JPS6222636A - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、超音波診断装置において、超音波パルスビー
ムの走査角度、走査方向、走査深度を変えることによっ
て、特に、生体内運動部分の速度分布像の完像時間を短
縮することに適した超音波診断装置に関する。

〔発明の背景〕

生体内運動部分の運動速度を測定する超音波診断装置は
、ドツプラ偏移周波数を測定するために、超音波パルス
を生体内の同一方向に数回毎打ち込む必要がある。しか
し、走査角度及びドツプラ血流像表示領域を固定してい
る従来の超音波診断装置において、ドツプラ血流像と、
Ｂモード像の走査角度が同じときドツプラ血流像は、Ｂ
モード像の数分の１のフレームレートしか得られず、チ
ラッキの多いドツプラ血流像しか得られない。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、生体内運動部分のドツプラ血流像表示
を含む超音波診断装置において、生体内運動部分の速度
分布像の完像時間を短縮し、フレームレートの増加を計
ると共に、ドツプラ血流像走査方向指定機構を用いるこ
とにより操作性の向上を計る技術を提供することにある
。

〔発明の概要〕

本発明の特徴とするところは、生体内運動部分の速度分
布、速度分散を２次元に表示することのできる超音波診
断装置において、超音波の走査角度の切換機構を設ける
ことにより、ドツプラ血流像の完像時間を短縮したもの
であり、さらに、体表に近い部位の血流観測に不要であ
ると思われる、体表から深い部位のドツプラ血流像を省
き、なお一層の完像時間の短縮を可能にしたものである
。

また、ドツプラ血流像を得るための操作は、断層像を得
るときよりも、探触子の設定位置、角度を適切にするこ
とが困難である。そこで、超音波パルスビームの走査方
向を任意に設定でき画像表示領域を左右に振らせて操作
性の向上を計ったものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の構成について、本発明を超音波診断装置
に適用した実施例とともに、図面を用いて説明する。

第１図は、本発明において、生体内運動部分における超
音波ドツプラ効果により周波数偏移を受けた反射波によ
り速度分布、速度分散を求める際、走査角度及び走査方
向を任意に設定する方法及び、走査深度を任意に設定す
る方法を示したブロック図である。

安定な高周波信号を発生する水晶発振器１０の出力は、
同期回路９に供給され、同期回路９により所望周波数の
各種出力が得られる。これらの出力信号は、超音波送波
繰り返し信号、複素変換のための参照波信号、超音波診
断結果の表示を行なうためのＴＶ同期信号、及び装置各
部の同期作用を行なうクロック信号を含む。

前記送波縁り返し信号は、送波回路４及び、切換回路２
を介して超音波探触子１に供給され、超音波探触子１を
励振し、超音波ビームが被験体内に送波される。なお、
超音波ビームは、走査角度。

走査方向、走査深度を、ドツプラ血流像走査角度指定回
路２０．ドツプラ血流像走査方向指定回路２１、ドツプ
ラ血流像走査深度指定回路２２で指定された値になるよ
う送波制御回路６が送波回路４を制御して送波されてい
る。

被験体からの反射波は、超音波探触子の複数の振動子を
振動させ、電気信号となり受波増幅器３により高周波増
幅され、検波回路１１により復調された後、アナログ／
ディジタルコンバータ１２によりディジタル信号に変換
された後、エンコーダ１３により、復調信号に対応する
大きさの信号を作成し、アドレス発生回路１７を介して
画像メモリ１４に記憶され、通常のＢモードあるいはＭ
モードの表示信号として表示部に供給される。

また、前記高周波増幅された反射波は、受波整相回路５
により、複数の振動子から得た反射波を全て同位相とな
るよう制御され、次いで、複素信号変換器７に供給され
て複素信号に変換される。

すなわち、複素信号変換器７は、同期回路９より送られ
る参照波信号と、その参照波信号を９ｏ０移相器８を用
いて９０°位相をずらせた信号とを用い、ミキサ７１．
７２において前記高周波増幅された信号と演算され、各
ミキサから複素信号を出力することができる。次いで、
複素信号は、低域フィルタ７３．７４に供給され、ドツ
プラ情報を得るのに必要な周波数帯域にされる。このよ
うにして、複素変換１周波数帯域制限された信号は、Ａ
／Ｄコンバータ７５，７６によりディジタル信号に変換
される。

次に、前記ディジタル信号は、複素ディレーラインキャ
ンセラ１６により、生体内運動部の情報を有するドツプ
ラ信号成分のうち、血流によりドツプラ偏移を受けた反
射信号成分のみを抽出し、生体内固定部分及び、心臓の
壁のような、血流と比較して運動速度が遅い部分からの
反射信号成分を除去する。

以上のようにして、低速度信号が除去された複素信号は
、自己相関器１８により、平均周波数が演算される。次
に、速度演算器１９により、平均周波数の偏角から血流
速度を求めると共に、血流速度分散を演算する。

これらの演算結果を用いて表示装置２５上に表示するた
めに、血流像構成回路２３を用い、前記演算結果に対応
する信号を作成する。

次に、ドツプラ血流像及び断層像の表示について説明す
る。まず、断層像の表示について説明する。

まず、断層像表示では、前述したように画像メモリ１４
に書き込まれたデータがアドレス発生回路１７を介して
読み出され、ディジタル／アナログコンバータ１５によ
り、輝度変調信号に変換され、表示制御回路３１により
制御された、ドツプラ血流像、断層像の切換回路３２を
介し、ＴＶ同期３０の同期信号に同期して表示装置２５
上に断層像が表示される。次に、ドツプラ血流像表示で
は、ドツプラ血流像のデータが、血流像表示制御回路２
４により１表示用メモリ２８の書き込みアドレスが制御
され、表示用メモリ２８に記憶される。表示用メモリ２
８に記憶された、ドツプラ血流像のデータがアドレス発
生回路２９を介して読み出され、ディジタル／アナログ
コンバータ２７により、表示信号に変換され、表示制御
回路３１によ多制御されたドツプラ血流像、断層像の切
換回路２６を介し、ＴＶ同期３ｏの同期信号に同期して
表示装置２５上にドツプラ血流像が表示される。

なお、表示制御回路３１により制御されるドツプラ血流
像、断層像の切換回路２６．３２の状態により、断層像
、ドツプラ血流像を重ね合わせて表示することも可能で
ある。

次に、本発明の要旨たる走査角度及び走査方向を任意に
設定する方法及び、診断深度を任意に設定する方法につ
いて述べる。

送波制御回路６及び、ドツプラ血流像走査角度指定回路
２０．ドツプラ血流像走査方向指定回路２１、ドツプラ
血流像走査深度指定回路２２の詳細を第２図から第９図
までを用いて説明する。

まず、第２図に、超音波診断装置の生体内運動速度計測
時の概略図を示す。まず、血管内を矢印の方向に速度Ｖ
Ｑで流れる血液の平均速度、速度分散を計測するため、
超音波ビームを扇形に示す範囲で順次走査する。ドツプ
ラ血流像の走査角度を変化させる場合は、ドツプラ血流
像を得るときの走査角度を、ドツプラ血流像走査角度指
定回路２０により走査角度を指定する。次いで、送波側
御回路６は、ドツプラ血流像走査角度指定回路２０で指
定された値に従い、第２図において走査する範囲のドツ
プラ走査開始番地ｎ及びドツプラ走査終了番地Ｎを変化
させて送波回路４の制御を行なう。この−例を第３図、
第４図に示す。第３図のハツチングの部分は、ドツプラ
血流像、その他の部分は、断層像である。！、だ、ドツ
プラ走査開始番地ｎは２０．ドツプラ走査終了番地Ｎは
３０としている。ここで、前述の方法により走査角度を
変えた一実施例として第４図のように々る。

この場合、角度に応じ、ドツプラ走査開始番地ｎは１０
．ドツプラ走査終了番地Ｎは４０に変化したものである
。

次に、ドツプラ血流像の走査方向を変化させる場合は、
その方向を、ドツプラ血流像走査方向指定回路２１によ
り走査方向の指定をする。次いで、送波制御回路６は、
ドツプラ血流像走査方向指定回路２１で指定された値に
従い、走査する範囲のドツプラ走査開始番地ｎ及びドツ
プラ走査終了番地Ｎを変化させて送波回路４の制御を行
々う。この−例を第３図、第５図に示す。第３図に示す
ドツプラ血流像の領域を前述の方法により走査方向を変
えると、第５図のようになる。この場合、指定した方向
に応じ、ドツプラ走査開始番地ｎは１５、ドツプラ走査
終了番地Ｎは２５に変化したものである。

次に、走査深度を任意に設定する方法について説明する
。第６図に、超音波による生体内運動部分の速度分布計
測時の概略図を示す。ここで、探触子より送波された超
音波ビームは、生体内の各部で反射される。この反射さ
れた超音波パルスがＰＯ，ＰＩ　、Ｐ２である。このと
き、生体内固定部からの反射波Ｐｏには周波数偏移がな
いが、血管内からの反射波Ｐｉ、Ｐ２には、生体内運動
部分の運動速度、つまり、血管内面流速度ｖｏに比例し
た周波数偏移が生じる。

次に、第７図に生体内速度計測時の超音波パルスの発生
状態及び反射波の状態を示す。なお、第４図は、横軸に
時間、縦軸に信号の大きさを示す。

Ａは、生体への入射超音波パルス、Ｂは、生体からの反
射超音波パルス、Ｃは、Ｂの信号を探触子の参照波信号
で復調した信号である。通常の超音波診断装置では、ド
ツプラ血流像を得るだめのパルスの間隔Ｔは一定である
ため走査深度も一定となる。そこで、ドツプラ信号の測
定深度を変えるため本発明では、第７図（１））に示す
ように、超音波パルスを発射する。つまり、断層像を得
るだめ第１と第２パルスの間隔はＴとしたが、ドツプラ
血流像を得るため第２パルス以降のパルス間隔はＴｎと
短くしている。これにより得られる反射パルスは、Ｐｏ
、ＰＩ　　となる。すなわち、パルス間隔ＴＤを変化さ
せることにより、ドツプラ血流像の走査深度を変化させ
ることができる。次に、この方法を第１図を用いて説明
する。まず、第１図に示すドツプラ血流像走査深度指定
回路２２によりドツプラ血流像を得ようとする走査深度
を指定する。次いで、送波制御回路６は、超音波ビーム
の走査深度が、前記ドツプラ血流像走査深度指定回路２
２で指定した走査深度になるように、送波回路４を制御
する。

以下、これらの実施例について説明する。オす、第８図
に、従来の超音波診断装置の断層像、ドツプラ血流像の
走査及び１表示範囲を示す。

次に、本発明による走査角度を任意に設定する方法を用
いた一実施例は第９図に示す範囲となる。

ここで、ハツチングはドツプラ血流像、それ以外は断層
像を表わす。また、θはドツプラ血流像測定領域の走査
角度を表わす。

次に、本発明による走査方向を任意に設定する方法では
、第１０図に示すように、ドツプラ血流像の方向が任意
に変えられる。つまり、ドツプラ血流像と断層像のなす
角ψを任意に変えることができる。

次に、本発明による走査深度を任意に設定する方法では
、第１１図に示すように、ドツプラ血流像の深度が任意
に設定できる。ここで、ｔは、ドツプラ血流像の深度で
ある。

また、本発明においては、超音波探触子として、セクタ
方式の探触子を用いた場合の説明を行なってきたが、他
の探触子として、リニア走査方式の探触子、コンベック
ス型の探触子を用いても、本発明において述べた効果を
得ることができる。

なお、本発明においては、超音波の受波方式として、通
常の超音波送受波方式を用いた説明を行なったが、より
多くのフレームレートを得るため特願昭、出願依頼受付
番号８４３４２及び特願昭８４３４４に示される一方向
の超音波送波に対し、多方向の超音波を受波する方法を
あわせて用いることにより、より一層完像時間を短くす
ることが可能であり、診断に適した画像を提供すること
ができる。

本実施例における効果を次に示す。

（１）超音波パルスビームの走査角度、走査深度を任意
に設定することによりドツプラ血流像の完、保時間を短
縮することができ、ドツプラ血流像のチラッキを少なく
することができる。

（２）走査角度、走査深度を適切に設定することにより
１診断に不必要と思われる部分のドツプラ血流像の走査
９表示を省き、見易い画像が得られる。

（３）走査方向を任意に設定することで、検査すべき部
分のドツプラ血流像が容易に得られ、操作性の向上が計
れる。

（４）走査角度、走査方向、走査深度を任意に設定する
方法を組み合わせることにより、前記（１）。

（２）、（３）を組み合わせた効果が得られ、診断に適
した画像を提供することができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、超音波パルスドツプラ法を用いて生体
内運動部の速度分布、速度分散を２次元に表示すること
が可能な超音波診断装置においてドツプラ血流像走査角
度切換機構、ドツプラ血流像走査方向指定機構、ドツプ
ラ血流像走査深度指定機構を設けたことにより、以下に
述べるような効果を得ることができる。

（１）走査角度切換機構及び走査深度を任意に設定でき
る機構により、ドツプラ血流像のフレームレートの増加
が可能であり、診断に適した画像が得られる。

（２）　　ドツプラ血流像表示領域を任意の傾きで左右
に振らせる機構により、操作性の向上が計れ、診断が容
易になる。

（３）超音波パルスビームの走査角度、走査深度を任意
に設定することによりドツプラ血流像の完像時間を短縮
することができ、ドツプラ血流像のチラッキを少なくす
ることができる。

（４）走査角度、走査深度を適切に設定することにより
、診断に不必要と思われる部分のドツプラ血流像の走査
２表示を省き、見易い画像が得られる。

（５）走査方向を任意に設定することで、検査すべき部
分のドツプラ血流像が容易に得られ、操作性の向上が計
れる。

（６）　　（１）、　（２）、　（３）、　（４）、　
（５）により、診断に適した画像を提供することが可能
になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の超音波診断装置を説明す
るだめの図であシ、超音波診断装置の全体の概略構成を
示すブロック図である。第２図は、超音波診断装置の生
体内速度計測時の概略を示すだめの原理図を示す。第３
図乃至第５図には、本発明にするドツプラ血流像領域の
変化を示した図である。第６図及び第７図は、ドツプラ
血流像計測に関する超音波パルスの発生状態９反射波・
・復調信号の状態を示す図である。第８図は、従来の超
音波診断装置における超音波の走査範囲、第９図から第
１１図は、本発明を用いた超音波診断装置における生体
内速度分布測定範囲及び生体内血流像表示範囲を示した
図である。 １・・・探触子、２．　２６．　３２・・・切換回路、
３・・・受波増幅回路、４・・・送波回路、５・・・受
波整相回路、６・・・送波制御回路、７・・・複素信号
変換器、７１゜７２・・・ミキサ、７３．７４・・・低
域フィルタ、７５゜７６・・・アナログ／ディジタルコ
ンバータ、８・・・９０°移相器、９・・・同期回路、
１０・・・水晶発振器、１１・・・検波回路、１２・・
・アナログ／ディジタルコンバータ、１３・・・エンコ
ーダ、１４・・・画像メ−Ｅ−ＩＪ。 １５．２７・・・ディジタル／アナログコンバータ、１
６・・・複素ディレー２インキヤンセラ、１７．：＝２
９・・・アドレス発生回路、１８・・・自己相関器。 １９・・・速度演算回路、２０・・・ドラフリ血流像走
査角度指定回路、２１・・・ドツプラ血流像走査方向指
定回路、２２・・・ドツプラ血流像走査深度指定回路、
２３・・・血流像構成回路、２４・・・血流像表示制御
回路、２５・・・表示装置、２８・・・表示用メモリ、
３０・・・ＴＶ同期回路、３１・・・表示制御回路。 第６囚 彫反ヒー悄 拳ワ図 第８０ 第９回 １Ｎ開昭６２−２２６３６（８） 第ｔｏ　１２１ 悟１１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、超音波パルスビームを繰返し周期で生体内に送波し
   、その反射波を受波することにより、ＢモードまたはＭ
   モードの超音波像を表示する装置と、生体内運動部分に
   よりドップラ偏移を受けた反射波の周波数偏移を検出す
   るために、送信繰返し周波数の整数倍の周波数を有し互
   いに複素関係にある一組の複素基準信号と反射波を受信
   増幅した受信高周波信号とを混合して受信高周波信号を
   複素信号に変換する複素信号変換器と、前記複素信号か
   ら生体内の低速運動部の信号を除去する複素ディレーラ
   インキャンセラと、前記複素信号の遅れ時間を設けて複
   素信号の自己相関を演算する自己相関器と、前記自己相
   関の偏角を演算する速度演算器とを含み、生体内運動部
   分の運動速度分布を測定し、前記生体内運動部分の運動
   速度分布の画像を表示する超音波診断装置において、ド
   ップラ血流像走査角度切換機構を設けたことを特徴とす
   る超音波診断装置。 ２、超音波パルスビームを繰返し周波数で生体内に送波
   し、その反射波を受波することにより、Ｂモードまたは
   Ｍモードの超音波像を表示する装置と、生体内運動部分
   によりドップラ偏移を受けた反射波の周波数偏移を検出
   するために、送信繰返し周波数の整数倍の周波数を有し
   互いに複素関係にある一組の複素基準信号と反射波を受
   信増幅した受信高周波信号とを混合して受信高周波信号
   を複素信号に変換する複素信号変換器と、前記複素信号
   から生体内の低速運動部の信号を除去する複素ディレー
   ラインキャンセラと、前記複素信号の遅れ時間を設けて
   複素信号の自己相関を演算する自己相関器と、前記自己
   相関の偏角を演算する速度演算器とを含み、生体内運動
   部分の運動速度分布を測定し、ドップラ血流像を表示す
   る超音波診断装置において、ドップラ血流像走査方向指
   定機構を設けたことを特徴とする超音波診断装置。 ３、超音波パルスビームを繰返し周波数で生体内に送波
   し、その反射波を受波することにより、Ｂモードまたは
   Ｍモードの超音波像を表示する装置と、生体内運動部分
   によりドップラ偏移を受けた反射波の周波数偏移を検出
   するために、送信繰返し周波数の整数倍の周波数を有し
   互いに複素関係にある一組の複素基準信号と反射波を受
   信増幅した受信高周波信号とを混合して受信高周波信号
   を複素信号に変換する複素信号変換器と、前記複素信号
   から生体内の低速運動部の信号を除去する複素ディレー
   ラインキャンセラと、前記複素信号の遅れ時間を設けて
   複素信号の自己相関を演算する自己相関器と、前記自己
   相関の偏角を演算する速度演算器とを含み、生体内運動
   部分の運動速度分布を測定し、ドップラ血流像を表示す
   る超音波診断装置において、ドップラ血流像走査深度指
   定機構を設けたことを特徴とする超音波診断装置。