JPS61128946A - 超音波血流観測装置 - Google Patents
超音波血流観測装置Info
- Publication number
- JPS61128946A JPS61128946A JP24916484A JP24916484A JPS61128946A JP S61128946 A JPS61128946 A JP S61128946A JP 24916484 A JP24916484 A JP 24916484A JP 24916484 A JP24916484 A JP 24916484A JP S61128946 A JPS61128946 A JP S61128946A
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- JP
- Japan
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- signal
- ultrasonic
- blood flow
- autocorrelation
- living body
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- Granted
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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。
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、超音波を用いて生体内の血流情報を得て生体
診断に供する超音波血流観測装置の改良に関する。
診断に供する超音波血流観測装置の改良に関する。
［発明の技術向背＠］
超音波ドプラ効果を用いた超音波血流観測装置は以下の
動作原理による。即ち、生体内の血流に送波された周波
数ｆｃの超音波は、流動する血球により散乱されて周波
数Ｊｄのドプラ偏移を生じるため、受波される超音波の
周波数ｆは、Ｊ−ｆａ＋ｆｄとなる。Ｊｄは下記式（１
）に示すように血流速度Ｖを反映するので、チｄを検出
することにより、無侵襲で血流速度Ｖの情報を得ること
ができる。
動作原理による。即ち、生体内の血流に送波された周波
数ｆｃの超音波は、流動する血球により散乱されて周波
数Ｊｄのドプラ偏移を生じるため、受波される超音波の
周波数ｆは、Ｊ−ｆａ＋ｆｄとなる。Ｊｄは下記式（１
）に示すように血流速度Ｖを反映するので、チｄを検出
することにより、無侵襲で血流速度Ｖの情報を得ること
ができる。
Ｖ；血流速度
θ：超音波ビームが血管となす角度
Ｃ；音 速
ここで、上記ｆｄはエコー信号を位相検波して得られ、
通常、検波器としては９０°位相の異なったｆｄの信号
成分を含む信号Ｘ＜ｔ＞を得ることのできる直交位相検
波器がよく用いられる。そして、直交位相検波器からは
２系統の信号、即らＸ（ｔ）の虚数部Ｉｓ （Ｘ（ｔ
））、Ｘ（ｔ）（Ｆ）実数部Ｒｅ（Ｘ（ｔ））が夫々出
力される。ここで、信号Ｘ（ｔ）から近似的にＪｄの平
均Ｊｄを求めるには下記式（′２Ｊに示すような自己相
関法と称されている手法が用いられている。
通常、検波器としては９０°位相の異なったｆｄの信号
成分を含む信号Ｘ＜ｔ＞を得ることのできる直交位相検
波器がよく用いられる。そして、直交位相検波器からは
２系統の信号、即らＸ（ｔ）の虚数部Ｉｓ （Ｘ（ｔ
））、Ｘ（ｔ）（Ｆ）実数部Ｒｅ（Ｘ（ｔ））が夫々出
力される。ここで、信号Ｘ（ｔ）から近似的にＪｄの平
均Ｊｄを求めるには下記式（′２Ｊに示すような自己相
関法と称されている手法が用いられている。
Ｘｉ；Ｘ（ｔ）の離散的表現
Ｘ （ｔ ）−Ｒｅ （Ｘ （ｔ ））＋ｊ １ｍ
（Ｘ（ｔ ））に対応して、Ｘｉ −Ｒｅ （Ｘｉ
）＋ｊ ＩＩ （Ｘｉ ）ｘｉ＋ ｊｙｉ とおく
。
（Ｘ（ｔ ））に対応して、Ｘｉ −Ｒｅ （Ｘｉ
）＋ｊ ＩＩ （Ｘｉ ）ｘｉ＋ ｊｙｉ とおく
。
＊；複素共役をとることを示す。
Ｎ；全データ点数（サンプル数）
τ；自己相関をとるときのずらすステップ数、一般に「
ラグ」といわれる。
ラグ」といわれる。
Ｃ（τ）：自己相関関数
ここで、自己相Ｗ４１！１数Ｃ（τ）を展開すると、ミ
Ｒｅ （Ｃ−（ｒ））＋ｊ ｌ１ｌｌ （Ｃ（ｒ）
）となり、ざらにｆｄは下記式（３のように求めること
ができる。
Ｒｅ （Ｃ−（ｒ））＋ｊ ｌ１ｌｌ （Ｃ（ｒ）
）となり、ざらにｆｄは下記式（３のように求めること
ができる。
ｆｒ；超音波パルスの繰返し周波数
（レート周波数といわれる）
上記式（３を用いてｆｄを求める際には、の領域の表現
はＲｅ（Ｃ（τ））くＯ１Ｉ■ （Ｃ（τ））〉０を検
出することにより、まＲｅ （Ｃ（ｒ））＜０１Ｉｓ
（Ｃ（ｒ） ） ＜０を検出することにより、全領
域の表現を可能とすることが一般に行なわれている。
はＲｅ（Ｃ（τ））くＯ１Ｉ■ （Ｃ（τ））〉０を検
出することにより、まＲｅ （Ｃ（ｒ））＜０１Ｉｓ
（Ｃ（ｒ） ） ＜０を検出することにより、全領
域の表現を可能とすることが一般に行なわれている。
そして自己相関法によるｆｄの演算は、高速ディジタル
演舞方式により、リアルタイムで一行なうことが可能で
あるので、超音波探触子から送波される超音波ビームを
スキャンすることにより、超音波ビームのスキャン面の
ｉ測部位にあ＼る血流の流れをリアルタイムで表示する
ことができるものである。
演舞方式により、リアルタイムで一行なうことが可能で
あるので、超音波探触子から送波される超音波ビームを
スキャンすることにより、超音波ビームのスキャン面の
ｉ測部位にあ＼る血流の流れをリアルタイムで表示する
ことができるものである。
［背景技術の問題点］ ″
従来、上記自己相関法による！ｄの算出についｆｒ
では、−一＜八くｂ は算出できるが、Ｒｅ （Ｃ（
ｒ））−０の場合のｆｄの値は式（ａからは得ることが
できず、不定になるという欠点がある。このため、Ｒｅ
（Ｃ（τ））＝０の場合はＺｄ −０とする等の不自然
な方法がとられ高精度の診断情報を設ることはできなか
った。
ｒ））−０の場合のｆｄの値は式（ａからは得ることが
できず、不定になるという欠点がある。このため、Ｒｅ
（Ｃ（τ））＝０の場合はＺｄ −０とする等の不自然
な方法がとられ高精度の診断情報を設ることはできなか
った。
［発明の目的コ
本発明は上記事情に基づいてなされたもので、その目的
とするところは、自己相関法を用いた場合の不具合を解
消して高精度の血流情報を得ることを可能とした超音波
血流観測装置を提供することにある。
とするところは、自己相関法を用いた場合の不具合を解
消して高精度の血流情報を得ることを可能とした超音波
血流観測装置を提供することにある。
［発明の概要１
かかる目的を達成するために本発明による超音波向ｍ１
１ｍ１置は、生体内に超音波パルスを送受波してドプラ
効果による周波数偏移情報を検出し、上記生体における
血流の平均流速を上記周波数偏移情報より自己相関法を
用いて算出するようにし゛ た超音波血流観測装置にお
いて、上記自己相関法における自己相関関数の実数部が
零のときにその虚数部の値に基づき上記平均流速を確定
する手段を具備したことを特徴とする。
１ｍ１置は、生体内に超音波パルスを送受波してドプラ
効果による周波数偏移情報を検出し、上記生体における
血流の平均流速を上記周波数偏移情報より自己相関法を
用いて算出するようにし゛ た超音波血流観測装置にお
いて、上記自己相関法における自己相関関数の実数部が
零のときにその虚数部の値に基づき上記平均流速を確定
する手段を具備したことを特徴とする。
［発明の実施例］
以下本発明にかかる超音波血流観測装置を第１図に示す
一実施例に従い説明する。
一実施例に従い説明する。
第１図において１は微少超音波撮動子を配列した例えば
セクタスキャン用の超音波探触子であり、生体Ｐに超音
波の送受信を行なうものである。２はこの超音波探触子
１に励振用のパルスを与えると共に受信エコー信号を得
る送受波回路である。
セクタスキャン用の超音波探触子であり、生体Ｐに超音
波の送受信を行なうものである。２はこの超音波探触子
１に励振用のパルスを与えると共に受信エコー信号を得
る送受波回路である。
３はこの送受波回路２からのエコー信号を直交位相検波
し、実数部成分Ｒｅ （Ｘｉ ）、虚数部成分１ｍ
（Ｘｉ ）を夫々出力する直交位相検波回路である。
し、実数部成分Ｒｅ （Ｘｉ ）、虚数部成分１ｍ
（Ｘｉ ）を夫々出力する直交位相検波回路である。
４は直行位相検波回路３か、、らの実数部成分Ｒｅ
（Ｘｉ ）、虚数部成分Ｉｓ （Ｘｉ ）を夫々デジ
タル信号に変換するアナログデジタル変換器（Ａ／Ｄ−
Ｃ）である。５はＡ／Ｄ−０４でデジタル化された実数
部成分Ｒｅ （Ｘｉ ）、虚数部成分Ｉｎ （Ｘｉ
）夫々を取込み、上記式（２に基づきＸｉの自己相関
関数の実数部信号 Ｓ１＝＠ｅ （Ｃ（τ））、虚数部信号Ｓ２−■ｌ
（Ｃ（τ））を演算して求め、夫々出力する相関処理回
路である。
（Ｘｉ ）、虚数部成分Ｉｓ （Ｘｉ ）を夫々デジ
タル信号に変換するアナログデジタル変換器（Ａ／Ｄ−
Ｃ）である。５はＡ／Ｄ−０４でデジタル化された実数
部成分Ｒｅ （Ｘｉ ）、虚数部成分Ｉｎ （Ｘｉ
）夫々を取込み、上記式（２に基づきＸｉの自己相関
関数の実数部信号 Ｓ１＝＠ｅ （Ｃ（τ））、虚数部信号Ｓ２−■ｌ
（Ｃ（τ））を演算して求め、夫々出力する相関処理回
路である。
６は判定部６Ａ、第１の演算部６Ｂ、第２の演算部６Ｃ
から構成された演算回路である。この演算回路６の判定
部６Ａは実数部信号 ５ｌ−Ｒｅ （Ｃ（τ））を取込み、これが零である
か否かを判定する（信号Ｓ３ ）。また、第１の演算部
６Ｂは実数部信号Ｓｒ −Ｒｅ （Ｃ（ｒ） ）及び
虚数部信号８２−１１１１（Ｃ（τ））を取込み、虚数
部信号５ｚ＝ＩＩＩ（Ｃ（τ））の極性を調べ（信号＄
４）、さらに実数部信号 Ｓｒ ＝Ｒｅ （Ｃ（ｒ） ）の極性を調べ（信号Ｓ
ｓ ）ＩＩＩ （Ｃ（ｒ） ）／Ｒｅ （Ｃ（ｒ）
）を演算スル（信号Ｓｓ ）。ざらに、第２の演算部６
Ｃは判定部６Ａ及び第１の演算部６Ｂの出力を取込み、
上記式（３の演算を実行してｆｄを算出する。
から構成された演算回路である。この演算回路６の判定
部６Ａは実数部信号 ５ｌ−Ｒｅ （Ｃ（τ））を取込み、これが零である
か否かを判定する（信号Ｓ３ ）。また、第１の演算部
６Ｂは実数部信号Ｓｒ −Ｒｅ （Ｃ（ｒ） ）及び
虚数部信号８２−１１１１（Ｃ（τ））を取込み、虚数
部信号５ｚ＝ＩＩＩ（Ｃ（τ））の極性を調べ（信号＄
４）、さらに実数部信号 Ｓｒ ＝Ｒｅ （Ｃ（ｒ） ）の極性を調べ（信号Ｓ
ｓ ）ＩＩＩ （Ｃ（ｒ） ）／Ｒｅ （Ｃ（ｒ）
）を演算スル（信号Ｓｓ ）。ざらに、第２の演算部６
Ｃは判定部６Ａ及び第１の演算部６Ｂの出力を取込み、
上記式（３の演算を実行してｆｄを算出する。
７は演算回路６からの７ｄ及び上記式（１）による血流
速度Ｖの映像化情報をリアルタイムで映像表示する表示
系である。
速度Ｖの映像化情報をリアルタイムで映像表示する表示
系である。
次に上記の如く構成された本実施例の作用について説明
する。
する。
第１図において、図示しない電源を投入し、超音波探触
子１を生体Ｐの観測部位に当る。超音波探触子１からは
、送受波回路２により、超音波パルスがスキャンしなが
ら送波され、送波された超音波パルスは被観測体内の血
流の速度Ｖを反映したドプラ偏移ｆｄを受け、送受波回
路２に受波される。送受波回路２の出力であるドプラ偏
、移ｆｄを含むエコー信号は、直交位相検波回路３に入
力サレ、Ｒｅ （Ｘｉ ）、ＩＩ （Ｘｉ ）が出力
さｔ１６゜このＲｅ （Ｘｉ ）、Ｉｓ （Ｘｉ ）
はＡ／Ｄ−Ｃ４に入力サレ、 Ｒｅ （Ｘｉ ）、Ｉ
ｓ （Ｘｉ ）ｅディジタル化したものが出力される
。ディジタル化されたＲｅ （Ｘｉ ）、 Ｉｍ （
Ｘｉ Ｈ＊相ｆｌｌ処理回路５に入力され、Ｘｉの自己
相関関数の実数部Ｒｅ （Ｃ（ｒ））、及び虚数部Ｉ
ｓ （Ｃ（ｒ） ）が上述の如くに基づいて演算され
、出力される。
子１を生体Ｐの観測部位に当る。超音波探触子１からは
、送受波回路２により、超音波パルスがスキャンしなが
ら送波され、送波された超音波パルスは被観測体内の血
流の速度Ｖを反映したドプラ偏移ｆｄを受け、送受波回
路２に受波される。送受波回路２の出力であるドプラ偏
、移ｆｄを含むエコー信号は、直交位相検波回路３に入
力サレ、Ｒｅ （Ｘｉ ）、ＩＩ （Ｘｉ ）が出力
さｔ１６゜このＲｅ （Ｘｉ ）、Ｉｓ （Ｘｉ ）
はＡ／Ｄ−Ｃ４に入力サレ、 Ｒｅ （Ｘｉ ）、Ｉ
ｓ （Ｘｉ ）ｅディジタル化したものが出力される
。ディジタル化されたＲｅ （Ｘｉ ）、 Ｉｍ （
Ｘｉ Ｈ＊相ｆｌｌ処理回路５に入力され、Ｘｉの自己
相関関数の実数部Ｒｅ （Ｃ（ｒ））、及び虚数部Ｉ
ｓ （Ｃ（ｒ） ）が上述の如くに基づいて演算され
、出力される。
そして、Ｒｅ （Ｃ（ｒ））、Ｉｍ （Ｃ（τ））
の信号Ｓｔ 、８２は演算回路６に入力される。
の信号Ｓｔ 、８２は演算回路６に入力される。
ここで第２図によると、Ｒｅ（Ｃ（τ）−０のは１ｍ（
Ｃ（τ））く０である。
Ｃ（τ））く０である。
従って、Ｒｅ（Ｃ（τ））−〇の場合には、同時に１ｍ
（Ｃ（τ））の極性を検出することによ即ち、判定部６
ＡによりＲｅ （Ｃ（ｒ））＝Ｏの判定を行ない、Ｒｅ
（Ｃ（τ））−０の場合は例えば１（正論理Ｈレベル）
、Ｒｅ（Ｃ（τ））≠０の場合は例えばＯ（正論理Ｌレ
ベル）の信号Ｓ３を出力する。
（Ｃ（τ））の極性を検出することによ即ち、判定部６
ＡによりＲｅ （Ｃ（ｒ））＝Ｏの判定を行ない、Ｒｅ
（Ｃ（τ））−０の場合は例えば１（正論理Ｈレベル）
、Ｒｅ（Ｃ（τ））≠０の場合は例えばＯ（正論理Ｌレ
ベル）の信号Ｓ３を出力する。
またＲｅ（Ｃ（１）の信号はＩｍ （Ｃ（ｒ） ）の
信号とともに第１の演算部６Ｂに入力されＩｓ （Ｃ
（ｒ） ）／Ｒｅ （Ｃ（ｔ ） ）（７）演算結果
Ｓ６及びｌ５（Ｃ（τ））の極性信号＄４、Ｒｅ（Ｃ（
τ））の極性Ｓｓが出力される。ここで極性信号は、正
のときは例えば０、負のときは例えば１を出力する。出
力信号Ｓ３ 、 Ｓ４ 、 Ｓｓ 。
信号とともに第１の演算部６Ｂに入力されＩｓ （Ｃ
（ｒ） ）／Ｒｅ （Ｃ（ｔ ） ）（７）演算結果
Ｓ６及びｌ５（Ｃ（τ））の極性信号＄４、Ｒｅ（Ｃ（
τ））の極性Ｓｓが出力される。ここで極性信号は、正
のときは例えば０、負のときは例えば１を出力する。出
力信号Ｓ３ 、 Ｓ４ 、 Ｓｓ 。
Ｓｓは第２の演算部６Ｃに入力され第２の演算部６Ｃで
は信号Ｓ３を参照して、Ｒｅ（Ｃ（ｒ））≠０の場合は
信号＄６のｌ５（Ｃ（τ））／Ｒｅ（Ｃ（ｒ））の演算
結果と、信号Ｓ４ 、 Ｓｓの夫々Ｉｉ （Ｃ（ｒ）
）、Ｒｅ （Ｃ（ｒ） ）の極性信号により、ｆｄを
算出する。
は信号Ｓ３を参照して、Ｒｅ（Ｃ（ｒ））≠０の場合は
信号＄６のｌ５（Ｃ（τ））／Ｒｅ（Ｃ（ｒ））の演算
結果と、信号Ｓ４ 、 Ｓｓの夫々Ｉｉ （Ｃ（ｒ）
）、Ｒｅ （Ｃ（ｒ） ）の極性信号により、ｆｄを
算出する。
ここで、Ｒｅ（Ｃ（τ））−〇であることが信号Ｓ３の
信号により示されると第２の演算部６Ｃは信号Ｓ４の１
１１１（Ｃ（τ））の極性に基づいて、する。
信号により示されると第２の演算部６Ｃは信号Ｓ４の１
１１１（Ｃ（τ））の極性に基づいて、する。
このようにして演算回路６にて得られたｆｄは表示系７
にて映像表示される。
にて映像表示される。
以上述べたように本実施例によれば、
Ｒｅ（Ｃ（τ））−〇のときにも（ｄの値は不定となら
ないので、高精度な血流情報を得ることが可能となる。
ないので、高精度な血流情報を得ることが可能となる。
本発明は上記実施例に限定されるものではない。
例えば、第２の演算部６Ｃへの入力を、判定部６Ａ、第
１の演算部６ＢからのＲｅ（Ｃ（ｒ））−〇の判定結果
、Ｒｅ（Ｃ（τ））及び１１１（Ｃ（τ））の極性、■
園（Ｃ（τ））／Ｒｅ（Ｃ（τ））の演算結果としたが
、他の組合せでも、Ｒｅ（Ｃ（τ））−〇のときの１１
（Ｃ（τ））の極性を判定できる構成であるならば、こ
れに限定されるものではない。この他に本発明の要旨を
逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。
１の演算部６ＢからのＲｅ（Ｃ（ｒ））−〇の判定結果
、Ｒｅ（Ｃ（τ））及び１１１（Ｃ（τ））の極性、■
園（Ｃ（τ））／Ｒｅ（Ｃ（τ））の演算結果としたが
、他の組合せでも、Ｒｅ（Ｃ（τ））−〇のときの１１
（Ｃ（τ））の極性を判定できる構成であるならば、こ
れに限定されるものではない。この他に本発明の要旨を
逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。
［発明の効果］
以上述べたように本発明によれば、自己相関法における
自己相関関数の実数部が零の時にその虚数部のＩＩ暢基
づき上記実数部を確定する手段を具備したので、ｓｒｓ
度の血流情報を得ることが可能な超音波向流観測装置が
提供できる。
自己相関関数の実数部が零の時にその虚数部のＩＩ暢基
づき上記実数部を確定する手段を具備したので、ｓｒｓ
度の血流情報を得ることが可能な超音波向流観測装置が
提供できる。
第１図は本発明にかかる超音波血流ｌ！測装置の一実施
例を示すブロック図、第２図は自己相関法の問題点を説
明するための図である。 １・・・超音波探触子、２・・・送受波回路、３・・・
直交位相検波回路、４・・・アナログ／デジタル変換器
、５・・・相関処理回路、６・・・演算回路、６Ａ・・
・判定部、６Ｂ・・・第１の演算部、６Ｃ・・・第２の
演算部、７・・・表示系。
例を示すブロック図、第２図は自己相関法の問題点を説
明するための図である。 １・・・超音波探触子、２・・・送受波回路、３・・・
直交位相検波回路、４・・・アナログ／デジタル変換器
、５・・・相関処理回路、６・・・演算回路、６Ａ・・
・判定部、６Ｂ・・・第１の演算部、６Ｃ・・・第２の
演算部、７・・・表示系。
Claims (1)
- 生体内に超音波パルスを送受波してドプラ効果による周
波数偏移情報を検出し、上記生体における血流の平均流
速を上記周波数偏移情報より自己相関法を用いて算出す
るようにした超音波血流観測装置において、上記自己相
関法における自己相関関数の実数部が零のときにその虚
数部の値に基づき上記平均流速を確定する手段を具備し
たことを特徴とする超音波血流観測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24916484A JPS61128946A (ja) | 1984-11-26 | 1984-11-26 | 超音波血流観測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24916484A JPS61128946A (ja) | 1984-11-26 | 1984-11-26 | 超音波血流観測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61128946A true JPS61128946A (ja) | 1986-06-17 |
| JPH043221B2 JPH043221B2 (ja) | 1992-01-22 |
Family
ID=17188854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24916484A Granted JPS61128946A (ja) | 1984-11-26 | 1984-11-26 | 超音波血流観測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61128946A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008126079A (ja) * | 2006-11-22 | 2008-06-05 | General Electric Co <Ge> | 組織の弾力特性を計測するための直接式歪み推定器 |
-
1984
- 1984-11-26 JP JP24916484A patent/JPS61128946A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008126079A (ja) * | 2006-11-22 | 2008-06-05 | General Electric Co <Ge> | 組織の弾力特性を計測するための直接式歪み推定器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH043221B2 (ja) | 1992-01-22 |
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