JPS62152436A

JPS62152436A - 超音波ドプラ診断装置

Info

Publication number: JPS62152436A
Application number: JP29210985A
Authority: JP
Inventors: 滑川　孝六
Original assignee: Aloka Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-12-26
Filing date: 1985-12-26
Publication date: 1987-07-07
Also published as: JPH0254737B2

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】［産業上の利用分野１本発明は超音波ドプラ診断装置、特に運動反射体の速度
を演算し被検体内の動きを正確に表示することのできる
超音波ドプラ診断装Ｕに関する。

［従来の技術］被検体内の運動部、例えば心臓等の臓器、循環器及び血
管内の血流、体液流又は心筋などの運動反射体の速度を
測定するため、従来Ｊ：り超音波パルスドプラ法が実用
化されており、被検体内運動反射体からの反射エコーの
周波数偏移によって運動速度を電気的に検出することが
できる。

そして、これら運動部ｍ体の速度はＢモードあるいはＭ
［−ドにてＣＲ７画面上に表示され、画像診断に有効な
情報を提供することが行われている。

［発明が解決しようとする問題点］従来技術の問題点ところで、超音波ドプラ診断装置において単一ビームに
て得られる速度はラジアル速度のみで速度の運動方向を
正確に表示することができないという問題がある。

このため、従来ではある程度離れた異なる位置から複数
のビームを被検体内の同一位置に放射し、（ｑられた複
数の速度信号を合成して運動方向を含んだ運動反射体の
速度を求めている。

しかしながら、この方法では装置が複雑となるばかりで
なく、特に心臓等のようにビームを挿入する位ｎや角度
が限定される部位に用いる場合には、この方法を適用す
ることができないという欠点があった。

発明の目的本発明は前記従来の問題点に名みなされたものであり、
その目的は、異なる位置から超音波ビームを放射するこ
となく、簡単な装置にて運動方向を含む速度を粘度よく
求めることのできる超音波ドプラ診断装置を提供するこ
とにある。

［問題点を解決するための手段］前記］」的を達成するために、本発明は、一定の繰返し
周波数の超音波を被検体内に放射し送信信号と受信信号
とを比較して運動反射体の距頌及び速度を検出する超音
波ドプラ診断装置において、速度分布を記憶するメモリ
と、接線速度演ｎ器と、を備えている。

そして、前記メモリは任意方向からの第１の受信信号に
基づいて得られた第１の速度分布を記憶し、接線速度演
算器は前記第１の受信信号に対して微小の偏向角差を有
する第２の受信信号から得られた第２の速度分布を前記
第１の速度分子ｉｊと比較して接線速度成分分布を演算
することを特徴とする。

し作用１以上の構成によれば、メモリに記憶されている第１の速
度分布と微小の偏向角差を有する受信信号の第２の速度
分布とが比較されて接線速度分布が求められるが、この
接線速度は被検体内の同一距離における接線方向におけ
る速度の変化分を示すしのどなる。従って、この接線速
度と超音波送受波方向のラジアル速度とからベクトル速
度、つまりｍｆαの絶対値及びベクトル角が求められる
。

そして、このベクトル角は運動反射体の運動方向を示す
ものであり、運動方向を含んだベクトル速度は同一ビー
ム内の速度弁イ１ｉの全てにおいて、かつ超音波送受波
領域の全てについで求められるので、正確な運動方向に
基づいた運動反射体の速度を画像表示することができる
。

［実施例］以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明する
。

第１図には、超音波ドプラ診断装置の実施例が示されて
おり、送信器１０は一定の繰返し周波数のパルスを電子
走査器１２に向けて出力する。この電子走査器１２はセ
クタ走査であればビームの偏向角の制御を行っており、
電子走査器１２の制御によって探触子１４が駆動され、
これにより任意方向の超音波パルスビームが発生する。

探触子１４は被検体表面に当接され、超音波パルスが被
検体内に放射される。このどぎ、反射体からの反射エコ
ーは周じ探触子１４にて受信され、電子走査器１２を介
して受信器１６に供給される。

この受信器１６は超音波受信信号を増幅して検波器１８
に出力し、この検波器１８では受信信号と送信器１０か
ら出力される繰返し周波数のｆｆｉ故イ８の参照波とが
混合検波される。

そして、前記検波器１８の出力は速度演算器２０に供給
され、ここでアナログ信号である受信信号がデジタル信
号に変換されその後に速度信号が？寅算される。

本発明において特徴的なことは、微小の偏向角差のある
２個の受信信号の速度を比較して同一距離における差の
速度つまり接線速度を求めることであり、この接線速度
からベクトル速度を演算する。すなわら、比較の対象と
なる第１の受信信号の第１の速度分布を記憶するメモリ
２２と、第１の速度分布と第２の受信信号における第２
の速度分布とを比較して接線速度を求める接線速度演算
器２４と、この接線速度演算器２４の出力に基づいてベ
クトル演算を行うベクトル演算器２６とで構成されるベ
クトル速度演粋部１００が設けられている。ここで、前
記メモリは第２の速度分布と比較するために第１の速度
分布を所定時間遅らせるものであり、本発明ではメモリ
に限らず各種の遅延線を用いることができる。なお、ベ
クトル演Ｑ器２６にはＣＲＴ等の表示器２８が接続され
る。

第２図に（は、接線速度演算器２４内の回路が示されて
おり、端子イど端子口とからの入力の差を演ｆ１１づる
差演算器３０と、この差演算器出力に１／Δθを東等す
る乗惇器３２とから成る。

また、第３図には、ベクトル演算器２６内の回路が示さ
れており、端子ホに入力される第１の速度分布と端子口
に入力される接線速度演算器２４の出力、つまり接線速
度とから速度の絶対値を演口する絶対値演算器３４と、
ベタ１−ル角を演算するベクトル角演算器３６とから成
る。

本発明は以上の構成から成り、第４図、第５図に基づい
てその作用を説明する。

まず、第４図に示されるように、超音波ビームをＯＡの
方向に向けて放射すれば、例えばａ、ｂ。

ｃ、ｄ、ｅの各点から反射波が得られ、このＯＡ力方向
らの受信信号を第１の受信信号とする。この場合、超音
波パルス波を複数回放射すれば各点でａ、ａ、ａ−・・
、ｂ　　、　ｂ　　、　ｂ３．−、．Ｇ１．Ｃ２）Ｃ３
・・・、・・・の受信信号が得られ、これにより速度演
算器２０では各点の平均速度Ｖａ。

ｖｂ・・・Ｖｅを演算する。そして、このＯＡ力方向速
度分布は第１の速度分布としてメモリ２２の各点に対応
するアドレスに記憶する。

次にビーム方向を微小の偏向角Δθだけ変化させて放射
し、前記ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅの各点に対応するａ′、ｂ
−、−、ｄ−、ｅ′の速度Ｖａ＝、Ｖｂ−、Ｖｃ−、Ｖ
ｄ−、Ｖｅ−が演算され接線速度演算器２４に向けて出
力される。

この接線速度演算器２４ではＶａ′とＶａ、Ｖｂ−とｖ
ｂ、・・・ｖｅ′とＶｅが順次比較され、接線速度分布
Ｅａ、Ｅｂ、・・・Ｅｅが出力される。この接線速度演
ｎ器２４の動作を以下に説明する。

ａ点にＪ３ける運動反射体、例えば血流の速度をＶａ、
真の速度（ベクトル速度の絶対値である）を１Ｊａ、運
動方向である流れの方向とビームとの成１′角（ベクト
ル角である）をθとすれば速度演咋器２０で検出される
速度Ｖａは周知のように、Ｖａ＝ｋ１７ａ−ｃｏｓＯａ
　　　　　−（１）で表される。なお、ｋは放射周波数
又は高速等で定まる定数である。同様に速度ｖａ−は、
Ｖａ　”＝ｋＵａ　−−ｃｏｓ　（θａ十△θ）・・・
　　（２）で表され、接線速度演算器２４ではこの（１）式と（２
）式とを比較する。

ここで、偏向角Δθが小ざく、位置方向で発録する回数
が少なければ、ａ、ａ′点の距離及び峙間差が小さくな
る。従って、偏向角Δθと放射回数を適当に選択すれば
（１）、（２＞式の１Ｊａは１Ｊａ−に等しいとみなさ
れ、１）ａ−Ｕａ−どなる。

そして、接線速度演算器２４は、第２図に示されるよう
に、（１）式と（２）式との差を取り（信号Ｅａｉこれ
に１／△θを乗算コるので、次式で表される信号Ｅａを
出力する。

Ｅａ′＝Ｖａ−Ｖａ− ＝ｋＹゾ　ａ（ｃｏＳ　　θ　ａ−ｃｏｓ（θ　ａ　＋
Δ０））＝２ｋｔ７ａ−ｓｉｎ（θａ＋Δθ／２）・５ｉｎ（Δ
Ｏ／２）〜にΔ０１７ａ−ｓｉｎθａ　　−（３）Ｅａ　　＝Ｅ
ａ−ｘ１／Δθ ＝ｋ１７ａ−ｓｉｎ／／ａ　　　　　・　　（４）この
信号Ｅａは第１の速度分布における速度と第２の速度力
における速度どの接線速度であるが、第５図に示される
ように、○△方向の垂直方向の速度成分である。つまり
、ＶａがＶａのラジアル速度であるのに対して、Ｅａは
タンジェンシ９ル速度になっている。

次に、前記接線速度ＥａＧ：Ｉづいてベクトル演Ｑ器２
６によりベクトル速度を求める。

１°なわら、第３図の絶対値演算器３４は絶対値１υａ
１を次の（５）式から求め、ベクトル角部０器３６はベ
クトル角θａを次の（６）式から求める。

１１７ａ　ｌ　＝＝ＪＶａ２＋Ｅａ２−ｋ　ｌυａ１・
・・　（５）０ａ＝ｊａｎ　　　（Ｅａ／Ｖａ）　　　　−（６）こ
の絶対値１Ｖａｌはａ点の運動反射体の真の速度を、ま
たベクトル角は運動方向を表わしており、このベクトル
速度ににっで運動状況の正確な情報を得ることができる
。

そして、このベクトル速度演障はｂ点・・・ｅ点の各点
（速度分布）について行われ、また微小の偏向角Δθを
順次２Δθ、３Δθ、・・・に変えてそれぞれについて
行われており、この結果、セクタ画面全体おりる運動部
のベクトル速度が得られる。

また、実施例では、第４図に示されるように、ベクトル
角度を走査角の中心線ＯＰに対するベタ１−ル角度γに
変換しており、走査角βを前記θから次式のように減算
して求めている。

γ−θ−β　　　　　　　　　　　　・・・（７）この
走査角βは電子走査器１２から供給される走査アドレス
データである。このアドレスデータを読み出して演算す
れば、ベタ１−ル角度は中心線を基準としたベクトル角
度に変換される。なお、中心線を基準とぜず、セクタ走
査の走査端ＯＱを基準としてもよい。

前記ベクトル演算器２６の出力は表示器２８に供給され
、ベクトル速度は表示器内のＤＳＣに書き込まれて表示
器２８上に表示される。

この場合、前記（４）、（５）、（６）式等の計算入力
をアドレスとして出力の数値を予めＲＯＭに書き込むこ
とによって、容易かつ高速度にベクトル速度演算を実行
できる。

このような超音波ドプラ診断装置はＭモードの場合、２
次元にステップ走査するＭモードの場合あるいは移動目
標検出装置（ＭＴ　Ｉ　）などに適用でき、またＢモー
ドの場合は被検体内の断層像に重ねて表示することがで
きる。

［発明の効果］以上説明したＪ：うに、本発明によれば、微小の偏向角
差を有する２個の受信信号の速度力イ［から接線速度を
演算し、この接線速度に基づいてベクトル速度を求める
ようにしたので、離れた場所がら超音波ビームを放射す
ることなく正確な運動方向に基づいた運動反射体の速度
を容易に得ることができる。

また、本発明は簡単な回路装置にＪ：り操作が容易どな
っているので、極めて利用価値の高い装置を得ることが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る超音波ドプラ診断装置の実施例を
示す回路ブロック図、第２図は接線速度演算器の回路構成を示づブロック図、第３図はベクトル演算器の回路構成を示ずブロック図、第４図は微小角差を有する２個の受信信号の関係を示す
説明図、第５図は接線速度を示す説明図、第６図は接線速度及びラジアル速度とベクトル速度との
関係を示す説明図である。１０　・・・　送信器１６　・・・　受信器２０　・・・　速度部（１器２２　・・・　メモリ２４　・・・　接線速度演算器２６　・・・　ベクトル演算器３４　・・・　絶対値演算器３６　・・・　ベクトル角波ｃ１器。第１図第２図第３図第４図　　　　、５ヨ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）一定の繰返し周波数の超音波を被検体内に放射し
送信信号と受信信号とを比較して運動反射体の距離及び
速度を検出する超音波ドプラ装置において、任意方向か
らの第１の受信信号に基づいて得られた第１の速度分布
を記憶するメモリと、前記第１の受信信号に対して微小
の偏向角差を有する第２の受信信号から得られた第２の
速度分布を前記第１の速度分布と比較してセクタ走査円
弧の接線方向の接線速度分布を演算する接線速度演算器
と、を備えたことを特徴とする超音波ドプラ診断装置。
（２）特許請求の範囲（１）記載の装置において、前記
接線速度演算器の出力に基づいて運動反射体の速度を演
算するベクトル演算器を備えたことを特徴とする超音波
ドプラ診断装置。
（３）特許請求の範囲（２）記載の装置において、前記
ベクトル演算器にて求められるベクトル角度は走査角に
より補正してセクタ走査の基準方向に対する角度として
演算することを特徴とする超音波ドプラ診断装置。
（４）特許請求の範囲（２）又は（３）記載の装置にお
いて、前記ベクトル演算器は接線速度演算器出力である
接線速度の２乗と前記受信信号から得られた運動反射体
の速度の２乗との和の平方根からベクトル速度の絶対値
を演算することを特徴とする超音波ドプラ診断装置。
（５）特許請求の範囲（２）、（３）又は（４）記載の
装置において、前記ベクトル演算器は接線速度演算器出
力である接線速度と前記受信信号から得られた運動反射
体の速度の比の逆正接からベクトル速度の運動方向を演
算することを特徴とする超音波ドプラ診断装置。