JP2009279243A - ドップラ装置および超音波撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】選択可能なドップラ周波数の変化幅ステップを、小さくすることができるドップラ装置および超音波撮像装置を提供することを実現する。
【解決手段】分周信号発生手段３１により、基準周波数を正の整数ＮでＮ倍分周し、このＮ倍分周信号を、位相検波部２２の参照交流信号として用いるので、設定可能なドップラ周波数の変化幅ステップを小さなものとし、オペレータがドップラ周波数を詳細に調整することを可能とし、ひいては正確なドップラ情報の収集を行うことを実現させる。
【選択図】図３

Description

この発明は、超音波の受信信号に参照交流信号を乗算し、直交検波信号を求めるドップラ装置および超音波撮像装置に関する。

近年、超音波撮像装置では、被検体の断層画像情報を取得すると共に、被検体内の血流情報を取得するためのドップラ信号の取得も行われる。このドップラ信号の取得では、例えば、被検体からの反射超音波の直交検波により周波数の偏移を検出し、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）等を用いて解析する（例えば、特許文献１参照）。

ドップラを用いた被検体の観察では、診断部位に応じて、最適な送信超音波の送信周波数および反射超音波を検波する参照交流信号の検波周波数が選択される。送信周波数および検波周波数は、概ね２〜８ＭＨｚ程度の周波数であり、診断部位により、例えば腹部大動脈では２ＭＨｚ程度、頸動脈等の動静脈では４ＭＨｚ程度、末梢血管等では８ＭＨｚ程度の周波数が用いられる。

直交検波を行う参照交流信号は、基準信号を分周することにより発生され、位相がπ／２異なる２つの交流信号からなる。図７は、基準信号および２つの参照交流信号の一例を示す説明図である。参照交流信号は、基準信号の４倍分周により形成され、２つの参照交流信号のπ／２の位相差は、基準信号の１クロックが参照交流信号のπ／２の位相差に相当するので、基準信号に同期させることにより形成される。

図７では、４倍分周の場合を例示したが、一般にＫを正の整数として、基準信号の基準周波数ｆに対して参照交流信号の周波数をｆ／４Ｋとすることにより、２つの参照交流信号間に正確なπ／２の位相差を形成することができる。

ここで、基準信号の周波数が１６０ＭＨｚの場合には、ドップラ周波数として、１／４Ｋに該当する８．００ＭＨｚ（Ｋ＝５）、６．６７ＭＨｚ（Ｋ＝６）、５．７１ＭＨｚ（Ｋ＝７）、５．００ＭＨｚ（Ｋ＝８）、４．４４ＭＨｚ（Ｋ＝９）、４．００ＭＨｚ（Ｋ＝１０）等の中から、いずれか１つが選択される。

これらの周波数は、ドップラ信号の取得の際に、適宜最適なドップラ信号が取得されるようにボリューム（ｖｏｌｕｍｅ）等を用いて調整される。
日本電子機械工業会編、「改訂 医用超音波機器ハンドブック」、コロナ社、１９９７年１月２０日、ｐ．１１６〜１１９

しかしながら、上記背景技術によれば、ドップラ周波数を調整する際に、選択可能な周波数の変化幅ステップが、大きなものとなっていた。すなわち、オペレータは、感覚的に周波数を一層精密に調整したい場合にも、周波数の変化幅の制約により、詳細な周波数の設定には制限を受けていた。

特に、これら周波数の変化幅は、ドップラ周波数が上昇すると大きくなり、４ＭＨｚ以上では、概ね１ＭＨｚ〜０．５ＭＨｚ程度の大きさを有するものとなる。

この発明は、上述した背景技術による課題を解決するためになされたものであり、選択可能なドップラ周波数の変化幅ステップを、小さくすることができるドップラ装置および超音波撮像装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、第１の観点の発明にかかるドップラ装置は、超音波プローブにより受信された受信信号に参照交流信号を乗算し、前記受信信号の０度および９０度の直交検波信号を求める掛算部と、基準周波数を有する基準周波数信号を分周することにより、前記参照交流信号を発生する参照信号発生手段と、を備えるドップラ装置であって、前記参照信号発生手段は、Ｎを正の整数とする場合に、前記基準周波数の１／Nの周波数を有する分周信号を発生させる分周信号発生手段および前記分周信号を、前記基準周波数の周期の整数倍遅延させた遅延信号を発生させる分周信号遅延手段を有し、前記掛算部は、前記分周信号および前記遅延信号を前記参照交流信号とする前記受信信号の乗算結果に基づいて、前記直交検波信号を算出する検波信号算出手段を備えることを特徴とする。

