JP3281435B2 - 超音波ドプラ診断装置 - Google Patents
超音波ドプラ診断装置Info
- Publication number
- JP3281435B2 JP3281435B2 JP3363193A JP3363193A JP3281435B2 JP 3281435 B2 JP3281435 B2 JP 3281435B2 JP 3363193 A JP3363193 A JP 3363193A JP 3363193 A JP3363193 A JP 3363193A JP 3281435 B2 JP3281435 B2 JP 3281435B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- clutter
- coefficient
- frequency
- wky
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 title 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 23
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 12
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 8
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 claims description 7
- 210000004165 myocardium Anatomy 0.000 claims description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 5
- 230000001934 delay Effects 0.000 claims 2
- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 description 31
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 17
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 11
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 3
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 210000004351 coronary vessel Anatomy 0.000 description 2
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 2
- 210000001015 abdomen Anatomy 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 1
- 230000002107 myocardial effect Effects 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 238000003325 tomography Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、生体内部の血流速度等
を測定する超音波ドプラ診断装置に関し、特に心筋や組
織などのクラッタからの静的クラッタ信号又は動的クラ
ッタ信号を除去するクラッタ除去フィルタの改良に関す
る。
を測定する超音波ドプラ診断装置に関し、特に心筋や組
織などのクラッタからの静的クラッタ信号又は動的クラ
ッタ信号を除去するクラッタ除去フィルタの改良に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】生体内部の運動反射体、例えば心臓や血
管内の血流速度等を測定するために、従来より生体内部
へ所定の繰返し周期で超音波パルスを送信し、生体内部
の運動反射体により反射された反射波を受信し、受信し
た反射波のドプラシフト周波数から運動反射体の運動速
度を検出して表示するパルスドプラ装置が広く用いられ
ている。また、ドプラ断層装置あるいはカラードプラ装
置と呼ばれる運動反射体速度の二次元分布をリアルタイ
ムに表示する血流イメージング装置が実用化されてい
る。
管内の血流速度等を測定するために、従来より生体内部
へ所定の繰返し周期で超音波パルスを送信し、生体内部
の運動反射体により反射された反射波を受信し、受信し
た反射波のドプラシフト周波数から運動反射体の運動速
度を検出して表示するパルスドプラ装置が広く用いられ
ている。また、ドプラ断層装置あるいはカラードプラ装
置と呼ばれる運動反射体速度の二次元分布をリアルタイ
ムに表示する血流イメージング装置が実用化されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たドプラ診断装置では、受信信号には血流信号に比べて
振幅が大きく、比較的低速度の血管壁、心臓壁、筋肉、
組織などのクラッタからの反射信号であるクラッタ信号
が混入し、これが血流信号の検出の妨害となっている。
そこで、このクラッタ信号を、低周波成分を除去するク
ラッタ除去フィルタで低減しているが、クラッタ信号を
有効に除去するためには、遮断特性が急峻なフィルタが
必要であり、このようなフィルタを実現するためにはフ
ィルタの構造が複雑となり、かつ応答時間が長くなるた
め、画像表示のリアルタイム性が低下し、細かな時相分
析が困難になるという問題点があった。
たドプラ診断装置では、受信信号には血流信号に比べて
振幅が大きく、比較的低速度の血管壁、心臓壁、筋肉、
組織などのクラッタからの反射信号であるクラッタ信号
が混入し、これが血流信号の検出の妨害となっている。
