JP2703042B2 - エコー追跡装置 - Google Patents
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
- G01S15/06—Systems determining the position data of a target
- G01S15/08—Systems for measuring distance only
- G01S15/10—Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse-modulated waves
- G01S15/18—Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse-modulated waves wherein range gates are used
-
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/66—Sonar tracking systems
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- A61B8/08—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings
- A61B8/0833—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings involving detecting or locating foreign bodies or organic structures
- A61B8/085—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings involving detecting or locating foreign bodies or organic structures for locating body or organic structures, e.g. tumours, calculi, blood vessels, nodules
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- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、移動壁の位置を測定する装置のエコー追跡
装置に関する。
装置に関する。
本発明は、移動壁の位置の動きを時間周期で追跡する
ような全ての分野、特に、医療分野において有用であ
る。医療分野の場合、本発明は２つの組織間の界面の位
置の時間周期における変化を追跡するために用いられ、
例えば、血管の径の時間周期における変化を測定するた
め、血管の前壁と後壁の深さの位置の変化を追跡するた
めに用いられる。
ような全ての分野、特に、医療分野において有用であ
る。医療分野の場合、本発明は２つの組織間の界面の位
置の時間周期における変化を追跡するために用いられ、
例えば、血管の径の時間周期における変化を測定するた
め、血管の前壁と後壁の深さの位置の変化を追跡するた
めに用いられる。
第４図は、移動壁の位置の測定の原理図である。第４
図において、超音波変換器２は皮膚４上に置かれ、断面
で示す動脈６に相対している。変換器２は電子回路によ
り制御され、超音波パルス８を放出し、動脈組織又は動
脈流から反射されるパルスによるエコーを受信する。変
換器２の周波数に依存して、４つの分離したエコー10,1
2,14,16を検出し、若しくは、エコー10及び12の組合
せ、エコー14及び16の組合せに対応する２つのエコーを
検出することができる。
図において、超音波変換器２は皮膚４上に置かれ、断面
で示す動脈６に相対している。変換器２は電子回路によ
り制御され、超音波パルス８を放出し、動脈組織又は動
脈流から反射されるパルスによるエコーを受信する。変
換器２の周波数に依存して、４つの分離したエコー10,1
2,14,16を検出し、若しくは、エコー10及び12の組合
せ、エコー14及び16の組合せに対応する２つのエコーを
検出することができる。
界面の動きは次のようにして決定される。まず、変換
器２は100Hzと20kHzの間の反復率でパルス８を放出す
る。パルス８が界面の位置に依存した後にエコーの遅延
の位置を追跡するために、エコーが予想される時間間隔
であってパルス８の送出後に調整される遅延で開放され
る時間間隔を規定するように、タイムウィンドが固定的
な幅で用いられる。この遅延は各サイクルごとに調整さ
れ、エコーは界面が静止しているならば、時間間隔の中
央で検出される。時間の関数として各界面の位置を認識
することは、血管６の径の変化を決定することができる
ようになる。
器２は100Hzと20kHzの間の反復率でパルス８を放出す
る。パルス８が界面の位置に依存した後にエコーの遅延
の位置を追跡するために、エコーが予想される時間間隔
であってパルス８の送出後に調整される遅延で開放され
る時間間隔を規定するように、タイムウィンドが固定的
な幅で用いられる。この遅延は各サイクルごとに調整さ
れ、エコーは界面が静止しているならば、時間間隔の中
央で検出される。時間の関数として各界面の位置を認識
することは、血管６の径の変化を決定することができる
ようになる。
エコー追跡装置は、雑誌“Journal of Applied Physi
ology"Vol.32,No.5,728−733頁、1972年に記載のD.E.Ho
kanson et alによる「活発に変化する動脈径を記録する
ためのフェイズロックエコー追跡装置」に記載されてい
る。このエコー追跡装置はその精度に限界のあるアナロ
グ装置である。また、最近では、ディジタルエコー追跡
装置も提案されている。この装置は、D.H.Groves et al
