JPS58157455A - 周波数可変超音波結像装置 - Google Patents
周波数可変超音波結像装置Info
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- JPS58157455A JPS58157455A JP57214091A JP21409182A JPS58157455A JP S58157455 A JPS58157455 A JP S58157455A JP 57214091 A JP57214091 A JP 57214091A JP 21409182 A JP21409182 A JP 21409182A JP S58157455 A JPS58157455 A JP S58157455A
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- frequency
- imaging device
- ultrasonic imaging
- array
- signal
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- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
- G10K11/18—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound
- G10K11/26—Sound-focusing or directing, e.g. scanning
- G10K11/34—Sound-focusing or directing, e.g. scanning using electrical steering of transducer arrays, e.g. beam steering
- G10K11/341—Circuits therefor
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
- G01S15/89—Sonar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
- G01S15/8906—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques
- G01S15/895—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques characterised by the transmitted frequency spectrum
- G01S15/8954—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques characterised by the transmitted frequency spectrum using a broad-band spectrum
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
- G01S7/52017—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00 particularly adapted to short-range imaging
- G01S7/52046—Techniques for image enhancement involving transmitter or receiver
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
置に関する。本発明は特にこのような結像装置に用いら
れる超音波トランスノユーサの動作の改善されたモード
に関する。
れる超音波トランスノユーサの動作の改善されたモード
に関する。
固体状物体の解析のために超音波を用いることは現在で
は周知のそして比較的開発の進められた技術である。こ
のような装置では、超音波トランスジューサ（変換器）
素子のプレイを用いて超音波を物体中に伝達しそしてこ
の超音波の反射を用いて物体内部の形状や関連する特性
が決定される。
は周知のそして比較的開発の進められた技術である。こ
のような装置では、超音波トランスジューサ（変換器）
素子のプレイを用いて超音波を物体中に伝達しそしてこ
の超音波の反射を用いて物体内部の形状や関連する特性
が決定される。
このような超音波結像装置は非一侵人的な診断器具とし
て特に医療用途において有用なことが判明している。こ
のような医療用面における従来技術はたとえばハブリス
（ Ｈａｖｌｉｃｅ ）およびテンツア（ Ｔａｅｎｚ
ｅｒ ）によって「医療用超音波結像」Ｉ ＦＥＦｊ−
ゾロシーテインダス第６７巻第≠号（／９７９年ヶ月）
、乙２０〜乙≠／頁に記載されている。
て特に医療用途において有用なことが判明している。こ
のような医療用面における従来技術はたとえばハブリス
（ Ｈａｖｌｉｃｅ ）およびテンツア（ Ｔａｅｎｚ
ｅｒ ）によって「医療用超音波結像」Ｉ ＦＥＦｊ−
ゾロシーテインダス第６７巻第≠号（／９７９年ヶ月）
、乙２０〜乙≠／頁に記載されている。
このハブリスおよびテンツアの論文中に指摘されている
ように、現在利用可能な電子走査式の医療用超音波結像
装置には直線ステップ形アレイおよび（直線）フェーズ
ド形アレイの二つの主な型式がある。直線ステツノ形の
アレイ装置ではアレイ中の各超音波トランスソユーサ素
子群がこの群の素ｒ・の直前に固定されたビーム方向を
有する。
ように、現在利用可能な電子走査式の医療用超音波結像
装置には直線ステップ形アレイおよび（直線）フェーズ
ド形アレイの二つの主な型式がある。直線ステツノ形の
アレイ装置ではアレイ中の各超音波トランスソユーサ素
子群がこの群の素ｒ・の直前に固定されたビーム方向を
有する。
トシ，／スノーーサ素子の連続した群が動作されて長Ｊ
Ｊ形の視野を形成する。（直線）フェーズド形の７レイ
では、アレイ中の全ての超音波トランスジューザ素子が
同時に動作されるが、この場合には異な一ノだ長さの遅
延ラインを用いて超音波をセクタの走査に向わせかつ時
としては超音波をセクタの田野の特定の深さに集束させ
る。
Ｊ形の視野を形成する。（直線）フェーズド形の７レイ
では、アレイ中の全ての超音波トランスジューザ素子が
同時に動作されるが、この場合には異な一ノだ長さの遅
延ラインを用いて超音波をセクタの走査に向わせかつ時
としては超音波をセクタの田野の特定の深さに集束させ
る。
さらに、このような超音波結像装置の技術において６．
Ｌ％たとえばトーツス（ Ｔｈｏｍａａ ）の米国特許
第’ｌ／ｇ０７？０号およびチ４ ？ ７ （ Ｔｉｅ
ｍａｎｎ ）の米国特許第≠／１０７９／号において示
されているように、画像分解能を高めるために一定の動
作周波ｄ トで焦点距離の増大にともなって開口部の大
きさを増大させることが知られている。しかし、このよ
うな超音波結像装置においては、血管造影法のような侵
入的な診断方法を非一侵人的な超跨波結像法によってよ
り完全におきかえられるようにそして超音波技術からよ
り多くの診断情報が得られるようにさらに画［３解能を
向上させる必要がある。
Ｌ％たとえばトーツス（ Ｔｈｏｍａａ ）の米国特許
第’ｌ／ｇ０７？０号およびチ４ ？ ７ （ Ｔｉｅ
ｍａｎｎ ）の米国特許第≠／１０７９／号において示
されているように、画像分解能を高めるために一定の動
作周波ｄ トで焦点距離の増大にともなって開口部の大
きさを増大させることが知られている。しかし、このよ
うな超音波結像装置においては、血管造影法のような侵
入的な診断方法を非一侵人的な超跨波結像法によってよ
り完全におきかえられるようにそして超音波技術からよ
り多くの診断情報が得られるようにさらに画［３解能を
向上させる必要がある。
信号が組織中に深く透過するにつれて高い周波数の超音
波信号の減衰がより大きく生じることがよく知られてい
る。これによって周波数が平均的な透過周波数から下方
に実質的にシフトされしたがって画質が低下する。
波信号の減衰がより大きく生じることがよく知られてい
