JPH0246908B2 - - Google Patents
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- JPH0246908B2 JPH0246908B2 JP60200568A JP20056885A JPH0246908B2 JP H0246908 B2 JPH0246908 B2 JP H0246908B2 JP 60200568 A JP60200568 A JP 60200568A JP 20056885 A JP20056885 A JP 20056885A JP H0246908 B2 JPH0246908 B2 JP H0246908B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
- G01S15/50—Systems of measurement, based on relative movement of the target
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
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- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は運動反射体の超音波加速度測定装置、
特に生体内において運動する反射体の加速度を検
出し、測定又は表示する運動反射体の超音波加速
度測定装置に関する。
特に生体内において運動する反射体の加速度を検
出し、測定又は表示する運動反射体の超音波加速
度測定装置に関する。
［従来の技術］
一定の繰返し周波数でパルス波を放射して運動
反射体からの反射波を受信し、運動反射体の速度
を測定するドプラ装置が周知であり、例えば、生
体内の血流等を測定する超音波診断装置に用いら
れている。
反射体からの反射波を受信し、運動反射体の速度
を測定するドプラ装置が周知であり、例えば、生
体内の血流等を測定する超音波診断装置に用いら
れている。
この血流等の運動反射体は、一定速度で運動す
るだけでなく、加速度をも有する場合が多く、特
に血液等の流体の加速度は流体に作用する圧力傾
度と密接な関係があるので、その圧力差を知る上
で有力な情報となり、生体内での血流加速度は主
に心臓の機能等を知る上で重要な情報として用い
られる。
るだけでなく、加速度をも有する場合が多く、特
に血液等の流体の加速度は流体に作用する圧力傾
度と密接な関係があるので、その圧力差を知る上
で有力な情報となり、生体内での血流加速度は主
に心臓の機能等を知る上で重要な情報として用い
られる。
［発明が解決しようとする問題点］
一般に、運動反射体の加速度は速度の微分値と
して求められるが、この速度の測定は必要な精度
を得るため多数回の測定の平均化、すなわち積分
操作に基づいて行われている。従つて、速度から
微分操作によつて加速度を求めるとすれば、前述
した積分操作を相殺してしまい、精度の高い加速
度測定が困難であるという欠点があつた。
して求められるが、この速度の測定は必要な精度
を得るため多数回の測定の平均化、すなわち積分
操作に基づいて行われている。従つて、速度から
微分操作によつて加速度を求めるとすれば、前述
した積分操作を相殺してしまい、精度の高い加速
度測定が困難であるという欠点があつた。
［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、積分により求められた速度を
微分することなく運動反射体の加速度を高精度か
つ実時間にて測定表示でき、また簡略化された構
成から成る運動反射体の超音波加速度測定装置を
提供するものである。
あり、その目的は、積分により求められた速度を
微分することなく運動反射体の加速度を高精度か
つ実時間にて測定表示でき、また簡略化された構
成から成る運動反射体の超音波加速度測定装置を
提供するものである。
［問題点を解決するための手段及び作用］
前記目的を達成するために、本発明は、周期パ
ルス変調波を放射し運動反射体からの受信信号を
複素信号に変換する複素信号変換器と、この複素
信号から運動反射体の速度を演算する速度演算器
と、加速度演算器とを有しており、この加速度演
算器は速度演算器出力に基づいて運動反射体の加
速度を求める。
ルス変調波を放射し運動反射体からの受信信号を
複素信号に変換する複素信号変換器と、この複素
信号から運動反射体の速度を演算する速度演算器
と、加速度演算器とを有しており、この加速度演
算器は速度演算器出力に基づいて運動反射体の加
速度を求める。
この加速度演算器は、前記速度演算器から出力
される速度信号を遅延線により受信パルス１周期
の整数倍だけ遅らせ、差演算器にてこの遅延線の
入力信号となる速度信号と遅延線の出力信号との
差を演算しており、これによつて速度の微分操作
と同じ結果を得るようにしている。
される速度信号を遅延線により受信パルス１周期
の整数倍だけ遅らせ、差演算器にてこの遅延線の
入力信号となる速度信号と遅延線の出力信号との
差を演算しており、これによつて速度の微分操作
と同じ結果を得るようにしている。
すなわち、特定の運動反射体の所定周期ずれの
ある２個の速度信号の差信号はその特定運動反射
体の速度の変化分を示すものであり、これは特定
運動反射体の加速度に相当するものとなる。従つ
て、速度値から微分操作を行うことなく容易に加
