JPH0677586B2 - 超音波ドプラ血流計 - Google Patents
超音波ドプラ血流計Info
- Publication number
- JPH0677586B2 JPH0677586B2 JP30347086A JP30347086A JPH0677586B2 JP H0677586 B2 JPH0677586 B2 JP H0677586B2 JP 30347086 A JP30347086 A JP 30347086A JP 30347086 A JP30347086 A JP 30347086A JP H0677586 B2 JPH0677586 B2 JP H0677586B2
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- Japan
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- blood flow
- flow meter
- hpf
- low
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 超音波ドプラ血流計で，直交検波された信号を直接デジ
タル交換した後，フーリエ変換を行い表示するものにお
いて，デジタル変換された信号中の低周波成分を，その
信号経路中のいずれかのところで除去する必要がある。
タル交換した後，フーリエ変換を行い表示するものにお
いて，デジタル変換された信号中の低周波成分を，その
信号経路中のいずれかのところで除去する必要がある。
本発明は、時間軸上及び周波数軸上の両方に分けてHPF
を設け，多重化して低周波成分を除去することにより，
一方のみによる除去の場合に発生する問題点を解決した
ものである。
を設け，多重化して低周波成分を除去することにより，
一方のみによる除去の場合に発生する問題点を解決した
ものである。
本発明は、超音波ドプラ血流計に関するものであり，特
に低コストで高精度のハイパスフィルタ（高域通過フィ
ルタ）HPFを構成する方式に関する。
に低コストで高精度のハイパスフィルタ（高域通過フィ
ルタ）HPFを構成する方式に関する。
従来の超音波ドプラ血流計では直交検波された信号をサ
ンプルした後，生体内壁からの反射に基づく低周波成分
をカットするためにアナログのHPFを通し，その後A/D変
換し，次にデータ長が有限であることにより生じるフー
リエ変換誤差を軽減するためのウィンドウ処理をしてか
らFFT（高速フーリエ変換）処理し，スペクトラムを表
示するのが主流であった。この場合，サンプル・ポイン
トを多点にすると，アナログ処理のHPFでは，サンプル
数だけの回路が必要となるため，直交検波した信号を直
接A/D変換し，その後HPFで低周波成分を除去する必要が
ある。
ンプルした後，生体内壁からの反射に基づく低周波成分
をカットするためにアナログのHPFを通し，その後A/D変
換し，次にデータ長が有限であることにより生じるフー
リエ変換誤差を軽減するためのウィンドウ処理をしてか
らFFT（高速フーリエ変換）処理し，スペクトラムを表
示するのが主流であった。この場合，サンプル・ポイン
トを多点にすると，アナログ処理のHPFでは，サンプル
数だけの回路が必要となるため，直交検波した信号を直
接A/D変換し，その後HPFで低周波成分を除去する必要が
ある。
第４図は、従来の超音波ドプラ血流計の１方式の構成を
示したもので,1は直交検波器,2,3はA/D変換器,4,5はウ
ィンドウ回路,6はFFT回路,7はハイパスフィルタ（高域
通過フィルタ）HPFである。
示したもので,1は直交検波器,2,3はA/D変換器,4,5はウ
ィンドウ回路,6はFFT回路,7はハイパスフィルタ（高域
通過フィルタ）HPFである。
超音波トランスデューサ（図示省略）で受信された超音
波信号は，直交検波器１で直交検波され,Sin,Cosの直交
信号成分がそれぞれ,A/D変換器2,3へ出力される。
波信号は，直交検波器１で直交検波され,Sin,Cosの直交
信号成分がそれぞれ,A/D変換器2,3へ出力される。
A/D変換器2,3は，それぞれアナログの入力信号をデジタ
ル信号に変換し，ウィンドウ回路4,5へ出力する。
ル信号に変換し，ウィンドウ回路4,5へ出力する。
ウィンドウ回路4,5は，ハミングやハニングなどのウィ
ンドウ関数を入力信号にかけ合わせる処理を行う。
ンドウ関数を入力信号にかけ合わせる処理を行う。
FFT回路６は、ウィンドウ回路4,5からのウィンドウ処理
された２つの直交信号に基づいて，高速に複素フーリエ
変換を行い，変換結果のスペクトラムデータを出力す
る。
された２つの直交信号に基づいて，高速に複素フーリエ
変換を行い，変換結果のスペクトラムデータを出力す
る。
HPF7は，デジタルフィルタ形式のものであり，入力スペ
クトラム中の生体内壁からの反射に対応する低周波成分
を周波数軸上で除去し，結果を出力する。なお周波数軸
上でフィルタ処理を行うデジタルフィルタは極めて急峻
なしゃ断特性を示す。
クトラム中の生体内壁からの反射に対応する低周波成分
を周波数軸上で除去し，結果を出力する。なお周波数軸
上でフィルタ処理を行うデジタルフィルタは極めて急峻
なしゃ断特性を示す。
ところで第４図の方式では、生体内壁からの反射に基づ
く周波数成分が，ウィンドウ関数の影響により，周波数
軸上で血管内血流からの反射に基づく高周波成分の領域
近くにまで拡散し（ウィンドウ関数との積信号），しか
もその信号レベルはかなり大きいため,HPFの性能が良く
とも,HPFの除去周波数よりも高くなった高周波に拡散し
た積信号の除去はできないという欠点があった。
く周波数成分が，ウィンドウ関数の影響により，周波数
軸上で血管内血流からの反射に基づく高周波成分の領域
近くにまで拡散し（ウィンドウ関数との積信号），しか
もその信号レベルはかなり大きいため,HPFの性能が良く
とも,HPFの除去周波数よりも高くなった高周波に拡散し
た積信号の除去はできないという欠点があった。
この点を改良するため，第５図に示すようにHPFをA/D変
換器2,3とウィンドウ回路4,5との間にHPF7′,HPF7″と
して挿入し，ウィンドウ処理前に信号中の低周波成分を
除去する方式が考えられた。
換器2,3とウィンドウ回路4,5との間にHPF7′,HPF7″と
して挿入し，ウィンドウ処理前に信号中の低周波成分を
除去する方式が考えられた。
しかし第４図の方式では、HPFを時間軸上で構成しなけ
ればならず，しかも有限データ長を対象とするから，必
要とされる急峻なしゃ断特性をもった高次のデジタルフ
ィルタを実現しようとするのは極めて困難で，回路が大
型化し，コストも上昇するという別の問題が生じた。
ればならず，しかも有限データ長を対象とするから，必
要とされる急峻なしゃ断特性をもった高次のデジタルフ
ィルタを実現しようとするのは極めて困難で，回路が大
型化し，コストも上昇するという別の問題が生じた。
本発明は，超音波ドプラ血流計におけるハイパスフィル
タHPFを，時間軸上と周波数軸上に分けて設け，それぞ
れのHPFの性能レベルを下げながら，総合的な性能は目
標レベルに達するようにするものである。
タHPFを，時間軸上と周波数軸上に分けて設け，それぞ
れのHPFの性能レベルを下げながら，総合的な性能は目
標レベルに達するようにするものである。
第１図は，本発明の原理を示す構成図である。
第１図において， １は超音波トランスデューサが受信した超音波信号を直
交検波する直交検波器である。
交検波する直交検波器である。
2,3は，直交検波された２つの超音波信号をそれぞれデ
ジタル信号に変換するA/D変換器である。
ジタル信号に変換するA/D変換器である。
4,5はそれぞれウィンドウ処理を行うウィンドウ回路で
ある。
ある。
６は，複素フーリエ変換により，時間軸上の信号を周波
数軸上の信号（スペクトラム）に変換するFFT回路であ
る。
数軸上の信号（スペクトラム）に変換するFFT回路であ
る。
8,9は，生体内壁からの反射に基づく低周波成分のレベ
ルを，時間軸上である程度まで減衰させる比較的低次の
デジタルフィルタ形式のハイパスフィルタHPFである。
ルを，時間軸上である程度まで減衰させる比較的低次の
デジタルフィルタ形式のハイパスフィルタHPFである。
10は，フーリエ変換結果のスペクトラムから生体内壁反
射に基づく低周波成分を除去するデジタルフィルタ形式
による周波数軸上のハイパスフィルタHPFである。
射に基づく低周波成分を除去するデジタルフィルタ形式
による周波数軸上のハイパスフィルタHPFである。
第２図の（ａ）ないし（ｆ）に示す動作例を用いて，本
発明の作用を説明する。
発明の作用を説明する。
第２図の（ａ）は，フィルタ処理およびウィンドウ処理
を何も行わない場合の入力超音波信号のスペクトラムで
あり,11は生体内壁からの反射に基づく低周波成分,12は
血流からの反射に基づく高周波数成分を示す。
を何も行わない場合の入力超音波信号のスペクトラムで
あり,11は生体内壁からの反射に基づく低周波成分,12は
血流からの反射に基づく高周波数成分を示す。
第２図の（ｂ）は，第１図中のハイパスフィルタHPF8,9
のフィルタ特性を示す。HPF8,9は，第２図の（ａ）にお
ける低周波成分11をカットするように設計される。しか
し，低周波成分11のレベルは，高周波数成分12のレベル
に匹敵する程度以上減衰できればよいため，フィルタの
しゃ断特性はそれほど急峻である必要はなく，比較的低
次のフィルタ構成で実現できる。
のフィルタ特性を示す。HPF8,9は，第２図の（ａ）にお
ける低周波成分11をカットするように設計される。しか
し，低周波成分11のレベルは，高周波数成分12のレベル
に匹敵する程度以上減衰できればよいため，フィルタの
しゃ断特性はそれほど急峻である必要はなく，比較的低
次のフィルタ構成で実現できる。
第２図の（ｃ）は,HPF8,9を通過した後の信号のスペク
トラムを示す。低周波成分11′のレベルは，（ａ）の低
周波成分11に較べて減衰されている。
トラムを示す。低周波成分11′のレベルは，（ａ）の低
周波成分11に較べて減衰されている。
第２図の（ｄ）は，第１図のウィンドウ回路4,5でウィ
ンドウ処理した結果の信号のスペクトラムであり，低周
波成分11″の高周波側への拡がりは，入力となる第２図
（ｃ）の低周波成分11′がかなり減衰されているため，
第２図（ａ）の低周波成分11による場合に較べて小さく
抑制される。
ンドウ処理した結果の信号のスペクトラムであり，低周
波成分11″の高周波側への拡がりは，入力となる第２図
（ｃ）の低周波成分11′がかなり減衰されているため，
第２図（ａ）の低周波成分11による場合に較べて小さく
抑制される。
第２図の（ｅ）は，第１図のハイパスフィルタHPF10の
フィルタ特性である。第２図の（ｄ）におけるスペクト
ラム上で低周波成分11″をカットする急峻なしゃ断特性
をもつ。
フィルタ特性である。第２図の（ｄ）におけるスペクト
ラム上で低周波成分11″をカットする急峻なしゃ断特性
をもつ。
第２図の（ｆ）は,HPF10の出力におけるスペクトラムで
あり，低周波成分11″がほぼ完全にしゃ断されている。
あり，低周波成分11″がほぼ完全にしゃ断されている。
〔実施例〕 第１図に示されている本発明の原理に基づく実施例構成
は，図中の各ブロックに対応する既存の個別のハードウ
ェア回路を組合わせることによって実現できるが,MPUあ
るいはDSP（デジタルシグナルプロセッサ）を用いても
実現可能である。
は，図中の各ブロックに対応する既存の個別のハードウ
ェア回路を組合わせることによって実現できるが,MPUあ
るいはDSP（デジタルシグナルプロセッサ）を用いても
実現可能である。
第３図は、MPUあるいはDSPを用いた場合の１実施例構成
を示したものである。
を示したものである。
第３図において,2,3は第１図と同じA/D変換器,13はMPU,
14はRAMである。
14はRAMである。
MPU13およびRAM14,第１図における4,5,6,8,9,10の各ブ
ロックの機能を実現する。
ロックの機能を実現する。
RAM14内の15ないし19で示されるプログラムは，これら
の機能を実現するためのものであり,MPU13によって実行
される。
の機能を実現するためのものであり,MPU13によって実行
される。
すなわち,15は主制御ルーチンであり，全体の処理の流
れを制御する。16ないし19は関数ルーチンであって,16
はHPF8,9の処理を行う時間軸HPFルーチン,17はウィンド
ウ回路4,5の関数処理を行うウィンドウ関数ルーチン,18
はFFT回路６の処理を行うFFTルーチン,19はHPF10の処理
を行う周波数軸HPFルーチンである。
れを制御する。16ないし19は関数ルーチンであって,16
はHPF8,9の処理を行う時間軸HPFルーチン,17はウィンド
ウ回路4,5の関数処理を行うウィンドウ関数ルーチン,18
はFFT回路６の処理を行うFFTルーチン,19はHPF10の処理
を行う周波数軸HPFルーチンである。
このような実施例構成をとった場合，装置がコンパクト
化され、フィルタ特性を任意に変更できる利点が得られ
るが、各HPFルーチンによりステップ数が増加して，実
行時間が長くなるため,MPU13およびRAM14に高速動作買
可能なものを使用することが必要となる。
化され、フィルタ特性を任意に変更できる利点が得られ
るが、各HPFルーチンによりステップ数が増加して，実
行時間が長くなるため,MPU13およびRAM14に高速動作買
可能なものを使用することが必要となる。
本発明による超音波ドプラ血流計は，ハイパスフィルタ
HPFを，時間軸上と周波数軸上とに分けて設けたことに
より，比較的低次のHPFを用いて,HPFで低周波成分を確
実容易に除去することを可能にする。またこれにより，
高品質低コストの超音波ドプラ血流計が提供できる。
HPFを，時間軸上と周波数軸上とに分けて設けたことに
より，比較的低次のHPFを用いて,HPFで低周波成分を確
実容易に除去することを可能にする。またこれにより，
高品質低コストの超音波ドプラ血流計が提供できる。
第１図は本発明の原理的構成図，第２図は本発明の作用
を示す動作例図，第３図は本発明の実施例構成図，第４
図および第５図はそれぞれ異なる従来例の超音波ドプラ
血流計の構成図である。 第１図中， 1:直交検波器 2,3:A/D変換器 4,5:ウィンドウ回路 6:FFT回路 8,9:ハイパスフィルタHPF 10:ハイパスフィルタHPF
を示す動作例図，第３図は本発明の実施例構成図，第４
図および第５図はそれぞれ異なる従来例の超音波ドプラ
血流計の構成図である。 第１図中， 1:直交検波器 2,3:A/D変換器 4,5:ウィンドウ回路 6:FFT回路 8,9:ハイパスフィルタHPF 10:ハイパスフィルタHPF
Claims (1)
- 【請求項１】フーリエ変換を用いてドプラ解析を行う超
音波ドプラ血流計において， 入力された超音波信号を直交検波する直交検波器（１）
と， 直交検波された超音波信号を直接デジタル信号に変換す
るA/D変換器（2,3）と， このデジタル信号の低周波成分を時間軸上で一定レベル
以下に抑制するハイパスフィルタ（8,9）と， ウィンドウ処理を行うウィンドウ回路（4,5）と， ウィンドウ処理出力を複素フーリエ変換してスペクトラ
ムを求めるFFT回路（６）と， スペクトラム中の低周波成分を周波数軸上で除去するハ
イパスフィルタ（10）とを縦続して構成したことを特徴
とする超音波ドプラ血流計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30347086A JPH0677586B2 (ja) | 1986-12-19 | 1986-12-19 | 超音波ドプラ血流計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30347086A JPH0677586B2 (ja) | 1986-12-19 | 1986-12-19 | 超音波ドプラ血流計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63154165A JPS63154165A (ja) | 1988-06-27 |
| JPH0677586B2 true JPH0677586B2 (ja) | 1994-10-05 |
Family
ID=17921349
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30347086A Expired - Fee Related JPH0677586B2 (ja) | 1986-12-19 | 1986-12-19 | 超音波ドプラ血流計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0677586B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115137392B (zh) | 2022-08-05 | 2024-11-05 | 飞依诺科技股份有限公司 | 一种抑制杂波的超声波束合成方法、系统及存储介质 |
-
1986
- 1986-12-19 JP JP30347086A patent/JPH0677586B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63154165A (ja) | 1988-06-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |