JPH088921B2 - Ultrasonic pulse Doppler diagnostic device - Google Patents
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- JPH088921B2 JPH088921B2 JP5159836A JP15983693A JPH088921B2 JP H088921 B2 JPH088921 B2 JP H088921B2 JP 5159836 A JP5159836 A JP 5159836A JP 15983693 A JP15983693 A JP 15983693A JP H088921 B2 JPH088921 B2 JP H088921B2
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、超音波パルスドプラ法
に基づく超音波パルスドプラ診断装置において、特に生
体内の低流速血流の検出方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic pulse Doppler diagnostic apparatus based on the ultrasonic pulse Doppler method, and more particularly to a method for detecting low-flow blood flow in a living body.
【0002】[0002]
【従来の技術】医療分野で用いられる超音波パルスドプ
ラ診断装置は、生体内の臓器をBモード断層像(超音波
のビーム方向に対応した線を平面上に設定し、この線を
超音波の伝搬時間に相当する軸とし、この軸上にエコー
強度に応じた明るさ、又は濃さで表示する。この軸をビ
ーム走査に合わせて移動させ被検体断面を画像表示する
方法。)で実時間表示すると共に、生体内に流れている
血流の情報、例えば血液の平均流速、速度分散又は流速
スペクトラムなども併せて実時間で表示する。Bモード
断層像は、超音波パルスビームを生体に送信し、生体内
からのエコー信号を受信し、このエコー信号に検波、増
幅及び波形整形などの処理を施してその振幅を輝度信号
に変換し、超音波ビームを走査することによって断層像
が得られる。2. Description of the Related Art An ultrasonic pulse Doppler diagnostic apparatus used in the medical field sets a B-mode tomographic image of an organ in a living body (a line corresponding to the beam direction of an ultrasonic wave is set on a plane and propagates the ultrasonic wave. The axis corresponding to time is displayed with brightness or darkness according to the echo intensity. A method of moving this axis in accordance with beam scanning to display an image of the cross section of the subject is displayed in real time. At the same time, information on the blood flow flowing in the living body, such as the average flow velocity of blood, velocity dispersion or flow velocity spectrum, is also displayed in real time. The B-mode tomographic image transmits an ultrasonic pulse beam to a living body, receives an echo signal from the inside of the living body, performs processing such as detection, amplification and waveform shaping on the echo signal and converts the amplitude into a luminance signal. A tomographic image is obtained by scanning the ultrasonic beam.
【0003】一方、Bモード断層像と併せて表示されて
いる血流情報は、パルスドプラ法に基づいて血球からの
エコーのドプラシフトを計測することによって得られ
る。パルスドプラ法は、走査している超音波ビームの各
ビーム方向について超音波パルスを所定の周期で複数回
生体に順次送り、それぞれその生体内から返ってくるエ
コー信号を受信し、超音波パルスによるエコー信号の位
相変化、すなわちドプラシフト周波数を検出する方法で
ある。このドプラシフト周波数の検出は、通常エコー信
号を直交位相検波して得られるエコーの複素信号によ
る。On the other hand, the blood flow information displayed together with the B-mode tomographic image is obtained by measuring the Doppler shift of the echo from the blood cell based on the pulse Doppler method. The pulse Doppler method is to sequentially send ultrasonic pulses to a living body multiple times in a predetermined cycle in each beam direction of the ultrasonic beam being scanned, receive echo signals returned from the living body, and echo the ultrasonic pulses. This is a method of detecting a phase change of a signal, that is, a Doppler shift frequency. The detection of the Doppler shift frequency is usually performed by a complex signal of an echo obtained by quadrature phase detection of the echo signal.
【0004】パルスドプラ法により順次受信されたエコ
ー信号は、血流からのドプラシフトを受けたエコーによ
るドプラ成分と、生体内部にある血流以外の静止又は動
きの少ないエコー源、例えば心臓壁又は血管壁のような
低い速度で動く臓器からのエコーによるクラッタ成分と
が含まれている。また、細い血管は、太い血管に比べ一
般にクラッタ成分が多い。これは超音波ビームの広がり
によって血管部と血管部以外とに超音波が照射されるた
めである。このような場合、エコー信号からドプラ成分
のみを抽出し、ドプラシフト周波数を精度よく計測する
ためには、エコー信号におけるクラッタ成分を抑圧する
必要がある。The echo signals sequentially received by the pulse Doppler method include a Doppler component due to an echo that has undergone a Doppler shift from the blood flow and an echo source in the living body other than the blood flow, which is stationary or has little movement, such as the heart wall or blood vessel wall. Clutter component due to echo from an organ that moves at a low speed such as. Further, thin blood vessels generally have more clutter components than thick blood vessels. This is because the ultrasonic waves are radiated to the blood vessel portion and the portion other than the blood vessel portion due to the spread of the ultrasonic beam. In such a case, in order to extract only the Doppler component from the echo signal and measure the Doppler shift frequency accurately, it is necessary to suppress the clutter component in the echo signal.
