JPH0414020B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0414020B2 JPH0414020B2 JP58115569A JP11556983A JPH0414020B2 JP H0414020 B2 JPH0414020 B2 JP H0414020B2 JP 58115569 A JP58115569 A JP 58115569A JP 11556983 A JP11556983 A JP 11556983A JP H0414020 B2 JPH0414020 B2 JP H0414020B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frequency
- blood flow
- wave
- phase difference
- waves
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(a) 発明の技術分野
本発明は超音波パルスドプラ血流計のデータ処
理方式に関する。
理方式に関する。
(b) 技術の背景
超音波パルスドプラ血流計はパルス状超音波を
計測せんとする特定部位と特定範囲の血流を含ん
だ被検体に向けて所定のビーム幅で送信し、該被
検体が反射する超音波を受信して電気信号に変換
し該電気信号の中から該血流の流速をドプラ効果
を利用して計測するものである。したがつて、一
般に超音波ドプラ血流計には主発振部なるものが
在り、該主発振部にてパルス状超音波送信の繰り
返し同期やドプラ信号を得るための参照波（正弦
波と余弦波は血流の血流計を基点とする前後の方
向を区別するためにある）、血流部位及び計測範
囲を設定するレンジゲート等の同期が取られ、ド
プラ信号より血流速分布を取り出すためのスペク
トラム解析それを表示するための表示器が必要と
される。
計測せんとする特定部位と特定範囲の血流を含ん
だ被検体に向けて所定のビーム幅で送信し、該被
検体が反射する超音波を受信して電気信号に変換
し該電気信号の中から該血流の流速をドプラ効果
を利用して計測するものである。したがつて、一
般に超音波ドプラ血流計には主発振部なるものが
在り、該主発振部にてパルス状超音波送信の繰り
返し同期やドプラ信号を得るための参照波（正弦
波と余弦波は血流の血流計を基点とする前後の方
向を区別するためにある）、血流部位及び計測範
囲を設定するレンジゲート等の同期が取られ、ド
プラ信号より血流速分布を取り出すためのスペク
トラム解析それを表示するための表示器が必要と
される。
然し乍らパルス状超音波を送受信する超音波装
置は一般に被検体遠部からの受信信号ほど小さく
SN比が悪いという特性がある。超音波パルスド
プラ血流計に於いてはさらに深部からの信号は取
り出し難く、血流速を求めるには上述の如く複雑
なデータ処理を必要とすることもあつて深部の血
流速の精度のある計測は困難とされその改善が強
く要望されていた。
置は一般に被検体遠部からの受信信号ほど小さく
SN比が悪いという特性がある。超音波パルスド
プラ血流計に於いてはさらに深部からの信号は取
り出し難く、血流速を求めるには上述の如く複雑
なデータ処理を必要とすることもあつて深部の血
流速の精度のある計測は困難とされその改善が強
く要望されていた。
(c) 従来技術と問題点
第１図に従来技術による超音波パルスドプラ血
流計の系統図を示す。
流計の系統図を示す。
第１図に於てTRは超音波トランスデユーサに
て主発振部MCから出力する駆動パルスDTを送
信アンプDAが増幅し超音波トランスデユーサ
TRを駆動する。超音波トランスデユーサTRは
該駆動により駆動パルスDTの終端を同期点とし
て所定の周波数（c）でバーストしパルス状の超
音波を被検体に向け所定のビーム幅で送信する。
被検体からの反射超音波は同じく超音波トランス
デユーサTRで受信して電気信号に変換出力し該
受信電気信号は受信アンプRAで増幅される。
て主発振部MCから出力する駆動パルスDTを送
信アンプDAが増幅し超音波トランスデユーサ
TRを駆動する。超音波トランスデユーサTRは
該駆動により駆動パルスDTの終端を同期点とし
て所定の周波数（c）でバーストしパルス状の超
音波を被検体に向け所定のビーム幅で送信する。
被検体からの反射超音波は同じく超音波トランス
デユーサTRで受信して電気信号に変換出力し該
受信電気信号は受信アンプRAで増幅される。
主発振部MCは駆動パルスDTの終端を同期点
として占有率が1/2の周波数がほぼcと等しい1
なるパルスを発振し該パルスは参照波発生部RW
−１に送られる。参照波発生部RW−１は該入力
パルスに同期しした周波数c1（1＝c1）なる正弦
波S1とそれと90゜位相差のある余弦波C1を出力し
夫々が位相検出部PD−１及PD−２に入力する。
として占有率が1/2の周波数がほぼcと等しい1
なるパルスを発振し該パルスは参照波発生部RW
−１に送られる。参照波発生部RW−１は該入力
パルスに同期しした周波数c1（1＝c1）なる正弦
波S1とそれと90゜位相差のある余弦波C1を出力し
夫々が位相検出部PD−１及PD−２に入力する。
上述の受信アンプRAの出力もこの位相検出部
PD−１及PD−２に入力しこゝで受信電気信号と
参照波との位相差が検出される。すなわち被検体
の中で血流の如き動く対象があれば受信電気信号
にはドプラ効果により位相差に変化が生ずる。こ
の対象の動きが超音波トランスデユーサTRに対
し近ずく場合と遠ざかる場合の区別は上述の参照
波の正弦波と余弦波でなされる。
PD−１及PD−２に入力しこゝで受信電気信号と
参照波との位相差が検出される。すなわち被検体
の中で血流の如き動く対象があれば受信電気信号
にはドプラ効果により位相差に変化が生ずる。こ
の対象の動きが超音波トランスデユーサTRに対
し近ずく場合と遠ざかる場合の区別は上述の参照
波の正弦波と余弦波でなされる。
位相検出部PD−１及びPD−２の出力はレンジ
ゲート部RG−１及びRG−２に夫々送られるが
レンジゲートは主発振部MCで作られる上述の駆
動パルスDTの終端を起点として所定の位置にて
所定のレンジ幅をもつて位相検出部PD−１及び
PD−２の出力をサンプルホールドするものにて
該所定の位置とは被検体の中での例えば特定の血
流点を選定することであり該所定の幅とは該血流
点の比較的短い範囲の血流速を計測するか或は比
較的長い範囲のマクロな血流の平均流速を計測す
るかに係りこれらの設定はレンジゲート信号設定
部RGTでなされる。したがつて、レンジゲート
部RG−１及びRG−２の出力は被検体の特定部
位の特定範囲の血流速情報を抽出したドプラ信号
である。
ゲート部RG−１及びRG−２に夫々送られるが
レンジゲートは主発振部MCで作られる上述の駆
動パルスDTの終端を起点として所定の位置にて
所定のレンジ幅をもつて位相検出部PD−１及び
PD−２の出力をサンプルホールドするものにて
該所定の位置とは被検体の中での例えば特定の血
流点を選定することであり該所定の幅とは該血流
点の比較的短い範囲の血流速を計測するか或は比
較的長い範囲のマクロな血流の平均流速を計測す
るかに係りこれらの設定はレンジゲート信号設定
部RGTでなされる。したがつて、レンジゲート
部RG−１及びRG−２の出力は被検体の特定部
位の特定範囲の血流速情報を抽出したドプラ信号
である。
該ドプラ信号は血流速計測の場合には不可避な
血管壁や心臓壁の動きの信号が混在しているため
それを除いて血流のみの速度を計測するためにハ
イパスフイルタHPF１及びHPF２を通す。すな
わち上述の血管壁や心臓壁の動きは血流に比較し
十分遅いので低周波分をカツトして除去できる。
血管壁や心臓壁の動きの信号が混在しているため
それを除いて血流のみの速度を計測するためにハ
イパスフイルタHPF１及びHPF２を通す。すな
わち上述の血管壁や心臓壁の動きは血流に比較し
十分遅いので低周波分をカツトして除去できる。
該HPF１及及びHPF２の出力はスペクトラム
解析部SA−１に送られ上述の血流のみによるド
プラ信号の周波数成分が出力するので該周波数成
分の分布を表示部IDで観測することにより血流
の速度分布を計測でき血流の解析情報が提供でき
る。
解析部SA−１に送られ上述の血流のみによるド
プラ信号の周波数成分が出力するので該周波数成
分の分布を表示部IDで観測することにより血流
の速度分布を計測でき血流の解析情報が提供でき
る。
然し乍ら、パルス状超音波を送受信する超音波
装置は一般に被検体遠部からの受信信号ほど小さ
くSN比が悪いという特性があり上述の如き従来
技術による超音波パルスドプラ血流計では深部の
血流速度は高精度に計測できないという問題点が
ある。
装置は一般に被検体遠部からの受信信号ほど小さ
くSN比が悪いという特性があり上述の如き従来
技術による超音波パルスドプラ血流計では深部の
血流速度は高精度に計測できないという問題点が
ある。
(d) 発明の目的
本発明は超音波パルスドプラ血流計に於て被検
体深部の血流速分布を高精度にて計測することを
目的とする。
体深部の血流速分布を高精度にて計測することを
目的とする。
(e) 発明の構成
本発明はドプラ信号を得るための受信信号との
位相差検出に必要な参照波の周波数を従来技術の
如く送信超音波の周波数にほぼ等しい周波数を単
一に使用するだけでなく、該単一の周波数に近接
した周波数を有する複数の参照波も併せて使用
し、そのために位相差検出部、レンジゲート部、
スペクトラム解析部を該参照波に対応して複数個
設けその結果を合成することによつて受信信号が
呈する拡大した周波数帯域に合わせて広い周波数
帯域よりドプラ信号を抽出でき、その結果深部の
血流速も高精度に計測でき上述の目的を達成する
ものである。
位相差検出に必要な参照波の周波数を従来技術の
如く送信超音波の周波数にほぼ等しい周波数を単
一に使用するだけでなく、該単一の周波数に近接
した周波数を有する複数の参照波も併せて使用
し、そのために位相差検出部、レンジゲート部、
スペクトラム解析部を該参照波に対応して複数個
設けその結果を合成することによつて受信信号が
呈する拡大した周波数帯域に合わせて広い周波数
帯域よりドプラ信号を抽出でき、その結果深部の
血流速も高精度に計測でき上述の目的を達成する
ものである。
(f) 発明の実施例
第２図ａに超音波パルスドプラ血流計の深部か
ら反射して入力した受信信号の周波数スペクトラ
ム及び本発明の実施例として参照波を３波にした
場合の該スペクトラムに対する該参照波の周波数
分担の状況を示す。４は超音波パルスドプラ血流
計の被検体の深部から反射して入力する受信信号
の周波数スペクトラムである。
ら反射して入力した受信信号の周波数スペクトラ
ム及び本発明の実施例として参照波を３波にした
場合の該スペクトラムに対する該参照波の周波数
分担の状況を示す。４は超音波パルスドプラ血流
計の被検体の深部から反射して入力する受信信号
の周波数スペクトラムである。
通常被検体からの超音波反射のスペクトラムは
第２図ａの４に示す如く周波数帯域がcを中心に
比較的広く、それに対して超音波パルスドプラ血
流計に於いては参照波の周波数をcとほぼ等しい
c1に設定してドプラ計測を行いレンジゲートに
よりある領域の血流情報を取り出すとき実際に利
用する信号帯域は第２図ａの１に示す如く比較的
狭い。特に被検体の深部からの受信信号を扱う場
合信号対雑音比が悪く上述の参照波c1のみでは
不十分にて精度の高い血流情報は得られない。し
たがつて、本発明の実施例ではc1の他にc1より
低い周波数のc2と高い周波数のc3の参照波を設
け参照波c2は点線で示す曲線２の周波数範囲に
あるドプラ効果による位相差を検出し参照波c3
は点線で示す曲線３の周波数範囲にあるドプラ効
果による位相差を検出する。
第２図ａの４に示す如く周波数帯域がcを中心に
比較的広く、それに対して超音波パルスドプラ血
流計に於いては参照波の周波数をcとほぼ等しい
c1に設定してドプラ計測を行いレンジゲートに
よりある領域の血流情報を取り出すとき実際に利
用する信号帯域は第２図ａの１に示す如く比較的
狭い。特に被検体の深部からの受信信号を扱う場
合信号対雑音比が悪く上述の参照波c1のみでは
不十分にて精度の高い血流情報は得られない。し
たがつて、本発明の実施例ではc1の他にc1より
低い周波数のc2と高い周波数のc3の参照波を設
け参照波c2は点線で示す曲線２の周波数範囲に
あるドプラ効果による位相差を検出し参照波c3
は点線で示す曲線３の周波数範囲にあるドプラ効
果による位相差を検出する。
すなわち本実施例は従来の周波数c1の他にc2
とc3を加え３波による参照波から位相差を検出
し従来より多量な血流情報を持つドプラ信号を得
ようとするものである。
とc3を加え３波による参照波から位相差を検出
し従来より多量な血流情報を持つドプラ信号を得
ようとするものである。
上述の参照波３波は第２図ｂに示す如く主発振
部MCにて形成される超音波送信駆動パルスDT
の終端を同期点とした占有率1/2で周波数が1，
2及び3なる矩形波を第３図に示す如く参照波発
生部RW−１，RW−２及びRW−３に夫々入力
しRW−１，RW−２及びRW−３は夫々正弦波
と余弦波の参照波を出力する。
部MCにて形成される超音波送信駆動パルスDT
の終端を同期点とした占有率1/2で周波数が1，
2及び3なる矩形波を第３図に示す如く参照波発
生部RW−１，RW−２及びRW−３に夫々入力
しRW−１，RW−２及びRW−３は夫々正弦波
と余弦波の参照波を出力する。
参照波の正弦波と余弦波は従来のものに夫々２
波増加しているので第３図に示す如く位相検出部
PD、レンジゲート部RG、ハイパスフイルタ
HPF及びスペクトラム解析部SAを増やし合成部
AVにてこれらの解析結果を合成し血流速度分布
として表示部IDに表示する。尚、参照波をc1，
c2及びc3と３波使用するがこのうち第２図ａに
示す如く受信信号スペクトラムの中心周波数を含
む帯域１の血流速度分布が優勢であるので表示に
輝度変調をする様な場合は表示を見易くするため
信号増幅の重みづけをc1は浅くc2及びc3は深く
する等の処理がなされる。
波増加しているので第３図に示す如く位相検出部
PD、レンジゲート部RG、ハイパスフイルタ
HPF及びスペクトラム解析部SAを増やし合成部
AVにてこれらの解析結果を合成し血流速度分布
として表示部IDに表示する。尚、参照波をc1，
c2及びc3と３波使用するがこのうち第２図ａに
示す如く受信信号スペクトラムの中心周波数を含
む帯域１の血流速度分布が優勢であるので表示に
輝度変調をする様な場合は表示を見易くするため
信号増幅の重みづけをc1は浅くc2及びc3は深く
する等の処理がなされる。
(g) 発明の効果
本発明により超音波パルスドプラ血流計の被検
体深部から反射して入力する受信信号の周波数帯
域を有効に使用することができ高精度な深部に於
ける血流の速度分布が得られ血流計の医学的応用
の拡張に大きな効果をもたらすことができる。
体深部から反射して入力する受信信号の周波数帯
域を有効に使用することができ高精度な深部に於
ける血流の速度分布が得られ血流計の医学的応用
の拡張に大きな効果をもたらすことができる。
第１図は従来技術による超音波パルスドプラ血
流計の系統図を示し、第２図ａに超音波パルスド
プラ血流計による被検体からの超音波反射による
受信信号の周波数スペクトラム、参照波周波数の
位置づけ、該参照波により検出できる血流のドプ
ラ効果による周波数ドリフト帯域を示し、第２図
(b)に本発明の実施例の参照波を形成するための主
発振部の矩形波出力を示し、第３図に本発明の実
施例の系統図を示す。全図を通じ同一符号は同一
対象物を示し、MCは主発振部、DAは送信アン
プ、TRは超音波トランスデユーサ、RAは受信
アンプ、PDは位相検出部、RWは参照波発生部、
RGはレンジゲート部、RGTはレンジゲート信号
設定部、HPFはハイパスフイルタ、SAはスペク
トラム解析部、AVは合成部、IDは表示部を示
す。また、DTは駆動パルス、cは送信超音波の
周波数、1と2と3は参照波を形成する基本矩形
波の周波数、Ｓは参照波のうちの正弦波、Ｃは参
照波のうちの余弦波、c1とc2とc3は参照波の周
波数を示す。
流計の系統図を示し、第２図ａに超音波パルスド
プラ血流計による被検体からの超音波反射による
受信信号の周波数スペクトラム、参照波周波数の
位置づけ、該参照波により検出できる血流のドプ
ラ効果による周波数ドリフト帯域を示し、第２図
(b)に本発明の実施例の参照波を形成するための主
発振部の矩形波出力を示し、第３図に本発明の実
施例の系統図を示す。全図を通じ同一符号は同一
対象物を示し、MCは主発振部、DAは送信アン
プ、TRは超音波トランスデユーサ、RAは受信
アンプ、PDは位相検出部、RWは参照波発生部、
RGはレンジゲート部、RGTはレンジゲート信号
設定部、HPFはハイパスフイルタ、SAはスペク
トラム解析部、AVは合成部、IDは表示部を示
す。また、DTは駆動パルス、cは送信超音波の
周波数、1と2と3は参照波を形成する基本矩形
波の周波数、Ｓは参照波のうちの正弦波、Ｃは参
照波のうちの余弦波、c1とc2とc3は参照波の周
波数を示す。
Claims (1)
- １ 主発振部からの出力に同期してパルス状超音
波を被検体に送信し該被検体からのパルス状超音
波反射を受信して受信電気信号に変換し該受信電
気信号と主発振部出力に同期して送信超音波の周
波数にほぼ等しい周波数を有する正弦波及び余弦
波の参照波との位相差を夫々検出し位相差検出信
号を夫々レンジゲートにより被検体の特定部位及
び特定範囲の信号をサンプルホールドしレンジゲ
ート出力をスペクトラム解析し表示する超音波パ
ルスドプラ血流計に於て、位相差検出に用いる該
参照波を送信超音波にほぼ等しい周波数及び該周
波数に近接した周波数を有する複数組の正弦波及
び余弦波とし、該受信電気信号と該複数組の正弦
波及び余弦波の各々との位相差を複数の位相差検
出手段により同時に検出し、位相差検出結果を
夫々レンジゲートでサンプルホールドしスペクト
ラム解析して合成し表示することを特徴とする超
音波パルスドプラ血流計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11556983A JPS607833A (ja) | 1983-06-27 | 1983-06-27 | 超音波パルスドプラ血流計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11556983A JPS607833A (ja) | 1983-06-27 | 1983-06-27 | 超音波パルスドプラ血流計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS607833A JPS607833A (ja) | 1985-01-16 |
| JPH0414020B2 true JPH0414020B2 (ja) | 1992-03-11 |
Family
ID=14665802
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11556983A Granted JPS607833A (ja) | 1983-06-27 | 1983-06-27 | 超音波パルスドプラ血流計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS607833A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61228837A (ja) * | 1985-04-04 | 1986-10-13 | アロカ株式会社 | 超音波ドプラ装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56176706U (ja) * | 1980-05-31 | 1981-12-26 |
-
1983
- 1983-06-27 JP JP11556983A patent/JPS607833A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS607833A (ja) | 1985-01-16 |
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