JPH08280689A - Ultrasonic doppler diagnostic apparatus - Google Patents
Ultrasonic doppler diagnostic apparatusInfo
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Landscapes
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、パルスドプラ法により
血流を画像化(イメージング)する超音波ドプラ診断装
置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic Doppler diagnostic apparatus for imaging blood flow by the pulse Doppler method.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の超音波ドプラ診断装置の基本的構
成図を図8に示す。送受信系12により、超音波プロー
ブが駆動されると、超音波パルスが一定の繰り返し周波
数(「レート周波数」と称される)で生体内に送信され
る。パルスドプラ法は、或る方位方向に超音波パルスの
送受信を所定回数繰り返し、この繰り返しが終了後に次
の方位方向に移って同様の動作を繰り返していくという
ものである。2. Description of the Related Art A basic configuration diagram of a conventional ultrasonic Doppler diagnostic apparatus is shown in FIG. When the ultrasonic probe is driven by the transmission / reception system 12, ultrasonic pulses are transmitted into the living body at a constant repetition frequency (referred to as “rate frequency”). The pulse Doppler method is to repeat transmission / reception of ultrasonic pulses a predetermined number of times in a certain azimuth direction, and after this repetition is completed, move to the next azimuth direction and repeat the same operation.
【0003】生体内で反射してきた反射波は、超音波プ
ローブ11で受信される。この受信信号は、送受信系1
2を介して受信指向性を与えられた後、検波器18、ミ
キサ24a、24bに送られる。検波器18に送られた
受信信号は包絡線検波された後、走査変換手段34、マ
ルチプレクサ(MPX)37、D/A変換手段38を順
に介して表示手段39にBモードとして表示される。一
方、ミキサ24a、24bに送られた受信信号は、それ
ぞれ90度位相の異なる基準信号に掛け合わされて位相
検波され、ローパスフィルタ26a,26bで高周波成
分を除去される。これにより、血流成分及びクラッタ成
分の混在したドプラ信号が得られる。このドプラ信号
は、カラーフローマッピング(CFM)処理系27に送
られ、A/D変換28a、28bでディジタル信号に変
換された後、MTIフィルタ29a、29bで様々な位
置毎にクラッタ信号が除去される。これにより、移動目
標物体(ここでは血球)のみのドプラ信号が得られる。The reflected wave reflected in the living body is received by the ultrasonic probe 11. This received signal is transmitted / received by the transmission / reception system 1
After being given a reception directivity via 2, it is sent to the detector 18 and the mixers 24a and 24b. The reception signal sent to the detector 18 is subjected to envelope detection, and then displayed on the display unit 39 as B mode through the scan conversion unit 34, the multiplexer (MPX) 37, and the D / A conversion unit 38 in this order. On the other hand, the reception signals sent to the mixers 24a and 24b are respectively phase-detected by being multiplied by reference signals having different phases by 90 degrees, and high frequency components are removed by the low pass filters 26a and 26b. Thereby, the Doppler signal in which the blood flow component and the clutter component are mixed can be obtained. This Doppler signal is sent to a color flow mapping (CFM) processing system 27, converted into digital signals by A / D conversions 28a and 28b, and then clutter signals are removed at various positions by MTI filters 29a and 29b. It As a result, the Doppler signal of only the moving target object (here, blood cells) is obtained.
【0004】このMTIフィルタ29a、29bから出
力されるドプラ信号は、自己相関器30に送られる。自
己相関器30は、ドプラ信号に基づいて以下の(1)
式、(2)式にしたがってずらし幅ゼロの自己相関値C
0 と、1サンプルずらしの自己相関値C1 を計算する。The Doppler signals output from the MTI filters 29a and 29b are sent to the autocorrelator 30. The autocorrelator 30 uses the following (1) based on the Doppler signal.
The autocorrelation value C with a shift width of zero according to equation (2)
An autocorrelation value C 1 of 0 and 1 sample shift is calculated.
【0005】[0005]
【数1】 [Equation 1]
【0006】なお、*は複素共役を示し、nは同一方向
に送受信される回数を示し、iは何回目かの送受信であ
るかを示し、Si はi番目の送受信により得られた或る
ピクセルでのドプラ信号を意味する。また、ずらし幅ゼ
ロの自己相関値とは同一信号どうしの複素共役乗算値の
累積値であり、1サンプルずらしの自己相関値とはずら
し幅ゼロの自己相関値に対し1回分送受信タイミングが
ずれている信号どうしの複素共役乗算値の累積値であ
る。Note that * indicates a complex conjugate, n indicates the number of times of transmission / reception in the same direction, i indicates how many times the transmission / reception is performed, and Si indicates a pixel obtained by the i-th transmission / reception. Means Doppler signal at. The zero-shift autocorrelation value is the cumulative value of the complex conjugate multiplication values of the same signals. The one-sample shifted autocorrelation value and the zero-shift autocorrelation value cause the transmission / reception timing to shift by one time. It is the cumulative value of the complex conjugate multiplication value of the existing signals.
【0007】これら自己相関値C0 ,C1 は、以下の
(3)式、(4)式、(5)式にしたがって、各種演算
部31乃至33でそれぞれ、平均ドプラシフト周波数
f、パワーP、分散σの各種血流情報に加工され、走査
変換手段35、カラー情報変換手段36、マルチプレク
サ37、D/A変換手段38を順に介して表示手段39
に表示される。These autocorrelation values C 0 and C 1 are respectively calculated by the arithmetic units 31 to 33 in accordance with the following equations (3), (4) and (5). It is processed into various blood flow information of dispersion σ and is displayed on the display means 39 through the scan conversion means 35, the color information conversion means 36, the multiplexer 37, and the D / A conversion means 38 in this order.
Is displayed in.
【0008】[0008]
【数2】 [Equation 2]
【0009】このようにパルスドプラ法は、ドプラ効果
による偏移周波数が血流速度に応じたものであることを
基本原理として、血流の様子を2次元的に表示するため
の技術であるが、ドプラ信号には血流成分の他に、生体
内臓器からのクラッタ成分と、ノイズ成分とが含まれ
る。ドプラ信号からのクラッタ成分の除去はMTIフィ
ルタによりなされる。ノイズ成分の除去は、リジェクシ
ョン処理により等価的に行われている。リジェクション
処理とは、平均速度、分散、パワーの各種血流情報を表
示する際、或る画素においてそのパワー値がしきい値よ
り小さいとき、その画素の表示輝度をゼロ、つまり真黒
に表示することでノイズ成分を実効的に除去するという
処理である。As described above, the pulse Doppler method is a technique for two-dimensionally displaying the state of blood flow, based on the basic principle that the shift frequency due to the Doppler effect depends on the blood flow velocity. In addition to the blood flow component, the Doppler signal contains a clutter component from the in-vivo organ and a noise component. The MTI filter removes the clutter component from the Doppler signal. The removal of the noise component is equivalently performed by the rejection process. Rejection processing means when displaying various blood flow information such as average velocity, variance, and power, when the power value of a pixel is smaller than a threshold value, the display brightness of that pixel is displayed as zero, that is, black. This is the process of effectively removing the noise component.
【0010】ノイズは、その位相値及び速度がランダム
に変化するので、その分散は一般に大きな値となる。し
かし、ノイズのパワー値は一般には血流のそれよりも小
さくなるので、このパワー値に基づくリジェクション処
理は、ある程度の効果が期待されると考えられる。Since the phase value and the velocity of noise change randomly, the variance of noise is generally large. However, since the power value of noise is generally smaller than that of blood flow, the rejection process based on this power value is expected to have some effect.
【0011】このようにパワー値に基づくリジェクショ
ン処理は、ある程度のノイズ/血流分離を可能とする
が、細い血管や体表から離れた場所にある血管から反射
されてくる血流のパワーは、一般に小さい。したがっ
て、このようなパワー値の低い血流部分がノイズと共に
画像化されないという問題があり、リジェクション処理
以上のノイズ分離能が得られる方法が望まれている。Thus, the rejection process based on the power value enables noise / blood flow separation to some extent, but the power of the blood flow reflected from a thin blood vessel or a blood vessel distant from the body surface is , Generally small. Therefore, there is a problem that such a blood flow portion having a low power value is not imaged together with noise, and a method capable of obtaining a noise separation ability higher than that of the rejection process is desired.
