JPS60253434A - 超音波媒体の非線形パラメ−タ分布測定装置 - Google Patents

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。

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パ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理特性の空間分布を
測定する方式に係り、音速が音圧に対し、−次近似とし
ては一定値であるが、二次近位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、この非線形性パラメ
ータの空間的分布を媒体の特性値として測定し、更には
、必要に応じてその空間的分布の映像化を高速且つ容易
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に関する。

（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
低周波のポンピング用平面パルス波を交差させ、ポンピ
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
る事によって、測定波ビーム走査線上の非線形パラメー
タＢ／Ａを高速にめていた。又、後者においては、ボン
ビングパルスを、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、測定波送信用振動子
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、実際の臨床応用において断層
面像を得ようとすると、その適用部位が測定用振動子対
の間に被観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、被観察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殆ど同一場所から
殆ど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（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調整しておき、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
を送信しまた時に反射されて帰ってきた測定用パルスの
受信信号の位相との差をめる事により、ボンピングパル
スの影響だけによ志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非線形パラメータＢ／
Ａをめようとするものである。

本発明は、進行する測定波上の１つの点に注目した場合
、その点が反射体に至るまでの間に、測定用パルスが通
過した領域の非線形パラメータＢ／Ａ（但し場所の関数
）とポンピング波の音圧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、Ｂ／Ａの分布を得ようとするものである。そ
してそのため、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Ｃａ、密度をρ
。とすると、Ｐなる音圧が加えられた時の音速Ｃは となる。従って、ボンピングパルスの音圧Ｐにより、音
速Ｃは、 ２ρ。Ｃｏ　Ａ た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Ｘ、からバースト状の超音波パルスＷ、を図の
２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Ｗ、
ｌと殆ど同一場所に設置されたボンピングパルス送信用
振動子Ｘ、から、ボンピングパルスＷ、を図示の様に２
軸方向に送り込む。以下簡単のためにＷ、とＷ８とは重
畳していると考えることとする。又、音圧ＷＭは音圧Ｗ
９に比べて充分に小さく、式（１１（２）のＰとしては
Ｗ、によるものだけを考慮すれば良いものとする。

測定用パルスＷｍ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 ・・・（３） を受ける事になり、従って場所（Ｚ）により異なったΔ
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、第３式で示される音速変
化の積分値に比例した位相変化 Φ＜ｚ＞　＝Ｋｆ−八〇　へＺ）ｄＺ　（Ｋ：比例定数
）・・・（４） を受けている事になる。反射体Ｍで反射された後、振動
子Ｘ１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、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Ｘ、
で受信された測定用パルスの反射波を位相復調すれば、
第４弐で示されるΦ（Ｚ）が得られる事になる。

Φ（Ｚ）をＺで微分する事により ・・・（５） が得られ、第５式の左辺は実測で得られる値、右辺のＫ
、ρ。、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Ｗ２として
は生体組織内での減衰が余り大きくない５００ＫＨ２程
度のものが用いられ、測定波パルスＷ。

としてはそれよりも１桁程度高い５　Ｍ　Ｈｚ程度のも
のが用いられる。生体組織中では、超音波はほぼｌ　ｄ
　Ｂ　／　Ｍ　Ｈｚ　／　ｃｍの減衰を受ける事が良く
知られており、５００ＫＨ，のＷＩ、の場合、はぼ０．
５ｄ　Ｂ　／　ｃｍの減衰を受ける事になる。従って、
第５式のＰ　（Ｚ）として、例えば Ｐ　（Ｚ）　＝Ｐ　（０）　・１０　ｔ。

（但し、Ｚの単位はｃｍ）　・・・（６）という式を用
いてＰ　（Ｚ）を推定しても良い。この場合、第５式よ
り、 ＫＰ　（０） つまり、位相復調出力Φ（Ｚ）を微分したものに、＋α
Ｚ 距離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１ｄＢ／ＭＨｚ／’印という様に
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　Ｇａ１ｎ　Ｃｏｎｔ
ｒｏｌ）を用いても良い事は言うまでもない。

