JPS63249547A - 超音波血流計 - Google Patents
超音波血流計Info
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- JPS63249547A JPS63249547A JP8325287A JP8325287A JPS63249547A JP S63249547 A JPS63249547 A JP S63249547A JP 8325287 A JP8325287 A JP 8325287A JP 8325287 A JP8325287 A JP 8325287A JP S63249547 A JPS63249547 A JP S63249547A
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- Granted
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- 210000004369 blood Anatomy 0.000 title description 2
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
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- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
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- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
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。
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、生体中の血流速を超音波の利用により測定す
る超音波血流計に関するものである。
る超音波血流計に関するものである。
従来の技術
血流速を測定する事は心臓機能を把握する上で極めて重
要であり、最近、血流速を超音波の利用により測定する
ようにしれ超音波血流計が盛んに利用されている。この
従来の超音波血流計は超音波パルスの血流による反射信
号の信号周波数が血流速に対応してドツプラー効果によ
り変化する事を利用するもので、超音波の伝播方向の血
流速を測定する事が可能である。しかし、超音波の伝播
方向と直交する方向の血流速を計測することができない
ため、２次元的な速度分布を表示することができない。
要であり、最近、血流速を超音波の利用により測定する
ようにしれ超音波血流計が盛んに利用されている。この
従来の超音波血流計は超音波パルスの血流による反射信
号の信号周波数が血流速に対応してドツプラー効果によ
り変化する事を利用するもので、超音波の伝播方向の血
流速を測定する事が可能である。しかし、超音波の伝播
方向と直交する方向の血流速を計測することができない
ため、２次元的な速度分布を表示することができない。
このため、最近、超音波の伝播方向の速度成分だけから
その直交する方向の速度を数学的に推定するなどにより
２次元的な速度分布を得る方式が提案されている（参考
文献：犬槻茂雄他；［一方向走査面情報から導出する流
速ベクトル分布図法」、日本超音波医学会第４８回研究
発表会講演論文集４８−０−２１ １９８６年５月）。
その直交する方向の速度を数学的に推定するなどにより
２次元的な速度分布を得る方式が提案されている（参考
文献：犬槻茂雄他；［一方向走査面情報から導出する流
速ベクトル分布図法」、日本超音波医学会第４８回研究
発表会講演論文集４８−０−２１ １９８６年５月）。
発明が解決しようとする問題点
しかし、上述したように従来の２次元的な血流速度分布
を得る方式は超音波の伝播方向の速度から直交する方向
の血流速を推定するものであり、直接」り定することは
できなかった。
を得る方式は超音波の伝播方向の速度から直交する方向
の血流速を推定するものであり、直接」り定することは
できなかった。
そこで、本発明は、上記従来例の問題点を解決するもの
で、超音波の伝播方向と直交する血流速を直接的に測定
することができるようにした超音波血流計を提供しよう
とするものである。
で、超音波の伝播方向と直交する血流速を直接的に測定
することができるようにした超音波血流計を提供しよう
とするものである。
問題点を解決するための手段
本発明は、上記問題点を解決するため、同一周波数で伝
播方向の異なる複数方向の超音波を生体中に送波する送
波装置と、上記超音波が生体内で散乱して反射した超音
波を受波する受波装置と、上記複数方向に伝播方向の異
