JPS6290144A - 超音波診断装置 - Google Patents

超音波診断装置

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JPS6290144A
JPS6290144A JP61110814A JP11081486A JPS6290144A JP S6290144 A JPS6290144 A JP S6290144A JP 61110814 A JP61110814 A JP 61110814A JP 11081486 A JP11081486 A JP 11081486A JP S6290144 A JPS6290144 A JP S6290144A
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doppler
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聡 玉野
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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〕 本発明は、ドツプラ血流像を表示装置に表示する超音波
診断装置の改良に関するものである。
〔従来の技術〕
血流の速1iを測定表示する超音波診断装置、7t1/
こおいては1反射波の血Tiによるドツプラ偏移周波数
を測定し、その測定結果をドツプラ血流像として表示す
るために、超音波パルスを生体内の同一方向に数回ずつ
送波することが必須条件で、従来のこの唾の装置は超音
波パルスビームの走査角度及び表示、1tjtf上のド
ツプラ血流像表示領域がBモード及びMモードともに固
定されているものであった。
〔発「す」が解決しようとする問題点〕上記の従来装置
ごは0表示装置にリアルタイムで〜1モード像とし1表
示されるドツプラ血流像は。
走査領域全域にわたり数回ずつ超音波パルスを送波する
ためにBモード像の数分の1のフレームレートしか得ら
れず、チラッキの多い像であった。
また、従来装置はドツプラ血流像計測のだめの超音波パ
ルスビーム送波方向が超音波探触子に対して固定されて
いるため、超音波探触子を生体又は被検体に対して当て
る際の立:d及び方向決めがかなりの熟練者でなければ
むずかしいという問題を有していた。
本発明の目的は、生体内の血流の速度分布1象を2次元
表示する超音波診断装置において、音速により1151
1約される画像(ドツプラ像)の完像時間を短線でき、
それによってフレームレートの増加を計ることができる
装置を提供することにある。そして1本発明の他の目的
は操作性の向上を計ることのできる超音波診断装置と提
供することにある。
〔問題点を解決するための手段及び作用〕本発明は上記
目的を達成するために、ドツプラ血流像計測のために超
音波探触子より送波する超音波パルスビームの走査角度
及び、あるいは走査深度を任意又は可変に指定できる手
段を設けたものである。これによって、ドツプラ血流像
の光像時間、即ちフレームレートの向上全可能とした。
更に1本発明はドツプラ血流像計測のための超音波パル
スビームの走査方向を任意又は可変に指定できる手段を
設け、これにより超音波探触子の方よ 向を固定したまイで1画像表示領域を左右に憑らせて操
作性の向上を計るものである。
そして、これらの走査角度指定手段、走査深度指定手段
及び走査方向指定手段は、任意の2個以上を組合せて採
用することができる。
これらの走査角度指定手段、走査深度指定手段及び走査
方向指定手段は、角度、深度、方向等を人力する手段と
、入力手段よりのデータを演痒し。
この演算結果を出力して超音波のドツプラ走査を、UI
]叫させるとともに、ドツプラ像の表示制御をさせる演
24手段とにより構成されている。そして。
前記入力手段ては授示部を設けて、現に選択されてハる
ドツプラ走査範囲を操作者が目視で確認できるようにし
ている。
〔実施例〕
以ド1図面と用いて本発明の一実施しリを説明する。
第1図は本発明の一実施例による超音波診断装置の全体
金示した概略ブロック図である。第1図において、安定
した高周波信号全発生する水晶発振5(O20)11の
出力は、同期回路10に供給され、同期回路10により
所望周波数の各種出力か得られる。これらの出力信号は
、超音波繰り返し信号、複素変換のための参照信号、超
音波走査結果の表示を行うためのTV周期信号及び装置
各部の同期作用を行うためのクロック信号を含んでいる
