JPH03218739A - 超音波診断装置 - Google Patents

超音波診断装置

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JPH03218739A
JPH03218739A JP30910589A JP30910589A JPH03218739A JP H03218739 A JPH03218739 A JP H03218739A JP 30910589 A JP30910589 A JP 30910589A JP 30910589 A JP30910589 A JP 30910589A JP H03218739 A JPH03218739 A JP H03218739A
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JP
Japan
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switch
setting
ultrasonic
conditions
signal
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JP30910589A
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Nozomi Satake
望 佐竹
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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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該信号を周波数
解析回路で周波数解析しTVスキャン変換して超音波情
報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(ブローブ)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
を行ない超音波ビームの送波を行なう。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、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。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位置における
移動物体の運動情報を得ることができる。
この超音波ドプラ方法によれば、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
タ成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
除去し、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.ドプラ偏移の分散値,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(BDF
画像)と、Bモード像や血流情報の時間変化画像(FF
T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) 上記従来の超音波診断装置において、特にBDF画像は
断層面上での血流の有無,血流の方向を示すので、″循
環器に限らず、腹部,末梢血管等に用いられている。
ところで、このようなBDF画像を得るためには、次の
ようなスキャンの関係式が成立しなければならない。す
なわち、最大視野深度D waxとPRFとの間には Dsax −C (1/PRF−BL)/2− (1)
なる関係がある。ここでCは超音波の音速、PRFは超
音波送信パルス繰り返し周波数、BLはプランキング時
間である。
またフレームレートFrとPRFとの間にはF r−P
RF/ (mxn)− (2)なる関係がある。ここで
F『;フレーム数、m;ラスク数、n;データ数である
。このフレーム数Frは2次元血流像のリアルタイム性
に関係し、通常1秒間に8乃至30枚の画像を得ている
。ラスク数mを小さくすれば、ラスク密度が粗くなり、
画質劣化になる。
さらには低流速検出能Va+inとPRFとの間には Vain  −C  − PRF/  (2  f  
− n)  −  (3)なる関係がある。ここでfは
超音波の周波数である。
さらには高流速検出能V■aX Vaax −C−PRF/ (2 f ・2) − (
4)なる関係がある。なお上記PRFは超音波ラスクを
交互にスキャンする交互スキャン方式(BスキャンをB
IB2,BIB2・・・のように行なう)によれば、そ
の交互スキャン段数分すなわちPRF” −PRF/N
 (Nは交互段数)のように小さくなる。この交互スキ
ャン方式は、特願昭62−201244で既に公知であ
る。
このような最大視野深度Dmax,フレームレ−トFr
,低流速検出能V1n,高流速検出能V laXを変化
させるべく、従来は第5図に示すようにパネルSW20
を用いていた。バネルSW20におけるPRF,ラスタ
数m,データ数nは術者の設定により超音波診断装置を
動作させる複数のパラメータである。ここでPRFは例
えば3KHz〜12KHzの範囲を変化する。
術者が例えばPRFを3KHzから6KHzに変化させ
ると、上式よりFrは2倍に改善するが、Dmax ,
 Vm1nは逆に劣化する。
また術者がデータ数nを例えば12から24に変化する
と、上式よりV sinは2倍に改善されるが、F『は
逆に劣化する。
このように上記関係式から決定される限界がトレードオ
フの関係にあるので、術者が一つのパラメータを選択す
ると、ある条件は改善されるが、他の条件は劣化しある
程度犠牲になっている。
また術者は、対称部位や静動脈,本管・分肢等の血管の
種類に応じて前記複数のパラメータを設定し装置を最適
に設定しなければならない。この装置を最適に設定しな
ければ、正確な診断情報が得られず、疾患を見逃したり
、誤診したりすることになる。
そこで従来の装置にあっては、上記関係式の右式にある
PRF,ラスタ数,データ数などの複数のパラメータを
適切に設定し、装置を最適に設定していた。このため術
者は装置の原理を理解した上で複数のスイッチを操作し
なければならず、術者の熟練度を要するため、操作負担
になっていた。
そこで本発明の目的は、術者の熟練度を要することなく
、簡単な操作により最適な超音波診断情報を得る超音波
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。第1の発明は、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
で検出し周波数解析回路で周波数解析してこの信号をD
SCによりTVスキャン変換して超音波情報を表示する
超音波診断装置において、術者が臨床上設定すべき複数
の条件に対応した複数のスイッチを有する操作手段と、
この操作手段で設定されたスイッチにおける条件に適合
するように少なくとも前記送受波回路,DSCを動作さ
せるための複数のパラメータを設定する設定手段とを備
えたものである。
また第2の発明は、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周波数
解析回路で周波数解析してこの信号をDSCによりTV
スキャン変換して超音波情報を表示する超音波診断装置
において、前記被検体の診断部位の特徴に応じた複数の
ドプラパターンに対応する複数のスイッチを有する第1
の操作手段と、術者が臨床上設定すべき複数の条件に対
応した複数のスイッチを有する第2の操作手段と、前記
第1の操作手段で選択されたドプラパターンに従って前
記第2の操作手段における複数の条件の優先順位を設定
する設定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。操作手段により術者が必要とする条件を指示す
るスイッチを設定すると、装置で設定できる条件のうち
、前記のスイッチの条件に適合するように複数のパラメ
ータが設定されるので、このパラメータにより送受波回
路,DSCが制御される。その結果、術者が装置を熟知
してなくても、操作手段の特定のスイッチを設定するの
みで、従来のように複数のパラメータを設定するために
複数の操作を行なうことがなくなり、術者の操作負担を
軽減できる。また診断対象の血流の特徴に応じて装置の
最適な設定状態でフレーム数を上げたり、低流速検出能
を上げたり、折り返り速度(高流速レート検出能)を上
げることができ、良好な診断情報が得られる。
また設定手段により第1の操作手段で選択されたドプラ
パターンに従って第2の操作手段における複数の条件の
優先順位が自動的に設定されるので、条件を最適設定で
き、これにより良好な診断情報が得られ、しかも術者は
複数の条件のうちいずれの条件を優先すべきか操作する
必要がなくなり、術者の操作負担を大幅に軽減できる。
(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図は第1図に示す装置におけるバ
ネルSWI Oの詳細を示す図、第3図はフレーム数と
低流速検出能との関係を示す概略図、第4図はフレーム
数と高流速検出能との関係を示す概略図である。
本実施例が特徴とするところは、術者が臨床上設定すべ
き複数の条件に対応した複数のスイッチを有する操作手
段としてのパネルSW10と、このバネルSWI Oで
設定されたスイッチにおける条件に適合するように少な
くとも後述する送受波回路2,CFMユニット4,DS
C6を動作させるためのPRF,データ数,ラスク数等
の複数のパラメータを設定する設定手段12とを備えた
点にある。
この設定手段l2は例えば前記複数の条件に対応して予
めテーブルに記憶された複数のパラメータを記憶するメ
モリである。
前記バネルSWI Oは第2図に示すようにフレームレ
ートを設定するためのFRAMEスイッチ10a.低流
速検出能を設定するためのV sinスイッチ10b.
高流速検出能を設定するためのv waxスイッチ10
c,最大視野深度を設定するためのD epthスイッ
チ10dを有している。
前記送受波回路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も
のである。位相検出回路3aは前記送受波回路2からの
受信信号を位相検出しドプラ偏移信号を得るものである
。CFM4(カラーフローマッピング)は、位相検出回
路3aからの信号をカラー処理し、FFT5は前記位相
検出回路3aからの信号に基づき血流情報を周波数解析
するものである。
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Bモード検出しこの検出信号をDSC6に出力する。
ラスク制御部15は前記設定手段12からの設定された
複数のパラメータを入力し前記送受波回路2,CFM4
,DSC6を制御するものである。DSC6は前記CF
M4およびFFT5からの信号を書き込み、TVスキャ
ン変換し、モニタ7に出力している。
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。まず超音波探触子1は送受
波回路2により送信駆動され、超音波探触子1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。
そして送受波回路2からの受信信号はBモード処理部3
bによりBモード検出され、この検出信号はDSC6に
出力される。
また送受波回路2からの受信信号は位相検波回路3a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得られる。位相検波回路3aの出力
からクラッタ成分が除去されドプラ偏移信号を得る。さ
らにこの信号をFFT5により周波数解析し血流の向き
(順流または逆流)およびスベクトラムからなる血流速
度データを得るとともに、CFMユニット4によりカラ
ーフローマッピングされる。そしてこれらのデータはD
SC6に書込まれTVスキャン変換されてモニタ7に超
音波情報が表示される。
次にパネルSWにより第3図に示すように遷移設定する
場合について説明する。まずパネルSWI OのV s
inスイッチ10bを設定し、かつFRAMEスイッチ
10aをFAST設定する。
そうすると、設定手段12により対応するパラメータが
設定される。すなわち設定手段12により前記関係式に
従って、パラメータであるPRFを上げるかまたはデー
タ数nを減少させるので、交互スキャンによりV+si
nを維持しかつFrを上げるように遷移する。この遷移
されたPRFまたはデータ数nはラスタ制御部15によ
り送受波回路2,CFMユニット4,DSC6に与えら
れ、この条件により診断情報が表示される。
さらに第3図に示すようにパネルSWI OのFRAM
Eスイッチ10aを設定し、かツVsinスイッチ10
bをDOWN設定する。そうすると、設定手段12によ
り前記関係式に従って、交互スキャンによりPRF”を
下げるように設定されるので、F「を維持しかつV w
inを改善するように遷移する。この遷移されたPRF
”はラスク制御部15により送受波回路2,CFMユニ
ット4,DSC6に与えられる。
次に第4図に示すようにパネルSW10のV laXス
イッチ10cを設定し、かつFRAMEスイッチ10a
をFAST設定する。そうすると、設定手段12により
前記関係式に従って、パラメータであるデータ数nを減
らすように設定されるので、V waxを維持しかつF
rを改善するように遷移する。この遷移されたデータ数
nはラスタ制御部15により送受波回路2,CFMユニ
ット4,DSC6に与えられる。
さらに第4図に示すようにパネルSWIOのFRAME
スイッチ10aを設定し、かツVIIaxスイッチ10
cをUP設定する。そうすると、設定手段12により前
記関係式に従って、交互スキャンの段数を減らしパラメ
ータであるPRF”を上げるように設定されるので、F
rを維持しかつv waxを改善するように遷移する。
この遷移されたPRF”はラスク制御部15により送受
波回路2,CFMユニット4,DSC6に与えられる。
このように本実施例によれば、パネルSW10により術
者が必要とする条件を指示するスイッチを設定すると、
装置で設定できる条件のうち、前記のスイッチの条件に
適合するようにパラメータ(P R F,ラスク数,デ
ータ数)が設定されるので、このパラメータにより送受
波回路2.CFMユニット4,DSC6が制御される。
その結果、術者が装置を熟知してなくても、パネルSW
10の特定のスイッチを設定するのみで、従来のように
複数のパラメータを設定するために複数の操作を行なう
ことがなくなり、術者の操作負担を軽減できる。
また診断対象の血流の状態特徴に応じて装置の最適な設
定状態でフレーム数Frを上げたり、低流速検出能V 
sinを改善したり、折り返り速度v Ilaxを上げ
ることができ、良好な診断情報が得られる。
次に第2の発明について説明する。第6図は本発明に係
る超音波診断装置の第2の実施例を示す概略ブロック図
、第7図はパターンSW21の周辺回路を示す概略ブロ
ック図、第8図は被検体の診断部位の特徴に応じた複数
の流速パターンを示す概略図、第9図は設定回路22に
おける条件の優先度を示す概略図である。
本実施例は前記第1の発明に対して、前記被検体の診断
部位の特徴に応じた4つの流速パターンに対応する4つ
のスイッチ21a〜21dを有する第1の操作手段とし
てのパターンスイッチ21(以下パターンSWという。
)と、術者が臨床上設定すべき複数の条件に対応した複
数のスイ・ソチを有する第2の操作手段としてのパネル
SWI 1と、前記パターンSW2 1で選択された流
速パターンに従って前記パネルSW11における複数の
条件(以下臨床パラメータという。)の優先順位を設定
する設定手段としての設定回路22とを備えた点が異な
る。
前記流速パターンは、例えば第8図(a)に示すような
定常流,第8図(b)に示すような拍動流(緩パターン
),第8図(C)に示すような拍動流(急峻パターン)
,第8図(d)に示すような拍動流(双方向パターン)
などの各種のパターンがある。前記定常流は静脈用や末
梢近くの動脈などに適用し、第8図(b)〜第8図(d
)に示す拍動流は動脈や心腔内などでそれぞれの特徴に
従って適用する。第8図(d)に示す拍動流は順逆両方
向を含んでいるが、第8図(a)〜第8図(C)に示す
拍動流は順または逆流のみとなっている。
前記スイッチ21aは定常流を選択するスイッチであり
、スイッチ2lbは拍動流(緩パターン)を選択するス
イッチである。スイッチ21cは拍動流(急峻パターン
)を選択するスイッチであり、スイッチ21dは拍動流
(双方向パターン)を選択するスイッチである。
前記臨床パラメータは、零シフト,高フレームレート,
低流速検出能,高流速検出能,フレームの心拍同期から
なり、このうち高フレームレート,低流速検出能,高流
速検出能.零シフトは前記バネルSW11のFRAME
スイッチ10a,Va+inスイッチ10b,Vwax
スイッチ10C,零シフトを設定するZ ero S 
hift  スイ・ソチ10eにより設定されるものと
なっている。
前記流速パターンに応じて、診断情報として重要である
かいなかの前記臨床パラメータの優先順位(図中重要,
必要,不要の優先順位となっている。)、すなわち臨床
パラメータの優先度が設定回路22内のテープメモリに
予め登録されている。
次にこのように構成された実施例の作用について説明す
る。被検体の診断部位の特徴に応じたある流速パターン
がパターンSW2 1の特定スイ・ソチにより選択され
ると、パターンSW21から設定回路22に選択信号が
入力する。
そうすると、この選択信号により設定回路22内に格納
されたテープリメモリから前記選択した流速パターンに
従った優先的な臨床パラメータが読み出される。すなわ
ち第9図に示すように臨床パラメータの優先度に従って
複数のスイッチFRAMEスイッチ10a,Vainス
イッチ10b,VlaXスイッチ10c,零シフトを設
定するZ ero S hift  スイッチ10eの
いずれかが優先的に設定される。例えば第8図(a)に
示す定常流であれば、パターンSW2 1 aを選択す
ることにより、設定回路22により第9図に示すように
低流速検出能が優先されるので、■一inスイッチ10
bが優先的に自動設定される。なおその他の流速パター
ンを選択しても、上記と同様な要領で流速パターンに対
応した特定のスイッチが優先的に自動設定される。
そしてパネルSW11において自動設定されたスイッチ
には予め所定の条件値がブリセットされているので、こ
のスイッチから条件値が設定手段12に出力される。さ
らに設定手段12以降の処理は、前記第1の実施例にお
ける処理と同様である。なお前記バネルSWI 1にお
ける各スイッチのブリセット値はFAST,SLOW,
UP,DOWNなどのスイッチにより微調整することが
できる。
このように本実施例によれば、設定回路22によりパタ
ーンSW21で選択された流速パターンに従ってパネル
SWI 1における複数の臨床パラメータの優先順位が
自動的に設定されるので、流速パターンをパターン化す
ることにより臨床パラメータを最適設定でき、これによ
り良好な診断情報が得られる。
また前記第1の実施例では術者がいちいち流速パターン
に応じて重要な臨床パラメータを自らパネルSWを操作
入力していたが、本実施例によれば、術者は複数の臨床
パラメータのうちいずれの臨床パラメータを優先すべき
か操作する必要がなくなり、術者の操作負担を大幅に軽
減できる。
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4つの流速パターンについて説明
したが、これに限定されることなく、例えば高流速,乱
流.広帯域(CWモード),狭帯域(PWモード)など
の種々のパターンであっても、臨床パラメータの優先度
を決定するとともに、条件値を最適化することができる
。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、操作手段により術者が必要とする条件
を指示するスイッチを設定すると、装置で設定できる条
件のうち、前記のスイッチの条件に適合するように複数
のパラメータが設定されるので、このパラメータにより
送受波回路,CFMユニット,DSCが制御される。そ
の結果、術者が装置を熟知してなくても、操作手段の特
定のスイッチを設定するのみで、従来のように複数のパ
ラメータを設定するために複数の操作を行なうことがな
くなり、術者の操作負担を軽減できる。また診断対象の
血流の状態特徴に応じて装置の最適な設定状態でフレー
ム数を上げたり、低流速検出能を改善したり、折り返り
速度を上げることができ、良好な診断情報が得られる。
また設定手段により第1の操作手段で選択されたドプラ
バターンに従って第2の操作手段における複数の条件の
優先順位が自動的に設定されるので、条件を最適設定で
き、これにより良好な診断情報が得られ、しかも術者は
複数の条件のうちいずれの条件を優先すべきか操作する
必要がなくなり、術者の操作負担を大幅に軽減し得る超
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実施例を示す
概略ブロック図、第2図は第1図に示す装置におけるバ
ネルSWI Oの詳細を示す図、第3図はフレーム数と
低流速検出能との関係を示す概略図、第4図はフレーム
数と高流速検出能との関係を示す概略図、第5図は従来
の超音波診断装置におけるバネルSW20の詳細を示す
図、第6図は本発明に係る超音波診断装置の第2の実施
例を示す概略ブロック図、第7図はパターンSWの周辺
回路を示す概略ブロック図、第8図は被検体の診断部位
の特徴に応じた複数の流速パターンを示す概略図、第9
図は設定回路における条件の優先度を示す概略図である
。 1・・・超音波探触子、2・・・送受波回路、3a・・
・位相検波回路、3b・・・Bモード処理部、4・・・
CFMユニット、5・・・FFT,6・・・DSC,7
・・・モニタ、10,11.20・・・パネルSW,1
2・・・設定手段、15・・・ラスク制御部、21・・
・パターンSW122・・・設定回路。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (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周波数解析回路で周
    波数解析してこの信号をDSCによりTVスキャン変換
    して超音波情報を表示する超音波診断装置において、術
    者が臨床上設定すべき複数の条件に対応した複数のスイ
    ッチを有する操作手段と、この操作手段で設定されたス
    イッチにおける条件に適合するように少なくとも前記送
    受波回路、DSCを動作させるための複数のパラメータ
    を設定する設定手段とを具備したことを特徴とする超音
    波診断装置。
  2. (2)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周波数解析回路で周
    波数解析してこの信号をDSCによりTVスキャン変換
    して超音波情報を表示する超音波診断装置において、前
    記被検体の診断部位の特徴に応じた複数のドプラパター
    ンに対応する複数のスイッチを有する第1の操作手段と
    、術者が臨床上設定すべき複数の条件に対応した複数の
    スイッチを有する第2の操作手段と、前記第1の操作手
    段で選択されたドプラパターンに従って前記第2の操作
    手段における複数の条件の優先順位を設定する設定手段
    とを具備したことを特徴とする超音波診断装置。
JP30910589A 1989-05-19 1989-11-30 超音波診断装置 Pending JPH03218739A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007244501A (ja) * 2006-03-14 2007-09-27 Toshiba Corp 超音波診断装置およびその画像処理方法、その画像処理プログラム

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JP2007244501A (ja) * 2006-03-14 2007-09-27 Toshiba Corp 超音波診断装置およびその画像処理方法、その画像処理プログラム

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