なる超音波の干渉縞周期により生体中の血流の流速に対
応した周波数の信号を検出する信号処理装置とを備えた
ものである。
播方向の異なる複数方向の超音波を生体中に送波する送
波装置と、上記超音波が生体内で散乱して反射した超音
波を受波する受波装置と、上記複数方向に伝播方向の異
なる超音波の干渉縞周期により生体中の血流の流速に対
応した周波数の信号を検出する信号処理装置とを備えた
ものである。
作 用
上記技術的手段による作用は次のようになる。
すなわち、送波装置により生体中に送波された伝播方向
の異なる複数の超音波による干渉縞が超音波の伝播方向
とほぼ直交方向に生じ、受波装置により受波した干渉縞
周期により信号処理装置で生体の血流の流速に対応した
周波数の信号を検出することにより超音波の伝播方向と
ほぼ直交する方向の血流速度を測定することができる。
の異なる複数の超音波による干渉縞が超音波の伝播方向
とほぼ直交方向に生じ、受波装置により受波した干渉縞
周期により信号処理装置で生体の血流の流速に対応した
周波数の信号を検出することにより超音波の伝播方向と
ほぼ直交する方向の血流速度を測定することができる。
実施例
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。
する。
まず、本発明の第１実施例について説明する。
第１図（ａ）は本発明の第１実施例における超音波血流
計を示す構成図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）のＡ−Ａ
’部分の超音波強度分布を示す図である。
計を示す構成図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）のＡ−Ａ
’部分の超音波強度分布を示す図である。
第１図（ａ）において、１は第１の送波装置、２は第２
の送波装置であり、それぞれ同一周波数の第１の超音波
６と第２の超音波７を生体５に対し送波するが、これら
第１と第２の超音波６と７の伝播方向が角度差θで異な
るように設定されている。
の送波装置であり、それぞれ同一周波数の第１の超音波
６と第２の超音波７を生体５に対し送波するが、これら
第１と第２の超音波６と７の伝播方向が角度差θで異な
るように設定されている。
３は第１と第２の送波装置１と２の間に配置されだ受波
装置、４は信号処理装置、８は第１と第２の超音波６と
７による干渉縞、９は信号処理装置４からの流速データ
である。
装置、４は信号処理装置、８は第１と第２の超音波６と
７による干渉縞、９は信号処理装置４からの流速データ
である。
次に上記実施例の動作について説明する。
生体５中に第１と第２の送波装置１と２より第１と第２
の超音波６と７を送波する。これら第１と第２の超音波
６と７は周波数が同じで波長がλであるが、伝播方向に
角度差θがあるため、第１図ｔａ＋に示す領域ＰＱＲ，
Ｓ において、両方の超音波６．７は干渉を生ずる。そ
の結果、第１と第２の超音波６と７の伝播方向とほぼ直
角の方向に周期を持つ干渉縞８が生じ、この干渉縞８の
位置で両方の超音波６と７を強め合い、第１図中のＡ
−Ａ’部分の超音波強度は第１図（ｂ）に示すように干
渉縞周期ｐで周期的に強弱を繰り返す強度分布となる。
の超音波６と７を送波する。これら第１と第２の超音波
６と７は周波数が同じで波長がλであるが、伝播方向に
角度差θがあるため、第１図ｔａ＋に示す領域ＰＱＲ，
Ｓ において、両方の超音波６．７は干渉を生ずる。そ
の結果、第１と第２の超音波６と７の伝播方向とほぼ直
角の方向に周期を持つ干渉縞８が生じ、この干渉縞８の
位置で両方の超音波６と７を強め合い、第１図中のＡ
−Ａ’部分の超音波強度は第１図（ｂ）に示すように干
渉縞周期ｐで周期的に強弱を繰り返す強度分布となる。
ここで、干渉縞周期ｐは１波長λと角度差０より次の（
１）式で与えられる。
１）式で与えられる。
ｐ二 、０ ・・・（１）２ＳＩｎ丁
今、生体５の音速を１５００ｍ／ｓ、周波数を３ Ｍ
Ｈｚ、波長λを０．５１１＠、角度差０を３０°とする
と、干渉縞周期ｐは０．９７１となる。
Ｈｚ、波長λを０．５１１＠、角度差０を３０°とする
と、干渉縞周期ｐは０．９７１となる。
そして、上記のように生体５の超音波が干渉している領
域ＰＱＲ８より散乱により反射して来る超音波を受波装
置３により受け、信号処理装置４により受信信号の強度
の時間変化を解析する。すなわち、領域ＰＱＲ８中に干
渉縞８の周期方向（第１図のＸ方向）に血流の様に動く
超音波の散乱体があると、これによる散乱波を受波装置
３で受け、その信号強度の時間的変化をＦＦＴなどで周
波数分析するとＸ方向の速度’／ｘに比例した周波数の
成分が検出され、この周波数より流速データが得られ、
この信号処理が信号処理装置４により行なわれる。
域ＰＱＲ８より散乱により反射して来る超音波を受波装
