JPH0327209B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、軟部組織中の運動目標を把握表示す
るMTI装置を有するパルスドプラ装置に関する。

（従来の技術） パルスで変調した高周波信号を地上に送信し、
地上の固体物体からの反射波を受信し、それを基
準として対地相対速度を求め、それに基づき固定
目標を消去する移動目標指示装置（以下MTI装
置という）を有するレーダやソナーは公知であ
る。これらの装置ではグランドクラツタと呼ばれ
る１個の地上固体物体からの反射を基準としてい
るが、地上固体物体は堅牢な反射物であるため問
題なく行われている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、医用超音波装置では、対象のグ
ランドクラツタ源に相当する体組織は軟質の物体
で、しかも揺動したり拍動したりしているのが常
である。従つて、グランドクラツタを基準とした
相対流速計若しくはMTI装置というものは１点
を基準として行う場合、大血管の壁とその直前の
血流というような簡単な構造の場合でしか有効に
動作しない。血管のすべてを同定することができ
ないように軟部組織を平均的に一様に流れている
血管が、MTIのような方式のイメージングでは
識別できず、それらの血流の速度を正確に測る
MTI装置が出現していないのは、MTIフイルタ
の次数不足ということもあるが、この軟質であつ
て振動等で動き回るような組織からの反射を適切
に除去できるようなMTIフイルタの手法が無か
つたからである。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、緩慢に形状を変えながら動くよ
うなグランドクラツタを適応消去できるような
MTI装置、例えば体組織又は末梢部を環流して
いる血流のMTI画像ができるような装置を実現
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ための本発明は、軟部
組織の運動目標を把握表示するMTI装置を有す
るパルスドプラ装置において、入力エコー信号を
格納する記憶手段と、続くエコー信号と比較して
時間的ずれに応じてサンプリング点列を変更する
手段と、ずれを補正させた信号から固定目標を消
去するMTI処理手段とを具備することを特徴と
するものである。

（作用） 入力エコー信号を記憶手段に格納し、次のエコ
ー信号を待つて、固定目標のエコー信号相互間で
比較して時間ずれを求め、そのずれに応じてサン
プリング点列を変更してエコー信号を揃え、揃つ
たエコー信号をMTI処理してグランドクラツタ
を消去する。

（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。

第１図は本発明の一実施例の概略構成図であ
る。図において、１は被検体に超音波を送波する
ため超音波の周波数の電気的高周数信号を発生す
る高周波発振器、２は高周波発振器１からの電気
信号を適宜遅延させて、超音波ビームをスキヤン
させるための送信用ビームフオーマで、その出力
信号は送信用大電力高電圧信号から受信回路を保
護し、又、受信信号を送信回路に入力させないよ
うにする送受波回路（以下TR回路という）３を
経て、探触子４に入力される。探触子４は入力送
信高周波信号を超音波に変換して超音波信号を被
検体内に送波し、被検体内からの反射波エコーを
受波して電気信号に変換する64個の振動子エレメ
ントで構成されている。５はTR回路３を経て入
力される受信信号を整相加算する受信用ビームフ
オーマである。受信用ビムフオーマ５で整相加算
された受信信号は、帯域瀘波器６において不要な
高周波信号と低周波信号を除去されて可変増幅率
増幅器７に入力される。８は被検体内の反射体の
体表からの深さによつてエコー信号の大きさが異
なるため、反射体の深さによつて可変増幅率増幅
器７の増幅率を変化させるように可変増幅率増幅
器７を制御するTGCである。９は可変増幅率増
幅器７の出力アナログ信号をデイジタル信号に変
換するAD変換器、１０はAD変換器９の出力の
エコー信号を格納し、エコー信号を小区間に分離
して次のエコー信号との比較を行つて、同一点の
グランドクラツタの時間的ずれを各区間毎に求め
るエコーデータフアイルで、エコー信号をずれの
データと共にデイジタルシグナルプロセツサ（以
下DSPとう）１１に送る。

DSP１１は前記のずれのデータを再サンプリ
ング処理し、更にMTI処理によりグランドクラ
ツタを消去する。１２はDSP１１に入力された
データを一時格納し、又、DSP１１に供給する
等のDSP１１のデータ処理のためのRAM、１３
はDSP１１の処理のプログラムを格納している
プログラマブルROM（以下PROMという）であ
る。１４はDSP１１からのMTI信号を受けてテ
レビジヨンフオーマツトの信号に変換するための
デイジタルスキヤンコンバータ（以下DSCとい
う）、１５は高周波発振器１、送信用ビームフオ
ーマ２，受信用ビームフオーマ５，TGC８，
DSP１１及びDSC１４の動作を制御するコント
ローラである。

次に、上記のように構成された実施例の装置の
動作を説明する。高周波発振器１はコントローラ
１５からの一定の繰り返し周波数を有するトリガ
ーパルスにより高周波信号を発生して送信用ビー
ムフオーマ２に入力する。この高周波信号はコン
トローラ１５の制御により送信用ビームフオーマ
２において遅延等の処理を受けて、TR回路３を
経て探触子４に入力され、超音波に変換されて、
被検体内に照射される。送信用ビームフオーマ２
において受けた遅延処理により、探触子４からの
出力超音波は所望の方向に照射される。被検体内
から反射されてきた超音波は、探触子４により受
波されて電気信号に変換される。この受信信号は
TR回路３を経て受信用ビームフオーマ５に入力
されて整相加算され、増幅６で不要な高周波、低
周波を除去されて可変増幅率増幅器７に入力され
る。TGC８からは公知のように反射源の深さに
応じて、即ち反射波の帰投時刻に応じて可変増幅
率増幅器７のゲインを制御するための制御信号が
発生せられ、可変増幅率増幅器７において浅い所
からの反射信号に対しては増幅度を落す等の深さ
に応じた増幅率の調整を行つている。従つて、増
幅６の出力信号は、可変増幅率増幅器７によつて
略フラツトなレベルを有する信号とされてAD変
換器９でデイジタル信号に変換される。このデイ
ジタル信号に変換された信号は、エコーデータフ
アイル１０に入力されて格納される。エコーデー
タフアイル１０は入力信号を小区間に分離して格
納し、次の入力信号の到来を持ち、次の信号が入
力されれば、先に格納してある信号と比較して相
互の相関関係を求める。この信号の比較の状況を
第２図に示す。図において、２０はｎ回目に入力
されたエコー信号で、２１はそのエコー信号２０
中にあるグランドクラツタ、２２はｎ＋１回目に
入力されたエコー信号で、ｎ回目のエコー信号２
０中のグランドクラツタ２１はエコー信号２２に
おいては、生体組織の僅かな変形等に由来して僅
かに時間的にずれた位置にある。ここで、ピーク
値の相関関係を求めて僅かの時間のずれ２４を知
ることができる。エコー信号２０と時間のずれ２
４の情報がDSP１１に入力される。DSP１１で
は、この時間のずれ２４に基づいて時間軸が一致
するように一方のデータサンプル点を前後補間し
ながら相対的に移動して修正する。例えば３サン
プルの場合は２次曲線により、５サンプルの場合
は４次曲線によつて演算して補間値を求める。補
間値によるサンプル点の移動の状況を第３図に示
す。図において、黒丸は旧サンプル点列で、計算
した補間値に基づき補正した新サンプリング点を
白丸で示してある。

第４図に小区画毎にシフトをしてずれを合わせ
る状態を示す。図において、Ａは注目区間の小区
間に分離されたｎ回目からｎ＋８回目までの信号
であつて、図に明らかなように信号は毎回時間軸
上左右にずれている。ＢはＡの信号の各図におけ
るｎ回目の信号に対するずれの量を表わし、Ｃは
ずれの量を修正するための第３図に示すサンプル
点列の移動量を示している。Ｄはこのようにして
ずれを修正した後、DSP１１においてMTI処理
をして各回相互間においてグランドクラツタを消
去する方向を示す。以上のようにDSP１１では
PROM１３に格納されたプログラムに従つて各
回の波形のずれの量をエコーデータフアイル１０
から受けて、ずらすべきシフトの相関関係を知
り、第３図の再サンプリング法でずらしを行つて
グランドクラツタ２１の時間軸上の位置を合わせ
た上でMTI処理を行い、第４図のｎ〜ｎ＋８回
目の波形からグランドクラツタを消去する。

グランドクラツタを消去されたエコー信号は、
DSC１４に入力され、最終的に目的とする注目
すべきドプラシフトに関する情報を表示するため
にテレビジヨンフオーマツトの信号に変換され
て、表示装置（図示せず）に送られる。

以上述べたように、本実施例によれば、グラン
ドクラツタに多小のずれがあつても、事前に位置
合わせをして消去するため、グランドクラツタの
消去率が格段に良くなるので、MTIフイルタの
32次乃至64次のような極めて高次のものを使わな
くても、現行の８〜16次程度のものを用いて受信
増幅器のゲインを上げることにより、組織を環流
している血流が見えてくる。又、現行のMTI装
置では消去することのできなかつた心筋等の激し
く動くクラツタをも、実用程度にまでは消去でき
るようになる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものでは
ない。例えばDSP１１は前後の波形の相互相関
を求めて、そのピークのシフトによつて移動量を
求めたが、単純に再サンプリング法を実施し、互
いに差引きして一番グランドクラツタの量の少な
い位置に移すというように試行鎖誤による方法を
取つてもよい。又、前記段階の処理手続きには前
記主旨に従つて無数の変形例が考えられる。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明によれば、
静止していないグランドクラツタをも効果的に消
去でき、体組織や末梢部を環流している血流の
MTI画像を得ることができるようになり、実用
上の効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概略構成図、第２
図は前後して入力するデータを比較して相互相関
を求める説明図、第３図サンプリング点列の変更
によるグランドクラツタ消去の説明図、第４図は
小区間に分離したデータのずれに対するシフトの
説明図である。 １…高周波発振器、４…探触子、７…可変増幅
率増幅器、９…AD変換器、１０…エコーデータ
フアイル、１１…DSP、１２…RAM、１３…
PROM、１４…DSC、２０，２２…エコー信号、
２１…グランドクラツタ、２４…時間のずれ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 軟部組織中の運動目標を把握表示するMTI
   装置を有するパルスドプラ装置において、入力エ
   コー信号を格納する記憶手段と、続くエコー信号
   と比較して時間的ずれに応じてサンプリング点列
   を変更する手段と、ずれを補正された信号から固
   定目標を消去するMTI処理手段とを具備するこ
   とを特徴とするMTIパルスドプラ装置。