前記超音波送波線り返し信号は、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。
探触子1内に設けられた振動子を励振し、超音波パルス
ビームが被検体内に送波される。本発明になる装置はド
ツプラ血流像走査範囲指定回路A。
即ち、ドツプラ血流像走査角度指定回路24.ドツプラ
血流像走査方向指定回路25及びドツプラ血流像走査深
度指定回路26を備えている。送波制御回路6はこれら
の指定回路24.25及び26で指定された走査角度、
走査方向及び走査深度になるよう送波回路4を制御して
、探触子1から超音波パルスビームが被検体内に送波さ
れる。
探触子1により受波された被検体内からの反射波は、受
波増幅器3により高周波増幅され、受波整相回路5にて
整相された後、検波回路12により復調され、アナログ
/ディジタル(A/D)コンバータ13によりディジタ
ル信号に変換される。
A/Dコンベータ13の出力はエンコーダ14により、
復調信号に対応する大きさの信号とされた後1画像メモ
リ15に記憶される。20は画像メモリ15の書き込み
及び読出しアドレスを発生するアドレス発生回路である
。画像メモリ15から読出された画像情報は1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。
探触子1により受波され、増幅、整相された反射波信号
は、また混合器7で複素変換のための同期回路10から
の探触子製動周波数に応じた参照信号50により復調さ
れる。また、血流方向指示のため、前記参照信号50を
移相器9を用いて90’位相をずらした参照信号51に
より混合器8にて復調される。混合器7.8からの復調
出力はマルチプレクサ17により時系列信号に変換され
る。該時系列信号は、以後でのディジタル演算処理のた
めA/Dコンバータ18によりディジタル信号に変換さ
れる。
生体内・連動部分の情報を有するドツプラ信号成分のう
ち、tfIl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4い部分からの反射波信号
成分を除去する複素信号キャンセラ19が設けられてい
る。
腹案信号キャンセラ19によυ抽出された、血流により
ドツプラ偏移を受けた複素信号から生体内運動部分の運
動速度を演算する運動速度演算回路として、生体内運動
部分からの反射波の強度を演算する反射強度演算回路2
1と、平均ドツプラ偏移周波数、即ち超音波パルスビー
ムと正流方向に依存する血流の相対速度を演算する平均
速度演算回路22と、その相対速度の分散を演算する速
度分数演算回路23とが設けられている。これらの演算
結果を用いて血流像を表示装置29上に表示するために
、血流像構成回路27を設け、前記演算結果に対応する
信号を作成する。
次に1本発明の要旨たるドツプラ血流像走査範囲、即ち
走置角度、走査方向及び走査深度を任意に設定する方法
について説明する。送波制御回路6及びドツプラ血流像
走査角度指定回路24.ドツプラ血流像走査方向指定回
路25.ドツプラ血流像走査深度指定回路26の詳・洲
を82図から第15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部分の速度
計測時の概略図を示す。探触子1からの超音波により、
血管内を矢印の方向に速度VQ  で流れる血液の平均
速度、速度分散1反射波強度分計測するため、・眉音波
パルスビームBを扇形に示す範囲で順次1からMまで走
査する。ドツプラ血流像を得るときの走査角度を変化さ
せる場合は。
所望の走査角度をドツプラ[tlL流像セ査角度指定回
路24によって指定する。すると、送波制御回路6は前
記走査角度指定回路24で指定された値に従い、ドツプ
ラ走査開始ラインアドレスn及びドツプラ走査路rライ
ンアドレスNを変化させて送波回路4の制御を行う。こ
の−例を第3図 、!1; 4図に示す。これらの図に
おいて、)・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。第3図では、ドツプラ走査開始
ラインアドレスnは20.ドラグラ走査路rラインアド
レスNは30とし、ている。前述の方法により第3図に
示したドツプラ走査角度を変えると、4本4図のように
なる。この場合、指定した角変に応じ、トノグラ走査開
始ラインアドレス口は10.ドツプラ走査終丁ラインア
ドレスNは40に変化させたものである。
ドツプラ血流像走査角度指゛尼回路24の一構成例を第
5図に示−し。走査角度指定回路24は、走査範囲の中
