JPH0833625A

JPH0833625A - 超音波血流計測装置

Info

Publication number: JPH0833625A
Application number: JP19224494A
Authority: JP
Inventors: Katsunori Asanori; 房勝徳浅
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 1994-07-25
Filing date: 1994-07-25
Publication date: 1996-02-06

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】心臓などの血流が一定の方向性を有しない部
位等においても、２次元の血流速及び血流方向並びに分
散を定量的かつ自動的に計測して表示する。【構成】超音波送受信部２からの受信信号を入力しド
プラ効果による周波数シフト成分を検出して血流速を求
め２次元の断面上で流速の大きさをカラー表示するため
の演算を行うＣＦＭ演算部３内には、探触子から送受信
される少なくとも２方向の偏向角を有する超音波ビーム
のうち一方の受信信号に遅延時間を与えてタイミングを
合わせる遅延回路８を有すると共に、同じく上記探触子
から送受信される少なくとも２方向の偏向角を有する超
音波ビームのなす角度、及び各超音波ビームの偏向角か
らそれぞれ計測される血流成分によって、計測対象の血
流の２次元の血流速及び血流方向並びに分散を求める計
測手段９を備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超音波のドプラ効果を
利用して被検体の計測部位の血流を計測し２次元の断面
上で流速の大きさをカラー表示するカラーフローマッピ
ング（以下「ＣＦＭ」と略称する）機能を有する超音波
血流計測装置に関し、特に心臓などの血流が一定の方向
性を有しない部位や血管が複雑に混在している部位にお
いても、２次元の血流速及び血流方向並びに分散を定量
的かつ自動的に計測して表示することができる超音波血
流計測装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の超音波血流計測装置は、図２に示
すように、短冊状に形成された複数個の振動子素子を列
状に配列し超音波を送受信する探触子１と、この探触子
１に超音波送信信号を与えると共に上記探触子１からの
超音波受信信号を入力して増幅し信号処理を行う超音波
送受信部２と、この超音波送受信部２からの受信信号を
入力しドプラ効果による周波数シフト成分を検出して血
流速を求め２次元の断面上で流速の大きさをカラー表示
するための演算を行うＣＦＭ演算部３と、このＣＦＭ演
算部３からの血流速信号をディジタル化して記憶手段に
書き込むと共に読み出すディジタルスキャンコンバータ
部４と、このディジタルスキャンコンバータ部４からの
画像信号を表示する画像表示器５とを有して成ってい
た。そして、被検体の血流についてＣＦＭ計測を行う範
囲であるＣＦＭ関心領域内の血流情報等を計測するの
に、上記探触子１及び超音波送受信部２により一つの計
測部位に対し一方向の超音波ビームを複数回送受信し、
ＣＦＭ演算部３で上記送信した周波数に対し受信した周
波数シフト成分を検出していた。また、送受信フォーカ
スによって超音波ビームを偏向させ、ドプラ成分の方向
を血流方向に近付けることにより計測可能な感度を向上
させていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の超音波血流計測装置においては、上記探触子１の超
音波打出し面から被検体内の一つの計測部位に対し一方
向の超音波ビームしか打ち出していなかったので、この
一方向の超音波ビームに対する血流の流れる方向によっ
て周波数シフト成分の値が大きく影響されるものであっ
た。すなわち、上記一方向の超音波ビームに対して血流
の流れる方向が略平行の場合は、血流からの反射波の周
波数シフトは大きくその血流成分を計測することができ
るが、上記超音波ビームに対して血流の流れる方向が横
方向になっている場合は、その超音波ビームの方向と血
流方向とが略直角となり、血流からの反射波の周波数シ
フトは非常に小さくなりその血流成分を十分に計測でき
ないことがあった。従って、この場合は、血流計測の誤
差が大きくなり、２次元の血流速及び血流方向並びに分
散を正確には計測できないものであった。特に、心臓な
どの血流が一定の方向性を有しない部位や血管が複雑に
混在している部位においては、血流速を定量的に計測す
ることは事実上不可能であった。

