(57)【要約】血流情報を演算する時のバッファメモリに、行方向と列方向の読書き速度が異なる特性を持つメモリを使用しても、遅い方の読書き速度の影響を受けずに高速演算ができる超音波ドプラ血流測定装置である。二次元のアドレス空間を有するメモリであって、前記アドレス空間の行方向と列方向とでデータ読み書き速度が異なるメモリで構成され、前記検波信号を格納する大容量メモリ部１０と、検波信号より血流情報を算出する血流演算部６と、血流演算部６で前記被検体の任意の深度の点を演算するために必要なデータ量以上の容量を持つ小容量メモリ部１２と、大容量メモリ部１０から小容量メモリ部１２へ、行方向でのみデータ転送を行う大容量メモリ制御部９とを備える。
2004073521.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の中に超音波パルスを送信し、前記被検体の内部から反射した超音波パルスエコーを受信する超音波送受信部と、
超音波パルスエコーからドプラ遷移を受けた成分を検出し検波信号とする位相検波部と、
二次元のアドレス空間を有するメモリであって、前記アドレス空間の行方向と列方向とでデータ読み書き速度が異なるメモリで構成され、前記検波信号を格納する第１の記憶部と、
前記検波信号より血流情報を算出する血流情報演算部と、
前記第１の記憶部よりも容量が小さく、前記血流情報演算部で前記被検体の任意の深度の点を演算するために必要なデータ量以上の容量を持つメモリで構成され、前記血流情報演算部の演算に用いられる検波信号を格納する第２の記憶部と、
前記第１の記憶部から前記第２の記憶部へ、前記第１の記憶部のアドレス空間の行方向または列方向のうちデータ読み書き速度が速い方向でのみデータ転送を行うデータ転送部とを備えたことを特徴とする超音波ドプラ血流測定装置。
【請求項２】
前記第２の記憶部が、前記血流情報演算部で前記被検体の任意の深度の点を演算するために必要なデータ量の倍以上の容量を持つメモリで構成され、
前記データ転送部が、前記第１の記憶部から前記第２の記憶部へ、前記血流情報演算部で二点以上の演算に用いられる検波信号を転送する、請求の範囲１に記載の超音波ドプラ血流測定装置。
【請求項３】
前記第１の記憶部がＤＲＡＭまたはＳＤＲＡＭで構成された、請求の範囲１または２に記載の超音波ドプラ血流測定装置。
【請求項４】
前記第２の記憶部がＳＲＡＭで構成された、請求の範囲１〜３のいずれか一項に記載の超音波ドプラ血流測定装置。
【請求項５】
前記血流情報演算部、前記第２の記憶部、および、前記データ転送部が、一つのハードウェアユニットに搭載され、
前記第１の記憶部が前記ハードウェアユニットの外部メモリとして構成された、請求の範囲１〜３のいずれか一項に記載の超音波ドプラ血流測定装置。
【請求項６】
前記血流情報演算部および前記データ転送部の動作がプログラムにより制御される、請求の範囲５記載の超音波ドプラ血流測定装置。
【請求項７】
前記血流情報演算部および前記データ転送部が、別個の演算処理回路により構成され、
前記演算処理回路のそれぞれが前記第２の記憶部に対してダイレクトメモリアクセス機能を有する、請求の範囲５または６に記載の超音波ドプラ血流測定装置。
【請求項８】
請求の範囲６に記載の超音波ドプラ血流測定装置において前記血流情報演算部および前記データ転送部の動作を制御するプログラムであって、
前記ハードウェアユニットに入力された信号を前記第１の記憶部へ転送する処理と、
前記第１の記憶部のデータ量が、血流情報演算部で前記被検体の任意の深度の点を演算するために必要なデータ量を越えたかを判定する処理と、
前記判定処理の結果が真である場合、第１の記憶部から第２の記憶部へ、第１の記憶部のアドレス空間の行方向および列方向のうちデータ読み書き速度が速い方向でのみデータ転送を行う処理と、
前記第２の記憶部に格納された信号を用いて前記血流情報演算部に演算を実行させる処理とを前記血流情報演算部および前記データ転送部に実行させるためのプログラム。
【請求項９】
請求の範囲６に記載の超音波ドプラ血流測定装置において前記血流情報演算部および前記データ転送部の動作を制御するプログラムを記録した記録媒体であって、
前記プログラムが、
前記ハードウェアユニットに入力された信号を前記第１の記憶部へ転送する処理と、
前記第１の記憶部のデータ量が、血流情報演算部で前記被検体の任意の深度の点を演算するために必要なデータ量を越えたかを判定する処理と、
前記判定処理の結果が真である場合、第１の記憶部から第２の記憶部へ、第１の記憶部のアドレス空間の行方向および列方向のうちデータ読み書き速度が速い方向でのみデータ転送を行う処理と、
前記第２の記憶部に格納された信号を用いて前記血流情報演算部に演算を実行させる処理とを前記血流情報演算部および前記データ転送部に実行させるプログラムであることを特徴とする記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、超音波のドプラ現象を利用して体内の血流を測定し、測定結果を画像表示する超音波ドプラ血流測定装置に関するものである。
【背景技術】  従来の超音波ドプラ血流計の一例を図７に示す。図７に示す従来の超音波ドプラ血流計２００は、複数の電気音響変換素子を持ち超音波を送受信する探触子９２、探触子９２に向けて送信信号を送る送信部９１、電気信号に変えられた信号に遅延を掛け受信信号とする受信部９３、受信信号からドプラ遷移を受けた成分を検出し検波信号とする位相検波部９４、検波信号を格納するメモリ部９５、血流情報を算出する血流演算部９６、画像を構成するスキャンコンバータ９７、演算結果の画像を表示するモニタ９８で構成されている。
探触子９２から被検体に向かって、同じ音線位置に超音波パルスビームをＮ回送信し、次の音線位置に移り同様の操作をする。このような走査から得られた信号は、受信部９３を経て、位相検波部９４へ送られる。位相検波部９４において、走査信号から検波信号を得る。同じ音線位置にＮ回送信して得られたＮ本の検波信号をまとめてアンサンブルと呼ぶ。
また、１本の検波信号は、被検体の深さ方向に沿って得られる信号である。メモリ部９５は、１本の検波信号をメモリ空間の１行に格納する。血流演算部９６では、メモリ部９５から、同一深さのデータをＮ個、すなわち、メモリ空間の列方向に読出しを行い、血流情報を演算する。
この読出し作業と演算作業を深さ方向に繰り返すことによって、１つの音線位置に対応する血流情報が得られる。
ここで、メモリ部９５のアドレス空間と、その書込み方向と読み出し方向の関係を、図８に示す。
スキャンコンバータ９７は、血流情報の演算結果をフレームメモリ内の走査線の位置に相当する場所に格納し、モニタ９８はフレームメモリ内の画像情報を表示する。
また、従来の超音波ドプラ血流計２００は、超音波パルスビームの送信周波数は変化させず、同じ音線位置に向けた超音波パルスの送信周波数を低くすることにより、フレームレートを低下させることなく低流速血流の観測を可能にする機能がある（例えば、特開平５−２３７１０７号公報参照）。
