JPH0394739A - 超音波診断装置 - Google Patents

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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、生体内の移動物体の移動に伴う機能情報とし
て血流速情報を、超音波送受波およびドプラ効果の利用
により得て映像表示する超音波診断装置に関する。

（従来の技術） 超音波診断装置は、超音波送受波および超音波ドプラ法
により超音波探触子で血流情報と断層像（Ｂモード画像
）を得るものである。この装置により血流速度を測定す
る場合には次のようにして行なわれる。すなわち生体内
の血流に対して超音波を送波すると、この超音波ビーム
の中心周波数ｆｃは流動する血球により散乱されドプラ
偏移を受けて周波数ｆｄだけ変化し、この受波周波数は ｆ−ｆｃ＋ｆｄ となる。このときの周波数ｆｃ，ｆｄは次式のように表
示される。

ｆｄ−２ｖｃｏｓθｅｆｃ／Ｃ ここで Ｖ；血流速度 θ；超音波ビームと血管とのなす角度 Ｃ：音速 したかって、ドプラ偏移ｆｄを検出することにより血流
速度Ｖを得ることができる。

このようにして得られた血流速度Ｖの２次元画像表示は
次のようにして行なわれる。まず第４図に示すように超
音波パルスのスキャン制御を行なうことにより、超音波
探触子１から被検体に対してＡ，Ｂ，Ｃ・・・の方向に
順次超音波パルスを送波してセクタまたはリニアスキャ
ンを行なう。

ここで例えばＡ方向に数回だけ超音波パルスが送波され
ると、超音波は被検体内部の血流により反射され、第５
図に示すように同一探触子１により受波される。そして
この反射超音波は電気信号に変換され、送受波回路２に
出力される。

次に位相検波回路３ａによりドブラ偏移信号が検出され
る。このドプラ偏移信号は、超音波パルスの送波方向に
設定された例えば２５６個のサンプル点ＳＰごとにとら
えられる。この各サンプル点ＳＰでとらえられたドプラ
偏移信号は周波数分析器４ａにより周波数分析され、Ｄ
ＳＣ　（デイジタル●スキャン●コンバータ）６に出力
され、これによりスキャン（走査）変換され、表示部９
に出力される。

かくしてＡ方向の血流速度分布像が２次元画像としてリ
アルタイムで表示される。同様にしてＢ，Ｃ・・・の各
方向に対しても動作が繰り返し行なわれ、各スキャン方
向に対応した血流像（流速分布像）が表示される。

ところで、低流速の検出能は、周波数分析するデータ長
さに依存する。ドプラ信号のサンプリング周波数をｆｒ
，サンプリング数をｎとすれば、周波数分析する波のデ
ータ長さＴは、 Ｔ−ｎ／ｆｒ　　　　　　　　　　　・・・（１）であ
り、このときの周波数分解能ｆｄは、ｆｄ−１／Ｔ　　
　　　　　　　　　・・・（２）となる。したがって、
測定可能流速の下限ｆｄｉｉｎ　も、 ｆ　ｄｍｌｎ−１／Ｔ−ｆ　ｒ／ｎ　　　　−−−　（
３）と表示できる。したがって、低流速の血流まで検出
しようとすれば、ドブラ信号のサンプリング周波数ｆ『
を小さくするか、またはデータ数ｎを大きくすれば良い
。

しかしながら、２次元ドブラにおいては、ＦＮ　−　ｎ
　　−ｍ　　・　（１／ｆｒ）−１　　　−Ｃ４）ここ
でＦＮ；フレーム数、ｍ；走査線数、ｆｒ；超音波送信
パルス繰り返し周波数（ＰＲＦ）である。フレーム数Ｆ
Ｎは２次元血流像のリアルタイム性に関係し通常８乃至
３０の値であり、これにより１秒間に８乃至３０枚の画
像を得ることができる。

ここでｎを大きくしても、ｆｒを小さくしてもＦＮが小
さくなり、リアルタイム性が劣化することになる。

このように低流速の検出能を向上すると、他の特性が劣
化するという問題があった。

そこで、この改善方法として順次交互スキャン（走査）
を採用した例えば特願昭６２−２０１２４４が知られて
いる。この方法は、第６図に示すように超音波走査順の
変更制御を行なっている。

具体的には第６図に示すように探触子１の右端から超音
波送信ビームをスキャンしていくとき、例えば３段順次
交互スキャンの場合、その走査順序を１番右側の走査線
（ＮＯ．１）．２番目の走査線（Ｎｏ．２）．３番目の
走査線（Ｎｏ．３），１番目の走査線（Ｎｏ．１）・・
・と順次走査する。

この場合に同一方向超音波送信ビームの繰り返し実効レ
ート周波数ｆｒ’は、 ｆ　ｒ’　−ｆ　ｒ／３　　　　　　　　　・”　（６
）となり、前記（３）式からわかるように測定可能流速
の下限ｆｄｍｉｎは、従来の方式、超音波送信ビームを
ｎ回繰り返し同一方向に送波し、次に隣接する走査線に
ついて同様にｎ回行なう方式に比較して１／３に改善で
きる。

このとき同一方向超音波送信回数（ドプラ信号のサンプ
リング数）をｎとすれば、ｎ−４である。

（発明が解決しようとする課題） 以上説明したように、順次交互スキャンの交互段数を変
えることにより、血流の低流速検出能を変えることがで
きる。

一方、被検体の対象部位に応じて流速が異なり、例えば
心臓の流速は速く約数１　０　ｃ　ｍ　／　ｓ程度あり
、腹部の流速は遅く約数ｃ　ｍ　／　ｓ程度ある。

しかしながら、被検体の対象部位により流速が変化する
にもかかわらず、低流速検出能を適切に変えることが行
なわれていないため、良好な超音波画像が得られていな
かった。

そこで本発明の目的は、任意の対象部位に応じて低流速
検出能を適切に変えることができ、これにより良好な超
音波画像を得る超音波診断装置を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決する為の手段） 本発明は上記の課題を解決し目的を達成する為に次のよ
うな手段を講じた。本発明は、被検体に対する超音波送
受信を、所定の交互走査段数でレート毎に超音波ラスタ
を変更しながら行ない、これにより得られる受波信号か
らドブラ偏移信号を検出し血流情報を得る超音波診断装
置において、前記被検体の対象部位に応じた流速を設定
できる複数の操作手段を有する流速設定手段と、この流
速設定手段で設定された流速に対応して前記所定の交互
走査段数を切換える制御手段とを備えたものである。

（作用） このような手段を講じたことにより、次のような作用を
呈する。流速設定手段により被検体の対象部位に応じた
流速を設定すると、この流速に対応した交互走査段数が
適切に切換えられるので、この適切な交互走査段数によ
り対象部位に対する低流速を最適に設定できる。これに
より低流速検出能を向上できるので良好な超音波画像が
得られる。

（実施例） 第１図は本発明に係る超音波診断装置の一実施例を示す
概略ブロック図である。なお前記第４図乃至第６図に示
す部分と同一部分は同一符号を付しその詳細は省略する
。

第１図において、超音波診断装置は、超音波探触子１，
送受波回路２，位相検波回路３ａ，Ｂモード処理部３ｂ
，ＣＦＭ４，制御手段としてのスキャンコントローラ５
，ＤＳＣ６．カラー処理部７，ＤＡＣ８，モニタ９，流
速設定手段としての流速スイッチ１０で構成されている
。前記ＣＦＭ４は、ＡＤＣＩＩ，ディジタルフィノレタ
１２，自己相関器１３，流速演算部１４，分散演算部１
５，パワー演算部１６からなる。

前記流速スイッチ１０は、第２図に示すように被検体の
対象部位に応じた流速を設定できる複数の操作手段とし
ての第１のスイッチ１０ａ，第２のスイッチ１０ｂ，第
３のスイッチ１０ｃを有している。すなわち第１のスイ
ッチ１０ａは比較的速い流速情報Ｖｌ（例えば心Ｉｌｌ
ａ）を設定でき、第２のスイッチは中間的な流速Ｖ２を
設定でき、第３のスイッチ１０ｃは比較的遅い流速Ｖ３
（例えば腹部）を設定できるものである。

