JPH04231889A - 超音波エコーグラフの固定エコーを除去するデバイス - Google Patents

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】

【０００１】

【技術分野】本発明は移動媒体の速度プロフィルを決定
する観点で、遅延線を持つ通過帯域タイプの固定エコー
を除去する少なくとも１つのフィルタを具える相互相関
・補間回路（ｉｎｔｅｒｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ　ａｎ
ｄ　ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ　ｃｉｒｃｕｉｔ）を
備えた繰り返しパルス放射（ｒｅｃｕｒｒｅｎｔ　ｐｕ
ｌｓｅ　ｅｍｉｓｓｉｏｎ）による超音波エコーグラフ
ィの固定エコーを除去するデバイスにに関連している。 このデバイスの特に有利な適用は超音波エコーグラフィ
による血流量（ｂｌｏｏｄｆｌｏｗ　ｒａｔｅｓ）の速
度プロフィルの測定にある。

【０００２】

【背景技術】血流量を測定し、かつ相補的にそれを表示
する超音波エコーグラフにより解決すべき一般的技術問
題は、血液（赤血球）の反射が４０ｄＢを越える生物組
織（この場合は血管壁）の大きな反射による固定エコー
を除去することである。それ故、固定エコーを除去する
デバイスの使用は、速度プロフィルの評価の前に、処理
すべき信号の動特性（ｄｙｎａｍｉｃ　）を低減し、か
つ血管のどの断面の流量も正確に測定することが不可欠
であり、特に血管壁の近傍に現れ、かつそのために上記
の壁から到来する強い信号によりマスクされる低速度に
おいてそうである。

【０００３】この一般的技術問題の簡単な解決法は、例
えば零遅延線に並列になった繰り返し期間を持つ遅延さ
れたラインから構成されている遅延線タイプのフィルタ
を導入した超音波エコーグラフの固定エコーを除去する
デバイスからなっている。荷重係数＋１と−１はそれぞ
れ上記のラインに割り当てられ、上記のラインは荷重の
後で加算器により加算される。上記の既知のフィルタは
２つの連続エコーグラフライン間の差を実現し、それは
原理的には固定組織により生成されたエコーの準完全減
少（ｑｕａｓｉ−ｃｏｍｐｌｅｔｅ　ｄｉｍｉｎｉｓｈ
ｉｎｇ）となる。しかし、この技術は低い流量に対応す
る信号を減衰するという重大な欠点を持っている。例え
ば、流量の関数としての上記のフィルタの応答は、１／
Ｔ＝５ｋＨｚの繰り返し周波数と、Ｎｃ　＝５ＭＨｚの
放射周波数に対して、Ｖ＝５ｃｍ／ｓに対応する信号は
３０ｄＢだけ減衰されることが実証できる。

【０００４】このことは、流量が最も弱いところ、すな
わち血管壁の近くで流量の測定を困難にし、あるいは全
く不可能にする。従って例えば上記のアーティファクト
の研究や臨床診断で上記の速度を知ることは非常に重要
である。

【０００５】他方、上述のフィルタの傾斜はその次数を
増大することによりギャップゾーンで増大できることが
知られている。エコーグラフィによる速度の測定に適用
されると、このことはもはや２個の連続エコーグラフラ
インの取り扱いのみならず、それぞれ（ｉ−１）Ｔの遅
延のＭ個の並列遅延線ｉから構成された遅延線タイプの
フィルタによる例えばＭ個の連続エコーグラフラインの
取り扱いとなる。固定エコーの除去を保証するために、
Ｍ個のラインはその和が零である係数により荷重されて
いる。次にすべてのラインは速度評価回路、相関回路、
位相シフト回路等　．．．　　により引き続いて処理さ
れるよう加算される。このタイプのフィルタにより流量
プロフィルと高い結像率（ｉｍａｇｅ　ｒａｔｅ）の良
好な測度を同時に得るのはなお困難である。もしＮが処
理すべきラインの数（典型的には末梢血管に対してはＮ
＝１６、そして心臓に対してはＮ＝８）であり、もしＭ
個のラインが固定エコーの除去に使用されるなら、事実
Ｎ−Ｍ＋１個のラインのみが残り、それは速度評価のた
め、あるいは処理すべき同じ数のラインを有するよう使
用でき、結像量は減少しなければならないであろう。

【０００６】超音波エコーグラフの固定エコーを除去す
るデバイスは出願人名義のフランス国特許出願第２，６
１７，９８２号から既知であり、それは結合されかつ（
Ｍ−１）Ｔだけそれらの間で位相シフトされた並列接続
の少なくとも２個のフィルタから構成され、各フィルタ
は一方ではそれぞれ遅延（ｉ−１）ＴからなるＭ個の並
列ラインｉ（ｉ＝１，　．．．，　　Ｍ）から構成され
ており（Ｔはエコーグラフの繰り返し周期）、他方では
ラインに適用された係数の和が零であるＭ個のラインｉ
の荷重手段と、このように遅延されかつ荷重されたライ
ンｉの加算器から構成され、そのデバイスにより低い血
流量の満足すべき評価が特に血管壁の近傍で得られ、そ
れは処理すべきラインの著しい減少、従って結像率の低
減なしに行われる。このような態様で、同じ周波数応答
をモジュールで有する次数Ｍ−１の２個のフィルタが得
られる。

【０００７】従って、これらのフィルタの出力はＮ−Ｍ
＋１の代わりに２（Ｎ−Ｍ＋１）個の信号が速度評価に
使用可能である。これらの信号は完全に独立ではないの
みならず、非下流線形動作（ｎｏｎ−ｄｏｗｎｓｔｒｅ
ａｍ　ｌｉｎｅａｒ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　）（相関１
ビット、位相シフト，　．．．　）を使用した速度評価
によってかなりの改善が得られる。一方、１ビット相関
より細かい相関はこのようにして得られた改善を低減し
よう。本発明が解決しようと提案する正確な技術的問題
は、速度評価に使用できる高い数のラインを維持しなが
ら、固定エコーを排除するフィルタリングを得ることか
らなり、それは測定すべき低い速度では正しいが、同時
に高い速度でも最適に近い状態に留まっている。

【０００８】

【発明の開示】本発明の目的は典型的には０と１００ｃ
ｍ　間で測定すべき有用な全速度領域で正しいフィルタ
リングを実行する固定エコーを除去するデバイスを実現
することである。

【０００９】この目的は達成され、かつ従前の技術の欠
点は、冒頭の記事により規定されたような固定エコーを
除去するデバイスが、以下のような特徴を持つという事
実により低減あるいは抑制される。すなわち、それは並
列になった上記のタイプの固定エコーを除去する複数の
フィルタを具え、該フィルタの通過帯域は並置され、振
幅検出器が上記の各フィルタの出力および比較器の入力
に接続され、遅延要素が各フィルタとマルチプレクサの
間に接続され、マルチプレクサが最高振幅を有する上記
のフィルタの出力信号間の１つの信号を上記のマルチプ
レクサの出力において選択するよう上記の比較器により
発出された制御信号を受信することを特徴としている。

【００１０】このような態様でマルチフィルタリングが
得られ、各フィルタは速度の特定の領域に適応される。 この選択は特に低速度に対して丁度雑音レベル以下であ
る固定エコーからクリアーにされた有用な信号の１つの
振幅を得ようと努力される事実により最高振幅を有する
データ自身を正当化するフィルタをマルチプレクサを介
して選択することからなっている。さらに、その通過帯
域が並置されているいくつかのフィルタの使用がその傾
斜が大きい最低速度に保留されたフィルタの選択を許容
し、一方、その次数が非常に高くはない上記のフィルタ
（および別の並列フィルタ）を保留ことを許容する。フ
ィルタの次数ｎに関する限り、３個の係数を有するフィ
ルタが使用される場合には本発明による固定エコーを抑
制するデバイスを著しく改善できないことが実験的に見
いだされている。他方、５個の係数を有するフィルタに
より得られた結果は、たとえそれを非常に複雑にし、か
つマルチフィルタリングに基づいたある具体例に従って
、測定された速度プロフィルに現れる不連続性のリスク
を増大しても、４個の係数を有するフィルタで得られた
結果とほぼ比較可能であり、その理由で固定エコーの抑
制と相互相関の機能が全く分離されている上記の具体例
は維持されない。

【００１１】本発明による固定エコーを除去するフィル
タはその係数の和が零である４個の係数を有するフィル
タであることが好ましく、その特性の特徴は固定エコー
の抑制の既知の第１条件であり、すなわち

【数４】 である。

【００１２】本発明の好ましい実施例によると、固定エ
コーを抑制するフィルタは、

【数５】 のようにフィルタの出力と入力の間で信号対雑音比の関
数Ａ（φ）を最大にするよう設計されかつ選択され、こ
こで φ＝４πＮｃ　ＶＴ／Ｃ Ｎｃ　：　　　　パルスの間のエコーグラフ信号の周波
数Ｖ：　　　　選択されたフィルタに対応する血流量Ｔ
：　　　　エコーグラフ信号のパルス繰り返し周波数Ｃ
：　　　　解析された媒体中の音速 であり、係数の二乗の和はＫが定数である

【数６】 のように正規化されている。

【００１３】フィルタの探究は次のように実行される。 すなわち、各固定速度Ｖに対して、条件（１）（数４）
を考慮しながら係数（ａｋ　）を変化させて信号対雑音
比Ａ（φ）を最大化しようと試みる。係数について動特
性が選ばれ、すなわち、先行するものと同じ絶対値を持
つ最大（正）値と最小（負）値との間の規則正しい変化
ステップと、係数ａｋ　（ｋ∈［０，ｎ］）のすべての
可能な結合が考慮され、従って条件（１）（数４）と条
件（３）（数６）が確かめられる。各速度値に対して係
数の結合が保留され、それはＡ（φ）に最高値を与える
。 ある範囲の速度では、問題となっている範囲の速度点の
同じ数に対応する種々の結合の間で、上記の種々の点に
共通である結合が保留されている。所要のフィルタの係
数の小さい数（前に示したように４が好ましい）が与え
られると、上記のステップは有用な速度範囲に対して（
次数３のフィルタの）小さい数のフィルタの選択を許容
する。

【００１４】本発明によるデバイスの好ましい実施例は
、４個の係数を有する固定エコーを除去する以下の３個
のフィルタを具え、ここで 低速用フィルタ：ａ０　＝２／√１０，　ａ１　＝１／
√１０，　ａ２　＝−１／　√１０，　　　　　　　　
　　　　　　　　ａ３　＝−２／　√１０，　中速用フ
ィルタ：ａ０　＝１／２，　　ａ１　＝−１／２，　ａ
２　＝−１／２，　ａ３　＝１／２，　　高速用フィル
タ：ａ０　＝１／２，　　ａ１　＝−１／２，　ａ２　
＝１／２，　　ａ３　＝−１／２．　であることが目立
っている。

【００１５】本発明を添付図面を参照して詳細に説明す
る。

【００１６】

【実施例】図１は移動器官（ｍｏｖｉｎｇ　ｏｒｇａｎ
）と血流の測定装置を線図的に示している。プロフィロ
メータ（ｐｒｏｆｉｌｏｍｅｔｅｒ）と呼ばれる上記の
デバイスは、数ｋＨｚ（例えばＮｉ　＝１／Ｔが５ｋＨ
ｚに等しい）程度の繰り返し周波数に従って短いパルス
（１μｓ程度の）を放射する原理に基づいている。一般
に、プロフィロメータは、組織（ｔｉｓｓｕｅｓ　）と
解析された血流の２次元表示デバイスをさらに具える超
音波エコーグラフによる検査用の一層複雑な装置の一部
分を形成している。図１は超音波変換器１を示し、それ
は各パルスの間に例えば５ＭＨｚの中心周波数Ｎｃ　付
近に中心を置く音響波を放射する（矢印２）。検査され
た組織の異なる深さにおけるエコー信号（矢印３）は２
個の連続パルスを分離する全期間Ｔの間に受信される。 パルス発出器（ｐｕｌｓｅ　ｅｍｉｔｔｅｒ　）は４と
参照されている。参照記号５は放射・受信用の同じ変換
器１の使用を許容する既知の分離器段（ｓｅｐａｒａｔ
ｏｒ　ｓｔａｇｅ　）を示している。

【００１７】分離器５の出力でアナログ信号Ｓａ　が導
体６上に得られている。信号Ｓａ　は可変利得増幅器７
、サンプラー８、固定エコー除去デバイス９および速度
測定デバイス１１により構成された受信・処理連鎖（ｒ
ｅｃｅｉｖｉｎｇ　ａｎｄ　ｔｒｅａｔｉｎｇ　ｃｈａ
ｉｎ）により処理される。可変利得増幅器７の目的は以
下の通りである。すなわち、本質的に、横断された組織
による超音波の吸収によって反射器（ｒｅｆｌｅｃｔｏ
ｒ　）の距離が増大する場合、受信エコーの振幅が減少
する。この理由で、固定エコー除去装置（ｅｌｉｍｉｎ
ａｔｏｒ　ｏｆ　ｆｉｘｅｄ　ｅｃｈｏｓ　）９に印加
された数値信号（ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　ｓｉｇｎａｌ）
の動特性をできる限り低減するよう上記の減少を補償す
る必要がある。増幅器７の利得変動の規格（１ｄＢ／μ
ｓから６ＭＨｚの程度の）は好適にはせいぜい０．０１
ｄＢで再生可能でなくてはならない。例えばサンプラー
８で２０ＭＨｚに等しい周波数Ｆｓｉ（それはほぼ２倍
のオーバーサンプリングに相当する）でサンプリングさ
れた後、信号は固定エコー抑制器（ｆｉｘｅｄ　ｅｃｈ
ｏ　ｓｕｐｐｒｅｓｓｏｒ　）９の入力でサンプルＳｋ
　（ｔ）の形で表される。本発明の心臓部を構成する要
素９と１１により構成されたこのアセンブリが図２に詳
細に示されている。

【００１８】サンプルＳｋ　（ｔ）はそれぞれ１３，　
１４，　１５と参照された複数のフィルタＦ１　，Ｆ２
　，Ｆ３　に印加され、その各々は今後図４ａと図４ｂ
に参照されるような遅延線を持つ通過帯域タイプの固定
エコーを除去するフィルタである。フィルタＦ１　，Ｆ
２　，Ｆ３　の通過帯域は並置され、かつ上記のフィル
タの応答曲線は、周波数応答曲線と相似の上記の異なる
応答曲線が近似的に１０と３０　ｃｍ／ｓの間に位置さ
れた低速の帯域でお互いにオーバーラップするように測
定すべきドップラ速度Ｖの関数としてプロットできる（
図５を見よ）。フィルタ１３，　１４，　１５の出力信
号はそれぞれＤ１　ｊ　，　Ｄ２　ｊ　，　Ｄ３　ｊ　
で示されている入力信号Ｓｋ（ｔ）と同じ周波数Ｆｓｉ
でサンプルされる信号である。信号Ｄ１　ｊ　，　Ｄ２
　ｊ　，　Ｄ３　ｊ　はそれぞれ振幅検出器Ａ１　（１
６），Ａ２　（１７），Ａ３　（１８）と遅延要素１９
，　２１，　２２とに印加された信号である。各振幅検
出器の出力は比較器２３の対応する入力に接続され、か
つ各遅延要素の出力はマルチプレクサ２４の対応入力に
接続されている。

【００１９】比較器２３は信号Ｄ１　ｊ　，　Ｄ２　ｊ
　，　Ｄ３　ｊ　の間で最高振幅を次々に選択し、かつ
多重導体２５上の制御信号Ｃ０によって、マルチプレク
サ２４の出力２６に印加される最高の振幅の信号Ｄｊ　
（ＤＲ　と参照される）をマルチプレクサ２４で選択す
る。しきい値回路と論理ゲート（その選択と構成は当業
者に知られた技術であるが）により比較器２３で変換さ
れる論理制御信号Ｃ０のほかに、振幅検出器Ａ１　，Ａ
２　，Ａ３　の１つによって印加された最大振幅値は比
較器２３により選択され、かつ今後説明する目的で測定
デバイス１１に信号ＡＲ　の形で伝送される。遅延要素
１９，　２１，　２２は例えば入力のサンプリング周波
数Ｆｓｉで動作するシフトレジスタの形で実現され、そ
れらの機能は対応振幅の評価に少なくとも等しい時間だ
け、すなわち振幅検出器と比較器２３を介して信号を処
理するのに必要な時間だけフィルタの出力信号を遅延す
る。

【００２０】図２の電子回路の動作を更によく説明する
ために、クロック発生器２７が示され、それはその周波
数値Ｎｉ　，Ｆｓｉ，　Ｎｏ　，Ｆｓｏによりそれぞれ
表された４個のクロック信号を発出し、上記のクロック
信号は超音波エコーグフィの技術で通常使用された態様
で使用されている。Ｎｏ　はＮｉ　の約数として選ばれ
た出力の繰り返し、すなわち Ｎｏ　＝Ｎｉ／Ｎ であり、この式でＮは速度プロフィルの確立を考慮した
放射パルス（あるいは「ショット（ｓｈｏｔｓ　）」の
数である。

【００２１】連続信号ペアー間の相関が実行され、かつ
Ｎ−Ｍ個の相関関数はこれまで既に示されたように生成
される（ここで考慮された例ではＭ＝４）。Ｆｓｏはサ
ンプリング出力周波数であり、出力で得られた種々のサ
ンプルは探索された速度プロフィルの連続速度点を表し
ている。Ｆｓｏは入力サンプリング周波数の約数であり
、例えばＦｓｏ＝Ｆｓｉ／４である（図３を見よ）。こ
れらの条件で、信号Ｆｓｉは図２に示されたすべての要
素の入力サンプリング周波数における同期を保証してい
るが、ただし同期が出力サンプリング周波数Ｆｓｏで実
行されるマルチプレクサ２４は別であり、そして受信エ
コー情報信号を処理する直列連鎖の部分を形成しない比
較器２３は別である。図面の複雑さを避けるために、２
３と２４以外の要素への信号Ｆｓｉの供給は図２には示
されていない。フィルタ１３，　１４，　１５の入力信
号Ｎｉ　は図４ａと図４ｂを参照して今後説明される予
定の多重遅延１／Ｎｉ　（１／Ｎｉ　＝Ｔ）の存在を表
象している。

【００２２】速度測定デバイス１１の入力に現れる上記
の信号Ｎｉ　は既に説明されたＮ−Ｍ個の連続相関の平
均化に必要な遅延１／Ｎｉ　の存在を表象している。速
度測定デバイス１１の相関は既知の態様で実行され、そ
れは好適には欧州特許出願第０，２２５，６６７　号に
記載されている（参考のためにここに記載する）。それ
は相関１ビットに関連している。所与の２個の連続「シ
ョット」（図３を見よ）からＳ′１　を決定する各速度
サンプリングに対して、例えば３２のような所定の一定
数の入力信号を集める幅ｗを有する時間窓（ｔｅｍｐｏ
ｒａｌ　ｗｉｎｄｏｗ　）が規定され、期間Ｔで正確に
お互いに関して設定されている、すなわち２個の連続「
ショット」の間で対応している上記の２個の窓の間で、
相関はビットバイビットで実行される。

【００２３】次の速度サンプリングに対して、考慮され
た２個の「ショット」の２個の窓は例えば４のような所
定の数のサンプリング入力期間に設定され、それは１個
の窓から次の窓への重要な回復を意味している。これは
速度評価器１１へのクロック信号Ｆｓｏの供給を表象し
ている。振幅検出器１６，　１７，　１８、比較器２３
およびマルチプレクサ２４は、それらに関する限り、比
較器の系列化、従ってマルチプレクサの系列化が出力Ｓ
′１　の速度サンプリングの周波数と同じである高周波
で実行される態様でクロック信号Ｆｓｏにより同期かさ
れている。引き続く既知の相関により、上記の高い周波
数は１つのフィルタから他のフィルタへの出力信号の交
換（ｃｏｍｍｕｔａｔｉｏｎ　）の間に起こる速度プロ
フィルの不連続性を問題を避ける平均化・補間動作を許
容する。