【0012】この問題を低減するものとしてパワードプ
ラ方式と称される方法がある。この方法は、パワー値を
フレーム間でスムージングして、時間的にパワー値の変
動の大きいノイズを相殺的に抑制しようとするものであ
る。しかし、従来の平均速度、分散、パワーの表示方法
では、血流方向は平均速度の符号から得られ、乱流度は
分散値によって得ることができたが、パワードプラ方式
では血流成分のパワー値をフレーム間でスムージング
し、その値を表示するため、血流方向及び乱流度を表示
することができなかった。As a method for reducing this problem, there is a method called a power Doppler method. In this method, the power value is smoothed between frames so as to cancel out the noise whose power value greatly fluctuates temporally. However, in the conventional method of displaying average velocity, variance, and power, the blood flow direction can be obtained from the sign of the average velocity, and the turbulence can be obtained by the variance value. Since the value is smoothed between frames and the value is displayed, the direction of blood flow and the degree of turbulence could not be displayed.
【0013】[0013]
【発明が解決しようとする課題】本発明の第1の目的
は、血流成分とノイズ成分との分離能を向上し得る超音
波ドプラ診断装置を提供することである。第2の目的
は、血流方向、血流の乱流度を表示できる超音波ドプラ
診断装置を提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION A first object of the present invention is to provide an ultrasonic Doppler diagnostic apparatus capable of improving the separability of blood flow components and noise components. A second object is to provide an ultrasonic Doppler diagnostic apparatus capable of displaying the blood flow direction and the blood flow turbulence degree.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
被検体に超音波を送波すると共に、前記被検体からのエ
コー信号を受波する送受波手段と、前記送受波手段を駆
動する駆動手段と、前記エコー信号を位相検波してドプ
ラ信号を得る位相検波手段と、前記ドプラ信号と、この
ドプラ信号から1サンプルずれたドプラ信号との相関関
係に基づいて、1サンプルずらしの自己相関値を求める
相関手段と、前記1サンプルずらしの自己相関値の絶対
値を求める演算手段と、前記自己相関値の絶対値を表示
する表示手段とを備えることを特徴とする超音波ドプラ
診断装置である。The invention according to claim 1 is
While transmitting ultrasonic waves to the subject, a wave transmitting / receiving unit that receives an echo signal from the subject, a driving unit that drives the wave transmitting / receiving unit, and a phase detection of the echo signal to obtain a Doppler signal The phase detection means, the correlation means for obtaining the autocorrelation value shifted by one sample based on the correlation between the Doppler signal and the Doppler signal deviated by one sample from the Doppler signal, and the autocorrelation value shifted by one sample The ultrasonic Doppler diagnostic apparatus is provided with a calculation unit for obtaining an absolute value and a display unit for displaying the absolute value of the autocorrelation value.
【0015】請求項6に係る発明は、被検体に超音波を
送波すると共に、前記被検体からのエコー信号を受波す
る送受波手段と、前記送受波手段を駆動する駆動手段
と、前記エコー信号を位相検波してドプラ信号を得る位
相検波手段と、前記ドプラ信号とこのドプラ信号から1
サンプルずれたドプラ信号とを用いて、ずらし幅ゼロの
ドプラ信号の自己相関値と、1サンプルずらしの自己相
関値とを求める相関手段と、前記1サンプルずらしの自
己相関値の絶対値を求める演算手段と、前記ずらし幅ゼ
ロの自己相関値と前記絶対値とに基づいて分散値を求め
る計算手段と、前記ずらし幅ゼロの自己相関値と前記絶
対値とのいずれかと、前記分散値とを表示する表示手段
とを備えることを特徴とする超音波ドプラ診断装置であ
る。According to a sixth aspect of the present invention, an ultrasonic wave is transmitted to the subject, and a wave transmitting / receiving means for receiving an echo signal from the subject, a driving means for driving the wave transmitting / receiving means, and Phase detection means for phase-detecting an echo signal to obtain a Doppler signal, the Doppler signal and 1 from the Doppler signal
Correlation means for obtaining an autocorrelation value of a Doppler signal with a shift width of zero and an autocorrelation value with a shift of one sample using a Doppler signal with a sample shift, and calculation for obtaining an absolute value of the autocorrelation value with a shift of one sample Means, a calculating means for obtaining a variance value based on the autocorrelation value of the shift width of zero and the absolute value, one of the autocorrelation value of the shift width of zero and the absolute value, and the variance value are displayed. The ultrasonic Doppler diagnostic apparatus is provided with:
【0016】請求項9に係る発明は、前記スムージング
手段は前記絶対値及び前記ずらし幅ゼロの自己相関値に
平均速度の符号を付してスムージングすることを特徴と
する。The invention according to claim 9 is characterized in that the smoothing means smoothes the absolute value and the autocorrelation value of the shift width of zero with the sign of the average speed.
【0017】請求項11に係る発明は、被検体に超音波
を送波すると共に、前記被検体からのエコー信号を受波
する送受波手段と、前記送受波手段を駆動する駆動手段
と、前記エコー信号を位相検波してドプラ信号を得る位
相検波手段と、前記ドプラ信号とこのドプラ信号から1
サンプルずれたドプラ信号とを用いて、ずらし幅ゼロの
自己相関値と、1サンプルずらしの自己相関値とを求め
る相関手段と、前記ずらし幅ゼロの自己相関値と前記1
サンプルずらしの自己相関値各々をフレーム間でスムー
ジングするスムージング手段と、前記スムージング手段
によりスムージングされた前記1サンプルずらしの自己
相関値の絶対値を求める演算手段と、前記ずらし幅ゼロ
の自己相関値と前記絶対値とから分散値を求める計算手
段と、前記分散値のみ、又は前記分散値と共に前記ずら
し幅ゼロの自己相関値と前記絶対値のいずれかを表示す
る表示手段とを備えることを特徴とする超音波ドプラ診
断装置である。According to an eleventh aspect of the present invention, an ultrasonic wave is transmitted to the subject and a wave transmitting / receiving means for receiving an echo signal from the subject, a driving means for driving the wave transmitting / receiving means, and Phase detection means for phase-detecting an echo signal to obtain a Doppler signal, the Doppler signal and 1 from the Doppler signal
Correlation means for obtaining an autocorrelation value with a shift width of zero and an autocorrelation value with a shift of one sample using the Doppler signal with a sample shift, and the autocorrelation value with a shift width of zero and the 1
Smoothing means for smoothing each sample-shifted autocorrelation value between frames; calculation means for obtaining an absolute value of the one-sample-shifted autocorrelation value smoothed by the smoothing means; and an autocorrelation value of zero shift width A calculating means for obtaining a dispersion value from the absolute value, and a display means for displaying either the dispersion value alone, or the dispersion value together with the autocorrelation value of the shift width of zero and the absolute value. This is an ultrasonic Doppler diagnostic device.
【0018】[0018]
【作用】請求項1に係る発明によれば、ドプラ信号とこ
のドプラ信号から1サンプルずれたドプラ信号との相関
関係から、1サンプルずらしの自己相関値が求められ、
この1サンプルずらしの自己相関値の絶対値が表示され
る。血流はその流れの方向が安定的であるので、その1
サンプルずらしの自己相関値の絶対値は比較的大きい。
一方、ノイズはその方向がランダムであるので、その1
サンプルずらしの自己相関値の絶対値は比較的小さくな
る。したがって、1サンプルずらしの自己相関値を例え
ばパワードプラ法を適用すれば、ノイズ分離能の向上が
期待できる。According to the first aspect of the present invention, the autocorrelation value shifted by one sample is obtained from the correlation between the Doppler signal and the Doppler signal shifted by one sample from the Doppler signal.
The absolute value of the autocorrelation value shifted by one sample is displayed. Since the direction of blood flow is stable, it is 1
The absolute value of the sample-shifted autocorrelation value is relatively large.
On the other hand, noise has random directions, so
The absolute value of the sample-shifted autocorrelation value is relatively small. Therefore, if the auto-correlation value shifted by one sample is applied by, for example, the power Doppler method, the noise separation ability can be expected to be improved.
【0019】請求項6に係る発明によれば、ずらし幅ゼ
ロの自己相関値と絶対値とのいずれかと、分散値とを表
示するので、ドプラ信号の強さと乱流度の両方を観察で
きる。According to the sixth aspect of the present invention, since either the autocorrelation value or the absolute value of which the shift width is zero or the dispersion value is displayed, both the intensity of the Doppler signal and the turbulence degree can be observed.
【0020】請求項9に係る発明によれば、順逆方向の
血流のうち、支配的な方向成分が符号付きパワー値をス
ムージングした結果の符号で与えられるので、血流方向
を区別してパワー値を表示することができる。According to the invention of claim 9, the dominant direction component of the blood flow in the forward and reverse directions is given by the sign of the result of smoothing the signed power value. Therefore, the power value is distinguished by distinguishing the blood flow direction. Can be displayed.
【0021】請求項11に係る発明によれば、フレーム
間でスムージングしたずらし幅ゼロの自己相関値と、フ
レーム間でスムージングした1サンプルずれた自己相関
値より得られた絶対値とから、分散を求めるので、血流
が拍動流であるのか、定常流であるのかを判別できる。According to the eleventh aspect of the present invention, the variance is calculated from the autocorrelation value having a zero shift amount smoothed between frames and the absolute value obtained from the autocorrelation value shifted by one sample smoothed between frames. Since it is obtained, it is possible to determine whether the blood flow is a pulsatile flow or a steady flow.
【0022】[0022]
【実施例】以下、図面を参照して、本発明による超音波
ドプラ診断装置の一実施例を説明する。 (第1実施例)本発明の第1実施例に係る超音波ドプラ
診断装置の構成図を図1に示す。図2に図1のスムージ
ング部の詳細な構成を示す。この超音波ドプラ診断装置
は、パルスドプラ法が採用される。送受信系12によ
り、超音波プローブが駆動されると、基準周波数f0 の
超音波パルスが一定の繰り返し周波数(「レート周波
数」と称される)fr で生体内に送信される。パルスド
プラ法では、或る方位方向に超音波パルスの送受信を所
定回数繰り返しながら順次、方位方向を変化させていく
というものである。生体内で反射してきた反射波は、超
音波プローブ11で受信される。この受信信号は、送受
信系12を介してプリアンプ13で増幅され、ディレー
ライン16で遅延時間を与えられ、さらに加算器17で
加算される。加算器17から出力される受信信号は、検
波器18に送られ、包絡線検波の後、走査変換手段3
4、マルチプレクサ(MPX)37、D/A変換手段3
8を順に介して表示手段39にBモード画像としてビジ
ュアルに表示される。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the ultrasonic Doppler diagnostic apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings. (First Embodiment) FIG. 1 is a block diagram of an ultrasonic Doppler diagnostic apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 shows a detailed configuration of the smoothing unit shown in FIG. This ultrasonic Doppler diagnostic apparatus employs the pulse Doppler method. When the ultrasonic probe is driven by the transmission / reception system 12, an ultrasonic pulse having the reference frequency f0 is transmitted into the living body at a constant repetition frequency (called "rate frequency") fr. The pulse Doppler method is to sequentially change the azimuth direction while repeating transmission and reception of ultrasonic pulses in a certain azimuth direction a predetermined number of times. The reflected wave reflected in the living body is received by the ultrasonic probe 11. This reception signal is amplified by the preamplifier 13 via the transmission / reception system 12, is given a delay time by the delay line 16, and is further added by the adder 17. The received signal output from the adder 17 is sent to the detector 18, and after the envelope detection, the scan conversion means 3
4, multiplexer (MPX) 37, D / A conversion means 3
It is visually displayed as a B mode image on the display means 39 through 8 in order.
【0023】加算器17の出力は、ミキサ(位相検波
器)24a、24bにも送られる。発振器15からの基
準周波数f0 の基準信号は、ミキサ24aに直接供給さ
れ、またミキサ24bに90°移相器25を介して供給
され、それぞれ加算器17からの受信信号と掛け合わさ
れる。これによりドプラ偏移周波数成分fd と、高周波
成分2・f0 +fd とが得られる。The output of the adder 17 is also sent to mixers (phase detectors) 24a and 24b. The reference signal of the reference frequency f0 from the oscillator 15 is directly supplied to the mixer 24a and is also supplied to the mixer 24b through the 90 ° phase shifter 25, and is multiplied by the received signal from the adder 17, respectively. As a result, the Doppler shift frequency component fd and the high frequency component 2 · f0 + fd are obtained.
【0024】高周波成分は、ローパスフィルタ26a,
26bで濾過され、ドプラ偏移周波数成分fd だけを有
するドプラ信号がカラーフローマッピング(CFM)処
理系27に送られる。CFM処理系27に送られたドプ
ラ信号は、A/D変換28a、28bでディジタル信号
に変換された後、MTIフィルタ29a、29bで様々
な位置毎にクラッタ信号が除去され、移動目標物体(こ
こでは血球)によるドプラ偏移周波数成分fd だけのド
プラ信号が得られる。The high frequency components are low pass filters 26a,
The Doppler signal having only the Doppler shift frequency component fd filtered by 26b is sent to the color flow mapping (CFM) processing system 27. The Doppler signal sent to the CFM processing system 27 is converted into a digital signal by the A / D converters 28a and 28b, and then clutter signals are removed at various positions by the MTI filters 29a and 29b. Then, a Doppler signal having only the Doppler shift frequency component fd due to blood cells) is obtained.
【0025】MTIフィルタ29a、29bからのドプ
ラ信号は、自己相関器30に送られる。自己相関器30
は、MTIフィルタ29a、29bからのドプラ信号に
基づいて、上述した(2)式にしたがって、ずらし幅ゼ
ロの信号と1サンプルずらしの信号の相関関係から1サ
ンプルずらしの自己相関値C1 を計算する。The Doppler signals from the MTI filters 29a and 29b are sent to the autocorrelator 30. Autocorrelator 30
Calculates the autocorrelation value C 1 with a shift of 1 sample from the correlation between the signal with a shift width of 0 and the signal with a shift of 1 sample based on the Doppler signals from the MTI filters 29a and 29b according to the above-described equation (2). To do.
【0026】平均速度演算部31、分散演算部32、パ
ワー演算部33はそれぞれ、自己相関器30の出力に基
づいて平均速度、分散、パワーを計算する。これらは走
査変換手段35を介して適当に組み合わされ、最終的に
表示手段39に表示される。The average velocity calculator 31, the variance calculator 32, and the power calculator 33 calculate the average velocity, variance, and power based on the output of the autocorrelator 30, respectively. These are appropriately combined through the scan conversion means 35 and finally displayed on the display means 39.
【0027】また、自己相関器30の出力、つまり1サ
ンプルずらしの自己相関値C1 は、スムージング部40
に送られる。この1サンプルずらしの自己相関値C1
は、虚数部、実数部毎に空間的スムージング処理(同一
フレーム内の隣接点のC1 とのスムージング)に供され
る。具体的には、1サンプルずらしの自己相関値C1 の
虚数部、実数部はそれぞれ、距離方向スムージング部4
1,42で距離方向(深さ方向)に関してスムージング
処理に供され、さらに方位方向スムージング部43,4
4で方位方向(超音波ビームの移動方向)に関してスム
ージング処理に供される。振幅計算部46は、空間的ス
ムージング処理に供された実数部と虚数部から、自己相
関値C1 の絶対値|C1 |を計算する。この自己相関値
C1 の絶対値|C1 |は、フレーム間スムージング部4
7でフレーム間のスムージング処理(時間的スムージン
グ処理)、つまり隣接フレームの同一点の|C1 |との
スムージング処理に供される。The output of the autocorrelator 30, that is, the autocorrelation value C 1 shifted by one sample, is used as the smoothing unit 40.
Sent to This one-sample shifted autocorrelation value C 1
Is subjected to spatial smoothing processing (smoothing with C 1 of an adjacent point in the same frame) for each imaginary part and real part. Specifically, the imaginary part and the real part of the autocorrelation value C 1 shifted by one sample are respectively the distance direction smoothing unit 4
1, 42 are subjected to smoothing processing in the distance direction (depth direction), and further, the azimuth direction smoothing units 43, 4
In step 4, smoothing processing is performed in the azimuth direction (movement direction of the ultrasonic beam). The amplitude calculator 46 calculates the absolute value | C 1 | of the autocorrelation value C 1 from the real number part and the imaginary number part subjected to the spatial smoothing process. The absolute value | C 1 | of the autocorrelation value C 1 is calculated by the interframe smoothing unit 4
In step 7, smoothing processing between frames (temporal smoothing processing), that is, smoothing processing with | C 1 | at the same point in adjacent frames is performed.
【0028】こうして空間的及び時間的にスムージング
処理に供された自己相関値C1 の絶対値|C1 |はその
大きさに応じて、 Log(対数)変換部49で輝度値が割
り当てられ、アンジオ出力信号(血流信号)として、走
査変換手段35に出力される。そして、このアンジオ出
力信号は走査変換手段35からカラー情報変換手段3
6、マルチプレクサ37、D/A変換手段38を順に介
して表示手段39にノイズが低減された2次元の血流画
像としてビジュアルに表示される。The absolute value | C 1 | of the autocorrelation value C 1 thus spatially and temporally subjected to the smoothing process is assigned a luminance value in the Log (logarithm) conversion unit 49 according to its magnitude. It is output to the scan conversion means 35 as an angio output signal (blood flow signal). Then, this angio output signal is converted from the scan conversion means 35 to the color information conversion means 3
6, the multiplexer 37, and the D / A conversion means 38 are sequentially displayed on the display means 39 as a two-dimensional blood flow image with reduced noise.
【0029】次に本実施例の作用について説明する。図
3、図4は1サンプルずらしの自己相関値C1 の計算方
法に関する説明図である。図3(a)は或る一定の方位
方向に関する送受信によって得られた直交位相検波前の
受信信号を示す。なお、同一方位方向に関する送受信の
繰り返し回数をnとする。1≦i≦nとして、図中、s
i (t)は、i回目の送受信で得られた受信信号を表し
ている。この受信信号si (t)はミキサ24a,24
bで直交位相検波に供され、さらにA/Dを受けた後の
時刻t0 におけるサンプル値を図3(b)に示す。この
複素数Si は、時間関数でなく、iのみに依存する。こ
こで血流速度が観測時間内でそれほど変化しなければ、
複素数Si は、図3(b)に示すように、ほぼ一定間隔
で回転する。Next, the operation of this embodiment will be described. 3 and 4 are explanatory diagrams related to a method of calculating the autocorrelation value C 1 shifted by one sample. FIG. 3A shows a received signal before quadrature phase detection obtained by transmitting and receiving in a certain azimuth direction. It should be noted that the number of repetitions of transmission and reception in the same azimuth direction is n. 1 ≦ i ≦ n, s in the figure
i (t) represents the received signal obtained by the i-th transmission / reception. This received signal s i (t) is output to the mixers 24a and 24a.
FIG. 3B shows sample values at time t 0 after being subjected to quadrature detection in b and further subjected to A / D. This complex number S i depends only on i, not on the time function. Here, if the blood flow velocity does not change so much within the observation time,
The complex number S i rotates at substantially constant intervals, as shown in FIG.
【0030】図4(a)は、自己相関器30における1
サンプルずらしの自己相関値C1 の計算手順に関する説
明図である。自己相関器30は、i回目の送受信での複
素数Si と、1サンプルずれた、ここでは1サンプル前
のi−1回目の送受信での複素数Si-1 の位相共役S
i-1 * とを複素乗算する。この複素乗算はi=nまで繰
り返され、得られた複素乗算結果AC1 〜ACn を図4
(b)に示すように累積することにより、1サンプルず
らしの自己相関値C1 が求められる。上述したように血
流速度が観測時間内でそれほど変化しなければ、各サン
プル間での位相差(φi −φi-1 )も累積範囲内でほぼ
一定となり、そのベクトルはiによらずほど同一の方向
を向く。したがって、累積後の1サンプルずらしの自己
相関値C1は、原点から十分離れた位置まで到達し、そ
の絶対値|C1 |も大きくなっていく。しかし、ノイズ
の場合、図5に示すように、ベクトルの方向がランダム
であるので、ノイズの1サンプルずらしの自己相関値C
1 の絶対値|C1 |はあまり大きくなっていかない。要
するに、血流成分の1サンプルずらしの自己相関値C1
の絶対値|C1 |はiの増加に応じて大きくなっていく
が、ノイズの1サンプルずらしの自己相関値C1 の絶対
値|C1 |はiに関わらずあまり大きくなっていかな
い。したがって、この1サンプルずらしの自己相関値C
1 の絶対値|C1|を輝度変換して表示すると、血流成
分がノイズ成分に対して相対的に強調され、結果的にノ
イズ成分が抑制される。ただし、血流も乱流性で、ベク
トルACの向きがランダムである場合、ノイズと同様に
1サンプルずらしの自己相関値C1の絶対値|C1 |は
あまり大きくなっていかないので、C0 の代わりにC1
を用いるメリットは少ない。FIG. 4A shows 1 in the autocorrelator 30.
It is an explanatory diagram relating to the calculation procedure of the auto-correlation values C 1 to shift the sample. Autocorrelator 30, and complex S i at reception of i-th one sample offset, the complex number S i-1 of the phase conjugate S of one sample previous i-1-th transmission and reception here
i-1 * and complex multiplication. This complex multiplication is repeated until i = n, and the obtained complex multiplication results AC1 to ACn are shown in FIG.
By accumulating as shown in (b), the autocorrelation value C 1 shifted by one sample is obtained. As described above, if the blood flow velocity does not change so much within the observation time, the phase difference (φ i −φ i-1 ) between the samples is almost constant within the accumulation range, and the vector does not depend on i. About the same direction. Therefore, the accumulated autocorrelation value C 1 shifted by one sample reaches a position sufficiently distant from the origin, and its absolute value | C 1 | also increases. However, in the case of noise, the direction of the vector is random as shown in FIG.
1 of the absolute value | C 1 | is not Ika become too large. In short, the autocorrelation value C 1 of the blood flow component shifted by one sample
The absolute value │C 1 │ of the noise increases as the value of i increases, but the absolute value │C 1 │ of the autocorrelation value C 1 of one noise shift does not increase so much regardless of i. Therefore, this one-sample shifted autocorrelation value C
When the absolute value | C 1 | of 1 is subjected to luminance conversion and displayed, the blood flow component is emphasized relatively to the noise component, and as a result, the noise component is suppressed. However, when the blood flow is also turbulent and the direction of the vector AC is random, the absolute value | C 1 | of the autocorrelation value C 1 shifted by one sample does not become so large as with noise, so C 0 Instead of C 1
There are few advantages to using.
【0031】これに対し、ずらし幅ゼロの自己相関値C
0 は、上述した(1)式から理解されるように、スカラ
ー量であり、図5の1本1本のベクトルACの振幅をス
カラー的に累積していることに相当する。したがって、
血流成分のC0 とノイズ成分のC0 とは共に、送受信繰
り返し回数に応じて大きくなり、両者の差異は少なく、
血流成分からノイズ成分を分離できない。On the other hand, the autocorrelation value C of zero shift width
As can be understood from the above-mentioned formula (1), 0 is a scalar quantity, and corresponds to a scalar accumulation of the amplitude of each vector AC in FIG. Therefore,
Both the C 0 of C 0 and the noise component of the flow component, increases in response to receiving the repeat count, the difference between them is small,
The noise component cannot be separated from the blood flow component.
【0032】以上のように、1サンプルずらしの自己相
関値C1 は、各サンプルの位相が、血流信号では流速に
依存し、ノイズではランダムであることを利用している
が、ずらし幅ゼロの自己相関値C0 は各サンプルの振幅
のみ用い、位相に関する情報は使っていない。このた
め、乱流性の少ない血流に対しては、1サンプルずらし
の自己相関値C1 に基づく方法がずらし幅ゼロの自己相
関値C0 に基づく方法よりノイズ分離能が良好である。As described above, the autocorrelation value C 1 of one sample shift uses the fact that the phase of each sample depends on the flow velocity in the blood flow signal and is random in noise, but the shift width is zero. The auto-correlation value C 0 of is used only for the amplitude of each sample and not for the phase. Therefore, for blood flow with little turbulence, the method based on the autocorrelation value C 1 shifted by one sample has a better noise separation ability than the method based on the autocorrelation value C 0 with a shift width of zero.
【0033】次に、1サンプルずらしの自己相関値C1
を空間サンプル間及びフレーム間でスムージングするこ
との効果について説明する。血流の速度、方向が空間的
に近いところで似ているのであれば、C1 ベクトルはそ
れらの点で同じような方向を向き、且つ同じような大き
さであるため、スムージング処理の前後で値の変動は少
ない。しかし、ノイズによるC1 ベクトルは隣接サンプ
ル間、及びフレーム間で独立であるため、スムージング
処理によりその値は小さくなる。よって、1サンプルず
らしの自己相関値C1 を空間サンプル間及びフレーム間
でスムージングすることにより、ノイズ分離能はより向
上する。 (第2実施例)図6に本実施例のスムージング部の構成
を示す。図6において図2と同じ部分には同符号を付し
ている。また、スムージング部以外の他の構成は第1実
施例の図1と同じである。スムージング部には、自己相
関器30で求められた1サンプルずらしの自己相関値C
1 と、ずらし幅ゼロの自己相関値C0 が供給される。C
1 の実数部は距離方向スムージング部41と、方位方向
スムージング部43を介して振幅計算部46に送られ
る。また、C1 の虚数部は距離方向スムージング部42
と、方位方向スムージング部44を介して振幅計算部4
6に送られる。なお、距離方向スムージング処理と、方
位方向スムージング処理とに対して、空間的スムージン
グ処理がそれらの上位概念として定義される。振幅計算
部46は、C1 の実数部、虚数部に基づいてC1 の絶対
値|C1 |を求める。Next, the autocorrelation value C 1 shifted by one sample
The effect of smoothing s between spatial samples and between frames will be described. If the velocity and direction of blood flow are similar spatially close to each other, the values of C 1 vector before and after the smoothing process are the same since they have the same direction and have the same direction at those points. Fluctuation is small. However, since the C 1 vector due to noise is independent between adjacent samples and between frames, its value is reduced by smoothing processing. Therefore, by smoothing the autocorrelation value C 1 shifted by one sample between spatial samples and between frames, the noise separation capability is further improved. (Second Embodiment) FIG. 6 shows the structure of the smoothing portion of this embodiment. 6, the same parts as those in FIG. 2 are designated by the same reference numerals. The configuration other than the smoothing portion is the same as that of FIG. 1 of the first embodiment. The smoothing unit has an autocorrelation value C obtained by the autocorrelator 30 and shifted by one sample.
1 and an autocorrelation value C 0 with a shift width of zero are supplied. C
The real part of 1 is sent to the amplitude calculation section 46 via the distance direction smoothing section 41 and the azimuth direction smoothing section 43. Also, the imaginary part of C 1 is the distance direction smoothing part 42.
And the amplitude calculation unit 4 via the azimuth direction smoothing unit 44.
Sent to 6. The spatial smoothing process is defined as a superordinate concept of the distance direction smoothing process and the azimuth direction smoothing process. Amplitude calculation unit 46, the real part of the C 1, the absolute value of C 1, based on the imaginary part | C 1 | a seek.
【0034】また、空間的スムージング処理を受けた1
サンプルずらしの自己相関値C1 は、位相計算部52に
送られる。位相計算部52は、両者間の位相差に基づい
て血流方向(プローブに近付く方向とプローブから離れ
る方向)を符号(正と負)として求める。求められた符
号は、フレーム間スムージング部53、マルチプレクサ
58,59に送られる。In addition, 1 which has undergone spatial smoothing processing
The sample-shifted autocorrelation value C 1 is sent to the phase calculator 52. The phase calculator 52 determines the blood flow direction (direction approaching the probe and direction away from the probe) as a sign (positive and negative) based on the phase difference between the two. The obtained code is sent to the inter-frame smoothing unit 53 and the multiplexers 58 and 59.
【0035】ずらし幅ゼロの自己相関値C0 は、距離方
向スムージング部50と方位方向スムージング部51と
により空間的にスムージングされ、マルチプレクサ5
7,59に出力される。The autocorrelation value C 0 having a shift width of zero is spatially smoothed by the distance direction smoothing section 50 and the azimuth direction smoothing section 51, and the multiplexer 5
It is output to 7,59.
【0036】また、マルチプレクサ57、60には、表
示パラメータをC1 とC0 のいずれにするかという選択
コマンドC1 /C0 が供給される。選択コマンドC1 /
C0に応じて、振幅計算部46からの自己相関値C1 の
絶対値|C1 |、又はずらし幅ゼロの自己相関値C0 が
選択的にフレーム間スムージング部53に供給される。Further, the multiplexers 57 and 60 are supplied with a selection command C 1 / C 0 indicating which of C 1 and C 0 the display parameter should be. Select command C 1 /
In accordance with C 0 , the absolute value | C 1 | of the autocorrelation value C 1 from the amplitude calculation unit 46 or the autocorrelation value C 0 with a shift width of zero is selectively supplied to the interframe smoothing unit 53.
【0037】フレーム間スムージング部53は、|C1
|又はC0 に符号を付けて、フレーム間スムージング処
理に供する。この処理結果は Log変換部54を介して符
号付きパワー値として出力される。The inter-frame smoothing section 53 has a | C 1
| Or C 0 is attached to a code and subjected to interframe smoothing processing. The processing result is output as a signed power value via the Log converter 54.
【0038】振幅計算部46からの自己相関値C1 の絶
対値|C1 |は、マルチプレクサ58に送られる。マル
チプレクサ58は、超音波プローブ11に向かう方向
(順方向)と、超音波プローブ11から遠ざかる方向
(逆方向)との両方向の血流を表示するための第1の動
作モードと、いずれかの方向の血流を選択的に表示する
第2の動作モードとを有し、第1の動作モードでは絶対
値|C1 |をフレーム間スムージング部47にそのまま
通過させ、第2の動作モードでは位相計算部52からの
符号が正(又は負)の絶対値|C1 |をフレーム間スム
ージング部47にそのまま通過させ、位相計算部52か
らの符号が負(又は正)の絶対値|C1 |をゼロ値に変
換してフレーム間スムージング部47に送り込む。フレ
ーム間スムージング部47は、送り込まれた絶対値|C
1 |をフレーム間スムージング処理(時間的スムージン
グ処理)に供する。The absolute value | C 1 | of the autocorrelation value C 1 from the amplitude calculator 46 is sent to the multiplexer 58. The multiplexer 58 has a first operation mode for displaying blood flow in both a direction toward the ultrasonic probe 11 (forward direction) and a direction away from the ultrasonic probe 11 (reverse direction), and either direction. And a second operation mode for selectively displaying the blood flow in the first operation mode. In the first operation mode, the absolute value | C 1 | is passed through the inter-frame smoothing unit 47 as it is, and in the second operation mode, the phase calculation is performed. The positive (or negative) absolute value | C 1 | from the unit 52 is passed through the inter-frame smoothing unit 47 as it is, and the negative (or positive) absolute value | C 1 | It is converted into a zero value and sent to the inter-frame smoothing section 47. The inter-frame smoothing unit 47 sends the sent absolute value | C
1 | is subjected to interframe smoothing processing (temporal smoothing processing).
【0039】同様に、方位方向スムージング部51から
のずらし幅ゼロの自己相関値C0 は、マルチプレクサ5
9に送られる。マルチプレクサ59は超音波プローブ1
1に向かう方向(順方向)と、超音波プローブ11から
遠ざかる方向(逆方向)との両方向の血流を表示するた
めの第1の動作モードと、いずれかの方向の血流を選択
的に表示する第2の動作モードとを有し、第1の動作モ
ードではC0 をフレーム間スムージング部47にそのま
ま通過させ、第2の動作モードでは位相計算部52から
の符号が正(又は負)のC0 をフレーム間スムージング
部55にそのまま通過させ、位相計算部52からの符号
が負(又は正)のC0 をゼロ値に変換してフレーム間ス
ムージング部55に送り込む。フレーム間スムージング
部55は、送り込まれたC0 をフレーム間スムージング
処理(時間的スムージング処理)に供する。Similarly, the autocorrelation value C 0 of the displacement width of zero from the azimuth direction smoothing section 51 is calculated by the multiplexer 5
Sent to 9. The multiplexer 59 is the ultrasonic probe 1
The first operation mode for displaying the blood flow in both the direction toward 1 (forward direction) and the direction away from the ultrasonic probe 11 (reverse direction) and the blood flow in either direction selectively. A second operation mode to be displayed. In the first operation mode, C 0 is allowed to pass through the inter-frame smoothing section 47 as it is, and in the second operation mode, the sign from the phase calculation section 52 is positive (or negative). C 0 of 0 is passed through the inter-frame smoothing section 55 as it is, and the negative (or positive) C 0 from the phase calculation section 52 is converted into a zero value and sent to the inter-frame smoothing section 55. The inter-frame smoothing unit 55 subjects the sent C 0 to inter-frame smoothing processing (temporal smoothing processing).
【0040】分散計算部56は、(5)式にしたがって
スムージングされた|C1 |とC0とから分散を求め、
求めた分散値を出力する。マルチプレクサ60は、マル
チプレクサ57と同様に、表示パラメータとして選択さ
れたフレーム間スムージング部47からの|C1 |又は
フレーム間スムージング部55からのC0 を選択的にLo
g 変換部49に供給する。Log 変換部49は、|C1 |
又はC0 を輝度変換して、符号無しのパワー値として出
力する。The variance calculator 56 obtains the variance from the smoothed | C 1 | and C 0 according to the equation (5),
The calculated variance value is output. Similarly to the multiplexer 57, the multiplexer 60 selectively selects | C 1 | from the interframe smoothing unit 47 or C 0 from the interframe smoothing unit 55 selected as the display parameter as Lo.
It is supplied to the g conversion unit 49. The Log converter 49 uses | C 1 |
Alternatively, C 0 is subjected to luminance conversion and output as a power value without a code.
【0041】本実施例では表示パラメータを選択するこ
とで、|C1 |とC0 のいずれの値でも表示できるよう
になる。また|C1 |及びC0 から求められた分散値を
それのみ表示するようにしてもよいし、符号無しパワー
値と分散値とを表示するようにしてもよい。例えば、|
C1 |又はC0 を輝度パラメータとして用い、分散値に
応じて色調を変えるようにすれば、輝度で表現されるド
プラ信号の強さと、乱流度の両方を同時に観察できる。In this embodiment, by selecting the display parameter, it is possible to display any value of | C 1 | and C 0 . Further, only the dispersion value obtained from | C 1 | and C 0 may be displayed, or the unsigned power value and the dispersion value may be displayed. For example, |
If C 1 | or C 0 is used as the brightness parameter and the color tone is changed according to the dispersion value, both the intensity of the Doppler signal expressed by the brightness and the turbulence can be observed at the same time.
【0042】ある程度の時定数をもってフレーム間スム
ージング処理に供された|C1 |又はC0 から分散を求
めるため、ある一定時間内の平均的な乱流度を評価でき
る。そのため、一般的には安定していない分散値が、か
なり安定して検出できるようになり、微小な乱流の検出
や乱流度の定量評価等に有効である。Since the dispersion is obtained from | C 1 | or C 0 subjected to the interframe smoothing processing with a certain time constant, the average turbulence within a certain period of time can be evaluated. Therefore, in general, a dispersion value that is not stable can be detected fairly stably, which is effective for detection of minute turbulence and quantitative evaluation of the degree of turbulence.
【0043】また、本実施例では、血流方向を区別して
パワー値を表示できる。つまり、Log 変換部49からの
符号無しパワー値(|C1 |又はC0 )を輝度パラメー
タとして用い、Log 変換部54からの符号付きパワー値
(|C1 |又はC0 )の符号に応じて式調を変える。例
えば、符号付きパワー値(|C1 |又はC0 )の符号が
正であれば赤系の色で表示し、負ならば、青系の色で表
示する。In this embodiment, the power value can be displayed by distinguishing the blood flow direction. That is, the unsigned power value (| C 1 | or C 0 ) from the Log converter 49 is used as the brightness parameter, and the signed power value (| C 1 | or C 0 ) from the Log converter 54 is used according to the sign. Change the tone. For example, if the sign of the signed power value (| C 1 | or C 0 ) is positive, it is displayed in a reddish color, and if it is negative, it is displayed in a bluish color.
【0044】この処理の作用を考える際には、血流方向
が順逆(正負)入り乱れている場合を考える必要があ
る。マルチプレクサ58,59が第1の動作モードのと
きに、フレーム間スムージング部47で単にパワー値
(|C1 |又はC0 )をフレーム間スムージングした結
果には、順方向の血流のパワー値と逆方向の血流のパワ
ー値とがそれらの区別なく混合されている。したがっ
て、この結果に符号を付ける場合、いずれの方向成分が
支配的であるかに応じる必要がある。この支配的な方向
成分は、フレーム間スムージング部53で符号付きでパ
ワー値(|C1 |又はC0 )をフレーム間スムージング
した結果の符号で与えられる。したがって、血流方向を
区別してパワー値を表示することが可能になる。When considering the action of this processing, it is necessary to consider the case where the blood flow direction is disordered by forward / reverse (positive / negative). When the multiplexers 58 and 59 are in the first operation mode, the inter-frame smoothing unit 47 simply smooths the power value (| C 1 | or C 0 ) between frames. The power values of the blood flow in the opposite direction are mixed without distinction between them. Therefore, when signing this result, it is necessary to depend on which directional component is dominant. This dominant directional component is given by the code resulting from interframe smoothing of the power value (| C 1 | or C 0 ) with a code in the interframe smoothing unit 53. Therefore, it becomes possible to distinguish the blood flow direction and display the power value.
【0045】マルチプレクサ58,59が第2の動作モ
ードで動作するとき、Log 変換部49からのパワー値出
力に基づいて、選択されたいずれか一方向の血流のみ選
択的に表示することができる。この方法には、次のよう
な有利性もある。一般的に血流は一定方向の流れを持
ち、これにより符号は比較的固定的であるが、ノイズの
符号はランダムである。したがって、ノイズのパワー値
は血流のパワー値に比べて、小さくなる傾向にあり、ノ
イズ分離が達成される。 (第3実施例)図7は第3実施例によるスムージング部
の構成図であり、図2と同じ部分には同符号を付して説
明は省略する。第1実施例では、振幅計算部46でC1
の振幅計算を行った後に、フレーム間スムージング部4
7でフレーム間スムージング処理を行っていた。これに
対し、本実施例では、フレーム間スムージング部47
a,47bでフレーム間スムージング処理を行った後
に、振幅計算部46でC1 の振幅計算を行う。つまりフ
レーム間スムージング処理を1サンプルずらしの自己相
関値C1 の絶対値|C1 |に対してでなく、1サンプル
ずらしの自己相関値C1 に対して実施する。これに応じ
てスムージング部の構成は、振幅計算部46の前段にフ
レーム間スムージング部47a,47bが配置される。
振幅計算部46で求められた振幅、つまりC1 をフレー
ム間スムージング処理に供した後の絶対値|C1 |は、
分散計算部56に送られる。When the multiplexers 58 and 59 operate in the second operation mode, only the blood flow in any one of the selected directions can be selectively displayed based on the power value output from the Log converter 49. . This method also has the following advantages. In general, blood flow has a constant direction of flow, so that the sign is relatively fixed, but the sign of noise is random. Therefore, the power value of noise tends to be smaller than the power value of blood flow, and noise separation is achieved. (Third Embodiment) FIG. 7 is a block diagram of a smoothing unit according to the third embodiment. The same parts as those in FIG. In the first embodiment, the amplitude calculator 46 uses C 1
After performing the amplitude calculation of, the inter-frame smoothing unit 4
In step 7, smoothing processing between frames was performed. On the other hand, in the present embodiment, the inter-frame smoothing unit 47
After performing the inter-frame smoothing processing in a and 47b, the amplitude calculation unit 46 calculates the amplitude of C 1 . That the absolute value of the autocorrelation value C 1 of the inter-frame smoothing processing one sample shift | C 1 | rather than to be performed on the autocorrelation value C 1 of shifting one sample. Accordingly, the smoothing unit is configured such that inter-frame smoothing units 47a and 47b are arranged before the amplitude calculating unit 46.
The amplitude obtained by the amplitude calculator 46, that is, the absolute value | C 1 | after subjecting C 1 to the interframe smoothing process is
It is sent to the distributed calculation unit 56.
【0046】また、本実施例では、ずらし幅ゼロの自己
相関値C0 に対する距離方向スムージング部50、方位
方向スムージング部51、フレーム間スムージング部5
5が設けられる。これらスムージング部50,51,5
5でスムージングされたC0は、分散計算部56に送ら
れる。Further, in this embodiment, the distance direction smoothing unit 50, the azimuth direction smoothing unit 51, and the interframe smoothing unit 5 for the autocorrelation value C 0 having the shift width of zero.
5 are provided. These smoothing parts 50, 51, 5
The C 0 smoothed in 5 is sent to the variance calculator 56.
【0047】分散計算部56は、(5)式にしたがっ
て、|C1 |とC0 とから分散を求める。このような構
成によれば、血流が拍動流なのか又は定常流なのかを識
別可能となる。拍動流の場合、流速がフレーム間で大き
く変動するため、C1 をフレーム間スムージング処理に
供すると、その振幅は小さくなり、絶対値|C1 |は定
常流の場合より小さくなる。一方、C0 は、速度の変化
には影響されないので、拍動流、定常流に関わらず、変
化しない。したがって、動脈等の拍動流であれば、その
分散値が高くなり、静脈等の定常流であれば、その分散
値が低くなる。したがって、拍動流と定常流の識別が可
能となる。本発明は上述した実施例に限定されず、種々
変形して実施可能である。The variance calculator 56 calculates the variance from | C 1 | and C 0 according to the equation (5). With this configuration, it is possible to identify whether the blood flow is a pulsatile flow or a steady flow. In the case of a pulsatile flow, the flow velocity greatly changes between frames, so when C 1 is subjected to interframe smoothing processing, its amplitude becomes smaller and the absolute value | C 1 | becomes smaller than in the case of a steady flow. On the other hand, since C 0 is not affected by the change in velocity, it does not change regardless of pulsatile flow or steady flow. Therefore, the pulsatile flow of an artery or the like has a high dispersion value, and the steady flow of a vein or the like has a low dispersion value. Therefore, it is possible to distinguish between a pulsatile flow and a steady flow. The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, but can be implemented with various modifications.
【0048】[0048]
【発明の効果】請求項1に係る発明によれば、ドプラ信
号とこのドプラ信号から1サンプルずれたドプラ信号と
の相関関係から、1サンプルずらしの自己相関値が求め
られ、この1サンプルずらしの自己相関値の絶対値が表
示される。血流はその流れの方向が安定的であるので、
その1サンプルずらしの自己相関値の絶対値は比較的大
きい。一方、ノイズはその方向がランダムであるので、
その1サンプルずらしの自己相関値の絶対値は比較的小
さくなる。したがって、1サンプルずらしの自己相関値
を例えばパワードプラ法を適用すれば、ノイズ分離能の
向上が期待できる。According to the first aspect of the present invention, the autocorrelation value shifted by one sample is obtained from the correlation between the Doppler signal and the Doppler signal shifted by one sample from the Doppler signal. The absolute value of the autocorrelation value is displayed. Since the direction of the blood flow is stable,
The absolute value of the autocorrelation value shifted by one sample is relatively large. On the other hand, the direction of noise is random, so
The absolute value of the autocorrelation value shifted by one sample is relatively small. Therefore, if the auto-correlation value shifted by one sample is applied by, for example, the power Doppler method, the noise separation ability can be expected to be improved.
【0049】請求項6に係る発明によれば、ずらし幅ゼ
ロの自己相関値と絶対値とのいずれかと、分散値とを表
示するので、ドプラ信号の強さと乱流度の両方を観察で
きる。According to the sixth aspect of the present invention, since either the autocorrelation value or the absolute value of which the shift width is zero or the dispersion value is displayed, both the intensity of the Doppler signal and the turbulence degree can be observed.
【0050】請求項9に係る発明によれば、順逆方向の
血流のうち、支配的な方向成分が符号付きパワー値をス
ムージングした結果の符号で与えられるので、血流方向
を区別してパワー値を表示することができる。According to the invention of claim 9, the dominant direction component of the blood flow in the forward and reverse directions is given by the sign of the result of smoothing the signed power value. Therefore, the power value is distinguished by distinguishing the blood flow direction. Can be displayed.
【0051】請求項11に係る発明によれば、フレーム
間でスムージングしたずらし幅ゼロの自己相関値と、フ
レーム間でスムージングした1サンプルずれた自己相関
値より得られた絶対値とから、分散を求めるので、血流
が拍動流であるのか、定常流であるのかを判別できる。According to the eleventh aspect of the invention, the variance is calculated from the autocorrelation value having a zero shift amount smoothed between frames and the absolute value obtained from the autocorrelation value shifted by one sample smoothed between frames. Since it is obtained, it is possible to determine whether the blood flow is a pulsatile flow or a steady flow.
【図1】第1実施例に係る超音波ドプラ診断装置の構成
図。FIG. 1 is a configuration diagram of an ultrasonic Doppler diagnostic apparatus according to a first embodiment.
【図2】図1のスムージング部のブロック図。FIG. 2 is a block diagram of a smoothing unit shown in FIG.
【図3】自己相関値C1 の計算手順の前半の説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram of the first half of a procedure for calculating an autocorrelation value C 1 .
【図4】自己相関値C1 の計算手順の後半の説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram of the latter half of the procedure for calculating the autocorrelation value C 1 .
【図5】自己相関値C1 によるノイズ弁別能の説明図。FIG. 5 is an explanatory diagram of noise discrimination ability based on an autocorrelation value C 1 .
【図6】第2実施例のスムージング部のブロック図。FIG. 6 is a block diagram of a smoothing unit according to a second embodiment.
【図7】第3実施例のスムージング部のブロック図。FIG. 7 is a block diagram of a smoothing unit according to a third embodiment.
【図8】従来の超音波ドプラ診断装置の構成図。FIG. 8 is a configuration diagram of a conventional ultrasonic Doppler diagnostic apparatus.
【符号の説明】 11…超音波プローブ、 12…送受信
系、13…プリアンプ、 14…パ
ルサ、15…発振器、 16…
ディレーライン、17…加算器、
18…検波器、24a,24b…ミキサ、
25…移相器、26a,26b…ローパスフィル
タ、 27…CFM処理系、28a,28b…A/D
変換手段、 29a,29b…MTIフィルタ、3
0…自己相関器、 31…平均速度
演算部、32…分散計算部、 33
…パワー計算部、34,35…走査変換手段、
36…カラー情報変換手段、37…マルチプレク
サ、 38…D/A変換手段、39…表
示手段、 40…スムージング
部。[Explanation of Codes] 11 ... Ultrasonic probe, 12 ... Transceiver system, 13 ... Preamplifier, 14 ... Pulser, 15 ... Oscillator, 16 ...
Delay line, 17 ... Adder,
18 ... Detector, 24a, 24b ... Mixer,
25 ... Phase shifter, 26a, 26b ... Low pass filter, 27 ... CFM processing system, 28a, 28b ... A / D
Conversion means, 29a, 29b ... MTI filter, 3
0 ... Auto-correlator, 31 ... Average velocity calculation unit, 32 ... Variance calculation unit, 33
... Power calculator, 34, 35 ... Scan conversion means,
36 ... Color information conversion means, 37 ... Multiplexer, 38 ... D / A conversion means, 39 ... Display means, 40 ... Smoothing section.
Claims (12)
被検体からのエコー信号を受波する送受波手段と、 前記送受波手段を駆動する駆動手段と、 前記エコー信号を位相検波してドプラ信号を得る位相検
波手段と、 前記ドプラ信号と、このドプラ信号から1サンプルずれ
たドプラ信号との相関関係に基づいて、1サンプルずら
しの自己相関値を求める相関手段と、 前記1サンプルずらしの自己相関値の絶対値を求める演
算手段と、 前記自己相関値の絶対値を表示する表示手段とを備える
ことを特徴とする超音波ドプラ診断装置。1. A wave transmitting / receiving unit for transmitting an ultrasonic wave to a subject and receiving an echo signal from the subject, a driving unit for driving the wave transmitting / receiving unit, and a phase detector for the echo signal. Phase detecting means for obtaining a Doppler signal by means of the above; correlating means for obtaining an autocorrelation value shifted by one sample based on the correlation between the Doppler signal and the Doppler signal deviated by one sample from the Doppler signal; An ultrasonic Doppler diagnostic apparatus, comprising: an arithmetic unit that obtains the absolute value of the autocorrelation value of 1. and a display unit that displays the absolute value of the autocorrelation value.
基づいて輝度又は表示色を割り当てて表示するものであ
ることを特徴とする請求項1記載の超音波ドプラ診断装
置。2. The ultrasonic Doppler diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the display means assigns and displays a brightness or a display color based on the magnitude of the absolute value.
くとも一方を、空間サンプル間とフレーム間のうち少な
くとも一方についてスムージングするスムージング手段
をさらに備えることを特徴とする請求項1又は請求項2
記載の超音波ドプラ診断装置。3. The smoothing means for smoothing at least one of the autocorrelation value and the absolute value with respect to at least one of spatial samples and frames.
The ultrasonic Doppler diagnostic apparatus described.
に、ずらし幅ゼロのドプラ信号の自己相関値を求めるこ
とを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項記
載の超音波ドプラ診断装置。4. The ultrasonic Doppler according to any one of claims 1 to 3, wherein the correlating unit obtains the autocorrelation value of the Doppler signal having a shift width of zero together with the autocorrelation value. Diagnostic device.
値、前記絶対値及び前記ずらし幅ゼロの自己相関値のい
ずれかを、空間サンプル間とフレーム間のうち少なくと
も一方についてスムージングすることを特徴とする請求
項3記載の超音波ドプラ診断装置。5. The smoothing means smoothes any one of the autocorrelation value, the absolute value, and the autocorrelation value with a shift width of zero for at least one of spatial samples and frames. Item 3. The ultrasonic Doppler diagnostic apparatus according to Item 3.
被検体からのエコー信号を受波する送受波手段と、 前記送受波手段を駆動する駆動手段と、 前記エコー信号を位相検波してドプラ信号を得る位相検
波手段と、 前記ドプラ信号とこのドプラ信号から1サンプルずれた
ドプラ信号とを用いて、ずらし幅ゼロのドプラ信号の自
己相関値と、1サンプルずらしの自己相関値とを求める
相関手段と、 前記1サンプルずらしの自己相関値の絶対値を求める演
算手段と、 前記ずらし幅ゼロの自己相関値と前記絶対値とに基づい
て分散値を求める計算手段と、 前記ずらし幅ゼロの自己相関値と前記絶対値とのいずれ
かと、前記分散値とを表示する表示手段とを備えること
を特徴とする超音波ドプラ診断装置。6. A wave transmitting / receiving unit for transmitting an ultrasonic wave to a subject and receiving an echo signal from the subject, a driving unit for driving the wave transmitting / receiving unit, and a phase detector for the echo signal. Phase detection means for obtaining a Doppler signal by using the Doppler signal and the Doppler signal deviated by one sample from the Doppler signal, the autocorrelation value of the Doppler signal having a zero shift width and the autocorrelation value shifted by one sample are obtained. Correlation means for obtaining, an arithmetic means for obtaining an absolute value of the autocorrelation value shifted by one sample, a calculation means for obtaining a variance value based on the autocorrelation value of the shift width of zero and the absolute value, and the shift width of zero An ultrasonic Doppler diagnostic apparatus comprising: a display unit that displays any one of the autocorrelation value and the absolute value and the variance value.
グされた前記絶対値と前記ずらし幅ゼロの自己相関値と
に基づいて分散値を計算する計算手段をさらに備えるこ
とを特徴とする請求項5記載の超音波ドプラ診断装置。7. The ultrasonic wave according to claim 5, further comprising calculation means for calculating a variance value based on the absolute value smoothed by the smoothing means and the autocorrelation value of the shift width of zero. Doppler diagnostic device.
よりスムージングされた前記絶対値と前記ずらし幅ゼロ
の自己相関値とのいずれかと、前記分散値とに、輝度及
び表示色を割り当てることにより、スムージングされた
前記絶対値と前記ずらし幅ゼロの自己相関値とのいずれ
かと前記分散値とを同時に表示することを特徴とする請
求項7記載の超音波ドプラ診断装置。8. The display means is smoothed by assigning a brightness and a display color to any of the absolute value smoothed by the smoothing means and the autocorrelation value of the shift width of zero, and the variance value. The ultrasonic Doppler diagnostic apparatus according to claim 7, wherein any one of the absolute value and the autocorrelation value of the shift width of zero and the variance value are simultaneously displayed.
前記ずらし幅ゼロの自己相関値に平均速度の符号を付し
てスムージングすることを特徴とする請求項3、請求項
5、請求項7、請求項8のいずれか一項記載の超音波ド
プラ診断装置。9. The smoothing means smoothes the absolute value and the autocorrelation value of the shift width of zero by adding a sign of an average speed to smoothing. Item 9. The ultrasonic Doppler diagnostic apparatus according to any one of items 8.
付してスムージングされた前記絶対値及び前記ずらし幅
ゼロの自己相関値の符号と、符号なしでスムージングさ
れた前記絶対値又は前記ずらし幅ゼロの自己相関値とか
ら表示色を変えることを特徴とする請求項9記載の超音
波ドプラ診断装置。10. The display means adds the sign of the average speed and smoothes the absolute value and the sign of the autocorrelation value of the shift width of zero, and the absolute value smoothed without a sign or the shift width. The ultrasonic Doppler diagnostic apparatus according to claim 9, wherein the display color is changed based on an autocorrelation value of zero.
記被検体からのエコー信号を受波する送受波手段と、 前記送受波手段を駆動する駆動手段と、 前記エコー信号を位相検波してドプラ信号を得ると、 前記ドプラ信号とこのドプラ信号から1サンプルずれた
ドプラ信号とを用いて、ずらし幅ゼロの自己相関値と、
1サンプルずらしの自己相関値とを求める相関手段と、 前記ずらし幅ゼロの自己相関値と前記1サンプルずらし
の自己相関値各々をフレーム間でスムージングするスム
ージング手段と、 前記スムージング手段によりスムージングされた前記1
サンプルずらしの自己相関値の絶対値を求める演算手段
と、 前記ずらし幅ゼロの自己相関値と前記絶対値とから分散
値を求める計算手段と、 前記分散値のみ、又は前記分散値と共に前記ずらし幅ゼ
ロの自己相関値と前記絶対値のいずれかを表示する表示
手段とを備えることを特徴とする超音波ドプラ診断装
置。11. A wave transmitting / receiving unit for transmitting an ultrasonic wave to a subject and receiving an echo signal from the subject, a driving unit for driving the wave transmitting / receiving unit, and a phase detector for the echo signal. When a Doppler signal is obtained by using the Doppler signal and the Doppler signal shifted by one sample from the Doppler signal, an autocorrelation value with a shift width of zero,
Correlating means for obtaining an autocorrelation value with a shift of one sample; smoothing means for smoothing the autocorrelation value with the shift width of zero and the autocorrelation value with a shift of one sample between frames; and the smoothing means smoothed by the smoothing means. 1
Calculation means for obtaining the absolute value of the autocorrelation value of the sample shift, calculation means for obtaining the variance value from the autocorrelation value of the shift width of zero and the absolute value, only the variance value, or the shift width together with the variance value An ultrasonic Doppler diagnostic apparatus comprising: a display unit that displays one of an autocorrelation value of zero and the absolute value.
位相検波してドプラ信号を得ると共に、得られたドプラ
信号のクラッタ成分を除去することを特徴とする請求項
1、請求項6、請求項11のいずれか一項記載の超音波
ドプラ診断装置。12. The method according to claim 1, wherein the phase detection means phase-detects the echo signal to obtain a Doppler signal and removes a clutter component of the obtained Doppler signal. 11. The ultrasonic Doppler diagnostic apparatus according to any one of 11 above.
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11309146A (en) * | 1998-03-26 | 1999-11-09 | General Electric Co <Ge> | System and method for imaging flow of ultrasonic scatterer |
JP2000139909A (en) * | 1998-11-12 | 2000-05-23 | Toshiba Corp | Ultrasonograph |
JP2009142690A (en) * | 2009-03-30 | 2009-07-02 | Toshiba Corp | Ultrasonic diagnostic apparatus |
US7803114B2 (en) | 2003-05-29 | 2010-09-28 | Olympus Corporation | Ultrasonic diagnostic apparatus and data processing method therefor |
JP2018050926A (en) * | 2016-09-28 | 2018-04-05 | コニカミノルタ株式会社 | Ultrasound diagnostic apparatus |
-
1995
- 1995-04-20 JP JP9543895A patent/JP3697289B2/en not_active Expired - Fee Related
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US7803114B2 (en) | 2003-05-29 | 2010-09-28 | Olympus Corporation | Ultrasonic diagnostic apparatus and data processing method therefor |
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