JPH0614932B2 - 超音波診断装置 - Google Patents

超音波診断装置

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JPH0614932B2
JPH0614932B2 JP1135509A JP13550989A JPH0614932B2 JP H0614932 B2 JPH0614932 B2 JP H0614932B2 JP 1135509 A JP1135509 A JP 1135509A JP 13550989 A JP13550989 A JP 13550989A JP H0614932 B2 JPH0614932 B2 JP H0614932B2
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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、送受波回路により超音波探触子から被検体に
対して超音波を送受波し、これにより得られる信号から
ドプラ偏移信号を位相検波回路で検出し該信号を周波数
解析回路で周波数解析しＴＶスキャン変換して超音波情
報を表示する超音波診断装置に関する。
（従来の技術） 従来より超音波診断装置においては、複数の超音波振動
子を併設してなるアレイ型超音波探触子（プローブ）を
用い、リニア電子走査であれば、超音波振動子の複数個
を１単位とし、この１単位の超音波振動子について励振
を行ない超音波ビームの送波を行なう。例えば順次１振
動子分づつピッチをずらしながら１単位の素子の位置が
順々に変わるようにして励振してゆくことにより、超音
波ビームの送波点位置を電子的にずらしてゆく。そして
超音波ビームがビームとして集束するように、励振され
る超音波振動子は、ビームの中心部に位置するものと側
方に位置するものとでその励振のタイミングをずらし、
これによって生ずる超音波振動子の各発生音波の位相差
を利用し反射される超音波を集束（電子フォーカス）さ
せる。そして励振したのと同じ振動子により反射超音波
を受波して電気信号に変換して、各送受波によるエコー
情報を例えば断層像として形成し、陰極線管等に画像表
示する。
またセクタ走査であれば、励振される１単位の超音波振
動子群に対し、超音波ビームの送受方向が超音波ビーム
１パルス分毎に順次扇形に変わるように各振動子の励振
タイミングを所望の方向に応じて変化させ、後の処理は
基本的には上述したリニア電子走査と同じである。この
ようなリニア，セクタ電子走査の他に振動子（探触子）
を走査機構に取付け、走査機構を運動させることにより
超音波走査を行なう機械走査もある。
また超音波ドプラ法は、生体内の移動物体の移動に伴う
機能情報を得て映像化する方法であり、これを以下説明
する。すなわち、超音波ドプラ法は、超音波が移動物体
により反射されると反射波の周波数が上記物体の移動速
度に比例して偏移する超音波ドプラ効果を利用したもの
である。具体的には超音波レートパルスを生体に送波
し、その反射波エコーの位相変化によりドプラ効果によ
る周波数偏移を得ると、そのエコーを得た深さ位置にお
ける移動物体の運動情報を得ることができる。
この超音波ドプラ法によれば、生体的における位置での
血流の流れの向き、乱れているか整っているかの流れの
状態を知ることができる。
次にこの超音波診断装置について説明する。超音波エコ
ーから血流情報を得るためには、超音波探触子および送
受波回路を駆動してある方向に超音波パルスを所定回数
繰り返し送波し、受波された超音波エコーを位相検波回
路により検波して位相情報すなわちドプラ信号とクラッ
タ成分とからなる信号を得る。この信号をＡ／Ｄ変換器
でディジタル信号化し、フイルタによりクラッタ成分を
除去し、血流によるドプラ偏移信号は自己相関方式など
の高速の周波数分析器により周波数分析し、ドプラ偏移
の平均値，ドプラ偏移の分散値，ドプラ偏移の平均強度
などを得る。ここで超音波ビームをセクタスキャンの画
面に対応させて一方側から他方側にスキャンしながら前
述の一連の処理を行なうことにより、２次元に分布する
血流の情報を検出することができる。そして前述の血流
の方向および速度を示した２次元血流速度画像等の血流
