JPH11104135A - 超音波診断装置 - Google Patents

超音波診断装置

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JPH11104135A
JPH11104135A JP26659597A JP26659597A JPH11104135A JP H11104135 A JPH11104135 A JP H11104135A JP 26659597 A JP26659597 A JP 26659597A JP 26659597 A JP26659597 A JP 26659597A JP H11104135 A JPH11104135 A JP H11104135A
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JP
Japan
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time
doppler
spectrum
displayed
mode
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Pending
Application number
JP26659597A
Other languages
English (en)
Inventor
Takanobu Uchibori
孝信 内堀
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Toshiba Corp
Canon Medical Systems Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Medical Systems Engineering Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の目的は、Mモードやドプラスペクトラ
ムモードといった時間画像と同画面に計数結果のグラフ
を、経時的な変化を捉え易く表示できる超音波診断装置
を提供することにある。 【解決手段】本発明は、被検体内の任意のライン上のサ
ンプルボリュームに関する血流スペクトラムを時間経過
と共に表示し、この血流スペクトラムに基づいて計測さ
れるRIの時間グラフを、血流スペクトラムと同一画面
に、血流スペクトラムよりも長い時間幅で表示すること
により、1心拍で1つの値しか得られないRIのような
計数値であっても、経時的な変化を捉え易くなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、MモードやMDF
モードのように被検体内部の任意のライン上の1次元の
組織画像や血流画像、またスペクトラムドプラモードの
ようにサンプルボリューム内の血流スペクトラムを時間
軸に沿って配列して表示することにより、組織や血流の
時間変化を分かり易く提供する超音波診断装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】超音波の医学的な応用としては種々の装
置があるが、その主流は超音波パルス反射法を用いて生
体の軟部組織の断層像を超音波診断装置である。この超
音波診断装置は無侵襲検査法で、組織の断層像を表示す
るものであり、X線診断装置、X線CT装置、MRIお
よび核医学診断装置などの他の診断装置に比べて、リア
ルタイム表示が可能、装置が小型で安価、X線などの被
曝がなく安全性が高く、さらに超音波ドプラ法により血
流イメージングが可能であるなどの独自の特徴を有して
いる。
【0003】このため心臓、腹部、乳腺、泌尿器、およ
び産婦人科などでその活用範囲は広い。特に、超音波プ
ローブを体表から割り当てるだけの簡単な操作で心臓の
拍動や胎児の動きの様子がリアルタイム表示で得られ、
かつ安全性が高いため繰り返して検査が行えるほか、ベ
ッドサイドへ移動していっての検査も容易に行えるなど
簡便である。
【0004】ところで上述した被検体内部の任意のライ
ン上の1次元の組織画像や血流画像、またサンプルボリ
ュームの血流スペクトラムを時間軸に沿って配列して表
示して組織や血流の時間変化を詳細に提供できるMモー
ド、MDFモード、またスペクトラムドプラモードで
は、それぞれの特性を活かして、左室拡張末期容積、左
室収縮末期容積、圧較差、プレッシャーハーフタイム、
速度スロープ(加速度計測)、1回拍出量、心拍出量、
RI(Resistance Index)、PI(Pulsatility Index) 等
の様々な計測が可能になっている。従来では、このよう
な様々な計数結果を画像と一緒に数値で、さらにこの経
時的な変化をグラフで表示できるようになっている。
【0005】このような計数結果の時間グラフは、Mモ
ードやドプラスペクトラムモードの画像と時間スケール
を整合して上下に並べて表示するのが通常である。しか
し、Mモードやドプラスペクトラムモードの画像は、数
心拍分をスクロールしながら表示するようになってお
り、このようなMモードやドプラスペクトラムモードの
