JPH0380842A - 超音波ドプラ計 - Google Patents
超音波ドプラ計Info
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- JPH0380842A JPH0380842A JP1214796A JP21479689A JPH0380842A JP H0380842 A JPH0380842 A JP H0380842A JP 1214796 A JP1214796 A JP 1214796A JP 21479689 A JP21479689 A JP 21479689A JP H0380842 A JPH0380842 A JP H0380842A
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Landscapes
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
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。
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装置に関し
、とくに生体内の血流速度を計測する装置に関する。
、とくに生体内の血流速度を計測する装置に関する。
音波のドプラ効果により物体の速度を知る装置は種々の
ものが知られている。とくに位相差検出によるパルスド
プラ法を用いる装置では、送波パルス間隔ごとの受信信
号の位相差を計測することにより、全計測深度における
各部位の速度を実時間で計測することが可能である 第5図は従来法速度演算回路の詳細であり、4は移動物
体検出フィルタ(MTIフィルタ)、6は第1自己相関
器、5は送波パルス間隔τと等しい時間の第1遅延回路
、7は加算器、8は位相演算回路である。60は信号入
力端子、62は瞬時位相差ベクトル出力端子、63は平
均位相差ベクトル出力端子、64は従来法位相差(Δθ
)□出力端子である。このようなパルスドプラ法の速度
検出は例えば「プロシーディング・オン・ザ・ユーロピ
アン・コンブレス・オン・ウルトラソニクス・イン・メ
デイシンJ 1975年の第144頁に掲載された文献
(Brandestini、M: Applicati
onof the phase detection
principle in atranscutani
ous velocity profilemet
er、Pr+c。
ものが知られている。とくに位相差検出によるパルスド
プラ法を用いる装置では、送波パルス間隔ごとの受信信
号の位相差を計測することにより、全計測深度における
各部位の速度を実時間で計測することが可能である 第5図は従来法速度演算回路の詳細であり、4は移動物
体検出フィルタ(MTIフィルタ)、6は第1自己相関
器、5は送波パルス間隔τと等しい時間の第1遅延回路
、7は加算器、8は位相演算回路である。60は信号入
力端子、62は瞬時位相差ベクトル出力端子、63は平
均位相差ベクトル出力端子、64は従来法位相差(Δθ
)□出力端子である。このようなパルスドプラ法の速度
検出は例えば「プロシーディング・オン・ザ・ユーロピ
アン・コンブレス・オン・ウルトラソニクス・イン・メ
デイシンJ 1975年の第144頁に掲載された文献
(Brandestini、M: Applicati
onof the phase detection
principle in atranscutani
ous velocity profilemet
er、Pr+c。
of the 5econd European
Congress onUltrasonics in
Medicine、 p、144.1975.)、も
しくは特開昭58−188433号公報に記載されてい
る。
Congress onUltrasonics in
Medicine、 p、144.1975.)、も
しくは特開昭58−188433号公報に記載されてい
る。
従来のパルスドプラ法では、送波の繰返し周期をτとす
れば、測定可能な最高ドプラ偏位周波数Fdは(1/2
) τとなり、一方、音波伝搬速度(音速)をCとす
れば、計測可能最大深度りはTC/2となる。したがっ
て、FdとDの積はC/4(一定)となり、計測可能速
度または計測可能深度に限界がある。
れば、測定可能な最高ドプラ偏位周波数Fdは(1/2
) τとなり、一方、音波伝搬速度(音速)をCとす
れば、計測可能最大深度りはTC/2となる。したがっ
て、FdとDの積はC/4(一定)となり、計測可能速
度または計測可能深度に限界がある。
このように従来法の問題点は計測可能な速度に限界があ
り、それ以上の速度ではエリアシング現象が発生し、誤
動作する点である。
り、それ以上の速度ではエリアシング現象が発生し、誤
動作する点である。
第2図は速度のエリアジグ現象の説明図である。
送波パルスを繰返し周期τで等時間間隔に送波するとし
、移動血球からの受波信号のベクトルをVI、位相をO
Lとすれば、瞬時位相差ベクトルUl は上記ベクトル
の複素共役積から求まり、U l= V ++s・v、
’(傘は複素共役)となる。この瞬時位相差ベクトルU
+ から求まる瞬時位相差Δθlの範囲はOくΔθ1く
πのとき、速度は正値で探触子に近づく血流を表し、−
π〈Δθ、〈0のとき、負値で、探触子から遠ざかる血
流を表す。
、移動血球からの受波信号のベクトルをVI、位相をO
Lとすれば、瞬時位相差ベクトルUl は上記ベクトル
の複素共役積から求まり、U l= V ++s・v、
’(傘は複素共役)となる。この瞬時位相差ベクトルU
+ から求まる瞬時位相差Δθlの範囲はOくΔθ1く
πのとき、速度は正値で探触子に近づく血流を表し、−
π〈Δθ、〈0のとき、負値で、探触子から遠ざかる血
流を表す。
従って、位相差ベクトルΔθlが正値でπを越えるとΔ
θ+2π(負値)として誤って計測される。
θ+2π(負値)として誤って計測される。
これがいわゆるエリアシング現象である。
以下、この位相差(速度)のエリアシングを簡単のため
第Iのエリアシングと呼ぶこととする。
第Iのエリアシングと呼ぶこととする。
そこで、本発明の目的は、上記の限界を除去し、深部に
おいても高速の物体速度を計測可能とするものである。
おいても高速の物体速度を計測可能とするものである。
さらに、後述のように位相差の差(加速度)のエリアシ
ングを検出し位相差(速度)を補正することを目的とす
る。
ングを検出し位相差(速度)を補正することを目的とす
る。
本発明ではあらかじめ連続する送波パルス間の受信信号
の瞬時位相差ベクトルを求め、さらに、連続する二個の
瞬時位相差の差、言い替えると、ドプラ周波数の差(物
体の加速度に対応)を計測することにより、速度を演算
により求めるものである。これにより、高速度血流速度
を正確に計測することが可能となる。
の瞬時位相差ベクトルを求め、さらに、連続する二個の
瞬時位相差の差、言い替えると、ドプラ周波数の差(物
体の加速度に対応)を計測することにより、速度を演算
により求めるものである。これにより、高速度血流速度
を正確に計測することが可能となる。
本発明の原理によれば、速度のエリアシングば除去可能
であるが、位相差の差(加速度に対応)についても位相
差(速度に対応)と同様、エリアシングが発生すること
が考えられる。以下、これを第2のエリアシングと呼ぶ
こととする。はじめに生体内血流の最大加速度について
記述する。
であるが、位相差の差(加速度に対応)についても位相
差(速度に対応)と同様、エリアシングが発生すること
が考えられる。以下、これを第2のエリアシングと呼ぶ
こととする。はじめに生体内血流の最大加速度について
記述する。
生体内の最大血流加速度は異常血流の場合で最大約3
m/see、 / 30m5= 0.1 m/sec、
/msである。例えば、以下の第1実施例で記述する瞬
時加速度法の場合1位相差の差を計測する時間間隔が3
00μs=0.3msのとき最大加速度は0.1*0.
3=0.03m/see、10.3msであり、また以
下の第2実施例で記述する平均加速度法の場合、時間間
隔が3msのとき最大加速度は0 、3 m /sec
。
m/see、 / 30m5= 0.1 m/sec、
/msである。例えば、以下の第1実施例で記述する瞬
時加速度法の場合1位相差の差を計測する時間間隔が3
00μs=0.3msのとき最大加速度は0.1*0.
3=0.03m/see、10.3msであり、また以
下の第2実施例で記述する平均加速度法の場合、時間間
隔が3msのとき最大加速度は0 、3 m /sec
。
/3劇となり、これを位相角に変換すれば位相差ここで
位相差の差ΔΔθと速度■との間にはドプラ効果により ΔΔθl=Δ0.+1−Δθ、 = (2(IJO/C) τ(Vl+1−Vl、)た
だし ω。:超音波周波数 C:音速 τ:逆波パルス時間間隔 vl:血流速度 の関係がある。
位相差の差ΔΔθと速度■との間にはドプラ効果により ΔΔθl=Δ0.+1−Δθ、 = (2(IJO/C) τ(Vl+1−Vl、)た
だし ω。:超音波周波数 C:音速 τ:逆波パルス時間間隔 vl:血流速度 の関係がある。
一方、第2のエリアシング現象を発生する位相差の差の
限界は位相差のそれと同様、+πと−πとの範囲である
。したがって、時間間隔が300μs程度の゛場合、生
体血流の加速度に対応する位相差の差はエリアシングし
ないと見做すことができる。しかし、時間間隔が3 m
s程度の場合、エリアシングする場合もありうる。その
場合、以下に記述するように1位相差を補正することと
する。
限界は位相差のそれと同様、+πと−πとの範囲である
。したがって、時間間隔が300μs程度の゛場合、生
体血流の加速度に対応する位相差の差はエリアシングし
ないと見做すことができる。しかし、時間間隔が3 m
s程度の場合、エリアシングする場合もありうる。その
場合、以下に記述するように1位相差を補正することと
する。
以下、図を用いて本発明の詳細な説明する。
第3図は本発明の原理図である。すなわち、送エリアシ
ングしていても、位相差Δθ1および位相差の差ΔΔO
8がエリアシングしていなければ、位相差ΔOjやl
が正確に求められる。
ングしていても、位相差Δθ1および位相差の差ΔΔO
8がエリアシングしていなければ、位相差ΔOjやl
が正確に求められる。
以下、逐次的にこの操作をくり返すことによりエリアシ
ングを除去した位相差(速度)が得られる。この原理に
ついては、特開平1−32846号公報もしくは特開平
1−80351号公報に記載されている。
ングを除去した位相差(速度)が得られる。この原理に
ついては、特開平1−32846号公報もしくは特開平
1−80351号公報に記載されている。
上述したように1位相差の差(加速度)においても位相
差(速度)と同様、エリアシング現象が生ずる場合があ
り、平均位相差の差ΔΔθがπを越えた場合、位相差は
単位円上で小さい角度が選択されるため、平均位相差の
差はΔΔθ−2πとなり誤動作する。
差(速度)と同様、エリアシング現象が生ずる場合があ
り、平均位相差の差ΔΔθがπを越えた場合、位相差は
単位円上で小さい角度が選択されるため、平均位相差の
差はΔΔθ−2πとなり誤動作する。
はじめに、位相差の差のエリアシング(以下、第2のエ
リアシング)の現象について説明する。
リアシング)の現象について説明する。
例えば、第8図はその模式図であり、時刻t=6(任意
スケール)の位相差の差ΔΔθ=1900(〉π)のと
き、上述の理由で190’ −360’=−170’
に変換される。したがって、この間違ったデータを用い
た再生データは同図(a)に示すように2π=360’
だけ平行移動し、誤動作する。
スケール)の位相差の差ΔΔθ=1900(〉π)のと
き、上述の理由で190’ −360’=−170’
に変換される。したがって、この間違ったデータを用い
た再生データは同図(a)に示すように2π=360’
だけ平行移動し、誤動作する。
そこで、その補正法としては、演算された位相差につい
て差分を計測し、時間的に先行するP個(整数)のサン
プリングデータの分散σの比例定数倍にσ(kは定数)
以上かどうかを判定する。
て差分を計測し、時間的に先行するP個(整数)のサン
プリングデータの分散σの比例定数倍にσ(kは定数)
以上かどうかを判定する。
この場合、t”2,3,4.5の4個(P=4)の位相
差の差の分散σは 平均ΔΔθ =1/4 (60+(−40) +40+ (−10)
’t=20 分散σ =1/4 (6智0)2+(−10−20)2+(40
−20) 2+(−1o−20)2=15 である。
差の差の分散σは 平均ΔΔθ =1/4 (60+(−40) +40+ (−10)
’t=20 分散σ =1/4 (6智0)2+(−10−20)2+(40
−20) 2+(−1o−20)2=15 である。
ここで、時間的に先行するサンプリングデータの位相差
の差の最終値(Δf3)s=10と現在のデータ(Δθ
)e=(−160)の差(−170)の絶対値170は
上記分散σ=15の比例定数に倍(例えばに=3)15
$3=45以上であるので位相差の差のエリアシング(
第2のエリアシング)が発生したものと判断するものと
する。すなわち、位相差の差の絶対値= l−160−
10=l−170 〉Kσ=45 である。
の差の最終値(Δf3)s=10と現在のデータ(Δθ
)e=(−160)の差(−170)の絶対値170は
上記分散σ=15の比例定数に倍(例えばに=3)15
$3=45以上であるので位相差の差のエリアシング(
第2のエリアシング)が発生したものと判断するものと
する。すなわち、位相差の差の絶対値= l−160−
10=l−170 〉Kσ=45 である。
このように第2のエリアシングを検出した後、エリアシ
ングして間違った位相差の差ΔΔ0−2πに一定値2π
を加算することにより位相差の差をΔΔOに補正すれば
、第8図の(a)の原データが正しく再生されることに
なる。
ングして間違った位相差の差ΔΔ0−2πに一定値2π
を加算することにより位相差の差をΔΔOに補正すれば
、第8図の(a)の原データが正しく再生されることに
なる。
以上は、位相差の差(ΔΔθ)e=190’であ場合で
ある。
ある。
一方、位相差の差(ΔΔθ)B=−190’の場合、(
ΔΔθ)B+2π=170’と置換されるので、一定値
−2πを加算することにより位相差の差をΔΔOに補正
すれば、同様に、原データが正しく再生されることにな
る。したがって、エリアシングしている場合、上記の一
定値は位相差の差が負の場合は2π1位相差の差が正の
場合は一2πとするものとする。
ΔΔθ)B+2π=170’と置換されるので、一定値
−2πを加算することにより位相差の差をΔΔOに補正
すれば、同様に、原データが正しく再生されることにな
る。したがって、エリアシングしている場合、上記の一
定値は位相差の差が負の場合は2π1位相差の差が正の
場合は一2πとするものとする。
しかし、例えば、(ΔΔ0)e= 350”のとき(Δ
Δθ)6−2π=−10” と置換されるため、その絶
対値は前述の閾値45より小さくなる。従って、位相差
の差のエリアシング(第2のエリアシング)は検出され
ず、位相差の差が減少したデータに変換され、一種の低
域通過フィルター処理がなされる。
Δθ)6−2π=−10” と置換されるため、その絶
対値は前述の閾値45より小さくなる。従って、位相差
の差のエリアシング(第2のエリアシング)は検出され
ず、位相差の差が減少したデータに変換され、一種の低
域通過フィルター処理がなされる。
以下、本発明の実施例を詳細に説明する。第1図におい
て、lは従来法速度演算回路、2は本発明である加速変
異加法速度演算回路、3は位相差の差のエリアシング(
第2のエリアシング)検出回路、60は信号入力端子、
61は本法による瞬時位相差(Δθ)2の出力端子で、
69は本法による平均位相差(Δθ)2の出力端子であ
る。
て、lは従来法速度演算回路、2は本発明である加速変
異加法速度演算回路、3は位相差の差のエリアシング(
第2のエリアシング)検出回路、60は信号入力端子、
61は本法による瞬時位相差(Δθ)2の出力端子で、
69は本法による平均位相差(Δθ)2の出力端子であ
る。
このような構成によれば、従来法速度演算回路1の出力
を用い、位相差エリアシング(第1のエリアシング)の
ない平均位相差が(Δθ)2が得られる。
を用い、位相差エリアシング(第1のエリアシング)の
ない平均位相差が(Δθ)2が得られる。
しかし、位相差の差がエリアシング(第2のエリアシン
グ)し、πを越える場合がある。この場合、端子61の
加速度累加法の位相差演算出力(ΔB)zを第2のエア
リアシング検出回路3に入力し、補正した後、正確な位
相差出力(Δθ)2を端子69より得る。
グ)し、πを越える場合がある。この場合、端子61の
加速度累加法の位相差演算出力(ΔB)zを第2のエア
リアシング検出回路3に入力し、補正した後、正確な位
相差出力(Δθ)2を端子69より得る。
二つの位相差ベクトルから位相差の差を計測するときの
時間関係を第4図に示す。(a)は瞬時加速度法であり
、時間間隔は送波パルス間隔てであり、以下、第一の実
施例として詳細に説明する。
時間関係を第4図に示す。(a)は瞬時加速度法であり
、時間間隔は送波パルス間隔てであり、以下、第一の実
施例として詳細に説明する。
(b)および(c)は平均加速度法であり、上記時間間
隔はMτ(Mは整数)であり、(b)はM=N (Nは
平均化個数)、(Q)はM=4である。
隔はMτ(Mは整数)であり、(b)はM=N (Nは
平均化個数)、(Q)はM=4である。
(b)および(c)については第二の実施例として説明
する。
する。
まず、第1実施例について説明する。
第6図は本発明である第1図の加速変異加法速度演算回
路2の詳細である。入力信号は瞬時位相差ベクトルU、
が第5図の端子62より出力し、端子65へ入力する。
路2の詳細である。入力信号は瞬時位相差ベクトルU、
が第5図の端子62より出力し、端子65へ入力する。
9−1は第2遅延回路で、その遅延時間は送波パルス時
間間隔でである。
間間隔でである。
28は位相差演算回路を暖時位相差ベクトルvLの偏向
を求めて位相差を算出する。10は第二自己相関器、1
1は位相差の差演算回路、12および13はそれぞれ加
算器、14は切り替え器であり、端子68に初期値設定
用制御信号ありの時は28の出力側へ、制御信号なしの
ときは端子61側へ切り替えられる。端子61は本性瞬
時位相差演算出力(Δθ)2の出力端子、端子66は一
定値(2πまたは一2π)入力端子、端子67は第2の
エリアシング検出制御信号入力端子である。
を求めて位相差を算出する。10は第二自己相関器、1
1は位相差の差演算回路、12および13はそれぞれ加
算器、14は切り替え器であり、端子68に初期値設定
用制御信号ありの時は28の出力側へ、制御信号なしの
ときは端子61側へ切り替えられる。端子61は本性瞬
時位相差演算出力(Δθ)2の出力端子、端子66は一
定値(2πまたは一2π)入力端子、端子67は第2の
エリアシング検出制御信号入力端子である。
このよ4匁構成によれば、端子65に入力した瞬時位相
差ベクトルは第2遅延回路9−1により時間τだけ遅延
し、2つの異なる瞬時位相差ベクトルU1とU s 4
1から第二自己相関器10により複素共役績 S+=tJ++1−Ut” (傘:複素共役績)が演算
される。
差ベクトルは第2遅延回路9−1により時間τだけ遅延
し、2つの異なる瞬時位相差ベクトルU1とU s 4
1から第二自己相関器10により複素共役績 S+=tJ++1−Ut” (傘:複素共役績)が演算
される。
さらに位相差の差(ΔΔθ)lが演算器11により演算
される。第2遅延回路9−2で遅延した、−回前の位相
差(Δθ)iと演算回路11で得られた位相差の差(Δ
Δθ)lとが加算器13により加算され、今回の第2の
位相差(Δθ)l+1 ”(ΔO)2.どなる。
される。第2遅延回路9−2で遅延した、−回前の位相
差(Δθ)iと演算回路11で得られた位相差の差(Δ
Δθ)lとが加算器13により加算され、今回の第2の
位相差(Δθ)l+1 ”(ΔO)2.どなる。
しかし位相差の差がエリアシング(第2のエリアシング
)した場合は、第2のエリアソング検出制御信号が端子
67より入力し、一定値(2πまたは一2π)が端子6
6より加算器〕2に入力し、位相差の差演算回路11の
出力((ΔΔθ)l−2π)または((ΔΔ(!+)+
2π)と一定値(2πまたは一2π)が加算され、補正
値(ΔΔθ)lが上記加算器13に入力する。雑音が混
入しない場合、位相差の差演算回路11(ΔΔθ)lの
出力がそのまま加算器12をへて加算器13に入力する
。
)した場合は、第2のエリアソング検出制御信号が端子
67より入力し、一定値(2πまたは一2π)が端子6
6より加算器〕2に入力し、位相差の差演算回路11の
出力((ΔΔθ)l−2π)または((ΔΔ(!+)+
2π)と一定値(2πまたは一2π)が加算され、補正
値(ΔΔθ)lが上記加算器13に入力する。雑音が混
入しない場合、位相差の差演算回路11(ΔΔθ)lの
出力がそのまま加算器12をへて加算器13に入力する
。
初期値設定は装置の電源を入れたとき、端子68に制御
信号が入力する。このとき、初期値として瞬時位相差(
Δθ)、が切り替え器14をへて、第2遅延回路9−2
に入力する。一方、制御信号がない場合は加算器13の
出力が切り替え器1−4をへて、第2遅延回路9−2に
入力し、次のサイクルの演算時に用いられる。
信号が入力する。このとき、初期値として瞬時位相差(
Δθ)、が切り替え器14をへて、第2遅延回路9−2
に入力する。一方、制御信号がない場合は加算器13の
出力が切り替え器1−4をへて、第2遅延回路9−2に
入力し、次のサイクルの演算時に用いられる。
第7図は第1図の第2のエリアシング検出回路3の詳細
構成であり、9−3は第2遅延回路、15は減算器、1
6は加算器、18は自乗和演算回路、17は除算器、1
9は分散演算回路、20は乗算器、21は比較器、61
は水沫演算回路の出力の入力端子、67は第2のエリア
シング検出制御信号出力端子69は本性平均位相差(Δ
θ)2出力端子である。
構成であり、9−3は第2遅延回路、15は減算器、1
6は加算器、18は自乗和演算回路、17は除算器、1
9は分散演算回路、20は乗算器、21は比較器、61
は水沫演算回路の出力の入力端子、67は第2のエリア
シング検出制御信号出力端子69は本性平均位相差(Δ
θ)2出力端子である。
このような構成によれば、演算された位相差の差分が第
2遅延回路9−3および減算器16によす演算され、比
較器21の一方の入力となる。比較器21の他方の入力
は先行するP個のサンプリングデータの分散σの比例定
数倍にσである。この分散σを計測する構成は加算@1
8、除算器17により平均値(Aalzが計測され端子
69より出力する。さらに、自乗和演算回路18により
Σ(Δθ)12が演算され5分散演算回路19に入力す
る。分散演算回路19においては分散σはσ= (1/
P)Σ(Δθ)、2− ?Δθ)22により計測される
。乗算器20においては分散σと比例定数K(例えばに
=3)とが乗算され、比較器2工に入力する。比較器2
1においては上述した根拠にもとすいて雑音が検出され
、雑音検出制御信号が発生し、端子67から出力する。
2遅延回路9−3および減算器16によす演算され、比
較器21の一方の入力となる。比較器21の他方の入力
は先行するP個のサンプリングデータの分散σの比例定
数倍にσである。この分散σを計測する構成は加算@1
8、除算器17により平均値(Aalzが計測され端子
69より出力する。さらに、自乗和演算回路18により
Σ(Δθ)12が演算され5分散演算回路19に入力す
る。分散演算回路19においては分散σはσ= (1/
P)Σ(Δθ)、2− ?Δθ)22により計測される
。乗算器20においては分散σと比例定数K(例えばに
=3)とが乗算され、比較器2工に入力する。比較器2
1においては上述した根拠にもとすいて雑音が検出され
、雑音検出制御信号が発生し、端子67から出力する。
この制御信号は上述したように、第6図の加算器12の
端子67に入力し、一定値(2πまたは一2π)が入力
し1位相差の差演算回路11の出力の位相差の差((Δ
Δθ)12g)または((ΔΔθ)I+2π)が加算器
]2において補正され、(ΔΔθ)Iが演算され、加算
器13に入力し、正しい演算がなされる。
端子67に入力し、一定値(2πまたは一2π)が入力
し1位相差の差演算回路11の出力の位相差の差((Δ
Δθ)12g)または((ΔΔθ)I+2π)が加算器
]2において補正され、(ΔΔθ)Iが演算され、加算
器13に入力し、正しい演算がなされる。
ここで、第2エリアシングが発生した場合、そのサンプ
リング時間間隔(=送波パルス時間間隔て)内に位相差
の差の補正が完了しなければならない。
リング時間間隔(=送波パルス時間間隔て)内に位相差
の差の補正が完了しなければならない。
以上は本発明の第1実施例の説明である。
第2実施例では第4図(b)および(c)の平均加速度
法であり、第1実施例との相違点は(+)第5図の平均
位相差ベクトルが端子63より出力し、第6図の信号入
力端子65に入力する。
法であり、第1実施例との相違点は(+)第5図の平均
位相差ベクトルが端子63より出力し、第6図の信号入
力端子65に入力する。
(2)端子61の本誌瞬時位相差出力(Δθ)2が自動
的に本性平均位相差出力(Δθ)2となり、端子69は
不要である。
的に本性平均位相差出力(Δθ)2となり、端子69は
不要である。
(3)第2遅延回路9の遅延時間はMτである。
これ以外の動作は上述した第1実施例と同様である。
このように、本発明によれば、従来技術の速度計測の限
界を除去し、深部においても高速の物体速度が計測可能
となった。
界を除去し、深部においても高速の物体速度が計測可能
となった。
本発明の他の利点として本発明の平均位相差は位相差加
算されているため、自己相関法などのベクトル加算に比
較し信号対雑音比が向上する利点がある、 以上の実施例では、第2のエリアシング検出法として、
加速度累加法により得られた速度計測値の連続するサン
プリングデータ間の差分値がその血流の統計的分散で決
まる閾値以上の場合に計測データを補正する方法につい
て説明した。しかし、種々の他の変形が考えられること
は明かである。
算されているため、自己相関法などのベクトル加算に比
較し信号対雑音比が向上する利点がある、 以上の実施例では、第2のエリアシング検出法として、
加速度累加法により得られた速度計測値の連続するサン
プリングデータ間の差分値がその血流の統計的分散で決
まる閾値以上の場合に計測データを補正する方法につい
て説明した。しかし、種々の他の変形が考えられること
は明かである。
例えば、あらかじめ上記閾値を設定することが可能な場
合もありうる。
合もありうる。
また、以上の実施例では位相差の差が閾値以上の場合は
補正値(2πまたは一2π)を加算することにより原デ
ータを再現させる方法をとった。
補正値(2πまたは一2π)を加算することにより原デ
ータを再現させる方法をとった。
しかし、閾値以上の場合その閾値に符号を考慮して置換
することも可能である。
することも可能である。
本発明の応用の1つとして従来法の位相差(速度)計測
のエリアシング(第1のエリアシング)を自動的に判定
することが可能である。すなわち従来法速度出力(Δθ
)、と水沫速度出力(Δθ)2を比較することにより、
エリアシングレベル出力n (n==o、+1.+2
.、、、: n=oはエリアシングなし)を得ることが
できる。
のエリアシング(第1のエリアシング)を自動的に判定
することが可能である。すなわち従来法速度出力(Δθ
)、と水沫速度出力(Δθ)2を比較することにより、
エリアシングレベル出力n (n==o、+1.+2
.、、、: n=oはエリアシングなし)を得ることが
できる。
第1のエリアシングレベル検出回路は第9図(b)に示
すように、従来法速度演算回路1の出力である第1の平
均位相差CΔθ)1と水沫で得られた第2の平均位相差
(Aa)zを入力し、エリアシングレベルnを出力する
ものである。すなわち、32は減算器、23は比較器、
24は保持器、25は複数の所定値2n(n=−2,−
1,0,1,2)。
すように、従来法速度演算回路1の出力である第1の平
均位相差CΔθ)1と水沫で得られた第2の平均位相差
(Aa)zを入力し、エリアシングレベルnを出力する
ものである。すなわち、32は減算器、23は比較器、
24は保持器、25は複数の所定値2n(n=−2,−
1,0,1,2)。
26はエンコーダであり、保持器24の各ビットに対応
してエリアシングレベルnを出力するものであり、64
は従来法出力(ΔO)1の入力端子、61は水沫出力(
Δθ)2の入力端子、68はエリアシング レベル出力
端子である。このような構成によれば、第1−の平均位
相差(Δθ)lと第2の平均位相差(Δ0)zとが減算
器22演算され、その差分値は2nπ(n=−2,−1
,0,1,2)のいずれかとなる。この出力と複数の所
定値2nπとが比較器23において比較され、−4した
時のみ、出力がある。第9図(a)の例では最初の時刻
では保持器33−3のみlで他はOである。保持器24
の内容はエンコーダ26に入力し、保持器24の各ビッ
トに対応して、第1のエリアシング レベルが出力端子
68から時系列的に順次n=Q、1,2,1.Oとして
出力される。
してエリアシングレベルnを出力するものであり、64
は従来法出力(ΔO)1の入力端子、61は水沫出力(
Δθ)2の入力端子、68はエリアシング レベル出力
端子である。このような構成によれば、第1−の平均位
相差(Δθ)lと第2の平均位相差(Δ0)zとが減算
器22演算され、その差分値は2nπ(n=−2,−1
,0,1,2)のいずれかとなる。この出力と複数の所
定値2nπとが比較器23において比較され、−4した
時のみ、出力がある。第9図(a)の例では最初の時刻
では保持器33−3のみlで他はOである。保持器24
の内容はエンコーダ26に入力し、保持器24の各ビッ
トに対応して、第1のエリアシング レベルが出力端子
68から時系列的に順次n=Q、1,2,1.Oとして
出力される。
本発明の他の応用例としては、第10図(a)。
(b)に示すように、第1実施例で得られた瞬時位相差
を適当な時間窓についてヒストグラムを作威し、上記時
間窓をオーバラップさせながら移動させ、ヒストグラム
の頻度を表示器に表示させれば第1のエリアシングのな
い実時間周波数分析が可能である。ここで、輝度表示は
単に位相差に関してのみでなく、超音波受信信号の強度
と位相差との積を輝度表示することも可能である。
を適当な時間窓についてヒストグラムを作威し、上記時
間窓をオーバラップさせながら移動させ、ヒストグラム
の頻度を表示器に表示させれば第1のエリアシングのな
い実時間周波数分析が可能である。ここで、輝度表示は
単に位相差に関してのみでなく、超音波受信信号の強度
と位相差との積を輝度表示することも可能である。
また、実時間周波数分析の別法として次の方法も考えら
れる。すなわち、本発明により得られた瞬時位相差を積
分することにより瞬時位相を求め、適当な時間窓につい
て高速フーリエ変換(F astFourier Tr
ansform、 F E T)すれば、エリアシング
の発生しない実時間周波数分析が得られる。
れる。すなわち、本発明により得られた瞬時位相差を積
分することにより瞬時位相を求め、適当な時間窓につい
て高速フーリエ変換(F astFourier Tr
ansform、 F E T)すれば、エリアシング
の発生しない実時間周波数分析が得られる。
ここで、FETの人力は上記瞬時位相を1 / n(n
は整数)とすれば、エリアシング速度が0倍に増大した
周波数分析が得られる。
は整数)とすれば、エリアシング速度が0倍に増大した
周波数分析が得られる。
【発明の効果1
このように、本発明によれば、送波パルス時間間隔で決
まる限界以上の高速血流速度を正確に計測することが可
能となり、臨床上、益するところが大きい。
まる限界以上の高速血流速度を正確に計測することが可
能となり、臨床上、益するところが大きい。
第1図は本発明の実施例のブロック図、第2図。
第3図、第4図及び第8図は本発明の詳細な説明に用い
る説明図、第5図は従来法の構成図、第6図および第7
図は上記実施例の主要部をそれぞれ詳細に示すブロック
図、第9図および第10図は本発明の詳細な説明図であ
る。 2・・・加速原素加法速度演算回路、3・・・雑音検出
回路、9・・・第2遅延回路、1o・・・第2自己相関
回路、11・・・位相差の差演算回路、 12および13・・・加算器、15・・・減算器、19
・・・分散演算回路、 21・・・比較器。 第 2 困 工 第 =εXF(ンΔΔθL) <a)@−ヤカ0遣i沃 召 伽τ◆ 崎−m−〜で−− e ■ b県歌9習□□□C η 9 回 40ノ 第70 口 (幻 時固
る説明図、第5図は従来法の構成図、第6図および第7
図は上記実施例の主要部をそれぞれ詳細に示すブロック
図、第9図および第10図は本発明の詳細な説明図であ
る。 2・・・加速原素加法速度演算回路、3・・・雑音検出
回路、9・・・第2遅延回路、1o・・・第2自己相関
回路、11・・・位相差の差演算回路、 12および13・・・加算器、15・・・減算器、19
・・・分散演算回路、 21・・・比較器。 第 2 困 工 第 =εXF(ンΔΔθL) <a)@−ヤカ0遣i沃 召 伽τ◆ 崎−m−〜で−− e ■ b県歌9習□□□C η 9 回 40ノ 第70 口 (幻 時固
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、移動物体に超音波を送信し、ドプラ効果による受信
信号の位相偏移を計測することにより速度を計測する装
置において、連続する送信パルスに対応する各々の受信
信号の瞬時位相差ベクトルを計測する手段と、連続する
上記瞬時位相差ベクトルから位相差の差分を演算する手
段と、1回前の送信パルスに対応する瞬時位相差と、上
記位相差の差分とから、次回の送信パルスに対応する瞬
時位相差を演算する手段と、位相差の差のエリアシング
を検出する手段と、上記演算された瞬時位相差を補正す
る手段とを具備することを特徴とする超音波ドプラ計。 2、移動物体に超音波を送信し、ドプラ効果による受信
信号の位相偏移を計測することにより速度を計測する装
置において、連続する送信パルスに対応する各々の受信
信号の瞬時位相差ベクトルを計測する手段と、上記瞬時
位相差ベクトルを累加することにより、第1の平均位相
差ベクトルを計測する手段と、上記第1の平均位相差と
時間的に異なる上記第1の平均位相差との差分を演算す
る手段と、上記第1の平均位相差と上記平均位相差の差
分とから第2の平均位相差を演算する手段と、位相差の
差のエリアシングを検出する手段と、上記第2の平均位
相差を補正する手段とを具備することを特徴とする超音
波ドプラ計。 3、上記演算された位相差の差分が所定閾値以上である
ことから位相差の差のエリアシングを検出し、上記演算
された位相差を補正することを特徴とする請求項1もし
くは2に記載の超音波ドプラ計。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1214796A JPH0380842A (ja) | 1989-08-23 | 1989-08-23 | 超音波ドプラ計 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1214796A JPH0380842A (ja) | 1989-08-23 | 1989-08-23 | 超音波ドプラ計 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0380842A true JPH0380842A (ja) | 1991-04-05 |
Family
ID=16661669
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1214796A Pending JPH0380842A (ja) | 1989-08-23 | 1989-08-23 | 超音波ドプラ計 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0380842A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101995435A (zh) * | 2010-11-05 | 2011-03-30 | 上海交通大学 | 基于瞬时相位变化度的损伤检测方法 |
JPWO2017077916A1 (ja) * | 2015-11-02 | 2018-08-09 | 富士フイルム株式会社 | 超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法 |
-
1989
- 1989-08-23 JP JP1214796A patent/JPH0380842A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101995435A (zh) * | 2010-11-05 | 2011-03-30 | 上海交通大学 | 基于瞬时相位变化度的损伤检测方法 |
JPWO2017077916A1 (ja) * | 2015-11-02 | 2018-08-09 | 富士フイルム株式会社 | 超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法 |
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