【０００４】また、上記の事情に対処して、できるだけ
良好な超音波ビームの方向と血流の流れる方向との関係
を作り出しより適切なＣＦＭ計測を行うために、前記探
触子１を被検体の体表面に当てる角度をいろいろな角度
に傾斜して計測することがあった。しかし、このように
探触子１を試行錯誤的にいろいろな角度に傾斜して計測
するのは、煩雑であると共に時間もかかるものであっ
た。

【０００５】そこで、本発明は、このような問題点に対
処し、心臓などの血流が一定の方向性を有しない部位や
血管が複雑に混在している部位においても、２次元の血
流速及び血流方向並びに分散を定量的かつ自動的に計測
して表示することができる超音波血流計測装置を提供す
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による超音波血流計測装置は、短冊状に形成
された複数個の振動子素子を列状に配列し超音波を送受
信する探触子と、この探触子に超音波送信信号を与える
と共に上記探触子からの超音波受信信号を入力して増幅
し信号処理を行う超音波送受信部と、この超音波送受信
部からの受信信号を入力しドプラ効果による周波数シフ
ト成分を検出して血流速を求め２次元の断面上で流速の
大きさをカラー表示するための演算を行うカラーフロー
マッピング演算部と、このカラーフローマッピング演算
部からの血流速信号をディジタル化して記憶手段に書き
込むと共に読み出すディジタルスキャンコンバータ部
と、このディジタルスキャンコンバータ部からの画像信
号を表示する画像表示器とを有して成る超音波血流計測
装置において、上記カラーフローマッピング演算部内に
は、上記探触子から送受信される少なくとも２方向の偏
向角を有する超音波ビームのうち一方の受信信号に遅延
時間を与えてタイミングを合わせる遅延回路を有すると
共に、同じく上記探触子から送受信される少なくとも２
方向の偏向角を有する超音波ビームのなす角度、及び各
超音波ビームの偏向角からそれぞれ計測される血流成分
によって、計測対象の血流の２次元の血流速及び血流方
向並びに分散を求める計測手段を備えたものである。

【０００７】また、上記カラーフローマッピング演算部
内の計測手段は、計測対象の血流の２次元の血流速及び
血流方向並びに分散を、探触子から送受信される少なく
とも２方向の偏向角を有する超音波ビームのなす角度、
及び各超音波ビームの偏向角からそれぞれ計測される血
流成分を用いて、円のモデルによるベクトル演算を行っ
て求める演算回路としたものである。

【０００８】さらに、上記カラーフローマッピング演算
部内の計測手段は、計測対象の血流の２次元の血流速及
び血流方向並びに分散を、探触子から送受信される少な
くとも２方向の偏向角を有する超音波ビームのなす角
度、及び各超音波ビームの偏向角からそれぞれ計測され
る血流成分を用いて、円のモデルによるベクトル演算を
行って予め求めたデータを記憶させたデータテーブルと
してもよい。

【０００９】また、上記画像表示器による計測対象の血
流の２次元の血流速及び血流方向並びに分散の表示は、
カラーフローマッピングの関心領域内にサンプル点を表
示し、このサンプル点について血流速及び血流方向並び
に分散をベクトルによって表現するものとしてもよい。

【００１０】さらに、上記画像表示器による計測対象の
血流の２次元の血流速及び血流方向並びに分散の表示
は、方形又は円形のカラースケールを用いて色の濃淡又
は色調の変化で表現するものとしてもよい。

【００１１】

【作用】このように構成された超音波血流計測装置は、
超音波送受信部からの受信信号を入力してドプラ効果に
よる周波数シフト成分を検出し血流速を求め２次元の断
面上で流速の大きさをカラー表示するための演算を行う
カラーフローマッピング演算部内に設けられた遅延回路
により、探触子から送受信される少なくとも２方向の偏
向角を有する超音波ビームのうち一方の受信信号に遅延
時間を与えてタイミングを合わせ、同じくカラーフロー
マッピング演算部内に設けられた計測手段により、探触
子から送受信される少なくとも２方向の偏向角を有する
超音波ビームのなす角度、及び各超音波ビームの偏向角
からそれぞれ計測される血流成分によって、計測対象の
血流の２次元の血流速及び血流方向並びに分散を求める
ように動作する。これにより、心臓などの血流が一定の
方向性を有しない部位や血管が複雑に混在している部位
においても、２次元の血流速及び血流方向並びに分散を
定量的かつ自動的に計測して表示することができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
詳細に説明する。図１は本発明による超音波血流計測装
置のカラーフローマッピング（ＣＦＭ）演算部の内部構
成例を示すブロック図であり、図２は上記超音波血流計
測装置の全体構成を示すブロック図である。この超音波
血流計測装置は、超音波のドプラ効果を利用して被検体
の計測部位の血流を計測し２次元の断面上で流速の大き
さをカラー表示するもので、図２に示すように、探触子
１と、超音波送受信部２と、ＣＦＭ演算部３と、ディジ
タルスキャンコンバータ部（以下「ＤＳＣ部」と略称す
る）４と、画像表示器５とを有して成る。

【００１３】上記探触子１は、被検体内の計測部位に向
けて超音波を送信及び受信するもので、図３に示すよう
に、短冊状に形成された複数個の振動子素子６，６，…
を一列状に配列して成る。なお、上記複数の振動子素子
６，６，…は、超音波送信の電気信号を機械的振動に変
換して超音波を送波すると共に、受波した反射波の機械
的振動を電気信号に変換して超音波受信信号とするもの
である。超音波送受信部２は、上記探触子１に超音波送
信信号を与えると共に該探触子１からの超音波受信信号
を入力して増幅し信号処理を行うもので、図示省略した
がその内部には、送波パルス発生器と受信増幅器と遅延
回路と加算器とこれらの制御回路とが設けられている。

【００１４】ＣＦＭ演算部３は、上記超音波送受信部２
から出力された受信信号を入力してドプラ効果による周
波数シフト成分を検出して血流速を求め、２次元の断面
上で流速の大きさをカラー表示するための演算を行うも
ので、血流からの超音波の反射波は血流の速さに応じて
周波数が偏移することを利用して血流速を計測するよう
になっている。ＤＳＣ部４は、上記ＣＦＭ演算部３から
出力される血流速信号を入力してディジタル化し内部の
メモリなどの記憶手段に画像データを書き込むと共に読
み出すもので、図示省略したがその内部には、Ａ／Ｄ変
換器と画像メモリとＤ／Ａ変換器と制御回路とが設けら
れている。そして、画像表示器５は、上記ＤＳＣ部４か
ら出力された画像信号を入力して血流像を表示するもの
で、白黒又はカラーのテレビモニタから成る。

【００１５】ここで、本発明においては、上記ＣＦＭ演
算部３内には、図１に示すように、前記超音波送受信部
２からの受信信号を入力しドプラ効果による周波数シフ
ト成分を検出して血流速を求める従来からの演算回路７
と、今回付加した遅延回路８と計測手段９とが設けられ
ている。上記演算回路７は、図２に示す超音波送受信部
２で増幅、整相加算された１方向の超音波ビームによる
受信信号から１次元の流速成分を検出する回路である。
また、上記遅延回路８と計測手段９は、図３に示す探触
子１から送受信される少なくとも２方向の偏向角を有す
る超音波ビーム１０ａ，１０ｂのなす角度θ、及び各超
音波ビーム１０ａ，１０ｂの偏向角からそれぞれ計測さ
れる血流成分Ｖa，Ｖbによって、計測対象の血流の２次
元の血流速Ｖ及び血流方向θv並びに分散を求めるもの
である。この場合、上記遅延回路８は、図３に示す２方
向の超音波ビーム１０ａ，１０ｂの打出しのタイミング
が少しずれるので、早く打出した方の超音波ビームによ
る受信信号に適当な遅延時間を与えて両超音波ビーム１
０ａ，１０ｂによる受信信号のタイミングを合わせるも
のである。また、計測手段９は、計測対象の血流の２次
元の血流速及び血流方向並びに分散を求める演算回路で
ある。

