JP3238467B2 - Ultrasound Doppler diagnostic device - Google Patents

Ultrasound Doppler diagnostic device

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JP3238467B2
JP3238467B2 JP12332492A JP12332492A JP3238467B2 JP 3238467 B2 JP3238467 B2 JP 3238467B2 JP 12332492 A JP12332492 A JP 12332492A JP 12332492 A JP12332492 A JP 12332492A JP 3238467 B2 JP3238467 B2 JP 3238467B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、超音波が移動体から受
けるドップラ効果を利用して、血液等の体内流体の運動
状態を診断するための超音波ドップラ診断装置に関し、
特にその流体の運動状態を示す新たなインデックス(指
標)を表示することのできる超音波ドップラ診断装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic Doppler diagnostic apparatus for diagnosing the state of motion of a body fluid such as blood using the Doppler effect of ultrasonic waves received from a moving body.
In particular, the present invention relates to an ultrasonic Doppler diagnostic device capable of displaying a new index (index) indicating the motion state of the fluid.

【0002】[0002]

【従来の技術】超音波ドップラ診断装置は無侵襲で且つ
非観血的に生体内の血流速度等の血流情報を計測するこ
とができることから非常に使用範囲の広い装置である。
このような超音波ドップラ診断装置は、生体内の任意の
設定点の血流速度を計測するいわゆる1ポイントドップ
ラ手法や血流の状態を2次元的広がりをもって表示し得
るいわゆる血流イメージング手法が主に用いられてい
る。1ポイントドップラ手法も血流イメージング手法も
原理的には同様であり、すなわち超音波が移動物体によ
り反射されると反射波の周波数がこの移動物体の移動速
度に比例して偏移するドップラ効果を利用したものであ
る。このドップラ効果による偏移周波数を用いて血流速
度や分散やパワー等の各種血流情報を算出することがで
き、この血流情報に基づいて血流の状態を様々な角度か
ら観察することができる。例えば、血流速度Vは、偏移
周波数fd、送信超音波パルスの中心周波数fc、超音
波ビームと血管のなす角度θ、音速cとから以下の式に
したがって計算することができる。 fd=2・fc・Vcos θ/c
2. Description of the Related Art An ultrasonic Doppler diagnostic apparatus is a very wide-ranging apparatus because it can measure blood flow information such as blood flow velocity in a living body noninvasively and noninvasively.
Such an ultrasonic Doppler diagnostic apparatus mainly includes a so-called one-point Doppler method for measuring a blood flow velocity at an arbitrary set point in a living body and a so-called blood flow imaging method capable of displaying a blood flow state with a two-dimensional spread. It is used for Both the one-point Doppler technique and the blood flow imaging technique are similar in principle, that is, when the ultrasonic wave is reflected by a moving object, the frequency of the reflected wave shifts in proportion to the moving speed of the moving object. It was used. Various blood flow information such as blood flow velocity, variance and power can be calculated using the shift frequency due to the Doppler effect, and the state of the blood flow can be observed from various angles based on the blood flow information. it can. For example, the blood flow velocity V can be calculated from the shift frequency fd, the center frequency fc of the transmitted ultrasonic pulse, the angle θ between the ultrasonic beam and the blood vessel, and the sound velocity c according to the following equation. fd = 2 · fc · Vcos θ / c

【0003】近年、血流速度や分散やパワー以外に、血
流の状態をより精密な形で提供する新たなインデックス
の提案がなされている。そのインデックスの1つにパル
サティリティーインデックスPI(Pulsatility Index
)なるものがある。このパルサティリティーインデッ
クスPIは一心拍中の血流速度の変化の程度を定量化し
たインデックスであり、血管の末梢循環抵抗を反映する
ため、産科での胎児の発育不全の早期発見や、腹部領域
での腫瘍の鑑別診断などには非常に有効な情報を提供す
ることができる。
[0003] In recent years, a new index has been proposed which provides a blood flow state in a more precise form in addition to the blood flow velocity, dispersion and power. One of the indexes is the Pulsatility Index PI
) This pulsarity index PI is an index quantifying the degree of change in blood flow velocity during one heartbeat, and reflects the peripheral circulation resistance of blood vessels, so that early detection of fetal growth failure in obstetrics and abdominal area Very effective information can be provided for the differential diagnosis of tumors in the medical field.

【0004】パルサティリティーインデックスPIを計
測するには、まず、Bモード像を参照して、計測をした
い血管の部分(サンプリング位置)を指定する。この指
定は、例えばトラックボール等の入力装置を操作して、
Bモード像に重畳表示されるサンプリングマークを移動
させながら行う。サンプリング位置の指定が終了する
と、そのサンプリング位置からの受信信号を高速フーリ
エ変換処理(FFT)して得られたドップラスペクトラ
ムが、例えば図15に示すように表示される。操作者は
適当なスペクトラムをフリーズし、トラックボール等を
操作して、そのドップラスペクトラムの波形をそのピー
ク値に沿ってトレースしピークラインPLを記し、計測
する時間範囲すなわち所望の一心拍期間、例えば時刻t
0 からt1までの指定すると、以下の式にしたがって当
該サンプリング位置のパルサティリティーインデックス
PIが計算される。 PI=(Fmax −Fmin )/Fmean Fmax :時刻t0 〜t1 間のピークラインの最高周波数 Fmin :時刻t0 〜t1 間のピークラインの最低周波数 Fmean:時刻t0 〜t1 間のピークラインの平均周波数
In order to measure the pulsarity index PI, first, a portion (sampling position) of a blood vessel to be measured is designated with reference to a B-mode image. This designation is made by operating an input device such as a trackball, for example.
This is performed while moving the sampling mark superimposed and displayed on the B-mode image. When the designation of the sampling position is completed, the Doppler spectrum obtained by performing the fast Fourier transform (FFT) on the received signal from the sampling position is displayed, for example, as shown in FIG. The operator freezes an appropriate spectrum, operates a trackball or the like, traces the waveform of the Doppler spectrum along the peak value, writes a peak line PL, and measures a time range, that is, a desired one heartbeat period, for example, Time t
When designated from 0 to t1, the pulsarity index PI of the sampling position is calculated according to the following equation. PI = (Fmax-Fmin) / Fmean Fmax: Maximum frequency of the peak line between times t0 and t1 Fmin: Minimum frequency of the peak line between times t0 and t1 Fmean: Average frequency of the peak line between times t0 and t1

【0005】このようにして得られるパルサティリティ
ーインデックスPIは、上述したように血管の末梢循環
抵抗を反映するものであって、産科での胎児の発育不全
の早期発見や、腹部領域での腫瘍の鑑別診断などには非
常に有効であるが、ピークラインPLのトレース誤差が
そのままパルサティリティーインデックスPIに影響す
るため、このトレースには非常な手間と時間、熟練が要
求される。また、複数のサンプリング位置のパルサティ
リティーインデックスPIを計測するためには上記作業
を何度も繰り返し行わなければならず、実用上問題があ
る。
[0005] The pulsatility index PI thus obtained reflects the peripheral circulatory resistance of blood vessels as described above, and is used for early detection of fetal growth deficiency in obstetrics and tumors in the abdominal region. Although it is very effective for the differential diagnosis of the above, the trace error of the peak line PL directly affects the pulsarity index PI, so that this trace requires a great deal of labor, time and skill. Further, in order to measure the pulsarity index PI at a plurality of sampling positions, the above operation has to be repeated many times, which poses a practical problem.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
問題点に鑑みてなされたもので、血流速度の時間経過に
伴う変動の程度を定量化したインデックスを十分なリア
ルタイム性能のもとで計測できる超音波ドップラ診断装
置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and provides an index that quantifies the degree of variation of blood flow velocity over time with sufficient real-time performance. It is an object of the present invention to provide an ultrasonic Doppler diagnostic device capable of measuring by using a computer.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を解決するた
め、本発明は、生体内に対して超音波を送受波する超音
波プローブと、前記超音波プローブにより受波された超
音波の信号に基づいて、前記生体内にある運動体の速度
情報を多点にわたって求める手段と、前記速度情報に基
づいて血流画像を生成する手段と、前記速度情報に基づ
いて少なくとも1心拍期間における最高速度と最低速度
とを求め、この最高速度と最低速度とからパルサリティ
ーインデックを多点にわたって求める手段と、前記パル
サリティーインデックに基づいて前記パルサリティーイ
ンデックに関するカラー2次元分布画像を生成する手段
と、前記カラー2次元分布画像を前記血流画像とともに
表示する手段とを具備したことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned object, the present invention provides an ultrasonic probe for transmitting and receiving ultrasonic waves to and from a living body, and an ultrasonic signal received by the ultrasonic probe. Means for obtaining speed information of the moving body in the living body at multiple points based on the speed information,
Means for generating a blood flow image based on the speed information, calculating a maximum speed and a minimum speed in at least one heartbeat period based on the speed information, and obtaining a pulsarity index from the maximum speed and the minimum speed at multiple points . The pal
The pulsarity index based on the salary index
Means for generating color two-dimensional distribution image related to index
And the color two-dimensional distribution image together with the blood flow image
Displaying means .

【0008】[0008]

【作用】本発明による超音波ドップラ診断装置によれ
ば、少なくとも1心拍期間における最高速度と最低速度
とからパルサリティーインデック、つまり血流速度の時
間経過に伴う変動の程度を定量化したインデックスを十
分なリアルタイム性能のもとで多点にわたって計測し、
パルサリティーインデックに関するカラー2次元分布画
像を血流画像とともに表示することができる
According to the ultrasonic Doppler diagnostic apparatus of the present invention, the pulsarity index, that is, the index that quantifies the degree of fluctuation of blood flow velocity over time, can be sufficiently obtained from the maximum velocity and the minimum velocity in at least one heartbeat period. Measurement at multiple points under real-time performance
Color 2D distribution image of pulsarity index
The image can be displayed together with the blood flow image .

【0009】[0009]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の第1の実施例
を説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0010】本実施例装置は、図1に示す如く構成され
ている。すなわち、電子走査型超音波プローブ(以下
「プローブ」という)11は、複数の振動子が並設され
てなり、電子走査装置アナログ部12に駆動され被検体
内に超音波ビームをパルサ状に送信すると共に被検体内
の血球を含む移動体(運動体)からの反射波を受信す
る。電子走査装置アナログ部12は、受信信号を増幅す
るプリアンプ13と、パルサ14と、発振器15と、送
受信遅延時間を振動子毎に制御するディレイライン16
と、加算器17と、加算器17の出力を包絡線検波して
Bモード信号を得る検波器18から構成されている。
The apparatus of the present embodiment is configured as shown in FIG. That is, an electronic scanning ultrasonic probe (hereinafter, referred to as a “probe”) 11 includes a plurality of transducers arranged in parallel, and is driven by an electronic scanning device analog unit 12 to transmit an ultrasonic beam into a subject in a pulsar manner. And receives a reflected wave from a moving body (moving body) including blood cells in the subject. The electronic scanning device analog section 12 includes a preamplifier 13 for amplifying a reception signal, a pulser 14, an oscillator 15, and a delay line 16 for controlling a transmission / reception delay time for each transducer.
, An adder 17, and a detector 18 that obtains a B-mode signal by performing envelope detection on the output of the adder 17.

【0011】走査変換手段(ディジタスキャンコンバー
タ;DSC)34は、検波器18からBモード信号を入
力し、その信号をBモード像に成形する。走査変換手段
34の出力は、表示画面の制御を行うマルチプレクサ3
7、D/A(ディジタルアナログ)変換手段38を順に
経て、Bモード像として表示手段39に表示される。
A scan conversion means (digital scan converter; DSC) 34 receives a B-mode signal from the detector 18 and shapes the signal into a B-mode image. The output of the scan conversion means 34 is supplied to the multiplexer 3 for controlling the display screen.
7, through the D / A (digital / analog) conversion means 38 in order, and is displayed on the display means 39 as a B-mode image.

【0012】一方、上記加算器17の出力は、ライン4
0を介してミキサ24a,24bにも供給される。ミキ
サ24a,24bにはこの出力と共に、発振器15から
の基準信号fo が90°移相器25によって90°の移
相差を伴って供給される。ミキサ24a,24bからの
ドップラ偏移信号fdを含む信号は、ローパスフィルタ
26a,26bによって高周波成分が除去されてMTI
演算部27に供給される。
On the other hand, the output of the adder 17 is
0 is also supplied to the mixers 24a and 24b. Along with this output, a reference signal fo from the oscillator 15 is supplied to the mixers 24a and 24b by a 90 ° phase shifter 25 with a phase shift of 90 °. The signals including the Doppler shift signal fd from the mixers 24a and 24b are subjected to low-pass filters 26a and 26b to remove high-frequency components, and the MTI
The data is supplied to the calculation unit 27.

【0013】このMTI(Moving Target Indicator )
演算部27は、ローパスフィルタ26a,26bに接続
されたA/D変換器28a,28bと、A/D変換器2
8a,28bからのディジタル信号を入力し緩動体によ
るノイズを除去し血球からの信号を抽出するMTIフィ
ルタ29a,29bと、MTIフィルタ29a,29b
からの信号を入力しドップラ信号を計測する自己相関器
30と、そのドップラ信号を用いて各種血流情報、すな
わち平均速度V、分散、パワーを演算する平均速度演算
部31、分散演算部32、パワー演算部33とから構成
されている。MTI演算部27は主にレーダの分野で開
発され実用されている移動目標指示装置を応用したもの
であり、ドップラ効果を利用して特定の移動目標のみを
検知することができる。ここでの移動目標は“血球”で
ある。自己相関器30は、周波数解析装置の一種であ
り、2次元領域の多点の周波数分析をリアルタイムで行
うことができる。
This MTI (Moving Target Indicator)
The arithmetic unit 27 includes A / D converters 28a and 28b connected to the low-pass filters 26a and 26b, and an A / D converter 2
MTI filters 29a and 29b for inputting digital signals from 8a and 28b to remove noise from slow moving bodies and extract signals from blood cells, and MTI filters 29a and 29b
An autocorrelator 30 for inputting a signal from the device and measuring a Doppler signal, and various blood flow information using the Doppler signal; And a power calculation unit 33. The MTI calculation unit 27 is an application of a moving target indicating device developed and used mainly in the field of radar, and can detect only a specific moving target using the Doppler effect. The moving target here is “blood cells”. The autocorrelator 30 is a type of a frequency analysis device, and can perform multipoint frequency analysis of a two-dimensional area in real time.

【0014】走査変換手段35は、MTI演算部27か
ら血流情報を入力し、2次元像に成形する。走査変換手
段35出力は、カラー情報変更手段36に取り込まれ、
所定のカラー処理が施され、マルチプレクサ37、D/
A(ディジタルアナログ)変換手段38を順に経て、カ
ラー血流分布像として表示手段39に表示される。な
お、血流イメージングを行うにおいては、MTI演算部
27の代りに高速フーリエ変換処理を行う演算部を使用
してもよい。
The scan conversion means 35 receives the blood flow information from the MTI operation unit 27 and forms a two-dimensional image. The output of the scan conversion means 35 is taken into the color information change means 36,
Predetermined color processing is performed, and the multiplexer 37, D /
After passing through the A (digital / analog) conversion means 38 in order, the color blood flow distribution image is displayed on the display means 39. In performing the blood flow imaging, a computing unit that performs a fast Fourier transform process may be used instead of the MTI computing unit 27.

【0015】インデックス計算部41は、本実施例の特
徴的な構成要素であり、MTI演算部27の平均速度演
算部31から平均速度Vを入力し、その平均速度Vを用
いて、指定された領域内の多点個々についてパルサティ
リティーインデックスPIを計算し、走査変換手段35
およびD/A変換手段38に供給し、図3に示すような
パルサティリティーインデックスPIのカラー2次元分
布像としてまたは指定点についての数値データとして表
示される。このパルサティリティーインデックスPIは
次の式(1)にしたがって計算される。 PI=(Vmax −Vmin )/Vmean …(1)
The index calculator 41 is a characteristic component of the present embodiment. The index calculator 41 receives the average speed V from the average speed calculator 31 of the MTI calculator 27 and is designated by using the average speed V. The pulsarity index PI is calculated for each of the multiple points in the area, and the scan conversion means 35
And supplied to the D / A conversion means 38, and displayed as a color two-dimensional distribution image of the pulsarity index PI as shown in FIG. 3 or as numerical data of a designated point. This pulsarity index PI is calculated according to the following equation (1). PI = (Vmax-Vmin) / Vmean (1)

【0016】なお、Vmax は、平均速度演算部31から
連続的に供給される平均速度Vの同一の変動周期、すな
わち同一の心拍周期内に供給された多数の平均速度Vの
中の最大速度であり、Vmin はその最小速度である。ま
た、Vmeanは、上記心拍周期内に供給された多数の平均
速度Vの平均値である。上記変動周期は、平均速度Vの
変動に基づいて検出してもよいし、外部の心拍測定装置
から入手してもよい。また、インデックス計算部41で
平均速度Vの時間的および空間的な連続性により折返り
を判断しその折返りを補正する処理を実施してもよい。
このように、MTI演算部27の出力を用いてパルサテ
ィリティーインデックスPIを演算処理することによっ
て、ある程度のリアルタイム性能を保持しつつパルサテ
ィリティーインデックスPIを得ることができ、そのカ
ラー2次元的分布およびその時間的変化の様子を視覚的
または定量的に観察することができる。次に以上のよう
に構成された本実施例装置のパルサティリティーインデ
ックスPIの計算動作について説明する。
Vmax is the maximum fluctuation speed of the average speed V continuously supplied from the average speed calculation unit 31 in the same fluctuation period, that is, a large number of average speeds V supplied in the same heartbeat period. And Vmin is its minimum speed. Vmean is an average value of a large number of average velocities V supplied during the heartbeat cycle. The fluctuation period may be detected based on the fluctuation of the average speed V, or may be obtained from an external heart rate measuring device. Further, the index calculating unit 41 may perform a process of determining a turn based on the temporal and spatial continuity of the average speed V and correcting the turn.
As described above, the pulsarity index PI is calculated using the output of the MTI calculation unit 27, whereby the pulsarity index PI can be obtained while maintaining a certain degree of real-time performance. And the state of its temporal change can be visually or quantitatively observed. Next, the calculation operation of the pulsarity index PI of the apparatus of the embodiment configured as described above will be described.

【0017】図2は、ある1つのサンプル点に関する平
均速度演算部31からインデックス計算部41に供給さ
れる平均速度Vの経時的変化に対するパルサティリティ
ーインデックスPIの出力タイミングを示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing the output timing of the pulsarity index PI with respect to a change over time of the average speed V supplied from the average speed calculation unit 31 to the index calculation unit 41 for one sample point.

【0018】図2(a)に示すように、インデックス計
算部41には平均速度演算部31から平均速度Vがディ
ジタル信号として連続的に供給される。なお、時刻t0
,t1 ,t2 ,t3 …は拍動タイミングを示してい
る。
As shown in FIG. 2A, the average speed V is continuously supplied from the average speed calculation unit 31 to the index calculation unit 41 as a digital signal. At time t0
, T1, t2, t3... Indicate beat timing.

【0019】まず、第1周期(時刻t0 〜t1 )が経過
すると、直ちにインデックス計算部41で、その第1周
期に供給された多数の平均速度Vの中の最大速度Vmax
および最小速度Vmin が検出され、また平均値Vmeanが
計算される。そして、Vmax、Vmin およびVmeanを上
記式(1)にしたがって、第1のパルサティリティーイ
ンデックスPI1 が計算され、当該周期の終了時刻t1
より若干遅延した時刻t1'でその第1のパルサティリテ
ィーインデックスPI1 が走査変換手段35およびD/
A変換手段38に供給される。他のサンプル点について
も同様に第1のパルサティリティーインデックスPI1
が計算され、走査変換手段35およびD/A変換手段3
8に供給される。そして、多数のサンプル点についての
第1のパルサティリティーインデックスPI1 は走査変
換手段35で第1の2次元分布像に生成されて、カラー
情報変換手段36で所定のカラー尺にしたがってカラー
情報が付加されて図3に示すような第1のカラー2次元
分布像が得られ、その第1のカラー2次元分布像はマル
チプレクサ37に供給される。この第1のカラー2次元
分布像は観察者の表示指示を待ってマルチプレクサ37
から出力され、D/A変換手段38を介して表示手段3
9に表示される。
First, as soon as the first cycle (time t0 to t1) elapses, the index calculation unit 41 immediately sets the maximum speed Vmax of the number of average velocities V supplied in the first cycle.
And the minimum speed Vmin are detected, and the average value Vmean is calculated. Then, the first pulsarity index PI1 is calculated from Vmax, Vmin and Vmean according to the above equation (1), and the end time t1 of the cycle is calculated.
At time t1 ', which is a little later, the first pulsarity index PI1 becomes
It is supplied to the A conversion means 38. Similarly for the other sample points, the first pulsarity index PI1
Is calculated, and the scan conversion means 35 and the D / A conversion means 3
8 is supplied. Then, the first pulsarity index PI1 for many sample points is generated in the first two-dimensional distribution image by the scan conversion means 35, and color information is added by the color information conversion means 36 according to a predetermined color scale. Thus, a first color two-dimensional distribution image as shown in FIG. 3 is obtained, and the first color two-dimensional distribution image is supplied to the multiplexer 37. The first color two-dimensional distribution image waits for the display instruction of the observer, and the
From the display means 3 via the D / A conversion means 38
9 is displayed.

【0020】第2周期(時刻t1 〜t2 )についても同
様の処理がなされ、第1のカラー2次元分布像に代えて
第2のカラー2次元分布像が表示される。第3周期(時
刻t2 〜t3 )、第4周期(時刻t3 〜t4 )それ以降
の周期についても同様であり、第3のカラー2次元分布
像、第4のカラー2次元分布像…が順に切換わりながら
表示される。図3に示すように、このカラー2次元分布
像によると、狭窄等により血流速度の変動の大きい異常
部分が、他の正常部分とは色相または明るさの点で相違
する。
Similar processing is performed for the second period (time t1 to t2), and a second color two-dimensional distribution image is displayed instead of the first color two-dimensional distribution image. The same applies to the third period (time t2 to t3), the fourth period (time t3 to t4) and the subsequent periods, and the third color two-dimensional distribution image, the fourth color two-dimensional distribution image... Are sequentially switched. It is displayed while changing. As shown in FIG. 3, according to the color two-dimensional distribution image, an abnormal portion having a large fluctuation in blood flow velocity due to stenosis or the like is different from other normal portions in terms of hue or brightness.

【0021】このように、本実施例装置によれば、パル
サティリティーインデックスPIを十分なリアルタイム
性能のもと計算し、そのカラー2次元分布像を表示する
ことができ、血流状態の診断に有用な情報を提供するこ
とができる。
As described above, according to the present embodiment, the pulsarity index PI can be calculated based on sufficient real-time performance, and its color two-dimensional distribution image can be displayed. Useful information can be provided.

【0022】なお、ここで、インデックス計算部41に
おいては時間的に連続して求められた複数のパルサティ
リティーインデックスPIを平均処理して、新たな1つ
のパルサティリティーインデックスPIを算出すること
としても良いし、複数周期内の平均速度(V)を1つ
パルサティリティーインデックスPIの測定範囲とし
て、その中からの平均速度(V)のVmax ,Vmin を検
出し、且つこの複数周期内の平均速度(V)を加算平均
することで平均(Vmean)を求めてからパルサティリテ
ィーインデックスPIを計算しても良い。また、空間的
に隣接する所定数のパルサティリティーインデックスP
Iを平均処理してして新たな一のパルサティリティーイ
ンデックスPIを算出することとしても良い。
[0022] Here, the index calculation unit 41 by averaging a plurality of pulse Sati Rithy index PI determined successively in time, a new one 1 <br/> Pal sati Rithy index PI of May be calculated, and the average speed (V) within a plurality of cycles is set as a measurement range of one pulsarity index PI, and Vmax and Vmin of the average speed (V) are detected therefrom, and The average (Vmean) may be obtained by adding and averaging the average velocities (V) within the plurality of periods, and then the pulsarity index PI may be calculated. A predetermined number of spatially adjacent pulsarity indexes P
A new pulsarity index PI may be calculated by averaging I.

【0023】また、変動周期(心拍周期)を検出する方
法は、上記実施例では平均速度演算部31からの平均速
度Vの変動の様子から検出しているが、心拍測定装置に
より検査時に測定した心電データを流用してこの変動周
期を検出しても良い。
In the method of detecting the fluctuation period (heartbeat period) in the above embodiment, the fluctuation period (heartbeat period) is detected from the state of fluctuation of the average speed V from the average speed calculation unit 31. The fluctuation cycle may be detected by using the electrocardiogram data.

【0024】また、上記実施例では上記式(1)にした
がってパルサティリティーインデックスPIを計算して
いるが、この計算式は式(1)に限定する必要はなく、
血流速度の変動が反映されるような式であればよく、例
えば、所定期間内の平均速度Vの変動の程度をその分散
σ2 によって表してもよいし、または以下に示すような
式(2),(3),(4)であってもよい。 PI=(Vmax −Vmin )/Vmax …(2) PI=Vmax −Vmin …(3) PI=Vmax /|Vmin | …(4)
In the above embodiment, the pulsarity index PI is calculated according to the above equation (1). However, this equation need not be limited to the equation (1).
Any formula that reflects the change in the blood flow velocity may be used. For example, the degree of the change in the average velocity V within a predetermined period is determined by the variance σ 2 Or may be expressed by the following equations (2), (3), and (4). PI = (Vmax−Vmin) / Vmax (2) PI = Vmax−Vmin (3) PI = Vmax / | Vmin | (4)

【0025】また、上記実施例では平均速度演算部31
からの平均速度Vだけを用いてパルサティリティーイン
デックスPIを計算しているが、この平均速度Vと共に
分散演算部32の分散σ2 を用いて、以下の式(5)に
したがってその最高速度vmax を一旦計算し、その最高
速度vmax を上述の平均速度Vと同様に取扱いパルサテ
ィリティーインデックスPIを計算するしてもよい。 Vmax =V+0.5σ2 …(5)
In the above embodiment, the average speed calculating section 31
The pulsarity index PI is calculated using only the average speed V from the variance calculation unit 32 and the variance σ 2 , The maximum speed vmax may be calculated once according to the following equation (5), and the maximum speed vmax may be handled in the same manner as the above-mentioned average speed V to calculate the pulsarity index PI. Vmax = V + 0.5σ 2 … (5)

【0026】また、上記実施例では、カラー情報変換手
段36のパルサティリティーインデックスPIの色信号
への変換方法はパルサティリティーインデックスPIの
レベルにしたがうものであるが、パルサティリティーイ
ンデックスPIのレベルと血流方向(平均速度Vの正
負)との組合わせ、またはパルサティリティーインデッ
クスPIのレベルと平均速度Vとの組合わせにしたがっ
て色信号へ変換することとしてもよい。
In the above embodiment, the method of converting the pulsarity index PI into a color signal by the color information conversion means 36 follows the level of the pulsarity index PI. The color signal may be converted according to a combination of the blood flow direction (positive or negative of the average velocity V) or the combination of the level of the pulsarity index PI and the average velocity V.

【0027】また、操作者がパルサティリティーインデ
ックスPIのカラー2次元分布像上でマーカを操作して
指定した位置のパルサティリティーインデックスPIの
値を画面上に数値表示するようにしてもよい。
Further, the value of the pulsarity index PI at the position designated by the operator operating the marker on the color two-dimensional distribution image of the pulsarity index PI may be numerically displayed on the screen.

【0028】また、従来の平均速度Vに基づく血流イメ
ージング像の各画素値に、その対応する位置のパルサテ
ィリティーインデックスPIの値を相関させる、例えば
パルサティリティーインデックスPIの値がある所定の
しきい値以上または以下の場合、それにしたがって各画
素の輝度、色相または彩度を変化させて当該画素を強調
して表示してもよい。なお、このときのしきい値のレベ
ルは自動または手動で調整可能としてもよい。
Further, the pixel value of the blood flow imaging image based on the conventional average velocity V is correlated with the value of the pulsarity index PI at the corresponding position. When the value is equal to or larger than the threshold, the brightness, hue, or saturation of each pixel may be changed in accordance with the threshold to highlight the pixel. The threshold level at this time may be adjusted automatically or manually.

【0029】また、図4に示すように、パルサティリテ
ィーインデックスPIのカラー2次元分布像IPIを、血
流イメージング像Ic と共に分割表示すれば、容易に両
者を比較することができ、これによって診断能を向上さ
せることができる。次に、第2の実施例について説明す
る。図5は、本実施例の構成を示すブロック図である。
なお、図5と図1の同一部分については同符号を付し、
詳細な説明は省略する。
Further, as shown in FIG. 4, if the color two-dimensional distribution image IPI of the pulsarity index PI is divided and displayed together with the blood flow imaging image Ic, the two can be easily compared with each other. Performance can be improved. Next, a second embodiment will be described. FIG. 5 is a block diagram illustrating the configuration of the present embodiment.
Note that the same parts in FIG. 5 and FIG.
Detailed description is omitted.

【0030】この図5と図1とを比較すれば分かるよう
に、本実施例は、いわゆる1ポイントドップラのための
スペクトラムドップラ部70を有していて、この出力を
用いてパルサティリティーインデックスPIを計算す
る。以下に、このスペクトラムドップラ部70の構成お
よびその出力について簡単に説明する。
As can be seen from a comparison between FIG. 5 and FIG. 1, the present embodiment has a spectrum Doppler section 70 for a so-called one-point Doppler, and uses this output to generate a pulsarity index PI. Is calculated. Hereinafter, the configuration and output of the spectrum Doppler unit 70 will be briefly described.

【0031】スペクトラムドップラ部70は、図8に示
すように、Bモード像IB 上でトラックボールやマウス
等の入力装置を操作してサンプリングラインSLやサン
プル点SPの位置およびサンプルボリュームSVの幅を
設定すると、その範囲内からのドップラ効果による偏移
周波数に対応した信号(以下「ドップラ信号」という)
を出力する。このため、スペクトラムドップラ部70
は、サンプル点の深度に応じたタイミングでローパスフ
ィルタ26a,26bの出力にゲートをかけて、当該サ
ンプルボリュームSVからの信号をホールドするための
サンプルホールド部71a,71bと、サンプルホール
ド部71a,71bから入力する当該サンプルボリュー
ムSVの信号から血流成分だけを取り出すため低周波成
分を除去するハイパスフィルタ72a,72bおよび高
周波成分を除去するローパスフィルタ73a,73b
と、そのローパスフィルタ73a,73bの出力を増幅
する増幅器74a,74bと、A/D変換器75a,7
5bと、このA/D変換器75a,75bから出力され
る複素信号に変換された受信信号を入力して周波数解析
であるフーリェ変換を行う高速フーリェ変換器(FF
T)76とから構成されている。この高速フーリェ変換
器76の出力は、例えば図6(a)に示すように、当該
サンプル点のドップラ効果による偏移周波数に対応した
ドップラ信号であって、このドップラ信号は、走査変換
手段34と共に、インデックス計算部61に供給され、
その計算結果、すなわちパルサティリティーインデック
スPIはD/A変換器38を介して表示手段39に図8
に示すように数値表示される。
As shown in FIG. 8, the spectrum Doppler unit 70 operates an input device such as a trackball or a mouse on the B-mode image IB to change the positions of the sampling lines SL and the sample points SP and the width of the sample volume SV. When set, a signal corresponding to the shift frequency due to the Doppler effect from within that range (hereinafter referred to as “Doppler signal”)
Is output. Therefore, the spectrum Doppler unit 70
Are gated to the outputs of the low-pass filters 26a and 26b at timings corresponding to the depths of the sample points to hold the signals from the sample volume SV, and the sample hold units 71a and 71b. High-pass filters 72a and 72b for removing low-frequency components and low-pass filters 73a and 73b for removing high-frequency components in order to extract only the blood flow component from the signal of the sample volume SV input from the sampler SV.
, Amplifiers 74a and 74b for amplifying the outputs of the low-pass filters 73a and 73b, and A / D converters 75a and 75
5b and a high-speed Fourier transformer (FF) for performing a Fourier transform as a frequency analysis by inputting the received signals converted into complex signals output from the A / D converters 75a and 75b.
T) 76. The output of the fast Fourier transformer 76 is, for example, as shown in FIG. 6A, a Doppler signal corresponding to the shift frequency due to the Doppler effect of the sample point. , Supplied to the index calculation unit 61,
The calculation result, that is, the pulsarity index PI is displayed on the display means 39 via the D / A converter 38 as shown in FIG.
Numerical values are displayed as shown in.

【0032】次にインデックス計算部42について説明
する。このインデックス計算部42は上記第1の実施例
と同様、パルサティリティーインデックスPIを計算す
る処理部であるが、第1の実施例がMTI処理部27の
出力信号を用いるのに対し、本実施例ではスペクトラム
ドップラ部70の出力を用いるため、インデックス計算
部42はパルサティリティーインデックスPIの計算処
理の前処理として図6(a)に示すようにスペクトラム
ドップラ部70からのドップラ信号の波形をトレース
し、従来のピークラインと同様の周波数ラインFLを作
成する。このトレースは、例えば、各スペクトラムの最
高周波数をトレースする。
Next, the index calculator 42 will be described. The index calculating unit 42 is a processing unit for calculating the pulsarity index PI, as in the first embodiment. However, while the first embodiment uses the output signal of the MTI processing unit 27, Since the output of the spectrum Doppler unit 70 is used in the example, the index calculation unit 42 traces the waveform of the Doppler signal from the spectrum Doppler unit 70 as shown in FIG. Then, a frequency line FL similar to the conventional peak line is created. This trace, for example, traces the highest frequency of each spectrum.

【0033】この周波数ラインFLを用いて、第1実施
例と同様に、その変動周期(心拍周期)を検出し、同一
周期内の周波数ラインFLの最高値Fmax および最低値
Fmin を検出し、また当該周期内の平均値Fmeanを計算
し、これらを用いて上述の式(1)と同様の次式(6)
にしたがってパルサティリティーインデックスPIを計
算する。 PI=(Fmax −Fmin )/Fmean …(6) このように、パルサティリティーインデックスPIはス
ペクトラムドップラ部70の出力からも計算することが
できる。次に以上のように構成された本実施例装置のパ
ルサティリティーインデックスPIの計算動作について
説明する。
Using this frequency line FL, similarly to the first embodiment, its fluctuation period (heartbeat period) is detected, and the maximum value Fmax and the minimum value Fmin of the frequency line FL within the same period are detected. The average value Fmean within the cycle is calculated, and using these, the following equation (6) similar to the above-described equation (1) is used.
Is calculated according to the following equation. PI = (Fmax-Fmin) / Fmean (6) In this manner, the pulsarity index PI can be calculated from the output of the spectrum Doppler unit 70. Next, the calculation operation of the pulsarity index PI of the apparatus of the embodiment configured as described above will be described.

【0034】図6は、操作者が指定したあるサンプル点
SPに関するスペクトラムドップラ部70からインデッ
クス計算部42に供給されるドップラ信号の経時的変化
に対するパルサティリティーインデックスPIの出力タ
イミングを示す図であり、図7は血流イメージングのた
めの超音波送信タイミングに対するパルサティリティー
インデックスPIのための超音波送信タイミングの一例
を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing the output timing of the pulsarity index PI with respect to the change over time of the Doppler signal supplied from the spectrum Doppler unit 70 to the index calculation unit 42 for a certain sample point SP designated by the operator. FIG. 7 is a diagram showing an example of the ultrasonic transmission timing for the pulsarity index PI with respect to the ultrasonic transmission timing for blood flow imaging.

【0035】図7(a)に示すように、こ血流イメー
ジング像上の所望の位置にサンプル点SPおよびサンプ
ルボリュームSVを設定すると、電子走査装置アナログ
部12による超音波ビームの送受信動作が図7(b)に
示すように、基準信号としての超音波パルスに同期し
て、血流イメージング用の超音波パルスとパルサティリ
ティーインデックスPI用の超音波パルスが交互に送信
される。なお、血流イメージング用の超音波パルスは、
例えば4回の送受信毎にその方向をAからZの順に変更
しながら走査され、一方、パルサティリティーインデッ
クスPI用の超音波パルスは同一方向Cに送信される。
血流イメージング用の超音波パルスにより得られた受信
信号は、その方向毎にまとめられて、すなわち4パルス
毎にMTI演算部27で演算処理され、1走査線分の血
流イメージングデータが作成され、走査変換手段35に
送られ、一方、パルサティリティーインデックスPI用
の超音波パルスにより得られた受信信号は所定数のパル
ス毎、例えば64パルス毎にまとめられてスペクトラム
ドップラ部70の高速フーリェ演算部76で周波数解析
され、インデックス計算部42に連続的に供給される。
[0035] As shown in FIG. 7 (a), this blood flow Image
When the sample point SP and sample volume SV on a desired position on managing image Ru set Teisu, transmission and reception operations of the ultrasonic beam by electronic scanning devices analog section 12 as shown in FIG. 7 (b), as a reference signal In synchronization with the ultrasonic pulse, an ultrasonic pulse for blood flow imaging and an ultrasonic pulse for the pulsarity index PI are transmitted alternately. The ultrasonic pulse for blood flow imaging is
For example, scanning is performed while changing the direction from A to Z every four transmissions / receptions, while the ultrasonic pulse for the pulsarity index PI is transmitted in the same direction C.
The received signals obtained by the ultrasonic pulses for blood flow imaging are combined for each direction, that is, arithmetic processing is performed by the MTI arithmetic unit 27 every four pulses, and blood flow imaging data for one scanning line is created. The received signal obtained by the ultrasonic pulse for the pulsarity index PI is combined into a predetermined number of pulses, for example, every 64 pulses, and is subjected to the fast Fourier operation of the spectrum Doppler unit 70. The frequency is analyzed by the unit 76 and is continuously supplied to the index calculating unit 42.

【0036】図6(a)に示すように、インデックス計
算部42には高速フーリェ演算部76からドップラ信号
が連続的に供給される。なお、時刻t0 ,t1 ,t2 ,
t3…は拍動タイミングを示している。
As shown in FIG. 6A, the Doppler signal is continuously supplied to the index calculation unit 42 from the fast Fourier calculation unit 76. Note that at times t0, t1, t2,
t3... indicate beat timing.

【0037】まず、第1周期(時刻t0 〜t1 )が経過
すると、直ちにインデックス計算部42で、その第1周
期に供給されたドップラ信号の周波数ラインFLがトレ
ースされ、その第1周期内の最大値Fmax および最小値
Fmin が検出され、また平均値Fmeanが計算される。そ
して、Fmax 、Fmin およびFmeanを用いて上記式
(6)にしたがって、第1のパルサティリティーインデ
ックスPI1 が計算され、当該周期の終了時刻t1 より
若干遅延した時刻t1'' でその第1のパルサティリティ
ーインデックスPI1 がD/A変換手段38に供給さ
れ、図8に示すように、その値が表示手段39に表示さ
れる。
First, as soon as the first cycle (time t0 to t1) has elapsed, the frequency line FL of the Doppler signal supplied in the first cycle is traced by the index calculator 42, and the maximum frequency within the first cycle is traced. The value Fmax and the minimum value Fmin are detected, and the average value Fmean is calculated. Then, the first pulsarity index PI1 is calculated using Fmax, Fmin, and Fmean according to the above equation (6), and the first pulse at a time t1 '' slightly delayed from the end time t1 of the cycle. The satellite index PI1 is supplied to the D / A conversion means 38, and its value is displayed on the display means 39 as shown in FIG.

【0038】第2周期(時刻t1 〜t2 )以降について
も同様の処理がなされ、パルサティリティーインデック
スPIの計算終了に同期して、現表示のパルサティリテ
ィーインデックスPIと切換え表示される。操作者は、
このパルサティリティーインデックスPIの値や、この
値の変動の様子から当該指定サンプル点における血流状
態を推察することができる。
The same processing is performed after the second cycle (time t1 to t2), and the display is switched to the currently displayed pulsarity index PI in synchronization with the completion of the calculation of the pulsarity index PI. The operator
The blood flow state at the designated sample point can be inferred from the value of the pulsarity index PI and how the value changes.

【0039】このように、本実施例装置によれば、高速
フーリェ演算結果から、所望のサンプル点のパルサティ
リティーインデックスPIを十分なリアルタイム性能の
もと計算することができ、血流状態の診断に有用な情報
を提供することができる。
As described above, according to the present embodiment, the pulsarity index PI of a desired sample point can be calculated from the result of the fast Fourier operation based on sufficient real-time performance, and the diagnosis of the blood flow state can be performed. Useful information can be provided.

【0040】なお、上記第2の実施例ではパルサティリ
ティーインデックスPIを数値表示していたが、この表
示方法は適宜変更すればよく、例えば図9(a)に示す
ようにパルサティリティーインデックスPIを時間経過
と共に表示したり、図9(b)に示すようにレベル尺L
Sの当該値を矢印Yで示すようにしてもよい。
Although the pulsarity index PI is numerically displayed in the second embodiment, the display method may be changed as appropriate. For example, as shown in FIG. Is displayed over time, or the level scale L is displayed as shown in FIG.
The value of S may be indicated by an arrow Y.

【0041】また、インデックス計算部42においては
時間的に連続して求められた複数のパルサティリティー
インデックスPIを平均処理して、新たな一のパルサテ
ィリティーインデックスPIを算出することとしても良
いし、複数周期内のドップラ信号を一のパルサティリテ
ィーインデックスPIの測定範囲としても良い。
The index calculator 42 may average a plurality of pulsarity indices PI obtained successively in time to calculate a new pulsarity index PI. Alternatively, a Doppler signal within a plurality of cycles may be used as the measurement range of one pulsarity index PI.

【0042】また、変動周期(心拍周期)を検出する方
法は、上記第2の実施例ではドップラ信号の周波数ライ
ンの変動の様子から検出しているが、心拍測定装置によ
り検査時に測定した心電データを流用してこの変動周期
を検出しても良い。
In the second embodiment, the method of detecting the fluctuation cycle (heart rate cycle) is based on the state of the fluctuation of the frequency line of the Doppler signal. This fluctuation cycle may be detected by using data.

【0043】また、上記実施例では上記式(6)にした
がってパルサティリティーインデックスPIを計算して
いるが、この計算式は式(6)に限定する必要はなく、
血流速度の変動が反映されるような式であればよく、例
えば、所定期間内の周波数ラインの変動の程度をその分
散σ2 によって表してもよいし、または以下に示すよう
な式(7),(8),(9)であってもよい。 PI=(Fmax −Fmin )/Fmax …(7) PI=Fmax −Fmin …(8) PI=Fmax /|Fmin | …(9)
In the above embodiment, the pulsarity index PI is calculated in accordance with the above equation (6). However, this equation need not be limited to the equation (6).
Any expression that reflects the change in the blood flow velocity may be used. For example, the degree of the change in the frequency line within a predetermined period is represented by the variance σ 2 Or may be expressed by the following equations (7), (8), and (9). PI = (Fmax−Fmin) / Fmax (7) PI = Fmax−Fmin (8) PI = Fmax / | Fmin | (9)

【0044】また、上記実施例では周波数ラインをドッ
プラ信号の各スペクトラムの最高周波数をトレースして
得ていたが、各スペクトラムの平均周波数をトレースし
て得てもよし、最高周波数の検出範囲を順流成分(Fo
rward)、逆流分(Reverse)または全成分
(Net)のいずれかから選択するようにしてもよい
し、検出した最高周波数を手動もしくは自動で設定され
た流れの角度や開口長などで補正するようにしてもよ
い。
In the above embodiment, the frequency line is obtained by tracing the highest frequency of each spectrum of the Doppler signal. However, the frequency line may be obtained by tracing the average frequency of each spectrum. Ingredient (Fo
rward), reverse flow (Reverse), or all components (Net), or the detected maximum frequency is corrected manually or automatically by a flow angle or aperture length that is set automatically. It may be.

【0045】また、上記実施例では、血流イメージング
用の超音波パルスをパルサティリティーインデックス用
の超音波パルスの間に送信し、パルサティリティーイン
デックスと共に血流イメージング像を得ていたが、血流
イメージング用の超音波パルスに代えてBモード像用の
超音波パルスを送信しパルサティリティーインデックス
と共にBモード像を得るようにしてもよいし、パルサテ
ィリティーインデックス用の超音波パルスを送信すると
きには、血流イメージング用の超音波パルスやBモード
像用の超音波パルスの送信を停止し、パルサティリティ
ーインデックス用の超音波パルスの送信だけを行うよう
にしてもよい。次に、第3の実施例について説明する。
図10は、本実施例の構成を示すブロック図である。な
お、図10と図1の同一部分については同符号を付し、
詳細な説明は省略する。
In the above embodiment, the ultrasonic pulse for blood flow imaging was transmitted between the ultrasonic pulses for the pulsarity index, and a blood flow imaging image was obtained together with the pulsarity index. An ultrasonic pulse for a B-mode image may be transmitted instead of an ultrasonic pulse for flow imaging to obtain a B-mode image together with a pulsarity index, or an ultrasonic pulse for a pulsarity index may be transmitted. At times, the transmission of the ultrasonic pulse for the blood flow imaging or the ultrasonic pulse for the B-mode image may be stopped, and only the transmission of the ultrasonic pulse for the pulsarity index may be performed. Next, a third embodiment will be described.
FIG. 10 is a block diagram illustrating the configuration of the present embodiment. The same parts as those in FIG. 10 and FIG.
Detailed description is omitted.

【0046】本実施例は、第2の実施例と同様に、サン
プル点SPを設定し、そのサンプル点SPのパルサティ
リティーインデックスPIを計算しようとするものであ
る。本実施例では、第2の実施例の図7(b)と同様に
血流イメージング用の超音波パルスとパルサティリティ
ーインデックスPI用の超音波パルスとを交互に送信
し、MTI演算部27で血流イメージング用の超音波パ
ルスにより得られた受信信号とパルサティリティーイン
デックスPI用の超音波パルスにより得られた受信信号
とを別途処理する。血流イメージング用の超音波パルス
により得られた受信信号はその方向毎にまとめられて、
ここでは4パルス毎にMTI演算部27で演算処理さ
れ、1走査線分の血流イメージングデータが作成され、
走査変換手段35に送られる。一方、パルサティリティ
ーインデックスPI用の超音波パルスにより得られた受
信信号は所定数のパルス毎、例えば64パルス毎にまと
められてMTI演算部27で演算処理され、その平均速
度演算部31から平均速度Vがインデックス計算部43
に連続的に供給される。
In the present embodiment, as in the second embodiment, a sample point SP is set, and the pulsarity index PI of the sample point SP is calculated. In this embodiment, similarly to FIG. 7B of the second embodiment, the ultrasonic pulse for blood flow imaging and the ultrasonic pulse for the pulsarity index PI are transmitted alternately, and The reception signal obtained by the ultrasonic pulse for blood flow imaging and the reception signal obtained by the ultrasonic pulse for the pulsarity index PI are separately processed. The received signal obtained by the ultrasonic pulse for blood flow imaging is summarized for each direction,
Here, the MTI calculation unit 27 performs a calculation process every four pulses to create blood flow imaging data for one scanning line,
It is sent to the scan conversion means 35. On the other hand, the received signals obtained by the ultrasonic pulses for the pulsarity index PI are grouped every predetermined number of pulses, for example, every 64 pulses, and are processed by the MTI calculation unit 27. The speed V is calculated by the index calculation unit 43
Supplied continuously.

【0047】インデックス計算部43は、この指定した
サンプル点に関する平均速度Vを入力し、第1の実施例
と同様に、心拍周期を検出し、同一の心拍周期内に供給
された多数の平均速度Vの中の最大速度Vmax および最
小速度Vmin を検出し、また平均速度Vの平均値Vmean
を計測し、これらを上述の式(1)にしたがって、パル
サティリティーインデックスPIを計算する。このパル
サティリティーインデックスPIは、図8や図9と同様
に、表示手段39に表示される。このように本実施例に
よっても、第2の実施例と同様に、所望のサンプル点に
ついてのパルサティリティーインデックスPIを計算し
表示することができる。
The index calculator 43 inputs the average speed V for the designated sample point, detects the heartbeat cycle, and, as in the first embodiment, calculates a number of average speeds supplied within the same heartbeat cycle. V, the maximum speed Vmax and the minimum speed Vmin are detected, and the average value Vmean of the average speed V is detected.
Are calculated and the pulsarity index PI is calculated according to the above equation (1). This pulsarity index PI is displayed on the display means 39 as in FIGS. 8 and 9. As described above, according to the present embodiment, similarly to the second embodiment, the pulsarity index PI for a desired sample point can be calculated and displayed.

【0048】なお、インデックス計算部においては時間
的に連続して求められた複数のパルサティリティーイン
デックスPIを平均処理して、新たな一のパルサティリ
ティーインデックスPIを算出することとしても良い
し、複数周期内の平均速度(V)を一のパルサティリテ
ィーインデックスPIの測定範囲として、その中のから
平均速度(V)のVmax ,Vmin を検出し、且つこの複
数周期内の平均速度(V)を加算平均することで平均
(Vmean)を求めてからパルサティリティーインデック
スPIを計算しても良い。
The index calculating unit may calculate a new pulsarity index PI by averaging a plurality of pulsarity indexes PI obtained successively in time. Using the average speed (V) within a plurality of cycles as a measurement range of one pulsarity index PI, Vmax and Vmin of the average speed (V) are detected therefrom, and the average speed (V) within the plurality of cycles is detected. May be added and averaged to obtain an average (Vmean), and then the pulsarity index PI may be calculated.

【0049】また、変動周期(心拍周期)を検出する方
法は、上記実施例では平均速度演算部31からの平均速
度Vの変動の様子から検出しているが、心拍測定装置に
より検査時に測定した心電データを流用してこの変動周
期を検出しても良い。
In the method of detecting the fluctuation cycle (heart rate cycle) in the above embodiment, the fluctuation is detected from the state of fluctuation of the average speed V from the average speed calculation unit 31. The fluctuation cycle may be detected by using the electrocardiogram data.

【0050】また、上記実施例では上述の式(1)にし
たがってパルサティリティーインデックスPIを計算し
ているが、この計算式は式(1)に限定する必要はな
く、血流速度の変動が反映されるような式であればよ
く、例えば、所定期間内の平均速度Vの変動の程度をそ
の分散σ2 によって表してもよいし、または上述の式
(2),(3),(4)であってもよい。
In the above embodiment, the pulsarity index PI is calculated in accordance with the above equation (1). However, this equation need not be limited to the equation (1). may be a formula, as reflected, for example, the variance sigma 2 the degree of variation of the average speed V in a predetermined time period , Or may be the above equations (2), (3), and (4).

【0051】また、上記実施例では平均速度演算部31
からの平均速度Vだけを用いてパルサティリティーイン
デックスPIを計算しているが、この平均速度Vと共に
分散演算部32の分散σ2 を用いて、上述の式(5)に
したがってその最高速度vmax を一旦計算し、その最高
速度vmax を上述の平均速度Vと同様に取扱いパルサテ
ィリティーインデックスPIを計算するしてもよい。
In the above embodiment, the average speed calculating section 31
The pulsarity index PI is calculated using only the average speed V from the variance calculation unit 32 and the variance σ 2 May be used to calculate the maximum speed vmax once in accordance with the above equation (5), and treat the maximum speed vmax in the same manner as the above average speed V to calculate the pulsarity index PI.

【0052】また、インデックス計算部43に供給され
る平均速度Vは、図11(a)に示すように、所定数の
パルサティリティーインデックスPI用の超音波パルス
毎にMTI演算部27で演算してもよいし、その演算対
象を図11(b)に示すようにシフトしてもよい。
The average velocity V supplied to the index calculating section 43 is calculated by the MTI calculating section 27 for each predetermined number of ultrasonic pulses for the pulsarity index PI, as shown in FIG. Alternatively, the calculation target may be shifted as shown in FIG.

【0053】また、血流イメージング用の超音波パルス
とパルサティリティーインデックスPI用の超音波パル
スとの送信タイミングを、図12に示すように、血流イ
メージングの一走査線に必要な回数の超音波パルスの送
受信の間隔に、パルサティリティーインデックスPIを
計算するに必要な回数の超音波パルスの送受信を介入す
るようにしてもよし、血流イメージング像をフリーズし
血流イメージングのための送受信動作を中断してパルサ
ティリティーインデックスPIのための送受信動作だけ
を行うようにしてもよい。次に第の実施例について説
明する。図13または図14は、本実施例の構成を示す
ブロック図であり、図1または図5と同一部分について
は同符号を付し、詳細な説明は省略する。
Further, as shown in FIG. 12, the transmission timing of the ultrasonic pulse for blood flow imaging and the ultrasonic pulse for the pulsarity index PI is set to the number of times necessary for one scanning line of blood flow imaging. The transmission / reception operation for the blood flow imaging may be performed by freezing the transmission / reception of the ultrasonic pulse as many times as necessary to calculate the pulsarity index PI at the transmission / reception interval of the sound pulse. May be interrupted to perform only the transmission / reception operation for the pulsarity index PI. Next, a fourth embodiment will be described. FIG. 13 or FIG. 14 is a block diagram showing the configuration of the present embodiment. The same parts as those in FIG. 1 or FIG. 5 are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted.

【0054】本実施例は、図13、図14に示すよう
に、MTI演算部27の平均速度演算部31、スペクト
ラムドップラ部70にそれぞれ、高速フーリエ変換処理
(FFT)を行うインデックス計算部44、上述した周
波数ラインのトレース処理およびその周波数ラインを高
速フーリエ変換処理(FFT)を行うインデックス計算
部45を接続した構成であり、周波数ラインまたは平均
速度Vの波形を周波数軸上で表現することによって、周
波数ラインまたは平均速度Vの波形の変動に応じたイン
デックスを出力することができる。本実施例によっても
上記第1の実施例や第2の実施例と同様の効果を得るこ
とができる。
In this embodiment, as shown in FIGS. 13 and 14, the average speed calculator 31 and the spectrum Doppler 70 of the MTI calculator 27 are each provided with an index calculator 44 for performing a fast Fourier transform (FFT). This is a configuration in which the above-described frequency line tracing process and the index calculation unit 45 that performs the fast Fourier transform process (FFT) on the frequency line are connected. By expressing the frequency line or the waveform of the average speed V on the frequency axis, It is possible to output an index according to the fluctuation of the frequency line or the waveform of the average speed V. According to this embodiment, the same effects as those of the first and second embodiments can be obtained.

【0055】以上のように、本実施例に係る超音波ドッ
プラ診断装置によれば、ドップラ偏移周波数の時間経過
に伴う時間変化を表すインデックスまたはそのカラー2
次元分布像を、血流イメージング像や断層像と共に表示
することができ、それによって血流動態の異常を簡単に
発見することができ診断能を向上することができる。な
お、本発明は、上記実施例に限定されることなく、その
要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施可能である。
As described above, according to the ultrasonic Doppler diagnostic apparatus according to the present embodiment, the index representing the time change of the Doppler shift frequency with the passage of time or the color 2 of the index.
The dimensional distribution image can be displayed together with the blood flow imaging image and the tomographic image, so that abnormalities in blood flow dynamics can be easily found, and diagnostic performance can be improved. The present invention is not limited to the above embodiment, but can be implemented with various modifications without departing from the spirit of the invention.

【0056】[0056]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、少なく
とも1心拍期間における最高速度と最低速度とからパル
サリティーインデック、つまり血流速度の時間経過に伴
う変動の程度を定量化したインデックスを十分なリアル
タイム性能のもとで多点にわたって計測し、パルサリテ
ィーインデックに関するカラー2次元分布画像を血流画
像とともに表示することができるので、血流動態の異常
を容易に発見することができる。
As described above, according to the present invention, the pulsarity index, that is, an index that quantifies the degree of fluctuation of blood flow velocity over time, from the maximum velocity and the minimum velocity in at least one heartbeat period, is obtained. Measurements at multiple points with sufficient real-time performance
Blood flow drawing of color two-dimensional distribution image related to e-index
Since it can be displayed together with the image , abnormalities in blood flow dynamics can be easily found.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1の実施例の構成を示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first embodiment.

【図2】図1に示すインデックス計算部の動作を説明す
る図。
FIG. 2 is a view for explaining the operation of an index calculation unit shown in FIG. 1;

【図3】図1に示す表示手段に表示されるパルサティリ
ティインデックスの2次元分布像の一例を示す図。
FIG. 3 is a view showing an example of a two-dimensional distribution image of a pulsarity index displayed on the display means shown in FIG. 1;

【図4】図1に示す表示手段の表示方法の一例として図
3に示すパルサティリティーインデックスの2次元分布
像と血流イメージング像との分割表示を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing a divided display of a two-dimensional distribution image of a pulsarity index and a blood flow imaging image shown in FIG. 3 as an example of a display method of the display means shown in FIG. 1;

【図5】第2の実施例の構成を示すブロック図。FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a second embodiment.

【図6】図5に示すインデックス計算部の動作を説明す
る図。
FIG. 6 is a view for explaining the operation of the index calculator shown in FIG. 5;

【図7】パルサティリティーインデックスのための超音
波送受信タイミングの一例を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing an example of ultrasonic transmission / reception timing for a pulsarity index.

【図8】図5に示す表示手段に表示されるパルサティリ
ティインデックスの表示例を示す図。
FIG. 8 is a view showing a display example of a pulsarity index displayed on the display means shown in FIG. 5;

【図9】図5に示す表示手段に表示されるパルサティリ
ティインデックスの他の表示例を示す図。
FIG. 9 is a view showing another display example of the pulsarity index displayed on the display means shown in FIG. 5;

【図10】第3の実施例の構成を示すブロック図。FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a third embodiment.

【図11】図10に示すMTI演算部の演算対象範囲の
一例を示す図。
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a calculation target range of the MTI calculation unit illustrated in FIG. 10;

【図12】パルサティリティーインデックスのための超
音波送受信タイミングの一例を示す図。
FIG. 12 is a diagram showing an example of ultrasonic transmission / reception timing for a pulsarity index.

【図13】第の実施例の一構成を示すブロック図。FIG. 13 is a block diagram showing one configuration of a fourth embodiment.

【図14】第の実施例の他の構成を示すブロック図。FIG. 14 is a block diagram showing another configuration of the fourth embodiment.

【図15】従来のパルサティリティーインデックス計算
方法を説明する図。
FIG. 15 is a view for explaining a conventional pulsarity index calculation method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…プローブ、12…電子走査装置アナログ部、24
a,24b…ミキサ、26a,26b…ローパスフィル
タ、27…MTI演算部、41…インデックス計算部、
34,35…走査変換手段、36…カラー情報変更手
段、37…マルチプレクサ、38…D/A変換手段、3
9…表示手段。
11: Probe, 12: Analog section of electronic scanning device, 24
a, 24b: mixer, 26a, 26b: low-pass filter, 27: MTI calculation unit, 41: index calculation unit,
34, 35: scanning conversion means, 36: color information changing means, 37: multiplexer, 38: D / A conversion means, 3
9 Display means.

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−95947(JP,A) 特開 平5−200025(JP,A) 遠藤勝英、”臍帯動脈血流速度波形解 析による胎児管理”、慶應医学、1989 年、第66巻、第2号、第433〜443頁 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61B 8/00 - 8/15 JICSTファイル(JOIS)Continuation of the front page (56) References JP-A-5-95947 (JP, A) JP-A 5-200025 (JP, A) Katsuhide Endo, "Fetal management by umbilical artery blood flow velocity waveform analysis", Keio Medical 1989, Vol. 66, No. 2, pp. 433-443 (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) A61B 8/00-8/15 JICST file (JOIS)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 生体内に対して超音波を送受波する超音
波プローブと、 前記超音波プローブにより受波された超音波の信号に基
づいて、前記生体内にある運動体の速度情報を多点にわ
たって求める手段と、前記速度情報に基づいて血流画像を生成する手段と、 前記速度情報に基づいて少なくとも1心拍期間における
最高速度と最低速度とを求め、この最高速度と最低速度
とからパルサリティーインデックを多点にわたって求め
る手段と、前記パルサリティーインデックに基づいて前記パルサリ
ティーインデックに関するカラー2次元分布画像を生成
する手段と、 前記カラー2次元分布画像を前記血流画像とともに表示
する手段とを 具備したことを特徴とする超音波ドップラ
診断装置。
Respect 1. A vivo ultrasonic probe for transmitting and receiving ultrasonic waves, on the basis of the ultrasonic signal reception by the ultrasound probe, multi-speed information of the moving body in said in vivo Point snow
Means for determining standing, means for generating a blood flow image based on the speed information, obtains the maximum speed and the minimum speed at least one heartbeat period on the basis of the speed information, pulser Rithy from this maximum speed and minimum speed Means for determining an index at multiple points, and the pulsarity index based on the pulsarity index.
Generate color 2D distribution image for tea index
Means for displaying the two-dimensional color distribution image together with the blood flow image
An ultrasonic Doppler diagnostic apparatus comprising:
【請求項2】 前記パルサリティーインデックは、前記
最高速度と前記最低速度との差であることを特徴とする
請求項1記載の超音波ドップラ診断装置。
2. The ultrasonic Doppler diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the pulsarity index is a difference between the maximum speed and the minimum speed.
【請求項3】 前記パルサリティーインデックは、前記
最高速度と前記最低速度との差を、前記心拍期間におけ
る平均速度又は最高速度で正規化したものであることを
特徴とする請求項1記載の超音波ドップラ診断装置。
3. The pulsarity index according to claim 1, wherein a difference between the maximum speed and the minimum speed is normalized by an average speed or a maximum speed in the heartbeat period. Acoustic Doppler diagnostic device.
【請求項4】 前記パルサリティーインデックは、前記
最高速度と前記最低速度との比であることを特徴とする
請求項1記載の超音波ドップラ診断装置。
4. The ultrasonic Doppler diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the pulsarity index is a ratio between the maximum speed and the minimum speed.
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