JPH02280740A - 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、送受波回路により超音波探触子がら被検体に
対して超音波を送受波し、これにより得られる信号から
ドプラ偏移信号を位相検波回路で検出し該信号を周波数
解析回路で周波数解析しメモリに書込むと共にＴＶスキ
ャン変換して血流情報を表示する超音波診断装置に関す
る。

（従来の技術） 超音波診断法では、Ｂモード像、Ｍモード像、ドプラ効
果を利用した生体内の移動物体の移動に伴う機能情報を
用いて診断に供するようにしている。

また超音波の生体内に対する走査方法の代表的なものに
は、電子走査と機械走査とがあり、電子走査法について
説明する。

ナなイ〕ち複数の超音波振動子を併設してなるアレイ型
超音波探触子（プローブ）を用い、リニア電子走査であ
れば、超音波振動子の腹数個を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ない超音波ビームの送
波を行なう方法であり、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方法である。

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、これによっ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よ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
同じである。

以上のようなリニア、セクタ電子走査の他に振動子（探
触子）を走査機構に取付け、走査機構を運動させること
により超音波走査を行なう機械走査もある。

また超音波ドプラ法は、生体内の移動物体の移動に伴う
機能情報を得て映像化する方法であり、これを以下説明
する。すなわち、超音波ドプラ法は、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上記物体の移動速
度に比例して偏移する超音波ドプラ効果を利用したもの
である。以下装置について説明する。

超音波探触子は送受波回路により送信駆動され、これに
より超音波探触子から図示しない生体に送波される超音
波パルスは、生体内で流動する血流によるドプラ偏移を
ともなう受信信号となり、超音波探触子および前記送受
波回路に受波される。

そして位相検波回路により検波されて血流によるドプラ
偏移信号とクラッタ成分とからなる信号がｉすられる。

さらに位相検波回路からの出力は、レンジゲート部に人
力し、このレンジゲート部により図示しない走査線上の
観測点におけるドプラ偏移信号を含む信号を分離し、バ
ンドパスフィルタ（以下ＢＰＦと称する。）によりクラ
ッタ成分を除去して前記観Ａ１点におけるドプラ偏移信
号を得る。さらにこの信号をＦＦＴにより周波数解析し
、血流の向き（順流または逆流）およびスペクトラムか
らなる血流速度データを得る。そしてこのデータはバッ
フアメそりに書込まれ、さらにＴＶスキャン変換されて
表示部に血流速度情報が表示される。

（発明が解決しようとする課題） 上記従来の超音波診断装置にあっては、パルス波を用い
、超音波ドプラにより血流情報を画像表示する場合に、
第６図に示すようにＢ／Ｄスキャンを行なっている。す
なわちＢ／Ｄスキャンは、Ｂモードスキャン（Ｂモード
像を得るためのスキャン）とＤモードスキャン（ドプラ
像を得るためのスキャン）とを同時に行なうスキャンで
あり、例えばＢＩ　Ｄ、Ｂ２　Ｄ、Ｂ３　Ｄ・・・とス
キャンするものである。このＢ／Ｄスキャンにより、±
ＰＲＦ／４の検出範囲で前記レンジゲートの位置決めを
行ない、その後マニュアル操作や一定周期または心拍周
期により第７図に示すようにドプラのみのＤモードスキ
ャン（以下Ｄｏｎｌｙという）に切換え、±ＰＲＦ／２
の検出範囲で血流パターンの観測・記録を行なうように
している。これら両者を比較した場合、Ｄスキャンは検
出流速範囲が２倍で広いので、高速信号をとらえること
ができ、また超音波の残留エコーの影響が少ない。

しかしながら、前記Ｂ／ＤスキャンとＤｏｎｌｙとの切
換えを開繁に行うため、前記マニュアル操作が大変であ
った。またドプラの検出範囲を維持しながら、Ｂモード
像を一定周期で更新するために例えばＭＳＥ（旧ｓｓｌ
ｎｇ　Ｓｌｇｎａｌ　Ｅｓｔｌｓａｔｏｒ）があるが、
真の画像以外のデータが混入するため、診断情報上の問
題がある。また一定周期成いはＥＣＧ同期更新ではドプ
ラの連続性が中断されるという問題がある。このため状
況が変わる度にＢ／Ｄスキャンで最適なりモード像をと
る手法が確立されていなかった。

