JPS58200732A - 超音波ドブラ装置 - Google Patents
超音波ドブラ装置Info
- Publication number
- JPS58200732A JPS58200732A JP57084237A JP8423782A JPS58200732A JP S58200732 A JPS58200732 A JP S58200732A JP 57084237 A JP57084237 A JP 57084237A JP 8423782 A JP8423782 A JP 8423782A JP S58200732 A JPS58200732 A JP S58200732A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- doppler
- ultrasonic
- signal
- blood vessel
- signals
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は生体内の血流速度情報を得る際に用いられる超
音波ドプラ装置に関するもので、深さ方向の血管の移動
に追従して、血管内の定められた位置の血流速度情報が
得られる超音波ドプラ装置を提供することを目的とする
ものである。
音波ドプラ装置に関するもので、深さ方向の血管の移動
に追従して、血管内の定められた位置の血流速度情報が
得られる超音波ドプラ装置を提供することを目的とする
ものである。
まず従来の超音波パルスを用いたドプラ装置について説
明する。第1図は生体内の血管と超音波パルスビームの
関係を説明する断層図である。
明する。第1図は生体内の血管と超音波パルスビームの
関係を説明する断層図である。
図において、超音波探触子1より放射した超音波パルス
ビーム2は、血管壁3で示される血管中を透過する。こ
の透過する超音波ノ(ルスの一部は血管中の血液によっ
て散乱される。この散乱された超音波パルスを超音波探
触子1で受信する。受信信号より位置4に相当する時間
のドプラ信号を抽出する。第2図は従来の超音波ドプラ
装置のブロック図である。基準発振器5は3MHz
の基準信号を発生する。この信号によって、送信器6は
4KHz の周期で送信パルスを超音波探触子1に供
給し、生体中に超音波パルスを発射する。さらに生体か
ら戻る超音波エコー信号を超音波探触子1で受信する。
ビーム2は、血管壁3で示される血管中を透過する。こ
の透過する超音波ノ(ルスの一部は血管中の血液によっ
て散乱される。この散乱された超音波パルスを超音波探
触子1で受信する。受信信号より位置4に相当する時間
のドプラ信号を抽出する。第2図は従来の超音波ドプラ
装置のブロック図である。基準発振器5は3MHz
の基準信号を発生する。この信号によって、送信器6は
4KHz の周期で送信パルスを超音波探触子1に供
給し、生体中に超音波パルスを発射する。さらに生体か
ら戻る超音波エコー信号を超音波探触子1で受信する。
受信したエコー信号を増幅器7で増幅した後、基準発掘
器5で発生する基準信号の00及び90°位相ンフトし
た信号を比較信号として、直交検波器8に」:り直交検
波信号va及びvbを出力する。さらに検波信号υa及
びvbをゲート回路9によって、第1図に示したドプラ
抽出位置4に対応する期間だけ抜き取り、積分器10に
よって1回の送信に相当する信号を単位として時間積分
し、ドプラ信号Va及びvbを出力する。この信号はさ
らにA/D変換器11によってデジタル信号に変換し、
周波数分析器12によって分析処理して、血流速度情報
を出力して記録計13によって記録する。
器5で発生する基準信号の00及び90°位相ンフトし
た信号を比較信号として、直交検波器8に」:り直交検
波信号va及びvbを出力する。さらに検波信号υa及
びvbをゲート回路9によって、第1図に示したドプラ
抽出位置4に対応する期間だけ抜き取り、積分器10に
よって1回の送信に相当する信号を単位として時間積分
し、ドプラ信号Va及びvbを出力する。この信号はさ
らにA/D変換器11によってデジタル信号に変換し、
周波数分析器12によって分析処理して、血流速度情報
を出力して記録計13によって記録する。
以上の説明のようにして、ドプラ信号抽出位置4におけ
る血流速度情報が得られるoしかし、第1図に示す血管
壁3′のようGて、人体の運動や呼吸等によって、断層
面における血管の位置は時間と共に移動する。この様に
移動した血管におけるドプラ信号抽出位置は、血管の移
動とともに新しいドプラ信号抽出位置4′に移動すべき
である。このドプラ信号抽出位置の移動は、エコー信号
より血管壁の位置を検出して行なう。しかし、従来装置
では血管壁の位置検出がドプラ信号抽出に対して十分な
精度が得られない。また、装置においても直交検波器8
の比較信号とゲート位置の位相関係による制約があり、
自由に設定できない。従って、抽出位置が移動した場合
、抽出位置の誤差によって血流速度情報の品位が著しく
低下する欠点があっだ0 本発明はかかる欠点を除去し、血管の深さの移動に高精
度に追尾してドプラ信号の抽出位置を移動し、高い品位
の血流速度情報を得ることのできる超音波ドプラ装置を
提供することを目的とするもので、以下本発明の実施例
について図面を用いて説明する。
る血流速度情報が得られるoしかし、第1図に示す血管
壁3′のようGて、人体の運動や呼吸等によって、断層
面における血管の位置は時間と共に移動する。この様に
移動した血管におけるドプラ信号抽出位置は、血管の移
動とともに新しいドプラ信号抽出位置4′に移動すべき
である。このドプラ信号抽出位置の移動は、エコー信号
より血管壁の位置を検出して行なう。しかし、従来装置
では血管壁の位置検出がドプラ信号抽出に対して十分な
精度が得られない。また、装置においても直交検波器8
の比較信号とゲート位置の位相関係による制約があり、
自由に設定できない。従って、抽出位置が移動した場合
、抽出位置の誤差によって血流速度情報の品位が著しく
低下する欠点があっだ0 本発明はかかる欠点を除去し、血管の深さの移動に高精
度に追尾してドプラ信号の抽出位置を移動し、高い品位
の血流速度情報を得ることのできる超音波ドプラ装置を
提供することを目的とするもので、以下本発明の実施例
について図面を用いて説明する。
第3図は生体内の血管と超音波パルスビームの関係を説
明する断層図である。超音波探触子1より放射した超音
波パルスビーム2は、血管壁3で示される血管中を透過
する。この透過する超音波パルスの一部は血管中の血液
によって散乱される。
明する断層図である。超音波探触子1より放射した超音
波パルスビーム2は、血管壁3で示される血管中を透過
する。この透過する超音波パルスの一部は血管中の血液
によって散乱される。
この散乱された超音波パルスを超音波探触子1で受信す
る。この受信信号より位置4−1〜4−2゜に相当する
各時間のドプラ信号を抽出する。第4図は本発明による
超音波ドプラ装置の一実施例を示すブロック図である。
る。この受信信号より位置4−1〜4−2゜に相当する
各時間のドプラ信号を抽出する。第4図は本発明による
超音波ドプラ装置の一実施例を示すブロック図である。
基準発振器5は3■Hの基準信号を発生する。この信号
によって、送信器6ば4KHz の周期で送信パルスを
超音波探触子1に供給し、生体中に超音波パルスを発射
する。
によって、送信器6ば4KHz の周期で送信パルスを
超音波探触子1に供給し、生体中に超音波パルスを発射
する。
生体から戻った超音波エコー信号を超音波探触子1で受
信する。この受信したエコー信号を増幅器7で増幅した
後、基準発生器6で発生した基準信号のoO及び900
位相シフトした信号を比較信号として直交検波器8によ
り直交検波信号vaおよびvbを出力する。さらに、検
波信号va及びvbを第3図のドプラ信号の抽出位置4
−1〜4−20に対応するゲート回路9−1〜9−20
によって、対応する期間だけ抜き取る。抜き取った信号
をそれぞれ積分器10−1〜1o−20によって、1回
の送信に対応する信号を単位として時間積分し、ドプラ
信号V、a及びvbを出力する。
信する。この受信したエコー信号を増幅器7で増幅した
後、基準発生器6で発生した基準信号のoO及び900
