JPH01139045A - 超音波エコーグラフ及びその使用方法 - Google Patents
超音波エコーグラフ及びその使用方法Info
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- JPH01139045A JPH01139045A JP63134529A JP13452988A JPH01139045A JP H01139045 A JPH01139045 A JP H01139045A JP 63134529 A JP63134529 A JP 63134529A JP 13452988 A JP13452988 A JP 13452988A JP H01139045 A JPH01139045 A JP H01139045A
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- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
- G10K11/18—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound
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- G—PHYSICS
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- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
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-
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- G01S7/52046—Techniques for image enhancement involving transmitter or receiver
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は超音波走査ビーム送信及び／又は受信用の少な
くとも１個の圧電トランスジューサを具えている超音波
エコーグラフに関するものである。
くとも１個の圧電トランスジューサを具えている超音波
エコーグラフに関するものである。
本発明は斯種のエコーグラフを用いる超音波エコーグラ
フィによって被検体を走査する方法にも関するものであ
る。
フィによって被検体を走査する方法にも関するものであ
る。
本発明は医療分野、特に器官の像を形成したり、これら
器官の組織の特徴表示をしたりする分野並びに拡散性物
質の非破壊試験の分野に有利に利用することができる。
器官の組織の特徴表示をしたりする分野並びに拡散性物
質の非破壊試験の分野に有利に利用することができる。
硬質材料について云えば、通常これらの材料はいずれも
粒状又は繊維組織をしている材料であり、特に粒子の大
きなチタンを含有している複合材料である。軟質材料に
ついて云えば、これらは特にチーズ及び肉のような酪農
製品の如き農産物である。
粒状又は繊維組織をしている材料であり、特に粒子の大
きなチタンを含有している複合材料である。軟質材料に
ついて云えば、これらは特にチーズ及び肉のような酪農
製品の如き農産物である。
医療分野において、上述したような超音波エコーグラフ
によって解決すべき一般的な問題は、−方では走査する
被検体の像を、その輪郭及び被検体の内部に存在する血
管の如き鏡面壁部の双方についてできるだけ正確に得る
必要があり、他方では同じ被検体としての器官の組織の
超音波減衰パラメータを正確に測定することによって確
かな病理学研究を可能とする必要がある。
によって解決すべき一般的な問題は、−方では走査する
被検体の像を、その輪郭及び被検体の内部に存在する血
管の如き鏡面壁部の双方についてできるだけ正確に得る
必要があり、他方では同じ被検体としての器官の組織の
超音波減衰パラメータを正確に測定することによって確
かな病理学研究を可能とする必要がある。
同様に、非破壊材料を試験する分野における技術的な問
題は、一方では非常に多孔質の領域と離層個所とを区別
することによって拡散材料のエコーグラフ雑音にて積層
亀裂部の如き不規則部を検出することにあり、他方では
超音波減衰パラメータを正確に測定することにより非破
壊試験に重要ないずれの定量測定をも行うことのできる
ようにする必要があることにある。
題は、一方では非常に多孔質の領域と離層個所とを区別
することによって拡散材料のエコーグラフ雑音にて積層
亀裂部の如き不規則部を検出することにあり、他方では
超音波減衰パラメータを正確に測定することにより非破
壊試験に重要ないずれの定量測定をも行うことのできる
ようにする必要があることにある。
このような一般的な技術的問題に対する種々の解決策は
既に提案されている。例えばエム・フィンク（Ｍ、Ｆｉ
ｎｋ）による論文”Ｉｍａｇｅｒｉｅ ｕＩｔｒａｓｏ
ｎｏｒｅ”（Ｊｏｕｒｎａｌ ｄｅ Ｐｈｙｓｉｑｕｅ
Ａｐｐ１３ｑｕ６ｅ １Ｂ（１９８３）の第５２７〜
５５６頁に発表）では、エコーグラフイメージングのあ
らゆる点について徹底的に解析しており、またフランス
国特許明細書第２５１４９１０号には減衰パラメータの
測定に関することが開示されている。
既に提案されている。例えばエム・フィンク（Ｍ、Ｆｉ
ｎｋ）による論文”Ｉｍａｇｅｒｉｅ ｕＩｔｒａｓｏ
ｎｏｒｅ”（Ｊｏｕｒｎａｌ ｄｅ Ｐｈｙｓｉｑｕｅ
Ａｐｐ１３ｑｕ６ｅ １Ｂ（１９８３）の第５２７〜
５５６頁に発表）では、エコーグラフイメージングのあ
らゆる点について徹底的に解析しており、またフランス
国特許明細書第２５１４９１０号には減衰パラメータの
測定に関することが開示されている。
従来の解決策は満足な結果をまねくことも屡々あるけれ
ども幾つかの欠点及び制約がある。
ども幾つかの欠点及び制約がある。
先ず、器官の輪郭の決定又は材料中の断層部、より一般
的には固定鏡面壁部の検出は、圧電トランスジューサに
より送信された超音波のコヒーレント（干渉性）特性に
関連して、調べる被検体内に含まれるマルチ拡散部によ
り発生されるエコーの構造的妨害によって損なわれる。
的には固定鏡面壁部の検出は、圧電トランスジューサに
より送信された超音波のコヒーレント（干渉性）特性に
関連して、調べる被検体内に含まれるマルチ拡散部によ
り発生されるエコーの構造的妨害によって損なわれる。
音響分野におけるこのような寄生現象は光学分野におけ
る「スペックル」として既知で、しかもレーザ伝送に関
連して贋々遭遇される「明るい粒子」を起生せしめるも
のに似ている。
る「スペックル」として既知で、しかもレーザ伝送に関
連して贋々遭遇される「明るい粒子」を起生せしめるも
のに似ている。
しかし、被検体内にランダムに分布されるマルチ拡散部
により発生されるエコーグラフ信号を分析することに基
づいて減衰パラメータを測定するには、比較的大きな体
積中に含まれるマルチ拡散部により発生されるエコーに
基づいて得られる多数のエコーグラフライン及びスペク
トルを記録する必要があるため、その測定期間中圧電ト
ランスジューサを変位させる必要があり、このトランス
ジューサの変位により空間分解能がかなり低下する。ま
た、走査される被検体内部に存在する鏡面壁部はマルチ
拡散部からのエコーにかなりの影響を及ぼし、従って所
望する減衰パラメータの決定にも影響を及ぼす。鏡面反
射部の正確な空間的位置測定では、マルチ拡散部により
放射される信号の分析に及ぼす悪影響しか低減させるこ
とができない。
により発生されるエコーグラフ信号を分析することに基
づいて減衰パラメータを測定するには、比較的大きな体
積中に含まれるマルチ拡散部により発生されるエコーに
基づいて得られる多数のエコーグラフライン及びスペク
トルを記録する必要があるため、その測定期間中圧電ト
ランスジューサを変位させる必要があり、このトランス
ジューサの変位により空間分解能がかなり低下する。ま
た、走査される被検体内部に存在する鏡面壁部はマルチ
拡散部からのエコーにかなりの影響を及ぼし、従って所
望する減衰パラメータの決定にも影響を及ぼす。鏡面反
射部の正確な空間的位置測定では、マルチ拡散部により
放射される信号の分析に及ぼす悪影響しか低減させるこ
とができない。
本発明によって解決すべき他の技術的な問題は、超音波
走査ビーム送信及び／又は受信用の少なくとも１個の圧
電トランスジューサを具えており、しかも走査される被
検体のエコーグラフ像を「スペックル」なしに良好に形
成すると共に、圧電トランスジューサを変位させる必要
はなく、従って空間分解能の損失なしで減衰パラメータ
を正確に決定する超音波エコーグラフを提供することに
ある。
走査ビーム送信及び／又は受信用の少なくとも１個の圧
電トランスジューサを具えており、しかも走査される被
検体のエコーグラフ像を「スペックル」なしに良好に形
