JPS6357061B2 - - Google Patents
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- JPS6357061B2 JPS6357061B2 JP56012866A JP1286681A JPS6357061B2 JP S6357061 B2 JPS6357061 B2 JP S6357061B2 JP 56012866 A JP56012866 A JP 56012866A JP 1286681 A JP1286681 A JP 1286681A JP S6357061 B2 JPS6357061 B2 JP S6357061B2
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- 230000000004 hemodynamic effect Effects 0.000 claims 2
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は超音波ドツプラ法を用いた血流速度情
報による血流分布の２次元的表示と、超音波反射
法を用いた被検体内超音波反響断層像とを表示可
能とした超音波診断装置に関するものである。
報による血流分布の２次元的表示と、超音波反射
法を用いた被検体内超音波反響断層像とを表示可
能とした超音波診断装置に関するものである。
近年、被検体内の超音波反響断層像、特に心臓
の断層像に加えて、心臓内に流れる血流動態も同
時に観察することが臨床的に有効であることが知
られている。
の断層像に加えて、心臓内に流れる血流動態も同
時に観察することが臨床的に有効であることが知
られている。
この血流動態の超音波による検出方法として、
距離分解能の秀れたパルス変調ドツプラ法、また
はＭ系列変調ドツプラ法が挙げられる。
距離分解能の秀れたパルス変調ドツプラ法、また
はＭ系列変調ドツプラ法が挙げられる。
また、これら超音波ドツプラ法と現存する電子
走査形超音波診断装置とを組合せた複合装置につ
いては、例えば第31回日本超音波医学会講演論文
集、1977年183頁以降に発表されている。
走査形超音波診断装置とを組合せた複合装置につ
いては、例えば第31回日本超音波医学会講演論文
集、1977年183頁以降に発表されている。
しかし、上記の装置では任意の１点の血流速度
しか観察できず心臓内の血流速分布を１次元もし
くは２次元で観察することができない。
しか観察できず心臓内の血流速分布を１次元もし
くは２次元で観察することができない。
そこで、本発明は従来の上記欠点を解消し、従
来の超音波反響断層像と同時に血流の分布を２次
元的に実時間で表示できるようにした超音波診断
装置の提供を目的とする。
来の超音波反響断層像と同時に血流の分布を２次
元的に実時間で表示できるようにした超音波診断
装置の提供を目的とする。
本発明に係る超音波診断装置は、被検体内に超
音波ビームを送波、被検体内からの超音波エコー
を受波する電子走査形超音波探触子を備え、前記
超音波エコー情報を用いて被検体内の超音波反響
断層像を表示する手段を有する超音波診断装置
に、前記超音波エコー情報の位相を検出する位相
検波器と、この位相検波器からの出力をフイルタ
リングするフイルタ回路と、このフイルタ回路か
らの出力を所定シーケンスで記憶、この記憶内容
を順次読み出し可能なメモリ回路とを付加的に接
続構成することによつて被検体内の超音波反響断
層像と同時に２次元的血流分布状態を表示可能と
したことを特徴とするものである。
音波ビームを送波、被検体内からの超音波エコー
を受波する電子走査形超音波探触子を備え、前記
超音波エコー情報を用いて被検体内の超音波反響
断層像を表示する手段を有する超音波診断装置
に、前記超音波エコー情報の位相を検出する位相
検波器と、この位相検波器からの出力をフイルタ
リングするフイルタ回路と、このフイルタ回路か
らの出力を所定シーケンスで記憶、この記憶内容
を順次読み出し可能なメモリ回路とを付加的に接
続構成することによつて被検体内の超音波反響断
層像と同時に２次元的血流分布状態を表示可能と
したことを特徴とするものである。
以下、図面を参照しながら本発明の一実施例で
あるセクタ電子走査形超音波診断装置について説
明する。
あるセクタ電子走査形超音波診断装置について説
明する。
第１図、第２図において、例えば水晶発振器に
より構成される基準信号発生器１は高安定な周波
数特性を有する信号oを分周器２に出力する。
分周器２では、入力信号oをＮ分周し、Ｎ分周
されたレートパルス（第２図ａ）を遅延回路３に
供給する。例えば、Ｎ＝500、基準信号周波数o
＝2.5MHzとした場合、遅延回路３に入力される