【００２４】各振幅検出器は

【数７】 に従う窓の期間に生成されたエネルギＡＭ（ｔ０　）を
計算し、ここでＤ（ｔ）は問題のフィルタの出力信号で
ある。

【００２５】比較器は検出器１６，　１７，　１８の出
力でリズムＦｓｏで得られた信号ＡＭ１　，ＡＭ２　，
ＡＭ３　の間の比較を固定的に生成し、マルチプレクサ
の制御信号Ｃ０を供給し、かつ得られた振幅ＡＲ　（ｔ
０　）は、例えば　　ＡＲ　（ｔ０　）＝Ｍａｘ［ＡＭ
１　（ｔ０　），ＡＭ２　（ｔ０　），ＡＭ３　（ｔ０
　）］となる。

【００２６】２つの信号Ｃ０とＡＲ　はデバイスの出力
周波数Ｆｓｏでサンプルされ、上記の２つの信号はデバ
イスの各繰り返し出力周期１／Ｎｏ　で計算される。３
個の振幅検出器と比較器は各出力繰り返し周期１／Ｎｏ
　で初期位置に設定される。上記の同じリズムで計算さ
れた信号Ｃ０は多重化が速度プロフィルの計算の間に一
定であるような態様で各出力繰り返し周期１／Ｎｉ　で
マルチプレクサに印加される。信号ＡＲ　は速度測定デ
バイス１１で既知の態様で使用され、それは計算された
速度点の有効性を確認あるいは表示するために、すなわ
ち探索された速度プロフィルの区分動作（ｓｅｇｍｅｎ
ｔａｔｉｏｎ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）を実行するために
振幅しきい値回路と関連を持っている。遅延要素１９，
　２１，　２２により生成された遅延が解析窓の継続期
間ｗに少なくとも等しくなければならず、上記の期間も
また振幅ＡＭ１　，ＡＭ２　，ＡＭ３　の評価に必要で
ある継続期間であることを注意すべきである。従って、
遅延された信号Ｄ１　ｊ　，　Ｄ２　ｊ　，　Ｄ３　ｊ
　はマルチプレクサ２４の制御信号Ｃ０と同期されてい
る。

【００２７】図４ａは本発明に従って使用された各フィ
ルタＦ１　，Ｆ２，Ｆ３　の理論的構造を示している。 図４ｂは上記のフィルタの実際の実施例である。それは
４個の係数ａ０　，ａ１　，ａ２　，ａ３　（ｎ＝４）
を有する固定エコーを除去するフィルタに関連している
。移動物標により反射された信号が１つの繰り返し入力
期間から次の入力期間にわたって Ｓｋ＋１　（ｔ）＝Ｓｋ　（ｔ−τ） であることを立証することに注意すべきであり、ここで
τは物標の移動の連続信号間の時間設定、τ＝２ＶＴ／
Ｃであり、Ｖ：物標速度である。次の複合記号が得られ
る。 Ｓｋ＋１　＝Ｓｋ　ｅ−ｊφ φ＝４τＮｃ　ＶＴ／Ｃ

【００２８】各フィルタの出力信号は

【数８】 により表現され、これは図４ａと図４ｂに示されたフィ
ルタの通常の構造により示されている。

【００２９】フィルタの入力と出力の信号対雑音比が以
下の

【数９】 を立証することが確認される。

【００３０】各フィルタＦ１　，Ｆ２　，Ｆ３　の入力
と出力の間の信号対雑音比の改善は比Ａ（φ）を最大に
し、同時に固定エコーを除去する条件である

【数１０】 を考慮することにより得られる。

【００３１】他方、探索された種々のフィルタ間の正し
い振幅比較を得るために、

【数１１】 のように定数Ｋにより出力振幅を正規化することが好都
合である。

【００３２】同様に、

【数１２】 の制限を課すことで十分である。

【００３３】関係式（１）（数４）と（３）（数６）に
より表現された以外に存在する別の制限は、既にこれま
で説明されているように上記の係数に動特性を課して係
数ａｋ　を探索することである。理論的には、確立すべ
き速度プロフィルの各速度点に対して決定すべき異なる
フィルタを有しようと試み（それは回路設計では実行不
可能であると証明されよう）、上述の３つの制限の関連
は各グループで近い特性のフィルタのグループを実験的
に導き、かつその係数が簡単な態様で表現される特定の
フィルタを各グループで選ぶことは可能であり、上記の
特定のフィルタ速度の特定の範囲をカバーするように選
ばれている。そこで、速度の関数として振幅で結合され
た応答曲線が５ｋＨｚの繰り返し入力周波数Ｎｉ　の図
５に対して実線で示されているような３個のフィルタの
選択となる。この結合された応答はＲＦ１　，ＲＦ２　
，ＲＦ３　を２つづつ適合させる実線中の曲線の一部分
により構成されている。急峻な前面を持つフィルタＦ１
　は１６　ｃｍ／ｓまでの最低速度を測定するマルチプ
レクサ２４により選択され、その係数は 　　　　　　ａ０　＝２／√１０，　ａ１　＝１／√１
０，　ａ２　＝−１／　√１０，　ａ３　＝−２／　√
１０，　である。フィルタＦ２　は１６　ｃｍ／ｓと２
５　ｃｍ／ｓの間の速度を測定するために選択され、そ
の係数はａ０　＝１／２，　　ａ１　＝−１／２，　ａ
２　＝−１／２，　ａ３　＝１／２，　　である。２５
　ｃｍ／ｓより高い速度の測定のために選択されたフィ
ルタＦ３　は、係数 ａ０　＝１／２，　　ａ１　＝−１／２，　ａ２　＝１
／２，　　ａ３　＝−１／２．　を有している。３個の
フィルタに対してＫ＝１が得られている（数６を見よ）
。

【００３４】図５は特定の速度点ＰＶについても示され
、最高振幅を有する信号（このケースではフィルタＦ２
　により与えられたＡＭ２　である）をその出力で与え
るフィルタが選択されている。固定エコーを除去する３
個のフィルタＲＦ１　−ＲＦ２　−ＲＦ３　の結合応答
は図５で一点鎖線で示された応答曲線ＲＦと比較できる
。曲線ＲＦは３個の係数（ａ０　＝２，ａ１　＝−１，
ａ２　＝−１）を有する固定エコーを除去する既知の単
一フィルタの応答であり、それは低速度（急峻な前面の
欠如のため）でも、あるいは高速度（低い振幅のため）
のいずれでも満足されない。

【００３５】図６ａと図６ｂは膝窩動脈（ｐｏｐｌｉｔ
ｅａｌ　ａｒｔｅｒｙ）で、あるいはその近傍で得られ
た速度プロフィルを示し、図６ａでは前に示されたタイ
プの３個の係数を有する通常の単一フィルタを使用した
ものを、そして図６ｂでは本発明によるものを示してい
る。横座標は深さＰＲを点の数で表し、横座標４００　
は深さ１５ｍｍに対応している。横座標２８０　の近傍
に位置したプロフィルの部分は膝窩動脈の血流を考慮し
、横座標１００　の近傍に位置したプロフィルの部分は
小動脈（ａｒｔｅｒｉｏｌｅ　）の血流を考慮している
。図６ａとは反対に不連続性を示さない図６ｂの速度プ
ロフィルは解析された媒体の偏位の物理的実体の近傍に
あり、かつ最低速度範囲で応答フィルタＲＦを越えるＦ
１　タイプのフィルタの優越性を示している。本発明に
よるデバイスは０から３０　ｃｍ／ｓまで変化する速度
範囲で適当な速度プロフィルを与え、かつ場合によって
例えば頸動脈（ｃａｒｏｔｉｄ　ａｒｔｅｒｙ）の血流
に適した速度プロフィルを与える。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はプロフィロメータタイプのパルスを放射
し、かつ本発明による固定エコーを除去するデバイスを
具える超音波エコーグラフのブロック線図である。

