JPH03244444A - Ultrasonic doppler diagnostic device - Google Patents

Ultrasonic doppler diagnostic device

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JPH03244444A
JPH03244444A JP2041728A JP4172890A JPH03244444A JP H03244444 A JPH03244444 A JP H03244444A JP 2041728 A JP2041728 A JP 2041728A JP 4172890 A JP4172890 A JP 4172890A JP H03244444 A JPH03244444 A JP H03244444A
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JP
Japan
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signal
angle
tangential velocity
flow path
section
Prior art date
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Application number
JP2041728A
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Japanese (ja)
Inventor
Takashi Okada
孝 岡田
Takemitsu Harada
烈光 原田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Aloka Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH03244444A publication Critical patent/JPH03244444A/en
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Abstract

PURPOSE:To measure accurate rate of flow through computation with the section area of a flow path by computing the tangential speed from speed distribution of two reception signals having minute deflection angle difference, and using this tangential speed computed to the mentioned computation with the section area of flow path. CONSTITUTION:Transmission and reception of waves in sector scanning are made with two ultrasonic beams having a certain angle difference in the beam direction, and a tangential speed computing device 14 subjects two reflex signals to complex correlational computation, and on No.1 ultrasonic beam axis, the velocity component Vti in the sector scan arc tangential direction perpendicular to the beam axis is determined, and the mean tangential speed signal Vt=SIGMAVti/N is determined from the data number N thus obtained. A flow path section area setting device 16 sets the flow path section area Sc where a motion reflex body on the ultasonic beam axis exists, and the angle theta formed to the ultrasonic beam axis is set relation to the flow path by an angle setting device 18 and the section area signal corresponding to the section in question, and thus an angle signal sintheta corresponding to the current angle is obtained. A flow rate computing device 20 computes the tangential speed signal Vt and area S=Sc X sintheta obtained by multiplying the flow path section with the angle are computed from the above-mentioned tangential speed signal Vt, section area signal, and angle signal sintheta, thus accurate rate of flow Q=S X Vt is determined.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明は医用超音波ドプラ診断装置、特に生体内部の例
えば、心臓内血流或いは冠動脈血流などの運動する反射
体の血流検出、血流速度、血流量などを良好に測定する
超音波ドプラ診断装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention is a medical ultrasonic Doppler diagnostic device, particularly for detecting blood flow in a moving reflector such as intracardiac blood flow or coronary artery blood flow inside a living body, The present invention relates to an ultrasonic Doppler diagnostic device that satisfactorily measures flow velocity, blood flow, etc.

[従来の技術] 医療分野において、被検体内の運動反射体、例えば心臓
等の臓器、循環器及び血管内の血流、体液流又は心筋な
どの運動反射体の速度を測定する超音波パルスドプラ法
が実用化されており、この種の超音波ドプラ診断装置は
、従来より超音波ビームの送受波を行って被検体内の運
動反射体からの反射エコーの周波数偏移に基づいて運動
反射体の速度を検出している。
[Prior Art] In the medical field, the ultrasonic pulsed Doppler method is used to measure the velocity of motion reflectors within a subject, such as organs such as the heart, blood flow in the circulatory system and blood vessels, body fluid flow, or the heart muscle. has been put into practical use, and this type of ultrasonic Doppler diagnostic equipment conventionally sends and receives ultrasound beams and detects moving reflectors based on the frequency shift of the reflected echo from the moving reflector within the subject. Detecting speed.

そして、運動反射体の速度は、Bモード或いはMモード
表示にてCRT画面上に表示され、画像診断に有効な情
報を提供することができる。
The velocity of the motion reflector is then displayed on the CRT screen in B mode or M mode display, making it possible to provide information useful for image diagnosis.

すなわち、一定の繰返し周期の超音波ビームを例えば、
被検体内の血管に放射して運動する反射体からの反射波
を受信し、この反射波に基づいて運動反射体の速度Vを
測定すると共に、該血管と超音波ビーム軸との成す角度
θ及び血管半径rを求めことができる。
That is, for example, if an ultrasound beam with a constant repetition period is
The reflected wave from the moving reflector is received by the blood vessel inside the subject, and the velocity V of the moving reflector is measured based on this reflected wave, and the angle θ between the blood vessel and the ultrasound beam axis is measured. and the blood vessel radius r can be determined.

そして、これらの運動反射体の速度V、血管半径r、角
度θから演算により、血管内の流量Qを求めることが行
われている。
Then, the flow rate Q in the blood vessel is determined by calculation from the velocity V of these motion reflectors, the radius r of the blood vessel, and the angle θ.

従来技術の流量を求める基本原理の説明すなわち、具体
的な血管内の流量Qの算出方法の原理は、−例として第
7図に示すように血管の断面を円形とした場合、血管内
の各点における超音波ビーム軸方向の速度成分Vriと
、前記血管と超音波ビーム軸との成す角度θと、血管半
径rとすれば、血流量Qは以下に示す数式により演算し
て求めることができる。
Explanation of the basic principle of calculating the flow rate in the prior art, that is, the principle of the calculation method of the flow rate Q in a blood vessel is as follows: - As an example, when the cross section of the blood vessel is circular as shown in FIG. If the velocity component Vri in the ultrasound beam axis direction at a point, the angle θ formed between the blood vessel and the ultrasound beam axis, and the blood vessel radius r are given, the blood flow Q can be calculated using the following formula. .

すなわち、第7図の如く血管内の各点におけるビーム軸
方向に平行な速度成分Vri、その血管内のVrのビー
ム軸上の平均値を<Vr>とすると次式で表される。
That is, as shown in FIG. 7, if the velocity component Vri parallel to the beam axis direction at each point within the blood vessel and the average value of Vr within the blood vessel on the beam axis is <Vr>, it is expressed by the following equation.

<Vr>−(1/N)XΣVri   −(1)但し、
Nは、前記Vriのデータ数である。
<Vr>-(1/N)XΣVri-(1) However,
N is the number of data of the Vri.

ここで、血管に対して平行な流速■、その平均流速を<
V>とすれば、 <V>−<Vr>/cosθ で表される。
Here, the flow velocity parallel to the blood vessel ■, and its average flow velocity <
V>, it is expressed as <V>-<Vr>/cosθ.

従って、前記血流量Qは、次式で表される。Therefore, the blood flow rate Q is expressed by the following equation.

Q−<V>XπX r2 −<V r >X (1/ c o sθ)×π×r2
・・・ (2) もちろん、この(2)式では、πX r 2  は血管
の断面積であり、断面の各点のビーム方向速度Vriを
N個測定し、そのN個で割った速度平均値<Vr>と該
πx r 2  とを乗算して流量Qを求めている。
Q-<V>XπX r2 -<V r >X (1/cosθ)×π×r2
... (2) Of course, in this equation (2), πX r 2 is the cross-sectional area of the blood vessel, and the velocity average value obtained by measuring N beam direction velocities Vri at each point on the cross section and dividing by the N values. The flow rate Q is determined by multiplying <Vr> by the πx r 2 .

