JPH0556971A - 超音波診断装置 - Google Patents
超音波診断装置Info
- Publication number
- JPH0556971A JPH0556971A JP21978791A JP21978791A JPH0556971A JP H0556971 A JPH0556971 A JP H0556971A JP 21978791 A JP21978791 A JP 21978791A JP 21978791 A JP21978791 A JP 21978791A JP H0556971 A JPH0556971 A JP H0556971A
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- JP
- Japan
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- blood flow
- angle
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- Indicating Or Recording The Presence, Absence, Or Direction Of Movement (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来の装置に比べ、より精度の高い血流情報
をリアルタイムで求めることのできる超音波診断装置を
提供すること。 【構成】 直交する２断面を走査することのできるバイ
プレーンセクタ及びその送受信回路を用いた制御手段に
よって、バイプレーンセクタの一方をカラードプラ、他
方をＢモードで対象の血管を同時に走査することによ
り、２つの断面から補正された血流速度と血管断面積，
血流方向を同時に求めることが可能となる。これによ
り、より精度の高い血流量を算出することができる。
をリアルタイムで求めることのできる超音波診断装置を
提供すること。 【構成】 直交する２断面を走査することのできるバイ
プレーンセクタ及びその送受信回路を用いた制御手段に
よって、バイプレーンセクタの一方をカラードプラ、他
方をＢモードで対象の血管を同時に走査することによ
り、２つの断面から補正された血流速度と血管断面積，
血流方向を同時に求めることが可能となる。これによ
り、より精度の高い血流量を算出することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、血管の２断面から被検
体内の血流情報を求め、これをリアルタイムに表示して
診断に供するようにした超音波診断装置に関する。
体内の血流情報を求め、これをリアルタイムに表示して
診断に供するようにした超音波診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】被検体（通常は患者）内に流れている血
流の１断面に対し、パルスドプラ，カラードプラ等の超
音波ドプラ法と断層像（Ｂモード像）を併用する事によ
って、１つのプローブで血流分布像（ドプラ像）を得、
これに断層像（Ｂモード像）を重ねて血流情報を定量化
しリアルタイムでカラー表示させるようにした超音波血
流イメージング装置が知られている。しかし、このよう
な血流イメージング装置では血流の１断面に対しての血
流情報しか得られないため、血流分布像（ドプラ像）を
求める場合、ビーム方向と血流方向がある角度をなす場
合が多く、精度の高い血流情報が得られないという問題
があった。さらに１つのプローブ或いは２つのプローブ
を用いて２断面を走査する手段も知られているが、例え
ば食道を通して心臓の長軸，短軸を見るといった内視鏡
超音波プローブとしてこれを用いる場合、単一のプロー
ブで食道内で９０度位置を変えて直交する断面を見るこ
と、あるいは２つのプローブを直交方向に配置するとい
うことは極めて困難である。ところで超音波血流イメー
ジング装置によって血流速度を測定する場合の動作原理
は次の通りである。
流の１断面に対し、パルスドプラ，カラードプラ等の超
音波ドプラ法と断層像（Ｂモード像）を併用する事によ
って、１つのプローブで血流分布像（ドプラ像）を得、
これに断層像（Ｂモード像）を重ねて血流情報を定量化
