JPS6244226A - 超音波ドプラ装置 - 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】 ［産業上の利用分野１ 本発明は超音波ドアラ装置、特に電子走査により超音波
ビームを生体内に放射して運動反射体の速度を検出し、
生体内における血流・体液流等の動きを測定表示するこ
とのできる超音波ドアラ装置に関する。

［従来の技術］ 超音波パルスを生体内に放射し、その反射エコーから断
層像等を得る超音波診断￥ｉ置が多く用いられており、
近年では、特に心臓内の血流、腹部Ｕ器の血流・体液流
の速度等の運動状況を画像上に表示する超音波ドアラ装
置の開発が著しい。

このような超音波ドプラ装置は、放射された超音波が運
動反射体によって受けるドプラ効果（運動反射体の速度
によって反射エコーの周波数に影響を与える）を検出す
ることにより行われ、生体内の断關象を形成するために
用いられる従来の超音波診断駅間に組み込まれたドプラ
ユニットににって行われる。モして、この場合生体内に
送る超音波の走査方式が各種存在し、この中で最も一般
的に多く用いられているのがリニア電子走査方式である
。

このリニア電子走査は、電気−超音波変換素子である振
動子を直線状に複数個配列したリニアプローブによって
行われ、これらの振動子の中から、例えば４個の撮動子
を一組として１本の超音波ビームを形成する。そして、
リニアプローブの一端から、４個の振動子を連続的に１
個ずつずらしながら選択することにより、リニアプロー
ブの出射面から垂直方向に放射される超音波ビームが連
続的に形成される。

従って、このリニアプローブからリニア電子走査により
生体内に超音波を放射すれば、リニアプローブの長手方
向幅の範囲内でプローブの真下にある生体内臓器を画像
表示することができ、運動反射体の運動状態等を観察す
ることができる。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来技術の問題点 しかしながら、前記従来のリニア電子走査型超音波ドプ
ラ装置では、超音波ビーム伝搬方向と運動反射体、例え
ば血流の方向等が直交する場合には、その速度を良好に
検出することができないという問題があった。

すなわち、前述したように、ドプラ効果は超音波ビーム
の方向に対して進退するものに対して生ずる効果である
から、超音波ビーム方向と直交する運Ｅ）＋反ｑｊ体に
あってはドプラ効果を生じさせることができない。従っ
て、従来では操作者はリニアプローブを傾けたりしてい
たが、同一断層面内でリニアプローブを傾けることは極
めて困難であり、たとえ傾けたとしてもリニアプローブ
と生体表面との間に空気層ができ、超音波送受波作用を
十分に行うことができない。

発明の目的 本発明は前記従来の課題に鑑みなされたものであり、そ
の目的は、生体内において全方向に運動する反則体に対
してドプラ信号を良好に検出することのできる超音波ド
プラ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］前記目的を達
成するために、本発明は、振動子を直線状に並べて形成
したリニアプローブの出）１面から垂直方向にリニア電
子走査によって超音波ビームを放射し、生体内の運動反
射体の運動・速度状態をＢモードあるいはＭＴニード画
像上に測定表示する超音波ドプラ装置において、必要に
応じて前記リニアプローブの任意の位置から対象とする
部位に超音波ビームをセクタ状に放射するセクタ電子走
査に前記リニア電子走査を切り替える手段を有し、超音
波ビームを運動方向と直交しない角度で放射することに
より運動反射体の運動・速度状態を正確に測定表示する
ことを特徴とする。

以上の構成によれば、運動反射体に対して超音波ビーム
が異なる角度にて放射され、リニア電子走査による超音
波ビームの方向に対して垂直方向にあった運動反射体の
速度成分がドプラ信号として検出される。

［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づ−る
。

第１図には、超音波ドプラ装置が示され、りニアプロー
ブ１０内に振動子１２が複ａ個設けられており、本実施
例では１２８個の振動子１２が直線状に配列されている
。そして、リニア電子走査を実施する場合には、前記振
動子１２の中から４個の振動子を一組とし、この４個の
振動子１２の駆動パルスの発振タイミングを制御するこ
とにより１木の超音波ビームを形成する。前記駆動パル
スの発振制御はパルス発振コントローラ１４にて制御さ
れる。

