JP2000175915A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 超音波診断装置のドプラ血流計測において、
最高血流速度及び該最高血流速度の位置を精度良く計測
する。 【解決手段】 心電信号に基づき検出される所定の心時
相で、連続波ドプラモードによって最高血流速度を計測
する。続いて、前記最高血流速度を計測させた心時相と
同じ心時相になった時点で、パルスドプラモードにより
最高血流速度の位置を計測させる。そして、前記最高血
流速度の計測値と前記位置の情報とを表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、血流からの超音波
の反射波の周波数偏移を検出することにより血流速を計
測する超音波診断装置に関し、特に、最高血流速度及び
その最高血流速度の位置を計測する超音波診断装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、超音波診断装置として、血流
からの超音波の反射波は血流の速さに応じてその周波数
が偏移するというドプラ効果を利用して血流速を計測す
る構成の装置が知られている。そして、上記のドプラ超
音波血流計測においては、パルス状の超音波を発射する
パルスドプラモードと、連続波の超音波を発射する連続
波ドプラモードとがある。

【０００３】前記パルスドプラモードでは、超音波パル
スを一定の繰返し周波数（以下、「ＰＲＦ」ともいう）
で発射するものであり、反射信号を取り込む時間を設定
することで、超音波ビーム上の特定点の血流速を計測で
きるが、パルス超音波発生の繰り返し周波数に制限され
て高速の血流速を計測できないという欠点がある。

【０００４】これに対し、連続波ドプラモードでは、連
続波の超音波を発射するので、パルスドプラモードのよ
うに血流速の計測が制限されることはなく、超音波ビー
ム上の全ての点の流速が合算して計測されることにな
り、走査方向の最高血流速を簡単に計測できる。そし
て、このようにして求められた最高血流速から、血管の
圧較差や弁口面積等を推定し、例えば血管の狭窄の程度
を知ることができる。

【０００５】上記のように、パルスドプラモードでは、
超音波ビーム上の特定点の血流速を計測できるため、例
えば、急激に血流速が増大する部位として血管の狭窄部
位を同定することが可能であるが、計測できる最高血流
速に限界があるため、血管の狭窄の程度を定量的に評価
できない場合が生じる。一方、連続波ドプラモードで
は、最高血流速を計測して血管の狭窄の程度を定量的に
評価できるものの、その狭窄部位の同定が行えない。

【０００６】そこで、本出願人は、先に、連続波ドプラ
モードで血流の最高速度を求めた後、パルスドプラモー
ドに切り換えて、上記の最高血流速度を得た点を特定す
るよう構成された超音波診断装置を提案した（特願平１
０−１４３２５２号参照）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記構成の超
音波診断装置では、連続波ドプラモードによる最高血流
速度の計測終了後にパルスドプラモードによる処理を時
系列的に実行させる構成であるから、パルスドプラモー
ドによる処理を行っている間に心時相がずれ、最高血流
速度の計測値を位置の情報と共に表示させたときには、
最高血流速度が変化してしまっている可能性があるとい
う問題があった。

【０００８】そこで、本発明は、このような問題点に対
処し、ドプラ血流計測において、最高血流速度及びその
最高血流速度の位置をより高精度に計測できる超音波診
断装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による超音波診断装置は、血流からの超音波
の反射波の周波数偏移を検出することにより血流速を計
測する超音波診断装置であって、連続波ドプラモードに
よって血流の最高速を求める一方、パルスドプラモード
によって前記最高速が得られた点を特定するよう構成さ
れると共に、前記連続波ドプラモードによる処理とパル
スドプラモードによる処理とを、心電信号に基づき同一
の心時相において行わせるよう構成されたものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明による超
音波診断装置の実施の形態を示すブロック図である。こ
の超音波診断装置は、被検体内の診断部位に超音波を送
信すると共に該診断部位からのドプラ効果を含んだ反射
エコー信号を受信し上記診断部位のドプラ像を得て画像
表示するもので、図１に示すように、探触子１と、送信
部２と、受信部３と、ミキサ４と、フィルタ５と、周波
数分析部６と、表示部７と、テレビモニタ８とを有し、
更に最高血流速度位置判別部９と、制御部１０とを備え
て成る。

【００１１】前記探触子１は、被検体内の診断部位に向
けて超音波を送信及び受信するもので、その内部には実
際に超音波を打ち出すと共に反射波を受信する振動子が
複数並べて設けられている。尚、この探触子１として
は、パルス波による送受信と、連続波による送受信との
双方を行いうるタイプのものが用いられる。