レートパルスの周波数rは5KHzとなる。遅延回
路３は、ｎ個の遅延線３１によつて構成されてい
る。遅延回路３の各遅延線３１は、それぞれｎ個
のパルサ４に接続され、前記分周器２から出力さ
れるレートパルスが所定の遅延時間を与えられた
後、パルサ４に供給され、ここで高電圧の振動子
駆動パルスに変換される。各パルサ４は超音波振
動子列５を構成するｎ個の各振動子に接続され、
前記駆動パルスを各振動子に印加することによ
り、各振動子を付勢励起する。励起された各振動
子は超音波パルスを発射する。よつて、超音波振
動子列５によつて、発射超音波パルスの位相の揃
つた方向に超音波ビームが被検体内に送波され
る。
より構成される基準信号発生器１は高安定な周波
数特性を有する信号oを分周器２に出力する。
分周器２では、入力信号oをＮ分周し、Ｎ分周
されたレートパルス（第２図ａ）を遅延回路３に
供給する。例えば、Ｎ＝500、基準信号周波数o
＝2.5MHzとした場合、遅延回路３に入力される
レートパルスの周波数rは5KHzとなる。遅延回
路３は、ｎ個の遅延線３１によつて構成されてい
る。遅延回路３の各遅延線３１は、それぞれｎ個
のパルサ４に接続され、前記分周器２から出力さ
れるレートパルスが所定の遅延時間を与えられた
後、パルサ４に供給され、ここで高電圧の振動子
駆動パルスに変換される。各パルサ４は超音波振
動子列５を構成するｎ個の各振動子に接続され、
前記駆動パルスを各振動子に印加することによ
り、各振動子を付勢励起する。励起された各振動
子は超音波パルスを発射する。よつて、超音波振
動子列５によつて、発射超音波パルスの位相の揃
つた方向に超音波ビームが被検体内に送波され
る。
送波された超音波ビームの被検体内の音響イン
ピーダンスの異なる境界面からの反射波、または
被検体内においてドツプラ偏移を受けた反射波
は、再度超音波振動子列５を構成する振動子によ
つて受波される。
ピーダンスの異なる境界面からの反射波、または
被検体内においてドツプラ偏移を受けた反射波
は、再度超音波振動子列５を構成する振動子によ
つて受波される。
この超音波振動子列５によつて受波された反射
波は音響−電気変換され反射信号（第２図ｂ）と
して、振動子列５を構成する各振動子にそれぞれ
接続されたｎ個の前置増幅器６に供給され、増幅
された後、ｎ個の遅延線３１′によつて構成され
る遅延回路３′に出力される。ここで、各々所定
時間遅延されるものであり、この遅延時間の決
定、制御については、送波用の遅延回路３も含め
て主制御回路７によつて達成される。
波は音響−電気変換され反射信号（第２図ｂ）と
して、振動子列５を構成する各振動子にそれぞれ
接続されたｎ個の前置増幅器６に供給され、増幅
された後、ｎ個の遅延線３１′によつて構成され
る遅延回路３′に出力される。ここで、各々所定
時間遅延されるものであり、この遅延時間の決
定、制御については、送波用の遅延回路３も含め
て主制御回路７によつて達成される。
一般的には送波用遅延回路３、受波用遅延回路
３′は、同じ遅延時間を与えるよう制御されるも
のであることから、どちらかを以つて兼用され
る。尚、後述するフイルタ回路１７でのフイルタ
リング精度を上げるために、超音波ビームの送受
波は、同一方向に複数回成される。
３′は、同じ遅延時間を与えるよう制御されるも
のであることから、どちらかを以つて兼用され
る。尚、後述するフイルタ回路１７でのフイルタ
リング精度を上げるために、超音波ビームの送受
波は、同一方向に複数回成される。
遅延回路３′で所定の遅延が与えられた反射信
号は、加算回路８において加算合成された後、検
波器９及びミキサ回路１０に分岐出力される。
号は、加算回路８において加算合成された後、検
波器９及びミキサ回路１０に分岐出力される。
検波器９に入力された反射信号は、検波されＢ
モード超音波反響断層像を構成する断層情報とし
て、フリーズ回路１１に供給される。フリーズ回
路１１にあたつては、心電回路（ECG回路）１
２からの特定位相に同期して、断層像表示情報と
してフリーズされ、加算器１３の一入力端子へフ
リーズされた断層像情報を出力する。そこで、加
算器１３は、第１の表示装置１４のＺ信号入力端
子に映像信号を出力する。
モード超音波反響断層像を構成する断層情報とし
て、フリーズ回路１１に供給される。フリーズ回
路１１にあたつては、心電回路（ECG回路）１
２からの特定位相に同期して、断層像表示情報と
してフリーズされ、加算器１３の一入力端子へフ
リーズされた断層像情報を出力する。そこで、加
算器１３は、第１の表示装置１４のＺ信号入力端
子に映像信号を出力する。
一方ミキサ回路１０に加算回路８からの出力信
号が入力されると同時に、基準信号発生器１から
