JPH0268045A - パルスドップラ信号のフーリエプロセッシング方法および装置 - Google Patents

パルスドップラ信号のフーリエプロセッシング方法および装置

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JPH0268045A
JPH0268045A JP1190695A JP19069589A JPH0268045A JP H0268045 A JPH0268045 A JP H0268045A JP 1190695 A JP1190695 A JP 1190695A JP 19069589 A JP19069589 A JP 19069589A JP H0268045 A JPH0268045 A JP H0268045A
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は超音波エネルギーの周期的パルス列を対象物体
の領域を通して単一方向に送信するステップと、該領域
から逆散乱される該パルスのエコーを表わすエコー信号
を受信するステップと、エコーの最高周波数の２倍より
大きいサンプリング周波数を用いて、該受信信号の振幅
をサンプリングするステップとを含む対象物体の領域内
の流体の速度成分を測定する方法に関するものである。
また、本発明はＲＦ周波数超音波エネルギーのパルスを
周期的に該領域を通して単一方向に送信する手段と、該
領域から逆散乱される該パルスの有限数のエコーを検出
し、該エコーを表わす信号を生成する手段と、該セット
内の各パルスのエコーから有限の信号サンプル群を抽出
する手段とを含む対象物体の領域の移動流体の速度を測
定する装置にも関するものである。
〔従来の技術〕
パルス　ドツプラ超音波システムは、通常人間や動物の
体内の血流速度を測定し、作図するために使用されてい
る。この場合は、超音波エネルギーのパルスを血管また
は冠状動脈（ｃｏｒｏｎａｒｙｃｈａｍｂｅｒ）と交差
する通路に沿って身体の中に指向させる。パルスからの
超音波エネルギーは血管またはチェンバー内の血液から
逆散乱されて、変換器（トランスジューサ）に戻り、そ
こで電気信号に変換される。この場合、血液が超音波の
伝搬方向に沿う速度成分を有するときは散乱エコーの周
波数は入射超音波エネルギーの周波数に関して偏移され
る。かくして、エコー内に誘起されたドツプラ　シフト
はこれを分析して血流速度の数値評価を与え、もしくは
体内の位置の関数としての血流速度のマツプを生成する
ことができる。
ドツプラ血流測定システムは、しばしば、体内の位置の
関数としての音響インピーダンスを作図する一般の超音
波映像システムに対する付帯的または補助的機能として
、包含されているが、ドツプラ血流測定に対する超音波
信号の要求は、高解像度超音波映像に対し必要とするそ
れと大幅に相異しているため、種々の難点を有する。す
なわち、超音波血流測定のための一般のドツプラ　スペ
クトラム分析には狭帯域の信号を必要とするが、狭い帯
域幅は、超音波映像システムでは得ることが可能な距離
分解能を本来的に制限する。超音波映像システムにおい
ては距離分解能を最大にするため超音波エネルギーの短
いパルス（したがって本来的に広帯域パルス）が使用さ
れるが、ドツプラ測定用には良好に限定されたスペクト
ラム　シフトおよび高い信号対雑音比を得るため狭いバ
ンド幅をもった長いパルスが使用される。
一般のドツプラ　スペクトラム分析の場合の１つの問題
は移動する血液セルから散乱するドツプラ　シフト　モ
デルをベースにした信号の翻訳から生ずる。このモデル
によれば、ドツプラ周波数シフトは、血液セルにより散
乱される前の入射超音波の周波数に比例する。超音波パ
ルスの短いパルスは入射周波数の広いスペクトラムを含
み、散乱血液セルの速度の拡がりに関係なく散乱信号の
広いスペクトラムを招来し、さらに、このようなシステ
ムに必要な広帯域フィルタは、本来的に、狭帯域フィル
タの場合に可能なＳ／Ｎ比より低い信号対雑音比をもた
らす。
また、従来の技術によるドツプラ　スペクトラムは、パ
ルス繰返し周波数に等しい周期で周期的に起こるので、
エイリアシング（ａ　１　ｉａｓ　ｉｎｇ　）作用を受
ける。したがって、従来の技術によるドツプラ　スペク
トラムからは、モジューロ　（Ｃ／２）（ｆ＝／ｆｏ）
（ここで、ｆ２　はパルス繰返数である）で速度を決定
しうるのみである。例えば、ＲＦ超音波中心周波数ｆ。
が５　Ｘ１０’Ｈｚで、ラインレートが５Ｘ１０３ライ
ン／秒の場合、従来技術による１次元ドツプラ　スペク
トラムは、音速を１５００ｍ／秒としたとき、０．７５
ｍ／秒より小さい速度を明確に決定しうるのみである。
レオナルト・ニー・フェラリー（Ｌｅｏｎａｒｄ　　Ａ
。
Ｆｅｒｒａｒｉ）編集に係るパターン認識および音響映
像に関する国際シンポジウム（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎ
ａｌＳｙｍｐｏｓｉｕｍ　ｏｎ　Ｐａｔｔｅｒｎ　Ｒｅ
ｃｏｇｎｉｔｉｏｎ　ａｎｄ　ＡｃｏｕｓｔｉｃａｌＩ
ｍａｇｉｎｇ　）　、　Ｐｒｏｃ、　５ＰＩＥ　７６８
．７０〜７８ページ（１９８７年）に掲載されているピ
ー・エム・エムブレ（Ｐ、　Ｍ、　Ｅｍｂｒｅｅ）およ
びダブリュー・ティー・マー　Ｅ’　（Ｗ、　Ｔ９Ｍａ
ｙｏ　）の論文“超音波ＭモードＲＦデイスプレィ技術
の流動体可視システムへの応用（Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ
　Ｍ−Ｍｏｄｅ　ＲＦＤｉｓｐｌａｙ　Ｔｅｃｈｎｉｑ
ｕｅ　ｗｉｔｈＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｔｏ　Ｆｌｏ
ｗ　Ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ）　”には擬似カラー
を用いてデジタル的にサンプリングされた超音波Ａライ
ンを表示する技術につき論じられている。この場合には
、逆散乱された各ＡラインのＲＦサンプルを垂直方向に
表示し、連続するＡラインを水平方向に並んで表示する
ことにより２次元の擬似カラー像を形成させるようにし
ている。
２次元像におけるフリンジ　パターンは一般のドツプラ
　プロセシングおよび流体運動の表示のための相関処理
概念に関係づけることができる。このようにして、デイ
スプレィされたフリンジ　パターンの方形セク°ジョン
はサンプルの２次元マトリックスを表わす。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の目的はこのマトリックスを処理して、高品質の
流体速度測定値を得るための方法および装置を提供しよ
うとするものである。
〔課題を解決するための手段〕
この目的を達成するた約、前述形式の本発明方法におい
ては、サンプリング周期を測定する第１のファートタイ
ム（短時間）変数およびパルス繰返し周期を測定する第
２のスロータイム（長時間）変数に関して該サンプルの
２次元の離散形フーリエ変換をとり、一定のドツプラ　
シフトが放射ラインとして作図された２次元フーリエ周
波数スペース内にサンプル　セットを作図するステップ
と、該放射ラインに沿う変換サンプル　セットを分析し
て、その結果からドツプラ　シフト情報を抽出するステ
ップとを含むことを特徴とする。
また、前述形式の本発明装置においては、該サンプルの
ＲＦ周波数を測定する第１のファーストタイム（短時間
）変数および該パルス列の周期を測定する第２のスロー
タイム（長時間）変数に関して該信号サンプルの２次元
フーリエ変換を計算し、それにより、一定のドツプラ　
シフトが放射ラインとして作図された２次元フーリエ周
波数スペース内にサンプルを作図するための手段と、該
フーリエ周波数スペース内の放射ラインに沿う変換信号
サンプルを分析して該領域における流体の動きにより生
ずるドツプラ　シフトを決定するための手段とを具えた
ことを特徴とする。
超音波Ａライン上のエコーの振幅は個々の時間にナイキ
スト　（Ｎｙｑｕｉｓｔ　）周波数より高いレートでサ
ンプリングするようにする。この場合、身体の領域を通
して同一方向において取られた連続するＡラインからの
選定レンジにおけるＲＦ（無線周波）サンプル　ベクト
ルは、そのＡラインに沿うデータ　サンプルのレンジを