【００１６】このように構成されたＣＦＭ演算部３にお
ける計測対象の血流の２次元の血流速及び血流方向並び
に分散を求める演算動作の概要について、図１を参照し
て説明する。いま、図３に示すように、２方向の超音波
ビーム１０ａ，１０ｂの偏向角をそれぞれ０°及びθと
したときに計測される血流成分をＶa，Ｖbとする。この
状態で、超音波送受信部２で増幅、整相加算された各方
向の超音波ビームによる受信信号は、従来からの演算回
路７に入力する。この演算回路７の演算により出力され
た１次元の血流成分Ｖaは、遅延回路８及び計測手段９
に入力する。このとき、一つ前のタイミングで上記演算
回路７から遅延回路８に入力されていた１次元の血流成
分Ｖbは、上記遅延回路８から出力されて計測手段９に
入力する。従って、この計測手段９には、一方の血流成
分Ｖaと他方の血流成分Ｖbとが同じタイミングで入力さ
れる。一方、上記２方向の超音波ビーム１０ａ，１０ｂ
のなす角度θは、図２に示すＤＳＣ部４から上記計測手
段９に入力される。これにより、計測手段９は、上記２
方向の超音波ビーム１０ａ，１０ｂのなす角度θと、該
２方向の超音波ビーム１０ａ，１０ｂの偏向角からそれ
ぞれ計測された血流成分Ｖa，Ｖbとによって、計測対象
の血流の２次元の血流速Ｖ及び血流方向θvを演算して
求める。

【００１７】次に、上記のＣＦＭ演算部３において、２
次元の血流速及び血流方向を計測する具体的な動作につ
いて、図３〜図４を参照して説明する。まず、図３に示
すように、探触子１から少なくとも２方向の偏向角を有
する超音波ビーム１０ａ，１０ｂを送受信する。この例
では、一方向を真下方向とし、他の一方向を真下方向か
ら角度θだけ偏向した方向とし、複数個の振動子素子
６，６，…のうちあるｎ個の群Ａから超音波を送受信す
ることによって真下方向の超音波ビーム１０ａを生成
し、他のｍ個の群Ｂから超音波を送受信することによっ
て真下方向から角度θだけ偏向した方向の超音波ビーム
１０ｂを生成する。

【００１８】図３において、被検体１１内のある血管１
２を計測対象とし、上記血管１２内のドプラサンプルゲ
ートＦの血流の流速をＶとしたときの、上記ｎ個の振動
子素子群Ａによる真下方向の超音波ビーム１０ａによっ
て計測される流速成分をＶaとし、上記ｍ個の振動子素
子群Ｂによる偏向角θ方向の超音波ビーム１０ｂによっ
て計測される流速成分をＶbとする。すると、これらの
関係は、図４に示すように、上記ドプラサンプルゲート
Ｆを基準点（０，０）とし、一のベクトルＶaの終点
（０，Ｖa）及び他のベクトルＶbの終点（Ｖb sinθ，
Ｖb cosθ）を通る円１３のモデルで表される。従っ
て、この場合は、図１に示すＣＦＭ演算部３内の計測手
段９は、探触子１から送受信される少なくとも２方向の
偏向角を有する超音波ビーム１０ａ，１０ｂのなす角度
θ，及び各超音波ビーム１０ａ，１０ｂの偏向角からそ
れぞれ計測される血流成分Ｖa，Ｖbを用いて、円１３の
モデルによるベクトル演算を行う演算回路とされてい
る。

【００１９】次に、上記３点を通る円１３のモデルによ
るベクトル演算法を、図４を参照して説明する。図４に
示す直交するＸ，Ｙ座標系において、係数をｃ，ｄ，
ｅ，ｆとすると、円１３の方程式は、次のように表され
る。ｃ(ｘ²＋ｙ²)＋２ｄｘ＋２ｅｙ＋ｆ＝０ …（１）この場合、円１３の直径φは次のように表される。

【００２０】図４において、となる。ここで、一般的に一方向の超音波ビーム１０ａ
の偏向角をθa、他の一方向の超音波ビーム１０ｂの偏
向角をθbとすると、上記ドプラサンプルゲートＦの流
速Ｖ及び血流方向θvは、次のように表される。この式（３）及び式（４）を用いて、図４に示す円のモ
デルによるベクトル演算を行うことによって、図３に示
す計測対象の血管１２内の血流の２次元の血流速Ｖ及び
その血流方向θvが定量的かつ自動的に求まる。そし
て、上記の式（３）は、図４に示される実際の座標に対
応して一方向の偏向角θa＝０°，他の一方向の偏向角
θb＝θとすることにより、次式のように簡略化でき
る。

【００２１】図５は、図３に示すように２方向の超音波
ビーム１０ａ，１０ｂの偏向角を例えば０°及びθとし
たときに２次元の血流速Ｖ及びその血流方向θvを演算
する計測手段９の具体的な演算回路を示すブロック図で
ある。この計測手段９は、図５に示すように、２個の２
乗器１６ａ，１６ｂと、１個の定数器１７と、３個の掛
け算器１８ａ，１８ｂ，１８ｃと、１個の足し算器１９
と、１個の１／２乗器２０と、２個の割り算器２１ａ，
２１ｂと、１個のcosテーブル２２と、１個のsinテーブ
ル２３と、１個のarc cosテーブル２４とで構成されて
いる。

【００２２】上記の演算回路から成る計測手段９におい
て、偏向角０°の血流成分Ｖaは、第一の２乗器１６ａ
及び第一の掛け算器１８ａ並びに第三の掛け算器１８ｃ
に入力される。そして、上記第一の２乗器１６ａの演算
結果であるＶa²は、足し算器１９に入力される。また、
偏向角θの血流成分Ｖbは、第一の掛け算器１８ａ及び
第二の２乗器１６ｂに入力される。そして、この第二の
２乗器１６ｂの演算結果であるＶb²は、足し算器１９に
入力される。さらに、２方向の超音波ビームのうちの一
つの偏向角θは、cosテーブル２２及びsinテーブル２３
に入力される。そして、上記cosテーブル２２の演算結
果であるcosθは、前記第一の掛け算器１８ａに入力さ
れる。また、上記sinテーブル２３の演算結果であるsin
θは、第一の割り算器２１ａに入力され、この割り算器
２１ａの演算結果である１／sinθは、第二の掛け算器
１８ｂに入力される。

【００２３】次に、前記定数器１７の定数“−２”は、
第一の掛け算器１８ａに入力される。そして、前記血流
成分Ｖa及びＶbと、定数“−２”と、cosθとを入力し
た第一の掛け算器１８ａの演算結果である−２ＶaＶb c
osθは、足し算器１９に入力される。この足し算器１９
の演算結果であるＶa²−２ＶaＶb cosθ＋Ｖb² は、次の１／２乗器２０に入力される。この１／２乗器
２０の結果であるは、次の第二の掛け算器１８ｂに入力される。この第二
の掛け算器１８ｂには１／sinθが入力しているので、
その演算結果はとなり、これが求める計測対象の２次元の血流速Ｖとな
る。

【００２４】また、第二の掛け算器１８ｂの演算結果で
ある上記のＶは、第二の割り算器２１ｂに入力される。
そして、この第二の割り算器２１ｂの演算結果である１
／Ｖと、前記血流成分Ｖaとを入力した第三の掛け算器
１８ｃの演算結果であるＶa／Ｖは、次のarc cosテーブ
ル２４に入力される。このarc cosテーブル２４の演算
結果であるが求める計測対象の２次元の血流方向θvとなる。そし
て、このような演算処理を行うプロセスは、例えば高速
演算可能なＤＳＰ等によって実現できる。

【００２５】図６は第１図に示す計測手段９の内容の他
の実施例を示す説明図である。この実施例は、上記計測
手段９として、計測対象の血流の２次元の血流速Ｖ及び
血流方向θvを、探触子１から送受信される少なくとも
２方向の偏向角を有する超音波ビームのなす角度θ、及
び各超音波ビームの偏向角からそれぞれ計測される血流
成分Ｖa，Ｖbを用いて、円のモデルによるベクトル演算
を行って予め求めたデータを記憶させたデータテーブル
２５を用いたものである。そして、このデータテーブル
２５を構成する具体例としては、ＲＯＭ又はＲＡＭ等の
記憶装置がある。この場合は、２方向の超音波ビームの
偏向角０°及びθ，各超音波ビームによって得られる血
流成分Ｖa及びＶb，さらにこれらによって求められる血
流速Ｖ及び血流方向θvの結果を予め演算して記憶させ
たデータテーブル２５の値を参照することにより、計測
対象の２次元の血流速Ｖ及び血流方向θvを定量的かつ
自動的に求めることができる。この場合は、部品点数を
減らすことができ、装置構成を小形簡略化することがで
きる。

【００２６】なお、以上の説明では、探触子１から送受
信する超音波ビームは２方向としたが、本発明はこれに
限らず、３方向以上としてもよい。超音波ビームを送受
信する方向数を増やすほど計測の精度を上げることがで
きる。例えば、３方向の超音波ビームを有するときのＣ
ＦＭ演算部３の回路構成は、図１に示す遅延回路８を２
段有し、計測手段９を並列に２回路又は３回路有するこ
とにより実現できる。この場合、上記２段の遅延回路８
により、同時に３方向の超音波ビームによって計測され
た血流速と血流方向を、並列に設けられた計測手段９に
入力することによって演算することができる。

【００２７】また、図３に示す２方向の超音波ビーム１
０ａ，１０ｂの偏向角を±θとすることにより、図４に
示す円のモデルによるベクトル演算の中の式（３）にお
いて、cosの項は共通とされ、sinの項は符号反転で表さ
れ、計測手段９の簡略化及び小型化並びに低コスト化を
図ることができる。

【００２８】図７は本発明の超音波血流計測装置による
血流表示の一例を示す説明図である。この例における画
像表示器５（図２参照）による計測対象の血流の２次元
の血流速及び血流方向並びに分散の表示は、ＣＦＭの関
心領域ＲＯＩ内にサンプル点２６，２６，…を表示し、
このサンプル点２６について血流速及び血流方向並びに
分散をベクトルによって表現するものである。例えば、
被検体内のある血管１２を計測対象とし、この血管１２
を含んでその周辺にＣＦＭの関心領域ＲＯＩを設定し、
このＲＯＩ内に血流方向を示すためのサンプル点２６，
２６，…を格子状に表示する。これらのサンプル点２６
において、前述のＣＦＭ演算部３により式（３）及び式
（４）を用いて演算した血流速Ｖ及び血流方向θvを、
ベクトル素線２７で表示する。表示方法としては、血流
速Ｖをベクトル素線２７の長さで、血流方向θvをベク
トル素線２７の方向で、さらに血流の分散をベクトル素
線２７の太さ又はベクトル素線２７に付けた色の濃淡で
それぞれ表示すればよい。この場合、従来装置における
ＣＦＭ表示と組み合わせることにより、血流速及び血流
方向並びに分散、分布を同時に計測できる。

【００２９】なお、図７に示す血流表示において、計測
対象の表示部位、表示深度及び関心領域ＲＯＩの面積等
によって、自動的にサンプル点２６，２６，…の表示間
隔を変更する機能手段を付加することにより、計測の手
間をかけることなしに上記サンプル点２６，２６，…の
表示間隔を変更できる。この場合においても、手動で上
記サンプル点２６，２６，…の表示間隔を変更する機能
手段を有することにより、操作者の好みのサンプル点の
表示間隔に変更することができる。また、計測対象の任
意の場所の血流速及び血流方向並びに分散を計測する方
法として、図２に示す画像表示器５の画面に表示された
カーソル等のマークを、マウス又はトラックボール、テ
ンキー等の入力装置によって測定したい場所に移動さ
せ、例えば指定用のボタンでその位置を入力することに
より、任意の場所について計測し表示できる。さらに、
任意の場所の血流速及び血流方向並びに分散を表示する
方法として、図７に示すベクトル素線２７の長さ及び方
向並びに太さで示す以外に、画面上にそれらの項目内容
を示す数字を表示することにより、自動的に定量的な血
流速及び血流方向並びに分散を表示できる。さらにま
た、画面上でスクロールしながら任意の場所を示すこと
により、その部分の血流速及び血流方向並びに分散を表
示するようにすることもできる。

