DE60036056T2

DE60036056T2 - Ultraschalldiagnosegerät

Info

Publication number: DE60036056T2
Application number: DE60036056T
Authority: DE
Inventors: Kazuhiro Sendai-shi Sunagawa; Yoshinao Aiko-Gun Tannaka; Hiroshi Sendai-shi Kanai
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 1999-08-24
Filing date: 2000-06-27
Publication date: 2008-05-15
Anticipated expiration: 2020-06-28
Also published as: US6258031B1; EP1079242A3; DE60036056D1; JP2001061840A; CA2313913A1; EP1079242A2; EP1079242B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Ultraschalldiagnosevorrichtung, die dafür konzipiert ist, die Geschwindigkeit eines Organs oder eines Gewebes in einem Körper zu ermitteln.
Beschreibung des Standes der Technik
Mehrzweck-Ultraschalldiagnosevorrichtungen können in einem beliebigen von verschiedenen Modi arbeiten, wie etwa einem B-Modus, einem M-Modus, einem FFT-Dopplermodus und einem Farbdopplermodus. In einigen Fällen beruht eine Diagnose bei Arteriosklerose auf einer Ultraschalldiagnose der Halsschlagader, wozu eine Mehrzweck-Ultraschalldiagnosevorrichtung verwendet wird. Speziell wird die Ultraschalldiagnose unter Verwendung von Gestaltinformationen, die durch den B-Modus und den M-Modus des Betriebs der Vorrichtung erzeugt werden, und Blutgeschwindigkeitsinformationen, die durch den FFT-Dopplermodus oder den Farbdopplermodus des Betriebs der Vorrichtung geliefert werden, gestellt.
Wenn die Mehrzweck-Ultraschalldiagnosevorrichtung im B-Modus arbeitet, können der Innendurchmesser eines Blutgefäßes, die Dicke einer Blutgefäßwand und der Zustand einer pathologischen Protuberantia anhand der von der Vorrichtung bereitgestellten Informationen abgeschätzt werden. Wenn die Mehrzweck-Ultraschalldiagnosevorrichtung im M-Modus arbeitet, kann eine zeitliche Änderung eines Blutgefäßdurchmessers als Reaktion auf einen Herzschlag anhand der von der Vorrichtung bereitgestellten Informationen abgeschätzt werden. Wenn die Mehrzweck-Ultraschalldiagnosevorrichtung im FFT-Dopplermodus oder im Farbdopplermodus arbeitet, kann die Geschwindigkeit eines Blutstroms in einem durch eine pathologische Protuberantia abgeschnürten Abschnitt eines Blutgefäßes anhand der von der Vorrichtung bereitgestellten Informationen abgeschätzt werden.
Wie schon erwähnt wurde, kann der Zustand einer pathologischen Protuberantia unter Verwendung des B-Modus des Betriebs der Mehrzweck-Ultraschalldiagnosevorrichtung abgeschätzt werden. Speziell werden das Vorhandensein und die Größe der pathologischen Protuberantia mittels der Vorrichtung festgestellt. Außerdem werden die Helligkeiten in einem Ultraschallechobild (einem B-Mode-Bild oder einem Schnittbild), das auf einem Monitor der Vorrichtung angezeigt wird, beobachtet. Der Zustand der pathologischen Protuberantia wird anhand der Größeninformationen und der Helligkeitsinformationen beurteilt.
Im Allgemeinen wird eine pathologische Protuberantia, die durch einen Thrombus verursacht ist, als ein Bildabschnitt mit einer geringeren Helligkeit angegeben. Daher wird in einigen Fällen solch eine pathologische Protuberantia bei Verwendung des B-Modus des Betriebs der Mehrzweck-Ultraschalldiagnosevorrichtung nicht gefunden.
Wie schon erwähnt wurde, wird der Zustand einer pathologischen Protuberantia anhand von Größeninformationen und Helligkeitsinformationen während des B-Modus des Betriebs der Mehrzweck-Ultraschalldiagnosevorrichtung beurteilt. Da die Helligkeitsinformationen verwendet werden, ist es schwierig, den Zustand der pathologischen Protuberantia quantitativ abzuschätzen.
Die veröffentlichte ungeprüfte japanische Patentanmeldung 9-313 485 offenbart eine Ultraschallvorrichtung zum Diagnostizieren des Zustands eines Gewebes in einem Körper, die eine Gewebe-Doppler-Bildgebung verwendet. In der japanischen Anmeldung 9-313 485 misst die Vorrichtung die Bewegung des Gewebes relativ zu einer Ultraschallsonde. Dementsprechend ist es für die Vorrichtung schwierig, in einem sich bewegenden Gewebe einen hängenden Abschnitt ohne Eigenbewegung festzustellen. Außerdem ist es für die Vorrichtung schwierig, eine Bewegung eines Gewebes in einer Richtung senkrecht zu einem Ultraschallstrahl festzustellen.
Die veröffentlichte ungeprüfte japanische Patentanmeldung 10-5 226 offenbart eine Ultraschallvorrichtung zum Diagnostizieren des Zustands eines Gewebes in einem Körper. In der Vorrichtung der japanischen Anmeldung 10-5 226 werden Informationen erzeugt, die die Amplitude und die Phase eines elektrischen Signals repräsentieren, das aus einer Erfassung von Ultraschallechos resultiert. Dann wird die Momentanposition eines Objekts anhand von Amplituden- und Phaseninformationen nach einer Methode der kleinsten Quadrate bestimmt. Ein genaues Verfolgen des Objekts wird als Reaktion auf seine bestimmte Momentanposition verwirklicht. Das genaue Verfolgen ermöglicht, dass die Vorrichtung eine Eigenbewegung eines Abschnitts in einem Gewebe, das durch einen Herzschlag in starker Bewegung ist, korrekt erfasst.
Die Vorrichtung der japanischen Anmeldung 9-313 485 und die Vorrichtung der japanischen Anmeldung 10-5 226 können nur eine Komponente der Geschwindigkeit eines Objekts in einer Richtung entlang der Akustikstrecke eines Ultraschallstrahls erfassen.
Einige Ultraschalldiagnosevorrichtungen zum Messen einer Blutströmungsgeschwindigkeit sind mit Anordnungen ausgestattet, die eine Korrektur bezüglich des Winkels zwischen der Richtung eines Blutgefäßes und der Richtung der Akustikstrecke eines Ultraschallstrahls durchführen. Dieses Korrekturverfahren kann nicht auf die Erfassung der Geschwindigkeit eines Organs oder eines Gewebes, das sich in verschiedene Richtungen bewegt, angewendet werden.
US 5,910,119 betrifft ein System zum Durchführen einer Ultraschall-Farbdoppler-Bildgebung, um Informationen über die absolute, mittlere Geschwindigkeit und Strömungsrichtung bei komplexen Medien einschließlich weicher biologischer Gewebe hervorzubringen. Zwei herkömmliche Ultraschall-Farbdoppler-Strahlen werden unter zwei verschiedenen Winkeln so gesteuert, dass das Abtasten am Schnittpunkt der zwei unterschiedlich gesteuerten Farbdoppler-Strahlen erfolgt. Die absolute mittlere Geschwindigkeit und Richtung eines Stroms oder einer Bewegung von Schallreflektoren wird aus den Frequenzverschiebungsinformationen der Abtastvolumina berechnet.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Ultraschalldiagnosevorrichtung zu schaffen, die die Richtung der Bewegung eines Gewebes (oder eines Organs) in einem Körper, die Geschwindigkeit des Gewebes und die Distanz, die das Gewebe zurücklegt, ungeachtet der Winkeldifferenz zwischen der Richtung der Bewegung des Gewebes und der Richtung der Akustikstrecke eines Ultraschallstrahls messen kann.
Ein erster Aspekt der Erfindung schafft eine Ultraschalldiagnosevorrichtung nach Anspruch 1.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung beruht auf ihrem ersten Aspekt und schafft eine Ultraschalldiagnosevorrichtung, wobei die Ultraschallsonde Transducer-Elemente umfasst, ferner umfassend ein Mittel zum Auswählen einiger aus den Transducer-Elementen als aktive Elemente in Ansprechen auf eine Tiefe eines gemessenen Abschnitts des Gewebes von einer Oberfläche des Körpers.
