JPH0515534A - Ultrasonic doppler rheometer - Google Patents

Ultrasonic doppler rheometer

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Publication number
JPH0515534A
JPH0515534A JP17097591A JP17097591A JPH0515534A JP H0515534 A JPH0515534 A JP H0515534A JP 17097591 A JP17097591 A JP 17097591A JP 17097591 A JP17097591 A JP 17097591A JP H0515534 A JPH0515534 A JP H0515534A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
frequency
reference signal
ultrasonic
blood flow
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.)
Pending
Application number
JP17097591A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Hagiwara
尚 萩原
Hiroshi Fukukita
博 福喜多
Morio Nishigaki
森雄 西垣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP17097591A priority Critical patent/JPH0515534A/en
Publication of JPH0515534A publication Critical patent/JPH0515534A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide an ultrasonic Doppler rheometer which allows the obtaining of the best sensitivity at all possible depths to be examined. CONSTITUTION:A frequency control section 32 and a variable frequency oscillating section 33 are combined to change a phase detection reference signal 41 according to a timing signal from a timing generating section 31. A phase detection is performed with a phase shifter 5, a multiplier 6 and a low pass filter using the phase detection reference signal 41 as reference signal thereby enabling the obtaining of the best sensitivity at all depths to be examined.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は医用分野において、超音
波のドプラ現象を利用して体内の血流を測定し、画像表
示を行う超音波ドプラ血流計に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic Doppler blood flow meter for measuring blood flow in the body and displaying an image by utilizing the Doppler phenomenon of ultrasonic waves in the medical field.

【0002】[0002]

【従来の技術】超音波のドプラ現象を利用し、生体中の
血流分布を色に対応させ、白黒の2次元断層象と重ね合
わせて表示を行う超音波2次元ドプラ血流計が知られて
いる。その装置の構成を図6に示す。
2. Description of the Related Art An ultrasonic two-dimensional Doppler blood flow meter is known which utilizes the Doppler phenomenon of ultrasonic waves to correlate blood flow distribution in a living body with colors and superimposes it on a black and white two-dimensional tomographic image. ing. The configuration of the device is shown in FIG.

【0003】図6において、送信部1は、発振部2から
一定時間間隔のタイミングパルスを受け、プローブ3よ
り生体内に向けて超音波パルスを照射する。照射された
超音波パルスのエコーは、プローブ3により電気信号に
変換され、受信部4において増幅される。一方、発振部
2により、一定の周波数の参照信号21が出力され、位
相シフタ5により、上記参照信号21位相を90度シフ
トした参照信号22が作られる。上記2つの参照信号2
1、22と受信部4からのエコー信号23とが乗算器6
によってミキシングされた後、ローパスフィルタ7によ
ってフィルタリングされ、参照信号の周波数の位相成分
が抽出される。乗算器6とローパスフィルタ7による処
理は、位相検波または直交検波と呼ばれているものであ
る。
In FIG. 6, a transmitter 1 receives a timing pulse at a constant time interval from an oscillator 2 and irradiates an ultrasonic pulse from a probe 3 into a living body. The echo of the applied ultrasonic pulse is converted into an electric signal by the probe 3 and amplified by the receiving unit 4. On the other hand, the oscillator 2 outputs the reference signal 21 having a constant frequency, and the phase shifter 5 produces the reference signal 22 obtained by shifting the phase of the reference signal 21 by 90 degrees. The above two reference signals 2
1 and 22 and the echo signal 23 from the receiving unit 4 multiply the multiplier 6
After being mixed by, the signal is filtered by the low-pass filter 7 and the phase component of the frequency of the reference signal is extracted. The processing by the multiplier 6 and the low-pass filter 7 is called phase detection or quadrature detection.

【0004】位相検波された信号はA/D変換器8によ
ってA/D変換され、MTIフィルタ9によってクラッ
タ成分が除去された後、複素演算部10から3種の血流
情報信号、すなわち速度信号24、分散信号25、パワ
ー信号26として出力される。上記血流情報信号は、包
絡線検波部11からのB信号とともにディジタルスキャ
ンコンバータ(以下、DSCと略称する)12に入力さ
れ、適切なテレビ信号に変換され、モニタ13へと出力
され、2次元血流像が映出される。
The phase-detected signal is A / D converted by an A / D converter 8 and a clutter component is removed by an MTI filter 9, and then three kinds of blood flow information signals, that is, velocity signals, are output from a complex operation unit 10. 24, distributed signal 25, and power signal 26. The blood flow information signal is input to a digital scan converter (hereinafter abbreviated as DSC) 12 together with the B signal from the envelope detection unit 11, is converted into an appropriate TV signal, is output to a monitor 13, and is two-dimensional. A blood flow image is displayed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の超音波ドプラ血流計では、超音波エコー信号のよく知
られた性質として、深部からのエコー信号の中心周波数
は浅部からのエコー信号の中心周波数に比べ低いという
特性があるにもかかわらず、参照信号22の周波数が全
ての被検深度について一定であるために、全ての被検深
度にわたって最良の感度を得るということができないと
いう問題があった。
However, in the above-mentioned conventional ultrasonic Doppler blood flow meter, as a well-known property of the ultrasonic echo signal, the center frequency of the echo signal from the deep portion is the center of the echo signal from the shallow portion. Despite the characteristic of being lower than the frequency, there is a problem in that the frequency of the reference signal 22 is constant for all the depths of interest, and thus it is not possible to obtain the best sensitivity over all the depths of interest. It was

【0006】本発明はこのような従来の問題を解決する
ものであり、全ての被検深度にわたって感度のよい優れ
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。
The present invention solves such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide an excellent ultrasonic Doppler blood flow meter which has a high sensitivity over all depths to be examined.

【0007】[0007]

【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、生体内に超音波を送信する送信手段と、送
信した超音波の生体中における反射体からのエコーを受
信する受信手段と、超音波を送信するタイミングを発生
するタイミング発生手段と、超音波の送信に同期して周
波数が変化する参照信号を発生する可変周波数発生手段
と、上記参照信号を基準としてエコー信号の位相検波を
行う位相検波手段と、上記位相検波手段からの位相情報
をもとにして上記反射体の運動速度を算出する速度算出
手段とを備えたものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides a transmitting means for transmitting an ultrasonic wave in a living body and a receiving means for receiving an echo of a transmitted ultrasonic wave from a reflector in the living body. A timing generating means for generating the timing of transmitting an ultrasonic wave, a variable frequency generating means for generating a reference signal whose frequency changes in synchronization with the transmission of the ultrasonic wave, and a phase detection of an echo signal with reference to the reference signal. And a speed calculating means for calculating the motion speed of the reflector based on the phase information from the phase detecting means.

【0008】また、上記構成に加えて参照周波数の変化
に応じて速度補正を行う速度補正手段を備えたものであ
る。
Further, in addition to the above structure, a speed correction means for correcting the speed according to the change of the reference frequency is provided.

【0009】[0009]

【作用】したがって本発明によれば、位相検波参照信号
を被検深度に合わせて変化させることにより、エコー信
号の周波数に合わせた位相検波を行う。
Therefore, according to the present invention, the phase detection reference signal is changed according to the depth to be detected, so that the phase detection according to the frequency of the echo signal is performed.

【0010】さらに本発明によれば、位相検波参照信号
の変化にしたがって血流速度補正を行い、正確に血流速
度表示を行う。
Further, according to the present invention, the blood flow velocity is corrected according to the change in the phase detection reference signal, and the blood flow velocity is displayed accurately.

【0011】[0011]

【実施例】図1は本発明の第1の実施例を示すブロック
図であり、従来例の同一のものについては同一の番号を
付してある。図1において、21は超音波パルスを打ち
出すタイミングを発生するタイミング発生部であり、送
信部1及び周波数制御部32に接続されている。プロー
ブ3は送信部1と受信部4に接続され、受信部4は乗算
器6および包絡線検波部11に接続されている。33は
発振周波数を変化させることのできる可変周波数発振部
であり、位相シフタ5および乗算器6に接続されてい
る。7は高調波成分を取り除くローパスフィルタであ
り、この出力がA/D変換器8にてA/D変換され、複
素演算部10により演算され、DSC12を介してモニ
タ13に入力され、映像として表示される。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention, in which the same parts as in the conventional example are designated by the same reference numerals. In FIG. 1, reference numeral 21 is a timing generation unit that generates a timing for emitting an ultrasonic pulse, and is connected to the transmission unit 1 and the frequency control unit 32. The probe 3 is connected to the transmitter 1 and the receiver 4, and the receiver 4 is connected to the multiplier 6 and the envelope detector 11. Reference numeral 33 is a variable frequency oscillator capable of changing the oscillation frequency, and is connected to the phase shifter 5 and the multiplier 6. Reference numeral 7 is a low-pass filter that removes harmonic components. This output is A / D converted by the A / D converter 8, calculated by the complex calculation unit 10, input to the monitor 13 via the DSC 12, and displayed as an image. To be done.

【0012】次に上記第1の実施例の動作について説明
する。タイミング発生部31で発生される送信タイミン
グパルスを受け、可変周波数発振部33で受信信号の周
波数特性に合わせた位相検波参照信号41を発生するた
めの周波数制御信号42を周波数制御部32において発
生する。位相検波参照信号41は、直接および90度位
相シフタ5を介して乗算器6に入力され、受信部4が出
力する受信信号23とミキシングされる。その後、ロー
パスフィルタ7により高調波成分を取り除くことによ
り、受信信号23から位相検波参照信号41と等しい周
波数を持つ信号成分の位相信号43が取り出される。位
相信号43は、A/D変換された後、MTIフィルタ
9、複素演算部10により3種の血流情報信号、すなわ
ち速度信号44、分散信号45、パワー信号46に変換
される。上記血流情報信号はBモード信号とともに、D
SC12により適切な画像信号に変 換され、モニタ13 に表示 される。
Next, the operation of the first embodiment will be described. Upon receiving the transmission timing pulse generated by the timing generation unit 31, the frequency control unit 32 generates the frequency control signal 42 for generating the phase detection reference signal 41 matched with the frequency characteristic of the received signal in the variable frequency oscillation unit 33. . The phase detection reference signal 41 is input to the multiplier 6 directly and via the 90-degree phase shifter 5, and is mixed with the reception signal 23 output by the reception unit 4. After that, the low-pass filter 7 removes the harmonic component, so that the phase signal 43 of the signal component having the same frequency as the phase detection reference signal 41 is extracted from the reception signal 23. The phase signal 43 is A / D converted, and then converted into three types of blood flow information signals, that is, a velocity signal 44, a dispersion signal 45, and a power signal 46 by the MTI filter 9 and the complex calculation unit 10. The blood flow information signal, together with the B mode signal, is D
It is converted into an appropriate image signal by the SC 12 and displayed on the monitor 13.

【0013】ここ で、可変周波数発振部 33が発生する周波数 について説明するにあ たって 、まず生体内 での超音波エコー信号の反射深度の違いによる周波数特
性について 説明する。図2はプローブ3と被検体34中の位置を示
している図である。Aは浅い場所、Bは中間の深さの場
所、Cは深い場所を示している。図3は、図2における
場所A、B、Cにおける、超音波エコー信号の各被検深
度における周波数特性を示した図である。図3に示すよ
うに、生体内での超音波信号は、深いところからのエコ
ー信号ほど高周波成分の減衰が大きいことはよく知られ
ている事実である。
Here, in describing the frequency generated by the variable frequency oscillating unit 33, the frequency characteristic due to the difference in the reflection depth of the ultrasonic echo signal in the living body will be described first. FIG. 2 is a diagram showing the positions of the probe 3 and the subject 34. A is a shallow place, B is an intermediate depth place, and C is a deep place. FIG. 3 is a diagram showing the frequency characteristics of the ultrasonic echo signal at the respective test depths at the locations A, B, and C in FIG. As shown in FIG. 3, it is a well known fact that an ultrasonic signal in a living body has a higher attenuation of a high frequency component as an echo signal from a deeper place.

