JPS6083645A - 超音波断層測定方法およびその装置 - Google Patents
超音波断層測定方法およびその装置Info
- Publication number
- JPS6083645A JPS6083645A JP58192598A JP19259883A JPS6083645A JP S6083645 A JPS6083645 A JP S6083645A JP 58192598 A JP58192598 A JP 58192598A JP 19259883 A JP19259883 A JP 19259883A JP S6083645 A JPS6083645 A JP S6083645A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- acoustic impedance
- ultrasonic
- reflection coefficient
- acoustic
- 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】
10発明の背景
A、技術分野
本発明は・ぐルスエコー法に基づき被検体内部の音響特
性を測定する超音波断層測定方法およびその装置の改良
に関する。
性を測定する超音波断層測定方法およびその装置の改良
に関する。
B、先行技術とその問題点
超音波の透過・反射特性を利用した超音波診断装置は、
生体を解剖することなくその断層像を実時間で観察する
ことができる装置として近年、医療分野において広く利
用されている。この超音波診断装置は、一般に、パルス
エコー法を用いており、被検体に超音波パルスを発射し
、この超音波・ぐルスが被検体内部の音響インピーダン
スの不連続点で反射したエコーを検出し、たとえばBモ
ードによる二次元像を表示するようにしている。この場
合、エコーは超音波トランスノー−サから対象となる音
響インピーダンスの不読点までの間を往復する際に通過
領域での減衰や反射の影響を受けるので、従来はSTC
回路で途中の減衰分を補償し近似的に実用化を図ってい
た。
生体を解剖することなくその断層像を実時間で観察する
ことができる装置として近年、医療分野において広く利
用されている。この超音波診断装置は、一般に、パルス
エコー法を用いており、被検体に超音波パルスを発射し
、この超音波・ぐルスが被検体内部の音響インピーダン
スの不連続点で反射したエコーを検出し、たとえばBモ
ードによる二次元像を表示するようにしている。この場
合、エコーは超音波トランスノー−サから対象となる音
響インピーダンスの不読点までの間を往復する際に通過
領域での減衰や反射の影響を受けるので、従来はSTC
回路で途中の減衰分を補償し近似的に実用化を図ってい
た。
けれども、生体断層の質的状態を含めた正確な診断を行
なうには各層の音響インピーダンスそのものを測定し表
示することが必要であるが、上記従来の方法では、エコ
ーに対する通過部分の減衰分の補償が十分でないばかシ
か、エコーには未だ途中の反射による影響が混在してお
シ、従って、エコー源の位置情報の他は断層像を読む人
の判断を加えた診断に頼らざるを得す、熟練を要し診断
の迅速性お、よび再現性に欠けるという問題があった。
なうには各層の音響インピーダンスそのものを測定し表
示することが必要であるが、上記従来の方法では、エコ
ーに対する通過部分の減衰分の補償が十分でないばかシ
か、エコーには未だ途中の反射による影響が混在してお
シ、従って、エコー源の位置情報の他は断層像を読む人
の判断を加えた診断に頼らざるを得す、熟練を要し診断
の迅速性お、よび再現性に欠けるという問題があった。
これに対し、被数の周波数成分を含む超音波を発生し、
周波数成分側の反射・ぐルスの振幅を関連させて近似的
な減衰係数を測定する方法、が提案されているが(特開
昭49−313490号公報)、得られる情報に限りが
あり、音響インピーダンス値自体を直接測定することの
できる方法及び装置の実用化が待ち望まれていた。
周波数成分側の反射・ぐルスの振幅を関連させて近似的
な減衰係数を測定する方法、が提案されているが(特開
昭49−313490号公報)、得られる情報に限りが
あり、音響インピーダンス値自体を直接測定することの
できる方法及び装置の実用化が待ち望まれていた。
■0発明の目的
したがって本発明は、被検体の音響インピーダンスを直
接測定することができ、対象、の状態を迅速で正確に把
握することが可能な超音波断層測定方法および、そのよ
う表装置を提供することを目的とする。
接測定することができ、対象、の状態を迅速で正確に把
握することが可能な超音波断層測定方法および、そのよ
う表装置を提供することを目的とする。
本発明による超音波断層測定方法では:、複数(5)
の周波数成分を含む超音波を音響特性の既知媒質を通し
て物体に送波し、この物体で反射した超音波を既知媒質
を通じて受波し、この反射波の複数の周波数成分の各々
の振幅を検出し、第1層である既知媒質と第2層である
前記物体の表面との境界面における反射係数を該既知媒
質の音響特性及び境界面からの反射波の振幅減衰比より
め、第2層以下の層とみなされる前記物体について、(
イ)反射波の周波数成分毎の振幅減衰比の比から吸収係
数をめる工程、(ロ)前層の反射係数から音響インーー
ダンス及び層間の透過係数をめる工程、(ハ)上記(イ
)(ロ)で得た音響特性及び前層の反射係数並びに反射
波の振幅減衰比から反射係数をめる工程を実行し、各層
の音響インピーダンスを測定スる。
て物体に送波し、この物体で反射した超音波を既知媒質
を通じて受波し、この反射波の複数の周波数成分の各々
の振幅を検出し、第1層である既知媒質と第2層である
前記物体の表面との境界面における反射係数を該既知媒
