JPH069614Y2 - 超音波診断装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本考案は、超音波診断装置に係り、特には超音波ドップ
ラーに基づく血流スペクトルの表示に関する。

(ロ)従来技術とその問題点 従来の超音波診断装置には、超音波ビームを生体内にパ
ルス放射して得られるエコー信号を位相検波しドップラ
ー信号を検出し、このドップラー信号をＡ／Ｄ変換した
後、たとえば高速フーリエ変換して各周波数の血流スペ
クトルを求め、第２図に示すように、横軸を時間、縦軸
を血流速（または周波数）、輝度を各周波数成分のパワ
ーに対応させた血流スペクトルを画像表示するようにし
たものがある。

この場合、血流速が大きくて超音波ビームのパルス繰り
返し周波数から定まる規定流速Vmaxを越える場合には、
いわゆるエイリアジクング（折り返し現象）を起こし、
その結果、血流速が反転表示される。

ところが、従来技術では、血流速目盛りの分割数を可変
できても、上記の規定流速Vmaxを血流速の最大値とした
表示しかなされていないために、エイリアジクングが発
生した場合には、エイリアジングの血流速の値を直接読
み取ることができなかった。したがって、従来、エイリ
アジクングが発生した場合には、手計算を行なって血流
速の大きさを算出するなどの煩わしさがあった。

本考案は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、エイリアジクングの発生の有無に応じて血流速目盛
りに対応する数値列を切換表示できるようにするととも
に、計測用カーソルの指定によってエイリアジングの発
生部分の血流速の値も並行して表示されるようにして、
エイリアジングが発生した場合でも血流速の値が容易に
読み取れるようにすることを目的とする。

(ハ)問題点を解決するための手段 本考案は、上記の目的を達成するために、次の構成を採
る。すなわち、本考案の超音波診断装置は、探触子から
パルス放射される超音波ビームの周波数、パルス繰り返
し周波数および血流に対する超音波ビームの入射角の各
値を設定する設定手段と、この設定手段で設定された値
に基づいて最大血流速を算出する最大血流速演算手段
と、エイリアジング発生の有無を指示する指示手段と、
この指示手段から出力される指示信号および前記最大血
流速演算手段で算出された最大血流速の値に基づいて、
エイリアジング発生の有無に応じた血流速目盛りに対応
する正負の数値列を算出する数値列算出手段と、モニタ
上に表示された計測用カーソルの位置を移動させるため
の座標データを入力する座標入力手段と、この座標入力
手段から入力された座標データ、前記最大血流速演算手
段で算出された最大血流速の値および前記指示手段から
の指示信号に基づいて前記計測用カーソルで指示された
血流速の値を算出する血流速算出手段と、を備えてい
る。

(ニ)作用 本考案の超音波診断装置では、設定手段によって探触子
からパルス放射される超音波ビームの周波数、パルス繰
り返し周波数および血流に対する超音波ビームの入射角
の各値を設定すると、最大流速演算手段がこれらの設定
値に基づいて最大血流速を算出する。そして、この最大
流速の値が数値列算出手段と血流速算出手段とに送出さ
れる。また、エイリアジングの発生の有無に応じて指示
手段から指示信号を出力すると、この指示信号が数値列
算出手段と血流速算出手段とに入力される。

数値列算出手段は、指示手段から出力される指示信号お
よび前記最大血流速演算手段で算出された最大血流速の
値に基づいて、エイリアジング発生の有無に応じた血流
速目盛りに対応する正負の数値列を算出する。一方、座
標入力手段でモニタ上に表示された計測用カーソルの位
置を移動させてエイリアジングの発生部分に位置させる
と、血流速算出手段がこの座標入力手段から入力された
座標データ、前記最大血流速演算手段で算出された最大
血流速の値および前記指示手段からの指示信号に基づい
て計測用カーソルで指示された血流速の値を算出する。

したがって、エイリアジクングが発生した場合には、エ
イリアジング発生に応じた数値が目盛り上に表示され、
しかも、エイリアジングの発生部分に計測用カーソルを
移動すれば、その計測用カーソルで指示した位置の血流
速の値が数値表示されることになる。

(ホ)実施例 第１図は本考案の実施例に係る超音波診断装置のブロッ
ク図である。この実施例の超音波診断装置１は、血流ス
ペクトルを画像表示する場合、まず、設定手段としての
設定スイッチ２によって、超音波探触子４からパルス放
射される超音波ビームの周波数ｃ、パルス繰り返し周
波数prおよび血流に対する超音波ビームの入射角θの
各値が設定される。これらの各設定値は、設定値レジス
タ６を介して制御回路８に入力される。制御回路８は、
この設定値に基づいて送受波回路１０を制御し、超音波
探触子４から放射される超音波ビームのパルス繰り返し
周波数pr、超音波ビームの入射角θを設定する。送受
波回路１０は制御回路８からの制御信号に基づいて超音
波探触子４に駆動パルスを与える。これにより、超音波
探触子４からは超音波ビームが生体内に一定時間間隔で
パルス放射される。生体内から反射した超音波が超音波
探触子４で受波されると、超音波探触子４からはこれに
対応するエコー信号が出力されるので、このエコー信号
が送受波回路１０で増幅された後、ドップラー信号検出
回路１２に入力される。ドップラー信号検出回路１２
は、入力されたエコー信号を位相検波してドップラー信
号を検出し、このドップラー信号がＡ／Ｄ変換器１４で
Ａ／Ｄ変換された後、次段の高速フーリエ変換回路１６
で高速フーリエ変換されて各周波数の血流スペクトルが
算出される。そして、この血流スペクトルのデータが画
像選択回路１８を介してイメージメモリ２０に一時記憶
される。イメージメモリ２０に記憶された血流速スペク
トルのデータは、制御回路８によってＴＶ走査に同期し
て読み出された後、表示用回路２２でビデオ信号に変換
されてモニタ２４に表示される。

次に、エイリアジング発生の有無に応じて目盛り上の数
値表示を変更し、また、計測用カーソルの指示によって
血流速の値を数値表示するための回路構成について説明
する。

第１図において、符号３０は設定スイッチ２で設定され
た超音波ビームの周波数ｃ、パルス繰り返し周波数pr
および血流に対する超音波ビームの入射角θの各値に
基づいて最大血流速Vmaxを算出する最大血流速演算手段
である。すなわち、超音波ビームの偏移周波数ｄと血
流速Ｖとの関係は、音速をＣとすると、次の関係があ
る。

ｄ＝２Ｖｃ・cosθ／Ｃ (1) この場合、パルスドップラー法では偏移周波数ｄの最
大値dmaxは、サンプリング定理より、 dmax＝pr／２ (2) となるので、最大偏移周波数dmaxに対応する血流速の
最大値Vmaxは、(1)、(2)式より Vmax＝pr・Ｃ／（４ｃ・cosθ） (3) で与えられる。したがって、最大血流速演算手段３０は
上記(3)式に基づいて、血流速の最大値Vmaxを算出す
る。

３２はエイリアジング発生の有無を指示する指示手段と
しての指示スイッチ、３４はモニタ２４上に表示される
計測用カーソルの位置を移動させるための座標データを
入力する座標入力手段である。この座標入力手段３４と
しては、キーボードの他、マウス、トラックボール、ジ
ョイスティック等が適用される。また、３６は座標入力
手段３４からの座標データをモニタ上の表示アドレスに
変換する表示アドレス変換手段、３８は表示アドレス変
換手段３６からの表示アドレスに基づいてモニタ２４上
の対応位置に計測用カーソルを表示するためのデータを
発生するグラフィックメモリである。

４０は指示スイッチ３２からの指示信号と最大血流速演
算手段３０で算出された最大血流速の値とに基づいて、
エイリアジング発生の有無に応じた血流速目盛りに対応
する正負の数値列を算出する数値列算出手段であって、
零を最小値とし最大血流速Vmaxを最大値（絶対値）とし
た数値列を算出する第１数値列算出手段４２と、最大血
流速を最小値（絶対値）とし、最大血流速の２倍の値
（＝２Vmax）を最大値（絶対値）とした数値列を算出す
る第２数値列算出手段４４と、指示スイッチ３２からの
信号に応じて第１、第２数値列算出手段４２、４４を選
択するインバータ４６とからなる。

４８は座標入力手段３４から入力された座標データ、最
大血流速演算手段３０で算出された最大血流速の値およ
び指示スイッチ３２からの指示信号に基づいて計測用カ
ーソルで指示された血流速の値を算出する血流速算出手
段であって、第１、第２血流速算出手段５０、５２およ
び第１、第２血流速算出手段５０、５２を選択するイン
バータ５４とからなる。いま、第４図に示すように、血
流速目盛り上の血流速が正負方向にそれぞれ零から最大
血流速Vmaxまで設定されており、これに対応するモニタ
２４上のＹ方向の表示アドレスが基準位置ＢＬと零とし
てYmaxまで変化するときには、エイリアジングが発生し
ていない場合の表示アドレスＹと血流速Ｖとの関係は、
Ｙ≧Ymax／２なら、 Ｖ＝Vmax・（Ｙ−Ymax／２）／Ymax (4) Ｙ＜Ymax／２なら、 Ｖ＝−Ymax・（Ｙ−Ymax／２）／Ymax (5) となる。一方、エイリアジングが発生したときの表示ア
ドレスＹと血流速Ｖとの関係は、血流速が逆転表示とな
るので、Ｙ≧Ymax／２なら、 Ｖ＝−Vmax−Vmax・（Ymax−Ｙ）／（Ymax／２）
(6) Ｙ＜Ymax／２なら、 Ｖ＝Vmax＋Vmax・Ｙ／（Ymax／２） (7) となる。したがって、表示アドレスＹと最大血流速Vmax
の値が与えられた場合には、第１血流速算出手段５０は
上記の(4)式あるいは(5)式に基づいて血流速を算出し、
また、第２血流速算出手段５２は上記の(6)式あるいは
(7)式に基づいて表示アドレスＹに対応する血流速Ｖを
算出する。

