JP2006254984A - Ultrasonic doppler blood flowmeter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、血球等の移動物体の流れを観測する超音波ドプラ血流計に関する。 The present invention relates to an ultrasonic Doppler blood flow meter that observes the flow of a moving object such as a blood cell.
従来、生体内で移動する血球等の反射物体が超音波ビーム照射に対しドプラ効果により生じるドプラ偏移周波数に基づいて、その反射物体の移動速度を計測するようにしたドプラ法による血流計測技術が知られており、この血流計測技術を有する超音波診断装置は、信号処理の種類により、生体内の臓器などの形態情報や血液の流れ等を表示することができる。また、近年は、微小気泡を生じさせる造影剤を使用することで超音波信号に対するハーモニクス成分を増強し、血流動態を評価するといったことなども検討されている。 Conventionally, blood flow measurement technology based on the Doppler method has been used to measure the moving speed of a reflective object such as blood cells that move in a living body based on the Doppler shift frequency generated by the Doppler effect with respect to ultrasonic beam irradiation. The ultrasonic diagnostic apparatus having this blood flow measurement technique can display morphological information such as an organ in a living body, blood flow, and the like depending on the type of signal processing. In recent years, studies have been made on enhancing the harmonic component of an ultrasonic signal and evaluating blood flow dynamics by using a contrast agent that generates microbubbles.
従来の超音波診断装置としては、複数個の超音波振動子をアレイ状に配置し、それらのうち一部の複数の超音波振動子を組で動作させるとともにその組を順次切換えて、超音波ビームの走査を電子的に行なうものがよく知られており、さらに、走査線密度の高い画像のリアルタイムな観察を可能にすべく、超音波の1つの送波器に対し超音波の受信の指向性を微小量ずつずらした複数の受信系を設けて、並列受信を行なうようにしたものも知られている(例えば、特許文献1参照)。 As a conventional ultrasonic diagnostic apparatus, a plurality of ultrasonic transducers are arranged in an array, and some of the ultrasonic transducers are operated as a set, and the set is sequentially switched, It is well known that the beam is scanned electronically. Furthermore, in order to enable real-time observation of an image with a high scanning line density, the direction of ultrasonic reception is directed to one ultrasonic transmitter. There is also known a system in which a plurality of receiving systems whose characteristics are shifted by a minute amount are provided to perform parallel reception (see, for example, Patent Document 1).
図5は、血液の流れ情報を知る機能(以下、超音波ドプラ血流計と呼ぶ)を備えた従来の超音波診断装置のブロック図である。 FIG. 5 is a block diagram of a conventional ultrasonic diagnostic apparatus having a function of knowing blood flow information (hereinafter referred to as an ultrasonic Doppler blood flow meter).
同図において、探触子101は送信器102で生成された電気パルスを超音波に変換し、図示されない被検査体内に超音波を照射する。ここで照射された超音波は、被検査体内の反射物体(例えば臓器、血管等)において反射し、探触子101に戻ってくる。
In the figure, a
戻ってきた超音波は、探触子101で受波されて電気信号に変換され、受信器103(受信手段)を経て、超音波ドプラ血流計測の一方式であるカラードプラ法に基づく信号処理を実行するカラーフロー信号処理部104と、超音波画像の表示モードをBモードにするためのBモード信号処理部105とにそれぞれ入力される。
The returned ultrasonic wave is received by the
カラーフロー信号処理部104に入力した信号は、直交検波器106で直交検波され、メモリ107a、107bに取り込まれる。このカラーフロー信号処理においては、同じ部位の信号を数回蓄積し、その位相の変化から血流の情報を得る。送受信および直交検波が同じ部位に対し、数回〜十数回程度行なわれてメモリ107a、107bに蓄積される。
The signal input to the color flow
また、メモリ107a、107bに蓄積された信号から同じ部位の信号を出力し、MTI(Moving Target Indicator)フィルタ108a、108bに入力する。MTIフィルタ108a、108bは、一種のハイパスフィルタである。被検査体内から返ってきた信号には血液からのものと血管壁や臓器などからのものがあり、血液からのものは位相の変化が大きく、血管壁や臓器などからのものは位相の変化が小さい。したがってハイパスフィルタにより血液の情報だけを抽出することができる。
In addition, a signal of the same part is output from the signals accumulated in the
MITフィルタ108a、108bの出力は、相関演算器109に入力する。相関演算器は、信号の自己相関演算を行なうことで位相の変化の大きさ、つまり血流の速度と、振幅を算出する。
The outputs of the MIT
ここで、血液の流れ方向に対する送受信の方向と、算出される血流速度の関係について説明すると、図6に示すように、血管113に対し、超音波のビーム方向がθであるとき、本来の血流速度がVだとすると、相関演算器109により算出された速度V1は、V1=V・cosθのようになる。したがって、超音波ビームと血流の方向が直交していれば、V1は常にゼロとなり、血流は検出されない。
Here, the relationship between the direction of transmission / reception with respect to the direction of blood flow and the calculated blood flow velocity will be described. As shown in FIG. If the blood flow velocity is V, the velocity V1 calculated by the
一方、Bモード信号処理部105では、検波器110を用いて振幅情報を抽出する。ここでの検波の方式としては、包絡線検波がよく用いられる。
On the other hand, the B-mode
カラーフロー信号処理部104で得られた血流情報と、Bモード信号処理部で得られた振幅情報は、ディジタルスキャンコンバータ(DSC)111において1つの画像情報にまとめられ、その画像情報が表示器112で表示される。
The blood flow information obtained by the color flow
2次元画像を構成するためには、開口の位置を少しずつずらして送受信を行なう方法が用いられている。2次元走査の実際は公知であるため割愛するが、最近では電気的な切替により行なう方式が主流である。 In order to construct a two-dimensional image, a method of performing transmission / reception by shifting the position of the opening little by little is used. Since the actual two-dimensional scanning is publicly known, it is omitted, but recently, a method of performing electrical switching has become mainstream.
血流情報を得る際に、同じ部位の信号を数個〜十数個蓄積することは既に述べた。同じ部位の信号を蓄積するには、蓄積したい個数分の送受信を同じ部位に対して行なう必要がある。同じ部位に何回も送受信を行なうと、1回の2次元走査を完了するまでの時間が長くなり、リアルタイム性が失われるという問題があり、これを解決する手法として、並列受信法が考案されている。並列受信法は例えば特許文献1に記されており、1本の送信ビームに対し、受信ビームを複数本用いるものである。図7を参照して並列受信法を説明する。
As described above, when obtaining blood flow information, several to dozens of signals of the same part are accumulated. In order to accumulate signals of the same part, it is necessary to perform transmission / reception for the same part as many as the number to be accumulated. If the same part is transmitted and received many times, there is a problem that it takes a long time to complete one two-dimensional scan and the real-time property is lost. A parallel reception method has been devised to solve this problem. ing. The parallel reception method is described in
図7は並列受信法の一例を示している。同図においては、受信ビームは2本である。開口114があり、送信受信の開口中心は一致している(実際の装置では、送信開口幅と受信開口幅が異なる場合が多いが、ここでは説明を簡単にするために同一の開口幅とする)。開口中心から開口に垂直に送信ビームを照射する。深さdの点でのビーム形成を考えると、深さdにおいては、2本の受信ビーム(RX1、RX2)は送信ビームから左右に微小角に振り分けられている。深さdにおける送信ビームの焦点をFtxとし、受信ビームの焦点をFrx1、Frx2とすると、送受の合成焦点F1、F2は、送信焦点と受信焦点の間に位置し、例えば受信と送信のビーム集束度合いが同程度の場合は、送信焦点と受信焦点の中間となる。
FIG. 7 shows an example of the parallel reception method. In the figure, there are two reception beams. There is an
このように2つの方向からの信号を同時に受信することで、画像1枚に要する送受信の回数を減らすことができ、リアルタイム性の高い画像を提供することができる。
しかしながら、上述のような並列受信法を使用する従来の超音波ドプラ血流計にあっては、次のような課題がある。 However, the conventional ultrasonic Doppler blood flow meter using the parallel reception method as described above has the following problems.
従来の並列受信法を使用する超音波ドプラ血流計測では、図8に示すように、開口114を用いて送受信を行なったとすると、送信ビームに対して直角に血管が走行し血液が流れているとき、本来は直角方向ではドプラ偏移が起こらず、流れは検知できないはずである。
In ultrasonic Doppler blood flow measurement using a conventional parallel reception method, as shown in FIG. 8, if transmission / reception is performed using an
ところが、受信ビームRX1、RX2が送信ビームTXに対して左右に微小角度だけ開いた形状で形成されるため、合成ビーム1および合成ビーム2は血管に対してそれぞれ、φ1、φ2の角度で交差することになる。
However, since the reception beams RX1 and RX2 are formed in a shape opened by a minute angle to the left and right with respect to the transmission beam TX, the
φ1は90度より大きく、φ2は小さい。したがって、検知される流れは受信ビーム1と受信ビーム2で逆方向となる。
φ1 is larger than 90 degrees and φ2 is small. Therefore, the detected flow is reversed between the
そのため、図9のように、それぞれの開口位置において順次走査を行なうとすると、各走査位置での受信ビーム1は正方向の流れを、受信ビーム2は逆方向の流れを表示することになり、縞模様の画像が表示されることになる。
Therefore, as shown in FIG. 9, if scanning is sequentially performed at each opening position, the
本発明は、上述のような問題点を解決し、並列受信法で動作させても画像に縞模様が表示されない超音波画像を生成することのできるドプラ血流計を提供することを目的とするものである。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a Doppler blood flow meter capable of generating an ultrasonic image in which no stripe pattern is displayed on the image even when operated by the parallel reception method. Is.
本発明の発明者は、受信ビームの位置を送信開口から所定間隔だけ移動させることにより、上述の課題を解決することができるとの考えに至り、本発明をなしたものであり、並列受信における複数本の送受合成ビームの方向が同一となるように受信開口の位置を送信開口から所定間隔だけ離間させるものである。 The inventor of the present invention has reached the idea that the above-mentioned problem can be solved by moving the position of the reception beam by a predetermined interval from the transmission aperture, and has made the present invention. The position of the reception aperture is separated from the transmission aperture by a predetermined interval so that the directions of a plurality of transmission / reception combined beams are the same.
すなわち、本発明のドプラ血流計は、1つの送信ビームに対し同時に2以上の受信ビームを得るための受信手段を備え、前記受信手段は、前記送信ビームの方向に対し送信開口の中心から送受合成焦点に向かう方向のなす角度と、前記送信ビームの方向に対し受信開口の中心から送受合成焦点に向かう方向のなす角度とが等しくなるよう受信開口の位置を設定することを特徴とする。この構成により、所定の深さにおいて、2本の送受合成ビームの方向が同一となる。 That is, the Doppler blood flow meter of the present invention comprises receiving means for obtaining two or more receiving beams simultaneously for one transmitting beam, and the receiving means transmits and receives from the center of the transmitting aperture with respect to the direction of the transmitting beam. The position of the reception aperture is set so that the angle formed by the direction toward the synthesis focus and the angle formed by the direction from the center of the reception aperture toward the transmission / reception synthesis focus with respect to the direction of the transmission beam are equal. With this configuration, the directions of the two transmission / reception combined beams are the same at a predetermined depth.
本発明のドプラ血流計は、あるいは、1つの送信ビームに対し同時に2以上の受信ビームを得るための受信手段を備え、前記受信手段は、前記送信ビームの方向に対し送信開口の中心から送受合成焦点に向かう方向のなす角度と、前記送信ビームの方向に対し受信開口の見かけの中心から送受合成焦点に向かう方向のなす角度とが等しくなるよう受信開口の感度の重み付けを設定することを特徴とする。この場合、受信開口に対する重み付けを行なうことで、所定の深さにおいて、2本の送受合成ビームの方向が同一となる。 The Doppler blood flow meter according to the present invention further includes receiving means for obtaining two or more receiving beams simultaneously with respect to one transmission beam, and the receiving means transmits and receives from the center of the transmission aperture with respect to the direction of the transmission beam. The weight of the sensitivity of the reception aperture is set so that the angle formed by the direction toward the synthetic focus is equal to the angle formed by the direction toward the transmission / reception synthetic focus from the apparent center of the reception aperture with respect to the direction of the transmission beam. And In this case, by weighting the reception aperture, the directions of the two transmission / reception combined beams are the same at a predetermined depth.
本発明のドプラ血流計においては、前記受信手段がダイナミックフォーカスを実行するのがよい。この場合、すべての深さにおいて2本の送受合成ビームの方向が同一となり、安定した可変深さ探傷が実行可能となる。 In the Doppler blood flow meter of the present invention, it is preferable that the receiving unit performs dynamic focusing. In this case, the directions of the two transmission / reception combined beams are the same at all depths, and stable variable depth flaw detection can be performed.
本発明によれば、並列受信を用いた超音波ドプラ血流計測を行なう際に並列ビームの方向を揃えることができ、超音波画像における縞模様の発生を防ぎ、精度のよい血流情報を提供することができる超音波ドプラ血流計を提供することができる。その結果、例えば頚部の診断等を行なう際に、不慣れな操作者においても頚部を過大な圧力で圧迫することがなくなり、被験者へのダメージを防ぐことができる超音波診断装置を実現することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when performing ultrasonic Doppler blood flow measurement using parallel reception, it is possible to align the directions of parallel beams, prevent the generation of stripes in an ultrasonic image, and provide accurate blood flow information. An ultrasonic Doppler blood flow meter can be provided. As a result, for example, when performing diagnosis of the cervix, an ultrasonic diagnostic apparatus that can prevent damage to the subject can be realized without causing the cervical part to be compressed with excessive pressure even by an unfamiliar operator. .
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図1〜3を用いて説明する。 Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る超音波ドプラ血流計を示すその並列受信を行なう場合の説明図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the ultrasonic Doppler blood flow meter according to the first embodiment of the present invention when performing parallel reception.
なお、本実施の形態において、送信ビーム生成のためのパルス信号発生手段である送信器や、受波した反射エコー信号から超音波画像を形成するための信号処理系については、図5に示した従来の超音波ドプラ血流計とほぼ同様に構成されており、以下に述べる送信開口および受信開口を含む検査ヘッドとしての探触子の内部構成が図5に示した従来例と相違する。 In this embodiment, the transmitter, which is a pulse signal generating means for generating a transmission beam, and the signal processing system for forming an ultrasonic image from the received reflected echo signal are shown in FIG. The probe is configured in substantially the same manner as a conventional ultrasonic Doppler blood flow meter, and the internal configuration of a probe as an inspection head including a transmission aperture and a reception aperture described below is different from the conventional example shown in FIG.
したがって、以下、この相違点について詳述し、前記信号処理系等については図5に用いた符号を用いて簡単に説明する。 Therefore, this difference will be described in detail below, and the signal processing system and the like will be briefly described with reference to the symbols used in FIG.
本実施形態の超音波ドプラ血流計の一部を構成する探触子20は、送信器102で生成された電気パルスを超音波に変換し、図示されない被検査体内に超音波を照射する。ここで照射された超音波は、被検査体内の反射物体(例えば臓器、血管等)において反射し、探触子20に戻ってくる。戻ってきた超音波は、探触子20で受波されて電気信号に変換され、受信器103を経て、超音波ドプラ血流計測の一方式であるカラードプラ法に基づく信号処理を実行するカラーフロー信号処理部104と、超音波画像の表示モードをBモードにするためのBモード信号処理部105とにそれぞれ入力される。そして、カラーフロー信号処理部104では、入力信号が直交検波器106で直交検波され、メモリ107a、107bに同じ部位の信号が数回蓄積され、その蓄積情報からMTIフィルタ108a、108bに血液の情報だけが抽出され、相関演算器109での信号の自己相関演算により血流の速度と振幅が算出される。
The
図1に示すように、探触子20は、送信開口中心21cを有する送信開口21と、送信開口21を挟んで図中の左右に配置された第1および第2の受信開口22L、22R(受信手段)とを含んで構成されており、送信開口21の開口中心21cより送信ビームTXが送信開口21に対し垂直な方向に照射される。第1および第2の受信開口22L、22Rは、送信開口21の開口中心21cに対して図中左右対象に配置され、それぞれ開口中心22cを有している。
As shown in FIG. 1, the
以下の説明においては、受信開口22L、22Rのうち任意の一方としての受信開口22Lを例として説明を進める。
In the following description, the description will be given by taking the
図1に示すように、受信開口22Lの開口中心22cは、図中左右方向(開口面に沿った任意の方向)において、送信開口21の開口中心21cと同じ位置にはない。
As shown in FIG. 1, the
具体的には、送信開口21の図中下面からの所定の深さdにおいて、送信焦点Ftxと受信焦点Frx1との間に位置する第1合成焦点F1に関しては、送信ビームTXの照射方向(図中送受合成開口中心を示す一点鎖線)を基準としたとき、図1中でθa=θbとなるように受信開口22Lの開口中心22cの位置が設定される。すなわち、1つの送信ビームTXに対して同時に2以上の受信ビームB1、B2を得るための受信手段を構成すべく、送信ビームTXの方向(図中下向き)に対して送信開口中心21cから送受合成焦点F1に向かう斜下方の方向線(図中時計方向に傾斜した実線)bのなす角度θbと、送信ビームTXの方向に対して受信開口中心22cから送受合成焦点F1に向かう方向線(図中反時計方向に傾斜した実線)aのなす角度θaとが、互いに等しくなるように、各受信開口22L、22Rの開口中心22cの位置が設定されている。
Specifically, at a predetermined depth d from the lower surface of the
このことにより、深さdにおける送受合成ビームB1、B2の方向は、それぞれ送信ビームTXの照射方向と合致することになる。つまり、送受合成ビームB1と送受合成ビームB2は平行となり、角度差に起因するドプラ偏移の差は発生せず、画像に縞模様が発生することはなくなる。 As a result, the directions of the transmission / reception combined beams B1 and B2 at the depth d coincide with the irradiation directions of the transmission beams TX, respectively. That is, the transmission / reception combined beam B1 and the transmission / reception combined beam B2 are parallel to each other, and no difference in Doppler shift due to the angle difference occurs, and no stripe pattern is generated in the image.
このように、本実施形態のドプラ血流計は、1つの送信ビームTXに対し同時に2以上の受信ビームB1、B2を得るための受信手段を備え、これら受信手段が、送信ビームTXの方向(図中下向き)に対し送信開口中心21cから送受合成焦点F1に向かう方向のなす角度θbと、送信ビームTXの方向に対し受信開口中心22cから送受合成焦点F1に向かう方向のなす角度θaとが等しくなるように、各受信開口22Lの位置を設定していることにより、所定の深さdにおいて、2本の送受合成ビームB1、B2の方向が同一となる。
As described above, the Doppler blood flow meter of the present embodiment includes receiving means for obtaining two or more receiving beams B1 and B2 simultaneously with respect to one transmitting beam TX, and these receiving means determine the direction of the transmitting beam TX ( The angle θb formed by the direction from the
したがって、並列受信を用いた超音波ドプラ血流計測を行なう際に、並列ビームの方向を揃えることができ、従来のような超音波画像における縞模様の発生を防止することができ、精度のよい血流情報を提供し得る超音波ドプラ血流計を提供することができる。その結果、頚部の診断等を行なう際に、縞模様が発生したために不慣れな操作者において頚部を過大な圧力で圧迫するといったことがなくなり、被験者へのダメージを防ぐことができるという効果も期待できる。 Therefore, when performing ultrasonic Doppler blood flow measurement using parallel reception, it is possible to align the directions of parallel beams, prevent the occurrence of stripes in conventional ultrasonic images, and have high accuracy. An ultrasonic Doppler blood flow meter that can provide blood flow information can be provided. As a result, when diagnosing the cervix, etc., a striped pattern is generated, so that an operator unfamiliar with the cervix is not compressed with excessive pressure, and the effect of preventing damage to the subject can be expected. .
(第2の実施の形態)
図2は本発明の第2の実施の形態に係る超音波ドプラ血流計を示すその並列受信を行なう場合の説明図である。
(Second Embodiment)
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the ultrasonic Doppler blood flow meter according to the second embodiment of the present invention when performing parallel reception.
なお、本実施の形態においても、送信ビーム生成のためのパルス信号発生手段である送信器や、受波した反射エコー信号から超音波画像を形成するための信号処理系については、図5に示した従来の超音波ドプラ血流計とほぼ同様に構成されており、以下に述べる送信開口および受信開口を含む検査ヘッドとしての探触子の内部構成が図5に示した従来例と相違する。したがって、以下、この相違点について詳述し、前記信号処理系等については図5に用いた符号を用いて簡単に説明する。 Also in this embodiment, a transmitter which is a pulse signal generating means for generating a transmission beam and a signal processing system for forming an ultrasonic image from a received reflected echo signal are shown in FIG. The probe is configured in substantially the same manner as the conventional ultrasonic Doppler blood flow meter, and the internal configuration of the probe as an inspection head including a transmission aperture and a reception aperture described below is different from the conventional example shown in FIG. Therefore, this difference will be described in detail below, and the signal processing system and the like will be briefly described with reference to the symbols used in FIG.
本実施形態の超音波ドプラ血流計の一部を構成する探触子30は、送信器102で生成された電気パルスを超音波に変換し、図示されない被検査体内に超音波を照射する。また、受信手段としての探触子20に戻ってきた超音波は、探触子30で受波されて電気信号に変換され、受信器103を経てカラーフロー信号処理部104とBモード信号処理部105とにそれぞれ入力される。
The
図2に示すように、この探触子30には、送信開口31が含まれており、送信開口31には開口中心31cがある。そして、その送信開口31の開口中心31cより、超音波の送信ビームTXが送信開口31の開口面に対し垂直な方向に照射される。
As shown in FIG. 2, the
また、図2には片側のみを図示しているが、受信開口32L、32R(受信手段)は、上述の実施形態の受信開口22L、22Rと同様に、送信開口31の開口中心31cを間に挟んでその両側(図中左右両側)に対称に配置されており、それぞれ開口中心32cを有している。なお、開口中心31cに対して、図2中左側に示した受信開口32Lとその反対側(右側)に位置する受信開口32Rとは、左右対称である点以外は同様に構成されている。
Although only one side is shown in FIG. 2, the
本実施形態の探触子30では、左右の受信開口32L、32Rの幾何学上の中心は、送信開口31の開口中心31cと同じ位置となる。
In the
しかしながら、本実施形態の左右の受信開口32L、32Rには、図2の送信開口31の上方に示したように感度の重み付けがなされており、左右の受信開口32L、32Rの見かけ上の(動作時における)中心は、送信開口31の開口中心31cとは異なる位置にある。
However, the right and left
具体的には、例えば一方側の受信開口32Lの感度を他方の受信開口32Rの感度より高く又は低くするように、受信器103への受信信号取り込み時の信号レベル比が設定される。
Specifically, for example, the signal level ratio at the time of receiving the reception signal into the
所定の深さdにおいては、送信焦点と受信焦点の間に位置する合成焦点F1に対し、送信ビームTXの方向を基準としたとき、図2において、θa=θbとなるように受信開口32L、32Rの見かけ上の中心位置が設定される。
At a predetermined depth d, the
このことにより、深さdにおける送受合成ビームB1の方向は送信ビームTXの方向と合致する。 Thus, the direction of the transmission / reception combined beam B1 at the depth d matches the direction of the transmission beam TX.
つまり、送受合成ビームB1とこれに左右対称な送受合成ビーム(図示していないが、以下、これを送受合成ビームB2という)とが平行となり、角度差に起因するドプラ偏移の差は発生せず、画像に縞模様が発生することはなくなる。 That is, the transmission / reception combined beam B1 and the transmission / reception combined beam (not shown in the figure, which is not shown in the figure) are parallel to each other, and a difference in Doppler shift due to the angle difference is not generated. In other words, the striped pattern does not occur in the image.
このように、本実施形態のドプラ血流計は、1つの送信ビームTXに対し同時に2以上の受信ビームを得るための受信手段が、送信ビームTXの方向に対し送信開口31の開口中心31cから送受合成焦点F1に向かう方向のなす角度θbと、送信ビームTXの方向に対し受信開口32L、32Rの見かけ上の開口中心32cから送受合成焦点F1に向かう方向のなす角度θaとが等しくなるよう受信開口32L、32Rの感度の重み付けを設定することで、所定の深さdにおいて、2本の送受合成ビームB1、B2の方向が同一となる。
As described above, in the Doppler blood flow meter of the present embodiment, the receiving means for obtaining two or more reception beams at the same time for one transmission beam TX is from the
(第3の実施の形態)
図3は本発明の第3の実施形態に係る超音波ドプラ血流計を示すその並列受信を行なう場合における合成焦点位置のその深さによる変化を示す説明図である。なお、本実施の形態においても、送信ビーム生成のためのパルス信号発生手段である送信器や、受波した反射エコー信号から超音波画像を形成するための信号処理系については、図5に示した従来の超音波ドプラ血流計とほぼ同様に構成されており、以下に述べる送信開口および受信開口を含む検査ヘッドとしての探触子の内部構成が図5に示した従来例と相違する。したがって、以下、この相違点について詳述し、前記信号処理系等については図5に用いた符号を用いて簡単に説明する。
(Third embodiment)
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a change in the synthesized focal position depending on the depth in the case of performing parallel reception showing an ultrasonic Doppler blood flow meter according to the third embodiment of the present invention. Also in this embodiment, a transmitter which is a pulse signal generating means for generating a transmission beam and a signal processing system for forming an ultrasonic image from a received reflected echo signal are shown in FIG. The probe is configured in substantially the same manner as the conventional ultrasonic Doppler blood flow meter, and the internal configuration of the probe as an inspection head including a transmission aperture and a reception aperture described below is different from the conventional example shown in FIG. Therefore, this difference will be described in detail below, and the signal processing system and the like will be briefly described with reference to the symbols used in FIG.
上述した第1および第2の実施の形態は、特定の深さにおける受信開口の中心の取り方の特徴があるのに対し、本実施の形態の超音波ドプラ血流計の一部を構成する探触子40(図3参照)は、すべての深さにおける受信開口41の中心の取り方に特徴を有するものである。
The first and second embodiments described above have a feature of how to center the receiving aperture at a specific depth, whereas they constitute a part of the ultrasonic Doppler blood flow meter of the present embodiment. The probe 40 (see FIG. 3) is characterized by how to center the receiving
この探触子40(受信手段)においては、送信ビームTXは、その性質上、焦点深度においてビームが絞られ、それより浅い部位、深い部位ではそれぞれ集束度が低くなる。これに対し、図中左右の受信ビームRX1、RX2(図中左側の受信ビームR1のみ全体を図示しているが、受信ビームRX2は送信ビームTXを基準として左右対称の位置に存在する)は、ダイナミックフォーカス方式、すなわち可変深さ探傷方式を採用することにより、すべての深度でビームを集束することが可能である。この結果、合成ビームB1、B2の位置は、送信ビームTXの焦点Ftx付近では送信ビームTXに近い位置に、それより浅いか若しくは深い部位では受信ビームRX1、RX2(RX1の反対側の受信ビーム)に近い位置になる。 In the probe 40 (reception means), the transmission beam TX is focused at the depth of focus due to the nature of the probe beam TX, and the focusing degree is low at a shallower part and a deeper part. On the other hand, the left and right reception beams RX1, RX2 in the figure (only the reception beam R1 on the left side in the figure is shown as a whole, but the reception beam RX2 exists in a symmetrical position with respect to the transmission beam TX) is By adopting a dynamic focus method, that is, a variable depth flaw detection method, it is possible to focus the beam at all depths. As a result, the positions of the combined beams B1 and B2 are close to the transmission beam TX in the vicinity of the focus Ftx of the transmission beam TX, and the reception beams RX1 and RX2 (reception beams on the opposite side of RX1) are shallower or deeper than that. Close to the position.
ここで、この第3の実施の形態に係る超音波ドプラ血流計の並列受信処理について説明する。 Here, the parallel reception process of the ultrasonic Doppler blood flow meter according to the third embodiment will be described.
合成焦点F1は、図3に示すように蛇行するため、それぞれの深さにおいて、同図に示すように、それぞれの深さでの合成焦点F1の位置に合わせて、送信ビーム方向を基準とした角度θaとθbが等しくなるように受信開口42L、42R(受信手段)の位置を設定する。すなわち、そうなるように受信開口42L、42Rの位置を送信開口41の開口中心41cに対して接近および離隔させることができる受信開口位置調整手段45を備えている。
Since the composite focus F1 meanders as shown in FIG. 3, the transmission beam direction is used as a reference at each depth in accordance with the position of the composite focus F1 at each depth as shown in FIG. The positions of the receiving
このことにより、すべての深さにおいて、送受合成ビームB1の方向は送信ビームTXの方向と合致することになる。つまり、送受合成ビームB1と送受合成ビームB2は平行となり、送信ビームTXに対する両ビームB1、B2の角度差に起因するドプラ偏移の差が発生せず、超音波画像に縞模様が発生することが防止される。 Thus, at all depths, the direction of the transmission / reception combined beam B1 matches the direction of the transmission beam TX. That is, the transmission / reception combined beam B1 and the transmission / reception combined beam B2 are parallel to each other, and a difference in Doppler shift due to the angle difference between the beams B1 and B2 with respect to the transmission beam TX does not occur, and a stripe pattern is generated in the ultrasonic image. Is prevented.
このように、本発明のドプラ血流計においては、受信開口42L、42Rを含んで構成される受信手段が受信開口位置調整手段45を用いることでダイナミックフォーカスを実行する。したがって、それぞれの深さにおいて2本の送受合成ビームB1、B2の方向が同一となる。その結果、安定した可変深さ探傷を実行することが可能となる。
As described above, in the Doppler blood flow meter of the present invention, the receiving means including the receiving
図4は比較例のダイナミックフォーカス方式の探触子150を示す。
FIG. 4 shows a dynamic
同図に示すように、送受開口154の開口中心151から出る送信ビームTXは、その性質上、焦点深度においてビームを絞られ、それより浅い部位、深い部位ではそれぞれ集束度が低くなるのに対し、受信ビームRX1、RX2は、ダイナミックフォーカス方式を採用することで、すべての深度でビームを集束することが可能である。したがって、合成ビームB1、B2の位置は、送信ビームTXの焦点Ftx付近では送信ビームTXに近い位置に、それより浅いか若しくは深い部位では受信ビームRX1、RX2に近い位置になる。
As shown in the figure, the transmission beam TX that exits from the
ところが、図8により従来の課題として説明したのと同様に、検知される流れが受信ビームRX1と受信ビームRX2では逆方向となり、縞模様の画像が表示されてしまうという問題点は解消できない。 However, as described in FIG. 8 as a conventional problem, the detected flow is reversed between the reception beam RX1 and the reception beam RX2, and the problem that a striped image is displayed cannot be solved.
これに対し、本発明の実施形態の超音波ドプラ血流計では、そのような問題を解消することができる。 In contrast, the ultrasonic Doppler blood flow meter according to the embodiment of the present invention can solve such a problem.
なお、上記第3の実施の形態では、受信開口42L、42Rの位置をずらすことで送受合成ビームB1、B2の方向を調整したが、第2の実施の形態に示したように、左右の受信開口42L、42Rに重み付けを行なうことで見かけ上の受信開口の中心を移動させることも可能であり、それによっても第3の実施の形態について上述したのと同様な効果を得ることができる。
In the third embodiment, the directions of the transmission / reception combined beams B1 and B2 are adjusted by shifting the positions of the
以上説明したように、本発明は、並列受信を用いた超音波ドプラ血流計測を行なう際に並列ビームの方向を揃えることができ、超音波画像における縞模様の発生を防ぎ、精度のよい血流情報を提供することができる超音波ドプラ血流計を提供することができるという効果を奏するものであり、血球等の移動物体の流れを観測する超音波ドプラ血流計全般に有用である。 As described above, the present invention can align the directions of parallel beams when performing ultrasonic Doppler blood flow measurement using parallel reception, prevent the generation of stripes in an ultrasonic image, and provide accurate blood. This has the effect of providing an ultrasonic Doppler blood flow meter that can provide flow information, and is useful for all ultrasonic Doppler blood flow meters that observe the flow of moving objects such as blood cells.
20、30、40 探触子
21、31、41 送信開口
21c、31c、41c 開口中心
22L、22R、32L、32R、42L、42R 受信開口(受信手段)
22c、32c、42c 開口中心
102 送信器
103 受信器
104 カラーフロー信号処理部
105 Bモード信号処理部
106 直交検波器
107a、107b メモリ
108a、108b MTIフィルタ
109 相関演算器
110 検波器
111 DSC(ディジタル スキャン コンバータ)
112 表示器
113 血管
114 開口
20, 30, 40
22c, 32c, 42c Center of
112
Claims (3)
前記受信手段は、前記送信ビームの方向に対し送信開口の中心から送受合成焦点に向かう方向のなす角度(θa)と、前記送信ビームの方向に対し受信開口の中心から送受合成焦点に向かう方向のなす角度(θb)とが等しくなるよう受信開口の位置を設定することを特徴とする超音波ドプラ血流計。 Receiving means for simultaneously obtaining two or more receiving beams for one transmitting beam;
The receiving means has an angle (θa) formed by a direction from the center of the transmission aperture toward the transmission / reception synthetic focal point with respect to the direction of the transmission beam and a direction from the center of the reception aperture toward the transmission / reception synthetic focal point with respect to the direction of the transmission beam. An ultrasonic Doppler blood flow meter, wherein the position of the receiving opening is set so that the angle (θb) formed is equal.
前記受信手段は、前記送信ビームの方向に対し送信開口の中心から送受合成焦点に向かう方向のなす角度と、前記送信ビームの方向に対し受信開口の見かけの中心から送受合成焦点に向かう方向のなす角度とが等しくなるよう受信開口の感度の重み付けを設定することを特徴とする超音波ドプラ血流計。 Receiving means for simultaneously obtaining two or more receiving beams for one transmitting beam;
The receiving means forms an angle between the direction of the transmission beam and the direction from the center of the transmission aperture toward the transmission / reception synthesis focal point and a direction from the apparent center of the reception aperture toward the transmission / reception synthesis focal point with respect to the direction of the transmission beam. An ultrasonic Doppler blood flow meter, wherein the weighting of the sensitivity of the receiving aperture is set so that the angle is equal.
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JP2005073403A JP2006254984A (en) | 2005-03-15 | 2005-03-15 | Ultrasonic doppler blood flowmeter |
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- 2005-03-15 JP JP2005073403A patent/JP2006254984A/en not_active Withdrawn
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