JPS6060837A - Reflective type non-linear parameter distribution apparatus of ultrasonic medium - Google Patents

Reflective type non-linear parameter distribution apparatus of ultrasonic medium

Info

Publication number
JPS6060837A
JPS6060837A JP16859983A JP16859983A JPS6060837A JP S6060837 A JPS6060837 A JP S6060837A JP 16859983 A JP16859983 A JP 16859983A JP 16859983 A JP16859983 A JP 16859983A JP S6060837 A JPS6060837 A JP S6060837A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ultrasonic
wave
measurement
waves
nonlinear parameter
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
Application number
JP16859983A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0421493B2 (en
Inventor
佐藤 拓宋
市田 信行
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP16859983A priority Critical patent/JPS6060837A/en
Publication of JPS6060837A publication Critical patent/JPS6060837A/en
Publication of JPH0421493B2 publication Critical patent/JPH0421493B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • 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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、反射型非線形パラメータ分布測定装置に係り
、測定用超音波バースト波とポンピング用超音波連続波
平面波とを、超音波媒体内で交差するように送波し、そ
の交差領域から反射される超音波バースト波の特定の周
波数成分から、該交差領域の等価非線形パラメータの変
化量を検知し、この該非線形パラメータの分布を二次元
的あるいは三次元的に表示し得る装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a reflection type nonlinear parameter distribution measuring device, which transmits an ultrasonic burst wave for measurement and an ultrasonic continuous wave plane wave for pumping so as to intersect within an ultrasonic medium. , the amount of change in the equivalent nonlinear parameter of the intersection area is detected from a specific frequency component of the ultrasonic burst wave reflected from the intersection area, and the distribution of this nonlinear parameter is displayed two-dimensionally or three-dimensionally. Regarding the apparatus for obtaining.

従来の反射エコー法による超音波診断装置では、生体組
織内の音響インピーダンスの変化に関する情報、つまり
肝臓等の組織の輪郭は描出できるが、組織の性質、例え
ば正常な肝臓なのか、悪性腫瘍に侵された肝臓なのかと
いう区別を行なうのは困難であった。このような組織の
性質を識別しようとする方法を組織特性弁別(T i 
s s u eCharacterization) 
と総称し、例えば超音波の非線形パラメータが組織の性
質により異なることから、この非線形パラメータを測定
することにより、組織の性質を識別しようという方法が
考案されている(特願昭58−39907)。
Conventional ultrasonic diagnostic equipment using reflection echo methods can provide information about changes in acoustic impedance within living tissues, in other words the contours of tissues such as the liver, but they cannot provide information on the nature of the tissue, such as whether it is a normal liver or whether it has been invaded by a malignant tumor. It was difficult to distinguish whether the liver had been treated or not. Tissue characteristic discrimination (T i
s s u eCharacterization)
For example, since the nonlinear parameters of ultrasound differ depending on the nature of the tissue, a method has been devised to identify the nature of the tissue by measuring these nonlinear parameters (Japanese Patent Application No. 58-39907).

しかし、従来の非線形パラメータ測定装置は、透過型の
ものはあるが、透過型は、送波用の探触子と受波用の探
触子をビーム軸を合わせて対向させねばならず、超音波
を透過しにくい骨や体腔内の空隙また組織内の屈折など
により制服を受けるという欠点を持っている。
However, although there are conventional nonlinear parameter measurement devices of the transmission type, the transmission type requires the transmitting probe and the receiving probe to face each other with their beam axes aligned, and It has the disadvantage that it is affected by sound waves due to gaps in bones, body cavities, and refraction within tissues, which are difficult for sound waves to pass through.

本発明の目的は、測定用超音波バースト波とポンピング
用超音波連続波を用い、かつこのボンピング波を、被観
察部位をカバーしてかつ測定用バースト波に交差する平
面波に近いものとするよう構成し、ポンピング波による
測定用バースト波の反射への非線形効果を観測し、被観
察部位の等価ごとのできる超音波媒体の非線形パラメー
タ分布測定装置を提供するにある。
An object of the present invention is to use an ultrasonic burst wave for measurement and a continuous ultrasonic wave for pumping, and to make the pumping wave close to a plane wave that covers the area to be observed and intersects the burst wave for measurement. The object of the present invention is to provide a nonlinear parameter distribution measuring device for an ultrasonic medium, which is configured and capable of observing the nonlinear effect on the reflection of a measuring burst wave by a pumping wave, and is capable of measuring the nonlinear parameter distribution of each observed part.

本発明は、超音波媒体内で交差する測定用超音波バース
ト波とポンピング用超音波連続波を利用し、その交差領
域から反射される超音波バースト波の特定の周波数成分
を分離して測定することにより、該交差領域の等価非線
形パラメータの変化量を検知し、さらにこの交差領域を
移動させて測定を繰り返すことにより、該非線形パラメ
ータの分布を二次元的あるいは三次元的に表示できるよ
うにしたものである。
The present invention utilizes a measuring ultrasonic burst wave and a pumping ultrasonic continuous wave that intersect in an ultrasonic medium, and separates and measures a specific frequency component of the ultrasonic burst wave reflected from the intersecting region. By this, the amount of change in the equivalent nonlinear parameter of the intersection area is detected, and by further moving this intersection area and repeating the measurement, it is possible to display the distribution of the nonlinear parameter two-dimensionally or three-dimensionally. It is something.

超音波媒体内の音圧がゼロの時の音速をco。The speed of sound when the sound pressure in the ultrasound medium is zero is co.

密度をρ0とすると測定波と直交する方向からPなる音
圧が加えられたときの音速Cは パラメータ」と呼ばれるものであり、不均一媒質におい
ては場所により異った値を取る。尚、カッコ右下のeは
等価(equivalent)の意味である。
When the density is ρ0, the sound speed C when a sound pressure P is applied from a direction perpendicular to the measurement wave is called a parameter, and in a non-uniform medium, it takes a different value depending on the location. Note that the letter e at the bottom right of the parentheses means equivalent.

iとjは直交する方向であり、Sは等エントロピーであ
ることを示す。
i and j are orthogonal directions, and S indicates isentropy.

一方、一般に音響の分野で用いられている非線形パラメ
ーターは次のように定義されている。
On the other hand, nonlinear parameters generally used in the field of acoustics are defined as follows.

一との間には という関係があり、液体、生体組織ではシ#O65従っ
て、ボンピング波の音圧Pにより、音速Cは、 だけ変化する事になる。
There is a relationship between 1 and 1, and in liquids and living tissues, the sound pressure C changes by the following.

第1図に反射法による非線形パラメータの測定原理を示
す。Xs、Xpはそれぞれ測定用バースト波およびポン
ピング用連続波を放射する探触子。
Figure 1 shows the principle of measuring nonlinear parameters using the reflection method. Xs and Xp are probes that emit measurement burst waves and pumping continuous waves, respectively.

Mは超音波媒体を示す。一般に生体軟組織のような超音
波媒体Mの密度・音速の不連続面での超音波の反射係数
rQ は次式で与えられる。
M indicates an ultrasonic medium. Generally, the reflection coefficient rQ of ultrasonic waves at a discontinuous surface of density and sound velocity of an ultrasonic medium M such as biological soft tissue is given by the following equation.

での組織の密度と音速である。The density of the tissue and the speed of sound at

今、この不連続面のポンピング用超音波連続波(ポンプ
波)が照射され、組織内部に次式のような音圧変化が与
えられたとする。
Now, suppose that this discontinuous surface is irradiated with a pumping ultrasonic continuous wave (pump wave), and a sound pressure change as shown in the following equation is given inside the tissue.

但しωp、△Poはそれぞれポンプ波の周波数。However, ωp and △Po are the frequencies of the pump waves, respectively.

音圧振幅である。この音圧変化によって領域1゜2の音
速は変化し、各々の領域での非線形バラメ−タ(B/A
)r 、(B/A)2 を使って(5)式から次のよう
に表わされる。
It is the sound pressure amplitude. Due to this change in sound pressure, the sound speed in region 1°2 changes, and the nonlinear parameter (B/A
) r and (B/A)2 from equation (5) as follows.

但しOto、Cxはポンプ波による音圧変化が生ずる前
の音速である。
However, Oto and Cx are the sound speeds before the sound pressure changes due to the pump wave.

ここで、測定用バースト波の音圧は、ポンプ波のだけと
した。
Here, the sound pressure of the burst wave for measurement was only that of the pump wave.

そこで、(6)、(8)式を使い、音圧変化△Pが加え
られた時の反射係数r (△P)をめる 9と、 ・・・・・・(9) でかつに丁、に2 <<1とした。
Therefore, using equations (6) and (8), calculate the reflection coefficient r (△P) when the sound pressure change △P is added. , 2 <<1.

さらに生体軟組織においては、密度・音速の変化は小さ
いから、組織内部の平均的密度・音速を逼 1石 とす
ると、 (9)式は r (△P)が ・・・・・・・・・ (10) となる。
Furthermore, in biological soft tissue, changes in density and sound speed are small, so if the average density and sound speed inside the tissue are 1 stone, then equation (9) is r (△P)... (10) becomes.

よって今、有限時間幅で継続する周波数ω−の超音波バ
ースト波Aを組織に入射し、この不連続面からの反射バ
ースト波を測定すると、その受波信号A′は A′■r(△P)・A ・・・・・・・・・(11)j
ωst で与えられる。但しA=Aoe でAoは音圧振幅であ
るとすると(11)式は (B / A ) 7 (B / A) 24 ρOC
O となる。
Therefore, if we inject an ultrasonic burst wave A with a frequency ω- that continues over a finite time width into the tissue and measure the reflected burst wave from this discontinuous surface, the received signal A' will be A'■r(△ P)・A ・・・・・・・・・(11)j
It is given by ωst. However, if A=Aoe and Ao is the sound pressure amplitude, equation (11) is (B / A) 7 (B / A) 24 ρOC
It becomes O.

この受波信号A′において周波数ωSの成分はTo 、
周波数(ωS+ωp)の成分は例する。即ちこの反射信
号A′のスペクトルを図示すると第2図のようになる。
In this received signal A', the frequency ωS component is To,
The frequency (ωS+ωp) component will be explained as an example. That is, the spectrum of this reflected signal A' is shown in FIG. 2.

即ち、受渡信号A′に対し、周波数ωs N近でのバン
ドパスフィルタ出力をとれば従来のパルスエコー法にお
いて得られる情報と対応するものが得られるし、周波数
ωS+ωp付近でのバンドパスフィルタ出力をとれば、
非線形パラメータの変化量に対応するものが得られる。
That is, if we take the bandpass filter output near the frequency ωsN for the transfer signal A', we can obtain information that corresponds to the information obtained in the conventional pulse echo method, and we can obtain the bandpass filter output near the frequency ωS+ωp. If you take it,
A value corresponding to the amount of change in the nonlinear parameter is obtained.

この測定を一平面上で行なうと、従来のBモード断層像
に対応する画像と、非線形パラメータの分布に対応する
画像が得られる。
When this measurement is performed on one plane, an image corresponding to a conventional B-mode tomographic image and an image corresponding to the distribution of nonlinear parameters are obtained.

次に、装置全体の構成を第3図に、信号処理のタイミン
グチャートを第4図に示す。システムコントローラ1は
トリガー発生器2に指令を出し1〜トリガーパルスを発
生させる。トリガパルスに応答してバースト波アンプ3
からバースト波が出力され、送信プローブ4に与えられ
る。また遅延回路6に遅延幅を指定させ、受波プローブ
5で受けた信号への時間ゲート回路7の処理を制御する
Next, the configuration of the entire apparatus is shown in FIG. 3, and the timing chart of signal processing is shown in FIG. 4. The system controller 1 issues a command to the trigger generator 2 to generate trigger pulses 1 to 1. Burst wave amplifier 3 in response to trigger pulse
A burst wave is output from the transmitting probe 4 and applied to the transmitting probe 4. It also causes the delay circuit 6 to specify a delay width and controls the processing of the time gate circuit 7 on the signal received by the receiving probe 5.

この時間ゲートは信号波バースト波とポンプ波が交差す
る領域からの反射バースト波だけが通過するよう設定さ
れる。さらにシステムコントローラはポンプ波・信号波
の交差領域を指定し、移動するよ・う、ビームコントロ
ーラ8に指令を送る。時間ゲートを通った11号は周波
数ωS付近またはωS+ωpで透過するバンドパスフィ
ルタ9に通し、それぞれ組織の反射係数、非線形パラメ
ータの変化に対応する信号に回路10.11にて分離さ
れる。この信号を画像メモリ12に蓄え、さらに一画面
分の信号を蓄えた後、システムコントローラの指示によ
り、表示側゛御部1.3の制御のもとにBモード像また
は非線形パラメータ分布像をディスプレイ14.15に
て表示するようになっている。
This time gate is set so that only the reflected burst wave from the region where the signal wave burst wave intersects with the pump wave passes through. Furthermore, the system controller specifies the intersection area of the pump wave and signal wave and sends a command to the beam controller 8 to move. No. 11 that has passed through the time gate is passed through a bandpass filter 9 that transmits it at a frequency near ωS or ωS+ωp, and is separated into signals corresponding to changes in tissue reflection coefficients and nonlinear parameters in circuits 10 and 11, respectively. After storing this signal in the image memory 12 and further storing signals for one screen, a B-mode image or a nonlinear parameter distribution image is displayed under the control of the display side control section 1.3 according to instructions from the system controller. It is scheduled to be displayed on 14.15.

尚、16はポンプ波用プローブである。Note that 16 is a pump wave probe.

測定点の走査は、時間ゲートの遅延量を変えることによ
り、測定用ビームに沿った一次元的走査が可能であり、
またビーム方向と直角方向への走査は送・受波プローブ
4.5をリニアアレイ型探触子とするか、又はセクタス
キャン型の探触子とすれば容易に可能である。或いは測
定用ビームとポンプ波とをともに細く絞り、かつ測探触
子の位置関係を固定としたうえで、測探触子の組全体を
2次元的に移動させることにより、両ビームの交点を2
次元的に走査することも可能である。
The measurement point can be scanned one-dimensionally along the measurement beam by changing the amount of delay of the time gate.
Further, scanning in a direction perpendicular to the beam direction is easily possible if the transmitting/receiving probe 4.5 is a linear array type probe or a sector scan type probe. Alternatively, by narrowing down both the measurement beam and the pump wave, fixing the positional relationship of the measurement probes, and then moving the entire set of measurement probes two-dimensionally, the intersection point of both beams can be adjusted. 2
It is also possible to scan dimensionally.

測定用超音波バースト波は有限の継続時間をもつため測
定には空間的分解能の劣化がもたらされる。これを避け
るためには第5図に示す様にできるだけ細く絞られたポ
ンプ波を用い、これとバースト波が直交するよう配置し
、交差領域を小さくとればよい。このことにより、空間
的分解能の劣化が改善される。但し、図中の記号は第1
図のものと同様である。もちろん、ポンプ波を細く絞ぼ
るということは、ポンプ波が平面波であるという仮定か
らはずれ、ポンプ波ビーム軸上で、距離とともに音圧分
布が変化する。そこで前もってポンプ波の音圧分布を測
定し、測定用バースト波とポンプ波との交差領域の位置
によって、このポンプ波の音圧を補正しておけば問題は
ない。
Since the measurement ultrasonic burst wave has a finite duration, the measurement results in a degraded spatial resolution. In order to avoid this, as shown in FIG. 5, a pump wave narrowed as narrow as possible is used, and the burst wave is arranged so as to be orthogonal to the pump wave, so that the crossing area is made small. This improves the deterioration of spatial resolution. However, the symbols in the diagram are
It is similar to the one shown in the figure. Of course, narrowing down the pump wave deviates from the assumption that the pump wave is a plane wave, and the sound pressure distribution changes with distance on the pump wave beam axis. Therefore, there is no problem if the sound pressure distribution of the pump wave is measured in advance and the sound pressure of the pump wave is corrected based on the position of the intersection area of the measurement burst wave and the pump wave.

本発明によれば、生体組織など超音波媒体の非線形パラ
メータの分布像が表示できるので、今までのBモード像
では見えない特徴が見いだせる。
According to the present invention, a distribution image of nonlinear parameters of an ultrasound medium such as a living tissue can be displayed, so that features that cannot be seen in conventional B-mode images can be found.

また反射型映像系のため扱いやすく、かつ従来のBモー
ド像も表示できる。
Furthermore, since it is a reflection type image system, it is easy to handle and can also display conventional B-mode images.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は反射型非線形パラメータ測定原理を説明する図
、第2図は受波信号A′のスペクトルを示す図、第3図
は一実施例装置の全構成を示す図。 第4図は信号処理のタイミングチャートである。 また第5図はボンピング用超音波連続波を細く絞った場
合の反射型非線形パラメータ測定を示す図である。 第3図において、4.5は送・受波用プローブ。 】6はポンプ波用プローブ、9はパンドパスフイタ、1
0は反射係数をめる回路、11は非線形パラメータをめ
る回路である。 第1図 隼 2 図 ′t、4 図 築5図
FIG. 1 is a diagram explaining the principle of reflection type nonlinear parameter measurement, FIG. 2 is a diagram showing the spectrum of the received signal A', and FIG. 3 is a diagram showing the entire configuration of an embodiment of the apparatus. FIG. 4 is a timing chart of signal processing. Further, FIG. 5 is a diagram showing reflection type nonlinear parameter measurement when the ultrasonic continuous wave for bombing is narrowed down. In Figure 3, 4.5 is a probe for transmitting and receiving waves. ] 6 is a pump wave probe, 9 is a pando pass filter, 1
0 is a circuit for calculating a reflection coefficient, and 11 is a circuit for calculating a nonlinear parameter. Figure 1 Hayabusa 2 Figure 't, 4 Figure 5

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (イ)超音波媒体内に測定用の超音波バースト波を送・
受波する1個の兼用の、または個別の超音波探触子と、 (ロ)ポンピング用の超音波連続波の平面波を送波する
超音波探触子と、 (ハ)該測定用超音波バースト波と該ポンピング用超音
波連続波が該超音波媒体内で交差する配置と、 (ニ)該配置において、該測定用超音波探触子で受波し
た該交差領域上での特定の場所からの反射超音波バース
ト波の特定の周波数成分だけを取り出し、該交差領域の
特定の場所での非線形パラメータの変化量をめる信号処
理回路と、 (ボ)該交差領域又は該交差領域上の該特定場所をずら
し、上記非線形パラメータの変化量の分布をめる手段と
を有することを特徴とする超音波媒体の反射型非線形パ
ラメータ分布測定装置。
[Claims] (a) Sending ultrasonic burst waves for measurement into an ultrasonic medium;
(b) an ultrasonic probe that transmits plane waves of continuous ultrasonic waves for pumping; and (c) ultrasonic waves for measurement. an arrangement in which the burst wave and the pumping ultrasonic continuous wave intersect in the ultrasonic medium; (d) a specific location on the intersecting region where the waves are received by the measurement ultrasonic probe in the arrangement; (b) a signal processing circuit that extracts only a specific frequency component of the reflected ultrasonic burst wave from the intersection area and calculates the amount of change in a nonlinear parameter at a specific location of the intersection area; A reflection type nonlinear parameter distribution measuring device for an ultrasonic medium, comprising means for shifting the specific location and measuring the distribution of the amount of change in the nonlinear parameter.
JP16859983A 1983-09-13 1983-09-13 Reflective type non-linear parameter distribution apparatus of ultrasonic medium Granted JPS6060837A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16859983A JPS6060837A (en) 1983-09-13 1983-09-13 Reflective type non-linear parameter distribution apparatus of ultrasonic medium

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16859983A JPS6060837A (en) 1983-09-13 1983-09-13 Reflective type non-linear parameter distribution apparatus of ultrasonic medium

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6060837A true JPS6060837A (en) 1985-04-08
JPH0421493B2 JPH0421493B2 (en) 1992-04-10

Family

ID=15871037

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP16859983A Granted JPS6060837A (en) 1983-09-13 1983-09-13 Reflective type non-linear parameter distribution apparatus of ultrasonic medium

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6060837A (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0421493B2 (en) 1992-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7785259B2 (en) Detection of motion in vibro-acoustography
US7753847B2 (en) Ultrasound vibrometry
US5903516A (en) Acoustic force generator for detection, imaging and information transmission using the beat signal of multiple intersecting sonic beams
EP0066343B2 (en) Method and apparatus for measuring ultrasonic attenuation characteristics
EP0128635B1 (en) Measuring non-linear parameter of acoustic medium
US4730495A (en) Ultrasonic reflex transmission imaging method and apparatus
EP0139235B1 (en) Ultrasonic measurement method and apparatus therefor
US4511984A (en) Ultrasound diagnostic apparatus
JPH0261254B2 (en)
US4313444A (en) Method and apparatus for ultrasonic Doppler detection
Kelsey et al. Applications of ultrasound in speech research
JPH0898836A (en) Display method and display device of sound wave propagation period
JPH043223B2 (en)
JP2003230560A (en) Ultrasonograph
CN110494082B (en) Ultrasound elastography method and system
JPS6060837A (en) Reflective type non-linear parameter distribution apparatus of ultrasonic medium
JP3280473B2 (en) Ultrasound diagnostic equipment
JPH0222660B2 (en)
JPS6053130A (en) Ultrasonic diagnostic apparatus
JPS61106137A (en) Ultrasonic diagnostic apparatus
TISSUE Physics and instrumentation in Doppler and B-mode ultrasonography
JPS6272336A (en) Ultrasonic tissue diagnostic apparatus
JPS6268441A (en) Ultrasonic tissue diagnostic apparatus
JPS61290938A (en) Ultrasonic diagnostic apparatus
Le Croissette Signal Processing In Ultrasound