JPS6164237A - 超音波診断装置 - Google Patents
超音波診断装置Info
- Publication number
- JPS6164237A JPS6164237A JP18747684A JP18747684A JPS6164237A JP S6164237 A JPS6164237 A JP S6164237A JP 18747684 A JP18747684 A JP 18747684A JP 18747684 A JP18747684 A JP 18747684A JP S6164237 A JPS6164237 A JP S6164237A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frequency
- signal
- pass filter
- ultrasonic
- transducer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は超音波診断装置に関し、特にその中でもパルス
ドプラ法による超音波血流計測技術に関する。
ドプラ法による超音波血流計測技術に関する。
はじめに、従来の一般的なパルスドプラ法による超音波
血流計測装置の概要を説明する。
血流計測装置の概要を説明する。
第２図は、従来の超音波血流計測装置の１構成例を示す
。図において、■は送信器、２はトランスデユーサ、３
は受信器、４および５は直交検波器、６および７は高域
通過フィルタＨＰＦ、８ば周波数解析器（ＦＦＴ）、９
はディスプレイ装置。
。図において、■は送信器、２はトランスデユーサ、３
は受信器、４および５は直交検波器、６および７は高域
通過フィルタＨＰＦ、８ば周波数解析器（ＦＦＴ）、９
はディスプレイ装置。
１０はスピーカ、１１はコントローラ、１２および１３
はサンプル・ホールド回路である。
はサンプル・ホールド回路である。
送信器１によって超音波駆動パルス信号がトランスデユ
ーサ２に印加されると、トランスデユーサ２から超音波
パルスが生体中に放射されるとともに、生体中の測定対
象物である血液等からのエコーがトランスデユーサ２に
よって検出され、受信器３に入力される。
ーサ２に印加されると、トランスデユーサ２から超音波
パルスが生体中に放射されるとともに、生体中の測定対
象物である血液等からのエコーがトランスデユーサ２に
よって検出され、受信器３に入力される。
第３図の■は、第２図の０点の信号波形を示したもので
、３１はバースト状の超音波駆動パルス信号、３２はエ
コー信号を表している。なお超音波周波数としては２通
常１〜ｌＯＭＨｚが使用される。エコー信号３２は、受
信器３で増幅され。
、３１はバースト状の超音波駆動パルス信号、３２はエ
コー信号を表している。なお超音波周波数としては２通
常１〜ｌＯＭＨｚが使用される。エコー信号３２は、受
信器３で増幅され。
次に直交検波器４および５によりドプラシフト成分が取
り出される。さらにサンプル・ホールド回路１２および
１３により、ある部位におけるドプラ信号が得られる。
り出される。さらにサンプル・ホールド回路１２および
１３により、ある部位におけるドプラ信号が得られる。
高域通過フィルタＨＰＦ６，７は、たとえば心臓内血流
計測の場合に、心壁などで拍動に基づいて生じる極く低
い周波数で大振幅のドプラ信号成分を除去するために設
けられており、これにより血流速を示す微弱なドプラ信
号成分のＳ／Ｎが改善される。高域通過フィルタＨＰＦ
６．７のカットオフ周波数は１通常数百Ｈｚ程度に設定
されている。
計測の場合に、心壁などで拍動に基づいて生じる極く低
い周波数で大振幅のドプラ信号成分を除去するために設
けられており、これにより血流速を示す微弱なドプラ信
号成分のＳ／Ｎが改善される。高域通過フィルタＨＰＦ