数心拍分という数秒の長さの時間幅に合わせて、例えば
RIをグラフ表示しようとすると、このRIは1心拍で
1つの値が得られるので、そのグラフは非常に離散的で
しかなく、経時的な変化を捉えるには不十分であった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、Mモ
ードやドプラスペクトラムモードといった時間画像と同
画面に計数結果のグラフを、経時的な変化を捉え易く表
示できる超音波診断装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、被検体内の任
意のライン上の超音波情報の時間経過と、この超音波情
報に基づいて計測される計測値の時間グラフを、互いに
異なる時間幅で表示するので、例えば1心拍で1つの値
しか得られないRIのような計数値であっても、経時的
な変化を捉え易くなる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明に
よる超音波診断装置を好ましい実施形態により説明す
る。図1に本実施形態に係る超音波診断装置の構成を示
す。なお、本実施形態では、被検体内部の任意のライン
上の1次元の組織画像(Bモード画像)や血流画像(カ
ラーフローマッピング画像)、またライン上の任意深度
のサンプルボリュームに関する血流スペクトラムを時間
軸に沿って配列して、組織や血流の経時的な変化を詳細
に提供できるMモード、MDFモード、またスペクトラ
ムドプラモードを対象としているが、ここではスペクト
ラムドプラモードを一例にして説明するものとする。ま
た、これらモードでは、それぞれの特性を活かした圧較
差、プレッシャーハーフタイム、速度スロープ、左室拡
張末期容積、左室収縮末期容積、1回拍出量、RI(Res
istance Index)、PI(Pulsatility Index)等の様々な
計測が可能となっているが、ここではこの中のRIを一
例にして説明するものとする。
【0009】まず、超音波プローブ1は、周知のよう
に、圧電素子の両面に電極を配した微小な振動子の配列
構造をその先端付近に装備していて、この振動子を介し
て超音波信号と電気信号とのやり取りを実現している。
この超音波プローブ11には、振動子に高周波の駆動信
号パルスを印加して超音波を被検体に照射し、また被検
体から返ってきたエコーを受信してエコー信号を生成す
るために、送受信回路13が接続されている。
【0010】この送受信回路13は、基準信号発生部2
0で発生され、チャネル数分に分配された基準周波数f
0 の基準信号をそれぞれ個別にディレーライン21で適
当に遅延し、これをパルサ23で増幅して駆動信号パル
スとして振動子に個別に又はチャンネルごとに出力する
ように、送信部分が組まれている。このような駆動信号
パルスにより、プローブ11からは、中心周波数がf0
の超音波ビームが被検体に向けて照射される。
【0011】さらに、送受信回路13は、被検体内の音
響インピーダンスの境界面で反射したエコーを受信する
ための受信部分として、振動子ごと又はチャンネルごと
に出力される複数の電気信号を個別に増幅するプリアン
プ25と、増幅された電気信号を個別に遅延する送信兼
用のディレーライン21と、遅延された複数の電気信号
を加算することにより指向性を持ったエコー信号を形成
する加算器27とを装備している。
【0012】この送受信回路13で形成されたエコー信
号は、検波器29で、まず対数増幅され、その後に包絡
線検波される。この検波信号は、送受信の遅延制御に応
じた方位や位置の1本のライン(超音波走査線ともい
う)上の組織構造、つまり1次元の組織画像を反映して
いる。セクタ走査であれば、送受信の遅延時間を少しず
つ変えながらラインの方位の違う複数の1次元の組織画
像を集めて、これらをそれぞれの方位に従ってディジタ
ルスキャンコンバータ30で並べたものが、2次元の断
面組織構造を表すBモード画像であり、また同じ方位に
関する1次元の組織画像を時間軸に沿って平行に並べた
ものが、いわゆるMモード画像である。
【0013】また、送受信回路13で形成されたエコー
信号は、ミキサ40にも送られ、ここで基準信号発生部
20から直接送られてくる周波数f0 の基準信号と、基
準信号発生部20から移相器41で90゜位相がシフト
された周波数f0 の基準信号とにそれぞれ個別に混合さ
れる。この混合後の信号には、ドプラ偏移周波数をfd
として、エコー信号の周波数(f0 +fd )と基準信号
の周波数f0 との和の周波数成分(2・f0 +fd
と、差の周波数成分(fd )とが含まれているので、必
要なドプラ偏移周波数をfd を取り出すために、混合信
号をローパスフィルタ43を通す。
【0014】こうして取り出されたドプラ偏移周波数f
d を有するドプラ信号に対して、オペレータにより任意
深度で任意幅に設定されたサンプルボリュームと呼ばれ
る関心域内の信号をレンジゲート回路60で切り出し、
この切り出した信号をサンプルホールド回路61に送
る。サンプルホールド回路61では、同じサンプルボリ
ュームに関する信号を例えば64回の送受信分保持す
