JPH01236041A - 超音波スペックル速度計測方法及び装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は超音波スペックル速度計」り方法及び装置、特
にドプラ効果による周波数偏移情報を検出することなく
、ランダム散乱体から成る被検体内の移動物体に超音波
を送受波してその移動物体からの散乱波のランダムな干
渉結果として生じる受信信号振幅の変動（スペックル）
に着目した新しい手法により移動物体の速度状況を検出
する超音波スペックル速度計測方法及び装置に関する。

［従来の技術］ 被検体内の血流などの運動体の速度状態をｆｌ［ｌＩ定
する方法として、従来から超音波ドプラ法が周知である
。この超音波ドプラ法は、送信した超音波のキャリア周
波数か運動体の速度により周波数偏移を受けることを利
用する方法である。これによれば、反射エコー信号の中
心周波数からの偏移した周波数を検出することにより、
運動体の速度状態を画面上等に実時間で表示することか
できる。

［発明か解決しようとする課題］ しかしながら、このような超音波ドプラ法では、比較的
ゆっくりした低速度の運動体の速度測定は困難である。

すなわち、超音波ドプラ法ではエコー信号のキャリア周
波数の周波数偏移を検出することになるか、運動体の運
動速度か低速の場合には周波数偏移量は極めて小さくな
り、時系列信号として得られるエコー信号からこの小さ
な周波数偏移量を検出することは極めて困難である。

また、ドプラ効果を利用する場合は、超音波放射の方向
に対して近づくか遠さかるかの速度成分を含んでいる運
動体の運動速度しか測定できず、例えは超音波送受信を
同一のトランスデユーサで行う場合では、超音波ビーム
に直交する方向に移動する反射物体の速度は検出するこ
とができないという欠点かある。

発明の目的 本発明は、前記従来の問題点に鑑みなされたものであり
、その目的は、低速度の正確な測定及び超音波ビームに
直交する方向の速度検出を可能とするもので、従来のド
プラ法によらずに運動体の運動速度の検出ができる超音
波スペックル速度計測方法及び装置を提供することにあ
る。

［課題を解決するための手段］ 前記目的を達成するために、本発明の第１請求項に係る
超音波スペックル速度計測方法は、多数の微小散乱体を
含み移動する測定対象へ向けて超音波を放射する送信ス
テップと、測定対象から反射されたエコー信号を受信す
る受信ステップと、この受信エコー信号の振幅の時間的
変化を検出する振幅検出ステップと、この振幅の時間的
変化を周波数解析しその変化の程度を表す変動周波数を
検出する周波数解析ステップと、この変動周波数から速
度を測定する速度変換ステップと、から構成したことを
特徴とする。

第２請求項に係る発明は、前記周波数解析ステップを、
エコー信号振幅の時間的変化波形のパワ−スペクトラム
又はその統計量から振幅の時間的変化の程度を検出する
ことを特徴とする。

第３諮求項の発明に係る超音波スペックル速度計ａｌｌ
ｌ装置は、多数の微小散乱体を含み移動する測定対象へ
向けて連続的に超音波を放射する送信部と、測定対象か
ら反射されたエコー信号を受信する受信部と、この受信
部の出力を増幅検波してエコー信号のエンベロープ（包
路線）を検出するエンベロープ検出部と、このエンベロ
ープ検出部から出力されたエンベロープの時間的変化を
周波数解析してエンベロープの変動周波数を検出する周
波数解析部と、この周波数解析部からの周波数値を速度
に変換する速度変換部と、から構成したことを特徴とす
る。

第４請求項の発明に係る超音波スペックル速度泪測装置
は、多数の微小散乱体を含み移動する１１１１定対象へ
向けてパルス超音波を放射する送信部と、測定対象から
反射されたエコー信号を受信する受信部と、この受信部
の出力を増幅検波してエコー信号のエンベロープを求め
この後にエンベロープ中の任意の信号をサンプルホール
ドすることにより被検体内の任意位置のエンベロープ振
幅の時間的変化を検出するエンベロープ検出部と、この
エンベロープ検出部から出力されたエンベロープの時間
的変化を周波数解析してエンベロープの変動周波数を検
出する周波数解析部と、この周波数解析部からの周波数
値を速度に変換する速度変換部と、から構成したことを
特徴とする。