この機能は、Ｍ本の音線位置において、超音波パルスの送信と超音波パルスエコーの受信を１番目の音線位置、２番目の音線位置、‥、Ｍ番目の音線位置の順に１回ずつ行い、この作業をＮ回繰り返すことによってＭ個のアンサンブルデータを得ることで実現している（図９に、Ｍ＝３，Ｎ＝４の場合の超音波パルスビーム送信順序を示す）。この機能の実現のため、メモリ部９５の容量は、少なくともＭアンサンブル分の容量が備わっている（例えば、特開平５−２３７１０７号公報、日本超音波医学会編「新超音波医学１医用超音波の基礎」第１版、医用書院出版、２０００年５月１５日、Ｐ．５５−５８参照）。
しかしながら、従来の超音波ドプラ血流計においては、血流速度、血流速度分散、血流パワー等を演算する際は、同一深さの受信信号を読み出す必要があるので、図８に示すように、メモリ部９５にデータを書き込んだ方向とは異なる方向に信号を読み出す必要がある。一般的に安価で小型な、行方向と列方向とで読み込み速度が異なる特性を持つメモリを用いると、遅い読み込み速度によって血流演算部への転送速度が決まってしまう。従って、高速な演算が必要な場合には、行方向と列方向の読書き速度が異なるメモリは使用できず、ＳＲＡＭを用いなければならなかった。
【発明の開示】
本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、メモリ部に使用するメモリが行方向と列方向で読書き速度が異なるという特性を持つ場合でも、遅い読書き速度の影響を少なくし、血流演算部への転送速度を従来とほぼ同等に保ちつつ、小型でかつ安価な超音波ドプラ血流測定装置を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明の超音波ドプラ血流測定装置は、被検体中に超音波パルスを送信し、被検体内から反射した超音波パルスエコーを受信する超音波送受信部と、超音波パルスエコーからドプラ遷移を受けた成分を検出し検波信号とする位相検波部と、二次元のアドレス空間を有するメモリであって、前記アドレス空間の行方向と列方向とでデータ読み書き速度が異なるメモリで構成され、前記検波信号を格納する第１の記憶部と、前記検波信号より血流情報を算出する血流情報演算部と、前記第１の記憶部よりも容量が小さく、前記血流情報演算部で前記被検体の任意の深度の点を演算するために必要なデータ量以上の容量を持つメモリで構成され、前記血流情報演算部の演算に用いられる検波信号を格納する第２の記憶部と、前記第１の記憶部から前記第２の記憶部へ、前記第１の記憶部のアドレス空間の行方向および列方向のうちデータ読み書き速度が速い方向でのみデータ転送を行うデータ転送部とを備えたことを特徴とする。
この構成では、第１の記憶部から前記第２の記憶部へ、前記第１の記憶部のアドレス空間の行方向および列方向のうちデータ読み書き速度が速い方向でのみデータ転送を行う。これにより、第１の記憶部に使用するメモリの特性が行方向と列方向で読書き速度が異なる場合でも、遅い読書き速度の影響を少なくし、血流情報演算部へデータ転送を高速に行うことができる。従って、小型で安価な超音波ドプラ血流測定装置を提供することが可能となる。
上記の構成において、第２の記憶部が、前記血流情報演算部で前記被検体の任意の深度の点を演算するために必要なデータ量の倍以上の容量を持つメモリで構成され、前記データ転送部が、前記第１の記憶部から前記第２の記憶部へ、前記血流情報演算部で二点以上の演算に用いられる検波信号を転送することが好ましい。
この構成によれば、第２の記憶部は、血流情報演算部が前記被検体の任意の深度の点を計算するデータ量の２倍以上を格納できる容量を持っているため、第１の記憶部から第２の記憶部へ、２点以上の血流情報演算に必要なデータをまとめて転送できる。２点以上の血流情報演算に必要なデータをまとめて転送することにより、高速な行方向のデータ読込みの回数が、１度のデータ転送において２回以上になる。これにより、より高速な方向のアクセスが増え、血流情報演算部が第２の記憶部の内容を読む際、遅い読書き速度側の影響を減少することができる。
本発明の超音波ドプラ血流測定装置において、第１の記憶部はＤＲＡＭまたはＳＤＲＡＭで構成することができる。また、第２の記憶部はＳＲＡＭで構成することができる。
本発明の超音波ドプラ血流測定装置において、血流情報演算部、前記第２の記憶部、および、前記データ転送部が、一つのハードウェアユニットに搭載され、前記第１の記憶部が前記ハードウェアユニットの外部メモリとして構成することも可能である。さらに、血流情報演算部および前記データ転送部の動作がプログラムにより制御される構成とすれば、データ転送部、第２の記憶部、血流情報演算部の動作をソフトウエアで記述することができ、ハードウェアを実装した後も動作内容を変更することが可能である。
上記の構成において、前記血流情報演算部および前記データ転送部が、別個の演算処理回路により構成され、前記演算処理回路のそれぞれが前記第２の記憶部に対してダイレクトメモリアクセス機能を有することが好ましい。血流情報の演算とデータ転送とを同時に実行でき、処理の高速化が図れるからである。
また、本発明にかかるプログラムは、前述のように一つのハードウェアユニットに搭載された血流情報演算部およびデータ転送部の動作を制御するプログラムであって、前記ハードウェアユニットに入力された信号を前記第１の記憶部へ転送する処理と、前記第１の記憶部のデータ量が、血流情報演算部で前記被検体の任意の深度の点を演算するために必要なデータ量を越えたかを判定する処理と、前記判定処理の結果が真である場合、第１の記憶部から第２の記憶部へ、第１の記憶部のアドレス空間の行方向および列方向のうちデータ読み書き速度が速い方向でのみデータ転送を行う処理と、前記第２の記憶部に格納された信号を用いて前記血流情報演算部に演算を実行させる処理とを前記血流情報演算部および前記データ転送部に実行させるためのプログラムである。
また、本発明にかかるプログラム記録媒体は、前述のように一つのハードウェアユニットに搭載された血流情報演算部およびデータ転送部の動作を制御するプログラムであって、前記ハードウェアユニットに入力された信号を前記第１の記憶部へ転送する処理と、前記第１の記憶部のデータ量が、血流情報演算部で前記被検体の任意の深度の点を演算するために必要なデータ量を越えたかを判定する処理と、前記判定処理の結果が真である場合、第１の記憶部から第２の記憶部へ、第１の記憶部のアドレス空間の行方向および列方向のうちデータ読み書き速度が速い方向でのみデータ転送を行う処理と、前記第２の記憶部に格納された信号を用いて前記血流情報演算部に演算を実行させる処理とを前記血流情報演算部および前記データ転送部に実行させるためのプログラムを記録した記録媒体である。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明の第１の実施形態における超音波ドプラ血流計のブロック図である。
図２は、本発明の第１の実施形態における第１の記憶部（大容量メモリ部）におけるデータの読書き方向を説明する図である。
