JPH0323052B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0323052B2 JPH0323052B2 JP61175327A JP17532786A JPH0323052B2 JP H0323052 B2 JPH0323052 B2 JP H0323052B2 JP 61175327 A JP61175327 A JP 61175327A JP 17532786 A JP17532786 A JP 17532786A JP H0323052 B2 JPH0323052 B2 JP H0323052B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- analysis
- doppler signal
- data
- speed
- frequency
- 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 - Lifetime
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- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明はドプラ方式超音波診断装置に用いるド
プラ信号分析表示装置の改良に関する。
プラ信号分析表示装置の改良に関する。
（従来の技術）
超音波パルスを被検体に放射すると反射体から
エコーが戻つてくるが、この反射体が運動してい
ると、受信されるエコーの周波数は送信周波数と
異なり、反射体が探触子の方に向かつて動いてい
るときは受信周波数は送信周波数より高く、逆に
遠ざかる時は低くなる。そして、その周波数偏移
は反射体の運動速度に比例する。このドプラー効
果を利用して、例えば心臓や血管内を流れる血液
の方向と速さを知ることができる。その方法とし
て受信周波数fRに送信信号と等しい周波数の正弦
波fTからオフセツト周波数f1を差引いた周波数を
減じてビート周波数ΔfBを作つて解析している。
エコーが戻つてくるが、この反射体が運動してい
ると、受信されるエコーの周波数は送信周波数と
異なり、反射体が探触子の方に向かつて動いてい
るときは受信周波数は送信周波数より高く、逆に
遠ざかる時は低くなる。そして、その周波数偏移
は反射体の運動速度に比例する。このドプラー効
果を利用して、例えば心臓や血管内を流れる血液
の方向と速さを知ることができる。その方法とし
て受信周波数fRに送信信号と等しい周波数の正弦
波fTからオフセツト周波数f1を差引いた周波数を
減じてビート周波数ΔfBを作つて解析している。
ΔfB＝fR−（fT−f1）
＝f1＋2fTVcosθ／Ｃ ……(1)
ここで
Ｃ；媒質中の音速
Ｖ；反射体の速度（探触子に向う速度を正とす
る。） θ；音波ビームの方向と反射体の運動方向とのな
す角 心臓や血管の中を流れる血液は時々刻々その方
向と速さが変わつているので、これを瞬時瞬時で
計測し、CRTに表示できれば便利である。又、
或る時刻における血流は同一速度で流れているわ
けではなく、色々異なつた速度の血液が流れてお
り、特に乱流の場合には正逆両方向の血流が同時
に存在する。この流れの分布を高速で計算し、
CRT上に実時間で表示するものとしてドプラ信
号分析表示装置が使用される。
る。） θ；音波ビームの方向と反射体の運動方向とのな
す角 心臓や血管の中を流れる血液は時々刻々その方
向と速さが変わつているので、これを瞬時瞬時で
計測し、CRTに表示できれば便利である。又、
或る時刻における血流は同一速度で流れているわ
けではなく、色々異なつた速度の血液が流れてお
り、特に乱流の場合には正逆両方向の血流が同時
に存在する。この流れの分布を高速で計算し、
CRT上に実時間で表示するものとしてドプラ信
号分析表示装置が使用される。
そのドプラ信号分析表示装置として、高速フー
リエ変換（以下FFTという）装置が用いられて
いる。このFFT装置にドプラ装置で得たドプラ
ビート信号ΔfBを入力すると、装置はAD変換後
流速分布や平均流速を演算する。その演算結果は
再びアナログ信号に変換され、CRTに表示され
る。
リエ変換（以下FFTという）装置が用いられて
いる。このFFT装置にドプラ装置で得たドプラ
ビート信号ΔfBを入力すると、装置はAD変換後
流速分布や平均流速を演算する。その演算結果は
再びアナログ信号に変換され、CRTに表示され
る。
（発明が解決しよとする問題点）
ところが、ドプラ信号分析表示装置の実時間分
析には汎用プロセツサシステムでは間に合わず、
