JPH0713631B2 - 媒体の超音波エコーグラフィック検査方法及び装置 - Google Patents
媒体の超音波エコーグラフィック検査方法及び装置Info
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- JPH0713631B2 JPH0713631B2 JP61068869A JP6886986A JPH0713631B2 JP H0713631 B2 JPH0713631 B2 JP H0713631B2 JP 61068869 A JP61068869 A JP 61068869A JP 6886986 A JP6886986 A JP 6886986A JP H0713631 B2 JPH0713631 B2 JP H0713631B2
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- Remote Sensing (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は超音波エコーグラフィによって物体を走査する
方法にあって、少なくとも１個の超音波トランスジュー
サによって超音波信号を繰返し伝送し、これらの超音波
信号の伝搬方向にて伝送された信号が遭遇する主要障害
物に対応する超音波エコーを受信するようにして物体を
走査する方法に関するものである。
方法にあって、少なくとも１個の超音波トランスジュー
サによって超音波信号を繰返し伝送し、これらの超音波
信号の伝搬方向にて伝送された信号が遭遇する主要障害
物に対応する超音波エコーを受信するようにして物体を
走査する方法に関するものである。
また、本発明は超音波信号を繰返し伝送する送信機段
と、超音波信号の伝搬方向にて伝送された信号が遭遇す
る主要障害物に対応する超音波エコーを受信するための
受信機段とに接続される少なくとも１個の超音波トラン
スジューサを含み、上述したような方法を実施するため
の装置にも関するものである。
と、超音波信号の伝搬方向にて伝送された信号が遭遇す
る主要障害物に対応する超音波エコーを受信するための
受信機段とに接続される少なくとも１個の超音波トラン
スジューサを含み、上述したような方法を実施するため
の装置にも関するものである。
斯種の装置は例えば材料の非破壊試験用及び生体組織の
走査用に用いることができる。
走査用に用いることができる。
（従来の技術） 慣例の超音波エコーグラムは、生体組織内に超音波ビー
ムによって発生されるエコーの包絡線を検出することに
よって得られる。最も重要なエコーは器官の境界部にて
生起するため、これらのエコーグラムは主としてこれら
器官の境界部を示す。この場合には、超音波信号の位
相、従って周波数に関する情報がすべて失われてしま
う。この情報は、他の手段によって診断するのが困難な
何等かの不明瞭な疾患に関する適当な指針に関連付ける
ことができる。
ムによって発生されるエコーの包絡線を検出することに
よって得られる。最も重要なエコーは器官の境界部にて
生起するため、これらのエコーグラムは主としてこれら
器官の境界部を示す。この場合には、超音波信号の位
相、従って周波数に関する情報がすべて失われてしま
う。この情報は、他の手段によって診断するのが困難な
何等かの不明瞭な疾患に関する適当な指針に関連付ける
ことができる。
（発明が解決しようとする課題） アイ・イー・イー・イー1983年 ウルトラソニック・シ
ンポジウム・プロシーディングス（IEEE 1983 Ultrason
ic Symposium Proceedings）の第835〜840頁にジェー・
エル・ベルナテッツ（J.L.Bernatets）及びエフ・ホッ
ティール（F.Hottier）により提案された「エコーグラ
フィックＡ−ラインを表わす時間−周波数による生体組
織における周波数依存度減衰の概算」なる題名の論文に
は、エコーグラフィック信号のパワースペクトルＳ
（ｆ）（ｆは周波数）を求めることによってエコーグラ
フィック信号を分析する方法について記載されている。
斯かるパワースペクトルの数式は被検体の散乱関数を含
んでいる。この場合には仮説を考慮して、減衰特性を周
波数の関数として知ろうとしているだけである。
ンポジウム・プロシーディングス（IEEE 1983 Ultrason
ic Symposium Proceedings）の第835〜840頁にジェー・
エル・ベルナテッツ（J.L.Bernatets）及びエフ・ホッ
ティール（F.Hottier）により提案された「エコーグラ
フィックＡ−ラインを表わす時間−周波数による生体組
織における周波数依存度減衰の概算」なる題名の論文に
は、エコーグラフィック信号のパワースペクトルＳ
（ｆ）（ｆは周波数）を求めることによってエコーグラ
フィック信号を分析する方法について記載されている。
斯かるパワースペクトルの数式は被検体の散乱関数を含
んでいる。この場合には仮説を考慮して、減衰特性を周
波数の関数として知ろうとしているだけである。
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は平面から反射された波長によって得
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は平面から反射された波長によって得
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。
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
する適用は不所望となる。
解析および高調波の場合にのみ有効となり、近視野に対
する適用は不所望となる。