置３により受け、信号処理装置４により受信信号の強度
の時間変化を解析する。すなわち、領域ＰＱＲ８中に干
渉縞８の周期方向（第１図のＸ方向）に血流の様に動く
超音波の散乱体があると、これによる散乱波を受波装置
３で受け、その信号強度の時間的変化をＦＦＴなどで周
波数分析するとＸ方向の速度’／ｘに比例した周波数の
成分が検出され、この周波数より流速データが得られ、
この信号処理が信号処理装置４により行なわれる。
速度ｖｘに比例した周波数が得られる原理は、空間的に
周期性を持つ所から速度（で応じた周波数の信号が得ら
れる空間フィルタの原理を応用している。今、第１図に
示すＡ −Ａ’部分における血流などの動く散乱体の時
間ｔでの超音波反射率のＸ方向の空間分布をｆ（ｔ、ｘ
）とする。また、第１図（ｂ）に示す超音波の強度分布
をｇ （Ｘ）とすると、Ａ−Ａ’部分からの散乱により
受波装置３に受かる信号強度ｈ ｔｏは次の（２）式で
与えられる。ただし、Ａは比例係数である。
周期性を持つ所から速度（で応じた周波数の信号が得ら
れる空間フィルタの原理を応用している。今、第１図に
示すＡ −Ａ’部分における血流などの動く散乱体の時
間ｔでの超音波反射率のＸ方向の空間分布をｆ（ｔ、ｘ
）とする。また、第１図（ｂ）に示す超音波の強度分布
をｇ （Ｘ）とすると、Ａ−Ａ’部分からの散乱により
受波装置３に受かる信号強度ｈ ｔｏは次の（２）式で
与えられる。ただし、Ａは比例係数である。
ｂ １ｔ）＝１／’％ｆ （ｔ、ｘ ） ｇ （ｘ）
ｄ ｘ ＝１２）ここで、 ｆ （ｘ）はＸ方向
に速度ｖｘで動くため次の（３）式が成立する。ただし
、ｆ（ｘ）はｆ（ｔ、ｘ）のｚ＝Ｑの時の関数である。
ｄ ｘ ＝１２）ここで、 ｆ （ｘ）はＸ方向
に速度ｖｘで動くため次の（３）式が成立する。ただし
、ｆ（ｘ）はｆ（ｔ、ｘ）のｚ＝Ｑの時の関数である。
ｆ（＋、ｘ）＝ｆ（０、ｘ−ｖｘｔ）壬ｆ （ｘｉ −
（３）また、 ｇ（ｘ）、ｆ （ｘｉの空間的なフーリ
エ変換を０ （ｋｌ、ｉ” （ｋｌとし、１１（ｔｌの
時間的なフーリエ変換を１−Ｔ （ｗ）とすると、ＣＪ
（ｋｌ、Ｆ（ｋ）、ＩＩ（ｗ）は次の（４）式で与え
られる。
（３）また、 ｇ（ｘ）、ｆ （ｘｉの空間的なフーリ
エ変換を０ （ｋｌ、ｉ” （ｋｌとし、１１（ｔｌの
時間的なフーリエ変換を１−Ｔ （ｗ）とすると、ＣＪ
（ｋｌ、Ｆ（ｋ）、ＩＩ（ｗ）は次の（４）式で与え
られる。
上記（２）、（３）、（４）式より次の（５）式が成立
する。
する。
ここで、Ｇ （ｋ）は第１図（ｂ）に示す周期ｐを持つ
関数ｇ （ｘ）のフーリエ変換したものであり、ｋ〇二
２π／ｐなるｋｏでシャープなピークを持つ関数である
が、血流などの反射率の空間分布ｆ （ｘ）は特にシャ
ープなピークがない。このためＰ（ｋ）とＧ （ｋ）の
積であるＨｔＷｌは次の（６）式で与えられるｗＯの周
波数にピークが生じる。
関数ｇ （ｘ）のフーリエ変換したものであり、ｋ〇二
２π／ｐなるｋｏでシャープなピークを持つ関数である
が、血流などの反射率の空間分布ｆ （ｘ）は特にシャ
ープなピークがない。このためＰ（ｋ）とＧ （ｋ）の
積であるＨｔＷｌは次の（６）式で与えられるｗＯの周
波数にピークが生じる。
ｗ ｏ ＝ ｖ ｘ ｋ ｏ ＝ ２πｖ ｘ ／ ｐ
−（６１ｖＸ＝□＝ｐ ｆ ｏ
−（６ｆ２π 従って、受波装置３により受かれる信号強度ｈ （ｌに
は速度ｖｘを周期ｐで割った周波数ｆｏの成分が発生す
る。すなわち、受波装置３の信号強度を信号処理装置４
で周波数分析して得られた周波数ｆｏ より速度ｖｘが
上記（６）７式により求められる。
−（６１ｖＸ＝□＝ｐ ｆ ｏ
−（６ｆ２π 従って、受波装置３により受かれる信号強度ｈ （ｌに
は速度ｖｘを周期ｐで割った周波数ｆｏの成分が発生す
る。すなわち、受波装置３の信号強度を信号処理装置４
で周波数分析して得られた周波数ｆｏ より速度ｖｘが
上記（６）７式により求められる。
例えば、血流などの流速が１ ｍ ／ ｓとすると、上
記の例で周期ｐは０．９７ｆｆｉであるので１周波数ｆ
ｏは１０３１Ｈｚ となる。
記の例で周期ｐは０．９７ｆｆｉであるので１周波数ｆ
ｏは１０３１Ｈｚ となる。
また、第１図中の深さ方向（ｙ方向）の速度は超音波の
ドツプラー効果を用いて従来と同様に測定することがで
きるので、これらから、血流などの方向を含めた速度が
測定可能である。
ドツプラー効果を用いて従来と同様に測定することがで
きるので、これらから、血流などの方向を含めた速度が
測定可能である。
なお、以上は超音波を連続波として説明したが、断続的
な超音波を用いて測定しても良い。
な超音波を用いて測定しても良い。
次に本発明の第２実施例について説明する。第２図は本
発明の第２実施例を示す構成図である。
発明の第２実施例を示す構成図である。
