超声波多普勒诊断装置和超声波多普勒诊断装置的控制方法

具体实施方式

以下，参照附图，说明本发明的实施例。

(实施例1)

首先，说明本发明的实施例1。

图6是表示本实施例的超声波多普勒诊断装置的全体结构的框图，图7是表示构成该超声波诊断装置的发送接收部件和数据生成部件的结构的框图。

在图6中，超声波多普勒诊断装置10具备：超声波探头20、发送接收部件40、数据生成部件60、数据处理存储部件90、显示部件30。

上述超声波探头20对未图示的被检体进行超声波的发送接收。上述发送接收部件40向上述超声波探头20发送接收电信号。另外，数据生成部件60对从上述发送接收部件40得到的接收信号进行信号处理，生成B模式数据、彩色多普勒数据、以及多普勒频谱。

上述数据处理存储部件90保存在上述数据生成部件60中生成的上述数据。上述数据处理存储部件90还生成2维的B模式图像数据、彩色多普勒图像数据、以及频谱数据，进而使用该频谱数据进行动画数据的生成和保存。另外，上述显示部件30显示在上述数据处理存储部件90中生成的B模式图像数据、彩色多普勒图像数据和频谱数据。另外，该显示部件30如后述那样，能够对在检查中取得并通过数据处理部件28得到的多张静止图像进行多重浏览显示。

另外，超声波多普勒诊断装置10具备控制超声波断层法或超声波多普勒频谱法中的发送音响输出的音响输出控制部件100、基准信号产生部件12、输入部件32、系统控制部件36。进而，在超声波多普勒诊断装置10中还另外设置了收集被检体的心电波形的ECG单元34。

上述基准信号产生部件12针对上述发送接收部件40或数据生成部件60，产生与超声波脉冲的中心频率或超声波连续波的频率(fo)大致相等的频率的连续波、或矩形波。上述输入部件32由操作者输入被检体信息、设置条件、以及指令信号等。进而，上述系统控制部件36统一地控制超声波多普勒诊断装置10的各单元。

上述超声波探头20的前面与被检体的表面接触，进行超声波的发送接收。另外，该超声波探头20在其尖端部分具有排列为1维的多个(N个)微小压电振子。该压电振子是电音响变换元件，具有以下的功能：在发送时将电脉冲、或连续波变换为发送超声波，在接收时将超声波反射波(接收超声波)变换为电信号(接收信号)。该超声波探头20构成为小型、重量轻，经由未图示的电缆与发送接收部件40连接。

另外，超声波探头20有对应于扇区扫描、对应于线性扫描、对应于凸面扫描等，与诊断部位对应地任意进行选择。以下，说明使用了以心脏疾病的诊断为目的的对应于扇区扫描的超声波探头20的情况，但并不只限于该方法，也可以是对应于线性扫描、或对应于凸面扫描。

图7所示的发送接收部件40具备：生成用于从超声波探头20发射发送超声波的驱动信号的发送部件14；接收来自上述超声波探头20的接收超声波的接收部件16。

上述发送部件14具备速率脉冲产生器42、发送延迟电路44、驱动电路46。上述速率脉冲产生器42在B模式法、彩色多普勒法和脉冲多普勒法中，通过对从基准信号产生部件12提供的连续波进行分频，来生成用于决定发送超声波的循环周期(Tr)的速率脉冲。另一方面，在连续波多普勒法中，将从基准信号产生部件12提供的连续波原样地提供给下级的发送延迟电路44。

上述发送延迟电路44将为了在发送中得到细小的射束宽度而使发送超声波收敛为规定的深度的延迟时间、用于向规定的方向发射发送超声波的延迟时间，施加到从速率脉冲产生器42提供的速率脉冲或连续波上。上述驱动电路46基于上述速率脉冲或连续波，生成用于驱动内置于超声波探头20中的压电振子的驱动信号。该驱动电路46基于从音响输出控制部件100提供的控制信号，生成驱动信号。

另一方面，接收部件16具备前置放大器48、接收延迟电路50、加法器52。上述前置放大器48对通过压电振子变换为电信号(接收信号)的微小信号进行放大，确保充分的S/N。另外，接收延迟电路50将为了得到细小的接收射束宽度而使来自规定深度的接收超声波收敛的延迟时间、用于针对来自规定方向的接收超声波设置强接收方向性的延迟时间，施加到前置放大器48的输出上。接着，将施加了规定的延迟时间的接收延迟电路50的输出发送到加法器52，进行加法合成(整相相加)。

另外，发送部件14中的发送延迟电路44和驱动电路46、接收部件16中的前置放大器48和接收延迟电路50通常具有与超声波探头20的压电振子个数大致相同的独立信道数。其中，在连续波多普勒法中，将对上述N个压电振子进行了2分割所得到的第一压电振子群、与该压电振子群连接的发送部件14用作发送用，将剩余的第二压电振子群、与该压电振子群连接的接收部件16用作接收用。

上述数据生成部件60具备B模式数据生成部件22、多普勒信号检测部件24、彩色多普勒数据生成部件26、多普勒频谱生成部件28。

上述B模式数据生成部件22对从接收部件16的加法器52输出的接收信号进行信号处理，生成B模式数据。多普勒信号检测部件24对上述接收信号进行正交检波，进行多普勒信号的检测。彩色多普勒数据生成部件26对由多普勒信号检测部件24检测出的多普勒信号进行信号处理，生成彩色多普勒数据。另外，多普勒频谱生成部件28对上述多普勒信号进行频率分析，生成多普勒频谱。

上述B模式数据生成部件22具备包络线检波器58、对数变换器62、A/D变换器64。上述包络线检波器58针对B模式数据生成部件22的输入信号，即从接收部件16的加法器52输出的接收信号，进行包络线检波。对数变换器62对检波信号的振幅进行对数变换，相对地增强弱信号。另外，A/D变换器64将该对数变换器62的输出信号变换为数字信号，生成B模式数据。

另一方面，多普勒信号检测部件24具备π/2移相器66、混合器68-1和68-2、LPF(低通滤波器)70-1和70-2。该多普勒信号检测部件24通过后述的动作，针对从发送接收部件40的接收部件16提供的接收信号，进行正交相位检波，检测出多普勒信号。

另外，彩色多普勒数据生成部件26具备由2信道构成的A/D变换器72、多普勒信号存储电路74、MTI滤波器76、自相关性计算器78。

上述A/D变换器72将从多普勒信号检测部件24内的LPF70-1和70-2输出的多普勒信号，即正交相位检波了的模拟信号变换为数字信号，保存到多普勒信号存储部件74。接着，作为高通数字滤波器的MTI滤波器76读出暂时保存在多普勒信号存储部件74中的上述多普勒信号，对该多普勒信号除去因脏器的呼吸性移动和心跳性移动等造成的多普勒成分(杂波成分)。另外，自相关性计算器78针对通过MTI滤波器76只抽出了血流信息的多普勒信号，计算自相关性值，进而根据该自相关性值，计算出血流的平均流速值和分散值等。

另一方面，多普勒频谱生成部件28具备切换电路80、SH(采样保持电路)82、HPF(高通滤波器)84、A/D变换器86、FFT分析器88。该多普勒频谱生成部件26对在多普勒信号检测部件24中得到的多普勒信号进行FFT分析。

另外，上述SH82、HPF84、A/D变换器86的任意一个都是由2信道构成的，向各个信道提供从多普勒信号检测部件24输出的多普勒信号的复数成分，即实数成分(I成分)和虚数成分(Q成分)。

数据处理存储部件90具备数据存储部件26、数据处理部件28。数据存储部件26顺序地保存在数据生成部件60中以扫描方向单位生成的B模式数据、彩色多普勒数据和多普勒频谱，生成2维的B模式图像数据、彩色多普勒图像数据和频谱数据。进而，使用上述频谱数据，保存数据处理部件28生成的动画数据。