る。このパルス繰り返し周期(1/PRF)で離散して
いる64個の信号列には、必要な血球からの反射成分だ
けでなく、それよりも振幅が数百倍も大きい生体組織か
らの反射成分が含まれているので、これをバンドパスフ
ィルタ63で除去し、アナログディジタル変換器65で
ディジタル信号に変換してから、高速フーリエ変換器
(FFT)67によりリアルタイムで周波数分析するこ
とにより、周波数成分(速度)ごとの強さを表す周波数
スペクトラム、ここでは血流の周波数スペクトラムを得
る。
【0015】このような血流スペクトラムをディジタル
スキャンコンバータ30で時間軸に沿って平行に並べ
て、血流パターンの経時的な変化が分かるようにしたも
のが、いわゆるスペクトラムドプラモードの画像であ
る。
【0016】なお、図示はしていないが、上述した組織
の経時的変化の分かるMモードや、血流パターンの経時
的変化の分かるスペクトラムドプラモードと同様に、時
間軸を持って経時的変化を表すことのできるものとし
て、MTIフィルタや自己相関器を使って上述した平均
速度や分散やパワーの2次元画像をリアルタイムで得る
ことのできるカラーフローマッピングモードと呼ばれる
技術を応用したもので、1本のライン上の平均速度や分
散やパワーの1次元のカラー血流画像を時間軸に沿って
平行に並べてカラーで表示することで、ライン上の血流
の様子を経時的に観察することができるいわゆるMDF
モードと呼ばれる表示方法がある。
【0017】このような1次元の組織画像や血流スペク
トラムや1次元のカラー血流画像といった情報を、ディ
ジタルスキャンコンバータ30で時間軸に沿って並べ、
これをディジタルアナログ変換器31を介して表示器3
3で濃淡又はカラーで表示する。
【0018】ところで、従来技術でも説明した通り、M
モードやスペクトラムドプラモードやMDFモードとい
った様々な経時的な変化を表示するタイプの画像を使っ
て、左室拡張末期容積、左室収縮末期容積、圧較差、プ
レッシャーハーフタイム、速度スロープ(加速度計
測)、1回拍出量、心拍出量、RI(Resistance Inde
x)、PI(Pulsatility Index) 等の様々な時間要素が重
要とされる指標を計測することが行われている。
【0019】本発明はこれらの計測結果の表示法に関す
る新規な技術であり、これを本実施形態ではスペクトラ
ムドプラモードで、RIを例に説明する。スペクトラム
ドプラモードは、周知の通り、Bモード画像上でサンプ
ルボリュームを関心部位、例えば臍帯動脈や子宮動脈等
の血流の上に設定し、このサンプルボリューム内の血流
のスペクトラム、つまり当該血流によって偏移された周
波数(偏移周波数)のスペクトラムを周期的に得て、こ
の血流スペクトラムを時間軸に沿って並べて時間波形
(ドプラ像)を得、これを表示するというものである。
【0020】一方、RIは、この臍帯動脈や子宮動脈等
の血流スペクトラムの時間波形から、子宮内発育遅延の
重症度や妊娠中毒症の診断に活用するための胎内循環や
母体循環の指標値として、1心拍内の収縮期の最高流速
をS、1心拍内の拡張末期の流速をDとして、(S−
D)/Sで、1心拍期間に1つづつ計算されるものであ
る。
【0021】通常、図2に示すように、血流スペクトラ
ムの時間波形、つまりドプラ像は、例えば4秒前から現
在までの4秒という時間幅で表示部33に表示される。
そして、次のスキャンにより、新たに血流スペクトラム
が得られると、直前のドプラ像から、最も古い血流スペ
クトラムを消去して、当該次のスキャンにより得られた
最新の血流スペクトラムを加える。このような更新動作
を、スキャンに同期して繰り返していくことにより、例
えば画面の右から左に向かって、4秒というスクロール
速度でスクロールしながら血流スペクトラムの時間波形
を、継続的に表示することができるようになっている。
【0022】このような表示法は、表示制御部35のデ
ィジタルスキャンコンバータ30に対する消去、書き込
み及び読み出しのアドレス制御により実現されている。
実際的には、スペクトラムドプラ演算部50からの血流
スペクトラムデータは、時刻と周波数という2次元の座
標系で表現されている。表示制御部35では、このよう
な血流スペクトラムデータを、X軸(縦軸、周波数
軸)、Y軸(横軸、時間軸)という2次元の直交座標系
に変換して、ディジタルスキャンコンバータ30のフレ
ームメモリに書き込む。そして、表示制御部35は、デ
ィジタルスキャンコンバータ30のフレームメモリに保
持されている4秒分のドプラ像データを、表示部33の
テレビ走査方式に従って順番に1次元信号として読み出
す。
【0023】また、本実施形態では、図2に示すよう
に、RIの時間曲線、つまりRIグラフを、ドプラ像の
4秒よりも数十倍のオーダで長い例えば4分前から現在
までの4分という時間幅で表示部33に表示する。そし
て、次の心拍期間で、新たにRIが計算されると、直前
のRIグラフから、最も古いRIドットを消去して、当
該最新のRIドットを加える。このような更新動作を、
心拍周期に同期して繰り返していくことにより、例えば
画面の右から左に向かって、4分というスクロール速度
