JP3725627B2 - 超音波連続波ドプラー診断装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、フェーズドアレイ型探触子による超音波連続波の送受波により、被検体内を流れる血流等の運動体の流速を計測する超音波連続波ドプラー診断装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の超音波連続波ドプラー診断装置ではフェーズドアレイ型探触子を備え、複数の送信用振動子により被検体の計測目標部位に超音波連続波を送波し、その目標部位からの反射エコーを受信用振動子により受波する。このような例の概要を図9に示す。
すなわち、プローブ(探触子)1のうちの送信用として割り当てられている複数の送信振動子11から目標部位Dに超音波連続波を送波し、受信用として割り当てられている複数の受信振動子12により、目標部位Dからの反射波を受波する。このとき、送波,受波ともに目標部位Dまでの距離,角度に応じて振動子間の遅延制御が行なわれる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような診断装置の送受波総合感度(フェーズドアレイ型探触子で送受波した場合に、各受信用振動子で得られるエコー信号を遅延合成して求めた受信信号レベルの大きさのこと)は、目標部位が探触子の正面方向付近から左右に大きくずれていると(例えば±45度)、大幅に低下する傾向があることが指摘されている。これは、主としてフェーズドアレイ型探触子を構成する振動子のエレメントファクター(指向性)に起因する。このエレメントファクターは基本的には、振動子の幅と超音波の波長の比で決まるものであるが、実際には振動子間の干渉により角度が大きいと理論値よりかなり感度が低下する。
【0004】
図10はエレメントファクターの1例で、駆動電圧で励振した振動子から一定距離(例えば50mm)の円弧上の音圧分布を示すものである。同図の横軸は、振動子から円弧上にある各着目点を見た角度で振動子の正面方向を0度としたもの、縦軸は各着目点での音圧レベルで正面方向での値を基準(0db)として示したものである。また、破線は理論値、実線は実際値を示している。
したがって、この発明の課題は、目標部位が探触子の正面方向付近にある場合から左右に大きくずれている場合(例えば±45度)でも、送受波総合感度を極力低下させないようにすることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するため、請求項1の発明では、フェーズドアレイ型探触子による超音波連続波の送受波で血流を含む運動体の流速を計測する超音波連続波ドプラー診断装置において、
前記探触子の全振動子のうち、送信用振動子の数と受信用振動子の数の配分を変更可能にし、計測目標部位の探触子正面方向となす角度が大きいほど送信用振動子の数を多くし、受信用振動子の数を少なくするようにしている。
【0006】
請求項2の発明では、フェーズドアレイ型探触子による超音波連続波の送受波で血流を含む運動体の流速を計測する超音波連続波ドプラー診断装置において、
前記探触子の送信用振動子に印加される駆動電圧を変更可能にし、計測目標部位の探触子正面方向となす角度が大きいほど駆動電圧を高くする。
請求項3の発明では、フェーズドアレイ型探触子による超音波連続波の送受波で血流を含む運動体の流速を計測する超音波連続波ドプラー診断装置において、
前記探触子の送信用振動子と受信用振動子の位置関係を変更可能にし、計測目標部位が探触子正面方向より右側にある場合、探触子の右側を送信用に左側を受信用にし、計測目標部位が探触子正面方向より左側にある場合、探触子の左側を送信用に右側を受信用にする。
【0007】
請求項4の発明では、フェーズドアレイ型探触子による超音波連続波の送受波で血流を含む運動体の流速を計測する超音波連続波ドプラー診断装置において、
(1)前記探触子の全振動子のうち、送信用振動子の数と受信用振動子の数の配分を変更可能にし、計測目標部位の探触子正面方向となす角度が大きいほど送信用振動子の数を多くし、受信用振動子の数を少なくする、
(2)前記探触子の送信用振動子に印加される駆動電圧を変更可能にし、計測目標部位の探触子正面方向となす角度が大きいほど駆動電圧を高くする、
(3)前記探触子の送信用振動子と受信用振動子の位置関係を変更可能にし、
計測目標部位が探触子正面方向より右側にある場合、探触子の右側を送信用に左側を受信用にし、計測目標部位が探触子正面方向より左側にある場合、探触子の左側を送信用に右側を受信用にする、
の少なくとも2項目以上を組合わせて構成するようにしている。
【0008】
【発明の実施の形態】
図1はこの発明の第1の実施の形態を示す概念図で、同図(イ)は目標部位が探触子正面方向付近にある場合を示し、同図(ロ)は目標部位が探触子正面方向に対して大きな角度を持つ場合を示している。
図2はプローブ中心から一定距離(例えば50mm)の円弧上にある目標部位に対して送受波する場合に、送波される超音波ビーム上の音圧ピーク値と角度th(プローブ中心から目標部位を見た角度:図9参照)の関係を、送信振動子数(k)をパラメータとして示している。ただし、送信振動子の駆動電圧レベルは一定とする。同図の横軸は角度thを、縦軸は超音波ビーム上の音圧ピーク値(許容音圧最大値で正規化)を示す。ここで、振動子のエレメントファクターは図10の実際値を想定している。また、図3は図2に対応する送受波総合感度の角度依存性を示すものである。プローブの振動子総数を64個とし、送信用でないものは全て受信用とする。
【0009】
図2の例では、目標部位の角度thが0度の場合、送信振動子数12個で送波される超音波ビーム上の音圧ピーク値が許容音圧最大値(0db)になっている。そこで、目標部位の角度に関わらず12個の振動子を送信用とした場合、送受波総合感度は図3に実線で示す特性となる。これに対し、例えば目標部位の角度が−45度のとき20個の振動子を送信用とし、+30度のとき16個の振動子を送信用とし、+45度のとき26個の振動子を送信用として用いるようにすると、そのときの送受波総合感度は図3に一点鎖線で示す特性となり、実線の特性に比べて最大で約5db感度が向上する。なお、このようにした場合でも、超音波ビーム音圧ピーク値が許容音圧最大値0db以下になっていることは、図2からも明らかである。
【0010】
図4はこの発明の第2の実施の形態を示す概念図で、同図(イ)は目標部位が探触子正面方向付近にある場合を示し、同図(ロ)は目標部位が探触子正面方向に対して大きな角度を持つ場合を示している。ここで、斜線にて示す送信用振動子に印加する駆動電圧(送波パルスP1,P2)を、同図(イ)よりも図(ロ)の場合の方、つまり目標部位が探触子正面方向に対して大きな角度を持つ場合の方を大きくしている(P1<P2)。
【0011】
図5はプローブ中心から一定距離(例えば50mm)の円弧上にある目標部位に対して送受波する場合に、送波される超音波ビーム上の音圧ピーク値と角度th(プローブ中心から目標部位を見た角度:図9参照)の関係を、送信振動子の駆動電圧をパラメータとして示している。同図の横軸は角度thを、縦軸は超音波ビーム上の音圧ピーク値(許容音圧最大値で正規化)を示す。ここでも、振動子のエレメントファクターは図10の実際値を想定している。また、図6は図5に対応する送受波総合感度の角度依存性を示すものである。なお、送信用振動子数は26個で受信用振動子数(k)は38個としている。
【0012】
図5の例では、パラメータの送信振動子駆動電圧として、目標部位の角度が0度,−45度,−30度,+30度,+45度のそれぞれの場合に、音圧ピーク値が0dbとなる様な値を選択してある。したがって、目標部位の角度に関わらず送信振動子駆動電圧を最小のもの(目標部位の角度thが0度の場合に、音圧ピーク値が0dbとなる駆動電圧)に固定した場合の送受波総合感度が図6の実線で示した特性になるのに対し、送信振動子駆動電圧を目標部位の角度に応じて変化させる(すなわち、目標部位の角度が0度,−45度,−30度,+30度,+45度のそれぞれの場合に、音圧ピーク値が0dbになるようにする。)ことで、送受波総合感度を図6の一点鎖線で示す特性にすることができる。実線の特性に比べ、最大で約7dbの感度向上を達成できる。
【0013】
図7はこの発明の第3の実施の形態を示す概念図で、同図(イ)は目標部位が探触子正面方向に対して右側にある場合を示し、同図(ロ)は目標部位が探触子正面方向に対して左側にある場合を示している。先の図2のビーム音圧ピーク値の角度依存性や、図3の送受波総合感度の角度依存性は、実は図9に示すように送信振動子がプローブの右端にあり、また、目標部位の探触子正面方向に対する角度は反時計方向を正(+)として求めたものである。これら図2,図3から、目標部位の角度が(+)方向の方が、(−)方向に比べてビーム音圧ピーク値および送受波総合感度の減衰が著しいことが分かる。これは、目標部位の角度(図9のth参照)が(−)方向のときより(+)方向のときの方が、送信振動子から目標部位を見た角度の絶対値が大きくなり、振動子のエレメントファクターの影響をより強く受けるためと言える。
【0014】
