JPH0430838A - ドプラ断層超音波診断装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、断層データと血流データとを合成し、これ
らを１つの表示装置ムこ２次元的に表示するドプラ断層
超音波診断装置に関する。

〔従来の技術〕

医用分野で用いられる超音波診断装置では、たとえば心
臓部の断層データをリアルタイムでモニタに表示したり
、またパルスドプラ法により特定部位の血流速度を測定
し、この分布を前記同様にモニタに表示することが行わ
れている。

また最近、血流速度を２次元的に把握するために、２次
元血流断層方式が採用されている。これは、断層データ
に血流速度を合成し、血流速度を２次元で、しかもリア
ルタイムに表現するものである。すなわち、断層情報及
び血流情報が、それぞれディジタル化されて合成され、
Ｒ，Ｇ、Ｂのテレビジョン信号に変換されて、通常の断
層像の上に血流速度が重ねで表示されるとともＬコ、検
出された血流の平均速度プロフィールがカラー表示され
るようになっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記のような２次元血流断層方式においては、血流分布
を有する各点の分解能が曖昧であり、また表示すイズに
よっては必要以上にサンプル点を取り、使用された超音
波周波数の分解能以上に細かく表示している場合がある
。

−ａに、断層像に対しては分解能の他に細かさも要求さ
れるが、血流分布を診断する場合には、血流速の細かな
変化よりも、異常血流の有無が重要となる。すなわち、
細かさよりも感度が重要となり、Ｓ／Ｎ比が悪いと正常
な測定結果が得られず、たとえばカラー表示されるべき
ところがカラー表示されなかったりするという問題があ
る。

この発明の目的は、２次元血流断層方弐における血流分
布の分解能を明確にし、その分解能を適当な値に調整で
きるようにしてＳ／Ｎ比を改善できるドプラ断層超音波
診断装置を提供することを目ｎ勺としている。

（課題を解決するための手段〕 本発明に係るドプラ断層超音波診断装置は、断層信号処
理系及びドプラ信号処理系を有し、生体内からの反射エ
コー信号に基づいて断層像及び血流情報を表示するもの
である。そして、前記ドプラ信号処理系は、検波回路と
、サンプルボリューム決定手段と、Ａ／Ｄ変換手段と、
演算手段とを備えている。

前記検波回路は、反射エコー信号に対して検波を行うも
のである。また前記サンプルボリューム決定手段は、前
記検波回路の出力を所定時間積分する積分手段と、この
積分時間を制御する積分時間制御手段とを有し、血流の
サンプルボリュームを決定するものである。前記Ａ／Ｄ
変換手段は、前記サンプルボリューム決定手段からのア
ナログ信号をデインタル信号に変換するものであり、前
記演算手段は、Ａ／Ｄ変換手段の出力信号に対して演算
を行い、血流情報を出力するものである。

〔作用〕

本発明においては、反射エコー信号に対して検波を行い
、この検波出力を、積分時間制御手段によって決定され
た時間にわたって積分する。この積分時間が、深さ方向
のサンプルボリュームとなる。

このようにして決定されたサンプルボリュームのそれぞ
れの信号を、ディジタル信号に変換し、このディジタル
信号に対して自己相関や平均血流演算を行うことによっ
て血流情報を得る。

これにより、血流の分解能が明確になり、しかもＳ／Ｎ
比が悪い部分は、前記の積分時間を長く取って分解能を
落とし、Ｓ／Ｎ比を改善することができる。

〔実施例〕

第１図は、本発明の一実施例によるドプラ断層超音波診
断装置の全体概略構成図である。

プローブ１は、複数の微小振動子から構成されており、
送受波回路２に接続されている。送受波回路２は、超音
波ビームを送波するための高周波パルス発振器、反射エ
コーを受信処理する受信器、電子走査を行うための遅延
回路及び遅延量選択回路等により構成されている。送受
波回路２には、基準となる参照波信号を発生する発振器
（Ｏ５Ｃ）３が接続されている。また送受波回路２の出
力は、ドプラ信号処理系４及び断層用信号処理回路５に
接続されている。