による“A digital technique for tracking moving in
terfaces"Ulrasound Med,Biol,Vol.8,No.2,185−190
頁、1982年に記載されている。
ology"Vol.32,No.5,728−733頁、1972年に記載のD.E.Ho
kanson et alによる「活発に変化する動脈径を記録する
ためのフェイズロックエコー追跡装置」に記載されてい
る。このエコー追跡装置はその精度に限界のあるアナロ
グ装置である。また、最近では、ディジタルエコー追跡
装置も提案されている。この装置は、D.H.Groves et al
による“A digital technique for tracking moving in
terfaces"Ulrasound Med,Biol,Vol.8,No.2,185−190
頁、1982年に記載されている。
第５図はディジタルエコー追跡装置のブロック構成図
であり、第６図は第５図構成の信号タイミングチャート
である。
であり、第６図は第５図構成の信号タイミングチャート
である。
このエコー追跡装置は、論理回路18と、深さカウンタ
20と、イネーブルカウンタ22と、ディジタル比較器24
と、レジスタ26を具備する。論理回路18は変換器に与え
る励振信号と、タイムウィンドの開始を示す比較器24に
より与えられる信号VALと、波形整形及びディジタル化
の後に超音波変換器に受けるエコー信号ECHOとに同期し
てパルス信号Ａを受ける。論理回路18は、パルスＡを超
えるエコーの遅延を測定しカウンタ20,22を計時するク
ロック信号CLKを発生する発振器を有する。
20と、イネーブルカウンタ22と、ディジタル比較器24
と、レジスタ26を具備する。論理回路18は変換器に与え
る励振信号と、タイムウィンドの開始を示す比較器24に
より与えられる信号VALと、波形整形及びディジタル化
の後に超音波変換器に受けるエコー信号ECHOとに同期し
てパルス信号Ａを受ける。論理回路18は、パルスＡを超
えるエコーの遅延を測定しカウンタ20,22を計時するク
ロック信号CLKを発生する発振器を有する。
第６図は連続する２つのサイクルｎ及びｎ＋１におけ
るエコー追跡装置の信号タイミングチャートを示す。サ
イクルｎの開始前に、カウンタ22にはサイクルｎ−１の
終端におけるカウンタ20の内容に等しいCl,nを格納す
る。この値はクロック信号CLKの割合でカウントダウン
し、カウンタの内容はもし壁が静止しているならばタイ
ムウィンドの中間に対応する瞬間にゼロに等しくなる。
タイムウィンドが開放する瞬間にカウンタ22はゼロに等
しい値を有する。タイムウィンドの開始を決定するため
にはカウンタ22の内容と固定値δを比較すれば充分であ
る。これは、カウンタ22に含まれる値とレジスタ26に記
憶される値δを受ける比較器24により遂行される。
るエコー追跡装置の信号タイミングチャートを示す。サ
イクルｎの開始前に、カウンタ22にはサイクルｎ−１の
終端におけるカウンタ20の内容に等しいCl,nを格納す
る。この値はクロック信号CLKの割合でカウントダウン
し、カウンタの内容はもし壁が静止しているならばタイ
ムウィンドの中間に対応する瞬間にゼロに等しくなる。
タイムウィンドが開放する瞬間にカウンタ22はゼロに等
しい値を有する。タイムウィンドの開始を決定するため
にはカウンタ22の内容と固定値δを比較すれば充分であ
る。これは、カウンタ22に含まれる値とレジスタ26に記
憶される値δを受ける比較器24により遂行される。
カウンタ20において、その内容はサイクルｎの以前に
ゼロに設定される。カウントはエコーＣを受けた論理回
路18により停止される。カウンタ20は移動壁の位置を示
す値C2,nを記憶する。この値は次のサイクルｎ＋１にお
いてタイムウィンドを再度クランプするために用いられ
る。これは２つのステージで遂行される。カウンタ20の
内容はカウンタ22に転送され、カウンタ20はリセットさ
れる。
ゼロに設定される。カウントはエコーＣを受けた論理回
路18により停止される。カウンタ20は移動壁の位置を示
す値C2,nを記憶する。この値は次のサイクルｎ＋１にお
いてタイムウィンドを再度クランプするために用いられ
る。これは２つのステージで遂行される。カウンタ20の
内容はカウンタ22に転送され、カウンタ20はリセットさ
れる。
エコー追跡装置が非常に高いディジタル信号を扱うこ
とは周知である。第５図に示す従来のエコー追跡装置に
おいて、変換器は反復率12.5kHzで3.5MHzのパルスを送
信し、クロック信号CLKは20MHzの周波数を有する。
とは周知である。第５図に示す従来のエコー追跡装置に
おいて、変換器は反復率12.5kHzで3.5MHzのパルスを送
信し、クロック信号CLKは20MHzの周波数を有する。
第５図に示すエコー追跡装置は、２つのカウンタ20,2
2及び比較器24が各サイクルの大部分において動作する
ので消費電力は大きい。このことは、バッテリの適切な
重量を必要とする携帯用装置や独立電源が合理的である
アキュムレータに対しては障害となる。
2及び比較器24が各サイクルの大部分において動作する
ので消費電力は大きい。このことは、バッテリの適切な
重量を必要とする携帯用装置や独立電源が合理的である
アキュムレータに対しては障害となる。
一方、例えば、医療分野では携帯用装置を必要とする
ことは明らかである。実際問題として、病院において装
置を固定して患者を移動し診察するよりも装置を移動し
診察する方が容易である。携帯用装置はさらに過程で診
察することもできる。結局、充分に小さい携帯用装置
は、例えば、腕時計のようにユーザが直接身に付けるも
のであるということができる。
ことは明らかである。実際問題として、病院において装
置を固定して患者を移動し診察するよりも装置を移動し
診察する方が容易である。携帯用装置はさらに過程で診
察することもできる。結局、充分に小さい携帯用装置
は、例えば、腕時計のようにユーザが直接身に付けるも
のであるということができる。
第５図に示す従来装置の問題点は高速比較器を使用す
ることによるコストの問題である。これはこのタイプの
装置の工業的発展の障害ともなっている。
ることによるコストの問題である。これはこのタイプの
装置の工業的発展の障害ともなっている。
本発明の目的は消費電力を小さくすることと、特に、
エコー追跡装置を移動壁の位置を超音波で測定する携帯
用装置として適切な価格までダウンさせるためその構造
を簡素化することにある。
エコー追跡装置を移動壁の位置を超音波で測定する携帯
用装置として適切な価格までダウンさせるためその構造
を簡素化することにある。
本発明は、第１図に示すように、インタロゲートする
超音波パルスが移動壁から反射して生じるディジタルエ
コー信号を受ける入力手段であって前記超音波パルスの
送信は所定の反復率（Fr）で送信される制御パルス
（Ａ）により制御されるもの、を有する移動壁の位置を
超音波測定する装置用のエコー追跡装置であって、 クロック信号（CLK）を送出するクロック手段と、 確認信号（VAL）の受信中に、エコーが予測されるタ
イムウィンドを規定するためのイネーブル信号（AUT）
を送出するイネーブル手段（30）と、 前記反復率（Fr）においてタイムウィンドのクランプ
位置信号（POSREC）を送出する論理回路（34）であっ
て、前記クランプ位置信号（POSREC）は前記タイムウィ
ンドのエコー位置信号（POSECH）の機能を示すもの、を
具備するエコー追跡装置において、 前記タイムウィンドの開始を規定する深さカウンタ
（28）であって、前記深さカウンタ（28）は前記クラン
プ位置信号（POSREC）と第１の所定値の間でクロック信
号（CLK）の周波数にてカウントし、カウントの開始は
前記制御パルス（Ａ）によりトリガされ、前記深さカウ
ンタ（28）は前記確認信号（VAL）が前記第１の所定値
に到達したとき前記確認信号（VAL）を放出するもの
と、 前記タイムウィンドにおいてエコーの位置を決定する
位置検出器（32）であって、前記位置検出器（32）は第
２の所定値からのクロック信号（CLK）の周波数にてカ
ウントし、カウントの開始は前記確認信号（VAL）によ
りトリガされ、前記位置検出器（32）はタイムウィンド
にて受信されたエコー位置を示す前記エコー位置信号
（POSECH）を前記論理回路（34）に送出するもの、 とにより構成される。
超音波パルスが移動壁から反射して生じるディジタルエ
コー信号を受ける入力手段であって前記超音波パルスの
送信は所定の反復率（Fr）で送信される制御パルス
（Ａ）により制御されるもの、を有する移動壁の位置を
超音波測定する装置用のエコー追跡装置であって、 クロック信号（CLK）を送出するクロック手段と、 確認信号（VAL）の受信中に、エコーが予測されるタ
イムウィンドを規定するためのイネーブル信号（AUT）
を送出するイネーブル手段（30）と、 前記反復率（Fr）においてタイムウィンドのクランプ
位置信号（POSREC）を送出する論理回路（34）であっ
て、前記クランプ位置信号（POSREC）は前記タイムウィ
ンドのエコー位置信号（POSECH）の機能を示すもの、を
具備するエコー追跡装置において、 前記タイムウィンドの開始を規定する深さカウンタ
（28）であって、前記深さカウンタ（28）は前記クラン
プ位置信号（POSREC）と第１の所定値の間でクロック信
号（CLK）の周波数にてカウントし、カウントの開始は
前記制御パルス（Ａ）によりトリガされ、前記深さカウ
ンタ（28）は前記確認信号（VAL）が前記第１の所定値
に到達したとき前記確認信号（VAL）を放出するもの
と、 前記タイムウィンドにおいてエコーの位置を決定する
位置検出器（32）であって、前記位置検出器（32）は第
２の所定値からのクロック信号（CLK）の周波数にてカ
ウントし、カウントの開始は前記確認信号（VAL）によ
りトリガされ、前記位置検出器（32）はタイムウィンド
にて受信されたエコー位置を示す前記エコー位置信号
（POSECH）を前記論理回路（34）に送出するもの、 とにより構成される。
第１図は本発明に係るエコー追跡装置の一実施例ブロ
ック構成図である。本エコー追跡装置は移動壁へ向けて
反復率Frで放出される超音波パルスに対応するエコーの
検出を意図し、各エコーの検出は所定幅のタイムウィン
ドにおいて可能であり、タイムウィンドの位置は予想エ
コーに対し先行するエコーの検出のタイミングにリンク
する。
ック構成図である。本エコー追跡装置は移動壁へ向けて
反復率Frで放出される超音波パルスに対応するエコーの
検出を意図し、各エコーの検出は所定幅のタイムウィン
ドにおいて可能であり、タイムウィンドの位置は予想エ
コーに対し先行するエコーの検出のタイミングにリンク
する。
従って、本発明のエコー追跡装置は、タイムウィンド
の開放の瞬間を決定する深さカウンタ28と、タイムウィ
ンドの幅を規定するイネーブル手段と、タイムウィンド
において受信されたエコーの位置を記憶する位置検出器
32と、位置検出器32により示されたエコーの位置の関数
としてタイムウィンドを再度クランプする論理回路34と
を具備する。
の開放の瞬間を決定する深さカウンタ28と、タイムウィ
ンドの幅を規定するイネーブル手段と、タイムウィンド
において受信されたエコーの位置を記憶する位置検出器
32と、位置検出器32により示されたエコーの位置の関数
としてタイムウィンドを再度クランプする論理回路34と
を具備する。
第１図に示すエコー追跡装置は受信エコーの位置とは
独立にタイムウィンドの位置を修正する外部制御手段36
を具備する。外部制御手段36は位相、一般的にはエコー
がタイムウィンドの外で生じる各時間、の設定に使用さ
れる。
独立にタイムウィンドの位置を修正する外部制御手段36
を具備する。外部制御手段36は位相、一般的にはエコー
がタイムウィンドの外で生じる各時間、の設定に使用さ
れる。
第２図は本発明のエコー追跡装置の機能を説明する信
号タイミングチャートである。図示のように、制御信号
Ａの反復率Frにおける連続サイクルｎ、ｎ＋１、ｎ＋２
を実行する。各サイクルの開始以前に論理回路34は、深
さカウンタ28と、イネーブル手段30と、位置検出器32に
所定値を格納するため信号DLを放出する。
号タイミングチャートである。図示のように、制御信号
Ａの反復率Frにおける連続サイクルｎ、ｎ＋１、ｎ＋２
を実行する。各サイクルの開始以前に論理回路34は、深
さカウンタ28と、イネーブル手段30と、位置検出器32に
所定値を格納するため信号DLを放出する。
深さカウンタ28に格納されたPOSREC値はタイムウィン
ド内のエコーの位置に依存する。この値は以下に記載の
ようにメモリ44に格納される。イネーブル手段30及び位
置検出器32に格納された値は第１図に図示しないメモリ
に含まれる固定値である。
ド内のエコーの位置に依存する。この値は以下に記載の
ようにメモリ44に格納される。イネーブル手段30及び位
置検出器32に格納された値は第１図に図示しないメモリ
に含まれる固定値である。
深さカウンタ28に格納された値は、カウンタがタイム
ウィンドが開放する瞬間における確認信号VALを送出す
るような方法で選択される。この確認信号はカウンタ28
が第１の所定値を含むときに放出される。深さカウンタ
28の出力端子の論理状態はカウンタに含まれる値がゼロ
に等しいかゼロではないかに従って異なる。確認信号は
この出力端子において直接得られる。確認信号はカウン
タに含まれる２進数による重み付けを有する１ビット値
による簡単な方法で合成される。深さカウンタには、選
択された重み付けのビットがタイムウィンドを開放しよ
うとする瞬間における状態を変更するような方法で、選
択された値を最初に格納すれば充分である。
ウィンドが開放する瞬間における確認信号VALを送出す
るような方法で選択される。この確認信号はカウンタ28
が第１の所定値を含むときに放出される。深さカウンタ
28の出力端子の論理状態はカウンタに含まれる値がゼロ
に等しいかゼロではないかに従って異なる。確認信号は
この出力端子において直接得られる。確認信号はカウン
タに含まれる２進数による重み付けを有する１ビット値
による簡単な方法で合成される。深さカウンタには、選
択された重み付けのビットがタイムウィンドを開放しよ
うとする瞬間における状態を変更するような方法で、選
択された値を最初に格納すれば充分である。
深さカウンタ28により送出された確認信号VALは基本
的にはイネーブル手段30及び位置検出器32をアクティブ
状態にする。この信号VALはカウンタ動作を停止するた
め深さカウンタ28のSTOP入力端子に供給される。
的にはイネーブル手段30及び位置検出器32をアクティブ
状態にする。この信号VALはカウンタ動作を停止するた
め深さカウンタ28のSTOP入力端子に供給される。
確認信号VALを受信すると、イネーブル手段30は、エ
コーが予想される期間のタイムウィンドを規定する所定
長のイネーブル信号を送出する。このイネーブル手段は
カウンタでよい。この場合、イネーブル信号は確認信号
と同じ方法で発生される。即ち、カウンタに含まれる２
進数における所定の重み付けのビットの論理状態、又
は、カウンタの内容がゼロに等しいか否かに依存する異
なる値を有するビットの論理状態によって構成される。
コーが予想される期間のタイムウィンドを規定する所定
長のイネーブル信号を送出する。このイネーブル手段は
カウンタでよい。この場合、イネーブル信号は確認信号
と同じ方法で発生される。即ち、カウンタに含まれる２
進数における所定の重み付けのビットの論理状態、又
は、カウンタの内容がゼロに等しいか否かに依存する異
なる値を有するビットの論理状態によって構成される。
イネーブル手段30の他の実施例はシフトレジスタの使
用である。この実施例では、イネーブル信号はシフトレ
ジスタの所定の重み付けのビットの論理状態、又は、ビ
ット値により形成され、その論理状態はシフトレジスタ
の内容がゼロか否かに依存して異なる。
用である。この実施例では、イネーブル信号はシフトレ
ジスタの所定の重み付けのビットの論理状態、又は、ビ
ット値により形成され、その論理状態はシフトレジスタ
の内容がゼロか否かに依存して異なる。
例えば、クロック信号CLKの５周期に対する“ハイ”
状態におけるイネーブル信号を発生するために、値“00
011111"を格納する８ビットのシフトレジスタの小さい
重み付けのビット値を、イネーブル信号として選択する
ことが可能である。このビットは、信号CLKにより制御
される５シフトの間、値“1"であり、第６番目から値
“0"になる。
状態におけるイネーブル信号を発生するために、値“00
011111"を格納する８ビットのシフトレジスタの小さい
重み付けのビット値を、イネーブル信号として選択する
ことが可能である。このビットは、信号CLKにより制御
される５シフトの間、値“1"であり、第６番目から値
“0"になる。
位置検出器32は深さカウンタ28により送出される確認
信号によりアクティブ状態になる。このカウントは、エ
コー信号がタイムウィンドの間に生じる瞬間において、
位置検出器32のSTOP入力に論理回路34のユニット38から
送出される検出信号DETにより停止される。
信号によりアクティブ状態になる。このカウントは、エ
コー信号がタイムウィンドの間に生じる瞬間において、
位置検出器32のSTOP入力に論理回路34のユニット38から
送出される検出信号DETにより停止される。
この実施例では、エコー信号を検出しそれがタイムウ
ィンドにあるかを照合する論理ユニット38を設けてい
る。この照合はAND論理ゲートにより簡単に行われる。
エコー検出器のSTOP入力に直接エコー信号を与え、位置
検出器32に含まれる値がタイムウィンドの外側か内側で
受信されたエコーに対応するかを論理ユニット38で照合
する。
ィンドにあるかを照合する論理ユニット38を設けてい
る。この照合はAND論理ゲートにより簡単に行われる。
エコー検出器のSTOP入力に直接エコー信号を与え、位置
検出器32に含まれる値がタイムウィンドの外側か内側で
受信されたエコーに対応するかを論理ユニット38で照合
する。
位置検出器32に含まれる値POSECHは受信エコー上で再
度中心とするためにタイムウィンドに供給されるべき変
位を示す。この変位は深さカウンタ28において、論理回
路34により格納された値の更新により行われる。この更
新は、もし、サイクルの開始において位置検出器32に格
納された初期値が、静止壁の場合に、位置検出器32がエ
コーの検出時に値ゼロを有するように選択されるなら
ば、非常に簡単となる。深さカウンタ28に格納された値
は位置検出器32に含まれる値を加えることにより簡単に
修正される。これは装置40を付加することにより行われ
る。深さカウンタ28に格納された値はメモリ44に記録さ
れ、論理ユニット38から送出される信号STによりアクセ
スされる。
度中心とするためにタイムウィンドに供給されるべき変
位を示す。この変位は深さカウンタ28において、論理回
路34により格納された値の更新により行われる。この更
新は、もし、サイクルの開始において位置検出器32に格
納された初期値が、静止壁の場合に、位置検出器32がエ
コーの検出時に値ゼロを有するように選択されるなら
ば、非常に簡単となる。深さカウンタ28に格納された値
は位置検出器32に含まれる値を加えることにより簡単に
修正される。これは装置40を付加することにより行われ
る。深さカウンタ28に格納された値はメモリ44に記録さ
れ、論理ユニット38から送出される信号STによりアクセ
スされる。
第２図に示すタイミングチャートは、第１図に示され
る主要な信号を示している。番号C28,C30及びC32は深さ
カウンタ28、イネーブル手段30を形成するカウンタ及び
位置検出器32の内容に対応する。
る主要な信号を示している。番号C28,C30及びC32は深さ
カウンタ28、イネーブル手段30を形成するカウンタ及び
位置検出器32の内容に対応する。
各測定サイクルは信号Ａの制御パルスでスタートす
る。このパルスは第２図のゼロに等しい第１の決定値が
確認信号VALを発生するまで深さカウンタ28のカウント
を開始する。
る。このパルスは第２図のゼロに等しい第１の決定値が
確認信号VALを発生するまで深さカウンタ28のカウント
を開始する。
この信号はイネーブル手段30及び位置検出器32をアク
ティブ状態にする。第２図において所定の期間継続する
タイムウィンドを規定するイネーブル信号AUTは、信号C
LKの５つに等しい。この期間はゼロに等しい所定値まで
続くカウントの期間により規定される。
ティブ状態にする。第２図において所定の期間継続する
タイムウィンドを規定するイネーブル信号AUTは、信号C
LKの５つに等しい。この期間はゼロに等しい所定値まで
続くカウントの期間により規定される。
タイムウィンドの開始から位置検出器32はエコーの出
現までその内容を変える。この瞬間の値はタイムウィン
ドにおけるエコーの位置を現しており、タイムウィンド
に与えるべき位置の値にクランプされる。
現までその内容を変える。この瞬間の値はタイムウィン
ドにおけるエコーの位置を現しており、タイムウィンド
に与えるべき位置の値にクランプされる。
位置検出器32に格納された値は静止壁の場合、エコー
は位置検出器32が値ゼロを含むときに検出されるように
選択される。これは、連続サイクルn,n＋1,n＋２で示す
ように、非常に容易にタイムウィンドをクランプするこ
とを可能にする。
は位置検出器32が値ゼロを含むときに検出されるように
選択される。これは、連続サイクルn,n＋1,n＋２で示す
ように、非常に容易にタイムウィンドをクランプするこ
とを可能にする。
サイクルｎの期間、エコーはタイムウィンドの中央に
現れる（C32はゼロに等しい）。従って、タイムウィン
ドは正しい位置にあり、深さカウンタ28はサイクルｎに
対するのと同じ値でサイクルｎ＋１に対し格納される。
従って、タイムウィンドは、サイクルｎ及びｎ＋１の期
間に、制御パルスＡで規定されるサイクルの開始に関連
して同じ瞬間に現れる。
現れる（C32はゼロに等しい）。従って、タイムウィン
ドは正しい位置にあり、深さカウンタ28はサイクルｎに
対するのと同じ値でサイクルｎ＋１に対し格納される。
従って、タイムウィンドは、サイクルｎ及びｎ＋１の期
間に、制御パルスＡで規定されるサイクルの開始に関連
して同じ瞬間に現れる。
サイクルｎ＋１において、エコーは移動壁が測定装置
から離れて移動するように見えながら、タイムウィンド
に現れる。この遅延は位置検出器32においてゼロより大
きな値αで表せる。タイムウィンドをクランプするため
に、この値αはサイクルｎ＋２に対し深さカウンタ28に
格納された値に加えられる。
から離れて移動するように見えながら、タイムウィンド
に現れる。この遅延は位置検出器32においてゼロより大
きな値αで表せる。タイムウィンドをクランプするため
に、この値αはサイクルｎ＋２に対し深さカウンタ28に
格納された値に加えられる。
他方、移動壁が測定装置に近づいて来ると、エコーは
タイムウィンドの中央以前に現れ、位置検出器32は負の
値を含む。この負の値をタイムウィンドの中心に加えれ
ば充分である。又、アップカウンタ32をダウンカウンタ
に置き換えることも勿論可能であり、この場合、加算装
置は減算装置に置き換えられる。
タイムウィンドの中央以前に現れ、位置検出器32は負の
値を含む。この負の値をタイムウィンドの中心に加えれ
ば充分である。又、アップカウンタ32をダウンカウンタ
に置き換えることも勿論可能であり、この場合、加算装
置は減算装置に置き換えられる。
第２図において、信号Ａ及びCLKは独立である点に注
意しなければならない。これはエコー追跡装置の機能に
必要なばかりか移動壁の位置の値の平均に影響する。こ
れは、結果的に以下の記載から明らかなように解決機会
が増大する。
意しなければならない。これはエコー追跡装置の機能に
必要なばかりか移動壁の位置の値の平均に影響する。こ
れは、結果的に以下の記載から明らかなように解決機会
が増大する。
通常の機能において、タイムウィンドの位置は自動的
にエコーの位置の関数として再度クランプされる。しか
しながら、例えば、エコー信号がある時間に現れずに、
タイムウィンドがたまたまエコー信号でクランプされな
いようにし、移動壁が移動するようにすることも可能で
ある。さらに、装置がオンするとき、エコーはタイムウ
ィンドに現れない。この理由から、第１図に示すエコー
追跡装置はタイムウィンドの位置のために外部制御手段
36と共に設けられる。
にエコーの位置の関数として再度クランプされる。しか
しながら、例えば、エコー信号がある時間に現れずに、
タイムウィンドがたまたまエコー信号でクランプされな
いようにし、移動壁が移動するようにすることも可能で
ある。さらに、装置がオンするとき、エコーはタイムウ
ィンドに現れない。この理由から、第１図に示すエコー
追跡装置はタイムウィンドの位置のために外部制御手段
36と共に設けられる。
この外部制御手段36はカウンタ42と２つのマルチ入力
を有するメモリ44を具備する。カウンタ42に含まれる値
は外部アップカウンタ又はダウンカウンタにより修正さ
れる。カウンタ42の値はメモリ44の入力に与えられる。
メモリの他の入力は加算器40から供給される値を受け
る。
を有するメモリ44を具備する。カウンタ42に含まれる値
は外部アップカウンタ又はダウンカウンタにより修正さ
れる。カウンタ42の値はメモリ44の入力に与えられる。
メモリの他の入力は加算器40から供給される値を受け
る。
タイムウィンドのクランプのマニュアルモード及び自
動モードの選択はメモリ44の入力の１つを選択する外部
信号EXT/AUTOにより規定される。この信号はメモリアク
セス信号44を送出する論理ユニット38に与えられる。
動モードの選択はメモリ44の入力の１つを選択する外部
信号EXT/AUTOにより規定される。この信号はメモリアク
セス信号44を送出する論理ユニット38に与えられる。
第１図に対応し、60MHzのクロックCLKで動作するエコ
ー追跡装置は深さカウンタ28、イネーブル手段30、位置
検出器32及びカウンタ42用に12ビットのカウンタとし
て、例えば、モデル74ACT191を用い、加算器40用に74HC
T283、メモリ44用に74HCT604及び64HCT164を用いる。論
理ユニット38に関しては当業者にとって既に知られた論
理ゲート及び双安定フリップフロップのアセンブリを使
用することができる。
ー追跡装置は深さカウンタ28、イネーブル手段30、位置
検出器32及びカウンタ42用に12ビットのカウンタとし
て、例えば、モデル74ACT191を用い、加算器40用に74HC
T283、メモリ44用に74HCT604及び64HCT164を用いる。論
理ユニット38に関しては当業者にとって既に知られた論
理ゲート及び双安定フリップフロップのアセンブリを使
用することができる。
前述のエコー追跡装置は移動壁の位置の超音波測定用
の装置の１つの要素である。この装置は第５図に示す従
来のエコー追跡装置よりも簡素化されかつ消費電力も小
さい構成である。本発明のエコー追跡装置は携帯用測定
装置に組み込まれる。
の装置の１つの要素である。この装置は第５図に示す従
来のエコー追跡装置よりも簡素化されかつ消費電力も小
さい構成である。本発明のエコー追跡装置は携帯用測定
装置に組み込まれる。
第３図は動脈の径を測定する医療分野に適用される装
置の一実施例ブロック構成図である。
置の一実施例ブロック構成図である。
この装置は5kHzの反復率を有するパルス信号を送出す
るクロック46を具備する。この信号は超音波変換器50を
制御する送受信回路48により受信される。これは、動脈
52に向かう10MHzの周波数を有するパルスを送信し、こ
の動脈の前壁及び後壁から反射するエコーを受信する。
これらのエコーは送受信回路48により周知のフィルタ手
段とアナログ／デジタル変換手段を有する波形整形手段
54に送出される。
るクロック46を具備する。この信号は超音波変換器50を
制御する送受信回路48により受信される。これは、動脈
52に向かう10MHzの周波数を有するパルスを送信し、こ
の動脈の前壁及び後壁から反射するエコーを受信する。
これらのエコーは送受信回路48により周知のフィルタ手
段とアナログ／デジタル変換手段を有する波形整形手段
54に送出される。
波形整形手段54により送出されたディジタル信号は、
第１図に示すエコー追跡装置に適合する２つのエコー追
跡装置56A及び56Bの入力に供給される。エコー追跡装置
56A及び56Bはクロック58から送出される60MHzのクロッ
ク信号CLKと同じクロックを受ける。実際に、各エコー
追跡装置はクロックCLKを具備する独立のカードで実行
される。この場合、各エコー追跡装置は自身のクロック
を有し、これらのクロックは同期を必要としない。
第１図に示すエコー追跡装置に適合する２つのエコー追
跡装置56A及び56Bの入力に供給される。エコー追跡装置
56A及び56Bはクロック58から送出される60MHzのクロッ
ク信号CLKと同じクロックを受ける。実際に、各エコー
追跡装置はクロックCLKを具備する独立のカードで実行
される。この場合、各エコー追跡装置は自身のクロック
を有し、これらのクロックは同期を必要としない。
エコー追跡装置56A及び56Bのタイムウィンドは動脈52
の前壁により生じるエコーと後壁により生じるエコーと
を設定する。各エコー追跡装置は反復率Frにおいて、ク
ランプされた動脈の壁の位置に送出する。即ち、この壁
と変換器50の間の距離で送出する。
の前壁により生じるエコーと後壁により生じるエコーと
を設定する。各エコー追跡装置は反復率Frにおいて、ク
ランプされた動脈の壁の位置に送出する。即ち、この壁
と変換器50の間の距離で送出する。
各エコー追跡装置から送出される一連の位置信号は平
均化回路60A及び60Bに受信される。各回路は、周知の方
法で、連続する位置の値のアセンブリの平均値を算出
し、又は連続する位置の値の組み合わせのスライド平均
を行うことにより測定の精度を増大させる。
均化回路60A及び60Bに受信される。各回路は、周知の方
法で、連続する位置の値のアセンブリの平均値を算出
し、又は連続する位置の値の組み合わせのスライド平均
を行うことにより測定の精度を増大させる。
移動壁の位置の粗い解εｂはc/（2.FCLK）に等しいこ
とは知られており、ここで、ｃは変換器と壁の媒体にお
ける音波の速度であり、FCLKは連続する位置Ｎの組みの
平均後の有効な解εｅがεe/Nに等しいときの信号CLKの
周波数である。この平均化動作はクロック46及び58が独
立のときのみ可能である。
とは知られており、ここで、ｃは変換器と壁の媒体にお
ける音波の速度であり、FCLKは連続する位置Ｎの組みの
平均後の有効な解εｅがεe/Nに等しいときの信号CLKの
周波数である。この平均化動作はクロック46及び58が独
立のときのみ可能である。
平均化回路60A及び60Bから送出される値は結果を評価
するために回路62に受信される。この回路はメモリユニ
ット及び遅延ユニットを具備する。動脈52の径を前壁及
び後壁の位置の差により算出する演算ユニットを具備す
る。
するために回路62に受信される。この回路はメモリユニ
ット及び遅延ユニットを具備する。動脈52の径を前壁及
び後壁の位置の差により算出する演算ユニットを具備す
る。
回路62はコンピュータを使用することが有利である。
この場合、平均はソフトウェアにより容易に行うことが
できる。
この場合、平均はソフトウェアにより容易に行うことが
できる。
以上説明したように、本発明によれば、消費電力を顕
著に低減することができ、かつ比較手段を除去して構成
を簡素化することができる。
著に低減することができ、かつ比較手段を除去して構成
を簡素化することができる。
第１図は本発明に係るエコー追跡装置の一実施例ブロッ
ク構成図、 第２図は第１図のエコー追跡装置の動作を説明するタイ
ミングチャート、 第３図は本発明のエコー追跡装置を含む移動壁の位置を
測定する装置のブロック構成図、 第４図は移動壁の位置の測定原理の説明図、 第５図は従来のエコー追跡装置のブロック図、及び、 第６図は第５図のエコー追跡装置の動作を説明するタイ
ミングチャートである。 （符号の説明） 28……深さカウンタ、30……イネーブル信号、 32……位置検出器、34……論理回路、 36……外部制御手段、38……論理ユニット、 40……加算器、42……カウンタ、 44……メモリ、48……送受信回路、 50……超音波変換器、52……動脈、 54……波形整形手段、 56A,56B……エコー追跡装置、 60A,60B……平均化回路。
ク構成図、 第２図は第１図のエコー追跡装置の動作を説明するタイ
ミングチャート、 第３図は本発明のエコー追跡装置を含む移動壁の位置を
測定する装置のブロック構成図、 第４図は移動壁の位置の測定原理の説明図、 第５図は従来のエコー追跡装置のブロック図、及び、 第６図は第５図のエコー追跡装置の動作を説明するタイ
ミングチャートである。 （符号の説明） 28……深さカウンタ、30……イネーブル信号、 32……位置検出器、34……論理回路、 36……外部制御手段、38……論理ユニット、 40……加算器、42……カウンタ、 44……メモリ、48……送受信回路、 50……超音波変換器、52……動脈、 54……波形整形手段、 56A,56B……エコー追跡装置、 60A,60B……平均化回路。
Claims (12)
- 【請求項１】インタロゲートする超音波パルスが移動壁
から反射して生じるディジタルエコー信号を受ける入力
手段であって前記超音波パルスの送信は所定の反復率
（Fr）で送信される制御パルス（Ａ）により制御される
もの、を有する移動壁の位置を超音波測定する装置用の
エコー追跡装置であって、 クロック信号（CLK）を送出するクロック手段と、 確認信号（VAL）の受信中に、エコーが予測されるタイ
ムウィンドを規定するためのイネーブル信号（AUT）を
送出するイネーブル手段（30）と、 前記反復率（Fr）においてタイムウィンドのクランプ位
置信号（POSREC）を送出する論理回路（34）であって、
前記クランプ位置信号（POSREC）は前記タイムウィンド
のエコー位置信号（POSECH）の機能を示すもの、を具備
するエコー追跡装置において、 前記タイムウィンドの開始を規定する深さカウンタ（2
8）であって、前記深さカウンタ（28）は前記クランプ
位置信号（POSREC）と第１の所定値の間でクロック信号
（CLK）の周波数にてカウントし、カウントの開始は前
記制御パルス（Ａ）によりトリガされ、前記深さカウン
タ（28）は前記確認信号（VAL）が前記第１の所定値に
到達したとき前記確認信号（VAL）を放出するものと、 前記タイムウィンドにおいてエコーの位置を決定する位
置検出器（32）であって、前記位置検出器（32）は第２
の所定値からのクロック信号（CLK）の周波数にてカウ
ントし、カウントの開始は前記確認信号（VAL）により
トリガされ、前記位置検出器（32）はタイムウィンドに
て受信されたエコー位置を示す前記エコー位置信号（PO
SECH）を前記論理回路（34）に送出するもの、 とを具備することを特徴とするエコー追跡装置。 - 【請求項２】前記深さカウンタ（28）は、カウンタの内
容がゼロかゼロでないかに依存して論理状態の異なる端
子を有し、前記第１の所定値はゼロに等しいように選択
