JPH02264646A - 超音波ドプラ診断装置 - Google Patents

超音波ドプラ診断装置

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JPH02264646A
JPH02264646A JP1086635A JP8663589A JPH02264646A JP H02264646 A JPH02264646 A JP H02264646A JP 1086635 A JP1086635 A JP 1086635A JP 8663589 A JP8663589 A JP 8663589A JP H02264646 A JPH02264646 A JP H02264646A
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    • G01S15/88Sonar systems specially adapted for specific applications
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    • G01S15/8979Combined Doppler and pulse-echo imaging systems
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P5/00Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
    • G01P5/24Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring the direct influence of the streaming fluid on the properties of a detecting acoustical wave
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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】 [発明の目的コ (産業上の利用分野) 本発明は、ドプラシフト信号を基に血流情報を検出する
超音波ドプラ診断装置に関する。
(従来の技術) 超音波ドプラ法と超音波パルス反射法とを併用すること
によって一つの超音波プローブで血流情報と断層像(B
モード像)情報を得、断層像と同時に血流情報をリアル
タイムで表示するようにした超音波ドプラ診断装置が知
られている。このような装置によって血流速度を測定す
る場合の動作原理は次の通りである。
すなわち、被検体である生体内を流れている血流に対し
て超音波ビームを送波すると、この超音波ビームの中心
周波数ICは流動する血球によって散乱されドプラシフ
ト(偏移)を受けて周波数[dだけ変化して、この受波
周波数fはf=[c+fdとなる。このとき周波数fc
、  fdは次式のように表示される。
2Vcosθ id=         ・1c          
 ・・・(1)に こで、■=血流速度 θ:超音波ビームと血流とのなす角度 C:音速 従ってドプラシフト周波数[dを検出することによって
血流速度Vを次式のようにして得ることができる。
第9図(a)はこのような超音波ドプラ診断装置で得ら
れた血流情報と断層像との表示例を示すもので、モニタ
には超音波ドプラ法によって得られた血流情報りと超音
波パルス反射法によって得られたセクタ状の断層像Bと
が同時に表示される。
血流情報で縦軸は血流速度、横軸は時間を示している。
また断層像Bには血流Sが表示されこの血流Sと交差す
るように任意方向にラスタLが描かれ、この血流Sとラ
スタLとの交差位置には第9図(b)のようにサンプル
ボリュームSV(レンジゲートマーク)が設定され、こ
のサンプルボリュームSVの中心部Cを支点として回転
するようにアングルマークRが表示されている。このア
ングルマークRは装置のコンソール上に設けられている
ロータリーエンコーダを回転することによりCを支点と
して任意の角度θだけ回転し、このアングルマークRを
血流Sの方向を推定してこれに合わせることにより角度
θが決定される。装置にはロータリーエンコーダを手動
で任意方向に回転するとこれに連動してアングルマーク
Rが回転してその角度θが自動的に計算される演算機能
が備えられており、またこのθが計算されるとその演算
機能により前記(2式にθの値が代入されることにより
自動的に血流速度が計算されて表示されるように構成さ
れている。
(発明が解決しようとする課題) ところで従来の超音波ドプラ診断装置では、表示されて
いる断層像をオペレータが観察することによりその都度
アングルマークRを血流方向に手動で合わせてθを設定
しなければならないので、角度θを求める操作が煩雑に
なるという問題がある。またドプラシフト信号を得るた
めの断層面が必ずしもBモードを得るための断層面と一
致しないため、血管走行や血管壁の形状等が適確にとら
えられていないので、血流方向推定時に誤差を含む可能
性がある。更に手動で血流方向を設定しているので血流
情報を検出する精度が低下するのは避けられない。
本発明は以上のような問題に対処してなされたもので、
角度を自動的に求めるようにした超音波ドプラ診断装置
を提供することを目的とするものである。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 上記目的を達成するために本発明は、被検体に超音波ビ
ームを送波して得られたドプラシフト信号を基に血流情
報を検出する超音波ドプラ診断装置において、同一血流
像上に独立した2つのラスタを表示し各ラスタ上に任意
の深さ位置を設定してこれら位置に対応した2種類のド
プラシフト信号を検出する2系統のドプラシフト信号検
出手段と、前記各ラスタ上の任意の深さ位置同志を結ぶ
ラインと一方のラスタとのなす角度を常に自動的に検出
してこの値を血流情報に反映させる角度検出手段とを備
えるようにしたものである。
(作 用) 同一血流像上に独立した2つのラスタか表示され各ラス
タ上の予め設定された深さのドプラシフト信号が検出さ
れる。また各ラスタ上の深さ位置を結ぶ、ことにより血
流方向が定まって血流と各ラスタとのなす角度が自動的
に検出され、この角度は常に血流情報に反映される。こ
れによって角度を自動的に求めることができるので、煩
雑な操作を要することなく血流情報を検出することがで
きる。
(実施例) 以下図面を参照して本発明実施例を説明する。
第1図は本発明の超音波ドプラ診断装置の実施例を示す
ブロック図で、1は被検体に超音波ビームを送波し反射
されてきたエコー信号を受波する超音波プローブ、6は
超音波ビームを駆動するための基準信号を発生する基準
信号発生回路、8はプローブ1から送受される超音波ラ
スタ(超音波ビーム)の任意方向のアドレスを制御する
ラスタ制御回路、5は基準信号発生回路6及びラスタ制
御回路8の制御の基に送受される超音波ビームに所望の
遅延時間を与える遅延回路、3はプローブ1を駆動する
パルサ、4はエコー信号を増幅するアンプ回路、7は全
てのエコー信号を整相加算する加算回路である。2はセ
クタ電子走査部を示し以上のような各構成要素から成っ
ている。
加算回路7から出力されたエコー信号は血流の順方向及
び逆方向の情報を検出するために2つのチャンネル(l
ch及び2ch)に分岐されてミキサ15.16に入力
される。ミキサ15には基準信号発生回路6から参照信
号10が加えられると共にミキサ16には移相器9によ
って900位相の異なった参照信号が加えられることに
より、各々エコー信号との混合が行われて(2to+ 
fd)の成分を図示しないLPFで除去し、血流情報1
dを含む位相検波信号が出力される。これら各chの位
相検波出力は本発明の目的を達成するためにドプラシフ
ト信号検出手段17に入力されて所望の処理が行われる
ドプラシフト信号検出手段17は第2図にその詳細な構
成を示すように、各Chの入力信号を更にa、  bの
2つのchに分岐して処理するための2つの信号系を備
えている。a、  bの各chは各々独立したラスタ上
のエコー信号に対して機能するためのもので、同一血流
像上に2つのラスタL1+L2を第5図のように表示し
て各ラスタL1+L2上の血流上の位置にサンプルボリ
ュームSv1.Sv2により設定するためのレンジゲー
ト回路21.22.  (28,29)、これらサンプ
ルボリュームSV、、SV2により決定された深さの各
々のドプラシフト信号を通過させるBPF (バンドパ
スフィルタ)23.24 (30゜31)が設けられて
いる。装置のコンソールには第3図のようにach用の
操作スイッチS W a 。
bch用の操作スイッチswb、サンプルボリュームを
任意の深さ位置に設定するためのトラックボールTBが
設けられている。SWa、SWbを選択的に操作するこ
とにより第4図のように同一の血流像上に対応したラス
タL、、L2を表示することができ、更にトラックボー
ルTBを操作することによりサンプルボリュームS V
 1.  S V 2を設定することができる。このよ
うにサンプルボリュームsv、、SV2が設定されると
各ラスタL1.L2上の座標位置(Xa、Ya)及び(
Xb、Yb)が決定されるので、これによって血流方向
がラインpのように決まりこの結果一方のラスタL1と
ライン1とのなす角度θが決定する。
BPF23.24 (30,31)の出力はFFT(高
速フーリエ変換器)18に加えられると共に、移動検出
回路25(32)にフィードなくツタされる。移動検出
回路25(32)は血流信号(ドプラシフト信号又は壁
信号等)の検出位置が、第6図すのような位置からCの
ような位置にdだけ移動したときにこの変化をフォロー
して検出するためのもので、通常実施されている自動ト
ラッキング技術によって構成することができる。
aはレートパルス(PRF)を示している。
血流信号の検出位置すなわち血流方向の変化が検出され
るとこの結果制御回路26(33)に入力され、この制
御回路26(33)はレンジゲート回路21.22 (
28,29)に対して新しい血流方向に対応した深さ位
置にサンプルボリュームsv、、sv2を設定するよう
に制御すると同時に、この検出結果を角度演算回路27
に入力する。角度演算回路27は演算機能を有しサンプ
ルボリュームsv、、sv2の座標位置のデータを基に
角度θを演算して演算制御部19に出力する。
演算制御部19は角度θが検出されると前記(2)式を
基に血流速度を演算し、この結果をモニタ12に血流情
報として表示する。以上のようなドプラシフト信号検出
手段17の制御動作は、入力されたlch及び2chの
2つのエコー信号に対して同様に行われる。
FFT18はa、bの2cbに対応した各ラスタL1.