【００３０】図８は本発明の超音波血流計測装置による
血流表示の他の例を示す説明図である。この例における
画像表示器５による計測対象の血流の２次元の血流速及
び血流方向並びに分散の表示は、図８（ａ）に示すよう
に、方形のカラースケール２８を用いて色の濃淡又は色
調の変化で表現するものである。例えば、被検体の頚動
脈２９などを計測対象とし、この頚動脈２９を含んでそ
の周辺にＣＦＭの関心領域ＲＯＩを設定し、上記頚動脈
２９内を一方向に流れる血流を表示する簡易的な手法で
ある。前述のＣＦＭ演算部３により式（３）及び式
（４）を用いて演算した血流速Ｖ及び血流方向θvを用
いて、最も多い血流方向θvに対しカラースケール２８
を同方向に傾斜させて血流方向を表示する。そして、そ
のカラースケール２８に示される色調により血流速Ｖを
表示する。図８（ｂ）に示すカラースケール２８は、血
流の向きと速度とを異なる色調で表示するものである。
また、図８（ｃ）に示す他のカラースケール２８′は、
血流の速度のみを異なる色調で表示するものである。

【００３１】図９は本発明の超音波血流計測装置による
血流表示の更に他の例を示す説明図である。この例にお
ける画像表示器５による計測対象の血流の２次元の血流
速及び血流方向並びに分散の表示は、図９（ａ）に示す
ように、円形のカラースケール３０を用いて色の濃淡又
は色調の変化で表現するものである。例えば、被検体の
心臓３１を計測対象とし、この心臓３１を含んでその周
辺にＣＦＭの関心領域ＲＯＩを設定し、上記心臓３１内
をあらゆる方向に流れる血流を表示する手法である。上
記円形のカラースケール３０は、図９（ｂ）に示すよう
に、血流方向をＲ(赤)，Ｇ(緑)，Ｂ(青)のグラデーショ
ンを利用して色種で表示し、血流速度をその色の濃淡で
表示し、さらに血流分布を色の有無で表示することによ
り、図９（ｃ）に示すように、血流速及び血流方向並び
に血流分布を同時に計測し表示できる。なお、図７で示
したベクトル素線２７を利用した２次元の血流方向を表
示する手法と同時に上記円形のカラースケール３０を用
いて色の濃淡又は色調の変化で表現すると、細かな流速
分布や複雑な流速分布等において、簡単かつ高速に血流
速及び血流方向並びに分散、分布を同時に計測し表示で
きる。

【００３２】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されたので、
超音波送受信部からの受信信号を入力してドプラ効果に
よる周波数シフト成分を検出し血流速を求め２次元の断
面上で流速の大きさをカラー表示するための演算を行う
カラーフローマッピング演算部内に設けられた遅延回路
により探触子から送受信される少なくとも２方向の偏向
角を有する超音波ビームのうち一方の受信信号に遅延時
間を与えてタイミングを合わせ、同じくカラーフローマ
ッピング演算部内に設けられた計測手段により、探触子
から送受信される少なくとも２方向の偏向角を有する超
音波ビームのなす角度、及び各超音波ビームの偏向角か
らそれぞれ計測される血流成分によって、計測対象の血
流の２次元の血流速及び血流方向並びに分散を求めるよ
うに動作する。これにより、心臓などの血流が一定の方
向性を有しない部位や血管が複雑に混在している部位に
おいても、２次元の血流速及び血流方向並びに分散を定
量的かつ自動的に計測して表示することができる。ま
た、上記のことから、より適切なＣＦＭ計測を行うため
に従来のように探触子を被検体の体表面に当てる角度を
いろいろな角度に傾斜させて計測する必要がなくなり、
計測操作が容易となると共に計測時間を短縮することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による超音波血流計測装置のＣＦＭ演算
部の内部構成例を示すブロック図である。