以上のようにして、従来の超音波ドプラ診断装置では、
上式の(1)、(2)式の演算式に基づいて各種の演算
回路などにより血流量Qが算出され、これによって、血
流量の測定が行われている。
As described above, with conventional ultrasound Doppler diagnostic equipment,
The blood flow Q is calculated by various calculation circuits based on the above equations (1) and (2), and thereby the blood flow is measured.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、このような従来の超音波ドプラ診断装置
では、前記(2)式による血流量の測定は血管に対して
平行な流速のみの血流量の測定しか正確に測定できない
という問題があった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in such conventional ultrasonic Doppler diagnostic devices, the blood flow can only be accurately measured using the equation (2) above at a flow velocity parallel to the blood vessel. There was a problem that it could not be measured.

すなわち、第7図に示すように前記(2)式におイテ、
平行な流速を<Vr>X (1/cosθ)として求め
ているが、この血流が血管に対して平行でない場合には
、例えば第7図に示すようにビーム軸と血流の流れる方
向との成す角度θ−とすれば、前記<Vr>に(1/ 
c o sθ)を乗じて血管に平行な流れの速度成分を
求めようとしても角度θ≠θ′のため、この角度差によ
る流量誤差か生じ正確な血流ff1Qを測定することが
できない従って、この様な角度θ′を成す方向の平行で
ない流れの場合には、正確な血流量を求めることができ
なかった。
That is, as shown in FIG. 7, if the equation (2) is satisfied,
The parallel flow velocity is determined as <Vr> If the angle θ- formed by the above <Vr> is (1/
Even if an attempt is made to find the velocity component of the flow parallel to the blood vessel by multiplying it by (cos θ), since the angle θ≠θ', there will be a flow rate error due to this angular difference, making it impossible to accurately measure the blood flow ff1Q. In the case of non-parallel flows in directions forming different angles θ', it was not possible to accurately determine the blood flow rate.

発明の目的 本発明は上記従来の課題に鑑み成されたものであり、そ
の目的は、接線速度と血管径などの流路断面とを求め、
接線速度と流路断面積との乗算から正確な流量を測定す
る超音波ドプラ診断装置を提供することにある。
Purpose of the Invention The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and its purpose is to obtain the tangential velocity and the cross section of the flow path such as the diameter of the blood vessel,
An object of the present invention is to provide an ultrasonic Doppler diagnostic device that accurately measures a flow rate by multiplying the tangential velocity and the cross-sectional area of the flow path.

[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するために本発明によれば、定の送信繰
り返し周期の超音波ビームを被検体の流路にセクタ走査
で送受波し、その反射信号を受信して運動反射体の速度
を検出する超音波ドプラ診断装置において、前記セクタ
走査の送受波はビーム方向に所定の角度差を有する第1
、第2の超音波ビームで行われ、該第1の超音波ビーム
方向の反射信号と第2の超音波ビーム方向の反射信号と
を入力し、両反射信号を複素相関演算して前記第1の超
音波ビーム軸上にビーム軸に対して垂直なセクタ走査円
弧接線方向の速度成分Vtiを求め、この成分から接線
速度信号Vtを出力する接線速度演算器と、前記超音波
ビーム軸上の運動反射体の存在する流路断面Scを設定
しその断面に対応した断面積信号を出力する流路断面設
定器と、前記流路に対して前記超音波ビーム軸の成す角
度θを設定し該設定角度に対応した角度信号sinθを
出力する角度設定器と、前記断面積信号と角度信号si
nθとを入力し前記流路断面と前記角度とを乗算した面
積S−3cXs i nθと前記接線速度信号Vtとを
演算し流量g−sxvtを求める流量演算器とを有する
ことを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, according to the present invention, an ultrasonic beam with a fixed transmission repetition period is transmitted and received in a sector scanning manner in a flow path of a subject, and the reflected signal is received. In an ultrasonic Doppler diagnostic apparatus that detects the velocity of a motion reflector, the transmitted and received waves of the sector scanning are transmitted and received at a first beam direction having a predetermined angular difference in the beam direction.
, is carried out using a second ultrasonic beam, inputs a reflected signal in the first ultrasonic beam direction and a reflected signal in the second ultrasonic beam direction, calculates a complex correlation between both reflected signals, and performs a complex correlation calculation on the first ultrasonic beam. a tangential velocity calculator that calculates a velocity component Vti in the tangential direction of a sector scanning arc perpendicular to the beam axis on the ultrasound beam axis and outputs a tangential velocity signal Vt from this component; A flow path cross section setting device that sets a flow path cross section Sc in which a reflector exists and outputs a cross section signal corresponding to the cross section; and a flow path cross section setting device that sets an angle θ formed by the ultrasound beam axis with respect to the flow path. an angle setting device that outputs an angle signal sin θ corresponding to the angle, and the cross-sectional area signal and the angle signal si.
nθ, and calculates the area S-3cXs inθ multiplied by the flow path cross section and the angle and the tangential velocity signal Vt to obtain the flow rate g-sxvt.

また、前記接線速度演算器は、前記反射信号を入力して
送信繰り返し周期の整数倍の時間だけ遅延させた遅延信
号を出力する遅延器と入力される前記反射信号と前記遅
延信号とを乗算した後加算演算する演算器とから構成さ
れた自己相関回路からなり、前記流路断面設定器及び角
度設定器は、それぞれカウンタ回路からなることを特徴
とする。
Further, the tangential velocity calculator includes a delay device that inputs the reflected signal and outputs a delayed signal delayed by an integral multiple of a transmission repetition period, and multiplies the inputted reflected signal and the delayed signal. The flow path cross section setting device and the angle setting device each include a counter circuit.

更に前記流量演算器は、前記接線速度信号Vtと前記断
面積信号とを入力し、ビーム軸上の接線速度の平均値を
求め、平均接線速度信号<Vt>を出力する平均化回路
と、前記流路断面信号と前記角度信号sinθとを入力
し、運動反射体の運動する方向に対する断面積S=Sc
×sinθを演算し、面積値Sを出力する面積演算器と
、この面積値Sと前記接線速度信号<Vt>とを乗算し
て流量値Q−8X<Vt>を算出する乗算器とから構成
されることを特徴とする。
Furthermore, the flow rate calculator includes an averaging circuit that inputs the tangential velocity signal Vt and the cross-sectional area signal, calculates an average value of tangential velocities on the beam axis, and outputs an average tangential velocity signal <Vt>; Input the channel cross-sectional signal and the angle signal sinθ, and calculate the cross-sectional area S=Sc in the direction in which the motion reflector moves.
Consisting of an area calculator that calculates ×sinθ and outputs an area value S, and a multiplier that calculates a flow rate value Q-8X<Vt> by multiplying this area value S and the tangential velocity signal <Vt>. It is characterized by being

[作用コ 以上のような構成としたので本発明の超音波ドプラ診断
装置によれば、一定の送信繰り返し周期の超音波ビーム
を被検体の流路にセクタ走査で送受波し、その流路から
の反射信号を受信する。
[Operations] With the above-described configuration, the ultrasonic Doppler diagnostic apparatus of the present invention transmits and receives an ultrasound beam with a constant transmission repetition period to and from the flow path of the subject by sector scanning. receive the reflected signal.