る。これによって周波数が平均的な透過周波数から下方
に実質的にシフトされしたがって画質が低下する。
焦点距離の増大による分解能の劣化を減少させるために
従来技術の装置について用いられている一つの方法は、
電気的な高域通過フィルタを用いて解析される物体の内
部からの信号エコーから極端に低い周波数の情報を除去
し、感知される信号の中心周波数を送信もしくは設計周
波数の方向に増大させることである。しかしほとんどの
信号エネルギは低い周波数の側にありしたがって高域通
過フィルタによって実質的な信号が著しく減少されるの
で、この解決は画像の深いところでは充分ではない。こ
の結果信号−雑音比が著しく劣化する。
従来技術の装置について用いられている一つの方法は、
電気的な高域通過フィルタを用いて解析される物体の内
部からの信号エコーから極端に低い周波数の情報を除去
し、感知される信号の中心周波数を送信もしくは設計周
波数の方向に増大させることである。しかしほとんどの
信号エネルギは低い周波数の側にありしたがって高域通
過フィルタによって実質的な信号が著しく減少されるの
で、この解決は画像の深いところでは充分ではない。こ
の結果信号−雑音比が著しく劣化する。
したがって、本発明の目的は装置によって感知さ柱だ超
音波信号の解析される物体による減衰にもとづいて生じ
る低い周波数について装置の動作・Ｐラメータを変化さ
せるようになされた超音波結像装置を提供することにあ
る。
音波信号の解析される物体による減衰にもとづいて生じ
る低い周波数について装置の動作・Ｐラメータを変化さ
せるようになされた超音波結像装置を提供することにあ
る。
本発明の別の目的は発信および受信開口部の形成に用い
る多数のトランスノユーサ素子の数を感知される超音波
信号の中心周波数にしたがって変化さぼるようになされ
た超音波結像装置を提供することにある。
る多数のトランスノユーサ素子の数を感知される超音波
信号の中心周波数にしたがって変化さぼるようになされ
た超音波結像装置を提供することにある。
前記およびこれらに関連する目的は以下に開示する新規
な超音波結像装置を用いることによって達成される。本
発明による装置は第一の所定の中心周波数の超音波信号
を物体中に送信しこの物体から反射される送信信号を用
いて物体を検査するだめのトランスノユーサ素子のアレ
イを有している。この物体の内部で超音波信号は物体内
の所定の深さにおける境界面または不連続部による反射
後に装置６によって感知される際に物体による減衰の結
果として第一の中心周波数よシも低い第二の中心周波数
に低下される。物体中の夫々の深さからのエコーについ
ては異なった第二の中心周波数が存在する。超音波信号
を送信および／または受信するだめのアレイの中の多数
のトランスノー−サをこの第二の中心周波数にもとづい
て選択するだめの手段が接続されている。超音波信号を
送信および／または受信するだめのこのようなトランス
ジューサの数は第二の中心周波数の減少にともなって減
少されるが、これはこのようにして選択されるトランス
ゾューサの数は固定された第一の所定の中心周波数で送
信する装置が装置から被解析物体に対して深く集束され
るほど増大することを意味する。装置によって感知され
る超音波信号の第二の中心周波数にもとづいて選択され
るこのようなトランスゾューサの数は従来技術において
集束深度のみによって選択されるトランスゾューサの数
とは異なったものになる。この第二の中心周波数それ自
体を装置によって感知して送信用のトランスジューサの
数を選択するか、または集束深度の関数としての仮想さ
れた第二の中心周波数を用いて送信用トランスジー−サ
の数を選択することができる。受信用のトランスゾュー
サの数も同様にして選択される。本発明の好ましい具体
例に４．・いては、送信および受信用の双方のトランス
ジューサの数はこのようにして選択されるが夫々によっ
て得られる数が同一であることは必要ではない。使用さ
れる最終的な中心周波数は周波数に依存する組織の減衰
度および送信および受信回路でとられる′電気的なフィ
ルタの双方によって定まることに注意すべきである。
な超音波結像装置を用いることによって達成される。本
発明による装置は第一の所定の中心周波数の超音波信号
を物体中に送信しこの物体から反射される送信信号を用
いて物体を検査するだめのトランスノユーサ素子のアレ
イを有している。この物体の内部で超音波信号は物体内
の所定の深さにおける境界面または不連続部による反射
後に装置６によって感知される際に物体による減衰の結
果として第一の中心周波数よシも低い第二の中心周波数
に低下される。物体中の夫々の深さからのエコーについ
ては異なった第二の中心周波数が存在する。超音波信号
を送信および／または受信するだめのアレイの中の多数
のトランスノー−サをこの第二の中心周波数にもとづい
て選択するだめの手段が接続されている。超音波信号を
送信および／または受信するだめのこのようなトランス
ジューサの数は第二の中心周波数の減少にともなって減
少されるが、これはこのようにして選択されるトランス
ゾューサの数は固定された第一の所定の中心周波数で送
信する装置が装置から被解析物体に対して深く集束され
るほど増大することを意味する。装置によって感知され
る超音波信号の第二の中心周波数にもとづいて選択され
るこのようなトランスゾューサの数は従来技術において
集束深度のみによって選択されるトランスゾューサの数
とは異なったものになる。この第二の中心周波数それ自
体を装置によって感知して送信用のトランスジューサの
数を選択するか、または集束深度の関数としての仮想さ
れた第二の中心周波数を用いて送信用トランスジー−サ
の数を選択することができる。受信用のトランスゾュー
サの数も同様にして選択される。本発明の好ましい具体
例に４．・いては、送信および受信用の双方のトランス
ジューサの数はこのようにして選択されるが夫々によっ
て得られる数が同一であることは必要ではない。使用さ
れる最終的な中心周波数は周波数に依存する組織の減衰
度および送信および受信回路でとられる′電気的なフィ
ルタの双方によって定まることに注意すべきである。
本発明の前記およびこれらに関連する目的、利点および
特色の達成は、以下図面についてなされる本発明のさら
に詳細な説明を参照することによって当業者にはより明
らかになろう。
特色の達成は、以下図面についてなされる本発明のさら
に詳細な説明を参照することによって当業者にはより明
らかになろう。
図面、特に第１図について説明すると、本発明に用いら
れる直線ステップ形のアレイ１０が示されている。アレ
イ１０は人体の一部／２の画像を形成するように配置さ
れている。各部分を夫々カッコ／乙、／ｇおよび２０で
示したアレイ１０のトフノスノユーサ素子／ｌｌの連続
した群は図示のようにアレイ１０の左から右の方へ作動
およびステップされてアレイ１０の長方形の視野／３を
形成するので前記部分／、２の形状は長方形である。
れる直線ステップ形のアレイ１０が示されている。アレ
イ１０は人体の一部／２の画像を形成するように配置さ
れている。各部分を夫々カッコ／乙、／ｇおよび２０で
示したアレイ１０のトフノスノユーサ素子／ｌｌの連続
した群は図示のようにアレイ１０の左から右の方へ作動
およびステップされてアレイ１０の長方形の視野／３を
形成するので前記部分／、２の形状は長方形である。
第１図に示すトランスノユーサ素子／グの各群／乙、７
ｇおよび２０は夫々３つのトランスノユーサ素子／≠を
含むものとして示されている。以下さらに詳述するよう
に、各群／乙、７ｇおよび２０の素子の数は検査される
人体による減衰のためにトランズノユーサ素子／ｌで感
知される際の超音波信号の中心周波数に応じて変えられ
る。全ての場合において、感知される超音波の中心周波
数は減衰のために素子／≠によって送信された際の超音
波信号の周波数よりも低くなる。感知される超音波信号
の中心周波数と送信される超音波信号の中心周波数との
差はこれらの信号が反射されるまでに人体／２中に透過
する深さによって変わる。このように、送信される超音
波信号が人体７．２中に深く集束されるにつれて感知さ
れる超音波信号の中心周波数に著しい減少が生じる。
