(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｍ×Ｎ個を２次元平面状に配列し、発信部と受信部が１ペアになった超音波連続波探触子の配列面を人体の皮膚に接触させ、前記各超音波連続波探触子が対応部位の血流速度を感知するものであり、Ｍ×Ｎ個のマルチチャンネルの各チャンネルの構成において発信部とペアの同じ受信部で感知した超音波のドプラー効果から血流速度を演算し、前記演算した各チャンネルの血流速度の表示を、超音波連続波探触子Ｍ×Ｎ個のカラーセグメントとし、各カラーセグメントを表示画面の上から番号１−１、１−２、−−−、Ｍ−Ｎの順に行配列対応させ、各行内で血流速の色表示を行いながら、心電図とともに同一表示画面に同期表示する健康診断用の単一周波数の超音波による血流速度計測装置。
【請求項２】
各カラーセグメントは各行内で血流速の色表示を行うバーとして、カラーとカラーの濃淡で血流速に対応・変化しつつ、画面下段の心電波形に同期して左から右に移動しながら血流速を表示するものであり、前記行配列されたカラーセグメントと共に、血流側に対応するカラーバーを画面内に表示する請求項１記載の健康診断用の単一周波数の超音波による血流速度計測装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は人体における血流速度を心電図とあわせパソコン画面に表示する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一般検診では心電図と生化学検査が主体であり、心血管系疾患のスクリ−ニングには限界がある。近年、生活の欧米化にともない、動脈硬化性疾患が増加している。冠動脈の狭窄性病変による狭心症、閉塞性四肢動脈硬化症、頚動脈硬化症等があり、頚動脈硬化症における総頚動脈での異常高速血流は脳血管障害と狭心症の早期診断に有用といわれている。
【０００３】
現行のパルス変調ドプラ法による超音波診断装置の殆どがいわゆるＢモ−ドをベ−スにしており、分解能を上げるため探触子を２００個以上１列（ｘ軸）に並べている。したがって、これを人体に当てた場合、人体の輪切り断面（ｘｚ軸、ｚ軸は深さ方向）内に血管があれば応答が得られる。しかし、超音波は血管や骨以外にも媒質の異なる境界、すなわち音響インピ−ダンスが異なる面で反射する性質があり、また奥行きの深い箇所からの反射は減衰するのでノイズレベルになりやすく、いまだ充分な分解能が得られておらず、２次元のＢモ−ド画面の判読は容易でない。とくに、問題とする高速血流を探すには、探触子をｙ軸方向に移動しなければならないが、これらを立体的に映像化する技術はいまだ確立されていないので、迅速な判断が得られにくい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、左冠動脈の近位部の血流速度は拡張期において通常０．５ｍ／ｓであり、心房内・心室内血流速度と同程度であるが、狭窄度が進めば冠動脈における血流速度が０．７〜１ｍ／ｓと速くなる。また、左冠動脈に血液が流れるタイミングが拡張期初期にピ−クをもつことから、血流速のパタ−ンを心電図と同期で表示することができれば、心房内、心質内の血流速度と区別することも可能と思われる。
【０００５】
そこで、本発明は検診レベルで使用し得る簡易な方法で人体における血流速度を検出し、これを同期の心電図とあわせてパソコン画面に表示し、異常血流部位を診断する装置を提供せんとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
ここにおいて本発明者らは、Ｍ×Ｎ個を２次元に配列した超音波連続波探触子の配列面を人体の皮膚に接触させ、各超音波探触子が感知した超音波のドプラ−効果から血流速度を演算し、各超音波探触子の配列パタ−ンをパソコン画面に対応させ、各血流速度を色調ならびにその濃淡で表示する血流速度計測装置、ならびにこのようにして得られる各血流速度を色調ならびにその濃淡で心電図とともに同一パソコン画面に表示する健康診断用の超音波による血流速度計測装置を見出すにいたった。すなわち本発明の健康診断用の単一周波数の超音波による血流速度計測装置は、Ｍ×Ｎ個を２次元平面状に配列し、発信部と受信部が１ペアになった超音波連続波探触子の配列面を人体の皮膚に接触させ、前記各超音波連続波探触子が対応部位の血流速度を感知するものであり、Ｍ×Ｎ個のマルチチャンネルの各チャンネルの構成において発信部とペアの同じ受信部で感知した超音波のドプラー効果から血流速度を演算し、前記演算した各チャンネルの血流速度の表示を、超音波連続波探触子Ｍ×Ｎ個のカラーセグメントとし、各カラーセグメントを表示画面の上から番号１−１、１−２、−−−、Ｍ−Ｎの順に行配列対応させ、各行内で血流速の色表示を行いながら、心電図とともに同一表示画面に同期表示する。また各カラーセグメントは各行内で血流速の色表示を行うバーとして、カラーとカラーの濃淡で血流速に対応・変化しつつ、画面下段の心電波形に同期して左から右に移動しながら血流速を表示するものであり、前記行配列されたカラーセグメントと共に、血流側に対応するカラーバーを画面内に表示する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
超音波連続波探触子はＭ×Ｎ個を２次元平面状に配列する。図１はＭ×Ｎ個のマルチチャンネルのうち、１チャンネルの構成を示したものである。ただし、心電センサ−およびパソコン表示装置は全装置に対して各１個である。
【０００８】
図１において所定の交流電圧を発振器３で発生させ、発信部と受信部とからなる超音波連続波探触子１が対応部位の血流速度を感知する。すなわち、超音波トランスジュ−サと称される発信部から心臓その他の部位に向けて超音波を照射し、その超音波ビ−ム上の各組織境界や血流からの反射波を発信とペアの同じ超音波トランスジュ−サと称される受信部で受ける。超音波連続波探触子はこれら１ペアになったものがＭ行×Ｎ列で２次元平面的に配列しており、診断対象の部位の形状や構造により直線状配列やＭ、Ｎが２〜４個のもの、超音波連続波探触子端子が傾斜したもの等の種類がある。
【０００９】
超音波連続波探触子１で受信した反射波は発振器３による周波数とともに検波器２で検波され、対象となる血流が速さｖで超音波トランスジュ−サに近づく又は遠ざかるにしたがい血流速ｖｍ／ｓに比例したドプラ偏移周波数を得る。
【００１０】
ドプラ偏移周波数は増幅し、不要なノイズを除去して必要な周波数範囲のみを選択するＨＦＰ（ハイパスフィルタ−）４およびＬＰＦ（ロ−パスフィルタ−）５を通り、増幅されてＦ／Ｖ（周波数−電圧）変換器６に入る。Ｆ／Ｖ変換器６はドプラ偏移周波数に比例した電圧に変換する。
【００１１】
ＬＰＦ５を出たドプラ偏移信号は血流速０から最高速にいたるあらゆる周波数の混合波スペクトルである。この信号はＦ／Ｖ変換器６により各超音波連続波探触子でとらえた血流速の瞬時最高値に相当する電圧で置き換えられる。この最高速電圧は増幅されてＡ／Ｄ変換器７に入力する。入力するアナログ信号はＡ／Ｄ変換器７によりデジタル信号に変換して、その時間的経緯がＤＯＳ／Ｖ形パソコン８画面の全横幅６４０分割の分解能でプロットされる。なお、Ａ／Ｄ変換器７はＤＯＳ／Ｖ形パソコン８のユ−ザ−ススロットに収納する。
【００１２】
さらに、血流の最高速を示すプロット点は４点平均法による平均値を結んでエンベロ−プとする。つまり、このエンベロ−プは１超音波連続波探触子がとらえた血流速のうち最高速の時間的経緯パタ−ンを表示するものである（図２の上段）。ＤＯＳ／Ｖ形パソコン８ではソフトウエア９によってデジタル信号が処理されて１チャンネルごとの血流パタ−ン図や超音波連続波探触子１の配列ごとの血流の速さがカラ−やそのカラ−の濃淡の変化で表示できる。また、必要な１チャンネルを選択して血流値の最大値を含む血流速パタ−ンを心電波形に同期させて画面に表示する。