次いで、運動反射体から得られた反射エコーは各撮動子
１２にて受信され増幅器１６に供給されており、所定出
力まで増幅された後にマルチプレクサ１８に供給される
。このマルチプレクサ１８では、生体内にお【ノる各位
置の情報を受信する振動子群を選択しており、選択され
た振動子１２の受信信号は遅延回路２０に供給される。

この赴延回路２０では、各振ωＪ子１２で得られＩこ受
信信号に対してそれぞれの遅延量が与えられ、その後に
加樟回路２２に供給される。

以上のようにして加算回路２２に入力された超音波受信
信号は、通常のＢモード画像を得るために検波回路２４
に供給され、不要な信号が除去される。一方、加緯回路
２２の他方の出力はドプラユニット２６に供給され、ド
プラ信号の検出が行われる。そして、前記検波回路２４
の出力及びドプラユニット２６の出力はそれぞれＡ／Ｄ
変換器２８．３０を介してＤＳＣ３２に供給される。

このＤＳＣ３２は、断層像及び運動・速度状態の画像表
示のための所定の演算処理を行い、カラーエンコーダ３
４とＤ／Ａ変換器３６を介して接続されたＴＶモニタ３
８に、生体内の断層像をＢ七−ド画像表示させるととも
に運動反射体の運動・速度状態を表示させる。

本実施例では、前記カラーエンコーダ３４は運動反射体
の運動・速度状態をより明確に表示するために用いてお
り、例えば運動反射体がプローブに近づいてくる速度を
赤、逆にプローブから遠ざかる速度を青で表わし、また
速度の大きさを色調で表わすことができ、リニア電子走
査によって腹部雇器における血流・体液流等がカラー表
示される。

本発明において特徴的なことは、必要に応じてリニアプ
ローブの任意の位置から対象とする部位に超音波ビーム
をセクタ状に放射することであり、このセクタ電子走査
を行わせるためにスキ１１ンコントローラ４０１ｆｉ設
けられる。そして、このスキャンコントローラ４０は、
前記パルス発振コントローラ１４．マルチプレクサ１８
．遅延回路２０及びＤＳＣ３２に接続され、これら装置
を制御する。また、スキャンコントローラ４ｏにはモー
ドセレクタ４２とセクタ中心位置設定器４４が接続され
ており、このモードセレクタ４２にてリニア電子走査と
セクタ電子走査のいずれかの走査モードを選択し、また
セクタ中心位置設定器４４は、例えばリニアプローブ１
０あるいは画面上において、予め設定されたセクタ中心
位置が表示され、この表示に従って対象とする運動反射
体のドプラ信号を良好な状態で検出できる位置を選択設
定する。

すなわら、セクタ電子走査は、リニアプローブ１０内の
各振動子１２に対する駆動パルスの発振タイミングをパ
ルス発振コントローラ１４にてセクタ走査モードになる
ように制御しており、本実施例では、１本の超音波ビー
ムを８個の振動子にて形成させ、この超音波ビームが連
続的に扇状に方向を移動させながら移動する。これは、
リニアプローブ１０内の１２８個の内から選択された８
個の振動子１２によって行われ、振動子列の任意の位置
を選択することによってセクタ走査のセクタ中心位置を
自由に選ぶことができ、観察する運動反射体のドプラ信
号を最も良く取り出せる位置を選択することができる。

従って、第２図に示されるように、リニア電子走査によ
って放射された超音波ビーム方向に対して垂直方向に運
動する血管５０内の血流に対して異なる角度にて超音波
ビームを放射することができ、血管５０内の血流の速度
成分を持つドプラ信号を取り出すことが可能となる。

なお、セクタ電子走査を行うリニアプローブ１０は、複
数振動子の配列ピッチｄ　（第３図）が次の条件を満た
すことが必要である。

１＋　　５ｉｎ（θｗ／２） （λ　：３Ｅｔ動子の中心周波数の波長、θ　：最大Ｏ
Ｗ セクタ走査角度） 寸なわら、リニアプローブ１０がら超音波ビームを斜め
方向（十〇）にｔＩｌ射すると、垂直方向に対して反対
の斜め方向く一〇）に虚像が現われる現象、いわゆるグ
レーティングローブが発生する。