ｇおよび２０は夫々３つのトランスノユーサ素子／≠を
含むものとして示されている。以下さらに詳述するよう
に、各群／乙、７ｇおよび２０の素子の数は検査される
人体による減衰のためにトランズノユーサ素子／ｌで感
知される際の超音波信号の中心周波数に応じて変えられ
る。全ての場合において、感知される超音波の中心周波
数は減衰のために素子／≠によって送信された際の超音
波信号の周波数よりも低くなる。感知される超音波信号
の中心周波数と送信される超音波信号の中心周波数との
差はこれらの信号が反射されるまでに人体／２中に透過
する深さによって変わる。このように、送信される超音
波信号が人体７．２中に深く集束されるにつれて感知さ
れる超音波信号の中心周波数に著しい減少が生じる。
第２図はトランスジューサのアレイ１０によって得られ
る典型的な送信および受信超音波スペクトル、２／およ
び２３を理想化して示す図である。
る典型的な送信および受信超音波スペクトル、２／およ
び２３を理想化して示す図である。
高い周波数ではそれに応じて大きな送信スペクトル−２
７（人体／２の０αの位置）の減衰が生じるので、その
中心周波数ｆｃ１は人体／２の内部４１ｃｍの深さから
反射されるス被りトル、２３の中心周波数Ｊｃ２よりは
高い。
７（人体／２の０αの位置）の減衰が生じるので、その
中心周波数ｆｃ１は人体／２の内部４１ｃｍの深さから
反射されるス被りトル、２３の中心周波数Ｊｃ２よりは
高い。
本発明をより完全に理解するために有用な減衰の性質を
定義する関係式が存在する。第１図中のトランスジユー
サ／ｌＩ−はトランスジューサに対して反射された後に
受信される際にここで簡略化のためＷウス周波数応答を
有するものと仮定する超音波１５シを発生し、かかる応
答は次式で示される：Ｖ（１） −Ａ。−α（Ｊ’−ｆ
ｏ）２・・・・・・式（Ａ 式中： Ａ 一定数 Ｖω−ラウントートリップ電圧応答 ｆ、−受信信号の中心周波数 ａ ＝ｉｎ’ｌ／（Δｆ）２ ΔＪ−−３ｄＢ全帯域幅 式Ｖ）中では組織中の減衰は考慮されていない。
定義する関係式が存在する。第１図中のトランスジユー
サ／ｌＩ−はトランスジューサに対して反射された後に
受信される際にここで簡略化のためＷウス周波数応答を
有するものと仮定する超音波１５シを発生し、かかる応
答は次式で示される：Ｖ（１） −Ａ。−α（Ｊ’−ｆ
ｏ）２・・・・・・式（Ａ 式中： Ａ 一定数 Ｖω−ラウントートリップ電圧応答 ｆ、−受信信号の中心周波数 ａ ＝ｉｎ’ｌ／（Δｆ）２ ΔＪ−−３ｄＢ全帯域幅 式Ｖ）中では組織中の減衰は考慮されていない。
式Ｖ）はΔ／／１０に等しい部分帯域幅／３によって次
式のように表わされる： 人体組織／２中の透過によって生じる信号の減衰は周波
数に比例する損失項によって次のように表わすことがで
きる。
式のように表わされる： 人体組織／２中の透過によって生じる信号の減衰は周波
数に比例する損失項によって次のように表わすことがで
きる。
損失（ｄＢ） −に−ｆ （ＭＨｚ ） ・２・深さく
（７））但し、Ｋは典型的な軟組織中では０．ｌｒ ａ
ＢΔ−４ｌｚから／、２６ＢΔ−ｄｚの範囲で変化する
。
（７））但し、Ｋは典型的な軟組織中では０．ｌｒ ａ
ＢΔ−４ｌｚから／、２６ＢΔ−ｄｚの範囲で変化する
。
この振幅損失は次式によって指数形で表わすことができ
る。
る。
Ａ（７−、、） −３−ｏ、２３ＸＫ（ｄＢ／２ｙ＋）
／ＭＨｚ）Ｘｆ（ＭＨｚ）Ｘ深さ備・・・・・・式（，
３） 本発明の一つの利点は送信もしくは受信される信号につ
いて電気的なフィルタを必要としないことである。この
ようなフィルタを行なわないものとすれば、式ｑ）およ
び（，３）を組合せて周波数および組織内部への深さの
関数としてのラウンド・トリツノＩ＋ｊ’−ｊをｆ（４
ることかできる。各集束深度における感知さ７［／こ中
心周波数を求めるためには得られた関係式を、／ことえ
ば次のように微分せねばならない。
／ＭＨｚ）Ｘｆ（ＭＨｚ）Ｘ深さ備・・・・・・式（，
３） 本発明の一つの利点は送信もしくは受信される信号につ
いて電気的なフィルタを必要としないことである。この
ようなフィルタを行なわないものとすれば、式ｑ）およ
び（，３）を組合せて周波数および組織内部への深さの
関数としてのラウンド・トリツノＩ＋ｊ’−ｊをｆ（４
ることかできる。各集束深度における感知さ７［／こ中
心周波数を求めるためには得られた関係式を、／ことえ
ば次のように微分せねばならない。
ｊ’ｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ＝ ｆ ｏ−０，０，
！ｉ＞３ＸＫ（ｄ Ｂ、４４Ｈｚ ）〈右さくｚ）ＸＢ
２×ｆ ｏ”・・・・・式（ロ） が傅ら７する。、弐例）中、ｆｃｅｎｔｅｒは０よシ小
さくなることはない。
！ｉ＞３ＸＫ（ｄ Ｂ、４４Ｈｚ ）〈右さくｚ）ＸＢ
２×ｆ ｏ”・・・・・式（ロ） が傅ら７する。、弐例）中、ｆｃｅｎｔｅｒは０よシ小
さくなることはない。
第３図は第７図の直線ステアゾ形のアレイを動作さする
ための電子装置のブロック図の一具体例を／ｒ′シ、こ
こでは解析される人体またはその他の物体の一部／２（
第１図示）による反射後に装置によって感知される際の
送信超音波信号の中心周波数の減少に基いて各群／乙、
／どおよび２θ中の素Ｆ−／ｌ／−の数が増加される。
ための電子装置のブロック図の一具体例を／ｒ′シ、こ
こでは解析される人体またはその他の物体の一部／２（
第１図示）による反射後に装置によって感知される際の
送信超音波信号の中心周波数の減少に基いて各群／乙、
／どおよび２θ中の素Ｆ−／ｌ／−の数が増加される。
アレイ１０の各素子／４’は素子／４１を送信または受
信のいずれのモードで動作させるかを制御するためにケ
ーブル、２グのラインによって送／受信スイッチー２乙
の中の一つのものに接続されている。この送／受信スイ
、チはケーブル３０によって交点スイッチマトリクス、
ｌ！、！ｉ’に接続されており、このケーブル３０中の
ラインの数もアレイ１０中の素子／≠の数（ＮＸ）に等
しい。交点スイッチマトリクス２ｇはケーブル３≠によ
ってノリアンプ０３２に接続されている。３ノで示す受
信用ノリアンプの数（Ｎｒ）はアレイ１０の群／ｌ、、
７１．２０中に含まれている素子／ｌの最大数に対応し
ている。この素子数Ｎ、は装置によって受信される際の
解析される物体中の減衰によって生じる超音波信号の中
心周波数の低下と共に増加するので、Ｎｒは装置を使用
する際に見込まれる最大の信号減衰度によって決定され
る。ノリアンプ３２はケーブル３乙によって遅延ライン
３ｊに接続されている。ケーブル３ｚ中のこのラインの
数および３ｊで示される遅延ラインの数もまたＮｒに等
しい。遅延ライン３ｊは通常のデジタル遅延ラインとし
て構成してもよい。
信のいずれのモードで動作させるかを制御するためにケ
ーブル、２グのラインによって送／受信スイッチー２乙
の中の一つのものに接続されている。この送／受信スイ
、チはケーブル３０によって交点スイッチマトリクス、
ｌ！、！ｉ’に接続されており、このケーブル３０中の
ラインの数もアレイ１０中の素子／≠の数（ＮＸ）に等
しい。交点スイッチマトリクス２ｇはケーブル３≠によ
ってノリアンプ０３２に接続されている。３ノで示す受
信用ノリアンプの数（Ｎｒ）はアレイ１０の群／ｌ、、
７１．２０中に含まれている素子／ｌの最大数に対応し
ている。この素子数Ｎ、は装置によって受信される際の
解析される物体中の減衰によって生じる超音波信号の中
心周波数の低下と共に増加するので、Ｎｒは装置を使用
する際に見込まれる最大の信号減衰度によって決定され
る。ノリアンプ３２はケーブル３乙によって遅延ライン
３ｊに接続されている。ケーブル３ｚ中のこのラインの
数および３ｊで示される遅延ラインの数もまたＮｒに等
しい。遅延ライン３ｊは通常のデジタル遅延ラインとし
て構成してもよい。
遅延ライン３ｊはケーブル弘０によって加算回路３ｇに
接続されており、このケーブルもＮｒ個のライ／をよん
でいる。加算回路３ｇはライン１ｌｌｌによっ゛Ｃ信弓
処理回路’１２に接続されている。信号処理回路’１２
はさらにラインＩ１ｇによって走査コンバータ回路≠乙
に接続されている。走査コンバータ回路≠乙はラインｊ
２によってディスプレイｊＯに接続されている。ディス
プレイタＯは一般的ニはビデオモニタである。
接続されており、このケーブルもＮｒ個のライ／をよん
でいる。加算回路３ｇはライン１ｌｌｌによっ゛Ｃ信弓
処理回路’１２に接続されている。信号処理回路’１２
はさらにラインＩ１ｇによって走査コンバータ回路≠乙
に接続されている。走査コンバータ回路≠乙はラインｊ
２によってディスプレイｊＯに接続されている。ディス
プレイタＯは一般的ニはビデオモニタである。
送信器乙０がケーブル乙≠によって交点スイッチマトリ
クス乙ノに接続されている。乙Ｏで示される送信器の数
（Ｎｔ）は解析される物体への信号の送イ、に用いられ
るアレイ１０の群／乙、／トおよび、２０に含まれる素
子／≠の数によって決定されβ４この個数Ｎｔは信号の
減衰に基いてＮｒ （１合と同様にして増加されるが、
ＮｔおよびＮｒは互いに同一の数でもよくまたは異なっ
た数でもよい。交点スイッチマトリクス乙）は送信器乙
０によって発生された信号を送信するための素子／≠を
選択するＱつに用いられる。この交点スイッチマトリク
ス乙ノはアレイ１０の素子／≠の個数（ＮＸ）と同一の
数のラインを有するケーブルｚｚによって送／受信スイ
ッチ２乙に接続されている。この装置中の幾つかの機・
能ブロックの動作を制御するために、中央制御器７０が
制御ライン７２，７１１．７乙。
クス乙ノに接続されている。乙Ｏで示される送信器の数
（Ｎｔ）は解析される物体への信号の送イ、に用いられ
るアレイ１０の群／乙、／トおよび、２０に含まれる素
子／≠の数によって決定されβ４この個数Ｎｔは信号の
減衰に基いてＮｒ （１合と同様にして増加されるが、
ＮｔおよびＮｒは互いに同一の数でもよくまたは異なっ
た数でもよい。交点スイッチマトリクス乙）は送信器乙
０によって発生された信号を送信するための素子／≠を
選択するＱつに用いられる。この交点スイッチマトリク
ス乙ノはアレイ１０の素子／≠の個数（ＮＸ）と同一の
数のラインを有するケーブルｚｚによって送／受信スイ
ッチ２乙に接続されている。この装置中の幾つかの機・
能ブロックの動作を制御するために、中央制御器７０が
制御ライン７２，７１１．７乙。
７ｇおよび♂０によって交点スイッチマトリクス２と、
遅延ライン３ｊ１走査コンバータ≠乙、送信器乙０およ
び交点スイッチマトリクス乙ノにそれぞれ接続されてい
る。この制御器７０は速度を考慮してハード結線形態と
して構成してもよくあるいはインテルど０乙乙あるいは
モトローラ乙ｇｏｏｏ形マイクロノロセッサのような市
販のマイクロプロセッサ集積回路によって構成してもよ
い。制御ライン７．２およびｇｏは交点スイッチマトリ
クス２ｇおよび乙２に対して素子選択命令を与える。信
号ライン７グおよび７ｇは装置中の超音波信号の集束を
与えるために遅延ライン３≠および送信器乙２に対して
遅延制御信号を与える。
遅延ライン３ｊ１走査コンバータ≠乙、送信器乙０およ
び交点スイッチマトリクス乙ノにそれぞれ接続されてい
る。この制御器７０は速度を考慮してハード結線形態と
して構成してもよくあるいはインテルど０乙乙あるいは
モトローラ乙ｇｏｏｏ形マイクロノロセッサのような市
販のマイクロプロセッサ集積回路によって構成してもよ
い。制御ライン７．２およびｇｏは交点スイッチマトリ
クス２ｇおよび乙２に対して素子選択命令を与える。信
号ライン７グおよび７ｇは装置中の超音波信号の集束を
与えるために遅延ライン３≠および送信器乙２に対して
遅延制御信号を与える。
制御ライン７乙は情報信号を表示信号に変換するだめの
適当な信号を供給する。
適当な信号を供給する。
第２図の装置は信号の減衰に基いてアレイ１０の群／乙
、／ｇおよび２θ中の送信用トランスツユ−サン４Ｉ−
の＋ＵａＮｔおよび受信用トランスノユーサ／ｌＩ−の
個数Ｎｒを選択する以外の点については通常の態様で動
作される。信号の減衰を実際に計測しこれに基いて個ｄ
ＮｊおよびＮｒを動的に制御してもよくあるいは装置中
で信号の仮想的な減衰を設Ｍｌ−Ｌ束束の深さに関連す
る仮想した減衰に基いて個数ＮｔおよびＮｒを変化させ
るようにしてもよい。
、／ｇおよび２θ中の送信用トランスツユ−サン４Ｉ−
の＋ＵａＮｔおよび受信用トランスノユーサ／ｌＩ−の
個数Ｎｒを選択する以外の点については通常の態様で動
作される。信号の減衰を実際に計測しこれに基いて個ｄ
ＮｊおよびＮｒを動的に制御してもよくあるいは装置中
で信号の仮想的な減衰を設Ｍｌ−Ｌ束束の深さに関連す
る仮想した減衰に基いて個数ＮｔおよびＮｒを変化させ
るようにしてもよい。
第≠図は本発明による別の超音波結像装置の幾分詳細な
プロ、り図である。アレイ／θ０は第１図および第２図
に示したのと同様にして互いに重なり合う群１０乙、７
０ｇおよび／１０として配置さ７１だトランスソユーサ
素子１０１１−を含んでいる。アレイ１００の各素子１
０Ｉｌ−はライン／／’Ｉ−／〜／／≠−Ｘによって送
／受信スイッチ／／乙−／〜／／乙−Ｘに接続されてい
る。各送／受信スイ、チ／／乙−７〜／／乙−Ｘはライ
ン／／ｇ−／〜／／ｇ−Ｘによって送信・母ルサ回路／
２０−／〜／２０−Ｘに接続されている。送／受信装置
／／乙−／〜／／乙−Ｘはまたライン７．２２−７〜／
、２．２−Ｘによってノリアン′ｆ７２≠−／〜／２’
ｌ、−Ｘに接続されている。これらプリアンプ／２≠−
／〜７．２≠−Ｘはさらにライン／２乙−／〜／２乙−
Ｘによってデジタル遅延ライン７２ｇ−／〜７２ｇ−Ｘ
に接続されている。デジタル遅延ライン／２ど−／〜／
２ｇ−Ｘはライン／３０−／〜／３０−Ｘによって加算
回路／３２に接続されている。加算回路／３２はライン
／３’ｌによって信号処理回路／３乙に接続されている
。信号処理回路／３乙はライン／３．！ｉ′によって走
査コンバータ回路／１ｌ−０に接続されており、この回
路はさらにライン／’ｌ−２によってビデオディスプレ
イ／４’≠に接続されている。
プロ、り図である。アレイ／θ０は第１図および第２図
に示したのと同様にして互いに重なり合う群１０乙、７
０ｇおよび／１０として配置さ７１だトランスソユーサ
素子１０１１−を含んでいる。アレイ１００の各素子１
０Ｉｌ−はライン／／’Ｉ−／〜／／≠−Ｘによって送
／受信スイッチ／／乙−／〜／／乙−Ｘに接続されてい
る。各送／受信スイ、チ／／乙−７〜／／乙−Ｘはライ
ン／／ｇ−／〜／／ｇ−Ｘによって送信・母ルサ回路／
２０−／〜／２０−Ｘに接続されている。送／受信装置
／／乙−／〜／／乙−Ｘはまたライン７．２２−７〜／
、２．２−Ｘによってノリアン′ｆ７２≠−／〜／２’
ｌ、−Ｘに接続されている。これらプリアンプ／２≠−
／〜７．２≠−Ｘはさらにライン／２乙−／〜／２乙−
Ｘによってデジタル遅延ライン７２ｇ−／〜７２ｇ−Ｘ
に接続されている。デジタル遅延ライン／２ど−／〜／
２ｇ−Ｘはライン／３０−／〜／３０−Ｘによって加算
回路／３２に接続されている。加算回路／３２はライン
／３’ｌによって信号処理回路／３乙に接続されている
。信号処理回路／３乙はライン／３．！ｉ′によって走
査コンバータ回路／１ｌ−０に接続されており、この回
路はさらにライン／’ｌ−２によってビデオディスプレ
イ／４’≠に接続されている。
中央制御器／ｊＯはライン／！；、２−７〜／ｊ２−Ｘ
によって各送信・ぐルサ回路／２０−７〜／２０−Ｘに
接続されている。中央制御器／ｊＯは制御ライン／ ｊ
Ｉ／Ｌ−／〜／ｊ≠−Ｘによって各ディジタル遅延ライ
ン７２ｇ−／〜／２ｇ−Ｘに接続されている。制御信号
ライン／！；２−７〜／ｊ、２−Ｘは送信・ぐルサ回路
７２ｇ−７〜／、２ｇ−Ｘに対して送信−遅延制御信号
を供給する。制御呻うイン／ｊグー／〜１５≠−Ｘは遅
延ライン／、２ｇ−／〜１−２ｓ’−ｘに対して受信−
遅延制御信号を送信する。中央制御器／夕０はまた制御
ライン／２乙によって走にコンバータ／ｌｌ−０に接続
されている。
によって各送信・ぐルサ回路／２０−７〜／２０−Ｘに
接続されている。中央制御器／ｊＯは制御ライン／ ｊ
Ｉ／Ｌ−／〜／ｊ≠−Ｘによって各ディジタル遅延ライ
ン７２ｇ−／〜／２ｇ−Ｘに接続されている。制御信号
ライン／！；２−７〜／ｊ、２−Ｘは送信・ぐルサ回路
７２ｇ−７〜／、２ｇ−Ｘに対して送信−遅延制御信号
を供給する。制御呻うイン／ｊグー／〜１５≠−Ｘは遅
延ライン／、２ｇ−／〜１−２ｓ’−ｘに対して受信−
遅延制御信号を送信する。中央制御器／夕０はまた制御
ライン／２乙によって走にコンバータ／ｌｌ−０に接続
されている。
このＩＩＪ１１１卸；俗／ 、ｔ Ｏがマイクロプロセ
ッサとして構成さＪ＋ている場合には、ここに記載する
制御機能を与えるための適当な制御プログラムが読取専
用メモＩＪ （ＲＯＭ ）中に設けられている。
ッサとして構成さＪ＋ている場合には、ここに記載する
制御機能を与えるための適当な制御プログラムが読取専
用メモＩＪ （ＲＯＭ ）中に設けられている。
第グ図に小す装置ｄは送信・ぐルサ回路／２０−／〜／
、、２０−Ｘ、プリアンプ７．２’１−−７〜／、２≠
−Ｘ釦・よひ遅延ライン／２ｇ−／〜／、２ｇ−Ｘが完
全に・ヒ行な形態で設けられている点で第３図の装置と
は異なっている。このような構成によって第≠図の装置
は本発明にしたがって、または前記のウィルソノ等の［
周波数制御ハイブリッド超音波結鐵−アレイ」に関連す
る発明にしだがって動作させることができる。本発明に
よれば、任意の時点において、幾つかのトランスジュー
サ１０１／ｌを送信器として動作させ、そして幾つかの
トランスジー−すを受信器として動作させ、各群１０乙
。
、、２０−Ｘ、プリアンプ７．２’１−−７〜／、２≠
−Ｘ釦・よひ遅延ライン／２ｇ−／〜／、２ｇ−Ｘが完
全に・ヒ行な形態で設けられている点で第３図の装置と
は異なっている。このような構成によって第≠図の装置
は本発明にしたがって、または前記のウィルソノ等の［
周波数制御ハイブリッド超音波結鐵−アレイ」に関連す
る発明にしだがって動作させることができる。本発明に
よれば、任意の時点において、幾つかのトランスジュー
サ１０１／ｌを送信器として動作させ、そして幾つかの
トランスジー−すを受信器として動作させ、各群１０乙
。
７０ｇおよび／１０中のトランスジューサ１０１７の数
を感知された信号の減衰に基いて選択することができる
。
を感知された信号の減衰に基いて選択することができる
。
第３図および第≠図に示す具体例はいずれも固定送信集
束、走査受信集束および動的集束によって、またはゾー
ン送−受信集束および複合動的集束によって動作させる
ことができる。
束、走査受信集束および動的集束によって、またはゾー
ン送−受信集束および複合動的集束によって動作させる
ことができる。
第３図および第グ図に示すような装置の動作において、
送信周波数を／ ＯＭＨｚであるとすれば、超音波信号
は既に述べた数学的な関係式に基いてほぼ下記表／に示
すようにして減衰する。
送信周波数を／ ＯＭＨｚであるとすれば、超音波信号
は既に述べた数学的な関係式に基いてほぼ下記表／に示
すようにして減衰する。
表 ／
組織中の減衰が／ 、 Ｏｄ Ｂ７４ｙ１■ｚであるグ
０チ帯域幅（良好な結像トランスゾューサの典型例）の
場合について考察する。この場合２ｃｖｒの深さでは７
．３ ＭＨｚの中心周波数についてそしてｌｌａｍの深
さでは≠、７ ＭＨｚの中心周波数についてアレイの性
能を最適化すべきである。
０チ帯域幅（良好な結像トランスゾューサの典型例）の
場合について考察する。この場合２ｃｖｒの深さでは７
．３ ＭＨｚの中心周波数についてそしてｌｌａｍの深
さでは≠、７ ＭＨｚの中心周波数についてアレイの性
能を最適化すべきである。
周波数が減少するにつれて、各素子のビーム幅ははｉｆ
／ＡＭ波数として増大し、そして効果的に用いること
のできる素子の数もまたほぼこの係数によって増大する
。ここで用いることのできた素子の数を上記の表２に示
す。
／ＡＭ波数として増大し、そして効果的に用いること
のできる素子の数もまたほぼこの係数によって増大する
。ここで用いることのできた素子の数を上記の表２に示
す。
表 ２
※素子の壇加は集束の深さに比例
完全な装置設計については、この種の解析は連続集束装
置については各深度でゾーン集束装置については各局部
ゾーンについて行なわれる。
置については各深度でゾーン集束装置については各局部
ゾーンについて行なわれる。
第５図は本発明の別の具体例の要部を示し、ここでは環
状アレイ、２００を用いてこの装置で検査される物体の
結像に用いられる超音波信号の送信および受信が行なわ
れる。環状アレイ２００はライン、２／’ｌ−７〜、２
／１ｌ−Ｘにそれぞれ接続された素子、２０２−７〜λ
０２−Ｘを含んでいる。機械的な走査機構、、ｚｏｔｙ
−が、２０乙で示すように環状アレイ２００に接続され
ており、これによってアレイ、２００を通常の態様で走
査して画像を形成する。環状アレイ２００を含めた装置
のその他の部分は第を図に示す通りである。
状アレイ、２００を用いてこの装置で検査される物体の
結像に用いられる超音波信号の送信および受信が行なわ
れる。環状アレイ２００はライン、２／’ｌ−７〜、２
／１ｌ−Ｘにそれぞれ接続された素子、２０２−７〜λ
０２−Ｘを含んでいる。機械的な走査機構、、ｚｏｔｙ
−が、２０乙で示すように環状アレイ２００に接続され
ており、これによってアレイ、２００を通常の態様で走
査して画像を形成する。環状アレイ２００を含めた装置
のその他の部分は第を図に示す通りである。
動作に際しては、検査される物体の画像の形成のために
用いられる超音波信号を送信および／または受信するだ
めに選択されるアレイ２００の素子２０２−／〜、２０
２−Ｘの数は、実際に測定されまたは装置設計に際して
仮想された送信超音波信号の物体内部における周波数減
衰にしたがって変化される。直線状アレイの場合には、
用いられる素子２０２−／〜２０２−Ｘの数は検査され
る物体内部での深度の増大にしたがって増加される。
用いられる超音波信号を送信および／または受信するだ
めに選択されるアレイ２００の素子２０２−／〜、２０
２−Ｘの数は、実際に測定されまたは装置設計に際して
仮想された送信超音波信号の物体内部における周波数減
衰にしたがって変化される。直線状アレイの場合には、
用いられる素子２０２−／〜２０２−Ｘの数は検査され
る物体内部での深度の増大にしたがって増加される。
以Ｆに列記するものは組織中での与えられた深度におけ
る超音波スペクトルの中心周波数を計算するためのノ０
ログラムであり、これは本発明によって送イｄ用および
／′または感知用トランスジー−サ素トの数を選択する
際に用いることができる。
る超音波スペクトルの中心周波数を計算するためのノ０
ログラムであり、これは本発明によって送イｄ用および
／′または感知用トランスジー−サ素トの数を選択する
際に用いることができる。
このｌロダラムはデジタル装置ＰＤＰ ／／／／ｌ１０
ミニコンビ、−夕で実行される。
ミニコンビ、−夕で実行される。
５ ！ ＰＥＡＫ
４ｏ？°″ＩＩ ： ？ＩＩ Ｉ＋
５０７“ｌＤ′“、 ”ＦＲ” 、 ”ＲＭＡＸ”１０
０ ＦＯＲ胛ＯＴＯ４５ＴＥＰ 、５１０３ＲＭ二〇 １０５ ＦＯＲＦＲ＝、２５ ＴＯ１５５ＴＥＰ 、２
５１１０ Ａ１＝、ｔＪ４９６−（ＦＲ−９，７５）−
（ＦＲ−９，７５）１２ＯＡ２＝、２３・Ａ−ＦＲ−Ｄ １３０ Ｒ＝ＥＸＰ（−ＡＩ−Ａ２） １４０ ＩＦ Ｒ＞ＲＭ ＴＨＥＮ ＲＭ＝Ｒ：ＦＭ
＝ＦＲ１５０ＮＥＸＴ ＦＲ １５５？ ”°１ １６０ ？ Ｄ−ＦＭ、ＲＭ １７０ ＮＥＸＴ Ｄ 以下に列記するものは組織中の種々の深さにおける超音
波スペクトルを計算およびプロ、卜するヒーーレット・
／り、カードＨＰ ｇ！ｉ型のディスク計算装置のだめ
のプログラムであり、そしてこれはさらに本発明により
送信用および／または受信用トランスジューサの数を選
択する際の助けとなる。
０ ＦＯＲ胛ＯＴＯ４５ＴＥＰ 、５１０３ＲＭ二〇 １０５ ＦＯＲＦＲ＝、２５ ＴＯ１５５ＴＥＰ 、２
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波スペクトルを計算およびプロ、卜するヒーーレット・
／り、カードＨＰ ｇ！ｉ型のディスク計算装置のだめ
のプログラムであり、そしてこれはさらに本発明により
送信用および／または受信用トランスジューサの数を選
択する際の助けとなる。
１００ ＧＯ８ＵＢ １０００ ！ ｌＮｌＴ１１０
ＧＯ８ＵＢ ２０００１ ＩＮＰＵＴ１２０ ＧＯ８Ｕ
Ｂ ４０００１ ＰＬＯＴ ５ＥＴ−ＵＰ１３０ ＧＯ
８ＵＢ ３０００１ ＣＡＬＣＵＬＡＴＥ＆ＰＬＯＴ１
４０ ＧＯ８ＵＢ ５０００１ Ｃ０ＰＹ１６０ ＧＯ
ＴＯ１１０ １０００！ ｌＮｌＴ １０１０ ＦＯ”１０１ Ｐ１’ｉＨｚ ＸＤＵＣＥＲ
ＣＥＮＴＥＲＦＲＥＱ１０２０ Ｆ１＝０１ ＭＩＮ
ＦＲＥＱ１０３０ Ｆ２＝１５ ＋ ［ＦＲＥＱ１０４
０ Ｆ３＝、２５ ！ΔＦ １０５０ Ｂ１＝４０１％ＢＡＮＤＷＩＤＴＨ１０６０
Ｂ＝８１＊、０１１ ＦＲＡＣＢＡＮＩ双ＩＤＴＨ１０
９０Ｚ２＝１１ △Ｚ ＦＯＲＰＬＯＴＴＩＮＧ１９９
９ ＲＥＴＵＲＮ ２０００１ ＩＮＰＵＴ ２０２０ ＤＩＳＰ ”Ｂ＝” ；Ｂｌ；１１％ＢＡＮ
ＤＷＩＤＴＨ”２０５０ ＤＩＳＰ Ｉ）ｆｓ
Ｐ２０６０ ＤＩＳＰ ”ＴＹＰＥ、ＶＡＬＵＥ”；＠
ＩＮＰＵＴ Ｔ＄、Ｖ２Ｏ７０ＩＦ Ｔ＄二”Ｆ”
ＴＨＥＮ ＦＯ＝Ｖ２１００ ＩＦ Ｔｌ＝”Ｚ″’
ＴＨＥＮ Ｚ１＝Ｖ２１１０ ＩＦ Ｔ＄＝”０”
ＴＨＥＮ ＲＥＴＵＲＮ２１２０ ＧＯＴＯ２０
０５ ２９９９ＲＥＴＵＲＮ ３０００ ！ ＣＡＬＣＵＬＡＴＥ３００５ Ｆ
ＯＲＺ＝ＯＴＯＺＩ ５ＴＥＰ Ｚ２３００７
ＰＥＮＵＰ ３００８ Ｑ＝、０ ３０１０ ＦＯＲＦ＝ＦＩ Ｔｏ Ｆ２ ５ＴＥ
Ｐ Ｆ３３０２０ Ａ＝−に＊Ｆ＊２＊Ｚ ｈｏ３ｏ Ｔ＝−１２＊（（Ｆ−ｐＯ）／（Ｂ＊ＦＯ）
）△２３０４０ Ｌ＝Ａ＋Ｔ ３０５０ ＩＦ Ｌ＞ＹＩ ＴＨＥＮ ＰＬＯＴ Ｆ
、Ｌ＠Ｑ＝１３０５５ １ＦしぎＩ ＡＮＤ Ｑ）ＯＴ
ＨＥＮ ＬＡＢＥＬＶＡＩ４ （Ｚ ） ｏ ＰＥＮＩ
ＪＰ ＠ Ｑ＝２３０６０ ＮＥＸＴ Ｆ ３０６５ ＩＦ Ｑ≠２ ＴＨＥＮ ＩＭＯＶＥ
、２５．０＠ ＬＡＢＥＬＶＡＬ＄（Ｚ） ３０７ＯＰＥＮＵＰ ３０８０ ＮｇＸＴ Ｚ ３９９９ ＲＥＴＵＲＮ ４０００ ！ ＰＬＯＴ ５ＥＴ−ＵＰ４０１０
ＣＬＥＡＲ ４０２０ＧＯＬＥＡＲ ４０，１０Ｙ１＝−８０１ＹＭＩＮ ４０５０ Ｙ２−＝０ ！ ＹＭＡＸ４０６０５
ＣＡＬＥ Ｆｌ（、Ｆ２＋１．Ｙｌ（０，Ｙ２＋１０４
０７０ ＸＡＸＩＳ Ｙｌ、１．Ｆｌ、Ｆ２４０８０
ＸＡＸＩＳ Ｙ２．Ｌ、ＦＩ、Ｆ２４０８５ ＸＡ
ＸＩＳ −４０，１，Ｆｌ、Ｆ２４０９０ ＹＡＸ
ＩＳ Ｆｌ、１０．Ｙｌ、Ｙ２４１００ ＹＡＸＩＳ
Ｆ２．１０．Ｙｌ、Ｙ２４１１０ ＹＡＸＩＳ
５，１０．Ｙｌ、Ｙ２４１１５ ＹＡＸＩＳ １
０，１０．Ｙｌ、Ｙ２４１２０ ＦＯＲＦ＝ＦＩ
Ｔｏ Ｆ２ ５ＴＥＰ ５４１３０ ＭＯＶＥ 、
９５＊Ｆ、Ｙｌ−１０＠ ＬＡＢＥＬ ＶＡＩ４（Ｆ）
４１４０ ＮＥＸＴ Ｆ ４９９０ ＰＥＮＬＴＰ ４９９９ ＲＥＴＵＲＮ ５０００ ！ Ｃ０ＰＹ ５０２０ ＰＲＩＮＴ ”ＢＡＮＤＷＩＤＴｔ（＝ｌｌ
；Ｂｌ；”釘１５０５０ ＰＲＩＮＴ＠ ＰＲＩＮＴ ＲＩＮＴ ５９９９ ＲＥＴＵＲＮ 本発明の前記の目的を達成する超音波結像装置が提案さ
れたことが当業者には明らかであろう。
ＧＯ８ＵＢ ２０００１ ＩＮＰＵＴ１２０ ＧＯ８Ｕ
Ｂ ４０００１ ＰＬＯＴ ５ＥＴ−ＵＰ１３０ ＧＯ
８ＵＢ ３０００１ ＣＡＬＣＵＬＡＴＥ＆ＰＬＯＴ１
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ＣＥＮＴＥＲＦＲＥＱ１０２０ Ｆ１＝０１ ＭＩＮ
ＦＲＥＱ１０３０ Ｆ２＝１５ ＋ ［ＦＲＥＱ１０４
０ Ｆ３＝、２５ ！ΔＦ １０５０ Ｂ１＝４０１％ＢＡＮＤＷＩＤＴＨ１０６０
Ｂ＝８１＊、０１１ ＦＲＡＣＢＡＮＩ双ＩＤＴＨ１０
９０Ｚ２＝１１ △Ｚ ＦＯＲＰＬＯＴＴＩＮＧ１９９
９ ＲＥＴＵＲＮ ２０００１ ＩＮＰＵＴ ２０２０ ＤＩＳＰ ”Ｂ＝” ；Ｂｌ；１１％ＢＡＮ
ＤＷＩＤＴＨ”２０５０ ＤＩＳＰ Ｉ）ｆｓ
Ｐ２０６０ ＤＩＳＰ ”ＴＹＰＥ、ＶＡＬＵＥ”；＠
ＩＮＰＵＴ Ｔ＄、Ｖ２Ｏ７０ＩＦ Ｔ＄二”Ｆ”
ＴＨＥＮ ＦＯ＝Ｖ２１００ ＩＦ Ｔｌ＝”Ｚ″’
ＴＨＥＮ Ｚ１＝Ｖ２１１０ ＩＦ Ｔ＄＝”０”
ＴＨＥＮ ＲＥＴＵＲＮ２１２０ ＧＯＴＯ２０
０５ ２９９９ＲＥＴＵＲＮ ３０００ ！ ＣＡＬＣＵＬＡＴＥ３００５ Ｆ
ＯＲＺ＝ＯＴＯＺＩ ５ＴＥＰ Ｚ２３００７
ＰＥＮＵＰ ３００８ Ｑ＝、０ ３０１０ ＦＯＲＦ＝ＦＩ Ｔｏ Ｆ２ ５ＴＥ
Ｐ Ｆ３３０２０ Ａ＝−に＊Ｆ＊２＊Ｚ ｈｏ３ｏ Ｔ＝−１２＊（（Ｆ−ｐＯ）／（Ｂ＊ＦＯ）
）△２３０４０ Ｌ＝Ａ＋Ｔ ３０５０ ＩＦ Ｌ＞ＹＩ ＴＨＥＮ ＰＬＯＴ Ｆ
、Ｌ＠Ｑ＝１３０５５ １ＦしぎＩ ＡＮＤ Ｑ）ＯＴ
ＨＥＮ ＬＡＢＥＬＶＡＩ４ （Ｚ ） ｏ ＰＥＮＩ
ＪＰ ＠ Ｑ＝２３０６０ ＮＥＸＴ Ｆ ３０６５ ＩＦ Ｑ≠２ ＴＨＥＮ ＩＭＯＶＥ
、２５．０＠ ＬＡＢＥＬＶＡＬ＄（Ｚ） ３０７ＯＰＥＮＵＰ ３０８０ ＮｇＸＴ Ｚ ３９９９ ＲＥＴＵＲＮ ４０００ ！ ＰＬＯＴ ５ＥＴ−ＵＰ４０１０
ＣＬＥＡＲ ４０２０ＧＯＬＥＡＲ ４０，１０Ｙ１＝−８０１ＹＭＩＮ ４０５０ Ｙ２−＝０ ！ ＹＭＡＸ４０６０５
ＣＡＬＥ Ｆｌ（、Ｆ２＋１．Ｙｌ（０，Ｙ２＋１０４
０７０ ＸＡＸＩＳ Ｙｌ、１．Ｆｌ、Ｆ２４０８０
ＸＡＸＩＳ Ｙ２．Ｌ、ＦＩ、Ｆ２４０８５ ＸＡ
ＸＩＳ −４０，１，Ｆｌ、Ｆ２４０９０ ＹＡＸ
ＩＳ Ｆｌ、１０．Ｙｌ、Ｙ２４１００ ＹＡＸＩＳ
Ｆ２．１０．Ｙｌ、Ｙ２４１１０ ＹＡＸＩＳ
５，１０．Ｙｌ、Ｙ２４１１５ ＹＡＸＩＳ １
０，１０．Ｙｌ、Ｙ２４１２０ ＦＯＲＦ＝ＦＩ
Ｔｏ Ｆ２ ５ＴＥＰ ５４１３０ ＭＯＶＥ 、
９５＊Ｆ、Ｙｌ−１０＠ ＬＡＢＥＬ ＶＡＩ４（Ｆ）
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；Ｂｌ；”釘１５０５０ ＰＲＩＮＴ＠ ＰＲＩＮＴ ＲＩＮＴ ５９９９ ＲＥＴＵＲＮ 本発明の前記の目的を達成する超音波結像装置が提案さ
れたことが当業者には明らかであろう。
第３図および第≠図のステップ形アレイの具体例に関し
ては、信号減衰による中心周波数の減少に基いて孔の大
きさを増大させることにより改善されだ画り′象分解能
が得られる。このような装置についてのアレイの設計に
関する従来技術の方法では孔を形成する素子の数は単に
集束の深さに比例して増大されている。そして中心周波
数が深さとは無関係Ａものとされているために分解能は
それぞれの（朶さでは一定に保持されるものとされてい
る。
ては、信号減衰による中心周波数の減少に基いて孔の大
きさを増大させることにより改善されだ画り′象分解能
が得られる。このような装置についてのアレイの設計に
関する従来技術の方法では孔を形成する素子の数は単に
集束の深さに比例して増大されている。そして中心周波
数が深さとは無関係Ａものとされているために分解能は
それぞれの（朶さでは一定に保持されるものとされてい
る。
しかし、実際にはこの中心周波数は画像中で減少される
ので、従来装置では画像分解能が深いところの画像にお
いては実際に劣化されている。
ので、従来装置では画像分解能が深いところの画像にお
いては実際に劣化されている。
これに×・１して各群に用いられる段進されるトランス
ノ＝−サ素子の数を信号の劣化に反比例して請訓させる
ことによって孔を拡大することにより深い集束視野にお
いても高度の画像分解能を保持することが可能になる。
ノ＝−サ素子の数を信号の劣化に反比例して請訓させる
ことによって孔を拡大することにより深い集束視野にお
いても高度の画像分解能を保持することが可能になる。
信号のフィルタは必要ではなく信号−雑音比は劣化しな
い。同一の原理が、たとえば腹部の走査のだめの３．５
ＭＩ（Ｚの送信周波数に設計されたような低い周波数の
直線状アレイにもあてはまる。またこの原理は信号の減
衰による中心周波数の減少に基いて選択されたよシ大き
な環状トランスノー−サ素子の群を深い位置の画像につ
いて用いることによる環状アレイ設計にも適用される。
い。同一の原理が、たとえば腹部の走査のだめの３．５
ＭＩ（Ｚの送信周波数に設計されたような低い周波数の
直線状アレイにもあてはまる。またこの原理は信号の減
衰による中心周波数の減少に基いて選択されたよシ大き
な環状トランスノー−サ素子の群を深い位置の画像につ
いて用いることによる環状アレイ設計にも適用される。
また当業者には前記のように図示しかつ説明した本発明
の種々の変形および詳細が可能であることが明らかであ
ろう。このような変形もまた本発明の要旨ならびに特許
請求の範囲中に含まれるものである。
の種々の変形および詳細が可能であることが明らかであ
ろう。このような変形もまた本発明の要旨ならびに特許
請求の範囲中に含まれるものである。
第１図は本発明において用いられる従来技術の直線ステ
ップ形アレイの側面図、第２図は本発明の理解のだめに
有用な周波数スペクトル図、第３図は第１図示のアレイ
を含む結像装置のプロ、り図、第≠図は本発明の別の具
体例のブロック図であり、第５図は本発明のさらに別の
具体例のブロック図である。 １０・・・アレイ、／２・・・物体（人体）、／ＩＩ−
・・・トランスノユーサ素子、２／ 、２３・・・周波
数スペクトル、ノ乙・・・送／受信スイッチ、２ｇ、ｚ
ノ・・・交点スイッチマトリクス、３２・・・プリアン
プ、３ｊ・・・遅延ライン、３ｇ・・・加算回路、ｔ１
ｔ２・・・信号処理回路、≠乙・・・走査コンバータ回
路、ｊＯ・・・ディスノ°レイ、乙０・・・送信器、７
０・・・中央制御器。 代理人の氏名 川原１）−穂
ップ形アレイの側面図、第２図は本発明の理解のだめに
有用な周波数スペクトル図、第３図は第１図示のアレイ
を含む結像装置のプロ、り図、第≠図は本発明の別の具
体例のブロック図であり、第５図は本発明のさらに別の
具体例のブロック図である。 １０・・・アレイ、／２・・・物体（人体）、／ＩＩ−
・・・トランスノユーサ素子、２／ 、２３・・・周波
数スペクトル、ノ乙・・・送／受信スイッチ、２ｇ、ｚ
ノ・・・交点スイッチマトリクス、３２・・・プリアン
プ、３ｊ・・・遅延ライン、３ｇ・・・加算回路、ｔ１
ｔ２・・・信号処理回路、≠乙・・・走査コンバータ回
路、ｊＯ・・・ディスノ°レイ、乙０・・・送信器、７
０・・・中央制御器。 代理人の氏名 川原１）−穂
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）検査される物体の内部に対して第一の所定の中心
周波数を有する超音波信号を送信するだめのトランスジ
ューサ素子のアレイを有し、この検査は前記物体の内部
から構成される装置によって感知される送信信号を用い
て行なわれ、前記装置によって感知される反射された信
号は前記物体による信号の減衰の結果として前記第一の
中心周波数よりも低い第二の中心周波数を有し、そして
超音波信号を送信するための前記アレイ中の多数のトラ
ンスジューサを前記第二の中心周波数にもとづいて選択
するように接続された装置を有することを特徴とする超
音波結像装置。 （２）前記トランスジューサ素子アレイが直線ステップ
形のアレイからなることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の超音波結像装置。 （３） 前記トランスジューサ素子が環状アレイから
なることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の超１
波結像装置。 （４） ＋ｉｉＪｍ己）ランスノユーサ素子が物体内部
から反射される送信信号をも受信するようになされてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の超盲・
波結像装置。 （５）反射される信号を感知するだめの前記トランスジ
ューサ素子プレイ中の多数のトランスジユーサを前記第
二の中心周波数にもとづいて選択するように接続された
装置をさらに有することを特徴とする特許請求の範囲第
≠項記載の超音波結像装置４″。 （６） 前記第二の中心周波数を決定するための装置
をさらに含み、この周波数決定装置が前記送信用のトラ
ンスジューサを選択する装置および前記受信用のトラン
スジューサを選択する装置に接続さねてこれらを制御す
るようになされていることを特徴とする特許請求の範囲
第５項記載の超音波結像装置◇ （７） ＋］ｉＪ ｒｙｅ第二の中心周波数を決定す
るための装置をさらに含み、この周波数決定装置が前記
送信用のトランスジューサを選択する装置に接続されて
これを制御するようになされていることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の超音波結像装置。 （８） 前記第二の周波数が検査される物体の内部の
深さにもとづいて計算されることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の超音波結像装置。 （９）偵査される物体の内部に対して第一の所定の中心
周波数を有する超音波信号を送信するだめのトランスジ
ューサ素子のアレイを有し、この検査は前記物体の内部
から反射されかつ前記トランスノユーサ素子のアレイに
よって感知される送信信号を用いて行なわれ、前記反射
された信号は前記物体による信号の減衰の結果として前
記第一の中心周波数よりも低い第二の中心周波数を有し
、そして超音波信号を感知するための前記トランスノユ
ーサ素子のアレイ中の多数のトランスジューサを前記第
二の中心周波数にもとづいて選択するように接続された
装置を有することを特徴とする前記超音波結像装置。 （１（１前記第二の中心周波数を決定するだめの装置を
さらに富みこの周波数決定装置が前記受信用のトランス
ゾューサを選択する装置に接続されてこれを品ｌｊ御す
るようになされていることを特徴とする特許ｉＪ求の範
囲第り項記載の超音波結像装置。 （１υ ＡｆＪ記第二の中心周波数が解析される物体内
部の深さにもとづいて計算されることを特徴とする唱、
ｆｔ請求の範囲第７項記載の超音波結像装置。 ａ４ｖ食される物体の内部に対して第一の所定の周波数
ス被りトルを有する超音波信号を送信するだめのトラン
スノユーサ素子のアレイを有し、この険査は前記物体の
内部から構成される装置によって感知される送信信号を
用いて行なわれ、前記装置によって感知される反射され
た信号は前記物体による信号の減衰の結果として前記第
一〇周波数スーｇクトルとは異なった第二の周波数ス波
りトルを有し、そして前記第二の超音波信号を送１ｄす
るために前記アレイ中の多数のトランスジューサを周波
数スペクトルにもとづいて選択するように接続された装
置を有することを特徴とする超音波結像装置。 ０３前記トランスノユーサ素子プレイが直線ステップ形
のアレイからなることを特徴とする特許請求の範囲第７
２項記載の超音波結像装置。 ０４ 反射された信号を感知するだめの前記トランスジ
ューサ素子アレイ中の多数のトランスジューサを前記第
二の周波数ス（クトルにもとづいて選択するように接続
された装置をさらに有することを特徴とする特許請求の
範囲第１３項記載の超音波結像装置。 （ｌ→ 第二の周波数スペクトルの少なくとも一つの・
ぐラメータを決定するための装置をさらに有し、このス
ペクトル決定装置が前記送信用のトランスジューサを選
択する装置および前記受信用トランスジューサを選択す
る装置に接続されてこれらを制御するようになされてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第７４を項記載の超
音波結像装置。 ｕｌ 前記第二の周波数スペクトルの少なくとも一つ
のパラメータを決定するだめの装置をさらに含み、この
スペクトル決定装置が前記送信用トランスノユーサ選択
装置に接続されてこれを制御するようになされているこ
とを特徴とする特許請求の範１ｊｆｌ第７３項記載の超
音波結像装置。 （１７） 前記第二の中上・周波数の少なくとも１つ
の・にラメータが検査される物体内部の深さ゛にもとづ
いて呂１算されるようになされていることを特徴とする
請求 置。 超音波結像装置。 ０）反射された信号を感知するだめの前記トランスノー
−サ素子アレイ中の多数のトランスゾューサを前記第二
の周波数スペクトルにもとづいて選択するように接続さ
れた装置をさらに有することを特徴とする特許請求の範
囲第７ｇ項記載の超ざ゜波結像装置。 一 第二の周波数スペクトルの少なくともーっの・やラ
メータを決定するだめの装置をさらに有し、このスにク
トル決定装置が前記送信用のトランスソユーサを選択す
る装置および前記受信用トランスジー−サを選択する装
置に接続されてこれらを制御するようになされているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１５；′項記載の超音
波結像装置。 Ｑυ 前記第二の周波数スＲクトルの少なくとも一つの
パラメータを決定するだめの装置をさらに含み、このス
ペクトル決定装置が前記送信用トランスゾューサを選択
する装置に接続されてこれを制御するようになされてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第１ｇ項記載の超音
波結像装置。 （イ） 前記第二の中心周波数の少なくとも一つのパラ
メータが検査される物体内部の深さにもとづいて計算さ
れるようになされていることを特徴とする特許請求の範
囲第１ｇ項記載の超音波結像装置。 （ハ）検査される物体の内部に対して第一の所定の周波
数スペクトルを有する超音波信号を送信するためのトラ
ンスジューサ素子のアレイを有し、この検査は前記物体
の内部から反射されかつ前記トランスジューサ素子のア
レイによって感知される送信信号を用いて行なわれ、前
記反射される信））が前記物体による信号の減衰の結果
として前記第一・の周波数ス波りトルとは異なった第二
の周波数スぐクトルを有し、そして反射された信号を感
知するだめの前記アレイ中の多数のトランスジューサを
前記第二の周波数スペクトルにもとづいて選択するよう
に接続された装置を有することを特許とする前記超音波
結像装置。 ｅ１４ 前記第二の周波数スペクトルの少なくとも一
つの・Ｑラメータを決定するだめの装置をさらに有し、
このスペクトル決定装置が前記受信用のトラノスノ、−
サを選択する装置に接続されてこれを制御するようにな
されていることを特徴とする時的１ｊ＾求の範囲第２３
項記載の超音波結像装置。 （ハ） 前記第二の中心周波数の少なくとも一つのパラ
メータが検査される物体内部の深さにもとづいて計算さ
れることを特徴とする特許請求の範囲第２３項記載の超
音波結像装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US356498 | 1982-03-09 | ||
| US06/356,498 US4442713A (en) | 1982-03-09 | 1982-03-09 | Frequency varied ultrasonic imaging array |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58157455A true JPS58157455A (ja) | 1983-09-19 |
Family
ID=23401691
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57214091A Pending JPS58157455A (ja) | 1982-03-09 | 1982-12-08 | 周波数可変超音波結像装置 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4442713A (ja) |
| JP (1) | JPS58157455A (ja) |
| CA (1) | CA1189946A (ja) |
| DE (1) | DE3234916A1 (ja) |
| FR (1) | FR2523326A1 (ja) |
| GB (1) | GB2117905B (ja) |
| IT (1) | IT1170317B (ja) |
| NL (1) | NL8204334A (ja) |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS599555A (ja) * | 1982-07-08 | 1984-01-18 | Toshiba Corp | 超音波探傷装置 |
| US4534221A (en) * | 1982-09-27 | 1985-08-13 | Technicare Corporation | Ultrasonic diagnostic imaging systems for varying depths of field |
| DE3315259A1 (de) * | 1983-04-27 | 1984-10-31 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Ultraschallkamera |
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| DE3481087D1 (de) * | 1984-01-30 | 1990-02-22 | Kontron Instr Holding | Sender-empfaenger-vorrichtung fuer ein ultraschall-bildgeraet. |
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| FR2623292B1 (fr) * | 1987-11-13 | 1990-03-02 | Thomson Csf | Procede de localisation par ecoute audiophonique, notamment pour sonar |
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| US7713210B2 (en) | 2004-11-23 | 2010-05-11 | St. Jude Medical, Atrial Fibrillation Division, Inc. | Method and apparatus for localizing an ultrasound catheter |
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- 1982-09-03 CA CA000410801A patent/CA1189946A/en not_active Expired
- 1982-09-21 DE DE19823234916 patent/DE3234916A1/de not_active Withdrawn
- 1982-10-28 FR FR8218077A patent/FR2523326A1/fr active Pending
- 1982-11-09 NL NL8204334A patent/NL8204334A/nl not_active Application Discontinuation
- 1982-12-08 JP JP57214091A patent/JPS58157455A/ja active Pending
-
1983
- 1983-03-07 IT IT47860/83A patent/IT1170317B/it active
- 1983-03-09 GB GB08306459A patent/GB2117905B/en not_active Expired
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|---|---|
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| GB8306459D0 (en) | 1983-04-13 |
| GB2117905B (en) | 1985-10-09 |
| IT8347860A0 (it) | 1983-03-07 |
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| FR2523326A1 (fr) | 1983-09-16 |
| GB2117905A (en) | 1983-10-19 |
| IT1170317B (it) | 1987-06-03 |
| NL8204334A (nl) | 1983-10-03 |
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