情報と、別の系で得たＢモード像やＭモード像とをＤＳ
Ｃ（ディジタル・スキャン・コンバータ）にて重畳合成
し、モニタに表示する。
（発明が解決しようとする課題） ところで、上記従来の超音波診断装置において、第７図
に示すように同一超音波ラスタに対して複数レート超音
波を送波することにより得られる、例えばＣＦＭ画像
（２次元カラーフローマッピング画像）の如き、ＢＤＦ
（Bmode doppler flow）像、例えば超音波ラスクＢ１
において超音波を８回だけ送波し、その後超音波ラスタ
Ｂ２において超音波を８回だけ送波しこの走査を順次行
なう場合において、低流速検出能Vminと超音波送信パル
ス繰り返し周波数ＰＲＦとの間には VminＣ・ＰＲＦ／（２ｆ・ｎ） なる関係がある。なおｎはデータ数、Ｃは音速、ｆは超
音波周波数である。
この低流速検出能Vminを向上する方法として、従来より
交互スキャン方式が知られている。この交互スキャン方
式（公知）は、例えば第７図に示す超音波ラスタに対し
Ｂ１Ｂ２，Ｂ１Ｂ２…のように交互スキャンを、例えば
８回繰り返して行ない、次にＢ３Ｂ４，Ｂ３Ｂ４…の交
互スキャンを８回繰り返して順次行なうものである。こ
れによれば、そのパルス繰り返し周波数ＰＲＦ＊は、交
互スキャン段数分Ｎだけ、従前のパルス繰り返し周波数
ＰＲＦの１／Ｎとなる。つまり、 ＰＲＦ＊＝ＰＲＦ／Ｎ これにより低流速検出能Vminの値が１／Ｎとなるので、
低速検出能をＮ倍向上できる。
一方、ＦＦＴ像を得る超音波ドプラにおいては、第８図
(a)に示すようにある超音波ラスタの観測点Ｐに対して
レンジゲートをかけ超音波を所定回数送波すると、前記
周波数解析により第８図(b)に示すように血流速分布
（スペクトル）の時間的変化が得られる。
しかしながら、従来では前記ＢＤＦ像モードとＦＦＴモ
ードとがそれぞれ単独で行なわれていたため、例えばＢ
ＤＦモードでＢＦ像により血管の位置，方向を観測した
後、暫くしてからＦＦＴモードに切り換えレンジゲート
を前記観測点に設定し、血流パターンを観測していた。
このため操作に時間がかり、画像のリアルタイム性に欠
けていた。またＦＦＴで低流速の血管を検索するには、
かなりの時間を要していた。
そこで本発明の目的は、ドプラカラーフローマッピング
による血流像とある一点の血流の時間変化の情報とをほ
ぼリアルタイムで求めることができ、しかもある一点の
血流の時間変化の検出可能な最低流速能を向上し得る超
音波診断装置を提供することである。
本願発明の他の目的は、ドプラカラーフローマッピング
による血流像とある一点の血流の時間変化の情報とをほ
ぼリアルタイムで求めることができ、しかもある一点の
血流の時間変化の検出可能な最低流速能を向上すること
ができ、さらにドプラカラーフローマッピングで求める
ことのできる最低流速検出能をも向上することのできる
超音波診断装置を提供することである。
［発明の構成］ （課題を解決する為の手段） 本発明は上記の課題を解決し目的を達成する為に次のよ
うな手段を講じた。請求項１に記載の発明は、超音波の
送受波を行う超音波振動子と、前記超音波振動子が受波
した超音波のドプラ偏移を検出する手段と、前記ドプラ
偏移を用いて血流像を生成する手段と、任意の一点のド
プラ偏移を用いて前記一点における流速の時間的変化を
測定する手段と、前記血流像の生成のための超音波送受
波と前記流速の時間的変化の測定のための超音波送受波
とを交互に行う送受波制御手段とを具備をする超音波診
断装置である。
請求項２に記載の発明は、超音波の送受波を行う超音波
振動子と、前記超音波振動子で受波した超音波のドプラ
偏移を検出する手段と、前記ドプラ偏移を用いて血流像
を生成する手段と、任意の一点のドプラ偏移を用いて前
記一点における流速の時間変化を測定する手段と、第１
方向から第２方向までの各方向に順次一回づつ前記血流
像の生成のための超音波送受波を行いながら各方向の超
音波送受波を所定回数繰り返すと共に、前記流速の時間
変化の測定のための超音波送受波を前記血流像の生成の
ための超音波送受波と交互に行う送受波制御手段とを具
備をする超音波診断装置である。
（作用） このような手段を講じたことにより、次のような作用を
呈する。請求項１に記載の発明によれば、血流像の生成
のための超音波送受波と流速の時間的変化の測定のため
