JP3187169B2 - 超音波診断装置 - Google Patents
超音波診断装置Info
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Description
し、特に血流パワー分析値を精度良く得ることのできる
超音波診断装置に関する。
を媒体として超音波が伝達されるが、臓器等の組織や病
変部のような周囲の組織との音響インピーダンスの差の
有る所から反射されて、送波した超音波の一部が戻って
くる。この反射体が視線方向に運動又は移動する物体で
あった場合、その反射波の周波数はドプラ効果によって
送信周波数から偏移する。超音波ドプラ診断装置はこの
周波数偏移量を測定して移動物体の速度及び移動方向を
表示観察して診断の用に供する装置である。
物体の移動方向を例えば近付く場合に赤,遠ざかる場合
に青のように色で表示し、その移動速度を輝度で表示す
るCFM(Color Flow Mapping)モードを有する超音波
診断装置がある。
診断装置のブロック図を示す。図において、1は送波電
気信号を超音波に変換して被検体内に送波し、被検体内
から反射されて戻って来た超音波信号を電気信号に変換
する超音波探触子である。2は送信信号を増幅して超音
波探触子1に送り、受波された受信信号を受信部に送る
送受信回路である。送受信回路2の出力はBモード処理
部3、ドプラ処理部4及びCFM演算部5にそれぞれ入
力される。
波等を行ってBモード表示のための信号を出力して、D
SC(Digital Scan Converter)6に入力する。DSC6
は入力された信号をテレビジョンモードの信号に変換し
てCRT7に表示させる。
信号と混合して、ホモダイン検波を行い、参照信号と受
信信号との周波数差を出力し、FFT8によって周波数
分析してDSC6に入力する。この周波数差は反射体の
音線方向の速度を示し、その正負により運動方向を知る
ことができる。
部5に入力される。この信号は混合器9と混合器10に
入力され、混合器9には参照信号としてsin ω0 tを入
力し、混合器10には参照信号としてcos ω0 tを入力
する。従って混合器9の出力と混合器10の出力は90
°の位相差を持った同相信号であるI信号と直交信号で
あるQ信号である。
周波成分を除去され、AD変換器13,14でディジタ
ル信号に変換され、MTIフィルタ15,16で同一場
所からの複数回の受信信号の差を取るなどして固定目標
からの反射波が消去されて移動目標からの反射波のみと
される。
回の出力の位相差を用いた自己相関法によって分析を行
う自己相関器で、その出力は平均速度演算器18と分散
演算器19に入力され、血流の平均速度と、その速度の
分散値が演算されて出力される。
Iフィルタ16の出力のQ信号は血流パワー演算器20
に入力される。この血流パワー演算器20において、或
る1音線上の或る深さのデータを処理した結果、MTI
フィルタ15とMTIフィルタ16とからN個のI,Q
信号のペアが入力されたとすると、次式の演算を行って
その点の血流のパワー値Pを得ている。
血流パワー演算器20の出力と比較し、その出力が閾値
より小さい時は0、大きい時は1を出力する比較器であ
る。22は平均速度演算器18,分散演算器19,血流
パワー演算器20及び比較器21の出力が入力されてい
るアンドゲートで、比較器21の出力が0、即ち血流パ
ワー値が閾値より小さい時、アンドゲート22の出力は
0となる。アンドゲート22の出力はDSC6に入力さ
れる。これら比較器21とアンドゲート22で比較制御
器23を構成している。
で、血流のパワー値が小さくなってくると、分析系で求
めた平均速度値,速度分散値の誤差が大きくなるため、
閾値を設けて、この閾値より小さな血流パワー値の信号
の平均速度値,分散値及び血流パワー値をCRT7に表
示させないようにするためである。
に、従来はMTIフィルタ15,16の出力のI,Q信
号のペア数をN個とした場合に(1)式の演算を行って
血流のパワー値としている。
中、1回目の受信信号に基づいてMTIフィルタ15,
16の出力として得られるI,Q信号のペアから求めた
√(I1 2 +Q1 2 )の値を含めて平均すると誤差が大
きくなる。これは次の理由によるものと考えられる。
等の各種の不連続層が多くあり、それらから多重反射さ
れるため、受信信号中にはそれらの多重反射波が重畳さ