前記スキャンコントローラ５は、流速スイッチ１０で設
定された流速に対応して順次交互スキャンの所定の交互
走査段数を切換え、ラスタ信号を送受波回路２，ＣＦＭ
４，ＤＳＣ６に送るものとなっている。すなわち第１の
スイッチ１０ａを設定すると、ラスタ信号ｓｌ（ラスタ
Ｎ０．１，１．１、１・・・）に切換え、第２のスイッ
チを設定すると、ラスタ信号ｓ２（ラスタＮｏ．１．２
．１．２・・・）に切換え、第３のスイッチを設定する
と、ラスタ信号ｓ３（ラスタＮｏ．１．２．３．１・）
に切換えるものである。

次にこのように構或された超音波診断装置の作用につい
て図面を参照して説明する。まず第２図に示すように流
速スイッチ１０の第１のスイッチ１０ａをＯＮすると、
第１のスイッチ１０ａから流速情報Ｖ１がスキャンコン
トローラ５に送られる。そうすると、スキャンコントロ
ーラ５では、前記流速情報ｖ１に応じたラスタ信号ｓ１
が選択され、このラスタ信号ｓ１は送受波回路２ＣＦＭ
４，ＤＳＣ６に送られる。

すなわちスキャンコントローラ５からの第３図に示すラ
スタ信号ｓ１により送受波回路２は、超音波探触子１を
駆動すると、同一超音波ラスタに対して（例えば超音波
ラスタＮ０．１）４回の超音波送受信を行ない、超音波
探触子１の右端から左端まで超音波送受信ビームをスキ
ャンしていく。

つまり生体からの反射超音波を前記探触子１を介して前
記送受波回路２で受波し、位相検波回路３ａにより検波
してドブラ信号とクラッタ成分とからなる信号を得る。

さらにこの信号をＡＤＣ１１でディジタル信号化し、デ
ィジタルフィルタ１２によりクラッタ成分を除去する。

さらに自己相関器１３によりドプラ偏移信号の平均周波
数を求め、この平均周波数に基づき流速演算部１４でド
プラの流速を求める。また分散演算部１５では前記平均
周波数に基づき分散が求め、パワー演算部１６でパワー
を求める。これらの血流情報はＤＳＣ６のフレームメモ
リに書き込まれる。

また前記送受波回路２からの信号をＢモード処理部３ｂ
により包路線検波し白黒データとしてＤＳＣ６に送る。

かーくしてＤＳＣ６からの血流情報は、カラー処理部７
によりカラー情報に変換され、モニタ９に血流方向は赤
または青で表示し、平均速度を輝度の違いで表示し、速
度分散を色相によって表示する。

このように比較的速い流速情報Ｖ１を有する対象部位を
選択した場合、例えば心臓である場合には流速が数１　
０　ｃ　ｍ　／　ｓもあることから、上述したように同
一超音波ラスタに対して続けて複数回レート（４回）超
音波送受信を行なえば、心臓を良く捕らえることができ
る。これにより例えば心臓に適した低流速設定となり、
良好な超音波画像が得られる。

次に対象部位として比較的低流速である例えば腹部を観
測する際には、第３のスイッチ１０ｃを設定する。そう
すると、このスイッチ１０ｃから流速情報ｖ３がスキャ
ンコントローラ５に送られる。そうすると、スキャンコ
ントローラ５により前記流速情報Ｖ３に応じたラスタ信
号ｓ３が選択され、このラスタ信号ｓ３は送受波回路２
，ＣＦＭ４，ＤＳＣ６に送られる。

すなわちスキャンコントローラ５は、第３図に示すよう
にラスタ信号ｓ３により３段からなる順次交互スキャン
すなわち超音波ラスタＮｏ，１．２，３．１・・・と超
音波送受信を行なうように送受波回路２を制御する。

