JPH03112544A

JPH03112544A - ドプラ断層超音波診断装置

Info

Publication number: JPH03112544A
Application number: JP1253423A
Authority: JP
Inventors: Masato Ando; 安藤　昌人
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1989-09-28
Filing date: 1989-09-28
Publication date: 1991-05-14
Anticipated expiration: 2010-04-26
Also published as: JPH0736813B2

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】〔産業上の利用分野〕この発明は、断層データと血流データとを合成し、これ
らを１つの表示装置に二次元的に表示するドプラ断層超
音波診断装置に関する。

〔従来の技術〕

医用分野で用いられる超音波診断装置では、たとえば心
臓部の断層データをリアルタイムでモニタに表示したり
、またパルスドプラ法により特定部位の血流速度を測定
し、この分布を前記同様にモニタに表示することが行わ
れている。さらに、断層データをモニタに表示するとと
もに、ある特定部位の血流速度を、断層データが表示さ
れたモニタに並べて表示するようにしたものもある。

また、最近、血流速度を二次元的に把握するために、二
次元血流断層方式が採用されている。これは、断層デー
タに血流速度を合成し、血流速度を二次元で、しかもリ
アルタイムに表現するものである。すなわち、断層情報
及び血流情報が、それぞれディジタル化されて合成され
、Ｒ，Ｇ、Ｂのテレビジボン信号に変換されて、通常の
断層像の上に血流速度が重ねて表示されるとともに、検
出された血流の平均速度プロフィールがカラー表示され
るようになっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記のような二次元血流断層方式においては、血流分布
を示す各点の分解能が曖昧であり、また表示すイズによ
っては必要以上にサンプル点を取り、使用された超音波
周波数の分解能以上に細か（表示している場合がある。

たとえば、超音波の距離分解能が１胴程度である場合、
画像メモリが深さ方向に３００ビクセルで１００鴫の深
さの表示であるとす名と１．１００ｍｍ＋３．００ビク
セルで、１ビクセルあたり０．３３ｍｌ１１表示してい
ることになる。しかし、前述のように超音波の距離分解
能が１ｍｍであり、実際の分解能以上の細かさでもって
表示していることとなる。

一般に、断層像に対しては分解能の他に細かさも要求さ
れるが、血流分布を診断する場合には、血流速の細かな
変化よりも、異常血流の有無が重要となる。すなわち、
細かさよりも感度が重要となり、Ｓ／Ｎ比が悪いと正常
な測定結果が得られず、たとえばカラー表示さ゛れるべ
きところがカラー表示されなかったりするという問題が
ある。

この発明の目的は、二次元血流断層方式における血流分
布の分解能を外部から調整できるようにし、その分解能
を適当な値に調整することによってＳ／Ｎ比を改善する
ことを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係るドプラ断層超音波診断装置は、生体内に超
音波ビームを発射し、生体内から得られた反射信号に基
づいて生体内の断層像及び血流情報を表示するＪう１に
したものである。そして、積分手段と、積分時間制御手
段とを備えている。

前記積分手段は、ドプラ信号処理系で得られる反射エコ
ー信号と参照波信号のミキシング出力を、所定期間積分
するものであり、前記積分時間制御手段は、前記積分手
段の積分時間を制御するものである。

〔作用、〕

この発明においては、参照波信号と反射エコー信号のミ
キシング出力が所定期間にわたって積分され、その平均
値が１つのデータとされる。前記積分時間は、積分時間
制御手段により外部から任意に！Ｉ整できるようになっ
ている。

したがって、積分時間を適宜調整することにより、血流
データが平均化され、帯域が狭められるためにＳ／Ｎ比
が改善される。また、積分時間を長くとることによって
分解能は下がるが、使用している超音波の距離分解能程
度にしておけば、診断時に実質上問題となることはない
。

（実施例〕第１図は、来光”明の一実施例によるドプラ断層超音波
診断装置の全体概略構成図である。

プローブ１は、複数の微小振動子から構成されており、
送受波回路２に接続されている。送受波回路２は、超音
波ビームを送波するための高周波パルス発振器、反射エ
コーを受信処理する受信器、電子走査を行うための遅延
回路及び遅延量選択回路等により構成されている。送受
波回路２には、基準となる参照波信号を発生する発振器
（Ｏ３Ｃ）３が接続されている。また送受波回路２の出
力は、ドプラ信号処理系４及び断層用信号回路５に接続
されている。

