JPH04215744A - 速度測定装置 - Google Patents
速度測定装置Info
- Publication number
- JPH04215744A JPH04215744A JP3039040A JP3904091A JPH04215744A JP H04215744 A JPH04215744 A JP H04215744A JP 3039040 A JP3039040 A JP 3039040A JP 3904091 A JP3904091 A JP 3904091A JP H04215744 A JPH04215744 A JP H04215744A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frequency
- signal
- correlation function
- signals
- correlation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000005314 correlation function Methods 0.000 claims description 42
- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 claims description 10
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 claims description 9
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 abstract description 4
- 239000008280 blood Substances 0.000 abstract 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 abstract 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 abstract 1
- 210000001835 viscera Anatomy 0.000 abstract 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000005311 autocorrelation function Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000002592 echocardiography Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
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
- G01S15/58—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
- G01S15/582—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems using transmission of interrupted pulse-modulated waves and based upon the Doppler effect resulting from movement of targets
- G01S15/584—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems using transmission of interrupted pulse-modulated waves and based upon the Doppler effect resulting from movement of targets with measures taken for suppressing velocity ambiguities, i.e. anti-aliasing
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- A61B8/06—Measuring blood flow
-
- 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
- G01S15/58—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
- G01S15/582—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems using transmission of interrupted pulse-modulated waves and based upon the Doppler effect resulting from movement of targets
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Hematology (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Complex Calculations (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、周波数ｆ０の超音波を
用いて超音波エコーグラフィにより運動する臓器及び血
流の速度を測定する装置であって、受信エコーグラフ信
号を処理する第１処理チャネルを具え、該チャネルは２
つの順次のエコーグラフ信号 Ｓｎ （ｔ） 及び Ｓ
ｎ＋１（ｔ）の相関関数（以後第１相関関数という）の
２Ｉ＋１個のサンプル値を発生する第１相互相関回路を
具えている速度測定装置に関するものである。
用いて超音波エコーグラフィにより運動する臓器及び血
流の速度を測定する装置であって、受信エコーグラフ信
号を処理する第１処理チャネルを具え、該チャネルは２
つの順次のエコーグラフ信号 Ｓｎ （ｔ） 及び Ｓ
ｎ＋１（ｔ）の相関関数（以後第１相関関数という）の
２Ｉ＋１個のサンプル値を発生する第１相互相関回路を
具えている速度測定装置に関するものである。
【０００２】本発明は心臓の壁のような運動する組織及
び血管内の血流のエコーグラフィ走査に特に魅力的に使
用することができる。
び血管内の血流のエコーグラフィ走査に特に魅力的に使
用することができる。
【０００３】
【従来の技術】運動する臓器や血流の速度を測定する装
置が解決すべき一般的な技術的問題は、超音波エコーグ
ラフィにより検査中の臓器及び血流の正確な像をイメー
ジング装置を用いて形成するために実際の運動速度ので
きるだけ正確な推定値を得ることにある。
置が解決すべき一般的な技術的問題は、超音波エコーグ
ラフィにより検査中の臓器及び血流の正確な像をイメー
ジング装置を用いて形成するために実際の運動速度ので
きるだけ正確な推定値を得ることにある。
【０００４】この問題に対し種々の解決方法が既に提案
れている。例えば、欧州特許願第０，２２５，６６７
号は、超音波送信が反復周期Ｔで反復されるとき運動す
る目標により後方散乱された順次の超音波信号は次の方
程式：Ｓｎ＋１（ｔ） ＝ Ｓｎ （ｔ −τ） によ
り関連づけられるという事実を用いた運動する臓器及び
血流の速度測定装置を開示している。この方程式は、時
間シフトτを除けば信号 ｎ＋１はその前の信号ｎのレ
プリカであることを意味する。τは１回目の超音波に対
して２回目の超音波がトランスジューサ−目標−トラン
スジューサの通路を辿るのに必要な追加の時間である。 換言すれば： τ ＝ ２ＶＴ／Ｃ であり、ここでＶは目標の速度及びＣは音速である。こ
れから、τの測定により速度Ｖを測定することができる
。Ｓｎ （ｔ） 及び Ｓｎ＋１（ｔ）間の相互相関関
数は数１
れている。例えば、欧州特許願第０，２２５，６６７
号は、超音波送信が反復周期Ｔで反復されるとき運動す
る目標により後方散乱された順次の超音波信号は次の方
程式：Ｓｎ＋１（ｔ） ＝ Ｓｎ （ｔ −τ） によ
り関連づけられるという事実を用いた運動する臓器及び
血流の速度測定装置を開示している。この方程式は、時
間シフトτを除けば信号 ｎ＋１はその前の信号ｎのレ
プリカであることを意味する。τは１回目の超音波に対
して２回目の超音波がトランスジューサ−目標−トラン
スジューサの通路を辿るのに必要な追加の時間である。 換言すれば： τ ＝ ２ＶＴ／Ｃ であり、ここでＶは目標の速度及びＣは音速である。こ
れから、τの測定により速度Ｖを測定することができる
。Ｓｎ （ｔ） 及び Ｓｎ＋１（ｔ）間の相互相関関
数は数１
【数１】
で定義され、
Ｃｎ，ｎ＋１（ｔｏ，ｕ） ＝ Ｃｎｎ（ｔｏ，ｕ−
τ） であることが証明される。時間ｔｏは走査深さｚ
とｔｏ＝２ｚ／Ｃ の関係を有し、Ｗは積分窓である。
τ） であることが証明される。時間ｔｏは走査深さｚ
とｔｏ＝２ｚ／Ｃ の関係を有し、Ｗは積分窓である。
【０００５】関数 Ｃｎｎ （ｔｏ，ｕ ）は自己相関
関数であり、従って ｕ＝０で最大になる。これがため
、時間シフトτ及び従って速度Ｖは関数 Ｃｎ，ｎ＋１
（ｔｏ，ｕ） が最大になるパラメータｕをサーチする
ことにより測定することができる。これがため、相互相
関関数をΔｔのサンプリングステップで ｕｍｉｎ ＝
−ＩΔｔ と ｕｍａｘ＝ Ｉ Δｔ との間におい
てサンプリングして２Ｉ＋１個の相互相関関数値を得る
ようする。これら２Ｉ＋１個のサンプルの中で ｕ＝ｕ
ｏ に対応する最大値から、τ＝ｕｏ を用いてτを測
定することができる。
関数であり、従って ｕ＝０で最大になる。これがため
、時間シフトτ及び従って速度Ｖは関数 Ｃｎ，ｎ＋１
（ｔｏ，ｕ） が最大になるパラメータｕをサーチする
ことにより測定することができる。これがため、相互相
関関数をΔｔのサンプリングステップで ｕｍｉｎ ＝
−ＩΔｔ と ｕｍａｘ＝ Ｉ Δｔ との間におい
てサンプリングして２Ｉ＋１個の相互相関関数値を得る
ようする。これら２Ｉ＋１個のサンプルの中で ｕ＝ｕ
ｏ に対応する最大値から、τ＝ｕｏ を用いてτを測
定することができる。
【０００６】相互相関関数の最大値の決定中におけるサ
ンプリングに固有の誤差を除去するために、相関関数値
に基づいて一層正確な速度推定値及び対応するピーク値
を発生する多重／補間回路を用いることができる。フラ
ンス国特許願第２５９０７９０ 号はこのタイプのエコ
ーグラフ信号処理の一例を開示しており、これでは信号
間の相関をいわゆる ”１ビット”相関で行い、先に使
用された信号 Ｓｎ＋１ 及び Ｓｎ を超音波信号の
符号に変形する。この場合には相関関数ピークは二等辺
三角形として形成されること既知である。この形状の認
識により、その最高点及びその２ つの近傍点から出発
してリニア補間を用いて相関ピークの完全な再構成及び
従ってｕｏの位置を正確な決定を行うことができる。
ンプリングに固有の誤差を除去するために、相関関数値
に基づいて一層正確な速度推定値及び対応するピーク値
を発生する多重／補間回路を用いることができる。フラ
ンス国特許願第２５９０７９０ 号はこのタイプのエコ
ーグラフ信号処理の一例を開示しており、これでは信号
間の相関をいわゆる ”１ビット”相関で行い、先に使
用された信号 Ｓｎ＋１ 及び Ｓｎ を超音波信号の
符号に変形する。この場合には相関関数ピークは二等辺
三角形として形成されること既知である。この形状の認
識により、その最高点及びその２ つの近傍点から出発
してリニア補間を用いて相関ピークの完全な再構成及び
