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JP2004160251A - Ultrasonic diagnostic apparatus - Google Patents

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JP2004160251A
JP2004160251A JP2004028685A JP2004028685A JP2004160251A JP 2004160251 A JP2004160251 A JP 2004160251A JP 2004028685 A JP2004028685 A JP 2004028685A JP 2004028685 A JP2004028685 A JP 2004028685A JP 2004160251 A JP2004160251 A JP 2004160251A
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Japan
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ultrasonic
component
frequency
contrast agent
velocity
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Application number
JP2004028685A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshitaka Mine
喜隆 嶺
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To execute the contrast echo method for accurately performing display and measurement of velocity information of a contrast agent by the Doppler method by intravenous infusion even for a site (cardiac muscle, organ parenchyma, etc.) significantly affected by a tissue echo from circumference. <P>SOLUTION: This ultrasonic diagnostic system is equipped with means (341-345) to extract the Doppler shift frequency of the nonlinear component of a reflection signal of an ultrasonic beam signal reflecting nonlinear vibration of an ultrasonic contrast agent generated by responding to the irradiation when the ultrasonic beam signal is irradiated against the ultrasonic contrast agent infused in blood vessel of a subject, means (346, 347) to convert the extracted Doppler shift frequency fd to a velocity component according to the converting formula. and means (35, 36) to associate the converted velocity component v with a velocity scale for the nonlinear component to code it in color to display it in color as velocity information of the ultrasonic contrast agent in the subject. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

本発明は、超音波造影剤を被検体内に注入し、この造影剤の超音波に対する強い散乱特性によりエコーが増強される性質を利用してコントラスト像を得るとともに、ドプラ法を適用して造影剤の速度計測を行なえるようにした超音波診断装置に関する。   According to the present invention, a contrast image is obtained by injecting an ultrasonic contrast agent into a subject, and a contrast image is obtained by utilizing the property that echo is enhanced by the strong scattering characteristic of the contrast agent with respect to ultrasonic waves. The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus capable of measuring the speed of an agent.

に関する。 About.

近年、超音波造影剤を用いたコントラストエコー法が心筋画像の解析分野で注目されている。   In recent years, a contrast echo method using an ultrasonic contrast agent has been attracting attention in the field of myocardial image analysis.

このコントラストエコー法の一つとして、超音波造影剤を動脈から注入する動脈注入による心筋コントラストエコー法が研究されており、心筋分布像(perfusion)による心筋内血流の灌流域の評価に利用されている。この心筋コントラストエコー法は大動脈に留置されたカテーテルより超音波造影剤(例えば、用手的あるいはソニケータにより気泡の生成された5%ヒトアルブミン)を注入するものである。造影剤により心筋内血流の灌流域は、Bモード上の輝度増強領域として表示される。同様に、血流の灌流域の評価あるいは腫瘍の支配血管系を評価するために、腹部領域でも動脈注入によるコントラストエコー法が研究されている。これらのコントラストエコー法を実施する診断装置は、一般検査用の超音波診断装置あるいはさらにワークステーションが用いられる。これにより、目視によりBモード像の輝度増強を評価したりあるいはメモリに記憶された画像データをワークステーション上で適当な処理後、輝度レベルの変化を定量評価するようになっている。   As one of the contrast echo methods, a myocardial contrast echo method by arterial infusion in which an ultrasonic contrast agent is injected from an artery has been studied, and is used for evaluation of a perfusion area of myocardial blood flow using a myocardial distribution image (perfusion). ing. In this myocardial contrast echo method, an ultrasonic contrast agent (for example, 5% human albumin in which bubbles are generated manually or by a sonicator) is injected from a catheter placed in the aorta. The perfusion area of the blood flow in the myocardium by the contrast agent is displayed as a brightness enhancement area on the B mode. Similarly, in order to evaluate the perfusion area of blood flow or the vasculature dominating the tumor, a contrast echo method by arterial infusion in the abdominal region has been studied. An ultrasonic diagnostic apparatus for general inspection or a workstation is used as a diagnostic apparatus for performing these contrast echo methods. Thus, the luminance enhancement of the B-mode image is visually evaluated, or the image data stored in the memory is appropriately processed on a workstation, and then the change in the luminance level is quantitatively evaluated.

また、近年、超音波造影剤自体の開発も盛んで、静脈から注入して左心系の評価が可能な超音波造影剤が開発され、これを用いた超音波コントラストエコー法が試みられている。   In recent years, the development of an ultrasonic contrast agent itself has also been actively developed, and an ultrasonic contrast agent capable of injecting from a vein to evaluate the left heart system has been developed, and an ultrasonic contrast echo method using this agent has been attempted. .

この超音波造影剤としては、例えば塩野義製薬株式会社により輸入販売されている、『5%人血清アルブミンを超音波処理するときに生成するアルブミン膜の中に、空気を封じ込めた平均粒子径約4μmの空気小球体』(販売名:アルブネックス注5ml)がある。   As the ultrasonic contrast agent, for example, “the average particle size of air containing air enclosed in an albumin film formed when sonicating 5% human serum albumin”, which is imported and sold by Shionogi & Co., Ltd., is used. 4 μm air microspheres ”(brand name: Albunex Note 5 ml).

この静脈注入によるコントラストエコー法は、現在、試験,研究段階であり、今後、頭部・心腔・腹部などの診断で、その有用性に期待が高まっている。   This contrast echo method by vein injection is currently in the testing and research stages, and its usefulness in the diagnosis of the head, heart cavity, abdomen, etc. is expected to increase in the future.

しかしながら、上述した従来のコントラストエコー法のうち、動脈注入によるコントラストエコー法は、カテーテルを大動脈に留置させる必要があるため、それを施行できる施設(手術室)が比較的大きい病院に限られること、また侵襲性が伴う診断のため患者の負担も大きいことなどの理由に因って、一般の臨床には今後も容易には普及し難いと想定されている。   However, among the above-mentioned conventional contrast echo methods, the contrast echo method using arterial injection requires that the catheter be placed in the aorta, so that the facility (operating room) where the catheter can be performed is limited to a relatively large hospital, In addition, it is assumed that it will not be easily spread to general clinical practice in the future due to the fact that the burden on the patient is large due to the diagnosis accompanied by invasiveness.

また、動脈注入による造影剤の気泡は比較的大きいため、心筋や末梢部で詰まり気味となり、数分間も染影が持続することがある。したがって、それらの血管部位ではドプラ計測を行ったとしても、気泡の移動速度は血流速を正確に反映したものではない。   In addition, since the air bubbles of the contrast agent due to the arterial injection are relatively large, the air bubbles tend to be clogged in the myocardium and the peripheral portion, and the staining may be continued for several minutes. Therefore, even if Doppler measurement is performed at those blood vessel sites, the moving speed of the bubble does not accurately reflect the blood flow velocity.

一方、静脈注入よるコントラストエコー法では、侵襲性は著しく小さく、患者の負担は小さくて済むものの、造影剤は肺を通って心筋やその他の目的部位に到達することになるため、動脈注入によるコントラストエコー法に比べて、造影剤濃度が薄くなり、輝度増強度が低い。このため、心筋、腹部の末梢部位など、その周囲の組織エコーの影響が大きい部位では、造影剤による輝度増強を観測することは極めて困難であり、心筋分布像による心筋内血流の灌流域の評価や肝臓実質部の血流検出には適用できないという現状にある。   On the other hand, the contrast echo method by venous injection is extremely invasive and requires a small burden on the patient, but the contrast agent reaches the myocardium and other target sites through the lungs, so the contrast by arterial injection can be used. Compared with the echo method, the contrast agent concentration is lower and the brightness enhancement is lower. For this reason, it is extremely difficult to observe the enhancement of the brightness by the contrast agent in a region where the influence of the tissue echo is large, such as the myocardium and the peripheral region of the abdomen, and it is extremely difficult to observe the perfusion area of the blood flow in the myocardium by the myocardial distribution image. It cannot be applied to evaluation or detection of blood flow in the parenchyma of the liver.

また、カラードプラ画像を得る場合、特に腹部などでは呼吸などによる周囲組織の動きや血管壁の動きに起因するモーションアーチファクトの影響が大きく、カラードプラ像として用をなさないという問題がある。   In addition, when a color Doppler image is obtained, especially in the abdomen and the like, there is a large effect of motion artifacts caused by movement of surrounding tissues due to respiration and the movement of a blood vessel wall, and there is a problem that the image is not used as a color Doppler image.

本発明は、このような従来の超音波造影剤を用いたコントラストエコー法の現状に鑑みてなされたもので、周囲からの組織エコーの影響が大きい部位(心筋、臓器実質など)であっても、静脈注入によるコントラストエコー法を実施して、ドプラ法による造影剤の速度情報の表示及び計測を的確に行なうことができる超音波診断装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the current state of such a contrast echo method using a conventional ultrasonic contrast agent, and is applicable to a part (myocardium, organ substance, etc.) where the influence of a tissue echo from the surroundings is large. It is an object of the present invention to provide an ultrasonic diagnostic apparatus capable of performing a contrast echo method by venous injection, and accurately displaying and measuring velocity information of a contrast agent by a Doppler method.

上述した目的を達成するために、本発明の1つの態様に係る超音波診断装置は、超音波プローブを駆動して被検体に超音波ビーム信号を送信する送信駆動手段と、前記超音波プローブが出力する電気量のエコー信号を整相加算する受信処理手段と、前記被検体の血管に注入された超音波造影剤に前記超音波ビーム信号が照射されたときに当該照射に応答して生じる当該超音波造影剤の非線形な振動を反映した当該超音波ビーム信号の反射信号の非線形成分のドプラ偏移周波数を前記エコー信号から抽出するドプラ抽出手段と、このドプラ抽出手段により抽出された前記ドプラ偏移周波数fdを、

Figure 2004160251
In order to achieve the above object, an ultrasonic diagnostic apparatus according to one aspect of the present invention includes a transmission driving unit that drives an ultrasonic probe to transmit an ultrasonic beam signal to a subject, and the ultrasonic probe includes: Receiving processing means for phasing and adding the echo signal of the electric quantity to be output, and the ultrasonic beam signal emitted to the ultrasonic contrast agent injected into the blood vessel of the subject, which is generated in response to the irradiation. Doppler extraction means for extracting from the echo signal a Doppler shift frequency of a non-linear component of a reflected signal of the ultrasonic beam signal reflecting the non-linear vibration of the ultrasonic contrast agent, and the Doppler shift extracted by the Doppler extraction means. The transfer frequency fd
Figure 2004160251

の変換式に従って速度成分vに変換する周波数/速度変換手段と、この周波数/速度変換手段により変換された速度成分vを前記非線形成分に対する速度スケールに関連付けてカラーコード化して前記被検体内の前記超音波造影剤の速度情報としてカラー表示する表示手段と、を備えたことを特徴とする。 Frequency / speed conversion means for converting the velocity component v converted by the frequency / speed conversion means in accordance with the conversion formula of Display means for performing color display as velocity information of the ultrasonic contrast agent.

また、本発明の別の形態に係る超音波診断装置によれば、超音波プローブを駆動して被検体に超音波ビーム信号を送信する送信駆動手段と、前記超音波プローブが出力する電気量のエコー信号を整相加算する受信処理手段と、前記被検体の血管に注入された超音波造影剤に前記超音波ビーム信号が照射されたときに当該照射に応答して生じる当該超音波造影剤の非線形な振動を反映した当該超音波ビーム信号の反射信号の非線形成分のドプラ偏移周波数を前記エコー信号から抽出するドプラ抽出手段と、このドプラ抽出手段により抽出された前記ドプラ偏移周波数fdを、

Figure 2004160251
Further, according to an ultrasonic diagnostic apparatus according to another aspect of the present invention, a transmission driving unit that transmits an ultrasonic beam signal to a subject by driving an ultrasonic probe, and an amount of electricity output by the ultrasonic probe Receiving processing means for phasing and adding the echo signal, and the ultrasonic contrast agent generated in response to the irradiation when the ultrasonic beam signal is irradiated to the ultrasonic contrast agent injected into the blood vessel of the subject Doppler extraction means for extracting the Doppler shift frequency of the nonlinear component of the reflected signal of the ultrasonic beam signal reflecting the nonlinear vibration from the echo signal, and the Doppler shift frequency fd extracted by the Doppler extractor,
Figure 2004160251

の変換式に従って速度成分vに変換する周波数/速度変換手段と、この周波数/速度変換手段により変換された速度成分vを前記非線形成分に対する速度目盛上にて前記被検体内の前記超音波造影剤の速度情報としてFFT表示する表示手段と、を備えたことを特徴とする。 Frequency / speed conversion means for converting the velocity component v converted by the frequency / speed conversion means into a velocity component v according to the conversion formula, and the ultrasonic contrast agent in the subject on the speed scale for the non-linear component Display means for performing FFT display as the speed information.

さらに別の形態に係る超音波診断装置によれば、超音波プローブを駆動して被検体に超音波ビーム信号を送信する送信駆動手段と、前記超音波プローブが出力する電気量のエコー信号を整相加算する受信処理手段と、前記被検体の血管に注入された超音波造影剤に前記超音波ビーム信号が照射されたときに当該照射に応答して生じる当該超音波造影剤の非線形な振動を反映した当該超音波ビーム信号の反射信号の非線形成分のドプラ偏移周波数を前記エコー信号から抽出するドプラ抽出手段と、このドプラ抽出手段により抽出された前記ドプラ偏移周波数fdを、

Figure 2004160251
According to an ultrasonic diagnostic apparatus according to still another aspect, transmission driving means for driving an ultrasonic probe to transmit an ultrasonic beam signal to a subject, and adjusting an echo signal of an electric quantity output by the ultrasonic probe. Reception processing means for performing phase addition, and when the ultrasonic beam signal is irradiated on the ultrasonic contrast agent injected into the blood vessel of the subject, nonlinear vibration of the ultrasonic contrast agent generated in response to the irradiation is performed. Doppler extraction means for extracting the Doppler shift frequency of the nonlinear component of the reflected signal of the reflected ultrasonic beam signal from the echo signal, and the Doppler shift frequency fd extracted by the Doppler extraction means,
Figure 2004160251

の変換式に従って速度成分vに変換する周波数/速度変換手段と、この周波数/速度変換手段により変換された速度成分vを、前記非線形成分に対する速度スケールに関連付けてカラーコード化して前記被検体内の前記超音波造影剤の速度情報としてカラー表示する手段、または、前記速度成分vを前記非線形成分に対する速度目盛上にて前記被検体内の前記超音波造影剤の速度情報としてFFT表示する手段の何れかを有する表示手段と、この表示手段により表示された画像上で指定した所望領域の前記速度情報を計測可能にした計測手段と、を備えたことを特徴とする。 Frequency / speed conversion means for converting the velocity component v into a velocity component v in accordance with the following conversion formula; and converting the velocity component v converted by the frequency / velocity conversion means into a color code in association with a velocity scale for the non-linear component. Means for displaying color as velocity information of the ultrasonic contrast agent, or means for displaying the velocity component v by FFT as velocity information of the ultrasonic contrast agent in the subject on a velocity scale for the non-linear component And a measuring means capable of measuring the speed information of a desired area designated on the image displayed by the displaying means.

上述した本発明に係る各種の構成は、下記の原理に基づいている。本発明では、被検体に注入された超音波造影剤を成す気泡の非線形散乱特性に基づくコントラストエコー法を特に「ハーモニックエコー法」と称し、このハーモニックエコー法にドプラ法を適用しようとするものである。従来、周波数fの超音波ビーム信号を送信したときのエコー信号の非線形波成分のドプラ効果が、定性的及び定量的にはどのように表わされるかについては何ら知られていなかった。本発明者は、非線形成分を代表する成分としての2次高調波成分に着目し、この2次高調波成分のドプラ効果の評価について実験を試みたところ、そのドプラ偏移周波数は2次高調波成分の周波数を有する超音波自身で送受信したときのドプラ偏移周波数と同等であることを確認できた。本発明は、かかる知見を基礎になされたものである。 The various configurations according to the present invention described above are based on the following principle. In the present invention, the contrast echo method based on the non-linear scattering characteristics of the bubbles forming the ultrasonic contrast agent injected into the subject is particularly called a “harmonic echo method”, and the Doppler method is applied to the harmonic echo method. is there. Conventionally, it has not been known at all how the Doppler effect of the nonlinear wave component of the echo signal when transmitting the ultrasonic beam signal of the frequency f 0 is qualitatively and quantitatively expressed. The present inventor paid attention to the second harmonic component as a component representing the non-linear component and tried experiments on the evaluation of the Doppler effect of the second harmonic component. It was confirmed that the frequency was equivalent to the Doppler shift frequency when transmitting and receiving by the ultrasonic wave having the frequency of the component itself. The present invention has been made based on such knowledge.

超音波造影剤は微小な気泡にて構成されており、その強い散乱特性によりエコーが増強される。気泡の散乱には強い非線形特性があることが知られており、これを用いることにより気泡以外からのエコーと造影剤(気泡)からのエコーが区別できる。具体的には次のように実施される。   The ultrasonic contrast agent is composed of minute bubbles, and the echo is enhanced by its strong scattering characteristics. It is known that bubble scattering has a strong nonlinear characteristic, and by using this, it is possible to distinguish echoes other than bubbles from echoes from a contrast medium (bubbles). Specifically, the operation is performed as follows.

(1)非線形な散乱により高調波成分が発生する。これを利用して、送信された基本波に対して高調波成分のみ受信する。生体減衰や送受信系の帯域を考えると、2次高調波の利用が特に優れている。   (1) A harmonic component is generated by nonlinear scattering. By utilizing this, only the harmonic component of the transmitted fundamental wave is received. Considering the biological attenuation and the band of the transmission / reception system, the use of the second harmonic is particularly excellent.

(2)非線形散乱により分調波成分あるいはその超調波成分が発生する。これを利用して、送信された基本波に対して分調波成分をfとし、高調波成分、分調波成分、超調波成分をα・fと表現すると、本発明の一態様では、

Figure 2004160251
(2) A subharmonic component or its superharmonic component is generated by nonlinear scattering. Using this, the subharmonic component and f 0 with respect to the transmitted fundamental wave, harmonic components, subharmonic components, when the super-harmonic component is expressed as alpha · f 0, one aspect of the present invention Then
Figure 2004160251

の変換式あるいは、音速に対して対象の移動速度が小さいことによる近似変換式

Figure 2004160251
Conversion formula or approximation conversion formula based on the fact that the moving speed of the target is lower than the sound speed
Figure 2004160251

により、造影剤の移動速度が検出される。ここで、送信周波数とは、基本的にはパルサの搬送波周波数あるいは送信音圧波形スペクトラムの中心周波数(帯域幅の中心)・ピーク周波数を言う。 Thus, the moving speed of the contrast agent is detected. Here, the transmission frequency basically refers to the carrier frequency of the pulsar or the center frequency (center of the bandwidth) / peak frequency of the transmission sound pressure waveform spectrum.

この態様では非線形成分であるα・fが送信周波数帯域にないことが極めて重要である。 In this mode, it is extremely important that the nonlinear component α · f 0 does not exist in the transmission frequency band.