れているのが普通である。この多重反射としては、その
回の送信超音波に基づく反射波ばかりでなく、それ以前
の各回の送信超音波に基づくものも含まれている。
の中、第1回目に送信した超音波信号に基づく受信信号
には前回の送信超音波による多重反射が含まれていな
い。このため、N個のデータの平均を取ると誤差が大き
くなるものである。
て、(イ)図は実際の血流のパワー値を横軸とし、縦軸
に実測血流パワーの演算値(分析値)を取ったグラフで
ある。図中、25は実際の値と実測演算値とが一致した
場合の理想状態を示す理想値直線,26は実測値を演算
した演算値を示す演算値直線である。
影響が測定部位によって異なるため、一定ではなく、図
示のように上下に変動する。 (ロ)図は血流のパワー値に対する分析器で求めた平均
速度値,分散値の持つ誤差曲線図で、血流のパワー値が
小さくなってくると、この平均速度値,分析値の誤差が
図示のように大きくなる。このため、分析して得られた
血流パワー値が或る値以下の時、即ち閾値以下の時は、
比較器21とアンドゲート22で構成される比較制御器
23によって平均速度値,速度分析値及び血流パワー値
をCRT7に表示させないようにしている。
(イ)図で説明したように血流パワー値が測定部位によ
って変化するため、測定部位毎に変えなければならず、
操作が面倒なことと、閾値の調節が必ずしも定まらない
という欠点がある。
で、その目的は、CFMモードにおいて精度の良い血流
パワー分析値を得ることのできる超音波診断装置を実現
することである。
差の大きな平均速度値,速度分散値及び血流パワー値を
CRT上に表示しないための閾値を変更する必要のない
超音波診断装置を実現することである。
発明は、1音線上を複数回送受波して得た血流データか
らドプラ偏移された受信信号を分析して平均血流速度を
演算する平均速度演算手段又は速度分散値を演算する分
散演算手段と、血流パワー値を演算する血流パワー演算
手段とを具備し、該血流パワー演算手段には、第1回目
の受信信号に基づいたデータを除き、第2回目以降の受
信信号に基づいたデータを用いて血流パワー演算を行う
データ選別手段を備えていることを特徴とするものであ
る。
所定の閾値以下の場所について平均速度又は速度分散値
の表示をさせない比較制御手段を具備することを特徴と
するものである。
相信号と直交信号を用いて次式の演算を行う血流パワー
演算手段が、第1項の重み係数x1 を他の重み係数より
小さな値として血流パワー値の演算を行うものであるこ
とを特徴とするものである。
所定の閾値以下の場所について平均速度又は速度分散値
の表示をさせない比較制御手段を具備することをことを
特徴とするものである。
において、第1回目の送信による受信信号を除去して血
流パワー値を演算する。このため、第1回目のデータを
用いることにより生ずる血流パワー値の誤差を小さくす
ることができ、又測定部位によって閾値を変える必要が
なくなる。
に説明する。図1は本発明の一実施例の装置における血
流パワー演算器20のブロック図である。この実施例で
は、その他の部分は図3に示すものと同じである。図に
おいて、図3と同等の部分には同一の符号を付してあ
る。図中、31はMTIフィルタ15の出力のImnの
平方値を次々と出力する平方演算器A,32はMTIフ
ィルタ16の出力のQmnの平方値を次々と演算する平
方演算器Bである。ここで、mは1音線上の深さ毎に付
した番号,nは1音線上の複数回の送受信によって得ら
れる同一深さのデータの番号である。ここでは、1音線
上に8回の送受波をして8回の受信信号を得、連続する
3回の受信信号から1対のデータを出力する2次のMT
Iフィルタを用いて、MTIフィルタ15,16から6
対のデータを得るものとして説明する。
子に入力され、クロック端子Cに入力されるデータ転送
クロックによってQ端子から出力するD型フリップフロ
ップであるDFF−Aである。34は同様に平方演算器
B32の出力信号を出力するDFF−Bで、DFF−A
33とDFF−B34の出力は加算器A35で加算さ
れ、Im1 2 +Qm1 2 ,Im2 2 +Qm2 2 ,…,I
m6 2 +Qm6 2 と次々にデータ転送クロックのタイミ
ングで出力される。ここで、1個目のデータは第1回〜
第3回の受信信号に基づいて求められ、2個目のデータ
は第2回〜第4回の受信信号に基づくもので、6個目の
データは第6回〜第8回の受信信号に基づくものであ
る。
出力を、クロック端子Cに入力されるデータ転送クロッ
クによってQ端子から出力するDFF−Cである。37
は加算器A35で加算されたデータの平方根を次々と求
める開平演算器で、データ転送クロックのタイミング
で、√(Im1 2 +Qm1 2 ),√(Im2 2 +Qm2
2 ),…,√(Im6 2 +Qm6 2 )の演算結果を次々
と出力する。
力されて加算器B39に入力される。加算器B39とD
FF−E40とは累積加算器41を構成しており、DF
F−E40に入力されたデータは入力毎に加算器B39
にフィードバックされて累積加算される。ところで、1
個目の送受信によるデータがDFF−E40に入力され
た時、このDFF−E40のクリア端子CLRにクリア
信号が入力されて、1個目のデータは消去され、その累
積加算値は2個目のデータから6個目のデータまでのデ
ータの和となり、第1回目の受信信号の影響のないデー
タとなる。本実施例では、これらが血流パワー演算器2
0の中のデータ選別手段を構成する。
を加算データ数の5で割る除算器で、1個目を除く5個
のデータの平均値を出力する。この出力はDFF−F4
3を経てDFF−G44に入力される。
値取り出しクロックが入力されて、D端子に入力された
除算器42の出力がQ端子から取り出されて、図3の比
較器21とアンドゲート22に入力される。
を図2のタイムチャートを参照して説明する。図におい
て、(イ)はMTIフィルタ15,16及びDFF−G
44を除く各DFFのクロック端子Cに入力されてD端
子に入力されているデータをQ端子に転送させるデータ
転送クロックの波形である。
(ハ)は点Bにおけるデータである。(ニ)は点Eにお
けるEmnの各時点のデータ,(ホ)はDFF−E40
のクリア端子に入力されるクリア信号の波形で、これに
よりEm1 ,E(m+1)1等の第1回目の受信信号に含まれ
るデータが除去される。(ヘ)はDFF−E40の出力
の点FにおけるFmnの各時点のデータである。
に入力されている血流パワー値取り出しクロックの波形
で、このクロック入力によりDFF−G44のQ端子か
ら(チ)の点Gのデータが取り出される。図の各データ
は下部に示した式の数値を有するデータである。
(ロ)の点Aのデータで、図示のようにIm1 ,
Im2 ,…,Im6 等である。又MTIフィルタ16の
出力は(ハ)の点Bのデータで、図示のようにQm1 ,
Qm2 ,…,Qm6 等である。
2の出力はDFF−A33とDFF−B34を経て加算
器A35でデータ転送クロックのタイミングで次々と加
算される。DFF−A33及びDFF−B34は各デー
タのタイミングを合わせるために設けられており、入力
と出力のタイミングはデータ転送クロック1パルス分遅
れて出力される。以下のDFFは何れも同様の効果をも
たらしている。
て開平演算器37に入力され、各データ転送クロック毎
に平方根が求められてDFF−D38のD端子に入力さ
れ、データ転送クロックによりQ端子に出力される。こ
の出力データは(ニ)の点Eのデータで、図の
E(m-1)6,Em1 ,Em2 ,…,Em6 等であり、その
値は図の下部に示す式で代表される。
(ホ)のクリア信号がクリア端子CLRに入力されて第
1回目のデータが除かれて累積加算された(ヘ)のデー
タで、図の下部に示すFm2 ,Fm3 ,…,Fm6 の式
で表されるデータである。
いて加算データ数の5で割る演算を受け、DFF−F4
3を経てDFF−G44の端子に入力され、図2の
(ト)のパワー値取り出しクロックによりQ端子から血
流パワー値が取り出される。このデータは(チ)に示す
点Gのデータで、図の下部のGm-2 ,Gm等の式で代表
されるデータである。
I,Qデータから平均血流パワーを演算する場合に他の
データに比して誤差の多い第1回目のデータを除いて行
ったので、精度の良い血流パワー分析値を得ることがで
きるようになった。
で、図3の比較器21に入力する閾値を測定部位を変え
ても変更する必要がなくなった。尚、本実施例では、デ
ータ選別手段は血流パワー演算器20の中にあって、1
回目の受信信号が影響を及ぼすデータを除去するのは、
血流パワー演算のみであり、平均流速演算や分散の演算
はすべてのデータを用いて演算している。従って、平均
流速演算の平均回数や分散の演算におけるサンプル数が
減ることはない。
Iフィルタを使用する場合、MTIフィルタ15,16
からの出力が6対得られ、この6対のうち、血流パワー
演算においてのみはじめて1対を除去している。そのた
め、自己相関器17には6対すべてが入力されるので、
平均流速演算や分散の演算に用いるデータを減らしてし
まうことがない。
に各項に重み係数Xn を付して、x 1 を他の係数より小
さな値とすることにより血流パワー値を求めるようにし
ても良い。
均流速演算の平均回数や、分散演算のサンプル数を減ら
すことなく精度の良い血流パワー分析値を得ることがで
きるようになる。又、比較制御手段を備えたものにあっ
ては測定部位を変えても比較器に与える閾値を変更する
必要がなくなって、実用上の効果は大きい。
ある。
ブロック図である。
グラフである。
Claims (4)
- 【請求項1】 1音線について超音波を複数回送受波
し、ドプラ偏移された該複数回分の受信信号に基づいた
データを用いて、平均血流速度を演算する平均速度演算
手段又は速度分散値を演算する分散演算手段を具備する
とともに、 第1回目の受信信号に基づいたデータを除き、第2回目
以降の受信信号に基づいたデータを用いて血流パワー値
を演算する血流パワー演算手段を具備することを特徴と
する超音波診断装置。 - 【請求項2】 求められた血流パワー値が所定の閾値以
下の場所について平均速度又は速度分散値の表示をさせ
ない比較制御手段を具備することを特徴とする請求項1
記載の超音波診断装置。 - 【請求項3】 1音線について第1回から第N回(N
は、2以上の自然数。)の超音波の送受波を行い、ドプ
ラ偏移されたN回分の受信信号に基づいたデータを用い
て、平均血流速度を演算する平均速度演算手段又は速度
分散値を演算する分散演算手段を具備するとともに、 MTIフィルタの出力の同相信号Iと直交信号Qを用い
て次式の演算を行うことにより血流パワー値を演算する
血流パワー演算手段であって、前記第1回目の超音波の
送受波に対応している次式第1項の重み係数x1は次式
中の他の重み係数よりも小さな値である血流パワー演算
手段を具備することを特徴とする超音波診断装置。 【数1】 - 【請求項4】 求められた血流パワー値が所定の閾値以
下の場所について平均速度又は速度分散値の表示をさせ
ない比較制御手段を具備することを特徴とする請求項3
記載の超音波診断装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30022192A JP3187169B2 (ja) | 1992-11-11 | 1992-11-11 | 超音波診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30022192A JP3187169B2 (ja) | 1992-11-11 | 1992-11-11 | 超音波診断装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06142103A JPH06142103A (ja) | 1994-05-24 |
JP3187169B2 true JP3187169B2 (ja) | 2001-07-11 |
Family
ID=17882182
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30022192A Expired - Lifetime JP3187169B2 (ja) | 1992-11-11 | 1992-11-11 | 超音波診断装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3187169B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006255322A (ja) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波ドプラ血流計 |
-
1992
- 1992-11-11 JP JP30022192A patent/JP3187169B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06142103A (ja) | 1994-05-24 |
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