JPH069555B2 - Ultrasonic pulse Doppler blood flow meter - Google Patents
Ultrasonic pulse Doppler blood flow meterInfo
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- JPH069555B2 JPH069555B2 JP59031896A JP3189684A JPH069555B2 JP H069555 B2 JPH069555 B2 JP H069555B2 JP 59031896 A JP59031896 A JP 59031896A JP 3189684 A JP3189684 A JP 3189684A JP H069555 B2 JPH069555 B2 JP H069555B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は，超音波パルスドプラ血流計に関し，特に超音
波トランスデューサと血管がなす角度に依存する誤差を
なくす手段をそなえている超音波パルスドプラ血流計に
関する。Description: TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to an ultrasonic pulse Doppler blood flow meter, and more particularly to an ultrasonic pulse Doppler blood flow device equipped with means for eliminating an error depending on an angle formed by an ultrasonic transducer and a blood vessel. Regarding the total.
従来，未梢血管の超音波による血流計測では，主に５乃
至１０ＭＨｚの連続信号波が用いられており，特に，頚
動脈専用装置の場合に，１つのトランスデューサで連続
信号波を送信し，２つのトランスデューサでその反射波
を受信することにより，血流方向を検知して真の血流量
を求める方式の装置が市販されている。Conventionally, a continuous signal wave of 5 to 10 MHz has been mainly used for blood flow measurement by ultrasonic waves of undeveloped blood vessels. Particularly, in the case of a carotid artery dedicated device, one transducer transmits a continuous signal wave, and A device is commercially available that detects the blood flow direction by receiving the reflected wave with one transducer and obtains the true blood flow.
しかし，連続波を用いる場合には，第１図に示すような
血管内の血流プロファイル，すなわち血管断面における
流速分布像を知ることができず，また血管内において，
トランスデューサに近い流れほど重みづけが大きくなっ
て検出されるという欠点を有していた。However, when the continuous wave is used, the blood flow profile in the blood vessel, that is, the flow velocity distribution image in the blood vessel cross section as shown in FIG. 1 cannot be known, and in the blood vessel,
It has a drawback that the closer the flow is to the transducer, the larger the weight is and the more the flow is detected.
他方，プロファイルを求めることができる装置も存在し
たが，そのような装置には血流方向を検知する能力がな
く，そのため装置扱者が適当に超音波ビームと血流ベク
トルのなす角度を入力して，真の血流速度や血流量を算
出しなければならなかった。On the other hand, there was a device that can obtain the profile, but such a device does not have the ability to detect the blood flow direction. Therefore, the operator of the device appropriately inputs the angle formed by the ultrasonic beam and the blood flow vector. Therefore, the true blood flow velocity and blood flow volume had to be calculated.
本発明の目的は、プロファイルに基づいて自動的に血流
方向を検知し，真の血流速度や血流量を求めることが可
能な手段を提供することにあり，そのため２個のトラン
スデューサを用いて異なる２つのプロファイルを作成
し，その相互関係から血流方向を示す角度を求めるよう
にしたもので，その構成は， 超音波送信方向に対して血流速度プロファイル計測
のできる超音波パルスドプラ血流計において、平行な超
音波ビームを放射する位置関係で保持された２つの超音
波トランスデューサを用いてそれぞれ血管内血流プロフ
ァイルを得る手段と，得られた各プロファイルの絶対値
によりそれぞれの最大流速ポイントを検出する手段と，
検出された各プロファイルの最大流速ポイントを結ぶ方
向から真の血流方向を求め，また求めた真の血流方向と
超音波トランスデューサのなす角度および各プロファイ
ルの流速値とから真の血流速度あるいは血流量を求める
手段とを有すること， 超音波送信方向に対して血流速度プロファイル計測
のできる超音波パルスドプラ血流計において，平行でな
い所定の角度関係で保持された２つの超音波トランスデ
ューサを用いてそれぞれ血管内血流プロファイルを得る
手段と，得られた各プロファイルによりそれぞれの最大
流速ポイントを検出する手段と，検出された各プロファ
イルの最大流速ポイントを結ぶ方向からの真の血流方向
を求め，また各プロファイルの流速値と２つの超音波ト
ランスデューサの間の前記所定の角度とに基づいて，真
の血流速度あるいは血流量を求める手段とを有するこ
