JPH0655209B2 - Ultrasonic diagnostic equipment - Google Patents
Ultrasonic diagnostic equipmentInfo
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- JPH0655209B2 JPH0655209B2 JP954286A JP954286A JPH0655209B2 JP H0655209 B2 JPH0655209 B2 JP H0655209B2 JP 954286 A JP954286 A JP 954286A JP 954286 A JP954286 A JP 954286A JP H0655209 B2 JPH0655209 B2 JP H0655209B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 被検体から得られた超音波反射信号に対して、高速フー
リエ変換(FFT) 解析を行う2次元断層装置において、該
高速フーリエ変換(FFT) 解析を奇数のデータ長(ポイン
ト数)で行うことにより、得られる正方向,負方向の最
大周波数が同じとなるようにしたものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Outline] In a two-dimensional tomography apparatus that performs a fast Fourier transform (FFT) analysis on an ultrasonic reflection signal obtained from a subject, the fast Fourier transform (FFT) analysis is performed with an odd number. By performing the data length (the number of points), the obtained maximum frequencies in the positive direction and the negative direction are made the same.
本発明は超音波診断装置に係り、特に高速フーリエ変換
(FFT) 解析による2次元断層装置において、奇数のデー
タ長による高速フーリエ変換(FFT) 解析を行い、検出可
能な最大血流速を、正方向と負方向とで同じになるよう
にする超音波反射信号に対する解析法に関する。The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus, and particularly to a fast Fourier transform.
An ultrasonic wave that performs a fast Fourier transform (FFT) analysis with an odd data length in a two-dimensional tomography device using (FFT) analysis so that the maximum blood flow velocity that can be detected is the same in the positive direction and the negative direction. The present invention relates to an analysis method for reflected signals.
最近の超音波診断装置において、ドプラ計測を行う場
合、生体内の血流動態を、2次元的に色づけすることに
よって表示する、所謂カラードプラ血流計が、その視認
性の良さ等から急速に広まりつつある。When performing Doppler measurement in a recent ultrasonic diagnostic apparatus, a so-called color Doppler blood flow meter, which displays blood flow dynamics in a living body by coloring it in two dimensions, is rapidly used because of its good visibility. It is spreading.
このカラードプラ血流計は、当初自己相関による解析方
法を用いた方式が一般的であったが、低速の血流が表示
されにくいと云う欠点から、最近においては、高速フー
リエ変換(FFT) 解析による方法が考案されている。This color Doppler blood flow meter used a method that used an analysis method based on autocorrelation at first, but due to the drawback that low-speed blood flow is difficult to display, it has recently been analyzed by fast Fourier transform (FFT). Method has been devised.
こうした事情から視認性の良いカラードプラ血流計に適
した高速フーリエ変換(FFT) による解析方法が要求され
るようになってきた。Under these circumstances, a fast Fourier transform (FFT) analysis method suitable for a color Doppler blood flow meter with good visibility has been required.
第4図は、従来のFFT によるドプラ血流計の構成例を示
した図である。FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of a conventional FFT Doppler blood flow meter.
従来から、与えられた信号に対する周波数解析を行う場
合、その計算時間を大幅に短縮させる方法として、高速
フーリエ変換(FFT) による解析方法が知られている。Conventionally, when frequency analysis is performed on a given signal, an analysis method using a fast Fourier transform (FFT) is known as a method for significantly reducing the calculation time.
一般に、任意のデータ数N=2r( ここで、N,r は正の整
数) に対して、上記の高速フーリエ変換(以下FFT と云
う)による周波数解析を行う場合、例えば、基数2のFF
T アルゴリズムによる演算を用いると、Log2N 段の演算
が行われ、各段での演算を、その演算形態からバタフラ
イ演算と呼んでいる。Generally, when frequency analysis by the above fast Fourier transform (hereinafter referred to as FFT) is performed on an arbitrary number of data N = 2 r (where N and r are positive integers), for example, FF of radix 2 is used.
When the calculation by the T algorithm is used, Log 2 N stages of calculation are performed, and the calculation at each stage is called a butterfly calculation because of its calculation form.
同じようにして、該データ数N=3rで表される場合は、
例えば、基数3のFFT 演算を用いると、この時の演算段
数はLog3N 段となる。 Similarly , when the number of data N = 3 r is expressed,
For example, when the radix-3 FFT operation is used, the number of operation steps at this time is Log 3 N steps.
又、該FFT による演算では、上記データ数Nをデータ長
Nと呼んでいる。In the calculation by the FFT, the number N of data is called the data length N.
このような、FFT 演算そのものについては、数多くの文
献が知られているので、ここでは特に触れないが、上記
データ長Nが偶数の場合に対するFFT 解析の方が、アル
ゴリズム的に整然としており、一般の信号解析に用いら
れることが多い。Since many documents are known about the FFT operation itself, the FFT analysis for the case where the data length N is an even number is more orderly in terms of algorithms, though not particularly mentioned here. Often used for signal analysis.
上記第4図は、上記データ長が偶数の場合のFFT 解析装
置の一例を示したものである。FIG. 4 shows an example of the FFT analysis device when the data length is an even number.
先ず、回数設定部 61 で送信回数を‘8’に設定して、
スキャン制御部 6を起動すると、送受信部2 に対して、
一つの方向について8回の駆動信号が送出され、探触子
1から被検体に対して、該方向に8回の超音波信号が送
出される。First, set the number of transmissions to "8" in the number of times setting section 61,
When the scan controller 6 is started,
The drive signal is sent eight times in one direction,
From 1 to the subject, the ultrasonic signal is transmitted eight times in this direction.
その時の、該被検体からの上記8回の超音波信号に対す
る反射信号を、探触子 1を介して上記送受信部 2で受信
し、アナログ処理部 3に送出されると、該アナログ処理
部 3において、予め定められた処理がなされ、それぞれ
一回毎の反射信号に対して、例えば、128 個のサンプリ
ング信号によりサンプルイホールドされた128 個の信号
が得られ、A/D 変換器(A/D) 4 でディジタル信号に変換
された後、偶数のFFT 解析部 5に送出される。At that time, when the transmission / reception unit 2 receives the reflected signals of the ultrasonic signals from the subject 8 times through the probe 1 and sends them to the analog processing unit 3, the analog processing unit 3 In the above, a predetermined process is performed, and for each reflection signal, 128 signals sampled and held by 128 sampling signals are obtained, and the A / D converter (A / D) After being converted to a digital signal by 4, it is sent to the even-numbered FFT analyzer 5.
この結果、該被検体の深さ方向に 128ポイント、時間軸
方向に8ポイントの入力信号が得られ、それぞれの深さ
方向に対し、8個のデータに対するFFT 解析が行われ
る。As a result, input signals of 128 points in the depth direction of the subject and 8 points in the time axis direction are obtained, and FFT analysis is performed on 8 data in each depth direction.
以降、同じ操作を、該超音波信号の送出方向を変更しな
がら繰り返すことにより、血流速に関する2次元断層像
を得ることができる。After that, the same operation is repeated while changing the sending direction of the ultrasonic signal to obtain a two-dimensional tomographic image regarding the blood flow velocity.
第5図は、8ポイントFFT の基数2のバタフライ演算図
の一例を示した図であって、上記8ポイント(偶数)の
データ長に対するFFT 解析を行う場合の演算動作の流れ
を示している。ここで、frは超音波送信の繰り返し周波
数を示している。FIG. 5 is a diagram showing an example of a radix-2 butterfly operation diagram of an 8-point FFT, and shows a flow of operation when FFT analysis is performed on the data length of 8 points (even number). Here, fr indicates the repetition frequency of ultrasonic transmission.
第6図は、8ポイントFFT の解決結果を一例を示した図
であって、縦軸はパワースペクトラム(P)い示し、横
軸は周波数(f) を示している。FIG. 6 is a diagram showing an example of the solution result of the 8-point FFT, in which the vertical axis shows the power spectrum (P) and the horizontal axis shows the frequency (f).
一般に、FFT による周波数解析結果には、必ず直流分が
存在する為、8ポイントと云った偶数のデータ長に対す
るFFT 解析では、図示の如く、正方向と,負方向での最
大周波数が異なってしまい、前述のカラードプラ血流計
においては、該正,負の血流速をカラーの濃淡で表示し
ようとすると、同じ血流速に対する濃度を同一にできな
いと云う問題があった。Generally, the DC component always exists in the frequency analysis result by FFT. Therefore, in the FFT analysis for an even data length of 8 points, the maximum frequencies in the positive and negative directions are different as shown in the figure. In the above-mentioned color Doppler blood flow meter, if the positive and negative blood flow velocities are displayed in shades of color, there is a problem that the concentrations cannot be the same for the same blood flow velocity.
又、超音波診断装置における2次元断層解析において
は、上記FFT 解析によるものの他に、前述の自己相関に
よる解析方法も知られているが、該自己相関による解析
方法は、時間軸関数による解析方法である為、ハイパス
フィルタによる心壁などの低速域除去の処理ができな
い。In addition, in the two-dimensional tomographic analysis in the ultrasonic diagnostic apparatus, in addition to the above-mentioned FFT analysis, the above-mentioned autocorrelation analysis method is also known. The autocorrelation analysis method is a time-axis function analysis method. Therefore, the high-pass filter cannot remove the low-speed region such as the heart wall.
従って、得られた解析結果に、該心臓の心壁からの反射
信号による影響を除去することができず、低速度の血流
速が検出し難いと云う問題があった。Therefore, there is a problem that the obtained analysis result cannot remove the influence of the reflection signal from the heart wall of the heart, and it is difficult to detect a low blood flow velocity.
本発明は上記従来の欠点に鑑み、FFT 解析のデータ長を
奇数とすることにより、検出可能な最大血流速が流速方
向によって異なることがない超音波診断装置を提供する
ことを目的とするものである。In view of the above conventional drawbacks, the present invention has an object to provide an ultrasonic diagnostic apparatus in which the maximum blood flow velocity that can be detected does not vary depending on the flow velocity direction by setting the data length of the FFT analysis to an odd number. Is.
第1図は本発明の一実施例をブロック図で示した図であ
る。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
本発明においては、一定方向に数回の超音波の送受信を
行う送受信部2 と,該送受信部2 によって得られた受信
信号を、アナログ処理するアナログ処理部3 と,該アナ
ログ処理部3 の後段に高速フーリエ変換(FFT) 解析部
5′を設けた超音波診断装置において、上記送受信部2
の超音波の送信回数を奇数回とし、上記高速フーリエ変
換(FFT) 解析部 5′でのデータ長を、該送信回数と同じ
とするように構成する。In the present invention, a transmitting / receiving unit 2 that transmits and receives ultrasonic waves several times in a certain direction, an analog processing unit 3 that performs analog processing on a reception signal obtained by the transmitting / receiving unit 2, and a post-stage of the analog processing unit 3. Fast Fourier transform (FFT) analysis unit
In the ultrasonic diagnostic apparatus provided with 5 ', the transmitting / receiving unit 2
The number of transmissions of the ultrasonic wave is set to an odd number, and the data length in the fast Fourier transform (FFT) analysis unit 5'is configured to be the same as the number of transmissions.
即ち、本発明によれば、被検体から得られた超音波反射
信号に対して、高速フーリエ変換(FFT) 解析を行う 2次
元断層装置において、該高速フーリエ変換(FFT) 解析を
奇数のデータ長(ポイント数)で行うことにより、得ら
れる正方向,負方向の最大周波数が同じとなるようにし
たものであるので、ドプラ血流速をカラー表示した際に
も、流速の方向による色の濃淡を同一にすることができ
る効果がある。That is, according to the present invention, in a two-dimensional tomographic apparatus that performs a fast Fourier transform (FFT) analysis on an ultrasonic reflection signal obtained from a subject, the fast Fourier transform (FFT) analysis is performed with an odd data length. Since the maximum frequency in the positive direction and the maximum frequency in the negative direction that are obtained are made the same by performing with (number of points), even when the Doppler blood flow velocity is displayed in color, the shade of the color depending on the flow velocity direction is displayed. There is an effect that can be the same.
以下本発明の実施例を図面によって詳述する。前述の第
1図が本発明の一実施例をブロック図で示した図であ
り、第2図は9ポイントFFT の基数3のバタフライ演算
図の例を示した図であり、第3図は9ポイントFFT の解
析結果の一例を示した図であり、第1図における奇数FF
T 解析部 5′,及びスキャン制御部 6からの送受信部 2
に対する一方向当たり奇数回(本例では、9回)の駆動
信号が、本発明を実施するのに必要な手段である。尚、
全図を通して同じ符号は同じ対象物を示している。Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing an example of a radix-3 butterfly operation diagram of a 9-point FFT, and FIG. It is the figure which showed an example of the analysis result of point FFT, and odd number FF in FIG.
Transmitter / receiver 2 from T analyzer 5'and scan controller 6
An odd number of drive signals per direction (9 times in this example) is a necessary means for carrying out the invention. still,
The same reference numerals denote the same objects throughout the drawings.
先ず、回数設定部 61 で送信回数を、例えば、奇数の
‘9’に設定して、スキャン制御部 6を起動すると、送
受信部2 に対して、一つの方向について9回の駆動信号
が送出され、探触子 1から被検体に対して、該方向に9
回の超音波信号が送出される。First, when the number of times of transmission is set in the number of times setting section 61 to, for example, an odd number of '9' and the scan control section 6 is started, the drive signal is sent to the transmitting / receiving section 2 nine times in one direction. , 9 from the probe 1 to the subject
Ultrasonic signals are transmitted once.
その時の、該被検体からの上記9回の超音波信号に対す
る反射信号を、探触子 1を介して上記送受信部 2で受信
し、アナログ処理部 3に送出されると、該アナログ処理
部 3において、従来と同じようにして、予め定められた
処理がなされ、それぞれ一回当たりの反射信号に対し
て、例えば、128 個のサンプリング信号によりサンプル
ホールドされた128 個の信号が得られ、A/D 変換器(A/
D) 4 でディジタル信号に変換された後、奇数のFFT 解
析部 5′に送出される。At that time, when the transmission / reception unit 2 receives the reflection signal of the ultrasonic signal from the subject 9 times through the probe 1 and sends it to the analog processing unit 3, the analog processing unit 3 In the same manner as in the conventional method, the predetermined processing is performed, and for each reflection signal, 128 signals sampled and held by 128 sampling signals are obtained. D converter (A /
After being converted into a digital signal by D) 4, it is sent to the odd-numbered FFT analyzer 5 '.
この結果、該被検体の深さ方向に 128ポイント、時間軸
方向に9ポイントの入力信号が得られ、それぞれの深さ
方向に対し9個のデータに対するFFT 解析が行われる。
この場合、9=32で表せるので、基数3のバタフライ演
算が行われる。As a result, input signals of 128 points in the depth direction of the subject and 9 points in the time axis direction are obtained, and the FFT analysis is performed on 9 pieces of data in each depth direction.
In this case, since the expressed by 9 = 3 2, the butterfly computation with a base 3 is performed.
第2図は、9ポイントFFT の基数3のバタフライ演算図
の一例を示した図であって、上記9ポイント(奇数)の
データ長に対するFFT 解析を行う場合の演算動作の流れ
を示している。FIG. 2 is a diagram showing an example of a radix-3 butterfly operation diagram of a 9-point FFT, and shows the flow of the operation operation when the FFT analysis is performed on the data length of 9 points (odd number).
第3図は、9ポイントFFT の解析結果の一例を示した図
であって、9ポイントと云った奇数のデータ長に対する
FFT 解析では、該解析結果に、必ず直流分が存在してい
ても、図示の如く、正方向と、負方向での最大周波数が
同一になると云う特徴がある。FIG. 3 is a diagram showing an example of the analysis result of the 9-point FFT, which corresponds to an odd data length of 9 points.
The FFT analysis is characterized in that the maximum frequency in the positive direction and the maximum frequency in the negative direction are the same, as shown in the figure, even if the analysis result always includes a DC component.
従って、正,負の両方向の血流速を、例えば、赤,青の
色の濃淡として色づけして表示するカラードプラ血流計
においては、該2色の該血流速に対応する濃淡を同一と
することができる。Therefore, in a color Doppler blood flow meter that displays blood flow velocities in both positive and negative directions by coloring them as shades of red and blue, for example, the shades corresponding to the blood velocities of the two colors are the same. Can be
このように、本発明は、FFT 解析による周波数解析機能
を備えた超音波診断装置において、被検体に対する一定
方向の超音波信号の送信回数を奇数回(例えば、9回)
とすると共に、上記FFT 解析部でのデータ長を上記送信
回数と同じとした所に特徴がある。As described above, according to the present invention, in the ultrasonic diagnostic apparatus having the frequency analysis function by the FFT analysis, the number of transmissions of the ultrasonic signal in a certain direction to the subject is odd (for example, 9).
In addition, the data length in the FFT analysis unit is the same as the number of transmissions.
以上、詳細に説明したように、本発明の超音波診断装置
は、被検体から得られた超音波反射信号に対して、高速
フーリエ変換(FFT) 解析を行う2次元断層装置におい
て、該高速フーリエ変換(FFT) 解析を奇数のデータ長
(ポイント数)で行うことにより、得られる正方向,負
方向の最大周波数が同じになるようにしたものであるの
で、ドプラ血流速をカラー表示した際にも、流速の方向
による色の濃淡を同一にすることができる効果がある。As described above in detail, the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention is a two-dimensional tomographic apparatus that performs a fast Fourier transform (FFT) analysis on an ultrasonic reflection signal obtained from a subject, By performing the conversion (FFT) analysis with an odd number of data lengths (number of points), the maximum frequencies in the positive and negative directions obtained are the same, so when the Doppler blood flow rate is displayed in color. Also, there is an effect that the shades of colors depending on the direction of the flow velocity can be made the same.
第1図は本発明の一実施例をブロック図で示した図, 第2図は9ポイントFFT の基数3のバタフライ演算図の
一例を示した図, 第3図は9ポイントFFT の解析結果の一例を示した図, 第4図は従来のFFT によるドプラ血流計の構成例を示し
た図, 第5図は8ポイントFFT の基数2のバタフライ演算図の
一例を示した図, 第6図は8ポイントFFT の解析結果の一例を示した図, である。 図面において、 1 は探触子,2 は送受信部, 3 はアナログ処理部,4 はA/D 変換器(A/D) ,5 は偶数のFFT 解析部,5′は基数のFFT 解析部, 6 はスキャン制御部,61は回数設定部, をそれぞれ示す。1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing an example of a radix-3 butterfly operation diagram of a 9-point FFT, and FIG. 3 is an analysis result of the 9-point FFT. Fig. 4 shows an example, Fig. 4 shows an example of the configuration of a conventional FFT Doppler blood flow meter, and Fig. 5 shows an example of a radix-2 butterfly operation diagram of an 8-point FFT, Fig. 6 Is a diagram showing an example of 8-point FFT analysis results. In the drawing, 1 is a probe, 2 is a transmitting / receiving unit, 3 is an analog processing unit, 4 is an A / D converter (A / D), 5 is an even FFT analysis unit, 5'is a radix FFT analysis unit, 6 is a scan control unit, and 61 is a frequency setting unit.
Claims (1)
受信部(2) と, 該送受信部(2) によって得られた受信信号を、アナログ
処理するアナログ処理部(3) と, 該アナログ処理部(3) の後段に高速フーリエ変換(FFT)
解析部(5′)を設けた超音波診断装置であって、 上記送受信部(2) の超音波の送信回数を奇数回とし、上
記高速フーリエ変換(FFT) 解析部(5′)でのデータ長
を、該送信回数と同じとしたことを特徴とする超音波診
断装置。1. A transmission / reception unit (2) for transmitting and receiving ultrasonic waves several times in a fixed direction, an analog processing unit (3) for analog-processing a reception signal obtained by the transmission / reception unit (2), Fast Fourier transform (FFT) after the analog processing unit (3)
An ultrasonic diagnostic apparatus provided with an analysis unit (5 ′), wherein the number of ultrasonic waves transmitted from the transmission / reception unit (2) is an odd number, and data from the fast Fourier transform (FFT) analysis unit (5 ′) An ultrasonic diagnostic apparatus having the same length as the number of transmissions.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP954286A JPH0655209B2 (en) | 1986-01-20 | 1986-01-20 | Ultrasonic diagnostic equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP954286A JPH0655209B2 (en) | 1986-01-20 | 1986-01-20 | Ultrasonic diagnostic equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62170234A JPS62170234A (en) | 1987-07-27 |
| JPH0655209B2 true JPH0655209B2 (en) | 1994-07-27 |
Family
ID=11723156
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP954286A Expired - Lifetime JPH0655209B2 (en) | 1986-01-20 | 1986-01-20 | Ultrasonic diagnostic equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0655209B2 (en) |
-
1986
- 1986-01-20 JP JP954286A patent/JPH0655209B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62170234A (en) | 1987-07-27 |
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