JP2972944B2 - 超音波生体監視装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超音波を用いて心筋壁
運動などを長時間連続的に監視できるようにした超音波
生体監視装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、たとえば心機能を測定するには、
サーモダイリューションカテーテルを用いて冷水を心室
などに注入しながら心拍出量を測定したり、色素を注入
して手指部分で心拍出量を測定することが行なわれてい
た。しかし、このような測定は、血液の流れを監視しな
がら、心機能の結果を観ているにすぎない。心機能を直
接的に監視する方法としては、超音波診断法がある。こ
の超音波診断法では、ベッドなどに安静に寝かせた被験
者のたとえば心臓部位に毎秒2000〜４０００パルス程度
の超音波を短時間（５分程度）照射して、心筋壁運動な
どを測定するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の超音波
診断法では、安静時の被験者に短時間超音波を照射して
心機能などを測定するものであり、運動負荷を加えてい
る最中の被験者の心機能や薬物を投与したあとの心機能
を長時間に亙って連続的に監視することは行なわれてい
ない。これは超音波エネルギの診断のための実用レベル
は、許容規準内にあり微弱であるが、数時間または半日
に亙る長時間超音波を照射した場合、照射エネルギの積
算量が多くなり、被験者の生体に与える影響が懸念され
るからである。

【０００４】本発明は、このような従来の技術が有する
課題を解決するために提案されたものであり、超音波を
用いて生体を連続的に監視しながら診断を行なえる超音
波生体監視装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明による超音波生体監視装置は、パルス繰返し周
波数信号で決められる周波数で繰り返される探触子用駆
動信号を出力する送信部と、この駆動信号によって駆動
され生体に向けて超音波パルスを送波するとともに、生
体からの反射パルスを受波する探触子と、この探触子か
らの受波信号を増幅・検波する受信部と、この受信部か
らの受信信号を画像信号に変換して超音波画像を出力す
る画像出力部と、上記超音波パルスの繰返し周波数を制
御し、生体に異常が検出されない正常時は周波数の低い
パルス繰返し周波数信号を出力し、アラーム信号が入力
され生体に異常が確認された場合は高い周波数のパルス
繰返し周波数信号を出力する繰返し周波数制御部と、監
視中の被験者の生体の異常の有無を上記受信信号に基づ
いて検出し、異常が確認された場合にアラーム信号を上
記繰返し周波数制御部に出力する第１のアラーム検出部
とを備える構成となっている。

【０００６】また、本発明による超音波生体監視装置
は、心電図信号または血圧信号などの他の生体信号を取
り込み、被験者の生体の異常をこれら生体信号に基づい
て検出し、異常が確認された場合にアラーム信号を上記
繰返し周波数制御部に出力する第２のアラーム検出部を
備えている。

【０００７】

【作用】上述した構成によれば、被験者が正常状態にあ
る場合、繰返し周波数を下げた超音波パルスを照射して
被験者の監視を行ない、被験者に異常が確認された場合
だけ繰返し周波数を上げた超音波パルスを用いて被験者
を監視するようにしているので、被験者に照射される超
音波エネルギの積算量を安全が見込める程度に十分に小
さくすることができる。これにより超音波を用いた心筋
壁運動などのモニタを長時間に亙って継続することがで
きる。また、被験者に異常が生じたか否かの確認は、探
触子から得られる受信信号や他の生体信号によって行な
うことができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明による超音波生体監視装置の具
体的な実施例を図面に基づき詳細に説明する。図１に、
この超音波生体監視装置のブロック図を示す。この図
で、超音波診断部１内の同期信号発生部２には、通常被
験者の生体に異常が認められない間は、繰返し周波数制
御部３から毎秒１０〜５００パルス程度の遅い繰返し周
波数信号が供給されており、このパルス繰返し周波数信
号に基づいて作られた同期信号が送信部４に送られる。
送信部４では、入力される同期信号に基づいて繰り返さ
れる超音波送波用の増幅された駆動パルスが作られ、こ
の駆動パルスによって探触子５が駆動される。探触子５
から発せられた超音波パルスは、被験者の心臓部位など
に照射され、心筋壁運動などが監視される。なお、この
探触子５から生体に向けて照射される超音波そのものの
周波数は、数ＭＨｚ（たとえば３．５ＭＨｚ）程度であ
る。超音波の照射により心筋壁などから反射されたエコ
ー（反射パルス）は、探触子５で受けられ、受信部６に
入力される。この受信部６では、入力される受波信号を
増幅したあと包絡線検波が行なわれ、受信信号が映像信
号合成部７に送られる。この映像信号合成部７では、受
信部６から送られてくる信号を表示部８に表示可能な映
像信号に変換するとともに、複数の入力端子９から取り
込まれる心電図信号や血圧信号、心音図信号などの生体
信号を映像信号に合成して表示部８および記録部１０に
送出する。これによりＣＲＴなどからなる表示部８に
は、たとえばＭモード法による超音波診断画像とこの画
像に重畳された血圧波形や心電図、心音図などが表示さ
れる。また、記録部１０では表示部８での表示内容と同
様な画像が記録紙上に記録される。なお、記録部１０
は、繰返し周波数制御部３からのパルス繰返し周波数信
号が入力される記録制御部１１によって制御され、繰返
し周波数を高めたときに自動的に超音波画像を印字でき
るようになっている。ここで、映像信号合成部７、表示
部８および記録部９は、超音波画像を出力する画像出力
部を構成している。