この第１の観点による発明では、基準周波数の１／Ｎの周波数を、ドップラ周波数とする。

また、第２の観点の発明にかかるドップラ装置は、第１の観点に記載のドップラ装置において、前記Ｎの値を示す分周情報を入力する入力部を備えることを特徴とする。

この第２の観点の発明では、分周情報であるＮの値を、設定可能とする。

また、第３の観点の発明にかかるドップラ装置は、第２の観点に記載のドップラ装置において、前記入力部が、前記基準周波数の１／Nの周波数を示す周波数情報の入力に基づいて、前記分周情報を求めることを特徴とする。

この第３の観点の発明では、周波数により、分周情報のＮを指定する。

また、第４の観点の発明にかかるドップラ装置は、第１ないし３の観点のいずれか１つに記載のドップラ装置において、前記分周信号遅延手段が、前記遅延信号の遅延時間を、前記分周信号の位相がπ／２移動する時間近傍の値にすることを特徴とする。

この第４の観点の発明では、遅延時間を、分周信号の位相変化が概ねπ／２となる様にする。

また、第５の観点の発明にかかるドップラ装置は、第４の観点に記載のドップラ装置において、前記検波信号算出手段が、前記遅延時間の間に生じる前記分周信号の位相変化とπ／２との差分である直交位相誤差を用いて、前記直交検波信号の算出を行うことを特徴とする。

この第５の観点の発明では、検波信号算出手段は、遅延時間に生じる位相変化の９０度からのずれである位相誤差を補正し、正確な直交検波信号の算出を行う。

また、第６の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、被検体に対して超音波を、送信および受信する超音波プローブと、前記超音波プローブにより受信された受信信号に参照交流信号を乗算し、前記受信信号の０度および９０度の直交検波信号を求める掛算部と、基準周波数を有する基準周波数信号を分周することにより、前記参照交流信号を発生する参照信号発生手段と、を備える超音波撮像装置であって、前記参照信号発生手段は、Ｎを正の整数とする場合に、前記基準周波数の１／Nの周波数を有する分周信号を発生させる分周信号発生手段および前記分周信号を、前記基準周波数の周期の整数倍遅延させた遅延信号を発生させる分周信号遅延手段を有し、前記掛算部は、前記分周信号および前記遅延信号を前記参照交流信号とする前記受信信号の乗算結果に基づいて、前記直交検波信号を算出する検波信号算出手段を備えることを特徴とする。

この第６の観点の発明では、基準周波数の１／Ｎの周波数を、ドップラ周波数とする。

また、第７の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第６の観点に記載の超音波撮像装置において、前記分周信号遅延手段が、前記遅延信号の遅延時間を、前記分周信号の位相がπ／２移動する時間近傍の値にすることを特徴とする。

この第７の観点の発明では、遅延時間を、分周信号の位相変化が概ねπ／２となる様にする。

また、第８の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第７の観点に記載の超音波撮像装置において、前記検波信号算出手段が、前記遅延時間の間に生じる前記分周信号の位相変化とπ／２との差分である直交位相誤差を用いて、前記算出を行うことを特徴とする。

この第８の観点の発明では、検波信号算出手段は、遅延時間に生じる位相変化の９０度からのずれである位相誤差を補正し、正確な直交検波信号の算出を行う。

本発明によれば、設定可能なドップラ周波数を基準周波数の１／Ｎとして、ドップラ周波数の変化幅ステップを小さなものとし、被検体の血流を検査する際に、ドップラ周波数を詳細に調整することができる。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかるドップラ装置を含む超音波撮像装置を実施するための最良の形態について説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。

まず、本実施の形態にかかる超音波撮像装置の全体構成について説明する。図１は、本実施の形態にかかる超音波撮像装置１００の全体構成を示すブロック（ｂｌｏｃｋ）図である。この超音波撮像装置は、超音波プローブ（ｐｒｏｂｅ）１０、画像取得部１０２、画像メモリ（ｍｅｍｏｒｙ）部１０４、画像表示制御部１０５、表示部１０６、入力部１０７および制御：処理部１０８を含む。

