JPS62152437A - 超音波ドプラ診断装置 - 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］ 本発明は超音波ドプラ装置、特に運動反射体の速度を演
算し被検体内の動ぎを正確に表示することのできる超音
波ドプラ装置に関する。

［従来の技術］ 被検体内の運動部、例えば心臓等の臓器、循環器及び血
管内の血流、体液流又は心筋などの運動反射体の速度を
測定するため、従来より超音波パルストアラ法が実用化
されており、被検体内運動反則体からの反射エコーの周
波数偏移によって運動速度を電気的に検出することがで
きる。

本出願人はこのようなドプラ装置として自己相関による
速度演算装置を、特開昭５８−１８８４３３にて既に出
願している。

この装置によれば、被検体内から得られたドプラ受信信
号を複索信号に変換し、複索信号の共役積及び複累積を
自己相関法にて求め、この自己相関値から周波数偏移を
演算している。このようにして得られた周波数偏移は運
動反射体の速度に対応しており、この偏移の大きざから
正確な速度が求められる。

そして、これら運動反射体の速度はＢモードあるいはＭ
ｌｌ−一ドにてＣＲ７画面−Ｌに表示され、画像診断に
有効な情報を提供することが行われている。

［発明が解決しようとする問題点］ 【１五五五二ｌ直 ところで、超音波ドプラ装置において単一ど一ムにて得
られる速度は超音波ビーム方向に動くラジアル速度のみ
で速度の運動方向を正確に表示することができないとい
う問題がある。

この１＝め、従来ではある程度離れた異なる位置から複
数のビームを被検体内の同一位置に放射し、得られた複
数の速度信号を合成して運動方向を含んだ運動反射体の
速度を求めている。

しかしながら、この方法では装置が複雑となるばかりで
なく、特に心臓等のようにビームを挿入する位はや角度
が限定される部位に用いる場合にはこの方法を適用する
ことができないという欠点があった。

発明の目的 本発明は前記従来の問題点に鑑みなされたものであり、
その目的は、異なる位置から超音波ビームをＭ射づるこ
となく、簡単な走査を行う装置にて運動方向を含む速度
を精ｉＪ：＜求めることのできる超音波ドプラ診断装置
を提供することにある。

Ｅ問題点を解決するための手段１ 前記目的を達成するために、本発明は、一定の繰返し周
波数の超音波を被検体内に放射し送信信号と受信信号と
を比較して運動反射体の距離及び速度を検出する超音波
ドプラ装置において、複索信号変換器と自己相関器とを
協え、まず被検体内から得られたドプラ受信信号を、送
信繰返し周波数の整数倍の周波数を有し互いに複索関係
にある一組の複素基準信号と混合して複素信号に変換り
゛る。

そして、この複素信号の共役積及び複累積を自己相関法
にて求め、この自己相関値から周波数偏移を演算する。

本発明は、同時に任意方向の速度を記憶するメモリと、
接線速度演算器と、を備えている。前記メモリは任意方
向からの第１の受信信号に基づいて得られた第１の自己
相関器出力を記憶し、接線速度演算器は前記第１の受信
信号の受信方向に対して微小の偏向角差を有する第２の
受信信号から得られた第２の自己相関器出力を前記第１
の自己相関器出力と比較してセクタ走査円弧の法線速度
を演算することを特徴とする。

［作用１ 以上の構成によれば、メモリに記憶されている第１の自
己相関信号と微小の偏向角差を有する第２の自己相関信
号とが比較されて接線達磨が求められるが、この接線速
度は被検体内の同一距離における速度の変化分を示して
おり、この接線速度とラジアル速度とからベクトル速度
、つまり速度の絶対値及びベクトル角度を求めることが
できる。

そして、このベクトル角度は運動反射体の運動方向を示
すものであり、運動方向を含んだベクトル速１ηは同一
ビーム内の速度分布の全てにおいて、かつ超音波送受波
領域の全てについて求められるので、正確な運動方向に
基づいた運動反射体の速度を画像表示することができる
。

［実施例］ 以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明する
。

第１図、第２図には、超音波ドプラ装２の回路構成が示
されており、まず第２図に基づいてラジアル速度を求め
るための自己相関信号の演算を説明する。

自己相関信号部枠 第２図において、安定な６周波信号を発生する水晶発振
器１０のの出力は分周同期回路１２に供給され、この分
周同期回路１２によって所望周波数の各種出力信号が得
られる。これらの出力信号は超音波パルスビーム送信用
の送信繰返し周波数信号１００．複素変換のための複素
基準信号１０２．１０４　、超音波診断結果の表示を行
うための部用同期信号１０６及び装置各部の同期作用を
行うクロック信号１０８を含む。本発明において、前記
複索基準信号１０２．１０４は送信繰返し周波数信号１
００の整数倍の周波数を有しかつ互い　　　゛に複索関
係となるようにしており、実施例においては、９０°の
位相差を有する。

前記送信信号１００は、駆動回路１４及び送受切替回路
１６を介して探触子１８に供給されこの探触子１８を励
賑し、超音波パルスビームが被検体２０内に送信される
。

そして、被検体２０からの反射エコーは探触子１８によ
って電気信号に変換され、送受切替回路１６から高周波
増幅器２２へ送られて所望の増幅作用が施された後、ぞ
の一方の出力が通常の８モードあるいはＭモード表示信
号として表示部に供給される。

通常のＢモードあるいはＭモード表示を行うための出力
信号は検波器２４及びビデオ増幅器２６から切替器２８
を介してＣＲＴ表示器３０に供給され、ＣＲＴ表示器３
０の表示面を輝度変調する。

前記探触子１８の超音波パルスビームを機械的あるいは
電気的な角度偏向などによって走査させ超音波パルスビ
ームで被検体２０を周期的に走査し、あるいは所望の偏
向角にて走査を停止するために走査制御器３２が設けら
番フており、この走査制御器３２の走査位置信号及び前
記分周同１１Ｊ１回路１２から１１７られる部用同期信
号１０６は掃引トリガ発生器３４に供給され、ＣＲＴ表
示器３０の１７１引制御が行われる。

前記高周波増幅器２２の他方の出力は本発明において、
自己相関信号に供され、まず高周波増幅器２２から得ら
れるドプラ受信信号は複素信号変換器３６に供給され複
ズτ信号に変換される。

すなわち、実施例に、１３いては、複素信号変換器３６
は位相検波２；を含む一組のミキ膏す３８ａ、３８ｂを
イｊし、各ミキサ゛３８において前記受信信号は、それ
ぞれ前記複索基準信号１０２．１０４と混合され、〜索
基準信号１０２．１０４は前述したように互いに９０°
位相の異なる複素関係にあるため、ミキサ３８から高周
波信号に対応した複索信号を出力することができる。従
って、各ミキサ３８は混合検波によって入力された受信
信号と？Ｘ／累基準信丹との画周波数の和と差の周波数
の信号を出力し、これら両信号が低域フィルタ４０ａ、
４０ｂに供給され、差の周波数成分のみが取り出される
。

前記ミキ＋１３８の混合検波作用において、複素基準信
号１０２．１０４は単一周波数の連続波であるが、他方
の入力信号である受信信号はドプラ情報を含むパルス波
なので、前記低域フィルタ４０の出力には多数のスペク
トル成分が現れることとなる。以下にこの複索変換を演
算式によって説明する。

一方の複索基準信号１０２は送信用の繰返し周波数ｆｒ
の整数倍の周波数ｆＯを有し、その娠幅を１と覆れば、 ｓｉｎ　　２　π　ｆｏ　　ｔ　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　・　　（１）なる正弦波電
圧信号にて示される。他方、探触子１８で受信される受
信信号は送信周波数をｆｏとすれば、 ｓｉｎ　　（２πｆｏ　ｔ、＋　２π■’ｄ　ｔ）　　
　　−（２）にて示される、ただし、ｆｄはドプラ偏移
周波数である。

なお、この受信信号には、一般に ５ｉｎ（２π（ｆｏ±ｎ　ｆｒ　）ｔ＋２πｆｄ・（１
±ｎｆｒ　／ｆｏ　）ｔｌ のスペクトル（ｆｒは送信繰返し周波数、ｎはＯｌｌ、
２・・・なる自然数である）が含まれるが、以下に説明
を簡略化するために、ｎ＝ｏのときの（２）式に示され
るスペクトルについてのみ説明する。

ミキサ３８ａでは一方の複素基準信号１０２と受信信号
との積がとられるので、（１）式と（２）式の積の２倍
である次式が得られる。

ｃｏｓ　２πｆｄｔ−ｃｏｓ（４πｆａｔ＋２πｆｄｔ
） そして、この出力は低域フィルタ４０ａで２ｆｏ＋ｆｄ
の周波数が除去されているので、その出力信号は ｃｏｓ　　２　π　ｆｄｌ−・・・　（３）となる。

一方、他方の複索１！準信号１０４は前記信号１０２と
９０’位相が異なるので、 ｃｏｓ　２π１’０’ｔ　　　　　　　　　　　　・・
・（４）なる余弦波電圧信号で示され、ミキサ３８ｂの
温合検波及び低域フィルタ４０ｂのフィルタ作用によっ
て、 ｓｉｎ　２ｙｒ　ｆｄ　ｔ　　　　　　　　　　　　−
（５）なる信号に変換され、前記（３）式を実数部、そ
して（５）式を虚数部とする複素信号に変換されたこと
となり、これら両信号は次の複素式によって示すことが
できる。

Ｚｌ−ＣＯ３２πｆｄ　ｔ＋ｉ　ｓｉｎ　２πｆｄｔ・
・・（６） 以上のようにして複素変換された信号Ｚ１は△Ｄ変換１
４２ａ、４２ｂによってデジタル信号に変換され、次段
の複素ディレーラインキャンセラ４４に入力される。そ
して、前記ＡＤ変１［４２にはクロック信号１０８が供
給されこのクロック信号によるサンプリングが行われて
いる。

実施例においては、前述した複素ディレーラインキャン
セラ４４が設けられているので、被検体内の静止部ある
いは低速運動部からの受信信号を除去して運動部のみの
速度信号を取り出づ“ことができ、画像信号の品質を著
しく向上させることができる。

この複素ディレーラインキャンセラ４４は繰返し信号の
１周期（Ｔ）に一致する遅延時間を有するディレーライ
ン４６ａ１４６ｂを有し、このディレーラインは例えば
１周期の中に含まれるクロックパルスの数に等しい記憶
素子から成るメモリまたはシフトレジスタから形成する
ことができる。

そして、これらディレーライン４６には、それぞれ差演
算器４８ａ、４８ｂが接続されており、差演算器４８に
よってディレーライン４６の入力すなわち現時刻の信号
と１周期前の信号とを同一深度において逐次比較して信
号の１周期間の差を演算する。従って、静止あるい（，
１低速度の生体組織からの縦用（ｔ＋　”Ｊ　（、ｌ現
Ｉｔ）　’；］の信号と１周期前の信号との間に変化が
なく、あるいは変化が小さいため差ｒＡ算器４８の差出
力は零に近くなり、一方速度の速い例えば血流信号の差
出力は大きな伯として検出され、これによって生体組織
からの反射信号つまりクラッタを抑制することができる
。

前記複索ディレーラインキセンセラ４４の作用を以下に
演算式で説明する。なお、第２図においては、複素ディ
レーラインキ１！ンセラ４４への入力はデジタル信号で
あるが、演算式では説明を簡単にするために、（６）式
のアナログ信号にで説明を行う。ディレーライン４６の
入力Ｚ１を（６）式で示すと、１周期遅延された出力Ｚ
２はｚ２＝ｃｏｓ　２πｆｄ　　（ｔ−Ｔ）＋−１ｓｉ
ｎ２πｆｄ（ｔ−Ｔ）　　＝（７）で示され、この結果
、差部ｎ器４８の差出力はＺ　　＝Ｚ　　−７２＝−２
ｓｉｎ　２πｆｄ　　（Ｔ／２）−ｓｉｎ　２πｆｄ　
　（ｔ　−（Ｔ／２）　）＋ｉ　２ｓｉｎ　２πｆｄ　
　（Ｔ／２＞・ｃｏｓ　２πｆｄ　　（ｔ　−（Ｔ／２
＞）となり、ここで差出力Ｚ３を Ｚ＝　ｙ、３＋　ｉ　　ｙ３ にて示せば、各ｘ　、ｙ３は次式となる。

Ｘ３＝−２ｓｉｎ　２ｚｒｆｄ　　（Ｔ／２）−ｓｉｎ
　　２ｙｒｆｄ　　（ｔ　　−（’ｒ、／２））・・・
　（８） ｙ３＝２ｓｉｎ　２πｆｄ　　（Ｔ／２　　）・ｃｏｓ
　　２πｆｄ　　（ｔ　　−（Ｔ／２＞）・・・　（９
） このようにして、各差演算器４８ａ、４８ｂには、それ
ぞれｘ　１　ｙ　なる信号が出力されることどなる。

以上のようにして低速度信号が除去された複素信号は、
次に自己相関器５０にによっＣ演樟処理され、近延出を
ＴとするＺ３の自己相関が求められる。

まず、入力信号Ｚ３はディレーライン５２ａ、５２ｂに
より１周期分遅延されてＺ４が得られる。

この出カフ４は以下の式で表される。

Ｚ　　−Ｘ４＋　＋　　ｙ４ Ｘ４　＝−２ｓｉｎ　２πｆｄ　　（Ｔ／２）・ｓｉｎ
　　２πｆｄ　　（ｔ　　−（３／２Ｔ））・・・　（
１０） １／４　＝２ｓｉｎ　２πｆｄ　　（Ｔ／２）−ｃｏｓ
　２πｆｄ　　（ｔ　−（３／２丁））・・・　（１１
） そして、信号Ｚ　の共役信号はＺ４”＝ｘ４−ｉ　ｙ　
であり、Ｚ　とＺ　廁との共役積を、以下の式ににっで
求めることにより自己相関が演算される。

Ｚ３Ｚ４”＝（ｘ３＋ｉ　　ｙ３）（ｘ４−ｉ　　ｙ４
）″　ｘ３×４＋ｙ３ｙ４ ＋１（Ｘａ　　’１３　　　Ｘａ　　Ｖ４）そして、こ
の相関を求めるため、自己相関＝５０には４個の掛算器
５４ａ、５４ｂ、５６ａ１５６ｂ、そして、加減算器５
８ａ、５８ｂが設けられ、前記相関演算が行われる。

加減算器５８ａの出力をＲとすれば、前記（８）、（９
）、（１０）、（１１）の各関係式％式％ が得られ、また加減算器５８ｂの出力をＩとすれば、同
様に １＝　　Ｘ　　Ｖ　　−Ｘａ　Ｖ４＝４ｓｉｎ２２７ｒ
ｆｄ（Ｔ／２）ｓｉｎ２πｆｄＴ　　　−（１３）が得
られ、両加減算器５８の出力を合わせて自己相関信号は
次式にて示される。

ｓ＝Ｒ＋ｒ　　Ｉ　　　　　　　　　　　・・・（１４
）そして、この出力Ｓは信号の変動成分や装置から発生
する雑音成分を含むので、これら雑音成分を除去するた
めに平均回路によって平均が求められ、この平均は’ｇ
−４トｉ１で表され、複索相関が演鈴される。

前記平均回路はディレーライン６０８．６０ｂにて１周
期荏延した出力を現時刻の入力信号に加０３６２ａ、６
２ｂにて加算し、再びこの出力をｆイー−ライン６０に
供給する操作を繰り返し、この加算を、例えばデジタル
回路で構成Ｊる場合には、その加締出力のＬ位ピッ１−
を出力すれば、平均値を得ることができる。しかし、単
にこの操作を繰り返し行っていくと、加算回数の増加に
伴い、出力伯が逐次増大し、ついには飽和する。そこで
、実施例にＪ３いては、重み付回路６４ａ、６４ｂが設
【プられ、出力を減衰させて入力と加算している。プな
わら、減衰聞をαとすれば、現時刻の信号より例えば１
０周期前の信号はα”だけ減衰して現時刻の信号と加剪
されるので、出力に与える影響度が小さくなり、低域フ
ィルタや移動平均回路と同様の平均機能を果たすことが
可能となる。また、重み付回路６４の重み付はを変える
ことにより、平均化の度合いを変更することが可能とな
る。

以上のＪこうにして、本実施例においては、複素信号の
共役積を求めることによって自己相関が得られ、この自
己相関、出力は第１図に示すように速度演算器６６に供
給され、この速度演算器６６によって相関出力Ｓの偏角
θが求められる。すなわち、偏角０は（１２）、（１３
）式から、θ−ｔａｎ−１＜　Ｔ／ｎ　＞　＝　２　π
亙Ｔ・・・（１５） として求められ、この結果、ドプラ偏移周波教祖は、 罹＝θ／２π丁　　　　　　　　　・・・（１６）とし
て前記−角θから極めて容易に求められることとなる。

なお、前記自己相関は複索信号の共役積にて求めている
が、複素信号の複素積にて求めることもでき、この複累
積によれば、近距離にある運動反射体の速度を精度良く
求めることができる。

接線速度及びベクトル速度の演算 本発明において特徴的なことは、微小の偏向角差のある
２個の受信信号の自己相関信号を比較して同一距離にお
ける接線速度を求めることであり、実施例では、この接
線速度からベタ１ヘル速度を演算する。すなわち、前記
自己相関器５０等に加えて、比較の対象となる第１の受
信信号の第１の自己相関信号と第２の受信信号の第２の
自己相関信号の１周期分の信号を記憶・読出しするライ
ンメモリ（又はディレーライン）７２ａ、７２ｂと、第
１の自己相関信号と第２の自己相関信号とを比較して接
線速度を演算する接線速度演算器７６と、この接線速度
演ｃ１器７６の出力に基づいてベクトル速度演算を行う
ベクトル速度演算器８４とが設けられている。ここで、
前記ラインメモリは第２の速度分子ｌｉと比較するため
に第１の速磨分イ１ｉを所定時間遅らせるものであり、
このような働きをするものであればラインメモリに限ら
ず各種の遅延線を用いることができる。

また、接線速度演算器７６は比較器７８、逆正接演算器
８０．−１／Δψを乗専する乗篩器８２とから成り、前
記比較器７８は、実施例では自己相関器５０内で共役積
を演算している掛算器５４゜５６及び加減算器５８から
構成され、これらと同様の動作を行う。

本発明は以上の構成から成り、以下に接線速度演算から
ベクトル速度演算までの作用を説明する。

前記自己相関器５０の出力であるｎ、Ｔは、次式で表わ
され、それぞれラインメモリ７２ａ、７２ｂに供給され
ている。

Ｒ＝　ｌ　Ｒｌ　ｃｏｓθ　　　　　　　　・・・（１
７）１　＝　ｌ　Ｒｌ　ｓｉｎ　　θ　　　　　　　　
　　　・（１８）このＲ，Ｔは自己相関器５０の最終値
であり任意方向で数回の超音波パルスを放射して得られ
た信号の平均値である。また、θは速度の信号が含まれ
、超音波ビーム方向と運動方向との成す角度をψとする
と、次式にて表すことができる。

θ＋ｋＶｃＯ３ψ　　　　　　　　　−（１９’１第３
図は、Ｂモード走査における接線速度の求め方を図式化
したものであり、任意方向０→ａとこのＯ→ａ方向と微
小の偏向角度Δψ離れたＯ→ｂ方向に超音波パルスを送
受信する場合を考える。

従って、本発明ではＯ−＋ａ力方向らの反射エコーがパ
ルス列から成る第１の受信信号となり、ｏ−＋ｂ力方向
らの反射エコーのパルス列が第２の受信信号となる。

まず、第１の受信信号で得られた第１の自己相関信号の
うちに信号はラインメモリ７２ａに、１信号はラインメ
モリ７２ｂに記憶され、クロックパルス、走査アドレス
信号を受けたメ［り制御器７４にてメモリの書込み・読
出しを行っている。

そして、第２の受信信号にて得られた第２の自己相関信
号はラインメモリ７２を経ずに直接比較器７８に供給さ
れるとともに、次の計算に備えてラインメモリ７２に書
き込まれる。そして、この比較器７８では第１と第２の
自己相関信号が比較されるが、例えば第１の自己相関信
号を９ａ、第２の自己相関信号をＳｂとすると、ＩＲＩ
を相関の絶対値として次式にて表わすことができる。

’Ｓａ＝　ｌ　ＲＩｃｏｓ　　（ｋｖ　ｃｏｓφ）十ｊ
　ｌＲ１５ｉｎ　（ｋｖ　ｃｏｓψ）　・（２０）ｇｂ
＝　ｌ　Ｒ１ｃｏｓ　　［ｋｖ　ｃｏｓ（ψ−Δφ）１
＋ｊ　１Ｒ１ｓｉｎ　　［ｋｖ　ｃｏｓ（Φ−Δψ）］
・・・（２１） この両信号は比較器７８にて、５ａとＨｂの共役積が演
算÷→され、次のにうな接線速度成分の信号を得ること
ができる。

Ｘ７＝　ｌ　ＲＩ　　ＣＯ３（ｋｖ　［ｃｏｓψ−ＣＯ
Ｓ　　（ψ−Δ〉１） ＝　ｌ　Ｒｌ　２ＣＯ３（−２ｋｖ　　５ｉｎ（Φ−Δ
ψ／　２　）　ｓｉｎΔψ／２） −１１で１２ｃｏｓ（ｋｖΔψ　ｓｉｎψ）・・・　（
２２） ２　　・ ｙ７＝−ＩＲＩ　　Ｓｌｎ　　（ｋｖΔψｓｉｎψ）・
・・　（２３） そして、この信号Ｘ　　、　　Ｖ７は逆正接演算器８０
で次式にて角度αが演算される。

α＝　　ｊａｎ　　　ｙ７／　Ｘ７ ＝ｋｖΔΦ　ｓｉｎψ　　　　　　　　・（２４）この
場合、比較器７８と逆正接演算器８０との間に、第２図
に示す前記ディレーライン６０．加算器６２９重み付は
回路６４とから成る積分器８８ａ、８８ｂを挿入するこ
とにより、雑音信号を除去して精度の更に良い測定を行
うこともできる。

前記角度αは乗算器８２にて微小の走査角Δφの逆数の
角の値−１／Δψが型筒される。従って、乗算器８２の
出力は、 Ｖｔ＝ｋｖｓｉｎψ　　　　　　　　　・（２５）とな
り、このＶｔが接線速度を表すこととなる。

ここで、速度演算器６６の出力をＶｒとすると、ｖｊ’
　＝ｋｖｃｏｓψ　　　　　　　　　・（２６＞となり
、これはラジアル速度を表すものであるから、この接線
速度Ｖｔどラジアル速度Ｖｒとからベク（−ル速Ｉ良Ｖ
をＦｔｒｉ算することができる。

ベタ１ヘル速瓜演ｒ３器８４は次式にてベクトル速度の
絶対値を演Ｃ１する。

＋　ｖ　＋　＝Ｊ覆ｔ２＋Ｖｒ’　＝ｋｌＶｌ・・・（
２７）また、ベタ１−ル角度を次式にて求める。

ψ−ｔａｎ−’（Ｖｔ／Ｖｒ）　　　　　　　＝−（２
８＞前記絶対値ＩＶＩは０−１ａ方向の運動反射体の真
の速度を、またベクトル角は運動方向を表しており、こ
のムク１−ル速度によって運動状況の正確な情報を得る
ことができる。

そして、実施例では、第３図に示されるように、走査角
の中心線ＯＰに対するベクトル角度γに変換しており、
走査角βを前記Φから減算器８６にて減算して、次式に
てムク１〜ル角度γを演算している。

γ−ψ−β　　　　　　　　　　　　・・・（２９）こ
の走査角βは走査制御部３２から供給される走査アドレ
スデータである。このアドレスデータを読み出して演算
すれば、ベクトル角度は中心線を基準としたベクトル角
度に変換される。また、この旦準は走査の開始線０−Ｑ
に取ることも可能である。

このようにして、微小の偏向角Δψを順次２Δψ、３Δ
ψ、・・・に変えてそれぞれについて接線速度演算が行
われており、この結果、セクタ画面全体おける運動部の
ベクトル速度が得られる。

このベクトル速度演算器８７Ｉの出力は表示器３０に供
給され、ベクトル速度は表示器内のＤＳＣに古き込まれ
Ｃ表示器−３０上に表示される。

次に、第４図に基づいて接線速度演算器７６の他の実施
例を説明する。

この他の実施例は偏向角ΔΦが約１°で前記（２２）式
の×７が小さな値になることを考慮して、（２３）式の
×７から接線速度を求めている。

すなわち、接線速度演算器７６は近似演算器８８゜比較
器９０及び除算器９２を備えており、近似演ｔ５器８８
は前記（１７）、（１８）式から次式を演算する。

−２−２，、、Ｒ，２ Ｒト　　■ また、比較器９０は前記比較器７８においてＶ５．Ｖ６
を処理する回路で構成される。従って、比較器９０の出
力は前記（２３）式と同じｙ７となるがΔψが小さいの
で、次式となる。

ｙ７＝−ＩＲＩ　　ｋｖ△ψ　ｓｉｎψまた、除篩器９
２は近似病ｔ）器８８出力と偏向角Δψとから次式によ
り接線速度Ｖｔ′を演算する。

Ｖｔ′＝−’Ｐ２ｋｖΔψｓｉｎΦ÷（−Ｒ２Δψ）−
ｋｖｓｉｎψ このようにして求められた接線速度から前述のようにベ
クトル速度の絶対値とベクトル角とを求めることができ
る。この実施例によれば、演偉精１良を問題にしない場
合に簡略化された装置にでベクトル速度を求めることが
できるという利点を有する。

このような超音波ドプラ３Ａ首はＭ−し−ドの場合、２
次元にステップ走査するＢモードの場合、あるいは移動
目的検出装置（ＭＴｒ）などに適用でさ、また肢検体内
の断ＦＪ像に重ねて表示Ｊることができる。

以上のＪ：うにして１りられたベクトル速゛度信号はＤ
Ａ変換器６８にＪ：ってアナログ電圧信号に変換され、
切替器７０を介してＣＲＴ表示器３０に供給され、Ｃ１
マ工表示器３０上に輝度ｇ調信号としてＢ七−ドあるい
はＭモードの運動速度分布画像が表示される。

実施例によれば、ＣＲＴ表示器３０は切替器７０．２８
によりビデオ増幅器２６からの通常の画像信号と前述し
たドプラ信号どの両者を選択的に、あるいは同時に表示
可能であり、いずれか任意の画像、あるいはこれら両画
像を重ね合Ｕた表示を行うことができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、微小の偏向角差
を有する２個の受信信号の自己相関信号から接線速度を
求めるようにしたので、この接線速度に基づいてベクト
ル速度を求める口とができ、離れた場所から超音波ビー
ムを放射することなく正確な運動方向に基づいた運動反
射体の速度を容易にＶＩることができる。

この結果、従来の超音波エコー法にＪ：る超嘉波診１ｆ
Ｊｉ装置からの６断情報に加えて、血流速亀、血流速度
分布を同時に画像表示することができ、実用上極めて多
くの診断情報をｕ供できる超音波診断装置を１９ること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る超音波ドプラ装置の実施例を示
す回路ブロック図、 第２図は、自己相関信号を得るまでの回路構成を示すブ
ロック図、 第３図は、接線速度及びラジアル速度とベクトル速度と
の関係を示す説明図、 第４図は、接線速度部ｉ器の他の実施例の回路を示すブ
ロック図である。 １０　・・・　水晶発成器 １２　・・・　分周同期回路 ３０　・・・　ＣＲＴ表示器 ３２　・・・　走査制御器 ３６　・・・　複素信号変換器 ３８ａ、３８　ｂ　　・−ミキ１） ４０ａ、４０ｂ　　・・・　低域フィルタ４４　・・・
　複素ディレーラインキャンセラ５０　・・・　自己相
関器 ５２８．５２ｂ　　・・・　ディレーライン５４ａ　　
、　５４ｂ　　、　５６ａ　　、　　５６ｂ　　　　−
ｆ卦粋器５８ａ、５８ｂ　　・・・　加減０器 ６６　・・・　速度演算器 ７２ａ、７２ｂ　　・・・　ラインメモリ７６　・・・
　接線速度演鋒器 ７８　・・・　比較器 ８０　・・・　逆正接ａＩｉ算器 ８２　・・・　乗綽器 ８４　・・・　ベクトル速；１演Ｃ軍器８８　・・・　
近似演わ器 ９２　・・・　除口器 １００　　・・・　送信繰返し周波数信号１０２．１０
４　・・・　Ｎふ１．！準信号１０６　・・・　（、＋
１引同朋信８ １０８　　・・・　クロック１３月。 第３図 第４図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）一定の繰返し周波数の超音波を被検体内に放射し
   送信信号と受信信号とを比較して運動反射体の距離及び
   速度を検出する超音波ドプラ装置において、受信信号を
   複素信号に変換する複素信号変換器と、送信繰返し周期
   の整数倍の遅れ時間を設けて前記複素信号の自己相関を
   演算する自己相関器と、この自己相関器から出力され任
   意方向から得られた第１の受信信号に対する第１の自己
   相関信号を記憶するメモリと、前記第１の受信信号の受
   信方向に対して微小の偏向角差を有する第２の受信信号
   から得られた第２の自己相関信号を前記第１の自己相関
   信号と比較してセクタ走査円弧の接線方向の接線速度分
   布を演算する接線速度演算器と、を備えたことを特徴と
   する超音波ドプラ診断装置。
2. （２）特許請求の範囲（１）記載の装置において、前記
   接線速度演算器は自己相関信号の共役積を演算すること
   を特徴とする超音波ドプラ診断装置。
3. （３）特許請求の範囲（１）又は（２）記載の装置にお
   いて、前記接線速度演算器の出力に基づいて運動反射体
   のベクトル速度を演算するベクトル速度演算器を備えた
   ことを特徴とする超音波ドプラ診断装置。
4. （４）特許請求の範囲（３）記載の装置において、前記
   ベクトル速度演算器にて求められるベクトル角度は走査
   角により補正してセクタ走査の基準方向に対する角度と
   して演算することを特徴とする超音波ドプラ診断装置。
5. （５）特許請求の範囲（３）記載の装置において、前記
   ベクトル速度演算器は接線速度演算器出力である接線速
   度の２乗と受信信号から得られたラジアル速度の２乗と
   の和の平方根からベクトル速度の絶対値を演算すること
   を特徴とする超音波ドプラ診断装置。
6. （６）特許請求の範囲（３）又は（４）又は（５）記載
   の装置において、前記ベクトル速度演算器は接線速度演
   算器出力である接線速度と前記受信信号から得られたラ
   ジアル速度の比の逆正接からベクトル角度を演算するこ
   とを特徴とする超音波ドプラ診断装置。