質の音響特性及び境界面からの反射波の振幅減衰比より
め、第2層以下の層とみなされる前記物体について、(
イ)反射波の周波数成分毎の振幅減衰比の比から吸収係
数をめる工程、(ロ)前層の反射係数から音響インーー
ダンス及び層間の透過係数をめる工程、(ハ)上記(イ
)(ロ)で得た音響特性及び前層の反射係数並びに反射
波の振幅減衰比から反射係数をめる工程を実行し、各層
の音響インピーダンスを測定スる。
本発明によれば次のような超音波断層測定装置が提供さ
れる。すなわち、この超音波断層装置は、複数の周波数
成分を含む超音波を音響特性の既知媒質を通して物体に
送波し、この物体で反射した超音波を既知媒質を通して
受波する(6) 超音波送受手段と、この超音波送受手段で受波した反射
波の複数の周波数成分の各々の振幅を検出する検出手段
と、第1層である既知媒質と第2層である前記物体の表
面との境界面における反射係数を既知媒質の音響特性及
び境界面からの反射波の振幅減衰比よ請求め、第2層以
下の層とみなされる前記物体内について、(イ)反射波
の周波数成分毎の振幅減衰比の比から吸収係数をめ、(
ロ)前層の反射係数から音響インピーダンス及び層間の
透過係数をめ、(ハ)上記(イ)(ロ)でめた音響特性
及び前層の反射係数並びに反射波の振幅減衰比から反射
係数をめることによって各層の音響インピーダンスを測
定する測定手段とを具備する。
れる。すなわち、この超音波断層装置は、複数の周波数
成分を含む超音波を音響特性の既知媒質を通して物体に
送波し、この物体で反射した超音波を既知媒質を通して
受波する(6) 超音波送受手段と、この超音波送受手段で受波した反射
波の複数の周波数成分の各々の振幅を検出する検出手段
と、第1層である既知媒質と第2層である前記物体の表
面との境界面における反射係数を既知媒質の音響特性及
び境界面からの反射波の振幅減衰比よ請求め、第2層以
下の層とみなされる前記物体内について、(イ)反射波
の周波数成分毎の振幅減衰比の比から吸収係数をめ、(
ロ)前層の反射係数から音響インピーダンス及び層間の
透過係数をめ、(ハ)上記(イ)(ロ)でめた音響特性
及び前層の反射係数並びに反射波の振幅減衰比から反射
係数をめることによって各層の音響インピーダンスを測
定する測定手段とを具備する。
本発明の一つの態様によれば測定手段は、音響インピー
ダンスを輝度変調により表示手段に表示させる。
ダンスを輝度変調により表示手段に表示させる。
本発明の他に態様によれば、測定手段は、物体内の関心
領域の測定を複数回行い、その加算平均より音響インピ
ーダンスをめ、関心領域外の反射波信号とともに合成し
て輝度変調し表示手段に表示させる。
領域の測定を複数回行い、その加算平均より音響インピ
ーダンスをめ、関心領域外の反射波信号とともに合成し
て輝度変調し表示手段に表示させる。
■0発明の詳細な説明
次に添付図面を参照して本発明の超音波断層測定方法お
よびその装置を詳細に説明する。
よびその装置を詳細に説明する。
第1図は本発明の詳細な説明するだめの模式図であシ、
トランスジー−サ10の出力方向に位置した対象12が
直列に積層された複数の層、即ち第1層、第2層、・・
・、第1(、第に+1層、第n層で構成されておシ、対
象12の左端側が第0層としてのトランスジューサ10
、右端側カ第n +1層としての外部媒質14と表って
いる。
トランスジー−サ10の出力方向に位置した対象12が
直列に積層された複数の層、即ち第1層、第2層、・・
・、第1(、第に+1層、第n層で構成されておシ、対
象12の左端側が第0層としてのトランスジューサ10
、右端側カ第n +1層としての外部媒質14と表って
いる。
対象12の各層は、厚さX1〜Xn1吸収係数α1(f
)〜αnc7′)、音響インピーダンスZ、〜znを有
するものとする。又、第1層と第i+1層の境界面での
反射係数および透過係数をR4,i−HおよびTi、i
+1 (但し、i−1〜n ) 、!:スル、!:、ト
ランスジー−サ10側から音圧振幅V。(f)で周波数
fの超音波・ぐルスを発射したとき、第に層と第に+1
層との境界で反射し再びトランスジー−サ10に到着す
る超音波の音圧振幅vkC/)は、・・・・・・(1) の一般式で与えられる。なお、各層での多重反射の影響
は極めて弱いので無視してあシ、吸収係数は例えば対象
12が軟組織の場合、添字をkに置き換えて αρ=β□・f ・・・・・・(2) の線形と仮定でき、また、各層中の音速は略一定値C(
生体では約1500 m/s )なだめ、層の厚さは第
に一1層からのエコーと第に層からのエコーの時間差t
kに対し Xk=Co上い ・・・・・・(3) で表わされ測定可能々量となる。反射係数と透過係数は
音響インピーダンス2を用いてRk、に+1=(zk+
、−2k)/(Zk+1+Zk) ・−<4)Tk、
k−z = 2zk−+ 17(zk+1+Zk) ・
・・・・<5)(9) T1、+1.l、= 22v” zk+Zk+1 )
−・・(5a)と表わすことができ、いずれも周波数に
依存しないと考えてよい。
)〜αnc7′)、音響インピーダンスZ、〜znを有
するものとする。又、第1層と第i+1層の境界面での
反射係数および透過係数をR4,i−HおよびTi、i
+1 (但し、i−1〜n ) 、!:スル、!:、ト
ランスジー−サ10側から音圧振幅V。(f)で周波数
fの超音波・ぐルスを発射したとき、第に層と第に+1
層との境界で反射し再びトランスジー−サ10に到着す
る超音波の音圧振幅vkC/)は、・・・・・・(1) の一般式で与えられる。なお、各層での多重反射の影響
は極めて弱いので無視してあシ、吸収係数は例えば対象
12が軟組織の場合、添字をkに置き換えて αρ=β□・f ・・・・・・(2) の線形と仮定でき、また、各層中の音速は略一定値C(