５６は各算出手段４２、４４、５０、５２で算出された
データをキャラクタコードに変換するキャラクタコード
変換回路、５８はキャラクタコードを記憶するキャラク
タメモリである。

次に、エイリアジング発生の有無に応じて目盛り上の数
値表示を変更し、また、計測用カーソルの指示によって
血流速の値を数値表示する場合の動作について説明す
る。

設定スイッチ２で超音波ビームの周波数ｃ、パルス繰
り返し周波数prおよび血流に対する超音波ビームの入
射角θの各値が設定されると、最大血流速演算手段３０
は、これらの各値から前記(3)式に基づいて最大血流速V
maxを算出する。たとえば、超音波周波数ｃが２．５
ＭＨｚ、パルス繰り返し周波数prが５ＫＨｚ、音速Ｃ
を１５４ｍ／sec、超音波ビームの入射角θを０°とし
た場合にはVmax＝０．７７ｍ／secとなる。その算出結
果は数値列算出手段４０と血流速算出手段４８とにそれ
ぞれ与えられる。

エイリアジングが発生していない場合には、指示スイッ
チ３２は押さないので、この場合には、指示スイッチ３
２から“Ｌ”レベルの指示信号が出力される。この指示
信号は、数値列算出手段４０と血流速算出手段４８とに
与えられるが、インバータ４６、５４によって第１数値
列算出手段４２と第１血流速算出手段５０のみ動作可能
となる。これにより、第１数値列算出手段４２は、最大
血流速Vmaxの値に基づいて、零を最小値とし最大血流速
を最大値（絶対値）とした数値列を算出する。たとえ
ば、血流速目盛りが正負方向にそれぞれ４分割されてお
り、かつ、最大血流速が上記の例で０．７７ｍ／secと
した場合には、０、±０．１９、±０．３９、±０．５
８、±０．７７の各血流速の値が算出される。そして、
これらの各値がキャラクタコード変換回路５６でキャラ
クタコードに変換された後、キャラクタメモリ５８に記
憶される。そして、イメージメモリ２０とグラフィック
メモリ３８からデータが読み出される際に、これに並行
してキャラクタメモリ５８からもキャラクタコードが読
み出され、これらのデータが表示用回路２２でビデオ信
号に変換された後、モニタ２４に出力される。したがっ
て、モニタ２４の表示画面には、第２図に示すように、
血流スペクトルの表示とともに、縦軸に中心を零として
正負方向に４分割した血流速目盛りと、この血流速目盛
りの各位置に第１数値列算出手段４２で算出された各血
流速の値が配列表示される。

この状態で、座標入力手段３４を操作すると、この座標
入力手段３４からの座標データが表示アドレス変換手段
３６でモニタ２４上の表示アドレスＸ、Ｙに変換され
る。そして、この表示アドレスＸ、Ｙがグラフィックメ
モリ３８に与えられるとともに、表示アドレスの内のＹ
方向アドレスのデータが血流速算出手段４８に与えられ
る。したがって、グラフィックメモリ３８に記憶されて
いる計測用カーソル表示用のデータが更新されるので、
これに伴ない、モニタ２４上に表示されている計測用カ
ーソル（第２図中符号Ａで示す）の表示位置が座標入力
手段３４の操作に追従して移動する。また、この状態で
は、第１血流速算出手段５０が動作可能状態にあるの
で、第１血流速算出手段５０が最大血流速VmaxとＹ方向
の表示アドレスＹの各値から上記の(4)式あるいは(5)式
に基づいて血流速を算出する。そして、この値がキャラ
クタコード変換回路５６でキャラクタコードに変換され
た後、キャラクタメモリ５８に記憶される。したがっ
て、モニタ２４には、計測用カーソルＡで指示された位
置の血流速の値がとたえば０．６０というように数値で
表示される。

