JPS60176633A - 相関検出型超音波血流計 - Google Patents

相関検出型超音波血流計

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JPS60176633A
JPS60176633A JP59031897A JP3189784A JPS60176633A JP S60176633 A JPS60176633 A JP S60176633A JP 59031897 A JP59031897 A JP 59031897A JP 3189784 A JP3189784 A JP 3189784A JP S60176633 A JPS60176633 A JP S60176633A
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JP
Japan
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blood flow
wave
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flow meter
type ultrasonic
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慎一 雨宮
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、相関検出型の超音波血流計に係り、特にその
相関に用いるデータの作成方式に関するもので、血管壁
等からの固定の反射波を正確に除去できるようにしたも
のである。
〔技術の背景〕
従来のパルス法によるドプラ型超音波血流計では、被測
定物からの反射波の位相情報のみを使用している。位相
情報は±πの範囲でしか比例的でないからパルス送信の
繰り返し時間内で被測定物の移動を検出しうる距離は±
λ/4 (λは超音波の波長であり、±λ/4は±πに
相当)以内に限られ、被測定物がそれ以上移動するとデ
ータ解析ができず、誤った解析結果を出力してしまう欠
点がある。
そこで、超音波パルス送信の繰り返し時間内に被測定物
が±λ/4以上移動してもその流速を検出できるように
、反射波の振幅情報を活用する相関検出型のものが開発
されている。
第1図はその相関検出型血流計の1例の概要ブロック図
である。同図において1は超音波送信器で、その出力電
気パルス(送信信号)TSはi−ランスデューザ2によ
って超音波パルスに変換される。該超音波パルスの被3
jQl定物(図示せず)による反射波は同一の(又は異
なる)1−ランスデューザ2で受信され、受信器3で増
幅、直交検波等される。受信器3の出力信号R3は相関
検出型データ発生部4に導かれ、ここで発生したデータ
は相関データ解析部5において流速に変換され、更に表
示部6へ出ツノされる。なお、7は各部を制御するコン
トローラであり、特に相関検出型データ発生部4へは送
信タイミングに同期したザンプリングポジション信号S
が供給される。
第2図は相関検出型データ発生部4の具体例で、第3図
は各部信号波形図である。受信器3において増幅された
受信信号R3ば振幅検出器41により全波整流された後
高周波をカッ1〜される。第3図の波形■、■、■は、
それぞれその振幅検出器41の人力及び中間処理及び出
力を示すものである。
次にその信号を、サンプルホールド回路42.43によ
り、第3図の波形■、■に示ずΔTだけすれた2つのパ
ルスによりサンプルする。
本動作を超音波の送受信ごとに行う事によって第3図の
波形■、■に示すデータを得る事ができる。このデータ
をY+(n)Yz(n)とすると、相互相関検出器45
により、次式で示すようにこのデータの相互相関Z(τ
)がめられる。
Z(τ)−ΣY+ (n)Yz (n4−r)第3図の
波形■に示ずように、ピークポジション検出器46によ
って検出されるZ(τ)の最大値を示すτmaxば、Δ
Tに対応する距離を移動するのに要した時間を示すもの
である。よってこれより、被測定物の速度を知る事がで
きる。
ところで、一般に受信波には血管壁等からの固定の反射
波が含まれるために、上述した相互相関形血流旧は、従
来の反り=I波の位相情報に(らべて積度が劣るという
欠点がある。第4図において、RS Oは固定の反射波
を示し、R3Iば血液からの反射波を示す。これらのR
3OとR3Iとを合成したものが実際の受信波である。
血液からの反射波R3Iは、血流の速度に応じて点線波
形で示すように実線波形から移動する。
したがって、ある時刻1=1oの位置におりる受信波の
振幅を移動長の大きさに対応つけて示すと、第4図最下
段Utoの実線波形のようになり、振幅に脈動を生じて
しまう。なお、点線波形は固定の反射波がない場合のも
のである。
このように、血管壁等からの固定の反射波がある場合に
は、R3Iの点線波形のよ・うな血液のみからの純粋な
データを得ることができないため、精度が低下するとい
う問題があった。
〔発明の目的および構成〕
本発明の目的は、相互相関検出型皿’/A3計において
、血管壁等に基づく固定の反射波の影習を受けない相関
データを得ることにあり、そのための構成として相関検
出型超音波1111流旧において、超音波の反射波信号
をそれぞれ正弦波および余弦波の参照波を用いて検波す
る直交検波器と、該直交検波器の正弦波側および余弦波
側の直交検波出力信号をそれぞれサンプルホールドする
2つのサンプルホールド回路と、該2つのサンプルホー
ルド回路のそれぞれGこ接続された高域フィルタと、該
2つの高域フィルタの出力信号の2乗和をめる回路とを
そなえ、該2乗和信号に基づいて相関検出による血流測
定を行うことを特徴とするものである。
〔発明の実施例〕
以下に、本発明の詳細を実施例にしたがって説明する。
第5図は、本発明の1実施例装置の構成図である。本実
施例装置は、第1図に示した相関検出方式と、従来の位
相検出方式の2つの血流測定回路を並列に設け、血流速
が小さい場合には位相検出方式の測定回路を使用し、血
流速が大きい場合には相関検出方式の測定回路を使用す
ることにより、それぞれの特徴を活かして、広範囲の流
速を高精度で測定可能にしている。そして特に本発明に
より、相関検出方式の測定回路の入力段には、血管壁等
から固定の反射波に由来する信号成分を除去する前処理
部が設けられている。
第5図において、1は送信器、2はトランスデューザ、
3は受信器、4は相関検出型データ発生部、5は相関デ
ータ解析部、6は表示部、7ばコントローラ、8は前処
理部、9は位相検出型データ発生部、10は位相データ
解析部を示す。図中、1乃至7で示される構成要素は、
第1図の同一番号要素に対応しており、第5図でも同様
な動作機能を果たすため説明を省略する。
位相検出型データ発生部゛9および位相データ解析部1
0は前述した従来方式に基づく測定回路であり、0乃至
πの範囲の位相情報で検出可能な大きさの血流を測定す
る場合に使用される。
第6図は、前処理部8の細部構成図である。図中、81
A、81Bは掛算器、82A、82Bは低域フィルタ、
83A、83Bはサンプルボールド回路、84A、84
. Bば高域フィルタ、85A185Bば自乗回路、8
6は加算器、87は入力線、88は出力線、89および
90は多重化されたブロック、91はディレィ回路を示
す。ここで、81A、81B、82A、82Bは直交検
波器を構成している。
いま第7図に示すように、血管壁からの固定位相の反射
波をA (t) s in (ωt+θ)とし、血液か
らのドプラ効果による位相変化を含む反射波をB (t
−an) s in (+u>t4−bn)とする。
なお、nは送信繰り返し番号、そしてb−一ωaとする
ここで、上記2つの波が重なったとすると、入力信号C
(t)は、 c(t)−八(t)sin(ωt+θ)4E(t−an
)sin(ωt4bn)となり、沖にこの信号を検波し
ただけでばB(t−an)の1=1oの点(第4図参照
)をサンプルすることはできない。よってここで掛算器
81Aおよび81Bによりc (Bに5in−cos信
号を掛算し、DI(t)およびD2(t)をつくる。
DI (t)−C(t) ・sin (JJ を−八(
t)sin(ωL÷θ) ・ sin ωを十B(t−
an)sin(ω t+bn)・sin (t)L−八
(t) (−1/ 2 (cos (2ωt+ θ)−
cosθ))ィB (t−an) (−1/2 (co
s (2ωt+bn) −cos bn) )Dz(t
)=C;(t) ・cos ωt=八(t)sin(ω
t4θ) ・cos ωt→B(t−an)sin(ω
t+bn)・cos ω+−八(t)(1/2(sin
(2ωt4 θ)+sinθ))十B(t−an)(1
/2(sin(2ωt+bn)+sin bn))ここ
で低域フィルタ82Δ、82Bでωおよび2ω成分を除
去し、それ以下の低周波成分たり通過させると、 EI (t)−1/2A(t) ・cosθ+1/2B
(t−an)cos bnHz(t)=1/2八(t)
 ・ sin θ+ 1/2B(t−an)sin b
nとなる。ここでサンプルホールド回路83A、83B
により各nに対しても1=1゜でサンプルした時系列デ
ータを高域フィルタ84Δ、84Bに通ずと、EI (
t) 、E2 (t)の各第1項は消え、nが増加して
いる第2項のみが残る。
F+ (n)=1/2B(to−an)cos bnF
z(n)=1/2B(t、−an)sin bnこれを
自乗回路85A、8513でそれぞれ自乗し、加算器8
6で加算して2乗和をめるとG(n)= 1/4B2(
to−an)となり、所望のB (to−an)のみを
含む値をめる事ができる。
上記のG (n)の値は、第5図の相関検出型データ発
生部4に送られ、第2図で説明されているようにして相
関がめられ、相関データ解析部5で血流速が旧算される
ブロック89および90は、1=1oのザンブリング処
理時間を半分に短縮するために2重化したもので、人力
信号El (t)、Ez (t)を共通入力とし、サン
プリング位置は、ブロック90に対するサンプリング信
号をディレィ回路91により一定e時間遅延させること
により、ブロック89との間にずれを与えている。多重
化は必要に応じて行われる。
〔発明の効果〕
以」二のように、本発明によれば血管壁からの固定反射
波の影響を除くことができるため、相関検出方式による
血流速の測定精度を格段に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は相関検出型血流計の概要構成図、第2図はその
相関検出型データ発生部の詳細図、第3図は第2図にお
ける各部の信号波形図、第4図は固定波の影響の説明図
、第5図は本発明の1実施例の全体構成図、第6図はそ
の11;j処理部の詳細図、第7図は動作を説明するだ
めの信号波形図である。 図中、1は送信器、2ばトランスデユーサ、3は受信器
、4は相関検出型データ発生部、6は表示部、8は前処
理部、81A、8113は掛算器、82A、82Bは低
域フィルタ、83A、83r3はザンブルボールド回路
、84A、84I3は高域フィルタ、85Δ、85Bは
自乗回路、86は加算器を示す。 特許出願人 富士通株式会社 代理人弁理士 長谷用 文廣く外1名)第 312] (J、イ古四〉(シ) OTヤL〃 第 4 区 ’i=i。 千多十力4こ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 相関検出型超音波血流計において、超1°1波の反射波
    信号をそれぞれ正弦波および余弦波の参照波を用いて検
    波する直交検波器と、該直交検波器の正弦波側および余
    弦波側の直交検波出力信号をそれぞれザンブルボールド
    する2つのり゛ンブルホールド回路と、該2つのザンプ
    ルホールドluJ路のそれぞれに接続された高域フィル
    タと、該2つの高域フィルタの出力信号の2乗和をめる
    11旧?hとをそなえ、該2乗和信号に基づいて相関検
    出による血流測定を行うことを特徴とする相関検出型超
    音波血流計。
JP59031897A 1984-02-22 1984-02-22 相関検出型超音波血流計 Granted JPS60176633A (ja)

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JP59031897A JPS60176633A (ja) 1984-02-22 1984-02-22 相関検出型超音波血流計

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JPS60176633A true JPS60176633A (ja) 1985-09-10
JPH0318457B2 JPH0318457B2 (ja) 1991-03-12

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02119849A (ja) * 1988-10-28 1990-05-07 Yokogawa Medical Syst Ltd 超音波血流イメージング装置
JP2009109285A (ja) * 2007-10-29 2009-05-21 Yokogawa Electric Corp 熱式流量計

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02119849A (ja) * 1988-10-28 1990-05-07 Yokogawa Medical Syst Ltd 超音波血流イメージング装置
JP2009109285A (ja) * 2007-10-29 2009-05-21 Yokogawa Electric Corp 熱式流量計

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