尚、媒体中の平均音速を００とした時、ｚ＃Ｃｏｔ　（
ｔ：超音波が送信されてからの時間）であるから、ｄＺ
＝ｃｏｄｔ ｄΦ　（Ｚ）　１　ｄΦ　（Ｚ） 、°、□＝□　□　・・・（８） ｄＺ　ｃｏ　ａｔ となり、第５式の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Φ（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（ａ）に示す如
き基準信号色受信信号との位相比較を行うようにされて
いる。しかし反射法の場合、第４図（ｂ）（Ｃ）に示す
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）　・Ｐ（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信号
（ａ）（ｂ）とも大きく異（Ｚ）の影響による位相シフ
トを隠してしまう。

この様な現象を除くため、先に本出願人が出願した特願
昭５８−２２７９４９号においてはポンピングパルスと
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用パルスだけを送信した
時の受信信号の位相との差をめる様にしている。上記第
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、ポジピングパルスの存在する時も存在
しない時も同様に現れるから、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、Ｐ　（
Ｚ）の影響のみによる位相変化Φ（Ｚ）を抽出する事が
できる。

これに対して本発明においては、第６図に示しり如＜、
ポンピング波の高音圧部分（正音圧）に測定波を重畳さ
せた場合と、ポンピング波の低音圧部分（負音圧）に測
定波を重畳させた場合との測定波の位相変化量を比較す
る事により、特願昭５８−２２７９４９号で述べたポン
ピング波の有無による測定波の位相変化量の比較の場合
よりも、高感度にＢ／Ａの分布が検出できる様にしてい
る。

以下図を用いて実施例の構成例を、説明する。

第７図において、１はポンピングパルスの送信のタイミ
ングを発生す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はポンピングパルス用
のドライバ、４はポンピングパルスの特定の位相（通常
は音圧が最大又は最小の位相）に測定用バーストパルス
が重畳される様に発振器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を駆動するためのドライバ
、６はポ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は位相検出回路、１１は位相検出器１０の
出力を一時記憶するためのメモリ、１２はメモリ１１の
出力から位相検出器１０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Ｔｉｍｅ　Ｇａ１
ｎ　Ｃｏｎｔｒｏ１回路である。

第７図（ｂ）（Ｃ）には、振動子６．７の構成例を、見
取り図（第７図（ｂ））及び断面図（同図（Ｃ））をも
って示しである。第８図には第７図図示の主要部におけ
る時間波形を示しである。第８図（ａ）のパルスが第７
図のポンピングパルス用ドライバ３に与えられると、第
８図（ｃ）の波形が第７図のポンピングパルス発生、用
振動子６に印加される。他方、第７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８図（ｂ）・左端）だけ切り出され、ド
ライバ５を通って、第８図（ｄ）の如き駆動信号が第７
図の測定用振動子７に印加される。この結果、ボンピン
グパルスと測定用パルスとは、例えば第６図（ａ）に示
した如きタイミング関係を保ちながら第７図の被測定超
音波媒体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８図
（ｅ）の如く増幅された後、位相検出回路１０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８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
から出力されて記憶回路１１に送られる。

記憶回路１１には、トリガ信号として、第８図（ａ）図
示のポンピング波駆動タイミングと、第８図（ｂ）図示
の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８図（ｆ）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、記憶回路１
１の出力（第８図（ｆ）のＡ）から、位相検出回路１０
の出力（第８図（ｆ）のＢ）を引き、ボンピング波の高
音圧部分に測定波が重畳した場合と、低音圧部分に重畳
した場合との位相検出回路の出力の差を第８図（ｇ）の
如く得て、微分回路１３を経て、Ｔｉｍｅ　Ｇａ１ｎ　
Ｃｏｎｔｒｏ１回路１４に送り出す。

Ｔｉｍｅ　Ｇａ１ｎ　Ｃｏｎｔｒｏ１回路１４には、ト
リガ信号として第８図（ｂ）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７
図の微分回路１３の出力（第８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われ
、最終出力−（Ｚ）が得られる。

尚、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わ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、しかも、特願昭５８−２２７９４
９号に示すものに比べて、Ｂ／Ａの検出感度を約２倍向
丘する事ができる。

