JPH05228144A - 超音波診断装置 - Google Patents

超音波診断装置

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Publication number
JPH05228144A
JPH05228144A JP4036509A JP3650992A JPH05228144A JP H05228144 A JPH05228144 A JP H05228144A JP 4036509 A JP4036509 A JP 4036509A JP 3650992 A JP3650992 A JP 3650992A JP H05228144 A JPH05228144 A JP H05228144A
Authority
JP
Japan
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ultrasonic
ultrasonic probe
doppler
scanning
arm
Prior art date
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Pending
Application number
JP4036509A
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English (en)
Inventor
Ichiro Sato
佐藤  一郎
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】ドプラ効果に拠る血流速度測定の際、角度依存
性を少なくする。 【構成】超音波プローブ10はアーム11によって支持
し、アーム11の両端及びその途中の所定折り曲げ点の
角度をポテンショメータ12a,12b,12cで検出
する。この検出信号からプローブ10の2次元的位置を
位置演算回路27で演算する。超音波プローブ10に
は、送受信部20、位相検波回路21、MTI演算部2
2などを接続。超音波プローブ10にセクタ電子走査を
一定周期で繰り返させる共に、そのプローブ10を被検
体2の体表に沿ってコンパウンド走査させる。複数回の
測定がなされたサンプルボリュームの位置のデータは、
書込み回路54において大きい方が採用される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、超音波診断装置に係
り、特に、カラードプラ断層法(CFM)と称される方
式の超音波診断装置に関する。
【0002】
【従来の技術】カラードプラ断層法は、二次元的に血流
情報(速度、向きなど)をリアルタイムで表示可能な診
断法として近年急速に普及してきた。このカラードプラ
断層法により超音波診断像を得る場合、従来、電子走査
ではセクタ方式、リニア方式、及びコンベクス方式が用
いられ、またメカニカル走査ではセクタ方式が用いられ
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ドプラ
法は、超音波信号が血流から散乱を受けることにより、
その受信周波数が送信周波数から僅かに偏移することを
利用して血流情報を求めるものであり、その偏移周波数
は、超音波信号の送受信方向と血流方向との成す角
度θの余弦値cosθに比例していることから、従来の
走査方式にあっては、いずれの場合でも、走査方向と直
角な方向の血流情報は得られないなど、カラードプラ情
報に「cosθ」による角度依存性があるという問題が
あった。
【0004】この発明は、上述した問題に鑑みてなされ
たもので、血流情報の角度依存性を少なくし、血流情報
の死角を減らす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。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1記載の発明に係る超音波診断装置では、超
音波エコー信号のドプラ効果に基づいて観測対象の流体
の速度情報を得る超音波診断装置において、超音波信号
を送受信可能な超音波プローブと、この超音波プローブ
を先端に支持し且つその超音波プローブを観測対象に対
して2次元的に操作可能なアームと、このアームに取り
付けられ且つ上記超音波プローブの2次元的位置に関す
る位置信号を検出する位置検出器と、この位置検出器の
検出位置信号に基づき超音波プローブの2次元的位置を
演算する位置演算手段と、上記超音波プローブに所定の
超音波走査を行わせる走査手段と、この走査手段による
超音波走査の超音波エコー信号に基づいて観測対象の断
層面内の各サンプリングボリュームのドプラ情報を演算
するドプラ演算手段と、上記超音波プローブを観測対象
に対してコンパウンド走査させたとき、上記ドプラ演算
手段によって複数回演算される同一サンプリングボリュ
ームのドプラ情報に対してはその中の最大値をドプラ情
報として採用する最大値処理手段とを備えた。
【0006】また、請求項2記載の発明に係る超音波診
断装置は、超音波エコー信号のドプラ効果に基づいて観
測対象の流体の速度情報を得る超音波診断装置におい
て、超音波信号を送受信可能な超音波プローブと、この
超音波プローブを先端に支持し且つその超音波プローブ
を観測対象に対して2次元的に操作可能なアームと、こ
のアームを支持し且つそのアーム全体を残りの1次元方
向に移動可能なスライド機構と、上記アーム及びスライ
ド機構に取り付けられ且つ上記超音波プローブの3次元
的位置に関する位置信号を検出する位置検出器と、この
位置検出器の検出位置信号に基づき超音波プローブの3
次元的位置を演算する位置演算手段と、上記超音波プロ
ーブに所定の超音波走査を行わせる走査手段と、この走
査手段による超音波走査の超音波エコー信号に基づいて
観測対象の断層面内の各サンプリングボリュームのドプ
ラ情報を演算するドプラ演算手段と、上記超音波プロー
ブを観測対象に対してコンパウンド走査させたとき、上
記ドプラ演算手段によって複数回演算される同一サンプ
リングボリュームのドプラ情報に対してはその中の最大
値をドプラ情報として採用する最大値採用手段とを備え
た。
【0007】
【作用】請求項1記載の発明に係る超音波診断装置で
は、超音波プローブを体表に沿って低速度で移動するこ
とにより、セクタ走査等の超音波走査及びコンパウンド
走査が並行して実施され、血流などの速度が求められ
る。このとき、超音波プローブを支持しているアームは
幾何学的軌跡を描くから、そのマニュアル移動に伴うプ
ローブ位置は位置検出器及び位置演算手段により求めら
れ、画素に対応する各サンプルボリュームの位置が特定
される。同一のサンプルボリュームに複数回の測定が実
施されるときは、プローブに接近するか遠ざかるかの各
方向において、絶対値の大きい方の値が流速として採用
される。このように、セクタ走査などの超音波走査に加
えて、コンパウンド走査及び最大値処理を加えることに
より、単独走査モード時の角度依存性を減らすことがで
きる。また、請求項2記載の発明に係る超音波診断装置
では、とくに、角度依存性の少ない、3次元の流速デー
タを収集できる。
【0008】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図1、図2を参
照して説明する。
【0009】図1において、符号1はカラードプラ断層
法の診断を実施する超音波診断装置、符号2は被検体、
符号3は被検体2を載せる天板である。
【0010】超音波診断装置1は、オペレータが被検体
2に当接させて手動でコンパウンド走査を行う超音波プ
ローブ10と、この超音波プローブ10を支持するアー
ム11と、このアーム11に取り付けられたポテンショ
メータ12a,12b,12cと、これらの超音波プロ
ーブ10及びポテンショメータ12a〜12cに電気的
に接続された装置本体13とを備えている。
【0011】アーム11は、金属などで形成された棒状
アームであり、そのアーム11の先端には図示のように
ポテンショメータ12aを介して超音波プローブ10が
取り付けられている。またアーム11は、その途中位置
に挿入されたポテンショメータ12bを介して2本に折
り曲げ自在に成っている。さらに、アーム11の他端側
は、ポテンショメータ12cを介して天板3に取り付け
られている。このため、各ポテンショメータ12a〜1
2cは、それらの取り付け位置の折れ曲がり角度を検出
でき、その角度に対応した電圧信号θ〜θを出力で
きる。
【0012】装置本体13は、送受信部20、位相検波
回路21、MTI演算部22、デジタルスキャンコンバ
ータ(DSC)23、カラー処理回路24、D/Aコン
バータ25、モニタ26を備えるほか、位置演算回路2
7及びリセットボタン28を備えている。
【0013】位置演算回路27は、前記ポテンショメー
タ12a〜12cの出力角度信号θ〜θを受け、予
め決まっているアームなどの長さデータと合わせて、例
えば天板3に固定した一つのポテンショメータ12cの
位置を基準にした場合の、超音波プローブ10の先端の
超音波送受位置Qを算出するものである。
【0014】送受信部20は、基準発振器30を備え、
この基準発振器30がディレーライン31を介してパル
サ32に接続され、このパルサ32が超音波プローブ1
0に接続されている。また、超音波プローブ10は送受
信部20内でプリアンプ33に接続され、このプリアン
プ33の出力側がディレーライン31を介して加算器3
4に接続され、受信時の整相加算がなされる。ディレー
ライン31では、常に一定周期のセクタ走査が行われる
ように遅延がかけられる。
【0015】なお、送受信部20と超音波プローブ10
とを接続するケーブルは、前記アーム11の回りにルー
ス状態で這わされている。
【0016】位相検波回路21は、基準発振器30の出
力パルスに90度の位相差を与えるπ/2移相器40、
送受信部20の加算器34の加算信号が供給されるミキ
サ41a,41b、このミキサ41a,41bに個別に
接続されたローパスフィルタ42a,42bとを備えて
いる。ミキサ41a,41bには、基準発振器30及び
π/2位相器40の出力信号が参照信号として各々供給
されている。
【0017】また、MTI演算部22は、位相検波回路
21のローパスフィルタ42a,42bに個別に接続さ
れたA/D変換器50a,50bと、このA/D変換器
50a,50bに個別に接続され且つ不要な固定反射信
号を除去するMTIフィルタ51a,51bと、このM
TIフィルタ51a,51bに接続され且つドプラ信号
の分析を行う自己相関器52とを備えている。この自己
相関器52の出力側には更に、自己相関器52によって
分析された各サンプルボリュームのドプラ周波数(血流
速度)を一時的に記憶するメモリ53と、このメモリ5
3のデータ書込み、読出しを制御する書込み回路54、
読出し回路55と、メモリ53の記憶データを処理する
動脈・静脈分離回路56とが設けられている。
【0018】メモリ53は、被検体2の所定大きさの断
層面におけるサンプルボリュームの流速カラーデータを
記憶可能な領域を有している。書込み回路54は、位置
演算回路27から送られてくる位置情報Qに基づいて、
セクタ走査毎の各サンプルボリューム(画素に対応)の
位置に対応した記憶位置をメモリ53内に指定して、そ
の指定位置にドプラデータを記憶させる。また、書込み
回路54は、その書込み時に、それまで記憶しているド
プラデータとこれから記憶しようとするドプラデータと
を血流方向毎に比較し、絶対値の大きい方の値を記憶さ
せる最大値処理を行うようになっている。このため、例
えば、プローブへ向かう方向の流れであって、いま記憶
させようとしている流速が、それまで記憶している流速
よりも小さい場合は、それまで記憶している流速データ
がそのまま記憶され、データは更新されないが、大きい
場合は、更新される。
【0019】一方、リセットボタン28のリセット指令
は上記書込み回路54に供給される。このため、書込み
回路54は、リセット指令が出されたときには、メモリ
53内のそれまでのデータを全てクリヤできるようにな
っている。これにより、プローブ10の空中放置から診
断時への移行に対処できる。
【0020】読出し回路55は、所定タイミングでメモ
リ53内の記憶データを読み出し、そのドプラデータを
デジタルスキャンコンバータ23に供給する。
【0021】また、動脈・静脈分離回路56は、別途供
給されているECG信号を利用して、心臓の収縮期、拡
張期の各時相において、記憶している流速データを一定
時間内で比較し、その変化の状態をチェックして動脈、
静脈を分離できるようになっている。つまり、その一定
時間内で速度変化の多いものが動脈であり、速度変化の
少ないものが静脈である。この動脈・静脈分離回路56
は、分離したデータに対して、動脈は赤、静脈は青のカ
ラーデータを付与する。
【0022】デジタルスキャンコンバータ23は、MT
I演算部22で演算されたカラードプラ情報を標準テレ
ビ方式の画像データに変換するもので、その出力側はカ
ラー処理回路24及びD/Aコンバータ25を介してT
Vモニタ26に接続されている。
【0023】次に、この実施例の作用効果を説明する。
【0024】装置が起動すると、一定周期でセクタ電子
走査が自動的に繰り返される。そこで、オペレータは超
音波プローブ10を被検体2に当てながら、その当接位
置を体表面に沿ってほぼ一定速度でゆっくり(この速度
は、セクタ走査の繰り返し周期に比して十分に遅いとす
る)と図2に示す如く動かすことにより、セクタ走査と
手動によるコンパウンド走査とが並行して実施される。
例えば、超音波プローブ10が瞬間的には図2中のQ=
にあったする。この超音波プローブ10の先端の超
音波送受波位置Qは、位置演算回路27により、ポテン
ショメータ12a〜12cの出力信号θ〜θに基づ
き演算される。このため、Q=Qの位置のときのセク
タ電子走査に基づく各サンプリングライン位置が、書込
み回路54内で特定でき、そのセクタ電子走査の各サン
プリングラインに対応したメモリ位置に、自己相関器5
2の血流速度データが記憶される。
【0025】超音波プローブ10は、上記セクタ走査を
一定周期で繰り返しながら、オペレータによってゆっく
りコンパウンド走査され、瞬間的には図2におけるQ=
の位置に到達する。このとき、例えばP点のサンプ
ルボリューム位置に着目すると、このP点はQ=Q
ときとQ=Qのときとで重複して複数回走査される。
このように重複するサンプルボリューム位置の血流速度
データは、書込み回路54によって、その大きい方の値
がそのサンプルボリューム位置の流速として更新記憶さ
れる。
【0026】このような一連のセクタ走査及びコンパウ
ンド走査に伴う画像は、ほぼリアルタイムでモニタ26
に表示される。このとき、動脈・静脈分離回路56によ
って、拍動する動脈は赤、拍動しない静脈は青でカラー
表示される。
【0027】このように、セクタ走査とコンパウンド走
査とが並行して実施され、重複する走査位置の流速デー
タは最大値処理されるので、従来の角度依存性の問題を
解消できる。つまり、従来、例えば単独のセクタ走査に
よって死角となっていた部分の血流速度を、なるべくc
osθ=1となるビーム角度で良好に得ることができ
る。これと共に、その血流速度を動脈、静脈に分けて表
示できるので、診断も容易化される。
【0028】その他の実施例に係る超音波診断装置のア
ーム部分を図3に示す。図3には、図1におけるアーム
11が示されているが、このアーム11は、その全体を
被検体2の体軸方向、即ちZ軸方向にも移動可能になっ
ている。つまり、アーム11は、天板3に固定されたリ
ニアスライド機構60に取り付けられ、且つ、Z軸方向
に往復移動可能になっている。このZ軸方向の移動は、
第4のポテンショメータ61によって検出され、その検
出信号が前記実施例と同様の位置演算回路に供給される
ようになっている。このため、アーム11全体を体軸方
向に移動させながら、前記実施例と同様にセクタ走査及
びコンパウンド走査させることにより、3次元データを
良好に収集できる。
【0029】なお、上記各実施例においては、コンパウ
ンド走査と対を成す超音波走査がセクタ電子走査である
場合を説明したが、これは例えばリニア走査、コンベク
ス走査でもよいし、また、これに使うプローブはシング
ルプローブでもよい。
【0030】
【発明の効果】以上説明した如く、この発明に係る超音
波診断装置にあっては、超音波プローブの2次元的又は
3次元的走査の走査位置を演算できるようにし、診断に
際してはセクタ走査等の超音波走査及びコンパウンド走
査を組み合わせ、且つ、その組み合わせ走査によって複
数回測定される流速データは大きい方を採用するとした
ため、従来のような例えばセクタ走査単独に拠る、角度
依存性の影響を殆ど排除でき、方向性の無い、より正確
な流速の断層像を得ることができる。特に、請求項2記
載の発明に係る超音波診断装置では3次元の流速データ
を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る超音波診断装置の一実施例を示
す全体構成図。
【図2】セクタ走査とコンパウンド走査の関係を説明す
る説明図。
【図3】この発明のその他の実施例に係る、アーム部分
の部分斜視図
【符号の説明】
1 超音波診断装置 2 被検体 3 天板 10 超音波プローブ 11 アーム 12a,12b,12c ポテンショメータ 20 送受信部 21 位相検波回路 22 MTI演算部 27 位置演算回路 53 メモリ 54 書込み回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 超音波エコー信号のドプラ効果に基づい
    て観測対象の流体の速度情報を得る超音波診断装置にお
    いて、超音波信号を送受信可能な超音波プローブと、こ
    の超音波プローブを先端に支持し且つその超音波プロー
    ブを観測対象に対して2次元的に操作可能なアームと、
    このアームに取り付けられ且つ上記超音波プローブの2
    次元的位置に関する位置信号を検出する位置検出器と、
    この位置検出器の検出位置信号に基づき超音波プローブ
    の2次元的位置を演算する位置演算手段と、上記超音波
    プローブに所定の超音波走査を行わせる走査手段と、こ
    の走査手段による超音波走査の超音波エコー信号に基づ
    いて観測対象の断層面内の各サンプリングボリュームの
    ドプラ情報を演算するドプラ演算手段と、上記超音波プ
    ローブを観測対象に対してコンパウンド走査させたと
    き、上記ドプラ演算手段によって複数回演算される同一
    サンプリングボリュームのドプラ情報に対してはその中
    の最大値をドプラ情報として採用する最大値処理手段と
    を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
  2. 【請求項2】 超音波エコー信号のドプラ効果に基づい
    て観測対象の流体の速度情報を得る超音波診断装置にお
    いて、超音波信号を送受信可能な超音波プローブと、こ
    の超音波プローブを先端に支持し且つその超音波プロー
    ブを観測対象に対して2次元的に操作可能なアームと、
    このアームを支持し且つそのアーム全体を残りの1次元
    方向に移動可能なスライド機構と、上記アーム及びスラ
    イド機構に取り付けられ且つ上記超音波プローブの3次
    元的位置に関する位置信号を検出する位置検出器と、こ
    の位置検出器の検出位置信号に基づき超音波プローブの
    3次元的位置を演算する位置演算手段と、上記超音波プ
    ローブに所定の超音波走査を行わせる走査手段と、この
    走査手段による超音波走査の超音波エコー信号に基づい
    て観測対象の断層面内の各サンプリングボリュームのド
    プラ情報を演算するドプラ演算手段と、上記超音波プロ
    ーブを観測対象に対してコンパウンド走査させたとき、
    上記ドプラ演算手段によって複数回演算される同一サン
    プリングボリュームのドプラ情報に対してはその中の最
    大値をドプラ情報として採用する最値処理手段とを備え
    たことを特徴とする超音波診断装置。
JP4036509A 1992-02-24 1992-02-24 超音波診断装置 Pending JPH05228144A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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