生体では約1500 m/s )なだめ、層の厚さは第
に一1層からのエコーと第に層からのエコーの時間差t
kに対し Xk=Co上い ・・・・・・(3) で表わされ測定可能々量となる。反射係数と透過係数は
音響インピーダンス2を用いてRk、に+1=(zk+
、−2k)/(Zk+1+Zk) ・−<4)Tk、
k−z = 2zk−+ 17(zk+1+Zk) ・
・・・・<5)(9) T1、+1.l、= 22v” zk+Zk+1 )
−・・(5a)と表わすことができ、いずれも周波数に
依存しないと考えてよい。
ここで、相隣接する境界面からの反射・ぐルスの振幅(
音圧)比は、 −1−1 Kk =Y+、(1C/)/’v、u′)=Tk、に−
1−1°X+1.k” (Rld−1,に!−2Ak、
に+1 )””p〔−2°mV””k+1 〕・・・・
・・(6) となる。2つの周波数f、、f2に対して更に(6)す
れば =exp(−2(α□、−1(T2)−αに+ 1 ’
−’+ )〕”k+1 )・・・・・・(7) となシ、更に両の対数をとることによってαに+1Cf
2)−αに+、(fl)=y’−づn[K: (fl、
T2):)1<+1 ・・・・・・(8) (10) を得る。(2)式のα□=βに−fの関係よシとなシ、
予めf、、T2を定めておけば、反射エコーの振幅強度
からKk(T4.T2)を検出しく3)式を用いること
によシ、当該βに+1をめることができる。
音圧)比は、 −1−1 Kk =Y+、(1C/)/’v、u′)=Tk、に−
1−1°X+1.k” (Rld−1,に!−2Ak、
に+1 )””p〔−2°mV””k+1 〕・・・・
・・(6) となる。2つの周波数f、、f2に対して更に(6)す
れば =exp(−2(α□、−1(T2)−αに+ 1 ’
−’+ )〕”k+1 )・・・・・・(7) となシ、更に両の対数をとることによってαに+1Cf
2)−αに+、(fl)=y’−づn[K: (fl、
T2):)1<+1 ・・・・・・(8) (10) を得る。(2)式のα□=βに−fの関係よシとなシ、
予めf、、T2を定めておけば、反射エコーの振幅強度
からKk(T4.T2)を検出しく3)式を用いること
によシ、当該βに+1をめることができる。
けれどもここまでの展開では、原理的に第1層のα1c
/)をめることはできず、また、各層の反射係数、透過
係数並びに音響インピーダンスを知ることは不可能であ
る。そこで本発明は次に述べる工夫を加えてこれらの音
響インピーダンス等の測定を可能にしてbる。
/)をめることはできず、また、各層の反射係数、透過
係数並びに音響インピーダンスを知ることは不可能であ
る。そこで本発明は次に述べる工夫を加えてこれらの音
響インピーダンス等の測定を可能にしてbる。
即ち、第2図に示すように第1層を音響特性の既知な媒
質16とし、第2層以後を生体などの被検体18とする
。
質16とし、第2層以後を生体などの被検体18とする
。
第2層左端の生体表面からの反射・ぐルスの振幅は、(
1)式よシ vl(1)−V。c/)・To、1・T1.o−R1,
2・eXp〔−2α1c/)X、〕・・・Oo)である
。トランスジー−サ10及び第1層の音響特性が既知な
のでT。、i、Tt、。、α、(ト)IXlは予め知る
ことができ、又、■oC/)についても、例えば水中で
の完全反射体に対するエコーの強度から測定できるので
、71頭を観測すれば次式よシR1,2を得ることがで
きる。
1)式よシ vl(1)−V。c/)・To、1・T1.o−R1,
2・eXp〔−2α1c/)X、〕・・・Oo)である
。トランスジー−サ10及び第1層の音響特性が既知な
のでT。、i、Tt、。、α、(ト)IXlは予め知る
ことができ、又、■oC/)についても、例えば水中で
の完全反射体に対するエコーの強度から測定できるので
、71頭を観測すれば次式よシR1,2を得ることがで
きる。
R1,2−■1c/)Ao(7″1−To、1・T1.
。・exp〔−2α、cn−x1〕・・・α→次に第2
層の後境界からの反射パルスの振幅v2(f)が測定で
きたとき、■1C/)と合わせて2つの周波数f1.f
2に対しく7)式の V2(fl”、/V2C/’2) KCf、f)−−□□ ・・・・・・α■112v1u
1v1(J′2) を計算しこの値を(9)式に代入することによシβ2が
まり、更に(3)式の関係からα2が得られる。
。・exp〔−2α、cn−x1〕・・・α→次に第2
層の後境界からの反射パルスの振幅v2(f)が測定で
きたとき、■1C/)と合わせて2つの周波数f1.f
2に対しく7)式の V2(fl”、/V2C/’2) KCf、f)−−□□ ・・・・・・α■112v1u
1v1(J′2) を計算しこの値を(9)式に代入することによシβ2が
まり、更に(3)式の関係からα2が得られる。
一方、(4)式からR1,2−(Z2−21)/(z2
+z1)が成立するので、既知の21及び09式でめた
R1,2から次式によって22を計算できる。
+z1)が成立するので、既知の21及び09式でめた
R1,2から次式によって22を計算できる。
z =Z (1千R)/(1−R1,2) −−−−−
−(1121R2 ここでzk+1をめる一般式は(4)式からzk+l
=Zk(1+Rk、に+1)/(1−Rk、に+1)”
”” ’J4更に、zl及び上式で得たz2を(5)
、 (5a)式に代入すればTk、に+1 k+1.k
をめることができる。Rは(6)式を変形して一般式が Rk+1 、に+2−■に+1θつ°Rk、に+1°゛
8Xp〔2Ctk+1C/)°xk+11〕/V俵O°
Tk、に+1°Tkl−1,k・・・・・・00 と表わされ、この04式のに=1とし、今までにめた値
及び(3)式から得たX2を代入して、次式からR2,
