JPS63154163A - 超音波cwドプラ血流計 - Google Patents
超音波cwドプラ血流計Info
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- JPS63154163A JPS63154163A JP61302178A JP30217886A JPS63154163A JP S63154163 A JPS63154163 A JP S63154163A JP 61302178 A JP61302178 A JP 61302178A JP 30217886 A JP30217886 A JP 30217886A JP S63154163 A JPS63154163 A JP S63154163A
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- 210000004369 blood Anatomy 0.000 title description 2
- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 claims description 23
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 4
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 7
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 7
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
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-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
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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】
〔目次〕
概要。
産業上の利用分野
従来の技術
発明が解決しようとする問題点
問題点を解決するための手段 (第1図)作用
実施例
(al−実施例の説明 (第2図、第3図)(b)他の
実施例の説明 発明の効果 〔概要〕 超音波を利用してドプラー効果によって血流速度を計測
するだめの超音波CWドプラ血流計において、A/Dコ
ンバータの前段に設けらレタローパスフィルタのカット
オフ周波数をゼロシフト値とCWドプラサンプル周波数
で制御することによって、S/Nの良い良質のドプラ信
号を得るようにしたものである。
実施例の説明 発明の効果 〔概要〕 超音波を利用してドプラー効果によって血流速度を計測
するだめの超音波CWドプラ血流計において、A/Dコ
ンバータの前段に設けらレタローパスフィルタのカット
オフ周波数をゼロシフト値とCWドプラサンプル周波数
で制御することによって、S/Nの良い良質のドプラ信
号を得るようにしたものである。
本発明は、超音波を生体に発信し、ドプラ効果を利用し
て血流速度、分布を検出する超音波CW(連続波)ドプ
ラ血流計に関し、特に、ゼロシフト機能を有するものに
おいて熱雑音を低減したドプラ信号を得ることのできる
超音波CWドプラ血流計に関する。
て血流速度、分布を検出する超音波CW(連続波)ドプ
ラ血流計に関し、特に、ゼロシフト機能を有するものに
おいて熱雑音を低減したドプラ信号を得ることのできる
超音波CWドプラ血流計に関する。
メディカルエレクトロニクスの進展に伴い、生体の各部
の血流速度や分布を計測して、診断に役立てる血流計が
広く利用されており、特に超音波を生体に発信し、ドプ
ラ効果による生体からの受信波の周波数シフト量から血
流の流速や分布を求める超音波CWドプラ血流計が市場
に提供されている。
の血流速度や分布を計測して、診断に役立てる血流計が
広く利用されており、特に超音波を生体に発信し、ドプ
ラ効果による生体からの受信波の周波数シフト量から血
流の流速や分布を求める超音波CWドプラ血流計が市場
に提供されている。
このような超音波血流計では、S/Nの良い良質のドプ
ラ信号が得られるよう求められている。
ラ信号が得られるよう求められている。
第4図は従来技術の説明図である。
第4図(A)に示すように生体に接触するプローブは、
送信用5aと受信用5bのスプリットタイプの超音波ト
ランスデユーサ5で構成され、送信用トランスデユーサ
5aには、マスタークロック源1のマスタークロツタを
分周器2で分周して得たf c (sin )の発信
周波数信号が送信アンプ3を介し与えられ、=力受信用
トランスデユーサ5bの受信信号は受信アンプ4を介し
直交検波器6に入力する。直交検波器6では、受信アン
プ4の受信信号を発信周波数信号f C(sin )と
、これと直交する信号f c (cos )で、いわゆ
るヘテロダイン検波し、発信周波数成分が零にシフトし
た信号成分を得る(ドプラ検出する)。直交検波スルの
はプローブに対して向ってくる血流の速度(to wa
rd )と、離れていく血流の速度(a way)の両
方を得るためである。この直交検波された信号(ドプラ
信号)は、バイパスフィルタ群7で低域がカットされる
。バイパスフィルタ群7のカットオフ周波数はマニュア
ルによって指定され、プローブによって測定すべき部位
(胸部、表面等)の壁面の振動による低域周波数成分を
除去するために設けられる。
送信用5aと受信用5bのスプリットタイプの超音波ト
ランスデユーサ5で構成され、送信用トランスデユーサ
5aには、マスタークロック源1のマスタークロツタを
分周器2で分周して得たf c (sin )の発信
周波数信号が送信アンプ3を介し与えられ、=力受信用
トランスデユーサ5bの受信信号は受信アンプ4を介し
直交検波器6に入力する。直交検波器6では、受信アン
プ4の受信信号を発信周波数信号f C(sin )と
、これと直交する信号f c (cos )で、いわゆ
るヘテロダイン検波し、発信周波数成分が零にシフトし
た信号成分を得る(ドプラ検出する)。直交検波スルの
はプローブに対して向ってくる血流の速度(to wa
rd )と、離れていく血流の速度(a way)の両
方を得るためである。この直交検波された信号(ドプラ
信号)は、バイパスフィルタ群7で低域がカットされる
。バイパスフィルタ群7のカットオフ周波数はマニュア
ルによって指定され、プローブによって測定すべき部位
(胸部、表面等)の壁面の振動による低域周波数成分を
除去するために設けられる。
そして、一般には複数個のバイパスフィルタを用窓し、
それらをCPU9の選択でアナログスイッチを選択する
ことによって行う。
それらをCPU9の選択でアナログスイッチを選択する
ことによって行う。
バイパスフィルタ群7を通過した信号は、ローパスフィ
ルタ群8に入力する。ローパスフィルタ群8はA/D
(アナログ/デジタル)コンバータ11のドプラサンプ
ル周波数Fsに応じたカットオフ周波数に設定され、必
要帯域外の信号を除去する。このローパスフィルタ群8
はA/Dコンバータ11のドプラサンプル周波数Fsに
応じCPU9によって選択される。
ルタ群8に入力する。ローパスフィルタ群8はA/D
(アナログ/デジタル)コンバータ11のドプラサンプ
ル周波数Fsに応じたカットオフ周波数に設定され、必
要帯域外の信号を除去する。このローパスフィルタ群8
はA/Dコンバータ11のドプラサンプル周波数Fsに
応じCPU9によって選択される。
A/Dコンバータ11によってA/D変換された信号は
、FFT (高速フーリエ変換器)12によって時間軸
信号が周波数軸信号にフーリエ変換され、ドプラ、スペ
クトラムとして表示回路13を介し表示部(CRT)1
4に第4図(B)の如く横軸を周波数に、縦軸を強さと
して表示される。
、FFT (高速フーリエ変換器)12によって時間軸
信号が周波数軸信号にフーリエ変換され、ドプラ、スペ
クトラムとして表示回路13を介し表示部(CRT)1
4に第4図(B)の如く横軸を周波数に、縦軸を強さと
して表示される。
横軸の周波数は、周波数シフト量であり、従って血流速
度に対応しており、血流の速度と分布が表示されること
になる。
度に対応しており、血流の速度と分布が表示されること
になる。
このようなローパスフィルタ8のカットオフ周波数は一
般的にはナイキストの定理によって、サンプル周波数F
sに対し、F s / 2と決定される。
般的にはナイキストの定理によって、サンプル周波数F
sに対し、F s / 2と決定される。
しかしながら、第4図(B)に示す場合には、表示領域
は中心周波数をOとした一F s / 2とFs /
2との間となるから、血流速度が早い場合等において、
中心周波数をシフトして、例えば、表示領域を(−Fs
/2+Zr)と(Fs/2+Zr)とすることができる
ゼロシフト機能が設けられている。このZrをゼロシフ
ト値と呼び、マニュアルで設定されたゼロシフト値に応
じてCPU9がFFT12の解析スペクトラムの読み出
し開始アドレスを変えることによって行うことができる
。
は中心周波数をOとした一F s / 2とFs /
2との間となるから、血流速度が早い場合等において、
中心周波数をシフトして、例えば、表示領域を(−Fs
/2+Zr)と(Fs/2+Zr)とすることができる
ゼロシフト機能が設けられている。このZrをゼロシフ
ト値と呼び、マニュアルで設定されたゼロシフト値に応
じてCPU9がFFT12の解析スペクトラムの読み出
し開始アドレスを変えることによって行うことができる
。
このゼロシフト機能を利用して例えば、第4図(B)の
血流信号baの他bcも表示しようとすると、ローパス
フィルタ8のカットオフ周波数をF s / 2として
は、−F s / 2以下、FS/2以上のドプラ信号
が得られないため、第4図(C)に示す如(、ゼロシフ
ト値Zrのとりうる最大値F s / 2、− F s
/ 2を考え、ローハスフィルタ8のカットオフ周波
数をサンプル周波数Fsと同一とし、−FSからFsま
での信号を通過させるようにしていた。
血流信号baの他bcも表示しようとすると、ローパス
フィルタ8のカットオフ周波数をF s / 2として
は、−F s / 2以下、FS/2以上のドプラ信号
が得られないため、第4図(C)に示す如(、ゼロシフ
ト値Zrのとりうる最大値F s / 2、− F s
/ 2を考え、ローハスフィルタ8のカットオフ周波
数をサンプル周波数Fsと同一とし、−FSからFsま
での信号を通過させるようにしていた。
しかしながら、一般にFFT12の折り返し現象によっ
て、第4図(C)に示す如(Fsのドプラ解析周波数で
は、F s / 2からFsまでの信号成分は、−FS
/2から0までの帯域に折り返され、逆に−F s /
2からOまでの信号はF s / 2からFsまでの
帯域に折り返され、−1i’ 3から−F s / 2
と、OからF s / 2の信号間でも同様である。
て、第4図(C)に示す如(Fsのドプラ解析周波数で
は、F s / 2からFsまでの信号成分は、−FS
/2から0までの帯域に折り返され、逆に−F s /
2からOまでの信号はF s / 2からFsまでの
帯域に折り返され、−1i’ 3から−F s / 2
と、OからF s / 2の信号間でも同様である。
ゼロシフト機能は本来この現象を利用して−Fs /
2からF s / 2のドプラ解析範囲であっても、こ
の領域外の信号成分をとり出せるようにしたものである
。
2からF s / 2のドプラ解析範囲であっても、こ
の領域外の信号成分をとり出せるようにしたものである
。
しかし、このことは逆に、ゼロシフトを行わない時に、
必要のない(−Fsから−F s / 2 )及び(F
S/2からFs)までの信号が入力されることになり、
第4図(C)の斜線で示す熱雑音(トランスデユーサの
抵抗成分に依存した取り去れない成分)が重畳され、S
/Nの悪いドプラ信号となってしまうという問題があっ
た。
必要のない(−Fsから−F s / 2 )及び(F
S/2からFs)までの信号が入力されることになり、
第4図(C)の斜線で示す熱雑音(トランスデユーサの
抵抗成分に依存した取り去れない成分)が重畳され、S
/Nの悪いドプラ信号となってしまうという問題があっ
た。
本発明は、ゼロシフト機能のためローパスフィルタの帯
域を広くしても、折り返しによる熱雑音を低減して、S
/Nの良いドプラ信号を得ることのできる超音波CWド
プラ血流針を提供することを目的とする。
域を広くしても、折り返しによる熱雑音を低減して、S
/Nの良いドプラ信号を得ることのできる超音波CWド
プラ血流針を提供することを目的とする。
第1図は本発明の原理説明図である。
第1図(A)中、8は前述のローパスフィルタであり、
カットオフ周波数が可変なもの、15は周波数制御回路
であり、与えられたゼロシフト値Zr(!:CWドプラ
サンプル周波数Fsとに基いてローパスフィルタ8のカ
ットオフ周波数をFmに制御するものである。
カットオフ周波数が可変なもの、15は周波数制御回路
であり、与えられたゼロシフト値Zr(!:CWドプラ
サンプル周波数Fsとに基いてローパスフィルタ8のカ
ットオフ周波数をFmに制御するものである。
本発明では、従来ローパスフィルタ8のカットオフ周波
数を決定する要因が、CWドプラサンプル周波数Fsの
みであったのに対し、更にゼロシフト値Zrも要因とし
ている。
数を決定する要因が、CWドプラサンプル周波数Fsの
みであったのに対し、更にゼロシフト値Zrも要因とし
ている。
例えば、第4図(B)に示す如く、ゼロシフト値Zrが
表示領域に対する割合で示され、−0,5から0.5ま
での値をとるとすると、カットオフ周波数Fmは、 Fm=Fsx (0,5+ l Zr l)とすればよ
(、 ローパスフィルタ8の通過帯域は第1図(B)の如く、
制御され、ゼロシフト値Zrに応じFs/2からFsま
での範囲をとる。従って必要外の熱雑音を除去すること
が可能となる。
表示領域に対する割合で示され、−0,5から0.5ま
での値をとるとすると、カットオフ周波数Fmは、 Fm=Fsx (0,5+ l Zr l)とすればよ
(、 ローパスフィルタ8の通過帯域は第1図(B)の如く、
制御され、ゼロシフト値Zrに応じFs/2からFsま
での範囲をとる。従って必要外の熱雑音を除去すること
が可能となる。
(al 一実施例の説明
第2図は本発明の一実施例構成図である。
図中、第1図及び第4図(A)で示したものと同一のも
のは同一の記号で示してあり、ローパスフィルタ8は1
チャネル分示しであるが、実際には、第4図(A)の直
交検波器6の出力が複素信号のため2チャネル分必要で
ある。
のは同一の記号で示してあり、ローパスフィルタ8は1
チャネル分示しであるが、実際には、第4図(A)の直
交検波器6の出力が複素信号のため2チャネル分必要で
ある。
R1は入力抵抗、R2、R3は各々積分回路を構成する
抵抗、R4、R5はフィードバック抵抗、C1、C2は
各々積分回路を構成するコンデンサ、C3はフィードバ
ックコンデンサ、80はオペアンプ、81.83は電圧
制御アッテネータであり、入力端子を与えられた電圧に
対応するゲインで減衰させるもの、82.84はバッフ
ァアンプである。
抵抗、R4、R5はフィードバック抵抗、C1、C2は
各々積分回路を構成するコンデンサ、C3はフィードバ
ックコンデンサ、80はオペアンプ、81.83は電圧
制御アッテネータであり、入力端子を与えられた電圧に
対応するゲインで減衰させるもの、82.84はバッフ
ァアンプである。
150.151は各々レジスタであり、各々CPU8か
ら与えられる6ビツトのゼロシフト値Zr、6ビツトの
CWドプラサンプル周波数Fsを一時蓄えるもの、15
2はEPROM (イレーザブル・プログラマブル・リ
ードオンリーメモリ)であり、ゼロシフト値Zrとサン
プル周波数Fsに対応した前述の式によるカットオフ周
波数Fmにローパスフィルタ8が設定されるような電圧
値を格納しておくもの、153はD/A (デジタル/
アナログ)コンバータであり、EPROM152からの
8ビツトの電圧値をアナログに変換して電圧制御アッテ
ネータ81.83に出力するものである。
ら与えられる6ビツトのゼロシフト値Zr、6ビツトの
CWドプラサンプル周波数Fsを一時蓄えるもの、15
2はEPROM (イレーザブル・プログラマブル・リ
ードオンリーメモリ)であり、ゼロシフト値Zrとサン
プル周波数Fsに対応した前述の式によるカットオフ周
波数Fmにローパスフィルタ8が設定されるような電圧
値を格納しておくもの、153はD/A (デジタル/
アナログ)コンバータであり、EPROM152からの
8ビツトの電圧値をアナログに変換して電圧制御アッテ
ネータ81.83に出力するものである。
第3図は本発明の一実施例動作説明図である。
ローパスフィルタ8は、フィードバンク制御されたアッ
テネータ付積分回路が2段構成とされ、積分回路にフィ
ルタ機能を持たせる周知の電圧制御低周波通過フィルタ
で構成されている。
テネータ付積分回路が2段構成とされ、積分回路にフィ
ルタ機能を持たせる周知の電圧制御低周波通過フィルタ
で構成されている。
図示しないパネルからマニュアルにより入力されるゼロ
シフト値Zr、サンプル周波数1”sを、CPtJ8が
両レジスタ150,151にセットすると、EPROM
I 52より、Zr、Fsに基づき計算されたカットオ
フ周波数Fmに対応する電圧値が出力され、D/Aコン
バータ153でアナログに変換され、これが制御電圧と
して、ローパスフィルタ8の電圧制御アッテネータ81
.83に出力される。
シフト値Zr、サンプル周波数1”sを、CPtJ8が
両レジスタ150,151にセットすると、EPROM
I 52より、Zr、Fsに基づき計算されたカットオ
フ周波数Fmに対応する電圧値が出力され、D/Aコン
バータ153でアナログに変換され、これが制御電圧と
して、ローパスフィルタ8の電圧制御アッテネータ81
.83に出力される。
従って、ローパスフィルタ8は周知の如く、第3図に示
す通り、制御電圧に応じてカットオフ周波数が変化し、
Zr、Fsに応じたカットオフ周波数Fmが得られる。
す通り、制御電圧に応じてカットオフ周波数が変化し、
Zr、Fsに応じたカットオフ周波数Fmが得られる。
このため、ゼロシフト値Zrとサンプル周波数Fsに対
応した通過帯域をローパスフィルタ8に設定できるから
、不要な雑音を除いたS/Nの良いドプラ信号を得るこ
とができる。
応した通過帯域をローパスフィルタ8に設定できるから
、不要な雑音を除いたS/Nの良いドプラ信号を得るこ
とができる。
これによって表示部のドプラ信号に不要な雑音が含まれ
ず、ゼロシフト機能を持ちつつ、これを実現でき、血流
分布、速度の精度の高い診断が可能となる。
ず、ゼロシフト機能を持ちつつ、これを実現でき、血流
分布、速度の精度の高い診断が可能となる。
(bl 他の実施例の説明
上述の実施例においては、CPU8の外に周波数制御回
路15も設けているが、CPU8にこれを実行させても
よい。
路15も設けているが、CPU8にこれを実行させても
よい。
又、カットオフ周波数可変ローパスフィルタを第2図に
示すもので説明したが他の周知の外部制御型低域通過フ
ィルタを構成するものであってもよく、サンプル周波数
Fsに応じて第2図のものを複数用意してもよく、表示
部を出力としているが印刷部等信のものであってもよい
。
示すもので説明したが他の周知の外部制御型低域通過フ
ィルタを構成するものであってもよく、サンプル周波数
Fsに応じて第2図のものを複数用意してもよく、表示
部を出力としているが印刷部等信のものであってもよい
。
以上本発明を実施例により説明したが、本発明は本発明
の主旨に従い種々の変形が可能であり、本発明からこれ
らを排除するものではない。
の主旨に従い種々の変形が可能であり、本発明からこれ
らを排除するものではない。
以上説明した様に、本発明によれば、超音波CWドプラ
血流計において、ゼロシフト機能をもっても、不必要な
雑音を除去することが可能となり、S/Nのよいドプラ
信号を得ることができるという効果を奏し、特に精度の
高いドプラ信号を要求される血流計に、便利なゼロシフ
ト機能を備えても、良質のドプラ信号かえられ、診断効
果の増大に寄与するところが大きい。
血流計において、ゼロシフト機能をもっても、不必要な
雑音を除去することが可能となり、S/Nのよいドプラ
信号を得ることができるという効果を奏し、特に精度の
高いドプラ信号を要求される血流計に、便利なゼロシフ
ト機能を備えても、良質のドプラ信号かえられ、診断効
果の増大に寄与するところが大きい。
第1図は本発明の原理説明図、
第2図は本発明の一実施例構成図、
第3図は本発明の一実施例動作説明図、第4図は従来技
術の説明図である。 図中、5−超音波トランスデユーサ、 6・−直交検波器、 8−・ローパスフィルタ、 11−A / Dコンバータ、 12・−・FFT。 15−・周波数制御回路。
術の説明図である。 図中、5−超音波トランスデユーサ、 6・−直交検波器、 8−・ローパスフィルタ、 11−A / Dコンバータ、 12・−・FFT。 15−・周波数制御回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 超音波を発信し且つ受信する超音波トランスデューサ(
5)と、 該超音波トランスデューサ(5)の受信信号を直交検波
する直交検波器(6)と、 該直交検波出力の高周波領域をカットするローパスフィ
ルタ(8)と、 該ローパスフィルタ(8)の出力をCWドプラサンプル
周波数でA/D変換するA/Dコンバータ(11)と、 該A/D変換出力をフーリエ解析し、ドプラスペクトラ
ムを得るフーリエ変換部(12)とを有し、 ゼロシフト値に応じて該ドプラスペクトラムの周波数領
域を可変に出力しうる超音波CWドプラ血流計において
、 該ローパスフィルタ(8)のカットオフ周波数を、該ゼ
ロシフト値及びCWドプラサンプル周波数とに基いて制
御する回路(15)を備えたことを 特徴とする超音波CWドプラ血流計。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61302178A JPS63154163A (ja) | 1986-12-18 | 1986-12-18 | 超音波cwドプラ血流計 |
US07/129,846 US4866613A (en) | 1986-12-18 | 1987-12-08 | Ultrasonic continuous wave blood flowmeter using Doppler effect analysis |
DE3742091A DE3742091C2 (de) | 1986-12-18 | 1987-12-11 | Ultraschall-Dopplereffekt-Blutflußmesser mit kontinuierlichen Wellen |
FR878717769A FR2608417B1 (fr) | 1986-12-18 | 1987-12-18 | Debitmetre sanguin a onde continue ultrasonore presentant un effet doppler |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61302178A JPS63154163A (ja) | 1986-12-18 | 1986-12-18 | 超音波cwドプラ血流計 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63154163A true JPS63154163A (ja) | 1988-06-27 |
JPH0548128B2 JPH0548128B2 (ja) | 1993-07-20 |
Family
ID=17905867
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61302178A Granted JPS63154163A (ja) | 1986-12-18 | 1986-12-18 | 超音波cwドプラ血流計 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4866613A (ja) |
JP (1) | JPS63154163A (ja) |
DE (1) | DE3742091C2 (ja) |
FR (1) | FR2608417B1 (ja) |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5020374A (en) * | 1989-11-17 | 1991-06-04 | Ads Environmental Services, Inc. | Velocity measurement system |
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