本発明の目的は、異なる仮説によって、良好な病理学上
の指針となり得る他のパラメータの周波数依存度、即ち
検査すべき物体の散乱関数を求め得る超音波エコーグラ
フィによって物体を検査する方法、特に、組織特徴化の
効果的な手段として、組織による超音波散乱を処理し、
この際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
的解決によって散乱の周波数依存性を求める新規な超音
波エコーグラフィによって物体を検査する方法を提供す
ることにある。
の指針となり得る他のパラメータの周波数依存度、即ち
検査すべき物体の散乱関数を求め得る超音波エコーグラ
フィによって物体を検査する方法、特に、組織特徴化の
効果的な手段として、組織による超音波散乱を処理し、
この際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
的解決によって散乱の周波数依存性を求める新規な超音
波エコーグラフィによって物体を検査する方法を提供す
ることにある。
本発明の他の目的は前述した本発明による方法を実施し
得る超音波エコーグラフィによって物体を検査する装置
を提供することにある。
得る超音波エコーグラフィによって物体を検査する装置
を提供することにある。
（課題を解決するための手段） この目的達成のため、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
ーグラフにより検査するに当り、 （ａ） エコーグラフイックラインのエコーを記憶し、 （ｂ） 回折および減衰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、走行の所定時
間τに相当する時間スロットに対して求めるようにした
媒体の超音波エコーグラフィ検査方法において、 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SWτ,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
走行時間τに相当するタイムスロットＷに受信されたエ
コーのパワースペクトルSWτ,f）にリンクし、 （ｃ） 一方では、補正されたパワースペクトルに基づ
いて規定された散乱関数|U（ｆ）｜の二乗に比例する信
号の対数変換、他方では、表示装置への前記信号の対数
座標の記憶および／または表示を含む被検媒体の散乱関
数を周波数の関数として記憶および／または表示し、 （ｄ） 所定グラフィックラインには他の走行時間に対
し上記操作（ｂ），（ｃ）を繰返すとともにこれに次い
で他のエコーグラッフィックラインに対し上記操作
（ａ），（ｂ），（ｃ）を繰返すようにしたことを特徴
とする。
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
ーグラフにより検査するに当り、 （ａ） エコーグラフイックラインのエコーを記憶し、 （ｂ） 回折および減衰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、走行の所定時
間τに相当する時間スロットに対して求めるようにした
媒体の超音波エコーグラフィ検査方法において、 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SWτ,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
走行時間τに相当するタイムスロットＷに受信されたエ
コーのパワースペクトルSWτ,f）にリンクし、 （ｃ） 一方では、補正されたパワースペクトルに基づ
いて規定された散乱関数|U（ｆ）｜の二乗に比例する信
号の対数変換、他方では、表示装置への前記信号の対数
座標の記憶および／または表示を含む被検媒体の散乱関
数を周波数の関数として記憶および／または表示し、 （ｄ） 所定グラフィックラインには他の走行時間に対
し上記操作（ｂ），（ｃ）を繰返すとともにこれに次い
で他のエコーグラッフィックラインに対し上記操作
（ａ），（ｂ），（ｃ）を繰返すようにしたことを特徴
とする。
本発明媒体の超音波エコーグラフィ検査方法によれば、
被検査物体の散乱関数を量的に求めて、その物体を特徴
付けることができると共にその物体の病理学上の状態を
決定することができる。
被検査物体の散乱関数を量的に求めて、その物体を特徴
付けることができると共にその物体の病理学上の状態を
決定することができる。
また、本発明装置は、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、上記媒体の
超音波エコーグラフィック検査方法により媒体の超音波
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、エコーグラフイックラインのエコーを記憶する
メモリ段と、 （Ｂ） 走行時間τに関連するタイムスロットを選択す
る回路、この選択回路の出力信号とエコーグラフィック
ラインのエコーを記憶するメモリ段の出力信号とを乗算
する回路、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、パワース
ペクトルヲ求め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、 散乱関数を、走行時間τに相当し、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SWτ,f）にリンク
するものとして、関係式SWτ,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、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るため
