JPH02195948A - 超音波ドプラ診断装置 - 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、超音波のドプラ効果を利用して被検体内面流
ドプラデータを求め、このデータに基いて血流パターン
を表示する超音波ドプラ診断装置に関する。

（従来の技術） 超高波診断法では、Ｂモード像を代表例とする解剖学的
情報、Ｍモート像を代表例とする生体内の器官の運動情
報、血流イメージングを代表例とするドツプラ効果を利
用した生体内移動物体の移動に伴う機能情報等を用いて
診断に供するようにしている。

超音波の生体内に対する走査法の代表的なものには、電
子走査と機械走査とがある。ここで、電子走査法につい
て説明する。

すなわら、複数の超高波振動子を並設してなるアレイ型
超音波プローブを用い、リニア電子走査でおれば、超音
波振動子の複数個を１単位とし、この１単位の超音波振
動子について励振を行い超音波ビームの送波を行う方法
であり、例えば、順次１振動子分づつピッチをずらしな
がら１単位の素子の位置が順々に変わるようにして励振
してゆくことにより、超音波ビームの送波点位置を電子
的にずらしてゆく走査である。

そして、超音波ビームがビームとして集束するように、
励振される超音波振動子は、ビームの中心部に位置する
ものと側方に位置するものとでその励振のタイミングを
ずらし、これにＪ：つて生ずる超音波振動子の各発生音
波の位相差を利用し反射される超音波を集束（電子フォ
ーカス）させる。

そして、励振したのと同じ振動子にＪ：り反射超音波を
受波して電気信号に変換して、各送受波によるエコー情
報を例えば断層像として形成し、陰極線管等に画像表示
する。

また、セクタ電子走査であれば、励振される１単位の超
音波振動子群に対し、超音波ビームの送波方向が超音波
ビーム１パルス分毎に順次扇形に変わるように各振動子
の励振タイミングを所望の方向に応じて変化させてゆく
ものであり、後の処理は基本的には上述したリニア電子
走査と同じでおる。

一方、映像法には、超音波送受信に伴う信号を合成して
断層像化するＢモード像以外に、同一方向固定走査によ
るＭモード像が代表的である。これは、超音波送受波部
位の時間的変化を表わしたものであり、特に心臓の如く
動ぎの必るＩ８２器の診断には好適でおる。

また、超音波ドツプラ法は、生体内の移動物体の移動に
伴う殿能情報を１ｑで映像化づ゛る方法で必り、これを
以下訂細に説明する。すなわち、超音波ドツプラ法は、
超音波が移動物体により反則されると反則波の周波数が
上記移動物体の移動速度に比例して偏移する超音波ドツ
プラ効果を利用したものである。

具体的には、超音波レートパルス或いは連続波を生体内
に送波し、その反射派エコーの位相変化より、ドツプラ
効果による周波数隔移を得ると、そのエコーを得た深さ
位置にあける移動物体の運動情報を得ることができる。

これによれば、生体内における一定位置での、血流の流
れの向き、乱れているか整っているかの流れの状態、流
れのパターン、速度の絶対地等の血流の状態を知ること
ができる。

ところで、超音波ドプラ診断装置においてドプラ情報の
周波数解析にはＦＦＴ（高速フーリエ変換）法が用いら
れる。このＦ　Ｆ　Ｔ法では、データのザンブル時間と
データ数とによって速度（周波数）分解能と時間分解能
とか決定される（第３図参照）。上記両分解能は相反す
る性質がある。すなわら速度分解能が向上すると、時間
分解能が低下するし、逆に速度分解能が低下すると時間
分析能が向上する。

第４図は動脈系血流パターンの基本的な変化を示してい
る。

血流パターン表示では、縦方向が速度分解能となってお
り、横方向が時間分解能となっている。

収縮期（駆出Ｕ″ｆ１胎）では血流の速度変化が急峻で
あるため、速度分解能よりも時間分解能を優先し時間分
解能を高くすぺぎてあり、一方、拡張期では血流の速度
変化が緩やかであるため、時間分解能よりも速度分解能
を優先し速度分解能を高くすべぎである。

（発明が解決しようと覆る課題） しかしながら従来装置では、血流パターン全体として時
間分解能又は速度分解能を調整することはできても、部
分的な調整は不可能で市る。従って上記の動脈系パター
ンでは、時間分解能を優先すると拡張期のパターンが不
適切な表示となり、逆に速度分解能を優先すると収縮期
のパターンが不適切な表示となってしまう。

そこで本発明は上記の欠点を除去するもの゛て、その目
的とするところは、血流の速度変化に応じて時間分解能
及び速度分解能の最適設定を自動的に行うことにより、
良好な血流パターン表示を行うことができる超高波ドプ
ラ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） 上記課題を解決するため本発明では、生体に向けて送波
した超音波の該生体からの反射成分にり該生体内の特定
部位での超音波ドプラ情報を得るレンジゲート設定処理
部と、このレンジゲート出力の周波数解析によりスペク
トラムデータを求めるＦＦＴ演算部とを有し、このＦＦ
Ｔ演専演出部出力づいて生体の血流パターンを表示して
診断に供する超音波ドプラ診断装置において、前記ＦＦ
Ｔ演算部出力より血流の平均速度を求める平均速度演算
手段と、求められた平均速度の時間変化を求める加速１
演ｎ手段と、この加速度演算手段の出力に応じて前記周
波数解析におけるデータ数を適正化するデータ数制御手
段とを具備する。

ここで、上記の加速度演算手段の出力に応じて適正Ｉ−
タ数情報を出力するテーブルメモリを有してデータ数制
御手段を構成することができる。

（作　用） 上記の構成によれば平均速度演算手段により血流の平均
速度が求められ、加速度演算手段によりこの平均速度の
時間的変化が求められる。ぞして、この時間的変化に応
じて前記周数波解析におけるデータ数の適正化が図られ
、このデータ数の適正化により良好な血流パターン表示
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づる。

第１図は本発明の一実施例を示している。

１は超音波撮動子を有して成る超音波プローブであり、
２はこのプローブ１を介して超音波の送受信を行う送受
信部でおる。この送受信部２の後段には直交検波部３が
配送されており、受信工］−はここで直交検波される。

この直交検波部３の後段にはレンジゲート設定処理部４
が配置されている。このレンジゲート設定処理部４は、
血流パターンを）ｑる部位へのレンジゲート（サンプル
ボリュウムとも称される）の設定処理を行うものである
。そしてこのレンジグー１〜設定処理部４の後段にはＢ
ＰＦ　（バンドパスフィルタ）５及びＡＤＣ（アナログ
・ディジタル・コンバータ）６が配置されており、前記
レンジゲートにＪ−り抽出されたデータはＢＰＦ５を介
してＡＤＣ６に取込まれ、ここでディジタル信号に変換
されるようになっている。尚、このＡＤＣ６のサンプリ
ング周期は、ＰＷ（パルス）ドプラの場合ＰＲＦ（パル
ス繰返し周波数）、ＣＷ（連続）ドプラの場合、予め定
められた周期である。

前記ＡＤＣ６の出力はＦＦＴ演算部７に入力され、この
ＦＦＴ演算部７により周波数解析が行われる。そしてこ
のＦＦＴ演算部７の後段にはＤＳＣ（ディジタル・スキ
ャン・］コンバータ８゜ＤＡＣ（ディジタル・アナログ
・コンバータ）９゜及びＣＲＴデイスプレィ１０が配置
されており、上記のＦ　Ｆ　Ｔ演算部出力はＤＳＣ８に
にり走査変換され、ＤＡＣ９によりアナログ信号に変換
された後にＣＲＴデイスプレィ１０に取込まれ、ここで
表示されるようになっている。

また、前記ＦＦＴ演ｎ部７の出力は平均速度演算手段１
１へも入力されるようになっている。この平均速度演算
手段１１は、前記ＦＦＴ演算部７において得られたスペ
クトラムデータ毎に血流の平均速度Ｖを求めるものであ
る。

この平均速度演算手段１１の後段には、この平均速度演
算手段１１によって求められた平均速度Ｖの時間的変化
ｄ／ｄｔを求める加速度演算手段１２が配置されている
。そしてこの加速度演算手段１２の後段には、この加速
度演算手段１２の出力に応じて、前記ＦＦＴ演算部７の
周波数解析にお（プるデータ数を適正化するデータ数制
御手段１３が配置されでいる。ここでこのデータ数制御
手段１３は、加速度演算手段１２の出力（加速度情報〉
に対するデータ数情報のデープルが形成されたテーブル
メモリ１４を有して成る。この′アーブルメＬす１４に
は、ＲＯＭ　（リートオンリメモリ）を適用することが
できる。

次に上記構成の作用ついて説明する。

送受信部２により超音波プローブ１を介して超音波の送
受信が行われ、直交検波部３により超音波受信エコーの
直交検波が行われる。そしてこの検波出力の一部が、レ
ンジゲー１−　Ｋｎ定処理部４において設定されたレン
ジゲートにより抽出される。

それがＢＰＦ５を介してＡＤＣ６に取込まれ、ここでデ
ィジタル信号に変換された後に、ＦＦＴ演篩部７に取込
まれる。そしてこのＦＦＴ演算部７により周波数解析処
理が実行される。この処理出力はＤＳＣ８及びＤＡＣ９
を介してＣＲＴデイスプレィ１０に表示されることにな
るが、本実施例では以下のようにしてＦＦＴデータ数の
制御が行われる。すなわらＦＦＴ演停処理出力が平均速
度演算手段１１に取込まれると、この平均速度演算手段
１１は、ＦＦＴ演算部７にりのスペク１〜ラムｆ−夕に
基づいて血流の平均速度を算出し、その算出結果を加速
度演算手段１２に送出する。加速度演算手段１２は、こ
の平均速度演算手段１１より連続的に取込まれる平均速
度データの時間変化（加速度＞　ｄ　ｖ／ｄ　ｔを求め
、それをデータ数制御手段１３に送出する。するとデー
タ数制御手段１３では、加速度演算手段１２の出力に対
応するデータ数情報をデープルメモリ１４にり続出し、
当該情報に従ってＦＦＴ＠鈴部７にあけるデータ数を制
御する。これにより、ＦＦＴ演算部７のＦＦＴ演算処理
におけるデータ数が決定され、このデータ数でのＦＦＴ
演算処理結果が行われる。

このように本実施例装置においては、ＦＦＴ法等により
１ｑられたスペクトラムデータ毎に血流の平均速度を求
め、そしてこの平均速度の時間変化（加速度）の大きざ
を算出し、この大きざに応じてＦＦＴ演亦処理における
データ数をリアルタイムで制御するようにしている。こ
のようなデータ数制御によれば、ＣＲＴデイスプレィ１
０での血流パターン表示は、第２図に模式的に示すよう
に速度変化に対応して画素１５の縦横比（ａ　：　ｂ）
が変化する。すなわち、血流の速度変化が急峻な箇所で
はａ＞ｂとなり時間分解能に（のれ、逆に血流の速度変
化が緩やかな箇所ではａ＜ｂとなり速度分解能に優れる
。従って本実施例装置によれば、上記のデータ数制御に
より良好な血流パターン表示を行うことができる。

以上本発明の一実施例について説明したが、本発明は土
泥実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施が
可能であるのはいうまでもない。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、血流の速度変化に
応じて時間分解能及び速度分解能の最適設定を自動的に
行うことにより、良好な血流パターン表示を行うことが
でさる超高波ドプラ診断装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブ［１ツク図、第２図
は本実施例装置の血流パターン表示の説明図、第３図は
ＦＦＴ法にお（プる４ノンプル時間とデータ数との関係
説明図、第４図は動脈系血流パターンの基本的変化を示
す図である。 ４・・・レンジゲート設定処理部、 ７・・・ＦＦＴ演算部、 １１・・・平均速度演算手段、 １２・・・加速度演算手段、 １３・・・データ数制御手段、 １４・・・デープルメモリ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）生体に向けて送波した超音波の該生体からの反射
   成分より該生体内の特定部位での超音波ドプラ情報を得
   るレンジゲート設定処理部と、このレンジゲート設定処
   理部出力の周波数解析によりスペクトラムデータを求め
   るＦＦＴ演算部とを有し、このＦＦＴ演算部出力に基づ
   いて生体の血流パターンを表示して診断に供する超音波
   ドプラ診断装置において、前記ＦＦＴ演算部出力より血
   流の平均速度を求める平均速度演算手段と、求められた
   平均速度の時間変化を求める加速度演算手段と、この加
   速度演算手段の出力に応じて前記周波数解析におけるデ
   ータ数を適正化するデータ数制御手段とを具備すること
   を特徴とする超音波ドプラ診断装置。
2. （２）前記データ数制御手段は、前記加速度演算手段の
   出力に応じて適正データ数情報を出力するテーブルメモ
   リを有して成る請求項１記載の超音波ドプラ診断装置。