JPS61257631A - 超音波診断装置 - Google Patents

超音波診断装置

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JPS61257631A
JPS61257631A JP9280486A JP9280486A JPS61257631A JP S61257631 A JPS61257631 A JP S61257631A JP 9280486 A JP9280486 A JP 9280486A JP 9280486 A JP9280486 A JP 9280486A JP S61257631 A JPS61257631 A JP S61257631A
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blood flow
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brightness
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瀬尾 育弐
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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】 [発明の目的コ (産業上の利用分野) 本発明は、超音波反射法によって得た被検体の断層像中
に超音波ドプラ法によって得几血流情報t−2次元的に
光示可能にし次超音波診断装置に関する。
(従来の技術) 心臓内に流nる血流の動態を心臓の断層像と同時に観測
することは臨床的に価値がある。この血流情報の検出方
法としては、距離分解能がすぐnていることで超音波(
)9ルス変調)ドプラ法が主に用いられている。そして
、上記超音波ドプラ法と超音波反射法とを同時に行なえ
るようにした超音波診断装置が具体化さn臨床で実用に
供さ扛ている。          ゛ また近年に至っては、レーダ技術等で用いら扛ているM
TI (Moving Targ@t Indicat
ion ;移動目標指示装置)を応用して、被検体内の
血流を2次元画像として可視化する技術が提案されてい
る(例えば、Levy Gerzbarg 、 ” N
onolithicPower−8pectrum C
entroid Detector″ 1nTechn
ical  Report No、、 G557−2.
5tanfordUnivs+rsity 、  Ma
y 1979 )。
上記において血流情報としては、平均血流速(ドグラ偏
移周波数(fd))とその分散σとを演算して、こnら
演算結果を輝度変調として例えばカラ一対応させて、例
えば心臓内左室においては第6図に示すBモード像(断
層像)Mlと血流情報(平均血流速1分散)とを、第7
図に示すカラースケールM2にもとづい次色を上記血流
情報に対応させて、第6図に示すBモード像と重ね合わ
せて同一光示している。ところが、リアルタイムで上記
分散σ2の演算を正確に行うのは困難であり、短時間で
行なおうとすると多大の誤差をともない実用的でない。
ま友、例えば左室の駆出血流は上記方法では流nるよう
に見えない。以下この理由を第8図及び第9図を参照し
て説明する。例えば第8図に示すように左室の内部位A
、B、Cにおいて、この方向に血液が流nていて、駆出
開始時間を1=0とすnば、この左室内の部位A、B。
Cでは、第9図(a) (b) (c)に示すように時
間−速度曲線が異なっている。この場合、心臓壁などの
遅い動きを除去するドツプラフィルタ(例えば、カット
オフ周波数fe=50Hzのバイパスフィルタ)が装置
に組込まれている几め(第9図中の点線でfeを示す)
、tc<tiltムの関係から駆出時にはC2B、Aの
順で血流が表現さnてしまい、実際とは異なって、ff
、nるようには見えない。
しかも平均血流速を自己相関法を用いて演算する場合、
平均血流速はドプラ偏移信号の時間的位相差によって求
められる。このため特に低血流の場合は心臓壁などの遅
い動きによるドグラ備移成分(クラッタ成分)との分離
が難しくなり、正確な血流が光示できない。
そこで本発明は、血流の流r′L’6正確に表示する特
に低血流の流nを正確に表示することができる超音波診
断装置を提供することを目的とする。
[発明の構成] (問題を解決するための手段) この目的を達成する九めに本発明は被検体内に超音波を
送受波して上記被検体内の断層像情報を得ると共に、上
記送受波による散乱超音波に基づき上記被検体内の血流
情報を得る超音波診断装置において、上記散乱超音波か
ら血流情報を示すPプラ偏移信号を検出するドプラ信号
検出手段と、このドプラ信号検出手段で得几ドプラ偏移
信号に基づき測定対象の血流のパワーを示す情報を演算
する演算手段と、この演算手段で演算さnたノ臂ワー情
報にそのノ9ワーの大きさに応じて輝度変調をかける輝
度変調手段と、この輝度変調手段で得た輝度変調さt’
L 几/’?ワー情報を上記断層像に重畳して表示する
表示装置とを備え几ものである。
すなわち、血流の方向を例えば順流を赤系の色、逆流を
實系の色で表現し、パワーの大きさに対応させて輝度を
変えるものである。
(作用) ノ臂ワーはドプラ偏移信号の振幅値の2乗に対応するも
のである。従って、低血流であっても周波数成分は含ま
わnていないのでドプラフィルタでカットされることは
ない。しかも周波数成分は含まれていないので心臓壁な
どのクラッタ成分の影響を受けにくい。従って低血流で
あっても血流の自然な流nをそのまま正確に光示するこ
とか可能となる。
(実施例) 以下本発明に係る超音波診断装置を第1図に示す一実施
例について説明する。尚、本実施例では、超音波送信系
、及び受信系の一部は省略しである。第1図において、
10m、10bは超音波プローブからの受信信号と、基
準信号発生器11からの基準・臂ルス信号10とを混合
するミキサーであシ、ミキサー10bには移相器12に
よシ90゜位相の異ならせた基準パルス信号10が入力
される。13m、13bは夫々上記ミキサー10a。
J6bの混合出力を入力し、そnをろ波し位相検波信号
として出力するローパスフィルタ(L、P、F)である
。この位相検波信号は、被検体内部の種々の距離におけ
るドプラ偏移成分を含んだ信号である。14*、14b
はC! −/f スフィルタ13a。
13bからの出力信号kA/Dディジタル信号に変換す
るA/DK換器(φ)で1)、15m、15bは上記デ
ィジタル化さnた位相検波信号から心臓壁などによる固
定反射信号を取除くフィルタ回路(jifrI fil
ter)である。
上記ψ変換器14m、14b及びフィルタ回路15h、
15bにより、上記位相検波信号が含有している心臓内
の壁などの固定反射による直流分及びドプラ偏移周波数
よシ高い周波数成分を除去している。
上記において、フィルタ回路15m、15bは、例えば
第2図に示すように加算器30,31、シフトレジスタ
32及び乗算器33から溝底さnるものであシ、シフト
レジスタ32は、ル−トパルス間隔に相当する時間分の
遅at−行なわせるものである。ここで、シートノ9ル
ス周波数/rを5kHzと丁nば、レートパルス間隔時
間は200μSに相当する。
またフィルタ回路15 m + 15 bのフィルタ特
性は、横軸を周波数、縦軸を出力信号電圧として表わす
と第3図に示さnるフィルタ特性であシ、このようなフ
ィルタ特性はレーダ技術におけるMTIを応用したもの
である。第1図のフィルタ回路15m、15bを2段設
けるとさらに良いフィルタ特性が達成でき、理論的には
フィルタ回路15*、15bでの演算を10レ一トノ々
ルス分(200μs’X10)繰シ返すことによって、
心臓壁などからの固定反射信号をと夛除くことができる
ここで第1図における受信信号S (t)を下記式fi
+とすると、 5(t)=(Σancos(’Ql t −1−GJd
Ht+φdn))+bcos(ωo1+φb )   
  −・・・−・・−111なおΣancos (ωo
t+φb)Fi固定反射信号を示している。上記受信信
号S (t)を入力したミキサー10m、10bの出力
Va“(t) 、 vb”(1)は下記式(2)で示さ
nる。
Va’(t)= S (t) ・c o s G)Ot
     ・−−−−−−・−(21Vb’(t)= 
S (t) ・s i nωo t     −−−(
31そしてローt4スフィルタ13m、13bの出力V
a’(t)、 Vb’(t)は11++21+31式か
ら下記式(41、151と導かnフィルタ15m、15
bの出力Va (t) 、 Vb (t)は、DC成分
がカットさnて下記式(61、+71となる。
Va (1)=r e。8(、、。t + 、11dn
 )     000.=、(6)第1図において16
は演算回路であり、この演算回路16は例えば第4図に
示すように、フィルタ回路15m、15bの出力Va 
(t) 、 Vb (t) ft取込むル−トディレー
ライン(レートノぐルス周波数f’ t 5 kHzと
すnば、ル−トディレィ時間は200μsである)s4
,35、データセレクタ36.37及びとnらからの出
力を積和する積和回路38から溝底さnている。そして
、この演算回路38では上記出力Va (t) 、 W
b (t)によシ、血球からの散乱/母ワーに比例し友
量(以下平均パワーと称する)iと、平均流速マ(ドプ
ラ偏移周波数ニアdり普脣を演算する。即ち、式+6)
 、 (7)の出力Va(t)。
Vb (t)より、平均パワーPは、下記(8)式で求
まる。
t”Ot τt 2 τt ”’* I’iτtτ=1
//nここで簡単のために、単一の移動物体からのドプ
ラ信号を考えて、n=1(単一ドプラ周波数)として、
an=21.ωdn=ωd、φdn=0とおくと、上記
(6)。
(方式は、 Va(t)=acosωa t           
−−・−(6fWb (t)= * a i nωd 
t           ・・−−−−−−・(77こ
扛によシ、上記(8)式は で求まる。
  cud 平均流速V(ドプラ偏移周波数:/d=i)は、複素相
関演算を行うことにより、 ya (t)* vb (t)O複素自己相関は、十J
(Vb(t+r)V(t) −Va(t+すVt(t)
) ml= CB + JC!           
    ・・・・・・・・・(9)ただし、t=0+ 
τ、2τ+”・、Nτ+τ=1/fr(6)’ CTY
を代入して、 00、αη式から が求めらnる。ここでN  Cf + c、の符号から
血流の方向(プローブに近づく流nか、プローブから遠
ざかる流れか)の判定も可能である。
なお、上記式(8)乃至(6)の演算においては、最初
の演算でデータセレク3136.37はva(0)、 
Va(o)を選択し、積和回路38にてVa2(o)を
演算する。次にデータセレクp36,3’lは、Qo)
 e Qo) ’!r選択しVa2(o)+Vb2(0
)を演算することによシ、順次演算を行ない(8)式の
平均パワーPを求めることができる。
次にデータセレクタ36.37は、Va(o)”a(′
vfr)’t−選択−L、Va(o) Va (1//
 r )を演算し順次vXo) vb (Vfr)を演
算し式(9)のリアル/4− ) Va(1/fr)V
a(o)+ Vb(1/f r )Vb(o)を計算し
、次にイマジナリ−パートvb (1// r ) V
a(o)−Va (1/f r )Vb(o)を順次求
めることができる。
第1図において21は受信信号を検波する検波回路であ
シ、22はこの検波回路21の出力管デジタル量に変換
する〜Φ変換回路であり、とnら信号処理系によシ超音
波断層像(Bモード像)が生成さnる。
第1図において17は上記断層像情報と、平均パワーV
及び平均流速マ(ドプラ偏移周波数fa =−5とを蓄
えるフレームメモリ(FM)である。
18はフレームメモリ17からフレーム毎に平均パワー
F及び流速の方向の情報を取出してカラー画像信号に変
換するカラー変換回路である。
このカラー変換回路18は、第5図に示すように例えば
7dが正の場合(l1lij流)赤系の色で光示し、負
の場合(逆流)には青果の色で弐示し、パワーF大きさ
をその輝度変化に対応させる。ま九、第1図において1
9はカラー変換回路18によシカラー処理さn九断層像
情報(几だし、通常、グレースケール光示)と輝度変換
さnた平均・譬ワーP及び色相変換された血流方向の情
報とをアナログ量に変換するD/A変換器でhD、20
はD/A変換器19からの断層像と平均パワーP及び血
流方向とを重畳して表示するTVモニタである。
上記の如く構成さt″L7を本実施例の装装置であれば
以下の如くの作用効果が得らnる。
本実施例では、平均パワーP情報をその度合に応じて輝
度を変えて断層像に重畳して表示するようにしている。
この場合、心臓内の血流は、時間的にコヒーレンシーが
ちシ、ある1サンプルゲリユーム内での血球の密度は時
々刻々変化しているものであシ、その血球からの平均・
臂ワーPも時々刻々変化している。従って、その変化を
表示していけば、血流の流rtを追うことができ、よっ
て血行動態を極めて正確に把握することが可能となる。
[発明の効果] 以上述べたように本発明によnば、被検体内に超音波を
送受波して上記被検体内の断層像情報を得ると共に、上
記送受波による散乱超音波に基づき上記被検体内の血流
情報1得る超音波診断装置において、上記散乱超音波か
ら血流情報を示すドプラ偏移信号を検出するドプラ信号
検出手段と、このドプラ信号検出手段で得たドプラ偏移
信号に基づき測定対象の血流のノ母ワーを示す情報を演
算する演算手段と、この演算手段で演算されたノ4ワ−
情報にそのパワーの大きさに応じて輝度変調をかける輝
度変調手段と、この輝度変調手段で輝度変調さnたパワ
ー情報を上記断層像に重量して表示する表示装置とを備
え几ことにより平均流速の代わりにI母ワー情報を輝度
に変調して表示することによシ、低血流速であっても血
流の流nt−正確に表示することができる。しかも、平
均流速/dの正負によシ色相を変えnば血流の様子がよ
