JPH08508925A

JPH08508925A - Acoustic image forming device

Info

Publication number: JPH08508925A
Application number: JP7527827A
Authority: JP
Inventors: スピビー，ブレット，エー．; マーティン，ピーター，ジェー．; パーマー，ダグラス，エー．; オットー，グレゴリー; クラム，ロバート，エム．
Original assignee: サーモトレックスコーポレーション
Priority date: 1994-04-25
Filing date: 1995-04-24
Publication date: 1996-09-24
Anticipated expiration: 2016-02-13
Also published as: WO1995028883A1; EP0705073A1; JP3133764B2

Abstract

(57)【要約】この発明は,画像形成対象（９）を囲む円の上に音響波の波長の半分より小さい距離だけ多数のトランスチューサ（１０）を離間配置した音響画像形成装置を提供する。信号発生器（２６）は、１００ｋＨｚないし１．５ＭＨｚの範囲の離散的な音響周波数を発生する。マルチプレクサシステム（１ないし８）は、各トランスジューサが一度に一つずつ信号を放送することができるように提供され、この放送信号は、他のトランスジューサにより検出される。電子装置は、検出された信号を記録し、そして、この記録された情報から、位相及び振幅データが各トランスジューサの場所に関して計算される。アリコリズムをプログラムされたコンピュータ（３８）は、上記位相及び振幅データを使用して画像形成対象にわたるスライス画像を計算する。各受信トランスジューサで音響信号の位相及び振幅の正確な決定を可能にする単一周波数の定常状態音響信号が利用される。最後に、データ取得時間及び人造運動物を減少させるために、各周波数が媒体の画像を提供する複数の離散的な識別可能な周波数よりなる音響信号が利用される。 (57) [Summary] The present invention provides an acoustic image forming apparatus in which a large number of transducers (10) are spaced apart by a distance smaller than half the wavelength of an acoustic wave on a circle surrounding an image forming object (9). To do. The signal generator (26) generates discrete acoustic frequencies in the range 100 kHz to 1.5 MHz. Multiplexer systems (1-8) are provided so that each transducer can broadcast a signal one at a time, the broadcast signal being detected by the other transducers. The electronic device records the detected signal, and from this recorded information, phase and amplitude data is calculated for each transducer location. An aliqorism programmed computer (38) uses the phase and amplitude data to calculate a slice image over the imaged object. A single frequency steady state acoustic signal is utilized which allows for accurate determination of the phase and amplitude of the acoustic signal at each receive transducer. Finally, to reduce data acquisition time and artifacts, acoustic signals are utilized, each frequency consisting of a plurality of discrete, identifiable frequencies that provide an image of the medium.

Description

【発明の詳細な説明】音響画像形成装置発明の背景この出願は、１９９１年５月３１日出願の整理番号０７／７０８，３５４号の一部継続出願である、１９９２年６月１日出願の整理番号第０７／８９１，８５１号の一部継続出願である。この発明は、画像形成システム及び方法に関し、特に数学的な方法及び音響波データを使用して対象物の内部画像を形成するシステム及び方法に関する。Ｘ線計算断層Ｘ線写真法（Ｘ線ＣＴ）で利用されるような従来のファンビーム送信断層Ｘ線写真法においては、このファンビームが多くの異なる軌道に沿って媒体を精査するときＸ線のファンビームの減衰が測定される。これらの減衰投影画像に含まれる情報は、使用されて媒体の断層Ｘ線写真画像を再構成する。（画像の分解能及び精澄性で明らかにされた）Ｘ線ＣＴの成功は、基本的には、入射術は、幾何学的な光線近似法を仮定するものであり、極めて簡略化されている。ズのオーダであり、音響波の回折効果は無視できない。この場合、音波の減衰は、回折、屈折、反射及び吸収のような分散効果により実質的に影響を受ける。従来のＸ線ＣＴで使用された簡略化になる数学的再構成アルコリズムは、この場合に利用できない。超音波回折断層写真（ＵＤＴ）技術は、関係を有する音響波長に関連する分散効果に充分な考慮をはらって音響波データから媒体の断層写真画像を数学的に再構成しようとするものである。これは、全波方程式、すなわち、Ｘ線ＣＴで使用される幾何学的な波近似再構成法よりも展開すべき且つ実施すべき更にいっそう困難な問題を考慮することにより行われる。ＵＤＴ技術は、対象物の境界の外側で検出された一組の分散波データから音響波を半分通す対象物の内部構造を決定しようとするものである。ボーン（Ｂｏｒｎ）近似法（Ｅ．Ｗｏｌｓ，” Ｔｈｒｅｅ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌＳｔｒｕｃｔｕｒｅＤｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆＳｅｍｉ−ＴｒａｎｓｐａｒｅｎｔＯｂｊｅｃｔｓｆｒｏｍＨｏｌｏｇｒａｐｈｉｃＤａｔａ”、Ｏｐｔ．Ｃｏｍｍ．１５３−１５６（１９６９）及びリトフ（Ｒｙｔｏｖ）近似法（Ａ．Ｊ．Ｄｅｖａｎｅｙ，” ＩｎｖｅｒｓｅＳｃａｔｔｅｒｉｎｇＷｉｔｈｉｎｔｈｅＲｙｔｏｖａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎｓ”、ｏｐｔ．Ｌｅｔｔ．６，３７４（１９８１））を使用する簡略化されたアルゴリズムを含むいくつかのこれらの数学的な技術が理論的に考慮された。ボーン近似法及びリトフ近似法は、画像形成の媒体が音響波の弱い分散であり、そして、音響波が媒体内において大きな位相シフトを経験しないということを仮定している。コンピュタ集中全波再構成アルゴリズム（Ｓ．Ｊｏｈｎｓｏｎ及びＭ．Ｔｒａｃｙ，「ＩｎｖｅｒｓｅＳｃａｔｔｅｒｉｎｇＳｏｌｕｔｉｏｎＢｙａＳｉｎｃＢａｓｉｓ、ＭｕｌｔｉｐｌｅＳｏｕｒｃｅ，ＭｏｍｅｎｔＭｅｔｈｏｄ”ＵｌｔｒａｓｏｎｉｃＩｍａｇｉｎｇ５、３６１−３７５（１９８３）及びその中の参考文献）は、ボーン近似法またはリトフ近似法の有効性の範囲内には存在しない条件下での媒体の画像形成のために提案されている。従来技術の特許には、Ｄｅｖａｎｅｙ（米国特許第４，５９８，３６６号及び同第４，５９４，６６２号）及びＪｏｈｎｓｏｎ（米国特許第４，６６２，２２２号）がある。Ｊｏｈｎｓｏｎの特許は、画像形成の対象物内の全ての点における音速の最初の評価を形成し、音速マップ（一種の画像）を計算し、そして、このマップを更新する反復アルゴリズムを開示している。この方法は、残りのエラーパラメータが充分に小さくなるまで反復される。Ｄｅｖａｎｅｙの特許は、フィルタードバック伝搬（ｆｉｌｔｅｒｅｄｂａｃｋｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ）と呼ばれる技術で、ボーン反転及びリトフ反転を用いてデータから直接画像を形成する。発明の要約本発明の目的は、超音波を媒体に当てて音響ホログラムを作り、この媒体から分散された超音波に関する情報を記録し、そして、この媒体の画像を迅速且つ効率的に構成するためにその情報を使用するシステム及び方法を提供することである。この発明は,画像形成対象を囲む円の上に音響波の波長の半分より小さい距離だけ多数のトランスチューサを離間配置した音響画像形成装置を提供する。信号発生器は、１００ｋＨｚないし１．５ＭＨｚの範囲の離散的な音響周波数を発生する。マルチプレクサシステム（１ないし８）は、各トランスジューサが一度に一つずつ信号を放送することができるように提供され、この放送信号は、他のトランスジューサにより検出される。電子装置は、検出された信号を記録し、そして、この記録された情報から、位相及び振幅データが各トランスジューサの場所に関して計算される。アリコリズムをプログラムされたコンピュータは、上記位相及び振幅データを使用して画像形成対象にわたるスライス画像を計算する。各受信トランスジューサで音響信号の位相及び振幅の正確な決定を可能にする単一周波数の定常状態音響信号が利用される。最後に、データ取得時間及び人造運動物を減少させるために、各周波数が媒体の画像を提供する複数の離散的な識別可能な周波数よりなる音響信号が利用される。図面の簡単な説明図１は、数学的再構成アルゴリズムを示す場合に使用される略図である。図２は、本発明の正確なプロトタイプの装置で使用される電気回路のブロック線図である。図３は、本発明の特徴の一部を示すために使用された、コンピュータにより模擬された対象物の図である。図４は、この模擬された対象物の単一周波数画像の実（右）成分及び虚（左）成分である。図５は、この模擬された対象物の音速ｃ（ｒ、θ）（左）マップ及び減衰μ（ｒ，θ）（右）マップである。図６は、この模擬された対象物の実（右）成分及び虚（左）成分である。これらの像は、位相ずれが訂正された図５に示した単一周波数像の和である。図７は、模擬された対象物の合成画像である。この合成画像は、図６に描いた音速マップと、図７に描いた画像の実成分とを組み合わせてなる。図８は、図１ないし図３に描いたプロトタイプの装置を使用して好適なアルゴリズムで生成した女性の乳房の９個の画像を示す。図９は、図１ないし図３に描いたプロトタイプの装置を使用して好適なアルゴリズムで生成した豚の腎臓の９個の画像を示す。図１０は、図１ないし図３に描いたプロトタイプの装置で生成した正常な女性の乳房の９個のスライスの画像を示す。図１１は、図１ないし図３に描いたプロトタイプの装置で生成した包嚢のある女性の乳房の９個のスライスの画像を示す。図１２は、図１ないし図３に描いたプロトタイプの装置で生成した豚の腎臓の画像を示す。図１３は、種々の場所で如何にスライスが得られるかを示す胸像形成に使用される本発明の図解である。図１４は、腹部像形成のために利用される本発明の図解である。図１５は、生体組織検査針のために利用される本発明の適用例の図解である。好適な実施例の詳細な説明本発明は、複数の場所から離散的な周波数の音響波を媒体に当てて音響ホログラムを作ると共に、この媒体から分散された音響波を表すデータを記録するためのシステムを提供する。この記録されたデータから媒体の画像を計算するアルゴリズムが提供される。Ａ．装置類の記載好適な実施例の一部の断面図及び画像形成の対象物の略図が図１に示してある。この実施例では、半径ｒ_o＝１０２ｍｍの円の軌跡上に等間隔に配列された１０２４個の音響式のトランスジューサ１０すなわち１０．１，．．．，１０．１０２４が存在している。このトランスジューサ１０は、各々、音響波の送信器または受信器のいずれかとして機能することができ、そして、ここで（ｒ，θ）（または（Ｘ，Ｙ））平面と呼ぶ平面に近似する薄いスライスに配置されている。Ｚ方向はこの平面に直角である。音響波を半分通すと仮定された対象物９にトランスジューサ１０が、外接している。この好適な実施例では、結合流体１１は、トランスジューサ１０と対象物９との間に音響波を有効に結合させるためにその円の内側の残留体積（領域として示した）内に存在する。対象物９とこの残留体積内の結合流体１１は、今後、媒体１２と称する。水と人間の組織とは、ほぼ等しい音速及び密度を有しているので、水は、人間の組織の画像形成に好適な流体である。他の画像形成の場合、結合流体１１としては、画像形成の対象物９の平均密度及び音速にほぼ等しい密度ρ_o及び音速ｃ_oを有することが好ましい結合流体を選択すべきである（塩水は、ときどき、人間の組織と使用するには、純水よりもよい）。本発明の好適な実施例では、各トランスジューサ１０は，１ＭＨｚの中心周波数、６０％の帯域幅を有し、そして、互いに異なる時に音響波の受信器または送信器として作動する。１ＭＨｚ周波数のとき水中では、音響波は、λ₀＝１．５ｍｍで、人体の組織内ではほぼこの波長である。トランスジューサの相互の間隔は，０．６５ｍｍであって、分散波頭の適当なサンプリングを行うために（すなわち、エイリアシングを避けるため）λ₀／２よりも幾分小さい。これにより、取得したデータから独特な画像の構成が容易となる。この好適な実施例では、各トランスジューサは、（ｒ，θ）平面内においてダイポール放射パターンを有している。このトランスジューサ１０の垂直方向の高さは、１２ｍｍで、各トランスジューサは、約１２ｍｍのｚ方向の距離にわたってｚ方向にほぼ平行にされてこのトランスジューサから（ｒ，θ）平面を伝搬するビームを発生する。従って、得られた任意の画像がトランスジューサの高さ（すなわち、約１２ｍｍの厚さのスライス）にわたる分散情報の平均を表すと期待することができるように、このトランスジューサの垂直方向の高さに大体等しい媒体をよぎる有効な厚さに音響波を当てて音響ホログラムを作る。本実験システムの略図は、図２に示してある。トランスジューサリング１０は、１０２ｍｍの半径を持つ円に配列された１０２４個の音響式のトランスジューサ１０．１，．．．，１０．１０２４からなる。このトランスジューサリング１０は、８分円１ないし８として示した８個の８分円に分割され、各々の８分円は、１２８個のトランスジューサを含んでいる。このトランスジューサリングには、８個のマルチプレクサ７０が結合され、この各々のマルチプレクサ７０は、２チャンネル６４対１式の受信マルチプレクサ７２、各々がこの受信マルチプレクサ７２の１チャネルに接続された二つの増幅器７４、２チャネル６４ピン式の送信マルチプレクサ７６、各々が、この２チャネル送信マルチプレクサの１チャ不ルを駆動する二つの駆動器７８、及び、アドレスレコーダユニット７９からなっている。データは、各々が、１６メガバイトのバッハメモリを有する８個の２チャネルアナログ−デジタル変換器２２により集められる。システムタイミングは、プログラマブルタイミング／制御ユニット４２と、位相同期式の任意波形発生器２６を駆動するプログラマブルマスタクロック２８により達成される。システム全体は、スーパーバイザ（管理）コンピュータ３０により制御され、このスーパーバイザコンピュータは、高分解能モニタ３２、キーボード３４、３ギガバイトハードドライブ３８、及びイーサネットリンク３１と関連づけられている。タイミング命令は、命令インタプリタ５０を介してトランスジューサマルチプレクサ７０に送られる。送信器信号は、送信バッハ５２を介して任意波形発生器２６により発生され、そして、トランスジューサマルチプレクサ７０に送られる。ここに記載の好適なシステムの個々の要素を次に詳細に記載する。１）トランスジューサこのシステムで使用されるトランスジューサ１０は、圧電材料及び非圧電材料の複合体で構成されている。各トランスジューサ１０は，１ＭＨｚの中心周波数、６０％の帯域幅を有し、そして、互いに異なる時に音響波の受信器または送信器として作動する。１ＭＨｚ周波数のとき水中では、音響波は、λ₀＝１．５ｍｍで、人体の組織内ではほぼこの波長である。隣接のトランスジューサの中心線相互の間隔は，分散波頭の適当なサンプリングを行うために（すなわち、エィリアシングを避けるため）水中ではλ₀／２よりも幾分小さい。さらに、各トランスジューサの幅は、λ₀／２より小さいので、各トランスジューサは、（ｒ，θ ）平面内でダイポールアンテナパターンを有している。このことは、送信された音響エネルギの相対振幅は、トランスジューサの正面に垂直なベクトルに関して測定された角度ΨのｃｏｓΨ関数に従うということを意味する。トランスジューサ１０と結合流体１１との間には２つの音響インピーダンス整合用の層１７が存在する。これらの層１７は、音響トランスジューサ１０から結合流体１１への音響エネルギの結合を助ける。更に、これらの層１７は、トランスジューサ１０の正面から媒体１２の内部へ反射されて戻る音響エネルギの量を最小にするのに役立つ。この反射された音響エネルギは、それ自体、媒体１２の最終画像内における画像的人工物として現れる。トランスジューサの構成におけるいくつかの変形例を圧電材料及び非圧電材料の複合体の代わりに利用することもできる。これらには、圧電チタン酸ジルコネート（例えば、ＰＺＴ５Ａ）、圧電フィルム（ＰＶＤＦ）またはコポリマで作られたトランスジューサがある。２）送信器及び受信器のマルチプレクサ送信器及び受信器のマルチプレクサとユニットは、なるべくなら、通信装置で普通使用されるすぐ入手可能なマルチプレクサで作られることが好ましい。ここでは、アナログデバイスインク（ＡｎａｌｏｇＤｅｖｉｃｅＩｎｃ．）のＡＤＧ５０６装置とＣｏｍ−ＬｉｎｅａｒＣＬＣ５２２装置を使用する。３）アドレスデコーダこのアドレスデコーダ７９は、ＡｌｔｅｒａＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎにより提供された型ＥＰ９１０プログラマブル論理装置である。このユニットは、マルチプレクサ７２、７６を動作するようにプログラムされている。４）命令インタプリタ命令インタプリタ５０は、プログラマブルタイミング／制御モジュール４２から命令を受けて、送信トランスジューサと受信トランスジューサの両方を作動させるためにマルチプレクサ７０におけるアドレスデコーダ７９にこの命令を伝達する。命令インタプリタ５０については、ＡｌｔｅｒａＣｏｒｐ．により供給される型ＥＰ１８１０プログラマブル論理装置を使用する。５）プログラマブルマスタクロックプログラマブルマスタクロック２８は、このシステムのための公知のクロック周波数を正確に発生することができるコンピュータによりプログラム可能な発生器である。この要素２８は、このシステムの全ての要素を位相同期させる主時間軸を発生するが、システムが、使用時にデータ収集アルゴリズムについて初期化される時に設定される。このプログラマブルなマスタークロック２８は、ＷａｖｅＴｅｋＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎにより供給されるモデルＮｏ．１３９１のＶＸＩモジュールである。６）プログラマブルタイミング／制御モジュールプログラマブルタイミング／制御モジュール４２は、ＡｄｖａｎｃｅＭｉｃｒｏＤｅｖｉｃｅｓＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのＩＤＴ２９１０マイクロシーケンサの近くに形成されている。このプログラマブルタイミング／制御モジール４２は、プログラマブルマスタクロック２８によりクロッキング制御されるプログラマブルビットスライスマイクロシーケンサ兼マイクロ命令ＲＡＭで作られている。この装置は、各連続クロックサイクルで独特なビットパタンを発生するように設計されている。それは、上記マルチプレクサを初期化し、上記命令インタプリタを制御し、サンプルクロックをアナログデジタル変換器２２に発生し、上記任意波形発生器をトリガし、及び、データ収集を可能にするために使用される。このプログラマブルタイミング／制御モジール４２は、上記時間軸発生器に同期されるので、これらの機能の全ては、位相同期動作である。このモジール４２は、以下に記載するスーパヴァイザ３０のＶＭＥバスシャーシとのインタフェースとして設計されている。７）任意波形発生器この任意波形発生器２６は、種々のデータ取得方法に必要な種々の任意のアナログ出力波形を発生することができる位相同期形コンピュータプログラマブル発生器である。それは、トランスジューサ１０を介して媒体１２に送信される波形を合成するために使用される。それは、プログラマブルマスタクロック２８に位相同期され、そして、プログラマブルタイミング／制御モジール４２によりトリガされるので、この送信された波形は、データ収集シーケンスに位相同期される。この任意の波形発生器２６は、ＷａｖｅｔｅｋＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎにより供給される形番号１３９５のＶＸＩモジールである。８）アナログデジタル変換器アナログデジタル変換器２２の設計は，ＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓにより供給される型ＳＰＴ７９２２１２ビット、３０ＭＨｚアナログデジタル変換器を中心として行われている。各チャネルは、８メガバイトの局部バッハメモリを有している。アナログデジタル変換器２２は、受信マルチプレクサ７２を介して受信されたアナログデータを集め、そして、一時的にこのデータをデジタルバッハメモリに記憶するようにプログラムされている。この好適なシステムは１２８メガバイトのデータを記憶する容量を有する１６チャネルのアナログデジタル変換部を有してる。９）コンピュータスーパヴァイザ画形成装置の制御全体は、コンピュータスーパヴァイザ３０により行われる。このコンピュータスーパヴァイザ３０は、システムを初期化し、タイミングおよび制御アルゴリズムをコンパイル及びダウンロードし、試験機能を実行し、生のデータを集め、そして、最終画像を発生するデータ編集整理アルゴリズムを実行するために使用される。この装置に対するインターフェースは、キーボード３４とモニタ３２により提供される。３ギガバイトのハードドライブ３８がデータ記憶用に提供されている。イーサネットリンク３１は、この装置から設けられて続くオフライン処理及び整理編集のためのデータ及びアルゴリズムのダウンロードまたはアップロードを行う。スーパヴァイザ３０は，インテル８０４８６コンピュータファミリに基づくＲａｄｉｓｙｓＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎからの一連の基盤レベル製品とＺｏｒｔｅｃｈＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎにより提供されたコンパイラである。１０）重要な要素本発明者及び共同作業者により構成されたプロトタイプようの装置で得られた画像は、図８ないし図１１に再生されている。これらの画像及びこれらの画像を得るために使用した特定のアルゴリズムは、本特許の続く部分で詳細に述べられている。本出願人は、これらの画像は、かって音響装置で得られた断然最良の断層写真画像であると信ずる。従来技術に対して以上の改良をもたらした本システムの主な原理は、次のハードウエアの要素の組み合わせである：１．対象物を包囲する円にほぼλ／２（ここでこのλは、媒体１２における音響波長である）よりもほぼ小さい距離離して配置された多数のトランスジューサ、２．（３ＭＨｚないし１０ＭＨｚの範囲内の周波数で従来技術で使用された音響波長に比較して）入射音響波の同位相波面に対し歪が大いに減少されて女性の乳房のような人間の組織をこの音響波が横断することができる１００ｋＨｚと１．５ＭＨｚとの間の種々の音響周波数。この好適な実施例における音響周波数は、再構成アルゴリズムが取得データから最終の画像を更に正確に計算することができる程充分低い。しかし、この音響周波数は、最終画像における充分な空間分解能を提供することができるように充分高い。また、１００ｋＨｚないし１．５ＭＨｚの範囲の音響周波数の使用により入射音響波の減衰量が最小になり、かくして、組織の大きな部分の単一の大きなフォーマット画像の発生が可能となる。３．各受信器トランスジューサにおける各離散的周波数毎の音響波の位相及び振幅の正確な測定を可能にする媒体１２の離散周波数の定常状態での音響波を当てての音響ホログラムの作成。４．画像を計算することができるデータのマドリクスを開発するために非常に大量の音響データを迅速に記録し記憶することが可能。５．音響データの発生及び収集の全ての態様を位相同期するための電子システム。Ｂ．データ取得プロセスの記載データ取得プロセスは、各トランスジューサ１０．ｊ（ｊ＝１，．．．，Ｎ）に連続波単一周波数の音（周波数ω₁）の送信器として順次動作させ、残りのトランスジューサ１０．ｋ（ｋ＝１，．．．，Ｎ；ｋＮｊ）によって分散波の引き続く受信を行うことを意味する。取得情報は、音響波の適用による音響ホログラムの作成周波数ωα（ωαのうちの「α」は下付き１／４角文字とする。以下同じ。）で取得されたデータについてｍ_jk（ωα）（ｊ，ｋ＝１，．．．，Ｎ）と呼ぶ（Ｎ−１）²個の係数を持つＮｘＮ複素マトリックスの形をしている。（Ｎ −１）²＝１０２３²個の係数ｍ_jk（ωα）（ｊ，ｋ＝１，．．．，Ｎ；ｊＮｋ）は、次の例で記載するように集めてもよい。女性の乳房のような画像形成対象９は、トランスジューサリング１０の内部に置かれる。結合流体１１は、対象９とトランスジューサリング１０との間に配置されている。キーボード３４からのオペレータ信号で、このシステムの個々の要素は、コンピュータスーパヴァイザ３０により初期化される。オペレータは、取得シーケンスを開始するためにプログラマブルタイミング及ぶ制御モジール４２に命令を発する。タイミング／制御モジール４２は、一連の命令を命令インタプリタ５０に送り、送信器及び受信器のマルチプレクサ６０のリセットを行ってそれぞれの初期状態に戻す。任意波形発生器２６は、次に、トリガされて、送信マルチプレクサ７６を介して第一の送信器１０．１に単一周波数（ω₁＝６８７ｋＨｚ）の正弦波音響信号を媒体１２に対して放送させる。この送信された音響波は、媒体１２の非均質物により分散され、そして、他のＮ−１個のトランスジューサ１０．２，．．．，１０．１０２４に当たり、これらのトランスジューサは、これらの音響信号を単一周波数の電気信号に変換する。この装置の直径２ｒ_oを横切る音響波の伝ぱん時間の２倍に相当する時間Ｔ＝２７０ミリ秒の後に、各トランスジューサの音響信号は、定状状態に達している。このとき、各トランスジューサ１０．２ないし１０．１０２４からの電気信号は、受信マルチプレクサ７２を介して８個の２チャネルアナログデジタル変換器２２に送られる。各トランスジューサ１０毎の正確なデータ取得プロセスは、次の如く進行する。スーパヴァイザ３０は、プログラマブルタイミング／制御モジール４２に命令を与えて各トランスジューサ１０．２ないし１０．１０２４からの４個の直角位相（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ）測定を行わせる。Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄと示したこれら４個の測定値は、任意波形発生器２６からの信号に位相同期した１音響期間中における４個の短い等しく離れた区間におけるトランスジューサの電圧出力の測定値である。例えば、入力周波数が１ＭＨｚ（１周期が１ｘ１０^-6秒）の場合、サンプルは、０．２５ｘ１０^-6秒間隔で取られる。複素振幅の実部は、測定値Ｄから測定値Ｂを引き算することにより決定され、そして、虚部は、測定値Ｃから測定値Ａを引き算することによって決定される。各トランスジューサにおけるこの計算された複素振幅は、１０．１からの入力信号に比較して各トランスジューサ１０．２ないし１０．１０２４における音響波の位相振幅情報を有している。このデータは、一時的に、アナロクデジタル変換器ユニット２２のバッハメモリユニットに記憶される。このシステムは、信号がトランスジューサ１０から平行して記録されるように８個の２チャネルアナログデジタル変換器を有している。１６個のトランスジューサ１０．２，１０．６６，１０．１２９，．．．，１０．９６１からの最初の信号は同時に記録される。この１６個の変換器１０．２，１０．６６，１０．１２９，．．．，１０．９６１からのデータの取得後、受信マルチプレクサ７２は、１６個のトランスジューサ１０．３，１０．６７，１０．１３０，．．．，１０．９６２からの信号をアナログデジタル変換器２２に送り、このアナログデジタル変換器２２は、これらのトランスジューサからデータを取得する。この取得プロセスは、各アナログデジタル変換器２２が６４個のトランスジューサ１０からデータを取得するまで続く。この取得プロセスは、信号が定状状態に達するために２７０ミリ秒を要し、各アナログデジタル変換器２２が６４個のトランスジューサ１０からサンプルを得るために５１２ミリ秒を要する。送信トランスジューサ１０．１に相対的な各受信トランスジューサ１０．２，．．．，１０．１０２４の位相及び振幅を表すデジタル値は、Ｎ−１（すなわち１０２３）個の複素係数ｍ_jk（ω₁）（ｊ＝１；ｋ＝２，．．．，１０２４）としてアナログデジタル変換器２２のバッハメモリ内に記録される。このデータ収集過程は、今や、音響エネルギの送信器として動作するトランスジューサ１０．２に対してω₁＝６８７ｋＨｚの電気信号を送ることによって続行する。このシステムが定状状態に達するに必要な別の時間Ｔ＝２７０ミリ秒の後、１０２３個の複素係数ｍ_jk（ｊ＝２；ｋ＝１，３，．．．，１０２４）を収集するために上記のようにトランスジューサ１０．１，１０．３，．．．，１０．１０２４から電気信号が順次測定される。この測定過程は、各トランスジューサ１０．１，．．．，１０．１０２４が音響波の送信器として動作するまで続行する。その送信器として動作した時点で、複素係数ｍ_jk（ω₁）（ｊ，ｋ＝１，．．．，Ｎ：ｊＮｋ）を表す完全な一組のデータは、周波数ω₁＝６８７ｋＨｚについて記録されている。単一の音響周波数での完全な一組のデータは、約１秒で得られる。