６．７のカットオフ周波数は１通常数百Ｈｚ程度に設定
されている。
第４図は、高域通過フィルタが使用されない場合に生じ
るドプラ信号波形を示したもので、横軸が時間、縦軸が
周波数を表し、４１は血流速に基づくドプラ信号波形、
４２は心壁等に暴つくドプラ信号波形である。後者の信
号は、大振幅であるため高輝度あるいは高濃度で表示さ
れ、観察上の邪魔となる。高域通過フィルタはこれを除
去乃至抑制しようとするものであり１図中の破線で示す
帯領域はフィルタ作用範囲を示している。この幅は、た
とえば、１００Ｈｚ、２００Ｈｚ、４００Ｈｚなどであ
る。
るドプラ信号波形を示したもので、横軸が時間、縦軸が
周波数を表し、４１は血流速に基づくドプラ信号波形、
４２は心壁等に暴つくドプラ信号波形である。後者の信
号は、大振幅であるため高輝度あるいは高濃度で表示さ
れ、観察上の邪魔となる。高域通過フィルタはこれを除
去乃至抑制しようとするものであり１図中の破線で示す
帯領域はフィルタ作用範囲を示している。この幅は、た
とえば、１００Ｈｚ、２００Ｈｚ、４００Ｈｚなどであ
る。
周波数解析器８は、高域通過フィルタＨＰＦ６゜７の出
力信号についてフーリエ解析を行い１周波数スペクトル
を表すデータを連続的に生成する。
力信号についてフーリエ解析を行い１周波数スペクトル
を表すデータを連続的に生成する。
周波数解析器８からの解析結果は、ディスプレイ装置９
にモニタ表示される。
にモニタ表示される。
スピーカ１０は音響的にドプラ信号をモニタするために
使用され、そしてコントローラ１１は。
使用され、そしてコントローラ１１は。
装置内各要素に対して適切なタイミング信号あるいは制
御信号を与え、装置全体を統一的に制御する。
御信号を与え、装置全体を統一的に制御する。
一般に、パルスドプラ法による超音波血流計測では、超
音波周波数が高い稚仔解能が向上する。
音波周波数が高い稚仔解能が向上する。
しかし、超音波周波数を上げると計測可能な最大血流速
度が低下するとともに筋肉部分による減衰が急激に増大
し、他方、超音波周波数を下げると深部からのエコーは
強くなるが多重反射が残り易くなり、また超音波ビーム
が拡がる影響が現れる。
度が低下するとともに筋肉部分による減衰が急激に増大
し、他方、超音波周波数を下げると深部からのエコーは
強くなるが多重反射が残り易くなり、また超音波ビーム
が拡がる影響が現れる。
このような超音波周波数の違いと個体差や超音波ビーム
の入射部位などは、心壁等の壁によるドプラ信号に様々
に作用する。
の入射部位などは、心壁等の壁によるドプラ信号に様々
に作用する。
このため、超音波周波数やパルス繰り返し７周期を最適
なものに設定することが必要となるが、同時にどのよう
な状態においても心壁等の壁による影響を常に最大限に
除去できるようにする必要がある。
なものに設定することが必要となるが、同時にどのよう
な状態においても心壁等の壁による影響を常に最大限に
除去できるようにする必要がある。
（問題点を解決するための手段〕
本発明は、壁による低域周波数のドプラ信号成分を除去
するために設けられている高域通過フィルタのカットオ
フ周波数を連続的に調節できるようにして、上記した問
題点を解決するものである。
するために設けられている高域通過フィルタのカットオ
フ周波数を連続的に調節できるようにして、上記した問
題点を解決するものである。
そしてそのための発明の構成は、超音波周波数のパルス
信号を送信するとともにそのエコー信号を受信するトラ
ンスデユーサと、該トランスデユーサにより受信された
エコー信号を直交検波する検波器と、ある時点の位相変
化を検出するサンプル・ホールド回路と、不要な低周波
のドプラ信号成分を除去する可変型高域通過フィルタと
、該可変型高域通過フィルタのカットオフ周波数を所望
の値に設定する調節回路と、該可変型高域通過フィルタ
から出力された信号について周波数解析を行う周波数解
析器と、該周波数解析された結果を表示あるいは記録す
る手段とをそなえていることを特徴としている。
信号を送信するとともにそのエコー信号を受信するトラ
ンスデユーサと、該トランスデユーサにより受信された
エコー信号を直交検波する検波器と、ある時点の位相変
化を検出するサンプル・ホールド回路と、不要な低周波
のドプラ信号成分を除去する可変型高域通過フィルタと
、該可変型高域通過フィルタのカットオフ周波数を所望
の値に設定する調節回路と、該可変型高域通過フィルタ
から出力された信号について周波数解析を行う周波数解
析器と、該周波数解析された結果を表示あるいは記録す
る手段とをそなえていることを特徴としている。
以下に１本発明の詳細を実施例にしたがって説明する。
第１図は本発明の１実施例装置の構成図であり。
第２図に示されている従来例装置を改良した要部のみを
示したものである。第１図において、４および５は直交
検波器、８は周波数解析器、９はディスプレイ装置、１
０はスピーカ、１２およびｌ３はサンプル・ホールド回
路、１４および１５は可変型高域通過フィルタＨＰＦ、
１６はフィルタ調節回路を示している。
示したものである。第１図において、４および５は直交
検波器、８は周波数解析器、９はディスプレイ装置、１
０はスピーカ、１２およびｌ３はサンプル・ホールド回
路、１４および１５は可変型高域通過フィルタＨＰＦ、
１６はフィルタ調節回路を示している。
いま心壁から反射されたエコー信号をＡ（ｔ）ｓｉｎ（
ωＬ＋ａｎ）とし、血液から反射されたエコー信号をＢ
（ｔ−ｂｎ） ｓｉｎ （ωｔ＋ｃｎ）とすると、
直交検波器４および５に入力される合成エコー信号Ｄ（
ｔ）は。
ωＬ＋ａｎ）とし、血液から反射されたエコー信号をＢ
（ｔ−ｂｎ） ｓｉｎ （ωｔ＋ｃｎ）とすると、
直交検波器４および５に入力される合成エコー信号Ｄ（
ｔ）は。
Ｄ（ｔ） ＝Ａ（ｔ）ｓｉｎ（ωｔ＋ａｎ）＋Ｂ（ｔ
−ｂｎ）ｓｉｎ（ωｔ＋ｃｎ）と一般的に表すことがで
きる。なお、ここでｎは超音波パルスの繰り返し番号を
示している。
−ｂｎ）ｓｉｎ（ωｔ＋ｃｎ）と一般的に表すことがで
きる。なお、ここでｎは超音波パルスの繰り返し番号を
示している。
直交検波器４，５は乗算機能をもち、信号Ｄ（ｔ）に対
してそれぞれｃｏｓωｔおよびｓｉｎωｔを乗算し１次
のＥ＋（ｔ）およびＥｚ（ｔ）を出力する。
してそれぞれｃｏｓωｔおよびｓｉｎωｔを乗算し１次
のＥ＋（ｔ）およびＥｚ（ｔ）を出力する。
Ｅ、（ｔ）＝Ｄ（ｔ） ・ｓｉｎ ωｔ−Ａ（ｔ）
５ｉｎ（ωｔ ＋ａｎ） −５ｉｎ ωｔ＋Ｂ （
ｔ −ｂｎ） ５ｉｎ（ωｔ＋ｃｎ） ・ｓｉｎ ωｔ
＝ −Ａ （ｔ） （ｃｏｓ（２ωｔ ＋ａｎ） −ｃ
ｏｓ ａｎ）／ ２− Ｂ （ｔ−ｂｎ） （ＣＯ３（
２（ＩＪ ｔ ＋ｃｎ） −ｃｏｓ ｃｎ） ／ ２Ｅ
２（ｔ）＝Ｄ（ｔ） ・ｃｏｓ ωｔ＝ Ａ （ｔ）
ｓｉｎ（ωｔ ＋ａｎ） °ｃｏｓ ωｔ＋ Ｂ
（ｔ−ｂｎ）ｓｉｎ（ωｔ ＋ｃｎ） ・ｃｏｓ
ωＬ−Ａ （ｔ） （ｓｉｎ （２！（Ｉｌｌ ｔ
＋ａｎ） ＋ｓｉｎ ａｎ） ／ ２＋ Ｂ （ｔ
−ｂｎ）（ｓｉｎ（２ωｔ ＋ｃｎ）＋ｓｉｎ ｃｎ）
／２ここで５図示されていない低域フィルタを用いて２
ωの成分を除去すると１次のＦ＋（ｔ）、 Ｆｚ（ｔ
）が得られる。
５ｉｎ（ωｔ ＋ａｎ） −５ｉｎ ωｔ＋Ｂ （
ｔ −ｂｎ） ５ｉｎ（ωｔ＋ｃｎ） ・ｓｉｎ ωｔ
＝ −Ａ （ｔ） （ｃｏｓ（２ωｔ ＋ａｎ） −ｃ
ｏｓ ａｎ）／ ２− Ｂ （ｔ−ｂｎ） （ＣＯ３（
２（ＩＪ ｔ ＋ｃｎ） −ｃｏｓ ｃｎ） ／ ２Ｅ
２（ｔ）＝Ｄ（ｔ） ・ｃｏｓ ωｔ＝ Ａ （ｔ）
ｓｉｎ（ωｔ ＋ａｎ） °ｃｏｓ ωｔ＋ Ｂ
（ｔ−ｂｎ）ｓｉｎ（ωｔ ＋ｃｎ） ・ｃｏｓ
ωＬ−Ａ （ｔ） （ｓｉｎ （２！（Ｉｌｌ ｔ
＋ａｎ） ＋ｓｉｎ ａｎ） ／ ２＋ Ｂ （ｔ
−ｂｎ）（ｓｉｎ（２ωｔ ＋ｃｎ）＋ｓｉｎ ｃｎ）
／２ここで５図示されていない低域フィルタを用いて２
ωの成分を除去すると１次のＦ＋（ｔ）、 Ｆｚ（ｔ
）が得られる。
Ｆ ＋（ｔ） ＝１／２ ・（Ａ（ｔ）ｃｏｓ ａｎ
＋ Ｂ （ｔ−ｂｎ）ｃｏｓ ｃｎ）Ｆｚ（ｔ）−１
／２ ・（Ａ（ｔ）ｓｉｎ ａｎ ＋Ｂ（ｔ−ｂｎ）
ｓｉｎ ｃｎ）ここで各ｎについて１＝１０でサンプリ
ングした時系列データがｎの増加に対してａｎよりもＣ
ｎが大きく変化することを利用して、可変型高域通過フ
ィルタＨＰＦ１４，１５のカットオフ周波数を適切に設
定し、 ｐ＋（ｔ）、 Ｆｚ（ｔ）の各第１項を除
去する。通常高域通過フィルタのカットオフ周波数は数
百Ｈｚ程度に設定される。これにより次のＧ ＋ （ｔ
ｏ） 、Ｇ ｚ （ｔｏ）が得られる。
＋ Ｂ （ｔ−ｂｎ）ｃｏｓ ｃｎ）Ｆｚ（ｔ）−１
／２ ・（Ａ（ｔ）ｓｉｎ ａｎ ＋Ｂ（ｔ−ｂｎ）
ｓｉｎ ｃｎ）ここで各ｎについて１＝１０でサンプリ
ングした時系列データがｎの増加に対してａｎよりもＣ
ｎが大きく変化することを利用して、可変型高域通過フ
ィルタＨＰＦ１４，１５のカットオフ周波数を適切に設
定し、 ｐ＋（ｔ）、 Ｆｚ（ｔ）の各第１項を除
去する。通常高域通過フィルタのカットオフ周波数は数
百Ｈｚ程度に設定される。これにより次のＧ ＋ （ｔ
ｏ） 、Ｇ ｚ （ｔｏ）が得られる。
Ｇ＋（ｔｏ） ＝Ｂ（ｔｏ−ｂｎ） ｃｏｓ ｃｎＧｚ
（ｔｏ） ＝Ｂ（ｔｏ−ｂｎ） ｓｉｎ ｃｎこれらの
Ｃｚ（ｔｏ）、Ｇｚ（ｔｏ）は１周波数解析器８で平均
口乗和をつくり、 Ｂ（ｔｏ−ｂｎ）成分のサンプル
データが取り出される。周波数解析器８は、必要数のサ
ンプルデータに基づいて、有限区間のフＩＪ工解析を実
行し、解析結果をディスプレイ装置９に出力し表示させ
る。
（ｔｏ） ＝Ｂ（ｔｏ−ｂｎ） ｓｉｎ ｃｎこれらの
Ｃｚ（ｔｏ）、Ｇｚ（ｔｏ）は１周波数解析器８で平均
口乗和をつくり、 Ｂ（ｔｏ−ｂｎ）成分のサンプル
データが取り出される。周波数解析器８は、必要数のサ
ンプルデータに基づいて、有限区間のフＩＪ工解析を実
行し、解析結果をディスプレイ装置９に出力し表示させ
る。
装置の操作者は２診断時にディスプレイ装置を見ながら
、低域の周波数領域に現れる壁に基因したドプラ信号成
分（第４図の４２参照）の強さが最小になるようにフィ
ルタ調節回路１６を制御すればよい。
、低域の周波数領域に現れる壁に基因したドプラ信号成
分（第４図の４２参照）の強さが最小になるようにフィ
ルタ調節回路１６を制御すればよい。
第５図は、可変型高域通過フィルタＨＰＦ１４゜１５に
クロック可変フィルタ （スイソチドキャパシタフィル
タ）ＳＣＦを用いたときのフィルタ調節回路１６の実施
例構成を示したものである。図中、５１がクロック可変
フィルタＳＣＦ、５２が電圧制御発振器ＶＣ０，５３が
可変抵抗、５４が調節用ツマミを表している。
クロック可変フィルタ （スイソチドキャパシタフィル
タ）ＳＣＦを用いたときのフィルタ調節回路１６の実施
例構成を示したものである。図中、５１がクロック可変
フィルタＳＣＦ、５２が電圧制御発振器ＶＣ０，５３が
可変抵抗、５４が調節用ツマミを表している。
調節用ツマミ５４をまわし可変抵抗５３を適当な値に設
定することにより、対応する電圧あるいは電流が電圧制
御発振器ＶＣＯ５２に印加される。
定することにより、対応する電圧あるいは電流が電圧制
御発振器ＶＣＯ５２に印加される。
ＶＣＯ５２は印加された電圧あるいは電流値に応じた周
波数のクロックを発生し、５ＣＦ５１に印加する。５Ｃ
Ｆ５１は、クロック周波数に対応したカットオフ周波数
のフィルタ特性に自動的に調整される。
波数のクロックを発生し、５ＣＦ５１に印加する。５Ｃ
Ｆ５１は、クロック周波数に対応したカットオフ周波数
のフィルタ特性に自動的に調整される。
以上のように１本発明によれば、心壁等に基因するドプ
ラ信号を、高域通過フィルタの特性を手操作で調節する
ことにより、ディスプレイ装置上で能率的かつ効果的に
除去することができる。
ラ信号を、高域通過フィルタの特性を手操作で調節する
ことにより、ディスプレイ装置上で能率的かつ効果的に
除去することができる。
第１図は本発明の１実施例装置の要部構成図。
第２図は従来例装置の構成図、第３図は第２図のトラン
スデユーサ部の信号波形図、第４図は高域通過フィルタ
を用いない場合の周波数解析結果の表示例を示す図、第
５図は第１図の実施例装置における可変型高域通過フィ
ルタおよびフィルタ調節回路の構成例を示す図である。 図中、４および５は直交検波器、８は周波数解析器、９
はディスプレイ装置、１０はスピーカ。 １２および１３はサンプル・ホールド回路、１４および
１５は可変型高域通過フィルタＨＰＦ、１６はフィルタ
調節回路を示す。
スデユーサ部の信号波形図、第４図は高域通過フィルタ
を用いない場合の周波数解析結果の表示例を示す図、第
５図は第１図の実施例装置における可変型高域通過フィ
ルタおよびフィルタ調節回路の構成例を示す図である。 図中、４および５は直交検波器、８は周波数解析器、９
はディスプレイ装置、１０はスピーカ。 １２および１３はサンプル・ホールド回路、１４および
１５は可変型高域通過フィルタＨＰＦ、１６はフィルタ
調節回路を示す。
Claims (1)
- 超音波周波数のパルス信号を送信するとともにそのエコ
ー信号を受信するトランスデューサと、該トランスデュ
ーサにより受信されたエコー信号を直交検波する検波器
と、ある時点の位相変化を検出するサンプル・ホールド
回路と、不要な低周波のドプラ信号成分を除去する可変
型高域通過フィルタと、該可変型高域通過フィルタのカ
ットオフ周波数を所望の値に設定する調節回路と、該可
変型高域通過フィルタから出力された信号について周波
数解析を行う周波数解析器と、該周波数解析された結果
を表示あるいは記録する手段とをそなえていることを特
徴とする超音波診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18747684A JPS6164237A (ja) | 1984-09-07 | 1984-09-07 | 超音波診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18747684A JPS6164237A (ja) | 1984-09-07 | 1984-09-07 | 超音波診断装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6164237A true JPS6164237A (ja) | 1986-04-02 |
Family
ID=16206746
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18747684A Pending JPS6164237A (ja) | 1984-09-07 | 1984-09-07 | 超音波診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6164237A (ja) |
-
1984
- 1984-09-07 JP JP18747684A patent/JPS6164237A/ja active Pending
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