JPH0816700B2 - 超音波反射透過造影の方法と装置 - Google Patents
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- JPH0816700B2 JPH0816700B2 JP61500974A JP50097486A JPH0816700B2 JP H0816700 B2 JPH0816700 B2 JP H0816700B2 JP 61500974 A JP61500974 A JP 61500974A JP 50097486 A JP50097486 A JP 50097486A JP H0816700 B2 JPH0816700 B2 JP H0816700B2
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Description
【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は一般的に超音波造影の方法と装置に関するも
のである。
のである。
発明の背景 対象物または被検物の両側に送波トランスジユーサと
受波トランスジユーサを設ける透過型の超音波造影シス
テムは周知であり、たとえばグリーン（Green）他によ
る米国特許第3,937,066号、ラムゼイ・ジユニア（Ramse
y,Jr.）他による米国特許第4,457,175号に示されてい
る。一般にＣ走査画像は透過波に対して垂直な平面にあ
る透過型システムによつて与えられる。エコー型超音波
造影システムも周知であり、たとえばピー・エス・グリ
ーン（P.S.Green）による米国特許第4,016,750号、グリ
ーン（Green）他による米国特許第4,305,296号に示され
ている。一般にＢ走査型画像は伝搬波を含む平面内に形
成される。もちろん、Ｃ走査画像をエコー手法を使つて
得ることもできる。
受波トランスジユーサを設ける透過型の超音波造影シス
テムは周知であり、たとえばグリーン（Green）他によ
る米国特許第3,937,066号、ラムゼイ・ジユニア（Ramse
y,Jr.）他による米国特許第4,457,175号に示されてい
る。一般にＣ走査画像は透過波に対して垂直な平面にあ
る透過型システムによつて与えられる。エコー型超音波
造影システムも周知であり、たとえばピー・エス・グリ
ーン（P.S.Green）による米国特許第4,016,750号、グリ
ーン（Green）他による米国特許第4,305,296号に示され
ている。一般にＢ走査型画像は伝搬波を含む平面内に形
成される。もちろん、Ｃ走査画像をエコー手法を使つて
得ることもできる。
発明の要約と目的 本発明の１つの目的はより良い画像を得るためエコー
型システムと透過型システムの特徴を組み合わせた超音
波造影のシステムと方法を提供することである。
型システムと透過型システムの特徴を組み合わせた超音
波造影のシステムと方法を提供することである。
本発明の１つの目的は１つのトランスジユーサが超音
波の送波と受波の両方を行なうようなエコー／透過型超
音波造影のシステムと方法を提供することである。
波の送波と受波の両方を行なうようなエコー／透過型超
音波造影のシステムと方法を提供することである。
本発明の１つの目的は受波トランスジユーサの集束点
の後のレンジ・ゾーンから受波され集束点で被検物に超
音波を発生する反射波を処理して、受波信号が集束点か
らの情報を表わし、反射信号を受信したレンジ・ゾーン
からの特定の情報を表わさないようにする上記の型の超
音波造影システムを提供することである。
の後のレンジ・ゾーンから受波され集束点で被検物に超
音波を発生する反射波を処理して、受波信号が集束点か
らの情報を表わし、反射信号を受信したレンジ・ゾーン
からの特定の情報を表わさないようにする上記の型の超
音波造影システムを提供することである。
本発明の１つの目的は送波トランスジユーサと受波ト
ランスジユーサを別々に設ける必要がなく、超音波の送
波と受波の両方を行なうトランスジユーサを含むことが
できるような上記の型の超音波造影のシステムと方法を
提供することである。
ランスジユーサを別々に設ける必要がなく、超音波の送
波と受波の両方を行なうトランスジユーサを含むことが
できるような上記の型の超音波造影のシステムと方法を
提供することである。
本発明によれば、送波器はトランスジユーサを駆動し
て、超音波エネルギーを被検物の一部に集中させる。被
検物内で反射された超音波エネルギー波をトランスジユ
ーサが受け、電気信号に変換する。トランスジユーサの
集束点をきめるためのビーム集束手段、および被造影部
分を走査するためのビーム走査手段が設けられ、どちら
も超音波的、機械的、または電子的に構成することがで
きる。トランスジユーサの出力電気信号に応答して、ビ
ーム集束点の後にあるレンジ・ゾーンから受波した信号
を処理するための信号処理手段がシステムに含まれてい
る。信号処理には上記レンジ・ゾーンから受波した信号
の検波、上記信号をレンジ・ゾーンから受信する期間に
わたる検波信号の時間積分が含まれる。受波トランスジ
ユーサの集束点からの情報を表わす積分信号出力がデイ
スプレイ手段に与えられ、デイスプレイの１画素に対す
る情報を与える。
て、超音波エネルギーを被検物の一部に集中させる。被
検物内で反射された超音波エネルギー波をトランスジユ
ーサが受け、電気信号に変換する。トランスジユーサの
集束点をきめるためのビーム集束手段、および被造影部
分を走査するためのビーム走査手段が設けられ、どちら
も超音波的、機械的、または電子的に構成することがで
きる。トランスジユーサの出力電気信号に応答して、ビ
ーム集束点の後にあるレンジ・ゾーンから受波した信号
を処理するための信号処理手段がシステムに含まれてい
る。信号処理には上記レンジ・ゾーンから受波した信号
の検波、上記信号をレンジ・ゾーンから受信する期間に
わたる検波信号の時間積分が含まれる。受波トランスジ
ユーサの集束点からの情報を表わす積分信号出力がデイ
スプレイ手段に与えられ、デイスプレイの１画素に対す
る情報を与える。
本発明およびその上記以外の目的、特徴、利点は付属
の図面を参照したいくつかの実施例についての以下の詳
細な説明により明らかとなる。図面は説明のために示し
たものに過ぎず、本発明がここに開示する特定の実施例
に限定されるものではない。
の図面を参照したいくつかの実施例についての以下の詳
細な説明により明らかとなる。図面は説明のために示し
たものに過ぎず、本発明がここに開示する特定の実施例
に限定されるものではない。
図面の簡単な説明 図面のいくつかの図で類似の参照符号は同じ部品を表
わす。
わす。
第１図は本発明の実施例である超音波造影システムを
示すブロツク図である。
示すブロツク図である。
第２図は第１図に示すシステムの動作を説明するため
に使用するためのタイミング図である。
に使用するためのタイミング図である。
第３図は被検物の３次元造影で使用するための、本発
明の実施例である超音波造影システムの一変形を示すブ
ロツク図である。
明の実施例である超音波造影システムの一変形を示すブ
ロツク図である。
第４図は第３図に示されるシステムの動作を説明する
ために使用するタイミング図である。
ために使用するタイミング図である。
第５図は選択された平面での被検物のＣ走査に使用す
るための本発明の実施例である超音波造影システムのも
う１つの変形を示すブロツク図である。
るための本発明の実施例である超音波造影システムのも
う１つの変形を示すブロツク図である。
第6A図および第6B図はやはり被検物の３次元造影に使
用される本発明のもう１つの変形のブロツク図を協同し
て示す。
用される本発明のもう１つの変形のブロツク図を協同し
て示す。
第７図は第6A図および第6B図に示されるシステムの動
作を説明するために使用されるタイミング図である。
作を説明するために使用されるタイミング図である。
第８図はＣ走査造影とＢ走査造影のための２モード造
影システムを示すブロツク図である。
影システムを示すブロツク図である。
第9,10,11および12図は本発明の反射／透過超音波造
影システムで使用するための異なるトランスジユーサ走
査手段を示す。
影システムで使用するための異なるトランスジユーサ走
査手段を示す。
第13図は本発明の実施例であるＢ走査反射／透過超音
波造影システムを示すブロツク図である。
波造影システムを示すブロツク図である。
発明の詳細な説明 第１図の超音波造影システムにはトランスジユーサ10
が含まれており、これは図示した配置で超音波パルス信
号の送信と受信に使用される。説明のため、曲面集束ト
ランスジユーサが示されている。集束トランスジユーサ
10の発生する超音波圧縮波が図示しない水等の適当な音
響伝搬媒体を介して被検物14に結合され、被検物の中で
集束される。このシステムは生体器官の造影に適してい
るが、本発明はこのような特定の用途に限定されるもの
ではないことが明らかとなる。集束トランスジユーサの
かわりに音響レンズ、曲面音響反射鏡等の音響集束手段
を用いることができる。また音響集束手段のかわりに、
または音響集束手段の他に電子集束を用いることもでき
る。また以下で明らかになるように、送波と受波の両方
の動作の間に集束を行なうことが好ましいが、受波動作
の間だけの集束または送波動作の間だけの集束が必要に
なる。
が含まれており、これは図示した配置で超音波パルス信
号の送信と受信に使用される。説明のため、曲面集束ト
ランスジユーサが示されている。集束トランスジユーサ
10の発生する超音波圧縮波が図示しない水等の適当な音
響伝搬媒体を介して被検物14に結合され、被検物の中で
集束される。このシステムは生体器官の造影に適してい
るが、本発明はこのような特定の用途に限定されるもの
ではないことが明らかとなる。集束トランスジユーサの
かわりに音響レンズ、曲面音響反射鏡等の音響集束手段
を用いることができる。また音響集束手段のかわりに、
または音響集束手段の他に電子集束を用いることもでき
る。また以下で明らかになるように、送波と受波の両方
の動作の間に集束を行なうことが好ましいが、受波動作
の間だけの集束または送波動作の間だけの集束が必要に
なる。
システムの送信部には高周波エネルギー・パルスの循
環発生のためパルサー16が含まれている。高周波エネル
ギー・パルスは送波／受波スイツチ18を介してトランス
ジユーサ10に与えられ、発生した超音波パルスは被検物
14の中の集束点Ｆに集束される。普通、たとえば1MHzか
ら10MHzの動作周波数を用いることができる。超音波ビ
ーム軸は参照番号20によつて表わされる。本発明の図示
した実施例では、軸20に垂直な平面22のＣ走査画像は平
面内に集束点Ｆを動かして平面を走査することによつて
得られる。トランスジユーサ10およびそれに結合された
集束レンズ12はそれらに機械的結合26を介して接続され
た走査アクチユエータ24によつて第１図に示すｘ方向お
よびｙ方向に走査される。走査機構24には走査位置情報
回路が含まれており、その出力はタイミング制御ユニツ
ト28に接続されている。タイミング制御ユニツト28は送
波、受波、およびデイスプレイ走査の動作を同期させる
ための出力を送出する。
環発生のためパルサー16が含まれている。高周波エネル
ギー・パルスは送波／受波スイツチ18を介してトランス
ジユーサ10に与えられ、発生した超音波パルスは被検物
14の中の集束点Ｆに集束される。普通、たとえば1MHzか
ら10MHzの動作周波数を用いることができる。超音波ビ
ーム軸は参照番号20によつて表わされる。本発明の図示
した実施例では、軸20に垂直な平面22のＣ走査画像は平
面内に集束点Ｆを動かして平面を走査することによつて
得られる。トランスジユーサ10およびそれに結合された
集束レンズ12はそれらに機械的結合26を介して接続され
た走査アクチユエータ24によつて第１図に示すｘ方向お
よびｙ方向に走査される。走査機構24には走査位置情報
回路が含まれており、その出力はタイミング制御ユニツ
ト28に接続されている。タイミング制御ユニツト28は送
波、受波、およびデイスプレイ走査の動作を同期させる
ための出力を送出する。
被検物14の中の不連続個所または散乱個所から反射さ
れた超音波信号はトランスジユーサ10で受信され、電気
信号に変換され、送波／受波スイツチ18を介して信号受
信器または処理器30に与えられる。図示するように処理
器30にはゲーテツド増幅器32が含まれている。図示しな
い前置増幅器を増幅器32に対する受信信号の接続回路に
設けることもできる。受信動作を制御するためタイミン
グ制御ユニツト28から時間ゲート信号がゲーテツド増幅
器32に与えられる。図示した実施例では、集束面22とそ
の中の集束点22の後にあるレンジ・ゾーンＺの中の体積
Ｖから、すなわち集束面に対してトランスジユーサと反
対側にあるゾーンから受波したエコー信号を処理するた
め受波器がゲート・オンされる。レンジ・ゾーンは集束
点Ｆに隣接して配置してもよいし、希望する場合にはレ
ンジ・ゾーンの内側端を集束点Ｆに配置してもよい。図
示した実施例では、レンジ・ゾーンＺの中から受波した
反射信号だけを信号処理器30が処理する。異なる深さお
よび／またはレンジ・ゾーンから受波したエコー信号を
図示しない他の手段によつて処理してもよいことは明ら
かである。
れた超音波信号はトランスジユーサ10で受信され、電気
信号に変換され、送波／受波スイツチ18を介して信号受
信器または処理器30に与えられる。図示するように処理
器30にはゲーテツド増幅器32が含まれている。図示しな
い前置増幅器を増幅器32に対する受信信号の接続回路に
設けることもできる。受信動作を制御するためタイミン
グ制御ユニツト28から時間ゲート信号がゲーテツド増幅
器32に与えられる。図示した実施例では、集束面22とそ
の中の集束点22の後にあるレンジ・ゾーンＺの中の体積
Ｖから、すなわち集束面に対してトランスジユーサと反
対側にあるゾーンから受波したエコー信号を処理するた
め受波器がゲート・オンされる。レンジ・ゾーンは集束
点Ｆに隣接して配置してもよいし、希望する場合にはレ
ンジ・ゾーンの内側端を集束点Ｆに配置してもよい。図
示した実施例では、レンジ・ゾーンＺの中から受波した
反射信号だけを信号処理器30が処理する。異なる深さお
よび／またはレンジ・ゾーンから受波したエコー信号を
図示しない他の手段によつて処理してもよいことは明ら
かである。
リターン信号は被検物の中のある範囲の距離Ｚから受
信されるので、ゲーテツド増幅器32からの受信信号は可
変利得増幅器34によつて増幅される。可変利得増幅器34
の利得は利得関数発生器36の出力に従つて時間とともに
変えられる。利得関数発生器36の動作タイミングはタイ
ミング制御ユニツト28によつて制御される。被検物内の
音響吸収によつて生じる信号損失を打ち消すように増幅
器34の利得がレンジに比例して大きくなる。希望する場
合には、体積Ｖから集束点Ｆを通る反射波が等しい振幅
となる状態を近似する時間利得関数を用いることもでき
る。
信されるので、ゲーテツド増幅器32からの受信信号は可
変利得増幅器34によつて増幅される。可変利得増幅器34
の利得は利得関数発生器36の出力に従つて時間とともに
変えられる。利得関数発生器36の動作タイミングはタイ
ミング制御ユニツト28によつて制御される。被検物内の
音響吸収によつて生じる信号損失を打ち消すように増幅
器34の利得がレンジに比例して大きくなる。希望する場
合には、体積Ｖから集束点Ｆを通る反射波が等しい振幅
となる状態を近似する時間利得関数を用いることもでき
る。
図示するように受波信号は可変利得増幅器34から所望
の利得関数を有する増幅器38に結合されている。たとえ
ば、増幅器38は線形増幅器または非線形増幅器で構成す
ることができる。
の利得関数を有する増幅器38に結合されている。たとえ
ば、増幅器38は線形増幅器または非線形増幅器で構成す
ることができる。
増幅器38の出力は包絡線検波器40によつて検出され
る。包絡線検波器40はたとえば全波整流器と低域通過フ
イルタ手段で構成され、出力信号は増幅器38から出力さ
れる高周波信号の包絡線に比例する。本発明によれば、
検波器出力は積分器42に与えられて、レンジ・ゾーンＺ
から信号を受信している期間の間、検波器出力が時間積
分される。各積分動作の後、積分器出力は保持回路44に
与えられる。保持回路44の出力はタイミング制御ユニツ
ト28の制御に従つて、走査変換器46へ移された後、陰極
線管のような可視デイスプレイ手段48に移される。受信
動作の終りに、積分器出力を保持回路44に移した後、積
分器42はタイミング制御ユニツト28から線50を介して与
えられるリセツト信号によつてリセツトされ、次の送波
／受波サイクルに備える。第１図の実施例では、１画素
をデイスプレイするための情報が各送波／受波サイクル
に対して得られる。
る。包絡線検波器40はたとえば全波整流器と低域通過フ
イルタ手段で構成され、出力信号は増幅器38から出力さ
れる高周波信号の包絡線に比例する。本発明によれば、
検波器出力は積分器42に与えられて、レンジ・ゾーンＺ
から信号を受信している期間の間、検波器出力が時間積
分される。各積分動作の後、積分器出力は保持回路44に
与えられる。保持回路44の出力はタイミング制御ユニツ
ト28の制御に従つて、走査変換器46へ移された後、陰極
線管のような可視デイスプレイ手段48に移される。受信
動作の終りに、積分器出力を保持回路44に移した後、積
分器42はタイミング制御ユニツト28から線50を介して与
えられるリセツト信号によつてリセツトされ、次の送波
／受波サイクルに備える。第１図の実施例では、１画素
をデイスプレイするための情報が各送波／受波サイクル
に対して得られる。
第１図の超音波造影システムの動作は上記の説明で明
らかであると思われるが、その簡単な説明を第２図のタ
イミング図を参照して行なう。走査機構24によつて被検
物14を横切つてｘ方向およびｙ方向に集束トランスジユ
ーサ10が動かされる。走査機構と結合された走査位置回
路が走査位置信号を発生し、これがタイミング制御ユニ
ツト28に与えられる。タイミング制御ユニツト28から送
波器、受波器、およびデイスプレイ手段のタイミング動
作のための制御信号が得られる。
らかであると思われるが、その簡単な説明を第２図のタ
イミング図を参照して行なう。走査機構24によつて被検
物14を横切つてｘ方向およびｙ方向に集束トランスジユ
ーサ10が動かされる。走査機構と結合された走査位置回
路が走査位置信号を発生し、これがタイミング制御ユニ
ツト28に与えられる。タイミング制御ユニツト28から送
波器、受波器、およびデイスプレイ手段のタイミング動
作のための制御信号が得られる。
時点T1からT2までの送波期間の間、パルサー16の出力
が励起するトランスジユーサ10が超音波を発生する。第
２図で送波パルスは52で表わされている。集束トランス
ジユーサ10からの超音波パルスは被検物14の中に入る。
時点T3に、トランスジユーサ10は集束点Ｆから反射され
たエコー信号を受信する。時点T2からT4までの時間遅延
の後、タイミング制御ユニツトからゲーテツド増幅器32
に与えられる受波器ゲート信号54によつて受波器がゲー
ト・オンされ、集束点Ｆの先のレンジ・ゾーンから受信
したエコー信号が処理される。増幅器38から出力される
時間ゲーテイングされた受信信号出力は第２図に56とし
て示してある。受信信号は検波器40によつて検波され、
出力58が得られる。検波された信号は積分器42によつて
積分され、第２図の積分器出力60が得られる。時点T5に
受波器がゲートオフされた後、積分器出力は保持制御信
号62に制御されて保持回路44に転送される。このような
転送の後、時点T6に積分器42はリセツト信号64によつて
リセツトされる。時点T7に次の送波−受波サイクルが開
始され、もう１つの超音波励起パルス52が送出される。
が励起するトランスジユーサ10が超音波を発生する。第
２図で送波パルスは52で表わされている。集束トランス
ジユーサ10からの超音波パルスは被検物14の中に入る。
時点T3に、トランスジユーサ10は集束点Ｆから反射され
たエコー信号を受信する。時点T2からT4までの時間遅延
の後、タイミング制御ユニツトからゲーテツド増幅器32
に与えられる受波器ゲート信号54によつて受波器がゲー
ト・オンされ、集束点Ｆの先のレンジ・ゾーンから受信
したエコー信号が処理される。増幅器38から出力される
時間ゲーテイングされた受信信号出力は第２図に56とし
て示してある。受信信号は検波器40によつて検波され、
出力58が得られる。検波された信号は積分器42によつて
積分され、第２図の積分器出力60が得られる。時点T5に
受波器がゲートオフされた後、積分器出力は保持制御信
号62に制御されて保持回路44に転送される。このような
転送の後、時点T6に積分器42はリセツト信号64によつて
リセツトされる。時点T7に次の送波−受波サイクルが開
始され、もう１つの超音波励起パルス52が送出される。
上記の説明から、送波される全エネルギーは集束点Ｆ
の前で散乱吸収されるエネルギーを除いて集束点を通し
て伝送されることは明らかである。次にエネルギーは集
束面22の後のほぼ円錐形のゾーンＶの中の被検物の不均
等性によつて拡がり、散乱される。被検物の後の散乱物
の分布によつて、有効な広い範囲にわたる非コヒーレン
トな超音波励起源が得られる。上記したように、レンジ
・ゾーンの各薄層から集束点を通る反射波がほぼ同じ振
幅である場合には最も効率的に超音波励起が行なわれ
る。そしてこの状態は上記のような受波器の時間−利得
補正によつて近似される。しかし、更に深いところの信
号対雑音比が低過ぎる場合には、このような深度でより
良い信号対雑音比が得られるような時間−利得補正を用
いることもできる。
の前で散乱吸収されるエネルギーを除いて集束点を通し
て伝送されることは明らかである。次にエネルギーは集
束面22の後のほぼ円錐形のゾーンＶの中の被検物の不均
等性によつて拡がり、散乱される。被検物の後の散乱物
の分布によつて、有効な広い範囲にわたる非コヒーレン
トな超音波励起源が得られる。上記したように、レンジ
・ゾーンの各薄層から集束点を通る反射波がほぼ同じ振
幅である場合には最も効率的に超音波励起が行なわれ
る。そしてこの状態は上記のような受波器の時間−利得
補正によつて近似される。しかし、更に深いところの信
号対雑音比が低過ぎる場合には、このような深度でより
良い信号対雑音比が得られるような時間−利得補正を用
いることもできる。
トランスジユーサ10は散乱波を受波するが、集束点Ｆ
を通過する散乱波が受波トランスジユーサの発生する信
号に最も大きな影響を与える。このように、受信波は集
束点を２回通過し、その振幅は集束点の中の減衰によつ
て強い影響を受ける。本発明の主な利点は後方散乱によ
つて透過型画像を作れることであるということが明らか
になる。更に、積分時間を伸ばした結果として信号対雑
音比が改良され、画像の斑点も確実に減少する。次に第
３図を参照して説明する。第３図は被検物70の内部の一
部の３次元画像を得るのに使うための本発明の一変形を
示している。被検物70の中の複数の異なる平面22−1,22
−2,…,22−Ｎに於ける造影のための情報配置が示され
ている。環状のトランスジユーサ・アレイ72がパルス超
音波励起と受信のために用いられている。説明のため、
中央の円形電極72−１および円心状に配置された環状電
極72−２乃至72−Ｍを含むトランスジユーサを示してい
る。
を通過する散乱波が受波トランスジユーサの発生する信
号に最も大きな影響を与える。このように、受信波は集
束点を２回通過し、その振幅は集束点の中の減衰によつ
て強い影響を受ける。本発明の主な利点は後方散乱によ
つて透過型画像を作れることであるということが明らか
になる。更に、積分時間を伸ばした結果として信号対雑
音比が改良され、画像の斑点も確実に減少する。次に第
３図を参照して説明する。第３図は被検物70の内部の一
部の３次元画像を得るのに使うための本発明の一変形を
示している。被検物70の中の複数の異なる平面22−1,22
−2,…,22−Ｎに於ける造影のための情報配置が示され
ている。環状のトランスジユーサ・アレイ72がパルス超
音波励起と受信のために用いられている。説明のため、
中央の円形電極72−１および円心状に配置された環状電
極72−２乃至72−Ｍを含むトランスジユーサを示してい
る。
システムの送波部分にはゲーテツド・パルサ・ユニツ
ト74が含まれている。ゲーテツド・パルサ・ユニツト74
には異なる中心周波数1,2,…，Ｎで動作する複数
のパルサが含まれている。ユニツト74に含まれるパルサ
のオンオフ・ゲーテイングはタイミング制御ユニツト76
によつて制御される。パルサ・ユニツト74の出力は送波
／受波スイツチ18−１乃至18−Ｍを介して環状アレイ72
の素子72−１乃至72−Ｍに接続されている。ゲーテツド
・パルサ・ユニツト74はトランスジユーサ72の素子に中
心周波数１の第１のパルス信号を供給する。トランス
ジユーサ素子に於けるこの信号のタイミングによつて、
集束面22−１のF1に集束点がある集束ビームが作成され
る。次に、中心周波数２の第２のパルス信号が集束点
F2で面22−２に集束するビームを作成するのに適切なタ
イミングでトランスジユーサ素子に与えられる。最後
に、中心周波数Ｎのパルス信号が平面22−Ｎの集束点
FNに集束するビームのパルス送波に対して適切なタイミ
ングでトランスジユーサ素子に与えられる。中心周波数
１乃至Ｎでの一連のパルス超音波励起が素早く順次
行なわれた後、集束点の先のレンジ・ゾーンからエコー
信号を受信し、エコー信号処理のための信号処理器がゲ
ート・オンされる。
ト74が含まれている。ゲーテツド・パルサ・ユニツト74
には異なる中心周波数1,2,…，Ｎで動作する複数
のパルサが含まれている。ユニツト74に含まれるパルサ
のオンオフ・ゲーテイングはタイミング制御ユニツト76
によつて制御される。パルサ・ユニツト74の出力は送波
／受波スイツチ18−１乃至18−Ｍを介して環状アレイ72
の素子72−１乃至72−Ｍに接続されている。ゲーテツド
・パルサ・ユニツト74はトランスジユーサ72の素子に中
心周波数１の第１のパルス信号を供給する。トランス
ジユーサ素子に於けるこの信号のタイミングによつて、
集束面22−１のF1に集束点がある集束ビームが作成され
る。次に、中心周波数２の第２のパルス信号が集束点
F2で面22−２に集束するビームを作成するのに適切なタ
イミングでトランスジユーサ素子に与えられる。最後
に、中心周波数Ｎのパルス信号が平面22−Ｎの集束点
FNに集束するビームのパルス送波に対して適切なタイミ
ングでトランスジユーサ素子に与えられる。中心周波数
１乃至Ｎでの一連のパルス超音波励起が素早く順次
行なわれた後、集束点の先のレンジ・ゾーンからエコー
信号を受信し、エコー信号処理のための信号処理器がゲ
ート・オンされる。
図示するように、互いに異なる周波数のエコー信号を
処理するための信号受波器80は複数の加算増幅器82−１
乃至82−Ｎで構成される。トランスジユーサ素子に於い
てエコー信号から作られる電気信号が送波／受波スイツ
チを介して加算増幅器82−１乃至82−Ｎに与えられる。
最も外側の環状電極72−Ｍを除いて、環状アレイの素子
からの電気信号はトランスジユーサの時間遅延集束のた
め時間遅延手段84を介して加算増幅器に接続されてい
る。適当な時間遅延を有する複数の固定信号遅延素子84
Dがトランスジユーサ・アレイの電極を加算増幅器に接
続するために使用される。第３図に示すように、最も外
側の環状素子72−Ｍは加算増幅器に直結され、これらの
信号を遅延させる必要はない。
処理するための信号受波器80は複数の加算増幅器82−１
乃至82−Ｎで構成される。トランスジユーサ素子に於い
てエコー信号から作られる電気信号が送波／受波スイツ
チを介して加算増幅器82−１乃至82−Ｎに与えられる。
最も外側の環状電極72−Ｍを除いて、環状アレイの素子
からの電気信号はトランスジユーサの時間遅延集束のた
め時間遅延手段84を介して加算増幅器に接続されてい
る。適当な時間遅延を有する複数の固定信号遅延素子84
Dがトランスジユーサ・アレイの電極を加算増幅器に接
続するために使用される。第３図に示すように、最も外
側の環状素子72−Ｍは加算増幅器に直結され、これらの
信号を遅延させる必要はない。
加算増幅器82−１乃至82−Ｎの出力は異なる周波数リ
ターン信号を分離するために使用する帯域通過フイルタ
86−１乃至86−Ｎにそれぞれ接続されている。遅延、加
算器、およびフイルタの別々の組を使うことにより、送
波バーストが集束される複数の深さの受波器集束点が得
られる。周波数分離された電気信号は信号処理器30−１
乃至30−Ｎで処理される。これらの信号処理器は第１図
に示す前述した信号処理器30と同じ型とすることができ
る。信号処理器はタイミング制御ユニツト76に制御され
てゲートオンされて、対応する集束点の後にあるレンジ
・ゾーンからの信号を処理する。第３図には、集束点FN
に関する情報を得るためにそれからエコー信号を受ける
レンジ・ゾーンZNとそれに対応する体積VNをレンジ・ゾ
ーンZ1およびZ2とともに示されている。画像平面の走査
は走査アクチユエータおよび走査位置回路24に制御され
てｘ軸およびｙ軸に沿つて環状アレイ72を動かすことに
よつて行なわれる。図示するように、別々の画像平面か
ら得られる画像を選択的または同時にデイスプレイする
ため、信号処理器30−１乃至30−Ｎの出力は可視デイス
プレイ手段90に与えられる。同時デイスプレイの場合
は、各信号処理器出力を別別の色でデイスプレイして、
デイスプレイ90で互いに区別し得るようにすることもで
きる。そのかわりに、出力を立体画像対を形成するよう
に組み合わせたり、別のやり方で組み合わせたり、別々
にデイスプレイすることもできる。
ターン信号を分離するために使用する帯域通過フイルタ
86−１乃至86−Ｎにそれぞれ接続されている。遅延、加
算器、およびフイルタの別々の組を使うことにより、送
波バーストが集束される複数の深さの受波器集束点が得
られる。周波数分離された電気信号は信号処理器30−１
乃至30−Ｎで処理される。これらの信号処理器は第１図
に示す前述した信号処理器30と同じ型とすることができ
る。信号処理器はタイミング制御ユニツト76に制御され
てゲートオンされて、対応する集束点の後にあるレンジ
・ゾーンからの信号を処理する。第３図には、集束点FN
に関する情報を得るためにそれからエコー信号を受ける
レンジ・ゾーンZNとそれに対応する体積VNをレンジ・ゾ
ーンZ1およびZ2とともに示されている。画像平面の走査
は走査アクチユエータおよび走査位置回路24に制御され
てｘ軸およびｙ軸に沿つて環状アレイ72を動かすことに
よつて行なわれる。図示するように、別々の画像平面か
ら得られる画像を選択的または同時にデイスプレイする
ため、信号処理器30−１乃至30−Ｎの出力は可視デイス
プレイ手段90に与えられる。同時デイスプレイの場合
は、各信号処理器出力を別別の色でデイスプレイして、
デイスプレイ90で互いに区別し得るようにすることもで
きる。そのかわりに、出力を立体画像対を形成するよう
に組み合わせたり、別のやり方で組み合わせたり、別々
にデイスプレイすることもできる。
第３図のシステムの動作を第４図のタイミング図を参
照して簡単に説明する。集束点F1,F2およびFNにそれぞ
れ集束されるパルス92−1,92−２および92−Ｎはゲーテ
ツド・パルサ・ユニツト74の制御下にトランスジユーサ
・アレイ72によつて時点T1,T2およびT3に素早く相次い
で送波される。ここで注意しなければならないのはＢ走
査で必要となるような短いパルスを使う必要がないとい
うことである。パルスをより長くすればより高い平均送
波パワーを使うことができ、受波器雑音をより良く除去
することができる。しかし、より長いパルスを使うとレ
ンジ・ゾーン内のより広い薄層の上から信号を瞬時受信
し、その結果、反射信号パワーの統計的変動が大きくな
る。パルス長は単に特定の被検物内の信号対雑音比が最
大限になるように選択することができる。それぞれ異な
る深さで集束し、中心周波数が集束距離にほぼ逆比例す
る適度に狭帯域の送波バーストを使うことができる。時
点T4,T6およびT10に、パルス92−1,92−２および92−Ｎ
によつてそれぞれの集束点F1,F2およびFNから反射され
る反射波が受信される。次にゲート信号94−1,94−２お
よび94−Ｎによつて、時点T5,T7およびT11に信号処理器
30−1,30−２および30−Ｎがそれぞれゲートオンされ、
時点T8,T9およびT12にそれぞれゲートオフされる。上記
の送波／受波サイクルは時点T13から繰り返される。レ
ンジゲーテイングされた受波信号は第１図および第２図
を参照して上記したように信号処理器で検波、積分さ
れ、デイスプレイ・ユニツト90でのデイスプレイにそな
える。上記のシステムはドツプラー血流測定手段と組み
合わせて使うのに適しており、３次元反射透過画像にほ
ぼ画像平面にある血管を通つて流れる血液の画像を重畳
してデイスプレイすることができる。
照して簡単に説明する。集束点F1,F2およびFNにそれぞ
れ集束されるパルス92−1,92−２および92−Ｎはゲーテ
ツド・パルサ・ユニツト74の制御下にトランスジユーサ
・アレイ72によつて時点T1,T2およびT3に素早く相次い
で送波される。ここで注意しなければならないのはＢ走
