JP2719706B2 - 超音波ドプラ分析装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は血流を計測する超音波ドプラ分析装置、特
にそのドプラ分析処理及び血流イメージング分析処理に
於けるシステムに関するものである。

［従来の技術］ 第３図は従来のドプラ分析機能と血流イメージング機
能を持った超音波診断装置を示すブロック図である。図
において（１）は超音波パルスを一定周期で発射し、生
体組織から反射してきた信号（エコー信号）を受信する
プローブ、（２）は超音波の送受波とエコー信号のＢモ
ード処理を行う送受信回路及びＢモード用信号処理部、
（３）は受波された信号を直交検波し低域成分のみ通過
する直交検波部である。（４）は直交検波部（３）から
入力される信号に基づいてCWドプラ分析あるいはパルス
ドプラ分析を行うCW＆パルスドプラ分析部、（５）は直
交検波部（３）から入力される信号に基づいて血流等を
カラーイメージングするための分析を行うカラーイメー
ジング分析部である。（６）は画像情報を記憶しD/A変
換出力するデジタル・スキャン・コンバータ（DSC）、
（７）はカラー変換器、（８）はD/A変換器、（９）は
表示部である。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のような従来のドプラ分析機能と血流イメージン
グ機能を持った超音波診断装置では、CW＆パルスドプラ
分析部（４）とカラーイメージング分析部（５）とは、
非常に良く似ており、結局のところ共に直交検波によっ
て得られたバイポーラビデオ信号に基づいてドプラ周波
数（位相量）を算出しているにすぎない。しかるに従来
の装置では直交検波より後段のCW＆ドプラ分析部（４）
とカラーイメージング分析部（５）とを別々に持つよう
にしているため、ハードウェアの量が多くなるという問
題点があった。

この発明は、かかる問題点を解決するためになされた
もので、ドプラ分析部と血流イメージング分析部を共通
化して、ハードウェアの量を少なくした超音波ドプラ分
析装置を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る超音波ドプラ分析装置は、超音波エコ
ー信号のドプラ効果より得たドプラ偏位周波数成分を直
交検波して、低域フィルタを通し、A/D変換後に、超音
波ドプラ分析及び血流イメージング分析をし血流を計測
する装置に於いて、超音波ドプラ分析をする第１の演算
手段及び血流イメージング分析をする第２の演算手段
を、共通のデジタル・シグナル・プロセッサ（以下DSP
という）を用いて構成し、ドプラ分析用システムと、血
流イメージング分析用システムとを切り換えて動作させ
る様にしたことを特徴としているものである。

［作用］ この発明においては、共通のDSPの動作モードを切り
換えることにより、ドプラ分析処理と血流イメージング
分析処理を行う。

［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例を示す全システムのブロ
ック図であり、超音波プローブ（10）は超音波信号の送
受波を行い、送受信部（11）は超音波信号を送信し、エ
コー信号を受信する機能を持つ。直交検波器（12）はエ
コー信号成分を互いに直交する２つの信号成分に検波
し、低域フィルタ（13）により高調波成分を取り除き、
A/D変換器（14）でA/D変換をする。Ｂモード信号処理部
（15）はエコー信号のＢモード処理を行う。ここまでの
構成と機能は、第３図の従来例の超音波プローブ
（１）、送受信回路及びＢモード用信号処理部（２）及
び直交検波部（３）の構成及び機能と同様である。（16
1）はドプラ信号処理部で、DSP（16）とメモリ（17）を
有するものである。

DSP（16）はコントロール回路（18）に基づいてメモ
リ（17）内のプログラムによりA/D変換器（14）の出力
データを処理する。メモリ（17）には、CW＆パルスドプ
ラ分析処理用のプログラムとカラーイメージング分析処
理用のプログラムが格納されており、これらのプログラ
ムのどちらかがコントロール回路（18）の指令によって
起動される。

DSC（19）（デジタル・スキャン・コンバータ）はＢ
モード信号処理部（15）の出力信号とドプラ信号処理部
（161）の出力信号を画像情報として記憶する。DSC（1
9）に記憶された画像情報は所定のタイミングで繰り返
し読み出され、読み出された画像情報はカラー変換器
（20）でカラー処理され、D/A変換器（21）でD/A変換さ
れ、モニタ（22）で表示される。

このように構成された装置に於けるドプラ信号処理部
（161）の動作は次の通りである。

コントロール回路（18）の指令によりCW＆パルスドプ
ラ分析処理用のプログラムが起動されたとき、そのプロ
グラムで動作するドプラ信号処理部（161）の機能ブロ
ック図は、例えば第２図（Ａ）のようになり、直交する
２信号I,Qのそれぞれに対するレンジゲート手段（41）
とウォールフィルタ手段（42）が形成され、またウォー
ルフィルタ手段（42）の２つの出力信号について複素FF
T（高速フーリエ変換）を行う複素FFT手段が形成され
る。

このような機能ブロックを有するドプラ信号処理部
（161）は、CW＆パルスドプラ分析処理装置として動作
し、エコー信号のドプラ周波数のスペクトル分析を行っ
てその出力信号をDSC（19）に入力する。なお、ドプラ
周波数のスペクトル分析にはFFT以外の手法を用いるこ
とができる。

コントロール回路（18）の指令によりカラーイメージ
ング分析処理用のプログラムが起動されたとき、そのプ
ログラムで動作するドプラ信号処理部（161）の機能ブ
ロック図は、例えば第２図（Ｂ）のようになり、直交す
る２信号I,Qのそれぞれに対するMTI（ムービングターゲ
ット・インディケーション）フィルタ手段（51）と、こ
のMTIフィルタ手段（51）の出力信号に基づいてカラー
イメージング分析のための位相差、振幅等の検出を行う
位相差、振幅等検出手段（52）が形成される。

位相差の検出には例えば複素自己相関が利用される
が、それに限らず他の手法も用いることができる。この
ような機能ブロックを有するドプラ信号処理部（161）
は、カラーイメージング分析処理装置として動作し、エ
コー信号のドプラ成分について、血流等のカラーイメー
ジングのための、平均速度、分散、パワー等を表すデー
タを求めてこれらをDSC（19）に入力する。

このようにして、ドプラ信号のスペクトル分析処理と血
流イメージング分析処理が、プログラムを切り換えによ
って共通のドプラ信号処理部（161）で実行される。な
お、ドプラ信号処理部（161）をさらに多機能化あるい
は高速化するために、複数のDSPを用いてこれらを並列
動作あるいはパイプライン動作させるようにしてもよ
い。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、ドプラ分析処理と、
血流イメージング分析処理が、共通のハードウェア構成
により、ソフトウェアの切り換えのみによって実現でき
るため、システム全体としてのハードウェア量が削減さ
れるという効果が得られている。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す全システムのブロッ
ク図、第２図は第１図の装置の一部の機能ブロック図、
第３図は従来技術の全システムブロック図である。 図において、（10）は超音波プローブ、（11）は送受
信、（12）は直交検波、（13）は低域フィルタ、（14）
はA/D変換器、（15）はＢモード信号処理部、（16）はD
SP（デジタル・シグナル・プロセッサ）、（17）はメモ
リ、（18）はコントロール回路、（19）はDSC（デジタ
ル・スキャン・コンバータ）、（20）はカラー変換器、
（21）はD/A変換器、（22）はモニタ、（41）はレンジ
ゲート、（42）はウォールフィルタ、（43）は複素FF
T、（51）はMTIフィルタ、（52）は位相差、振幅等検出
手段である。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】超音波エコー信号のドプラ効果より得たド
   プラ偏位周波数成分を直交検波して、低域フィルタを通
   し、A/D変換後に、超音波ドプラ分析及び血流イメージ
   ング分析をし血流を計測する装置に於いて、超音波ドプ
   ラ分析をする第１の演算手段及び血流イメージング分析
   をする第２の演算手段を、共通のデジタル・シグナル・
   プロセッサを用いて構成し、 ドプラ分析用システムと血流イメージング分析用システ
   ムと を切り換えて動作させる様にしたことを特徴とする超音
   波ドプラ分析装置。