JPH024344A - 超音波計測装置 - 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、被検体内に超音波を送波し、被検体内からの
反射波を受波し、この反射波に包含される被検体内の音
響特性、特に被検体の非線形パラメータ値に依存する量
を計測する超音波計測装置に関するものである。

従来の技術 従来、被検体内の情報を超音波を用いて得る方式の例と
しては、非破壊超音波断層装置がある。

この非破壊超音波断層装置としては、被検体内に超音波
を送波し、被検体内からの反射波を受波し、この反射波
より被検体内の情報を得るパルス反射法が一つの方式と
して注目されている。このパルス反射法は被検体内の音
響インピーダンス差のある種々界面、例えば鋳造物的の
不均一部分、あるいは不完全な溶接部分等からの反射エ
コー強度、すなわち振幅値と超音波の伝搬時間とから被
検体内の情報を２次元的に集めて表示することにより断
層像を得るものである。しかし、近年、主に被検体内の
欠陥等の形状判断を行う超音波断層装置に対し、被検体
内の形状のみならず、被検体を構成する素材の質の情報
をも得たいという要望が高まっている。一方、生体を対
象とした音響的情報を超音波を用いて得る方式の例とし
ては、超音波診断装置がある。この超音波診断装置にお
いても、生体内組織形状以外の情報をも得たいという要
望が高まっている。このような情報は、例えば生体内の
各種臓器で特有の値を有する超音波減衰、音速、あるい
は非線形パラメータＢ／Ａ等の音響特性である。このう
ち、非線形パラメータに関する情報を得る超音波計測装
置として、例えば特開昭６０−１１９９２６号公報に記
載されている構成が知られている。

以下、簡単にその超音波計測装置の構成について説明す
る。この超音波計測装置は音波の伝搬速度が音波の粒子
速度や音圧に依存するという非線形性を利用するもので
ある。そのため、変調用の比較的低周波の第１の超音波
パルスを第１の超音波変換器から被検体内に送波すると
共に、この第１の超音波パルスとほぼ同一場所から同一
方向に比較的高周波の第２の超音波パルスを送受波兼用
の第２の超音波変換器から被検体内に送波するようにし
、第４図（ａ）に示すように第１の超音波パルスの粒子
速度が正の部分（又は同図（ｂ）に示す粒子速度が負の
部分）に測定用の第２の超音波パルスが重畳するように
第１の超音波変換器と第２の超音波変換器の駆動タイミ
ングを調整しておき、第１の超音波パルスと第２の超音
波パルスを送信した場合に反射されて帰って来た第２の
超音波パルスの受信信号の位相と、第２の超音波パルス
だけを送波した場合に反射されて帰って来た第２の超音
波パルスの受信信号、若しくは最初に送波した時と比べ
て逆相になるように第１の超音波パルスと第２の超音波
パルスを共に送波して得られた受信信号の位相との差を
求めることにより、第１の超音波の影響だけによる第２
の″超音波パルスの位相変調をパルス反射法で検出し、
被検体内の音響的非線形パラメータＢ／Ａを求めようと
するものである。すなわち、進行する第２の超音波パル
スに注目した場合、その第２の超音波パルスが反射体に
到達するまでの間に通過した領域の非線形パラメータ（
但し、場所の関数）と第１の超音波の振幅との積の通過
距離間における積分値により定まる位相変調を受けるこ
とを利用し、異なる深さから次々と反射されて帰って来
た受信信号を復調して得た位相信号についてその差を求
め、更に深さ方向に関して微分することにより、非線形
パラメータＢ／Ａの分布を得ようとするものである。