しリアルタイムでカラー表示させるようにした超音波血
流イメージング装置が知られている。しかし、このよう
な血流イメージング装置では血流の１断面に対しての血
流情報しか得られないため、血流分布像（ドプラ像）を
求める場合、ビーム方向と血流方向がある角度をなす場
合が多く、精度の高い血流情報が得られないという問題
があった。さらに１つのプローブ或いは２つのプローブ
を用いて２断面を走査する手段も知られているが、例え
ば食道を通して心臓の長軸，短軸を見るといった内視鏡
超音波プローブとしてこれを用いる場合、単一のプロー
ブで食道内で９０度位置を変えて直交する断面を見るこ
と、あるいは２つのプローブを直交方向に配置するとい
うことは極めて困難である。ところで超音波血流イメー
ジング装置によって血流速度を測定する場合の動作原理
は次の通りである。
【０００３】すなわち、被検体である生体内を流れてい
る血流に対し、プローブから超音波を送信すると、この
超音波ビームの送信周波数ｆ0 は移動体である血球によ
って散乱されドプラ偏移を受けて周波数ｆd だけ変化
し、ｆ＝ｆd ＋ｆ0 の周波数となって同一プローブで受
信される。このときドプラ偏移周波数ｆd は次式のよう
に示すことができる。
る血流に対し、プローブから超音波を送信すると、この
超音波ビームの送信周波数ｆ0 は移動体である血球によ
って散乱されドプラ偏移を受けて周波数ｆd だけ変化
し、ｆ＝ｆd ＋ｆ0 の周波数となって同一プローブで受
信される。このときドプラ偏移周波数ｆd は次式のよう
に示すことができる。
【０００４】
【数１】 ここで Ｖ：平均血流速度 θ：超音波ビームと血流とのなす角度 Ｃ：音速 従って、ドプラ偏移周波数ｆd を検出することにより下
記の通り平均血流速度Ｖを求めることができる。
記の通り平均血流速度Ｖを求めることができる。
【０００５】
【数２】 このとき、超音波ビームと血流方向が平行であれば、θ
＝０となり、上式は
＝０となり、上式は
【０００６】
【数３】 となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の超音
波血流イメージング装置におけるＣＦＭ（カラーフロー
マッピング），パルスドプラ等による血流測定では、ま
ずＢモード像により血管径を求め、これを基にして血管
断面を円形又は楕円形とみなし、血管の断面積を算出す
る。そしてスペクトラムドプラにより平均血流速度を求
め、これらの情報により血流量を近似的にイメージング
するものであった。また、ある方向、例えば、短軸方向
からＢモード像あるいはＣＦＭ像（カラードプラ像）よ
り血管断面積を求め、次にプローブを動かし別の方向、
例えば、長軸方向より血流方向を求める方法をとるた
め、血管の同一場所を走査しているという保障が無く、
血流量の定量化の精度が十分得られないばかりか、リア
ルタイムで求めることができないという問題があった。
波血流イメージング装置におけるＣＦＭ（カラーフロー
マッピング），パルスドプラ等による血流測定では、ま
ずＢモード像により血管径を求め、これを基にして血管
断面を円形又は楕円形とみなし、血管の断面積を算出す
る。そしてスペクトラムドプラにより平均血流速度を求
め、これらの情報により血流量を近似的にイメージング
するものであった。また、ある方向、例えば、短軸方向
からＢモード像あるいはＣＦＭ像（カラードプラ像）よ
り血管断面積を求め、次にプローブを動かし別の方向、
例えば、長軸方向より血流方向を求める方法をとるた
め、血管の同一場所を走査しているという保障が無く、
血流量の定量化の精度が十分得られないばかりか、リア
ルタイムで求めることができないという問題があった。
【０００８】そこで本発明は上記事情を鑑みてなされた
ものであり、従来の装置に比べ、より精度の高い血流量
情報をリアルタイムで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ものである。
ものであり、従来の装置に比べ、より精度の高い血流量
情報をリアルタイムで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ものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、直交する２方向の配列振動子と、該各方向の振動子
