JPS61170442A - 超音波ドツプラ血流装置 - Google Patents

超音波ドツプラ血流装置

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JPS61170442A
JPS61170442A JP60010056A JP1005685A JPS61170442A JP S61170442 A JPS61170442 A JP S61170442A JP 60010056 A JP60010056 A JP 60010056A JP 1005685 A JP1005685 A JP 1005685A JP S61170442 A JPS61170442 A JP S61170442A
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JP
Japan
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data
circuit
bits
average
power spectrum
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JP60010056A
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早川　佳宏
恭大 中村
川淵　正己
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
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    • G01S7/52017—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00 particularly adapted to short-range imaging
    • G01S7/52053—Display arrangements
    • G01S7/52057—Cathode ray tube displays
    • G01S7/52074—Composite displays, e.g. split-screen displays; Combination of multiple images or of images and alphanumeric tabular information
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
    • G01S15/89—Sonar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S15/8906—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques
    • G01S15/8979—Combined Doppler and pulse-echo imaging systems

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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、生体に対し超音波を送受波し、生体血管内で
生じるドツプラー効果を検出し、血流状態を非観血的に
観測する超音波ドツプラ血流装置に関するものである。
従来の技術 超音波ドツプラ血流装置は、従来より医用超音波診断の
分野で盛んに利用されてきており、近年ではディジタル
信号処理技術の導入により例えばディジタルスペクトル
分析器を用い、リアルタイムで血流スペクトルを検出し
て表示することができるようになっている。このような
超音波ドツプラ血流装置としては例えば日超医論文集（
第３７回３７−０−５２、Ｐ４２６．１９８０）等に記
載されているようにＤＦＴ分析器などを用いた構成が良
く知られている。
以下、第３図を参照してデイジタルスペクトル分析器を
用いた従来の超音波ドツプラ血流装置について説明する
（なお、第３図はディジタルスペクトル分析器及びその
周辺のみを示している。）。
Ｖ、　、　ＶＢは被検体内で得られたアナログ信号であ
るドツプラシフト信号、１０１はドツプラシフト信号Ｖ
ム、ＶＢをディジタル化するム／Ｄ（アナログ−ディジ
タル）変換器、１０２は周波数分析器、１０３はスペク
トルデータのパワーを求めるための自乗回路、１０４は
スペクトルの順逆分離を行う加算器、１０６はスペクト
ルデータに対して非線形処理を行うＬＯＧ処理器、１０
６はモニターへ表示するまでの間、スペクトルブータラ
貯えておくメモリー回路、１０７は表示用のアナログ信
号に変換するＤ／ム（ディジタル−アナログ）変換器、
１０８は表示用のモニターである。
次に前記従来例の作用について説明する。まずドラグラ
シフト信号Ｖム、ｖＢはム／Ｄ変換器１０１において通
常はドツプラシフト信号のり゛イナミックレンジを考慮
して１ｏｂｉｔ程度のディジタル信号に変換される。こ
のディジタル化されたＶム、ｖＢ倍信号周波数分析器１
０２に入力され、一般的にはＦＦＴの論理などを利用し
て１２８点程度の周波数分析を行う。この周波数分析器
１０２は数ｍ５ｅｃ〜数十ｍ５ｅｃで分析を終了するこ
とが可能であり、これによりスペクトルのリアルタイム
表示釦可能となる。また周波数分析器１０２のビット数
は入力データ及び演算のダイナミックレンジを考慮し、
通常は１６ｂｉｔ程度である。この周波数分析器１０２
で得られたスペクトルデータＶＲ人、ＶＩＢ（ＶＲ人は
ドツプラシフトデータＶムを周波数分析した結果である
スペクトルデータ、ＶＩＢは同様にして得られたＶＢの
スペクトルデータである。）は、自乗回路１０３へ入力
される。自乗回路１０３で自乗されたスペクトルデータ
ＶＲ人、ＶＩＢはパワースペクトル２人。
ＰＢ（ＰＡ＝＋ＶＲＡＩ２、ＰＢ＝ｌＶＩＢ１２）とな
り、加算器１０４でパワースペクトルＰＡとＰＢが加算
され、順逆分離パワースペクトルＳＰとなる。このパワ
ースペクトルＳＰはＬＯＧ処理器１０５で非線形処理さ
れ、メモリー回路１０６に貯えられる。メモリー回路１
０６に貯えられたスペクトルデータＳＰは表示を行う時
にＤ／ム変換器１０７でアナログデータに変換され、モ
ニター１０８で表示される。
以上のような構成では周波数分析器１０２の演算ビット
数が１６ｂｉ　ｔであるため、通常は自乗回路１０３に
入力するデータのビット数を半分程度に減少させる。こ
れは自乗回路１０３の結果として得られるデータを周波
数分析器１０２の演算ビット数１６ｂｉｔと同じにする
ために入力データは８ｂｉｔとしなければならないため
である。
また表示用モニター１０８のダイナミックレンジ及びメ
モリー回路ＩＱ６、Ｄ／ム変換器１０７の回路規模、価
格などを考慮し、ＬＯＧ処理器１０５により非線形処理
を行い、６〜８ビット程度に圧縮を行う。以上のような
ビット処理は一般に行な゛われることであり従来の構成
では何ら問題は発生しない。
しかしながら近年ではパワースペクトルの表示とパワー
スペクトルから求めた平均周波数ｆｍｅａｎの表示を同
時に行うことが可能となってきた。これはパワースペク
トルデータからマイクロプロセッサにより平均周波数ｆ
　　　をリアルタイムでｅａｎ 求め、表示するようになっている。平均周波数ｆｍｅ＆
ｎが得られると血管と超音波進行方向のなす角度θを測
定し、簡単な算出式より平均流速を求めることが可能と
なり、診断上非常に有用なものである。このような平均
周波数ｆｍｅａｎを求めるには第４図に示すようにＬＯ
Ｇ処理器１０６の出力であるパワースペクトルＳＰをマ
イクロプロセッサよりなる平均演算回路１０９に入力す
る。
このパワースペクトルＳＰは上述した如く６〜８ビット
程度に非線形に圧縮されたデータである。
しかしながら以上のような構成で求められた平均周波数
は、入力されるスペクトルデータが正確なパワースペク
トルではなく、ＬＯＧ処理器１０５において非線形に圧
縮されたものであるため、正確な平均周波数とはならな
いという問題が発生する。
またこの問題を解決するために第５図に示すようにＬＯ
Ｇ処理器１０５をメモリー回路１０６の後段に移した装
置が提案されている。この装置によれば、平均演算回路
１０９の入力データは加算器１０４の出力となる。この
場合には正確なパワースペクトルデータから平均周波数
を求めることができ、演算された結果も正確な平均周波
数の値となる。
発明が解決しようとする問題点 しかしながらこの場合には、前述したように加算器１０
４の出力は通常１ｅｂｉｔ程度であり、最低でも１２ｂ
ｉｔ程度は確保しなければ精度を確保することができな
いため、メモリー回路１０６、平均演算回路１０９は共
に１２ｂｉｔ以上のデータが入出力できる回路構成とし