好適な実施例では、前の測定過程全体は、６８７ｋＨｚから１．２５０ＭＨｚまで６２．５ｋＨｚの間隔で離れた１０個の離散周波数ωα（α＝１，２，．．．，１０）の各々における別々のｍ_jk（ωα）を獲得するために、１０回繰り返される。最初に本装置の校正をするために、対象物９のない（結合流体１１のみの）媒体１２から完全な一組のデータを取得する。このデータは、章Ｄ．１に記載したようにトランスジューサの校正に使用されるだけとなる。対象物９は除去され、そして、６８７ｋＨｚから１．２５０ＭＨｚまで６２．５ｋＨｚの間隔で離れた１０個の離散周波数ωα（α＝１，２，．．．，１０）の各々において、対象物＝１，．．．，Ｎ；ｊ≠ｋ）を取得するために前節で記載した測定過程全体が繰り返される。Ｃ．取得データからの画像の計算媒体１２について獲得されたデータｍ_jk（ωα）（ｊ，ｋ＝１，．．．，Ｎ； α＝１，２，．．．，１０）は、媒体の音速ｃ（ｒ，θ）及び減衰係数μ（ｒ， θ）により独特に決定される。本目的は、媒体１２の１２ｍｍ厚のスライスの画像をデジタルコンピュータで数学的に計算するためにこの一組のデータｍ_jk（ω α）を使用することである。この画像は、媒体１２の１２ｍｍ厚のスライスにわたる全ての場所（ｒ，θ）での複素分散ポテンシャルＳ（α）（ｒ，θ ）｛Ｓ（α）のうちの「（α）」は、上付き１／４角文字とする。以下、同じ。｝の近似計算に基づく（図１参照）。好適な実施例では、各周波数ωαにおける取得データｍ_jk（ωα）から媒体１２の画像を計算する。Ｓ（α）（ｒ，θ）として定義されたこの画像は、媒体１２の二次元マップである。第三次元は、トランスジューサ１０の垂直方向の範囲にわたり平均化される。Ｓ（α）（ｒ，θ）のアルゴリズムは、ヘルムホルツの方程式としての次の公知の音響波方程式から得られる：ここで、ｆ（ｒ，θ）＝ρ（ｒ，θ）／ρ（ｒ，θ）^1/2は、周波数ωαにおける単一周波数の音響圧力波ｆ（ｒ，θ）＝ρ（ｒ，θ）を表す。 ρ（ｒ，θ）は、媒体における密度分布Ｓ（ｒ，θ）＝ｋ²（ｒ，θ）−ｋ_o−ρ（ｒ，θ）^1/2▽ρ（ｒ，θ）^-1/2は、媒体の複素分散ポテンシャル ωα＝音響波の角周波数ｋ_o＝ωα／ｃ_o ｃ_o＝結合流体１１における音速ｋ（ｒ，θ）＝ωα²／ｃ²（ｒ，θ）−ｉωＮ（ｒ，θ）］^1/2は、空間的に変化する音速ｃ（ｒ，θ）を考慮した複素波形ベクトルで、媒体１２の粘性加熱とトランスジューサ１０の視野からの音響エネルギの回折を考慮した音響エネルギ損失項Ｎ（ｒ，θ）を含んでいる。（ｒ_o，θ_jにおける）音響トランスジューサ１０．ｊによる媒体１２の単一周波数での（音響波による）音響ホログラム作成（ωα）による（ｒ_o，θ_kにおける）トランスジューサ１０．ｋにおけるｆ（ｒ_o，θ_k）に関する方程式（１）の解は、以下を含む二次元積分方程式の項で表現することができる：（ｉ）複素分散ポテンシャルＳ（α）（ｒ，θ）、（ｉｉ）トランスジューサ（ｉ_o，θ_j）と（ｉ_o，θ_k）の位置、及び（ｉｉｉ）要約されたＨａｎｋｅｌ（Ｈ）関数及びＢｅｓｓｅｌ（Ｊ）関数。その解は、項ｆ（α）（ｒ_o，θ_k）｛ｆ（α）のうちの「（α）」は、上付き１／４角文字とする。以下、同じ。｝は、トランスジューサ１０．ｊの位置で生じる圧力波に相対的な関する振幅及び位相に関して表現されたトランスジューサ１０．ｋの位置における圧力波（周波数ωα）を表す。これは、章Ｂで記載した取得データｍ_jk（ωα）に正確に等価である。従って、それ故、等式（２）は、次の如く書くことができる：ここで、Ｓ（α）（ｒ，θ）は、周波数ωαで得られたデータから決定される媒体１２の複素画像である。それは、（ｒ，θ）平面で媒体１２を介する１２ｍｍ厚のスライス内における（１０２４）²（ｒ，θ）個の点における音響分散ポテンシャルを表す二次元マトリックスである。Ｓ（α）（ｒ，θ）の（１０２４）²個の複素数値の各々は、実成分と虚成分を有している。Ｈ'_m（ｋ_oｒ_o）は、送信器トランスジューサ１０．ｊのアンテナパターンを表すＨａｎｋｅｌ関数の一次導関数であり、この好適な実施例で使用されるダイポールトランスジューサのための正しい数学的表現である。Ｈａｎｋｅｌ関数は、例えば、Ａｂｒａｍｏｗｉｔｚ及びＳｔｅｇｕｎによる”ＴｈｅＰｏｋｅｔｂｏｏｋｏｆＭａｔｈｅｍａｔｉｃａｌＦｕｎｃｔｉｏｎｓ”、Ｃｈａｐｔｅｒ９、ＶｅｒｌａｇＨａｒｒｉＤｅｕｔａｃｈ１９８４に記載され、要約されている。どの任意のトランスジューサのアンテナパターンも、単極子、双極子、４極子等のアンテナパターンの重み付けの和としてモデル化することができる。これらのアンテナパターンは、例えば、”ＣｌａｓｓｉｃａｌＥｌｅｃｔｒｏｄｙｎａｍｉｃｓ”、Ｊ．Ｄ．Ｊａｃｋｓｏｎ，Ｃｈａｔｔｅｒ１６，Ｉ．ＷｉｌｅｙａｎｄＳｏｎｓ，ＮｅｗＹｏｒｋ，１９６２に記載されている。Ｈ'n（ｋ_oｒ_o）は、受信器トランスジューサ１０．ｋのアンテナパターンを表すＨａｎｋｅｌ関数の１次導関数である。この好適な実施例で使用されるダイポールトランスジューサについては、その機能は、送信器トランスジューサの場合と同じである。Ｊ_m（ｋ_oｒ）及びＪ_n（ｋ_oｒ）とは、要約されたＢｅｓｓｌ関数値に基づく（ｒ，θ）平面内における全ての値ｒについて決定されたＢｅｓｓｅｌ関数である。式（４）は、測定された音響データｍ_jk（ωα）に関してＳ（α）（ｒ，θ）を与える次の形状に適当な数学的操作により変換することができる：Ｄ．画像の形成この実施例においてＳ（α）（ｒ，θ）画像を生成する全過程は、式（７）に関してここに記載する。ステップ（１）。第一のステップは、トランスジューサを校正することである。これは、媒体１２が結合流体１１のみであるように対象９を除去して１０個の離散周波数ωα（α＝１、２、．．．、１０）の各々で章Ｂで記載したように一組ることによって行われる。（周波数は、６８７ｋＨｚと１、２５０ｋＨｚとの間で６２．５ｋＨｚの間隔で離散している。）校正ファクタは、この章のステップ２ないし９により与えられるように水浴のみのデータが処理されるときに一様なグレイスケール画像を生じさせるためにコンピュータに重み付けファクタの作成を要求することによって決定される。追加の校正ファクタは、トランスジューサの周波数依存性を除去し、且つ、水浴の各複素グレイスケール画像を大規模に調整して各離散周波数ωαにおいて同一の画像を提供するように決定される。これらの校正ファクタは、１０個の離散周波数ωα（α＝１，２，．．．，１０）の各々毎に別個の１０２４ｘ１０２４校正マトリクスとして記憶される。これらの校正マトリクスは、コンピュータ７２のメモリに記憶される。ステップ（２）。媒体１２のｍ_jk（ωα）を表すデータは、６８７ｋＨｚと１、２５０ｋＨｚとの間に等間隔に離間された１０個の周波数の各々毎に章Ｂで記載したように取得される。各周波数ωα毎に、ｍ_jk（ωα）は、位相及び振幅のデータよりなる１０２４ｘ１０２４複素マトリクスである。ステップ（３）。各離散周波数ωαについて、コンピュータ７２は、校正されたｍ_jk（ωα）データを提供するために、本章のステップ（１）で決定された校正マトリクスをｍ_jk（ωα）に乗算する。ステップ（４）。この校正したｍ_jk（ωα）データを用いて、コンピュータ７２は、各周波数ωα毎に次の量を計算する。この操作は、校正された複素マトリクスｍ_jk（ωα）の１次（fast）迅速フーリエ変換を構成する。このフーリエ変換の結果、各周波数ωα毎の校正ｍ_jk（ω α）は、方位モード番号ｐとｑにより指定された方位モード値に依存する方位モード空間における１０２４ｘ１０２４マトリクスの形をしている。ステップ（５）。次に、各トランスジューサ１０毎にアンテナパターンＨ'_p（ｋ_oｒ_o）とＨ'_q（ｋ_oｒ_o）を計算する。これには、方位モード番号ｐ，ｑ＝−５１２ないし５１２に関するＨａｎｋｅｌ関数の一次導関数微分の要約が係わる。これらの値は、コンピュータ７２のメモリに記憶される。ステッブ（６）。このステップでは、次の量を計算するために周波数ωαにおける各送信器−受信器の組み合わせ毎に且つ各モードの組み合わせ（ｐ，ｑ）毎にステップ（５）で計算されたアンテナパターンの積でステップ（４）で決定された量を単に割算する：ステップ（７）。次に、１０２４ｘ１０２４マトリックスである各点ｒとθにおける重み付け関数Ｊ_p（ｋ_oｒ）Ｊ_q（ｋ_oｒ）ｅ^-iθ(p+q)を計算する。Ｊ_pとＪ_q は、コンピュータ７２のメモリに記憶されたＢｅｓｓｅｌ関数テーブルから決定される。ステップ（８）。次に、ステップ（７）で計算された重み付け関数を、ステップ（６）で計算された量に乗算し、そして、方位モードｐとｑにわたり加算して次の量を得る：このステップは、媒体１２の各点（ｒ，θ）で行われる。このステッブの結果は、Ｓ（α）_conv（ｒ，θ）である。これは、Ｓ（α）（ｒ，θ）の画像であるが、これは、Ｓ（α）（ｒ，θ）の平滑像を表す［Ｊ_o（ｋ_oｒ）］²と合成される。更に正確な画像を得るためには、Ｓ（α）_conv（ｒ，θ）から量［Ｊ_o（ｋ_oｒ）］²を分離する必要がある。ステップ（９）。合成（ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ）法及び分離（ｄｅｃｏｍｖｏｌｕｔｉｏｎ）法は、標準的な数学的計算であって、例えば”Ｄｅｓｃｒｅｔｅ−ＴｉｍｅＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ”、ｐｇ．５８、ｂｙＯｐｐｅｎｈｅｉｍａｎｄＳｃｈａｆｅｒ，Ｐｒｅｎｔｉｃｅ−Ｈａｌｌ（１９８９）に記載されている。二つの空間関数の合成及び分離は、空間領域またはフーリエ波ベクトル領域で計算することができる。この好適な実施例は、フーリエ波ベクトル領域における合成及び分離を計算することができる。しかし、当業者は、これらの合成及び分離は、空間領域で容易に行うことができると云うことを認識するであろう。［Ｊ_o（ｋ_oｒ）］²のフーリエ変換は、１／π・１／ｋ・１／（４ｋ_o−ｋ）^1/2である。従って、次の如く画像Ｓ（α）（ｒ，θ）を計算するためにＳ（α）_conv（ｒ， θ）から［Ｊ_o（ｋ_oｒ）］²を分離する：式（１１）を使用して、媒体１２の各周波数ωαにおける画像Ｓ（α）（ｒ， θ）を生成することができる。デジタルコンピュータのモニタに画像を示すために、コンピュータ７２は、極座標（ｒ，θ）からカルテシアン座標（ｘ，ｙ）に変換してＳ（α）（ｘ，ｙ）を生じるようにプログラムされている。Ｓ（α）（ｘ，ｙ）の各々は、値のマトリクスである。このマトリクスの各値は、二つの数、すなわち、この値の実部分を表す第一の数と、この値の虚部分を表す第二の数を含んでいる。これらの数の大きさは、格子画素（ｘ，ｙ）においてコンピュータモニタ上のグレイスケールとして表すことができる。（この数が大きくなるに従って、画素は、更に白くなり或いはこの逆も成り立つ。）これがなされると、各周波数毎の二つの別々の画像、即ち、Ｓの値の実部分から一つと、Ｓの虚部分から一つが得られる。Ｅ．単一周波数画像の組み合わせ離散周波数ωαでのＳ（α）（ｒ，θ）の値は、媒体１２の良好な画像を生成する。媒体１２の音速と減衰係数がほぼ周波数と無関係である、例えば６８７ｋＨｚないし１．２５ＭＨｚのような特定の周波数範囲にわたって、互いに異なる周波数ωαで取得されたＳ（α）（ｒ，θ）の画像は、理想的には、周波数ωα とは独立に媒体１２の同一画像を提供するものとなるべきであろう。しかし、この画像は、受信器トランスジューサ１０．ｋの正面から及び媒体１２内の多数の分散事象からの音響エネルギの反射分で生じる周波数依存の人工事象により複雑化することがある。互いに異なる周波数ωαで再構成されたＳ（α）（ｒ，θ）像を組み合わせると、画像的人工物が減少され、そして、画像の品質が改良される。次の記載は、互いに異なる周波数ωαで構成された単一周波数画像Ｓ（α）（ｒ，θ）を組み合わせる７つの好適な方法を中心に扱う。互いに異なる周波数ωαで形成された像Ｓ（α）（ｒ，θ）を組み合わせるた分かった：を計算し、次に、ｋで割算し、そして、その結果の逆ＦＦＴを計算することによって計算される。１）複素画像Ｓ（α）（r，θ）の和取得したデータｎ_jk（ωα）から、章Ｄのステップ（１）ないし（９）で与えられたように、各周波数ωα（α＝１，２，．．．，１０）におけるＳ（α）（ｒ，θ）の別々の画像を再構成する。次に、これらの複合画像を加算して次を生成する：次にカルテシアン座標（ｚ，ｙ）に変換して、各単一周波数の画像Ｓ（α）（ｒ，θ）よりも画像的人工物が少なく、更に清澄性が高い画像Ｓ_total（ｒ，θ）を生成する。２）Ｓ（α）（ｒ，θ）画像の大きさの和取得したデータｍ_jk（ωα）から、章Ｄのステップ（１）ないし（９）で与えられたように、各周波数ωα（α＝１，２，．．．，１０）におけるＳ（α）（ｒ，θ）の別々の画像を再構成する。これらの複素画像の大きさをＳ（α）（ｒ，θ）＝［Ｓ（α）（ｒ，θ）Ｓ（α）^*（ｒ，θ）］^1/2（Ｓ（α）^*（ｒ，θ ）は、Ｓ（α）（ｒ，θ）の共役複素数である）。次に、これらの画像の大きさを加算して次を生成する：また、カルテシアン座標に変換して、各画像Ｓ（α）（ｒ，θ）よりも人工物が少なく更に清澄性が高い画像Ｓ_total（ｒ，θ）を生成する。３）Ｓ（α）（ｒ，θ）画像から計算された音速マップ及び減衰マップ媒体１２の音速マップ及び減衰マップは、次の如くＳ（α）（ｒ，θ）から計算することができる：ステップ（１）。取得したデータｍ_jk（ωα）から、章Ｄのステップ（１）ないし（９）で与えられたように、各周波数ωα（α＝１，２，．．．，１０）（ｒ，θ）を式（１２）に与えたように、各周波数ωαで計算する。ステップ（２）。コンピュータ７２は、次の関数を計算する：媒体１２の各点（ｒ，θ）ごとに、Ｐ（ｒ，θ，τ）は、点（ｒ，θ）に収束された合成音響パルスＰ（τ）をあらわす。ステップ（３）。媒体１２の各点（ｒ，θ）ごとに、Ｐ（τ）は、τ_maxと呼ぶτの値での最大値Ｐ_maxを有している。コンピュータ７２は、各点（ｒ，θ）毎に、Ｐ_max（ｒ，θ）を求め、且つ、τ_max（ｒ，θ）の値を決定するするようにプログラムされている。ステップ（４）。コンピュータ７２は、次の計算により媒体１２の音速マップｃ（ｒ，θ）を作る：ステップ（５）。コンピュータ７２は、次に、次の計算により媒体１２の減衰マップＮ（ｒ，θ）を生じる：式（１６）において、ｒ_oは、トランスジューサリングの半径であり、ｃ_oは結合流体１１の音速である（１７）式（１７）において、μ_oは、結合流体１１の減衰係数である。これらのｃ（ｒ，θ）とＮ（ｒ，θ）の値は、ｒとθの１０２４ｘ１０２４マトリクスである。これらは、カルテンアン座標（ｘ，ｙ）に変換されて、グレイスケール値として描かれたｃとＮの値でコンピュータスクリーンに表示される。４）Ｓ（α）（ｒ，θ）から計算された精製の音速マップ及び減衰マップ式（１５）ないし（１７）で計算された音速ｃ（ｒ，θ）マップと減衰Ｎ（ｒ，θ）マップは、媒体１２の適切な画像を表す。この章は、媒体１２の更に正確な画像を表す単一周波数の画像Ｓ（α）（ｒ，θ）からｃ（ｒ，θ）とＮ（ｒ， θ）の精製計算を記載する。ステップ（１）。取得したデータｍ_jk（ωα）から、章Ｄのステップ（１）ないし（９）で与えられたように、各周波数ωα（α＝１，２，．．．，１０）に θ）を式（１２）に与えたように、各周波数ωαで計算する。ステップ（２）。次に、次の如く各周波数ωα（α−１，２，．．．，１０）ｑ＋！ｑへの音響エネルギの結合を表す。ステップ（３）。コンピュータ７２は、次に、次の式（１９）を計算する：！ｐ＝−６ないし＋６、！ｑ＝０；！ｐ−０，！ｑ＝−６ないし＋６；及び！ｐ＝−６ないし＋６、！ｑ＝−６ないし＋６の和を用いて優れた結果を得た。！ｐと！ｑの他の組み合わせも使用することができよう。媒体１２の各点（ｒ，θ）ごとに、Ｐ_corr（ｒ，θ，τ）は、点（ｒ，θ）に収束された合成音響パルスＰ_corr（τ）を表す。Ｐ_corr（ｒ，θ，τ）は、式（１５）で与えられた関数Ｐ（ｒ，θ，τ）の精製表現である。ステップ（４）。媒体１２の各点（ｒ，θ）ごとに、Ｐ_corr（τ）は、τ_max と呼ぶτの値において最大値Ｐｍａｘを有する。コンピュータ７２は、各点（ｒ，θ）ごとにＰ_max（ｒ，θ）を得て、Ｐ（ｒ，θ，τ）の代わりにＰ_corr（ｒ，θ，τ）を使用する点を除き章Ｅ．３のステップ（３）で行ったようにτ_max （ｒ，θ）の値を決定するようにプログラムされている。ステップ（５）。τ_max（ｒ，θ）とＰ_max（ｒ，θ）の精製値を用いて、次に、式（１６）と（１７）で行ったように音速ｃ（ｒ，θ）と減衰Ｎ（ｒ，θ）を計算する。５）位相ずれを訂正したＳ（α）（ｒ，θ）画像の和章Ｆのステップ（１）ないし（９）で与えたように再構成された複素画像Ｓ（ α）（ｒ，θ）は、媒体１２の適切な画像を表す。これらの画像の複素位相は、章Ｄのステップ（１）ないし（９）で与えたように再構成アルコリズムの限界のため各点（ｒ，θ）において歪むことがある。この章は、画像Ｓ（α）（ｒ，θ ）における位相ずれの訂正方法と、画像的人工物を減少させるためにこれらの画像の組み合わせを記載する。ステップ（１）。取得したデータｍ_jk（ωα）から、章Ｄのステップ（１）ないし（９）で与えられたように、各周波数ωα（α＝１，２，．．．，１０）におけるＳ（α）（r，θ）の別々の画像を再構成する。式（１２）に与えたようステップ（２）。次に章Ｅ．３または章Ｅ．４で与えられた方法により記載されたようにマップτ_max（ｒ，θ）を計算する。算する：ステップ（４）。最終画像Ｓ_total（ｒ，θ）は、次の計算により決定される：この画像は、媒体１２の高空間周波数成分（即ち、こまかな詳細）のみを示す。これらのこまかな詳細は、媒体１２内における音速での鋭い縁部（sharp edges ）または不連続部分と、音響波長に匹敵する規模サイズの小さな対象をも含む。６）複合画像章Ｅ．５で計算された画像Ｓ_total（ｒ，θ）は、媒体１２の更に正確な表現である複合マップＳ_comp（ｒ，θ）を提供するようにマップτ_max（ｒ，θ）と組み合わすことができる。Ｓ_comp（ｒ，θ）画像は、媒体１２の高空間周波数成分と低空間周波数成分の両方を含んでいる。ステップ（１）。コンピュータ７２は、章Ｅ．３またはＥ．４で与えられた方（ｒ，θ）を計算する。ステップ（２）。コンピュータ７２は、次に、次の式を計算する：式（２２）において，Ｉｎは、自然対数を示し、△ωは、周波数ωα（この好適な実施例では、△ω＝６２．５ｋＨｚ）どうしの間の間隙である。ステップ（３）。コンピュータ７２は、次に、Ｓ_compを次の如く計算する：コンピュータ７２は、次に、Ｓ_comp（ｒ，θ）をカーテシアン座標（ｘ，ｙ）に変換して、コンピュータモニタに表示する。７）Ｓ（α）（ｒ，θ）から計算された更に精製の音速マップ本章は，Ｅ．３とＥ．４で計算された音速マップｃ（ｒ，θ）の精度を更に改善する方法を記載する。章Ｅ．３とＥ．４では、各点（ｒ，θ）においてパルスＰ（τ）が最大値Ｐ_maxを有する値τとして移動時間τ_max（ｒ，θ）を計算し、そして、この情報から音速マップを得る。この章では、パルスＰ（τ）に含まれるパワの平均到着時間としての移動時間τ_av（ｒ，θ）を計算する。このマップ τ_av（ｒ，θ）は、次に、使用されて媒体１２の音速ｃ（ｒ，θ）の精製マップを計算する。ステップ（１）。コンピュータ７２は、次の量を計算する：は、共役複素数を示す。この好適な実施例は、１）！ｐ＝−６ないし＋６；！ｑ＝０；２）！ｐ＝０，！ｑ＝−６＋６；または３）！ｐ＝−６＋６，！ｑ＝−６ないし＋６の和を有する。△ｐと△ｑの他の組み合わせも使用することができよう。ステップ（２）。コンピュータ７２は、次の計算により媒体１２の平均移動時間τ_av（ｒ，θ）画像を計算する：ステップ（３）。コンピュータ７２は、次に、次の計算により媒体１２の音速画像ｃ（ｒ，θ）を計算する：ステップ（４）。コンピュータ７２は、次に、次の計算により媒体１２の減衰画像μ（ｒ，θ）を作成する：Ｆ．コンピュータシィミュレーションアルゴリズムをチェックするためにコンピュータシィミュレーションを作成した。コンピュータ以外の如何なるハードウエアもこれらの再構成には使用されなかった。図４ないし図７は、動作する本プロトタイプシステムと同一のトランスジューサ構成を用いて、１ＭＨｚでシィミュレートしたデータから再構成した画像を示す。図３に示したシィミュレートした対象は、周囲の結合流体より５％大きい音速を有する均質な材料よりなるの３インチの直径の円筒体である。対象物における二つの１センチ直径の空洞は、この対象物を囲む結合流体３と同一の音速を有している。この対象物と結合流体の減衰係数は、０に等しい（即ち減衰無し）。画像は、次の方法により作成された。即ち、図４は、章Ｄで記載したように、単一周波数再構成物の実（右）成分と虚（左）成分を示す。図５は、章Ｅ．４で記載したように、音速画像及び減衰画像を示す。図６は、章Ｅ．５に記載したように、位相ずれについて訂正され、且つ、加算された１０個の単一周波数の再構成物の実（右）成分と虚（左）成分を示す。図６は、章Ｅ．６に記載した複合画像を示す。Ｇ．実像図８ないし図１２は、章Ａないし章Ｄに記載したプロトタイプ装、置を使用して得られた実像を示す。図８は、女性の乳房の１．２ｃｍのスライスの９個の画像を示す。取得したデータは、全部で９個の画像について同一であり、再構成方法は、各画像毎に異なっている。上部の左の隅から始まって左から右へ進むと、画像は、（１）単一周波数画像の実成分（章Ｄ）、２）単一周波数画像の虚成分（章Ｄ）、３）加算された５個の単一周波数画像の大きさ（章Ｅ．１）、４）位相ずれについて訂正された単一周波数画像の実成分（章Ｅ．５）、５）位相ずれについて訂正された単一周波数画像の虚成分（章Ｅ．５）、６）位相ずれについて各々が訂正された５個の単一周波数画像の大きさ（章Ｅ．５）、７）音速画像（章Ｅ．７）、８）減衰画像（章Ｅ．７）及び９）音速画像及び減衰画像の平方の和の平方根（章Ｅ．７）である。図９は、章ＡないしＢで記載したプロトタイプの装置を使用して得ら得られ、そして、図８について説明した方法で再構成された切除になる豚の腎臓の９個の画像を示す。図１０は、図１２に関して章Ａないし章Ｂで記載したプロトタイプの装置で得られた女性の乳房の９個の画像を示す。この女性は、テーブルの上にうつ伏せで顔を下向きにして８インチの孔を通してトランスジューサアセンブリ８０を含む水浴の中に彼女の左乳房を置いている。この９個の画像は、図１０の上部の左隅で始まって、１ｃｍのステップで女性の胸壁に接近したその乳房８６の領域からその乳房の乳首までトランスジューサアセンブリ８０を順次移動させることによって得られた。この画像は、各々が、章Ｅ．５で記載したように位相ずれについて訂正された５個の単一周波数画像の和の大きさである。図１１は、流体充填の大きな包嚢が存在する別の女性の乳房についての同様な画像を示す。図１２は、章ＡないしＢで記載したプロトタイプの装置を使用し、そして、章Ｅ．１で記載した方法にに従って再構成された切除になる豚の腎臓の画像を示す。Ｈ．生体組織検査針の案内本発明は、例えば、女性の乳房のような人体の組織のある量内に挿入されたときの生体組織検査針の監視のために使用することができる。図１５は、この目的のための本発明の実例を示す。トランスジューサリング９１から乳房９０への音響エネルギの結合は、この乳房に従う流体充填嚢の使用で達成してもよい。乳房の数個のスライスの断層写真画像は、この生体組織検査の場所を突き止めるために図１０におけるように作られる。生体検査されるべき乳房のある量は、これらの断層写真の画像から決定される。コンピュータは、この断層写真の画像を解析して、生体検査針９３の先端が何処に配置されるべきかを決定する。コンピュータは、次に、所定の場所までこの生体検査針９３を案内する。別の一組の断層写真画像は、適所にあるこの生体検査針で得て生体検査針の先端の位置を確認することができる。Ｉ．温度分布の画像本発明は、媒体１２の温度変化を測定するための装置及び方法を提供する。これは、人体の組織の温度変化がこの組織の音速の変化をもたらすという事実によって達成される。局部的に加熱された人体の組織の音速は、次のごとく表現することができる：ｃ（ｒ、θ）｛加熱された｝＝ｃ（ｒ、θ）＋△Ｔ（ｒ，θ）［ｄ／ｄＴｃ（ｒ，θ）］（２６）ここで、△Ｔ（ｒ，θ）は、組織の局部加熱から生じる温度分布であり、ｃ（ｒ、θ）は、周囲の人体温度での人体組織の音速マップであり、そして、ｄ／ｄＴｃ（ｒ，θ）は、温度に関する音速の微分変化である。例えば、３７℃での人体の肝臓の組織では、ｃ（ｒ）θ）＝１５９６ｍ／ｓｅｃで、ｄ／ｄＴｃ（ｒ，θ ）＝０．９６ｍ／（ｓｅｃ−℃）ある。レーザ、または、マイクロ波の加熱による肝臓の局部加熱に原因する△Ｔ＝５℃温度変化は、［ｃ（ｒ，θ）^-1］△Ｔ（ｒ，θ）］［ｄ／ｄＴｃ（ｒ，θ）］＝０．３％の音速変化をもたらすであろう。章ＡないしＦで方法で規定したように、本発明は、組織のある量を局部的に加熱し、次に、この組織の音速を直接画像に形成することによって組み合わせになる音速と温度の画像を生成するために使用することができる。あるいはまた、この組織のある量の局部加熱、及び、次の温度分布の画像の作成のために２つの画像の引き算または割り算の前後に組織の音速画像を作ることもできる。Ｊ．他の実施例この実施例は、周期的な時間変化信号が媒体内へ順次各トランスジューサから送られる周期的な広帯域の音響ホログラム作成信号の使用に係わる。この信号は、１ＭＨｚの中心周波数、６００ｋＨｚの周波数帯域幅を有し、そして、１６ミリ秒ごとに繰り返される。この信号のフーリエ変換は、６８７ｋＨｚから１．２５ＭＨｚまでの間に６２．５ｋＨｚの間隔で等しく離間した１０個の離散周波数の組み合わせからなる。この離散周波数の成分の相対的な音響信号強度は、この周波数範囲にわたりほぼ一様である。この離散周波数成分の相対位相は、周期的な時間変化信号のほぼ平坦な時間応答を提供するために不規則にされている。トランスジューサリングの直径にわたる音響移動時間の２倍であるほぼ２７０ミリ秒の後に、この広帯域信号は、定常状態に達する。この時間の後、各受信器は、１６マイクロ秒ごとに繰り返される時間変化信号に遭遇する。４ＭＨｚデータ速度で１６ミリ秒の間、各受信器からデータが取得されて記憶される。この取得方法は、音の送信器として作動する各トランスジューサで繰り返される。この時間変化の受信器信号のフーリエ変換は、多周波数データに対して６２．５ｋＨｚ（１／（１６ミリ秒））の周波数分解能を与える。このデータの組は、６５０ｋＨｚから１．２５ＭＨｚまで６２．５ｋＨｚずつ離間した１０個の離散周波数で１０個の別々のデータの組が取得される章Ｃ，Ｄで記載した取得方法により得られたデータに匹敵する。しかし、取得時間全体は、広帯域取得方法で３秒まで減少される。本発明の他の実施例は、また、トランスジューサアレーの幾何学的配置構造をも有している。これらの他の実施例は、例えば、腹部、女性の乳房、頭蓋空洞、首、腕、及び大腿を含む人体の種々の部分または他の非人間的な主題に対する音響波の結合を容易にするに適切なものであろう。人間の患者の腹部領域の画像を作るように設計された実施例は、図４に示してある。乳房ｘ線撮影法の検査を行う装置は、図１３に示して有る。この実施例では、１０２４個のトランスジューサ８０よりなるリングは、女性の乳房８６の完全な走査が得られるように、水槽８４を包囲する油槽８２の中で垂直方向に移動可能である。これらの画像は、図１０に示したように、別々に見ることができ、あるいは、乳房の３次元画像を表示するためにコンピュータ内で結合することもできる。他の実施例は、腕及び脚の動脈及び静脈の画像を作るための同様な装置を有する。また、他の実施例は、円の軌跡上に存在しない音響式のトランスジューサよりなるリング、画像形成対象の媒体を完全には包囲しないトランスジューサよりなるリング、媒体に部分的に外接する種々の長さの部分である一組のトランスジューサ、及び、像形成対象の媒体の互いに対向する側において平行列に配置された一組のトランスジューサを有している。また、他の実施例は、図１３に示した媒体にトランスジューサから音響波を結合するためにゴムの流体充填袋の使用に関する。種々の数のトランスジューサは、利用することができるが、その数は、少なくとも８個とすべきで、上述のように、トランスジューサどうしは、送信される音響波の半波長を越えない距離離間することが好ましい。非円形配列の場合、上に得られたアルゴリズムは、適当な境界条件を考慮するために、再度計算すべきであろう。他の実施例は、無線波、マイクロ波、赤外光、可視光、紫外光の画像形成装置を含む１ＭＨｚからｘ線エネルギまでの範囲にわたるエネルギスペクトルを持つ電磁波で媒体を精査するための本発明の適用に関するものである。５００ｋＨｚないし１．２５ＭＨｚの範囲の周波数で本プロトタイプを試験して良好な結果を得たが、これらの範囲は、１００ｋＨｚないし１．５ＭＨｚまで本技術で拡張することができると思われる。以上記載した好適な実施例は、放送用及び受信用の同一のトランスジューサを使用したが、放送用及受信用の別々の手段を、放送トランスジューサのリングを模擬するために媒体の周りに放送用び受信用の別々の手段を回転することもできる。類似の構成を、受信トランスジューサのリングを模擬するために受信器を回転するように設けることもできよう。読者は、本発明の上記の実施例を例として解釈すべきであって、本発明の範囲は、添付の請求の範囲及びその法律上の均等物により決定されるべきである。