JPH0713630B2 - 超音波エコーグラフィによる物体の検査方法及び装置 - Google Patents
超音波エコーグラフィによる物体の検査方法及び装置Info
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- JPH0713630B2 JPH0713630B2 JP61068868A JP6886886A JPH0713630B2 JP H0713630 B2 JPH0713630 B2 JP H0713630B2 JP 61068868 A JP61068868 A JP 61068868A JP 6886886 A JP6886886 A JP 6886886A JP H0713630 B2 JPH0713630 B2 JP H0713630B2
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- G01S7/52058—Cathode ray tube displays displaying one measured variable; A-scan display
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、少なくとも１個の超音波トランスジューサに
より超音波信号を繰返し送出し、該送出超音波信号がそ
の伝搬方向において遭遇した主の障害物に対応する超音
波エコーを受信する超音波エコーグラフィによる物体の
検査方法に関するものである。
より超音波信号を繰返し送出し、該送出超音波信号がそ
の伝搬方向において遭遇した主の障害物に対応する超音
波エコーを受信する超音波エコーグラフィによる物体の
検査方法に関するものである。
さらに本発明は超音波信号を繰返し送信する送信段及び
送信信号がその伝搬方向で遭遇する主障害物からの超音
波エコーを受信する受信段に接続された少なくとも１個
の超音波トランスジューサを具える超音波エコーグラフ
ィによる物体の検査装置に関するものである。
送信信号がその伝搬方向で遭遇する主障害物からの超音
波エコーを受信する受信段に接続された少なくとも１個
の超音波トランスジューサを具える超音波エコーグラフ
ィによる物体の検査装置に関するものである。
この種の装置は、例えば物体の非破壊検査のため及び生
体組織の検査のため使用される。
体組織の検査のため使用される。
（従来技術） 従来からの超音波エコーグラムは、超音波ビームにより
生体組織に発生したエコーのエンベロープを検出するこ
とにより得られる。生体器官の境界で生じたエコーが最
も大きいため、これらエコーグラムは主にこれら器官の
輪郭を表示する。従って、この信号の位相（および周波
数）に関する全ての情報は消失する。これら情報は、他
の手段では診断することが難しい不明瞭な疾患に対し適
切な指示を与えることができる。
生体組織に発生したエコーのエンベロープを検出するこ
とにより得られる。生体器官の境界で生じたエコーが最
も大きいため、これらエコーグラムは主にこれら器官の
輪郭を表示する。従って、この信号の位相（および周波
数）に関する全ての情報は消失する。これら情報は、他
の手段では診断することが難しい不明瞭な疾患に対し適
切な指示を与えることができる。
正弦波バーストによって励起された任意分布散乱の全体
的効果からの超音波後方散乱を研究する際、これら周期
的バーストの後方散乱の既知の概算によれば、後方散乱
係数BCは次式（１）により定義される。
的効果からの超音波後方散乱を研究する際、これら周期
的バーストの後方散乱の既知の概算によれば、後方散乱
係数BCは次式（１）により定義される。
ここにｐは正弦波バーストの持続幅、Ｓは超音波ビーム
の断面の面積、Ｒはトランスデューサおよび測定量間の
距離、t2およびt1は受信信号を解析する時間、PSは後方
散乱パワー、PRは平面から反射させた波長によって得ら
れた基準後方散乱パワー、ｃは超音波の速度、ａは（超
音波周波数に依存する）測定量の内側の減衰係数、amは
伝搬媒体の平均減衰係数である。
の断面の面積、Ｒはトランスデューサおよび測定量間の
距離、t2およびt1は受信信号を解析する時間、PSは後方
散乱パワー、PRは平面から反射させた波長によって得ら
れた基準後方散乱パワー、ｃは超音波の速度、ａは（超
音波周波数に依存する）測定量の内側の減衰係数、amは
伝搬媒体の平均減衰係数である。
（発明が解決しようとする課題） この量的アプローチでは提案した式は不幸にして遠視野
解析および高調波の場合にのみ有効となり、近視野に対
する適用は不所望である。
解析および高調波の場合にのみ有効となり、近視野に対
する適用は不所望である。
本発明の目的は、組織特徴化の効果的な方法として、組
織による超音波散乱を処理する際、Ｂ−スキャンによっ
て超音波を当てた組織の散乱特性に関する量子像のみを
与える場合に、提供された量的アプローチによって散乱
の周波数依存性を決める被検物体の散乱関数の周波数依
存性を決定することができるようにした超音波エコーグ
ラフィにより物体を検査する方法を提供せんとするにあ
る。
織による超音波散乱を処理する際、Ｂ−スキャンによっ
て超音波を当てた組織の散乱特性に関する量子像のみを
与える場合に、提供された量的アプローチによって散乱
の周波数依存性を決める被検物体の散乱関数の周波数依
存性を決定することができるようにした超音波エコーグ
ラフィにより物体を検査する方法を提供せんとするにあ
る。
さらに本発明の目的は、本発明の方法を実施するのに適
切な超音波エコーグラフィによる被検物体の検査装置を
提供せんとするにある。
切な超音波エコーグラフィによる被検物体の検査装置を
提供せんとするにある。
（課題を解決するための手段） この目的を達成するため、本発明超音波エコーグラフィ
ック検査方法は、少なくとも１個の超音波トランスジュ
ーサにより超音波信号を繰返し送出し、該送出超音波信
号がその伝搬方向において遭遇した障害物に対応する超
音波エコーを受信して媒体を超音波エコーグラフィック
検査するに当り、 （ａ） エコーグラフイック線のエコーを記憶し、 （ｂ） 回折効果に対し補正されたパワースペクトル
（Ｒ（τA,f）,R（τB,f））を瞬時（τA,τＢ）にリン
クされた２つの個別の時間スロットに対して、決定する
作動を含むようにした媒体の超音波エコーグラフィック
検査方法において、 検査すべき媒体の散乱関数Ｕ（ｆ）＝afb（ａおよびｂ
は定数）の周波数依存性を求め、且つ関係式SW（τ,f）
＝|G（ｆ）|2・|U（ｆ）|2・Ｄ（τ,f）・ｅ
−２α（ｆ）ｃτ（ここに|G（ｆ）|2は送信信号および
トランスジューサに依存し、Ｄ（τ,f）は回折効果を表
わし、α（ｆ）およびｃは検査すべき媒体の超音波信号
の減衰および速度にそれぞれ対応）により、散乱関数を
瞬時τにタイムスロットＷに受信されたエコーのパワー
スペクトルSW（τ,f）にリンクし、 （ｃ） 次のステップで検査すべき媒体の散乱関数の周
波数依存性を、記憶および／または表示し、 （c1）補正されたパワースペクトル（Ｒ（τA,f）,R
（τB,f））に基づき、次式 （ここにξ＝τB/τＡ） を計算し、 （c2）上記式Ｔ（ｆ）1/2（ξ−１）を底10の対数形状
に変換し、 （c3）この対数形状に比例する信号を表示装置に記憶お
よび／または表示し、 （ｄ） 検査すべき媒体の均質区域の境界にその都度相
当するタイムスロットの他の対に対し、及び他のエコー
グラフイック線に対し前述の操作を繰返すようにしたこ
とを特徴とする。
ック検査方法は、少なくとも１個の超音波トランスジュ
ーサにより超音波信号を繰返し送出し、該送出超音波信
号がその伝搬方向において遭遇した障害物に対応する超
音波エコーを受信して媒体を超音波エコーグラフィック
検査するに当り、 （ａ） エコーグラフイック線のエコーを記憶し、 （ｂ） 回折効果に対し補正されたパワースペクトル
（Ｒ（τA,f）,R（τB,f））を瞬時（τA,τＢ）にリン
クされた２つの個別の時間スロットに対して、決定する
作動を含むようにした媒体の超音波エコーグラフィック
検査方法において、 検査すべき媒体の散乱関数Ｕ（ｆ）＝afb（ａおよびｂ
は定数）の周波数依存性を求め、且つ関係式SW（τ,f）
＝|G（ｆ）|2・|U（ｆ）|2・Ｄ（τ,f）・ｅ
−２α（ｆ）ｃτ（ここに|G（ｆ）|2は送信信号および
トランスジューサに依存し、Ｄ（τ,f）は回折効果を表
わし、α（ｆ）およびｃは検査すべき媒体の超音波信号
の減衰および速度にそれぞれ対応）により、散乱関数を
瞬時τにタイムスロットＷに受信されたエコーのパワー
スペクトルSW（τ,f）にリンクし、 （ｃ） 次のステップで検査すべき媒体の散乱関数の周
波数依存性を、記憶および／または表示し、 （c1）補正されたパワースペクトル（Ｒ（τA,f）,R
（τB,f））に基づき、次式 （ここにξ＝τB/τＡ） を計算し、 （c2）上記式Ｔ（ｆ）1/2（ξ−１）を底10の対数形状
に変換し、 （c3）この対数形状に比例する信号を表示装置に記憶お
よび／または表示し、 （ｄ） 検査すべき媒体の均質区域の境界にその都度相
当するタイムスロットの他の対に対し、及び他のエコー
グラフイック線に対し前述の操作を繰返すようにしたこ
とを特徴とする。
この方法によれば、被検物体の散乱関数を定量的に求め
ることができ、被検物体を特徴付け、その病理学的状態
を特定することができる。
ることができ、被検物体を特徴付け、その病理学的状態
を特定することができる。
また、本発明は超音波信号を繰返し送信する送信段と送
信信号がその伝搬方向で遭遇する障害物に対応する超音
波エコーを受信する受信段とに接続された少なくとも１
個の超音波トランスジューサを具え、媒体の超音波エコ
ーグラフィック検査を行うに当たり、前記受信段が、 （Ａ） アナログ−デジタル変換器及びデジタルメモリ
を具えるエコーグラフイック線のエコーを記憶するメモ
リ段と、 （Ｂ） ２個の並列チャンネルより成り、各チャンネル
が、タイムスロットを選択する回路の出力信号とエコー
グラフイック線を記憶するメモリ段の出力信号とを乗算
するマルチプライヤ回路、フーリエ変換を計算する回
路、絶対値の２乗を計算する回路、及び回折補正段を順
次具え、回折効果に対し補正されたパワースペクトル
（Ｒ（τA,f）,R（τB,f））の比率を瞬時（τA,τＢ）
にリンクされた２つの個別の時間スロットに対して決定
する決定段とを具える媒体の超音波エコーグラフィック
検査装置において、 検査すべき媒体の散乱関数Ｕ（ｆ）＝afb（ａおよびｂ
は定数）の周波数依存性を求め、且つ関係式SW（τ,f）
＝|G（ｆ）|2・|U（ｆ）|2・Ｄ（τ,f）・ｅ
−２α（ｆ）ｃτ（ここに|G（ｆ）|2は送信信号および
トランスジューサに依存し、Ｄ（τ,f）は回折効果を表
わし、α（ｆ）およびｃは検査すべき媒体の超音波信号
の減衰および速度にそれぞれ対応）によって、散乱関数
を瞬時τにタイムスロットＷに受信されたエコーのパワ
ースペクトルSW（τ,f）にリンクし、且つこの受信段は （Ｃ） ａ） 検査された媒体の散乱関数を記憶および
／または表示を行う手段を具え、この手段は補正された
パワースペクトルＲ（τA,f）およびＲ（τB,f）に基づ
き、次式 を計算する演算回路、（ただし、a1,a2,b1,b2は、夫々
走査媒体及び基準媒体に対する散乱関数の係数ａ及びｂ
の値であり、これによって回折効果の補正を行うととも
に散乱関数の周波数依存性が既知であり、ξは２つの瞬
時（τA,τＢ）の比とする） ｂ） log10T（ｆ）1/2（ξ−１）に比例する信号を供
給する対数増幅器並びに、 ｃ） 検査された媒体の散乱関数の記憶またはこの散乱
関数の表示装置の表示を行う演算回路の直列接続部を具
えることを特徴とする。
信信号がその伝搬方向で遭遇する障害物に対応する超音
波エコーを受信する受信段とに接続された少なくとも１
個の超音波トランスジューサを具え、媒体の超音波エコ
ーグラフィック検査を行うに当たり、前記受信段が、 （Ａ） アナログ−デジタル変換器及びデジタルメモリ
を具えるエコーグラフイック線のエコーを記憶するメモ
リ段と、 （Ｂ） ２個の並列チャンネルより成り、各チャンネル
が、タイムスロットを選択する回路の出力信号とエコー
グラフイック線を記憶するメモリ段の出力信号とを乗算
するマルチプライヤ回路、フーリエ変換を計算する回
路、絶対値の２乗を計算する回路、及び回折補正段を順
次具え、回折効果に対し補正されたパワースペクトル
（Ｒ（τA,f）,R（τB,f））の比率を瞬時（τA,τＢ）
にリンクされた２つの個別の時間スロットに対して決定
する決定段とを具える媒体の超音波エコーグラフィック
検査装置において、 検査すべき媒体の散乱関数Ｕ（ｆ）＝afb（ａおよびｂ
は定数）の周波数依存性を求め、且つ関係式SW（τ,f）
＝|G（ｆ）|2・|U（ｆ）|2・Ｄ（τ,f）・ｅ
−２α（ｆ）ｃτ（ここに|G（ｆ）|2は送信信号および
トランスジューサに依存し、Ｄ（τ,f）は回折効果を表
わし、α（ｆ）およびｃは検査すべき媒体の超音波信号
の減衰および速度にそれぞれ対応）によって、散乱関数
を瞬時τにタイムスロットＷに受信されたエコーのパワ
ースペクトルSW（τ,f）にリンクし、且つこの受信段は （Ｃ） ａ） 検査された媒体の散乱関数を記憶および
／または表示を行う手段を具え、この手段は補正された
パワースペクトルＲ（τA,f）およびＲ（τB,f）に基づ
き、次式 を計算する演算回路、（ただし、a1,a2,b1,b2は、夫々
走査媒体及び基準媒体に対する散乱関数の係数ａ及びｂ
の値であり、これによって回折効果の補正を行うととも
に散乱関数の周波数依存性が既知であり、ξは２つの瞬
時（τA,τＢ）の比とする） ｂ） log10T（ｆ）1/2（ξ−１）に比例する信号を供
給する対数増幅器並びに、 ｃ） 検査された媒体の散乱関数の記憶またはこの散乱
関数の表示装置の表示を行う演算回路の直列接続部を具
えることを特徴とする。
（実施例） 図面につき本発明の実施例を詳細に説明する。
被検物体の周波数に依存する散乱関数は、平均パワース
ペクトルを比較して分析することができる。
ペクトルを比較して分析することができる。
平均パワースペクトルの式は、瞬時τでのタイムスロッ
トＷに対して以下のように示される。
トＷに対して以下のように示される。
SW（τ,f） ＝|G（ｆ）|2・|U（ｆ）|2・Ｄ（τ,f）・ｅ
−２α（ｆ）ｃτ ……（１） この式において、|G（ｆ）|2は送信信号及びトランスジ
ューサの音響及び電気特性のみに依存する。Ｄ（τ,f）
は回折により生じたフィルタ効果である。α（ｆ）及び
ｃは、被検物体内の超音波の減衰及び速度を夫々示す。
Ｕ（ｆ）は物体の散乱関数である。以下の説明では、散
乱関数の周波数依存性が既知である基準物体を利用する
ものと仮定する。同一の超音波トランスジューサ及び一
定の送信信号を使用することにより、走査する検査物体
及び基準物体に関連するパワースペクトルの商を得る
式、即ち は に簡略化することができる。さらに、 U1（ｆ）＝a1fb1 ……（４） U2（ｆ）＝a2fb2 ……（５） とすると、上述の式は、 となる。このため、物体内での減衰を決める法則を知る
必要がなくなる。その理由は、商Ｒが２つの伝搬時間τ
Ａ及びτＢに相当する２つの深度に対して計算され、こ
れら深度のスライスにおいて被検物体は均質であるから
である。これがため、 となる。さらに、τＢ＝τＡとすると、 で表現される式（９）が定まる。この式から次式が得ら
れる。
−２α（ｆ）ｃτ ……（１） この式において、|G（ｆ）|2は送信信号及びトランスジ
ューサの音響及び電気特性のみに依存する。Ｄ（τ,f）
は回折により生じたフィルタ効果である。α（ｆ）及び
ｃは、被検物体内の超音波の減衰及び速度を夫々示す。
Ｕ（ｆ）は物体の散乱関数である。以下の説明では、散
乱関数の周波数依存性が既知である基準物体を利用する
ものと仮定する。同一の超音波トランスジューサ及び一
定の送信信号を使用することにより、走査する検査物体
及び基準物体に関連するパワースペクトルの商を得る
式、即ち は に簡略化することができる。さらに、 U1（ｆ）＝a1fb1 ……（４） U2（ｆ）＝a2fb2 ……（５） とすると、上述の式は、 となる。このため、物体内での減衰を決める法則を知る
必要がなくなる。その理由は、商Ｒが２つの伝搬時間τ
Ａ及びτＢに相当する２つの深度に対して計算され、こ
れら深度のスライスにおいて被検物体は均質であるから
である。これがため、 となる。さらに、τＢ＝τＡとすると、 で表現される式（９）が定まる。この式から次式が得ら
れる。
fb1-b2＝Ｋ・Ｔ（ｆ）（1/2（ξ−１）） ……（11） この式（11）の右辺は、本発明の方法及び装置により定
まるため、走査物体の散乱関数の周波数依存性、即ち係
数b1を求めることができる。
まるため、走査物体の散乱関数の周波数依存性、即ち係
数b1を求めることができる。
したがって、第１図に示す装置を使用して本発明の方法
を実施することにより、散乱関数の周波数依存性を求め
ることができる。この例における装置は、超音波トラン
スジューサ10に対する支持体を形成すると共に生体組織
のような物体のＡモード型エコーグラムを得るのに適し
ている単一のプローブを有する。本発明は、レーダ型表
示装置に接続される手動変位自在のプローブ或いはいわ
ゆる機械式扇形角度変位プローブを用いるか、若しくは
検査すべき組織の対応する数（Ｐ個）の平行走査方向を
規定するＰ個の超音波トランスジューサのリニアアレー
を用い、これをスイッチング回路に接続してエコー処理
装置を各アクティブトランスジューサ或いはトランスジ
ューサ群に順次切換えることによって、またはいわゆる
扇形電子走査式トランスジューサアレーを用い、これを
遅延線或いは移相器の回路網に接続することによって、
組織の１つの直線だけでなく、完全に平坦なスライスを
検査するときにも完全に同様に用いることができること
明らかである。
を実施することにより、散乱関数の周波数依存性を求め
ることができる。この例における装置は、超音波トラン
スジューサ10に対する支持体を形成すると共に生体組織
のような物体のＡモード型エコーグラムを得るのに適し
ている単一のプローブを有する。本発明は、レーダ型表
示装置に接続される手動変位自在のプローブ或いはいわ
ゆる機械式扇形角度変位プローブを用いるか、若しくは
検査すべき組織の対応する数（Ｐ個）の平行走査方向を
規定するＰ個の超音波トランスジューサのリニアアレー
を用い、これをスイッチング回路に接続してエコー処理
装置を各アクティブトランスジューサ或いはトランスジ
ューサ群に順次切換えることによって、またはいわゆる
扇形電子走査式トランスジューサアレーを用い、これを
遅延線或いは移相器の回路網に接続することによって、
組織の１つの直線だけでなく、完全に平坦なスライスを
検査するときにも完全に同様に用いることができること
明らかである。
超音波トランスジューサ10はその一端を送信段20に接続
し、この送信段は検査すべき組織を通る任意の走査方向
にトランスジューサにより超音波信号を繰返し送出する
のに使用し、また、このトランスジューサはその他端を
受信段に接続し、この受信段は送信信号の伝搬方向にお
ける主な障害物からの超音波エコーをトランスジューサ
で受信しそれを処理するのに使用する（これら障害物の
状態は、超音波減衰の異なるファクタを求める必要のあ
る組織間の境界を示す振幅の高いエコーによってエコー
グラムで規定する）。この接続は送信段或いは受信段を
排他的にトランスジューサに接続する選択回路40を経て
行なわれる。この種の選択回路は、例えば、米国特許第
4,139,834号明細書に記載されている。選択回路40によ
って、送信信号が受信された信号により影響を受けて減
衰するのを防止するとともに受信信号が送信信号により
悪影響を受けるのを防止する。
し、この送信段は検査すべき組織を通る任意の走査方向
にトランスジューサにより超音波信号を繰返し送出する
のに使用し、また、このトランスジューサはその他端を
受信段に接続し、この受信段は送信信号の伝搬方向にお
ける主な障害物からの超音波エコーをトランスジューサ
で受信しそれを処理するのに使用する（これら障害物の
状態は、超音波減衰の異なるファクタを求める必要のあ
る組織間の境界を示す振幅の高いエコーによってエコー
グラムで規定する）。この接続は送信段或いは受信段を
排他的にトランスジューサに接続する選択回路40を経て
行なわれる。この種の選択回路は、例えば、米国特許第
4,139,834号明細書に記載されている。選択回路40によ
って、送信信号が受信された信号により影響を受けて減
衰するのを防止するとともに受信信号が送信信号により
悪影響を受けるのを防止する。
本例の受信段には、エコーグラフイック線（Ａモード
型）をメモリに記憶する記憶回路100と、データ処理回
路200と周波数依存性を決定する決定回路300との直列接
続回路を設ける。記憶回路100は、アナログ−デジタル
（A/D）変換器101と、その後段のデジタルメモリ102と
を有し、この変換器101はクロック回路125により制御さ
れ、クロック回路自体は送信段のクロック信号により制
御される。データ処理回路200は２個の並列接続チャン
ネル210及び220を有する。各チャンネルは、時間選択回
路212,222、フーリエ変換を計算する演算回路213,223、
パワースペクトルの計算のため絶対値の２乗を計算する
演算回路214,224及び回折効果を補正する補正回路を夫
々順次有する。
型）をメモリに記憶する記憶回路100と、データ処理回
路200と周波数依存性を決定する決定回路300との直列接
続回路を設ける。記憶回路100は、アナログ−デジタル
（A/D）変換器101と、その後段のデジタルメモリ102と
を有し、この変換器101はクロック回路125により制御さ
れ、クロック回路自体は送信段のクロック信号により制
御される。データ処理回路200は２個の並列接続チャン
ネル210及び220を有する。各チャンネルは、時間選択回
路212,222、フーリエ変換を計算する演算回路213,223、
パワースペクトルの計算のため絶対値の２乗を計算する
演算回路214,224及び回折効果を補正する補正回路を夫
々順次有する。
本例の時間選択回路212及び222を、乗算回路216及び226
により形成して、タイムスロットを形成する方形波信号
によりメモリ102の出力信号を乗算する。このタイムス
ロットの位置は伝搬時間を選択する選択回路201により
決定され、また伝搬時間（τA,τＢ）は、例えば方形波
信号のパルスの前縁に相当する２個のチャンネルの各々
で選択される。選択回路201は２つの選定深度と関連す
る伝搬時間の比率ξも計算する。回折効果を修正する補
正回路は、除算回路215,225により形成し、その第１入
力端子は、絶対値の２乗を計算する関連の演算回路から
の出力信号を受信し、その第２入力端子は、メモリ250
の個々の出力端子から発生した除算信号を受信し、この
除算信号は回折効果を補正するのに使用する。メモリ25
0は送信段のクロックにより附勢されるクロック回路125
により制御される。またメモリ250は伝搬時間を選択す
る選択回路201の出力端子に接続する。このメモリ250は
プログラマブル・ラードオンリー・メモリ（PROM）また
はランダムアクセスメモリ（RAM）とするとともに、ト
ランスジューサが集束型か否かに関係なく次に示すよう
にロードされる。検査すべき物体から、装置に対し物体
の前面であって伝搬の主軸線における距離ｚに位置する
スライスを選択し、スライス及び装置間に位置する中間
媒体を減衰の低い媒体、例えば水とする。一定の送信信
号を用いて、この位置におけるエコーグラフイック信号
のエネルギースペクトルを求める。次いで、伝搬の主軸
線に対し直角に変位する他の位置を除いて同一距離ｚに
対しこの動作を繰返して、平均エネルギースペクトルを
得る（例えば、同一位置の周囲100個のスペクトルから
平均スペクトルを形成する）。次に、タイムスロットを
規定する時間選択回路の結果として物体の同一スライス
を常時検査するものとすると、装置及び検査すべき物体
間の他の距離ｚに対しても同様に平均エネルギースペク
トルが求められる。次いで、主軸線に沿う順次の位置全
てに対して、回折に対する補正値を計算し（中間媒体を
適当に選定することによってかかる測定値から任意の減
衰効果を除去する）、この計算値をメモリ250に書込む
ようにする。非集束型トランスジューサの場合には、検
査すべき物体のスライスを用いることなく、即ち例えば
平坦な反射表面を用いることにより簡単に補正値を求め
ることもできる。
により形成して、タイムスロットを形成する方形波信号
によりメモリ102の出力信号を乗算する。このタイムス
ロットの位置は伝搬時間を選択する選択回路201により
決定され、また伝搬時間（τA,τＢ）は、例えば方形波
信号のパルスの前縁に相当する２個のチャンネルの各々
で選択される。選択回路201は２つの選定深度と関連す
る伝搬時間の比率ξも計算する。回折効果を修正する補
正回路は、除算回路215,225により形成し、その第１入
力端子は、絶対値の２乗を計算する関連の演算回路から
の出力信号を受信し、その第２入力端子は、メモリ250
の個々の出力端子から発生した除算信号を受信し、この
除算信号は回折効果を補正するのに使用する。メモリ25
0は送信段のクロックにより附勢されるクロック回路125
により制御される。またメモリ250は伝搬時間を選択す
る選択回路201の出力端子に接続する。このメモリ250は
プログラマブル・ラードオンリー・メモリ（PROM）また
はランダムアクセスメモリ（RAM）とするとともに、ト
ランスジューサが集束型か否かに関係なく次に示すよう
にロードされる。検査すべき物体から、装置に対し物体
の前面であって伝搬の主軸線における距離ｚに位置する
スライスを選択し、スライス及び装置間に位置する中間
媒体を減衰の低い媒体、例えば水とする。一定の送信信
号を用いて、この位置におけるエコーグラフイック信号
のエネルギースペクトルを求める。次いで、伝搬の主軸
