JPH0368694B2

JPH0368694B2 -

Info

Publication number: JPH0368694B2
Application number: JP57199076A
Authority: JP
Inventors: Ikuji Seo
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1982-11-15
Filing date: 1982-11-15
Publication date: 1991-10-29
Also published as: JPS5988137A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の技術分野］本発明は、超音波ドプラ法を用いた血流情報の
検出と超音波反射法を用いた超音波断層像の表示
とを同時に行い、血流量を正確に求めることを可
能ならしめる超音波診断装置に関するものであ
る。

［発明の技術的背景］被検体内の超音波反響断層像、特に心臓の断層
像に加えて、心臓内に流れる血流動態も同時に観
察することが臨床的に有効であることが知られて
いる。

この血流動態の超音波による検出方法として、
距離分離能の秀れたパルス変調ドプラ法、または
Ｍ系列変調ドプラ法が挙げられる。

また、これら超音波ドプラ法と現存する電子走
査形超音波診断装置とを組合わせた複合装置につ
いては、例えば第31回日本超音波医学会講演論文
集、1977年183頁以降に発表されている。

さらに、近年では、血流の定量化が要求されて
おり、絶対血流速度、血流量を求める必要があ
る。このために、超音波ドプラ法において次の２
つの方法が考えられている。

まず１つは、第１図に示すごとく、小さなサン
プルボリユームを血管の径方向に少しずつ動かし
て、各ポイントでの流速Ｖ１，Ｖ２，Vnを求め
てそれらの平均を取つて平均流速、血流量等を求
める方法。

もう１つは、第２図に示すごとく、大きなサン
プルボリユームで全血管径を覆うようにして、そ
のサンプルボリユーム内の超音波音場は一様であ
ると仮定して、平均流速Ｖを測定し、さらに断面
積Ｓをかけて血流量を求める方法である。

［背景技術の問題点］しかしながら、上記の前者の方法は、多くのポ
イントで流速を求める必要があり、短時間に計測
を行うとすれば回路規模が大きくなり過ぎ実用的
でない。一方、後者の方法では、一様な超音波音
場で血管を覆うことは実際には困難である。例え
ば、セクタ電子スキヤンの場合、第３図のよう
に、セクタ用トランスデユーサ２から放射される
超音波音場３は偏平な形をしている。従つて、第
１、２図に示す断層像のように血管を表示する
時、すなわち、振動子のアレー方向と血管の長軸
断面とを一致させて表示する場合、第４図ｂの横
断面図に示すようにその超音波ビームは完全に全
血管断面を覆わない。

アレープローブの場合、アレー方向に対して
は、可変口径や可変フオーカスの手法により超音
波ビームを太くすることも可能であるが、それと
垂直方向（レンズ方向）では、上記手法を使うこ
とがむつかしい。なぜならば、レンズ方向にも振
動子を分割して電極を引き出しそれぞれの振動子
にそれぞれ異なつた遅延時間を与えて駆動しなけ
ればならない。

現在のところ、その回路規模の点からレンズ方
向に対してビームの太さを変えるのは不可能であ
る。

以上のように、大きな超音波音場の一様なサン
プルボリユームで全血管径を覆うのは困難であ
る。

［発明の目的］本発明は上記欠点に鑑みてなされたもので、任
意の血管の断面を充分カバーできる幅広い超音波
ビームをあてて、その血管内を流れる血流の平均
速度、又は血流量を求めることのできる超音波診
断装置を提供することを目的とする。

［発明の概要］この目的を達成するために本発明は２組のアレ
ートランスデユーサを互いの超音波ビーム走査面
が直交するよう配列した探触子と、これらアレー
トランスデユーサに駆動パルスを供給し超音波ビ
ームを送波するとともに受波する送受信手段と、
アレートランスデユーサからの受信信号を検波し
Ｂモード断層像を表示する手段と、アレートラン
スデユーサからの受信信号よりサンプルボリユー
ムのドプラ偏移信号を抽出するドプラ検出手段
と、ドプラ偏移信号抽出時に前記走査面のＢモー
ド断層像に基づき所望のサンプルボリユーム内の
超音波音場が一様になるよう前記送受信手段に対
して超音波ビームのビーム幅の制御を行う制御手
段とを備えたことを特徴とする超音波診断装置で
ある。

［発明の実施例］第５図に本発明の一実施例の回路構成を示す。

以下この実施例について説明する。基準発振器
１８は例えば水晶発振器により構成されている。
この力は、分周器１７に入力されＮ分周（Ｎは整
数、例えばＮ＝500、fo＝2.5MHz）されて、周波
数5KHzのレート周波数の信号を出力する。遅延
回路１３の各遅延線はそれぞれｎ個のパルサー１
２に接続され、前記分周器１７から出力されるレ
ートパルスが所定時間遅延されるものであり、こ
の遅延時間の決定、制御については、送波用の遅
延回路１３も含めて主制御回路１９によつて達成
され超音波ビームを発射する方向を決定すること
ができる。

パルサー１２の出力はアナログスイツチ１１を
介して２つのトランスデユーサ１０ａ，１０ｂの
うち一方の各振動子に入力される。主制御回路２
０により、上記アナログスイツチ１１は制御さ
れ、互いに垂直な面の断層を得るためのトランス
デユーサ１０ａ，１０ｂの選択が行なわれる。

これらのトランスデユーサの一方が、パルサー
１２により付勢された超音波パルスが発射され、
送波超音波パルスの位相のそろつた方向に超音波
ビームが送波されることになる。

この送波された超音波ビームの反射波は、再び
選択されたトランスデユーサ１０ａもしくは１０
ｂにより受けられ、プリアンプ１４で各々増幅さ
れた後、遅延回路１５で各々所定時間遅延され
る。

一般的には、送波用遅延回路１３、受波用遅延
回路１５は同じ遅延時間を与えるよう制御される
ものであることから、どちらかをもつて兼用され
る。遅延回路１５で所定の遅延が与えられた反射
信号は、加算回路１６において加算合成された
後、検波器２２及びミキサ回路２４に分岐出力さ
れる。

検波器２２に入力された反射信号は、検波され
Ｂモード超音波断層像を表示装置２３に表示す
る。

また、血流情報を得る構成として、加算回路１
６からの反射信号を位相検波するミキサ回路２４
と、この位相検波された反射信号のうち任意に設
定される深さの信号のみをサンプリングするレン
ジゲート回路２１と、このサンプリングされた信
号をサンプルホールドするサンプルホールド回路
２５と、このサンプルホールドされた信号のうち
血管壁等の血流信号以外の遅い動きによる周波数
成分をフイルタリングするバンドパスフイルタ２
６と、このフイルタ２６の出力を周波数変換し、
ドプラ偏移周波数fdを出力する周波数分析器
FFTとを備えている。このドプラ偏移周波数fd
と血流速Ｖとの間には fd＝2V（cosθ）／Ｃ・f0 で示される。

f0；超音波中心周波数（例えば2.5MHz）Ｃ；音速 θ；超音波ビームと血管とのなす角度従つて、ドプラ偏移周波数fdを求めれば、血管
を流れる平均流速Ｖを求めることができる。

このドプラ偏移周波数fdは、リアルタイム周波
数分析器２７により、時々刻々と表示装置２３に
表示される。

次に本発明の作用を第６図の概念図を用いて説
明する。トランスデユーサ１０ａ，１０ｂから超
音波ビーム５１，５２を送受波し、セクタ走査す
る。このセクタ走査面は血管１の縦断層面（血管
の長手方向面）、横断層面（血管の輪切り断面）
を含む。この得られた断層面をフリーズ（静止）
させ、超音波ビームと血管とのなす角度θを求め
る。次にこの状態で、トランスデユーサ１０ｂか
ら超音波ビーム５２が血管１を覆うようビーム幅
Ｗを調整して送受波し、血流によるドプラ偏移信
号を抽出する。

この時、主制御回路２０により、トランスデユ
ーサ１０ｂの口径を制御するか、［例えば遅延線
１３，１５の各素子（＃１〜＃ｎ）に与えるフオ
ーカスのための遅延時間をクリアする等］また
は、遅延制御回路１９により遅延時間を制御し、
フオーカス点を変えるなどし、超音波ビーム５２
のビーム幅Ｗを調整する。このようにして、超音
波ビームが、血管１を覆うようにする。

尚、本願発明は上記実施例に限定されるもので
はなく、例えばトランスデユーサ１０ａ，１０ｂ
より交互に超音波ビームを送波し、リアルタイム
のＢモード断層像を表示しながら、ドプラ偏移信
号を抽出するようにすることも可能である。

また、ドプラ血流計測を、トランスデユーサ１
０ａ，１０ｂで交互に行い、互いに直交する方向
より同時にドプラ偏移信号を抽出し、測定精度を
上げることもできる。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば血管の縦
断面（血管の長手方向断面）をＢモード断層表示
し、且つ血管の横断面（血管の輪切断面）をほぼ
覆う超音波ビームによりドプラ血流計測を行うこ
とができるため、きわめて正確な平均血流量を求
め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図及び第２図は、従来のドプラ血流計測方
法を示す概念図、第３図はアレートランスデユー
サによる超音波音場の概念図、第４図は血管と超
音波音場との位置関係を示した概念図、第５図は
本願発明の一実施例のブロツク図、第６図は本実
施例によるドプラ血流計測方法を示す概念図であ
る。１０ａ，ｂ……アレートランスデユーサ、１１
……アナログスイツチ、１２……パルサー、１３
……送波用遅延線、１４……プリアンプ、１５…
…受波用遅延線、１６……加算回路、１７……分
周期、１８……基準信号発生回路、１９……遅延
制御回路、２０……主制御回路、２１……レンジ
ゲート回路、２２……検波器、２３……表示装
置、２４……ミキサ回路、２５……サンプルホー
ルド回路、２６……フイルタ回路、２７……周波
数分析回路（FFT）。

Claims

【特許請求の範囲】

１２組のアレートランスデユーサを互いの超音
波ビーム走査面が直交するよう配列した探触子
と、これらアレートランスデユーサに駆動パルス
を供給し超音波ビームを送波するとともに受波す
る送受信手段と、アレートランスデユーサからの
受信信号を検波しＢモード断層像を表示する手段
と、アレートランスデユーサからの受信信号より
サンプルボリユームのドプラ偏移信号を抽出する
ドプラ検出手段と、ドプラ偏移信号抽出時に前記
走査面のＢモード断層像に基づき所望のサンプル
ボリユーム内の超音波音場が一様になるよう前記
送受信手段に対して超音波ビームのビーム幅の制
御を行う制御手段とを備えたことを特徴とする超
音波診断装置。