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JPS60106440A - Ultrasonic doppler apparatus - Google Patents

Ultrasonic doppler apparatus

Info

Publication number
JPS60106440A
JPS60106440A JP21446783A JP21446783A JPS60106440A JP S60106440 A JPS60106440 A JP S60106440A JP 21446783 A JP21446783 A JP 21446783A JP 21446783 A JP21446783 A JP 21446783A JP S60106440 A JPS60106440 A JP S60106440A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
doppler
frequency
blood flow
ultrasound
ultrasonic
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.)
Pending
Application number
JP21446783A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
瀬尾 育弐
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP21446783A priority Critical patent/JPS60106440A/en
Publication of JPS60106440A publication Critical patent/JPS60106440A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は超音波ドプラ法を採用する超音波ドプラ装置の
技術分野に属する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention belongs to the technical field of ultrasonic Doppler devices that employ the ultrasonic Doppler method.

〔発明の技術的背景とその問題点〕[Technical background of the invention and its problems]

近年超音波ドプラ法はBモード断層法との併用により急
速に臨床的に使用されつつある。
In recent years, ultrasonic Doppler method is rapidly being used clinically in combination with B-mode tomography.

ドプラ血流情報の一般的な表示法としては、テレビジョ
ン学会誌(第35巻wJ1号、第2項。
The general method of displaying Doppler blood flow information is as described in the Journal of the Television Society (Volume 35, No. WJ1, Section 2).

1981年)等に開示され、また第1図に示すように横
軸に時間、縦軸にドプラ偏移周波数(血流速度)をとり
、さらに縦軸では超音波プローブに向う血流方向を順流
(+)、逆に遠ざかる血流方向を逆流(→として血流パ
ターンを連続的なグラフとして表示することが行なわれ
ている。
As shown in Figure 1, the horizontal axis represents time, the vertical axis represents Doppler shift frequency (blood flow velocity), and the vertical axis represents the direction of blood flow toward the ultrasound probe. The blood flow pattern is displayed as a continuous graph using (+) and reverse flow (→) to indicate the direction of blood flow going away.

しかしながら、超音波プローブから打ち出される超音波
パルスの打ち出し周波数(以下「超音波繰返し周波数」
とい5)frの偽以上のドプラ周波数情報はサンプリン
グ定理から十分に得ることができないため、第1図(ロ
)のグラフで示すように高速血流を観測した場合超音波
繰返し周波数frの1/2以上のドプラ周波数情報がグ
ラフ上で反対側に折り返って表示されるという問題が生
じる。
However, the launch frequency (hereinafter referred to as the "ultrasonic repetition frequency") of the ultrasonic pulses emitted from the ultrasonic probe
5) Doppler frequency information higher than false of fr cannot be sufficiently obtained from the sampling theorem, so when observing high-speed blood flow as shown in the graph of Figure 1 (b), the ultrasound repetition frequency fr is 1/1. A problem arises in that two or more pieces of Doppler frequency information are displayed on opposite sides of the graph.

これは超音波グローブに向う順流のうちの一部が逆流と
して把握されてしまうことを意味し、誤診を生じる可能
性が太きい。
This means that a portion of the forward flow toward the ultrasound glove is perceived as backflow, increasing the possibility of misdiagnosis.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は上記した従来の超音波ドプラ法を採用した装置
の問題点に鑑みてなされたものであり、被検体内の血流
情報をドプラ信号として検出し、さらにこのドプラ信号
に基づくドプラ偏移周波数及びその分散を演算処理して
、超音波繰り返し周波数の1/2以上の周波数で血流パ
ターンの折り返しが生じた場合にこれを連続的に表示す
ることかできる超音波ドプラ装置の提供を目的とするも
のである。
The present invention has been made in view of the problems of the above-mentioned conventional devices that employ the ultrasound Doppler method. The purpose of the present invention is to provide an ultrasonic Doppler device that can process the frequency and its dispersion and continuously display the folding of the blood flow pattern when it occurs at a frequency of 1/2 or more of the ultrasonic repetition frequency. That is.

