JPH0499563A - 超音波ドプラ血流計 - 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 本発明は超音波によるイメージングとパルスドプラによ
る速度測定が同時に行えるようにした超音波ドプラ血流
計に関する。

従来の技術 最近、超音波パルスドプラ計測法とパルス反射法を併用
することによってドプラのツナグラムと断層像を同時に
リアルタイムで表示するようにした超音波ドプラ血流計
が生体循環器等の診断に盛んに利用されるようになって
きた。この超音波ドプラ血流計は例えば特開昭５５−５
４９４１号に記載された構成が知られている。以下、第
４図を参照して従来の超音波ドプラ血流計について説明
する。

第４図は超音波ドプラ血流計の基本原理を示す図である
。第４図において、４０はプローブ、４１は送信走査回
路、４２は受信走査回路、４３は位相検波回路、４４は
周波数分析器、４５は振幅検波回路、４６は表示部、４
７は制御部である。

次に上記従来例の動作について説明する。送信走査回路
４１が発生した駆動パルスはプローブ４０に加えられ、
指向性ｍ、、ｍ、、　　・・・・ｍ、等の方向へ音波が
送波される。受信走査回路４２は送信と同じ指向性ｍ、
、ｍ、、　　・・・・の方向の受信感度が高くなるよう
に制御される。ドプラモードでは一定の指向性、例えば
ｍ、方向に指向性を固定して送受信を繰り返し、受信信
号を位相検波して得られたドプラ偏移データであるＩ、
Ｑ信号を周波数分析することによって被検体内の血流等
の移動速度を求め表示部に表示する。Ｂモードでは指向
性ｍ＋　、ｍｔ　、　　・・・・方向へ順次送受信を行
い、得られた受信信号を検波回路で包路線検波し表示部
に断層像として表示する。ドプラモード、Ｂモードいず
れを選択するかは１１６部４７により決められる６通常
ｍ、方向にあるサンプルボリュウムＳにおける血流情報
とＢモード断層像を同時に得る場合には、ｍ）（Ｊ＝１
〜ｎ）方向でＢモード動作させた後、ｍ４方向でドプラ
動作させることを送受信毎に制御部４７が交互に切り換
えて行う。

このような動作モードを以後、Ｂ／Ｄモードと呼ぶ。ド
プラモードにおける送信超音波パルスの繰り返し周波数
をｆｒとするとＢ／Ｄモードではドプラ動作の繰り返し
周波数がｆ　ｒ　／　２に低下し、測定可能な最大血流
速度が半分になるという問題があった。

この問題を解決するためドプラのサンプル周波数を低下
させることなくＢモード像を得る方法が考案されている
。このような方法の例としては特開昭６１−２５５３４
号に記載された方法が知られている。この方法は例えば
第４図に示すような構成の装置においてドプラモードの
送受信を３回繰り返した後Ｂモードの送受信を１回行い
、１回抜けた位相検波出力のドプラ偏移データに対して
補間を行うことにより見かけ上ドプラ偏移データのサン
プル周波数を低下させないという原理にもとすくもので
ある。

発明が解決しようとする！！！！題 しかしながらこの方法で用いられている補間方法は会話
信号の処理用に考案されたものであり、ドプラ偏移デー
タのようにサンプル周波数の１７２に迫る周波数成分を
含む信号の補間には不向きであった。第５図はドプラモ
ードのよる送信を２回繰り返した後Ｂモードの送信を１
回行い、送信パルスの繰り返し周波数ｆｒの１７２に近
い周波数成分を有するドプラ偏移データの場合における
従来法による補間の様子を示したものである。

第５図に示すように補間された結果は期待する値と全く
異なり、周波数は低周波にシフトし正しく周波数分析す
ることができないという問題があった。

本発明は従来技術の以上のような問題を解決するもので
あり、ドプラモードの送信パルスの繰り返し周波数の１
７２に迫るドプラ偏移データに対しても正確に補間が行
えるようにすることを目的とするものである。

課題を解決するための手段 本発明は上記！ＩＩＩを解決するために、位相検波出力
のドプラ偏移データを復業データとみなし、隣接するド
プラ複素データ間の偏角差データを求め、この偏角差デ
ータをもとに補間データを発生させるデータ補間手段を
設けることにより、上記目的を達成するものである。

作用 本発明は上記構成により、ドプラモードにおけるサンプ
ル周波数の１７２に迫る周波数を有するドプラ偏移デー
タに対してもＢ／Ｄモードにおいて正確にデータ補間が
できるようにしたものである。

実施例 以下、図面を参照しながら本発明の第一の実施例につい
て説明する。

第１図において実線は信号の流れを示し、点線は制御の
流れを示し、１はプローブ、２は送信走査回路、３は受
信走査回路、４は制御部、５はスイッチ、６は検波部、
７．８はミキサ、９は発振器、１０は位相シフタ、１１
．１２はサンプルホールド回路、１３は補間部、１４は
周波数分析部、１５は表示部である０以上のような第１
図の構成において以下にその動作を示す。プローブ１は
送信走査回路２からの駆動パルスを受けて被検体に超音
波パルスを送信するとともに、前記被検体からの散乱超
音波を電気信号に変換し、受信走査回路３に送る。

送信走査回路２、受信走査回路３は制御部４からの指示
に従い、Ｂモード走査とドプラ走査を時分割で行う。ス
イッチ５は制御部４の指示により受信走査回路３からの
超音波エコー信号をＢモード走査時には検波部６へ、ド
プラ走査時にはミキサ７．８へ送出する。ミキサ７はス
イッチ５からの超音波エコー信号と発振器９からの信号
をミキシングレ、ミキサ８はスイッチ５からの超音波エ
コー信号と発信器９からの信号を位相シフタ１０で９０
゜位相シフトした信号とをミキシングすることによりド
プラ信号を検出する。サンプルホールド回路１１、１２
はドプラ検査部位に応じたゲート信号を制御部４から受
け、ミキサ７．８からのドプラ信号をサンプルする。補
間部１３はサンプルホールド回路１１．１２からのドプ
ラ信号をもとに制御部４から指示されたドプラ送受信休
止期間でのドプラデータを補間計算により求め、ドプラ
送受信期間でのドプラ信号に挿入することにより等時間
間隔のドプラ信号データ列を生成し、周波数分析部１４
に送出する。周波数分析部１４はフーリエ分析などを行
い、その結果をドプラ像信号として表示部１５に送る６
表示部１５は、検波部６からのＢモード像信号と周波数
分析部１４からのドプラ像信号を制御部４の制御により
同時に表示する。

上記各部の動作タイミングを第２図を用いて説明する。

第２図はドプラ走査を２回、Ｂモード走査を１回交互に
繰返す動作タイミングの例である。

図中（ア）は送信走査回路２の送信パルス、（イ）はス
イッチ５の接続状態でありＤはミキサ７．８へ、Ｂは検
波部６へ入力を接続することをあられす。

（つ）は検波部６の出力、（１）はサンプルホールド回
路１１．１２を制御する制御部４からのドプラゲート信
号、（才）はサンプルホールド回路１１．１２の出力を
それぞれ実部、虚部としてベクトルで表わした図、（倉
）は補間部１３の出力をベクトルで表わした図である。

送信走査回路２は、送信パルス（ア）に示すタイミング
でプローブ１にドプラ走査用パルスＤまたはＢモード走
査用パルスＢを送出する。スイッチ５は、（イ）に示す
ように受信走査回路３の出力を期間ＰＩ、Ｐ３（ドプラ
走査期間）はミキサ７８へ送出し、期間Ｐｔ　　（ドプ
ラ走査の休止期間）では検波部６へ送出する０期間Ｐ８
においては（つ）に示す通りＢモード断層像を構成する
２本の走査線の情報を採取し、検波部６において包路線
検波を行う、ドプラ走査期間Ｐ、、Ｐ！においては、ミ
キサ７８からの直交検波出力を、ドプラゲート信号（１
）に制御されたサンプルホールド回路１１．１２が（オ
）に示すようにドプラサンプリング時間ｔ１．ｔ２．ｔ
、、ｔＳにおいてサンプリングを行う、補間部１３は（
倉）に示す通り、Ｂモード走査期間Ｐ２がドプラ走査期
間であると仮定した場合のドプラサンプリング時刻ｔ、
におけるドプラ信号Ｚツを、１．．１！でのドプラデー
タをもとに補間する。

第３図に補間部Ｉ３の一実施例のブロック図を示す。３
１．３２はＡＤ変換器、３３は偏角差データ演算手段、
３４は補間データ発生手段である。ＡＤ変換器３１．３
２はそれぞれサンプルホールド回路１１．１２からの出
力をＡ／Ｄ変換する。サンプルホールド回路１１．１．
２の出力は複素数として扱えるので、Ａ／Ｄ変換器３１
．３２の出力を複素ドプラ偏移データを呼ぶことにする
。偏角差データ演算手段３３においてはサンプリング時
刻１．における複素ドプラ偏移データＺ１と１．におけ
るデータＺ、の偏角差データΔθを計算する。演夏部３
４では偏角差データΔθと複素ドプラ偏移データをもと
に補間データＺ、を計算し、直接測定されたドプラ偏移
データＬ、Ｚオと補間されたデータＺ、を正しい時間順
序で出力する。

補間計算の一例を以下に示す、複素ドプラ偏移データＺ
＋、ＺｔはそれぞれＸ＋　＋Ｊ　Ｖ＋　、Ｘｔ＋ｊｙｔ
と表わせる。Ｚｌの偏角θ１はθ＋　”　ｊａｎ−’　
（３’　＋　／　’Ｘ　＋　）　　　　　−−（＋）と
して求めることが出来る。同様にしてＺ２の偏角θ茸を
求めることができ、以上を用いて偏角差データΔθ Δθ＝θ２−６１　　　　　　　　　・旧・・（２）を
求めることができる。ドプラ信号を複素数としてみた場
合その絶対値や偏角差データは通常急激に変化すること
は少い、従って補間データＺの偏角θは次式で近像でき
る。

θ＝θ２＋Δθ　　　　　　　　　　・・・・・・（３
）補間データＺと複素変位データＺｔの絶対値が互いに
等しいと近似すると補間データＺは次式で表わせる。

Ｚ−ｒｚ　Ｘ　（ｃｏｓθ＋ｊｓｉｎθ）　　　・・・
・・・（４）但しｒｚ””ｌＸｘ＋３７ｇ この補間１真に関しては複素ドプラ変位データの絶対値
や偏角差データが２．激に変化しないことを利用して様
々な方法が考えられる。例えばＺ＝Ｚ、・Ｚ、／Ｚ、　
も可能。

以上の様にして、ドプラモードの送信パルスの繰り返し
周波数の１／２に迫るドプラ偏位データに対しても偏角
差データ（この場合±１８０°に近くなる）と絶対値を
もとに正しい補間データを求めることが可能であり、ド
プラ休止期間に対しても正確に補間が行える。

発明の効果 本発明は上記実施例より明らかなように複素ドプラ偏位
データ間の偏角差データをもとに補間データを発生させ
ることにより、例えばＢモードとドプラモードが交互に
切替えられるＢ／Ｄモートにおいでドプラ休止期間にお
ける補間データを正しく求めることが可能になる。

本発明は特にドプラモート′の送信パルスの繰返し周波
数の１／２に迫るドプラ偏位データに対しても正確に補
間が行える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるドプラ血流計のブロ
ック図、第２図は第１図に示すブロック図の動作タイミ
ングを示すタイミング図、第３図はドプラ血流計の要部
であるデータ補間手段のブロック図、第４図は従来の超
音波ドプラ血流計のブロック図、第５図は従来のデータ
補間の例を示す図である。 １・・・・・・プローブ、２・・・・・・送信走査回路
、３・・・・・・受信走査回路、１３・・・・・・補開
部、３３・・・・・・偏角差データ演算手段。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名第２図 （イ） スイッチ Ｂ　　Ｐｌ　　−−１「− 時間 第３図 し 第４　図 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被検体内に超音波パルスを送受信して前記被検体
   内からの散乱超音波に基づき前記被検体内の散乱体の移
   動速度情報を得る超音波ドプラ血流計において、ドプラ
   送受信シーケンスに対して休止期間を発生させる制御手
   段と、連続して得られた複素ドプラ偏移データ間の偏角
   差データを求める手段と、前記偏角差データをもとに前
   記休止期間に対して補間データを発生させるデータ補間
   手段を備えた超音波ドプラ血流計。
2. （２）偏角差データの外挿演算によるデータ補間手段を
   備えた特許請求の範囲第１項記載の超音波ドプラ血流計
   。