JP3048691B2 - 超音波診断装置 - Google Patents
超音波診断装置Info
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- JP3048691B2 JP3048691B2 JP21371591A JP21371591A JP3048691B2 JP 3048691 B2 JP3048691 B2 JP 3048691B2 JP 21371591 A JP21371591 A JP 21371591A JP 21371591 A JP21371591 A JP 21371591A JP 3048691 B2 JP3048691 B2 JP 3048691B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は超音波診断装置に関し、
特にカラードプラモードにおいてノイズの発生を防止し
た超音波診断装置に関する。
特にカラードプラモードにおいてノイズの発生を防止し
た超音波診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】超音波診断装置は超音波探触子から超音
波信号を被検体内に照射して、被検体内の組織や病変部
から反射されてくる信号を超音波探触子で受波し、その
反射信号により形成される断層像をＣＲＴに表示して診
断の用に供する装置である。
波信号を被検体内に照射して、被検体内の組織や病変部
から反射されてくる信号を超音波探触子で受波し、その
反射信号により形成される断層像をＣＲＴに表示して診
断の用に供する装置である。
【０００３】ところで、超音波を生体に照射すると、超
音波は吸収されたり又は各所において散乱や反射が起こ
る。散乱された反射波には境界での音響インピーダンス
の差の情報や、散乱体の運動速度の情報が含まれてい
る。散乱強度は音響インピーダンスの差を反映し、ドプ
ラ効果による周波数の偏移量は運動速度を反映してい
る。
音波は吸収されたり又は各所において散乱や反射が起こ
る。散乱された反射波には境界での音響インピーダンス
の差の情報や、散乱体の運動速度の情報が含まれてい
る。散乱強度は音響インピーダンスの差を反映し、ドプ
ラ効果による周波数の偏移量は運動速度を反映してい
る。
【０００４】図３に従来のドプラ応用のカラーフローマ
ッピング機能を有する超音波診断装置のビームフォーマ
以降血流の平均速度及び速度分散を得るまでのデータ処
理部のブロック図を示す。ビームフォーマ１で整相加算
された信号はミキサ２で直交検波されて同相（ｉ）信号
と直交（ｑ）信号とに分離されて出力される。
ッピング機能を有する超音波診断装置のビームフォーマ
以降血流の平均速度及び速度分散を得るまでのデータ処
理部のブロック図を示す。ビームフォーマ１で整相加算
された信号はミキサ２で直交検波されて同相（ｉ）信号
と直交（ｑ）信号とに分離されて出力される。
【０００５】ｉ信号はプログラマブルゲインアンプＡ３
で増幅され、ＡＤ変換器Ａ５でディジタル信号に変換さ
れる。ｑ信号は同様にプログラマブルゲインアンプＢ４
で増幅され、ＡＤ変換器Ｂ６でディジタル信号に変換さ
れる。このプログラマブルゲインアンプＡ３及びＢ４
は、そのゲインを手動で調節することにより、ＡＤ変換
器Ａ５及びＢ６への入力信号レベルをＡＤ変換のための
適切なレベルにしている。
で増幅され、ＡＤ変換器Ａ５でディジタル信号に変換さ
れる。ｑ信号は同様にプログラマブルゲインアンプＢ４
で増幅され、ＡＤ変換器Ｂ６でディジタル信号に変換さ
れる。このプログラマブルゲインアンプＡ３及びＢ４
は、そのゲインを手動で調節することにより、ＡＤ変換
器Ａ５及びＢ６への入力信号レベルをＡＤ変換のための
適切なレベルにしている。
【０００６】ＡＤ変換器Ａ５の出力ディジタル信号はＭ
ＴＩＡ９に入力される。ＭＴＩはハイパスフィルタの特
性を持っているので、血流以外の速度の遅い反射体から
のデータは消去されて移動目標のデータのみが出力され
る。
ＴＩＡ９に入力される。ＭＴＩはハイパスフィルタの特
性を持っているので、血流以外の速度の遅い反射体から
のデータは消去されて移動目標のデータのみが出力され
る。
【０００７】ｑ信号も同様に処理されてＭＴＩＢ１０か
ら移動目標のデータが出力される。ＭＴＩＡ９とＭＴＩ
Ｂ１０の出力信号は自己相関器１１に入力される。自己
相関器１１は入力されたｉ信号とｑ信号に対し相関演算
を行い、ドプラ効果による偏移周波数ｆd の平均値と平
均化時間内での速度の分散を出力する。この出力をもと
にＢモード像の上に血流の方向，平均速度及び速度分散
をカラーで重ねて表示される。
ら移動目標のデータが出力される。ＭＴＩＡ９とＭＴＩ
Ｂ１０の出力信号は自己相関器１１に入力される。自己
相関器１１は入力されたｉ信号とｑ信号に対し相関演算
を行い、ドプラ効果による偏移周波数ｆd の平均値と平
均化時間内での速度の分散を出力する。この出力をもと
にＢモード像の上に血流の方向，平均速度及び速度分散
をカラーで重ねて表示される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この装置に
おいて、ＡＤ変換器Ａ５及びＡＤ変換器Ｂ６の入力レン
ジは有限である。従って、ＡＤ変換器の許容最大入力レ
ンジ以上の振幅を持つクラッタ信号がＡＤ変換器に入力
されると、許容最大入力レンジ以上の振幅の部分の出力
はクリップされてしまう。
おいて、ＡＤ変換器Ａ５及びＡＤ変換器Ｂ６の入力レン
ジは有限である。従って、ＡＤ変換器の許容最大入力レ
ンジ以上の振幅を持つクラッタ信号がＡＤ変換器に入力
されると、許容最大入力レンジ以上の振幅の部分の出力
はクリップされてしまう。
【０００９】図４はＡＤ変換器に入力されるクラッタ信
号とＡＤ変換器の出力との関係を示す図である。出力は
ディジタル値であるが、説明の便のためアナログ信号で
示してある。（イ）図はＡＤ変換器に入力されるクラッ
タ信号を示す図で、上図にＡＤ変換器の最大入力レンジ
と周波数がｆe の入力信号であるクラッタ信号１２との
関係を示し、下図にはその周波数のスペクトラムを示し
ている。
号とＡＤ変換器の出力との関係を示す図である。出力は
ディジタル値であるが、説明の便のためアナログ信号で
示してある。（イ）図はＡＤ変換器に入力されるクラッ
タ信号を示す図で、上図にＡＤ変換器の最大入力レンジ
と周波数がｆe の入力信号であるクラッタ信号１２との
関係を示し、下図にはその周波数のスペクトラムを示し
ている。
【００１０】（ロ）図はＡＤ変換器の出力を示す図で、
最大許容入力レンジを超える部分がクリップされている
のが分る。このため、出力のスペクトラムは下図に示す
ように多くの奇数高調波を含んでいる。この信号がＭＴ
ＩＡ９，ＭＴＩＢ１０以後の処理部に入力されると高調
波成分を血流成分と見做して処理してしまう。カラーフ
ローマッピングでは血流がないのに強エコー体があって
動いているものとして色表示されてしまう。
最大許容入力レンジを超える部分がクリップされている
のが分る。このため、出力のスペクトラムは下図に示す
ように多くの奇数高調波を含んでいる。この信号がＭＴ
ＩＡ９，ＭＴＩＢ１０以後の処理部に入力されると高調
波成分を血流成分と見做して処理してしまう。カラーフ
ローマッピングでは血流がないのに強エコー体があって
動いているものとして色表示されてしまう。
【００１１】そこで，前述のようにＡＤ変換器Ａ５及び
Ｂ６の許容最大入力レンジ以内にクラッタ信号の振幅が
おさまるようにプログラマブルゲインアンプＡ３及びＢ
４のゲインを調整するわけだが、クラッタ信号の振幅と
血流による信号の振幅との比が大きい場合には、必要な
血流による信号が小さくなりすぎて平均速度、速度分散
の誤差が大きくなってしまう。
Ｂ６の許容最大入力レンジ以内にクラッタ信号の振幅が
おさまるようにプログラマブルゲインアンプＡ３及びＢ
４のゲインを調整するわけだが、クラッタ信号の振幅と
血流による信号の振幅との比が大きい場合には、必要な
血流による信号が小さくなりすぎて平均速度、速度分散
の誤差が大きくなってしまう。
【００１２】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、その目的は大振幅のクラッタ信号の入力があって
も、検出に必要なレベルの血流による信号を得る場合に
カラードプラに対するノイズを発生せず、固定目標から
のエコーによる画像に色付けすることのないカラードプ
ラ機能を持つ超音波診断装置を実現することにある。
で、その目的は大振幅のクラッタ信号の入力があって
も、検出に必要なレベルの血流による信号を得る場合に
カラードプラに対するノイズを発生せず、固定目標から
のエコーによる画像に色付けすることのないカラードプ
ラ機能を持つ超音波診断装置を実現することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決する本
発明は、カラードプラ機能を有する超音波診断装置にお
いて、受信信号を整相加算するビームフォーマの後段に
設けられ受信信号に含まれる大レベルのクラッタ信号を
一定のレベルでクリップするためのプログラマブルレベ
ルリミッタと、少なくとも受信信号を直交検波するミキ
サの後段に設けた高調波成分を除去するためのフィルタ
と、該フィルタの出力信号のレベルをＡＤ変換器の許容
最大入力レベルを超えないレベルの信号に増幅するプロ
グラマブルゲインアンプと、前記プログラマブルレベル
リミッタのクリップレベルと前記プログラマブルゲイン
アンプのゲインとを設定するコントローラとを具備する
ことを特徴とするものである。
発明は、カラードプラ機能を有する超音波診断装置にお
いて、受信信号を整相加算するビームフォーマの後段に
設けられ受信信号に含まれる大レベルのクラッタ信号を
一定のレベルでクリップするためのプログラマブルレベ
ルリミッタと、少なくとも受信信号を直交検波するミキ
サの後段に設けた高調波成分を除去するためのフィルタ
と、該フィルタの出力信号のレベルをＡＤ変換器の許容
最大入力レベルを超えないレベルの信号に増幅するプロ
グラマブルゲインアンプと、前記プログラマブルレベル
リミッタのクリップレベルと前記プログラマブルゲイン
アンプのゲインとを設定するコントローラとを具備する
ことを特徴とするものである。
【００１４】
【作用】ビームフォーマから入力される受信信号をプロ
グラマブルレベルリミッタにおいてコントローラによっ
て定められたレベルでクリップし、ミキサで直交検波す
る。得られた２信号に含まれる高調波及び搬送波周波数
との和の周波数成分をそれぞれフィルタで除去し、プロ
グラマブルゲインアンプにおいてコントローラによって
制御されてＡＤ変換器の最大許容入力レベルを超えない
振幅に増幅されてＡＤ変換器に入力される。
グラマブルレベルリミッタにおいてコントローラによっ
て定められたレベルでクリップし、ミキサで直交検波す
る。得られた２信号に含まれる高調波及び搬送波周波数
との和の周波数成分をそれぞれフィルタで除去し、プロ
グラマブルゲインアンプにおいてコントローラによって
制御されてＡＤ変換器の最大許容入力レベルを超えない
振幅に増幅されてＡＤ変換器に入力される。
【００１５】
【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１は本発明の一実施例の装置のブロック
図である。図において、図３と同等の部分には同一の符
号を付してある。図中、２１はビームフォーマ１の出力
である入力信号の振幅をある振幅でクリップするプログ
ラマブルレベルリミッタで、クリップする振幅値はコン
トローラ２２からの信号によって設定される。クリップ
は図２に示すように行われる。図において、（イ）図は
入力信号であるクラッタ信号１２の波形図、（ロ）図は
プログラマブルレベルリミッタ２１により設定されたク
リップレベル２３でクリップされたプログラマブルレベ
ルリミッタ２１の出力信号の波形図である。
に説明する。図１は本発明の一実施例の装置のブロック
図である。図において、図３と同等の部分には同一の符
号を付してある。図中、２１はビームフォーマ１の出力
である入力信号の振幅をある振幅でクリップするプログ
ラマブルレベルリミッタで、クリップする振幅値はコン
トローラ２２からの信号によって設定される。クリップ
は図２に示すように行われる。図において、（イ）図は
入力信号であるクラッタ信号１２の波形図、（ロ）図は
プログラマブルレベルリミッタ２１により設定されたク
リップレベル２３でクリップされたプログラマブルレベ
ルリミッタ２１の出力信号の波形図である。
【００１６】２４は、図２の（ロ）図に示すクリップさ
れた波形の有する高調波成分を除くためのローパスフィ
ルタ（以下ＬＰＦという）Ａである。これは図４に示し
た周波数ｆe を通すバンドパスフィルタでもよい。
れた波形の有する高調波成分を除くためのローパスフィ
ルタ（以下ＬＰＦという）Ａである。これは図４に示し
た周波数ｆe を通すバンドパスフィルタでもよい。
【００１７】２５，２６は図３に示すミキサ２と同様に
搬送波発振器２７と９０°移相器２８の出力信号によっ
て直交検波をするミキサで、２５はｉ信号を出力するミ
キサＡ，２６はｑ信号を出力するミキサＢである。
搬送波発振器２７と９０°移相器２８の出力信号によっ
て直交検波をするミキサで、２５はｉ信号を出力するミ
キサＡ，２６はｑ信号を出力するミキサＢである。
【００１８】２９はミキサＡ２５の出力のうち高周波成
分を除くＬＰＦＢ，３０はミキサＢ２６の出力のうち高
周波成分を除くＬＰＦＣである。コントローラ２２はプ
ログラマブルレベルリミッタ２１のクリップレベルとプ
ログラマブルゲインアンプＡ３，プログラマブルゲイン
アンプＢ４のゲインを設定する。
分を除くＬＰＦＢ，３０はミキサＢ２６の出力のうち高
周波成分を除くＬＰＦＣである。コントローラ２２はプ
ログラマブルレベルリミッタ２１のクリップレベルとプ
ログラマブルゲインアンプＡ３，プログラマブルゲイン
アンプＢ４のゲインを設定する。
【００１９】次に実施例の動作を説明する。ビームフォ
ーマ１で整相加算された受信信号はプログラマブルレベ
ルリミッタ２１に入力されてコントローラ２２で設定さ
れたレベル以上の振幅を図２に示すようにクリップす
る。クリップすることにより生じた高調波はＬＰＦＡ２
４で除去される。
ーマ１で整相加算された受信信号はプログラマブルレベ
ルリミッタ２１に入力されてコントローラ２２で設定さ
れたレベル以上の振幅を図２に示すようにクリップす
る。クリップすることにより生じた高調波はＬＰＦＡ２
４で除去される。
【００２０】ＬＰＦＡ２４の出力はミキサＡ２５におい
て搬送波発振器２７の出力の搬送波と混合されて検波さ
れｉ信号として出力される。又、ＬＰＦＡ２４の出力は
ミキサＢ２５において９０°移相器２８の出力の９０°
移相された搬送波と混合されて検波され、ｑ信号として
出力される。
て搬送波発振器２７の出力の搬送波と混合されて検波さ
れｉ信号として出力される。又、ＬＰＦＡ２４の出力は
ミキサＢ２５において９０°移相器２８の出力の９０°
移相された搬送波と混合されて検波され、ｑ信号として
出力される。
【００２１】ＬＰＦＢ２９はｉ信号の高周波成分を除去
して出力する。又、ＬＰＦＣ３０はｑ信号の高周波成分
を除去して出力する。ＬＰＦＢ２９の出力信号はプログ
ラマブルゲインアンプＡ３において増幅されるが、その
ゲインは次段のＡＤ変換器Ａ５の許容最大入力レベル以
内におさまるようにコントローラ２２に制御される。
又、ＬＰＦＣ３０の出力信号はプログラマブルゲインア
ンプＢ４においてプログラマブルゲインアンプＡと同様
にコントローラ２２の制御によるゲインで増幅される。
して出力する。又、ＬＰＦＣ３０はｑ信号の高周波成分
を除去して出力する。ＬＰＦＢ２９の出力信号はプログ
ラマブルゲインアンプＡ３において増幅されるが、その
ゲインは次段のＡＤ変換器Ａ５の許容最大入力レベル以
内におさまるようにコントローラ２２に制御される。
又、ＬＰＦＣ３０の出力信号はプログラマブルゲインア
ンプＢ４においてプログラマブルゲインアンプＡと同様
にコントローラ２２の制御によるゲインで増幅される。
【００２２】プログラマブルゲインアンプＡ３の出力信
号はＡＤ変換器Ａ５でディジタル信号に変換され、プロ
グラマブルゲインアンプＢ４の出力信号はＡＤ変換器Ｂ
６でディジタル信号に変換される。
号はＡＤ変換器Ａ５でディジタル信号に変換され、プロ
グラマブルゲインアンプＢ４の出力信号はＡＤ変換器Ｂ
６でディジタル信号に変換される。
【００２３】ゲインの設定を数値を用いて説明する。図
１の破線で囲んだ部分のゲインを１とする。又、ＡＤ変
換器の入力レンジを１Ｖｐｐとする。このとき、プログ
ラマブルレベルリミッタ２１のクリップレベルを１Ｖｐ
ｐに設定した場合、プログラマブルゲインアンプ３のゲ
インを１とする。又、プログラマブルレベルリミッタ２
１のクリップレベルを０．５Ｖｐｐに設定した場合、プ
ログラマブルレベルリミッタ２１のゲインを２にする。
以上のようにコントローラ２２はプログラマブルレベル
リミッタ２１のクリップレベルとプログラマブルゲイン
アンプＡ３，Ｂ４のゲインを設定する。
１の破線で囲んだ部分のゲインを１とする。又、ＡＤ変
換器の入力レンジを１Ｖｐｐとする。このとき、プログ
ラマブルレベルリミッタ２１のクリップレベルを１Ｖｐ
ｐに設定した場合、プログラマブルゲインアンプ３のゲ
インを１とする。又、プログラマブルレベルリミッタ２
１のクリップレベルを０．５Ｖｐｐに設定した場合、プ
ログラマブルレベルリミッタ２１のゲインを２にする。
以上のようにコントローラ２２はプログラマブルレベル
リミッタ２１のクリップレベルとプログラマブルゲイン
アンプＡ３，Ｂ４のゲインを設定する。
【００２４】ＡＤ変換器５とＡＤ変換器６との出力は図
３に示したように自己相関器において自己相関の演算が
行われ、平均偏移周波数と速度の分散が出力されてカラ
ー表示される。
３に示したように自己相関器において自己相関の演算が
行われ、平均偏移周波数と速度の分散が出力されてカラ
ー表示される。
【００２５】以上説明したように本実施例によれば、入
力される受信信号のうちクラッタ信号をクリップして高
調波を除くことにより、従来ＡＤ変換器において生じた
クラッタ信号による高調波成分を血流と誤認することは
なくなった。
力される受信信号のうちクラッタ信号をクリップして高
調波を除くことにより、従来ＡＤ変換器において生じた
クラッタ信号による高調波成分を血流と誤認することは
なくなった。
【００２６】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではない。プログラマブルレベルリミッタ２１の後段の
ＬＰＦＡ２４の機能をミキサＡ２５，ミキサＢ２６の後
段のＬＰＦＢ２９，ＬＰＦＣ３０に含めるようにしても
よい。
ではない。プログラマブルレベルリミッタ２１の後段の
ＬＰＦＡ２４の機能をミキサＡ２５，ミキサＢ２６の後
段のＬＰＦＢ２９，ＬＰＦＣ３０に含めるようにしても
よい。
【００２７】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、大振幅のクラッタ信号の入力があっても、検出に必
要なレベルの血流による信号を得る場合に、カラードプ
ラに対するノイズを発生せず、画像に色付けすることが
なくなり、実用上の効果は大きい。
ば、大振幅のクラッタ信号の入力があっても、検出に必
要なレベルの血流による信号を得る場合に、カラードプ
ラに対するノイズを発生せず、画像に色付けすることが
なくなり、実用上の効果は大きい。
【図１】本発明の一実施例の装置のブロック図である。
【図２】プログラマブルレベルリミッタによるクリップ
の説明図で、（イ）図は入力信号の波形図，（ロ）図は
クリップされた出力信号の波形図である。
の説明図で、（イ）図は入力信号の波形図，（ロ）図は
クリップされた出力信号の波形図である。
【図３】従来の超音波診断装置のビームフォーマ以降血
流の平均速度及び速度分散を得るまでのデータ処理部の
ブロック図である。
流の平均速度及び速度分散を得るまでのデータ処理部の
ブロック図である。
【図４】従来の超音波診断装置において、クラッタ信号
によって生ずる高調波の説明図である。
によって生ずる高調波の説明図である。
１ ビームフォーマ ３，４ プログラマブルゲインアンプ ５，６ ＡＤ変換器 ２１ プログラマブルレベルリミッタ ２２ コントローラ ２４，２９，３０ ＬＰＦ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−179047（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−291847（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−198535（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−107772（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−131679（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−133434（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A61B 8/00 - 8/15 G01P 5/00
Claims (1)
- 【請求項１】 カラードプラ機能を有する超音波診断装
置において、 受信信号を整相加算するビームフォーマ（１）の後段に
設けられ受信信号に含まれる大レベルのクラッタ信号を
一定のレベルでクリップするためのプログラマブルレベ
ルリミッタ（２１）と、 少なくとも受信信号を直交検波するミキサ（２５，２
６）の後段に設けた高調波成分を除去するためのフィル
タ（２９，３０）と、 該フィルタ（２９，３０）の出力信号のレベルをＡＤ変
換器（５，６）の許容最大入力レベルを超えないレベル
の信号に増幅するプログラマブルゲインアンプ（３，
４）と、 前記プログラマブルレベルリミッタ（２１）のクリップ
レベルと前記プログラマブルゲインアンプ（３，４）の
ゲインとを設定するコントローラ（２２）とを具備する
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 |
|---|---|---|---|
| JP21371591A JP3048691B2 (ja) | 1991-08-26 | 1991-08-26 | 超音波診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21371591A JP3048691B2 (ja) | 1991-08-26 | 1991-08-26 | 超音波診断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05237106A JPH05237106A (ja) | 1993-09-17 |
| JP3048691B2 true JP3048691B2 (ja) | 2000-06-05 |
Family
ID=16643795
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21371591A Expired - Fee Related JP3048691B2 (ja) | 1991-08-26 | 1991-08-26 | 超音波診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3048691B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2723458B2 (ja) * | 1993-12-24 | 1998-03-09 | アロカ株式会社 | 超音波ドプラ診断装置 |
| CN104671052A (zh) * | 2013-12-02 | 2015-06-03 | 通快电梯（苏州）有限公司 | 一种链条张紧装置 |
| JPWO2015198470A1 (ja) * | 2014-06-27 | 2017-04-20 | パイオニア株式会社 | 測定装置及び測定方法 |
-
1991
- 1991-08-26 JP JP21371591A patent/JP3048691B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05237106A (ja) | 1993-09-17 |
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