このグレーティングローブの［９をなくすためには、上
記条件を満たすピッチｄにて撮動子を配置してリニアプ
ローブ１０を製作する。

このようにして、セクタ電子走査により放射された超音
波ビームは運動反射体によって反射され、この反射エコ
ーは振動子１２によって受信されるが、増幅器１６にて
増幅された後にマルチプレクサ１８に供給される。そし
て、前述したようにマルチプレクサ１８によって選択さ
れた振動子１２の受信信号が「延回路２０に供給され、
このＲ延回路２０では超音波ビームのヒクタ放射角度に
対応した遅延間に基づいて各Ｓ動子１２から得られた受
信信号を遅延させて加算回路２２に供給するので、リニ
アプローブ１０からセクタ走査にて放射した超音波ビー
ムの反射エコーを取り出すことができる。

第２図において、運動反射体の運動方向が超音波ビーム
方向となす角を０とすると、一般には、ｖ ｆａ　＝　ｔｏ　Ｔｃｏｓθ （ただし　ｒ　・・・ドプラ周波数、ｆｏ・・・超音波
の発振周波数、Ｃ・・・　音速とする） で示される式でドプラ周波数を演算することができるが
、運動方向が超音波ビームと垂直方向にある場合にはＣ
ＯＳθ＝Ｏ（θ−９０度）となることからドプラ周波数
ｆｄの検出が不可能である。従って、この運動反射体に
対してセクタ走査モードによって超音波ビームを放射す
ることにより、ＣＯ３θ≠Ｏとなり、ドプラ周波数の良
好な検出が可能となる。

次いで、加算回路２２の出力は検波回路２４及びドプラ
ユニット２６に供給され、前述したように、画像表示の
ための所定の演算処理が行われる。

この結果、ＴＶモニタ３８にはセクタ走査モードにて放
射された範囲の生体内断層像及び運ｖｊ反射体の運動・
速度状態が表示される。

前記ＴＶモニタ３８における画像表示は、前述したよう
に、一つの画面上にリニア走査画像とセクタ走査画像と
を同時に表示させてもよく（第２図）、第４図に示され
るように、リニア走査画像とセクタ走査画像との両者を
別々に表示させることもでき、それぞれの画像を対比観
察しながら効率のよい超音波診断を行うこともできる。

また、Ｂモード画像表示だけでなくＭモード画像表示を
合わせて行うこともできる。

以上のようにして、本発明ではリニア電子走査によって
得られＩζ生体内の運動・速度状態が不明であるとき、
あるいはより詳細で正確な観察をしようとするとき、リ
ニア電子走査をセクタ電子走査に切り替えて画像表示す
る。ことにより、単一のリニアプローブ１０にて迅速か
つ効率のよい超音波画像診断を行うことができる。

［発明の効果コ 以上説明したように、本発明によれば、必要に応じてセ
クタ電子走査にて超音波ビームを運動反射体の運動方向
と直交しない角度で放射するようにしたので、画像表示
される生体内の全方向と運動する反射体の運動・速度状
ｆぶを正確に測定表示することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る超音波ドプラ装置の好適な実施例
を示す説明図、 第２図は本発明装置の電子走査によって形成される超音
波ビームの説明図、 第３図はリニアプローブの振動子配列を示す説明図、 第４図はＴＶ″［：ニタにおける画像表示を示１説明図
である。 １０　・・・　リニアプローブ １２−＠ｆｈ子 １４　・・・　パルス発振コントローラ１６　・・・　
増幅器 １８　・・・　マルチプレクサ ２０　・・・　遅延回路 ２２　・・・　加算回路 ３２　・・・　ＤＳＣ ３８・・・　ＴＶ’Ｅ−ニタ ４０　・・・　スキャンコントローラ ４２　・・・　モードセレクタ ４４　・・・　セクタ中心位惹設定器。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）リニア電子走査によりリニアプローブから超音波
   ビームを放射して生体内運動反射体の運動・速度状態を
   測定表示する超音波ドプラ装置において、必要に応じて
   前記リニアプローブの任意の位置から対象とする部位に
   超音波ビームをセクタ状に放射するセクタ電子走査に前
   記リニア電子走査を切り替える手段を有し、超音波ビー
   ムを運動方向と直交しない角度で放射することにより運
   動反射体の運動・速度状態を正確に測定表示することを
   特徴とする超音波ドプラ装置。
2. （２）特許請求の範囲（１）記載の装置において、前記
   セクタ電子走査における超音波ビームのセクタ中心位置
   を自由に選択するセクタ中心位置設定手段を設けたこと
   を特徴とする超音波ドプラ装置。