JPH0318457B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0318457B2 JPH0318457B2 JP59031897A JP3189784A JPH0318457B2 JP H0318457 B2 JPH0318457 B2 JP H0318457B2 JP 59031897 A JP59031897 A JP 59031897A JP 3189784 A JP3189784 A JP 3189784A JP H0318457 B2 JPH0318457 B2 JP H0318457B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- blood flow
- correlation detection
- sin
- correlation
- sample
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Landscapes
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、相関検出型の超音波血流計に係り、
特にその相関に用いるデータの作成方式に関する
もので、血管壁等から固定の反射波を正確に除去
できるようにしたものである。
特にその相関に用いるデータの作成方式に関する
もので、血管壁等から固定の反射波を正確に除去
できるようにしたものである。
従来のパルス法によるドプラ型超音波血流計で
は、被測定物からの反射波の位相情報のみを使用
している。位相情報は±πの範囲でしか比例的で
ないからパルス送信の繰り返し時間内で被測定物
の移動を検出しうる距離は±λ／４（λは超音波
の波長であり、±λ／４は±πに相当）以内に限
られ、被測定物がそれ以上移動するとデータ解析
ができず、誤つた解析結果を出力してしまう欠点
がある。
は、被測定物からの反射波の位相情報のみを使用
している。位相情報は±πの範囲でしか比例的で
ないからパルス送信の繰り返し時間内で被測定物
の移動を検出しうる距離は±λ／４（λは超音波
の波長であり、±λ／４は±πに相当）以内に限
られ、被測定物がそれ以上移動するとデータ解析
ができず、誤つた解析結果を出力してしまう欠点
がある。
そこで、超音波パルス送信の繰り返し時間内に
被測定物が±λ／４以上移動してもその流速を検
出できるように、反射波の振幅情報を活用する相
関検出型のものが開発されている。
被測定物が±λ／４以上移動してもその流速を検
出できるように、反射波の振幅情報を活用する相
関検出型のものが開発されている。
第１図はその相関検出型血流計の１例の概要ブ
ロツク図である。同図において１は超音波送信器
で、その出力電気パルス（送信信号）TSはトラ
ンスデユーサ２によつて超音波パルスに変換され
る。該超音波パルスの被測定物（図示せず）によ
る反射波は同一の（又は異なる）トランスデユー
サ２で受信され、受信器３で増幅、直交検波等さ
れる。受信器３の出力信号RSは相関検出型デー
タ発生部４に導かれ、ここで発生したデータは相
関データ解析部５において流速に変換され、更に
表示部６へ出力される。なお、７は各部を制御す
るコントローラであり、特に相関検出型データ発
生部４へは送信タイミングに同期したサンプリン
グポジシヨン信号Ｓが供給される。
ロツク図である。同図において１は超音波送信器
で、その出力電気パルス（送信信号）TSはトラ
ンスデユーサ２によつて超音波パルスに変換され
る。該超音波パルスの被測定物（図示せず）によ
る反射波は同一の（又は異なる）トランスデユー
サ２で受信され、受信器３で増幅、直交検波等さ
れる。受信器３の出力信号RSは相関検出型デー
タ発生部４に導かれ、ここで発生したデータは相
関データ解析部５において流速に変換され、更に
表示部６へ出力される。なお、７は各部を制御す
るコントローラであり、特に相関検出型データ発
生部４へは送信タイミングに同期したサンプリン
グポジシヨン信号Ｓが供給される。
第２図は相関検出型データ発生部４の具体例
で、第３図は各部信号波形図である。受信器３に