【0014】したがって、可変周波数発振部33は、場
所Aからのエコー信号を受信しているときは発振周波数
をアとし、場所Bからのエコー信号を受信しているとき
は発振周波数をイとし、場所Cからのエコー信号を受信
しているときは発振周波数をウとする。図4に可変周波
数発振部33が発生する位相検波参照信号41の周波数
と時間の関係を示す。図4において、時刻a、b、cは
それぞれ場所A、B、Cからのエコー信号を受信する時
刻に対応している。
Therefore, the variable frequency oscillator 33 sets the oscillation frequency to A when receiving the echo signal from the place A, and sets the oscillation frequency to A when receiving the echo signal from the place B, When the echo signal from the location C is being received, the oscillation frequency is set to C. FIG. 4 shows the relationship between the frequency of the phase detection reference signal 41 generated by the variable frequency oscillator 33 and time. In FIG. 4, times a, b, and c correspond to times at which echo signals from the locations A, B, and C are received, respectively.

【0015】このように、上記第1の実施例によれば、
周波数制御部32によって制御された可変周波数発振部
33が、エコー信号の周波数シフトに応じた位相検波参
照信号を発生することで、全ての被検深度において最良
の感度が得られるという効果を有する。
As described above, according to the first embodiment,
The variable frequency oscillating unit 33 controlled by the frequency control unit 32 generates the phase detection reference signal according to the frequency shift of the echo signal, so that the best sensitivity can be obtained at all the depths to be detected.

【0016】また、図5は第2の実施例の構成を示すブ
ロック図であり、図1に示した第1の実施例の構成に速
度補正部35を加えたものである。第2の実施例の動作
を説明すると、複素演算部10において算出される速度
信号44は、被検体中の血流速度vとの間に下式(1)
に示す関係を有している。
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the second embodiment, which is the same as the configuration of the first embodiment shown in FIG. The operation of the second embodiment will be described. The velocity signal 44 calculated by the complex calculation unit 10 is expressed by the following equation (1) between the velocity signal 44 and the blood flow velocity v in the subject.
Have the relationship shown in.

【0017】v=cΔθ/2ω0T ……(1)ここ
で、v:被検体の血流速度Δθ:速度信号44ω0:位
相検波参照信号41の周波数T:超音波パルス繰り返し
信号c:係数速度補正部35は、周波数制御部32から
出力される周波数制御信号47から式(1)にしたがっ
て位相検波参照信号41の周波数ω0の変化に応じた速
度の補正を行い、補正済みの速度信号48をDSC12
に出力する。
V = c Δθ / 2ω 0 T (1) where, v: blood flow velocity of the subject Δθ: velocity signal 44ω 0 : frequency of phase detection reference signal 41 T: ultrasonic pulse repetition signal c: coefficient The speed correction unit 35 corrects the speed according to the change of the frequency ω 0 of the phase detection reference signal 41 from the frequency control signal 47 output from the frequency control unit 32 according to the equation (1), and the corrected speed signal 48 to DSC12
Output to.

【0018】このように、上記第2の実施例によれば、
速度補正部35において、位相検波参照信号41の周波
数ω0の変化に応じて速度の補正を行うので、全ての被
検深度において正確な血流速度を表示できるという効果
を有する。
As described above, according to the second embodiment,
Since the velocity correction unit 35 corrects the velocity in accordance with the change in the frequency ω 0 of the phase detection reference signal 41, it has an effect of being able to display an accurate blood flow velocity at all test depths.

【0019】なお、上記第1、第2の実施例ではアナロ
グ方式により位相検波を行っているが、受信部4におい
て受信信号のA/D変換を行い、ディジタル方式によっ
て位相検波を行う構成にしてもよいものである。
In the first and second embodiments, the phase detection is performed by the analog method. However, the receiving unit 4 performs A / D conversion of the received signal and the phase detection is performed by the digital method. Is also good.

