JPS6048732A - 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】 （ａ）　発明の技術分野 不発明に、リニアプレイグローブ全使用する超音波装置
に被検体の血流計測の機能全付加する平反に関する〇 （ｂＪ　技術の背景 近年、無侵襲という特長から医用診断装置として超音波
診断装置が多く用いられろようにな−）た。

超音波診断装置は所足の繰返し周波数で振動子よｐ超音
波を送信し、被検体からの該送信超音波の反射超音波を
該振動子で受信し、生体内部の断層画像？形成したり、
血流計測２行う装置である。

超音波Ｕｒ層両画像形成するには振動子の超音波送受の
超音波ビーム全観察しようとする被検体に走査する必要
がら夛、従来１個或は複数個の振動子を回転成は回動さ
せて扇形状の走査を行って米た。ｆ＆近、振動子の多素
子化の技術が進歩し、リニアアレイとかフェーズドアレ
イといわれる方式が現われ、振動子ｔ１列に連設するだ
けで機械的門動全−切無くして減益することができるよ
うになった。

リニアアレイに１個の開（」断面積が約１ｍＸ１０鴫の
振動子ｔｌＱ鶴の辺の側を間接させて１３０個程度連設
したものである００の多素子振動子？互に隣接した仮数
側に１組として１６」じ超音波周波数で同時に送信させ
、ば１組の振動子数μ変えずに植込シに振動子の岨合せ
（ｉ１″移動させながら同時送信を行うもので、合成さ
れた超音波ビームンよりニアアレイ振動子の連設方向（
以下アレイ方向と略称する）と直角方向で、その超音波
ビームが順送ｐに並行して移動する走査様式になるのが
特徴でめる０ し足がった、リニアアレイグローブ全使用する超音波装
置は一般にＢモードと呼ばれる断層画像全取得するに用
いられるＯ′ｊ″なわち、該超音波装置でのＢモード表
示とに表示の４ＡＩ！ＪＪＪに７レイ方回金とシ縦軸に
被検体の超音波送信方向上とった断層画像であって、生
体Ｐ３部の血管やＢｒ３器等の断層像を観測するに用い
る。

また、Ｍモードと称される表示もしばしば用いらｎる。

Ｍモードとは１本の超音波ビーム全被検体の特定方向に
向けて固定し、横軸に時間軸上と９縦軸に該固定ビーム
方向の被検体の超音波反射信号音とっ尺ものにて、該特
定方向の被慎体各部位とグローブとの距離の時間変化が
表示され、例えば超音波ビーム？心臓に同け７’（場合
、心壁のグローブ方向に対する時間的な動きが計測でき
るＯ以下本計測と戒示ンＭモード計測、Ｍそ−ド表示と
呼称する。

上述の他に、最近の超曽波の医学応用に血流計測という
重要なデーマがらる０血泥計測には送信超音波と血液の
動きから該血液の反射超音波にドブン効果が作用してい
ることに利用する血流速の＝ｔ　ｔｌＱ　法が一般に多
く用いられている。以下本計測と表示ｔドラプｉ［測、
ドラグ戎示と呼称するＯリニアアレイプローブ金梗用″
ｊゐ超弧・波装置に本来上述の９ちでＢモードによるｌ
ＩＪ？ｔｍｌｉｄｍ測が主体であるが、最近ばＭモード
表示や血流計測も併せ行うものがある。然し乍ら、これ
らの従来技術のうち特に後述の如く血流速の計測精度に
問題が必シ、不発明はこの問題に対処するものである。

（Ｃ）　従来技術と問題点 第１Ｎは上述のドグラ計測とＭモード計測の機能と有す
る従来技術のりニアアレイグローブ？使用した超音波装
置の回路溝成會系統図にて示したものである。

第１図に於て、ｌはリニアアレイグローブにて１−１は
りニアアレイ振動子？示し、振動子の緒数は例えは１２
０〜１３０個である。リニアアレイ振動子の連設方向に
四角に超音波パルス全送受信する超音波ビームはりニア
アレイ振動子１−１の端から８〜１０個の素子を同時に
送信し両端に矢印？付した１点鎖線１−３の如く超音波
ビームが形成され（以下走査ビームと略称する）、同時
送イざの振動子の組合せを振動子を１個ずつ図の右の方
向へずらして行き、矢印１−４の方向に走査する。した
がって中括弧１−６で示す如き走査幅になり、該走査幅
？走査した被検体１５の超音波Ｍ層像ヲ衣示せしめる。

該走査及び表示’ｋＢモード走査、Ｂモード？と示と呼
称する。

２０は超音波診断戴置の不休を示す。２は溪信駆吻部に
て走査ビーム金形成するに８依ｌＶｕえば８〜１０個の
駆動パルスを所だの繰返し周波数で元止する。該駆動パ
ルスは経路１２奮紅てマルチプレクサ４に送られる。マ
ルチプレクサ４はリニアアレイ振動子１−１？走査させ
るための振動子の組合せ全選択する回路にて該組合せは
全系のタイミングを取るマスクオツシレータ葡言む制御
部３にて作られる。送イごパルスは経路１１ケ経て振動
子１−１のＶ、紺合せの振動子全同一の超音波周波数で
バーストさせ、反射超音波は該組合せ振動子で電気信号
（以下受（Ｗ（ば号と呼ぶ）に変換されマルチプレクサ
４を経て経路１３’ｌ−経て受信増幅郡８で増幅されて
表示部７に与えられ、表示部７はａ貫入力受信信号と制
御部３よシ入力する同期１ご号で作られる帰引笛号によ
りＢモード表示で行う。

観測者がへ４モード或はドグラバー１測全行うには、上
述のＢモード嵌示から計測対象を見出し、咳対象の部位
をマーカ部６全′ｒＡ節して時短化する。マーカ部６の
出力は振動子全同一５に入力し、販選択部５は１６制御
部３を制御してリニアプレイ振動子の特定振動子に’Ｊ
ニアアレイ虫制動子中から例えば１−７の如く選択し、
時短振動子１−７−グＭモーＦ或はドプラ計測の専用振
動子すζ荷主比される。

％足振動子上−７にｌＪニアアレイ抵劫子１−１のうち
の１個【使用するためリニアアレイ振動子１−１と同一
の超廿波周Ｖ、欽２使用ぜさるｒ得ない。

したがって主食ビームを形成する振動子と閂一時刻で送
受（，５することに相互のねｔ阪士訃かめるため不可能
でろって、走ｉビームの振動子の迷信繰返し周波ａｋｌ
／２にして走査振動子と時延振動子を交互に送受化させ
る。上述の制御はルリ御部３で行われる。

荷主振動子１−７からの受１６１６号は受信ユ゛ｕ幅部
８で分離δれ、紋１Ｎｒｉ４τ紅て上シ１モード伯号の
一合にＭモード信号増幅部９を経て拭示都７に送られ、
ドプラ信号の楠４■よトノ′、７屏析郡ｌＯに込られマ
ーカ部６で形ｈｉ、δれるゲート伯匂（経路１５）で特
ｊＬ部位（被検体の深さ方向）のドプラ解析信号を表示
部７に入力する。Ｍモード及びドグラ辰示の掃引１ｉ５
号は制御部３からの夫々の同期信号によシ辰示部７で形
成されるＱ 上述の従来技術に（σ血流計側につき下記のｐａき問題
点がある。

ドプラ計測ではドプラ効果の性質上超音波ビームの方向
と直角を成す（アレイ方向と並行）血流速は理論的に計
測が不ｃｉＪ能で必９、また直角に近い血流速のｉ＋ｌ
ｑ足棺度は低くならざる全骨ないＯ一方、血流（は概（
７て体表１−８、Ｌ危がって体ｐに当接せるアレイ方向
に並行するものが多く、そのため従来技術のりニアアレ
イグローブによるドプラ削測は計側精匠上問題があった
０ （ｄ）　発明の目的 本発明ぼ上述の問題点に鑑み、血流計測用の超音波ビー
ムを７レイ振動子のアレイ方向に対し斜めにし、体表に
並行する或に並行に近い角度で流れる血流に対して高精
度にｍＫ計’Ｊ４ｉＪ　ｆ心ことと目的とする。

（ｅ）　発明の構成 ２１１：先−ばリニ゛アアし′イ形雇り波グローブ“イ
［１更月ｊする超ｆ阪装置に於て、該グローブのりニア
アレイ振動子の７レイ刀同の廷艮肱上に早蘇Ｑ振にす子
或は１組の７エーズドアレイ伝向子？収直し、該単数（
−動子或は１ルｉのノエーズトアンイ伝感子が形成する
１４．０超Ｕ波ビームにドプラ。１画の４用ビームとし
１．Ｉ￥ｉ、駅伝動子の旬Ｂμ該Ｊ１（欽伝動子にリニ
アアレイグローブの外ｔ２１５より屯バ市或は依械的操
作により回励設足し、ノエーズドアレイ振励子：ｆ：使
用゛ｒ／）場付は試振動子相五の超冴波送１占タイミン
グの逐延孟：Ｉ：笈ン設足して該グ・用ビームの万ｌｉ
’ＴＩをリニアアレイ振動子の走立ビームがノｅ戚する
走査面同を自在に万同設冗できるよりにし、該単数振動
子のビーム方向ぼ試早叔振動ｆの回動に連＆ｔＪＪする
エンコーダにより、訊フェーズド１ンイ振動子のビーム
方間は献フェーズドアレイ倣動子相互の超音Ｖタイミン
グの遅延泣の灰層に工ｐル成さルる方向マーク【表示部
に表示するものごろって、リニアアレイ振！−子が形成
Ｔ、ｂ王不の超音波断層像全観察して計測せんとする血
流部位全定め、該血流部位に該専用ビームの方位を調足
してドラグラ計測全行うものであって、不発明により上
述の目的は達成される。

（ｆ）　発明の実施例 第２図に血流速計測用振動子に単数の振動子を使用する
不発明の実施例の回路構成を系統図にて示し、第３図に
フェーズドアレイ振動子？使用し７を場合の系統図金示
す０ 第２図に於て、３０は本発明実施例の１７＝アアレイグ
ローブ、４０μ超音波診断装置本体である０リニアアレ
イグローブ３０に於て、リニアアレイ振動子１−１が走
査ビーム１−３を形成して矢印１−４の方向に走査範囲
１−６全走査することは従来技術の第１図と同様でおる
が、血流速計測にはリニアプレイ振動子１−１のアレイ
方向の延長線上に血流速計測用の単数振動子３１’に設
置し、単数振動子３１が形成する血流速計測用の専用ビ
ーム３３を単数振動子３１０同きｔ方向制御部３２’ｆ
ｆｉ制御して変えることで走査範囲１−６全走査ビーム
１−３に対し斜めの角度で自在に矢印３４に示す如く指
向させる。方向制御部３２はリニアアレイプローブ３０
の外部に駆動つまみ金設けるか或は駆動モータを内蔵さ
せて外部よシスイッチ制御して単数振動子３１０回き′
ｆ、変えるもので、単数振動子３１に連動するエンコー
ダも内蔵し専用ビーム３３の方向信号音出力する。

超音波診１！′ｒ装置不休４０に於て、送信駆動部４１
はりニアアレイ振動子の走査ビーム１−３に形成する駆
動パルスを発生し、また単数振動子；う１の専用ビーム
３３ｉ形成する駆動パルス？発生する。

マルチプレクサ４３μマスクオツシレータ’ｋＰ［して
超音波診Ｆｒ装置全系のタイミングを取る制御部４２に
て制御され、リニアアレイ撮動子１−１の振動子の組合
せｔ選択してｙ＝ニアアレイ動子１−１＋！走食させ、
単数振動子３１の駆動パルスに制ｇ４１部４１の発生パ
ルスの１〜単数伽勤子３１に伝達する。

単数振動子３１は従来技術と異な９専用振動子となって
いるため、送信超音波の周波数をリニアプレイ振動子１
−１の周波数と同一にする必要になく、異なった周波数
を用いれば単数振動子３１もリニアアレイ振動子１−１
も従来技術の如く繰返し周波数？ｌ／２にする必要にな
い。

