JPH07106202B2 - 超音波ドップラ血流計 - Google Patents
超音波ドップラ血流計Info
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- JPH07106202B2 JPH07106202B2 JP63322655A JP32265588A JPH07106202B2 JP H07106202 B2 JPH07106202 B2 JP H07106202B2 JP 63322655 A JP63322655 A JP 63322655A JP 32265588 A JP32265588 A JP 32265588A JP H07106202 B2 JPH07106202 B2 JP H07106202B2
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- G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
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- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
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- G—PHYSICS
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、医用分野において、生体中の血流速度を測定
するために用いる超音波ドップラ血流計に関するもので
ある。
するために用いる超音波ドップラ血流計に関するもので
ある。
従来の技術 従来、この種の超音波ドップラ血流計は、超音波を生体
中へ送信し、生体中で反射したエコー信号が血流等の運
動物体によってドップラ効果を受けて周波数が偏移する
ことにより、血流情報を得るものである。上記運動物体
の速度Ｖとドップラ偏移周波数fdは次の（１）式のよう
に比例する関係にあり、従って、偏移周波数fdより運動
物体の速度Ｖを算出することができる。
中へ送信し、生体中で反射したエコー信号が血流等の運
動物体によってドップラ効果を受けて周波数が偏移する
ことにより、血流情報を得るものである。上記運動物体
の速度Ｖとドップラ偏移周波数fdは次の（１）式のよう
に比例する関係にあり、従って、偏移周波数fdより運動
物体の速度Ｖを算出することができる。
ここで、fcは超音波周波数、Ｃは超音波の伝搬速度、θ
は超音波進行方向と血流方向の成す角度である。
は超音波進行方向と血流方向の成す角度である。
以上の原理を用いた超音波ドップラ血流計としては、一
般的には、「電子医学」VoL11,No.3,65,1976に記載され
ている構成が知られている。以下、上記従来の超音波ド
ップラ血流計の概略について図面を参照しながら説明す
る。
般的には、「電子医学」VoL11,No.3,65,1976に記載され
ている構成が知られている。以下、上記従来の超音波ド
ップラ血流計の概略について図面を参照しながら説明す
る。
第３図は従来の超音波ドップラ血流計の構成を示す機能
ブロック図である。同図において、31は超音波探触子で
あり、一般に圧電振動子が備えられ、生体32中へ超音波
を送信し、生体32中からのエコー信号を受信し、生体32
中に存在する血管33を速度Ｖで流れる血流情報を得るた
めに用いられる。34は駆動手段であり、超音波探触子31
に超音波を発生させるための送信信号Txを出力する。35
はドップラ信号検出手段であり、超音波探触子31が受信
したエコー信号Rxを直交位相検波し、直交ドップラ信号
Vdx,Vdyを出力する。36と37はそれぞれA/Dコンバータで
あり、直交ドップラ信号VdxとVdyをそれぞれA/D変換
し、数値化された直交ドップラ信号DdxとDdyを出力す
る。38は周波数分析手段であり、直交ドップラ信号Ddx
とDdyを高速フーリエ変換手法（FFT）などの演算方法で
周波数分析する。39はドップラ信号の周波数をソナグラ
ム等の形式で表示する表示手段、40は駆動手段34、ドッ
プラ信号検出手段35、A/Dコンバータ36、37を制御する
制御手段である。
ブロック図である。同図において、31は超音波探触子で
あり、一般に圧電振動子が備えられ、生体32中へ超音波
を送信し、生体32中からのエコー信号を受信し、生体32
中に存在する血管33を速度Ｖで流れる血流情報を得るた
めに用いられる。34は駆動手段であり、超音波探触子31
に超音波を発生させるための送信信号Txを出力する。35
はドップラ信号検出手段であり、超音波探触子31が受信
したエコー信号Rxを直交位相検波し、直交ドップラ信号
Vdx,Vdyを出力する。36と37はそれぞれA/Dコンバータで
あり、直交ドップラ信号VdxとVdyをそれぞれA/D変換
し、数値化された直交ドップラ信号DdxとDdyを出力す
る。38は周波数分析手段であり、直交ドップラ信号Ddx
とDdyを高速フーリエ変換手法（FFT）などの演算方法で
周波数分析する。39はドップラ信号の周波数をソナグラ
ム等の形式で表示する表示手段、40は駆動手段34、ドッ
プラ信号検出手段35、A/Dコンバータ36、37を制御する
制御手段である。
次に上記従来例の動作について説明する。
駆動手段34は、制御手段40の制御に基づき、送信信号Tx
を発生し、超音波探触子31圧電振動子を駆動して超音波
を生体32中に送信させる。生体32中を伝搬する超音波は
その伝搬中に反射し、反射した深さに比例した遅延時間
をもって超音波探触子31の圧電振動子に到達する。この
とき、反射体が運動する物体であれば、上記（１）式の
関係に従って偏移周波数fdだけドップラ効果を受ける。
超音波探触子31で受信されたエコー信号の周波数はドッ
プラ効果によってfc＋fdとなっており、ドップラ信号検
出手段35において、周波数fcの直交基準信号Ｒで直交位
相検波し、ドップラ信号VdxとVdyを出力する。これらド
ップラ信号VdxとVdyは相互に直交関係になっており、そ
の周波数はエコー信号Rxの周波数fc＋fdと直交基準信号
Ｒの周波数fcの差周波数、すなわちfdとなる。A/Dコン
バータ36,37は、制御手段40から送られるサンプリング
クロックSPのタイミングでサンプリングし、ドップラ信
号Vdx,VdyをA/D変換し、そのディジタル値Ddx,Ddyを周
波数分析手段38へ出力する。周波数分析手段38ではドッ
プラ信号Ddx,Ddyの連続した複数点の値を用い、FFT法な
どを用いて周波数分析演算し、テレビ画面等の表示手段
39に表示し、診断データを提供する。
を発生し、超音波探触子31圧電振動子を駆動して超音波
を生体32中に送信させる。生体32中を伝搬する超音波は
その伝搬中に反射し、反射した深さに比例した遅延時間
をもって超音波探触子31の圧電振動子に到達する。この
とき、反射体が運動する物体であれば、上記（１）式の
関係に従って偏移周波数fdだけドップラ効果を受ける。
超音波探触子31で受信されたエコー信号の周波数はドッ
プラ効果によってfc＋fdとなっており、ドップラ信号検
出手段35において、周波数fcの直交基準信号Ｒで直交位
相検波し、ドップラ信号VdxとVdyを出力する。これらド
ップラ信号VdxとVdyは相互に直交関係になっており、そ
の周波数はエコー信号Rxの周波数fc＋fdと直交基準信号
Ｒの周波数fcの差周波数、すなわちfdとなる。A/Dコン
バータ36,37は、制御手段40から送られるサンプリング
クロックSPのタイミングでサンプリングし、ドップラ信
号Vdx,VdyをA/D変換し、そのディジタル値Ddx,Ddyを周
波数分析手段38へ出力する。周波数分析手段38ではドッ
プラ信号Ddx,Ddyの連続した複数点の値を用い、FFT法な
どを用いて周波数分析演算し、テレビ画面等の表示手段
39に表示し、診断データを提供する。
発明が解決しようとする課題 しかし、上記従来の超音波ドップラ血流計では、以下の
点に課題があった。
点に課題があった。
近年、超音波ドップラ血流計は、心臓等の循環器系の診
断に用いられるほか、腹部血流や末梢血管など、比較的
血流速度の遅い血流の診断においても試みられ始めてい
る。これらの遅い血流は、心臓およびその周辺の動脈、
静脈に比べて細いため、得られるドップラ信号の強度が
非常に小さくなり、回路に対して非常に高いSN比が要求
され、実現困難である。また、低速血流の場合、FFT法
などを用いた周波数分析手段38では、データの分析点数
はZn（ｎ＝1,2,3,…）個であり、一般に固定であるた
め、ドップラ信号のサンプリング周波数を低く設定して
低周波数成分の分解能を向上させる。しかし、サンプリ
ング周波数を低下させることにより、ナイキスト周波数
fnqが低下するため、ドップラ周波数fdがナイキスト周
波数fnqを越えるような速度の血流は折り返しを生ず
る。したがって、様々な速度成分を持つ血流のうち、低
速成分を観測しようとするとき、高速成分によって発生
した折り返しにより低速成分の観測が妨害されてしま
う。
断に用いられるほか、腹部血流や末梢血管など、比較的
血流速度の遅い血流の診断においても試みられ始めてい
る。これらの遅い血流は、心臓およびその周辺の動脈、
静脈に比べて細いため、得られるドップラ信号の強度が
非常に小さくなり、回路に対して非常に高いSN比が要求
され、実現困難である。また、低速血流の場合、FFT法
などを用いた周波数分析手段38では、データの分析点数
はZn（ｎ＝1,2,3,…）個であり、一般に固定であるた
め、ドップラ信号のサンプリング周波数を低く設定して
低周波数成分の分解能を向上させる。しかし、サンプリ
ング周波数を低下させることにより、ナイキスト周波数
fnqが低下するため、ドップラ周波数fdがナイキスト周
波数fnqを越えるような速度の血流は折り返しを生ず
る。したがって、様々な速度成分を持つ血流のうち、低
速成分を観測しようとするとき、高速成分によって発生
した折り返しにより低速成分の観測が妨害されてしま
う。
本発明は、以上のような従来技術の課題を解決するもの
であり、高いSN比を実現することができ、また、低サン
プリング周波数での折り返し現象を防止することがで
き、低速血流成分をも観測することができるようにした
超音波ドップラ血流計を提供することを目的とするもの
である。
であり、高いSN比を実現することができ、また、低サン
プリング周波数での折り返し現象を防止することがで
き、低速血流成分をも観測することができるようにした
超音波ドップラ血流計を提供することを目的とするもの
である。
課題を解決するための手段 上記目的を達成するため、本発明の技術的解決手段は、
生体中に送信した超音波が受けたドップラ信号を検出す
るドップラ信号検出手段と、このドップラ信号検出手段
から出力されるドップラ信号を一定周期の第１のサンプ
リングクロックにより連続してサンプリングするサンプ
リング手段と、前記第１のサンプリングクロックを分周
して第２のサンプリングクロックを発生する分周器と、
前記サンプリング手段で得られた時間的に隣接する複数
個のサンプルの平均値、若しくは重みづけ平均値を前記
第２のサンプリングクロックに同期して一定サンプル間
隔ごとに演算して出力する平均値演算手段と、この平均
値演算手段から出力される時間的に隣接した平均値デー
タを周波数分析する周波数分析手段とを備えたものであ
る。
生体中に送信した超音波が受けたドップラ信号を検出す
るドップラ信号検出手段と、このドップラ信号検出手段
から出力されるドップラ信号を一定周期の第１のサンプ
リングクロックにより連続してサンプリングするサンプ
リング手段と、前記第１のサンプリングクロックを分周
して第２のサンプリングクロックを発生する分周器と、
前記サンプリング手段で得られた時間的に隣接する複数
個のサンプルの平均値、若しくは重みづけ平均値を前記
第２のサンプリングクロックに同期して一定サンプル間
隔ごとに演算して出力する平均値演算手段と、この平均
値演算手段から出力される時間的に隣接した平均値デー
タを周波数分析する周波数分析手段とを備えたものであ
る。
作用 本発明は、上記構成により次のような作用を有する。
ドップラ信号検出手段で検出されたドップラ信号をサン
プリング手段でサンプリングし、サンプリングされた時
間的に隣接する複数個のデータの平均値、若しくは重み
づけ平均値を平均値演算手段で一定サンプル間隔ごとに
演算して出力し、この平均値を用いて周波数分析手段に
より周波数分析する。このように、隣接するデータの平
均値、若しくは重みづけ平均値を用いることにより、雑
音成分を抑圧することができ、また、サンプリングされ
たデータよりも短い周期のドップラ信号を減衰させるこ
とができる。
プリング手段でサンプリングし、サンプリングされた時
間的に隣接する複数個のデータの平均値、若しくは重み
づけ平均値を平均値演算手段で一定サンプル間隔ごとに
演算して出力し、この平均値を用いて周波数分析手段に
より周波数分析する。このように、隣接するデータの平
均値、若しくは重みづけ平均値を用いることにより、雑
音成分を抑圧することができ、また、サンプリングされ
たデータよりも短い周期のドップラ信号を減衰させるこ
とができる。
実 施 例 以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明
する。
する。
第１図は本発明の一実施例における超音波ドップラ血流
計を示す機能ブロック図である。同図において、１は超
音波探触子であり、一般に圧電振動子が備えられ、生体
２中へ超音波を送信し、生体２中に存在する血管３を速
度Ｖで流れる血流情報を得るために用いられる。４は駆
動手段であり、超音波探触子１を、駆動して超音波を発
生させるための送信信号Txを出力する。５はドップラ信
号検出手段であり、超音波探触子１が受信したエコー信
号Rxを直交位相検波し、直交ドップラ信号Vdx,Vdyを出
力する。６と７はそれぞれA/Dコンバータであり、直交
ドップラ信号VdxとVdyをそれぞれA/D変換し、数値化さ
れた直交ドップラ信号DdxとDdyを出力する。８と９はA/
D変換されたドップラ信号Ddx,Ddyの一定サンプル数を累
積加算する加算器、10と11は加算器８と９の加算結果を
一時保持するラッチ、12は平均化されたドップラ信号Md
x,Mdyを周波数分析する周波数分析手段、13は周波数分
析結果を表示する表示手段、14は後述する制御手段15が
発生する第１のサンプリングクロックSP1を分周し、第
２のサンプリングクロックSP2を発生する分周器、15は
駆動手段４、ドップラ信号検出手段５、A/Dコンバータ
6,7、加算器8,9、分周器14を制御する制御手段である。
計を示す機能ブロック図である。同図において、１は超
音波探触子であり、一般に圧電振動子が備えられ、生体
２中へ超音波を送信し、生体２中に存在する血管３を速
度Ｖで流れる血流情報を得るために用いられる。４は駆
動手段であり、超音波探触子１を、駆動して超音波を発
生させるための送信信号Txを出力する。５はドップラ信
号検出手段であり、超音波探触子１が受信したエコー信
号Rxを直交位相検波し、直交ドップラ信号Vdx,Vdyを出
力する。６と７はそれぞれA/Dコンバータであり、直交
ドップラ信号VdxとVdyをそれぞれA/D変換し、数値化さ
れた直交ドップラ信号DdxとDdyを出力する。８と９はA/
D変換されたドップラ信号Ddx,Ddyの一定サンプル数を累
積加算する加算器、10と11は加算器８と９の加算結果を
一時保持するラッチ、12は平均化されたドップラ信号Md
x,Mdyを周波数分析する周波数分析手段、13は周波数分
析結果を表示する表示手段、14は後述する制御手段15が
発生する第１のサンプリングクロックSP1を分周し、第
２のサンプリングクロックSP2を発生する分周器、15は
駆動手段４、ドップラ信号検出手段５、A/Dコンバータ
6,7、加算器8,9、分周器14を制御する制御手段である。
上記の構成において、以下、その動作を説明する。
駆動手段４は、制御手段15の制御に基づき、送信信号Tx
を発生し、超音波探触子１の圧電振動子を駆動して超音
波を生体２中に送信させる。生体２中で反射された超音
波はエコー信号となって超音波探触子１の圧電振動子に
到達する。超音波探触子１の圧電振動子で受信されたエ
コー信号の周波数はドップラ効果を受けているとする
と、fc＋fdとなる。これをドップラ信号検出手段５にお
いて、周波数fcの直交基準信号Ｒで直交位相検波し、ド
ップラ信号Vdx,Vdyを出力する。これらドップラ信号Vd
x,Vdyは相互に直交関係となっており、その周波数はエ
コー信号Rxの周波数fc＋fdと直交基準信号Ｒの周波数fc
の差周波数、すなわちfdとなる。A/Dコンバータ6,7は、
制御手段15が発生した第１のサンプリングクロックSP1
でドップラ信号Vdx,Vdyをサンプリングしてディジタル
値に変換する。分周器14は、第１のサンプリングクロッ
クSP1を分周して第２のサンプリングクロックSP2を出力
し、加算器8,9のリセット入力Ｒと、ラッチ10,11のラッ
チクロック入力へ送る。加算器8,9は、Ａ入力とＢ入力
の値を加算し、Ｃ入力に入る第１のサンプリングクロッ
クSP1のタイミングで加算値がＭ出力から出力される。
これらの加算値はラッチ10,11において、第２のサンプ
リングクロックでラッチし、周波数分析手段12へ送る。
周波数分析手段12では平均化されたドップラ信号Mdx,Md
yを上記従来例と同様に周波数分析し、この分析結果を
表示手段13に表示させる。
を発生し、超音波探触子１の圧電振動子を駆動して超音
波を生体２中に送信させる。生体２中で反射された超音
波はエコー信号となって超音波探触子１の圧電振動子に
到達する。超音波探触子１の圧電振動子で受信されたエ
コー信号の周波数はドップラ効果を受けているとする
と、fc＋fdとなる。これをドップラ信号検出手段５にお
いて、周波数fcの直交基準信号Ｒで直交位相検波し、ド
ップラ信号Vdx,Vdyを出力する。これらドップラ信号Vd
x,Vdyは相互に直交関係となっており、その周波数はエ
コー信号Rxの周波数fc＋fdと直交基準信号Ｒの周波数fc
の差周波数、すなわちfdとなる。A/Dコンバータ6,7は、
制御手段15が発生した第１のサンプリングクロックSP1
でドップラ信号Vdx,Vdyをサンプリングしてディジタル
値に変換する。分周器14は、第１のサンプリングクロッ
クSP1を分周して第２のサンプリングクロックSP2を出力
し、加算器8,9のリセット入力Ｒと、ラッチ10,11のラッ
チクロック入力へ送る。加算器8,9は、Ａ入力とＢ入力
の値を加算し、Ｃ入力に入る第１のサンプリングクロッ
クSP1のタイミングで加算値がＭ出力から出力される。
これらの加算値はラッチ10,11において、第２のサンプ
リングクロックでラッチし、周波数分析手段12へ送る。
周波数分析手段12では平均化されたドップラ信号Mdx,Md
yを上記従来例と同様に周波数分析し、この分析結果を
表示手段13に表示させる。
これを更に詳細に説明する。今、分周器14が1/4分周比
であるとすると、入力されるドップラ信号は第２図のタ
イムチャートで示すような処理を受ける。同図におい
て、（ａ）は第１のサンプリングクロックSP1、（ｂ）
はA/Dコンバータ6,7から出力されたドップラ信号Ddx、
またはDdyの値、（ｃ）は1/4に分周された第２のサンプ
リングクロックSP2、（ｄ）はラッチ10,11から出力され
たドップラ信号平均値Mdx、またはMdyの値、（ｅ）は
（ｃ）の第２のサンプリングクロックSP2を時間的に縮
小したもの、（ｆ）は（ｄ）のドップラ信号平均値Md
x、または、Mdyを縮小したものを示す。まず、第１のサ
ンプリングクロックSP1のｎ回目のパルスで得られたド
ップラ信号Ddx（ｎ）、Ddy（ｎ）は加算器8,9のＡ入力
に入り、Ｂ入力の値と加算され、Ｃ入力に入る第１のサ
ンプリングクロックSP1のｎ＋１回目のパルスでＭ出力
から出力される。但し、Ｂ入力の初期値はゼロである。
同時に、ｎ＋１回目のパルスでA/Dコンバータ6,7から次
のドップラ信号値Ddx（ｎ＋１）、Ddy（ｎ＋１）が出力
され、加算器8,9のＡ入力に加わる。次の第１のサンプ
リングクロックSP1のｎ＋２回目のパルスで、加算器8,9
のＡ入力の値とＢ入力の値が出力されてＭ出力に現わ
れ、再びＢ入力に戻される。したがって、ｎ回目から、
ｎ＋３回目のドップラ信号は全て加算されて出力Ｍに現
われ、分周された第２のサンプリングクロックSP
2（ｃ）のｐ回目のパルスでラッチ10,11に保持される。
そして、周波数分析手段12に加える際、ラッチ10,11の
出力を２ビットだけ下位にシフトすれば、1/4になり、
これがドップラ信号平均値Mdx,Mdyとなる。但し、この
場合、周波数分析手段12の入力ビット数に余裕があれ
ば、必ずしもビットシフトする必要はない。次のドップ
ラ信号平均値Mdx,Mdyは、ｎ＋４からｎ＋７回目のドッ
プラ信号Ddx,Ddyの平均値が入力される。以降のドップ
ラ信号についても、一定間隔で、一定サンプル数のドッ
プラ信号の平均値が連続的に算出され、（ｅ）および
（ｆ）のような波形となる。周波数分析手段12が128点
のFFT演算を行なうものとすれば、１回の演算では、ｐ
からｐ＋127個目までのデータが使用される。第２図か
ら明らかなように、一定サンプル数の平均値を求めてい
くことにより、ランダム性の雑音に対しては、√Ｎ倍だ
けSN比が改善される（但し、Ｎはドップラ信号Ddx,Ddy
の平均回数である。）。上記の例では、Ｎ＝４なので、
SN比は２倍に向上する。また、サンプリング周波数を低
下させることによる折り返しが発生する限界を高くでき
る。例えば、第２図（ａ）のｎ−１以前のデータは、第
２のサンプリングクロックSP2（ｃ）よりも周波数が高
いため、平均すると減衰し、折り返しとはならない。し
たがって、本発明による限界点は２点あり、第１に第２
のサンプリングクロックSP2の周波数f2に対しては、次
の通りである。
であるとすると、入力されるドップラ信号は第２図のタ
イムチャートで示すような処理を受ける。同図におい
て、（ａ）は第１のサンプリングクロックSP1、（ｂ）
はA/Dコンバータ6,7から出力されたドップラ信号Ddx、
またはDdyの値、（ｃ）は1/4に分周された第２のサンプ
リングクロックSP2、（ｄ）はラッチ10,11から出力され
たドップラ信号平均値Mdx、またはMdyの値、（ｅ）は
（ｃ）の第２のサンプリングクロックSP2を時間的に縮
小したもの、（ｆ）は（ｄ）のドップラ信号平均値Md
x、または、Mdyを縮小したものを示す。まず、第１のサ
ンプリングクロックSP1のｎ回目のパルスで得られたド
ップラ信号Ddx（ｎ）、Ddy（ｎ）は加算器8,9のＡ入力
に入り、Ｂ入力の値と加算され、Ｃ入力に入る第１のサ
ンプリングクロックSP1のｎ＋１回目のパルスでＭ出力
から出力される。但し、Ｂ入力の初期値はゼロである。
同時に、ｎ＋１回目のパルスでA/Dコンバータ6,7から次
のドップラ信号値Ddx（ｎ＋１）、Ddy（ｎ＋１）が出力
され、加算器8,9のＡ入力に加わる。次の第１のサンプ
リングクロックSP1のｎ＋２回目のパルスで、加算器8,9
のＡ入力の値とＢ入力の値が出力されてＭ出力に現わ
れ、再びＢ入力に戻される。したがって、ｎ回目から、
ｎ＋３回目のドップラ信号は全て加算されて出力Ｍに現
われ、分周された第２のサンプリングクロックSP
2（ｃ）のｐ回目のパルスでラッチ10,11に保持される。
そして、周波数分析手段12に加える際、ラッチ10,11の
出力を２ビットだけ下位にシフトすれば、1/4になり、
これがドップラ信号平均値Mdx,Mdyとなる。但し、この
場合、周波数分析手段12の入力ビット数に余裕があれ
ば、必ずしもビットシフトする必要はない。次のドップ
ラ信号平均値Mdx,Mdyは、ｎ＋４からｎ＋７回目のドッ
プラ信号Ddx,Ddyの平均値が入力される。以降のドップ
ラ信号についても、一定間隔で、一定サンプル数のドッ
プラ信号の平均値が連続的に算出され、（ｅ）および
（ｆ）のような波形となる。周波数分析手段12が128点
のFFT演算を行なうものとすれば、１回の演算では、ｐ
からｐ＋127個目までのデータが使用される。第２図か
ら明らかなように、一定サンプル数の平均値を求めてい
くことにより、ランダム性の雑音に対しては、√Ｎ倍だ
けSN比が改善される（但し、Ｎはドップラ信号Ddx,Ddy
の平均回数である。）。上記の例では、Ｎ＝４なので、
SN比は２倍に向上する。また、サンプリング周波数を低
下させることによる折り返しが発生する限界を高くでき
る。例えば、第２図（ａ）のｎ−１以前のデータは、第
２のサンプリングクロックSP2（ｃ）よりも周波数が高
いため、平均すると減衰し、折り返しとはならない。し
たがって、本発明による限界点は２点あり、第１に第２
のサンプリングクロックSP2の周波数f2に対しては、次
の通りである。
fd≦f2/2 したがって、これ以上のドップラ周波数は表示されな
い。但し、折り返しを伴なわない。第２に第１のサンプ
リングクロックSP1の周波数f1に対しては、次の通りで
ある。
い。但し、折り返しを伴なわない。第２に第１のサンプ
リングクロックSP1の周波数f1に対しては、次の通りで
ある。
fd≦f1/2 したがって、これを越えるドップラ周波数は折り返しを
伴い、観察の妨害となる。したがって、第１のサンプリ
ングクロックSP1の周波数f1を十分高くとることによ
り、本発明の効果は大となる。
伴い、観察の妨害となる。したがって、第１のサンプリ
ングクロックSP1の周波数f1を十分高くとることによ
り、本発明の効果は大となる。
連続波を用いた超音波ドップラ血流計の場合、ドップラ
信号は連続的に得られるため、第１のサンプリングクロ
ックSP1を非常に高く設定することができ、第２のサン
プリングクロックSP2は流速に応じて設定する。パルス
波を用いた超音波ドップラ血流計では、第１のサンプリ
ングクロックSP1はパルスの送受信繰り返し周波数と等
しく、これは被検部位までの距離と超音波の伝搬速度で
決定される。第２のサンプリングクロックSP2は流速に
応じて設定する。
信号は連続的に得られるため、第１のサンプリングクロ
ックSP1を非常に高く設定することができ、第２のサン
プリングクロックSP2は流速に応じて設定する。パルス
波を用いた超音波ドップラ血流計では、第１のサンプリ
ングクロックSP1はパルスの送受信繰り返し周波数と等
しく、これは被検部位までの距離と超音波の伝搬速度で
決定される。第２のサンプリングクロックSP2は流速に
応じて設定する。
このように、上記実施例によれば、ドップラ信号検出手
段５で検出されたドップラ信号をA/Dコンバータ6,7等の
サンプリング手段でサンプリングし、加算器8,9、ラッ
チ10,11等の平均値演算手段でサンプリングされたデー
タのｎ番目からｎ＋ｍ番目の平均値を求め、これをＰ番
目の平均値とし、同様にして求められたｐ番目からｐ＋
ｌ番目の平均値を用いて周波数分析手段12により周波数
分析する。上記のように、隣接するデータを平均値化す
ることにより、雑音成分を抑圧し、高SN比を実現するこ
とができる。また、サンプリングされたデータのｎ番目
からｎ＋ｍ番目のデータよりも短い周期のドップラ信号
を減衰させることができるので、低速血流測定に折り返
し現象が悪影響を与えることがなく、低速血流を高SN比
で明瞭に観察することができる。
段５で検出されたドップラ信号をA/Dコンバータ6,7等の
サンプリング手段でサンプリングし、加算器8,9、ラッ
チ10,11等の平均値演算手段でサンプリングされたデー
タのｎ番目からｎ＋ｍ番目の平均値を求め、これをＰ番
目の平均値とし、同様にして求められたｐ番目からｐ＋
ｌ番目の平均値を用いて周波数分析手段12により周波数
分析する。上記のように、隣接するデータを平均値化す
ることにより、雑音成分を抑圧し、高SN比を実現するこ
とができる。また、サンプリングされたデータのｎ番目
からｎ＋ｍ番目のデータよりも短い周期のドップラ信号
を減衰させることができるので、低速血流測定に折り返
し現象が悪影響を与えることがなく、低速血流を高SN比
で明瞭に観察することができる。
なお、上記平均値演算手段で演算させる複数個のサンプ
ルの平均値は重みづけ平均値として演算することもでき
る。
ルの平均値は重みづけ平均値として演算することもでき
る。
発明の効果 以上述べたように本発明によれば、ドップラ信号検出手
段で検出されたドップラ信号を一定周期の第１のサンプ
リングクロックにより連続してサンプリングし、サンプ
リングされた時間的に隣接する複数個のサンプルデータ
の平均値、若しくは重みづけ平均値を前記第１のサンプ
リングクロックを分周して得られた第２のサンプリング
クロックに同期して一定サンプル間隔ごとに演算して出
力し、この平均値を用いて周波数分析手段により周波数
分析する。このように、隣接する複数個のサンプルの平
均値、若しくは重みづけ平均値を用いることにより、雑
音成分を抑圧し、高SN比を実現することができ、また、
第２のサンプリングクロックによるナイキスト周波数を
越えるドップラ信号を減衰させることができるので、低
速血流測定時に折り返し現象による悪影響を受けること
がないため、低速血流を高SN比で明瞭に観察することが
できる。
段で検出されたドップラ信号を一定周期の第１のサンプ
リングクロックにより連続してサンプリングし、サンプ
リングされた時間的に隣接する複数個のサンプルデータ
の平均値、若しくは重みづけ平均値を前記第１のサンプ
リングクロックを分周して得られた第２のサンプリング
クロックに同期して一定サンプル間隔ごとに演算して出
力し、この平均値を用いて周波数分析手段により周波数
分析する。このように、隣接する複数個のサンプルの平
均値、若しくは重みづけ平均値を用いることにより、雑
音成分を抑圧し、高SN比を実現することができ、また、
第２のサンプリングクロックによるナイキスト周波数を
越えるドップラ信号を減衰させることができるので、低
速血流測定時に折り返し現象による悪影響を受けること
がないため、低速血流を高SN比で明瞭に観察することが
できる。
第１および第２図は本発明の一実施例示し、第１図は超
音波ドップラ血流計の機能ブロック図、第２図は超音波
ドップラ血流計の動作説明用のタイムチャートの図、第
３図は従来の超音波ドップラ血流計を示す機能ブロック
図である。 １……超音波探触子、４……駆動手段、５……ドップラ
信号検出手段、6,7……A/Dコンバータ、8,9……加算
器、11,11……ラッチ、12……周波数分析手段、13……
表示手段、14……分周器、15……制御手段。
音波ドップラ血流計の機能ブロック図、第２図は超音波
ドップラ血流計の動作説明用のタイムチャートの図、第
３図は従来の超音波ドップラ血流計を示す機能ブロック
図である。 １……超音波探触子、４……駆動手段、５……ドップラ
信号検出手段、6,7……A/Dコンバータ、8,9……加算
器、11,11……ラッチ、12……周波数分析手段、13……
表示手段、14……分周器、15……制御手段。
Claims (2)
- 【請求項１】生体中に送信した超音波が受けたドップラ
信号を検出するドップラ信号検出手段と、このドップラ
信号検出手段から出力されるドップラ信号を一定周期の
第１のサンプリングクロックにより連続してサンプリン
グするサンプリング手段と、前記第１のサンプリングク
ロックを分周して第２のサンプリングクロックを発生す
る分周器と、前記サンプリング手段で得られた時間的に
隣接する複数個のサンプルの平均値、若しくは重みづけ
平均値を前記第２のサンプリングクロックに同期して一
定サンプル間隔ごとに演算して出力する平均値演算手段
と、この平均値演算手段から出力される時間的に隣接し
た平均値データを周波数分析する周波数分析手段とを備
えたことを特徴とする超音波ドップラ血流計。 - 【請求項２】サンプリング手段がA/Dコンバータを有