シわかりやすく表示できるようにした超音波診断装置が
提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図、第2図は
同実施例におけるフィルタ回路の詳細を示すブロック図
、第3図は同実施例におけるフィルタ回路の周波数特性
を示す図、第4図は同実施例における演算回路の詳細を
示すブロック図、第5図は同実施例におけるカラー変換
回路の各情報と色付け(輝度)との対応を示す図、第6
図は超音波パルス反射波法による断層像(Bモード偉)
の−例を示す図、第7図は超音波パルスドブン法による
血流情報の表示の一例を示す図、第8図及び第9図は血
行動態を説明するための図である。 10m、10b・・・ミキサ、11・・・基準信号発生
器、12−・・移相器、13*、13b−ロー/fスフ
イルタ、14*、14b−1y’D変換器、15*。 15b・・・(MTI)フィルタ回路、16・・・演算
回路、17・・・フレームメモリ、18・・・カラー変
換回路、19・・・D/A変換器、20・・・TVモニ
タ。 出願人代理人  弁理士 鈴 江 武 彦第2図 第6図 第7図 04m B aC 第9図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 被検体内に超音波を送受波して上記被検体内の断層像情
    報を得ると共に、上記送受波による散乱超音波に基づき
    上記被検体内の血流情報を得る超音波診断装置において
    、上記散乱超音波から血流情報を示すドプラ偏移信号を
    検出するドプラ信号検出手段と、このドプラ信号検出手
    段で得たドプラ偏移信号に基づき測定対象の血流のパワ
    ーを示す情報を演算する演算手段と、この演算手段で演
    算されたパワー情報にそのパワーの大きさに応じて輝度
    変調をかける輝度変調手段と、この輝度変調手段で輝度
    変調されたパワー情報を上記断層像に重畳して表示する
    表示装置とを備えたことを特徴とする超音波診断装置。
JP9280486A 1986-04-22 1986-04-22 超音波診断装置 Granted JPS61257631A (ja)

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JP9280486A JPS61257631A (ja) 1986-04-22 1986-04-22 超音波診断装置

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JP9280486A JPS61257631A (ja) 1986-04-22 1986-04-22 超音波診断装置

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JPS61257631A true JPS61257631A (ja) 1986-11-15
JPH0418859B2 JPH0418859B2 (ja) 1992-03-27

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1988008278A1 (en) * 1987-04-30 1988-11-03 Yokogawa Medical Systems, Ltd. Pulse doppler ultrasonic diagnosis apparatus
JPH0292347A (ja) * 1988-09-29 1990-04-03 Toshiba Corp カラー超音波診断装置
WO2004105614A1 (ja) 2003-05-29 2004-12-09 Olympus Corporation 超音波診断装置および超音波診断装置のデータ処理方法

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WO2004105614A1 (ja) 2003-05-29 2004-12-09 Olympus Corporation 超音波診断装置および超音波診断装置のデータ処理方法
US7803114B2 (en) 2003-05-29 2010-09-28 Olympus Corporation Ultrasonic diagnostic apparatus and data processing method therefor

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JPH0418859B2 (ja) 1992-03-27

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