の超音波送受波とを交互に行っているので、血流像とあ
る一点の血流の時間変化の情報とをほぼリアルタイムで
求めることができる。また、血流像の生成のための超音
波送受波と流速の時間的変化の測定のための超音波送受
波とを交互に行うことは、流速の時間的変化の測定のた
めの超音波送受波の繰り返し周波数が、流速の時間的変
化の測定のための超音波送受波だけを行う場合に比べて
半減されることになり、したがってある一点の血流の時
間変化の検出可能な最低流速能が向上する。
請求項２に記載の発明によれば、上記作用効果に加え
て、次のような効果を得ることができる。すなわち、第
１方向から第２方向までの各方向に順次一回づつ血流像
の生成のための超音波送受波を行いながら各方向の超音
波送受波を所定回数繰り返し行うことにより、結果的に
は例えば第１方向に血流像の生成のための超音波送受波
を行った後、再度、第１方向に血流像の生成のための超
音波送受波を行までの間に第１方向の次の方向から第２
方向までの各方向の超音波送受波を行うことになり、こ
の第１方向（他の方向も同じ）に関する超音波送受波の
繰り返し周波数が、この第１方向に関する超音波送受信
を連続して行う場合に比べて、第１方向の次の方向から
第２方向までの各方向の数の逆数だけ低減されることに
なり、したがって血流像の検出可能な最低流速能が向上
する。
（実施例） 第１図は本発明に係る超音波診断装置の一実施例を示す
概略ブロック図、第２図はＢＤＦ／ＦＦＴ同時モードを
示す概略図、第３図はＢＤＦおよびＢＤＦ／ＦＦＴ同時
モードにおけるＢＤＦ検出範囲およびＦＦＴ検出範囲を
示す概略図、第４図はＢＤＦ像およびＦＦＴ像を示す概
略図である。
本実施例が特徴とするところは、第２図に示すようにセ
クタ走査における１つの超音波ラスタ（例えばＢ１）を
得るために複数回の超音波送受信と、１ポイントドプラ
ＤによりＦＦＴ像を得るために複数回の超音波送受信と
を、前記超音波ラスタＢ１を変更せずにレート交互に行
なうように後述する送受波回路２を制御する制御手段と
してのラスタ制御部１５ａを備えた点にある。すなわち
ラスタ制御部１５ａは、例えばＢ１ＤＢ１Ｄ…のように
交互にスキャンさせてＢＤＦ／ＦＦＴ同時モードにして
いる。また前記ラスタ制御部１５ａは、ＣＦＭユニット
４，ＤＳＣ６を制御している。
前記送受波回路２は、超音波探触子１を送信駆動して超
音波を発生させ、被検体からの反射超音波を受波するも
のである。位相検出回路３ａは前記送受波回路２からの
受信信号を位相検出しドプラ偏移信号を得るものであ
る。Ｂモード処理部３ｂは前記送受波回路２から受信信
号からＢモード検出して検出信号をＤＳＣ６に出力す
る。ＣＦＭ４（カラーフローマッピング）は、位相検出
回路３からの信号をカラー処理し、ＦＦＴ５は前記位相
検出回路３からの信号に基づき血流情報を周波数解析す
るものである。ＤＳＣ６は前記Ｂモード処理部３ｂ，Ｃ
ＦＭ４およびＦＦＴ５からの信号を書き込み、ＴＶスキ
ャン変換しモニタ７に出力している。
次にこのように構成された超音波診断装置の作用につい
て図面を参照して説明する。まずラスタ制御部１５ａか
ら第２図に示すように１つの超音波ラスタ（例えばＢ
１）を得るために複数回の超音波送受信と、１ポイント
ドプラＤによりＦＦＴ像を得るために少なくとも複数回
の超音波受信とを、前記超音波ラスタＢ１を変更せずに
レート交互に行なうような制御信号が出力される。そう
すると、この制御信号を入力した送受波回路２により超
音波探触子１は送信駆動され、超音波探触子１から図示
しない生体に送波される超音波パルスは、生体内で流動
する血流によるドプラ偏移をともなう受信信号となり、
超音波探触子１および前記送受波回路２に受波される。
さらにＢモード処理部３ｂによりＢモード検出され、こ
の検出信号はＤＳＣ６に出力される。位相検波回路３ａ
により検波されて血流によるドプラ偏移信号とクラック
成分とからなる信号波が得られる。位相検波回路３ａの
出力からクラッタ成分が除去されドプラ偏移信号を得
る。さらにこの信号をＦＴ５により周波数解析し血流の
向き（順流または逆流）およびスペクトラムかなる血流
速度データを得る。また前記ラスタ制御部１５ａにより
制御されるＣＦＭユニット４は、前記位相検波回路３ａ
からの信号をカラーフローマッピングする。そしてこれ
らのデータは、前記ラスタ制御部１５ａにより制御され
るＤＳＣ６に書き込まれ、ＴＶスキャン変換されてモニ
タ７に第４図に示すようなＦＴ像，ＢＤＦ像を同時に表
示する。
このように本実施例によれば、第３図に示すように超音
波ラスタを変更せずに（すなわち交互段数１）Ｂ１ＤＢ
１ＤＢ１Ｄ…とスキャンされ、ＢＤＦ／ＦＦＴ同時モー
ドとなる。すなわち従来のＢＤＦモード単独によるＢＤ
Ｆ検出範囲±ＰＲＦ／２と比較して、超音波ラスタの周
期が半分になることからＢＤＦ検出範囲はＦＴ検出範囲
と同様に±ＰＲＦ／４となる。その結果、低流速検出能
を改善できると共に、ＢＤＦ像で血管の位置，方向をリ
アルタイムに観測しながら、ＦＦＴのレンジゲートを迅
に血管内部に設定できる。その結果、操作時間を短縮し
て術者の操作負担を軽減でき、しかも良好な血流パター
ンを観測できる。
なお前記実施例の変形例としてＢＤＦ／ＦＦＴ同時モー
ドで例えば ＤＢ１Ｂ２Ｂ３ＤＢ１Ｂ２Ｂ３…のような３段交互スキ
ャンでも良い。
次に本発明の第２の実施例について説明する。第５図は
本発明の第２の実施例を示す概略構成ブロック図、第６
図は前記第２の実施例のＢＤＦ像およびＦＦＴ像を示す
概略図である。なお前記第１図に示す部分と同一部分は
同一符号を付しその詳細な説明は省略する。
本実施例が特徴とするところは、第２図に示すように１
つの超音波ラスタ（例えばＢ１）を得るために複回の超
音波送受信と、１ポイントドプラによりＦＦＴ像を得る
ために少なくとも複数回の超音波受信とを、レート交互
に前記超音波ラスタをＢ１Ｂ２のように変更しながら行
なうように送受波回路２のサンプリング周波数を前記超
音波ラスタ，１ポイントドプラに対応して変化させる制
御手段としてのラスタ制御部１５ｂを備えた点にある。
すなわちラスタ制御部１５ｂは、第３図に示すようにＢ
ＤＦ／ＦＦＴ同時モードであって例えばＢ１ＤＢ２ＤＢ
１Ｄ…のように交互に超音波ラスタをスキャンさせるよ
うにしている。
前記第１の実施例の変形例においては、ＢＤＦ検出範囲
が２倍に改善できるが、ＦＦＴも１／４周期となるた
め、折り返りが発生しやすくなり、最高流速検出能が低
下する。
そこで、本実施例においては、前記第１の実施例の状態
でＢＤＦ交互スキャンを行なう。すなわちＢ１ＤＢ２Ｄ
Ｂ１Ｄ…となるように、ＦＦＴドプラはレート交互にス
キャンし、ＢラスタはＢ１Ｂ２，Ｂ１Ｂ２…と交互スキ
ャンする。このように送受波回路２を制御すれば、ＢＤ
Ｆ／ＦＦＴ同時モードであっても、例えば超音波ラスタ
Ｂ１は従来のＢＤＦモード単独に比較して１／４周期と
なるので、ＢＤＦ検出範囲は±ＰＲＦ／８と向上でき
る。またＦＦＴにおいては、交互にスキャンしているの
で、ＦＦＴ検出範囲は常に±ＰＲＦ／４を確保できる。
その結果、ＢＤＦ像は血管壁近傍まで血流信号を検出す
るので、血流内の埋まりが良好になる。すなわち細い血
管を容易に検出でき、しかも折り返りを発生することが
なくなる。またＢＤＦ像で血流の存在位置がわかると、
その位置にＦＦＴのレンジゲートを設定でき、動静脈の
識別，血流速度の定量化，狭窄の程度など血流パターン
からの診断情報を迅速に得ることができ、術者の操作負
担が軽減できる。
なお前記状態において第３図に示すようにＢ１ＤＢ２Ｄ
Ｂ３ＤＢ１Ｄ…となるように、ＦＦＴドプラは１レート
交互にスキャンし、ＢラスタはＢ１Ｂ２Ｂ３，Ｂ１Ｂ２
Ｂ３…と交互スキャンすれば、ＦＦＴの検出範囲は±Ｐ
ＲＦ／４を維持でき、しかもＢＤＦの低流速度検出能は
±ＰＲＦ／１２となるので、これを３倍に向上できる。
なお本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。前記第２の実施例において、交互段数を２段、３段
としたが、これに限定されることなくその他の段であっ
てもよい。このほか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］ 本発明によれば、請求項１に記載の発明によれば、血流
像の生成のための超音波送受波と流速の時間的変化の測
定のための超音波送受波とを交互に行っているので、血
流像とある一点の血流の時間変化の情報とをほぼリアル
タイムで求めることができ、しかも、血流像の生成のた