おいて増幅された受信信号RSは振幅検出器４１
により全波整流された後高周波をカツトされる。
第３図の波形、、は、それぞれその振幅検
出器４１の入力及び中間処理及び出力を示すもの
である。
で、第３図は各部信号波形図である。受信器３に
おいて増幅された受信信号RSは振幅検出器４１
により全波整流された後高周波をカツトされる。
第３図の波形、、は、それぞれその振幅検
出器４１の入力及び中間処理及び出力を示すもの
である。
次にその信号を、サンプルホールド回路４２，
４３により、第３図の波形、に示すΔTだけ
ずれた２つのパルスによりサンプルする。
４３により、第３図の波形、に示すΔTだけ
ずれた２つのパルスによりサンプルする。
本動作を超音波の送受信ごとに行う事によつて
第３図の波形、に示すデータを得る事ができ
る。このデータをY1（ｎ）Y2（ｎ）とすると、相
互相関検出器４５により、次式で示すようにこの
データの相互相関Ｚ（τ）が求められる。
第３図の波形、に示すデータを得る事ができ
る。このデータをY1（ｎ）Y2（ｎ）とすると、相
互相関検出器４５により、次式で示すようにこの
データの相互相関Ｚ（τ）が求められる。
Ｚ（τ）＝o=N
〓n=0
Y1（ｎ）Y2（ｎ＋τ）
第３図の波形に示すように、ピークポジシヨ
ン検出器４６によつて検出されるＺ（τ）の最大
値を示すτmaxは、ΔTに対応する距離を移動す
るのに要した時間を示すものである。よつてこれ
より、被測定物の速度を知る事ができる。
ン検出器４６によつて検出されるＺ（τ）の最大
値を示すτmaxは、ΔTに対応する距離を移動す
るのに要した時間を示すものである。よつてこれ
より、被測定物の速度を知る事ができる。
ところで、一般に受信波には血管壁等からの固
定の反射波が含まれるために、上述した相互相関
型血流計は、従来の反射波の位相情報にくらべて
精度が劣るという欠点がある。第４図において、
RS0は固定の反射波を示し、RS1は血液からの反
射波を示す。これらのRS0とRS1とを合成したも
のが実際の受信波である。
定の反射波が含まれるために、上述した相互相関
型血流計は、従来の反射波の位相情報にくらべて
精度が劣るという欠点がある。第４図において、
RS0は固定の反射波を示し、RS1は血液からの反
射波を示す。これらのRS0とRS1とを合成したも
のが実際の受信波である。
血液からの反射波RS1は、血流の速度に応じて
点線波形で示すように実線波形から移動する。し
たがつて、ある時刻ｔ＝t0の位置における受信波
の振幅を移動長の大きさに対応づけて示すと、第
４図最下段Ut0の実線波形のようになり、振幅に
脈動を生じてしまう。なお、点線波形は固定の反
射波がない場合のものである。
点線波形で示すように実線波形から移動する。し
たがつて、ある時刻ｔ＝t0の位置における受信波
の振幅を移動長の大きさに対応づけて示すと、第
４図最下段Ut0の実線波形のようになり、振幅に
脈動を生じてしまう。なお、点線波形は固定の反
射波がない場合のものである。
このように、血管壁等からの固定の反射波があ
る場合には、RS1の点線波形のような血液のみか
らの純粋なデータを得ることができないため、精
度が低下するという問題があつた。
る場合には、RS1の点線波形のような血液のみか
らの純粋なデータを得ることができないため、精
度が低下するという問題があつた。
本発明の目的は、相関検出型血流計において、
血管壁等に基づく固定の反射波の影響を受けない
相関データを得ることにあり、そのための構成と
して相関検出型超音波血流計において、超音波の
反射波信号をそれぞれ正弦波および余弦波の参照
波を用いて検波する直交検波器と、該直交検波器
の正弦波側および余弦波側の直交検波出力信号を
それぞれサンプルホールドする２つのサンプルホ
ールド回路と、該２つのサンプルホールド回路の
それぞれに接続された高域フイルタと、該２つの
高域フイルタの出力信号の２乗和を求める回路と
をそなえ、該２乗和信号に基づいて相関検出によ
る血流測定を行うことを特徴とするものである。
血管壁等に基づく固定の反射波の影響を受けない
相関データを得ることにあり、そのための構成と
して相関検出型超音波血流計において、超音波の
反射波信号をそれぞれ正弦波および余弦波の参照
波を用いて検波する直交検波器と、該直交検波器
の正弦波側および余弦波側の直交検波出力信号を
それぞれサンプルホールドする２つのサンプルホ
ールド回路と、該２つのサンプルホールド回路の
それぞれに接続された高域フイルタと、該２つの
高域フイルタの出力信号の２乗和を求める回路と
をそなえ、該２乗和信号に基づいて相関検出によ
る血流測定を行うことを特徴とするものである。
以下に、本発明の詳細を実施例にしたがつて説
明する。
明する。
第５図は、本発明の１実施例装置の構成図であ
る。本実施例装置は、第１図に示した相関検出方
式と、従来の位相検出方式の２つの血流測定回路
を並列に設け、血流速が小さい場合には相関検出
方式の測定回路を使用し、血流速が大きい場合に
は相関検出方式の測定回路を使用することによ
り、それぞれの特徴を活かして、広範囲の装速を
高精度で測定可能にしている。そして特に本発明
により、相関検出方式の測定回路の入力段には、
血管壁等から固定の反射波に由来する信号成分を
除去する前処理部が設けられている。
る。本実施例装置は、第１図に示した相関検出方
式と、従来の位相検出方式の２つの血流測定回路
を並列に設け、血流速が小さい場合には相関検出
方式の測定回路を使用し、血流速が大きい場合に
は相関検出方式の測定回路を使用することによ
り、それぞれの特徴を活かして、広範囲の装速を
高精度で測定可能にしている。そして特に本発明
により、相関検出方式の測定回路の入力段には、
血管壁等から固定の反射波に由来する信号成分を
除去する前処理部が設けられている。
第５図において、１は送信器、２はトランスデ
ユーサ、３は受信器、４は相関検出型データ発生
部、５は相関データ解析部、６は表示部、７はコ
ントローラ、８は前処理部、９は相関検出型デー
タ発生部、１０は位相データ解析部を示す。図
中、１乃至７で示される構成要素は、第１図の同
一番号要素に対応しており、第５図でも同様な動
作機能を果たすため説明を省略する。
ユーサ、３は受信器、４は相関検出型データ発生
部、５は相関データ解析部、６は表示部、７はコ
ントローラ、８は前処理部、９は相関検出型デー
タ発生部、１０は位相データ解析部を示す。図
中、１乃至７で示される構成要素は、第１図の同
一番号要素に対応しており、第５図でも同様な動
作機能を果たすため説明を省略する。
位相検出型データ発生部９および位相データ解
析部１０は前述した従来方式に基づく測定回路で
あり、０乃至πの範囲の位相情報で検出可能な大
きさの血流を測定する場合に使用される。
析部１０は前述した従来方式に基づく測定回路で
あり、０乃至πの範囲の位相情報で検出可能な大
きさの血流を測定する場合に使用される。
第６図は、前処理部８の細部構成図である。図
中、８１Ａ，８１Ｂは掛算器、８２Ａ，８２Ｂは
低域フイルタ、８３Ａ，８３Ｂはサンプルホール
ド回路、８４Ａ，８４Ｂは高域フイルタ、８５
Ａ，８５Ｂは自乗回路、８６は加算器、８７は入
力線、８８は出力線、８９および９０は多重化さ
れたブロツク、９１はデイレイ回路を示す。ここ
で、８１Ａ，８１Ｂ，８２Ａ，８２Ｂは直交検出
器を構成している。
中、８１Ａ，８１Ｂは掛算器、８２Ａ，８２Ｂは
低域フイルタ、８３Ａ，８３Ｂはサンプルホール
ド回路、８４Ａ，８４Ｂは高域フイルタ、８５
Ａ，８５Ｂは自乗回路、８６は加算器、８７は入
力線、８８は出力線、８９および９０は多重化さ
れたブロツク、９１はデイレイ回路を示す。ここ
で、８１Ａ，８１Ｂ，８２Ａ，８２Ｂは直交検出
器を構成している。
いま第７図に示すように、血液壁からの固定位
相の反射波をＡ（ｔ）sin（ωt＋θ）とし、血液か
らのドプラ効果による位相変化を含む反射液をＢ
（ｔ−an）sin（ωt＋bn）とする。なお、ｎは送信
繰り返し番号、そしてｂ＝ωaとする。
相の反射波をＡ（ｔ）sin（ωt＋θ）とし、血液か
らのドプラ効果による位相変化を含む反射液をＢ
（ｔ−an）sin（ωt＋bn）とする。なお、ｎは送信
繰り返し番号、そしてｂ＝ωaとする。
ここで、上記２の波が重なつたとすると、入力
信号Ｃ（ｔ）は、 Ｃ（ｔ）＝Ａ（ｔ）sin（ωt＋θ）＋Ｂ（ｔ−an）sin
（ωt＋bn） となり、単にこの信号を検波しただけではＢ（ｔ
−an）のｔ＝t0の点（第４図参照）をサンプルす
ることはできない。よつてここで掛算器８１Ａお
よび８１ＢによりＣ（ｔ）にsin、cos信号を掛算
し、D1（ｔ）およびD2（ｔ）をつくる。
信号Ｃ（ｔ）は、 Ｃ（ｔ）＝Ａ（ｔ）sin（ωt＋θ）＋Ｂ（ｔ−an）sin
（ωt＋bn） となり、単にこの信号を検波しただけではＢ（ｔ
−an）のｔ＝t0の点（第４図参照）をサンプルす
ることはできない。よつてここで掛算器８１Ａお
よび８１ＢによりＣ（ｔ）にsin、cos信号を掛算
し、D1（ｔ）およびD2（ｔ）をつくる。
D1（ｔ）＝Ｃ（ｔ）・sin ωt＝Ａ（ｔ）sin（ωt＋θ
）・sin ωt＋Ｂ（ｔ−an）sin（ωt＋bn）・sun ωt ＝Ａ（ｔ）（−１／２（cos（2ωt＋θ）−cos θ）
）＋Ｂ（ｔ−an）（−１／２（cos（2ωt＋bn）−cos b
n）） D2（ｔ）＝Ｃ（ｔ）・cos ωt＝Ａ（ｔ）sin（ωt＋θ
）・cos ωt＋Ｂ（ｔ−an）sin（ωt＋bn）・cos ωt ＝Ａ（ｔ）（１／２（sin（2ωt＋θ）＋sin θ））
＋Ｂ（ｔ−an）（１／２（sin（2ωt＋bn）＋sin bn）
） ここで低域フイルタ８２Ａ，８２Ｂでωおよび
2ω成分を除去し、それ以下の低周波成分だけ通
過させると、 E1（ｔ）＝１／2A（ｔ）・cosθ＋１
／2B（ｔ−an）cos bn E2（ｔ）＝１／2A（ｔ）・sinθ＋１
／2B（ｔ−an）sin bn となる。ここでサンプルホールド回路８３Ａ，８
３Ｂにより各ｎに対してもｔ＝t0でサンプルした
時系列データを高域フイルタ８４Ａ，８４Ｂに通
すと、E1（ｔ）、E2（ｔ）の各第１項は消え、ｎが
増加している第２項のみが残る。
）・sin ωt＋Ｂ（ｔ−an）sin（ωt＋bn）・sun ωt ＝Ａ（ｔ）（−１／２（cos（2ωt＋θ）−cos θ）
）＋Ｂ（ｔ−an）（−１／２（cos（2ωt＋bn）−cos b
n）） D2（ｔ）＝Ｃ（ｔ）・cos ωt＝Ａ（ｔ）sin（ωt＋θ
）・cos ωt＋Ｂ（ｔ−an）sin（ωt＋bn）・cos ωt ＝Ａ（ｔ）（１／２（sin（2ωt＋θ）＋sin θ））
＋Ｂ（ｔ−an）（１／２（sin（2ωt＋bn）＋sin bn）
） ここで低域フイルタ８２Ａ，８２Ｂでωおよび
2ω成分を除去し、それ以下の低周波成分だけ通
過させると、 E1（ｔ）＝１／2A（ｔ）・cosθ＋１
／2B（ｔ−an）cos bn E2（ｔ）＝１／2A（ｔ）・sinθ＋１
／2B（ｔ−an）sin bn となる。ここでサンプルホールド回路８３Ａ，８
３Ｂにより各ｎに対してもｔ＝t0でサンプルした
時系列データを高域フイルタ８４Ａ，８４Ｂに通
すと、E1（ｔ）、E2（ｔ）の各第１項は消え、ｎが
増加している第２項のみが残る。
F1（ｎ）＝１／2B（t0−an）cos bn
F2（ｎ）＝１／2B（t0−an）sin bn
これを自乗回路８５Ａ，８５Ｂでそれぞれ自乗
し、加算器８６で加算して２乗和を求めると Ｇ（ｎ）＝１／4B2（t0−an） となり、所望のＢ（t0−an）のみを含む値を求め
る事ができる。
し、加算器８６で加算して２乗和を求めると Ｇ（ｎ）＝１／4B2（t0−an） となり、所望のＢ（t0−an）のみを含む値を求め
る事ができる。
上記のＧ（ｎ）の値は、第５図の相関検出型デ
ータ発生部４に送られ、第２図で説明されている
ようにして相関が求められ、相関データ解析部５
で血流速が計算される。
ータ発生部４に送られ、第２図で説明されている
ようにして相関が求められ、相関データ解析部５
で血流速が計算される。
ブロツク８９および９０は、ｔ＝t0のサンプリ
ング処理時間を半分に短縮するために２重化した
もので、入力信号E1（ｔ）、E2（ｔ）を共通入力と
し、サンプリング位置は、ブロツク９０に対する
サンプリング信号をデイレイ回路９１により一定
時間遅延させることにより、ブロツク８９との間
にずれを与えている。多重化は必要に応じて行わ
れる。
ング処理時間を半分に短縮するために２重化した
もので、入力信号E1（ｔ）、E2（ｔ）を共通入力と
し、サンプリング位置は、ブロツク９０に対する
サンプリング信号をデイレイ回路９１により一定
時間遅延させることにより、ブロツク８９との間
にずれを与えている。多重化は必要に応じて行わ
れる。
以上のように、本発明によれば血管壁からの固
定反射波の影響を除くことができるため、相関検
出方式による血流速の測定精度を格段に向上させ
ることができる。
定反射波の影響を除くことができるため、相関検
出方式による血流速の測定精度を格段に向上させ
ることができる。
第１図は相関検出型血流計の概要構成図、第２
図はその相関検出型データ発生部の詳細図、第３
図は第２図における各部の信号波形図、第４図は
固定波の影響の説明図、第５図は本発明の１実施
例の全体構成図、第６図はその前処理部の詳細
図、第７図は動作を説明するための信号波形図で
ある。 図中、１は送信器、２はトランスデユーサ、３
は受信器、４は相関検出型データ発生部、６は表
示部、８は前処理部、８１Ａ，８１Ｂは掛算器、
８２Ａ，８２Ｂは低域フイルタ、８３Ａ，８３Ｂ
はサンプルホールド回路、８４Ａ，８４Ｂは高域
フイルタ、８５Ａ，８５Ｂは自乗回路、８６は加
算器を示す。
図はその相関検出型データ発生部の詳細図、第３
図は第２図における各部の信号波形図、第４図は
固定波の影響の説明図、第５図は本発明の１実施
例の全体構成図、第６図はその前処理部の詳細
図、第７図は動作を説明するための信号波形図で
ある。 図中、１は送信器、２はトランスデユーサ、３
は受信器、４は相関検出型データ発生部、６は表
示部、８は前処理部、８１Ａ，８１Ｂは掛算器、
８２Ａ，８２Ｂは低域フイルタ、８３Ａ，８３Ｂ
はサンプルホールド回路、８４Ａ，８４Ｂは高域
フイルタ、８５Ａ，８５Ｂは自乗回路、８６は加
算器を示す。
Claims (1)
- １ 相関検出型超音波血流計において、超音波の
反射波信号をそれぞれ正弦波および余弦波の参照
波を用いて検波する直交検波器と、該直交検波器
の正弦波側および余弦波側の直交検波出力信号を
それぞれサンプルホールドする２つのサンプルホ
ールド回路と、該２つのサンプルホールド回路の
それぞれに接続された高域フイルタと、該２つの
高域フイルタの出力信号の２乗和を求める回路と
をそなえ、該２乗和信号に基づいて相関検出によ
る血流測定を行うことを特徴とする相関検出型超
音波血流計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59031897A JPS60176633A (ja) | 1984-02-22 | 1984-02-22 | 相関検出型超音波血流計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59031897A JPS60176633A (ja) | 1984-02-22 | 1984-02-22 | 相関検出型超音波血流計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60176633A JPS60176633A (ja) | 1985-09-10 |
| JPH0318457B2 true JPH0318457B2 (ja) | 1991-03-12 |
Family
ID=12343802
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59031897A Granted JPS60176633A (ja) | 1984-02-22 | 1984-02-22 | 相関検出型超音波血流計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60176633A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH064072B2 (ja) * | 1988-10-28 | 1994-01-19 | 横河メディカルシステム株式会社 | 超音波血流イメージング装置 |
| JP2009109285A (ja) * | 2007-10-29 | 2009-05-21 | Yokogawa Electric Corp | 熱式流量計 |
-
1984
- 1984-02-22 JP JP59031897A patent/JPS60176633A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60176633A (ja) | 1985-09-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Gueuning et al. | Accurate distance measurement by an autonomous ultrasonic system combining time-of-flight and phase-shift methods | |
| US5177691A (en) | Measuring velocity of a target by Doppler shift, using improvements in calculating discrete Fourier transform | |
| US4809703A (en) | Ultrasonic doppler blood flow meter | |
| US4693319A (en) | Correlation detection type ultrasound blood flowmeter | |
| ATE59700T1 (de) | Digitale schaltung fuer einen durchflussmesser und verfahren zur durchflussmessung. | |
| GB1451286A (en) | Method and apparatus for the measurement of fluid-flow velocity | |
| EP3164680B1 (en) | Method of measuring time of flight of an ultrasound pulse | |
| EP0794411A2 (en) | Flow measurement | |
| US4084148A (en) | Object recognition system | |
| US5183047A (en) | Doppler flow velocity meter | |
| US5113867A (en) | Fluid flow characterizing | |
| US3648225A (en) | Digital sonar doppler navigator | |
| US4671294A (en) | Pulsed doppler flow mapping apparatus | |
| EP0345960B1 (en) | An ultrasonic doppler blood flow velocity detection apparatus | |
| JP2640657B2 (ja) | 超音波ドプラ計 | |
| US5602343A (en) | Method of, and apparatus for, measuring the velocity of a fluid | |
| EP0807825B1 (en) | Ultrasonic continuous wave doppler blood flow-meter | |
| JPH0318457B2 (ja) | ||
| JPH04223273A (ja) | パルスドップラー装置における多義性回避方法および装置 | |
| EP0474867B1 (en) | Method of processing doppler signal | |
| JP2714067B2 (ja) | パルスドプラ計測装置 | |
| JPH02203849A (ja) | パルスドプラ計測装置 | |
| JP2714042B2 (ja) | パルスドプラ計測装置 | |
| JPH0257674B2 (ja) | ||
| SU1265478A1 (ru) | Коррел ционный расходомер |