Detailed Description of the Invention Acoustic image forming device BACKGROUND OF THE INVENTION This application is filed on May 31, 1991 with reference number 07 / 708,354. Partial continuation application, reference number 07 / 891,85 filed on June 1, 1992 This is a partial continuation application of No. 1. The present invention relates to an image forming system and method, and A system for forming internal images of objects using mathematical methods and acoustic wave data. System and method. Conventional fan beam as used in X-ray computed tomography (X-ray CT) In transmitted tomography, this fan beam follows many different trajectories. When probing the medium, the attenuation of the X-ray fan beam is measured. These decay projections The information contained in the image is used to reconstruct a tomographic image of the medium. (Image The success of X-ray CT, revealed by the resolution and clarity of the image, is basically The technique assumes a geometrical ray approximation method, and is extremely simplified. It is in the order of two, and the diffraction effect of acoustic waves cannot be ignored. In this case, the sound wave attenuation is , Substantially affected by dispersion effects such as diffraction, refraction, reflection and absorption. Obedience The simplified mathematical reconstruction algorithm used in traditional X-ray CT is Not available for. Ultrasonic Diffraction Tomography (UDT) technology is a dispersion related acoustic wavelength related Mathematically reconstruct the tomographic image of the medium from the acoustic wave data with due consideration of the effect. It is what you are trying to configure. This is used in the full wave equation, ie X-ray CT To be developed and implemented more than the geometric wave approximation reconstruction method It is done by considering difficult problems. UDT technology is outside the boundary of the object Determine the internal structure of the object that half-passes the acoustic wave from a set of dispersed wave data detected by Is what you are trying to do. Born approximation method (E. Wols, " Three-dimensional Structure Determin ation of Semi-Transparent Objects fr om Holographic Data ", Opt. Comm. 153-15. 6 (1969) and Rytov approximation method (A. J. Devaney, " Inverse Scattering Within the Rytov applications ", opt. Lett. 6, 374 (1981). ) Some of these mathematical techniques, including a simplified algorithm Was theoretically considered. The Bourne approximation method and Ritov approximation method are used when the image forming medium is The weak dispersion of the acoustic waves, and the acoustic waves undergo a large phase shift in the medium. I'm assuming I won't try. Computer centralized full-wave reconstruction algorithm ( S. Johnson and M.M. Tracy, "Inverse Scatteri ng Solution By a Sinc Basis, Multiple Source, Moment Method “Ultrasonic Ima” Ging 5, 361-375 (1983) and references therein) are bones. The image of the medium under conditions that do not exist within the validity of the approximation or Rytov approximation. Proposed for imaging. Prior art patents include Devaney (US patent). Xu 4,598,366 and 4,594,662) and Johnson (U.S. Pat. No. 4,662,222). The Johnson patent is image-based The sound velocity map (a kind Image) and disclose an iterative algorithm that updates this map There is. This method is repeated until the remaining error parameters are small enough . The Devaney patent describes a filtered back propagation. ck propagation) is a technique called bone inversion and Ritov inversion. To form an image directly from the data. SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to apply an ultrasonic wave to a medium to create an acoustic hologram, It records information about the dispersed ultrasound, and makes the image of this medium quick and effective. To provide a system and method that uses that information to efficiently construct it. It The present invention is designed to provide a distance smaller than half the wavelength of an acoustic wave on a circle surrounding an image forming object. Provided is an acoustic image forming apparatus in which a large number of transformers are spaced apart from each other. signal The generator produces discrete acoustic frequencies in the range 100 kHz to 1.5 MHz To do. Multiplexer system (1 to 8) allows each transducer to It is provided so that signals can be broadcast one by one, and this broadcast signal is Detected by the lance juicer. The electronic device records the detected signal and From this recorded information, phase and amplitude data can be found at each transducer location. Is calculated with respect to. Computers programmed with aliqorism rank above The phase and amplitude data is used to calculate a slice image over the imaged object. each A single that allows the receiving transducer to accurately determine the phase and amplitude of an acoustic signal. Frequency steady state acoustic signals are utilized. Finally, data acquisition time and artificial movement Multiple discrete discriminatives, each frequency providing an image of the medium to reduce object An acoustic signal having an effective frequency is used. Brief description of the drawings FIG. 1 is a schematic diagram used to illustrate the mathematical reconstruction algorithm. FIG. 2 is a block of electrical circuitry used in the exact prototype device of the present invention. It is a diagram. FIG. 3 is a computer-based model used to illustrate some of the features of the present invention. It is a figure of the simulated object. Figure 4 shows the real (right) and imaginary (left) components of this single-frequency image of the simulated object. Component. FIG. 5 shows the sound velocity c (r, θ) (left) map and the attenuation μ (of the simulated object. r, θ) (right) map. FIG. 6 shows the real (right) and imaginary (left) components of this simulated object. this These images are the sum of the single frequency images shown in FIG. 5 with the phase shift corrected. FIG. 7 is a composite image of the simulated object. This composite image is depicted in Figure 6. The sound velocity map is combined with the actual component of the image depicted in FIG. 7. FIG. 8 shows a preferred algorithm using the prototype device depicted in FIGS. Figure 9 shows nine images of a rhythmically generated female breast. FIG. 9 shows a preferred algorithm using the prototype device depicted in FIGS. 9 shows nine images of porcine kidneys generated in rhythm. FIG. 10 shows a normal female produced by the prototype device depicted in FIGS. 9 shows images of 9 slices of a breast. FIG. 11 shows a cyst that was produced with the prototype device depicted in FIGS. Figure 4 shows images of 9 slices of a female breast. FIG. 12 shows a pig kidney produced with the prototype device depicted in FIGS. The image is shown. FIG. 13 was used for bust formation to show how slices were obtained at various locations. 2 is an illustration of the present invention. FIG. 14 is an illustration of the present invention utilized for abdominal imaging. FIG. 15 is a diagram of an application example of the present invention used for a biopsy needle. Detailed description of the preferred embodiment The present invention applies acoustic waves of discrete frequencies to a medium from a plurality of locations to produce acoustic holog To create a ram and record data representing acoustic waves dispersed from this medium To provide the system. Argo calculating the image of the medium from this recorded data Rhythm is provided. A. Description of equipment A cross-sectional view of a portion of the preferred embodiment and a schematic representation of the imaged object is shown in FIG. . In this embodiment, the radius r_o= 1 arranged on the locus of a circle of 102 mm at equal intervals 024 acoustic transducers 10, namely 10.1 ,. ．． , 10.1 024 is present. Each of the transducers 10 is an acoustic wave transmitter or transmitter. , Or any of the receivers, and where (r, θ) ( Alternatively, they are arranged in thin slices close to a plane called (X, Y)) plane. Z direction The direction is perpendicular to this plane. A transformer is placed on the object 9 that is supposed to pass half the acoustic wave. The juicer 10 is circumscribed. In this preferred embodiment, the coupling fluid 11 is In order to effectively couple the acoustic wave between the transducer 10 and the object 9, Within the inner residual volume (shown as the region). Within object 9 and this residual volume The coupling fluid 11 of will be hereinafter referred to as the medium 12. Water and human organization are almost equal Due to its speed of sound and density, water is a suitable fluid for imaging human tissue. It In the case of other image formation, the combined fluid 11 is the average density of the image forming object 9. Density ρ approximately equal to degree and speed of sound_oAnd sound velocity c_oA binding fluid that preferably has Should be selected (salt water is sometimes better than pure water for use with human tissue) Good). In the preferred embodiment of the invention, each transducer 10 has a center frequency of 1 MHz. Number, 60% bandwidth, and receiver or transmitter of acoustic waves at different times. It works as a receiver. Underwater at 1MHz frequency, the acoustic wave is λ₀= 1.5 mm, which is approximately this wavelength in the tissue of the human body. Mutual spacing of transducers Is 0.65 mm, which is necessary for proper sampling of the dispersed wave front. Wow, to avoid aliasing) λ₀Somewhat smaller than / 2. This allows A unique image can be easily constructed from the acquired data. In the preferred embodiment, each The transducer has a dipole radiation pattern in the (r, θ) plane. ing. The height of this transducer 10 in the vertical direction is 12 mm, and The juicer is approximately parallel to the z-direction over a distance of about 12 mm in the z-direction. A beam propagating in the (r, θ) plane is generated from this transducer. Therefore , Any image obtained is the height of the transducer (ie, about 12 mm thick This can be expected to represent the average of the variance information over The vertical height of the transducer is approximately equal to the effective thickness across the medium. An acoustic hologram is created by applying a sound wave. A schematic of the experimental system is shown in FIG. Transducer ring 10 , 1024 acoustic transducers arranged in a circle with a radius of 102 mm Service 10.1 ,. ．． , 10.1024. This transducer ring 1 0 is divided into eight octets, shown as octets 1 through 8, and each octet is , It contains 128 transducers. For this transducer ring, Eight multiplexers 70 are combined, and each multiplexer 70 has two channels. Channel 64-to-1 receive multiplexer 72, each receiving multiplexer 72 Two amplifiers 74 connected to one channel 72, two channels 64-pin transmission Multiplexers 76, each of which is a single channel of this 2-channel transmit multiplexer. It consists of two drivers 78 for driving and an address recorder unit 79. There is. The data is stored in 8 2-chasses, each with 16 megabytes of Bach memory. It is collected by the channel analog-to-digital converter 22. System timing is Programmable timing / control unit 42 and phase-locked arbitrary waveform generator This is accomplished by a programmable master clock 28 driving 26. system The entire system is controlled by a supervisor (management) computer 30, and The visor computer is a high resolution monitor 32, keyboard 34, 3 GB It is associated with the hard drive 38 and the Ethernet link 31. Thailand The ming instruction is transmitted via the instruction interpreter 50 to the transducer multiplexer. Sent to 70. The transmitter signal is transmitted to the arbitrary waveform generator 26 via the transmission buffer 52. Is generated and sent to the transducer multiplexer 70. The individual elements of the preferred system described herein will now be described in detail. 1) Transducer The transducer 10 used in this system includes piezoelectric and non-piezoelectric materials. It is composed of a complex of. Each transducer 10 has a center frequency of 1 MHz , 60% bandwidth, and receiver or transmitter of acoustic waves at different times It works as a container. Underwater at 1MHz frequency, the acoustic wave is λ₀= 1.5m m, which is approximately this wavelength in the tissue of the human body. Centerline of adjacent transducer The spacing between each other is sufficient for proper sampling of the dispersive wavefront (ie Λ in water to avoid asking₀Somewhat smaller than / 2. In addition, each tran The width of the juicer is λ₀Since it is smaller than / 2, each transducer is (r, θ ) It has a dipole antenna pattern in the plane. This was sent The relative amplitude of acoustic energy is relative to the vector normal to the front of the transducer. Measured It means to follow the cos Ψ function of the angle Ψ. Connect with transducer 10 Two acoustic impedance matching layers 17 are present between the combined fluid 11. This These layers 17 provide acoustic energy from the acoustic transducer 10 to the coupling fluid 11. Help join the. In addition, these layers 17 provide media from the front of the transducer 10. Helps to minimize the amount of acoustic energy reflected back into the body 12. this The reflected acoustic energy is, by itself, an image person in the final image of medium 12. Appears as a work. Piezoelectric materials with some variations in transducer construction It can also be used in place of a composite of material and non-piezoelectric material. These include piezoelectric Titanate zirconate (eg PZT5A), piezoelectric film (PVDF) or Has a transducer made of copolymers. 2) Transmitter and receiver multiplexer The transmitter and receiver multiplexers and units should preferably be communication devices. It is preferably made from commonly used off-the-shelf multiplexers. here Then, analog device ink (Analog Device Inc.) ADG 506 equipment and Com-Linear CLC522 equipment of 3) Address decoder This address decoder 79 is provided by Altera Corporation. The provided type EP910 programmable logic device. This unit is It is programmed to operate the chipplexers 72,76. 