査で必要となるような短いパルスを使う必要がないとい
うことである。パルスをより長くすればより高い平均送
波パワーを使うことができ、受波器雑音をより良く除去
することができる。しかし、より長いパルスを使うとレ
ンジ・ゾーン内のより広い薄層の上から信号を瞬時受信
し、その結果、反射信号パワーの統計的変動が大きくな
る。パルス長は単に特定の被検物内の信号対雑音比が最
大限になるように選択することができる。それぞれ異な
る深さで集束し、中心周波数が集束距離にほぼ逆比例す
る適度に狭帯域の送波バーストを使うことができる。時
点T4,T6およびT10に、パルス92−1,92−２および92−Ｎ
によつてそれぞれの集束点F1,F2およびFNから反射され
る反射波が受信される。次にゲート信号94−1,94−２お
よび94−Ｎによつて、時点T5,T7およびT11に信号処理器
30−1,30−２および30−Ｎがそれぞれゲートオンされ、
時点T8,T9およびT12にそれぞれゲートオフされる。上記
の送波／受波サイクルは時点T13から繰り返される。レ
ンジゲーテイングされた受波信号は第１図および第２図
を参照して上記したように信号処理器で検波、積分さ
れ、デイスプレイ・ユニツト90でのデイスプレイにそな
える。上記のシステムはドツプラー血流測定手段と組み
合わせて使うのに適しており、３次元反射透過画像にほ
ぼ画像平面にある血管を通つて流れる血液の画像を重畳
してデイスプレイすることができる。
次に第５図を参照して説明する。第５図は選択された
集束平面でＣ走査画像を得るようにした本発明の一変形
を示す。第５図に示すシステムには第３図の構成に用い
られているような環状トランスジユーサ・アレイ72が含
まれており、これにはアレイ素子72−１乃至72−Ｍが含
まれている。走査アクチユエータおよび走査位置回路24
は機械的にトランスジユーサをｘ軸およびｙ軸に沿つて
２次元的に動かし、位置信号をタイミング制御ユニツト
100に与える。送波／受波ユニツト101にはゲーテツド・
パルサ102が含まれており、これは送波／受波スイツチ1
8−１乃至18−Ｍを介してアレイ素子に接続される。パ
ルサ102は１つの中心周波数で動作する。そしてパルサ1
02の出力のトランスジユーサ・アレイ素子に対するゲー
テイングのタイミングによつて、タイミング制御ユニツ
ト100の深度調整器104の調整に基いて、送波された超音
波パルスが選定された深度に集束される。
集束平面でＣ走査画像を得るようにした本発明の一変形
を示す。第５図に示すシステムには第３図の構成に用い
られているような環状トランスジユーサ・アレイ72が含
まれており、これにはアレイ素子72−１乃至72−Ｍが含
まれている。走査アクチユエータおよび走査位置回路24
は機械的にトランスジユーサをｘ軸およびｙ軸に沿つて
２次元的に動かし、位置信号をタイミング制御ユニツト
100に与える。送波／受波ユニツト101にはゲーテツド・
パルサ102が含まれており、これは送波／受波スイツチ1
8−１乃至18−Ｍを介してアレイ素子に接続される。パ
ルサ102は１つの中心周波数で動作する。そしてパルサ1
02の出力のトランスジユーサ・アレイ素子に対するゲー
テイングのタイミングによつて、タイミング制御ユニツ
ト100の深度調整器104の調整に基いて、送波された超音
波パルスが選定された深度に集束される。
トランスジユーサ素子でエコー波が発生する電気信号
は加算増幅器108に与えられる。トランスジユーサ・ア
レイの外側の環状素子72−Ｍ以外のすべての環状素子の
加算増幅器に対する接続には可変遅延手段が含まれてい
る。これにより、深度調整器104の調整に基いて送波パ
ルスが集束されるのと同じ集束点に受波信号が集束され
る。第５図には環状トランスジユーサ素子72−１および
72−２をそれぞれ加算増幅器に接続するための可変遅延
手段のうち２個の可変遅延手段106−１および106−２が
示されている。第１図に示し前述したものと同じ型の信
号処理器30は信号を処理して、デイスプレイ・ユニツト
48にＣ走査画像をデイスプレイする。信号処理器に含ま
れるゲーテツド増幅器のオンオフ・ゲーテイングも深度
調整器104によつて調整される。これにより、そこから
のエコー信号が処理されるレンジ・ゾーンが深度調整器
104の調整によつて設定される送波と受波の集束点とと
もに調整される。
は加算増幅器108に与えられる。トランスジユーサ・ア
レイの外側の環状素子72−Ｍ以外のすべての環状素子の
加算増幅器に対する接続には可変遅延手段が含まれてい
る。これにより、深度調整器104の調整に基いて送波パ
ルスが集束されるのと同じ集束点に受波信号が集束され
る。第５図には環状トランスジユーサ素子72−１および
72−２をそれぞれ加算増幅器に接続するための可変遅延
手段のうち２個の可変遅延手段106−１および106−２が
示されている。第１図に示し前述したものと同じ型の信
号処理器30は信号を処理して、デイスプレイ・ユニツト
48にＣ走査画像をデイスプレイする。信号処理器に含ま
れるゲーテツド増幅器のオンオフ・ゲーテイングも深度
調整器104によつて調整される。これにより、そこから
のエコー信号が処理されるレンジ・ゾーンが深度調整器
104の調整によつて設定される送波と受波の集束点とと
もに調整される。
３次元画像を得るために使用する本発明のもう１つの
変形が第6A図および第6B図に示されている。以下、第6A
図および第6B図を参照して説明する。この変形では第３
図の実施例で用いられているような中心周波数の異なる
一連のパルスではなくて１つの周波数の信号が送出され
る。図示された造影システムには環状トランスジユーサ
・アレイ72が含まれており、これは第３図および第５図
に示したものと同じ型のものでよい。トランスジユーサ
・アレイ72にはトランスジユーサ素子72−１乃至72−Ｍ
が含まれている。走査アクチユエータおよび走査位置回
路24はｘ軸およびｙ軸に沿つてトランスジユーサを機械
的に動かし、位置信号をタイミング制御ユニツト110に
与える。
変形が第6A図および第6B図に示されている。以下、第6A
図および第6B図を参照して説明する。この変形では第３
図の実施例で用いられているような中心周波数の異なる
一連のパルスではなくて１つの周波数の信号が送出され
る。図示された造影システムには環状トランスジユーサ
・アレイ72が含まれており、これは第３図および第５図
に示したものと同じ型のものでよい。トランスジユーサ
・アレイ72にはトランスジユーサ素子72−１乃至72−Ｍ
が含まれている。走査アクチユエータおよび走査位置回
路24はｘ軸およびｙ軸に沿つてトランスジユーサを機械
的に動かし、位置信号をタイミング制御ユニツト110に
与える。
システムの送波部分にはゲーテツド・パルサ112が含
まれており、これは送波／受波スイツチ18−１乃至18−
Ｍを介してトランスジユーサ・アレイ素子に接続されて
いる。パルサ112は１つの中心周波数で動作し、パルサ1
12の個々のトランスジユーサ素子に対する出力のゲーテ
イングのタイミングによつて送波パルスの穏やかな集束
が行なわれる。穏やかに集束された送波ビームは参照番
号114で表わされ、トランスジユーサ軸は参照番号116で
表わされる。受波中に、トランスジユーサは集束点F1,F
2,およびF3に順次集束され、ビーム軸116に対してほぼ
垂直に伸びて集束点がその上にある３つの別々の平行な
平面に関する情報が得られる。図をわかりやすくするた
め、造影平面は第6A図には示されていない。しかし、こ
れらの造影平面は前述した第３図に示す平面22−1,22−
２および22−Ｎと同様に配置することができる。
まれており、これは送波／受波スイツチ18−１乃至18−
Ｍを介してトランスジユーサ・アレイ素子に接続されて
いる。パルサ112は１つの中心周波数で動作し、パルサ1
12の個々のトランスジユーサ素子に対する出力のゲーテ
イングのタイミングによつて送波パルスの穏やかな集束
が行なわれる。穏やかに集束された送波ビームは参照番
号114で表わされ、トランスジユーサ軸は参照番号116で
表わされる。受波中に、トランスジユーサは集束点F1,F
2,およびF3に順次集束され、ビーム軸116に対してほぼ
垂直に伸びて集束点がその上にある３つの別々の平行な
平面に関する情報が得られる。図をわかりやすくするた
め、造影平面は第6A図には示されていない。しかし、こ
れらの造影平面は前述した第３図に示す平面22−1,22−
２および22−Ｎと同様に配置することができる。
トランスジユーサ素子でエコー波から生じる電気信号
を処理する信号受波器120は送波／受波スイツチ18−１
乃至18−Ｍを介してトランスジユーサ素子に接続されて
おり、加算増幅器124を含んでいる。外側のトランスジ
ユーサ素子72−Ｍ以外のすべてのトランスジユーサ素子
からの受波信号は可変遅延手段122を介して加算増幅器1
24に接続されている。第6A図にはトランスジユーサ素子
72−１および72−２を加算増幅器に接続するための２個
の可変遅延手段122−１および122−２が示されている。
タイミング制御手段110の出力によつて可変遅延手段は
制御される。これによつて、トランスジユーサ72による
エコー信号の受信中、トランスジユーサは順次集束点F
1,F2およびF3に集束される。
を処理する信号受波器120は送波／受波スイツチ18−１
乃至18−Ｍを介してトランスジユーサ素子に接続されて
おり、加算増幅器124を含んでいる。外側のトランスジ
ユーサ素子72−Ｍ以外のすべてのトランスジユーサ素子
からの受波信号は可変遅延手段122を介して加算増幅器1
24に接続されている。第6A図にはトランスジユーサ素子
72−１および72−２を加算増幅器に接続するための２個
の可変遅延手段122−１および122−２が示されている。
タイミング制御手段110の出力によつて可変遅延手段は
制御される。これによつて、トランスジユーサ72による
エコー信号の受信中、トランスジユーサは順次集束点F
1,F2およびF3に集束される。
加算増幅器124の出力は可変利得増幅器128に与えら
れ、その利得は利得関数発生器130の出力に従つて時間
的に変る。タイミング制御ユニツト110はレンジに比例
して増幅器128の利得を増加させるように利得関数発生
器130の動作を制御する。これにより被検物内の深部の
信号損失が打ち消される。可変利得増幅器128から出力
される増幅された信号は増幅器132（第6B図）で更に増
幅され、増幅器132の出力はたとえば包絡線検波器134を
使うことによつて検波される。
れ、その利得は利得関数発生器130の出力に従つて時間
的に変る。タイミング制御ユニツト110はレンジに比例
して増幅器128の利得を増加させるように利得関数発生
器130の動作を制御する。これにより被検物内の深部の
信号損失が打ち消される。可変利得増幅器128から出力
される増幅された信号は増幅器132（第6B図）で更に増
幅され、増幅器132の出力はたとえば包絡線検波器134を
使うことによつて検波される。
本発明のこの実施例には複数のゲーテツド積分器136
−1,136−２および136−３が含まれており、これらに検
波器134からの検波信号が与えられる。積分器136−１乃
至136−３はそれぞれ線140−１乃至140−３を介してタ
イミング制御ユニツト110から与えられるイネーブル信
号によつて逐次イネーブルすなわちゲートオンされる。
ゲーテツド積分器は線142を介してタイミング制御ユニ
ツト110から与えられるリセツト信号によつてリセツト
される。送波−受波サイクルの受波部分の間に、トラン
スジユーサ72が集束点F1,F2およびF3に逐次集束され、
その間に対応する集束点の先にあるレンジ・ゾーンZ1,Z
2およびZ3から得られる検波信号をそれぞれ積分するよ
うに積分器136−1,136−２および136−３が逐次イネー
ブルされるようにゲーテツド積分器136−１等と可変遅
延122−１等がタイミング制御ユニツト110によつて制御
される。
−1,136−２および136−３が含まれており、これらに検
波器134からの検波信号が与えられる。積分器136−１乃
至136−３はそれぞれ線140−１乃至140−３を介してタ
イミング制御ユニツト110から与えられるイネーブル信
号によつて逐次イネーブルすなわちゲートオンされる。
ゲーテツド積分器は線142を介してタイミング制御ユニ
ツト110から与えられるリセツト信号によつてリセツト
される。送波−受波サイクルの受波部分の間に、トラン
スジユーサ72が集束点F1,F2およびF3に逐次集束され、
その間に対応する集束点の先にあるレンジ・ゾーンZ1,Z
2およびZ3から得られる検波信号をそれぞれ積分するよ
うに積分器136−1,136−２および136−３が逐次イネー
ブルされるようにゲーテツド積分器136−１等と可変遅
延122−１等がタイミング制御ユニツト110によつて制御
される。
積分器136−1,136−２および136−３の出力はそれぞ
れ保持回路144−1,144−２および144−３に移される。
これらの保持回路は線146を介して接続されたタイミン
グ制御ユニツト110によつて制御される。集束点での音
響吸収に関連する、即ち、集束点での音響波の減衰によ
つてほぼきまり（又は大きく影響を受け）、その尺度と
なる振幅を有する、保持回路からの信号はデイスプレイ
処理器148に与えられて、可視デイスプレイ手段150での
デイスプレイにそなえる。デイスプレイとデイスプレイ
処理器の正しいタイミングのためのタイミングが線152
を介してタイミング制御ユニツト110からそれらに与え
られる。
れ保持回路144−1,144−２および144−３に移される。
これらの保持回路は線146を介して接続されたタイミン
グ制御ユニツト110によつて制御される。集束点での音
響吸収に関連する、即ち、集束点での音響波の減衰によ
つてほぼきまり（又は大きく影響を受け）、その尺度と
なる振幅を有する、保持回路からの信号はデイスプレイ
処理器148に与えられて、可視デイスプレイ手段150での
デイスプレイにそなえる。デイスプレイとデイスプレイ
処理器の正しいタイミングのためのタイミングが線152
を介してタイミング制御ユニツト110からそれらに与え
られる。
第6A図および第6B図に示す造影システムの動作を第７
図のタイミング図を参照して簡単に説明する。走査機構
24が電子集束トランスジユーサ72を被検物に対してｘ方
向およびｙ方向に動かすにつれて、走査位置信号が作ら
れてタイミング制御ユニツト110に与えられ、システム
のタイミングに使用される。時点T1にトランスジユーサ
72はゲート・パルサ112の出力によつて励起され、送波
パルス160を発生する。この送波パルス160は図示しない
被検物に結合され、パルス超音波を励起する。送出され
たパルス・ビームは第6A図のビーム114で示すように穏
やかに集束される。
図のタイミング図を参照して簡単に説明する。走査機構
24が電子集束トランスジユーサ72を被検物に対してｘ方
向およびｙ方向に動かすにつれて、走査位置信号が作ら
れてタイミング制御ユニツト110に与えられ、システム
のタイミングに使用される。時点T1にトランスジユーサ
72はゲート・パルサ112の出力によつて励起され、送波
パルス160を発生する。この送波パルス160は図示しない
被検物に結合され、パルス超音波を励起する。送出され
たパルス・ビームは第6A図のビーム114で示すように穏
やかに集束される。
受波器120の増幅器132の出力は第７図の参照番号162
によつて表わされ、検波器134の出力は参照番号164によ
つて表わされる。イネーブル信号166−1,166−２および
166−３はそれぞれゲーテツド積分器136−1,136−２お
よび136−３を逐次イネーブルする。これにより、それ
ぞれレンジ・ゾーンZ1,Z2およびZ3から信号を受信しな
がら、検波器134の出力164が時点T2とT3の間は積分器13
6−１によつて積分され、時点T3とT4の間は積分器136−
２によつて積分され、時点T4とT5の間は積分器136−３
によつて積分される。積分器136−1,136−２および136
−３の出力はそれぞれ参照番号170−1,170−２および17
0−３によつて表わされる。積分器136−1,136−２およ
び136−３がイネーブルされている間、それぞれ集束点F
1,F2およびF3にトランスジユーサを集束するように可変
遅延手段122が制御される。したがつて、トランスジユ
ーサ72は時点T2とT3の間は集束点F1に集束され、時点T3
とT4の間は集束点F2に集束され、時点T4とT5の間は集束
点F3に集束される。これにより、処理される受波信号の
源となるゾーンは対応する集束点の先のゾーンとなる。
時点T6に保持制御信号172によつて積分器出力は保持回
路144−１乃至144−３に移される。保持回路出力はデイ
スプレイ処理器148に与えられ、デイスプレイ・ユニツ
ト150に於けるデイスプレイにそなえた処理を受ける。
時点T7に各積分器はリセツト信号174によつてリセツト
され、次の送波−受波サイクルにそなえる。
によつて表わされ、検波器134の出力は参照番号164によ
つて表わされる。イネーブル信号166−1,166−２および
166−３はそれぞれゲーテツド積分器136−1,136−２お
よび136−３を逐次イネーブルする。これにより、それ
ぞれレンジ・ゾーンZ1,Z2およびZ3から信号を受信しな
がら、検波器134の出力164が時点T2とT3の間は積分器13
6−１によつて積分され、時点T3とT4の間は積分器136−
２によつて積分され、時点T4とT5の間は積分器136−３
によつて積分される。積分器136−1,136−２および136
−３の出力はそれぞれ参照番号170−1,170−２および17
0−３によつて表わされる。積分器136−1,136−２およ
び136−３がイネーブルされている間、それぞれ集束点F
1,F2およびF3にトランスジユーサを集束するように可変
遅延手段122が制御される。したがつて、トランスジユ
ーサ72は時点T2とT3の間は集束点F1に集束され、時点T3
とT4の間は集束点F2に集束され、時点T4とT5の間は集束
点F3に集束される。これにより、処理される受波信号の
源となるゾーンは対応する集束点の先のゾーンとなる。
時点T6に保持制御信号172によつて積分器出力は保持回
路144−１乃至144−３に移される。保持回路出力はデイ
スプレイ処理器148に与えられ、デイスプレイ・ユニツ
ト150に於けるデイスプレイにそなえた処理を受ける。
時点T7に各積分器はリセツト信号174によつてリセツト
され、次の送波−受波サイクルにそなえる。
ここで第6A図および第6B図の構成の動作は互いに隣接
したレンジ・ゾーンZ1乃至Z3からの信号受信に限定され
ないことは明らかである。そのかわりに、処理する信号
の源となるレンジ・ゾーンを互いに離してもよい。レン
ジ・ゾーン相互の間を適当に離せば、離れたレンジ・ゾ
ーンから得られる信号を積分するため１つのゲーテツド
積分器をシステムに含めることができる。このような構
成では、各レンジ・ゾーンからの信号の受信後、積分器
出力がそれから移されて、積分器がリセツトされる。
したレンジ・ゾーンZ1乃至Z3からの信号受信に限定され
ないことは明らかである。そのかわりに、処理する信号
の源となるレンジ・ゾーンを互いに離してもよい。レン
ジ・ゾーン相互の間を適当に離せば、離れたレンジ・ゾ
ーンから得られる信号を積分するため１つのゲーテツド
積分器をシステムに含めることができる。このような構
成では、各レンジ・ゾーンからの信号の受信後、積分器
出力がそれから移されて、積分器がリセツトされる。
第５図に示す可変深度反射透過Ｃ走査造影システムを
通常のＢ走査システムと組み合わせた２モード装置が第
８図に示されている。以下、第８図を参照して説明す
る。第８図にはＣ走査反射透過送波器／受波器ユニツト
210および環状トランスジユーサ・アレイ72が示されて
いる。これらは第５図に図示し前に説明したものと同じ
型のものとすることができる。通常のパルスドＢ走査送
波器／受波器ユニツト212も環状トランスジユーサ・ア
レイ72に接続されている。ユニツト210および212からの
Ｃ走査画像とＢ走査画像はデイスプレイ・ユニツト214
にデイスプレイされる。タイミング制御ユニツト216は
Ｃ走査ユニツト、Ｂ走査ユニツト、およびデイスプレイ
・ユニツトにタイミング信号と制御信号を与え、Ｃ走査
動作とＢ走査動作を切換えるためのスイツチ制御器218
を含んでいる。Ｃ走査動作に対しては、トランスジユー
サ72に接続された走査アクチユエータ220はｘ軸および
ｙ軸に沿つてトランスジユーサを動かす。Ｂ走査動作に
切換えたとき、走査アクチユエータ220は１つの軸、た
とえばｘ軸に沿つてトランスジユーサ72を前後に動か
す。この２モードの装置では、被検物の中の関心のある
細部の深さはＢ走査モードを使つて確かめることがで
き、次にＣ走査深度制御器204をＣ走査造影の深度での
動作に対して設定することができる。
通常のＢ走査システムと組み合わせた２モード装置が第
８図に示されている。以下、第８図を参照して説明す
る。第８図にはＣ走査反射透過送波器／受波器ユニツト
210および環状トランスジユーサ・アレイ72が示されて
いる。これらは第５図に図示し前に説明したものと同じ
型のものとすることができる。通常のパルスドＢ走査送
波器／受波器ユニツト212も環状トランスジユーサ・ア
レイ72に接続されている。ユニツト210および212からの
Ｃ走査画像とＢ走査画像はデイスプレイ・ユニツト214
にデイスプレイされる。タイミング制御ユニツト216は
Ｃ走査ユニツト、Ｂ走査ユニツト、およびデイスプレイ
・ユニツトにタイミング信号と制御信号を与え、Ｃ走査
動作とＢ走査動作を切換えるためのスイツチ制御器218
を含んでいる。Ｃ走査動作に対しては、トランスジユー
サ72に接続された走査アクチユエータ220はｘ軸および
ｙ軸に沿つてトランスジユーサを動かす。Ｂ走査動作に
切換えたとき、走査アクチユエータ220は１つの軸、た
とえばｘ軸に沿つてトランスジユーサ72を前後に動か
す。この２モードの装置では、被検物の中の関心のある
細部の深さはＢ走査モードを使つて確かめることがで
き、次にＣ走査深度制御器204をＣ走査造影の深度での
動作に対して設定することができる。
本発明の新しい反射−透過方法は様々の走査方法およ
び異なる型の超音波トランスジユーサを用いることがで
きる。たとえば、線形走査のかわりに、または線形走査
と組み合わせて扇形走査を用いることができる。また機
械的走査または電子走査、もしくはそれらの組み合わせ
を用いることができる。第９図に示すトランスジユーサ
10は次の点を除けば第１図の造影システムに含まれる型
でよい。相違点はトランスジユーサが複合運動で動き、
これには矢印232で示すような軸230に沿つて前進後退す
る直線運動、および矢印234の向きの軸230を中心とした
揺り運動が含まれる。ビーム軸は参照番号236で表わさ
れ、トランスジユーサは表面238の一点に集束される。
表面238に対してトランスジユーサの反対側にあるゾー
ン240から受信したエコー信号は表面238の造影のため第
１図に示す一般型の対応するＣ走査反射−透過送波器−
受波器ユニツトの受波器によつて処理される。
び異なる型の超音波トランスジユーサを用いることがで
きる。たとえば、線形走査のかわりに、または線形走査
と組み合わせて扇形走査を用いることができる。また機
械的走査または電子走査、もしくはそれらの組み合わせ
を用いることができる。第９図に示すトランスジユーサ
10は次の点を除けば第１図の造影システムに含まれる型
でよい。相違点はトランスジユーサが複合運動で動き、
これには矢印232で示すような軸230に沿つて前進後退す
る直線運動、および矢印234の向きの軸230を中心とした
揺り運動が含まれる。ビーム軸は参照番号236で表わさ
れ、トランスジユーサは表面238の一点に集束される。
表面238に対してトランスジユーサの反対側にあるゾー
ン240から受信したエコー信号は表面238の造影のため第
１図に示す一般型の対応するＣ走査反射−透過送波器−
受波器ユニツトの受波器によつて処理される。
次に第10図について説明する。第10図の環状トランス
ジユーサ・アレイ72には第９図に示し上記したトランス
ジユーサ10と同じ直線運動と走査運動が与えられる。第
５図に示す一般型の反射−透過送波器−受波器ユニツト
を使つてトランスジユーサを励起し、エコー信号を処理
することができる。トランスジユーサ72は面242に集束
され、表面242に対してトランスジユーサと反対側にあ
るゾーン244からのエコー信号が受波器によつて処理さ
れる。パルス送波期間の間、平面242に集束するため送
波器のゲーテツド・パルサのタイミングが調整され、受
波動作の間、上記平面に集束するため受波器の可変遅延
手段が制御される。
ジユーサ・アレイ72には第９図に示し上記したトランス
ジユーサ10と同じ直線運動と走査運動が与えられる。第
５図に示す一般型の反射−透過送波器−受波器ユニツト
を使つてトランスジユーサを励起し、エコー信号を処理
することができる。トランスジユーサ72は面242に集束
され、表面242に対してトランスジユーサと反対側にあ
るゾーン244からのエコー信号が受波器によつて処理さ
れる。パルス送波期間の間、平面242に集束するため送
波器のゲーテツド・パルサのタイミングが調整され、受
波動作の間、上記平面に集束するため受波器の可変遅延
手段が制御される。
第11図は反射−透過送波器−受波器と一緒に使用する
ための円筒形集束レンズ248をそなえた直線トランスジ
ユーサ・アレイ246を示している。トランスジユーサ・
アレイの素子は面250に集束して矢印252の方向にビーム
走査するためグループとして動作する。トランスジユー
サは軸254を中心として矢印256の方向に揺り動かされ
る。第５図に示し前に説明した一般型の反射−透過送波
器−受波器ユニツトを第11図の構成に使うことができ
る。送波器に含まれているゲーテツド・パルサは当業者
には周知の方法でトランスジユーサ素子のグループを励
起してビーム走査と集束を行なわせる。平面250の反対
側にあるゾーン258から反射された信号は受波器によつ
て処理され、面250の画像が得られる。
ための円筒形集束レンズ248をそなえた直線トランスジ
ユーサ・アレイ246を示している。トランスジユーサ・
アレイの素子は面250に集束して矢印252の方向にビーム
走査するためグループとして動作する。トランスジユー
サは軸254を中心として矢印256の方向に揺り動かされ
る。第５図に示し前に説明した一般型の反射−透過送波
器−受波器ユニツトを第11図の構成に使うことができ
る。送波器に含まれているゲーテツド・パルサは当業者
には周知の方法でトランスジユーサ素子のグループを励
起してビーム走査と集束を行なわせる。平面250の反対
側にあるゾーン258から反射された信号は受波器によつ
て処理され、面250の画像が得られる。
２次元トランスジユーサ・アレイを用いた反射透過シ
ステムが第12図に示されている。以下、第12図を参照し
て説明する。第12図の２次元トランスジユーサ260には
トランスジユーサ素子262の列と行が含まれている。説
明のみの目的で、列と行のトランスジユーサ素子の数が
等しいアレイが示されている。このアレイではアレイの
集束と走査の両方を電子的に行なうため、トランスジユ
ーサ素子のグループを適切な相の信号で励起し、エコー
信号受信時にトランスジユーサ素子と対応する遅延手段
のグループを用いる。トランスジユーサ・アレイが接続
された対応するＣ走査透過反射送波−受波器には従来技
術で周知の方法で集束と走査の動作を行なうのに必要な
電子回路が含まれている。トランスジユーサ・アレイは
平面264に集束する。平面264に対してトランスジユーサ
・アレイとは反対側にあるゾーン266から反射される信
号が前記のような方法で受波器によつて処理され、平面
264の画像が得られる。
ステムが第12図に示されている。以下、第12図を参照し
て説明する。第12図の２次元トランスジユーサ260には
トランスジユーサ素子262の列と行が含まれている。説
明のみの目的で、列と行のトランスジユーサ素子の数が
等しいアレイが示されている。このアレイではアレイの
集束と走査の両方を電子的に行なうため、トランスジユ
ーサ素子のグループを適切な相の信号で励起し、エコー
信号受信時にトランスジユーサ素子と対応する遅延手段
のグループを用いる。トランスジユーサ・アレイが接続
された対応するＣ走査透過反射送波−受波器には従来技
術で周知の方法で集束と走査の動作を行なうのに必要な
電子回路が含まれている。トランスジユーサ・アレイは
平面264に集束する。平面264に対してトランスジユーサ
・アレイとは反対側にあるゾーン266から反射される信
号が前記のような方法で受波器によつて処理され、平面
264の画像が得られる。
以上、Ｃ走査造影システムを開示したが、本発明の新
しい反射−透過方法はＣ走査造影に限定されないことを
明らかにする。説明のため反射−透過手法を使用したＢ
走査造影システムが第13図に示されている。以下、第13
図を参照して説明する。システムには環状トランスジユ
ーサ・アレイ270が含まれている。アレイ270には中心の
円形トランスジユーサ素子を囲む複数の環状トランスジ
ユーサ素子が含まれている。走査アクチユエータおよび
走査位置回路272は双頭の矢印276で示すように旋回軸27
4を中心としてトランスジユーサを揺り動かし、また被
検物282の中にある軸280を中心として円形または円の扇
形部分278にトランスジユーサを動かすことによつてト
ランスジユーサに複合走査運動を行なわせる。実線のト
ランスジユーサ・アレイ位置で示すように、トランスジ
ユーサ軸284は走査端位置284Aと284Bとの間で扇形走査
される。トランスジユーサが集束される音響軸284に沿
つた複数の点286の音響吸収に関する情報は前記のよう
に集束点に対してトランスジユーサの反対側にあるゾー
ンから反射された信号から得られる。
しい反射−透過方法はＣ走査造影に限定されないことを
明らかにする。説明のため反射−透過手法を使用したＢ
走査造影システムが第13図に示されている。以下、第13
図を参照して説明する。システムには環状トランスジユ
ーサ・アレイ270が含まれている。アレイ270には中心の
円形トランスジユーサ素子を囲む複数の環状トランスジ
ユーサ素子が含まれている。走査アクチユエータおよび
走査位置回路272は双頭の矢印276で示すように旋回軸27
4を中心としてトランスジユーサを揺り動かし、また被
検物282の中にある軸280を中心として円形または円の扇
形部分278にトランスジユーサを動かすことによつてト
ランスジユーサに複合走査運動を行なわせる。実線のト
ランスジユーサ・アレイ位置で示すように、トランスジ
ユーサ軸284は走査端位置284Aと284Bとの間で扇形走査
される。トランスジユーサが集束される音響軸284に沿
つた複数の点286の音響吸収に関する情報は前記のよう
に集束点に対してトランスジユーサの反対側にあるゾー
ンから反射された信号から得られる。
トランスジユーサはＢ走査反対−透過送波器−受波器
ユニツト288に接続されている。このユニツト288にはゲ
ーテツド・パルサ・ユニツト290が含まれており、これ
は送波−受波スイツチ手段292を介してトランスジユー
サに接続されている。ゲーテツド・パルサ手段およびシ
ステムの他の構成要素に対するタイミング信号はタイミ
ング制御ユニツト294から線296を介して与えられる。第
５図のシステムのように鋭く集束するパルスまたは第6A
図および第6B図のシステムのように穏やかに集束するパ
ルスを供給するようにゲーテツド・パルサ・ユニツトを
動作させることができる。
ユニツト288に接続されている。このユニツト288にはゲ
ーテツド・パルサ・ユニツト290が含まれており、これ
は送波−受波スイツチ手段292を介してトランスジユー
サに接続されている。ゲーテツド・パルサ手段およびシ
ステムの他の構成要素に対するタイミング信号はタイミ
ング制御ユニツト294から線296を介して与えられる。第
５図のシステムのように鋭く集束するパルスまたは第6A
図および第6B図のシステムのように穏やかに集束するパ
ルスを供給するようにゲーテツド・パルサ・ユニツトを
動作させることができる。
説明のため送波ビームが穏やかに集束され、受波動作
の間に集束点286に於ける音響吸収に関する情報を得る
ためトランスジユーサが各集束点286に逐次集束される
ものと仮定する。エコー信号受信中は別々の集束点への
トランスジユーサの集束は可変遅延手段298によつて制
御される。トランスジユーサ・アレイの個々のトランス
ジユーサ素子からの出力を組み合わせるため、可変遅延
手段の出力は加算増幅器300に与えられる。
の間に集束点286に於ける音響吸収に関する情報を得る
ためトランスジユーサが各集束点286に逐次集束される
ものと仮定する。エコー信号受信中は別々の集束点への
トランスジユーサの集束は可変遅延手段298によつて制
御される。トランスジユーサ・アレイの個々のトランス
ジユーサ素子からの出力を組み合わせるため、可変遅延
手段の出力は加算増幅器300に与えられる。
加算増幅器の出力は検波器302で検波される。検波器3
02の出力はゲーテツド積分手段304に与えられる。ゲー
テツド積分手段304は集束点に対してトランスジユーサ
・アレイと反対側にある一連のレンジ・ゾーンから受信
したエコー信号を積分するための複数のゲーテツド積分
器で構成される。積分器出力は保持手段306に含まれる
個々の保持回路に与えられる。個々の保持回路の出力は
アナログ−デイジタル変換手段308でデイジタル形式に
変換される。デイジタル化された信号はデイジタル・コ
ンピユータ310に与えられて記憶され、トランスジユー
サ軸を走査したとき他の線から得られる信号と一緒に処
理される。コンピユータ310からの処理信号はそのＢ走
査デイスプレイのためデイスプレイ手段312に与えられ
る。集束点286は図示されているが、実際問題として集
束はしばしば集束ゾーンと呼ばれるある範囲の距離にわ
たつて行なわれる。複合走査を行なわない場合、Ｂ走査
画像の品質は比較的悪くなる。しかし、第13図に示すよ
うな複合走査運動とともに使うと、高分解能のＢ走査の
断層図が得られる。
02の出力はゲーテツド積分手段304に与えられる。ゲー
テツド積分手段304は集束点に対してトランスジユーサ
・アレイと反対側にある一連のレンジ・ゾーンから受信
したエコー信号を積分するための複数のゲーテツド積分
器で構成される。積分器出力は保持手段306に含まれる
個々の保持回路に与えられる。個々の保持回路の出力は
アナログ−デイジタル変換手段308でデイジタル形式に
変換される。デイジタル化された信号はデイジタル・コ
ンピユータ310に与えられて記憶され、トランスジユー
サ軸を走査したとき他の線から得られる信号と一緒に処
理される。コンピユータ310からの処理信号はそのＢ走
査デイスプレイのためデイスプレイ手段312に与えられ
る。集束点286は図示されているが、実際問題として集
束はしばしば集束ゾーンと呼ばれるある範囲の距離にわ
たつて行なわれる。複合走査を行なわない場合、Ｂ走査
画像の品質は比較的悪くなる。しかし、第13図に示すよ
うな複合走査運動とともに使うと、高分解能のＢ走査の
断層図が得られる。
以上、本発明を特許法の要件に従つて詳細に説明して
きたが、当業者は他の変更や変形を推考することができ
る。集束が行なわれる限り、２次元アレイのトランスジ
ユーサ素子のような他のトランスジユーサ構成を用いる
こともできる。前述の通り、機械的または電子的な集束
および／または走査、もしくはそれらの組合わせを用い
ることもできる。更に、ここに開示された反射透過造影
方法はレンズの後に音源を置き、前記の反射透過造影プ
ロセスを組み込むことによつて、1976年２月10日発行の
ピー・エス・グリーン（P.S.Green）他による米国特許
第3,937,060号に開示されるようなレンズ／共役平面造
影システムで用いることができる。
きたが、当業者は他の変更や変形を推考することができ
る。集束が行なわれる限り、２次元アレイのトランスジ
ユーサ素子のような他のトランスジユーサ構成を用いる
こともできる。前述の通り、機械的または電子的な集束
および／または走査、もしくはそれらの組合わせを用い
ることもできる。更に、ここに開示された反射透過造影
方法はレンズの後に音源を置き、前記の反射透過造影プ
ロセスを組み込むことによつて、1976年２月10日発行の
ピー・エス・グリーン（P.S.Green）他による米国特許
第3,937,060号に開示されるようなレンズ／共役平面造
影システムで用いることができる。
多くの被検物がある動作については、特に集束トラン
スジユーサ手段のf/番号が低いので集束面の後の散乱体
の円錐が大きい場合は、かなり一様な反射超音波発生を
行なうことができる。集束点の後の散乱密度の非一様性
によつて、各集束面で超音波を発生する場で低空間周波
数の変動が生じることがある。これらの変動および集束
面以外の領域からの減衰の影響は積分によつて適切に除
去されない場合、受波信号の後処理の種々の方法によつ
て更に減らすことができる。図示し説明したアナログ信
号処理方法のかわりにデイジタル信号処理法を用いても
よいことは明らかである。更に、受波動作は適当にプロ
グラミングされたコンピユータ（１個または複数）の中
でソフトウエアによつて行なつてもよい。また、希望す
る場合には近接して配置された別々の送波トランスジユ
ーサと受波トランスジユーサを用いてもよい。受波器ま
たは信号処理器のゲーテイングは受波器入力のゲーテツ
ド増幅器以外の点で行なうことあるいはゲーテツド積分
器によつて行なうことが考えられる。更に、チヤープド
超音波または別の方法で符号化された超音波を発生する
ためにチヤープド信号源または別の方法で符号された信
号源を用い、それとともにあるレンジ・ゾーンから検波
され積分される受波信号の一部がそのレンジ・ゾーンの
前の集束点からの情報を表わすようにチヤープド信号ま
たは符号化されたエコー信号を処理するための受波器を
用いてもよいことは明らかである。また、連続的に変え
られる周波数または別の方法で符号化された信号源とそ
れに対応する受波器を用いることによつて、パルス動作
ではなくて連続的な新規性のある反射−透過造影システ
ムを用いることもできる。
スジユーサ手段のf/番号が低いので集束面の後の散乱体
の円錐が大きい場合は、かなり一様な反射超音波発生を
行なうことができる。集束点の後の散乱密度の非一様性
によつて、各集束面で超音波を発生する場で低空間周波
数の変動が生じることがある。これらの変動および集束
面以外の領域からの減衰の影響は積分によつて適切に除
去されない場合、受波信号の後処理の種々の方法によつ
て更に減らすことができる。図示し説明したアナログ信
号処理方法のかわりにデイジタル信号処理法を用いても
よいことは明らかである。更に、受波動作は適当にプロ
グラミングされたコンピユータ（１個または複数）の中
でソフトウエアによつて行なつてもよい。また、希望す
る場合には近接して配置された別々の送波トランスジユ
ーサと受波トランスジユーサを用いてもよい。受波器ま
たは信号処理器のゲーテイングは受波器入力のゲーテツ
ド増幅器以外の点で行なうことあるいはゲーテツド積分
器によつて行なうことが考えられる。更に、チヤープド
超音波または別の方法で符号化された超音波を発生する
ためにチヤープド信号源または別の方法で符号された信
号源を用い、それとともにあるレンジ・ゾーンから検波
され積分される受波信号の一部がそのレンジ・ゾーンの
前の集束点からの情報を表わすようにチヤープド信号ま
たは符号化されたエコー信号を処理するための受波器を
用いてもよいことは明らかである。また、連続的に変え
られる周波数または別の方法で符号化された信号源とそ
れに対応する受波器を用いることによつて、パルス動作
ではなくて連続的な新規性のある反射−透過造影システ
ムを用いることもできる。
通常の方法で集束点の散乱体から反射される信号を単
に処理した後、本発明の方法で集束点に対して反対側の
レンジ・ゾーンから得られる信号を処理することによ
り、反射透過Ｃ走査画像を得るのと同時に通常のＣ走査
画像を得ることができることは明らかである。上記の、
またそれ以外の変更や変形は本発明の趣旨と範囲に該当
するように請求範囲が記載されている。
に処理した後、本発明の方法で集束点に対して反対側の
レンジ・ゾーンから得られる信号を処理することによ
り、反射透過Ｃ走査画像を得るのと同時に通常のＣ走査
画像を得ることができることは明らかである。上記の、
またそれ以外の変更や変形は本発明の趣旨と範囲に該当
するように請求範囲が記載されている。
Claims (42)
- 【請求項１】被検物の中から反射される超音波信号を受
信するためのトランスジユーサ手段（10,72）を含む超
音波造影システムに於いて、 被検物内の焦点（F,F1,F2,F3,FN）にトランスジユーサ
手段を焦点合わせするための手段（10,74,84,248）、お
よび 焦点に対してトランスジユーサ手段と反対側にあるレン
ジ・ゾーン（Z,Z1,Z2,Z3,ZN）からトランスジユーサ手
段が受信する反射信号を処理する手段（30,80,101,120,
210） の組み合わせを含むことを特徴とする超音波造影システ
ム。 - 【請求項２】上記反射信号を処理する手段（30,80,101,
120,210）が、 トランスジユーサ手段からの発信信号出力を検波するた
めの手段（40,134,302）、および 上記レンジ・ゾーンから音響波を受信している期間の
間、上記検波手段からの出力を積分するための手段（4
2,136−1,136−2,136−3,304） を含んでいる請求の範囲第１項記載のシステム。 - 【請求項３】上記トランスジユーサ手段（10,72）が、
焦点に対して反対側にある上記レンジ・ゾーンから反射
信号を受信する間、上記焦点にはっきりと焦点合わせさ
れる請求の範囲第１項記載のシステム。 - 【請求項４】上記焦点合わせ手段（122）が、反射信号
を受信しながら異なる深さの複数の焦点（F1,F2,F3）に
トランスジユーサ手段（72）を焦点合わせするための手
段を含んでいること、そして 上記反射信号を処理する手段（120）が複数のレンジ・
ゾーン（Z1,Z2,Z3）からトランスジユーサ手段によつて
受信される信号を処理し、該レンジ・ゾーンの各々は対
応する焦点（F1,F2,F3）に対してトランスジユーサ手段
とは反対側にある、請求の範囲第１項記載のシステム。 - 【請求項５】上記反射信号を処理する手段に、 トランスジユーサ手段からの発信信号出力を検波するた
めの手段（134）、および 上記の複数のレンジ・ゾーンから音響波を受信する複数
の連続する期間（図7,T2−T3,T3−T4,T4−T5）の間、検
波手段（134）の出力を積分するための積分手段（136−
1,136−2,136−３） が含まれる請求の範囲第４項記載のシステム。 - 【請求項６】上記積分手段は、上記の複数のレンジ・ゾ
ーンから音響波を受信している間に、検波手段（134）
の出力を順次積分するように動作する複数のゲーテツド
積分器（136−1,136−2,136−３）を含む請求の範囲第
５項記載のシステム。 - 【請求項７】システムがトランスジユーサ手段の周期的
パルス励起のためのパルストランスミツタ（パルサー）
手段（16,74,102,112,290）を含む請求の範囲第１項記
載のシステム。 - 【請求項８】体の一部分のような物体内の断面（12,22
−1,22−2,22−Ｎ）を造影するための反射透過超音波造
影システムに於いて、 超音波トランスジユーサ手段（10,72）と、 超音波発生のため物体内に超音波エネルギー波をビーム
送出するためのトランスジユーサ手段を励起するための
トランスミツタ手段（16,74,102,112,290）を含み、上
記超音波トランスジユーサ手段は超音波を与えられた物
体内の散乱体からのエコー信号を受信し、そして該エコ
ー信号を電気信号に変換し、上記超音波トランスジユー
サ手段は物体内の焦点（F,F1,F2,FN）に焦点合わせさ
れ、および 上記超音波トランスジユーサ手段からの電気信号を受け
取り、焦点に対して超音波トランスジユーサ手段と反対
側のレンジ・ゾーン（Z,Z1,Z2,Z3）からの信号を処理す
る受波手段（30,80,101,120,210） を含むことを特徴とする反射透過超音波造影システム。 - 【請求項９】上記受波手段は、 受波信号を検波するための手段（40,134,302）、および レンジ・ゾーンにわたつて検波信号を積分するための積
分手段（42,136−1,136−2,136−3,304） を含む請求の範囲第８項記載のシステム。 - 【請求項１０】上記トランスミツタ手段が上記トランス
ジユーサ手段の周期的パルス励起の為にパルス動作さ
れ、上記積分手段はレンジ・ゾーンにわたつて上記検波
手段からの検波信号を周期的に積分するように周期的に
動作し、そして 上記積分手段の各積分動作後に上記積分手段をリセツト
するための手段（62,174）を含む請求の範囲第９項記載
のシステム。 - 【請求項１１】上記トランスジユーサ手段を焦点合わせ
するための音響的焦点合わせ手段を含む請求の範囲第８
項記載のシステム。 - 【請求項１２】上記焦点合わせ手段が焦点合わせレンズ
手段を含んでいる請求の範囲第11項記載のシステム。 - 【請求項１３】上記超音波トランスジユーサ手段（72）
はトランスジユーサ素子のアレイ（72−1,72−2,72−
Ｍ）を含み、そして 上記受波手段は上記超音波トランスジユーサ手段を電子
的に焦点合わせさせるため上記超音波トランスジユーサ
素子の発生する電気信号を遅延させる信号遅延手段（8
4,84D,106−1,106−2,122,122−1,122−2,298）を含む
請求の範囲第８項記載のシステム。 - 【請求項１４】物体内の別々の焦点面に焦点合わせする
ために、上記信号遅延手段（106−1,106−2,122,122−
1,122−2,298）が可変である請求の範囲第13項記載のシ
ステム。 - 【請求項１５】超音波トランスジユーサ手段によつて物
体内にビームとして送られる超音波エネルギー波が焦点
において焦点合わせされることを特徴とする請求の範囲
第８項記載のシステム。 - 【請求項１６】エコー信号を受信するとき、上記超音波
トランスジユーサ手段が焦点において焦点合わせされる
請求の範囲第15項記載のシステム。 - 【請求項１７】上記トランスジユーサ手段は、物体への
超音波送出とエコー信号の受信の両方に使用される単一
のトランスジユーサを含む請求の範囲第８項記載のシス
テム。 - 【請求項１８】造影すべき断面を走査するためのビーム
走査手段を含んでいる請求の範囲第８項記載のシステ
ム。 - 【請求項１９】造影すべき断面が、焦点合わせされるト
ランスジユーサ手段のビーム軸に対してほぼ垂直な平面
の中にある請求の範囲第18項記載のシステム。 - 【請求項２０】受波出力信号のＣ走査デイスプレイのた
めのデイスプレイ手段（48,90,150,214）を含む請求の
範囲第19項記載のシステム。 - 【請求項２１】造影すべき断面がビーム軸を含む平面の
中にある請求の範囲第18項記載のシステム。 - 【請求項２２】受波手段から与えられる受波出力信号の
Ｂ走査デイスプレイのためのデイスプレイ手段（312）
を含む請求の範囲第21項記載のシステム。 - 【請求項２３】トランスジユーサ手段に複合走査運動を
行なわせるための走査手段を含んでいる請求の範囲第22
項記載のシステム。 - 【請求項２４】上記トランスミツタ手段（74）は、異な
る深さの焦点（F1,F2,FN）に焦点合わせされる一連の異
なる周波数のパルスをビームとして物体内に送出する手
段を含み、上記トランスジユーサ手段は、エコー信号受
信時に、上記の異なる焦点に焦点合わせされ、 上記受波手段（80）は、各チヤンネルが異なる周波数の
信号のうちの１つの信号に応答し、対応する焦点（F1,F
2,FN）に対して超音波トランスジユーサ手段と反対側に
あるレンジ・ゾーン（Z1,Z2,ZN）から受信した信号を処
理する複数の並列信号処理チヤンネル（86−１と30−1,
86−２と30−2,86−Ｎと30−Ｎ）を含む請求の範囲第８
項記載のシステム。 - 【請求項２５】画像を得る断面を走査するためのビーム
走査手段（84）を含む請求の範囲第24項記載のシステ
ム。 - 【請求項２６】トランスジユーサ手段に複合走査運動を
行なわせるための走査手段が上記システムに含まれ、 上記受波手段（288）は異なる深さの焦点に焦点合わせ
させるための手段（298）を含み、そして 受波出力信号を処理し断層画像を準備するデイジタル・
コンピユータ手段（310）を含む請求の範囲第８項記載
のシステム。 - 【請求項２７】身体の一部のような物体内の断面を造影
するためのパルス型反射透過超音波造影システムに於い
て、 パルス超音波発生のため、超音波エネルギー・パルスを
ビームとして物体内に送るトランスジユーサを励起する
ための、超音波トランスジユーサ（10,72）およびパル
ストランスミツタ手段（16,74,102,112）、 超音波トランスジユーサ出力に応答して、超音波励起さ
れた物体内のレンジ・ゾーン（Z,Z1,Z2,Z3,ZN）の散乱
体から受信したエコー信号を処理するためのレンジ・ゲ
ーテイングされた信号処理手段（30,80,101,120）、お
よび そこからのエコー信号が処理されるレンジ・ゾーンの前
の焦点（F,F1,F2,F3,FN）に超音波トランスジユーサを
焦点合わせするための手段（10,74,84,248） を含むことを特徴とするパルス型反射透過超音波造影シ
ステム。 - 【請求項２８】物体のパルス超音波励起中に超音波トラ
ンスジユーサが上記焦点合わせ手段（10,74,248）によ
つて焦点合わせされる請求の範囲第27項記載のシステ
ム。 - 【請求項２９】レンジ・ゲーテツド信号処理手段の動作
中に、超音波トランスジユーサが上記焦点合わせ手段
（10,84）によつて焦点合わせされる請求の範囲第27項
記載のシステム。 - 【請求項３０】物体のパルス超音波励起の間、及びレン
ジ・ゲーテツド信号処理手段の動作の間の両方で、超音
波トランスジユーサが上記焦点合わせ手段（10,74,84,2
48）によつて焦点合わせされる請求の範囲第27項記載の
システム。 - 【請求項３１】レンジ・ゲーテツド信号処理手段からの
各信号出力がデイスプレイの１画素に情報を提供し、上
記システムが造影すべき断面上で焦点を走査するための
ビーム走査手段（24）、および 受波出力信号をデイスプレイして焦点の断面の画像を提
供する手段（48,90,150） を含んでいる請求の範囲第27項記載のシステム。 - 【請求項３２】Ｃ走査デイスプレイがデイスプレイ手段
において得られる請求の範囲第31項記載のシステム。 - 【請求項３３】上記信号処理手段が、 受信信号を検波するための検波手段（40,134）、および 検波信号を積分するための積分手段（42,136−1,136−
2,136−３）、 を含む請求の範囲第27項記載のシステム。 - 【請求項３４】信号処理手段の各レンジ・ゲートの動作
の後に上記積分手段をリセツトするための手段（62,17
4）を含む請求の範囲第33項記載のシステム。 - 【請求項３５】身体の一部のような物体の内部の散乱体
からの超音波エネルギーの反射によつて、物体内部の非
破壊検査を行なうための反射透過超音波造影方法に於い
て、 反射された超音波エネルギーを焦点合わせされたトラン
スジユーサ手段（10,72）によつて受信し、電気信号に
変換するステツプ、 トランスジユーサ手段から電気信号を検波するステツプ
（40,134）、 焦点合わせされたトランスジユーサ手段の焦点（F,F1,F
2,F3,FN）に関して上記トランスジユーサ手段と反対側
にあるレンジ・ゾーン（Z,Z1,Z2,Z3,ZN）から反射され
た超音波エネルギーを受けている期間の間、検波された
信号を積分するステツプ（42,136−1,136−2,136−
３）、および 積分信号を使つてデイスプレイ（48,90,150,214）の１
画素を設定するステツプを含むことを特徴とする反射透
過超音波造影方法。 - 【請求項３６】Ｃ走査デイスプレイの画素を得るため、
音響軸に対してほぼ垂直な表面で焦点合わせされたトラ
ンスジユーサ手段の焦点を走査するステツプ（24,22
0）、を含む請求の範囲第35項記載の方法。 - 【請求項３７】超音波エネルギー・パルスの送信と受信
の両方のために同じトランスジユーサ手段（10,72）が
用いられ、上記トランスジユーサ手段が送信と受信の両
方の間、同じ焦点に焦点合わせされる請求の範囲第36項
記載の方法。 - 【請求項３８】身体の一部のような物体の内部の非破壊
検査のためのパルス型反射透過超音波造影方法に於い
て、 音響エネルギーの焦点合わせされたビームで物体の少な
くとも一部をパルス励起して、物体内の散乱体からのエ
コー信号を発生するステツプ、 焦点合わせされたトランスジユーサ手段（10,72,270）
によつて物体内部からのエコー信号を受信し、電気信号
に変換するステツプ、 電気信号を検波するステツプ（40,134,302）、および トランスジユーサ手段が焦点合わせされる点に対してト
ランスジユーサ手段の反対側にあるレンジ・ゾーン（Z,
Z1,Z2,Z3,ZN）からエコー信号を受信している期間の
間、検波信号を積分するステツプ（42,136−1,136−2,1
36−3,304） を含むことを特徴とするパルス型反射透過超音波造影方
法。 - 【請求項３９】超音波励起パルスと焦点合わせトランス
ジユーサ手段がほぼ同一の焦点に焦点合わせされる請求
の範囲第38項記載の方法。 - 【請求項４０】エコー信号を受信している期間の終りに
おいて、積分手段の出力をデイスプレイ手段（48,90,15
0,214,312）に供給して可視デイスプレイを行なうこと
を含む請求の範囲第38項記載の方法。 - 【請求項４１】エコー信号を受信している期間が終つた
後、積分手段をリセツトすることを含むことを特徴とす
る請求の範囲第40項記載の方法。 - 【請求項４２】Ｂ走査造影システムに於いて、 ビーム軸（284,284A,284B）に沿つて造影すべき物体（2
82）内に超音波を送波し、上記物体内の散乱体から反射
されるエコー信号を受波し、これに応じて電気信号を発
生するトランスジユーサ手段（270）、 物体内のビーム軸に沿つて異なる深さの焦点に上記トラ
ンスジユーサ手段を焦点合わせさせるための手段（29
8）、 焦点に対してトランスジユーサ手段の反対側にあるレン
ジ・ゾーンからトランスジユーサ手段が受信する反射信
号を処理するための手段（300,302,304,306）、 焦点（286）でビーム軸が交わるように、トランスジュ
ーサ手段に複合走査運動を行なわせるための走査手段
（272）、および 前記反射信号を処理するための手段により処理された信
号からＢ走査画像を発生する手段（310）を含み、 前記反射信号を処理するための手段は、 トランスジユーサ手段からの電気信号出力を検波するた
めの手段（302）、および 焦点に対してトランスジユーサ手段の反対側にある上記
レンジ・ゾーンから音響波を受信している期間の間、検
波信号を積分するための手段（304） を含むＢ走査造影システム。
Applications Claiming Priority (3)
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| JPH0816700B2 true JPH0816700B2 (ja) | 1996-02-21 |
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