図３は、本発明の第１の実施形態における第２の記憶部（小容量メモリ部）におけるデータの読書き方向を説明する図である。
図４は、本発明の第２の実施形態における超音波ドプラ血流計のブロック図である。
図５は、本発明の第２の実施形態における演算ユニットの動作説明のためのフローチャートである。
図６は、本発明の第２の実施形態の変形例としての超音波ドプラ血流計のブロック図である。
図７は、従来の超音波ドプラ血流計のブロック図である。
図８は、大容量メモリ部への検波信号の書込み方向と読出し方向の関係を示す図である。
図９は、低流速血流の観測を可能にする超音波パルス送信順序を示した図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、本発明にかかる超音波ドプラ血流測定装置の実施形態について、図面を用いて説明する。
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態の超音波ドプラ血流計の概略構成を図１に示す。
図１に示すように、本実施形態にかかる超音波ドプラ血流計１００は、複数の電気音響変換素子を持ち超音波を送受信する探触子２（超音波送受信部）、探触子２に向けて送信信号を送る送信部１、電気信号に変えられた信号に遅延を掛け受信信号とする受信部３、受信信号からドプラ遷移を受けた成分を検出し検波信号とする位相検波部４、２アンサンブル分以上の検波信号を格納することが出来る大容量メモリ部１０（第１の記憶部）、大容量メモリ部１０へ読書きを行う大容量メモリ制御部９（データ転送部）、少なくとも１アンサンブル分を格納できる容量があり血流情報演算に必要なデータを格納する小容量メモリ部１２（第２の記憶部）、小容量メモリ部１２へ読書きを行う小容量メモリ制御部１１（データ転送部）、血流情報を演算する血流演算部６、画像を構成するスキャンコンバータ７、演算結果の画像を表示するモニタ８で構成されている。
なお、血流演算部６で演算される血流情報とは、例えば、被検体内の血流速度、血流速度分散、または血流エコー強度等をいう。
探触子２から被検体に向かって同じ音線位置に超音波パルスビームをＮ回送信し、次の音線位置に移り同様の操作をする。このような走査から得られた信号は、受信部３を経て、位相検波部４から検波信号を得る。また、ここで１アンサンブルとは、同じ音線位置にＮ回送信して得られたＮ本の検波信号をまとめた呼び方である。１アンサンブル分のデータを得るために、同一方向への超音波パルスビーム送受信が２回であれば、血流情報と臓器壁等の組織の動き情報とが合成された値を演算することができ、３回以上であればＭＴＩ（ｍｏｖｉｎｇ  ｔａｒｇｅｔ  ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）フィルタにより組織の動き情報を抑圧し血流情報のみを演算して出力することができる。本実施形態ではＮ＝８（回）を１アンサンブルとしている。
また、１本の検波信号は、被検体の深さ方向に沿って得られる信号である。メモリ制御部９は、１本の検波信号を大容量メモリ部５内のアドレス空間の１行に格納する。
スキャンコンバータ７は、血流演算部６による血流情報の演算結果を、フレームメモリ内の走査線の位置に相当する場所に格納し、モニタ８はフレームメモリ内の画像情報を表示する。
図１と図７とを比較すれば分かるように、本実施形態にかかる超音波ドプラ血流計が図７に示した従来の超音波ドプラ血流計と異なる主な点は、位相検波部４が出力する検波信号を記憶するために、大容量メモリ制御部９、大容量メモリ部１０、小容量メモリ制御部１１、小容量メモリ部１２を備えている点である。
大容量メモリ部１０に使用するメモリは、行方向の読書き速度が速く、列方向の読書き速度が遅い特性を持つ物とする。このメモリとしては、例えば、ＳＲＡＭよりも小型で安価に市場に供給されているＤＲＡＭやＳＤＲＡＭ等が使用できる。
一方、小容量メモリ部１２に使用するメモリは、ランダムアクセスを行ってもアクセス速度が一定な特性をもつ物とする。このような条件を満たすメモリとしては、ＳＲＡＭが望ましい。
位相検波部４から送られる検波信号は、大容量メモリ制御部９の指示を受け、大容量メモリ部１０に記憶される。このとき、大容量メモリ部１０のメモリ空間に、図２に「書込み方向」として矢印で示す方向（行方向）に、一本分（一行分）の検波信号が書き込まれる。なお、図２は、大容量メモリ部１０のメモリ空間を表すものである。同図内での横方向が行方向、縦方向が列方向であり、大容量メモリ部１０は、前述したように、行方向（横方向）の読書き速度が速く、列方向（縦方向）の読書き速度が遅い特性を持つ。
１アンサンブル（本実施形態では８本分の検波信号）の最後の検波信号が大容量メモリ部１０に書き込まれたら、大容量メモリ制御部９は、１アンサンブル分のデータを大容量メモリ部１０から１行ずつ読出し、小容量メモリ制御部１１に転送する。なお、このときの読出し方向は、図２に「読出し方向」として矢印で示すとおり、書込み方向と同じく大容量メモリ部１０における行方向である。
小容量メモリ制御部１１は、大容量メモリ部１０より１行ずつ転送される１アンサンブル分のデータを、小容量メモリ部１２へ書き込む。ここで、図３に、小容量メモリ部１２のメモリ空間と、データの読書き方向とを示す。図３に「書込み方向」として矢印で示すように、小容量メモリ部１２へのデータの書込み方向も、メモリ空間における行方向（図３内での横方向）である。小容量メモリ制御部１１は、１アンサンブル分のデータの小容量メモリ部１２への転送が終了したことを確認したら、小容量メモリ部１２内の１アンサンブルのデータから同一深さ（一点）の検波信号を読み出し、血流演算部６に転送する。このときのデータの読み出し方向は、図３に「読出し方向」として矢印で示すように、小容量メモリ部１２のメモリ空間における列方向（図３内での縦方向）である。
このように、第１の実施形態の超音波ドプラ血流計によれば、大容量メモリ制御部９、大容量メモリ部１０、小容量メモリ制御部１１、小容量メモリ部１２を設け、大容量メモリ制御部９が、大容量メモリ部１０から小容量メモリ部１２へ１アンサンブル分のデータを行方向のみで読込み転送する（図２参照）。これによって、列方向の遅い読書き速度に影響されることなく、小容量メモリ部１２および血流演算部６へデータを転送する事が可能である。従って、大容量メモリ部１０を、安価で小型のＳＤＲＡＭで構成しても、小容量メモリ部１２および血流演算部６への高速なデータ転送を行える。
また、小容量メモリ部１２の容量が、上記の１アンサンブルではなく、血流演算に必要な２点分の検波信号の容量がある場合においても、大容量メモリ部１０内に２点分の検波信号が書込まれたら、大容量メモリ部１０内から行方向に連続するように２点分の検波信号を読込み、小容量メモリ部１２へ転送することで、高速な行方向の連続読込み回数が２回になり、遅い列方向の読込み速度の影響を減少することができる。
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態にかかる超音波ドプラ血流計の概略構成を図４に示す。
図４に示すように、本実施形態にかかる超音波ドプラ血流計１１０は、複数の電気音響変換素子を持ち超音波を送受信する探触子２（超音波送受信部）、探触子２に向けて送信信号を送る送信部１、電気信号に変えられた信号に遅延を掛け受信信号とする受信部３、受信信号からドプラ遷移を受けた成分を検出し検波信号とする位相検波部４、２アンサンブル分以上の検波信号を格納する事が出来る外部メモリ部１７（第１の記憶部）、データの入出力及び血流情報演算を行う演算ユニット１９、画像を構成するスキャンコンバータ７、演算結果の画像を表示するモニタ８で構成されている。
演算ユニット１９は、一つのハードウェアユニットとして形成されており、第１の入出力部１３、第２の入出力部１６、第３の入出力部１８、演算部１４、内部メモリ部１５（第２の記憶部）で構成されている。
第１の入出力部１３は、位相検波部４からの信号を受取る。第２の入出力部１６は、外部メモリ部１７と信号の入出力を行う。第３の入出力部１８は、スキャンコンバータ７へ出力を行う。内部メモリ部１５（第２の記憶部）は、１アンサンブル分を格納できる容量があり、血流情報演算に必要なデータを格納する。演算部１４は、内部メモリ部１５と第１〜第３の入出力部との間の転送を制御する機能と、血流情報を演算する機能とを有する。
図４における送信部１、探触子２、受信部３、位相検波部４、スキャンコンバータ部７、モニタ８の構成及び動作については、第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
図４と図７とを比較すれば明らかなように、本実施形態にかかる超音波ドプラ血流計は、従来の超音波ドプラ血流計と異なり、位相検波部４の出力が演算ユニット１９へ入力されている。また、演算ユニット１９は、外部メモリ部１７への入出力とスキャンコンバータ７への出力を行う。
外部メモリ部１７に使用するメモリは、行方向の読書き速度が速く、列方向の読書き速度が遅い特性を持つ物とする。このメモリとしては、例えば、小型で安価なＤＲＡＭやＳＤＲＡＭ等が使用できる。
内部メモリ部１５に使用するメモリは、ランダムアクセスを行ってもアクセス速度が一定な特性を持つものとする。このような条件を満たすメモリとしては、ＳＲＡＭが望ましい。
演算ユニット１９としては、例えば、ＤＳＰまたはＣＰＵ等を用いることができる。
以上のように構成された本実施形態の超音波ドプラ血流計１１０の動作について、図５のフローチャートを用いて説明する。
位相検波部４から第１の入力部１３へ送られた検波信号は、演算部１４の指示を受け、第２の入出力部１６を介して外部メモリ部１７へ記憶される。このとき、外部メモリ部１７のアドレス空間の１行に一本分の検波信号を書き込む（ステップＳ４０１）。
次に、今、外部メモリ部１７に書き込まれた１本分の検波信号がアンサンブルの最後の検波信号かの真偽判定をする（ステップＳ４０２）。この判定が偽の場合、位相検波部４から外部メモリ部１７に書き込む処理（ステップＳ４０１）に戻る。真の場合、演算部１４は、１アンサンブル分のデータを外部メモリ部１７から１行ずつ読み出し、内部メモリ部１５へ転送する（ステップＳ４０３）。さらに、演算部１４は、内部メモリ部１５に格納されたデータを読み、１ライン分の血流情報を演算し、演算結果を内部メモリ部１５に格納する（ステップＳ４０４）。
演算部１４は、さらに、内部メモリ部１５に格納された演算結果を、第３の入出力部１８を経由してスキャンコンバータ７へ転送し（ステップＳ４０５）、その後、ステップＳ４０１に戻る。
このように、第２の実施形態の超音波ドプラ血流計によれば、外部メモリ部１７と、演算部１４および内部メモリ部１５を持つ演算ユニット１９とを設け、演算部１４が、そのデータ転送機能により、外部メモリ部１７から内部メモリ部１５へ１アンサンブル分のデータを行方向のみで読み込み転送する。これにより、外部メモリ部１７の列方向の遅い読書き速度に影響されることなく、内部メモリ部１５にデータを転送する事が可能である。
更に、内部メモリ部１５を有する演算ユニット１９を使用することにより、データ転送機能および血流情報演算機能を有する演算部１４の動作をソフトウエアで記述することが可能になり、ハードウェアを実装した後も動作内容を変更することが可能である。
なお、第２の実施形態の変形例として、図６に示すような構成も本発明の一実施形態として考えられる。図６に示す構成では、図４に示した演算部１４の二つの機能（データ転送機能および血流情報演算機能）を分担させるために、二つの演算処理回路（データ転送部２０および血流演算部２１）を設ける。そして、これらのデータ転送部２０および血流演算部２１に、内部メモリ部１５に対するダイレクトメモリアクセス機能を持たせることにより、血流情報を演算しながら、データの転送を行うことが可能になり、血流情報の演算の高速化が行える。
このように、第２の実施形態の超音波ドプラ血流計によれば、外部メモリ１７から内部メモリ部１５へ１アンサンブル分のデータを行方向のみで読込み転送することによって、列方向の遅い読書き速度に影響されることなくデータを転送する事が可能である。従って、外部メモリ１７を、安価で小型のＤＲＡＭまたはＳＤＲＡＭ等で構成しても、内部メモリ部１５へのデータ転送を高速に行える。また、装置をより安価に構成することが可能となる。
また、上記の各実施形態において、第２の記憶部である小容量メモリ部１２または内部メモリ部１５の容量が小さい場合は、第１の記憶部である大容量メモリ部１０または外部メモリ部１７から第２の記憶部である小容量メモリ部１２または内部メモリ部１５へ転送しようとする１アンサンブル分のデータを分割し、分割されたデータを、第１の記憶部のメモリ空間の行方向に順次読み出して転送するようにすれば良い。これにより、第２の記憶部である小容量メモリ部１２または内部メモリ部１５の容量が小さくても、第１の記憶部である大容量メモリ部１０または外部メモリ部１７の読書き速度が遅い側の影響を少なくすることが出来る。
以上のように、本発明によれば、メモリ部に使用するメモリの特性が行方向と列方向で読書き速度が異なる場合でも、遅い読書き速度の影響を少なくし、血流情報演算部への転送を従来とほぼ同等に保ちつつ、小型でかつ安価な超音波ドプラ血流測定装置を提供することができる。
【図１】
2004073521.tif 000003
【図２】
2004073521.tif 000004
【図３】
2004073521.tif 000005
【図４】
2004073521.tif 000006
【図５】
2004073521.tif 000007
【図６】
2004073521.tif 000008
【図７】
2004073521.tif 000009
【図８】
2004073521.tif 000010
【図９】
2004073521.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成17年3月24日(2005.3.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の中に超音波パルスを送信し、前記被検体の内部から反射した超音波パルスエコーを受信する超音波送受信部と、