され、前記確認信号（VAL）は前記端子で測定される請
求項１項に記載のエコー追跡装置。 - 【請求項３】前記確認信号（VAL）は前記深さカウンタ
（28）に含まれる２進数の所定重み付け（r1）のビット
の論理状態に等しく、かつ前記論理回路（34）から送出
されたクランプ位置信号は、前記ビットがタイムウィン
ドが開放された瞬間における状態を変えるように演算さ
れる請求項１項に記載のエコー追跡装置。 - 【請求項４】前記イネーブル手段（30）はカウンタであ
る請求項１〜３項のいずれかに記載のエコー追跡装置。 - 【請求項５】前記イネーブル手段（30）はシフトレジス
タである請求項１〜３項のいずれかに記載のエコー追跡
装置。 - 【請求項６】前記イネーブル手段（30）は、前記カウン
タの内容がゼロに等しいか否かに依存してその論理状態
が異なる端子を具備し、前記イネーブル信号は前記端子
にて測定される請求項４又は５項に記載のエコー追跡装
置。 - 【請求項７】前記イネーブル信号は前記イネーブル手段
に含まれる２進数の所定重み付け（r2）の論理状態に等
しく、前記イネーブル手段（30）は、前記ビットがタイ
ムウィンドが閉じる瞬間における状態を変えるように、
第３の所定値により前記論理回路（34）によりロードさ
れる請求項４又は５項に記載のエコー追跡装置。 - 【請求項８】前記位置検出器（32）は、前記エコー位置
信号が移動壁が静止しているときにゼロに等しいように
前記第２の所定値により前記論理回路（34）によりロー
ドされる請求項１〜７項のいずれに記載のエコー追跡装
置。 - 【請求項９】前記論理回路（34）は、信号（POSREC）で
あって先行する前記信号（POSREC）の代数和により表さ
れるものと、前記位置検出器（32）から受ける信号（PO
SECH）を送出する手段を具備する請求項８項に記載のエ
コー追跡装置。 - 【請求項１０】前記タイムウィンドを置き換える外部手
段（36）であって、所定の外部制御信号により調整可能
な前記クランプ位置信号を送出する請求項１〜９項のい
ずれかに記載のエコー追跡装置。 - 【請求項１１】前記外部手段（36）はカウンタ（42）を
具備し、前記カウンタ（42）の内容は前記クランプ位置
信号を構成し、前記外部制御信号は前記クランプ位置信
号を修正するため前記カウンタ（42）に作用する請求項
10項に記載のエコー追跡装置。 - 【請求項１２】前記クロック信号（CLK）及び反復制御
信号（Rr）は各々独立である請求項１〜11項のいずれか
に記載のエコー追跡装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8805065 | 1988-04-14 | ||
| FR8805065A FR2630223B1 (fr) | 1988-04-14 | 1988-04-14 | Suiveur d'echo pour appareil de mesure par ultrasons de la position d'une paroi mobile |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0213440A JPH0213440A (ja) | 1990-01-17 |
| JP2703042B2 true JP2703042B2 (ja) | 1998-01-26 |
Family
ID=9365377
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1091978A Expired - Lifetime JP2703042B2 (ja) | 1988-04-14 | 1989-04-13 | エコー追跡装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4966150A (ja) |
| EP (1) | EP0337287B1 (ja) |
| JP (1) | JP2703042B2 (ja) |
| CA (1) | CA1296093C (ja) |
| DE (1) | DE68924437T2 (ja) |
| FR (1) | FR2630223B1 (ja) |
| NO (1) | NO177654C (ja) |
Families Citing this family (36)
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| EP0525858A2 (en) * | 1991-07-17 | 1993-02-03 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Method and device for determining variations in the position of a movable object by means of ultrasound |
| CH685420A5 (fr) * | 1991-09-27 | 1995-07-14 | Asulab Sa | Procédé de mesure par ultrasons de la position d'au moins une paroi mobile et appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé. |
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| US9639213B2 (en) | 2011-04-26 | 2017-05-02 | Sentons Inc. | Using multiple signals to detect touch input |
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