JPH04193269A

JPH04193269A - 超音波ドプラ血流計

Info

Publication number: JPH04193269A
Application number: JP2328612A
Authority: JP
Inventors: Morio Nishigaki; 西垣　森雄; Yoshinao Sorinaka; 由直反中
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-11-27
Filing date: 1990-11-27
Publication date: 1992-07-13
Anticipated expiration: 2010-07-12
Also published as: JPH0763467B2

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、超音波の送受信による生体内の断層画像の表
示とパルスドプラによる生体内の血流速度の測定を同時
に行うことができるようにした超音波ドプラ血流計に関
する。

従来の技術最近、超音波パルスドプラ計測法とパルス反射法を併用
することにより、ドプラのツナグラムと断層像を同時に
リアルタイムで表示するようにした超音波ドプラ血流計
が生体循環器等の診断に盛んに利用されるようになって
きた。この超音波ドプラ血流計としては、例えば、特開
昭５５−５４９４１号公報に記載された構成が知られて
いる。以下、図面を参照しながら上記従来の超音波ドプ
ラ血流計について説明する。

第４図は超音波ドプラ血流計の基本原理を示す概略ブロ
ック図である。第４図において、２４は超音波振動子か
ら被検体へ超音波パルスを送信し、被検体からの反射超
音波を受信して電気信号に変換する超音波探触子、２５
は超音波探触子２４の超音波振動子に駆動パルスを供給
する送信走査回路、２６は超音波探触子２４の超音波振
動子からの受信信号の増幅等を行う受倍走査回路、２７
は受信信号を位相検波する位相検波回路、２８は位相検
波して得られた信号を周波数分析する周波数分析器、２
９は振幅検波回路、３０は表示部、３１は送信走査回路
２５と受信走査回路２６の制御部である。

以上の構成において、以下、その動作について説明する
。

制御部３１の制御により送信走査回路２５が発生した駆
動パルスは超音波探触子２４の超音波振動子に加えられ
、超音波に変換されて被検体に対し、指向性ｍ】、ｍ２
、・・・ｍｎ等の方向へ送波される。被検体からの反射
超音波は超音波探触子２４の超音波振動子により受信さ
れて電気信号に変換され、受信走査回路２６へ送られる
。受信走査回路２６は制御部３１により送信と同じ指向
性ｍ１．　ｍ２、・・・の方向の受信感度が高くなるよ
うに制御される。ドプラモードでは、一定の指向性、例
えば、Ｑｌｄ方向に指向性を固定して送受信を繰り返し
、受信走査回路２６で増幅等の処理を受けた受信信号を
受信走査回路２６で処理した後、位相検波回路２７で位
相検波し、これにより得られたＲＳ　Ｉ信号を周波数分
析器２８で周波数分析することにより被検体内の血流等
の移動速度を求め、表示部３０に表示する。Ｂモードで
は、指向性（１１１，ｍ２、・・・方向で順次送受信を
行い、得られた受信信号を検波回路２７で包絡線検波し
、表示部３０に断層像として表示する。

上記ドプラモードとＢモードの選択は制御部３１により
制御される。通常、ｍ一方向にあるサンプルボリューム
Ｓにおける血流情報とＢモード断層像を同時に得る場合
には、ｍｊ（ｊ＝１〜ｎ）方向でＢモード動作させた後
、１ｌｌｄ方向でドプラ動作させるように送受信ごとに
制御部３１で交互に切り換える。このような動作モード
を以後Ｂ／Ｄモードと呼ぶ。

ドプラモードにおける送信超音波パルスの繰り返し周波
数をｆｒとすると、Ｂ／Ｄモードではドプラ動作の繰り
返し周波数がｆｒ／２に低下し、測定可能な最大血流速
度が半分になるという問題があった。この問題を解決す
るため、ドプラのサンプル周波数を低下させることなく
Ｂモード像を得る方法が提案されている。そのタノとし
ては特開昭６１−２５５３４号公報に記載された方法が
知られている。この方法は、例えば、第４図においてド
プラモードの送受信を３回繰り返した後、Ｂモードの送
受信を１回行い、１回抜けた位相検波出力のＲＸ　Ｈ信
号に対して補間を行うことにより、見かけ上、ドプラデ
ータのサンプル周波数を低下させないという原理に基づ
（ものである。

しかし、この補間方式は、会話信号の処理用に考えられ
たものであり、ドプラ偏移データのようにサンプル周波
数の１／２に迫る周波数成分を含む信号の補間には不向
きであるという問題があった。この問題を解決する方法
の１つとして、特願平２−３５５７号に記載された方法
が提案されている。この方法は位相検波出力のドプラ偏
移データを複素データと見なし、隣接するドプラ複素デ
ータ間の偏角差を求め、二の偏角差データをもとに補間
データを発生することにより上記の問題を解決するもの
である。

しかし、位相検波出力信号には、血流信号よりはるかに
大きい血管壁などからの超低周波の成分を持つ信号（以
後、クラッタ信号と呼ぶ）が混在しており、上記の方法
によれば、クラッタ信号を含む位相検波出力の補間およ
びクラッタ信号除去のフィルタリングをディジタルで行
わなければならず、したがって、広いダイナミックレン
ジを要求されるという問題が発生する。また、前述した
ように、クラッタ信号は大振幅の低い周波数を持つため
、積分回路が飽和することもあり、飽和した時点で微弱
な血流信号は消失してしまう。

Ｂモード画像を取り込まない通常のドプラモードにおい
ては、クラッタ信号を除去するためにバイパスフィルタ
が用いられているほか、特開昭６１−１５５８３６号公
報に記載されているような方法が知られている。以下、
後者の方法について第３図のブロック図を参照しながら
説明する。

第３図において、１７は位相検波器、１８．１９．２３
はアナログスイッチ、２０は積分器、２１はサンプルホ
ールド回路、２２は増幅器である。

以上の構成のクラッタ除去（フィルタ）回路の動作につ
いて説明すると、位相検波器１７により位相検波された
信号は、サンプルボリュームの切り出し時間のみオンす
るアナログスイッチ１８を通り、積分器２０により積分
される。

積分された信号は、サンプルホールド回路２１に保存さ
れ、アナログスイッチ１９がオンされることにより積分
器２０はリセットされる。サンプルホールド回路２１に
蓄えられた信号は、増幅器２２により遮当な大きさに増
幅される。

増幅された信号は、決められた時間だけオンされるアナ
ログスイッチ２３により積分器２０に積分されるが、こ
のときに積分された信号の極性は、先に積分器２ｏより
サンプルホールド回路２１に供給した信号の極性と逆に
なっており、したがって、この系全体は直流帰還回路と
なっている。このクラッタ除去回路は、積分器２０にネ
ガティブフィードバックがかかるため、積分器２０が飽
和を起こしにくいという利点がある。

発明が解決しようとする課題しかしながら、上記従来の補間方式のＢ／Ｄモードにお
いて、クラッタ除去回路、あるいはバイパスフィルタを
組み込んだ場合、休止期間に伴う位相検波出力の欠陥に
より変形した波形をフィルタリングしてしまい、信号が
歪むという問題があった。

本発明は、このような従来の問題を解決するものであり
、クラッタ信号を含む血流信号に対して積分器が飽和す
ることな（、休止期間の信号の欠落に起因する信号の歪
を防止することができ、したがって、良好なドプラスペ
クトルを得ることができ、確実な診断を行うことができ
るようにした超音波ドプラ血流計を提供することを目的
とするものである。

課題を解決するための手段本発明は、上記目的を達成するために、超音波パルスを
送受信して被検体内からの散乱超音波に基づき上記被検
体内の散乱体の移動速度情報を得るドプラ送受信シーケ
ンスおよび上記被検体の断層像を得るシーケンスを交互
に切り換えるための制御手段と、上記ドプラ送受信シー
ケンスにおいて、上記断層像を得るシーケンスに伴う位
相検波された信号の欠落を補間する補間手段と、位相検
波された信号の低周波成分を減衰させるフィルタ回路と
を備え、上記補間手段により信号の欠落を補間した後、
上記フィルタ回路に送出するように構成されたものであ
る。

作用したがって、本発明によれば、補間手段により信号の欠
落を補間した後、フィルタ回路に送出するので、クラッ
タ信号を含む血流信号に対して積分器が飽和することな
く、休止期間の信号の欠落に起因する信号の歪を防止す
ることができる。

実施例以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。

第１図は本発明の一実施例における超音波ドプラ血流計
に用いるアナログ補間器を内蔵したクラッタ除去（フィ
ルタ）回路を示すブロック図である。

第１図において、１は位相検波器、２はアナログスイッ
チ、３は積分器、４はアナログスイッチ、５はサンプル
ホールド回路、６はアナログスイッチ、７は増幅器、８
〜１１はサンプルホールド回路、１２はアナログ補間器
である。なお、超音波ドプラ血流計の基本原理について
は第４図に示す上記従来例と同様である。

