JPS6263879A - 超音波ドプラ装置のドプラ信号検出回路 - Google Patents

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】 〔技術分野〕 本発明は、超音波ドプラ装置に係り、特に、血流等の流
れの方向別のドプラ音の検出に好適な順流・逆流今夏回
路に関するものである。

〔背景技術〕

従来、超音波ドプラ装置において、血流等の流れの方向
を検出する方法は、直交検波して得られた９０度位相差
のあるドプラ音を、各々５さらに、９０度位相を回し１
位相の９０度進んだ信号同志。

位相の進んでいない信号同志を加算することにより、順
方向だけの音、逆方向だけの音を検出していた。

しかし、この方法では、広い周波数帯域に対して、血流
等の順流音、逆流音を正確に検出することが困難であっ
た。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、超音波ドプラ装置において。

ドプラ信号の順流成分、逆流成分を広い帯域にわたり、
正確に分離して別々のチャネルから出力することができ
る技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明ｗｉｔの記述及び添付図面によって明らかになるであ
ろう。

〔発明の概要〕

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、ドプラ信号の順流の信号分離は、直交検波す
ることにより、互いに９０度位相の異った信号として検
出される。この信号は、ヘッドフォン等で、２つ同時に
聞くと、位相差により、方向分離が可能であるが、各々
の音をスピーカにつなぐと、周波数的には同じものであ
るので、方向の分離はできない。周波数的に方向を分離
するためには、９０度位相差のあるドプラ信号を９０度
位相差のある局部発振信号と混合し、その出力を加算す
ることにより得られる信号から、流れの方向によって局
部発振信号の周波数より周波数が高くなったり、低くな
ったりして１周波数的に流れの方向を分離できる。従っ
て、この音をバイパスフィルタと、ローパスフィルタに
より分離し、各々もう一度、局部発振信号と混合するこ
とにより。

方向別の音を別々のチャネルに出力することができるよ
うにしたものである。

〔発明の構成〕

以下、本発明を実施例と共に図面を用いて説明する。

最初に、本発明の一実施例の超音波ドプラ装置のドプラ
信号検出の原理を第２図乃至第４図を用いて説明し、次
に、本発明の一実施例のドプラ信号検出回路の順流・逆
流信号分離回路の概略構成を第１図を用いて説明する。

なお、全図において、同−機能殻有するものは同一符号
を付け、その繰り返しの説明は省略する。

（１）ドプラ信号検出 ドプラ信号を検出するためには、第２図で示すように、
超音波受信信号■（Ａｃｏｓ（ω０＋ωｄ）ｔ）（血流
ドブラフを、高周波発振器４で発生された互いに９０度
位相の異なる参照波信号■、■′（＠　：　Ｂｃｏｓω
ｏ　ｔ　ｅ■’　：　Ｂｓ１ｎωｏ　ｔ　）と混合器１
゜１′により混合することにより１次に示す式（１）、
式（１′）で示す信号が得られ、この混合された信号を
、ローパスフィルタ２，２′に通すことにより、９０度
位相の異なるドプラ信号を検出することができる。

ここで、ωｄは、ドプラ信号の周波数（角速度）である
。

Ａｃｏｓ（ωｏ＋ωｄ）ｔ　Ｘ　ＢｃｏｓωｏｔＡｃｏ
ｓ（ｃ＊ｏ＋ｃｕｄ）ｔ　　Ｘ　Ｂｓ１ｎｃ＋＞ｏｔ即
ち、出力信号■はＡ　Ｂ／　２　（ｃｏｓωｄ　ｔ　Ｌ
出力信号■′は−Ａ　Ｂ／　２　（ｓｉｎωｄ　ｔ　）
となる、また、パルス変調がかかっていれば（パルスド
プラ法）。

ゲート回路３，３′により、任意深度（Ｔ＝τ）のドプ
ラ信号の位相変化がＡ　Ｂ　／　２　（ｃｏｓωｄｔ）
。

−ＡＢ／２（ｓｉｎωｄｔ）として得られる。

（２）順流音、逆流音の分離 前記（１）の項で説明したように、出力信号■はＡ　Ｂ
／　２　（ｃｏｓωｄ　ｔ　）、出力信号■′は−Ａ　
Ｂ／２（ｓｉｎωｄｔ）となり、ωｄ＞０のときは、出
力信号■′の方が、ωｄ＜Ｏのときは、出力信号■の方
が、９０度位相が進んでいるため、ステレオへッドフォ
ンでこの音を聞くと、ωｄの正負、即ち流れの方向を区
別できる。

この出力信号■、■′を各々９０度移相器５，５′を通
して、第３図のように加算器５Ａ、５Ａ’で加算するこ
とにより次の式（２）２式（２′）で示す信号が得られ
ろ。

＝−ＡＢ　５ｉｎｃ、＋ｄｔ　　（ωｄ　＞　Ｏ）＝０
　　　　（ωｄ（０）　　・・・・・・・・・・・（２
）＝０　　　　　（ωｄ〉０） ＝　ＡＢ　ｃｏｓωｄｔ　　（ωｄ　＜　Ｏ）　　＝−
・”・（２’）ωｄ＞０のときには、信号■が、ωｄ＜
Ｏのときには、信号■′が出力され、流れの方向により
、音のでるチャネルを分離することができる。

しかしながら、１つの周波数を、互いに９０度位相をず
らすことは簡単だが、広い周波数帯域にわたり、一様に
９０度位相をずらすことは非常に困難で、実際には、せ
いぜいｌディケイドの帯域を持つのがやっとである。

（３）周波数により順流、逆流の分離 第２図で得られた出力信号■、■′を第４図に示すよう
に、順流と逆流を周波数に分離するために、局部発振器
７で発生さ九た互いに９０度色位相異った局部発振信号
■、■′（■ＨＣｃｏｓωＬｅｐ（艷＋　：　Ｃ３ｉｎ
ωｔ　ｔ）と混合器６，６′により混合した出力を加算
器６Ａで加算することにより得られる式（３）の出力信
号■：　Ａ　Ｂ　Ｃ／　２　（ｅｏｓ（ωｄ＋ωＬ）１
）の周波数が流れの方向、即ち、ドプラ信号の周波数ω
ｄが正（順方向）か、負（逆方向）かにより局部発振信
号の周波数ω１より高くなったり低くなったりする。

Ｂ ＋　（−−ｓｉｘ＋ωｄｔ　Ｘ　Ｃｓ１ｎωＬｔ）ＢＣ ：＝　−（ｃｏｓ（ωｄ＋ωＬ）　ｔ　＋　ｃｏｓ（ｕ
ｄ−（ＩＩＬ　）　ｔ＋　ｃｏｓ（ｕｄ＋ｃｖＬ）ｔ　
−ｅｏｓ（ωｄ−Ｃ１）Ｌ　）ｔ）ＢＣ ＝　−ｃｏｓ（ωｄ＋ωＬ）ｔ　　　　　・・・川・・
・・・・・・（３）しかし、チャネルが１本であるので
、高い音と。

低い音とが混合しているので、聞き取りにくいという問
題がある。

（４）本実施例 第４図で得られた出力信号（Φを、第１図に示すように
１周波数ω、を遮断周波数とする急峻なバイパスフィル
タ８を通すと、逆方向、つまりｕｄくＯの成分が遮断さ
れ、順方向、つまりｕｄ＞０の成分だけが通過する。ま
た、出力信号■を２周波数ω、を遮断周波数とする急峻
なローパスフィルタ９を通すと、順方向、つまりｕｄ〉
０の成分が遮断され、逆方向、つまりｕｄ＜Ｏの成分だ
けが通過する。これらのバイパスフィルタ８及びローパ
スフィルタ９を通過した信号を、局部発振器７で発生さ
れた局部発振周波数ω、なる信号と。

混合器１０．１０’にて混合して、ローパスフィルタ１
１．１１’を通すことにより、順方向の流れ（ｕｄ〉０
）のときには、出力端子に信号■（ＡＢＣ”　／４　（
ｅｏｓωｄｔ））が、逆方向の流れ（ｕｄ＜０）のとき
には、出力端子に信号■’　（ＡＢＣ’　／　４　（ｅ
ｏｓωｄｔ　）　）が出力される。

本実施例によれば、ドプラ信号の帯域が広い場合におい
ても、順流音と逆流音を確実に分離することができる。

〔効果〕

以上説明したように、本発明によれば、２組の混合器に
より周波数的に方向を分離する周波数分離回路と、方向
別の音を取出す２組のフィルタ及び２組の混合器を設け
たので、順方向と逆方向の信号分離の帯域を従来法のも
の（約３００Ｈｚ〜約３Ｋ）Ｉｚ）に比べて少なくとも
その２倍のものを得ることができる。

これにより広範囲の血流速の音を方向分離検出すること
ができる。

なお、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく
、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であ
ることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例のドプラ信号検出回路の順
流・逆流信号分離回路の概略構成を示すブロック図、 第２図は、ドプラ信号検出回路の概略構成を示すブロッ
ク図・ 第３図は、順流信号、逆流信号分離のための従来法の回
路の概略構成を示すブロック図、第４図は、周波数によ
る順流信号、逆流信号の分離のための従来法の回路の概
略構成を示すブロック図である。 図中、１，１′・・・混合器、２．２’・・・ローパス
フィルタ、３．３′・・・ゲート回路、４・・・高周波
発振器、５，５′・・・９０度移相器、６．６′・・・
混合器、７・・・局部発振器、８・・・バイパスフィル
タ、９・・・ローパスフィルタ、１０．１０’・・・混
合器、１１゜１１′・・・ローパスフィルタである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）互いに９０度位相差を持つ参照波信号と、この参
   照波信号と受信信号を混合検波する２組の混合器と、２
   組のローパスフィルタよりなる超音波ドプラ装置のドプ
   ラ信号検出回路において、前記２組の混合器により周波
   数的に方向を分離する周波数分離回路と、方向別の音を
   取出す２組のフィルタ及び２組の混合器を設けたことを
   特徴とする超音波ドプラ装置のドプラ信号検出回路。