速度を求めることができ、運動反射体の速度表示
に加えて加速度の表示を行うことができる。
ある２個の速度信号の差信号はその特定運動反射
体の速度の変化分を示すものであり、これは特定
運動反射体の加速度に相当するものとなる。従つ
て、速度値から微分操作を行うことなく容易に加
速度を求めることができ、運動反射体の速度表示
に加えて加速度の表示を行うことができる。
［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。
説明する。
第１図には、超音波を用いて生体の血流加速度
を検出し、測定又は表示する装置に本発明を適用
した実施例が示され、安定な高周波信号を発生す
る発振器１の出力は分周同期回路２に供給されて
おり、この分周同期回路２から装置に必要な各種
の同期信号、例えば繰返し周波数、クロツクパル
ス、合照波、駆動パルス等の信号が出力される。
を検出し、測定又は表示する装置に本発明を適用
した実施例が示され、安定な高周波信号を発生す
る発振器１の出力は分周同期回路２に供給されて
おり、この分周同期回路２から装置に必要な各種
の同期信号、例えば繰返し周波数、クロツクパル
ス、合照波、駆動パルス等の信号が出力される。
この駆動パルス１００は、駆動回路３から出力
され、一定の繰返し周波数（例えば4kHz）とし
て送受切替器４を介して探触子５に入力されてお
り、ここで超音波に変換されて超音波パルスビー
ムとして生体内に放射される。そして、生体内か
らの反射波は探触子５と運動反射体との距離に対
応した遅延時間にて探触子５に受信され、探触子
５によつて超音波反射波は電気信号に変換され
る。この電気信号は送受切替器４を介して高周波
増幅器６に入力され増幅された後に、運動反射体
の加速度を求めるための出力信号１０１となると
ともに、包絡線検波器７に入力される。この包絡
線検波器７によつて検波された信号はビデオ信号
となり増幅器８によつて増幅された後に、表示器
９に入力され、この表示器９のブラウン管を輝度
変調する。
され、一定の繰返し周波数（例えば4kHz）とし
て送受切替器４を介して探触子５に入力されてお
り、ここで超音波に変換されて超音波パルスビー
ムとして生体内に放射される。そして、生体内か
らの反射波は探触子５と運動反射体との距離に対
応した遅延時間にて探触子５に受信され、探触子
５によつて超音波反射波は電気信号に変換され
る。この電気信号は送受切替器４を介して高周波
増幅器６に入力され増幅された後に、運動反射体
の加速度を求めるための出力信号１０１となると
ともに、包絡線検波器７に入力される。この包絡
線検波器７によつて検波された信号はビデオ信号
となり増幅器８によつて増幅された後に、表示器
９に入力され、この表示器９のブラウン管を輝度
変調する。
また、放射パルスに掃引同期した同期信号１０
２は、分周同期回路２から出力され掃引回路１０
に入力されているので、この掃引回路１０の出力
信号によつてブラウン管の電子ビームが掃引さ
れ、生体の断層像が表示画面上にＢモード、又は
ビームを一定方向に停止して得られるＭモードと
して表示される。一方、掃引回路１０の他方の出
力信号は走査制御器１１に入力され、探触子５か
ら発射される超音波ビームを電子的、あるいは機
械的に制御する。
２は、分周同期回路２から出力され掃引回路１０
に入力されているので、この掃引回路１０の出力
信号によつてブラウン管の電子ビームが掃引さ
れ、生体の断層像が表示画面上にＢモード、又は
ビームを一定方向に停止して得られるＭモードと
して表示される。一方、掃引回路１０の他方の出
力信号は走査制御器１１に入力され、探触子５か
ら発射される超音波ビームを電子的、あるいは機
械的に制御する。
本実施例において特徴的なことは、簡単な構成
から成る加速度演算器にて運動反射体の速度信号
から加速度を求めることであるが、この速度信号
は超音波受信信号（出力信号１０１）を複素信号
に変換し、この複素信号に基づいて速度演算を行
うようにしている。
から成る加速度演算器にて運動反射体の速度信号
から加速度を求めることであるが、この速度信号
は超音波受信信号（出力信号１０１）を複素信号
に変換し、この複素信号に基づいて速度演算を行
うようにしている。
すなわち、まず受信高周波信号は複素信号に変
換するために複素信号変換器２００に入力されて
おり、前述した高周波増幅器６の出力１０１は、
２個のミキサ１２，１３に入力される。この高周
波信号のスペクトルは繰返し周波数の整数倍の周
波数を有する多数の線スペクトルから構成されて
いるが、反射体が運動しているときは周知のごと
くドプラ効果によつて周波数が変化する。この周
波数変化の説明を簡単にするため、スペクトルの
中心部の周波数f0の線スペクトルについて考え、
ドプラ効果により変化を受けた周波数をfdとし振
幅を１（以下同様）とすれば受信高周波信号は次
式にて示される。
換するために複素信号変換器２００に入力されて
おり、前述した高周波増幅器６の出力１０１は、
２個のミキサ１２，１３に入力される。この高周
波信号のスペクトルは繰返し周波数の整数倍の周
波数を有する多数の線スペクトルから構成されて
いるが、反射体が運動しているときは周知のごと
くドプラ効果によつて周波数が変化する。この周
波数変化の説明を簡単にするため、スペクトルの
中心部の周波数f0の線スペクトルについて考え、
ドプラ効果により変化を受けた周波数をfdとし振