【００１３】
心電センサ−１１がとらえた心電波形は心臓の１鼓動間をほぼ画面いっぱいに表示して（図２の下段）、上段に示す血流速パタ−ンと同期する。なお、カラ−プリンタ−１０はパソコン８の画面を原色印刷する。
【００１４】
さらに、血流の速さをカラ−とそのカラ−の濃淡によって表示する。血流速をｖｍ／ｓとし、通常血流速と血流速が高速である異常血流速の限界値をｖ1 ｍ／ｓとするとき、ｖ≧ｖ1 であれば、パソコン画面は赤色となり、血流速ｖの増加とともに濃赤に変化する。ｖ＜ｖ1 であれば、パソコン画面は青色となり、血流速ｖの減少とともに淡青に変化する。画面はこれらの変化が心電波形が示す時間経緯とともに展開するので、心臓の収縮・拡張期に対するタイミングも感知できる。すなわち、どの超音波連続波探触子がどのタイミングで血流の異常を示すかが目視により確認することができる。また、異常を示す超音波連続波探触子を選択して血流速パタ−ンを観察することができる。ｖ1 値はメニュ−方式で選択し、画面右上に表示し、血流速に対応するカラ−バ−も画面右側に表示しておく。
【００１５】
血流速の色表示については、図３に示すごとく、超音波連続波探触子Ｍ×Ｎ個に番号１−１、１−２、−−−、Ｍ−Ｎを付与し、パソコン画面の上から順にセグメントを対応させる。各セグメントはカラ−とカラ−の濃淡で血流速に対応・変化しつつ、画面下段の心電波形に同期して左から右に移動しながら血流速を表示する。血流速の色表示は上記と同様である。上記と同様、どの超音波連続波探触子が心電波形のどのタイミングで異常血流（赤色〜濃赤色）を示すかが目視で感知できる。
【００１６】
以上における血流速の色表示パタ−ンの切り換えや、必要とする超音波連続波探触子の選択はマウスでおこない、血流速表示のいずれの場合でも、異常を示すものがあれば、瞬時静止させてカラ−印刷することができ、画面を切り換えて、ある特定超音波連続波探触子の血流速パタ−ンを図２のごとく表示することもできる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明の超音波連続波探触子によるドプラ法にもとずく血流速度計測装置は、パルス変調ドプラ法を用いる現行の超音波診断装置に比べて単一周波数でよく、機械的Ｑも高く、深さ方向の距離分解を要せず、とくに心臓など奥行きの深い部位に存する血流をとらえる優位性があり、超音波連続波探触子を人体の皮膚面に対向するよう２次元に配列することにより、その平面内の広い範囲の探索が可能で、短時間で見落としのない診断ができるメリットを有し、また、安価に製造することができる。このような２次元の配列をもった探触子による超音波連続波を用いる血流速度計測装置は世界的にも例がなく、医学分野において多大な貢献をなすものと期待される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の超音波ドプラ法による血流速度計測装置を示すブロック図である。
【図２】 １個の超音波連続波探触子による血流速パタ−ンと心電波形をパソコン画面に表示する場合の説明図である。
【図３】 各超音波連続波探触子に対応する血流速をパソコン画面に色表示する場合の説明図である。
【符合の説明】
１ 超音波連続波探触子
２ 検波器
３ 発振器
４ ＨＰＦ
５ ＬＰＦ
６ Ｆ／Ｖ変換器
７ Ａ／Ｄ変換器
８ パソコン
９ ソフトウエア
１０ カラ−プリンタ
１１ 心電センサ−
１２ カラ−バ−
１３ カラ−セグメント
【図１】
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【図２】
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【図３】
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