JPS62204733A

JPS62204733A - 超音波ドプラ診断装置

Info

Publication number: JPS62204733A
Application number: JP4529186A
Authority: JP
Inventors: 滑川　孝六
Original assignee: Aloka Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1986-03-04
Filing date: 1986-03-04
Publication date: 1987-09-09
Also published as: JPH0323049B2

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］本発明は超音波ドプラ診断装置、特に反射体の運動速度
を検出又は測定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置に関する。

［従来の技術］一定の繰返し周波数でパルス波を／ｉ５［ｍして反射体
からの反射波を受信し、送信時間と受信時間とを比較し
て反射体までの距離を測定するとともに、受信信号の周
波数変化を検出して運動Ｊ“る反射体の速度を検出又は
測定するパルスドプラ装置が広く用いられている。

一般に、パルス波を放射する繰返し周波数は反射体まで
の距離に応じて選定、されている。しかしながら、被検
体内の遠距離の反射体を測定する場合、反射体までの距
離に対応して定まる繰返し周波数に比較して高い周波数
を選定すると、周知のごとく、実際の距離より近い距離
に折返し工］−が現出し、距離の判別が国運となる。

また、連動反射体の速度を測定する場合にも上記と類似
の現象が現れ、運動反射体の速度によるドプラ周波数に
比較して低い繰返し周波数を選定すると、折返し現象に
よって低い周波数として現れ、速度の判別が困難となる
。

これら距離、速度ともに折返し現象を生じさせないで測
定するためには、最大のドプラ周波数ｆｄと繰返し周波
数ｆｒとの間に、速度の絶対値だけでなくその正負をも
判別できる装置の場合には、ｆｄ　＝　ｒｒ　／　２な
る関係、速度の絶対値のみを検出測定する装置の場合に
は、ｆｄ　＝　　ｆｒなる関係を満たす必要があること
が知られている。

ここで、速度の正負を判別できる装置において、ｆｄ　
＝　　Ｔｏ　　−ｋ　−Ｖ＝　　ｒｒ／　２（ｆｏ　　
：放射する超音波周波数、ｋ：定数、ｖ：Ｒ大速度）から、測定可能な最大速度ＶはＶ＝　　ｆｒ　／　（２ｆｏ　　−ｋ　）となる。

［発明が解決しようとする問題点］更泉五五り旦Ａ」しかしながら、前記式から理解されるように、最大速度
Ｖを大きくザるために繰返し周波数ｒｒを高くするとず
れば、折返し現象を生じないで測定できる反射体の最大
距Ｎ］が小さくなるので、高速度の反射体を測定する場
合に遠距離での速度３１１１定がでさないという欠点が
生じる。

また、放射する超音波周波数を低く選定するとすれば、
パルス幅の狭い送信波を形成することが困難なばかりで
なく、鋭い放射ビームを形成することができず、距離分
解能、方位分解能が低下するという欠点が生じ、遠距離
にあってかつ高速度で運動する反射体の距離と速度を同
時に確定できないという問題があった。

ｌ工立旦力本発明は前記従来の問題点を解決するためになされたも
のであり、その目的は、低速度から高速度に至るまでの
広範囲の速度、特に遠距離にあってかつ高速度で運動す
る反射体の速度を精度よく求めることができる超音波ド
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及び作用１前記目的を達
成するために、本発明の超音波ドプラ診断装置は、同一
方向に向けて２個の異なる繰返し周期の超音波を発生さ
せこの超音波を切り替えて出力する送信回路部と、前記
２個の超音波のドプラ受信信号からそれぞれ運動反射体
の速度を演算する速度演算器と、同一方向に向けて先に
放射された超音波に基づいて前記速度演算器から得られ
た第１の速度信号を記憶するメモリと、同一方向に向け
て後にａ射された超音波に基づいて前記速度演算器から
得られた第２の速度信号と前記第１の速度信号との和又
は差を演算する加減算器と、を備え、運動反射体の速度
を正確に求めることを特徴とする。

以上の構成によれば、まず異なる繰返し周期の２個の超
音波が出力され、この２個の超音波が被検体内の同一方
向に順次送受波される。そして、被検体内から得られた
反射エコーのドプラ受信信号に基づいて速度ｖＪ算器に
よりそれぞれの速度が演算され、先に放射された超音波
にて得られた第１の速度信号はメモリに記憶される。

また、同一方向に向けて後に放射された超音波にて得ら
れた第２の速度信号は加減算器に直接入力され、ここで
第１の速度信号との差又は和が演棹される。

この速度信号にはキャリアに対する繰返し周波数の偏移
つまり速度の変化分が含まれており、差の速度信号から
は高速の運動反射体の速度、また和の速度信号からは低
速の運動反射体の速度を正確に求めることができる。

［実施例１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回路構成が示され
ており、一定の繰返し周波数のパルスを送信する送信Ｐ
ｌｉ１０が設けられ、この送信器１゜の出力は電子走査
冴１２に供給される。

本発明において特徴的なことは、同一方向に異なる繰返
し周期の２個の超音波を放射することであり、このため
に送信周期切替器１１が設置）られ、繰返し周期の異な
る２個の送信信号が電子走査器１２に供給される。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が励振され、これによって任意方向において周期
の異なる２個の超音波パルスビームが発生する。従って
、送信器１０、送信周期切替器１１、電子走査器１２及
び探触子１３にて送信回路部が形成される。

前記探触子１４は生体表面に当接され、超音波パルスが
被検体内に放射される。このとき、反射体からの反射エ
コーは同じ探触子１４にて受信され、電子走査！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に出力しており、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
周波数の整数倍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ｔｇ器２０に供
給され、ここでアナログ信号である受信器ｇがデジタル
信号に変換され、その後に速度が演詐される。

この速度は、各種の方法にて求めることができるが、例
えばドプラ受信信号を複素信号に変換してこの複索信号
の偏角から速度を求めることがきる。

すなわち、複素信号をＺ＝ｘ＋ｉ　ｙで表寸とづれば、
偏角θは次式にて求めることができる。

θ＝　ｊａｎ”　（Ｖ／Ｘ　）　　　　　　　　　・・
・（１）この偏角は主１１リアの周波数偏移つまりドプ
ラ周波数を示しており、ドプラ周波数をｆｄ、繰返し周
期を王とすると、ｆｄ＝θ／２π丁　　　　　　　　　　・・・（２）と
なり、複素信号の偏角θから運動反射体の速度を求める
ことができる。

本発明では、前述したように、繰返し周期の異なる２個
の超音波を被検体内の同一方向に放射し、この２個の超
音波に基づいて低速度から高速度までの広範囲の速度を
求めるようにしており、速麻ＰＡ算器２０にて得られた
２個の速度値から運動反射体の正確な速度が演算される
。

すなわち、本発明では先に放射された超音波にて得られ
た超音波ビーム軸上のすべての第１の速度信号を記憶す
るメモリ、実施例では、ラインメモリ２２が設けられ、
また後に放射された超音波にて得られた第２の速度信号
と前記第１の速度信号との和又は差を逐次演算する加減
算器２４が設けられている。そして、前記加減算器２４
にて求められた運動反射体の速度は表示器２６に表示さ
れる。なお、この表示器２６にはＭモードあるいはＢモ
ードにて被検体内の形態が表示されており、速度情報は
これに重ねて表示される。

本発明は以上の構成から成り、以下にその作用を説明す
る。

同一方向に繰返し周期の異なる２個の超音波を放射して
求められた２個の速度信号において、先に出力される第
１の速度信号はラインメモリ２２に供給して記憶され、
後に出力される第２の速度信号は加減算器２４に供給さ
れる。そして、加減算器２４では、ラインメモリ２２か
ら第１の速度信号を読み出して両者の速度信号の差を演
算する。

前記（１）式で求められるθを速度信号とし、先に放射
された超音波にて得られた第１の速度信号を０１、後に
放射された超音波にて得られた第２の速度信号をθ２と
すると、θ１−θ２が演算され、これは次式にて示され
る。

θ１−θ２−２πｆｄ　　（Ｔ１−Ｔ１）−２πｆｄΔ
Ｔ　　　　　・・・（３）この式において、Ｔ１は先に
放射された超音波の繰返し周期、Ｔ２は後に放射された
超音波の繰返し周期である。ここで、（３）式にて得ら
れた偏角θ１−０２は、繰返し周期ΔＴの超音波を放射
したとぎに得られる速度信号であり、繰返し周期ΔＴは
Ｔ１−Ｔ２であるから、結果的にこの繰返し周期の小さ
い（繰返し周波数ｆｒが高い）超音波を被検体内に放射
したときに得られるドプラ信号と同一の信号となる。

従って、例えば繰返し周期をＴ１＝２５０μｓ（繰返し
周波数ｆｒ１＝４ｋＨ２）　、Ｔ２　＝２００μｓ（繰
返し周波数ｆｒ２＝５ｋｌ−１２）とすれば、ΔＴ＝５
０μｓ　（繰返し周波数ｆｒ−２０ｋＨｚ）となる。こ
の結果、この場合の測定可能な最大ドブラ周波数は２０
ｋＨｚ＝２＝１Ｑｋ）ｌｚとなって繰返し周１ＩＪＴ２
のときの最大ドプラ周波数２゜５ｋｌｌｚ　（−５ｋＨ
ｚ÷２＞に比べて４倍の速度を求めることができること
になる。

このように、繰返し周期の異なる２個の超音波ににり求
められた速度信号を演算することにより高速度の測定が
可能となり、繰返し周ＪＵＴ１゜Ｔ２を適当な値に選定
することによって、最大測定深度をほとんど変えること
なくドプラ信号を所望の信号に変更することができる。

また、本発明では加減停器２４の動作を加算器として動
作させることにより、低速度領域の速度を正確に求める
ことができる。

すなわち、前記（３）式は次式にて示すものとなる。

θ　十〇　＝２πｆｄ　　（Ｔ　　−１−７１）＝２π
ｆｄΔＴ　　　　　・・・（４）従って、偏角は繰返し
周期の大きいく繰返し周波数ｆｒの低い）超音波を用い
た場合に相当し、ドプラ周波数ｆ、ｄが小さいとぎは所
定速度範囲での速度値を拡大する働ぎがあるため、運動
反射体の低速度が精度よく検出できる。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、同一方向に向け
て繰返し周期の異なる２個の超音波を被検体内に放射し
、これにより得られた２個の速度信号から両名の和又は
差を求めるようにしたので、低速度から高速度までの広
範囲の速度信号を含むドプラ信号に相当する信号に変換
することができ、運動反則体の正確な速度を容易に得る
ことができる。

この結果、従来の超音波エコー法による超音波診断装置
からの診断情報に加えて、血流速度、血流速度分布を同
時に画像表示することができ、実用上極めて多くの診断
情報を提供できる超音波診断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である。１０　・・・　送信器１１　・・・　送信周期切替器１２　・・・　電子走査器１６　・・・　受信器２０　・・・　速度演算器２２　・・・　ラインメモリ２４　・・・　加減算器。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）一定の繰返し周期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診断装置において、同一方向
に向けて２個の異なる繰返し周期の超音波を発生させこ
の超音波を切り替えて出力する送信回路部と、前記２個
の超音波のドプラ受信信号からそれぞれ運動反射体の速
度を演算する速度演算器と、同一方向に向けて先に放射
された超音波に基づいて前記速度演算器から得られた第
１の速度信号を記憶するメモリと、同一方向に向けて後
に放射された超音波に基づいて前記速度演算器から得ら
れた第２の速度信号と前記第１の速度信号との和又は差
を演算する加減算器と、を備え、運動反射体の速度を正
確に求めることを特徴とする超音波ドプラ診断装置。