JPS63240841A - 超音波診断装置 - 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】 「発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、被検体の超音波像を得る超音波診断装置に係
り、特に周産期・産婦人科において胎児の超音波像を得
るのに好適な超音波診断装置に関する。

（従来の技術） 超音波診断装置の発達に伴い、母体表面から胎児の循環
器の正常・異常を知ることができるようになった。特に
心臓の先天性疾患を調べるのに超音波断層像だけでなく
超音波ドプラ法を用いる場合も多く、カラードプラ断層
法にて胎児の心臓の血流をもリアルタイム（実時間）で
観測できるようになった。

ところで、異常状態を記録するために超音波像の写真＠
影を行う必要がおるが、異常状態が心臓の一心拍周期の
うちのどこに生じるかは症例や個人差によって異なるた
め、任意の心時相で心拍同期をかけて断層像（Ｂモード
像）をフリーズしてから写真倣形するのが望ましい。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、従来５Ａ置においては、分娩中に胎児の頭部
に電極を取り付は胎児の心電図波形を取り出してこれを
同期信号としていた。このような方式では分娩中以外に
胎児の心拍同期信号を得ることができない。

ぞこで本発明は上記の欠点を除去するもので、分娩中以
外でも安定して胎児の心拍同期信号を得ることができ、
この心拍同期信号に基づいて所望心時相での超音波像を
フリーズすることができる超音波診断装置の提供を目的
としている。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明は、超音波送受によって得られた被検体ドプラ血
流パターン若しくはＭモード変化に基づいて該被検体の
心拍同期信号を生成する同期信号生成手段と、この心拍
同期信号を基に任意時相での超音波像形成を制御する制
御手段とを有するものである。

（作　用） 超音波送受によって得られた被検体ドプラ血流パターン
若しくはＭモード変化に基づいて該被検体の心拍同期信
号を生成しているので、被検体たる胎児の頭部に電極を
取り付ける必要がなく、従って分娩中以外でも胎児の心
拍同期信号を１ｑることかできる。そして得られた心拍
同期信号に基づいて任意時相での超音波像形成のための
制御を行うことで所望心時相での超音波像のフリーズを
可能としている。

（実施例） 以下、本発明を実施例により具体的に説明する。

第１図は本発明の一実施例装置のブロック図でおる。

同図に示すように本実施例装置は、超音波プローブ１．
セクタ電子走査部１２．ミキサー３ａ。

８ｂ、移相器９．ローパスフィルタ１０ａ、１０ｂ、Ｆ
ＦＴ部２０．ＭＴＩ演算部２９．Ｄ、Ｓ。

Ｃ，３６，カラー処理部３７．Ｄ／Ａ変換部３８゜カラ
ーモニタ３９．ＶＴＲ４０，制御手段４１゜同期信号生
成手段４２を有する。

超音波プローブ１は、被検体例えば胎児に向けて超音波
送受を行うもので、セクタ電子走査部１２に接続されて
いる。

セクタ電子走査部１２は、超音波ビームのセクタ電子走
査を実行するもので、前記超音波プローブ１の振動子を
励撮するためのパルス信号を出力するパルサー３と、被
検体よりの超音波エコー（反射成分）を増幅するプリア
ンプ２と、超音波送受における遅延時間を設定するディ
レーライン４と、このディレーライン４を介して取り込
まれた超音波エコーを加算する加算器５と、この加算出
力よりエンベロープを取り出す検波器６と、レイトパル
スを発生する発撮器７とを有して成る。

そして前記検波器６の検波出力は、後述するり。

Ｓ、Ｃ，３６に送出されるようになっている。また、発
ｊ辰器７の発娠出力はミキサー８ａに入力されると共に
移相器９を介してミキサー８ｂに入力されるようになっ
ている。ミキサー３ａ、８ｂは前記加算器５の出力と基
準周波数ｆｏとを掛は合わゼることにより、ドプラシフ
ト周波数分（ｆｄ）と高周波成分（２ｆｏ＋ｆｄ＞とを
（ｑるものであり、ローパスフィルタ１０ａ、１０ｂは
このミキサー８ａ、８ｂの出力にり高周波成分を除去し
てｆｄ酸成分みを取り出すものである。このローパスフ
ィルタ１０ａ、１０ｂの出力は、後段に配置されたＦＦ
Ｔ部２０及びＭＴＩ演譚部２９に取り込まれるようにな
っている。

ＦＦＴ部２０は、被検体くここでは母体）表面から任意
の深さに相当する時間に前記ローパスフィルタ１０ａ、
１０ｂの出力をサンプルホールドするサンプルホールド
回路１３．１４と、サンプルホールドされた信号中より
、血流速度よりも遅いドツプラ周波数成分を除去する帯
域フィルタ１５．１６と、この帯域フィルタ１５．１６
の出力をそれぞれディジタル信号に変換するＡ／Ｄ（ア
ナログ・ディジタル）変換回路１７．１８と、このＡ／
Ｄ変換出力の周波数分析を行うＦＦＴ（高速フーリエ変
換）演算回路１９とを有して成る。このＦＦＴ出力が血
流のドプラシフト周波数スペクトラムであり、これがり
、Ｓ、Ｃ，３６に取り込まれるようになっている。

また、ＭＴＩ演偉部２９は、前記ローパスフィルタ１０
ａ、１０ｂの出力をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変
換回路２１．２２と、このＡ／Ｄ変換出力中より動きの
無い部位よりの信号成分を除去するＭＨＩフィルタ２３
．２４と、入力信号を遅延Ｌノ遅延信号と遅延されない
信号との積を取る自己相関器２５と、平均速度演算を行
う平均速度演算回路２６と、分散演算を行う分散）寅算
回路２７と、パワー演算を行うパワー演算回路２８とを
有して成り、名演算回路２６乃至２Ｂの演算出力はり、
Ｓ、Ｃ，３６に取り込まれるようｆｉ−、’、＄ってい
る。

Ｄ、Ｓ、Ｃ，（ディジタル・スキｉ’ン・二］ンバータ
）３６は、サンプリング系と表示系との間で走査変換を
行うものでおり、フレームメモリを有して構成されてい
る。

カラー処理部３７は主として血流情報のカラー変換を行
うものであり、Ｄ／Ａ変換部３８はカラー処理部出力を
アナログ信号に変換するものであり、カラーモニタ３９
はＢモード断層像及び血流情報等の表示を行うものであ
り、Ｖ’ＴＲ（ビデオ・テープ・レコーダ）４０はＤ／
Ａ変換出力を記録するものである。

また、同期信号生成手段４２は、被検体（ここでは胎児
）のドプラ血流パターンに基づいて心拍向Ｉｖｌ信８を
生成するものであり、前記ＦＦＴ演算回路１９よりのＦ
ＦＴ血流パターンに基づいて血流の瞬時平均「ｄを求め
る平均流速演算回路３０と、このｆｅｄ’）出力をアナ
ログ信号に変換するアナ［Ｊグ変挽回路３１と、このア
ナログ変換出力を取り込んで心拍トリガ信号を出力する
心拍トリガ回路３２とを右して成る。

前並平均流速演障回路３０による瞬時平均ｆ　ｄ算出は
、次式で表わされる。

そしてこの演算出力はディジタル値であるため、前記ア
ナログ変換回路３１でアナログ値に変換するようにして
いる。

次に、このアナログ変換回路３１の詳細な構成について
第２図を基に説明する。

同図に示すようにこのアナログ変換回路３１は、積分回
路５０．サンプルホールド回路（Ｓ＆Ｈ）５１、ローパ
スフィルタ（ＬＰＦ）５２．アッテネータ（ＡＴＴ＞５
３を有して成る。

積分回路５０は演算出力コマンド信＠Ａを区間τの時間
で積分するものでおり、この積分結果は、後段に配置さ
れたサンプルホールド回路５１に取り込まれるようにな
っている。このサンプルホールド回路５１は、前記積分
回路５０の出力をサンプルホールドするものであり、ロ
ーパスフィルタ５２はこのサンプルホールド結果より高
域成分を除去するものである。ローパスフィルタ５２の
カットオフ周波数ｆｃは２５０Ｈｚで、２４　ｄ　Ｂ１
０ｃｔで減衰する。そしてこのローパスフィルタ出力は
、後段に配置されたアッテネータ５３を介して前記心拍
トリガ回路３２に送出されるようになっている。尚、ア
ッテネータ５３はＯから一２０ｄＢまで調整することが
できる。また、心拍トリガ回路５１としては心電計（Ｅ
ＣＧ）回路が適用される。

次に制御部４１は、前記同期信号生成部４２よりの心拍
同期信号を基に任意時相での超音波像（Ｂモード断層像
）形成を制御するものであり、メインコントロール回路
３３．送受信（Ｔ＆Ｒ）コントロール回路３４．ＤＳＣ
コントロール回路３５を有して成る。送受信コントロー
ル回路３４は前記セクタ電子走査部１２の動作制御を司
るものであり、ＤＳＣコントロール回路３５は前記り、
Ｓ、Ｃ，３６の動作制御を司るものであり、いずれもメ
インコントロール回路３３の制御下にある。

次に、上記構成の作用について説明する。

セクタ電子走査部１２内のパルサ３より出力された励振
パルスの印加により超音波プローブ１より胎児に向けて
一定の周期で超音波パルスが送波され（超音波繰り返し
周波数：ｆｒ）、生体組織からの超音波エコーは再び同
一のプローブ１で受波され、この超音波エコーがプリア
ンプ２．ディレィライン４２．加算器５を順に経由して
ミキサー８ａ、８ｂに取り込まれる。そしてこのミキサ
ー８ａ、８ｂにおいてドプラシフト周波数成分（ｆｄ）
と高周波数成分（２ｆｏ　＋ｆｄ）とが求められ、ロー
パスフィルタ１０ａ、１０ｂによりｆｄ酸成分抽出され
、これがＦＦＴ部２０及びＭＴＩ演算部２９に取り込ま
れる。