従ってｕｏの位置を正確な決定を行うことができる。
【０００７】時間シフトの分析に基づきこの既知の速度
測定方法は例えば周波数又は位相シフトに基づく他の方
法より相当優れている。特に広帯域の送信信号を用いて
優れた軸方向の測定分解能を与えることができる。
測定方法は例えば周波数又は位相シフトに基づく他の方
法より相当優れている。特に広帯域の送信信号を用いて
優れた軸方向の測定分解能を与えることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の方法は
数２
数２
【数２】
で与えられる速度限界値より高い速度を測定することは
できない（Ｃは超音波の伝播速度）。“エイリアシング
”としても知られているこの現象はエコーグラフ信号の
周期性により誘起される不確定に関係がある。その詳細
な説明は「Ｄｏｐｐｌｅｒ Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ ａ
ｎｄ Ｉｔｓ Ｕｓｅ ｉｎ Ｃｌｉｎｉｃａｌ Ｍｅ
ａｓｕｒｅｍｅｎｔ」Ｐ． Ａｔｋｉｎｓｏｎ 及び
Ｊ．Ｐ．Ｗｏｏｄｃｏｃｋ著、アカデミック プレス
社発行、１９８２年に記載されている。
できない（Ｃは超音波の伝播速度）。“エイリアシング
”としても知られているこの現象はエコーグラフ信号の
周期性により誘起される不確定に関係がある。その詳細
な説明は「Ｄｏｐｐｌｅｒ Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ ａ
ｎｄ Ｉｔｓ Ｕｓｅ ｉｎ Ｃｌｉｎｉｃａｌ Ｍｅ
ａｓｕｒｅｍｅｎｔ」Ｐ． Ａｔｋｉｎｓｏｎ 及び
Ｊ．Ｐ．Ｗｏｏｄｃｏｃｋ著、アカデミック プレス
社発行、１９８２年に記載されている。
【０００９】例えば、１００ μｓ の反復周期Ｔ、５
ＭＨｚ の中心超音波周波数及び１５００ｍ／ｓ の伝
播速度Ｃに対し限界速度Ｖｌｉｍ は７５ｃｍ／ｓにな
るが、例えば所定の血流はこれより実質的に高い速度に
なり得る。
ＭＨｚ の中心超音波周波数及び１５００ｍ／ｓ の伝
播速度Ｃに対し限界速度Ｖｌｉｍ は７５ｃｍ／ｓにな
るが、例えば所定の血流はこれより実質的に高い速度に
なり得る。
【００１０】測定限界速度を増大するには周波数ｆ０を
低くすることが考えられるが、これは測定の精度及び分
解能の低下をきたす。他方、反復周波数の増大は走査深
さの不所望な減少をもたらす。
低くすることが考えられるが、これは測定の精度及び分
解能の低下をきたす。他方、反復周波数の増大は走査深
さの不所望な減少をもたらす。
【００１１】従って、本発明が解決しようとする技術的
問題は周波数ｆ０を下げることなく且つ反復周波数１／
Ｔ を増大することなく測定限界速度Ｖｌｉｍ を増大
し得る上述した種類の運動する臓器及び血流の速度測定
装置を実現することにある。
問題は周波数ｆ０を下げることなく且つ反復周波数１／
Ｔ を増大することなく測定限界速度Ｖｌｉｍ を増大
し得る上述した種類の運動する臓器及び血流の速度測定
装置を実現することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述した問題
を解決するために前記装置に受信したエコーグラフ信号
を処理する第２チャネルを設け、該チャネルは−並列に
接続され、エコーグラフ信号 Ｓｎ （ｔ） に作用し
てｆ０以下の周波数ｆ１を中心とする信号 Ｓｎ１（ｔ
） と、ｆ０以上の周波数ｆ２を中心とする信号 Ｓｎ
２（ｔ） をｆ０より小さい周波数差 ｆ２−ｆ１で発
生する２つの対称バンドパスフィルタと、−これら信号
Ｓｎ１（ｔ） 及び Ｓｎ２（ｔ） の積を形成する
マルチプライヤと、−この積 Ｓｎ１（ｔ） × Ｓｎ
２（ｔ） の周波数 ｆ２−ｆ１を有する成分 Ｓｎ
（ｔ） を選択する対称バンドパスフィルタと、−こう
して得られた２つの順次の信号 Ｓｎ （ｔ） 及び
Ｓｎ＋１（ｔ）の相関関数（以後第２相関関数という）
の２Ｉ＋１個のサンプル値を発生する第２相互相関回路
とを具え、且つ多重／補間回路により第２相関関数の最
高値を与えるサンプルの周囲の第１相関関数の最大値を
コーチすることにより速度の推定値を出力するようにし
たことを特徴とする。
を解決するために前記装置に受信したエコーグラフ信号
を処理する第２チャネルを設け、該チャネルは−並列に
接続され、エコーグラフ信号 Ｓｎ （ｔ） に作用し
てｆ０以下の周波数ｆ１を中心とする信号 Ｓｎ１（ｔ
） と、ｆ０以上の周波数ｆ２を中心とする信号 Ｓｎ
２（ｔ） をｆ０より小さい周波数差 ｆ２−ｆ１で発
生する２つの対称バンドパスフィルタと、−これら信号
Ｓｎ１（ｔ） 及び Ｓｎ２（ｔ） の積を形成する
マルチプライヤと、−この積 Ｓｎ１（ｔ） × Ｓｎ
２（ｔ） の周波数 ｆ２−ｆ１を有する成分 Ｓｎ
（ｔ） を選択する対称バンドパスフィルタと、−こう
して得られた２つの順次の信号 Ｓｎ （ｔ） 及び
Ｓｎ＋１（ｔ）の相関関数（以後第２相関関数という）
の２Ｉ＋１個のサンプル値を発生する第２相互相関回路
とを具え、且つ多重／補間回路により第２相関関数の最
高値を与えるサンプルの周囲の第１相関関数の最大値を
コーチすることにより速度の推定値を出力するようにし
たことを特徴とする。
【００１３】このように本発明の装置は既知の装置のよ
うに高周波（ｆ０）の信号 Ｓｎ （ｔ） を用いるだ
けでなく、前記（１） 式の関係を満足し信号 Ｓｎ
（ｔ） として取り扱うことができる低周波数（ｆ２−
ｆ１） の第２信号 Ｓｎ （ｔ） も用いるものであ
る。
うに高周波（ｆ０）の信号 Ｓｎ （ｔ） を用いるだ
けでなく、前記（１） 式の関係を満足し信号 Ｓｎ
（ｔ） として取り扱うことができる低周波数（ｆ２−
ｆ１） の第２信号 Ｓｎ （ｔ） も用いるものであ
る。
【００１４】低周波数信号を形成するのに用いるフィル
タは対称であり、周波数領域において遅延や位相変化を
導入しないため、及び相関の計算は両信号に対し同一の
環境で行われるため、両相関関数（第１及び第２関数）
は正確に一致し、一方の関数の最大値が他方の関数の最
大値に一致する。両相関関数の相違は、信号 Ｓｎ （
ｔ） に関連する第１相関関数は高い周波数を有し、第
２相関関数より一層顕著なピークを示し、高い測定精度
を生ずるのに対し、信号Ｓｎ （ｔ） に関連する第２
相関関数は第１相関関数より遙かに低い周波数を有し、
所要の測定範囲内において実際上１つの最大値のみを示
す点にある。これがため、第２相関関数を用いて第１相
関関数に基づく測定の“エイリアシング”効果による不
確定を完全に除去することができる。
タは対称であり、周波数領域において遅延や位相変化を
導入しないため、及び相関の計算は両信号に対し同一の
環境で行われるため、両相関関数（第１及び第２関数）
は正確に一致し、一方の関数の最大値が他方の関数の最
大値に一致する。両相関関数の相違は、信号 Ｓｎ （
ｔ） に関連する第１相関関数は高い周波数を有し、第
２相関関数より一層顕著なピークを示し、高い測定精度
を生ずるのに対し、信号Ｓｎ （ｔ） に関連する第２
相関関数は第１相関関数より遙かに低い周波数を有し、
所要の測定範囲内において実際上１つの最大値のみを示
す点にある。これがため、第２相関関数を用いて第１相
関関数に基づく測定の“エイリアシング”効果による不
確定を完全に除去することができる。
【００１５】要するに、本発明装置は高周波数信号によ
り決まる高い測定速度の利点と、低い周波数信号により
次式で表わされる高い速度限界値：数３
り決まる高い測定速度の利点と、低い周波数信号により
次式で表わされる高い速度限界値：数３
【数３】
が得られる利点とを合せ持つものとみなすことができる
。尚、“エイリアシング”現象とは別に本発明装置は相
関ピークの決定中におけるサンプリングに関連する他の
不確定を除去することもできる。実際にはサンプルした
相関関数の最高点がサーチした相関ピークに関連しない
ことが起こり得る。この状態は相関ピークを下げようと
する大きな速度勾配を有する複雑な流れを測定するとき
に起こり得る。この誤りは走査深さの関数として再構成
した速度プロファイルに急激な不連続点として現れる。
。尚、“エイリアシング”現象とは別に本発明装置は相
関ピークの決定中におけるサンプリングに関連する他の
不確定を除去することもできる。実際にはサンプルした
相関関数の最高点がサーチした相関ピークに関連しない
ことが起こり得る。この状態は相関ピークを下げようと
する大きな速度勾配を有する複雑な流れを測定するとき
に起こり得る。この誤りは走査深さの関数として再構成
した速度プロファイルに急激な不連続点として現れる。
【００１６】
【実施例】図面を参照して本発明を実施例につき詳細に
説明する。
説明する。
【００１７】図１は本発明による運動する臓器及び血流
の速度を測定する装置を略図示したものである。この装
置は超音波エコーグラフ走査装置（図示せず）の一部を
構成し、この装置は例えば５ＭＨｚ の周波数ｆｏを中
心とする超音波を送出する少なくとも１個の超音波トラ
ンスジューサと、例えば１０ＫＨｚ の所定の反復周波
数Ｆ＝１／Ｔ を有するパルス信号により前記トランス
テジューサから超音波を周期的に送信させる送信段と、
トランスジューサに戻ってきたエコーグラフ信号を受信
し、受信した信号を処理する受信段とを具えている。前
記欧州特許願第０２２５６６７ 号にはこれら種々の段
の詳細な説明がなされている。受信及び処理段は、固定
の臓器壁又は血管からの反射波から生ずる妨害エコーが
除去された周波数ｆ０を有するエコーグラフ信号 Ｓｎ
（ｔ） を得ることができる固定エコー除去装置を具
えている。信号 Ｓｎ （ｔ） の周波数スペクトルを
図２ａに示す。図１から明らかなように、信号 Ｓｎ
（ｔ） を第１処理チャネル１００ａを経て第１相関関
数回路３００ａに供給する。この相関回路は慣例の如く
反復周期Ｔの遅延線を具え、２つの順次の信号 Ｓｎ
（ｔ）及び Ｓｎ＋１ （ｔ） を同時に受信すること
ができる。次に２Ｉ＋１個の遅延線がこれら信号の一方
を他方に対し ｕｋ ＝ ｋ Δｔ だけシフトさせる
。ここでｋは値 −Ｉ， −Ｉ＋１，−−−，−１，０
， １， −−−， Ｉ−１， Ｉ の整数及びΔｔ
はサンプリングステップ、例えば５０ｎｓである。最後
に２Ｉ＋１個の相関器が第１相関関数の２Ｉ＋１個のサ
ンプル値： 数４
の速度を測定する装置を略図示したものである。この装
置は超音波エコーグラフ走査装置（図示せず）の一部を
構成し、この装置は例えば５ＭＨｚ の周波数ｆｏを中
心とする超音波を送出する少なくとも１個の超音波トラ
ンスジューサと、例えば１０ＫＨｚ の所定の反復周波
数Ｆ＝１／Ｔ を有するパルス信号により前記トランス
テジューサから超音波を周期的に送信させる送信段と、
トランスジューサに戻ってきたエコーグラフ信号を受信
し、受信した信号を処理する受信段とを具えている。前
記欧州特許願第０２２５６６７ 号にはこれら種々の段
の詳細な説明がなされている。受信及び処理段は、固定
の臓器壁又は血管からの反射波から生ずる妨害エコーが
除去された周波数ｆ０を有するエコーグラフ信号 Ｓｎ
（ｔ） を得ることができる固定エコー除去装置を具
えている。信号 Ｓｎ （ｔ） の周波数スペクトルを
図２ａに示す。図１から明らかなように、信号 Ｓｎ
（ｔ） を第１処理チャネル１００ａを経て第１相関関
数回路３００ａに供給する。この相関回路は慣例の如く
反復周期Ｔの遅延線を具え、２つの順次の信号 Ｓｎ
（ｔ）及び Ｓｎ＋１ （ｔ） を同時に受信すること
ができる。次に２Ｉ＋１個の遅延線がこれら信号の一方
を他方に対し ｕｋ ＝ ｋ Δｔ だけシフトさせる
。ここでｋは値 −Ｉ， −Ｉ＋１，−−−，−１，０
