JPH04210053A - 超音波観測装置 - Google Patents

超音波観測装置

Info

Publication number
JPH04210053A
JPH04210053A JP2400680A JP40068090A JPH04210053A JP H04210053 A JPH04210053 A JP H04210053A JP 2400680 A JP2400680 A JP 2400680A JP 40068090 A JP40068090 A JP 40068090A JP H04210053 A JPH04210053 A JP H04210053A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ultrasonic
signal
amplitude difference
received
data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2400680A
Other languages
English (en)
Inventor
Koji Fujio
浩司 藤尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
Priority to JP2400680A priority Critical patent/JPH04210053A/ja
Publication of JPH04210053A publication Critical patent/JPH04210053A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04Analysing solids
    • G01N29/11Analysing solids by measuring attenuation of acoustic waves
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/028Material parameters
    • G01N2291/0289Internal structure, e.g. defects, grain size, texture
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04Wave modes and trajectories
    • G01N2291/044Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

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】
[00011
【産業上の利用分野]本発明は、生体組織性状に基づい
た情報を抽出することができ、高度な画像診断を行うこ
とが可能な超音波観測装置に関する。 [0002] 【従来の技術】従来より、超音波振動子を用いて生体中
に超音波パルスを送波し、生体組織で反射したエコーを
、再び超音波振動子で受波して電気信号に変換し、これ
を処理して生体中の断層像を形成、表示する超音波観測
装置が種々利用されている。 [0003]このような超音波観測装置では、反射波の
振幅情報から得られる境界像から組織の性状を診断する
ようになっている。このために、例えば特開昭59−1
94600号公報とか特開平1−302999号公報に
開示されているような、超音波振動子の板厚に変化を与
えて、広帯域の送受波を行えるようにして、超音波観測
の距離分解能等を向上させるなどの発明が多くなされて
きた。 [0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
超音波観測装置では、反射波の振幅情報から得られる境
界像からのみによって組織の性状を診断していた。この
ため、生体組織からの反射波に含まれる生体情報のごく
一部分の情報しか抽出されていなかった。 [0005]この生体組織からの反射波に含まれる各種
生体組織情報には、例えば大きさに関わるものとして散
乱係数、性状に関わるものとして音速、吸収係数及び非
線形パラメータ等があり、これらの生体組織の性状をよ
り反映しているパラメータに基づいた診断方法及び装置
が望まれている。 [0006]本発明は、これらの事情に鑑みてなされた
もので、生体組織性状に基づいた情報を振幅差情報とし
て表示することができ、生体組織病変の高度な画像診断
を行うことが可能な超音波観測装置を提供することを目
的としている。 [0007]
【課題を解決するための手段】本発明による超音波観測
装置は、生体内に超音波パルスを送波し、生体組織で反
射したエコー信号を受波して、このエコー信号に基づい
て生体断層像を得るものにおいて、複数の中心周波数の
異なる超音波パルスを発生し、生体内に送波する超音波
パルス送信手段と、前記超音波パルスが生体組織で反射
したエコー信号を受波する受信手段と、前記受信された
受信信号の振幅差情報信号を生成する振幅差情報信号生
成手段とを備えたものである。 [0008]
【作用】超音波パルス送信手段によって、複数の中心周
波数の異なる超音波パルスが発生され、この超音波パル
スが生体内に送波される。前記超音波パルスが生体組織
で反射したエコー信号は、受信手段で受波され、この受
波された受信信号から、振幅差情報信号生成手段により
振幅差情報信号が生成され、この振幅差情報を有する生
体断層像が表示される。 [0009]
【実施例】以下、図面を参照して本発明の詳細な説明す
る。 図1ないし図4は本発明の第1実施例に係わり、図1は
超音波観測装置の構成を示すブロック図、図2は超音波
振動子の形状を示す説明図、図3は図2の超音波振動子
におけるインピーダンスの周波数特性図、図4は超音波
パルスの送受波波形の様子を示す説明図である。 [00103図1に示すように、超音波観測装置は、超
音波パルスの送信手段及び受信手段としての超音波振動
子1を有している。この超音波振動子1には、送信駆動