と， を特徴としている。An object of the present invention is to provide a means capable of automatically detecting a blood flow direction based on a profile and obtaining a true blood flow velocity or a blood flow volume. Therefore, two transducers are used. The two different profiles are created, and the angle indicating the blood flow direction is obtained from the mutual relationship. The configuration is an ultrasonic pulse Doppler blood flow meter capable of measuring the blood flow velocity profile in the ultrasonic wave transmission direction. In the above, in two ultrasonic transducers that are held in a positional relationship that emits parallel ultrasonic beams, a means for obtaining an intravascular blood flow profile and a maximum flow velocity point by the absolute value of each profile are obtained. Means for detecting,
The true blood flow direction is obtained from the direction connecting the maximum flow velocity points of each detected profile, and the true blood flow velocity or the angle formed by the ultrasonic transducer and the flow velocity value of each profile are used to determine the true blood flow velocity or An ultrasonic pulsed Doppler blood flow meter capable of measuring blood flow velocity profile with respect to the ultrasonic wave transmission direction by using two ultrasonic transducers held in a predetermined non-parallel angular relationship. A means for obtaining the blood flow profile in the blood vessel, a means for detecting each maximum flow velocity point by each obtained profile, and a true blood flow direction from the direction connecting the maximum flow velocity points of each detected profile, Also, based on the flow velocity value of each profile and the predetermined angle between the two ultrasonic transducers, the true And a means for obtaining the blood flow velocity or the blood flow volume of the.
以下に，本発明の詳細を実施例にしたがって説明する。 Hereinafter, details of the present invention will be described according to examples.
第２図は本発明による超音波パルスドプラ血流計の１実
施例構成図である。図中，１，２はそれぞれトランスデ
ューサＴＤＩ，ＴＤIIであり，３，４は超音波ドライブ
アンプ，５，６は受信アンプ，７，８は血流プロプァイ
ル検出器，９，１０は最大流速ポイント検出器，１１は
血流速・血流量演算プロセッサ，１２はディスプレイコ
ントローラ，１３はディスプレイを示す。FIG. 2 is a configuration diagram of an embodiment of the ultrasonic pulse Doppler blood flow meter according to the present invention. In the figure, 1 and 2 are transducers TDI and TDII respectively, 3 and 4 are ultrasonic drive amplifiers, 5 and 6 are reception amplifiers, 7 and 8 are blood flow profile detectors, and 9 and 10 are maximum flow velocity point detectors. , 11 is a blood flow velocity / blood flow volume calculation processor, 12 is a display controller, and 13 is a display.
第３図は，第２図に示す実施例の測定原理説明図であ
る。図中，１４は先端部にトランスデューサＴＤＩ，Ｔ
ＤIIを配設した超音波プローブ，１５は生体，１６はゼ
リー，１７は血管，１８は血液，ｖは血流速，ｄは２つ
のトランスデューサＴＤＩおよびＴＤII間の距離，θは
超音波プローブ１４の軸線と血流ベクトルのなす角度，
ｒは血管の中心から血管断面に沿ってとられた距離，そ
してＰ１，Ｐ２はそれぞれ超音波トランスデューサＴＤ
Ｉ，ＴＤIIによって検出された最大流速ポイント，は
トランスデューサＴＤＩ，ＴＤIIからの距離を表してい
る。FIG. 3 is an explanatory view of the measurement principle of the embodiment shown in FIG. In the figure, 14 is a transducer TDI, T at the tip.