このため、本発明に係る超音波診断装置によれば、超音波プローブを駆動して被検体に超音波ビーム信号が送信されるとともに、超音波プローブが出力する電気量のエコー信号が整相加算される。被検体に注入された超音波造影剤の超音波ビーム信号の反射に起因するエコー信号の非線形成分のドプラ偏移周波数がエコー信号から抽出され、ドプラ偏移周波数fdが、

Figure 2004160251
Therefore, according to the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention, the ultrasonic probe is driven to transmit the ultrasonic beam signal to the subject, and the echo signal of the electric quantity output from the ultrasonic probe is phased and added. Is done. The Doppler shift frequency of the nonlinear component of the echo signal due to the reflection of the ultrasound beam signal of the ultrasound contrast agent injected into the subject is extracted from the echo signal, and the Doppler shift frequency fd is
Figure 2004160251

の変換式に従って速度成分vに変換される。この後、この速度成分vに基づいて被検体内の超音波造影剤の速度情報が表示され、及び/又は、計測される。 Is converted into the velocity component v according to the conversion formula Thereafter, the speed information of the ultrasonic contrast agent in the subject is displayed and / or measured based on the speed component v.

本発明に係る超音波診断装置によれば、周囲からの組織エコーの影響が大きい部位(心筋、臓器実質など)であっても、静脈注入によるコントラストエコー法を実施して、ドプラ法による造影剤の速度情報の表示及び計測を的確に行うことができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the ultrasonic diagnostic apparatus which concerns on this invention, the contrast agent by a vein injection performs a contrast echo method by a vein injection even in the site | part (myocardium, an organ parenchyma, etc.) where the influence of the tissue echo from the periphery is large. The display and measurement of the speed information can be accurately performed.

[実施の形態]
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
[Embodiment]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明の一実施の形態を図1〜図8に基づいて説明する。この実施の形態に係る超音波診断装置は超音波造影剤に含まれる気泡の非線形散乱により生成される2次高調波成分を効率良く検出し、その分布像を2次元表示するとともに、ドプラ計測を行なうことができるコントラストエコー法を適用した装置である。   An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The ultrasonic diagnostic apparatus according to this embodiment efficiently detects second harmonic components generated by nonlinear scattering of bubbles contained in an ultrasonic contrast agent, displays a two-dimensional distribution image thereof, and performs Doppler measurement. This is an apparatus to which the contrast echo method can be applied.

図1に示す如く、この超音波診断装置は、被検体との間で超音波信号の送受信を行なう超音波プローブ10と、この超音波プローブ10を駆動するとともに、超音波プローブ10の受信信号を処理する装置本体11からなる。   As shown in FIG. 1, the ultrasonic diagnostic apparatus includes an ultrasonic probe 10 that transmits and receives an ultrasonic signal to and from a subject, drives the ultrasonic probe 10, and converts a received signal of the ultrasonic probe 10 into a signal. It consists of an apparatus body 11 for processing.

超音波プローブ(以下「プローブ」という)10は、複数の振動子が走査方向に配列されたフェーズド・アレイ・タイプに構成されている。各振動子の受信特性は同一に形成され、振動子を駆動する基本波成分と生体で発生する2次高調波成分を検出可能な、十分に広い信号通過帯域を有している。   The ultrasonic probe (hereinafter, referred to as “probe”) 10 is configured as a phased array type in which a plurality of transducers are arranged in a scanning direction. The receiving characteristics of each vibrator are formed identically, and have a sufficiently wide signal pass band capable of detecting a fundamental wave component for driving the vibrator and a second harmonic component generated in a living body.

装置本体11はプローブ10を駆動する送信系、プローブ10からの信号を受信処理する受信・処理系、処理された画像を表示する表示系、および入力系の各回路を有している。この他に、ECGなどの生体信号の検出系などがあるが、図面では割愛している。   The apparatus main body 11 has a transmission system for driving the probe 10, a reception / processing system for receiving and processing a signal from the probe 10, a display system for displaying a processed image, and an input system. In addition to this, there are biosignal detection systems such as ECG, etc., which are omitted in the drawings.

送信系は、クロック発生回路20、送信遅延回路21、パルサ回路22および送信共振回路23を備えている。クロック発生回路20は超音波信号の送信タイミングや送信周波数を決めるクロック信号を発生する回路であり、送信遅延回路21は送信時に遅延を掛けて送信フォーカスを実施する回路である。パルサ回路22は各振動子に対応した個別経路(以下、「チャンネル」という)の数分のパルサを内蔵し、遅延が掛けられた送信タイミングで駆動パルスを発生し、プローブ10の各振動子に供給するようになっている。   The transmission system includes a clock generation circuit 20, a transmission delay circuit 21, a pulser circuit 22, and a transmission resonance circuit 23. The clock generation circuit 20 is a circuit that generates a clock signal that determines the transmission timing and transmission frequency of an ultrasonic signal, and the transmission delay circuit 21 is a circuit that delays transmission and performs transmission focus. The pulsar circuit 22 incorporates pulsars corresponding to the number of individual paths (hereinafter, referred to as “channels”) corresponding to the respective vibrators, generates a drive pulse at a delayed transmission timing, and supplies the driving pulses to the respective vibrators of the probe 10. Supply.

また、送信共振回路23は本装置の特徴の1つであり、生体に注入された超音波造影剤により発生するエコー信号の例えば2次高調波成分を効率良く検出するために装備されている。すなわち、送信時にパルサが完全なサイン波駆動でない限り、必ず発生する高調波成分を除去する機能を有する。この送信共振回路23は具体的には図2に示すように、ダイオード逆並列回路より成るリミッタ24と、プローブやケーブルなどの容量性インピーダンスと共振し、基本波付近にのみ通過帯域をもつコイル部25とを有する。リミッタ24は印加される信号値があるレベル以上でオン状態になるため、この送信共振回路23は信号レベルが高い送信時にのみ共振状態になり、受信時には非共振状態のままである。リミッタ24及びコイル部25の直列回路は実際にはチャンネル毎に装備されている。   The transmission resonance circuit 23 is one of the features of the present apparatus, and is provided for efficiently detecting, for example, a second harmonic component of an echo signal generated by an ultrasonic contrast agent injected into a living body. That is, unless the pulsar is driven completely by sine waves at the time of transmission, the pulsar has a function of removing generated harmonic components without fail. Specifically, as shown in FIG. 2, the transmission resonance circuit 23 includes a limiter 24 composed of a diode anti-parallel circuit and a coil unit that resonates with a capacitive impedance such as a probe or a cable and has a pass band only near a fundamental wave. 25. Since the limiter 24 is turned on when the applied signal value exceeds a certain level, the transmission resonance circuit 23 is in a resonance state only when transmitting with a high signal level, and remains in a non-resonance state when receiving. The series circuit of the limiter 24 and the coil unit 25 is actually provided for each channel.

さらに、受信・処理系は、プローブ10の出力側に、プリアンプ回路30、受信遅延・加算回路31、バンドパスフィルタ(BPF)32a、32bおよびレシーバ回路33a、33b、および速度演算部34を例えばこの順に備えている。プリアンプ回路30は受信エコーの電力を受信チャンネル毎に増幅し、受信遅延・加算回路31に送る。受信遅延・加算回路31は、受信チャンネル毎の遅延部とこれらの遅延結果を加算する加算部とを有し、受信エコー信号に対する受信フォーカスを実施する。この受信遅延・加算回路31の出力側には、上記基本波用および非線形波用のバンドパスフィルタ32a、32bが並列接続されている。基本波用バンドパスフィルタ32aの通過帯域はエコー信号の基本波成分に合致し、一方、非線形波用のバンドパスフィルタ32bのそれはエコー信号の2次高調波成分に合致している。基本波用バンドパスフィルタ32aの出力側は、基本波用のレシーバ回路33aを介して後述するDSC35に接続されるとともに、非線形波用バンドパスフィルタ32bのそれは非線形波用のレシーバ回路33bを介してDSC35に接続されている。この2つのレシーバ回路33a,33bは基本波成分および2次高調波成分毎に、包絡線検波、ログ圧縮などの処理を行なってBモード像の画像信号を得る受信処理回路である。   Further, the reception / processing system includes, on the output side of the probe 10, a preamplifier circuit 30, a reception delay / addition circuit 31, band-pass filters (BPF) 32a and 32b, receiver circuits 33a and 33b, and a speed calculator 34, for example. Prepared in order. The preamplifier circuit 30 amplifies the power of the reception echo for each reception channel and sends the amplified power to the reception delay / addition circuit 31. The reception delay / addition circuit 31 has a delay unit for each reception channel and an addition unit for adding these delay results, and performs reception focusing on the reception echo signal. On the output side of the reception delay / addition circuit 31, bandpass filters 32a and 32b for the fundamental wave and the non-linear wave are connected in parallel. The passband of the bandpass filter 32a for the fundamental wave matches the fundamental wave component of the echo signal, while that of the bandpass filter 32b for the nonlinear wave matches the second harmonic component of the echo signal. The output side of the fundamental wave band-pass filter 32a is connected to a DSC 35 to be described later via a fundamental wave receiver circuit 33a, and that of the nonlinear wave band-pass filter 32b is passed through a nonlinear wave receiver circuit 33b. It is connected to DSC35. The two receiver circuits 33a and 33b are reception processing circuits that perform processing such as envelope detection and log compression for each of the fundamental wave component and the second harmonic component to obtain a B-mode image signal.

