JPH0336533B2 - - Google Patents

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ツクル速度計測方法及び装
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（スペツクル）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
波スペツ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測定
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
のキヤリア周波数が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ができる。

［発明が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、比較的ゆつ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
ヤリア周波数の周波数偏移を検出することになる
が、運動体の運動速度が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ざかるかの速度成分
を含んでいる運動体の運動速度しか測定できず、
例えば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
という欠点がある。

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ツクル速度計
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ツ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ツプと、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ツプと、
この受信エコー信号の振幅の時間的変化を検出す
る振幅検出ステツプと、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ツプと、この変動周波数
から速度を測定する速度変換ステツプと、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
ツプを、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。

第３請求項の発明に係る超音波スペツクル速度
計測装置は、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（包絡線）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ツクル速度
計測装置は、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。

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
フイルタとこのフイ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
経由する伝搬路長が等しいため、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が合成されて受信さ
れ、受信器１２で得られる反射エコー信号Ｃは位
相は変わらず振幅が２倍となつた信号となる。

これに対して、散乱体Ｂが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つた信号となる。従つて、
ランダムな散乱体が移動する場合には、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
及び及び位相が相違することが理解される。

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が示されており、送信
器１０から所定周波数の振幅の揃つた送信波形の
超音波が移動する散乱体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
形のエコー信号が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（スペツクル）が得
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が各微小散乱体
の相対的位置関係によつて大きく変化する。従つ
て、この移動散乱体１４がある速度Ｖで移動する
時には、受信波形の振幅は散乱体速度Ｖ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つて速度を
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、
従つ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
が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
という利点がある。

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。

このようなスペツ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（スペツクルパター
ン）を求めるものであつて、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測するもの
である。

このようなレーザ光によるスペツクル速度測定
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ができない。

本願発明者は、被検体内部においてもスペツク
ルによる速度測定が可能であることを発見し、前
述のような原理に基づいて生体内のスペツクル速
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
する測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１４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で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
体とみなすことができる。

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絡線（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
わすパラメータとして、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
行つた。

この結果が、第１０図に示されているが、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
つて振幅の変動周波数を検出することにより流速
を測定できることが理解される。

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
係を調べた結果が第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）はほぼ一定となることが理解
される。従つて、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つ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
なわちスペツクルを検出して速度を測定するよう
にし、これによつ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、まず送信ステツプ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によつての超
音波を微小散乱体（血球）の集合を含む血液１５
が流れる血管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
ツプ101にて受信し、装置でいえば、受信器１２
によつて超音波を受信して、振幅検出ステツプ
102に移行する。

この振幅検出ステツプ102では、受信ステツプ
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（包絡線）
の変動として検出し、次の周波数解析ステツプ
103に移行する。

この周波数解析ステツプ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
測定することによつて行つてもよい。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
号の零交差密度を測定してもよい。

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、
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、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ツプ104に移行し、
ここで前記周波数解析ステツプ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が検出できる。

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図に基づい
て説明する。

第２図には、パワースペクトラムＰ(f)が示され
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、エンベロープの変
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。

従つて、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ができる。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測定して周波数幅と
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Ｖ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によつて送
信部が形成され、送信用振動子２６から多数の微
小散乱体である血液１５が流れる血管２２へ向け
て連続超音波が放射される。

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
によつて血管２２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が前方
向に鋭い指向性を持つとすれば、各振動子２６，
２８の中心軸が交わる位置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は振幅器３０
と直線検波器３２で構成されている。従つて、受
信用振動子２８の出力は振幅器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
によつ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からの
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。従つて、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）が検出される。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、つまりエ
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イ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
つて所定単位時間毎に行われ、これによつてエン
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が接続されている。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Ｖと
は、 Ｖ＝γN ………(1) （γ；比例定数） 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。従つて、速度
変換器４２にて前記(1)式に基づいて計数値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
よつて検出しているが、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ができる。

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図に基づいて説明
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からのトリガ信号によ
つ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５０とによつて
送信部が形成され、送受信用振動子５０から血管
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
動子が同一の振動子となつており、前記送受信用
振動子５０によつて血管２２内の血液１５から反
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５０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４０
０が接続されており、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３
２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５
４と、このサンプルホールド回路５４の信号の取
り込みを指令する遅延回路５６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
フイルタ５８と、から構成される。

従つて、エンベロープ検出部４００では、リミ
タ５２の出力が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ロープ
検出部４００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３０
１と同様となつている。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図に基づい
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ｋ番までの送信超音波ごとに得られた受信信
号であり、これは直線検波器３２によつて形成さ
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，B₁，B₂が送受信用
振動子５０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５
０からｌの距離にあるとすれば、2l／ｃ（ｃは音
速）となる。そして、前記信号A₁とA₂の間、ま
たB₁とB₂の間に血液１５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。

超音波が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、ｄ＝cτ／２で与え
られる距離内のみ干渉するため、パルス超音波が
血管壁A₁〜A₂間、B₁〜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。従つて、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＝０から被検体内所定深さ
位置に対応する遅延時間Ｄが遅延回路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Ｄ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。

従つて、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がス
テツ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
リガ信号の時間間隔を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Ｄを変える
ことにより、測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。

そして、前記サンプルホールド回路５４の出力
は低域通過フイルタ５８によつてステツプ状の信
号を滑らかな波形の信号に変換され、この低域通
過フイルタ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つ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３０１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、前記低域通過フイルタ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
（包絡線）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、デジタル処理で行つてもよい。

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く放射軸方向の複
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
能であるが、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
こともでき、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］ 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
に運動体の速度を検出することができ、この超音
波ドプラ法では検出できなかつた低速度の正確な
測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がある。

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つの振動子によつて
決定される位置での運動速度が精度よく検出で
き、またパルス波である場合には、送受信用の１
つの振動子によつ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ツクル速度計測方
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ツ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ツク図、第
４図は本発明装置に係る第３実施例の構成を示す
ブロツク図、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信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図は本発明の原理を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
（包絡線）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（濃度）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、２
８……受信用振動子、３２……直線検波器、３４
……微分器、３６……零交差検出器、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 (1)

1. 【特許請求の範囲】 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ツプと、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
   ツプと、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ツプと、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ツプと、この変
   動周波数から速度を測定する速度変換ステツプ
   と、から構成したことを特徴とする超音波スペツ
   クル速度計測方法。 ２ 請求項１記載の方法において、前記周波数解
   析ステツプは、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
   音波スペツクル速度計測方法。 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
   音波スペツクル速度計測装置。 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ツクル
   速度計測装置。 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ツクル速度計測装
   置。 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イルタとこのフイルタ出力の
   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
   波スペツクル速度計測装置。 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
   超音波スペツクル速度計測装置。