JP7188755B2 - Doppler signal acquisition device, Doppler signal acquisition method, and program for automatic tracking of signal source - Google Patents

Doppler signal acquisition device, Doppler signal acquisition method, and program for automatic tracking of signal source Download PDF

Info

Publication number
JP7188755B2
JP7188755B2 JP2019009768A JP2019009768A JP7188755B2 JP 7188755 B2 JP7188755 B2 JP 7188755B2 JP 2019009768 A JP2019009768 A JP 2019009768A JP 2019009768 A JP2019009768 A JP 2019009768A JP 7188755 B2 JP7188755 B2 JP 7188755B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
target
distance
unit
distribution information
acquired
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.)
Active
Application number
JP2019009768A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2020116129A (en
Inventor
成史 松本
康人 竹内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Melody International Ltd
Original Assignee
Melody International Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Melody International Ltd filed Critical Melody International Ltd
Priority to JP2019009768A priority Critical patent/JP7188755B2/en
Publication of JP2020116129A publication Critical patent/JP2020116129A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7188755B2 publication Critical patent/JP7188755B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

Description

本発明は、観測対象とする3次元的な目的領域の中のドプラシフトを有する信号源(反射源)を2次元観測開口において受信し、また、それを自動追尾するドプラ信号採取装置等に関するものであり、例えば、その自動追尾を心拍同期的に行わんとするもので、さらには、例えば、初期発見同定の後は自動追尾の過程をイタレーション的(漸化的)に行うことで計算資源の節約を行わんとするものに関する。 The present invention relates to a Doppler signal acquisition device or the like that receives a signal source (reflection source) having a Doppler shift in a three-dimensional target area to be observed at a two-dimensional observation aperture and automatically tracks it. For example, the automatic tracking is performed synchronously with the heartbeat, and furthermore, for example, after the initial discovery identification, the automatic tracking process is performed iteratively (recursively) to save computational resources. Concerning those trying to make savings.

従来から、刻々と位置を変える母体内の胎児の心臓、生体内の血管等をドプラ信号を利用して適切に監視するために、移動する胎児や血管等の位置を追尾しつつ監視を維持したいという技術的な要求があった。 Conventionally, in order to appropriately monitor fetal hearts in the mother's body and blood vessels in the living body, etc., using Doppler signals, it is desired to maintain monitoring while tracking the positions of moving fetuses and blood vessels. There is a technical requirement.

このような従来の自動追尾機能を有する反射波信号採取装置としては、単に反射波の強度のみを目的対象とするもの、また機械式ステアリングを行うものまで含めるといくつかの先例がある。また、ドプラ成分に特化した反射波信号採取装置としては、例えば、特許文献1に示したようなものが知られていた。 As such a conventional reflected wave signal acquisition device having an automatic tracking function, there are several precedents, including those that simply measure the intensity of reflected waves and those that perform mechanical steering. Further, as a reflected wave signal sampling device specialized for Doppler components, for example, the device shown in Patent Document 1 has been known.

特開2017-158622号公報(第1頁、第1図等)JP 2017-158622 A (page 1, FIG. 1, etc.)

しかしながら、上記のような技術においては、被検体からの反射波のドプラ信号成分を用いて、被検体内に位置する目標を追尾するための情報を容易にかつ迅速に取得することができない、という課題があった。このため、例えば、容易にかつ迅速に被検体内の目標を追尾することができなかった。 However, in the above technology, it is said that information for tracking a target located inside the subject cannot be obtained easily and quickly by using the Doppler signal component of the wave reflected from the subject. I had a problem. For this reason, for example, it has not been possible to easily and quickly track a target within the subject.

例えば、上記のような技術においては、捕捉せんとする目標から帰投する信号を、目的空間の深度(距離)軸(すなわちz軸)にも方位角の2つの直交する軸(x、yまたはθ,φ)にも平等な考慮と思想で臨んでいて、追尾作業の過程においてそれら3軸は相互に他とは優先順所をつけられてはいない。この理由で例えば、手順上、先ず到来波面の曲面からフレネル変換でもって信号源の距離zを(換言すれば適合するフレネル変換のテンプレートを)求め、そののちに信号源の方位角θ,φをかくして求められたその距離に適合したフレネル変換のテンプレートをスライディングコンボリューションの過程に適用して求めていた。この手続は数理科学的には正しく疎漏のない手法であるが、やはり刻々の追尾を行うにしては計算量の大きさが問題で、それ故に、例えば、上記の引用文献1ではこれを蓄積一括事後処理すなわちストアドバッチプロセスで行うことを本命とせざるを得なかった。 For example, in techniques such as those described above, the signal returning from the target to be acquired is directed not only to the depth (distance) axis (i.e., the z-axis) of object space but also to the two orthogonal axes of azimuth (x, y or θ). , φ) are also approached with equal consideration and thought, and these three axes are not mutually prioritized in the course of the tracking work. For this reason, for example, in terms of procedure, first, the distance z of the signal source is obtained from the curved surface of the incoming wavefront by Fresnel transform (in other words, a suitable Fresnel transform template), and then the azimuth angles θ and φ of the signal source are obtained. A Fresnel transform template adapted to the distance thus obtained is applied to the process of sliding convolution. This procedure is mathematically scientifically correct and has no omissions, but the amount of calculation is a problem for performing moment-to-moment tracking. I had no choice but to make it my favorite to do collective post-processing, that is, a stored batch process.

本発明は、上記のような課題を解消するためになされたものであり、被検体からの反射波のドプラ信号成分を用いて、容易にかつ迅速に被検体内に位置する目標を追尾することができるドプラ信号採取装置等を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and it is an object of the present invention to easily and quickly track a target located inside a subject using a Doppler signal component of a reflected wave from the subject. It is an object of the present invention to provide a Doppler signal acquisition device or the like capable of

本発明のドプラ信号採取装置は、被検体に照射された超音波に対する反射波のドプラ信号成分に関する分布を示す情報である分布情報を受け付ける受付部と、分布情報を用いて、被検体内に位置する目標の方位角と距離とを取得する取得部と、取得部が取得した目標の方位角と距離とに応じた情報の出力を行なう出力部とを備え、取得部は、目標の距離の取得後に、受付部が受け付ける分布情報を用いて目標の方位角を取得する処理を繰り返し、出力部は、目標の距離の取得後に、取得部が取得した方位角に応じた情報の出力を行うドプラ信号採取装置である。 The Doppler signal acquisition apparatus of the present invention includes a receiving unit that receives distribution information that is information indicating the distribution of Doppler signal components of reflected waves of ultrasonic waves irradiated to a subject; and an output unit for outputting information according to the target azimuth angle and distance acquired by the acquisition unit, wherein the acquisition unit acquires the target distance After that, the process of acquiring the target azimuth angle is repeated using the distribution information received by the reception unit, and the output unit outputs information according to the azimuth angle acquired by the acquisition unit after acquiring the target distance Doppler signal It is a sampling device.

かかる構成により、容易にかつ迅速に被検体内に位置する目標を追尾することができる。 With such a configuration, it is possible to easily and quickly track a target located inside the subject.

また、本発明のドプラ信号採取装置は、前記ドプラ信号採取装置において、被検体の心拍を取得する心拍取得部を更に備え、取得部は、目標の距離の取得後に、受付部が受け付けた分布情報であって、心拍取得部が取得した被検体の心拍と同期した分布情報を用いて、心拍と同期して目標の方位角を取得する処理を行うドプラ信号採取装置としてもよい。 Further, the Doppler signal acquisition device of the present invention further includes a heartbeat acquisition unit that acquires the heartbeat of the subject in the Doppler signal acquisition device, and the acquisition unit acquires the distribution information received by the reception unit after acquiring the target distance. The Doppler signal acquisition device may perform a process of acquiring the target azimuth angle in synchronization with the heartbeat using the distribution information synchronized with the heartbeat of the subject acquired by the heartbeat acquisition unit.

かかる構成により、心拍に同期して、被検体内に位置する目標を精度よく追尾することができる。 With such a configuration, it is possible to accurately track a target located inside the subject in synchronization with the heartbeat.

また、本発明のドプラ信号採取装置は、前記ドプラ信号採取装置において、受付部が受け付ける分布情報は、反射波から得られた信号を参照用局部発振の信号と合波したのち、その上下どちらかの側波帯を用いて取得された分布情報であるドプラ信号採取装置としてもよい。 Further, in the Doppler signal sampling apparatus of the present invention, the distribution information received by the receiving unit is obtained by multiplexing the signal obtained from the reflected wave with the reference local oscillation signal, and then selecting either the top or the bottom of the signal. It may be a Doppler signal acquisition device that is distribution information acquired using the sideband of .

かかる構成により、容易にかつ迅速に被検体内に位置する目標を追尾することができる。 With such a configuration, it is possible to easily and quickly track a target located inside the subject.

本発明によるドプラ信号採取装置等によれば、容易にかつ迅速に被検体内に位置する目標を追尾することができる。 According to the Doppler signal acquisition device and the like according to the present invention, it is possible to easily and quickly track a target located inside the subject.

本発明の実施の形態におけるドプラ信号採取装置の一例を示すブロック図1 is a block diagram showing an example of a Doppler signal acquisition device according to an embodiment of the present invention; FIG. 同ドプラ信号採取装置の動作を説明するためのフローチャートFlowchart for explaining the operation of the same Doppler signal acquisition device 同ドプラ信号採取装置を説明するための反射波の位相分布の一例を表す図A diagram showing an example of a phase distribution of a reflected wave for explaining the same Doppler signal acquisition device. 同ドプラ信号採取装置を説明するためのビームプロファイルの一例を示す横断面図Cross-sectional view showing an example of a beam profile for explaining the same Doppler signal acquisition device 同ドプラ信号採取装置を説明するための焦点の位置を示す図A diagram showing the position of the focal point for explaining the same Doppler signal acquisition device. 同ドプラ信号採取装置の処理手順を時間軸上に示した模式図Schematic diagram showing the processing procedure of the same Doppler signal acquisition device on the time axis 本発明の実施の形態におけるコンピュータシステムの外観の一例を示す図1 is a diagram showing an example of the appearance of a computer system according to an embodiment of the present invention; FIG. 同コンピュータシステムの構成の一例を示す図Diagram showing an example of the configuration of the same computer system

以下、ドプラ信号採取装置等の実施形態について図面を参照して説明する。なお、実施の形態において同じ符号を付した構成要素は同様の動作を行うので、再度の説明を省略する場合がある。 Hereinafter, embodiments of a Doppler signal acquisition device and the like will be described with reference to the drawings. It should be noted that, since components denoted by the same reference numerals in the embodiments perform similar operations, repetitive description may be omitted.

(実施の形態)
本実施の形態においては被観測音場における観測開口部(探触子)と目的反射源(血行系、胎児心など)との動的関係における性質を良く考慮して必要計算量を極度に減らしてリアルタイム追尾動作ができるようにする。ここでの追尾動作は、例えば、経時的に変化しうる目標の位置を示す情報のような追尾に必要な情報を取得することや、追尾に必要な情報を利用して経時的に変化しうる目標の位置に対応して、予め決められた1以上の処理を行うこと等である。ここでの経時的に変化しうる目標の位置とは、経時的に目標の位置が変化しなかった状態も含むと考えてもよい。本発明者が鋭意研究したところ、ドプラ信号採取装置等においては、被観測音場における観測開口部(探触子)と目的反射源(血行系、胎児心など)、すなわち目標との動的関係における性質を考慮した場合、追尾のために動的に変更しなければならない3つのパラメータである変位角θ、φ、および距離zのうち緊急度が高い(すなわち刻々と変化する)のはθ、φで、zは相対的に緊急度が低い(すなわち頻繁・高速には変化しない)という考えに至った。例えば、別な切り口で説明すると、探触子と目標(例えば、目的胎児心)との位置関係において、ふらつき易いのは、また胎児が、例えば、母体の呼吸や分娩の進行などの事由等に従って「逃げて行く」のは主として方位角であり、距離ではないという考えに至った。生体の奥の方にある中径ないし細径の血管を自動追尾せんとする場合も事情は同じである。また、観測系としてパルスドプラ系を採用する場合は目的反射源の距離の情報は信号が観測されるレンジゲートの深さとして大まかながら直接的に得られるので、これを到来波面の曲率から求める必要性は少ない。また実際的な寸法(波長との比率)においての観測開口が成す音場でのビームプロファイル(ないしはフレネル変換の空間分解能)に関してもまた、方位分解能の方が距離分解能より格段に高く、ゆえに目標から外れた場合の被害も方位角空間に関する方が大きい。
(Embodiment)
In this embodiment, the dynamic relationship between the observation aperture (probe) and the target reflection source (blood circulation system, fetal heart, etc.) in the sound field to be observed is carefully considered, and the amount of calculation required is extremely reduced. real-time tracking operation. The tracking operation here is, for example, acquiring information necessary for tracking, such as information indicating the position of a target that can change over time, or using information necessary for tracking that can change over time. For example, one or more predetermined processes are performed in correspondence with the position of the target. It may be considered that the position of the target that can change over time also includes a state in which the position of the target does not change over time. As a result of intensive research by the present inventor, in Doppler signal acquisition devices, etc., the dynamic relationship between the observation aperture (probe) and the target reflection source (blood circulation system, fetal heart, etc.) in the sound field to be observed, that is, the target , among the three parameters that must be dynamically changed for tracking, the displacement angles θ, φ, and the distance z, the ones with the highest urgency (that is, change every moment) are θ, φ led me to the idea that z is relatively less urgent (i.e. it doesn't change often/faster). For example, to explain from a different perspective, the positional relationship between the probe and the target (for example, the target fetal heart) is likely to sway, and the fetus is likely to sway, for example, according to reasons such as the progress of maternal respiration and delivery. It has led to the idea that it is primarily azimuth, not distance, that "runs away". The situation is the same when attempting to automatically track a medium- or small-diameter blood vessel deep inside a living body. In addition, when a pulsed Doppler system is adopted as an observation system, information on the distance to the target reflection source can be roughly obtained directly as the depth of the range gate where the signal is observed, so it is necessary to obtain this from the curvature of the incoming wavefront is less. Also regarding the beam profile (or the spatial resolution of the Fresnel transform) in the sound field formed by the observation aperture in practical dimensions (ratio to wavelength), the azimuth resolution is much higher than the range resolution. The damage in case of deviation is also greater in the azimuth angle space.