さらにまた、この受信・処理系はDSC(デジタルスキャンコンバータ)35と、モニタ36とを有する。DSC35は、レシーバ出力用のA/D変換器、マルチプレクサ、フレームメモリ、書込み/読出し回路、D/A変換器などを含み、指令された表示態様に対応した1フレームの画像信号を形成するとともに、その画像信号を標準TV方式で読出し可能になっている。このDSC35から読み出された画像信号はパネルインターフェース37を介してモニタ36に出力され、表示される。   Further, the receiving / processing system has a DSC (Digital Scan Converter) 35 and a monitor 36. The DSC 35 includes an A / D converter for receiver output, a multiplexer, a frame memory, a write / read circuit, a D / A converter, and the like, and forms an image signal of one frame corresponding to a commanded display mode. The image signal can be read by a standard TV system. The image signal read from the DSC 35 is output to the monitor 36 via the panel interface 37 and displayed.

さらに、上記DSC35にはDSCメモリ部38を介してCPU39が接続されている。   Further, a CPU 39 is connected to the DSC 35 via a DSC memory unit 38.

この診断装置の入力系としては、上記パネルインターフェース37及び操作者が操作するパネル40を備えている。   The input system of the diagnostic device includes the panel interface 37 and a panel 40 operated by an operator.

上記速度演算部34では、被検体に注入された超音波造影剤の速度検出が行われる。この速度演算部34の構成の一例を図3に示す。   In the speed calculation unit 34, the speed of the ultrasonic contrast agent injected into the subject is detected. FIG. 3 shows an example of the configuration of the speed calculator 34.

同図に示す速度演算部34は基準発振器341、90°位相器342、位相検波器343、FFT演算部344、MTI演算部345、及び第1、第2の周波数/速度変換器346、347を備えている。基準発振器341は整相加算されたエコー信号を位相(直交)検波するためのリファレンス信号(リファレンス周波数fr)を出力する。90°位相器342は入力した信号の位相を正確に90°変えて出力する。位相検波器343はミキサ3431a(3431b)及びローパスフィルタ3432a(3432b)(カットオフ周波数fc=リファレンス周波数fに設定してある)の2チャンネルの直列回路を有し、一方のミキサ3431aが直接に、もう一方のミキサ3431bが位相器342を介してリファレンス信号を受けている。これにより、非線波形用バンドパスフィルタ32bを通過したエコー信号は位相検波器343により直交検波され、FFT演算部344及びMTI演算部345に供給される。 The speed calculator 34 shown in the figure includes a reference oscillator 341, a 90 ° phase shifter 342, a phase detector 343, an FFT calculator 344, an MTI calculator 345, and first and second frequency / speed converters 346 and 347. Have. The reference oscillator 341 outputs a reference signal (reference frequency fr) for phase (orthogonal) detection of the phase-added echo signal. The 90 ° phase shifter 342 changes the phase of the input signal by exactly 90 ° and outputs it. Phase detector 343 has a series circuit of two channels of the mixer 3431a (3431b) and a low-pass filter 3432a (3432b) (is set to the cut-off frequency fc = reference frequency f r), on one of the mixer 3431a directly The other mixer 3431b receives the reference signal via the phase shifter 342. Thus, the echo signal that has passed through the non-linear waveform bandpass filter 32b is subjected to quadrature detection by the phase detector 343, and is supplied to the FFT operation unit 344 and the MTI operation unit 345.

FFT演算部344はサンプルホールド回路3441a(3442b)、帯域フィルタ3442a(3442b)、及びA/D変換器3443a(3443b)から成る2チャンネルの処理回路を備えるとともに、それらの処理データを受けるFFT(高速フーリエ変換)を行なう周波数解析器3444を備える。これにより、位相検波されたエコー信号は、サンプルホールドにより任意の深さのドプラ信号のみが取り出され、帯域フィルタ3442a、3442bにより不要成分が除去される。このドプラ信号は周波数解析器3444で直接リアルタイムに周波数解析される。   The FFT operation unit 344 includes a two-channel processing circuit including a sample-and-hold circuit 3441a (3442b), a bandpass filter 3442a (3442b), and an A / D converter 3443a (3443b). A frequency analyzer 3444 that performs Fourier transform) is provided. As a result, from the phase-detected echo signal, only a Doppler signal of an arbitrary depth is extracted by the sample and hold, and unnecessary components are removed by the bandpass filters 3442a and 3442b. This Doppler signal is directly frequency-analyzed by the frequency analyzer 3444 in real time.

一方、MTI演算部345は、A/D変換器3451a(3451b)及びMTIフィルタ3452a(3452b)から成る2チャンネルの回路と、自己相関器3453、平均速度演算器3454、分散演算器3455、及びパワー演算器3456を備える。これにより、位相検波されたエコー信号は、A/D変換された後、MTIフィルタ3452a及び3452bにより心臓壁などの不要固定反射信号が除去される。このエコーデータは、その後、自己相関器3453で2次元断層面の各点の周波数解析(ドプラ解析)がリアルタイムに行われる。この解析により生成されるドプラ偏移周波数fを使って、平均速度演算器3454により断層面各点の平均ドプラ周波数が演算されるとともに、同様に分散値(スペクトラムの乱度)、パワー(強さ)値が各演算器3455(3456)で演算される。 On the other hand, the MTI calculator 345 includes a two-channel circuit including an A / D converter 3451a (3451b) and an MTI filter 3452a (3452b), an autocorrelator 3453, an average speed calculator 3454, a dispersion calculator 3455, and a power An arithmetic unit 3456 is provided. As a result, the phase-detected echo signal is subjected to A / D conversion, and then unnecessary fixed reflection signals such as a heart wall are removed by the MTI filters 3452a and 3452b. After that, the echo data is subjected to frequency analysis (Doppler analysis) of each point on the two-dimensional tomographic plane in real time by the autocorrelator 3453. Using the Doppler shift frequency f d that is generated by this analysis, the average speed calculator 3454 with the average Doppler frequency of the fault plane each point is calculated, similarly variance (Spectrum lands), the power (intensity A) value is calculated by each calculator 3455 (3456).

すなわち、FFT演算部344及びMTI演算部345により、血管内を移動する造影剤に起因したドプラ偏移周波数が検出される。スペクトラムドプラモードではFFT演算部344が作動し、カラードプラモードではMTI演算部345が作動する。   That is, the FFT operation unit 344 and the MTI operation unit 345 detect the Doppler shift frequency caused by the contrast agent moving in the blood vessel. In the spectrum Doppler mode, the FFT operation unit 344 operates, and in the color Doppler mode, the MTI operation unit 345 operates.

FFT演算部344の解析データは第1の周波数/速度変換器346を介してDSC35に供給され、MTI演算部345の平均速度演算器3454の演算データは第2の周波数/速度変換器347を介してDSC35に供給される。   The analysis data of the FFT operation unit 344 is supplied to the DSC 35 via the first frequency / speed converter 346, and the operation data of the average speed operation unit 3454 of the MTI operation unit 345 is supplied via the second frequency / speed converter 347. Is supplied to the DSC 35.

この第1及び第2の周波数/速度変換器346及び347は本発明の特徴を具体化するもので、下記変換式に基づいてドプラ偏移周波数fのディメンジョンをこれに対応する速度v、すなわち造影剤(気泡)の移動速度のディメンジョンに変換する。 The first and second frequency / velocity converters 346 and 347 embody the features of the present invention, and determine the dimension of the Doppler shift frequency f d based on the following conversion equation, corresponding to the velocity v, It is converted into the dimension of the moving speed of the contrast agent (bubble).

本実施の形態では、位相検波器343のミキサ3431a及び3431bに対するリファレンス周波数fは送信周波数fの2次高調波成分「2・f」に合わせてある。リファレンス周波数f及び2次高調波周波数2・fは本発明の速度変換用の設定周波数fsetを成す。 In this embodiment, the reference frequency f r for the mixers 3431a and 3431b of the phase detector 343 are matched to the second harmonic component of the transmission frequency f 0 "2 · f 0". The reference frequency fr and the second harmonic frequency 2 · f 0 form a set frequency f set for speed conversion according to the present invention.

下記の式によりドプラ偏移周波数fは移動速度の超音波ビーム方向成分vに換算される。

Figure 2004160251
Doppler shift frequency f d by the following equation is converted to the ultrasound beam direction component v of the moving speed.
Figure 2004160251

ここで、α=2であり、C:音速、V:対象の移動速度、θ:対象の移動方向と超音波ビームのなす角、f:送信周波数、f:ドプラ偏移周波数である。 Here, α = 2, C: sound speed, V: moving speed of the object, θ: angle between the moving direction of the object and the ultrasonic beam, f 0 : transmission frequency, f d : Doppler shift frequency.

あるいは、音速に対して対象の(気泡)の移動速度が小さいことによる近似式

Figure 2004160251
Alternatively, an approximate expression based on the fact that the moving speed of the target (bubble) is lower than the sound speed
Figure 2004160251

により変換される。 Is converted by

送信周波数fとは、基本的にはパルサの搬送波周波数あるいは送信音圧波形スペクトラムの中心周波数(帯域幅の中心)・ピーク周波数である。 A transmission frequency f 0 is basically a peak frequency (the center of the bandwidth) the center frequency of the carrier frequency or transmission sound pressure waveform spectrum pulser.

上記変換用の係数αは、対象とする非線形波成分として2次高調波を採用するとき、生体減衰などを考慮した幅を考えると、α=1.5〜2.0の範囲内の値であることが望ましい。また分調波を採用するときも同様に幅を考慮してα=0.7以下の値が望ましい。高調波全般を考慮するときはαは1以外の自然数とすればよい。   The conversion coefficient α is a value in the range of α = 1.5 to 2.0 in consideration of a width in consideration of biological attenuation when the second harmonic is used as a target nonlinear wave component. Desirably. Also, when a subharmonic wave is employed, a value of α = 0.7 or less is desirable in consideration of the width in the same manner. When considering all harmonics, α may be a natural number other than 1.