An ultrasonic probe having DII, 15 is a living body, 16 is a jelly, 17 is a blood vessel, 18 is blood, v is a blood flow velocity, d is a distance between two transducers TDI and TDII, and θ is an ultrasonic probe 14. The angle between the axis and the blood flow vector,
r is the distance taken from the center of the blood vessel along the blood vessel cross section, and P 1 and P 2 are ultrasonic transducers TD, respectively.
I, the maximum flow velocity point detected by TDII, represents the distance from the transducers TDI, TDII.
測定時に，超音波プローブ１４は，測定対象の生体１５
に対して，一定の角度θをもって接触させられる。ゼリ
ー１６は，トランスデューサＴＤＩ，ＴＤIIと生体１５
との間を無反射結合するために使用される。トランスデ
ューサＴＤＩ，ＴＤIIは，超音波プローブ１４の先端面
に間隔ｄで並列に取り付けられており，ＴＤＩ，ＴＤII
からそれぞれ放射される超音波ビームは，図中に波線で
示されているように，間隔ｄを保って平行に生体内に入
射される。At the time of measurement, the ultrasonic probe 14 moves the living body 15 to be measured.
With respect to, at a constant angle θ. The jelly 16 is composed of the transducers TDI and TDII and the living body 15.
Used for non-reflective coupling between and. The transducers TDI and TDII are attached in parallel to the tip surface of the ultrasonic probe 14 at a distance d.
The ultrasonic beams radiated from each of them are incident in parallel to the living body at a distance d as shown by the broken line in the figure.
超音波ドライブアンプ３，４は，それぞれ超音波バース
ト波を，トランスデューサＴＤＩ，ＴＤIIを通して生体
１５に繰り返し送信し，その反射波は再びトランスデュ
ーサＴＤＩ，ＴＤIIを通し，受信アンプ５，６で増幅さ
れ，血流プロファイル検出器７，８において，おのおの
の血流プロファイルが求められる。The ultrasonic drive amplifiers 3 and 4 repeatedly transmit ultrasonic burst waves to the living body 15 through the transducers TDI and TDII, and the reflected waves are amplified again by the receiving amplifiers 5 and 6 through the transducers TDI and TDII. The flow profile detectors 7 and 8 each obtain a blood flow profile.
第４図(a),(b)は，それぞれ血流のプロファイル検出器
７，８において求められる血流プロファイルを例示した
ものである。横軸はＴＤＩ，ＴＤIIからの距離であ
り，縦軸ｖd1（）およびｖd2（）は，検出された血
流速を表し，(a),(b)の曲線はそれぞれトランスデュー
サＴＤＩ，ＴＤIIからの距離における血流速の分布像
すなわちプロファイルを示している。このプロファイル
データは，ディスプレイコントローラ１２によりディス
プレイ１３に送られ，表示されるとともに，最大流速ポ
イント検出器９，１０に送られ，それぞれのプロファイ
ルデータから最大血流速Ｖ１，Ｖ２と，そのポイント
（位置）Ｐ１，Ｐ２が求められる。FIGS. 4 (a) and 4 (b) illustrate blood flow profiles obtained by the blood flow profile detectors 7 and 8, respectively. The horizontal axis is the distance from TDI and TDII, the vertical axes v d1 () and v d2 () represent the detected blood flow velocity, and the curves (a) and (b) are from the transducers TDI and TDII, respectively. 3 shows a distribution image, that is, a profile of the blood flow velocity at the distance. This profile data is sent to the display 13 by the display controller 12, is displayed, and is sent to the maximum flow velocity point detectors 9 and 10, and the maximum blood flow velocity V 1 and V 2 and their points are obtained from the respective profile data. (Position) P 1 and P 2 are obtained.
血流速・血流量演算プロセッサ１１は，血流プロファイ
ルおよびＰ１，Ｐ２，Ｖ１，Ｖ２等の各データに基づい
て、血流速ｖおよび血流量Ｆを計算し，ディスプレイコ
ントローラ１２を介してディスプレイ１３に表示させ
る。The blood flow velocity / blood flow amount calculation processor 11 calculates the blood flow velocity v and the blood flow amount F based on the data of the blood flow profile and P 1 , P 2 , V 1 , V 2, etc. It is displayed on the display 13 via the.
