JPH0228974B2 - IYOCHOONPAPARUSUDOPURASOCHI - Google Patents
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- JPH0228974B2 JPH0228974B2 JP21379085A JP21379085A JPH0228974B2 JP H0228974 B2 JPH0228974 B2 JP H0228974B2 JP 21379085 A JP21379085 A JP 21379085A JP 21379085 A JP21379085 A JP 21379085A JP H0228974 B2 JPH0228974 B2 JP H0228974B2
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- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、医用超音波パルスドプラ装置に関
し、更に詳しくは、受信機のダイナミツクレンジ
の改良に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a medical ultrasonic pulsed Doppler apparatus, and more particularly to an improvement in the dynamic range of a receiver.
(従来の技術)
第6図は従来の超音波パルスドプラ装置の一例
を示す図である。図において、探触子1はパルサ
2からの高圧パルスにより駆動され、超音波を生
体に投射する。パルサ2は送波トリガ回路3から
出力されるトリガパルスによりトリガされる。送
波トリガ回路3はクロツク発生器5からの所定の
周波数のクロツクを分周器4で適宜に分周したク
ロツクにより駆動される。(Prior Art) FIG. 6 is a diagram showing an example of a conventional ultrasonic pulse Doppler apparatus. In the figure, a probe 1 is driven by high-pressure pulses from a pulser 2 and projects ultrasonic waves onto a living body. The pulser 2 is triggered by a trigger pulse output from the wave transmission trigger circuit 3. The wave transmission trigger circuit 3 is driven by a clock obtained by dividing a clock of a predetermined frequency from a clock generator 5 by a frequency divider 4 as appropriate.
探触子1は生体からの反射波を電気信号に変換
して初段アンプ6に与える。初段アンプ6を経由
したエコー信号はドプラ用エコーフイルタ7に入
力され、ここで所定の周波数範囲のエコー信号の
みが抽出され、コヒーレント検波器8に入力され
る。コヒーレント検波器8は移相器9より与えら
れる互いに90゜位相の異なる参照波により入力エ
コー信号から送信スペクトルに対するドプラ信号
のみを抽出する。移相器9はクロツク発生器5の
出力クロツクをキヤリヤーとして互いに90゜位相
の異なる参照波を得るものである。コヒーレント
検波器8で2チヤンネルに分けられたエコー信号
はレンジゲート10によりゲートがかけられ、そ
の出力はドプラフイルタ11に入力され、ここで
ドプラ信号として有効な周波数範囲の信号のみを
抽出する。 The probe 1 converts the reflected wave from the living body into an electrical signal and supplies it to the first stage amplifier 6. The echo signal that has passed through the first stage amplifier 6 is input to a Doppler echo filter 7, where only echo signals in a predetermined frequency range are extracted and input to a coherent detector 8. The coherent detector 8 extracts only the Doppler signal corresponding to the transmission spectrum from the input echo signal using reference waves having mutually different phases by 90 degrees provided by the phase shifter 9. The phase shifter 9 uses the output clock of the clock generator 5 as a carrier to obtain reference waves having a phase difference of 90° from each other. The echo signal divided into two channels by the coherent detector 8 is gated by a range gate 10, and its output is input to a Doppler filter 11, which extracts only signals in a valid frequency range as a Doppler signal.
レンジゲート10は、注目する深度における任
意のサンプルボリユーム中のドプラ信号を選択す
るゲートであり、レンジゲートを制御する制御信
号はレンジゲート作成回路12より与えられる。
レンジゲート作成回路12は送波トリガをもとに
設定によりレンジゲート制御信号を生成する。 The range gate 10 is a gate that selects a Doppler signal in an arbitrary sample volume at a depth of interest, and a control signal for controlling the range gate is provided by a range gate generation circuit 12.
The range gate generation circuit 12 generates a range gate control signal according to settings based on the wave transmission trigger.
ドプラフイルタ11から出力されたドプラ信号
はナイキストフイルタ13を介して可聴周波のド
プラ信号(ドプラAF信号)に変換されて出力さ
れ、周波数分析回路(図示せず)に送られ分析さ
れる。分析結果は画像表示装置(図示せず)にて
表示される。又、ドプラAF信号は直接スピーカ
などに与えて可聴音としてモニタすることができ
る。 The Doppler signal output from the Doppler filter 11 is converted into an audio frequency Doppler signal (Doppler AF signal) via the Nyquist filter 13 and output, and sent to a frequency analysis circuit (not shown) for analysis. The analysis results are displayed on an image display device (not shown). Additionally, the Doppler AF signal can be directly applied to a speaker or the like and monitored as an audible sound.
(発明が解決しようとする問題点)
しかしながら、このような従来の超音波パルス
ドプラ装置においては、コヒーレント検波の後に
レンジゲートがかけられるという点に問題があつ
た。即ち、コヒーレント検波器もしくは初段アン
プから、ナイキストフイルタまでの区間のダイナ
ミツクレンジ乃至リニアリテイへの要求が厳しい
ということである。それは、レンジゲートの作業
が存在することから、デユーテイレシオの非常に
小さい信号を扱わねばならぬという点に由来す
る。(Problems to be Solved by the Invention) However, in such a conventional ultrasonic pulse Doppler apparatus, there is a problem in that a range gate is applied after coherent detection. That is, there are strict requirements for dynamic range or linearity in the section from the coherent detector or first-stage amplifier to the Nyquist filter. This is due to the fact that since there is range gate work, it is necessary to handle signals with extremely small duty ratios.
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、そ
の目的は、初段アンプやエコーフイルタ等におけ
るダイナミツクレンジ限界に遭遇することのない
超音波パルスドプラ装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and its object is to provide an ultrasonic pulse Doppler apparatus that does not encounter the dynamic range limit of the first stage amplifier, echo filter, etc.
(問題点を解決するための手段)
上記問題点を解決する本発明は、生体に超音波
を照射し、生体からの反射信号をコヒーレント検
波することにより生体のサンプル点の運動速度に
対応したドプラ信号を検出し、生体の運動状態を
観測する医用超音波パルスドプラ装置において、
生体の注目するサンプル点から到来するエコー信
号のみ通すレンジゲートと、このレンジゲートよ
り出力されるRFパルス信号のエンベロープを丸
めるパルスストレツチヤーフイルタを具備し、こ
のレンジゲートとパルスストレツチヤーフイルタ
を経由した受信信号をコヒーレント検波するよう
にしたことを特徴とするものである。(Means for Solving the Problems) The present invention solves the above-mentioned problems by irradiating ultrasound onto a living body and coherently detecting the reflected signal from the living body, thereby providing a Doppler that corresponds to the movement speed of a sample point of the living body. In medical ultrasound pulsed Doppler equipment that detects signals and observes the movement state of living organisms,
It is equipped with a range gate that passes only the echo signal arriving from the sample point of interest in the living body, and a pulse stretcher filter that rounds the envelope of the RF pulse signal output from this range gate. This system is characterized in that the received signal that has passed through the system is coherently detected.
(実施例)
以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説
明する。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail using the drawings.
第1図は本発明に係る超音波パルスドプラ装置
の一実施例を示す要部構成図である。第1図にお
いて、第6図の従来例と同一部分には同一符号を
付してある。第6図の従来例と異なるところはレ
ンジゲート10をコヒーレント検波器8の前段に
配設し、且つレンジゲート10の後にパルススト
レツチヤーフイルタ20を設けた点である。 FIG. 1 is a diagram showing the configuration of essential parts of an embodiment of an ultrasonic pulse Doppler apparatus according to the present invention. In FIG. 1, the same parts as in the conventional example shown in FIG. 6 are given the same reference numerals. The difference from the conventional example shown in FIG. 6 is that a range gate 10 is provided before the coherent detector 8, and a pulse stretcher filter 20 is provided after the range gate 10.
このように構成することにより、レンジゲート
10直後にパルスストレツチヤーフイルタ20で
高いデユーテイレシオのRFパルス信号を引き伸
ばすことができるため、コヒーレント検波器に対
するダイナミツクレンジの要求がCWドプラ程度
に楽になる。 With this configuration, the RF pulse signal with a high duty ratio can be stretched by the pulse stretcher filter 20 immediately after the range gate 10, so that the dynamic range requirement for the coherent detector can be reduced to the level of CW Doppler.
パルスストレツチヤーフイルタ20は、RFパ
ルス信号のエンベロープを丸めるための丸めフイ
ルタ(同調回路)である。そして、これは2次乃
至それ以上のローパスフイルタを周波数軸を移し
たものと等価であり、第2図に示すように、RF
バースト信号イを入力すると、そのエネルギーを
保存しつつ同図ロのように波形をデユーテイレシ
オのあまり高くないものにするものである。この
フイルタとしては例えばLC、水晶、セラミツク、
メカニカル等のバンドパスフイルタを使用するこ
とができる。パルスストレツチヤーフイルタの機
能について別な見方をすれば、第3図に示すよう
に周波数軸上において多数本周期的に観察される
この信号の輝線スペクトラム群からその1つを抽
出する役目をしていると言える。しかしながら、
ストレツチヤーの役目としては必ずしも斜線部の
如き程度の抽出作用に限るものではなく、破線の
如き広いものでも実質上十分な役目を果す。 The pulse stretcher filter 20 is a rounding filter (tuning circuit) for rounding the envelope of the RF pulse signal. This is equivalent to a second-order or higher-order low-pass filter with its frequency axis shifted, and as shown in Figure 2, the RF
When the burst signal A is input, its energy is conserved and the waveform is made to have a not very high duty ratio as shown in the figure B. Examples of this filter include LC, crystal, ceramic,
A mechanical or other bandpass filter can be used. Another way to look at the function of a pulse stretcher filter is to extract one of the many emission line spectra of this signal that are periodically observed on the frequency axis, as shown in Figure 3. I can say that it is. however,
The role of the stretcher is not necessarily limited to the extraction action as shown in the diagonal line, but even a wide stretcher as shown in the broken line can serve a substantially sufficient role.
このような構成の超音波パルスドプラ装置によ
れば、第4図のイに示す高圧パルスTrで探触子
1を駆動し、同図ロのようなエコー信号aを得
る。このエコー信号aは初段アンプ6及びドプラ
用エコーフイルタ7を経た後に得られる信号であ
る。このエコー信号aに対して同図ハに示すよう
なレンジゲートをかけ同図ニに示すように注目す
る深度におけるドプラ信号を抽出する。レンジゲ
ートの出力bをパルスストレツチヤーフイルタ2
0に与えて同図ホのように引き伸ばす。このよう
に引き伸ばされた信号は従来と同様にコヒーレン
ト検波器8に入力され送信スペクトルに対するド
プラ信号の抽出が行われる。この場合、コヒーレ
ント検波器に対するダイナミツクレンジはCWド
プラ程度でよい。 According to the ultrasonic pulse Doppler apparatus having such a configuration, the probe 1 is driven by the high-voltage pulse Tr shown in FIG. 4A, and an echo signal a as shown in FIG. 4B is obtained. This echo signal a is a signal obtained after passing through the first stage amplifier 6 and the Doppler echo filter 7. This echo signal a is subjected to a range gate as shown in Figure C to extract a Doppler signal at the depth of interest as shown in Figure D. Range gate output b is passed through pulse stretcher filter 2
0 and stretch it as shown in the figure. The signal expanded in this manner is input to the coherent detector 8 as in the conventional case, and a Doppler signal corresponding to the transmission spectrum is extracted. In this case, the dynamic range for the coherent detector may be approximately CW Doppler.
尚、実施例ではドプラ用エコーフイルタ7を用
いているが必ずしも必要なものではない。又、本
装置はBモードイメージングにも適用することが
でき、その場合のBモードイメージング用の受信
信号は初段アンプ6の出力を分枝して取出すこと
ができる。 In addition, although the Doppler echo filter 7 is used in the embodiment, it is not necessarily necessary. Further, this device can also be applied to B-mode imaging, and in that case, the received signal for B-mode imaging can be extracted by branching the output of the first stage amplifier 6.
又、本装置ではCWドプラと同居という構成も
可能である。CWドプラとして機能させる場合は
第5図に示すように送波はCW発生器31からの
CW出力をCW送波器32を経て(高圧にして)
探触子1に与えることにより行い、エコー信号の
受信はパルスドプラの場合と同様の経路にて行
う。このCWドプラの場合にはレンジゲートはオ
ン状態(スルー状態)に保たれる。又、受信は、
図示の破線の如く、探触子の出力信号をレンジゲ
ート入力端、或いはパルスストレツチヤーフイル
タ20の入力端又はコヒーレント検波器8の入力
端に与える方式としてもよい。 Additionally, this device can also be configured to coexist with CW Doppler. When functioning as a CW Doppler, the waves are transmitted from the CW generator 31 as shown in Figure 5.
Pass the CW output through the CW transmitter 32 (make it high voltage)
The echo signal is transmitted to the probe 1, and the echo signal is received through the same route as in the case of pulsed Doppler. In the case of CW Doppler, the range gate is kept in the on state (through state). Also, reception is
As shown by the broken line in the figure, the output signal of the probe may be applied to the input end of the range gate, the input end of the pulse stretcher filter 20, or the input end of the coherent detector 8.
(発明の効果)
以上詳細に述べたように、本発明によれば、初
段アンプやドプラ用エコーフイルタ等におけるダ
イナミツクレンジ限界に遭遇することのないシス
テムを実現することができる。即ち、高レベルの
信号乃至不要な信号(クラツタ等)が入つたまま
の信号をレンジゲートやコヒーレント検波器に印
加せずに済み、素子の耐ダイナミツクレンジ性の
問題に関して従来に比して格段に有利となる(Effects of the Invention) As described above in detail, according to the present invention, it is possible to realize a system that does not encounter the dynamic range limit in the first stage amplifier, Doppler echo filter, etc. In other words, there is no need to apply signals containing high-level signals or unnecessary signals (clutter, etc.) to the range gate or coherent detector, and this is significantly improved compared to conventional methods in terms of the dynamic range resistance of the device. be advantageous to
第1図は本発明に係る超音波パルスドプラ装置
の一実施例を示す要部構成図、第2図及び第3図
はパルスストレツチヤーフイルタの機能を説明す
るための図、第4図は装置の動作を説明するため
の各部の波形図、第5図は本発明の他の実施例の
説明図、第6図は従来の超音波パルスドプラ装置
の構成図である。
1……探触子、2……パルサ、3……送波トリ
ガ回路、4……分周器、5……クロツク発生器、
6……初段アンプ、7……ドプラ用エコーフイル
タ、8……コヒーレント検波器、9……移相器、
10……レンジゲート、11……ドプラフイル
タ、12……レンジゲート作成回路、13……ナ
イキストフイルタ、20……パルスストレツチヤ
ーフイルタ。
FIG. 1 is a block diagram of main parts showing an embodiment of the ultrasonic pulse Doppler device according to the present invention, FIGS. 2 and 3 are diagrams for explaining the function of a pulse stretcher filter, and FIG. 4 is a diagram of the device. FIG. 5 is an explanatory diagram of another embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a configuration diagram of a conventional ultrasonic pulse Doppler apparatus. 1... Probe, 2... Pulser, 3... Transmission trigger circuit, 4... Frequency divider, 5... Clock generator,
6... First stage amplifier, 7... Doppler echo filter, 8... Coherent detector, 9... Phase shifter,
10... Range gate, 11... Doppler filter, 12... Range gate creation circuit, 13... Nyquist filter, 20... Pulse stretcher filter.
Claims (1)
をコヒーレント検波することにより生体のサンプ
ル点の運動速度に対応したドプラ信号を検出し、
生体の運動状態を観測する医用超音波パルスドプ
ラ装置において、生体の注目するサンプル点から
到来するエコー信号のみ通すレンジゲートと、こ
のレンジゲートより出力されるRFパルス信号の
エンベロープを丸めるパルスストレツチヤーフイ
ルタを具備し、このレンジゲートとパルスストレ
ツチヤーフイルタを経由した受信信号をコヒーレ
ント検波するようにしたことを特徴とする医用超
音波パルスドプラ装置。1. Detect a Doppler signal corresponding to the movement speed of the sample point of the living body by irradiating the living body with ultrasound and coherently detecting the reflected signal from the living body,
A medical ultrasonic pulse Doppler device that observes the movement state of a living body uses a range gate that passes only echo signals arriving from sample points of interest on the living body, and a pulse stretcher filter that rounds the envelope of the RF pulse signal output from this range gate. A medical ultrasonic pulse Doppler device, comprising: a pulse stretcher filter for coherent detection of a received signal passing through the range gate and the pulse stretcher filter.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21379085A JPH0228974B2 (en) | 1985-09-27 | 1985-09-27 | IYOCHOONPAPARUSUDOPURASOCHI |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21379085A JPH0228974B2 (en) | 1985-09-27 | 1985-09-27 | IYOCHOONPAPARUSUDOPURASOCHI |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6274343A JPS6274343A (en) | 1987-04-06 |
| JPH0228974B2 true JPH0228974B2 (en) | 1990-06-27 |
Family
ID=16645094
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21379085A Expired - Lifetime JPH0228974B2 (en) | 1985-09-27 | 1985-09-27 | IYOCHOONPAPARUSUDOPURASOCHI |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0228974B2 (en) |
-
1985
- 1985-09-27 JP JP21379085A patent/JPH0228974B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6274343A (en) | 1987-04-06 |
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