JPH02203849A - パルスドプラ計測装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、超音波により物体の速度を検出するパルス１
くブラ計ａ（１１装置１“闇に関し、特に生体内の＋ｒ
＋旨点をリアルタイムで計Ｈ１ｌｌ　ｉる装置ｉ’ｉに
関寸ろ、。

〔従来の技術〕

音波のドプラ効果により、物体の流速を知る装置は種々
のものが知られている。特に、パルスドプラ法（例えば
、Ｈ本？［１゛響学会誌２９巻第６号、（１９’７３年
）３ｂ１〜Ｈ３ｂ２貝を参照）を用いる装置では、超音
波パルス（１’ｕＪ　ｓｒ：ｄ　Ｃｏｎい旧＋０１１８
Ｗａｖｅ）を繰返し送波し、受波４ｒ４号にイ１？１（
１１部位までの距離に対）、５　Ｌ、たタイムゲー１−
をかけることにより測定部位の特定が可能であることか
知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

超音波パルスの送波間隔をｌ’（ｓｅｅ）とすると、従
来のパルスドプラ計測装置では、測定できるｌ’ブラ周
波数の範囲は±１．　／　２　Ｔ（ＨＺ　）となる。

例えば、’ｌ’　＝　２５０μｓｅｃのとき、±２　Ｋ
　Ｈｙ、である。この範囲を越えた、例えば２．ｂＫＨ
ｚ　　Ｉ〜ブラ周波数は、従来の装置では、−１、ｂ　
Ｋ　Ｈｙ。

と誤って８１す定される。直流の方向で考えた場合、プ
ラスのドプラ周波数の血流方向を順方向、マイナスのド
プラ周波数の血流方向髪逆方向と呼ぶならば、順方向の
血流で速度の速いものは、逆方向の血流と表＞Ｊ＜され
ることになる。

本発明の目的は従来方法により８（１］定したドプラ周
波数を補正することにより、血流方向の誤測定を低減す
ることにある。特に、ドプラ分析において、折り返し無
くドプラ周波数バタンを表パしようとするものである。

〔＃題を解決するための手段〕

本発明の上記目的は、物体により反射された超音波パル
スを受波して該超音波パルスの位相差を検出し、位相差
あるいは位相差ベクトルを加算平均した後、該平均位相
差（角度）を超音波パルスの送波間際で除算して周波数
変動を求めることにより、＾「記物体の速度を算出する
パルスドプラ計８１１１装置においで、前記平均位相差
の位相差炭化曲線を折線近似する手段、近似曲線に２π
の倍数を加算あるいは減算ずろことにより近似折線４１
１を得る手段、近似折線群から折り返しの無い折線を複
数の候補から一本選択ずろ手段及び前記近似１ノｒ線に
対応する位相差変化曲線を再生ずる手段とを設けたパル
スドプラ計測装置（ｔによって達成される。

〔作用） 本発明では、位相差炭化曲線を４Ｊｒ線リエ似し、近似
折線に２πの倍数を加算あるいは減算づることにより近
似折線群を得た後、近似直線群から〃ｒり返しの無い折
線を複数の候補から一本選択Ｊる。

そのことにより、ドプラ分析において、折り返しの無い
計測ができる。最終的に、折り返しの無い近似折線に対
応する位相差炭化曲線を１）生ずるので、折り返しによ
る誤差を低減する表刃（をｌＩｆ能とする。

〔実施例〕

以ド本発明の実施例を第１図にハついてイ）（；明Ｊる
。第４図においで、１は超音波プローブ、２は送波回路
、３は受波回路、４は位Ａ・１４比較器、１つはＡ　／
　ｌ）変換器、６は対象物体、ｌは速度演算計算機（折
り返しアルゴリズｌ、）、８は操作」）ｊ、９は制御部
そして１０は表示装置から成る。

パルスドプラ装置では超音波パルスが目標物体６に向は
送波回路２から超音波センサー］を経て繰返し′１゛秒
ごとに送波される。目標物体６から、反射した反射信号
は超音波センサー１を経て受波回路：３にて受波増幅さ
れ、位相比較器４に人力される。

速度演算計算機“ｌは、血流の速度を演算検出し、方向
が誤っていれば、修【Ｅ処理を行ない、ドプラ分析及び
最高血流速度を検出することを特徴とする。そのため、
まず、位相比較器４では９０°位相の異なる二つの参照
信号α、α′との混合及び低域フィルタ処理の後、低周
波の出力信号はＡ／Ｄ変換器５にてディジタル信号に変
換され、複素数の位相信号■、として速度演算計算機７
に人力される。

Ｖｎ＝ｅｘρ（ｊｅｎ） ただし、Ａｎは振幅、Ｏｎは位相である。

第３図は、速度演算計算機′ｌにおける、血流速要につ
いてのＰＡＤフローチャー１〜を、Ｊ＜シた。第３図に
より、速度演算計算機７の処理の概要を説明する。

工程１のＭ　Ｔ１フィルタは位相信号をバイパスフィル
タし血流信号を血管壁の動きによる低周波信号から分離
する。工程２はＪ′ごとに繰返し送波し血流からの反射
４ｍ号から得た複索位相イト１号Ｖ□及び−時刻前の複
素位相信号Ｖ　ｎ　−１とから位相ｊ１．・八〇。を検
出し、バケット内で１１Ｌ均位相差Δθ１を得る。工程
３は全区間（および数秒）の平均位相差へ０１　をある
小時間区間（およそ５ミリ秒）の八〇＋（ｉ　＝　１　
、２０）に分割した後、折線で近似する。そこで各小区
間ごとのΔθ１の変動を、直線で近似する。その近似曲
線のイイ（き、及び直線の始点と終点の座標（時刻、位
相ｉ・々）を求め記憶する。

第２図ａはおよそ１秒間のドプラ弁柄によイ）ノじドプ
ラ分析波形であり、血流速度か速い（大きい）ため正し
く測定できず、折り返しを起こしている（方向と速度を
間違う）例を）１＜　Ｌ／ている。

第２図すは近似折線ドプラ波形である。Ｆ’　ＥＴ分析
では、元ドプラ分析波形として、平均周波数を使用する
。説明には自己相関法による短時間分析ドプラ波形を用
いている。

工程４は得られた直線に２πの倍数を加算あるいは減算
することにより近似折線群を生成する。

工程すは近似折線群から切断点（折り返し）のない折線
を選択する。第２図Ｃ近似折線群では、切断点（折り返
し）のない折線は、この時間区Ｉｎ＋では、候補はＮｏ
、（１）〜（１２）の１２本である。立上り部分（区間
Ａ）では、候補はＮｏ、（］）〜（７）の７本あること
が分かる。立ち下がり部分（区間Ｂ）では、３本存在す
る。結局、連続している折線は、Ｎｏ、（３）の−本で
あり、工程５により、選択される。

工程６はメモリーから対ノ、ｂする元ドプラ波形データ
を読みだして位相差を復元する。第２図ｄは近似折線群
に対応する冗ドプラ波形群である。第２図ｅは復元され
た位相差ずなわち推定されたドプラ変化波形の予想図で
あり、折り返しは消失す（ｌ） る。

表示装ｈｑ、１０には、第２図にボした各ドブフ分析図
が操作卓８の指示に沿い制御装置９を介して表示される
。特に指、Ｊ（が無ければ、第２図ａの）６ドプラ分析
図及び同図ｅの推定ドプラ分析図か表示される。血流速
度での表片くを望むときは、操作卓８の指示に従い、制
御装置ｉ’（９を介し位相差を血流速度に変換する。こ
の変換は位相差Δ＆１パルス送波間隔゛１゛で除算する
ことで可能である。。

■＝八へ　／　ｋ　Ｔ ただし、ｋ＝４π／λ、λは送波パルスの波長である。

その際は、同時に最高血流速度Ｖ、ｄ８が検出され表示
装ｈ′１０に表示される。

〔発明の効果〕

以上述べた如く、本発明によれば、物体により反射され
た超音波パルスを受波して該超８・波パルスの位相差を
検出し、位相差あろいは位相差ベクトルを加算平均した
後、該平均位相差（角度）を超音波パルスの送波間隔で
除算して周波数変動を求めることにより、前記物体の速
度を算出するバルスドブラ計測装置において、前記平均
位相差の位相差変化曲線を折線近似する手段、近似直線
に２πの倍数を加算あるいは減算することにより近似折
線群を得る手段、近似折線群から折り返しの無い折線を
複数の候補から一本選択する手段及び前記近似折線に対
応する位相差変化曲線を再生する・手段を設けたので、
折り返しによる誤差を低減する表示を可能とするパルス
ドプラ計測装置を実現できる効果が有る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の装置構成をボすブロック図
、第２図ａは本発明の実施例の冗ドプラ波形図、第２図
すは近似折線波形図、第２図Ｃは近似折線群、第２図ｄ
は近似折線群に対応する元ドプラ波形群、そして第２図
ｅは推定されたドプラ変化波形の予測図、第３図は本発
明の実施例の信号処理方法を示すフローチャートである
。 １・・・超音波プローブ、２・・・送波回路、３・・・
受波回路、４・・・位相比較器、ｂ・・・Ａ／ＩＪ変換
器、６・・・対象物体、′ｌ・・・速度演算計算機（折
り返しアルゴリズム）、８・・・操作卓、９・・・制御
部、１（ン・・・表、１＜装（■０） 第

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、物体により反射された超音波パルスを受波して該超
   音波パルスの位相差を検出し、位相差あるいは位相差ベ
   クトルを加算平均した後、該平均位相差（角度）を超音
   波パルスの送波間隔で除算して周波数変動を求めること
   により、前記物体の速度を算出するパルスドプラ計測装
   置において、前記平均位相差の位相差変化曲線を折線近
   似する手段、近似直線に２πの倍数を加算あるいは減算
   することにより近似折線群を得る手段、近似折線群から
   折り返しの無い折線を複数の候補から一本選択する手段
   及び前記近似折線に対応する位相差変化曲線を再生する
   手段とからなることを特徴とするパルスドプラ計測装置
   。