以上の実施例の説明は、特許請求の範囲第１項および第
３項および第４項に関するものであった。

特許請求の範囲第１項が、位相検出結果の間の引算によ
って、ボンピレグパルスの高音圧部分に測定波を重畳さ
せた場合、及び、低音圧部分に重畳させた場合との位相
差を得ようとしていたのに対して、特許請求の範囲第２
項は、ポンピング波の高音圧部分に測定波を重畳させた
場合の受信ＲＦ信号と、ポンピング波の低音圧部分に測
定波を重畳させた場合の受信ＲＦ信号とを、直接に位相
比較する事によって、ポンピング波の高音圧部分に重畳
させた場合と低音圧部分に重畳させた場合との、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９図
に示す。第９図において、第７図と同じ構成要素には同
一の番号を付してあり、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９図の構
成を用いる場合には、記憶回路１１としては、ＲＦ受信
信号を直接記憶できるだけの充分に高速のアナログ（Ｃ
ＯＤ等による）又はディジタル（Ａ／Ｄ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９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。

特許請求の範囲第５項は、測定したー（Ｚ）分布のＳ／
Ｎ比を向上させる手段に関するものである。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Φ（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。更に、−
（Ｚ）をめるため、Φ（Ｚ）を微分するが、この微分動
作も雑音を大きくする原因となる。従って得られた−（
２）には雑音が含まれ易い事になる。この様子を第１０
図に示す。第１０図（Ａ）図示の無雑音の−（Ｚ）出力
に、第１Ｏ図（Ｂ）図示の雑音Ｎが加わる事により、第
１０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、同一部位をに回測定して、第１０図（Ｃ
）図示のＳ。

ないしＳＸの如き雑音の加わった信号を行って、これら
を同一２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、各点にお
ける雑音振幅はｌＫ−倍されるにとどまる。従って、Ｓ
／Ｎ比は、Ｊ倍改善されて、第１０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１１図に示す。

第１１図において、第７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１１図におい
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ＣＯ
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１１図図示の構成の場合、Ｔｉｍｅ　Ｇａ１ｎ　Ｃｏ
ｎｔｒｏ１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。

本発明においては、更に特許請求の範囲第６項に示す如
＜、−（Ｚ）の二次元又は三次元分布を得る事が可能と
なる。これまでの説明で明らかなり な様に、特定の走査線上の−（Ｚ）の分布を得る事がで
きるから、ボ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ｙ方向に移動させ、各Ｘまたは／およびｙ座標に
対応したメモリアドレ二次元または／および３次元分布
を得る事ができる。

例えば第１２図に示す如く、ボンピングパルス用振動子
Ｘ、と測定パルス用振動子Ｘ、とをそれぞれアレイ振動
子としたものを使い、いわゆる電子スキャンを行えば、
容易に−（Ｚ）の二次光分布を得る事ができるのは明ら
かである。又第１２図図示の振動子アレイを図のｙ軸方
向に拡張して、例えば第１３図の様な構成の振動子アレ
イを用いれば、容易に−（Ｚ）の三次元分布を得る事か
できるのは明らかである。

以上の説明では、二次元又は三次元の−（Ｚ）の分布を
得るのに、第１２図または第１３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７図（ｂ）の如き
振動子を用いて機械的に一次元又は二次元に走査する事
により、二次元又は三次元の−（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合わせに
設けられていたが、特許請求の範囲第７項に示した様に
、例えば第１４図に示す如く、ボンピングパルス用の振
動子Ｘいと測定パルス用の振動子ＸＩＩとを重合わせて
も良い。この場合、第１４図の測定パルス用振動子Ｘ、
とじ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Ｘい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、ボンピングパルスはＰ
ＶＤＦ層を殆ど減衰なく通過でき、しかもＰＺＴ層はＰ
ＶＤＦ層に対してバッキングＢＫ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。