第５請求項の発明は、前記周波数解析部を、エンベロー
プ信号を微分する微分器と、この微分器出力のうち零と
なる出力を検出する零交差検出器と、この零交差検出器
の出力数を単位時間ことに計数する計数器と、から構成
したことを特徴とする。

第６請求項の発明は、前記周波数解析部を、エンベロー
プ信号から直流成分を除去する高域通過フィルタとこの
フィルタ出力のうち零となる出力を検出する零交差検出
器と、この零交差検出器の出力数を単位時間ごとに計数
する計数器と、から構成したことを特徴とする。

また、第７請求項の発明は、検出された速度情報を表示
装置に数値表示し及び／又は断層像に重ねて画像表示す
るようにして、超音波診断装置に適用したことを特徴と
する。

本発明の原理 第６図に示されるように、ある領域に存在する２つの散
乱体Ａ及びＢに対して、送信器１０から超音波を放射す
ると、送信器１０から散乱体Ａを経由して受信器１２に
至る伝搬路長と散乱体Ｂを経由する伝搬路長か等しいた
め、散乱体ＡとＢからの反射エコー波は第７図（ａ）に
示されるように、同位相のエコー信号ＡとＢか合成され
て受信され、受信器１２で得られる反射エコー信号Ｃは
位相は変わらず振幅か２倍となった信号となる。

これに対して、散乱体ＢかＢ′に移動した場合には伝搬
路長が異なるため、第７図（ｂ）に示されるように、１
／４波長程度ずれたエコー信号同士が合成されることに
より、受信器１２で得られる反射エコー信号Ｃ−は、図
（ａ）の反射エコー信号Ｃとは位相及び振幅ともに異な
った信号となる。従って、ランダムな散乱体か移動する
場合には、その散乱体の分布状態で合成された反射エコ
ー信号の振幅及び位相か相違することか理解される。

第８図には、ランダムな散乱体が所定の速度Ｖで移動し
た場合の受信状態か示されており、送信器１０から所定
周波数の振幅の揃った送信波形の超音波か移動する散乱
体１４に放射されると、受信器１２では各微小散乱体に
ついての超音波のランダムな干渉の結果として振幅が変
化する受信波形のエコー信号か得られることになる。

すなわち、超音波のランダムな干渉結果として生じる受
信波形の振幅の変化（スペックル）か得られることとな
る。

そして、エコー信号は干渉の結果として形成されるから
、前述のようにその振幅か各微小散乱体の相対的位置関
係によって大きく変化する。従って、この移動散乱体１
４かある速度■で移動する時には、受信波形の振幅は散
乱体速度■に依存して時間的に変動する（ゆらぐ）こと
になり、この変動率すなわち時間的変動の程度によって
速度を特定することが可能となる。生体内の運動体は、
例えば血液の場合は血球が微小散乱体と考えられ、微小
散乱体の集合として捉えることができ、従ってエコー信
号は個々の血球のエコー信号の干渉の結果として受信さ
れる。

このようにして検出されるエコー信号において、振幅の
時間的変化は、散乱体の相対位置関係か変化することに
より生じるものであるから、散乱体の移動方向が送信超
音波ビームと直交する方向にある場合でもその速度を測
定できることになり、本原理によれば、従来の超音波ド
プラ法のような原理的に測定できない速度方向は存在し
ないという利点かある。

また、本原理によれば、散乱体の速度が極めて低い場合
でも、振幅の時間的変化の程度を表す振幅の変動周波数
が低周波数のものとして確実に測定できるので、超音波
ドプラ法で検出できない低速度の検出も可能となる。

このようなスペックルに着目した速度の測定は、レーザ
光を用いる分野においても行われているが、これは、移
動する、例えばすりガラスのような光学的散乱体にレー
ザ光を照射し、この散乱体の粗表面で散乱した散乱光を
受光してレーザ反射光のランダム干渉パターン（スペッ
クルパターン）を求めるものであって、この干渉パター
ンの変化から光学的散乱体の移動速度を計４１すするも
のである。

このようなレーザ光によるスペックル速度測定は、物体
表面から反射する光の干渉の結果として求められるもの
であるから、被検体内部の運動体の速度測定には当然に
用いることかできない。

本願発明者は、被検体内部においてもスペックルによる
速度測定か可能であることを発見し、前述のような原理
に基ついて生体内のスペックル速度測定を可能とする発
明を提供するものである。

