JPH03170134A - 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、例えば同一方向に走査を固定し被検体に超音
波を複数レート送波し、該被検体から得た超音波に基づ
き前記向一方向に指定したサンプル領域の各サンプル点
におけるＭモード像データ及び血流速のマツピングデー
タを得、表示手段にカラーフローマッピングしたＭモー
ド像を表示する超音波診断装置に関する。

（従来の技術） 従来より超音波診断装置においては、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（ブロープ）を
用い、リニア電子走査であれば、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
を行ない超音波ビムの送波を行なう。

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。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、ＴＶ
モニタ等に画像表示する。

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バ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、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。この
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８１構を運動させることによ
り超き波走査を行なう機械走査もある。

一方、映像法には超音波送受イ！に伴う信号を合成して
断層画像化するＢモード像以外に、第５図に示すように
同一方向固定走査（図中Ｍラインの観測点Ｐ。）による
Ｍモード像が代表的である。

このＭモード像は、＠記観測点Ｐ。の時間的変化を表示
したものであり、特に心臓の如く動きのある臓器の診断
には好適である。

また超音波ドブラ法は、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。具体的には超音波レートパルスを生体に送波し
、その反射波エコーの位相変化よりドプラ効果による周
波数偏移を得ると、そのエコーを得た深さ１立置におけ
る移動物体の運動情報を得ることができる。

この超音波ドブラ方法によれば、生体内における位置で
の血流の流れの向き、乱れているか整っているかの流れ
の状態を知ることができる。

次にこの超音波診断装置について説明する。超音波エコ
ーから血流情報を得るためには、超音波探触子および送
受波回路を駆動してある方向に超音波パルスを所定回数
繰り返し送波し、受波された超音波エコーを位相検波回
路により検波して位相情報すなわちドプラ信号とクラッ
タ或分とからなる信号を得る。この信号をＡ／Ｄ変換器
でディジタル信号化し、フィルタによりクラッタ成分を
除太し、血流によるドプラ偏移信号は自己相関方式など
の高速の周波数分析器により周波数分析し、ドプラ偏移
の平均値，ドブラ偏移の分散値２　ドプラ偏移の平均強
度などを得る。

ここで超音波ビームをセクタスキャンの画面に対応させ
て一方側から他方側にスキャンしながら前述の一連の処
理を行なうことにより、２次元に分布する血流の情報を
検出することができる。そして前述の血流の方向および
速度を示した２次元血流速度画像等の血流情報（カラー
フローマッピング画像（以’ＦＣＦＭという。））と、
Ｂモード像や血流情報の時間変化画像とＭモード像とを
ＤＳＣ　（ディジタル・スキャン・コンバータ）にて重
畳合成し、モニタに表示する。

（発明が解決しようとする課題） 上述したように上記従来の超音波診断装置では、同一方
向に走査を固定し彼検体に超音波を複数レート送波し、
該被検体から得た超音波に基づき前記同一方向に指定し
たサンプル領域の各サンプル点におけるＭモード像デー
タ及び血流速のマツピングデータを得、これらのデータ
をフレームメモリから読み出し表示手段にカラーフロー
マッピングしたＭモード像を表示することもできる。

例えば第６図に示すように観ａｌｌｊ点Ｐ。−Ｐｎにお
ける時間的変化を示すＭモード像を表示できると共に、
ドプラ法を用いて前記Ｍライン上に複数回レートの超音
波を送波して前記観測点Ｐ。−Ｐｎ（サンプル点）にお
ける位相変化を求め、これにより前記観ＡＰＪ点Ｐ。−
Ｐｎの血流速及び血流方向を測定し、カラーフローマッ
ピングしたＭモード像を得ることができる。

しかしながら、前記ドブラ法を用いた場合には、サンプ
ル領域を指定して、その領域のみのドプラ波形を取得す
るため、被検体の呼吸や拍動等で血管が移動する。特に
細い血管の場合には、血管が移動すると、サンプル点が
血管からはずれ、正確に血流量を求めることができなく
なるという問題があった。

そこで本発明の目的は、血管等の移動によりサンプル点
が移動しても、術者がサンプル点の移動を意識すること
なく、血流量を簡単に測定でき、これにより計測の精度
を向上すると共に、術者の操作負担を軽減し得る超音波
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） 本発明は上記の課題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、同一方向に走査を固定し
被検体に超音波を複数レート送波し、該被検体から得た
超音波に基づき前記同一方向に指定したサンプル領域の
各サンプル点におｊナるＭモード像データ及び血流速の
マツピングデ−夕を得、カラーフローマッピングしたＭ
モード像を表示する超音波診断装置において、前記Ｍモ
ード像の１走査線上における前記マツピングデータから
最高流速値を求め、順次各走査線につき最高流速値を求
める演算手段と、この演算手段で得た各走査線における
最高流速値に基づき一心拍の血流量．圧較差，平均流速
値等の各種の計測値を計測する計測手段とを備えたこと
を特徴とする。

（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。カラーフローマッピングしたＭモード像の１走
査線上におけるマツピングデータの中から最高流速値を
求め、順次各走査線の最高流速値を求め、例えば一心拍
の血流量を計測する場合には、前記最高流速値を一心拍
分積分し得られた流速値に血管の断面積を乗ずれば、正
確な血流量が得られる。

したがって、細い血管が移動してサンプル点が上下に移
動したとしても、サンプル点を正確に合わせることなく
、容易に血流量を求めることができる。これにより検査
の時間を短縮でき、計測の精度を向上でき、しかも術者
の作業負担を軽減できる。

（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１走査線上の最高流速値を求
める作用を説明するための図、第３図は最高流速値の時
間的変化を示す図、第４図は一心拍の最高流速値を示す
図である。第１図において、超音波探触子１は被検体に
対して超音波パルスの送受信をｉテう。送受波回路２は
、超音波探触子１を送信駆動して超音波を発生させ、被
検体からの反射超音波を受波する。

位相検波回路３ａは前記送受波回路２からの受信信号を
立相検波しドプラ偏移信号を得る。Ｂモード処理部３ｂ
は前記送受波回路２からの受信信号を包！８線検波して
Ｂモード画像信号を得、このＢモード画像信号をＤＳＣ
６に出力する。

Ｍモード処理部３ｃは、同一方向に走査を固定し被検体
に超音波を複数レート送波し、該披検体から得た超音波
に基づき前記同一方向に指定したサンプル領域の各サン
プル点におけるＭモード像データをＤＳＣ６に出力する
。

ＣＦＭ４は内部の図示しないＭＴＩフィルタにより前記
位相検波回路３ａからのドブラ偏移伯号を、カットオフ
周波数ｆｃによりフィルタ処理してドプラｆ≦号のみを
抽出し、さらに図示しない演算同路により前記ＭＴＩフ
ィルタからのドブラ信号に基づき、前記同一方向に指定
したサンプル領域の各サンプル点におけるマッピングデ
ータとしての血流速Ｖ，分故σ２，バヮーＰを演算する
。

ＤＳＣ６　（ディジタル・スキャン・コンバータ）は内
部にフレームメモリを有し、前記Ｂモード処理部３ｂ，
Ｍモード処理部３ｃ，ＣＦＭ４からのカラーフローマッ
ピングしたＭモード像データを前記フレームメモリに書
き込み、超音波スキャンからＴＶスキャンに変換してカ
ラー処理３１ｓ７に出力する。

前記カラー処理部７は前記ＤＳＣ６からの血流速Ｖ，分
散σ２，バヮーＰに基づき血流の方向を赤または青にカ
ラー変換し、血流速度の大きさを輝度に変換し、かつ分
散を緑に変換し、これらのカラー情報をモニタ９に出力
する。

スキャン回路１５は前記Ｍモード像の各走査線を順次ス
キャンする。

演算手段としての最高流速値サーチ回路１４は、前記Ｄ
ＳＣ６から前記Ｍモード像の１走査線上における前記マ
ッピングデータを読み出し、所定のサーチ範囲内で前記
１走査線上における最高流速値を求め、さらにスキャン
回路１５からのスキャン指令により、順次各走査線上に
おける最高流速値を求める。

最高流速値グラフ表示回路１６は前記最高流速値サーチ
回路１４からの各走査線の最高流速値に基づき最高流速
値の時間的変化をグラフ化して合成器８に出力する。

計測手段としての計測値演算回路１７は、前記最高流速
値サーチ回路１４からの最高流速値に基づき各種の計δ
ｌを行なうものであり、ＴＶ！（タイムベ，ロシティイ
ンテグラル）算出回路１７ａ，平均流速値算出回路１７
ｂ，血流量算出回路１７ｃ．圧較差算出回路１７ｄを備
えている。