（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ー（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
、更に、特願昭５８−２２７９４９号に示すものよりも
、２倍程度高感度な測定が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の前提概念を説明する説明
図、第３図はいわゆるＴｉｍｅ　Ｇａ１ｎ　Ｃｏｎｔｒ
ｏｌ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
において用いられる測定用超音波パルスとボンピング用
超音波パルスとの送出タイミングを説明する説明図、第
７図は本発明の一実施例構成、第８図は第７図図示構成
の動作を説明する説明図、第９図は第７図に対応する一
実施例構成、第１０図は同期加算の概念を説明するため
の説明図、第１１図は同期加算を行うための一実施例構
成、第１２図ないし第１４図は振動子の種々の実施形態
例を示す。 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は被測定超音波媒体、９は
受信増幅器、１０は位相検出回路、１１は記憶回路、１
２は引算回路、１３は微分回路、１４はＴｉｉ＋ｅ　Ｇ
ａ１ｎ　Ｃｏｎｔ’ｒｏ１回路、１５は加算回路、１６
は遅延回路を表す。 特許出願人　富士通株式会社 代理人弁理士　森　１）　寛（外１名）第９ｎ 第１０ロ ーＳｔ＋−−憬３に 手続主甫正書（審査請求時） 昭和６０年３月２５日 昭和５９年特許願第１０９８３１号 ２、発明の名称　超音波媒体の非線形パラメータ分布測
定装置 住所　神奈川県用崎市中原区上小田中１０１５番地氏名
　（５２２）富士通株式会社 代表者山本卓眞 ４、代理人 住所　東京都荒川区西日暮里４丁目１７番１号６、補正
の対象　明細書の「特許請求の範囲」７、補正の内容　
別紙の通り 補正の内容 １．特許請求の範囲の欄を次のように補正する。 ｒ（１１（４）超音波パルスに測定用ρ比較的高周波且
つ低音圧の超音波パルスを送出する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殆ど同一場所から殆ど同
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複数の特定の位相のうちのいずれ
か１つ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位相を検出する手段と、 （ホ）ボンピング用超音波パルスの上記特定の位相のう
ちのいずれか１つに重畳する様出した受信信号の位相（
時間の関数）とボンピング用超音波パルスの別の特定位
相の部分に重畳する様に測定用超音波パルスを送出した
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１ 、（へ）（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。 亜　上記予め定められた複数の特定の位相は、ボンピン
グ波の高音圧部（正音圧）及び低音圧部（負音圧）であ
る事を特徴とする特許請求の範囲第（１１１８ａ載の超
音波媒体の非線形パラメータ分布測定装置。 皿　ボンピング用超音波の音圧が超音波媒体内部に行く
と共に小さくなる効果を補償する手段として、第（１）
項（−＝）　０）微分出力の後段に、時間と共に利得の
増大する増幅器を設けた事を特徴とする特許請求範囲第
（１）項棗丸ヰ里里玉μ載の超音波媒体の非線形パラメ
ータ分布測定装置。 股　同一の測定ビーム線上の同一位置に対応する非線形
パラメータ値を、複数回の超音波パルスの送受信毎に加
算するいわゆる同期加算回路を持つ事を特徴とする第（
１１項ないし第皿項いずれか記載の超音波媒体の非線形
パラメータ分布測定装置。 匝　測定用およびボンピング用の振動子の組牽−次元的
又は二次元的に走査する事により、二次元的又は三次元
的な等価非線形パラメータ分布像を得るための走査部・
表示部を持つ事を特徴とする第（１）項ないし第凶項い
ずれか記載の超音波媒体の非線形パラメータ分布測定装
置。 廻　ボンピング用の振動子は材料としていわゆるＰＺＴ
等の圧電セラミックを使用した単板またはアレイ振動子
であり、測定用の振動子は材料としていわゆるＰＶＤＦ
の如き有機圧電フィルムを使用した単板又はアレイ振動
子であって、且つ、後者は前者の前面を被覆する様に配
置された振動子を用いる事を特徴とする特許請求の範囲
第（１）項ないし第堡項いずれか記載の超音波媒体の非
線形パラメータ分布測定装置。 皿（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する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殆ど同一場所から殆ど同
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複数の特定の位相のうちのいずれ
か１つの部分に重畳する様に送出されるべ（、振動子の
駆動タイミングを制御する手段と、 （ニ）ボンピング用超音波パルスの上記特定位相のいず
れか１つに重畳する様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ＲＦ信号）とポンピング用超音
波パルスの別の特定位相の部分に重畳する様に測定用超
音波パルスを送出した時の受信信号（ＲＦ信号）との位
相差をＲＦ信号間の位相比較を行ってめる手段 と、 （ホ）（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 を有すること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。 亜　上記予め定められた複数の特定の位相は、ポンピン
グ波の高音圧部（正音圧）及び低音圧部（負音圧）であ
る事を特徴とする特許請求の範囲第ｍ」μ載の超音波媒
体の非線形パラメータ分布測定装置。 殴　ポンピング用超音波の音圧が超音波媒体内部に行（
と共に小さくなる効果を補償する手段として、第（７）
項（ホ）の微分出力の後段に、時間と共に利得の増大す
る増幅器を設けた事を特徴とする特許請求範囲第（７）
項または第（８）項記載の超音波媒体の非線形パラメー
タ分布測定装置。 （１０）　同一の測定ビーム線上の同一位置に対応する
非線形パラメータ値を、複数回の超音波パルスの送受信
毎に加算するいわゆる同期加算回路を持つ事を特徴とす
る第（７）項ないし第（９）項いずれか記載の超音波媒
体の非線形パラメータ分布測定装置。 （１１）測定用およびポンピング用の振動子の組を一次
元的又は二次元的に走査する事により、二次元的又は三
次元的な等価非線形パラメータ分布像を得るための走査
部・表示部を持つ事を特徴とする第（７）項ないし第（
１０）項いずれか記載の超音波媒体の非線形パラメータ
分布測定装置。 （１２）　ポンピング用の振動子は材料としていわゆる
ＰＺＴ等の圧電セラミックを使用した単板またはアレイ
振動子であり、測定用の振動子は材料としていわゆるＰ
ＶＤＦの如き有機圧電フィルムを使用した単板又はアレ
イ振動子であって、且つ、後者は前者の前面を被覆する
様に配置された振動子を用いる事を特徴とする特許請求
の範囲第（７）項ないし第（１１）項いずれか記載の超
音波媒体の非線形パラメータ分布測定装置。」。 以上。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （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する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殆ど同一場所から殆ど同
   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複数の特定の位相のうちのいずれ
   か１つ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位相を検出する手段と、 （ホ）ボンピング用超音波パルスの上記特定の位相のう
   ちのいずれか１つに重畳する様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
   ボンピング用超音波パルスの別の特定位相の部分に重畳
   する様に測定用超音波パルス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）（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　′−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. （２）（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する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殆ど同一場所から殆ど同
   一方向にポ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複数の特定の位相のうちのいずれ
   か１つ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）′ポンピング用超音波パルスの上記特定位相のい
   ずれか１つに重畳する様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ＲＦ倍信号とポンピング用超
   音波パルスの別の特定位相の部分に重畳する様に測定用
   超音波パルスを送出した時の受信信号（ＲＦ倍信号との
   位相差をＲＦ信号間の位相比較を行ってめる手段 と、 （ホ）（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 を有すること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。
3. （３）上記予め定められた複数の特定の位相は、ポンピ
   ング波の高音圧部（正音圧）及び低音圧部（負音圧）で
   ある事を特徴とする特許請求の範囲第（１１項または第
   （２）項記載の超音波媒体の非線形パラメータ分布測定
   装置。
4. （４）ポンピング用超音波の音圧が超音波媒体内部に行
   くと共に小さくなる効果を補償する手段として、第（１
   ）項（へ）又は第（２）項（ホ）の微分出力の後段に、
   時間と共に利得の増大する増幅器を設けた事を特徴とす
   る特許請求範囲第（１）項ないし第（３）項いずれか記
   載の超音波媒体の非線形パラメータ分布測定装置。
5. （５）同一の測定ビーム線上の同一位置に対応する非線
   形パラメータ値を、複数回の超音波パルスの送受信毎に
   加算するいわゆる同期加算回路を持つ事を特徴とする第
   ｆｌ）項ないし第（４）項いずれか記載の超音波媒体の
   非線形パラメータ分布測定装置。
6. （６）測定用およびポンピング用の振動子の組を一次元
   的又は二次元的に走査する事により、二次元的又は三次
   元的な等価非線形パラメータ分布像を得るための走査部
   ・表示部を持つ事を特徴とする第（１１項ないし第（５
   ）項いずれか記載の超音波媒体の非線形パラメータ分布
   測定装置。
7. （７）ポンピング用の振動子は材料としていわゆるＰＺ
   Ｔ等の圧電セラミックを使用した単板またはアレイ振動
   子であり、測定用の振動子は材料としていわゆるＰＶＤ
   Ｆの如き有機圧電フィルムを使用した単板又はアレイ振
   動子であって、且つ、後者は前者の前面を被覆する様に
   配置された振動子を用いる事を特徴とする特許請求の範
   囲第（１１項ないし第（６）項のいずれか記載の超音波
   媒体の非線形パラメニタ分布測定装置。