4) Instruction interpreter Is the instruction interpreter 50 a programmable timing / control module 42? Command to activate both transmit and receive transducers. This command is transmitted to the address decoder 79 in the multiplexer 70 in order to To do. The instruction interpreter 50 is described in Altera Corp. Powered by Type EP1810 programmable logic device. 5) Programmable master clock Programmable master clock 28 is a known clock for this system. Computer programmable generation capable of accurately generating frequencies It is a vessel. This element 28 is the main time to phase synchronize all elements of this system. Generates an axis, but the system initializes the data collection algorithm at the time of use Is set when This programmable master clock 28 is Wav Model No. supplied by eTek Corporation. 1391 V XI module. 6) Programmable timing / control module The programmable timing / control module 42 is an Advance Mic IDT 2910 Microsea from ro Devices Corporation It is formed near Kensa. This programmable timing / control module 42 is a program which is clocked by the programmable master clock 28. Made with programmable bit slice micro sequencer and micro instruction RAM There is. This device produces a unique bit pattern on each successive clock cycle. Is designed to It initializes the multiplexer and the instruction interface. It controls the printer and generates the sample clock in the analog-digital converter 22, Used to trigger arbitrary waveform generator and enable data acquisition . This programmable timing / control module 42 is the same as the above time base generator. All of these functions are phase-locked operations as required. This module 42 Is the interface of the VMEbus chassis of the Supervisor 30 described below. It is designed as 7) Arbitrary waveform generator This arbitrary waveform generator 26 is used for various arbitrary analog signals required for various data acquisition methods. Phase-locked computer programmable generator capable of generating log output waveform It is a raw organ. It is the waveform that is transmitted to the medium 12 via the transducer 10. Used to synthesize. It is on the programmable master clock 28 Phase-synchronized and controlled by programmable timing / control module 42 This transmitted waveform is phase locked to the data acquisition sequence as it is . This arbitrary waveform generator 26 is based on Wavetek Corporation. Model No. 1395 VXI module supplied by the manufacturer. 8) Analog-to-digital converter The design of the analog-digital converter 22 is based on Signal Processing. Type SPT7922 12-bit, supplied by Technologies It is mainly performed by a 30 MHz analog-digital converter. Each channel is It has 8 megabytes of local Bach memory. The analog-digital converter 22 Collects analog data received via the receive multiplexer 72, and Programmed to temporarily store this data in the digital Bach memory There is. This preferred system has the capacity to store 128 megabytes of data It has a 16-channel analog-digital converter. 9) Computer superviser The overall control of the image forming apparatus is performed by the computer supervisor 30. This computer superviser 30 initializes the system and provides timing and And control algorithms, compile and download, perform test functions, and Runs a data editing and organizing algorithm that collects data and then generates the final image Used to The interface to this device is the keyboard 34 And monitor 32. 3GB hard drive 38 records data It is provided for your information. The Ethernet link 31 is connected from this device. Download data and algorithms for offline processing and editing Or upload. The Supervisor 30 is an Intel 80486 Series from Radisys Corporation based on the computer family Base-level products and code provided by Zortech Corporation It is an mpira. 10) Important factors Obtained with a prototype-like device constructed by the inventor and collaborators The images are reproduced in Figures 8-11. These images and these images The particular algorithm used to obtain is detailed in the remainder of this patent. ing. The Applicant has shown that these images are by far the best images obtained with an acoustic device. Believed to be a layered photographic image. The main principle of this system that brings about the above improvements over the conventional technology is the following It is a combination of software elements: 1. The circle surrounding the object is approximately λ / 2 (where λ is the sound in the medium 12). A large number of transducers placed at a distance that is approximately less than , 2. (Sounds used in the prior art at frequencies in the range of 3 MHz to 10 MHz. The distortion is greatly reduced for the in-phase wavefront of the incident acoustic wave (compared to the resonance wavelength) 100 kHz and 1 at which this acoustic wave can traverse human tissue such as the breast ． Various acoustic frequencies between 5 MHz. The acoustic frequency in this preferred embodiment is , The reconstruction algorithm can more accurately calculate the final image from the acquired data. Low enough to be able to. However, this acoustic frequency is not enough space for the final image. High enough to be able to provide resolution. Also, 100 kHz to 1.5 The use of acoustic frequencies in the MHz range minimizes the attenuation of incident acoustic waves, thus Thus, it is possible to generate a single large format image of a large portion of tissue. 3. The phase of the acoustic wave at each discrete frequency at each receiver transducer and The acoustic waves in the steady state of discrete frequencies of the medium 12 which enable accurate measurement of the amplitude are Create an acoustic hologram. 4. Very useful for developing data madricks that can compute images A large amount of acoustic data can be recorded and stored quickly. 5. Electronic system for phase-locking all aspects of acoustic data generation and acquisition M B. Data acquisition process description The data acquisition process is performed by each transducer 10. j (j = 1, ..., N) Continuous wave single frequency sound (frequency ω₁) As the transmitter, and the remaining Lance juicer 10. Subtraction of the dispersed wave by k (k = 1, ..., N; kNj) It means to perform subsequent reception. Acquired information is acoustic horograph by applying acoustic waves. Frequency ωα (“α” of ωα is a subscript ¼ square character. Same. ) About the data acquired in_jk(Ωα) (j, k = 1, ..., N) and Call (N-1)²It is in the form of an NxN complex matrix with coefficients. (N -1)²= 1023²Coefficient m_jk(Ωα) (j, k = 1, ..., N; jNk) May be collected as described in the next example. An imaging target 9 such as a female breast is placed inside the transducer ring 10. Placed. A coupling fluid 11 is placed between the object 9 and the transducer ring 10. Has been done. An operator signal from the keyboard 34 is used to identify individual elements of this system. The element is initialized by the computer supervisor 30. The operator Programmable timing and control module 42 to initiate the acquisition sequence Issue an order to. The timing / control module 42 sends a series of instructions to the instruction interface. To the transmitter 50 to reset the transmitter and receiver multiplexers 60 and Return to their initial state. Arbitrary waveform generator 26 is then triggered through transmit multiplexer 76. The first transmitter 10.1 with a single frequency (ω₁= 687 kHz) sinusoidal acoustic signal Are broadcast to the medium 12. This transmitted acoustic wave is a non-homogeneous substance of the medium 12. , And the other N-1 transducers 10.2 ,. ．． , At 10.1024, these transducers will simply Converts to a single frequency electrical signal. Diameter of this device 2r_oPropagation of acoustic waves across the sea After a time T = 270 milliseconds, which is twice the time, the sound of each transducer is The signal has reached a steady state. At this time, each transducer 10.2 or The electrical signal from 10.1024 is routed through the receive multiplexer 72 to eight 2-channel switches. Channel It is sent to the analog-digital converter 22. Accurate data for each transducer 10 The data acquisition process proceeds as follows. Supervisor 30 is a programmable Command to the timing / control module 42 to enable each transducer 10.2. Make four quadrature measurements from chair 10.1024 Let These four measured values, labeled A, B, C, and D, are output from the arbitrary waveform generator 26. In four short, equally spaced intervals in one acoustic period, phase-locked to the This is the measured voltage output of the transducer. For example, if the input frequency is 1MHz (1 cycle is 1x10^-6Seconds), the sample is 0.25x10^-6Taken at second intervals Be done. The real part of the complex amplitude is determined by subtracting the measured value B from the measured value D. And the imaginary part is determined by subtracting the measured value A from the measured value C It This calculated complex amplitude at each transducer is the input from 10.1. Sound in each transducer 10.2 to 10.1024 compared to the force signal It has the phase amplitude information of the echo wave. This data is temporarily It is stored in the Bach memory unit of the converter unit 22. This system allows the signal to be recorded in parallel from the transducer 10. It has eight 2-channel analog-to-digital converters. 16 transju 10.2, 10.66, 10.129 ,. ．． , The first from 10.961 The signals are recorded simultaneously. These 16 converters 10.2, 10.66, 10.1 29 ,. ．． , 10.961 after receiving the data from , 16 transducers 10.3, 10.67, 10.130 ,. ．． , 1 Send the signal from 0.962 to the analog-digital converter 22, The Tal converter 22 obtains data from these transducers. Get this The process depends on whether each analog-to-digital converter 22 has 64 transducers 10. Continue until data is acquired from This acquisition process made the signal reach a steady state It takes 270 milliseconds to transfer each analog-digital converter 22 to 64 It takes 512 ms to get a sample from the user 10. Send trans Each receive transducer 10.2 ,. ．． , 10.10 The digital values representing the phase and amplitude of 24 are N-1 (ie 1023) complex values. Coefficient m_jk(Ω₁) (J = 1; k = 2, ..., 1024) Conversion It is recorded in the Bach memory of the container 22. This data collection process is now Ω for transducer 10.2 operating as a Rugi transmitter₁= 687k Continue by sending a Hz electrical signal. This system reaches a normal condition After another time T = 270 msec required for 1023 complex coefficients m_jk(J = 2; k = 1, 3 ,. ．． , 1024) as described above to collect Service 10.1, 10.3 ,. ．． , 10.1024 electrical signals are sequentially measured . This measurement process is performed by each transducer 10.1 ,. ．． , 10.1024 is the sound Continue until it works as a harmonic transmitter. When it works as the transmitter, Complex coefficient m_jk(Ω₁) (J, k = 1, ..., N: jNk) The data is the frequency ω₁= 687 kHz. Single acoustic frequency A complete set of data in numbers is obtained in about 1 second. In the preferred embodiment, the previous measurement The entire process is separated from 687 kHz to 1.250 MHz at 62.5 kHz intervals. For each of the 10 discrete frequencies ω α (α = 1, 2, ..., 10) M_jkRepeated 10 times to obtain (ωα). First, in order to calibrate the device, a medium without the object 9 (only with the coupling fluid 11) is used. Obtain a complete set of data from body 12. This data is available in Chapter D. Described in 1. So that it will only be used for transducer calibration. The object 9 is removed, Then, it was separated from 687 kHz to 1.250 MHz at an interval of 62.5 kHz. At each of the 10 discrete frequencies ω α (α = 1, 2, ..., 10), the object = 1 ,. ．． , N; j ≠ k), the entire measurement process described in the previous section is repeated. Will be returned. C. Image calculation from acquired data Data m obtained for medium 12_jk(Ωα) (j, k = 1, ..., N; α = 1, 2 ,. ．． , 10) is the sound velocity c (r, θ) of the medium and the damping coefficient μ (r, θ). The purpose is to draw a 12 mm thick slice of medium 12. This set of data m for mathematically calculating the image on a digital computer_jk(Ω α) is used. This image shows a 12 mm thick slurry of medium 12. Complex dispersion potential S (α) (r, θ) at all locations (r, θ) across the chair ) {“(Α)” in S (α) is a superscript quarter-width character. same as below. } Approximate calculation (see FIG. 1). In the preferred embodiment, the acquired data m at each frequency ω α_jk(Ωα) to medium 1 Calculate 2 images. This image, defined as S (α) (r, θ), is 2 is a two-dimensional map of 2. The third dimension is the vertical range of the transducer 10. Averaged over. The algorithm for S (α) (r, θ) is the following equation as the Helmholtz equation: Obtained from the known acoustic wave equation: Where f (r, θ) = ρ (r, θ) / ρ (r, θ)^1/2At the frequency ωα Represents a single frequency acoustic pressure wave f (r, θ) = ρ (r, θ). ρ (r, θ) is the density distribution in the medium S (r, θ) = k²(R, θ) -k_o-Ρ (r, θ)^1/2▽ ρ (r, θ)^-1/2Is , The complex dispersion potential of the medium ωα = angular frequency of acoustic wave k_o= Ωα / c_o c_o= Speed of sound in the coupled fluid 11 k (r, θ) = ωα²/ C²(R, θ) -iωN (r, θ)]^1/2Is spatially