このような考えのもとに、最初に、目標までの距離zと方位角θ、φとを取得して目標を発見し、目標捕捉後の追尾の段階では方位角の2つの変数θ、φについてのみ追尾を行うようにしたところ、追尾の段階で距離zを取得する処理をなくすことができ、従来と比較して、大幅に処理を削減して格段に容易に被検体内に位置する目標を追尾することができるドプラ信号採取装置を提供できることを本発明者が見いだした。本実施の形態は、このようなドプラ信号採取装置の実施形態を説明するものである。 Based on this idea, the target is first found by acquiring the distance z to the target and the azimuth angles θ and φ. When tracking is performed only for the object, the process of obtaining the distance z can be eliminated at the stage of tracking, and the process can be greatly reduced compared to the conventional method, making it much easier to locate the target within the subject. The inventors have found that it is possible to provide a Doppler signal acquisition device capable of tracking the . This embodiment describes an embodiment of such a Doppler signal acquisition device.

なお、ここでの方位角は二次元である、ないしは二次元として取り扱う。なお、ここで述べる方位角θ、φの一方は通常、仰角と呼ばれるが、ここでは方位角と仰角とを区別せずに、両者を方位角と呼んでいる。また、ここでの方位角θ、φは、例えば、極座標系における2つの偏角θ、φと考えてもよい。また、ここでの距離zは、極座標系における動径rと考えてもよい。かかることは、以下においても同様である。 Note that the azimuth angle here is two-dimensional, or is treated as two-dimensional. One of the azimuth angles θ and φ described here is usually called an elevation angle, but here both are called azimuth angles without distinguishing between them. Also, the azimuth angles θ and φ here may be considered, for example, as two declination angles θ and φ in a polar coordinate system. Also, the distance z here may be considered as the radius vector r in the polar coordinate system. This also applies to the following.

図1は、本実施の形態におけるドプラ信号採取装置1のブロック図である。
ドプラ信号採取装置1は、照射部101、受波器アレイ102、受信器アレイ103、フィルタアレイ104、A/D変換器105、格納部106、受付部107、心拍取得部108、取得部109、出力部110、テンプレート取得部111を備える。ここでは、一例として、照射部101と受波器アレイ102とがケース100内に設置されている場合について説明する。ただし、ケース100内に、これら以外の部分が更に設定されていてもよい。
FIG. 1 is a block diagram of a Doppler signal acquisition device 1 according to this embodiment.
The Doppler signal acquisition device 1 includes an irradiation unit 101, a receiver array 102, a receiver array 103, a filter array 104, an A/D converter 105, a storage unit 106, a reception unit 107, a heartbeat acquisition unit 108, an acquisition unit 109, It has an output unit 110 and a template acquisition unit 111 . Here, as an example, a case where the irradiation unit 101 and the receiver array 102 are installed in the case 100 will be described. However, parts other than these may be further set in the case 100 .

ケース100の材質や形状等は問わない。ケース100は、例えば、等音声の箔壁で構成されている。ケース100は、例えば、透音性の液体(例えば、水、鉱油、グリセリン水和物など)を満たした液室構造体である。ただし、ケース100は、中まで透音性のプラスチックを有する、いわゆるソリッドな構造体であってもよい。 The material, shape, etc. of the case 100 do not matter. The case 100 is composed of, for example, an isophonic foil wall. The case 100 is, for example, a liquid chamber structure filled with a sound-permeable liquid (eg, water, mineral oil, glycerin hydrate, etc.). However, the case 100 may also be a so-called solid structure with sound-permeable plastic inside.

照射部101は、被検体10に超音波を照射する。照射部101が照射する超音波1001は、例えば、平面波、円筒面波または球面波である。超音波1001は、例えば、連続波である。ただし、超音波1001は、パルスであってもよい。照射部101が照射する超音波は、例えば、予め決められたレベルの超音波や、ユーザにより指定されたレベルの超音波である。レベルは、例えば、強度である。本実施の形態のドプラ信号採取装置1の典型例について説明すると、観測超音波周波数は2MHzないし3MHzであり、目的領域の関心部位における照射密度は、例えば、2mW/cmないし10mW/cm程度である。ただし、照射部101が照射する超音波の周波数は問わない。例えば、照射部101は、通常の超音波エコーに利用される周波数の超音波を照射する。なお、図1において、超音波1001の矢印は、超音波の進行方向を示す。 The irradiation unit 101 irradiates the subject 10 with ultrasonic waves. The ultrasonic waves 1001 emitted by the irradiation unit 101 are plane waves, cylindrical waves, or spherical waves, for example. Ultrasonic waves 1001 are, for example, continuous waves. However, the ultrasonic waves 1001 may be pulses. The ultrasonic waves emitted by the irradiation unit 101 are, for example, ultrasonic waves at a predetermined level or ultrasonic waves at a level designated by the user. A level is, for example, intensity. A typical example of the Doppler signal acquisition device 1 of the present embodiment will be described. is. However, the frequency of the ultrasonic waves emitted by the irradiation unit 101 does not matter. For example, the irradiating unit 101 irradiates ultrasonic waves having a frequency used for normal ultrasonic echoes. In FIG. 1, the arrow of the ultrasonic wave 1001 indicates the traveling direction of the ultrasonic wave.

照射部101は、例えば、送波振動子や超音波送波器を有している。送波振動子は、照射振動子とも呼ばれる。ここでは、一例として、照射部101は、発振器1011、電力増幅器1012、超音波送波器1013を備える場合について説明する。 The irradiation unit 101 has, for example, a wave transmitting transducer and an ultrasonic transmitter. A transmit transducer is also called an illumination transducer. Here, as an example, a case where the irradiation unit 101 includes an oscillator 1011, a power amplifier 1012, and an ultrasonic wave transmitter 1013 will be described.

発振器1011は、予め決められた周波数、例えば上述したような観測超音波周波数の超音波を発生する。例えば、発振器1011は、連続波を発生する。 Oscillator 1011 generates ultrasound at a predetermined frequency, eg, the observed ultrasound frequency as described above. For example, oscillator 1011 generates a continuous wave.

電力増幅器1012は、発振器1011が発生した超音波を増幅する。 A power amplifier 1012 amplifies the ultrasonic waves generated by the oscillator 1011 .

超音波送波器1013は、電力増幅器1012が増幅した超音波を送波する。例えば、超音波送波器1013は、略無指向性の超音波を照射する。ただし、超音波送波器1013として、指向性を有する超音波を照射するものを用いてもよい。 The ultrasonic transmitter 1013 transmits ultrasonic waves amplified by the power amplifier 1012 . For example, the ultrasonic transmitter 1013 emits substantially non-directional ultrasonic waves. However, as the ultrasonic transmitter 1013, one that emits ultrasonic waves having directivity may be used.

被検体10は、例えば、検査対象である。被検体10は、例えば、人体や動物等の生体である。照射部101は、例えば、被検体10内の目標9に対して超音波を照射する。目標9は、被検体10内の観察対象部位と考えてもよい。目標9は、通常、生体の内部の部位であり、例えば、生体の表面から観察できない、あるいは観察が困難な部位である。目標は、例えば、ドプラ信号によって、移動や動きが検出可能なものであることが好ましい。目標9は、例えば、中径ないし細径の血行群であってもよく、胎児や胎児の心臓等であってもよい。 A subject 10 is, for example, an object to be examined. The subject 10 is, for example, a living body such as a human body or an animal. For example, the irradiation unit 101 irradiates the target 9 in the subject 10 with ultrasonic waves. The target 9 may be considered an observation target site within the subject 10 . The target 9 is usually a site inside the living body, for example, a site that cannot be observed from the surface of the living body or is difficult to observe. The target is preferably one whose movement or movement can be detected, for example, by Doppler signals. The target 9 may be, for example, a blood circulation group with a medium or small diameter, a fetus, a fetal heart, or the like.

例えば、図1に示すようなケース100の照射部101が照射する超音波1001が出射される面を、被検体10に当接させた状態で、照射部101から超音波1001を照射させることで、被検体10内部の目標9に対して、超音波を照射させることが可能である。なお、ケース100の、少なくとも被検体10に当接される部分は、超音波の透過性が高い材質や構造を有していることが好ましい。 For example, in a state where the surface from which the ultrasonic waves 1001 emitted by the irradiation unit 101 of the case 100 shown in FIG. , a target 9 inside the subject 10 can be irradiated with ultrasound. It is preferable that at least the portion of the case 100 that is in contact with the subject 10 has a material or structure that is highly permeable to ultrasonic waves.

なお、ここでは、ドプラ信号採取装置1の照射部101が、発振器1011および電力増幅器1012を有する場合について説明したが、発振器1011および電力増幅器1012を、ドプラ信号採取装置1の外部に設け、発振器1011が発生し、電力増幅器1012で増幅した超音波を、照射部101が有する超音波送波器1013に供給して、超音波送波器1013が、超音波を被検体10に送波するようにしてもよい。この場合、発振器1011および電力増幅器1012は、ドプラ信号採取装置1の一部と考えてもよく、ドプラ信号採取装置1に含まれないものと考えてもよい。 Although the case where the irradiation unit 101 of the Doppler signal acquisition device 1 has the oscillator 1011 and the power amplifier 1012 has been described here, the oscillator 1011 and the power amplifier 1012 are provided outside the Doppler signal acquisition device 1, and the oscillator 1011 is generated, and the ultrasonic waves amplified by the power amplifier 1012 are supplied to the ultrasonic wave transmitter 1013 of the irradiation unit 101, and the ultrasonic wave transmitter 1013 transmits the ultrasonic waves to the subject 10. may In this case, oscillator 1011 and power amplifier 1012 may be considered part of Doppler signal acquisition device 1 or not included in Doppler signal acquisition device 1 .

受波器アレイ102には、照射部101が照射した超音波の、被検体10からの反射波1002が入射される。受波器アレイ102は入射された反射波1002を電気信号に変換する。受波器アレイ102には、例えば、被検体10内の目標9による反射波1002が入射される。受波器アレイ102は、反射波1002が入射される入射面を有している。この受波器アレイ102の入射面に、反射波1002が結像されるといえることから、受波器アレイ102の反射波1002が入射される面は、焦点面と考えてもよい。なお、ドプラ信号採取装置1が、焦点距離を調節するための音響レンズ等を有していても良い。 A reflected wave 1002 from the subject 10 of the ultrasonic waves irradiated by the irradiation unit 101 is incident on the wave receiver array 102 . The receiver array 102 converts the incident reflected wave 1002 into an electrical signal. A reflected wave 1002 from, for example, the target 9 in the subject 10 is incident on the wave receiver array 102 . The wave receiver array 102 has an incident surface on which reflected waves 1002 are incident. Since it can be said that the reflected wave 1002 is imaged on the plane of incidence of the wave receiver array 102, the plane of the wave receiver array 102 on which the reflected wave 1002 is incident may be considered as the focal plane. The Doppler signal acquisition device 1 may have an acoustic lens or the like for adjusting the focal length.

受波器アレイ102は、通常、反射波1002が入射される位置に配置されている。反射波1002は、例えば、ケース100の被検体10に当接される部分からケース100内に入射され、受波器アレイ102に入射される。なお、図1において、反射波1002の矢印は、反射波1002の進行方向を示す。 The wave receiver array 102 is usually arranged at a position where the reflected wave 1002 is incident. The reflected wave 1002 enters the case 100 from, for example, a portion of the case 100 that contacts the subject 10 and enters the wave receiver array 102 . In addition, in FIG. 1, the arrow of the reflected wave 1002 indicates the traveling direction of the reflected wave 1002 .

受波器アレイ102は、複数の受波器1021を有している。受波器アレイ102が有する複数の受波器1021は、例えば、二次元方向に配列されている。受波器アレイ102の反射波1002が入射される面には、例えば、複数の受波器1021の反射波が入射される面が二次元方向に配列されている。受波器アレイ102を構成する複数の受波器1021は、例えば、それぞれ、受波した反射波(超音波)の強度に応じた電気信号である受波信号を取得する。強度に応じた信号は、例えば、強度に応じた電流や電圧のレベルの信号である。受波器1021は、受波器アレイ102のエレメントと考えてもよい。受波器アレイ102は、例えば、受波振動子アレイ、焦点面アレイ、フォーカルプレンアレイ等であってもよい。受波器アレイ102は、例えば、受波面が口径約32mmの円形、または約32×32mmの正方形を成し、その各々を構成するエレメントである受波器1021は、例えば、受波面が約2×2mmの寸法である。受波器アレイ102は、例えば、全体として総数16×16=256や、32×32=1024の受波器1021で構成される。もしくは、端部を切り捨てて円形に近似するならば、受波器アレイ102は、そのπ/4倍のエレメントで構成される。ただし、これは一例であり、受波器アレイ102の形状や、サイズ、アレイを構成する受波器1021数等は問わない。 The wave receiver array 102 has a plurality of wave receivers 1021 . The plurality of wave receivers 1021 included in the wave receiver array 102 are arranged, for example, in a two-dimensional direction. On the surface of the wave receiver array 102 on which the reflected waves 1002 are incident, for example, the surfaces on which the reflected waves of a plurality of wave receivers 1021 are incident are arranged in a two-dimensional direction. A plurality of wave receivers 1021 constituting the wave receiver array 102 acquires, for example, received wave signals, which are electrical signals corresponding to the intensity of received reflected waves (ultrasonic waves). The intensity-dependent signal is, for example, an intensity-dependent current or voltage level signal. Receiver 1021 may be considered an element of receiver array 102 . Receiver array 102 may be, for example, a receiver transducer array, a focal plane array, a focal plane array, or the like. The receiver array 102 has, for example, a circle with a diameter of about 32 mm or a square with a diameter of about 32×32 mm. The dimensions are x2 mm. The wave receiver array 102 is composed of, for example, a total of 16×16=256 or 32×32=1024 wave receivers 1021 as a whole. Alternatively, if the ends are truncated to approximate a circle, the receiver array 102 is composed of π/4 times as many elements. However, this is only an example, and the shape and size of the wave receiver array 102, the number of wave receivers 1021 constituting the array, etc. are not limited.

受波器アレイ102は、異なる時期に入射された反射波1002を受波して、異なる時期毎に受波信号を取得しても良い。受波器アレイ102は、例えば、連続的に入射された反射波1002を受波して、連続的に受波信号を取得しても良い。 The wave receiver array 102 may receive reflected waves 1002 that are incident at different times, and acquire received wave signals at different times. The wave receiver array 102 may, for example, receive continuously incident reflected waves 1002 and continuously acquire received wave signals.

なお、受波器アレイ102や、受波器1021については、公知技術であるため、ここでは詳細な説明は省略する。 Since the wave receiver array 102 and the wave receiver 1021 are well-known technologies, detailed description thereof is omitted here.