【０００９】一方、運動情報検出部１２には、超音波診
断中の被験者から検出されたたとえば心筋壁動態を表す
Ａモード像信号が受信部６より供給されており、この信
号に基づいてたとえば心室内径が算出される。この検出
値は、比較部１３において基準データ記憶部１４に予め
記憶されている正常時の被験者のたとえば心室内径の値
と比較され、比較結果に異常が検出された場合にこの比
較部１３からアラームトリガが繰返し周波数制御部３に
送られる。図２は、この運動情報検出部１２における検
出動作を示すタイミングである。この図で（ａ）は、横
軸に時間軸をとって受信部６から得られる検波後のエコ
ー信号を電圧波形として表示したＡモード像を示してい
る。図中、ａ1 は第１の心筋壁、ａ2 は第２の心筋壁、
ａ3 は第３の心筋壁を示す。このＡモード像に対して運
動情報検出部１２では、図中（ｂ）に示すようにたとえ
ば心筋壁ａ2 ，ａ3間の距離を検出範囲とするゲート信
号を発生させ、図中（ｃ），（ｄ）に示すように波形の
立上りと立下りを検出する。そして、図中（ｅ）に示す
ように検出範囲内で波形の立下りから立上りまでの時間
間隔Ｔを検出する。この時間間隔Ｔは心筋壁ａ2 ，ａ3
間の距離に相当している。この時間間隔Ｔが基準値より
も著しく異なる値を示したときに、比較部１３からアラ
ームトリガが出力される。ここで、基準データ記憶部１
４への基準値の入力は、正常時の被験者の生体情報を運
動情報検出部１２から取り込んでおくか、外部入力端子
１５から入力することで行なわれる。運動情報検出部１
２、比較部１３および基準データ記憶部14は、被験者の
生体に異常が確認された場合にアラーム信号を出力する
第１のアラーム検出部を構成している。

【００１０】また、被験者に装着された電極１６により
導出された心電図信号は、心電図増幅器１７に送られて
増幅され、アラーム発生部１８に送られる。このアラー
ム発生１８部では、被験者の心電図が正常であるか否か
が検出され、心電図に異常が確認された場合にアラーム
トリガが繰返し周波数制御部３に送られる。また、血圧
センサ１９によって検出された被験者の血圧信号は、血
圧信号増幅器２０で増幅されたあと、アラーム発生部２
１に送られる。このアラーム発生部２１で被験者の血圧
信号に異常が確認されると、アラームトリガが繰返し周
波数制御部３に送られる。ここで、増幅器１７，２０お
よびアラーム発生部１８，２１は、探触子５による受信
信号とは別の生体信号を用いて被験者の異常の有無を検
出し、アラーム信号を出力する第２のアラーム検出部を
構成している。

【００１１】繰返し周波数制御部３では、比較部１３ま
たはアラーム発生部１８，２１のいずれかからアラーム
トリガが入力された場合に、監視中の被験者に異常が発
生したと判断して、被験者のたとえば心筋壁運動をより
高細度に描画可能とするための高い周波数のパルス繰返
し周波数信号を同期信号発生部２に送出する。これによ
り、通常は毎秒１０〜５００パルス程度であった繰返し
周波数が、毎秒2000〜４０００パルス程度に速められ、
高い繰返し周波数の超音波パルスが被験者の生体に向け
て照射される。したがって、表示部８または記録部１０
には、走査線密度の多いより高細度な超音波画像を表示
または記録することができるので、被験者のたとえば心
筋壁動態をより詳しく診断できる。

【００１２】図３は、表示部８の画面８ａ上に表示され
た超音波によるＭモード像Ｗ１とこの画像とともに表示
された血圧波形Ｗ２および心電図Ｗ３を示す。Ｍモード
画像Ｗ１については画面の縦軸方向が体表ａ0 からの深
さ方向に対応しており、横軸が時間軸方向に対応してい
る。画面左側の領域Ｈ１はパルス繰返し周波数が低いと
きのＭモード像を示し、アラームトリガの入力時点ｔ１
を境に画面右側の領域Ｈ２が、パルス繰返し周波数を高
めたときのＭモード像を示している。また、表示画面８
ａの左側に参照のために並べて描いた波形Ｐは、Ａモー
ド像Ｐ１に血圧信号Ｐ２と心電図信号Ｐ３とを合成した
瞬間の位置信号であって、この波形Ｐから表示波形が作
られる。

【００１３】このようにこの超音波生体監視装置では、
超音波影像によって監視している被験者の心筋壁動態、
または他の生体信号である心電図や血圧信号などが正常
範囲にある場合、超音波パルスの発振回数を減らして走
査線密度の粗い超音波画像を描画するとともに、これら
の信号のいずれかがアラーム発生レベルに達したときに
超音波パルスの繰返し周波数を上げて走査線密度の多い
画像を表示できるようにしたので、被験者に照射される
超音波エネルギの積算量を最小限に抑えることができ
る。これにより長時間に亙って超音波を用いた生体の監
視が可能となり、トレッドミルなどの運動負荷装置によ
って運動負荷を加えながらの生体の監視や、薬物投与後
の生体の監視を長時間に亙って続けることができる。

【００１４】なお、上述した実施例ではＭモード像を表
示部または記録部に出力させているが、本発明は超音波
断層像を表示または記録させる超音波生体監視装置にも
適用できる。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、監
視中の被験者が正常な状態にある場合は、繰返し周波数
を下げた超音波パルスを生体に照射して生体の監視を行
ない、被験者に異常が確認された場合にだけ、繰返し周
波数を上げた超音波パルスを生体に照射して高細度な画
像によって被験者の診断を行なえるようにしたので、長
時間監視を続けても被験者が受ける超音波パルスによる
照射エネルギの積算値を十分に小さくできる。これによ
り従来は困難であった心臓などの機械的運動のモニタを
長時間に亙って行なうことができ、運動負荷を加えなが
らの生体の監視や薬物の投与後または投与しながらの生
体の監視を行なえるという効果がある。このように超音
波を用いた心機能などの直接的な測定を長時間に亙って
行なえることは、従来は容易でなかった初期の心疾患な
どの発見に役立てることができ、臨床や研究に資する効
果が大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による超音波生体監視装置の一実施例を
示すブロック図である。

【図２】運動情報検出部における検出動作を示すタイミ
ング図である。

【図３】表示部に表示された表示画像の一例を示す図で
ある。

【符号の説明】

１ 超音波診断部 ２ 同期信号発生部 ３ 繰返し周波数制御部 ４ 送信部 ５ 探触子 ６ 受信部 ７ 映像信号合成部 ８ 表示部 １０ 記録部 １１ 記録制御部 １２ 運動情報検出部 １３ 比較部 １４ 基準データ記憶部 １５ 外部入力端子 １６ 心電図用の電極 １７ 心電図増幅器 １８ アラーム発生部 １９ 血圧用のセンサ ２０ 血圧信号増幅器 ２１ アラーム発生部

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パルス繰返し周波数信号で決められる周
   波数で繰り返される探触子用駆動信号を出力する送信部
   と、 この駆動信号によって駆動され生体に向けて超音波パル
   スを送波するとともに、生体からの反射パルスを受波す
   る探触子と、 この探触子からの受波信号を増幅・検波する受信部と、 この受信部からの受信信号を画像信号に変換して超音波
   画像を出力する画像出力部と、 上記超音波パルスの繰返し周波数を制御し、生体に異常
   が検出されない正常時は周波数の低いパルス繰返し周波
   数信号を出力し、アラーム信号が入力され生体に異常が
   確認された場合は高い周波数のパルス繰返し周波数信号
   を出力する繰返し周波数制御部と、 監視中の被験者の生体の異常の有無を上記受信信号に基
   づいて検出し、異常が確認された場合にアラーム信号を
   上記繰返し周波数制御部に出力する第１のアラーム検出
   部とを備えることを特徴とする超音波生体監視装置。
2. 【請求項２】 心電図信号または血圧信号などの他の生
   体信号を取り込み、被験者の生体の異常をこれら生体信
   号に基づいて検出し、異常が確認された場合にアラーム
   信号を上記繰返し周波数制御部に出力する第２のアラー
   ム検出部を備えることを特徴とする請求項１記載の超音
   波生体監視装置。