【００１２】送信部２は、上記探触子１に送波信号を供
給して内部の振動子を駆動し、超音波を発射させるもの
であり、パルス発生回路と送波遅延回路とを備えてい
る。また、受信部３は、上記探触子１内の振動子で受信
した診断部位からの反射エコー信号を入力して増幅し、
それぞれのエコー信号に所定の遅延時間を与えて位相を
揃えて加算し出力するものである。

【００１３】ミキサ４は、上記受信部３を介して入力し
た反射エコー信号へ参照信号を混合演算し、複素信号化
するものである。フィルタ５は、上記ミキサ４で検出さ
れたドプラ信号から不要信号、例えば静止組織部からの
エコー信号を除去するもので、ＭＴＩフィルタと称され
るものである。周波数分析部６は、上記フィルタ５から
の出力信号をフーリエ変換等により周波数分析して、各
周波数成分の大きさを得ると共にその大きさを輝度値に
変換させるものである。

【００１４】表示部７は、上記周波数分析部６からの出
力信号を入力して画像信号を生成するもので、通常デジ
タル・スキャン・コンバータと称されているものであ
る。さらに、テレビモニタ８は、上記表示部７からの画
像信号を入力して診断部位の断層像やドプラ像を画像表
示するものである。このような構成により、基本的には
連続波ドプラモードでドプラ血流計測を行うようになっ
ている。

【００１５】尚、図１において、符号２１は受信部３の
出力信号を対数圧縮する対数圧縮回路を示し、符号２２
は上記対数圧縮回路２１の出力信号を検波する検波回路
を示しており、この系においてエコー信号を通常のＢモ
ード像化するための処理が行われる。また、符号２３は
モード設定器を示しており、このモード設定器２３の切
換え操作によりＢモード，Ｍモード，パルスドプラモー
ド，連続波ドプラモードを単独で又は組合せて設定する
ことができる。

【００１６】ここで、前記パルスドプラモードによる最
高血流速度位置の計測を可能にすべく、上記受信部３と
ミキサ４との間に最高血流速度位置判別部９が設けられ
ている。なお、制御部１０は、全体の動作を制御するも
ので、いわゆる中央演算処理装置（ＣＰＵ）と称される
ものである。

【００１７】上記最高血流速度位置判別部９は、パルス
ドプラモードにてパルス繰返し周波数を変えて発生する
エリアシングの回数の最も多いサンプル点を最高血流速
度とみなされる位置として判別するもので、その内部構
成は図２に示すように、サンプル点設定部１１と、サン
プル点制御部１２と、メモリ部１３と、判定部１４と、
ＰＲＦ制御部１５とから成る。

【００１８】上記最高血流速度位置判別部９において、
受信部３からの受波信号のうちサンプル点設定部１１で
設定されたサンプル点の信号は、ミキサ４へ送られる。
上記サンプル点設定部１１では、制御部１０から送られ
てきた制御信号によりサンプル点制御部１２で作成した
サンプル点の設定信号を入力し、ある一点のサンプル点
を設定する。そして、上記サンプル点の信号は、フィル
タ５及び周波数分析部６を介して表示部７に送られる
が、このとき同時に判定部１４にも送られる。

【００１９】これにより、上記判定部１４は、まずドプ
ラ偏移の有無の判定をし、ドプラ偏移が有ればＰＲＦ制
御部１５で繰り返し周波数（ＰＲＦ）を自動的に変え、
その情報を上記ミキサ４，フィルタ５及び周波数分析部
６に送る。ドプラ偏移が無ければ、上記制御部１０及び
サンプル点制御部１２並びにサンプル点設定部１１の動
作により、次のサンプル点を設定し、ドプラ偏移が有る
まで同じ処理を繰り返す。

【００２０】上記ＰＲＦ制御部１５でＰＲＦを逐次変え
て行き、判定部１４は、ドプラ周波数分析におけるエリ
アシング（折り返し現象）が発生するか、即ち血流の流
速値が正負逆転しているかを判定し、そのエリアシング
の回数をカウントする。そして、ＰＲＦ制御部１５でＰ
ＲＦが最大になるまで変えて行き、判定部１４はエリア
シングの回数をカウントし、エリアシングの回数が最大
になったら、該判定部１４からのエリアシングの回数を
サンプル点制御部１２からのサンプル点の設定信号と一
緒にメモリ部１３に記録する。