第２図において、１０は送受信を行なう送受信装置で、
第１の送波装置１１と、第２の送波装置１２と、受波装
置が一体に構成されている。すなわち、撮動子を一列に
多数配列した電子セクタ型の超音ｅ、トラノスデー−サ
よりなり、振動子を電子的に時間をずらして駆動し、遅
延時間を振動子ごとに電子的に変えて受信するようにし
て任意の方向に超音波を送波したり、受信感度を任意の
方向に向けたりすることができ、まだ、数個の部分に分
割して動作させる事もできるようになっている。１４は
信号処理装置、１５は生体、１６は第１の送波装置１１
から送波される第１の超音波、１７は第２の送波装置１
２から送波される第２の超音波、１８は第１と第２の超
音波１６と１７による干渉縞、１９は信号処理装置１４
からの流速データである。
第１の送波装置１１と、第２の送波装置１２と、受波装
置が一体に構成されている。すなわち、撮動子を一列に
多数配列した電子セクタ型の超音ｅ、トラノスデー−サ
よりなり、振動子を電子的に時間をずらして駆動し、遅
延時間を振動子ごとに電子的に変えて受信するようにし
て任意の方向に超音波を送波したり、受信感度を任意の
方向に向けたりすることができ、まだ、数個の部分に分
割して動作させる事もできるようになっている。１４は
信号処理装置、１５は生体、１６は第１の送波装置１１
から送波される第１の超音波、１７は第２の送波装置１
２から送波される第２の超音波、１８は第１と第２の超
音波１６と１７による干渉縞、１９は信号処理装置１４
からの流速データである。
次に上記実施例の動作について説明する。
送受信装置１０におけるＴＵ部分を第１の送波装置１１
として動作させ、ＶＷ部分を第２の送波装置１２として
動作させ、これらが作り出す第１の超音波１６と第２の
超音波１７の伝播方向の角度差θを作ることにより生体
１５甲に干渉が生ずる領域ＰＱｒｔＳ を作り、この部
分からの散乱超音波を受波装置として送受信装置１０で
受け、信号処理装置１４により上記第１実施例と同様に
流速データ１９を得る事が可能である。
として動作させ、ＶＷ部分を第２の送波装置１２として
動作させ、これらが作り出す第１の超音波１６と第２の
超音波１７の伝播方向の角度差θを作ることにより生体
１５甲に干渉が生ずる領域ＰＱｒｔＳ を作り、この部
分からの散乱超音波を受波装置として送受信装置１０で
受け、信号処理装置１４により上記第１実施例と同様に
流速データ１９を得る事が可能である。
このように、第１の送波装置１１、第２の送波装置１２
、受波装置は各部の動作が区分して動作可能ならば一体
でもよい。 ２なお、上記（１）、（６）７式
よりｖｘ＝、 、 Ｏｆｏ テＳＩｎ ２ あり、ｖｘの予想される値に対してθを変えることによ
り、検出容易なｆｏを設定することが可能である。
、受波装置は各部の動作が区分して動作可能ならば一体
でもよい。 ２なお、上記（１）、（６）７式
よりｖｘ＝、 、 Ｏｆｏ テＳＩｎ ２ あり、ｖｘの予想される値に対してθを変えることによ
り、検出容易なｆｏを設定することが可能である。
これは上記第１実施例においては、第１の送波装置１と
第２の送波装置２を機械的に結合する支持治具（図示省
略）の角度を可変することにより達成することができ、
上記第２実症例においては、第１の送波装置１１と第２
の送波装置１２のセクタ走査角度を変更することにより
達成することができる。また１表示装置を本装置に加え
る場合は、前述した直角の２方向の速度データからベク
トル表示を行うことも可能である。
第２の送波装置２を機械的に結合する支持治具（図示省
略）の角度を可変することにより達成することができ、
上記第２実症例においては、第１の送波装置１１と第２
の送波装置１２のセクタ走査角度を変更することにより
達成することができる。また１表示装置を本装置に加え
る場合は、前述した直角の２方向の速度データからベク
トル表示を行うことも可能である。
発明の効果
以上述べたように本発明によれば、送波装置により同一
周波数で複数方向に伝播方向の異なる超音波を生体中に
送波し、この超音波が生体内で散乱して反射した超音波
を受波装置により受渡し、信号処理装置により上記超音
波の干渉縞周期より生体の血流速に対応した周波数の信
号を検出するようにしているので、超音波の伝播方向と
ほぼ直交する方向の血流の速度を直接的に測定すること
ができる。
周波数で複数方向に伝播方向の異なる超音波を生体中に
送波し、この超音波が生体内で散乱して反射した超音波
を受波装置により受渡し、信号処理装置により上記超音
波の干渉縞周期より生体の血流速に対応した周波数の信
号を検出するようにしているので、超音波の伝播方向と
ほぼ直交する方向の血流の速度を直接的に測定すること
ができる。
第１図（ａ）は本発明の第１実施例における超音波血流
計を示す構成図、第１図（ｂｌは第１図（ａｌのＡ−Ａ
′部分の超音波強度分布図、第２図は本発明の第２実施
例を示す構成図である。 １．１１・・・第１の送波装置、２．１２・・・第２の
送波装置、３．１３・・・受波装置、４．１４・・・信
号処理装置、５．１５・・・生体、６．１６・・・第１
の超音波、７．１７・・・第２の超音波、８．１８・・
・干渉縞。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
Ｍ 第２図
計を示す構成図、第１図（ｂｌは第１図（ａｌのＡ−Ａ
′部分の超音波強度分布図、第２図は本発明の第２実施
例を示す構成図である。 １．１１・・・第１の送波装置、２．１２・・・第２の
送波装置、３．１３・・・受波装置、４．１４・・・信
号処理装置、５．１５・・・生体、６．１６・・・第１
の超音波、７．１７・・・第２の超音波、８．１８・・
・干渉縞。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
Ｍ 第２図
Claims (1)
- 同一周波数で伝播方向の異なる複数方向の超音波を生体
中に送波する送波装置と、上記超音波が生体内で散乱し
て反射した超音波を受波する受波装置と、上記複数方向
に伝播方向の異なる超音波の干渉縞周期により生体中の
血流の流速に対応した周波数の信号を検出する信号処理
装置とを備えたことを特徴とする超音波血流計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62083252A JP2643142B2 (ja) | 1987-04-03 | 1987-04-03 | 超音波血流計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62083252A JP2643142B2 (ja) | 1987-04-03 | 1987-04-03 | 超音波血流計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63249547A true JPS63249547A (ja) | 1988-10-17 |
| JP2643142B2 JP2643142B2 (ja) | 1997-08-20 |
Family
ID=13797146
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62083252A Expired - Fee Related JP2643142B2 (ja) | 1987-04-03 | 1987-04-03 | 超音波血流計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2643142B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012200478A (ja) * | 2011-03-28 | 2012-10-22 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | 超音波変調光計測装置および超音波変調光計測方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60137353A (ja) * | 1983-12-27 | 1985-07-20 | 株式会社東芝 | 超音波診断装置 |
| JPS6226051A (ja) * | 1985-07-24 | 1987-02-04 | 株式会社東芝 | 超音波血流量自動測定装置 |
-
1987
- 1987-04-03 JP JP62083252A patent/JP2643142B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60137353A (ja) * | 1983-12-27 | 1985-07-20 | 株式会社東芝 | 超音波診断装置 |
| JPS6226051A (ja) * | 1985-07-24 | 1987-02-04 | 株式会社東芝 | 超音波血流量自動測定装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012200478A (ja) * | 2011-03-28 | 2012-10-22 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | 超音波変調光計測装置および超音波変調光計測方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2643142B2 (ja) | 1997-08-20 |
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