JPH0249643A - 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、被検体に向けてパルス状に送波した超音波の
反射成分を受波して該被検体の血流速情報を得るように
した超音波診断装置に関する。

（従来の技術） パルスドプラ法では、距離分解能を有するかわりに連続
波ドプラにはない、（ａ）最大検出周波数、（ｂ）！大
検用深度、という制約条件が生σる。

最大検出周波数ｆ　ｍａｘは超音波パルスの繰返し周波
数（ＰＲＦ）に依存し、次式で示される。

ｆ　ｍａｘ　＝　１／２　Ｐ　ＲＦ　　　　　　　　　
・・（１）もし第６図のようにドプラ信号がｆＲ十ＰＲ
Ｆ／２を越えると、ｆＲ−ＰＲＦにおけるドプラ信号が
、ｆ　Ｒ−ＰＲＦ／２からもはみ出し、児がけ上ｆｑ＋
ＰＲＦ／２を越えた成分がｆ　Ｒ−ＰＲＦ／２から折り
返されて検出されたように表示される。ここでｆＲは参
照波周波数である。

このような折り返しが出ないようにするには、単純にＰ
ＲＦを大きくすればよい。

検出可能な最大周波数がＰＲＦで制限されるため、最大
検出流速ｖ　ｍａｘも次式のようにＰＲＦにより制限さ
れる。

Ｖｍａｘ　＝　（ｃ／　２ｆＨｃｏｓθ）　ｘ　（ＰＲ
Ｆ／２）＝−（２）ここでＣは生体内の超音波伝播速度
（音速）であり、θは超音波ビームと血流とのなす角度
である。

また、超音波パルスの繰返し周波数ＰＲＦ（！：最大検
出深度［）　ｍａｘとの間には次式の関係がある。

Ｄ　ｍａＸ　＝　Ｇ　／２ＰＲＦ　　　　　　　　　　
　　、（３）ここで、Ｖ　ｍａｘもＤ　ｎａｘも共にＰ
　ＲＦ　ｋ：よる制限を受けている。（２）、（３）式
よりＰＲＦを消去すると次式が得られる。

Ｖｍａｘ　　−Ｄｍａｘ　　＝　Ｃ／（８ｆ　ＲＣＯ５
θ　）　　　　　−（４）即ち、Ｖ　ｍａｘを大きくす
るためには、Ｄ　ｍａＸを犠牲にし、逆にＤ　ｍａｘを
大きくするためには、Ｖ　ｍａｘを犠牲にしなければな
らない。また、両者の積を大きくするには、ｆＲを小さ
くするか、θを大きくしなくてはならない。

ここで、［）　ｍａｘを犠牲にしてＶ　ｍａｘを上げる
モードをｒｌ−（−ＰＲＦモード」と称している。

第７図は通常のパルスドプラモードを示し、第８図はＰ
ＲＦを２倍にした１−（−ＰＲＦモードを示している。

Ｔｉはｉ番目のレートパルス、ＥｉはＴ１によるＡ２か
らのエコー信号、Ｔｉ−１はＴｉより一つ前のレートパ
ルス、Ｅｉ−１はＴｉ−１によるＡ１からのエコー信号
である。

この場合、サンプル点をＡ２に設定したとすると、その
位置で１ｑられるエコー信号Ｅｉには−っ前のレートＴ
ｉ−１のＡ１からのエコー信号Ｅｉ−１も混入している
。従って、ドプラ出力信号としては、Ａ１とＡ２のドプ
ラ信号が合成されたものとなる。ＰＲＦを３倍、４倍と
大きくしてゆくと、出力信号も３点、４点のドプラ信号
が合成されたものとなる。

（発明が解決しようとする課題） ところで従来装置では、上記のサンプル点の位置を示す
マークがＢモード像、トに重畳されるようになっている
。このマークを１サンプルゲート」と称している。そし
てこのサンプルゲートは、上述した理由により例えば第
３図に示すように複数個存在する。同図中１はセクタス
キャンによるＢモード像であり、２及び３は血管である
。Ｓｌ。

Ｓ２．Ｓ３がサンプルゲートである。ここで、血流速診
断部位に８２を設定したとぎに、たまたまＳｌに別の血
流（血管３の存在による）が存在した場合、ドプラ画像
はこの血流速の影響を受けてしまい、計測精度が大幅に
低下する。Ｓｌの位置をずらせば良いのであるが、Ｓｌ
の移動は３２゜Ｓ３の同時移動を意味し、従って従来装
置においては、所望の血流速診断部位のみへの適切なサ
ンプルゲート設定が困難となっている。

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、所望の血流速診断部位への適切なサン
プルゲート設定を可能とする超音波診断装置を提供する
ことにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、被検体の超音波Ｂモード像上で所望の血流速
診断部位に第１のサンプルゲートを設定する第１の入力
手段を有し、この第１のサンプルゲートの設定情報に基
づいて超音波エコーをサンプリングし、このサンプリン
グ結果の周波数解析を行うことにより当該血流速診断部
位の血流速情報を得る超音波診断装置において、前記第
１のサンプル゛ゲート設定部以外の位置に存在し前記周
波数解析に悪影響を及ぼす第２のサンプルゲートの位置
移動情報を入力する第２の入力手段と、この位置移動情
報に従って超音波のレート周波数を変更しつつ第２のサ
ンプルゲートの位置を変更する変更制御手段とを有する
ものでおる。