另一方面，数据处理部件28进行对B模式图像数据和彩色多普勒图像数据的图像处理和扫描变换(scan conversion)、与频谱数据的最大频率成分对应的跟踪数据的生成、以及通过音响输出控制部件100的控制而生成的数据等的处理。另外，该数据处理部件28还进行消去作为冠脉储备能力评价所不需要的显示的B模式或彩色模式那样的断层图像的显示的处理、只抽出通过脉冲多普勒法得到的波形的处理。为了迅速地从在检查中取得的多张静止图像中抽出表示出最大流速值的图像，而进行这些处理。进而，进行以下这样的处理，即针对在检查中保存在数据存储部件26中的全部图像，在共通地统一速度范围值、基准线位置的基础上，在显示部件30上进行多重浏览显示。

接着，参考图8的流程图，说明本发明的实施例1的超声波多普勒诊断装置的动作。

首先，在步骤S1中，操作者将超声波探头20对准被检体，在B模式下通过心尖近似而描绘出左心室长轴像，然后使探头逐渐沿着逆时针方向旋转，开始进行扫描使得右心室变小而描绘出前室间沟。接着，在步骤S2中，转移到彩色(color)模式。在该彩色模式中，使得在心尖部分附近的前壁心肌心外膜的外侧隐现，确认在扩张期用暖色调的颜色显示的左冠状动脉前降支(LAD)的存在。

然后，在步骤S3中，转移到脉冲多普勒(PWD)模式，确认左冠状动脉前降支的波形。这样，接着在步骤S4中，将该血流作为采样对象，根据情况使用角度修正功能而进行流速调整。进而，在步骤S5中，操作者通过输入部件32的操作设置，进行给药前(安静时)的左冠状动脉前降支的静止图像保存(取得)。由此，将上述静止图像保存在数据存储部件26中。

然后，在步骤S6中进行药物的投放，操作者一边观察给药状态下的患者的状态变化没有异常，一边继续进行检查(超声波扫描)。数分钟后，在步骤S7中，在显示部件30上确认患者的左冠状动脉前降支的血流速度逐渐上升。这样，在步骤S8中，操作者通过从输入部件32的操作输入，与之对应地将装置的速度范围和基准线(BaseLine)位置调整为希望值。

接着，在步骤S9中，为了得到给药状态下的左冠状动脉前降支的扩张期的最大血流速度信息，定期地将静止图像保存到数据存储部件26中。基本上，左冠状动脉前降支的给药之后立刻测量的血流速度与给药前没有变化，但随着时间经过，该流速值逐渐上升。然后，如果记录到最大血流速度，则之后随着时间的经过，该流速值逐渐下降。然后，数分钟后，恢复到与给药前相同的状态。

直到记录了上述左冠状动脉前降支的给药后的最大血流速度为止的经过时间根据患者的体格、体质、身体状况、病状而有离散。因此，现状是操作者不知道何时记录该患者的最大血流速度值。因此，由于显示在超声波诊断装置的显示部件30上的左冠状动脉前降支的现在的速度波形也许正在记录该患者的给药后的最大流速值，所以操作者必须频繁地重复进行静止图像保存动作。如果该动作懈怠，则无法记录到患者的给药后的左冠状动脉前降支的最大流速值，因此有可能无法对冠脉储备能力进行正确的评价。

因此，操作者在步骤S10中，直到认为记录了最大流速值(Peakuelocity)的时间为止(直到能够识别出流速值下降了的时间为止)，持续定期地进行该静止图像保存的操作。然后，在步骤S11中，结束检查。然后，在步骤S12中，从数据存储部件26中读出在检查中取得的多张静止图像，开始进行冠脉储备能力评价的准备。

接着，在步骤S13中，针对在上述步骤S5(给药前)和S9(给药状态下)保存在数据存储部件26中的全部(N张)图像，在通过数据处理部件28只对多普勒图像部分进行了整理的基础上，将速度范围和基准线位置调整为共通。例如，对各图像进行调整使得将如图9A所示那样速度范围与30cm/s、40cm/s、50cm/s、60cm/s不同的图像，如图9B所示那样与最高速度范围60cm/s一致，并在显示部件30上进行多重浏览显示。

然后，在步骤S14和S15中，从作为上述步骤S13的结果的如图10所示那样在显示部件30上进行多重浏览显示的多张图像中，操作者通过目视，检索表示出给药前的血流速度波形的图像和表示出最高流速值的波形的图像。然后，在步骤S16中，针对在上述步骤S14和S15中选择出的2个图像，利用超声波多普勒诊断装置10内的公知的测量功能，测量扩张时的最大流速(Peak Diastole Velocity)。然后，在步骤S17中，根据这样得到的给药前的最大流速值和给药后的最大流速值，求出冠脉储备能力(CFR)。然后，本时序结束。

这样，根据实施例1，能够消去冠脉储备能力评价所不需要的B模式和彩色模式那样的断层图像的显示，而在很大的显示面积上一次显示通过脉冲多普勒法取得的多张图像，因此能够缩短观察流速大小的时间。

另外，表示了在上述的图9A和9B的取得图像中，将速度范围调整为一定的例子，但在调整基准线位置的情况，或对速度范围和基准线位置的两者进行调整的情况下，当然也能够同样显示调整后的图像。

(实施例2)

接着，说明本发明的实施例2。

在上述实施例1中，在显示部件30上只显示左冠状动脉前降支血流的每一个心跳的最大流速值的时间方向的轨迹曲线，但在本实施例2中，为了提高求出冠脉储备能力(CFR)时的检查全体的处理能力，将上述轨迹曲线与B模式、彩色模式、PWD模式图像显示一起实时地显示在显示部件30上。

另外，在以下所述的实施例2中，超声波多普勒诊断装置10的基本结构和动作与上述实施例1一样，因此为了避免说明的重复，而对相同的部分附加同一参考编号，省略其图示和说明，只说明不同的部分。

图11A和图11B是横轴为时间、纵轴为流速值的表示左冠状动脉前降支(LAD)的冠脉血流最大流速曲线的图，图11A是用脉冲多普勒法的基于通常的时间轴的实时显示来显示的图，图11B是在脉冲多普勒法中对于一个心跳用一个数据的时间轴进行显示的图。

图11B所示的该轨迹曲线的时间轴在一个心跳中只能得到一个数据，因此与图11A所示的用通常的脉冲多普勒法显示的时间轴的刻度有很大不同。即，图11B所示的曲线上的黑圆圈标记与图11A所示的曲线上的×标记对应。

另外，在此，将图11B所示那样的轨迹曲线称为Coronary FlowPeak Diastole Veloeity曲线(冠脉血流最大流速曲线)。

根据该冠脉血流最大流速曲线，可以知道给药后的左冠状动脉前降支(LAD)的每一个心跳的最大流速值怎样变化的倾向。因此，通过简单地观察该曲线的倾向，就能够瞬间判断给药后的该患者的左冠状动脉前降支(LAD)的流速值是已经达到了最大流速值、还是没有达到。

作为该轨迹曲线的特征，可知如果是给药前，则表示大致恒定状态的流速值，在给药后，如果经过数分钟，则描绘出向右上升的显示曲线，在得到最大流速值的点附近，得到大致衡平状态的轨迹，然后，成为向右下降的显示曲线。如果该轨迹曲线是向右上升的状态，则可知还未达到最大流速值，因此还必须继续进行扫描。相反，如果是向右下降的下降状态，则可以判断出已经通过了最大流速值。因此，可知是即使中断扫描也能够评价冠脉储备能力(CFR)的状态。例如，在图11B所示的曲线的现在时刻Tn，由于还是向右上上升，所以可知没有达到最大流速值。

接着，参考图12的流程图，说明本发明的实施例2的超声波多普勒诊断装置的动作。

另外，图12的流程图中的步骤S21～S29与上述实施例1的图8的流程图中的步骤S1～S9相同，因此参考对应的步骤编号，在此省略其说明。

现在，假设如图13所示那样，将包含ECG波形的实时的轨迹曲线的画面110、冠脉血流最大流速曲线的显示画面112、检查对象的左冠状动脉前降支的显示画面114显示在显示部件30上。在显示画面112中，在最大流速值从向右上升的状态变化为向右下降的状态的情况下，判断为已经达到最大流速值。

因此，为了将该信息通知操作者，可以在显示画面112中，显示图14所示那样的表示达到了最大流速值的“CFPDV PASS”等注意显示(信息)118。即，在步骤S30中，判断是否进行了CFPDV的通过显示。在此，在还没有进行通过显示的情况下，转移到上述步骤S27，重复进行上述观察。另一方面，在通过通过显示118进行了通过显示的情况下，转移到步骤S31。然后，在该步骤S31中，在计算上述的冠脉储备能力(CFR)的同时，显示该计算结果。然后，在步骤S32中结束扫描。

通过与B模式、彩色模式、PWD模式的显示一起进行这样的轨迹显示和通知显示，操作者的眼睛不离开通常的用于观察脉冲多普勒波形的显示部件30的画面，就能够简便地进行冠脉储备能力评价。进而，在扫描结束后，能够防止到此为止的根据多张静止图像求出最大流速值的大量时间的损失。

为了描绘该轨迹曲线，作为在一个心跳中得到一个数据的方法，可以将ECG信号的P波、Q波、R波、S波、T波的任意一个作为触发，取得只延迟了Δt时间后的数据。该延迟时间的决定方法可以在给药前的恒定状态下进行设置，并将相同的延迟时间的设置也适用于给药后。在上述的图11A和图11B中，使用ECG信号进行了说明，但也可以使用其他的身体信号作为触发信号。

图15是表示冠脉血流最大流速曲线的一个例子的图。另外，图16是表示现在的每个心跳的最大流速值相对于图15中的给药前的恒定状态的流速值的比的图，是冠脉储备能力(CFR)的时间方向的轨迹曲线。该冠脉储备能力的轨迹曲线也可以与B模式、彩色模式、PWD模式图像一起实时地进行显示。

图17是与B模式、彩色模式、PWD模式图像显示一起显示出冠脉血流最大流速曲线的一个例子的图。在图17中，由于显示画面112的轨迹曲线还是向右上升的状态，所以可以判断为是没有达到最大流速值的状态。

图18是表示从图17所示的画面显示状态经过了数分钟后的状态(结束了超声波扫描的状态)的例子的图。在该图18中，表示了因药剂投放造成的流速变化已经变得没有的状态。

图19是表示放大显示了扫描结束后的状态的例子的图。它表示了通过用输入部件32将指针移动到冠脉血流最大流速曲线112a上，来根据在装置上动画地保存在数据存储部件26中的图像，将指针所示的时间的图像110a读出到显示部件30的画面上的情况。根据系统控制部件36的控制，进行这些处理。由于冠脉血流最大流速曲线的轨迹显示是用于测量冠脉储备能力的指导功能，所以基于上述那样的指针指示的图像再读入显示功能在检查(超声波扫描)结束后，在精确检查时特别有效。

图20是在使用了ECG信号的情况下将R波作为触发而取得施加了Δt时间延迟的时间的流速值的例子的图。实际上，由于患者的心跳变动等，必然有进行了Δt时间延迟后的位置不处于最大流速值的情况，因此，也可以是以下的方法，即使用从R波取得从Δt1时间到Δt2时间之间中的最大流速值的方法，描绘出冠脉血流最大流速曲线的方法。

这样，为了提高求出冠脉储备能力时的检查全体的处理能力，通过与B模式、彩色模式、PWD模式图像显示一起实时地显示左冠状动脉前降支血流的每一个心跳的最大流速值的时间方向的轨迹曲线，从而可以实时地知道给药后的左冠状动脉前降支的每一个心跳的最大流速值怎样变动的倾向。因此，操作者通过简单地观察该曲线的倾向，就能够瞬间判断给药后的该患者的左冠状动脉前降支(LAD)的流速值是已经达到了最大流速值、还是没有达到。

以上，说明了本发明的实施例，本发明在上述实施例以外，在不脱离本发明的宗旨的范围内，可以有各种变形实施。