可成りの専用化されたハードウエアを必須として
いるため、装置は大掛かりとなり、高価なものと
なつている。
析には汎用プロセツサシステムでは間に合わず、
可成りの専用化されたハードウエアを必須として
いるため、装置は大掛かりとなり、高価なものと
なつている。
本発明は上記の点に鑑みてなされもので、その
目的は、実時間処理の精度を落し、精密処理は実
時間でなく行うことにより周波数分析器において
ハードウエアの必要度の少ないドプラ信号分析表
示装置を実現することにある。
目的は、実時間処理の精度を落し、精密処理は実
時間でなく行うことにより周波数分析器において
ハードウエアの必要度の少ないドプラ信号分析表
示装置を実現することにある。
（問題点を解決するための手段）
前記の問題点を解決する本発明は、反射ドプラ
信号のデータの周波数分析演算を高速に実時間で
粗く行なう高速分析部及びドプラ信号のデータの
周波数分析演算を低速で精密に行なう精密分析部
とからなる周波数分析手段と、 高速分析部の演算結果を一時的に記憶するビデ
オバツフア及び精密分析部の演算結果を記憶する
フレームメモリとからなるデイジタルスキヤンコ
ンバータと、 ビデオバツフアから出力されている画像に相当
する反射ドプラ信号のデータを記憶する波形メモ
リと、 ビデオバツフアからの出力画像をフリーズする
と共に、その時の波形メモリの記憶データを精密
分析部に演算させ、精密分析部の演算終了後にビ
デオバツフアの記憶画像に代えてフレームメモリ
の記憶画像を出力させる制御手段とを備えたこと
を特徴とするものである。
信号のデータの周波数分析演算を高速に実時間で
粗く行なう高速分析部及びドプラ信号のデータの
周波数分析演算を低速で精密に行なう精密分析部
とからなる周波数分析手段と、 高速分析部の演算結果を一時的に記憶するビデ
オバツフア及び精密分析部の演算結果を記憶する
フレームメモリとからなるデイジタルスキヤンコ
ンバータと、 ビデオバツフアから出力されている画像に相当
する反射ドプラ信号のデータを記憶する波形メモ
リと、 ビデオバツフアからの出力画像をフリーズする
と共に、その時の波形メモリの記憶データを精密
分析部に演算させ、精密分析部の演算終了後にビ
デオバツフアの記憶画像に代えてフレームメモリ
の記憶画像を出力させる制御手段とを備えたこと
を特徴とするものである。
（作用）
入力ドプラ信号のデータを周波数分析器の精密
さを要しない高速分析部により実時間処理して表
示装置に画面表示をさせると共に前記データを波
形メモリに書き込み、必要に応じて表示画面をフ
リーズし、前記記憶手段に書き込まれたデータを
読み出して精密分析部により精密分析を行つてフ
リーズされた表示画面を前記精密分析データによ
つて修正浄書する。
さを要しない高速分析部により実時間処理して表
示装置に画面表示をさせると共に前記データを波
形メモリに書き込み、必要に応じて表示画面をフ
リーズし、前記記憶手段に書き込まれたデータを
読み出して精密分析部により精密分析を行つてフ
リーズされた表示画面を前記精密分析データによ
つて修正浄書する。
（実施例）
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に
説明する。
説明する。
図は本発明の一実施例を示す構成ブロツク図で
ある。反射ドプラ信号にはｉ信号（同相）とｑ信
号（直交）の両信号があるが、ここでは１チヤネ
ル分のみを説明する、図において、１は分析を受
けるアナログのドプラ信号をデイジタルに変換す
るAD変換器、２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅは
制御器３の制御信号により連動して動作する切換
回路である。制御器３はスイツチＳがオンのとき
切替回路２ａ〜２ｅを図の位置から逆の位置に動
作させる。４は入力ドプラ信号を分析して出力を
後述のCRTモニタに表示させる周波数分析器で、
４ａはWHT（ウオルシユ アダマール変換）部、
４ｂはFFT部である。５はAD変換器１の出力を
記憶しておく波形メモリ、６はクロツク発振器７
からのクロツクによつて波形メモリ５への書き込
みアドレスを発生する書き込みアドレス発生器、
８はクロツク発振器９からのクロツクによつて波
形メモリ５に格納されているデータの読み出しア
ドレスを発生する読み出しアドレス発生器であ
る。１０はWHT部４ａのためのビデオバツフア
１０ａとFFT部４ｂのためのフレームメモリ１
０ｂを備えたDSCで、その出力信号はDA変換器
１１でアナログ信号に変換されてCRTモニタ１
２に表示される。