Ein dritter Aspekt der Erfindung beruht auf ihrem ersten Aspekt und schafft eine Ultraschalldiagnosevorrichtung, wobei das Verzögerungssteuermittel ein Mittel zum Ändern der Akustikstreckenrichtung einer Übertragung und eines Empfangs des Ultraschallimpulsstrahls und des Ultraschallechostrahls in Ansprechen auf eine Tiefe eines gemessenen Abschnitts des Gewebes von einer Oberfläche des Körpers umfasst.
Ein vierter Aspekt der Erfindung beruht auf ihrem ersten Aspekt und schafft eine Ultraschalldiagnosevorrichtung, wobei das Verzögerungssteuermittel ein Mittel zum Ändern der Akustikstreckenrichtung einer Übertragung und eines Empfangs des Ultraschallimpulsstrahls und des Ultraschallechostrahls unter mehreren verschiedenen Richtungen in Bezug auf das Gewebe umfasst, und das Gewebegeschwindigkeits-Berechnungsmittel ein Mittel zum Berechnen einer Geschwindigkeit des Gewebes in einer Richtung senkrecht zu einer Vorderseite der Ultraschallsonde, einer durch das Gewebe in der Richtung senkrecht zu der Vorderseite der Ultraschallsonde zurückgelegten Distanz, einer Geschwindigkeit des Gewebes in einer Richtung parallel zu der Vorderseite der Ultraschallsonde und einer durch das Gewebe in der Richtung parallel zu der Vorderseite der Ultraschallsonde zurückgelegten Distanz aus dem Phasendetektions-Ergebnissignal umfasst.
Ein fünfter Aspekt der Erfindung beruht auf ihrem ersten Aspekt und schafft eine Ultraschalldiagnosevorrichtung, wobei das Verzögerungssteuermittel ein Mittel zum Ändern der Akustikstreckenrichtung der Übertragung und des Empfangs des Ultraschallimpulsstrahls und des Ultraschallechostrahls umfasst, um Arterienwände in dem Körper abzutasten, wobei das Gewebegeschwindigkeits-Berechnungsmittel ein Mittel zum Berechnen einer Geschwindigkeit der Arterienwände in einer Richtung einer Senkrechten, einer durch die Arterienwände in der Richtung der Senkrechten zurückgelegten Distanz, einer Geschwindigkeit der Arterienwände in einer Richtung einer Tangente und einer durch die Arterienwände in der Richtung der Tangente zurückgelegten Distanz aus dem Phasendetektions-Ergebnissignal umfasst, und das Anzeigemittel ein Mittel zum Angeben der berechneten Geschwindigkeit der Arterienwände in der Richtung der Senkrechten, der berechneten durch die Arterienwände in der Richtung der Senkrechten zurückgelegten Distanz, der berechneten Geschwindigkeit der Arterienwände in der Richtung der Tangente und der berechneten durch die Arterienwände in der Richtung der Tangente zurückgelegten Distanz als Wellenformen umfasst.
Ein sechster Aspekt der Erfindung beruht auf ihrem vierten Aspekt und schafft eine Ultraschalldiagnosevorrichtung, wobei das Anzeigemittel ein Mittel zum Angeben eines B-Modus-Bilds des Körpers und ein Mittel zum Angeben der berechneten Geschwindigkeit des Gewebes in der Richtung senkrecht zu der Vorderseite der Ultraschallsonde, der berechneten durch das Gewebe in der Richtung senkrecht zu der Vorderseite der Ultraschallsonde zurückgelegten Distanz, der berechneten Geschwindigkeit des Gewebes in der Richtung parallel zu der Vorderseite der Ultraschallsonde und der berechneten durch das Gewebe in der Richtung parallel zu der Vorderseite der Ultraschallsonde zurückgelegten Distanz als dem B-Mo dus-Bild des Körpers überlagerte zweidimensionale Farbverteilungen umfasst.
Ein siebter Aspekt der Erfindung beruht auf ihrem fünften Aspekt und schafft eine Ultraschalldiagnosevorrichtung, wobei das Anzeigemittel ein Mittel zum Angeben eines B-Modus-Bilds des Körpers und ein Mittel zum Angeben der berechneten Geschwindigkeit der Arterienwände in der Richtung der Senkrechten, der berechneten von den Arterienwänden in der Richtung der Senkrechten zurückgelegten Distanz, der berechneten Geschwindigkeit der Arterienwände in der Richtung der Tangente und der berechneten durch die Arterienwände in der Richtung der Tangente zurückgelegten Distanz als dem B-Modus-Bild des Körpers überlagerte zweidimensionale Farbverteilungen umfasst.
Ein achter Aspekt der Erfindung beruht auf ihrem sechsten Aspekt und schafft eine Ultraschalldiagnosevorrichtung, wobei das Anzeigemittel ein Mittel zum Angeben einer Blutdruckwellenform und eines Elektrokardiogramms umfasst, die dem B-Modus-Bild des Körpers und den zweidimensionalen Farbverteilungen überlagert sind.
Ein neunter Aspekt der Erfindung beruht auf ihrem siebten Aspekt und schafft eine Ultraschalldiagnosevorrichtung, wobei das Anzeigemittel ein Mittel zum Angeben einer Blutdruckwellenform und eines Elektrokardiogramms umfasst, die dem B-Modus-Bild des Körpers und den zweidimensionalen Farbverteilungen überlagert sind.
Ein zehnter Aspekt der Erfindung beruht auf ihrem ersten Aspekt und schafft eine Ultraschalldiagnosevorrichtung, umfassend ein erstes Mittel zum Übertragen eines ersten Ultraschallimpulsstrahls in einen Körper zu einem Objekt in dem Körper hin entlang einer ersten Richtung; ein zweites Mittel zum Empfangen eines ersten Ultraschallechostrahls, der durch Reflexion des ersten Ultraschallimpulsstrahls an dem Objekt verursacht wird und von dem Objekt entlang der ersten Richtung kommt; ein drittes Mittel zum Übertragen eines zweiten Ultraschallimpulsstrahls in den Körper zu dem Objekt in dem Körper hin entlang einer zweiten Richtung, die einen anderen Winkel als die erste Richtung aufweist; und ein viertes Mittel zum Empfangen eines zweiten Ultraschallechostrahls, der durch Reflexion des zweiten Ultraschallimpulsstrahls an dem Objekt verursacht wird und von dem Objekt entlang der zweiten Richtung kommt; und ein fünftes Mittel zum Berechnen einer Geschwindigkeit des Objekts entlang der ersten Richtung aus dem durch das zweite Mittel empfangenen ersten Ultraschallechostrahl; und ein sechstes Mittel zum Berechnen einer Geschwindigkeit des Objekts entlang der zweiten Richtung aus dem durch das vierte Mittel empfangenen zweiten Ultraschallechostrahl.
Ein elfter Aspekt der Erfindung beruht auf ihrem zehnten Aspekt und schafft eine Ultraschalldiagnosevorrichtung, wobei die erste Richtung zu einer Oberfläche des Körpers senkrecht ist, ferner umfassend ein siebtes Mittel zum Berechnen einer Geschwindigkeit des Objekts entlang einer dritten Richtung parallel zu der Oberfläche des Körpers aus der durch das fünfte Mittel berechneten Geschwindigkeit, der durch das sechste Mittel berechneten Geschwindigkeit und einer Winkeldifferenz zwischen der ersten Richtung und der zweiten Richtung.
Ein zwölfter Aspekt der Erfindung beruht auf ihrem zehnten Aspekt und schafft eine Ultraschalldiagnosevorrichtung, ferner umfassend ein siebtes Mittel zum Berechnen einer Bewegungsrichtung des Objekts aus der durch das fünfte Mittel berechneten Geschwindigkeit, der durch das sechste Mittel berechneten Geschwindigkeit und einer Winkeldifferenz zwischen der ersten Richtung und der zweiten Richtung, und ein achtes Mittel zum Berechnen einer Geschwindigkeit des Objekts entlang der berechneten Bewegungsrichtung des Objekts aus der durch das fünfte Mittel berechneten Geschwindigkeit, der durch das sechste Mittel berechneten Geschwindigkeit und der Winkeldifferenz zwischen der ersten Richtung und der zweiten Richtung.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockschaltbild einer Ultraschalldiagnosevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
2 ist eine schematische Darstellung von einer Ultraschallsonde, Akustikstreckenrichtungen und einem Objekt.
3 ist eine schematische Darstellung von einer Ultraschallsonde, Akustikstreckenrichtungen und Objekten.
4 ist eine schematische Darstellung von einer Ultraschallsonde, Akustikstreckenrichtungen und Objekten.
5 ist eine schematische Darstellung von einer Ultraschallsonde, Akustikstreckenrichtungen, Messpunkten und gekrümmten Arterienwänden.
6 ist eine schematische Darstellung von einer Ultraschallsonde, einem Objekt und einer Farbe zur Angabe des Objekts.
7 ist eine schematische Darstellung von einer Ultraschallsonde, Messpunkten, Arterienwänden und Farben zur Angabe der Messpunkte.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
1 zeigt eine Ultraschalldiagnosevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Die Vorrichtung von 1 umfasst eine Ultraschallsonde 1, einen Monitor (Anzeigeeinrichtung) 12 und einen Vorrichtungshauptteil 13. Die Ultraschallsonde 1 und der Monitor 12 sind an den Vorrichtungshauptteil 13 angeschlossen. Außerdem können ein Blutdrucksensor 15 und ein Elektrokardiograph (EKG) 16 an den Vorrichtungshauptteil 13 angeschlossen sein.
Der Vorrichtungshauptteil 13 umfasst einen Übertragungs/Empfangs-Teil 2, eine Verzögerungssteuereinheit 3, einen Speicher 4, einen Phasendetektor 5, ein Filter 6, einen Rechner 7, einen Speicher 8, einen digitalen Bildwandler (DSC) 9, eine Anzeigesteuereinheit 10 und eine CPU 11. Der Übertragungs/Empfangs-Teil 2 ist mit der Ultraschallsonde 1, der Verzögerungssteuereinheit 3 und der CPU 11 verbunden. Die Verzögerungssteuereinheit 3 ist mit dem Speicher 4, dem Phasendetektor 5 und der CPU 11 verbunden. Der Speicher 4 ist mit der CPU 11 verbunden. Der Phasendetektor 5 ist mit dem Filter 6 verbunden. Das Filter 6 ist mit dem Rechner 7 und der CPU 11 verbunden. Der Rechner 7 ist mit dem Speicher 8, dem DSC 9 und der CPU 11 verbunden. Der Speicher 8 ist mit der CPU 11 verbunden. Der DSC 9 ist mit der Anzeigesteuereinheit 10 und der CPU 11 verbunden. Die Anzeigesteuereinheit 10 ist mit der CPU 11 und dem Monitor 12 verbunden. Der Blutdrucksensor 15 und der Elektrokardiograph 16 sind mit der Anzeigesteuereinheit 10 verbunden.
Die CPU 11 arbeitet gemäß einem Programm, das in einem internen Speicher oder einem externen Speicher gespeichert ist. Gemäß dem Programm steuert die CPU 11 den Übertragungs/Empfangs-Teil 2, die Verzögerungs steuereinheit 3, den Speicher 4, das Filter 6, den Rechner 7, den Speicher 8, den DSC 9 und die Anzeigesteuereinheit 10. Die CPU 11 kann als Reaktion auf eine Benutzeranforderung den Betrieb der Vorrichtung zwischen mehreren verschiedenen Modi ändern.
Wie in 2 gezeigt ist, enthält die Ultraschallsonde 1 eine Anordnung 14 aus piezoelektrischen Elementen (elektrische Energie in Ultraschall wandelnden Elementen). Die Ultraschallsonde 1 wird auf die Oberfläche eines zu untersuchenden Körpers aufgebracht. In diesem Fall grenzt die Piezoelementanordnung 14 an die Körperoberfläche, wie in 2 gezeigt ist. Die Ultraschallsonde 1 hat eine ebene Vorderseite, die mit der Körperoberfläche in Kontakt sein soll. Die Vorderseite der Ultraschallsonde 1 stimmt im Wesentlichen mit einer Vorderseite der Piezoelementanordnung 14 überein.
Nun wieder mit Bezug auf 1: Der Übertragungs/Empfangs-Teil 2 erzeugt gemäß der Steuerung durch die CPU 11 elektrische Ansteuerimpulssignale für die piezoelektrischen Elemente in der Ultraschallsonde 1. Die elektrischen Ansteuerimpulssignale haben eine vorgegebene Periode. Der Übertragungs/Empfangs-Teil 2 leitet die elektrischen Ansteuerimpulssignale den piezoelektrischen Elementen in der Ultraschallsonde 1 zu. Die Piezoelementanordnung 14 in der Ultraschallsonde 1 wandelt die elektrischen Ansteuerimpulssignale in einen Strahl entsprechender Ultraschallimpulse und sendet den Ultraschallimpulsstrahl in einen zu untersuchenden Körper aus.
Unter der Steuerung durch die CPU 11 stellt die Verzögerungssteuereinheit 3 Verzögerungen der elektrischen Ansteuerimpulssignale, die vom Übertragungs/Empfangs-Teil 2 an die piezoelektrischen Elemente in der Ultraschallsonde 1 angelegt werden, ein, wodurch sich die Richtung der Akustikstrecke des ausgesendeten Ultraschallimpulsstrahls ändert. Mit anderen Worten steuert die Verzögerungssteuereinheit 3 die Übertragungs-Richtcharakteristik der Piezoelementanordnung 14 in der Ultraschallsonde 1. Speziell speichert der Speicher 4 Daten für die Übertragungsverzögerungssteuerung. Die Verzögerungssteuereinheit 3 liest die Übertragungsverzögerungssteuerdaten aus dem Speicher 4 und steuert die Verzögerungen der elektrischen Ansteuerimpulse gemäß den Übertragungsverzögerungssteuerdaten.
Die Übertragungsverzögerungssteuerdaten in dem Speicher 4 entsprechen voreingestellten unterschiedlichen Ablenkwinkeln der Akustikstrecke des ausgesendeten Ultraschallimpulsstrahls. Folglich wird die Akustikstrecke des ausgesendeten Ultraschallimpulsstrahls zwischen den voreingestellten Ablenkwinkeln geändert.
Der ausgesendete Ultraschallimpulsstrahl wird an verschiedenen Orten im Inneren des Körpers reflektiert. Die aus der Reflexion resultierenden Ultraschallimpulsstrahlen sind Ultraschallechostrahlen. Teile der Ultraschallechostrahlen laufen zu den piezoelektrischen Elementen in der Ultraschallsonde 1 zurück. Die piezoelektrischen Elemente wandeln die empfangenen Teile der Ultraschallechostrahlen in entsprechende elektrische Echosignale. Die Ultraschallsonde 1 gibt die elektrischen Echosignale an den Übertragungs/Empfangs-Teil 2 aus.
Der Übertragungs/Empfangs-Teil 2 verstärkt die elektrischen Echosignale. Der Übertragungs/Empfangs-Teil 2 gibt die aus der Verstärkung resultierenden Echosignale an die Verzögerungssteuereinheit 3 aus.
Unter der Steuerung durch die CPU 11 stellt die Verzögerungssteuereinheit 3 Verzögerungen der aus der Verstärkung resultierenden elektrischen Echosignale ein und addiert oder kombiniert die bezüglich der Verzögerung eingestellten elektrischen Echosignale zu einem empfangenen Echosignal, das ein Signal mit einer Dopplerverschiebung oder einer Dopplerfrequenz (ein Signal mit einer Frequenzverschiebung durch Doppler-Effekt) ist. Dadurch ändert die Verzögerungssteuereinheit die Richtung der Akustikstrecke eines Ultraschallechostrahls, der mit höchster Empfindlichkeit empfangen wird. Diese Maßnahme der Verzögerungssteuereinheit 3 ist der Steuerung der Empfangs-Richtcharakteristik der Piezoelementanordnung 14 in der Ultraschallsonde 1 äquivalent. Speziell speichert der Speicher 4 Daten für die Empfangsverzögerungssteuerung. Die Verzögerungssteuereinheit 3 liest die Empfangsverzögerungssteuerdaten aus dem Speicher 4 und steuert die Verzögerungen der elektrischen Echosignale gemäß den Empfangsverzögerungssteuerdaten. Die Verzögerungssteuereinheit 3 gibt das dopplerverschobene Signal an den Phasendetektor 5 aus.
Die Empfangsverzögerungssteuerdaten im Speicher 4 entsprechen den voreingestellten unterschiedlichen Ablenkwinkeln der Akustikstrecke eines Ultraschallstrahls, der mit höchster Empfindlichkeit empfangen wird. Folglich wird die Akustikstrecke des Ultraschallechostrahls, der mit höchster Empfindlichkeit empfangen wird, zwischen den voreingestellten Ablenkwinkeln geändert.
Der Phasendetektor 5 unterwirft das dopplerverschobene Signal einer Phasendetektion hinsichtlich der Dopplerverschiebung (der Dopplerfrequenz) in Bezug auf ein Referenzsignal. Die Phasendetektion erzeugt ein Realteil-Signal und ein Imaginärteil-Signal (ein Signal mit positiver Polarität und ein Signal mit negativer Polarität) in Ansprechen auf das dopplerverschobene Signal. Der Phasendetektor 5 gibt das Realteil-Signal und das Imaginärteil-Signal an das Filter 6 aus.
Das Realteil-Signal und das Imaginärteil-Signal weisen gewünschte Echokomponenten auf, die Organ- und Gewebebewegungen repräsentieren, und weisen außerdem unerwünschte Echokomponenten auf, die Blutströmungen und anderes repräsentieren. Unter der Steuerung durch die CPU 11 entfernt das Filter 6 die unerwünschten Echokomponenten aus dem Realteil-Signal und dem Imaginärteil-Signal, während es die erwünschten Echokomponenten davon durchlässt. Das Filter 6 gibt das resultierende Realteil-Signal und das resultierende Imaginärteil-Signal an den Rechner 7 aus.
Unter der Steuerung durch die CPU 11 berechnet der Rechner 7 die Geschwindigkeit eines Objekts wie etwa eines Organs oder eines Gewebes in dem Körper anhand der Ausgangssignale vom Filter 6. Folglich wird die Geschwindigkeit des Objekts gemessen. Der Rechner 7 erzeugt Daten (Geschwindigkeitsdaten), die die berechnete Objektgeschwindigkeit, d. h. die gemessene Objektgeschwindigkeit, repräsentieren. Der Rechner 7 gibt die Geschwindigkeitsdaten an den DSC 9 aus.
Vorzugsweise wird ein Ultraschallstrahl mehrere Male in ein und dieselbe Richtung ausgesendet. In diesem Fall wird ein zugehöriger Ultraschallechostrahl, der aus der Richtung kommt, mehrere Male empfangen, und die Geschwindigkeitsdaten werden mehrere Male erzeugt. Der Rechner 7 speichert alle Geschwindigkeitsdaten von mehreren Zeitpunkten in den Speicher 8. Der Rechner 7 liest die Geschwindigkeitsdaten von mehreren Zeitpunkten aus dem Speicher 8. Der Rechner 7 mittelt die Geschwindigkeitsdaten von mehreren Zeitpunkten zu einem mittleren Geschwindigkeitswert. Der Rechner 7 gibt den mittleren Geschwindigkeitswert anstelle der nicht gemittelten Geschwindigkeitsdaten an den DSC 9 aus.
Der Rechner 7 speichert die Geschwindigkeitsdaten (die nicht gemittelten Geschwindigkeitsdaten oder die mittleren Geschwindigkeitswerte) in den Speicher 8 zur späteren Verwendung als vorhergehende Geschwindigkeitsdaten. Der Rechner 7 berechnet die von dem Objekt zurückgelegte Distanz anhand der derzeitigen Geschwindigkeitsdaten (der derzeitigen nicht gemittelten Geschwindigkeitsdaten oder der derzeitigen mittleren Geschwindigkeitswerte) und der aus dem Speicher 8 ausgelesenen vorhergehenden Geschwindigkeitsdaten. Der Rechner 7 erzeugt Daten (die zurückgelegte Distanz betreffende Daten), die die berechnete Distanz, die das Objekt zurückgelegt hat, repräsentieren. Der Rechner 7 gibt die die zurückgelegte Distanz betreffenden Daten an den DSC 9 aus.
Unter der Steuerung durch die CPU 11 unterwirft der DSC 9 die Ausgangsdaten vom Rechner 7 der Bildwandlung und wandelt dabei die Daten in ein Videosignal vorgegebenen Formats, das sich für eine Anzeige auf dem Monitor 12 eignet. Der DSC 9 gibt das Videosignal an die Anzeigesteuereinheit 10 aus.
Im Falle, dass der Blutdrucksensor 15 und der Elektrokardiograph 16 mit der Anzeigesteuereinheit 10 verbunden sind, geben der Blutdrucksensor 15 und der Elektrokardiograph 16 Signale, die eine Blutdruckwellenform bzw. ein Elektrokardiogramm repräsentieren, an die Anzeigesteuereinheit 10 aus. Unter der Steuerung durch die CPU 11 wandelt die Anzeigesteuereinheit 10 die Ausgangssignale des Blutdrucksensors 15 und des Elektrokardiographen 16 in Videosignale eines vorgegebenen Formats, das für eine Anzeige auf dem Monitor 12 geeignet ist. Die Anzeigesteuereinrichtung 10 überlagert diese Videosignale dem von der DSC 9 ausgegebenen Videosignal. Die Anzeigesteuereinheit 10 gibt das aus der Überlagerung resultierende Videosignal an den Monitor 12 aus. Der Monitor 12 macht das Ausgangssignal der Anzeigesteuereinheit 10 sichtbar und zeigt es an.
Folglich werden die Geschwindigkeit des Objekts, die von dem Objekt zurückgelegte Distanz, die Blutdruckwellenform und das Elektrokardiogramm auf dem Monitor 12 angezeigt.
Die Ultraschalldiagnosevorrichtung führt die Messung der Geschwindigkeit eines Objekts oder der Geschwindigkeiten von Objekten in einem von einem ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften Verfahren, die nachstehend angeführt sind, aus.
Gemäß dem ersten Messverfahren, wie in 2 gezeigt, ist eine Richtung senkrecht zur Vorderseite der Ultraschallsonde 1 als "x"-Richtung definiert, während eine Richtung parallel zur Vorderseite der Ultraschallsonde 1 als "z"-Richtung definiert ist. Die Geschwindigkeit eines Objekts OB wird unter Verwendung von in einer Akustikstreckenrichtung Nr. 1, die gleich der "x"-Richtung ist, ausgesendeten und empfangenen Ultraschallstrahlen gemessen. Die gemessene Objektgeschwindigkeit ist mit Vx bezeichnet. Die Akustikstrecke der Richtung Nr. 1 trifft auf das Objekt OB. Außerdem wird die Geschwindigkeit des Objekts OB unter Verwendung von in einer Akustikstreckenrichtung Nr. 2 ausgesendeten und empfangenen Ultraschallstrahlen gemessen, wobei die Akustikstreckenrichtung Nr. 2 von der Akustikstreckenrichtung Nr. 1 um einen vorgegebenen Winkel θ abweicht. Die gemessene Objektgeschwindigkeit ist mit V bezeichnet. Die Akustikstrecke der Richtung Nr. 2 trifft auf das Objekt OB. In dem Fall, in dem sich das Objekt OB nur in "x"-Richtung bewegt, sind die gemessene Objektgeschwindigkeit V' bezüglich der Akustikstreckenrichtung Nr. 2 und die gemessene Objektgeschwindigkeit Vx bezüglich der Akustikstreckenrichtung Nr. 1 in der folgenden Relation: V' = Vx·cosθ (1)
Andererseits, im Falle, dass die Bewegung des Objekts OB eine von null verschiedene "z"-Richtungskomponente aufweist, sind die gemessenen Objektgeschwindigkeiten V' und Vx in der folgenden Relation: V' > Vx·cosθ (2)
Beispielsweise entscheidet der Rechner 7, welche der Relationen (1) und (2) erfüllt ist. Wenn die Relation (1) erfüllt ist, wird bestimmt, dass sich das Objekt OB nur in "x"-Richtung bewegt. In diesem Fall wird die gemessene Objektgeschwindigkeit Vx als eine gemessene Ist-Objektgeschwindigkeit verwendet. Wenn die Relation (2) erfüllt ist, wird bestimmt, dass die Richtung der Bewegung des Objekts OB eine von null verschiedene "z"-Richtungskomponente hat. In diesem Fall ist die gemessene Objektgeschwindigkeit V größer als der Wert "Vx·cosθ", und zwar um eine Größe, die in dem Maße zunimmt, wie die "z"-Richtungskomponente der Objektbewegung zunimmt. Die Objektgeschwindigkeit Vz in "z"-Richtung wird aus der Differenz zwischen der gemessenen Objektgeschwindigkeit V' und dem Wert "Vx·cosθ" geschätzt oder berechnet. Eine gemessene Ist-Objektgeschwindigkeit (d. h. eine Geschwindigkeit eines Objekts in einer Bewegungsrichtung davon) V wird aus der Objektgeschwindigkeit Vx und der Objektgeschwindigkeit Vz berechnet. Außerdem wird eine Ist-Richtung der Bewegung des Objekts aus der Objektgeschwindigkeit Vx und der Objektgeschwindigkeit Vz berechnet. Gemäß dem ersten Messverfahren kann die Geschwindigkeit eines Objekts OB unter Verwendung von in drei oder mehr verschiedenen Akustikstreckenrichtungen gesendeten und empfangenen Ultraschallstrahlen wiederholt gemessen werden.
Gemäß dem zweiten Messverfahren, wie in 3 gezeigt, werden die Geschwindigkeit eines Objekts OB1 und die Geschwindigkeit eines Objekts OB2 unter Verwendung von in einer Akustikstreckenrichtung Nr. 1 gleich der "x"-Richtung gesendeten und empfangenen Ultraschallstrahlen gemessen. Die Objekte OB1 und OB2 fluchten in der "x"-Richtung. Die Akustikstrecke der Richtung Nr. 1 trifft auf die Objekte OB1 und OB2. Das Objekt OB1 liegt in Bezug auf die Körperoberfläche tiefer als das Objekt OB2. Außerdem wird die Geschwindigkeit des Objekts OB1 unter Verwendung von in einer Akustikstreckenrichtung Nr. 2 ausgesendeten und empfangenen Ultraschallstrahlen gemessen, wobei die Akustikstreckenrichtung Nr. 2 von der Akustikstreckenrichtung Nr. 1 um einen vorgegebenen Winkel θ abweicht. Die Akustikstrecke mit der Richtung Nr. 2 trifft auf das Objekt OB1. Außerdem wird die Geschwindigkeit des Objekts OB2 unter Verwendung von in einer Akustikstreckenrichtung Nr. 2', parallel und getrennt von der Akustikstreckenrichtung Nr. 2, ausgesendeten und empfangenen Ultraschallstrahlen gemessen. Die Akustikstrecke Nr. 2' trifft auf das Objekt OB2. Die Akustikstreckenrichtungen Nr. 2 und Nr. 2' weisen einen gleichen Ablenkwinkel in Bezug auf die Akustikstreckenrichtung Nr. 1 auf. Wie in dem ersten Messverfahren werden eine gemessene Ist-Geschwindigkeit des Objekts OB1 und eine Ist-Richtung der Bewegung des Objekts OB1 berechnet. Genauso wie in dem ersten Messverfahren werden eine Ist-Geschwindigkeit des Objekts OB2 und eine Ist-Richtung der Bewegung des Objekts OB2 berechnet. Die in der Akustikstreckenrichtung Nr. 2 oder der Akustikstreckenrichtung Nr. 2' ausgesendeten und empfangenen Ultraschallstrahlen sind durch Schritte geliefert, die einen Schritt des Auswählens von piezoelektrischen Elementen aus der Piezoelementanordnung 14 als eine Gruppe von aktiv verwendeten piezoelektrischen Elementen einschließen. Das Ersetzen der in der Akustikstreckenrichtung Nr. 2 ausgesendeten und empfangenen Ultraschallstrahlen durch jene in der Akustikstreckenrichtung Nr. 2' wird durch Verschieben der Gruppe von aktiv verwendeten piezoelektrischen Elementen relativ zu der Piezoelementanordnung 14 durchgeführt, während die Signalverzögerungen, die zu den aktiv verwendeten piezoelektrischen Elementen gehören, unverändert beibehalten werden. Gemäß dem zweiten Messverfahren können die Geschwindigkeiten von drei oder mehr Objekten in verschiedenen Tiefen gemessen werden.
Gemäß dem dritten Messverfahren, das in 4 gezeigt ist, werden die Geschwindigkeit eines Objekts OB und die Geschwindigkeit eines Objekts OB2 unter Verwendung von in einer Akustikstreckenrichtung Nr. 1 gleich der "x"-Richtung gesendeten und empfangenen Ultraschallstrahlen gemessen. Die Objekte OB1 und OB2 fluchten in der "x"-Richtung. Die Akustikstrecke der Richtung Nr. 1 trifft auf die Objekte OB1 und OB2. Das Objekt OB1 liegt in Bezug auf die Körperoberfläche tiefer als das Objekt OB2. Außerdem wird die Geschwindigkeit des Objekts OB1 unter Verwendung von in einer Akustikstreckenrichtung Nr. 2 ausgesendeten und empfangenen Ultraschallstrahlen gemessen, wobei die Akustikstreckenrichtung Nr. 2 von der Akustikstreckenrichtung Nr. 1 um einen vorgegebenen Winkel θ abweicht. Die Akustikstrecke der Richtung Nr. 2 trifft auf das Objekt OB1. Außerdem wird die Geschwindigkeit des Objekts OB2 unter Verwendung von in einer Akustikstreckenrichtung Nr. 3 ausgesendeten und empfangenen Ultraschallstrahlen gemessen, wobei die Akustikstreckenrichtung Nr. 3 von der Akustikstreckenrichtung Nr. 1 um einen vorgegebenen Winkel θ' abweicht, der von dem vorgegebenen Winkel θ verschieden ist. Die Akustikstrecke der Richtung Nr. 3 trifft auf das Objekt OB2. Wie in dem ersten Messverfahren werden eine gemessene Ist-Geschwindigkeit des Objekts OB1 und eine Ist-Richtung der Bewegung des Objekts OB1 berechnet. Genauso wie in dem ersten Messverfahren werden eine gemessene Ist-Geschwindigkeit des Objekts OB2 und eine Ist-Richtung der Bewegung des Objekts OB2 berechnet. Die in der Akustikstreckenrichtung Nr. 2 oder der Akustikstreckenrichtung Nr. 3 ausgesendeten und empfangenen Ultraschallstrahlen werden durch Schritte geliefert, die einen Schritt des Auswählens von piezoelektrischen Elementen aus der Piezoelementanordnung 14 als eine Gruppe von aktiv verwendeten piezoelektrischen Elementen einschließen. Das Ersetzen der in der Akustikstreckenrichtung Nr. 2 ausgesendeten und empfangenen Ultraschallstrahlen durch jene in der Akustikstreckenrichtung Nr. 3 wird durch Steuern oder Ändern der Signalverzögerungen, die zu den aktiv verwendeten piezoelektrischen Elementen gehören, ohne die Auswahl der aktiv verwendeten piezoelektrischen Elemente zu ändern, durchgeführt. Gemäß dem dritten Messverfahren können die Geschwindigkeiten von drei oder mehr Objekten in verschiedenen Tiefen gemessen werden.
Das vierte Messverfahren ist bis auf Designänderungen, die nachstehend angeführt sind, einem von dem ersten, zweiten und dritten Messverfahren ähnlich. Mit Bezug auf 2 wird die schon erwähnte Relation (2) in eine allgemeine Gleichung wie folgt abgeändert: V' = (Vx + A)·cosθ (3)wobei "A" einen Wert bezeichnet, der entlang der "x"-Richtung (der Akustikstreckenrichtung Nr. 1) definiert ist und zu einer "z"-Richtungskomponente der Bewegung des Objekts OB gehört. Der Wert "A" ist von 0 verschieden, wenn eine "z"-Richtungskomponente ungleich Null bei der Bewegung des Objekts vorhanden ist. Der Wert "A" ist gleich 0, wenn eine "z"-Richtungskomponente ungleich Null bei der Bewegung des Objekts OB fehlt. Die Gleichung (3) ändert sich in die folgenden Gleichungen: Vx + A = V'/cosθ (4) A = (V'/cosθ) – Vx (5)
Wie in 2 gezeigt ist, sind der Wert "A", der Winkel θ und die Objektgeschwindigkeit Vz in "z"-Richtung in der folgenden Relation: A = Vz·θtanθ (6)
Kombinieren der Gleichung (5) und der Relation (6) führt zu einer Gleichung wie folgt: Vz = (1/sinθ)·(V' – Vx·cosθ) (7)
Die Objektgeschwindigkeit Vz in "z"-Richtung wird aus den gemessenen Objektgeschwindigkeiten Vx und V' und dem Winkel θ unter Verwendung der Gleichung (7) berechnet. Eine gemessene Ist-Objektgeschwindigkeit V wird aus der Objektgeschwindigkeit in "x"-Richtung, Vx, und der Objektgeschwindigkeit in "z"-Richtung, Vz, gemäß der folgenden Gleichung berechnet: V = (Vx2 + Vz2)1/2 (8)
Der Winkel θv der Bewegungsrichtung des Objekts OB relativ zur Vorderseite der Ultraschallsonde 1 wird aus der Objektgeschwindigkeit in "x"-Richtung, Vx, und der Objektgeschwindigkeit in "z"-Richtung, Vz, unter Verwendung einer Gleichung wie folgt berechnet: θv = tan–1(Vz/Vx) (9)
Es sollte beachtet werden, dass die Objektgeschwindigkeit Vx bezüglich der Akustikstreckenrichtung Nr. 1 und die Objektgeschwindigkeit V bezüglich der Akustikstreckenrichtung Nr. 2 mittels einer FFT-Dopplertechnik ermittelt werden können. Der zu untersuchende Körper kann mittels eines Ultraschallstrahls abgetastet werden, um die Geschwindigkeit und Richtung einer Bewegung räumlich zu erfassen.
Das fünfte Messverfahren ist bis auf Designänderungen, die nachstehend angeführt sind, einem von dem ersten, zweiten, dritten und vierten Messverfahren ähnlich. Das fünfte Messverfahren eignet sich zur Ermittlung von Bewegungsparametern von Arterienwänden, die sich in Bezug auf die Oberfläche des Körpers, d. h. die Vorderseite der Ultraschallsonde 1, krümmen. Gemäß dem fünften Messverfahren wird ein B-Modus-Bild (ein Schnittbild) des Körpers auf dem Monitor 12 angezeigt. Mit Bezug auf 5: Es wird ein Bild von Arterienwänden im B-Modus-Bild des Körpers verfolgt, wobei in dem Bild der Arterienwände beabstandete Messpunkte P1, P2 und P3 definiert werden. Die Übertragungsverzögerungssteuerdaten, um zu ermöglichen, dass die Ultraschallimpulsstrahlen die Mess punkte P1, P2 und P3 treffen, werden einzeln berechnet. Für jeden der Messpunkte P1, P2 und P3 entsprechen die berechneten Übertragungsverzögerungssteuerdaten Ultraschallimpulsstrahlen in zwei verschiedenen Akustikstreckenrichtungen. Die Empfangsverzögerungssteuerdaten für ein empfindliches Auffangen der Ultraschallimpulsstrahlen, die von den Messpunkten P1, P2 und P3 kommen, werden einzeln berechnet. Die berechneten Übertragungsverzögerungssteuerdaten und die berechneten Empfangsverzögerungssteuerdaten werden in den Speicher 4 gespeichert. Die Verzögerungssteuereinheit 3 liest die Übertragungsverzögerungssteuerdaten aus dem Speicher 4 und steuert die Verzögerungen der elektrischen Ansteuerimpulssignale gemäß den Übertragungsverzögerungssteuerdaten. Folglich werden die Messpunkte P1, P2 und P3 nacheinander von den Ultraschallimpulsstrahlen getroffen. Die Verzögerungssteuereinheit 3 liest die Empfangsverzögerungssteuerdaten aus dem Speicher 4 und steuert die Verzögerungen der elektrischen Echosignale gemäß den Empfangsverzögerungssteuerdaten. Deshalb werden die Ultraschallechostrahlen, die von den Messpunkten P1, P2 und P3 kommen, nacheinander empfangen. Die Geschwindigkeiten jedes der Messpunkte P1, P2 und P3 bezüglich zweier verschiedener Akustikstreckenrichtungen werden wie bei dem vierten Messverfahren gemessen. Die gemessenen Geschwindigkeiten der Messpunkte P1, P2 und P3 werden auf dem Monitor 12 als eine Wellenform angezeigt. Dadurch ist es möglich, die Bewegung der Arterienwände entlang der Richtung einer Normalen und auch ihre Bewegung entlang der Richtung einer Tangente zu erfassen. Außerdem können die Geschwindigkeit jedes der Messpunkte P1, P2 und P3 entlang der Richtung einer Normalen und die Geschwindigkeit davon entlang der Richtung einer Tangente berechnet werden. In diesem Fall werden die berechneten Geschwindigkeiten der Messpunkte P1, P2 und P3 auf dem Monitor 12 angezeigt.
Die Ultraschalldiagnosevorrichtung führt die Anzeige der Messergebnisse auf dem Monitor 12 in einem von dem ersten, zweiten, dritten und vierten Verfahren, wie nachstehend angeführt, aus.
Das erste Anzeigeverfahren wird auf die Messergebnisse angewendet, die in dem vierten Messverfahren bereitgestellt werden. Speziell werden die Geschwindigkeit eines Gewebes (oder eines Organs) in dem Körper entlang einer Richtung senkrecht zur Vorderseite der Ultraschallsonde 1 und auch die Geschwindigkeit des Gewebes (oder des Organs) entlang einer Richtung parallel zur Vorderseite der Ultraschallsonde 1 bei dem vierten Messverfahren zweidimensional gemessen, während der Körper mittels des Ultraschallimpulsstrahls abgetastet wird. Die Messergebnisse werden auf dem Monitor 12 als eine Farbverteilung angezeigt, die dem B-Modus-Bild des Körpers überlagert ist. Außerdem werden die Distanz, die von dem Gewebe (oder dem Organ) entlang der Richtung senkrecht zur Vorderseite der Ultraschallsonde 1 zurückgelegt wird, und auch die Distanz, die von dem Gewebe (oder dem Organ) entlang der Richtung parallel zur Vorderseite der Ultraschallsonde 1 zurückgelegt wird, berechnet, während der Körper mittels des Ultraschallimpulsstrahls abgetastet wird. Die Berechnungsergebnisse werden auf dem Bildschirm 12 als eine Farbverteilung angezeigt, die dem B-Modus-Bild des Körpers überlagert ist. Dadurch ist es möglich, die Bewegung einer örtlich begrenzten Stelle in dem Gewebe (oder dem Organ) leicht zu erfassen. Gemäß dem ersten Anzeigeverfahren, wie in 6 gezeigt, wird ein Objekt durch eine rote Region angegeben, wenn es sich zur Ultraschallsonde 1 hin bewegt. Der Rot-Ton wird in dem Maße kräftiger, wie die gemessene Geschwindigkeit des Objekts zunimmt. Ein Objekt wird durch eine blaue Region angegeben, wenn es sich von der Ultraschallsonde 1 weg bewegt. Der Blau-Ton wird in dem Maße kräftiger, wie die gemessene Geschwindigkeit des Objekts zunimmt. Ein Objekt wird durch eine grüne Region angegeben, wenn es sich in einer Richtung (bei spielsweise nach rechts, wie in 6 zu sehen ist) parallel zur Vorderseite der Ultraschallsonde 1 bewegt. Der Grün-Ton wird in dem Maße kräftiger, wie die gemessene Geschwindigkeit des Objekts zunimmt. Ein Objekt wird durch eine gelbe Region angegeben, wenn es sich in die andere Richtung (beispielsweise nach links, wie in 6 zu sehen ist) parallel zur Vorderseite der Ultraschallsonde 1 bewegt. Der Gelb-Ton wird in dem Maße kräftiger, wie die gemessene Geschwindigkeit des Objekts zunimmt. Wenn sich ein Objekt in eine Zwischenrichtung zwischen aufwärts und nach rechts, wie in 6 zu sehen ist, bewegt, wird es durch eine Region angegeben, die eine Farbe hat, die zwischen Rot und Grün liegt. Es sollte beachtet werden, dass Rot, Blau, Grün und Gelb durch andere Farben ersetzt werden können. Die verwendeten Farben können durch einen Benutzer frei ausgewählt werden.