ＦＦＴ部２０においては、生体表面から任意の深さに相
当する時間にサンプルホールド回路１３゜１４でｆｄ酸
成分サンプルホールドされ、帯域フィルタ１５．１６に
より血流成分が抽出され、これがＡ／Ｄ変換回路１７．
１８によりディジタル信号に変換された俊にＦＦＴ演算
回路１９に取り込まれ、ここで周波数分析が行われ、血
流のドプラシフト周波数スペクトラムが求められる。

このＦＦＴ演算回路１９の出力はパワースペクトラムで
おるので、平均流速演算回路３Ｑに取り込まれここで瞬
時平均ｆｄが算出される。そして求められた瞬時平均が
アナログ変換回路３１でアナログ信号に変換される。こ
のアナログ変換は、第２図に示すように、積分回路５０
により演算出力コマンド信号Ａを区間τの時間で積分し
、この積分結果をサンプルホールド回路５１でサンプル
ホールドし、ローパスフィルタ５２を介してサンプルホ
ールド回路５１の出力を取り出すことで行われ、このロ
ーパスフィルタ５２の出力がアッテネータ５３を介して
心拍トリガ回路３２に取り込まれる。第３図は第２図の
主要部の出力波形を示している。すなわち、Ａは演算出
力コマンドであり、Ｂは平均流速演算回路３０の出力で
あり、Ｃは積分回路５０の出力であり、Ｄはサンプルホ
ールド回路５１の出力である。

そして、アナログ変換回路３１の出力が心拍トリガ回路
３２に入力されると、この心拍トリガ回路３２から心拍
トリガ信号が出力され、この心拍トリガ信号がメインコ
ントロール回路３３に取り込まれる。メインコントロー
ル回路３３はこの心拍トリガ信号を受けて送受信コント
ロール回路３４及びＤＳＣコントロール回路３５を制御
する。

送受信コントロール回路３４及びＤＳＣコントロール回
路３５は、メインコントロール回路３３の制御下で超音
波ビームの送信タイミングを心拍トリが信号から所望時
間だけ遅らせて任意の時相でＢモード象を作成できるよ
うに、それぞれセクタ電子走査部１２及びり、Ｓ、Ｃ，
３６を制御する。

例えば第４図に示すように３心拍に１回だけＢモード像
を作成するためのＢモード像作成トリガ信号を出力し、
３心拍に１回の割合でＢモード像をリフレッシュする。

このようにして得られた胎児のＢモード像及び血流パタ
ーンは、カラー処理部３７．Ｄ／Ａ変換部３８を介して
カラーモニタ３９に送出され、例えば第５図に示すよう
に表示される。

このように本実施例装置においては、胎児のドプラ血流
パターンに基づいて胎児の心拍同期信号を生成している
ので、従来のように胎児の頭部に電極を取り付けること
なく、所望心時相での胎児のＢモード像を得ることがで
き、所望心時相でのＢモード像フリーズが可能となる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではない。例
えば上記実施例ではＦＦＴ血流パターンに基づいて心拍
同期信号を得るものについて説明したが、Ｍモード変化
に基づいて心拍同期信号を生成するようにしてもよい。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、分娩中以外でも安
定して胎児の心拍同期信号を得ることができ、この心拍
同期信号に基づいて所望心時相での超音波像をフリーズ
することができる超音波診断装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明−実施例装置のブロック図、第２図は第
１図の主要部の詳細なブロック図、第３図及び第４図は
本実施例装置における主要部の動作タイミング図、第５
図は本実施例装置の表示の一例を示す説明図である。 ４１・・・制御手段、４２・・・同期信号生成手段。 代理人　弁理士　　則　　近　　憲　　缶周　　　　　
　　大　　　胡　　　典　　　夫手続補正書（自発） １．”１１件の表示 特願昭６２−７４３８２号 ２、発明の名称 超ざ波計断装置 ３、ｈｌｉ正をする者 ｉ［件との関係　　特許出願人 （３０７）株式会社　東芝 ４、代理人 〒１０５ 東京都港区芝浦−丁目１番１号 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 （１）明細書第５頁第１１行目に記載の「共に移相器９
」を［共に９０°移相器９」と訂正する。 （２）明細書第８頁第１０行目に記載の（１）式を以下
の通り訂正する。 ：？、　　ｆ’ｄｌ　５（ｒｄｌ） １＝１ （３）明細書第１２頁第６行目乃至第７行目に記載の「
Ａは・・・・・・出力であり、」を以下の文に訂正する
。 「Ａは演算出力コマンドであり、波形の立下りがｆｄの
最小値を立上りはｆｄの最大値を示している。Ｂは平均
流速演算回路３０の出力であり、Ａの波形の位置と対応
して演算結果が出力される。 時間間隔τが小さいほど平均流速値は小さい。」以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被検体に向けて送波された超音波の該被検体よりの反射
   成分を受波して診断に供する超音波診断装置において、
   超音波送受によって得られた被検体ドプラ血流パターン
   若しくはＭモード変化に基づいて該被検体の心拍同期信
   号を生成する同期信号生成手段と、この心拍同期信号を
   基に任意時相での超音波像形成を制御する制御手段とを
   有することを特徴とする超音波診断装置。