位相シフトした信号を比較信号として直交検波器8によ
り直交検波信号vaおよびvbを出力する。さらに、検
波信号va及びvbを第3図のドプラ信号の抽出位置4
−1〜4−20に対応するゲート回路9−1〜9−20
によって、対応する期間だけ抜き取る。抜き取った信号
をそれぞれ積分器10−1〜1o−20によって、1回
の送信に対応する信号を単位として時間積分し、ドプラ
信号V、a及びvbを出力する。
この信号をさらにA/D変換器11−1〜11−20に
よってデジタル信号に変換し、周波数分析器12−1〜
12−20によって分析処理して血流速度情報を出力す
る。出力された20個の血流速度情報より追尾(!l回
路4によって1個を選択し、血流速度の修正を行なって
、記録計13によって記録する。
よってデジタル信号に変換し、周波数分析器12−1〜
12−20によって分析処理して血流速度情報を出力す
る。出力された20個の血流速度情報より追尾(!l回
路4によって1個を選択し、血流速度の修正を行なって
、記録計13によって記録する。
第5図は追尾回路14のさらに詳しい構成を示すプロ・
ツク図である。第4図に示した増幅器7の出力であるエ
コー信号より血管壁検出回路14−1によって血管壁の
位置を検出する。この検出した血管壁の位置データより
、選択回路14−2とスイツチ14−3によって血流速
度情報を選択する。
ツク図である。第4図に示した増幅器7の出力であるエ
コー信号より血管壁検出回路14−1によって血管壁の
位置を検出する。この検出した血管壁の位置データより
、選択回路14−2とスイツチ14−3によって血流速
度情報を選択する。
さらに速度検出回路14−4によって血管の平均した移
動速度を検出する。この検出した血管の超音波ビーム方
向の速度成分を、上記選択した血流速度情報より減算回
路14−5によって修正し、記録計13に出力する。
動速度を検出する。この検出した血管の超音波ビーム方
向の速度成分を、上記選択した血流速度情報より減算回
路14−5によって修正し、記録計13に出力する。
第6図a、bは血管壁検出回路14−1における受信エ
コー信号の強度変化を示している。同図aに示す信号は
、第3図の血管壁3付近のエコー信号の強度変化で、第
6図のイで示す時間は血管壁3の位置を示している。さ
らに別の時間における血管壁の、位置を第3図2とする
と、エコー信号の強度変化も第6図すに示すように変化
し、血管壁を示す時間も口に移動し、血管壁の移動量が
検出できる。なお、第6図a、bに示す信号から検出で
きる血管壁の位置は、血管壁の移動速度を決定するには
十分な精度がある。
コー信号の強度変化を示している。同図aに示す信号は
、第3図の血管壁3付近のエコー信号の強度変化で、第
6図のイで示す時間は血管壁3の位置を示している。さ
らに別の時間における血管壁の、位置を第3図2とする
と、エコー信号の強度変化も第6図すに示すように変化
し、血管壁を示す時間も口に移動し、血管壁の移動量が
検出できる。なお、第6図a、bに示す信号から検出で
きる血管壁の位置は、血管壁の移動速度を決定するには
十分な精度がある。
第7図aは第5図のスイッチ14−3によって選択出力
された血流速度情報をソノグラム表示した例であり、第
7図すは、これと同時に速度検出回路14−4によって
検出した血管壁の超音波ビーム方向の速度成分であり、
第T図Cは、この時の減算回路14−5の出力する血流
速度情報をンノグラム表示しだものである。なお、第7
図すに示す血管の移動速度Vは、エコー信号より検出し
た見かけの速度をV、超音波パルスビームの方向と血管
壁及び血管の運動方向との角度をそれぞれα、βとする
と、求める血管の移動速度は第(1)式によって求めら
れる。ただし、血管壁はほぼ直線とする。
された血流速度情報をソノグラム表示した例であり、第
7図すは、これと同時に速度検出回路14−4によって
検出した血管壁の超音波ビーム方向の速度成分であり、
第T図Cは、この時の減算回路14−5の出力する血流
速度情報をンノグラム表示しだものである。なお、第7
図すに示す血管の移動速度Vは、エコー信号より検出し