前記ＴＶＩ算出回路１７ａは前記最高流速値サーチ回路
１４から順次人力する各走査線における最高流速値を少
なくとも一心拍分だけ積分する。

平均流速値算出回路１７ｂは、前記ＴＶＩ算出回路１７
ａから人力する流速積分値を用いて８１ξ均流速値を求
める。血流量算出回路１７ｃは前記平均流速値算出回路
１７ｂから人力する平均流速値Ｖを血菅の断面積Ｓに乗
ずることにより、一心拍の血流量（拍出量）を求める。

圧較差算出口路１７ｄは、前記最高流速値サーチ同路１
４から人力する最高流速値に基づき圧較差Ｐ−４Ｖ２を
求める。

合成器１８は前記最高流速値グラフ表示回路１６からの
データと前記＝１測値演算回路１７からの血流量及び圧
較差を合わせる。合戊器８はカラー処理部７からのカラ
ー表色したＭモード像と合成器１８からのグラフ化した
時間的変化を有する最高流速値及び血流量及び圧較差を
モニタ９に出力する。

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
て図面を参照して説明する。まず第６図に示すようにＭ
走査線上に固定走査し超音波を複数レート送波するもの
とする。またＭ走査線上に指定したサンプル領域の各サ
ンプル点Ｐ。−ＰｎのＭモード像データ及び血流速のマ
ツピングデータを得るものとする。

送受波回路２により繰り返しパルスに所定の遅延時間が
与えられた後、内部のパルサに送られ駆動パルスが形成
される。そしてこの駆動パルスは、超音波探触子１を駆
動し、この超音波探触子ｌからある方向に超音波パルス
を所定回数繰り返し送波する。

そして図示しない生体からの反射超音波を前記超音波探
触子１を介して前記送受波回路２で受波し、位相検波回
路３ａにより検波してドプラ偏移信号を得る。さらにＣ
ＦＭ４によりあるカットオフ周波数で前記ドプラ偏移信
号からクラッタ或分を除去してドブラ信号のみを得、さ
らに血流によるドブラ信号は周波数分析され、各サンプ
ル点Ｐｏ−Ｐｎのマツピングデータ、すなわちドプラの
速度Ｖ，分散σ２，パワーＰ等を得る。そしてこれらの
情報はＤＳＣ６のフレームメモリに書き込まれる。

一方、Ｍモード処理部３Ｃからの各サンプル点Ｐｏ−Ｐ
ｎのＭモード像データはＤＳＣ６に入力する。そして前
記ＤＳＣ６により前記血流情報は、ＴＶスキャン変換さ
れ、カラー処理部７によりカラー処理されて合成器８を
介してモニタ９にカラーフローマッピングしたＭモード
像が表示される。

次に前記モニタ９上のカラーフローマッピングしたＭモ
ード画像を見ながら、第２図に示すように前記Ｍモード
像における１走査線を指定する。

そしてスキャン回路１５は１走査線目から順次１走査線
毎に最終走査線目までスキャンする。これに伴って最高
流速値サーチ回路１４では、前記ＤＳＣ６から１走査線
毎のＭモード画像上のマツピングデータを人力し、この
１走査線上の範囲内での最高流速値を求める。

さらにスキャン口路１５により次の走査線にスキャンさ
れるので、前記ＤＳＣ６からの２走査線目のデータを入
力し、この２走査線目の前記サーチ範囲での最高流速値
を求める。このようにして順次１走査線目からスキャン
範囲内の最終走査線までの最高流速値を求める。

そしてスキャン範囲内で得られた最高流速値は、最高流
速値グラフ表示回路１６により第３図に示すように最高
流速値の時間的変化にグラフ化され、合成器１８に出力
される。

一方、計測値演算回路１７には前記最高流速値サーチ凹
路１４からＭモード像の各走査線における最高流速値が
順次入力する。そうすると、ＶＴＩ算出回路１７ａによ
り各走査線における最高流速値は一心拍分だけ積分され
、この積分値を基に平均流速値算出回路１７ｂにより平
均流速値Ｖが求められる。さらに血流量算出回路１７ｃ
で前記平均流速値Ｖを血管の断ｉＩｊ積Ｓに乗ずること
により、一心拍の血流量（拍出量）が求められる。

また圧較差算出回路１７ｄでは、前記最高流速値サーチ
回路〕４から人力する最高流速値に基づき圧較差Ｐ−４
　Ｖ２が求められる。

か゛くして合＋４３５３１８，合或器８を介してモニタ
９上にカラー表色したＭモード像とグラフ化した最高流
速値と血流量及び圧較差が同時に表示される。

このように本実施例によれば、最高流速値サーチ回路１
４によりカラーフローマッピングしたＭモード像の１走
査線上におけるマツピングデータの中から最高流速値を
求め、順次各走査線の最高流速値を求め、さらに計測値
漬算回路１７で例えば一心拍の血流量を計測する場合に
は、前記最高流速値を一心拍分積分し得られた流速値に
血管の断面積を乗ずれば、正確な血流量が得られる。

したがって、細い血管が移動してサンプル点か上下に移
動したとしても、サンプル点を疋確に合わせることなく
、容易に血流逗を求めることができる。これにより検査
の時間を短縮でき、計測の精度を向上でき、しかも術者
の作業負担を軽減できる。

また最高流速値の峙間的変化がグラフ表示できるので、
術者はサンプル点を正確に合わせる必要がなくなる。こ
れにより細い血管が移動してもサンプル点を意識するこ
となく、容易に最高流速値を求めることができ、術者の
作業負担を軽減でき、しかも検査の時間を短縮できる。

なお本発明は上述した実施例に限定されるものではない
。上述した実施例では、１走査線上に１つの血管が存在
する場合について説明したが、例えば前記１走査線上に
複数の血管等が存在する場合には、術者の所望とするカ
ラーフローマッピングのパターン領域のみを指定して前
述した処理を行なうようにしても良い。

また前記実施例ではＤＳＣ６内のフレームメモリからマ
ッピングデータを読み出したが、例えばＣＦＭ４から読
み出して同様な処理を行なうようにしても良い。このほ
か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、カラーフローマッピングしたＭモード
像の１走査線上におけるマッピングデータの中から最高
流速値を求め、順次各走査線の最高流速値を求め、例え
ば一心拍の血流量を計＃ｌｌＪする場合には、前記最高
流速値を一心拍分積分し得られた流速値に血管の断面積
を乗ずれば、正確な血流量が得られる。したがって、細
い血管が移動してサンプル点が上下に移動したとしても
、サンプル点をＩ確に合わせることなく、容易に血流童
を求めることができる。これにより検査の時間を短縮で
き、＝１゛測の精度を向上でき、しかも術者の作業負担
を軽減し得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大施例を示す
概略ブロック図、第２図は１走査線上の最高流速値を求
める作用を説明するための図、第３図は最尚流速値の時
間的変化を示す図、第４図は一心拍の最高流速値を示す
図、第５図は観測点における時間的変化を示すＭモード
像を表示した図、第６図はカラーフローマッピングした
Ｍモ−ド像を示す図である。 １・・・超音波探触了、２・・・送受波回路、３ａ・・
・位相検波回路、３ｂ・・・Ｂモード処理部、３Ｃ・・
・Ｍモード処理部、４・・・ＣＦＭ，６・・・ＤＳＣ，
７・・・カラー処理部、８，１８・・・合成器、９・・
・モニタ、１４・・・最高流速値サーチ回路、１５・・
・スキャン回路、１６・・・最高流速値グラフ表示回路
、１７・・・計／ＩＩ値演算回路、１　７　ａ・・・Ｔ
ＶＩ算出回路、１７ｂ・・・平均流速値算出回路、１７
ｃ・・・血流量算出回路、１　７　ｄ・・・圧較差算出
回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 同一方向に走査を固定し被検体に超音波を複数レート送
   波し、該被検体から得た超音波に基づき前記同一方向に
   指定したサンプル領域の各サンプル点におけるＭモード
   像データ及び血流速のマッピングデータを得、カラーフ
   ローマッピングしたＭモード像を表示する超音波診断装
   置において、前記Ｍモード像の１走査線上における前記
   マッピングデータから最高流速値を求め順次各走査線に
   つき最高流速値を求める演算手段と、この演算手段で得
   た各走査線における最高流速値に基づき一心拍の血流量
   、圧較差、平均流速値等の各種の計測値を計測する計測
   手段とを備えたことを特徴とする超音波診断装置。