〔発明の概要〕 上記目的を達成するための本発明の概要は、被検体に超
音波を送受波し、被検体内の血流情報を得てその血流情
報を表示手段によりパターン表示するようにしてなる超
音波ドプラ装置において、被検体内に超音波を送波する
とともにそのエコーを受波して電気信号に変換する超音
波トランスジューサと、前記電気信号からドプラ信号を
検出するドプラ信号検出手段と、ドプラ信号検出手段か
ら出力されるドプラ信号を周波数分析してその周波数ス
ペクトラムを得る周波数分析手段と、前記周波数スペク
トラムの平均ドプラ偏移周波数及びその分散を演算処理
し、その演算結果に基づき超音波繰返し周波数の1//
2以上の平均ドプラ偏移周波数を判別する演算処理手段
とを備え、その判別結果を表示手段に送出するようにし
たことを特徴とするものである。
[Summary of the Invention] The outline of the present invention for achieving the above object is to transmit and receive ultrasonic waves to and from a subject, obtain blood flow information within the subject, and display the blood flow information in a pattern using a display means. An ultrasonic Doppler apparatus comprising: an ultrasonic transducer that transmits ultrasonic waves into a subject, receives echoes thereof, and converts them into electrical signals; and Doppler signal detection means that detects a Doppler signal from the electrical signals. a frequency analysis means for frequency-analyzing the Doppler signal output from the Doppler signal detection means to obtain its frequency spectrum; and a frequency analysis means for calculating the average Doppler shift frequency and its variance of the frequency spectrum, 1// of the sound wave repetition frequency
The present invention is characterized in that it includes arithmetic processing means for determining two or more average Doppler shift frequencies, and sends the determination results to display means.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下に本発明の実施例を詳細に説明する。 Examples of the present invention will be described in detail below.

第2図は超音波ドプラ装置のブロック図、第6図は第2
図に示す装置の動作を説明するためのタイムチャートで
ある。
Figure 2 is a block diagram of the ultrasound Doppler device, and Figure 6 is the block diagram of the ultrasound Doppler device.
3 is a time chart for explaining the operation of the device shown in the figure.

第2図に示すように、超音波ドプラ装置は、超音波トラ
ンスジューサ11、ドプラ信号検出手段12、周波数分
析手段1′5、演算処理手段14および表示手段15を
有して構成される。
As shown in FIG. 2, the ultrasonic Doppler apparatus includes an ultrasonic transducer 11, Doppler signal detection means 12, frequency analysis means 1'5, arithmetic processing means 14, and display means 15.

超音波トランスジューサ11およびドプラ信号検出手段
12は、たとえば次のように構成される。
The ultrasonic transducer 11 and the Doppler signal detection means 12 are configured as follows, for example.

第2図において、超音波トランスジューサ11は、第6
図(C)に示すレートパルスによって動作する送受波回
路16b(例えばバースト波発生器)により駆動される
。この超音波パルスの体内からの第3図(e)に示す反
射波は、超音波トランスジューサ11で受波されて電気
信号(反射波信号)として取出され、送受波回路16b
を介してミキサ17a。
In FIG. 2, the ultrasonic transducer 11 is located at the sixth
It is driven by a wave transmitting/receiving circuit 16b (for example, a burst wave generator) that operates with a rate pulse shown in FIG. The reflected wave of this ultrasonic pulse from within the body as shown in FIG. 3(e) is received by the ultrasonic transducer 11 and extracted as an electric signal (reflected wave signal),
through mixer 17a.

17bに加えられる。ミキサ17a、17bは、それぞ
れ入力された反射波信号を、超音波周波数f。
17b. The mixers 17a and 17b each input reflected wave signals at an ultrasonic frequency f.

で発振する発振回路18の出力(連続波)およびこれを
90°移送器19で移相した信号と混合して、第6図げ
)のように位相検波する。これらの位相検波出力はサン
プルホールド回路20a、20bに入力され、ここでレ
ンジゲート回路21からの第6図(diに示すレンジゲ
ートパルスにより第3図(g)のようにサンプルホール
ドされることにより、特定の深度(レンジゲート位1i
t)の信号成分つまり血管内の血流で反射された信号成
分が検出される。
The output (continuous wave) of the oscillator circuit 18 which oscillates at 90° is mixed with the signal phase-shifted by the 90° shifter 19, and the phase is detected as shown in Fig. 6). These phase detection outputs are input to sample and hold circuits 20a and 20b, where they are sampled and held as shown in FIG. 3(g) by the range gate pulse shown in FIG. 6(di) from the range gate circuit 21. , specific depth (range gate position 1i
The signal component of t), that is, the signal component reflected by the blood flow within the blood vessel is detected.

これらサンプルホールド回路20a、20bの出力は、
さらに帯域通過フィルタ22a、22bによって不用な
高調波信号成分および生体内の固定反射や血管壁等の比
較的ゆっくりとした動きによる不用なドツプラ信号成分
が除去されて、血流に対応するドツプラ信号成分のみが
抽出される。そして、この例では血流の順方向と逆方向
とを区別するために、帯域通過フィルタ22a、22b
の出力はミキサ23a、23bに入力され、ここで局部
発振器24の出力およびこれを90°移相器25で移相
した信号とそれぞれ混合された後、加算器26で合成さ
れる。
The outputs of these sample and hold circuits 20a and 20b are
Further, the bandpass filters 22a and 22b remove unnecessary harmonic signal components and unnecessary Doppler signal components due to fixed reflections in the living body and relatively slow movements of blood vessel walls, etc., and Doppler signal components corresponding to blood flow are removed. only are extracted. In this example, band pass filters 22a and 22b are used to distinguish between the forward direction and the reverse direction of blood flow.
The outputs are input to mixers 23a and 23b, where they are mixed with the output of the local oscillator 24 and a signal whose phase is shifted by a 90° phase shifter 25, and then combined by an adder 26.

周波数分析手段13は、N生変換器28、周波数分析器
29およびメモv−iy:、oを有し、前記加算器26
より出力されるドプラ信号を周波数分析してその周波数
スペクトラムを得るように構成される。この周波数分析
器29は、ディジタルFFT演算器の場合は、周波数分
析結果を例えば128ビツト×8ビツトのディジタル信
号として出力する。即ち、周波数軸方向に128点を持
ち、各点ごとに8ビツトの分解能を持つディジタル信号
を出力する。このディジタル信号はメモリ30に入力さ
れる。メモリ30としては例えばランダムアクセスメモ
リ(RAM)が用いられる。尚、第2図中、16aは送
受波回路16aを制御するためのコントロール回路、2
7は心電同期回路で、第6図(alに示す心電波形に同
期した第6図(b)に示す心電同期信号をレンジゲート
回路21に供給する。演算処理手段14は前記周波数ス
ペクトラムから平均ドプラ偏移周波数/d及びその分散
σ2をリアルタイムでめるための演算器61と、その演
算器31により時々刻々演算される平均ドプラ偏移周波
数fd及び分散σ2を比較する比較器62とから構成さ
れる。
The frequency analysis means 13 has an N raw converter 28, a frequency analyzer 29 and a memo v-iy:, o, and the adder 26
The device is configured to perform frequency analysis on the Doppler signal output from the device to obtain its frequency spectrum. If this frequency analyzer 29 is a digital FFT calculator, it outputs the frequency analysis result as a 128-bit×8-bit digital signal, for example. That is, it has 128 points in the frequency axis direction and outputs a digital signal with 8-bit resolution for each point. This digital signal is input to memory 30. As the memory 30, for example, a random access memory (RAM) is used. In addition, in FIG. 2, 16a is a control circuit for controlling the wave transmitting/receiving circuit 16a;
Reference numeral 7 denotes an electrocardiogram synchronization circuit which supplies the electrocardiogram synchronization signal shown in FIG. 6(b) synchronized with the electrocardiogram waveform shown in FIG. 6(al) to the range gate circuit 21. a computing unit 61 for calculating in real time the average Doppler shift frequency /d and its variance σ2 from , and a comparator 62 for comparing the average Doppler shift frequency fd and variance σ2 calculated from time to time by the computing unit 31. It consists of

演算処理手段14の出力は前記周波数分析手段16の出
力とともにメモリろ6に入力され、さらにメモリ36の
出力が表示手段15に入力されるようになっている。
The output of the arithmetic processing means 14 is input to the memory filter 6 together with the output of the frequency analysis means 16, and the output of the memory 36 is further input to the display means 15.

次に上記構成の超音波ドプラ装置において、演(7) 算器61はト“プラ信号の周波数スペクトラムをディジ
タル信号として格納しているメモリ60の出力信号を受
けて下記(1)、 (21式で示す演算を行なう。
Next, in the ultrasonic Doppler apparatus having the above configuration, the calculator 61 (7) receives the output signal of the memory 60 storing the frequency spectrum of the Topper signal as a digital signal, and calculates the following (1), (Equation 21) Perform the calculation shown in .

平均ドプラ偏移周波数fdは、 分散σ2は、 (Piは、ドプラ偏移周波数fdi のパワー振幅であ
る。) ここで平均ドプラ偏移周波数/dのうち順流側のものを
/df=逆流側のものを/drとし、時刻1゜〜t6に
おける平均ドプラ周波数fdf、fdrのパワースペク
トラム及び血流パターンの関係を示すと第4図(a)〜
(f+及び第5図に示すようになる。
The average Doppler shift frequency fd is: The variance σ2 is (Pi is the power amplitude of the Doppler shift frequency fdi.) Here, the average Doppler shift frequency /d on the forward flow side is /df = the reverse flow side. The relationship between the average Doppler frequency fdf, the power spectrum of fdr, and the blood flow pattern from time 1° to t6 is shown in Fig. 4 (a) to /dr.
(f+ and as shown in FIG. 5).

超音波繰り返し周波数frの1/2を越える平均ドプラ
周波数fdfCt3)〜/df(t5)のバワースペ(
8) クトラムの分布状態は第4図(cl (di (elに
点線で示すようになり、したがって、時刻t3〜t5の
間の血流パターンは第5図に示すように逆流側に表示さ
れてしまう。
The average Doppler frequency fdfCt3) to /df(t5) exceeding 1/2 of the ultrasound repetition frequency fr (
8) The distribution state of the ctram is shown by the dotted line in Figure 4 (cl (di (el), and therefore the blood flow pattern between times t3 and t5 is displayed on the reverse flow side as shown in Figure 5. Put it away.

ここで、第4図(b)〜(dlに着目すると、時刻t2
から時刻t4へ移行するにつれて順流側の平均ドプラ偏
位周波数fdfct2)、 /、H(t3)、 /、H
(t4)が順次高くなる一方、逆流側の平均ドプラ偏位
周波数/dr(t2)、 /dr(t3)、 /dr(
t4)は順次(−−f−r−)に接近する。
Here, if we pay attention to FIG. 4(b) to (dl), time t2
As the transition from t4 to time t4, the average Doppler deviation frequency fdfct2) on the downstream side, /,H(t3), /,H
(t4) increases sequentially, while the average Doppler deviation frequency on the backflow side /dr(t2), /dr(t3), /dr(
t4) approaches (--f-r-) sequentially.

そこで、順流側及び逆流側の平均ドプラ偏移周波数fd
f、/drのパワースペクトラムの分散σf2゜σ、2
を比較器62に入力して予め設定した所定のレベルにと
の比較を行なう。これを式で示せば(3)式に示す゛よ
5になる。
Therefore, the average Doppler shift frequency fd on the forward flow side and the reverse flow side
Dispersion of the power spectrum of f, /dr σf2゜σ,2
is input to the comparator 62 and compared with a predetermined level set in advance. If this is expressed as a formula, ゛ shown in formula (3) becomes 5.

σf2<k、σr2<k(3) そして、’(a)式が成立することを条件とし、さらに
演算器61により演算した/df(ta)−7af(t
2)−/dr(t3)、 fdrCt4)を比較器32
において比較して下記(41,(51式の成立するよう
な時刻t3を検出する。
σf2<k, σr2<k (3) Then, on the condition that formula '(a) holds true, /df(ta)-7af(t
2) −/dr(t3), fdrCt4) by the comparator 32
A comparison is made to detect a time t3 at which the following equations (41 and 51) hold true.

同様にして第5図の時刻t5を比較器32において検出
する。
Similarly, time t5 in FIG. 5 is detected by the comparator 32.

このようにして演算処理手段14により超音波繰返し周
波数の1/!を越える平均ドプラ周波数fdfが出現す
る時刻t3〜t5を検出し、その検出結果をメモリ63
に入力する。
In this way, the arithmetic processing means 14 calculates 1/! of the ultrasonic repetition frequency! Detect times t3 to t5 at which the average Doppler frequency fdf exceeding
Enter.

そして、メモリ66からの入力に基づき表示手段15は
第6図に示すように時刻t3〜t5の区間だけ逆流側に
表われる血流パターンを順流側に表示する。
Then, based on the input from the memory 66, the display means 15 displays the blood flow pattern appearing on the backward flow side only in the interval from time t3 to time t5 on the forward flow side, as shown in FIG.

したがって、血流パターンは第6図に示すように継がっ
て表示されることになり、超音波繰返し周波数の1/2
を越えるドプラ信号成分を持つ高速血流も正確に把握す
ることかできる。
Therefore, the blood flow pattern is displayed successively as shown in Figure 6, which is 1/2 of the ultrasound repetition frequency.
It is also possible to accurately grasp high-speed blood flow that has Doppler signal components exceeding .

本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、そ
の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。例えば、第
61回日本超音波医学会講演論文集(1977年発行)
、第186頁以降に開示されている2次元表示による血
流イメージング装置についても適用できるものである。
The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications can be made within the scope of the invention. For example, Proceedings of the 61st Japanese Society of Ultrasound in Medicine (published in 1977)
The present invention is also applicable to the two-dimensional display blood flow imaging apparatus disclosed on pages 186 and onwards.

この血流イメージング装置においても、超音波繰り返し
周波数の1/2以上のドプラ信号は順流側が逆流側に折
り返されて表示され、順流を赤色で逆流を青色とした場
合には赤色部分の一部が逆流側に表われることになるが
、本発明によればかかる問題点を解消することができる
In this blood flow imaging device as well, Doppler signals with 1/2 or more of the ultrasound repetition frequency are displayed with the forward flow side folded back to the reverse flow side, and when the forward flow is shown in red and the reverse flow is shown in blue, part of the red portion is displayed. However, according to the present invention, this problem can be solved.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上詳述した本発明によれば、被検体内の血流に基づく
ドプラ信号のパワースペクトラムの平均周波数及び分散
を演算処理手段によりリアルタイムで演算処理し、超音
波繰返し周波数の1/2を越えるドプラ周波数の折り返
しを判別することにより、血流パターンの継続表示が可
能となったものである。
According to the present invention described in detail above, the average frequency and dispersion of the power spectrum of the Doppler signal based on the blood flow inside the subject are processed in real time by the calculation processing means, and the Doppler signal exceeding 1/2 of the ultrasound repetition frequency is By determining frequency aliasing, it is possible to continuously display blood flow patterns.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の超音波ドプラ装置における血流パターン
を示すグラフ、第2図は本発明の実施例のブロック図、
第6図(al乃至第6図(g)はそれぞれ第2図に示す
装置の動作を説明するためのタイムチャート、第4図(
a)乃至第4図(flはそれぞれ血流パターンの折り返
りを示すための説明図、第5図は第4図(a)乃至第4
図(f)に対応する血流パターンを示す説明図、第6図
は第2図に示す装置による血流パターンを示す説明図で
ある。 11・・・超音波トランスジューサ、12・・・ドプラ
信号検出手段、16・・・周波数分析手段、14・・・
演算処理手段、15・・・表示手段。 0 Ω Q −o Φ に σ
FIG. 1 is a graph showing a blood flow pattern in a conventional ultrasound Doppler device, and FIG. 2 is a block diagram of an embodiment of the present invention.
6(al) to 6(g) are time charts for explaining the operation of the apparatus shown in FIG. 2, and FIG.
a) to FIG. 4 (fl is an explanatory diagram to show the turning of the blood flow pattern, respectively, and FIG. 5 is a diagram of FIG. 4(a) to
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a blood flow pattern corresponding to FIG. 2, and FIG. DESCRIPTION OF SYMBOLS 11... Ultrasonic transducer, 12... Doppler signal detection means, 16... Frequency analysis means, 14...
Arithmetic processing means, 15...display means. 0 Ω Q −o Φ to σ

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 被検体に超音波を送受波し、被検体内の血流情報を得て
その血流情報を表示手段によりパターン表示するように
してなる超音波ドプラ装置において、被検体内に超音波
を送波するとともにそのエコーを受波して電気信号に変
換する超音波トランスジューサと、前記電気信号からド
プラ信号を検出するドプラ信号検出手段と、ドプラ信号
検出手段から出力されるドプラ信号を周波数分析してそ
の周波数スペクトラムを得る周波数分析手段と、前記周
波数スペクトラムの平均ドプラ偏移周波数及びその分散
を演算処理し、その演算結果に基づき超音波繰返し周波
数の1/2以上の平均ドプラ偏移周波数を判別する演算
処理手段とを備え、その判別結果を表示手段に送出する
ようにしてなる超音波ドプラ装置。
An ultrasound Doppler device that transmits and receives ultrasound waves to and from a subject, obtains blood flow information within the subject, and displays the blood flow information in a pattern on a display means, which transmits ultrasound waves into the subject. At the same time, an ultrasonic transducer receives the echo and converts it into an electric signal, a Doppler signal detecting means detects a Doppler signal from the electric signal, and a Doppler signal outputted from the Doppler signal detecting means is frequency-analyzed. a frequency analysis means for obtaining a frequency spectrum; and a calculation for calculating the average Doppler shift frequency and its variance of the frequency spectrum, and determining an average Doppler shift frequency that is 1/2 or more of the ultrasound repetition frequency based on the calculation result. An ultrasonic Doppler apparatus comprising a processing means and transmitting the determination result to a display means.
JP21446783A 1983-11-14 1983-11-14 Ultrasonic doppler apparatus Pending JPS60106440A (en)

Priority Applications (1)

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JP21446783A Pending JPS60106440A (en) 1983-11-14 1983-11-14 Ultrasonic doppler apparatus

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JP (1) JPS60106440A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006254764A (en) * 2005-03-16 2006-09-28 Tadami Shigetome Method of interior greening through soilless cultivation for bamboo

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