規定する第１のファーストタイム（短時間）変数および
収集されたＡライン　グループ内のＡラインの位置を規
定すく第２のスロータイム（長時間）変数により描かれ
た要素位置を有する２次元マトリックスを形成する。デ
ータ　マトリックスは、ファーストタイム変数およびス
ロータイム変数に関してとられた２次元離散形フーリエ
変換を用いて処理したうえ、定速のドツプラ　シフトが
放射ラインとして描かれている離散形２次元フーリエ周
波数スペース内にデータ　セットを作図する。スロータ
イム（長時間）軸は２次元フーリエ周波数スペース内の
スロー周波数（ドツプラ周波数）軸に対応し、ファース
トタイム（短時間）軸はフーリエ周波数スペース内のフ
ァースト仄波数（無線周波数）に対応する。移動するタ
ーゲットから散乱される広帯域パルスのエコーは２次元
フーリエ　スペース内に通常楕円形状として作図される
。また、楕円の長軸とフーリエ　スペースの座標軸間の
角は散乱媒体の速度の高品質の測度を与える。
本発明の一実施例の場合、２次元フーリエ周波数スペー
ス内のスペクトラムの角度分布（したがって、対象物体
の領域内の速度成分）の評価は変換されたデータ　アレ
イの放射投影を計算することにより行っている。
離散形フーリエ変換は本来周期的なものである。
その結果、高速の散乱体により生ずるスペクトラル成分
はフーリエ周波数スペース内のユニットセルを“包みこ
む（ｗｒａｐ　ａｒｏｕｎｄ　　；ランプ　アラウンド
する）頭向がある。これが任意のサンプリングされた信
号のフーリエ変換に関連する既知の“エイリアシング（
ａｌｉａｓｉｎｇ）　”問題である。
対象物の速度を評価するための放射投影技術は、投影う
・インがユニ７ト　セルにランプアラウンドされる（包
みこまれる〉場合、スペクトラムがラップアラウンドす
るような高速度において使用することができる。広帯域
ドツプラ信号の２次元フーリエ　スペクトラムは高度に
離心した楕円形を呈する。これらの楕円の放射投影は楕
円の長軸に平衡な投影方向に対して鋭くとがっており、
他の角度で楕円と交差する投影方向に対しては幅広いピ
ークを有する。したがって、放射投影は、擬似スペクト
ラムが真のスペクトラムと同一であるような一般のドツ
プラ　プロセシングのエイリアシング作用に対し免疫性
を与える。
また、本発明の他の実施例においては、実際の無線周波
Ａライン　エコー信号からでなく、Ａライン信号の複合
エンベロープから２次元フーリエ変換を計算するように
している。複合エンベロープからの計算は、フーリエ　
スペース内のエコー信号スペクトラムの楕円輪郭を偏移
させる。放射投影技術は、入射超音波のＲＦ中心周波数
に対応スルフーリエ　スペースのファーストＩｎ数（Ｒ
Ｆ周波数）軸上の点のまわりに投影をとることにより複
合エンベロープ　スペクトラムとともに使用される。
複合エンベロープ　データに関する一般のドツプラ　プ
ロセシングにおいては、各Ａラインをレンジ　ゲートに
わたって平均化し、データ　アレ・イを各Ａラインごと
に１つの複合サンプルを有する単一の行に圧縮（ｃｏｌ
ｌａｐｓｅ）　した後、この行に１次元離散形フーリエ
変換を行い、ドツプラ　スペクトラムを形成している。
ドツプラ　スペクトラムのピークはＬａｗ　＝　（２ｖ
／　ｃ）　ｆｏにより決められる周波数で起こる。ここ
で、ｆｏは入射超音波の周波数、Ｃは媒体内の音速、ま
たＶは散乱体の速度である。レンジ　ゲートにわたって
の平均化は２次元の離散形フーリエ変換のゼロ周波数成
分のみを計算することと等価であり、従来の技術による
ドツプラ　スペクトラムは、水平軸（ドツプラ周波数軸
）に沿ってとられた２次元の離散形フーリエ変換により
得られる１つの薄片（スライス）に過ぎない。したがっ
て、本発明に係る２次元スペクトラムは一般の１次元ド
ツプラ　スペクトラム以上の情報を含む。
無作為データの離散形フーリエ変換は本来的に雑音が多
く、また一般のドツプラ　スペクトラムも多くのサンプ
ルをそのレンジ　ゲートにおいて平均化しない場合は雑
音的（ノイジイ）であり、これは距離分解能の損失をも
たらす。
２次元のフーリエ　スペースにおける放射投影は、２次
元の離散形フーリエ変換におけるすべての情報をベース
にしており、本来的に１次元ドツプラ　スペクトラムよ
り低雑音である。したがって、放射投影法は、レンジ　
ゲートあたり、より少ないサンプルを用い、もしくは従
来技術によるドツプラ　プロセシングに要するものより
少ないＡラインを用いて合理的な速度評価を与えること
ができる。このように、信号処理のため放射投影アルゴ
リズムを使用するシステムは従来技術によるドツプラ　
プロセシングを使用するシステムより高い距離分解能も
しくは時間分解能をもつことができる。
〔実施例〕
第１図は本発明を具現化した超音波血流速度測定システ
ムのブロック図である。図において、送信機１００はＴ
Ｒスイッチ１２０を介して超音波変換器１１０を励振し
、狭いビーム１４０に沿って身体１３０内に超音波エネ
ルギーの広帯域パルスを送出させる。ビーム内の超音波
エネルギーは身体内の組織、例えば、動脈１５０を流れ
る血液から逆散乱されて変換器１１０に戻り、前記トラ
ンスジμｍす１１０により検出されるエコーを生ずる。
この場合、身体の組織から散乱された（ビーム１４０の
軸の方向に動く）超音波エコー信号の周波数は、ドツプ
ラの式（Ｏｏｐｐｌｅｒ効果）により、変換器により生
成される超音波エネルギーの周波数に対し偏移される。
変換器１１０により生ずるエコー信号はＴＲスイッチ１
２０を介して受信機１６０に結合され、そこで増幅され
るようにする。前記受信機１６０の出力は、エコー信号
のサンプルを抽出し、デジタル化するため、無線周波デ
ジタイザ１７０に接続し、前記デジタイザの出力をレン
ジおよびライン　ゲート１８００人力に接続する。
送信された各ＲＦ　（無線周波）パルスは、ビーム１４
０の軸に沿うレンジを信号到来時間の中にマツプする（
図形で示す）エコーＡライン信号を生成する。制御回路
１９０はレンジＲおよびビーム１４０により限定される
身体の領域内で生ずる信号サンプルを選択するようレン
ジ　ゲート１８０を作動させる。デジタイザ１７０は、
ＡラインのＲＦ倍信号信号内の最高周波数成分の少なく
とも２倍のレートで周期的にサンプリングする。各Ａラ
インに沿うレンジＲ内にある連続するサンプルはマトリ
ックス　アレイの列べ°クトルとしてメモリ２００内に
記憶させる。連続するＡラインはマトリックス内の連続
する列に記憶されるので、マトリックスの各行は連続す
るラインに沿う対応するレンジにおいて取得されたサン
プルを表わす。かくして、メモリ２００のマトリックス
内に記憶された個々の要素は、識別された上、“スロー
タイム”インデックスＳＴ　（特定のＡラインしたがっ
てマトリックスの列を識別する。）とともに、゛ファー
スト　タイム°′インデックスＦＴ　（各Ａラインに沿
うサンプルＳＬ　　・・・、　Ｓ８、したがってマトリ
ックスの行を識別する）によりアドレスされる。第２図
は、その各々はレンジ　ゲー）Ｒ内の８つの信号サンプ
ルを含む８本のＡライン１．・・・、８からの信号によ
り作成されたデータのマトリックスを示す。
３ｃｍの焦点距離で５ｍｍのビームを用い、ＲＦ中心周
波数５ＭＨｚ　、　ＰＲＦ　５ｋＨｚでの人間の頚動脈
の４５゜走査から得られる超音波エコー　データの満足
な処理は、６４本のＡラインの各々から３２のサンプル
を選択するよう設定したレンジ　レートから得られた。
前述のエンブレ（Ｅｍｂｒｅｅ　）および？−ヨ（Ｍａ
ｙｏ）による公知の刊行物によれば、メモリ２００のマ
トリックス内に記憶されたデータ値は、第３ａ図ないし
第３ｃ図に示すように、身体の関連領域内の動きを特徴
づけるフリンジ　パターンを表わすことが示されている
。第３図においては、正のエコー信号は白い領域として
表示し、負のエコー信号は黒い領域として表示しである
。また、この場合、エコー信号は、超音波変換器１００
の帯域通過特性により、交番する明色および暗色ストラ
イプ（条片）の連続の形状を呈する。固定形トランスジ
ューサを一定の流れを有する単一の血管に指向させた場
合は、血管の中心において流れは最大であり、壁部にお
けるゼロまでｉ＠減する。第３ａ図は、血管壁からの標
準的信号を示し、水平条片はビームの軸に沿う速度成分
のない標準的構造を示す。また、第３ｂ図は変換器から
離れて移動する標準的構造の信号を示し、第３Ｃ図は変
換器に向かって動く構造からの信号を示す。
メモリ２００　に記憶されたアレイは２次元の離数形フ
ーリエ変換プロセッサ２１０において処理し、その結果
を第２メモリ２２０に記憶させる。２次離散形フーリエ
変換プロセッサ２１０は、システムの速度およびデータ
の制約条件によって、汎用のデジタル　コンピュータま
たはマイクロプロセッサ内のソフトウェア　ルーチンと
して達成することもでき、あるいは専用の高速フーリエ
変換プロセッサ　チップにより実施することもできる。
離散形フーリエ変換プロセッサ２１０の出力は、データ
セット内の個々のＡライン　ベクトルを識別する第１　
（スロー　タイム）変数（ｖａｒｉｂｌｅ　）および各
Ａラインに沿う個別のサンプル位置を表わす第２　（フ
ァースト　タイム）変数に関するＡライン　サンプル　
データの変換を表わすデータ要素のアレイである。メモ
リ２２０内のアレイは受信エコー信号のＲＦ周波数スペ
クトラムに対応するファースト周波数変数（ｆａｓｔ−
ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｖａｒｉｂｌｅ）ｆ２およびドツ
プラ周波数成分に対応するスロー周波数変数（ｓｌｏｗ
−ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｖａｒｉａｂｌｅ　）　ｆ、に
関する２次元の周波数スペクトラム表示として翻訳する
ことができる。
２次元の離散形フーリエ変換データはレンジゲートに対
応する領域における散乱媒体の速度に関する情報を与え
る。レンジ内の媒体が速度■で送信機に向かって動く場
合は、２次元の離散形フーリエ変換の大きさの輪郭プロ
ットは第４図に示すような一般形状を有する。標準的パ
ラメータ値に対しては、楕円輪郭の長軸は垂直軸と角θ
。をなす２次元周波数率面の原点を通過する。本発明の
一実施例の場合は、信号スペクトラムの最初の瞬時（ｆ
ｉｒｓｔ　ｍｏｍｅｎｔ）の全信号スペクトラム　パワ
に対する比から長軸の傾きを決定し、それから平均速度
を計算するようにしている。同様に、スペクトラムの第
２の瞬時を用いて、速度の変化を計算することができる
。
本発明の他の実施例においては、２次元のフーリエ周波
数スペースにおける放射投影により、ドツプラ信号の速
度スペクトラムを決定している。
この場合、角度、したがって速度は２次元のフーリエ変
換Ａ　（ｆ、、　ｆ２）の大きさ（または大きさの２乗
）の放射投影を計算することにより算定される。ここで
、ｒ、はドツプラ周波数パラメータ、またｆ２はＲＦ周
波数パラメータである。放射方向θに沿ってのフーリエ
変換の大きさの放射投影は放射投影はθ＝θ０、すなわ
ち移動媒体の速度に関連する角に等しいとき、最大値を
有する。第５ａ図は放射投影幾何を示し、第５ｂ図は標
準的な放射投影のプロットを示す。
また、本発明の他の、実施例の場合は、実際の無線周波
エコー信号からでなく、Ａラインの複合エンベロープ（
ｃｏｍｐｌｅｘ　ｅｎｖｅｌｏｐｅ）から２次元フーリ
エ変換を計算するようにしている。この場合、複合エン
ベロープ信号は、既知のデジタル　フィルタリング技術
を用いてＲＦサンプルから得ることができ、また受信機
１６０内に設けたアナログ複合エンベロープ復調器を用
いることにより複合エンベロープ信号をサンプリングす
ることもできる。
複合エンベロープのフーリエ変換は第４図の偏移バージ
ョンで、この場合、楕円輪郭の長軸は−ｆ。においてフ
ァースト周波数軸に交差する（第６図参照）。ここで、
ｆｃは送信される超音波パルスの中心周波数である。か
くして、複合エンベロープのデジタル　サンプルを使用
するときは、放射投影は２次元フーリエ周波数平面内の
点（０゜−［ｅ）に中心を有し、Ａ　（Ｌ、　ｆ２）を
複合エンベロープのフーリエ変換とした場合は、所望の
放射投影は次式、すなわち、 Ｓ　（θ）　＝　ｆ　　　ＩＡ（ｒｓｉｎ（θ）、　ｒ
ｃｏｓ（θ）ｆｏ）ｌｄｒにより与えられる。
２次元離散形フーリエ変換は離散的サンプル値を与える
のみであるが、実際上、積分は投影ラインに沿うサンプ
ル値の和により概算される。放射投影ラインは通常、離