ある。反射ドプラ信号にはｉ信号（同相）とｑ信
号（直交）の両信号があるが、ここでは１チヤネ
ル分のみを説明する、図において、１は分析を受
けるアナログのドプラ信号をデイジタルに変換す
るAD変換器、２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅは
制御器３の制御信号により連動して動作する切換
回路である。制御器３はスイツチＳがオンのとき
切替回路２ａ〜２ｅを図の位置から逆の位置に動
作させる。４は入力ドプラ信号を分析して出力を
後述のCRTモニタに表示させる周波数分析器で、
４ａはWHT（ウオルシユ アダマール変換）部、
４ｂはFFT部である。５はAD変換器１の出力を
記憶しておく波形メモリ、６はクロツク発振器７
からのクロツクによつて波形メモリ５への書き込
みアドレスを発生する書き込みアドレス発生器、
８はクロツク発振器９からのクロツクによつて波
形メモリ５に格納されているデータの読み出しア
ドレスを発生する読み出しアドレス発生器であ
る。１０はWHT部４ａのためのビデオバツフア
１０ａとFFT部４ｂのためのフレームメモリ１
０ｂを備えたDSCで、その出力信号はDA変換器
１１でアナログ信号に変換されてCRTモニタ１
２に表示される。
次にこのように構成された回路の動作を説明す
る。先ず、実時間動作時は、スイツチＳは図のオ
フの位置にあつて切替回路２ａ〜２ｅは図示の位
置になつている。ドプラ信号入力はAD変換器１
によつてデイジタル信号に変換され、切替回路２
ａを経て周波数分析器４と波形メモリ５に入る。
周波数分析器４ではWHT部４ａにて実時間で入
力信号を処理する。WHTは、FFTが三角関数を
直交関数として用いる変換であるのに対して、三
角関数を完全に飽和させたときに得られる±の２
値関数列を用いた変換であるため、精密度に欠け
る点はあるが演算はすべて加減算のみであり、回
路構成が容易であつて、しかも高速演算が可能で
ある。従つて、周波数分析器４はFFTでは到底
間に合わないような処理能力を発揮できるので、
実用上は却つて遅いハードウエアで動かし得る。
WHT部４ａは入力ドプラ信号の或る長さの区間
分の処理をして、周波数スペクトラムに直し、そ
の出力信号はDSC１０のビデオバツフア１０ａ
及び切替回路２ｅの接点を経てDA変換器１１で
アナログ信号に変換され、CRTモニタ１２で表
示される。一方、クロツク発振器７のクロツクに
より書き込みアドレス発生器６は書き込みアドレ
スを発生してドプラ信号を波形メモリ５に書き込
む。波形メモリ５は、DSC１０に取り込まれ、
CRTモニタ１２に表示されている区間分のデー
タを保持している。
る。先ず、実時間動作時は、スイツチＳは図のオ
フの位置にあつて切替回路２ａ〜２ｅは図示の位
置になつている。ドプラ信号入力はAD変換器１
によつてデイジタル信号に変換され、切替回路２
ａを経て周波数分析器４と波形メモリ５に入る。
周波数分析器４ではWHT部４ａにて実時間で入
力信号を処理する。WHTは、FFTが三角関数を
直交関数として用いる変換であるのに対して、三
角関数を完全に飽和させたときに得られる±の２
値関数列を用いた変換であるため、精密度に欠け
る点はあるが演算はすべて加減算のみであり、回
路構成が容易であつて、しかも高速演算が可能で
ある。従つて、周波数分析器４はFFTでは到底
間に合わないような処理能力を発揮できるので、
実用上は却つて遅いハードウエアで動かし得る。
WHT部４ａは入力ドプラ信号の或る長さの区間
分の処理をして、周波数スペクトラムに直し、そ
の出力信号はDSC１０のビデオバツフア１０ａ
及び切替回路２ｅの接点を経てDA変換器１１で
アナログ信号に変換され、CRTモニタ１２で表
示される。一方、クロツク発振器７のクロツクに
より書き込みアドレス発生器６は書き込みアドレ
スを発生してドプラ信号を波形メモリ５に書き込
む。波形メモリ５は、DSC１０に取り込まれ、
CRTモニタ１２に表示されている区間分のデー
タを保持している。
或る長さの区間の信号をCRTモニタ１２で表
示をしたとき、又は必要に応じて画面をフリーズ
する。フリーズした直後又は別途指示が出力され
た時点で、スイツチＳがオンになり、制御器３が
動作して切替回路２ａ〜２ｅが切替わつて接点が
図の位置の反対側に入る。このときクロツク発振
器９からのクロツクは切替回路２ｄを通つて読み
出しアドレス発生器８から読み出しアドレスを発
生させ、波形メモリ５に格納されている実時間動
作時に記憶したドプラ信号のデータを読み出す。
読み出されたデータは切替回路２ｄを経て周波数
分析器４のFFT部４ｂに入り、精密分析処理さ