発明が解決しようとする課題 しかし、上記従来の非線形パラメータ測定方式では、比
較的低周波の第１の超音波パルスと比較的高周波の第２
の超音波パルスを送波した場合に反射されて帰って来た
第２の超音波パルスの受信信号の位相と、第２の超音波
パルスだけを送波した場合に反射されて帰って来た第２
の超音波パルスの受信信号、若しくは最初に送信した時
と比べて逆相になるように第１の超音波パルスと第２の
超音波パルスを共に送波して得られた受信信号の位相と
の差である位相シフト量の周波数特性は、超音波パルス
幅が有限長であることにより大きく変動する。このよう
な位相シフト量から得た非線形パラメータＢ／Ａの精度
は良くないので、高精度に非線形パラメータを得るため
、高精度に位相シフト量を求める必要があるという課題
があった。

本発明は、以上のような従来例の課題を解決するもので
あり、位相シフト量を高精度に求めることができるよう
にした超音波計測装置を提供し、また、非線形パラメー
タＢ／Ａを高精度に求めることができるようにした超音
波計測装置を提供することを目的とするものである。

課題を解決するだめの手段 本発明は、上記目的を達成するために、第１の超音波パ
ルスを送波する第１の超音波変換器と、上記第１の超音
波パルスより周波数の高い第２の超音波パルスを送受波
する第２の超音波変換器と、これら第１および第２の超
音波変換器を位相制御駆動し、第１の超音波パルスの粒
子速度ピーク位置に第２の超音波パルスの波形重心部分
を重畳させる制御駆動部と、この制御駆動部の出力状態
に対応した上記第２の超音波変換器の受信信号の位相シ
フト特性を得る伝達特性演算手段と、上記位相シフト特
性の周波数依存において上記第２の超音波パルスの中心
周波数における接線が周波数原点を通過するような高次
多項式に近似する変化量検出手段とを有するものである
。

また、上記位相シフト特性より、非線形パラメータＢ／
Ａ　、若しくは非線形係数βを求める特性演算手段を有
するものである。

作　　　　用 本発明は、上記構成により次のような作用を有する。

すなわち、第１の超音波変換器より送波する第１の超音
波パルスの粒子速度ピーク位置に第２の超音波変換器よ
り送波する第２の超音波パルスの波形重心部分を重畳し
て被検体内に伝搬させ、第１の超音波パルスの非線形歪
によって生じる第２の超音波パルスの位相変調特性を得
、伝達特性演算手段で第２の超音波パルスの位相特性と
の差から変動成分の多い位相シフト量を得、変化量検出
手段でこの位相シフト量の周波特性を第２の超音波パル
スの中心周波数における接線が周波数原点を通るような
高次多項式で近似し、この接線を位相シフト量と近似す
ることにより高精度に位相シフト量を求めることができ
る。

また、上記のようにして求めた位相シフト量より特性演
算手段で非線形パラメータを高精度に求めることができ
る。

実施例 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。

まず、本発明に用い測定方式の原理について説明する。

無限小振幅音波の伝搬媒体中における音速をＣＯ１密度
をρ０、音響的非線形パラメータをＢ／Ａとする。その
時、有限振幅音波の波形の各部分における粒子速度をｕ
１音圧をｐとした場合、これらの各部分における音速Ｃ
は下記（１）、（２）、（３）式で表わされる。

Ｃｏ＋（１＋Ｂ／２Ａ）　ｕ　　　　　・・・・・（２
）＝ＣＯ十βＵ　　　　　　　　　　　　・・・　（３
）通常、（１＋　Ｂ／２Ａ）は非線形係数βと呼ばれて
いる。以上の関係式から明らかなように比較的低周波の
第１の超音波の粒子速度が正の部分では音速が大きくな
り、第１の超音波の粒子速度が負の部分では音速が小さ
くなる。このことより、第１の超音波パルスの粒子速度
ピーク部分に比較的高周波の第２の超音波パルスの波形
重心部分を重畳させたときの位相特性と第２の超音波パ
ルスだけのときの位相特性との差である位相シフト量は
、上記（３）式のβＵによって生じるもので、粒子速度
Ｕが既知であるなら、非線形係数β、若しくは非線形パ
ラメータＢ／Ａを求めることができる。