成すると共に、圧電トランスジューサを変位させる必要
はなく、従って空間分解能の損失なしで減衰パラメータ
を正確に決定する超音波エコーグラフを提供することに
ある。
本発明は斯かる技術的な問題を解決するために、超音波
走査ビーム内に配置され、かつこのビームの軸線に対し
て変位自在のランダム・フェイズ・スクリーンを少なく
とも１個の圧電トランスジューサに関連させ、前記ラン
ダム・フェイズ・スクリーンの各位置に対するエコーグ
ラフラインを記録するための手段を設けたことを特徴と
する。なお、ここに云う「超音波走査ビームの軸線に対
して変位自在」とは、相対的な並進、回転又は回転／並
進運動の影響下にてランダム・フェイズ・スクリーンを
超音波ビームに対して動かせることを意味する。超音波
ビーム通路にランダム・フェイズ・スクリーンを設ける
ことの主たる技術的効果は、そのスクリーンを横切る超
音波ビームのコヒーレンス（干渉性）を崩壊させること
にある。
走査ビーム内に配置され、かつこのビームの軸線に対し
て変位自在のランダム・フェイズ・スクリーンを少なく
とも１個の圧電トランスジューサに関連させ、前記ラン
ダム・フェイズ・スクリーンの各位置に対するエコーグ
ラフラインを記録するための手段を設けたことを特徴と
する。なお、ここに云う「超音波走査ビームの軸線に対
して変位自在」とは、相対的な並進、回転又は回転／並
進運動の影響下にてランダム・フェイズ・スクリーンを
超音波ビームに対して動かせることを意味する。超音波
ビーム通路にランダム・フェイズ・スクリーンを設ける
ことの主たる技術的効果は、そのスクリーンを横切る超
音波ビームのコヒーレンス（干渉性）を崩壊させること
にある。
実際上、ランダム・フェイズ・スクリーンは、音伝搬速
度が水のそれとは異なる材料製で、しかも少なくとも片
面がランダムな粒状の粗面をしている平板で形成する。
度が水のそれとは異なる材料製で、しかも少なくとも片
面がランダムな粒状の粗面をしている平板で形成する。
この平板の材料の音伝搬速度は、その平板表面の粒状物
の分布に関連するランダムな位相差、好ましくは最大位
相差を発生させるために水の音伝搬速度とは相違させる
必要があり、トランスジューサにより交信される被検体
が水と音響的に等価であることは既知である。また、感
度を向上させるためには、ランダム・フェイズ・スクリ
ーンの材料の音響インピーダンスを水のそれとほぼ等し
くするのが好適である。
の分布に関連するランダムな位相差、好ましくは最大位
相差を発生させるために水の音伝搬速度とは相違させる
必要があり、トランスジューサにより交信される被検体
が水と音響的に等価であることは既知である。また、感
度を向上させるためには、ランダム・フェイズ・スクリ
ーンの材料の音響インピーダンスを水のそれとほぼ等し
くするのが好適である。
本発明による方法は、ランダム・フェイズ・スクリーン
の種々の位置に対して記録されるエコーグラフラインの
包絡線を加算して、この加算したものから鏡面反射領域
を決定するようにすることを特徴とする。鏡面反射部に
関連するこれらの包絡線の最大値は常に同じ個所に位置
するも、マルチ拡散部に関連する最大値はランダムにシ
フトされるため、ランダム・フェイズ・スクリーンの多
数の位置での多数の記録（例えば１００回）に対する包
絡線の加算は鏡面反射部による最大値を十分に高め、従
って器官壁部、材料の断層部又は他の鏡面壁部の位置測
定が極めて正確となる。このように、本発明によるエコ
ーグラフによる像形成は従来のものと比較するに、エコ
ーグラフの「スペックル」を低減させる新規なものであ
る。
の種々の位置に対して記録されるエコーグラフラインの
包絡線を加算して、この加算したものから鏡面反射領域
を決定するようにすることを特徴とする。鏡面反射部に
関連するこれらの包絡線の最大値は常に同じ個所に位置
するも、マルチ拡散部に関連する最大値はランダムにシ
フトされるため、ランダム・フェイズ・スクリーンの多
数の位置での多数の記録（例えば１００回）に対する包
絡線の加算は鏡面反射部による最大値を十分に高め、従
って器官壁部、材料の断層部又は他の鏡面壁部の位置測
定が極めて正確となる。このように、本発明によるエコ
ーグラフによる像形成は従来のものと比較するに、エコ
ーグラフの「スペックル」を低減させる新規なものであ
る。
従って、非破壊材料試験の分野では、離層部分と十分な
多孔性部分とを区別することができる。
多孔性部分とを区別することができる。
実際には、慣例の方法で断層部を指定した後に、ランダ
ム・フェイズ・スクリーンの種々の位置に対して記録し
たエコーグラフラインの包絡線を加算するにより離層部
（鏡面反射部）に対する最大値を高めるが、これは斯か
る断層部が十分な多孔質のもの（多数の小さな拡散部）
で形成される場合ではない。
ム・フェイズ・スクリーンの種々の位置に対して記録し
たエコーグラフラインの包絡線を加算するにより離層部
（鏡面反射部）に対する最大値を高めるが、これは斯か
る断層部が十分な多孔質のもの（多数の小さな拡散部）
で形成される場合ではない。
本発明による超音波エコーグラフ及びこのエコーグラフ
による超音波エコーグラフィにより被検体を走査する方
法による他の利点は、走査される被検体の減衰パラメー
タβの決定に関係し、このパラメータはα（Ｆ）＝βＦ
によって規定され、ここにα（Ｆ）は減衰度であり、ま
たβは周波数の関数としての減衰度の勾配である。βが
、所定の走査深度２に対してエコーグラフ信号の振幅を
超音波周波数の関数として表わす平均スペクトルパワー
Ａ” 、 （Ｆ）に基づいて求められることは既知であ
る。走査深度２に対するＡ” 、 （Ｆ）の中心周波数
Ｆ （ｚ）が判っている場合には、つぎの関係式（フラ
ンス国特許明細書第２５１４９１０号参照）を利用する
ことにより２を伴うＦ （ｚ）の変数からβを実験的に
求めることができる。
による超音波エコーグラフィにより被検体を走査する方
法による他の利点は、走査される被検体の減衰パラメー
タβの決定に関係し、このパラメータはα（Ｆ）＝βＦ
によって規定され、ここにα（Ｆ）は減衰度であり、ま
たβは周波数の関数としての減衰度の勾配である。βが
、所定の走査深度２に対してエコーグラフ信号の振幅を
超音波周波数の関数として表わす平均スペクトルパワー
Ａ” 、 （Ｆ）に基づいて求められることは既知であ
る。走査深度２に対するＡ” 、 （Ｆ）の中心周波数
Ｆ （ｚ）が判っている場合には、つぎの関係式（フラ
ンス国特許明細書第２５１４９１０号参照）を利用する
ことにより２を伴うＦ （ｚ）の変数からβを実験的に
求めることができる。
ここに、δ（ｚ）は走査深度２に対するＡ２□（Ｆ）の
スペクトル幅である。実際上、δ（ｚ）は走査深度２で
は殆ど変化しない。これがため、βを２の関数としての
Ｆ （ｚ）の勾配にリンクさせる。
スペクトル幅である。実際上、δ（ｚ）は走査深度２で
は殆ど変化しない。これがため、βを２の関数としての
Ｆ （ｚ）の勾配にリンクさせる。
パラメータβを測定する斯かる方法では、十分多数のエ
コーグラフラインを記録する必要がある。
コーグラフラインを記録する必要がある。
この要求を満足させるために、本発明の好適例では、ラ
ンダム・フェイズ・スクリーンの種々の位置に対して記
録されたエコーグラフラインを、これらのラインに沿っ
て変位される分析ウィンドウを介して累積的に分析し、
この分析結果から所定の走査深度２に対する前記分析ウ
ィンドウ内のエコーグラフ信号の振幅値を提供する平均
スペクトルパワーＡ” 、 （Ｆ）のスペクトル幅δ（
２）及び中心周波数Ｆ （ｚ）の関数として走査される
被検体の減衰パラメータを導出する。点しくこれは走査
深度ｚ＝ｃｔ／２と等価である）を中心とする分析ウィ
ンドウは、エコーグラフラインｅ（ｔ）の幅がΔｔで、
厚さがΔｚ＝ｃΔｔ／２ （ｃは超音波の速度）に相当
する時間領域を隔離する。
ンダム・フェイズ・スクリーンの種々の位置に対して記
録されたエコーグラフラインを、これらのラインに沿っ
て変位される分析ウィンドウを介して累積的に分析し、
この分析結果から所定の走査深度２に対する前記分析ウ
ィンドウ内のエコーグラフ信号の振幅値を提供する平均
スペクトルパワーＡ” 、 （Ｆ）のスペクトル幅δ（
２）及び中心周波数Ｆ （ｚ）の関数として走査される
被検体の減衰パラメータを導出する。点しくこれは走査
深度ｚ＝ｃｔ／２と等価である）を中心とする分析ウィ
ンドウは、エコーグラフラインｅ（ｔ）の幅がΔｔで、
厚さがΔｚ＝ｃΔｔ／２ （ｃは超音波の速度）に相当
する時間領域を隔離する。
従って、ランダム・フェイズ・スクリーンによって測定
点の数を増やすことができ、このことは本質的には、ラ
ンダム・フェイズ・スクリーンの各位置に対してマルチ
拡散部が互いにランダムに仮想的にシフトされることを
意味する。従って、圧電トランスジューサそのものを最
早変位させる必要がなく、このことからして平均スペク
トルパワーの測定に当り空間分解能を向上させることが
できると云う利点がある。
点の数を増やすことができ、このことは本質的には、ラ
ンダム・フェイズ・スクリーンの各位置に対してマルチ
拡散部が互いにランダムに仮想的にシフトされることを
意味する。従って、圧電トランスジューサそのものを最
早変位させる必要がなく、このことからして平均スペク
トルパワーの測定に当り空間分解能を向上させることが
できると云う利点がある。
さらに、斯くしてエコーグラフラインに沿う鏡面反射領
域の正確な位置が判るため、中心周波数Ｆ （ｚ）及び
スペクトル幅Δ（ｚ）を決定するのに鏡面反射領域の寄
生作用をなくすのが比較的簡単である。これがため、分
析ウィンドウは鏡面反射領域を避けながら前記エコーグ
ラフラインに沿って変位させる。
域の正確な位置が判るため、中心周波数Ｆ （ｚ）及び
スペクトル幅Δ（ｚ）を決定するのに鏡面反射領域の寄
生作用をなくすのが比較的簡単である。これがため、分
析ウィンドウは鏡面反射領域を避けながら前記エコーグ
ラフラインに沿って変位させる。
本発明による方法の特定例では、ランダム・フェイズ・
スクリーンの各位置に対するエコーグラフラインの基本
スペクトルパワーＡ２ｚ（Ｆ）をフーリエ変換により計
算し、かつ平均スペクトルパワーＡｚ□（Ｆ）を得るた
めにランダム・フェイズ・スクリーンのすべての位置に
おける前記分析ウィンドウ内の基本スペクトルパワーを
加算する。
スクリーンの各位置に対するエコーグラフラインの基本
スペクトルパワーＡ２ｚ（Ｆ）をフーリエ変換により計
算し、かつ平均スペクトルパワーＡｚ□（Ｆ）を得るた
めにランダム・フェイズ・スクリーンのすべての位置に
おける前記分析ウィンドウ内の基本スペクトルパワーを
加算する。
さらに本発明の好適例では、エコーグラフラインのスペ
クトルの中心周波数Ｆ （ｚ）を、分析ウィンドウの所
定位置に対し、ランダム・フェイズ・スクリーンのすべ
ての位置に対して累算した零交差の数の平均値により決
定し、スペクトル幅δ（ｚ）を送信超音波信号に対する
平面反射部からのエコーに基づいて測定し、ランダム・
フェイズ・スクリーンのすべての位置に対するこれらの
エコーを累算せしめる。このようにするには、δ（ｚ）
が２にほぼ無関係であり、しかも零交差の数が中心周波
数Ｆ（ｚ）に比例する（文献ＩＩ＾ｔｔｅｎｕａｔｉｏ
ｎ ｅｓｔｉｍａ−ｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｔｈｅ
ｚｅｒｏ−ｃｒｏｓｓｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｃ
Ｐｈａｎｔｏｍｓｔｕｄｉｅｓ ”Ｕｌｔｒａｓｏｎ
ｉｃ Ｉｍａｇｉｎｇ＋ Ｖｏｌ ７＋ ｐｐ１２２＝
１３２ （１９８５）参照）と云うことを考慮する。
クトルの中心周波数Ｆ （ｚ）を、分析ウィンドウの所
定位置に対し、ランダム・フェイズ・スクリーンのすべ
ての位置に対して累算した零交差の数の平均値により決
定し、スペクトル幅δ（ｚ）を送信超音波信号に対する
平面反射部からのエコーに基づいて測定し、ランダム・
フェイズ・スクリーンのすべての位置に対するこれらの
エコーを累算せしめる。このようにするには、δ（ｚ）
が２にほぼ無関係であり、しかも零交差の数が中心周波
数Ｆ（ｚ）に比例する（文献ＩＩ＾ｔｔｅｎｕａｔｉｏ
ｎ ｅｓｔｉｍａ−ｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｔｈｅ
ｚｅｒｏ−ｃｒｏｓｓｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｃ
Ｐｈａｎｔｏｍｓｔｕｄｉｅｓ ”Ｕｌｔｒａｓｏｎ
ｉｃ Ｉｍａｇｉｎｇ＋ Ｖｏｌ ７＋ ｐｐ１２２＝
１３２ （１９８５）参照）と云うことを考慮する。
さらに本発明の他の例では、中心周波数がＦの狭帯域通
過フィルタによってエコーグラフラインをろ波し、かつ
この周波数Ｆの場合の前記包絡線の和を対数変換して、
これから周波数Ｆにより分割される減衰度α（Ｆ）を導
出して関係式α（Ｆ）＝βＦに基づくパラメータを得る
。この場合に、斯くして計算される包絡線がｅｘｐ （
−α（Ｆ）ｃｔ／２）となることは既知である。
過フィルタによってエコーグラフラインをろ波し、かつ
この周波数Ｆの場合の前記包絡線の和を対数変換して、
これから周波数Ｆにより分割される減衰度α（Ｆ）を導
出して関係式α（Ｆ）＝βＦに基づくパラメータを得る
。この場合に、斯くして計算される包絡線がｅｘｐ （
−α（Ｆ）ｃｔ／２）となることは既知である。
以下図面につき本発明を説明する。
第１図は被検体（器官又は材料）２１の走査用超音波エ
コーグラフにおけるトランスジューサ段の原理を示す斜
視図であり、被検体２１は壁部２２と、血管又は断層の
如き鏡面反射部２３と、被検体内に分布されているマル
チ（多数の）拡散部２４とで構成される。本発明による
エコーグラフは超音波走査ビーム２０の送信兼受信用の
圧電トランスジューサ１０を具えている。第４及び第５
図に詳細に示すように、圧電トランスジューサ１０は超
音波信号用の送信段１００と受信段２００とに接続する
。第１図から明らかなように、こ９例の場合には静止し
ている圧電トランスジューサ１０にランダム・フェイズ
・スクリーン１１を関連させる。このスクリーン１１は
超音波走査ビーム２０の軸線に対して変位自在、この例
の場合には回転自在に配置する。第１図に示す例の場合
にはランダム・フェイズ・スクリーン１１を、その各位
置（例えば１００個の位置）が角度αを囲むように走査
ビーム２０の軸線を中心に回転させることができ、ラン
ダム・フェイズ・スクリーンの各位置に対するエコーグ
ラフラインを記録する。概して、ランダム・フェイズ・
スクリーン１１は、音伝搬速度が水のそれとは異なり、
しかも少なくとも片面がランダムにざらざらした荒い面
をしている材料製の平板として構成する。このようにし
て使用し得る材料の内から、適切な感度とするために音
響インピーダンスが水の音響インピーダンスに近似する
材料を選定するのが好適である。この点で好適な材料に
は、音伝搬速度が水の音伝搬速度よりも低いが、密度が
水よりも大きいゴムがある。しかし、ゴムはさ程硬くな
く、しかも信号をかなり減衰させる。ゴムよりも硬くし
て、しかも信号減衰度が低い材料には特にＴＰＸとして
既知の市販のものがあり、この材料の音伝搬速度は水の
それよりも高く、しかも密度は水よりも低い。材料のざ
らざらした粒状面に関する限り、粒の大きさはコヒーレ
ンス長が音波の波長、即ち数１０ミリメートル以上とな
るようにするのが好適である。粒の厚さはπに相当する
位相差を持たらすのに十分な厚さとする必要がある。
コーグラフにおけるトランスジューサ段の原理を示す斜
視図であり、被検体２１は壁部２２と、血管又は断層の
如き鏡面反射部２３と、被検体内に分布されているマル
チ（多数の）拡散部２４とで構成される。本発明による
エコーグラフは超音波走査ビーム２０の送信兼受信用の
圧電トランスジューサ１０を具えている。第４及び第５
図に詳細に示すように、圧電トランスジューサ１０は超
音波信号用の送信段１００と受信段２００とに接続する
。第１図から明らかなように、こ９例の場合には静止し
ている圧電トランスジューサ１０にランダム・フェイズ
・スクリーン１１を関連させる。このスクリーン１１は
超音波走査ビーム２０の軸線に対して変位自在、この例
の場合には回転自在に配置する。第１図に示す例の場合
にはランダム・フェイズ・スクリーン１１を、その各位
置（例えば１００個の位置）が角度αを囲むように走査
ビーム２０の軸線を中心に回転させることができ、ラン
ダム・フェイズ・スクリーンの各位置に対するエコーグ
ラフラインを記録する。概して、ランダム・フェイズ・
スクリーン１１は、音伝搬速度が水のそれとは異なり、
しかも少なくとも片面がランダムにざらざらした荒い面
をしている材料製の平板として構成する。このようにし
て使用し得る材料の内から、適切な感度とするために音
響インピーダンスが水の音響インピーダンスに近似する
材料を選定するのが好適である。この点で好適な材料に
は、音伝搬速度が水の音伝搬速度よりも低いが、密度が
水よりも大きいゴムがある。しかし、ゴムはさ程硬くな
く、しかも信号をかなり減衰させる。ゴムよりも硬くし
て、しかも信号減衰度が低い材料には特にＴＰＸとして
既知の市販のものがあり、この材料の音伝搬速度は水の
それよりも高く、しかも密度は水よりも低い。材料のざ
らざらした粒状面に関する限り、粒の大きさはコヒーレ
ンス長が音波の波長、即ち数１０ミリメートル以上とな
るようにするのが好適である。粒の厚さはπに相当する
位相差を持たらすのに十分な厚さとする必要がある。
従って、本発明の本来の利点は圧電トランスジューサ１
０を変位させる必要なく、このために空間分解能の損失
なくしてランダム・フェイズ・スクリーンの位置の数に
相当するファクタだけ相関性のない測定点を増加するこ
とにある。
０を変位させる必要なく、このために空間分解能の損失
なくしてランダム・フェイズ・スクリーンの位置の数に
相当するファクタだけ相関性のない測定点を増加するこ
とにある。
第２ａ＋第２ｂ及び第２Ｃ図は本発明による装置によっ
て得られるエコーグラフラインの包絡線を如何にして分
析することにより第１図の被検体２１の像を、その壁部
２２及び鏡面反射部（内壁）２３の双方について極めて
正確に決定し得るかを示したものである。第２ａ図はラ
ンダム・フェイズ・スクリーンの所定の位置αに対して
記録されたエコーグラフラインｅ （ｔ）を示す。この
エコーグラフラインはマルチ拡散部２４によって生じた
エコ一部３１と、壁部２２及び２３のような障害物によ
る鏡面反射部によって生じたエコ一部３０とを含んでい
る。従って、エコーグラフラインｅ（ｔ）の包絡線［！
（ｔ）は複数の最大値を含んでおり、これらの最大値の
内の幾つかはマルチ拡散部に関連し、その振幅はそれが
鏡面反射領域３０の位置測定を妨げる程に高いものであ
る。このような状態での包絡線の分析によれば、走査さ
れる被検体２１のエコーグラフ像に或る程度正確さが欠
けることになる。第２ｂ図はランダム・フェイズ・スク
リーン１１の他の位置α＋Δαでのエコーグラフライン
ｅ（ｔ）を記録したものであり、Δαは例えば前記ラン
ダム・フェイズ・スクリーンの回転ステップである。こ
のエコーグラフラインの構成は第２ａ図のものに似てお
り、マルチ拡散部に関連する包絡線Ｅ（ｔ）の最大値は
エコーグラフラインに沿って第２ａ図の場合と同じ距離
の所には位置していないが、鏡面反射部に関連する包絡
線Ｅ（ｔ）の最大値は同じ位置に現れる。従って、第２
ｃ図から明らかなように、ランダム・フェイズ・スクリ
ーンのすべての位置αに対して記録したエコーグラフラ
インの全包絡線Ｅ（ｔ）を加算する場合に、鏡面反射部
に関連する最大値は一次関数的に加算されるも、マルチ
拡散部に関連する最大値は、これらの拡散部がランダム
に分布されているために単に二乗則的に加算されるだけ
である。従って、ランダム・フェイズ・スクリーンの１
００個の別個の位置に対し、鏡面反射領域３０の決定精
度は析１＝１０向上し、この顕著な改善により器官の像
の品質は非常に良好となる。
て得られるエコーグラフラインの包絡線を如何にして分
析することにより第１図の被検体２１の像を、その壁部
２２及び鏡面反射部（内壁）２３の双方について極めて
正確に決定し得るかを示したものである。第２ａ図はラ
ンダム・フェイズ・スクリーンの所定の位置αに対して
記録されたエコーグラフラインｅ （ｔ）を示す。この
エコーグラフラインはマルチ拡散部２４によって生じた
エコ一部３１と、壁部２２及び２３のような障害物によ
る鏡面反射部によって生じたエコ一部３０とを含んでい
る。従って、エコーグラフラインｅ（ｔ）の包絡線［！
（ｔ）は複数の最大値を含んでおり、これらの最大値の
内の幾つかはマルチ拡散部に関連し、その振幅はそれが
鏡面反射領域３０の位置測定を妨げる程に高いものであ
る。このような状態での包絡線の分析によれば、走査さ
れる被検体２１のエコーグラフ像に或る程度正確さが欠
けることになる。第２ｂ図はランダム・フェイズ・スク
リーン１１の他の位置α＋Δαでのエコーグラフライン
ｅ（ｔ）を記録したものであり、Δαは例えば前記ラン
ダム・フェイズ・スクリーンの回転ステップである。こ
のエコーグラフラインの構成は第２ａ図のものに似てお
り、マルチ拡散部に関連する包絡線Ｅ（ｔ）の最大値は
エコーグラフラインに沿って第２ａ図の場合と同じ距離
の所には位置していないが、鏡面反射部に関連する包絡
線Ｅ（ｔ）の最大値は同じ位置に現れる。従って、第２
ｃ図から明らかなように、ランダム・フェイズ・スクリ
ーンのすべての位置αに対して記録したエコーグラフラ
インの全包絡線Ｅ（ｔ）を加算する場合に、鏡面反射部
に関連する最大値は一次関数的に加算されるも、マルチ
拡散部に関連する最大値は、これらの拡散部がランダム
に分布されているために単に二乗則的に加算されるだけ
である。従って、ランダム・フェイズ・スクリーンの１
００個の別個の位置に対し、鏡面反射領域３０の決定精
度は析１＝１０向上し、この顕著な改善により器官の像
の品質は非常に良好となる。
第３ａ、第３ｂ、第３０及び第３ｄ図は、フーリエ変換
による分析の場合にエコーグラフラインｅ（ｔ）を記録
したものから如何にして減衰パラメータβを決定し得る
かを示したものである。
による分析の場合にエコーグラフラインｅ（ｔ）を記録
したものから如何にして減衰パラメータβを決定し得る
かを示したものである。
第３ａ図から明らかなように、ランダム・フェイズ・ス
クリーン１１の各位置αに対し記録したエコーグラフラ
インｅ（ｔ）は、このエコーグラフラインに沿って変位
させる分析ウィンドウ４０を経て累積的に分析される。
クリーン１１の各位置αに対し記録したエコーグラフラ
インｅ（ｔ）は、このエコーグラフラインに沿って変位
させる分析ウィンドウ４０を経て累積的に分析される。
分析ウィンドウ４０は組織の厚さΔｚ＝ｃΔｔ／２に対
応する幅ΔＬを有する時間領域を規定する。減衰パラメ
ータβは走査される被検体２１内に分布されるマルチ拡
散部２４によって放出されるエコー３１の分析に基づい
て決定される。
応する幅ΔＬを有する時間領域を規定する。減衰パラメ
ータβは走査される被検体２１内に分布されるマルチ拡
散部２４によって放出されるエコー３１の分析に基づい
て決定される。
このようなことからして、鏡面反射領域３０は寄生信号
に対応する。第２ａ、第２ｂ及び第２Ｃ図につき説明し
た処置によって鏡面反射領域の逆効果をなくすことがで
きる。実際上、これらの鏡面反射領域３０はエコーグラ
フラインに必ず位置するから、第３ａ図から明らかなよ
うに分析ウィンドウ４０を既知の鏡面反射領域を避けな
がらエコーグラフラインに沿って変位させれば充分であ
る。
に対応する。第２ａ、第２ｂ及び第２Ｃ図につき説明し
た処置によって鏡面反射領域の逆効果をなくすことがで
きる。実際上、これらの鏡面反射領域３０はエコーグラ
フラインに必ず位置するから、第３ａ図から明らかなよ
うに分析ウィンドウ４０を既知の鏡面反射領域を避けな
がらエコーグラフラインに沿って変位させれば充分であ
る。
エコーグラフラインｅ（ｔ）に沿う分析ウィンドウ４０
の所定位置（この位置は時間ｔ、ＩＩＩち走査深度ｚ＝
ｃｔ／２によっても特徴付けられる）及びランダム・フ
ェイズ・スクリーン１１の所定位置αに対する対応する
スペクトルパワーＡ” 、 （Ｆ）は、第３ｂ図に示す
場合にはフーリエ変換によって計算される。このパワー
そのものは概して並の品質のものであり、これは分析ウ
ィンドウ内の拡散部からの幾つかのエコーの存在による
多数の不規則性を含んでいるために減衰パラメータβを
正確に決定するのにこのパワーを用いることは困難であ
る。
の所定位置（この位置は時間ｔ、ＩＩＩち走査深度ｚ＝
ｃｔ／２によっても特徴付けられる）及びランダム・フ
ェイズ・スクリーン１１の所定位置αに対する対応する
スペクトルパワーＡ” 、 （Ｆ）は、第３ｂ図に示す
場合にはフーリエ変換によって計算される。このパワー
そのものは概して並の品質のものであり、これは分析ウ
ィンドウ内の拡散部からの幾つかのエコーの存在による
多数の不規則性を含んでいるために減衰パラメータβを
正確に決定するのにこのパワーを用いることは困難であ
る。
しかし、本発明の本来の利点は、ランダム・フェイズ・
スクリーンのすべての位置に対し°て計算される同じ分
析ウィンドウ４０内の基本スペクトルパワーＡ２ｚ（Ｆ
）を加算すれば、高品質の平滑平均スペクトルパワーＡ
” 、 （Ｆ）（第３ｃ図）が得られ、特に各深度２に
対して平均スペクトルパワーδ（ｚ）を正確に決定し得
ることにある。なお、このような改善は圧電トランスジ
ューサＩＯを変位させることなく、即ち空間分解能を損
ねることなく得られる。
スクリーンのすべての位置に対し°て計算される同じ分
析ウィンドウ４０内の基本スペクトルパワーＡ２ｚ（Ｆ
）を加算すれば、高品質の平滑平均スペクトルパワーＡ
” 、 （Ｆ）（第３ｃ図）が得られ、特に各深度２に
対して平均スペクトルパワーδ（ｚ）を正確に決定し得
ることにある。なお、このような改善は圧電トランスジ
ューサＩＯを変位させることなく、即ち空間分解能を損
ねることなく得られる。
Ｆ （ｚ）及びδ（２）が２の関数として変化する（第
３ｄ図）ことは既知であり、このことから所望な減衰パ
ラメータβは次式の関係式によって導出される。
３ｄ図）ことは既知であり、このことから所望な減衰パ
ラメータβは次式の関係式によって導出される。
実行させるのが常に厄介なフーリエ変換技術を利用しな
いでＦ （ｚ）及びδ（ｚ）を計算する他の方法は、Ｌ
（又はｚ ＝ｃｔ／ ２ ）を中心とする分析ウィンド
ウ４０内のエコーグラフラインの零交差の数の平均値（
これはランダム・フェイズ・スクリーンのすべての位置
αにわたり求められる）に基づいて中心周波数Ｆ （ｚ
）を決定する方法である。零交差の数が中心周波数Ｆ
（ｚ）に比例することは既知である。スペクトル幅δ（
２）について云えば、これは深度２の関数としては殆ど
変化しないから、これは送信された超音波信号に対する
反射面からのエコーを記録することにより一度で計算す
ることができるのであり、ランダム・フェイズ・スクリ
ーン１１のすべての位置αにおける前記反射面からのエ
コーは累積される。
いでＦ （ｚ）及びδ（ｚ）を計算する他の方法は、Ｌ
（又はｚ ＝ｃｔ／ ２ ）を中心とする分析ウィンド
ウ４０内のエコーグラフラインの零交差の数の平均値（
これはランダム・フェイズ・スクリーンのすべての位置
αにわたり求められる）に基づいて中心周波数Ｆ （ｚ
）を決定する方法である。零交差の数が中心周波数Ｆ
（ｚ）に比例することは既知である。スペクトル幅δ（
２）について云えば、これは深度２の関数としては殆ど
変化しないから、これは送信された超音波信号に対する
反射面からのエコーを記録することにより一度で計算す
ることができるのであり、ランダム・フェイズ・スクリ
ーン１１のすべての位置αにおける前記反射面からのエ
コーは累積される。
さらに、関連するいずれの例にも、フランス国特許明細
書第２５５４２３８号に開示されており、しかも本来前
記ランダム・フェイズ・スクリーンを具えている圧電ト
ランスジューサの各走査深度Ｚに対する平均回折曲線Ｄ
” １ （Ｆ）を予め記録し、ついでランダム・フェイ
ズ・スクリーンのすべての位置αに対する前記平均回折
曲線を加算する方法によって回折効果を考慮することが
できる。
書第２５５４２３８号に開示されており、しかも本来前
記ランダム・フェイズ・スクリーンを具えている圧電ト
ランスジューサの各走査深度Ｚに対する平均回折曲線Ｄ
” １ （Ｆ）を予め記録し、ついでランダム・フェイ
ズ・スクリーンのすべての位置αに対する前記平均回折
曲線を加算する方法によって回折効果を考慮することが
できる。
第４図は本発明による超音波エコーグラフにおけるエコ
ーグラフラインｅ（ｔ）の平均包絡線１４（ｔ）を検出
するのに仕える段を示す線図である。この第４図から明
らかなように、トランスジューサ１０は送信段１００と
、受信段２００とに接続され、送信段１００は本来慣例
の如く電気励振信号発生器を具えており、受信段２００
は深度の関数としての利得補償を含んでいるＲＦ増幅器
２０１を具えており、この増幅器は受信段２００の入力
端子に接続されている。
ーグラフラインｅ（ｔ）の平均包絡線１４（ｔ）を検出
するのに仕える段を示す線図である。この第４図から明
らかなように、トランスジューサ１０は送信段１００と
、受信段２００とに接続され、送信段１００は本来慣例
の如く電気励振信号発生器を具えており、受信段２００
は深度の関数としての利得補償を含んでいるＲＦ増幅器
２０１を具えており、この増幅器は受信段２００の入力
端子に接続されている。
増幅器２０１には２つの並列処理チャネルが追従し、そ
の一方のチャネルは包絡線検波用の段２１０に接続され
、他方のチャネルは減衰パラメータβ測定用の段２２０
に接続される。包絡線検波段２１０は低域通過フィルタ
２１２に接続される整流器２１１を具えている。これら
により整流され、かつろ波された信号はランダム・フェ
イズ・スクリーンの１つの位置に対するエコーグラフラ
インｅ（ｔ）の包絡線Ｅ（ｔ）に相当する。ランダム・
フェイズ・スクリーンのすべての位置に対する測定値の
累算によるＥ （ｔ）を得るために、低域通過フィルタ
２１２によって供給される包絡線信号Ｅ（ｔ）を加算器
２１３によって加算する。この加算器はＡ／Ｄ変換器２
１４及びデジタルメモリ２１５を具えており、このメモ
リでは変換器２１４によって供給されるデジタル信号を
加算する。最後に、デジタル形態にて得られる包絡線Ｅ
（ｔ）をＤ／Ａ変換器２１６によってアナログ信号に変
換する。
の一方のチャネルは包絡線検波用の段２１０に接続され
、他方のチャネルは減衰パラメータβ測定用の段２２０
に接続される。包絡線検波段２１０は低域通過フィルタ
２１２に接続される整流器２１１を具えている。これら
により整流され、かつろ波された信号はランダム・フェ
イズ・スクリーンの１つの位置に対するエコーグラフラ
インｅ（ｔ）の包絡線Ｅ（ｔ）に相当する。ランダム・
フェイズ・スクリーンのすべての位置に対する測定値の
累算によるＥ （ｔ）を得るために、低域通過フィルタ
２１２によって供給される包絡線信号Ｅ（ｔ）を加算器
２１３によって加算する。この加算器はＡ／Ｄ変換器２
１４及びデジタルメモリ２１５を具えており、このメモ
リでは変換器２１４によって供給されるデジタル信号を
加算する。最後に、デジタル形態にて得られる包絡線Ｅ
（ｔ）をＤ／Ａ変換器２１６によってアナログ信号に変
換する。
第５図は第４図に示した超音波エコーグラフにおける減
衰パラメータβを決定するのに仕える段２２０の２通り
の形態を示したものである。第３ａ〜第３ｄ図に関連す
るもの（第５ａ図参照）では、ウィンドウパルス発生器
２２１によって供給される摺動ウィンドウ内のランダム
・フェイズ・スクリーンの各位置に対するエコーグラフ
ラインｅ（ｔ）を分析する。ついで基本スペクトルパワ
ーＡ２ｚ（Ｆ）を高速フーリエ変換段２２２によって計
算する。つぎに、ランダム・フェイズ・スクリーンのす
べての位置に対する基本スペクトルパワーＡｚ、（Ｆ）
を第４図に示した加算器２１５に似ている加算器２２３
により加算する。ついで加算器２２３の出力端子に得ら
れた平均スペクトルパワーＡ” 、 （Ｆ）のパラメー
タδ（ｚ）及びＦ（ｚ）を計算して、最終的にβを２の
関数としてのδ（ｚ）及びＦ （ｚ）の変数から導出す
ることができる。
衰パラメータβを決定するのに仕える段２２０の２通り
の形態を示したものである。第３ａ〜第３ｄ図に関連す
るもの（第５ａ図参照）では、ウィンドウパルス発生器
２２１によって供給される摺動ウィンドウ内のランダム
・フェイズ・スクリーンの各位置に対するエコーグラフ
ラインｅ（ｔ）を分析する。ついで基本スペクトルパワ
ーＡ２ｚ（Ｆ）を高速フーリエ変換段２２２によって計
算する。つぎに、ランダム・フェイズ・スクリーンのす
べての位置に対する基本スペクトルパワーＡｚ、（Ｆ）
を第４図に示した加算器２１５に似ている加算器２２３
により加算する。ついで加算器２２３の出力端子に得ら
れた平均スペクトルパワーＡ” 、 （Ｆ）のパラメー
タδ（ｚ）及びＦ（ｚ）を計算して、最終的にβを２の
関数としてのδ（ｚ）及びＦ （ｚ）の変数から導出す
ることができる。
第５ｂ図の減衰パラメータ測定段２２０では、増幅器２
０１によって供給されるエコーグラフ信号を中心周波数
がＦの狭通過帯域フィルタ２２５により周波数Ｆにでろ
波する。ついでこのろ波した信号の平均包絡線を第４図
につき説明した種類の包絡線検波器２２６により計算す
る。このようにして得られる平均包絡線は降順指数曲線
ｅｘｐ （−α（Ｆ） ・ｃｔ／２）であり、ここに
α（Ｆ）は周波数Ｆに対する減衰器である。対数増幅器
２２７はこの指数曲線を勾配が一α（Ｆ）ｃ／２）の直
線に変換する。この勾配を微分段２２８により測定する
ことにより減衰度α（Ｆ）を得る。帯域通過フィルタ２
２５の中心周波数Ｆを変えることによって、Ｆの関数と
してのα（Ｆ）の変化分を調べることができ、これから
βをβ＝α（Ｆ）／Ｆとして引出すことができる。
０１によって供給されるエコーグラフ信号を中心周波数
がＦの狭通過帯域フィルタ２２５により周波数Ｆにでろ
波する。ついでこのろ波した信号の平均包絡線を第４図
につき説明した種類の包絡線検波器２２６により計算す
る。このようにして得られる平均包絡線は降順指数曲線
ｅｘｐ （−α（Ｆ） ・ｃｔ／２）であり、ここに
α（Ｆ）は周波数Ｆに対する減衰器である。対数増幅器
２２７はこの指数曲線を勾配が一α（Ｆ）ｃ／２）の直
線に変換する。この勾配を微分段２２８により測定する
ことにより減衰度α（Ｆ）を得る。帯域通過フィルタ２
２５の中心周波数Ｆを変えることによって、Ｆの関数と
してのα（Ｆ）の変化分を調べることができ、これから
βをβ＝α（Ｆ）／Ｆとして引出すことができる。
第６図は圧電トランスジューサ１０を２つのランダム・
フェイズ・スクリーン１１．１２に関連させる本発明に
よる装置の特定例の断面図である。特に、静止している
第１ランダム・フェイズ・スクリーン１１は音響適合用
の液体５１を満たしである容器５０の窓を形成し、容器
５０は圧電トランスジューサ１０を囲み、またこのトラ
ンスジューサそれ自体は第２ランダム・フェイズ・スク
リーン１２を具えている。圧電トランスジューサ１０及
びランダム・フェイズ・スクリーン１２はそれらの軸線
を中心にモータ６０により回転する。他方に対して可動
自在の２個のランダム・フェイズ・スクリーンを設ける
ことの利点は、相関性のない（ｄｅｃｏｒｒｅ ｌａ
ｔｅｄ）エコーグラフラインを得るのに必要とされる回
転角を小さくし、従って可動ランダム・フェイズ・スク
リーンの変位ステップを非常に小さくすることができる
ため、相関性のない測定点の数をさらに増やすことがで
きると云うことにある。静止トランスジューサ１０を用
い、ランダム・フェイズ・スクリーン１２をトランスジ
ューサとは別にして回転させ、ランダム・フェイズ・ス
クリーン１１は常に静止させるようにすることもできる
。
フェイズ・スクリーン１１．１２に関連させる本発明に
よる装置の特定例の断面図である。特に、静止している
第１ランダム・フェイズ・スクリーン１１は音響適合用
の液体５１を満たしである容器５０の窓を形成し、容器
５０は圧電トランスジューサ１０を囲み、またこのトラ
ンスジューサそれ自体は第２ランダム・フェイズ・スク
リーン１２を具えている。圧電トランスジューサ１０及
びランダム・フェイズ・スクリーン１２はそれらの軸線
を中心にモータ６０により回転する。他方に対して可動
自在の２個のランダム・フェイズ・スクリーンを設ける
ことの利点は、相関性のない（ｄｅｃｏｒｒｅ ｌａ
ｔｅｄ）エコーグラフラインを得るのに必要とされる回
転角を小さくし、従って可動ランダム・フェイズ・スク
リーンの変位ステップを非常に小さくすることができる
ため、相関性のない測定点の数をさらに増やすことがで
きると云うことにある。静止トランスジューサ１０を用
い、ランダム・フェイズ・スクリーン１２をトランスジ
ューサとは別にして回転させ、ランダム・フェイズ・ス
クリーン１１は常に静止させるようにすることもできる
。
超音波ビーム２０の送信と受信をする圧電トランスジュ
ーサ１０を示している第６図の例に対し、第７図に示す
装置は２個の圧電トランスジューサ１３と１０を具えて
おり、その一方のトランスジューサ１３は超音波ビーム
２０の入射部２４′を送信し、他方のトランスジューサ
１０は前記超音波ビーム２０の反射部２５を受信するの
に仕える。入射ビーム２４′の通路内に配置されるラン
ダム・フェイズ・スクリーンの存在により入射ビーム２
４′が損なわれないようにするために、超音波ビームの
反射部２５内で変位可能なランダム・フェイズ・スクリ
ーン１１には前記第２圧電トランスジューサ１０だけを
関連させる。第７図から明らかなように、反射ビーム２
５に対して静止している第２ランダム・フェイズ・スク
リーン１２を圧電トランスジューサ１０に関連させるこ
ともできる。なお、図示の例における圧電トランスジュ
ーサ１０及びランダム・フェイズ・スクリーン１１．１
２は環状のものである。トランスジューサ１０の代わり
にトランスジューサ１３の前方にだけ配置されるランダ
ム・フェイズ・スクリーンにも同じ原理を用いることが
できる。
ーサ１０を示している第６図の例に対し、第７図に示す
装置は２個の圧電トランスジューサ１３と１０を具えて
おり、その一方のトランスジューサ１３は超音波ビーム
２０の入射部２４′を送信し、他方のトランスジューサ
１０は前記超音波ビーム２０の反射部２５を受信するの
に仕える。入射ビーム２４′の通路内に配置されるラン
ダム・フェイズ・スクリーンの存在により入射ビーム２
４′が損なわれないようにするために、超音波ビームの
反射部２５内で変位可能なランダム・フェイズ・スクリ
ーン１１には前記第２圧電トランスジューサ１０だけを
関連させる。第７図から明らかなように、反射ビーム２
５に対して静止している第２ランダム・フェイズ・スク
リーン１２を圧電トランスジューサ１０に関連させるこ
ともできる。なお、図示の例における圧電トランスジュ
ーサ１０及びランダム・フェイズ・スクリーン１１．１
２は環状のものである。トランスジューサ１０の代わり
にトランスジューサ１３の前方にだけ配置されるランダ
ム・フェイズ・スクリーンにも同じ原理を用いることが
できる。
さらに、トランスジューサ１３及び１０は扁平なトラン
スジューサとするか、又は球形のドーム状の集束トラン
スジューサとすることができる。また、本発明は上述し
た例のみに限定されるものでなく、幾多の変更を加え得
ること勿論である。
スジューサとするか、又は球形のドーム状の集束トラン
スジューサとすることができる。また、本発明は上述し
た例のみに限定されるものでなく、幾多の変更を加え得
ること勿論である。
第１図は本発明による超音波エコーグラフのトランスジ
ューサ段の原理説明用斜視図、第２ａ、第２ｂ及び第２
ｃ図は本発明によるエコーグラフによってエコーグラフ
ラインから鏡面反射領域の位置を如何にして引出すこと
ができるかを示す説明図、 第３ａ、第３ｂ、第３ｃ図は本発明によるエコーグラフ
によってエコーグラフラインから減衰パラメータを如何
にして導出できるかを示す説明図、第４図はエコーグラ
フラインの包絡線を検波するのに仕える本発明によるエ
コーグラフの段を示すブロック線図、 第５ａ及び第５ｂ図は減衰パラメータを決定するのに仕
える本発明によるエコーグラフの段の２例を示すブロッ
ク線図、 第６図及び第７図は本発明によるエコーグラフの２つの
例の断面図である。 １０、１３・・・圧電トランスジューサ１１．１２・・
・ランダム・フェイズ・スクリーン２０・・・超音波ビ
ーム ２１・・・被検体２２・・・壁部
２３・・・鏡面反射部２４・・・マルチ拡散部 ２４′・・・入射超音波ビーム ２５・・・反射超音波
ビーム３０・・・鏡面反射領域 ４０・・・分析
ウィンドウ５０・・・容器 ５１・・・
音響適合用液体６０・・・モータ ２００
・・・受信段２０１・・・ＲＦ増幅器 ２１０
・・・包絡線検波器２２０・・・減衰パラメータ測定段 ２１１・・・整流器 ２１２・・・低域通過フィルタ ２１３・・・加算器２
１４・・・Ａ／Ｄ変換器 ２１５・・・デジタルメモリ（加算器）２１６・・・Ｄ
／Ａ変換器 ２２０・・・減衰パラメータ測定段 ２１２・・・ウィンドウパルス発生器 ２２２・・・高速フーリエ変換段 ２２３・・・加算器 ２２４・・・処理ユニ
ット２２５・・・狭通過帯域フィルタ ２２６・・・包絡線検波器 ２２７・・・対数増幅
器２２８・・・微分段 特許出願人 エヌ・ベー・フィリップス・フルーイラ
ンペンファプリケン ＦｔＧ、５ ＦＩＯ，７ 手 続 補 正 書（方式） 昭和６３年 ９月 ６日 特許庁長官 吉 １） 文 毅 殿１、
事件の表示 昭和６３年特許ｌｊＩ第 １３４５２９ 号２、発明
の名称 超音波エコーグラフ及びその使用方法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称 エヌ・ベー・フィリップス・フルーイランペ
ンファブリケン ４、代理人 ６、補正の対象 明細書の「図面の簡単な説明」
の欄７、補正の内容 手 続 補 正 書（方式）％式％ １、事件の表示 昭和６３年特許願第１３４５２９号 ２、発明の名称 超音波エコーグラフ及びその使用方法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名 称 エヌ・ベー・フィリップス・フルーイランペ
ンファプリケン ４、代理人
ューサ段の原理説明用斜視図、第２ａ、第２ｂ及び第２
ｃ図は本発明によるエコーグラフによってエコーグラフ
ラインから鏡面反射領域の位置を如何にして引出すこと
ができるかを示す説明図、 第３ａ、第３ｂ、第３ｃ図は本発明によるエコーグラフ
によってエコーグラフラインから減衰パラメータを如何
にして導出できるかを示す説明図、第４図はエコーグラ
フラインの包絡線を検波するのに仕える本発明によるエ
コーグラフの段を示すブロック線図、 第５ａ及び第５ｂ図は減衰パラメータを決定するのに仕
える本発明によるエコーグラフの段の２例を示すブロッ
ク線図、 第６図及び第７図は本発明によるエコーグラフの２つの
例の断面図である。 １０、１３・・・圧電トランスジューサ１１．１２・・
・ランダム・フェイズ・スクリーン２０・・・超音波ビ
ーム ２１・・・被検体２２・・・壁部
２３・・・鏡面反射部２４・・・マルチ拡散部 ２４′・・・入射超音波ビーム ２５・・・反射超音波
ビーム３０・・・鏡面反射領域 ４０・・・分析
ウィンドウ５０・・・容器 ５１・・・
音響適合用液体６０・・・モータ ２００
・・・受信段２０１・・・ＲＦ増幅器 ２１０
・・・包絡線検波器２２０・・・減衰パラメータ測定段 ２１１・・・整流器 ２１２・・・低域通過フィルタ ２１３・・・加算器２
１４・・・Ａ／Ｄ変換器 ２１５・・・デジタルメモリ（加算器）２１６・・・Ｄ
／Ａ変換器 ２２０・・・減衰パラメータ測定段 ２１２・・・ウィンドウパルス発生器 ２２２・・・高速フーリエ変換段 ２２３・・・加算器 ２２４・・・処理ユニ
ット２２５・・・狭通過帯域フィルタ ２２６・・・包絡線検波器 ２２７・・・対数増幅
器２２８・・・微分段 特許出願人 エヌ・ベー・フィリップス・フルーイラ
ンペンファプリケン ＦｔＧ、５ ＦＩＯ，７ 手 続 補 正 書（方式） 昭和６３年 ９月 ６日 特許庁長官 吉 １） 文 毅 殿１、
事件の表示 昭和６３年特許ｌｊＩ第 １３４５２９ 号２、発明
の名称 超音波エコーグラフ及びその使用方法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称 エヌ・ベー・フィリップス・フルーイランペ
ンファブリケン ４、代理人 ６、補正の対象 明細書の「図面の簡単な説明」
の欄７、補正の内容 手 続 補 正 書（方式）％式％ １、事件の表示 昭和６３年特許願第１３４５２９号 ２、発明の名称 超音波エコーグラフ及びその使用方法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名 称 エヌ・ベー・フィリップス・フルーイランペ
ンファプリケン ４、代理人
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、超音波操作ビーム（２０）の送信及び／又は受信用
の少なくとも１個の圧電トランスジューサ（１０、１３
）を具えている超音波エコーグラフにおいて、超音波走
査ビーム（２０）内に配置され、かつ該ビームの軸線に
対して変位自在のランダム・フェイズ・スクリーン（１
１）を少なくとも１個の圧電トランスジューサ（１０）
に関連させ、前記ランダム・フェイズ・スクリーン（１
１）の各位置（α）に対するエコーグラフ線ｅ（ｔ）を
記録する手段を設けたことを特徴とする超音波エコーグ
ラフ。 ２、前記ランダム・フェイズ・スクリーン（１１）を、
音伝搬速度が水のそれとは異なる材料製で、しかも少な
くとも片面がランダムに粒状にした粗面をしている平板
として構成したことを特徴とする請求項１に記載の超音
波エコーグラフ。 ３、ランダム・フェイズ・スクリーン（１１）の粒状化
によってπに相当する最大位相差を持たらすようにした
ことを特徴とする請求項２に記載の超音波エコーグラフ
。 ４、ランダム・フェイズ・スクリーンの粒の大きさを、
コヒーレンス長が超音波走査ビーム（２０）の波長以上
となるような大きさとしたことを特徴とする請求項２又
は３のいずれかに記載の超音波エコーグラフ。 ５、トランスジューサ（１０）を固定させ、ランダム・
フェイズ・スクリーン（１１）を超音波走査ビーム（２
０）内にて可動自在としたことを特徴とする請求項１〜
４のいずれかに記載の超音波エコーグラフ。 ６、前記圧電トランスジューサ（１０）に２個のランダ
ム・フェイズ・スクリーン（１１、１２）を関連させ、
これら両スクリーンの内の一方（１２）を超音波走査ビ
ーム（２０）に対して静止させたことを特徴とする請求
項１〜５のいずれかに記載の超音波エコーグラフ。 ７、音響適合液を充填させた容器（５０）内に、第２ラ
ンダム・フェイズ・スクリーン（１２）を具えている圧
電トランスジューサ（１０）及びモータ（６０）を収容
させ、前記容器の窓を第１ランダム・フェイズ・スクリ
ーン（１１）で形成し、かつ前記モータにより圧電トラ
ンスジューサ（１０）及び第２ランダム・フェイズ・ス
クリーン（１２）をそれらの軸線を中心に回転させるよ
うにしたことを特徴とする請求項６に記載の超音波エコ
ーグラフ。 ８、入射部（２４）の超音波走査ビーム（２０）送信用
の第１圧電トランスジューサ（１３）並びに反射部（２
５）の超音波走査ビーム（２０）受信用の第２圧電トラ
ンスジューサ（１０）を具え、該第２圧電トランスジュ
ーサ（１０）のみを変位自在のランダム・フェイズ・ス
クリーン（１１）に関連させたことを特徴とする請求項
１〜６のいずれかに記載の超音波エコーグラフ。 ９、ランダム・フェイズ・スクリーン（１１）の種々の
位置（α）に対して記録されたエコーグラフライン（ｅ
（ｔ））の包絡線（Ｅ（ｔ））を検波する手段（２１１
、２１２）及び鏡面反射領域（３０）を決定するために
前記包絡線を加算する手段（２１３）を具えることを特
徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の超音波エコー
グラフ。 １０、前記エコーグラフライン（ｅ（ｔ））に沿って変
位される分析ウィンドウ（１４）を介してランダム・フ
ェイズ・スクリーン（１１）の種々の位置（α）に対し
て記録されたエコーグラフライン（ｅ（ｔ））を累積的
に分析する手段（２２１）を具え、かつ該分析値から所
定の走査深度（ｚ）に対する前記分析ウィンドウ（４０
）の内部におけるエコーグラフ信号の振幅値を提供する
平均スペクトルパワーＡ＾２＿ｚ（Ｆ）のスペクトル幅
と中心周波数＠Ｆ＠（ｚ）との関数として走査される被
検体の減衰パラメータβを導出する手段 （２２２、２２３、２２４）も具えることを特徴とする
請求項９に記載の超音波エコーグラフ。 １１、ランダム・フェイズ・スクリーンの各位置に対す
るエコーグラフライン（ｅ（ｔ））の基本スペクトルパ
ワー（Ａ＾２＿ｚ（Ｆ））を計算するための高速フーリ
エ変換段（２２２）を具え、かつ平均スペクトルパワー
Ａ＾２＿ｚ（Ｆ）を得るためにランダム・フェイズ・ス
クリーン（１１）のすべての位置（α）に対する前記分
析ウィンドウ（４０）内の基本スペクトルパワーを加算
するための加算器（２２３）も具えることを特徴とする
請求項１０に記載の超音波エコーグラフ。 １２、エコーグラフライン（ｅ（ｔ））をろ波するため
の中心周波数Ｆの狭帯域通過フィルタ（２２５）と、該
フィルタに後続される加算器付きの包絡線検波器（２２
６）と、対数増幅度（２２７）と、該増幅器から周波数
Ｆに対する減衰度α（Ｆ）を導出するための微分段（２
２８）並びに前記減衰度を周波数Ｆにより分割して減衰
パラメータ（β）を得るための手段とを具えることを特
徴とする請求項９に記載の超音波エコーグラフ。 １３、請求項１〜１２のいずれかに記載のエコーグラフ
による超音波エコーグラフィによって被検体を走査する
方法において、鏡面反射領域（３０）を決定するために
、ランダム・フェイズ・スクリーン（１１）の種々の位
置（α）に対して記録されたエコーグラフライン（ｅ（
ｔ））の包絡線（Ｅ（ｔ））を加算することを特徴とす
る被検体走査方法。 １４、ランダム・フェイズ・スクリーン（１１）の種々
の位置（α）に対して記録されたエコーグラフライン（
ｅ（ｔ））を、これらのラインに沿って変位される分析
ウィンドウを介して累積的に分析し、この分析結果から
所定の走査深度ｚに対する前記分析ウィンドウ（４０）
内のエコーグラフ信号の振幅値を提供する平均スペクト
ルパワーＡ＾２＿ｚ（Ｆ）のスペクトル幅δ（ｚ）及び
中心周波数Ｆ（ｚ）の関数として走査される被検体の減
衰パラメータ（β）を導出することを特徴とする請求項
１３に記載の方法。 １５、鏡面反射領域（３０）を避けるように前記分析ウ
ィンドウ（４０）を前記エコーグラフライン（ｅ（ｔ）
）に沿って変位させることを特徴とする請求項１４に記
載の方法。 １６、ランダム・フェイズ・スクリーンの各位置に対す
るエコーグラフライン（ｅ（ｔ））の基本スペクトルパ
ワー（Ａ＾２＿ｚ（Ｆ））をフーリエ変換により計算し
、かつ平均スペクトルパワー＠Ａ＾２＿ｚ（Ｆ）＠を得
るためにランダム・フェイズ・スクリーン（１１）のす
べての位置（α）に対する前記分析ウィンドウ（４０）
内の基本スペクトルパワーを加算せしめることを特徴と
する請求項１４又は１５のいずれかに記載の方法。 １７、或る所定位置の分析ウィンドウ（４０）に対する
エコーグラフライン（ｅ（ｔ））のスペクトルの中心周
波数＠Ｆ＠（ｚ）をランダム・フェイズ・スクリーン（
１１）のすべての位置（α）にて累算した零交差の数の
平均値により決定し、送信された超音波信号に対する反
射面からのエコーで、ランダム・フェイズ・スクリーン
（１１）のすべての位置（α）に対して加算されるエコ
ーに基づいてスペクトル幅δ（ｚ）を測定することを特
徴とする請求項１４又は１５のいずれかに記載の方法。 １８、エコーグラフライン（ｅ（ｔ））を中心周波数が
Ｆの狭帯域通過フィルタによってろ波し、この中心周波
数Ｆに対する前記包絡線の和を対数変換して、これから
周波数Ｆによって分割される減衰度α（Ｆ）を導出して
減衰パラメータ（β）を得ることを特徴とする請求項１
３に記載の方法。 １９、前記ランダム・フェイズ・スクリーン（１１）を
具えている圧電トランスジューサの各走査深度（ｚ）に
対する平均回折曲線＠Ｄ＾２＿ｚ（Ｆ）＠を予め記録し
、ついでランダム・フェイズ・スクリーン（１１）のす
べての位置（α）に対する平均回折曲線を加算すること
を特徴とする請求項１３〜１８のいずれかに記載の方法
。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8707795A FR2616229B1 (fr) | 1987-06-04 | 1987-06-04 | Echographe ultrasonore utilisant au moins un transducteur piezoelectrique auquel est associe un ecran de phase aleatoire |
| FR8707795 | 1987-06-04 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01139045A true JPH01139045A (ja) | 1989-05-31 |
Family
ID=9351715
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63134529A Pending JPH01139045A (ja) | 1987-06-04 | 1988-06-02 | 超音波エコーグラフ及びその使用方法 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4938225A (ja) |
| EP (1) | EP0293996B1 (ja) |
| JP (1) | JPH01139045A (ja) |
| CN (1) | CN1014641B (ja) |
| AU (1) | AU609483B2 (ja) |
| DE (1) | DE3889252T2 (ja) |
| FR (1) | FR2616229B1 (ja) |
| IL (1) | IL86598A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006055282A (ja) * | 2004-08-18 | 2006-03-02 | Toshiba Corp | 超音波診断装置 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2631707B1 (fr) * | 1988-05-20 | 1991-11-29 | Labo Electronique Physique | Echographe ultrasonore a coherence de phase controlable |
| PL177677B1 (pl) * | 1994-04-22 | 1999-12-31 | Sonident Anstalt Liechtenstein | Sposób i urządzenie do przestrzennego analizowania pola ultradźwiękowego |
| US6490469B2 (en) * | 2000-03-15 | 2002-12-03 | The Regents Of The University Of California | Method and apparatus for dynamic focusing of ultrasound energy |
| EP1952176A1 (en) * | 2005-10-28 | 2008-08-06 | The Brigham and Women's Hospital, Inc. | Ultrasound imaging |
| FR2912817B1 (fr) * | 2007-02-21 | 2009-05-22 | Super Sonic Imagine Sa | Procede d'optimisation de la focalisation d'ondes au travers d'un element introducteur d'aberations. |
| CN102608219B (zh) * | 2012-03-21 | 2014-07-16 | 华南理工大学 | 一种扩展超声探测区域和提高探测精度的装置及方法 |
Family Cites Families (7)
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|---|---|---|---|---|
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| US4153894A (en) * | 1977-08-09 | 1979-05-08 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Department Of Health, Education And Welfare | Random phase diffuser for reflective imaging |
| DE3135053A1 (de) * | 1981-09-04 | 1983-03-24 | Gesellschaft für Strahlen- und Umweltforschung mbH, 8000 München | "ultraschall-diagnosegeraet" |
| EP0092191A3 (en) * | 1982-04-19 | 1984-05-23 | General Electric Company | Method and means for determining ultrasonic wave attenuation in tissue |
| US4574635A (en) * | 1984-11-02 | 1986-03-11 | North American Philips Corporation | Monitoring of frequency shift of ultrasound pulses in tissue |
| JPH0613027B2 (ja) * | 1985-06-26 | 1994-02-23 | 富士通株式会社 | 超音波媒体特性値測定装置 |
| US4651567A (en) * | 1985-09-13 | 1987-03-24 | Raj Technology, Inc. | Non-coherent frequency source and sector scanning apparatus for ultrasonic imaging system using a liquid crystal detector cell |
-
1987
- 1987-06-04 FR FR8707795A patent/FR2616229B1/fr not_active Expired
-
1988
- 1988-05-20 US US07/197,080 patent/US4938225A/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-06-01 DE DE3889252T patent/DE3889252T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1988-06-01 CN CN88104253A patent/CN1014641B/zh not_active Expired
- 1988-06-01 EP EP88201096A patent/EP0293996B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1988-06-02 IL IL86598A patent/IL86598A/xx not_active IP Right Cessation
- 1988-06-02 AU AU16994/88A patent/AU609483B2/en not_active Ceased
- 1988-06-02 JP JP63134529A patent/JPH01139045A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006055282A (ja) * | 2004-08-18 | 2006-03-02 | Toshiba Corp | 超音波診断装置 |
| JP4625663B2 (ja) * | 2004-08-18 | 2011-02-02 | 株式会社東芝 | 超音波診断装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0293996B1 (fr) | 1994-04-27 |
| AU609483B2 (en) | 1991-05-02 |
| IL86598A0 (en) | 1988-11-30 |
| DE3889252D1 (de) | 1994-06-01 |
| EP0293996A1 (fr) | 1988-12-07 |
| CN1014641B (zh) | 1991-11-06 |
| IL86598A (en) | 1992-02-16 |
| FR2616229A1 (fr) | 1988-12-09 |
| AU1699488A (en) | 1988-12-08 |
| FR2616229B1 (fr) | 1989-12-29 |
| CN1030302A (zh) | 1989-01-11 |
| DE3889252T2 (de) | 1994-11-10 |
| US4938225A (en) | 1990-07-03 |
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