JPH02126836A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、超音波ビームを生体に走査してＭモード表示
像（モーション像）、Ｂモード表示像（Ｔｏｍｏｇｒａ
ｐｈｙ）　ｒ　Ｄモード表示像（血流速像）。

ＤＦモード表示像（ＣＦＭ像：　Ｃｏ１ｏｒ　Ｆｌ’ｏ
ｗＭａｐｐｉｎｇ像）等の超音波画像を得て診断のため
の表示に供する超音波診断装置に関する。

（従来の技術） この稲の超音波診断装置を用いて循環器官として心臓を
画像診断することが行われる。このような診断に際して
、医師等は、診断対象の心臓の解剖学的情報を得るため
にＢモード表示像を得るか或いは心臓の機能情報を得る
ためにＭモード表示像を得ると共に、心臓の中を流れる
血流の振る舞いを知るために、Ｄモード表示像やＤＦモ
ード表示像を得るようにしている。

特に、Ｂモード表示像とＤモード表示像とを同時に得て
、これらを同時に観察することは非常に良く行われる診
断態様であり、且つ効果的に心臓の診断結果が得られる
ものとなっている。この場合、Ｄモード表示は、ドプラ
効果を利用したものであって、この場合の移動体は一般
には血流（血球）であるので、ドプラ効果を生じさせる
ためには、必然的に、血流方向と超音波ビームのなす角
が非直交である必要がある。

そして、血流方向は体表に沿う方向であるため、体表に
直交する方向に超音波ビームを送受信するリニア走査は
不向きであり、体表に非直交する方向、つまり斜めに超
音波ビームを送受信するセクタ走査が適している。

（発明が解決しようとする課題） しかし乍、セクタ走査によるＢモード表示像は扇型であ
って、プローブに近い所の視野は非常に狭いので、他の
走査法として例えばリニア走査によるＢモード表示像の
如く四角形像や台形走査による台形像等の他の走査によ
るものと比べると、画像観察がしずらいものである。

そこで本発明の目的は、観察が容易にして循環器官を診
断できるようにした超音波１診断装置を提供することに
ある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明にかかる超音波診断装置は、リニア走査用プロー
ブから被検者に対して送受波される超音波ビームをリニ
ア走査する送受信部と、オペレータの所望により、前記
超音波ビームの伝搬路上の任意の位置にサンプルポイン
トを設定するためのサンプルポイント設定手段と、オペ
レータの所望により、前記超音波ビームの偏向角を任意
の値に設定するための偏向角設定手段と、この偏向角設
定手段により偏向角を再設定したとき、既に設定されて
いる前記サンプルポイントの被検者上での位置が固定化
され、該固定化されたサンプルポイントの位置が、前記
再設定した偏向角の下での超音波ビームのサンプルポイ
ントとなるように前記サンプルポイント設定手段の設定
値が変更される変更手段と、前記サンプルポイントにお
ける受信信号を周波数分析してドプラ偏移周波数ｆｄを
求め、該ドプラ偏移周波数ｆｄより前記被検者の血流速
情報を算出するＤモード処理器を少（とも有する映像系
とを具備したことを特徴とする。

（作用） このような構成によれば、当初、あるサンプルポイント
を設定すると、このサンプルポインの位置が変わらない
ようにして、ドプラモードにおける所望の振り角での斜
めリニアスキャンが行われるべく振動子口径制御を含む
振動子選択制御や遅延量制御とフォーカス制御が行われ
る。従って、振り角が変わっても同じ位置のドプラ情報
を自動的に得るようになり、操作が容易にして高精度の
診断を行うことができる。

（実施例） 先ず、実施例の説明に先立ち、この種の超音波診断装置
の走査方式を説明する。超音波診断装置の走査方式の典
型例としてリニア走査方式とセクタ走査方式がある。

リニア走査方式は、超音波ビームを、その送波（受渡）
点と送波（受波）方向とについて一体で直線移動させる
方式であり、セクタ走査方式は超音波ビームを、その送
波（受波）点を固定とし且つ送波（受渡）方向を変化さ
せる方式である。

この場合、走査を行う方法には、機械的に行う方法と電
気的に行う方法があるが、これ以降では代表的な電気的
に行う方法によるものとして説明する。

通常、上記超音波ビームは、単一の超音波振動子によっ
て送波（受波）されるものではなく、複数の超音波振動
子によって送波（受渡）されるものである。この場合、
送波（受波）における超音波ビームを作り出す超音波振
動子群を、以下、同時駆動振動子群と呼ぶ。

すなわち、リニア走査方式では同時駆動振動子群を直線
移動させ、リニア走査方式では同時駆動振動子群を固定
とし且つ各振動子からの各ビームを位相制御法により整
合して送波（受渡）方向を変化させるようにしている。

この場合、リニア走査方式では、同一の同時駆動振動子
群を実際に動かすことをしないで、多数の超音波振動子
群の内で同時駆動振動子群とすべき振動子側々を電気的
スイッチングにより１つ又は複数について順次ずらしな
がら一群の位置が順々に変わるようにしている。

例えば、リニア走査方式では、２５６個の如き多数の超
音波振動子を並設してなるリニア走査用アレイ型超音波
プローブを用い、セクタ走査方式では、リニア走査方式
よりも少ない例えば５６個の如き多数の超音波振動子を
並設してなるセクタ走査用アレイ型超音波プローブを用
いる。そして、リニア走査方式では、リニア走査用アレ
イ型超音波プローブにおける組合せの異なる複数個の超
音波振動子群を同時駆動振動子群としている。また、セ
クタ走査方式では、セクタ走査用アレイ型超音波プロー
ブの全ての超音波振動子を同時駆動振動子群（ＳＤＴＧ
）としている。

また、表示モードには、Ｍモード表示、Ｂモード表示、
Ｄモード表示、ＤＦモモ−表示等がある。

Ｍモード表示は、ある特定位置を走査するビームについ
てその受波信号を包路線検波したものの時間軸上での変
化を表示するものであり、Ｂモード表示は、超音波ビー
ムにより２次元的に広い範囲に亙って走査してその受渡
信号を包絡線検波したもののを前記広い範囲に対応して
２次元的に画像合成して断層像を表示するものである。

Ｄモード表示は、ドプラ効果を利用したものであり、移
動体は一般には血流（血球）である。このＤモード表示
には、使用する超音波の形態によりＰＷＤモード（パル
スドプラ法）、ＣＷＤモード（連続波ドプラ法）とがあ
り、ＰｗＤモードによれば任意の特定点の血流パターン
を知ることができ、ＣＷＤモードによれば最高流速を知
ることができる。

Ｄモード表示における情報の検出は次のようにして行う
。例えば、ＰＷＤモードでは、例えば生体内の血管に対
し、その血管走行方法に非直交する方向に超音波パルス
ビームを送波し、その受波信号の中で特定点（位置）か
らの信号のみを取出（サンプリング）シ、その信号を高
速フーリエ変換処理等により周波数解析し、血流パター
ンを知るようにしている。上述したＰＷＤモードは、特
定点についてのドツプラ情報を得る、つまりワン・ポイ
ント・ドツプラ計測であり、これを多点に拡張した、つ
まり多ポイント・ドツプラ計測のものがＤＦモモ−表示
である。

ＤＦモモ−表示は、例えば相関方式であれば、同一部位
を複数回に亙って走査し、その複数の受波信号間の相関
関係に基づき、ＣＦＭ像としての血流のプロフィール（
血流方向、平均流速、流速分散度、血流方向のパワー等
）を、輝度１色相。

色調のレベルで表示するようにしている。このＤＦモモ
−表示は、Ｍモード表示やＢモード表示と併用されるの
が常であり、ＭＤＦモード表示やＢＤＦモード表示と称
される。

一方、従来の技術の項で既に述べたように、実際の装置
にあって、ＰＷＤモード表示は、ドプラ効果の原理の関
係からセクタ走査に適用されることが多い。これは、ド
プラ効果の利用にあっては、血流の方向と超音波ビーム
のなす角が非直交である必要があるためであり、この点
でセクタ走査は超音波ビームを斜めに振るものであ、る
がら適用が容易である。しかし乍、セクタ走査にょるＢ
モード表示像は扇形であるため、リニア走査にょるＢモ
ード表示像の如く四角形像や台形走査による台形像等の
他の走査によるものと比べると、画像観察がしずらいも
のである。

そこで、近時に至って、発明者は、画像の観察が容品な
リニア走査にょるＢモード表示像を得るべく、リニア走
査用プローブを用い、Ｄモード表示に関し、所望の偏向
角で斜めリニア走査を行うことを検討した。

この検討における検討段階の装置では、コンソール上に
例えば偏向角設定用つまみを設け、このつまみを右又は
左に回すことにより、偏向角を設定することができるよ
うにした。また、同コンソール上にはサンプルポイント
を設定するサンプルポイント設定手段を設けた。そして
、通常のＢモ−ド表示のためのリニア走査と、設定され
た偏向角の下でのＰＷＤモード表示のための走査とを超
音波ラスク毎に行い、Ｂモード表示用データとＰＷＤモ
ード表示用データとを得るようにした。

このようなリニア走査用プローブを用い、Ｄモード表示
に関し、所望の偏向角で斜めリニア走査を行うようにし
た超音波診断装置にあっては次のような不具合があるこ
とが判明した。

すなわち、斜めリニア走査は、超音波送受信系において
、送受信される振動子口径を含む送受信される振動子群
の選択と、該選択振動子群の各素子に対する遅延量の設
定とにより実現され、また、サンプルポイントの設定は
、ドプラ信号処理系にて実現されるものであるので、当
初にある偏向角と、あるサンプルポイントとを設定し、
その後、違う方向からの超音波ビームに基づ（ＰＷＤ情
報として血流速情報を得るべく偏向角を変更すると、生
体内におけるサンプルポイントの超音波送受波空間上で
の位置は変化してしまう。これは、サンプルポイントを
、超音波送受波点からのビーム伝搬距離によって定める
ようにしているからに他ならない。

これを示したのが第１図である。すなわち、パルスドプ
ラ駆動用振動子群（ＳＤＴＧ）を固定とし、当初、偏向
角θｌ　（θ１−９０＠）で当該振動子群により送受信
すると共に超音波伝搬距離ｄにあってサンプルポイント
の位置をＳＰＩに設定しているとする。そして、偏向角
θ２で同じ振動子群（ＳＤＴＧ）により送受信すると、
超音波伝搬距離ｄは変わらないので、サンプルポイント
の位置はＳＦ３になる。また、同様に、偏向角θ３で同
じ振動子群（ＳＤＴＧ）により送受信すると、超音波伝
搬距離ｄは変わらないので、サンプルポイントの位置は
ＳＦ３になる。

従って、Ｂモード表示像と共に得られるＰＷＤモード表
示像（血流速データ）は、偏向角毎にそれぞれ違ったも
のとなり、正確な診断を行うことができない事態を招い
た。また、このような事態が生じないようにするために
は、偏向角を変更する毎に同じ位置にサンプルポイント
が設定されるように設定をやり直すための操作が必要と
なり、非常に繁雑となってしまう。

そこで、リニア走査によるＰＷＤそ−ド表示を実施する
場合にあって偏向角が変わっても同じ位置のＰＷＤ情報
として血流速情報を自動的に得るようにし、操作が容易
にして高精度の診断を行うための技法を開発するに至っ
た。

ここで、第２図に示すように、偏向角θ２−９０°のと
きのサンプルポイントをｄ（超音波伝搬距離に相当する
）とし、偏向角が変わっても同じ位置にサンプルポイン
トが設定されるようにするための、任意の偏向角θｌの
ときの超音波ビーム上のサンプルポイントは、ｄ／ｃｏ
ｓαとなる。

そして、振動子群をｄ’ｔａｎαだけずらせばよい（振
動子選択制御）ことがわかる。

従って、第３図に示すように、超音波送受波空間に存在
する同一のサンプルポイントＳＰからのＰＷＤ情報とし
て血流速情報を、任意の偏向角θ１　（ビーム伝搬距離
ｄｌ　）　、偏向角θ２　（ビーム伝搬距離ｄ２）、偏
向角θ３　（ビーム伝搬距離ｄａ）の下で収集すること
ができるようになる。

この手法によれば、Ｂモード像と共に得られるＰＷＤ情
報として血流速情報は、偏向角が変わってもそれぞれ同
じ位置のサンプルポイントＳＰからのものであり、正確
な診断を行うことができる、利点がある。また、偏向角
を変更する毎に同じ位置にサンプルポイントが設定され
るように設定をやり直すための操作は必要でなく、操作
は最初の設定のみで良く、操作性が良いものとなり、操
作性の向上が図られる。

次に、上述した技法を行うことができる本発明にかかる
超音波診断装置の一実施例を第４図を参照して説明する
。

第１図に示すように、微小短冊状のＮチャンネル分の超
音波振動子群をアレイ状に配列してなるリニア走査用プ
ローブ１０は、図示しない被検者の体表に当てられてお
り、このリニア走査用プローブ１０は、超音波送信系２
０により送信駆動され、また、超音波受信系３０により
受信駆動されるようになっている。

二二で、超音波送信系２０は、超音波リニアプローブ１
０の送受信切換を行う送受信振動子切換スイッチ２２と
、この送受信振動子切換スイッチ２２により送信選択さ
れた各振動子に対して励振用パルスを印加するｎ　（＜
Ｎ）チャンネルのバルサ２４と、励振用パルスの印加タ
イミングをビームの口径や偏向角度やフォーカス深さ等
に応じて振動子毎にずらす送信遅延コントローラ２６と
を有してなる。

超音波受信系３０は、送受信振動子切換スイッチ２２に
より受信選択された超音波リニアプローブ１０の各振動
子で受けた反射超音波による受信エコー信号を増幅する
ｎチャンネルのプリアンプ３２と、このプリアンプ３２
から出力される増幅信号を口径や偏向角度やフォーカス
深さ等に応じて振動子毎に遅延させ且つ加算するｎチャ
ンネルの受信遅延線３４と、受信遅延線３４に対し遅延
データを与える受信遅延コントローラ３６とを有する。

上記の超音波送信系２０の送信遅延コントローラ２６及
び超音波受信系３０の受信遅延コントローラ３６は、シ
ステムコントロール回路４０の制御下にあり、このシス
テムコントロール回路４０は、後述するＰＷＤモード処
理系６．０におけるサンプルポイントに基づいて、送受
信のタイミングにかかわる超音波レートの発生や口径や
偏向角度やフォーカス深さに対応する送信遅延時間及び
受信遅延時間等の設定を行う。

一方、Ｂモード像検出系として、加算エコー信号を包絡
線検波する包路線検波器５ｏを有する。

Ｄモード（ＰＷＤモード）処理系６０は、ドプラモード
の超音波送受信にかかる加算エコーデータを位相検波し
、該検波出力から後述するサンプルポイントの部分につ
いてのドプラ信号を得るパルスドプラ検波器６２と、サ
ンプル回路６４と、パルスドプラ検波器６２の出力に対
して高速フーリエ変換（ＦＦＴ）法により周波数分析を
施して血流速データを得る周波数分析回路６６とを有す
る。

ＤＦモード処理系としてのＣＦＭ算術器７０は、例えば
相関方式であれば、同一部位を複数回に亙って走査し、
その複数の受波信号間の相関関係に基づき、ＣＦＭ像と
しての血流のプロフィール（血流方向、平均流速、流速
分散度、血流方向のパワー等）を、輝度１色相５色調の
レベルで表示されるＣＦＭデータを得ることができるよ
うになっている。

表示系８０は、包絡線検波器５０の検波出力、ドプラモ
ード処理系６０からの血流速データ、及びＣＦＭ算術器
７０からの出力を、超音波ラスク毎に記憶し、これらを
超音波ラスタに対応させることにより、Ｂモード像デー
タと血流速データとＣＦＭデータとを持つ超音波ラスタ
を複数作り出し、これによりフレーム単位の超音波像を
形成し、それを標準ＴＶ走査に変換するＤＳＣ（ディジ
タル・スキャン・コンバータ）８２と、このＤＳＣ８２
の出力をアナログ信号に変換するＤＡＣ（ディジタル争
アナログ令コンバータ）８４と、ＤＡＣ８４の出力に対
して制御制御信号を付加して標準ＴＶ走査による表示を
行うＴＶモニタ８６とを有する。

ここで、ＤＳＣ８２に対するデータ書込み制御はシステ
ムコントロール回路４０により行われ、このシステムコ
ントロール回路４Ωは前述したように超音波送受信にか
かるサンプルポイントに基づく遅延制御を行うものとな
っており、ＣＰＵ９０により指令を受け、このＣＰＵ９
０は、走査モード設定器１０２．偏向角設定器１０４．
サンプルポイント設定器１０６．フォーカス設定器１０
８等を有するコンソール１００により起動されるように
なっている。ここで、走査モード設定器１０２．偏向角
設定器１０４．サンプルポイント設定器１０６．フォー
カス設定器１０８は、複数のスイッチやダイアルスイッ
チ等で構成される。

また、ＣＰＵ９０はＧＤＣ（グラフィ・ツク争デイスプ
レィ會コントローラ）９８に対して指令を与え、コンソ
ール１００で設定されたサンプルポイントを示すマーカ
等を発生させ、これを前述のＤＳＣ８２の出力に付加す
るようになっている。

以上の如くのサンプルポイントの位置の設定原理に基づ
き、コンソール１００及びＣＰＵ９０゜システムコント
ロール回路４０等による制御系によって、Ｂモード及び
ＤＦモードにあっては、通常のリニア走査（偏向角θ−
９０°）及びオペレータの所望によりコンソール１００
に設けである偏向角設定器１０４により任意の値の偏向
角θによる斜めリニア走査を設定可能であるとし、Ｄモ
ードにあっても、オペレータの所望によりコンソール１
００に設けである偏向角設定器１０４により任意の値の
偏向角θを設定可能であるとし、また、コンソール１０
０に設けであるサンプルポイント設定器１０６により任
意の位置にサンプルポイントを設定可能であるとし、コ
ンソール１００に設けであるフォーカス設定器１０８に
よりＢモード及びＤＦモードとＤモードとについてそれ
ぞれ任意の深さに一段又は多段のフォーカスを設定可能
である。

この場合、サンプルポイントの位置を固定として、第３
図に示すように、該位置を中心に超音波ビームが回転す
るように、振動子群の選択と、その選択の下でのビーム
偏向角の設定がなされる。

次に上記の如く構成された本実施例の作用について説明
する。すなわち、第５図に示すように、ステップ１にて
、オペレータは、コンソール１００に備わっているプリ
セットスイッチを操作して装置を初期状態にする。

次に、オペレータは、ステップ２にて、偏向角設定器１
０４を操作して偏向角θを設定する。このステップでは
、この他に、例えば１段フォーカスの深さを第６Ａ図に
示すＳＰの近傍となるべく設定し、同じくサンプルポイ
ントの位置を第６Ａ図に示すＳＰとなるべく設定し、Ｂ
モードは通常の走査（偏向角９０”）となるべく設定し
、Ｄモードにあってのみ偏向角を偏向角設定器１０４に
より所望の値に設定する。これにより、フォーカス及び
サンプルポイントは、ＳＰに固定される。

次に、ステップ３にて、ＣＰＵ９０は、計算により、偏
向角θの下での超音波ビームの伝搬路を求めるべく、同
時駆動振動子群の中心振動子が、偏向角θの下での超音
波ビームがプローブ１０の振動子面に交差する位置、つ
まりプローブ１０の等価音源である位置にシフトさせる
ための計算を行う。

ここで、第２図に示すように、同時駆動超音波振動子群
の中心振動子がシフトされる位置がｅ、′であり、プロ
ーブ１０の中心素子の位置がｅ５であり、ｅ、とＳＰと
の間の距離がｄであり、ｅ％　とＳＰとの間の距離がｄ
′であり、距離ｄの線分と距離ｄ″の線分とのなす角を
αとすると次のような関係式が成り立つ。

ｅｃ　　−ｅ、　−ｄｔａｎ　ａ、　ｄ’　−ｄ／ｃｏ
ｓ　ａ次に、ステップ４にて、ＣＰＵ９０は、ステップ
３にて計算により求めた偏向角θの下での超音波ビーム
の伝搬路の距離ｄ′を求め、この距離ｄ′をして偏向角
θの下でのフォーカス点及びサンプルポイントが計算さ
れる。

次に、ステップ５にて、固定されたＳＰの下で設定され
た偏向角及びフォーカス点を持つための。

送信及び受信のうち少なくとも一方の遅延時間が算出さ
れ、これは、システムコントロール回路４０に与えられ
ることにより、送信遅延コントローラ２６．受信遅延コ
ントローラ３６を駆動し、プローブ１０からは、前述の
固定されたＳＰの下での偏向角及びフォーカス点を持つ
、超音波ビームが送受信される。ここで、遅延時間τ、
は次のようになる。

ただし、ａは振動子ピッチ、Ｃは音速である。

この動作の他に、同時駆動振動子群の選択制御及び遅延
量制御に基づく偏向角θによるＤモードにおける走査が
なされ、Ｂモードでは、通常の走査が行われる。従って
、第３図に示すように、ＳＰからのＰＷＤ情報として血
流速情報を任意の偏向角θ（ビーム伝搬距離はｄｌ、ｄ
２．ｄ３）の下で収集することができるようになる。

なお、超音波診断装置の動作を示すタイミングチャート
は、第７Ａ図〜第７Ｆ図に示される。第７Ａ図はレート
パルスのタイミングチャートであり、１つのパルスが１
つの超音波送受信を示している。第７Ｂ図はラスタアド
レスのタイミングチャートであり、０，１，２．・・・
は、Ｂモードの超音波ラスタ番号を示し、ＤはＤモード
のラスタとなることを示している。第７Ｃ図はＢモード
のためのサンプリングタイムのタイミングチャートであ
り、Ｂモードの超音波ラスタ０．１，２．・・・を作る
サンプリングタイミングを示している。第７Ｄ図はＣＦ
Ｍ演算処理（ＤＦモード）のデータ入力のためのタイミ
ングチャートであり、ＢＤＦモードの超音波ラスタ０．
１，２．・・・を作るデータ人力タイミングを示してい
る。第７Ｅ図はＣＦＭ演算処理（ＤＦモード）のデータ
出力のためのタイミングチャートであり、ＢＤＦモード
の超音波ラスタ０，１．・・・を作るデータ出力タイミ
ングを示している。第７Ｆ図はＰＷＤモード（Ｄモード
）のためのサンプリングタイムのタイミングチャートで
ある。

以上によれば、Ｂモード像と共に得られるＰＷＤ情報と
して血流速情報は、偏向角が変わってもそれぞれ同じ位
置ＳＰからのものであり、正確な診断を行うことができ
る、利点がある。また、従来のように、偏向角を変更す
る毎に同じ位置にサンプルポイントが設定されるように
設定をやり直すための操作は必要でなく、操作１は最初
の設定のみで良く、操作性が良いものとなる。

なお、上記のＢモード又はＢＤＦモードにあっては、偏
向角θ−９０°の通常の走査であるとしたが、第６Ｂ図
に示すように、Ｂモード又はＢＤＦモードとＤモードと
を同じ偏向角θｌ。

θ２　（θｌ−０２）の斜めリニア走査を行うようにし
てもよい。また、第６Ｃ図に示すように、Ｂモード又は
ＢＤＦモードとＤモードとを異なる偏向角θｌ、θ２　
（θｌ≠０２）の斜めリニア走査を行うようにしてもよ
い。

ここで、モードの組合せ例を説明する。すなわち、Ｂモ
ード斜めリニア走査とＤモード斜め走査とを行う例、Ｂ
モードリニア走査とＤモード斜め走査とを行う例、Ｂモ
ード斜めリニア走査とＤモード斜め走査とＤモード斜め
ＤＦモード走査とを行う例、Ｂモードリニア走査とＤモ
ード斜め走査とＤモード斜めＤＦモード走査とを行う例
等がある。ここで、Ｄモード走査は、代表的にはＰＷＤ
モード走査である。

上記の例では、サンプルポイントを設定すると、該設定
に基づき超音波送受信系の制御要素（口径制御を含む振
動子群選択制御、遅延量制御、フォーカス制御）を定め
るようにしているが、超音波送受信系の制御要素のうち
で口径制御を含む振動子群選択制御と遅延量制御とを定
めるようにし、フォーカス制御は調整可能とするように
してもよい。

以上のように本実施例によれば、斜めリニア走査におけ
る偏向角を設定する偏向角設定器１０４と、Ｄモード（
ＰＷＤモード）におけるサンプルポイントを設定するサ
ンプルポイント設定器１０６と、偏向角設定器１０４を
操作することにより偏向角が変化したときにあってもサ
ンプルポイントの生体内での位置が一定となるように、
斜めリニア走査における振動子口径制御を含む振動子選
択制御と遅延量制御とフォーカス制御のうち少なくとも
一つを行うような制御を行えるので、当初、あるサンプ
ルポイントを設定すると、このサンプルポインの位置が
変わらないようにして、Ｄ　（ＰＷＤモード）モードに
おける所望の偏向角での斜めリニア走査が行われるべく
振動子口径制御を含む振動子選択制御と遅延量制御とフ
ォーカス制御とが行われる。従って、偏向角が変わって
も同じ位置のＰＷＤ情報として血流速情報を自動的に得
るようになり、操作が容易にして高精度の診断を行うこ
とができる、という効果がある。

また、Ｄモード走査における超音波ビームの偏向角の設
定を、第８Ａ図〜第８Ｄ図に示すような態様とすること
ができる。例えば、第８Ａ図及び第８Ｂ図に示すように
、リニア走査プローブの端部でリミットがかかる例、第
８ｃ図及び第８Ｄ図に示すように、リニア走査プローブ
の端部でリターンがかかる例がある。これらは、偏向角
設定器にリミッタやリターン設定器を付加するが、又は
、超音波ビームの等価音源がリニア走査プローブの端部
に在ることＣＰＵ９０が計算により求めるような構成に
より実現される。

また、偏向角設定器を操作することにより復改の偏向角
を容易に、設定できることを利用して、絶対流速値Ｖを
測定することができる。以下、その原理を第９図及び第
１０図を参照して説明する。

第９図に示すように、偏向角設定器を操作することによ
り、Ｄモードにおいてビーム１とビーム２とを図示角度
β１．β２を持って送受信する。

この場合、ビーム１とビーム２とはレートノクルスに従
って交互に送受信する。

そうすると、ビーム１のサンプルポイントにおけるドプ
ラ偏移周波数ｆｄｌは、次のようになる。

また、ビーム２のサンプルポイントにおけるドプラ偏移
周波数ｆｄ２は、次のようになる。

ｈ　＝　２　ｆ　ｏとすると、 ｆｄｌ　　■ｈＶＣＯ８βｌ ｆ　　ｄ２　−ｈＶｃｏｓ　　β２ ａ＝ｆ　ｄｉ　／ｈ、　　ｂ−ｆ　ｄ２　／ｈとすると
、Ｖ、ａ、ｂの関係は、第１０図に示すようになる。

ここで、ΔＡＣＢ、　　ΔＡＤＢ、　　Δ　ＡＣＥ。

ΔＡＤＥは、直角三角形であり、 Ａ　Ｅ　−ｂ　／　ｃｏｓβ、Ｄ　Ｅ　−ａ　−ｂ　／
　ｃｏｓβである。

ＤＢ−ＤＥ／ｌａｎβ−（ａ−ｂ／ｃｏｓβ）／ｌａｎ
β−ａｃｏｔβ−ｂ／ｓｌｎβ 従って、ΔＡＤＢに対して、ＡＢ２−ＡＤ２＋ＤＢ２ の関係から、 以上の原理を具体化した装置は、第１１Ａ図及び第１１
Ｂ図に示される。

第１１Ａ図の構成は、ＰＷＤ検波器７２からの出力を、
ビーム１のサンプルポイントにおけるドプラ偏移周波数
ｆｄｌを求める周波数分析器７７−１に入力し、また、
・ビーム２のサンプルポイントにおけるドプラ偏移周波
数ｆｄ２を求める周波数分析器７７−２に入力し、この
周波数分析器７７−１゜７７−２にて求めたｆｄｌ、ｆ
ｄ２を、絶対流速算出器７８に与え、ここでＶを算出す
るようにしている。

第１１Ｂ図の構成は、ＰＷＤ検波器７２からのビーム１
とビーム２の出力とを、交互に周波数分析器７７に入力
して交互にｆｄｌとｆｄ２と求めて、それらをそれぞれ
のメモリ７９−１．７９−２に保持し、このメモリ７９
−１．７９−２に保持したｆｄｌ、ｆｄ２を、絶対流速
算出器７８に与え、ここでＶを算出するようにしている
。

以上のように本発明によれば、サンプルポイントの生体
内での位置が一定となるように、斜めリニア走査におけ
る振動子口径制御を含む振動子選択制御と遅延量制御と
フォーカス制御のうち少なくとも一つを行うような制御
を行えるので、偏向角が変わっても同じ位置のＰＷＤ情
報として血流速情報を自動的に得るようになり、操作が
容易にして高精度の診断を行うことができる、という効
果がある。

この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して
実施できるものである。

［発明の効果］ 以上のように本発明では、リニア走査用プローブから被
検者、に対して送受波される超音波ビームをリニア走査
する送受信部と、オペレータの所望により、前記超音波
ビームの伝搬路上の任意の位置にサンプルポイントを設
定するためのサンプルポイント設定手段と、オペレータ
の所望により。

前記超音波ビームの偏向角を任意の値に設定するための
偏向角設定手段と、この偏向角設定手段により偏向角を
再設定したとき、既に設定されている前記サンプルポイ
ントの被検者上での位置が固定化され、該固定化された
サンプルポイントの位置が、前記再設定した偏向角の下
での超音波ビームのサンプルポイントとなるように前記
サンプルポイント設定手段の設定値が変更される変更手
段と、前記サンプルポイントにおける受信信号を周波数
分析してドプラ偏移周波数ｆｄを求め、該ドプラ偏移周
波数ｆｄより前記被検者の血流速情報を算出するＤモー
ド処理器を少くとも有する映像系とを具備したことによ
り、当初、あるサンプルポイントを設定すると、このサ
ンプルポインの位置が変わらないようにして、ドプラモ
ードにおける所望の振り角での斜めリニアスキャンが行
われるべく振動子口径制御を含む振動子選択制御と遅延
量制御とフォーカス制御とが行われる。従って、振り角
が変わっても同じ位置のドプラ情報を自動的に得るよう
になり、操作が容易にして高精度の診断を行うことがで
きる、という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はリニア走査における超音波ビームの偏向角を変
化させたときサンプルポイントの位置が変化することを
示す図、第２図はリニア走査におけるサンプルポイント
、超音波ビームの偏向角及び伝搬路の関係を示す図、第
３図はリニア走査におけるサンプルポイントを固定化し
たときの超音波ビームの偏向角及び伝搬路の変化を示す
図、第４図は本発明にかかる電子リニア走査型の超音波
診断装置の一実施例の構成を示すブロック図、第５図は
第４図に示す超音波診断装置の動作及びオ偏向角とＤモ
ード走査の超音波ビームの偏向角との組合せ例を示す図
であって、第６Ａ図はＢモード走査の超音波ビームの偏
向角とＤモード走査の超音波ビームの偏向角とが異なっ
ており、Ｂモード走査の超音波ビームの偏向角が９０°
であり且つＤモード走０査の超音波ビームの偏向角が非
９０″である場合を示す図、第６Ｂ図はＢモード走査の
超音波ビームの偏向角とＤモード走査の超音波ビームの
偏向角とが同一であり且つ共に偏向角が非９０°である
場合を示す図、第６Ｃ図はＢモード走査の超音波ビーム
の偏向角とＤモード走査の超音波ビームの偏向角とが異
なっており、Ｂモード走査の超音波ビームの偏向角が非
９０″であり且つＤモード走査の超音波ビームの偏向角
も非９０°である場合を示す図、第７Ａ図−第７Ｆ図は
第４図に示す超音波診断装置の動作を示すタイミングチ
ャートであって、第７Ａ図はレートパルスのタイミング
チャート、第７Ｂ図はラスクアドレスのタイミングチャ
ート、第７Ｃ図はＢモードのためのサンプリングタイム
のタイミングチャート、第７Ｄ図はＣＦＭ演算処理（Ｄ
Ｆモード）のデータ入力のためのタイミングチャート、
第７Ｅ図はＣＦＭ演算処理（ＤＦモード）のデータ出力
のためのタイミングチャート、第７Ｆ図はＰＷＤモード
（Ｄモード）のためのサンプリングタイムのタイミング
チャート、第８Ａ図〜第８Ｄ図はＤモード走査における
超音波ビームの偏向角の設定態様を示す図であって、第
８Ａ図及び第８Ｂ図はリニア走査プローブの端部でリミ
ットがかかる例を示す図、第８Ｃ図及び第８Ｄ図はリニ
ア走査プローブの端部でリターンがかかる例を示す図、
第９図は偏向角が異なる２つの超音波ビームを用いて絶
対流速値を測定する原理を示す図、第１０図は絶対流速
値を測定する原理を幾何学的に示す図、 第１１Ａ図は絶対流速値を測定するための構成にかかる
第１の実施例のブロック図、第１１Ｂ図は絶対流速値を
測定するための構成にかかる第２の実施例のブロック図
である。 １０・・・リニア走査用プローブ、２０・・・超音波送
信系、２２・・・送受信振動子切換スイッチ、２４・・
・バルサ、２６・・・送信遅延コントロール回路、３０
・・・超音波受信系、３２・・・プリアンプ、３４・・
・受信遅延線、３６・・・受信遅延コントロール回路、
４０・・・システムコントロール回路、５０・・・包絡
線検波器、６０・・・Ｄモード処理系、６２・・・パル
スドプラ検波器、６４・・・サンプル回路、６６・・・
周波数分析回路、７０・・・ＣＦＭ算出器、８０・・・
表示系、８２・・・ＤＳＣ，８４・・・ＤＡＣ，８６・
・・デイスプレィ、８８・・・ＧＤＣ，９０・・・ＣＰ
Ｕ、１００・・・コンソール、１０２・・・走査モード
設定器、１０４・・・偏向角設定器、１０６・・・サン
プルポイント設定器、１０８・・・フォーカス設定器。 リニア走Ｉ用７０−７ 第 図 第 図 第 ６Ａ 第 Ｂ 図 第 Ｃ 図 第 ８Ｃ 図 第８Ｄ 図 第 図 第 １Ａ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. リニア走査用プローブから被検者に対して送受波される
   超音波ビームをリニア走査する送受信部と、オペレータ
   の所望により、前記超音波ビームの伝搬路上の任意の位
   置にサンプルポイントを設定するためのサンプルポイン
   ト設定手段と、オペレータの所望により、前記超音波ビ
   ームの偏向角を任意の値に設定するための偏向角設定手
   段と、この偏向角設定手段により偏向角を再設定したと
   き、既に設定されている前記サンプルポイントの被検者
   上での位置が固定化され、該固定化されたサンプルポイ
   ントの位置が、前記再設定した偏向角の下での超音波ビ
   ームのサンプルポイントとなるように前記サンプルポイ
   ント設定手段の設定値が変更される変更手段と、前記サ
   ンプルポイントにおける受信信号を周波数分析してドプ
   ラ偏移周波数ｆｄを求め、該ドプラ偏移周波数ｆｄより
   前記被検者の血流速情報を算出するＤモード処理器を少
   くとも有する映像系とを具備したことを特徴とする超音
   波診断装置。