以上のことから、目標部位の角度が(+)方向の場合は、送信振動子群をプローブの左側に切り換えることにより、ビーム音圧ピーク値および送受波総合感度の減衰を、目標部位の角度が(−)方向の場合と同程度に抑えることができる。図8は送信振動子数(k)が12個の場合の送受波総合感度の角度依存性を示している。同図の実線が送信振動子が常時はプローブの右側にある場合を示し、破線は目標部位の角度(th)が(+)方向のときには図7(ロ)のように、送信振動子をプローブの左側に切り換え、(−)方向のときには図7(イ)のようにプローブの右側に切り換える場合を示す。実線の場合に比べ、最大で約3dbの感度向上を達成できる。
以上説明した図1,図4および図7に示す手法は2つ以上組み合わせて用いることができ、これにより相乗的な効果を期待することができる。
【0015】
【発明の効果】
この発明によれば、目標部位が探触子の正面方向から左右に大きくずれている場合でも、送受波総合感度の低下を極力抑制することが可能となる利点がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施の形態を示す概要図である。
【図2】送信振動子数を変数とするビーム音圧ピーク値の角度依存特性図である。
【図3】図1を実施した場合の送受波総合感度の角度依存特性図である。
【図4】この発明の第2の実施の形態を示す概要図である。
【図5】送信駆動電圧を変数とするビーム音圧ピーク値の角度依存特性図である。
【図6】図4を実施した場合の送受波総合感度の角度依存特性図である。
【図7】この発明の第3の実施の形態を示す概要図である。
【図8】図7の発明を適用した場合の送受波総合感度特性図である。
【図9】超音波連続波ドプラー診断装置の従来例を示す概要図である。
【図10】振動子のエレメントファクターの1例を示す特性図である。
【符号の説明】
1…プローブ(探触子)、11…送信振動子、12…受信振動子、D…目標部位、P1…送波パルス、P2…受波パルス。
Claims (1)
- フェーズドアレイ型探触子による超音波連続波の送受波で血流を含む運動体の流速を計測する超音波連続波ドプラー診断装置において、
前記探触子の全振動子のうち、送信用振動子の数と受信用振動子の数の配分を変更可能にし、計測目標部位の探触子正面方向となす角度が大きいほど送信用振動子の数を多くし、受信用振動子の数を少なくすることを特徴とする超音波連続波ドプラー診断装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP23381396A JP3725627B2 (ja) | 1996-09-04 | 1996-09-04 | 超音波連続波ドプラー診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP23381396A JP3725627B2 (ja) | 1996-09-04 | 1996-09-04 | 超音波連続波ドプラー診断装置 |
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JPH1075954A JPH1075954A (ja) | 1998-03-24 |
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Family
ID=16960989
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP23381396A Expired - Lifetime JP3725627B2 (ja) | 1996-09-04 | 1996-09-04 | 超音波連続波ドプラー診断装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3725627B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
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-
1996
- 1996-09-04 JP JP23381396A patent/JP3725627B2/ja not_active Expired - Lifetime
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JPH1075954A (ja) | 1998-03-24 |
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