JPS6384532A - 超音波血流観測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は超音波パルスに生じるドアラ効果を利用して被
検体の血流情報を観測する超音波血流観測装置に関する
ものである。

（従来の技術） 超音波パルスドツプラを用いたこの種の超音波血流観測
１ｉ１は、血流に対して超音波パルスを送出し、その反
射エコーが血流速度に比例したドツプラ偏移を受けてい
ることを利用して、血流速度の検出を行なっている。す
なわち、送信周波数をｆｃ、ドツプラ偏移周波数をｆｄ
、媒質中の音速をＣ１血流速度をＶ、超音波ビームと血
流との成す角度をθとすれば、これらは下記（１）式の
ような関係がある。

ｆｄ−２σＣＯ５θ（Ｃ／Ｃ・・・（１）上記（１）式
によれば、ドツプラ偏移周波数ｆｄを検出することによ
り、血流速度σが検出可能である。

しかしながら、一般に血流からの反射エコー中には、血
流信号の他に、生体組織の遅い動きなどに起因するクラ
ッタと呼ばれる不要信号が混入している。このクラッタ
は血流信号に比較して振幅が大きいために、血流情報を
検出するには、この血流情報の検出以前にこのクラック
を取除く必要がある。

通常は、クラッタのドツプラ偏移周波数ｆｄｃが血流信
号のドツプラ偏移周波数ｆｄに比し低いことを利用して
低域除去フィルタであるＭＴＩ（ＭｏｖｉｎｇＴａｒｇ
ｅｔ　　Ｉ　ｎｄｉｃａｔｉｏｎ　）フィルタを用いて
取除いている。

このＭＴＩフィルタは、基本的には加算器、ラッチ、乗
算器、ＲＡＭから構成されており、通常、データ入力前
の初期状態では、０人力であったと考えて処理する方法
がよく用いられる。この方法では、無条件に０人力とし
ているため入力初期にデータの不連続が生じ、このため
、過渡応答が発生する。

超音波血流観測ｉ置においては、一般にドツプラ偏移周
波数ｆｄを検出する毎にデータは不連続であり、また実
時間性をもたせるために、ドツプラ偏移周波数ｆｄを検
出するために用いられるデータ数（パルスドツプラであ
るからデータはｗｉ敗的である）は少ないのが実情であ
る。

このような状況でＭＴＩフィルタにおける過渡応答の影
響は血流情報の検出上無視できない。

（発明が解決しようとする問題点） 上述したように、従来の超音波血流観測装置においては
、ＭＴＩフィルタで過渡応答の影響が現われ、血流情報
の検出上問題となる。

そこで本発明は、ＭＴＩフィルタの過渡応答の影響を抑
えて、より正確に血流情報が検出可能な超音波血流観測
装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するだめの手段） この目的を達成するため本発明では、被検体内に超音波
を送受波して散乱超音波から位相検波器によりドツプラ
偏移信号を検出し、ＭＴＩフィルタによりクラッタを除
去して血流のドツプラ信号のみをとり出し、演算部によ
り血流情報を得て血流像を表示する超音波血流観測装置
において、上記ＭＴＩフィルタに、フィルタの初期特性
を設定する手段を具備したものであり、入力データに合
わせて、ＭＴＩフィルタの初期特性を設定するものであ
る。

（作　用） 被検体に対して超音波を送波し、散乱波が受波されると
位相検波器はドツプラ偏移成分を検出し、ＭＴＩフィル
タに送る。ＭＴＩフィルタは入力データに合わせて初期
特性を設定し、クラッタ成分を除去して血流信号のみを
取り出す。この信号をもとに例えば２次元血流情報を検
出し、その血流情報を表示する。

（実施例） 以下に本発明の一実施例を説明する。

第１図において、超音波プローブ１は送受信回路２で発
生させたＲＦ倍信号用いて図示しない被検体に対し超音
波パルスを発射する。この場合、超音波パルスは同一方
向に例えば８レ一ト分発射する。被検体で散乱されドツ
プラ偏移を受けた超音波パルスは、再び超音波プローブ
１により受信され、送受信回路２により増幅された後、
直交位相検波回路３により、直交位相検波される。直交
位相検波回路３の出力信号は、被検体の種々の深さにお
けるドツプラ偏移成分を含んだ信号である。