次に，血流速・血流量演算プロセッサ１１における血流
速ｖおよび血流量Ｆの演算方式について説明する。Next, a method of calculating the blood flow velocity v and the blood flow amount F in the blood flow velocity / blood flow amount calculation processor 11 will be described.
第３図に示すような超音波プローブ１４を用いる方式の
場合，トランスデューサＴＤＩ，ＴＤIIから放射される
超音波ビームは，図示されているように間隔ｄで平行に
なるから，最大流速ポイントＰ１，Ｐ２を用いて，距離
差ａ＝Ｐ１−Ｐ２を求める。ここでＰ１とＰ２を結ぶ方
向は，真の血流方向すなわち血流ベクトルの向きを示
す。次にこれらのｄ，ａの値を用いて，下式により超音
波プローブと血流ベクトルのなす角度θを求める。In the case of the method using the ultrasonic probe 14 as shown in FIG. 3, since the ultrasonic beams emitted from the transducers TDI and TDII are parallel at the interval d as shown in the figure, the maximum flow velocity point P 1 , The distance difference a = P 1 −P 2 is calculated using P 2 . Here, the direction connecting P 1 and P 2 indicates the true blood flow direction, that is, the direction of the blood flow vector. Next, using these values of d and a, the angle θ formed by the ultrasonic probe and the blood flow vector is obtained by the following equation.
θ＝tan-1（ｄ／ａ） 真の血流速ｖと，第４図の血流プロファイルデータｖd1
あるいはｖd2とは第５図に示すような関係にあるので，
下式により求めることができる。θ = tan −1 (d / a) True blood flow velocity v and blood flow profile data v d1 in FIG.
Alternatively, since it has a relationship with v d2 as shown in FIG. 5,
It can be calculated by the following formula.
ｖ＝ｖd1／cosθ（＝ｖd2／cosθ） また第６図に示すように，血管の中心から血管断面に沿
った距離をｒ，そして超音波ビームに沿った対応する距
離を′，Δｒ，Δ′をサンプル間隔とすると， ｒ＝′sinθ，Δｒ＝Δ′sinθ であるから，血流量Ｆは となり，さらに血管の中心に近い方のデータを用いれ
ば， となる。v = v d1 / cos θ (= v d2 / cos θ) As shown in FIG. 6, the distance from the center of the blood vessel along the cross section of the blood vessel is r, and the corresponding distance along the ultrasonic beam is ′, Δr, Letting Δ ′ be the sampling interval, r = ′ sin θ and Δr = Δ′sin θ, so the blood flow F is And using the data closer to the center of the blood vessel, Becomes
他の実施例として，第７図に示すように，２つのトラン
スデューサＴＤＩ，ＴＤIIを，それぞれの放射ビームが
角度θで交わるように取り付けた超音波プローブ１９を
用いる方式について説明する。As another embodiment, as shown in FIG. 7, a method using an ultrasonic probe 19 in which two transducers TDI and TDII are attached so that their radiation beams intersect at an angle θ will be described.
超音波プローブ１９の各トランスデューサＴＤＩ，ＴＤ
IIによって検出される血流速ｖd1，ｖd2と真の血流速ｖ
との間には，第８図に示すような関係が成立する。した
がってｖは，下式で求めることができる。Each transducer TDI, TD of the ultrasonic probe 19
The blood flow velocities v d1 and v d2 detected by II and the true blood flow velocity v
A relationship as shown in FIG. 8 is established between and. Therefore, v can be calculated by the following equation.
ここでθ′＝θ−θ″ θ ＝cos-1（ｖd1／ｖ） θ″＝cos-1（ｖd2／ｖ） である。 Here, θ ′ = θ−θ ″ θ = cos −1 (v d1 / v) θ ″ = cos −1 (v d2 / v).