散形フーリエ変換サンプルポイントを直接通過しないた
め、補間を必要とする。第７図は２次元フーリエ変換平
面を表わし、ドツトはサンプル　ポイントの場所を示す
。放射投影は星印で示す場所における補間サンプル値を
加算することにより概算される。これらの補間値は既知
の補間アルゴリズムを使用して計算することができる。
このように、隣接する水平サンプルポイント間の簡単な
線形補間は満足な結果を与えるほか計算上の効率性を与
える。
離散形フーリエ変換は本来周期的であるので、２次元ス
ペクトラムは第８図に示すように、高速ではユニット　
セルのまわりを包みこむ。スペクトラムがまわりを包み
こむような高速における良好な放射投影を与え続けるた
めには、第８図に示すように、軸のまわりで投影ライン
をラップすることが必要である。
第１表はＡライン　サンプル　アレイの２次元離散形フ
ーリエ変換の自乗量からの放射投影の計算を示すＭＡＴ
ＬＡＢプログラムである。
前述のように、一般の複合エンベロープ　ｆ　−夕のド
ツプラ　プロセシングにおいては、データアレイを各Ａ
ラインに対して１つの複合サンプルを有する単一の行に
圧縮するようなレンジ　ゲートにわたって各Ａラインを
平均化している。レンジ　ゲートにわたっての平均化は
離散形フーリエ変換のゼロ周波数成分のみを計算するこ
とと等価であるため、ドツプラ　スペクトラムは、第９
ａ図および第９ｂ図に示すように、スロー周波数軸（ド
ツプラ周波数軸）に沿っての２次元離散形フＩＪ工変換
により得られる１つの薄片に過ぎない。
したがって、一般のドツプラ　プロセシングは２次元ス
ペクトラム内に含まれる情報の多くを浪費する。
また、本発明による放射投影技術は一時的な周波数の混
合と考えることもできる。それは、数学的には、異なる
中心周波数でとられたい（っがの独立した一般のドツプ
ラ　スペクトラムを規準化（スケール）し、平均化する
システムに等しい。
第１Ｏ図は本発明方法を用いた場合の人体の頚動脈内の
血流の速度スペクトラムＶ　（実線）と、８つの複素数
サンプルを含むレンジ　ゲー）（１，２工の長さのレン
ジ　ゲートを表わす）を有する３２のＡラインよりなる
データ　アレイを用いた従来の技術によるそれ（破線）
との対比を示す。また、第１１図は放射投影を用いて得
られるレンジＲの関数としての速度分布Ｖの一例を示す
。図において、プロントの中央下部の垂直隆起部は、速
度がゼロの動脈の外側領域に対応し、これにより動脈内
の血流速度のプロフィールを明白に見ることができる。
第１２図は従来の技術によるドツプラ法により処理した
同じものの表示である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明超音波流速測定システムのブロック図、 第２図はアレイ内のデータ　サンプルの配置を示す図、 第３ａ図ないし第３Ｃ図はアレイ内に記憶されたデータ
　サンプル値への散乱媒体内の動きの効果を示す図、 第４図は２次元フーリエ周波数スペースにおける標準的
ドツプラ信号のスペクトラムを示す図、第５ａ図および
第５ｂ図は２次元フーリエ周波数スペースにおける放射
投影の幾何を示す図、第６図は２次元フーリエ周波数ス
ペースにおけるドツプラ信号の複合エンベロープのスペ
クトラムの放射投影を示す図、 第７図は２次元フーリエ周波数スペースにおける指示ラ
インに沿う放射投影の計算用として使用する２次元能敗
形フーリエ変換データ値の置換を示す図、 第８図は高速度でのスペクトラム“ラップアラウンドを
示す２次元フーリエ周波数スペースの輪郭プロットを示
す図、 第９ａ図および第９ｂ図は２次元フーリエ　°スペース
における一般の１次元ドツプラ　スペクトラムの抜粋を
示す図、 第１Ｏ図は一般の１次元ドツプラ技術と２次元放射投影
技術により抽出されるドツプラ速度測定の比較を示す図
、 第１１図および第１２図は放射投影技術と一般のドツプ
ラ技術により得られる頚動脈内の血流速度測定の連なり