Viscous heating of the medium 12 with a complex waveform vector considering the changing sound velocity c (r, θ) Acoustic energy considering the diffraction of acoustic energy from the visual field of the transducer 10 and the transducer 10. The gi loss term N (r, θ) is included. (R_o, Θ_jAcoustic transducer 10.) a single circumference of the medium 12 by j Create an acoustic hologram (by acoustic wave) (ωα) at wavenumber (r_o, Θ_kSmell Transducer 10. f (r in k_o, Θ_k) Of equation (1) The solution can be expressed in terms of a two-dimensional integral equation that includes: (I) Complex dispersion potential S (α) (r, θ), (Ii) Transducer (i_o, Θ_j) And (i_o, Θ_k) Position, and (Iii) Summarized Hankel (H) and Bessel (J) functions. The solution is Term f (α) (r_o, Θ_k) {"(Α)" in f (α) is a superscript quarter-square sentence Character. same as below. } Is the transducer 10. pressure wave generated at j Transducers expressed in terms of amplitude and phase relative to. k's The pressure wave (frequency ωα) at the position is shown. This is the acquired data described in Chapter B. m_jkExactly equivalent to (ωα). Therefore, Therefore, equation (2) can be written as: here, S (α) (r, θ) is determined by the data obtained at the frequency ωα of the medium 12 Is a complex image of. It has a thickness of 12 mm through the medium 12 in the (r, θ) plane. Inside the rice (1024)²Acoustic dispersion potentiometer at (r, θ) points Is a two-dimensional matrix that represents (1024) of S (α) (r, θ)²Of Each complex value has a real component and an imaginary component. H '_m(K_or_o) Is the transmitter transducer 10. Show the antenna pattern of j Is the first derivative of the Hankel function and is the dipo used in this preferred embodiment. It is a correct mathematical expression for a transducer. The Hankel function is For example, "The Pocketb by Abramowitz and Stegun. "ook of Mechanical Functions", Chapter er 9, Verlag Harri Deutsch 1984, It is summarized. The antenna pattern of any arbitrary transducer is a monopole, It can be modeled as the sum of weights of dipole, quadrupole, etc. antenna patterns. it can. These antenna patterns are, for example, “Classical Ele”. ctrodynamics ", JD Jackson, Chatter 16 , I. Wiley and Sons, New York, 1962. ing. H'n (k_or_o) Is the receiver transducer 10. Show the antenna pattern of k It is the first derivative of the Hankel function. The dipo used in this preferred embodiment For digital transducers, the function is that of a transmitter transducer. Is the same as. J_m(K_or) and J_n(K_or) is based on the summarized Bessl function values ( r, θ) is the Bessel function determined for all values r in the plane . Equation (4) is the measured acoustic data m_jkFor (ωα) S (α) (r, θ) It can be transformed by appropriate mathematical manipulations to give the following shape: D. Image formation In this embodiment, the whole process of generating the S (α) (r, θ) image is represented by the equation (7). This will be described here. Step (1). The first step is to calibrate the transducer . This is done by removing the object 9 so that the medium 12 is only the binding fluid 11. For each of the discrete frequencies ωα (α = 1, 2, ..., 10), as described in Chapter B, set It is done by (Frequency is between 687kHz and 1,250kHz , And are dispersed at an interval of 62.5 kHz. ) The calibration factor is the step in this chapter. Uniform when the water bath only data is processed as given by 2 to 9 Creating a weighting factor in the computer to produce a grayscale image Is determined by requesting. An additional calibration factor is the transducer Of the complex grayscale image of the water bath is removed. It is determined to adjust to provide the same image at each discrete frequency ω α. this The calibration factor of 10 discrete frequencies ω α (α = 1, 2, ..., 10) Each is stored as a separate 1024x1024 calibration matrix. these The calibration matrix is stored in the memory of computer 72. Step (2). Medium 12 m_jkThe data representing (ωα) is 687 kHz and 1 , Section 10 for each of the 10 frequencies equally spaced between 250 kHz and Get as posted. M for each frequency ωα_jk(Ωα) is the phase and amplitude It is a 1024 × 1024 complex matrix of data. Step (3). For each discrete frequency ωα, the computer 72 is calibrated M_jkThe schools determined in step (1) of this chapter to provide (ωα) data Positive matrix is m_jkMultiply (ωα). Step (4). This calibrated m_jkUsing the (ωα) data, the computer 7 2 calculates the following quantity for each frequency ωα. This operation is a calibrated complex matrix m_jk(Ωα) first (fast) quick hoo Configure Rie transformation. As a result of this Fourier transform, calibration m for each frequency ωα_jk(Ω α) is the azimuth mode that depends on the azimuth mode value specified by the azimuth mode numbers p and q. It is in the form of a 1024x1024 matrix in the card space. Step (5). Next, the antenna pattern H ′ is provided for each transducer 10._p( k_or_o) And H '_q(K_or_o) Is calculated. This includes azimuth mode numbers p and q = -5 A summary of the first derivative of the Hankel function with respect to 12 to 512 is involved. These values are stored in the memory of computer 72. Step (6). In this step, the frequency ωα is calculated in order to calculate For each transmitter-receiver combination and for each mode combination (p, q) And the product of the antenna patterns calculated in step (5) determined in step (4) Simply divide the amount stored: Step (7). Next, for each point r and θ that is a 1024x1024 matrix, Weighting function J_p(K_or) J_q(K_or) e^{-iθ (p + q)}To calculate. J_pAnd J_q Is determined from the Bessel function table stored in the memory of the computer 72. Is determined. Step (8). Next, the weighting function calculated in step (7) Multiply the quantity calculated in step (6) and add over the bearing modes p and q Get the following quantity: This step is performed at each point (r, θ) on the medium 12. The result of this step is , S (α)_conv(R, θ). This is an image of S (α) (r, θ) , Which represents a smooth image of S (α) (r, θ) [J_o(K_or)]²Is synthesized with . To obtain a more accurate image, S (α)_convFrom (r, θ) the quantity [J_o(K_or )]²Need to be separated. Step (9). Convolution method and decomv solution) is a standard mathematical calculation, such as "Descret" e-Time Signal Processing ", pg.58, by O Ppenheim and Schafer, Prentice-Hall (1 989). The composition and separation of two spatial functions can be done in the spatial domain or It can be calculated in the Fourier wave vector domain. This preferred embodiment is The composition and separation in the wave vector domain can be calculated. But the industry Say that the composition and separation of these can be easily performed in the spatial domain. Will recognize. [J_o(K_or)]²The Fourier transform of 1 / π ・ 1 / k ・ 1 / (4k_o-K)^1/2Is. Therefore, to calculate the image S (α) (r, θ) as follows, S (α)_conv(R, θ) to [J_o(K_or)]²To separate: Using equation (11), the image S (α) (r, θ) can be generated. To show an image on the monitor of a digital computer Then, the computer 72 changes from polar coordinates (r, θ) to Cartesian coordinates (x, y). It is programmed to transform to yield S (α) (x, y). S (α) ( Each of x, y) is a matrix of values. Each value in this matrix is two numbers , That is, the first number that represents the real part of this value and the second number that represents the imaginary part of this value Is included. The magnitude of these numbers is on the computer monitor at the grid pixel (x, y). It can be represented as a gray scale. (As this number increases, Becomes whiter or vice versa. ) Once this is done, for each frequency Two separate images, one from the real part of the value of S and one from the imaginary part of S Can be E. FIG. Combination of single frequency images The value of S (α) (r, θ) at the discrete frequency ωα produces a good image of medium 12. To do. The speed of sound and the damping coefficient of the medium 12 are almost independent of the frequency, for example, 687k. Different from each other over a specific frequency range such as Hz to 1.25 MHz The image of S (α) (r, θ) acquired at the frequency ωα is ideally the frequency ωα Should provide the same image of media 12 independently of. But this Image of the receiver transducer 10. from the front of k and within the medium 12 Complex due to frequency-dependent artificial events occurring in the reflection of acoustic energy from distributed events It may turn into. S (α) (r, θ) reconstructed with different frequencies ωα Combining images reduces image artifacts and improves image quality. It The following description describes a single frequency image S (α) composed of different frequencies ωα. We will focus on seven preferred methods of combining (r, θ). The images S (α) (r, θ) formed with different frequencies ωα are combined. Do you get it: By then dividing by k and then computing the inverse FFT of the result Is calculated. 1) Sum of complex images S (α) (r, θ) Acquired data n_jkGiven from (ωα) in steps (1) to (9) of Chapter D As described above, S (α) (at each frequency ωα (α = 1, 2, ..., 10) r, θ) separate images are reconstructed. Then add these composite images to produce the next Make up: Next, the image is converted into Cartesian coordinates (z, y) and the image S (α) (r) of each single frequency is converted. , Θ) with less image artifacts and higher clarity._total(R, θ) To generate. 2) Sum of S (α) (r, θ) image sizes Acquired data m_jkGiven from (ωα) in steps (1) to (9) of Chapter D As described above, S (α) (at each frequency ωα (α = 1, 2, ..., 10) r, θ) separate images are reconstructed. Let the size of these complex images be S (α) (r , Θ) = [S (α) (r, θ) S (α)^*(R, θ)]^1/2(S (α)^*(R, θ ) Is a complex conjugate of S (α) (r, θ)). Then the size of these images Add to produce: In addition, it is converted to Cartesian coordinates and is more artificial than each image S (α) (r, θ). Image S with less and higher clarity_totalGenerate (r, θ). 3) Sound velocity map and attenuation map calculated from S (α) (r, θ) image The sound velocity map and the attenuation map of the medium 12 are calculated from S (α) (r, θ) as follows. Can be calculated: Step (1). Acquired data m_jkFrom (ωα), follow Step (1) in Chapter D Each frequency ω α (α = 1, 2, ..., 10) as given by the chair (9) (R, θ) is calculated at each frequency ωα as given in equation (12). Step (2). Computer 72 calculates the following function: For each point (r, θ) on the medium 12, P (r, θ, τ) converges on the point (r, θ). Represents the synthesized acoustic pulse P (τ) thus generated. Step (3). For each point (r, θ) on the medium 12, P (τ) is τ_maxCall Maximum value P at the value of τ_maxhave. The computer 72 displays each point (r, θ) Every time, P_max(R, θ), and τ_maxTo determine the value of (r, θ) Is programmed to Step (4). The computer 72 calculates the sound velocity map of the medium 12 by the following calculation. Create c (r, θ): Step (5). The computer 72 then calculates the attenuation of the medium 12 according to the following calculation. Yield the map N (r, θ): In equation (16), r_oIs the radius of the transducer ring, c_oConcludes Sound velocity of combined fluid 11 (17) In equation (17), μ_oIs the damping coefficient of the coupling fluid 11. These c ( The value of r, θ) and N (r, θ) is a 1024 × 1024 matrix of r and θ. . These are converted to Cartesian coordinates (x, y) to give grayscale values. The drawn values of c and N are displayed on the computer screen. 4) Sound velocity map and attenuation map of refining calculated from S (α) (r, θ) Sound velocity c (r, θ) map calculated by equations (15) to (17) and attenuation N (r , Θ) map represents a suitable image of medium 12. This chapter is more accurate than Medium 12 Single-frequency image S (α) (r, θ) representing a simple image to c (r, θ) and N (r, θ) The purification calculation of θ) is described. Step (1). Acquired data m_jkFrom (ωα), follow Step (1) in Chapter D For each frequency ω α (α = 1, 2, ..., 10), as given by the chair (9). θ) is given in equation (12), and is calculated at each frequency ωα. Step (2). Next, each frequency ωα (α-1, 2, ..., 10) is as follows. q +! Represents the coupling of acoustic energy into q. Step (3). Computer 72 then calculates the following equation (19): !! p = -6 to +6 ,! q = 0 ;! p-0 ,! q = -6 to +6; and! p = -6 to +6 ,! Excellent results have been obtained with the sum of q = -6 to +6. !! p and! Other combinations of q could also be used. For each point (r, θ) of the medium 12, P_corr(R, θ, τ) is the point (r, θ) Focused synthetic acoustic pulse P_corrRepresents (τ). P_corr(R, θ, τ) is the expression ( It is a refined expression of the function P (r, θ, τ) given in 15). Step (4). For each point (r, θ) of the medium 12, P_corr(Τ) is τ_max It has a maximum value Pmax in the value of τ called. The computer 72 determines each point (r , Θ) for each_maxObtain (r, θ) and use P instead of P (r, θ, τ)_corr(R , Θ, τ) except that section E. Τ as done in step (3) of 3_max It is programmed to determine the value of (r, θ). Step (5). τ_max(R, θ) and P_maxUsing the refined value of (r, θ), , The sound velocity c (r, θ) and the damping N (r, θ) are calculated by the equations (16) and (17). Total Calculate 5) Sum of S (α) (r, θ) images with corrected phase shift The complex image S (reconstructed as given in steps (1) to (9) of chapter F α) (r, θ) represents the appropriate image of medium 12. The complex phase of these images is The limits of reconstructed alcoholism as given in steps (1) to (9) of chapter D Therefore, distortion may occur at each point (r, θ). This chapter describes the image S (α) (r, θ ) Phase correction method, and these images to reduce image artifacts. Describe the combination of images. Step (1). Acquired data m_jkFrom (ωα), follow Step (1) in Chapter D For each frequency ω α (α = 1, 2, ..., 10), as given by the chair (9). Reconstruct separate images of S (α) (r, θ) in As given in equation (12) Step (2). Then Chapter E. 3 or chapter E. Described by the method given in 4. Map τ_maxCalculate (r, θ). Calculate: Step (4). Final image S_total(R, θ) is determined by the following calculation : This image shows only the high spatial frequency components of medium 12 (ie, the fine details). These detailed details are for sharp edges at the speed of sound in medium 12. ) Or discontinuities and small objects of scale size comparable to the acoustic wavelength. 6) Composite image Chapter E. Image S calculated in 5_total(R, θ) is a more accurate representation of medium 12. Is a composite map S_compMap τ to provide (r, θ)_max(R, θ) and Can be combined. S_compThe (r, θ) image is a high spatial frequency component of the medium 12. It contains both minute and low spatial frequency components. Step (1). The computer 72 is in chapter E. 3 or E.I. One given in 4 Calculate (r, θ). Step (2). Computer 72 then calculates the following formula: In Expression (22), In represents the natural logarithm, and Δω is the frequency ωα (this preferred In another embodiment, Δω = 62.5 kHz). Step (3). The computer 72 then_compIs calculated as: The computer 72 then_comp(R, θ) is Cartesian coordinates (x, y) Converted to and displayed on a computer monitor. 7) Sound velocity map for further purification calculated from S (α) (r, θ) This chapter is based on E. 3 and E.I. The accuracy of the sound velocity map c (r, θ) calculated in 4 was further revised. Describe how to do good. Chapter E. 3 and E.I. In 4, pulse at each point (r, θ) P (τ) is the maximum value P_maxAs the value τ with_maxCalculate (r, θ), Then, a sound velocity map is obtained from this information. In this chapter, it is included in the pulse P (τ) Travel time τ as the average arrival time of power_avCalculate (r, θ). This map τ_av(R, θ) is then used to refine map of the sound velocity c (r, θ) of medium 12. To calculate. Step (1). Computer 72 calculates the following quantities: Indicates a conjugate complex number. This preferred embodiment is 1)! p = -6 to +6 ;! q = 0; 2)! p = 0 ,! q = -6 + 6; or 3)! p = -6 + 6 ,! q = -6 Have a sum of +6 to +6. Other combinations of Δp and Δq can also be used U Step (2). The computer 72 calculates the average movement of the medium 12 according to the following calculation. Τ_avCompute the (r, θ) image: Step (3). The computer 72 then calculates the speed of sound of the medium 12 by the following calculation. Compute the image c (r, θ): Step (4). The computer 72 then calculates the attenuation of the medium 12 according to the following calculation. Create an image μ (r, θ): F. Computer simulation Create a computer simulation to check the algorithm It was No hardware other than a computer is used for these reconfigurations. won. 4 to 7 show the same transformer as this prototype system in operation. Image reconstructed from data simulated at 1 MHz using the juicer configuration Show the image. The simulated object shown in Figure 3 is 5% larger than the surrounding coupling fluid. A 3 inch diameter cylinder of homogeneous material with a threshold sound velocity. Object The two 1 cm diameter cavities at are the same sound as the coupling fluid 3 surrounding this object. Have speed. The damping coefficient of this object and the coupling fluid is equal to 0 (ie no damping) )). The image was created by the following method. That is, FIG. 4 is as described in Chapter D. Shows the real (right) and imaginary (left) components of the single frequency reconstruction. FIG. 5 shows chapter E. 4 shows a sound velocity image and an attenuation image as described in 4. FIG. 6 shows chapter E. Described in 5 As shown in FIG. The real (right) and imaginary (left) components of the reconstruction are shown. FIG. 6 shows chapter E. The duplicate described in 6. A combined image is shown. G. Real image 8 to 12 show the prototype device and the device described in chapters A to D. The real image obtained by this is shown. Figure 8 shows nine images of a 1.2 cm slice of a female breast. Show the image. The acquired data is the same for all 9 images. The method is different for each image. Starting from the upper left corner and proceeding from left to right, The image is (1) the real component of the single-frequency image (Chapter D), and 2) the imaginary component of the single-frequency image. (Chapter D), 3) The size of the added five single-frequency images (Chapter E.1), 4) Real component of single frequency image corrected for phase shift (Chapter E.5), 5) Phase shift The imaginary component of the single-frequency image corrected for (Chapter E.5), 6) Phase shift The size of 5 single-frequency images, each of which has been corrected (Chapter E.5), 7) sound velocity images (Chapter E.7), 8) Attenuation image (Chapter E.7) and 9) Square of sound velocity image and attenuation image Is the square root of the sum of (Chapter E.7). FIG. 9 shows the prototype described in Chapters A to B. Obtained using a device of the present invention and reconstructed in the manner described for FIG. 9 shows nine images of a swine kidney that has undergone an excised excision. FIG. 10 was obtained with the prototype device described in Sections A and B with respect to FIG. Figure 9 shows 9 images of the breast of a given female. This woman is prone on the table Includes transducer assembly 80 face down and through an 8 inch hole I have her left breast in the water bath. These nine images are shown in the upper left corner of Figure 10. Beginning with, from the area of the breast 86 that approached the female chest wall in 1 cm steps By sequentially moving the transducer assembly 80 to the nipple of the breast I got it. This image is from Chapter E. As described in 5, It is the size of the sum of the five single-frequency images that have been corrected. FIG. 11 shows the fluid filling 7 shows a similar image of another woman's breast with a large cyst. FIG. 12 uses the prototype device described in Sections A-B and E. FIG. Figure 1 shows an image of a resected pig kidney reconstructed according to the method described in 1. . H. Guidance of biopsy needle The present invention is described as being inserted within a volume of human tissue, such as, for example, a female breast. It can be used for monitoring biopsy needles of mushrooms. Figure 15 shows the purpose 2 illustrates an example of the present invention for. Sound from transducer ring 91 to breast 90 The coupling of acoustic energy may be achieved with the use of a fluid-filled sac that conforms to this breast. breast Tomographic images of several slices of the Is made as in FIG. Some amount of breast to be biopsied is Is determined from the tomographic image. Computer analyzes this tomographic image Then, it is determined where the tip of the biopsy needle 93 should be placed. Computer Next, the robot guides the biopsy needle 93 to a predetermined location. Another set of tomography A true image is obtained with this biopsy needle in place to confirm the position of the tip of the biopsy needle be able to. I. Image of temperature distribution The present invention provides an apparatus and method for measuring temperature changes in medium 12. This This is due to the fact that changes in the temperature of tissue in the human body result in changes in the speed of sound of this tissue. Will be achieved. The speed of sound of the locally heated tissue of the human body is expressed as follows. be able to: c (r, θ) {heated} = c (r, θ) + ΔT (r, θ) [d / dTc (r, θ)] (26) Where ΔT (r, θ) is the temperature distribution resulting from local heating of the tissue, and c (r , Θ) is a sound velocity map of human tissue at ambient human temperature, and d / dT c (r, θ) is the differential change in the speed of sound with respect to temperature. For example, the human body at 37 ℃ In the tissue of the liver, c (r) θ) = 1596 m / sec, and d / dTc (r, θ ) = 0.96 m / (sec- ° C.). By laser or microwave heating ΔT = 5 ° C temperature change due to local heating of the liver is [c (r, θ)^-1] △ T ( r, θ)] [d / dTc (r, θ)] = 0.3% of change in sound velocity . As defined by the method in Chapters AF, the present invention locally adds a certain amount of tissue. Heat and then combine by forming the speed of sound of this tissue directly into the image. It can be used to generate images of sound velocity and temperature. Alternatively, Two images for local heating of a certain amount of tissue and for creating an image of the next temperature distribution. It is also possible to make sonic images of tissue before and after image subtraction or division. J. Other examples In this embodiment, a periodic time-varying signal is sequentially transmitted from each transducer into the medium. It involves the use of a periodic broadband acoustic holographic generation signal. This signal It has a center frequency of 1 MHz, a frequency bandwidth of 600 kHz, and Repeated every second. The Fourier transform of this signal is 687 kHz to 1.2 5 Of 10 discrete frequencies evenly spaced up to 62.5 kHz up to MHz Composed of combinations. The relative acoustic signal strength of this discrete frequency component is It is almost uniform over the wave number range. The relative phase of this discrete frequency component is periodic It is irregular to provide a nearly flat time response of the time varying signal. Tiger Approximately 270 ms, which is twice the acoustic travel time across the diameter of the transducer ring After this, the wideband signal reaches a steady state. After this time, each receiver has 1 Encounters a time varying signal that repeats every 6 microseconds. 4MHz data rate Data is acquired and stored from each receiver for 16 milliseconds at. This acquisition method Is repeated with each transducer acting as a sound transmitter. This time variation The Fourier transform of the receiver signal of the digitization is 62.5 kHz (1 / (16 milliseconds)). This data set is 650 kHz From 10 to 1.25 MHz with 10 discrete frequencies separated by 62.5 kHz Obtained by the acquisition method described in Chapters C and D, where separate data sets are acquired Comparable to the data. However, the total acquisition time was reduced to 3 seconds with the broadband acquisition method. Be done. Another embodiment of the present invention also includes a transducer array geometry. I also have. These other examples include, for example, abdomen, female breast, cranial cavity, Sounds to various parts of the human body, including the neck, arms, and thighs, or other inhuman subjects It would be suitable to facilitate the coupling of the acoustic waves. Images of the abdominal region of a human patient An embodiment designed to make is shown in FIG. Mammography examination The device is shown in FIG. In this example, 1024 transducers A ring of sa-80 is placed in an aquarium so that a complete scan of the female breast 86 is obtained. It is vertically movable within an oil tank 82 surrounding 84. These images are the figures It can be viewed separately, as shown in 10, or it can display a three-dimensional image of the breast. It can also be combined in the computer to show. Other embodiments include arms and legs. It has similar devices for making images of arteries and veins of the. Also, another embodiment is A ring consisting of an acoustic transducer that does not exist on the locus of a circle, an image forming pair A ring of transducers that do not completely surround the elephant's medium, partially on the medium A set of transducers of various lengths circumscribing the body and the image forming object Of transducers arranged in parallel rows on opposite sides of the medium have. In another embodiment, the medium shown in FIG. The use of a rubber fluid-filled bag to couple acoustic waves. Various numbers of tran Sujusers are available, but the number should be at least eight. , As mentioned above, the transducers may exceed half a wavelength of the transmitted acoustic wave. It is preferable that they are separated by no distance. For non-circular arrays, the algorithm obtained above The system should be recalculated to take into account the appropriate boundary conditions. Another embodiment is a radio wave, microwave, infrared light, visible light, or ultraviolet light image forming apparatus. Has an energy spectrum ranging from 1 MHz to x-ray energy including It relates to the application of the invention for probing a medium with electromagnetic waves. Tested this prototype at frequencies in the range 500kHz to 1.25MHz Good results, but these ranges are from 100kHz to 1.5MHz It seems that this technology can be extended. The preferred embodiment described above uses the same transducer for broadcast and reception. I used a separate means for broadcasting and receiving a ring on the broadcasting transducer. It is also possible to rotate separate means for broadcasting and receiving around the medium to simulate. It A similar configuration was used to rotate the receiver to mimic the ring of the receiving transducer. It could be arranged to roll. The reader should interpret the above embodiments of the present invention as examples and the scope of the present invention. Should be determined by the appended claims and their legal equivalents.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＪＰ (72)発明者パーマー，ダグラス，エー. アメリカ合衆国，カリフォルニア州 92107，サンディエゴ，ツリーエスタドライブ 1224 (72)発明者オットー，グレゴリーアメリカ合衆国，カリフォルニア州 92129，サンディエゴ，アズアガ＃イ ―202 9919 (72)発明者クラム，ロバート，エム. アメリカ合衆国，カリフォルニア州 92065，ロモーナ，ブラックキャニオン 2348─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, DE, DK, ES, FR, GB, GR, IE, IT, LU, M C, NL, PT, SE), JP (72) Inventor Palmer, Douglas, A. California, United States 92107, San Diego, Tree Esta Drive 1224 (72) Inventor Otto, Gregory California, United States 92129, San Diego, Azaga # Lee ―202 9919 (72) Inventor Crum, Robert, Em. California, United States 92065, Romana, Black Canyon 2348

Claims

[Claims] 1. Generate a tomographic image along an image slice over a medium that defines the average sound velocity. In the acoustic image forming apparatus for A) A number of acoustic transducers are arranged on a circle, this number N = 2πD / greater than λ (D is the diameter of the circle and λ = 0.3 mm), Each of the multiple transducers is within the range of 100 kHz to 1.5 MHz. When excited by a periodic signal, it sends an acoustic signal inside the medium and also Electronically to produce an electrical signal when excited by an acoustic signal transmitted through the body Combined, B) At least one discrete frequency in the frequency range 100 Hz to 1.5 MHz Electronic signal generating means for generating a periodic electronic signal by a number is provided. The signal is for a time interval of at least D / c, where c is the average speed of sound of the medium. Continuously, C) 100k of the plurality of acoustic transducers, one at a time, into the medium Acoustic energy into the medium at discrete frequencies within the frequency range of Hz to 1.5 MHz. Each of the plurality of acoustic transducers is provided with the periodic electric current for broadcasting a voice. First multiplex means for adding a child signal is provided, D) Multiple fronts excited by means of acoustic energy transmitted over the medium Transmitted by electric transducer signals generated by multiple transducers. Recording means for recording the information to be provided, E) The recording means records the information sent by the electronic transducer signal. A recording medium for connecting the plurality of transducers to the recording means for recording. Two multiplexing means are provided, F) Utilizing the information recorded by the recording means, along the slice of the image. A computer having an algorithm for calculating a tomographic image of the medium. An acoustic image forming apparatus comprising a data means. 2. The at least one identifiable discrete frequency is a plurality of identifiable discrete frequencies. The acoustic image forming apparatus according to claim 1, which is a number. 3. The transducers are evenly spaced on the circle. Image forming device. 4. The acoustic image forming apparatus according to claim 1, wherein the number is at least 256. 6. The sound recording means are each provided with a buffer for temporary storage of digital sound information. A plurality of analog-to-digital converters having a far memory unit are provided. 1. The acoustic image forming apparatus described in 1. 7. Each of the buffer memory units has a storage capacity of at least 1 million bytes. The acoustic image forming apparatus according to claim 6, which has a quantity. 8. In the tomographic image generation method of the slice passing through the medium that defines the average sound velocity, A) Positioning a number of acoustic transducers on a circle (this number is N = 2πD / Λ (D is the diameter of the circle, and λ = 0.3 mm), and Each of the plurality of transducers in the medium produces an acoustic signal when excited by an electrical signal. It broadcasts inside the body and produces an electrical signal when excited by an acoustic signal from the medium. Have the ability to twist), B) at least one for each of the plurality of multiple transducers, one at a time For transmitting an acoustic signal containing two discrete frequencies into the medium. An electronic signal that defines one discrete frequency, one for each of the plurality of transducers, one at a time. The acoustic signal (each of the acoustic signals is at least D / c, where c is in the medium). (Equal to the average sound velocity of) the signal being broadcast into the medium for a time period of To reach an equilibrium state within the other medium on the other transducer on the circle. To generate an electrical transducer signal that carries information about the acoustic properties of Exciting the other transducer, C) by the electrical transducer signals from the multiple transducers Record the information carried, D) computing the tomographic image of the image slice of the medium A medium for defining average sound velocity, characterized by using the recorded information as Tomographic image generation method of slice passing through. 9. The at least one identifiable discrete frequency is a plurality of identifiable discrete frequencies. 9. A tomographic image of a slice passing through a medium that defines the average sound velocity according to claim 8. Generation method. 10. Another scan generating a plurality of the tomographic images of the image slices of the medium. A tomographic image of a slice through a medium defining an average sound velocity according to claim 7 having a step. True image generation method. 11. Another scan generating a plurality of the tomographic images of the image slices of the medium. The image slices are parallel to each other and along the medium, etc. A slice cut through a medium defining an average sound velocity according to claim 7, which is closely spaced. Layer photo image generation method. 12. Another scan generating a plurality of the tomographic images of the image slices of the medium. The image slices are parallel to each other and along the medium, etc. 8. The average sound according to claim 7, wherein the image slices are closely spaced and the image slices overlap each other. A method of generating a tomographic image of a slice passing through a medium that defines the velocity. 13. Another step for forming a three-dimensional image from the tomographic image of the image slice. 13. A tomographic image of a slice passing through a medium defining the average sound velocity according to claim 12, True image generation method. 14. The medium comprises human tissue, and the method comprises living tissue within the tissue. 9. Average tone according to claim 8, comprising the following further steps for monitoring the placement of the test needle. A method of generating a tomographic image of a slice through a medium that defines velocity: A) Compute a sufficient number of tomographic images of the medium to identify the location of biological tissue Then B) Insert a biopsy needle at the biopsy location, D) At least one tomographic image of the medium with the biopsy needle at the biopsy location. Calculate the true image, E) confirming that the biopsy needle is at the biopsy location, and F) Remove the biopsy sample with the biopsy needle. 15. Claiming the following other steps for measuring the temperature distribution of the medium. Item 8. A method of generating a tomographic image of a slice passing through a medium that defines the average sound velocity according to Item 8: A) locally heating at least a portion of the image slice of the medium; B) calculating a second tomographic image of the image slice of the medium, and C) The second tomographic image to generate a final image representing the heating effect of the medium Subtract the first said tomographic image from the image. 16. 9. The method according to claim 8, further comprising the following step of measuring the temperature distribution of the medium. A method of generating a tomographic image of a slice that passes through a medium that defines the average sound velocity A) locally heating at least a portion of the image slice of the medium; B) calculating a second tomographic image of the image slice of the medium, and C) A first said tomographic image to generate a final image representing the heating effect of said medium The image is divided by the second tomographic image. 17． 9. The average sound according to claim 8, wherein the medium has at least a part of the human body. A method of generating a tomographic image of a slice through a medium that defines velocity. 18. 9. A medium defining an average sound velocity according to claim 8 wherein said medium comprises a human breast. A method of generating a tomographic image of a passing slice. 19. The medium for defining average sound velocity according to claim 8, wherein the medium has a human abdomen. A method of generating a tomographic image of a passing slice. 20. In an acoustic imaging device for providing an image of at least part of a medium , A) From at least 7 broadcast locations on a circle that at least partially surrounds the medium. Acoustic broadcasting means for broadcasting acoustic signals into the medium from one location at a time (previously The audible means is at least one discrete frequency, said sound traversing said medium. Continuous for a time equal to at least the travel time of the echo signal), B) at a plurality of detection locations on the circle that at least partially surround the medium, Acoustic signal detecting means for detecting the acoustic signal broadcast by the broadcasting means, C) relates to the phase and amplitude of the acoustic signal broadcast from the at least seven locations. And a set of data representing the phase and amplitude of the acoustic signals received at the multiple locations. A pair of audio signals broadcast to provide for each of the plurality of locations. Data collecting and comparing means for comparing the received signals, and D) At least a portion of at least a portion of the medium utilizing the phase and amplitude data It has a calculation means for mathematically constructing one image, which calculation means 1) In the set of data that defines the azimuth data set in the azimuth mode space, Phase and amplitude data is converted (the set of data is the broadcast means and the It represents the azimuth mode at the location of the detection means. ), 2) Transducer ann to generate azimuth data set independent of antenna Varying the orientation data set to take into account the tenor pattern, and 3) Calculated at multiple locations in the medium into a set of orientation data independent of the antenna. The weighted weighting function and the orientation to generate a composite image of the medium. Add over modes, and 4) a step of separating the composite image of the medium to produce the image of the medium. An imaging device that is programmed to achieve a top-up. 21. The computing means comprises a plurality of discrete frequencies to form a plurality of single frequency complex images. Proceed to achieve other steps that sequentially accomplish steps A through D in frequency 21. The acoustic image forming apparatus according to claim 20, wherein the acoustic image forming apparatus is in a gram. 22. The calculation means is configured to generate a plurality of complex images to be combined. Programmed to achieve the other steps of adding a single frequency complex image 22. The acoustic image forming apparatus according to claim 21. 23. The calculation means is configured to generate the combined images by using the plurality of single images. Program to achieve the other step of adding the amplitudes of the frequency complex image. 22. The acoustic image forming apparatus according to claim 21, wherein 24. The calculation means are programmed to achieve the following other steps: An acoustic image forming system according to claim 21, wherein: A) A set of times representing a synthetic acoustic pulse that is sequentially focused at the multiple locations in the medium. Utilizing the plurality of single frequency complex images to construct inter-data, and B) Compute an image of the medium using the set of time data. 25. From the broadcast location to the multiple locations within the medium, the computing means The arrival time data of the synthesized acoustic pulse to the detection location. Is programmed to utilize the set of time data to determine The acoustic image forming system according to claim 24, wherein the arrival time data forms an arrival time image. Stem. 26. The computer means is adapted to generate a sound velocity image of the arrival time image. 26. Programmed to accomplish another step of separating functions. The acoustic imaging system described. 27. The function is the diameter of the circle divided by the arrival time image. 26. The acoustic image forming apparatus according to 26. 28. From the broadcast location to the multiple locations within the medium, the computing means Of the synthesized acoustic pulse further up to the detection location around the medium. Use said set of time data to determine maximum pulse power data Is programmed and the maximum pulse power data is the peak pulse power image 25. The acoustic imaging system of claim 24, which forms an image. 29. The calculating means calculates the maximum pulse power image to generate an attenuation image. 29. A sound according to claim 28, which is programmed to accomplish another step of the function. Hibiki image forming system. 30. The function is the power image of the maximum pulse divided by the diameter of the circle. The acoustic image forming apparatus according to claim 29, which is logarithmic. 31. The calculation means are programmed to achieve the following other steps: An acoustic image forming system according to claim 21, wherein: A) A set of times representing a synthetic acoustic pulse that is sequentially focused at the multiple locations in the medium. Utilizing the previous multiple single-frequency complex images to construct inter-data, B) From the azimuth mode that is numerically close to the azimuth mode data set, A refinement from the set of time data is done by adding the contributions to the generated acoustic pulse. Calculate a set of time data produced, and C) Calculate an image using the generated set of time data. 32. From the broadcast location to the multiple locations within the medium, the computing means And further refined arrival data of the synthesized acoustic pulse to the detection location. A program that utilizes the refined set of time data to determine the data. And the refined arrival time data forms a refined arrival time image. The acoustic image forming system according to claim 31, wherein the acoustic image forming system comprises: 33. The calculating means is adapted to generate the refined sound velocity image. Programmed to achieve another step of separating the function of the arrival time image 33. An acoustic imaging system according to claim 32. 34. The function is the diameter of the circle divided by the refined arrival time image The acoustic image forming apparatus according to claim 33. 35. From the broadcast location to the multiple locations within the medium, the computing means And further refinement of the synthesized acoustic pulse up to the detection location. Programmed to utilize the set of time data to determine the word data. The purified maximum pulse power data is the purified peak pulse power. The acoustic image forming system according to claim 31, which forms an image. 36. The computing means is configured to generate the refined attenuation image to produce a refined attenuation image. Programmed to achieve another step of separating the function of the power image 36. The acoustic image forming apparatus according to claim 35. 37. The function is the purified maximum pulse power image divided by the diameter of the circle. 37. The acoustic image forming apparatus according to claim 36, which is a logarithm. 38. The calculation means is A) Each single-frequency composite to generate a plurality of composite single-frequency complex images. Combining raw images, B) to generate a single frequency complex image resulting in a composite of multiple phase shift corrections Multiplying each said composite single frequency complex image by the exponential function of the arrival time image, C) A combination of the plurality of phase shift corrections to generate a composite complex image for phase shift correction. Add the combined single-frequency complex images, and D) Phase-shift-corrected complex complex image to generate a phase-shift-corrected complex image 26. The sound of claim 25 programmed to accomplish the step of separating Hibiki image forming system. 39. The calculation means is configured to correct the phase shift in order to generate a phase shift corrected image. Programmed to achieve another step of calculating the complex image size of 39. The acoustic image forming apparatus according to claim 38. 40. The calculation means are programmed to achieve the following other steps: An acoustic image forming system according to claim 32: A) Each single-frequency composite to generate a plurality of composite single-frequency complex images. Combining raw images, B) To generate a composite single frequency complex image of multiple refined phase shift corrections. Multiply each said composite single frequency complex image by the exponential function of said refined arrival time image Then C) Generate the plurality of phases to generate a refined phase-shift corrected composite image. Phase-corrected composite single-frequency complex images are added together, and D) Said refined phase shifter for producing a refined phase-shift corrected complex image The corrected complex image is separated. 41. The calculating means is configured to generate the refined phase-shift corrected image. We will accomplish another step of calculating the magnitude of the phase-shift-corrected complex image produced. The acoustic image forming apparatus according to claim 40, which is programmed as follows. 42. The calculation means are programmed to achieve the following other steps: An acoustic imaging system according to claim 38: A) The arrival time image and the composite position to produce a composite composite image. Add the logarithmic function of the phase-correction complex image, B) Separating the composited composite image to produce a composite image. 43. The calculation means are programmed to achieve the following other steps: An acoustic image forming system according to claim 40: A) with the refined arrival time image to produce a refined composite composite image Adding the purified composite phase shift correction complex image logarithmic function, B) separating the refined composite composite image to produce a refined composite image To do. 44. The at least discrete frequency is a plurality of discrete frequencies. Acoustic imaging device. 45. The computing means includes a plurality of identifications to form a plurality of single frequency complex images. Programmed to achieve steps 1 to 4 for possible discrete frequencies 46. The calculation means is configured to generate a plurality of complex images to be combined. Programmed to achieve the other steps of adding a single frequency complex image The acoustic image forming apparatus according to claim 45. 47. The calculation means is configured to generate the combined images by using the plurality of single images. Program to achieve the other step of adding the amplitudes of the frequency complex image. 46. The acoustic image forming apparatus according to claim 45, wherein 48. The computing means is a contract programmed to accomplish other steps. The acoustic image forming apparatus according to claim 45: A) A set of times representing a synthetic acoustic pulse that is sequentially focused at the multiple locations in the medium. Utilizing the plurality of single frequency complex images to construct inter-data, and B) Calculate an image using the set of time data. 49. From the broadcast location to the multiple locations within the medium, the computing means The arrival time data of the synthesized acoustic pulse to the detection location. Is programmed to utilize the set of time data to determine 49. The acoustic image forming system according to claim 48, wherein the arrival time data forms an arrival time image. Stem. 50. The computer means is adapted to generate a sound velocity image of the arrival time image. 50. Programmed to accomplish another step of separating functions. The acoustic imaging system described. 51. The function is the diameter of the circle divided by the arrival time image. 50. The acoustic image forming apparatus according to item 50. 52. From the broadcast location to the multiple locations within the medium, the computing means Of the synthesized acoustic pulse further up to the detection location around the medium. Use said set of time data to determine maximum pulse power data Is programmed and the maximum pulse power data is the peak pulse power image 49. The acoustic imaging system of claim 48, which forms an image. 53. The calculating means calculates the maximum pulse power image to generate an attenuation image. 53. The sound of claim 52 programmed to accomplish another step of the function. Hibiki image forming system. 54. The function is the power image of the maximum pulse divided by the diameter of the circle. The acoustic image forming apparatus according to claim 53, which is logarithmic. 55. The calculation means are programmed to achieve the following other steps: An acoustic image forming system according to claim 45: A) A set of times representing a synthetic acoustic pulse that is sequentially focused at the multiple locations in the medium. Utilizing the previous multiple single-frequency complex images to construct inter-data, B) From the azimuth mode that is numerically close to the azimuth mode data set, A refinement from the set of time data is done by adding the contributions to the generated acoustic pulse. Calculate a set of time data produced, and C) Calculate an image using the generated set of time data. 56. From the broadcast location to the multiple locations within the medium, the computing means And further refined arrival data of the synthesized acoustic pulse to the detection location. A program that utilizes the refined set of time data to determine the data. And the refined arrival time data forms a refined arrival time image. 56. The acoustic image forming system according to claim 55. 57. The calculating means is adapted to generate the refined sound velocity image. Programmed to achieve another step of separating the function of the arrival time image 57. The acoustic imaging system of claim 56. 58. The function is the diameter of the circle divided by the refined arrival time image The acoustic image forming apparatus according to claim 57. 59. From the broadcast location to the multiple locations within the medium, the computing means And further refinement of the synthesized acoustic pulse up to the detection location. Programmed to utilize the set of time data to determine the word data. The purified maximum pulse power data is the purified peak pulse power. The acoustic image forming system according to claim 55, which forms an image. 60. The computing means is configured to generate the refined attenuation image to produce a refined attenuation image. Programmed to achieve another step of separating the function of the power image The acoustic image forming apparatus according to claim 59. 61. The function is a pair of the maximum pulse power images divided by the diameter of the circle. The acoustic image forming apparatus according to claim 60, which is a number. 62. The calculation means are programmed to achieve the following other steps: An acoustic imaging system according to claim 55: A) Each single-frequency composite to generate a plurality of composite single-frequency complex images. Combining raw images, B) to generate a single frequency complex image resulting in a composite of multiple phase shift corrections Multiplying each said composite single frequency complex image by the exponential function of the arrival time image, C) A combination of the plurality of phase shift corrections to generate a composite complex image for phase shift correction. Add the combined single-frequency complex images, and D) Phase-shift-corrected complex complex image to generate a phase-shift-corrected complex image To separate. 63. The calculation means is configured to correct the phase shift in order to generate a phase shift corrected image. Programmed to achieve another step of calculating the complex image size of The acoustic image forming apparatus according to claim 62. 64. The calculation means are programmed to achieve the following other steps: 64. An acoustic imaging system according to claim 63: A) Each single-frequency composite to generate a plurality of composite single-frequency complex images. Combining raw images, B) To generate a composite single frequency complex image of multiple refined phase shift corrections. Multiply each said composite single frequency complex image by the exponential function of said refined arrival time image Then C) Generate the plurality of phases to generate a refined phase-shift corrected composite image. Phase-corrected composite single-frequency complex images are added together, and D) Said refined phase shifter for producing a refined phase-shift corrected complex image The corrected complex image is separated. 65. The calculating means is configured to generate the refined phase-shift corrected image. We will accomplish another step of calculating the magnitude of the phase-shift-corrected complex image produced. 63. An acoustic image forming apparatus according to claim 62, which is programmed as follows. 66. 63. The acoustic imaging system of claim 62, wherein the computing means is: A) The arrival time image and the composite position to produce a composite composite image. Add the logarithmic function of the phase-correction complex image, B) Separating the composited composite image to produce a composite image. 67. The calculation means are programmed to achieve the following other steps: An acoustic imaging system according to claim 64: A) with the refined arrival time image to produce a refined composite composite image Adding the purified composite phase shift correction complex image logarithmic function, B) separating the refined composite composite image to produce a refined composite image To do.