JPH01148244A - 血流データ処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、超音波パルスドツプラ法を利用して平均血流
速、分散、パワー等の血流データを算出する場合の血流
データ処理方法に関する。

（ロ）従来技術とその問題点 一般に、心臓内部の血流動態を診断するような場合には
、超音波パルスドツプラー法が適用される。この超音波
パルスドツプラー法は、人体等の被検体内に超音波ビー
ムをパルス放射し、被検体内の各部から反射される超音
波エコーに基づく超音波エコー信号を位相検波してその
位相シフト景を複素信号として抽出し、この摸索信号を
複素フーリエ変換して血流速のスペクトルの解析を行な
ったり、またその自己相関値に基づいて平均血流速、分
散、パワー等の血流データを求めるものである。

この周波数解析の演算処理を行う場合、超音波ビームの
発射回数を増やせば、それだけ演算に必要なデータ点数
が増えるので、演算結果の精度が高くなる。しかし、超
音波の送受波に必要な時間は一定であるから、超音波ビ
ームの発射回数を増やすことは、逆にフレームレートを
極端に低下させることになる。その結果、血流の連続的
な動きを十分に観察できなくなる等の不都合を生じる。

したがって、通常は、フレームレートを確保する必要上
、８〜ｌＯ点サンプリングした超音波エコー信号のデー
タに基づいて平均血流速等を算出している。

このように、フレームレートと超音波ビームの発射回数
を増やすこととは相反する関係にあるため、従来技術で
は、フレームレートを低下させることなく演算処理の精
度を高めることが難しく、そのため、演算処理の過程で
データ点数が一部不足し、血流データの欠落が生じる等
の問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、フレームレートを低下させることなく、見掛は上の
データ点数を増やして血流データの欠落等が生じないよ
うにすることを目的とする。

（ハ）間萄点′を解決するための手段 本発明は、上記の目的を達成するために、被検体に超音
波ビームを繰り返してパルス放射し、被検体に対して予
め設定した所定のサンプリング点からの超音波エコー信
号を位相検波して複素信号を抽出し、これらの複素信号
に基づいて自己相関値、パワー等の血流データを求める
血流データ処理方法において、次の点を特徴とする。

すなわち、本発明では、注目する一つのサンプリング点
について、このサンプリング点を含みこれに隣接する他
のサンプリング点で得られた各自己相関値およびパワー
に所定の重み付けをしてこれらの加重平均を算出し、そ
の加重平均の値を注目するサンプリング点の自己相関値
およびパワーとするものである。

（ニ）作用 従来方法と同様に、超音波パルス発射回数を減らして各
点の自己相関を演算する。このため、１点の計算精度は
下がるが、その注目しているサンプリング点の周囲のデ
ータの自己相関値の加算平均をとるため、見掛は上、デ
ータ点数を増やして演算処理を行なったことになる。

（ホ）実施例 第１図は本発明方法が適用される超音波ドツプラー装置
のブロック図である。同図において、符号ｌは超音波ド
ツプラー装置の全体を示し、２はトランスジューサ、４
は送受波回路、６は断層データ表示用の超音波エコー信
号を増幅、検波する増幅検波回路、８はＡ／Ｄ変換器、
１０はデジタルスキャンコンバータ、１２はカラーモニ
タである。また、１４は超音波ビームをパルス放射して
得られる超音波エコー信号を位相検波して複素信号を抽
出するドツプラー信号検出回路、１６は抽出された複素
信号に含まれる低周波成分を除去するＭＴＩフィルタ、
Ｉ８は複素信号に基づいて自己相関値、パワー、平均血
流速、分散等の血流データを算出する周波数解析演算回
路である。

次に、上記構成の超音波ドツプラー装置を適用した場合
の本発明の血流データ処理方法について説明する。

断層像データ採取時には、トランスジューサから被検体
に対して放射される超音波ビームをセクタ走査して得ら
れる超音波エコー信号を送受波回路４、検波増幅回路８
、Ａ／Ｄ変換器８を順次弁してデジタルスキャンコンバ
ータｌＯに記憶する。

一方、血流データ採取時には、被検体に超音波ビームを
一定の繰り返し周期でパルス放射し、被検体に対して予
め設定した所定のサンプリング点から得られる超音波エ
コー信号を送受波回路４を介してドツプラー信号検出回
路１４に入力する。

そして、このドツプラー信号検出回路１４で超音波エコ
ー信号を位相検波して複素信号を抽出し、続いて、次段
のＭＴＩフィルタ１６で低周波成分を除いた後、周波数
解析演算回路１８に送出する。

そして、周波数解析演算回路１８で８〜１０点の複素信
号のデータに基づいて自己相関値およびパワーを求める
。

すなわち、いま、一つのサンプリング点（たとえば第２
図のＥ点）についての複素信号データをＥで表現した場
合、その点の自己相関値Ｒｃ（ｔ）は、 （ここに、Ｎはデータ点数）で与えられる。また、パワ
ーＲε（０）は、 で与えられる。

そして、これらの自己相関値と７くワーが予め設定した
各サンプリング点について算出すると、引き続いて、各
サンプリング点について、これに隣接するサンプリング
点との間で加重平均をとる。

たとえば、一つのサンプリング点（たとえば第２図のＥ
点）に注目すると、これに隣接する他のサンプリング点
（第２図のＡ点〜Ｄ点）における各自己相関値をそれぞ
れＲＡ（ｔ）、Ｒｅ（ｔ）、Ｒｃ（ｔ）、Ｒｏ（ｔ）と
すれば、これらの加重平均として、 （ｗＡＲ＊（ｔ）＋ｗ８Ｒｅ（ｔ）＋ｔｃＲｃ（ｔ）＋
ＷｏＲｏ（ｔ）＋ｗＥＲｅ（ｔ））／（ｗ＾＋ｗＢ＋ｗ
ｃ＋ｗ、＋ｗ６） （ここに、ＷＡ　５１１１　、Ｗ（、ＷＤ　Ｓｗｉは重
み付は係数）を算出し、この加重平均の値を該当するサ
ンプリング点（この例ではＥ点）についての新たな自己
相関値Ｒ６（ｔ）とする。同様に他のサンプリング点（
Ａ点、Ｂ点、・・・）についても求めた加重平均を新た
な自己相関値とする。

また、Ｅ点におけるパワーについても、隣接する他のサ
ンプリング点（第２図のＡ点〜Ｄ点）における各パワー
をそれぞれＲＡ（０）　、Ｒｓ（０）、Ｒｃ（０）　、
Ｒｅ（０）とすれば、これらの加重平均として、 （ｗｓ　ＲＡ（０）　＋ｗＢ　Ｒｅ（０）　−＋ｌＣＲ
ｅ、（０）　＋ｗｐ　Ｒｐ（０）　＋ｗ２　Ｒｅ（０）
　）　／（ｗｓ　＋ｗｓ　＋Ｗｃ＋ｗＤ＋ｗａ） を算出し、この加重平均の値を該当するサンプリング点
（この例ではＥ点）についての新たなパワーＲε（０）
とする。同様に他のサンプリング点（Ａ点、Ｂ点、・・
・）についても求めた加重平均を新たなパワーとする。

　　、 このように、各サンプリング点について、これに隣接す
る複数点の自己相関値の加重平均をとって求めるべき一
つのサンプリング点の自己相関値およびパワーとするの
で、見掛は上、データ点数が増やして演算処理を行った
ことになる。しかも、超音波ビームの発射回数固定の下
で得られた一定のデータ点数から周波数解析を行うので
、フレームレートは低下しない。

こうして、自己相関値とパワーが求まれば、各サンプリ
ング点についての血流速θと分散σ！を、たとえばＥ点
については、 θ＝ｔ　ａ　ｎ　−’（ＲＩ！（ｔ　））より算出する
。

そして、周波数解析演算回路１８で算出した各サンプリ
ング点のパワー、血流速、分散の各血流データをデジタ
ルスキャンコンバータ１０に送出した後、これらの血流
データと断層像データを共にＴＶ走査に同期して読み出
してカラーモニタ１２に出力する。これにより、カラー
モニタ１２の表示画面には、血流画像と断層像とが重ね
合わせて表示される。

（へ）効果 以上のように本発明によれば、フレームレートを低下さ
せることなく、演算処理に必要な見掛は上のデータ点数
を増やすことができるので、血流データの欠落等が生じ
なくなり、鮮明な血流画像が得られるようになる等の優
れた効果が発揮される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法が適用される超音波ドツプラー装置
のブロック図、第２図は血流データ処理方法の説明図で
ある。 ■・・・超音波ドツプラー装置、１４・・・ドツプラー
信号検出回路、１８・・・周波数解析演算回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）被検体に超音波ビームを繰り返してパルス放射し
   、被検体に対して予め設定した所定のサンプリング点か
   らの超音波エコー信号を位相検波して複素信号を抽出し
   、これらの複素信号に基づいて自己相関値、パワー等の
   血流データを求める血流データ処理方法において、 注目する一つのサンプリング点について、このサンプリ
   ング点を含みこれに隣接する他のサンプリング点で得ら
   れた各自己相関値およびパワーに所定の重み付けをして
   これらの加重平均を算出し、その加重平均の値を注目す
   るサンプリング点の自己相関値およびパワーとすること
   を特徴とする血流データ処理方法。