L2上のサンプルボリュームSV□。
SV2の位置が異なるごとに入力されたドプラシフト信
号を周波数解析し、この結果をDSC(デジタル・スキ
ャン・コンバータ)10で走査方式の変換を行った後D
/A変換器11を介してモニタ12に血流情報として表
示する。
次に本実施例の作用を説明する。
セクタ電子走査部2によって受信されたエコー信号は、
順方向及び逆方向の血流情報を検出するためlch及び
2chに分岐されて位相検波が行われてドプラシフト信
号を含む成分が検出された後、ドプラシフト信号検出手
段17に入力される。ここで各chの入力信号は各々a
、、bchに分岐され同一血流像上に予め設定されたア
ドレスの方向に各々独立してラスタL、、L2が表示さ
れ、これらラスタL1.L2上にサンプルボリュームS
V、。
Sv2が設定されることにより各サンプルボリュームS
v1.SV2の深さ位置に対応したドプラシフト信号が
検出される。また各ラスタL1+L2にサンプルボリュ
ームS■よ、S■2が設定されることにより、各座標位
置が決定されるので両位置を結ぶラインにより血流方向
が決定される。
続いてこれら座標位置のデータに基き血流方向と一方の
ラスタとのなす角度θが演算によって求められる。更に
血流方向の検出位置は常に自動トラッキング機能によっ
てフォローされ、その位置が移動したときはこれが検出
されて直ちにサンプルボリュームsv、、sv2をその
位置に一致させるような制御動作が行われ、また角度θ
の補正が自動的に行われる。従って血流方向が変化して
も角度θの検出は自動的に行われるので、煩雑な操作を
行うことなく血流情報の検出を行うことができる。
このように独立した2つのラスタL□+L2を同一の血
流像上に表示させる場合、各ラスタLl+L2はレート
信号(PRF)によって交互にスキャンすることにより
行う。これにより血流速度の検出範囲は第7図に示すよ
うに(1/4)PRF乃至(−1/4)PRFの範囲と
なる。もしドプラ像(血流速度)のみを得たい場合には
、a。
bchを1つに減らすことにより検出範囲を(1/2 
)PRF乃至(−1/2)PRFに拡大することが可能
となる。ただしこの場合には角度θの補正を自動的に行
うことは不可能なので、一定周期(例えば5sec)ご
とに、a、  bchの2chに切換えて血流方向をフ
ォローする操作が必要となる。
血流情報としては血流速度の他に最大流速、平均流速、
 Pu1salilNy  Index、圧絞差、速度
スロープ等の各種の情報を検出又は計測することができ
る。
対象血流が太い血管や心腔内等ではどこが流れの中心位
置か断定できない場合がある。この場合は第8図のよう
に1ラスタ上に複数のサンプルボリュ ASV+−t 
、5VI−2,5VI−3、−を設定して流速の高い位
置を選択するようにすれば、血流方向をよりきめ細か(
求めることができる。
なお自動トラッキングを行う場合、血管壁の動きを基準
点とするときは体動や拍動に合せてサンプルボリューム
の位置やリファレンスロックの位相を変えることにより
容易に行うことができる。
[発明の効果コ 以上述べたように本発明によれば、同一血流上に独立し
たラスタを表示し各ラスタ上のサンプルボリュームの位
置を常に自動的にトラッキングするようにしたので、血
流上ラスタとの角度を煩雑な操作を行うことな(検出す
ることができ、また角度が変化した場合にもこの変化を
検出して自動的に補正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は本発明の超音波ドプラ診断装置の実
施例を示すブロック図、第3図乃至第5図は本発明の動
作原理の説明図、第6図は本実施例の作用を説明するタ
イミングチャート、第7図は本実施例によって得られた
血流情報の表示例、第8図は本発明の他の実施例を説明
する概略図、第9図(a)、  (b)は従来例を説明
する表示例及び説明図である。 1・・・超音波プローブ、 2・・・セクタ電子走査部
、17・・・ドプラシフト信号検出手段、21.22,
28.29・・・レンジゲート、25.32・・・移動
検出回路、 27・・・角度演算回路。 19へ 第 図 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 被検体に超音波ビームを送波して得られたドプラシフト
    信号を基に血流情報を検出する超音波ドプラ診断装置に
    おいて、同一血流像上に独立した2つのラスタを表示し
    各ラスタ上に任意の深さ位置を設定してこれら位置に対
    応した2種類のドプラシフト信号を検出する2系統のド
    プラシフト信号検出手段と、前記各ラスタ上の任意の深
    さ位置同志を結ぶラインと一方のラスタとのなす角度を
    常に自動的に検出してこの値を血流情報に反映させる角
    度検出手段とを備えることを特徴とする超音波ドプラ診
    断装置。
JP1086635A 1989-04-05 1989-04-05 超音波ドプラ診断装置 Expired - Lifetime JPH069560B2 (ja)

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