本発明では、リファレンス周波数fが送信周波数帯域に無いことが本質的に重要である。送信周波数帯域とは図4(b)に示す通り、超音波プローブ10より送信される超音波信号のピーク周波数成分付近の帯域を指し、ピーク周波数成分に対し、「−20」dB以上のレベルが目安である。本方式においては、リファレンス周波数fが2次高調波周波数(=2f)であっても上記条件を満たさなければ、無意味である。すなわち、受信信号において、造影剤に起因した2次高調波成分と送信時に含まれていた2次高調波成分の周囲臓器によるエコー成分との弁別が不可能となり、本方式で期待される効果が得られないからである。 In the present invention, it is essentially important that the reference frequency fr is not in the transmission frequency band. The transmission frequency band refers to a band near the peak frequency component of the ultrasonic signal transmitted from the ultrasonic probe 10 as shown in FIG. 4B, and the level of “−20” dB or more is smaller than the peak frequency component. It is a guide. In this method, even if the reference frequency fr is the second harmonic frequency (= 2f 0 ), it is meaningless if the above condition is not satisfied. That is, in the received signal, it becomes impossible to discriminate the second harmonic component caused by the contrast agent from the echo component by the surrounding organs of the second harmonic component included in the transmission, and the effect expected by this method is obtained. Because it cannot be obtained.

図5に示す通り、従来のドプラ装置においても、いわゆる送信周波数とリファレンス周波数とをずらして設定していることはあった。これは、生体減衰を考慮して送信のピーク周波数成分より低周波側にリファレンス周波数を設定するものであり、この場合は、リファレンス周波数が送信周波数帯域内にあることが本質的に重要である。本発明の速度変換用の設定周波数fsetは、上述の如く、送信周波数f及びリファレンス周波数fの何れを用いて定義してもよい。 As shown in FIG. 5, in a conventional Doppler device, a so-called transmission frequency and a reference frequency are sometimes set to be shifted from each other. In this method, a reference frequency is set on the lower frequency side than a peak frequency component of transmission in consideration of biological attenuation. In this case, it is essentially important that the reference frequency be within a transmission frequency band. Set frequency f The set for speed conversion of the present invention, as described above, may be defined using any of the transmission frequency f 0 and the reference frequency f r.

また、本方式の前提である造影剤の非線形な散乱エコーを対象としない場合に、リファレンス周波数を送信周波数帯域外に設定し、観測されたドプラ偏移周波数を上記変換式(1)又は(2)により速度に換算しても無意味である。ドプラ効果は、送信周波数により異なり、偏移前の送信周波数fとドプラ偏移周波数fには下記に示す単純な関係にある。

Figure 2004160251
In addition, in the case where non-linear scattered echo of a contrast agent, which is a premise of the present method, is not targeted, the reference frequency is set outside the transmission frequency band, and the observed Doppler shift frequency is converted into the above-mentioned conversion formula (1) or (2). It does not make sense to convert to speed by). The Doppler effect differs depending on the transmission frequency, and the transmission frequency f 0 before the shift and the Doppler shift frequency f d have the following simple relationship.
Figure 2004160251

このため、換算は偏移前の周波数fを用いなければ無意味である。すなわち、

Figure 2004160251
Therefore, the conversion is meaningless unless the frequency f 0 before the shift is used. That is,
Figure 2004160251

基本的には従来のパルスドプラ法では、送信信号帯域内の全ての周波数成分に対するドプラ効果が畳み込まれるため、リファレンス周波数はそのピーク周波数成分にとることが速度精度上最も良い、本方式でのパルスドプラ法では、送信信号帯域外にある非線形成分(高調波・分調波・超調波)のいずれかの帯域を選択し、その帯域での受信信号のピーク周波数成分にリファレンス周波数を設定することが速度精度上最も良い。   Basically, in the conventional pulse Doppler method, the Doppler effect for all the frequency components in the transmission signal band is convoluted. Therefore, it is best to use the peak frequency component as the reference frequency in terms of speed accuracy. In the method, one of the bands of nonlinear components (harmonics, subharmonics, superharmonics) outside the transmission signal band is selected, and the reference frequency is set to the peak frequency component of the received signal in that band. Best for speed accuracy.

このように第1及び第2の周波数/速度変換器346及び347で速度のディメンジョンに変換されたデータが、他の必要なデータとともにDSC35に送られ、指令された表示モードのフレーム画像データに変換される。パネルインターフェース37にはカラー処理回路、D/A変換器が内蔵されており、DSC35の画像データは必要に応じて色付け処理され、アナログ信号としてモニタ36に送られる。なお、モニタ36の代りに又はモニタ36と並行に記録器、メモリなどの外部装置を接続してもよい。   The data thus converted into the speed dimension by the first and second frequency / speed converters 346 and 347 are sent to the DSC 35 together with other necessary data, and converted into frame image data in the commanded display mode. Is done. The panel interface 37 has a built-in color processing circuit and D / A converter. The image data of the DSC 35 is subjected to a coloring process as necessary, and sent to the monitor 36 as an analog signal. Note that an external device such as a recorder or a memory may be connected instead of the monitor 36 or in parallel with the monitor 36.

CPU39はパネルインターフェース37を介してパネル40を操作した操作者の指令を読み取り、DSCメモリ部38から重畳表示用マーカやキャラクタデータなどをDSC35に出力させるとともに、速度計測を行うようになっている。   The CPU 39 reads a command from an operator who has operated the panel 40 via the panel interface 37, outputs a marker for superimposition display, character data, and the like from the DSC memory unit 38 to the DSC 35, and performs speed measurement.

続いて、この実施の形態の作用効果を説明する。   Subsequently, the operation and effect of this embodiment will be described.

送信時には、送信遅延回路21によって送信フォーカスを掛けられた状態で、各チャンネル毎にパルサ回路22から送信共振回路23を介して駆動電圧信号がプローブ10の各振動子に供給される。このとき、送信共振回路23のリミッタ24は駆動電圧信号が所定レベルより高いためキックオンされ、共振部24が共振する。この共振によって、駆動電圧信号の基本波成分のみがこの送信共振回路23を通過してプローブ10の各振動子に供給される。   At the time of transmission, a driving voltage signal is supplied to each transducer of the probe 10 from the pulsar circuit 22 via the transmission resonance circuit 23 for each channel in a state where transmission focus is applied by the transmission delay circuit 21. At this time, the limiter 24 of the transmission resonance circuit 23 is kicked on because the drive voltage signal is higher than the predetermined level, and the resonance unit 24 resonates. Due to this resonance, only the fundamental wave component of the drive voltage signal passes through the transmission resonance circuit 23 and is supplied to each transducer of the probe 10.

パルサ回路22の完全なサイン波駆動は実際上困難で、通常、その発生した駆動電圧信号に高調波成分を含んでいるが、上記の送信共振回路23により、そのような高調波成分は意図的に遮断され、基本波成分のみの駆動電圧信号によって各振動子が励振される。   Complete sine wave driving of the pulsar circuit 22 is practically difficult, and usually includes a harmonic component in the generated driving voltage signal. However, such a harmonic component is intentionally removed by the transmission resonance circuit 23 described above. And each vibrator is excited by the drive voltage signal of only the fundamental wave component.

このようにしてプローブ10の各振動子が励振されると、プローブ10から被検体の心筋などの診断部位に向けて送信フォーカスが掛けられた超音波ビーム信号が送出される。この超音波ビーム信号は、診断部位の各組織に静脈から注入されている超音波造影剤(例えば、前述した「アルブネックス注5ml」:販売名)により反射および散乱された超音波エコー信号となる。特に、超音波造影剤は微小な気泡にて構成されており、気泡による強い散乱特性によりエコー信号が増強される。この散乱には非線形特性があり、その非線形特性の散乱によって高調波成分も発生する。この結果、超音波エコー信号には造影剤(気泡)以外の生体組織からエコー成分(基本波成分)と造影剤からのエコー成分(基本波成分およびその高調波成分)が含まれている。   When each transducer of the probe 10 is excited in this way, the probe 10 transmits an ultrasonic beam signal with transmission focus applied to a diagnosis site such as a myocardium of the subject. This ultrasonic beam signal becomes an ultrasonic echo signal reflected and scattered by an ultrasonic contrast agent (for example, the above-mentioned “Albunex Injection 5 ml”: trade name) injected into each tissue of a diagnostic site from a vein. . In particular, the ultrasonic contrast agent is composed of minute bubbles, and the echo signal is enhanced by strong scattering characteristics of the bubbles. This scattering has a nonlinear characteristic, and a harmonic component is also generated by the scattering of the nonlinear characteristic. As a result, the ultrasonic echo signal contains an echo component (fundamental wave component) from a living tissue other than the contrast agent (bubble) and an echo component (fundamental wave component and its harmonic components) from the contrast agent.