の基準パルス信号oも供給される。この混合出
力は次段のローパスフイルタ１５に入力されるこ
とによつてろ波され、位相検波信号（第２図ｃ）
として出力される。この位相検波信号は、被検体
内部の種々の距離におけるドツプラ偏移成分を含
んだ信号である。また、心臓内の壁などの固定反
射も含んでいるので、この信号成分中直流分、ド
ツプラ偏移周波数以上の周波数成分を除去する必
要があり、そのため例えばローパスフイルタ１５
からの出力信号を一且、Ａ／Ｄ変換器１６でデイ
ジタル信号（第２図ｄ）に変換した後、フイルタ
回路１７に入力する。ここで、位相検波出力から
心臓壁などによる固定反射信号が取り除かれる。
号が入力されると同時に、基準信号発生器１から
の基準パルス信号oも供給される。この混合出
力は次段のローパスフイルタ１５に入力されるこ
とによつてろ波され、位相検波信号（第２図ｃ）
として出力される。この位相検波信号は、被検体
内部の種々の距離におけるドツプラ偏移成分を含
んだ信号である。また、心臓内の壁などの固定反
射も含んでいるので、この信号成分中直流分、ド
ツプラ偏移周波数以上の周波数成分を除去する必
要があり、そのため例えばローパスフイルタ１５
からの出力信号を一且、Ａ／Ｄ変換器１６でデイ
ジタル信号（第２図ｄ）に変換した後、フイルタ
回路１７に入力する。ここで、位相検波出力から
心臓壁などによる固定反射信号が取り除かれる。
フイルタ回路１７は、加算器１８，１９シフト
レジスタ２０及び乗算器２１から構成されるもの
であり、シフトレジスタ２０は、１レートパルス
間隔に相当する時間分遅延を行なわせるものであ
る。ここで、レートパルス周波数rを5KHzとす
れば、レートパルス間隔時間は200μsに相当する。
レジスタ２０及び乗算器２１から構成されるもの
であり、シフトレジスタ２０は、１レートパルス
間隔に相当する時間分遅延を行なわせるものであ
る。ここで、レートパルス周波数rを5KHzとす
れば、レートパルス間隔時間は200μsに相当する。
フイルタ回路１７のフイルタ特性は、例えば第
３図に示すようなものであり、第１図のフイルタ
回路１７を２段設けるとさらに良いフイルタ特性
が達成でき、理論的にはフイルタ回路１７での演
算を10レートパルス分（200μs×10）繰り返すこ
とによつて所望するフイルタ効果が得られるもの
である。
３図に示すようなものであり、第１図のフイルタ
回路１７を２段設けるとさらに良いフイルタ特性
が達成でき、理論的にはフイルタ回路１７での演
算を10レートパルス分（200μs×10）繰り返すこ
とによつて所望するフイルタ効果が得られるもの
である。
第３図におけるフイルタ特性は、横軸を周波
数、縦軸を出力信号電圧として表わしたものであ
る。
数、縦軸を出力信号電圧として表わしたものであ
る。
このようなフイルタリング法は、レーダにおけ
るMTI（Moving Target Indication）技術を応
用したものである。
るMTI（Moving Target Indication）技術を応
用したものである。
フイルタ回路１７からの出力信号（第２図ｅ）
は、一且メモリ装置２２に入力後、記憶され、読
み出しに際しては主制御回路７を介して心電回路
１２からの特定位相信号に同期してＤ／Ａ変換器
２３に出力される。ここで、デイジタル信号から
アナログ信号に変換されたドツプラ偏移信号は、
前記加算器１３の他の入力端子に出力すると同時
に、第２の表示装置２４のＺ信号入力端子にも出
力する。
は、一且メモリ装置２２に入力後、記憶され、読
み出しに際しては主制御回路７を介して心電回路
１２からの特定位相信号に同期してＤ／Ａ変換器
２３に出力される。ここで、デイジタル信号から
アナログ信号に変換されたドツプラ偏移信号は、
前記加算器１３の他の入力端子に出力すると同時
に、第２の表示装置２４のＺ信号入力端子にも出
力する。
この加算器１３において、フリーズされた超音
波反響断層像を構成するための映像信号とこのド
ツプラ偏移信号とが合成され第１の表示装置１４
のＺ信号入力端子にこれら合成信号を出力するも
のである。
波反響断層像を構成するための映像信号とこのド
ツプラ偏移信号とが合成され第１の表示装置１４
のＺ信号入力端子にこれら合成信号を出力するも
のである。
各表示装置１４，２４のＸ，Ｙ信号入力端子に
は、掃引信号発生器２５からＸ軸掃引信号及びＹ
軸掃引信号が供給される。
は、掃引信号発生器２５からＸ軸掃引信号及びＹ
軸掃引信号が供給される。
更にドツプラ血流信号の表示法について以下詳
しく述べる。
しく述べる。
第４図における表示装置における超音波反響断
層像表示領域２６内のうち、ドツプラ血流信号を
表示するための走査線数ｍとすれば、前記フイル
