JPH064072B2 - Ultrasonic blood flow imaging device - Google Patents
Ultrasonic blood flow imaging deviceInfo
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- JPH064072B2 JPH064072B2 JP63270918A JP27091888A JPH064072B2 JP H064072 B2 JPH064072 B2 JP H064072B2 JP 63270918 A JP63270918 A JP 63270918A JP 27091888 A JP27091888 A JP 27091888A JP H064072 B2 JPH064072 B2 JP H064072B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は血流信号とクラッタ信号との弁別特性の改善
された超音波血流信号イメージング装置、特に超音波エ
コー信号を直交検波器で検波した検波出力のパワーが設
定された閾値を越えたことを検出した信号により上記弁
別処理を行なう超音波血流信号イメージング装置に関す
るものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an ultrasonic blood flow signal imaging apparatus having improved discrimination characteristics between a blood flow signal and a clutter signal, and in particular, an ultrasonic echo signal is detected by a quadrature detector. The present invention relates to an ultrasonic blood flow signal imaging apparatus that performs the above-mentioned discrimination processing based on a signal detected that the power of the detected output exceeds a set threshold value.
［従来の技術］ 従来の超音波血流イメージング装置においては、血流信
号とクラッタ信号とを分離するため、血流信号よりはる
かに大きく、その電圧差が30dB以上もあるクラッタ信号
に対しても、高次の有限長インパルス応答（以下ＦＩＲ
という）フィルタや無限長インパルス応答（以下ＩＩＲ
という）フィルタにより構成されるムービング・ターゲ
ット・インディケィション（以下ＭＴＩという）フィル
タを使用していた。[Prior Art] In the conventional ultrasonic blood flow imaging apparatus, since the blood flow signal and the clutter signal are separated, the clutter signal is much larger than the blood flow signal and has a voltage difference of 30 dB or more. , Higher order finite length impulse response (hereinafter FIR
Filter and infinite impulse response (hereinafter IIR
A moving target indication (hereinafter referred to as MTI) filter including a filter is used.
［発明が解決しようとする課題］ 上記のような従来の高次のＦＩＲのフィルタやＩＩＲフ
ィルタをＭＴＩフィルタとして使用すると、表示画像の
フレームレートを著しく低下させねばならないという問
題点があった。[Problems to be Solved by the Invention] When the conventional high-order FIR filter or IIR filter as described above is used as an MTI filter, there is a problem that the frame rate of a display image must be significantly reduced.
またＭＴＩフィルタは物標の移動速度に対応した周波数
に対するフィルタ特性であるため、血流速と同程度の速
度で運動する心臓弁などが血流と同様にカラー表示され
るという問題点があった。Further, since the MTI filter has a filter characteristic with respect to the frequency corresponding to the moving speed of the target, there is a problem that a heart valve that moves at a speed similar to the blood flow velocity is displayed in color like blood flow. .
この発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
で、超音波血流イメージング装置のフレームレートの低
下を招くことなしに、血流信号とクラッタ信号の弁別性
能の向上した超音波血流イメージング装置を得ることを
目的とする。The present invention has been made to solve the above problems, and ultrasonic blood flow imaging with improved performance of discriminating blood flow signals and clutter signals without lowering the frame rate of the ultrasonic blood flow imaging apparatus. The purpose is to obtain the device.
［課題を解決するための手段］ この発明に係る超音波血流イメージング装置は、超音波
探触子で受信された信号に含まれるクラッタ信号を血流
信号と弁別して血流イメージングを行なうため、前記超
音波探触子で受信された信号を、直交検波器で検波して
得られた検波基準信号との同相成分（Ｉ信号）及び直角
成分（Ｑ信号）を、それぞれ量子化する第１の量子化器
及び第２の量子化器と、該第１の量子化器及び第２の量
子化器の出力信号をそれぞれ個別に２乗し、該２乗値の
和を演算する演算器と、該演算器の出力信号とあらかじ
め設定された閾値とを比較し、演算器の出力信号が前記
閾値を越えたときに出力信号を発生する比較器と、該比
較器の出力信号を入力すると共に、前記第１の量子化器
及び第２の量子化器の出力信号をそれぞれ直接又はＭＴ
Ｉフイルタを介して入力し、前記比較器が出力信号を発
生しないときは、血流データの演算を行ない、前記比較
器が出力信号を発生したときは、血流データの値を零と
する血流演算部とを備えたものである。[Means for Solving the Problem] The ultrasonic blood flow imaging apparatus according to the present invention discriminates the clutter signal included in the signal received by the ultrasonic probe from the blood flow signal to perform blood flow imaging. A first signal for quantizing an in-phase component (I signal) and a quadrature component (Q signal) with a detection reference signal obtained by detecting a signal received by the ultrasonic probe with a quadrature detector. A quantizer and a second quantizer, an arithmetic unit that squares the output signals of the first quantizer and the second quantizer individually, and calculates the sum of the squared values, A comparator that compares the output signal of the arithmetic unit with a preset threshold value and generates an output signal when the output signal of the arithmetic unit exceeds the threshold value, and the input signal of the comparator, and The output signals of the first quantizer and the second quantizer are respectively Direct or MT
When input through an I-filter and the comparator does not generate an output signal, blood flow data is calculated, and when the comparator generates an output signal, the blood flow data value is set to zero. And a flow calculator.
［作用］ この発明においては、超音波探触子で受信された信号を
直交検波器で検波した検波出力のパワーが、あらかじめ
設定された閾値を越えたことを検出した信号により、血
流信号とクラッタ信号との弁別処理を行なう。[Operation] In the present invention, a blood flow signal is detected by detecting that the power of the detection output obtained by detecting the signal received by the ultrasonic probe by the quadrature detector exceeds a preset threshold value. Discriminates from the clutter signal.
このため前記直交検波器で検波して得られた検波基準信
号との同相成分（Ｉ信号）及び直角成分（Ｑ信号）とを
量子化後、それぞれ個別に２乗してこの２乗値の和を算
出し、該算出値と設定された閾値とを比較器により比較
しし、前記算出値が閾値を越えたときは、比較器は検出
信号を出力し血流演算器に供給する。該血流演算部は直
接又はＭＴＩフィルタを介して供給される前記量子化さ
れたＩ信号及びＱ信号により、血流速度、分散等の血流
データを演算するが、前記比較器から検出信号を供給さ
れたときは、血流がないものと判断し、血流データの値
を零とする。Therefore, the in-phase component (I signal) and the quadrature component (Q signal) with the detection reference signal obtained by detection by the quadrature detector are quantized and then squared individually, and the sum of the squared values is obtained. Is calculated, and the calculated value and the set threshold value are compared by a comparator. When the calculated value exceeds the threshold value, the comparator outputs a detection signal and supplies it to the blood flow calculator. The blood flow calculation unit calculates blood flow data such as blood flow velocity and dispersion based on the quantized I signal and Q signal supplied directly or through an MTI filter, and outputs a detection signal from the comparator. When supplied, it is determined that there is no blood flow, and the value of blood flow data is set to zero.
［実施例］ 第１図はこの発明の超音波血流イメージング装置におけ
るクラック信号弁別の第１の実施例を示すブロック図で
あり、１、２はＡ・Ｄ変換器、３、４は低次のＭＩＲフ
ィルタ、５は信号ＩとＱの２乗値の和を算出する演算
器、６は演算値Ｉ２＋Ｑ２と閾値Ａｔｈとの大小に比較
する比較器、７は血流演算部である。[Embodiment] FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of crack signal discrimination in the ultrasonic blood flow imaging apparatus of the present invention, in which 1, 2 are A / D converters, 3 and 4 are low-order. MIR filter, 5 is a calculator for calculating the sum of squared values of signals I and Q, 6 is a comparator for comparing the calculated value I 2 + Q 2 with a threshold Ath, and 7 is a blood flow calculator. .
第１図の動作を説明する。超音波探触子で受信された信
号を、直交検波器で検波して得られた検波基準信号との
同相成分（以下信号Ｉという）と直角成分（以下信号Ｑ
という）がそれぞれＡ・Ｄ変換器１及び２に入力され
る。Ａ・Ｄ変換器１及び２はそれぞれ入力される前記信
号Ｉ及び信号Ｑをサンプリング時刻毎に遂次デジタル信
号に変換し、その量子化信号出力とそれぞれＭＴＩフィ
ルタ３及び４に供給すると共に、それぞれ演算器５にも
供給する。ＭＴＩフィルタ３及び４はそれぞれフィルタ
特性により、移動速度をもたない信号（クラック信号
等）を減衰させ、移動速度をもつ信号（血流信号等）を
通過出力し、血流演算部７に供給する。演算器５は入力
された量子化信号Ｉ及びＱをそれぞれ個別に２乗し、こ
の２乗値と和Ｉ２＋Ｑ２を算出し、比較器６に供給す
る。比較器６は演算器５から入力される演算値Ｉ２＋Ｑ
２と、あらかじめ設定され別に入力される閾値Ａｔｈと
を比較し、前者の値が後者の値より大きいときに出力信
号を血流演算部７へ供給する。血流演算部７は比較器６
から入力信号がないときは、ＭＴＩフィルタ３及び４か
らの入力信号により血流速度や分散等の血流データの演
算を行ない、血流の方向、速度及び分散に応じたカラー
表示を可能とするための演算を行なう。しかし比較器６
からの出力信号が入力されたときは、血流がないものと
判断し、血流演算部７は該当するピクセル（Ａ・Ｄ変換
器により量子化された１サンプルデータ）の血流データ
（血流速度、分散等のデータ）を零とするように作動す
る。The operation of FIG. 1 will be described. An in-phase component (hereinafter referred to as signal I) and a quadrature component (hereinafter referred to as signal Q) with a detection reference signal obtained by detecting a signal received by the ultrasonic probe with a quadrature detector.
Are input to the A / D converters 1 and 2, respectively. The A / D converters 1 and 2 convert the input signals I and Q, respectively, into sequential digital signals at each sampling time, and supply the quantized signal outputs and the MTI filters 3 and 4, respectively, and It is also supplied to the calculator 5. Each of the MTI filters 3 and 4 attenuates a signal having no moving speed (crack signal or the like), outputs a signal having a moving speed (blood flow signal or the like) through the MTI filters 3 and 4, and supplies the signal to the blood flow calculating unit 7. To do. The arithmetic unit 5 squares the input quantized signals I and Q individually, calculates the squared value and the sum I 2 + Q 2 , and supplies the sum to the comparator 6. The comparator 6 receives the calculated value I 2 + Q input from the calculator 5.
2 is compared with a threshold value Ath which is preset and separately input, and when the former value is larger than the latter value, an output signal is supplied to the blood flow calculation unit 7. The blood flow calculator 7 is a comparator 6
When there is no input signal from, the blood flow data such as blood flow velocity and dispersion is calculated by the input signals from MTI filters 3 and 4, and color display according to the direction, velocity and dispersion of blood flow is enabled. Calculation for. But the comparator 6
When the output signal from the device is input, it is determined that there is no blood flow, and the blood flow calculating unit 7 determines the blood flow data (blood sample) of the corresponding pixel (1 sample data quantized by the A / D converter). It operates so that the data of flow velocity, dispersion, etc.) becomes zero.
即ち低速信号まで通過可能なＭＴＩフィルタ通過前の直
交検波信号のパワーに比例する値として（Ｉ２＋Ｑ２）
を算出するか、または前記（Ｉ２＋Ｑ２）より電圧振幅
値に相当する値として、その平方根 を算出し、この算出値が閾値Ａｔｈを越える場合に、該
当するピクセルのカラー表示用血流データ（速度、分散
等のデータ）を零とするものである。このようにして検
波出力に過大なパワーを検出じときは、クラッタ信号で
あり血流信号ではないと判断し、弁別処理を行なってい
る。That is, as a value proportional to the power of the quadrature detection signal before passing through the MTI filter capable of passing even low-speed signals, (I 2 + Q 2 )
Or the square root thereof as a value corresponding to the voltage amplitude value from the above (I 2 + Q 2 ). When the calculated value exceeds the threshold value Ath, the blood flow data for color display (data such as velocity and dispersion) of the corresponding pixel is set to zero. In this way, when excessive power is detected in the detection output, it is judged that it is a clutter signal and not a blood flow signal, and discrimination processing is performed.
第１図の例では１つのピクセル内に血流信号とクラッタ
信号とが共存する場合もあるため、低次のＭＴＩフィル
タ３及び４を使用している。しかし低次のＭＴＩフィル
タは表示画像のフレームレートに対する影響は少ない
が、低速時の減衰特性（一般に肩の特性という）が緩や
かであるため、低速血流信号を減衰させてしまう恐れが
ある。そこでシステムの空間分解能が十分であればＭＴ
Ｉフィルタを完全にバイパスさせてしまうことも効果的
である。Since the blood flow signal and the clutter signal may coexist in one pixel in the example of FIG. 1, the low-order MTI filters 3 and 4 are used. However, although the low-order MTI filter has little influence on the frame rate of the display image, since the attenuation characteristic at low speed (generally called shoulder characteristic) is gentle, the low-speed blood flow signal may be attenuated. Therefore, if the spatial resolution of the system is sufficient, MT
It is also effective to completely bypass the I filter.
第２図はこの発明の超音波血流イメージング装置におけ
るクラッタ信号弁別の第２の実施例を示すブロック図で
あり、１〜２、５〜７は第１図と全く同一のものであ
る。FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of clutter signal discrimination in the ultrasonic blood flow imaging apparatus of the present invention, and 1-2, 5-7 are exactly the same as in FIG.
第２図と第１図の相違は第１図よりＭＴＩフィルタ３及
び４を取り除いたことである。ＭＴＩフィルタ３及び４
を取り除いた理由は、前述の低速血流信号をＭＴＩフィ
ルタにより減衰させないようにするためである。その他
の動作については第１図の動作と全く同一であるので第
２図の動作説明は省略する。The difference between FIG. 2 and FIG. 1 is that MTI filters 3 and 4 are removed from FIG. MTI filters 3 and 4
The reason why the above is removed is to prevent the aforementioned slow blood flow signal from being attenuated by the MTI filter. Since the other operations are exactly the same as those of FIG. 1, the explanation of the operations of FIG. 2 will be omitted.
［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、超音波血流イメージン
グ装置において、血流信号とクラッタ信号との弁別に超
音波エコー信号を直交検波した検波出力のパワー、もし
くはパワーに基づく信号を用いるので、信号の周波数
（速度に対応する）によっては弁別困難な血流と心臓弁
などの弁別が容易となり、弁別性能が向上する効果が得
られている。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, in the ultrasonic blood flow imaging apparatus, it is based on the power of the detection output obtained by orthogonally detecting the ultrasonic echo signal for discrimination between the blood flow signal and the clutter signal, or the power Since the signal is used, it is easy to discriminate between the blood flow and the heart valve, which are difficult to discriminate depending on the frequency (corresponding to the velocity) of the signal, and the discrimination performance is improved.
またＭＴＩフィルタは低次でよいので表示画像のフレー
ムレートの低下を抑えられ、画質の低下を防止する効果
が得られている。Further, since the MTI filter may be of a lower order, it is possible to suppress the decrease in the frame rate of the display image and to prevent the deterioration of the image quality.
また、システムの空間分解能が十分であれば、ＭＴＩフ
ィルタが省略できるので、低速の血流信号に対する検出
性能が向上する効果が得られる。Further, if the spatial resolution of the system is sufficient, the MTI filter can be omitted, so that the effect of improving the detection performance for low-speed blood flow signals can be obtained.
第１図はこの発明の超音波血流イメージング装置におけ
るクラッタ信号弁別の第１の実施例を示すブロック図、
第２図はこの発明の超音波血流イーメジング装置におけ
るクラッタ信号弁別の第２の実施例を示すブロック図で
ある。 図において、１、２はＡ・Ｄ変換器、３、４はＭＴＩフ
ィルタ、５は演算器、６は比較器、７は血流演算部であ
る。FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of clutter signal discrimination in the ultrasonic blood flow imaging apparatus of the present invention,
FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of clutter signal discrimination in the ultrasonic blood flow-imaging device of the present invention. In the figure, 1 and 2 are A / D converters, 3 and 4 are MTI filters, 5 is a calculator, 6 is a comparator, and 7 is a blood flow calculator.
Claims (1)
クラッタ信号を血流信号と弁別して血流イメージングを
行なう超音波血流イメージング装置において、 前記超音波探触子で受信された信号を、直交検波器で検
波して得られた検波基準信号との同相成分（Ｉ信号）及
び直角成分（Ｑ信号）を、それぞれ量子化する第１の量
子化器及び第２の量子化器と、 該第１の量子化器及び第２の量子化器の出力信号をそれ
ぞれ個別に２乗し、該２乗値の和を演算する演算器と、 該演算器の出力信号とあらかじめ設定された闘値とを比
較し、演算器の出力信号が前記閾値を越えたときに出力
信号を発生する比較器と、 該比較器の出力信号を入力すると共に、前記第１の量子
化器及び第２の量子化器の出力信号をそれぞれ直接又は
ムービング・ターゲット・インディケイション（ＭＴ
Ｉ）フィルタを介して入力し、前記比較器が出力信号を
発生しないときは、血流データの演算を行ない、前記比
較器が出力信号を発生したときは、血流データの値を零
とする血流演算部とを備えたことを特徴とする超音波血
流イメージング装置。1. An ultrasonic blood flow imaging apparatus for performing blood flow imaging by discriminating a clutter signal included in a signal received by the ultrasonic probe from a blood flow signal, wherein the ultrasonic wave is received by the ultrasonic probe. A first quantizer and a second quantizer for respectively quantizing an in-phase component (I signal) and a quadrature component (Q signal) with a detection reference signal obtained by detecting the signal with a quadrature detector. An arithmetic unit that squares the output signals of the first quantizer and the second quantizer individually and calculates the sum of the squared values; and an output signal of the arithmetic unit that is preset. And a comparator for generating an output signal when the output signal of the arithmetic unit exceeds the threshold value, and an input signal of the output signal of the comparator, and the first quantizer and the first quantizer. The output signals of the two quantizers can be directly or moving-targeted. To Indication (MT
I) Inputting through a filter, when the comparator does not generate an output signal, the blood flow data is calculated, and when the comparator generates an output signal, the value of the blood flow data is set to zero. An ultrasonic blood flow imaging apparatus, comprising: a blood flow calculation unit.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP63270918A JPH064072B2 (en) | 1988-10-28 | 1988-10-28 | Ultrasonic blood flow imaging device |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP63270918A JPH064072B2 (en) | 1988-10-28 | 1988-10-28 | Ultrasonic blood flow imaging device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02119849A JPH02119849A (en) | 1990-05-07 |
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Family
ID=17492806
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63270918A Expired - Fee Related JPH064072B2 (en) | 1988-10-28 | 1988-10-28 | Ultrasonic blood flow imaging device |
Country Status (1)
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Families Citing this family (1)
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Family Cites Families (3)
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-
1988
- 1988-10-28 JP JP63270918A patent/JPH064072B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
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| JPH02119849A (en) | 1990-05-07 |
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