JPH03210248A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、超音波を被検体内へ送信すると共に診断部位
からの反射エコーを受信しこのエコー信号を処理して断
層画像及び血流画像を得て、心電同期表示が可能な超音
波診断装置に関し、特に血流計測において連続する複数
心拍について計測データを自動的に得ることができる超
音波診断装置に関する。

〔従来の技術〕

従来のこの種の超音波診断装置は、被検体に超音波を送
受信する探触子と、この探触子を駆動して超音波を打ち
出すと共に受信したエコー信号を処理して断層像情報及
び血流情報を得る超音波送受信部と、この超音波送受信
部からの画像信号を入力して表示のためにディジタル処
理するディジタルスキャンコンバータと、このディジタ
ルスキャンコンバータからの画像信号を入力して断層像
及びドプラスペクトル画像を表示する表示部と、上記被
検体の心電波形を検出する心電波検出部とを有して成っ
ていた。

そして、このような超音波診断装置において血流計測、
例えば血管の抵抗率ＲＩを計測するには。

第５図に示すように行っていた。第５図は、ある血管の
特定区間を通過する血流のドプラスペクトル画像Ｉｓを
示しており、この画像上で抵抗率ＲＩを計測する場合の
概念図である。ここで、第５図におけるグラフの横軸は
経過時間ｔを示し、縦軸はドプラ周波数ｆ（これは血流
の流速に比例する）を示している。また、このドプラス
ペクトル画像Ｉｓの画像輝度は、ある時刻での瞬時周波
数における血流の流量を示している。このような状態で
、上記血管の抵抗率ＲＩを計測するには、操作者が表示
部の画面上に表示されたカーソルＣを例えばトラックボ
ール等の人力装置を操作して適宜移動させ、まずａ点（
最高点）に合わせて最高ドプラ周波数Ａを求め、次にｂ
点（最低点）に合わせて最低ドプラ周波数Ｂを求める。

そして、このように求めた周波数Ａ、Ｂを用いて次の第
（１）式により、血管の抵抗率ＲＩを計算する。

−Ｂ ＲＩ＝□　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（１
）なお、第（１）式の演算は装置内のコンピュータで行
う。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、このような従来の超音波診断装置においては、
１心拍のドプラスペクトル画像Ｉｓを対象とし、操作者
が表示部の画面上に表示されたカーソルＣをトラックボ
ール等を手動で操作して移動し、上記ドプラスペクトル
画像ｂ 点に合わせることにより、■心拍について血管の抵抗率
ＲＩを求めていたので、連続する複数心拍について上記
と同様に血管の抵抗率ＲＩを計測する場合は、複数の心
拍について上記のカーソルＣをいちいち手動操作によっ
て移動し、所望の点に合わせなければならないものであ
った。すなわち。

上記カーソルＣの位置合わせの操作を複数の心拍分だけ
手動で繰り返さなければならないものであった・従って
、血流計測の操作が面倒で、装置の操作性が低下するも
のであ、った、また、各心拍ごとのカーソルＣの位置合
わせが一定とならず、計測誤差が生じることがあった。

そこで１本発明は、このような問題点を解決し、血流計
測において連続する複数心拍について計測データを自動
的に得ることができる超音波診断装置を提供することを
目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために１本発明による超音波診断装
置は、被検体に超音波を送受信する探触子と、この探触
子を駆動して超音波を打ち出すと共に受信したエコー信
号を処理して断層像情報及び血流情報を得る超音波送受
信部と、この超音波送受信部からの画像信号を入力して
表示のためにディジタル処理するディジタルスキャンコ
ンバータと、このディジタルスキャンコンバータからの
画像信号を入力して断層像及びドプラスペクトル画像を
表示する表示部と、上記被検体の心電波形を検出する心
電波検出部とを有する超音波診断装置において、上記ド
プラスペクトル画像上で血流を計測する関心領域を心電
波形のＲ波を時刻原点として設定する関心領域設定部と
、この設定された関心領域にて所定の血流計測をＲ波毎
に行う心電同期自動計測部と、この得られた計測データ
を統計処理して結果を出力する統計処理部とを設けたも
のである。

また、胎児など心電波形が得られない場合に対応して、
上記関心領域設定部とディジタルスキャンコンバータと
の間に、ドプラスペクトル画像上で１心拍時間を求め心
電波形のＲ波を擬似的に発生する擬似Ｒ波発生部を設け
ると効果的である。

〔作　用〕

このように構成された超音波診断装置は、関心領域設定
部によりドプラスペクトル画像上で血流を計測する関心
領域を心電波形のＲ波を時刻原点として設定し、心電同
期自動計測部で上記設定された関心領域にて所定の血流
計測をＲ波毎に行い、統計処理部により上記得られた計
測データを統計処理して結果を出力するように動作する
。これらにより、血流計測において連続する複数心拍に
ついて計測データを自動的に得ることができる。

Ｃ実施例〕 以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明
する。

第１図は本発明による超音波診断装置の実施例を示すブ
ロック図である。この超音波診断装置は、超音波を被検
体内へ送信すると共に診断部位からの反射エコーを受信
しこのエコー信号を処理して断層画像及び血流画像を得
て、心電同期表示が可能なもので、図に示すように、探
触子ｌと、超音波送受信部２と、ディジタルスキャンコ
ンバータ（以下ｒＤｓｃＪと略称する）３と、表示部４
と。

心電波検出部５とを有し、さらに関心領域設定部６と、
心電同期自動計測部７と、統計処理部８とを備えて成る
。

上記探触子１は、図示外の被検体に超音波を送受信する
もので、その内部には超音波の発生源であると共に反射
波を受信して電気信号に変換する振動子が内蔵されてい
る。超音波送受信部２は、上記探触子ｌを駆動して超音
波を打ち出すと共に受信したエコー信号を処理して断層
像情報及び血流情報を得るもので、図示省略したがその
内部には超音波打出回路及び受信増幅回路並びに検波器
さらにそれらの制御回路を有し、上記受信したエコー信
号を増幅、圧縮、検波してアナログの断層像信号を生成
すると共に、ドプラ検波部を有し、上記受信したエコー
信号を周波数分析して血流によりドプラ偏移を受けた信
号を取り出しアナログの血流情報信号を生成するように
なっている。ＤＳＣ３は、上記超音波送受信部２から出
力される画像信号を入力し、ディジタル化して記憶手段
に書き込むと共に読み出し、アナログ信号に変換して出
力するもので、その内部にはＡ／Ｄ変換器及びフレッシ
ュメモリ並びにＤ／Ａ変換器さらにそれらを制御する中
央処理装置ａ　（ＣＰＵ）を有している・また、表示部
４は、上記ＤＳＣ３から出力される画像信号を入力して
断層像及びドプラスペクトル画像を表示するもので、例
えばテレビモニタから成る。さらに、心電波検出部５は
、図示外の被検体の腕と足に取り付けられた心電計によ
り、第３図（ｂ）に示すような心電波形９を検出するも
ので、この心電波形９における心臓収縮開始時を示すＲ
波を利用して心電同期表示をするようになっている。

そして、このように構成された超音波診断装置による表
示画像の一例は、第２図に示すようになる。すなわち、
表示部４の画面１０の例えば左半分に診断部位の断層像
１１が表示される。この断層像１１の中には血管１２の
部分が表示されるが、この血管１２の部分において例え
ば矩形で示したようにサンプルマーカ１３を設定するこ
とにより、そのサンプルマーカ１３の内部の血流から得
られたドプラスペクトル画像Ｉｓが上記画面１０の例え
ば右半分に表示される。

二こで、本発明においては、上記ＤＳＣ３に対して関心
領域設定部６と、心電同期自動計測部７と、統計処理部
８とが接続されている。上記関心領域設定部６は、第２
図に示すドプラスペクトル画像Ｉｓ上で血流を計測する
関心領域を心電波形９のＲ波を時刻原点として設定する
もので、上記関心領域を任意に設定するための入力手段
として例えばトラックボール１４が接続されている。ま
た、心電同期自動計測部７は、上記関心領域設定部６に
よって設定された関心領域において所定の血流計測を心
電波検出部５で検出した心電波形のＲ波毎に行うもので
ある。さらに、統計処理部８は、上記心電同期自動計測
部７によって得られた計測データを統計処理して血流計
測の結果を出力するもので、その出力信号はＤＳＣ３へ
送出されるようになっている。

次に、このように構成された超音波診断装置における血
流計測の動作について、第３図を参照して説明する。こ
こで、血流計測は、第２図に示した画眞１０の一半部に
表示されるドブラスベクトル画像Ｉｓ上で行う。そして
、計測変数Ｖｉとしては以下のものが対象となる。

■指定時間帯の最高ドプラ周波数 ■　　〃　　の最低ドプラ周波数 ■　　　　　の平均ドプラ周波数 まず、操作者は、装置とのマン・マシン対話により、第
１図に示す関心領域設定部６に対して上記■〜■のいず
れかに対応する時間帯を取り込む。

このとき、上記関心領域設定部６は、各計測変数Ｖｉに
対し、第３図（ａ）に破線で示すように縦線２本からな
る時間帯マーカ１５をドプラスペクトル画像Ｉｓ上の決
められた位置、例えば中央部に表示する。

次に、操作者は、第１図に示すトラックボール１４を操
作して上記時間帯マーカ１５を所望の位置に移動させる
と共に、所望の時間間隔にセットする。このとき、上記
トラックボール１４を例えば左右方向に回転させると、
関心領域設定部６は時間帯マーカ１５の全体を左右方向
に平行移動させ１前後方向に回転させると１時間帯マー
カ１５の２本の縦線の間隔を拡大または縮小させるよう
になっている。このようなトラックボール１４の回転操
作により、上記時間帯マーカ１５が所望の位置と時間間
隔にセットできたら、操作者は、該トラックボール１４
に付属する承認キーを押す。

すると、上記関心領域設定部６は、時間帯マーカ１５の
左右２本の縦線の時間座標を、それぞれその指定時間帯
の下限時刻Ｔｌｉ及び上限時刻Ｔｕｉとして取り込む、
このときの時間軸ｔの座標原点Ｏは、第１図に示す心電
波検出部５から供給される心電波形９（第３図（ｂ）参
照）の最新のＲ波の出現時刻ｔ　ｒ　（＜Ｔｌ１）とさ
れている。

このようにして、計測すべき総ての計測変数Ｖｉ　（ｉ
＝１，２．・・・、Ｎ）の指定時間帯（Ｔｌｉ。

Ｔｕｉ）が取り込まれると、その後の処理は、心電同期
自動計測部７に自動的に移る。そして、この心電同期自
動計測部７では、第３図（ｂ）に示す心電波形９のＲ波
に同期して、総ての計測変数ＶｉについてＲ波からの成
る時間ｔｄのタイミングで繰り返し計測を行う、すなわ
ち、計測変数Ｖｉに対してまずドプラスペクトル画像Ｉ
ｓ上で指定時間帯（Ｔｌｉ、Ｔｕｉ）を設定し、次にこ
の指定時間帯内において計測変数Ｖｉを計測する。この
計測する内容は、前述の■、■、■のいずれか一つであ
り、計測変数Ｖｉによって固有に決まる０例えば。

■の場合は、超音波信号のドプラスペクトルのパワーが
最大となる周波数、すなわちドプラ中心周波数の時間帯
（Ｔｌｉ、Ｔｕｔ）における最高周波数を求め、これを
計測変数Ｖｉの計測値とする。■の場合は、同様にして
最低周波数を求め、■の場合は、同様にして平均周波数
を求める。

次に、上記のようにして一つの心拍のＲ波について計測
が終了すると、下記に示すＭ個の診断メジャーｆｔ＊Ｌ
ｔ・・・、ｆＭ　を計算し、その次の心拍のＲ波の計測
に移る。

二二で、上記の診断メジャーの一例としては、前述の第
（１）式で示した抵抗率ＲＩがある。

次に、上記の診断メジャーの計算結果は、ｌＲ計処理部
８へ送られる。この統計処理部８では、各心拍のＲ波毎
に送られてくる診断メジャーの計算結果について例えば
５心拍分の統計処理を行う。

この統計処理としては、各Ｒ波について過去数心拍分の
平均値と標準偏差値とを求める移動平均法を採用し、こ
れらの計算結果を表示部４の画面１０の一部に現在のＲ
波についての計算結果と対比させて表示する。

なお、以上の説明においては、計測変数Ｖｉは、ドプラ
周波数を用いたが１本発明はこれに限らず、上記ドプラ
周波数は血流速度に比例するものであるので、ドプラ周
波数に代えて血流速度を用いてもよい。

また、第１図に示した関心領域設定部６と心電・同期自
動計測部７とにおいて、隣り合う二つのＲ波の時間間隔
の変動の影響を最小化させるため。

各Ｒ波におけるＲ波の時間間隔を正規化する機能を持た
せてもよい。

さらに、上記関心領域設定部６に時間帯マー力１５によ
る指定時間帯の設定に関する学習機能を持たせてもよい
。すなわち、前回の計測時の指定時間帯を記憶させてお
き、次回の関心領域設定部６の起動時には、上記記憶さ
れた指定時間帯に相当する時間帯マーカ１５をドプラス
ペクトル画像Ｉｓ上に直ちに表示するようにしてもよい
。この場合は、次の計測における時間帯マーカ１５によ
る指定時間帯の設定が容易となる。

第４図は本発明の第二の実施例を示すブロック図である
。この実施例は、関心領域設定部６とＤＳＣ３との間に
、ドプラスペクトル画像Ｉｓ上で１心拍時間を求め心電
波形のＲ波を擬似的に発生する擬似Ｒ波発生部１６を設
けたものである。この擬似Ｒ波発生部１６は、胎児など
のように心電波形が得られないものを被検体とする場合
に用いるもので、第２図に示すように画面１０に表示さ
れた母体等についてのドプラスペクトル画像Ｉｓを観察
し、その画像Ｉｓ上で心拍毎に現われるスペクトルパワ
ーのピークに着目して操作者がトラックボール１４を操
作し、相前後する二っのピークにカーソルＣをそれぞれ
合わせることにより、１心拍時間を求めてこれを１周期
として胎児についてのＩく波を擬似的に発生するように
なっている。

この場合は、胎児などのように心電波形が得られない被
検体であっても、擬似Ｒ波発生部１６によって擬似的に
発生したＲ波を用いて、血流計測を自動的に行うことが
できる。なお、本実施例においては、上記のようにして
１心拍時間が求められれば、相前後する二つのピークに
続く三つ目のピークを自動的に検知することができる。

これにより、心拍時間の変動に対してＲ波を擬似的に発
生する時間間隔を追従させて変化させることができる。

なお、第１図及び第４図の実施例においては、探触子１
及び超音波送受信部２によって超音波画像を収集しなが
ら計測する場合について説明したが、本発明はこれに限
らず、図示省略の外部記憶装置に予め蓄えられた超音波
画像データを読み出し、これをＤＳＣ３へ供給して過去
の収集データについて計測してもよい。

〔発明の効果〕

本発明は以上のように構成されたので、関心領域設定部
６によりドプラスペクトル画像Ｉｓ上で血流を計測する
関心領域を心電波形９のＲ波を時刻ＩＳ点として設定し
、心電同期自動計測部７で上記設定された関心領域にて
所定の血流計測を１く波毎に行い、統計処理部８により
上記得られた計測データを統計処理して結果を出力する
ことができる。これらにより、血流計測において連続す
る複数心拍について計測データを自動的に得ることがで
きる。従って、従来のように操作者がドプラスペクトル
画像Ｉｓに対してカーソルＣの位置合わせの操作を複数
の心拍分だけ手動で繰り返す必要はない。このことから
、血流計測の操作を容易とすることができ、装置の操作
性を向上することができる。また、手動操作の手順が少
なくなるので。

計測誤差を少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による超音波診断装置の実施例を示すブ
ロック図、第２図は超音波診断装置による表示画像の一
例を示す説明図、第３図はその血流計測の動作について
説明するためのグラフ、第４図は本発明の第二の実施例
を示すブロック図、第５図は従来の超音波診断装置にお
ける血流計測の状態を説明するための概念図である。 １・・・探触子、　２・・・超音波送受信部、　３・・
・ディジタルスキャンコンバータ（ＤＳＣ）、　４・・
・表示部、　５・・・心電波検出部、　６・・・関心領
域設定部、　７・・・心電同期自動計測部、　８・・・
統計処理部、　９・・・心電波形、　　１１・・・断層
像、　１４・・・トラックボール、　　１５・・・時間
帯マーカ、１６・・・擬似Ｒ波発生部、　　Ｉｓ・・・
ドプラスペクトル画像。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被検体に超音波を送受信する探触子と、この探触
   子を駆動して超音波を打ち出すと共に受信したエコー信
   号を処理して断層像情報及び血流情報を得る超音波送受
   信部と、この超音波送受信部からの画像信号を入力して
   表示のためにディジタル処理するディジタルスキャンコ
   ンバータと、このディジタルスキャンコンバータからの
   画像信号を入力して断層像及びドプラスペクトル画像を
   表示する表示部と、上記被検体の心電波形を検出する心
   電波検出部とを有する超音波診断装置において、上記ド
   プラスペクトル画像上で血流を計測する関心領域を心電
   波形のＲ波を時刻原点として設定する関心領域設定部と
   、この設定された関心領域にて所定の血流計測をＲ波毎
   に行う心電同期自動計測部と、この得られた計測データ
   を統計処理して結果を出力する統計処理部とを設けたこ
   とを特徴とする超音波診断装置。
2. （２）上記関心領域設定部とディジタルスキャンコンバ
   ータとの間に、ドプラスペクトル画像上で１心拍時間を
   求め心電波形のＲ波を擬似的に発生する擬似Ｒ波発生部
   を設けたことを特徴とする請求項１記載の超音波診断装
   置。