーは超音波トランスデユーサ１
４にて電気信号に変換されており、この電気信号
を受信するための受信部２０が設けられ、ここで
受信信号は所定の増幅器で増幅される。

また、受信部２０には復調器２２が接続され、
この復調器２２でクロツク発生器１６から供給さ
れるキヤリア信号を混合することにより受信信号
を復調する。この復調された信号はドプラ信号で
あつてこのドプラ信号の周波数がキヤリア信号の
周波数偏移情報であり、速度に対応する情報とな
る。

この復調器２２には、不必要な信号を除去する
フイルタ２４が接続され、このフイルタ２４には
脈波速度検出部２６が接続される。この脈波速度
検出部２６は周波数解析部２８と演算制御部３０
とから構成され、この周波数解析部２８には、
FFTやゼロクロスなどを用いることができる。

前記周波数解析部２８は復調器２２から出力さ
れるドプラ信号について周波数解析し、ドプラ信
号の周波数スペクトラムや平均周波数などが求め
られる。

また、脈波速度検出部２６には表示部３２が接
続されており、実施例ではこの表示部３２に前記
周波数解析部２８で得られた２カ所の血流パター
ンを第３図のように表示している。

前記脈波速度検出部２６内の演算制御部３０
は、前記周波数解析部２８から出力される周波数
偏移情報に基づいて脈波速度を演算することにな
るが、実施例では、表示部３２でのカーソル指定
により２カ所の血流パターンを指示することによ
つて演算するようにしている。

すなわち、脈波速度は２点間で脈波が伝達され
る遅れ時間τとトランスデユーサ間の距離ｌとか
ら演算することができ、脈波速度Ｃは次式にて得
られる。

Ｃ＝α・ｌ／τ …(1) ここで、ｌは実測した値を装置に与えることに
より設定され、またαは２個の超音波トランスデ
ユーサ間の物理的な距離ｌから実際の血管の長さ
を推定するための生体換算係数であり、約1.03に
設定される。

従つて、演算制御部３０はカーソルにて例えば
血流パターンの立上り位置Ａ，Ｂを指定すると、
自動的に２カ所間での遅れ時間τが求められ、前
記(1)式にて脈波速度が演算される。

実施例は以上の構成からなり、以下にその作用
を説明する。

第２図に示されるように、超音波トランスデユ
ーサ（探触子）１４−１と１４−２を所定距離ｌ
だけ渡して、例えば頚動脈と大腿動脈にセツトす
る。そして、超音波脈波計本体３４に設けられた
測定開始スイツチをオンにすると、超音波が血管
内に向けて放射され、その反射エコーは同じ超音
波トランスデユーサ１４にて受波されて電気信号
に変換される。

この反射エコーは、血管内の血流速度によりド
プラ効果を受けているので、このドプラ効果であ
る超音波のキヤリア周波数の周波数偏移を演算す
れば、血流速度パターンが求められる。

すなわち、受信部２０からの出力された受信信
号はキヤリア周波数信号を参照信号として復調器
２２にて復調され、ドプラ信号に変換される。こ
のドプラ信号はフイルタ２４にて余分な信号が除
去され、脈波速度検出部２６に供給される。そし
て、この脈波速度検出部２６内の周波数解析部２
８によりドプラ信号の周波数、つまり偏移周波数
が演算されると同時に、周波数スペクトラムや偏
移周波数の平均値が求められ、この周波数スペク
トラムは、第３図に示されるように、表示部３２
に流速パターンとして表示される。

第３図において、１には超音波トランスデユー
サ１４−１で得られた流速パターンが示され、２
には超音波トランスデユーサ１４−２で得られた
流速パターンが示されている。図から明らかなよ
うに、２の流速パターンは１の流速パターンから
時間τだけ遅れている。

実際には、このτは脈波速度に対応した値とな
り、速度が速い場合は短く、速度が遅い場合は長
くなるから、このτの値により診断に必要な脈波
速度の大小を判断することが可能である。実施例
では、脈波速度データを出したい場合には、表示
部３２上で血流パターンの立上り開始点Ａ及びＢ
をカーソルで指定する。

そうすると、脈波速度検出部２６内の演算制御
部３０が自動的に遅れ時間τを演算し、前記(1)式
に基づいて脈波速度を演算する。そして、この脈
波速度は表示器３２上に表示される。例えば、前
記遅れ時間τでは数10msecであり、これによつ
て演算される脈波速度は数10m／sec程度の値と
なる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、超音波
により生体の２カ所での血液の流速パターンを演
算・表示するようにしたので、表示画面から脈波
速度の大きさを正確に知ることができる。

また、流速パターンを表示するので、生体の２
カ所において血液の流れの状態に関する詳細な情
報を得ることもでき、心臓のポンプ機能あるいは
血管の弾性などを判断するための有益な情報を提
供可能となる。

更に、請求項２によれば、脈波速度の測定が、
表示部における２個のカーソル指定により行われ
るため、比較的簡易な手段で前述のような効果を
実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る超音波脈波速度
計の回路構成を示すブロツク図、第２図は本発明
の脈波速度計による測定状態を示す説明図、第３
図は第１図の表示部での流速パターンの表示例を
示す説明図、第４図は従来の脈波速度計を示す説
明図である。 １４…超音波トランスデユーサ、１８…送信
部、２０…受信部、２２…復調器、２４…フイル
タ、２６…脈波速度検出部、２８…周波数解析
部、３０…演算制御部、３２…表示部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 生体内の所定距離離れた２カ所の血管内に向
   けて超音波を送受信する２個の超音波トランスデ
   ユーサを有する送受信部と、 この送受信部で得られたエコー信号を復調しド
   プラ信号として出力する復調部と、 ドプラ信号を周波数解析する周波数解析部及び
   この周波数解析の結果に基づき脈波速度を演算す
   る演算制御部を有する脈波速度検出部と、 周波数解析の結果に基づき前記２カ所における
   ２個の血流パターンを表示する表示部と、 を含むことを特徴とする超音波脈速度計。 ２ 請求項１記載の速度計において、 脈波速度検出部は表示部に表示されている２個
   の血流パターンに各１個のカーソルがそれぞれ設
   定された場合に、この２個のカーソルの位置の差
   を脈波伝達の遅延時間として検出し、この遅延時
   間を２個の超音波トランスデユーサの距離で除し
   所定の係数を乗じて脈波速度を演算することを特
   徴とする超音波脈速度計。