ドプラ信号処理系４は、ミキサー６．７を有している。

ミキサー６には、送受波回路２の出力と、発振器３の出
力を９０°移相する９０°移相器８の出力とが入力され
ており、ミキサー７には、送受波回路２の出力と発Ｓ器
３の出力とが人力されている。ミキサー６．７には、ロ
ーパスフィルタ９と、サンプルボリューム決定手段１０
と、Ａ／Ｄ変換回路１１と、ＭＴＩフィルター１２と、
自己相関演算口８１３と、平均血流演箕回昂１４とが接
続されている。

ローパスフィルター９は、ミキサー６．７の出力に得ら
れる和及び差の周波数のうちの和の周波数を除去するた
めのものである。サンプルボリューム決定手段１０は、
設定されたゲート幅で積分を行ってサンプルボリューム
を決定するものである。Ａ／Ｄ変換回路１１は、サンプ
ルボリューム決定手段１０から得られるアナログ信号を
ディジタル信号に変換するものである。また、ＭＴＩフ
ィルター１２は、Ａ／Ｄ変換回路１１の出力データの低
周波成分を除去し、クラッタ−を除去するためのもので
ある。自己相関演算回路１３は、移相偏移を検出して血
流の速度分布を求めるためのものである。また平均血流
演算回路１４は、平均血流を求めるための回路である。

一方、断層用信号処理回路５は、生体の断層データを得
るための回路であり、検波機能等を有している。そして
、この断層用信号処理回路５の出力は、Ａ／Ｄ変換回路
】５を介して、前記平均血流演算回路１４の出力が入力
されるディジタルスキャンコンバータ（ＤＳＣ）１６に
接続されている。ＤＳＣ１６の出力側には、ＣＲＴモニ
タ１７が接続されている。

また、本装置にはシステムのコントロールを行う制御回
路１８が設けられており、サンプルボリューム決定手段
１０の積分時間等がこの制御回路１８によって制御され
るようになっている。

第２図にサンプルボリューム決定手段１０の詳細を示す
。このサンプルボリューム決定手段１０は、それぞれロ
ーパスフィルター９の出力である検波出力が入力される
８個のゲート積分回路２０と、各ゲート積分回路に接続
されたサンプルホールド回路２１と、８個のサンプルホ
ールド回８２１の出力が入力されるアナログマルチプレ
クサ２２とからなっている。そしてこの第２図に示した
構成が、それぞれリアルバート原びイマジナリ−バート
に対応して設けられている。

前記ゲート積分回路２０は、たとえば第３図に示すよう
に、オペアンプ２３と、コンデンサ２４と、スイッチ素
子２５とから構成されている。そして、制御回路１８か
らの制御信号Ｇｎによって、スイッチ素子２５がオン、
オフ制御されてコンデンサの放電及び積分開始のタイミ
ングがコントロールされるようになっている。また、サ
ンプルホールド回路２１にはそれぞれ制御信号（ＳＨｎ
）が入力されており、各ゲート積分回路の積分結果を所
定のタイミングで順次サンプルホールドするようになっ
ている。アナログマルチプレクサ２２は、制御回路１８
からのデータセレクト信号に応して、各サンプルホール
ド回路２１の出力信号を順次Ａ／Ｄ変換回路１１に送出
するためのものである。

次に動作について説明する。

発振器３から参照波信号が出力されると、この信号は送
受波回路２に送出され、これによりプローブｌが駆動さ
れる。プローブｌからは超音波ビームが生体内に送波さ
れ、ごの反射エコーがプローブスにより受波される。反
射エコー信号は送受波回路２により処理されて、ドプラ
信号処理系４及び断層用信号処理回路５に入力される。

ドプラ信号処理系４では、送受波回路２により得られた
エコー信号と、発振器３の参照波信号及びこれを９０″
移相した信号とを、それぞれミキサー６．７でミキシン
グして９０＠検波する。この検波出力は、ローパスフィ
ルター９を通して高調波成分がカントされた後、サンプ
ルボリューム決定手段ＩＯに入力される。

サンプルボリューム決定手段１０では、前記ローパスフ
ィルター９からの検波出力が各ゲート積分回路２０にそ
れぞれ入力される。ゲート積分回路２０は、第４図に示
すような制御信号ＧＯ，Ｇ１、Ｇ２．・・・、Ｇ７によ
って　放電のタイミングがコントロールされている。こ
こで、制御信号Ｇｎは、ｒＬｏｗ」でスイッチ素子２５
をＯＮとして放電を行い、ｒＨｉ　ｇ　ｔｚでスイッチ
素子２５をＯＦＦとして積分を行うための信号である。

−方、サンプルホールド回路２Ｉには、第４図のＳＨＯ
，ＳＨＩ、ＳＨ２，・・・、ＳＨ７のサンプルホールド
信号が制御回路１８から入力されている。

このサンプルホールド信号は、ｒＬｏｗｊでデータのサ
ンプルを行い、ｒＨｉｇｈＪのホールドを行うための信
号である。したがってゲート積分時間Ｔは、ゲート積分
回路２０が積分を開始した時間、すなわち第３図におけ
るスイッチ素子２５がＯＦＦとなって開いた時から、サ
ンプルホールド信号ＳＨｎがホールドしたときまでの期
間となる。

このように、各ゲート積分回路２０及びサンプルホール
ド回路２１におけるゲート積分時間Ｔを順次ずらし、し
かもアナログマルチプレクサ２２によって、ホールドさ
れた信号を順次選択して送出することにより、血流のサ
ンプルボリュームが決定されてｌサンプルボリューム毎
のデータが順次Ａ／Ｄ変換回路１１に送出される。

サンプルボリューム決定手段１０からのアナログ信号は
、Ａ／Ｄ変換回路１１によってディジタル信号に変換さ
れ、このディジタル信号はＭＴＩフィルター１２に入力
される。ＭＴＩフィルター１２では、低周波成分が除去
されてクラッタ−が除去される。この後、自己相関演算
回路１３及び平均血流演算回路１４によって血流速度及
び平均血流速度が演算される。

このよう番、こして得られた平均血流は、ＤＳＣＩ６に
入力され、色付けが行われるとともに断層用信号処理回
路５で得られた断層データと重ね合わせられてモニタ１
７上に表示される。

このような本実施例では、ゲート積分回路２０及びサン
プルホールド回路２１によって積分時間Ｔを決定するこ
とにより、サンプルボリュームを決定して血流の分解能
を明確にすることができる。

したがって、Ｓ／Ｎ比が悪く血流の表示が明確でない部
分については、ゲート積分時間Ｔを大きくして分解能を
落とし、Ｓ／Ｎ比を改善すれば、血流が観察しやすくな
る。

〔発明の効果〕

以上のように本発明では、検波出力を積分してその積分
時間の設定によりサンプルボリュームを決定するので、
血流の分解能を明確に定義でき、診断状態に応じて分解
能を調節してＳ／Ｎ比を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるドプラ断層超音波診断
装置の概略ブロック構成図、第２図はそのサンプルボリ
ューム決定手段のブロック構成図、第３図はサンプルボ
リューム決定手段を構成するゲート積分回路の回路図、
第４図はサンプルボリューム決定手段のゲート積分回路
及びサンプルホールド回路を制御する制御信号のタイミ
ングチャートである。 ４・・・ドプラ信号処理系、訃・・断層用信号処理回路
、６，７・・・ミキサー、８・・・９０°移相器、１０
・・・サンプルボリューム決定手段、１１・・・Ａ／Ｄ
変換回路、１３・・・自己相関演算回路、１４・・・平
均血流演算回路、１８・・・制御回路、２０・・・ゲー
ト積分回路、２１・・・サンプルホールド回路、２２・
・・アナログマルチプレクサ。 特許出願人　　株式会社島津製作所 代理人　　弁理士　小　野　由己男

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）断層信号処理系及びドプラ信号処理系を有し、生
   体内からの反射エコー信号に基づいて断層像及び血流情
   報を表示するドプラ断層超音波診断装置において、 前記ドプラ信号処理系は、 反射エコー信号に対して検波を行う検波回路と、前記検
   波回路の出力を所定時間積分する積分手段及びこの積分
   時間を制御する積分時間制御手段を有し、血流のサンプ
   ルボリュームを決定するサンプルボリューム決定手段と
   、 前記サンプルボリューム決定手段からのアナログ信号を
   ディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、 前記Ａ／Ｄ変換手段の出力信号に対して演算を行い、血
   流情報を出力する演算手段とを備えている、 ドプラ断層超音波診断装置。