なければならず、回路規模が非常に大きくなるという問
題が発生する。
そこで、本発明は、従来の以上のような問題点を解決す
るものであり、簡単な回路を付加することにより正確な
パワースペクトルから平均周波数或は平均流速を求める
ことができるようにした超音波ドツプラ血流装置を提供
しようとするものである。　　− 問題点を解決するだめの手段 そして上記問題点を解決するだめの本発明の技術的な手
段は、生体からのドツプラ信号をスペクトル分析して得
られたパワースペクトルデータを圧縮し、データのビッ
ト数を減少させるためのデータ圧縮回路と、このデータ
圧縮回路により圧縮されたデータを表示するためのスペ
クトルデータに変換するデータ変換回路と、前記データ
圧縮回路により圧縮されたデータをもとに平均周波数、
或は平均流速の演算を行う平均演算回路を具備したもの
である。
作用 本発明は上記構成であるので、データ圧縮回路により整
数のパワースペクトルデータを固定小数点のデータに変
換し、ビット数を減少させ、平均演算、メモリー回路の
データとして使用することができ、このデータ圧縮回路
より得られたデータをデータ変換回路により表示用に変
換することができ、また前記データ圧縮回路より得られ
たデータをもとに平均演算回路により正確な平均周波数
、或は平均流速を求めることができる。
実施例 以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明
する。第１図は本発明の一実施例を示すブロック図であ
る。第１図において１はアナログ信号であるドツプラシ
フト信号Ｖム・ｖＢをディジタル化するム／Ｄ（アナロ
グ−ディジタル）変換器、２は周波数分析器、３はスペ
クトルデータのパワーを求めるだめの自乗回路、４はス
ペクトルの順逆分離を行う加算器、１０はデータ圧縮回
路、９は平均演算回路、６はスペクトルデータを貯えて
おくメモリー回路、１１はデータ変換回路、７は表示用
のアナログ信号に変換するＤ／ム（ディジタル−アナロ
グ）変換器、８は表示用のモニターである。
□　　次に上記実施例の動作について説明する。ドツプ
ラシフト信号Ｖ、、Ｖ、はＡ／Ｄ変換器１において通常
はドツプラシフト信号のダイナミックレンジを考慮して
ｔｏｂｉｔ程度のディジタル信号に変換される。このデ
ィジタル化されたドラグラシフト信号Ｖム、ＶＢは周波
数分析器２に入力され、ＦＦＴの論理などを利用して１
２８点程度の周波数分析を行う。この周波数分析器２は
数ｍ５６ｃ〜数十ｍ５ｅｃで分析を終了することが可能
であり、ビット数は入力データ及び演算のダイナミック
レンジを考慮し、通常は１６ｂｉｔ程度である。この周
波数分析器２で得られたスペクトルデータＶＲＡ　。
ＶＩＢは自乗回路３へ入力される。自乗回路３で自乗さ
れたスペクトルデータＶＲＡ、ＶＩＢはパワースペクト
ルＦＡ、ＦＢとなり、加算器４で、パワースペクトルＦ
Ａ　、ＰＢが加算され、順逆分離パワースペクトルＳＰ
となる。この順逆分離された整数のパワースペクトルデ
ータがデータ圧縮回路１ｏに入力され、固定小数点のパ
ワースペクトルデータに変換さｙする。加算器４からの
パワースペクトルデータは、通常、周波数分析器２と同
じデータのビット数１６ｂｉｔを持っているが、ここで
は周波数分析器２に入力されるデータ、周波数分析器２
のダイナミックレンジを考慮し、下位２ｂｉ、ｔを切捨
て、残り１４ｂｉ　ｔのうち、大部分の血流スペクトル
情報が存在する下位１２ｂ工ｔをデータ圧縮回路１０に
入力する。
第２図はデータ圧縮回路１１におけるデータの圧縮方式
の一例を示したものであり、入力の整数１２ｂｉｔデー
タをａｂｉｔの指数と５ｂｉｔの仮数に変換するもので
ある。図の１に示すように入力（ｏｏｏｏｏＯｏｌｌｌ
ｌｌ）が発生したとき（１１１１１ｏ００）が出力され
、２に示すように入力が（０００１１１ｏｏＯｏｏＯ）
の場合には（１１１００１００）が出力される。この場
合の最大値（１１１１１１１１）は指数７桁十データ６
桁の１２ｂｉｔとなり、入力の整数１２ｂｉｔと同じ桁
数になり、この場合の誤差が最大となる。
この誤差は入力として（１１１１１１１１１１１１）が
発生した時、出力として（１１１１１１１１）となる（
３を参照）ことであり、この出力は（１１１１１ｏＯｏ
ｏｏＯｏ）と同じである（４を参照）ため、この差下位
７ｂｉｔが誤差となる。
しかしこれは約３のであり、実用上は何ら問題はない。
このようにして求められたデータは第１図のメモリー回
路６に入力され、これと共に平均演算回路９にも入力さ
れ、平均周波数、或は平均流速の演算に使用される。メ
モリー回路６に貯えられたスペクトルデータは表示を行
う時に出力され、データ変換回路１１に入力される。デ
ータ変換回路１１では前述の如く圧縮されたデータを再
び整数化し、更に表示用のモニター８のダイナミックレ
ンジに合うように非線形処理を行って出力する。
そしてＤ／Ａ変換器７によりアナログに変換し、表示用
のモニター８にて表示を行う。これと共に前記平均演算
回路９により演算した平均周波数、或は平均流速をモニ
ター８に表示する。−なお、以上の説明ではデータ圧縮
回路１ｏの入力を１２ｂｉｔとし、出力を指数３ｂｉ　
ｔ、仮数ｓｂｉ　ｔとした場合について説明したが、入
力を１ｏｂｉｔ、出力を指数２ｂｉｔ１仮数６ｂｉ　ｔ
としてもよい。
発明の効果 以上の説明より明らかなように本発明によれば、生体か
らのドツプラ信号をスペクトル分析して得られたパワー
スペクトルデータを圧縮し、データのビット数を減少さ
せるためのデータ圧縮回路と、このデータ圧縮回路によ
り圧縮されたデータを表示のためのスペクトルデータに
変換するデータ変換回路と、前記データ圧縮回路により
圧縮されたデータをもとに平均周波数、或は平均流速の
演算を行う平均演算回路を備えている。従ってデータ圧
縮回路以後の回路構成を簡単にして正確なパワースペク
トルから平均周波数、或は平均流速を演算することが可
能となる。またデータ変換回路により従来と同様な非線
形処理も可能となる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の超音波ドツプラ血流装置の一実施例を
示すブロック図、第２図は本発明に用いたデータ圧縮回
路におけるデータ圧縮例の説明図、第３図乃至第５図は
それぞれ従来の超音波ドツプラ血流装置を示すブロック
図である。 １・・・・・・ム／Ｄ変換器、２・・・・・・周波数分
析器、３・・・・・・自乗回路、４・・・・・・加算器
、６・・・・・・メモリー回路、７・・・・・・Ｄ／Ａ
変換器、８・・・・・・モニター、９・・・・・・平均
演算回路、１ｏ・・・・・データ圧縮回路、１１・・・
・・・データ変換回路。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名＠Ｃ
Ｉ６ 恢 第２図 第３図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）生体からのドップラ信号をスペクトル分析して得
    られたパワースペクトルデータを圧縮し、データのビッ
    ト数を減少させるためのデータ圧縮回路と、このデータ
    圧縮回路により圧縮されたデータを表示のためのスペク
    トルデータに変換するデータ変換回路と、前記データ圧
    縮回路により圧縮されたデータをもとに平均周波数、或
    は平均流速の演算を行う平均演算回路を具備したことを
    特徴とする超音波ドップラ血流装置。
  2. （２）データ圧縮回路は整数のパワースペクトルデータ
    を固定小数点のパワースペクトルデータに変換すること
    によりデータのビット数を減少させる特許請求の範囲第
    １項記載の超音波ドップラ血流装置。
  3. （３）データ圧縮回路により固定小数点化され、圧縮さ
    れたスペクトルデータをデータ変換回路により表示用に
    非線形処理する特許請求の範囲第２項記載の超音波ドッ
    プラ血流装置。
JP60010056A 1985-01-23 1985-01-23 超音波ドツプラ血流装置 Pending JPS61170442A (ja)

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JP2017524898A (ja) * 2014-06-05 2017-08-31 コンティ テミック マイクロエレクトロニック ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＣｏｎｔｉ Ｔｅｍｉｃ ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ＧｍｂＨ 中間データの最適化された保存を伴うレーダーシステム

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