【0005】図7にドプラ成分とクラッタ成分の振幅ス
ペクトルの一例を示す。図(a)にクラッタ成分が大き
い場合の一例を示し、図(b)にクラッタ成分が小さい
場合の一例を示す。図に示すようにクラッタ成分の振幅
はドプラ成分の振幅より大きく、一般に数十dBの差が
ある。このクラッタ成分の振幅は局所的に変化し、ドプ
ラ成分は振幅の高いクラッタに重畳する場合と振幅の低
いクラッタに重畳する場合とがある。このように、クラ
ッタ成分とドプラ成分とが局所的に変化するため、エコ
ー信号も局所的に変化する。FIG. 7 shows an example of amplitude spectra of the Doppler component and the clutter component. An example when the clutter component is large is shown in FIG. 7A, and an example when the clutter component is small is shown in FIG. As shown in the figure, the amplitude of the clutter component is larger than that of the Doppler component, and generally has a difference of several tens of dB. The amplitude of the clutter component locally changes, and the Doppler component may be superimposed on the clutter with high amplitude or may be superimposed on the clutter with low amplitude. In this way, the clutter component and the Doppler component locally change, so the echo signal also locally changes.
【0006】このクラッタ成分を抑圧するため、通常、
高域通過のFIR(Finite ImpulseResponse)フィルタ
又はMTI(Moving Target Indication) フィルタを用
いてエコー信号をフィルタリングし、周波数の低いクラ
ッタ成分を排除する。このフィルタリングは、一般的に
エコー信号が直交位相検波された後の複素信号、すなわ
ち実数部信号I(以下、信号Iと呼ぶ)と虚数部信号Q
(以下、信号Qと呼ぶ)との各々について行われてい
る。そして、フィルタの出力は位相変化、すなわちドプ
ラシフト周波数を検出するように信号処理され、血流情
報へと変換される。In order to suppress this clutter component, normally,
The echo signal is filtered using a high pass FIR (Finite Impulse Response) filter or an MTI (Moving Target Indication) filter to eliminate low frequency clutter components. This filtering is generally performed by a complex signal after the quadrature detection of the echo signal, that is, a real part signal I (hereinafter referred to as signal I) and an imaginary part signal Q.
(Hereinafter, referred to as signal Q). Then, the output of the filter is subjected to signal processing so as to detect the phase change, that is, the Doppler shift frequency, and converted into blood flow information.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】上記のように高域通過
フィルタによって、エコー信号に含まれる低周波のクラ
ッタ成分が抑圧されるが、血流速度の遅い、つまりドプ
ラシフト周波数の低いドプラ成分もこれによって抑圧さ
れる。また高域通過フィルタの低周波領域における減衰
量を少なくして低流速血流の検出能力を改善しようとす
ると、クラッタ成分の除去が不十分となる。As described above, the high-pass filter suppresses the low-frequency clutter component contained in the echo signal, but the blood flow velocity is low, that is, the Doppler shift frequency is low. Is suppressed by. Further, if the amount of attenuation in the low frequency region of the high-pass filter is reduced to improve the ability to detect low-velocity blood flow, the clutter component will be insufficiently removed.
【0008】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、クラッタ成分を効率的に抑圧
し、低流速血流の検出能が優れた超音波パルスドプラ診
断装置の実現を目的とする。The present invention has been made to solve the above problems, and realizes an ultrasonic pulse Doppler diagnostic apparatus which efficiently suppresses clutter components and has an excellent detectability of low-flow blood flow. To aim.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明では、エコー信号
を瀘波してドプラ情報計算回路に与える高域通過フィル
タ手段の低周波領域における減衰量を、エコー信号の振
幅又は強度に応じて調節する。本発明は、低周波領域に
おける減衰量を調節可能な高域通過フィルタ手段と、エ
コー信号の振幅又はエネルギー強度を少なくとも1つの
閾値と比較することによりそのエコー信号を複数のレベ
ルに分類するエコー信号分類手段と、振幅の小さいレベ
ルに分類されたエコー信号ほど前記高域通過フィルタ手
段の低周波領域における減衰量を少なくする減衰量調節
手段とを備え、前記エコー信号分類手段で用いられる前
記閾値が、前記エコー信号に対応する超音波の生体内伝
搬距離に対応して調節されることを特徴とする。 According to the present invention, an echo signal
High-pass fill to filter Doppler information calculation circuit after filtering
The attenuation in the low frequency region of the
Adjust according to width or strength. The present invention is applied to the low frequency range.
High-pass filter means with adjustable attenuation in the
At least one of the amplitude or energy intensity of the co-signal
By comparing the echo signal with a threshold,
Echo signal classification means for classifying
The higher the high pass filter, the more the echo signal classified into
Attenuation control to reduce the attenuation in the low frequency region of the stage
Means before being used in the echo signal classification means
The threshold value is the in-vivo transmission of ultrasonic waves corresponding to the echo signal.
It is characterized in that it is adjusted according to the carrying distance.
【0010】また、本発明では、前記高域通過フィルタ
手段に、低周波領域における減衰量が異なりかつエコー
信号が並列的に入力される複数の高域通過フィルタを設
け、減衰量調節手段がエコー信号のレベルに応じて前記
複数の高域通過フィルタの出力のうちの一つを選択する
構成とすることもできる。更に、エコー信号分類手段
が、同一ビーム方向に対して複数回送信される超音波パ
ルスの初回送信に対する前記エコー信号についてのみ分
類を行う構成とすることもできる。 According to the present invention, the high pass filter is
The means have different attenuation in the low frequency range and echo
Set up multiple high-pass filters that receive signals in parallel.
The attenuation amount adjusting means adjusts the above according to the level of the echo signal.