タ回路１７で所望のフイルタ特性を得るために
は、前述したように同じ位置で超音波ビームによ
る走査を10回以上繰り返す必要がある。
層像表示領域２６内のうち、ドツプラ血流信号を
表示するための走査線数ｍとすれば、前記フイル
タ回路１７で所望のフイルタ特性を得るために
は、前述したように同じ位置で超音波ビームによ
る走査を10回以上繰り返す必要がある。
その場合、１〜ｍまでの走査線２７に対応する
情報を得るため超音波ビームによる走査を行なつ
た場合、その所要時間ｔは、 ｔ＝１／レート周波数×10×ｍ＝10m／r＝10m／500
0 ＝ｍ／500（sec） 必要とする。これによつて得られる映像情報を
実時間で観察するためには、表示装置におけるフ
レーム数を例えば30フレーム／secすれば １／30＝ｍ／500 となり、走査線数ｍは、16本程度となるため、ド
ツプラ血流信号を実時間で表示するためには、表
示領域２６に比較して視野幅を狭くする必要があ
る。
情報を得るため超音波ビームによる走査を行なつ
た場合、その所要時間ｔは、 ｔ＝１／レート周波数×10×ｍ＝10m／r＝10m／500
0 ＝ｍ／500（sec） 必要とする。これによつて得られる映像情報を
実時間で観察するためには、表示装置におけるフ
レーム数を例えば30フレーム／secすれば １／30＝ｍ／500 となり、走査線数ｍは、16本程度となるため、ド
ツプラ血流信号を実時間で表示するためには、表
示領域２６に比較して視野幅を狭くする必要があ
る。
そこで、ドツプラ血流信号の表示による視野幅
を前記表示領域２６の視野幅と同じにするには、
心電回路１２からの出力信号に同期して順次超音
波ビームによる走査領域Ai〜pを変化させ、この走
査に応じて順次得られるドツプラ血流信号情報を
メモリ２２に記憶していき、心電回路１２からの
数心拍に相当する出力信号を計数した後、一度に
メモリ２２から読み出すように制御される。
を前記表示領域２６の視野幅と同じにするには、
心電回路１２からの出力信号に同期して順次超音
波ビームによる走査領域Ai〜pを変化させ、この走
査に応じて順次得られるドツプラ血流信号情報を
メモリ２２に記憶していき、心電回路１２からの
数心拍に相当する出力信号を計数した後、一度に
メモリ２２から読み出すように制御される。
以上のように、心臓内の壁からのエコーを取り
除きドツプラ血流信号のみを抽出して、従来の断
層像に重畳して２次元的に実時間で表示すること
によつて臨床的に有効なデータを供給することが
できる超音波診断装置を供給するものである。
除きドツプラ血流信号のみを抽出して、従来の断
層像に重畳して２次元的に実時間で表示すること
によつて臨床的に有効なデータを供給することが
できる超音波診断装置を供給するものである。
更に、血流方向をも表示したい場合には、加算
回路８の出力側次段のミキサ回路１０以降の回路
構成をもう一チヤンネル並列的に付加してミキサ
回路１０の入力に、互いに90゜の位相差を有する
基準信号oを加えることによつて、血流の順逆
流方向を検出するようにすればよい。
回路８の出力側次段のミキサ回路１０以降の回路
構成をもう一チヤンネル並列的に付加してミキサ
回路１０の入力に、互いに90゜の位相差を有する
基準信号oを加えることによつて、血流の順逆
流方向を検出するようにすればよい。
本実施例では、セクタ電子走査形超音波診断装
置について説明したが、リニア電子走査形超音波
診断装置にも、また、機械式走査形超音波診断装
置においても十分適用できるものである。
置について説明したが、リニア電子走査形超音波
診断装置にも、また、機械式走査形超音波診断装
置においても十分適用できるものである。
本発明によれば、超音波反響断層像を得るため
の超音波探触子を被検体に接触させるだけで、血
流の２次元分布を観察することができ、血管内の
血栓部位などを容易に知ることができる。しかも
検出可能な最大血流速は、与えられたレートパル
ス周波数の範囲内で最大の血流速まで検出でき
る。
の超音波探触子を被検体に接触させるだけで、血
流の２次元分布を観察することができ、血管内の
血栓部位などを容易に知ることができる。しかも
検出可能な最大血流速は、与えられたレートパル
ス周波数の範囲内で最大の血流速まで検出でき
る。
第１図は本発明の超音波診断装置の一実施例の
ブロツク図、第２図は第１図の実施例における主
要構成回路の出力波形図、第３図は第１図の実施
例におけるフイルタ回路のフイルタ特性を示す
図、第４図ａ，ｂはドツプラ血流信号を得るため
の超音波ビームの走査範囲及び走査状態を示す図
である。 １……基準信号発生器、２……分周器、３，
３′……遅延回路、４……パルサ、５……超音波
振動子列、６……増幅器、７……主制御回路、８
