JPS60119926A - 超音波非線形パラメ−タ分布測定装置 - Google Patents
超音波非線形パラメ−タ分布測定装置Info
- Publication number
- JPS60119926A JPS60119926A JP58227949A JP22794983A JPS60119926A JP S60119926 A JPS60119926 A JP S60119926A JP 58227949 A JP58227949 A JP 58227949A JP 22794983 A JP22794983 A JP 22794983A JP S60119926 A JPS60119926 A JP S60119926A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ultrasonic
- measurement
- pulse
- medium
- phase
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- 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】
（Ａ）発明の技術分野
本発明は、超音波媒体の非線形ノくラメータ分布測定装
置、特に、生体組織等の超音波媒体の物１里特性の空間
分布を測定する方式に係り、音速力く音圧に対し、−次
近似としては一定値であるが、二次近似としては音圧に
比例するという非線形性を示すのを利用し、この非線形
性ノ々ラメータの空間易に行う様にした測定装置に関す
る。更には、特に、いわゆる透過法でなく反射法によっ
て上記非線形パラメータを測定する事ができる装置Ｇこ
関″Ｊ−（Ｂ）技術の背景と問題点 本発明が利用する非線形パラメータ映像法の原理は、特
願昭５７−１６７０３６号又は特願昭５８−１１９１０
０号に詳述されている。前者においては、比較的高周波
の測定用連続超音波ビームに直交する方向から、比較的
低周波のボンピング用平面パルス波を交差させ、ボンピ
ングパルスによって位相変調された測定波を位相復調す
る事につ よって、測定波ビーム走査線上に非線形パラメータＢ／
Ａを高速にめていた。又、後者においては、ボンピング
パルスを、測定用ビームに直交する様に与える代わりに
、測定用ビームと同軸状で且つ進行方向が測定用ビーム
と逆方向になる様に与える事により、測定用ビームが殆
どあらゆる所でほぼ同一形状のボンピングパルスを受け
る様にして、機械的に大きな構造をなくす等の効果を得
ていた。
置、特に、生体組織等の超音波媒体の物１里特性の空間
分布を測定する方式に係り、音速力く音圧に対し、−次
近似としては一定値であるが、二次近似としては音圧に
比例するという非線形性を示すのを利用し、この非線形
性ノ々ラメータの空間易に行う様にした測定装置に関す
る。更には、特に、いわゆる透過法でなく反射法によっ
て上記非線形パラメータを測定する事ができる装置Ｇこ
関″Ｊ−（Ｂ）技術の背景と問題点 本発明が利用する非線形パラメータ映像法の原理は、特
願昭５７−１６７０３６号又は特願昭５８−１１９１０
０号に詳述されている。前者においては、比較的高周波
の測定用連続超音波ビームに直交する方向から、比較的
低周波のボンピング用平面パルス波を交差させ、ボンピ
ングパルスによって位相変調された測定波を位相復調す
る事につ よって、測定波ビーム走査線上に非線形パラメータＢ／
Ａを高速にめていた。又、後者においては、ボンピング
パルスを、測定用ビームに直交する様に与える代わりに
、測定用ビームと同軸状で且つ進行方向が測定用ビーム
と逆方向になる様に与える事により、測定用ビームが殆
どあらゆる所でほぼ同一形状のボンピングパルスを受け
る様にして、機械的に大きな構造をなくす等の効果を得
ていた。
しかし、これらの方法はいずれもαｌ定波送信用振動子
から放射された後、被測定媒体内を通過して測定波受信
用振動子で受信された信号を利用するという、いわゆる
透過法を用いているため、実察部位を設ける事ができる
様な乳房等に限られるか、あるいは被観測部位を水枕で
囲って測定用振動子対を走査する必要がある等操作上の
問題が大きかった。
から放射された後、被測定媒体内を通過して測定波受信
用振動子で受信された信号を利用するという、いわゆる
透過法を用いているため、実察部位を設ける事ができる
様な乳房等に限られるか、あるいは被観測部位を水枕で
囲って測定用振動子対を走査する必要がある等操作上の
問題が大きかった。
（Ｃ）発明の目的と構成
本発明は、測定波として連続波を用いる代わりにバース
ト状のパルス波を送受信兼用の又は送信用／受信用の１
組の測定波用振動子から送信すると共に、該測定用超音
波パルスとほぼ同一場所からほぼ同一方向にボンピング
用の比較的低周波の超音波パルスを被観察媒体内に送出
する様にしておき、且つ、第１図に示す様に、ボンピン
グ波の音圧の高い部分く又は低い部分）に測定用のバー
スト波が重畳する様に振動子の駆動タイミングを関整し
ておき、ボンピングパルスと測定用パルスの両方を送信
した時に反射されて帰って来た測定用パルスの受信信号
の位相と、測定用パルスだけを送信した時に反射されて
帰って来た測定用パルスの受信信号の位相との差をめる
事により、ボンピングパルスの影響だけによる測定用パ
ルスの位相変調を反射法で検出して、被観察媒体内の超
音波破線形パラメータＢ／Ａ求めようとするもの本発明
は、進行する測定波帳の１つの点に注目した場合、その
点が反射体に敗るまでの間に、測定用パルスが通過した
領域の被線形パラメータＢ／Ａ （但し場所の関数）と
ボンピング波の音圧Ｐ（減衰の影響により場所の関数）
との積の積分値により定まる位相変調を受ける事を利用
して受信信号を復調して得た位相信号を微分する事によ
り、非線形パラメータＢ／Ａの分布を得ようとするもの
である。そし−Ｃそのため、本発明は特許請求の範囲記
載の構成を持つ事を特徴としている。
ト状のパルス波を送受信兼用の又は送信用／受信用の１
組の測定波用振動子から送信すると共に、該測定用超音
波パルスとほぼ同一場所からほぼ同一方向にボンピング
用の比較的低周波の超音波パルスを被観察媒体内に送出
する様にしておき、且つ、第１図に示す様に、ボンピン
グ波の音圧の高い部分く又は低い部分）に測定用のバー
スト波が重畳する様に振動子の駆動タイミングを関整し
ておき、ボンピングパルスと測定用パルスの両方を送信
した時に反射されて帰って来た測定用パルスの受信信号
の位相と、測定用パルスだけを送信した時に反射されて
帰って来た測定用パルスの受信信号の位相との差をめる
事により、ボンピングパルスの影響だけによる測定用パ
ルスの位相変調を反射法で検出して、被観察媒体内の超
音波破線形パラメータＢ／Ａ求めようとするもの本発明
は、進行する測定波帳の１つの点に注目した場合、その
点が反射体に敗るまでの間に、測定用パルスが通過した
領域の被線形パラメータＢ／Ａ （但し場所の関数）と
ボンピング波の音圧Ｐ（減衰の影響により場所の関数）
との積の積分値により定まる位相変調を受ける事を利用
して受信信号を復調して得た位相信号を微分する事によ
り、非線形パラメータＢ／Ａの分布を得ようとするもの
である。そし−Ｃそのため、本発明は特許請求の範囲記
載の構成を持つ事を特徴としている。
以下具体的に説明する。
（Ｄ）発明の実施例
超音波媒体内の音圧がゼロの時の音速をＣｏ。
密度をρＯとすると、Ｐなる音圧が加えられた時の音速
Ｃは ２ρｏＣｏ Ａ 但し添字Ｓは等エントロピーである事を示す。
Ｃは ２ρｏＣｏ Ａ 但し添字Ｓは等エントロピーである事を示す。
となる。従って、ボンピングパルスの音圧Ｐにより、音
速Ｃ１は、 だけ変化する事になる。
速Ｃ１は、 だけ変化する事になる。
今、第２図に示す様に、２＝０に置かれた測定波用超音
波振動子Ｘｍからバースト状の超音波パルスＷｍを図の
Ｚ軸方向に被測定媒体中に送り込み、反射体Ｍからの反
射波を受信する場合を考える。この時、測定パルスＷｍ
とほぼ同一場所に設置されたボンピングパルス送信用振
動子Ｘｐから、ボンピングパルスＷｐを図示の様にＺ軸
方向に送り込む。以下簡単のためにＷｐとＷｍとは重畳
しているとする。又、Ｗｍの音圧はＷｐの音圧に比べて
充分に小さく、弐（１１＋２＋のＰとしてはＷｐによる
ものだりを考慮すれば良いものとする。測定用パルスＷ
ｍがＺ−Ｚにある反射体Ｍに到達するまでの間に、各
Ｚにおいて、式（２）により、場所により異なる音速変
化 ■）（Ｚ）（３） を受ける事になり、従って場所（Ｚ）により異なった△
Ｃ（Ｚ）に比例する位相変化を受ける事になる。従って
、反射体Ｍに到達した時には、式（３）で示される音速
変化の積分値に比例した位相変化（音圧変化や−による
変化を受けなかった場合に比べて） ・ Ｐ （Ｚ） ｄ Ｚ 、−＋４１ を受けている事になる。Ｍで反射された後、振動子Ｘｍ
で受信されるまでの間は、ボンピングパルスが存在しな
い（正確には、ボンピングパルスの反射波が、測定用パ
ルスの反射波と共に戻って来るが、媒体の反射率は一般
に低周波程小さいため、往路での音圧に比べれば充分に
小さくなっている）ので、振動子Ｘｍで受信された測定
用パルスの反射波を位相復調すれば式（４）で示される
ｙ＜ｚ＞が得られる事になる。
波振動子Ｘｍからバースト状の超音波パルスＷｍを図の
Ｚ軸方向に被測定媒体中に送り込み、反射体Ｍからの反
射波を受信する場合を考える。この時、測定パルスＷｍ
とほぼ同一場所に設置されたボンピングパルス送信用振
動子Ｘｐから、ボンピングパルスＷｐを図示の様にＺ軸
方向に送り込む。以下簡単のためにＷｐとＷｍとは重畳
しているとする。又、Ｗｍの音圧はＷｐの音圧に比べて
充分に小さく、弐（１１＋２＋のＰとしてはＷｐによる
ものだりを考慮すれば良いものとする。測定用パルスＷ
ｍがＺ−Ｚにある反射体Ｍに到達するまでの間に、各
Ｚにおいて、式（２）により、場所により異なる音速変
化 ■）（Ｚ）（３） を受ける事になり、従って場所（Ｚ）により異なった△
Ｃ（Ｚ）に比例する位相変化を受ける事になる。従って
、反射体Ｍに到達した時には、式（３）で示される音速
変化の積分値に比例した位相変化（音圧変化や−による
変化を受けなかった場合に比べて） ・ Ｐ （Ｚ） ｄ Ｚ 、−＋４１ を受けている事になる。Ｍで反射された後、振動子Ｘｍ
で受信されるまでの間は、ボンピングパルスが存在しな
い（正確には、ボンピングパルスの反射波が、測定用パ
ルスの反射波と共に戻って来るが、媒体の反射率は一般
に低周波程小さいため、往路での音圧に比べれば充分に
小さくなっている）ので、振動子Ｘｍで受信された測定
用パルスの反射波を位相復調すれば式（４）で示される
ｙ＜ｚ＞が得られる事になる。
ψ（Ｚ）をＺで微分する事により
・ Ｐ （Ｚ） −（５）
が得られ、式（５）の左辺は実測でｉＭられる値、右辺
のに、ρｏ、Ｃｏは定数であるから、Ｐ （Ｚ）を知る
事ができれば− （Ｚ）をめる事ができる。超音波周波
数の例として、ボンピングパルスＷｐは生体組織内での
減衰が余り大きくない５゜生体組織中では、超音波はほ
ぼｌ ｄ Ｂ ／ Ｍｌｌｚ／ｃｍの減衰を受ける事が
良く知られており、５００ｋ１１７のＷｐの場合、はぼ
０．５ｄＢ／ｃｍの減衰を受ける事になる。従って、式
（５）のＰ （Ｚ）として、例Ｐ （Ｚ） −Ｐ （０
）・１Ｏ−７ （但し、Ｚの単位はｃｍ ） −−（６１という式を用
いてＰ （Ｚ）を推定しても良い。この場合、式（５）
より ＫＰ （０） 距Ｆ＠Ｚと共に増大する様な係数に’ｅ を乗する事に
より□ （Ｚ）を得る事ができる。
のに、ρｏ、Ｃｏは定数であるから、Ｐ （Ｚ）を知る
事ができれば− （Ｚ）をめる事ができる。超音波周波
数の例として、ボンピングパルスＷｐは生体組織内での
減衰が余り大きくない５゜生体組織中では、超音波はほ
ぼｌ ｄ Ｂ ／ Ｍｌｌｚ／ｃｍの減衰を受ける事が
良く知られており、５００ｋ１１７のＷｐの場合、はぼ
０．５ｄＢ／ｃｍの減衰を受ける事になる。従って、式
（５）のＰ （Ｚ）として、例Ｐ （Ｚ） −Ｐ （０
）・１Ｏ−７ （但し、Ｚの単位はｃｍ ） −−（６１という式を用
いてＰ （Ｚ）を推定しても良い。この場合、式（５）
より ＫＰ （０） 距Ｆ＠Ｚと共に増大する様な係数に’ｅ を乗する事に
より□ （Ｚ）を得る事ができる。
生体組織中での減衰が１ ｄ Ｂ ／ Ｍ Ｉｌｚ ／
ｃｍという様に場所によらず一定という様な仮定が成
立しない場合は、通常のＢモード断層撮像装置でよく用
いられている様な、距離Ｚ毎に第３図の如き自由なゲイ
ンを与える事のできるいわゆるＴＧＣ（Ｔｉｍｅ Ｇａ
１ｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）を用いても良い事は言うまでも
ない。このゲインカーブは測定結果を見ながら試行錯誤
的にめる。
ｃｍという様に場所によらず一定という様な仮定が成
立しない場合は、通常のＢモード断層撮像装置でよく用
いられている様な、距離Ｚ毎に第３図の如き自由なゲイ
ンを与える事のできるいわゆるＴＧＣ（Ｔｉｍｅ Ｇａ
１ｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）を用いても良い事は言うまでも
ない。このゲインカーブは測定結果を見ながら試行錯誤
的にめる。
尚、媒体中の平均音速をｃｏとした時、Ｚ＃ｃｏｆｔ（
ｔ：超音波が送信されてからの時間）であるから、ｄＺ
＝ｃｏｄＬ となり、式（５）のＺによる微分は、時間微分に置き換
えられるのは言うまでもない。
ｔ：超音波が送信されてからの時間）であるから、ｄＺ
＝ｃｏｄＬ となり、式（５）のＺによる微分は、時間微分に置き換
えられるのは言うまでもない。
以上の説明では、距離Ｚにある反射体からの反射波の位
相ψ（Ｚ）がまると仮定していたが、以下の理由でこれ
は容易ではない。
相ψ（Ｚ）がまると仮定していたが、以下の理由でこれ
は容易ではない。
第１に、位相を検出するためには第４図（ａｌに示ず如
き基準信号と受信信号との位相比較を行うが、反射法の
場合、第４図（ｂｌ （ｃｌに示ず如く、振動子と反射
体との間の距離が異なるだけで、基準信号に対する受信
信号の位相が大きく変化し、Ｂ／Ａ （Ｚ）・Ｉ）（Ｚ
）の影響による位相シフトを隠してしまう。
き基準信号と受信信号との位相比較を行うが、反射法の
場合、第４図（ｂｌ （ｃｌに示ず如く、振動子と反射
体との間の距離が異なるだけで、基準信号に対する受信
信号の位相が大きく変化し、Ｂ／Ａ （Ｚ）・Ｉ）（Ｚ
）の影響による位相シフトを隠してしまう。
第２に、生体組織内からの反射波は、第５図に示す様に
、反射波どうしの重畳が頻繁に起こっており、第５図（
Ｃ）に示す如く合成された受信信号は元のいずれの（Ａ
Ｍ（ａｌ ｆｂｌとも大きく異なった位相を持つ事に
なって、やはり□ （Ｚ） ・Ｐ （Ｚ）へ の影響によるイ１７相シフトを隠してしまう。
、反射波どうしの重畳が頻繁に起こっており、第５図（
Ｃ）に示す如く合成された受信信号は元のいずれの（Ａ
Ｍ（ａｌ ｆｂｌとも大きく異なった位相を持つ事に
なって、やはり□ （Ｚ） ・Ｐ （Ｚ）へ の影響によるイ１７相シフトを隠してしまう。
以」二の様な理由から、反射法を適用するに当たっ−（
は特許請求の範囲第１項（ボ）に示した如く、ボンピン
グパルスと共に測定用パルスを送信した時の受信信号の
位相と、ポンピングパルスを送らずに測定様パルスだけ
を送出した時の受信信号の位相との差をめることが、実
用的な測定のためには必須である。第４図又は第５図に
示した如き、伝搬又はパルス重畳による位相の変化は、
ポンピングパルスの存在する時も存在しない時も同様（
から、それぞれの場合の位相復調出力を記憶しておいて
その差を得る事により、伝搬又はパルス重畳の影響を除
いた、□ （Ｚ）・Ｐ （Ｚ）の影響のみによる位相変
化Ｌｆ）（Ｚ）を抽出する事かできる。
は特許請求の範囲第１項（ボ）に示した如く、ボンピン
グパルスと共に測定用パルスを送信した時の受信信号の
位相と、ポンピングパルスを送らずに測定様パルスだけ
を送出した時の受信信号の位相との差をめることが、実
用的な測定のためには必須である。第４図又は第５図に
示した如き、伝搬又はパルス重畳による位相の変化は、
ポンピングパルスの存在する時も存在しない時も同様（
から、それぞれの場合の位相復調出力を記憶しておいて
その差を得る事により、伝搬又はパルス重畳の影響を除
いた、□ （Ｚ）・Ｐ （Ｚ）の影響のみによる位相変
化Ｌｆ）（Ｚ）を抽出する事かできる。
以下、実施例の構成例を、第６図を用いて説明する。
第６図において、■はボンピングパルスの送信のタイミ
ングを発生ずるタイミング制御部、２は測定波バースト
パルスのための連続波発振器、３はボンピングパルス用
のドライバ、４はボンピンに、発振器２の出力を切り出
すためのゲート回路。
ングを発生ずるタイミング制御部、２は測定波バースト
パルスのための連続波発振器、３はボンピングパルス用
のドライバ、４はボンピンに、発振器２の出力を切り出
すためのゲート回路。
５は測定用振動子７を駆動するたのドライノ＼、６はボ
ンピングパルス発生用の振動子、７は測定用パルス発生
用の振動子、８は被測定超音波媒体。
ンピングパルス発生用の振動子、７は測定用パルス発生
用の振動子、８は被測定超音波媒体。
９は受信増幅器、１０は位相検出器、１１は１０の出力
を一時記憶するためのメモリ、１２は１１の出力からＩ
Ｏの出力を引算するための引算回路。
を一時記憶するためのメモリ、１２は１１の出力からＩ
Ｏの出力を引算するための引算回路。
１３は微分回路、１４はいわゆる′Ｆｃｃ回路である。
第６図（ｂｌ （ｅ）には、振動子６．７の構成例を見
取図（第６図（ｂ））及び断面図（同図（Ｃ））に示し
℃ある。第７図には第６図の主要部の時間波形を示しで
ある。第７図１ｂｌのパルスが第６図のボンピングパル
ス用ドライバ３に与えられると、第７図（Ｃ１の波形が
第６図のボンピングパルス発生用振動子６に印加される
。他方、第６図の連続波発振器２の出力は、ゲート回路
４によって例えばボンピングパルスの高音圧部分にだけ
測定用パルスが送出される様なタイミング（第７図（ｂ
））だけ切り出され、ドライバ５を通って、第７図（ｄ
ｌの如き駆動信号が第６図の測定用振動子７に印加され
る。この結果、ポンピングパルスと測定用パルスとは、
例えば第１図に示した如きタイミング関係を保ちながら
第６図の被測定媒体８の中を進行する事になる。被測定
媒体中からの反射波は振動子７で受信され、受信増幅器
９で第７図１ｂｌの如く増幅された後、位相検出回路１
０に人力される。位相検出回路のもう一方の入力には、
連続波発振器２の出力が基準信号として与えられており
、第７図ｆの如くこの２つの入力間の位相差が位相検出
回路１０から出力される記憶回路１１に送られる。
取図（第６図（ｂ））及び断面図（同図（Ｃ））に示し
℃ある。第７図には第６図の主要部の時間波形を示しで
ある。第７図１ｂｌのパルスが第６図のボンピングパル
ス用ドライバ３に与えられると、第７図（Ｃ１の波形が
第６図のボンピングパルス発生用振動子６に印加される
。他方、第６図の連続波発振器２の出力は、ゲート回路
４によって例えばボンピングパルスの高音圧部分にだけ
測定用パルスが送出される様なタイミング（第７図（ｂ
））だけ切り出され、ドライバ５を通って、第７図（ｄ
ｌの如き駆動信号が第６図の測定用振動子７に印加され
る。この結果、ポンピングパルスと測定用パルスとは、
例えば第１図に示した如きタイミング関係を保ちながら
第６図の被測定媒体８の中を進行する事になる。被測定
媒体中からの反射波は振動子７で受信され、受信増幅器
９で第７図１ｂｌの如く増幅された後、位相検出回路１
０に人力される。位相検出回路のもう一方の入力には、
連続波発振器２の出力が基準信号として与えられており
、第７図ｆの如くこの２つの入力間の位相差が位相検出
回路１０から出力される記憶回路１１に送られる。
記憶回路１１には、トリガ信号として、第７図（ａｌポ
ンピング波駆動タイミングと、（ｂ）ゲートタイミング
とが与えられており、ポンピング波駆動タイミングの直
後のゲートタイミングから一走査線の時間（第７図（ｆ
ｌのＡの期間）の開信号が記憶され、次のゲートタイミ
ングパルスで記憶内容を出力して引算回路１２に送り出
す。引算回路１２では、記１１回路１１の出力（第７図
（ｆｌ （７） Ａ ）から、位相検出回路１０の出力
（第７図（ｆｌのＢ）を引き、ボンピング波が存在する
場合と存在しない場合との位相検出回路の出力の差を第
７図ｆｇｌの如く得て、微分回路１３を経てＴＧＣ回路
１４に送り出す。
ンピング波駆動タイミングと、（ｂ）ゲートタイミング
とが与えられており、ポンピング波駆動タイミングの直
後のゲートタイミングから一走査線の時間（第７図（ｆ
ｌのＡの期間）の開信号が記憶され、次のゲートタイミ
ングパルスで記憶内容を出力して引算回路１２に送り出
す。引算回路１２では、記１１回路１１の出力（第７図
（ｆｌ （７） Ａ ）から、位相検出回路１０の出力
（第７図（ｆｌのＢ）を引き、ボンピング波が存在する
場合と存在しない場合との位相検出回路の出力の差を第
７図ｆｇｌの如く得て、微分回路１３を経てＴＧＣ回路
１４に送り出す。
ＴＧＣ回路１４には、トリガ信号として第７図１ｂｌの
ゲートタイミング信号が与えられており、測定用パルス
の送信に同期して、第６図の微分回路１３の出力（第７
図（ｈ））に対して、例えば、第３図に示す如き時間的
に変化する増幅が行なわれ、最終出力−（Ｚ）が得られ
る。
ゲートタイミング信号が与えられており、測定用パルス
の送信に同期して、第６図の微分回路１３の出力（第７
図（ｈ））に対して、例えば、第３図に示す如き時間的
に変化する増幅が行なわれ、最終出力−（Ｚ）が得られ
る。
面、記憶回路１１は、ＢＢＤやＣＣＤ等のディレィライ
ンによるアナログ的なものでも、Ａ／Ｄ変換器とメモリ
又はシフトレジスタを組合せたディジタル的なものでも
どちらでも良い事は言うまでもない。
ンによるアナログ的なものでも、Ａ／Ｄ変換器とメモリ
又はシフトレジスタを組合せたディジタル的なものでも
どちらでも良い事は言うまでもない。
以上の如く、本発明によれば、超音波媒体の非線形パラ
メーター （Ｚ）の空間分布を、従来の様な透過法でな
く反射法で得る事ができ、透過法の場合に必要な水槽等
の大きな機械的構造を全く必要としなくなると共に、種
々の部位から対象を観察できる様になり、操作性を大幅
に向上させる事ができる。
メーター （Ｚ）の空間分布を、従来の様な透過法でな
く反射法で得る事ができ、透過法の場合に必要な水槽等
の大きな機械的構造を全く必要としなくなると共に、種
々の部位から対象を観察できる様になり、操作性を大幅
に向上させる事ができる。
上記実施例では、位相検出結果の間の引算によって、ポ
ンピングパルスが存在する場合としない場合との位相差
を得ようとしていたのに対して、次に述べる実施例は、
ボンピング波が存在する場＆ 合の受信１９Ｆ信号と、ボンピング波が存在しない場合
の受信ＲＦ信号とを、直接に位相比較する事によって、
ポンピング波が存在する場合としない場合との、受信信
号の位相差をめようとするものである。構成例を第８図
に示す。第８図において、第４図と同じ構成要素には同
一の番号を伺してあり、説明を省略する。第７図と異な
るのは、位相検出回路１０と記憶回路１１の順序が逆に
なり、引算回路１２がなくなった事である。第８図の構
成を用る場合は、記憶回路１１は、ＲＦ受信信号を直接
記憶できるだけの充分に高速なアナ口グ（ＣＣＤ等によ
る）又はディジタル（ＡＤ変換器とメモリ又はシフトレ
ジスタによる）的な記憶回路が必要である。第８図のシ
ステムの動作は、第７図のシステムの動作から容易に類
推できるので説明は省略する。
ンピングパルスが存在する場合としない場合との位相差
を得ようとしていたのに対して、次に述べる実施例は、
ボンピング波が存在する場＆ 合の受信１９Ｆ信号と、ボンピング波が存在しない場合
の受信ＲＦ信号とを、直接に位相比較する事によって、
ポンピング波が存在する場合としない場合との、受信信
号の位相差をめようとするものである。構成例を第８図
に示す。第８図において、第４図と同じ構成要素には同
一の番号を伺してあり、説明を省略する。第７図と異な
るのは、位相検出回路１０と記憶回路１１の順序が逆に
なり、引算回路１２がなくなった事である。第８図の構
成を用る場合は、記憶回路１１は、ＲＦ受信信号を直接
記憶できるだけの充分に高速なアナ口グ（ＣＣＤ等によ
る）又はディジタル（ＡＤ変換器とメモリ又はシフトレ
ジスタによる）的な記憶回路が必要である。第８図のシ
ステムの動作は、第７図のシステムの動作から容易に類
推できるので説明は省略する。
次に、−−（Ｚ）分布のＳ／Ｎ比を向上させる手段に関
して述べる。非線形パラメータと音圧との積による測定
用パルスの位相変化量が小さい時には、本来の位相変化
量（ｆ）（Ｚ ）に対して回路内その他で発生する雑音
を無視できなくなる。更０°・ ７（Ｚ）を″！′社臥
ｆ（２）を微分するが、この微分動作も雑音を大きくす
る元となれ易い事になる。この様子を第９図に示す。第
９９図（Ｂ）図示の雑音Ｎが加わる事により、第９図（
Ｃ）図示の如き信号が実際には出力される。
して述べる。非線形パラメータと音圧との積による測定
用パルスの位相変化量が小さい時には、本来の位相変化
量（ｆ）（Ｚ ）に対して回路内その他で発生する雑音
を無視できなくなる。更０°・ ７（Ｚ）を″！′社臥
ｆ（２）を微分するが、この微分動作も雑音を大きくす
る元となれ易い事になる。この様子を第９図に示す。第
９９図（Ｂ）図示の雑音Ｎが加わる事により、第９図（
Ｃ）図示の如き信号が実際には出力される。
この対策として、同一部位をに面測定して、第９図（Ｃ
）図示の５ｔ−３λの如き雑音の加わった信号を得て、
これらを同−Ｚ座標の点毎に加算すると、各点において
信号成分は振幅でに倍されるが、雑音成分は電力でに倍
されるに過ぎず、もし雑音が不規則雑音であれば、各点
おける雑音振幅は［［倍されるにとどまる。従って、Ｓ
／Ｎ比は９倍改善されて、第９図（Ｄ）図示の如き出力
が得られる。
）図示の５ｔ−３λの如き雑音の加わった信号を得て、
これらを同−Ｚ座標の点毎に加算すると、各点において
信号成分は振幅でに倍されるが、雑音成分は電力でに倍
されるに過ぎず、もし雑音が不規則雑音であれば、各点
おける雑音振幅は［［倍されるにとどまる。従って、Ｓ
／Ｎ比は９倍改善されて、第９図（Ｄ）図示の如き出力
が得られる。
この方法を用いたシステムの構成例を第１０図に示す。
第１Ｏ図において、第６図と同一の構成要素には同一の
番号を付してあり、説明は省略する。第１０１ｍにおい
て、１６は、ポンピングパルスの送信繰り返し周期Ｔだ
け信号を遅らせる遅延回路であり、例えばＢＢＤやＣＣ
Ｄ等のアナログ的手段で実現しても良いし、又、Ａ／Ｄ
変換器とシフトレジスタ又はメモリとを用いたディジタ
ル的手段で実現しても良い事は言うまでもない。１５は
加算器であり、遅延回路の種類に応じてアナログ又はデ
ィジタルのいずれのタイプでも良い。
番号を付してあり、説明は省略する。第１０１ｍにおい
て、１６は、ポンピングパルスの送信繰り返し周期Ｔだ
け信号を遅らせる遅延回路であり、例えばＢＢＤやＣＣ
Ｄ等のアナログ的手段で実現しても良いし、又、Ａ／Ｄ
変換器とシフトレジスタ又はメモリとを用いたディジタ
ル的手段で実現しても良い事は言うまでもない。１５は
加算器であり、遅延回路の種類に応じてアナログ又はデ
ィジタルのいずれのタイプでも良い。
第１０図図示の構成の場合、ＴＧＣ回路１４の出力が同
一のＺ軸座標の各点毎に加算される事は明らかであり、
いわゆる同期加算によりＳ／Ｎ比の改善を行う事ができ
る。
一のＺ軸座標の各点毎に加算される事は明らかであり、
いわゆる同期加算によりＳ／Ｎ比の改善を行う事ができ
る。
本発明においては、更に−−−（Ｚ）の２次元又は３次
元５）布を得る事が可能となる。これまでの説明で明ら
かな様に、特定の走査線上の一（Ｚ）の分布をｉηる事
ができるから、ポンピングパルス用振動子６及び測定パ
ルス用振動子７の相対位置を一定に保ったままでＸまた
は／およびＸ方向に移動させ、各Ｘまたは／およびｙ座
標に対３ ておりば□ （Ｚ）の２次元または／および３Δ 次元分布を得る事ができる。
元５）布を得る事が可能となる。これまでの説明で明ら
かな様に、特定の走査線上の一（Ｚ）の分布をｉηる事
ができるから、ポンピングパルス用振動子６及び測定パ
ルス用振動子７の相対位置を一定に保ったままでＸまた
は／およびＸ方向に移動させ、各Ｘまたは／およびｙ座
標に対３ ておりば□ （Ｚ）の２次元または／および３Δ 次元分布を得る事ができる。
例えば第１１図に示す如く、ポンピングパルス用振動子
ｘｐと測定パルス用振動子ＸＴｎとをそれぞれアレイ振
動子としたものを使い、Ｘ方向にいわゆる電子スキャン
を行えば、容易に−−（Ｚ）の２次元分布を得る事がで
きるのは明らかである。又、第１１図の振動子アレイを
図のｙ軸方向に拡張して、例えば第１２図の様な構成の
振動子アレイを用いれば、容易に□ （Ｚ）の３次元分
布を得る事ができるのは明らかである。
ｘｐと測定パルス用振動子ＸＴｎとをそれぞれアレイ振
動子としたものを使い、Ｘ方向にいわゆる電子スキャン
を行えば、容易に−−（Ｚ）の２次元分布を得る事がで
きるのは明らかである。又、第１１図の振動子アレイを
図のｙ軸方向に拡張して、例えば第１２図の様な構成の
振動子アレイを用いれば、容易に□ （Ｚ）の３次元分
布を得る事ができるのは明らかである。
以上の説明では、２次元又は３次元の□ （Ｚ）の分布
を得るのに、第１１図又は第１２図の如き振動子アレイ
を用いる場合について説明したが、第６図（ｂｌの如き
振動子を機械的に一次元又は２次元に走査する事により
、２次元又は３次元の□ （Ｚ）の分布を得ても良い事
は言うまでもない。
を得るのに、第１１図又は第１２図の如き振動子アレイ
を用いる場合について説明したが、第６図（ｂｌの如き
振動子を機械的に一次元又は２次元に走査する事により
、２次元又は３次元の□ （Ｚ）の分布を得ても良い事
は言うまでもない。
又、以上の説明では、ボンピングパルス用振動子と測定
パルス用振動子とは、横方向にずれた位置に隣り合わせ
に設けられていたが、特番＃味噛−，／ｌ −、例えば
第１３図に示す 如く、ボンピングパルス用の振動子Ｘｐと測定パルス用
の振動子Ｘｍとを重ね合せても良い。この場合、第１３
図の測定用振動子Ｘｍとしては例えば柔軟で音響インピ
ーダンスが生体組織のそれに近いいわゆるＰＶＤＦを、
ボンピングパルス用振動子Ｘｐとしては例えば硬くて音
響インピーダンスの大きないわゆるＰＺＴを用いると、
ポンピングパルスはＰＶＤＦ層を殆ど減衰なく通過でき
、しかもｐｚＴ層はＰＶＤＦ層に対してバッキングとし
て作用する、等、極めて具合の良い振動子構造を実現で
きる。ＢＫはハソキング材である。
パルス用振動子とは、横方向にずれた位置に隣り合わせ
に設けられていたが、特番＃味噛−，／ｌ −、例えば
第１３図に示す 如く、ボンピングパルス用の振動子Ｘｐと測定パルス用
の振動子Ｘｍとを重ね合せても良い。この場合、第１３
図の測定用振動子Ｘｍとしては例えば柔軟で音響インピ
ーダンスが生体組織のそれに近いいわゆるＰＶＤＦを、
ボンピングパルス用振動子Ｘｐとしては例えば硬くて音
響インピーダンスの大きないわゆるＰＺＴを用いると、
ポンピングパルスはＰＶＤＦ層を殆ど減衰なく通過でき
、しかもｐｚＴ層はＰＶＤＦ層に対してバッキングとし
て作用する、等、極めて具合の良い振動子構造を実現で
きる。ＢＫはハソキング材である。
さらに、測定用振動子は送信用と受信用とを別にしても
よい。
よい。
（Ｅ）発明の効果
以−上述べた如く、本発明によれば、以前に提案した超
音波媒体の非線形パラメータ□ （Ｚ）の測定法に比べ
て、よりコンパクトな装置構成で、しかもより操作性の
優れた反射法によって、−（Ｚ）の分布を測定する事が
できる。
音波媒体の非線形パラメータ□ （Ｚ）の測定法に比べ
て、よりコンパクトな装置構成で、しかもより操作性の
優れた反射法によって、−（Ｚ）の分布を測定する事が
できる。
第１図および第２図は本発明の詳細な説明する図、第３
図はいわゆるＴＧＣの概念を説明する説明図、第４図お
よび第５図は、反射波の位相の概念を説明する説明図、
第６図は本発明の一実施例構成ブロック図、第７図は第
６図図示構成の動作を説明する波形説明図、第８図は第
６図に対応する他の実施例構成ブロック図、第９図は同
期加算の概念を説明するための説明図、第１０図は同期
加算を行うための更に他の実施例構成ブロック図、第１
１図ないし第１３図は振動子の種々の実施形態を示す。 図中、１はタイミング制御部、２は連続波発振器、３は
ポンピングパルス用ドライバ、４はゲート回路、５は測
定パルス用ドライバ、６はボンピングパルス用振動子、
７は測定パルス用振動子。 ８は被測定超高波媒体、９は受信増幅器、１０は位相検
出回路、１１は記憶回路、１２は引算回路。 Ｉ３は微分回路、１４はｌ” Ｇ Ｃ回路、１５は加算
回路、１６は遅延線を表わす。 夕（１） 芽θ田 第９図 −Ｊｔす−−４５に 芽／ｌ 国 Ｘｐ 茶！ど 日 イＩ３ 目
図はいわゆるＴＧＣの概念を説明する説明図、第４図お
よび第５図は、反射波の位相の概念を説明する説明図、
第６図は本発明の一実施例構成ブロック図、第７図は第
６図図示構成の動作を説明する波形説明図、第８図は第
６図に対応する他の実施例構成ブロック図、第９図は同
期加算の概念を説明するための説明図、第１０図は同期
加算を行うための更に他の実施例構成ブロック図、第１
１図ないし第１３図は振動子の種々の実施形態を示す。 図中、１はタイミング制御部、２は連続波発振器、３は
ポンピングパルス用ドライバ、４はゲート回路、５は測
定パルス用ドライバ、６はボンピングパルス用振動子、
７は測定パルス用振動子。 ８は被測定超高波媒体、９は受信増幅器、１０は位相検
出回路、１１は記憶回路、１２は引算回路。 Ｉ３は微分回路、１４はｌ” Ｇ Ｃ回路、１５は加算
回路、１６は遅延線を表わす。 夕（１） 芽θ田 第９図 −Ｊｔす−−４５に 芽／ｌ 国 Ｘｐ 茶！ど 日 イＩ３ 目
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）（イ）超音波媒体内に測定用の比較的高周波且つ
低音圧の超音波パルスを送出し、また該超音波媒体内か
らの反射超音波を受信する送信用と受信用の１組の、又
は送受信兼用の超音波振動子と、 （ロ）該測定用超音波パルスとほぼ同一場所からほぼ同
一方向にボンピング用の比較的低周波且つ高音圧の超音
波パルスを該超音波媒体内に送出する超音波振動子と、 （ハ）該測定用超音波パルスが該ポンピング用超音波パ
ルスの予め定められた特定の位相の部分に重畳する様に
送出されるべく、振動子の駆動タイミングを制御する手
段と、 （ニ）該測定用超音波パルスの該超音波媒体内からの反
射波から成る受信信号の基準信号に対する位相を検出す
る手段と、 （ホ）ボンピング用超音波パルスと共に測定用超音波パ
ルスを送信した時に検出した受信信号の位相（時間の関
数）と、ポンピング用超音波パルスを送出せずに測定用
超音波パルスのみを送出した時に検出した受信信号の位
相（時間の関数）との差（時間の関数）をめる手段と、
（へ）上記（ホ）でめた時間の関数としての位相差を微
分する事により、該超音波媒体の等価非線形パラメータ
の、該測定用ビーム上の空間的分布をめる手段、 を有する事を特徴とする超音波媒体の非線形パラメータ
分布測定装置。 （２）（イ）Ｂ音波媒体内に測定用の比較的高周波且つ
低音圧の超音波パルスを送出し、また該超音波媒体内か
らの反射超音波を受信する送信用と受信用の１組の、又
は送受信兼用の超音波振動子と、 （ロ）該測定用超音波パルスとほぼ同一場所からほぼ同
一方向にボンピング用の比較的低周波且つ高音圧の超音
波パルスを該超音波媒体内に送出する超音波振動子と、 （ハ）該測定用超音波パルスが該ボンピング用超音波パ
ルスの予め定められた特定の位相の部分に重畳する様に
送出されるべく、振動子の駆動タイミングを’ｔａ制御
する手段と、（ニ）ボンピング用超音波パルスと共に測
定用超音波パルスを送信した時の受信信号（いわゆるＲ
Ｆ倍信号と）ボンピング用超音波パルスを送出−Ｕずに
測定用超音波パルスのみを送出した時の受信信号（ＲＦ
倍信号との位相差をＲＦ倍信号間位相比較を行なってめ
る手段と、（ボ）（ニ）でめた時間の関数としての位相
差を微分する事により、該超音波媒体の等価非線形パラ
メータの、該測定用ビーム上の空間的分布をめる手段、 を有する事を特徴とする超音波媒体の非線形パラメータ
分布測定装置。 （３１１，記空間的分布をめる手段には、上記位相差を
微分する手段の１＆段に、時間とともに利得の増大する
増幅器を含むことを特徴とする特許請求範囲第１項に記
載の超音波媒体の非線形ノマラメータ分布測定装置。 （４）上記空間的分布をめる手段にしよ、上記（立冬目
差を微分する手段の後段に、時間とともＧこオｌｉｔ尋
の増大する増幅器を含むことを特徴とする特許請求範囲
第２項に記載の超音波媒体の非線形）くラメータ分布測
定装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58227949A JPS60119926A (ja) | 1983-12-02 | 1983-12-02 | 超音波非線形パラメ−タ分布測定装置 |
| US06/675,612 US4610255A (en) | 1983-12-02 | 1984-11-28 | Ultrasonic non-linear parameter measuring system |
| DE8484308324T DE3474211D1 (en) | 1983-12-02 | 1984-11-30 | Ultrasonic non-linear parameter measuring system |
| EP84308324A EP0147955B1 (en) | 1983-12-02 | 1984-11-30 | Ultrasonic non-linear parameter measuring system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58227949A JPS60119926A (ja) | 1983-12-02 | 1983-12-02 | 超音波非線形パラメ−タ分布測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60119926A true JPS60119926A (ja) | 1985-06-27 |
| JPH0222660B2 JPH0222660B2 (ja) | 1990-05-21 |
Family
ID=16868793
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58227949A Granted JPS60119926A (ja) | 1983-12-02 | 1983-12-02 | 超音波非線形パラメ−タ分布測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60119926A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4936308A (en) * | 1988-05-27 | 1990-06-26 | Agency Of Industrial Science & Technology | Method and apparatus for measuring acoustic characteristics and temperature |
| JPH02264647A (ja) * | 1988-11-24 | 1990-10-29 | Agency Of Ind Science & Technol | 音響特性測定並びに測温方法およびその装置 |
| JP2008507322A (ja) * | 2004-07-23 | 2008-03-13 | アー．ヤー． アンゲルセン、ビョルン | 超音波イメージング |
| JP2010501231A (ja) * | 2006-08-22 | 2010-01-21 | スーパー ソニック イマジン | 媒体の一時的変更を画像化する超音波画像化プローブ |
| KR101477607B1 (ko) * | 2013-07-22 | 2014-12-31 | 한양대학교 산학협력단 | 필터를 이용한 초음파 선형/비선형 하이브리드 영상 장치 및 그 제어 방법 |
-
1983
- 1983-12-02 JP JP58227949A patent/JPS60119926A/ja active Granted
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4936308A (en) * | 1988-05-27 | 1990-06-26 | Agency Of Industrial Science & Technology | Method and apparatus for measuring acoustic characteristics and temperature |
| JPH02264647A (ja) * | 1988-11-24 | 1990-10-29 | Agency Of Ind Science & Technol | 音響特性測定並びに測温方法およびその装置 |
| JPH0564059B2 (ja) * | 1988-11-24 | 1993-09-13 | Kogyo Gijutsuin | |
| JP2008507322A (ja) * | 2004-07-23 | 2008-03-13 | アー．ヤー． アンゲルセン、ビョルン | 超音波イメージング |
| JP2011235139A (ja) * | 2004-07-23 | 2011-11-24 | Bjorn A J Angelsen | 超音波イメージング |
| JP2010501231A (ja) * | 2006-08-22 | 2010-01-21 | スーパー ソニック イマジン | 媒体の一時的変更を画像化する超音波画像化プローブ |
| KR101477607B1 (ko) * | 2013-07-22 | 2014-12-31 | 한양대학교 산학협력단 | 필터를 이용한 초음파 선형/비선형 하이브리드 영상 장치 및 그 제어 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0222660B2 (ja) | 1990-05-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0147955B1 (en) | Ultrasonic non-linear parameter measuring system | |
| US7785259B2 (en) | Detection of motion in vibro-acoustography | |
| US9986973B2 (en) | Method for shear wave ultrasound vibrometry with interleaved push and detection pulses | |
| US7753847B2 (en) | Ultrasound vibrometry | |
| JP4150866B2 (ja) | 超音波イメージング・システムの作動方法 | |
| EP0128635B1 (en) | Measuring non-linear parameter of acoustic medium | |
| US5903516A (en) | Acoustic force generator for detection, imaging and information transmission using the beat signal of multiple intersecting sonic beams | |
| JP4808334B2 (ja) | スペックル・サイズ推定を用いた超音波ベースの定量的運動測定 | |
| US20110063950A1 (en) | Vibration generation and detection in shear wave dispersion ultrasound vibrometry with large background motions | |
| EP0146073B1 (en) | Ultrasonic diagnosing apparatus | |
| US7291108B2 (en) | Ultrasonic transmission/reception apparatus for generating an image based on ultrasonic echoes and vibro-acoustic sounds | |
| US9642600B2 (en) | Shear wave attenuation from k-space analysis system | |
| US4679565A (en) | Ultrasonic diagnostic apparatus using non-linear parameters of an organ | |
| JPS60119926A (ja) | 超音波非線形パラメ−タ分布測定装置 | |
| JP2004195228A (ja) | 最適化された送信シーケンスを用いた超音波撮像における適応フィルタリング | |
| JPH0331059B2 (ja) | ||
| JPH0246214B2 (ja) | ||
| JPS62179437A (ja) | 超音波非線形パラメ−タ分布測定装置 | |
| JP2009039284A (ja) | 超音波撮像装置 | |
| JPS6053133A (ja) | 超音波診断装置 | |
| JP2004041324A (ja) | 超音波診断装置 | |
| JPS60246740A (ja) | 超音波診断装置 | |
| JPH0431698B2 (ja) | ||
| JPS6060837A (ja) | 超音波媒体の反射型非線形パラメ−タ分布測定装置 | |
| JPH09108223A (ja) | 超音波診断装置 |