JPH0324859B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は超音波ドプラ計測装置、特にドプラ受
信信号から運動部の速度を正確に画像表示するた
めの超音波ドプラ計測装置に関する。

［従来の技術］ 生体内から得られたドプラ受信信号を演算処理
して運動部の画像表示が行われており、周知のよ
うに、運動反射体から反射されて得られた受信信
号はドプラ偏移を受けており、このドプラ偏移量
を測定することにより運動部の動きを知ることが
できる。

第３図には、従来の一般的な計測装置における
受信部の回路ブロツクが示されており、振動子１
０にて受信された反射エコーは増幅器１２にて増
幅された後に速度演算に必要なドプラ偏移信号の
みが取り出される。

すなわち、増幅器１２からはドプラ偏移成分で
あるΔωを含むω0＋Δωの信号が出力され、この
信号は直交検波器１４ａ，１４ｂにて複数信号に
変換されており、sinω0、cosω0が掛け合わされ
ると、直交検波器１４ａからは実数部Ｉ、直交検
波器１４ｂからは虚数部Ｑに相応する信号が出力
される。

そして、これらの複数信号は高域フイルタ１６
ａ，１６ｂに供給され、ドプラ偏移成分Δωのみ
が取り出され、更に低域フイルタ１８ａ，１８ｂ
により余分な信号の除去が行われ、低域フイルタ
１８の出力であるドプラ信号は信号処理部２０に
てドプラ偏移量の演算が行われる。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来技術の問題点 ところで、従来の装置では低速度部分のドプラ
信号は前記高域フイルタ１６ａ，１６ｂにて多少
取り除かれてしまうこともあるが、一般に運動部
の低速度の正確な測定が困難であるという問題が
ある。

すなわち、ドプラ偏移量を示すドプラ周波数
Δfは測定対象の速度をｖ、音速をｃ、超音波周
波数をfoとすると、次式にて表すことができる。

Δf＝2v・fo／ｃ ……(1) この(1)式によれば、測定対象物である血流など
の流速ｖが遅い場合、あるいは超音波周波数foが
小さい場合には、ドプラ周波数Δfは小さくなり、
この場合には速度の検出が比較的困難である。

また、前述したように、高域フイルタ１６ａ，
１６ｂによつて低速部分の一部の信号が捨てられ
ている。従つて、低速のドプラ信号情報を得るた
めに前記高域フイルタ１６のカツトオフ値を下げ
ることも考えられるが、これでは低速以外の速度
検出を十分に行うことができなくなる欠点があ
る。

発明の目的 本発明は前記従来の問題点に鑑みなされたもの
であり、その目的は、高域フイルタのカツトオフ
値を下げることなく、運動部の低速度を効率良く
正確に測定することのできる超音波ドプラ計測装
置を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 前記目的を達成するために、本発明は、生体内
に放射された超音波から得られたドプラ受信信号
に基づいて運動部の計測・表示を行う超音波ドプ
ラ計測装置において、ドプラ受信信号の周波数を
所定倍に変換する周波数変換手段を備え、この周
波数変換手段は前記生体内に放射される超音波の
送信周波数の変更に対応してその変換倍率が変わ
り、固定された一定の周波数でドプラ受信信号の
処理を行うことを特徴とする ［作用］ 上記構成によれば、生体内から得られたドプラ
受信信号は周波数変換手段にてその周波数が所定
倍されることになる。従つて、低速の運動部のド
プラ情報を精度良く抽出することが可能となる。

また、周波数変換手段は、送信周波数に応じて
その変換倍率が変わり、固定された一定の周波数
でドプラ受信信号の処理を行うことができるの
で、例えば、直交検波における参照周波数を固定
でき、あるいは、フイルタの周波数特性を固定化
させることなど可能となり、送信周波数にかかわ
らずドプラ受信信号からドプラ情報を正確に求め
ることが可能となる。

［実施例］ 以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を
説明する。

第１図には、超音波ドプラ計測装置の受信部の
回路構成が示されており、従来装置と同一の部材
には同一符号を付して説明を省略する。

本発明において特徴的なことは、生体内から得
られたドプラ受信信号の周波数を所定倍すること
であり、第１図には、ドプラ受信信号の周波数を
上げる周波数変換手段として周波数逓倍器が示さ
れている。

図において、増幅器１２と直交検波器１４との
間に周波数逓倍器２２が設けられ、増幅器１２の
出力信号を整数倍、実施例ではｎ倍する。従つ
て、周波数逓倍器２２から出力される信号成分は
ｎ（ωo＋Δω）となり、高域フイルタ１６及び低
域フイルタ１８を通過したドプラ信号はｎ倍され
たnΔωの信号成分をもつ。

この結果、従来では検出できなかつた低速の信
号が測定される程度に大きな信号となり、この信
号によつて抵速部の速度、例えば10cm／sec程度
の速度を良好に検出することができる。

第２図には、周波数変換手段としてPLL方式
を用いた構成が示されている。なお、第１図との
対応においては、第１図で示された周波数逓倍器
２２に、この第２図で示される各構成が挿入され
る。

図において、PLL方式の閉ループは位相比較
器２４、フイルタ２６、電圧制御発振器（VCO）
２８及び分周器３０にて形成されている。この回
路によれば、位相比較器２４の入力信号成分が
ωo＋Δωであるとすると、分周器３０の出力が
ωo＋Δωとなるように制御されるので、分周器３
０の分周率をｎ分の１とすれば、信号処理部２８
の出力をｎ（ωo＋Δω）とすることができる。

なお、周波数変換手段は、前記二つの構成に限
らずトランジスタのベース−エミツタ間の非線形
特性を利用した構成とすることができる。

また、上記説明では周波数変換手段を増幅器１
２と直交検波器１４との間に設けたが、これに限
らず信号処理部２０以前であれば、復調後のベー
スバンド部などのいづれの場所に設定しても良
い。

ところで、超音波を生体内に放射するときには
測定深度に合わせて異なる送信周波数の超音波を
用いる場合がある。このような場合には、超音波
周波数に応じて周波数変換手段の倍率を変更する
ことにより、逓倍後のドプラ偏移量に対する測定
基準を一定に保つことができる。例えば、超音波
周波数を4MHzと2MHzの２種類用いるとき、2M
Hzの超音波の場合には4MHzに比べて半分になる
ので、周波数逓倍器２２の倍率を２倍にすれば良
く、一方PLL方式においては分周器３０を1/2ｎ
分周することにより目的を達成することができ
る。

このような異なる超音波を用いるのは、例えば
生体内の深い所と浅い所の両者において正確な速
度を求めるような場合に有効であり、異なる超音
波周波数を用いる場合の速度誤差をなくし、正確
な速度計測が可能となる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、ドプラ
受信信号の処理を行う前に、ドプラ受信信号の周
波数を所定倍に変換して固定された一定の周波数
でドプラ受信信号の処理を行うようにしたので、
低速度の運動部の速度情報を精度良く測定するこ
とができると共に、送信周波数にかかわらず、安
定かつ正確に運動の速度情報を得ることができる
という効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る超音波ドプラ計測装置の
好適な第１実施例を示す回路ブロツク図、第２図
は本発明の第２実施例を示す回路ブロツク図、第
３図は従来装置を示す回路ブロツク図である。 ２０……信号処理部、２２……周波数拡大手段
としての周波数逓倍器、２４……位相比較器、２
６……低域フイルタ、２８……電圧制御部、３０
……分周器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 生体内に放射された超音波から得られたドプ
   ラ受信信号に基づいて運動部の計測・表示を行う
   超音波ドプラ計測装置において、ドプラ受信信号
   の周波数を所定倍に変換する周波数変換手段を備
   え、この周波数変換手段は前記生体内に放射され
   る超音波の送信周波数の変更に対応してその変換
   倍率が変わり、固定された一定の周波数でドプラ
   受信信号の処理を行うことを特徴とする超音波ド
   プラ計測装置。