JPS6164238A - 超音波診断装置 - Google Patents
超音波診断装置Info
- Publication number
- JPS6164238A JPS6164238A JP18747784A JP18747784A JPS6164238A JP S6164238 A JPS6164238 A JP S6164238A JP 18747784 A JP18747784 A JP 18747784A JP 18747784 A JP18747784 A JP 18747784A JP S6164238 A JPS6164238 A JP S6164238A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frequency
- pass filter
- ultrasonic
- signal
- transducer
- Prior art date
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- 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５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は周波数解析器（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は周波数解析器（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。
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乃至１０ＭＨｚ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乃至１０ＭＨｚ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１２．１３
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１２．１３
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以下に設定
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以下に設定
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は心壁等に基づ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
去するものである。
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は心壁等に基づ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
去するものである。
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５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５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。また必要に応じてレコーダ（図示
省略）により記録される。
にモニタ表示される。また必要に応じてレコーダ（図示
省略）により記録される。
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。
パルスドプラ法による超音波血流計測では、超音波周波
数が低い稚虫体内での減衰が小さくなるため、深部計測
が可能となり、また検出可能な最大流速も大きくなるが
、その反面多重反射が長く残り、またビームの拡がりが
大きくなるなど壁の影響を受は易くなる。このため、計
測対象の個体差や計測部位などの条件に応じて、最適の
超音波周波数が選択されるようになっている。他方、壁
の影響を除去するために高域通過フィルタが設けられて
いるが、従来の装置では８固定の高域通過フィルタが用
いられているため、超音波周波数を低くすると、同じ部
位のドプラ信号でも、壁の影響が大きく現れるという問
題があった。
数が低い稚虫体内での減衰が小さくなるため、深部計測
が可能となり、また検出可能な最大流速も大きくなるが
、その反面多重反射が長く残り、またビームの拡がりが
大きくなるなど壁の影響を受は易くなる。このため、計
測対象の個体差や計測部位などの条件に応じて、最適の
超音波周波数が選択されるようになっている。他方、壁
の影響を除去するために高域通過フィルタが設けられて
いるが、従来の装置では８固定の高域通過フィルタが用
いられているため、超音波周波数を低くすると、同じ部
位のドプラ信号でも、壁の影響が大きく現れるという問
題があった。
［問題点を解決するための手段〕
本発明は、上記した問題点を解決するため、超音波周波
数が低い程、高域通過フィルタの力・７トオフ周波数を
上げるように高域通過フィルタの特性を制御するもので
ある。
数が低い程、高域通過フィルタの力・７トオフ周波数を
上げるように高域通過フィルタの特性を制御するもので
ある。
そしてそのため本発明の構成は、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
、上記超音波周波数の値を切り替えるとき、それに応じ
て上記可変型高域通過フィルタのカットオフ周波数を適
当な値に変更する制御回路と、上記可変型高域通過フィ
ルタの出力信号につりで周波数解析を行う周波数解析器
と、該周波数解析の結果を表示あるいは記録する出力装
置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
、上記超音波周波数の値を切り替えるとき、それに応じ
て上記可変型高域通過フィルタのカットオフ周波数を適
当な値に変更する制御回路と、上記可変型高域通過フィ
ルタの出力信号につりで周波数解析を行う周波数解析器
と、該周波数解析の結果を表示あるいは記録する出力装
置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はフィルタ制？Ｉ１１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はフィルタ制？Ｉ１１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
（ωｔ’−，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。
（ωｔ’−，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−船釣に表すことができ
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−船釣に表すことができ
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５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５次
のＥ＋（ｔ）およびＥｚ（ｔ）を出力する。
Ｅ＋（ｔ）＝Ｄ（ｔ） −３ｉｎ（１）ｔ＝Ａ（ｔ）
５ｉｎ（ωｔ ＋ａｎ） ・ｓｉｎωｔ＋Ｂ （ｔ
−ｂｎ） ５ｉｎ（ωｔ＋ｃｎ）ｓｉｎ ωｔ＝ −
Ａ （ｔ） （ＣＯ５（２（ＩＪ ｔ ＋ａｎ） −ｃ
ｏｓ ａｎ） ／ ２− Ｂ （ｔ−ｂｎ） （ＣＯ５
（２（１） ｔ ＋ｃｎ） −ｃｏｓ ｃｎ） ／ ２
Ｅｚ（ｔ）＝Ｄ（ｔ） ・ｃｏｓ ωｔ＝Ａ（ｔ）
５ｉｎ（ωｔ ＋ａｎ） ・ｃｏｓ ωｔ＋ Ｂ （ｔ
−ｂｎ）ｓｉｎ（ωｔ ＋ｃｎ） °ｃｏｓ ωｔ＝
Ａ （ｔ） （ｓｉｒ＋ （２（１） ｔ ＋ａｎ
） ＋ｓｉｎ ａｎ） ／ ２＋Ｂ（む−ｂｎ）（
ｓｉｎ（２ω ｔ ＋ｃｎ）＋ｓｉｎ ａｎ）／２
ここで２図示されていない低域フィルタを用いて２ωの
成分を除去すると１次のＦ ＋（ｔ）、 、Ｆ ｚ（ｔ
）が得られる。
５ｉｎ（ωｔ ＋ａｎ） ・ｓｉｎωｔ＋Ｂ （ｔ
−ｂｎ） ５ｉｎ（ωｔ＋ｃｎ）ｓｉｎ ωｔ＝ −
Ａ （ｔ） （ＣＯ５（２（ＩＪ ｔ ＋ａｎ） −ｃ
ｏｓ ａｎ） ／ ２− Ｂ （ｔ−ｂｎ） （ＣＯ５
（２（１） ｔ ＋ｃｎ） −ｃｏｓ ｃｎ） ／ ２
Ｅｚ（ｔ）＝Ｄ（ｔ） ・ｃｏｓ ωｔ＝Ａ（ｔ）
５ｉｎ（ωｔ ＋ａｎ） ・ｃｏｓ ωｔ＋ Ｂ （ｔ
−ｂｎ）ｓｉｎ（ωｔ ＋ｃｎ） °ｃｏｓ ωｔ＝
Ａ （ｔ） （ｓｉｒ＋ （２（１） ｔ ＋ａｎ
） ＋ｓｉｎ ａｎ） ／ ２＋Ｂ（む−ｂｎ）（
ｓｉｎ（２ω ｔ ＋ｃｎ）＋ｓｉｎ ａｎ）／２
ここで２図示されていない低域フィルタを用いて２ωの
成分を除去すると１次のＦ ＋（ｔ）、 、Ｆ ｚ（ｔ
）が得られる。
Ｆ ＋（ｔ） ＝１／２ ・（Ａ （ｔ）ｃｏｓ ａ
ｎ ＋ Ｂ （ｔ−ｂｎ）ｃｏｓ ｃｎ、）Ｆｚ（ｔ）
−１／２ ・（Ａ（ｔ）ｓｉｎ ａｎ ＋Ｂ（ｔ−ｂ
ｎ）ｓｉｎ ｃｎ）ここで各ｎについて１＝１ｏでナン
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Ｃｎ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のカントオフ周波数を適切
に設定しておくことにより、 Ｆｌ（ｔ）、 Ｆ２
（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程度にフィルタ制御回路１
６により超音波周波数の値に応して設定される。これに
より次のＧ ＋ （ｔｏ） 、 Ｇ ２ （ｔｏ）が得
られる。
ｎ ＋ Ｂ （ｔ−ｂｎ）ｃｏｓ ｃｎ、）Ｆｚ（ｔ）
−１／２ ・（Ａ（ｔ）ｓｉｎ ａｎ ＋Ｂ（ｔ−ｂ
ｎ）ｓｉｎ ｃｎ）ここで各ｎについて１＝１ｏでナン
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Ｃｎ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のカントオフ周波数を適切
に設定しておくことにより、 Ｆｌ（ｔ）、 Ｆ２
（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程度にフィルタ制御回路１
６により超音波周波数の値に応して設定される。これに
より次のＧ ＋ （ｔｏ） 、 Ｇ ２ （ｔｏ）が得
られる。
Ｃ＋（ｔｏ） ＝Ｂ（ｔ、−ｂｎ） ｃｏｓ ｃｎＧ
ｚ（ｔｏ） ＝ Ｂ （ｔｏ−ｂｎ） ｓｉｎ ｃｎ
これらのｃ ＋ （ｔｏ） 、 ｃ ｚ（ｔｏ）は１周
波数解析器８で平均口乗和をつくり、 Ｂ（ｔｏ−ｂｒ
＋）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
のフーリエ解析を実行し、解析結果をディスプレイ装置
９に出力し表示させる。
ｚ（ｔｏ） ＝ Ｂ （ｔｏ−ｂｎ） ｓｉｎ ｃｎ
これらのｃ ＋ （ｔｏ） 、 ｃ ｚ（ｔｏ）は１周
波数解析器８で平均口乗和をつくり、 Ｂ（ｔｏ−ｂｒ
＋）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
のフーリエ解析を実行し、解析結果をディスプレイ装置
９に出力し表示させる。
超音波周波数の切り替えは９図示されていない手段によ
り操作者がコントローラ（第２図参照）に指示すること
により実行される。たとえば２ＭＨｚと４ Ｍ Ｈｚの
２段階切り替えが可能にされる。
り操作者がコントローラ（第２図参照）に指示すること
により実行される。たとえば２ＭＨｚと４ Ｍ Ｈｚの
２段階切り替えが可能にされる。
切り替えられた超音波周波数の値を表す情報（超音波周
波数情報という）はフィルタ制御回路１６に通知される
。
波数情報という）はフィルタ制御回路１６に通知される
。
フィルタ制御回路１６は、超音波周波数がたとえば４
Ｍ Ｈｚのとき高域通過フィルタＨＰＦのカットオフ周
波数を２００Ｈｚに設定し、そして超音波周波数が２Ｍ
ＨｚのときＦ（ＰＦのカットオフ周波数を４００Ｈｚに
設定するといった具合である。
Ｍ Ｈｚのとき高域通過フィルタＨＰＦのカットオフ周
波数を２００Ｈｚに設定し、そして超音波周波数が２Ｍ
ＨｚのときＦ（ＰＦのカットオフ周波数を４００Ｈｚに
設定するといった具合である。
第５図は可変型高域通過フィルタおよびフィルタ制？１
１１回路１６の構成例を示したもので、７１は第１図の
可変型高域通過フィルタ１４および１５の双方に使用さ
れるデバイスのスイノチドキャパシタフィルタＳＣＦで
あり。７２はマルチプレクサＭＰＸである。
１１回路１６の構成例を示したもので、７１は第１図の
可変型高域通過フィルタ１４および１５の双方に使用さ
れるデバイスのスイノチドキャパシタフィルタＳＣＦで
あり。７２はマルチプレクサＭＰＸである。
スイッチドキャパシタフィルタ５ＣＦ７１は。
印加するクロックの周波数を変えることにより。
そのカットオフ周波数特性を任意に変化させることがで
きる。本実施例では、クロック■および■の周波数を５
ＣＦ７１のカットオフ周波数がそれぞれ２００Ｈｚおよ
び４００Ｈｚとなるように予め設定しておき、超音波周
波数が４ＭＨｚか２ＭＨｚかにしたがって超音波周波数
情報“１”または“０”をＭ Ｐ Ｘ ７２に与えるこ
とにより、対応するクロックを選択し、５ＣＦ７１に印
加するようにしている。
きる。本実施例では、クロック■および■の周波数を５
ＣＦ７１のカットオフ周波数がそれぞれ２００Ｈｚおよ
び４００Ｈｚとなるように予め設定しておき、超音波周
波数が４ＭＨｚか２ＭＨｚかにしたがって超音波周波数
情報“１”または“０”をＭ Ｐ Ｘ ７２に与えるこ
とにより、対応するクロックを選択し、５ＣＦ７１に印
加するようにしている。
以上のように本発明によれは、超音波周波数の切り替え
に応じて高域通過フィルタの特性を自動的に最適なもの
に変更し、壁に基因する低周波のドプラ信号成分を効果
的に除去することができるので、見易い出力画面あるい
は記録を得ろことができる。
に応じて高域通過フィルタの特性を自動的に最適なもの
に変更し、壁に基因する低周波のドプラ信号成分を効果
的に除去することができるので、見易い出力画面あるい
は記録を得ろことができる。
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図は可変型高域通過フィルタおよびフィルタ制御回路
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
ルタ制御回路を示す。
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図は可変型高域通過フィルタおよびフィルタ制御回路
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
ルタ制御回路を示す。
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、上記超音波周波数の値を切り
替えるとき、それに応じて上記可変型高域通過フィルタ
のカットオフ周波数を適当な値に変更する制御回路と、
上記可変型高域通過フィルタの出力信号について周波数
解析を行う周波数解析器と、該周波数解析の結果を表示
あるいは記録する出力装置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 |
|---|---|---|---|
| JP18747784A JPS6164238A (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 |
|---|---|---|---|
| JP18747784A JPS6164238A (ja) | 1984-09-07 | 1984-09-07 | 超音波診断装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6164238A true JPS6164238A (ja) | 1986-04-02 |
Family
ID=16206762
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18747784A Pending JPS6164238A (ja) | 1984-09-07 | 1984-09-07 | 超音波診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6164238A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63315039A (ja) * | 1987-06-19 | 1988-12-22 | Toshiba Corp | 超音波診断装置 |
-
1984
- 1984-09-07 JP JP18747784A patent/JPS6164238A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63315039A (ja) * | 1987-06-19 | 1988-12-22 | Toshiba Corp | 超音波診断装置 |
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