そこで、このクラッタ信号を、低周波成分を除去するク
ラッタ除去フィルタで低減しているが、クラッタ信号を
有効に除去するためには、遮断特性が急峻なフィルタが
必要であり、このようなフィルタを実現するためにはフ
ィルタの構造が複雑となり、かつ応答時間が長くなるた
め、画像表示のリアルタイム性が低下し、細かな時相分
析が困難になるという問題点があった。
【０００４】一方、応答時間の短いフィルタではクラッ
タ信号が十分に除去できないため、血流速度の測定精度
が低下するという問題点がある。また、冠状動脈のよう
に心臓壁の運動と共に移動する血管内の血流を検出しよ
うとしても、クラッタ信号にマスクされて血流信号が良
好に検出できず、カラードプラ画像では血流以外の部分
にクラッタの運動速度が表示されて診断しにくくなって
しまうという問題点があった。
タ信号が十分に除去できないため、血流速度の測定精度
が低下するという問題点がある。また、冠状動脈のよう
に心臓壁の運動と共に移動する血管内の血流を検出しよ
うとしても、クラッタ信号にマスクされて血流信号が良
好に検出できず、カラードプラ画像では血流以外の部分
にクラッタの運動速度が表示されて診断しにくくなって
しまうという問題点があった。
【０００５】図６は、組織からの反射信号であるクラッ
タ信号と血流信号のパワースペクトルの一例を示す図で
ある。
タ信号と血流信号のパワースペクトルの一例を示す図で
ある。
【０００６】例えば、腹部のように動きの小さい組織か
らの静的クラッタ信号は、上述した従来の高域通過型の
クラッタ除去フィルタで除去することができるが、呼吸
により移動する組織（例えば横隔膜）からの動的クラッ
タ信号、あるいは心臓壁のように動きの大きい組織から
の動的クラッタ信号はフィルタの遮断帯域外に入る部分
がある。そのため、遮断特性が緩やかなフィルタではク
ラッタ信号を十分に除去できないため、除去できなかっ
た残留クラッタ信号が血流信号をマスクし、血流信号を
検出することができなくなるという問題点があった。ま
た、通常のドプラ装置では対象とする血流に対応してク
ラッタ除去用のフィルタの遮断特性を選択して使用する
ものがあるが、最適な選択をすることが難しいという問
題点があった。
らの静的クラッタ信号は、上述した従来の高域通過型の
クラッタ除去フィルタで除去することができるが、呼吸
により移動する組織（例えば横隔膜）からの動的クラッ
タ信号、あるいは心臓壁のように動きの大きい組織から
の動的クラッタ信号はフィルタの遮断帯域外に入る部分
がある。そのため、遮断特性が緩やかなフィルタではク
ラッタ信号を十分に除去できないため、除去できなかっ
た残留クラッタ信号が血流信号をマスクし、血流信号を
検出することができなくなるという問題点があった。ま
た、通常のドプラ装置では対象とする血流に対応してク
ラッタ除去用のフィルタの遮断特性を選択して使用する
ものがあるが、最適な選択をすることが難しいという問
題点があった。
【０００７】そこで、これらの問題点を解消するものと
して、組織などのクラッタからの反射信号であるクラッ
タ信号のドプラシフト周波数（以下、クラッタ周波数と
いう）を算出し、直交検波器の参照周波数をこの周波数
分だけシフトさせ、クラッタ信号を抑制する方法が提案
されている（特開昭５９−１３９２４０号公報参照）。
して、組織などのクラッタからの反射信号であるクラッ
タ信号のドプラシフト周波数（以下、クラッタ周波数と
いう）を算出し、直交検波器の参照周波数をこの周波数
分だけシフトさせ、クラッタ信号を抑制する方法が提案
されている（特開昭５９−１３９２４０号公報参照）。
【０００８】しかしながら、この方法では、クラッタ周
波数に相対的な血流ドプラシフト周波数を検出するた
め、真の血流速度を求めるにはシフトした周波数分だけ
補正する必要があり、その手間が煩雑であった。
波数に相対的な血流ドプラシフト周波数を検出するた
め、真の血流速度を求めるにはシフトした周波数分だけ
補正する必要があり、その手間が煩雑であった。
【０００９】本発明は、上記のような課題を解消するた
めになされたもので、その目的は、低速度で運動する組
織などのクラッタからの反射信号であるクラッタ信号を
遮断特性の急峻なフィルタを用いることなく、短い応答
時間で除去でき、更にクラッタ信号のパワースペクトル
の分散（以下、クラッタのパワースペクトルの分散とい
う）からフィルタの遮断特性を最適に設定し、血流速度
の測定精度を向上し得る超音波ドプラ診断装置を提供す
ることにある。
めになされたもので、その目的は、低速度で運動する組
織などのクラッタからの反射信号であるクラッタ信号を
遮断特性の急峻なフィルタを用いることなく、短い応答
時間で除去でき、更にクラッタ信号のパワースペクトル
の分散（以下、クラッタのパワースペクトルの分散とい
う）からフィルタの遮断特性を最適に設定し、血流速度
の測定精度を向上し得る超音波ドプラ診断装置を提供す
ることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の事情に
鑑みなされた超音波ドプラ診断装置であって、生体内部
へ所定の繰返し周期で超音波パルスを送信し、生体内部
の運動反射体により反射された反射波を受信し、受信し
た反射波のドプラシフト周波数を検出して運動反射体の
運動速度を表示する超音波ドプラ診断装置において、前
記反射波の受波により得られた受信信号を直交検波し、
受信信号をｘ信号及びｙ信号からなる複素信号に変換す
る直交検波器と、前記受信信号に基づいて、心筋や組織
などのクラッタのドプラシフト周波数を演算するクラッ
タ周波数演算手段と、前記クラッタ周波数演算手段が算
出したクラッタ周波数に対応して遮断周波数帯域を移動
し得るクラッタ除去フィルタと、を備え、前記クラッタ
除去フィルタは、当該フィルタのフィルタ特性のゼロ点
を前記クラッタ周波数に相当する平均位相差だけシフト
