JP2965664B2 - 超音波パルスドプラ法を用いた血流像投影表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、血流像投影表示装置、特に超音波パルスド
プラ法を用いて生体内の三次元領域における血流の投影
像を表示する血流像投影表示装置に関する。

［従来の技術］ 循環器系の病気を診断する場合などにおいては、血流
の走行状態を知るため血管造影が行われる。

この血管造影は、例えば血液中にＸ線を吸収する血管
造影剤を注入して、生体にＸ線を照射し、これにより生
体内の所望の領域の血管（血流）投影像を得るものであ
る。そして、この血管造影により得られたＸ線写真に基
づいて、例えば動脈瘤や血管狭窄などの病気の診断が行
われている。

ところで、生体における血流の走行状態を生体に苦痛
を与えることなく画像化できる装置として、超音波ドプ
ラ法を用いた超音波診断装置が知られている。この超音
波診断装置は、周知のように、生体外から連続波又はパ
ルス波の超音波を生体内に送波して、生体内でドプラシ
フトを受けて反射した反射波を受波し、この受波された
信号からドプラ情報（例えば血流速度情報）を抽出して
画像化するものである。

そして、近年では、そのドプラ情報を得るために自己
相関法を用いたリアルタイムで表示が行える超音波診断
装置が実用化されている（例えば特公昭62−44494号公
報参照）。

従って、このような超音波診断装置を用いれば、上述
した血流の走行状態を診断することが可能であり、何ら
生体に苦痛や違和感を与えることなく血流像を得ること
が可能とされている。

なお、近年では、生体内の三次元領域のデータを取り
込むための三次元データ取り込み用超音波探触子が開発
されており、このような探触子によれば、生体内の三次
元領域内のドプラ情報をその三次元位置情報も含めて精
度良く取得することが可能となっている（例えば、本出
願人が先に提案した特願平１−64328,特願平１−324957
号明細書参照）。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述した超音波ドプラ法を用いた超音
波診断装置においては、表示される画像が生体内の二次
元的な断面であり、このため生体内の三次元領域内にお
ける血流の走行状態を把握することができないという問
題があった。

本発明は、上記従来の課題に課題に鑑みなされたもの
であり、その目的は、生体内の三次元領域における血流
の投影像を形成することのできる超音波パルスドプラ法
を用いた超音波診断装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明に係る超音波パル
スドプラ法を用いた超音波診断装置は、 生体内の三次元領域に超音波パルスを送波し、生体内
からの反射波を受波する送受波器と、前記送受波器から
の受信信号からドプラ情報を抽出するドプラ解析回路
と、前記生体内の三次元領域における前記ドプラ情報を
記憶する三次元データメモリと、前記三次元領域に対し
て所望の方向から、血流の投影像形成のための投影経路
を算出する投影経路算出手段と、前記三次元データメモ
リから記憶されたドプラ情報を前記投影経路に沿って読
み出して、その読み出されたドプラ情報を用いて前記三
次元領域内の血流の投影像を形成する回路であって、投
影経路上で所定値以上のドプラ情報があるか否かを判断
してドプラ情報の加算を行う投影像形成回路と、前記形
成された血流の投影像を表示する表示器と、を有し、所
望の方向からのドプラ情報に基づく血流投影像を形成で
きることを特徴とする。

［作用］ 上記構成によれば、送受波器にて超音波パルスが送受
波され、受波された受信信号はドプラ解析回路でドプラ
情報が抽出されて、三次元データメモリ内に記憶され
る。

そして、記憶されたドプラ情報は、投影像形成回路で
生体内の三次元領域に対応する投影像に形成される。

従って、血管の走行方向にかかわらずその血流像を二
次元的な画像に形成できる。

［実施例］ 以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図には、本発明に係る超音波パルスドプラ法を用
いた超音波診断装置の構成が示されている。

超音波パルスドプラ法は、周知のように、生体内に周
期的な超音波パルスを送波して、例えば血流等の流速を
送波周波数と受波周波数との差であるドプラシフトから
求めるものである。そして、その利点は周期的な超音波
パルスを用いるため、距離分解能を有することである。

第１図において、10は送受波器であり、本実施例にお
いては、生体内への超音波ビームの送波角度を検出する
角度検出器を有する三次元データ取り込み用超音波探触
子が用いられている。

この送受波器10には、送信回路12から所定の繰り返し
周期をもった送信信号が供給されている。

そして、これらの送信回路12及び送受波器10は、三次
元走査制御回路14にて制御されている。

送受波器10からの受信信号は、受信回路16に送出され
ている。

この受信回路16は、高周波増幅器、検波器及びA/D変
換器などから構成され、本実施例においては、受信信号
は、互いに90゜位相の異なる参照信号により直交検波が
行われている。

受信回路16からの受信信号は、ドプラ解析回路18に送
られ、ここでドプラ情報が抽出されている。ここで、本
実施例においては、このドプラ解析回路18は、上述した
自己相関法に基づくドプラ解析が行われ、これにより血
流の速度等が求められている。

図において20は、三次元データメモリであり、前記ド
プラ解析回路18にて抽出されたドプラ情報を記憶するも
のである。そして、この記憶は、送受波器10にて取り込
まれる生体内の三次元領域に対応して行われ、本実施例
においては、メモリ20のアドレスが生体内の各位置に対
応している。

第３図には、この三次元データメモリ20に記憶され
る、すなわち、送受波器10にて取り込まれる生体内の三
次元領域Ｖの概念が示されている。ここにおいて、
（Ａ）には、例えば二次元的に配列された振動子を電子
走査して取り込まれる領域が示され、（Ｂ）には直線状
に配列された振動子をセクタ走査して取り込まれる領
域、更に（Ｃ）には一つの振動子を二次元的にセクタ走
査することにより、あるいは二次元的に配列された振動
子を電子セクタ走査して取り込まれる断面扇状の領域が
示されている。（Ｂ）及び（Ｃ）では扇形走査となるた
め、単純に二次元投影像とした時に歪が発生するので、
三次元データメモリ20内で（Ａ）と同等になるように自
動的に補正される。

第１図において、三次元データメモリ20に記憶された
ドプラ情報は、読み出されて投影像形成回路22に送出さ
れている。

この投影像形成回路22は、第２図に示すように、投影
処理部26と、投影経路算出部30及び投影点算出部32から
成る投影演算部28と、から構成されている。

この投影像形成回路22における投影像形成原理につい
て第４図を用いて説明する。

第４図（Ａ）には、送受波器14にて取り込まれるデー
タ取り込み領域Ｖが示されている。そして、このデータ
取り込み領域Ｖを所定の方向から投影したものが（Ｂ）
に示す投影像である。すなわち、例えば投影開始点Ｓか
ら超音波ビームの方向に沿う経路で投影したものが投影
像における投影点Ｐであり、そのＰとＳとの間が投影経
路Ｌである。

そして、第２図に示した投影経路算出部30は、前記投
影経路Ｌに対応する三次元データメモリ20の各アドレス
を計算するものである。また、投影点算出部32には、投
影点Ｐの位置に対応する後述のフレームメモリ24のアド
レスを計算するものである。

そして、投影処理部26は、三次元データメモリ20から
投影経路Ｌに沿って順次読み出されるドプラ情報を加算
して、フレームメモリ24の所定のアドレスに送出してい
る。ここで、投影処理部26は、血流の速度に応じて輝度
変調あるいはカラー表示をさせるために、前述したよう
に投影経路Ｌ上のすべてのドプラ情報のスカラー加算が
行われるが、投影処理は当然これには限られず、例えば
その投影経路Ｌ上に所定値以上のドプラ情報を有する血
流があるか否かを判断しても好適であり、このような条
件での加算処理によればさらに迅速な処理が可能であ
る。

従って、第１図に示した三次元データメモリ20には、
第４図（Ａ）のデータ取り込み領域Ｖ内の各ドプラ情報
が記憶され、これらの情報は投影像形成回路22にて第４
図（Ｂ）に示す投影像に形成され、更にこの投影像がフ
レームメモリ24に記憶されることになる。

そして、フレームメモリ24に記憶された投影像は表示
器34にて表示される。ここでの表示例が第５図に示され
ている。

なお、投影像の表示は、前述したように、その各血流
速度に応じて輝度変化をつけることや、色相を変えるこ
となど、認識しやすい表示とすることが好適であり、更
には、その投影経路Ｌの長さに応じて前述同様に輝度変
化あるいは色相変化をもたせてもよい。本発明において
はパルスドプラ法を用いているため距離分解能を有して
おり、このような深度に応じた表示が可能である。

なお、上述した投影経路Ｌは、各ドプラ情報がその三
次元位置情報も含めて記憶されているため、所望の方向
から所望の角度で算出することが可能であり、多様な投
影像を求めることが可能である。従って、例えば従来に
おいてＸ線撮影などでは得られない角度からの血流投影
像を得ることもでき、医療におけるその診断精度を著し
く向上できるという効果を有する。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明に係る超音波パルスドプ
ラ法を用いた超音波診断装置によれば、生体に何ら負担
を与えることなく、迅速かつ容易に血流の投影像を得る
ことができるので、医療におけるその診断精度を著しく
向上できるという効果を有する。

また、投影像形成を所望の角度から所望の範囲に対し
て行うことにより、多様な血流投影像を形成でき、例え
ば従来においては発見することができなかった血栓や血
行障害などを発見することが可能であるという有益な効
果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る超音波パルスドプラ法を用いた
超音波診断装置の構成を示すブロック図、 第２図は、投影像形成回路の構成を示すブロック図、 第３図は、三次元データ取り込み領域を示す説明図、 第４図は、データ取り込み領域と投影像との関係を示す
説明図、 第５図は血流投影像の表示例を示す図である。 10……送受波器 16……受信回路 18……ドプラ解析回路 20……三次元データメモリ 22……投影像形成回路 24……フレームメモリ 26……投影処理部 28……投影演算部 30……投影経路算出部 32……投影点算出部 34……表示器

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】生体内の三次元領域に超音波パルスを送波
   し、生体内からの反射波を受波する送受波器と、 前記送受波器からの受信信号からドプラ情報を抽出する
   ドプラ解析回路と、 前記生体内の三次元領域における前記ドプラ情報を記憶
   する三次元データメモリと、 前記三次元領域に対して所望の方向から、血流の投影像
   形成のための投影経路を算出する投影経路算出手段と、 前記三次元データメモリから記憶されたドプラ情報を前
   記投影経路に沿って読み出して、その読み出されたドプ
   ラ情報を用いて前記三次元領域内の血流の投影像を形成
   する回路であって、投影経路上で所定値以上のドプラ情
   報があるか否かを判断してドプラ情報の加算を行う投影
   像形成回路と、 前記形成された血流の投影像を表示する表示器と、 を有し、所望の方向からのドプラ情報に基づく血流投影
   像を形成できることを特徴とする超音波パルスドプラ法
   を用いた血流像投影表示装置。