た見かけの速度をV、超音波パルスビームの方向と血管
壁及び血管の運動方向との角度をそれぞれα、βとする
と、求める血管の移動速度は第(1)式によって求めら
れる。ただし、血管壁はほぼ直線とする。
以上のように本発明によれば血流速度情報は固定した位
置で検出すれば良いので、移動する血管中の定められた
位置において、非常に良質な血流速度情報が得られる。
置で検出すれば良いので、移動する血管中の定められた
位置において、非常に良質な血流速度情報が得られる。
なお、選択回路14−2は、A/D変換器11−1〜1
1−20を制御してドプラ信号Va、Vbを選択するこ
とも可能である。
1−20を制御してドプラ信号Va、Vbを選択するこ
とも可能である。
次に本発明の他の実施例について説明する。第8図はこ
の実施例による超音波ドプラ装置のブロック図である。
の実施例による超音波ドプラ装置のブロック図である。
第3図と同様に直交検波器8より得られた直交検波信号
va及びvbをゲート回路9によって第3図に示す位置
4−1〜4−20のドプラ信号を抽出する期間だけぬき
取る。このぬき取るゲート信号を第9図aに示す。この
ぬき取っだ信号を積分器10によって時間積分し、A/
D変換器11によって第9図すに示すt。−t2゜のタ
イミングに積分器11の出力をデジタル信号Va(t
) とVb(tn) に変換する。ただし、nは
○〜20の整数である。従って、Va(tn) とV
b(t ) は次の第(2)式、第(3)式で表され
る。
va及びvbをゲート回路9によって第3図に示す位置
4−1〜4−20のドプラ信号を抽出する期間だけぬき
取る。このぬき取るゲート信号を第9図aに示す。この
ぬき取っだ信号を積分器10によって時間積分し、A/
D変換器11によって第9図すに示すt。−t2゜のタ
イミングに積分器11の出力をデジタル信号Va(t
) とVb(tn) に変換する。ただし、nは
○〜20の整数である。従って、Va(tn) とV
b(t ) は次の第(2)式、第(3)式で表され
る。
さらに、t は、第3図に示す位置4−1〜4−20に
対応するドプラ信号抽出タイミングをTnとすると、次
式に従うものとする。
対応するドプラ信号抽出タイミングをTnとすると、次
式に従うものとする。
1 +1
Tn−−と1−二 ・・・・・・(4)(ただしn=1
〜20) 次に、記憶部15において抽出すべきドプラ信号Van
、Vbnを次式の減算によって求め一時記憶する。
〜20) 次に、記憶部15において抽出すべきドプラ信号Van
、Vbnを次式の減算によって求め一時記憶する。
Van=Va(tn)Va(tnl)・”・”(5)V
bn=Vb (tn) vb (tnl ) ””(
6)この記憶部16は、複数の超音波パルスに対して超
音波パルスを送受信する度に最新のVanとVbnを記
憶し、過去128回の送受信で得られたVanとVbn
を貯えている。さらに、第5図の説明と同様な方法
で得られる血管壁検出回路14−1の信号によって、適
切な位置に相当するnの値を求め、このnに相当する過
去128回分のvan 及びVbn を周波数分析器
12′に転送し分析処理を行なう。得られた血流速度情
報を第6図の説明と同様に減算器14−5で血管の速度
分だけ補正して、記録計13で記録する。
bn=Vb (tn) vb (tnl ) ””(
6)この記憶部16は、複数の超音波パルスに対して超
音波パルスを送受信する度に最新のVanとVbnを記
憶し、過去128回の送受信で得られたVanとVbn
を貯えている。さらに、第5図の説明と同様な方法
で得られる血管壁検出回路14−1の信号によって、適
切な位置に相当するnの値を求め、このnに相当する過
去128回分のvan 及びVbn を周波数分析器
12′に転送し分析処理を行なう。得られた血流速度情
報を第6図の説明と同様に減算器14−5で血管の速度
分だけ補正して、記録計13で記録する。
以上のように積分器の出力をA/D変換し、とのA/D
変換した値の差を求める事によってドプラ信号成分を抽
出すれば、信号の抽出回路が簡単になる。さらに、抽出
信号をメモリ等に一時記憶し、必要なデータのみを読み