心に振り分けられて設定された複数の走査角度の1つ全
選択する走査角変選択スイッチ241と、この選択スイ
ッチ241かもの人力信号によって超音波の送波ライン
アドレス1〜Mのうち指定された走査角度に対応するラ
ーfンアドレス間のみドツプラ走査する指令を送波制御
回路6へ送るとともに、ドツプラ走査角度範囲内のみを
表示装置29へ表示させるための指令全血流1象表示制
御回路28へ送るコントローラ242とから構成されて
いる。コントローラ242はマイクロプロセッサを用い
れば容易に構成できる。第5図では選択スイッチ241
ば3つの走査角度30°。
60°及び90”iそれぞれ〕菖択する3つの押釦キー
241a、241b、241cから成っているが、選択
できる走査角度の数は任意であるように構成できる。
次に第5図の構成のドツプラ血流像走査角]f指定回路
24の動作を説明する。ドツプラ走査角度を列えば60
°に設定したいときは1選択スイッチ241の押韻キー
241bを押す。すると、マイクロプロセッサ242は
超音波送波ラインアドレス1〜Mのうち走査角度60’
に対応する走査開始及び走査路rラインアドレスn、N
を演算により求め、演算結果に基づく指令を送波制御回
路6へ向けて発する。この指令を受けた送波制御回・烙
6は送波回路4に対し、1〜(n−11の走査ラインに
ついては超音波断層像形成用走査のための超音波打出し
指令を送り&n%Nの走査ラインについてはドツプラ走
査のための超音波打出し指令(同一走査ラインに対し複
数回の超音波・(ルスを送波するという指令)を送り、
そして(N+1)〜Mの走査ラインについては再び通常
の超音波断層像形成用走査のための超音波打出し指令を
送る。
被検体内より反射された反射波は受波増幅器3によって
高周波増幅された後、混合器7,8と検波回路12とに
入力される、混合器7.8に人力され処理された信号は
、血流像表示制御回路28によってアドレス指定されて
表示用メモリ32に記憶される。この際、マイクロプロ
セッサ242は通常の超袴波断層像信号が表示用メモリ
32に書き込まilないように血流像表示制御回路28
を制御する。
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25によシ指定?
する。すると、送波制御回路6は走査方向指定回路25
で指定された値に従って、走査範囲のドツプラ走査開始
ラインアドレスn及びドツプラ走査路rラインアドレス
N’に変化させて送波制御回路4の制#を行う。この−
例を5g6図に示す、この第6図は、第3図に示すドツ
プラ血流像の領域を上記の方法により走査方向を変えた
ものを示している。この場合、指定した方向に応じ、走
査開始ラインアドレスnば15.走査路rラインアドレ
スは25に変化したものである。
ドップラ血流1象走査方向指定回路25の一構成例を第
7図に示す。前記走査方向指定回路25は。
指定された走査範囲を表示する走査範囲表示器252(
例えば、この表示器は棒状表示を行う液晶表示部252
aを有す。)と、この表示器252全オン、オフする0
N10FI’スイツチ251と、走査範囲に対応するド
ツプラ走査ラインアドレスのうち最下位ラインアドレス
(定食開始ラインアドレス)と最上位ラインアドレス(
走査開始ラインアドレス)とを設定するアドレス設定ス
イッチ253と、アドレス設定スイッチ253からの入
力信号によって、超音波の送波ラインアドレス1〜Mの
うち最上位及び最下位ラインアドレス間のみドツプラ走
査する指令を、送波制御回路6へ送るとともに、このド
ツプラ走査範囲のみを表示器+129へ表示させるため
の指令を血流像表示制御回路28へ送るコントローラ2
54とから構成されている。コントローラ254は第5
図のコントローラ242と同様にマイクロプロセッサ1
1いるのが1ましい。なお、これらのコントローラ25
4と242は成力ともアドレス演算部[1機能を果たす
ものであるので共用して11固のもので済ませても良い
。アドレス設定スイッチ253は。
最下位ラインアドレスを双方向に移動するためのキー2
53 a、  253 bと最下位ラインアドレスを双
方向に移動するためのキー253c、253dから成っ
ている。これらの各キーの1回のキー操作は単位アドレ
ス移動量に相当する。
次に第7図の構成のドツプラ血流像走査方向指定回路2
5の動作を説明する。0N10F’li’スイツチ25
1を押すと、走査範囲表示器252の表示部252aに
は全域が表示される。ここでアドレス設定スイッチ25
3の所要のキーを選択して操作すると、それに対応して
マイクロプロセッサ254は各々のキーの操作量を演算
処理して、最上位ラインアドレス及び最下位ラインアド
ンスを求める。マイクロプロセッサ254はこの演算結
果を走査範囲表示器252ヘフイードバツクし。
設定された走査範囲(表示部252aに斜線で示されて
いる。)が走査範囲表示器252で表示される。この表
示は、はとんどリアルタイムで可能とされている。以下
、マイクロプロセッサ254から構成される装置が動作
するのは2前記ドツプラ血流像走査角度指定回路24の
動作説明と同様である。なお、ドツプラ血流像走査方向
指定回路25はドツプラ血流像走査角度指定回路24と
連H9させるようにしても良い。この場合には、第5層
の走査角度指定回路24のコントローラ242から、設
定された走査角度に対応する最上位及び最下位ラインア
ドレス情報音走査範囲表示器252に供給して、走査角
度に対応した範囲を表示部252aに表示し1次いで、
アドレス設定スイッチ253′fK:操作して走査角度
の最上位及び最下位ラインアドレスを移動する。
次に、ドツプラ血流像の走査深度を任意に設定する方法
について説明する。第8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
1より送波された超音波パルスビームB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Pa、
P+ 、P2である。このとき、生体内固定部からの反
射波P。
には周波数偏移が生じないが、血管内からの反射波Ps
、Pxには、血管内面流速度V。に比例した周波数偏移
が生ずる。
次に、第10図及び第11図に生体内運動部分の速度計
測時の信号状態を示す。縦軸に信号の大きさ、横軸に時
間をパラメータとして、生体への送波類音波パルス(イ
)と、生体からの反射超音波パルス(ロ)と2反射超音
波パルスを探触子撮動周波数に応じた参照信号で復調し
た信号e→?示している。
従来の超音波診断装置では、ドツプラ血流像を得るため
の送波パルスの時間間隔は一定(T)であるために走査
深度も一定となる。(第10図参照)そこで1本発明で
は、ドツプラ信号の測定深度を変えるため、第11図に
示すように、断層像を得るだめの5glと第2送波パル
スの送波時間間隔をTとし、ドツプラ血流像を得るため
の第2送彼パルス以後の送波時間間隔はTI)とTに比
較して短くしている。これにより、第2送波パルス以後
の送eパルスについて得られる反射パルスはPO+PI
 となる。つまり、Pzなる反射パルスが探触子1へ到
達する前に次の超音波パルスを発信する動作を憑動子が
行うというものである。このように、送波パルス時間間
隔l1lD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。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2
6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は超音波パルスビーム
の走査深度が、前記ドツプラ血流像走査深度指定回路2
6で指定した値となるように、送波回路4全制伺する。
ドツプラ血流像走査深度指定回路26の一溝成例を第9
図に示す。走査深度指定回路26は成敗の超音波ビーム
走査深度の1つを1択する走査深度選択スイッチ261
と、この選択スイッチ261からの入力信号によって送
波時間間隔、即ち送波された超音波の到達反射距離を演
算して、送波制御回路6へ指令信号f!:送る演算器2
62とから構成されている。この演n4262は第5図
及び第7図のコントローラ242,254と同様マイク
ロプロセッサを用いている。第11図では選択スイッチ
261ば3つの走査深度5crn、10(Yn及び15
crnをそれぞれ選択する3つの押釦キー261a。
261b、261cから成っているが1選択できる走査
深度の数は任意であるように構成できる。
次に、第9図の構成のドツプラ血流像走査深度指定回f
I526の動作を説明する。選択スイッチ261の1つ
のキーを押すと、マイクロプロセッサ262は選択され
た走査深度(距離)に対応する超音波送波時間間隔TD
を演算により求め、その信号を送波制御回路6へ送る。
送波制御回路6によって制御された送波回路4は第11
図のタイムシーケンスに従って送波指令を探触子1へ送
る。
次に、ドツプラ血流像及び断J−像の表示について説明
する。まず、断層像表示では1両1象メモリ15に前述