第３図に示すように、エイリアジングが発生した場合に
は、指示スイッチ３２を押すと、このスイッチ３２から
“Ｈ”レベルの指示信号が出力される。この指示信号
は、数値列算出手段４０と血流速算出手段４８とに与え
られるが、インバータ４６、５４でそのレベルが反転さ
れるため第２数値列算出手段４４と第２血流速算出手段
５２のみ動作可能となる。これにより、第２数値列算出
手段４４は、最大血流速Vmaxを最小値（絶対値）とし、
最大血流速の２倍の値（＝２Vmax）を最大値（絶対値）
とした数値列を算出する。たとえば、上記の例において
は、目盛りが正負方向に４分割され、かつ、最大血流速
が０．７７ｍ／secの場合には、±０．７７、±０．９
６、±１．１５、±１．３４、±１．５３の各血流速の
値が順次出力される。そして、これらの各値がキャラク
タコード変換回路５６でキャラクタコードに変換された
後、キャラクタメモリ５８に記憶される。したがって、
モニタ２４の表示画面には、第３図に示すように、縦軸
の血流速目盛りの正負方向の各位置に第２数値算出手段
４４で算出された血流速の値が配列表示される。この場
合、エイリアジングは逆転表示となるから、これに対応
させて血流速の値も±１．５３を中心としてこれよりも
上では負の数値が、中心よりも下では正の数値が配列表
示される。

この状態で、座標入力手段３４を操作すると、モニタ２
４上に表示されている計測用カーソル（第３図中符号Ａ
で示す）の表示位置が座標入力手段３４の操作に追従し
て移動する。しかも、この状態では、第２血流速算出手
段５２が動作可能状態にあるので、第２血流速算出手段
５２が最大血流速VmaxとＹ方向の表示アドレスＹの各値
から上記の(6)式あるいは(7)式に基づいて血流速を算出
する。そして、この値がキャラクタコード変換回路５６
でキャラクタコードに変換された後、キャラクタメモリ
５８に記憶される。したがって、モニタ２４には、計測
用カーソルＡで指示された位置の血流速の値がたとえば
０．９８というように数値で表示される。

なお、超音波断層像を表示する場合には、送受波回路１
０からのエコー信号がエコー信号検波回路６０で検波さ
れた後、Ａ／Ｄ変換器６２でＡ／Ｄ変換され、画像選択
回路１８を介してイメージメモリ２０に記憶される。そ
して、イメージメモリ２０から読み出されたデータが表
示用回路２２でＴＶ信号に変換された後、モニタ２４に
出力される。

(ヘ)効果 以上のように本考案によれば、エイリアジクングの発生
の有無に応じて血流速目盛りに対応する数値列を切換表
示できるとともに、計測用カーソルの指定によってエイ
リアジングの発生部分の血流速の値も並行して表示され
るので、エイリアジングが発生した場合でも血流速の値
が容易に読み取れるようになる等の優れた効果が発揮さ
れる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示し、第１図は超音波診断装置
のブロック図、第２図はエイリアジングが発生していな
い場合の血流スペクトルの表示例を示す説明図、第３図
はエイリアジングが発生した場合の血流スペクトルの表
示例を示す説明図、第４図は計測用カーソルで指示され
た座標位置と血流速の値との関係を求める場合の説明図
である。 １……超音波診断装置、２……設定手段（設定スイッ
チ）、３０……最大血流速演算手段、３２……指示スイ
ッチ、３４……座標入力手段、４０……数値列算出手
段、４８……血流速算出手段。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】超音波の送受波により得られたエコー信号
   からドップラー信号を抽出し、このドップラー信号に基
   づいて血流速の経時変化をモニタに画像表示する超音波
   診断装置において、 探触子からパルス放射される超音波ビームの周波数、パ
   ルス繰り返し周波数および血流に対する超音波ビームの
   入射角の各値を設定する設定手段と、 この設定手段で設定された値に基づいて最大血流速を算
   出する最大血流速演算手段と、 エイリアジング発生の有無を指示する指示手段と、 この指示手段から出力される指示信号および前記最大血
   流速演算手段で算出された最大血流速の値に基づいて、
   エイリアジング発生の有無に応じた血流速目盛りに対応
   する正負の数値列を算出する数値列算出手段と、 モニタ上に表示された計測用カーソルの位置を移動させ
   るための座標データを入力する座標入力手段と、 この座標入力手段から入力された座標データ、前記最大
   血流速演算手段で算出された最大血流速の値および前記
   指示手段からの指示信号に基づいて前記計測用カーソル
   で指示された血流速の値を算出する血流速算出手段と、 を備えることを特徴とする超音波診断装置。