この超音波エコー信号は、プローブ10の振動子の各々で受信され、対応する電気信号に変換される。この電気量のエコー信号のパワーは微弱であるから、送信共振回路23の各リミッタ24をキックオンさせることはなく、送信共振回路23は非共振状態のままである。この結果、基本波成分および高調波成分を含むエコー信号は送信共振回路23には何ら関与されずプリアンプ回路30に到達し電力増幅された後、受信遅延・加算回路31でチャンネル毎に受信遅延され、加算される。これにより、受信フォーカスが掛けられる。この受信エコー信号は基本波用BPF32a及び非線形波用BPF32bに並行して送られる。基本波用BPF32aでは、エコー信号のうちの基本波成分Sが抽出され、後段のレシーバ回路33aに送られるとともに、非線形波用BPF32aではエコー信号のうちの2次高調波成分S2fのみが抽出され、同様にレシーバ33b及び速度演算部34に送られる。 This ultrasonic echo signal is received by each transducer of the probe 10 and is converted into a corresponding electric signal. Since the power of the echo signal of this electric quantity is weak, each limiter 24 of the transmission resonance circuit 23 is not kicked on, and the transmission resonance circuit 23 remains in a non-resonance state. As a result, the echo signal containing the fundamental wave component and the harmonic wave component reaches the preamplifier circuit 30 without being involved in the transmission resonance circuit 23 and is power-amplified. Then, the reception delay / addition circuit 31 delays the reception for each channel. Are added. Thereby, the reception focus is set. The received echo signal is sent in parallel to the fundamental wave BPF 32a and the nonlinear wave BPF 32b. In the fundamental wave for BPF32a, fundamental component S f of the echo signal is extracted are directed to the subsequent stage of the receiver circuit 33a, only the second harmonic wave component S 2f of the echo signals in the non-linear wave for BPF32a extraction The data is similarly sent to the receiver 33b and the speed calculator 34.

一方のレシーバ回路33aに送られた基本波成分Sのエコー信号は包絡線検波や対数圧縮などの処理を受けて、基本波成分のBモード像(振幅の輝度変調画像)の画像データが生成される。もう一方のレシーバ回路33bに送られた2次高調波成分S2fのエコー信号も同様の処理を受けて、2次高調波成分のBモード像の画像データが生成される。 Echo signal of one receiver circuit 33a to sent fundamental component S f is subjected to processing such as envelope detection or logarithmic compression, image data of the B-mode image of the fundamental wave component (luminance modulation image amplitude) generated Is done. The echo signal of the second harmonic component S2f sent to the other receiver circuit 33b is also subjected to the same processing, and the image data of the B-mode image of the second harmonic component is generated.

これらの基本波成分および2次高調波成分の各Bモード像の画像データは、その後、DSC35において、指令された表示態様の画像データに変換される。基本波成分によるBモード像IM(以下、単に「基本波像」という)と2次高調波成分によるBモード像IM2f(以下、単に「2次高調波像」という)の表示態様としては様々なものがあり、コントラストエコー法施行時に例えば基本波像IM上に2次高調波像IM2fを重畳表示する表示態様の指令がなされる。これに応じてDSC35も両画像データを合成して、モニタ36に供給するから、モニタ36には図6に示す如く、基本波像IMに2次高調波像IM2fが重畳された画像「IMf+2f」が表示され、生体組織の形態とその中での超音波造影剤の分布を観察することができる。 The image data of each of the B-mode images of the fundamental wave component and the second harmonic component is then converted by the DSC 35 into image data of a designated display mode. The display modes of the B-mode image IM f based on the fundamental wave component (hereinafter, simply referred to as “fundamental wave image”) and the B-mode image IM 2f based on the second harmonic component (hereinafter, simply referred to as “second harmonic image”) are as follows. There are a variety, a command display mode to superimpose the second harmonic image IM 2f in contrast echo Law when, for example, on the fundamental wave image IM f is made. DSC35 be synthesized both image data in response to this, the supply to the monitor 36, the monitor 36 as shown in FIG. 6, the image in the fundamental wave image IM f is second harmonic image IM 2f superimposed " IM f + 2f "is displayed, and the morphology of the living tissue and the distribution of the ultrasonic contrast agent therein can be observed.

このように、本実施の形態では、送信共振回路23により基本波成分以外の高調波成分を意図的に(積極的に)カットして基本波成分のみの状態で超音波ビームを送信しているため、エコー信号に含まれる2次高調波成分は、その殆どが超音波造影剤の非線形の散乱特性に起因したもののみとなる。つまり、送信された基本波成分の超音波信号に対して、造影剤の散乱に因る2次高調波成分のみを選択的に信号処理して画像化できるから、生体減衰や送受信系の帯域を考慮すると、優れた2次高調波成分の利用になる。   As described above, in the present embodiment, the transmission resonance circuit 23 intentionally (actively) cuts harmonic components other than the fundamental wave component and transmits the ultrasonic beam in a state of only the fundamental wave component. Therefore, most of the second-order harmonic components included in the echo signal are caused only by the nonlinear scattering characteristics of the ultrasonic contrast agent. In other words, it is possible to selectively process only the second harmonic component due to the scattering of the contrast agent from the transmitted ultrasonic signal of the fundamental wave component to form an image. Considering this, an excellent use of the second harmonic component is obtained.

さらに、本実施の形態では、スペクトラムドプラモードが指令されると、速度演算部34のFFT演算部344が前述の如くFFT演算し、その解析データが第1の周波数/速度変換器346で速度データvに変換される。この速度データvはDSC35を介して、モニタ36に例えば図7に示す如く、速度情報が輝度変調されたグレイスケールのスペクトラムドプラ像として表示される。一方、カラードプラモードが指令されると、速度演算部34のMTI演算部345が前述のように周波数解析し、その解析データが第2の周波数/速度変換器347で速度データvに変換される。このデータvはDSC35、パネルインターフェース37を介してモニタ36に、例えば図8に示す如く速度情報が色変調されたカラードプラ像として表示される。   Further, in the present embodiment, when the spectrum Doppler mode is instructed, the FFT operation unit 344 of the speed operation unit 34 performs the FFT operation as described above, and the analysis data is converted by the first frequency / speed converter 346 into the speed data. is converted to v. The speed data v is displayed on the monitor 36 via the DSC 35 as a grayscale spectrum Doppler image in which the speed information is luminance-modulated as shown in FIG. On the other hand, when the color Doppler mode is instructed, the MTI calculator 345 of the speed calculator 34 performs frequency analysis as described above, and the analysis data is converted into speed data v by the second frequency / speed converter 347. . The data v is displayed on the monitor 36 via the DSC 35 and the panel interface 37 as, for example, a color Doppler image in which speed information is color-modulated as shown in FIG.

図7に示すスペクトラムドプラ像では、縦軸が速度軸(周波数軸;速度スケール)で横軸が時間軸である。速度軸は前記速度換算式に基づいており、例えば、最大検出速度が目盛上に表示される。また、計測機能使用時には、図に示すとおり、ピーク速度などが前記速度換算式に基づいて求められ表示される。このとき、図1に示す如く、操作用パネル40よりの指示はパネルインターフェース37を経由しCPU39に送られ、CPU制御のもとで計測データがDSC37及びDSCメモリ部38によりモニタ36に表示される。メモリ情報などもDSC37およびDSCメモリ部38によりモニタ36に表示される。   In the spectrum Doppler image shown in FIG. 7, the vertical axis is a speed axis (frequency axis; speed scale), and the horizontal axis is a time axis. The speed axis is based on the speed conversion formula, for example, the maximum detected speed is displayed on a scale. When the measurement function is used, as shown in the figure, a peak speed and the like are obtained and displayed based on the speed conversion formula. At this time, as shown in FIG. 1, an instruction from the operation panel 40 is sent to the CPU 39 via the panel interface 37, and the measurement data is displayed on the monitor 36 by the DSC 37 and the DSC memory unit 38 under the control of the CPU. . Memory information and the like are also displayed on the monitor 36 by the DSC 37 and the DSC memory unit 38.

一方、図8に示すカラードプラ像では前記変換式に基づいたカラーマップにより色付けがなされ、カラーバー又はカラーパレットとともに、前記速度換算式に基づいた速度値が目盛り上や、計測機能使用時の所望のROIに対して表示される。   On the other hand, the color Doppler image shown in FIG. 8 is colored by a color map based on the conversion formula, and the speed value based on the speed conversion formula is displayed on a scale or a desired value when the measurement function is used together with a color bar or a color palette. Is displayed for the ROI.

このように、造影剤を使用したコントラストエコー法を、造影剤を成す気泡の非線形散乱特性に基づくハーモニックエコー法に発展させた。さらに、このハーモニックエコー法によるドプラ法では、ドプラ偏移周波数は2次高調波成分で送受信したときのドプラ偏移周波数と同等であるとの実験的確認の基に、ドプラ偏移周波数fの速度vへの変換に使う設定周波数fsetを、fset=リファレンス周波数f=2fに確信を持って設定したので、気泡からの2次高調波成分2fを確実に計測することができる。この結果、組織血流や心筋内血流のように、速度が低く且つ微小な流れの血流をも高S/N比で検出でき、その速度を精度良く計測することができる。とくに腹部でのカラードプライメージング(CDI)では、モーションアーチファクトが低減し、高品質のCDI像が得られる。 As described above, the contrast echo method using the contrast agent has been developed into a harmonic echo method based on the non-linear scattering characteristics of bubbles forming the contrast agent. Furthermore, the Doppler method by the harmonic echo method, the experimental confirmation of the group to be equivalent to the Doppler shift frequency when the Doppler shift frequency is transmitted and received by the second harmonic component, the Doppler shift frequency f d Since the set frequency f set used for the conversion to the velocity v is set with confidence that f set = reference frequency fr = 2f 0 , the second harmonic component 2f 0 from the bubble can be reliably measured. . As a result, a blood flow having a low speed and a minute flow, such as a tissue blood flow or a blood flow in a myocardium, can be detected at a high S / N ratio, and the speed can be measured with high accuracy. Particularly in color Doppler imaging (CDI) in the abdomen, motion artifacts are reduced and a high-quality CDI image is obtained.