リニアアレイ振動子１−１の受信信号は受信増幅器４４
で増幅合成され指示部４５に送られ、割り１１部４２か
らの同期信号によシ指示部４５で掃引信号？作、ＱＢモ
ード我示を行５ｏ’ｌ’数振動子３１の受１ｇ信号は該
信号がドプラ１百号の場合、ドグラ解析部４７にてドプ
ラ解析を行う。計測者は専用ビーム３３の方向が方向制
御部３２のエンコーダからマーカ部４８に送られ表示部
４５のＢモード表示上で該マーカ？計測せんとする血流
に方向制御部３２ｉ調節して設足し、また血流部位に合
わせてゲートイご号ｒドプラ解析部４７に送ジ該部位の
ドプラ解析信号′に衣示することがで＠ゐ０該ゲ一ト位
置は該マーカ上にドツトで吹示する。Ｍモード瑠幅部４
６は専用ビーム３３でＭモード計測金する場合を考照し
て設けであるＱ 第３図に於て、５０は本発明実施例のりエアアレイプロ
ーブ、６０は超音波診断装置本体である。

リニアアレイプローブ５０に於て、血流通計６＋１振動
子に１組のフェーズドアレイ振動子５１’に用械的駆動
全必要としないことはりニアアレイ振動子と同様である
が、形成された専用ビームがアレイ方向に対しＩｙｒ要
の角度金もって方向ヲ裏えられることが特徴で、開口照
面が例えば０．３■Ｘ１ｍの寸法を府し１簡の辺を隣接
して例えｄ：３２個とか６４個の数で連設しアレイを形
成し、超音波送信に当たっては全素子を同時に使用し、
′４素子の送イぎタイミングを相互にずらすことにより
専用ビームを矢印５３の如く変えられるものである。

超音波診ｌｆｒ装置本体６０に於て、駆動遅延部６２は
上述の７エーズドアレイ振動子５１の各素子の送信タイ
ミングのすらし全作る回路である０送イｄ駆動部６１で
発生する駆動パルスがマルチプレクサ６４にて制御され
て＋７　ニアアレイ振動子１−１？走査させ、リニアア
レイ振動子ｌ−１の受領信号が受信増幅部６５に入力し
表示部６６にてＢモード光示されることは第２図にて前
述した実施例と同様であるが、通流速度の計測を丁、ｂ
場合は咳Ｂモード表示を観察して計測せんとする血流部
位によｐ駆動遅延部６２の駆動パルス遅に廿を変量して
フェーズドアレイ振動子を駆動してＷｉ足の角度に専用
ビーム５２に一設定する。

フェーズドアレイ振動子からの受（ｔｆ倍号は合成増幅
部６７にて合成増幅され、その出力がドブン解折部６９
に送られ、マーカ部で形成され１ζゲ一ト点でのドグ２
１ぎ号を出力して表示部６６に表示される。Ｍモード１
逓号増幅都６８は７二一ズドアレイ振動子ｆｆ１Ｍモー
ド計測に使用する場合の増幅部である。

第３図の場合も血流速￥Ｆ測智、用の７エーズドアレイ
振動子ｓ１２設けているので、該振動子５１の送信超音
波周波数にリニアアレイ振動子の周波数と相異させて使
用することができ、その場合は第２図の場合と同様にリ
ニアアレイ振動子もフェーズドアレイ振動子も繰返し周
波献金１／２に減らさずに計測することができる。

上述の如く不発明では血流計測は専用の振動子を用い、
試掘動子の超音波ビームがリニアアレイ振動子のアレイ
方向に対し斜めに指向しているため、第３図に示す如く
、例えば血管５４ケ血液がアレイ方向にはソ並行して矢
印５５の如く流れている場合でも血流計測専用のビーム
５２（グ十分尚稍反に該血流のビーム５２万同の分速【
０を側することができる。

第２図及び第３図の説明にて血流速計測振動子の送信超
音波周波数とＩＪ　ニアアレイ振動子の周波数に異る周
波数を用いて繰返し周波数を便米技術の如（１／２にし
ないこと盆運べたが、該方法により情＠ｖ！度を高くし
て最大流速検出限界を高めることができ、極めてＭ＠１
手段である。

第２図及び第３図の説明にて、Ｍモード針側にも単数振
動子３１やフェーズドアレイ振動子５１ｔ使用する例ｔ
ポしたが、特に該振動子でＭモード計測金しなければな
らぬ理由はない。場合によっては従来技術の如＜リニア
アレイ像勤子の１つにＭモード計測全分担させ、Ｂモー
ド、Ｍモード。