次に、本発明の第１の実施例について説明する。

第１図（ａ）、（ｂ）は本発明の第１の実施例における
超音波計測装置を示し、同図（ａ）は全体のブロック図
、同図（ｂ）は制御駆動部のブロック図である。

第１図（ａ）において、１は低周波帯の第１の超音波パ
ルスを送波する第１の超音波変換器、２は第１の超音波
パルスより周波数の高い第２の超音波を送受波する第２
の超音波変換器、３は被検体４と第１、第２の超音波変
換器１．２とを音響的に結合する結合媒体、５は結合媒
体４を収納する容器、６は第１の超音波変換器１および
第２の超音波変換器２を位相制御駆動する制御駆動部で
あシ、この制御駆動部６は第１図（ｂ）のブロック図に
示すように第１の超音波変換器１を駆動するパルス駆動
器６１、第２の超音波変換器２を駆動するパルス駆動器
６２、パルス駆動器６１及び６２の相互のパルス発生タ
イミング差を制御する位相制御部６３とから構成されて
いる。第１図（ａ）において、７はシステムのクロック
を発生する信号源、８は第２の超音波変換器２からの受
信信号を増幅するプリアンプ、９はプリアンプ８の出力
信号を増幅する可変利得アンプ、１０は可変利得アンプ
９の出力信号をデジタルデータに変えるＡ／Ｄ変換器、
１１はＡ／Ｄ変換器１０の出力データを記憶する第１の
バッファメモリ、１２はＡ／Ｄ変換器１０の出力データ
を記憶する第２のバッファメモリ、１３はＡ／Ｄ変換器
１０の出力データを記憶する第３のバッファメモリ、１
４は第１と第２のバッファメモリ１１　と１２に記憶さ
れているデータに対して差演算を行う加算器、１５は加
算器１４の出力である差データを記憶するメモリ、１６
はメモリ１５に記憶されている差データのデータ列に対
して伝達関数計算を行う伝達関数演算部、１７は第３の
バッファメモリ１３に記憶されているデータのデータ列
に対して伝達関数計算を行う伝達関数演算部、１８は伝
達関数演算部１６と１７の出力である位相データに対し
て位相変化量を検出する変化量検出部である。１９は変
化量検出部１８に接続された演算範囲指定部であり、リ
ードオンリメモＩＪ（ＲＯＭ）等で構成されている。

２０はプリアンプ８の出力信号を断層像を得るために信
号処理する信号処理部、２１は変化量検出部１８の出力
を記憶、走査変換し、信号処理部２０の出力を記憶、走
査変換する走査変換部、２２は走査変換部２１の出力を
表示する表示部、２３はシステム全体の制御を行う主制
御部である。

以上のような構成において、以下、その動作を説明する
。

被検体４に送出される超音波パルス波形は、次の３種類
である。

（１）　　第１の超音波パルスのみ、 （２）第２の超音波パルスの波形重心部分を第１の超音
波パルスの粒子速度ピーク位置に重畳させた超音波パル
ス、 （３）第２の超音波パルスのみ、 以上の３種類の超音波パルスを順番に被検体４に送波し
、各々の反射波を第１、第２、第３のバッファメモリ１
１．１２．１３に記憶させ信号処理を行う。第１の超音
波パルスの中心周波数は、例えばＱ、３　ＭＨｚ　、第
２の超音波パルスの中心周波数は、例えば３　ＭＨｚと
し、その中心周波数は大幅に異なる値が選ばれている。

そして、まず、第２の超音波変換器２の送信を停止した
状態では、第１の超音波変換器ｌがら送波した第１の超
音波パルスは結合媒体３を透過し、被検体４に入射する
。第１の超音波パルスは結合媒体３、被検体４の中を伝
搬しながら非線形効果により歪を蓄積し、高調波成分を
増大させる。同時に被検体４の音響的質の変化に対応し
て次々に散乱され、その一部は第２の超音波変換器２に
到達し、高調波成分の中の一部帯域成分は受信信号に変
換される。この受信信号ＰＳは後で差データを求めると
きに使用されるものであシ、プリアンプ８でＳ／Ｎ良く
増幅された後、可変利得アンプ９で所定の振幅に増幅さ
れる。可変利得アンプ９の出力は、Ａ／Ｄ変換器１０に
おいてデジタルデータに変換され、受信信号ＰＳに対応
するデータは第１のバッファメモリ１１に記憶される。

Ａ／Ｄ変換器１０のサンプルタイミングは制御駆動部６
に対して精密に同期し、そのサンプル速度は数ｌ　Ｑ　
ＭＨｚ　、　　分解能は１０ピット程度以上あシ、入力
信号の位相を正確に保存できる必要がある。次に、第２
の超音波パルスの波形重心部分が第１の超音波パルスの
粒子速度ピーク位置に重畳するように、制御駆動部６の
位相制御部６３は、パルス駆動器６１と６２にタイミン
グ信号を送出する。

パルス駆動器６１と６２は、それぞれのタイミング信号
に同期して第１の超音波変換器１と第２の超音波変換器
２を駆動し、第１の超音波パルスと第２の超音波パルス
を被検体４に送波させる。上記状態で重畳されながら伝
搬する様子は次のように近似できる。伝搬経路は微小区
間の集まシと見なすことができ、その微小な各区間にお
いて、重畳された超音波パルスは非線形現象に基づく伝
搬歪を生じ、第２の超音波パルスは位相変化を受けると
近似できる。この変化量は、注目している区間における
粒子速度Ｕと伝搬媒質の非線形パラメータＢ／Ａの両方
に依存する。散乱され、伝搬径路を逆行する超音波パル
スはその振幅が非常に小さいため、非線形効果を無視す
ることができる。

この位相状態のときの受信信号ＤＳはプリアンプ８、可
変利得アンプ９により増幅され、Ａ／Ｄ変換器１０でデ
ジタル値に変換された後、第２のバッファメモリ１２　
に記憶される。次に、第１の超音波変換器１を停止し、
第２の超音波発生器から発生する第２の超音波パルスの
みを被検体４に送波する。第２の超音波パルスにより得
られる受信信号ＳＳはプリアンプ８、可変利得アンプ９
により増幅され、Ａ／Ｄ変換器１０でデジタル値に変換
された後、第３のバッファメモリ１３　に記憶される。

以上が１サイクル中において被検体４に送波される超音
波パルスである。

第１と第２のバッファメモリ１１　と１２　に記憶され
ている受信信号ＰＳ　、　ＤＳは加算器１４においても
差データＤＤが次の（４）式のように計算され、メモリ
１５に記憶される。

ＤＤ＝　ＤＳ−ＰＳ　　　　　　　　　　・・・・・・
・・・（４）差データＤＤは重畳された超音波パルスの
非線形伝播歪の中の第２の超音波パルスにかかわる部分
と考えることができる。

次に、伝達関数演算部１６　はメモリ１５のデータを、
伝達関数演算部１７は第３のバッファメモリ１３　のデ
ータを抜き取り、周波数分析等の演算を行う。この演算
は、具体的には、位相角計算であり、フーリエ積分、Ｄ
Ｆｖｒ（離散フーリエ変換）等の計算アルゴリズムの実
行により得られるものであシ、位相角は次のように計算
される。まず、第２の超音波パルスを第１の超音波パル
スに重畳させたときの差のデータＤＤに関し、伝達関数
演算部１６は被検体４内の特定の深さＲ１に対応するデ
ータ列をメモリ１５から抜き取り、周波数分析を行い、
フーリエ変換Ｈ１（ω）を得る。同様にして深さＲ２に
対応するデータ列をメモリ１５　から抜き取り、フーリ
エ変換Ｈ２（ω）を得る。抜き取るデータの長さは伝搬
媒体の音速を１５０ｍ／ｓｅｃ程度とすると、被検体４
内で５加、時間に換算して６．５　ｕ　ｓｅｃ程度であ
る。深さＲ１に対応する位相角ＰＤＩ　（ω）はフーリ
エ変換Ｈ１（ω）の位相角として次の（５）式で得られ
る。

