JP2679200B2 - ドプラ断層超音波診断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、断層データと血流データとを合成し、こ
れらを１つの表示装置に二次元的に表示するドプラ断層
超音波診断装置に関するものである。

〔従来の技術〕

医用分野で用いられる超音波診断装置では、例えば心
臓部の断層データをリアルタイムでCRTに表示したり、
またパルスドプラ法等により特定部位の血流速度を測定
し、この分布を前記同様にCRTに表示することが行われ
ている。さらに、断層データをCRTに表示するととも
に、ある特定部位の血流速度を断層データが表示された
CRTに並べて表示するようにしたものもある。

また最近、血流速度を二次元的に把握するために、二
次元血流断層方式（血流カラー表示モード）が採用され
ている。これは、断層情報に血流情報を合成し、血流情
報を二次元で、しかもリアルタイムに表現するものであ
る。即ち、断層情報及び血流情報がそれぞれディジタル
化されて合成され、R,G,Bのテレビジョン信号に変換さ
れて、通常の断層像に血流像が嵌め込まれて表示され
る。

このような血流カラー表示モードでは、同一方向に複
数回連続して超音波ビームを発射し、これらの複数本の
データにより血流データが算出される。一方、断層デー
タは、同一方向のデータが超音波ビームの発射回数に等
しい回数だけ得られ、平均処理や、発射された超音波ビ
ーム１本分のデータだけを使用するようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

通常、超音波診断装置において断層像のみを表示する
場合、超音波ビームの繰り返し周期（以下、ビーム周期
と記す）は、320μｓ程度である。しかし、血流カラー
表示モードでは、測定しようとする血流速度等によっ
て、超音波ビームの繰り返し周波数を変える必要があ
る。すなわち、ビーム周期はドプラレートに依存する。
例えば、速度の速い血流情報を得ようとする場合、ドプ
ラレート（超音波ビームの繰り返し周波数）を12kHzに
したとすると、ビーム周期は約80μｓになる。

ところが、前述の例のようにビーム周期を80μｓ程度
にすると、断層像のみを表示する場合（320μｓ）の1/4
となる。したがって、体表面に近い領域の断層像しか表
示できず、通常の場合に比較して表示される断層像が非
常に小さくなってしまうという問題がある。

ここで、前述のように、血流カラー表示モードでは、
同一方向に複数回のビームを発射して得られるデータを
用いて血流データを算出している。しかし、この算出に
際して、前回の方向のビームの影響を無くすために、最
初のビームに対するデータは使用されていない。そこ
で、この血流データの算出に使用されていないビーム
を、断層データ採取用のビームとして使用することが考
えられる。

この発明の目的は、血流データを得る際に発射される
複数の超音波ビームのうちの最初のビームを利用して、
ドプラレートに影響されることなく断層像を表示できる
ドプラ断層超音波診断装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係るドプラ断層超音波診断装置は、生体内
に超音波ビームを発射し、生体内から得られた反射信号
に基づいて、生体内の断層像及び血流情報を表示するよ
うにしたものである。そして、この超音波診断装置は、
送受信回路と、断層データ処理回路と、血流データ処理
回路と、合成回路とを有している。

前記送受信回路は、初期のビーム周期を断層データ採
集用の周期とし、それ以降のビーム周期を血流データ採
集用の周期として、同一ビーム方向に超音波ビームを複
数回発射するものである。前記断層データ処理回路及び
血流データ処理回路は、それぞれ前記送受信回路で得ら
れた情報を処理して、生体内の断層データ、血流データ
を得るものである。また、前記合成回路は、前記断層デ
ータ処理回路で得られた断層データのうち、血流データ
処理回路で血流データが得られた深さの断層データと、
前記血流データ処理回路の出力とを合成するものであ
る。

〔作用〕

この発明においては、血流データを得るために同一ビ
ーム方向で超音波ビームを複数回発射する際、ビーム周
期を制御する。すなわち、最初のビーム周期は、例えば
320μｓ程度の断層データ採集用の周期に設定し、それ
以降のビーム周期は、測定する血流速度に応じた（ドプ
ラレートに応じた）血流データ採集用の周期に設定す
る。

また、断層データと血流データの合成に関しては、得
られた断層データのうちの、血流データが得られた範囲
のものを、血流データと合成し、これを他の断層データ
とともに表示する。

これにより、ドプラレートにかかわらず、断層像の表
示サイズが一定となり、表示される像を把握しやすくな
り、診断が容易になる。

〔実施例〕

第２図は、本発明の一実施例によるドプラ断層超音波
診断装置の全体概略構成図である。トランスデューサ１
は、複数の微小振動子から構成されており、送受信回路
２に接続されている。送受信回路２は、超音波ビームを
送信するための高周波パルス発振器、反射エコーを受信
処理する受信器、電子走査を行うための遅延回路及び遅
延量選択回路等により構成されている。また、遅延量選
択のためのデータはRAM等に記憶されている。送受信回
路２の出力は、断層データ処理回路３及び血流データ処
理回路４に接続されている。

断層データ処理回路３は、生体の断層データを得るた
めの回路であり、検波、STC、LOG圧縮機能等を有してい
る。また、血流データ処理回路４は、ドプラ偏移周波数
をもとに前記生体の血流データを得るための回路であ
り、フィルタ機能、直交検波機能等を有している。

断層データ処理回路３及び血流データ処理回路４のそ
れぞれの出力には、これらの出力信号をディジタル信号
に変換するためのA/D変換回路5,6が接続されている。そ
して、A/D変換回路５の出力には第１ラインメモリ７及
び第２ラインメモリ10が接続され、またA/D変換回路６
の出力には、血流データ処理回路４で得られた血流デー
タを基に、表示に必要な平均流速等を求めるための演算
処理回路８が接続されている。ここで、前記第１ライン
メモリ７は、断層データ処理回路３で得られた断層デー
タのうち、血流データ処理回路４で得られる血流データ
（第３図の血流表示領域に対応）に対応するNc個の断層
データ（第３図参照）を記憶するものである。

第１ラインメモリ７及び演算処理回路８の両出力は、
合成回路９に接続されている。合成回路９は、血流デー
タ処理回路４及び演算処理回路８で得られた血流表示領
域の血流データと、この領域に対応する断層データとを
合成するものである。また、第２ラインメモリ10は、こ
の合成回路９の出力と、前記断層データのうちの、第１
ラインメモリ７に記憶されたデータ以外の残りの（Ｎ−
Nc）個の断層データを記憶するものである。したがっ
て、１ビームに関する完全なＮ個のデータは、第２ライ
ンメモリ10に記憶されることとなる。イメージメモリ11
は、第２ラインメモリ10のデータを記憶するものであ
る。イメージメモリ11の出力には、RGB変換回路12が接
続され、さらにRGB変換回路12の出力にはモニタとして
のCRT13が接続されている。

次に動作について説明する。

第１図のP1で示すようなトリガパルスが送受信回路２
で発生されると、トランスデューサ１から、このトリガ
パルスP1のタイミングに応じて８本の超音波ビームが生
体内の同一方向に送波される。

ここで、前回のビーム発射方向のビームの影響をなく
すために、８本の超音波ビームのうちの最初の超音波ビ
ームについての反射エコーデータ（第１図のデータＥ）
は、血流データの算出に使用されていない。そこで、８
本の超音波ビームのうちの最初のビームと次のビームと
の間の周期を、断層データ採集用のビーム周期T1（例え
ば320μｓ）とする。そして、それ以降のビーム周期
を、血流データ採集用のビーム周期T2（例えば80μｓ）
とする。このビーム周期のコントロールは、送受信回路
２で行われる。

前記各超音波ビームに対する生体からの反射エコー
は、再びトランスデューサ１で受波される。そして、ビ
ーム周期T1の超音波ビームに対するデータＥを断層デー
タの算出に、また、ビーム周期T2の超音波ビームに対す
るデータF1〜F7を血流データの算出に用いる。第１図で
は、期間T3に断層データの採集を、期間T4に血流データ
の採集を行っており、これらを合わせた期間T5で、ビー
ム１本分に相当するデータを採集する。なお、同一方向
について８本の超音波ビームを発射した後は、超音波ビ
ームの発射方向を変更し、前記同様にしてビーム周期の
コントロールを行いながら、この方向で再度８本の超音
波ビームを発射する。

前記送受信回路２の出力は、断層系と、血流系とに分
けられる。断層系の信号は、断層データ処理回路３に入
力され、アナログデータ処理が行われる。そして、A/D
変換回路５でディジタル信号に変換される。このA/D変
換されたデータのうち、第３図に示す血流表示領域のNc
個のデータは、第１ラインメモリ７に蓄えられる。一
方、残りの（Ｎ−Nc）個のデータは、第２ラインメモリ
10に蓄えられる。

一方、血流系の信号は、血流データ処理回路４に入力
される。血流データ処理回路４では、フィルタ処理、直
交検波等の処理がなされ、その出力にはドプラ信号が得
られる。このドプラ信号は、A/D変換回路６でディジタ
ル信号に変換された後、演算処理回路８に入力される。
演算処理回路８では、自己相関演算等の処理が行われ、
血流データが得られる。

前記第１ラインメモリ７に蓄えられた断層データと、
演算処理されて得られた血流データとは、合成回路９で
合成され、第２ラインメモリ10に蓄えられる。したがっ
て、この第２ラインメモリ10には、１ビームに関する完
全なＮ個のデータが存在することとなる。そして、この
第２ラインメモリ10のデータは、イメージメモリ11に一
旦格納される。次に、イメージメモリ11のデータが、TV
（テレビジョン）のラスタ走査に応じて読み出され、RG
B変換回路12でR,G,Bテレビジョン信号に変換された後、
CRT13に表示される。

このような実施例では、血流表示モードにおいて、断
層データはドプラレートに無関係となり、CRT13に表示
される断層像の大きさは一定となる。すなわち、従来装
置では、血流表示領域に応じて断層像の表示が第４図に
示すように小さくなっていたが、本発明では、第４図と
同様のドプラレートにもかかわらず、断層像を第５図に
示すように通常サイズで表示でき、特に、血流が表示さ
れている部位が非常に把握しやすくなる。

〔他の実施例〕

前記実施例では、断層データを第１ラインメモリ７及
び第２ラインメモリ10に分けて記憶するようにしたが、
特に２つのラインメモリを設ける必要はない。すなわ
ち、書き込みアドレス又は読み出しアドレスを制御する
ことにより、１つのメモリに断層データを記憶させ、か
つ血流表示領域の断層データのみを血流データと合成
し、表示することもできる。

〔発明の効果〕

このような本発明では、ドプラ断層血診断装置におい
て、同一ビーム方向に複数回発射されるビームのうち
の、最初のビームと次のビームとの間の周期を断層デー
タ採集用のビーム周期とし、それ以降のビーム周期を血
流データ採集用の周期としたので、表示される断層像の
大きさを、ドプラレートにかかわりなく一定とすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるドプラ断層超音波診断
装置の動作を説明するための図、第２図は前記超音波診
断装置の全体概略構成図、第３図は断層データの書き込
み動作を説明するための図、第４図及び第５図は本発明
の作用効果を説明するための図である。 ２……送受信回路、３……断層データ処理回路、４……
血流データ処理回路、８……演算処理回路、９……合成
回路。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】生体内に超音波ビームを発射し、生体内か
   ら得られた反射信号に基づいて、生体内の断層像及び血
   流情報を表示するようにしたドプラ断層超音波診断装置
   において、 初期のビーム周期を断層データ採集用の周期とし、それ
   以降のビーム周期を血流データ採集用の周期として、同
   一ビーム方向に超音波ビームを複数回発射する送受信回
   路と、 この送受信回路で得られた情報を処理して生体内の断層
   データを得る断層データ処理回路と、 前記送受信回路で得られた情報を処理して生体内の血流
   データを得る血流データ処理回路と、 この血流データ処理回路で得られた血流データと、前記
   断層データ処理回路で得られた断層データのうちの前記
   血流データ処理回路で血流データが得られる領域の断層
   データとを合成する合成回路と、 を備えたドプラ断層超音波診断装置。