【図２】本発明及び従来例による超音波血流計測装置の
全体構成を示すブロック図である。

【図３】探触子から被検体内へ２方向の偏向角を有する
超音波ビームを送信する状態を示す説明図である。

【図４】計測対象の血流の２次元の血流速及び血流方向
を円のモデルによるベクトル演算を行って求める状態を
示す説明図である。

【図５】２次元の血流速及びその血流方向を演算する計
測手段の具体的な演算回路を示すブロック図である。

【図６】図１に示す計測手段の内容の他の実施例を示す
説明図である。

【図７】本発明の超音波血流計測装置による血流表示の
一例を示す説明図である。

【図８】上記超音波血流計測装置による血流表示の他の
例を示す説明図である。

【図９】上記超音波血流計測装置による血流表示の更に
他の例を示す説明図である。

【符号の説明】

１…探触子２…超音波送受信部３…ＣＦＭ演算部４…ＤＳＣ部５…画像表示器６…振動子素子７…演算回路８…遅延回路９…計測手段１０ａ，１０ｂ…超音波ビーム２５…データテーブル２６…サンプル点２７…ベクトル素線２８，２８′…方形のカラースケール３０…円形のカラースケールＶa，Ｖb…２方向の血流成分 θ…２方向の超音波ビームのなす角度Ｖ…計測対象の２次元の血流速 θv…計測対象の２次元の血流方向ＲＯＩ…ＣＦＭの関心領域

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】短冊状に形成された複数個の振動子素子
を列状に配列し超音波を送受信する探触子と、この探触
子に超音波送信信号を与えると共に上記探触子からの超
音波受信信号を入力して増幅し信号処理を行う超音波送
受信部と、この超音波送受信部からの受信信号を入力し
ドプラ効果による周波数シフト成分を検出して血流速を
求め２次元の断面上で流速の大きさをカラー表示するた
めの演算を行うカラーフローマッピング演算部と、この
カラーフローマッピング演算部からの血流速信号をディ
ジタル化して記憶手段に書き込むと共に読み出すディジ
タルスキャンコンバータ部と、このディジタルスキャン
コンバータ部からの画像信号を表示する画像表示器とを
有して成る超音波血流計測装置において、上記カラーフ
ローマッピング演算部内には、上記探触子から送受信さ
れる少なくとも２方向の偏向角を有する超音波ビームの
うち一方の受信信号に遅延時間を与えてタイミングを合
わせる遅延回路を有すると共に、同じく上記探触子から
送受信される少なくとも２方向の偏向角を有する超音波
ビームのなす角度、及び各超音波ビームの偏向角からそ
れぞれ計測される血流成分によって、計測対象の血流の
２次元の血流速及び血流方向並びに分散を求める計測手
段を備えたことを特徴とする超音波血流計測装置。
【請求項２】上記カラーフローマッピング演算部内の
計測手段は、計測対象の血流の２次元の血流速及び血流
方向並びに分散を、探触子から送受信される少なくとも
２方向の偏向角を有する超音波ビームのなす角度、及び
各超音波ビームの偏向角からそれぞれ計測される血流成
分を用いて、円のモデルによるベクトル演算を行って求
める演算回路であることを特徴とする請求項１記載の超
音波血流計測装置。
【請求項３】上記カラーフローマッピング演算部内の
計測手段は、計測対象の血流の２次元の血流速及び血流
方向並びに分散を、探触子から送受信される少なくとも
２方向の偏向角を有する超音波ビームのなす角度、及び
各超音波ビームの偏向角からそれぞれ計測される血流成
分を用いて、円のモデルによるベクトル演算を行って予
め求めたデータを記憶させたデータテーブルであること
を特徴とする請求項１記載の超音波血流計測装置。
【請求項４】上記画像表示器による計測対象の血流の
２次元の血流速及び血流方向並びに分散の表示は、カラ
ーフローマッピングの関心領域内にサンプル点を表示
し、このサンプル点について血流速及び血流方向並びに
分散をベクトルによって表現するものであることを特徴
とする請求項１，２又は３記載の超音波血流計測装置。
【請求項５】上記画像表示器による計測対象の血流の
２次元の血流速及び血流方向並びに分散の表示は、方形
又は円形のカラースケールを用いて色の濃淡又は色調の
変化で表現するものであることを特徴とする請求項１，
２又は３記載の超音波血流計測装置。