JPS6112690B2 - - Google Patents

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JPS6112690B2
JPS6112690B2 JP52085885A JP8588577A JPS6112690B2 JP S6112690 B2 JPS6112690 B2 JP S6112690B2 JP 52085885 A JP52085885 A JP 52085885A JP 8588577 A JP8588577 A JP 8588577A JP S6112690 B2 JPS6112690 B2 JP S6112690B2
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JP
Japan
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blood flow
flow velocity
ultrasonic
probe
blood
Prior art date
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Application number
JP52085885A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5421086A (en
Inventor
Shozo Yoshimura
Hiroshi Furuhata
Ryoichi Sugano
Kunyasu Furuhira
Hiroji Matsumoto
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HAYASHI DENKI KK
Original Assignee
HAYASHI DENKI KK
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Publication date
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Publication of JPS6112690B2 publication Critical patent/JPS6112690B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

脳動脈硬化等の脳血管障害予知に有効な脳循環
特性(脳血管特性)は頚動脈の血管物性を明らか
にすることによつて知ることができる。即ち、頚
動脈の血圧、血流速から求められる流体力学的イ
ンプツトインピーダンス特性に、頚動脈系の模擬
電気回路モデルのインプツトインピーダンス特性
を近似させ、この電気回路モデルのパラメータ値
から脳循環特性を測定する。 電気回路モデルとしては変形ウインドケツセル
型モデルが使用される。そのため、血管物性を求
めるには先ず、血管径、頚動脈圧波、絶対流速等
を与えて、変形ウインドケツセル型モデルに必要
な血管抵抗R、血管慣性値L及び脳血管容量Cを
求め、続いてこれら定数から血管のインプツトイ
ンピーダンス特性を求めることによつて解明でき
る。従つて脳循環特性を究明するには上述した血
管径や頚動脈圧波等を知る上で頚動脈の血圧、血
流を測定する必要がある。 血圧は周知のストレインゲージ型の血圧測定装
置を使用すればよい。一方血流を測定する装置と
して超音波を利用し、非観血的、無浸襲的に測定
するものがある。超音波血流測定装置がこれであ
る。 この測定装置は第1図で示すように超音波プロ
ーブ(トランスデユーサ)3を頚動脈1に当て、
超音波の反射波(ドツプラー効果を受けた反射
波、以下ドツプラー出力という)を測定すること
によつて血流速を測定するものである。ここで、
ドツプラー効果は血液によつて反射された超音波
の周波数が血流速や超音波照射角に応じて偏移さ
れる現象をいう。従つて、頚動脈に対する超音波
の照射角ξの相異によつて測定値が大幅に相異す
る。表−1を参照しながら説明してみよう。
Cerebral circulation characteristics (cerebrovascular characteristics), which are effective in predicting cerebrovascular disorders such as cerebral arteriosclerosis, can be determined by clarifying the vascular properties of the carotid artery. That is, the input impedance characteristics of a simulated electric circuit model of the carotid artery system are approximated to the hydrodynamic input impedance characteristics determined from the carotid blood pressure and blood flow velocity, and the cerebral circulation characteristics are measured from the parameter values of this electric circuit model. do. A modified windkessel model is used as the electric circuit model. Therefore, in order to obtain the vascular properties, first, the vascular diameter, carotid artery pressure wave, absolute flow velocity, etc. are given, and the vascular resistance R, vascular inertia value L, and cerebrovascular capacitance C required for the modified windketsu cell model are determined, and then This can be elucidated by determining the input impedance characteristics of blood vessels from these constants. Therefore, in order to investigate cerebral circulation characteristics, it is necessary to measure blood pressure and blood flow in the carotid artery in addition to knowing the above-mentioned blood vessel diameter and carotid artery pressure wave. Blood pressure may be measured using a well-known strain gauge type blood pressure measuring device. On the other hand, there are devices that use ultrasound to measure blood flow in a non-invasive and non-invasive manner. This is an ultrasonic blood flow measurement device. This measuring device applies an ultrasound probe (transducer) 3 to a carotid artery 1 as shown in FIG.