するための係数Ｗｋｘ及び係数Ｗｋｙを発生する係数発
生器と、前記ｘ信号を段階的に遅延するｘ信号用の複数
の遅延器と、前記ｙ信号を段階的に遅延するｙ信号用の
複数の遅延器と、前記ｘ信号及び前記段階的に遅延され
たｘ信号に対してそれぞれ対応する前記係数Ｗｋｘを乗
算するｘ信号用の複数の係数Ｗｋｘ乗算器と、前記ｘ信
号及び前記段階的に遅延されたｘ信号に対してそれぞれ
対応する前記係数Ｗｋｙを乗算するｘ信号用の複数の係
数Ｗｋｙ乗算器と、前記ｙ信号及び前記段階的に遅延さ
れたｙ信号に対してそれぞれ対応する前記係数Ｗｋｘを
乗算するｙ信号用の複数の係数Ｗｋｘ乗算器と、前記ｙ
信号及び前記段階的に遅延されたｙ信号に対してそれぞ
れ対応する前記係数Ｗｋｙを乗算するｙ信号用の複数の
係数Ｗｋｙ乗算器と、前記ｘ信号用の複数の係数Ｗｋｘ
乗算器の出力の加算値から、前記ｙ信号用の複数の係数
Ｗｋｙ乗算器の出力の加算値を減算し、これによりクラ
ッタ除去後のｘ信号を出力する回路と、前記ｘ信号用の
複数の係数Ｗｋｙ乗算器の出力の加算値と、前記ｙ信号
用の複数の係数Ｗｋｙ乗算器の出力の加算値とを加算
し、これによりクラッタ除去後のｙ信号を出力する回路
と、を含み、前記クラッタ除去後のｘ信号と前記クラッ
タ除去後のｙ信号がドプラシフト周波数を求める自己相
関器に入力され、静的クラッタ信号又は動的クラッタ信
号を除去し得るように構成したことを特徴とする。
鑑みなされた超音波ドプラ診断装置であって、生体内部
へ所定の繰返し周期で超音波パルスを送信し、生体内部
の運動反射体により反射された反射波を受信し、受信し
た反射波のドプラシフト周波数を検出して運動反射体の
運動速度を表示する超音波ドプラ診断装置において、前
記反射波の受波により得られた受信信号を直交検波し、
受信信号をｘ信号及びｙ信号からなる複素信号に変換す
る直交検波器と、前記受信信号に基づいて、心筋や組織
などのクラッタのドプラシフト周波数を演算するクラッ
タ周波数演算手段と、前記クラッタ周波数演算手段が算
出したクラッタ周波数に対応して遮断周波数帯域を移動
し得るクラッタ除去フィルタと、を備え、前記クラッタ
除去フィルタは、当該フィルタのフィルタ特性のゼロ点
を前記クラッタ周波数に相当する平均位相差だけシフト
するための係数Ｗｋｘ及び係数Ｗｋｙを発生する係数発
生器と、前記ｘ信号を段階的に遅延するｘ信号用の複数
の遅延器と、前記ｙ信号を段階的に遅延するｙ信号用の
複数の遅延器と、前記ｘ信号及び前記段階的に遅延され
たｘ信号に対してそれぞれ対応する前記係数Ｗｋｘを乗
算するｘ信号用の複数の係数Ｗｋｘ乗算器と、前記ｘ信
号及び前記段階的に遅延されたｘ信号に対してそれぞれ
対応する前記係数Ｗｋｙを乗算するｘ信号用の複数の係
数Ｗｋｙ乗算器と、前記ｙ信号及び前記段階的に遅延さ
れたｙ信号に対してそれぞれ対応する前記係数Ｗｋｘを
乗算するｙ信号用の複数の係数Ｗｋｘ乗算器と、前記ｙ
信号及び前記段階的に遅延されたｙ信号に対してそれぞ
れ対応する前記係数Ｗｋｙを乗算するｙ信号用の複数の
係数Ｗｋｙ乗算器と、前記ｘ信号用の複数の係数Ｗｋｘ
乗算器の出力の加算値から、前記ｙ信号用の複数の係数
Ｗｋｙ乗算器の出力の加算値を減算し、これによりクラ
ッタ除去後のｘ信号を出力する回路と、前記ｘ信号用の
複数の係数Ｗｋｙ乗算器の出力の加算値と、前記ｙ信号
用の複数の係数Ｗｋｙ乗算器の出力の加算値とを加算
し、これによりクラッタ除去後のｙ信号を出力する回路
と、を含み、前記クラッタ除去後のｘ信号と前記クラッ
タ除去後のｙ信号がドプラシフト周波数を求める自己相
関器に入力され、静的クラッタ信号又は動的クラッタ信
号を除去し得るように構成したことを特徴とする。
【００１１】また、本発明は、前記受信信号に基づい
て、心筋や組織などのクラッタのパワースペクトルの分
散を求めるクラッタ分散演算手段を含み、前記クラッタ
除去フィルタは、更に前記クラッタ分散演算手段が求め
たクラッタのパワースペクトルの分散に対応して遮断周
波数帯域を可変でき、前記係数発生器は、前記クラッタ
周波数及び前記クラッタのパワースペクトルの分散に応
じて前記係数Ｗｋｘ及び前記係数Ｗｋｙを発生し、クラ
ッタのパワースペクトルの分散に対応して前記フィルタ
の遮断特性を最適に設定するように構成したことを特徴
とする。
て、心筋や組織などのクラッタのパワースペクトルの分
散を求めるクラッタ分散演算手段を含み、前記クラッタ
除去フィルタは、更に前記クラッタ分散演算手段が求め
たクラッタのパワースペクトルの分散に対応して遮断周
波数帯域を可変でき、前記係数発生器は、前記クラッタ
周波数及び前記クラッタのパワースペクトルの分散に応
じて前記係数Ｗｋｘ及び前記係数Ｗｋｙを発生し、クラ
ッタのパワースペクトルの分散に対応して前記フィルタ
の遮断特性を最適に設定するように構成したことを特徴
とする。
【００１２】
【作用】本発明における超音波ドプラ診断装置の上記第
１の構成においては、超音波パルスを送信し運動反射体
で反射した反射波の受信信号に基づき、クラッタ周波数
演算手段が、心筋や組織などのクラッタのドプラシフト
周波数を演算する。クラッタ除去フィルタは、クラッタ
周波数演算手段が算出したクラッタ周波数に対応して遮
断周波数帯域を移動させ、静的クラッタ信号又は動的ク
ラッタ信号を除去する。
１の構成においては、超音波パルスを送信し運動反射体
で反射した反射波の受信信号に基づき、クラッタ周波数
演算手段が、心筋や組織などのクラッタのドプラシフト
周波数を演算する。クラッタ除去フィルタは、クラッタ
周波数演算手段が算出したクラッタ周波数に対応して遮
断周波数帯域を移動させ、静的クラッタ信号又は動的ク
ラッタ信号を除去する。
【００１３】また、本発明における超音波ドプラ診断装
置の上記第２の構成においては、超音波パルスを送信し
運動反射体で反射した反射波の受信信号に基づき、クラ
ッタ分散演算手段が、心筋や組織などのクラッタのパワ
ースペクトルの分散を求める。クラッタ除去フィルタ
は、クラッタ分散演算手段が求めたクラッタのパワース
ペクトルの分散に対応してフイルタの遮断周波数帯域を
可変し、クラッタのパワースペクトルの分散に対応して
フイルタの遮断特性を最適に設定する。
置の上記第２の構成においては、超音波パルスを送信し
運動反射体で反射した反射波の受信信号に基づき、クラ
ッタ分散演算手段が、心筋や組織などのクラッタのパワ
ースペクトルの分散を求める。クラッタ除去フィルタ
は、クラッタ分散演算手段が求めたクラッタのパワース
ペクトルの分散に対応してフイルタの遮断周波数帯域を
可変し、クラッタのパワースペクトルの分散に対応して
フイルタの遮断特性を最適に設定する。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図を用いて説明す
る。
る。
【００１５】図１は、本発明に係る超音波ドプラ診断装
置の構成を示すブロック図である。超音波ドプラ診断装
置は、生体１００内部へ超音波を送受波するプローブ１
を有しており、プローブ１には、プローブ１を所定の繰
返し周期のパルス電圧で励振するとともに、生体１００
内部の運動反射体により反射された反射波を受けたプロ
ーブ１の受信信号を受信する送受信器２が接続されてい
る。そして、送受信器２には、プローブ１から発射され
る超音波パルスビームを機械的又は電気的な角度偏向な
どによって走査させて超音波パルスビームで生体１００
内部を周期的に走査あるいは所望の偏向角にて走査を停
止する走査制御器３と、送受信器２が受信した受信信号
を増幅する増幅器４と、送受信器２が受信した受信信号
を複素信号に変換する直交検波器５とが並列に接続され
ており、走査制御器３には、直交検波器５へ出力する参
照信号を生成し、かつ走査制御器３へ出力するパルス送
信繰返し信号やフレーム同期信号等を生成するタイミン
グ信号発生器６が接続されている。
置の構成を示すブロック図である。超音波ドプラ診断装
置は、生体１００内部へ超音波を送受波するプローブ１
を有しており、プローブ１には、プローブ１を所定の繰
返し周期のパルス電圧で励振するとともに、生体１００
内部の運動反射体により反射された反射波を受けたプロ
ーブ１の受信信号を受信する送受信器２が接続されてい
る。そして、送受信器２には、プローブ１から発射され
る超音波パルスビームを機械的又は電気的な角度偏向な
どによって走査させて超音波パルスビームで生体１００
内部を周期的に走査あるいは所望の偏向角にて走査を停
止する走査制御器３と、送受信器２が受信した受信信号
を増幅する増幅器４と、送受信器２が受信した受信信号
を複素信号に変換する直交検波器５とが並列に接続され
ており、走査制御器３には、直交検波器５へ出力する参
照信号を生成し、かつ走査制御器３へ出力するパルス送
信繰返し信号やフレーム同期信号等を生成するタイミン
グ信号発生器６が接続されている。
【００１６】また、増幅器４には検波器７が接続されて
おり、検波器７には検波器７のアナログ出力をデジタル
信号に変換するＡ／Ｄ変換器８が接続されている。更
に、Ａ／Ｄ変換器８には、デジタルスキャンコンバータ
（ＤＳＣ）９が接続されており、ＤＳＣ９には、ＤＳＣ
９のデジタル出力をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換
器１０が接続されており、Ｄ／Ａ変換器１０には表示器
１１が接続されている。
おり、検波器７には検波器７のアナログ出力をデジタル
信号に変換するＡ／Ｄ変換器８が接続されている。更
に、Ａ／Ｄ変換器８には、デジタルスキャンコンバータ
（ＤＳＣ）９が接続されており、ＤＳＣ９には、ＤＳＣ
９のデジタル出力をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換
器１０が接続されており、Ｄ／Ａ変換器１０には表示器
１１が接続されている。
【００１７】一方、直交検波器５には適応型クラッタ除
去フィルタ１２が接続されており、適応型クラッタ除去
フィルタ１２には、自己相関器１３が接続されている。
更に、自己相関器１３には、自己相関器１３の出力から
血流速度Ｖを演算する血流速度演算器１５と、血流分散
データσ2 を演算する血流分散演算器１６とが並列に接
続されており、血流速度演算器１５と血流分散演算器１
６とはＤＳＣ９に接続されている。
去フィルタ１２が接続されており、適応型クラッタ除去
フィルタ１２には、自己相関器１３が接続されている。
更に、自己相関器１３には、自己相関器１３の出力から
血流速度Ｖを演算する血流速度演算器１５と、血流分散
データσ2 を演算する血流分散演算器１６とが並列に接
続されており、血流速度演算器１５と血流分散演算器１
６とはＤＳＣ９に接続されている。
【００１８】図２は、適応型クラッタ除去フィルタ１２
の構成を示すブロック図である。
の構成を示すブロック図である。
【００１９】適応型クラッタ除去フィルタ１２は、自己
相関器１７を有しており、自己相関器１７には、クラッ
タのドプラシフト周波数を演算するクラッタ周波数演算
器１８とクラッタのパワースペクトルの分散を求めるク
ラッタ分散演算器１９とが並列に接続されており、クラ
ッタ周波数演算器１８とクラッタ分散演算器１９とには
クラッタ除去フィルタ２０が接続されている。
相関器１７を有しており、自己相関器１７には、クラッ
タのドプラシフト周波数を演算するクラッタ周波数演算
器１８とクラッタのパワースペクトルの分散を求めるク
ラッタ分散演算器１９とが並列に接続されており、クラ
ッタ周波数演算器１８とクラッタ分散演算器１９とには
クラッタ除去フィルタ２０が接続されている。
【００２０】更に、クラッタ除去フィルタ２０は、図３
に詳示するように、クラッタ周波数演算器１８の出力ｆ
c とクラッタ分散演算器１９の出力σc 2 とにより係数
Ｗkx、Ｗky（ｋ＝０，１，２）を出力する係数発生器２
１を有しており、係数発生器２１には、係数発生器２１
が発生した係数Ｗ0x、Ｗ0yと直交検波器５の出力ｘ
［ｋ］、ｙ［ｋ］とをそれぞれ乗じる乗算器２２、２
３、２４、２５と、係数発生器２１が発生した係数
Ｗ1x、Ｗ1yと直交検波器５の出力ｘ［ｋ］、ｙ［ｋ］を
遅延器２６、２７により遅延した出力とを乗じる乗算器
２８、２９、３０、３１と、係数発生器２１が発生した
係数Ｗ2x、Ｗ2yと遅延器２６、２７の出力を更に遅延し
た遅延器３２、３３の出力とを乗じる乗算器３４、３
５、３６、３７とが接続されている。更に、乗算器２
２、２８、３４は加算器３８に接続されており、乗算器
２３、２９、３５は加算器３９に接続されており、乗算
器２４、３０、３６は加算器４０に接続されており、乗
算器２５、３１、３７は加算器４１に接続されており、
加算器３８、４０は加算器４２に接続されており、加算
器３９、４１は加算器４３に接続されている。
に詳示するように、クラッタ周波数演算器１８の出力ｆ
c とクラッタ分散演算器１９の出力σc 2 とにより係数
Ｗkx、Ｗky（ｋ＝０，１，２）を出力する係数発生器２
１を有しており、係数発生器２１には、係数発生器２１
が発生した係数Ｗ0x、Ｗ0yと直交検波器５の出力ｘ
［ｋ］、ｙ［ｋ］とをそれぞれ乗じる乗算器２２、２
３、２４、２５と、係数発生器２１が発生した係数
Ｗ1x、Ｗ1yと直交検波器５の出力ｘ［ｋ］、ｙ［ｋ］を
遅延器２６、２７により遅延した出力とを乗じる乗算器
２８、２９、３０、３１と、係数発生器２１が発生した
係数Ｗ2x、Ｗ2yと遅延器２６、２７の出力を更に遅延し
た遅延器３２、３３の出力とを乗じる乗算器３４、３
５、３６、３７とが接続されている。更に、乗算器２
２、２８、３４は加算器３８に接続されており、乗算器
２３、２９、３５は加算器３９に接続されており、乗算
器２４、３０、３６は加算器４０に接続されており、乗
算器２５、３１、３７は加算器４１に接続されており、
加算器３８、４０は加算器４２に接続されており、加算
器３９、４１は加算器４３に接続されている。
【００２１】次に、本実施例の作用について説明する。
【００２２】第１図において、プローブ１より生体１０
０内部へ所定の繰返し周期で超音波パルスを送波し、生
体１００内部の血流等の運動反射体により反射された反
射波をプローブ１で受波する。プローブ１で電気信号に
変換された受信信号を送受信器２で受信する。更に、送
受信器２が受信する受信信号は増幅器４により増幅され
て検波器７へ送られ、検波器７により検波されてＡ／Ｄ
変換器８へ送られる。そして、Ａ／Ｄ変換器８によりデ
ジタル化された白黒エコー（Ｂ／Ｗ）信号はＤＳＣ９へ
送られ、Ｄ／Ａ変換器１０へ送られてアナログデータに
変換されて表示器１１へ白黒エコー画像が表示される。
０内部へ所定の繰返し周期で超音波パルスを送波し、生
体１００内部の血流等の運動反射体により反射された反
射波をプローブ１で受波する。プローブ１で電気信号に
変換された受信信号を送受信器２で受信する。更に、送
受信器２が受信する受信信号は増幅器４により増幅され
て検波器７へ送られ、検波器７により検波されてＡ／Ｄ
変換器８へ送られる。そして、Ａ／Ｄ変換器８によりデ
ジタル化された白黒エコー（Ｂ／Ｗ）信号はＤＳＣ９へ
送られ、Ｄ／Ａ変換器１０へ送られてアナログデータに
変換されて表示器１１へ白黒エコー画像が表示される。
【００２３】一方、送受信器２が受信するドプラシフト
を受けた受信信号は直交検波器５により複素信号に変換
され、この複素信号に変換されたドプラシフト信号は、
適応型クラッタ除去フィルタ１２によりクラッタ信号が
除去される。そして、クラッタ信号が除去されたドプラ
シフト信号は自己相関器１３へ送られ、この自己相関器
１３の出力から血流速度演算器１５により血流速度Ｖを
求め、血流分散演算器１６によりパワースペクトルの分
散σ2 を求める。更に、求めた血流速度Ｖ及びパワース
ペクトルの分散σ2 をＤＳＣ９へ入力し、平均周波数情
報としてＤ／Ａ変換器１０へ送られてアナログデータに
変換されて表示器１１へ表示される。
を受けた受信信号は直交検波器５により複素信号に変換
され、この複素信号に変換されたドプラシフト信号は、
適応型クラッタ除去フィルタ１２によりクラッタ信号が
除去される。そして、クラッタ信号が除去されたドプラ
シフト信号は自己相関器１３へ送られ、この自己相関器
１３の出力から血流速度演算器１５により血流速度Ｖを
求め、血流分散演算器１６によりパワースペクトルの分
散σ2 を求める。更に、求めた血流速度Ｖ及びパワース
ペクトルの分散σ2 をＤＳＣ９へ入力し、平均周波数情
報としてＤ／Ａ変換器１０へ送られてアナログデータに
変換されて表示器１１へ表示される。
【００２４】ここで、適応型クラッタ除去フィルタ１２
の動作について説明する。まず、クラッタ周波数適応機
能について説明する。
の動作について説明する。まず、クラッタ周波数適応機
能について説明する。
【００２５】図２に示すように、直交検波器５の出力ｘ
［ｋ］、ｙ［ｋ］を自己相関器１７に入力して直交検波
出力の自己相関出力Ｒcx、Ｒcyを求め、クラッタ周波数
演算器１８は自己相関出力Ｒcx、Ｒcyよりクラッタのド
プラシフト周波数ｆc を算出する。そして、図４に示す
ように、クラッタ除去フィルタ２０はこのクラッタのド
プラシフト周波数ｆc に遮断帯域のゼロ点をシフトして
クラッタ信号を除去する。なお、超音波パルス送信繰返
し周期をＴとすると、クラッタの平均位相差は、次式で
求められる。
［ｋ］、ｙ［ｋ］を自己相関器１７に入力して直交検波
出力の自己相関出力Ｒcx、Ｒcyを求め、クラッタ周波数
演算器１８は自己相関出力Ｒcx、Ｒcyよりクラッタのド
プラシフト周波数ｆc を算出する。そして、図４に示す
ように、クラッタ除去フィルタ２０はこのクラッタのド
プラシフト周波数ｆc に遮断帯域のゼロ点をシフトして
クラッタ信号を除去する。なお、超音波パルス送信繰返
し周期をＴとすると、クラッタの平均位相差は、次式で
求められる。
【００２６】 Δθc ＝ＴＡＮ-1（Ｒcy／Ｒcx） …（１） ＝２πｆc Ｔ …（２） なお、クラッタ除去フィルタ２０をＦＩＲフィルタによ
り構成した場合、ｐ−ｔａｐのＦＩＲフィルタ係数をｈ
k （k=0,1,…,p-1）とすると、フィルタ特性のゼロ点を
第２式で求めたクラッタの平均位相差Δθc だけシフト
するフィルタ特性は、次式の係数Ｗk で求められる。
り構成した場合、ｐ−ｔａｐのＦＩＲフィルタ係数をｈ
k （k=0,1,…,p-1）とすると、フィルタ特性のゼロ点を
第２式で求めたクラッタの平均位相差Δθc だけシフト
するフィルタ特性は、次式の係数Ｗk で求められる。
【００２７】 Ｗk ＝ｈk ・ｅｘｐ（ｊｋΔθc ） （k=0,1,…,p-1） …（３） 従って、直交検波出力をｚ［ｋ］とすると、フィルタ出
力ｆ［ｋ］は次式で求められる。
力ｆ［ｋ］は次式で求められる。
【００２８】
【数１】 ここで、 ｆ［ｋ］＝ｆｘ［ｋ］＋ｊｆｙ［ｋ］ ｚ［ｋ］＝ｘ［ｋ］＋ｊｙ［ｋ］ ｚ［ｋ−ｉ］＝ｘ［ｋ−ｉ］＋ｊｙ［ｋ−ｉ］ すなわち、静的クラッタ信号を除去する場合、クラッタ
のドプラシフト周波数は０となり、クラッタの平均位相
差Δθc も０となり、図４のＡの特性により静的クラッ
タ信号を除去する。そして、動的クラッタ信号を除去す
る場合、クラッタのドプラシフト周波数は所定値ｆc と
なり、Δθc は第２式より求められ、遮断帯域のゼロ点
を所定値ｆc にシフトし、図４のＢの特性により動的ク
ラッタ信号を除去する。これにより、残留クラッタ信号
を従来例に比べて大幅に低減し得る。
のドプラシフト周波数は０となり、クラッタの平均位相
差Δθc も０となり、図４のＡの特性により静的クラッ
タ信号を除去する。そして、動的クラッタ信号を除去す
る場合、クラッタのドプラシフト周波数は所定値ｆc と
なり、Δθc は第２式より求められ、遮断帯域のゼロ点
を所定値ｆc にシフトし、図４のＢの特性により動的ク
ラッタ信号を除去する。これにより、残留クラッタ信号
を従来例に比べて大幅に低減し得る。
【００２９】次に、クラッタ分散適応機能について説明
する。
する。
【００３０】図２に示すように、クラッタ分散演算器１
９は、自己相関器１７の自己相関出力Ｒcx、Ｒcyよりク
ラッタのパワースペクトルの分散σc 2 を算出する。そ
して、クラッタ除去フィルタ２０はこのクラッタのパワ
ースペクトルの分散σc 2 に基づきフィルタの遮断特性
を最適に設定し、クラッタ信号を除去する。すなわち、
クラッタ信号の帯域が狭ければ遮断周波数を低く設定
し、クラッタ信号の帯域が広ければ遮断周波数を高く設
定してクラッタ信号を十分に除去して血流速度の測定精
度を向上させる。
９は、自己相関器１７の自己相関出力Ｒcx、Ｒcyよりク
ラッタのパワースペクトルの分散σc 2 を算出する。そ
して、クラッタ除去フィルタ２０はこのクラッタのパワ
ースペクトルの分散σc 2 に基づきフィルタの遮断特性
を最適に設定し、クラッタ信号を除去する。すなわち、
クラッタ信号の帯域が狭ければ遮断周波数を低く設定
し、クラッタ信号の帯域が広ければ遮断周波数を高く設
定してクラッタ信号を十分に除去して血流速度の測定精
度を向上させる。
【００３１】例えば、クラッタ除去フィルタ２０の出力
パワーをＲc （０）とし、自己相関器１７の出力の絶対
値を｜Ｒc （Ｔ）｜とすると、クラッタ周波数のスペク
トルの分散σc 2 は次式により求められる。
パワーをＲc （０）とし、自己相関器１７の出力の絶対
値を｜Ｒc （Ｔ）｜とすると、クラッタ周波数のスペク
トルの分散σc 2 は次式により求められる。
【００３２】 σc 2 ＝｛１−｜Ｒc （Ｔ）｜／Ｒc （０）｝／２π2 Ｔ2 …（５） 従って、図５に示すように、クラッタ信号１のように帯
域（２σ1 ）が狭ければ遮断周波数を低く設定（特性
Ｃ）し、クラッタ信号２のように帯域（２σ2 ）が広け
れば遮断周波数を高く設定（特性Ｄ）し、クラッタ信号
を十分に除去して血流速度の測定精度を向上させる。
域（２σ1 ）が狭ければ遮断周波数を低く設定（特性
Ｃ）し、クラッタ信号２のように帯域（２σ2 ）が広け
れば遮断周波数を高く設定（特性Ｄ）し、クラッタ信号
を十分に除去して血流速度の測定精度を向上させる。
【００３３】なお、適応型クラッタ除去フィルタ１２
は、クラッタ周波数適応機能とクラッタ分散適応機能と
を組み合わせた処理を行い、クラッタ信号除去効果を向
上させている。
は、クラッタ周波数適応機能とクラッタ分散適応機能と
を組み合わせた処理を行い、クラッタ信号除去効果を向
上させている。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の超音波ド
プラ診断装置によれば、受信信号に基づき心筋や組織な
どのクラッタのドプラシフト周波数をクラッタ周波数演
算手段により演算し、クラッタ周波数演算手段が算出し
たクラッタ周波数に対応してクラッタ除去フィルタは遮
断周波数帯域を移動するように構成したので、静的クラ
ッタ信号又は動的クラッタ信号を除去することができ、
例えば、低速度で運動する心臓壁に近接する心臓内の血
流速度や、冠状動脈の血流速度を正確に表示することが
できる。これにより、遮断特性の急峻なフィルタを用い
なくても十分にクラッタ信号を除去でき、フィルタの回
路構成を簡素化することができる。
プラ診断装置によれば、受信信号に基づき心筋や組織な
どのクラッタのドプラシフト周波数をクラッタ周波数演
算手段により演算し、クラッタ周波数演算手段が算出し
たクラッタ周波数に対応してクラッタ除去フィルタは遮
断周波数帯域を移動するように構成したので、静的クラ
ッタ信号又は動的クラッタ信号を除去することができ、
例えば、低速度で運動する心臓壁に近接する心臓内の血
流速度や、冠状動脈の血流速度を正確に表示することが
できる。これにより、遮断特性の急峻なフィルタを用い
なくても十分にクラッタ信号を除去でき、フィルタの回
路構成を簡素化することができる。
【００３５】また、本発明の超音波ドプラ診断装置によ
れば、受信信号に基づき心筋や組織などのクラッタのパ
ワースペクトルの分散をクラッタ分散演算手段により求
め、クラッタ分散演算手段が求めたクラッタのパワース
ペクトルの分散に対応して、クラッタ除去フィルタは、
遮断周波数帯域を可変するように構成したので、クラッ
タのパワースペクトルの分散に対応して遮断特性を最適
に設定することができる。
れば、受信信号に基づき心筋や組織などのクラッタのパ
ワースペクトルの分散をクラッタ分散演算手段により求
め、クラッタ分散演算手段が求めたクラッタのパワース
ペクトルの分散に対応して、クラッタ除去フィルタは、
遮断周波数帯域を可変するように構成したので、クラッ
タのパワースペクトルの分散に対応して遮断特性を最適
に設定することができる。
【図１】本発明に係る超音波ドプラ診断装置の構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図２】本発明に係る適応型クラッタ除去フィルタの構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
【図３】本発明に係る適応型クラッタ除去フイルタ内に
設けられたクラッタ除去フィルタの構成を示すブロック
図である。
設けられたクラッタ除去フィルタの構成を示すブロック
図である。
【図４】本発明に係るクラッタ信号の除去動作を説明す
るための図である。
るための図である。
【図５】本発明に係るクラッタ信号の除去動作を説明す
るための図である。
るための図である。
【図６】従来の超音波ドプラ診断装置のクラッタ信号の
除去動作を説明するための図である。
除去動作を説明するための図である。
１ プローブ ２ 送受信器 １１ 表示器 １２ 適応型クラッタ除去フィルタ １３ 自己相関器 １８ クラッタ周波数演算器 １９ クラッタ分散演算器 ２０ クラッタ除去フィルタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A61B 8/00 - 8/15 実用ファイル（ＰＡＴＯＬＩＳ) 特許ファイル（ＰＡＴＯＬＩＳ)
Claims (2)
- 【請求項１】 生体内部へ所定の繰返し周期で超音波パ
ルスを送信し、生体内部の運動反射体により反射された
反射波を受信し、受信した反射波のドプラシフト周波数
を検出して運動反射体の運動速度を表示する超音波ドプ
ラ診断装置において、 前記反射波の受波により得られた受信信号を直交検波
し、受信信号をｘ信号及びｙ信号からなる複素信号に変
換する直交検波器と、 前記受信信号に基づいて、心筋や組織などのクラッタの
ドプラシフト周波数を演算するクラッタ周波数演算手段
と、 前記クラッタ周波数演算手段が算出したクラッタ周波数
に対応して遮断周波数帯域を移動し得るクラッタ除去フ
ィルタと、 を備え、 前記クラッタ除去フィルタは、 当該フィルタのフィルタ特性のゼロ点を前記クラッタ周
波数に相当する平均位相差だけシフトするための係数Ｗ
ｋｘ及び係数Ｗｋｙを発生する係数発生器と、前記ｘ信
号を段階的に遅延するｘ信号用の複数の遅延器と、 前記ｙ信号を段階的に遅延するｙ信号用の複数の遅延器
と、 前記ｘ信号及び前記段階的に遅延されたｘ信号に対して
それぞれ対応する前記係数Ｗｋｘを乗算するｘ信号用の
複数の係数Ｗｋｘ乗算器と、前記ｘ信号及び前記段階的に遅延されたｘ信号に対して
それぞれ対応する前記係数Ｗｋｙを乗算するｘ信号用の
複数の係数Ｗｋｙ乗算器と、 前記ｙ信号及び前記段階的に遅延されたｙ信号に対して
それぞれ対応する前記係数Ｗｋｘを乗算するｙ信号用の
複数の係数Ｗｋｘ乗算器と、 前記ｙ信号及び前記段階的に遅延されたｙ信号に対して
それぞれ対応する前記係数Ｗｋｙを乗算するｙ信号用の
複数の係数Ｗｋｙ乗算器と、前記ｘ信号用の複数の係数Ｗｋｘ乗算器の出力の加算値
から、前記ｙ信号用の複数の係数Ｗｋｙ乗算器の出力の
加算値を減算し、これによりクラッタ除去後のｘ信号を
出力する回路と、 前記ｘ信号用の複数の係数Ｗｋｙ乗算器の出力の加算値
と、前記ｙ信号用の複 数の係数Ｗｋｙ乗算器の出力の加
算値とを加算し、これによりクラッタ除去後のｙ信号を
出力する回路と、 を含み、 前記クラッタ除去後のｘ信号と前記クラッタ除去後のｙ
信号がドプラシフト周波数を求める自己相関器に入力さ
れ、 静的クラッタ信号又は動的クラッタ信号を除去し得るよ
うに構成したことを特徴とする超音波ドプラ診断装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の装置において、 前記受信信号に基づいて、心筋や組織などのクラッタの
パワースペクトルの分散を求めるクラッタ分散演算手段
を含み、 前記クラッタ除去フィルタは、更に前記クラッタ分散演
算手段が求めたクラッタのパワースペクトルの分散に対
応して遮断周波数帯域を可変でき、 前記係数発生器は、前記クラッタ周波数及び前記クラッ
タのパワースペクトルの分散に応じて前記係数Ｗｋｘ及
び前記係数Ｗｋｙを発生し、 クラッタのパワースペクトルの分散に対応して前記フィ
ルタの遮断特性を最適に設定するように構成したことを
特徴とする超音波ドプラ診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3363193A JP3281435B2 (ja) | 1993-02-23 | 1993-02-23 | 超音波ドプラ診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3363193A JP3281435B2 (ja) | 1993-02-23 | 1993-02-23 | 超音波ドプラ診断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06245932A JPH06245932A (ja) | 1994-09-06 |
| JP3281435B2 true JP3281435B2 (ja) | 2002-05-13 |
Family
ID=12391804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3363193A Expired - Fee Related JP3281435B2 (ja) | 1993-02-23 | 1993-02-23 | 超音波ドプラ診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3281435B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3887040B2 (ja) * | 1996-09-05 | 2007-02-28 | 株式会社東芝 | 超音波診断装置 |
| JP3746119B2 (ja) * | 1996-10-25 | 2006-02-15 | 株式会社東芝 | 超音波診断装置 |
| JP4915568B2 (ja) * | 2006-11-17 | 2012-04-11 | パナソニック株式会社 | 生体情報検出装置及び睡眠環境制御システム |
| KR101055581B1 (ko) * | 2008-03-20 | 2011-08-23 | 삼성메디슨 주식회사 | 초음파 시스템 및 클러터 신호 제거용 필터 설정 방법 |
| US9173629B2 (en) * | 2009-11-18 | 2015-11-03 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Ultrasonic diagnostic apparatus and ultrasonic image processing apparatus |
| KR101239809B1 (ko) * | 2010-05-07 | 2013-03-06 | 삼성메디슨 주식회사 | 클러터 필터링을 위한 초음파 영상 장치 및 그 방법 |
| KR101120840B1 (ko) | 2010-06-17 | 2012-03-16 | 삼성메디슨 주식회사 | 적응형 클러터 필터링 방법 및 그를 위한 초음파 시스템 |
-
1993
- 1993-02-23 JP JP3363193A patent/JP3281435B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06245932A (ja) | 1994-09-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4800891A (en) | Doppler velocity processing method and apparatus | |
| KR100742466B1 (ko) | 이미징 방법 및 장치와 그를 이용한 혈액 움직임 이미징 시스템 | |
| EP1175613B1 (en) | Estimation of vector velocity | |
| US5662115A (en) | Method for determining the velocity-time spectrum of blood flow | |
| US5170792A (en) | Adaptive tissue velocity compensation for ultrasonic Doppler imaging | |
| US6506158B2 (en) | Ultrasonic diagnosis apparatus | |
| JP3462584B2 (ja) | 超音波診断装置 | |
| JP5256210B2 (ja) | 超音波画像処理方法および超音波画像処理装置 | |
| JP2003501177A (ja) | 同時的組織及びモーション超音波診断撮像 | |
| EP0770353A2 (en) | Ultrasonic diagnosing apparatus | |
| JP3093823B2 (ja) | 超音波ドプラ診断装置 | |
| US6599248B1 (en) | Method and apparatus for ultrasound diagnostic imaging | |
| JP3281435B2 (ja) | 超音波ドプラ診断装置 | |
| US6425868B1 (en) | Ultrasonic imaging system | |
| JP2002034985A (ja) | 超音波診断装置 | |
| JPH04215744A (ja) | 速度測定装置 | |
| US7803114B2 (en) | Ultrasonic diagnostic apparatus and data processing method therefor | |
| JP3486243B2 (ja) | 超音波診断装置 | |
| JPS6096232A (ja) | 超音波血流測定装置 | |
| JP2563656B2 (ja) | 超音波ドプラ映像装置 | |
| JP2678124B2 (ja) | 超音波ドプラ診断装置 | |
| JP3391578B2 (ja) | 相関装置および流れ情報表示装置 | |
| JP4698073B2 (ja) | 超音波診断装置 | |
| JP2788926B2 (ja) | ドプラ法による速度評価方法と装置 | |
| JPH1133023A (ja) | 超音波ドプラ診断装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110222 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |