JPH11253448A - 超音波診断装置 - Google Patents
超音波診断装置Info
- Publication number
- JPH11253448A JPH11253448A JP6323098A JP6323098A JPH11253448A JP H11253448 A JPH11253448 A JP H11253448A JP 6323098 A JP6323098 A JP 6323098A JP 6323098 A JP6323098 A JP 6323098A JP H11253448 A JPH11253448 A JP H11253448A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明の目的は、比較的低次のフィルタで、高
調波成分の十分な除去能力を実現することができる超音
波診断装置を提供することにある。 【解決手段】本発明の超音波診断装置は、被検体に対し
て超音波をレート周波数で送信し、得られたエコー信号
を直交位相検波することによりドプラ信号を得、このド
プラ信号をレート周波数に応じた比較的高い周波数でオ
ーバーサンプリングし、このオーバーサンプリングの出
力をカットオフ周波数がレート周波数に応じた比較的低
い低域通過型フィルタ１７を通してからアナログ信号に
変換し、このアナログ信号をドプラ音として出力するよ
うに構成されている。
調波成分の十分な除去能力を実現することができる超音
波診断装置を提供することにある。 【解決手段】本発明の超音波診断装置は、被検体に対し
て超音波をレート周波数で送信し、得られたエコー信号
を直交位相検波することによりドプラ信号を得、このド
プラ信号をレート周波数に応じた比較的高い周波数でオ
ーバーサンプリングし、このオーバーサンプリングの出
力をカットオフ周波数がレート周波数に応じた比較的低
い低域通過型フィルタ１７を通してからアナログ信号に
変換し、このアナログ信号をドプラ音として出力するよ
うに構成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エコー信号から取
り出したドプラ信号をオーディオ処理してスピーカから
音響出力する超音波診断装置に関する。
り出したドプラ信号をオーディオ処理してスピーカから
音響出力する超音波診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４には、従来のオーディオ処理部の構
成を示している。エコー信号をディジタルビームフォー
ミングし、それを直交位相検波し、さらに低周波のクラ
ッタ成分を除去して得られたドプラ信号をサンプルホー
ルドし、ディジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）でアナロ
グ信号に変換し、この後に、サンプルホールド特性で発
生する高調波成分を除去するために、７次とか９次とい
った非常に高次のＳＣＦフィルタと低域通過型フィルタ
（ＬＰＦ）とを通して、これを図示しないパワーアンプ
で適当に増幅してからスピーカに供給し、ドプラ音とし
て出力するようになっている。
成を示している。エコー信号をディジタルビームフォー
ミングし、それを直交位相検波し、さらに低周波のクラ
ッタ成分を除去して得られたドプラ信号をサンプルホー
ルドし、ディジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）でアナロ
グ信号に変換し、この後に、サンプルホールド特性で発
生する高調波成分を除去するために、７次とか９次とい
った非常に高次のＳＣＦフィルタと低域通過型フィルタ
（ＬＰＦ）とを通して、これを図示しないパワーアンプ
で適当に増幅してからスピーカに供給し、ドプラ音とし
て出力するようになっている。
【０００３】このように従来では、アナログでオーディ
オ処理を行っていたので、スペクトラム表示に対応した
レート周波数に応じてフィルタのカットオフ周波数を変
化させる必要があり、特に７次とか９次といった非常に
高次のＳＣＦフィルタで回路規模が大きく複雑化するば
かりでなく、ダイナミックレンジが狭く、高調波成分の
除去能力が低く、さらにアナログにつきものの調整が必
要になると言う様々な問題があった。
オ処理を行っていたので、スペクトラム表示に対応した
レート周波数に応じてフィルタのカットオフ周波数を変
化させる必要があり、特に７次とか９次といった非常に
高次のＳＣＦフィルタで回路規模が大きく複雑化するば
かりでなく、ダイナミックレンジが狭く、高調波成分の
除去能力が低く、さらにアナログにつきものの調整が必
要になると言う様々な問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、比較
的低次のフィルタで、高調波成分の十分な除去能力を実
現することができる超音波診断装置を提供することにあ
る。
的低次のフィルタで、高調波成分の十分な除去能力を実
現することができる超音波診断装置を提供することにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の超音波診断装置
は、被検体に対して超音波をレート周波数で送信し、得
られたエコー信号を直交位相検波することによりドプラ
信号を得、このドプラ信号を前記レート周波数に応じた
比較的高い周波数でオーバーサンプリングし、このオー
バーサンプリングの出力をカットオフ周波数が前記レー
ト周波数に応じた比較的低い低域通過型フィルタを通し
てからアナログ信号に変換し、このアナログ信号をスピ
ーカからドプラ音として出力するように構成されてい
る。 （作用）本発明によれば、ドプラ音の信号処理にディジ
タル方式を採用し、ドプラ信号をオーバーサンプリング
してから、低域通過型フィルタを通すので、この低域通
過型フィルタの次数はそれほど高くなくても高調波成分
を十分落とすことができる。このため回路構成を簡素化
できる。
は、被検体に対して超音波をレート周波数で送信し、得
られたエコー信号を直交位相検波することによりドプラ
信号を得、このドプラ信号を前記レート周波数に応じた
比較的高い周波数でオーバーサンプリングし、このオー
バーサンプリングの出力をカットオフ周波数が前記レー
ト周波数に応じた比較的低い低域通過型フィルタを通し
てからアナログ信号に変換し、このアナログ信号をスピ
ーカからドプラ音として出力するように構成されてい
る。 （作用）本発明によれば、ドプラ音の信号処理にディジ
タル方式を採用し、ドプラ信号をオーバーサンプリング
してから、低域通過型フィルタを通すので、この低域通
過型フィルタの次数はそれほど高くなくても高調波成分
を十分落とすことができる。このため回路構成を簡素化
できる。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明に
よる超音波診断装置を好ましい実施形態により説明す
る。図１に本実施形態に係る超音波診断装置の構成を示
す。超音波プローブ（ＰＲＯＢ）１の先端部分には、電
気信号と音響信号とを相互変換するための複数の圧電素
子が配列されている。この超音波プローブ１には、送受
信回路（Ｔ／Ｒ）２が接続されている。送受信回路２
は、送信部分と受信部分とからなり、送信部分では、ま
ず、クロック発生器からのクロックを４ｋＨｚ乃至５０
ｋＨｚ程度に分周する。この分周信号に従って、超音波
パルスの送受信レート（毎秒送受信回数）が決定される
ため、これはレートパルスと一般的に呼ばれ、またこの
周波数が、レート周波数とかパルス繰り返し周波数とか
呼ばれている。ここでは、レート周波数と称するものと
し、記号“ｆPRF ”で表すものとする。
よる超音波診断装置を好ましい実施形態により説明す
る。図１に本実施形態に係る超音波診断装置の構成を示
す。超音波プローブ（ＰＲＯＢ）１の先端部分には、電
気信号と音響信号とを相互変換するための複数の圧電素
子が配列されている。この超音波プローブ１には、送受
信回路（Ｔ／Ｒ）２が接続されている。送受信回路２
は、送信部分と受信部分とからなり、送信部分では、ま
ず、クロック発生器からのクロックを４ｋＨｚ乃至５０
ｋＨｚ程度に分周する。この分周信号に従って、超音波
パルスの送受信レート（毎秒送受信回数）が決定される
ため、これはレートパルスと一般的に呼ばれ、またこの
周波数が、レート周波数とかパルス繰り返し周波数とか
呼ばれている。ここでは、レート周波数と称するものと
し、記号“ｆPRF ”で表すものとする。
【０００７】なお、この送受信回路２は、システムコン
トローラ１１からの制御信号に従って、この分周率を変
えて、レート周波数ｆPRF を調整できるように構成され
ている。このレート周波数ｆPRF は、コンソール１２を
操作して、オペレータが自由に変えることができ、ま
た、選択されたＢモード又はドプラモードに従ってプリ
セット値に自動的に調整できるようになっている。
トローラ１１からの制御信号に従って、この分周率を変
えて、レート周波数ｆPRF を調整できるように構成され
ている。このレート周波数ｆPRF は、コンソール１２を
操作して、オペレータが自由に変えることができ、ま
た、選択されたＢモード又はドプラモードに従ってプリ
セット値に自動的に調整できるようになっている。
【０００８】そして、このレートパルスを適当に遅延さ
せた後、これをトリガとしてパルサからプローブ１の圧
電素子に電圧パルスが印加されるようになっている。こ
の印加によりプローブ２の圧電素子は機械的に振動し、
超音波パルスを発生する。
せた後、これをトリガとしてパルサからプローブ１の圧
電素子に電圧パルスが印加されるようになっている。こ
の印加によりプローブ２の圧電素子は機械的に振動し、
超音波パルスを発生する。
【０００９】この超音波は被検体内部を伝播し、その途
中にある音響インピーダンスの不連続面で反射し、プロ
ーブ１に返ってきて、圧電素子を機械的に振動する。こ
れにより、圧電素子からは微弱な電気信号が発生する。
この電気信号は、受信部分に取り込まれ、プリアンプで
増幅され、アナログディジタル変換器でディジタル信号
に変換されて、いわゆるディジタルビームフォーマで遅
延相当の処理を経て加算される。
中にある音響インピーダンスの不連続面で反射し、プロ
ーブ１に返ってきて、圧電素子を機械的に振動する。こ
れにより、圧電素子からは微弱な電気信号が発生する。
この電気信号は、受信部分に取り込まれ、プリアンプで
増幅され、アナログディジタル変換器でディジタル信号
に変換されて、いわゆるディジタルビームフォーマで遅
延相当の処理を経て加算される。
【００１０】Ｂモード回路（Ｂ／Ｗ）３は、送受信回路
２の出力信号を検波し、対数増幅し、その結果を表示装
置（ＤＩＳ）４に供給する。表示装置４ではこれをＢモ
ード像として表示する。また、送受信回路２の出力信号
には、ドプラ効果により偏移した周波数成分が含まれて
おり、これを直交位相検波回路（ＱＰＤ）５で検波す
る。なお、この直交位相検波回路５の出力は複素数であ
り、実際には２チャンネルの信号である。そして、直交
位相検波回路５の出力に対してレンジゲート回路（ＲＧ
Ｃ）６でゲートをかけて、任意の深さからのドプラ信号
を取り出す。このドプラ信号には主に血球等の速い移動
体での反射により周波数偏移を受けた高周波成分と、主
に心臓壁等の遅い移動体での反射により周波数偏移を受
けた低周波成分とが含まれているので、高域通過型フィ
ルタ（ＨＰＦ）７で低周波成分を減衰し、高周波成分を
取り出す。
２の出力信号を検波し、対数増幅し、その結果を表示装
置（ＤＩＳ）４に供給する。表示装置４ではこれをＢモ
ード像として表示する。また、送受信回路２の出力信号
には、ドプラ効果により偏移した周波数成分が含まれて
おり、これを直交位相検波回路（ＱＰＤ）５で検波す
る。なお、この直交位相検波回路５の出力は複素数であ
り、実際には２チャンネルの信号である。そして、直交
位相検波回路５の出力に対してレンジゲート回路（ＲＧ
Ｃ）６でゲートをかけて、任意の深さからのドプラ信号
を取り出す。このドプラ信号には主に血球等の速い移動
体での反射により周波数偏移を受けた高周波成分と、主
に心臓壁等の遅い移動体での反射により周波数偏移を受
けた低周波成分とが含まれているので、高域通過型フィ
ルタ（ＨＰＦ）７で低周波成分を減衰し、高周波成分を
取り出す。
【００１１】高域通過型フィルタ７からの出力信号を高
速フーリエ変換プロセッサ（ＦＦＴ−Ｐ）８で周波数分
析し、その周波数スペクトラムを表示装置４に供給す
る。表示装置４では、数秒分の周波数スペクトラムか
ら、その時間波形を表示する。
速フーリエ変換プロセッサ（ＦＦＴ−Ｐ）８で周波数分
析し、その周波数スペクトラムを表示装置４に供給す
る。表示装置４では、数秒分の周波数スペクトラムか
ら、その時間波形を表示する。
【００１２】また、高域通過型フィルタ７からの出力信
号をオーディオプロセッサ（ＡＵＤ−Ｐ）９でオーディ
オ処理して、スピーカ（ＳＰＫ）１０からドプラ音とし
て出力するようになっている。
号をオーディオプロセッサ（ＡＵＤ−Ｐ）９でオーディ
オ処理して、スピーカ（ＳＰＫ）１０からドプラ音とし
て出力するようになっている。
【００１３】図２には、このオーディオプロセッサ９の
構成を示している。高域通過型フィルタ７からの出力信
号は、高域通過型フィルタ７と合わせて例えば４次のフ
ィルタを構成する高域通過型フィルタ（ＨＰＦ）１３
と、２チャンネルの帯域通過型フィルタ（ＢＰＦ）で構
成され、プローブ１に近づいてくる流れの成分と遠ざか
る成分とを異なる減衰率で分離するための方向分離フィ
ルタ（ＤＳＦ）１４とを経由して、オーバサンプリング
回路（ＯＳＣ）１５に供給される。オーバサンプリング
回路１５では、方向分離フィルタ１４の出力信号を、オ
ーディオコントローラ（ＡＵＤ−ＣＯＮＴ．）１１の制
御に従って、レート周波数ｆPRF のＮ倍という非常に高
いサンプリング周波数で、オーバサンプリングする。な
お、“Ｎ”は、２以上の実数であり、固定値でもよい
し、オペレータが自由に変更することができるようにな
っていてもよい。
構成を示している。高域通過型フィルタ７からの出力信
号は、高域通過型フィルタ７と合わせて例えば４次のフ
ィルタを構成する高域通過型フィルタ（ＨＰＦ）１３
と、２チャンネルの帯域通過型フィルタ（ＢＰＦ）で構
成され、プローブ１に近づいてくる流れの成分と遠ざか
る成分とを異なる減衰率で分離するための方向分離フィ
ルタ（ＤＳＦ）１４とを経由して、オーバサンプリング
回路（ＯＳＣ）１５に供給される。オーバサンプリング
回路１５では、方向分離フィルタ１４の出力信号を、オ
ーディオコントローラ（ＡＵＤ−ＣＯＮＴ．）１１の制
御に従って、レート周波数ｆPRF のＮ倍という非常に高
いサンプリング周波数で、オーバサンプリングする。な
お、“Ｎ”は、２以上の実数であり、固定値でもよい
し、オペレータが自由に変更することができるようにな
っていてもよい。
【００１４】このオーバサンプリング回路１５の出力
は、カットオフ周波数ｆc が可聴域の上限２０ｋＨｚに
固定されている固定低域通過型フィルタ（ｆｉｘ−ＬＰ
Ｆ）１６と、オーディオコントローラ１１の制御に従っ
てカットオフ周波数ｆc がレート周波数ｆPRF の１／ｎ
倍に設定される可変低域通過型フィルタ（ｖａｒ−ＬＰ
Ｆ）１７とを経由して、ディジタルアナログ変換器（Ｄ
ＡＣ）１８に供給される。なお、“ｎ”は、１を越える
実数であり、固定値でもよいし、オペレータが自由に変
更することができるようになっていてもよい。
は、カットオフ周波数ｆc が可聴域の上限２０ｋＨｚに
固定されている固定低域通過型フィルタ（ｆｉｘ−ＬＰ
Ｆ）１６と、オーディオコントローラ１１の制御に従っ
てカットオフ周波数ｆc がレート周波数ｆPRF の１／ｎ
倍に設定される可変低域通過型フィルタ（ｖａｒ−ＬＰ
Ｆ）１７とを経由して、ディジタルアナログ変換器（Ｄ
ＡＣ）１８に供給される。なお、“ｎ”は、１を越える
実数であり、固定値でもよいし、オペレータが自由に変
更することができるようになっていてもよい。
【００１５】低域通過型フィルタ１７からの出力信号
は、ディジタルアナログ変換器１８でアナログ信号に変
換され、そしてアナログ低域通過型フィルタ（ａｎａ−
ＬＰＦ）１９を通し、これを図示しないパワーアンプで
増幅してから、スピーカ１０に供給するようになってい
る。
は、ディジタルアナログ変換器１８でアナログ信号に変
換され、そしてアナログ低域通過型フィルタ（ａｎａ−
ＬＰＦ）１９を通し、これを図示しないパワーアンプで
増幅してから、スピーカ１０に供給するようになってい
る。
【００１６】図３には、オーバサンプリングされた信号
に対する低域通過型フィルタ１６，１７の次数と周波数
特性の関係図を示している。図３に示すように、２５０
ＭＨｚ程度の高調波成分を、−７０ｄＢ以上に低減する
というスペックを実現するには、３次以上であればよ
い。換言すると、３次程度の比較的低い次数でも、所期
のスペックを達成できる。
に対する低域通過型フィルタ１６，１７の次数と周波数
特性の関係図を示している。図３に示すように、２５０
ＭＨｚ程度の高調波成分を、−７０ｄＢ以上に低減する
というスペックを実現するには、３次以上であればよ
い。換言すると、３次程度の比較的低い次数でも、所期
のスペックを達成できる。
【００１７】つまり、本発明によれば、３次程度の比較
的低い次数の比較的構成の簡素なディジタルフィルタで
も、高調波成分を十分低減することができるのである。
また、このディジタル段階で高調波成分が十分低減され
得ているので、アナログの低域通過型フィルタ１９も、
従来のように７次とか９次といった非常に高次のもので
なくても、３次程度の比較的構成の簡素なものを採用し
てもよい。本発明は、上述してきたような実施形態に限
定されることなく、種々変形して実施可能であることは
言うまでもない。
的低い次数の比較的構成の簡素なディジタルフィルタで
も、高調波成分を十分低減することができるのである。
また、このディジタル段階で高調波成分が十分低減され
得ているので、アナログの低域通過型フィルタ１９も、
従来のように７次とか９次といった非常に高次のもので
なくても、３次程度の比較的構成の簡素なものを採用し
てもよい。本発明は、上述してきたような実施形態に限
定されることなく、種々変形して実施可能であることは
言うまでもない。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、比較的低次のフィルタ
で、高調波成分の十分な除去能力を実現することができ
る。
で、高調波成分の十分な除去能力を実現することができ
る。
【図１】本発明の好ましい実施形態に係る超音波診断装
置のブロック図。
置のブロック図。
【図２】図１のオーディオプロセッサ９のブロック図。
【図３】図１のディジタル低域通過型フィルタ１６の周
波数特性図。
波数特性図。
【図４】従来のオーディオ処理部の構成図。
１…超音波プローブ（ＰＲＢ）、 ２…送受信回路（Ｔ／Ｒ）、 ３…Ｂモード回路（Ｂ／Ｗ）、 ４…表示装置（ＤＩＳ）、 ５…直交位相検波回路（ＱＰＤ）、 ６…レンジゲート回路（ＲＧＣ）、 ７…高域通過型フィルタ（ＨＰＦ）、 ８…高速フーリエ変換プロセッサ（ＦＦＴ−Ｐ）、 ９…オーディオプロセッサ（ＡＵＤ−Ｐ）、 １０…スピーカ（ＳＰＫ）、 １１…システムコントローラ（ＳＹＳ−ＣＯＮＴ．）、 １２…操作卓（ＣＯＮＳ）、 １３…高域通過型フィルタ（ＨＰＦ）、 １４…方向分離フィルタ（ＤＳＦ）、 １５…オーバサンプリング回路（ＯＳＣ）、 １６…固定低域通過型フィルタ（ｆｉｘ−ＬＰＦ）、 １７…可変低域通過型フィルタ（ｖａｒ−ＬＰＦ）、 １８…ディジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）、 １９…アナログ低域通過型フィルタ（ａｎａ−ＬＰ
Ｆ）、 ２０…オーディオコントローラ（ＡＵＤ−ＣＯＮ
Ｔ．）。
Ｆ）、 ２０…オーディオコントローラ（ＡＵＤ−ＣＯＮ
Ｔ．）。
Claims (1)
- 【請求項１】 被検体に対して超音波をレート周波数で
送信し、得られたエコー信号を直交位相検波することに
よりドプラ信号を得、このドプラ信号を前記レート周波
数に応じた比較的高い周波数でオーバーサンプリング
し、このオーバーサンプリングの出力をカットオフ周波
数が前記レート周波数に応じた比較的低い低域通過型フ
ィルタを通してからアナログ信号に変換し、このアナロ
グ信号をアナログ低域通過型フィルタを通してスピーカ
からドプラ音として出力するように構成されていること
を特徴とする超音波診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06323098A JP4068208B2 (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | 超音波診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06323098A JP4068208B2 (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | 超音波診断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11253448A true JPH11253448A (ja) | 1999-09-21 |
| JP4068208B2 JP4068208B2 (ja) | 2008-03-26 |
Family
ID=13223213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06323098A Expired - Fee Related JP4068208B2 (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | 超音波診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4068208B2 (ja) |
-
1998
- 1998-03-13 JP JP06323098A patent/JP4068208B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4068208B2 (ja) | 2008-03-26 |
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