でスクロールしながらRIの時間曲線を、継続的に表示
することができるようになっている。
【0024】このような表示法も、ドプラ像の場合と同
様に、表示制御部35のディジタルスキャンコンバータ
30に対する消去、書き込み及び読み出しのアドレス制
御により実現されている。実際的には、RI計測部80
からのRIデータは、時刻(心拍周期)だけの1次元の
座標系で表現されているにすぎない。このようなRIデ
ータを、表示制御部35では、X軸(縦軸、数値)、Y
軸(横軸、時間軸)という2次元の直交座標系に変換し
て、ディジタルスキャンコンバータ30のフレームメモ
リに書き込む。そして、表示制御部35は、ディジタル
スキャンコンバータ30のフレームメモリに保持されて
いる4秒分のRIグラフデータを、ドプラ像データと共
に、表示部33のテレビ走査方式に従って順番に1次元
信号として読み出す。
【0025】このようにRI等の計測値の時間グラフ
を、血流スペクトラムの時間波形(ドプラ像)と同一画
面に、ドプラ像よりも長い時間幅で表示することによ
り、心拍で1つの値しか得られないRIのような計数値
であっても、細かな時間変化を観察できるようになり、
経時的な変化を捉え易くなる。本発明は、上述してきた
ような実施形態に限定されることなく、種々変形して実
施可能であることは言うまでもない。
【0026】
【発明の効果】本発明によれば、被検体内の任意のライ
ン上の超音波情報の時間経過と、この超音波情報に基づ
いて計測される計測値の時間グラフを、互いに異なる時
間幅で表示するので、例えば1心拍で1つの値しか得ら
れないRIのような計数値であっても、経時的な変化を
捉え易くなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の好ましい実施形態に係る超音波診断装
置の構成を示すブロック図。
【図2】図1の表示制御部の制御によってディジタルス
キャンコンバータで作られ、そして表示部で表示される
表示画面の一例を示す図。
【符号の説明】
11…超音波プローブ、 13…送受信回路、 20…基準信号発生部、 21…ディレーライン、 23…パルサ、 25…プリアンプ、 27…加算器、 29…検波器、 30…ディジタルスキャンコンバータ、 31…ディジタルアナログ変換器、 33…表示器、 35…表示制御部、 40…ミキサ、 41…90゜移相器、 43…ローパスフィルタ、 50…スペクトラムドプラ演算部、 60…レンジゲート回路、 61…サンプルホールド回路、 63…バンドパスフィルタ、 65…アナログディジタル変換器、 67…高速フーリエ変換器、 80…RI計測部。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被検体内の任意のライン上の超音波情報
    を時間経過と共に表示し、前記超音波情報に基づいて計
    測される計測値の時間グラフを前記超音波情報と同一画
    面に表示する超音波診断装置において、 前記計測値の時間グラフと前記超音波情報の時間幅を互
    いに異ならせて表示することを特徴とする超音波診断装
    置。
  2. 【請求項2】 前記超音波情報は、前記ライン上の1次
    元の組織画像であり、前記1次元の組織画像を時間軸に
    沿って並べてMモードで表示することを特徴とする請求
    項1記載の超音波診断装置。
  3. 【請求項3】 前記超音波情報は、前記ライン上の任意
    深度のサンプルボリュームの血流スペクトラムであり、
    前記血流スペクトラムを時間軸に沿って並べて表示する
    ことを特徴とする請求項1記載の超音波診断装置。
  4. 【請求項4】 被検体内の任意のライン上の超音波情報
    を時間経過と共に表示し、前記超音波情報に基づいて計
    測される計測値の時間グラフを前記超音波情報と同一画
    面に表示する超音波診断装置において、 前記計測値の時間グラフを前記超音波情報よりも遅い速
    度でスクロールすることを特徴とする超音波診断装置。
JP26659597A 1997-09-30 1997-09-30 超音波診断装置 Pending JPH11104135A (ja)

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JP26659597A JPH11104135A (ja) 1997-09-30 1997-09-30 超音波診断装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019146772A (ja) * 2018-02-27 2019-09-05 国立大学法人福井大学 心拍計測処理装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2019146772A (ja) * 2018-02-27 2019-09-05 国立大学法人福井大学 心拍計測処理装置

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