し、平均値演算手段および周波数分析手段でディジタル
数値演算が行われる請求項１記載の超音波ドップラ血流
計。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63322655A JPH07106202B2 (ja) | 1988-12-21 | 1988-12-21 | 超音波ドップラ血流計 |
| US07/452,653 US5065764A (en) | 1988-12-21 | 1989-12-19 | Ultrasonic doppler blood flow velocity detection apparatus |
| EP89313468A EP0375441B1 (en) | 1988-12-21 | 1989-12-21 | Ultrasonic doppler blood flow velocity detection apparatus |
| DE68922595T DE68922595T2 (de) | 1988-12-21 | 1989-12-21 | Doppler-Ultraschallgerät zur Bestimmung von Blutströmungsgeschwindigkeiten. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63322655A JPH07106202B2 (ja) | 1988-12-21 | 1988-12-21 | 超音波ドップラ血流計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02167146A JPH02167146A (ja) | 1990-06-27 |
| JPH07106202B2 true JPH07106202B2 (ja) | 1995-11-15 |
Family
ID=18146120
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63322655A Expired - Fee Related JPH07106202B2 (ja) | 1988-12-21 | 1988-12-21 | 超音波ドップラ血流計 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5065764A (ja) |
| EP (1) | EP0375441B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07106202B2 (ja) |
| DE (1) | DE68922595T2 (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5198989A (en) * | 1980-09-23 | 1993-03-30 | Ads Environmental Services, Inc. | Sewer flow measurement control system |
| JPH04336056A (ja) * | 1991-05-10 | 1992-11-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波ドプラ映像装置 |
| US5287753A (en) * | 1992-05-02 | 1994-02-22 | Advanced Technology Laboratories, Inc. | Continuous display of peak and mean blood flow velocities |
| US5463905A (en) * | 1993-02-23 | 1995-11-07 | Baird; James D. | Portable non-invasive flowmeter for partially filled pipe |
| US5550537A (en) * | 1994-05-06 | 1996-08-27 | Endress + Hauser, Inc. | Apparatus and method for measuring mass flow rate of a moving medium |
| US5634465A (en) * | 1995-06-09 | 1997-06-03 | Advanced Technology Laboratories, Inc. | Continuous display of cardiac blood flow information |
| JP3177677B2 (ja) * | 1996-05-14 | 2001-06-18 | 松下電器産業株式会社 | 超音波連続波ドプラ血流計 |
| US5868676A (en) * | 1996-10-25 | 1999-02-09 | Acuson Corporation | Interactive doppler processor and method |
| US5844144A (en) * | 1997-03-04 | 1998-12-01 | Jennings; Gordon H. | Method for estimating flow velocity |
| US5808195A (en) * | 1997-05-21 | 1998-09-15 | Ads Environmental Services | Arrangement for determining liquid velocity versus depth utilizing historical data |
| CN110596713A (zh) * | 2019-09-19 | 2019-12-20 | 电子科技大学 | 一种声学多普勒测流系统 |
| KR102704750B1 (ko) * | 2021-02-09 | 2024-09-11 | 한국전자통신연구원 | 복수 단계의 다운 샘플링을 수행하는 유속 센서 및 이의 동작 방법 |
| CN114796867B (zh) * | 2022-05-25 | 2024-12-31 | 深圳市本尚医疗科技有限公司 | 一种预防下肢深静脉血栓的系统及其使用方法 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3798590A (en) * | 1968-09-12 | 1974-03-19 | Us Navy | Signal processing apparatus including doppler dispersion correction means |
| CA1135827A (en) * | 1978-12-04 | 1982-11-16 | Rainer Fehr | Determination of flow velocities by measuring phase difference between the doppler signals |
| US4265126A (en) * | 1979-06-15 | 1981-05-05 | General Electric Company | Measurement of true blood velocity by an ultrasound system |
| US4612937A (en) * | 1983-11-10 | 1986-09-23 | Siemens Medical Laboratories, Inc. | Ultrasound diagnostic apparatus |
| JPH0693890B2 (ja) * | 1985-04-30 | 1994-11-24 | 株式会社東芝 | 超音波診断装置 |
| JP2544342B2 (ja) * | 1986-01-22 | 1996-10-16 | 株式会社日立製作所 | 超音波ドップラ―診断装置 |
| JPS6395037A (ja) * | 1986-10-09 | 1988-04-26 | アロカ株式会社 | 超音波パルスドプラ装置 |
| US4790323A (en) * | 1986-11-03 | 1988-12-13 | Hewlett-Packard Company | Flow imaging detector |
| FR2617982B1 (fr) * | 1987-07-09 | 1989-10-27 | Labo Electronique Physique | Dispositif d'elimination d'echos fixes pour echographe ultrasonore |
-
1988
- 1988-12-21 JP JP63322655A patent/JPH07106202B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1989
- 1989-12-19 US US07/452,653 patent/US5065764A/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-12-21 DE DE68922595T patent/DE68922595T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-12-21 EP EP89313468A patent/EP0375441B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE68922595T2 (de) | 1995-09-28 |
| EP0375441A1 (en) | 1990-06-27 |
| JPH02167146A (ja) | 1990-06-27 |
| DE68922595D1 (de) | 1995-06-14 |
| EP0375441B1 (en) | 1995-05-10 |
| US5065764A (en) | 1991-11-19 |
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| JPH0681615B2 (ja) | 超音波診断装置 | |
| JPH06277217A (ja) | 超音波ドプラ診断装置 | |
| JPH0222658B2 (ja) | ||
| Chapman | Clinically relevant topics in signal analysis |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |