JPH02182246A - 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、被検体に向けて送波した超音波の反射成分に
基づいて該被検体の血流情報を得て診断に供するように
した超音波診断装置に関する。

（従来の技術） 被検体内の運動情報を得る方法として超音波パルスを被
検体内に送波し、その受信エコーの位相変化からドプラ
効果による周波数偏移を得ることによりその受信エコー
を得た深さ位置における運動の情報を得るというパルス
ドプラ法が必る。

このパルストアラ法によれば、例えば、被検体内におけ
る一定位置での血流の状態［流れの向き、流れの状態（
乱れているか整っているかに関する状態）、流れのパタ
ーン、速度の絶対値］等を測定することができ、これに
より心機能などの検査をすることができる。

従来、超音波診断装置による検査は、Ｂモード像く白黒
）による形態診断、血流分布像（カラー〉よる血行動態
診断、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）による血流情報の定
量化の順に行われている。具体的には、血流分布像上で
異常血流をスクリーニングし、主として最高血流速度を
定量化するためにＦＦＴモードにしてレンジゲートを関
心部位に設定し、当該部位での血流パターンを得るよう
にしている。しかし、従来装置においては−Ｆ記各診断
のための処理が独立して行われており、更にレンジゲー
ト設定の際にトラックボール操作を要するために、どう
しても検査時間が長くなってしまう。

また、血流分布像表示機能がない装置では、Ｂモード像
による形態診断の後に連続波ドプラ（ＣＷ）モード又は
パルスドプラ（ＰＷ）モードでのＦＦ下処理により血行
動診断を行うようにしている。ＣＷモードでは操作が比
較的容易である半面、距離分解能が無いため、最高血流
速部位の断定が不可能である。一方、ＰＷモード（１−
ＩＰＲＦを含む）ではレンジゲート設定位置をマニュア
ル操作により２次元的にスキャンする必要があり時間が
かかる。このため、ＣＷモードにおいてラスタを特定し
た後にＰＷモードに切換えてこのＰＷモードにおいてレ
ンジゲートを最高血流速部位に設定するのが一般的でお
る。しかし、ＣＷモードからＰＷモードに切換えた後の
レンジゲート設定を、トラックボール等の操作で行わな
ければならず、この操作に手間がかかるため検査時間が
やはり長くなってしまう。

（発明が解決しＪ：うとする課題） 上述したにうに従来装置では、各診断のための処理が独
立して行われていることや、トラックボール操作による
レンジゲート設定に手間がかかること等に起因して検査
時間が長くなるという欠点があった。

そこで本発明は上記の欠点を除去するもので、その目的
とするところは検査時間の短縮を図ることができる超音
波診断装置を提供することにおる。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、レンジゲートが設定された部位での超音波ド
プラ偏移周波数の解析を行う周波数解析手段を有し、超
音波のドプラ現象を利用して被検体の血流情報を得て診
断に供するようにした超音波診断装置において、レンジ
ゲートを移動させるレンジゲート移動手段と、このレン
ジゲート移動毎に前記周波数解析手段の解析結果より最
高血流速を検出する最高血流速検出手段と、最高血流速
検出時のレンジゲート位置にレンジゲートを設定するレ
ンジゲート設定手段とを有するものである。

また、被検体に向けて送波された超音波のドプラ情報に
基づいて血流分布像の形成処理を行う血流分布像形成処
理手段と、レンジゲートが設定された部位での超音波ド
プラ偏移周波数の解析を行う周波数解析手段とを有し、
超音波のドプラ効果を利用して被検体の血流情報を得て
診断に供・するようにした超音波診断装置において、前
記血流分布像形成処理手段の処理出力より最高血流速部
位を検出する最高血流速部位検出手段と、検出された最
高血流速部位に前記レンジゲートを設定するレンジゲー
ト設定手段とを有するものである。

（作　用） レンジゲート移動手段によりレンジゲートが移動され、
この移動毎に周波数解析手段により超音波ドプラ偏移周
波数の解析が行われる。そして最高血流速検出手段は、
この周波数解析結果より最高血流速を検出する。最高血
流速が検出されると、レンジゲート設定手段は、上記最
高血流速検出時のレンジゲート位置にレンジゲートを設
定する。このような自動設定によれば、トラックボール
等のマニュアル操作による試行錯誤的設定と異なり、最
高血流速部位へのレンジゲート設定が速やかに完了する
。それ故、検査時間の短縮が可能となる。ここで、前記
レンジゲート移動は超音波の１ラスタ上でのみ行う場合
と、１ラスタ上での移動を複数ラスタについて行う場合
とがある。すなわらＰＷモード前のＣＷモードにおいて
既にラスタが特定されている場合には、レンジゲートを
２次元的にスキャンする必要はないから、当該１ラスタ
上でのみレンジゲートを移動すれば足りるし、一方ＣＷ
モードにおいてラスタが特定されていない場合には、レ
ンジゲートを２次元的に移動させて最高血流速部位を検
出する必要がある。

また、血流分布像の形成処理が行われる場合には、この
処理において二次元の平均血流速が求められることにな
るので、これを利用してＰＷモモ−時のレンジゲート自
動設定を行い得る。すなわち、前記最高血流速部位検出
手段によって、血流分布像形成処理出力より最高血流速
部位が求められると、レンジゲート設定手段はこの最高
血流速部位にレンジゲートを設定する。従って血流分布
像を形成した後にＰＷモードに切換える場合には、レン
ジゲートが最高血流速部位に速やかに自動設定されるこ
とになる。故に、上記の場合と同様に検査時間の短縮が
可能となる。

（実施例） 以下、本発明を実施例により具体的に説明する。

第１図は本発明の一実施例を示している。同図において
、１は超音波探触子で、例えばセクタスキャン用のアレ
イ形探触子が用いられる。２は超音波探触子１に超音波
励振用のパルスを与えるパルサ、３はレートパルスを発
生するレートパルス発生回路、４は基準信号発振器で、
該基準信号発振器４から発生された基準信号は上記レー
トパルス発生回路３に入力される。そして、その基準信
号を受Ｅブたレートパルス発生回路３はレートパルスを
発生してパルサ２へ送出する。パルサ２はレートパルス
を受けて超音波励振用パルスを発生する。

１８は超音波ビーム変更方向を決定するラスタアドレス
発生回路で、この回路１Ｂから発生するラスタアドレス
にＪ、リパルサ２及び受波回路６の遅延時間が調整され
、超音波ビームは所定方向に収束される。

血流分布像（二次元血流イメージ）を得るには一つの方
向に繰返し一定回数の超音波パルスを一定繰返し周期で
送波し、受波する必要がおるが一つの方向のデータを取
りに移る際にはその周期性は必要ではない。そこで、上
記レートパルス発生回路３は、次のラスタ方向に移る前
の超音波パルスと次のパルスの周期だけを適宜延ばし、
この時の超音波エコー像を超音波断層像用として用いる
ことにより超音波断層の視野深度を二次元イメージング
のためのパルス繰返し周期と無関係に決定することがで
きるようになっている。

５は移相回路で、前記基準信号を受Ｃプてこの基単信号
から互いに９０’位相の異なる２つの参照信号を発生す
る機能を有する。６は前記超音波探触子１から出力され
る超音波エコーの検出出力をドプラシフトく対数圧縮し
ないで検波する方式：直交検波）検出するために単に増
幅のみを行う受波回路、７ａは前記移相回路５の出力す
る参照信号のうちの一方と前記受波回路６の出力信号と
を混合し、検波する第１の検波回路、７ｂは前記移相回
路５の出力する参照信号のうちの他方と前記受波回路６
の出力信号とを混合し、検波する第２の検波回路である
。これらの検波出力は多チヤンネルフィルタ１６ａ、１
６ｂに送出されて先ずＡ／Ｄ変換され、深度方向に別々
にフィルタリングされて繰返し返ってくる信号のうち変
化しない部分（クラッタ成分）が取除かれる。この多チ
ヤンネルフィルタ１６ａ、１６ｂの出力はＣＦＭ（カラ
ーフローマツピング）処理部１７により各深度毎に周波
数解析が為され血流分布像形成情報（例えば平均血流速
２分散、パワー）が出力される。この出力は後述する表
示制御回路１３に送られ、Ｂモード（断層）像Ｐ１と重
ねられて二次元血流イメージＰ２として表示するための
信号処理が為され、そして後述するデイスプレィ装置１
５において表示が為される。

ｓａ、ｓｂはそれぞれ第１．第２の検波回路７ａ、７ｂ
に対応して設けられ、該対応する検波回路からの出力の
うち設定信号により設定された深さ位置からのエコーに
相当する出力が入力される間、これを通すレンジゲート
回路である。

９ａ、９ｂは各々のレンジゲート回路８ａ。

８ｂに対応して設けられ、そのレンジゲート回路の出力
する信号を濾波するバンドパスフィルタ、１０はこの両
バンドフィルタ９ａ、９ｂの出力を受けてこれよりドプ
ラ変位周波数の解析をする周波数解析器（周波数解析手
段）、１１は前記超音波探触子１の検波出力を増幅する
受波回路、１２はこの受波回路１１の出力を検波する検
波回路、１３はこの検波回路１２の出力を超音波走査方
向とエコーの深さ位置に対応した画素位置の映像信号に
変換し、また周波数解析器１０からの出力信号を受け、
この出力信号により周波数偏移の分布情報を示す影像信
号に変換して出力する表示制御回路、１５はこの表示制
御回路１３の出力する影像信号を受けて画像を表示する
デイスプレィ装置である。

また、１４は前記レーｊ〜パルス発生回路３．レンジゲ
ート回路８ａ、　８ｂを制御するコントローラでおり、
２０は前記周波数解析１０の出力より最高血流速を検出
する最高血流速検出手段である。

この最高血流速検出手段２０の検出出力は前記コントロ
ーラ１４に取込まれるようになっている。

ここで、前記コントローラ１４は、機能的にレンジゲー
ト移動手段とレンジゲート設定手段とを有する。レンジ
ゲート移動手段はレンジゲート回路３ａ、　８ｂを制御
することによりレンジゲートを移動させる機能である。

このレンジゲート移動情報はＣＰＵ　（中央処理装置）
１９へ伝達され、このＣＰＵ１９の制卸下でデイスプレ
ィ装置２５の表示画面上のレンジゲートマーク２２が移
動されるようになっている。尚、このレンジゲート移動
は、超音波の１ラスタ上でのみ行われる場合と、複数ラ
スタ上で行われる場合とがある。また、レンジゲート設
定手段は前記最高血流速検出手段２０による最高血流速
検出時のレンジゲート位置情報をＣＰＵ１９に伝達する
と共に当該位置にレンジゲートを自動設定する機能であ
る。

このようにして自動設定されたレンジゲート位置でのド
プラ情報に基づいて血流パターン２５が形成されること
になる。

次に、上記構成の作用について説明する。

Ｂモード像による形態診断のための処理は次のように行
われる。

パルサ２よりの励振パルスの印加により超音波探触子１
より被検体に向（プて超音波が送波され、その反射成分
（エコー）が再び超音波探触子１によって受波される。

このエコーは受波回路１１を介して検波回路１２に取込
まれ、ここで検波される。そして表示制御回路１３の制
御下でデイスプレィ装置１５に白黒断層像ＰＩして表示
される。

血流分布層による血行動態診断のための処理は次のよう
に行われる。

受波回路６を介して検波回路７ａ、７ｂに工］−信号が
取込まれると、この位相検波回路７ａ。

７ｂにおいて位相検波が行われ、その処理出力が多チヤ
ンネルフィルタ１６ａ、１６ｂを介してＣＦＭ処理部１
７に入力される。すると、このＣＦＭ処理部１７におい
て血流情報（平均血流速度９分散、パワー）が求められ
、それが表示制御回路１３の制御下でデイスプレィ１５
上に表示される。この表示はＢモード像Ｐ１上に血流分
布像Ｐ２が重畳されたものとなる。

ＦＦＴによる自流情報定量化のための処理は次のように
行われる。

先ず、ＣＷモードについて説明する。

このＣＷモードではコントローラ１４の制御により、レ
ンジゲート回路３ａ、３ｂの関与が排除される。そして
、超音波の送受は、それぞれ専用の探触子若しくはアレ
イ形探触子１を連続波送信用と受信用とに２分して用い
られる。これにより超音波送受方向１ライン上のドプラ
偏移周波数が検波回路７ａ、７ｂにより求められ、周波
数解析器１０によりＦＦＴＦ理が行われ、その処理結果
が表示制御回路１３の制御下でデイスプレィ装置１５−
ヒに表示される。

次に、ＰＷモードについて説明する。

このＰＷモードでは、レンジゲート設定が行われる。

上記のＣＷモードにおいて既にラスタが特定されている
場合には、コントローラ１４は当該ラスタ上でのみレン
ジゲートを移動する。このレンジゲート移動は第２図に
おいて矢印２３で示すように超音波の送波方向に沿って
行われる（レンジブトスキャン）。このレンジゲートス
キャン中、コントローラ１４は最高血流速検出手段２０
の出力をモニタし、最高血流検出時のレンジゲート位置
を把握する。そして、その時のレンジグー１ル位置にレ
ンジゲートを設定する（レンジゲート自動設定）。

また、当該ＰＷモード前のＣＷモードにおいてラスタが
特定されていない場合には、コントローう１４は次のよ
うにして最高血流速部位にレンジゲートを設定する。

すなわち、Ｂモード像１フレームの表示開始（Ｏ「）タ
イミング間において、各ラスタ毎のレンジゲートスキャ
ンを複数ラスタについて実行する（第３図参照）。例え
ば第２図に示すラスタＮにおいて、上記のレンジゲート
スキャンと同様に矢印２３方向にレンジゲート２２Ａを
移動させ、当該ラスタＮ上でのレンジゲートスキャンを
終了した後に、ラスタＮ＋１についても同様にレンジゲ
ートスキャンを実行する。この場合、レンジゲートスキ
ャンは２次元的に行われることになる。

この１ラスタ毎のレンジゲートスキャンを第２図の矢印
２４方向に沿って全ラスタについて行うようにしてもよ
いが、実際には血液が存在する部位のみ行えば十分であ
るから、Ｂモード像あるいは血流分布像を参照して心臓
や主要血管が存在する部位についてのみ上記のレンジゲ
ートスキャンを行うようにするとよい。尚、このような
レンジゲートスキャンにより最高血流速が検出され、そ
の部位にレンジゲートが設定されるのは上記の場合と同
様である。

イして、最高血流速部位にレンジゲートが設定されると
、周波数解析器１０により当該部位におけるドプラ偏移
周波数のＦＦＴＦ理が行われ、その処理結果が表示制御
回路１３の制御下でデイスプレィ装置１５上に表示され
る。血流パターン２５はこのようにして表示されたもの
である。

このように本実施例装置によれば、最高血流速部位にレ
ンジゲートが自動設定されるため、オペレータはトラッ
クボール等を操作して試行錯誤的なレンジゲート設定を
行わずに済むから、レンジゲート設定の手間が省け、検
査時間の短縮が図れる。

尚、本発明は上記実施例に限定されない。

上記実施例では周波数解析器１０の出力（ＦＦ丁出出力
に基いて最高血流速部位へのレンジゲート自動設定を行
うようにしたものについて説明したが、ＣＦＩ理部１７
の出力（平均血流速情報）を利用しても最高血流速部位
へのレンジゲート自動設定を行うことができる。第４図
はこの場合の実施例を示している。

同図において、２２は最高血流速部位検出手段でおり、
この手段２２はＣＦＭＦ理部１７の出力に基いて最高血
流速部位を検出する。そしてこの検出結果はコントロー
ラ１４に伝達されるようになっている。この場合、コン
トローラ１４は上記実施例の場合と異なりレンジゲート
移動を行わな０゜ＣＦＭｆｆｉ理は２次元イメージング
のための処理であり、当該処理結果より直接的に最高血
流速部位を検出できるからである。そしてこの最高血流
速部位が検出されると、コントローラ１４は当該部位に
レンジゲートを設定する。その後の処理は上記実施例の
場合と同様である。

従って、血流分布像表示からＦＦＴ−ＰＷモードに切換
る場合には、本実施例のようにレンジゲートの自動設定
を行うようにすることで、検査時間を大幅に短縮できる
。

尚、血流分布像表示からＣＷモードに切換る場合、最高
血流速部位検出手段２２の検出結果に基いて当該最高血
流速部位を通るようにＣＷモード時の超音波ラスタを自
動設定し、更には当該最高血流速部位に超音波ビームの
フォーカス点を自動設定することもできる。

また、」二記実施例では血流介在像表示を行うようにし
たものについて説明したか、血流分布像形成機能を有し
ない場合でも、上記のレンジゲート自動設定を行い得る
。第５図はこの場合の実施例を示している。血流弁イ［
像形成処理のためのブロック（フィルタ１６ａ、１６ｂ
及びＣＦＭ処理部１７）が省略され、デイスプレィ装置
１５に血流分布像Ｐ２は表示されない。コントローラ１
４゜最高血流速検出子′段２０及びその他のブロックに
ついては第１図に示すのと同様である。

し発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、レンジゲートの自
動設定により検査時間の短縮か図れる超音波診断装置を
提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図及
び第３図はレンジゲートスキャンの説明図及びタイミン
グ図、第４図及び第５図は他の実施例を承ずブロック図
である。 １０−・・周波数解析器（周波数解析手段）、１７・・
・ＣＦＭ処理部（血流分布像形成処理手段）、２０・・
・最高血流速検出手段、 ２２・・・最高血流速部位検出手段、 １４・・・コントローラ（レンジゲート移動手段。 レンジゲート設定手段）。 代理人　弁理士　三　　澤　　正　　義゛　　（へ′シ １．イ、＋８Ｆ 、１子□

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）レンジゲートが設定された部位での超音波ドプラ
   偏移周波数の解析を行う周波数解析手段を有し、超音波
   のドプラ現象を利用して被検体の血流情報を得て診断に
   供するようにした超音波診断装置において、レンジゲー
   トを移動させるレンジゲート移動手段と、このレンジゲ
   ート移動毎に前記周波数解析手段の解析結果より最高血
   流速を検出する最高血流速検出手段と、最高血流速検出
   時のレンジゲート位置にレンジゲートを設定するレンジ
   ゲート設定手段とを有することを特徴とする超音波診断
   装置。
2. （２）前記レンジゲート移動手段は超音波の１ラスタ上
   でレンジゲート移動を実行する請求項１記載の超音波診
   断装置。
3. （３）前記レンジゲート移動手段は超音波の１ラスタ上
   でのレンジゲート移動を複数ラスタについて実行する請
   求項１記載の超音波診断装置。
4. （４）被検体に向けて送波された超音波のドプラ情報に
   基づいて血流分布像の形成処理を行う血流分布像形成処
   理手段と、レンジゲートが設定された部位での超音波ド
   プラ偏移周波数の解析を行う周波数解析手段とを有し、
   超音波のドプラ効果を利用して被検体の血流情報を得て
   診断に供するようにした超音波診断装置において、前記
   血流分布像形成処理手段の処理出力より最高血流速部位
   を検出する最高血流速部位検出手段と、検出された最高
   血流速部位に前記レンジゲートを設定するレンジゲート
   設定手段とを有することを特徴とする超音波診断装置。