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JP3446148B2 - Ultrasound Doppler diagnostic equipment - Google Patents
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JP3446148B2 - Ultrasound Doppler diagnostic equipment - Google Patents

Ultrasound Doppler diagnostic equipment

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JP3446148B2
JP3446148B2 JP09547994A JP9547994A JP3446148B2 JP 3446148 B2 JP3446148 B2 JP 3446148B2 JP 09547994 A JP09547994 A JP 09547994A JP 9547994 A JP9547994 A JP 9547994A JP 3446148 B2 JP3446148 B2 JP 3446148B2
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power spectrum
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、被検体の診断部位に対
して超音波を送受信し、得られた反射エコー信号から血
流によりドプラ偏移を受けた周波数信号を検出してその
被検体の血流を計測する超音波ドプラ診断装置に関し、
特にドプラ周波数が時間的に変化する血流の速度計測に
おけるスペクトラム表示の分解能を向上することができ
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 transmits and receives ultrasonic waves to and from a diagnostic region of a subject, detects a frequency signal subjected to Doppler shift due to blood flow from the obtained reflection echo signal, and detects the subject. Ultrasonic Doppler diagnostic device for measuring blood flow of
Especially for velocity measurement of blood flow where Doppler frequency changes with time
The present invention relates to an ultrasonic Doppler diagnostic apparatus capable of improving the resolution of spectrum display .

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のこの種の超音波ドプラ診断装置
は、図3に示すように、超音波信号収集系1及びドプラ
検出系2により被検体の血流からの反射エコー信号を直
交検波して得た複素ドプラ信号3a,3bを所定のサン
プリング周期でディジタル化する2個のA/D変換器4
a,4bと、これらのA/D変換器4a,4bからの時
系列データを取り込んでフーリエ変換する周波数分析器
5と、この周波数分析器5からのフーリエ変換出力の絶
対値を演算してパワースペクトラムデータを得る絶対値
演算器6と、この絶対値演算器6からのパワースペクト
ラムデータを輝度に変換してドプラ偏移周波数の時間的
変化を表示する表示装置7とを備えて成っていた。な
お、図3において、符号8,9は所要のデータを格納す
るメモリを示し、符号10は上記表示装置7及びメモリ
8,9の動作タイミングの制御を行うコントローラを示
している。
2. Description of the Related Art In a conventional ultrasonic Doppler diagnostic apparatus of this type, as shown in FIG. 3, an ultrasonic signal acquisition system 1 and a Doppler detection system 2 orthogonally detect reflected echo signals from the blood flow of a subject. Two A / D converters 4 for digitizing the obtained complex Doppler signals 3a and 3b at a predetermined sampling period.
a and 4b, a frequency analyzer 5 that takes in the time series data from these A / D converters 4a and 4b and performs a Fourier transform, and calculates the absolute value of the Fourier transform output from this frequency analyzer 5 to calculate the power. The absolute value calculator 6 for obtaining the spectrum data and the display device 7 for converting the power spectrum data from the absolute value calculator 6 into the luminance and displaying the temporal change of the Doppler shift frequency are provided. In FIG. 3, reference numerals 8 and 9 denote memories for storing required data, and reference numeral 10 denotes a controller for controlling operation timings of the display device 7 and the memories 8 and 9.

【0003】そして、上記ドプラ検出系2から出力され
る複素ドプラ信号3a,3bを、それぞれのA/D変換
器4a,4bにより所定のサンプリング周期でディジタ
ル化し、周波数分析に必要なデータ点数の時系列データ
11a,11bを形成して一旦第一のメモリ8に格納し
ておき、周波数分析器5により上記第一のメモリ8から
所定の分析サイクルで時系列データ11a,11bを読
み出して、フーリエ変換する。このフーリエ変換された
複素スペクトラムデータ12a,12bは、次の絶対値
演算器6へ入力し、この絶対値演算器6により絶対値が
演算されて、パワースペクトラムデータ13として表示
装置7へ送られる。表示装置7は、その画面上に横軸を
分析サイクル(時間経過)とし、縦軸を周波数(血流速
度)とし、信号強度を輝度として血流パターン像14を
表示する。このようにして、被検体の診断部位の血流速
度の時間的変化を表示する処理が行われていた。
The complex Doppler signals 3a and 3b output from the Doppler detection system 2 are digitized by the respective A / D converters 4a and 4b at a predetermined sampling period, and when the number of data points required for frequency analysis is reached. The sequence data 11a and 11b are formed and temporarily stored in the first memory 8, and the frequency analyzer 5 reads the time-series data 11a and 11b from the first memory 8 in a predetermined analysis cycle to perform Fourier transform. To do. The Fourier-transformed complex spectrum data 12a and 12b are input to the next absolute value calculator 6, the absolute value is calculated by the absolute value calculator 6, and the power spectrum data 13 is sent to the display device 7. The display device 7 displays the blood flow pattern image 14 on the screen with the horizontal axis as the analysis cycle (elapsed time), the vertical axis as the frequency (blood flow velocity), and the signal intensity as the brightness. In this way, the process of displaying the temporal change in the blood flow velocity at the diagnostic region of the subject has been performed.

【0004】このときのドプラ信号3a又は3bは、例
えば図4(a)に示すように、時間tの経過に従って周
波数が変化している。そして、符号W1はデータの分析
点数を設定する第一のウインドウの時間幅を示し、符号
2は同じく第二のウインドウの時間幅を示し、符号W3
は同じく第三のウインドウの時間幅を示している。ま
た、上記各ウインドウW1,W2,W3について分析し演
算されたパワースペクトラムデータ13は、図4(b)
に示すようになる。さらに、上記のように得られたパワ
ースペクトラムデータ13を輝度に変換した血流パター
ン像14は、図4(c)に示すようになる。なお、図4
(c)は、図3に示す表示装置7の画面に表示された血
流パターン像14の円Aで囲んだ部分を拡大して示すも
のである。
At this time, the frequency of the Doppler signal 3a or 3b changes with the passage of time t, as shown in FIG. 4 (a). The code W 1 indicates the time width of the first window for setting the data analysis points, the code W 2 indicates the time width of the second window, and the code W 3
Also shows the time width of the third window. Further, the power spectrum data 13 analyzed and calculated for each of the windows W 1 , W 2 and W 3 is shown in FIG.
As shown in. Further, the blood flow pattern image 14 obtained by converting the power spectrum data 13 obtained as described above into luminance is as shown in FIG. Note that FIG.
FIG. 3C is an enlarged view of a portion of the blood flow pattern image 14 displayed on the screen of the display device 7 shown in FIG.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の超音波ドプラ診断装置においては、ドプラ信号3
a,3bについて行う1回の周波数分析における出力デ
ータの総ての周波数成分を、図4(a)に示す各ウイン
ドウW1,W2,W3の時間幅内で図4(b)に示すよう
に同一時刻のものとして扱っていた。これにより、ドプ
ラ信号3a,3bについてのデータの分析点数の設定
は、周波数分解能と時間分解能とに相反した効果を与え
ることから、両者の相互調整によるトレードオフによっ
て決定されていた。従って、周波数分解能を向上して高
精度な計測を行おうとすれば、データの分析点数すなわ
ち上記ウインドウの時間幅を大きくするが、このように
すると結果として時間分解能が劣化し、加速度をもつ血
流すなわちドプラ周波数が時間的に変化する血流の速度
計測では、スペクトラム表示の分解能が低下して血流の
変化の様子がよくわからないものであった。
However, in such a conventional ultrasonic Doppler diagnostic apparatus, the Doppler signal 3 is used.
All frequency components of the output data in one frequency analysis performed on a and 3b are shown in FIG. 4B within the time width of each window W 1 , W 2 and W 3 shown in FIG. 4A. It was treated as the same time. As a result, the setting of the number of data analysis points for the Doppler signals 3a and 3b has a contradictory effect on the frequency resolution and the time resolution, and is thus determined by a trade-off by mutual adjustment of the two. Therefore, if an attempt is made to improve the frequency resolution and perform highly accurate measurement, the number of data analysis points, that is, the time width of the above-mentioned window, will be increased. That is, in the blood flow velocity measurement in which the Doppler frequency changes with time, the resolution of the spectrum display is lowered and the change in blood flow is not well understood.

【0006】そこで、本発明は、このような問題点に対
処し、ドプラ周波数が時間的に変化する血流の速度計測
におけるスペクトラム表示の分解能を向上することが
きる超音波ドプラ診断装置を提供することを目的とす
る。
Therefore, the present invention addresses such a problem and measures the velocity of blood flow in which the Doppler frequency changes with time.
It is an object of the present invention to provide an ultrasonic Doppler diagnostic apparatus capable of improving the resolution of spectrum display in the above.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による超音波ドプラ診断装置は、被検体内に
超音波を送受信して得られた血流の反射エコー信号から
得た複素ドプラ信号を取り込んでフーリエ変換する手段
と、このフーリエ変換された出力信号の絶対値を演算し
てパワースペクトラムデータを得る絶対値演算手段と、
この得られたパワースペクトラムデータを輝度に変換し
てドプラ偏移周波数の時間的変化を血流パターン像とし
て表示する表示装置とを備えて成る超音波ドプラ診断装
置において、上記絶対値演算手段と並列に設けられ上記
フーリエ変換手段からの出力信号の周波数成分の群遅延
量を演算する手段、この群遅延量演算手段からの群遅
延量に従って上記絶対値演算手段からのパワースペクト
ラムデータを時間軸方向に複数に分割して上記表示装置
に表示させる手段と、を備えたものである。
In order to achieve the above object, an ultrasonic Doppler diagnostic apparatus according to the present invention is a complex obtained from a reflected echo signal of a blood flow obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves in a subject. Means for taking in a Doppler signal and performing a Fourier transform , and means for computing an absolute value of this Fourier transformed output signal to obtain power spectrum data,
An ultrasonic Doppler diagnostic apparatus comprising a display device for converting the obtained power spectrum data into luminance and displaying the temporal change of the Doppler shift frequency as a blood flow pattern image , in parallel with the absolute value calculation means. Provided above
A means for calculating the group delay amount of the frequency component of the output signal from the Fourier transform means, and a group delay amount from the group delay amount calculating means.
The power spectrum data from the absolute value calculating means is divided into a plurality in the time axis direction according to the extension amount, and the display device is provided.
And means for displaying on .

【0008】また、上記絶対値演算手段及び群遅延量演
算手段の両演算結果を入力し、パワースペクトラムデー
タを周波数−遅延量をアドレスとして格納するメモリを
設けてもよい。
It is also possible to provide a memory for inputting the calculation results of both the absolute value calculating means and the group delay amount calculating means and storing the power spectrum data as the frequency-delay amount address.

【0009】[0009]

【作用】このように構成された超音波ドプラ診断装置
は、被検体内に超音波を送受信して得られた血流の反射
エコー信号から得た複素ドプラ信号をフーリエ変換手段
に取り込んでフーリエ変換し、このフーリエ変換された
出力信号の絶対値を絶対値演算手段で演算してパワース
ペクトラムデータを得、上記絶対値演算手段と並列に設
けられた群遅延量演算手段で上記フーリエ変換手段から
の出力信号の周波数成分の群遅延量を演算し、この群遅
延量演算手段からの群遅延量に従って上記絶対値演算手
段からのパワースペクトラムデータを時間軸方向に複数
に分割して血流パターン像として表示装置に表示する。
これにより、ドプラ周波数が時間的に変化する血流の速
度計測におけるスペクトラム表示の分解能を向上するこ
とができる。また、上記絶対値演算手段及び群遅延量演
算手段の両演算結果を入力し、パワースペクトラムデー
タを周波数−遅延量をアドレスとして格納するメモリを
設けたものでは、このメモリにパワースペクトラムデー
タを累積格納し、その累積結果を読み出して周波数分析
サイクル毎に血流パターン像を表示する。
The ultrasonic Doppler diagnostic apparatus configured as described above uses a Fourier transform means to convert the complex Doppler signal obtained from the reflected echo signal of the blood flow obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves into the subject. After taking in and Fourier transforming , the absolute value of this Fourier transformed output signal is calculated by the absolute value calculating means to obtain power spectrum data, which is installed in parallel with the absolute value calculating means.
From the Fourier transform means by the group delay amount calculation means
Calculates the group delay amount of the frequency component of the output signal and outputs the absolute value according to the group delay amount from the group delay amount calculating means.
Multiple power spectrum data from the stage along the time axis
And is displayed on the display device as a blood flow pattern image.
This allows the velocity of blood flow where the Doppler frequency changes with time.
To improve the resolution of the spectrum display in the frequency measurement.
You can Further, in the case where a memory for storing the calculation results of both the absolute value calculating means and the group delay amount calculating means and storing the power spectrum data as the frequency-delay amount as an address is provided, the power spectrum data is cumulatively stored in this memory. Then, the accumulated result is read and a blood flow pattern image is displayed for each frequency analysis cycle.

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
詳細に説明する。図1は本発明による超音波ドプラ診断
装置の実施例を示すブロック図である。この超音波ドプ
ラ診断装置は、被検体の診断部位に対して超音波を送受
信し、得られた反射エコー信号から血流によりドプラ偏
移を受けた周波数信号を検出してその被検体の血流を計
測するもので、図1に示すように、超音波信号収集系1
と、ドプラ検出系2と、A/D変換器4a,4bと、周
波数分析器5と、絶対値演算器6と、表示装置7と、メ
モリ8と、コントローラ10とを有し、さらに群遅延量
演算手段15と、2次元メモリ16とを備えて成る。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an ultrasonic Doppler diagnostic apparatus according to the present invention. This ultrasonic Doppler diagnostic device transmits and receives ultrasonic waves to and from a diagnostic site of a subject, detects a frequency signal that is Doppler-shifted by blood flow from the obtained reflected echo signal, and detects the blood flow of the subject. As shown in FIG. 1, the ultrasonic signal acquisition system 1
A Doppler detection system 2, A / D converters 4a and 4b, a frequency analyzer 5, an absolute value calculator 6, a display device 7, a memory 8 and a controller 10, and a group delay. It comprises a quantity calculation means 15 and a two-dimensional memory 16.

【0011】上記超音波信号収集系1は、図示外の被検
体内の診断部位に向けて超音波を送受信すると共に該診
断部位からの反射波を受信してエコー信号を得るもの
で、図示省略したがその内部には、探触子と、この探触
子の駆動を制御する超音波送受信部とを有している。ま
た、ドプラ検出系2は、上記超音波信号収集系1で得ら
れた反射エコー信号から血流によりドプラ偏移を受けた
周波数信号を検出する目的で直交検波して複素ドプラ信
号3a,3bを得るもので、図示省略したがその内部に
は、ドプラ偏移成分を取り出す復調回路と、複素ドプラ
信号を抽出するハイパスフィルタとを有している。そし
て、2個のA/D変換器4a,4bは、上記ドプラ検出
系2で得られた複素ドプラ信号3a,3bを所定のサン
プリング周期でディジタル化するもので、それぞれ周波
数分析に必要なデータ点数の時系列データ11a,11
bを出力するようになっている。
The ultrasonic signal acquisition system 1 transmits / receives ultrasonic waves to / from a diagnostic site in a subject (not shown) and receives a reflected wave from the diagnostic site to obtain an echo signal. However, it has a probe and an ultrasonic transmission / reception unit that controls the drive of this probe. Further, the Doppler detection system 2 performs quadrature detection from the reflected echo signal obtained by the ultrasonic signal acquisition system 1 for the purpose of detecting a frequency signal that has undergone Doppler shift due to blood flow, and outputs complex Doppler signals 3a and 3b. Although not shown, a demodulation circuit for extracting a Doppler shift component and a high-pass filter for extracting a complex Doppler signal are provided inside. The two A / D converters 4a and 4b digitize the complex Doppler signals 3a and 3b obtained by the Doppler detection system 2 at a predetermined sampling period, and the number of data points required for frequency analysis respectively. Time series data 11a, 11
b is output.

【0012】周波数分析器5は、上記2個のA/D変換
器4a,4bから出力された時系列データ11a,11
bを取り込んでフーリエ変換する手段となるもので、例
えばFFT(高速フーリエ変換器)から成り、上記時系
列データ11a,11bをフーリエ変換して複素スペク
トラムデータ12a,12bを出力するようになってい
る。また、絶対値演算器6は、上記周波数分析器5でフ
ーリエ変換された複素スペクトラムデータ12a,12
bの絶対値を演算する手段となるもので、例えばROM
テーブルから成り、パワースペクトラムデータ13を出
力するようになっている。さらに、表示装置7は、上記
絶対値演算器6から出力されたパワースペクトラムデー
タ13を入力し輝度に変換してドプラ偏移周波数の時間
的変化を血流パターン像として表示するもので、例えば
カラーのテレビモニタから成り、その画面上に横軸を分
析サイクル(時間経過)とし、縦軸を周波数(血流速
度)とし、スペクトラムのパワーを輝度として血流パタ
ーン像14を表示するようになっている。
The frequency analyzer 5 includes time series data 11a and 11 output from the two A / D converters 4a and 4b.
It is a means for fetching b and performing a Fourier transform, and is composed of, for example, an FFT (Fast Fourier Transform), and Fourier transforms the time series data 11a, 11b to output complex spectrum data 12a, 12b. . In addition, the absolute value calculator 6 is used for the complex spectrum data 12a, 12 which has been Fourier-transformed by the frequency analyzer 5.
a means for calculating the absolute value of b, such as a ROM
It consists of a table and outputs the power spectrum data 13. Further, the display device 7 receives the power spectrum data 13 output from the absolute value calculator 6 and converts the power spectrum data 13 into luminance to display a temporal change of the Doppler shift frequency as a blood flow pattern image. On the screen, the horizontal axis represents the analysis cycle (time elapsed), the vertical axis represents the frequency (blood flow velocity), and the power of the spectrum is used as the luminance to display the blood flow pattern image 14. There is.

【0013】そして、一つのメモリ8は、2個のA/D
変換器4a,4bでディジタル化された時系列データ1
1a,11bを一旦格納するものである。また、コント
ローラ10は、上記表示装置7及びメモリ8並びに後述
の群遅延量演算手段15、2次元メモリ16の動作タイ
ミングの制御を行うものである。
Then, one memory 8 has two A / Ds.
Time series data 1 digitized by the converters 4a and 4b
1a and 11b are temporarily stored. Further, the controller 10 controls the operation timings of the display device 7, the memory 8, the group delay amount calculation means 15, which will be described later, and the two-dimensional memory 16.

【0014】ここで、本発明においては、上記絶対値演
算器6と並列に群遅延量演算手段15が設けられると共
に、これらの絶対値演算器6及び群遅延量演算手段15
の出力側に2次元メモリ16が設けられている。上記群
遅延量演算手段15は、前記周波数分析器5からのフー
リエ変換出力(12a,12b)の周波数に対する位相
角データを演算すると共にこの位相角データの周波数毎
の差分計算により群遅延量を演算するもので、上記周波
数分析器5から出力された複素スペクトラムデータ12
a,12bを入力してarctan関数により位相角データ
(ベクトルの角度、向き)を計算するROMテーブルか
ら成る位相角演算器17と、この位相角演算器17から
の出力データを一時的に保持するラッチ18と、上記位
相角演算器17から直接入力する位相角データとラッチ
18に一時的に保持されて遅れて入力する位相角データ
との間で隣り合う周波数同士の差分計算を行う減算器1
9と、この減算器19からの出力を加算して当該周波数
成分の群遅延量を算出する加算器20とから成る。そし
て、前記コントローラ10により、群遅延量演算手段1
5からの群遅延量に従って絶対値演算器6からのパワー
スペクトラムデータを時間軸方向に複数に分割して表示
装置7に表示させるようになっている。
Here, in the present invention, the group delay amount calculating means 15 is provided in parallel with the absolute value calculating device 6, and the absolute value calculating device 6 and the group delay amount calculating means 15 are provided.
A two-dimensional memory 16 is provided on the output side of. The group delay amount calculation means 15 calculates the phase angle data with respect to the frequency of the Fourier transform output (12a, 12b) from the frequency analyzer 5 and calculates the group delay amount by calculating the difference for each frequency of the phase angle data. The complex spectrum data 12 output from the frequency analyzer 5
The phase angle calculator 17 including a ROM table for inputting a and 12b and calculating the phase angle data (vector angle and direction) by the arctan function, and the output data from the phase angle calculator 17 are temporarily held. A subtracter 1 for calculating a difference between adjacent frequencies between the latch 18 and the phase angle data directly input from the phase angle calculator 17 and the phase angle data temporarily held in the latch 18 and input with a delay.
9 and an adder 20 that adds the output from the subtractor 19 to calculate the group delay amount of the frequency component. That
Then, the controller 10 controls the group delay amount calculation means 1
The power from the absolute value calculator 6 according to the group delay amount from 5
Spectral data is divided and displayed in the time axis direction
It is adapted to be displayed on the device 7.

【0015】また、2次元メモリ16は、上記絶対値演
算器6及び群遅延量演算手段15の両演算結果を入力
し、パワースペクトラムデータ13を周波数−遅延量を
アドレスとして格納するもので、アドレスとしての遅延
量は、周波数分析周期を分析データのサンプリング周期
で除した値、すなわち周波数分析サイクル間の時系列デ
ータのシフト量に相当する分を毎回シフトしながら、デ
ータを累積格納するようになっている。
The two-dimensional memory 16 receives the calculation results of both the absolute value calculator 6 and the group delay amount calculating means 15 and stores the power spectrum data 13 as a frequency-delay amount address. The delay amount as is the value obtained by dividing the frequency analysis period by the sampling period of the analysis data, that is, the amount corresponding to the shift amount of the time-series data between the frequency analysis cycles is shifted every time, and the data is accumulated and stored. ing.

【0016】次に、このように構成された超音波ドプラ
診断装置の動作について説明する。図1において、周波
数分析器5までの動作は、図3に示す従来例と全く同じ
であるので、その説明は省略する。上記周波数分析器5
によってフーリエ変換された複素スペクトラムデータ1
2a,12bは、それぞれ絶対値演算器6及び群遅延量
演算手段15内の位相角演算器17に入力する。そし
て、上記絶対値演算器6では、入力した複素スペクトラ
ムデータ12a,12bの絶対値を演算して、パワース
ペクトラムデータ13として2次元メモリ16へ送出す
る。また、位相角演算器17では、入力した複素スペク
トラムデータ12a,12bについてarctan関数により
位相角(ベクトルの角度、向き)の周波数系列データを
演算して、ラッチ18と減算器19とに送出する。する
と、減算器19では、上記位相角演算器17から直接入
力する位相角データとラッチ18に一時的に保持されて
遅れて入力する位相角データとの間で、隣り合う周波数
同士の差分計算を行い、これを分析サイクル内の群遅延
量のデータ21とする。その後、加算器20で上記減算
器19から順次出力される群遅延量データ21と、コン
トローラ10から出力される分析サイクルの時刻23と
を加算して、当該周波数成分の遅延量22を算出する。
Next, the operation of the ultrasonic Doppler diagnostic apparatus thus constructed will be described. In FIG. 1, the operation up to the frequency analyzer 5 is exactly the same as that of the conventional example shown in FIG. 3, and therefore its explanation is omitted. The frequency analyzer 5
Fourier transform of complex spectrum data 1
2a and 12b are input to the absolute value calculator 6 and the phase angle calculator 17 in the group delay amount calculator 15, respectively. Then, the absolute value calculator 6 calculates the absolute value of the input complex spectrum data 12a, 12b and sends it to the two-dimensional memory 16 as the power spectrum data 13. Further, the phase angle calculator 17 calculates the frequency series data of the phase angle (vector angle, direction) for the input complex spectrum data 12a, 12b by the arctan function and sends it to the latch 18 and the subtractor 19. Then, the subtractor 19 calculates the difference between adjacent frequencies between the phase angle data directly input from the phase angle calculator 17 and the phase angle data temporarily held in the latch 18 and delayed. Then, this is used as the data 21 of the group delay amount in the analysis cycle. Thereafter, the adder 20 adds the group delay amount data 21 sequentially output from the subtractor 19 and the time 23 of the analysis cycle output from the controller 10 to calculate the delay amount 22 of the frequency component.

【0017】その後、このようにして得られたパワース
ペクトラムデータ13と遅延量22とを用い、2次元メ
モリ16上に上記パワースペクトラムデータ13を周波
数−遅延量をアドレスとして格納する。このとき、上記
2次元メモリ16のアドレスとしての時刻は、周波数分
析器5の周波数分析周期を分析データのサンプリング周
期で除した値、すなわち周波数分析サイクル間の時系列
データのシフト量に相当する分を、毎回シフトするよう
になっている。そして、このようにしてパワースペクト
ラムデータ13が累積格納された2次元メモリ16から
その累積結果を読み出し、この読み出したデータは、周
波数分析サイクル毎に表示装置7へ送られ、血流パター
ン像14が表示される。
After that, the power spectrum data 13 thus obtained and the delay amount 22 are used to store the power spectrum data 13 in the two-dimensional memory 16 with the frequency-delay amount as an address. At this time, the time as the address of the two-dimensional memory 16 is a value obtained by dividing the frequency analysis cycle of the frequency analyzer 5 by the sampling cycle of the analysis data, that is, the amount corresponding to the shift amount of the time series data between the frequency analysis cycles. Is to be shifted every time. Then, the cumulative result is read from the two-dimensional memory 16 in which the power spectrum data 13 is cumulatively stored in this way, and the read data is sent to the display device 7 for each frequency analysis cycle, and the blood flow pattern image 14 is obtained. Is displayed.

【0018】このときのドプラ信号3a又は3bは、従
来例と同様に図2(a)に示すようになっている。ま
た、図2(a)に示すドプラ信号3a又は3bに対し、
データの分析点数を設定する各ウインドウW1,W2,W
3について分析し演算されたパワースペクトラムデータ
13は、図2(b)に示すように、各ウインドウW1
2,W3の中を複数たとえば四つの時間帯に区分して、
その中でその出力の群遅延量を算出し、その遅延量を例
えば四つに分割して分析してある。そして、その遅延量
を分析した分析データを利用して、一つのウインドウの
中における時間t′の前後関係を選別し、時間方向に例
えば四つに分割したブロック状のパワースペクトラムデ
ータ13が得られる。さらに、上記のように得られたパ
ワースペクトラムデータ13を輝度に変換した血流パタ
ーン像14は、図2(c)に示すようになる。このと
き、コントローラ10の制御により、群遅延量演算手段
15からの群遅延量に従って絶対値演算器6からのパワ
ースペクトラムデータを時間軸方向に複数に分割して表
示装置7に表示される。
The Doppler signal 3a or 3b at this time is as shown in FIG. 2 (a) as in the conventional example. In addition, with respect to the Doppler signal 3a or 3b shown in FIG.
Each window for setting the number of data analysis points W 1 , W 2 , W
As shown in FIG. 2B, the power spectrum data 13 calculated by analyzing and calculating 3 is displayed in each window W 1 ,
Divide W 2 and W 3 into multiple, for example, four time zones,
In that, the group delay amount of the output is calculated, and the delay amount is divided into, for example, four and analyzed. Then, using the analysis data obtained by analyzing the delay amount, the context of time t'in one window is selected, and the block-shaped power spectrum data 13 is obtained, for example, divided into four in the time direction. . Further, the blood flow pattern image 14 obtained by converting the power spectrum data 13 obtained as described above into luminance is as shown in FIG. This and
Under the control of the controller 10, the group delay amount calculation means
According to the group delay amount from 15, the power from the absolute value calculator 6
-Split the spectrum data into multiple parts along the time axis
It is displayed on the display device 7.

【0019】この図2(c)は、図1に示す表示装置7
の画面に表示された血流パターン像14の円Aで囲んだ
部分を拡大して示すものであるが、図2(b)に示すよ
うに各ウインドウW1,W2,W3内で時間t′方向に例
えば四つに分割したブロック状のパワースペクトラムデ
ータ13を、前のウインドウ内の後半二つのパワースペ
クトラムデータとその次のウインドウ内の前半二つのパ
ワースペクトラムデータとを合成し、一つのウインドウ
内の時間経過を例えば二つに分けて血流パターン像14
をそれぞれ表示している状態を示している。すなわち、
図2(a)に示す各ウインドウW1,W2,W3の時間幅
内で図2(b)に示すように例えば四つの異なる時刻の
ものとして周波数成分を扱うことにより、時間分解能の
劣化を防止することができる。
FIG. 2C shows the display device 7 shown in FIG.
2 is an enlarged view of a portion of the blood flow pattern image 14 displayed on the screen surrounded by a circle A. As shown in FIG. 2B, the time in each window W 1 , W 2 , W 3 is changed. For example, the block-shaped power spectrum data 13 divided in four in the t ′ direction is combined with the power spectrum data of the latter two power spectrum data in the previous window and the power spectrum data of the first two power windows in the next window to obtain one. The blood flow pattern image 14 is divided into, for example, two passages of time in the window.
Are displayed respectively. That is,
As shown in FIG. 2B, within the time width of each window W 1 , W 2 , and W 3 shown in FIG. Can be prevented.

【0020】なお、図2(b)においては、各ウインド
ウW1,W2,W3内で時間t′方向に例えば四つに分割
したブロック状のパワースペクトラムデータ13を得る
ものとして示したが、本発明はこれに限らず、時間方向
に他の複数個に分割するようにしてもよい。また、図2
(c)においては、一つのウインドウ内の時間経過を例
えば二つに分けて血流パターン像14をそれぞれ表示す
るものとして示したが、これに限らず、時間経過を他の
複数個に分けて表示するようにしてもよい。さらに、図
1に示す群遅延量演算手段15における関数演算やアド
レス操作、及び2次元メモリ16におけるデータの累積
加算等は、DSPなどを用いることによりソフトウェア
化して実施してもよい。また、図1に示す2次元メモリ
16は設けずに、絶対値演算器6及び群遅延量演算手段
15からの出力信号を直接表示装置7へ入力させるよう
にしてもよい。
In FIG. 2 (b), the block-shaped power spectrum data 13 divided into, for example, four in the time t'direction in each of the windows W 1 , W 2 , W 3 is shown. However, the present invention is not limited to this, and may be divided into another plurality in the time direction. Also, FIG.
In (c), the time lapse in one window is shown as being divided into, for example, two, and the blood flow pattern images 14 are respectively displayed, but the present invention is not limited to this, and the time lapse is divided into another plurality. It may be displayed. Further, the function calculation and address operation in the group delay amount calculating means 15 shown in FIG. 1 and the cumulative addition of data in the two-dimensional memory 16 may be implemented by software by using a DSP or the like. The two-dimensional memory 16 shown in FIG. 1 may be omitted, and the output signals from the absolute value calculator 6 and the group delay amount calculator 15 may be directly input to the display device 7.

【0021】[0021]

【発明の効果】本発明は以上のように構成されたので、
被検体内に超音波を送受信して得られた血流の反射エコ
ー信号から得た複素ドプラ信号をフーリエ変換手段に取
り込んでフーリエ変換し、このフーリエ変換された出力
信号の絶対値を絶対値演算手段で演算してパワースペク
トラムデータを得、上記絶対値演算手段と並列に設けら
れた群遅延量演算手段で上記フーリエ変換手段からの出
力信号の周波数成分の群遅延量を演算し、この群遅延量
演算手段からの群遅延量に従って上記絶対値演算手段か
らのパワースペクトラムデータを時間軸方向に複数に分
割して血流パターン像として表示装置に表示することが
できる。これにより、周波数分解能を向上して高精度な
計測を行おうとしてデータの分析点数すなわちウインド
ウの時間幅を大きくしても、時間分解能が劣化するのを
防止し、ドプラ周波数が時間的に変化する血流の速度計
におけるスペクトラム表示の分解能を向上して血流
の変化の様子をよく把握することができる。また、絶対
値演算手段及び群遅延量演算手段の両演算結果を入力
し、パワースペクトラムデータを周波数−遅延量をアド
レスとして格納するメモリを設けたことにより、このメ
モリにパワースペクトラムデータを累積格納し、その累
積結果を読み出して周波数分析サイクル毎に血流パター
ン像を表示することができる。
Since the present invention is constructed as described above,
The complex Doppler signal obtained from the reflected echo signal of the blood flow obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves in the subject is taken into the Fourier transform means and Fourier transformed, and the absolute value of the output value of this Fourier transformed is calculated as the absolute value. Means to obtain power spectrum data, and install it in parallel with the absolute value calculation means.
Output from the Fourier transforming means by the group delay amount calculating means.
The group delay amount of the frequency component of the force signal is calculated, and the absolute value calculation means is operated according to the group delay amount from the group delay amount calculation means.
These power spectrum data are divided into multiple in the time axis direction.
It can be divided and displayed as a blood flow pattern image on the display device. Thus, increasing the time width of the data analysis points i.e. window as attempt to highly accurate measurement to improve the frequency resolution, to prevent the deterioration of the time resolution, the Doppler frequency is time varying It is possible to improve the resolution of the spectrum display in the blood flow velocity measurement, and to better understand the changes in blood flow. Further, by providing both the calculation results of the absolute value calculation means and the group delay amount calculation means and storing the power spectrum data as the frequency-delay amount address, the power spectrum data is cumulatively stored in this memory. The accumulated result can be read and the blood flow pattern image can be displayed for each frequency analysis cycle.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による超音波ドプラ診断装置の実施例を
示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an ultrasonic Doppler diagnostic apparatus according to the present invention.

【図2】上記超音波ドプラ診断装置の動作を説明するた
めのグラフである。
FIG. 2 is a graph for explaining the operation of the ultrasonic Doppler diagnostic apparatus.

【図3】従来の超音波ドプラ診断装置を示すブロック図
である。
FIG. 3 is a block diagram showing a conventional ultrasonic Doppler diagnostic apparatus.

【図4】上記従来の超音波ドプラ診断装置の動作を説明
するためのグラフである。
FIG. 4 is a graph for explaining the operation of the conventional ultrasonic Doppler diagnostic apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…超音波信号収集系 2…ドプラ検出系 4a,4b…A/D変換器 5…周波数分析器 6…絶対値演算器 7…表示装置 8…メモリ 10…コントローラ 14…血流パターン像 15…群遅延量演算手段 16…2次元メモリ 1 ... Ultrasonic signal acquisition system 2 ... Doppler detection system 4a, 4b ... A / D converter 5 ... Frequency analyzer 6 ... Absolute value calculator 7 ... Display device 8 ... Memory 10 ... Controller 14 ... Blood flow pattern image 15 ... Group delay amount calculation means 16 ... Two-dimensional memory

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 Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) A61B 8/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】被検体内に超音波を送受信して得られた血
流の反射エコー信号から得た複素ドプラ信号を取り込ん
フーリエ変換する手段と、このフーリエ変換された出
力信号の絶対値を演算してパワースペクトラムデータを
得る絶対値演算手段と、この得られたパワースペクトラ
ムデータを輝度に変換してドプラ偏移周波数の時間的変
化を血流パターン像として表示する表示装置とを備えて
成る超音波ドプラ診断装置において、上記絶対値演算手段と並列に設けられ上記フーリエ変換
手段 からの出力信号の周波数成分の群遅延量を演算する
手段、この群遅延量演算手段からの群遅延量に従って
上記絶対値演算手段からのパワースペクトラムデータを
時間軸方向に複数に分割して上記表示装置に表示させる
手段と、を備えたことを特徴とする超音波ドプラ診断装
置。
1. A means for fetching a complex Doppler signal obtained from a reflection echo signal of a blood flow obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves in a subject and performing a Fourier transform , and an absolute value of an output signal obtained by the Fourier transform. It is provided with an absolute value calculation means for performing calculation to obtain power spectrum data, and a display device for converting the obtained power spectrum data into luminance and displaying the temporal change of the Doppler shift frequency as a blood flow pattern image. In the ultrasonic Doppler diagnostic apparatus, the Fourier transform is provided in parallel with the absolute value calculation means.
Means for calculating the group delay amount of the frequency component of the output signal from the means, and the group delay amount from the group delay amount calculating means
Power spectrum data from the above absolute value calculation means
Display on the above display device by dividing it into multiple pieces in the time axis direction
An ultrasonic Doppler diagnostic apparatus comprising:
【請求項2】上記絶対値演算手段及び群遅延量演算手段
の両演算結果を入力し、パワースペクトラムデータを周
波数−遅延量をアドレスとして格納するメモリを設けた
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. A memory for inputting the calculation results of both the absolute value calculating means and the group delay amount calculating means and storing the power spectrum data as a frequency-delay amount address. Ultrasonic Doppler diagnostic device.
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