超音波パルスエコーからドプラ遷移を受けた成分を検出し検波信号とする位相検波部と、
二次元のアドレス空間を有するメモリであって、前記アドレス空間の行方向と列方向とでデータ読み書き速度が異なるメモリで構成され、前記検波信号を格納する第１の記憶部と、
前記検波信号より血流情報を算出する血流情報演算部と、
前記第１の記憶部よりも容量が小さく、前記血流情報演算部で前記被検体の任意の深度の点を演算するために必要なデータ量以上の容量を持つメモリで構成され、前記血流情報演算部の演算に用いられる検波信号を格納する第２の記憶部と、
前記第１の記憶部から前記第２の記憶部へ、前記第１の記憶部のアドレス空間の行方向または列方向のうちデータ読み書き速度が速い方向でのみデータ転送を行うデータ転送部とを備えたことを特徴とする超音波ドプラ血流測定装置。
【請求項２】
前記第２の記憶部が、前記血流情報演算部で前記被検体の任意の深度の点を演算するために必要なデータ量の倍以上の容量を持つメモリで構成され、
前記データ転送部が、前記第１の記憶部から前記第２の記憶部へ、前記血流情報演算部で二点以上の演算に用いられる検波信号を転送する、請求項１に記載の超音波ドプラ血流測定装置。
【請求項３】
前記第１の記憶部がＤＲＡＭまたはＳＤＲＡＭで構成された、請求項１または２に記載の超音波ドプラ血流測定装置。
【請求項４】
前記第２の記憶部がＳＲＡＭで構成された、請求項１〜３のいずれか一項に記載の超音波ドプラ血流測定装置。
【請求項５】
前記血流情報演算部、前記第２の記憶部、および、前記データ転送部が、一つのハードウェアユニットに搭載され、
前記第１の記憶部が前記ハードウェアユニットの外部メモリとして構成された、請求項１〜３のいずれか一項に記載の超音波ドプラ血流測定装置。
【請求項６】
前記血流情報演算部および前記データ転送部の動作がプログラムにより制御される、請求項５記載の超音波ドプラ血流測定装置。
【請求項７】
前記血流情報演算部および前記データ転送部が、別個の演算処理回路により構成され、
前記演算処理回路のそれぞれが前記第２の記憶部に対してダイレクトメモリアクセス機能を有する、請求項５または６に記載の超音波ドプラ血流測定装置。
【請求項８】
請求項６に記載の超音波ドプラ血流測定装置において前記血流情報演算部および前記データ転送部の動作を制御するプログラムであって、
前記ハードウェアユニットに入力された信号を前記第１の記憶部へ転送する処理と、
前記第１の記憶部のデータ量が、血流情報演算部で前記被検体の任意の深度の点を演算するために必要なデータ量を越えたかを判定する処理と、
前記判定処理の結果が真である場合、第１の記憶部から第２の記憶部へ、第１の記憶部のアドレス空間の行方向および列方向のうちデータ読み書き速度が速い方向でのみデータ転送を行う処理と、
前記第２の記憶部に格納された信号を用いて前記血流情報演算部に演算を実行させる処理とを前記血流情報演算部および前記データ転送部に実行させるためのプログラム。
【請求項９】
請求項６に記載の超音波ドプラ血流測定装置において前記血流情報演算部および前記データ転送部の動作を制御するプログラムを記録した記録媒体であって、
前記プログラムが、
前記ハードウェアユニットに入力された信号を前記第１の記憶部へ転送する処理と、
前記第１の記憶部のデータ量が、血流情報演算部で前記被検体の任意の深度の点を演算するために必要なデータ量を越えたかを判定する処理と、
前記判定処理の結果が真である場合、第１の記憶部から第２の記憶部へ、第１の記憶部のアドレス空間の行方向および列方向のうちデータ読み書き速度が速い方向でのみデータ転送を行う処理と、
前記第２の記憶部に格納された信号を用いて前記血流情報演算部に演算を実行させる処理とを前記血流情報演算部および前記データ転送部に実行させるプログラムであることを特徴とする記録媒体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波のドプラ現象を利用して体内の血流を測定し、測定結果を画像表示する超音波ドプラ血流測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の超音波ドプラ血流計の一例を図７に示す。図７に示す従来の超音波ドプラ血流計２００は、複数の電気音響変換素子を持ち超音波を送受信する探触子９２、探触子９２に向けて送信信号を送る送信部９１、電気信号に変えられた信号に遅延を掛け受信信号とする受信部９３、受信信号からドプラ遷移を受けた成分を検出し検波信号とする位相検波部９４、検波信号を格納するメモリ部９５、血流情報を算出する血流演算部９６、画像を構成するスキャンコンバータ９７、演算結果の画像を表示するモニタ９８で構成されている。
【０００３】
探触子９２から被検体に向かって、同じ音線位置に超音波パルスビームをＮ回送信し、次の音線位置に移り同様の操作をする。このような走査から得られた信号は、受信部９３を経て、位相検波部９４へ送られる。位相検波部９４において、走査信号から検波信号を得る。同じ音線位置にＮ回送信して得られたＮ本の検波信号をまとめてアンサンブルと呼ぶ。
【０００４】
また、１本の検波信号は、被検体の深さ方向に沿って得られる信号である。メモリ部９５は、１本の検波信号をメモリ空間の１行に格納する。血流演算部９６では、メモリ部９５から、同一深さのデータをＮ個、すなわち、メモリ空間の列方向に読出しを行い、血流情報を演算する。
【０００５】
この読出し作業と演算作業を深さ方向に繰り返すことによって、１つの音線位置に対応する血流情報が得られる。
【０００６】
ここで、メモリ部９５のアドレス空間と、その書込み方向と読み出し方向の関係を、図８に示す。
【０００７】
スキャンコンバータ９７は、血流情報の演算結果をフレームメモリ内の走査線の位置に相当する場所に格納し、モニタ９８はフレームメモリ内の画像情報を表示する。
【０００８】
また、従来の超音波ドプラ血流計２００は、超音波パルスビームの送信周波数は変化させず、同じ音線位置に向けた超音波パルスの送信周波数を低くすることにより、フレームレートを低下させることなく低流速血流の観測を可能にする機能がある（例えば、特開平５−２３７１０７号公報参照）。
【０００９】
この機能は、Ｍ本の音線位置において、超音波パルスの送信と超音波パルスエコーの受信を１番目の音線位置、２番目の音線位置、‥、Ｍ番目の音線位置の順に１回ずつ行い、この作業をＮ回繰り返すことによってＭ個のアンサンブルデータを得ることで実現している（図９に、Ｍ＝３，Ｎ＝４の場合の超音波パルスビーム送信順序を示す）。この機能の実現のため、メモリ部９５の容量は、少なくともＭアンサンブル分の容量が備わっている（例えば、特開平５−２３７１０７号公報、日本超音波医学会編「新超音波医学１医用超音波の基礎」第１版、医用書院出版、２０００年５月１５日、Ｐ．５５−５８参照）。