【図２】図２は速度測定デバイスと名付けられた相互相
関・補間回路に関連した本発明による固定エコーを除去
するデバイスのブロック線図である。

【図３】図３は図２のデバイスのある機能周波数を説明
する時間線図である。

【図４】図４ａと図４ｂは本発明による固定エコーを除
去するフィルタの構造を示している。

【図５】図５は従前のフィルタおよび本発明による３個
の並列フィルタの応答曲線を示している。

【図６】図６は膝窩動脈で、およびその近傍で得られた
速度プロフィルを示し、図６ａは従前（３個の係数を有
する固定エコーを除去するフィルタ）のもの、図６ｂは
本発明によるものである。

【符号の説明】

１　　超音波変換器 ２　　矢印 ３　　矢印 ４　　パルス発出器 ５　　分離器段 ６　　導体 ７　　可変利得増幅器 ８　　サンプラー ９　　固定エコー除去デバイスあるいは固定エコー除去
器あるいは固定エコー抑制器 １１　　速度測定デバイス １３　　フィルタ １４　　フィルタ １５　　フィルタ １６　　振幅検出器 １７　　振幅検出器 １８　　振幅検出器 １９　　遅延要素 ２１　　遅延要素 ２２　　遅延要素 ２３　　比較器 ２４　　マルチプレクサ ２５　　多重導体 ２６　　出力 ２７　　クロツク発生器

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　移動媒体の速度プロフィルを決定する
   観点で、遅延線を持つ通過帯域タイプの固定エコーを除
   去する少なくとも１つのフィルタを具える相互相関・補
   間回路を備えた繰り返しパルス放射による超音波エコー
   グラフィの固定エコーを除去するデバイスにおいて、並
   列になった上記のタイプの固定エコーを除去する複数の
   フィルタを具え、該フィルタの通過帯域は並置され、振
   幅検出器が上記の各フィルタの出力および比較器の入力
   に接続され、遅延要素が各フィルタとマルチプレクサの
   間に接続され、マルチプレクサが最高振幅を有する上記
   のフィルタの出力信号間の１つの信号を上記のマルチプ
   レクサの出力において選択するよう上記の比較器により
   発出された制御信号を受信することを特徴とする固定エ
   コーを除去するデバイス。
2. 【請求項２】　　固定エコーを除去する上記のフィルタ
   がその係数の和が零である４個の係数を有するフィルタ
   であることを特徴とする請求項１に記載の固定エコーを
   除去するデバイス。
3. 【請求項３】　　ｎ個の係数の和が 【数１】 のように零である固定エコーを除去する上記のフィルタ
   が 【数２】 のフィルタＡ（φ）の出力と入力の間の信号対雑音比の
   関数を最大にするよう設計されかつ選択され、ここでφ
   ＝４πＮｃ　ＶＴ／Ｃ Ｎｃ　：　　　　パルスの間のエコーグラフ信号の周波
   数Ｖ：　　　　選択されたフィルタに対応する血流量Ｔ
   ：　　　　エコーグラフ信号のパルス繰り返し周波数Ｃ
   ：　　　　解析された媒体中の音速 であり、係数の二乗の和は 【数３】 のように正規化されていることを特徴とする請求項１あ
   るいは２に記載の固定エコーを除去するデバイス。
4. 【請求項４】　　４個の係数を有する固定エコーを除去
   する以下の３個のフィルタを具え、ここで低速用フィル
   タ：ａ０　＝２／√１０，　ａ１　＝１／√１０，　ａ
   ２　＝−１／　√１０，　　　　　　　　　　　　　　
   　　　ａ３　＝−２／　√１０，　中速用フィルタ：ａ
   ０　＝１／２，　　ａ１　＝−１／２，　ａ２　＝−１
   ／２，　ａ３　＝１／２，　　高速用フィルタ：ａ０　
   ＝１／２，　　ａ１　＝−１／２，　ａ２　＝１／２，
   　　ａ３　＝−１／２．　であることを特徴とする請求
   項２あるいは３に記載の固定エコーを除去するデバイス
   。
5. 【請求項５】　　請求項１から４のいずれか１つに記載
   の固定エコーを除去するデバイスを具えるパルス放射に
   よる超音波エコーグラフ。