， １， −−−， Ｉ−１， Ｉ の整数及びΔｔ
はサンプリングステップ、例えば５０ｎｓである。最後
に２Ｉ＋１個の相関器が第１相関関数の２Ｉ＋１個のサ
ンプル値： 数４
【数４】
を発生する。このような相関関数の一例は図３ａ及び３
ｃで与えられ、ここではＩ＝４ である。
ｃで与えられ、ここではＩ＝４ である。
【００１８】図１に示す装置は受信エコーグラフ信号を
処理する第２チャネル１００ｂも具え、このチャネルは
−並列に接続され、信号Ｓ（ｎ）に作用してｆ０以下の
周波数ｆ１、例えば４ＭＨｚを中心とする信号 Ｓｎ１
（ｔ） と、ｆ０以上の周波数ｆ２、例えば６ＭＨｚ
を中心とする信号 Ｓｎ２（ｔ） をそれぞれ出力する
２つの対称バンドパスフィルタ２１０１， ２１０２を
具え、両信号の周波数差 ｆ２−ｆ１＝２ＭＨｚ は
ｆ０ ＝ ５ＭＨｚより小さくする。周波数ｆ１及びｆ
２は図２ｂ及び２ｃに示すようにｆ０を中心とする超音
波周波数帯域内に位置させる必要がある。
処理する第２チャネル１００ｂも具え、このチャネルは
−並列に接続され、信号Ｓ（ｎ）に作用してｆ０以下の
周波数ｆ１、例えば４ＭＨｚを中心とする信号 Ｓｎ１
（ｔ） と、ｆ０以上の周波数ｆ２、例えば６ＭＨｚ
を中心とする信号 Ｓｎ２（ｔ） をそれぞれ出力する
２つの対称バンドパスフィルタ２１０１， ２１０２を
具え、両信号の周波数差 ｆ２−ｆ１＝２ＭＨｚ は
ｆ０ ＝ ５ＭＨｚより小さくする。周波数ｆ１及びｆ
２は図２ｂ及び２ｃに示すようにｆ０を中心とする超音
波周波数帯域内に位置させる必要がある。
【００１９】対称フィルタとはその時間応答ｈ（ｔ）が
ｈ（−ｔ）＝ｈ（ｔ）を満足するフィルタを意味するも
のと理解されたい。他方、信号 Ｓｎ１（ｔ） 及び
Ｓｎ２（ｔ） は前記の一般式（１） を満足する。
ｈ（−ｔ）＝ｈ（ｔ）を満足するフィルタを意味するも
のと理解されたい。他方、信号 Ｓｎ１（ｔ） 及び
Ｓｎ２（ｔ） は前記の一般式（１） を満足する。
【００２０】第２チャネル１００ｂは、更に、−信号
Ｓｎ１（ｔ） 及びＳ ｎ２（ｔ） の積を形成し、ｆ
２−ｆ１ を中心とする低い周波数を有する信号と、ｆ
２＋ｆ１ を中心とする高い周波数を有する信号の２つ
の信号（図２ｄ） を発生するマルチプライヤ ２２０
と、−積 Ｓｎ１（ｔ） ×Ｓ ｎ２（ｔ） の周波数
ｆ３＝ｆ２−ｆ１ を有する成分 Ｓｎ （ｔ） （
図２ｅ） を選択する対称ローパスフィルタ ２３０と
、−第１処理チャネル１００ａの回路３００ａに類似し
、２個の順次の信号 Ｓｎ （ｔ） 及び Ｓｎ＋１
（ｔ） の相関関数数５
Ｓｎ１（ｔ） 及びＳ ｎ２（ｔ） の積を形成し、ｆ
２−ｆ１ を中心とする低い周波数を有する信号と、ｆ
２＋ｆ１ を中心とする高い周波数を有する信号の２つ
の信号（図２ｄ） を発生するマルチプライヤ ２２０
と、−積 Ｓｎ１（ｔ） ×Ｓ ｎ２（ｔ） の周波数
ｆ３＝ｆ２−ｆ１ を有する成分 Ｓｎ （ｔ） （
図２ｅ） を選択する対称ローパスフィルタ ２３０と
、−第１処理チャネル１００ａの回路３００ａに類似し
、２個の順次の信号 Ｓｎ （ｔ） 及び Ｓｎ＋１
（ｔ） の相関関数数５
【数５】
のような２Ｉ＋１個のサンプル値を出力する第２相互相
関回路３００ｂとを具える。図３ｂは第２相関関数数６
関回路３００ｂとを具える。図３ｂは第２相関関数数６
【数６】
の一例を示し、図から明らかなようにこの相関関数は第
１相関関数数７
１相関関数数７
【数７】
より低い周波数を有する。相互相関回路３００ａ及び３
００ｂに用いる相関器は前述したようにいわゆる１ビッ
ト相関器とすることができ、これら相関器は図３の相関
関数を三角形状にする。
００ｂに用いる相関器は前述したようにいわゆる１ビッ
ト相関器とすることができ、これら相関器は図３の相関
関数を三角形状にする。
【００２１】相互相関回路３００ａ， ３００ｂの出力
側において、多重／補間回路４００ により第２相関関
数数８
側において、多重／補間回路４００ により第２相関関
数数８
【数８】
の最高値を発生するサンプルｋｏの周囲の第１相関関数
数９
数９
【数９】
の最大値をサーチすることにより速度Ｖの推定値を発生
させる。図３は具体例についてこの処理を示すものであ
る。第１相関関数数１０
させる。図３は具体例についてこの処理を示すものであ
る。第１相関関数数１０
【数１０】
はサンプル ｋ＝−２ 及びｋ＝１ において２つの極
大値を有し、ｋ＝１における極大値が最高値であり、速
度Ｖは ｋＣ Δｔ／２Ｔ、即ち ＣΔｔ／２Ｔに近似
するものとみなされる。しかし、実際上、第２相関関数
曲線数１１
大値を有し、ｋ＝１における極大値が最高値であり、速
度Ｖは ｋＣ Δｔ／２Ｔ、即ち ＣΔｔ／２Ｔに近似
するものとみなされる。しかし、実際上、第２相関関数
曲線数１１
【数１１】
ではこのような不確定が除去される。これは、この第２
相関関数曲線は速度の計算を ｋ０ ＝ −３の近傍の
数１２
相関関数曲線は速度の計算を ｋ０ ＝ −３の近傍の
数１２
【数１２】
の第２最大値を有するサンプル ｋ＝−２ に基づいて
行うべきであることを明確に示すからである。第１相関
関数数１３
行うべきであることを明確に示すからである。第１相関
関数数１３
【数１３】
の最大値の位置を ｋ＝−２ の周囲においてもっと正
確に決定するリニア補間は ｋ＝−２ を含む５つのサ
ンプル、即ち−４， −３， −２，−１， ０ を用
いて行われる。この５つのサンプル数は本例ではサンプ
リング周波数１／Δｔ が周波数ｆ０の４倍であり、従
って超音波信号の１周期中に５つのサンプルを取ること
ができるためである。１ビット相関に関連するこのリニ
ア補間は最大値とこれに隣接する２点に基づいて二等辺
三角形を再構成する。 ｆ０， ｆ１ 及びｆ２に対し
上述の値を用いると、速度の測定限界値Ｖｌｉｍ はｆ
０／（ｆ２−ｆ１）＝２．５倍になり、人体内の臓器運
動又は血流の如何なる速度も測定することが可能になる
。
確に決定するリニア補間は ｋ＝−２ を含む５つのサ
ンプル、即ち−４， −３， −２，−１， ０ を用
いて行われる。この５つのサンプル数は本例ではサンプ
リング周波数１／Δｔ が周波数ｆ０の４倍であり、従
って超音波信号の１周期中に５つのサンプルを取ること
ができるためである。１ビット相関に関連するこのリニ
ア補間は最大値とこれに隣接する２点に基づいて二等辺
三角形を再構成する。 ｆ０， ｆ１ 及びｆ２に対し
上述の値を用いると、速度の測定限界値Ｖｌｉｍ はｆ
０／（ｆ２−ｆ１）＝２．５倍になり、人体内の臓器運
動又は血流の如何なる速度も測定することが可能になる
。
【図１】図１は本発明による速度測定装置の構成図であ
る。
る。
【図２】図２（ａ） 〜（ｅ） は図１に示す装置の動
作説明用の信号スペクトル図である。
作説明用の信号スペクトル図である。
【図３】図３（ａ） 〜（ｃ） は図１に示す装置によ
り得られる相関関数の例と、所望の速度測定に対するこ
れら相関関数の使用方法を示す図である。
り得られる相関関数の例と、所望の速度測定に対するこ
れら相関関数の使用方法を示す図である。
１００ａ 第１処理チャネル
１００ｂ 第２処理チャネル
２１０１， ２１０２ 対称バンドパスフィルタ２２
０ マルチプライヤ ２３０ 対称ローパスフィルタ ３００ａ 第１相互相関回路 ３００ｂ 第２相互相関回路 ４００ 多重／補間回路
０ マルチプライヤ ２３０ 対称ローパスフィルタ ３００ａ 第１相互相関回路 ３００ｂ 第２相互相関回路 ４００ 多重／補間回路
Claims (2)
- 【請求項１】 周波数ｆ０の超音波を用いて超音波エ
コーグラフィにより運動する臓器及び血流の速度を測定
する装置であって、受信エコーグラフ信号を処理する第
１処理チャネル（１００ａ）を具え、該チャネルは２つ
の順次のエコーグラフ信号 Ｓｎ （ｔ） 及び Ｓｎ
＋１（ｔ）の相関関数（以後第１相関関数という）の２
Ｉ＋１個のサンプル値を発生する第１相互相関回路（３
００ａ）を具えている速度測定装置において、当該装置
は受信したエコーグラフ信号を処理する第２処理チャネ
ル（１００ｂ）を具え、該チャネルは−並列に接続され
、エコーグラフ信号 Ｓｎ （ｔ）に作用してｆ０以下
の周波数ｆ１を中心とする信号 Ｓｎ１（ｔ） と、ｆ
０以上の周波数ｆ２を中心とする信号 Ｓｎ２（ｔ）
をｆ０より小さい周波数差 ｆ２−ｆ１で発生する２つ
の対称バンドパスフィルタ（２１０１， ２１０２）と
、−これら信号 Ｓｎ１（ｔ） 及び Ｓｎ２（ｔ）
の積を形成するマルチプライヤ（２２０） と、−この
積 Ｓｎ１（ｔ） × Ｓｎ２（ｔ） の周波数 ｆ２
−ｆ１ を有する成分 Ｓｎ （ｔ） を選択する対称
バンドパスフィルタ（２３０） と、−こうして得られ
た２つの順次の信号 Ｓｎ （ｔ）及び Ｓｎ＋１（ｔ
）の相関関数（以後第２相関関数という）の２Ｉ＋１個
のサンプル値を発生する第２相互相関回路（３００ｂ）
とを具え、且つ多重／補間回路（４００） により第２
相関関数の最高値を与えるサンプル（ｋｏ）の近傍の第
１相関関数の最大値をサーチすることにより速度の推定
値を出力するようにしたことを特徴とする速度測定装置
。 - 【請求項２】 前記相互相関回路（３００ａ， ３０
０ｂ）は１ビット相関器を具え、且つ前記多重／補間回
路（４００） は二等辺三角形を再構成する補間を行う
ようにしたことを特徴とする請求項１記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9001530A FR2658069A1 (fr) | 1990-02-09 | 1990-02-09 | Dispositif de mesure de la vitesse d'organes en mouvement et d'ecoulements sanguins par echographie ultrasonore, a vitesse limite de mesure elevee. |
| FR9001530 | 1990-02-09 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04215744A true JPH04215744A (ja) | 1992-08-06 |
| JP3061430B2 JP3061430B2 (ja) | 2000-07-10 |
Family
ID=9393542
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3039040A Expired - Lifetime JP3061430B2 (ja) | 1990-02-09 | 1991-02-12 | 速度測定装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5109856A (ja) |
| EP (1) | EP0441451B1 (ja) |
| JP (1) | JP3061430B2 (ja) |
| DE (1) | DE69109318T2 (ja) |
| FR (1) | FR2658069A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005049153A (ja) * | 2003-07-31 | 2005-02-24 | Toshiba Corp | 音声方向推定装置及びその方法 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5462059A (en) * | 1994-05-25 | 1995-10-31 | The Regents Of The University Of California | Method for assessing and displaying vascular architecture using ultrasound |
| US5390677A (en) * | 1994-05-31 | 1995-02-21 | The Regents Of The University Of California | Method for assessing and displaying the true three dimensional magnitude of blood velocity |
| NO944736D0 (no) * | 1994-12-07 | 1994-12-07 | Vingmed Sound As | Fremgangsmåte for bestemmelse av blodhastighet |
| JP2001509724A (ja) * | 1997-11-18 | 2001-07-24 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 運動部分を有する対象物に関する信号処理方法及びエコーグラフィック装置 |
| US6408699B1 (en) * | 1998-10-06 | 2002-06-25 | Polysonics, Inc. | Multiple frequency Doppler flow meter |
| US6352507B1 (en) * | 1999-08-23 | 2002-03-05 | G.E. Vingmed Ultrasound As | Method and apparatus for providing real-time calculation and display of tissue deformation in ultrasound imaging |
| EP2405815A1 (en) | 2009-02-27 | 2012-01-18 | Analogic Corporation | Fetal movement monitor and method |
| CN110575627B (zh) * | 2019-09-24 | 2021-04-06 | 黄晶 | 一种快速获取目标神经治疗能量投送位点的物理标测装置 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4607642A (en) * | 1984-04-19 | 1986-08-26 | Advanced Technology Laboratories | Unaliased quadrature audio synthesizer |
| US4534357A (en) * | 1984-04-19 | 1985-08-13 | Advanced Technology Laboratories, Inc. | Multiple demodulation frequency Doppler |
| US4569356A (en) * | 1984-11-05 | 1986-02-11 | Nihon Kohden Corporation | Method and apparatus for detecting fetal heart rate by autocorrelation |
| JPS61154650A (ja) * | 1984-12-28 | 1986-07-14 | 株式会社 日立メデイコ | 超音波診断装置 |
| US4803990A (en) * | 1985-12-03 | 1989-02-14 | U.S. Philips Corporation | Examining moving objects by ultrasound echograpy |
| FR2590790B1 (fr) * | 1985-12-03 | 1990-06-22 | Labo Electronique Physique | Appareil d'exploration par echographie ultrasonore de milieux en mouvement et notamment d'ecoulements sanguins ou d'organes tels que le coeur |
| US4809249A (en) * | 1986-04-21 | 1989-02-28 | North American Philips Corporation | Apparatus for ultrasound flow mapping |
| FR2617982B1 (fr) * | 1987-07-09 | 1989-10-27 | Labo Electronique Physique | Dispositif d'elimination d'echos fixes pour echographe ultrasonore |
| FR2629997B1 (fr) * | 1988-04-19 | 1990-08-17 | Labo Electronique Physique | Dispositif de mesure par correlation de la vitesse d'organes en mouvement et d'ecoulements sanguins |
-
1990
- 1990-02-09 FR FR9001530A patent/FR2658069A1/fr active Pending
-
1991
- 1991-02-06 DE DE69109318T patent/DE69109318T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-02-06 EP EP91200247A patent/EP0441451B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1991-02-11 US US07/653,821 patent/US5109856A/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-02-12 JP JP3039040A patent/JP3061430B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005049153A (ja) * | 2003-07-31 | 2005-02-24 | Toshiba Corp | 音声方向推定装置及びその方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2658069A1 (fr) | 1991-08-16 |
| DE69109318T2 (de) | 1996-01-04 |
| DE69109318D1 (de) | 1995-06-08 |
| EP0441451B1 (fr) | 1995-05-03 |
| US5109856A (en) | 1992-05-05 |
| EP0441451A1 (fr) | 1991-08-14 |
| JP3061430B2 (ja) | 2000-07-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5662115A (en) | Method for determining the velocity-time spectrum of blood flow | |
| US7542790B2 (en) | Apparatus and method for velocity estimation in synthetic aperture imaging | |
| US5107841A (en) | Maximum entropy velocity estimator for ultrasonic flow imaging system | |
| Ferrara et al. | Color flow mapping | |
| JPS6377437A (ja) | 超音波エコーグラフィによる可動物体検査装置 | |
| KR100459616B1 (ko) | 도플러 효과를 이용하여 인체 조직 속도를 측정하기 위한초음파 진단 장치 및 방법 | |
| US5579771A (en) | Method of and apparatus for the detection and characterization of a segment of an artery by ultrasonic echography | |
| JP3093823B2 (ja) | 超音波ドプラ診断装置 | |
| US6758815B2 (en) | Apparatus and method for indicating mechanical stiffness properties of body tissue | |
| Jensen | Stationary echo canceling in velocity estimation by time-domain cross-correlation | |
| EP0885593A3 (en) | Ultrasonic diagnosing apparatus | |
| JPH04215744A (ja) | 速度測定装置 | |
| Wilhjelm et al. | Target velocity estimation with FM and PW echo ranging Doppler systems I. Signal analysis | |
| US5320105A (en) | Ultrasonic echograph for measuring high velocities of blood flows | |
| Li et al. | Decorrelation of intravascular echo signals: Potentials for blood velocity estimation | |
| Borodziński et al. | Quantitative transcutaneous measurements of blood flow in carotid artery by means of pulse and continuous wave Doppler methods | |
| JPH03173551A (ja) | 血流の測定及び表示装置 | |
| JP3281435B2 (ja) | 超音波ドプラ診断装置 | |
| US5062430A (en) | Device for measuring the speed of blood flows by ultrasonic echography at an increased measuring speed | |
| JPH04231889A (ja) | 超音波エコーグラフの固定エコーを除去するデバイス | |
| JPH11309146A (ja) | 超音波散乱体の流れをイメ―ジングするシステムおよび方法 | |
| EP0430094A1 (en) | Method and apparatus for imaging blood flow in a living body | |
| JP2669204B2 (ja) | 探査装置 | |
| Jethwa et al. | Blood Flow Measurement Using Random Signal Flowmeter | |
| JP3471860B2 (ja) | 超音波診断装置 |