この反射受信信号は、ビーム方向に所定の角度差を有す
る第1の超音波ビーム方向の反射信号と第2の超音波ビ
ーム方向の反射信号であるセクタ走査の送受波で得られ
る。
This reflected reception signal is obtained by transmitting and receiving waves in sector scanning, which are a reflected signal in the first ultrasonic beam direction and a reflected signal in the second ultrasonic beam direction, which have a predetermined angular difference in the beam direction.

従って、両反射信号を複素相関演算することにより、前
記第1の超音波ビーム軸上にビーム軸に対して垂直なセ
クタ走査円弧接線方向の速度成分Vtiを求め、このV
tiのデータ数Nから平均接線速度信号<Vt>−ΣV
ti/Nを求めることができる。
Therefore, by performing a complex correlation calculation on both reflected signals, a velocity component Vti in the sector scanning arc tangential direction perpendicular to the beam axis is obtained on the first ultrasound beam axis, and this V
From the data number N of ti, the average tangential velocity signal <Vt> - ΣV
ti/N can be found.

ここで、流路断面とビーム軸の成す角度とを予め設定し
ておき、前記超音波ビーム軸上の運動反射体の存在する
流路断面R又は流路の半径rに対応した断面積信号Sc
−πX (R/2) 2又はπ×(r/siHθ)2と
、前記流路に対して前記超音波ビーム軸の成す角度θに
対応した角度信号sinθとを得ることができる。
Here, the angle formed by the channel cross section and the beam axis is set in advance, and a cross-sectional area signal Sc corresponding to the channel section R where the motion reflector exists on the ultrasonic beam axis or the radius r of the channel
−πX (R/2) 2 or π×(r/siHθ)2 and an angle signal sin θ corresponding to the angle θ formed by the ultrasound beam axis with respect to the flow path can be obtained.

この結果、前記接線速度信号<Vt>と前記断面積信号
と角度信号sinθとを入力し、前記流路断面と前記角
度とを乗算した面積S−ScXsinθと前記接線速度
信号<Vt>とを演算し、流量Q−8X<Vt>、すな
わち、流量Q−<Vt>×πX (R/2) 2xsi
nθ 又は<vt >XπX (r/s i nθ)2
を求めることが可能となる。
As a result, the tangential velocity signal <Vt>, the cross-sectional area signal, and the angle signal sinθ are input, and the area S−ScXsinθ, which is the product of the channel cross section and the angle, and the tangential velocity signal <Vt> are calculated. Then, the flow rate Q-8X<Vt>, that is, the flow rate Q-<Vt>×πX (R/2) 2xsi
nθ or <vt >XπX (r/s i nθ)2
It becomes possible to find.

これにより、本発明は、前記超音波ビーム軸に対し垂直
な接線速度成分に基づいて、平均接線速度を演算で求め
、運動反射体の流路断面における流量を流速の方向に影
響されず、簡単にかつ高精度に測定することが可能とな
る。
Accordingly, the present invention calculates the average tangential velocity based on the tangential velocity component perpendicular to the ultrasound beam axis, and easily calculates the flow rate in the flow path cross section of the motion reflector without being influenced by the direction of the flow velocity. This makes it possible to measure quickly and with high precision.

[実施例] 以下、図面に基いて本発明の好適な実施例を説明する。[Example] Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described based on the drawings.

第1図は、本発明に係る超音波ドプラ診断装置の概略構
成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an ultrasonic Doppler diagnostic apparatus according to the present invention.

本発明において特徴的なことは、超音波ビーム方向に対
して垂直な接線速度成分を求め、この速度成分と超音波
ビーム軸上の運動反射体の存在する領域とから流量を求
めることにある。
A characteristic feature of the present invention is that a tangential velocity component perpendicular to the ultrasound beam direction is determined, and the flow rate is determined from this velocity component and the region where the motion reflector is present on the ultrasound beam axis.

以下、第6図に示されている本発明の原理図に基づいて
数式を用いてその基本原理を説明する。
The basic principle of the present invention will be explained below using mathematical formulas based on the principle diagram of the present invention shown in FIG.

なお、前述した第7図に示す従来例との同−記号及び数
式には説明を省略する。
Note that explanations of the same symbols and formulas as in the conventional example shown in FIG. 7 will be omitted.

第6図に示すように、血管内の各点における接線速度V
t t、超音波ビームが血管を横切る長さをR1血管の
半径をr、血管に平行な流速の平均値を<V>、流路断
面Scとすると、血流量Qは、次式のようになる。
As shown in FIG. 6, the tangential velocity V at each point in the blood vessel
t t, the length that the ultrasound beam crosses the blood vessel is R1, the radius of the blood vessel is r, the average flow velocity parallel to the blood vessel is <V>, and the flow path cross section Sc, then the blood flow Q is calculated as follows: Become.

(血流量)Q−<v>XffXr2   −(3)ここ
で、血管半径rは、 r= (R/2)Xs i nθ であるので、血流量Qは、 Q−<V>xπx  ((R/2) X s i nθ
)2・・・ (4) ここで、接線速度の平均値<Vt>は、前記血管に平行
な流速の平均値を<V>と次式のような関係にある。
(Blood flow) Q-<v>XffXr2 - (3) Here, the blood vessel radius r is r= (R/2)Xs inθ, so the blood flow Q is Q-<V>xπx ((R /2) X sinθ
)2... (4) Here, the average value of tangential velocity <Vt> has a relationship with the average value of flow velocity parallel to the blood vessel <V> as shown in the following equation.

<vt>−<V>Xs inθ    −(5)従って
、前記(4)式は、上記(5)式から、Q−<vt>x
scxs inθ    −(5°)Q−<Vt>Xπ
X (R/2) 2X5 inθ・・・ (6) となる。
<vt>-<V>Xs inθ - (5) Therefore, from the above equation (5), the above equation (4)
scxs inθ − (5°)Q−<Vt>Xπ
X (R/2) 2X5 inθ... (6)

なお、くvt〉は、前記(1)式に基づいて、<vt 
>−(1/N)X):Vt i    −・−(7)で
表される。
Note that <vt> is based on the above formula (1),
>−(1/N)X): Vt i −·−(7).

従って、前記(4)式を演算することにより、血流の流
れの方向を補正すること無く正確に血管内の血流量Qを
求めることができる。
Therefore, by calculating the above equation (4), the blood flow rate Q in the blood vessel can be accurately determined without correcting the direction of the blood flow.

ここで、前記(6)式は超音波ビームの血管を横切る長
さRで示したが、血管半径rで示せば、R−Dとして、
D/2Xsinθ−r 従って、D−2r/sinθとなり、これを前記(6)
式に代入すれば、次式のようになる。
Here, the above equation (6) is expressed by the length R of the ultrasonic beam across the blood vessel, but if expressed by the blood vessel radius r, then R-D is expressed as
D/2Xsinθ-r Therefore, D-2r/sinθ, which can be converted to the above (6)
Substituting into the formula, we get the following formula.

Q−<vt>xscxs inθ −<Vt>XπX (D/2) 2Xs i nθ−<
vt )xπx (r/s i nθ)2Xsinθ・
・・ (8) となる。
Q-<vt>xscxs inθ-<Vt>XπX (D/2) 2Xs inθ-<
vt )xπx (r/s inθ)2Xsinθ・
... (8) becomes.

以上のように、この原理によれば、容易に流量Qが求め
られることになり、心臓等の拍動流の場合には、例えば
心電図のR波とR波の時間での流量を積分することによ
り心拍出量を求めることが可能となる。
As described above, according to this principle, the flow rate Q can be easily obtained, and in the case of pulsatile flow in the heart, for example, the flow rate can be integrated between the R waves of the electrocardiogram and the time of the R waves. This makes it possible to determine the cardiac output.

本実施例の具体的な回路構成、動作の説明法に、前述し
た本実施例の基本原理に基づいて第1図の概略構成及び
その動作を第2図〜第5図具体的な回路構成を用いて詳
細に説明する。
To explain the specific circuit configuration and operation of this embodiment, based on the basic principle of this embodiment described above, the schematic configuration and operation of FIG. This will be explained in detail using

第1図において、本実施例の超音波ドプラ診断装置は、
送受信部10及び動径速度演算部12と、本発明の特徴
的な接線速度演算部14、流路断面設定器16、角度設
定器18、流量演算器20とから主要な回路で構成され
ている。
In FIG. 1, the ultrasound Doppler diagnostic apparatus of this embodiment is as follows:
Main circuits include a transmitting/receiving section 10, a radial velocity computing section 12, a tangential velocity computing section 14, a channel cross section setting device 16, an angle setting device 18, and a flow rate computing device 20, which are characteristic of the present invention. .

すなわち、前記送受信部10から安定した高周波信号を
発生する送受波器10Aは、図示しない走査制御器を介
してセクタ走査により該高周波信号を出力する。
That is, the transceiver 10A that generates a stable high frequency signal from the transmitter/receiver section 10 outputs the high frequency signal by sector scanning via a scan controller (not shown).

これは、周知の如く送信用超音波パルス波の送信周波数
信号(3MHz)10aをプローブ10已に出力してい
る。これにより、前記プローブ10Bが一定の送信繰り
返し周期の超音波ビームを例えば、複数回送信して被検
体11内からの反射信号10bを該プローブIOBを介
して前記送受波器10Aで受信する。
As is well known, a transmission frequency signal (3 MHz) 10a of an ultrasonic pulse wave for transmission is output to the probe 10. As a result, the probe 10B transmits an ultrasound beam with a constant transmission repetition period, for example, multiple times, and the reflected signal 10b from within the subject 11 is received by the transducer 10A via the probe IOB.

これにより、周知のドプラ効果による所望被検部位から
の反射波が前記プローブIOBを介して電気信号に変換
され前記送受信器10Aで受信されることとなる。
Thereby, the reflected wave from the desired test site due to the well-known Doppler effect is converted into an electrical signal via the probe IOB and received by the transceiver 10A.

具体的には、第6.7図に示すように超音波ビームを放
射すれば、該ビーム軸上の各点において、例えば、a、
b、c、・・・・・・の第1の超音波ビーム方向の反射
波が得られる(このa−Nまでの各点のデータをデータ
数Nとする)。
Specifically, if an ultrasonic beam is emitted as shown in Figure 6.7, at each point on the beam axis, for example, a,
Reflected waves in the first ultrasonic beam direction of b, c, .

この場合、超音波パルス波を複数回放射すれば、a 1
.  a 2.−=−−−、b 1.  b2. ・−
=−、c IC2,・・・・・・、の受信信号が得られ
る。
In this case, if the ultrasonic pulse wave is emitted multiple times, a 1
.. a2. -=---, b 1. b2.・−
A received signal of =-, c IC2, . . . is obtained.

そして、次にビーム方向を微小偏向角Δθだけ変化させ
て放射し、前記各点に対応する例えば、a−、b″、C
、・・・・・・の第2の超音波ビーム方向の反射波が得
られる。
Then, the beam direction is changed by a minute deflection angle Δθ and the beam is emitted, and the beam direction corresponding to each point, for example, a−, b″, C
, . . . reflected waves in the second ultrasonic beam direction are obtained.

この結果、前記送受信部10からは、前記第1、第2の
受信信号(反射波)が出力され、この受信信号は前記動
径速度演算部12に入力される。
As a result, the transmitter/receiver 10 outputs the first and second received signals (reflected waves), and these received signals are input to the radial velocity calculator 12 .

すなわち、この動径速度演算部12では、第1図に示す
ように前記各受信信号を入力し、その各点に対する速度
成分、例えばVa、Vb、Vc。
That is, the radial velocity calculating section 12 inputs each of the received signals as shown in FIG. 1, and calculates velocity components for each point, for example, Va, Vb, and Vc.

・・・・・・及びVa−、Vb−、Vc−、・・・・・
・を演算するための回路である。
...and Va-, Vb-, Vc-, ...
This is a circuit for calculating .

そして、この動径速度演算部12は、前記反射信号を入
力し、複素関係にある2つの複素信号を出力する複素信
号変換器12Aと、その複素信号を入力しその複素信号
を所定時間遅延させた遅延信号と該複素信号とを演算し
てクラッタ成分を除去し演算信号を出力する複素デイレ
イキャンセラ12Bと、該演算信号を入力し自己相関演
算してドプラ周波数偏移に相当した速度信号を出力する
第1自己相関器12Cとから構成されている。
The radial velocity calculation unit 12 includes a complex signal converter 12A that inputs the reflected signal and outputs two complex signals having a complex relationship, and a complex signal converter 12A that inputs the complex signal and delays the complex signal for a predetermined time. A complex delay canceller 12B calculates the delayed signal and the complex signal, removes clutter components, and outputs the calculated signal, and inputs the calculated signal, calculates autocorrelation, and outputs a velocity signal corresponding to the Doppler frequency shift. 12C.

すなわち、本実施例の前記動径速度演算部12では、速
度情報であるドプラ偏移周波数を検出するだめに、前記
受信信号を複素信号に変換し、この複素信号に基づいて
自己相関演算をしている。
That is, in order to detect the Doppler shift frequency, which is velocity information, the radial velocity calculation unit 12 of this embodiment converts the received signal into a complex signal, and performs an autocorrelation calculation based on this complex signal. ing.