3を計算できる。
−(1121R2 ここでzk+1をめる一般式は(4)式からzk+l
=Zk(1+Rk、に+1)/(1−Rk、に+1)”
”” ’J4更に、zl及び上式で得たz2を(5)
、 (5a)式に代入すればTk、に+1 k+1.k
をめることができる。Rは(6)式を変形して一般式が Rk+1 、に+2−■に+1θつ°Rk、に+1°゛
8Xp〔2Ctk+1C/)°xk+11〕/V俵O°
Tk、に+1°Tkl−1,k・・・・・・00 と表わされ、この04式のに=1とし、今までにめた値
及び(3)式から得たX2を代入して、次式からR2,
3を計算できる。
R2,、、=V2(f)”R,,2−expc2a2C
f)”x2〕IV1(f)−T1.:T2.・・・−・
・(10以下、第3層、第4層、・・・についても逐次
同様の手順で計算して行くことにより、各層の音響イン
ピーダンスを含む音響特性を測定することが可能となる
。
f)”x2〕IV1(f)−T1.:T2.・・・−・
・(10以下、第3層、第4層、・・・についても逐次
同様の手順で計算して行くことにより、各層の音響イン
ピーダンスを含む音響特性を測定することが可能となる
。
次に、第3図により上記動作原理に基づいて構成された
本発明の一一施例に係る超音波診断装置を説明する。同
図豐おいて、電気−音響の相互変換を行なうトランスジ
ューサー0に送信(13) 回路20及び受信回路22が接続されている。
本発明の一一施例に係る超音波診断装置を説明する。同
図豐おいて、電気−音響の相互変換を行なうトランスジ
ューサー0に送信(13) 回路20及び受信回路22が接続されている。
送信回路20は、制御回路24から送られるパルス発生
タイミング信号に付勢されてトランスジューサ10をパ
ルス駆動し、トランスジユーザlOから、例えば第4図
の送波・やルスPに示す如く複数の周波数成分を含む超
音波・ぐルスを発生させるようになっている。トランス
ジューサ10から発射された超音波・ぐルスは既知媒質
としての脱気水26を介して生体28又は第5図、第6
図に示す完全反射体30へ伝搬し、生体28の組織境界
又は完全反射体30で反射されたパルスが再びトランス
ジューサ10に受波され電気信号に変換される。
タイミング信号に付勢されてトランスジューサ10をパ
ルス駆動し、トランスジユーザlOから、例えば第4図
の送波・やルスPに示す如く複数の周波数成分を含む超
音波・ぐルスを発生させるようになっている。トランス
ジューサ10から発射された超音波・ぐルスは既知媒質
としての脱気水26を介して生体28又は第5図、第6
図に示す完全反射体30へ伝搬し、生体28の組織境界
又は完全反射体30で反射されたパルスが再びトランス
ジューサ10に受波され電気信号に変換される。
ここで、前記既知媒質は脱気水26を用いる他、超音波
の吸収係数が小さく、音響特性の経時変化及び温度依存
性が少ない等の条件を満たせば他の媒質を用いてもよい
。
の吸収係数が小さく、音響特性の経時変化及び温度依存
性が少ない等の条件を満たせば他の媒質を用いてもよい
。
完全反射体30は、生体28が浸漬される脱気水26中
にトランスジューサ10に対向して固定配置されておシ
、トランスジューサ10か(14) ら入射した超音波/(’ルスを垂直に、かつ、実質的に
内部吸収することなく完全に反射する機能を有する。こ
の完全反射体30によってパルスの往復時間から脱気水
中での音速をめ、水温データ等と合わせて脱気水の音響
インピーダンスZ4、吸収係数α、を測定し、又、反射
パルス強度からトランスジューサIOの出力音圧Vを測
定し、更に、トランスジー−サ10の既知音響特性と合
わせて透過係数T。、1 ’ TLoを測定することが
できる。
にトランスジューサ10に対向して固定配置されておシ
、トランスジューサ10か(14) ら入射した超音波/(’ルスを垂直に、かつ、実質的に
内部吸収することなく完全に反射する機能を有する。こ
の完全反射体30によってパルスの往復時間から脱気水
中での音速をめ、水温データ等と合わせて脱気水の音響
インピーダンスZ4、吸収係数α、を測定し、又、反射
パルス強度からトランスジューサIOの出力音圧Vを測
定し、更に、トランスジー−サ10の既知音響特性と合
わせて透過係数T。、1 ’ TLoを測定することが
できる。
受信回路22は、トランスジューサlOから送られる受
波信号に、過大入力を防止するためリミッタを掛けると
もに前置増幅を行なう。受信回路22の出力側には、対
数増幅回路32を介してA−D変換器34が接続されて
おシ、このA−D変換器34でデツゝタル信号に変換さ
れたエコー原信号(いわゆるAモード信号)が音響イン
ピーダンス抽出部36へ送出されるようになっている。
波信号に、過大入力を防止するためリミッタを掛けると
もに前置増幅を行なう。受信回路22の出力側には、対
数増幅回路32を介してA−D変換器34が接続されて
おシ、このA−D変換器34でデツゝタル信号に変換さ
れたエコー原信号(いわゆるAモード信号)が音響イン
ピーダンス抽出部36へ送出されるようになっている。
対数増幅回路32は、A−D変換器34のダイナミック
レンジを縮少し、データ処理を容易に行なわせるだめの
ものである。
レンジを縮少し、データ処理を容易に行なわせるだめの
ものである。
対数増幅回路32の出力は、STC回路33へも分岐さ
れ、これによってSTC補正を受け、検波回路35によ
って検波されてBモード断層像を示す映像信号としてC
RTモニタ49に供給される。
れ、これによってSTC補正を受け、検波回路35によ
って検波されてBモード断層像を示す映像信号としてC
RTモニタ49に供給される。
音響インピーダンス抽出部36は、A−D変換器34の
出力側に接続されたAモード信号格納用の第1のメモリ
38と、このメモリ38の出力側に並列接続された第1
層である脱気水26及びトランスジユーザlOと脱気水
26間の所定の音響特性を測定する初期データ決定部4
0、Aモード信号の極大位置を検出し各層の反射点をめ
る極大位置検出部42、各極大位置を中心にAモード信
号の周波数分析を行ない反射・ぐルスの振幅をめる周波
数分析部44と、初期データ決定部40、極太位置検出
部42、周波数分析部44から送られる各種データに基
づき所定の手順に従って演算を行ない音響インピーダン
スをめる逐次演算部46と、この逐次演算部46の出力
側に接続された音響インビータゝンス格納用の画面バッ
ファとしての第2のメモリ48及び音響インピーダンス
抽出部36の各部の制御を行なう制御部24とから構成
されている。この音響インピーダンス抽出部3Gld
例、tばマイクロコンピュータシステムを用いて構成す
ることができる。
出力側に接続されたAモード信号格納用の第1のメモリ
38と、このメモリ38の出力側に並列接続された第1
層である脱気水26及びトランスジユーザlOと脱気水
26間の所定の音響特性を測定する初期データ決定部4
0、Aモード信号の極大位置を検出し各層の反射点をめ
る極大位置検出部42、各極大位置を中心にAモード信
号の周波数分析を行ない反射・ぐルスの振幅をめる周波
数分析部44と、初期データ決定部40、極太位置検出
部42、周波数分析部44から送られる各種データに基
づき所定の手順に従って演算を行ない音響インピーダン
スをめる逐次演算部46と、この逐次演算部46の出力
側に接続された音響インビータゝンス格納用の画面バッ
ファとしての第2のメモリ48及び音響インピーダンス
抽出部36の各部の制御を行なう制御部24とから構成
されている。この音響インピーダンス抽出部3Gld
例、tばマイクロコンピュータシステムを用いて構成す
ることができる。
音響インピーダンス抽出部36の出力側には表示部とし
てのCRTモニタ装置49が接続されており、第2のメ
モリ48から読み出された音響インピーダンスが輝度変
調されBモード像として表示されるようになっている。
てのCRTモニタ装置49が接続されており、第2のメ
モリ48から読み出された音響インピーダンスが輝度変
調されBモード像として表示されるようになっている。
この表示は輝度の階調によシ色分けしたカラー画像の形
をとってもよい。
をとってもよい。
トランスジー−サ10は制御部24の制御を受けて、超
音波ノクルスの送受を〈シ返しながら所定速度で走査方
向に機械送りされるように構成されており、これによシ
、生体28の横断幅よりやや広い範囲がリニアスキャン
される。反射ノクルスのA−D変換や音響インピーダン
スの(17) 測定は各走査線に対し行なわれ第2のメモ゛す48には
二次元の音響インピーダンスが格納される。そして、制
御部24でCRTモニタ装置50の表示タイミングと同
期をとりながら第2のメモリ48から読み出され二次元
の音響インピーダンス分布像(断層像)として表示され
るようになっている。
音波ノクルスの送受を〈シ返しながら所定速度で走査方
向に機械送りされるように構成されており、これによシ
、生体28の横断幅よりやや広い範囲がリニアスキャン
される。反射ノクルスのA−D変換や音響インピーダン
スの(17) 測定は各走査線に対し行なわれ第2のメモ゛す48には
二次元の音響インピーダンスが格納される。そして、制
御部24でCRTモニタ装置50の表示タイミングと同
期をとりながら第2のメモリ48から読み出され二次元
の音響インピーダンス分布像(断層像)として表示され
るようになっている。
■。発明の具体的作用
次に、上記実施例の全体的動作を第7図に示すフローチ
ャートに従って説明する。
ャートに従って説明する。
例えば乳房検診を行なう場合、まず、第5図、第6図に
示すように、既知媒質としての脱気水26中の完全反射
体30及びトランスジューサ10の間でトランスジュー
サ10の可動範囲AD内に、被検体としての乳房28を
断層像を得ようとする所定の深さに浸漬する。続いて装
置全体を稼動し、水中のトランスジューサlOを第6図
の縦方向にA点からD点まで直線的に一定速度で移動し
ながら、例えば基本周波数成分子1および2倍のf2(
−2f1)を含む超音波の送(18) 受をくり返しADの範囲を所定ピッチで平行に走査して
多数の走査線に関するAモード信号を得〔50〕対数増
幅回路32で圧縮しだのちA−D変換器34でディジタ
ル信号に変換し第1のメモリ38へ格納する〔51〕。
示すように、既知媒質としての脱気水26中の完全反射
体30及びトランスジューサ10の間でトランスジュー
サ10の可動範囲AD内に、被検体としての乳房28を
断層像を得ようとする所定の深さに浸漬する。続いて装
置全体を稼動し、水中のトランスジューサlOを第6図
の縦方向にA点からD点まで直線的に一定速度で移動し
ながら、例えば基本周波数成分子1および2倍のf2(
−2f1)を含む超音波の送(18) 受をくり返しADの範囲を所定ピッチで平行に走査して
多数の走査線に関するAモード信号を得〔50〕対数増
幅回路32で圧縮しだのちA−D変換器34でディジタ
ル信号に変換し第1のメモリ38へ格納する〔51〕。
初期データ決定部40は第1のメモリ38に格納された
情報の内、第6図の1及び■領域(AB及び凸)の走査
線に係るAモード信号を読出し、各走査線の加算平均を
行なったのち反射波パルスQ(第4図参照)のピークを
検出する。送波タイミングから受波タイミング1での時
間T及びトランスジー−サlOと完全反射体30との距
離りから2 VTを計算して脱気水26中の音速Cをめ
、予め入力された脱気水温度やトランスジー−サ10の
特性及び反射パルス強度から第1層(脱気水)の21.
C1(ト)、並びにトランスジューサIOと脱気水間の
T。ml ’ T1+O及び出力音圧VcLnを測定す
る〔52〕。測定した各初期データは逐次演算部46へ
送出される。
情報の内、第6図の1及び■領域(AB及び凸)の走査
線に係るAモード信号を読出し、各走査線の加算平均を
行なったのち反射波パルスQ(第4図参照)のピークを
検出する。送波タイミングから受波タイミング1での時
間T及びトランスジー−サlOと完全反射体30との距
離りから2 VTを計算して脱気水26中の音速Cをめ
、予め入力された脱気水温度やトランスジー−サ10の
特性及び反射パルス強度から第1層(脱気水)の21.
C1(ト)、並びにトランスジューサIOと脱気水間の
T。ml ’ T1+O及び出力音圧VcLnを測定す
る〔52〕。測定した各初期データは逐次演算部46へ
送出される。
次に、極太位置検出部42が第1のメモリ38の格納デ
ータの内、第6図の■領域(断層領域)の注目するーの
走査線を含み両隣りの所定数の走査線にわたるAモード
信号を読出し、方位方向の加算平均をとる〔54〕。こ
の加算平均したAモード信号を検波し〔56〕、高域通
過フィルタを通して低周波成分を除去したのち〔58〕
、抽出しだAモード信号の内所定しベル以」二のピーク
位置を検出し層の境界としく3)式X、(=Cotl、
/2 の関係からX1〜Xnをめる〔60〕。ここで、
nの値は、注目する走査線によって変化する請求めた、
ピーク位置情報及びX1〜xnの値は、周波数分析部4
4及び逐次演算部46へ送出される。
ータの内、第6図の■領域(断層領域)の注目するーの
走査線を含み両隣りの所定数の走査線にわたるAモード
信号を読出し、方位方向の加算平均をとる〔54〕。こ
の加算平均したAモード信号を検波し〔56〕、高域通
過フィルタを通して低周波成分を除去したのち〔58〕
、抽出しだAモード信号の内所定しベル以」二のピーク
位置を検出し層の境界としく3)式X、(=Cotl、
/2 の関係からX1〜Xnをめる〔60〕。ここで、
nの値は、注目する走査線によって変化する請求めた、
ピーク位置情報及びX1〜xnの値は、周波数分析部4
4及び逐次演算部46へ送出される。
周波数分析部44は、第1のメモリ38から■領域の前
記注目する走査線に係るAモード原信号を読み出し、極
太位置検出部42で検出したピーク位置を中心に例えば
所定幅のハミングウィンドウを掛けてFFT (高速フ
ーリエ変換)を実行 これによ)反射波パルスの振幅v、(g〜Vnc/)を
め逐次演算部46へ送出する〔62〕。この逐次演算部
46は、まず、初期データ決定部40から送られる初期
データと極大位置検出部42から送られるX、及び周波
分析部44から送られるVl(f)に基づきαη式から
R1,2をめる〔64〕。
記注目する走査線に係るAモード原信号を読み出し、極
太位置検出部42で検出したピーク位置を中心に例えば
所定幅のハミングウィンドウを掛けてFFT (高速フ
ーリエ変換)を実行 これによ)反射波パルスの振幅v、(g〜Vnc/)を
め逐次演算部46へ送出する〔62〕。この逐次演算部
46は、まず、初期データ決定部40から送られる初期
データと極大位置検出部42から送られるX、及び周波
分析部44から送られるVl(f)に基づきαη式から
R1,2をめる〔64〕。
ここでに=1としたあと[66:]、極太位置検出部4
2から入力しだX2及び周波数分析部44から入力シタ
V、(A、v1c/′2)、V2(fl)、v2(T2
)より(9)式、(7)式によってβ2を計算し〔68
〕、(2)式の関係からC2をめる〔70〕。一方、ス
テップ64でめたR1,2に基づきC14+、式よシZ
2を計算し〔72〕、このz2及び初期データ中の21
から(5) 、 (5a)式によってT1,2.T2,
1を得〔74〕、以上でめた各、音響特性値をα0式に
代入してR21,を計算する・〔76〕。k=に+1と
しだ後(78)、kと極大位置検出部42から送られる
nを比較し[80) k<nの場合は前記ステップ68
へ戻シ、次層の音響インピーダンスを含む音響特性の計
算を行なう。
2から入力しだX2及び周波数分析部44から入力シタ
V、(A、v1c/′2)、V2(fl)、v2(T2
)より(9)式、(7)式によってβ2を計算し〔68
〕、(2)式の関係からC2をめる〔70〕。一方、ス
テップ64でめたR1,2に基づきC14+、式よシZ
2を計算し〔72〕、このz2及び初期データ中の21
から(5) 、 (5a)式によってT1,2.T2,
1を得〔74〕、以上でめた各、音響特性値をα0式に
代入してR21,を計算する・〔76〕。k=に+1と
しだ後(78)、kと極大位置検出部42から送られる
nを比較し[80) k<nの場合は前記ステップ68
へ戻シ、次層の音響インピーダンスを含む音響特性の計
算を行なう。
ステップ80の判断でk = nとなったときは(21
) ステップ68〜80のフローを終わらせ各層につきステ
ップ72でめた音響インピーダンス22〜znを第2の
メモリ48へ格納する〔82〕。
) ステップ68〜80のフローを終わらせ各層につきステ
ップ72でめた音響インピーダンス22〜znを第2の
メモリ48へ格納する〔82〕。
ステップ54〜82の操作を、注目する走査線の位置を
1つづつ増しなから■領域全体について行ない[84,
]、すべて終了したところで第2のメモリ48から音響
インピーダンスを読み出し輝度変調してCRTモニタ装
置50にBモード像として表示する[86]0これによ
シ、音響インピーダンスの二次元分布像を得ることがで
きる。
1つづつ増しなから■領域全体について行ない[84,
]、すべて終了したところで第2のメモリ48から音響
インピーダンスを読み出し輝度変調してCRTモニタ装
置50にBモード像として表示する[86]0これによ
シ、音響インピーダンスの二次元分布像を得ることがで
きる。
第8図は、超音波診断装置のトランスジューサを電子走
査型のプローブ90とし、このプローブ90に接続した
送信回路92、受信回路94によってプローブ90の複
数の振動子を電気的に切換えながら超音波パルスの送受
を行ない、プローブ90を固定したままリニア走査をで
きる実施例を示す。・こ、れは更に、受波信号を圧縮す
る対数増幅回路96の出力側に音響インピーダンス抽出
部98と接続されるA−D変換(22) 器97に並列してSTC回路100、検波回路102か
ら成る従来と同様の受波信号処理部を接続し、この検波
回路102の出力側をA−D変換器104を介して音響
インピーダンス抽出部98の出力側とともに映像回路1
06と接続している。第9図に示す生体28内の関心領
域Rについては複数回の走査を加算平均したAモード信
号からめた音響インピーダンス分布像、関心領域R以外
については1回の走査でSTC回路100、検波回路1
02を通して得た従来のBモード像となるようCRTモ
ニタ装置108上に表示する画面の合成を可能としてい
る。これによって関心領域R部分にSA比の良好な音響
インピーダンス像を浮き」二がらせて診断者に画像を見
やすくし、かつ、全体の計算量を減らして処理時間の短
縮を図ることができる。
査型のプローブ90とし、このプローブ90に接続した
送信回路92、受信回路94によってプローブ90の複
数の振動子を電気的に切換えながら超音波パルスの送受
を行ない、プローブ90を固定したままリニア走査をで
きる実施例を示す。・こ、れは更に、受波信号を圧縮す
る対数増幅回路96の出力側に音響インピーダンス抽出
部98と接続されるA−D変換(22) 器97に並列してSTC回路100、検波回路102か
ら成る従来と同様の受波信号処理部を接続し、この検波
回路102の出力側をA−D変換器104を介して音響
インピーダンス抽出部98の出力側とともに映像回路1
06と接続している。第9図に示す生体28内の関心領
域Rについては複数回の走査を加算平均したAモード信
号からめた音響インピーダンス分布像、関心領域R以外
については1回の走査でSTC回路100、検波回路1
02を通して得た従来のBモード像となるようCRTモ
ニタ装置108上に表示する画面の合成を可能としてい
る。これによって関心領域R部分にSA比の良好な音響
インピーダンス像を浮き」二がらせて診断者に画像を見
やすくし、かつ、全体の計算量を減らして処理時間の短
縮を図ることができる。
なお上記実施例では被検査対象を生体としたが、本発明
は超音波を通す一般の物体に適用できることは言うまで
ない。
は超音波を通す一般の物体に適用できることは言うまで
ない。
■0発明の具体的効果
本発明の超音波断層測定方法およびその装置によれば、
被検体とトランスジー−サの間に音響特性の既知媒質を
介在させることで被検体各層の音響インピーダンスをめ
ることができ、質的に正確な読取シを迅速に行なうこと
が可能と々る。
被検体とトランスジー−サの間に音響特性の既知媒質を
介在させることで被検体各層の音響インピーダンスをめ
ることができ、質的に正確な読取シを迅速に行なうこと
が可能と々る。
第1図は本発明の詳細な説明するだめのトランスジー−
サ及び対象媒質を示す模式図、第2図は第1図の一部を
実際の測定に合わせて具体化した模式図、 第3図は本発明の超音波断層測定方法を実現する超音波
診断装置の一実施例を示すブロック図、 第4図は第3図の一部に係るトランスジューサで送受さ
れる波形図、 第5図はトランスジユーザと被検体との位置関係を示す
概略縦断面図、第6図は第5図の横断面図、 第7図は第3図に示す装置の全体的な動作手順を示すフ
ローチャート、 第8図は本発明の他の実施例に係る超音波診断装置を一
部省略して示すブロック図、第9図は第8図の一部に係
るプローブの走査範囲を示す説明図である。 10・・・トランスジューサ 20.92・・・送信回路 22.94・・・受信回路 26・・・脱気水 28・・・生体 36.98・・・音響インピーダンス抽出部49 、1
08・・・CRTモニタ装置90・・・電子走査型プロ
ーブ 100・・・STC回路 102・・・検波回路 106・・・映像回路 (25)
サ及び対象媒質を示す模式図、第2図は第1図の一部を
実際の測定に合わせて具体化した模式図、 第3図は本発明の超音波断層測定方法を実現する超音波
診断装置の一実施例を示すブロック図、 第4図は第3図の一部に係るトランスジューサで送受さ
れる波形図、 第5図はトランスジユーザと被検体との位置関係を示す
概略縦断面図、第6図は第5図の横断面図、 第7図は第3図に示す装置の全体的な動作手順を示すフ
ローチャート、 第8図は本発明の他の実施例に係る超音波診断装置を一
部省略して示すブロック図、第9図は第8図の一部に係
るプローブの走査範囲を示す説明図である。 10・・・トランスジューサ 20.92・・・送信回路 22.94・・・受信回路 26・・・脱気水 28・・・生体 36.98・・・音響インピーダンス抽出部49 、1
08・・・CRTモニタ装置90・・・電子走査型プロ
ーブ 100・・・STC回路 102・・・検波回路 106・・・映像回路 (25)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 複数の周波数成分を含む超音波を音響特性の既知媒
質を通して物体に送波し、該物体で反射した超音波を該
既知媒質を通して受波し、該反射波の複数の周波数成分
の各々の振幅を検出し、 第1層である前記既知媒質と第2層である前記物体の表
面との境界面における反射係数を該既知媒質の音響特性
及び該境界面からの反射波の振幅減衰比よ請求め、第2
層以下の層とみなされる前記物体内について、 (イ)反射波の周波数成分毎の振幅減衰比の比から吸収
係数をめる工程、 (ロ)前層の反射係数から音響インピーダンス及び層間
の透過係数をめる工程、 (ハ)上記(イ)(ロ)の工程でめた音響特性及び前層
の反射係数並びに反射波の振幅減衰比から反射係数をめ
る工程、 を逐次実行し、各層の音響インピーダンスを測定するこ
とを特徴とする超音波断層測定方法。 2、複数の周波数成分を含む超音波を、音響特性の既知
媒質を通して物体に送波し、該物体で反射した超音波を
該既知媒質を通して受波する超音波送受手段と、 該超音波送受手段で受波した反射波の複数の周波数成分
の各々の振幅を検出する検出手段と、第1層である前記
既知媒質と第2層である前記物体の表面との境界におけ
る反射係数を該既知媒質の音響特性及び該境界面からの
反射波の振幅減衰比よりめ、第2層以下の層とみなされ
る前記物体内について、 (イ)反射波の周波数成分毎の振幅減衰比の比から吸収
係数をめ、 (ロ)前層の反射係数から音響インピーダンス及び層間
の透過係数をめ、 (ハ)上記(イ)(ロ)でめた音響特性及び前層の反射
係数並びに反射波の振幅減衰比から反射係数をめ、 これによって各層の音響インピーダンスを測定する測定
手段とを備えたことを特性とする超音波断層測定装置。 3、前記測定手段は、前記音響インピーダンスを輝度変
調によシ表示手段に表示させることを特徴とする特許請
求の範囲第2項記載の超音波断層測定装置。 4、 前記測定手段は、前記物体内の関心領域の測定を
複数回行ない、その加算平均よシ前記音響インピーダン
スをめ、関心領域外の反射波信号とともに合成して輝度
変調し表示手段に表示させることを特徴とする特許請求
の範囲第2項記載の超音波断層測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58192598A JPS6083645A (ja) | 1983-10-17 | 1983-10-17 | 超音波断層測定方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58192598A JPS6083645A (ja) | 1983-10-17 | 1983-10-17 | 超音波断層測定方法およびその装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6083645A true JPS6083645A (ja) | 1985-05-11 |
JPH0525493B2 JPH0525493B2 (ja) | 1993-04-13 |
Family
ID=16293926
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58192598A Granted JPS6083645A (ja) | 1983-10-17 | 1983-10-17 | 超音波断層測定方法およびその装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6083645A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000005180A (ja) * | 1998-06-25 | 2000-01-11 | Olympus Optical Co Ltd | 音響インピーダンス測定装置 |
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 |
JP2006242738A (ja) * | 2005-03-03 | 2006-09-14 | Honda Electronic Co Ltd | 超音波プローブ、超音波プローブユニット、超音波画像検査装置 |
JP2020190454A (ja) * | 2019-05-21 | 2020-11-26 | 国立大学法人豊橋技術科学大学 | 超音波画像構築方法、超音波画像構築装置、超音波画像構築プログラム |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4938490A (ja) * | 1972-08-16 | 1974-04-10 | ||
JPS57209040A (en) * | 1981-05-29 | 1982-12-22 | Tokyo Shibaura Electric Co | Ultrasonic diagnostic apparatus |
-
1983
- 1983-10-17 JP JP58192598A patent/JPS6083645A/ja active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4938490A (ja) * | 1972-08-16 | 1974-04-10 | ||
JPS57209040A (en) * | 1981-05-29 | 1982-12-22 | Tokyo Shibaura Electric Co | Ultrasonic diagnostic apparatus |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000005180A (ja) * | 1998-06-25 | 2000-01-11 | Olympus Optical Co Ltd | 音響インピーダンス測定装置 |
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 |
JP2006242738A (ja) * | 2005-03-03 | 2006-09-14 | Honda Electronic Co Ltd | 超音波プローブ、超音波プローブユニット、超音波画像検査装置 |
JP4660752B2 (ja) * | 2005-03-03 | 2011-03-30 | 本多電子株式会社 | 超音波プローブ、超音波プローブユニット、超音波画像検査装置 |
JP2020190454A (ja) * | 2019-05-21 | 2020-11-26 | 国立大学法人豊橋技術科学大学 | 超音波画像構築方法、超音波画像構築装置、超音波画像構築プログラム |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0525493B2 (ja) | 1993-04-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0154869B1 (en) | Ultrasonic measurement apparatus | |
EP0066343B1 (en) | Method and apparatus for measuring ultrasonic attenuation characteristics | |
US4043181A (en) | Ultrasonic pulse-echo apparatus | |
EP0952462A2 (en) | Method and apparatus for improving visualization of biopsy needle in ultrasound imaging | |
US4511984A (en) | Ultrasound diagnostic apparatus | |
EP0146707B1 (en) | Ultrasonic measurement method, and apparatus therefor | |
EP0041403A1 (en) | Method and apparatus for ultrasonic wave measurement of characteristics of the internal structure of an object | |
US5247937A (en) | Transaxial compression technique for sound velocity estimation | |
JPS6080442A (ja) | 超音波測定方法およびその装置 | |
JPS60195473A (ja) | 超音波測定装置 | |
JPH02500464A (ja) | 超音波ビーム補償のための方法と装置 | |
US4031743A (en) | Ultrasonic echogram display | |
JPH0898836A (ja) | 音波伝搬時間の表示方法および表示装置 | |
US4452085A (en) | Method and means for generating time gain compensation control signal for use in ultrasonic scanner and the like | |
JPH08511184A (ja) | 超音波走査のための方法及び装置 | |
JPS6083645A (ja) | 超音波断層測定方法およびその装置 | |
JPS5869538A (ja) | 超音波診断装置 | |
US4546772A (en) | Method and means for determining ultrasonic wave attenuation in tissue using phase locked loop | |
JPS61135640A (ja) | 超音波測定方法およびその装置 | |
JPH0478298B2 (ja) | ||
JPS59108540A (ja) | 超音波診断装置 | |
JPS60173463A (ja) | 超音波測定装置 | |
JPS6024829A (ja) | 超音波診断装置 | |
JPS61154546A (ja) | 超音波診断装置 | |
JPS61149131A (ja) | 超音波診断装置 |