幅を１（以下同様）とすれば受信高周波信号は次
式にて示される。
cos2π（f0−fd）ｔ ……(1)
このドプラ周波数fdは、一般に知られるように
反射体の運動方向と放射ビームの方向との成す角
が一定であれば、速度ｖと放射波の周波数f0に比
例するので、次式にて示される。
反射体の運動方向と放射ビームの方向との成す角
が一定であれば、速度ｖと放射波の周波数f0に比
例するので、次式にて示される。
fd＝kf0v ……(2)
ここで、ｖは運動反射体が探触子５から遠ざか
るときは正値をとり、逆に近づくときは負値をと
るものとする。
るときは正値をとり、逆に近づくときは負値をと
るものとする。
この(2)式は加速度が存在しないときのドプラ効
果を表わすものであり、加速度αと速度ｖで運動
しているときには、(2)式は次式にて示される。
果を表わすものであり、加速度αと速度ｖで運動
しているときには、(2)式は次式にて示される。
fd＝kf0（ｖ＋αt／２） ……(3)
前記ミキサ１２，１３の他方の入力側には繰返
し周波数の整数倍周波数f0の連続波が参照波とし
て分周同期回路２から入力されている。この参照
波の位相は、互いに90゜異なつた信号であり、両
参照波は、 cos2πf0t ……(4) sin2πf0t ……(5) となり、ミキサ１２では(1)式と(4)式の積がとられ
ることとなり、その出力は cos2πfdｔ＋cos2π（2f0−fd）ｔ ……(6) となる。このミキサ１２の出力信号は低域フイル
タ１４ａに入力され2f0の周波数成分が取り除か
れるので、この低域フイルタ１４ａの出力信号１
０３は、 cos2πfdｔ ……(7) となる。
し周波数の整数倍周波数f0の連続波が参照波とし
て分周同期回路２から入力されている。この参照
波の位相は、互いに90゜異なつた信号であり、両
参照波は、 cos2πf0t ……(4) sin2πf0t ……(5) となり、ミキサ１２では(1)式と(4)式の積がとられ
ることとなり、その出力は cos2πfdｔ＋cos2π（2f0−fd）ｔ ……(6) となる。このミキサ１２の出力信号は低域フイル
タ１４ａに入力され2f0の周波数成分が取り除か
れるので、この低域フイルタ１４ａの出力信号１
０３は、 cos2πfdｔ ……(7) となる。
また、ミキサ１３においても同様であり、フイ
ルタ１４ｂの出力信号１０４は、 sin2πfdｔ ……(8) となる。これら(7)、(8)式をまとめると次の複素式
で示される。
ルタ１４ｂの出力信号１０４は、 sin2πfdｔ ……(8) となる。これら(7)、(8)式をまとめると次の複素式
で示される。
cos2πfdｔ＋ｉ sin2πfdｔ
＝x1＋iy1＝z1 ……(9)
ここで、ｉは複素信号であり、x1、y1は
x1＝cos2πfdｔ ……(10)
y1＝sin2πfdｔ ……(11)
である。
このようにして複素信号変換器２００にて求め
られた複素信号z1は、Ａ／Ｄ変換器１５ａ，１５
ｂに入力され、演算精度を高めるためデジタル信
号に変換される。そして、複素信号z1は速度を求
めるため速度演算器２０１に入力されている。
られた複素信号z1は、Ａ／Ｄ変換器１５ａ，１５
ｂに入力され、演算精度を高めるためデジタル信
号に変換される。そして、複素信号z1は速度を求
めるため速度演算器２０１に入力されている。
実施例の速度演算器２０１は、複素遅延線１６
と共役積を演算する複素演算器と偏角演算器から
構成され、前記複素演算器は乗算器１７，１８，
１９，２０、加算器２１及び減算器２２から成つ
ている。
と共役積を演算する複素演算器と偏角演算器から
構成され、前記複素演算器は乗算器１７，１８，
１９，２０、加算器２１及び減算器２２から成つ
ている。
まず、複素信号z1の実数部x1と虚数部y1はそれ
ぞれ複素遅延線１６ａ，１６ｂに入力され、送信
パルスの繰返し周期Ｔだけ信号が遅延される。こ
の複素遅延線１６ａ，１６ｂは、デジタル遅延線
としてシフトレジスタ、あるいは書き込みから１
周期遅れて読み出すメモリ等が使用される。
ぞれ複素遅延線１６ａ，１６ｂに入力され、送信
パルスの繰返し周期Ｔだけ信号が遅延される。こ
の複素遅延線１６ａ，１６ｂは、デジタル遅延線
としてシフトレジスタ、あるいは書き込みから１
周期遅れて読み出すメモリ等が使用される。
前記複素信号z1は、(3)、(9)、(10)、(11)式を用いて
書き替えると、 z1＝cos2πkf0（vt＋αt2／２） ＋ｉ sin2πkf0（vt＋αt2／２） ……(12) であり、更に z1＝cosφ1＋ｉ sinφ1＝x1＋iy1 ……（13） である。ここで複素信号の偏角φ1は、 φ1＝2πkf0（vt＋αt2／２） ……（14） となる。
書き替えると、 z1＝cos2πkf0（vt＋αt2／２） ＋ｉ sin2πkf0（vt＋αt2／２） ……(12) であり、更に z1＝cosφ1＋ｉ sinφ1＝x1＋iy1 ……（13） である。ここで複素信号の偏角φ1は、 φ1＝2πkf0（vt＋αt2／２） ……（14） となる。
複素遅延線１６ａ，１６ｂの出力をそれぞれ
x2、y2としこれをまとめて複素信号z2とすると、
複素信号z1から周期Ｔだけ遅れた信号として次式
にて示される。
x2、y2としこれをまとめて複素信号z2とすると、
複素信号z1から周期Ｔだけ遅れた信号として次式
にて示される。
z2＝x2＋iy2＝cosφ2＋ｉ sinφ2 ……（15）
φ2＝2πkf0（ｖ（ｔ−Ｔ）＋α（ｔ−Ｔ）2／２｝
……（16） そして、前記複素信号z1と共役積信号z2との共
役積を求める。すなわち、複素信号z2の実数部
x2、虚数部y2は、乗算器１７，１８，１９，２０
に入力されており、前記Ａ／Ｄ変換器１５ａ，１
５ｂから出力され、これら乗算器に入力されてい
る複素信号z1の実数部x1、虚数部y1と掛け合わせ
られ、乗算器１７，１８，１９，２０はそれぞれ
x1x2，y1y2，x1y2，x2y1を計算する。そして、こ
れらの乗算器の出力は加算器２１、減算器２２に
入力されており、加算器２１からはx1x2＋y1y2が
出力され、減算器２２からはx2y1−x1y2が出力さ
れる。
……（16） そして、前記複素信号z1と共役積信号z2との共
役積を求める。すなわち、複素信号z2の実数部
x2、虚数部y2は、乗算器１７，１８，１９，２０
に入力されており、前記Ａ／Ｄ変換器１５ａ，１
５ｂから出力され、これら乗算器に入力されてい
る複素信号z1の実数部x1、虚数部y1と掛け合わせ
られ、乗算器１７，１８，１９，２０はそれぞれ
x1x2，y1y2，x1y2，x2y1を計算する。そして、こ
れらの乗算器の出力は加算器２１、減算器２２に
入力されており、加算器２１からはx1x2＋y1y2が
出力され、減算器２２からはx2y1−x1y2が出力さ
れる。
次に、この加算器２１及び減算器２２の出力に
基づいて、複素信号z1と複素信号z2の共役複素信
号z2 *との共役積z1z2 *の偏角が偏角演算器３３に
より求められ、この偏角から速度が求められる。
前記共役積は次式の複素信号z3にて示される。
基づいて、複素信号z1と複素信号z2の共役複素信
号z2 *との共役積z1z2 *の偏角が偏角演算器３３に
より求められ、この偏角から速度が求められる。
前記共役積は次式の複素信号z3にて示される。
z3＝z1z2 *＝（x1＋iy1）（x2−iy2）
＝x1x2＋y1y2＋ｉ（y1x2−x1y2）
＝x3＋iy3 ……（17）
ここで、（13）、（15）式を用いてこの（17）式
を書き替えると、複素信号z3は z3＝cosφ1cosφ2＋sinφ1sinφ2 ＋ｉ（sinφ1cosφ2−cosφ1sinφ2） ……（18） となり、更に z3＝cos（φ1−φ2）＋ｉ sin（φ1−φ2）……（19） となる。これを z3＝cosφ3＋ｉ sinφ3＝x3＋iy3 ……（20） とおけば、（14）、（16）式から共役積の偏角φ3
は、 φ3＝φ1−φ2＝2πkf0｛vT＋αTt−αT2／２｝
……（21） となる。
を書き替えると、複素信号z3は z3＝cosφ1cosφ2＋sinφ1sinφ2 ＋ｉ（sinφ1cosφ2−cosφ1sinφ2） ……（18） となり、更に z3＝cos（φ1−φ2）＋ｉ sin（φ1−φ2）……（19） となる。これを z3＝cosφ3＋ｉ sinφ3＝x3＋iy3 ……（20） とおけば、（14）、（16）式から共役積の偏角φ3
は、 φ3＝φ1−φ2＝2πkf0｛vT＋αTt−αT2／２｝
……（21） となる。
共役積の偏角φ3は偏角演算器３３により次式
で示される演算式に基づいて演算される。
で示される演算式に基づいて演算される。
φ3＝tan-1y3／x3 ……（22）
この偏角φ3はα＝０のとき速度に比例するの
で運動反射体の速度信号であり、この速度信号に
基づいて加速度が演算されるが、実施例では精度
の高い速度信号を求めるために、前記加算器２１
及び減算器２２の出力に対して平均回路であるビ
デオ積分器２０２を接続している。このビデオ積
分器２０２は加算器３０ａ，３０ｂと遅延線３１
ａ，３１ｂと重み付け演算器３２ａ，３２ｂから
構成されている。従つて、加算器３０ａ，３０ｂ
では遅延線３１ａ，３１ｂによつて、１周期遅延
した出力と現時刻入力信号とが加算され、再びこ
の出力を遅延線３１ａ，３１ｂに供給する操作を
繰り返すことにより、信号は平均化される。
で運動反射体の速度信号であり、この速度信号に
基づいて加速度が演算されるが、実施例では精度
の高い速度信号を求めるために、前記加算器２１
及び減算器２２の出力に対して平均回路であるビ
デオ積分器２０２を接続している。このビデオ積
分器２０２は加算器３０ａ，３０ｂと遅延線３１
ａ，３１ｂと重み付け演算器３２ａ，３２ｂから
構成されている。従つて、加算器３０ａ，３０ｂ
では遅延線３１ａ，３１ｂによつて、１周期遅延
した出力と現時刻入力信号とが加算され、再びこ
の出力を遅延線３１ａ，３１ｂに供給する操作を
繰り返すことにより、信号は平均化される。
この加算は、例えばデジタル回路で構成する場
合には、その加算出力の上位ビツトを出力するこ
とにより平均値を求めることができる。しかし、
単にこの操作を繰り返し行うと、加算回数の増加
に伴つて出力が増大し、ついには飽和する。そこ
で、実施例においては、重み付け回路３２ａ，３
２ｂ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、重み付け減衰量をβとすれ
ば、現時刻の信号より例えば10周期前の信号はβ
の10乗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、低域フイル
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、重み付け量を変更すること