Das zweite Anzeigeverfahren wird auf die Messergebnisse angewendet, die in dem fünften Messverfahren bereitgestellt werden. Gemäß dem zweiten Anzeigeverfahren werden die Geschwindigkeit von Arterienwänden entlang der Richtung einer Normalen und auch ihre Geschwindigkeit entlang der Richtung einer Tangente auf dem Monitor 12 als zweidimensionale Farbverteilungen angezeigt, die dem B-Modus-Bild des Körpers überlagert sind. Außerdem werden die Distanz, die von den Arterienwänden entlang der Richtung der Normalen zurückgelegt wird, und auch die Distanz, die dadurch entlang der Richtung der Tangente zurückgelegt wird, auf dem Bildschirm 12 als zweidimensionale Farbverteilungen angezeigt, die dem B-Modus-Bild des Körpers überlagert sind. Dadurch ist es möglich, die Bewegung der Arterienwände, die durch einen Herzschlag verursacht ist, leicht zu erfassen. Wie in 7 gezeigt ist, wird jeder Messpunkt (P1, P2 oder P3) an den Arterienwänden durch eine rote Region angegeben, wenn sich der Messpunkt in eine Richtung radial nach innen (eine Richtung einer Normalen) bewegt. Der Rot-Ton wird in dem Maße kräftiger, wie die Geschwindigkeit des Messpunkts zunimmt. Jeder Messpunkt (P1, P2 oder P3) an den Arterienwänden wird durch eine blaue Region angegeben, wenn sich der Messpunkt in eine Richtung radial nach außen (die andere Richtung der Normalen) bewegt. Der Blau-Ton wird in dem Maße kräftiger, wie die Geschwindigkeit des Messpunkts zunimmt. Jeder Messpunkt (P1, P2 oder P3) an den Arterienwänden wird durch eine grüne Region angegeben, wenn sich der Messpunkt in eine axiale Richtung (eine Richtung einer Tangente) bewegt. Der Grün-Ton wird in dem Maße kräftiger, wie die Geschwindigkeit des Messpunkts zunimmt. Jeder Messpunkt (P1, P2 oder P3) an den Arterienwänden wird durch eine gelbe Region angegeben, wenn sich der Messpunkt in die andere axiale Richtung (die andere Richtung der Tangente) bewegt. Der Gelb-Ton wird in dem Maße kräftiger, wie die Geschwindigkeit des Messpunkts zunimmt. Es sollte beachtet werden, dass Rot, Blau, Grün und Gelb durch andere Farben ersetzt werden können. Die verwendeten Farben können durch einen Benutzer frei ausgewählt werden.
Das dritte Anzeigeverfahren ist bis auf Designänderungen, die nachstehend angeführt sind, dem ersten Anzeigeverfahren (oder dem zweiten Anzeigeverfahren) ähnlich. Gemäß dem dritten Anzeigeverfahren werden die Blutdruckwellenform und das Elektrokardiogramm auf dem Bildschirm 12 zur Anzeige gebracht, wobei sie dem B-Modus-Bild des Körpers und den zweidimensionalen Farbverteilungen der Geschwindigkeit eines Gewebes (oder eines Organs) und der von dem Gewebe (oder dem Organ) zurückgelegten Distanz überlagert sind. Die Überlagerung erfolgt auf einer Echtzeitbasis. Dadurch ist es möglich, eine Bewegung des Gewebes (oder des Organs), die durch einen Herzschlag verursacht ist, leicht zu erfassen.
Das vierte Anzeigeverfahren ist bis auf Designänderungen, die nachstehend angeführt sind, dem zweiten Anzeigeverfahren (oder dem ersten An zeigeverfahren) ähnlich. Gemäß dem vierten Anzeigeverfahren werden die Blutdruckwellenform und das Elektrokardiogramm auf dem Bildschirm 12 angezeigt, wobei sie dem B-Modus-Bild des Körpers und den zweidimensionalen Farbverteilungen der Geschwindigkeiten der Messpunkte an Arterienwänden entlang der Richtung einer Normalen, der Geschwindigkeiten der Messpunkte entlang der Richtung einer Tangente, der Distanzen, die von den Messpunkten entlang der Richtung der Normalen zurückgelegt werden, und der Distanzen, die von den Messpunkten entlang der Richtung der Tangente zurückgelegt werden, überlagert sind. Die Überlagerung erfolgt auf einer Echtzeitbasis. Dadurch ist es möglich, die durch einen Herzschlag verursachte Bewegung der Arterienwände entlang der Richtung der Normalen und auch ihre durch einen Herzschlag verursachte Bewegung entlang der Richtung der Tangente zu erfassen.

Claims

Ultraschalldiagnosevorrichtung, umfassend: ein Übertragungsmittel, das eine Ultraschallsonde einschließlich einer Anordnung (14) von piezoelektrischen Elementen umfasst und geeignet ist, um mehrere Ultraschallimpulsstrahlen mit verschiedenen Akustikstreckenrichtungen von der Ultraschallsonde (1) in einen Körper zu übertragen, wobei definierte voneinander beabstandete Messpunkte (P1, P2, P3) an einer Arterienwand in dem Körper durch die Ultraschallimpulsstrahlen sequentiell getroffen werden; ein Empfangsmittel, das die Ultraschallsonde (1) umfasst und geeignet ist, um in dem Körper verursachte Ultraschallechostrahlen zu empfangen und die empfangenen Ultraschallechostrahlen über die Ultraschallsonde (1) in entsprechende elektrische Echosignale umzuwandeln; ein Akustikstreckenrichtungs-Berechnungsmittel, das geeignet ist, um zwei verschiedene Akustikstreckenrichtungen für jeden der Messpunkte (P1, P2, P3) individuell zu berechnen, ein Verzögerungssteuermittel (3), das geeignet ist, um Ablenkwinkel einer Übertragung und eines Empfangs der Ultraschallimpulsstrahlen und der Ultraschallechostrahlen entsprechend den berechneten Akustikstreckenrichtungen zu steuern, und ein Auswahlmittel, das eine erste und eine zweite Gruppe von aktiv verwendeten piezoelektrischen Elementen aus der Anordnung (14) von piezoelektrischen Elementen entsprechend den berechneten Akustikstreckenrichtungen auswählt, wobei die zweite Gruppe in Bezug auf die erste Gruppe verschoben ist, wobei alle Messpunkte (P1, P2, P3) durch einen ersten Ultraschallimpulsstrahl und einen zweiten Ultraschallimpulsstrahl getroffen werden, wobei der erste Ultraschallimpulsstrahl und der zweite Ultraschallimpulsstrahl verschiedene Ablenkwinkel zueinander aufweisen, wobei alle ersten Ultraschallimpulsstrahlen verschiedene Ablenkwinkel zueinander aufweisen und durch die erste Gruppe von aktiv verwendeten piezoelektrischen Elementen übertragen werden, und alle zweiten Ultraschallimpulsstrahlen verschiedene Ablenkwinkel zueinander aufweisen und durch die verschobene zweite Gruppe von aktiv verwendeten piezoelektrischen Elementen übertragen werden; ein Phasendetektionsmittel (5), das geeignet ist, um die elektrischen Echosignale einer Phasendetektion zu unterziehen, um Phasendetektions-Ergebnissignale zu erzeugen; ein Gewebegeschwindigkeits-Berechnungsmittel (7), das geeignet ist, um Geschwindigkeiten der Messpunkte (P1, P2, P3) in den Richtungen einer Senkrechten und einer Tangente der Arterienwand aus den Phasendetektions-Ergebnissignalen zu berechnen; und ein Anzeigemittel (12), das geeignet ist, um die berechneten Geschwindigkeiten der Messpunkte (P1, P2, P3) anzugeben.
Ultraschalldiagnosevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Ultraschallsonde (1) Transducer-Elemente umfasst, ferner umfassend ein Mittel zum Auswählen einiger aus den Transducer-Elementen als aktive Elemente in Ansprechen auf eine Tiefe eines gemessenen Abschnitts des Gewebes von einer Oberfläche des Körpers.
Ultraschalldiagnosevorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Verzögerungssteuermittel (3) ein Mittel zum Ändern des Ablenkwinkels der Übertragung und des Empfangs des Ultraschallimpulsstrahls und des Ultraschallechostrahls in Ansprechen auf eine Tiefe eines gemessenen Abschnitts des Gewebes von einer Oberfläche des Körpers umfasst.
Ultraschalldiagnosevorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Verzögerungssteuermittel (3) ein Mittel zum Ändern der Akustikstreckenrichtung einer Übertragung und eines Empfangs des Ultraschallimpulsstrahls und des Ultraschallechostrahls unter mehreren verschiedenen Richtungen in Bezug auf das Gewebe umfasst, und das Gewebegeschwindigkeits-Berechnungsmittel (7) ein Mittel zum Berechnen einer Geschwindigkeit (Vx) des Gewebes in einer Richtung senkrecht zu einer Vorderseite der Ultraschallsonde (1), einer durch das Gewebe in der Richtung senkrecht zu der Vorderseite der Ultraschallsonde (1) zurückgelegten Distanz, einer Geschwindigkeit (Vz) des Gewebes in einer Richtung parallel zu der Vorderseite der Ultraschallsonde (1) und einer durch das Gewebe in der Richtung parallel zu der Vorderseite der Ultraschallsonde (1) zurückgelegten Distanz aus dem Phasendetektions-Ergebnissignal umfasst.
Ultraschalldiagnosevorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Verzögerungssteuermittel (3) ein Mittel zum Ändern der Akustikstreckenrichtung der Übertragung und des Empfangs des Ultraschallimpulsstrahls und des Ultraschallechostrahls umfasst, um Arterienwände in dem Körper abzutasten, wobei das Gewebegeschwindigkeits-Berechnungsmittel (7) ein Mittel zum Berechnen einer Geschwindigkeit der Arterienwände in einer Richtung einer Senkrechten, einer durch die Arterienwände in der Richtung der Senkrechten zurückgelegten Distanz, einer Geschwindigkeit der Arterienwände in einer Richtung einer Tangente und einer durch die Arterienwände in der Richtung der Tangente zurückgelegten Distanz aus dem Phasendetektions-Ergebnissignal umfasst, und das Anzeigemittel (12) ein Mittel zum Angeben der berechneten Geschwindigkeit der Arterienwände in der Richtung der Senkrechten, der berechneten durch die Arterienwände in der Richtung der Senkrechten zurückgelegten Distanz, der berechneten Geschwindigkeit der Arterienwände in der Richtung der Tangente und der berechneten durch die Arterienwände in der Richtung der Tangente zurückgelegten Distanz als Wellenformen umfasst.
Ultraschalldiagnosevorrichtung nach Anspruch 4, wobei das Anzeigemittel (12) ein Mittel zum Angeben eines B-Modus-Bilds des Körpers und ein Mittel zum Angeben der berechneten Geschwindigkeit (Vx) des Gewebes in der Richtung senkrecht zu der Vorderseite der Ultraschallsonde (1), der berechneten durch das Gewebe in der Richtung senkrecht zu der Vorderseite der Ultraschallsonde (1) zurückgelegten Distanz, der berechneten Geschwindigkeit (Vz) des Gewebes in der Richtung parallel zu der Vorderseite der Ultraschallsonde (1) und der berechneten durch das Gewebe in der Richtung parallel zu der Vorderseite der Ultraschallsonde zurückgelegten Distanz als dem B-Modus-Bild des Körpers überlagerte zweidimensionale Farbverteilungen umfasst.
Ultraschalldiagnosevorrichtung nach Anspruch 5, wobei das Anzeigemittel (12) ein Mittel zum Angeben eines B-Modus-Bilds des Körpers und ein Mittel zum Angeben der berechneten Geschwindigkeit der Arterienwände in der Richtung der Senkrechten, der berechneten von den Arterienwänden in der Richtung der Senkrechten zurückgelegten Distanz, der berechneten Geschwindigkeit der Arterienwände in der Richtung der Tangente und der berechneten durch die Arterienwände in der Richtung der Tan gente zurückgelegten Distanz als dem B-Modus-Bild des Körpers überlagerte zweidimensionale Farbverteilungen umfasst.
Ultraschalldiagnosevorrichtung nach Anspruch 6, wobei das Anzeigemittel (12) ein Mittel zum Angeben einer Blutdruckwellenform und eines Elektrokardiogramms umfasst, die dem B-Modus-Bild des Körpers und den zweidimensionalen Farbverteilungen überlagert sind.
Ultraschalldiagnosevorrichtung nach Anspruch 7, wobei das Anzeigemittel (12) ein Mittel zum Angeben einer Blutdruckwellenform und eines Elektrokardiogramms umfasst, die dem B-Modus-Bild des Körpers und den zweidimensionalen Farbverteilungen überlagert sind.
Ultraschalldiagnosevorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Übertragungs- und Empfangsmittel umfasst: ein erstes Mittel (1) zum Übertragen eines ersten Ultraschallimpulsstrahls in einen Körper zu einem Objekt in dem Körper hin entlang einer ersten Richtung; ein zweites Mittel (1) zum Empfangen eines ersten Ultraschallechostrahls, der durch Reflexion des ersten Ultraschallimpulsstrahls an dem Objekt verursacht wird und von dem Objekt entlang der ersten Richtung kommt; ein drittes Mittel (1) zum Übertragen eines zweiten Ultraschallimpulsstrahls in den Körper zu dem Objekt in dem Körper hin entlang einer zweiten Richtung, die einen anderen Winkel als die erste Richtung aufweist; und ein viertes Mittel (1) zum Empfangen eines zweiten Ultraschallechostrahls, der durch Reflexion des zweiten Ultraschallim- Pulsstrahls an dem Objekt verursacht wird und von dem Objekt entlang der zweiten Richtung kommt; und wobei das Gewebegeschwindigkeitsmittel umfasst: ein fünftes Mittel (7) zum Berechnen einer Geschwindigkeit (Vx) des Objekts entlang der ersten Richtung aus dem durch das zweite Mittel (1) empfangenen ersten Ultraschallechostrahl; und ein sechstes Mittel (7) zum Berechnen einer Geschwindigkeit (V') des Objekts entlang der zweiten Richtung aus dem durch das vierte Mittel (1) empfangenen zweiten Ultraschallechostrahl.
Ultraschalldiagnosevorrichtung nach Anspruch 10, wobei die erste Richtung zu einer Oberfläche des Körpers senkrecht ist, ferner umfassend ein siebtes Mittel (7) zum Berechnen einer Geschwindigkeit (Vz) des Objekts entlang einer dritten Richtung parallel zu der Oberfläche des Körpers aus der durch das fünfte Mittel (7) berechneten Geschwindigkeit (Vx), der durch das sechste Mittel (7) berechneten Geschwindigkeit (V') und einer Winkeldifferenz (θ) zwischen der ersten Richtung und der zweiten Richtung.
Ultraschalldiagnosevorrichtung nach Anspruch 10, ferner umfassend ein siebtes Mittel (7) zum Berechnen einer Bewegungsrichtung des Objekts aus der durch das fünfte Mittel (7) berechneten Geschwindigkeit (Vx), der durch das sechste Mittel (7) berechneten Geschwindigkeit (V') und einer Winkeldifferenz (θ) zwischen der ersten Richtung und der zweiten Richtung, und ein achtes Mittel (7) zum Berechnen einer Geschwindigkeit (V) des Objekts entlang der berechneten Bewegungsrichtung des Objekts aus der durch das fünfte Mittel (7) berechneten Geschwindigkeit (Vx), der durch das sechste Mittel (7) berechneten Geschwindigkeit (V') und der Winkeldifferenz (θ) zwischen der ersten Richtung und der zweiten Richtung.