回路2が接続されており、この送信駆動回路2によって
超音波振動子1をパルス駆動し、超音波を送波するよう
になっている。前記送信駆動回路2は、超音波送信用の
制御信号を出力する送信制御回路3を介して、装置全体
を制御するシステム制御回路4に接続されている。 [00111さらに、前記超音波振動子1には、プリア
ンプ3が接続されており、超音波振動子1で受波され、
電気信号に変換された反射波の信号が入力されるように
なっている。このプリアンプ3の出力端には、A/Dコ
ンバータ(以下、ADCと略記)5が接続され、このA
DC5の出力がデジタルシグナルプロセッサ(以下、D
SPと略記)6に供給されるようになっている。また、
前記ADC5によってデジタル信号に変換されたデータ
等を保存しておくメモリ7がADC5、DSP6、シス
テム制御回路4に接続されている。 [0012]前記DSP6の出力は、デジタルスキャン
コンバータ(以下、DSCと略記)8に供給され、この
DSC8で反射波の情報が画像データに変換されて、D
/Aコンバータ(以下、DACと略記)9に入力される
ようになっている。また、前記DSC8には、システム
制御回路4が接続され、このシステム制御回路4によっ
て制御されるようになっている。 [0013]前記DAC9の出力端は、TVモニタ10
に接続され、アナログ信号に変換された画像信号がこの
TVモニタ10に表示されるようになっている。これら
のシステム制御回路4、ADC5、DSP6、メモリ7
、DSC8、DAC9により反射波の振幅差情報信号生
成手段が構成されている。 [0014]さらに、超音波ビーム走査用の、図示しな
いメカニカルスキャンもしくは電子スキャンを行うため
の超音波振動子走査手段が設けられている。 [0015]ここで、前記超音波振動子1は、例えば圧
電セラミック等で形成され、図2に示すように、 (a
)のような円形もしくは(b)のような矩形の放射面を
有し、その断面は厚みが一定でなく、模型に一方向に変
化している。なお、この超音波振動子1の板厚について
は、図2に示すような模型のものだけでなく、例えば、
径方向に厚みが変化する凹面または凸面形状でも良いし
、曲線的に厚みが変化しているものでも良い。 [0016]一般に圧電セラミックによって構成された
超音波振動子は、本来は単一共振系であるが、前記のよ
うに板厚が一定でない形状の場合、そのインピーダンス
は図3に示すような周波数特性を有している。ここで、
(a)は空気中におけるインピーダンスの振幅周波数特
性、 (b)は位相周波数特性である。このように近接
した複数の共振を有する超音波振動子に整合層を付けた
、実際の水中におけるインピーダンスの周波数特性は、
(C)に示すようになる。この場合、広帯域にわたって
インピーダンスが平坦でかつ位相回転のないものとなる
ため、きわめて広帯域の送受波が可能となる。 [00171次に、本実施例の作用について述べる。こ
こでは、前記超音波振動子1を用いて複数の異なる中心
周波数で送受波し、生体組織の情報を抽出する。図4に
示すように、異なる中心周波数f1及びf2  (例え
ばfL<f2)の超音波パルスで超音波振動子1を駆動
し、被検体13にそれぞれの周波数の超音波を送波する
と、被検体13の音響インピーダンスの異なる境界面で
反射して、これらの反射波が前記超音波振動子1で受波
されるようになっている。 [00181図1におけるシステム制御回路4の制御に
より、送信制御回路3から第1の制御信号が出力される
と、送信駆動回路2は、中心周波数f1のパルス信号で
超音波振動子1を駆動する。そして、この超音波振動子
1から中心周波数f1の超音波が生体組織に送信され、
この送信された超音波の反射波が前記超音波振動子1に
よって受波される。この超音波振動子1で受波された受
波信号は、プリアンプ3で増幅され、ADC5によって
デジタル信号に変換される。この変換されたデジタル信
号は、メモリ7にデータとして保存される。 [0019]次に、送信制御回路3から第2の制御信号
が出力されると、送信駆動回路2は、中心周波数f2の
パルス信号で超音波振動子1を駆動する。そして、前記
と同様に中心周波数f2の超音波が送信されて、生体組
織からの反射波が前記超音波振動子1によって受波され
る。この中心周波数f2の受信信号は、前記と同様にプ
リアンプ3で増幅され、ADC5によってデジタル信号
に変換されて、メモリ7にデータとして保存される。 [00201これらの異なる中心周波数f1及びf2の
超音波によって得られた生体組織からのそれぞれの反射
波データは、メモリ7からDSP6に取り込まれ、この
DSP6において同一時間軸上における振幅差(反射レ
ベル差)が演算される。このようにして求められた振幅
差データは、DSC8に入力され、このDSC8で画像
データに変換されて、DAC9に入力される。このDA
C9によって、前記画像データはアナログ信号(輝度信
号)に変換され、TVモニタ10によって一方位からの
反射振幅差信号として表示される。 [00211さらに、前記超音波振動子走査手段、例え
ばメカニカルスキャンとか電子スキャンにより、超音波
振動子1から放射される超音波ビームを方位移動させ、
前記の手順と同様にして、反射振幅差信号が求められて
表示される。以上のような超音波ビームの走査を行い、
反射振幅差信号の演算を繰り返すことにより、TVモニ
タ10上には、前記超音波振動子1が当接する部位の生
体内断層像が構築される。 [0022]このようにして、単純に生体組織からの反
射波の振幅情報を表示するのではなく、中心周波数が異
なる二つの反射波の振幅差を表示することによって、生
体組織性状の情報に基づいた画像が表示され、これによ
って生体組織の画像診断を行う。この振幅差情報には、
生体組織性状に密接な情報が極めて多く含まれているた
め、超音波による画像診断がより確かなものとなる。 [00231以上のように、本実施例によれば、簡単な
構成の装置によって、二つの異なる周波数の超音波によ
り、組織の吸収係数差、反射・散乱係数差等の組織性状
に基づく情報が複合された状態で抽出され、この組織性
状に基づく情報を振幅差情報として表示することができ
、従来の画像診断の手法により生体組織病変のさらに高
度な診断を行うことが可能となる。 [0024]図5及び図6は本発明の第2実施例に係わ
り、図5は超音波観測装置の構成を示すブロック図、図
5の超音波観測装置のバンドパスフィルタにおける作用
の周波数特性を示す特性図である。 [0025]図5に示すように、第2実施例では、プリ
アンプ3とADC5との間に、バンドパスフィルタ(以
下、BPFと略記)11及び12が挿入され、接続され
ている。他は第1実施例と同様に構成されている。 [00261本実施例で用いられる超音波振動子1によ
って送波された超音波パルスは、距離分解能が向上する
ようになっており、その周波数成分は広帯域にわたって
いる。このため、図6に示すように、受信信号の周波数
成分は(a)のように、異なる中心周波数f1及びf2
の信号の成分が重複してしまう。ここで、 (b)に示
すような周波数特性を有する第1のバンドパスフィルタ
11及び第2のバンドパスフィルタ12によって、前記
受信信号を濾波すると、 (C)に示すように、それぞ
れの中心周波数f1及びf2の信号成分が、分離されて
それぞれ独立した狭帯域成分として抽出される。 [0027]まず、第1実施例と同様に、中心周波数f
1の超音波パルスを送受波し、この受信された受信信号
は、BPFIIによって濾波され、flを中心とした狭
帯域成分の信号だけが抽出される。このflを中心とし
た狭帯域成分の信号は、DAC5によってデジタル信号
に変換され、メモリ7にデータとして保存される。 [00281次に、中心周波数f2の超音波パルスを送
受波し、この受信された受信信号は、BPF12によっ
て濾波され、f2を中心とした狭帯域成分の信号だけが
抽出される。このf2を中心とした狭帯域成分の信号は
、DAC5によってデジタル信号に変換され、メモリ7
にデータとして保存される。そして、これらの反射波デ
ータは、メモリ7からDSP6に取り込まれ、このDS
P6において、それぞれの中心周波数近傍の成分の振幅
差が演算される。 [0029]このようにして求められた振幅差データは
、第1実施例と同様に、画像データに変換され、アナロ
グ信号(輝度信号)に変換されて、TVモニタ10上に
、前記超音波振動子1が当接する部位の生体内断層像が
構築される。 [00301このように、それぞれの中心周波数に応じ
た成分抽出を行った後に、成分振幅差を求めることによ
って、明確化された異なる周波数による振幅差情報が得
られる。 [00311以上のように、第2実施例によれば、二つ
の中心周波数成分がそれぞれ分離された成分の振幅差を
求めることができ、生体組織の性状に基づく二つの周波
数成分の反射レベル差が強調され、高度な生体組織病変
の画像診断を行うことが可能となる。 [0032]なお、送受波する超音波パルスについては
、二つに限定されるものではなく、例えば3個の異なる
中心周波数の超音波パルスを送受波し、DSPにおいて
任意の二つの中心周波数成分を選択して振幅差を求める
こともできる。また、超音波振動子についても、厚みが
一定でないものだけではなく、単一共振系の振動子を2
個アレー状に連設して用いることもできるし、複数の送
信及び受信手段を用いることもできる。 [0033]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、生
体組織性状に基づいた情報を振幅差情報として表示する
ことができ、生体組織病変の高度な画像診断を行うこと
が可能となる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例における超音波観測装置の
構成を示すブロック図。
【図2】本発明の超音波観測装置における超音波振動子
の形状を示す説明図。
【図3】図2の超音波振動子におけるインピーダンスの
周波数特性図。
【図4】本発明の実施例における超音波パルスの送受波
波形の様子を示す説明図。
【図5】本発明の第2実施例における超音波観測装置の
構成を示すブロック図。
【図6】図5の超音波観測装置のバンドパスフィルタに
おける作用の周波数特性を示す特性図。
【符号の説明】
1・・・超音波振動子 4・・・システム制御回路 5・・・A/Dコンバータ 6・・・デジタルシグナルプロセッサ 7・・・メモリ 8・・・デジタルスキャンコンバータ 9・・・D/Aコンバータ 10・・・TVモニタ
【図3】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】生体内に超音波パルスを送波し、生体組織
    で反射したエコー信号を受波して、このエコー信号に基
    づいて生体断層像を得る超音波観測装置において、複数
    の中心周波数の異なる超音波パルスを発生し、生体内に
    送波する超音波パルス送信手段と、前記超音波パルスが
    生体組織で反射したエコー信号を受波する受信手段と、
    前記受信された受信信号の振幅差情報信号を生成する振
    幅差情報信号生成手段とを備えたことを特徴とする超音
    波観測装置。
JP2400680A 1990-12-06 1990-12-06 超音波観測装置 Withdrawn JPH04210053A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2400680A JPH04210053A (ja) 1990-12-06 1990-12-06 超音波観測装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2400680A JPH04210053A (ja) 1990-12-06 1990-12-06 超音波観測装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04210053A true JPH04210053A (ja) 1992-07-31

Family

ID=18510563

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2400680A Withdrawn JPH04210053A (ja) 1990-12-06 1990-12-06 超音波観測装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH04210053A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005125081A (ja) * 2003-09-30 2005-05-19 Fuji Photo Film Co Ltd 超音波診断装置
WO2012176837A1 (ja) * 2011-06-23 2012-12-27 株式会社東芝 超音波診断装置及び方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005125081A (ja) * 2003-09-30 2005-05-19 Fuji Photo Film Co Ltd 超音波診断装置
JP4713112B2 (ja) * 2003-09-30 2011-06-29 富士フイルム株式会社 超音波診断装置
WO2012176837A1 (ja) * 2011-06-23 2012-12-27 株式会社東芝 超音波診断装置及び方法
US10743845B2 (en) 2011-06-23 2020-08-18 Canon Medical Systems Corporation Ultrasound diagnostic apparatus and method for distinguishing a low signal/noise area in an ultrasound image

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5526816A (en) Ultrasonic spectral contrast imaging
US5606971A (en) Method and device for shear wave elasticity imaging
JP4582827B2 (ja) 超音波診断装置
US20050203405A1 (en) Ultrasonic imaging method and apparatus
JPH11290318A (ja) 超音波診断装置
JP2005508667A (ja) 超音波トランスデューサ
US7291108B2 (en) Ultrasonic transmission/reception apparatus for generating an image based on ultrasonic echoes and vibro-acoustic sounds
JP2005253751A (ja) 超音波用探触子及び超音波診断装置
JP3573567B2 (ja) 超音波探触子及びそれを用いた超音波検査装置
Goldstein et al. Medical ultrasonic diagnostics
JPH043223B2 (ja)
JPH1071146A (ja) 動作諸元表示方法および装置並びに超音波映像装置
US6666822B2 (en) Ultrasonic imaging method and apparatus
US6740037B1 (en) High Frequency ultrasonagraphy utilizing constructive interference
JP2004073620A (ja) 超音波診断装置
JPH04210053A (ja) 超音波観測装置
JP3519882B2 (ja) 超音波撮像装置
JP4575014B2 (ja) 超音波診断装置
JP2005125082A (ja) 超音波診断装置
JP2001000434A (ja) 物質をイメージングする方法及びイメージング・システム
JPS6340974Y2 (ja)
Breyer Basic physics of ultrasound
JP2002301071A (ja) 超音波撮像方法及び装置
JP2005342141A (ja) 超音波送信方法及び超音波送受信方法、並びに、超音波送受信装置
JPH01250226A (ja) 超音波診断装置

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19980312