【特許文献１】特開平５−２３７１０７号公報
【非特許文献１】日本超音波医学会編「新超音波医学１医用超音波の基礎」第１版、医用書院出版、２０００年５月１５日、Ｐ．５５−５８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、従来の超音波ドプラ血流計においては、血流速度、血流速度分散、血流パワー等を演算する際は、同一深さの受信信号を読み出す必要があるので、図８に示すように、メモリ部９５にデータを書き込んだ方向とは異なる方向に信号を読み出す必要がある。一般的に安価で小型な、行方向と列方向とで読み込み速度が異なる特性を持つメモリを用いると、遅い読み込み速度によって血流演算部への転送速度が決まってしまう。従って、高速な演算が必要な場合には、行方向と列方向の読書き速度が異なるメモリは使用できず、ＳＲＡＭを用いなければならなかった。
【００１１】
本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、メモリ部に使用するメモリが行方向と列方向で読書き速度が異なるという特性を持つ場合でも、遅い読書き速度の影響を少なくし、血流演算部への転送速度を従来とほぼ同等に保ちつつ、小型でかつ安価な超音波ドプラ血流測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するために、本発明の超音波ドプラ血流測定装置は、被検体中に超音波パルスを送信し、被検体内から反射した超音波パルスエコーを受信する超音波送受信部と、超音波パルスエコーからドプラ遷移を受けた成分を検出し検波信号とする位相検波部と、二次元のアドレス空間を有するメモリであって、前記アドレス空間の行方向と列方向とでデータ読み書き速度が異なるメモリで構成され、前記検波信号を格納する第１の記憶部と、前記検波信号より血流情報を算出する血流情報演算部と、前記第１の記憶部よりも容量が小さく、前記血流情報演算部で前記被検体の任意の深度の点を演算するために必要なデータ量以上の容量を持つメモリで構成され、前記血流情報演算部の演算に用いられる検波信号を格納する第２の記憶部と、前記第１の記憶部から前記第２の記憶部へ、前記第１の記憶部のアドレス空間の行方向および列方向のうちデータ読み書き速度が速い方向でのみデータ転送を行うデータ転送部とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
この構成では、第１の記憶部から前記第２の記憶部へ、前記第１の記憶部のアドレス空間の行方向および列方向のうちデータ読み書き速度が速い方向でのみデータ転送を行う。これにより、第１の記憶部に使用するメモリの特性が行方向と列方向で読書き速度が異なる場合でも、遅い読書き速度の影響を少なくし、血流情報演算部へデータ転送を高速に行うことができる。従って、小型で安価な超音波ドプラ血流測定装置を提供することが可能となる。
【００１４】
上記の構成において、第２の記憶部が、前記血流情報演算部で前記被検体の任意の深度の点を演算するために必要なデータ量の倍以上の容量を持つメモリで構成され、前記データ転送部が、前記第１の記憶部から前記第２の記憶部へ、前記血流情報演算部で二点以上の演算に用いられる検波信号を転送することが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、第２の記憶部は、血流情報演算部が前記被検体の任意の深度の点を計算するデータ量の２倍以上を格納できる容量を持っているため、第１の記憶部から第２の記憶部へ、２点以上の血流情報演算に必要なデータをまとめて転送できる。２点以上の血流情報演算に必要なデータをまとめて転送することにより、高速な行方向のデータ読込みの回数が、１度のデータ転送において２回以上になる。これにより、より高速な方向のアクセスが増え、血流情報演算部が第２の記憶部の内容を読む際、遅い読書き速度側の影響を減少することができる。
【００１６】
本発明の超音波ドプラ血流測定装置において、第１の記憶部はＤＲＡＭまたはＳＤＲＡＭで構成することができる。また、第２の記憶部はＳＲＡＭで構成することができる。
【００１７】
本発明の超音波ドプラ血流測定装置において、血流情報演算部、前記第２の記憶部、および、前記データ転送部が、一つのハードウェアユニットに搭載され、前記第１の記憶部が前記ハードウェアユニットの外部メモリとして構成することも可能である。さらに、血流情報演算部および前記データ転送部の動作がプログラムにより制御される構成とすれば、データ転送部、第２の記憶部、血流情報演算部の動作をソフトウエアで記述することができ、ハードウェアを実装した後も動作内容を変更することが可能である。
【００１８】
上記の構成において、前記血流情報演算部および前記データ転送部が、別個の演算処理回路により構成され、前記演算処理回路のそれぞれが前記第２の記憶部に対してダイレクトメモリアクセス機能を有することが好ましい。血流情報の演算とデータ転送とを同時に実行でき、処理の高速化が図れるからである。
【００１９】
また、本発明にかかるプログラムは、前述のように一つのハードウェアユニットに搭載された血流情報演算部およびデータ転送部の動作を制御するプログラムであって、前記ハードウェアユニットに入力された信号を前記第１の記憶部へ転送する処理と、前記第１の記憶部のデータ量が、血流情報演算部で前記被検体の任意の深度の点を演算するために必要なデータ量を越えたかを判定する処理と、前記判定処理の結果が真である場合、第１の記憶部から第２の記憶部へ、第１の記憶部のアドレス空間の行方向および列方向のうちデータ読み書き速度が速い方向でのみデータ転送を行う処理と、前記第２の記憶部に格納された信号を用いて前記血流情報演算部に演算を実行させる処理とを前記血流情報演算部および前記データ転送部に実行させるためのプログラムである。
【００２０】
また、本発明にかかるプログラム記録媒体は、前述のように一つのハードウェアユニットに搭載された血流情報演算部およびデータ転送部の動作を制御するプログラムであって、前記ハードウェアユニットに入力された信号を前記第１の記憶部へ転送する処理と、前記第１の記憶部のデータ量が、血流情報演算部で前記被検体の任意の深度の点を演算するために必要なデータ量を越えたかを判定する処理と、前記判定処理の結果が真である場合、第１の記憶部から第２の記憶部へ、第１の記憶部のアドレス空間の行方向および列方向のうちデータ読み書き速度が速い方向でのみデータ転送を行う処理と、前記第２の記憶部に格納された信号を用いて前記血流情報演算部に演算を実行させる処理とを前記血流情報演算部および前記データ転送部に実行させるためのプログラムを記録した記録媒体である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明にかかる超音波ドプラ血流測定装置の実施形態について、図面を用いて説明する。
【００２２】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態の超音波ドプラ血流計の概略構成を図１に示す。
【００２３】
図１に示すように、本実施形態にかかる超音波ドプラ血流計１００は、複数の電気音響変換素子を持ち超音波を送受信する探触子２（超音波送受信部）、探触子２に向けて送信信号を送る送信部１、電気信号に変えられた信号に遅延を掛け受信信号とする受信部３、受信信号からドプラ遷移を受けた成分を検出し検波信号とする位相検波部４、２アンサンブル分以上の検波信号を格納することが出来る大容量メモリ部１０（第１の記憶部）、大容量メモリ部１０へ読書きを行う大容量メモリ制御部９（データ転送部）、少なくとも１アンサンブル分を格納できる容量があり血流情報演算に必要なデータを格納する小容量メモリ部１２（第２の記憶部）、小容量メモリ部１２へ読書きを行う小容量メモリ制御部１１（データ転送部）、血流情報を演算する血流演算部６、画像を構成するスキャンコンバータ７、演算結果の画像を表示するモニタ８で構成されている。
【００２４】
なお、血流演算部６で演算される血流情報とは、例えば、被検体内の血流速度、血流速度分散、または血流エコー強度等をいう。
【００２５】
探触子２から被検体に向かって同じ音線位置に超音波パルスビームをＮ回送信し、次の音線位置に移り同様の操作をする。このような走査から得られた信号は、受信部３を経て、位相検波部４から検波信号を得る。また、ここで１アンサンブルとは、同じ音線位置にＮ回送信して得られたＮ本の検波信号をまとめた呼び方である。１アンサンブル分のデータを得るために、同一方向への超音波パルスビーム送受信が２回であれば、血流情報と臓器壁等の組織の動き情報とが合成された値を演算することができ、３回以上であればＭＴＩ(moving target indication)フィルタにより組織の動き情報を抑圧し血流情報のみを演算して出力することができる。本実施形態ではＮ＝８（回）を１アンサンブルとしている。
【００２６】
また、１本の検波信号は、被検体の深さ方向に沿って得られる信号である。メモリ制御部９は、１本の検波信号を大容量メモリ部５内のアドレス空間の１行に格納する。
【００２７】
スキャンコンバータ７は、血流演算部６による血流情報の演算結果を、フレームメモリ内の走査線の位置に相当する場所に格納し、モニタ８はフレームメモリ内の画像情報を表示する。
【００２８】
図１と図７とを比較すれば分かるように、本実施形態にかかる超音波ドプラ血流計が図７に示した従来の超音波ドプラ血流計と異なる主な点は、位相検波部４が出力する検波信号を記憶するために、大容量メモリ制御部９、大容量メモリ部１０、小容量メモリ制御部１１、小容量メモリ部１２を備えている点である。
【００２９】
大容量メモリ部１０に使用するメモリは、行方向の読書き速度が速く、列方向の読書き速度が遅い特性を持つ物とする。このメモリとしては、例えば、ＳＲＡＭよりも小型で安価に市場に供給されているＤＲＡＭやＳＤＲＡＭ等が使用できる。
【００３０】
一方、小容量メモリ部１２に使用するメモリは、ランダムアクセスを行ってもアクセス速度が一定な特性をもつ物とする。このような条件を満たすメモリとしては、ＳＲＡＭが望ましい。
【００３１】
位相検波部４から送られる検波信号は、大容量メモリ制御部９の指示を受け、大容量メモリ部１０に記憶される。このとき、大容量メモリ部１０のメモリ空間に、図２に「書込み方向」として矢印で示す方向（行方向）に、一本分（一行分）の検波信号が書き込まれる。なお、図２は、大容量メモリ部１０のメモリ空間を表すものである。同図内での横方向が行方向、縦方向が列方向であり、大容量メモリ部１０は、前述したように、行方向（横方向）の読書き速度が速く、列方向（縦方向）の読書き速度が遅い特性を持つ。
【００３２】
１アンサンブル（本実施形態では８本分の検波信号）の最後の検波信号が大容量メモリ部１０に書き込まれたら、大容量メモリ制御部９は、１アンサンブル分のデータを大容量メモリ部１０から１行ずつ読出し、小容量メモリ制御部１１に転送する。なお、このときの読出し方向は、図２に「読出し方向」として矢印で示すとおり、書込み方向と同じく大容量メモリ部１０における行方向である。
【００３３】
小容量メモリ制御部１１は、大容量メモリ部１０より１行ずつ転送される１アンサンブル分のデータを、小容量メモリ部１２へ書き込む。ここで、図３に、小容量メモリ部１２のメモリ空間と、データの読書き方向とを示す。図３に「書込み方向」として矢印で示すように、小容量メモリ部１２へのデータの書込み方向も、メモリ空間における行方向（図３内での横方向）である。小容量メモリ制御部１１は、１アンサンブル分のデータの小容量メモリ部１２への転送が終了したことを確認したら、小容量メモリ部１２内の１アンサンブルのデータから同一深さ（一点）の検波信号を読み出し、血流演算部６に転送する。このときのデータの読み出し方向は、図３に「読出し方向」として矢印で示すように、小容量メモリ部１２のメモリ空間における列方向（図３内での縦方向）である。
【００３４】
このように、第１の実施形態の超音波ドプラ血流計によれば、大容量メモリ制御部９、大容量メモリ部１０、小容量メモリ制御部１１、小容量メモリ部１２を設け、大容量メモリ制御部９が、大容量メモリ部１０から小容量メモリ部１２へ１アンサンブル分のデータを行方向のみで読込み転送する（図２参照）。これによって、列方向の遅い読書き速度に影響されることなく、小容量メモリ部１２および血流演算部６へデータを転送する事が可能である。従って、大容量メモリ部１０を、安価で小型のＳＤＲＡＭで構成しても、小容量メモリ部１２および血流演算部６への高速なデータ転送を行える。
【００３５】
また、小容量メモリ部１２の容量が、上記の１アンサンブルではなく、血流演算に必要な２点分の検波信号の容量がある場合においても、大容量メモリ部１０内に２点分の検波信号が書込まれたら、大容量メモリ部１０内から行方向に連続するように２点分の検波信号を読込み、小容量メモリ部１２へ転送することで、高速な行方向の連続読込み回数が２回になり、遅い列方向の読込み速度の影響を減少することができる。
【００３６】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態にかかる超音波ドプラ血流計の概略構成を図４に示す。
【００３７】
図４に示すように、本実施形態にかかる超音波ドプラ血流計１１０は、複数の電気音響変換素子を持ち超音波を送受信する探触子２（超音波送受信部）、探触子２に向けて送信信号を送る送信部１、電気信号に変えられた信号に遅延を掛け受信信号とする受信部３、受信信号からドプラ遷移を受けた成分を検出し検波信号とする位相検波部４、２アンサンブル分以上の検波信号を格納する事が出来る外部メモリ部１７（第１の記憶部）、データの入出力及び血流情報演算を行う演算ユニット１９、画像を構成するスキャンコンバータ７、演算結果の画像を表示するモニタ８で構成されている。
【００３８】
演算ユニット１９は、一つのハードウェアユニットとして形成されており、第１の入出力部１３、第２の入出力部１６、第３の入出力部１８、演算部１４、内部メモリ部１５（第２の記憶部）で構成されている。
【００３９】
第１の入出力部１３は、位相検波部４からの信号を受取る。第２の入出力部１６は、外部メモリ部１７と信号の入出力を行う。第３の入出力部１８は、スキャンコンバータ７へ出力を行う。内部メモリ部１５（第２の記憶部）は、１アンサンブル分を格納できる容量があり、血流情報演算に必要なデータを格納する。演算部１４は、内部メモリ部１５と第１〜第３の入出力部との間の転送を制御する機能と、血流情報を演算する機能とを有する。
【００４０】
図４における送信部１、探触子２、受信部３、位相検波部４、スキャンコンバータ部７、モニタ８の構成及び動作については、第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【００４１】
図４と図７とを比較すれば明らかなように、本実施形態にかかる超音波ドプラ血流計は、従来の超音波ドプラ血流計と異なり、位相検波部４の出力が演算ユニット１９へ入力されている。また、演算ユニット１９は、外部メモリ部１７への入出力とスキャンコンバータ７への出力を行う。
【００４２】
外部メモリ部１７に使用するメモリは、行方向の読書き速度が速く、列方向の読書き速度が遅い特性を持つ物とする。このメモリとしては、例えば、小型で安価なＤＲＡＭやＳＤＲＡＭ等が使用できる。
【００４３】
内部メモリ部１５に使用するメモリは、ランダムアクセスを行ってもアクセス速度が一定な特性を持つものとする。このような条件を満たすメモリとしては、ＳＲＡＭが望ましい。
【００４４】
演算ユニット１９としては、例えば、ＤＳＰまたはＣＰＵ等を用いることができる。
【００４５】
以上のように構成された本実施形態の超音波ドプラ血流計１１０の動作について、図５のフローチャートを用いて説明する。
【００４６】
位相検波部４から第１の入力部１３へ送られた検波信号は、演算部１４の指示を受け、第２の入出力部１６を介して外部メモリ部１７へ記憶される。このとき、外部メモリ部１７のアドレス空間の１行に一本分の検波信号を書き込む（ステップＳ４０１）。
【００４７】
次に、今、外部メモリ部１７に書き込まれた１本分の検波信号がアンサンブルの最後の検波信号かの真偽判定をする（ステップＳ４０２）。この判定が偽の場合、位相検波部４から外部メモリ部１７に書き込む処理（ステップＳ４０１）に戻る。真の場合、演算部１４は、１アンサンブル分のデータを外部メモリ部１７から１行ずつ読み出し、内部メモリ部１５へ転送する（ステップＳ４０３）。さらに、演算部１４は、内部メモリ部１５に格納されたデータを読み、１ライン分の血流情報を演算し、演算結果を内部メモリ部１５に格納する（ステップＳ４０４）。
【００４８】
演算部１４は、さらに、内部メモリ部１５に格納された演算結果を、第３の入出力部１８を経由してスキャンコンバータ７へ転送し（ステップＳ４０５）、その後、ステップＳ４０１に戻る。
【００４９】
このように、第２の実施形態の超音波ドプラ血流計によれば、外部メモリ部１７と、演算部１４および内部メモリ部１５を持つ演算ユニット１９とを設け、演算部１４が、そのデータ転送機能により、外部メモリ部１７から内部メモリ部１５へ１アンサンブル分のデータを行方向のみで読み込み転送する。これにより、外部メモリ部１７の列方向の遅い読書き速度に影響されることなく、内部メモリ部１５にデータを転送する事が可能である。
【００５０】
更に、内部メモリ部１５を有する演算ユニット１９を使用することにより、データ転送機能および血流情報演算機能を有する演算部１４の動作をソフトウエアで記述することが可能になり、ハードウェアを実装した後も動作内容を変更することが可能である。
【００５１】
なお、第２の実施形態の変形例として、図６に示すような構成も本発明の一実施形態として考えられる。図６に示す構成では、図４に示した演算部１４の二つの機能（データ転送機能および血流情報演算機能）を分担させるために、二つの演算処理回路（データ転送部２０および血流演算部２１）を設ける。そして、これらのデータ転送部２０および血流演算部２１に、内部メモリ部１５に対するダイレクトメモリアクセス機能を持たせることにより、血流情報を演算しながら、データの転送を行うことが可能になり、血流情報の演算の高速化が行える。
【００５２】
このように、第２の実施形態の超音波ドプラ血流計によれば、外部メモリ１７から内部メモリ部１５へ１アンサンブル分のデータを行方向のみで読込み転送することによって、列方向の遅い読書き速度に影響されることなくデータを転送する事が可能である。従って、外部メモリ１７を、安価で小型のＤＲＡＭまたはＳＤＲＡＭ等で構成しても、内部メモリ部１５へのデータ転送を高速に行える。また、装置をより安価に構成することが可能となる。
【００５３】
また、上記の各実施形態において、第２の記憶部である小容量メモリ部１２または内部メモリ部１５の容量が小さい場合は、第１の記憶部である大容量メモリ部１０または外部メモリ部１７から第２の記憶部である小容量メモリ部１２または内部メモリ部１５へ転送しようとする１アンサンブル分のデータを分割し、分割されたデータを、第１の記憶部のメモリ空間の行方向に順次読み出して転送するようにすれば良い。これにより、第２の記憶部である小容量メモリ部１２または内部メモリ部１５の容量が小さくても、第１の記憶部である大容量メモリ部１０または外部メモリ部１７の読書き速度が遅い側の影響を少なくすることが出来る。
【００５４】
以上のように、本発明によれば、メモリ部に使用するメモリの特性が行方向と列方向で読書き速度が異なる場合でも、遅い読書き速度の影響を少なくし、血流情報演算部への転送を従来とほぼ同等に保ちつつ、小型でかつ安価な超音波ドプラ血流測定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態における超音波ドプラ血流計のブロック図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施形態における第１の記憶部（大容量メモリ部）におけるデータの読書き方向を説明する図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施形態における第２の記憶部（小容量メモリ部）におけるデータの読書き方向を説明する図である。
【図４】図４は、本発明の第２の実施形態における超音波ドプラ血流計のブロック図である。
【図５】図５は、本発明の第２の実施形態における演算ユニットの動作説明のためのフローチャートである。
【図６】図６は、本発明の第２の実施形態の変形例としての超音波ドプラ血流計のブロック図である。
【図７】図７は、従来の超音波ドプラ血流計のブロック図である。
【図８】図８は、大容量メモリ部への検波信号の書込み方向と読出し方向の関係を示す図である。
【図９】図９は、低流速血流の観測を可能にする超音波パルス送信順序を示した図である。
【国際調査報告】
2004073521.tif 000012
2004073521.tif 000013
2004073521.tif 000014
2004073521.tif 000015