により平均化の度合いを変えることも可能であ
る。
合には、その加算出力の上位ビツトを出力するこ
とにより平均値を求めることができる。しかし、
単にこの操作を繰り返し行うと、加算回数の増加
に伴つて出力が増大し、ついには飽和する。そこ
で、実施例においては、重み付け回路３２ａ，３
２ｂ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、重み付け減衰量をβとすれ
ば、現時刻の信号より例えば10周期前の信号はβ
の10乗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、低域フイル
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、重み付け量を変更すること
により平均化の度合いを変えることも可能であ
る。
このようにして求められた共役積の偏角φ3は、
前記（21）式に示される速度信号であり、この偏
角φ3から加速度を求めることができる。すなわ
ち、偏角減算器３３の出力は加速度演算器２０４
に入力されており、この加速度演算器２０４は速
度信号を１周期の整数倍時間だけ遅らせる遅延線
４０及び差演算器４１から成る。そして、差演算
器４１では遅延線４０の入力信号と所定周期前の
速度信号である遅延線４０の出力信号との差を演
算しており、この差演算器出力は速度成分の変化
分を取り出すこととなるので、これによつて加速
度を求めることができる。
前記（21）式に示される速度信号であり、この偏
角φ3から加速度を求めることができる。すなわ
ち、偏角減算器３３の出力は加速度演算器２０４
に入力されており、この加速度演算器２０４は速
度信号を１周期の整数倍時間だけ遅らせる遅延線
４０及び差演算器４１から成る。そして、差演算
器４１では遅延線４０の入力信号と所定周期前の
速度信号である遅延線４０の出力信号との差を演
算しており、この差演算器出力は速度成分の変化
分を取り出すこととなるので、これによつて加速
度を求めることができる。
この加速度演算器２０４の作用を式で示すと、
遅延線４０の遅延時間をパルス繰返し周期Ｔに等
しいとすれば、遅延線４０の出力は次式にて表わ
される。
遅延線４０の遅延時間をパルス繰返し周期Ｔに等
しいとすれば、遅延線４０の出力は次式にて表わ
される。
φ4＝2πkf0｛VT＋αT（ｔ−Ｔ）−αT2／２｝
……（23） また、差演算器４１では偏角φ3−φ4＝φ5の演
算が行われており、前記（22）、（23）式より差演
算器４１の出力は次式で表わされる。
……（23） また、差演算器４１では偏角φ3−φ4＝φ5の演
算が行われており、前記（22）、（23）式より差演
算器４１の出力は次式で表わされる。
φ5＝2πkf0αT2 ……（24）
従つて、（24）式において、繰返し周期Ｔは一
定であるので、偏角φ5を演算することにより加
速度αを求めることができる。
定であるので、偏角φ5を演算することにより加
速度αを求めることができる。
また、αは次式になるので、差演算器４１を
ROMで構成しαを直接求めることも可能であ
る。
ROMで構成しαを直接求めることも可能であ
る。
α＝φ5／2πkf0T2 ……（25）
すなわち、差演算器４１において、偏角φ5の
値に対応する加速度αを予めROMに書込んだテ
ーブルを作成しておくことにより、偏角φ5の値
から直ちに加速度αを読み出すことができ、また
偏角φ5は0゜から＋180゜及び0゜から−180゜の間で測
定されるので、加速度αの正値、負値を識別可能
である。
値に対応する加速度αを予めROMに書込んだテ
ーブルを作成しておくことにより、偏角φ5の値
から直ちに加速度αを読み出すことができ、また
偏角φ5は0゜から＋180゜及び0゜から−180゜の間で測
定されるので、加速度αの正値、負値を識別可能
である。
このようにして得られた偏角信号は、実施例に
おいては、Ｄ／Ａ変換器３４によつてアナログ信
号に変換され、CRT表示器９の画面を加速度に
比例した輝度量にて変調して表示することができ
る。
おいては、Ｄ／Ａ変換器３４によつてアナログ信
号に変換され、CRT表示器９の画面を加速度に
比例した輝度量にて変調して表示することができ
る。
従つて、放射ビーム軸に沿つた加速度分布をＭ
モード像あるいはＢモード像として表示すること
ができる。また、実施例では、加速度演算器２０
４の出力側に切換器４２が設けられており、加速
度信号と速度信号とのいずれかを選択して表示す
ることができる。なお、CRT９には増幅器８か
らの通常の画像信号が入力されており、この画像
信号と加速度信号との両者を選択的あるいは同時
に表示することも可能であり、血流の運動と周辺
の組織、構造との対比ができるので診断上極めて
有用な情報を提供することができる。この場合、
加速度信号をカラーブラウン管を使用して色彩表
示することにより、更にこの対比を容易にするこ
ともできる。
モード像あるいはＢモード像として表示すること
ができる。また、実施例では、加速度演算器２０
４の出力側に切換器４２が設けられており、加速
度信号と速度信号とのいずれかを選択して表示す
ることができる。なお、CRT９には増幅器８か
らの通常の画像信号が入力されており、この画像
信号と加速度信号との両者を選択的あるいは同時
に表示することも可能であり、血流の運動と周辺
の組織、構造との対比ができるので診断上極めて
有用な情報を提供することができる。この場合、
加速度信号をカラーブラウン管を使用して色彩表
示することにより、更にこの対比を容易にするこ
ともできる。
更に、本実施例においては、生体内の静止部あ
るいは定速運動部からの受信信号を除去するた
め、クラツタ除去フイルタ２０３を第１図の端子
ac間及びbd間に挿入している。すなわち、一般
に生体からの例えば血流信号には血管壁、心臓壁
のほぼ静止している生体内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。従つて、クラツタ除去フイルタ２０
３にてこれらクラツタを有効に除去すれば、画線
信号の品質を著しく向上させることができる。こ
のクラツタ除去フイルタ２０３は、第２図に示さ
れるように、繰返し信号の１周期Ｔに一致する遅
延時間を有する遅延線５１，５２と差演算器５
３，５４から構成され、現時刻信号と１周期前の
信号との差が逐次とられ、静止している反射波の
信号は除去されることとなる。また、心臓壁の反
射信号のように、低速度のものは出力が小さくな
るので、血流信号に与える影響を小さくすること
が可能となる。
るいは定速運動部からの受信信号を除去するた
め、クラツタ除去フイルタ２０３を第１図の端子
ac間及びbd間に挿入している。すなわち、一般
に生体からの例えば血流信号には血管壁、心臓壁
のほぼ静止している生体内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。従つて、クラツタ除去フイルタ２０
３にてこれらクラツタを有効に除去すれば、画線
信号の品質を著しく向上させることができる。こ
のクラツタ除去フイルタ２０３は、第２図に示さ
れるように、繰返し信号の１周期Ｔに一致する遅
延時間を有する遅延線５１，５２と差演算器５
３，５４から構成され、現時刻信号と１周期前の
信号との差が逐次とられ、静止している反射波の
信号は除去されることとなる。また、心臓壁の反
射信号のように、低速度のものは出力が小さくな
るので、血流信号に与える影響を小さくすること
が可能となる。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明によれば、ドプラ
受信信号から運動反射体の速度信号である偏角を
求め、このうち２個の偏角の偏角差から加速度を
求めているので、速度信号を直接微分することな
く容易に加速度が求められ、また加速度演算器は
遅延線等の簡単な構成となつているので、簡略化
された加速度測定装置を得ることが可能となる。
受信信号から運動反射体の速度信号である偏角を
求め、このうち２個の偏角の偏角差から加速度を
求めているので、速度信号を直接微分することな
く容易に加速度が求められ、また加速度演算器は
遅延線等の簡単な構成となつているので、簡略化
された加速度測定装置を得ることが可能となる。
更に、加速度の演算のための遅れ時間は送信繰
返し周期の整数倍のみであるため、実質的に実時
間で加速度分布を測定表示することができ、放射
ビーム軸に沿つた送受信パルスの通過線上にある
運動反射体の加速度を速度分布と共に連続的に求
めることができるので、運動反射体に対する極め
て正確な情報が得られる。
返し周期の整数倍のみであるため、実質的に実時
間で加速度分布を測定表示することができ、放射
ビーム軸に沿つた送受信パルスの通過線上にある
運動反射体の加速度を速度分布と共に連続的に求
めることができるので、運動反射体に対する極め
て正確な情報が得られる。
第１図は本発明に係る運動反射体の超音波加速
度測定装置の好適な実施例を示すブロツク図、第
２図はクラツタ除去フイルタフを示すブロツク図
である。 １……発振器、２……分周同期回路、５……探
触子、６……高周波増幅器、８……増幅器、９…
…表示器、１２，１３……ミキサ、１４ａ，１４
ｂ……低域フイルタ、１５ａ，１５ｂ……Ａ／Ｄ
変換器、１６ａ，１６ｂ，３１ａ，３２ｂ……複
素遅延線、１７，１８，１９，２０……乗算器、
２１，３０ａ，３０ｂ……加算器、２２……減算
器、３３……偏角演算器、４０……遅延線、４１
……差演算器、４２……切換器、２００……複素
信号変換器、２０１……速度演算器、２０２……
平均回路としてのビデオ積分器、２０３……クラ
ツタ除去フイルタ、２０４……加速度演算器。
度測定装置の好適な実施例を示すブロツク図、第
２図はクラツタ除去フイルタフを示すブロツク図
である。 １……発振器、２……分周同期回路、５……探
触子、６……高周波増幅器、８……増幅器、９…
…表示器、１２，１３……ミキサ、１４ａ，１４
ｂ……低域フイルタ、１５ａ，１５ｂ……Ａ／Ｄ
変換器、１６ａ，１６ｂ，３１ａ，３２ｂ……複
素遅延線、１７，１８，１９，２０……乗算器、
２１，３０ａ，３０ｂ……加算器、２２……減算
器、３３……偏角演算器、４０……遅延線、４１
……差演算器、４２……切換器、２００……複素
信号変換器、２０１……速度演算器、２０２……
平均回路としてのビデオ積分器、２０３……クラ
ツタ除去フイルタ、２０４……加速度演算器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 所定の繰返し周期のパルス変調波を放射して
得た運動反射体からの受信信号を複素信号に変換
する複素信号変換器と、 この複素変換器から出力される複素信号が入力
され、これをパルス繰返し周期の整数倍遅延させ
る複素遅延線と、 この複素遅延線の入力信号と出力信号の共役積
を演算する複素演算器と、 この共役積の偏角を演算する偏角演算器と、 この偏角演算器から出力される偏角信号をパル
ス繰返し周期の整数倍だけ遅らせる遅延線と、 この遅延線の入力信号と出力信号との差を演算
する差演算器と、 を有し、 この差演算器から出力される偏角の差から運動
反射体の加速度を測定することを特徴とする運動
反射体の超音波加速度測定装置。 ２ 特許請求の範囲１記載の装置において、速度
演算器は複素信号を平均化する平均回路を含むこ
とを特徴とする運動反射体の超音波加速度測定装
置。 ３ 特許請求の範囲１又は２記載の装置におい
て、複素信号変換器から出力された複素信号を入
力し、不要なクラツタ信号を除去するクラツタ除
去フイルタを含むことを特徴とする運動反射体の
超音波加速度測定装置。 ４ 特許請求の範囲１、２、３記載のいずれかの
装置において、運動反射体の反射は強度あるいは
加速度の大小でブラウン管の輝度を変調すると共
に、加速度の大小によつて色彩表示する表示器を
含むことを特徴とする運動反射体の超音波加速度
測定装置。 ５ 特許請求の範囲１、２、３、４記載のいずれ
かの装置において、測定された速度信号と加速度
信号とを切換え表示することを特徴とする運動反
射体の超音波加速度測定装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60200568A JPS6262268A (ja) | 1985-09-12 | 1985-09-12 | 運動反射体の超音波加速度測定装置 |
| CA000517768A CA1267968A (en) | 1985-09-12 | 1986-09-09 | Ultrasonic device for measuring acceleration of moving reflective member |
| US06/905,746 US4771789A (en) | 1985-09-12 | 1986-09-09 | Ultrasonic device for measuring acceleration of moving reflective member |
| EP86112508A EP0214654B1 (en) | 1985-09-12 | 1986-09-10 | Ultrasonic device for measuring acceleration of moving reflective member |
| DE8686112508T DE3687384T2 (de) | 1985-09-12 | 1986-09-10 | Ultraschallgeraet zur messung der beschleunigung eines bewegten reflektierenden teils. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60200568A JPS6262268A (ja) | 1985-09-12 | 1985-09-12 | 運動反射体の超音波加速度測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6262268A JPS6262268A (ja) | 1987-03-18 |
| JPH0246908B2 true JPH0246908B2 (ja) | 1990-10-17 |
Family
ID=16426486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60200568A Granted JPS6262268A (ja) | 1985-09-12 | 1985-09-12 | 運動反射体の超音波加速度測定装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4771789A (ja) |
| EP (1) | EP0214654B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6262268A (ja) |
| CA (1) | CA1267968A (ja) |
| DE (1) | DE3687384T2 (ja) |
Families Citing this family (12)
| 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 |
| US4800891A (en) * | 1987-11-13 | 1989-01-31 | Siemens Medical Laboratories, Inc. | Doppler velocity processing method and apparatus |
| JP2768959B2 (ja) * | 1988-12-16 | 1998-06-25 | 株式会社日立メディコ | 超音波診断装置 |
| US5318595A (en) * | 1989-09-25 | 1994-06-07 | Ferek Petric Bozidar | Pacing method and system for blood flow velocity measurement and regulation of heart stimulating signals based on blood flow velocity |
| DE69122015T2 (de) * | 1990-09-11 | 1997-04-17 | Breyer Branco | Herzelektrotherapiesystem |
| JP3462584B2 (ja) * | 1994-02-14 | 2003-11-05 | フクダ電子株式会社 | 超音波診断装置 |
| JPH09288996A (ja) * | 1996-04-23 | 1997-11-04 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 非水電解質電池 |
| JPH09288998A (ja) * | 1996-04-23 | 1997-11-04 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 非水電解質電池 |
| US20050283074A1 (en) * | 2004-06-22 | 2005-12-22 | Siemens Medical Solutions Usa, Inc. | Ultrasound feedback for tissue ablation procedures |
| ES2314697T3 (es) * | 2004-09-07 | 2009-03-16 | Ralen Research Centrum, S.R.O. | Unidad electronica, en particular para detectar organismo vivos. |
| US20100121193A1 (en) * | 2007-04-24 | 2010-05-13 | Panasonic Corporation | Ultrasonsographic device |
| CN102608353B (zh) * | 2012-02-22 | 2014-02-26 | 华南理工大学 | 一种基于超声调制多频声波的加速度测量方法与装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4866460A (ja) * | 1972-12-09 | 1973-09-12 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58188433A (ja) * | 1982-04-28 | 1983-11-02 | アロカ株式会社 | 超音波診断装置 |
| JPS5920820A (ja) * | 1982-07-28 | 1984-02-02 | Aloka Co Ltd | 超音波血流画像形成装置 |
| EP0140726B1 (fr) * | 1983-08-24 | 1991-05-15 | Cgr Ultrasonic | Procédé de mesure des paramètres d'écoulement d'un fluide et dispositif mettant en oeuvre ce procédé |
| JPS60119929A (ja) * | 1983-12-05 | 1985-06-27 | アロカ株式会社 | 超音波診断装置 |
| US4671294A (en) * | 1985-08-14 | 1987-06-09 | Hewlett-Packard Company | Pulsed doppler flow mapping apparatus |
-
1985
- 1985-09-12 JP JP60200568A patent/JPS6262268A/ja active Granted
-
1986
- 1986-09-09 US US06/905,746 patent/US4771789A/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-09-09 CA CA000517768A patent/CA1267968A/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-09-10 DE DE8686112508T patent/DE3687384T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1986-09-10 EP EP86112508A patent/EP0214654B1/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4866460A (ja) * | 1972-12-09 | 1973-09-12 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0214654A3 (en) | 1988-01-13 |
| US4771789A (en) | 1988-09-20 |
| CA1267968A (en) | 1990-04-17 |
| EP0214654A2 (en) | 1987-03-18 |
| JPS6262268A (ja) | 1987-03-18 |
| DE3687384D1 (de) | 1993-02-11 |
| EP0214654B1 (en) | 1992-12-30 |
| DE3687384T2 (de) | 1993-05-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |