JPS59196459A - 超音波顕微鏡 - Google Patents
超音波顕微鏡Info
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- JPS59196459A JPS59196459A JP58069956A JP6995683A JPS59196459A JP S59196459 A JPS59196459 A JP S59196459A JP 58069956 A JP58069956 A JP 58069956A JP 6995683 A JP6995683 A JP 6995683A JP S59196459 A JPS59196459 A JP S59196459A
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- Japan
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- sample
- signal
- echo
- magnitude
- lens
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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
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- G01H3/00—Measuring characteristics of vibrations by using a detector in a fluid
- G01H3/10—Amplitude; Power
- G01H3/12—Amplitude; Power by electric means
- G01H3/125—Amplitude; Power by electric means for representing acoustic field distribution
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (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】
〔発明の利用分野〕
本発明は、超音波エネルギを用いた撮像装置、特に超音
波顕微鏡に関する。
波顕微鏡に関する。
近年、医学界において人体の内部構造を観察するのに有
効な波動として応用されている超音波は、光や電子線に
は不可能な光学的に不透明な物体をも透過する性質を持
っておシ、その周波数が高ければ高い程より微細な対象
物まで描き出す事が可能である。その上、超音波が取シ
出す情報は対象物の弾性、密度、粘性等の力学的性質を
反映している為、光や電子線では得られない内部の構造
までみる事が出来る。
効な波動として応用されている超音波は、光や電子線に
は不可能な光学的に不透明な物体をも透過する性質を持
っておシ、その周波数が高ければ高い程より微細な対象
物まで描き出す事が可能である。その上、超音波が取シ
出す情報は対象物の弾性、密度、粘性等の力学的性質を
反映している為、光や電子線では得られない内部の構造
までみる事が出来る。
音波周波数ＩＧＨｚ、従って水中での青波長として約１
μｍに及ぶ超高周波音波を利用して、上記の超音波の特
徴を生かした超音波顕微鏡が検討されている（Ｒ，Ａ、
レモン氏とＣ，Ｆ、クウェーツ氏のＡ ｉ９ｃａｎｎｉ
ｎｇ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅと題す
るＩ Ｅ Ｅ Ｅ ｃａｔ、 Ａ ７３ ＣＨ１４８２
９ＳＵ ＰＰ４２３−４２６に掲載の文献）。
μｍに及ぶ超高周波音波を利用して、上記の超音波の特
徴を生かした超音波顕微鏡が検討されている（Ｒ，Ａ、
レモン氏とＣ，Ｆ、クウェーツ氏のＡ ｉ９ｃａｎｎｉ
ｎｇ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅと題す
るＩ Ｅ Ｅ Ｅ ｃａｔ、 Ａ ７３ ＣＨ１４８２
９ＳＵ ＰＰ４２３−４２６に掲載の文献）。
この超音波顕微鏡の原理は、約１μｍ位まで細く絞った
超音波ビームによって試料面を機械的に２次元走査しな
がら、試料によって惹起された散乱、反射、透過減衰と
いったしよう乱音波を集音して電気信号に変換し、この
電気信号をブラウン管上に、上記機械走査と同期して２
次元表示する事によシ顕微画像を得るものである。
超音波ビームによって試料面を機械的に２次元走査しな
がら、試料によって惹起された散乱、反射、透過減衰と
いったしよう乱音波を集音して電気信号に変換し、この
電気信号をブラウン管上に、上記機械走査と同期して２
次元表示する事によシ顕微画像を得るものである。
本発明は、主として試料からの反射超音波を検出描画す
る反射型超音波顕微鏡に関するので、第１図を用いてそ
の従来基本構成を説明する。
る反射型超音波顕微鏡に関するので、第１図を用いてそ
の従来基本構成を説明する。
超音波を発生検出するトランスデユーサは、主として圧
電薄膜２０、音響レンズ４０から構成される。即ち、レ
ンズ結晶４０（例えば、サファイア、石英ガラス等の円
柱状結晶）は、その一端面４１は光学研磨された平面で
あり、他端面には微小な曲率半径（例えば０．１〜１
ｍｍ ）の半球穴４２が形成されている。端面４１に蒸
着等によって設けられた上部電極１０、圧電薄膜２０及
び下部電極１１からなる層構造の上下電極間に、ＲＦパ
ルス発振器１００の出力電気信号を印加すれば、上記圧
電薄膜の圧電効果により、レンズ結晶４０内に平面波の
ＲＦパルス超音波８０が放射される。
電薄膜２０、音響レンズ４０から構成される。即ち、レ
ンズ結晶４０（例えば、サファイア、石英ガラス等の円
柱状結晶）は、その一端面４１は光学研磨された平面で
あり、他端面には微小な曲率半径（例えば０．１〜１
ｍｍ ）の半球穴４２が形成されている。端面４１に蒸
着等によって設けられた上部電極１０、圧電薄膜２０及
び下部電極１１からなる層構造の上下電極間に、ＲＦパ
ルス発振器１００の出力電気信号を印加すれば、上記圧
電薄膜の圧電効果により、レンズ結晶４０内に平面波の
ＲＦパルス超音波８０が放射される。
この平面超音波は上記半球穴４２と媒質５０（一般に純
水が用いられる）との界面で形成される正の音響球面レ
ンズにより所定焦点面におかれた試料６０上に集束され
る。
水が用いられる）との界面で形成される正の音響球面レ
ンズにより所定焦点面におかれた試料６０上に集束され
る。
試料６０によって反射された超音波は、上記音響レンズ
により集音され、平面超音波に変換されてレンズ結晶４
０内を伝播し、最終的に圧電薄膜２０の逆圧電効果によ
ｐＲＦパルス電気信号に変換される。このＲＦパルス電
気信号はＲ，Ｆ受信器１１０で増巾検波後、ビデオ信号
（１〜１０ Ｍ Ｈｚ ）に変換されブラウン管１３０
の輝度信号（Ｚ入力）として用いられる。
により集音され、平面超音波に変換されてレンズ結晶４
０内を伝播し、最終的に圧電薄膜２０の逆圧電効果によ
ｐＲＦパルス電気信号に変換される。このＲＦパルス電
気信号はＲ，Ｆ受信器１１０で増巾検波後、ビデオ信号
（１〜１０ Ｍ Ｈｚ ）に変換されブラウン管１３０
の輝度信号（Ｚ入力）として用いられる。
かかる構成において、試料ステージ７０上に貼付された
試料６０をｘ ”−ｙ面内の２次元機械走査系１２０に
よって、２次元機械振動を行なわせながら、上記ビデオ
信号をこの走査と同期してブラウン管１３０上に表示す
れば、顕微画像が得られる事に々る。
試料６０をｘ ”−ｙ面内の２次元機械走査系１２０に
よって、２次元機械振動を行なわせながら、上記ビデオ
信号をこの走査と同期してブラウン管１３０上に表示す
れば、顕微画像が得られる事に々る。
この様子をビデオ周波数領域でみると第２図の如くなる
。ここで横軸は時間軸を、縦軸は信号強度を表わしてい
る。図中Ａは打ち出しエコー（ｅｃｈｏ）を、Ｂはレン
ズ界面４２からのエコー（ｅｃｈｏ）を、又Ｃは試料か
らの反射ｘ コ−（ｅｃｈｏ ）を表わしており、これ
等は繰シ返し時間ｔＲで反復され、一画素一画素を構成
していくのである。
。ここで横軸は時間軸を、縦軸は信号強度を表わしてい
る。図中Ａは打ち出しエコー（ｅｃｈｏ）を、Ｂはレン
ズ界面４２からのエコー（ｅｃｈｏ）を、又Ｃは試料か
らの反射ｘ コ−（ｅｃｈｏ ）を表わしており、これ
等は繰シ返し時間ｔＲで反復され、一画素一画素を構成
していくのである。
反射エコーＣは試料の音響的性質や試料の走査によって
変化するから、この反射エコーＣの大いさを繰シ返し周
期に同期して標本化し、かかる信号を試料を機械走査さ
せつつ、これと同期してブラウン管上に表示すれば音波
像が得られるわけである。
変化するから、この反射エコーＣの大いさを繰シ返し周
期に同期して標本化し、かかる信号を試料を機械走査さ
せつつ、これと同期してブラウン管上に表示すれば音波
像が得られるわけである。
ところで、反射エコーＣの大いさは、第３図に示す様な
構成で、生物組織切片を見た場合、生物試料の減衰率を
反映した情報になる。第３図で、生物試料１４３は、ガ
ラスや金属等その音響インピーダンスが、試料の音響イ
ンピーダンスより大きな試料台１４４によって裏打ちさ
れている。生物試料１４３の上面をｔ１１下面をｔ２と
し、厚みをｄとすると、試料上方よシ入射した超音波ビ
ーム１４１はまず界面ｔ１で一部反射し、大部分は試料
１４３中へ伝播する。ここで、生物試料１４３の音響イ
ンピーダンスと媒質１４２の音響インピーダンスの大い
さが近い為、この反射ｆｊｋ？−１著しく弱いのである
。さて、試料１４３中を伝播した音波は界面ｔ２で反射
され、試料中を図中上方へ伝播し、界面ｔ１を介して水
中１４２に出、反射音波として探触子系１４０によって
検出されるのである。もし、裏打ち材１４４の音響イン
ピーダンスが生物試料のそれよシ充分に大きければ、界
面ｔ２での反射は完全反射とみなしてよく、この図の様
な構成では反射信号は事実上界面ｔ２からの反射信号で
決まるといえるのである。
構成で、生物組織切片を見た場合、生物試料の減衰率を
反映した情報になる。第３図で、生物試料１４３は、ガ
ラスや金属等その音響インピーダンスが、試料の音響イ
ンピーダンスより大きな試料台１４４によって裏打ちさ
れている。生物試料１４３の上面をｔ１１下面をｔ２と
し、厚みをｄとすると、試料上方よシ入射した超音波ビ
ーム１４１はまず界面ｔ１で一部反射し、大部分は試料
１４３中へ伝播する。ここで、生物試料１４３の音響イ
ンピーダンスと媒質１４２の音響インピーダンスの大い
さが近い為、この反射ｆｊｋ？−１著しく弱いのである
。さて、試料１４３中を伝播した音波は界面ｔ２で反射
され、試料中を図中上方へ伝播し、界面ｔ１を介して水
中１４２に出、反射音波として探触子系１４０によって
検出されるのである。もし、裏打ち材１４４の音響イン
ピーダンスが生物試料のそれよシ充分に大きければ、界
面ｔ２での反射は完全反射とみなしてよく、この図の様
な構成では反射信号は事実上界面ｔ２からの反射信号で
決まるといえるのである。
実際、生物試料、水、裏打ち材の音響インピーダンスを
それぞれＺｓ 、Ｚｗ、Ｚｎとすると１反射率Ｒは、 ・・・・・・・・・・・・（１） ここで θ−２（ｋ−ｊαｓ）ｄ；に波数 で与えられるから、ＺＢ＞ＺＩ＋、ＺＷ及びＺｓ＝Ｚｗ
十ΔＺ、ΔＺ／ＺＷ＜１として、 Ｒ＝ｅ−”Ｓｄ ・・・・・・・・・
・・・・・・（２）α６ ；試料の減衰率 と表わされる。即ち、かかる構成では反射信号は生物試
料内を２度伝播した時の透過信号と等価で、得られるコ
ントラストは２乗の関係で秀れてお多、試料の減衰率α
Ｓを反映している事がわかる。
それぞれＺｓ 、Ｚｗ、Ｚｎとすると１反射率Ｒは、 ・・・・・・・・・・・・（１） ここで θ−２（ｋ−ｊαｓ）ｄ；に波数 で与えられるから、ＺＢ＞ＺＩ＋、ＺＷ及びＺｓ＝Ｚｗ
十ΔＺ、ΔＺ／ＺＷ＜１として、 Ｒ＝ｅ−”Ｓｄ ・・・・・・・・・
・・・・・・（２）α６ ；試料の減衰率 と表わされる。即ち、かかる構成では反射信号は生物試
料内を２度伝播した時の透過信号と等価で、得られるコ
ントラストは２乗の関係で秀れてお多、試料の減衰率α
Ｓを反映している事がわかる。
従来はこの反射率Ｒに比例した電気信号（反射超音波そ
のもの）をＣＲＴ上に輝度表示していた。
のもの）をＣＲＴ上に輝度表示していた。
ところで、上記事情は、反射エコーＣの大いさを調べる
事により、試料の減衰率という試料固有の物理量の２次
元分布そのものを求め得る事を示し−ている。本発明者
等はこの難点から従来の単に反射強度そのものを輝度表
示する方法を吟味すると、本質的な難点の存在する事を
見出したのである。
事により、試料の減衰率という試料固有の物理量の２次
元分布そのものを求め得る事を示し−ている。本発明者
等はこの難点から従来の単に反射強度そのものを輝度表
示する方法を吟味すると、本質的な難点の存在する事を
見出したのである。
まず、従来のエコーＣの処理方法を説明する。
即ち、第４図に示す圭うにＢＥ’パルス発振器１５０の
出力パルス（太いさＥ）を方向性結合器１５１及び整合
器１５２を介して、ランスや圧電薄膜からなるトランス
デユーサ１５３に印加する。
出力パルス（太いさＥ）を方向性結合器１５１及び整合
器１５２を介して、ランスや圧電薄膜からなるトランス
デユーサ１５３に印加する。
試料からの反射超音波信号（第２図の如き）を含むＲＦ
電気信号は、整合器１５２及び方向性結合器１５１を介
して、可変ＲＦ増巾器１５４（増巾度Ｇ）で増巾後、ビ
デオ検波器１５０でダイオード検波後（前記第２図の波
形はこの出力波形に対応する）、標本化回路１５６によ
りエコーＣのみの犬いさとして取り出されＣＲＴの輝度
信号としているのである。
電気信号は、整合器１５２及び方向性結合器１５１を介
して、可変ＲＦ増巾器１５４（増巾度Ｇ）で増巾後、ビ
デオ検波器１５０でダイオード検波後（前記第２図の波
形はこの出力波形に対応する）、標本化回路１５６によ
りエコーＣのみの犬いさとして取り出されＣＲＴの輝度
信号としているのである。
このように、従来の方法では、印加ＲＦパルスの太いさ
Ｅを固定して、反射エコーＣの大いさがＣＲＴを適度に
輝らせるレベルになる様増巾器１５４のゲインをマニュ
アルで調整している。
Ｅを固定して、反射エコーＣの大いさがＣＲＴを適度に
輝らせるレベルになる様増巾器１５４のゲインをマニュ
アルで調整している。
従って従来の方法では試料の減衰率とＣＲＴ上の輝度信
号との間に確定した関係がなく、得られた音波像の濃淡
情報を計測データとして使う事は不可能であった。かか
る点に鑑み本発明の一つの目的は、試料の反射率そのも
のの大いさを定量的に表示する手段を提供する事である
。本発明者等が見出した従来法の第２の難点は、従来の
表示方法では試料の減衰率が大きく変化する場合、減衰
率の微妙な差を明確に表示しきれないという欠点を見出
しだのである。即ち、減衰率の分布は小はＯｄＢから犬
は１． ＯＯｄ Ｂにも及び、これ等広い範囲にわたっ
て変化する減衰率の分布全体をブラウン管上に階調性よ
く表示する事は極めて困難であり、単に圧縮や伸長とい
った非線型処理では不可能だからである。
号との間に確定した関係がなく、得られた音波像の濃淡
情報を計測データとして使う事は不可能であった。かか
る点に鑑み本発明の一つの目的は、試料の反射率そのも
のの大いさを定量的に表示する手段を提供する事である
。本発明者等が見出した従来法の第２の難点は、従来の
表示方法では試料の減衰率が大きく変化する場合、減衰
率の微妙な差を明確に表示しきれないという欠点を見出
しだのである。即ち、減衰率の分布は小はＯｄＢから犬
は１． ＯＯｄ Ｂにも及び、これ等広い範囲にわたっ
て変化する減衰率の分布全体をブラウン管上に階調性よ
く表示する事は極めて困難であり、単に圧縮や伸長とい
った非線型処理では不可能だからである。
本発明者等は第１の課題に対して、従来回路を検討した
結果、従来表示されている輝度信号と試料の反射率Ｒと
の間の比例定数は、主として、トランスデユーサ１５３
に印加するＢＰ’パルスの太いさＥ、）ランスデューサ
の送受波感度γ及びビデオ領域まで含めた受信系の増巾
度Ｇの積で表わされる事を見出した。
結果、従来表示されている輝度信号と試料の反射率Ｒと
の間の比例定数は、主として、トランスデユーサ１５３
に印加するＢＰ’パルスの太いさＥ、）ランスデューサ
の送受波感度γ及びビデオ領域まで含めた受信系の増巾
度Ｇの積で表わされる事を見出した。
従って、試料の減衰率を定量的に求める為には、これ等
３つの量を制御すればよい。勿論、従来のように印加Ｒ
Ｆパルスの太いさＥを固定して、反射エコーがある設定
した大いさになる様調整した時の増巾度Ｇを反射エコー
の大いさの絶対値とする方法ではこの目的にそぐわない
。というのは使用する超音波周波数をかえたり、センサ
そのものをかえると、ｌ−ランスデューサの送受波感度
そのものが変化する為、反射エコーの大いさの絶対的基
準として上記増巾度Ｇを用いる為には、センサ毎に又使
用超音波周波数毎に較正表を作成する必要があり、繁雑
すぎて到底実用にならないのである。
３つの量を制御すればよい。勿論、従来のように印加Ｒ
Ｆパルスの太いさＥを固定して、反射エコーがある設定
した大いさになる様調整した時の増巾度Ｇを反射エコー
の大いさの絶対値とする方法ではこの目的にそぐわない
。というのは使用する超音波周波数をかえたり、センサ
そのものをかえると、ｌ−ランスデューサの送受波感度
そのものが変化する為、反射エコーの大いさの絶対的基
準として上記増巾度Ｇを用いる為には、センサ毎に又使
用超音波周波数毎に較正表を作成する必要があり、繁雑
すぎて到底実用にならないのである。
本発明の目的は、ＲＦパルスの太いさＥｌ トランスデ
ユーサの送受波感度Ｔ及び受信器の増巾度Ｇによって変
化しない様な反射エコーの大いさの表示及びそれに必要
な基準レベルを提供する事を目的とする。
ユーサの送受波感度Ｔ及び受信器の増巾度Ｇによって変
化しない様な反射エコーの大いさの表示及びそれに必要
な基準レベルを提供する事を目的とする。
本発明は従来むしろ無用なものとして扱われてきたレン
ズと媒質の界面からのエコーＢを基準信号として用いよ
うとするものである。
ズと媒質の界面からのエコーＢを基準信号として用いよ
うとするものである。
勿論、このレンズ界面からのエコーＨの犬いさそのもの
も、試料からのエコーＣの太いさと同様上記の３つの量
、印加ＲＦパルスの太いさＥ、）ランスデューサの送受
波感度Ｔ１可変増巾器のゲインＧに比例するのであるが
、両者の比はこれ等の量に依存しない事を見出したので
ある。
も、試料からのエコーＣの太いさと同様上記の３つの量
、印加ＲＦパルスの太いさＥ、）ランスデューサの送受
波感度Ｔ１可変増巾器のゲインＧに比例するのであるが
、両者の比はこれ等の量に依存しない事を見出したので
ある。
以下、第５図を用いて定量的にこの事情を説明する。第
５図において、レンズ界面からのエコーＢは、圧電薄膜
２１０からレンズ材２２０中発生した超音波パルスがレ
ンズ界面２３０で反射される現象よシ生ずるから、エコ
ーＢの太いさＶＢは、ここで、ＺＬ ：レンズ材の音響
インピーダンスで与えられる。（Ｚｗ ＺＬ）／（Ｚ
Ｗ＋ＺＬ）はレンズ界面そのものの反射率である。
５図において、レンズ界面からのエコーＢは、圧電薄膜
２１０からレンズ材２２０中発生した超音波パルスがレ
ンズ界面２３０で反射される現象よシ生ずるから、エコ
ーＢの太いさＶＢは、ここで、ＺＬ ：レンズ材の音響
インピーダンスで与えられる。（Ｚｗ ＺＬ）／（Ｚ
Ｗ＋ＺＬ）はレンズ界面そのものの反射率である。
他方、試料からの反射エコーＣは、上記のレンズ界面２
３０に到達した超音波パルスが更に媒質２４０中を減衰
しつつ伝播し、試料２５０で反射され再びレンズにより
集音される過程であるから、エコーＣの太いさＶｃは、 ここで、αＷ：媒質中の単位伝播距ｐ当りの減衰率 ｄ ：レンズー試料間の距９ で与えられる。４ ＺＬ ＺＷ ／ （ＺＬ ＋ＺＷ
）２の項はレンズ界面を２度通過する際の透過率を、又
ｅ−２″ｗｄは媒質中を距り２ｄだけ往復する除核むる
減衰率を表わしている。
３０に到達した超音波パルスが更に媒質２４０中を減衰
しつつ伝播し、試料２５０で反射され再びレンズにより
集音される過程であるから、エコーＣの太いさＶｃは、 ここで、αＷ：媒質中の単位伝播距ｐ当りの減衰率 ｄ ：レンズー試料間の距９ で与えられる。４ ＺＬ ＺＷ ／ （ＺＬ ＋ＺＷ
）２の項はレンズ界面を２度通過する際の透過率を、又
ｅ−２″ｗｄは媒質中を距り２ｄだけ往復する除核むる
減衰率を表わしている。
従って、レンズ界面からのエコーＢの大いさを基準とし
て、試料からの反射エコーＣの大いさを表わせば、 となり、上記３つの変化量Ｅ、Ｔ、Ｇによらない反射エ
コーＣの絶対レベルを設定する事が出来る。
て、試料からの反射エコーＣの大いさを表わせば、 となり、上記３つの変化量Ｅ、Ｔ、Ｇによらない反射エ
コーＣの絶対レベルを設定する事が出来る。
かくすれば、最適な画像を得る為に、Ｅ、Ｔ。
Ｇの設定を変えても、反射エコーＣの大いさをレンズ界
面からのエコーＢの大いさを基準として表現してた童は
不変であるから、画像観察に適したケイン設定等を行な
っても、試料の減衰率の２次元分布という計測は独立か
つ定量的に行なう事が出来るのである。
面からのエコーＢの大いさを基準として表現してた童は
不変であるから、画像観察に適したケイン設定等を行な
っても、試料の減衰率の２次元分布という計測は独立か
つ定量的に行なう事が出来るのである。
本発明はさらに、以上のようにして得られた試料の減衰
率の値をブラウン管上に表示するに際して、ＯｄＢ〜−
１００ｄＢという減衰率の分布をいつも表示する必要は
ないという発明者等の使用経験から生れたものである。
率の値をブラウン管上に表示するに際して、ＯｄＢ〜−
１００ｄＢという減衰率の分布をいつも表示する必要は
ないという発明者等の使用経験から生れたものである。
即ち、生物試料を観察している場合には結合組織では
−２０〜−３０ｄ１３程度であり又ある種のガン化領域
を観察する場合には、−４０〜−６０ｄＢであるという
様に、観察対象によってその減衰率の大いさが局在化し
ているという使用経験である。従って局在化した減衰率
の付近のみの範囲の分布のみを取り出して表示するなら
、減衰率の２次元分布に基づく画像のコントラストをよ
ｐ明確にする事が期待されるのである。この目的の為に
は、減衰率の大いさがある範囲（例えば−２０ｄＢから
一３０ｄＢ）のみを表示すればよく、又この範囲を任意
に可変出来る様にすればよい。
−２０〜−３０ｄ１３程度であり又ある種のガン化領域
を観察する場合には、−４０〜−６０ｄＢであるという
様に、観察対象によってその減衰率の大いさが局在化し
ているという使用経験である。従って局在化した減衰率
の付近のみの範囲の分布のみを取り出して表示するなら
、減衰率の２次元分布に基づく画像のコントラストをよ
ｐ明確にする事が期待されるのである。この目的の為に
は、減衰率の大いさがある範囲（例えば−２０ｄＢから
一３０ｄＢ）のみを表示すればよく、又この範囲を任意
に可変出来る様にすればよい。
以上述べた如く、本発明によれば、第１にＲＦパルスの
太いさＥ、）ランスデューサの送受波感度Ｔ及び受信器
の増巾度Ｇに依存しないような、試料からの反射超音波
エコーの荷う情報、即ち試料の反射率そのものを計測す
る事が出来、反射率から試料の減衰率を演算により求め
る事が出来るのである。この２つの手段の提供によって
始めて、反射エコーＣの大いさから試料の減衰率が定量
的に得られる事を強調しだい。
太いさＥ、）ランスデューサの送受波感度Ｔ及び受信器
の増巾度Ｇに依存しないような、試料からの反射超音波
エコーの荷う情報、即ち試料の反射率そのものを計測す
る事が出来、反射率から試料の減衰率を演算により求め
る事が出来るのである。この２つの手段の提供によって
始めて、反射エコーＣの大いさから試料の減衰率が定量
的に得られる事を強調しだい。
第６図は、本発明の一実施例を示す図で、ＲＦ連続波発
振器３００で発生したＲＦ連続波電気信号（例えばＩＧ
Ｈ２）をアナログスイッチ３１０で継続時間ｔｄ （例
えばｔｏｏｎｓ）のＲＦノくルス信号にかえ、（第７図
（６）の制御信号）、方向性結合器３２０を介してトラ
ンスデユーサ系３３０に印加する。反射検出信号を方向
性結合器３２０を介して、ＡＧＣ受信アンプ３５０、及
びＲＦ可変増巾器３６０で増巾後、ダイオード検波器３
７０でビデオ信号（帯域〜１０ＭＨｚ）に変換し、タイ
ムゲート標本化回路３８０を用いて所望の信号である試
料からの反射信号Ｃを標本化して（第７図（ｄ）の制御
信号）撮像用信号としている。更にＡＧＣ受信アンプ３
６０の出力（第７図（ａ）波形）は、ダイオード検波器
３９０でビデオ帯域で変換後、タイムゲート標本化回路
４００（第７図（Ｃ）の制御波形）でレンズ界面からの
エコーＢの大いさを検出し、これとあらかじめ設定した
基準電圧とノ差ヲコンパレータ４１０で検出、このコン
パレータ４１０の出力を零にする様にＡＧＣ受信器３６
０のゲインを制御する構成になっている。なお、コント
ロール回路３６０は、繰シ返し周期１、で第７図（ｂ）
〜（ｄ）なる制御信号を発生させる回路である。
振器３００で発生したＲＦ連続波電気信号（例えばＩＧ
Ｈ２）をアナログスイッチ３１０で継続時間ｔｄ （例
えばｔｏｏｎｓ）のＲＦノくルス信号にかえ、（第７図
（６）の制御信号）、方向性結合器３２０を介してトラ
ンスデユーサ系３３０に印加する。反射検出信号を方向
性結合器３２０を介して、ＡＧＣ受信アンプ３５０、及
びＲＦ可変増巾器３６０で増巾後、ダイオード検波器３
７０でビデオ信号（帯域〜１０ＭＨｚ）に変換し、タイ
ムゲート標本化回路３８０を用いて所望の信号である試
料からの反射信号Ｃを標本化して（第７図（ｄ）の制御
信号）撮像用信号としている。更にＡＧＣ受信アンプ３
６０の出力（第７図（ａ）波形）は、ダイオード検波器
３９０でビデオ帯域で変換後、タイムゲート標本化回路
４００（第７図（Ｃ）の制御波形）でレンズ界面からの
エコーＢの大いさを検出し、これとあらかじめ設定した
基準電圧とノ差ヲコンパレータ４１０で検出、このコン
パレータ４１０の出力を零にする様にＡＧＣ受信器３６
０のゲインを制御する構成になっている。なお、コント
ロール回路３６０は、繰シ返し周期１、で第７図（ｂ）
〜（ｄ）なる制御信号を発生させる回路である。
かかる構成によれば、前述の印加ＲＦパルスの太いさＥ
ｌ トランスデユーサの送受波感度Ｔによらず、常にあ
らかじめ設定した基準電圧値にレンズ界面からのエコー
Ｂの大いさが一致する様、ＡＧＣアンプ３５０のゲイン
が調整される（この時の４ＧＣアンプのゲインをＧ。と
する）。従って、試料からの反射エコーも自動的にＧ。
ｌ トランスデユーサの送受波感度Ｔによらず、常にあ
らかじめ設定した基準電圧値にレンズ界面からのエコー
Ｂの大いさが一致する様、ＡＧＣアンプ３５０のゲイン
が調整される（この時の４ＧＣアンプのゲインをＧ。と
する）。従って、試料からの反射エコーも自動的にＧ。
倍増中されるから、可変増巾器３６０の増巾率Ｇｌを用
いて、 Ｖｃ二Ｇ１・Ｖｓ ・・・・・・・・・
（６）なる関係で、常にレンズ界面からのエコーＢの大
いさを基準として、試料からの反射エコーの荷う情報の
うち、減衰率によるもののみを取シ出す事が出来る。本
実施例では、この減衰率標本化出力は、ロブ圧縮回路５
００を介して、減衰率レベル選択回路６００に加えられ
、その出力はＣＲＴの輝度信号として用いられるのであ
る。
いて、 Ｖｃ二Ｇ１・Ｖｓ ・・・・・・・・・
（６）なる関係で、常にレンズ界面からのエコーＢの大
いさを基準として、試料からの反射エコーの荷う情報の
うち、減衰率によるもののみを取シ出す事が出来る。本
実施例では、この減衰率標本化出力は、ロブ圧縮回路５
００を介して、減衰率レベル選択回路６００に加えられ
、その出力はＣＲＴの輝度信号として用いられるのであ
る。
第８図は、減衰率レベル選択回路の一実施例を示したも
ので、上記減衰率を表わすディジタル量（例えば８ｂｉ
ｔ）出力をＤＡ変換器６１０でアナログ信号に変換し、
これをアナログＳＷ６３０を介してＣＲＴ用輝度信号と
している。上記アナログ信号は、ウィンドウコンパレー
タ６２０に入力され、操作者の指定した減衰率の下限し
）ルＸ１ト上限レベルｘ２の間の振巾の時、コンパレー
タ６２０の出力をアナログＳＷがＯＮする様になってい
る。かくすれば、ｘ−Ｘ１〜Ｘ２の範囲の信号はそのま
まＣＪ％Ｔ上に表示されるが、これ以外の信号はアナロ
グＳＷがＯＦＦになっている為、表示されず、かかる構
成で減衰率レベル選択の役目を果す事は明らかであろう
。
ので、上記減衰率を表わすディジタル量（例えば８ｂｉ
ｔ）出力をＤＡ変換器６１０でアナログ信号に変換し、
これをアナログＳＷ６３０を介してＣＲＴ用輝度信号と
している。上記アナログ信号は、ウィンドウコンパレー
タ６２０に入力され、操作者の指定した減衰率の下限し
）ルＸ１ト上限レベルｘ２の間の振巾の時、コンパレー
タ６２０の出力をアナログＳＷがＯＮする様になってい
る。かくすれば、ｘ−Ｘ１〜Ｘ２の範囲の信号はそのま
まＣＪ％Ｔ上に表示されるが、これ以外の信号はアナロ
グＳＷがＯＦＦになっている為、表示されず、かかる構
成で減衰率レベル選択の役目を果す事は明らかであろう
。
本実施例では、レベル選択回路として、アナログコンパ
レータを用いたが、ディジタル化してマイクロコンピュ
ータによる演算制御を用いてもよい。
レータを用いたが、ディジタル化してマイクロコンピュ
ータによる演算制御を用いてもよい。
最後に、減衰率の絶対値たるＯｄＢの校正には、生物試
料のない時の裏打ち材たる鏡の反射信号を用いて装置の
校正を行なえばよい。
料のない時の裏打ち材たる鏡の反射信号を用いて装置の
校正を行なえばよい。
以上述べたように、本発明によれば、減衰率という試料
固有の量を、操作条件によらずいつも表示する事が出来
るばかりでなく、減衰率の２次元分布の変化を素直なス
クールに変換してコントラストよく表示する事を可能に
し、最後に観察対象の減衰率の局在化レベルに応じて、
任意の減衰率の範囲のみをスライスして表示する事が出
来、超音波顕微鏡の画像のコントラストの明確化に大き
な効果を発揮し、当業界への富力は極めて大である。
固有の量を、操作条件によらずいつも表示する事が出来
るばかりでなく、減衰率の２次元分布の変化を素直なス
クールに変換してコントラストよく表示する事を可能に
し、最後に観察対象の減衰率の局在化レベルに応じて、
任意の減衰率の範囲のみをスライスして表示する事が出
来、超音波顕微鏡の画像のコントラストの明確化に大き
な効果を発揮し、当業界への富力は極めて大である。
第１図は、従来の超音波顕微鏡の探触子系の概略構成を
示す図、第２図はその動作を説明するだめの図、第３図
は、反射構成を説明する図、第４図は、反射波の処理方
法を説明するだめのブロック図、第５図は、レンズ界面
と試料からのそれぞれのエコーの大きさを説明する図、
第６図は、本発明の一実施例の構成を示す図、第７図は
、その動作を説明するだめの図、第８図は、本発明の要
雨 １ 図 方 Ｚ 図 第 ３ （２） 第 ４７ 罰 ５ 口 第６図 Ｌ ６°９１１ＩＬ 、−一丁−−七ｒ＞）Ｏ−１１ｚ２
（ｄ）：、２）。−２，３ を 消 ８ 図 しへ）し レヘフレ
示す図、第２図はその動作を説明するだめの図、第３図
は、反射構成を説明する図、第４図は、反射波の処理方
法を説明するだめのブロック図、第５図は、レンズ界面
と試料からのそれぞれのエコーの大きさを説明する図、
第６図は、本発明の一実施例の構成を示す図、第７図は
、その動作を説明するだめの図、第８図は、本発明の要
雨 １ 図 方 Ｚ 図 第 ３ （２） 第 ４７ 罰 ５ 口 第６図 Ｌ ６°９１１ＩＬ 、−一丁−−七ｒ＞）Ｏ−１１ｚ２
（ｄ）：、２）。−２，３ を 消 ８ 図 しへ）し レヘフレ
Claims (1)
- １、集束する超音波ビームの焦点領域を試料が実効的に
２次元に走査する事によって得られるしよう乱超音波を
用いて、該試料の超音波像を得る超音波顕微鏡において
、該試料の減衰率の２次元分布のうち、ある特定の範囲
の大いさにある減衰率のみを表示計測する手段を具備す
る事を特徴とする超音波顕微鏡。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58069956A JPS59196459A (ja) | 1983-04-22 | 1983-04-22 | 超音波顕微鏡 |
| GB08410297A GB2139356B (en) | 1983-04-22 | 1984-04-19 | Acoustic microscope |
| US06/601,960 US4577504A (en) | 1983-04-22 | 1984-04-19 | Acoustic microscope |
| DE3415283A DE3415283C2 (de) | 1983-04-22 | 1984-04-24 | Akustisches Mikroskop |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58069956A JPS59196459A (ja) | 1983-04-22 | 1983-04-22 | 超音波顕微鏡 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59196459A true JPS59196459A (ja) | 1984-11-07 |
Family
ID=13417608
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58069956A Pending JPS59196459A (ja) | 1983-04-22 | 1983-04-22 | 超音波顕微鏡 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4577504A (ja) |
| JP (1) | JPS59196459A (ja) |
| DE (1) | DE3415283C2 (ja) |
| GB (1) | GB2139356B (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5048687A (en) * | 1990-04-23 | 1991-09-17 | Weyerhaeuser Company | Heat-shrunk protective packaging for multiple units |
| JP2006078408A (ja) * | 2004-09-10 | 2006-03-23 | Toyohashi Univ Of Technology | 超音波画像検査方法、超音波画像検査装置 |
| JP2008150111A (ja) * | 2006-11-22 | 2008-07-03 | Dainippon Printing Co Ltd | 易開封性包装袋 |
| JP2008179412A (ja) * | 2006-12-25 | 2008-08-07 | Dainippon Printing Co Ltd | 易開封性包装袋 |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4751686A (en) * | 1985-05-14 | 1988-06-14 | Olympus Optical Co., Ltd. | Ultrasonic microscope |
| JPH0737964B2 (ja) * | 1985-05-14 | 1995-04-26 | オリンパス光学工業株式会社 | 超音波顕微鏡用画像表示装置 |
| US5641906A (en) * | 1988-03-23 | 1997-06-24 | Texas Instruments Incorporated | Apparatus and method for automated non-destructive inspection of integrated circuit packages |
| US4967873A (en) * | 1988-07-27 | 1990-11-06 | Olympus Optical Co., Ltd. | Acoustic lens apparatus |
| JPH04326056A (ja) * | 1991-04-25 | 1992-11-16 | Olympus Optical Co Ltd | 超音波顕微鏡 |
| US5922961A (en) * | 1996-05-10 | 1999-07-13 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of Commerce | Time and polarization resolved acoustic microscope |
| IT1299401B1 (it) | 1998-03-27 | 2000-03-16 | Optikon 2000 Spa | Procedimento di ottimizzazione del pilotaggio di un attuatore piezoelettrico, in particolare per dispositivi facoemulsificatori, |
| TW200921525A (en) * | 2007-11-06 | 2009-05-16 | Microelectronics Tech Inc | Signal processing apparatus for receiving RFID signal and method thereof |
| RU172340U1 (ru) * | 2017-04-13 | 2017-07-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет геосистем и технологий" (СГУГиТ) | Сканирующий акустический микроскоп |
| CN109374739B (zh) * | 2018-09-05 | 2021-07-27 | 广州联声电子科技有限公司 | 一种基于环形面阵的超声显微镜及方法 |
| CN111887887A (zh) * | 2020-07-09 | 2020-11-06 | 聚融医疗科技(杭州)有限公司 | 一种基于透镜回波的超声系统通道损坏的检测方法及系统 |
| CN111887888A (zh) * | 2020-07-09 | 2020-11-06 | 聚融医疗科技(杭州)有限公司 | 一种基于透镜回波评估超声探头匹配层阻抗的方法及系统 |
| CN111887889A (zh) * | 2020-07-09 | 2020-11-06 | 聚融医疗科技(杭州)有限公司 | 一种基于透镜回波的超声探头灵敏度自动检测方法及系统 |
| RU2747917C1 (ru) * | 2020-10-21 | 2021-05-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сибирский государственный университет геосистем и технологий» (СГУГиТ) | Акустический микроскоп |
| CN113296084B (zh) * | 2021-04-06 | 2024-02-27 | 聚融医疗科技(杭州)有限公司 | 一种基于透镜回波的评估超声探头轴向分辨率的方法及系统 |
| CN113295777B (zh) * | 2021-04-07 | 2023-04-28 | 聚融医疗科技(杭州)有限公司 | 一种基于透镜回波的提升谐波成像性能的方法及系统 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3482434A (en) * | 1966-02-23 | 1969-12-09 | Automation Ind Inc | Ultrasonic nondestructive tester including means for separating electrical noise from the electrical signals |
| US3548641A (en) * | 1966-09-30 | 1970-12-22 | Magnaflux Corp | Recording system for ultrasonic inspection apparatus |
| US3486368A (en) * | 1967-03-22 | 1969-12-30 | Branson Instr | Ultrasonic inspection apparatus |
| JPS56103365A (en) * | 1980-01-21 | 1981-08-18 | Hitachi Ltd | Ultrasonic image pickup apparatus |
| JPS56155847A (en) * | 1980-05-06 | 1981-12-02 | Hitachi Ltd | Ultrasonic wave image pickup device |
| JPS57173746A (en) * | 1981-04-21 | 1982-10-26 | Olympus Optical Co Ltd | Ultrasonic microscope |
| JPS589063A (ja) * | 1981-07-08 | 1983-01-19 | Noritoshi Nakabachi | 超音波顕微鏡 |
| JPS58122456A (ja) * | 1982-01-14 | 1983-07-21 | Hitachi Ltd | 超音波顕微鏡 |
-
1983
- 1983-04-22 JP JP58069956A patent/JPS59196459A/ja active Pending
-
1984
- 1984-04-19 US US06/601,960 patent/US4577504A/en not_active Expired - Lifetime
- 1984-04-19 GB GB08410297A patent/GB2139356B/en not_active Expired
- 1984-04-24 DE DE3415283A patent/DE3415283C2/de not_active Expired
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5048687A (en) * | 1990-04-23 | 1991-09-17 | Weyerhaeuser Company | Heat-shrunk protective packaging for multiple units |
| JP2006078408A (ja) * | 2004-09-10 | 2006-03-23 | Toyohashi Univ Of Technology | 超音波画像検査方法、超音波画像検査装置 |
| JP4654335B2 (ja) * | 2004-09-10 | 2011-03-16 | 国立大学法人豊橋技術科学大学 | 超音波画像検査方法、超音波画像検査装置 |
| JP2008150111A (ja) * | 2006-11-22 | 2008-07-03 | Dainippon Printing Co Ltd | 易開封性包装袋 |
| JP2008179412A (ja) * | 2006-12-25 | 2008-08-07 | Dainippon Printing Co Ltd | 易開封性包装袋 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2139356A (en) | 1984-11-07 |
| GB2139356B (en) | 1986-10-01 |
| GB8410297D0 (en) | 1984-05-31 |
| US4577504A (en) | 1986-03-25 |
| DE3415283C2 (de) | 1986-11-06 |
| DE3415283A1 (de) | 1984-10-25 |
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