めの超音波送受波と流速の時間的変化の測定のための超
音波送受波とを交互に行うことは、流速の時間的変化の
測定のための超音波送受波の繰り返し周波数が、流速の
時間的変化の測定のための超音波送受波だけを行う場合
に比べて半減されることになり、したがってある一点の
血流の時間変化の検出可能な最低流速能が向上すること
ができる超音波診断装置を提供できる。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明
による作用効果に加えて、第１方向から第２方向までの
各方向に順次一回づつ血流像の生成のための超音波送受
波を行いながら各方向の超音波送受波を所定回数繰り返
し行うことにより、結果的には例えば第１方向に血流像
の生成のための超音波送受波を行った後、再度、第１方
向に血流像の生成のための超音波送受波を行うまでの間
に第１方向の次の方向から第２方向までの各方向の超音
波送受波を行うことになり、この第１方向（他の方向も
同じ）に関する超音波送受波の繰り返し周波数が、この
第１方向に関する超音波送受信を連続して行う場合に比
べて、第１方向の次の方向から第２方向までの各方向の
数の逆数だけ低減されることになり、したがって血流像
の検出可能な最低流速能が向上する超音波診断装置を提
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診断装置の一実施例を示す
概略ブロック図、第２図はＢＤＦ／ＦＦＴ同時モードを
示す概略図、第３図はＢＤＦおよびＢＤＦ／ＦＦＴモー
ドにおけるＢＤＦ検出範囲およびＦＦＴ検出範囲を示す
概略図、第４図はＢＤＦ像およびＦＦＴ像を示す概略
図、第５図は本発明の第２の実施例を示す概略ブロック
図、第６図は前記第２の実施例のＢＤＦ像およびＦＦＴ
像を示す概略図、第７図は従来の超音波診断装置のＢＤ
Ｆモードを示す概略図、第８図は従来の超音波診断装置
のＦＦＴモードを示す概略図である。 １……超音波探触子、２……送受波回路、３ａ……位相
検波回路、３Ｂ……Ｂモード処理部、４……ＣＦＭユニ
ット、５……ＦＦＴ、６……ＤＳＣ、７……モニタ、１
５ａ，１５ｂ……ラスタ制御部。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】超音波の送受波を行う超音波振動子と、 前記超音波振動子で受波した超音波のドプラ偏移を検出
    する手段と、 前記ドプラ偏移を用いて血流像を生成する手段と、 任意の一点のドプラ偏移を用いて前記一点における流速
    の時間的変化を測定する手段と、 前記血流像の生成のための超音波送受波と前記流速の時
    間的変化の測定のための超音波送受波とを交互に行う送
    受波制御手段とを具備したことを特徴とする超音波診断
    装置。
  2. 【請求項２】超音波の送受波を行う超音波振動子と、 前記超音波振動子で受波した超音波のドプラ偏移を検出
    する手段と、 前記ドプラ偏移を用いて血流像を生成する手段と、 任意の一点のドプラ偏移を用いて前記一点における流速
    の時間変化を測定する手段と、 第１方向から第２方向までの各方向に順次一回づつ前記
    血流像の生成のための超音波送受波を行いながら各方向
    の超音波送受波を所定回数繰り返すと共に、前記流速の
    時間変化の測定のための超音波送受波を前記血流像の生
    成のための超音波送受波と交互に行う送受波制御手段と
    を具備したことを特徴とする超音波診断装置。
JP1135509A 1989-05-29 1989-05-29 超音波診断装置 Expired - Lifetime JPH0614932B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1135509A JPH0614932B2 (ja) 1989-05-29 1989-05-29 超音波診断装置
US07/529,438 US5148808A (en) 1989-05-29 1990-05-25 Ultrasonic diagnostic apparatus detecting Doppler shift

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