超音波プローブ１０は、超音波を送受信するための部分、つまり被検体２０の撮像断面に超音波を照射し、被検体２０の内部から反射された超音波を受信する。ドップラ（Ｄｏｐｐｌｅｒ）効果を用いた血流の観測では、フェイズドアレイ（ｐｈａｓｅｄ ａｒｒａｙ）型のプローブ等が用いられる。超音波プローブ１０は、超音波の照射方向を扇形に変化させて電子走査を行う。後に詳述するように、超音波プローブ１０は、電子走査方向に圧電素子がアレイ（ａｒｒａｙ）状に配列される１次元圧電素子アレイを含む。なお、連続波ドップラを行う場合には、送信および受信専用の圧電素子を有するプローブを用いることもできる。

画像取得部１０２は、送受信部、Ｂモード（ｍｏｄｅ）処理部、ドップラ処理部、ＣＦＭ（Ｃｏｌｏｕｒ Ｆｌｏｗ Ｍａｐｐｉｎｇ）処理部等を含む。これら処理部等の詳細な機能については、後述する図２において説明する。

画像メモリ部１０４は、大容量メモリをなし、２次元断層画像情報、時間変化する２次元断層画像情報であるシネ（ｃｉｎｅ）画像情報等を記憶する。

画像表示制御部１０５は、Ｂモード処理部で生成されたＢモード画像情報およびドップラ処理部で生成された血流情報画像等の表示フレームレート（ｆｒａｍｅ ｒａｔｅ）変換、並びに、画像表示の形状や位置制御を行う。

表示部１０６は、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）あるいはＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）等からなり、Ｂモード画像あるいはドップラ画像等の表示を行う。

入力部１０７は、キーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）等からなり、オペレータにより、操作情報が入力される。入力部１０７は、例えば、Ｂモードによる表示あるいはドップラ処理の表示を選択するための操作情報、ドップラ処理を行う際のドップラ周波数の情報が入力される。

制御：処理部１０８は、入力部１０７から入力された操作情報および予め記憶したプログラム（ｐｒｏｇｒａｍ）やデータ（ｄａｔａ）に基づいて、上述した超音波プローブ１０を含む超音波撮像装置各部の動作を制御する。

図２は、画像取得部１０２の構成を示すブロック図である。画像取得部１０２は、送受信部２１、Ｂモード処理部２３、位相検波部２２、ドップラ処理部２４およびＣＦＭ処理部２５を含む。

送受信部２１は、超音波プローブ１０と同軸ケーブル（ｃａｂｌｅ）により接続されており、電気信号を発生するパルサー（ｐｕｌｓｅｒ）、受信した超音波信号の初段増幅を行う初段増幅器、送信および受信の際に電子フォーカス（ｆｏｃｕｓ）を行うビームフォーマ（ｂｅａｍ ｆｏｒｍｅｒ）、全システムを同期させて動作させる場合の基準となる基準信号を発生する発振器等を含む。

送受信部２１は、フェイズドアレイ型の超音波プローブ１０を用いて連続波ドップラを行う場合には、例えば超音波プローブ１０が有する１次元圧電素子アレイの右半分で送信を行い、左半分で受信を行う等のことが行われる。また、送受信部２１は、パルスドップラ（ｐｕｌｓｅ Ｄｏｐｐｌｅｒ）を行う場合には、概ねＢモードの撮像時と同様のビームフォーミング（ｂｅａｍ ｆｏｒｍｉｎｇ）を行う。

Ｂモード処理部２３は、送受信部で増幅された反射超音波エコー信号からＢモード画像をリアルタイム（ｒｅａｌ ｔｉｍｅ）で生成する処理を行う。

位相検波部２２は、ビームフォーミングが行われた受信信号を直交検波する。この直交検波では、受信超音波の中心周波数からの偏移成分のみからなる検波信号が抽出される。なお、位相検波部２２は、受信信号をＡ／Ｄ変換器を用いてデジタル化することにより、ＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）等を用いて構成することができる。