受信器アレイ103は、受波器アレイ102を構成する各受波器1021が取得した受波信号を受信する。受信器アレイ103は、複数の受信器1031を有している。受信器アレイ103が有する複数の各受信器1031は、例えば、受波器アレイ102を構成する各受波器1021とそれぞれ、図示しない配線等により接続され、各受信器1031は、各受波器1021から出力される受波信号を受信する。ここでは、各受信器1031が、例えば、各受波器1021が取得した受波信号を入力として増幅する低雑音アンプ10311と、低雑音アンプ10311で増幅された受波信号を、送波側の発振器1011から副次的に供給される統一された共通の送波キャリア16でもって直交検波する直交検波器10312とを備えている場合を例に挙げて説明する。ただし、各受信器1031の構成は、これに限定されるものではない。 The receiver array 103 receives the received wave signal acquired by each wave receiver 1021 constituting the wave receiver array 102 . Receiver array 103 has a plurality of receivers 1031 . Each of the plurality of receivers 1031 of the receiver array 103 is connected to each of the wave receivers 1021 constituting the wave receiver array 102 by wiring or the like (not shown). 1021 receives the received wave signal. Here, each receiver 1031, for example, a low-noise amplifier 10311 that amplifies the received wave signal acquired by each wave receiver 1021 as an input, and the received wave signal amplified by the low-noise amplifier 10311 A case in which a quadrature detector 10312 for performing quadrature detection with the unified common transmission carrier 16 secondarily supplied from the oscillator 1011 is provided will be described as an example. However, the configuration of each receiver 1031 is not limited to this.

フィルタアレイ104は、受信器アレイ103を構成する各受信器1031が受信し、増幅等を行った受波信号からドプラ信号を取得する。ここでのドプラ信号は、被検体10から得られる反射波のドプラ信号成分である。ドプラ信号成分は、例えば、ドプラシフト成分である。ここでは、フィルタアレイ104が、受信器アレイ103の各受信器1031とそれぞれ図示しない配線等により接続された複数のドプラフィルタ1041を備えており、各ドプラフィルタ1041が、各受信器1031が受信し増幅等を行った受波信号からドプラ信号を取得する場合について説明する。ただし、フィルタアレイ104の構成等はこれに限定されるものではない。フィルタアレイ104からの出力は、例えば、ある注目するドプラシフト周波数の成分に貸して同相(i)および直交(q)の1対をなす複素信号であってもよい。 The filter array 104 acquires a Doppler signal from a received wave signal that is received by each receiver 1031 that constitutes the receiver array 103 and that has undergone amplification or the like. The Doppler signal here is the Doppler signal component of the reflected wave obtained from the subject 10 . A Doppler signal component is, for example, a Doppler shift component. Here, the filter array 104 includes a plurality of Doppler filters 1041 connected to the receivers 1031 of the receiver array 103 by wires (not shown). A case of obtaining a Doppler signal from a received wave signal that has undergone amplification or the like will be described. However, the configuration and the like of the filter array 104 are not limited to this. The output from the filter array 104 may be, for example, a pair of complex signals, in-phase (i) and quadrature (q), lending a certain Doppler-shifted frequency component of interest.

なお、上記のドプラ信号の受信は単側波帯(シングルサイドバンド、SSB)受信であり、図示せぬ参照用局部発信の発振出力とヘテロダインまたはホモダイン検波ののち上下どちらかの側波帯のみがフィルタアレイ104により抽出される。フィルタアレイ104が出力するドプラ信号は、例えば、反射波から得られた信号を参照用局部発振の信号と合波したのち、その上下どちらかの側波帯を用いて取得された分布情報である。ここでドプラ観測系としてSSB受信をする理由は、それによれば、またそれによってのみ、開口面における到来波の位相分布が正しく観測されるからである。 The reception of the above Doppler signal is single sideband (single sideband, SSB) reception. Extracted by filter array 104 . The Doppler signal output by the filter array 104 is, for example, distribution information acquired using either the upper or lower sideband after multiplexing the signal obtained from the reflected wave with the reference local oscillation signal. . The reason why SSB reception is used as the Doppler observation system here is that the phase distribution of the incoming wave at the aperture plane can be correctly observed according to that, and only by that.

A/D変換器105は、フィルタアレイ104の出力をA/D変換する。すなわち、フィルタアレイ104が出力するアナログ信号であるドプラ出力をデジタル信号に変換する。A/D変換器105は、上記のように変換したドプラ信号を用いて、ドプラ信号成分に関する二次元分布を示す情報(以下、分布情報と称す)を取得し、出力する。ここでの出力は送信であってもよく、蓄積であってもよい。分布情報は、例えば、上述した受波器アレイ102の受波面におけるドプラ信号成分の分布情報と考えてもよい。ドプラ信号を示す情報等を二次元配置と対応付けて分布させた情報とは、例えば、各ドプラフィルタ1041が取得したドプラシフト成分を示す情報等を、ドプラフィルタ1041に対応する受波器1021の二次元配置に対応する座標や、配列順を示す情報等と対応付けた情報である。あるいは、ドプラシフト成分を示す情報等を二次元配置と対応付けて分布させた情報は、例えば、ドプラシフト成分を示す情報を、ドプラフィルタ1041に対応する受波器1021の二次元配置に対応する画素の画素値として有する二次元の画像情報であってもよい。なお、A/D変換器105は、A/D変換の処理以外の、複数のドプラフィルタ1041が取得したドプラ信号等に対して、予め指定された処理等を行なう手段等を有していてもよい。 A/D converter 105 A/D converts the output of filter array 104 . That is, the Doppler output, which is an analog signal output from the filter array 104, is converted into a digital signal. The A/D converter 105 acquires and outputs information indicating a two-dimensional distribution of Doppler signal components (hereinafter referred to as distribution information) using the Doppler signal converted as described above. The output here may be transmission or accumulation. The distribution information may be considered as distribution information of Doppler signal components on the receiving surface of the receiver array 102 described above, for example. The information obtained by distributing the information indicating the Doppler signal and the like in association with the two-dimensional arrangement is, for example, the information indicating the Doppler shift component acquired by each Doppler filter 1041 and the information indicating the Doppler shift component obtained by each Doppler filter 1041 . This information is associated with coordinates corresponding to the dimension arrangement, information indicating the order of arrangement, and the like. Alternatively, the information in which the information indicating the Doppler shift component and the like are distributed in association with the two-dimensional arrangement is, for example, the information indicating the Doppler shift component of the pixels corresponding to the two-dimensional arrangement of the receiver 1021 corresponding to the Doppler filter 1041. It may be two-dimensional image information having pixel values. Note that the A/D converter 105 may have means or the like for performing predetermined processing or the like on the Doppler signals or the like acquired by the plurality of Doppler filters 1041 other than the A/D conversion processing. good.

A/D変換器105は、例えば、上記のように受波器アレイ102が異なる時期にそれぞれ取得した受波信号毎に分布情報を取得して出力してもよい。A/D変換器105は、例えば、上記のように受波器アレイ102が連続的に取得した受波信号毎に分布情報を取得して出力してもよい。A/D変換器105は、例えば、受波器アレイ102が連続的に取得した受波信号を適宜用いて、一の分布情報を取得する処理を順次繰り返して複数の分布情報を順次取得しても良く、このようにして得られた複数の分布情報を、連続的に取得した分布情報と考えてもよい。 For example, the A/D converter 105 may acquire and output distribution information for each received wave signal acquired by the wave receiver array 102 at different times as described above. For example, the A/D converter 105 may acquire and output distribution information for each received wave signal continuously acquired by the wave receiver array 102 as described above. The A/D converter 105 sequentially obtains a plurality of pieces of distribution information by sequentially repeating the process of obtaining one piece of distribution information, for example, by appropriately using the received wave signals continuously obtained by the wave receiver array 102. Alternatively, a plurality of pieces of distribution information obtained in this manner may be considered as continuously obtained distribution information.

A/D変換器105は、例えば、取得した分布情報に、分布情報を取得した時刻や反射波を受信した時刻等の、分布情報に関連した時刻の情報を対応付けて出力してもよく、分布情報の取得順番を示す連番等の情報を対応付けて出力してもよく、予め決められたルール等に応じて取得されたファイル名や識別子等の情報を対応付けて出力してもよい。時刻の情報は、標準時等の絶対的な時刻であってもよく、タイマーやカウンター等により取得される相対的な時刻であってもよい。 For example, the A/D converter 105 may associate the acquired distribution information with time information related to the distribution information, such as the time when the distribution information was acquired or the time when the reflected wave was received, and output the information. Information such as a serial number indicating the acquisition order of distribution information may be associated and output, or information such as file names and identifiers obtained according to predetermined rules may be associated and output. . The time information may be absolute time such as standard time, or relative time obtained by a timer, counter, or the like.

なお、以下においては、A/D変換器105が分布情報を取得して格納部106に蓄積する場合を例に挙げて説明する。ここでの蓄積は、メモリ等への一時的な蓄積、例えば一時記憶と考えてもよい。 In the following description, the A/D converter 105 acquires distribution information and stores it in the storage unit 106 as an example. Accumulation here may be considered as temporary accumulation in a memory or the like, for example, temporary storage.

なお、ここでは、A/D変換器105が分布情報を取得して出力する場合について説明したが、ドプラ信号採取装置1がどのように分布情報を取得し出力するかは問わない。例えば、A/D変換器105が分布情報を取得する代りに、A/D変換器105が出力するドプラ信号を用いて分布情報を取得して格納部106に蓄積する蓄積手段や、受付部107に対して出力する手段等を、ドプラ信号採取装置1が更に有していてもよい。 Although the case where the A/D converter 105 acquires and outputs the distribution information has been described here, it does not matter how the Doppler signal acquisition device 1 acquires and outputs the distribution information. For example, instead of the A/D converter 105 acquiring the distribution information, the distribution information is acquired using the Doppler signal output by the A/D converter 105 and stored in the storage unit 106; The Doppler signal acquisition device 1 may further have means for outputting to the .

また、ここでは、受信器アレイ103およびフィルタアレイ104により、受波器アレイ102で取得した受波信号をエレメント毎に直交検波しフィルタしてベースバンドに落とす構成としているが、等価な手段(図示せず)等が受波超音波信号(高周波信号)をそのまま必要十分な程度の密度でサンプリングないしA/D変換して記憶し、いくつかの初期フィルタの手続きまで含めて必要な処理は全部デジタル的にサンプル点列信号処理の形で実行することでも実現できる。 Here, the receiver array 103 and filter array 104 quadrature-detect and filter the received wave signals obtained by the receiver array 102 for each element to drop them down to the baseband. (not shown) etc.) etc. sample or A/D convert the received ultrasonic wave signal (high frequency signal) as it is at a necessary and sufficient density and store it, and all necessary processing including some initial filter procedures is digital. It can also be realized by executing it in the form of sample point sequence signal processing.

なお、記憶された信号データの観点からはかかるベースバンド方式(BB,baseband sampling system)、高周波方式(RF,RF sampling system)、さらには一旦扱いやすい中間周波数信号にヘテロダイン変換して扱う中間周波数方式(IF,IF sampling system)、等の違いはサンプル点列データの並び方(並べ方)の定義ないし解釈の問題でしかないことは、信号処理学としは自明である。このため、本願においては、上記の記述を、どのようなハードウェアで、またどのようなサンプル点列信号処理で実現してもよい。また、本実施の形態のドプラ信号採取装置1がRFシステムであるか、IFシステムであるか、BBシステムであるか等は問わない。 From the viewpoint of the stored signal data, the baseband system (BB, baseband sampling system), the high frequency system (RF, RF sampling system), and the intermediate frequency system that is handled by heterodyne conversion into an intermediate frequency signal that is easy to handle once. (IF, IF sampling system), etc. is only a matter of definition or interpretation of the arrangement (arrangement) of sample point sequence data. Therefore, in the present application, the above description may be implemented with any hardware and with any sample point sequence signal processing. Further, it does not matter whether the Doppler signal acquisition device 1 of this embodiment is an RF system, an IF system, or a BB system.

格納部106には、1または2以上の分布情報が格納される。分布情報は、上述したように、被検体10に照射された超音波に対する反射波のドプラ成分に関する二次元分布を示す情報である。例えば、格納部106に格納される分布情報は、A/D変換器105が取得した分布情報である。ただし、格納部106に分布情報が蓄積される過程等は問わない。例えば、受付部107が、A/D変換器105等から受け付けた分布情報を格納部106に蓄積するようにしてもよい。 The storage unit 106 stores one or more pieces of distribution information. The distribution information is, as described above, information indicating the two-dimensional distribution of the Doppler component of the reflected wave with respect to the ultrasonic wave irradiated to the subject 10 . For example, the distribution information stored in the storage unit 106 is the distribution information acquired by the A/D converter 105 . However, the process of accumulating the distribution information in the storage unit 106 does not matter. For example, the reception unit 107 may store the distribution information received from the A/D converter 105 or the like in the storage unit 106 .

格納部106には、例えば、異なる時刻に対応する複数の分布情報が格納されていてもよい。異なる時刻に対応する分布情報とは、例えば、異なる時刻に取得された分布情報である。異なる時刻に取得された分布情報は、分布情報を取得した時刻が異なる分布情報であってもよく、分布情報を取得するために用いる反射波を受波した時刻等であってもよい。例えば、格納部106に格納される複数の分布情報は、同じ目標9について異なる時刻に取得された分布情報であってもよい。例えば、格納部106には、連続的に取得された分布情報が蓄積されてもよい。連続的に取得された分布情報とは取得した時刻が連続している分布情報である。ただし、取得した時刻が連続している分布情報は、例えば、予め決められた時間間隔、あるいは予め決められた時間以内の時間間隔を隔てて取得された分布情報を含むと考えてもよい。また、連続的に取得された分布情報は、受信器アレイ103等が一の分布情報を取得する処理を順次繰り返して取得した分布情報であってもよい。分布情報は、例えば、A/D変換器105や、受付部107等により、取得時刻や蓄積時刻と対応付けられて格納部106に蓄積されてもよい。格納部106は、不揮発性の記録媒体が好適であるが、揮発性の記録媒体でも実現可能である。 The storage unit 106 may store, for example, a plurality of pieces of distribution information corresponding to different times. The distribution information corresponding to different times is, for example, distribution information acquired at different times. The distribution information acquired at different times may be distribution information acquired at different times, or may be the time at which the reflected wave used to acquire the distribution information is received. For example, the plurality of pieces of distribution information stored in the storage unit 106 may be pieces of distribution information obtained for the same target 9 at different times. For example, the storage unit 106 may store continuously acquired distribution information. The continuously acquired distribution information is the distribution information for which the acquired times are continuous. However, it may be considered that the distribution information acquired at consecutive times includes, for example, distribution information acquired at predetermined time intervals or at time intervals within a predetermined time. Also, the distribution information obtained continuously may be distribution information obtained by sequentially repeating a process of obtaining one piece of distribution information by the receiver array 103 or the like. For example, the distribution information may be stored in the storage unit 106 in association with the acquisition time and the storage time by the A/D converter 105, the reception unit 107, or the like. The storage unit 106 is preferably a non-volatile recording medium, but can also be realized with a volatile recording medium.

なお、以下、本実施の形態においては、格納部106に格納された1または2以上の分布情報が、A/D変換器105により取得されて蓄積された分布情報である場合を例に挙げて説明する。 In this embodiment, the case where one or more pieces of distribution information stored in storage unit 106 are distribution information acquired and accumulated by A/D converter 105 will be exemplified below. explain.

受付部107は、被検体に照射された超音波に対する反射波のドプラ信号成分に関する分布を示す分布情報を受け付ける。ここでの受け付けは、入力の受け付けや、受信や、格納部に蓄積された情報の読み出し等と考えてもよい。受付部107は、例えば、A/D変換器105等が出力する分布情報を受け付ける。また、受付部107は、格納部106に格納された分布情報を適宜、読み出すことによって分布情報を受け付けても良い。受付部107は、例えば、格納部106に格納された分布情報を、取得時または蓄積時が古いものから順に読み出す。ただし、受付部107は、取得順や蓄積順に1以上の分布情報を隔てた分布情報を読み出す、すなわち、1以上の分布情報を間引いて読み出すようにしてもよい。受付部107が受け付ける分布情報は、例えば、反射波から得られた信号を参照用局部発振の信号と合波したのち、その上下どちらかの側波帯を用いて取得された分布情報である。 The receiving unit 107 receives distribution information indicating a distribution of Doppler signal components of reflected waves of ultrasonic waves irradiated to the subject. The reception here may be considered as reception of input, reception, reading of information accumulated in the storage unit, and the like. The receiving unit 107 receives, for example, distribution information output from the A/D converter 105 or the like. Further, the receiving unit 107 may receive distribution information by appropriately reading the distribution information stored in the storage unit 106 . For example, the receiving unit 107 reads out the distribution information stored in the storage unit 106 in order of acquisition or accumulation. However, the receiving unit 107 may read out distribution information separated by one or more pieces of distribution information in order of acquisition or accumulation, that is, read out by thinning out one or more pieces of distribution information. The distribution information received by the reception unit 107 is, for example, distribution information acquired using either the upper or lower sideband after multiplexing the signal obtained from the reflected wave with the reference local oscillation signal.

なお、受付部107は、例えば、A/D変換器105等が出力する分布情報を受け付け、一旦、格納部106に蓄積する(例えば、一時記憶する)ようにしてもよい。 Note that the receiving unit 107 may receive, for example, the distribution information output from the A/D converter 105 or the like, and temporarily accumulate (for example, temporarily store) the information in the storage unit 106 .

なお、上記で説明したドプラ信号成分の分布情報を取得するための構成である照射部101、受波器アレイ102、受信器アレイ103、フィルタアレイ104、およびA/D変換器105は、ドプラ信号採取装置1とは異なる外部の装置で実現してもよい。そして、この装置で取得した分布情報を、格納部106に蓄積するようにしてもよく、または、受付部107が受け付けるようにしてもよい。また、これらと同様の構成を有する分布情報を取得可能な装置を、これらの代わりに用いるようにしてもよい。 Note that the irradiation unit 101, the receiver array 102, the receiver array 103, the filter array 104, and the A/D converter 105, which are the components for acquiring the distribution information of the Doppler signal components described above, It may be implemented by an external device different from the sampling device 1 . Then, the distribution information acquired by this device may be stored in the storage unit 106 or accepted by the reception unit 107 . Also, a device capable of acquiring distribution information having the same configuration as these may be used instead of these.

心拍取得部108は、被検体の心拍を取得する。例えば、心拍取得部108は、例えば、目標9が被検体の血管等である場合、被検体に取付けた心拍を取得するためのセンサ(図示せず)等が取得した情報を用いて、心拍を取得する。心拍を取得するということは、心拍が発生する時刻や時点を示す情報を取得することであってもよい。心拍を取得するということは、心拍信号振幅最大点の発生時刻や発生時点を示す情報を取得することと考えてもよい。例えば、心拍取得部108は、センサ等が取得した情報を用いて、心拍を取得する心拍計であってもよい。心拍取得部108は、どのように被検体の心拍を取得しても良い。例えば、被検体に取付けたセンサである電極等が取得する電気信号から心拍を取得しても良い。また、被検体に取付けた赤外線センサ等が取得する血流の情報等を利用して心拍を取得しても良い。心拍取得部108とセンサや、心拍計等との接続は、有線接続であってもよく、無線接続であってもよい。 A heartbeat acquisition unit 108 acquires the heartbeat of the subject. For example, when the target 9 is a blood vessel or the like of the subject, the heartbeat acquisition unit 108 uses information acquired by a sensor (not shown) attached to the subject to acquire the heartbeat, and obtains the heartbeat. get. Acquiring the heartbeat may be acquiring information indicating the time or point in time when the heartbeat occurs. Acquisition of the heartbeat may be considered to be acquisition of information indicating the occurrence time and the occurrence point of the maximum heartbeat signal amplitude point. For example, the heartbeat acquiring unit 108 may be a heartbeat meter that acquires heartbeats using information acquired by a sensor or the like. The heartbeat acquiring unit 108 may acquire the heartbeat of the subject in any manner. For example, a heartbeat may be acquired from an electrical signal acquired by an electrode or the like, which is a sensor attached to the subject. Further, the heartbeat may be acquired using blood flow information or the like acquired by an infrared sensor or the like attached to the subject. The connection between the heart rate acquisition unit 108 and the sensors, heart rate monitor, etc. may be wired connection or wireless connection.

また、目標9が胎児の心臓等である場合、心拍取得部108は、被検体である胎児の心拍を取得する。胎児の心拍信号と考えられる周期性を有する信号振幅等を検出する処理や構成等は、例えば、本願発明者である竹内康人による発明である特公昭56-7592に開示されている技術等において、公知であるため、ここでは詳細な説明は省略する。 If the target 9 is the heart of a fetus or the like, the heartbeat acquisition unit 108 acquires the heartbeat of the fetus as the subject. The processing, configuration, etc. for detecting the signal amplitude, etc., having periodicity, which is considered to be the heartbeat signal of the fetus, are, for example, the technique disclosed in Japanese Patent Publication No. 56-7592, which is an invention by the inventor of the present application, Yasuhito Takeuchi. , are well known, and detailed description thereof is omitted here.

上記の心拍を取得する処理においては、適宜、本願のドプラ信号採取装置1の構成の一部等を適宜利用してもよい。例えば、心拍取得部108は、受信器アレイ103等が受信した情報を用いて、心拍を取得するようにしてもよい。 A part of the configuration of the Doppler signal acquisition device 1 of the present application may be used as appropriate in the process of acquiring the heartbeat. For example, the heartbeat acquisition unit 108 may acquire heartbeats using information received by the receiver array 103 or the like.

なお、心拍取得部108による心拍を取得するための上記の構成や処理は、あくまでも一例であり、本願発明においては、これらのいずれかに限定される必要はない。同様に、胎児等の心拍と考えられる周期性の検出や、周期性を有する信号振幅を検出した場合、どのように、心拍を取得するかは問わない。 Note that the above-described configuration and processing for acquiring heartbeats by the heartbeat acquiring unit 108 are merely examples, and the present invention is not limited to any of these. Similarly, in the case of detection of periodicity considered to be the heartbeat of a fetus or the like, or detection of a signal amplitude having periodicity, it does not matter how the heartbeat is acquired.

また、心拍取得部108は、胎児や生体の心電信号、心音信号、脈波などの心拍の信号を、これらの信号を取得する他の装置(図示せず)から、受信するようにしても良い。この場合、心拍取得部108による心拍の取得は、心拍が発生するタイミングを示す信号や時刻を示す情報の受信や受け付け等と考えてもよい。なお、心拍取得部108はどのような信号から心拍を取得しても良い。 The heartbeat acquisition unit 108 may also receive heartbeat signals such as electrocardiographic signals, heart sound signals, and pulse waves of a fetus or living body from another device (not shown) that acquires these signals. good. In this case, the acquisition of heartbeats by the heartbeat acquiring unit 108 may be considered as reception or reception of information indicating a signal indicating the timing at which heartbeats occur or time. Note that the heartbeat acquisition unit 108 may acquire heartbeats from any signal.

なお、上述したA/D変換器105等が、心拍に同期した分布情報のみを取得して、この分布情報を格納部106に蓄積したり、受付部107に出力するようにしても良い。 Note that the above-described A/D converter 105 and the like may acquire only the distribution information synchronized with the heartbeat and store this distribution information in the storage section 106 or output it to the reception section 107 .

心拍取得部108は、例えば、センサを有していてもよい。また、心拍取得部108は、例えば、センサと接続される心拍計等であってもよく、心拍計の情報を受信する受信手段等であってもよい。 The heartbeat acquisition unit 108 may have a sensor, for example. Also, the heartbeat acquiring unit 108 may be, for example, a heartbeat meter or the like connected to a sensor, or may be a receiving means or the like for receiving information from the heartbeat meter.

取得部109は、例えば、以下のような目標捕捉と、捕捉した目標の追尾の処理を行うものである。
(1)初期段階すなわち目標9の捕捉段階では距離、方位角の3つの変数につき探査を行い目標を発見する。この場合、距離の捕捉の手続と作業を優先する。
(2)目標捕捉後の追尾の段階では方位角の2つの変数についてのみ追尾を行う処理を行う。
The acquisition unit 109 performs, for example, the following processes of target acquisition and tracking of the acquired target.
(1) In the initial stage, that is, the acquisition stage of the target 9, the target is found by searching for the three variables of distance and azimuth. In this case, priority is given to distance acquisition procedures and activities.
(2) In the stage of tracking after target acquisition, processing is performed for tracking only with respect to the two variables of the azimuth angle.

なお、この中で特に、初期段階での距離zの発見同定は、パルスドプラシステムの場合には、到来波面のフレネル変換に基づいて行うよりもレンジゲートの位置(距離)で行う方が有益である。 In particular, in the pulse Doppler system, it is more beneficial to find and identify the distance z at the initial stage at the position (distance) of the range gate rather than based on the Fresnel transform of the incoming wavefront. .

また、追尾段階での方位角の発見同定は、拍の単位で心拍同期的に行い、特に心拍ドプラ信号の振幅最大点において拍毎に1回だけ行い、その結果に基づいて追尾は前拍において受信に適用された方位角を微修正する如くにイタレーション作業として行う、ということが好ましい態様であり得る。 In addition, the discovery and identification of the azimuth angle in the tracking stage is performed in a beat-by-beat synchronous manner, and in particular, performed only once per beat at the maximum amplitude point of the heartbeat Doppler signal. A preferred embodiment may be to do it as an iterative operation to slightly modify the azimuth angle applied to the reception.

以下、取得部109について説明する。取得部109は、受付部107が受け付けた分布情報を用いて、被検体10内に位置する目標9の距離zと方位角θ、φとを取得する。そして、距離zを取得した後は、この距離zを用いて、方位角θ、φとを取得する処理を繰り返し行う。ここでの取得部109が取得する距離zおよび方位角θ、φは、例えば、受波器アレイ102が反射波を受波する位置や、受波する方向に対する距離zおよび方位角θ、φである。ここでの反射波を受波する位置は、例えば、受波器アレイ102の受波面の基準点であり、例えば、中心等の代表点である。ここでの方位角は、例えば、受波器アレイ102の受波面の基準点(例えば、中心点)等から目標9間での距離をrとした場合の極座標系における方位角と考えてもよい。この方位角は、例えば、受波面に垂直な方向等を奥行き方向等の所望の方向と考えた場合の方位角である。 The acquisition unit 109 will be described below. The acquisition unit 109 acquires the distance z and the azimuth angles θ and φ of the target 9 positioned within the subject 10 using the distribution information received by the reception unit 107 . After obtaining the distance z, the process of obtaining the azimuth angles θ and φ is repeatedly performed using the distance z. Here, the distance z and the azimuth angles θ and φ acquired by the acquisition unit 109 are, for example, the position at which the wave receiver array 102 receives the reflected wave and the distance z and the azimuth angles θ and φ with respect to the receiving direction. be. The position where the reflected wave is received here is, for example, a reference point on the wave receiving surface of the wave receiver array 102, for example, a representative point such as the center. The azimuth angle here may be considered as an azimuth angle in a polar coordinate system when the distance between the target 9 and the reference point (for example, the center point) of the receiving surface of the receiver array 102 is r. . This azimuth angle is, for example, an azimuth angle when a direction perpendicular to the wave receiving surface is considered as a desired direction such as a depth direction.

取得部109は、受付部107が受け付けた分布情報を用いて、到来波面の曲率からフレネル変換を行うことで、信号源である目標9までの距離zを取得する。ここでの信号源は、例えば、ドプラ信号の信号源となる動きを有する目標9である。取得部109は、例えば、テンプレート取得部111が提供するフレネル変換用テンプレートを用いて目標9までの距離zを取得する。テンプレートとは、例えば、受波器アレイ102に対応した位相分布の情報である。例えば、テンプレートは、位相分布の初期値を示す情報である。 The acquisition unit 109 acquires the distance z to the target 9 which is the signal source by performing Fresnel transform on the curvature of the incoming wavefront using the distribution information received by the reception unit 107 . The signal source here is for example a moving target 9 which is the source of the Doppler signal. The acquisition unit 109 acquires the distance z to the target 9 using, for example, a Fresnel transformation template provided by the template acquisition unit 111 . A template is, for example, phase distribution information corresponding to the receiver array 102 . For example, the template is information indicating the initial value of the phase distribution.

以下、テンプレートを用いて目標9までの距離zと方位角θ、φとを取得する処理の一例について説明する。ここでは、まず、取得部109は、距離zを取得する。例えば、取得部109は、受付部107が受け付けた分布情報に対してフレネル変換を行う。そして、テンプレート取得部111が提供する曲率が異なる複数のフレネル変換用のテンプレートをそれぞれ用いて、計算領域中、すなわち分布情報について最も高い相関値を与える(相関ピークが立つ)テンプレートの曲率半径を信号源である目標9までの距離zとして取得する。曲率が異なるテンプレートは、例えば、曲率が少しずつ異なるテンプレートである。このテンプレートは、例えば、予め決められた曲率を有するテンプレートである。また、このテンプレートは、分布情報を取得する際に用いた超音波1001の波長に対応したテンプレートである。複数のテンプレートは、予め用意されたテンプレートを、テンプレート取得部111が図示しない格納部等から読み出してもよく、テンプレート取得部111が、新たに生成してもよい。例えば、フレネル変換用のテンプレートは、ニュートンリング型のテンプレートであり、テンプレート取得部111は、その曲率半径を変更することで、曲率半径が異なる複数のテンプレートを取得しても良い。 An example of processing for obtaining the distance z to the target 9 and the azimuth angles θ and φ using a template will be described below. Here, first, the acquisition unit 109 acquires the distance z. For example, the acquisition unit 109 performs Fresnel transform on the distribution information received by the reception unit 107 . Then, using a plurality of Fresnel transformation templates with different curvatures provided by the template acquisition unit 111, the curvature radius of the template that gives the highest correlation value (correlation peak stands) in the calculation region, that is, the distribution information is signaled. It is taken as the distance z to the target 9 which is the source. Templates with different curvatures are, for example, templates with slightly different curvatures. This template is, for example, a template with a predetermined curvature. Also, this template is a template corresponding to the wavelength of the ultrasonic wave 1001 used when acquiring the distribution information. The plurality of templates may be prepared in advance by the template acquisition unit 111 reading from a storage unit (not shown) or the like, or may be newly generated by the template acquisition unit 111 . For example, the Fresnel transformation template is a Newton ring template, and the template acquisition unit 111 may acquire a plurality of templates with different curvature radii by changing the curvature radii.

次に、取得部109は、上記の距離zを用いて、方位角θ、φを取得する。取得部109は、取得した距離zに適合したテンプレートであって、分布情報を取得する際に用いた超音波1001の波長により特定されるフレネル変換用のテンプレートをテンプレート取得部111から取得し、取得したテンプレートを、分布情報のデータのピクセルに対してスライディングコンボリューションの過程に適用して、方位角θ、φ(偏角θ、φ)を求める。スライディングコンボリューションとは、分布情報のデータのピクセルに対して、テンプレートをスライドさせながら適用して、畳み込みを行うことである。分布情報のデータのピクセルとは、例えば、各ピクセルの値をドプラシフト成分の値で表した分布情報のデータの、各ピクセルである。この方位角の求め方は公知であるため、ここでは詳細な説明は省略する。 Next, the obtaining unit 109 obtains the azimuth angles θ and φ using the distance z. The acquisition unit 109 acquires from the template acquisition unit 111 a template for Fresnel transformation that is suitable for the acquired distance z and is specified by the wavelength of the ultrasonic wave 1001 used when acquiring the distribution information. Azimuth angles θ and φ (declination angles θ and φ) are obtained by applying the templates to the pixels of the data of the distribution information in the process of sliding convolution. Sliding convolution is to perform convolution by applying a template while sliding it to pixels of data of distribution information. A pixel of distribution information data is, for example, each pixel of distribution information data in which the value of each pixel is represented by the value of the Doppler shift component. Since the method for obtaining this azimuth angle is publicly known, detailed description thereof is omitted here.

なお、取得部109は、このようなピクセル毎の処理に代えて、一括してフレネル変換を行うようにしても良い。また、フレネル変換を行う代わりに、フーリエ変換を行って方位角を取得しても良い。信号源の距離が無限遠の場合には、ないしそれに近似出来るフラウンホーファーゾーンにある場合には、曲っていない波面すなわち平面波が到来するものとみなしうることから、縮退した、曲率のないフレネル変換すなわちフーリエ変換が適用できる。この場合、信号源(例えば、目標9)の方位角を意味するx、yもしくは方位角θ、φの2つの値のみが答えとなる。フレネル変換とは原理上無限遠点にピントがあっているフーリエ変換に接写レンズとなる位相曲がりのテンプレートを付加(エレメント毎に乗算)したものと理解することができることから、フレネル変換を上位概念としてその1つの縮退型がフーリエ変換であるという理解も成り立つ。 Note that the acquisition unit 109 may collectively perform Fresnel transform instead of such processing for each pixel. Further, instead of performing Fresnel transform, Fourier transform may be performed to obtain the azimuth angle. When the distance of the signal source is infinite, or when it is in the Fraunhofer zone that can be approximated to it, it can be considered that a non-curved wavefront, i.e., a plane wave arrives. A Fourier transform can be applied. In this case, only two values are the answer: x, y or azimuth angles θ, φ, meaning the azimuth angle of the signal source (eg target 9). In principle, the Fresnel transform can be understood as a result of adding a phase-bent template (multiplication for each element) to the Fourier transform that is focused on the point at infinity, which becomes a close-up lens. It also holds true that one degenerate form is the Fourier transform.

ここでは、取得した距離zと波長とにより特定されるテンプレートを用いて、方位角θ、φを取得することから、距離zを取得することは、この距離zによって特定されるフレネル変換用のテンプレート、すなわち、距離zと波長とによって特定されるフレネル変換用のテンプレートを取得することと考えてもよい。 Here, since the azimuth angles θ and φ are obtained using a template specified by the acquired distance z and wavelength, obtaining the distance z is the template for Fresnel transformation specified by this distance z , that is, obtaining a template for Fresnel transformation specified by the distance z and the wavelength.

取得部109は、一旦、目標の距離zを取得した後、例えば、目標の距離zと方位角θ、φとを取得した後は、上述した距離zを取得する処理は行わずに、受付部107が受け付ける分布情報を用いて、上記と同様に目標の方位角θ、φを取得する処理を1または2回以上繰り返し行う。この分布情報は、例えば、距離zを取得した分布情報以降に取得された分布情報である。取得部109は、このようにして順次取得される方位角θ、φを、目標の距離zを取得した後の目標の位置を示す方位角θ、φとして取得する。この方位角θ、φは、目標の距離zを取得した分布情報以降に取得された分布情報から取得された目標の位置を示す方位角θ、φと考えてもよい。また、この場合の目標9までの距離zとしては、直前に取得された最新の距離zと考える。なお、この処理は、上記のような距離zによって特定されるフレネル変換用テンプレートを用いて、方位角θ、φを取得する処理と考えてもよい。 Once the acquisition unit 109 acquires the target distance z, for example, after acquiring the target distance z and the azimuth angles θ and φ, the acquisition unit 109 does not perform the process of acquiring the distance z described above, and the reception unit Using the distribution information received by 107, the process of obtaining target azimuth angles θ and φ is repeated once or twice or more in the same manner as described above. This distribution information is, for example, distribution information acquired after the distribution information for acquiring the distance z. The obtaining unit 109 obtains the azimuth angles θ and φ sequentially obtained in this way as the azimuth angles θ and φ indicating the position of the target after obtaining the target distance z. The azimuth angles θ and φ may be considered as the azimuth angles θ and φ indicating the position of the target obtained from the distribution information obtained after the distribution information for obtaining the distance z of the target. Also, the distance z to the target 9 in this case is considered to be the latest distance z obtained immediately before. Note that this process may be considered as a process of obtaining the azimuth angles θ and φ using the Fresnel transform template specified by the distance z as described above.

なお、取得部109は、上述したように、受付部107が受け付けた分布情報であって、心拍取得部108が取得した被検体の心拍と同期した分布情報を用いて、心拍と同期して目標の方位角を取得する処理を行うようにすることが好ましい。例えば、取得部109は、目標9の距離zと方位角θ、φを取得する際において、受付部107が受け付けた分布情報であって、心拍取得部108が取得した被検体の心拍と同期した分布情報を用いて、心拍と同期して目標の距離zと方位角θ、φとを取得する処理を行うようにし、その後の方位角θ、φとを取得する際においても、受付部107が受け付けた分布情報であって、上記の距離zを取得する際に用いた分布情報以降に受信した、心拍取得部108が取得した被検体の心拍と同期した分布情報を用いて、心拍と同期して目標の方位角を取得する処理を行うようにしてもよい。例えば、取得部109が方位角θ、φを取得する際(距離zを取得する際も含む)においては、心拍取得部108が取得した被検体の心拍と同期したタイミングで、A/D変換器105が出力する分布情報を、受付部107が順次受け付けるようにし、取得部109は、この受付部107が受け付けた分布情報を用いて、上記のように方位角θ、φを取得するようにしても良い。また、例えば、取得部109が方位角θ、φを取得する際(距離zを取得する際も含む)においては、A/D変換器105が取得して格納部106に蓄積された分布情報の中から、心拍取得部108が取得した被検体の心拍と同期した分布情報を受付部107が順次読み出して取得するようにし、取得部109は、この受付部107が取順次得した分布情報を用いて、上記のように方位角θ、φを取得するようにしても良い。 Note that, as described above, the acquisition unit 109 uses the distribution information received by the reception unit 107 and synchronized with the heartbeat of the subject acquired by the heartbeat acquisition unit 108 to obtain the target in synchronization with the heartbeat. It is preferable to perform a process of obtaining the azimuth angle of . For example, when the acquisition unit 109 acquires the distance z and the azimuth angles θ and φ of the target 9, the distribution information received by the reception unit 107 is synchronized with the heartbeat of the subject acquired by the heartbeat acquisition unit 108. Using the distribution information, processing is performed to acquire the target distance z and the azimuth angles θ and φ in synchronism with the heartbeat. Synchronized with the heartbeat using the received distribution information synchronized with the heartbeat of the subject obtained by the heartbeat obtaining unit 108, which is received after the distribution information used when obtaining the distance z. Alternatively, the target azimuth angle may be acquired. For example, when the acquiring unit 109 acquires the azimuth angles θ and φ (including when acquiring the distance z), the A/D converter is synchronized with the heartbeat of the subject acquired by the heartbeat acquiring unit 108. The receiving unit 107 sequentially receives the distribution information output by the receiving unit 105, and the obtaining unit 109 uses the distribution information received by the receiving unit 107 to obtain the azimuth angles θ and φ as described above. Also good. Further, for example, when the acquisition unit 109 acquires the azimuth angles θ and φ (including when the distance z is acquired), the distribution information acquired by the A/D converter 105 and accumulated in the storage unit 106 The reception unit 107 sequentially reads and acquires the distribution information synchronized with the heartbeat of the subject acquired by the heartbeat acquisition unit 108 from among the distribution information, and the acquisition unit 109 uses the distribution information sequentially acquired by the reception unit 107. Therefore, the azimuth angles θ and φ may be obtained as described above.

例えば、信号源は刻々と、ただし比較的ゆっくりと、飛躍することなく移動するため、最も近い過去の拍の心拍信号振幅最大点において獲得した信号源の距離と方位角のデータを初期値とすれば直後の拍の心拍信号振幅最大点において新たに信号源の距離と方位角のデータを適応的に発見、同定する手続を大幅に短縮また高速化することが可能となる。 For example, since the signal source moves moment by moment, but relatively slowly, without jumping, the distance and azimuth angle data of the signal source obtained at the maximum point of the heartbeat signal amplitude in the most recent past beat may be used as initial values. This makes it possible to significantly shorten and speed up the procedure for adaptively discovering and identifying new data on the distance and azimuth angle of the signal source at the heartbeat signal amplitude maximum point of the immediately following beat.

なお、目標9の距離zを取得した後に、受付部107が受け付けた分布情報から取得部109が取得した方位角θ、φが、不適切なデータである場合(例えば、直前に取得した方位角から、閾値以上異なる場合や、あり得ない数値である場合等)においては、取得部109は再度距離zを取得する処理を行うようにしても良い。また、取得部109は、定期的に、あるいは不定期に距離zを取得する処理を行うようにしても良い。 Note that if the azimuth angles θ and φ obtained by the obtaining unit 109 from the distribution information received by the receiving unit 107 after obtaining the distance z of the target 9 are inappropriate data (for example, the azimuth angles obtained immediately before Therefore, when the difference is greater than the threshold value, or when the value is an impossible number, etc.), the obtaining unit 109 may perform the process of obtaining the distance z again. Further, the acquisition unit 109 may periodically or irregularly acquire the distance z.

取得部109は、通常、MPUやメモリ等から実現され得る。取得部109の処理手順は、通常、ソフトウェアで実現され、当該ソフトウェアはROM等の記録媒体に記録されている。但し、ハードウェア(専用回路)で実現しても良い。 Acquisition unit 109 can usually be implemented by an MPU, a memory, or the like. The processing procedure of the acquisition unit 109 is normally realized by software, and the software is recorded in a recording medium such as a ROM. However, it may be realized by hardware (dedicated circuit).

出力部110は、取得部109が取得した目標9の距離zと方位角θ、φとに応じた情報の出力を行なう。また、出力部110は、目標9の距離zの取得後に取得部109が取得した方位角θ、φに応じた情報の出力を行う。例えば、取得部109が取得した目標9の距離zと方位角θ、φとに応じた情報の出力は、取得部109が取得した目標9の距離zと方位角θ、φとの少なくとも一部の出力(例えば、距離zと方位角θ、φとの出力や、方位角θ、φの出力)であってもよく、この距離zと方位角θ、φとの少なくとも一部を用いて取得した情報の出力であってもよい。また、取得部109が目標9の距離zの取得後に取得した目標9の方位角θ、φに応じた情報の出力は、取得部109が取得した目標9の方位角θ、φの少なくとも一部の出力(例えば、方位角θ、φとの出力や、方位角θ、φの出力)であってもよく、この方位角θ、φの少なくとも一部を用いて取得した情報の出力であってもよい。方位角θ、φの少なくとも一部を用いて取得した情報の出力は、例えば、方位角θ、φの直前の値からの変位量を示す情報であってもよい。また、方位角θ、φの少なくとも一部を用いて取得した情報の出力は、方位角θ、φの少なくとも一方が予め決められた閾値以上となった場合において行われる警告等の出力であってもよく、方位角θ、φの少なくとも一方の、直前の値からの変位量が、予め決められた閾値以上となった場合において行われる警告等の出力であってもよい。ここでの警告は、例えば、目標9が、ドプラ信号採取装置1によって観測可能な領域(例えば、超音波を照射可能な領域やドプラ信号を受信可能な領域)から、外れそうになっていることや、外れそうな可能性があることを警告する情報や、外れたことを警告する情報であってもよい。この警告は、追尾が破綻しそうになっている、あるいは破綻したことを示す警告であってもよい。ここでの警告の出力は、警告画面の出力や、警告音の出力、警告灯の点灯であってもよい。また、距離zと方位角θ、φとを用いて取得した情報の出力は、目標9に対して処理を行う装置(図示せず)に対する距離zや方位角θ、φとを用いて取得された制御信号の出力であってもよく、また、ドプラ信号採取装置1の超音波を照射する向きや、ドプラ信号を受信する向きを自動制御する装置(図示せず)を、移動後の目標9が観測可能な領域に入るよう移動させるための制御信号等であってもよい。この場合の距離zと方位角θ、φとは、距離zと、距離zの取得後に取得された方位角θ、φとの組み合わせであってもよい。なお、出力部110は、目標9の距離zの取得後に、この距離zと、この距離z後に取得部109が取得した方位角θ、φとを出力してもよく、この距離zと、この距離z後に取得部109が取得した方位角θ、φとに応じた情報の出力を行うようにしてもよい。 The output unit 110 outputs information according to the distance z and the azimuth angles θ and φ of the target 9 acquired by the acquisition unit 109 . Further, the output unit 110 outputs information corresponding to the azimuth angles θ and φ acquired by the acquisition unit 109 after the distance z of the target 9 is acquired. For example, the output of information according to the distance z and the azimuth angles θ and φ of the target 9 acquired by the acquisition unit 109 is at least part of the distance z and the azimuth angles θ and φ of the target 9 acquired by the acquisition unit 109. (for example, the output of the distance z and the azimuth angles θ and φ, or the output of the azimuth angles θ and φ), and obtained using at least part of the distance z and the azimuth angles θ and φ It may be the output of the information obtained. Further, the output of information according to the azimuth angles θ and φ of the target 9 acquired by the acquisition unit 109 after acquiring the distance z of the target 9 is at least part of the azimuth angles θ and φ of the target 9 acquired by the acquisition unit 109. (for example, the output of the azimuth angles θ and φ, or the output of the azimuth angles θ and φ), and the output of information obtained using at least part of the azimuth angles θ and φ good too. The output of the information acquired using at least part of the azimuth angles θ and φ may be, for example, information indicating the amount of displacement from the previous values of the azimuth angles θ and φ. Further, the output of the information acquired using at least part of the azimuth angles θ and φ is an output such as a warning that is performed when at least one of the azimuth angles θ and φ becomes equal to or greater than a predetermined threshold value. Alternatively, an output such as a warning may be output when the amount of displacement of at least one of the azimuth angles θ and φ from the previous value exceeds a predetermined threshold value. The warning here is, for example, that the target 9 is about to deviate from an area observable by the Doppler signal acquisition device 1 (for example, an area in which ultrasonic waves can be irradiated or a Doppler signal can be received). Alternatively, it may be information warning that there is a possibility that it may come off, or information warning that it has come off. This warning may be a warning that tracking is about to break or has broken. The warning output here may be the output of a warning screen, the output of a warning sound, or the lighting of a warning light. The output of information obtained using the distance z and the azimuth angles θ and φ is obtained using the distance z and the azimuth angles θ and φ with respect to a device (not shown) that processes the target 9. Alternatively, a device (not shown) for automatically controlling the direction in which the Doppler signal acquisition device 1 emits ultrasonic waves and the direction in which Doppler signals are received may be set to the target 9 after movement. may be a control signal or the like for moving to enter the observable region. The distance z and the azimuth angles θ and φ in this case may be a combination of the distance z and the azimuth angles θ and φ obtained after obtaining the distance z. After obtaining the distance z of the target 9, the output unit 110 may output the distance z and the azimuth angles θ and φ obtained by the obtaining unit 109 after the distance z. Information corresponding to the azimuth angles θ and φ acquired by the acquisition unit 109 after the distance z may be output.

なお、出力部110は、取得部109が取得した目標9の距離zと方位角θ、φとに応じた情報や、取得部109が取得した目標9の方位角θ、φとに応じた情報として、これらの情報を用いて目標9を特定し追尾することによって目標9から得られる情報を取得して出力してもよい。 Note that the output unit 110 outputs information according to the distance z and the azimuth angles θ and φ of the target 9 acquired by the acquisition unit 109, and information according to the azimuth angles θ and φ of the target 9 acquired by the acquisition unit 109. , the information obtained from the target 9 may be acquired and output by specifying and tracking the target 9 using these pieces of information.

ここでの出力は、例えば、ディスプレイへの表示、プロジェクターを用いた投影、プリンタへの印字、音出力、外部の装置への送信、記録媒体への蓄積、他の処理装置や他のプログラムなどへの処理結果の引渡しなどを含む概念である。 The output here is, for example, display on a display, projection using a projector, printing on a printer, sound output, transmission to an external device, storage on a recording medium, other processing device or other program, etc. It is a concept that includes delivery of processing results of

出力部110は、ディスプレイやスピーカー等の出力デバイスを含むと考えても含まないと考えても良い。出力部110は、出力デバイスのドライバーソフトまたは、出力デバイスのドライバーソフトと出力デバイス等で実現され得る。 The output unit 110 may or may not include output devices such as a display and speakers. The output unit 110 can be realized by output device driver software, or by output device driver software and an output device.

テンプレート取得部111は、1または2以上のテンプレートを取得する。テンプレート取得部111が取得するテンプレートは、フレネル変換用のテンプレートである。フレネル変換用のテンプレートは、通常、ニュートンリング型のテンプレートである。テンプレート取得部111は、例えば、図示しない格納部に格納されているテンプレートを読み出すことでテンプレートを取得しても良く、テンプレートを生成して取得してもよく、1以上のテンプレートを利用して新たなテンプレートを生成してもよい。例えば、テンプレート取得部111は、図示しない格納部に格納されている曲率半径を意味するスケールファクターを変更可能なパラメータとして有するニュートンリング型のテンプレートを用いて、スケールファクターを変更することによって、曲率半径が異なる1以上のテンプレートを生成してもよい。このようなテンプレートは、例えば、可変テンプレートと考えてもよい。また、テンプレート取得部111は、取得部109が目標9までの距離zを取得した場合に、この距離zと、目標に照射する超音波の波長とを用いて、方位角θ、φを取得するために用いられるテンプレートを取得しても良い。また、テンプレート取得部111は、取得したテンプレートに、冗長さ、ノイズ、形状歪等の非理想成分があった場合に、それらを捨象する補正等を行うようにしても良い。 Template acquisition unit 111 acquires one or more templates. The template acquired by the template acquisition unit 111 is a template for Fresnel transformation. Templates for Fresnel transforms are typically Newton ring templates. For example, the template acquisition unit 111 may acquire a template by reading a template stored in a storage unit (not shown), may acquire a template by generating a template, or may acquire a new template using one or more templates. template can be generated. For example, the template acquisition unit 111 uses a Newton ring template having a scale factor meaning a curvature radius stored in a storage unit (not shown) as a changeable parameter, and changes the scale factor to obtain a curvature radius may generate one or more templates with different . Such templates may be considered variable templates, for example. Further, when the acquisition unit 109 acquires the distance z to the target 9, the template acquisition unit 111 acquires the azimuth angles θ and φ using this distance z and the wavelength of the ultrasonic wave to be irradiated to the target. You may obtain the template used for In addition, when the acquired template includes non-ideal components such as redundancy, noise, and shape distortion, the template acquisition unit 111 may perform correction or the like to abstract them.

なお、テンプレート取得部111がテンプレートを取得する処理は、上記に限定されるものではない。 Note that the process by which the template acquisition unit 111 acquires a template is not limited to the above.

次に、ドプラ信号採取装置1の動作の一例について図2のフローチャートを用いて説明する。 Next, an example of the operation of the Doppler signal acquisition device 1 will be described using the flowchart of FIG.

(ステップS101)照射部101が、超音波の照射を開始する。例えば、照射部101は、被検体10の目標9を含む領域に対して超音波の照射を開始する。例えば、発振器1011が出力する連続波送波キャリアが、電力増幅器1012で適宜付勢され、超音波送波器1013より目標9を含む領域に略無指向性に照射される。 (Step S101) The irradiation unit 101 starts irradiation of ultrasonic waves. For example, the irradiation unit 101 starts irradiating an area including the target 9 of the subject 10 with ultrasonic waves. For example, a continuous wave transmission carrier output by the oscillator 1011 is appropriately energized by the power amplifier 1012 and is irradiated substantially omnidirectionally to the area including the target 9 by the ultrasonic wave transmitter 1013 .

(ステップS102)受波器アレイ102は、ステップS101で照射される超音波の反射波の受波を行う。例えば、受波器アレイ102は、反射波の受波を順次行う。例えば、受波器アレイ102により、目標9により帰投する反射波が受波され、多数の電気信号に変換される。 (Step S102) The wave receiver array 102 receives reflected waves of the ultrasonic waves emitted in step S101. For example, the wave receiver array 102 sequentially receives reflected waves. For example, the receiver array 102 receives the reflected waves returned by the target 9 and converts them into multiple electrical signals.

(ステップS103)受信器アレイ103は、受波器アレイ102が出力する信号を受信する。例えば、受信器アレイ103は、受波器アレイ102が出力する信号を順次受信する。例えば、受信器アレイ103を構成する各受信器1031は、受波器アレイ102を構成する各受波器1021が、受波した反射波に応じて出力する信号を受信する。 (Step S<b>103 ) The receiver array 103 receives the signal output by the wave receiver array 102 . For example, the receiver array 103 sequentially receives signals output by the wave receiver array 102 . For example, each receiver 1031 forming the receiver array 103 receives a signal output by each wave receiver 1021 forming the wave receiver array 102 according to the received reflected wave.

(ステップS104)フィルタアレイ104は、受信器アレイ103が受信した信号からドプラシフト成分のみを選択的に取得する。 (Step S<b>104 ) Filter array 104 selectively acquires only Doppler shift components from the signal received by receiver array 103 .

(ステップS105)A/D変換器105は、フィルタアレイ104を構成するドプラフィルタ1041が出力するドプラ信号をデジタル信号に変換してドプラ信号の分布情報を取得する。A/D変換器105は、例えば、ドプラフィルタ1041が出力するドプラ信号から、順次、分布情報を取得する。取得した分布情報を、図示しない時計等から取得した取得時刻と対応付けて、格納部106に蓄積する。 (Step S105) The A/D converter 105 converts the Doppler signal output by the Doppler filter 1041 forming the filter array 104 into a digital signal to obtain Doppler signal distribution information. The A/D converter 105 sequentially acquires distribution information from the Doppler signal output by the Doppler filter 1041, for example. The acquired distribution information is stored in the storage unit 106 in association with the acquisition time acquired from a clock (not shown) or the like.

(ステップS106)心拍取得部108は心拍を取得する。例えば、心拍信号の極大値時刻を順次取得する。 (Step S106) The heartbeat acquisition unit 108 acquires heartbeats. For example, the maximum value time of the heartbeat signal is acquired sequentially.

(ステップS107)受付部107は、カウンターkの値として1を代入する。 (Step S107) The reception unit 107 substitutes 1 as the value of the counter k.

(ステップS108)受付部107は、格納部106に格納された分布情報から、k番目の心拍の発生時の分布情報を受け付ける。例えば、受付部107は、ステップS106で取得したk番目の心拍の時刻である心拍信号のk番目の極大値時刻と同じ取得時刻と対応付けられた分布情報を格納部106から読み出す。 (Step S<b>108 ) The receiving unit 107 receives distribution information at the occurrence of the k-th heartbeat from the distribution information stored in the storage unit 106 . For example, the reception unit 107 reads from the storage unit 106 the distribution information associated with the acquisition time that is the same as the k-th maximum value time of the heartbeat signal, which is the time of the k-th heartbeat acquired in step S106.

(ステップS109)テンプレート取得部111は、発振器1011が出力する超音波の波長に対応した曲率半径が異なるフレネル変換用の複数のテンプレートを取得する。 (Step S<b>109 ) The template acquisition unit 111 acquires a plurality of templates for Fresnel transformation with different curvature radii corresponding to the wavelengths of the ultrasonic waves output from the oscillator 1011 .

(ステップS110)取得部109は、受付部107が直前に受け付けたk番目の分布情報についてフレネル変換を行って、目標9までの距離zを取得する。例えば、取得部109は、受付部107が直前に受け付けた分布情報についてフレネル変換を行い、ステップS108で取得した異なる複数のテンプレートの中から相関値の高いテンプレートを検出する。そして、このテンプレートに対応するニュートンリング形状の曲率半径が、目標9までの距離zとして取得する。なお、テンプレート取得部111は、このとき得られたフレネル変換を行った分布情報や、これに近い形状を有するテンプレートを、これ以降の方位角θ、φを取得する場合のテンプレートとして取得しても良い。この時、このテンプレートにおいて、冗長さや、ノイズ等の非理想成分を除去する補正処理等を行うようにしても良い。なお、このようなテンプレートの取得を、実質的に距離zの取得に相当するものと考えてもよい。 (Step S110) The acquisition unit 109 acquires the distance z to the target 9 by performing Fresnel transform on the k-th distribution information received immediately before by the reception unit 107 . For example, the acquisition unit 109 performs Fresnel transform on the distribution information received immediately before by the reception unit 107, and detects a template with a high correlation value from the plurality of different templates acquired in step S108. Then, the radius of curvature of the Newton ring shape corresponding to this template is acquired as the distance z to the target 9 . Note that the template acquisition unit 111 may acquire the distribution information obtained at this time by performing the Fresnel transform or a template having a shape similar thereto as a template for acquiring the azimuth angles θ and φ thereafter. good. At this time, the template may be subjected to correction processing for removing non-ideal components such as redundancy and noise. It should be noted that the acquisition of such a template may be considered to substantially correspond to the acquisition of the distance z.

(ステップS111)取得部109は、k番目の分布情報について、ステップS110で取得した距離zに対応する曲率半径を有するニュートンリング形状のテンプレートを用いて、目標9の方位角θ、φを取得する。例えば、上記のテンプレートをスライディングコンボリューションの過程に適用して、方位角θ、φを取得する。 (Step S111) For the k-th distribution information, the acquisition unit 109 acquires the azimuth angles θ and φ of the target 9 using a Newton ring-shaped template having a radius of curvature corresponding to the distance z acquired in step S110. . For example, the above template is applied to the process of sliding convolution to obtain the azimuth angles θ and φ.

(ステップS112)取得部109は、距離zが取得済であるか否かを判断する。取得済である場合、ステップS113に進み、取得済でない場合、ステップS114に進む。 (Step S112) The acquisition unit 109 determines whether or not the distance z has been acquired. If it has been acquired, the process proceeds to step S113, and if it has not been acquired, the process proceeds to step S114.

(ステップS113)出力部111は、取得部109が取得した目標9までの距離zと目標9の方位角θ、φとに関する情報を出力する。例えば、出力部111は、距離zと方位角θ、φとの値を出力する。そして、ステップS115に進む。 (Step S<b>113 ) The output unit 111 outputs information about the distance z to the target 9 and the azimuth angles θ and φ of the target 9 acquired by the acquisition unit 109 . For example, the output unit 111 outputs values of the distance z and the azimuth angles θ and φ. Then, the process proceeds to step S115.

(ステップS114)出力部111は、k番目の分布情報から取得された方位角θ、φに関する出力を行う。例えば、出力部111は、k番目の分布情報から取得された方位角θ、φと、k-1番目の分布情報から取得した方位角θ、φとの変位量を算出し、この変位量が閾値を越える場合に、警告を出力する。なお、越えない場合は、警告を出力しない。そして、ステップS115に進む。 (Step S114) The output unit 111 outputs the azimuth angles θ and φ obtained from the k-th distribution information. For example, the output unit 111 calculates the amount of displacement between the azimuth angles θ and φ obtained from the k-th distribution information and the azimuth angles θ and φ obtained from the (k−1)-th distribution information. Output a warning if the threshold is exceeded. If it does not exceed the limit, no warning is output. Then, the process proceeds to step S115.

(ステップS115)受付部107は、カウンターkの値を1インクリメントする。 (Step S115) The reception unit 107 increments the value of the counter k by one.

(ステップS116)受付部107は、ステップS108と同様に、格納部106に格納された分布情報から、k番目の心拍の発生時の分布情報を受け付ける(読み出す)。そして、ステップS111に進む。 (Step S116) The reception unit 107 receives (reads) the distribution information at the occurrence of the k-th heartbeat from the distribution information stored in the storage unit 106, as in step S108. Then, the process proceeds to step S111.

なお、図2のフローチャートにおいて、例えば、ステップS101からステップS105までの処理は、それぞれ連続的に繰り返し行われるものとする。 In addition, in the flowchart of FIG. 2, for example, the processing from step S101 to step S105 shall be performed continuously and repeatedly.

また、ステップS114等で、方位角の変位量が閾値を越える場合等には、カウンターkの値を1インクリメントして、ステップS108に戻るようにしてもよい。
なお、図2のフローチャートにおいて、A/D変換器105が、ステップS105においてドプラ信号の分布情報を取得して蓄積する代わりに、ステップS106において取得した心拍に同期したタイミングでドプラ信号の分布情報を取得するようにし、受付部107がこの分布情報を受け付けるようにしても良い。
Further, in step S114 or the like, if the displacement amount of the azimuth angle exceeds the threshold value, the value of the counter k may be incremented by 1 and the process may return to step S108.
In the flowchart of FIG. 2, instead of acquiring and accumulating Doppler signal distribution information in step S105, the A/D converter 105 acquires Doppler signal distribution information at timing synchronized with the heartbeat acquired in step S106. The distribution information may be obtained and the receiving unit 107 may receive this distribution information.

なお、図2のフローチャートにおいて、電源オフや処理終了の割り込みにより処理は終了する。 Note that in the flowchart of FIG. 2, the process ends when the power is turned off or when the process ends.

以下、本実施の形態におけるドプラ信号採取装置1に関連した説明として、目標9の追尾のために動的に変更しなければならない緊急度が高いパラメータが方位角θ、φであることについて、モデルベースの試算例を提示する。 In the following, as a description related to the Doppler signal acquisition device 1 according to the present embodiment, it is assumed that the azimuth angles .theta. An example of base trial calculation is presented.

設定条件は開口面でのエレメント配置は32×32、エレメント総数1024とする。このとき、超音波周波数が2MHzの場合には全方位角空間に対して曖昧さをさけるには最低15mm角程度の開口寸法が必要であるが、観測(適用)方位角空間を立体角45度とか30度とかに制限すればこの倍ないし3倍にして検出感度を増強することができる。 The setting conditions are 32×32 element arrangement on the aperture plane and 1024 total number of elements. At this time, when the ultrasonic frequency is 2 MHz, an aperture size of at least 15 mm square is required to avoid ambiguity in all azimuth angle spaces. or 30 degrees, the detection sensitivity can be enhanced by doubling or tripling this value.

図3は中心軸からややずれた反射源から到来する反射波の開口面における位相分布を階調性をもって表すものであり、典型的なニュートンリング状のパターンを成すことを示す。 FIG. 3 shows, with gradation, the phase distribution on the aperture plane of reflected waves arriving from a reflection source slightly displaced from the central axis, showing a typical Newton ring pattern.

図4はこの反射波をフレネル変換により位相合わせして受信する場合の、受信側で設定する方位角に応じて受信される信号のレベルを該当距離における離心距離を横軸として表す(すなわちビームプロファイルの横断面)であり、これより感度分布の電力半値幅は約3mmであることがわかる。なお、方位角ないしは離心距離の軸は2次元であるが、設定される受信開口は両軸に関して対等であるのでその内1つの軸に関してのみ示す。 FIG. 4 shows the level of the signal received according to the azimuth angle set on the receiving side when the reflected wave is received with the phase adjusted by Fresnel transformation, with the eccentric distance at the corresponding distance as the horizontal axis (that is, the beam profile ), from which it can be seen that the half power width of the sensitivity distribution is about 3 mm. Although the azimuth angle or eccentricity axis is two-dimensional, only one axis is shown because the receiving aperture is set equally for both axes.

図5は同じ設定における同じ反射源からの反射波に関する距離方向の、すなわちフレネル変換の波面の曲率を変えることで、焦点の位置を奥行き方向に変えて示すものであり、上記と同じ条件の場合、焦点の前後における電力半値幅は13mmほどあることがわかる。 FIG. 5 shows the focal position changed in the depth direction by changing the curvature of the wavefront of the Fresnel transform in the distance direction of the reflected wave from the same reflection source in the same setting. , the power half width before and after the focal point is about 13 mm.

以上により、距離方向のずれよりも方位方向のずれの方が影響が格段に大きく、管理(追尾)されなければならない程度が大きいことが証明される。 From the above, it is proved that the deviation in the azimuth direction has a much greater influence than the deviation in the distance direction, and the extent to which it must be managed (tracked) is large.

本実施の形態においては、例えば、可変テンプレート等を用いて、曲率半径を変更、修正しつつフレネル変換を多用して信号減の距離を知る行程を、初期設定時に1回のみ行い、その後の定常運転時には省略系としてその距離データを用いて方位角の適応修正による追尾を行う作業を各心拍において本質的に1回のみ行うことで漸化的に行う。例えば、この各拍毎に1回の試行による漸化的追尾には2次元フーリエ変換1回のみで足りる。 In this embodiment, for example, using a variable template or the like, the process of changing and correcting the curvature radius and frequently using the Fresnel transform to know the distance of the signal reduction is performed only once at the time of initial setting, and thereafter During driving, the distance data is used as an abbreviated system to perform tracking by adaptively correcting the azimuth angle. For example, only one two-dimensional Fourier transform is required for this recursive tracking with one trial for each beat.

図6は、本発明の処理手順を心拍信号の時間軸上にて表現するものである。図においては、可変テンプレートを修正しつつフレネル変換を多用して信号源の距離を知る行程は初期設定時に1回のみ行い、定常運転時には省略系としてその距離データを用いて方位角の適応修正による追尾を行う作業を各心拍において本質的に1回のみ行うことで漸化的に行う。この各心拍において本質的に1回のみ行う動作は、心拍信号の極大値時刻を含む前後の小時間区間において選択的に行われる。心拍信号の極大値時刻を知る手段や手法は公知汎用のものであるからここでは説明を省略する。 FIG. 6 expresses the processing procedure of the present invention on the time axis of the heartbeat signal. In the figure, the process of finding the distance to the signal source by frequently using Fresnel transform while correcting the variable template is performed only once at the time of initial setting. The task of tracking is done incrementally by essentially doing it only once in each heartbeat. This operation, which is essentially performed only once in each heartbeat, is selectively performed in small time intervals before and after the peak value time of the heartbeat signal. Means and methods for determining the maximum value time of the heartbeat signal are well-known and widely used, and therefore the description thereof is omitted here.

以上、本実施の形態によれば、心拍活動に由来するドプラシフトを有するターゲットを自動発見し、また発見後には自動追尾するシステムを構築するにあたって、必要な計算量を大幅に少なくすることができ、これにより、容易にかつ迅速に被検体内に位置する目標を追尾することができる。またかかる作用効果に由来して装置の軽薄短小化また省電力化に大きく貢献するので有益である。 As described above, according to the present embodiment, in constructing a system for automatically discovering a target having a Doppler shift derived from heartbeat activity and automatically tracking the target after the discovery, the required amount of calculation can be greatly reduced. This makes it possible to easily and quickly track a target located inside the subject. In addition, due to such action and effect, it is beneficial because it greatly contributes to making the device lighter, thinner, shorter and smaller, and power saving.

なお、上記各実施の形態において、各処理(各機能)は、単一の装置(システム)によって集中処理されることによって実現されてもよく、あるいは、複数の装置によって分散処理されることによって実現されてもよい。 In each of the above embodiments, each process (each function) may be implemented by centralized processing by a single device (system), or may be implemented by distributed processing by a plurality of devices. may be

また、上記各実施の形態では、ドプラ信号採取装置がスタンドアロンである場合について説明したが、ドプラ信号採取装置はセンサ側に寄り添う如く実装されたスタンドアロンの装置であってもよく、また近距離伝送を介した近隣の集中的資源によるエッジコンピューティングの形式を採るサーバ・クライアントシステムによる実装であってもよい。またさらにこれらの分散処理を行う計算および記憶の資源はネットワーク上の仮想空間に分布するクラウドコンピューティング形式で実装される事も妨げない。分散処理ないし分散実装の場合には、出力部や受付部は、通信回線を介して入力を受け付けたり、画面を出力したりすることになる。 Further, in each of the above embodiments, the case where the Doppler signal acquisition device is stand-alone has been described, but the Doppler signal acquisition device may be a stand-alone device mounted close to the sensor side, and short-distance transmission may be performed. It may also be implemented by a server-client system that takes the form of edge computing with centralized resources in the vicinity via the network. Furthermore, it is not prohibited to implement the computing and storage resources for these distributed processing in the form of cloud computing distributed in a virtual space on the network. In the case of distributed processing or distributed implementation, the output unit and reception unit receive input and output screens via communication lines.

また、上記各実施の形態において、各構成要素は専用のハードウェアにより構成されてもよく、あるいは、ソフトウェアにより実現可能な構成要素については、プログラムを実行することによって実現されてもよい。例えば、ハードディスクや半導体メモリ等の記録媒体に記録されたソフトウェア・プログラムをCPU等のプログラム実行部が読み出して実行することによって、各構成要素が実現され得る。その実行時に、プログラム実行部は、格納部(例えば、ハードディスクやメモリ等の記録媒体)にアクセスしながらプログラムを実行してもよい。また、等価な機能が分散実行のためのネットワークコマンドを介してクラウドコンピューティング形式で実装されることも妨げない。 Further, in each of the above embodiments, each component may be configured by dedicated hardware, or components that can be realized by software may be realized by executing a program. For example, each component can be realized by reading and executing a software program recorded in a recording medium such as a hard disk or a semiconductor memory by a program execution unit such as a CPU. During execution, the program execution unit may execute the program while accessing a storage unit (for example, a recording medium such as a hard disk or memory). It also does not preclude equivalent functionality being implemented in cloud computing form via network commands for distributed execution.

なお、上記各実施の形態におけるドプラ信号採取装置を実現するソフトウェアは、ネットワークコマンドを介してクラウド上の仮想空間に等価な機能が構築される場合も含め、以下のようなプログラムである。つまり、このプログラムは、コンピュータを、被検体に照射された超音波に対する反射波のドプラ信号成分に関する分布を示す情報である分布情報を受け付ける受付部と、分布情報を用いて、被検体内に位置する目標の方位角と距離とを取得する取得部と、取得部が取得した目標の方位角と距離とに応じた情報の出力を行なう出力部として機能させ、取得部は、目標の距離の取得後に、受付部が受け付ける分布情報を用いて目標の方位角を取得する処理を繰り返し、出力部は、目標の距離の取得後に、取得部が取得した方位角に応じた情報の出力を行うプログラムである。 The software that implements the Doppler signal acquisition device in each of the above embodiments is the following program, including the case where equivalent functions are constructed in the virtual space on the cloud via network commands. That is, this program comprises a computer, a receiving unit that receives distribution information that is information indicating the distribution of Doppler signal components of reflected waves with respect to ultrasonic waves irradiated to a subject, and a position in the subject using the distribution information. and an output unit for outputting information according to the target azimuth and distance obtained by the obtaining unit, and the obtaining unit obtains the target distance. After that, the process of acquiring the azimuth angle of the target is repeated using the distribution information received by the reception unit, and the output unit outputs information according to the azimuth angle acquired by the acquisition unit after acquiring the distance of the target. be.

なお、上記プログラムにおいて、情報を送信する送信ステップや、情報を受信する受信ステップなどでは、ハードウェアによって行われる処理、例えば、送信ステップにおけるモデムやインターフェースカードなどで行われる処理(ハードウェアでしか行われない処理)は含まれない。 In the above program, the transmission step for transmitting information and the reception step for receiving information are performed by hardware. not included).

なお、上記プログラムにおいて、上記プログラムが実現する機能には、ハードウェアでしか実現できない機能は含まれない。例えば、情報を取得する取得部や、情報を出力する出力部などにおけるモデムやインターフェースカードなどのハードウェアでしか実現できない機能は、上記プログラムが実現する機能には含まれない。 In the program, the functions realized by the program do not include functions that can be realized only by hardware. For example, functions that can be realized only by hardware such as modems and interface cards, such as an acquisition unit that acquires information and an output unit that outputs information, are not included in the functions realized by the above program.

また、このプログラムを実行するコンピュータは、単数であってもよく、複数であってもよい。すなわち、集中処理を行ってもよく、あるいは分散処理を行ってもよい。 Also, the number of computers executing this program may be singular or plural. That is, centralized processing may be performed, or distributed processing may be performed.

図7は、上記プログラムを実行して、上記実施の形態によるドプラ信号採取装置を実現するコンピュータの外観の一例を示す模式図である。上記実施の形態は、コンピュータハードウェア及びその上で実行されるコンピュータプログラムによって実現されうる。 FIG. 7 is a schematic diagram showing an example of the appearance of a computer that executes the above program and realizes the Doppler signal acquisition device according to the above embodiment. The above embodiments can be implemented by computer hardware and computer programs executed thereon.

図7において、コンピュータシステム900は、CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory)ドライブ905を含むコンピュータ901と、キーボード902と、マウス903と、モニタ904とを備える。 In FIG. 7, a computer system 900 comprises a computer 901 including a CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory) drive 905 , a keyboard 902 , a mouse 903 and a monitor 904 .

図8は、コンピュータシステム900の内部構成を示す図である。図8において、コンピュータ901は、CD-ROMドライブ905に加えて、MPU(Micro Processing Unit)911と、ブートアッププログラム等のプログラムを記憶するためのROM912と、MPU911に接続され、アプリケーションプログラムの命令を一時的に記憶すると共に、一時記憶空間を提供するRAM(Random Access Memory)913と、アプリケーションプログラム、システムプログラム、及びデータを記憶するハードディスク914と、MPU911、ROM912等を相互に接続するバス915とを備える。なお、コンピュータ901は、LANへの接続を提供する図示しないネットワークカードを含んでいてもよい。 FIG. 8 is a diagram showing the internal configuration of the computer system 900. As shown in FIG. In FIG. 8, a computer 901 includes a CD-ROM drive 905, an MPU (Micro Processing Unit) 911, a ROM 912 for storing programs such as a boot-up program, and a ROM 912 for storing programs such as a boot-up program. A RAM (Random Access Memory) 913 for temporarily storing and providing a temporary storage space, a hard disk 914 for storing application programs, system programs, and data, and a bus 915 for interconnecting the MPU 911, ROM 912, etc. Prepare. Note that computer 901 may include a network card (not shown) that provides connection to a LAN.

コンピュータシステム900に、上記実施の形態によるドプラ信号採取装置等の機能を実行させるプログラムは、CD-ROM921に記憶されて、CD-ROMドライブ905に挿入され、ハードディスク914に転送されてもよい。これに代えて、そのプログラムは、図示しないネットワークを介してコンピュータ901に送信され、ハードディスク914に記憶されてもよい。プログラムは実行の際にRAM913にロードされる。なお、プログラムは、CD-ROM921、またはネットワークから直接、ロードされてもよい。 A program that causes the computer system 900 to perform the functions of the Doppler signal acquisition device according to the above embodiments may be stored in the CD-ROM 921 , inserted into the CD-ROM drive 905 , and transferred to the hard disk 914 . Alternatively, the program may be transmitted to computer 901 via a network (not shown) and stored in hard disk 914 . Programs are loaded into RAM 913 during execution. The program may be loaded directly from the CD-ROM 921 or network.

プログラムは、コンピュータ901に、上記実施の形態によるドプラ信号採取装置の機能を実行させるオペレーティングシステム(OS)、またはサードパーティプログラム等を必ずしも含んでいなくてもよい。プログラムは、制御された態様で適切な機能(モジュール)を呼び出し、所望の結果が得られるようにする命令の部分のみを含んでいてもよい。コンピュータシステム900がどのように動作するのかについては周知であり、詳細な説明は省略する。 The program does not necessarily include an operating system (OS) or a third party program that causes the computer 901 to perform the functions of the Doppler signal acquisition device according to the above embodiments. A program may contain only those portions of instructions that call the appropriate functions (modules) in a controlled manner to produce the desired result. How the computer system 900 operates is well known and will not be described in detail.

本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。 It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and that various modifications are possible and are also included within the scope of the present invention.

以上のように、本発明にかかるドプラ信号採取装置等は、ドプラ信号を採取する装置等として適しており、特に、ドプラ信号等を利用して被検体内の目標の情報を取得する装置等として有用である。 As described above, the Doppler signal acquisition device or the like according to the present invention is suitable as a device or the like for acquiring Doppler signals, and in particular, as a device or the like for acquiring target information in a subject using Doppler signals or the like. Useful.

1 ドプラ信号採取装置
9 目標
10 被検体
16 送波キャリア
100 ケース
101 照射部
102 受波器アレイ
103 受信器アレイ
104 フィルタアレイ
105 A/D変換器
106 格納部
107 受付部
108 心拍取得部
109 取得部
110 出力部
111 テンプレート取得部
1001 超音波
1002 反射波
1011 発振器
1012 電力増幅器
1013 超音波送波器
1021 受波器
1021 各受波器
1031 受信器
1041 ドプラフィルタ
10311 低雑音アンプ
10312 直交検波器
1 Doppler signal acquisition device 9 target 10 subject 16 transmission carrier 100 case 101 irradiation unit 102 receiver array 103 receiver array 104 filter array 105 A/D converter 106 storage unit 107 reception unit 108 heartbeat acquisition unit 109 acquisition unit 110 output unit 111 template acquisition unit 1001 ultrasonic wave 1002 reflected wave 1011 oscillator 1012 power amplifier 1013 ultrasonic wave transmitter 1021 wave receiver 1021 each wave receiver 1031 receiver 1041 Doppler filter 10311 low noise amplifier 10312 quadrature detector

Claims (5)

被検体に照射された超音波に対する反射波のドプラ信号成分に関する分布を示す情報である分布情報を受け付ける受付部と、
前記分布情報を用いて、前記被検体内に位置する目標の方位角と距離とを取得する取得部と、
前記取得部が取得した目標の方位角と距離とに応じた情報の出力を行なう出力部とを備え、
前記取得部は、目標の距離の取得後に、前記受付部が受け付ける分布情報を用いて目標の方位角を取得する処理を繰り返し、
前記出力部は、前記目標の距離の取得後に、前記取得部が取得した方位角に応じた情報の出力を行うドプラ信号採取装置。
a reception unit that receives distribution information, which is information indicating the distribution of the Doppler signal component of the reflected wave of the ultrasonic wave irradiated to the subject;
an acquisition unit that acquires the azimuth angle and distance of a target located within the subject using the distribution information;
an output unit that outputs information according to the target azimuth angle and distance acquired by the acquisition unit;
The acquisition unit, after acquiring the target distance, repeats a process of acquiring the target azimuth angle using the distribution information received by the reception unit,
The Doppler signal acquisition device, wherein the output unit outputs information corresponding to the azimuth angle acquired by the acquisition unit after acquiring the target distance.
前記被検体の心拍を取得する心拍取得部を更に備え、
前記取得部は、前記目標の距離の取得後に、前記受付部が受け付けた分布情報であって、前記心拍取得部が取得した前記被検体の心拍と同期した分布情報を用いて、当該心拍と同期して前記目標の方位角を取得する処理を行う請求項1記載のドプラ信号採取装置。
further comprising a heartbeat acquisition unit that acquires the heartbeat of the subject;
After acquiring the target distance, the acquisition unit uses the distribution information received by the reception unit and synchronized with the heartbeat of the subject acquired by the heartbeat acquisition unit to obtain the target distance in synchronization with the heartbeat. 2. The Doppler signal acquisition device according to claim 1, wherein a process of acquiring the azimuth angle of the target is performed by performing a process of acquiring the azimuth angle of the target.
前記受付部が受け付ける分布情報は、前記反射波から得られた信号を参照用局部発振の信号と合波したのち、その上下どちらかの側波帯を用いて取得された分布情報である請求項1または請求項2記載のドプラ信号採取装置。 The distribution information received by the reception unit is distribution information acquired by using either the upper or lower sideband after multiplexing the signal obtained from the reflected wave with the reference local oscillation signal. 3. The Doppler signal acquisition device according to claim 1 or 2. 受付部と、取得部と、出力部とを用いて行われるドプラ信号採取方法であって、
前記受付部が、被検体に照射された超音波に対する反射波のドプラ信号成分に関する分布を示す情報である分布情報を受け付ける受付ステップと、
前記取得部が、前記分布情報を用いて、前記被検体内に位置する目標の方位角と距離とを取得する取得ステップと、
前記出力部が、前記取得ステップで取得した目標の方位角と距離とに応じた情報の出力を行なう出力ステップとを備え、
前記取得ステップは、目標の距離の取得後に、前記受付ステップで受け付ける分布情報を用いて目標の方位角を取得する処理を繰り返し、
前記出力ステップは、前記目標の距離の取得後に、前記取得ステップで取得した方位角に応じた情報の出力を行うドプラ信号採取方法。
A Doppler signal acquisition method performed using a reception unit, an acquisition unit, and an output unit,
a receiving step in which the receiving unit receives distribution information, which is information indicating a distribution of a Doppler signal component of a reflected wave of an ultrasonic wave irradiated to a subject;
an acquisition step in which the acquisition unit acquires the azimuth angle and distance of a target located within the subject using the distribution information;
an output step in which the output unit outputs information according to the target azimuth angle and distance obtained in the obtaining step;
The obtaining step repeats a process of obtaining the azimuth angle of the target using the distribution information received in the receiving step after obtaining the distance of the target,
The Doppler signal acquisition method in which the output step outputs information corresponding to the azimuth angle acquired in the acquisition step after acquisition of the target distance.
コンピュータを、
被検体に照射された超音波に対する反射波のドプラ信号成分に関する分布を示す情報である分布情報を受け付ける受付部と、
前記分布情報を用いて、前記被検体内に位置する目標の方位角と距離とを取得する取得部と、
前記取得部が取得した目標の方位角と距離とに応じた情報の出力を行なう出力部として機能させ、
前記取得部は、目標の距離の取得後に、前記受付部が受け付ける分布情報を用いて目標の方位角を取得する処理を繰り返し、
前記出力部は、前記目標の距離の取得後に、前記取得部が取得した方位角に応じた情報の出力を行うプログラム。
the computer,
a reception unit that receives distribution information, which is information indicating the distribution of the Doppler signal component of the reflected wave of the ultrasonic wave irradiated to the subject;
an acquisition unit that acquires the azimuth angle and distance of a target located within the subject using the distribution information;
functioning as an output unit for outputting information according to the target azimuth angle and distance acquired by the acquisition unit;
The acquisition unit, after acquiring the target distance, repeats a process of acquiring the target azimuth angle using the distribution information received by the reception unit,
A program in which the output unit outputs information according to the azimuth angle acquired by the acquisition unit after acquiring the target distance.
JP2019009768A 2019-01-23 2019-01-23 Doppler signal acquisition device, Doppler signal acquisition method, and program for automatic tracking of signal source Active JP7188755B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019009768A JP7188755B2 (en) 2019-01-23 2019-01-23 Doppler signal acquisition device, Doppler signal acquisition method, and program for automatic tracking of signal source

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019009768A JP7188755B2 (en) 2019-01-23 2019-01-23 Doppler signal acquisition device, Doppler signal acquisition method, and program for automatic tracking of signal source

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020116129A JP2020116129A (en) 2020-08-06
JP7188755B2 true JP7188755B2 (en) 2022-12-13

Family

ID=71889254

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019009768A Active JP7188755B2 (en) 2019-01-23 2019-01-23 Doppler signal acquisition device, Doppler signal acquisition method, and program for automatic tracking of signal source

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7188755B2 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017104216A (en) 2015-12-08 2017-06-15 メロディ・インターナショナル株式会社 Monitoring device, fetus monitoring device, monitoring method, fetus monitoring method, and program using reception retrodirective processing
JP2017158622A (en) 2016-03-07 2017-09-14 国立大学法人旭川医科大学 Three-dimensional volume doppler imaging device by storage and batch post-processing, three-dimensional volume doppler imaging method, and program

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5313947A (en) * 1985-02-08 1994-05-24 University Patents, Inc. CW and pulsed doppler diagnostic system

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017104216A (en) 2015-12-08 2017-06-15 メロディ・インターナショナル株式会社 Monitoring device, fetus monitoring device, monitoring method, fetus monitoring method, and program using reception retrodirective processing
JP2017158622A (en) 2016-03-07 2017-09-14 国立大学法人旭川医科大学 Three-dimensional volume doppler imaging device by storage and batch post-processing, three-dimensional volume doppler imaging method, and program

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020116129A (en) 2020-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20190307428A1 (en) Methods and apparatus for configuring an ultrasound system with imaging parameter values
JP7252206B2 (en) Ultrasound system with deep learning network for image artifact identification and removal
US12082968B2 (en) Methods and apparatuses for ultrasound imaging of lungs
CN107789008B (en) Self-adaptive ultrasonic beam synthesis method and system based on channel data
KR101462023B1 (en) Method for Detecting Cavitation and Ultrasound Medical Apparatus Therefor
CN109589131B (en) Ultrasonic method and ultrasonic system for automatically setting Doppler imaging mode parameters in real time
JP2011104354A (en) Ultrasound system and method for adaptively performing clutter filtering
KR101610874B1 (en) Module for Processing Ultrasonic Signal Based on Spatial Coherence and Method for Processing Ultrasonic Signal
US20180028153A1 (en) Ultrasound diagnostic apparatus and ultrasound imaging method
US20200129151A1 (en) Methods and apparatuses for ultrasound imaging using different image formats
US20170119253A1 (en) Apparatus and processing method for acquiring object information
JP5467922B2 (en) Ultrasonic diagnostic equipment
JP7188755B2 (en) Doppler signal acquisition device, Doppler signal acquisition method, and program for automatic tracking of signal source
CN110269643A (en) Self-adapting clutter filtering in the ultrasonic imaging based on acoustic radiation power
TWI461688B (en) Method for increasing depth of field and ultrasound imaging system using the same
JP6663029B2 (en) Ultrasonic diagnostic apparatus and control method of ultrasonic diagnostic apparatus
JP6545610B2 (en) MONITORING DEVICE, FETROL MONITORING DEVICE, AND MONITORING METHOD, FETROL MONITORING METHOD, AND PROGRAM USING RECEIVING RETROSPECTIVE PROCESSING
US20200241134A1 (en) Three-Dimensional (3D) and/or Four-Dimensional (4D) Ultrasound Imaging
JP7301676B2 (en) ULTRASOUND DIAGNOSTIC APPARATUS, SIGNAL PROCESSING METHOD, AND SIGNAL PROCESSING PROGRAM
US20210038199A1 (en) Methods and apparatuses for detecting motion during collection of ultrasound data
CN110420036B (en) Multi-type probe compatible data processing method and device and readable storage medium
US11373307B2 (en) Ultrasound diagnostic apparatus and method for controlling ultrasound diagnostic apparatus
JP6731369B2 (en) Ultrasonic diagnostic device and program
JP2020069304A (en) Ultrasonic diagnostic apparatus, control method for ultrasonic diagnostic apparatus, and control program for ultrasonic diagnostic apparatus
JP6761365B2 (en) Ultrasound diagnostic equipment and programs

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20190619

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20190619

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20211217

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20221012

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20221101

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20221124

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7188755

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150