Select one of the outputs of multiple high pass filters
It can also be configured. Furthermore, an echo signal classification means
However, ultrasonic waves transmitted multiple times in the same beam direction
Minutes only for the echo signal for the first transmission of lus
It can also be configured to perform the same.
【0011】[0011]
【作用】本発明において、エコー信号分類手段は、エコ
ー信号の振幅又は強度を少なくとも1つの閾値と比較す
ることによりそのエコー信号を複数のレベルに分類す
る。この分類結果は、エコー信号に占めるクラッタ成分
の量の多少を示す。この分類の際に用いられる閾値は、
当該エコー信号に対応する超音波の生体内伝搬距離に対
応して調節される。このような調節の結果、生体内にお
ける超音波の伝搬損失によるエコー信号の減衰の影響を
排除して、生体のどのような深さについてのエコー信号
に対しても、クラッタ成分量の判定において適切な閾値
を用いることができる。減衰量調節手段は、前記分類の
結果に応じ、振幅又は強度の小さいレベルに分類された
エコー信号ほど減衰量が少なくなるように高域通過フィ
ルタ手段の低周波領域の減衰量を調節する。エコー信号
は、このようにして減衰量が調節された高域通過フィル
タ手段に対して入力されて瀘波された後、ドプラ情報計
算回路に入力され、ドプラ情報算出に供される。 In the present invention, the echo signal classification means is eco-friendly.
-Compare signal amplitude or strength to at least one threshold
Classifies the echo signal into multiple levels by
It This classification result is the clutter component in the echo signal.
Shows the amount of. The threshold used in this classification is
Corresponds to the in-vivo propagation distance of the ultrasonic wave corresponding to the echo signal.
Adjusted accordingly. As a result of such adjustment,
Influence of echo signal attenuation due to ultrasonic wave propagation loss
Eliminate and echo signals about any depth in the body
Even for, the appropriate threshold for determining the amount of clutter component
Can be used. Attenuation adjustment means
According to the result, it was classified into a level with small amplitude or intensity.
The high pass filter is set so that the echo signal has less attenuation.
The amount of attenuation in the low frequency region of the filter means is adjusted. Echo signal
Is a high-pass filter whose attenuation is adjusted in this way.
Doppler information meter after being input to the means and filtered
It is input to the calculation circuit and used for Doppler information calculation.
【0012】ここで、高域通過フィルタ手段として、低
周波領域における減衰量が異なる複数の高域通過フィル
タを含む構成を採用した場合、それら複数の高域通過フ
ィルタには、エコー信号がそれぞれ入力される。減衰量
調節手段は、エコー信号分類手段の分類結果に応じてそ
れら複数の高域通過フィルタの出力のうち一つを選択
し、ドプラ情報計算回路に対して出力させる。なお、こ
のほかにも、高域通過フィルタ手段としては、低周波領
域における減衰量が例えばフィルタの係数の調整等によ
り調節可能な単体の高域通過フィルタを用いることも可
能である。 Here, as the high pass filter means,
Multiple high pass filters with different attenuation in the frequency domain
If a configuration that includes a
Echo signals are input to the filters. Attenuation
The adjusting means is responsive to the classification result of the echo signal classifying means.
Select one of these multiple high-pass filter outputs
Then, it is output to the Doppler information calculation circuit. In addition, this
In addition to the high-pass filter means,
The amount of attenuation in the range can be adjusted, for example, by adjusting the filter coefficient.
It is also possible to use a single high-pass filter with adjustable
Noh.
【0013】なお、複数個の前記超音波パルスの各送信
に対するエコー振幅値はほぼ等しく、初回送信のエコー
信号のみの測定を行うことにより、信号処理の迅速化が
可能である。The echo amplitude values for each transmission of the plurality of ultrasonic pulses are substantially the same, and the signal processing can be speeded up by measuring only the echo signal of the first transmission.
【0014】[0014]
【実施例】図1に本発明の一実施例による超音波パルス
ドプラ診断装置の概略構成を示す。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows a schematic configuration of an ultrasonic pulse Doppler diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention.
【0015】図1において、多数の微小振動子を有する
超音波探触子1の出力側は、超音波ビームを送波するた
めの高周波パルス発振器と、エコーを受信する受信器
と、超音波ビームのスキャンを行うための遅延回路とを
有する送受信回路2に接続される。送受信回路2の出力
側は、断層データ処理装置101とドプラ信号処理装置
102とに接続されている。In FIG. 1, the output side of an ultrasonic probe 1 having a large number of micro-vibrators includes a high frequency pulse oscillator for transmitting an ultrasonic beam, a receiver for receiving an echo, and an ultrasonic beam. Is connected to a transmission / reception circuit 2 having a delay circuit for performing the scan. The output side of the transmission / reception circuit 2 is connected to the tomographic data processing device 101 and the Doppler signal processing device 102.
【0016】前記断層データ処理装置101は、Bモー
ド断層像を得るための装置であり、信号検波処理、受信
信号の増幅、信号波形の整形などを行う受波整形検波回
路3と、この受波整形検波回路3の出力信号をデジタル
信号に変換するためのA/Dコンバータ4とを備え、こ
のA/Dコンバータ4の出力側は、画像表示処理をする
ためのデジタル・スキャン・コンバータ(以下、DSC
と呼ぶ)を有する画像表示発生回路9に接続される。The tomographic data processing device 101 is a device for obtaining a B-mode tomographic image. The tomographic data processing device 101 performs a signal detection process, amplification of a received signal, shaping of a signal waveform, and the like. The A / D converter 4 for converting the output signal of the shaping detection circuit 3 into a digital signal is provided, and the output side of the A / D converter 4 is a digital scan converter (hereinafter, referred to as a digital scan converter) for performing image display processing. DSC
Is called).
【0017】また、前記ドプラ信号処理装置102は、
ドプラシフト周波数を検出し、生体の血流情報を得るた
めの装置であり、受信信号の増幅及び直交位相検波処理
を行う直交位相検波回路5と、その出力側に接続される
検波出力をデジタル信号に変換するためのA/Dコンバ
ータ6と、その出力側に接続されるクラッタ成分を抑圧
するためのクラッタ抑圧回路7と、その出力側に接続さ
れる血流情報計算回路8とを備える。血流情報計算回路
8は、ドプラシフト周波数の検出、すなわち血流の平均
流速、速度分散又は流速スペクトラムの算出と、算出値
に応じた符号化などを行う回路である。そして、血流情
報計算回路8の出力側は、画像表示発生回路9に接続さ
れている。この画像表示発生回路9の出力側は、CRT
を有する表示器10が接続されている。Further, the Doppler signal processing device 102 is
A device for detecting the Doppler shift frequency to obtain blood flow information of a living body, a quadrature phase detection circuit 5 for amplifying a received signal and performing a quadrature phase detection process, and a detection output connected to its output side into a digital signal. An A / D converter 6 for conversion, a clutter suppression circuit 7 for suppressing a clutter component connected to the output side thereof, and a blood flow information calculation circuit 8 connected to the output side thereof are provided. The blood flow information calculation circuit 8 is a circuit that detects the Doppler shift frequency, that is, calculates the average flow velocity of blood flow, velocity dispersion or flow velocity spectrum, and performs encoding according to the calculated value. The output side of the blood flow information calculation circuit 8 is connected to the image display generation circuit 9. The output side of the image display generation circuit 9 is a CRT.
Is connected to the display device 10.
【0018】本発明に係る前記クラッタ抑圧回路7の構
成を図2に示す。図2に示すクラッタ抑圧回路7は、A
/Dコンバータ6の出力信号である信号75I及び信号
75Qからエコー信号の振幅を計算するための振幅計算
部71と、エコー信号の振幅を閾値で分類するためのエ
コー信号振幅分類部701とクラッタ成分を抑圧するた
めの振幅適応高域通過フィルタリング部76I及び76
Qとを有する。このエコー信号振幅分類部701は、所
定の振幅閾値をデータとして有する閾値テーブル74と
この閾値テ−ブル74のデータの振幅と振幅計算部71
の振幅を比較するための比較器72とその出力信号を保
持するためのラッチ73とを有する。次に、図を用いて
クラッタ抑圧回路7の動作の説明を行う。図2のクラッ
タ抑圧回路7には、直交位相検波回路5の出力信号であ
る信号I及び信号Qが、A/Dコンバータ6I及び6Q
でA/D変換されたデジタル信号75I及び信号75Q
が力される。この信号75I及び信号75Qは、振幅計
算部71に入力される。The configuration of the clutter suppression circuit 7 according to the present invention is shown in FIG. The clutter suppression circuit 7 shown in FIG.
Amplitude calculation unit 71 for calculating the amplitude of the echo signal from the signals 75I and 75Q which are the output signals of the / D converter 6, the echo signal amplitude classification unit 701 for classifying the amplitude of the echo signal by a threshold value, and the clutter component Adaptive high-pass filtering units 76I and 76 for suppressing
Have Q and. The echo signal amplitude classification unit 701 includes a threshold value table 74 having a predetermined amplitude threshold value as data, and an amplitude and amplitude calculation unit 71 of the data of the threshold value table 74.
It has a comparator 72 for comparing the amplitudes of the two and a latch 73 for holding its output signal. Next, the operation of the clutter suppression circuit 7 will be described with reference to the drawings. In the clutter suppression circuit 7 of FIG. 2, the signals I and Q, which are the output signals of the quadrature detection circuit 5, are supplied to the A / D converters 6I and 6Q.
Digital signal 75I and signal 75Q A / D converted by
Is supported. The signal 75I and the signal 75Q are input to the amplitude calculator 71.
【0019】振幅計算部71は、エコー信号の振幅Aを A=(I2 +Q2 )1/2 (1) と計算する。この(1)式による演算結果は、超音波パ
ルスの送信回数と同数得ることが可能である。しかし、
この振幅Aの個々の信号の大きさはほぼ等しく、初回送
信におけるエコー信号の振幅Aのみを用いる。この振幅
計算部71による(1)式の計算結果である振幅Aと、
閾値テーブル74内の閾値hとの、比較を比較器72に
より行う。この閾値テーブル74は記憶装置を有し、振
幅Aの閾値hのデータを保持する。この閾値hは超音波
の伝搬距離における伝搬損失を考慮して図3に示すよう
に音波の伝搬距離dの関数として与えらている。また、
この問題hは図示されていないゲイン情報21に応じて
変化させることができる。The amplitude calculator 71 calculates the amplitude A of the echo signal as A = (I 2 + Q 2 ) 1/2 (1). It is possible to obtain the same number of calculation results as in the equation (1) as the number of transmissions of ultrasonic pulses. But,
The magnitudes of the individual signals having the amplitude A are substantially equal to each other, and only the amplitude A of the echo signal in the initial transmission is used. The amplitude A, which is the calculation result of the expression (1) by the amplitude calculation unit 71,
The comparator 72 compares with the threshold value h in the threshold value table 74. The threshold table 74 has a storage device and holds data of the threshold h of the amplitude A. The threshold value h is given as a function of the sound wave propagation distance d as shown in FIG. 3 in consideration of the propagation loss at the ultrasonic wave propagation distance. Also,
This problem h can be changed according to the gain information 21 not shown.
【0020】比較器72の出力信号は、図示されていな
い制御回路からの初回送信信号22のタイミングによ
り、ラッチ73において振幅Aの比較結果として保持さ
れる。この比較器72の比較結果は、A≧hのとき
“1”に、それ以外のとき“0”になる。The output signal of the comparator 72 is held as a comparison result of the amplitude A in the latch 73 at the timing of the initial transmission signal 22 from the control circuit (not shown). The comparison result of the comparator 72 is “1” when A ≧ h, and is “0” otherwise.
【0021】ラッチされた比較器72の出力信号と信号
75I及び信号75Qとは、振幅適応高域通過フィルタ
リング部76I及び76Qに入力される。この振幅適応
高域通過フィルタリング部76I及び76Qは、図4に
示すようにLフィルタ(低周波数帯域における減衰量の
少ない高域通過FIRフィルタ)と、Hフィルタ(低周
波数帯域における減衰量の多い高域通過FIRフィル
タ)とを有しており、この2つのフィルタの周波数特性
の一例を図5に示す。振幅適応高域通過フィルタリング
部76I及び76Qでは、比較器72の出力が“1”の
場合、Hフィルタが選択され、比較器72の出力が
“0”の場合、Lフィルタが選択されて信号75I及び
信号75Qをフィルタリングする。The output signal of the comparator 72 and the signals 75I and 75Q that have been latched are input to the amplitude adaptive high-pass filtering sections 76I and 76Q. The amplitude adaptive high-pass filtering units 76I and 76Q are, as shown in FIG. 4, an L filter (a high-pass FIR filter with a small amount of attenuation in the low frequency band) and an H filter (a high-pass with a large amount of attenuation in the low frequency band). FIG. 5 shows an example of frequency characteristics of these two filters. In the amplitude adaptive high-pass filtering units 76I and 76Q, when the output of the comparator 72 is “1”, the H filter is selected, and when the output of the comparator 72 is “0”, the L filter is selected and the signal 75I is selected. And the signal 75Q.
【0022】次に、本発明の実施例の動作について説明
する。初めに、送受信回路2からの高周波パルスが探触
子1に印加されることにより、探触子1から超音波ビー
ムを生体内に送波する。生体内から返ってくるエコー
は、探触子1で受信され送受信回路2に入力される。送
受信回路2で所定の処理をされたエコー信号は、断層デ
ータ処理装置101とドプラ信号処理装置102に入力
される。断層データ処理装置101に入力されるエコー
信号には、受波整形検波回路3により、検波増幅及び波
形整形などの信号処理が行われ、その出力がA/Dコン
バータ4でデジタル信号に変換され後、DSC(Dig
ital Scan Converter)を含む画像
表示発生回路9に入力され、この画像表示発生回路9に
より、Bモード断層画像としてCRT表示器10に表示
される。Next, the operation of the embodiment of the present invention will be described. First, a high-frequency pulse from the transmission / reception circuit 2 is applied to the probe 1, so that an ultrasonic beam is transmitted from the probe 1 into the living body. The echo returned from the inside of the living body is received by the probe 1 and input to the transmission / reception circuit 2. The echo signal that has been subjected to predetermined processing by the transmission / reception circuit 2 is input to the tomographic data processing device 101 and the Doppler signal processing device 102. The echo signal input to the tomographic data processing device 101 is subjected to signal processing such as detection amplification and waveform shaping by the reception shaping detector circuit 3, and its output is converted into a digital signal by the A / D converter 4. , DSC (Dig
It is input to an image display generation circuit 9 including an ital scan converter, and is displayed on the CRT display 10 as a B-mode tomographic image by the image display generation circuit 9.
【0023】一方、ドプラ信号処理装置102に入力さ
れるエコー信号は、直交位相検波回路5で増幅及び直交
位相検波されて信号I及び信号Qの直交信号として出力
される。この信号Iと信号Qの直交信号がそれぞれA/
Dコンバータ6でデジタル信号に変換された後、クラッ
タ抑圧回路7に入力される。On the other hand, the echo signal input to the Doppler signal processing device 102 is amplified and quadrature detected by the quadrature detection circuit 5 and output as a quadrature signal of the signals I and Q. The orthogonal signals of the signal I and the signal Q are A /
After being converted into a digital signal by the D converter 6, the digital signal is input to the clutter suppression circuit 7.
【0024】クラッタ抑圧回路7は、初めに初回送信に
おけるエコー信号の振幅Aが(1)式により計算され
る。(1)式の計算結果である振幅Aは比較器72にお
いて閾値テーブル74内に予め保持されている閾値hと
比較される。比較器72の比較結果は、振幅適応高域通
過フィルタリング部76I及び76Qに入力される。比
較器72の出力は、A≧hのときに“1”であり、この
場合振幅適応高域通過フィルタリング部76I及び76
QではHフィルタが選択される。これ以外の場合、Lフ
ィルタが選択される。このようにエコー信号の振幅に応
じて低周波帯域における減衰量の異なる高域通過フィル
タが適応的に選択される。The clutter suppression circuit 7 first calculates the amplitude A of the echo signal in the initial transmission according to the equation (1). The amplitude A, which is the calculation result of the equation (1), is compared in the comparator 72 with the threshold value h held in advance in the threshold value table 74. The comparison result of the comparator 72 is input to the amplitude adaptive high-pass filtering units 76I and 76Q. The output of the comparator 72 is “1” when A ≧ h, and in this case, the amplitude adaptive high-pass filtering units 76I and 76.
In Q, the H filter is selected. Otherwise, the L filter is selected. In this way, a high-pass filter with different attenuation in the low frequency band is adaptively selected according to the amplitude of the echo signal.
【0025】エコー信号は、図7を用いて説明したよう
にドプラ成分とクラッタ成分とを有する。この図7に示
すエコー信号を、本発明に係る図5に示す高域通過フィ
ルタによりフィルタリングする一例を図6に示す。図6
(a)にクラッタ成分が大きい場合の一例を示し、図6
(b)にクラッタ成分が小さい場合の一例を示す。The echo signal has a Doppler component and a clutter component as described with reference to FIG. FIG. 6 shows an example of filtering the echo signal shown in FIG. 7 by the high pass filter shown in FIG. 5 according to the present invention. Figure 6
FIG. 6A shows an example in which the clutter component is large, and FIG.
An example when the clutter component is small is shown in (b).
【0026】エコー信号が大きい場合、つまりクラッタ
成分が大きい場合、本発明では、振幅適応高域通過フィ
ルタリング部のHフィルタが選択される。この場合の一
例を図6(a)に示す。この場合、クラッタ成分が抑圧
されると共に、低周波域のドプラ成分も幾分抑圧され
る。これは、従来の装置でHフィルタのみを用いた結果
と等価である。ただし、従来の装置によりHフィルタの
みを用いる場合は、エコ−信号が小さい時もドプラ成分
が抑圧される。また、従来の装置によりLフィルタのみ
を用いる場合は,クラッタ成分の抑圧が不十分である。When the echo signal is large, that is, when the clutter component is large, the H filter of the amplitude adaptive high-pass filtering section is selected in the present invention. An example of this case is shown in FIG. In this case, the clutter component is suppressed and the Doppler component in the low frequency region is also suppressed to some extent. This is equivalent to the result of using only the H filter in the conventional device. However, when only the H filter is used by the conventional device, the Doppler component is suppressed even when the echo signal is small. Further, when only the L filter is used in the conventional device, the clutter component is not sufficiently suppressed.
【0027】エコー信号が小さい場合、つまりクラッタ
成分が小さい場合、本発明では、振幅適応高域通過フィ
ルタリング部のLフィルタが選択される。この場合の一
例を図6(b)に示す。これはクラッタ成分の振幅が小
さいため、Lフィルタを用いてもクラッタ成分を十分抑
圧でき、ドプラ成分の減衰が少なくて済み、低流速血流
の検出能力を改善できる。When the echo signal is small, that is, when the clutter component is small, the L filter of the amplitude adaptive high-pass filtering section is selected in the present invention. An example of this case is shown in FIG. Since the amplitude of the clutter component is small, the clutter component can be sufficiently suppressed even if the L filter is used, the Doppler component is less attenuated, and the detection ability of the low-velocity blood flow can be improved.
【0028】超音波パルスドプラ診断装置においては、
クラッタ成分の振幅が局所的に変化するため、本発明に
よりエコー信号(クラッタ成分)の振幅に応じて適応的
にフィルタを切り換えることにより、効率的にクラッタ
を抑圧できる。In the ultrasonic pulse Doppler diagnostic apparatus,
Since the amplitude of the clutter component locally changes, clutter can be efficiently suppressed by adaptively switching the filter according to the amplitude of the echo signal (clutter component) according to the present invention.
【0029】以上により、クラッタ成分が抑圧された信
号Iと信号Qの直交信号が血流情報計算回路8に入力さ
れる。血流情報計算回路8は、ドプラシフト周波数の検
出、すなわち血流の平均流速、速度分散又は流速スペク
トラムの算出と、算出値に応じたコーディングなどの信
号処理が行われる。そして、血流情報計算回路8の出力
は、画像表示発生回路9に入力され、血流情報がBモー
ド断層像と併せてCRT表示器10に表示される。As described above, the quadrature signal of the signal I and the signal Q in which the clutter component is suppressed is input to the blood flow information calculation circuit 8. The blood flow information calculation circuit 8 performs detection of the Doppler shift frequency, that is, calculation of the average flow velocity of blood flow, velocity dispersion or flow velocity spectrum, and signal processing such as coding according to the calculated value. Then, the output of the blood flow information calculation circuit 8 is input to the image display generation circuit 9, and the blood flow information is displayed on the CRT display 10 together with the B-mode tomographic image.
【0030】図2では、説明を簡単にするため、エコー
の振幅を大きいか小さいかの2つに分類しているが、2
つ以上の分類数も可能である。また、この分類を振幅A
により行っているが、強度A2 (=I2 +Q2 )により
分類しても同じ効果がある。また、振幅適応高域通過フ
ィルタリング部を2つのフィルタを切り換えることによ
り行っているが、1つのFIR又はIIR(Infinite I
mpulse Response)フィルタを備え、このフィルタの係数
を変化させることによる方法も可能である。In FIG. 2, in order to simplify the explanation, the amplitude of the echo is classified into two, that is, large and small.
More than one classification number is possible. In addition, this classification is amplitude A
According to the intensity A 2 (= I 2 + Q 2 ), the same effect can be obtained. In addition, the amplitude adaptive high-pass filtering unit is performed by switching two filters, but one FIR or IIR (Infinite I
mpulse response) filter is provided and the method by changing the coefficient of this filter is also possible.
【0031】[0031]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
単にエコー信号の振幅又は強度の大きさにより高域通過
フィルタ手段の低周波成分における減衰量を調節するだ
けでなく、エコー信号の振幅又は強度の大きさの判断基
準となる閾値を超音波の生体内における伝搬距離に応じ
て調節することにより、生体の浅部から深部にわたっ
て、クラッタ成分を効率的に抑圧しつつ低流速血流のド
プラ成分の検出能力を改善することが可能となる。 As described above, according to the present invention,
High pass simply due to the magnitude of the amplitude or intensity of the echo signal
Adjust the amount of attenuation in the low frequency component of the filter means.
Not only the judgment criteria of the amplitude or intensity of the echo signal
The threshold value is set according to the propagation distance of ultrasonic waves in the living body.
Adjustment from the shallow part to the deep part of the body.
Effectively suppresses clutter components while reducing the flow rate of low-velocity blood flow.
It is possible to improve the detection ability of the plastic component.
【0032】また、本発明によれば、エコー信号分類手
段が、同一ビーム方向に対して複数回送信される超音波
パルスの初回送信に対する前記エコー信号についてのみ
分類を行う構成とすることにより、信号処理の迅速化を
図ることができる。 Further , according to the present invention, an echo signal classifier
An ultrasonic wave in which a step is transmitted multiple times in the same beam direction
Only for the echo signal for the initial transmission of the pulse
Accelerating signal processing by configuring the classification
Can be planned.
【図1】本発明に係る超音波パルスドプラ診断装置の概
略構成を説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an ultrasonic pulse Doppler diagnostic apparatus according to the present invention.
【図2】本発明の実施例に係るクラッタ抑圧回路の概略
ブロック図である。FIG. 2 is a schematic block diagram of a clutter suppression circuit according to an embodiment of the present invention.
【図3】本発明の実施例に係るエコー信号の振幅閾値の
設定の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of setting an amplitude threshold value of an echo signal according to the embodiment of the present invention.
【図4】本発明の実施例に係る振幅適応高域通過フィル
タリング部の概略構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram of an amplitude adaptive high pass filtering unit according to an embodiment of the present invention.
【図5】本発明の実施例に係る高域通過フィルタの周波
数特性の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of frequency characteristics of a high pass filter according to an embodiment of the present invention.
【図6】エコー信号の振幅の周波数特性と本発明の実施
例に係る高域通過フィルタの周波数特性との関係を示す
図である。FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the frequency characteristic of the amplitude of the echo signal and the frequency characteristic of the high pass filter according to the embodiment of the present invention.
【図7】エコー信号の振幅の周波数特性の一例を示す図
である。FIG. 7 is a diagram showing an example of frequency characteristics of amplitude of an echo signal.
1 探触子 2 送受信回路 3 受波整形検波回路 4、6、6I、6Q A/Dコンンバータ 5 直交位相検波回路 7 クラッタ抑圧回路 8 血流情報計算回路 9 画像表示発生回路 10 表示器 71 振幅計算部 72 比較器 73 ラッチ 74 閾値テーブル 76 振幅適応高域通過フィルタリング部 1 Probe 2 Transmitting / Receiving Circuit 3 Wave Receiving / Shaping Detection Circuit 4, 6, 6I, 6Q A / D Converter 5 Quadrature Phase Detection Circuit 7 Clutter Suppression Circuit 8 Blood Flow Information Calculation Circuit 9 Image Display Generation Circuit 10 Indicator 71 Amplitude Calculation 72 Comparator 73 Latch 74 Threshold table 76 Amplitude adaptive high-pass filtering unit
Claims (4)
置と、その超音波パルスによる生体からのエコーを受信
する受信装置と、受信されたエコー信号に基づき生体組
織のドプラ情報を求めるドプラ情報計算回路とを備える
超音波パルスドプラ診断装置において、前記エコー信号の振幅を測定する振幅測定手段と、 前記エコー信号を瀘波して前記ドプラ情報計算回路に与
える高域通過フィルタ手段であって、低周波領域におけ
る減衰量を調節可能な高域通過フィルタ手段と、 前記エコー信号の振幅を少なくとも1つの閾値と比較す
ることにより、前記エコー信号を複数のレベルに分類す
るエコー信号分類手段と、 前記エコー信号振幅分類手段による分類の結果、振幅の
小さいレベルに分類されたエコー信号ほど前記高域通過
フィルタ手段の低周波領域における減衰量を少なくする
減衰量調節手段と、 を備え、 前記エコー信号分類手段で用いられる前記閾値は、前記
エコー信号に対応する超音波の生体内伝搬距離に対応し
て調節される ことを特徴とする超音波パルスドプラ診断
装置。1. A ultrasonic pulses and transmitting device to send the raw body, a receiver for receiving echoes from the living body by the ultrasonic pulse, the biological set based on the received echo signals
In an ultrasonic pulse Doppler diagnostic device including a Doppler information calculation circuit for obtaining the Doppler information of the cloth, amplitude measuring means for measuring the amplitude of the echo signal, and the echo signal is filtered and given to the Doppler information calculation circuit.
It is a high-pass filter means that can
Comparing the amplitude of the echo signal with at least one threshold, and a high-pass filter means with adjustable attenuation
To classify the echo signal into multiple levels by
The echo signal classification means and the result of classification by the echo signal amplitude classification means,
Echo signals classified into smaller levels pass through the higher band
Reduce the amount of attenuation in the low frequency region of the filter means
Comprising an attenuation amount adjusting means, wherein the threshold value used in said echo signal classifying unit, wherein
Corresponds to the in-vivo propagation distance of ultrasonic waves corresponding to echo signals
An ultrasonic pulse Doppler diagnostic apparatus characterized in that the ultrasonic pulse Doppler diagnosis is performed.
置と、その超音波パルスによる生体からのエコーを受信
する受信装置と、受信されたエコー信号に基づき生体内
組織のドプラ情報を求めるドプラ情報計算回路とを備え
る超音波パルスドプラ診断装置において、前記エコー信号の強度を測定する強度測定手段と、 前記エコー信号を瀘波して前記ドプラ情報計算回路に与
える高域通過フィルタ手段であって、低周波領域におけ
る減衰量を調節可能な高域通過フィルタ手段と、 前記エコー信号の強度を少なくとも1つの閾値と比較す
ることにより、前記エコー信号を複数のレベルに分類す
るエコー信号分類手段と、 前記エコー信号強度分類手段による分類の結果、強度の
小さいレベルに分類さ れたエコー信号ほど前記高域通過
フィルタ手段の低周波領域における減衰量を少なくする
減衰量調節手段と、 を備え、 前記エコー信号分類手段で用いられる前記閾値は、前記
エコー信号に対応する超音波の生体内伝搬距離に対応し
て調節される ことを特徴とする超音波パルスドプラ診断
装置。Wherein a transmission device that sends an ultrasound pulse to the raw body, a receiver for receiving echoes from the living body by the ultrasonic pulse, in vivo based on the received echo signals
In an ultrasonic pulse Doppler diagnostic apparatus including a Doppler information calculating circuit for obtaining tissue Doppler information, intensity measuring means for measuring the intensity of the echo signal, and the echo signal is filtered and given to the Doppler information calculating circuit.
It is a high-pass filter means that can
Comparing the intensity of the echo signal with at least one threshold value by a high-pass filter means with adjustable attenuation
To classify the echo signal into multiple levels by
The echo signal classifying means and the result of classification by the echo signal strength classifying means,
Echo signals classified into smaller levels pass through the higher band
Reduce the amount of attenuation in the low frequency region of the filter means
Comprising an attenuation amount adjusting means, wherein the threshold value used in said echo signal classifying unit, wherein
Corresponds to the in-vivo propagation distance of ultrasonic waves corresponding to echo signals
An ultrasonic pulse Doppler diagnostic apparatus characterized in that the ultrasonic pulse Doppler diagnosis is performed.
ルスドプラ診断装置において、 前記高域通過フィルタ手段は、低周波領域における減衰
量が異なる複数の高域通過フィルタを有し、前記エコー
信号はこれら各高域通過フィルタに並列的に入力され、 前記減衰量調節手段は、前記エコー信号のレベルに応じ
て前記複数の高域通過フィルタのうちの一つを選択し、 前記高域通過フィルタ手段は、選択された一つの高域通
過フィルタの出力信号を出力する ことを特徴とする超音
波パルスドプラ診断装置。3. The ultrasonic wave pattern according to claim 1 or 2.
In the Ruth-Doppler diagnostic apparatus, the high-pass filter means attenuates attenuation in a low frequency region.
The echo having a plurality of high-pass filters of different amounts,
The signal is input in parallel to each of these high-pass filters, and the attenuation amount adjusting means is responsive to the level of the echo signal.
One of the plurality of high-pass filters, the high-pass filter means selects one high-pass filter selected.
An ultrasonic pulse Doppler diagnostic apparatus, which outputs an output signal of an overfilter.
超音波パルスドプラ診断装置において、 前記エコー信号分類手段は、同一ビーム方向に対して複
数回送信される超音波パルスの初回送信に対する前記エ
コー信号についてのみ分類を行い、前記同一ビーム方向
に対して複数回送信される超音波パルスについてのエコ
ー信号のすべてに対し、前記高域通過フィルタ手段にお
いて前記初回送信に対するエコー信号の分類の結果に基
づく前記減衰量を適用する ことを特徴とする超音波パル
スドプラ診断装置。4. The method according to any one of claims 1 to 3.
In the ultrasonic pulse Doppler diagnostic apparatus, the echo signal classification means is configured to combine multiple echo signals in the same beam direction.
For the first transmission of ultrasonic pulse transmitted several times,
Only the co-signal is classified and the same beam direction
About ultrasonic pulse transmitted multiple times to
-For all signals, the high-pass filter means
Based on the results of the echo signal classification for the first transmission.
An ultrasonic pulse Doppler diagnostic apparatus characterized in that the above-mentioned attenuation amount is applied .
Priority Applications (1)
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| JP5159836A JPH088921B2 (en) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | Ultrasonic pulse Doppler diagnostic device |
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