ドップラ処理部２４は、位相検波部２２で検波された受信信号に対して、サンプルホールド（ｓａｍｐｌｅ ｈｏｌｄ）およびフーリエ（Ｆｏｕｒｉｅｒ）変換等のことを行い、ドップラスペクトル（Ｄｏｐｐｌｅｒ ｓｐｅｃｔｒｕｍ）を取得する。このドップラスペクトルは、例えばＭモード画像と共に表示部１０６に表示される。

ＣＦＭ処理部２５は、位相検波部２２で検波された受信信号に対して、ウオールフィルター（ｗａｌｌ ｆｉｌｔｅｒ）処理，自己相関演算処理等を行い、局所的な血流情報をリアルタイムに取得する。この血流情報は、血流の平均速度、スペクトルの分散およびパワー（ｐｏｗｅｒ）値と言った情報を含み、強度に応じた色づけがなされて表示部１０６に表示される。

図３は、送受信部２１および位相検波部２２の構成を示すブロック図である。送受信部２１は、送受信器４１、ビームフォーマ４２および発振器４３を含む。送受信器４１は、超音波プローブ１０の圧電素子を駆動する電圧波形を発生するパルサーおよび圧電素子で受信された電気信号の初段増幅器を含む。ビームフォーマ４２は、送受信で電子フォーカスを行う際の信号の遅延および加算を行う。発振器４３は、超音波撮像装置１００の全システムを同期させて動作させる際に基準とされる基準周波数の基準信号を発生する。

位相検波部２２は、参照信号発生手段３０、掛算部３３およびローパスフィルタ３５、３６を含み、さらに参照信号発生手段３０は、分周信号発生手段３１および分周信号遅延手段３２を含み、掛算部３３は、乗算器３８および３９、並びに検波信号算出手段３４を含む。

分周信号発生手段３１は、制御部１０８からの分周情報に基づいて、発振器２７で発生される基準周波数ｆの基準信号を分周し、低い周波数の分周信号を形成する。ここで、制御部１０８からの分周情報は、正の整数Ｎで示される数値情報で、分周信号発生手段３１は、基準周波数ｆを１／Ｎにした周波数ｆ／ＮのＮ倍分周信号を発生する。後に、このＮ倍分周信号は、検波を行う際の０度の参照交流信号として用いられる。

図４は、位相検波部２２の各部の動作を示すタイムチャート（ｔｉｍｅ ｃｈａｒｔ）である。図４の上部には、発振器２７で発生される基準信号が図示されている。この基準信号は、周波数ｆを有する矩形波である。基準信号の下部には、分周信号発生手段３１で発生されるＮ倍分周信号が図示されている。図４では、基準周波数ｆの基準信号を、Ｎ＝１８倍に分周する場合を例示した。

図３に戻り、分周信号遅延手段３２は、Ｎ倍分周信号に対して位相が概ね９０度、すなわち概ねπ／２だけ位相遅延した遅延信号を生成する。後に、この遅延信号は、検波を行う際の９０度の参照交流信号として用いられる。

分周信号遅延手段３２は、制御部１０８からの分周情報に基づいて、Ｎ倍分周信号を遅延させる。分周信号遅延手段３２で行われる遅延動作は、発振器２７で発生される基準信号に同期して行われ、基準周波数ｆの周期Ｔ＝１／ｆの整数倍の遅延が行われる。ここで、この周期Ｔの時間遅延は、Ｎ倍分周信号に２π／Ｎの位相変化を生じさせる。

従って、この遅延動作は、Ｎが４の倍数である場合には、Ｎ倍分周信号の位相の遅延量を正確にπ／２とすることが出来る。一方、Ｎが４の倍数でない場合には、Ｎ倍分周信号の位相の遅延量を正確にπ／２とすることが出来ない。

分周信号遅延手段３２は、上述したＮ倍分周信号を遅延させる位相量を、π／２に近似した量とする。分周信号遅延手段３２は、例えば、制御部１０８から入力される整数値Ｎの分周情報に基づいて、遅延位相量Ｄを、

Ｄ＝［Ｎ／４］×２π／Ｎ
で求まる大きさにする。なお、［］はガウス（Ｇａｕｓｓ）の記号で、［］内の数値が有する整数部分の値を有する。

図４には、基準信号をＮ＝１８倍に分周した場合のＮ倍分周信号およびその遅延信号が例示されている。遅延信号の遅延位相量Ｄは、基準信号の４つクロックからなるＤ＝４π／９となる。一方、Ｄ＜π／２であるので、遅延信号は、検波を行う際の９０度の参照交流信号とするには、ｄ＝π／２−Ｄの位相誤差を含むものとなる。

ここで、遅延位相量Ｄは、Ｎが４の倍数である場合には、正確にπ／２となるが、一般にＮが正の整数である場合には、π／２よりも小さな値で、最もπ／２に近似した値となる。例えば、Ｎ＝１０の場合には、Ｄ＝２π／５＝０．４πとなり、π／２＝０．５πより小さな値となる。

図３に戻り、掛算部３３は、乗算器３８および３９、並びに検波信号算出手段３４を含み、分周信号発生手段３１から出力されるＮ倍分周信号および分周信号遅延手段３２から出力される遅延信号を用いて、０度および９０度の正確な直交検波信号を生成する。

乗算器３８は、ビームフォーマ４２から出力される反射超音波の受信信号と、Ｎ倍分周信号を乗算し、０度の検波信号Ｘを生成する。検波信号Ｘは、
受信信号をＡｓｉｎ（ωｔ＋θ）、Ｎ倍分周信号である参照交流信号をｓｉｎ（ωｔ）とすると、

Ｘ＝Ａｓｉｎ（ωｔ＋θ）×ｓｉｎ（ωｔ）
となる。ここで、ωは送受信の中心周波数、ｔは時間、θは時間による変化項を含む血流等による周波数および位相の偏移成分である。

乗算器３９は、ビームフォーマ４２から出力される反射超音波の受信信号と、Ｎ倍分周信号の遅延信号を乗算し、９０度の疑似検波信号Ｚを生成する。疑似検波信号Ｚは、
受信信号をＡｓｉｎ（ωｔ＋θ）、遅延信号である参照交流信号は、π／２からの位相誤差ｄを含むのでｃｏｓ（ωｔ＋ｄ）とすると、

Ｚ＝Ａｓｉｎ（ωｔ＋θ）×ｃｏｓ（ωｔ＋ｄ）
となる。ここで、ｄは、分周信号遅延手段３２でＮ倍分周信号に加えられる遅延位相量のπ／２からのずれの大きさを示す位相誤差で、

ｄ＝（２π／Ｎ）×（Ｎ／４−［Ｎ／４］）
で与えられる。［］は、ガウスの記号である。

検波信号算出手段３４は、検波信号Ｘ、疑似検波信号Ｚおよび位相誤差ｄを用いて、位相誤差のない９０度の検波信号Ｙを算出する。９０度の検波信号Ｙは、
受信信号をＡｓｉｎ（ωｔ＋θ）、９０度の参照交流信号をｃｏｓ（ωｔ）とすると、

Ｙ＝Ａｓｉｎ（ωｔ＋θ）×ｃｏｓ（ωｔ）
となる。上述した検波信号Ｘ、疑似検波信号Ｚおよび位相誤差ｄを、三角関数の加法定理を用いて展開すると、検波信号Ｙは、

Ｙ＝１／ｃｏｓ（ｄ）×（Ｚ＋Ｘ×ｓｉｎ（ｄ））
で与えられる。検波信号算出手段３４は、上式を用いて、検波信号Ｙを算出する。なお、位相誤差ｄは、π／２からの誤差成分であり、かつ実際にＮ＝２３程度の数値であることを考慮する、０，２程度、角度では１０度程度以下の小さな値となる。従って、上式を用いた検波信号Ｙの算出は、三角関数の近似計算を、少ない項数でもって、高速かつ精度良く行うことができる。

ローパスフィルタ３５および３６は、０度の検波信号Ｘおよび９０度の検波信号Ｙに含まれる不要な高調波成分を除去する低域通過型のフィルタである。これにより、位相検波部２２は、ドップラ効果による周波数の偏移成分のみからなる０度および９０度の直交検波信号を得る。

つぎに、本実施の形態にかかるドップラ装置を含む超音波撮像装置１００の動作について、図５を用いて説明する。図５は、超音波撮像装置１００の動作を示すフローチャートである。オペレータは、入力部１０７からドップラモードを選択し（ステップＳ５０１）、被検体２０に超音波プローブ１０を接触させる（ステップＳ５０２）。

その後、オペレータは、ドップラ周波数を入力部１０７から設定し（ステップＳ５０３）、ドップラ音または表示部１０６のドップラスペクトルを参照しつつ被検体２０の検査を行う（ステップＳ５０４）。

図６（Ａ）は、入力部１０７から設定可能なドップラ周波数を示す説明図である。ここでは、一例として基準周波数がｆ＝１６０ＭＨｚの場合に、検査で良く用いられる３〜８ＭＨｚの範囲の設定可能周波数を示した。本実施の形態では、基準周波数ｆを、入力部１０７から設定される正の整数Ｎで分周するので、設定可能周波数は、ｆ／Ｎの値を有するものとなる。任意の正の整数Ｎは、Ｋを正の整数、Ｐを０≦Ｐ＜４の整数とすると、

Ｎ＝４×Ｋ＋Ｐ
により現せる。例えば、Ｎ＝２０（Ｋ＝５，Ｐ＝０）の場合には、１６０／２０＝８ＭＨｚが設定可能となる。以下、Ｎ＝２１（Ｋ＝５、Ｐ＝１）、２２（Ｋ＝５、Ｐ＝２）、２３（Ｋ＝５，Ｐ＝３）・・・に応じて、７．６２ＭＨｚ、７．２７ＭＨｚ、６．９６ＭＨｚ・・・のドップラ周波数が設定可能となる。

ここで、５〜８ＭＨｚでは、概ね０．２〜０．４ＭＨｚステップで周波数の設定が可能となっており、３〜５ＭＨｚでは、概ね０．１〜０．２ＭＨｚステップで周波数の設定が可能となっている。

図６（Ｂ）は、参考までに基準周波数がｆ＝１６０ＭＨｚであり、Ｎが４の倍数である場合の設定可能周波数を示す説明図である。４の倍数であるＮは、Ｋを正の整数として、Ｎ＝４Ｋにより現せる。設定可能ドップラ周波数は、Ｎ＝２０（Ｋ＝５）の８ＭＨｚの次は、Ｎ＝２４（Ｋ＝６）となり、６．６７ＭＨｚとなる。５〜８ＭＨｚでは、概ね０．５〜１．０ＭＨｚステップで周波数の設定が可能となり、３〜５ＭＨｚでは、概ね０．５ＭＨｚステップで周波数の設定が可能となる。これは、上述したＮが正の整数である場合の設定可能なドップラ周波数の変化幅ステップと比較して、各ステップの周波数変化幅が概ね２倍の大きさとなる。

なお、入力部１０７からのドップラ周波数の設定は、設定可能な周波数情報を表示部１０６に表示し、マウス等により選択することにより行われる。また、表示部１０６に表示されるドップラ周波数を、入力部１０７のキー操作により設定可能周波数の範囲で変化させ、オペレータが所望するドップラ周波数のところで、決定キーの入力により設定する様にすることもできる。

その後、オペレータは、検査情報に基づいて、ドップラ周波数が適当かどうかを判定する（ステップＳ５０５）。オペレータは、ドップラ周波数が適当でないと判定した場合には（ステップＳ５０５否定）、ステップＳ５０３に移行し、再度ドップラ周波数の設定を行う。また、オペレータは、ドップラ周波数が適当であると判定した場合には（ステップＳ５０５肯定）、検査情報に基づいて、被検体２０の診断を行い（ステップＳ５０６）、本処理を終了する。

上述してきたように、本実施の形態では、分周信号発生手段３１により、基準周波数ｆを正の整数ＮでＮ倍分周し、このＮ倍分周信号を、位相検波部２２の参照交流信号として用いているので、設定可能なドップラ周波数の変化幅ステップを小さなものとし、オペレータがドップラ周波数を詳細に調整することを可能とし、ひいては正確なドップラ情報の収集を行うことができる。

また、本実施の形態では、超音波撮像装置１００に含まれるドップラ機能について説明したが、超音波撮像装置１００に含まれる超音波プローブ１０、送受信部２１、位相検波部２２、ドップラ処理部２４、表示部１０６および入力部１０７等のみからなるドップラ装置を構成し、全く同様に機能させることもできる。

超音波撮像装置の全体構成を示すブロック図である。 実施の形態にかかる画像取得部の構成を示すブロック図である。 実施の形態の送受信部および位相検波部の構成を示すブロック図である。 位相検波部の各部の動作を示す説明図である。 実施の形態にかかる超音波撮像装置の動作を示すフローチャートである。 実施の形態にかかる超音波撮像装置の選択可能なドップラ周波数を示す説明図である。 基準信号の４倍分周を示す説明図である。

符号の説明

１０ 超音波プローブ
２０ 被検体
２１ 送受信部
２２ 位相検波部
２３ Ｂモード処理部
２４ ドップラ処理部
２５ ＣＦＭ処理部
２７ 発振器
３１ 分周信号発生手段
３２ 分周信号遅延手段
３３ 掛算部
３４ 検波信号算出手段
３５、３６ ローパスフィルタ
３８、３９ 乗算器
４１ 送受信器
４２ ビームフォーマ
４３ 発振器
１００ 超音波撮像装置
１０２ 画像取得部
１０４ 画像メモリ部
１０５ 画像表示制御部
１０６ 表示部
１０７ 入力部
１０８ 制御：処理部

Claims (8)

1. 超音波プローブにより受信された受信信号に参照交流信号を乗算し、前記受信信号の０度および９０度の直交検波信号を求める掛算部と、
   基準周波数を有する基準周波数信号を分周することにより、前記参照交流信号を発生する参照信号発生手段と、
   を備えるドップラ装置であって、
   前記参照信号発生手段は、Ｎを正の整数とする場合に、前記基準周波数の１／Nの周波数を有する分周信号を発生させる分周信号発生手段および前記分周信号を、前記基準周波数の周期の整数倍遅延させた遅延信号を発生させる分周信号遅延手段を有し、
   前記掛算部は、前記分周信号および前記遅延信号を前記参照交流信号とする前記受信信号の乗算結果に基づいて、前記直交検波信号を算出する検波信号算出手段を備えることを特徴とするドップラ装置。
2. 前記ドップラ装置は、前記Ｎの値を示す分周情報を入力する入力部を備えることを特徴とする請求項１に記載のドップラ装置。
3. 前記入力部は、前記基準周波数の１／Nの周波数を示す周波数情報の入力に基づいて、前記分周情報を求めることを特徴とする請求項２に記載のドップラ装置。
4. 前記分周信号遅延手段は、前記遅延信号の遅延時間を、前記分周信号の位相がπ／２移動する時間近傍の値にすることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のドップラ装置。
5. 前記検波信号算出手段は、前記遅延時間の間に生じる前記分周信号の位相変化とπ／２との差分である直交位相誤差を用いて、前記直交検波信号の算出を行うことを特徴とする請求項４に記載のドップラ装置。
6. 被検体に対して超音波を、送信および受信する超音波プローブと、
   前記超音波プローブにより受信された受信信号に参照交流信号を乗算し、前記受信信号の０度および９０度の直交検波信号を求める掛算部と、
   基準周波数を有する基準周波数信号を分周することにより、前記参照交流信号を発生する参照信号発生手段と、
   を備える超音波撮像装置であって、
   前記参照信号発生手段は、Ｎを正の整数とする場合に、前記基準周波数の１／Nの周波数を有する分周信号を発生させる分周信号発生手段および前記分周信号を、前記基準周波数の周期の整数倍遅延させた遅延信号を発生させる分周信号遅延手段を有し、
   前記掛算部は、前記分周信号および前記遅延信号を前記参照交流信号とする前記受信信号の乗算結果に基づいて、前記直交検波信号を算出する検波信号算出手段を備えることを特徴とする超音波撮像装置。
7. 前記分周信号遅延手段は、前記遅延信号の遅延時間を、前記分周信号の位相がπ／２移動する時間近傍の値にすることを特徴とする請求項６に記載の超音波撮像装置。
8. 前記検波信号算出手段は、前記遅延時間の間に生じる前記分周信号の位相変化とπ／２との差分である直交位相誤差を用いて、前記算出を行うことを特徴とする請求項７に記載の超音波撮像装置。
   

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