そこで本発明の目的は、必要に応じてＢ／Ｄスキャンと
Ｄｏｎｔｙスキャンとを切換えでき、しかも操作を簡単
化でき、ドプラの検出範囲を維持しながら最適なりモー
ド像を得る超音波診断装置を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決する為の手段） 本発明は上記の課笥を解決し目的を達成する為に次のよ
うな手段を講じた。本発明は、送受波回路により超音波
探触子から被検体に対して超音波を送受波し、これによ
り得られる信号からドプラ偏移信号を位相検波回路で検
出しレンジゲート部で一観ｎ１位置を決定し信号を周波
数解析回路で周波数解析しＴＶスキャン変換して血流情
報を表示する超音波診断装置において、前記レンジゲー
ト部から入力するドプラ偏移信号の振幅を検出しこの振
幅が所定範囲内か判定する第１の検出手段と、前記周波
数解析回路から入力するスペクトラムデータに基づきパ
ワー、平均９分散の血流情報を求める手段と、この手段
から入力する血流情報の反復継続性を判定する第２゛の
検出手段と、この第２の検出手段、前記第１の検出手段
から入力する検出データに基づきＢモード、ドプラモー
ド同時スキャンとドプラモードスキャンとを切換えるよ
うに前記°送受波回路及びレンジゲート部を制御する制
御手段とを備えたものである。

（作用） このような手段を講じたことにより、次のような作用を
呈する。ドプラ偏移信号の振幅が所定範囲内か判定され
、スペクトラムデータに基づきパワー、平均１分散の血
流情報の反復継続性が判定され、これらの検出データに
基づきＢモード。

ドプラモード同時スキャンとドプラモードスキャンとが
切換えられるので、操作が簡単化でき、ドプラの検出範
囲を維持しながら最適なりモード像を得ることができる
。

（実施例） 第１図は本発明に係る超音波診断装置の一実施例を示す
概略ブロック図、第２図は前記第１図に示す装置内部の
振幅検出器を示す概略図、第３図は前記振幅検出器のタ
イミング図、第４図は前記第１図に示す装置内部の反復
性検出器を示す概略図、第５図は前記反復性検出器のタ
イミング図である。本実施例が特徴とするところは、第
１の検出手段としての振幅検出器１１．演算回路２０１
第２の検出手段としての反復性検出器１２、制御手段と
しての切換制御部１３を備えた点にある。

前記振幅検出器１１は、コンパレータｌｌａ　、　ｌｌ
ｂおよびＯＲ回路１１ｃからなるウィンドコンパレータ
で構成され、レンジゲート部４から入力するドプラ偏移
信号の振幅を検出しこの振幅が所定範囲内か判定するも
のであり、特にクラッタ成分による大振幅信号を検出す
るものである。すなわち第３図に示すようにスレシュホ
ールドレベルＶＬ。

Ｖ　Ｉ＋の範囲外にあるとき出力Ｈとなり、振幅が一定
範囲内か否か検出するものである。

前記演算回路２０は、周波数解析回路としてのＦＦＴ８
から入力するスペクトラムデータに基づきパワー、平均
１分散の血流情報を求めるものであり、パワー演算部２
１．平均演算部２２１分散演算部２３．およびメモリ２
４からなる。前記パワー演算部２１は、前記ＦＦＴ８か
らのスペクトラムデータに基づきパワーＰを算出するも
のである。平均演算部２２は、前記Ｆ　Ｆ　Ｔ　８から
のスペクトラムデータに基づき平均周波数ｆを算出する
ものである。

分散演算部２３は、前：ａＦＦＴ６からのスペクトラム
データおよび前記平均演算部２２からの平均周波数に基
づき分散σ２を算出するものである。メモリ２４は、前
記パワー演算部２１からのパワーＰ、前記平均演算部２
２からの平均周波数ｆおよび分散演算部２３からの分散
σ２を記憶している。

反復性検出器１２は前記演算回路２ｏから入力する血流
情報の反復継続性を判定するものである。また反復性検
出器１２は、第４図に示すように平均周波数ｆ′および
分散σ２′を記憶するメモリ１２ａ　。

このメモリ１２ａからの分散σ２′に基づきは準偏差σ
′を算出する偏差演算部１２ｂ、この偏差演算部１２ｂ
と前記メモリ１２ａからの平均周波数を加算および減算
する加減算回路１２ｃ　、加減算回路１２ｃからのｆ′
±σ′と平均周波数ｆとを比較するコンパレータ１２ｄ
、加減算回路１２ｃからのｆ′−σ′と平均周波数ｆと
を比較するコンパレータ１２ｅ　、コンパレータ１２ｄ
　、　１２ｅの出力を論理和するＯＲ回路１２ｆを備え
たものである。したがって、第５図に示すように平均周
波数ｆに対して±σ′の範囲以外の値では出力Ｈを得る
ものである。切換制御部１３は、反復性検出器１２．振
幅検出器１１から入力する検出データに基づきＢモード
、ドプラモード同時スキャンとドプラモードスキャンと
を切換えるように送受波回路２及び前記レンジゲート部
４を制御するものである。

次にこのように構成された超音波診断装置の作用につい
て説明する。まず第１図に示す超音波探触子１は送受波
回路２により送信駆動され、これにより超音波探触子ｌ
から図示しない生体に送波される超音波パルスは、生体
内で流動する血流によるドプラ偏移をともなう受信信号
となり、超音波探触子１および前記送受波回路２に受波
される。

そして位相検波回路３により検波されて血流によるドプ
ラ偏移信号とクラッタ成分とからなる信号４により図示
しない走査線上の観測点におけるドプラ偏移信号を含む
信号を分離し、ＢＰＦ５によりクラッタ成分を除去して
前記観Δ―ｊ点におけるドプラ偏移信号を得る。さらに
この信号をＦＦＴ８により周波数解析し、血流の向き（
順流または逆流）およびスペクトラムからなる血流速度
データを得る。そしてこのデータはバッファメモリ７に
書込まれ、さらにＴＶスキャン変換されて表示部８に血
流速度情報が表示される。

ここでＤモードスキャンだったとする。前記レンジゲー
ト部４から振幅検出器１１内部のコンパレータ１１ａ　
、　ｌｌｂにクラッタ成分による過大信号が人力すると
、所定上限値ｖｕ及び所定下限値ＶＬ範囲外でＯＲ回路
Ｈｅから第３図に示すように出力Ｈを得、この出力は切
換制御部１３に入力する。

そうすると、切換制御部１３により送受波回路２及びレ
ンジゲート部４に制御信号ｓｌが出力され、Ｂ／Ｄスキ
ャンに切換えられる。なお最初にＢ／Ｄスキャンである
ときにはクラッタ成分が入力しても、Ｂ／Ｄスキャンの
ままである。

次にＤモードスキャンで前記振幅検出器１１に小信号が
人力した時（すなわちクラッタ成分が検出されないとき
）、検出平均周波数ｆがＰＲＦ／４（或いはＰＲＦ／６
）以下のとき（すなわちＢ／Ｄスキャンでも折り返りが
なくなるとき）前記切換制御部１３によりＢ／Ｄスキャ
ンに切換えられる。なお前記Ｄモードスキ中２時に、検
出平均周波数ｆがＰＲＦ／４　　（或いはＰＲＦ／８）
以上のときドプラモードのままである。

次にＢ／Ｄモードスキャン時では前記振幅検出器１１に
小信号が人力した時（すなわちクラッタ成分が検出され
ないとき）　検出平均周波数ＴがＰＲＦ／４　　（或い
はＰＲＦ１５）に近づくとき前記切換制御部１３により
Ｄスキャンに切換えられる。

なお前：ｉｌ！　Ｂ　／　Ｄモードスキ中２時に、検出
平均周波数ｆがＰＲＦ／４　　（或いはＰＲＦ１５）よ
り小さいときはＢ／Ｄスキャンモードのままである。

一方、前記ＦＦＴ６から演算回路２ｏにスペクトラムデ
ータが人力すると、パワー演算部２１．平均演算部２２
１分散演算部２３によりそれぞれパワーＰ。

平均周波数ｆ１分散σ２が算出され、メモリ２４にこれ
らのデータが記憶される。さらにメモリ２４がら読み出
されたデータは、反復性検出器１２内部のメモリ１２ａ
にいったん記憶される。そしてこのメモリ１２ａから読
みだされたσ２′は偏差演算部１２ｂにより標準偏差σ
′がもとめられる。そしてｆ′及びσ′を入力した加減
算回路１２ｃによりを行なう。すなわち第５図に示すよ
うに７に対してｆ′±σ′の範囲内にはいる場合には、
反復性があると判定され、前記範囲を外れた場合にはド
プラパターンが変わり、観測位置がずれたものとしてＯ
Ｒ回路１２ｒからＨを切換制御部１３に出力する。そう
すると、前述と同様に前記送受波回路２及びレンジゲー
ト部４を制御してＢ／Ｄスキャンに切換える。

このように本実施例によれば、ドプラ偏移信号の振幅が
所定範囲内か判定され、スペクトラムデータに基づきパ
ワー、平均１分散の血流情報の反復継続性が判定され、
これらの検出データに基づきＢモード、ドプラモード同
時スキャンとドプラモードスキャンとが切換えられ、最
初Ｂ／Ｄスキャンで断層像を合せドプラ信号が安定する
と０動的にＤスキャンに変り、またプローブが動いたり
してドプラ信号が変わると再びＢ／Ｄスキャンに戻すの
で、操作が簡単化でき、ドプラの検出範囲を維持しなが
ら最適なりモード像を得ることができる。

なお本発明は上述した実施例に限定されるものではなく
、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能で
あるのは勿論である。

［発明の効果］ 本発明によれば、ドプラ偏移信号の振幅が所定範囲内か
判定され、スペクトラムデータに基づきパワー、平均１
分散の血流情報の反復継続性が判定され、これらの検出
データに基づきＢモード。

ドプラモード同時スキャンとドプラモードスキャンとが
切換えられるので、操作が簡単化でき、ドプラの検出範
囲を維持しながら最適なりモード像が得ら゛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図は本発明に係る超音波診断装置の一実施例を示す
概略ブロック図、第２図は前記第１図に示す装置内部の
振幅検出器を示す概略図、第３図は前記振幅検出器のタ
イミング図、第４図は前記第１図に示す装置内部の反復
性検出器を示す概略図、第５図は前記反復性検出器のタ
イミング図、第６図はＢ／Ｄスキャンを示す概略図、第
７図はＤスキャンを示す概略図である。 ■・・・超音波探触子、２・・・送受波回路、３・・・
位相検波回路、４・・・レンジゲート部、５・・・ＢＰ
Ｆ。 ６・・・ＦＦＴ、７・・・バッファメモリ、８・・・表
示部、１１・・・振幅検出器、１２・・・反復性検出器
、１３・・・切換制御部、２０・・・演算回路、２１・
・・パワー演算部、２２・・・平均演算部、２３・・・
分散演算部、２４・・・メモリ。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第２図 第３　コ 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 送受波回路により超音波探触子から被検体に対して超音
   波を送受波し、これにより得られる信号からドプラ偏移
   信号を位相検波回路で検出しレンジゲート部で観測位置
   を決定し信号を周波数解析回路で周波数解析しＴＶスキ
   ャン変換して血流情報を表示する超音波診断装置におい
   て、前記レンジゲート部から入力するドプラ偏移信号の
   振幅を検出しこの振幅が所定範囲内か判定する第１の検
   出手段と、前記周波数解析回路から入力するスペクトラ
   ムデータに基づきパワー、平均、分散の血流情報を求め
   る手段と、この手段から入力する血流情報の反復継続性
   を判定する第２の検出手段と、この第２の検出手段、前
   記第１の検出手段から入力する検出データに基づきＢモ
   ード、ドプラモード同時スキャンとドプラモードスキャ
   ンとを切換えるように前記送受波回路及びレンジゲート
   部を制御する制御手段とを具備したことを特徴とする超
   音波診断装置。