【００２１】サンプル点設定部１１で設定された次のサ
ンプル点における受波信号に対しても同様に処理し、設
定されるサンプル点が最深部になるまで上記と同様の処
理を繰り返す。そして、上記メモリ部１３に記録された
エリアシングの回数の最大値を有するサンプル点を最高
血流速度とみなされる位置として判別する。この最高血
流速度とみなされる位置の情報は、制御部１０により表
示部７に送出され、テレビモニタ８の連続波ドプラ計測
の抽出ライン１６上に上記最高血流速度の位置を示すマ
ーク１７が表示されるようになっている。

【００２２】また、本実施の形態における超音波診断装
置には、心電信号取込部３１と、心電同期信号生成部３
２とが備えられている。前記心電信号取込部３１は、前
記受信部３からの心電信号を取り込み、この心電信号を
心電同期信号生成部３２に送るものである。また、心電
同期信号生成部３２は、前記心電信号に基づいて同一心
時相毎の心電同期信号を生成し、この心電同期信号を、
前記制御部１０及び最高血流速度位置判別部９に出力す
る。

【００２３】そして、前記連続波ドプラモードによる最
高血流速度の計測と、前記パルスドプラモードによる最
高血流速度位置の計測とを行わせるときに、前記心電同
期信号に同期させてそれぞれのモードによる処理を行わ
せることで、それぞれのモードによる処理が同一心時相
において行われるよう構成されている。

【００２４】次に、このように構成された超音波診断装
置によって最高血流速度及びその最高血流速度の位置を
計測するときの動作を、図３のフローチャートに従って
説明する。

【００２５】まず、ステップＳ１において、前記心電同
期信号が発生したか否かを判別し、心電同期信号の発生
時にステップＳ２へ進む。ステップＳ２では、予め設定
されたドプラ計測のビーム方向に連続波を送波すること
で、連続波ドプラモードによる最高血流速度の計測を行
わせる。

【００２６】具体的には、制御部１０は送信部２に対し
連続波送信のための送信指令を送る。これにより、探触
子１の連続波送波間の振動子が駆動され、ドプラ計測の
ビーム方向へ連続波が送波される。被検体内へ送波され
た超音波は、体内の組織、血流等で反射され、エコー信
号が探触子１の受信用振動子で受信される。連続波ドプ
ラは、送波と受波が同時並行的に行われ、受信信号には
体内の浅部から深部までの広範囲からのエコー信号が同
時に入り混じって計測される。受信エコー信号は、受信
部３及びミキサ４を介してフィルタ５（ＭＴＩフィル
タ）へ入力され、静止組織のエコー信号が除去されて、
周波数分析部６で周波数分析され、検出された最高周波
数をその計測ビーム上での最高速とする。

【００２７】尚、前記ドプラ計測のビーム方向は、操作
者が、被検体内の観察したい部位をテレビモニタ８に映
し出されたＢモード像で探し、これに基づいて任意に設
定する構成としても良いし、また、超音波ビームの全走
査領域内をサーチすべく自動的に切り換え設定される構
成であっても良い。

【００２８】次のステップＳ３では、前記検出された最
高周波数に対応した信号を制御部１０へ入力し、これを
速度値に換算し、上記換算された最高血流速のデータを
制御部１０内のメモリへ一時記憶する。

【００２９】ステップＳ４では、連続波ドプラモードに
よる処理を開始させたとき（ステップＳ１）と同様に、
前記心電同期信号が発生したか否かを判別し、心電同期
信号の発生を待ってステップＳ５以降へ進んで、パルス
ドプラモードによる処理が行われるようにする。これに
より、連続波ドプラモードによる最高血流速度の計測
と、パルスドプラモードによる最高血流速度の位置の計
測とは、同一の心時相で行われることになる（図４参
照）。従って、最高血流速度の計測値をその位置の情報
と共に、精度良く提供できることになる。

【００３０】ステップＳ５において、制御部１０は、図
２に示すサンプル点制御部１２により、診断部位の血管
の存在しそうな予め設定された深さのある一点にサンプ
ル点を設定する。そして、ステップＳ６では、パルスド
プラモードの送受信を計測ビーム上に行い、上記サンプ
ル点におけるエコー信号のみをサンプル点信号取込部１
１を介して取り込み、血流の流速を測定する。

【００３１】ステップＳ７では、前記サンプル点の受波
信号にドプラ偏移が有るかどうか、即ち、流速が有るか
どうか確認する。ドプラ偏移が無い場合は、ステップＳ
５に戻り、ステップＳ５でサンプル点を変更し、ステッ
プＳ６でそのサンプル点における血流の流速を測定し、
ステップＳ７で再びドプラ偏移が有るかどうか確認す
る。このステップＳ５，Ｓ６，Ｓ７をドプラ偏移の有る
サンプル点まで繰り返し実行する。