ところで、図1に示す上記実施の形態では、送信周波数成分は周囲組織により相対的に強く反射されるため、組織内血管内の造影剤による非線形な散乱エコー成分は、図9に示すとおり受信エコーのスペクトラム上で基本周波数帯域外にあることが想定される。この意味では、リファレンス周波数は超音波プローブで受信される受信信号の基本周波数帯域外に設定するということができる。ただし、図10及び図11に示す超音波診断装置のように、受信する振動子の周波数特性が送信時の基本波成分に対して相対的に低感度な特性をもつ場合はこの限りではない。図10に示す超音波診断装置のフェーズド・アレイ・タイプのプローブ10は、振動子グループA及びBに分けられている。振動子グループAの振動子10、10、・・・10n−1の各々は、基本波成分fのみに実質的に応答するように、その周波数帯域が設定されている(図11(a)参照)。振動子グループBの振動子10、10、・・・10の各々は、2次高調波成分「2・f」のみに実質的に応答するように、その周波数帯域が設定されている(図11(b)参照)。これらの周波数帯域は、例えば、振動子の共振周波数をグループ毎に変えることで設定される。 By the way, in the embodiment shown in FIG. 1, since the transmission frequency component is relatively strongly reflected by the surrounding tissue, the non-linear scattered echo component due to the contrast agent in the blood vessel in the tissue becomes the received echo component as shown in FIG. Is assumed to be outside the fundamental frequency band on the spectrum. In this sense, it can be said that the reference frequency is set outside the fundamental frequency band of the reception signal received by the ultrasonic probe. However, this does not apply to the case where the frequency characteristics of the transducer to be received have relatively low sensitivity to the fundamental wave component at the time of transmission as in the ultrasonic diagnostic apparatus shown in FIGS. The probe 10 of the phased array type of the ultrasonic diagnostic apparatus shown in FIG. 10 is divided into transducer groups A and B. Each of the vibrators 10 1 , 10 3 ,..., 10 n-1 of the vibrator group A has its frequency band set so as to substantially respond to only the fundamental wave component f (see FIG. a)). Each of the vibrators 10 2 , 10 4 ,... 10 n of the vibrator group B has its frequency band set so as to substantially respond to only the second harmonic component “2 · f”. (See FIG. 11B). These frequency bands are set, for example, by changing the resonance frequency of the vibrator for each group.

このようにプローブ10を形成することで、振動子グループAを介して基本波成分のみの超音波信号の送受が行われ、この振動子グループAに接続されたプリアンプ回路30a及び受信遅延・加算回路31aから直接、基本波成分Sのみのエコー信号が得られる。同様に振動子グループBを介して超音波造影剤の非線形の散乱によって生じた非線形波成分の内の2次高調波成分S2fのみのエコー信号が受信され、この振動子グループBに接続されたプリアンプ回路30b及び受信遅延・加算回路31bから直接、2次高調波成分S2fのエコー信号が得られる。 By forming the probe 10 in this manner, transmission / reception of the ultrasonic signal of only the fundamental wave component is performed via the transducer group A, and the preamplifier circuit 30a and the reception delay / addition circuit connected to the transducer group A directly from 31a, the echo signal of only the fundamental wave component S f is obtained. Similarly, an echo signal of only the second harmonic component S2f among the nonlinear wave components generated by the nonlinear scattering of the ultrasonic contrast agent is received via the transducer group B, and connected to the transducer group B. An echo signal of the second harmonic component S2f is directly obtained from the preamplifier circuit 30b and the reception delay / addition circuit 31b.

なお、図10の構成においては送信共振回路23及びBPF32a、32bを省くことができる。その他の構成、機能は図1のものと同等又は同一である。   In the configuration of FIG. 10, the transmission resonance circuit 23 and the BPFs 32a and 32b can be omitted. Other configurations and functions are the same as or the same as those in FIG.

以上のように、上述したハーモニックエコー法によるドプラ法では、ドプラ偏移周波数は非線形波成分の代表としての2次高調波成分で送受信したときのドプラ偏移周波と同等であるという実験的確認に基づいて、ドプラ偏移周波数を速度データに変換するときに用いる設定周波数の最適化を図ることができる。   As described above, in the Doppler method based on the above-described harmonic echo method, it was experimentally confirmed that the Doppler shift frequency is equivalent to the Doppler shift frequency when transmitting and receiving the second harmonic component as a representative of the nonlinear wave component. Based on this, it is possible to optimize the set frequency used when converting the Doppler shift frequency into speed data.

その結果、造影剤の非線形な散乱特性を利用する超音波診断装置において、造影剤の非線形な散乱下で発生するエコー信号についてドプラ原理に基づく造影剤の速度計測が可能になり、
(1)従来の動脈投与型のコントラストエコー法では造影剤の移動速度が血流速を反映していないために不可能であった心筋内血流や肝臓実質部の血流など末梢の血流速度が評価可能になる、
(2)従来の静脈投与型のコントラストエコー法では造影剤濃度が動注に比べて薄いことにより不可能であった心筋や肝臓実質部などの末梢の血流速度が評価可能になる、
(3)従来、腹部などでは呼吸などによる周囲組織の動きや血管壁の動きに起因するモーションアーチファクトが血管内の血流速度検出精度の誤差要因であったが、これを大幅に低減できる、などの優れた効果が得られる。
As a result, in an ultrasonic diagnostic apparatus using the nonlinear scattering characteristics of the contrast agent, it becomes possible to measure the velocity of the contrast agent based on the Doppler principle for an echo signal generated under the nonlinear scattering of the contrast agent,
(1) Peripheral blood flow, such as blood flow in the myocardium and blood flow in the parenchyma of the liver, which was impossible with the conventional arterial administration type contrast echo method because the moving speed of the contrast agent did not reflect the blood flow velocity Speed can be evaluated,
(2) Peripheral blood flow velocities such as myocardium and parenchyma of the liver, which could not be achieved by the conventional intravenous contrast echo method because the contrast agent concentration was lower than that of arterial injection, can be evaluated.
(3) Conventionally, in the abdomen and the like, motion artifacts caused by movement of surrounding tissues due to respiration and the movement of blood vessel walls have been an error factor of blood flow velocity detection accuracy in blood vessels, but this can be greatly reduced. Excellent effect is obtained.

なお、前記実施の形態では、抽出する非線形波成分として2次高調波成分の場合を例示したが、本発明は必ずしもそれに限定されない。例えばその他の非線形波成分として、N次高調波成分(N×f:fは基本周波数、Nは正の整数)、N次低調波成分(f/N:fは基本周波数、Nは正の整数)、さらには超調波(M×f/N:fは基本周波数、M,Nは1以外の正の整数)を採用し、それらの周波数成分を前述と同様に非線形波用BPFで選択的に抽出してもよい。また、複数の高調波成分を同時に対象とするために、それを信号抽出/処理系をその複数毎、個別に装備したり、1系統に複数の非線形波成分を分離せずに通したりするという構成としてもよい。   In the above embodiment, the case where the nonlinear wave component to be extracted is the second harmonic component is illustrated, but the present invention is not necessarily limited thereto. For example, as other nonlinear wave components, an Nth harmonic component (N × f: f is a fundamental frequency, N is a positive integer), an Nth subharmonic component (f / N: f is a fundamental frequency, N is a positive integer) ) And superharmonics (M × f / N: f is the fundamental frequency, M and N are positive integers other than 1), and those frequency components are selectively selected by the non-linear wave BPF as described above. May be extracted. In addition, in order to simultaneously target a plurality of harmonic components, a plurality of signal extraction / processing systems are individually provided for each of the plurality of harmonic components, or a plurality of nonlinear wave components are passed through one system without being separated. It may be configured.

また、上記実施の形態では基本波成分と非線形波成分の信号処理をそれぞれ別々の系統で行なうように構成しているが、プリアンプ回路で受信後、デジタル化し、その後の信号処理系は1系統のみを設け、基本波成分と非線形波成分の信号処理を時分割で行なうようにしてもよい。また、メモリを設け、所望の成分について信号処理することもできる。   In the above embodiment, the signal processing of the fundamental wave component and the signal processing of the non-linear wave component are respectively performed by separate systems. However, after the signal is received by the preamplifier circuit, it is digitized. And signal processing of the fundamental wave component and the nonlinear wave component may be performed in a time-division manner. Further, a memory can be provided to perform signal processing on a desired component.

さらに、上記実施の形態では、基本波成分と非線形波成分を抽出する2つのBPFを受信遅延・加算回路の後段に挿入させるとしたが、それらのBPFをその他にも例えば、プリアンプの後段などの位置に設けてもよい。但し、上記実施の形態のように、BPFを受信遅延・加算回路の出力側に設けた方が、フィルタ数が少なくて済むので、装置大形化や製造コストの上昇を回避するためには有利である。   Further, in the above-described embodiment, two BPFs for extracting the fundamental wave component and the non-linear wave component are inserted after the reception delay / addition circuit. It may be provided at a position. However, when the BPF is provided on the output side of the reception delay / addition circuit as in the above embodiment, the number of filters can be reduced, which is advantageous for avoiding an increase in the size of the device and an increase in manufacturing cost. It is.

さらに、この超音波診断装置に係るプローブは、電子式アレイプローブのみに限定されず、機械走査式プローブであってもよい。   Further, the probe according to the ultrasonic diagnostic apparatus is not limited to the electronic array probe, but may be a mechanical scanning probe.

さらにまた、上記実施の形態ではRF(高周波)信号のままビームフォーミング(整相加算)を行なう構成になっているが、信号帯域を中間周波数にシフトした後、ビームフォーミングを行なうこともできる。   Furthermore, in the above embodiment, beamforming (phasing addition) is performed with an RF (high frequency) signal, but beamforming may be performed after shifting the signal band to an intermediate frequency.

なお、上記実施の形態において非基本波成分を意図的、積極的に抑圧する抑圧手段としては、基本波成分のみを通す送信系フィルタ、直列共振による送信共振回路を用いることもできる。   In the above-described embodiment, as the suppression means for intentionally and positively suppressing the non-fundamental wave component, a transmission filter that passes only the fundamental wave component, and a transmission resonance circuit based on series resonance may be used.

