JPS61100236A - 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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JPS61100236A
JPS61100236A JP59210800A JP21080084A JPS61100236A JP S61100236 A JPS61100236 A JP S61100236A JP 59210800 A JP59210800 A JP 59210800A JP 21080084 A JP21080084 A JP 21080084A JP S61100236 A JPS61100236 A JP S61100236A
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    • G01S15/00Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/88Sonar systems specially adapted for specific applications
    • G01S15/89Sonar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S15/8906Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques
    • G01S15/8979Combined Doppler and pulse-echo imaging systems
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、レンジ・ゲート回路を用いることによりサン
プル・ボリュームを実質的に超音波ビーム方向に長くし
た相関検出型超音波血流計に関するものである。
〔従来技術と問題点〕
第3図は従来の超音波パルス流速計(特開昭58−71
464号公報参照)を示す図でって、11はコントロー
ル回路、12は超音波ドライブ回路、13はトランスデ
ユーサ、14はスイッチ、15は増幅器、16と17は
遅延回路、18と19は加算器、20と21は受信増幅
器、22は第1振幅値サンプル・ホールド回路、23を
第2振幅値サンプル・ホールド回路、24は相互相関ピ
ーク時間差検出回路、25は速度算出回路、31は超音
波パルスドプラ流速計、32はベクトル算出回路をそれ
ぞれ示している。
コントロール回路11から送られて来たスタート信号に
より超音波ドライブ回路12はスイッチ14を介してト
ランスデユーサ13を駆動し、超音波パルス又はバース
ト波を外部に送信する。外部から戻って来た反射波は、
トランスデユーサ13で受信されスイッチ14を介して
増幅器15へ供給され、増幅される。増幅器15で増幅
された出力は、複数の遅延回路16及び17の組に加え
られ、フェイズ・アレイ・アンテナと同様な原理に基づ
き、各遅延回路の組を構成する遅延回路の遅延時間を所
定時間に設定することによって、受信超音波に指向性を
持たせることができる。従って遅延回路16の組及び1
7の組は、それぞれ異なる指向性を有する反射波を取出
し、各組ごとに加算器18又は19に加えられる。加算
器18の出力は受信増幅器20へ加えられて増幅され、
振幅サンプル回路としての第1振幅値サンプル・ホール
ド回路22へ供給される。第1振幅値サンプル・ホール
ド回路22においては、同時刻、即ち同距離長のサンプ
ル点の振幅データをコントロール回路11からのサンプ
ル・ポジション指示によりサンプル・ホールドする。加
算器19に加えられた他の1つの指向性を有する反射波
出力は受信増幅器21へ加えられて増幅され、第2振幅
値サンプル・ホールド回路23に供給される。第2振幅
値サンプル・ホールド回路23においては、同時刻、即
ち同距離長のサンプル点の振幅データをコントロール回
路11からのサンプル・ポジション指示によりサンプル
・ホールドする。前述の振幅値サンプル・ホールド、に
よって発生した2つのデータ列を相互相関ピーク時間差
検出回路24に加え、2つのデータ列の相互相関がピー
クとなる時間差を求める。相互相関ピーク時間差検出回
路24の出力は速度算出回路25へ加えられ、これを2
つのサンプル・ホールド藺隔及びパルス送信間隔で割り
、ビーム方向と垂直な方向の流速を算出する。なお、サ
ンプル・ホールド間隔は、2つの指向方向の角度と、ト
ランスデユーサから各サンプル・ポイントまでの距離に
より求まる。超音波パルス・ドプラ流速計31は超音波
ビーム方向の流速を測定するものである。速度算出回路
25から出力される流速度と超音波パルス・ドプラ流速
計31から出力される流速度はベクトル算出回路32に
入力され、ベクトル的に加算される。
第4図は第3図の超音波パルス流速計において    
!第1振幅値サンプル・ホールド回路22及び第2振幅
値サンプル・ホールド回路23として単なるサンプル・
ホールド回路を使用したときの問題点を説明する図であ
る。第4図において、TDはトランスデユーサ列、B1
とB2は超音波ビーム、SvlとSV2はサンプル・ボ
リュームをそれぞれ示している。また、矢印は血球の流
れを示している。
、第4図のように、血球の流れが超音波ビームの方向と
垂直でない場合にはサンプル・ボリュームSv1とSV
2を共通に通過する血球数が減少し、両サンプル・ボリ
ュームから得た信号間の相関が少なくなり、正確な血流
速度検出を行うことが出来ない。
〔発明の目的〕
本発明は、上記の考察に基づくものであって、血球の流
れの方向に影響されることなく常に正確な血流速度測定
を行うことが出来る相関検出型超音波血流計を提供する
ことを目的としている。
〔目的を達成するための手段〕
そしてそのため、本発明の相関検出型超音波血流計は、
超音波の反射波信号をそれぞれ正弦波及び余弦波の参照
波を用いて検波する直交検波器と、該直交検波器の正弦
波側及び余弦波側の直交検波出力をそれぞれ入力とする
2つのレンジ・ゲート回路と、該2つのレンジ・ゲート
回路の出力側にそれぞれ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二乗和を求める回路と
、2個の二乗和信号の相互相関を算出する回路とを具備
することを特徴とするものである。
〔発明の実施例〕
以下、本発明を図面を参照しつつ説明する。
第1図は本発明の振幅値サンプル・ホールド回路の1例
を示す図である。第1図において、41Aと41Bは掛
算器、42Aと42Bは低域フィルタ、43Aと43B
はレンジ・ゲート回路、44Aと44Bは高域フィルタ
、45Aと45Bは自乗回路、46は加算器、47は入
力線、48は出力線、49と50は多重化されたブロッ
ク、51は遅延回路をそれぞれ示す。ここで、41A、
41B、42A、42Bは直交検波器を構成している。
レンジ・ゲート回路43Aは、サンプル・ホールド回路
の一種であるが、第2図のような構成をしている。第2
図において、52は演算増幅器、53は抵抗、54はコ
ンデンサ、Slと82はスイッチを示している。第2図
において、スイッチS1がオフ(開)の状態の下でスイ
ッチS2がオン(閉)すると、出力はOレベルに低下し
、スイッチS2がオフ(開)の状態の下でスイッチS1
が時刻tでオン(閉)すると、レンジ・ゲート回路43
Aは積分器として動作し、時刻t+ΔtでスイッチS1
及びスイッチS2がオフすると、出力は時刻t+Δtの
時の値を保つ。レンジ・ゲート回路43Bはレンジ・ゲ
ート回路43Aと同じ構成をしている。
いま、血管壁からの固定位相の反射波をA(t )si
n (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)sin(ω+bn
)とする。なお、nは送信繰返し番号、b=−ωaであ
乞。
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)=A(t )sin (ωt+θ) +B(t
−an)sin(ω+bn)となり、単にこの信号を検
波しただけではB(t−an)の1=1.の点をサンプ
ルすることが出来ない。そこで、掛算器41八及び41
BによりC(t)にsin、cos信号を掛算し、D、
(t )及びり、 (t ”)を作る。
D/ (t)=C(t)sin ωt =A(t)sin (ωを十〇)・sinωt+B(t
−an)sin(ωt+bn)  −sin ωt=A
(t) (−1/2(cos(2ωを十〇)−cos 
 θ))+B(t−an) (−1/2(cos(2ω
t+bn) −cosbn) )D、(t)二C(t)
cos ωt =A(t)sin (ωt+θ)・cosωt+B(t
−an)sin(ωt+bn)  ・cos ωt=A
(t) (1/2(sin(2ωt+θ)+sin  
θ))B(t−an) (1/2(sin(2ωt+b
n)+5inbn))ここで低域フィルタ42A、 4
2Bでω及び2ω成分を除去し、それ以下の成分だけを
通過させると、E・(1)“1/2 A(t) °c・
・#+1/2 B(t−・・)・・・b・      
1、  E、(t)=1/2 A(t) ・sin θ
+1/2 B(t−an)sinbnとなる。ここで、
レンジ・ゲート回路43A 、 43Bにより各nに対
して1 = 1.  でサンプルした時系列データを高
域フィルタ44A、44Bに通すと、E7(t)、E、
(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。
Ft (n)=1/2 B(t −an)cosbnF
、 (n)=1/2 B(t −an)sinbnこれ
を自乗回路45A、45Bでそれぞれ自乗し、加算器3
6で二乗和を求めると、 G(n)=1/4 B”(t −an)となり、所望の
B (to−an)のみを含む値を求めることが出来る
第3図の第1振幅値サンプル・ホールド回路22及び第
2振幅値サンプル・ホールド回路23として、第1図の
部分41A、41B、42A、42Bよりなる直交検波
器及びブロック49より構成された振幅値サンプル・ホ
ー元ド回路を使用すると、第4図のサンプル・ボリュー
ムSV1.SV2の超音波ビーム方向の長さを実質的に
長くすることが出来、第4図のような血球の流れが存在
した時でも、2つのサンプル・ボリュームSVI、SV
2に共通に通過する血球数を従来方式より増加すること
が出来る。
第3図の従来例では、超音波ビーム方向の血流速度を測
定するために、超音波パルス・ドプラ流速計31を使用
しているが、超音波パルス・ドプラ    ′流速計3
1の代わりに相関検出型超音波血流計を使用することも
出来る。この場合には、第1図の直交検波器、ブロック
49と50及び第3図の相互相関ピーク時間差検出回路
24等でビーム方向の相関検出型超音波血流計を構成し
、直交検波器からの信号E+及びE2をブロック50に
入力し、ブロック49の出力及びブロック50の出力を
相互相関ピーク時間差検出回路24に入力すれば良い。
即ち、ビーム方向に沿って隔たった2点からの信号の相
関を取ってビーム方向の血流速度を得ればよい。ビーム
方向の相関検出型超音波血流計の場合は、レンジ・ゲー
ト回路のスイッチS1がオンしているの時間を短くする
。勿論、この代わりに通常のサンプル・ホールド回路を
使用することも出来る。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、血球
の流れの方向に影響されることなく常に正確な血流速度
検出を行うことが出来る相関検出型超音波血流計を得る
ことが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の振幅値サンプル・ホールド回路の1例
を示す図、第2図はるレンジ・ゲート回路の構成例を示
す図、第3図は従来の超音波パルス流速計を示す図、第
4図は第3図の超音波パルス流速計において第1振幅値
サンプル・ホールド回路22及び第2振幅値サンプル・
ホールド回路23として単なるサンプル・ホールド回路
を使用したときの問題点を説明する図である。 11・・・コントロール回路、12・・・超音波ドライ
ブ回路、13・・・トランスデユーサ、14・・・スイ
ッチ、15・・・増幅器、16・・・17は遅延回路、
18と19・・・加算器、20と21・・・受信増幅器
、22・・・第1振幅値サンプル・ホールド回路、23
・・・第2振幅値サンプル・ホールド回路、24・・・
相互相関ピーク時間差検出回路、25・・・速度算出回
路、31・・・超音波パルス・ドプラ流速計、32・・
・ベクトル算出回路 41Aと41B・・・掛算器、4
2Aと42B・・・低域フィルタ、43Aと43B・・
・レンジ・ゲート回路、44Aと44B・・・高域フィ
ルタ、45Aと45B・・・自乗回路、46・・・加算
器、47・・・入力線、48・・・出力線、49と50
・・・多重化されたブロック、51・・・遅延回路 5
2・・・演算増幅器、53・・・抵抗、54・・・コン
デンサ、Slと82・・・スイッチ。

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、超音波の反射波信号
    をそれぞれ正弦波及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及び余弦波側の
    直交検波出力をそれぞれ入力とする2つのレンジ・ゲー
    ト回路と、該2つのレンジ・ゲート回路の出力側にそれ
    ぞれ接続された高域フィルタと、該2つの高域フィルタ
    の出力信号の二乗和を求める回路と、2個の二乗和信号
    の相互相関を算出する回路とを具備することを特徴とす
    る相関検出型超音波血流計。
JP59210800A 1984-10-08 1984-10-08 相関検出型超音波血流計 Granted JPS61100236A (ja)

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US06/782,921 US4693319A (en) 1984-10-08 1985-10-02 Correlation detection type ultrasound blood flowmeter
EP85112767A EP0177942B1 (en) 1984-10-08 1985-10-08 Correlation detection type ultrasound blood flowmeter
DE8585112767T DE3585766D1 (de) 1984-10-08 1985-10-08 Ultraschall-blut-stroemungsmesser nach dem korrelationsprinzip.

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1992017114A1 (fr) * 1991-04-05 1992-10-15 Yokogawa Medical Systems, Ltd. Dispositif de cartographie d'ecoulement utilisant la correlation croisee d'un signal doppler

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3689698T2 (de) * 1985-05-20 1994-07-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Blutgeschwindigkeitsmesser nach dem Ultraschall-Doppler-Prinzip.
JPS62114539A (ja) * 1985-11-14 1987-05-26 富士通株式会社 超音波利用の流動表示装置
JP2556701B2 (ja) * 1987-05-18 1996-11-20 グラム株式会社 限外濾過量及び透析液濃度測定装置
US4979513A (en) * 1987-10-14 1990-12-25 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Ultrasonic diagnostic apparatus
FR2637378B1 (fr) * 1988-09-30 1991-03-15 Labo Electronique Physique Dispositif de mesure par echographie de la vitesse transverse d'organes en mouvement et d'ecoulements sanguins
US5103181A (en) * 1988-10-05 1992-04-07 Den Norske Oljeselskap A. S. Composition monitor and monitoring process using impedance measurements
US5109857A (en) * 1991-03-04 1992-05-05 Duke University Ultrasound time domain velocity detection method and apparatus
US5357964A (en) * 1993-02-08 1994-10-25 Spivey Brett A Doppler imaging device
JP3462584B2 (ja) * 1994-02-14 2003-11-05 フクダ電子株式会社 超音波診断装置
DE69710725T2 (de) * 1996-07-02 2002-11-21 B K Medical As Gentofte Vorrichtung zur bestimmung von bewegungen und geschwindigkeiten sich bewegender objekte
AU4393300A (en) * 1999-05-10 2000-11-21 B-K Medical A/S Vector velocity estimation using directional beam forming and cross-correlation
US6685645B1 (en) 2001-10-20 2004-02-03 Zonare Medical Systems, Inc. Broad-beam imaging
US20020173721A1 (en) * 1999-08-20 2002-11-21 Novasonics, Inc. User interface for handheld imaging devices
US7833163B2 (en) * 2003-12-10 2010-11-16 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Steering angle varied pattern for ultrasound imaging with a two-dimensional array
US7105981B2 (en) * 2003-12-10 2006-09-12 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Medical imaging transmit spectral control using aperture functions
KR20130102913A (ko) * 2012-03-08 2013-09-23 삼성메디슨 주식회사 조직의 이동 속도 및 방향 획득 방법 및 장치
US9494454B2 (en) * 2013-12-06 2016-11-15 Joseph Baumoel Phase controlled variable angle ultrasonic flow meter
US9752907B2 (en) 2015-04-14 2017-09-05 Joseph Baumoel Phase controlled variable angle ultrasonic flow meter
US10256538B2 (en) * 2015-08-25 2019-04-09 The Boeing Company Integrated true time delay for broad bandwidth time control systems and methods

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3334622A (en) * 1964-12-15 1967-08-08 Branson Instr Method and apparatus for electroacoustic exploration
DE1798104C3 (de) * 1968-08-22 1973-10-31 Siemens Ag, 1000 Berlin U. 8000 Muenchen Gerät für die Messung der Geschwindigkeit von in Leitungen strö menden Medien
GB1359151A (en) * 1970-07-06 1974-07-10 Coulthard J Measurement of fluid flow rates
US4181134A (en) * 1977-09-21 1980-01-01 Mason Richard C Cardiotachometer
US4217909A (en) * 1978-08-23 1980-08-19 General Electric Company Directional detection of blood velocities in an ultrasound system
CA1135827A (en) * 1978-12-04 1982-11-16 Rainer Fehr Determination of flow velocities by measuring phase difference between the doppler signals
US4265126A (en) * 1979-06-15 1981-05-05 General Electric Company Measurement of true blood velocity by an ultrasound system
US4324258A (en) * 1980-06-24 1982-04-13 Werner Huebscher Ultrasonic doppler flowmeters
FR2506472B1 (fr) * 1981-05-25 1985-06-21 Inst Nat Sante Rech Med Procede et appareil de mesure en temps reel pour la visualisation des vitesses d'ecoulement dans un segment de vaisseau
FI67627C (fi) * 1981-10-19 1985-04-10 Eino Haerkoenen Foerfarande och anordning foer maetning av stroemningshastigheten i stroemmen av uppslamningar genom utnyttjandet av ultraljud
JPS58188433A (ja) * 1982-04-28 1983-11-02 アロカ株式会社 超音波診断装置
NL8202079A (nl) * 1982-05-19 1983-12-16 Ihc Holland Nv Werkwijze en inrcihting voor het meten van de stromingssnelheid van een medium.

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1992017114A1 (fr) * 1991-04-05 1992-10-15 Yokogawa Medical Systems, Ltd. Dispositif de cartographie d'ecoulement utilisant la correlation croisee d'un signal doppler

Also Published As

Publication number Publication date
US4693319A (en) 1987-09-15
EP0177942B1 (en) 1992-04-01
EP0177942A2 (en) 1986-04-16
JPH0318458B2 (ja) 1991-03-12
DE3585766D1 (de) 1992-05-07
EP0177942A3 (en) 1988-07-27

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