……加算回路、９……検波回路、１０……ミキサ
回路、１１……フリーブ回路、１２……心電回
路、１３……加算器、１４，２４……表示装置、
１５……ローパスフイルタ、１６……Ａ／Ｄ変換
器、１７……フイルタ回路、２２……メモリ、２
３……Ｄ／Ａ変換器、２５……掃引信号発生器。
ブロツク図、第２図は第１図の実施例における主
要構成回路の出力波形図、第３図は第１図の実施
例におけるフイルタ回路のフイルタ特性を示す
図、第４図ａ，ｂはドツプラ血流信号を得るため
の超音波ビームの走査範囲及び走査状態を示す図
である。 １……基準信号発生器、２……分周器、３，
３′……遅延回路、４……パルサ、５……超音波
振動子列、６……増幅器、７……主制御回路、８
……加算回路、９……検波回路、１０……ミキサ
回路、１１……フリーブ回路、１２……心電回
路、１３……加算器、１４，２４……表示装置、
１５……ローパスフイルタ、１６……Ａ／Ｄ変換
器、１７……フイルタ回路、２２……メモリ、２
３……Ｄ／Ａ変換器、２５……掃引信号発生器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 被検体内部へ送波する超音波ビームを順次２
次元的に走査し、被検体内部各所からの超音波エ
コーを受波することにより得られる超音波断層像
を実時間で表示可能な超音波診断装置において、
前記超音波ビームを同一方向へ連続して複数回ず
つ送波して順次送波を行なう制御手段と、この制
御手段にて送波された超音波ビームに基づく超音
波エコーのうちドツプラ偏移信号と音響インピー
ダンスの異なる境界面からの超音波エコー信号を
位相検波によりそれぞれ分離する手段と、同一方
向への複数回送波に基づく複数のドツプラ偏移信
号を入力しこれらのドツプラ偏移信号に含まれる
固定反射成分を除去するフイルタ回路と、フイル
タリングされたドツプラ偏移信号を記憶及び読み
出し可能な記憶手段とを備え、前記超音波エコー
信号によつて被検体内部の超音波断層像を実時間
で表示するとともに、前記ドツプラ偏移信号によ
つて被検体内部の血行動態を２次元的に実時間で
表示することを特徴とする超音波診断装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の超音波診断装置
において、前記ドツプラ偏移信号を複数組記憶し
た記憶手段からの読み出し制御を心電波形と同期
させ、順次読み出されたドツプラ偏移信号群によ
つて２次元的血行動態画像を合成することを特徴
とする超音波診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56012866A JPS57128138A (en) | 1981-02-02 | 1981-02-02 | Ultrasonic diagnostic apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56012866A JPS57128138A (en) | 1981-02-02 | 1981-02-02 | Ultrasonic diagnostic apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57128138A JPS57128138A (en) | 1982-08-09 |
| JPS6357061B2 true JPS6357061B2 (ja) | 1988-11-10 |
Family
ID=11817328
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56012866A Granted JPS57128138A (en) | 1981-02-02 | 1981-02-02 | Ultrasonic diagnostic apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57128138A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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1981
- 1981-02-02 JP JP56012866A patent/JPS57128138A/ja active Granted
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| JPS57128138A (en) | 1982-08-09 |
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