【００３２】このようにしてあるサンプル点でドプラ偏
移が有った場合は、ステップＳ７からステップＳ８へ進
む。ステップＳ８では、図２に示すＰＲＦ制御部１５に
より、ＰＲＦを高い方に変え、ステップＳ９では、血流
の速度値が正負逆転するかどうか、即ち、エリアシング
（折り返し現象）が発生するかどうか確認する。

【００３３】血流の速度値が正負逆転しない場合、即
ち、エリアシングが発生しない場合は、ステップＳ８に
戻る。そして、ステップＳ８でＰＲＦを更に高い方に変
え、ステップＳ９で再び血流の速度値が正負逆転するか
どうか確認する。このステップＳ８，Ｓ９を血流の速度
値が正負逆転するまで、即ち、エリアシングが発生する
まで繰り返し実行する。

【００３４】血流の速度値が正負逆転したら、ステップ
Ｓ９からステップＳ１０に進み、ＰＲＦは最大であるか
どうか確認する。ＰＲＦが最大でない場合は、ステップ
Ｓ８に戻り、上記ステップＳ８，Ｓ９，Ｓ１０をＰＲＦ
が最大となるまで繰り返し実行する。

【００３５】ＰＲＦが最大となった場合は、ステップＳ
１０からステップＳ１１に進み、上記の繰り返しにおい
て発生するエリアシングの回数をカウントし、上記設定
されたサンプル点とエリアシングの回数を対応させて図
２に示すメモリ部１３に記録する。

【００３６】次に、ステップＳ１２では、上記設定され
たサンプル点は最深部であるかどうか確認し、そのサン
プル点が最深部でない場合は、ステップＳ５に戻る。そ
して、上述のステップＳ５〜Ｓ１２を総て繰り返し、サ
ンプル点とエリアシングの回数を対応させてメモリ部１
３に記録して行く。

【００３７】このようにしてサンプル点が最深部まで到
達したら、ステップＳ１２からステップＳ１３へ進み、
図２に示す判定部１４により、エリアシングの回数が最
大であるサンプル点を最高血流速度とみなされる位置
（最高流速点）と判定する。

【００３８】次いで、ステップＳ１４へ進み、前記判定
したサンプル点に基づき、連続波ドプラ計測の抽出ライ
ン上に上記最高血流速度の位置（最高流速点）を示すマ
ークを表示する。即ち、図２に示す制御部１０により表
示部７に最高流速点を示す信号が送出され、図５に示す
ように、テレビモニタ８の連続波ドプラ計測の抽出ライ
ン１６上に上記最高流速点の位置を示すマーク１７が表
示されると共に、連続波ドプラモードで求めた最高血流
速度の数値１８が制御部１０のメモリより読み出され、
テレビモニタ８の画面の所定位置へ表示される。

【００３９】なお、テレビモニタ８の画面に表示される
最高流速点の位置を示すマーク１７は、円形マーク、四
角形マーク、矢印マーク等のどのような形状のマークで
あってもよい。

【００４０】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されたので、
連続波ドプラモードによる最高血流速度の計測とパルス
ドプラモードによる最高血流速度の位置の計測とを、同
一の心時相で行わせることができ、これにより、最高血
流速度及びその位置をより高精度に計測できるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による超音波診断装置の実施の形態を示
すブロック図である。

【図２】上記超音波診断装置における最高血流速度位置
判別部の内部構成を示すブロック図である。

【図３】上記超音波診断装置によるドプラ血流計測の動
作を説明するためのフローチャートである。

【図４】上記ドプラ血流計測の動作タイミングを示すタ
イミングチャートである。

【図５】最高血流速度の位置を示すマーク及び最高血流
速度の数値の表示例を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 探触子 ２ 送信部 ３ 受信部 ４ ミキサ ５ フィルタ ６ 周波数分析部 ７ 表示部 ８ テレビモニタ ９ 最高血流速度位置判別部 １０ 制御部 ３１ 心電信号取込部 ３２ 心電同期信号生成部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 血流からの超音波の反射波の周波数偏移
   を検出することにより血流速を計測する超音波診断装置
   であって、 連続波ドプラモードによって血流の最高速を求める一
   方、パルスドプラモードによって前記最高速が得られた
   点を特定するよう構成されると共に、前記連続波ドプラ
   モードによる処理とパルスドプラモードによる処理と
   を、心電信号に基づき同一の心時相において行わせるよ
   う構成されたことを特徴とする超音波診断装置。