ドプラ計測で併行し各表示させることもできる。

Ｉｇ）　発明の効果 本発明により、リニアアレイグローブ？Ｉ−使用する超
音波診断装置に於て、診断時に？ｔＪＪ頻涙に現われる
表皮にほぼ並行する血流の速鼓計軸を尚積度に行うこと
ができ、す！：際に即しｔ血流速計測の精度及び最大検
出限界の同上に極めて大きな効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図に従来のりニアアレイグローブケ使用する超音波
ビームり勿系統図にて示し、第２図に単数振動子を血流
速計測用振動子として別に設置したリニアアレイグロー
ブ’ｒＲ用する不発明の超音Ｖ診１Ｉ７ｒ装置の実施例
を系統図にて示し、第３図にフェーズドアレイ振動子上
使用した不発明の実施例全系統図にて示す。 ２図を通じ同一符号は同一対象物′ど示し、第１図に於
て１はリニアアレイプローブ、２０ｉＩｉ超音波診ｒ！
ｌｒ装置不体、１−１はリニアプレイ振動子、１−７は
」流速計測を分担する振動子、５は振動子選択部、２は
送信駆動部、１０はドグラフ）Ｔ折部、７は表示部であ
る。第２図に於て３０はｌ／　ニアアレイグローブ、４
０は超廿波診ｐＪ１銭は本体、３１は単数振動子、４７
はドグラ解Ｐｒ罷でろる０第３因に於て５０はリニアア
レイグローブ、６０は超音波診断装嫉不体、５１１″１
．７エーズドアレイ振動子、６２は駆′ｆ、ｄＪ遅延部
、６９はドプラ屏軒都である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）アレイ葡形成する連設されｆＣ複数の超音波振動
   子（以下リニアアレイ振動子と略称するンが該連設方向
   に直角に超音波ビーム全形成し、該超音波ビームが該連
   設方向に順次移動して足ｆＩ］１ｒ全形成し、該リニア
   アレイ振動子に当接せる被検体全脂走査面にて断層走査
   するｙ　ニアアレイ形超音波グローブ（以下リニアアレ
   イグローブと略称する）音使用する超音波＃断装置に於
   て、該リニアアレイグローブ内にリニアアレイ振動子の
   連設方向の延長線上に単数の振動子（以下単数振動子と
   略称する）全設置し、該単数振動子の超音波ビームがｊ
   Ｊニアアレイ振動子が形成せる走査面内金自社に指向で
   きかつ方向設定できるよう該リニアアレイグローブの外
   部より電気的或は機械的な操作手段によシ該ｊｌｌＬ数
   振動子を１！２！動及び設定し、該回動機構に運動する
   エンコーダにより単数振動子の超音波ビームのりニアア
   レイ振動子が形成する走査面内での方向信号が形成され
   て表示部に該方向が表示されることｔ％徴とする超音波
   診ｒＤｒ装置。
2. （２）　アレイ全形成する連設された複数の超音波振動
   子（以下リニアアレイ振動子と略称するンが該連設方向
   に直角に超音波ビーム全形成し、該超音波ビームが該連
   設方向に順次移動し゛Ｃ走査而面形成し、該リニアアレ
   イ振動子に当Ｊ表せる被検体金腋定食面にて断層疋食丁
   ゐリニアアレイ形超音波グローブ（以下リニアアレイグ
   ローブと略称するン’ｔ−ｔ’用丁ゐ超音波診断装置に
   於て、該リニアアレイグローブ内にリニアアレイ振動子
   の連設方向の延長線上に１ｍの７エーズドアレイ振動子
   を設置し、該７エーズドアレイ振動子による超音波ビー
   ムがリニアアレイが形成せる走査Ｉｆｒ円（１″目在に
   指向できかつ万Ｉｉｉ］設定できるよう該７エーズドア
   レイ振動子相互の超音波送信タイミングＶ遅延量ｒＫ量
   設定し、該変、敞ｅ足により該フェーズドアレイ振動子
   のりニアアレイ振動ｆが形■すゐ走査面内での方向信号
   が輩子回路で形成されて表示部に該方間のマークが表示
   されることを％徴とする超音波診断装置。