JPS61265131A - Ultrasonic doppler blood stream meter - Google Patents

Ultrasonic doppler blood stream meter

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JPS61265131A
JPS61265131A JP10735485A JP10735485A JPS61265131A JP S61265131 A JPS61265131 A JP S61265131A JP 10735485 A JP10735485 A JP 10735485A JP 10735485 A JP10735485 A JP 10735485A JP S61265131 A JPS61265131 A JP S61265131A
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JP
Japan
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signal
circuit
phase
ultrasonic
blood flow
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恭大 中村
川淵 正己
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、医用分野において生体内の任意の位置の血流
速測定を行なうのに用いる超音波ド・yプラ血流計に関
するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to an ultrasonic Doppler blood flow meter used in the medical field to measure blood flow velocity at any location within a living body.

従来の技術 近年、超音波ドツプラ血流計は心臓や循環器がどの医用
分野で普及してきている。この超音波ドツプラ血流計は
生体内に送信した超音波が血流等の移動物体で反射する
際に発生するドツプラ効果により周波数偏移を受けると
いう原理に基づくものであり、血流速度に対応するドツ
プラ偏移周波数を表示することにより生体内の血流速度
分布が体表面から容易に観察できるように寿っている0 3ペー/゛ 以下、第6図を参照して従来の超音波ドツプラ血流計に
ついて説明する。第5図において、101は超音波送受
信面101aより生体内に超音波パルスを送信し、音響
インピーダンスの違いにより反射したエコー信号を受信
する超音波送受信手段(以下、プローブと称す。)で、
一般には圧電材料よシ構成されている。102はプロー
ブ101より送信する超音波パルスを発生するだめの駆
動電圧を外部クロックの周波数と外部トリガのタイミン
グで発生し、プローブ101を駆動する駆動回路、10
3は駆動回路102が駆動電圧を発生するタイミングを
トリガとして与える送信タイミング回路、1o4はプロ
ーブ101で受信したエコー信号を位相検波する位相検
波器、105は駆動回路102の送信信号及びエコー信
号を位相検波器104で位相検波する際の参照信号の周
波数と位相の基準となる基準信号発生回路、106はプ
ローブ101の送受信面と目的とする部位までの超音波
の伝搬時間に対応する時刻にゲート信号を発生するゲー
ト信号発生回路、107は位相検波器104で位相検波
された位相信号をゲート信号発生回路106で発生した
ゲート信号の区間通過させるアナログスイッチ、10B
はアナログスイッチ107を通過した位相信号を積分し
、位相信号の総和を求め、送受信を繰り返すことにより
ドツプラ偏移信号を得る積分回路、110は積分回路1
08が積分を行なうに先立ち、リセットを行なうため積
分された結果を次の積分結果が得られるまで保持するサ
ンプルホールド回路、111は積分回路108で得られ
たドツプラ偏移信号から数百ヘルツ以下の信号を取り除
くノ・イパスフィルタ、112はバイパスフィルタ11
1を通過したドツプラ偏移信号を周波数分析する周波数
分析器、113は周波数分析器112の結果を表示する
表示部である。
BACKGROUND OF THE INVENTION In recent years, ultrasonic Doppler blood flow meters have become popular in medical fields such as the heart and circulatory systems. This ultrasonic Doppler blood flow meter is based on the principle that the ultrasonic waves transmitted into the living body undergo a frequency shift due to the Doppler effect that occurs when reflected from a moving object such as blood flow, and it corresponds to the blood flow velocity. The blood flow velocity distribution in the living body can be easily observed from the body surface by displaying the Doppler shift frequency. The blood flow meter will be explained. In FIG. 5, reference numeral 101 is an ultrasonic transmitting/receiving means (hereinafter referred to as a probe) that transmits ultrasonic pulses into the living body from the ultrasonic transmitting/receiving surface 101a and receives echo signals reflected due to differences in acoustic impedance.
Generally, it is constructed from piezoelectric material. Reference numeral 102 denotes a drive circuit that generates a drive voltage for generating ultrasonic pulses to be transmitted from the probe 101 at the frequency of an external clock and the timing of an external trigger, and drives the probe 101;
3 is a transmission timing circuit that uses the timing when the drive circuit 102 generates a drive voltage as a trigger; 1o4 is a phase detector that detects the phase of the echo signal received by the probe 101; and 105 is a phase detector that detects the phase of the echo signal received by the drive circuit 102. A reference signal generation circuit serves as a standard for the frequency and phase of the reference signal when phase detection is performed by the detector 104, and 106 generates a gate signal at a time corresponding to the propagation time of the ultrasonic wave from the transmitting/receiving surface of the probe 101 to the target site. 107 is an analog switch that allows the phase signal phase-detected by the phase detector 104 to pass through the section of the gate signal generated by the gate signal generation circuit 106; 10B;
110 is an integration circuit that integrates the phase signal that has passed through the analog switch 107, calculates the sum of the phase signals, and obtains a Doppler shift signal by repeating transmission and reception; 110 is an integration circuit 1;
08 is a sample-and-hold circuit that holds the integrated result until the next integration result is obtained in order to perform a reset prior to the integration, and 111 is a sample-and-hold circuit that holds the integrated result until the next integration result is obtained. 112 is a bypass filter 11 that removes signals;
A frequency analyzer 113 analyzes the frequency of the Doppler shift signal that has passed through the frequency analyzer 112. A display unit 113 displays the results of the frequency analyzer 112.

次に第2図に示すタイムチャートを共に参照し人からそ
の動作について説明する0送信タイミング回路103で
は、一定若しくは任意の間隔のトリガ信号Tを発生しく
同図a)、駆動回路102へ与える。駆動回路102は
トリガ信号Tでプロ5ヘ一/′ 一ブICMを駆動パルスTXで駆動しく同図b)、この
グローブ101よシ生体内へ超音波パルスを送信する。
Next, the operation of the transmission timing circuit 103 will be explained with reference to the time chart shown in FIG. 2. The zero transmission timing circuit 103 generates a trigger signal T at constant or arbitrary intervals and supplies it to the drive circuit 102 (a) in FIG. The drive circuit 102 drives the pro 5 ICM with a drive pulse TX using a trigger signal T, and transmits an ultrasonic pulse through the glove 101 into the body.

超音波パルスは生体内に伝搬し、音響インピーダンスの
異なる部分で反射され、再びプローブ101に到達し、
エコー信号Eとして受信される(同図C)oエコー信号
Eはプローブ101の送受信面101aから送信した超
音波パルスが反射した点までの超音波の往復伝搬時間に
対応して、トリガ信号Tのt。からの遅延時間として得
られ、位相検波器104で後述する参照信号R(同図d
)によって直交検波される。直交検波されたエコー信号
は参照信号Rとの位相差及びエコー信号Eの大きさを持
つ検波出力が実部、虚部の布受信号Cの形で得られ(同
図e)、これをゲート信号発生回路106で発生したゲ
ート信号G(同図f)の区間に関してアナログスイッチ
107を開き、積分回路108で積分を行々う。ゲート
信号Gは生体内の目的とする部位からのエコー信号t1
〜t2  に合わせられ、積分結果の電圧はt1〜t2
  の直交信号の実部、虚部それぞれの総6ページ 和として実部信号X、虚部信号Yが得られ(同図q)、
サンプルホールド回路110によって積分結果を破線の
ように保持する(同図h)e直交検波の際に使用した参
照信号R及び駆動回路102が発生する駆動パルスTX
は基準信号発生回路105で送信毎の位相と周波数が同
一のもので、900位相差を持つ2つの信号が作られて
おり、エコー信号Eが移動する反射物体からのものであ
れば参照信号Rとの位相差は送受信を繰り返す毎に変化
するため、実部信号X、虚部信号Yにその変化が現われ
、反射物体が高速である程、変化が速く、従って高い周
波数の直交信号X、Yが得られ、エコー信号の振幅が大
きい程、直交信号X。
The ultrasonic pulse propagates inside the living body, is reflected at parts with different acoustic impedances, and reaches the probe 101 again,
The echo signal E is received as an echo signal E (C in the same figure). t. The phase detector 104 generates a reference signal R (d
) is used for orthogonal detection. The orthogonally detected echo signal has a phase difference with the reference signal R and a detection output having the magnitude of the echo signal E, and is obtained in the form of a cloth reception signal C with real and imaginary parts (e in the same figure), which is gated. The analog switch 107 is opened for the section of the gate signal G (f in the figure) generated by the signal generation circuit 106, and the integration circuit 108 performs integration. The gate signal G is an echo signal t1 from the target site in the living body.
~t2, and the voltage of the integration result is adjusted to t1~t2.
The real part signal X and the imaginary part signal Y are obtained as the total 6-page sum of the real part and imaginary part of the orthogonal signal (q in the same figure),
The sample and hold circuit 110 holds the integration results as shown by the broken line (h in the same figure).e Reference signal R used during orthogonal detection and drive pulse TX generated by the drive circuit 102.
is the same phase and frequency for each transmission, and two signals with a phase difference of 900 are generated by the reference signal generation circuit 105. If the echo signal E is from a moving reflecting object, the reference signal R is generated. Since the phase difference between the two changes each time transmission and reception are repeated, this change appears in the real part signal is obtained, and the larger the amplitude of the echo signal, the more orthogonal signal X.

Yの振幅も大きくなる。これがドツプラ偏移信号となる
。速度が遅くエコー信号Eの強度が強い生体組織では、
大振幅で、低い周波数のドツプラ偏移信号となるため、
バイパスフィルタ111を通過させることによって小振
幅で、高い周波数を持つ血流からのドツプラ偏移信号の
みを得ることができる。生体組織からのドツプラ偏移信
号を取除7 ペーノ くことは、周波数分析器112のダイナミックレンジを
拡大するだめ非常に重要な部分であり、一般に100〜
IKl+1.に設定される。周波数分析器112では、
ドツプラ偏移信号である実部信号X。
The amplitude of Y also increases. This becomes the Doppler shift signal. In biological tissues where the velocity is slow and the echo signal E is strong,
Because it is a large amplitude, low frequency Doppler shift signal,
By passing the signal through the bypass filter 111, only the Doppler shift signal from the blood flow having a small amplitude and a high frequency can be obtained. Removing the Doppler shift signal from biological tissue is a very important part to expand the dynamic range of the frequency analyzer 112, and is generally
IKl+1. is set to In the frequency analyzer 112,
The real part signal X is a Doppler shift signal.

虚部信号Yを周波数分析し、2つの信号の位相関係から
血流の方向を求めて血流パターンとして表示部113に
表示する。
The imaginary part signal Y is subjected to frequency analysis, and the direction of blood flow is determined from the phase relationship between the two signals and displayed on the display unit 113 as a blood flow pattern.

発明が解決しようとする問題点 しかしながら第6図aに示すトリガ信号Tに対しエコー
信号Eには、第6図すに示すようにほぼ静止していると
見られる生体組織からの非常に強い部分すと、常に移動
している血流からの微弱な部分aとに大別される0血流
速測定を行なうには、血流からの微弱なエコー信号部分
aを大きな利得で増幅する必要があり、血流からの微弱
なエコー信号のみであれば積分回路108には、交流成
分のみをもつ実部信号Xaまたは虚部信号Yaが積分回
路の振幅限界v−1での振幅で得られる(同図C参照)
0まだ測定点の設定が生体組織からの強いエコー信号部
分すにある場合、参照信号Rとエコー信号Eとの位相は
常に一定、若しくは非常にゆっくりとしたものであるた
め、積分回路118の出力には、直流成分または非常に
ゆっくりとした変化を持つ実部信号xb 、虚部信号Y
bの交流成分が現われる(同図d参照)。実際の臨床上
では、グローブ101から送信される超音波ビームは拡
が9を持つため、ビーム径に比べ細い血管を捕らえた場
合、血流と生体組織からのエコー信号が同時に存在する
場合が多く、従来、ウオールフィルタ111を使い生体
組織の影響を取除いていた。しかし、比較的浅い測定点
を観察した場合、例えば実部信号Xa、虚部信号Yaが
実部信号xb 、虚部信号Ybに重畳した形で得られ、
Xc。
Problems to be Solved by the Invention However, in contrast to the trigger signal T shown in FIG. 6a, the echo signal E contains a very strong portion from the living tissue that appears to be almost stationary, as shown in FIG. Therefore, in order to measure the zero blood flow velocity, which is roughly divided into the weak echo signal part a from the blood flow that is constantly moving, it is necessary to amplify the weak echo signal part a from the blood flow with a large gain. If there is only a weak echo signal from the blood flow, the integrating circuit 108 can obtain a real part signal Xa or an imaginary part signal Ya having only an alternating current component with an amplitude at the amplitude limit v-1 of the integrating circuit ( (See figure C)
0 If the measurement point is set to a strong echo signal from the living tissue, the phase of the reference signal R and the echo signal E is always constant or very slow, so the output of the integrating circuit 118 have a real part signal xb with a DC component or a very slow change, and an imaginary part signal Y
The alternating current component of b appears (see d in the same figure). In actual clinical practice, the ultrasound beam transmitted from the glove 101 has a spread of 9, so when a blood vessel smaller than the beam diameter is captured, echo signals from blood flow and living tissue often exist at the same time. Conventionally, a wall filter 111 has been used to remove the influence of living tissue. However, when observing a relatively shallow measurement point, for example, the real part signal Xa and the imaginary part signal Ya are obtained in a form superimposed on the real part signal xb and the imaginary part signal Yb,
Xc.

Ycのようになる(同図C参照)0しかし、積分回路1
08の振幅限界Vのため、斜線で示す部分がクリップを
起こし、波形が歪む。直流成分が小さく飽和を生じない
場合は、従来のバイパスフィルタ111で、直流成分を
取り除くことが可能であるが、比較的浅い頚動脈等や、
深部の細い血管の血流を測定する場合は超音波ビームの
拡がりに9ヘ−ノ よって血管周辺の生体組織からのエコー信号が特に強く
、直流成分は特に増大するため、この直流成分のみで積
分回路10gが飽和し、ドツプラ偏移信号が現われなく
なるという現象が生ずる。従ってバイパスフィルタ11
1ではこの直流成分を取除いてもドツプラ偏移信号を得
ることができず、周波数分析された結果には、不要な周
波数成分が発生し、若しくは分析結果が途切れる。また
実部信号X、虚部信号Yのいずれかが飽和を生ずると、
血流の方向に関する情報が得られないとい りう現象が
発生し、診断上の問題となっていた0 そこで本発明は、従来技術の以上のような問題点を解決
するものであり、積分回路から出力され実部出力、虚部
出力のそれぞれから生体組織のエコー信号によって発生
した直流成分を除去し、血流のみの周波数分析を可能と
して確実な血流情報を得ることができるようにした超音
波ドツプラ血流計を提供しようとするものである0 1oペーノ 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、生体内に超音波パルスを送信し、生体内で反射し
たエコー信号を受信する超音波送受信手段と、この超音
波送受信手段で送信する超音波パルスを発生する駆動回
路と、この駆動回路が超音波パルスを発生するタイミン
グを与える送信タイミング信号回路と、上記超音波送受
信手段で得られたエコー信号を位相検波する位相検波器
と、上記駆動回路の送信信号及び上記エコー信号を位相
検波する際の参照信号の周波数と位相の基準となる基準
信号発生回路と役目的とする部位からのエコー信号に対
応する時刻にゲート信号を発生するゲート信号発生回路
と、上記位相検波器で位相検波された位相信号の開閉を
上記ゲート信号で制御するアナログスイッチと、上記ゲ
ート信号の区間のみ上記アナログスイッチを通過した位
相信号を積分し、ゲート信号の区間内の位相の総和を求
め、送受信を繰り返えすことによシドップラ偏移信号を
得る積分回路と、この積分回路で得ら116−ツ れたドツプラ偏移信号の直流成分または超低周波成分を
積分回路に負帰還する直流帰還回路を具備したものであ
る。
Yc (see C in the same figure) 0 However, the integrating circuit 1
Due to the amplitude limit V of 0.08, clipping occurs in the shaded portion and the waveform is distorted. If the DC component is small and does not cause saturation, it is possible to remove the DC component with the conventional bypass filter 111.
When measuring blood flow in deep, small blood vessels, the echo signal from the living tissue around the blood vessel is particularly strong due to the spread of the ultrasound beam, and the DC component is particularly increased, so it is necessary to integrate only this DC component. A phenomenon occurs in which the circuit 10g becomes saturated and the Doppler shift signal no longer appears. Therefore, bypass filter 11
1, even if this DC component is removed, a Doppler shift signal cannot be obtained, and unnecessary frequency components are generated in the frequency analysis results, or the analysis results are interrupted. Also, if either the real part signal X or the imaginary part signal Y becomes saturated,
A phenomenon occurs in which information regarding the direction of blood flow cannot be obtained, which poses a diagnostic problem.The present invention therefore solves the above-mentioned problems of the prior art. Ultrasound that removes DC components generated by echo signals of living tissue from the real and imaginary outputs, making it possible to perform frequency analysis of only blood flow and obtain reliable blood flow information. Means for solving the problems of the Doppler blood flow meter and the technical means of the present invention for solving the above problems are to transmit ultrasonic pulses into the living body. , an ultrasonic transmitting/receiving means for receiving echo signals reflected in the living body, a drive circuit for generating ultrasonic pulses to be transmitted by the ultrasonic transmitting/receiving means, and a transmission timing that gives the timing at which the drive circuit generates the ultrasonic pulses. a signal circuit, a phase detector that detects the phase of the echo signal obtained by the ultrasonic transmitting/receiving means, and serves as a standard for the frequency and phase of a reference signal when phase-detecting the transmission signal of the drive circuit and the echo signal. A reference signal generation circuit, a gate signal generation circuit that generates a gate signal at a time corresponding to an echo signal from a target part, and a gate signal that controls opening and closing of the phase signal whose phase is detected by the phase detector. An analog switch and an integration circuit that integrates the phase signal that has passed through the analog switch only in the gate signal section, calculates the sum of the phases within the gate signal section, and obtains a Sidopler shift signal by repeating transmission and reception. The device is equipped with a DC feedback circuit that negatively feeds back the DC component or very low frequency component of the 116-truncated Doppler shift signal obtained by this integration circuit to the integration circuit.

作  用 本発明は、上記構成により、上記従来例と同様の経路に
従ってエコー信号が直交検波され周波数分析されて表示
される。ここで、積分回路には積分後の実部信号、虚部
信号の直流成分によって負帰還がかけられており、超低
周波領域ではノ・イパスフィルタとして働く。従って生
体組織の影響のみを除去することができ、且つ血流から
のドツプラ偏移の検出に悪影響を与えない周波数を選ぶ
ことにより直流成分を積分することなく、ドツプラ偏移
信号である交流成分のみを以降の回路に出力することが
可能となる。このように生体組織からのエコー信号で生
じた直交出力の直流または超低周波成分を除去すること
ができ、血流方向の情報のみを得ることができる。
Operation According to the present invention, with the above configuration, an echo signal is orthogonally detected, frequency analyzed, and displayed along the same path as in the conventional example. Here, negative feedback is applied to the integrating circuit by DC components of the real part signal and imaginary part signal after integration, and it functions as a no-pass filter in the extremely low frequency region. Therefore, by selecting a frequency that can remove only the influence of living tissue and that does not adversely affect the detection of Doppler shift from blood flow, only the AC component, which is a Doppler shift signal, can be removed without integrating the DC component. can be output to subsequent circuits. In this way, the direct current or extremely low frequency components of the orthogonal output generated by the echo signals from the living tissue can be removed, and only information on the blood flow direction can be obtained.

