JPS60256441A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野１ 本発明は医用診断装置の分野に属し、さらに詳しくはパ
ルスエコー法により被検体の断層像を得、かつ連続波ド
ツプラ法により血流情報を得るところの超音波診断装置
に関するものである。

［発明の技術的背景とその問題点］ 血流情報を得るドツプラ法には、変調超音波を用いる変
調波ドツプラ法と連続超音波を用いる連続波ドツプラ法
とがある。

変調波ドツプラ法とは、被検体に向って例えばパルス波
（バースト波を含む）を送波し、その１コ一成分（戻り
成分）を基に血流情報を得る方法であり、その利点は、
超音波断層像を１ｑるパルス法の断層像表示用装置にお
ける探触子及び送受波回路を共有できる（どちらもパル
ス波を用いるから）と共に、断層像ヒの任意の位置の血
流情報が得られることである。

しかしながら、この変調波ドツプラ法は、速い血流速の
測定が困難となる欠点を有している。その理由は、血流
速度検出範囲に原理的限界が存在するからである。すな
わち、第１に超音波パルスの繰り返し周波数の半分の周
波数偏移までしか正確に検出できない。また第２に被検
体の特定の深さにおける部位での血流速度測定において
、超音波パルスの繰り返し周期を当該部位における超音
波の往復時間より短くできない。以上の理由により、血
流速度検出の検出範囲が制限され、よって速い血流速の
測定が困難となるのである。

一方、連続波ドツプラ法とは、被検体に向って連続波超
音波（超音波に変調をかけない）を送波し、送波とは別
の振動子により受波した毛コー信号を基に血流情報を得
る方法であり、前述のような検出範囲の制限は生じず、
変調波ドツプラ法よりも速い血流速の測定が可能である
。

しかしながら、送波用、受波用にそれぞれ別々の振動子
を必要とする欠点を有し、かつ距離方向に分解能を有さ
ないく連続超音波だから）ために速い血流速の測定が困
難となる欠点を有している。

ところで、連続波ドツプラ法に用いられる探触子として
は、例えば第１図１で示すように、その先端に送波用振
動子２．受波用振動子３とそれぞれ固着して成るものが
ある。

しかしながら、この探触子１は送波用振動子２と受波用
振動子３との指向性の交差ｍ、域が固定となり（振動子
２，３が共に固着されているから）、測定部位の深さに
応じて探触子１を使い分けなければならない不便さがあ
る。また、断層像を得るための図示しない断層像用振動
子群と一体となっていないために断層像との対応がつか
めず、被検体のどの部位の血流情報なのかが不明確とな
る等の欠点を有する。

さらに、第２図４で示すように、断層像用振動子群５と
連続超音波送波用の単一振動子６及び同受波用の単一振
動子７とをそれぞれ同一探触子の先端に固着して成る探
触子は、断層像との対応をつかむことはできるが、単一
振動子６．７の面積が小さくなる傾向にあり（使い易さ
の点から探触子４全体の大きさには限界がある）、かか
る場合、感度が低くなり、正確な血流情報が得られない
。

また、送波、受波の指向性交差領域が固定となるため（
単一振動子６，７が共に固着されているから）に、被検
体の浅い部位から深い部位に至るま　”で安定した感度
を得ることが非常に困難となる。

［発明の目的］ 本発明は前記事情に鑑みてなされたものであり、被検体
の深さにかかわりなく良好な感度が得られ、かつ被検体
の測定部位を断層像上で固定しつつ、正確な血流情報が
得られるところの超音波診断装置の提供を目的とする。

［発明の概要］ 前記目的を達成するための本発明の概要は、被検体に向
って超音波を送波し、該被検体の断層像及び血流情報を
得る超音波診断装置において、複数の送波、受波それぞ
れの超音波振動子がリング状に交互に配置され、かつ断
層像を得る際に超音波の送受波を行うと共に、血流情報
を得る際に連続超音波の送波、受波のいずれか一方を行
う振動子群と、この振動子群と同−探触子内に設けられ
、かつ血流情報を得る際に該振動子群と対になり相対的
に連続超音波の送波、受波のいずれか一方を行う振動子
群と、血流情報を得る際に前記振動子群を送波、受波の
いずれか一方の状態に切り換え得る制御手段とを具備す
ることを特徴とするものである。

［発明の実施例］ 以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。

第３図は本発明に係る超音波診断装置の構成を示すブロ
ック図であり、本発明をメカセクタ操作型装置に適用し
た場合を示すものである。同図２７で示すのは探触子で
あり、この探触子の先端には複数の超音波振動子がリン
グ状に配列されている振動子群５が取りつけられている
。ここで、振動子群５は、血流情報を得る際に、連続超
音波を送受波すると共に、図示しない被検体の断層像を
得る際に変調超音波（パルス波）を送受するものである
。

次に、制御手段１１は、連続波駆動手段１０の動作を制
御すると、複数の送受手段群１２（第３図では１２ａ　
、　１２ｂ　、　１２ｃのみ示す）の動作を制御する制
御信号を出ツノするものである。

前記連続波駆動手段１０は、制御手段１１から出力され
る制御信号を基に振動子群５を振動させる超音波信号（
安定な連続超音波信号）を発生するものであり、又前記
送受手段群１２（後に内部構成を詳述する）は、それぞ
れ制御手段１１から出力される制御信号を基に、振動子
群５の送受波状態を切り換え制御するものであり、その
出力は、後段に配置される加算手段２５に入力される。

この加算手段２５は、前記送受手段群１２の出力を加算
するものであり、その出力は後段に配置される位相検波
手段１３又はＩ＃ｉ層像検波手段１５に入力される。

また、前記位相検波手段１３は、血流情報を得る際に加
算手段２５の出力信号を位相検波するものであり、その
出力は、後段に配置される周波数分析手段１／ｌに入力
され、周波数が分析された後、後段に配置される表示手
段１６の自流情報表示に供される。

さらに、前記断層像検波手段１５は、図示しない被検体
の断層像を得る際に、加算手段２５の出゛・）　カケつ
ゆ検波ｔｓｓｏｒあ０．６ｏ、４カ。よ後段、。

配置される表示手段１６の断層像表示に供される。

次に、送受手段群１２を構成する例えば送受手段１２ａ
の詳細な構成について説明する。この送受手段１２ａは
、制御手段１１から出力される制御信号を基に、振動子
群５を振動させる超音波信号（変調超音波信号）を発生
させる変調波駆動手段２２と、制御手段１１から出力さ
れる制御信号を基に超音波の送受を切り換える切り換変
え手段（例えば電子スイッチ＞２１．２４と、図示しな
い被検体から反射された超音波信号（エコー信号）を増
幅する増幅手段２０と、送波に供される超音波信号（変
調波駆動手段２２の出力）及び受波されたエコー信号（
増幅手段２０の出力）を所定時間遅延する遅延手段２３
とを含んで構成されている。尚、送受手段１２ｂ及び１
２０の訂細な構成は、前述した送受手段１２ａと同様で
あるので省略する。

また、探触子可動器９は、探触子２７を回転させる機構
であり、断層像を得る際は、探触子２７＃ｉ　ｍ　Ｒ□
、工お、、１．７アうヶっ□□９４イ、　１・（意の位
置に探触子２７を固定させることができる。

次に、以トのように構成される装置の作用について雷！
明する。

先ず、被検体の断層像を得る場合について説明する。本
装置により被検体の断層像を得る場合には、制御手段１
１から出力される制御信号（例えば、所定時間毎の繰り
返えしパルス信＠）に応じて、送受手段群１２（１２ａ
、１２ｂ、１２ｃ）の送波状態および受波状態が交互に
切り換えられる。ここで、送波状態とは前記制御信号に
より切り換え手段２１及び２４のそれぞれの共通接点Ｃ
が、それぞれ接点１）側に接続され、変調波駆動子一段
２２の出力（変調超音波信号）が遅延手段２３を介して
振動子７ｉ￥５に入力され得る状態をいう。

また、受波状態とは前記制御信号により切り換え手段２
１及び２４のそれぞれの共通接点Ｃが、それぞれ接点ａ
側に接続され、増幅手段２０の出力（：［二１−信号）
が遅延手段２３を介して加算手段２５に入力され得る状
態をいう。

送受手段１２ａ　、　１２ｂ　、　１２ｃがそれぞれ送
波状態の場合に、変調波駆動手段２２より出力される超
音波信号が、遅延手段２３を介して入力され振動子群５
を構成する各振動子が振動し、図示しない被検体に向っ
て超音波が送波される。ここで、送波される超音波の指
向性（これを１−送波指向性」と称する）は、各送受手
段１２ａ、１２ｂ。

１２ｃ内にそれぞれ有する遅延手段２３の遅延時間によ
って決定される。尚、この遅延手段２３の遅延時間は制
御手段１１によって制御され得る。

このように図示しない被検体に向って送波された超音波
は、図示しない被検体により反射され、この反射された
超音波が、振動子群５により受波され、電気信号に変換
された後、チャンネルごとに各送受手段１２ａ、１２ｂ
、１２ｃｌ：工」−信号として入力される。なお、この
とき各送受手段１２ａ　、　１２ｂ　、１２ｃは受波状
態に切り換えられている。

各送受手段１２ａ　、　１２ｂ　、　１２ｃ　ニ入力さ
れたエコー信号は、各送受手段１２ａ、１２ｂ、１２Ｃ
内にそれぞれ有する増幅手段２０により増幅され、さら
に遅延手段２３により所定の受波指向性を有するように
遅延された後、加算手段２５の加算に供される。

この加算手段２５により加算された工］−信号は、断層
像検波手段１５により検波された後、表示手段１６の断
層像表示に供される。

次に、被検体の血流情報を得る場合について説明する。

本装置により被検体の血流情報を得る場合には、連続波
ドツプラ法を用いる。すなわち、制御手段１１から出力
される制御信号により、連続波駆動手段１０がら連続超
音波信号が出力されるとともに、各送受手段１２ａ　、
　１２ｂ　、　１２ｃのそれぞれが超音波の受波状態（
切り換え手段２１及び２４の共通接点Ｃが、それぞれ接
点ａ側に接続される）に固定される。

前記連続波駆動手段１０から連続超音波信号が出力され
ると、この信号により振動子群５のいくつかの振動子か
ら図示しない被検体に向って連続超音波が送波される。

この送波された超音波は、図示しない被検体中の血球に
より散乱され、この散乱成分を含む超音波が、振動子群
５の残りの振動子によって受波され、電気信号に変換さ
れた後、：［コー信号として各送受手段１２ａ、１２ｂ
、１２０に入力さる（尚、前述のように送受手段１２ａ
、１２ｂ、１２ｃはそれぞれ受波状態に固定されている
）。

このように各送受手段１２ａ　、　１２ｂ　、　１２ｃ
に入力されたエコー信号は、各送受手段１２ａ。

１２ｂ、１２ｃ内にそれぞれ有する増幅手段２０により
増幅され、さらに、遅延手段２３により所定の受波指向
性を右するように遅延された後、加算手段２５の加算に
供される。

この加算手段２５により加算された二１コー信号は、位
相検波手段１３により、該コニコー信号の周波数偏移分
が取り出され（位相検波）、この取り出された周波数偏
移分が周波数分析手段１４の周波数分析に供され、この
分析結果が表示手段１６の血流情報に供される。

次に、被検体に向って送波される連続超音波と該被検体
中で散乱される超音波の受波との関係に　゛（□ついて
第４図を基に説明する。

第４図（Δ）、（Ｂ）に示すように振動子群５が６分割
されたリングトランスデューザの場合、Ｐ１〜Ｐ６まで
の６つの振動子をそれぞれ送波用。

受波用と分けることにより、連続波ドラＩう信号が得ら
れる。ここでの分は方を送イｈ用撮動子Ｐｙ。

Ｐａ、Ｐｓ、受信用振動子Ｐ２　、Ｐａ　、Ｐｓとする
と、送受の振動子の口径が見掛は上大きくなり、しかも
、それぞれ同−中心軸−トに配列されているため、中心
ビームが非常にシャープとなり、感度が高くなる。また
、リングであるために、受信フォーカスが可能で、この
場合、口径が見掛は十大きくなるので遠距離の工」−ま
で感度よく得ることができる。Ｐｉ”−Ｐ６までの振動
子の面積が等しければ、それぞれのＣ（容量）が等しく
なり、すべて同じパルサーでドライブすることができる
。

［発明の効果１ 以上説明した本発明によれば、リング状に分割された振
動子群を持つメカニカル超音波診断装置で、血流情報を
得る際、それぞれの撮動子を交互に送波用、受波用と配
置することにより、シャープな超音波ビームが得られ、
また、受信フォーカスをかけることにより、被検体の所
望深さに応じた最適受波感度を得ることができるので、
被検体の測定部位を断層像Ｊ、で同定しつつ、正確な血
流情報を得ることができる。また、断層像を得るための
振動子群と送受手段とを血流情報を得る際にも使用する
ので、構成上無駄がなく、全体として小型化できる等優
れた効果を奏する超音波診断装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はそれぞれ従来の探触子を示す概略斜
視図、第３図は本発明に係る超音波診断装置の構成を示
すブロック図、第４図（Ａ）。 （Ｂ）は第３図に示す振動子群の構造を示す正面図、断
面図である。 ５・・・・・・振動子群、１１・・・・・・制御手段、
１２ａ　、　１２ｂ　、　１２ｃ　・−・・・送受手段
、２７・・・・・・探触子。 第２図 ５　６

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被検体に向って超音波を送波し、該被検体の断層像及び
   血流情報を１ｑる超音波診断装置において、複数の超音
   波振動子がリング状に配置され、かつ断層像を得る際に
   超音波の送受波を行うとともに、血流情報を得る際に連
   続超音波の送波、受波のいずれか一方を行う振動子群と
   、この振動子群と同−探触子内に設（プられ、かつ血流
   情報を１与る際に該振動子群と対になり、相対的に連続
   超音波の送波、受波のいずれか一方を行う振動子群ど、
   血流情報を得る際に前記振動子群を送波、受波のいずれ
   か−ｈの状態に切り換え得る制御手段とを具備すること
   を特徴どする超音波診断装置。