ドプラ信号処理系４は、ミキサー６．７を有している。

ミキサー６には、送受波回路２の出力と、発振器３の出
力を９０°移相する９０°移相器３０の出力とが入力さ
れており、ミキサー７には、送受波回路２の出力と発振
器３の出力とが入力されている。ミキサー６．７には、
それぞれＡ／Ｄ変換回路８．９と、積分回路ｔｏ、ｔｉ
と、ＭＴＩフィルター１２．１３とが接続されている。

Ａ／Ｄ変換回路ｄ、＋’９は、ミキサー６．７の出力に
得られるドプラシフト信号（以下、単にドプラ信号と記
す）のリアルパート及びイマジナリパートをディジタル
信号に変換するものである。また、積分回路１０．１１
は、前記Ａ／Ｄ変換回路８゜９の出力を、それぞれ深さ
方向の数点で積分し１つのデータとするものである。な
お、積分するディジタルデータの個数は、制御回路１４
によって制御されるようになっている。また、ＭＴＩフ
ィルター１２．１３は、積分されたディジタルデータの
低周波成分を除去し、クラッタを除去するためのもので
ある。前記各ＭＴＩフィルター１２゜１３の出力は血流
演算回路１５に接続されている。

血流演算回路１５は、ＭＴ！フィルター１２．ｌ３の出
力を相関演算し、その平均血流値を演算するためのもの
である。

一方１．断層用信号処理回路５は、生体の断層データを
得るための回路であり、検波機能等を有している。そし
て、この断層用信号処理回路５の出力は、Ａ／Ｄ変換回
路１６を介して、前記血流演算回路１５の出方が入力さ
れるディジタルスキャンコンバータ（ＤＳＣ）１７に接
続されている。

ＤＳＣ１７の出力には、ＣＲＴモニタ１８が接続されて
いる。

第２図に積分回路１０．１１及び制御回路１４部分の詳
細を示す。積分回路１０は、ｎ段にわたってシリアルに
接続されたデータレジスタ２０と、各データレジスタ２
０の出力に接続されたゲート回路２１と、ゲート回路２
１の出力を加算する加算器２２と、この加算器２２の出
力を平均する平均値回路２３とから構成されている。そ
して、前記平均値回路２３の出力が第１図に示すＭＴＩ
フィルター１２に接続されている。制御回路１４は、Ｃ
ＰＵによって構成される制御部２４と、ゲートコントロ
ール回路２５とを有している。ゲートコントロール回路
２５は、前記各ゲート回路２１に対して、それぞれイネ
ーブル信号ＥＮ、〜「阻を出力するものである。

次に動作について説明する。

発振器３から基準信号としての参照波信号が出力される
と、こｄ信号は送受波回路２に送出され、これによりプ
「ゴーゾｌが駆動される。プローブｌからは超音波ビー
ムが生体内に送波され、この反射エコーがプローブ１に
より受波される。反射エコー信号は送受波回路２により
処理されて、ドプラ信号処理系４及び断層用信号処理回
路５に入力される。

ドプラ信号処理系４では、送受波回路２により得られた
エコー信号と、発振器３の参照波信号及びこれを９０°
移相した信号とを、それぞれミキサー６．７でミキシン
グしてクオドラチャ検波する。この検波出力は、図示し
ないフィルターで高調波成分がカットされた後、Ａ／Ｄ
変換回路８゜９に入力されてディジタル信号に変換され
る。そして、このディジタル信号は、制御回路１４によ
って指示された期間にわたって積分され、その積分出力
がＭＴＩフィルター１２．１３に入力される。ＭＴＩフ
ィルタ１２．１３では、低周波成分が除去されてクラッ
タが除去される。この後、血流演算回路１５に送られる
。血流演算回路１５では、相関演算→に１よって平均血
流が演算される。

この平均血流値はＤＳＣ１７に送出され、色付けが行わ
れるとともに、断層用信号処理回路５で得られた断層デ
ータと重ね合わせられてモニタ１日上に表示される。

次に、前記積分動作について詳細に説明する。

第２図に示すように、Ａ／Ｄ変換回路８の出力は各デー
タレジスタ２０に順に入力される。各データレジスタ２
０の出力はゲート回路２１を介して加算器２２に送出さ
れるが、ゲート回路２１は、イネーブル信号が「ロー」
でデータレジスタ２０の出力を加算器２２に送り、「ハ
イ」でデータ「０」を加算器２２に送出する。したがっ
て、イネーブル信号によって積分時間を設定することが
できる。前記イネーブル信号は、制御部２４からのデー
タに基づいて、ゲートコントロール回路２５で設定され
る。このようにして、各ゲート回路２１からの信号が加
算器２２で加算され、平均値回路２３に入力される。平
均値回路２３では、加算出力を積分時間で割り算するこ
とにより平均値が演算される。どの出力が第１図に示す
ＭＴＩフィルター１２に出力される。

いま、たとえば血流の距離分解能を３　＋ｍｎとし、Ａ
／Ｄクロックが５００ｎｓのサンプル間隔で、断層デー
タも同じサンプル間隔でサンプリングされ、その時間お
きに断層データがＤＳＣ１７の画像メモリ上に並べられ
ているとする。この場合、前記距離分解能に合わせて積
分時間を設定する場合は、下記の式で与えられる。

３ｍｍ＋ｃＸ２＝４μ５ｅｃＣ：超音波の音速（１，５Ｘ１０’　ｍｍ／５ｅｃ）したがって、血流信号のデータの加算回数は、４μｓｅ
ｅ１５００ｎｓ＝８となる。したがって、第２図において、イネーブル信号
ＥＮ、〜π玉”８を「ロー」とし、イネーブル信号Ｅ　
Ｎ　ｑ〜ＥＮ、、を「ハイ」とすると、８個のデータに
ついて積分され、これが平均化されることとなる。

このようにして得られた血流データは、第３図に示すよ
うに、′血流データ８個で断層データ１個分に相当し、
各断層データは、１個ずつ（５００ｎｓｅｃずつ）ずら
した血流データの加算平均値と重ね合わされてい（。

また、前述のように積分を行って分解能を定義し、血流
分布を表示した場合には、その積分時間に相当する血流
分布の分解能がモニタＩ８上に表示される。したがって
、オペレーターは、その画面上の分解能の表示を見なが
ら、感度及び分解能が最適となるような積分時間（分解
能）を設定することができる。

〔他の実施例〕

（ａ）　　前記実施例では、ミキサー６．７の出力をそ
れぞれ一旦ディジタル信号に変換した後に積分を行うよ
うにしたが、アナログ信号について、設定された時間に
わたって積分を行い、この積分結果をディジタル信号に
変換してＭＴＩフィルター１２．１３に接続するように
してもよい。

〔発明の効果〕

以上のように本発明では、反射エコー信号と参照波信号
のミー＋タング出力を積分するとともに、その積分時間
を適宜調節できるようにしたので、二次元血流断層装置
の血流分布の分解能を適宜定義することができ、Ｓ／Ｎ
比を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるドプラ断層超音波診断
装置の概略ブロック構成図、第２図はその積分回路及び
制御回路部分の詳細を示す構成図、第３図は血流データ
と断層データの対応を示す図である。３・・・発振器、４・・・ドプラ信号処理系、６，７・
・・ミキサー　１０．１１・・・積分回路、１４・・・
制御回路、２０・・・データレジスタ、２１・・・ゲー
ト回路、２２・・・加算器、２３・・・平均値回路、２
４・・・制御部、２５・・・ゲートコントロール回路。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）生体内に超音波ビームを発射し、生体内から得ら
れた反射信号に基づいて生体内の断層像及び血流情報を
表示するようにしたドプラ断層超音波診断装置において
、ドプラ信号処理系で得られる反射エコー信号と参照波信
号のミキシング出力を所定期間積分する積分手段と、前記積分手段の積分時間を制御する積分時間制御手段と
、を備えたドプラ断層超音波診断装置。