JPS6234537A - 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］ 本光明は超音波ドプラ装置、特にリニア電子走査により
超音波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【ノる血流・体液流などの動きを表示するこ
とのできる超音波ドプラ装置に関する。

［従来の技術］ 超音波パルスビームを生体内に放射し、その反射エコー
から断層像などを得る超音波診断装置が多く用いられて
おり、近年では、特に心臓内の血流・腹部臓器の血流・
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
アラ装置の開発が茗しい。

このような超音波ドプラ装置は、放射された超音波ビー
ムが運動反射体によって受けるドアラ効果（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、生体内の断層像を形成する
ために用いられる従来の超音波診断装置に組み込まれた
ドプラユニットによって行われる。そして、この場合生
体内に送る超音波ビーム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て形成したリニアプローブ
によってｆ）われ、これらの振動子の中から、例えば４
個の振動子を一組として１木の超音波ビ、−ムを形成す
る。そしく、リニア！［１−ブの一端から４個の振動子
を連続的に１　ｆｉｌｌずつずらしながら選択すること
により、リニ７ブ［］−ブから垂直方向に１１ｉ割され
る超音波ビームが連続的に形成される。

従って、このリニアブ［１−ブからリニア電子走査によ
り生体内に超音波ビームをｔｌＩ躬すれば、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
内転置を画像表示することが−（・き、運動反射体の運
動状ｆぶ等を観察づ−ることがでさ゛る。

［発明が解決しようとする問題点１ 旭迷技ｔｒ４の問題点 しかしくｒから、１１１１記従来のリニア電子走査型超
畠波ドアラ装置では、超高波ビーム伝搬方向と運動反射
体、例えば血流の方向などが１１交づる場合に饗よ、そ
の速度を良好に検出ザることができないという問題があ
った。

すなわち、ｉｙｉ述したように、ドプラ効果は超音波ビ
ームの方向ｔこ対して進退Ｊろらのに対して生ヂる効果
であるから、超？゛１波ビーム方向と直交する運ｆＪ＋
友用体にあ・）で【よドブつ・効果を生じさせることが
でさない。従って、従来′ｒ：ｌま、ｌｔ　ｆ’１者は
リニアブ［Ｉ−ブを傾ｉ−Ｊ　／こりし℃いたが、１．
］ｌ−ｎ層面内でリニアブ目−ブを傾【ブることは極め
で困難であり、たとえ傾けたとしてしリニアブ［］−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さない、。

発明の１目的 本発明は前記従来の課題に鑑みなされたしのぐあり、そ
の［］的（よ、生体内において全方向ｔこ運Ｄ）りる反
射体に対してドプラ信号を良好に検出りることのできる
超？）波ドプラ装置を提供づることにある。

Ｅ問題点を解決するための手段及び作用」前記［１的を
達成づるために、本発明は、振動子を直線状に！１【べ
て形成しＩＣリニアプローブの出射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則し、生体内の
運動反ａｊ体の運動・速度状態をＦ３　′Ｅ−ドあるい
はＭモード画像上に測定表示する超音波ドプラ装置にお
いて、前記リニア電子走査を必要に応じてリニアプロー
ブの出射面から超音波ビームを斜め方向に放射する斜め
ｈ向すニア電子走査に切り台える手段を右し、超音波ビ
ームを運動方向に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
とを特徴どする。

以上の構成によれば、運動反射体に対してＪ１３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
超音波ビーム方向に対して垂直方向にあった運動反射体
は、斜めリニア電子走査による超音波ビームにてその速
度成分がドプラ信号として検出される。

［実ｔｉＡ　（９４］ 以下１４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、超音波ドプラ装置が示されており、リニア
プローブ１０内に振動子１２が複数個設けられている。

本実施例では、１２８個の振動子１２が設けられており
、この内１個の振動子１２を一組とし、この４　［１，
１の振動子１２の駆動パルスの発振タイミングを制御し
て１本の超？゛−波ビームを形成させている。前記駆動
パルスの発振制御はパルス介据］ント［ｌ−ラ１４にて
制御される。そして、運動反射体から得られた反射エコ
ーは各振動子１２にて受信され、マルチブレク１）１６
に供給される。このマルチプレクサ１６では、生体内の
各位道での情報を受信する振動子？！Ｙを選択しており
、マルチプレクサ１６の出力は増輻器１８にて所定の碩
まで増幅された後に遅延回路２０に供給される。次いで
、この遅延回路２０にて各振動子１２で４９られた受信
信号に対してそれぞれの遅延ｍが与えられた後に加算回
路２２に供給される。

以上のようにして加０回路２２に入力された超音波受信
（３号は、通常のＢモード画像を（！するために検波回
路２４に供給され、不必要な信号が除去される。−・方
、加算回路２２の他方の出力はドプラユニット２６に供
給さね、ドプラ（３号の検出が行われる。そして、前記
検波回路２４の出力及びドブラユニツ１−２６の出力は
それぞれＡ／Ｄ変換２９２８．３０を介してＤ　Ｓ　Ｃ
３２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口処理を１１い、カラーエンコーダ
３４とＤ／Δ変換器３６を介して接続されたＴＶモニタ
３８に、生体内の断層像を８モード画像表示さけるとと
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（ト）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゛ｅ表わ
し、また速度の大ぎざを色調で表わづことができる。

本発明において特徴的なことは、必四に応じてリニアプ
ローブの出射面から超音波ビームを斜め方向に放射する
ことであり、この斜め放射リニア電子走査を行わせるた
めにスキレンコントローラ４０が設けられる。そして、
このスキｐンコントローラ４０は、パルス発振コン１−
１］−ラ１４．マルブブレクリ１６．遅延回路２０及び
Ｄ　Ｓ　Ｃ３２に接続さ机、こセしら装置を制御する。

また、ス４−Ｉｌンコントローラ／ＩＯには［−ドレレ
クタ４２が接続されており、このモードレレクタ４２に
てリニア電子走査と斜め放射リニア電子走査のいずれか
の走査ｔ−ドを選択する。

この斜めＩＩｌ、ＤＪリニア電子走査は、リニアプ［１
−１１０内に各振動子１２に対づる駆動パルスの発振タ
イミングをパルス発振コント１］−ラ１４にＣ斜め放射
リニアブローにイするように制御づる。ケなわら、１１
を述したように、１本の超音波ビームを形成させる４個
の振動子１２について超音波ビームの主極が斜めに傾斜
するように制御し、これを連続的にヂらしていった４　
１１７．ｌの振動子に対しでぞれぞれ同じように制御す
ることにより、第２図（ｂ）、（Ｃ）に示されるような
斜め放（ト）リニア［−ドを形成することができる。

従って、第２図（ａ　）に示されるように、リニアプロ
ーブ１０の出射面に平行に走行する生体内の血管５０内
の血流方向に対して組直方向に超音波ビームを放射する
ことが避けられ、血管５０内の血流の速度成分をもつド
プラ信号を取り出ずことが可能どなる。

４１お、斜め放射リニア電子走査を行うリニアブロー７
１０は、複数振動子の配列ビツヂｄ　（第３図）が次の
条イ′１を満たずことが必要である。

１　＋−５ｉｎＯｄ （λ　：振動子の中心周波数の波長、 ０ｄ　：最大傾斜角度） すなわ１５、リニアプローブ１０から超音波ビームを斜
め方向（トθ）に放射すると、重置方向に対して斜め方
向く一〇）に虚像が現われる現象、いわゆるグレーテン
グローブが発生Ｊる。このグレーテングローブの影響を
なくづためには、上記条件を満たずピッチｄにて振動子
を配置してりニアプローブ１０を製作する。

このようにして、斜め放射電子リニア走査により放射さ
れた超音波ビームは、運動反射体によって反射されるが
、この反射エコーは振動子１２にににって受信され、前
述したにうに、ンルヂブレクサ１６によって選択された
振ｆ）＋１１２の受信信号が増幅器１８を介して遅延回
路２ｏに供給される。そして、この遅延回路２０は超音
波ビームの傾斜角瓜に対応した遅延量に基づいて各振動
子１２から供給される受信信号を遅延さけて加算回路２
２に供給ザるので、リニアプローブ１０から斜め方向に
放Ｑ−１シた超音波ビームの反則エコ」−を取り出Ｊ゛
ことができる。

第２図（ｂ）、（Ｃ）において、運動反射体の運動方向
がリニ）ノブローブ１０に対してなず角をθとすると、
一般には、 ｖ ｆｄ＝　ｔｏ−７ＣＯ３θ （ただし　「ｄ　：ドプラ周波数、　「ｏ　：超音波の
発振周波数、Ｃ：音速とづる） で示される式でドプラ周波数を演Ｃフすることができる
が、運動方向が超１１波ビームと垂直方向にある場合に
は、ｃｏｓＯ＝０（θ−９ｔ）ＩＱ）となることがらド
プラ周波ｒｌｌｆａの検出が不可能−ぐある。従って、
ＣＯＳθ≠０どなる条件で運動反Ｑ１体に超？）昌波ビ
ームを放ｑ１することにより、ドプラ周波数の良好な検
出が可能となる。

次いで、加惇回路２２の出力は検波回路２４及びドブラ
ユニツ！−２６に供給され、前述したように、画像表示
のための所定の演口処理が行われる。

この結果、Ｔｖ［ニタ３８にはリニアプローブ１０から
敢ｑ４された斜め方向の範囲の生体内ＩＩｉ層画像画像
運動反ＣＩＪ体の運動・速度状態が表示される。

本発明のようにリニアプローブ１０から斜め方向に超音
波ビームを放（ト）することは単に運動反ｑ・１体の運
動状態等を検出Ｊるだ番ノに限らず、肋骨下の腹部臓器
を検査する場合にも有効である。りなわら、肝臓等にお
いて、その一部が肋骨下に存在し従来のリニア電子走査
型の装置では肋骨が障害となり−１分な診断画像を１−
１にとができない場合がある。従って、本発明装置で番
よ、肋骨上にリニアプローブ１０を載置することなく肋
骨下に斜め方向から超音波を成用しＣ，従来観察できな
かった臓器を画像表示することかでさるという利息をイ
ｊ　ツ　る　。

また、ドブ：Ｉ信号を検出して運りＪ反用体の運動・速
度状態を検出りる装置として超名波を扇状に敢Ｑ４する
電子セクタ装置も用いられているが、本発明装置と比較
すると、本発明装置が超音波方向を斜めに変える場合で
も、必ずそれぞれの超？）波ビームが重（ｊ状態である
ので電子制御が簡単かつ安価である。これに対して、電
子セクタ装置では、セフタブ［１−ブの一点から扇状に
超音波ビームが出射されるので、超７１波ビーム毎にビ
ーム方向を変えなければならず、電子制御回路が極めＣ
複雑と＜Ｋす、！′７ＩＩｌｌｉなしのと４にる。更に
、本発明装置における超音波ビームの顛斜角庶（，１最
人角２０庶ムあれば−１分に効果が）て１られ、電子セ
クタ装置の遅延回路に比較してその回路膜５１が極めて
容易となる。

また、体表面近傍に存在づる血管、例えば頚りＪ脈笠を
画像表示する場合には、前記電子セクタ装買ではセクタ
プローブどの距ｚ１が小さいので超音波ビームのｌ１１
．ＩＪＩ範囲が狭くなり観察できる範囲も狭くなる。本
発明装置は、このような場合にも超音波をｆＪＩＪ、用
づる範囲が変わることなく広い観察範囲にて生体内の診
断を行うことができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、必要に応じて斜
め方向リニア電子走査にて超音波を運動方向に直交しな
い角ＤＩ　ｒ放射する３Ｊ、うにしたので、画像表示す
る生体内に、３３いて全方向の運動する反射体の運動・
速１ａ状態を什確に測定表示することができる。

この結果、本発明装置は電子しクタ装買と比較して遅延
線の設計を含む電子走査制御回路が簡単かつ安価と４Ｔ
す、体表面近傍の走青対蒙物に刻してし広い範囲で画像
を形成させることができる、。

また、肋骨下の腹部臓器等を容易に画像表示することが
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族δの好適な実施例
を示１説明図、 第２図は本発明の装置にＪ月ノる電子走査に」：って形
成される超音波ビームの説明図、 第３図Ｇｅｔリニアブ［１−ブの振動子配列を示す説明
図である。 １０　・・・　リニアブＬ１−ブ １２　・・・　振動子 １４　・・・　パルス発振＝１ントローラ１６　・・・
　マルチプレクサ １８　・・・　増幅冴 ２０　・・・　遅延回路 ２２　・・・　加τン回路 ３２　・・・　ＤＳＣ ３８・・・　ＴＶモニタ ４０　・・・　スＶヤンコントローラ ４２　・・・　ｔ−ドゼレクタ。

Claims (1)

【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の出射面か
   ら垂直方向に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、前記リニア電子走査を必要に応じてリニアプロー
   ブの出射面から超音波ビームを斜め方向に放射する斜め
   方向リニア電子走査に切り替える手段を有し、超音波ビ
   ームを運動方向に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。