JPH0947456A - Ultrasonic doppler diagnostic device - Google Patents

Ultrasonic doppler diagnostic device

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JPH0947456A
JPH0947456A JP22122095A JP22122095A JPH0947456A JP H0947456 A JPH0947456 A JP H0947456A JP 22122095 A JP22122095 A JP 22122095A JP 22122095 A JP22122095 A JP 22122095A JP H0947456 A JPH0947456 A JP H0947456A
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ultrasonic
signal
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Mikio Izumi
美喜雄 泉
Hiroshi Kanda
田 浩 神
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve real-time performance when a B mode image and a Doppler mode image are observed in a switching system by reducing a level of a transitional response generated in output of a high-pass filter in the initial stage of transferring a Doppler mode. SOLUTION: After output signals of interval integrating circuits 12a and 12b are converted into digital signals by ADCs 14a and 14b in a Doppler mode image detecting display system, they are sent to a filter processing part 16. A delay register setting value operation means 17 approximately calculates a setting value of a delay register in a secondary filter section as the inside constitution of wall filters 13a' and 13b' on the basis of signal series inputted to the filter processing part 16 in the initial stage of a Doppler time phase, and its result is preset in the delay register. Therefore, since the wall filters 13a' and 13b' are put in an already set condition to an initial input signal row of a Doppler mode time phase, ringing is removed as a response to a clutter signal.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、被検体内に超音波
を送受信し診断部位のリアルタイムのBモード像を観察
しながらドプラ法により血流速度の計測を行う超音波ド
プラ診断装置に関し、特にBモード像とドプラモード像
とを切り換えて観察する際のリアルタイム性を向上する
ことができる超音波ドプラ診断装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic Doppler diagnostic apparatus for measuring blood flow velocity by the Doppler method while transmitting and receiving ultrasonic waves in a subject and observing a real-time B-mode image of a diagnostic region. The present invention relates to an ultrasonic Doppler diagnostic apparatus capable of improving real-time property when switching between a B-mode image and a Doppler mode image for observation.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のこの種の超音波ドプラ診断装置
は、被検体内に超音波を送信すると共にその内部からの
反射エコーを受信し、Bモード像を収集し表示するBモ
ード像検出表示系と、上記被検体内にパルス又は連続波
の超音波を送信すると共にその内部からの反射エコーを
受信し、この反射エコーから移動体のドプラ偏移した周
波数信号の成分を抽出し、血流信号を画像表示し又はオ
ーディオ信号として音響出力するドプラモード像検出表
示系とを有し、上記Bモード像検出表示系における超音
波の送受信動作と、上記ドプラモード像検出表示系にお
ける超音波の送受信動作とを時分割に行って両系統の超
音波画像を表示するようになっていた。
2. Description of the Related Art A conventional ultrasonic Doppler diagnostic apparatus of this kind transmits a ultrasonic wave into a subject and receives a reflection echo from the inside thereof to collect and display a B mode image. The system and the ultrasonic wave of a pulse or a continuous wave is transmitted to the inside of the subject and the reflection echo from the inside is received, and the component of the frequency signal that is Doppler-shifted of the moving body is extracted from this reflection echo, and the blood flow. A Doppler mode image detection and display system that displays a signal as an image or outputs acoustically as an audio signal, and an ultrasonic wave transmission and reception operation in the B mode image detection and display system and an ultrasonic wave transmission and reception in the Doppler mode image detection and display system. The operation and the time division are performed to display ultrasonic images of both systems.

【0003】すなわち、図12に示すように、超音波送
受信部2内のパルサ3が発生した電気パルスは探触子1
に印加され、この探触子1から超音波パルスが図示省略
の被検体内へ送信される。被検体内部の診断部位から反
射されたエコー信号は、上記探触子1で受信され再び電
気信号に変換される。この受信信号は、超音波送受信部
2内のプリアンプ4によって増幅され、Bモード像検出
表示系において検波器6へ送られる。検波器6では包絡
線検波されて、輝度信号とされる。この輝度信号はAD
C7でディジタル信号に変換され、DSC(ディジタル
スキャンコンバータ)8で画像処理されてモニタ9へ送
られ、このモニタ9の画面にBモード像として表示され
る。
That is, as shown in FIG. 12, the electric pulse generated by the pulser 3 in the ultrasonic wave transmitter / receiver 2 is transmitted to the probe 1
And ultrasonic pulses are transmitted from the probe 1 into the subject (not shown). The echo signal reflected from the diagnostic region inside the subject is received by the probe 1 and converted into an electric signal again. This received signal is amplified by the preamplifier 4 in the ultrasonic wave transmitter / receiver 2 and sent to the detector 6 in the B-mode image detection / display system. The detector 6 performs envelope detection to obtain a luminance signal. This brightness signal is AD
The signal is converted into a digital signal in C7, image-processed in a DSC (digital scan converter) 8, sent to a monitor 9, and displayed as a B-mode image on the screen of the monitor 9.

【0004】一方、ドプラモード像検出表示系において
は、超音波送受信部2内のプリアンプ4で増幅された受
信信号は、ミキサ10a,10bで参照波と乗算され、
ローパスフィルタ11a,11bを通って複素ベースバ
ンド信号に変換される。この複素ベースバンド信号は区
間積分回路12a,12bに入力し、区間積分回路12
a,12bは、サンプルボリュームに対応する区間の複
素信号を積分し、ホールドする。上記区間積分回路12
a,12bから出力された信号は、被検体内の固定組織
からのクラッタ成分を除去するためのハイパスフィルタ
であるウォールフィルタ13a,13bを経て、血流な
どからのドプラ偏移を受けた周波数信号(血流信号)だ
けが取り出される。この取り出された血流信号は、AD
C14a,14bによりディジタル信号に変換され、F
FT(高速フーリエ変換器)から成る周波数分析回路1
5へ送られる。そして、この周波数分析回路15で周波
数分析され、DSC8で画像処理されてモニタ9へ送ら
れ、このモニタ9の画面に血流のドプラスペクトラム
(ドプラモード像)が表示される。
On the other hand, in the Doppler mode image detection display system, the reception signal amplified by the preamplifier 4 in the ultrasonic wave transmitting / receiving section 2 is multiplied by the reference wave in the mixers 10a and 10b,
It is converted into a complex baseband signal through the low-pass filters 11a and 11b. This complex baseband signal is input to the interval integration circuits 12a and 12b, and the interval integration circuit 12
Reference numerals a and 12b integrate and hold the complex signal in the section corresponding to the sample volume. The interval integration circuit 12
The signals output from a and 12b pass through wall filters 13a and 13b, which are high-pass filters for removing clutter components from fixed tissues in the subject, and are frequency signals subjected to Doppler shift from blood flow or the like. Only (blood flow signal) is taken out. This extracted blood flow signal is AD
It is converted to a digital signal by C14a and 14b, and F
Frequency analysis circuit 1 composed of FT (Fast Fourier Transform)
Sent to 5. Then, frequency analysis is performed by the frequency analysis circuit 15, image processing is performed by the DSC 8 and the image is sent to the monitor 9, and a Doppler spectrum (Doppler mode image) of the blood flow is displayed on the screen of the monitor 9.

【0005】ここで、Bモード像表示を行うための超音
波の送受信ビームの方向と、ドプラモード像表示を行う
ための超音波の送受信ビームの方向とは、ほとんどの場
合で異なるため、Bモード像を得るための超音波送受信
動作と、ドプラモード像を得るための超音波送受信動作
とは、時分割に行われる。従って、リアルタイムでBモ
ード像を表示しているときは、ドプラモード像は表示動
作が停止され、また他の時相においてリアルタイムでド
プラモード像を表示しているときは、Bモード像はフリ
ーズされる。この場合、ドプラモード像においては、リ
アルタイムのBモード像をガイドとしてサンプルボリュ
ームの位置を設定する必要があるので、ドプラモード時
であってもBモード像のリアルタイム性は重要である。
このことから、従来装置においては、図13に示すよう
に、Bモード時相とドプラモード時相との切り換えを交
互に行うことで、リアルタイム性を極力損なわないよう
にしてきた。
Here, since the directions of the ultrasonic transmission / reception beam for displaying the B-mode image and the directions of the ultrasonic transmission / reception beam for performing the Doppler mode image are different in most cases, the B-mode The ultrasonic wave transmitting / receiving operation for obtaining an image and the ultrasonic wave transmitting / receiving operation for obtaining a Doppler mode image are performed in a time division manner. Therefore, the display operation of the Doppler mode image is stopped when the B-mode image is displayed in real time, and the B-mode image is frozen when the Doppler mode image is displayed in other time phases in real time. It In this case, in the Doppler mode image, since it is necessary to set the position of the sample volume using the real-time B-mode image as a guide, the real-time property of the B-mode image is important even in the Doppler mode.
For this reason, in the conventional apparatus, as shown in FIG. 13, the B-mode time phase and the Doppler mode time phase are alternately switched to prevent the real-time property from being impaired as much as possible.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の超音波ドプラ診断装置においては、図12に示すロ
ーパスフィルタ11a,11bから出力される複素ベー
スバンド信号を区間積分回路12a,12bを介して入
力し、この信号の中から被検体内の固定組織からのクラ
ッタ成分を除去するウォールフィルタ13a,13bが
50Hz程度から1KHz程度という装置全体の構成要素の中
で最も低い遮断周波数をもち、急峻な特性が要求される
ものであった。このことは、上記ウォールフィルタ13
a,13bへの信号入力時の過渡応答を装置全体の中の
他のフィルと比較すると、該ウォールフィルタ13a,
13bが最も長大なリンギング(安定するまでの間に信
号が振動すること)を生じることを意味する。これによ
り、図13に示すように、Bモード時相からドプラモー
ド時相に切り換わるときにそのドプラモード時相の初め
に、ウォールフィルタ13a,13bへ入力するクラッ
タ信号S1に対して該ウォールフィルタ13a,13b
の出力信号に強大なリンギングS2が常に発生すること
になる。このことから、上記リンギングS2が収束して
フィルタ出力が安定するまで十分な時間待たなければな
らなかった。従って、Bモード時相とドプラモード時相
とを頻繁に切り換えることができず、画像のリアルタイ
ム性が低いものであった。
However, in such a conventional ultrasonic Doppler diagnostic apparatus, the complex baseband signals output from the low pass filters 11a and 11b shown in FIG. 12 are passed through the interval integrating circuits 12a and 12b. Wall filters 13a and 13b for removing the clutter component from the fixed tissue in the subject from this signal.
It had the lowest cut-off frequency among the components of the entire device, from about 50 Hz to about 1 KHz, and required steep characteristics. This means that the wall filter 13
Comparing the transient response when a signal is input to a and 13b with other filters in the entire device, the wall filters 13a,
This means that 13b causes the longest ringing (oscillation of the signal until it stabilizes). As a result, as shown in FIG. 13, when switching from the B-mode time phase to the Doppler mode time phase, at the beginning of the Doppler mode time phase, the clutter signal S 1 input to the wall filters 13a and 13b is applied to the wall. Filters 13a and 13b
A strong ringing S 2 is always generated in the output signal of the. Therefore, it was necessary to wait a sufficient time until the ringing S 2 converged and the filter output was stabilized. Therefore, the B mode time phase and the Doppler mode time phase cannot be frequently switched, and the real-time property of the image is low.

【0007】そこで、本発明は、このような問題点に対
処し、Bモード像とドプラモード像とを切り換えて観察
する際のリアルタイム性を向上することができる超音波
ドプラ診断装置を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention provides an ultrasonic Doppler diagnostic apparatus which can cope with such a problem and improve the real-time property when observing by switching the B-mode image and the Doppler mode image. With the goal.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による超音波ドプラ診断装置は、被検体内に
超音波を送信すると共にその内部からの反射エコーを受
信し、Bモード像を収集し表示するBモード像検出表示
系と、上記被検体内にパルス又は連続波の超音波を送信
すると共にその内部からの反射エコーを受信し、この反
射エコーから移動体のドプラ偏移した周波数信号の成分
を抽出し、血流信号を画像表示し又はオーディオ信号と
して音響出力するドプラモード像検出表示系とを有し、
上記Bモード像検出表示系における超音波の送受信動作
と、上記ドプラモード像検出表示系における超音波の送
受信動作とを時分割に行って両系統の超音波画像を表示
する超音波ドプラ診断装置において、上記ドプラ偏移周
波数信号を抽出する手段としてデジタルフィルタによっ
て構成されたハイパスフィルタを有し、且つ上記Bモー
ド像の受信動作からドプラモード像の受信動作に切り換
わる時点で上記ハイパスフィルタの遅延レジスタの値を
受信信号に応じた所定の値に初期化する手段を有するフ
ィルタ処理部を設け、ドプラモード移行初期に上記ハイ
パスフィルタの出力に生じる過渡応答のレベルを低減す
るようにしたものである。
In order to achieve the above object, an ultrasonic Doppler diagnostic apparatus according to the present invention transmits an ultrasonic wave into a subject and receives a reflection echo from the inside thereof to obtain a B mode image. And a B-mode image detection and display system for collecting and displaying, and transmitting a pulse or continuous wave ultrasonic wave into the subject and receiving a reflection echo from the inside thereof, and Doppler shift of the moving body from the reflection echo. It has a Doppler mode image detection display system that extracts a frequency signal component, displays a blood flow signal as an image, or outputs acoustically as an audio signal,
An ultrasonic Doppler diagnostic apparatus for displaying ultrasonic images of both systems by time-divisionally performing the ultrasonic wave transmission / reception operation in the B-mode image detection display system and the ultrasonic wave transmission / reception operation in the Doppler mode image detection display system. A high-pass filter constituted by a digital filter as a means for extracting the Doppler shift frequency signal, and the delay register of the high-pass filter at the time of switching from the B-mode image receiving operation to the Doppler mode image receiving operation. Is provided with a filter processing unit having means for initializing the above value to a predetermined value according to the received signal so as to reduce the level of the transient response occurring in the output of the high pass filter at the initial stage of the Doppler mode transition.

【0009】また、上記ハイパスフィルタの遅延レジス
タの値を受信信号に応じた所定の値に初期化する手段
は、その初期化する値を、Bモード像の受信動作からド
プラモード像の受信動作に切り換わる時点の初期の受信
信号列の一つ以上の値から線形結合によって算出するも
のとされている。
Further, the means for initializing the value of the delay register of the high-pass filter to a predetermined value according to the received signal changes the initialized value from the receiving operation of the B mode image to the receiving operation of the Doppler mode image. It is supposed to be calculated by linear combination from one or more values of the initial received signal sequence at the time of switching.

【0010】あるいは、上記ハイパスフィルタの遅延レ
ジスタの値を受信信号に応じた所定の値に初期化する手
段は、その初期化する値を、Bモード像の受信動作から
ドプラモード像の受信動作に切り換わる時点よりも以前
に検出された入力信号の角周波数と、ドプラモード像の
受信動作に切り換わる時点の初期の受信信号列とを用い
て推定されたドプラモード時相開始時に対応する推定信
号系列の線形結合によって算出するものとしてもよい。
Alternatively, the means for initializing the value of the delay register of the high-pass filter to a predetermined value according to the received signal changes the initialized value from the B-mode image receiving operation to the Doppler mode image receiving operation. An estimated signal corresponding to the start of the Doppler mode time phase estimated using the angular frequency of the input signal detected before the time of switching and the initial received signal sequence at the time of switching to the receiving operation of the Doppler mode image It may be calculated by linear combination of sequences.

【0011】さらに、上記ハイパスフィルタは、再帰形
フィルタから成るものとしてもよい。
Further, the high pass filter may be a recursive filter.

【0012】また、第二の発明による超音波ドプラ診断
装置は、被検体内に超音波を送信すると共にその内部か
らの反射エコーを受信し、Bモード像を収集し表示する
Bモード像検出表示系と、上記被検体内にパルス又は連
続波の超音波を送信すると共にその内部からの反射エコ
ーを受信し、この反射エコーから移動体のドプラ偏移し
た周波数信号の成分を抽出し、血流信号を画像表示し又
はオーディオ信号として音響出力するドプラモード像検
出表示系とを有し、上記Bモード像検出表示系における
超音波の送受信動作と、上記ドプラモード像検出表示系
における超音波の送受信動作とを時分割に行って両系統
の超音波画像を表示する超音波ドプラ診断装置におい
て、時間領域にて受信信号から被検体内の固定組織から
のクラッタ成分を除去するハイパスフィルタを有すると
共に、このハイパスフィルタで上記ドプラ偏移した周波
数信号の成分を抽出した後にその血流信号を周波数分析
する手段の後段に、その周波数分析後の周波数領域にお
いてスペクトラムの直流成分を含む低周波数成分を除去
又は低減するウインドウ処理手段を設けたものである。
The ultrasonic Doppler diagnostic apparatus according to the second aspect of the present invention transmits the ultrasonic waves into the subject and receives the reflected echoes from the inside thereof to collect and display the B mode image. The system and the ultrasonic wave of a pulse or a continuous wave is transmitted to the inside of the subject and the reflection echo from the inside is received, and the component of the frequency signal that is Doppler-shifted of the moving body is extracted from this reflection echo, and the blood flow. A Doppler mode image detection and display system that displays a signal as an image or outputs acoustically as an audio signal, and an ultrasonic wave transmission and reception operation in the B mode image detection and display system and an ultrasonic wave transmission and reception in the Doppler mode image detection and display system. In an ultrasonic Doppler diagnostic apparatus that displays the ultrasonic images of both systems by performing time-division of the motion and With a high-pass filter to, after the means for frequency analysis the blood flow signal after extracting the Doppler-shifted frequency signal component with this high-pass filter, the DC component of the spectrum in the frequency domain after the frequency analysis. The window processing means for removing or reducing the low frequency components including is provided.

【0013】そして、上記ハイパスフィルタは、時間領
域にて受信信号から被検体内の固定組織からのクラッタ
成分を除去するカットオフ周波数として、周波数分析手
段で周波数分析後に周波数領域にてスペクトラムの直流
成分を含む低周波数成分を除去又は低減するウインドウ
関数の低減のカットオフ周波数より低く設定したものと
されている。
Then, the high-pass filter has a DC component of the spectrum in the frequency domain after frequency analysis by the frequency analysis means as a cut-off frequency for removing the clutter component from the fixed tissue in the subject from the received signal in the time domain. It is set to be lower than the cutoff frequency for reducing the window function for removing or reducing low frequency components including.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳細に説明する。図1は第一の発明によ
る超音波ドプラ診断装置の実施の形態を示すブロック図
である。この超音波ドプラ診断装置は、被検体内に超音
波を送受信し診断部位のリアルタイムのBモード像を観
察しながらドプラ法により血流速度の計測を行うもの
で、図1に示すように、探触子1と、超音波送受信部2
と、発振器5と、検波器6と、ADC7と、DSC8
と、モニタ9と、ミキサ10a,10bと、ローパスフ
ィルタ11a,11bと、区間積分回路12a,12b
と、ADC14a,14bと、周波数分析回路15とを
有し、さらにフィルタ処理部16を設けて成る。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an ultrasonic Doppler diagnostic apparatus according to the first invention. This ultrasonic Doppler diagnostic apparatus measures the blood flow velocity by the Doppler method while transmitting and receiving ultrasonic waves in the subject and observing a real-time B-mode image of the diagnostic region. As shown in FIG. The tentacle 1 and the ultrasonic transmitter / receiver 2
, Oscillator 5, detector 6, ADC 7, DSC 8
, Monitor 9, mixers 10a and 10b, low-pass filters 11a and 11b, and interval integration circuits 12a and 12b.
And ADCs 14a and 14b and a frequency analysis circuit 15, and a filter processing section 16 is further provided.

【0015】上記探触子1は、被検体内の診断部位に超
音波を送受信するもので、その内部には電気信号を超音
波に変換すると共に受波した超音波を電気信号に変換す
る超音波振動子が内蔵されている。超音波送受信部2
は、上記探触子1を駆動して超音波を送信及び受信する
もので、その内部には発振器5からの周波数を入力して
電気パルスを発生するパルサ3と、探触子1が受波し電
気信号に変換した受信信号を増幅するプリアンプ4とを
有している。
The probe 1 transmits / receives ultrasonic waves to / from a diagnosis site in a subject, and inside the probe 1, it converts an electric signal into an ultrasonic wave and an ultrasonic wave into which the received ultrasonic wave is converted into an electric signal. Built-in sound wave oscillator. Ultrasonic transceiver 2
Is a device for driving the probe 1 to transmit and receive ultrasonic waves. The pulsar 3 for inputting the frequency from the oscillator 5 to generate an electric pulse and the probe 1 receive the ultrasonic wave. And a preamplifier 4 for amplifying the received signal converted into an electric signal.

【0016】検波器6は、上記超音波送受信部2内のプ
リアンプ4から出力された受信信号を入力して包絡線検
波し、輝度信号とするものである。ADC7は、上記検
波器6から出力された輝度信号を入力して、ディジタル
信号に変換するものである。また、DSC8は、上記A
DC7から出力されたディジタルの画像データを入力
し、モニタ9に表示するために所要の画像処理を施すも
のである。さらに、モニタ9は、上記DSC8から出力
された画像データを入力し、アナログビデオ信号に変換
してBモード像として表示するもので、例えばテレビモ
ニタから成る。そして、上記検波器6とADC7とDS
C8とモニタ9とで、Bモード像検出表示系を構成して
いる。
The detector 6 inputs the received signal output from the preamplifier 4 in the ultrasonic wave transmitting / receiving section 2 and performs envelope detection to obtain a luminance signal. The ADC 7 inputs the luminance signal output from the detector 6 and converts it into a digital signal. In addition, DSC8 is the above A
The digital image data output from the DC 7 is input and required image processing is performed for displaying on the monitor 9. Further, the monitor 9 receives the image data output from the DSC 8, converts it into an analog video signal and displays it as a B-mode image, and is composed of, for example, a television monitor. Then, the detector 6, the ADC 7, and the DS
The C8 and the monitor 9 constitute a B-mode image detection display system.

【0017】一方、ミキサ10a,10bは、前記超音
波送受信部2内のプリアンプ4から出力された受信信号
を入力して、前記発振器5から出力される参照波の周波
数と乗算するものである。ローパスフィルタ11a,1
1bは、上記ミキサ10a,10bで参照波の周波数と
乗算された受信信号を入力し、複素ベースバンド信号に
変換するものである。区間積分回路12a,12bは、
上記ローパスフィルタ11a,11bから出力された複
素ベースバンド信号を入力して、サンプルボリュームに
対応する区間の複素ベースバンド信号を積分しホールド
するものである。ADC14a,14bは、上記区間積
分回路12a,12bから出力された信号をディジタル
信号に変換するものである。
On the other hand, the mixers 10a and 10b are for receiving the reception signal output from the preamplifier 4 in the ultrasonic wave transmitting / receiving section 2 and multiplying it by the frequency of the reference wave output from the oscillator 5. Low-pass filter 11a, 1
1b is for inputting the received signal multiplied by the frequency of the reference wave in the mixers 10a, 10b and converting it to a complex baseband signal. The interval integration circuits 12a and 12b are
The complex baseband signals output from the low-pass filters 11a and 11b are input, and the complex baseband signals in the section corresponding to the sample volume are integrated and held. The ADCs 14a and 14b convert the signals output from the interval integration circuits 12a and 12b into digital signals.

【0018】本発明においては、上記ADC14a,1
4bの後段に、フィルタ処理部16が設けられている。
このフィルタ処理部16は、ドプラ偏移周波数信号を抽
出する手段としてデジタルフィルタによって構成された
ハイパスフィルタであるウォールフィルタ13a′,1
3b′と、Bモード像の受信動作からドプラモード像の
受信動作に切り換わる時点で上記ウォールフィルタ13
a′,13b′の遅延レジスタの値を受信信号に応じた
所定の値に初期化する手段である遅延レジスタ整定値演
算手段17とから成る。上記ウォールフィルタ13
a′,13b′の内部構成は、図2に示すように、複数
個の2次のフィルタセクション181〜18kを直列に接
続して急峻なカットオフ特性を有する再帰形フィルタ
(IIRフィルタと呼ばれる)に構成されている。ま
た、個々の2次のフィルタセクション181〜18kは、
図3に示すように、加算器19a,19bと、乗算器a
11,a12,b10,b11,b12と、遅延レジスタ(T)2
0a,20bとから成る。そして、このような構成のフ
ィルタ処理部16の動作により、Bモード像からドプラ
モード像の検出に移行する初期に上記ウォールフィルタ
13a′,13b′の出力に生じる過渡応答のレベルを
低減するようになっている。
In the present invention, the above ADCs 14a, 1
The filter processing unit 16 is provided in the subsequent stage of 4b.
The filter processing unit 16 is a wall filter 13a ', 1 which is a high-pass filter composed of a digital filter as a means for extracting the Doppler shift frequency signal.
3b 'and the wall filter 13 at the time of switching from the B-mode image receiving operation to the Doppler mode image receiving operation.
The delay register settling value calculating means 17 is means for initializing the values of the delay registers a ', 13b' to a predetermined value according to the received signal. The wall filter 13
As shown in FIG. 2, the internal structure of a ', 13b' is a recursive filter (referred to as an IIR filter) having a sharp cutoff characteristic by connecting a plurality of secondary filter sections 18 1 to 18 k in series. ) Is configured. Further, the individual second-order filter sections 18 1 ~18k,
As shown in FIG. 3, the adders 19a and 19b and the multiplier a
11 , a 12 , b 10 , b 11 , b 12 and the delay register (T) 2
0a and 20b. Then, by the operation of the filter processing unit 16 having such a configuration, the level of the transient response generated in the outputs of the wall filters 13a 'and 13b' is reduced at the initial stage of the transition from the B mode image to the detection of the Doppler mode image. Has become.

【0019】また、周波数分析回路15は、上記フィル
タ処理部16で処理された信号を入力して周波数分析す
るもので、例えばFFTから成る。以上のようなミキサ
10a,10bと、ローパスフィルタ11a,11b
と、区間積分回路12a,12bと、ADC14a,1
4bと、フィルタ処理部16と、周波数分析回路15
と、DSC8と、モニタ9とで、ドプラモード像検出表
示系を構成している。
The frequency analysis circuit 15 inputs the signal processed by the filter processing section 16 and analyzes the frequency, and is composed of, for example, an FFT. The mixers 10a and 10b and the low-pass filters 11a and 11b as described above.
And the interval integration circuits 12a and 12b and the ADCs 14a and 1
4b, the filter processing unit 16, and the frequency analysis circuit 15
The DSC 8 and the monitor 9 constitute a Doppler mode image detection display system.

【0020】次に、このように構成された超音波ドプラ
診断装置の動作について説明する。ここで、Bモード像
検出表示系における動作、及びドプラモード像検出表示
系における区間積分回路12a,12bまでの動作は、
図12に示す従来例と同様であるので、その説明を省略
する。上記ドプラモード像検出表示系において、区間積
分回路12a,12bから出力された信号は、ADC1
4a,14bでディジタル信号に変換された後、フィル
タ処理部16へ送られる。このフィルタ処理部16内の
遅延レジスタ整定値演算手段17は、ドプラモード時相
の初期に該フィルタ処理部16に入力される信号系列を
もとに、ウォールフィルタ13a′,13b′の内部構
成としての2次のフィルタセクション181〜18k(図
2参照)内の遅延レジスタ20a,20b(図3参照)
の整定値を近似計算し、この計算結果を上記遅延レジス
タ20a,20bにプリセットする。これにより、フィ
ルタ処理部16内のウォールフィルタ13a′,13
b′は、ドプラモード時相の初期の入力信号列に対して
既に整定した状態となるので、図13に示すクラッタ信
号S1に対する応答としてのリンギングS2が除去される
ことになる。
Next, the operation of the ultrasonic Doppler diagnostic apparatus thus constructed will be described. Here, the operation in the B-mode image detection display system and the operation up to the interval integration circuits 12a and 12b in the Doppler mode image detection display system are
Since it is similar to the conventional example shown in FIG. 12, the description thereof is omitted. In the Doppler mode image detection display system, the signals output from the interval integration circuits 12a and 12b are ADC1
After being converted into a digital signal by 4a and 14b, it is sent to the filter processing section 16. The delay register settling value calculation means 17 in the filter processing unit 16 has an internal configuration of the wall filters 13a 'and 13b' based on the signal series input to the filter processing unit 16 at the initial stage of the Doppler mode time phase. Of the second-order filter sections 18 1 to 18 k (see FIG. 2) of the delay registers 20 a and 20 b (see FIG. 3)
Approximately calculates the settling value of, and the calculation result is preset in the delay registers 20a and 20b. As a result, the wall filters 13a ′, 13 in the filter processing unit 16 are
b ', since the state already settled to the initial input signal sequence of the Doppler mode phase, so that the ringing S 2 as a response to the clutter signals S 1 shown in FIG. 13 is removed.

【0021】このリンギングS2の除去動作について以
下に説明する。まず、図2に示すウォールフィルタ13
a′,13b′の内部構成において、個々の2次のフィ
ルタセクション181〜18kは、図3に示すように一般
的なフィルタ演算を用いるものとする。すると、第一の
2次のフィルタセクション181に関する遅延レジスタ
20a,20bの値に関する差分方程式は、図3より で与えられる。ここで、入力信号系列x1nを1次関数で
表わせると仮定すると、この入力信号系列に対する遅延
レジスタ20aの整定値も方程式の線形性により、1次
関数で表現できる。これを、 と表す。なお、Δx,Δuはそれぞれ入力変数及び遅延
レジスタ20aの値の変化量(定数)である。
The operation of removing the ringing S 2 will be described below. First, the wall filter 13 shown in FIG.
a ', 13b' in the interior construction of the individual second-order filter sections 18 1 ~18k, and those using common filter operation as shown in FIG. Then, the difference equation regarding the values of the delay registers 20a and 20b for the first second-order filter section 18 1 can be calculated from FIG. Given in. Here, assuming that the input signal sequence x 1 n can be represented by a linear function, the settling value of the delay register 20a for this input signal sequence can also be represented by a linear function due to the linearity of the equation. this, It expresses. Note that Δx and Δu are the amount of change (constant) in the value of the input variable and the delay register 20a, respectively.

【0022】上記式(1)及び式(3)より、遅延レジ
スタ20aにプリセットする値は、 で表される。さらに、差分方程式(1)の差分をとっ
て、入力信号の差分と遅延レジスタ20aの差分を、そ
れぞれ式(2)及び式(3)で定義したΔx,Δuを用
いて整理すると、 となり、このΔxを入力信号系列の差で表すと、 となる。この式(6)を上記式(4)に代入して整理す
ると、 ただし、 となる。上記式(7)は、入力信号系列を1次関数で近
似したとき、遅延レジスタ20aの整定値は、2点の入
力信号の線形結合で計算できることを意味する。その線
形結合の係数も、式(8)及び式(9)に従った既知の
パラメータとなり、メモリ上にテーブルとして持ってお
けばよい。
From the above equations (1) and (3), the value preset in the delay register 20a is It is represented by Further, when the difference of the difference equation (1) is obtained and the difference of the input signal and the difference of the delay register 20a are arranged using Δx and Δu defined by the equations (2) and (3), respectively, Therefore, if this Δx is expressed by the difference of the input signal series, Becomes Substituting this equation (6) into the above equation (4) and rearranging, However, Becomes The above equation (7) means that when the input signal sequence is approximated by a linear function, the settling value of the delay register 20a can be calculated by linear combination of the input signals at two points. The coefficient of the linear combination also becomes a known parameter according to the equations (8) and (9), and may be held as a table on the memory.

【0023】このような演算のブロック線図を示すと、
図4のようになる。この図4は、図1に示すフィルタ処
理部16の内部詳細図であり、遅延レジスタ整定値演算
手段17とウォールフィルタ13a′,13b′内の2
次のフィルタセクション181〜18kとの接続状態を示
している。ここで、上記遅延レジスタ整定値演算手段1
7は、遅延レジスタ(T)21a,21bと、所定の係
数を有する4個の乗算器と、加算器22a,22bとか
ら成る。そして、これらの加算器22a,22bからの
出力信号は、それぞれ上記2次のフィルタセクション1
1〜18kへ送られ、その内部に設けられた切換スイッ
チ23a,23bを介して、各々第一の遅延レジスタ2
0a又は第二の遅延レジスタ20bへ入力するようにな
っている。
A block diagram of such an operation is as follows:
It becomes like FIG. FIG. 4 is a detailed view of the inside of the filter processing unit 16 shown in FIG.
Shows a connection state of the next filter section 18 1 ~18k. Here, the delay register settling value calculation means 1
Reference numeral 7 includes delay registers (T) 21a and 21b, four multipliers having predetermined coefficients, and adders 22a and 22b. The output signals from the adders 22a and 22b are respectively the second-order filter section 1 described above.
8 1 to 18 k, and via the changeover switches 23 a and 23 b provided therein, the first delay register 2
0a or the second delay register 20b.

【0024】このようなブロック線図で示される構成に
おいて、ドプラモード時相の初期における演算のタイミ
ングを示すと、図5のようになる。図5において、入力
信号の数をnとし、ドプラモード時相に移行してから最
初の確定データが受信された時点をn=0とすると、n
<3の期間は整定値のプリセット期間であり、図4に示
す遅延レジスタ整定値演算手段17で前述の式(7),
(8),(9)に従って近似計算されたプリセット値が
ウォールフィルタ13a′,13b′内の2次のフィル
タセクション181〜18kの遅延レジスタ20a,20
bにプリセットされる。このときは、図4において、上
記2次のフィルタセクション181〜18k内の切換スイ
ッチ23a,23bは、それぞれ実線で示すように接続
されている。
In the structure shown in the block diagram, the operation timing in the initial stage of the Doppler mode time phase is shown in FIG. In FIG. 5, assuming that the number of input signals is n and the time point at which the first definite data is received after the transition to the Doppler mode time phase is n = 0, n
The period <3 is the preset period of the settling value, and the delay register settling value calculating means 17 shown in FIG.
(8), the approximation calculated preset value according to (9) wall filter 13a ', 13b' delay register 20a of the second-order filter sections 18 1 ~18k in, 20
preset to b. At this time, in FIG. 4, the second-order filter sections 18 1 changeover switch 23a in ~18K, 23b are connected to each indicated by a solid line.

【0025】その後、n≧3の期間は通常のフィルタ演
算の期間となり、図4において前記2次のフィルタセク
ション181〜18k内の切換スイッチ23a,23b
は、それぞれ破線で示すように接続されて通常のフィル
タ演算の動作を行う。この演算は、例えば乗算器とレジ
スタとマルチプレクサなどによって構成されるハードウ
ェアで実現することもできるし、あるいは汎用のDSP
(デジタルシグナルプロセッサ)を用いても実現するこ
とができる。特に、DSPを用いた場合は、図4に示す
遅延レジスタ整定値演算手段17として特別なハードウ
ェアを必要とせず、所要の演算係数値を予めROM(読
出し専用メモリ)に格納しておき、ドプラモード時相の
開始時に該遅延レジスタ整定値演算手段17で行うべき
プリセットルーチンを実行するだけでよい。この場合、
演算が線形結合、すなわち、積和演算というDSPの最
も基本的な機能しか用いないので、容易に実現すること
ができる。
After that, the period of n ≧ 3 becomes the period of normal filter operation, and in FIG. 4, the changeover switches 23a and 23b in the secondary filter sections 18 1 to 18k are shown.
Are connected as shown by broken lines and perform normal filter operation. This operation can be realized by hardware composed of, for example, a multiplier, a register, and a multiplexer, or a general-purpose DSP.
It can also be realized by using (digital signal processor). In particular, when a DSP is used, no special hardware is required as the delay register settling value calculation means 17 shown in FIG. 4, and the required calculation coefficient value is stored in advance in the ROM (read-only memory) and the Doppler It suffices to execute the preset routine that should be performed by the delay register settling value calculation means 17 at the start of the mode time phase. in this case,
The operation uses linear combination, that is, the product-sum operation, which is the most basic function of the DSP, and thus can be easily realized.

【0026】以上のように、図5に示すドプラモード時
相の開始時に、ウォールフィルタ13a′,13b′内
の2次のフィルタセクション181〜18kの遅延レジス
タ20a,20b(図4参照)を整定値にプリセットす
るので、上記ウォールフィルタ13a′,13b′の出
力信号としては、図13に示すような入力信号中のクラ
ッタ信号S1の応答としてのリンギングS2が抑止される
こととなる。従って、Bモード時相とドプラモード時相
とを頻繁に切り換えることができ、画像のリアルタイム
性を向上できる。なお、以上の説明では、式(1)〜式
(7)において入力変数を1次関数に近似して計算式を
導出したが、入力変数の次数として0次(定数値)に近
似しても、あるいは2次以上の高次関数形に近似して
も、同様な動作が実現できる。例えば、入力変数をm次
関数で近似したときは、上記遅延レジスタ20a,20
bの整定値は、(m+1)点の入力変数の線形結合で計
算できる。これらの中でも最も簡単な構成法は0次の近
似を行う方法である。この場合は、入力変数の1点から
遅延レジスタ20a,20bの整定値を演算することと
なる。
As described above, the delay registers 20a and 20b (see FIG. 4) of the second-order filter sections 18 1 to 18k in the wall filters 13a 'and 13b' are set at the start of the Doppler mode time phase shown in FIG. Since the preset value is set to the set value, the ringing S 2 as the response of the clutter signal S 1 in the input signal as shown in FIG. 13 is suppressed as the output signal of the wall filters 13a 'and 13b'. Therefore, the B mode time phase and the Doppler mode time phase can be frequently switched, and the real-time property of the image can be improved. In the above description, although the calculation formula is derived by approximating the input variable to the linear function in the formulas (1) to (7), even if the order of the input variable is approximated to the 0th order (constant value). Alternatively, the similar operation can be realized by approximating a higher-order function form of quadratic or higher. For example, when the input variable is approximated by an m-order function, the delay registers 20a, 20
The settling value of b can be calculated by linear combination of input variables at (m + 1) points. Among these, the simplest construction method is a method of performing 0th-order approximation. In this case, the set values of the delay registers 20a and 20b are calculated from one point of the input variable.

【0027】図4に示す遅延レジスタ整定値演算手段1
7の他の動作例として、 に“0”を置くと、0次の近似を用いた動作となる。こ
の場合は、近似が粗い分だけ整定からの誤差も大きくな
るが、上記遅延レジスタ整定値演算手段17の構成にお
いて、乗算器及び加算器の数をそれぞれ2個削減できる
ことと、入力信号のノイズレベルが比較的高い場合に、
差分動作がないのでそのノイズの影響を受けにくくなる
という利点がある。この動作例は、図13に示すウォー
ルフィルタの入力信号中のクラッタ信号S1のレベルが
比較的高く、周波数が直流とみなしうる程度に低い場合
に適するものである。
Delay register set value calculating means 1 shown in FIG.
As another operation example of 7, If "0" is set to, the operation will be performed using the 0th-order approximation. In this case, the error from the settling becomes large due to the rough approximation, but in the configuration of the delay register settling value calculation means 17, the number of multipliers and the number of adders can each be reduced by 2 and the noise level of the input signal. Is relatively high,
Since there is no differential operation, there is an advantage that it is less susceptible to the noise. This operation example is suitable when the level of the clutter signal S 1 in the input signal of the wall filter shown in FIG. 13 is relatively high and the frequency is low enough to be regarded as direct current.

【0028】図6は本発明の第二の実施の形態を示す要
部のブロック図である。この実施の形態は、図1に示す
遅延レジスタ整定値演算手段17として、ウォールフィ
ルタ13a′,13b′内の2次のフィルタセクション
181〜18kの遅延レジスタTをプリセットする整定値
を、Bモード像の受信動作からドプラモード像の受信動
作に切り換わる時点以前に検出された入力信号の角周波
数と、ドプラモード像の受信動作に切り換わる時点の初
期の受信信号列とを用いて推定されたドプラモード時相
開始時に対応する推定信号系列の線形結合によって算出
するものとしたものである。そして、図6は、この実施
の形態におけるフィルタ処理部16の内部詳細図であ
り、遅延レジスタ整定値演算手段17とウォールフィル
タ13a′,13b′内の2次のフィルタセクション1
1〜18kとの接続状態を示している。
FIG. 6 is a block diagram of an essential part showing a second embodiment of the present invention. In this embodiment, as the delay register settling value calculating means 17 shown in FIG. 1, settling values for presetting the delay register T of the secondary filter sections 18 1 to 18 k in the wall filters 13 a ′ and 13 b ′ are set to the B mode. Estimated using the angular frequency of the input signal detected before the time point when the image receiving operation is switched to the Doppler mode image receiving operation, and the initial received signal train at the time point when the Doppler mode image receiving operation is switched. The calculation is performed by linear combination of estimated signal sequences corresponding to the start of the Doppler mode time phase. 6 is an internal detailed diagram of the filter processing unit 16 in this embodiment, in which the delay register settling value calculation means 17 and the secondary filter section 1 in the wall filters 13a 'and 13b' are provided.
Shows a connection state between 8 1 ~18k.

【0029】このような図6に示す実施の形態の動作を
以下に説明する。図6において、入力信号系列x1n及び
出力信号系列y1nは複素数である。上記遅延レジスタ整
定値演算手段17において、Bモード時相の期間Tbだ
け過去のドプラモード時相における受信複素信号系列中
のMサンプル間隔をあけた2時点間の位相角の差から求
められた角周波数を推定角周波数とし、ドプラモード時
相に切り換わったとき(n=0)の初期の複素受信信号
列の1点以上の数値からの線形結合によって得られた初
期代表複素数に、上記推定角周波数をもつ回転子を繰り
返し乗じて順次発生される初期推定複素時系列データを
例えば4点(A〜D)求め、この時系列データA〜Dの
各要素毎にその1点以上の数値の線形結合を上記ウォー
ルフィルタ13a′,13b′内の2次のフィルタセク
ション181〜18kの遅延レジスタTを初期化する値と
して採用する。この実施の形態では、入力変数を3次関
数に近似したものであるが、遅延レジスタ整定値演算手
段17として用いたDSPに演算能力があり、精密な整
定が必要とされる場合は、比較的に高い次数での近似を
用い、さらにクラッタ信号S1(図13参照)の周波数
をより正確に観測することで、整定値からの誤差をさら
に低減することができる。
The operation of the embodiment shown in FIG. 6 will be described below. In FIG. 6, the input signal series x 1 n and the output signal series y 1 n are complex numbers. In the delay register settling value calculation means 17, an angle obtained from the difference in phase angle between two time points with M sample intervals in the received complex signal sequence in the past Doppler mode time phase during the B mode time phase period Tb. With the frequency as the estimated angular frequency, the above-mentioned estimated angle is added to the initial representative complex number obtained by linear combination from the numerical values of one or more points of the initial complex received signal sequence when switching to the Doppler mode time phase (n = 0). For example, four points (A to D) of initial estimated complex time series data that are sequentially generated by repeatedly multiplying a rotor having a frequency are obtained, and for each element of the time series data A to D, linear values of one or more points are obtained. The coupling is adopted as a value for initializing the delay register T of the secondary filter sections 18 1 to 18 k in the wall filters 13 a ′ and 13 b ′. In this embodiment, the input variable is approximated to a cubic function, but the DSP used as the delay register settling value calculation means 17 has a calculation capability, and when precise settling is required, it is relatively The error from the settling value can be further reduced by using an approximation with a high order and observing the frequency of the clutter signal S 1 (see FIG. 13) more accurately.

【0030】なお、上記実施の形態において、実データ
の線形結合でなく上記回転子を乗じて生成した推定複素
時系列データの線形結合を用いた理由は、入力信号に含
まれる高周波数成分を除去することで、3次関数という
比較的に低次の近似で整定効果を上げるためである。一
般的に、入力変数は複雑な波形をしているために精密な
整定を行おうとすると、きわめて次数の高い近似が必要
となり、計算規模も膨大なものになってしまうが、上記
回転子を乗じて生成した推定複素時系列データの線形結
合を用いると、計算量の低減に効果がある。
In the above embodiment, the linear combination of the estimated complex time series data generated by multiplying the rotator is used instead of the linear combination of the actual data, because the high frequency component included in the input signal is removed. By doing so, the settling effect is improved by the relatively low-order approximation of the cubic function. In general, input variables have complicated waveforms, so if you try to perform precise settling, an approximation with a very high order will be required, and the scale of calculation will become enormous. Using the linear combination of the estimated complex time series data generated by the above is effective in reducing the calculation amount.

【0031】図7は第二の発明による超音波ドプラ診断
装置の実施の形態を示すブロック図である。この超音波
ドプラ診断装置は、時間領域にて受信信号から被検体内
の固定組織からのクラッタ成分を除去するハイパスフィ
ルタとしてのウォールフィルタ13a,13bを有する
と共に、このウォールフィルタ13a,13bでドプラ
偏移した周波数信号の成分を抽出した後にその血流信号
を周波数分析する周波数分析回路15の後段に、その周
波数分析後の周波数領域においてスペクトラムの直流成
分を含む低周波数成分を除去又は低減するウインドウ処
理部24を設けたものである。すなわち、図12に示す
従来装置において、周波数分析回路15とDSC8との
間にウインドウ処理部24を設け、図1に示す第一の発
明と同様の効果を発揮せしめようとするものである。
FIG. 7 is a block diagram showing an embodiment of an ultrasonic Doppler diagnostic apparatus according to the second invention. This ultrasonic Doppler diagnostic apparatus has wall filters 13a and 13b as high-pass filters that remove clutter components from fixed tissues in the subject from the received signal in the time domain, and the Doppler polarized waves are filtered by the wall filters 13a and 13b. A window process for removing or reducing low-frequency components including a direct-current component of the spectrum in the frequency region after the frequency analysis is performed after the frequency analysis circuit 15 that performs frequency analysis on the blood flow signal after extracting the components of the transferred frequency signal. The part 24 is provided. That is, in the conventional apparatus shown in FIG. 12, the window processing section 24 is provided between the frequency analysis circuit 15 and the DSC 8 so that the same effect as that of the first invention shown in FIG. 1 is exerted.

【0032】そして、上記ウォールフィルタ13a,1
3bは、時間領域にて受信信号から被検体内の固定組織
からのクラッタ成分を除去するカットオフ周波数とし
て、周波数分析回路15で周波数分析後に周波数領域に
てスペクトラムの直流成分を含む低周波数成分を除去又
は低減するウインドウ関数の低域のカットオフ周波数よ
り低く設定したものとされている。
Then, the wall filters 13a, 1
3b is a cutoff frequency for removing the clutter component from the fixed tissue in the subject from the received signal in the time domain, and the low frequency component including the direct current component of the spectrum in the frequency domain after frequency analysis by the frequency analysis circuit 15. It is set to be lower than the low-frequency cutoff frequency of the window function to be removed or reduced.

【0033】次に、このように構成された第二の発明に
よる超音波ドプラ診断装置の動作について説明する。ま
ず、図7において、ADC14a,14bでディジタル
信号に変換されたドプラ信号は、周波数分析回路15へ
入力し、ここで周波数分析が行われパワースペクトラム
が演算される。このとき、周波数分析点数は、例えば12
8点程度とされる。いま、分析点数をn点としたとき、
図8に示すようにn個の乗算器で構成されたウインドウ
処理部24で行った分析結果のデータ は、各乗算器によりそれぞれ の重みを付けられ、次のDSC8へ送られて所要の画像
処理が行われ、周波数スペクトラムがモニタ9に表示さ
れる。上記ウインドウ処理部24におけるウインドウ関
数は、図9に示すように、周波数軸上で実線のカーブで
示した形となっており、直流を含む低域の成分を除去あ
るいは低減する形となっている。
Next, the operation of the ultrasonic Doppler diagnostic apparatus according to the second aspect of the invention configured as described above will be described. First, in FIG. 7, the Doppler signal converted into a digital signal by the ADCs 14a and 14b is input to the frequency analysis circuit 15, where the frequency analysis is performed and the power spectrum is calculated. At this time, the frequency analysis score is, for example, 12
About 8 points. Now, when the number of analysis points is n,
Data of the result of analysis performed by the window processing unit 24 composed of n multipliers as shown in FIG. Is calculated by each multiplier Are sent to the next DSC 8, the required image processing is performed, and the frequency spectrum is displayed on the monitor 9. As shown in FIG. 9, the window function in the window processing unit 24 has a shape shown by a solid curve on the frequency axis, and removes or reduces low-frequency components including direct current. .

【0034】ここで、通過帯域のレベルから例えば3dB
減衰する周波数をウインドウ関数のカットオフ周波数と
し、そのカットオフ周波数を図9においてFc2とする。
また、前記ウォールフィルタ13a,13bのカットオ
フ周波数をFc1とすると、このカットオフ周波数Fc
1は、上記ウインドウ関数のカットオフ周波数Fc2に対
して低く設定されている。このような状態で、図12に
示す従来装置においては、図10に示すように、カット
オフ周波数Fcの時間軸上のウォールフィルタ13a,
13bのみでは、図13に示すBモード時相からドプラ
モード時相に切り換わったときに、その周波数スペクト
ラムが上記のカットオフ周波数Fcの付近にピークをも
つリンギングを発生するものであった。
Here, from the level of the pass band, for example, 3 dB
The attenuating frequency is the cutoff frequency of the window function, and the cutoff frequency is Fc 2 in FIG.
When the cutoff frequency of the wall filters 13a and 13b is Fc 1 , this cutoff frequency Fc
1 is set low with respect to the cutoff frequency Fc 2 of the window function. In such a state, in the conventional device shown in FIG. 12, as shown in FIG. 10, the wall filter 13a on the time axis of the cutoff frequency Fc,
With only 13b, when the B-mode time phase shown in FIG. 13 is switched to the Doppler mode time phase, the frequency spectrum thereof causes ringing having a peak in the vicinity of the cutoff frequency Fc.

【0035】これに対し、図7に示す第二の発明におい
ては、図11に示すように、上記時間軸上のウォールフ
ィルタ13a,13bのカットオフ周波数Fc1を従来例
のカットオフ周波数Fcより低く設定することにより、
Bモード時相からドプラモード時相に切り換わったとき
に発生するリンギングの周波数を低く抑えることができ
る。このとき、図7に示す周波数分析回路15で周波数
分析後のウインドウ関数に従来例のカットオフ周波数F
cと等しいカットオフ周波数Fc2を設定することによ
り、Fc2>Fc1となるので、上記時間軸上のウォールフ
ィルタ13a,13bで生じたリンギングの周波数成分
を低減もしくは除去することができる。従って、第二の
発明においても、Bモード時相とドプラモード時相とを
頻繁に切り換えることができ、画像のリアルタイム性を
向上できる。
On the other hand, in the second invention shown in FIG. 7, as shown in FIG. 11, the cutoff frequency Fc 1 of the wall filters 13a and 13b on the time axis is set to be smaller than the cutoff frequency Fc of the conventional example. By setting it low,
The ringing frequency generated when the B-mode time phase is switched to the Doppler mode time phase can be suppressed to a low value. At this time, the conventional cutoff frequency F is added to the window function after frequency analysis by the frequency analysis circuit 15 shown in FIG.
By setting the cutoff frequency Fc 2 equal to c, Fc 2 > Fc 1 , so that the frequency component of the ringing generated in the wall filters 13a and 13b on the time axis can be reduced or removed. Therefore, also in the second invention, the B-mode time phase and the Doppler mode time phase can be frequently switched, and the real-time property of the image can be improved.

【0036】[0036]

【発明の効果】本発明は以上のように構成されたので、
Bモード時相からドプラモード時相に切り換わるときに
そのドプラモード時相の初めに、ハイパスフィルタへ入
力する固定組織からのクラッタ信号に対して該ハイパス
フィルタの出力信号に強大なリンギングが発生するのを
抑止することができる。従って、従来のように上記リン
ギングが収束してフィルタ出力が安定するまで十分な時
間を待つことなく、Bモード時相とドプラモード時相と
を頻繁に切り換えることができ、画像のリアルタイム性
を向上することができる。このことから、Bモード像と
ドプラモード像とを切り換えて観察する際のリアルタイ
ム性を向上することができ、血流計測を良好に行うこと
ができる。
Since the present invention is constructed as described above,
When the B-mode time phase is switched to the Doppler mode time phase, at the beginning of the Doppler mode time phase, strong ringing occurs in the output signal of the high-pass filter with respect to the clutter signal from the fixed tissue input to the high-pass filter. Can be suppressed. Therefore, it is possible to frequently switch between the B mode time phase and the Doppler mode time phase without waiting for a sufficient time until the ringing converges and the filter output stabilizes as in the conventional case, and the real-time property of the image is improved. can do. From this, it is possible to improve the real-time property when switching between the B-mode image and the Doppler mode image for observation, and to perform good blood flow measurement.

【0037】また、第二の発明においても、上記と同様
に、Bモード時相とドプラモード時相とを頻繁に切り換
えることができ、画像のリアルタイム性を向上すること
ができる。従って、Bモード像とドプラモード像とを切
り換えて観察する際のリアルタイム性を向上することが
でき、血流計測を良好に行うことができる。
Also in the second invention, similarly to the above, the B mode time phase and the Doppler mode time phase can be frequently switched, and the real-time property of the image can be improved. Therefore, it is possible to improve the real-time property when observing by switching the B-mode image and the Doppler mode image, and it is possible to perform good blood flow measurement.

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

【図1】第一の発明による超音波ドプラ診断装置の実施
の形態を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an ultrasonic Doppler diagnostic apparatus according to the first invention.

【図2】ウォールフィルタの内部構成を示すブロック図
である。
FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of a wall filter.

【図3】上記ウォールフィルタ内の2次のフィルタセク
ションの内部構成を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing an internal configuration of a secondary filter section in the wall filter.

【図4】フィルタ処理部内の遅延レジスタ整定値演算手
段とウォールフィルタ内の2次のフィルタセクションと
の接続状態及び演算を示すブロック線図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a connection state and calculation between a delay register settling value calculation means in the filter processing section and a secondary filter section in the wall filter.

【図5】図4に示す構成においてドプラモード時相の初
期における演算のタイミングを示す説明図である。
5 is an explanatory diagram showing a calculation timing in an initial stage of a Doppler mode time phase in the configuration shown in FIG. 4;

【図6】第一の発明における第二の実施の形態を示す要
部のブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram of an essential part showing a second embodiment of the first invention.

【図7】第二の発明による超音波ドプラ診断装置の実施
の形態を示すブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram showing an embodiment of an ultrasonic Doppler diagnostic apparatus according to the second invention.

【図8】ウインドウ処理部の内部構成を示すブロック図
である。
FIG. 8 is a block diagram showing an internal configuration of a window processing unit.

【図9】上記ウインドウ処理部におけるウインドウ関数
を示すグラフである。
FIG. 9 is a graph showing a window function in the window processing unit.

【図10】図12に示す従来装置においてBモード時相
からドプラモード時相に切り換わったときにリンギング
が発生することを示す説明図である。
10 is an explanatory diagram showing that ringing occurs when the B-mode time phase is switched to the Doppler mode time phase in the conventional apparatus shown in FIG.

【図11】図7に示す第二の発明による装置においてB
モード時相からドプラモード時相に切り換わったときに
発生するリンギングの周波数を低く抑えることを示す説
明図である。
FIG. 11 shows the device B according to the second invention shown in FIG.
It is explanatory drawing which shows suppressing the frequency of the ringing which occurs when switching from a mode time phase to a Doppler mode time phase.

【図12】従来の超音波ドプラ診断装置を示すブロック
図である。
FIG. 12 is a block diagram showing a conventional ultrasonic Doppler diagnostic apparatus.

【図13】従来技術の問題点を説明するためのタイミン
グ線図である。
FIG. 13 is a timing diagram for explaining a problem of the conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…探触子 2…超音波送受信部 5…発振器 6…検波器 7,14a,14b…ADC 8…DSC 9…モニタ 10a,10b…ミキサ 11a,11b…ローパスフィルタ 12a,12b…区間積分回路 13a,13b,13a′,13b′…ウォールフィル
タ 15…周波数分析回路 16…フィルタ処理部 17…遅延レジスタ整定値演算手段 24…ウインドウ処理部 S1…クラッタ信号 S2…リンギング
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Probe 2 ... Ultrasonic wave transmission / reception part 5 ... Oscillator 6 ... Detector 7, 14a, 14b ... ADC 8 ... DSC 9 ... Monitor 10a, 10b ... Mixer 11a, 11b ... Low pass filter 12a, 12b ... Section integration circuit 13a. , 13b, 13a ', 13b' ... wall filter 15 ... frequency analyzing circuit 16 ... filtering unit 17 ... delay register set value calculator 24 ... window processing unit S 1 ... clutter signal S 2 ... ringing

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被検体内に超音波を送信すると共にその
内部からの反射エコーを受信し、Bモード像を収集し表
示するBモード像検出表示系と、上記被検体内にパルス
又は連続波の超音波を送信すると共にその内部からの反
射エコーを受信し、この反射エコーから移動体のドプラ
偏移した周波数信号の成分を抽出し、血流信号を画像表
示し又はオーディオ信号として音響出力するドプラモー
ド像検出表示系とを有し、上記Bモード像検出表示系に
おける超音波の送受信動作と、上記ドプラモード像検出
表示系における超音波の送受信動作とを時分割に行って
両系統の超音波画像を表示する超音波ドプラ診断装置に
おいて、上記ドプラ偏移周波数信号を抽出する手段とし
てデジタルフィルタによって構成されたハイパスフィル
タを有し、且つ上記Bモード像の受信動作からドプラモ
ード像の受信動作に切り換わる時点で上記ハイパスフィ
ルタの遅延レジスタの値を受信信号に応じた所定の値に
初期化する手段を有するフィルタ処理部を設け、ドプラ
モード移行初期に上記ハイパスフィルタの出力に生じる
過渡応答のレベルを低減するようにしたことを特徴とす
る超音波ドプラ診断装置。
1. A B-mode image detection display system for transmitting an ultrasonic wave into a subject and receiving a reflection echo from the inside to collect and display a B-mode image, and a pulse or a continuous wave in the subject. The ultrasonic wave is transmitted and the reflection echo from the inside is received, and the component of the frequency signal that is Doppler-shifted of the moving body is extracted from this reflection echo, and the blood flow signal is displayed as an image or is acoustically output as an audio signal. A Doppler mode image detection / display system, and ultrasonic transmission / reception operation in the B mode image detection / display system and ultrasonic wave transmission / reception operation in the Doppler mode image detection / display system are performed in a time division manner. An ultrasonic Doppler diagnostic apparatus for displaying a sound wave image, having a high-pass filter constituted by a digital filter as a means for extracting the Doppler shift frequency signal, and The Doppler mode is provided with a filter processing unit having means for initializing the value of the delay register of the high-pass filter to a predetermined value at the time of switching from the reception operation of the B-mode image to the reception operation of the Doppler mode image. An ultrasonic Doppler diagnostic apparatus characterized in that the level of transient response occurring in the output of the high-pass filter is reduced at the initial stage of transition.
【請求項2】 上記ハイパスフィルタの遅延レジスタの
値を受信信号に応じた所定の値に初期化する手段は、そ
の初期化する値を、Bモード像の受信動作からドプラモ
ード像の受信動作に切り換わる時点の初期の受信信号列
の一つ以上の値から線形結合によって算出するものであ
ることを特徴とする請求項1記載の超音波ドプラ診断装
置。
2. The means for initializing the value of the delay register of the high-pass filter to a predetermined value according to the received signal changes the value to be initialized from the B-mode image receiving operation to the Doppler mode image receiving operation. The ultrasonic Doppler diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the ultrasonic Doppler diagnostic apparatus is calculated by linear combination from one or more values of an initial received signal sequence at the time of switching.
【請求項3】 上記ハイパスフィルタの遅延レジスタの
値を受信信号に応じた所定の値に初期化する手段は、そ
の初期化する値を、Bモード像の受信動作からドプラモ
ード像の受信動作に切り換わる時点よりも以前に検出さ
れた入力信号の角周波数と、ドプラモード像の受信動作
に切り換わる時点の初期の受信信号列とを用いて推定さ
れたドプラモード時相開始時に対応する推定信号系列の
線形結合によって算出するものであることを特徴とする
請求項1記載の超音波ドプラ診断装置。
3. The means for initializing the value of the delay register of the high-pass filter to a predetermined value according to the received signal changes the value to be initialized from the B-mode image receiving operation to the Doppler mode image receiving operation. An estimated signal corresponding to the start of the Doppler mode time phase estimated using the angular frequency of the input signal detected before the time of switching and the initial received signal sequence at the time of switching to the receiving operation of the Doppler mode image The ultrasonic Doppler diagnostic apparatus according to claim 1, which is calculated by linear combination of sequences.
【請求項4】 上記ハイパスフィルタは、再帰形フィル
タから成ることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに
記載の超音波ドプラ診断装置。
4. The ultrasonic Doppler diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the high-pass filter is a recursive filter.
【請求項5】 被検体内に超音波を送信すると共にその
内部からの反射エコーを受信し、Bモード像を収集し表
示するBモード像検出表示系と、上記被検体内にパルス
又は連続波の超音波を送信すると共にその内部からの反
射エコーを受信し、この反射エコーから移動体のドプラ
偏移した周波数信号の成分を抽出し、血流信号を画像表
示し又はオーディオ信号として音響出力するドプラモー
ド像検出表示系とを有し、上記Bモード像検出表示系に
おける超音波の送受信動作と、上記ドプラモード像検出
表示系における超音波の送受信動作とを時分割に行って
両系統の超音波画像を表示する超音波ドプラ診断装置に
おいて、時間領域にて受信信号から被検体内の固定組織
からのクラッタ成分を除去するハイパスフィルタを有す
ると共に、このハイパスフィルタで上記ドプラ偏移した
周波数信号の成分を抽出した後にその血流信号を周波数
分析する手段の後段に、その周波数分析後の周波数領域
においてスペクトラムの直流成分を含む低周波数成分を
除去又は低減するウインドウ処理手段を設けたことを特
徴とする超音波ドプラ診断装置。
5. A B-mode image detection display system for transmitting an ultrasonic wave into a subject and receiving a reflection echo from the inside to collect and display a B-mode image, and a pulse or a continuous wave in the subject. The ultrasonic wave is transmitted and the reflection echo from the inside is received, and the component of the frequency signal that is Doppler-shifted of the moving body is extracted from this reflection echo, and the blood flow signal is displayed as an image or is acoustically output as an audio signal. A Doppler mode image detection / display system, and ultrasonic transmission / reception operation in the B mode image detection / display system and ultrasonic wave transmission / reception operation in the Doppler mode image detection / display system are performed in a time division manner. An ultrasonic Doppler diagnostic apparatus for displaying a sound wave image has a high-pass filter for removing clutter components from fixed tissues in the subject in the time domain, and After extracting the Doppler-shifted frequency signal component with a pass filter, the low-frequency component including the DC component of the spectrum is removed or reduced after the means for frequency-analyzing the blood flow signal. An ultrasonic Doppler diagnostic apparatus, which is provided with window processing means for performing the operation.
【請求項6】 上記ハイパスフィルタは、時間領域にて
受信信号から被検体内の固定組織からのクラッタ成分を
除去するカットオフ周波数として、周波数分析手段で周
波数分析後に周波数領域にてスペクトラムの直流成分を
含む低周波数成分を除去又は低減するウインドウ関数の
低減のカットオフ周波数より低く設定したものであるこ
とを特徴とする請求項5記載の超音波ドプラ診断装置。
6. The high-pass filter is a direct-current component of a spectrum in a frequency domain after frequency analysis by a frequency analysis means as a cutoff frequency for removing a clutter component from a fixed tissue in a subject from a received signal in a time domain. 6. The ultrasonic Doppler diagnostic apparatus according to claim 5, wherein the cutoff frequency is set to be lower than a cutoff frequency for reducing a window function for removing or reducing low frequency components including.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011239988A (en) * 2010-05-19 2011-12-01 Toshiba Corp Ultrasonic diagnostic apparatus
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