例えば第６図に示すように探触子１の右端から超音波送
信ビームをスキャンしていくとき、その走査順序を１番
右側の走査線（Ｎｏ．１）２番目の走査線（ＮＯ．２）
，３番目の走査線（ＮＯ．３），１番目の走査線（Ｎｏ
．１）・・・と順次走査する。この場合に同一方向超音
波送信ビームの繰り返し実効レート周波数ｆｒ’　は、
ｆｒ’ｍｆｒ／３ となる。

このように３段順次交互スキャンを行なえば、低流速検
出能は、前述した通常の方式（流速情報Ｖ１）、すなわ
ち超音波送信ビームを４回繰り返し同一方向に送波し隣
接する超音波ラスタについて同様に４回行なう方式に比
較して、１／３に改善できる。すなわち対象部位である
例えば腹部に応した低流速を適切に変えることできるこ
とから、低流速を向上でき、これにより良好な超音波画
像を得ることができる。

さらにＤＳＣ６から各超音波ラスタごとに例えばｎ−４
のデータが取り込まれた時点でその超音波ラスタについ
ての４個のデータが読み出され、モニタ７に血流情報を
出力できる。

このように本実施例によれば、流速スイッチ１０により
被検体の対象部位に応じた流速を設定すると、この流速
に対応した順次交互スキャンの交互走査段数が適切に切
換えられるので、この適切な交互走査段数により対象部
位に対する低流速を最適に設定できる。これにより低流
速検出能を向上できるので良好な超音波画像が得られる
。

なお本発明は上述した実施例に限定されるものではない
。上述した実施例で順次交互スキャン方式について説明
したが、これ以外の交互スキャン方式であってもよい。

例えば前記特願昭６２−２０１２４４に開示されている
ように定間隔交互スキャンであっても良い。定間隔交互
スキャンは、ドブラ信号のサンプリング周波数ｆｒを１
／３に下げることができるとともに、データ出力タイミ
ングを一定間隔にして、１フレーム内の時相差を均一化
するものである。このような定間隔交互スキャンでも本
発明は適用できる。また上述した実施例では心臓及び腹
部を設定したが、これらに限定されることなく、その他
の対象部位であってもよい。また走査交互段数として１
段乃至３段を例として説明したがこれらに限定されるこ
となく、例えば１段乃至１０段を設定しても良い。この
ほか本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能
であるのは勿論である。

［発明の効果コ 本発明によれば、流速設定手段により被検体の対象部位
に応じた流速を設定すると、この流速に対応した交互走
査段数が適切に切換えられるので、この適切な交互走査
段数により対象部位に対する低流速を最適に設定できる
。これにより低流速検出能を向上できるので、良好な超
音波画像を得る超音波診断装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る超音波診断装置の一実施例を示す
概略ブロック図、第２図は流速スイッチを示す詳細図、
第３図はスキャンコントローラの制御信号を示すタイミ
ング図、第４図は従来のスキャンパターンを示す概略構
成図、第５図は従来の超音波診断装置の一例を示す概略
構或図、第６図は従来の超音波診断装置による順次交互
スキャン方式を示す概略構成図である。 １・・・超音波探触子、２・・・送受波回路、３ａ・・
・位相検波回路、３ｂ・・・Ｂモード処理部、４・・・
ＣＦＭ，５・・・スキャンコントローラ、６・・・ＤＳ
Ｃ，７・・・モニタ、１０・・・流速スイッチ、１１・
・・ＡＤＣ、１２・・・ディジタルフィルタ、１３・・
・自己相関器、１４・・・流速演算部、１５・・・分散
演算部、１６・・・パワー演算部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被検体に対する超音波送受信を、所定の交互走査段数で
   レート毎に超音波ラスタを変更しながら行ない、これに
   より得られる受波信号からドプラ偏移信号を検出し血流
   情報を得る超音波診断装置において、前記被検体の対象
   部位に応じた流速を設定できる複数の操作手段を有する
   流速設定手段と、この流速設定手段で設定された流速に
   対応して前記所定の交互走査段数を切換える制御手段と
   を具備したことを特徴とする超音波診断装置。