このような各回路構成により、速度演算が行われるが、
この速度演算手段は、本出願人により特公昭62−44
494号公報に複素自己相関法として詳細に記載されて
いる。
Speed calculations are performed using each of these circuit configurations, but
This speed calculation means was developed by the applicant in Japanese Patent Publication No. 62-44.
This method is described in detail in Japanese Patent No. 494 as a complex autocorrelation method.

ここで、前記複素信号変換器12Aは、複素関係にある
2つの信号、例えば実数部信号Rと虚数部信号Iとに変
換され、複素信号Z−R+ i 1として出力している
Here, the complex signal converter 12A converts two signals having a complex relationship, for example, a real part signal R and an imaginary part signal I, and outputs them as a complex signal Z-R+i1.

そして、これらの複素信号は、例えば被検体内の静止反
射体或いは低速運動反射体からのクラッタ成分を除去し
するために、前記複素デイレイキャンセラ12Bに供給
され、ここにおいて現時点の複素信号と、例えば送信繰
り返し信号の1周期に一致する遅延時間の1周期前の遅
延信号とを同一深度において逐次比較して信号の1周期
間の差を演算し、これにより、差演算結果の差の出力は
ほぼ零に近くなり、クラッタ成分を抑制することができ
る。
These complex signals are then supplied to the complex delay canceller 12B in order to remove clutter components from, for example, a stationary reflector or a slow-moving reflector within the subject, where they are combined with the current complex signal and, for example, The difference between one period of the signal is calculated by successively comparing the delayed signal one period before the delay time that corresponds to one period of the transmitted repeated signal at the same depth, and as a result, the difference output of the difference calculation result is approximately It becomes close to zero, and clutter components can be suppressed.

以上のようにして、クラッタ成分のみが除去された複素
信号は、速度演算器としての第1自己相関器12Cに入
力され速度演算に供されるが、ここでは、前述の第1の
超音波ビームに対する反射信号の該複素信号が自己相関
演算され、これにより、複素信号の複素積或いは共役積
が求められる。
As described above, the complex signal from which only the clutter component has been removed is input to the first autocorrelator 12C as a speed calculator and subjected to speed calculation. The complex signal of the reflected signal is subjected to an autocorrelation operation, and thereby the complex product or conjugate product of the complex signal is obtained.

従って、複素信号である自己相関信号Zsは、Zs■R
s+i1gで出力される。
Therefore, the autocorrelation signal Zs, which is a complex signal, is Zs■R
It is output as s+i1g.

そして、この自己相関信号Sは、信号の変動成分や装置
自体から発生する雑音成分を含むのでこれらの雑音成分
を除去するために図示しない平均化回路によって平均化
され、Zs=Rs+i I sで表され複素相関が演算
される。
Since this autocorrelation signal S includes signal fluctuation components and noise components generated from the device itself, it is averaged by an averaging circuit (not shown) to remove these noise components, and is expressed as Zs=Rs+i I s. and complex correlation is calculated.

そして、この自己相関演算により前記第1の超音波ビー
ムに対する反射信号の速度が演算され、速度信号が前記
動径速度演算部12から出力され、次段の前記接線速度
演算部14に入力される。
Then, by this autocorrelation calculation, the velocity of the reflected signal with respect to the first ultrasonic beam is computed, and a velocity signal is output from the radial velocity computing unit 12 and input to the tangential velocity computing unit 14 at the next stage. .

なお、このような前記動径速度演算部12の処理におい
ては、本出願人により特開昭62−152436号公報
に詳細に記載されている。
Incidentally, such processing of the radial velocity calculation section 12 is described in detail in Japanese Patent Application Laid-Open No. 152436/1983 by the present applicant.

接線速度演算器の説明 前記速度信号が入力される前記接線速度演算部14は、
第2図に示す如く2つの遅延器14A。
Description of tangential velocity computing unit The tangential velocity computing unit 14 to which the velocity signal is input,
As shown in FIG. 2, two delay devices 14A.

14B及び4つの乗算器14C,14D、14E。14B and four multipliers 14C, 14D, 14E.

14F及び2つの加算器14G、14Hから成る第2自
己相関器14′と逆正接演算器141と偏角乗算器14
Jとから構成される。
14F, a second autocorrelator 14' consisting of two adders 14G and 14H, an arctangent operator 141, and an argument multiplier 14
It is composed of J.

すなわち、この接線速度演算部14は、微小の偏向角差
のある2つの受信信号の速度を比較し同一距離における
差の速度、すなわち超音波ビーム軸に垂直な方向の接線
速度を求めている。
That is, the tangential velocity calculation unit 14 compares the velocities of two received signals with a slight difference in deflection angle, and calculates the difference in velocity at the same distance, that is, the tangential velocity in the direction perpendicular to the ultrasound beam axis.

そして、特に、この接線速度演算部14は、前記遅延器
と乗算器と加算器とから第2の自己相関器14′を構成
している。
Particularly, this tangential velocity calculating section 14 constitutes a second autocorrelator 14' from the delay device, multiplier, and adder.

この第2の自己相関器14′では、前述の第1自己相関
器12Cと同一であり、詳細に説明すれば、実数部Rと
虚数部Iとからなる複素信号、すなわち、角度差を有す
る前記第2の超音波ビームに対する反射信号の速度が演
算される。
This second autocorrelator 14' is the same as the first autocorrelator 12C described above, and more specifically, the second autocorrelator 14' is a complex signal consisting of a real part R and an imaginary part I. The velocity of the reflected signal with respect to the second ultrasound beam is calculated.

これにより、入力されるその複素信号は、前記遅延器1
4A、14Bにより、送信繰り返し周期の整数倍の時間
だけ遅延させた例えば、1周期分遅延された遅延信号と
され、その1周期分の差のある複素信号に基づいて、4
つの前記乗算器14C,14D、14E、14Fと、前
記加算器14Gと、前記加算器(減算)14Hとを用い
て前記反射信号と前記遅延信号とを乗算した後、加算演
算して自己相関演算が行われる。
As a result, the input complex signal is transmitted to the delay device 1.
4A and 14B, the delay signal is delayed by an integral multiple of the transmission repetition period, for example, by one period, and based on the complex signal with a difference of one period, 4
After multiplying the reflected signal and the delayed signal using the three multipliers 14C, 14D, 14E, and 14F, the adder 14G, and the adder (subtraction) 14H, an addition operation is performed to perform an autocorrelation operation. will be held.

この結果、前記加算器14Gと14Hとからは、複素信
号である自己相関信号Zs、すなわちZs−Rs+iI
sが出力され、更に前述の如く平均化されRs、Isを
得る。
As a result, the adders 14G and 14H output the autocorrelation signal Zs, which is a complex signal, that is, Zs-Rs+iI
s is output and further averaged as described above to obtain Rs and Is.

そして、この接線速度演算器14では、前記第1の自己
相関信号と前記第2の自己相関信号とが比較され複素相
関演算が行われる。これは、例えば、共役積演算等によ
り行われ、これにより、接線速度成分の信号を得ること
ができる。
The tangential velocity calculator 14 compares the first autocorrelation signal and the second autocorrelation signal to perform a complex correlation calculation. This is performed, for example, by conjugate product calculation, and thereby a signal of the tangential velocity component can be obtained.

そして次に、これらの自己相関信号Rs、Isは、前記
逆正接演算器141によりその角度、すなわち、偏角a
mt an−” (I s/Rs)が求められる。この
自己相関信号の偏角αは、ドプラ効果を受けたドプラ信
号の周波数偏移に相当し、これに基づいて接線速度信号
が求められる。
Next, these autocorrelation signals Rs and Is are calculated by the arctangent calculator 141 to calculate the angle, that is, the argument a
mt an-'' (I s/Rs) is determined. The argument α of this autocorrelation signal corresponds to the frequency shift of the Doppler signal subjected to the Doppler effect, and based on this, the tangential velocity signal is determined.

更に、この接線速度演算部14では、前記偏角αに前記
偏角乗算器14Jにより微小走査角Δθの逆数の負の値
、−1/KXΔθを乗算しく但し、Kは定数)、これに
より、前述の如く第1の超音波ビームによる速度と第2
の超音波ビームによる速度との接線速度Vtiが求めら
れる。
Further, in this tangential velocity calculation unit 14, the argument angle α is multiplied by the negative value of the reciprocal of the minute scanning angle Δθ, −1/KXΔθ, by the argument angle multiplier 14J (where K is a constant), thereby, As mentioned above, the velocity due to the first ultrasonic beam and the second
The tangential velocity Vti with respect to the velocity due to the ultrasonic beam is determined.

もちろん、この演算は、前述のビーム軸上の各点の速度
成分について行われ、また微小偏向角Δθを順次2Δθ
、3Δθ・・・・・・に変えてそれぞれについて行って
おり、これによって、セクタ画面全体の運動反射体の速
度が得られる。
Of course, this calculation is performed on the velocity components at each point on the beam axis, and the minute deflection angle Δθ is sequentially calculated by 2Δθ
, 3Δθ, .

以上のようにして、Vt1−VXsinθが得られ、こ
れが接線速度を表すことになり、このVtiが前記接線
速度演算部14の出力信号となる。
As described above, Vt1-VXsin θ is obtained, which represents the tangential velocity, and this Vti becomes the output signal of the tangential velocity calculation section 14.

なお、このような前記接線速度演算器14の構成につい
ての詳細な説明は、本出願人により特願昭60−292
112号公報に詳細に記載されている。
A detailed explanation of the configuration of the tangential velocity calculator 14 is disclosed in Japanese Patent Application No. 1982-292 by the present applicant.
It is described in detail in Japanese Patent No. 112.

流路断面設定器及び角度設定器の説明 一方、運動反射体の存在する流路断面、例えば血管内の
血流の存在する領域や、その流路に対して超音波ビーム
軸の成す角度を設定する前記流路断面設定器16及び前
記角度設定器18か第1図に示されている。
Explanation of the flow path cross section setting device and angle setting device On the other hand, the flow path cross section where the motion reflector exists, for example, the area where blood flow exists in the blood vessel, and the angle formed by the ultrasound beam axis with respect to the flow path are set. The flow path cross section setter 16 and the angle setter 18 are shown in FIG.

これら固設定器は、例えばトラックボールやジョイステ
ィックなどを用いることにより、その設定制御が行なわ
れる。
Settings of these fixed setting devices are controlled by using, for example, a trackball or a joystick.

すなわち、前記流路断面設定器16は、第4図に示すよ
うに流れの設定領域に対応した時間幅を有するパルス信
号16aが入力され、カウンタ回路16Aにより該時間
幅の入力信号を計数し、その計数結果に対応した流路断
面信号16bが出力される。
That is, as shown in FIG. 4, the flow path cross-section setting device 16 receives a pulse signal 16a having a time width corresponding to the flow setting area, and counts the input signal of the time width by a counter circuit 16A. A channel cross section signal 16b corresponding to the counting result is output.

これは、前記(6)式又は(8)式に示されるビームが
血管を横切る長さRて表されるπ×(R/2) 2又は
血管半径rで表されるπ×(r/ s i nθ)2の
流路断面Scに相当する。
This is expressed by the length R of the beam across the blood vessel shown in equation (6) or equation (8) above, or π x (R/2)2, or the radius r of the blood vessel, expressed by π x (r/s This corresponds to the channel cross section Sc of i nθ)2.

また、前記角度設定器18は、第5図に示すように設定
角度θの大きさに対応した時間幅を有するパルス信号1
8aが入力され、カウンタ回路18Aにより該時間の幅
大力信号を計数し、その計数結果に対応した出力信号(
角度信号)18bか出力されることになる(sinθの
信号)。
The angle setter 18 also outputs a pulse signal 1 having a time width corresponding to the magnitude of the set angle θ, as shown in FIG.
8a is input, the counter circuit 18A counts the large-width signal of the time, and outputs the output signal (
Angle signal) 18b will be output (signal of sin θ).

このようにして、所定の流路断面Sc及び角度θが設定
される。
In this way, the predetermined channel cross section Sc and angle θ are set.

流量演算器の説明 次に、第3図には、平均化回路2OAと面積演算器20
Bと乗算器20Cとからなる前記流量演算器20が示さ
れており、この流量演算器20では、前記接線速度信号
Vtiと流路断面信号16b及び角度信号18bとを入
力し、これに基づいて流量Qを演算算出している。
Explanation of the flow rate calculator Next, FIG. 3 shows the averaging circuit 2OA and the area calculator 20.
The flow rate calculator 20 is shown, which is made up of a multiplier 20C and a multiplier 20C.The flow rate calculator 20 receives the tangential velocity signal Vti, the channel cross section signal 16b, and the angle signal 18b, and calculates the The flow rate Q is calculated.

すなわち、まず前記平均化回路2OAにより、接線速度
Vtiと流路断面信号16bとを入力し、血管内の接線
速度の平均値<Vt>−ΣVt i/Nを算出している
(前記(7)式)。
That is, first, the averaging circuit 2OA inputs the tangential velocity Vti and the channel cross-sectional signal 16b, and calculates the average value <Vt>-ΣVt i/N of the tangential velocity in the blood vessel ((7) above). formula).

そして、一方では、前記面積演算器20Bにより、前記
流路断面信号16bと角度信号18bとを入力し、血管
の超音波ビーム軸上の流路断面積S−8cxsinθを
演算算出している。
On the other hand, the area calculator 20B inputs the channel cross-sectional signal 16b and the angle signal 18b, and calculates the channel cross-sectional area S-8cxsinθ on the ultrasound beam axis of the blood vessel.

すなわち、これは、具体的には第3図に示す如く、(6
)式のビームが血管を横切る長さRにおける流路断面積
S= (R/2) 2xπX5inθか、または(8)
式の血管半径rにおける5−(r/sinθ) 2×π
Xs inθかで求められる。
Specifically, as shown in Figure 3, (6
) The cross-sectional area of the flow path at the length R that the beam crosses the blood vessel is S = (R/2) 2xπX5inθ, or (8)
5-(r/sinθ) 2×π at the blood vessel radius r in the equation
It is determined by Xs in θ.

従って、以上の結果から前記(5−)式の流量Qの基本
公式により、前記乗算器20Cによって前記接線速度の
平均値<Vt>と前記流路断面積Sとが乗算され、その
乗算結果として流量Q−<Vt>xScxs inθが
算出され、流量演算信号20bが出力される。
Therefore, from the above results, the average value of the tangential velocity <Vt> is multiplied by the flow path cross-sectional area S by the multiplier 20C according to the basic formula for the flow rate Q of equation (5-), and the multiplication result is A flow rate Q-<Vt>xScxs inθ is calculated, and a flow rate calculation signal 20b is output.

これは、例えば前記(8)式に示す Q−<vt>XπX (D/2) 2xs inθに相
当する。
This corresponds to, for example, Q-<vt>XπX (D/2) 2xs inθ shown in equation (8) above.

このようにして、流量情報が演算され得られた流量演算
信号20bは、前述した第1図に示すDSC22及びD
/A変換器24を介して表示器としてのCRT26等に
出力されることとなる。
In this way, the flow rate calculation signal 20b obtained by calculating the flow rate information is transmitted to the DSC 22 and the DSC shown in FIG.
The signal is outputted via the /A converter 24 to a CRT 26 or the like serving as a display.

このDSC(デジタルスキャンコンバータ)22では、
Bモード画像表示するためのエコー信号が書き込まれ、
前記D/A変換器24を介し前記CRT26の例えば、
表示装置等の掃引周期で前記反射受信信号が読み出され
る。
In this DSC (digital scan converter) 22,
Echo signals for B-mode image display are written,
For example, the CRT 26 may be connected to the CRT 26 via the D/A converter 24.
The reflected reception signal is read out at a sweep period of a display device or the like.

これにより、該表示装置には、輝度変調されたBモード
表示が断層像として二次元で画像表示され、前記流量情
報は、例えばBモード断層像などに重ねて画像分布表示
される。
As a result, the brightness-modulated B-mode display is displayed two-dimensionally as a tomographic image on the display device, and the flow rate information is displayed in an image distribution overlaid on, for example, the B-mode tomographic image.

以上のようにして、本発明に係る実施例によれば、血管
に平行な流れの速度成分だけでなく平行でない流れの成
す角度θ′を有する血流の場合であっても、接線速度の
算出及び流路断面積の演算から容易に高精度の流量測定
が可能となる。
As described above, according to the embodiment of the present invention, the tangential velocity can be calculated even in the case of blood flow having not only a velocity component of a flow parallel to a blood vessel but also an angle θ' formed by a non-parallel flow. It is possible to easily measure the flow rate with high accuracy by calculating the cross-sectional area of the flow path.

更に、本実施例によれば、従来の超音波診断装置からの
診断情報に加えて、血流速度や血流速度分布などと同時
に正確な流量、及びその分布を画像表示することができ
、実用上極めて多くの診断情報を提供できる超音波診断
装置を得ることができる。
Furthermore, according to this embodiment, in addition to diagnostic information from conventional ultrasound diagnostic equipment, accurate flow rate and its distribution can be displayed as images at the same time as blood flow velocity and blood flow velocity distribution, making it possible to display images of accurate flow rate and its distribution. In addition, it is possible to obtain an ultrasonic diagnostic apparatus that can provide an extremely large amount of diagnostic information.

なお、本実施例によれば、血流について一例を上げたが
、もちろん、尿或いはその他の体液についてもあてはめ
ることができる。
In addition, according to this embodiment, although an example was given regarding blood flow, it is of course possible to apply to urine or other body fluids as well.

[発明の効果コ 以上のようにして、本発明に係る超音波ドプラ診断装置
によれば、微小の偏向角差を有する2つの受信信号の速
度分布から接線速度を演算し、この接線速度に基づいて
、流路断面積との演算により流量を求めることができる
[Effects of the Invention] As described above, according to the ultrasonic Doppler diagnostic apparatus according to the present invention, the tangential velocity is calculated from the velocity distribution of two received signals having a minute deflection angle difference, and the tangential velocity is calculated based on the tangential velocity. The flow rate can be determined by calculation with the cross-sectional area of the flow path.

これにより、運動反射体の運動方向が例えば、血管に平
行な流れの速度成分でなく斜め方向の速度成分であって
も、接線速度を求めることにより正確な血流量が算出で
きる。
As a result, even if the movement direction of the motion reflector is, for example, a velocity component in an oblique direction rather than a velocity component parallel to the blood vessel, an accurate blood flow rate can be calculated by determining the tangential velocity.

従って、心臓内血流や冠状動脈の血流量を血流の方向性
に無関係に正確にかつ容易に求め、画像上に描出させる
ことが可能となる。
Therefore, it is possible to accurately and easily determine intracardiac blood flow and coronary artery blood flow regardless of the direction of blood flow, and to visualize it on an image.

また、本発明によれば、従来からの接線速度演算器を用
いているので、面積演算器を適用するだけで流量を求め
ることが可能なので回路構成を簡略化できる利点がある
Further, according to the present invention, since a conventional tangential velocity calculator is used, the flow rate can be determined simply by applying an area calculator, which has the advantage of simplifying the circuit configuration.

【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ドプラ診断装置の概略構
成を示すブロック図、 第2図は、接線速度演算器の回路構成を示すブロック図
、 第3図は、流量演算器の回路構成のを示すブロック図、 第4図は、流路断面設定器の入出力信号の関係を示した
ブロック図、 第5図は、角度設定器の入出力信号の関係を示したブロ
ック図、 第6図は、本発明に係る接線速度と面積とにより流量を
求める原理図、 第7図は、従来の方法により流量を求める原理図である
。 Vri  ・・・ 血管内容点におけるビーム軸方向の
速度成分 ■ ・・・ 血管に平行な流速 <V>  ・・・ 血管に平行な流速の平均速度θ ・
・・ 血管とビーム軸との成す角度R・・・ ビームが
血管を横切る長さ r ・・・ 血管の半径 N ・・・ Vriのデータ数 Vt  ・・・ 接線速度 <Vt>  ・・・ 接線速度の平均値Sc  ・・・
 流路断面 Q ・・・ 血流量 12 ・・・ 動径速度演算部 14 ・・・ 接線速度演算器 14A、  B  ・・・ 遅延器 14C,D、  E、  F  ・・・ 乗算器14G
、 H・・・ 加算器 141  ・・・ 逆正接演算器 14J  ・・・ 偏角乗算器 16 ・・・ 流路断面設定器 16A、18A  ・・・ カウンタ回路18 ・・・
 角度設定器 20 ・・・ 流量演算器 2OA  ・・・ 平均化回路 20B  ・・・ 面積演算器 20C・・・ 乗算器。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an ultrasonic Doppler diagnostic device according to the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a circuit configuration of a tangential velocity calculator, and FIG. 3 is a circuit diagram of a flow rate calculator. 4 is a block diagram showing the relationship between the input and output signals of the flow path cross-section setting device. FIG. 5 is a block diagram showing the relationship between the input and output signals of the angle setting device. The figure is a diagram showing the principle of calculating flow rate using tangential velocity and area according to the present invention, and FIG. 7 is a diagram showing the principle of calculating flow rate using the conventional method. Vri ... Velocity component in the beam axis direction at the intravascular point ■ ... Flow velocity parallel to the blood vessel <V> ... Average velocity of the flow velocity parallel to the blood vessel θ ・
... Angle R between the blood vessel and the beam axis ... Length r that the beam crosses the blood vessel ... Radius of the blood vessel N ... Number of data for Vri Vt ... Tangential velocity <Vt> ... Tangential velocity The average value Sc...
Channel cross section Q...Blood flow rate 12...Radial velocity calculation unit 14...Tangential velocity calculation units 14A, B...Delay units 14C, D, E, F...Multiplier 14G
, H... Adder 141... Arctangent calculator 14J... Argument angle multiplier 16... Channel cross section setter 16A, 18A... Counter circuit 18...
Angle setting device 20... Flow rate calculator 2OA... Averaging circuit 20B... Area calculator 20C... Multiplier.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)一定の送信繰り返し周期の超音波ビームを被検体
の流路にセクタ走査で送受波し、その反射信号を受信し
て運動反射体の速度を検出する超音波ドプラ診断装置に
おいて、 前記セクタ走査の送受波は、ビーム方向に所定の角度差
を有する第1、第2の超音波ビームで行われ、 該第1の超音波ビーム方向の反射信号と第2の超音波ビ
ーム方向の反射信号とを入力し、両反射信号を複素相関
演算して前記第1の超音波ビーム軸上にビーム軸に対し
て垂直なセクタ走査円弧接線方向の速度成分Vtiを求
め、この成分から接線速度信号Vtを出力する接線速度
演算器と、前記超音波ビーム軸上の運動反射体の存在す
る流路断面Scを設定し、その断面に対応した断面積信
号を出力する流路断面設定器と、 前記流路に対して前記超音波ビーム軸の成す角度θを設
定し、該設定角度に対応した角度信号sinθを出力す
る角度設定器と、 前記断面積信号と角度信号sinθとを入力し、前記流
路断面と前記角度とを乗算した面積S=Sc×sinθ
と前記接線速度信号Vtとを演算し流量Q=S×Vtを
求める流量演算器と、を有し、 前記接線速度演算器による超音波ビーム軸に対し垂直な
接線速度成分に基づいて、運動反射体の流路断面におけ
る流量を求めることを特徴とする超音波ドプラ診断装置
(1) In an ultrasonic Doppler diagnostic device that transmits and receives an ultrasound beam with a fixed transmission repetition period in a sector scanning manner in a flow path of a subject, and detects the velocity of a moving reflector by receiving the reflected signal, the sector Transmission and reception of scanning is performed using first and second ultrasonic beams having a predetermined angular difference in the beam directions, and a reflected signal in the first ultrasonic beam direction and a reflected signal in the second ultrasonic beam direction. is input, complex correlation calculation is performed on both reflected signals to obtain a velocity component Vti in the tangential direction of the sector scanning arc perpendicular to the beam axis on the first ultrasound beam axis, and from this component, a tangential velocity signal Vt is obtained. a tangential velocity calculator that outputs a tangential velocity calculator; a flow path cross section setting device that sets a flow path cross section Sc where the motion reflector exists on the ultrasound beam axis and outputs a cross section signal corresponding to the cross section; an angle setting device that sets an angle θ formed by the ultrasound beam axis with respect to the flow path and outputs an angle signal sin θ corresponding to the set angle; Area S = Sc x sin θ multiplied by the cross section and the above angle
and a flow rate calculator which calculates the flow rate Q=S×Vt by calculating the tangential velocity signal Vt and the tangential velocity signal Vt, based on the tangential velocity component perpendicular to the ultrasound beam axis by the tangential velocity calculator, An ultrasonic Doppler diagnostic device characterized by determining the flow rate in a cross section of a body channel.
(2)特許請求の範囲(1)記載の装置において、前記
接線速度演算器は、前記反射信号を入力して送信繰り返
し周期の整数倍の時間だけ遅延させた遅延信号を出力す
る遅延器と入力される前記反射信号と前記遅延信号とを
乗算した後加算演算する演算器とから構成された自己相
関回路からなり、前記流路断面設定器及び角度設定器は
、それぞれカウンタ回路からなることを特徴とする超音
波ドプラ診断装置。
(2) In the device according to claim (1), the tangential velocity calculator has a delay device that inputs the reflected signal and outputs a delayed signal delayed by an integral multiple of the transmission repetition period. The channel cross section setting device and the angle setting device each include a counter circuit. Ultrasonic Doppler diagnostic equipment.
(3)特許請求の範囲(1)又は(2)記載の装置にお
いて、前記流量演算器は、前記接線速度信号Vtと前記
断面積信号とを入力し、ビーム軸上の接線速度の平均値
を求め、平均接線速度信号<Vt>を出力する平均化回
路と、前記流路断面信号と前記角度信号sinθとを入
力し、運動反射体の運動する方向に対する断面積S=S
c×sinθを演算し面積値Sを出力する面積演算器と
、この面積値Sと前記接線速度信号<Vt>とを乗算し
て流量値Q=S×<Vt>を算出する乗算器とから構成
されることを特徴とする超音波ドプラ診断装置。
(3) In the apparatus according to claim (1) or (2), the flow rate calculator inputs the tangential velocity signal Vt and the cross-sectional area signal, and calculates the average value of the tangential velocity on the beam axis. An averaging circuit that outputs an average tangential velocity signal <Vt>, the channel cross-sectional signal and the angle signal sinθ are input, and the cross-sectional area S=S in the direction of movement of the motion reflector is inputted.
An area calculator that calculates c×sinθ and outputs an area value S, and a multiplier that calculates a flow rate value Q=S×<Vt> by multiplying this area value S by the tangential velocity signal <Vt>. An ultrasonic Doppler diagnostic device comprising:
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