をそれぞれの超音波走査方向に応じて切り替えるための
制御手段と、一方の走査面より血流のドプラ情報を検出
する手段と、他方の走査面より超音波ビームと血流方向
のなす角度を求める手段と、前記角度に基づき補正され
た血管の断面積を求める手段と、前記ドプラ情報より前
記角度に基づき補正された血流速情報を求める手段と、
前記血管の断面積と前記血流速情報から血流量情報を求
める手段とを備えたことを特徴とするものである。
に、直交する２方向の配列振動子と、該各方向の振動子
をそれぞれの超音波走査方向に応じて切り替えるための
制御手段と、一方の走査面より血流のドプラ情報を検出
する手段と、他方の走査面より超音波ビームと血流方向
のなす角度を求める手段と、前記角度に基づき補正され
た血管の断面積を求める手段と、前記ドプラ情報より前
記角度に基づき補正された血流速情報を求める手段と、
前記血管の断面積と前記血流速情報から血流量情報を求
める手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
【作用】上記構成の超音波診断装置によれば、直交する
２断面を走査することのできる超音波探触器であるバイ
プレーンセクタ及びその送受信回路を用いた制御手段に
よって、バイプレーンセクタの一方をカラードプラ、他
方をＢモードで対象の血管を同時に走査することによ
り、２つの断面から補正された血流速度と血管断面積，
血流方向を同時に求めることが可能となる。これによ
り、より精度の高い血流量を算出することができる。
２断面を走査することのできる超音波探触器であるバイ
プレーンセクタ及びその送受信回路を用いた制御手段に
よって、バイプレーンセクタの一方をカラードプラ、他
方をＢモードで対象の血管を同時に走査することによ
り、２つの断面から補正された血流速度と血管断面積，
血流方向を同時に求めることが可能となる。これによ
り、より精度の高い血流量を算出することができる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明を実施例を図面を参照して詳述
する。
する。
【００１２】図１は本発明の第１の実施例の超音波診断
装置のブロック図である。この超音波診断装置は、直交
する２方向の配列振動子を備えた超音波探触器であるバ
イプレーンセクタ１，送受信回路２，Ｂモード検波・信
号処理回路６，ＤＳＣ（ディジタル・スキャン・コンバ
ータ）７，クワドラチャ検波回路３，ウォールフィルタ
４，周波数解析器５，断面積検出器８，角度検出器９，
血流量算出器１０，表示手段１１，角度補正器１２，断
面積角度補正器１３を有して成る。以下上記構成の装置
の作用を説明する。
装置のブロック図である。この超音波診断装置は、直交
する２方向の配列振動子を備えた超音波探触器であるバ
イプレーンセクタ１，送受信回路２，Ｂモード検波・信
号処理回路６，ＤＳＣ（ディジタル・スキャン・コンバ
ータ）７，クワドラチャ検波回路３，ウォールフィルタ
４，周波数解析器５，断面積検出器８，角度検出器９，
血流量算出器１０，表示手段１１，角度補正器１２，断
面積角度補正器１３を有して成る。以下上記構成の装置
の作用を説明する。
【００１３】バイプレーンセクタと呼ばれる超音波探触
器１は直交する２方向にそれぞれ複数の超音波振動子を
アレイ状に配列して成り、被検体（図示せず）にむけて
超音波の送受波を行うものである。以下この超音波探触
器をバイプレーンセクタと呼ぶ。送受信回路２は、バイ
プレーンセクタ１を順次または交互に走査して、超音波
の送受信を行う制御手段である。図８はバイプレーンセ
クタ１により走査面Ａ及びＢを順次、走査している様子
を示す。また図９はバイプレーンセクタ１により走査面
Ａのあるラスタ，走査面Ｂのあるラスタを交互に走査す
る様子を示す。Ｂモード検波・信号処理回路６はバイプ
レーンセクタ１及び送受信回路２で得られた受信信号を
取り込み、被検体の断面Ａ及び断面ＢのＢモード像を得
るための振幅検波さらに信号処理を行うものであり、そ
の出力は後段配置されたＤＳＣ７に取り込まれ画像情報
を一旦内部に記憶，保持し次いでこれを表示手段（テレ
ビ走査）の画像信号に変換し出力するようになってい
る。同時にＢモード検波・信号処理回路６によって得ら
れる断面ＡのＢモード像情報が断面積検出器８に送ら
れ、血管の断面Ａにおける断面積が検出される。一方、
送受信回路２で同一方向を数回送受信し、その出力信号
がクワドラチャ検波３，ウオールフィルタ４，周波数解
析器５を通ることにより断面Ａの断層像に対する血流速
情報が得られる。角度検出器９は図６に示すように、Ｂ
モード像により得られた血管エッジ１９情報を元にし
て、断面Ａを取るための走査面Ａ１６と血管とのなす角
度θを求めるものである。また周波数解析器５より得ら
れた血流速情報、断面積検出器８より得られた血管断面
積情報は、角度検出器９からの角度補正データを元にし
て断面積角度補正器１３により補正された後、血流量算
出器１０に送られ、角度補正された血流量が血流量算出
器１０で算出されＤＳＣ７に送られ表示される。同時に
周波数解析器５により得られた血流速情報は角度検出器
９の情報をもとに角度補正器１２により角度補正されＤ
ＳＣ７に送られた後、角度補正された断面ＡのＣＦＭ像
として表示される。
器１は直交する２方向にそれぞれ複数の超音波振動子を
アレイ状に配列して成り、被検体（図示せず）にむけて
超音波の送受波を行うものである。以下この超音波探触
器をバイプレーンセクタと呼ぶ。送受信回路２は、バイ
プレーンセクタ１を順次または交互に走査して、超音波
の送受信を行う制御手段である。図８はバイプレーンセ
クタ１により走査面Ａ及びＢを順次、走査している様子
を示す。また図９はバイプレーンセクタ１により走査面
Ａのあるラスタ，走査面Ｂのあるラスタを交互に走査す
る様子を示す。Ｂモード検波・信号処理回路６はバイプ
レーンセクタ１及び送受信回路２で得られた受信信号を
取り込み、被検体の断面Ａ及び断面ＢのＢモード像を得
るための振幅検波さらに信号処理を行うものであり、そ
の出力は後段配置されたＤＳＣ７に取り込まれ画像情報
を一旦内部に記憶，保持し次いでこれを表示手段（テレ
ビ走査）の画像信号に変換し出力するようになってい
る。同時にＢモード検波・信号処理回路６によって得ら
れる断面ＡのＢモード像情報が断面積検出器８に送ら
れ、血管の断面Ａにおける断面積が検出される。一方、
送受信回路２で同一方向を数回送受信し、その出力信号
がクワドラチャ検波３，ウオールフィルタ４，周波数解
析器５を通ることにより断面Ａの断層像に対する血流速
情報が得られる。角度検出器９は図６に示すように、Ｂ
モード像により得られた血管エッジ１９情報を元にし
て、断面Ａを取るための走査面Ａ１６と血管とのなす角
度θを求めるものである。また周波数解析器５より得ら
れた血流速情報、断面積検出器８より得られた血管断面
積情報は、角度検出器９からの角度補正データを元にし
て断面積角度補正器１３により補正された後、血流量算
出器１０に送られ、角度補正された血流量が血流量算出
器１０で算出されＤＳＣ７に送られ表示される。同時に
周波数解析器５により得られた血流速情報は角度検出器
９の情報をもとに角度補正器１２により角度補正されＤ
ＳＣ７に送られた後、角度補正された断面ＡのＣＦＭ像
として表示される。
【００１４】図３はバイプレーンセクタ１によって血管
１４を２つの走査面１５，１６が走査している様子を示
す。また図４はこの走査によって得られる２断面の一表
示例であり、断面Ａにおける超音波ビームと血流方向の
なす角度を補正した後のＣＦＭ像（カラードプラ像）及
び断面Ａと直交する断面Ｂにおける血管のＢモード像を
同時に表示したものである。なお１８は血流方向を示す
マーカであり、図６のＢモード像に示されている血管エ
ッジ１９を角度検出器９により検出された結果を示す。
１４を２つの走査面１５，１６が走査している様子を示
す。また図４はこの走査によって得られる２断面の一表
示例であり、断面Ａにおける超音波ビームと血流方向の
なす角度を補正した後のＣＦＭ像（カラードプラ像）及
び断面Ａと直交する断面Ｂにおける血管のＢモード像を
同時に表示したものである。なお１８は血流方向を示す
マーカであり、図６のＢモード像に示されている血管エ
ッジ１９を角度検出器９により検出された結果を示す。
【００１５】次に図２のフローチャート，図５，図６及
び図７を参照して角度補正された血流速度と血管断面積
から血流量を求める算出処理、及びその作用を以下に示
す。図５は断面Ａにおける角度補正前の血流分布像（ド
プラ像）、図６はそれと直交する断面ＢにおけるＢモー
ド像の略図である。ここで１７は断面Ａの角度補正され
る前の、１４は断面Ｂにおける血管の断面を示す。図５
の略図において、あるラスタ２０によって決定される血
管の断面積Ｓは断面ＡのＢモード情報（ＳＴ１）より血
管断面積を計測し（ＳＴ４）、その断面積をＳ１とする
と、ラスタ２０と血管１４とのなす角度θを角度検出器
９で断面Ｂより検出し（ＳＴ５）
び図７を参照して角度補正された血流速度と血管断面積
から血流量を求める算出処理、及びその作用を以下に示
す。図５は断面Ａにおける角度補正前の血流分布像（ド
プラ像）、図６はそれと直交する断面ＢにおけるＢモー
ド像の略図である。ここで１７は断面Ａの角度補正され
る前の、１４は断面Ｂにおける血管の断面を示す。図５
の略図において、あるラスタ２０によって決定される血
管の断面積Ｓは断面ＡのＢモード情報（ＳＴ１）より血
管断面積を計測し（ＳＴ４）、その断面積をＳ１とする
と、ラスタ２０と血管１４とのなす角度θを角度検出器
９で断面Ｂより検出し（ＳＴ５）
【００１６】
【数４】 により補正後の血管断面積が得られる（ＳＴ７）。また
前述のとおり、図７に示す血管断面の各ピクセルの角度
補正後の平均血流速度は、（ＳＴ６）により、たとえば
以下のように求められる。
前述のとおり、図７に示す血管断面の各ピクセルの角度
補正後の平均血流速度は、（ＳＴ６）により、たとえば
以下のように求められる。
【００１７】
【数５】 ここで Ｃ：音速 ｆd ：ドプラ偏移周波数 ｆ0 ：超音波送信周波数 θ：超音波ビームと血管のなす角度 またドプラ偏移周波数ｆd は
【００１８】
【数６】 と書けることより、数５は
【００１９】
【数７】 となる。次に血流速及び血管断面積の角度補正（ＳＴ
６，ＳＴ７）で得られた角度補正後の血流速データ，血
管断面積データより血流量演算器１０において血流量が
算出（ＳＴ８）される。このとき血管を流れる平均流量
は基本的に流量＝平均流速（Ｖ）×断面積（Ｓ）で求め
られることより、ある１つのピクセルにおける流量は
６，ＳＴ７）で得られた角度補正後の血流速データ，血
管断面積データより血流量演算器１０において血流量が
算出（ＳＴ８）される。このとき血管を流れる平均流量
は基本的に流量＝平均流速（Ｖ）×断面積（Ｓ）で求め
られることより、ある１つのピクセルにおける流量は
【００２０】
【数８】 となる。ここで実際には図７のように、血管断面画像の
Ｎ個のピクセルに対しｉ番目ピクセルｉの平均血流速度
成分が
Ｎ個のピクセルに対しｉ番目ピクセルｉの平均血流速度
成分が
【００２１】
【数９】 で示されるので１断面を流れる血流量はその平均値とし
て
て
【００２２】
【数１０】 となる。
【００２３】
【数１１】 により与えられ表示（ＳＴ１１）される。一方、（ＳＴ
６）により角度補正された血流速情報は断面Ａにおける
ＣＦＭ像として表示（ＳＴ１０）される。またこれとは
別に断面Ａ，断面ＢのＢモード像（ＳＴ９，ＳＴ１２）
も同時に表示させることができる。
６）により角度補正された血流速情報は断面Ａにおける
ＣＦＭ像として表示（ＳＴ１０）される。またこれとは
別に断面Ａ，断面ＢのＢモード像（ＳＴ９，ＳＴ１２）
も同時に表示させることができる。
【００２４】以上のように本実施例を用いることで、ほ
とんど同一場所の走査が可能となりＣＦＭ像，血流量の
測定精度が向上し、かつリアルタイムで表示することが
可能であることを示したが、計測部のフレーム周期を短
くし、ラスタ密度，ラスタ数を上げることにより、像の
分解能も上り、なお一層のリアルタイム性の向上も考え
られる。
とんど同一場所の走査が可能となりＣＦＭ像，血流量の
測定精度が向上し、かつリアルタイムで表示することが
可能であることを示したが、計測部のフレーム周期を短
くし、ラスタ密度，ラスタ数を上げることにより、像の
分解能も上り、なお一層のリアルタイム性の向上も考え
られる。
【００２５】
【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、被検体の
呼吸，拍動，体動等に寄り、刻々変化するＣＦＭ像，血
流量等のパラメータをより高い精度，リアルタイム性を
もって表示することができ、更にこのことにより、長時
間呼吸を止めるといった被検者の負担を軽減し、検査の
時間も短縮することを可能とする超音波診断装置を提供
することができる。
呼吸，拍動，体動等に寄り、刻々変化するＣＦＭ像，血
流量等のパラメータをより高い精度，リアルタイム性を
もって表示することができ、更にこのことにより、長時
間呼吸を止めるといった被検者の負担を軽減し、検査の
時間も短縮することを可能とする超音波診断装置を提供
することができる。
【図１】本発明の第１の実施例における超音波診断装置
のブロック図
のブロック図
【図２】本発明の第１の実施例における血流量算出処理
等によって各画像表示が得られるまでのフローチャート
図
等によって各画像表示が得られるまでのフローチャート
図
【図３】本発明におけるバイプレーンセクタにより血管
の断面を走査している様子を示す図
の断面を走査している様子を示す図
【図４】本発明の第１の実施例における画像表示例
【図５】図１の動作原理の１部を説明する断面Ａの略図
【図６】図１の動作原理の１部を説明する断面Ｂの略図
【図７】血管断面のピクセルを示す図
【図８】走査面Ａ及びＢを順次に走査している様子を示
す図
す図
【図９】走査面Ａ及びＢのあるラスタを交互に走査して
いる様子を示す図
いる様子を示す図
１ バイプレーンセクタ ２ 送受信回路 ９ 角度検出器 １０ 血流量算出器 １２ 角度補正器 １７ 断面ＡにおけるＣＦＭ血管断面像
Claims (1)
- 【請求項１】 直交する２方向の配列振動子と、該各方
向の振動子をそれぞれの超音波走査方向に応じて切り替
えるための制御手段と、一方の走査面より血流のドプラ
情報を検出する手段と、他方の走査面より超音波ビーム
と血流方向のなす角度を求める手段と、前記角度に基づ
き補正された血管の断面積を求める手段と、前記ドプラ
情報より前記角度に基づき補正された血流速情報を求め
る手段と、前記血管の断面積と前記血流速情報から血流
量情報を求める手段とを備えたことを特徴とする超音波
診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21978791A JPH0556971A (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | 超音波診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21978791A JPH0556971A (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | 超音波診断装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0556971A true JPH0556971A (ja) | 1993-03-09 |
Family
ID=16741012
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21978791A Pending JPH0556971A (ja) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | 超音波診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0556971A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2004130134A (ja) * | 2002-10-10 | 2004-04-30 | Koninkl Philips Electronics Nv | バイプレーン超音波撮像法 |
| WO2006011544A1 (ja) * | 2004-07-28 | 2006-02-02 | Unex Corporation | 血管形状測定装置、血流速度測定装置、および血流量測定装置 |
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