さらに、本発明における周波数/速度変換手段は前述した周波数/速度変換器346及び347に限定されることなく、周波数解析器3444や自己相関器3453の内部に上記変換器と同等の機能を有するメモリ機構を持たせてもよいし、DSC35の内部に同メモリ機構を持たせてもよい。   Further, the frequency / velocity conversion means in the present invention is not limited to the frequency / velocity converters 346 and 347 described above. A mechanism may be provided, or the same memory mechanism may be provided inside the DSC 35.

本発明の一実施の形態に係る超音波診断装置のブロック図。FIG. 1 is a block diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus according to one embodiment of the present invention. 送信共振回路の一例を示す回路図。FIG. 4 is a circuit diagram illustrating an example of a transmission resonance circuit. 速度演算部のブロック図。FIG. 3 is a block diagram of a speed calculation unit. (a),(b)は超音波プローブと送信スペクトラムを例示する図。(A), (b) is a figure which illustrates an ultrasonic probe and a transmission spectrum. 送信スペクトラムとリファレンス周波数の関係を例示する図。The figure which illustrates the relationship between a transmission spectrum and a reference frequency. 同実施の形態で得られる断層像の例を示す図。FIG. 3 is a diagram showing an example of a tomographic image obtained in the embodiment. ドプラスペクトラムの一例を示す図。The figure which shows an example of a Doppler spectrum. カラードプラ像の一例を示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a color Doppler image. 送信スペクトラムと非線形散乱成分の関係を例示する図。The figure which illustrates the relationship between a transmission spectrum and a nonlinear scattering component. 変形例に係る超音波診断装置のブロック図。FIG. 9 is a block diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus according to a modification. (a),(b)は同変形例に係る振動子のグループ毎の周波数特性図。(A), (b) is a frequency characteristic figure for every group of the vibrator concerning the modification.

符号の説明Explanation of reference numerals

10 プローブ
11 装置本体
20 クロック発生回路(送信駆動手段)
21 送信遅延回路(送信駆動手段)
22 パルサ回路(送信駆動手段)
23 送信共振回路
30,30a,30b プリアンプ回路(受信処理手段)
31,31a,31b 受信遅延・加算回路(受信処理手段)
32a,32b BPF(受信処理手段)
33a,33b レシーバ回路
34 速度演算部
35 DSC(表示手段)
36 モニタ(表示手段)
341 基準発振器(ドプラ抽出手段)
342 90°移相器(ドプラ抽出手段)
343 位相検波器(ドプラ抽出手段)
344 FFT演算部(ドプラ抽出手段)
345 MTI演算部(ドプラ抽出手段)
346,347 第1,第2の周波数/速度変換器(周波数/速度変換手段)
10 Probe 11 Device body 20 Clock generation circuit (transmission drive means)
21 Transmission delay circuit (transmission drive means)
22 Pulser circuit (transmission drive means)
23 transmission resonance circuit 30, 30a, 30b preamplifier circuit (reception processing means)
31, 31a, 31b Reception delay / addition circuit (reception processing means)
32a, 32b BPF (reception processing means)
33a, 33b Receiver circuit 34 Speed calculation unit 35 DSC (display means)
36 monitor (display means)
341 Reference oscillator (Doppler extraction means)
342 90 ° phase shifter (Doppler extraction means)
343 phase detector (Doppler extraction means)
344 FFT operation unit (Doppler extraction means)
345 MTI operation unit (Doppler extraction means)
346, 347 First and second frequency / speed converters (frequency / speed conversion means)

Claims (3)

超音波プローブを駆動して被検体に超音波ビーム信号を送信する送信駆動手段と、
前記超音波プローブが出力する電気量のエコー信号を整相加算する受信処理手段と、
前記被検体の血管に注入された超音波造影剤に前記超音波ビーム信号が照射されたときに当該照射に応答して生じる当該超音波造影剤の非線形な振動を反映した当該超音波ビーム信号の反射信号の非線形成分のドプラ偏移周波数を前記エコー信号から抽出するドプラ抽出手段と、
このドプラ抽出手段により抽出された前記ドプラ偏移周波数fdを、
Figure 2004160251
の変換式に従って速度成分vに変換する周波数/速度変換手段と、
この周波数/速度変換手段により変換された速度成分vを前記非線形成分に対する速度スケールに関連付けてカラーコード化して前記被検体内の前記超音波造影剤の速度情報としてカラー表示する表示手段と、を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
Transmission driving means for driving an ultrasonic probe to transmit an ultrasonic beam signal to a subject,
Reception processing means for phasing and adding the echo signal of the electric quantity output by the ultrasonic probe,
When the ultrasonic beam signal is applied to the ultrasonic contrast agent injected into the blood vessel of the subject, the ultrasonic beam signal reflects the nonlinear vibration of the ultrasonic contrast agent generated in response to the irradiation. Doppler extraction means for extracting the Doppler shift frequency of the nonlinear component of the reflected signal from the echo signal,
The Doppler shift frequency fd extracted by the Doppler extraction means is:
Figure 2004160251
Frequency / speed conversion means for converting to a speed component v according to the conversion formula
Display means for color-coding the velocity component v converted by the frequency / velocity conversion means in association with a velocity scale for the non-linear component and color-displaying the velocity information of the ultrasonic contrast agent in the subject in color. An ultrasonic diagnostic apparatus characterized in that:
超音波プローブを駆動して被検体に超音波ビーム信号を送信する送信駆動手段と、
前記超音波プローブが出力する電気量のエコー信号を整相加算する受信処理手段と、
前記被検体の血管に注入された超音波造影剤に前記超音波ビーム信号が照射されたときに当該照射に応答して生じる当該超音波造影剤の非線形な振動を反映した当該超音波ビーム信号の反射信号の非線形成分のドプラ偏移周波数を前記エコー信号から抽出するドプラ抽出手段と、
このドプラ抽出手段により抽出された前記ドプラ偏移周波数fdを、
Figure 2004160251
の変換式に従って速度成分vに変換する周波数/速度変換手段と、
この周波数/速度変換手段により変換された速度成分vを前記非線形成分に対する速度目盛上にて前記被検体内の前記超音波造影剤の速度情報としてFFT表示する表示手段と、を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
Transmission driving means for driving an ultrasonic probe to transmit an ultrasonic beam signal to a subject,
Reception processing means for phasing and adding the echo signal of the electric quantity output by the ultrasonic probe,
When the ultrasonic beam signal is applied to the ultrasonic contrast agent injected into the blood vessel of the subject, the ultrasonic beam signal reflects the nonlinear vibration of the ultrasonic contrast agent generated in response to the irradiation. Doppler extraction means for extracting the Doppler shift frequency of the nonlinear component of the reflected signal from the echo signal,
The Doppler shift frequency fd extracted by the Doppler extraction means is:
Figure 2004160251
Frequency / speed conversion means for converting to a speed component v according to the conversion formula
Display means for displaying an FFT of the velocity component v converted by the frequency / velocity conversion means as velocity information of the ultrasonic contrast agent in the subject on a velocity scale for the non-linear component. Ultrasound diagnostic device.
超音波プローブを駆動して被検体に超音波ビーム信号を送信する送信駆動手段と、
前記超音波プローブが出力する電気量のエコー信号を整相加算する受信処理手段と、
前記被検体の血管に注入された超音波造影剤に前記超音波ビーム信号が照射されたときに当該照射に応答して生じる当該超音波造影剤の非線形な振動を反映した当該超音波ビーム信号の反射信号の非線形成分のドプラ偏移周波数を前記エコー信号から抽出するドプラ抽出手段と、
このドプラ抽出手段により抽出された前記ドプラ偏移周波数fdを、
Figure 2004160251
の変換式に従って速度成分vに変換する周波数/速度変換手段と、
この周波数/速度変換手段により変換された速度成分vを、前記非線形成分に対する速度スケールに関連付けてカラーコード化して前記被検体内の前記超音波造影剤の速度情報としてカラー表示する手段、または、前記速度成分vを前記非線形成分に対する速度目盛上にて前記被検体内の前記超音波造影剤の速度情報としてFFT表示する手段の何れかを有する表示手段と、
この表示手段により表示された画像上で指定した所望領域の前記速度情報を計測可能にした計測手段と、を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
Transmission driving means for driving an ultrasonic probe to transmit an ultrasonic beam signal to a subject,
Reception processing means for phasing and adding the echo signal of the electric quantity output by the ultrasonic probe,
When the ultrasonic beam signal is applied to the ultrasonic contrast agent injected into the blood vessel of the subject, the ultrasonic beam signal reflects the nonlinear vibration of the ultrasonic contrast agent generated in response to the irradiation. Doppler extraction means for extracting the Doppler shift frequency of the nonlinear component of the reflected signal from the echo signal,
The Doppler shift frequency fd extracted by the Doppler extraction means is:
Figure 2004160251
Frequency / speed conversion means for converting to a speed component v according to the conversion formula
Means for converting the velocity component v converted by the frequency / velocity conversion means into a color code in association with a velocity scale for the non-linear component and color-displaying the velocity information of the ultrasonic contrast agent in the subject in color, or Display means having any one of means for performing FFT display as velocity information of the ultrasonic contrast agent in the subject on a velocity scale for the velocity component v on the non-linear component,
An ultrasonic diagnostic apparatus, comprising: a measuring unit capable of measuring the speed information of a desired area designated on the image displayed by the display unit.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017055846A (en) * 2015-09-14 2017-03-23 東芝メディカルシステムズ株式会社 Ultrasonic diagnostic device and signal processing device

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