JPH0222658B2 - - Google Patents
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- JPH0222658B2 JPH0222658B2 JP15607585A JP15607585A JPH0222658B2 JP H0222658 B2 JPH0222658 B2 JP H0222658B2 JP 15607585 A JP15607585 A JP 15607585A JP 15607585 A JP15607585 A JP 15607585A JP H0222658 B2 JPH0222658 B2 JP H0222658B2
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Landscapes
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は超音波診断装置、特に生体内運動部の
運動速度分布を正確に表示することのできる改良
された超音波診断装置に関する。
運動速度分布を正確に表示することのできる改良
された超音波診断装置に関する。
［従来の技術］
生体内の運動部、例えば心臓等の臓器あるいは
循環器及び血管内の血流又は体液流などの運動速
度を測定するために、従来より超音波パルスドプ
ラ法が実用化されており、生体内運動部からの反
射エコーの周波数偏移によつて運動速度を電気的
に検出することができる。
循環器及び血管内の血流又は体液流などの運動速
度を測定するために、従来より超音波パルスドプ
ラ法が実用化されており、生体内運動部からの反
射エコーの周波数偏移によつて運動速度を電気的
に検出することができる。
［発明が解決しようとする問題点］
従来技術の問題点
このような従来装置では、フーリエ変換等の複
雑な計算手法によらなければならないため、予め
定めた深度における限られた特定点の運動速度の
みしか求めることができない。すなわち、必要と
される広範囲の血流等の速度分布を求めるために
は、超音波パルスの送受信を異なる目標点（深度
方向）に対して複数回行い、その後これらを合成
しなければならないため、速度分布測定に長時間
を要することとなる。従つて、従来の方法では、
生体内運動部の変動に追従した速度分布の測定が
できず、拍動による血流状態の変化等を実時間で
観測することが不可能であつた。
雑な計算手法によらなければならないため、予め
定めた深度における限られた特定点の運動速度の
みしか求めることができない。すなわち、必要と
される広範囲の血流等の速度分布を求めるために
は、超音波パルスの送受信を異なる目標点（深度
方向）に対して複数回行い、その後これらを合成
しなければならないため、速度分布測定に長時間
を要することとなる。従つて、従来の方法では、
生体内運動部の変動に追従した速度分布の測定が
できず、拍動による血流状態の変化等を実時間で
観測することが不可能であつた。
従来の改良された超音波パルスドプラ装置とし
て、多数のチヤンネルを設け、これによつて所望
範囲の血流速度分布情報を一度に測定する装置も
提案されているが、従来のドプラ装置と同様に、
狭い帯域（通常数ＫHz）で構成されているため、
高速度でドプラ情報を収集することができず、Ｂ
モード走査で血流状態の変化などを観測すること
は困難であり、また多数のチヤンネルを必要と
し、装置の大型化及び高価格化を招く欠点があつ
た。
て、多数のチヤンネルを設け、これによつて所望
範囲の血流速度分布情報を一度に測定する装置も
提案されているが、従来のドプラ装置と同様に、
狭い帯域（通常数ＫHz）で構成されているため、
高速度でドプラ情報を収集することができず、Ｂ
モード走査で血流状態の変化などを観測すること
は困難であり、また多数のチヤンネルを必要と
し、装置の大型化及び高価格化を招く欠点があつ
た。
そこで、本出願人は超音波受信信号を複素変換
し自己相関によつて偏角を演算して運動部の速度
を求める装置を提案しており、既に特開昭58−
188433によつて公開されている。
し自己相関によつて偏角を演算して運動部の速度
を求める装置を提案しており、既に特開昭58−
188433によつて公開されている。
発明の目的
本発明は前記従来の課題に鑑みなされたもので
あり、その目的は、本出願人が提案した前記装置
と近似するが、これとは異なつて簡略化された装
置により従来の多数のチヤンネルを用いることな
く送受信される超音波パルスビームの通過線上に
ある運動速度分布を一度に高速実時間で測定表示
することができる改良された超音波診断装置を提
供することにある。
あり、その目的は、本出願人が提案した前記装置
と近似するが、これとは異なつて簡略化された装
置により従来の多数のチヤンネルを用いることな
く送受信される超音波パルスビームの通過線上に
ある運動速度分布を一度に高速実時間で測定表示
することができる改良された超音波診断装置を提
供することにある。
［問題点を解決するための手段］
前記目的を達成するために、本発明は、超音波
パルスビームを一定の繰返し周波数で生体内に送
信し反射波を受信増幅して表示する超音波診断装
置において、送信繰返し周波数の整数倍の周波数
を有し互いに複素関係にある一組の複素基準信号
と受信高周波信号とを混合して受信高周波信号を
複素信号に変換する複素信号変換器と、前記複素
信号の偏角を演算する偏角演算器と、一定時間遅
延された複素信号の偏角を得るための遅延線と、
一定遅延時間差を有する２個の偏角の偏角差を演
算する偏角差演算器とを含み、前記偏角差演算器
で得られた偏角差から生体内の運動部の運動速度
分布を測定及び表示することを特徴とする。
パルスビームを一定の繰返し周波数で生体内に送
信し反射波を受信増幅して表示する超音波診断装
置において、送信繰返し周波数の整数倍の周波数
を有し互いに複素関係にある一組の複素基準信号
と受信高周波信号とを混合して受信高周波信号を
複素信号に変換する複素信号変換器と、前記複素
信号の偏角を演算する偏角演算器と、一定時間遅
延された複素信号の偏角を得るための遅延線と、
一定遅延時間差を有する２個の偏角の偏角差を演
算する偏角差演算器とを含み、前記偏角差演算器
で得られた偏角差から生体内の運動部の運動速度
分布を測定及び表示することを特徴とする。
以上のような構成によれば、ドプラ周波数偏移
情報を含んだ超音波受信信号が実数部及び虚数部
を有する複素信号に変換され、一定時間間隔をお
いて得られた２個のドプラ受信信号に対する複素
信号の偏角差が求められる。例えばこの２個の複
素信号が第３図に示されるようなZ1，Z2であると
すると、これらはZ1＝x1＋iy1，Z2＝x2＋iy2で表
わされる。そして、複素信号Z1の偏角はθ1であ
り、複素信号Z2の偏角はθ2であるから、その偏角
差Δθはθ1−θ2で求められる。
情報を含んだ超音波受信信号が実数部及び虚数部
を有する複素信号に変換され、一定時間間隔をお
いて得られた２個のドプラ受信信号に対する複素
信号の偏角差が求められる。例えばこの２個の複
素信号が第３図に示されるようなZ1，Z2であると
すると、これらはZ1＝x1＋iy1，Z2＝x2＋iy2で表
わされる。そして、複素信号Z1の偏角はθ1であ
り、複素信号Z2の偏角はθ2であるから、その偏角
差Δθはθ1−θ2で求められる。
そして、この２個の複素信号の偏角差Δθはド
プラ周波数偏移に対応するものであるから、Δθ
の値の大小によつて運動部の速度の大小、また
Δθの正負によつて運動部の方向を導き出すこと
ができる。
プラ周波数偏移に対応するものであるから、Δθ
の値の大小によつて運動部の速度の大小、また
Δθの正負によつて運動部の方向を導き出すこと
ができる。
［実施例］
以下図面に基づいて本発明の好適な実施例を説
明する。
明する。
第１図には、本発明に係る超音波診断装置の第
１実施例が示されており、安定な高周波信号を発
生する水晶発振器（OSC）１０の出力は分周同
期回路１２に供給され、該分周同期回路１２によ
つて所望周波数の各種出力信号が得られる。
１実施例が示されており、安定な高周波信号を発
生する水晶発振器（OSC）１０の出力は分周同
期回路１２に供給され、該分周同期回路１２によ
つて所望周波数の各種出力信号が得られる。
これらの出力信号は、超音波パルスビーム送受
信用の繰返し周波数信号１００、複素変換のため
の複素基準信号１０２，１０４、超音波送受信結
果の表示を行うための掃引同期信号１０６及び装
置各部の同期作用を行うクロツク信号１０８を含
む。前記複素基準信号１０２，１０４は、送信用
繰返し周波数信号の整数倍の周波数を有する送信
バースト波の周波数f0に等しく、かつ互いに位相
がπ／２だけ異なる複素関係をなす信号波形
sin2πf0t，cos2πf0tから成る。
信用の繰返し周波数信号１００、複素変換のため
の複素基準信号１０２，１０４、超音波送受信結
果の表示を行うための掃引同期信号１０６及び装
置各部の同期作用を行うクロツク信号１０８を含
む。前記複素基準信号１０２，１０４は、送信用
繰返し周波数信号の整数倍の周波数を有する送信
バースト波の周波数f0に等しく、かつ互いに位相
がπ／２だけ異なる複素関係をなす信号波形
sin2πf0t，cos2πf0tから成る。
前記送受信用の繰返し周波数信号１００は、送
受波制御器１４を介して電子走査用探触子１６に
供給され、該探触子を励振し、超音波パルスビー
ムを被検体７０内に送信する。被検体７０からの
反射エコーは探触子によつて電気信号に変換さ
れ、送受波制御器１４から高周波増幅器１８へ送
られて所望の増幅作用が施された後、Ｂモードあ
るいはＭモード表示を行うための出力信号として
検波器２０及びＡ／Ｄ変換器２２を介してDSC
２４に供給され、カラーTVモニタ３０で輝度変
調され表示される。
受波制御器１４を介して電子走査用探触子１６に
供給され、該探触子を励振し、超音波パルスビー
ムを被検体７０内に送信する。被検体７０からの
反射エコーは探触子によつて電気信号に変換さ
れ、送受波制御器１４から高周波増幅器１８へ送
られて所望の増幅作用が施された後、Ｂモードあ
るいはＭモード表示を行うための出力信号として
検波器２０及びＡ／Ｄ変換器２２を介してDSC
２４に供給され、カラーTVモニタ３０で輝度変
調され表示される。
前記送受波制御器１４は、前記探触子１６の超
音波パルスビームを電気的な角度偏向等によつて
走査させ、この超音波パルスビームで被検体７０
を同期的に走査し、あるいは所望の偏向角にて走
査を停止するためなどに設けられている。
音波パルスビームを電気的な角度偏向等によつて
走査させ、この超音波パルスビームで被検体７０
を同期的に走査し、あるいは所望の偏向角にて走
査を停止するためなどに設けられている。
本発明において特徴的なことは、運動部から反
射されて連続的に得られた複数の受信信号を複素
変換し、その複素信号の偏角を順次求めて一定遅
延時間後の複素信号の偏角との差を求めることに
より、ドプラ周波数偏移を演算することである。
射されて連続的に得られた複数の受信信号を複素
変換し、その複素信号の偏角を順次求めて一定遅
延時間後の複素信号の偏角との差を求めることに
より、ドプラ周波数偏移を演算することである。
従つて、本発明では前記高周波増幅器１８の他
方の出力は、複素信号変換器３２に供給され複素
信号に変換される。
方の出力は、複素信号変換器３２に供給され複素
信号に変換される。
この複素信号変換器３２は位相検波器を含む一
組のミキサ３４ａ，３４ｂを有し、各ミキサにお
いて前記受信周波数信号がそれぞれ前記複素基準
信号１０２，１０４と演算され、この複素基準信
号は、前述したように互いにπ／２位相の異なる
複素関係にあるため、各ミキサからは高周波信号
に対応した複素信号を出力することができる。
組のミキサ３４ａ，３４ｂを有し、各ミキサにお
いて前記受信周波数信号がそれぞれ前記複素基準
信号１０２，１０４と演算され、この複素基準信
号は、前述したように互いにπ／２位相の異なる
複素関係にあるため、各ミキサからは高周波信号
に対応した複素信号を出力することができる。
各ミキサは混合検波作用によつて入力した受信
高周波信号と複素基準信号sin2πf0t，cos2πf0tと
の両周波数の和と差の周波数の信号を出力し、こ
れら両信号が低域通過フイルタ３６ａ，３６ｂに
供給され、差の周波数成分のみが取り出される。
このミキサ３４ａ，３４ｂの入力信号である受信
高周波信号はドプラ情報を含むパルス波であり、
複素基準信号１０２，１０４は単一周波数の連続
波である。従つて、上記差の周波数にドプラ情報
が含まれることとなり、この差の成分を検出すれ
ば運動部の速度を求めることができる。
高周波信号と複素基準信号sin2πf0t，cos2πf0tと
の両周波数の和と差の周波数の信号を出力し、こ
れら両信号が低域通過フイルタ３６ａ，３６ｂに
供給され、差の周波数成分のみが取り出される。
このミキサ３４ａ，３４ｂの入力信号である受信
高周波信号はドプラ情報を含むパルス波であり、
複素基準信号１０２，１０４は単一周波数の連続
波である。従つて、上記差の周波数にドプラ情報
が含まれることとなり、この差の成分を検出すれ
ば運動部の速度を求めることができる。
前記複素基準信号１０２は、送信用高周波信号
の繰返し周波数frの整数倍の周波数f0を有し、そ
の振幅を１とすれば、 sin2πf0t …(1) なる正弦波電圧信号にて示される。そして、探触
子１６で受信される受信高周波信号は送信周波数
をf0とすれば、 sin（2πf0t＋2πfdｔ） …(2) にて示される。ただし、fdはドプラ偏移周波数で
ある。
の繰返し周波数frの整数倍の周波数f0を有し、そ
の振幅を１とすれば、 sin2πf0t …(1) なる正弦波電圧信号にて示される。そして、探触
子１６で受信される受信高周波信号は送信周波数
をf0とすれば、 sin（2πf0t＋2πfdｔ） …(2) にて示される。ただし、fdはドプラ偏移周波数で
ある。
一方、ミキサ３４ａでは複素基準信号１０２と
受信高周波信号の積がとられるので、(1)式と(2)式
との積の２倍である次式が得られる。
受信高周波信号の積がとられるので、(1)式と(2)式
との積の２倍である次式が得られる。
cos2πfdｔ−cos（4πf0t＋2πfdｔ） …(3)
この出力は低域通過フイルタ３６ａで2f0＋fd
の周波数が除去されるので、その出力信号は、 cos2πfdｔ …(4) となる。
の周波数が除去されるので、その出力信号は、 cos2πfdｔ …(4) となる。
また、他方の複素基準信号１０４は前記複素基
準信号１０２とπ／２位相が異なるので、 cos2πf0t …(5) なる余弦波電圧信号で示される。
準信号１０２とπ／２位相が異なるので、 cos2πf0t …(5) なる余弦波電圧信号で示される。
上記と同様に、ミキサ３４ｂの混合検波作用及
び低域通過フイルタ３６ｂの作用によつて、フイ
ルタ３６ｂの出力信号は、 sin2πfdｔ …(6) なる信号となる。前記(4)式の信号を実数部に、そ
して(6)式の信号を虚数部に対応させると受信高周
波信号は複素信号に変換されたこととなる。これ
ら両信号を複素形式Ｚで表わすと、 Ｚ＝cos2πfdｔ＋ｊ sin2πfdｔ …(7) とおける。
び低域通過フイルタ３６ｂの作用によつて、フイ
ルタ３６ｂの出力信号は、 sin2πfdｔ …(6) なる信号となる。前記(4)式の信号を実数部に、そ
して(6)式の信号を虚数部に対応させると受信高周
波信号は複素信号に変換されたこととなる。これ
ら両信号を複素形式Ｚで表わすと、 Ｚ＝cos2πfdｔ＋ｊ sin2πfdｔ …(7) とおける。
以上のようにして複素変換された複素信号Ｚ
は、Ａ／Ｄ変換器３８ａ，３８ｂによつてデジタ
ル信号に変換され、次段の複素デイレーラインキ
ヤンセラ４０に入力される。前記Ａ／Ｄ変換器へ
はクロツク信号１０８が供給されており、該クロ
ツク信号によるサンプリングが行われる。
は、Ａ／Ｄ変換器３８ａ，３８ｂによつてデジタ
ル信号に変換され、次段の複素デイレーラインキ
ヤンセラ４０に入力される。前記Ａ／Ｄ変換器へ
はクロツク信号１０８が供給されており、該クロ
ツク信号によるサンプリングが行われる。
そして、前述した複素デイレーラインキヤンセ
ラ４０は、生体内の静止部あるいは低速運動部か
らの受信信号を除去して運動部のみの速度信号を
取り出すために用いられる。一般に、生体からの
例えば血流信号には血管壁、心臓壁等のほぼ静止
している生体組織からの反射信号（クラツタ）が
混入し、この信号は血流からの反射信号に比較し
て通常強大なため血流測定に著しい妨害を与え
る。このため、複素デイレーラインキヤンセラ４
０で運動部からの信号のみを検出すれば、画像信
号の品質を向上させることができる。
ラ４０は、生体内の静止部あるいは低速運動部か
らの受信信号を除去して運動部のみの速度信号を
取り出すために用いられる。一般に、生体からの
例えば血流信号には血管壁、心臓壁等のほぼ静止
している生体組織からの反射信号（クラツタ）が
混入し、この信号は血流からの反射信号に比較し
て通常強大なため血流測定に著しい妨害を与え
る。このため、複素デイレーラインキヤンセラ４
０で運動部からの信号のみを検出すれば、画像信
号の品質を向上させることができる。
この複素デイレーラインキヤンセラ４０は、繰
返し信号の１周期Ｔに一致する遅延時間を有する
デイレーライン４２ａ，４２ｂを備え、各デイレ
ーラインは１周期の中に含まれるクロツクパルス
の数に等しい記憶素子からなるメモリ又はシフト
レジスタから形成することができる。そして、こ
れらデイレーライン４２ａ，４２ｂには、それぞ
れ差演算器４４ａ，４４ｂが接続されており、差
演算器４４によつてデイレーライン４２の入力、
すなわち現時刻の信号と１周期前の信号とを同一
深度において逐次比較して信号の１周期間の差を
演算する。
返し信号の１周期Ｔに一致する遅延時間を有する
デイレーライン４２ａ，４２ｂを備え、各デイレ
ーラインは１周期の中に含まれるクロツクパルス
の数に等しい記憶素子からなるメモリ又はシフト
レジスタから形成することができる。そして、こ
れらデイレーライン４２ａ，４２ｂには、それぞ
れ差演算器４４ａ，４４ｂが接続されており、差
演算器４４によつてデイレーライン４２の入力、
すなわち現時刻の信号と１周期前の信号とを同一
深度において逐次比較して信号の１周期間の差を
演算する。
従つて、静止あるいは低速度の生体組織からの
反射信号は現時刻の信号と１周期前の信号との間
に変化がなく、あるいは変化が小さいため、差演
算器４４の出力は零に近くなる。また、速度の速
い、例えば血流信号の出力は大きな値として検出
され、これによつて前述したクラツタを確実に抑
圧することができる。
反射信号は現時刻の信号と１周期前の信号との間
に変化がなく、あるいは変化が小さいため、差演
算器４４の出力は零に近くなる。また、速度の速
い、例えば血流信号の出力は大きな値として検出
され、これによつて前述したクラツタを確実に抑
圧することができる。
前記デイレーラインキヤンセラ４０の作用を以
下に演算式で説明する。なお、実施例において
は、デイレーラインキヤンセラ４０への入力はデ
ジタル信号であるが、説明を簡単にするためにア
ナログ信号にて説明を行う。
下に演算式で説明する。なお、実施例において
は、デイレーラインキヤンセラ４０への入力はデ
ジタル信号であるが、説明を簡単にするためにア
ナログ信号にて説明を行う。
デイレーライン４２ａの入力cos2πfdｔの１周
期遅延された出力は、 cos2πfd（ｔ−Ｔ） で示され、この結果、差演算器４４ａの出力x1
は、 x1＝cos2πfdｔ−cos2πfd（ｔ−Ｔ） ＝−2sin2πfdＴ／２ ・sin2πfd（ｔ−Ｔ／２） …(8) となる。
期遅延された出力は、 cos2πfd（ｔ−Ｔ） で示され、この結果、差演算器４４ａの出力x1
は、 x1＝cos2πfdｔ−cos2πfd（ｔ−Ｔ） ＝−2sin2πfdＴ／２ ・sin2πfd（ｔ−Ｔ／２） …(8) となる。
また、デイレーライン４２ｂの入力sin2πfdｔ
の１周期遅延された出力は、 sin2πfd（ｔ−Ｔ） で示され、この結果差演算器４４ｂの出力y1は、 y1＝sin2πfdｔ−sin2πfd（ｔ−Ｔ） ＝2sin2πfdＴ／２・cos2πfd（ｔ−Ｔ／２）…(9) となる。
の１周期遅延された出力は、 sin2πfd（ｔ−Ｔ） で示され、この結果差演算器４４ｂの出力y1は、 y1＝sin2πfdｔ−sin2πfd（ｔ−Ｔ） ＝2sin2πfdＴ／２・cos2πfd（ｔ−Ｔ／２）…(9) となる。
以上のようにして、各差演算器４４ａ，４４ｂ
の出力には、それぞれx1，y1なる信号が出力され
る。従つて、低速信号が除去された信号x1，y1は
偏角演算処理部４６内に含まれる第１偏角演算器
５０ａによつて、次式に従つて演算処理され、偏
角θ1が求められる。
の出力には、それぞれx1，y1なる信号が出力され
る。従つて、低速信号が除去された信号x1，y1は
偏角演算処理部４６内に含まれる第１偏角演算器
５０ａによつて、次式に従つて演算処理され、偏
角θ1が求められる。
θ1＝tan-1（y1／x1）
＝tan-1（2sin2πfdＴ／２・cos2πfd（ｔ−Ｔ／２）
／−2sin2πfdＴ／２・sin2πfd（ｔ−Ｔ／２） ＝Tan-1（−cos2πfd（ｔ−Ｔ／２）／sin2πfd（ｔ
−Ｔ／２））…(10) また、デイレーライン４８ａ，４８ｂにより１
周期分遅延された信号x2，y2が得られたとする
と、この出力は次式で表わされる。
／−2sin2πfdＴ／２・sin2πfd（ｔ−Ｔ／２） ＝Tan-1（−cos2πfd（ｔ−Ｔ／２）／sin2πfd（ｔ
−Ｔ／２））…(10) また、デイレーライン４８ａ，４８ｂにより１
周期分遅延された信号x2，y2が得られたとする
と、この出力は次式で表わされる。
x2＝−2sin2πfdＴ／２
・sin2πfd｛（ｔ−Ｔ）−Ｔ／２｝
＝−2sin2πfdＴ／２・sin2πfd（ｔ−3T／２）…(
11) y2＝2sin2πfdＴ／２ ・cos2πfd｛（ｔ−Ｔ）−Ｔ／２｝ ＝2sin2πfdＴ／２・cos2πfd（ｔ−3T／２）…(12
) これら出力信号x2，y2は第２偏角演算器５０ｂ
によつて、次式に従つて演算処理され、１周期分
遅延された信号の偏角θ2が求められる。
11) y2＝2sin2πfdＴ／２ ・cos2πfd｛（ｔ−Ｔ）−Ｔ／２｝ ＝2sin2πfdＴ／２・cos2πfd（ｔ−3T／２）…(12
) これら出力信号x2，y2は第２偏角演算器５０ｂ
によつて、次式に従つて演算処理され、１周期分
遅延された信号の偏角θ2が求められる。
θ2＝tan-1（y2／x2）
＝tan-1（−cos2πfd（ｔ−3T／２）／sin2πfd（
ｔ−3T／２））…(13) 次いで、偏角出力θ1，θ2から、偏角差θ1−θ2
（Δθ）が偏角差演算器５２で、下記の演算式によ
つて求められる。
ｔ−3T／２））…(13) 次いで、偏角出力θ1，θ2から、偏角差θ1−θ2
（Δθ）が偏角差演算器５２で、下記の演算式によ
つて求められる。
Δθ＝θ1−θ2
＝Tan-1（y1／x1）−Tan-1（y2／x2）
＝Tan-1（（y1／x1）−（y2／x2）／１＋（y1／x1
）・（y2／x2） 上式に(8)，(9)，(11)，(12)を代入し、式を整理する
と、次式になる。
）・（y2／x2） 上式に(8)，(9)，(11)，(12)を代入し、式を整理する
と、次式になる。
Δθ＝Tan-1（Tan2πfdＴ）
＝（2πT）・fd …(14)
すなわち、送信繰返し周期Ｔは定数であるか
ら、偏角差Δθはドプラ偏移周波数fdに比例し、
従つて血流速度に比例することになる。また、偏
角差Δθはそれぞれ正及び負の値を取るので±π
の間だけ測定可能となり、これによつて運動速度
の方向性を得ることができる。
ら、偏角差Δθはドプラ偏移周波数fdに比例し、
従つて血流速度に比例することになる。また、偏
角差Δθはそれぞれ正及び負の値を取るので±π
の間だけ測定可能となり、これによつて運動速度
の方向性を得ることができる。
このようにしてビームの通過線上の各点におい
て、一定時間間隔をもつ２個の複素信号を連続的
に求めて偏角差演算処理を行えば、極めて高速に
実時間で超音波が送波される広い範囲の運動速度
分布を得ることができる。
て、一定時間間隔をもつ２個の複素信号を連続的
に求めて偏角差演算処理を行えば、極めて高速に
実時間で超音波が送波される広い範囲の運動速度
分布を得ることができる。
また、前記偏角差Δθは信号の変動成分や装置
から発生する雑音成分を含むので、これら雑音成
分を除去するために平均回路６０によつて平均が
求められる（この平均をで表わす）。
から発生する雑音成分を含むので、これら雑音成
分を除去するために平均回路６０によつて平均が
求められる（この平均をで表わす）。
前記平均回路６０は、デイレーライン５６にて
１周期遅延した出力を現時刻の入力信号に加算器
５４にて加算し、再びこの出力をデイレーライン
５６に供給する操作を繰り返す。しかし、単にこ
の操作を繰り返していくと、加算回数の増加に伴
い、出力値が逐次増大し、ついには飽和する。そ
こで、実施例においては、重み付回路５８が設け
られ、出力を減衰させて入力と加算している。す
なわち、減衰量をαとすれば、現時刻の信号より
例えば10周期前の信号はα10だけ減衰して現時刻
の信号と加算されるので、出力に与える影響度が
小さくなり、低速フイルタや移動平均回路と同様
の平均機能を果たすことが可能となる。また、重
み付回路５８の重み付量を変えることにより、平
均化の度合いを変更することが可能となる。
１周期遅延した出力を現時刻の入力信号に加算器
５４にて加算し、再びこの出力をデイレーライン
５６に供給する操作を繰り返す。しかし、単にこ
の操作を繰り返していくと、加算回数の増加に伴
い、出力値が逐次増大し、ついには飽和する。そ
こで、実施例においては、重み付回路５８が設け
られ、出力を減衰させて入力と加算している。す
なわち、減衰量をαとすれば、現時刻の信号より
例えば10周期前の信号はα10だけ減衰して現時刻
の信号と加算されるので、出力に与える影響度が
小さくなり、低速フイルタや移動平均回路と同様
の平均機能を果たすことが可能となる。また、重
み付回路５８の重み付量を変えることにより、平
均化の度合いを変更することが可能となる。
以上のようにして、平均偏角差は、
＝（2πT）・d …(15)
として求められ、この結果、平均ドプラ偏移周波
数dに比例した前記平均偏角差が極めて容易
に求められる。
数dに比例した前記平均偏角差が極めて容易
に求められる。
また、本発明では、モニタ３０のブラウン管と
して、カラーブラウン管を用いて運動方向を異な
る色で識別する。例えば、正の速度を赤、負の速
度を青、そして静止している組織からの反射エコ
ーを白で表示すれば、生体内の組織構造、血流の
方向、速度情報を同時に表示し、極めて高密度の
診断情報を提供することができる。
して、カラーブラウン管を用いて運動方向を異な
る色で識別する。例えば、正の速度を赤、負の速
度を青、そして静止している組織からの反射エコ
ーを白で表示すれば、生体内の組織構造、血流の
方向、速度情報を同時に表示し、極めて高密度の
診断情報を提供することができる。
次に、本発明の第２実施例を第２図に基づいて
説明する。なお、第１実施例と同一部材には同一
符号を付して説明を省略する。
説明する。なお、第１実施例と同一部材には同一
符号を付して説明を省略する。
第２実施例において特徴的なことは、２個の偏
角演算器から得られた２個の偏角値から偏角差
（第１実施例）を求めずに、１個の偏角演算器に
より１周期差のある複素信号の偏角を求めた後に
それらの偏角差を求めることである。すなわち、
第２図に示されるように、偏角演算器５０では複
素デイレーラインキヤンセラ４０から出力された
複素信号の実数部及び虚数部から偏角を演算し、
例えば実数部x1及び虚数部y1から得られる偏角θ1
はデイレーライン４８に供給され１周期遅延され
て偏角差演算器５２に入力される。一方、１周期
遅れの偏角θ2は直接偏角差演算器５２に入力され
るので、偏角差演算器５２により各偏角θ1とθ2の
偏角差Δθが求められる。
角演算器から得られた２個の偏角値から偏角差
（第１実施例）を求めずに、１個の偏角演算器に
より１周期差のある複素信号の偏角を求めた後に
それらの偏角差を求めることである。すなわち、
第２図に示されるように、偏角演算器５０では複
素デイレーラインキヤンセラ４０から出力された
複素信号の実数部及び虚数部から偏角を演算し、
例えば実数部x1及び虚数部y1から得られる偏角θ1
はデイレーライン４８に供給され１周期遅延され
て偏角差演算器５２に入力される。一方、１周期
遅れの偏角θ2は直接偏角差演算器５２に入力され
るので、偏角差演算器５２により各偏角θ1とθ2の
偏角差Δθが求められる。
第２実施例によれば、１個の偏角演算器及びデ
イレーラインで偏角演算処理が行われるので、装
置がより簡略化される。
イレーラインで偏角演算処理が行われるので、装
置がより簡略化される。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明によれば、運動部
から得られた受信信号を複素信号に変換してデイ
レーライン、偏角演算器及び偏角差演算器にて偏
角差を求めるようにしたので、簡略化された構成
にて超音波ビーム軸に沿つた送受信超音波パルス
ビームの通過線上にある生体内の運動部の運動速
度分布、例えば、血流速度分布を連続的に求めら
れ、動きのある部分に対して極めて正確な診断情
報が得られる。このとき、偏角演算処理のための
遅れ時間は送信繰返し周期の数倍の遅れ時間のみ
であるため実質的に実時間でこれらの分布を表示
可能となる。
から得られた受信信号を複素信号に変換してデイ
レーライン、偏角演算器及び偏角差演算器にて偏
角差を求めるようにしたので、簡略化された構成
にて超音波ビーム軸に沿つた送受信超音波パルス
ビームの通過線上にある生体内の運動部の運動速
度分布、例えば、血流速度分布を連続的に求めら
れ、動きのある部分に対して極めて正確な診断情
報が得られる。このとき、偏角演算処理のための
遅れ時間は送信繰返し周期の数倍の遅れ時間のみ
であるため実質的に実時間でこれらの分布を表示
可能となる。
第１図は本発明に係る超音波診断装置の好適な
第１実施例を示すブロツク図、第２図は本発明に
係る第２実施例を示すブロツク図、第３図は複素
信号の偏角差を示す説明図である。 １０……水晶発信器（OSC）、１２……分周同
期回路、１６……電子走査用探触子、３０……カ
ラーTVモニタ、３２……複素信号変換器、３４
ａ，３４ｂ……ミキサ、３６ａ，３６ｂ……低域
フイルタ、４０……複素デイレーラインキヤンセ
ラ、４２ａ，４２ｂ……デイレーライン、４４
ａ，４４ｂ……差演算器、４８，４８ａ，４８ｂ
……デイレーライン、５０……偏角演算器、５０
ａ……第１偏角演算器、５０ｂ……第２偏角演算
器、５２……偏角差演算器、１００……繰返し周
波数信号、１０２，１０４……複素基準信号、１
０６……掃引同期信号、１０８……クロツク信
号。
第１実施例を示すブロツク図、第２図は本発明に
係る第２実施例を示すブロツク図、第３図は複素
信号の偏角差を示す説明図である。 １０……水晶発信器（OSC）、１２……分周同
期回路、１６……電子走査用探触子、３０……カ
ラーTVモニタ、３２……複素信号変換器、３４
ａ，３４ｂ……ミキサ、３６ａ，３６ｂ……低域
フイルタ、４０……複素デイレーラインキヤンセ
ラ、４２ａ，４２ｂ……デイレーライン、４４
ａ，４４ｂ……差演算器、４８，４８ａ，４８ｂ
……デイレーライン、５０……偏角演算器、５０
ａ……第１偏角演算器、５０ｂ……第２偏角演算
器、５２……偏角差演算器、１００……繰返し周
波数信号、１０２，１０４……複素基準信号、１
０６……掃引同期信号、１０８……クロツク信
号。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 超音波パルスビームを一定の繰返し周波数で
生体内に送信し反射波を受信増幅して表示する超
音波診断装置において、送信繰返し周波数の整数
倍の周波数を有し互いに複素関係にある一組の複
素基準信号と受信高周波信号とを混合して受信高
周波信号を複素信号に変換する複素信号変換器
と、前記複素信号の偏角を演算する偏角演算器
と、一定時間遅延された複素信号の偏角を得るた
めの遅延線と、一定遅延時間差を有する２個の偏
角の偏角差を演算する偏角差演算器とを含み、前
記偏角差演算器で得られた偏角差から生体内運動
部の運動速度分布を測定及び表示することを特徴
とする超音波診断装置。 ２ 特許請求の範囲１記載の装置において、前記
偏角演算器は出力複素信号からそのまま偏角を演
算する第１偏角演算器と、遅延線により一定時間
遅延された複素信号から偏角を演算する第２偏角
演算器とを含むことを特徴とする超音波診断装
置。 ３ 特許請求の範囲１記載の装置において、偏角
差を求める二つの複素信号の偏角をそれぞれ順に
１個の偏角演算器で演算し、先に得られた一つの
偏角のみを遅延線に供給して一定時間遅延させて
偏角差を求めることを特徴とする超音波診断装
置。 ４ 特許請求の範囲１，２，３記載の装置におい
て、複素信号から生体内の低速運動部の信号を除
去する複素デイレーラインキヤンセラが設けられ
ていることを特徴とする超音波診断装置。 ５ 特許請求の範囲１，２，３，４記載の装置に
おいて、偏角差を演算する偏角差演算器の出力信
号の変動成分又は装置から発生する雑音成分を除
去するための平均回路が設けられていることを特
徴とする超音波診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15607585A JPS6216746A (ja) | 1985-07-17 | 1985-07-17 | 超音波診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15607585A JPS6216746A (ja) | 1985-07-17 | 1985-07-17 | 超音波診断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6216746A JPS6216746A (ja) | 1987-01-24 |
| JPH0222658B2 true JPH0222658B2 (ja) | 1990-05-21 |
Family
ID=15619757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15607585A Granted JPS6216746A (ja) | 1985-07-17 | 1985-07-17 | 超音波診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6216746A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2640657B2 (ja) * | 1987-09-24 | 1997-08-13 | 株式会社日立メディコ | 超音波ドプラ計 |
| EP2846700A4 (en) * | 2012-05-11 | 2016-01-20 | Volcano Corp | DEVICE AND SYSTEM FOR IMAGING AND MEASURING A BLOOD FLOW SPEED |
-
1985
- 1985-07-17 JP JP15607585A patent/JPS6216746A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6216746A (ja) | 1987-01-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |