JPS6331645A - ドプラ信号分析表示装置 - 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】 ＜ｌＬ業上の利用分野） 本５で明はドプラ方式用音波診断装置に用いるドプラ信
号分析表示装置の改良に関する。

（従来の技術〉 超音波パルスを被検体に放射すると反射体からエコーが
戻ってくるが、この反射体が運動していると、受信され
るエコーの周波数は送信周波数と異なり、反射体が探触
子の方に向かって動いているときは受信周波数は送信周
波数より高く、逆に遠ざかる時は低くなる。そして、そ
の周波数偏移は反射体の運動速度に比例する。このドプ
ラー効果を利用して、例えば心臓や血管内を流れる血液
の方向と速さを知ることができる。その方法として受信
周波数１尺に送信信号と等しい周波数の正弦波ｆ、から
オフセット周波数「１を差引いた周波数を減じてビート
周波数Δ「６を作って解析している。

△ｆＢ＝ｆＲ−（ｆ７−ｆＨ） −ｆ　１＋２ｒ　７　Ｖｃｏｓθ／Ｃ・＜１）ここで　
Ｃ；媒ｇ日中の音速 ■；反射体の速度（探触子に向う速度 を正とする。） θ；音波ビームの方向と反射体の運動 方向とのなす角 心臓や１ＩｉＩ管の中を流れる血液は時々刻々その方向
と速さが変わっているので、これを瞬時瞬時で計測し、
ＣＲＴに表示できれば便利である。又、成る時刻におけ
る血流は同一速度で流れるでいるわけではなく、色々異
なった速度の血液が流れており、特に乱流の場合には正
逆両方向の血流が同時に存在する。この流れの分布を高
速で計算し、ＣＲＴ上に実時間で表示するものとしてド
プラ信号分析表示装置が使用される。

このドプラ信号分析表示装置として、高速フーリエ変ｌ
！Ｊ（以下ＦＦＴという＞！ｉｉ置が用いられている。

このＦＦＴ装費にドプラ装置で１０たドプラビート信号
へ「８を入力すると、装置はＡＤ変換後流速分布Ａ５平
均流速を演算する。この演算結果は再びアナログ信号に
変換され、ＣＲＴに表示される。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、ドプラ信号分析表示装置の実時間分析には汎
用プロセッサシステムでは間に合わず、可成りの専用化
されたハードウェアを必須とじているため、装置は大掛
かりとなり、高価なものとなっている。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的は
、実時間処理の精度を落し、ｖＩＷ：処理は実時間でな
く行うことにより周波数分析器においてハードウェアの
必要度の少ないドプラ信号分析表示装置を実現すること
にある。

（問題点を解決するための手段） 前記の問題点を解決する本発明は、反射ドプラ信号のデ
ータの周波数分析演算手段と、前記データの記憶手段と
、演ｎ結果を表示し画面のフリーズ機能を有する画面表
示手段とを有するドプラ信号分析表示装置において、周
波数分析演算手段には実時間処理を行う精密さを要しな
い高速分析機能と、精密処理を行う精密分析機能とを備
え、必要に応じて実時間分析処理による表示画面をフリ
ーズして、前記記憶手段に書き込まれた実時間処理によ
るデータを精密分析処理し、前記表示画面の修正を行う
ことを特徴とするものである。

（作用） 入カドブラ信号のデータを周波数分析器の精密さを要し
ない高速分析機能により実時間処理して表示装置に画面
表示をさせると共に前記データをメモリに書き込み、必
要に応じて表示画面をフリーズし、前記記憶手段に出き
込まれたデータを読み出して精密分析機能により精密分
析を行ってフリーズされた表示画面を前記精密分析デー
タによって修正浄書する。

〈実施例） 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

図は本発明の一実施例を示ず構成ブロック図である。反
射ドプラ信号にはｉ信号（同相）とｑ信号（貞女）の両
信号があるが、ここでは１チャネル分のみを説明する、
図において、１は分析を受けるアナログのドプラ信号を
ディジタルに変換するＡＤ変換器、２ａ、　２ｂ、２Ｃ
，２ｄ、　２ｅは制御器３の制御信号により連動して動
作する切換回路である。制御１６３はスイッチＳがオン
のとぎ切替回路２ａ〜２ｅを図の位置から逆の位置に動
作させる。４は入カドアラ信号を分析して出力を後述の
ＣＲＴモニタに表示させる周波数分析器で、４ａはＷＨ
Ｔ（ウオルシュ　アダマール変換）部、４ｂはＦＦＴ部
である。５はＡＤ変換器１の出力を記憶しておく波形メ
モリ、６はクロック発ｉ器７からのクロックによって波
形メしり５への書き込みアドレスを発生する虐き込みア
ドレス発生器、８はクロック発振器９からのクロックに
よって波形メモリ５に格納されているデータの読み出し
アドレスを発生する読み出しアドレス発生器である。

１０はＷＨＴ部４ａのためのビデオバッファ１０ａと、
ＦＦＴ部４ｂのためのフレームメモリ１０ｂを備えたＤ
ＳＧで、その出力信号はＤＡ変換器１１でアナログ信号
に変換されてＣＲＴモニタ１２に表示される。

次にこのように構成された回路の動作を説明する。先ず
、実時間動作時は、スイッチＳは図のオフの位置にあっ
て切替回路２８〜２ｅは図示の位置になっている。ドプ
ラ信号入力はＡＤ変換器１ににってディジタル信号に変
換され、切替回路２ａを経て周波数分析器４と波形メモ
リ５に入る。

周波数分析器４ではＷＨＴ部４ａにて実時間で入力信号
を姶埋する。Ｗｌ−ＩＴは、ＦＦＴが三角関数８直交関
数として用いる変換であるのに対して、三角関数を完全
に飽和させたときにｆｊられる士の２値関数列を用いた
変換であるため、精密度に欠ｔブる点はあるが演算はす
べて加減算のみであり、回路構成が容易であって、しか
も高速演算が可能である。従って、周波数分析器４はＦ
ＦＴでは側底間に合わないような処理能力を発揮できる
ので、実用−りは用って遅いハードウェアで初がし１ｑ
るＯＷ　ＨＴ部４ａは入カドブラ信号の成る長さの区間
分の処理をして、周波数スペクトラムに直し、その出力
信号はＤＳＣｌｏのごデオバッファ１０ａ及び切替回路
２ｅの接点を経てＤＡ変換器１１でアナログ信号に変換
され、ＣＲＴモニタ１２で表示される。一方、クロック
発振器７のクロックにより占き込みアドレス発生器６は
書き込みアドレスを発生してドプラ信号を波形メモリ５
に書き込む。波形メモリ５は、ＤＳＣｌ　０に取り込ま
れ、ＣＲＴモニタ１２に表示され−Ｃいる区間分のデー
タを保持している。

成る長さの区間の信号をＣＲＴモニタ１２で表示なした
とき、又は必要に応じて画面をフリーズする。フリーズ
した直後又は別途支持が出力された時点で、スイッチＳ
がオンになり、制御Ｉ器３が動作して切替回路２８〜２
ｅが切替わって接点が図の位置の反対側に入る。このと
きクロック発振器９からのクロックは切替回）’１５２
ｄを通って読み出しアドレス発生器８から読み出しアド
レスを発生させ、波形メモリ５に格納されている実時間
動作時に記憶したドプラ信号のデータを読み出す。

読み出されたデータは切替回路２ｄを経て周波数分析′
ａ４のＦＦ７部４ｂに入り、精密分析処理される。この
過程は先に表示され、フリーズされていたデータをＦＦ
７部４ｂに五つ一〇精密分析を行うもので、精密分析さ
れたデータは逐次ＤＳＣＩＯのフレームメモリ１０ｂｌ
、：格？ｌ’ｌされ、精密分析が終ったところで切替回
路２ｅ、ＤＡ変換器１１を経てＣＲＴモニタ１２のフリ
ーズされた表示を精密に、時間軸２周波数軸をぴったり
と合せて書き直す。この精密分析を行って浄書する過程
は実時間表示ではないため時間的に多少の余裕があるの
で、ＦＦＴ部は左程高速でなくても良い。この間切替回
路２ａは△Ｄ変換器１の出力が波形メモリ５に入らない
ように切断されている。波形メモリ５を読む順序は順方
向でも逆方向でも差支えはない。

ＦＦＴ処理の場合はｉ信号とｑ（Ｒｎを周波数分析を行
った（餐、１次結合を取ることにより方向分前できたが
、ＷＨＴ処理では高いナイドローブのため先に１信号と
ｑ信号に方向分離したのら分析処理する。

以上説＋１１１　ｕたように実時間！ＩＩ！ｉ　ＩＩＩ
と精密分析処理とに分けてＷＨＴ部により処理し、精密
分析は必要なときのみ行うため分析器におけるハードウ
ェアの心髄度が少なくなった。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではない。実
施例では精密を要しない高速処理と精密な低速！ｌ！Ｘ
理の組合せが’　Ｗ　ｌ−Ｉ　Ｔ処理−ＦＦＴ処理゛。

であったが、この組合せは色々考えられる。

例えば 実時間処理＝データの語数を減したく周波数軸上での分
解能が元のデータのり−ン ブリングレートに恣みて理論（的よ りも粗い）ＦＦＴ処理で、その結 果、データの区間間引きを伴うも の 精密分析処理−すべでのデータａ？ｉを利用している周
波数軸上での分解能が理論 ＃ｉ通りの、データの区間間引さ を行わないＦＦＴ処ｉｌｌ という組合せも良好な組合せである。又、同じ１：「下
同志でデータの語の分解能（右ダＪごット枚）を違えた
ものとか、又はそれに（Ｊｌ用して固定小数点と浮動小
数点の違いとか、途中のＡ−バーフロの許容の有無など
の違いで差をつｔｉでも良い。

更に 実時間処理−ぎロクロス　タイム　インターバル　ヒス
トグラム？去又はフィルり バンク法 精密低速処理＝ＦＦＴＦＦ 上いう組合せも良い。

又、精密処理後の浄書過程で、ＣＲＴモニタの浄書を行
うだけでなく、ストリップチｒ−トレコーダにスペクト
ラム像を同時にｍき出すようにすれば有効である。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように本発明によれば、実時間処理
において精度を落すことが出来たので、周波数分析器の
ハードウェアの必要度が少なくなった。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例の構成ブロック図である。 １・・・△Ｄ変換器　　　２８〜２ｅ・・・切替回路３
・・・制御器　　　　　４・・・周波数分析器４　ａ　
・−Ｗ　ｌ−Ｉ　Ｔ部　　　４ｂ・ＦＦ７部５・・・波
形メモリ ６・・・書ぎ込みアドレス発生器 ７．９・・・クロック光撮器 ８・・・読み出しアドレス発生器 １０・・・ＤＳＣ１０ａ・・・ビデオバッファ１０ｂ・
・・フレームメモリ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 反射ドプラ信号のデータの周波数分析演算手段と、前記
   データの記憶手段と、演算結果を表示し画面のフリーズ
   機能を有する画面表示手段とを有するドプラ信号分析表
   示装置において、周波数分析演算手段には実時間処理を
   行う精密さを要しない高速分析機能と、精密処理を行う
   精密分析機能とを備え、必要に応じて実時間分析処理に
   よる表示画面をフリーズして、前記記憶手段に書き込ま
   れた実時間処理によるデータを精密分析処理し、前記表
   示画面の修正を行うことを特徴とするドプラ信号分析表
   示装置。