一般に，血管直径が３mm以下であれば，血流プロファイ
ルは第９図(a)に示すように比較的急峻な曲線になるの
で，第３図に示された超音波プローブを用いる方式が好
ましい。しかし，血流直径が３mm以上になると，その血
流プロファイルは第９図(b)に示すように平坦な曲線と
なるので，最大流速ポイントの決定が困難になる。した
がって，この場合には，多少大きくはなるが第７図に示
す超音波プローブを用いる方式がむしろ適している。In general, if the blood vessel diameter is 3 mm or less, the blood flow profile has a relatively steep curve as shown in FIG. 9 (a), so the method using the ultrasonic probe shown in FIG. 3 is preferable. However, when the blood flow diameter is 3 mm or more, the blood flow profile becomes a flat curve as shown in Fig. 9 (b), and it is difficult to determine the maximum flow velocity point. Therefore, in this case, the method using the ultrasonic probe shown in FIG. 7 is rather suitable although it is somewhat large.
なお，第３図の超音波プローブを用いる場合には，
ｖd1，ｖd2の差を表示し，これを零にするようにプロー
ブを操作することにより，プローブ内の２つのトランス
デューサを，血管に対して平行に位置させることができ
る。When using the ultrasonic probe of FIG. 3,
By displaying the difference between v d1 and v d2 and manipulating the probe to bring it to zero, the two transducers in the probe can be positioned parallel to the blood vessel.
本発明によれば，平行なあるいは所定の角度で放射され
る２つの超音波ビームを用いてそれぞれ作成される血流
速の２つのプロファイルから，血流方向と真の血流速度
を求めるという簡単な構成で，従来のものよりも高い精
度の血流速および血流量の測定が可能となる。According to the present invention, it is easy to obtain a blood flow direction and a true blood flow velocity from two blood flow velocity profiles created by using two ultrasonic beams emitted in parallel or at a predetermined angle. With this configuration, it is possible to measure blood flow velocity and blood flow with higher accuracy than conventional ones.
特に本発明によれば，超音波トランスデューサと血管が
なす角度に依存する誤差が除去されるとともに，血管の
太さが観測点の位置により異なるような場合にも誤差の
少ない測定が可能となる。さらに測定対象の血管に対し
て超音波トランスデューサを位置付ける際の操作も，従
来にくらべて著しく容易となる。In particular, according to the present invention, an error that depends on the angle formed by the ultrasonic transducer and the blood vessel is removed, and even if the thickness of the blood vessel differs depending on the position of the observation point, measurement with less error becomes possible. Furthermore, the operation of positioning the ultrasonic transducer with respect to the blood vessel to be measured is significantly easier than in the past.
第１図は血流プロファイルの説明図，第２図は本発明の
１実施例の装置構成図，第３図は本発明の１実施例の測
定原理説明図，第４図は第３図に対応する血流プロファ
イルの１例を示す図，第５図は真の血流速ｖの説明図，
第６図はｒおよび′の関係説明図，第７図は第３図と
は異なる他の実施例の測定原理説明図，第８図は第７図
の実施例における真の血流速ｖの説明図，第９図は血管
の直径の大きさと血流プロファイルの形状との関係説明
図である。 図中，１および２はそれぞれトランスデューサＴＤＩ，
ＴＤII，１４は超音波プローブ，１５は生体，１６はゼ
リー，１７は血管，１８は血液，ｄはトランスデューサ
ＴＤＩおよびＴＤIIの間隔，θは超音波ビームと血流ベ
クトルのなす角度，Ｐ１およびＰ２は最大流速ポイン
ト，ｖは血流速を示す。FIG. 1 is an explanatory diagram of a blood flow profile, FIG. 2 is an apparatus configuration diagram of one embodiment of the present invention, FIG. 3 is an explanatory diagram of measurement principle of one embodiment of the present invention, and FIG. 4 is FIG. The figure which shows one example of the blood flow profile which corresponds, Figure 5 is the explanation drawing of true blood flow velocity v,
6 is an explanatory view of the relationship between r and ', FIG. 7 is an explanatory view of the measurement principle of another embodiment different from FIG. 3, and FIG. 8 is a graph of the true blood flow velocity v in the embodiment of FIG. FIG. 9 is a diagram for explaining the relationship between the diameter of the blood vessel and the shape of the blood flow profile. In the figure, 1 and 2 are transducers TDI,
TDII, 14 is an ultrasonic probe, 15 is a living body, 16 is a jelly, 17 is a blood vessel, 18 is blood, d is the distance between the transducers TDI and TDII, θ is the angle between the ultrasonic beam and the blood flow vector, P 1 and P 2 indicates the maximum flow velocity point, and v indicates the blood flow velocity.
Claims (2)
イル計測のできる超音波パルスドプラ血流計において、
平行な超音波ビームを放射する位置関係で保持された２
つの超音波トランスデューサを用いてそれぞれ血管内血
流プロファイルを得る手段と、得られた各プロファイル
の絶対値によりそれぞれの最大流速ポイントを検出する
手段と、検出された各プロファイルの最大流速ポイント
を結ぶ方向から真の血流方向を求め、また求めた真の血
流方向と超音波トランスデューサのなす角度および各プ
ロファイルの流速値とから真の血流速度あるいは血流量
を求める手段とを有することを特徴とする超音波パルス
ドプラ血流計。1. An ultrasonic pulse Doppler blood flow meter capable of measuring a blood flow velocity profile in an ultrasonic wave transmitting direction,
2 held in a positional relationship that emits parallel ultrasonic beams
Means to obtain the blood flow profile in each blood vessel by using two ultrasonic transducers, means to detect each maximum flow velocity point by the absolute value of each obtained profile, and the direction connecting the maximum flow velocity point of each detected profile And a means for determining a true blood flow velocity or a blood flow rate from the obtained true blood flow direction, the angle formed by the ultrasonic transducer, and the flow velocity value of each profile. Ultrasonic pulse Doppler blood flow meter.
イル計測のできる超音波パルスドプラ血流計において、
平行でない所定の角度関係で保持された２つの超音波ト
ランスデューサを用いてそれぞれ血管内血流プロファイ
ルを得る手段と、得られた各プロファイルによりそれぞ
れの最大流速ポイントを検出する手段と、検出された各
プロファイルの最大流速ポイントを結ぶ方向から真の血
流方向を求め、また各プロファイルの流速値と２つの超
音波トランスデューサの間の前記所定の角度とに基づい
て、真の血流速度あるいは血流量を求める手段とを有す
ることを特徴とする超音波パルスドプラ血流計。2. An ultrasonic pulse Doppler blood flow meter capable of measuring a blood flow velocity profile in an ultrasonic wave transmitting direction,
Means for obtaining an intravascular blood flow profile by using two ultrasonic transducers held in a predetermined non-parallel angular relationship, means for detecting each maximum flow velocity point by each obtained profile, and each detected The true blood flow direction is obtained from the direction connecting the maximum flow velocity points of the profile, and the true blood flow velocity or blood flow volume is calculated based on the flow velocity value of each profile and the predetermined angle between the two ultrasonic transducers. An ultrasonic pulse Doppler blood flow meter having a means for obtaining.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59031896A JPH069555B2 (en) | 1984-02-22 | 1984-02-22 | Ultrasonic pulse Doppler blood flow meter |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP59031896A JPH069555B2 (en) | 1984-02-22 | 1984-02-22 | Ultrasonic pulse Doppler blood flow meter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| JPS60176632A JPS60176632A (en) | 1985-09-10 |
| JPH069555B2 true JPH069555B2 (en) | 1994-02-09 |
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Family Applications (1)
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| JP59031896A Expired - Fee Related JPH069555B2 (en) | 1984-02-22 | 1984-02-22 | Ultrasonic pulse Doppler blood flow meter |
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Families Citing this family (1)
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-
1984
- 1984-02-22 JP JP59031896A patent/JPH069555B2/en not_active Expired - Fee Related
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