（作・用） 第１の入力手段により、所望の血流速診断部位に第１の
サンプルゲートが設定される。ここで、血流速診断部位
以外の不要血流上に第２のサンプルゲートが存在する場
合、第２の入力手段により第２のサンプルゲートの位置
移動情報を入力する。

すると、変更制御手段は、入力された位置移動情報に従
って超音波のレート周波数を変更しつつ第２のサンプル
ゲートの位置を変更する。このとき、第１のサンプルゲ
ートの位置は変更されない。従って、所望の血流速診断
部位への適切なサンプルゲート設定を行い得る。

（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。

１１は複数の超音波振動子を有して成る超音波プローブ
であり、１２は、この超音波プローブ１１の振動子を励
振する送信駆動回路であり、１３は被検体に向けて送波
した超音波の反射成分（超音波エコー）を増幅するプリ
アンプである。

１４は超音波振動子を励振する駆動パルスに付与される
遅延時間を制御する送信遅延コントロール回路であり、
１６は、超音波エコーに所定の遅延時間を付与する受信
遅延回路であり、１５はこの遅延時間を制御する受信遅
延コントロール回路である。

受信遅延回路１６の後段には、超音波エコーの振幅検波
を行う検波回路２０及び超音波エコーの位相検波を行う
パルスドプラ検波部２６が配置されている。このパルス
ドプラ検波部２６はサンプル制御回路２５の制御下にお
る。そしてパルスドプラ検波部２６の後段には、高速フ
ーリエ変換（ＦＦＴ）により、位相検波出力の周波数解
析を行う周波数解析器２７が配置されている。この周波
数解析器２７及び検波回路２０の出力は、後段に配置さ
れたＡＤＣ（アナログ・ディジタル・コンバータ）２１
によりディジタル信号に変換され、ＤＳＣ（ディジタル
・スキャン・コンバータ）２２により走査変換された後
に、ＤＡＣ（ディジタル・アナログ・コンバータ）２３
よりアナログ信号に変換され、ＴＶモニタ２４に取込ま
れて表示されるようになっている。

システムコントローラ１９は、本実施例装置全体の動作
制御を司るものである。特に、送信遅延コントロール回
路１４．受信遅延コントロール回路１５．サンプル制御
回路２５．及びＤＳＣ２２はこのシステムコントローラ
１９の制御下にある。

１０は本実施例装置の操作卓であり、複数のキースイッ
チ及びトラックボール等を有して成る。

この操作卓１０より、所望の血流速診断部位に第１のサ
ンプルゲートを設定することができ、また、第１のサン
プルゲート設定部以外の位置に存在し受信エコーの周波
数解析に悪影響を及ぼす第２のサンプルゲートの位置移
動情報を入力することができる。ここで本発明における
第１．第２の入力手段はこの操作卓１０によって実現さ
れる。

１７はｃｐｕ　＜中央処理装置）であり、このＣＰＵ１
７は、前記操作卓１０からの入力情報に従って第１のサ
ンプルゲートの設定処理、及び第２のサンプルゲートの
位置移動処理を行うものである。この第２のサンプルゲ
ートの位置移動は前記操作卓１０からの位置移動情報に
従って、しかも超音波のレート周波数の変更を伴って行
われる。

ここで本発明における変更制御手段は、このＣＰＵ１７
により機能的に実現される。ＣＰＵ１７の処理結果はＧ
ＤＣ（グラフィック・デイスプレィ・コントローラ）１
８に取込まれるようになっている。このＧＤＣ１８は、
ＣＰＵ１７の処理結果に基づいて、サンプルゲートの位
置を示すマークの発生制御を行うものであり、発生され
たマーク情報はＤＡＣ２３を介してＴＶモニタ２４に送
出される。

次に、上記のように構成された実施例装置の作用につい
て説明する。

第２図は動作タイミングを示し、第３図及び第４図は表
示例を示している。

システムコントローラ１９の制御下で送信駆動回路１２
より、所定の遅延時間が付与された駆動パルスが出力さ
れ、この駆動パルスによって超音波プローブ１１の各振
動子が励振される。これにより被検体く図示せず）に向
けて超音波が送波され、送波された超音波の被検体より
の反射成分が再び同一の超音波プローブ１１によって受
波される。このようにして得られた超音波エコーは、プ
リアンプ１３を介して受信遅延回路１６に取込まれ、こ
こで送信時と同様に所定の遅延時間が付与された後に加
算され、検波回路２０及びパルスドプラ検波部２６に送
出される。

検波回路２０では、受信遅延回路１６よりの超音波エコ
ーの振幅検波が行われる。この検波用ノＪが超音波Ｂモ
ード像情報であり、これがＡＤＣ２１を介してＤＳＣ２
２に取込まれる。そしてこのＤＳＣ２２において走査変
換され、それがＤＡＣ２３を介してＴＶモニタ２４に送
出される。これによりＴＶモニタ２４にＢモード像が表
示される。

オペレータはこの表示画像を見ながら操作卓１０のキー
ボード、トラックボール等を介して所望の血流速診断部
位にサンプルゲートＳ２（これが本発明における第１の
サンプルゲートに相当する）を設定し、更にｒＨ−ＰＲ
Ｆモード」をオンする。するとＣＰＵ１７は、ＰＲＦの
設定可能ステップ、超音波の送受信の遅延時間等によっ
て定まる不感帯（一つのレートパルスでエコー信号を検
出できない時間）等、装置の制約条件を加味しながら、
そのときのサンプルゲートで設定可能な最大周波数にな
るようにＰＲＦ＠算出し、その値をシステムコントロー
ラ１９に送出する。これにより、本実施例装置はＨ−Ｐ
ＲＦモードとなる。

そして、この場合、従来装置と同様に、サンプルゲート
Ｓ２の他にＳｌ、Ｓ３が存在し、特に第３図に示す場合
にはＳｌの存在により血流速測定精度が大幅に低下する
おそれがある。

そこでオペレータは、操作卓１０を介してサンプルゲー
トＳ１（これが本発明における第２のサンプルゲートに
相当する）の位置移動を指令する。

尚、本実施例では、観測点での検出可能流速を、装置の
設定可能な最大値にしているので、Ｓｌは上方（ＰＲＦ
が下がる方向）にしか移動することができない。

ここで、サンプルゲートＳ１の移動前におけるレート周
期をＴ　ＰＲＦとし、このレートに対するサンプルゲー
トの位置をＴＳＧとし、更に、前記操作卓１０よりのサ
ンプルゲートＳ１の移動但をΔｔとすると、ＣＰＵ１７
は、 ＴＰＲＦ　’　＝ＴＰＲＦ＋Δｔ の演算実行により新たなレート周期ＴＰＲＦ’　を求め
、更に、 ＴＳＧ’　＝ＴＳＧ−Δｔ の演算実行によりサンプルゲートＳ１の新たな位置情報
Ｔ　ＳＧ’を求める（第２図参照）。そしてこれに基づ
いてシステムコントローラ１９は各部の動作を制御する
。

このようなサンプルゲート移動においては、結果的に８
１及びＳ３のみが移動され、血流速診断部位上の８２は
移動されない。すなわち、表示画面上訴たなサンプルゲ
ートＳ１′は上方に、また、新たなサンプルゲート３３
’　は下方に設定されるが、新たなサンプルゲートＳ２
′　についてはＳ２と同位置であり変化しない（第４図
参照）。これにより、血管３上よりサンプルゲートが外
される。

従って、システムコントローラ１９の制御下でサンプル
制御回路２５が動作しこれによってパルスドプラ検波部
２６より出力される位相検波出力中には、血管３におけ
る血流成分は存在せず、故に、周波数解析器２７では、
血流速診断部位すなわちサンプルゲートＳ２′設定部位
における血流速情報が高精度で求められ、それが、ＡＤ
Ｃ２１，ＤＳＣ２２及びＤＡＣ２３を介してＴＶモニタ
２４に表示される。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではない。

例えば、操作卓１０を介して、最初に適当なＰＲＦ＠設
定してからサンプルゲートＳ２を血流速診断部位に合わ
せるようにしてもよい。この場合には、ＰＲＦの設定に
よって８１又はＳ３を上下両方向に移動することができ
る。第５図はこの場。

合の動作タイミングを示しており、ＳｌをΔｔだけ下方
にずらすものとすると、 ＴＰＲＦ　’　＝ＴＰＲＦ−Δｔ ＴＳＧ’　　＝ＴＳＧ＋Δｔ となる。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、所望の血流速診断
部位への適切なサンプルゲート設定を行うことができ、
血流速情報を高精度で得ることができる超音波診断装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る超音波診断装置の一実施例を示す
ブロック図、第２図は本実施例装置の動作タイミング図
、第３図及び第４図は本実施例装置における表示例の説
明図、第５図は本発明の他の実施例の動作タイミング図
、第６図は折返し現象の説明図、第７図は通常のパルス
ドプラモードの説明図、第８図はＨ−ＰＲＦモードの説
明図である。 １０・・・操作卓 （第１の入力手段、第２の入力手段）、１７・・・ＣＰ
Ｕ　（変更制御手段）。 第 第 図 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被検体の超音波Ｂモード像上で所望の血流速診断部位に
   第１のサンプルゲートを設定する第１の入力手段を有し
   、この第１のサンプルゲートの設定情報に基づいて超音
   波エコーをサンプリングし、このサンプリング結果の周
   波数解析を行うことにより当該血流速診断部位の血流速
   情報を得る超音波診断装置において、前記第１のサンプ
   ルゲート設定部以外の位置に存在し前記周波数解析に悪
   影響を及ぼす第２のサンプルゲートの位置移動情報を入
   力する第２の入力手段と、この位置移動情報に従つて超
   音波のレート周波数を変更しつつ第２のサンプルゲート
   の位置を変更する変更制御手段とを有することを特徴と
   する超音波診断装置。