Blood flow velocity is measured by measuring reflected waves of ultrasound (reflected waves subjected to the Doppler effect, hereinafter referred to as Doppler output). here,
The Doppler effect is a phenomenon in which the frequency of ultrasound reflected by blood is shifted depending on the blood flow velocity and the ultrasound irradiation angle. Therefore, the measured values differ significantly depending on the difference in the ultrasonic irradiation angle ξ with respect to the carotid artery. Let's explain this with reference to Table 1.

【表】 この測定例は血流速が60cm/secの人血で測定
した場合であり、第1図で示すように血液が矢印
a方向に流れているとき超音波プローブ3を図の
ように当てた場合の測定結果である。 この表をみれば明らかなように超音波照射角ξ
が60゜のとき最も誤差のない出力(血流速)が得
られ、この照射角ξを境にして誤差が大きくな
る。この例では照射角60゜を中心として±10変化
することによつて、測定値は25〜30%程度の変動
を示す。 このことは超音波照射角ξを表−1のように60
゜に常に設定しておかなければ正しい測定結果が
得られないことを意味する。 しかしながら、実際にこのプローブを操作する
場合には医師等がプローブを手にとり患者の頚動
脈に当てるため照射角はまちまちである。そのた
めこのプローブより得た血流速は測定の都度異つ
てしまう。従つて測定精度が極めて悪い。 本発明はこのような点を考慮し、特にこの超音
波プローブ3の照射角ξの相違に基づく測定誤差
をできるだけ少くして、計算値に近い測定値(実
測値)が得られるようにしたものである。以下図
面を参照して本発明装置を詳細に説明しよう。 本発明においては血流を測定するに際し、一対
のプローブを使用し、夫々のプローブで得た反射
波を用いて血流測定を行うものである。この場合
第2図で示すように一対のプローブ3A,3Bの
照射角を次のように選定する。 即ち、一方のプローブ3Aの照射角をξとし、
他方のプローブ3Bの照射角をηとした場合、こ
れら照射角ξ及びηの差ξ−η=θを常に所定の
角度に保持した状態で血流測定を行うようにす
る。照射角θを常に一定に保持した状態で血流を
測定すると、後述するように頚動脈1即ち体表面
2に当てるプローブ3A,3Bの照射角ξ(η)
が変化しても、実際の血流速値に近い実測値が得
られる。 続いて、第3図を参照しながら上述の理由を説
明しよう。今、第1図のように血管1内を流れる
血流の速度(血流速)をVbとし、プローブ3か
らの照射超音波と血管1とのなす角(超音波照射
角)をξとしたとき、ドツプラー出力(周波数成
分)Sは S=kVb cosξ ……(1) k=2fs/C ……(2) 但し、 fs:照射超音波周波数 (発信周波数)(Hz) C:生体内の超音波伝搬速 度(約1.5Km/秒) となることは周知である。すなわち、ドツプラー
出力Sは超音波照射角ξのcosに比例する。 故に、今血流速Vbを一定にすれば、S,Vb及
びξの関係は、第3図Aに示すようなモデルを用
いて説明することができる。つまり、kVbは一定
であるので、これを図のように直径に置き換
えれば、を直径とする半円上の点Cと点Bを
結ぶ線分(但し、∠ABC=ξ)がドツプラー
出力Sに相当する。超音波照射角ξが変われば線
分が変わつてドツプラー出力Sが変わること
が判る。 次に、血管1内を流れる血流速Vbは同じで、
超音波照射角が異なる2個のプローブ3A,3B
を用いた場合、夫々から得られるドツプラー出力
Sa,Sbは(3),(4)式として求められる。 Sa=kVb cosξ ……(3) Sb=kVb cosη ……(4) 但し、ξ,ηは第2図に示す超音波照射角で、
血流速Vbが一定である場合には、上述と同じ
く、Sa,Sb,kVb,ξ及びηの関係を第3図B
に示すようなモデルを用いて説明できる。図は、
第2図に示す構成によるときの出力関係をモデル
化したもので、ξ>ηであり、ξ−η=θであ
る。 この発明は、これら一対のプローブ3A,3B
で受波したドツプラー出力Sa,Sbを用いて血流
速Vbを求めようとするもので、第3図Bのモデ
ルから明らかなように △DABは直角三角形であるから、 但し、 DB=Sb AB=kVb が成立し、この(5)式より血流速Vbが求められ
る。(5)式において、成分は未知数であるの
で、これと第3図Bから求める。 △EBCと△EADは相似であるから、 :=: ……(6) CB,DE及びCEは夫々次式で与えられる。 =Sa ……(8) =− =Sb−Sa/cosθ ……(9) =Sa tanθ ……(10) (7)〜(10)式より、線分は、 となるから、この(11)式と(5)式から、血流速Vbは となる。 (表−2)は超音波照射角ξ,ηを変化させた
ときの血流速のデーダであつて、このデータはθ
=15゜で、測定すべき真の血流速VBが60.0cm/
secと100.0cm/secであるときの、(12)式による計
算値Vbを示す。
[Table] This measurement example is for human blood with a blood flow velocity of 60 cm/sec. As shown in Figure 1, when blood is flowing in the direction of arrow a, the ultrasound probe 3 is This is the measurement result when it is correct. As is clear from this table, the ultrasound irradiation angle ξ
When is 60 degrees, the output (blood flow velocity) with the least error is obtained, and the error increases beyond this irradiation angle ξ. In this example, the measured value shows a variation of about 25 to 30% due to a ±10 change around the irradiation angle of 60°. This means that the ultrasonic irradiation angle ξ is 60 as shown in Table 1.
This means that correct measurement results will not be obtained unless the setting is always set to °. However, when actually operating this probe, a doctor or the like picks up the probe and applies it to the patient's carotid artery, so the irradiation angle varies. Therefore, the blood flow velocity obtained with this probe differs each time the measurement is performed. Therefore, the measurement accuracy is extremely poor. Taking these points into consideration, the present invention is designed to minimize the measurement error based on the difference in the irradiation angle ξ of the ultrasonic probe 3 as much as possible, so that a measured value (actual value) close to the calculated value can be obtained. It is. The apparatus of the present invention will be explained in detail below with reference to the drawings. In the present invention, when measuring blood flow, a pair of probes is used, and the blood flow is measured using reflected waves obtained by each probe. In this case, as shown in FIG. 2, the irradiation angles of the pair of probes 3A and 3B are selected as follows. That is, let the irradiation angle of one probe 3A be ξ,
When the irradiation angle of the other probe 3B is η, blood flow measurement is performed with the difference ξ−η=θ between these irradiation angles ξ and η always maintained at a predetermined angle. When blood flow is measured while keeping the irradiation angle θ constant, the irradiation angle ξ(η) of the probes 3A and 3B applied to the carotid artery 1, that is, the body surface 2, as described later.
Even if the value changes, a measured value close to the actual blood flow velocity value can be obtained. Next, the above reason will be explained with reference to FIG. Now, as shown in Fig. 1, the velocity of blood flowing in blood vessel 1 (blood flow velocity) is Vb, and the angle between the ultrasound irradiated from probe 3 and blood vessel 1 (ultrasound irradiation angle) is ξ. When, the Doppler output (frequency component) S is S=kVb cosξ...(1) k=2fs/C...(2) where, fs: Irradiation ultrasound frequency (transmission frequency) (Hz) C: In-vivo ultrasound It is well known that the propagation speed of sound waves is approximately 1.5 km/sec. That is, the Doppler output S is proportional to the cos of the ultrasound irradiation angle ξ. Therefore, if the blood flow velocity Vb is now held constant, the relationship between S, Vb, and ξ can be explained using a model as shown in FIG. 3A. In other words, since kVb is constant, if we replace it with the diameter as shown in the figure, the line segment connecting points C and B on the semicircle with the diameter (where ∠ABC=ξ) becomes the Doppler output S. Equivalent to. It can be seen that if the ultrasound irradiation angle ξ changes, the line segment changes and the Doppler output S changes. Next, the blood flow velocity Vb flowing in blood vessel 1 is the same,
Two probes 3A and 3B with different ultrasound irradiation angles
Doppler output obtained from each
Sa and Sb are obtained using equations (3) and (4). Sa=kVb cosξ ……(3) Sb=kVb cosη ……(4) However, ξ, η are the ultrasonic irradiation angles shown in Fig. 2,
When the blood flow velocity Vb is constant, the relationship between Sa, Sb, kVb, ξ and η is shown in Figure 3B, as described above.
This can be explained using a model like the one shown below. The diagram is
This is a model of the output relationship when using the configuration shown in FIG. 2, where ξ>η and ξ−η=θ. This invention provides that these pair of probes 3A, 3B
The purpose is to find the blood flow velocity Vb using the Doppler outputs Sa and Sb received at However, DB=Sb AB=kVb holds, and the blood flow velocity Vb can be found from this equation (5). In equation (5), the component is an unknown quantity, so it is found from this and Figure 3B. Since △EBC and △EAD are similar, :=: ...(6) CB, DE and CE are given by the following formulas. =Sa...(8) =- =Sb-Sa/cosθ...(9) =Sa tanθ...(10) From equations (7) to (10), the line segment is Therefore, from equations (11) and (5), the blood flow velocity Vb is becomes. (Table 2) is the blood flow velocity data when changing the ultrasonic irradiation angle ξ, η, and this data is θ
= 15°, the true blood flow velocity V B to be measured is 60.0 cm/
sec and 100.0 cm/sec, the calculated value Vb using equation (12) is shown.

【表】 この(表−2)のデータからも明らかなよう
に、照射角ξ(またはη)をどのように設定しよ
うとも、又、頚動脈にあてるプローブ3A,3B
の照射角ξ(η)が測定の都度変わろうとも血流
速測定にはあまり影響がない。 なお、実際に測定してみると、(表−2)に示
すようなデータは得られない。第8図はθ=15゜
でξを60゜を中心に変化させたときの血流速Vb
の測定データのエラー率を示すものであつて、ξ
が60゜のときは真の血流速VB(=60.0cm/sec)
と同一の測定値が得られるのに対し、ξが60゜以
上あるいは以下になると、曲線Laで示すように
次第に真の血流速から外れ、エラー率(Vb/VB×10
0 (%))が高くなる。 ただし、1個のプローブを用いて測定する場合
のエラー率(曲線Lb)よりは遥かに低い。 このように実際の血流速値と測定値とが相異す
るのは、血液中の血球密度や照射ビームの反射量
が測定の、都度相異するからである。 照射角θの採りうる範囲は、特に限定されない
が、本例ではθ=15゜に選定されている。そし
て、上述したようにプローブ単体ではξ=60゜の
とき測定誤差が最も少ないので、ξ=60゜の場合
で、θ=15゜とした。 第4図は本発明による超音波血流速装置の一例
を示す系統図である。図において7は超音波の発
振器(超音波信号は5MHz程度)で、この超音波
出力は増幅器8を通じてプローブ3A,3Bに供
給される。そして反射波であるドツプラー出力
Sa,Sbは夫々の測定回路10A,10Bに供給
される。これら測定回路10A,10Bは血流波
形を得るためのもので、略同じような回路構成と
なされているから、プローブ3Aに関連した測定
回路10Aについて説明する。 ドツプラー出力Saは増幅器11Aに供給され
た後、血液の逆流によつて生ずる出力を除去する
ための水晶で構成されたフイルター12Aを通じ
て検波回路13Aに供給される。ここにおいてド
ツプラー効果を受けた周波数成分を検出した後バ
ンドパスフイルタ14Aに供給される。フイルタ
の下限は血管自体の収縮拡張に伴なうドツプラー
信号を除去するためのものであり、上限はS/N
の観点から定められている。この例では80Hz〜
7kHzを通過させるように構成してある。 フイルタリング処理されたドツプラー効果をう
けた周波数成分はゼロクロスカウンタ16Aに供
給されて、周波数電圧変換され、その出力がロー
パスフイルタ17Aに供給され、測定回路10A
の最終的な出力(血流速波)となされる。なお、
この出力Sa′を波形記録器に供給すれば血流速波
形を記録することができる。 他方の測定回路10Bにおいてもプローブ3B
で得たドツプラー出力Sbに関連した出力Sb′が形
成されるわけであるが、これら出力Sa′,Sb′は(12)
式で示したような演算処理を行うため、第1の演
算処理回路20に供給される。 この演算処理回路20は第5図で示したように
なされているが、この回路構成は(12)式に示された
数式より血流速Vbを得るためのものであつて、
順を追つて説明するならば、出力Sa′,Sb′を割算
回路21に供給してSa/Sbの処理を行い、続いて掛 算回路22に供給する。 この掛算回路22には1/sinθの定数回路23A の出力が供給される。θは上述の例では15゜にと
つてあるので1/sinθは3.867の定数である。この
掛 算回路出力は後段の減算器25に供給される。こ
れにはcotθの定数回路23Bの出力が供給さ
れ、この減算器25において (cotθ−Sa/Sb×1/sinθ)の演算処理が行
われること になる。 続いてこの減算出力を2乗回路26に供給して
減算出力の2乗値をとつた後、加算器27に供給
される。この加算器27には(12)式で示すルート
(√ )内の1という定数回路23Cの出力が供
給され、(6)式のルート内の数式の演算が行われる
ことになる。続いて平方根回路28に供給された
後、上述した出力Sb′と共に掛算器29に供給さ
れ、更にその出力は1/kの定数回路23Dの出力が 供給される掛算器30に供給され、ここにおいて
(12)式の全ての演算が行われる。従つて出力端30
aには(12)式で示す血流速Vbが得られたことにな
る。 ここで血液の絶対流量は頚動脈の単位断面積当
りの血流速Vbで求められる。そのため第4図で
示すように第1の演算処理回路20の後段には更
に第2の演算処理回路40が設けられ、ここにお
いて最終的な絶対流量が演算処理されることにな
る。 続いてこの演算処理回路40について再び第5
図を参照して説明するも頚動脈の断面籍は血管径
Dを求める必要があるが、この血管径は周知のよ
うに血管径測定装置で得た出力を利用すればよ
い。この血管径測定装置は本発明の要旨と直接関
係がないので省略する。 この測定装置を利用して得た血管径D(直径)
より絶対流量Vは(13)式で示すようになる。 V=Vb・π・(D/2) ……(13) (13)式の演算処理について説明するも、41
Aは定数回路であり、42は割算回路である。そ
してその入力40aには上述した血管径Dに関連
した出力が供給される。従つてこれら回路におい
てD/2の演算が行われ、その出力は2乗回路43に 供給される。そしてその出力にπという定数を掛
けるため掛算器44に供給される。41Bはπな
る定数を求めるための定数回路である。掛算出力
は更に第1の演算処理回路20で得た血流速Vb
と共に掛算器45に供給される。 このようにして最終的な絶対流量Vが求められ
るから、冒頭でも述べたように血管物性に必要な
絶対流量を知ることが可能になる。測定誤差は第
2図で示したような構成をとることによつて僅少
とすることができる。 第6図はプローブ装置の構成例である。この例
では固定装置50が設けられる。この固定装置5
0は図のように中心より左右に所定の傾斜をもつ
て形成された一対の半部50A,50Bが一体化
されたもので、第7図で示すように一半部50A
にはその略中心にプローブ3Aを挿通固定するた
めの挿通孔51aが形成される。同様に他半部5
0Bにもプローブ3Bに対する挿通孔51bが形
成され、これら挿通孔51a,51bの傾斜角が
上述したようにθに選ばれるものである。 なお、中心に形成された貫通孔52は第6図で
示すようにプローブ装置を把持するための棒53
が挿通されるための孔である。又、54a,54
bは挿通孔51a,51bに挿通されたプローブ
3A,3Bを固定するためのネジである。 このような固定装置50を使用した場合には挿
通孔51a,51bによつて定められた角度θが
不変であるため、これら挿通孔51a,51bに
プローブ3A,3Bを単に挿通固定するだけで、
第2図で示したような照射角θをもつたプローブ
装置を構成することができる。従つてこのように
一体化されたプローブ装置にて測定精度の高い超
音波血流測定装置を具現できるものである。 尚、固定装置50はABS樹脂等の樹脂材で構
成した場合である。 以上説明したように本発明によれば一対のプロ
ーブを設け、これらプローブによつて形成される
超音波の照射角θを所定の角度に選定しておけ
ば、頚動脈に当てるプローブの傾斜角が変わつて
も、従来のように測定値が大幅に変動することが
ない。従つて、本発明ではプローブの傾斜角が相
違しても実際の血流速値に近い測定値を得ること
ができ、従来より測定精度が極めて高い。 又その構成も極めて簡単であるからこの種装置
を廉価に構成できる効果も併せて有する。 尚、上述の例ではプローブ3Aの照射角ξを60
゜として説明したが、この他の角度でもとり得る
ことが可能である。そして照射角θは任意であ
る。
[Table] As is clear from the data in Table 2, no matter how the irradiation angle ξ (or η) is set, the probes 3A and 3B applied to the carotid artery
Even if the irradiation angle ξ (η) changes each time the measurement is performed, it does not have much effect on the blood flow velocity measurement. In addition, when actually measured, the data shown in (Table 2) cannot be obtained. Figure 8 shows the blood flow velocity Vb when θ=15° and ξ is changed around 60°.
It shows the error rate of the measurement data of ξ
When is 60°, true blood flow velocity VB (=60.0cm/sec)
However, when ξ becomes more than or less than 60°, the velocity gradually deviates from the true blood flow velocity as shown by the curve La, and the error rate (Vb/VB×10
0 (%)) becomes higher. However, it is much lower than the error rate (curve Lb) when measuring using one probe. The reason why the actual blood flow velocity value and the measured value differ in this way is that the density of blood cells in the blood and the amount of reflection of the irradiation beam differ each time the measurement is performed. The possible range of the irradiation angle θ is not particularly limited, but in this example, θ=15° is selected. As mentioned above, since the measurement error of a single probe is the smallest when ξ=60°, θ=15° was set in the case of ξ=60°. FIG. 4 is a system diagram showing an example of the ultrasonic blood flow velocity device according to the present invention. In the figure, 7 is an ultrasonic oscillator (ultrasonic signal is about 5 MHz), and the ultrasonic output is supplied to probes 3A and 3B through an amplifier 8. And Doppler output, which is a reflected wave
Sa and Sb are supplied to respective measurement circuits 10A and 10B. These measurement circuits 10A and 10B are for obtaining blood flow waveforms and have substantially the same circuit configuration, so the measurement circuit 10A related to the probe 3A will be explained. The Doppler output Sa is supplied to an amplifier 11A, and then supplied to a detection circuit 13A through a filter 12A composed of a crystal for removing output caused by backflow of blood. Here, the frequency components subjected to the Doppler effect are detected and then supplied to the bandpass filter 14A. The lower limit of the filter is for removing Doppler signals caused by contraction and expansion of the blood vessels themselves, and the upper limit is for S/N.
It is determined from the perspective of In this example 80Hz ~
It is configured to pass 7kHz. The filtered frequency component subjected to the Doppler effect is supplied to a zero-cross counter 16A, where it is frequency-voltage converted, and its output is supplied to a low-pass filter 17A, and then a measurement circuit 10A.
The final output (blood flow velocity wave) is made. In addition,
By supplying this output Sa' to a waveform recorder, the blood flow velocity waveform can be recorded. Probe 3B is also used in the other measurement circuit 10B.
An output Sb′ related to the Doppler output Sb obtained in is formed, and these outputs Sa′ and Sb′ are (12)
The signal is supplied to the first arithmetic processing circuit 20 in order to perform the arithmetic processing as shown in the equation. This arithmetic processing circuit 20 is configured as shown in FIG. 5, and this circuit configuration is for obtaining the blood flow velocity Vb from the formula shown in equation (12).
To explain in sequence, the outputs Sa' and Sb' are supplied to a division circuit 21 to perform Sa/Sb processing, and then supplied to a multiplication circuit 22. This multiplier circuit 22 is supplied with the output of a 1/sin θ constant circuit 23A. Since θ is set to 15° in the above example, 1/sin θ is a constant of 3.867. This multiplication circuit output is supplied to the subtracter 25 at the subsequent stage. The output of the cot θ constant circuit 23B is supplied to this, and the subtracter 25 performs the arithmetic processing of (cot θ−Sa/Sb×1/sin θ). Subsequently, this subtracted output is supplied to a squaring circuit 26 to obtain the square value of the subtracted output, and then supplied to an adder 27. The adder 27 is supplied with the output of the constant circuit 23C, which is 1 in the root (√) shown in equation (12), and performs the calculation of the mathematical expression in the root of equation (6). Subsequently, after being supplied to the square root circuit 28, it is supplied together with the above-mentioned output Sb' to a multiplier 29, and the output thereof is further supplied to a multiplier 30 to which the output of the 1/k constant circuit 23D is supplied.
All operations in equation (12) are performed. Therefore, the output end 30
This means that the blood flow velocity Vb shown by equation (12) is obtained at a. Here, the absolute flow rate of blood is determined by the blood flow velocity Vb per unit cross-sectional area of the carotid artery. Therefore, as shown in FIG. 4, a second arithmetic processing circuit 40 is further provided after the first arithmetic processing circuit 20, and the final absolute flow rate is processed here. Next, regarding this arithmetic processing circuit 40, the fifth
As will be explained with reference to the drawings, it is necessary to determine the blood vessel diameter D for the cross-section of the carotid artery, but this blood vessel diameter can be determined by using the output obtained from a blood vessel diameter measuring device as is well known. This blood vessel diameter measuring device is not directly related to the gist of the present invention and will therefore be omitted. Blood vessel diameter D (diameter) obtained using this measuring device
From this, the absolute flow rate V is expressed by equation (13). V=Vb・π・(D/2) 2 ...(13) Although we will explain the calculation process of equation (13), 41
A is a constant circuit, and 42 is a division circuit. The input 40a is supplied with an output related to the blood vessel diameter D described above. Therefore, the calculation of D/2 is performed in these circuits, and the output thereof is supplied to the squaring circuit 43. The output is then supplied to a multiplier 44 to be multiplied by a constant π. 41B is a constant circuit for determining the constant π. The multiplication output is further calculated by the blood flow velocity Vb obtained by the first arithmetic processing circuit 20.
It is also supplied to the multiplier 45. Since the final absolute flow rate V is determined in this way, it becomes possible to know the absolute flow rate required for the blood vessel properties, as mentioned at the beginning. The measurement error can be minimized by adopting the configuration shown in FIG. FIG. 6 shows an example of the configuration of the probe device. In this example a fixing device 50 is provided. This fixing device 5
As shown in the figure, a pair of half parts 50A and 50B formed at a predetermined inclination to the left and right from the center are integrated, and as shown in Fig. 7, one half part 50A
An insertion hole 51a for inserting and fixing the probe 3A is formed approximately at the center of the hole. Similarly, the other half 5
The insertion hole 51b for the probe 3B is also formed in 0B, and the inclination angle of these insertion holes 51a, 51b is selected to be θ as described above. Note that the through hole 52 formed in the center is connected to a rod 53 for gripping the probe device, as shown in FIG.
This is the hole through which it is inserted. Also, 54a, 54
b is a screw for fixing the probes 3A, 3B inserted through the insertion holes 51a, 51b. When such a fixing device 50 is used, since the angle θ defined by the insertion holes 51a and 51b remains unchanged, the probes 3A and 3B can be simply inserted and fixed into the insertion holes 51a and 51b.
A probe device having an illumination angle θ as shown in FIG. 2 can be constructed. Therefore, an ultrasonic blood flow measuring device with high measurement accuracy can be realized using the probe device integrated in this way. Note that the fixing device 50 is made of a resin material such as ABS resin. As explained above, according to the present invention, by providing a pair of probes and selecting the irradiation angle θ of the ultrasound waves formed by these probes to a predetermined angle, the inclination angle of the probe applied to the carotid artery can be changed. However, unlike conventional methods, the measured values do not fluctuate significantly. Therefore, in the present invention, even if the inclination angle of the probe is different, a measurement value close to the actual blood flow velocity value can be obtained, and the measurement accuracy is extremely high compared to the conventional method. Furthermore, since the structure is extremely simple, it also has the effect that this type of device can be constructed at low cost. In the above example, the illumination angle ξ of the probe 3A is 60
Although the angle has been explained as .degree., it is possible to use other angles. The irradiation angle θ is arbitrary.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来装置を説明するための図、第2図
は本発明による超音波血流測定装置に使用して好
適なプローブの構成例を示す図、第3図はその説
明に供する図、第4図は本発明装置の一例の系統
図、第5図はその要部の系統図、第6図はブロー
プ装置の一例を示す図、第7図はその要部の断面
図、第8図は測定データの説明図である。 1は血管、2は体表面、3,3A,3Bはプロ
ーブ、ξはプローブ3Aの照射角、ηはプローブ
3Bの照射角、θはプローブ3A,3Bによつて
決まる超音波照射角である。
FIG. 1 is a diagram for explaining a conventional device, FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of a probe suitable for use in the ultrasonic blood flow measuring device according to the present invention, and FIG. 3 is a diagram for explaining the same. Fig. 4 is a system diagram of an example of the device of the present invention, Fig. 5 is a system diagram of its main parts, Fig. 6 is a diagram showing an example of a blow device, Fig. 7 is a sectional view of its main parts, and Fig. 8 is an explanatory diagram of measurement data. 1 is a blood vessel, 2 is a body surface, 3, 3A, and 3B are probes, ξ is an irradiation angle of probe 3A, η is an irradiation angle of probe 3B, and θ is an ultrasound irradiation angle determined by probes 3A and 3B.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 超音波により血流速を測定するようにした超
音波血流測定装置において、超音波が血管で互い
に交又する様にすると共にこの超音波の照射角が
夫々異なるように設けられた一対のプローブと、
該一対のプローブよりの超音波の照射角の差の角
を所定に値に保持する様に、上記一対のプローブ
を固定する固定手段と、これら一対のプローブよ
り血流速に関連したドツプラー出力を検出する検
出手段と、これらドツプラー出力より血流速波形
を得る測定回路と、これら血流速波形と上記照射
角の差の角とより血流速を計算する演算処理手段
とを設け、プローブの超音波照射角に依存しない
血流速を計測するようにしたことを特徴とする超
音波血流測定装置。
1. In an ultrasonic blood flow measuring device that measures blood flow velocity using ultrasonic waves, a pair of ultrasonic blood flow measuring devices are installed so that the ultrasonic waves cross each other in blood vessels, and the irradiation angles of the ultrasonic waves are different from each other. probe and
A fixing means for fixing the pair of probes so as to maintain a difference between the irradiation angles of ultrasonic waves from the pair of probes at a predetermined value, and a Doppler output related to blood flow velocity from the pair of probes. A detection means for detecting the probe, a measurement circuit for obtaining blood flow velocity waveforms from these Doppler outputs, and an arithmetic processing means for calculating the blood flow velocity from the angle of the difference between these blood flow velocity waveforms and the above-mentioned irradiation angle are provided. An ultrasonic blood flow measurement device characterized by measuring blood flow velocity independent of the ultrasonic irradiation angle.
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JPS582335Y2 (en) * 1979-04-24 1983-01-17 吉村 正蔵 ultrasonic probe
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