（レンジ）を示す図である。 １００・・・送信機 １１０・・・超音波変換器 １２０　・・・ＴＲスイッチ １３０・・・身体 １４０・・・ビーム １５０・・・動脈 １６０・・・受信機 １７０・・・ＲＦデジタイザ １８０・・・レンジ　ライン　ゲート １９０・・・制御回路 ２００、　２２０・・・メモリ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、超音波エネルギーの周期的パルス列を対象物体の領
    域を通して単一方向に送信するステップと、 該領域から逆散乱される該パルスのエコー を表わすエコー信号を受信するステップと、エコーの最
    高周波数の２倍より大きいサン プリング周波数を用いて、該受信信号の振幅をサンプリ
    ングするステップと を含む対象物体の領域内の流体の速度成分を測定する方
    法において、 サンプリング周期を測定する第１のファー ストタイム変数およびパルス繰返し周期を 測定する第２のスロータイム変数に関して該サンプルの
    ２次元の離散形フーリエ変換をとり、一定のドップラシ
    フトが放射ラインと して作図された２次元フーリエ周波数スペース内にサン
    プルセットを作図するステップ と、 該放射ラインに沿う変換サンプルセット を分析して、その結果からドップラシフト 情報を抽出するステップと を含むことを特徴とするパルスドップラ信 号のフーリエプロセッシング方法。 ２、移動流体からのエコー信号を２次元フーリエ周波数
    スペース内に楕円として作図し、該楕円の長軸と該フー
    リエ周波数スペースの座標軸間の角度を測定することに
    より、該超音波エネルギーの伝搬方向に沿っての該領域
    内の速度成分を決めるようにしたことを特徴とする請求
    項１記載の方法。 ３、変換サンプルセットを分析する該ステップは、該フ
    ーリエ周波数スペース内の該作図信号の放射投影を計算
    するステップと、 該放射投影の波形の分析により該流体が該 エコーに生じさせるドップラシフトを計算 するステップと を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。 ４、２次元フーリエ変換をとる該ステップは、検出信号
    の複合エンベロープのサンプルの２次元フーリエ変換を
    とるステップを含むことを特徴とする請求項１ないし３
    のいずれか１項に記載の方法。 ５、ＲＦ周波数超音波エネルギーのパルスを周期的に該
    領域を通して単一方向に送信する手段と、該領域から逆
    散乱される該パルスの有限数のエコーを検出し、該エコ
    ーを表わす信号を生成する手段と、 該セット内の各パルスのエコーから有限の 信号サンプル群を抽出する手段と を含む対象物体の領域内の移動流体の速度を測定する装
    置において、 該サンプルのＲＦ周波数を測定する第１の ファストタイム変数および該パルス列の周期を測定する
    第２のスロータイム変数に関して該信号サンプルの２次
    元フーリエ変換を計算し、それにより、一定のドップラ
    シフトが 放射ラインとして作図された２次元フーリエ周波数スペ
    ース内にサンプルを作図するための手段と、 該フーリエ周波数スペース内の放射ライン に沿う変換信号サンプルを分析して、該領域における流
    体の動きにより生ずるドップラ シフトを決定するための手段と を具えたことを特徴とするパルスドップラ 信号のフーリエプロセッシング装置。 ６、変換信号を分析する該手段は該フーリエ周波数スペ
    ース内の該変換信号の放射投影を計算する手段を具えた
    ことを特徴とする請求項５記載の装置。 ７、さらに、エコーを表わす信号の複合エンベロープを
    検出する手段を具えたこと、サンプル手段はエコーの複
    雑な波形をサンプリングすることにより機能するように
    したことを特徴とする請求項５または６に記載の装置。 ８、さらに、フーリエ周波数スペース内でユニットセル
    をラップアラウンドする放射ライ ンに沿った放射投影を計算することにより擬似信号（ａ
    ｌｉａｓｓｉｇｎａｌ）を抑圧するための手段を具えた
    ことを特徴とする請求項６記載の装置。
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