ＰＤｌ　（ω）　＝　ａｒｇ　”　（Ｈｌ　（ω乃　　
　　・・・・・・・（５）同様にして深さＲ２に対応す
る位相角ＰＤ２　（ω）が計算される。伝達関数演算部
１７は、第１の超音波変換器１を停止した場合の深さＲ
１及びＲ２の位相角ｐ１（ω）、Ｐ２（ω）を第３のバ
ッファメモリ１３に記憶されている受信信号ＳＳを用い
て算出する。次に、変化量検出部１８は、第１の超音波
変換器１を停止した場合に得られた位相角と２つの超音
波パルスを重畳させた状態で得られた位相角の差、すな
わち位相シフト量ΔＰが次の（６）。

（力式で計算される。

ΔＰ１（ω）二ＰＤ１−Ｐ１（ω）　　　　　・・・・
・・・（６）Δｐ２（ω）−ＰＤ２（ω）−Ｐ（ω）　
　　　・・・・・・　（７）ところで、上記（６１１力
式で求められる位相シフト量ΔＰは、第２の超音波パル
ス幅が有限長であること等の影響により、第２図（ａ）
に示すように変動成分の多いものとなる。そこで、第２
図（ａ）に示す変動曲線を第２図（ｂ）に示すように第
２の超音波パルスの中心周波数Ａにおける接線Ｂが周波
数原点０を通過するような高次多項式、例えば２次曲線
Ｃ等で近似し、この接線Ｂを位相シフト量ΔＰとするよ
うに変化量検出部１８　は計算する。

この近似の計算のとき用いるデータの周波数範囲を、例
えば第２の超音波変換器２の有効周波数帯に限定しても
よい。この近似に用いるデータの周波数範囲はあらかじ
め演算範囲指定部１９に記憶しでおき、近似計算の際に
用いる。このように近似された位相シフト量Δｐ１（ω
）とΔＰ２（ω）より深さＲ２とＲ１における位相シフ
ト量の差、すなわち差分位相シフト量Δφ（ω）が次の
（８）式で計算される。

Δφ（ω）＝Δｐ２（ω）−Δｐ１（ω）　　　・・・
・・・−・（８）この差分位相シフトΔφ（ω）は、第
１の超音波パルスの粒子速度Ｕと伝搬媒質の非線形パラ
メータＢ／Ａにより決まる量である。この位相シフト量
Δφは、走査変換部２１で記憶され、表示部２２に表示
される。走査変換部２１へはプリアンプ８の出力に対し
、対数増幅、包絡線検波等を行う信号処理部２０の出力
が出力され、表示部２２に断層像を表示することもでき
る。以上のような制御駆動部６の状態の制御、メモリの
書き込み、あるいは読み出しの指示、種々の演算の実行
等は主制御部・２３で制御される。

次に、本発明の第２の実施例について説明する。

第３図は本発明の第２の実施例における超音波計測装置
を示す要部のブロック図である。

本実施例においては、第３図に示すように上記第１の実
施例（第１図（ａ）参照）における変化量検出部１８と
走査変換部２１　との間で特性演算部２４が接続された
ものである。この特性演算部２４は伝搬時間差演算部２
４１、非線形パラメータ演算部２４２、オペレータ部２
４３とから構成されている。その他の構成は上記第１の
実施例と同様である。

以上のような構成において、以下、その動作を説明する
。

ある微小区間△ｘ１例えば被検体４内の特定の深さＲ１
とＲ２の区間をΔＸとすると、微小区間△Ｘにおける第
１の超音波パルスの粒子速度ピーク位置に重畳し、伝搬
させて位相変化した第２の超音波パルスの受信信号と、
第２の超音波パルスのみ伝搬させたときの受信信号との
伝搬時間差τは、次の（９）式のように表わされる。

上記（９）式において、ＣＯは無限小振幅音波の伝搬媒
体中における音速、Ｕは第１の超音波パルスの波形位置
、この場合、ピーク位置における粒子速度であシ、βは
非線形係数である。次に、変化した位相特性と伝搬時間
差τとの関係は、次のα１式で表わされる。

ここで、Δφ（ω）は上記（８）式で示す値である。上
記（９）式、００式より、上記第１の実施例で説明した
第２の超音波パルスの中心周波数における接線が周波数
原点を通過するような高次多項式で近似し、求めた位相
シフト量ΔＰおよび差分位相シフト量Δφから、微小区
間ΔＸと第１の超音波パルスの粒子速度Ｕと無限小振幅
音波の伝搬中における音速ＣＯを与えれば、非線形係数
β、若しくは非線形パラメータＢ／Ａを算出できる。

すなわち、変化量検出部１８で算出された被検体４内の
深さＲ１と深さＲ２間の差分位相シフト量Δφ（ω）を
用い、特性演算部２４内の伝搬時間差演算部２４１にお
いて、上記α１式に示す伝搬時間差τを算出する。次に
、非線形パラメータ演算部２４２において非線形係数β
、若しくは非線形パラメータＢ／Ａを求める。このとき
用いる無限小振幅音波の音速Ｃｏ１第１の超音波パルス
の粒子速度ｕ１深さＲ１とＲ２との区間ΔＸをあらかじ
め従来の方法で測定、若しくは推定し、オペレータ部２
４３から非線形パラメータ部２４２に与える。以上のよ
うに特性演算部２４で求めた非線形係数β、若しくは非
線形パラメータＢ／Ａは、上記第１の実施例と同様に走
査変換部２１で記憶され、表示部２２に表示される。

以上の説明から明らかなように上記各実施例によれば駆
動制御部６の出力の状態を変化させ、被検体４からの受
信信号について第１の超音波自身が生じる高調波成分を
除去した後、位相シフト量を第２の超音波パルスの中心
周波数における接続が周波数原点を通過するような高次
多項式で近似して高精度に求め、更にこの位相シフト量
から差分位相シフト量を求めることができる。また、第
２の実施例のように上記差分位相シフト量より伝搬媒体
の非線形係数、あるいは非線形パラメータＢ／Ａ　を求
めることができる。

なお、上記各実施例では、第１、第２の超音波変換器１
．２は説明止具なる場合において説明したが、同心軸上
に配置してもよい。また、第１、第２の超音波変換器１
．２を配列振動子で構成してもよい。また、第１、第２
の超音波変換器１．２は電子的リニア走査式、若しくは
機械的セクタ走査式に構成してもよい。また、受信信号
のデータを抜き取る位置を自動的に被検体の深さ方向、
若しくは深さ方向とは直交方向に走査し、伝搬媒体の音
響特性分布の断層像等を得ることもできる。

また、変動する位相シフト量△Ｐ（ω）から近似して位
相シフト量を求める際、変動する位相シフト量ΔＰ（ω
）を高次多項式に近似し、この高次多項式の特定の周波
数範囲、例えば第２の超音波パルスの有効帯域内のデー
タを用い、周波数原点を通る直線に近似してもよい。更
に、被検体としては、非破壊検査で対象となる種々の固
体や流体から成る構造物にとどまらず、榎々の生体組織
、例えば暮向の状態、あるいは医用の分野、特に肝疾患
等、超音波の音響特性とかかわりの深い疾患については
その進行度合を定量化するのに応用することが可能であ
る。

