JPH0696012B2 - 超音波診断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、超音波診断装置に係り、特に、生体内の運動
速度分布，速度分散，反射強度を精度よく測定して表示
する超音波診断装置に関する。

〔発明の背景〕

生体内の運動部分の運動速度を測定し、２次元に表示す
ることができる従来の超音波診断装置は、例えば、特願
昭60−31149（特開昭61−191346号）に記載されるよう
に、超音波振動子による超音波の送波と受波の方向が同
一である通常の超音波の送受波方式を用い、超音波ビー
ム通過線上にある生体内の運動部分の速度分布を測定
し、これを微小量ずらすことを繰り返すことにより表示
装置に生体内の運動部分の速度分布像を２次元に表示し
ている。

しかしながら、例えば、心臓の壁のように測定対象であ
る血流に比較して著しく、運動速度が遅く、かつ、その
反射強度が血流に比較して強大なため、血流速度測定の
障害となる生体内低速運動部分または、固定部分の信号
成分は、送波繰り返し周波数の近傍にある程度の広がり
を持つて存在するため、前記の方法は、複素信号キヤン
セラのみを用いているため、心臓の壁等の低速部分又
は、固定部分からの信号成分を充分に除去できないとい
う問題がある他、複素信号キヤンセラの周波数特性によ
り、本来除去すべき周波数をｆとした場合、2f,3f等の
周波数成分も除去してしまう問題があつた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、生体内の運動部分の２次元表示を行な
う超音波診断装置において、血流等の被測定物体に比べ
て、超音波反射強度が強い部分の生体内運動部の速度分
布像を除去することにある。

〔発明の概要〕

本発明は上記目的を達成するものであつて、すなわち、
超音波パルスビームを一定の繰り返し周期で生体内に送
波し、その反射波を受波し、その受信信号を増幅し、こ
の増幅された受波信号を受波整相し、送波繰り返し周波
数の整数倍の周波数を有し、互いに複素関係にある一組
の複素基準信号と増幅された受波信号とを混合して、受
波信号を複素信号に変換し、この複素信号から複素信号
キヤンセラと演算器とを用いて生体内の運動部分の速度
を求めて表示する超音波診断装置であつて、前記複素信
号中に含まれる成分のうち、血流等の運動部分でかつ反
射強度の弱い所と、心壁等の運動部分でかつ反射強度の
強い所を区別するし、各各一方、又は、どちらかを、任
意の幅反射強度レベルでの速度分布像の除去を行い、二
次元速度分布像中に、血流成分のみ、または、心壁成分
のみの表示を可能にしたことにある。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図より説明する。

第１図において、１は超音波ビームを送受するための探
触子であり、ｎこの短冊状振動子（以下、エレメントと
いう）をアレー状に並べることによりトランスジユーサ
を構成したものである。その探触子１の各エレメント
は、切換回路２に接続されている。

この切換回路２は、ｎ個のエレメントから順にｋ個のエ
レメントを選択し、受波増幅器4Aに接続する動作を行う
ためのものである。受波増幅器4Aの出力は、受波整相回
路４に導かれて、受波信号の整相が行われる。

前記超音波探触子１により受波され増幅、整相された受
波信号は、安定な高周波信号を発生する水晶発振器10の
出力を同期回路11を用いて、探触子の振動周波数に応じ
た参照波により混合器６で復調される。また、血流方向
指示のため前記参照波を移相器12を用い90°位相をずら
し、前記受波信号を混合器７を用いて復調するようにな
つている。

これまでは、アナログ信号処理を並列に行つてきたが、
13はこれを時系列的に変換するためのマルチプレクサで
あり、この制御は同期回路11によつて行われる。14はア
ナログ・デジタルコンバータであり、後の演算をデジタ
ルで処理するために、アナログ信号をデジタル信号に変
換するためのものである。

15は帰還付き多重消去型複素信号キヤンセラであり、血
流等の運動速度測定に著しい妨害となる動きの遅い部分
又は固定部分からの反射信号成分を除去するためのもの
である。

前記抽出されたドツプラ成分を持つ複素信号から、生体
内の運動部分の反射強度を演算する反射強度演算回路16
と、速度を演算する平均速度演算回路17と、その速度分
散を演算する速度分散演算回路18を用いて、生体内の運
動部分の反射強度、速度、速度分散を求めるようになつ
ている。これらの演算方法については、特願昭59−2631
99号（特開昭61−141347号）の明細書及び図面に詳しく
記載されている。

100は反射強度セレクタであり、設定された任意のレベ
ルの反射強度を選択するセレクタであり、この選択結果
を用いて、表示データ選択コントローラ101は反射強度
演算回路16、平均速度演算回路17、速度分散演算回路18
の出力結果は、エンコーダ19を通つたあとで、画像メモ
リ20に表示データとして記録するか否かを判断する。10
0,101の詳細は後述する。

前述の演算結果を用いて表示装置上に２次元で表示する
ためのエンコーダ19を用い、前記演算結果に対応する大
きさの信号を作成する。

20は画像メモリである。エンコーダ19で得られた信号を
記憶させるためのものである。

21はアドレス発生回路であり、画像メモリ20の書き込み
及び読み出しアドレスを発生させるものである。22はデ
ジタル・アナログコンバータであり、得られたデジタル
信号をアナログ信号電圧（輝度変調信号）に変換し、切
換回路23を介して表示装置24に供給され、表示制御回路
53により、ＢモードあるいはＭモードの運動速度分布画
像が表示装置24に表示される。

通常の超音波断層像のＢモードあるいはＭモード表示を
行うための出力信号は、探触子１により受波された反射
信号を増幅し、整相した後、検波回路50により検波され
た後、受波信号はアナログ・デジタルコンバータ14′に
より、デジタル信号に変換され、エンコーダ19により、
コード化される。このコード化された画像信号は、画像
メモリ20に書き込まれる。22はデジタル・アナログコン
バータであり、得られたデジタル信号をアナログ信号電
圧（輝度変調信号）に変換し、切換回路52を介して表示
装置23に供給される。表示装置23上には、表示制御回路
53により、通常の断層画像と生体内の速度分布像の両者
を選択的あるいはこれらの両画像を重ね合わせた表示を
行うことができる。

また、本実施例Ｉにおいて、エンコーダ19をカラーエン
コーダとして用いて、反射強度、平均速度、速度分散の
演算結果に応じた大きさの信号で、赤色（Ｒ）、緑色
（Ｇ）、青色（Ｂ）の３原色に分解し、表示装置24のブ
ラウン管としてカラーブラウン管を用いて速度を色彩表
示することも可能である。

次に、受波された信号から、血流等の運動速度の速い物
体によりドツプラ偏移を受けた信号成分を抽出する本実
施例Ｉの詳細について述べる。

生体内の血流等の運動部分の情報を有するドツプラ成分
のみを抽出し、生体内固定部分及び、心臓の壁のような
血流に比較して運動速度が遅い低速運動部分の反射信号
は、血流に比較して通常反射信号が強大なため血流速度
測定に著しい妨害を与える反射信号成分を除去するため
に、反射強度レベルセレクタおよび表示データコントロ
ーラを設ける。

この反射強度レベルセレクタについて説明を加える。第
２図に示したように、レベル設定スイツチ103の出力、
すなわち、任意のレベルの上限103Aと下限103Bと、反射
強度演算回路16の出力を201,202のコンパレータで比較
する。すなわち、コンパレータ202で、血流速度測定に
著しい妨害を与える反射信号成分と速度分布像として表
示しない反射強度レベルの下限を比較し、この下限を反
射信号成分が越えた場合には、コンパレータの出力に
“1"を立てる。上限については逆に、こんどは、設定レ
ベル以下の時に“1"を立てる。このように任意のレベル
範囲に削除したい信号成分があつた場合は、論理回路20
3で論理積をとることにより、反射強度レベルセレクタ1
00の結果として“1"を出す。

次に、第３図より表示データ選択コントローラについて
説明を加える。

このコントローラは、通常のデータセレクタであり、反
射強度レベルセレクタ100が、除去信号を検出した時
に、反射強度演算回路16、平均速度演算回路17、速度分
散演算回路18の各々の出力をエンコーダ19でエンコード
した結果をリジエクトし速度分布像が現われないデータ
103A（任意の値）で与えることにより、血流測定に著し
い妨害を与える信号の削除を行う。

〔発明の効果〕

本発明によれば、任意のレベル範囲の反射強度を持つ信
号成分を除去できるので、 （１）血流速度分布像を表示する上で、フイルタではと
りきれない心臓の壁等の低速運動強反射部分の表示の妨
害になる部分の除去ができ、血流速度分布のみを表示で
きる。

（２）逆に、心臓の動きのみを抽出し、表示することも
可能となる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例を示すものであつて、第１図は超音
波診断装置のブロツク図、第２図は反射強度の任意レベ
ル範囲を抽出する反射強度レベルセレクタのブロツク
図、第３図は除去される範囲の信号と表示する信号を選
択する表示データ選択コントローラのブロツク図であ
る。 １…探触子、2,23,52…切換回路、３…送波回路、4A…
受波増幅器、4,5…受波整相回路、6,7,8,9…混合器、10
…水晶発振器、11…同期回路、12…90°位相器、13…マ
ルチプレクサ、14…アナログ・デジタルコンバータ、15
…帰還付二重消去型複素信号キヤンセラ、16…反射強度
演算回路、17…平均速度演算回路、18…速度分散演算回
路、19…エンコーダ、20…画像メモリ、21…アドレス発
生回路、22…デジタル・アナログコンバータ、24…表示
装置、50…検波回路、53…表示制御回路、54,55…２チ
ヤンネルレベル差補正回路、100…反射強度レベルセレ
クタ、101…表示データ選択コントローラ、103…レベル
設定スイツチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】超音波パルスビームを一定の繰り返し周期
   で生体内に送波し、その反射波を受波し、その受波信号
   を増幅し、この増幅された受波信号を受波整相し、送波
   繰り返し周波数の整数倍の周波数を有し、互いに複素関
   係にある一組の複素基準信号と増幅された受信信号とを
   混合して、受波信号を複素信号に変換し、この複素信号
   から複素信号キヤンセラと演算器とを用いて生体内の運
   動部分の速度を求めて表示する超音波診断装置であつ
   て、この複素信号成分が任意幅のレベルの信号強度であ
   つた場合に生体内の運動部分の速度を表示させないよう
   にしたことを特徴とする超音波診断装置。