したように書き込まれたデータが、アドレス発生回路2
0を介して読み出され、ディジタル/アナログ(D/A
 )コンバータ16にヨリ、アナログ信号電圧(4度変
調信号)に変換される。
このアナログ信号は表示制御回路35により制御された
ドツプラ血流像と断;音像との切換回路36?介して、
かつTV同期回路34の同期信号に同期して、S子装置
1t29上に断層像として表示される。次に、ドツプラ
血流像表示では、ドツプラ走査のデータが表示制御回路
28によってメモリ32に記憶される。メモリ32に記
憶されたドツプラ走査のデータがアドレス光中回路33
を介して読み出され、D/Aコンバータ31によりアナ
ログ信号に変換される。このアナログ信号は表示制御回
路35により制御されたドツプラ血流像と断層像との切
換回路30を介して、かつTV同期回路34の同期信号
に同期して1表示装置t29上にドツプラ(血流像とし
て表示される。
なお1表示制御回路35により制御される切換回路30
.36の制御により、断層像とドツプラ血流像と全重ね
合わせて表示することも可能である。
第12図に従来の超音波診断装置における断層像とドツ
プラ血流像の走査及び表示範囲を示す。
40は血管を示している。
本発明による走査角度を任意に設定できる回路を用いた
例は、第13図に示す。この第13図において、ハツチ
ング部分はドツプラ血流像を、それ以外の部分は断層像
を表わしている。また、θはドツプラ血流像測定領域の
走査角度金子している。本発明による走査方向を任意に
設定できる回路を用いた例は、第14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度ψを任意に変えること
ができる。本発明による走査深度を任意に設定できる回
路と用いた例は、@15図に示すようにドツプラ血流像
の深度tが任意に設定できる。
以上の実施例の説明では、走査角度、走置方向及び走査
深度の全ての指定回路を備えた装置で説明したが、これ
らの指定回路は、性能対価格比やその目的とする用途に
応じて、各種の組合せが可能であることは言うまでもな
い。
また、本発明の実施例では2超音波探触子として、セク
タ走査方式の探触子を用いた場合の説明を行ったが、探
触子として、リニア走査方式の探触子やコンベックス型
の探触子を用いても同様の効果を得ることができる。
なお1本発明においては、超音波の送受波方式として1
通常の超音波送受波方式?用いた説明を行ったが、より
多くのフレームレートを得るために本願出願人が先に出
願した特願昭60−31148号及び特願昭60−31
150号に記載したような。
一方向の超音波に対し、多方向の超音波反射波を受波す
る方法を用いることにより、より一層完像時間を短縮す
ることが可能である。
〔発明の効果〕
本発明により得られる効果は次のようである。
(1)超音波パルスビームの走査角度及び(あるいは)
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。
この結果フレームレート向上が計れ、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)  ドツプラ走査の走査角度及び(あるいけ)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及び表示を省き、見
易い画像が得られる。
(3)  ドツプラ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
性の向上が計れるととも((、診断が容易になる。
(4)  ドツプラ走査の走査角度、走査方向及び走査
深度を任意に設定するそれぞれの手段を組み合わせるこ
とにより、前記(1)、 (2)、 (3)を組み会わ
せた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】 第1図は1本発明の一実施例の超音波診断装置の全体の
概略構成金示すブロック図、第2図は。 生体内運動部分の速度計測時の概略を示すための原理図
、第3図、第4図は1本発明によるドッグラ血流像走査
角度の変化を示した図、第5図は、第1図に示すドツプ
ラ血流像走査角度指定回路の一構成例を示す図、第6図
は1本発明によるドツプラ血流像走査方向の変化を示し
た・図、第7図は。 第1図に示すドツプラ血流像走査方向指定回路の一構伐
列?示す図、・窮8図は、生体内運動部分の速度分布計
測時の概略を反射波とともに示す図。 第9図は、第1図に示すドンプラ血流像走査呆度指定!
o1路の一構成例を示す図、第101ffi、第11図
はドツプラ血流像計測1c関する超音波送波信号。 反射信号、復調信号の状態を示す図、第12図は。 従来装謹における断層像とドツプラ血流像の走査及び表
示範囲を示す図、第13図乃至第15図は、本発明によ
る断層像とドツプラ血流像の走査及び表示範囲を示す図
である。 1・・・超音波探触子、4・−・送波回路、6・・・送
波制御回路、7.8・・・混合器、9・・・移相器、1
0・・同期回路、17・・・マルチプレクサ、18・・
・A 、/ Dコンバータ、19・・・複素信号ギャン
セラ、21・・・反射強度演算回路、22・・・平均速
度演算回路、23−・・速度9+故演算回路、24・・
トノシラ血流像ボ査角度1旨定回路0.25・・・ドツ
プラ血IJ、1′3走命与向指定回路、26 ・ドツプ
ラ血流像走査深度指定回路。 27・・・+BL流像F11成回路、28・・血流像濠
示制・、卸回路、29・・・表示装置、30・・・切換
回路、31・・D/Aコンバータ、32・・・メモリ、
241・・・走査角度iζ択スイッチ、242・・コン
トローラ、252・・・走査範囲浸水4.254・・・
コントローラ。 261・・・走査深度選択スイッチ、262・・演産器

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、超音波パルスを1走査ライン方向に所定の繰り返し
    周期で複数回というかたちで放射し順次複数の走査ライ
    ンに対して走査し、生体内運動部分により周波数偏移を
    受けた反射波を受波する探触子と、該探触子の出力信号
    を演算処理して生体内運動部分のドップラ像を構成する
    信号を生成するドップラ像構成手段と、該ドップラ像構
    成手段からの信号を画像として表示する表示手段とを有
    する超音波診断装置において、ドップラ像走査領域を任
    意に可変とするドップラ像走査範囲指定機構を設けたこ
    とを特徴とする超音波診断装置。 2、ドップラ像走査範囲指定機構は、探触子の全走査範
    囲の中心軸に対し対称にドップラ走査角度を任意に指定
    できる走査角度指定機構であることを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載の超音波診断装置。 3、ドップラ像走査範囲指定機構は、探触子の全走査範
    囲の中心軸に対し非対称にドップラ走査範囲を任意に指
    定できる走査方向指定機構であることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項記載の超音波診断装置。 4、ドップラ像走査範囲指定機構は、1走査ライン方向
    へ複数回の超音波パルスを送波する周期を任意に指定で
    きる走査深度指定機構であることを特徴とする特許請求
    の範囲第1項記載の超音波診断装置。 5、ドップラ像走査範囲指定機構は、前記走査角度指定
    機構、走査方向指定機構、走査深度指定機構のうち、い
    ずれか2つ以上のものを組み合わせたものであることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の超音波診断装置
JP61110814A 1985-06-24 1986-05-16 超音波診断装置 Granted JPS6290144A (ja)

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