【0020】[0020]

【発明の効果】本発明は上記実施例からも明らかなよう
に、位相検波参照信号の周波数を変化するようにしたも
のであり、反射深度によるエコー信号の周波数特性の違
いに応じた位相検波参照信号により位相検波を行うの
で、全ての被検深度において最良の感度が得られるとい
う効果を有する。
As is apparent from the above embodiment, the present invention is such that the frequency of the phase detection reference signal is changed, and the phase detection reference according to the difference in the frequency characteristic of the echo signal due to the reflection depth is performed. Since the phase detection is performed by the signal, there is an effect that the best sensitivity can be obtained at all depths to be detected.

【0021】さらに、速度補正部を備えて参照信号の周
波数変化による検出速度の相対変化を補正するので、全
ての被検深度において正確な血流速度を表示することが
できるという効果を有する。
Further, since the velocity correction unit is provided to correct the relative change in the detected velocity due to the frequency change of the reference signal, there is an effect that the accurate blood flow velocity can be displayed at all the depths to be examined.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例における超音波ドプラ血
流計を示すブロック図
FIG. 1 is a block diagram showing an ultrasonic Doppler blood flow meter according to a first embodiment of the present invention.

【図2】プローブと生体の被検部位との位置関係を示す
FIG. 2 is a diagram showing a positional relationship between a probe and a body part to be examined.

【図3】被検部位毎のエコーの周波数特性を示す特性図FIG. 3 is a characteristic diagram showing frequency characteristics of an echo for each test site.

【図4】本発明の第1の実施例における位相検波参照信
号周波数の時間変化を説明する特性図
FIG. 4 is a characteristic diagram illustrating a time change of a phase detection reference signal frequency according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第2の実施例における超音波ドプラ血
流計を示すブロック図
FIG. 5 is a block diagram showing an ultrasonic Doppler blood flow meter according to a second embodiment of the present invention.

【図6】従来の超音波ドプラ血流計を示すブロック図FIG. 6 is a block diagram showing a conventional ultrasonic Doppler blood flow meter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 送信部3 プローブ4 受信部5 位相シフタ6
乗算器7 ローパスフィルタ8 A/D変換器9 MT
Iフィルタ10 複素演算部12 ディジタルスキャン
コンバータ13 モニタ31 タイミング発生部32
周波数制御部33可変周波数発振部35 速度補正部
1 transmitter 3 probe 4 receiver 5 phase shifter 6
Multiplier 7 Low-pass filter 8 A / D converter 9 MT
I filter 10 complex operation unit 12 digital scan converter 13 monitor 31 timing generation unit 32
Frequency control unit 33 Variable frequency oscillation unit 35 Speed correction unit

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 生体内に超音波を送信する送信手段と、
送信した超音波の生体中における反射体からのエコーを
受信する受信手段と、超音波を送信するタイミングを発
生するタイミング発生手段と、超音波の送信に同期して
周波数が変化する参照信号を発生する可変周波数発生手
段と、上記参照信号を基準としてエコー信号の位相検波
を行う位相検波手段と、上記位相検波手段からの位相情
報をもとにして上記反射体の運動速度を算出する速度算
出手段とを備えた超音波ドプラ血流計。
1. A transmitting means for transmitting ultrasonic waves into a living body,
Receiving means for receiving the echo of the transmitted ultrasonic wave from a reflector in the living body, timing generating means for generating the timing of transmitting the ultrasonic wave, and generating a reference signal whose frequency changes in synchronization with the transmission of the ultrasonic wave. Variable frequency generating means, phase detecting means for phase detecting an echo signal with reference to the reference signal, and speed calculating means for calculating the motion speed of the reflector based on the phase information from the phase detecting means. An ultrasonic Doppler blood flow meter equipped with.
【請求項2】 参照周波数の変化に応じて速度補正を行
う速度補正手段を備えた請求項1記載の超音波ドプラ血
流計。
2. The ultrasonic Doppler blood flow meter according to claim 1, further comprising a velocity correction means for performing velocity correction according to a change in the reference frequency.
JP17097591A 1991-07-11 1991-07-11 Ultrasonic doppler rheometer Pending JPH0515534A (en)

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