発明の効果 以上述べたように本発明によれば、第１の超音波パルス
に対し、この第１の超音波パルスより周波数の高い第２
の超音波パルスを重畳した場合に生じる伝搬の非線形現
象を利用し、伝達特性演算部で受信信号から第１の超音
波自身が生じる高調波成分を除去した後、変化量検出部
で第２の超音波パルスの中心周波数の接線が周波数原点
を通過するような高次多項式に近似することにより、位
相シフト量、差分位相シフト量を高精度に求めることが
できる。

また、特性演算部で上記差分位相シフト量より伝搬媒体
内の非線形特性の情報を精度良く求めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）は本発明の第１の実施例における
超音波計測装置を示し、同図（ａ）は全体のブロック図
、同図（ｂ）は制御駆動部のブロック図、第２図（ａ）
は第２の超音波パルスの位相シフト量を示す図、同図（
ｂ）は第２の超音波パルスの中心周波数における接線が
周波数原点を通過するような高次多項式である２次曲線
で近似した説明図、第３図は本発明の第２の実施例にお
ける超音波計測装置を示す要部のブロック図、第４図は
従来の超音波計測装置における第１の超音波パルスと第
２の超音波パルスの重畳された状態を示す図である０ １・・第１の超音波変換器、２・・・第２の超音波変換
器、３・・・結合媒体、４・・・被検体、５・容器、６
・・・制御駆動部、７・・信号源、８・・・プリアンプ
、９・・・可変利得アンプ、１０・・・Ａ／Ｄ変換器、
１１．１２、１３・・バッファメモリ、１４　　　加算
器、】５・・・メモリ、１６．１７・・・伝達関数演算
部、１８・　変化量検出部、１９・・・演算範囲指定部
、２０・・・信号処理部、２１・・・走査変換部、２２
・・・表示部、　２３・・・主制御部、２４・・特性演
算部、６１．６２・・パルス駆動部、６３０位相制御部
、２４１・・・伝搬時間差演算部、２４２・・・非線形
パラメータ演算部、２４３・・オペレータ部。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第 図 第 図 第 図 Ｌ　　　　　　　　　　　　−Ｊ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１の超音波パルスを送波する第１の超音波変換
   器と、上記第１の超音波パルスより周波数の高い第２の
   超音波パルスを送受波する第２の超音波変換器と、これ
   ら第１および第２の超音波変換器を位相制御駆動し、第
   １の超音波パルスの粒子速度ピーク位置に第２の超音波
   パルスの波形重心部分を重畳させる制御駆動部と、この
   制御駆動部の出力状態に対応した上記第２の超音波変換
   器の受信信号の位相シフト特性を得る伝達特性演算手段
   と、上記位相シフト特性の周波数依存において上記第２
   の超音波パルスの中心周波数における接線が周波数原点
   を通過するような高次多項式に近似する変化量検出手段
   とを有する超音波計測装置。
2. （２）位相シフト特性より、非線形パラメータ、若しく
   は非線形係数を求める特性演算手段を有する請求項１記
   載の超音波計測装置。
3. （３）変化量検出部が位相シフト量を近似する際、変動
   する位相シフト量を高次多項式に近似し、この高次多項
   式の特定の周波数範囲内のデータを用い、周波数原点を
   通る直線に近似する請求項１または２記載の超音波計測
   装置。
4. （４）第１の超音波変換器と第２の超音波変換器を同心
   軸上に配置した請求項１、２または３記載の超音波計測
   装置。
5. （５）第１の超音波変換器と第２の超音波変換器を配列
   振動子で構成した請求項１、２または３記載の超音波計
   測装置。
6. （６）第１及び第２の超音波変換器を機械的、セクタ走
   査式、若しくは電子的リニア走査式に構成し、受信信号
   のデータを抜き取る位置を被検体の深さ方向、若しくは
   深さ方向とは直交方向に変化させ、伝搬媒体の音響特性
   分布の断層像を得る請求項１ないし５のいずれかに記載
   の超音波計測装置。