実施例 以下、図面を参照しながら本発明の一実施例について詳
細に説明する。第1図は本発明の一実施例における超音
波ドツプラ血流計のブロック回路図である。本発明の超
音波ドツプラ血流計は上記従来の超音波ドツプラ血流計
における積分回路丑だけサンプルホールド回路で出力さ
れた直交信号の直流及び超低周波成分を積分回路の入力
に負帰還する直流帰還回路9を備えたものである。
EXAMPLE Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block circuit diagram of an ultrasonic Doppler blood flow meter in one embodiment of the present invention. The ultrasonic Doppler blood flow meter of the present invention uses a direct current and very low frequency components of the orthogonal signal outputted by the sample and hold circuit of the integrating circuit in the conventional ultrasonic Doppler blood flow meter, which is negatively fed back to the input of the integrating circuit. It is equipped with a feedback circuit 9.

即ち、1は超音波送受信面1aにより生体内に超音波パ
ルスを送信し、音響インピーダンスの違いにより反射し
たエコー信号を受信する超音波送受信手段(以下、プロ
ーグと称す。)で、一般には圧電材料より構成されてい
る。2はプローブ1より送信する超音波パルスを発生す
るだめの駆動電圧を外部クロックの周波数と外部トリガ
のタイミングで発生し、プローグ1を駆動する駆動回路
、3は駆動回路2が駆動電圧を発生するタイミングをト
リガとして与える送信タイミング回路、4はプローグ1
で受信したエコー信号を位相検波する位相検波器、6は
駆動回路2の送信信号及びエコ13ページ 一信号を位相検波器4で位相検波する際の参照信号の周
波数と位相の基準となる基準信号発生回路、6はプロー
ブ1の送受信面1aと目的とする部位までの超音波の伝
搬時間に対応する時刻にゲート信号を発生するゲート信
号発生回路、7は位相検波器4で位相検波された位相信
号をゲート信号発生回路7で発生したゲート信号の区間
通過させるアナログスイッチ、8はアナログスイッチ7
を通過した位相信号を積分し、位相信号の総和を求め、
送受信を繰り返すことによりドツプラ偏移信号を得る積
分回路、1oは積分回路8が積分を行なうに先だち、リ
セットを行なうため積分された結果を次の積分結果が得
られるまで保持するサンプルホールド回路、9は積分回
路8またはサンプルホールド回路1oで出力されたドツ
プラ偏移信号の直流成分またけ超低周波成分を積分回路
8に負帰還する直流帰還回路、11は積分回路8で得ら
れたドツプラ偏移信号から数百ヘルツ以下の信号を取り
除<バイパスフィルタ、12はバイパスフィルタ11を
通過したドツプラ偏移信号を周波数分14ヘ−7 析する周波数分析器、13は周波数分析器12の結果を
表示する表示部である。
That is, reference numeral 1 denotes an ultrasonic transmitting/receiving means (hereinafter referred to as "progue") that transmits ultrasonic pulses into the living body using the ultrasonic transmitting/receiving surface 1a and receives reflected echo signals due to differences in acoustic impedance, and is generally made of piezoelectric material. It is composed of 2 is a drive circuit that generates a drive voltage for generating ultrasonic pulses to be transmitted from the probe 1 at the frequency of an external clock and the timing of an external trigger, and drives the probe 1; 3 is a drive circuit 2 that generates the drive voltage. Transmission timing circuit that gives timing as a trigger, 4 is prog 1
6 is a reference signal that serves as the reference signal frequency and phase standard when the phase detector 4 detects the phase of the transmission signal of the drive circuit 2 and the ECO 13 page 1 signal. A generation circuit 6 is a gate signal generation circuit that generates a gate signal at a time corresponding to the propagation time of the ultrasonic wave from the transmitting/receiving surface 1a of the probe 1 to the target site, and 7 is a phase detected by the phase detector 4. An analog switch that allows the signal to pass through the section of the gate signal generated by the gate signal generation circuit 7; 8 is the analog switch 7;
Integrate the phase signal that has passed through and find the sum of the phase signals,
An integrating circuit that obtains a Doppler shift signal by repeating transmission and reception; 1o is a sample hold circuit that holds the integrated result until the next integration result is obtained in order to perform reset before the integrating circuit 8 performs integration; 9; 11 is a DC feedback circuit that negatively feeds back the DC component and extremely low frequency component of the Doppler shift signal output from the integrating circuit 8 or the sample-and-hold circuit 1o, and 11 is the Doppler shift obtained by the integrating circuit 8. A bypass filter removes signals of several hundred hertz or less from the signal; 12 is a frequency analyzer that analyzes the Doppler shift signal that has passed through the bypass filter 11 into frequency components; 13 displays the results of the frequency analyzer 12; This is a display section that displays

次に上記実施例の動作について説明する。上記実施例に
おいても、上記従来例で説明した経路に従ってエコー信
号は直交検波され、周波数分析されて表示される。ここ
で積分回路8には積分後の実部信号X、虚部信号Yの直
流成分によって負帰還がかけられており、超低周波領域
では・・イパスフィルタとして働く。第3図は積分回路
80人出4 力の周波数特性を示したものである。同図
に示すように生体組織の影響のみを除去することができ
、且つ血流からのドツプラ偏移の検出に悪影響を与えな
い周波数fを選ぶことにより直流成分を積分することな
く、ドツプラ偏移信号である交流成分のみを以降の回路
に出力することが可能となる。
Next, the operation of the above embodiment will be explained. In the above embodiment as well, the echo signal is orthogonally detected, frequency analyzed, and displayed according to the route explained in the conventional example. Negative feedback is applied to the integrating circuit 8 by the direct current components of the real part signal X and imaginary part signal Y after integration, and in the extremely low frequency region, it functions as an e-pass filter. Figure 3 shows the frequency characteristics of the 80 outputs of the integrating circuit. As shown in the figure, by selecting a frequency f that can remove only the influence of living tissue and that does not adversely affect the detection of Doppler deviation from blood flow, Doppler deviation can be detected without integrating the DC component. It becomes possible to output only the AC component, which is a signal, to the subsequent circuit.

このように直流成分を除去された直交信号X、Yに現わ
れたドツプラ偏移信号はエコー信号に生体組織からのも
のが同時に受信された場合でも影響されることがなくな
る。第4図は本発明の実施例と従来例の積分回路6の出
力波形である。実線は15 ページ 本発明を実施したものであり、破線は従来のもので、斜
線部分は飽和によって波形が削りとられたものである。
In this way, the Doppler shift signals appearing in the orthogonal signals X and Y from which the DC component has been removed will not be affected even if an echo signal from a living tissue is received at the same time. FIG. 4 shows the output waveforms of the integrating circuit 6 according to the embodiment of the present invention and the conventional example. The solid line represents the 15th page in which the present invention was implemented, the broken line represents the conventional example, and the diagonally shaded area represents the image in which the waveform has been removed due to saturation.

同図に示すように本発明を実施することにより振幅限界
が拡大され、直流電圧の影響がないため、非常に細い血
管でも測定が可能となり、積分回路8が飽和を生ずるこ
ともなく、ドツプラ偏移信号の振幅は振幅限界■を最大
限に利用することができる。
As shown in the figure, by carrying out the present invention, the amplitude limit is expanded, and since there is no influence of DC voltage, it is possible to measure even very thin blood vessels, and the integration circuit 8 does not saturate, resulting in Doppler bias. The amplitude of the shifted signal can make maximum use of the amplitude limit (2).

発明の詳細 な説明したように本発明による超音波ドツプラ血流計に
よれば、積分回路によシ得られたドツプラ偏移信号の直
流成分まだは超低周波成分を直流帰還回路により負帰還
するようにしているので、簡単な回路構成により生体組
織からの時間変化を生じないエコー信号を血流からのエ
コー信号と同時に捕えた場合でも、血流のみの周波数分
析を行なうことが可能となり、表示上の血流パターンに
血流以外の表示が行なわれることがなくなり、血流の方
向に関する正確な情報を得ることができる0
As described in detail, according to the ultrasonic Doppler blood flow meter according to the present invention, the DC component or extremely low frequency component of the Doppler shift signal obtained by the integrating circuit is negatively fed back by the DC feedback circuit. This makes it possible to perform frequency analysis of only the blood flow, even if echo signals from living tissues that do not change over time are captured at the same time as echo signals from the blood flow, using a simple circuit configuration. The blood flow pattern above will no longer display anything other than blood flow, making it possible to obtain accurate information regarding the direction of blood flow.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明による超音波ドツプラ血流計の一実施例
を示すブロック回路図、第2図はドツプラ血流計の動作
を示すタイムチャート、第3図は本発明によるドツプラ
血流計の積分回路の周波数特性を示す図、第4図は本発
明と従来の積分波形を比較する図、第5図は従来の超音
波ドツプラ血流計のブロック回路図、第6図は従来の超
音波ドツプラ血流計を使用して得られた積分波形を示す
図である。 1・・・・・・プローブ(超音波送受信手段)、2・・
・・・・駆動回路、4・・・・・・位相検波器、5・・
・・・・基準信号発生回路、6・・・・・・ゲート信号
発生回路、7・・・・・・アナ′  ログスイッチ、8
・・・・・・積分回路、9・・・・・・直流帰還回路、
10・・・・・・サンプルホールド回路、11・・・・
・・バイパスフィルタ、12・・・・・・周波数分析器
、13・・・・・・表示部。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名寸 
       ゝ− 4′ □25 城 さ   X  )−X  )− 憾 一1rワ −5(IIJ 1ゴ              ζ−手続補正書 1事件の表示 昭和60年特許願第 107354号 2発明の名称 超音波ドツプラ血流計 3補正をする者 事件との関係      特  許   出   願 
 人任 所  大阪府門真市大字門真1006番地名 
称 (582)松下電器産業株式会社代表者    山
  下  俊  彦 4代理人 〒571 住 所  大阪府門真市大字門真1006番地松下電器
産業株式会社内 明    細    書 1、発明の名称 超音波ドツプラ血流計 2、特許請求の範囲 生体内に超音波パルスを送信し、生体内で反射したエコ
ー信号を受信する超音波送受信手段と、この超音波送受
信手段で送信する超音波パルスを発生する駆動回路と、
この駆動回路が超音波パルスを発生するタイミングを与
える送信タイミング信号回路と、上記超音波送受信手段
で得られたエコー信号を位相検波する位相検波器と、上
記駆動回路の送信信号及び上記エコー信号を位相検波す
る際の参照信号の周波数と位相の基準となる基準信号発
生回路と、目的とする部位からのエコー信号に対応する
時刻にゲート信号を発生するゲート信号発生回路と、上
記位相検波器で位相検波された位相信号の開閉を上記ゲ
ート信号で制御するアナログスイッチと、上記ゲート信
号の区間のみ上記アナログスイッチを通過した位相信号
を積分し、ゲート信号の区間内の位相の総和を求め、送
受信2 ハ、  ノ を繰り返えすことによりドツプラ偏移信号を得る積分回
路と、この積分回路で得られたドツプラ偏移信号の直流
成分または超低周波成分を積分回路に負帰還する直流帰
還回路を具備したことを特徴とする超音波ドツプラ血流
計。 3、発明の詳細な説明 産業上の利用分野 本発明は、医用分野において生体内の任意の位置の血流
速測定を行なうのに用いる超音波ドツプラ溺血流計に関
するものである。 従来の技術 近年、超音波ドツプラ血流計は心臓や循環器などの医用
分野で普及してきている。この超音波ド、プラ血流計は
生体内に送信した超音波が血流等の移動物体で反射する
際に発生するドツプラ効果により周波数偏移を受けると
いう原理に基づくものであり、血流速度に対応するドツ
プラ偏移周波数を表示することにより生体内の血流速度
分布が体表面から容易に観察できるようになっている。 以下、第6図を参照して従来の超音波ドツプラ311 
ア 血流計について説明する。第5図において、101は超
音波送受信面101aより生体内に超音波パルスを送信
し、音響インピーダンスの違いにより反射したエコー信
号を受信する超音波送受信手段(以下、プローブと称す
。)で、一般には圧電材料より構成されている。102
はプローブ101より送信する超音波パルスを発生する
だめの駆動電圧を外部クロックの周波数と外部トリガの
タイミングで発生し、プローブ101を駆動する駆動回
路、103は駆動回路102が駆動電圧を発生するタイ
ミングをトリガとして与える送信タイミング回路、10
4はプローブ101で受信したエコー信号を位相検波す
る位相検波器、105は駆動回路102の送信信号及び
エコー信号を位相検波器104で位相検波する際の参照
信号の周波数と位相の基準となる基準信号発生回路、1
06はプローブ101の送受信面と目的とする部位1で
の超音波の伝搬時間に対応する時刻にゲート信号を発生
するゲ怪、ト信号発生回路、107は位相検波器104
で位相検波された位相信号をゲート信41\ 。 号発生回路106で発生したゲート信号の区間通過させ
るアナログスイッチ、1o8はアナログスイッチ107
を通過した位相信号を積分し、位相信号の総和を求め、
送受信を繰り返すことによりドツプラ偏移信号を得る積
分回路、11oll−j:積分回路10日が積分を行な
うに先立ち、リセットを行なうため積分された結果を次
の積分結果が得られるまで保持するす/プルホールド回
路、111は積分回路108で得られたドツプラ偏移信
号から数百ヘルツ以下の信号を取り除くバイパスフィル
タ、112はバイパスフィルタ111を通過したドツプ
ラ偏移信号を周波数分析する周波数分析器、113は周
波数分析器112の結果を表示する表示部である。 次に第2図に示すタイムチャートを共に参照しながらそ
の動作について説明する。送信タイミング回路103で
は、一定若しくは任意の間隔のトリガ信号Tを発生しく
同図(a))、駆動回路102へ与える。駆動回路10
2はトリガ信号Tでプローブ101を駆動パルスTXで
駆動しく同図(b))、このプローブ101より生体内
へ超音波パルスを送信する。超音波パルスは生体内に伝
搬し、音響インピーダンスの異なる部分で反射され、再
びプローブ101に到達し、エコー信号Eとして受信さ
れる(同図(C))。エコー信号Eはプローブ101の
送受信面101aから送信した超音波パルスが反射した
点までの超音波の往復伝搬時間に対応して、トリガ信号
Tのt。からの遅延時間tdとして得られ、移動する反
射体からのエコー信号は常に往復伝搬時間が変化するた
め、tdも変化する。 トリガ信号Tの間に変化する伝搬時間の変化量をΔtd
、エコー信号強度をAとすると、n回目の送受信で得ら
れたエコー信号Eは次式で示される。 E=Acos(ω(td+n−Δtd))    −−
(1)これを位相検波器104で後述する参照信号R(
同図(d))によって直交検波する。参照信号は、図示
していないがトリガ信号Tの時刻t。を基準とした相互
に90°位相差のある振幅が一定なVxとVyの2つが
あり、次式で示される。 vx−CO3ωt d、、、 、、、(2)6 へ−7 Vy = sin (17t d・−−(2)位相検波
器104では、(1)式のEと(2)式のVX 。 Vyのそれぞれを乗算することにより次式の信号・・・
・・・(3) 位相検波器104で得られた(3)式の2つの信号C(
同図(e))をゲート信号発生回路106で発生したゲ
ート信号G(同図(f))のt1〜t2の区間、アナロ
グスイッチ107をONにして積分回路108で積分す
る。(3)式で示された信号C(同図(e))は、(ω
nΔtd)と、(2ωt+(υnΔtd)の信号成分か
ら成っているが、前者は時間のパラメータtを含まない
ため直流信号となり後者は送信周波数ωの2倍の周波数
をもつ高周波信号であるため、積分回路108を通すこ
とにより、後者の成分は消失し、積分終了時刻t2に結
果として得られるドツプラ偏移信号X、Yは次のように
なる。 Kは、積分回路108の回路定数で決捷る定数、tGは
ゲート信号Gの時間幅である。ゲート信号Gは生体内の
目的とする部位からのエコー信号が受信される時刻t1
〜t2に合わせるもので、n回目に受信した積分結果X
、Yには、このt1〜t2間のエコー信号情報が全て含
まれている(同図(q))。 積分結果X、Yの電圧は、それぞれ次のサンプルホール
ド回路110によって、次のn+1回目の積分結果が得
られるまで破線のように保持する(同図(h))。積分
回路108はサンプルホールド110の保持が終了した
時点でリセットされる。 以上のようにして得られた積分結果は、−回のみの送受
信では、(4)式かられかるように直流電圧であるが、
トリガ信号Tの周期Tごとに送受信をくり返えすことに
より、nが増加しX、Yが90゜の位相差を保ちながら
変化して行く。これが直交ドツプラ信号であり、仮にX
を実部信号、Yを虚部8八−7′ 信号とする。X、Yはそれぞれ周期Tごとの離散情報と
して得られ、n回目の送受信からn千1回目の送受信の
間隔T]に変化する遅延時間量Δtdと生体内の反射体
の速度Vとの間には次式の関係がある。 偏移周波数fdは次式のように示される。 fd=(2−v−f−cosθ)/ C=−・(6)こ
こで、Cは生体内中における音速、fは参照信号周波数
(一般に、送信した超音波パルス周波数に等しい)でθ
は反射物体の移動方向と超音波進行方向とのなす角度で
ある。生体中においては、血流からのエコー信号を捉え
た場合、血流の反射強度が小さいためドツプラ偏移信号
の振幅は非常に微弱で、また、血流速度は速いため偏移
周波数fdは高くなる。内臓などの生体組織では、反射
強度Aが大きく、また、動きは体動などによるゆっくり
としたものであるため偏移周波数fdは非常に低くなる
。これをバイパスフィルタ111を通過させることによ
って小振幅で、高い周波数を持つ血流からのドツプラ偏
移信号のみを得ることができる。生体組織からのドツプ
ラ偏移信号を取除くことは、周波数分析器112のダイ
ナミックレンジを拡大するため非常に重要な部分であり
、一般に1o○〜1 kthに設定される。周波数分析
器112では、ドツプラ偏移信号X、Yを周波数分析し
、2つの信号の位相関係から血流の方向を求めて血流パ
ターンとして表示部113に表示する。 発明が解決しようとする問題点 しかしながら第6図(a)に示すトリガ信号Tに対しエ
コー信号Eには、第6図(b)に示すようにほぼ静止し
ていると見られる生体組織からの非常に強い部分すと、
常に移動している血流からの微弱な部分aとに大別され
る。血流速測定を行なうには、血流からの微弱なエコー
信号部分aを大きな利得で増幅する必要があり、血流か
らの微弱なエコー信号のみであれば積分回路108には
、交流成分のみをもつ実部信号Xaおよび虚部信号Ya
が積分回路の振幅限界Vまでの振幅で得られる(同図1
0へ−7 (C)参照)。また測定点の設定が生体組織からの強い
エコー信号部分すにある場合、参照信号Rとエコー信号
Eとの位相差は常に一定、若しくは非常にゆっくりと変
化するものであるため、積分回路118の出力には、直
流成分または非常にゆっくりとした変化を持つ実部信号
xb1虚部信号ybの交流成分が現われる(同図(d)
参照)。実際の臨床上では、プローブ101から送信さ
れる超音波ビームは拡がりを持つため、ビーム径に比べ
細い血管を捕らえた場合、血流と生体組織からのエコー
信号が同時に存在する場合が多く、従来、ウオールフィ
ルタ111を使い生体組織の影響を取除いていた。しか
し、比較的浅い測定点を観察した場合、例えば実部信号
Xa、虚部信号Yaが実部信号xb 、虚部信号Ybに
重畳した形で得られ、Xc、Ycのようになる(同図(
e)参照)。しかし、積分回路108の振幅限界Vのた
め、斜線で示す部分がクリップを起こし、波形が歪む。 直流成分が小さく飽和を生じない場合は、従来のノ・イ
パスフィルタ111で、直流成分を取り除くことが可能
であるが、比較的浅い頚動脈等や、深部の細い血管の血
流を測定する場合は超音波ビームの拡がりによって血管
周辺の生体組織からのエコー信号が特に強く、直流成分
は特に増大するため、この直流成分のみで積分回路10
8が飽和し、ドツプラ偏移信号が現われなくなるという
現象が生ずる。 従ってバイパスフィルタ111ではこの直流成分を取除
いてもドツプラ偏移信号を得ることができず、周波数分
析された結果には、不要な周波数成分が発生し、若しく
は分析結果が途切れる。捷だドツプラ偏移信号X、Yの
いずれかが飽和を生ずると、血流の方向に関する情報が
得られないという現象が発生し、診断上の問題となって
いた0そこで本発明は、従来技術の以上のような問題点
を解決するものであり、積分回路から出力され実部出力
、虚部出力のそれぞれから生体組織のエコー信号によっ
て発生した直流成分を除去し、血流のみの周波数分析を
可能として確実な血流情報を得ることができるようにし
た超音波ドツプラ血流計を提供しようとするものである
。 12 ′\−7 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ための本発明の技術的な手
段は、生体内に超音波パルスを送信し、生体内で反射し
たエコー信号を受信する超音波送受信手段と、この超音
波送受信手段で送信する超音波パルスを発生する駆動回
路と、この駆動回路が超音波パルスを発生するタイミン
グを与える送信タイミング信号回路と、上記超音波送受
信手段で得られたエコー信号を位相検波する位相検波器
と、上記駆動回路の送信信号及び上記エコー信号を位相
検波する際の参照信号の周波数と位相の基準となる基準
信号発生回路と役目的とする部位からのエコー信号に対
応する時刻にゲート信号を発生するゲート信号発生回路
と、上記位相検波器で位相検波された位相信号の開閉を
上記ゲート信号で制御するアナログスイッチと、上記ゲ
ート信号の区間のみ上記アナログスイッチを通過した位
相信号を積分し、ゲート信号の区間内の位相の総和を求
め、送受信を繰り返えすことによりドツプラ偏移信号を
得る積分回路と、この積分回路で得られたドツプラ偏移
信号の直流成分または超低周波成分を積分回路に負帰還
する直流帰還回路を具備     ゛したものである。 作  用 本発明は、上記構成により、上記従来例と同様の経路に
従ってエコー信号が直交検波され周波数分析されて表示
される。ここで、積分回路には積分結果のドツプラ偏移
信号の直流成分によって負帰還がかけられており、積分
回路は超低周波領域を遮断するノ・イパスフィルタとし
て働く。従って生体組織の影響のみを除去することがで
き、且つ血流からのドツプラ偏移の検出に悪影響を与え
ない周波数を選ぶことにより直流成分を積分するととな
く、ドツプラ偏移信号である交流成分のみを以降の回路
に出力することが可能となる。このように生体組織から
のエコー信号で生じた直交出力の直流または超低周波成
分を除去することができ、血流方向の情報のみを得るこ
とができる。 実施例 以下、図面を参照しながら本発明の一実施例に14へ一
7′ ついて詳細に説明する。第1図は本発明の一実施例にお
ける超音波ドツプラ血流計のブロンク回路図である。本
発明の超音波ドツプラ血流計は上記従来の超音波ドツプ
ラ血流計における積分回路またはサンプルホールド回路
で出力された直交信号の直流及び超低周波成分を積分回
路の入力にアナログスイッチを介して負帰還する直流帰
還回路9を備えたものである。 即ち、1は超音波送受信面1aにより生体内に超音波パ
ルスを送信し、音響インピーダンスの違いにより反射し
たエコー信号を受信する超音波送受信手段(以下、プロ
ーグと称す。)で、一般には圧電材料より構成されてい
る。2はプローブ1より送信する超音波パルスを発生す
るだめの駆動電圧を外部クロックの周波数と外部トリガ
のタイミングで発生し、プローグ1を駆動する駆動回路
、3は駆動回路2が駆動電圧を発生するタイミングをト
リガとして与える送信タイミング回路、4はプローグ1
で受信したエコー信号を位相検波する位相検波器、5は
駆動回路2の送信信号及びエコ151、、ニア′ 一信号を位相検波器4で位相検波する際の参照信号の周
波数と位相の基準となる基準信号発生回路、6はプロー
ブ1の送受信面1aと目的とする部位までの超音波の伝
搬時間に対応する時刻にゲート信号を発生するゲート信
号発生回路、7は位相検波器4で位相検波された位相信
号と直流帰還電圧をゲート信号発生回路7で発生したゲ
ート信号の区間通過させるアナログスイッチ、8はアナ
ログスイッチ7を通過した位相信号を積分し、位相信号
の総和を求め、送受信を繰り返すことによりドツプラ偏
移信号を得る積分回路、1oは積分回路8が積分を行な
うに先だち、リセットを行なうため積分された結果を次
の積分結果が得られるまで保持するサンプルホールド回
路、9は積分回路またはサンプルホールド回路10で出
力されたドツプラ偏移信号の直流成分または超低周波成
分をアナログスイッチ7を介して積分回路8に負帰還す
る直流帰還回路、11は積分回路8で得られたドツプラ
偏移信号から数百ヘルツ以下の信号を取り除くバイパス
フィルタ、12はバイパスフィルタ16へ−7 11を通過したドツプラ偏移信号を周波数分析する周波
数分析器、13は周波数分析器12の結果を表示する表
示部である。 次に上記実施例の動作について説明する。上記実施例に
おいても、上記従来例で説明した経路に従ってエコー信
号は直交検波され、周波数分析されて表示される。ここ
で積分回路8には積分後の実部信号X、虚部信号Yの直
流成分によってそれぞれ負帰還がかけられており、超低
周波領域ではバイパスフィルタとして働く。 第3図(a)、(c)は、第1図の実施例のアナログス
イッチ了、積分回路8、サンプルホールド回路10゜お
よび、直流帰還回路9について具体的な回路の一例を示
し、第3図(b) 、 (d)は第3図(a) 、 (
C)の各図中の各端子の信号波形を示めしたものである
。同図(、>4たけ、(C)の回路は、実部信号X、虚
部信号Yにそれぞれ1系統必要であるが、図には、その
一方を示めした。同図(−) 、 (C)の両者の回路
は、全く同一の効果が得られる。まず第1の実施例とし
て、同図(a)の回路の動作を第1図(b)を参照しな
がら説明する。第1図における積分回路8は増幅度−A
1 をもつ反転増幅器OP1 と抵抗R1、および、コ
ンデンサC0からなり、入力端子には位相検波器4(第
1図参照)の出力が加わるE、と、直流帰還回路9の直
流帰還電圧が加わるEfoとがあり、それぞれの端子の
信号はアナログスイッチ7の直前で加算され、アナログ
スイッチ7がONのとき積分される。アナログスイッチ
7はゲート信号のt1〜t2の区間にONになりその間
の時間tgだけ積分され、直流帰還回路9の入力端子(
積分回路の出力) Ef−には図示するような波形が得
られる。サンプルホールド回路10id−A(7)利得
をもち積分が終了するt2から時間t。)でサンプリン
グを行ない、t3以降、これをホールドする。ホールド
終了後、積分回路は、次の送受信に先たち、アナログス
イッチ了lをRESET信号によりt3〜t4の区間O
NにしてC8を放電し、リセットされる。サンプルホー
ルド回路1oの出力端子E。には、図示するような、周
期Tで離散化されたドツプラ信号が現われ、次バイパス
フィル18 へ−ン タ11(第1図参照)に加わる。一方、直流帰還回路9
は、反転増幅器OP3とコンデンサCfと抵抗Rfとで
ローパスフィルタを構成腰Ef工に加った積分回路の出
力信号から直流および、超低周波成分を抽出して、抵抗
R2を介して負帰還する。反転増幅器OP2は−Afの
利得をも゛ち、位相を反転するだめのものである。従っ
て、積分回路の出力の周波数が低いほど帰還量が増加し
、積分結果は小さくなる。以上の回路の入出力特性は、
次のように求められる。 (7)式は、入力端子Eiに加わるゲート時間tg内て
いるもので、(8)式は直流帰還回路9に加わる積分回
路出力ef、と、直流帰還電圧e f o  を現わし
ている。(8)式において、ωは、積分回路に出力19
 ヘ−ノ されたドツプラ偏移信号の周波数であり、(tg/に+
t、、)/Tは、周期Tごとに離散的に存在するドツプ
ラ偏移信号のデユティ−比でまた、t1〜t2までの積
分区間は・”flに至る過渡状態であるため、この区間
のデユーティ−比を補正する1以下で の数9ある。(7)、(8)式から第3図(、)の回路
の利得A。 は次のようになる。 ・・・・(9) また、(9)式の一3dB低域しゃ断層波数f。は次式
で示す通りである。 foは、血流のによるドツプラ偏移信号を十分に通過さ
せ、かつ、体動によるドツプラ偏移信号を阻止できる周
波数に選び、超音波パルス周波数が2〜7石程度の一般
的な超音波パルスドツプラ血流計では、50〜5001
−1zに選ぶのが適当である。次に第2の実施例として
同図(c)の回路の動作を同図(d)を参照しながら説
明する。主な構成および動作は、同図(、)に示した第
1の実施例と同じであるが、第1の実施例では直流帰還
回路9が積分回路の出力から、アナログスイッチ7を介
して積分回路の入力へ加えていたのに対し、第3図(c
)に示す本実施例では、サンプルホールド回路1oの出
力から積分回路へ加えている点が異なる。オた、第1の
実施例で用いた反転増幅器○P2は、本実施例ではサン
プルホールド回路10がこの機能を兼ねるため不用とな
る。この回路の入出力特性は次のように求められる。 ・・・ (11) (11)式、 (12)式はそれぞれけ)式、(8)式
に対応するもので、以上の式から、第3図(C)の回路
の利得AVは次式で示めされる。 首だ、(13)式の一3dB低域しゃ断層波数f。 は次式で示される。 foの決定は第3図体)と同様であり、同図(e)は、
第3図(a)及び(c)の回路の周波数特性を示したも
のである。同図に示すように生体組織の影響のみを除去
することができ、且つ血流からのドツプラ偏移の検出に
悪影響を与えない周波数f。を選ぶことにより直流成分
を積分することなく、ドツプラ偏移信号である交流成分
のみを以降の回路に出力することが可能となる。このよ
うに直流成分を除去された直交信号X、Yに現われたド
ツプラ偏移信号はエコー信号に生体組織からのものが同
時に受信された場合でも影響されることがなくなる。 第4図ゆ本発明の実施例と従来例の積分回路6の出力波
形である。実線は本発明を実施したもので22 ベー、
゛ あり、破線は従来のもので、斜線部分は飽和によって波
形が削りとられたものである。同図に示すように本発明
を実施することにより振幅限界が拡大され、直流電圧の
影響がないため、非常に細い血管でも測定が可能となり
、積分回路8が飽和を生ずることもなく、ドツプラ偏移
信号の振幅は振幅限界Vを最大限に利用することができ
る。 発明の詳細 な説明したように本発明による超音波ドツプラ血流計に
よれば、積分回路により得られたドツプラ偏移信号の直
流成分または超低周波成分を直流帰還回路により負帰還
するようにしているので、簡単な回路構成により生体組
織からの時間変化を生じないエコー信号を血流からのエ
コー信号と同時に捕えた場合でも、血流のみの周波数分
析を行なうことが可能となり、表示上の血流パターンに
血流以外の表示が行なわれることがなくなり、血流の方
向に関する正確な情報を得ることができる。 4、図面の簡単な説明 第1図は本発明の一実施例における超音波ドソ23 ベ
ージ プラ血流計を示すブロック回路図、第2図は同血流計の
動作を示すタイムチャート、第3図体)は同血流計の主
要部分の一実施例における具体回路図、第3図(b)は
第3図(a)の回路の動作を示すタイムチャート、第3
図(C)は同血流計の主要部分の他の実施例における具
体回路図、第3図(d)は第3図(c)の回路の動作を
示すタイムチャート、第3図(、)は第3図(a)、 
(C)の回路の周波数特性を示す図、第4図は本発明と
従来の積分波形を比較する図、第5図は従来の超音波ド
ツプラ血流計のブロック回路図、第6図は従来の超音波
ドツプラ血流計を使用して得られた積分波形を示す図で
ある。 1・・・・・・プローブ(超音波送受信手段)、2・・
・・・駆動回路、4・・・・・位相検波器、5・・・・
・基準信号発生回路、6・・・・・ゲート信号発生回路
、7・・・・・・アナログスイッチ、8・・・・・積分
回路、9・・・・・直流帰還回路、10・・・・・・サ
ンプルホールド回路、11・・・・・・バイパスフィル
タ、12・・・・周波数分析器、13・・・・・・表示
部。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名恢 
            Q 0つ
FIG. 1 is a block circuit diagram showing an embodiment of the ultrasonic Doppler blood flow meter according to the present invention, FIG. 2 is a time chart showing the operation of the Doppler blood flow meter, and FIG. 3 is a block circuit diagram showing an embodiment of the Doppler blood flow meter according to the present invention. Figure 4 is a diagram showing the frequency characteristics of the integrating circuit, Figure 4 is a diagram comparing the integral waveforms of the present invention and the conventional one, Figure 5 is a block circuit diagram of a conventional ultrasonic Doppler blood flow meter, and Figure 6 is a diagram of the conventional ultrasonic FIG. 3 is a diagram showing an integral waveform obtained using a Doppler blood flow meter. 1... Probe (ultrasonic transmitting/receiving means), 2...
...Drive circuit, 4...Phase detector, 5...
...Reference signal generation circuit, 6...Gate signal generation circuit, 7...Analog switch, 8
...Integrator circuit, 9...DC feedback circuit,
10...Sample hold circuit, 11...
... Bypass filter, 12 ... Frequency analyzer, 13 ... Display section. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and one other person
ゝ-4' □25 Castle Relationship with cases involving persons making three amendments Patent application
Appointment Address: 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture
(582) Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Representative Toshihiko Yamashita 4 Agent 571 Address 1006 Oaza Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Specification 1 Name of the invention Ultrasonic Doppler Blood Flow Meter 2. Claims: Ultrasonic transmitting and receiving means for transmitting ultrasonic pulses into a living body and receiving echo signals reflected within the living body, and a drive circuit that generates ultrasonic pulses to be transmitted by this ultrasound transmitting and receiving means.
A transmission timing signal circuit that provides the timing at which the drive circuit generates an ultrasonic pulse; a phase detector that detects the phase of the echo signal obtained by the ultrasonic transmitting/receiving means; A reference signal generation circuit that serves as a standard for the frequency and phase of a reference signal when performing phase detection, a gate signal generation circuit that generates a gate signal at a time corresponding to an echo signal from a target region, and the phase detector described above. An analog switch that controls the opening and closing of the phase-detected phase signal using the gate signal, and the phase signal that has passed through the analog switch only in the section of the gate signal is integrated, and the sum of the phases within the section of the gate signal is calculated, and the signal is transmitted and received. 2 C. An integrator circuit that obtains a Doppler shift signal by repeating steps 2 and 3, and a DC feedback circuit that negatively feeds back the DC component or very low frequency component of the Doppler shift signal obtained by this integrator circuit to the integrator circuit. An ultrasonic Doppler blood flow meter characterized by: 3. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to an ultrasonic Doppler dosing blood flow meter used in the medical field to measure blood flow velocity at any location within a living body. BACKGROUND OF THE INVENTION In recent years, ultrasonic Doppler blood flow meters have become popular in medical fields such as the heart and circulatory system. This ultrasonic Doppler blood flow meter is based on the principle that ultrasonic waves transmitted into a living body undergo a frequency shift due to the Doppler effect that occurs when reflected from a moving object such as blood flow, and the blood flow velocity is By displaying the corresponding Doppler shift frequency, the blood flow velocity distribution in the living body can be easily observed from the body surface. Hereinafter, with reference to FIG. 6, the conventional ultrasonic Doppler 311
I will explain the blood flow meter. In FIG. 5, 101 is an ultrasonic transmitting/receiving means (hereinafter referred to as a probe) that transmits ultrasonic pulses into the living body from the ultrasonic transmitting/receiving surface 101a and receives reflected echo signals due to differences in acoustic impedance. is made of piezoelectric material. 102
103 is a drive circuit that generates a driving voltage for generating ultrasonic pulses transmitted from the probe 101 at the frequency of an external clock and an external trigger timing, and drives the probe 101; 103 is a timing at which the driving circuit 102 generates the driving voltage. a transmission timing circuit that gives a trigger as 10
4 is a phase detector that phase-detects the echo signal received by the probe 101; 105 is a standard that serves as a reference signal frequency and phase reference signal when the phase detector 104 performs phase detection of the transmission signal of the drive circuit 102 and the echo signal; Signal generation circuit, 1
06 is a signal generation circuit that generates a gate signal at a time corresponding to the propagation time of the ultrasound between the transmitting and receiving surface of the probe 101 and the target region 1; 107 is a phase detector 104;
The phase signal detected by the gate is sent to the gate signal 41\. An analog switch 1o8 is an analog switch 107 that allows the section of the gate signal generated by the signal generation circuit 106 to pass through.
Integrate the phase signal that has passed through and find the sum of the phase signals,
Integrating circuit that obtains a Doppler shift signal by repeating transmission and reception, 11oll-j: Before the integrating circuit 10 performs integration, it holds the integrated result until the next integration result is obtained in order to reset. 111 is a pull-hold circuit; 111 is a bypass filter that removes signals of several hundred hertz or less from the Doppler shift signal obtained by the integrating circuit 108; 112 is a frequency analyzer that analyzes the frequency of the Doppler shift signal that has passed through the bypass filter 111; 113 is a display section that displays the results of the frequency analyzer 112. Next, the operation will be explained with reference to the time chart shown in FIG. The transmission timing circuit 103 generates a trigger signal T at constant or arbitrary intervals (FIG. 2(a)) and supplies it to the drive circuit 102. Drive circuit 10
2 drives the probe 101 with a driving pulse TX using a trigger signal T (FIG. 2(b)), and transmits an ultrasonic pulse from this probe 101 into the living body. The ultrasonic pulse propagates within the living body, is reflected at parts with different acoustic impedances, reaches the probe 101 again, and is received as an echo signal E ((C) in the same figure). The echo signal E corresponds to the reciprocating propagation time of the ultrasonic wave from the transmitting/receiving surface 101a of the probe 101 to the point where the transmitted ultrasonic pulse is reflected. Since the round trip propagation time of an echo signal from a moving reflector always changes, td also changes. The amount of change in propagation time that changes during the trigger signal T is Δtd
, where the echo signal strength is A, the echo signal E obtained at the n-th transmission/reception is expressed by the following equation. E=Acos(ω(td+n-Δtd)) --
(1) This is detected by the phase detector 104 as a reference signal R(
Orthogonal detection is performed using (d)) in the same figure. Although not shown, the reference signal is the time t of the trigger signal T. There are two constant amplitudes, Vx and Vy, which have a phase difference of 90° from each other, and are expressed by the following equation. vx−CO3ωt d,,, ,,, (2) 6 to −7 Vy = sin (17t d・−(2) In the phase detector 104, E in equation (1) and VX in equation (2). Vy By multiplying each of the following signals...
...(3) The two signals C(
The analog switch 107 is turned on during the interval t1 to t2 of the gate signal G generated by the gate signal generating circuit 106 (FIG. 10(f)), and the integration circuit 108 integrates the signal (e) in the figure. The signal C ((e) in the same figure) shown by equation (3) is (ω
nΔtd) and (2ωt+(υnΔtd)), but the former does not include the time parameter t, so it becomes a DC signal, and the latter is a high-frequency signal with a frequency twice the transmission frequency ω, so it can be integrated. By passing through the circuit 108, the latter component disappears, and the Doppler shift signals X and Y obtained as a result at the integration end time t2 become as follows: K is determined by the circuit constant of the integrating circuit 108. The constant tG is the time width of the gate signal G. The gate signal G is the time t1 when the echo signal from the target site in the living body is received.
~t2, the integration result X received the nth time
, Y includes all the echo signal information between t1 and t2 ((q) in the figure). The voltages of the integration results X and Y are held by the next sample and hold circuits 110 as shown by the broken lines until the next (n+1)th integration result is obtained ((h) in the figure). Integrating circuit 108 is reset when sample hold 110 finishes holding. The integration result obtained in the above manner is a DC voltage as seen from equation (4) when only - times of transmission and reception are performed, but
By repeating transmission and reception every cycle T of the trigger signal T, n increases and X and Y change while maintaining a 90° phase difference. This is a quadrature Doppler signal, and if
Let Y be the real part signal and Y be the imaginary part 88-7' signal. X and Y are each obtained as discrete information for each cycle T, and the difference between the delay time Δtd that changes from the nth transmission/reception to the n111th transmission/reception interval T] and the velocity V of the reflector in the living body. has the following relationship. The deviation frequency fd is expressed by the following equation. fd=(2-v-f-cos θ)/C=-・(6) Here, C is the sound speed in the living body, f is the reference signal frequency (generally equal to the transmitted ultrasound pulse frequency), and θ
is the angle between the moving direction of the reflecting object and the ultrasonic wave propagation direction. In a living body, when an echo signal from the blood flow is captured, the amplitude of the Doppler shift signal is very weak because the reflection intensity of the blood flow is small, and the shift frequency fd is high because the blood flow velocity is high. Become. In biological tissues such as internal organs, the reflection intensity A is large and the movement is slow due to body movements, so the shift frequency fd is very low. By passing this through the bypass filter 111, only Doppler shift signals from the blood flow with small amplitude and high frequency can be obtained. Removing the Doppler shift signal from biological tissue is a very important part to expand the dynamic range of the frequency analyzer 112, which is generally set to 100 to 1 kth. The frequency analyzer 112 performs frequency analysis on the Doppler shift signals X and Y, determines the direction of blood flow from the phase relationship between the two signals, and displays the direction on the display unit 113 as a blood flow pattern. Problems to be Solved by the Invention However, in contrast to the trigger signal T shown in FIG. 6(a), the echo signal E contains signals from living tissues that appear to be almost stationary, as shown in FIG. 6(b). The very strong part is
It is roughly divided into a weak part a from the constantly moving blood flow. To measure blood flow velocity, it is necessary to amplify the weak echo signal part a from the blood flow with a large gain. A real part signal Xa and an imaginary part signal Ya with
can be obtained with an amplitude up to the amplitude limit V of the integrating circuit (see Figure 1).
0 to 7 (see (C)). Furthermore, when the measurement point is set in a strong echo signal area from living tissue, the phase difference between the reference signal R and the echo signal E is always constant or changes very slowly. In the output, a DC component or an AC component of the real part signal xb1 and the imaginary part signal yb, which change very slowly, appears ((d) in the same figure).
reference). In actual clinical practice, the ultrasound beam transmitted from the probe 101 has a spread, so when a blood vessel smaller than the beam diameter is captured, echo signals from blood flow and living tissue are often present at the same time. , a wall filter 111 was used to remove the influence of living tissue. However, when observing a relatively shallow measurement point, for example, the real part signal Xa and the imaginary part signal Ya are obtained in the form of being superimposed on the real part signal xb and the imaginary part signal Yb, as shown in (
(see e)). However, due to the amplitude limit V of the integrating circuit 108, clipping occurs in the shaded portion, distorting the waveform. If the DC component is small and does not cause saturation, it is possible to remove the DC component with the conventional no-pass filter 111. However, when measuring blood flow in relatively shallow carotid arteries or deep small blood vessels, Due to the spread of the ultrasound beam, the echo signal from the living tissue around the blood vessel is particularly strong, and the DC component is particularly increased.
8 becomes saturated and the Doppler shift signal no longer appears. Therefore, even if the bypass filter 111 removes this DC component, it is not possible to obtain a Doppler shift signal, and an unnecessary frequency component is generated in the frequency analysis result, or the analysis result is interrupted. If either of the distorted Doppler shift signals X or Y becomes saturated, a phenomenon occurs in which information regarding the direction of blood flow cannot be obtained, which poses a diagnostic problem. This method solves the above-mentioned problems, and removes the DC component generated by the echo signal of the living tissue from each of the real part output and imaginary part output from the integrating circuit, and performs frequency analysis of only the blood flow. The present invention aims to provide an ultrasonic Doppler blood flow meter that can obtain as reliable blood flow information as possible. 12'\-7 Means for solving the problem and the technical means of the present invention for solving the above problem is to transmit an ultrasonic pulse into the living body and receive the echo signal reflected inside the living body. an ultrasonic transmitting/receiving means for transmitting an ultrasonic wave, a drive circuit for generating an ultrasonic pulse to be transmitted by the ultrasonic transmitting/receiving means, a transmission timing signal circuit for giving a timing at which the driving circuit generates an ultrasonic pulse; A phase detector for phase-detecting the obtained echo signal, and a reference signal generating circuit serving as a reference signal for the frequency and phase of the reference signal when phase-detecting the transmission signal of the drive circuit and the echo signal. a gate signal generation circuit that generates a gate signal at a time corresponding to an echo signal from the above, an analog switch that uses the gate signal to control opening and closing of the phase signal whose phase is detected by the phase detector, and only the section of the gate signal. An integration circuit that integrates the phase signal that has passed through the analog switch, calculates the sum of the phases within the gate signal section, and obtains a Doppler shift signal by repeating transmission and reception; It is equipped with a DC feedback circuit that negatively feeds back the DC component or very low frequency component of the shifted signal to the integrating circuit. Operation According to the present invention, with the above configuration, an echo signal is orthogonally detected, frequency analyzed, and displayed along the same path as in the conventional example. Here, negative feedback is applied to the integrator circuit by the DC component of the Doppler shift signal resulting from the integration, and the integrator circuit functions as a no-pass filter that blocks extremely low frequency regions. Therefore, by selecting a frequency that can remove only the influence of living tissue and that does not adversely affect the detection of Doppler shift from blood flow, it is possible to integrate only the AC component, which is the Doppler shift signal, instead of integrating the DC component. can be output to subsequent circuits. In this way, the direct current or extremely low frequency components of the orthogonal output generated by the echo signals from the living tissue can be removed, and only information on the blood flow direction can be obtained. Embodiment Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a bronc circuit diagram of an ultrasonic Doppler blood flow meter in one embodiment of the present invention. The ultrasonic Doppler blood flow meter of the present invention connects the DC and ultra-low frequency components of the orthogonal signal output from the integrating circuit or sample hold circuit in the conventional ultrasonic Doppler blood flow meter to the input of the integrating circuit via an analog switch. It is equipped with a DC feedback circuit 9 that provides negative feedback. That is, reference numeral 1 denotes an ultrasonic transmitting/receiving means (hereinafter referred to as "progue") that transmits ultrasonic pulses into the living body using the ultrasonic transmitting/receiving surface 1a and receives reflected echo signals due to differences in acoustic impedance, and is generally made of piezoelectric material. It is composed of 2 is a drive circuit that generates a drive voltage for generating ultrasonic pulses to be transmitted from the probe 1 at the frequency of an external clock and the timing of an external trigger, and drives the probe 1; 3 is a drive circuit 2 that generates the drive voltage. Transmission timing circuit that gives timing as a trigger, 4 is prog 1
A phase detector 5 detects the phase of the echo signal received by the drive circuit 2, and 5 is a standard for the frequency and phase of the reference signal when the phase detector 4 detects the transmission signal of the drive circuit 2 and the echo signal 151, near'. 6 is a gate signal generation circuit that generates a gate signal at a time corresponding to the propagation time of the ultrasonic wave from the transmitting/receiving surface 1a of the probe 1 to the target site, and 7 is a phase detector 4 that detects the phase. An analog switch 8 allows the phase signal and DC feedback voltage to pass through the gate signal section generated by the gate signal generation circuit 7. 8 integrates the phase signal that has passed through the analog switch 7, calculates the sum of the phase signals, and repeats transmission and reception. 1o is a sample hold circuit that holds the integrated result until the next integration result is obtained in order to reset the integration circuit 8 before it performs integration; 9 is an integration circuit or a DC feedback circuit that negatively feeds back the DC component or extremely low frequency component of the Doppler shift signal output from the sample and hold circuit 10 to the integrating circuit 8 via the analog switch 7; A bypass filter that removes signals of several hundred hertz or less from the shifted signal, 12 is sent to the bypass filter 16 - 7 A frequency analyzer that analyzes the frequency of the Doppler shift signal that has passed through 11, and 13 is a display that displays the results of the frequency analyzer 12 Department. Next, the operation of the above embodiment will be explained. In the above embodiment as well, the echo signal is orthogonally detected, frequency analyzed, and displayed according to the route explained in the conventional example. Negative feedback is applied to the integrating circuit 8 by DC components of the real part signal X and imaginary part signal Y after integration, respectively, and it functions as a bypass filter in the extremely low frequency region. 3(a) and 3(c) show an example of a specific circuit for the analog switch, the integrating circuit 8, the sample hold circuit 10°, and the DC feedback circuit 9 in the embodiment of FIG. Figures (b) and (d) are similar to Figure 3 (a) and (
It shows the signal waveform of each terminal in each figure of C). The circuit in (C) requires one system each for the real part signal X and the imaginary part signal Y, but one of them is shown in the figure. Both circuits in (C) can achieve exactly the same effect.First, as a first embodiment, the operation of the circuit in FIG. 1(a) will be explained with reference to FIG. 1(b). The integration circuit 8 in the figure has an amplification degree of −A
1, a resistor R1, and a capacitor C0.The input terminals are E, to which the output of the phase detector 4 (see Fig. 1) is applied, and Efo, to which the DC feedback voltage of the DC feedback circuit 9 is applied. The signals at the respective terminals are added just before the analog switch 7, and are integrated when the analog switch 7 is on. The analog switch 7 is turned ON during the period t1 to t2 of the gate signal, and the period tg is integrated, and the input terminal of the DC feedback circuit 9 (
The waveform shown in the figure is obtained at Ef- (output of the integrating circuit). Sample and hold circuit 10id-A (7) Time t from t2 when integration ends with gain. ), and hold this from t3 onwards. After the hold is completed, the integrator circuit resets the analog switch to the interval O from t3 to t4 by using the RESET signal in advance of the next transmission/reception.
C8 is discharged and reset. Output terminal E of sample hold circuit 1o. As shown in the figure, a Doppler signal discretized with a period T appears, and is applied to the next bypass filter 18 and the converter 11 (see FIG. 1). On the other hand, the DC feedback circuit 9
A low-pass filter is constructed with an inverting amplifier OP3, a capacitor Cf, and a resistor Rf. Direct current and extremely low frequency components are extracted from the output signal of the integrating circuit added to the Ef circuit, and negative feedback is provided via the resistor R2. . The inverting amplifier OP2 has a gain of -Af and is used to invert the phase. Therefore, the lower the frequency of the output of the integrating circuit, the more the amount of feedback increases, and the smaller the integration result becomes. The input/output characteristics of the above circuit are
It is calculated as follows. Equation (7) represents the voltage applied to the input terminal Ei within the gate time tg, and Equation (8) represents the integrating circuit output ef applied to the DC feedback circuit 9 and the DC feedback voltage e f o . In equation (8), ω is the output 19 to the integrating circuit.
It is the frequency of the converted Doppler shift signal, (tg/+
t, , )/T is the duty ratio of the Doppler shift signal that exists discretely for each period T, and since the integral interval from t1 to t2 is a transient state leading to .fl, the There are 9 equations less than 1 to correct the duty ratio. From equations (7) and (8), the gain A of the circuit in Fig. 3 (,) is as follows: (9) , (9) - 3 dB low cutoff layer wave number f. The frequency is selected to be able to block
It is appropriate to choose -1z. Next, as a second embodiment, the operation of the circuit shown in FIG. 3(c) will be explained with reference to FIG. 2(d). The main configuration and operation are the same as the first embodiment shown in FIG. Figure 3 (c
) is different in that the output of the sample hold circuit 1o is applied to the integrating circuit. Additionally, the inverting amplifier ○P2 used in the first embodiment is not needed in this embodiment because the sample and hold circuit 10 also serves this function. The input/output characteristics of this circuit are determined as follows. ... (11) Equations (11) and (12) correspond to Equations (1) and (8), respectively. From the above equations, the gain AV of the circuit in Figure 3 (C) is calculated by the following equation: It is shown in The key is the -3 dB low cutoff wave number f in equation (13). is expressed by the following equation. The determination of fo is the same as in the third figure), and the figure (e) is
The frequency characteristics of the circuits of FIGS. 3(a) and 3(c) are shown. As shown in the figure, the frequency f is capable of removing only the influence of living tissue and does not adversely affect the detection of Doppler shift from blood flow. By selecting , it is possible to output only the AC component, which is a Doppler shift signal, to the subsequent circuit without integrating the DC component. In this way, the Doppler shift signals appearing in the orthogonal signals X and Y from which the DC component has been removed will not be affected even if an echo signal from a living tissue is received at the same time. FIG. 4 shows output waveforms of the integrating circuit 6 of the embodiment of the present invention and the conventional example. The solid line is the one in which the present invention is implemented, 22 b,
The broken line is the conventional one, and the diagonal line is the one whose waveform has been shaved off due to saturation. As shown in the figure, by carrying out the present invention, the amplitude limit is expanded, and since there is no influence of DC voltage, it is possible to measure even very thin blood vessels, and the integration circuit 8 does not saturate, resulting in Doppler bias. The amplitude of the shifted signal can make maximum use of the amplitude limit V. As described in detail, according to the ultrasonic Doppler blood flow meter according to the present invention, the DC component or extremely low frequency component of the Doppler shift signal obtained by the integrating circuit is negatively fed back by the DC feedback circuit. This makes it possible to perform frequency analysis of only the blood flow, even if echo signals from living tissues that do not change over time are captured at the same time as echo signals from blood flow, using a simple circuit configuration. The flow pattern does not display anything other than blood flow, and accurate information regarding the direction of blood flow can be obtained. 4. Brief description of the drawings Fig. 1 is a block circuit diagram showing the ultrasonic doso 23 Bagepla blood flow meter in one embodiment of the present invention, Fig. 2 is a time chart showing the operation of the blood flow meter, and Fig. 3 3(b) is a time chart showing the operation of the circuit in FIG. 3(a).
Figure (C) is a specific circuit diagram of another embodiment of the main parts of the same blood flow meter, Figure 3 (d) is a time chart showing the operation of the circuit in Figure 3 (c), Figure 3 (,) is shown in Figure 3(a),
A diagram showing the frequency characteristics of the circuit in (C), FIG. 4 is a diagram comparing the integral waveforms of the present invention and a conventional one, FIG. 5 is a block circuit diagram of a conventional ultrasonic Doppler blood flow meter, and FIG. 6 is a conventional one. FIG. 2 is a diagram showing an integral waveform obtained using an ultrasonic Doppler blood flow meter. 1... Probe (ultrasonic transmitting/receiving means), 2...
...Drive circuit, 4...Phase detector, 5...
・Reference signal generation circuit, 6...Gate signal generation circuit, 7...Analog switch, 8...Integrator circuit, 9...DC feedback circuit, 10... ... Sample hold circuit, 11 ... Bypass filter, 12 ... Frequency analyzer, 13 ... Display unit. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and one other person
Q 0

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 生体内に超音波パルスを送信し、生体内で反射したエコ
ー信号を受信する超音波送受信手段と、この超音波送受
信手段で送信する超音波パルスを発生する駆動回路と、
この駆動回路が超音波パルスを発生するタイミングを与
える送信タイミング信号回路と、上記超音波送受信手段
で得られたエコー信号を位相検波する位相検波器と、上
記駆動回路の送信信号及び上記エコー信号を位相検波す
る際の参照信号の周波数と位相の基準となる基準信号発
生回路と、目的とする部位からのエコー信号に対応する
時刻にゲート信号を発生するゲート信号発生回路と、上
記位相検波器で位相検波された位相信号の開閉を上記ゲ
ート信号で制御するアナログスイッチと、上記ゲート信
号の区間のみ上記アナログスイッチを通過した位相信号
を積分し、ゲート信号の区間内の位相の総和を求め、送
受信を繰り返えすことによりドップラ偏移信号を得る積
分回路と、この積分回路で得られたドップラ偏移信号の
直流成分または超低周波成分を積分回路に負帰還する直
流帰還回路を具備したことを特徴とする超音波ドップラ
血流計。
an ultrasonic transmitting/receiving means for transmitting ultrasonic pulses into the living body and receiving echo signals reflected within the living body; a drive circuit for generating the ultrasonic pulses to be transmitted by the ultrasonic transmitting/receiving means;
A transmission timing signal circuit that provides the timing at which the drive circuit generates an ultrasonic pulse; a phase detector that detects the phase of the echo signal obtained by the ultrasonic transmitting/receiving means; A reference signal generation circuit that serves as a standard for the frequency and phase of a reference signal when performing phase detection, a gate signal generation circuit that generates a gate signal at a time corresponding to an echo signal from a target region, and the phase detector described above. An analog switch that controls the opening and closing of the phase-detected phase signal using the gate signal, and the phase signal that has passed through the analog switch only in the section of the gate signal is integrated, and the sum of the phases within the section of the gate signal is calculated, and the signal is transmitted and received. The present invention is equipped with an integrator circuit that obtains a Doppler shift signal by repeating the above steps, and a DC feedback circuit that negatively feeds back the DC component or extremely low frequency component of the Doppler shift signal obtained by this integrator circuit to the integrator circuit. Features: Ultrasonic Doppler blood flow meter.
JP10735485A 1985-05-20 1985-05-20 Ultrasonic Doppler blood flow meter Expired - Lifetime JPH0634790B2 (en)

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EP86303834A EP0202920B1 (en) 1985-05-20 1986-05-20 Ultrasonic doppler blood flowmeter
DE3689698T DE3689698T2 (en) 1985-05-20 1986-05-20 Blood speed meter based on the ultrasound Doppler principle.
US07/253,024 US4848356A (en) 1985-05-20 1988-10-04 Ultrasonic doppler blood flowmeter

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS63272333A (en) * 1987-04-30 1988-11-09 Yokogawa Medical Syst Ltd Pulse doppler ultrasonic diagnostic apparatus
JPH02116357A (en) * 1988-09-17 1990-05-01 Hewlett Packard Co <Hp> Demodulating circuit

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63272333A (en) * 1987-04-30 1988-11-09 Yokogawa Medical Syst Ltd Pulse doppler ultrasonic diagnostic apparatus
JPH0431261B2 (en) * 1987-04-30 1992-05-26
JPH02116357A (en) * 1988-09-17 1990-05-01 Hewlett Packard Co <Hp> Demodulating circuit

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