線に対し直角に変位する他の位置を除いて同一距離ｚに
対しこの動作を繰返して、平均エネルギースペクトルを
得る（例えば、同一位置の周囲100個のスペクトルから
平均スペクトルを形成する）。次に、タイムスロットを
規定する時間選択回路の結果として物体の同一スライス
を常時検査するものとすると、装置及び検査すべき物体
間の他の距離ｚに対しても同様に平均エネルギースペク
トルが求められる。次いで、主軸線に沿う順次の位置全
てに対して、回折に対する補正値を計算し（中間媒体を
適当に選定することによってかかる測定値から任意の減
衰効果を除去する）、この計算値をメモリ250に書込む
ようにする。非集束型トランスジューサの場合には、検
査すべき物体のスライスを用いることなく、即ち例えば
平坦な反射表面を用いることにより簡単に補正値を求め
ることもできる。
除算回路215及び225の出力側からは、上記式（７）及び
（８）に比例する信号が夫々発生し、これら信号を周波
数依存性を求める決定回路300に並列に供給する。決定
回路300はまず式（10）又は（11）を計算する演算回路3
01を有し、この演算回路によって後に1/（２（ξ−
１））乗される値Ｔを計算する。ξの値は選択回路201
から線路を経て演算回路301に供給される。演算回路301
はlog10T1/（２（ξ−１））に比例する信号を供給する
次段の対数増幅器302に結合され、さらに次段の演算回
路303に結合され、この回路によって散乱関数の周波数
依存性をメモリに記憶し、および／またはこの関数を表
記装置304により表示する（第２図の対数座標参照）。
メモリ内にエコーグラフイック線を有する本発明の装置
において、スペクトルの比の決定及び散乱関数の周波数
依存性の表示は、均質区域の各境界に相当する２つのさ
らに他の測定深度に対して、また他のエコーグラフイッ
ク線に遠してその都度繰返す。
（８）に比例する信号が夫々発生し、これら信号を周波
数依存性を求める決定回路300に並列に供給する。決定
回路300はまず式（10）又は（11）を計算する演算回路3
01を有し、この演算回路によって後に1/（２（ξ−
１））乗される値Ｔを計算する。ξの値は選択回路201
から線路を経て演算回路301に供給される。演算回路301
はlog10T1/（２（ξ−１））に比例する信号を供給する
次段の対数増幅器302に結合され、さらに次段の演算回
路303に結合され、この回路によって散乱関数の周波数
依存性をメモリに記憶し、および／またはこの関数を表
記装置304により表示する（第２図の対数座標参照）。
メモリ内にエコーグラフイック線を有する本発明の装置
において、スペクトルの比の決定及び散乱関数の周波数
依存性の表示は、均質区域の各境界に相当する２つのさ
らに他の測定深度に対して、また他のエコーグラフイッ
ク線に遠してその都度繰返す。
第１図は本発明の装置の構成の一例を示すブロック回路
図、 第２図は第１図に示す演算回路の動作の結果を表わす曲
線を示す特性図である。 10……超音波トランスジューサ 20……送信段 40,201……選択回路 100……メモリ回路 101……アナログ−デジタル変換器 102……デジタルメモリ 125……クロック回路 200……データ処理回路 210,220……チャンネル 212,222……時間選択回路 213,223……フーリエ変換を計算する演算回路 214,224……絶対値の２乗を計算する演算回路 215,225……除算回路 250……メモリ 300……決定回路 301……演算回路 302……対数増幅器 303……演算回路 304……表示装置
図、 第２図は第１図に示す演算回路の動作の結果を表わす曲
線を示す特性図である。 10……超音波トランスジューサ 20……送信段 40,201……選択回路 100……メモリ回路 101……アナログ−デジタル変換器 102……デジタルメモリ 125……クロック回路 200……データ処理回路 210,220……チャンネル 212,222……時間選択回路 213,223……フーリエ変換を計算する演算回路 214,224……絶対値の２乗を計算する演算回路 215,225……除算回路 250……メモリ 300……決定回路 301……演算回路 302……対数増幅器 303……演算回路 304……表示装置
Claims (2)
- 【請求項１】少なくとも１個の超音波トランスジューサ
により超音波信号を繰返し送出し、該送出超音波信号が
その伝搬方向において遭遇した障害物に対応する超音波
エコーを受信して媒体を超音波エコーグラフィにより検
査するに当り、 （ａ） エコーグラフイック線のエコーを記憶し、 （ｂ） 回折効果に対し補正されたパワースペクトル
（Ｒ（τA,f）,R（τB,f））を瞬時（τA,τＢ）にリン
クされた２つの個別の時間スロットに対して、決定する
作動を含むようにした媒体の超音波エコーグラフィック
検査方法において、 検査すべき媒体の散乱関数Ｕ（ｆ）＝afb（ａおよびｂ
は定数）の周波数依存性を求め、且つ関係式SW（τ,f）
＝|G（ｆ）|2・|U（ｆ）|2・Ｄ（τ,f）・ｅ
−２α（ｆ）ｃτ（ここに|G（ｆ）|2は送信信号および
トランスジューサに依存し、Ｄ（τ,f）は回折効果を表
わし、α（ｆ）およびｃは検査すべき媒体の超音波信号
の減衰および速度にそれぞれ対応）により、散乱関数を
瞬時τにタイムクスットＷに受信されたエコーのパワー
スペクトルSw（τ,f）にリンクし、 （ｃ） 次のステップで検査すべき媒体の散乱関数の周
波数依存性を、記憶および／または表示し、 （c1）補正されたパワースペクトル（Ｒ（τA,f）,R
（τB,f））に基づき、次式 （ここにξ＝τA/τＢ） を計算し、 （c2）上記式Ｔ（ｆ）1/2（ξ−１）を底10の対数形状
に変換し、 （c3）この対数形状に比例する信号を表示装置に記憶お
よび／または表示し、 （ｄ） 検査すべき媒体の均質区域の境界にその都度相
当するタイムスロットの他の対に対し及び他のエコーグ
ラフイック線に対し前述の操作を繰返すようにしたこと
を特徴とする媒体の超音波エコーグラフィック検査方
法。 - 【請求項２】超音波信号を繰返し送信する送信段及び送
信信号がその伝搬方向で遭遇する障害物に対応する超音
波エコーを受信する受信段に接続された少なくとも１個
の超音波トランスジューサを具え、特許請求の範囲第１
項に記載の媒体の超音波エコーグラフィック検査方法に
よって媒体の超音波エコーグラフィック検査を行うに当
たり、前記受信段が、 （Ａ） アナログ−デジタル変換器（101）及びデジタ
ルメモリ（102）を具えるエコーグラフイック線のエコ
ーを記憶するメモリ段（100）と、 （Ｂ） ２個の並列チャンネル（210,220）とより成
り、各チャンネルが、タイムスロットを選択する回路
（201）の出力信号とエコーグラフイック線を記憶する
メモリ段の出力信号とを乗算するマルチプライヤ回路
（212,222）、フーリエ変換を計算する回路（213,22
3）、絶対値の２乗を計算する回路214,224、及び回折補
正段（215,225）を順次具え、回折効果に対し補正され
たパワースペクトル（Ｒ（τA,f）,R（τB,f）の比率を
瞬時（τA,τＢ）にリンクされた２つの個別の時間スロ
ットに対して決定する決定段（200）とを具える媒体の
超音波エコーグラフィック検査装置において、 検査すべき媒体の散乱関数Ｕ（ｆ）＝afb（ａおよびｂ
は定数）の周波数依存性を求め、且つ関係式SW（τ,f）
＝|G（ｆ）|2・|U（ｆ）|2・Ｄ（τ,f）・ｅ
−２α（ｆ）ｃτ（ここに|G（ｆ）|2は送信信号および
トランスジューサに依存し、Ｄ（τ,f）は回折効果を表
わし、α（ｆ）およびｃは検査すべき媒体の超音波信号
の減衰および速度にそれぞれ対応）によって、散乱関数
を瞬時τにタイムスロットＷに受信されたエコーのパワ
ースペクトルSW（τ,f）にリンクし、且つこの受信段は （Ｃ） ａ） 検査された媒体の散乱関数を記憶および
／または表示を行う手段を具え、この手段は補正された
パワースペクトルＲ（τA,f）およびＲ（τB,f）に基づ
き、次式 を計算する演算回路、（ただし、a1,a2,b1,b2は、夫々
走査媒体及び基準媒体に対する散乱関数の係数ａ及びｂ
の値であり、これによって回折効果の補正を行うととも
に散乱関数の周波数依存性が既知であり、ξは２つの瞬
時（τA,τＢ）の比とする） ｂ） log10T（ｆ）1/2（ξ−１）に比例する信号を供
給する対数増幅器（302）並びに、 ｃ） 検査された媒体の散乱関数の記憶またはこの散乱
関数の表示装置（304）の表示を行う演算回路（303）の
直列接続部を具えることを特徴とする媒体の超音波エコ
ーグラフィック検査装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8504822A FR2579764B1 (fr) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | Procede et appareil d'exploration de milieux par echographie ultrasonore |
| FR8504822 | 1985-03-29 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62123354A JPS62123354A (ja) | 1987-06-04 |
| JPH0713630B2 true JPH0713630B2 (ja) | 1995-02-15 |
Family
ID=9317758
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61068868A Expired - Lifetime JPH0713630B2 (ja) | 1985-03-29 | 1986-03-28 | 超音波エコーグラフィによる物体の検査方法及び装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4794546A (ja) |
| EP (1) | EP0196714B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0713630B2 (ja) |
| DE (1) | DE3672167D1 (ja) |
| FR (1) | FR2579764B1 (ja) |
| IL (1) | IL78288A0 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01299537A (ja) * | 1988-05-27 | 1989-12-04 | Agency Of Ind Science & Technol | 音響特性測定装置及び測温装置 |
| US5258922A (en) * | 1989-06-12 | 1993-11-02 | Wieslaw Bicz | Process and device for determining of surface structures |
| JP3242887B2 (ja) * | 1998-09-21 | 2001-12-25 | 松下電器産業株式会社 | 超音波診断装置 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3996791A (en) * | 1975-04-24 | 1976-12-14 | Krautkramer-Branson, Incorporated | Ultrasonic test method and apparatus utilizing scattered signals |
| US4274288A (en) * | 1979-07-23 | 1981-06-23 | Rockwell International Corporation | Method for measuring the depth of surface flaws |
| DE3024995A1 (de) * | 1980-07-02 | 1982-01-28 | Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg | Ultraschall-untersuchungsanordnung |
| US4497210A (en) * | 1982-07-05 | 1985-02-05 | Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha | Phased array ultrasonic testing apparatus and testing method therefor |
| JPS5919852A (ja) * | 1982-07-26 | 1984-02-01 | Fujitsu Ltd | 超音波生体組織特性測定方式 |
| US4470303A (en) * | 1982-09-20 | 1984-09-11 | General Electric Company | Quantitative volume backscatter imaging |
| IL69984A (en) * | 1982-10-20 | 1987-07-31 | Philips Nv | Ultrasound echography-scanning apparatus |
| JPS60103944A (ja) * | 1983-11-10 | 1985-06-08 | 株式会社東芝 | 超音波検査装置 |
| JPS60190855A (ja) * | 1984-03-12 | 1985-09-28 | Hitachi Ltd | ２探触子超音波探傷装置 |
-
1985
- 1985-03-29 FR FR8504822A patent/FR2579764B1/fr not_active Expired
-
1986
- 1986-03-21 DE DE8686200475T patent/DE3672167D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1986-03-21 EP EP86200475A patent/EP0196714B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1986-03-25 US US06/843,905 patent/US4794546A/en not_active Expired - Fee Related
- 1986-03-27 IL IL78288A patent/IL78288A0/xx not_active IP Right Cessation
- 1986-03-28 JP JP61068868A patent/JPH0713630B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4794546A (en) | 1988-12-27 |
| FR2579764B1 (fr) | 1987-05-15 |
| DE3672167D1 (de) | 1990-07-26 |
| FR2579764A1 (fr) | 1986-10-03 |
| EP0196714B1 (fr) | 1990-06-20 |
| EP0196714A1 (fr) | 1986-10-08 |
| IL78288A0 (en) | 1986-07-31 |
| JPS62123354A (ja) | 1987-06-04 |
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