以上の構成について、以下、その動作と共に更に詳細に
説明する。

位相検波器１により検波された位相検波出力は、サンプ
ルボリュームの切り出しに応じてオンするアナログスイ
ッチ２を通って積分器３により積分される。積分器３に
はサンプルホー刀ド回路５に保存された一回前のシーケ
ンスの宿分値がアナログスイッチ６により切り出され、
増幅器７で増幅されて入力しており、これに詰り、位相
検波出力信号の低周波成分は減衰する。アナログスイッ
チ４は休止期間以外は接貞ａ側に接続しており、積分器
３からの信号はカンプルホールド回路５に取り込まれ、
後段の列理回路に送られると共に、次のシーケンスにふ
ける位相検波出力にフィードバックをかける。

休止期間の２回前のシーケンスにおいて、サンプルホー
ルド回路５に取り込まれたデータは、サンプルホールド
回路８および９に取り込まれて保存される。また、休止
期間の１回前のシーケンスにおいて、サンプルホールド
回路５に取り込まれたデータは、サンプルホールド回路
１０および１１に取り込まれて保存される。

休止期間において、サンプルホールド回路８〜１１に保
存されているデータは、アナログ補間器１２に入力し、
アナログ補間器１２は休止期間に積分器３に積分される
であろうデータを出１　　カする。

第２図はアナログ補間器の一例を示している。第２図に
おいて、１３は加算機、１４は乗算器、１５は除算器、
１６は平方根算器である。

上記構成において、第１図に示すサンプルホールド回路
８〜１１の出力をそれぞれＲ１，１１、Ｒ２、Ｉ２とし
、アナログ補間器１２の出力をＲ３、■ｓとすると、Ｒ
３、Ｉ８は次式で求められる。

休止期間中においては、第１図におけるアナログスイッ
チ４は接点す側に接続しており、アナログ補間器１２の
出力は、サンプルホールド回路５に供給される。

このように、上記実施例によれば、休止期間中にも、ア
ナログ補間器１２により補間されたデータがクラッタ成
分を除去するためのサンプルホールド回路５に供給され
るため、積分器３を飽和させることなく、しかも、歪み
の少ない信号を得ることができる。

発明の詳細な説明したように本発明によれば、補間手段により信号
の欠落を補間した後、フィルタ回路に送出するようにし
ているので、Ｂ／Ｄモードでクラッタ信号を含む血流信
号に対して積分器が飽和することなく、休止期間の信号
の欠落に起因する信号の歪を防止することができる。

したがって、良好なドプラスペクトルを得ることができ
、確実な診断を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における超音波ドプラ血流計
に用いるアナログ補間器を内蔵したクラッタ除去回路を
示すブロック図、第２図は同回路のアナログ補間器のブ
ロック図、第３図は従来の超音波ドプラ血流計に用いる
クラッタ除去回路を示すブロック図、第４図は超音波ド
プラ血流計の概略ブロック図である。ｌ・・・位相検波器、２・・・アナログスイッチ、３・
・・積分器、４・・・アナログスイッチ−５°°°サン
プルホ一ルド回路、６・・・アナログスイッチ、７・・
・増幅器、８〜１１・・・サンプルホールド回路、１２
・・・アナログ補間器、１３・・・加算器、１４・・・
乗算器、１５・・・除算器、１６・・・平方根算器、２
４・・・超音波探触子、２５・・・送信走査回路、２６
・・・受信走査回路、２７・・・位相検波回路、２８・
・・周波数分析器、２９・・・振幅検波回路、３ｏ・・
・表示部、３１・・・制御部。代理人の氏名　弁理士小鍜治　明ほか２名第１図纂２図第３回ｗＪ４図

Claims

【特許請求の範囲】

超音波パルスを送受信して被検体内からの散乱超音波に
基づき上記被検体内の散乱体の移動速度情報を得るドプ
ラ送受信シーケンスおよび上記被検体の断層像を得るシ
ーケンスを交互に切り換えるための制御手段と、上記ド
プラ送受信シーケンスにおいて、上記断層像を得るシー
ケンスに伴う位相検波された信号の欠落を補間する補間
手段と、位相検波された信号の低周波成分を減衰させる
フィルタ回路とを備え、上記補間手段により信号の欠落
を補間した後、上記フィルタ回路に送出するように構成
されたことを特徴とする超音波ドプラ血流計。