れる。この過程は先に表示され、フリーズされて
いたデータをFFT部４ｂによつて精密分析を行
うもので、精密分析されたデータは逐次DSC１
０のフレームメモリ１０ｂに格納され、精密分析
が終つたところで切替回路２ｅ、DA変換器１１
を経てCRTモニタ１２のフリーズされた表示を
精密に、時間軸、周波数軸をぴつたりと合せて書
き直す。この精密分析を行つて浄書する過程は実
時間表示ではないため時間的に多少の余裕がある
ので、FFT部は左程高速でなくても良い。この
間切替回路２ａはAD変換器１の出力が波形メモ
リ５に入らないように切断されている。波形メモ
リ５を読む順序は順方向でも逆方向でも差支えは
ない。
示をしたとき、又は必要に応じて画面をフリーズ
する。フリーズした直後又は別途指示が出力され
た時点で、スイツチＳがオンになり、制御器３が
動作して切替回路２ａ〜２ｅが切替わつて接点が
図の位置の反対側に入る。このときクロツク発振
器９からのクロツクは切替回路２ｄを通つて読み
出しアドレス発生器８から読み出しアドレスを発
生させ、波形メモリ５に格納されている実時間動
作時に記憶したドプラ信号のデータを読み出す。
読み出されたデータは切替回路２ｄを経て周波数
分析器４のFFT部４ｂに入り、精密分析処理さ
れる。この過程は先に表示され、フリーズされて
いたデータをFFT部４ｂによつて精密分析を行
うもので、精密分析されたデータは逐次DSC１
０のフレームメモリ１０ｂに格納され、精密分析
が終つたところで切替回路２ｅ、DA変換器１１
を経てCRTモニタ１２のフリーズされた表示を
精密に、時間軸、周波数軸をぴつたりと合せて書
き直す。この精密分析を行つて浄書する過程は実
時間表示ではないため時間的に多少の余裕がある
ので、FFT部は左程高速でなくても良い。この
間切替回路２ａはAD変換器１の出力が波形メモ
リ５に入らないように切断されている。波形メモ
リ５を読む順序は順方向でも逆方向でも差支えは
ない。
FFT処理の場合はｉ信号とｑ信号を周波数分
析を行つた後、１次結合を取ることにより方向分
離できたが、WHT処理では高いサイドローブの
ため先にｉ信号とｑ信号に方向分離したのち分析
処理する。
析を行つた後、１次結合を取ることにより方向分
離できたが、WHT処理では高いサイドローブの
ため先にｉ信号とｑ信号に方向分離したのち分析
処理する。
以上説明したように実時間処理と精密分析処理
とに分けてWHT部により処理し、精密分析は必
要なときのみ行うため分析器におけるハードウエ
アの必要度が少なくなつた。
とに分けてWHT部により処理し、精密分析は必
要なときのみ行うため分析器におけるハードウエ
アの必要度が少なくなつた。
尚、本発明は上記実施例に限定されるものでは
ない。実施例では精密を要しない高速処理と精密
な低速処理の組合せが“WHT処理−FFT処理”
であつたが、この組合せは色々考えられる。
ない。実施例では精密を要しない高速処理と精密
な低速処理の組合せが“WHT処理−FFT処理”
であつたが、この組合せは色々考えられる。
例えば
実時間処理＝データの語数を減した（周波数軸上
での分解能が元のデータのサンプリングレート
に鑑みて理論値よりも粗い）FFT処理で、そ
の結果、データの区間間引きを伴うもの 精密分析処理＝すべてのデータ語を利用している
周波数軸上での分解能が理論値通りの、データ
の区間間引きを行わないFFT処理 という組合せも良好な組合せである。又、同じ
FFT同志でデータの語の分解能（有効ビツト数）
を違えたものとか、又はそれに併用して固定小数
点と浮動小数点の違いとか、途中のオーバーフロ
ーの許容の有無などの違いで差をつけても良い。
での分解能が元のデータのサンプリングレート
に鑑みて理論値よりも粗い）FFT処理で、そ
の結果、データの区間間引きを伴うもの 精密分析処理＝すべてのデータ語を利用している
周波数軸上での分解能が理論値通りの、データ
の区間間引きを行わないFFT処理 という組合せも良好な組合せである。又、同じ
FFT同志でデータの語の分解能（有効ビツト数）
を違えたものとか、又はそれに併用して固定小数
点と浮動小数点の違いとか、途中のオーバーフロ
ーの許容の有無などの違いで差をつけても良い。
更に
実時間処理＝ゼロクロス タイム インターバル
ヒストグラム法又はフイルタバンク法 精密低速処理＝FFT処理 という組合せも良い。
ヒストグラム法又はフイルタバンク法 精密低速処理＝FFT処理 という組合せも良い。
又、精密処理後の浄書過程で、CRTモニタの
浄書を行うだけでなく、ストリツプチヤートレコ
ーダにスペクトラム像を同時に書き出すようにす
れば有効である。
浄書を行うだけでなく、ストリツプチヤートレコ
ーダにスペクトラム像を同時に書き出すようにす
れば有効である。
（発明の効果）
以上詳細に説明したように本発明よれば、実時
間処理において精度を落すことが出来たので、周
波数分析器のハードウエアの必要度が少なくなつ
た。
間処理において精度を落すことが出来たので、周
波数分析器のハードウエアの必要度が少なくなつ
た。
図は本発明の一実施例の構成ブロツク図であ
る。 １……AD変換器、２ａ〜２ｅ……切替回路、
３……制御器、４……周波数分析器、４ａ……
WHT部、４ｂ……FFT部、５……波形メモリ、
６……書き込みアドレス発生器、７，９……クロ
ツク発振器、８……読み出しアドレス発生器、１
０……DSC、１０ａ……ビデオバツフア、１０
ｂ……フレームメモリ、１１……DA変換器、１
２……CRTモニタ。
る。 １……AD変換器、２ａ〜２ｅ……切替回路、
３……制御器、４……周波数分析器、４ａ……
WHT部、４ｂ……FFT部、５……波形メモリ、
６……書き込みアドレス発生器、７，９……クロ
ツク発振器、８……読み出しアドレス発生器、１
０……DSC、１０ａ……ビデオバツフア、１０
ｂ……フレームメモリ、１１……DA変換器、１
２……CRTモニタ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 反射ドプラ信号のデータの周波数分析演算を
高速に実時間で粗く行なう高速分析部４及び反射
ドプラ信号のデータの周波数分析演算を低速で精
密に行なう精密分析部４ｂとからなる周波数分析
手段４と、 高速分析部４ａの演算結果を一時的に記憶する
ビデオバツフア１０ａ及び精密分析部４ｂの演算
結果を記憶するフレームメモリ１０ｂとからなる
デイジタルスキヤンコンバータ１０と、 ビデオバツフア１０ａから出力されている画像
に相当する反射ドプラ信号のデータを記憶する波
形メモリ５と、 ビデオバツフア１０ａからの出力画像をフリー
ズすると共に、その時の波形メモリ５の記憶デー
タを精密分析部４ｂに演算させ、精密分析部４ｂ
の演算終了後にビデオバツフア１０ａの記憶画像
に代えてフレームメモリ１０ｂの記憶画像を出力
させる制御手段３とを備えたことを特徴とするド
プラ信号分析表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17532786A JPS6331645A (ja) | 1986-07-25 | 1986-07-25 | ドプラ信号分析表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17532786A JPS6331645A (ja) | 1986-07-25 | 1986-07-25 | ドプラ信号分析表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6331645A JPS6331645A (ja) | 1988-02-10 |
| JPH0323052B2 true JPH0323052B2 (ja) | 1991-03-28 |
Family
ID=15994135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17532786A Granted JPS6331645A (ja) | 1986-07-25 | 1986-07-25 | ドプラ信号分析表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6331645A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02167149A (ja) * | 1988-12-20 | 1990-06-27 | Toshiba Corp | 超音波ドプラ診断装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60135033A (ja) * | 1983-12-23 | 1985-07-18 | 松下電器産業株式会社 | 超音波パルスドツプラ装置 |
-
1986
- 1986-07-25 JP JP17532786A patent/JPS6331645A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6331645A (ja) | 1988-02-10 |
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