に、 前記受信段は （Ｃ） ａ） スペクトルを求める段の出力側に接続さ
れた対数増幅器および周波数の関数として被検媒体の散
乱関数を記憶し、または表示装置に表示する算術回路よ
り成り、被検媒体の散乱関数を記憶および／または表示
する手段を具え、前記回折補正段の後段にはメモリから
減衰補正信号を受ける減衰補正段を設けるようにしたこ
とを特徴とする。
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、上記媒体の
超音波エコーグラフィック検査方法により媒体の超音波
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、エコーグラフイックラインのエコーを記憶する
メモリ段と、 （Ｂ） 走行時間τに関連するタイムスロットを選択す
る回路、この選択回路の出力信号とエコーグラフィック
ラインのエコーを記憶するメモリ段の出力信号とを乗算
する回路、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、パワース
ペクトルヲ求め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、 散乱関数を、走行時間τに相当し、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SWτ,f）にリンク
するものとして、関係式SWτ,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、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るため
に、 前記受信段は （Ｃ） ａ） スペクトルを求める段の出力側に接続さ
れた対数増幅器および周波数の関数として被検媒体の散
乱関数を記憶し、または表示装置に表示する算術回路よ
り成り、被検媒体の散乱関数を記憶および／または表示
する手段を具え、前記回折補正段の後段にはメモリから
減衰補正信号を受ける減衰補正段を設けるようにしたこ
とを特徴とする。
（実施例） 以下本発明を実施例につき説明する。
被検体の周波数に依存する散乱関数は平均パワースペク
トルを比較することによっ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におけるタイムスロ
ットＷに対してつぎのように表わすことができることは
既知である。即ち、 SWτ,f） ＝|G（ｆ）|2・|U（ｆ）|2・Ｄ（τ,f）・ｅ
−２α（ｆ）ｃτ （１） 上式における|G（ｆ）|2は送信された信号及びトランス
ジューサの音響的及び電気的特性にだけ依存し;D（τ,
f）は回折によって生ずるフィルタ効果であり；α
（ｆ）及びｃは被検体内の超音波の減衰度及び伝搬速度
をそれぞれ示し;U（ｆ）は物体の散乱関数を表わす。
トルを比較することによっ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におけるタイムスロ
ットＷに対してつぎのように表わすことができることは
既知である。即ち、 SWτ,f） ＝|G（ｆ）|2・|U（ｆ）|2・Ｄ（τ,f）・ｅ
−２α（ｆ）ｃτ （１） 上式における|G（ｆ）|2は送信された信号及びトランス
ジューサの音響的及び電気的特性にだけ依存し;D（τ,
f）は回折によって生ずるフィルタ効果であり；α
（ｆ）及びｃは被検体内の超音波の減衰度及び伝搬速度
をそれぞれ示し;U（ｆ）は物体の散乱関数を表わす。
式（１）から次式が導出される。即ち、 |U（ｆ）|2 ＝SW（τ,f）／（|G（ｆ）|2D（τ,f）・ｅ
−２α（ｆ）ｃτ （２） 本発明による走査装置は|U（ｆ）|2を求めることがで
き、ついでこれから散乱関数の周波数依存度を導出する
ことができる。この場合における第１図に示す装置は単
一のプローブ（探触子）を具えており、このプローブは
超音波トランスジューサ10用の支持体を成し、かつ生体
組織の如き物体のＡモードのエコーグラムを得ることが
できる。本発明はレーダータイプの表示装置に接続され
る手動変位自在のプローブ或いは所謂機械式セクタ角度
変位プローブを用いるか、若しくは検査すべき組織のＰ
個の平行走査方向に対応するｐ個の超音波トランスジュ
ーサの線形アレイを用い、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有効トランスジューサ又は
トランスジューサのグループに順次切換えることによっ
て、又は所謂電子セクタ走査式トランスジューサアレイ
を用い、これをエコー処理装置切換用のスイッチング回
路に接続すると共に遅延線又は移相器の回路網にも接続
することによって組織の単一ラインの代りに、その組織
の完全に平坦なスライスを走査する場合にも全く同様に
用いることができることは明らかである。
−２α（ｆ）ｃτ （２） 本発明による走査装置は|U（ｆ）|2を求めることがで
き、ついでこれから散乱関数の周波数依存度を導出する
ことができる。この場合における第１図に示す装置は単
一のプローブ（探触子）を具えており、このプローブは
超音波トランスジューサ10用の支持体を成し、かつ生体
組織の如き物体のＡモードのエコーグラムを得ることが
できる。本発明はレーダータイプの表示装置に接続され
る手動変位自在のプローブ或いは所謂機械式セクタ角度
変位プローブを用いるか、若しくは検査すべき組織のＰ
個の平行走査方向に対応するｐ個の超音波トランスジュ
ーサの線形アレイを用い、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有効トランスジューサ又は
トランスジューサのグループに順次切換えることによっ
て、又は所謂電子セクタ走査式トランスジューサアレイ
を用い、これをエコー処理装置切換用のスイッチング回
路に接続すると共に遅延線又は移相器の回路網にも接続
することによって組織の単一ラインの代りに、その組織
の完全に平坦なスライスを走査する場合にも全く同様に
用いることができることは明らかである。
トランスジューサ10は一方では送信段20に接続され、こ
の送信段はトランスジューサにより超音波信号を被検査
組織を経て任意の走査方向に繰返し送信するのに用いら
れ、他方ではトランスジューサ10は受信段に接続され、
この受信段はによって受信されると共に送信信号の伝搬
方向にてこれらの送信信号が遭遇する主障害物に対応す
る超音波エコーをトランスジューサで受信し、それを処
理するのに用いられる。これらの障害物の状態は組織間
の境界部を表わす高振幅値のエコーによるエコーグラム
で定めることができ、このために超音波減衰度に対する
種々の係数を求めるべきである。上述したトランスジュ
ーサの接続は一般に選択回路40によって行われ、この選
択回路は送信段か、受信段のいずれかを排他的にトラン
スジューサに接続する。斯種の選択回路については例え
ば米国特許第4,139,834号に開示されている。選択回路4
0は送信信号が、受信される信号により影響を受けない
ようにすると共に、受信信号が受信信号によりマスクさ
れるのも防止する。
の送信段はトランスジューサにより超音波信号を被検査
組織を経て任意の走査方向に繰返し送信するのに用いら
れ、他方ではトランスジューサ10は受信段に接続され、
この受信段はによって受信されると共に送信信号の伝搬
方向にてこれらの送信信号が遭遇する主障害物に対応す
る超音波エコーをトランスジューサで受信し、それを処
理するのに用いられる。これらの障害物の状態は組織間
の境界部を表わす高振幅値のエコーによるエコーグラム
で定めることができ、このために超音波減衰度に対する
種々の係数を求めるべきである。上述したトランスジュ
ーサの接続は一般に選択回路40によって行われ、この選
択回路は送信段か、受信段のいずれかを排他的にトラン
スジューサに接続する。斯種の選択回路については例え
ば米国特許第4,139,834号に開示されている。選択回路4
0は送信信号が、受信される信号により影響を受けない
ようにすると共に、受信信号が受信信号によりマスクさ
れるのも防止する。
上述した例の受信段は、メモリにエコーグラフィックラ
イン（Ａモード）を記憶するためのメモリ回路100と、
データ処理回路200と、周波数依存度を求める回路300と
の直列回路を具えている。メモリ回路100はクロック回
路125（このクロック回路それ自体は送信段のクロック
によって制御される）によって制御されるアナログ−デ
ィジタル変換器101及びディジタルメモリ102を具えてい
る。データ処理回路200は時間選択回路202と、フーリエ
変換を計算するための算術回路230と、パワースペクト
ルを計算するために絶対値の二乗を計算するための算術
回路204と、回折効果を補正する補正回路205と、減衰効
果を補正する補正回路206とをこの順序で具えている。
本例の時間選択回路202はメモリ102の出力信号に方形波
信号を逓倍する乗算回路によって形成され、上記方形波
信号はタイムスロットを形成し、このタイムスロットの
位置は例えば方形波信号の前縁に対応するように選択さ
れる伝搬時間を選択するための選択回路201によって決
定される。なお、伝搬時間の選択は被検体における観測
深度の選択と同じである。
イン（Ａモード）を記憶するためのメモリ回路100と、
データ処理回路200と、周波数依存度を求める回路300と
の直列回路を具えている。メモリ回路100はクロック回
路125（このクロック回路それ自体は送信段のクロック
によって制御される）によって制御されるアナログ−デ
ィジタル変換器101及びディジタルメモリ102を具えてい
る。データ処理回路200は時間選択回路202と、フーリエ
変換を計算するための算術回路230と、パワースペクト
ルを計算するために絶対値の二乗を計算するための算術
回路204と、回折効果を補正する補正回路205と、減衰効
果を補正する補正回路206とをこの順序で具えている。
本例の時間選択回路202はメモリ102の出力信号に方形波
信号を逓倍する乗算回路によって形成され、上記方形波
信号はタイムスロットを形成し、このタイムスロットの
位置は例えば方形波信号の前縁に対応するように選択さ
れる伝搬時間を選択するための選択回路201によって決
定される。なお、伝搬時間の選択は被検体における観測
深度の選択と同じである。
回折効果を補正するための補正回路は除算回路205によ
って形成され、この除算回路の第１入力端子は絶対値の
二乗を計算する算術回路204の出力信号を受信し、第２
入力端子は回折を補正するためにメモリ250から除算信
号を受信する。メモリ250は送信段のクロックにより附
勢されるクロック回路125によって制御され、このメモ
リには伝搬時間を選択するための選択回路201の出力端
子も接続する。メモリ250はプログラマブル読取専用メ
モリ（PROM）か、ランダム・アクセス・メモリ（RAM）
のいずれかとし、このメモリには（トランスジューサが
フォーカシング形のものであるか、否かに無関係に）つ
ぎのようにしてデータをロードさせる。検査すべき物体
のスライスは、（走査装置に対して）物体の前部にあ
り、しかも超音波の伝搬する主軸線上における距離Ｚの
個所に位置するものを選択し、このスライスと装置との
間には例えば水のような減衰度の低い中間媒体を設け
る。一定の送信信号を用いて、この位置におけるエコー
グラフィック信号のエネルギースペクトルを求め、つい
でこの動作を距離は同じくＺであるが、超音波が伝搬す
る主軸線に対して垂直方向に走査装置を変位させて得ら
れる他の位置に対して繰返えして、例えばその同じ位置
のまわりの100個のスペクトルから平均スペクトルを求
めることによって平均エネルギースペクトルを得るよう
にする。ついで、タイムスロットを規定する時間選択回
路の影響下で常に同じ物体のスライスを検査するものと
する場合には、 検査装置と検査すべき物体との間の他の距離Ｚに対して
も平均エネルギースペクトルを同様に求める。つぎに、
軸線Ｚに沿う順次の位置の全てに対して回折効果に対す
る補正値を計算し（中間媒体を適切に選定することによ
り、測定値には減衰による影響がなくなる）、これらの
補正値をメモリ250に書込む。非フォーカシング・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
用いなくても、即ち単に例えば基準物体の平坦又は球状
反射面を用いるだけで補正値を求めることもできる。
って形成され、この除算回路の第１入力端子は絶対値の
二乗を計算する算術回路204の出力信号を受信し、第２
入力端子は回折を補正するためにメモリ250から除算信
号を受信する。メモリ250は送信段のクロックにより附
勢されるクロック回路125によって制御され、このメモ
リには伝搬時間を選択するための選択回路201の出力端
子も接続する。メモリ250はプログラマブル読取専用メ
モリ（PROM）か、ランダム・アクセス・メモリ（RAM）
のいずれかとし、このメモリには（トランスジューサが
フォーカシング形のものであるか、否かに無関係に）つ
ぎのようにしてデータをロードさせる。検査すべき物体
のスライスは、（走査装置に対して）物体の前部にあ
り、しかも超音波の伝搬する主軸線上における距離Ｚの
個所に位置するものを選択し、このスライスと装置との
間には例えば水のような減衰度の低い中間媒体を設け
る。一定の送信信号を用いて、この位置におけるエコー
グラフィック信号のエネルギースペクトルを求め、つい
でこの動作を距離は同じくＺであるが、超音波が伝搬す
る主軸線に対して垂直方向に走査装置を変位させて得ら
れる他の位置に対して繰返えして、例えばその同じ位置
のまわりの100個のスペクトルから平均スペクトルを求
めることによって平均エネルギースペクトルを得るよう
にする。ついで、タイムスロットを規定する時間選択回
路の影響下で常に同じ物体のスライスを検査するものと
する場合には、 検査装置と検査すべき物体との間の他の距離Ｚに対して
も平均エネルギースペクトルを同様に求める。つぎに、
軸線Ｚに沿う順次の位置の全てに対して回折効果に対す
る補正値を計算し（中間媒体を適切に選定することによ
り、測定値には減衰による影響がなくなる）、これらの
補正値をメモリ250に書込む。非フォーカシング・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
用いなくても、即ち単に例えば基準物体の平坦又は球状
反射面を用いるだけで補正値を求めることもできる。
減衰度を補正するための補正回路は乗算回路206によっ
て形成し、この乗算回路はその第１入力端子に除算回路
205の出力信号を受信し、第２入力端子に減衰度を補正
するための補正信号を受信し、この補正信号の式はｅ
＋２α（ｆ）Ｃτとして表わされる。減衰度を補正する
ための斯かる補正信号の値は補正メモリ260によって供
給する。この補正メモリはクロック回路125によって制
御されると共に伝搬時間を選択する選択回路201によっ
ても制御される。前述したように、この補正メモリもPR
OMタイプの読取専用メモリ又はランダム・アクセス・メ
モリとすることができる。
て形成し、この乗算回路はその第１入力端子に除算回路
205の出力信号を受信し、第２入力端子に減衰度を補正
するための補正信号を受信し、この補正信号の式はｅ
＋２α（ｆ）Ｃτとして表わされる。減衰度を補正する
ための斯かる補正信号の値は補正メモリ260によって供
給する。この補正メモリはクロック回路125によって制
御されると共に伝搬時間を選択する選択回路201によっ
ても制御される。前述したように、この補正メモリもPR
OMタイプの読取専用メモリ又はランダム・アクセス・メ
モリとすることができる。
乗算回路206の出力側には|U（ｆ）|2に比例する信号を
発生し、この信号は周波数依存度を求める周波数依存度
決定回路300の入力端子に供給する。散乱関数は多項式
Ｕ（ｆ）＝afbで表わすことができるものとするため、
周波数依存度決定回路300はつぎのような回路を具えて
いる。即ち、2b・log10fに比例する信号を供給する対数
増幅器301及び算術回路302を具えており、これにより散
乱関数の周波数依存度をメモリに記憶させたり、及び／
又は（第２図に示すように、対数座標で）表示させるこ
とができ、この表示は表示装置303にて行なう。
発生し、この信号は周波数依存度を求める周波数依存度
決定回路300の入力端子に供給する。散乱関数は多項式
Ｕ（ｆ）＝afbで表わすことができるものとするため、
周波数依存度決定回路300はつぎのような回路を具えて
いる。即ち、2b・log10fに比例する信号を供給する対数
増幅器301及び算術回路302を具えており、これにより散
乱関数の周波数依存度をメモリに記憶させたり、及び／
又は（第２図に示すように、対数座標で）表示させるこ
とができ、この表示は表示装置303にて行なう。
これらの計算は各所望深度に対して繰返えされるため、
選択回路201によって決定される観測深度の段数は検査
すべき像が細くなるにつれて少なくなる。慣例の機械的
又は電子的走査装置を用いるか、或いは単なる手動変位
の走査装置を用いて同様な方法で他のエコーグラフィッ
クラインを順次検査して、Ｂ−スキャンタイプの像を得
ることができる。いずれの場合にも散乱関数を所定深度
に対して周波数の関数として記憶及び／又は表示させる
か、或いは所定周波数に対して深度の関数として記憶及
び／又は表示させることができる。
選択回路201によって決定される観測深度の段数は検査
すべき像が細くなるにつれて少なくなる。慣例の機械的
又は電子的走査装置を用いるか、或いは単なる手動変位
の走査装置を用いて同様な方法で他のエコーグラフィッ
クラインを順次検査して、Ｂ−スキャンタイプの像を得
ることができる。いずれの場合にも散乱関数を所定深度
に対して周波数の関数として記憶及び／又は表示させる
か、或いは所定周波数に対して深度の関数として記憶及
び／又は表示させることができる。
第１図は本発明による装置の一例を示すブロック線図、 第２図は第１図の装置における算術回路によって行われ
た演算結果を表わす特性図である。10……トランスジュ
ーサ 20……送信機段 40……選択回路 100……メモリ回路 101……A/D変換器 102……ディジタルメモリ 125……クロック回路 200……処理回路 201……観測深度（通過時間）選択回路 202……乗算回路 203……フーリエ変換計算用算術回路 204……絶対値の自乗算術回路 205……回折補正用除算回路 206……減衰度補正用乗算回路 250……メモリ 260……メモリ 300……周波数依存度決定回路 301……対数増幅器 302……算術回路 303……表示装置
た演算結果を表わす特性図である。10……トランスジュ
ーサ 20……送信機段 40……選択回路 100……メモリ回路 101……A/D変換器 102……ディジタルメモリ 125……クロック回路 200……処理回路 201……観測深度（通過時間）選択回路 202……乗算回路 203……フーリエ変換計算用算術回路 204……絶対値の自乗算術回路 205……回折補正用除算回路 206……減衰度補正用乗算回路 250……メモリ 260……メモリ 300……周波数依存度決定回路 301……対数増幅器 302……算術回路 303……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により検査
するに当り、 （ａ） エコーグラフイックラインのエコーを記憶し、 （ｂ） 回折効果および減衰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、走行の所
定時間τに相当する時間スロットに対して求めるように
した媒体の超音波エコーグラフィ検査方法において、 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SWτ,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
走行時間τに相当するタイムスロットＷに受信されたエ
コーのパワースペクトルSWτ,f）にリンクし、 （ｃ） 一方では、補正されたパワースペクトルに基づ
いて規定された散乱関数|U（ｆ）｜の二乗に比例する信
号の対数変換、他方では、表示装置への前記信号の対数
座標の記憶および／または表示を含む被検媒体の散乱関
数を周波数の関数として記憶および／または表示し、 （ｄ） 所定グラフィックラインには他の走行時間に対
し上記操作（ｂ），（ｃ）を繰返すとともにこれに次い
で他のエコーグラッフィックラインに対し上記操作
（ａ），（ｂ），（ｃ）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、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
より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、エコーグラフイックラインの
エコーを記憶するメモリ段（100）と、 （Ｂ） 走行時間τに関連するタイムスロットを選択す
る回路（201）、この選択回路の出力信号とエコーグラ
フィックラインのエコーを記憶するメモリ段（100）の
出力信号とを乗算する回路（202）、フーリエ変換を計
算する回路（203）、絶対値の２乗を計算する回路（20
4）、及び回折補正段（205）を順次具え、パワースペク
トルヲ求める決定段（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、 散乱関数を、走行時間τに相当し、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SWτ,f）にリンク
するものとして、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、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るため
に、 前記受信段は （Ｃ） ａ） スペクトルを求める段（200）の出力側
に接続された対数増幅器（301）および周波数の関数と
して被検媒体の散乱関数を記憶し、または表示装置に表
示する算術回路（302）より成り、被検媒体の散乱関数
を記憶および／または表示する手段（300）を具え、前
記回折補正段（205）の後段にはメモリ（260）から減衰
補正信号を受ける減衰補正段（206）を設けるようにし
たことを特徴とする媒体の超音波エコーグラフイック検
査装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8504821A FR2579763B1 (fr) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | Procede et appareil d'exploration de milieux par echographie ultrasonore |
| FR8504821 | 1985-03-29 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62123355A JPS62123355A (ja) | 1987-06-04 |
| JPH0713631B2 true JPH0713631B2 (ja) | 1995-02-15 |
Family
ID=9317757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61068869A Expired - Lifetime JPH0713631B2 (ja) | 1985-03-29 | 1986-03-28 | 媒体の超音波エコーグラフィック検査方法及び装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4688428A (ja) |
| EP (1) | EP0196713B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0713631B2 (ja) |
| DE (1) | DE3672166D1 (ja) |
| FR (1) | FR2579763B1 (ja) |
| IL (1) | IL78287A0 (ja) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2579765B1 (fr) * | 1985-03-29 | 1988-05-06 | Labo Electronique Physique | Procede et appareil d'exploration de milieux par echographie ultrasonore |
| US4881549A (en) * | 1987-05-29 | 1989-11-21 | Marquette Electronics | Apparatus and method for obtaining ultrasonic backcatter measurement from tissue |
| JPH0651034B2 (ja) * | 1987-06-26 | 1994-07-06 | 富士通株式会社 | 超音波診断装置 |
| US4803994A (en) * | 1987-08-12 | 1989-02-14 | General Electric Company | Backscatter data collection technique for ultrasound |
| US4867167A (en) * | 1988-06-30 | 1989-09-19 | Hewlett-Packard Company | Method and apparatus for determining and displaying the absolute value of quantitative backscatter |
| US5063931A (en) * | 1990-11-05 | 1991-11-12 | Hewlett-Packard Company | Method and apparatus for signal dependent gain control |
| AUPM934994A0 (en) * | 1994-11-09 | 1994-12-01 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Particle property measurement |
| US5941825A (en) * | 1996-10-21 | 1999-08-24 | Philipp Lang | Measurement of body fat using ultrasound methods and devices |
| CA2300843A1 (en) * | 1997-08-19 | 1999-02-25 | Philipp Lang | Measurement of capillary related interstitial fluid using ultrasound methods and devices |
| US6013031A (en) * | 1998-03-09 | 2000-01-11 | Mendlein; John D. | Methods and devices for improving ultrasonic measurements using anatomic landmarks and soft tissue correction |
| US6585649B1 (en) * | 1998-05-02 | 2003-07-01 | John D. Mendlein | Methods and devices for improving ultrasonic measurements using multiple angle interrogation |
| US6077224A (en) * | 1998-03-23 | 2000-06-20 | Lang; Philipp | Methods and device for improving broadband ultrasonic attenuation and speed of sound measurements using anatomical landmarks |
| US6776760B2 (en) | 2002-03-06 | 2004-08-17 | Alfred E. Mann Institute For Biomedical Engineering At The University Of Southern California | Multi-mode processing for ultrasonic imaging |
| JP3875581B2 (ja) * | 2002-03-18 | 2007-01-31 | 独立行政法人科学技術振興機構 | 超音波診断システム |
| WO2005002446A1 (ja) * | 2003-07-03 | 2005-01-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 超音波診断装置 |
| BRPI0609518A2 (pt) * | 2005-03-22 | 2011-10-18 | Commw Scient And Ind Reseaech Organisation | sistema e método para determinar propriedades médias de partìculas constituintes de uma amostra de material |
| JP5280020B2 (ja) * | 2007-06-26 | 2013-09-04 | ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー | 超音波撮像装置 |
| CN106691509A (zh) * | 2017-02-20 | 2017-05-24 | 青岛海信医疗设备股份有限公司 | 一种超声波成像控制方法、装置及超声波成像仪 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3024995A1 (de) * | 1980-07-02 | 1982-01-28 | Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg | Ultraschall-untersuchungsanordnung |
| 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 |
| FR2534707A1 (fr) * | 1982-10-13 | 1984-04-20 | Labo Electronique Physique | Appareil d'exploration de milieux par echographie ultrasonore |
| US4598366A (en) * | 1982-11-12 | 1986-07-01 | Schlumberger Technology Corporation | Diffraction tomography systems and methods with arbitrary source and detector array surfaces |
| US4594662A (en) * | 1982-11-12 | 1986-06-10 | Schlumberger Technology Corporation | Diffraction tomography systems and methods with fixed detector arrays |
| JPS60122367A (ja) * | 1983-12-07 | 1985-06-29 | Terumo Corp | 超音波測定方法およびその装置 |
| FR2556844B1 (fr) * | 1983-12-14 | 1987-11-13 | Labo Electronique Physique | Appareil d'examen de milieux par echographie ultrasonore |
-
1985
- 1985-03-29 FR FR8504821A patent/FR2579763B1/fr not_active Expired
-
1986
- 1986-03-21 EP EP86200474A patent/EP0196713B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1986-03-21 DE DE8686200474T patent/DE3672166D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1986-03-25 US US06/843,906 patent/US4688428A/en not_active Expired - Fee Related
- 1986-03-27 IL IL78287A patent/IL78287A0/xx not_active IP Right Cessation
- 1986-03-28 JP JP61068869A patent/JPH0713631B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| FR2579763A1 (fr) | 1986-10-03 |
| FR2579763B1 (fr) | 1987-04-10 |
| EP0196713A1 (fr) | 1986-10-08 |
| IL78287A0 (en) | 1986-07-31 |
| US4688428A (en) | 1987-08-25 |
| EP0196713B1 (fr) | 1990-06-20 |
| JPS62123355A (ja) | 1987-06-04 |
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