出して周波数分析すれば、複雑な周波数分析器の数が1
個に減少する。
変換した値の差を求める事によってドプラ信号成分を抽
出すれば、信号の抽出回路が簡単になる。さらに、抽出
信号をメモリ等に一時記憶し、必要なデータのみを読み
出して周波数分析すれば、複雑な周波数分析器の数が1
個に減少する。
なお、第5図及び第8図に示した速度検出回路14−4
と減算回路14−5を設けず、直接血流速度情報を出力
しても良い。特に血管の移動速度が血流の速度より十分
遅い場合は不要である。さらに、第3図のドプラ信号抽
出位置と第8図の周波数分析に使用するVanとVbn
の数は上記各実施例に限定せず、自由に設定できる。
と減算回路14−5を設けず、直接血流速度情報を出力
しても良い。特に血管の移動速度が血流の速度より十分
遅い場合は不要である。さらに、第3図のドプラ信号抽
出位置と第8図の周波数分析に使用するVanとVbn
の数は上記各実施例に限定せず、自由に設定できる。
さらに、第5図又は第8図の血管壁検出回路14−11
9後に遅延部を設ける事もできる。この遅延部によって
、各部の時間遅れを調整でき、さらに周波数分析を行な
うVanとVbnの各128個のデータを、血管壁を検
出した超音波パルスの送受信サイクルに対し、前後に振
分けたタイミングのデータで周波数分析できる。
9後に遅延部を設ける事もできる。この遅延部によって
、各部の時間遅れを調整でき、さらに周波数分析を行な
うVanとVbnの各128個のデータを、血管壁を検
出した超音波パルスの送受信サイクルに対し、前後に振
分けたタイミングのデータで周波数分析できる。
以上の説明のように、本発明によれば、複数位置のドプ
ラ信号を抽出し、別に血管位置を求め、複数位置から1
つの位置を選択し、その選択した位置のドプラ信号を周
波数分析して血流速度情報を求めるので、血管の移動に
高精度に追従して血管中の一定の位置における血流速度
情報を、情報の質を損ねる事なく求める事ができる。
ラ信号を抽出し、別に血管位置を求め、複数位置から1
つの位置を選択し、その選択した位置のドプラ信号を周
波数分析して血流速度情報を求めるので、血管の移動に
高精度に追従して血管中の一定の位置における血流速度
情報を、情報の質を損ねる事なく求める事ができる。
第1図は従来のドプラ信号の抽出位置を説明する生体の
断層図、第2図は従来の方式によるドプラ装置の例を説
明するブロック図、第3図は本発明におけるドプラ信号
の抽出位置を説明する生体の断層図、第4図、第6図は
本発明の一実施例における超音波ドプラ装置のブロック
図、第6図a。 bは血管壁移動の検出動作を説明する波形図、第7図a
” cは血流速度情報の処理を説明する図、第8図は
本発明の他の実施例を説明するブロック図、第9図a、
bは第8図の装置の動作を説明するタイミング図である
。 1・・・・・・探触子、3・・・・・・血管壁、4・・
・・・・ドプラ信号抽出位置、5・・・・・・基準発振
器、6・・・・・・送信器、8・・・・・・直交検波器
、9.9−1〜9−20−・・・・Oゲート回路、11
.11−1〜11−20・・・・・・A/D変換器、1
2 、12’・・・・・・周波数分析器、13・・・・
・・記録計、14・・・・・・追尾回路、14−1 ・
・・・・・血管壁検出回路、14−2・・・・・・選択
回路、14−3・・・・・・スイッチ、14−4・・・
・・・速度検出回路、14−6・・・・・・減算回路。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名筆
1 図 ! 第2図 第3図 ? 第4図 第5図 16図 17図 第8図 第9図
断層図、第2図は従来の方式によるドプラ装置の例を説
明するブロック図、第3図は本発明におけるドプラ信号
の抽出位置を説明する生体の断層図、第4図、第6図は
本発明の一実施例における超音波ドプラ装置のブロック
図、第6図a。 bは血管壁移動の検出動作を説明する波形図、第7図a
” cは血流速度情報の処理を説明する図、第8図は
本発明の他の実施例を説明するブロック図、第9図a、
bは第8図の装置の動作を説明するタイミング図である