［作用］ 以上の構成によれば、多数の微小散乱体が移動する７Ｉ
ｌｌｌ定対象へ向けて超音波が放射され、一方では、測
定対象から反射されたエコー信号が受信される。そして
、受信エコー信号の振幅の時間的変化が検出され、この
変化の程度を表すものとして、例えばエコー信号のエン
ベロープの変動周波数が検出されており、この変動周波
数から散乱体の速度が測定されることになる。

次に、前述した原理に基づいて移動速度を測定した実験
結果について説明する。

この実験は、第９図（ａ）に示されるように、アクリル
管１６内をアルミ粉末（平均粒径２５μｍ）を散乱体１
４として混入した水を流し、このアクリル管１６に発振
器１８で得られた一定周波数の発振信号に基づいて超音
波を送信器１０から放射する。そして、受信器１２て受
信した反射エコーはオシロスコープ２０で観測するもの
である。この場合のアルミ粉末は、血液中の血球と同様
の散乱体とみなすことかできる。

これによれば、第９図（ｂ）に示されるようなエコー信
号が得られ、このエコー信号振幅の時間的変化はエコー
信号の包路線（エンベロープ）の変化として捉えること
ができる。

そこで、実験では振幅の時間的変化の程度を表わずパラ
メータとして、このエコー信号のエンベロープの単位時
間当りの山または谷の数をオシロスコープ２０で数える
ことにより、振幅の変動周波数を検出することとし、前
記アクリル管１６内の移動する散乱体１４の流速を種々
変えて測定を行った。

この結果か、第１０図に示されているか、この図によれ
ば、エコー信号の振幅の変動周波数と流速との間には比
例関係があることが証明され、従って振幅の変動周波数
を検出することにより流速を測定できることか理解され
る。

また、水に混入するアルミ粉末（１４）の量を変えて第
１０図の場合と同様な測定を行い、その比例定数（傾き
）とアルミ粉末の重量パーセントの関係を調べた結果か
第１１図に示されている。

図から明らかなように、アルミ粉末の量、すなわち微小
散乱体の数には関係なく、変動周波数と流速との比例定
数（傾き）はほは一定となることか理解される。従って
、振幅の変動周波数は、散乱体の粒子数や濃度に影響さ
れることはなく、この変動周波数を検出することによっ
て速度を特定できることになる。

［実施例］ 以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明する
。

第１実施例 第１図には、本発明の方法に係る第１実施例の構成が示
されている。

本発明において特徴的なことは、運動体を微視的にみて
微小の散乱体の集合としてとらえ、この微小散乱体から
の散乱波のランダムな干渉結果すなわちスペックルを検
出して速度を測定するようにし、これによって従来のド
プラ法によらずに、運動体の運動状態を検出できるよう
にしたことである。

第１図において、まず送信ステップ１００により、パル
ス超音波又は連続超音波を被検体内に放射しており、装
置でいえば、送信器１０によっての超音波を微小散乱体
（血球）の集合を含む血液１５か流れる血管２２に放射
する。

次いで、血液１５からの反射エコーを受信ステップ１０
１にて受信し、装置でいえば、受信器１２によって超音
波を受信して、振幅検出ステップ１０２に移行する。

この振幅検出ステップ１０２ては、受信ステップ１０１
で得られたエコー信号の振幅の時間的変化（ゆらぎ）を
、例えばそのエンベロープ（包路線）の変動として検出
し、次の周波数解析ステップ１０３に移行する。

この周波数解析ステップ１０３では、エコー信号の振幅
の時間的変化の程度を、例えばエンベロープの変動周波
数として把握し、この変動周波数を検出する。この場合
の周波数解析については、例えばエコー信号の振幅（又
はエンベロープ曲線）を時間に対して微分し、この信号
の零交差密度を４１１定することによって行ってもよい
。また、エコー信号の振幅からその平均値を差し引き、
この信号の零交差密度をｆｌｌｌ＋定してもよい。

このエコー信号の振幅の時間的変化の程度の定量化につ
いては、その他各種の方法が考えられ、＝　　１５　　
− エンベロープ波形のパワースペクトラム又はその統計量
、すなわち平均値１分散又はモーメントなどの量を求め
、これらのいずれか又はこれらを組み合わせて振幅の時
間的変化の程度を定量化することもできる。

次いで、最終の速度変換ステップ１０４に移行し、ここ
で前記周波数解析ステップ１０３で得られた変動周波数
から速度を測定する。前述したように、変動周波数は速
度に比例しており、この変動周波数から運動体の速度状
態か検出できる。

ここで、前記パワースペクトラムから振幅の変化の程度
を定量化する場合の例を第２図に基ついて説明する。

第２図には、パワースペクトラムＰ　（ｆ）か示されて
おり、微小散乱体からの反射エコー信号のエンベロープ
についてパワースペクトラムを検出すると、図示（ａ）
のように、エンベロープの変化が比較的緩やかな場合に
は曲線２００、図示（ｂ）のように、エンベロープの変
化が比較的激しい場合には曲線２０１、図示（Ｃ）のよ
うに、エンベロ一プの変化が激しい場合には曲線２０２
に示すものとなり、変化の激しさに応じてパワースペク
トラムの高周波成分が増大していく。

従って、このパワースペクトラムにおいて、ある強度ｐ
の周波数幅ａ、ｂ、ｃを検出することにより、速度状態
を測定することかできる。なお、前記周波数幅と速度と
の関係は、比例関係にならない場合もあるが、この場合
には既知の移動速度Ｖについての周波数幅を予めｆｆ１
１１定して周波数幅と速度Ｖとの関係を近似式にて求め
ておけば、この近似式を用いて速度■を演算することが
できる。

第２実施例 次に、本発明の装置において、連続超音波を用いる場合
の第２実施例を第３図に基づいて説明する。

第３図において、一定周波数の送信信号を発振させる発
振器２４と送信用振動子２６によって送信部か形成され
、送信用振動子２６から多数の微小散乱体である血液１
５か流れる血管２２へ向けて連続超音波か放射される。

連続超音波を用いる場合は、送信用振動子２６とは別個
に受信用振動子２８を備えており、これによって血管２
２内から反射するエコー信号を受信することができる。

この場合における移動速度の空間的な測定位置は、送信
用振動子２６及び受信用振動子２８の指向性と両者の位
置関係から決定される。例えば、この振動子２６．２８
か前方向に鋭い指向性を持つとすれば、各振動子２６゜
２８の中心軸か交わる位置Ｅが測定位置となる。

また、前記受信用振動子２８で得られたエコー信号はエ
ンベロープ検出部３００に出力されており、このエンベ
ロープ検出部３００は増幅器３０と直線検波器３２で構
成されている。従って、受信用振動子２８の出力は増幅
器３０にて所定の増幅率で増幅され、その後に直線検波
器３２で検波することによりエコー信号のエンベロープ
（包絡線）を検出することができる。なお、このエンベ
ロープ検出部３００の構成は、振幅変調された信号を復
調するものであれば、その他の公知の回路によって行い
得るものである。

そして、このエンベロープ検出部３００かラノ出力は周
波数解析部３０１に供給されており、この周波数解析部
３０１は微分器３４．零交差検出器３６．計数器３８及
びタイマ４０から構成されている。従って、微分器３４
にて前記直線検波器３２から出力されるエコー信号のエ
ンベロープに　　　　　　□ついてその振幅値の時間変
化に対する変化率（微分値）か検出される。そして、零
交差検出器３６では、振幅の変化率がゼロとなる部分、
っまりエンベロープ曲線でいえば、その山と谷の部分が
検出され、この山と谷の部分の数は計数器３８にてカウ
ントされる。微分器３４は入力信号の直流成分を遮断す
る高域通過フィルタに置き換えてもよく、この場合は振
幅値がその平均値と交差する回数を計数器３８にてカウ
ントすることにより、微分器３４を用いた場合とほぼ等
価なカウントが得られる。

この計数器３８のカウントは、タイマ４０によって所定
単位時間毎に行われ、これによってエンベロープの変動
周波数を検出することができる。

更に、周波数解析部３０１には速度変換部としての速度
変換器４２か接続されている。周波数解析部３０１で検
出された変動周波数、つまり前記計数器３８の計数値Ｎ
と運動体の移動速度■とは、Ｖ−γＮ　（γ；比例定数
）　　　・（１）で表され、エンベロープ変動周波数の
大きさは速度の大きさに比例する関係にある。従って、
速度変換器４２にて前記（１）式に基ついて計数値Ｎを
速度に変換すれば、血液１５の移動速度を特定すること
が可能となる。

そうして、前記速度変換器４２の出力は表示装置４４に
供給され、画面上にその速度が表示される。

前記周波数解析部３０１は、エンベロープ振幅の変動周
波数を波形の山及び谷を計数することによって検出して
いるか、これによらず、第２図のようにエコー信号波形
のパワースペクトラム又はその統計量により解析するこ
ともできる。

この第２実施例によれば、連続超音波により速度情報を
精度よく検出することかできる。

第３実施例 次に、本発明の装置において、パルス超音波を用いる場
合の第３実施例を第４図に基ついて説明する。

第４図において、所定周期にてパルス超音波を発生させ
るためのタイミング発生回路４６と、このタイミング発
生回路４６がらのトリガ信号によってパルス信号を発生
させるパルス発生器４８と、送受信を行う送受信用振動
子５ｏとによって送信部か形成され、送受信用振動子５
ｏがら血管２２Ａ、２２Ｂへ向けて一定周期にてパルス
超音波が放射される。

パルス超音波を用いる場合は、送受信の際の振動子か同
一の振動子となっており、前記送受信用振動子５０によ
って血管２２内の血液１５がら反射されたエコー信号を
受信することができる。

そして、送受信用振動子５ｏにて受信された反射エコー
信号について、振動子を駆動する際に発生する高電圧が
次段のエンベロープ検出部４００側へ直接印加されない
ようにリミタ５２が設けられている。

このリミタ５２には、エンベロープ検出部４００か接続
されており、パルス波を用いる場合には、このエンベロ
ープ検出部４００は、連続超音波の場合でも用いた増幅
器３０及び直線検波器３２と、この直線検波器３２のう
ち所定の信号のみをサンプルホールドするサンプルホー
ルド回路５４と、このサンプルホールトロ路５４の信号
の取り込みを指令する遅延回路５Ｇと、前記サンプルホ
ールド回路５４の出力から高周波成分を取り除いて低域
の成分を通過させ、サンプルホールド回路５４の出力を
滑らかな信号に変換する低域通過フィルタ５８と、から
構成される。

従って、エンベロープ検出部４００では、リミタ５２の
出力か直線検波された後に、深さ方向で設定された所定
の信号のみがサンプルホールドされることになり、選択
された深さ位置の速度情報を抽出することができる。

以上が超音波がパルス波の場合のエンベ０−プ検出部４
００の構成であり、この後段に接続される周波数解析部
は前記第３図の周波数解析部３０１と同様となっている
。以下に、第３実施例のエンベロープ検出部４００の作
用を第５図に基ついて説明する。

第５図には、エンベロープ検出部４００の信号処理状態
が示されており、図（ａ）は放射された１番からに番ま
での送信超音波ことに得られた受信信号であり、これは
直線検波器３２によって形成される第４図の血管２２Ａ
、２２Ｂの両者における反射エコーのエンベロープ信号
である。

すなわち、血管２２Ａ、血管２２Ｂの血管壁からの反射
エコー信号Ａ１．Ａ２．Ｂ、、Ｂ２が送受信用振動子５
０に近い方から順に現れ、このエコー信号の現出時刻は
、その血管壁が送受信用振動子５０から１の距離にある
とすれば、２１　／　ｃ（Ｃは音速）となる。そして、
前記信号Ａ１とＡ　の間、またＢ１と８２の間に血流１
５からの反射エコー信号のエンベロープが形成され、こ
れはそれぞれの血管２２Ａ、２２Ｂ内のある範囲の散乱
体群（血球群）からの散乱波の干渉の結果として現れる
ことになる。

超音波かパルス波の場合には、パルスの持続時間τに相
当する距離ｄの範囲内からの散乱波しか干渉に関与しな
い。すなわち、ｃｌｘｃτ／２で与えられる距離内のみ
干渉するため、パルス超音波か血管壁Ａ１−Ａ２間、８
１〜Ｂ２間にある特定の位置まで往復伝搬するのに要す
る時間経過した時刻における振幅の時間変化は、その時
刻に相当する位置における移動速度を表すことになる。

従って、第３実施例では、パルス超音波を放射した時刻
から所定時間後のエンベロープ信号を取り出すことによ
り、所定深さの速度情報を得るようにしている。

すなわち、サンプルホールド回路５４では、超音波パル
ス送信時刻ｔ＝Ｑから被検体内所定深さ位置に対応する
遅延時間りか遅延回路５６により与えられており、第５
図（ａ）の受信信号において遅延時間り後の部分のエン
ベロープ振幅信号を送信番号に対応した受信順にホール
ドしている。

従って、サンプルホールド回路５４の出力は、第５図（
ｂ）に示されるように、送信番号順に被検体内所定深さ
位置のエコー信号のエンベロープかステップ状の波形と
して得られ、これは血管２２内でもある限定された領域
（前記距離ｄの範囲内）の散乱体群からの反射波により
干渉された結果としてのエンベロープ信号となり、これ
が時間の経過とともに出力されることになる。この場合
、第４図のタイミング発生回路４６から出力されるトリ
力信号の時間間隔をΔｔとすれば、第５図（ｂ）の１送
信番号の時間がΔｔに対応する時間となる。

なお、前記遅延回路５６の遅延時間りを変えることによ
り、Ａ１り定深さ位置は容易に変換することができるも
のであり、操作者が自由に選択できるように構成される
。

そし−Ｃ１前記サンプルホールド回路５４の出力は低域
通過フィルタ５８によってステップ状の信号を滑らかな
波形の信号に変換され、この低域通過フィルタ５８の出
力は、選択された特定深さ位置、すなわちＤ−ｃ／２で
表される位置におけるエンベロープの時間変化を示すこ
とになり、これを周波数解析することによって特定深さ
位置の速度を求めることができる。

この周波数解析については、第３図の周波数解析部３０
１と同一の構成にて行うことができ、この周波数解析部
３０１にてエンベロープの変動周波数を求めることによ
り、速度変換器４２を介して血流速度が表示装置４４に
画像表示される。

なお、前記低域通過フィルタ５８は、前記周波数解析部
３０１を第３図の構成にて行うために必要となるもので
あり、周波数解析を例えば高速フーリエ変換に代表され
るように離散的データを対象とする方法で行う場合には
必要でない。

本発明装置においては、超音波パルスを放射した時刻か
ら一定の時間間隔をおいたエンベロープ（包路線）を取
り出すようにしたものであり、エンベロープの保持も、
実施例のようなアナログ処理によらず、デジタル処理で
行ってもよい。

第３実施例によれば、次のような利点がある。

すなわち、連続超音波に係る第２実施例によれば、２個
の振動子の位置関係で決定される位置の情報しか得られ
ず、複数の情報を必要とする場合は振動子同士の幾何学
的位置を変えなければならない。

これに対し、第３実施例では、送受信用振動子５０の位
置を変えることな（放射軸方向の複数の速度情報を得る
ことができる。

以上説明した本発明は超音波診断装置に適用可能である
か、この場合には、速度情報を断層像が表示された画面
とともに表示装置４４により画像表示することができる
。例えば、断層像により選択された特定点の速度値を数
値表示することができ、また断層像に重ねて速度状況を
画像表示することもてき、この場合には、生体内の血液
の流れが具体的に画面上に表現されることになる。

［発明の効果コ 以上説明したように、本発明によれば、運動体を微視的
にみて微小の散乱体の集合としてとらえ、この微小散乱
体からの散乱波の干渉結果として現れるエコー信号振幅
の時間的変動を検出するようにしたので、従来の超音波
ドプラ法によらずに運＝　　２７　− 動体の速度を検出することかでき、この超音波ドプラ法
では検出てきなかった低速度の正確な４１す定と超音波
ビームに直交する方向の速度検出が可能となるという利
点かある。

更に、本発明装置によれば、超音波が連続波である場合
には、送受信用の２つの振動子によって決定される位置
での運動速度か精度よく検出でき、またパルス波である
場合には、送受信用の１つの振動子によって任意に選択
された所定深さ位置での運動速度が良好に検出でき、こ
れらの検出情報から被検体内運動体の運動状態を画像表
示可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の超音波スペックル速度計測方法に係る
第１実施例の構成を示す説明図、第２図はエコー信号に
おいてその振幅の時間的変化とパワースペクトラムＰ　
（ｆ）との関係を示す説明図、　　　　゛ 第３図は本発明の超音波スペックル速度計測装置に係る
第２実施例の回路構成を示すブロック図、第４図は本発
明装置に係る第３実施例の構成を示すブロック図、 第５図は第４図の装置におけるエンベロープ検出部での
イ言号処理を説明する波形図、第６図は微小散乱体から
の散乱波が干渉する状態を示すための説明図、 第７図は微小散乱体からの散乱波が干渉する場合の反射
エコーの合成状態を示す波形図、第８図はランダムに存
在する微小散乱体が移動する場合を説明するための概念
図、 第９図は本発明の詳細な説明するための実験装置の構成
及びこの実験装置で得られたエコー信号を示す説明図、 第１０図はエコー信号のエンベロープ（包路線）の変動
周波数と散乱体の速度との関係を示すグラフ図、 第１１図はエコー信号のエンベロープの変動周波数の速
度に対する傾き（比例定数）と散乱体としてのアルミ粉
末の重量パーセント（ａ度）との関係を示すグラフ図で
ある。 １０　・・　送信器 １２　・・　受信器 １４　　　散乱体 １５　・　散乱体としての血液 ２２　・・　血管 ２４　・・・　発振器 ２６　・　送信用振動子 ２８　　　受信用振動子 ３２　・・・　直線検波器 ３４　・・・　微分器 ３６　・　宴楽差検出器 ３８　　　計数器 ４２　・−速度変換器 ３００．４００　　　　エンベロープ検出部３０１　　
　周波数解析部。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）多数の微小散乱体を含み移動する測定対象へ向け
   て超音波を放射する送信ステップと、測定対象から反射
   されたエコー信号を受信する受信ステップと、この受信
   エコー信号の振幅の時間的変化を検出する振幅検出ステ
   ップと、この振幅の時間的変化を周波数解析しその変化
   の程度を表す変動周波数を検出する周波数解析ステップ
   と、この変動周波数から速度を測定する速度変換ステッ
   プと、から構成したことを特徴とする超音波スペックル
   速度計測方法。
2. （２）請求項（１）記載の方法において、前記周波数解
   析ステップは、エコー信号振幅の時間的変化波形のパワ
   ースペクトラム又はその統計量から振幅の時間的変化の
   程度を検出することを特徴とする超音波スペックル速度
   計測方法。
3. （３）多数の微小散乱体を含み移動する測定対象へ向け
   て連続的に超音波を放射する送信部と、測定対象から反
   射されたエコー信号を受信する受信部と、この受信部の
   出力を増幅検波してエコー信号のエンベロープを検出す
   るエンベロープ検出部と、このエンベロープ検出部から
   出力されたエンベロープの時間的変化を周波数解析して
   エンベロープの変動周波数を検出する周波数解析部と、
   この周波数解析部からの周波数値を速度に変換する速度
   変換部と、から構成したことを特徴とする超音波スペッ
   クル速度計測装置。
4. （４）多数の微小散乱体を含み移動する測定対象へ向け
   てパルス超音波を放射する送信部と、測定対象から反射
   されたエコー信号を受信する受信部と、この受信部の出
   力を増幅検波してエコー信号のエンベロープを求めこの
   後にエンベロープ中の任意の信号をサンプルホールドす
   ることにより被検体内の任意位置のエンベロープ振幅の
   時間的変化を検出するエンベロープ検出部と、このエン
   ベロープ検出部から出力されたエンベロープの時間的変
   化を周波数解析してエンベロープの変動周波数を検出す
   る周波数解析部と、この周波数解析部からの周波数値を
   速度に変換する速度変換部と、から構成したことを特徴
   とする超音波スペックル速度計測装置。
5. （５）請求項（３）又は（４）記載の装置において、前
   記周波数解析部は、エンベロープ信号を微分する微分器
   と、この微分器出力のうち零となる出力を検出する零交
   差検出器と、この零交差検出器の出力数を単位時間ごと
   に計数する計数器と、から構成したことを特徴とする超
   音波スペックル速度計測装置。
6. （６）請求項（３）又は（４）記載の装置において、前
   記周波数解析部は、エンベロープ信号から直流成分を除
   去する高域通過フィルタとこのフィルタ出力のうち零と
   なる出力を検出する零交差検出器と、この零交差検出器
   の出力数を単位時間ごとに計数する計数器と、から構成
   したことを特徴とする超音波スペックル速度計測装置。
7. （７）請求項（３）、（４）、（５）又は（６）記載の
   装置において、検出された速度情報を表示装置に数値表
   示し及び／又は断層像に重ねて画像表示するようにして
   、超音波診断装置に適用したことを特徴とする超音波ス
   ペックル速度計測装置。