このドツプラ偏移成分を含んだ信号はＡ／Ｄ変換回路４
でＡ／Ｄ変換された後、ＭＴＩフィルタ５に送られる。

ＭＴＩフィルタ５では、同一方向８レートのある深さの
点に着目し、その点の８レート分の信号（データ数８）
に対しフィルタリングを行なう。

これを更に各深さの点に対して行なう。このフィルタリ
ングにより、クラッタ成分を除去し、各深さにおける血
流信号のみを取り出す。

ＭＴＩフィルタ５の構成は例えば第２図のようなもので
ある。第２図の例は１次のフィルタである。ここで、５
ａは予じめ初期値ｅａを格納している読出し専用メモリ
を用いたデータテーブルである。５ｂは加算器、５Ｃは
減算器、５ｄはル−トパルス間隔に相当する時間分の遅
延を行なわせるためのラッチ、５ｅは係数ｋを乗算する
係数乗算器、５ｒはフィルタリング途中のデータ２ｎを
一時記憶する書込み読出し可能メモリであるＲＡＭで、
これにより深さ方向の各点についてのフィルタリングを
時分割でパラレルに行なうことができる。５ｇはデータ
セレクタで初期値ＲＯＭ５ａとＬＡＴＣＨ５ｄのどちら
側のデータをとるかを選択する。

第２図の構成における作用は次の通りである。

いま、ある深さの１点についてのフィルタリングに着目
して考えると、フィルタの漸化式は下記２式となる。こ
こで、ｘｎは入力データ、ｙｎは出力データ、ｅｎ、ｅ
ｎ−１はフィルタリング途中のデータである。

上記（２）式によれば、ｎ−１のときにはｅａが未定で
あり、過渡応答が少なくなるような値を設定する。その
設定方法として、例えば入　力データｘ−Ｑ）ｌ・・・
、Ｘ）を想定し、×−。−・・・−ｘ０麿ｘ１とおく。

このようにすれば、入力データ×１での不連続性が緩和
される。この場合、ｅ−ｏ−・・・・・・−ｅ−１−ｅ
ｏ　となるから上記式より、下記（３）式が（ｑられる
。

上記（３式によるｅｏの値は、×１を独立変数として計
算したものが初期値ＲＯＭ５ａに予じめ記憶されている
。

フィルタリングを行なうときは本実施例のＭＴＩフィル
タ５を模式的に示した第３図（ａ　）に示すように、入
力×１が入ったときに初期値ＲＯＭ５ａから初期値ｅｏ
を読み出し上記（２式に代入（通常のＭＴＩフィルタ５
の動作）して用いる。

つまり、第３図（ｂ　）に示すように、Ｘ、−・・・−
Ｘｆｉ−ｘｌであるようなｘ、、・・・、ＸＯを想定し
てｅｏを決定し、上記（２式の漸化式に代入する。

このようにすることにより、初期設定がなされることで
、ＭＴＩフィルタ５での過渡応答を抑えることができる
。フィルタが高次になった場合でも同様の考え方により
ｅａ　、　ｅ−ｔ　、・・・（フィルタが高次になれば
漸化式の初期値は複数個になる）を決定し、初期値ＲＯ
Ｍ５ａに記憶しておけばよい。このようにして血流信号
のみを検出した後、血流情報演算手段６により血流情報
を検出し、表示手段７により、血流情報を表示する。

以上のように本実施例によれば、ＭＴＩフィルタ５の過
渡応答を抑えることができ、より正確な血流情報を得る
ことができる。

なお、第２図と等価なＭＴＩフィルタ５として、第４図
に示すような構成が考えられる。５ｈは×１を記憶して
おくラッチ、５１は減算器である。

フィルタの漸化式は、下記（４）式で表わされる。

この場合には、フィルタの初期値は、単にｅａ−〇で良
い。フィルタリングを行なうには、本実施例のＭＴＩフ
ィルタを模式的に示した第５図（ａ　）に示すように、
入力×ｎに対してラッチ５ｈおよび減算器５１により、
ｘｍ−Ｘ＋　　（−０）。

Ｘ２−ＸＩ、−、Ｘ１ｌｌ−Ｘｉを得、Ｅ！ｏ　＝Ｏを
代入して、通常のフィルタ５に入力する。これにより、
第５図（ｂ）に示すように、ｘ１←０．×２←Ｘ２−Ｘ
１．・・・、ｘｉ←ｘ　ｍ　−ｘ　１　となり、初期設
定が行なわれフィルタの過渡応答が抑制されることにな
る。

高次のＭＴＩフィルタについても第２図及び第４図に示
すように、初期値ｅｒｒ　、　ｅ−１，・・・の設定、
初期入力値×１の減算を行なうことで同様に適用できる
ものである。

また、′ｉ４渡応答を少なくするようなＭＴＩフィルタ
５の初期特性の設定方法としては、上記実施例に限らず
変形が可能であり、例えば入力データｘｎ　　（ｎ＝１
．２．・・・）、あるいはその一部を外挿して求めたＸ
Ｑ、Ｘ−１，・・・により設定するようにしてもよい。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、被検体内に超音波を
送受波して、散乱超音波から位相検波器によりドツプラ
偏移信号を検出し、ＭＴＩフィルタによりクラッタを除
去して血流のドツプラ信号のみを抽出し、血流情報を得
て血流像を表示する超音波血流観測装置において、ＭＴ
Ｉフィルタに、フィルタの初期特性を設定する手段を具
備したことにより、ＭＴＩフィルタの過渡応答が抑えら
れ、より正確な血流情報を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２因は
同実施例におけるフィルタの詳細を示すブロック図、第
３図は同実施例のフィルタの作用を示す図、第４５ｉ！
ｌは本発明の他の実施例のフィルタを示すブロック図、
第５図は第４図に示すフィルタの作用を示す図である。 １・・・超音波プローブ、２・・・送受信回路、３・・
・直交位相検波回路、４・・・Ａ／Ｄ変換回路、５・・
・ＭＴ■フィルタ、６・・・血流情報演算手段、７・・
・表示手段、５ａ・・・初期値ＲＯＭ、５ｂ・・・加算
器、５ｃ・・・減算器、５ｄ・・・ラッチ、５ｅ・・・
係数乗算器、５ｆ・・・ＲＡＭ、５ｇ・・・データセレ
クタ、５ｈ・・・ラッチ、５１・・・減算器。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第３図 第５図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）被検体内に超音波を送受波して得た散乱超音波か
   ら位相検波器によりドップラ偏移信号を検出し、ＭＴＩ
   フィルタによりクラッタを除去して血流のドップラ信号
   のみを抽出し血流情報を求めて表示する超音波血流観測
   装置において、前記ＭＴＩフィルタは、入力データに基
   づくフィルタの初期特性を設定する手段を具備したこと
   を特徴とする超音波血流観測装置。
2. （２）前記手段は、予じめ最初の入力データｘ＿１に基
   づいて算出された初期値ｅ＿０、ｅ＿−＿１、・・・が
   格納されたデータテーブルを用い、最初の入力データｘ
   ＿１が入力したとき前記データテーブルから初期値ｅ＿
   ０、ｅ＿−＿１、・・・を読み出して使用するように構
   成されたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   超音波血流観測装置。
3. （３）前記手段は、入力データｘ＿ｎ（ｎ＝１、２、・
   ・・、ｍ）に対してｘ′＿ｎ＝ｘ＿１−ｘ＿１、ｘ＿２
   −ｘ＿１、・・・、ｘ＿ｍ−ｘ＿１を得るラッチおよび
   減算回路を用い、このｘ′＿ｎを入力データとするよう
   に構成されたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の超音波血流観測装置。