。 1・・・・・・探触子、3・・・・・・血管壁、4・・
・・・・ドプラ信号抽出位置、5・・・・・・基準発振
器、6・・・・・・送信器、8・・・・・・直交検波器
、9.9−1〜9−20−・・・・Oゲート回路、11
.11−1〜11−20・・・・・・A/D変換器、1
2 、12’・・・・・・周波数分析器、13・・・・
・・記録計、14・・・・・・追尾回路、14−1 ・
・・・・・血管壁検出回路、14−2・・・・・・選択
回路、14−3・・・・・・スイッチ、14−4・・・
・・・速度検出回路、14−6・・・・・・減算回路。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名筆
1 図 ! 第2図 第3図 ? 第4図 第5図 16図 17図 第8図 第9図
Claims (3)
- (1)被検体中に超音波パルスを発射してエコー信号を
得る手段と、前記被検体中の複数の位置におけるドプラ
信号を前記エコー信号より抽出する手段と、前記ドプラ
信号を周波数分析する手段と、前記被検体の位置を検出
する手段と、前記抽出する手段で抽出したドプラ信号の
うちの1個、または前記抽出する手段で抽出した複数の
ドプラ信号を前記周波数分析する手段で分析したうちの
1個を、前記検出する手段により検出した前記被検体の
位置に応じて選択する手段とを備えてなることを特イ蚊
とする超音波ドプラ装置。 - (2)抽出する手段が、エコー信号を位相検波してなる
信号を超音波パルスの発射タイミングを周期として積分
する手段と、前記積分する手段による積分区間における
積分値を複数点サンプルする手段と、前記サンプルする
手段によりサンプルした2点間の前記積分値の振幅の差
を求める手段とから構成されることを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載の超音波ドプラ装置。 - (3)抽出する手段が、複数の超音波ノ々ルスの発射に
対するドプラ信号を記憶する手段を有してなることを特
徴とする特許請求の範囲第1項または第2項記載の超音
波ドブタ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57084237A JPS58200732A (ja) | 1982-05-18 | 1982-05-18 | 超音波ドブラ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57084237A JPS58200732A (ja) | 1982-05-18 | 1982-05-18 | 超音波ドブラ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58200732A true JPS58200732A (ja) | 1983-11-22 |
Family
ID=13824859
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57084237A Pending JPS58200732A (ja) | 1982-05-18 | 1982-05-18 | 超音波ドブラ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58200732A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0191840A (ja) * | 1987-10-02 | 1989-04-11 | Hitachi Ltd | 超音波撮像装置 |
-
1982
- 1982-05-18 JP JP57084237A patent/JPS58200732A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0191840A (ja) * | 1987-10-02 | 1989-04-11 | Hitachi Ltd | 超音波撮像装置 |
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