JPH03215255A - Ultrasonic diagnostic apparatus - Google Patents

Ultrasonic diagnostic apparatus

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JPH03215255A
JPH03215255A JP956990A JP956990A JPH03215255A JP H03215255 A JPH03215255 A JP H03215255A JP 956990 A JP956990 A JP 956990A JP 956990 A JP956990 A JP 956990A JP H03215255 A JPH03215255 A JP H03215255A
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Abstract

PURPOSE:To enhance the measuring accuracy of a flow rate and the reliability of the title apparatus by mounting a means calculating a plurality of the beam angles formed by a plurality of different ultrasonic beam directions and a blood flow direction, and an operation means calculating the effective component and ineffective component of blood flow velocity and a blood flow rate from those beam angles and the max. blood flow velocity. CONSTITUTION:By moving an ultrasonic probe 1 along the surface of a living body, the angles theta1, theta2 formed by a blood flow direction and ultrasonic beams are calculated by a controller 10 and an operation circuit 50 calculating the max. flow velocity value of an effective blood flow component wherein an ineffective blood flow component is removed on the basis of the calculated angles and the apparent max. flow velocities at said angles is provided. At first, the Doppler max. velocity of the angle formed by the ultrasonic beam and blood flow in the surface of a living body is detected by an FFT 5C. Next, the ultrasonic probe 1 is moved along the surface of the living body to detect the Doppler max velocity of the angle formed by ultrasonic beam and blood flow. The operation circuit 5D inputs the angles theta1, theta2 from the controller 10 and inputs the max. velocity from the FFT 5C to simultaneously display the effective component, the ineffective component and a blood flow rate and the B-mode image from an envelope detection circuit 4A on a TV monitor 6B.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的コ (産業上の利用分野) 本発明は、心臓内あるいは血管内の血流などの運動する
反射体の速度を検出または測定することができる超音波
診断装置に関する。
Detailed Description of the Invention [Purpose of the Invention (Industrial Application Field) The present invention relates to ultrasonic diagnostics capable of detecting or measuring the speed of a moving reflector such as blood flow within the heart or blood vessels. Regarding equipment.

(従来の技術) 超音波診断装置において、ドプラ血流計測装置は無侵襲
で生体内の血流速度が計測できることから、数々の装置
が開発されている。ここで実用化されているパルスドプ
ラ血流計測装置の1つについて構成及び動作について説
明する。この装置は、生体内の任意の設定点の血流速度
をパルスドプラ法を用いて、非観血的に測定するもので
ある。
(Prior Art) Among ultrasonic diagnostic devices, a number of Doppler blood flow measurement devices have been developed because they can non-invasively measure the blood flow velocity in a living body. Here, the configuration and operation of one of the pulse Doppler blood flow measurement devices that have been put into practical use will be explained. This device non-invasively measures blood flow velocity at any set point within a living body using the pulsed Doppler method.

すなわち、超音波ドプラ法は、超音波が移動物体により
反射されると反射波の周波数が上記物体の移動速度に比
例して偏移する超音波ドプラ効果を利用したものである
。具体的には超音波レートパルスを生体に送波し、その
反射波エコーの位相変化よりドプラ効果による周波数偏
移を得ると、そのエコーを得た深さ位置における移動物
体の運動情報を得ることができる。
That is, the ultrasonic Doppler method utilizes the ultrasonic Doppler effect in which when an ultrasonic wave is reflected by a moving object, the frequency of the reflected wave shifts in proportion to the moving speed of the object. Specifically, by transmitting ultrasonic rate pulses to a living body and obtaining the frequency deviation due to the Doppler effect from the phase change of the reflected wave echo, we can obtain motion information of a moving object at the depth position where the echo was obtained. I can do it.

この超音波ドプラ方法によれば、生体内における位置で
の血流の流れの向き、乱れているか整っているかの流れ
の状態を知ることができる。
According to this ultrasonic Doppler method, it is possible to know the direction of the flow of blood at a position in the living body and the state of the flow, whether it is turbulent or regular.

次にこの超音波診断装置について説明する。まず送受波
回路を駆動して超音波探触子から被検体の生体内の血流
に対して超音波パルスを所定回数繰り返し送波する。そ
うすると、送信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、前記送受波回路は受信周波数f−fc+f
dを受波する。なお周波数fc,fdは次式のようにな
る。
Next, this ultrasonic diagnostic apparatus will be explained. First, the transmitter/receiver circuit is driven to repeatedly transmit ultrasound pulses from the ultrasound probe to the bloodstream within the body of the subject a predetermined number of times. Then, the center frequency fc of the transmitted ultrasound beam is scattered by the flowing blood cells and subjected to Doppler shift, resulting in the frequency fd
The transmitter/receiver circuit changes the reception frequency f−fc+f
d is received. Note that the frequencies fc and fd are as shown in the following equations.

fd−2vcos  θ φ f c/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 この周波数fdは血流速度Vの関数となっていることか
ら、前記ドプラ偏移周波数fdを検出しこれを処理すれ
ば、血流速度Vを得ることができる。
fd-2vcos θ φ f c/C where, V:
Blood flow velocity θ: Angle C between the ultrasound beam and the blood vessel: Sound velocity Since this frequency fd is a function of the blood flow velocity V, if the Doppler shift frequency fd is detected and processed, the blood flow A flow velocity V can be obtained.

また超音波ドプラ法では、第7図に示すように血流速度
の時間的変化のうち、最大血流速V■aXから最大偏移
周波数fdtiaXを求める。また血流速度に対するパ
ワーは第8図に示すようになっている。そして第9図に
示す断層像を用いて血管方向Pと超音波ビーム方向との
なす角度θ及び管径2『を測定する。またレンジゲート
幅を血管に合わせてこの長さをgとすると、2r−1c
osθとなる。
In addition, in the ultrasonic Doppler method, the maximum deviation frequency fdtiaX is determined from the maximum blood flow velocity V■aX among the temporal changes in blood flow velocity, as shown in FIG. Further, the power relative to the blood flow velocity is as shown in FIG. Then, using the tomographic image shown in FIG. 9, the angle θ between the blood vessel direction P and the ultrasound beam direction and the tube diameter 2' are measured. Also, if the range gate width is adjusted to the blood vessel and this length is g, then 2r-1c
It becomes osθ.

さらに臨床上求めたい血流量Qは、 Q−v ●A−vmax /2 争πr2但しvsax
−cafdsax/(2f@cosθ)であり、fは超
音波周波数であり、Cは音速である。ここでCOSθで
角度補正している。
Furthermore, the blood flow Q that is clinically desired is: Q-v A-vmax /2 πr2 However, vsax
−cafdsax/(2f@cosθ), where f is the ultrasound frequency and C is the speed of sound. Here, the angle is corrected by COSθ.

(発明が解決しようとする課題) しかしなから、第10図に示すように角度θが大きくな
ると、これに伴って最大流速値V■aXが角度補正して
いるにもかかわらず、大きな値を示すようになる。これ
がため血流量Qを過大に評価してしまうという問題があ
った。
(Problem to be solved by the invention) However, as shown in Fig. 10, as the angle θ increases, the maximum flow velocity value V It comes to show. This has caused a problem in that the blood flow Q is overestimated.

この原因として乱流成分が影響していることが考えられ
る。第11図及び第12図はこの種の血流の状態を示す
図である。血流には、第11図に示す層流と第12図に
示す乱流との2つの状態がある。前記層流は、 v (x) −vmax  (1 − (x/R) 2
)と表示される。ここでRは管径(半径)である。
The cause of this is thought to be the influence of turbulence components. FIGS. 11 and 12 are diagrams showing this type of blood flow state. Blood flow has two states: laminar flow shown in FIG. 11 and turbulent flow shown in FIG. 12. The laminar flow is v (x) − vmax (1 − (x/R) 2
) is displayed. Here, R is the pipe diameter (radius).

また前記乱流は、 v (x) −vmax  (1 − (x/R) )
 ”。
Moreover, the turbulent flow is v (x) - vmax (1 - (x/R))
”.

と表示される。ここでnはレイノルズ数により変化する
。Rは管径(半径)である。このときの流れはv (x
)方向以外にもある。
is displayed. Here, n changes depending on the Reynolds number. R is the pipe diameter (radius). The flow at this time is v (x
) There are other things besides directions.

次に前記乱流が発生する条件としては、(1)レイノイ
ズ数RDが増加した場合Ro−4Qρ/πDη ここでQは流量 ρは流体密度 Dは管径(直径) ηは流体粘度である。
Next, the conditions for the occurrence of the turbulent flow are: (1) When the Raynoise number RD increases Ro-4Qρ/πDη where Q is the flow rate ρ is the fluid density D is the tube diameter (diameter), and η is the fluid viscosity.

(2)管内の状態が変化した場合 入口領域 曲がった管(2次流の発達) (3)時間が変化した場合 拍動流 が考えられる。(2) When the condition inside the pipe changes entrance area Bent pipe (development of secondary flow) (3) When time changes pulsatile flow is possible.

このように、多くの血管は乱流であるとみなせ、この乱
流により血管に沿った方向の速度成分と、それ以外の方
向の血流成分とが合成されるため、最高流速値V la
Xが見掛け上大きくなっていた。
In this way, many blood vessels can be considered to have turbulent flow, and this turbulence synthesizes the velocity component in the direction along the blood vessel and the blood flow component in other directions, so the maximum flow velocity value V la
X was apparently larger.

また第13図に示すように血流方向への流れをVoとす
る。このV。は流量に寄与する速度であり、管径方向の
位置Xの関数である。また層流時の速度は 前述した如
く VQ mVIaX  (1− (x/R) 2)であり
、乱流時の速度は、 Vo −vmax  (1−x/R) 1′’である。
Further, as shown in FIG. 13, the flow in the blood flow direction is defined as Vo. This V. is the velocity that contributes to the flow rate and is a function of the position X in the pipe radial direction. Further, the velocity during laminar flow is VQ mVIaX (1-(x/R) 2) as described above, and the velocity during turbulent flow is Vo -vmax (1-x/R) 1''.

ここでv waxはv0の最大値である。Here, v wax is the maximum value of v0.

乱流は微小体積内でランダム方向に動く成分vrを流量
に寄与する成分V。から分離して考える。
Turbulent flow includes a component Vr that moves in random directions within a microvolume and a component V that contributes to the flow rate. Think about it separately.

全体的に見ると、速度V。で流れているが、微視的に見
ると、散乱体(赤血球)は任意の動きをしているが、統
計的には釣り合っているので、片寄ったりしない。すな
わちどの角度からもvrの速度で向かってくるものと見
える。
Overall, the speed is V. When viewed microscopically, the scatterers (red blood cells) move arbitrarily, but statistically they are balanced, so they are not biased. In other words, it appears to be coming towards you at a speed of vr from any angle.

したがって、超音波ビーム上でのドプラ検出速度は、第
14図に示すようにV。cosθ十V『となる。そして
これを角度補正すると、Vmax − (V. c o
 sθ十V r ) / c o sθ■V6+Vr/
cosθ となる。すなわち第15図に示すように流量には無効な
成分V『は角度θと共に1 / c o sθで上昇し
ていく。
Therefore, the Doppler detection speed on the ultrasound beam is V as shown in FIG. cos θ 0 V' becomes. Then, when this is corrected for the angle, Vmax − (V. co
sθ V r ) / c o sθ■V6+Vr/
cos θ. That is, as shown in FIG. 15, the component V', which is ineffective for the flow rate, increases at a rate of 1/cos θ as the angle θ increases.

このように角度θが大きくなると、測定値VlaXが大
きな値を示すようになり、流量Qの過大評価を発生した
り、角度が異なった条件下で測定した値との誤差が発生
し再現性が乏しくなっていた。
When the angle θ increases in this way, the measured value VlaX will show a large value, causing an overestimation of the flow rate Q, and an error with the value measured under different angle conditions, resulting in poor reproducibility. It was getting scarce.

そこで本発明の目的は、ビーム角度が大きくなっても、
血流速度の測定誤差を生じることなく、流量計測の精度
を向上し、装置の信頼性を向上する超音波診断装置を提
供することにある。
Therefore, the purpose of the present invention is to
It is an object of the present invention to provide an ultrasonic diagnostic device that improves the accuracy of flow rate measurement and improves the reliability of the device without causing measurement errors in blood flow velocity.

[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、超音波探触子により被検
体に対して超音波を送受波し、これにより得た受波信号
からドプラ信号を抽出し、このドプラ信号に基づき血流
量を計測する超音波診断装置において、異なる超音波ビ
ーム方向と血流方向とのなすビーム角度を複数求める手
段と、この手段で得た各々のビーム角度に対する最大血
流速をそれぞれ検出し、これらビーム角度及び最大血流
速度から血流速の有効成分,無効成分及び前記血流量を
求める演算手段とを具備したことを特徴とする。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems and achieve the objects, the present invention takes the following measures. The present invention is an ultrasonic diagnostic apparatus that transmits and receives ultrasonic waves to and from a subject using an ultrasonic probe, extracts a Doppler signal from the received signal, and measures blood flow based on this Doppler signal. In this method, there is a means for determining a plurality of beam angles formed by different ultrasound beam directions and blood flow directions, and a maximum blood flow velocity for each beam angle obtained by this means is detected, and from these beam angles and maximum blood flow velocity. The present invention is characterized by comprising a calculating means for determining an effective component, an inactive component of blood flow velocity, and the blood flow rate.

(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。異なる超音波ビーム方向と血流方向とのなすビ
ーム角度を複数求め、各々のビーム角度に対する最大血
流速をそれぞれ検出し、演算手段によりこれらビーム角
度及び最大血流速度から血流速の有効成分,無効成分及
び前記血流量を求めるので、ビーム角度が大きくなって
も、血流速度の測定誤差を生ずることなく、血流量計測
の精度を向上することができる。また有効成分,無効成
分などの流れ状態を表示できるので、装置の信頼性を向
上できる。
(Effects) By taking such measures, the following effects are achieved. A plurality of beam angles formed by different ultrasound beam directions and blood flow directions are determined, the maximum blood flow velocity for each beam angle is detected, and the effective component of the blood flow velocity is calculated from these beam angles and maximum blood flow velocity using a calculation means. , the inactive component and the blood flow rate, even if the beam angle becomes large, the accuracy of blood flow measurement can be improved without causing an error in measuring the blood flow velocity. Furthermore, since the flow status of active ingredients, inactive ingredients, etc. can be displayed, the reliability of the device can be improved.

(実施例) 以下本発明の具体的な実施例について説明する。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図はモニタのMラスタ上の任意の観測点
における血流方向とMラスタとのなす角度設定を説明す
るための図、第3図は前記実施例の作用を説明するため
の図である。
(Example) Specific examples of the present invention will be described below. Fig. 1 is a schematic block diagram showing an embodiment of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, and Fig. 2 explains the angle setting between the blood flow direction and the M raster at an arbitrary observation point on the M raster of the monitor. FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the embodiment.

前記第1図に示すように超音波診断装置は、超音波探触
子1、送信系2としてパルス発生器2A,送信遅延回路
2B,パルサ2C,受信系3としてブリアンブ3A,受
信遅延回路3Bを有している。
As shown in FIG. 1, the ultrasonic diagnostic apparatus includes an ultrasonic probe 1, a transmission system 2 including a pulse generator 2A, a transmission delay circuit 2B, and a pulser 2C, and a reception system 3 including a briambe 3A and a reception delay circuit 3B. have.

また前記装置は、Bモード処理系4として包絡線検波回
路4A,ドプラモード処理系として位相検波回路5A,
L/:/ジゲート回路5B,FFT5C,演算回路5D
,表示系6としてDSC6A (ディジタル・スキャン
φコンバータ)  TVモニタ6B,制御系としてコン
トローラ1oを有している。
The device also includes an envelope detection circuit 4A as the B-mode processing system 4, a phase detection circuit 5A as the Doppler mode processing system,
L/:/Digate circuit 5B, FFT5C, arithmetic circuit 5D
, a DSC 6A (digital scan φ converter) and a TV monitor 6B as a display system 6, and a controller 1o as a control system.

超音波探触子1は、複数の超音波振動子(チャンネル)
を併設してなり、第2図に示すセクタ電子走査を行なう
べく、超音波ビームの送波方向が超音波ビーム1パルス
毎に順次扇形に変わるように各々振動子の励振タイミン
グを所望の方向に応じて変化させていく。
The ultrasonic probe 1 has multiple ultrasonic transducers (channels).
In order to perform the sector electronic scanning shown in Fig. 2, the excitation timing of each transducer is set in the desired direction so that the transmission direction of the ultrasonic beam sequentially changes in a fan shape for each pulse of the ultrasonic beam. We will change it accordingly.

すなわちまず、パルス発生器2Aは、図示しないクロッ
クパルスを入力すると、超音波繰り返し周波数に相当す
るレートパルスを発生し送信遅延回路2Bに出力する。
That is, first, when the pulse generator 2A receives a clock pulse (not shown), it generates a rate pulse corresponding to the ultrasonic repetition frequency and outputs it to the transmission delay circuit 2B.

送信遅延回路2Bは、前記超音波探触子1から超音波が
所望の方向に送波すべく、各々のチャンネルごとに所定
の遅延時間を与える。
The transmission delay circuit 2B provides a predetermined delay time for each channel so that the ultrasound probe 1 transmits the ultrasound in a desired direction.

バルサ2Cは、送信遅延回路2Bから出力される遅延さ
れたレートパルスから駆動パルスを生成し、超音波探触
子1の各々の振動子を駆動する。
The balsa 2C generates a drive pulse from the delayed rate pulse output from the transmission delay circuit 2B, and drives each transducer of the ultrasound probe 1.

かくして超音波探触子1は、超音波を発生し、この超音
波を生体表面5を介して生体内へ送波する。この超音波
は生体内の血管及び血管内の血流(主に赤血球)により
一部反射され、そのエコー12号は同一の振動子で受信
される。
Thus, the ultrasound probe 1 generates ultrasound and transmits the ultrasound into the living body via the living body surface 5. This ultrasonic wave is partially reflected by the blood vessels in the living body and the blood flow (mainly red blood cells) in the blood vessels, and its echo No. 12 is received by the same transducer.

ブリアンプ3Aは、前記超音波探触子1から入力するエ
コー信号を増幅した後、このエコー信号を受信遅延回路
3Bに出力する。
The preamplifier 3A amplifies the echo signal input from the ultrasound probe 1, and then outputs this echo signal to the reception delay circuit 3B.

受信遅延回路3Bは前記送信遅延回路2Bで与えた遅延
時間を元に戻すような遅延時間を与え、しかるのち図示
しない加算器により各々チャンネルの信号を合成する。
The reception delay circuit 3B provides a delay time to restore the delay time given by the transmission delay circuit 2B, and then the signals of each channel are combined by an adder (not shown).

そして合成された信号は、包絡線検波回路4A,位相検
波回路5Aに出力される。
The combined signal is then output to an envelope detection circuit 4A and a phase detection circuit 5A.

包路線検波回路4Aは、前記受信遅延回路3Bからの受
信信号を包路線検波し、Bモード像データ(断層像デー
タ)をDSC6Aに出力する。
The envelope detection circuit 4A performs envelope detection on the received signal from the reception delay circuit 3B, and outputs B-mode image data (tomographic image data) to the DSC 6A.

位相検波回路5Aは、受信遅延回路3Bから人力するエ
コー信号と図示しない基準信号とを入力して位相検波し
、位相情報すなわちドプラ信号とクラッタ成分とからな
るドプラ偏移周波数を得る。
The phase detection circuit 5A inputs the manually input echo signal and a reference signal (not shown) from the reception delay circuit 3B, performs phase detection, and obtains phase information, that is, a Doppler shift frequency consisting of a Doppler signal and a clutter component.

そしてこの信号を図示しないA/D変換器でディジタル
信号化し、図示しないフィルタによりクラッタ成分を除
去し、ドプラ信号を得る。
This signal is converted into a digital signal by an A/D converter (not shown), and clutter components are removed by a filter (not shown) to obtain a Doppler signal.

そして生体内の血流が流れている深さの位置だけのドプ
ラ信号を抽出するため、前記ドプラ信号をレンジゲート
回路5Bに入力する。
Then, in order to extract the Doppler signal only at the depth of the blood flow in the living body, the Doppler signal is input to the range gate circuit 5B.

ここで第2図に示すようにモニタ上には、扇形状の断層
像と血流情報とが同時に表示され、血流Sと交差するご
とくラスタMを設定する。また前記交差点付近にはサン
プルボリュームSV(レンジゲート位置)を設定し、中
心Oを中心として回耘するようにマークRを表示する。
Here, as shown in FIG. 2, a fan-shaped tomographic image and blood flow information are displayed simultaneously on the monitor, and a raster M is set so as to intersect with the blood flow S. Further, a sample volume SV (range gate position) is set near the intersection, and a mark R is displayed so as to rotate around the center O.

このマークRは図示しないエンコーダを回転して、中心
0を中心として任意の角度θだけ回転するものとなって
いる。そしてマークRを血流方向と推定してこれに合わ
せることにより、角度θを決定する。
This mark R is rotated by an arbitrary angle θ around the center 0 by rotating an encoder (not shown). Then, the angle θ is determined by estimating the mark R as the blood flow direction and adjusting it to this direction.

またコントローラ10は、前記エンコーダを手動で任意
方向に回転すると、これに連動してマークRを回転させ
その角度θを計算しこの角度を演算回路5Dに出力する
ものとなっている。
Further, when the encoder is manually rotated in an arbitrary direction, the controller 10 rotates the mark R in conjunction with this, calculates the angle θ, and outputs this angle to the arithmetic circuit 5D.

レンジゲート回路5Bは、第2図に示すようにTVモニ
タに表示された任意のラスクM上のサンプリングボリュ
ーム3 y (レンジゲート位置ともいう。)にレンジ
ゲートをかけ、この範囲内のドプラ信号のみを抽出する
As shown in Fig. 2, the range gate circuit 5B applies a range gate to the sampling volume 3y (also referred to as range gate position) on an arbitrary rask M displayed on the TV monitor, and detects only Doppler signals within this range. Extract.

周波数分析器としてのFFT5Cは、レンジゲート回路
5Bからのドプラ信号を周波数解析し血流速度の時間的
な変化を求め最大流速V Waxを求める。
The FFT 5C, which serves as a frequency analyzer, performs frequency analysis on the Doppler signal from the range gate circuit 5B to determine temporal changes in blood flow velocity, thereby determining the maximum flow velocity V Wax.

次に本実施例の特徴とする部分について第3図を参照し
て説明する。本実施例が特徴とするところは、第3図に
示すように生体表面a1に接する超音波探触子1を生体
表面a2に移動させることにより、血流方向と超音波ビ
ームとのなす角度θ1,θ2をコントローラ10により
求め、この角度θ1,θ2とこの角度における見掛け上
の最大流速V maxi, V max2とに基づき無
効な血流成分を除去した有効な血流成分すなわち、真の
最大流速値を求める演算回路5Dを設けた点にある。
Next, the features of this embodiment will be explained with reference to FIG. The feature of this embodiment is that, as shown in FIG. 3, by moving the ultrasound probe 1 in contact with the living body surface a1 to the living body surface a2, the angle θ1 between the blood flow direction and the ultrasound beam is , θ2 are determined by the controller 10, and based on the angles θ1, θ2 and the apparent maximum flow velocities Vmaxi, Vmax2 at these angles, the effective blood flow components are removed, that is, the true maximum flow velocity value. The point is that an arithmetic circuit 5D is provided to obtain the .

すなわちまず、生体表面a1における超音波ビームと血
流とのなす角度θ1におけるドプラ最高速度v max
iを前記FFT5Cにより検出する。次に前記超音波探
触子1を生体態表面a2に移動して超音波ビームと血流
とのなす角度θ2におけるドプラ最高速度v sax2
を検出する。
That is, first, the maximum Doppler velocity v max at the angle θ1 between the ultrasonic beam and the blood flow on the biological surface a1
i is detected by the FFT5C. Next, the ultrasound probe 1 is moved to the biological surface a2, and the maximum Doppler velocity v sax2 at the angle θ2 between the ultrasound beam and the blood flow is
Detect.

そして前記演算回路5Dは、コントローラ10から角度
θ1,θ2を入力し、かつ最高速度をv maxi, 
 v *ax2をFFT5Cから入力し、V■az−v
o+vr/cosθ にそれぞれの値を代入する。そうすると、vsaxl=
v  o +v  r/c  o  s  θ 1vl
aX2−Vo +vr/cosθ2となる。
The arithmetic circuit 5D inputs the angles θ1 and θ2 from the controller 10, and calculates the maximum speed v maxi,
Input v *ax2 from FFT5C, V■az-v
Substitute each value into o+vr/cosθ. Then vsaxl=
v o +v r/c o s θ 1vl
aX2-Vo +vr/cos θ2.

上式を解くと、有効成分V。,無効成分V『はVo″(
vlaxllICOSθ1−VlaX2’eOθ2)/
(COSθ1−cosθ2) vr−eOsθl@COθ2  ( v maxi −
 v wax2)/ (eosθ2−cos′θl) となる。
Solving the above equation yields the active ingredient V. , the invalid component V ``is Vo'' (
vlaxllICOSθ1-VlaX2'eOθ2)/
(COSθ1-cosθ2) vr-eOsθl@COθ2 (v maxi −
v wax2)/(eosθ2−cos′θl).

さらに前記レンジゲート回路5Bにより得られた血管径
2Rを用いて、演算回路5Dは、前記観測点における血
管の断面積Aを A一π『2より算出する。そして演算回路5Dは血流量
Q Q−A−VO/2を得ることができる。
Further, using the blood vessel diameter 2R obtained by the range gate circuit 5B, the calculation circuit 5D calculates the cross-sectional area A of the blood vessel at the observation point from A-π'2. Then, the arithmetic circuit 5D can obtain the blood flow rate QQA-VO/2.

かくして演算回路5Dからの有効成分V。.無効成分V
r,血流量Q及び包絡線検波回路4AからのBモード像
データは、DSC6Aを介してTVモニタ6Bに同時に
表示される。
Thus, the effective component V from the arithmetic circuit 5D. .. Inactive component V
r, blood flow rate Q, and B-mode image data from the envelope detection circuit 4A are simultaneously displayed on the TV monitor 6B via the DSC 6A.

すなわち第6図に示すように血流速度の有効成分V。,
無効成分Vr,血流量Qを同時に表示できる。つまり2
つの角度からそれぞれの最大速度を測定すれば、Vo,
Vrを求めることができる。
That is, as shown in FIG. 6, the effective component V of blood flow velocity. ,
The invalid component Vr and blood flow Q can be displayed simultaneously. In other words, 2
If we measure the maximum velocity from each angle, Vo,
Vr can be found.

これにより血流量計測の精度を向上することができる。This makes it possible to improve the accuracy of blood flow measurement.

また有効成分V。,無効成分vr表示など流れ状態を表
示できるので、装置の信頼性を向上できる。
Also active ingredient V. , the flow status can be displayed, such as the reactive component vr display, so the reliability of the device can be improved.

このように本実施例によれば、有効成分V。,無効成分
V『を分離することができるので、角度依存性がなくな
り、真の血流量を求めることができる。このことから例
えば体表面近くの血管(け頚動脈など)においては、超
音波ビーム角度θが大きいが、流量測定誤差が大きくな
ることなく、真の血流量を求めることができる。
Thus, according to this example, the active ingredient V. , the invalid component V' can be separated, angle dependence is eliminated, and the true blood flow rate can be determined. Therefore, for example, in a blood vessel near the body surface (such as a carotid artery), although the ultrasonic beam angle θ is large, the true blood flow rate can be determined without increasing the flow rate measurement error.

次に本発明の第2の実施例について第4図を参照して説
明する。第2の実施例は、前記超音波探触子1を2分割
し、これら超音波探触子1a,1bによりリアルタイム
で並列的に同時に前記血管からのエコー信号を、超音波
ビームと血流方向とのなす角度α.βで受信するように
したものである。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the second embodiment, the ultrasound probe 1 is divided into two parts, and these ultrasound probes 1a and 1b simultaneously transmit echo signals from the blood vessel in parallel in real time to the ultrasound beam and the blood flow direction. The angle α. It is designed to be received at β.

同図に示すごとく超音波探触子la側には送受波回路2
D,FFT5C1,演算回路5D1が設けられ、この後
には前記DSC6Aが接続されている。また超音波探触
子1bには、受信回路3C,FFT5C2,演算回路5
D2が設けられ、この後には前記DSC6Aが接続され
ている。
As shown in the figure, there is a wave transmitting/receiving circuit 2 on the ultrasonic probe la side.
D, FFT 5C1, and arithmetic circuit 5D1 are provided, and the DSC 6A is connected behind them. The ultrasonic probe 1b also includes a receiving circuit 3C, an FFT 5C2, and an arithmetic circuit 5.
D2 is provided, after which the DSC 6A is connected.

このように構成された装置において、送受波回路2Dか
ら超音波ビームを血流方向に対して角度αで送波し、受
信時には前記送受波回路2Dで血管からの超音波を前記
角度αで受信し、かつこれと同時に受信回路3Cで血管
からの超音波を超音波ビームと血流方向とのなす角度β
で受信する。
In the device configured in this manner, the ultrasonic beam is transmitted from the transceiver circuit 2D at an angle α with respect to the blood flow direction, and when receiving, the ultrasonic beam from the blood vessel is received by the transceiver circuit 2D at the angle α. At the same time, the receiving circuit 3C transmits the ultrasound from the blood vessel to the angle β between the ultrasound beam and the blood flow direction.
Receive at.

さらにそれぞれのエコー信号は、それぞれのFFT5C
1,5C2により最大流速V aaxl.V aax2
を求める。しかるのち、演算回路5Dは前記FFT5C
1,5C2からの最大流速V maxl,V sax2
と角度α,βに基づき、まず角度θ1−α 角度θ2−(α十β)/2 を求め、 前記第1の実施例における式を用いて、血流速度の有効
成分V。及び無効成分V『を求め、さらには血流量Qを
求めることができる。つまり2つの角度からそれぞれの
最大速度を測定すれば、v0,vrを求めることができ
る。これにより血流量計測の精度を向上することができ
る。また有効成分vO r無効成分vr表示など流れ状
態を表示できるので、装置の信頼性を向上できる。
Furthermore, each echo signal is processed by each FFT5C
1,5C2 allows the maximum flow rate V aaxl. V aax2
seek. After that, the arithmetic circuit 5D performs the FFT 5C.
Maximum flow velocity V maxl, V sax2 from 1,5C2
Based on the angles α and β, the angle θ1−α and the angle θ2−(α+β)/2 are first determined, and the effective component V of the blood flow velocity is calculated using the formula in the first embodiment. and the inactive component V' can be determined, and furthermore, the blood flow Q can be determined. In other words, by measuring the respective maximum velocities from two angles, v0 and vr can be determined. Thereby, the accuracy of blood flow measurement can be improved. Furthermore, since the flow status can be displayed, such as by displaying the active component vO r and the inactive component vr, the reliability of the device can be improved.

次に本発明の第3の実施例を第5図を参照して説明する
。本実施例は、前記第2の実施例を変形したものであり
、送信回路2E,受信回路3C,3Dを備えてリアルタ
イムでエコー信号を並列同時受信するようにしたもので
ある。受信回路3Cには、FFT5C2.演算回路5D
が接続され、受信回路3DにはFFT5C1,演算回路
5Dが接続されている。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment is a modification of the second embodiment, and includes a transmitting circuit 2E and receiving circuits 3C and 3D to receive echo signals in parallel and simultaneously in real time. The receiving circuit 3C includes FFT5C2. Arithmetic circuit 5D
is connected to the receiving circuit 3D, and an FFT 5C1 and an arithmetic circuit 5D are connected to the receiving circuit 3D.

このように構成された装置において、送信回路2Eから
超音波ビームを血流方向に対して角度θ0で送波し、受
信時には前記受信回路3Dで血管からの超音波を前記角
度α,で受信し、かつこれと同時に受信回路3Cで血管
からの超音波を超音波ビームと血流方向とのなす角度β
で受信する。
In the device configured in this way, the transmitting circuit 2E transmits an ultrasound beam at an angle θ0 with respect to the blood flow direction, and upon reception, the receiving circuit 3D receives the ultrasound beam from the blood vessel at the angle α. , and at the same time, the receiving circuit 3C receives the ultrasonic waves from the blood vessel at the angle β between the ultrasonic beam and the blood flow direction.
Receive at.

さらにそれぞれのエコー信号は、それぞれのFFT5C
1,5C2により最大流速V saxl,V max2
を求める。しかるのち、演算回路5Dは前記FFT5C
1,5C2からの最大流速Vsaxl,V sax2と
角度α.βに基づき、まず角度θ1−(θ0+α)/2 角度θ2−(θ0+β)/2 を求め、 前記第1の実施例における式を用いて、血流速度の有効
成分v0及び無効成分Vrを求め、さらには血流ffi
Qを求めることができる。つまり2つの角度からそれぞ
れの最大速度を測定すれば、vO rvrを求めること
ができる。これにより血流量計測の精度を向上すること
ができる。また有効成分vO +無効成分V『表示など
流れ状態を表示できるので、装置の信頼性を向上できる
Furthermore, each echo signal is processed by each FFT5C
Maximum flow velocity V saxl, V max2 due to 1,5C2
seek. After that, the arithmetic circuit 5D performs the FFT 5C.
Maximum flow velocity Vsaxl, Vsax2 from 1,5C2 and angle α. Based on β, first find the angle θ1-(θ0+α)/2 and the angle θ2-(θ0+β)/2, then use the formula in the first embodiment to find the effective component v0 and the invalid component Vr of the blood flow velocity, Furthermore, blood flow ffi
Q can be found. In other words, vO rvr can be determined by measuring the respective maximum velocities from two angles. Thereby, the accuracy of blood flow measurement can be improved. In addition, the reliability of the device can be improved because the flow status can be displayed, such as by displaying "active component vO + inactive component V".

このように本実施例によれば、異なる超音波ビーム方向
と血流方向とのなすビーム角度を2つ求め、各々のビー
ム角度に対する最大血流速をそれぞれ検出し、これらビ
ーム角度及び最大血流速度から血流速の有効成分.無効
成分及び前記血流量を求めるので、例えば血流を乱流状
態とし、有効成分■。,無効成分vrとすると、検出さ
れる最大速度vmax(角度補正後)は、 v@:1x−vo+v r/c o sθと表せる。つ
まり2つの角度からそれぞれの最大速度を測定すれば、
v,),vrを求めることができる。これにより血流量
計測の精度を向上することができる。
In this way, according to this embodiment, two beam angles formed by different ultrasound beam directions and blood flow directions are determined, the maximum blood flow velocity for each beam angle is detected, and these beam angles and maximum blood flow Effective component of blood flow velocity from velocity. Since the inactive component and the blood flow rate are determined, for example, the blood flow is made to be in a turbulent state, and the active component (2) is determined. , a reactive component vr, the detected maximum speed vmax (after angle correction) can be expressed as v@:1x-vo+v r/co s θ. In other words, if you measure the maximum speed from two angles,
v, ), vr can be obtained. Thereby, the accuracy of blood flow measurement can be improved.

なお本発明は上述した実施例に限定されるものではなく
、本発明の要旨を逸脱しない範囲で覆々変形実施可能で
あるのは勿論である。
It should be noted that the present invention is not limited to the embodiments described above, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

[発明の効果] 本発明によれば、異なる超音波ビーム方向と血流方向と
のなすビーム角度を複数求め、各々のビーム角度に対す
る最大血流速をそれぞれ検出し、演算手段によりこれら
ビーム角度及び最大血流速度から血流速の有効成分,無
効成分及び前記血流量を求めるので、ビーム角度が大き
くなっても、血流速度の測定誤差を生ずることなく、血
流量計測の精度を向上することができる。また有効成分
,無効成分などの流れ状態を表示できるので、装置の信
頼性を向上し得る超音波診断装置を提供できる。
[Effects of the Invention] According to the present invention, a plurality of beam angles formed by different ultrasound beam directions and blood flow directions are determined, the maximum blood flow velocity for each beam angle is detected, and these beam angles and Since the effective component, the ineffective component, and the blood flow rate of the blood flow velocity are determined from the maximum blood flow velocity, even if the beam angle becomes large, there will be no measurement error in the blood flow velocity, and the accuracy of blood flow measurement can be improved. I can do it. Furthermore, since the flow state of active ingredients, ineffective ingredients, etc. can be displayed, it is possible to provide an ultrasonic diagnostic device that can improve the reliability of the device.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

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図及び第3図は第1図に示す装置
の作用を説明するための図、第4図は本発明の第2の実
施例を示す概略ブロック図、第5図は本発明の第3の実
施例を示す概略ブロック図、第6図はモニタ上に表示さ
れる血流速度の有効成分.無効成分,血流量を示す図、
第7図乃至第15図は従来の超音波診断装置による血流
速度のビーム角度に対する上昇変化を説明するための図
である。 1・・・超音波探触子、2A・・・パルス発生器、2B
・・・送信遅延回路、2C・・・パルサ、2D・・・送
受波回路、2E・・・送信回路、3A・・・ブリアンプ
、3B・・・受信遅延回路、3C,3D・・・受信回路
、4A・・・包絡線検波回路、5A・・・位相検波回路
、5B・・・レンジゲート回路、5C,5C1.5C2
・・・FFT,5D・・・演算回路、6A・・・DSC
,6B・・・TVモ二夕、10・・・コントローラ。
FIG. 1 is a schematic block diagram showing an embodiment of the ultrasonic diagnostic device according to the present invention, FIGS. 2 and 3 are diagrams for explaining the operation of the device shown in FIG. 1, and FIG. FIG. 5 is a schematic block diagram showing a second embodiment of the invention, FIG. 5 is a schematic block diagram showing a third embodiment of the invention, and FIG. 6 shows an active component of blood flow velocity displayed on a monitor. Diagram showing ineffective components and blood flow,
FIG. 7 to FIG. 15 are diagrams for explaining an upward change in blood flow velocity with respect to a beam angle in a conventional ultrasonic diagnostic apparatus. 1... Ultrasonic probe, 2A... Pulse generator, 2B
...Transmission delay circuit, 2C...Pulser, 2D...Transmission/reception circuit, 2E...Transmission circuit, 3A...Brieamp, 3B...Reception delay circuit, 3C, 3D...Reception circuit , 4A... Envelope detection circuit, 5A... Phase detection circuit, 5B... Range gate circuit, 5C, 5C1.5C2
...FFT, 5D... Arithmetic circuit, 6A... DSC
, 6B...TV monitor, 10...controller.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  超音波探触子により被検体に対して超音波を送受波し
、これにより得た受波信号からドプラ信号を抽出し、こ
のドプラ信号に基づき血流量を計測する超音波診断装置
において、異なる超音波ビーム方向と血流方向とのなす
ビーム角度を複数求める手段と、この手段で得た各々の
ビーム角度に対する最大血流速をそれぞれ検出し、これ
らビーム角度及び最大血流速度から血流速の有効成分、
無効成分及び前記血流量を求める演算手段とを具備した
ことを特徴とする超音波診断装置。
Ultrasonic diagnostic equipment transmits and receives ultrasound waves to and from a subject using an ultrasound probe, extracts a Doppler signal from the received signal, and measures blood flow based on this Doppler signal. A means for determining a plurality of beam angles formed by the sound wave beam direction and the blood flow direction, and a maximum blood flow velocity for each beam angle obtained by this means are respectively detected, and the blood flow velocity is calculated from these beam angles and maximum blood flow velocity. active ingredient,
An ultrasonic diagnostic apparatus characterized by comprising a calculating means for determining an ineffective component and the blood flow rate.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006055493A (en) * 2004-08-23 2006-03-02 Toshiba Corp Ultrasonic diagnostic equipment and medical image analyzer
JP2011010789A (en) * 2009-07-01 2011-01-20 Aloka Co Ltd Ultrasonic diagnostic equipment

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