JPS61228843A - 超音波計測方法及び装置 - Google Patents

超音波計測方法及び装置

Info

Publication number
JPS61228843A
JPS61228843A JP60069935A JP6993585A JPS61228843A JP S61228843 A JPS61228843 A JP S61228843A JP 60069935 A JP60069935 A JP 60069935A JP 6993585 A JP6993585 A JP 6993585A JP S61228843 A JPS61228843 A JP S61228843A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ultrasonic
medium
wave
waves
transmitted
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
JP60069935A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0547212B2 (ja
Inventor
正徳 国田
正文 小笠原
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Aloka Co 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 Aloka Co Ltd filed Critical Aloka Co Ltd
Priority to JP60069935A priority Critical patent/JPS61228843A/ja
Publication of JPS61228843A publication Critical patent/JPS61228843A/ja
Publication of JPH0547212B2 publication Critical patent/JPH0547212B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は超音波計測方法及び装置、特に音響媒体の非線
形パラメータを計測する計測方法及び装置に関する。
[従来技術] 超音波を音響媒体に送信し、その反射波を測定して音響
媒体内の構造、性質等を検知する超音波計測方法及び装
置が多く用いられ、近年、特に医療分野において超音波
診断装置にも応用され、その技術改良が行われている。
一般に音響媒体内を伝搬する微少振幅の超音波の音速は
、その圧力に依存しており、その圧力が高いほど音速は
大きい。このため、媒体内に大振幅の超音波を送信させ
ると、その音速は超音波の正音圧部では微少振幅の場合
より速く、また負音圧部では遅く伝わるため、超音波の
伝搬に伴い超音波の波形は歪んで(る。この現象は媒体
内の特質によってより大きな超音波の非線形作用を生ず
ることを意味しており、超音波が媒体内を伝搬すれば媒
体内の特質によって送信音波の高調波成分が変動するこ
ととなる。従って、この高調波成分の変動を測定すれば
、媒体内の非線形パラメータを計測することができ、こ
の非線形パラメータは媒体内の特質分布、例えば体内の
疾患部等を示すものである。
しかしながら、媒体が生体組織のように周波数に対する
減衰依存度が大きい場合、送信超音波の高調波成分も大
きく減衰するという欠点を有しており、従来装置のよう
に1つの周波数を用いて前記高調波成分を検出するには
、媒体を通過した超音波反射波に種々の処理を施さなけ
ればならず装置が複雑になるという問題があった。また
前記処理は媒体内の情報を含んだ信号を変形させ正確な
媒体内の情報が得られないという問題があった。
[発明の目的] 本発明は前記従来の課題に鑑みなされたものであり、そ
の目的は、媒体内の構造、性質等を簡便な装置により正
確に計測することができる新しい着想に基づく超音波計
測方法及び装置を提供することにある。
[発明の構成] 前記目的を達成するために、本発明は、超音波ビームを
媒体内に送信し透過波又は反射波を受信増幅して媒体内
の構造、性質等を計測する超音波計測方法において、互
いに周波数の異なる2個の高周波超音波を同時に送信し
、媒体内からの透過波又は反射波を受信して2個の高周
波超音波の基本波成分又は基本波の整数倍の成分の和あ
るいは差の成分の変動を求め、媒体内の音響的非線形パ
ラメータを計測することを特徴とする。
また、互いに異なる2個の高周波発振器と、高周波を超
音波に変換して媒体内に送信する送信器と、媒体内から
の透過波又は反射波を受信増幅する受信器と、前記2個
の高周波基本波成分又は基本波の整数倍成分の和あるい
は差に対応する超音波受信波成分を取出すフィルタ装置
と、前記フィルタ装置の出力と所定の基準信号波とを比
較する同期検波器とを含む超音波計測装置において、超
音波受信波の2個の基本波成分又は基本波の整数倍成分
の和あるいは差の変動から媒体内の音響的非線形パラメ
ータを計測し、あるいは表示することを特徴とする。
[実施例] 以下図面に基づき本発明の好適な第1実施例を説明する
本発明において特徴的なことは、超音波が媒体内を通過
することによりは生ずる非線、形効果を2個の超音波受
信波の基本波成分又は基本波の整数倍成分の和あるいは
差の成分として取出すことによって、媒体内の構造、性
質等を測定することであり、以下にその原理を説明しな
がら本実施例の構成を説明する。
第1図には本発明に係る超音波計測方法を具体化した装
置の第1実施例を示す構成図、第2図には送信器、受信
器で得られる超音波波形が示されている。
この超音波計測装置には、2つの高周波発振器10.1
2が設けられており、わずかに異なる周波数fI、f2
 [第2図(a)、(b)]の正弦波が発振される。該
発振器10.12によって発振された高周波は高周波超
音波変換部を有する送信部14に入力され、画周波数の
合成された超音波[第2図(C)]が媒体内に送信され
る。該送信波の制郊は制御器16で行われ、送信された
2個の周波数fl、f2の超音波は媒体によって非線形
効果を受けて、低周波超音波変換部を有する受信器18
に入力される。
この非線形効果とは、超音波が媒体内で影響を受けずに
通過して反射される場合の直線的な変化と異なり、超音
波が媒体によって例えば二次曲線的あるいは三次曲線的
に変化することを意味する。
超音波送信波を例えば、正弦波5in2π rtで表わ
し、受信波をE (x ) −ax+bx” +cx”
−(x−sin2π ft>とすると、線形効果のみで
ある場合はb −o、 c = orあるからl:(X
)=aX−asin2πftとなるが、例えば非線形効
果を二次曲線だけでとらえると E (x ) −・bx’ ・(1) で表わされる。ここで、わずかに異なる周波数f+、f
zの2個の超音波を媒体内に送信すると、送信波は X −5in2πf I +5fn2πfzt・”(2
)であるから、この式(2)を式(1)へ代入すると E  (x  )  −B  (sin2πr  + 
 +5in2πf 2 、t ) ”−3(stn  
22πf  +  t+23in2  πf  +  
t  −5in2πrzt十sin 22ytf 2 
t ) −(3)となる。この式(3)の第2項を変形
すると2 Bs1n2πf lt−8in2πf z 
t−B (cos2π(f I−f 2 ) t−CO
8?π(f++j2)?) で表わされ、受信波E(X)[第2図(d)]の高高周
波弁は2つの周波数f+、fxの和あるいは差として特
定することができる。
また、(2)式の第1項、第3項からはそれぞれ周波数
rI、r2の2倍の成分が求められ、これによっても受
信波E (x )の情報を得ることが可能である。
すなわち、超音波受信波の2個の基本波成分又は基本波
整数倍成分の和あるいは差の成分を取出すことによって
媒体内の構造、性質を検知可能であることが理解され、
実施例においては、このうち差の成分を取出しその大き
さあるいは変動を測定している。
このため、前記受信器18に設けられた低周波超音波変
換部にによって2つの周波数の差の成分のみが取出され
ており、この超音波受信波の低周波成分は増幅器20で
増幅され不要な信号成分を除去するため本実施例におい
ては帯域濾波器22を介して同期検波器24に入力され
る。
一方発振器10.12から発振された2個の高周波は混
合器26で混合され、これら2個の周波数差(f + 
−f 2 )が基準信号波として求められており、この
基準信号波を参照信号として帯域濾波器28と移相器3
0を介して前記同期検波器24に入力される。該移相器
30は同期検波出力が所望の最大出力となるように参照
信号の移相を調整することができ、低周波成分の受信信
号波は移相調整された参照信号によって同期検波される
ので歪みの少い超音波基本波の差の成分が得られる。
前記同期検波出力は低域濾波器32によりて高調波成分
が除去され、第2図(e )に示されるような波形とな
り、計数器34に供給される。そして該計数器34にて
媒体内に非線形パラメータが演算され表示器36に表示
される。前記制御器16は前述したように超音波の送信
制御を行うと同時に計数器34、表示器36の制御が行
われ、この送信波を移動させてスキャン操作制御を行え
ば広い領域での媒体白情報を得ることができる。
以上のようにして、媒体内の超音波の非線形パラメータ
は超音波受信波の2個の基本波の差成分から求められ、
この差の成分の大きさや変動から媒体内の構造、性質が
判別でき、例えば生体内であれば腫瘍が存在するとか結
石が存在するとかが判別され、また生体内をスキャン走
査することによってその腫瘍等の形状を知ることができ
る。
更に、前述した超音波計測装置においては送信器14と
受信器18がほぼ近接状態にあるが、第3図に示される
ように、この送信器14と受信器18との間に媒体を挾
んで対向するように配置することもでき、送信器14と
受信器18の位置関係の修正を加えるだけで第1図に示
される構成と同一構成にて超音波計測を行うこができる
次に、第4.5図に基づいて本発明の第2実施例である
超音波計測装置を説明する。第1実施例においては連続
波の超音波によって計測が行われたのに対して、第2実
施例においてはバースト波を用いており、このバースト
波によっても前述した原理が同様に適用できる。このバ
ースト波によれば超音波の進行方向の位置標定が可能と
なり、媒体内の深さの各位置における非線形パラメータ
の計測ができる。なお、第1実施例の超音波計測装置と
同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
発S器10.12の出力は分周!138に供給され、該
分周器38から発振された2個のわずかに異なる周波数
の高周波バースト波[第5図(a)。
(b)]は送信器14にて超音波[第5図(C)]に変
換され媒体内に送信される。そして媒体内を通過した反
射バースト波は受信器18にて低周波成分のみの受信バ
ースト波【第5図(d)]となプて増幅820を介して
同期検波器22に入力される。
一方発振器10.12から発振された2個の高周波は前
述した第1実施例と同様にして混合器26、帯域濾波器
28、移相器30によって2個の高周波の周波数差(r
+−rz)の基準信号波が得られ、これは参照信号とし
て同期検波器22に入力される。従ってこの参照信号波
によって前記低周波成分の受信バースト信号波は同期検
波されて歪みの少ない受信バースト波の211の基本波
の差の成分が得られ、帯域濾波器40で不要な高調波成
分を除去すれば第5図(e)に示されるような受信波形
が得られる。
そして、前記帯域濾波器40の出力はサンプルホールド
器42に供給され、前記分周器38によって得られたサ
ンプリング信号にによってサンプルホールドされて計数
器34に供給される。
以上のように、前記分周器38から出力される2個の高
周波バースト波はIIJIII器16にて器体6に送信
され、各深度における超音波の受信信口の差の成分を取
出して計数器34に供給しているので媒体内の各深度で
の情報が得られ、これを表示器36にて媒体内の断層像
として表示することができる。
また、このバースト波を用いた超音波計測装置において
も送信器と受信器によって媒体を挾んだ状態で送信器か
らの超音波透過波を受信して媒体内の非線形パラメータ
を計測することができる。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、わずかに周波数
の異なる2個の超音波を媒体内に送信しこの2個の基本
波成分又は基本波の整数倍成分の和あるいは差の成分の
変動を計測して媒体内ガ非線形パラメータを求めている
ので、1個の周波数超音波の送受信にて計測する場合の
種々の処理を施す必要がなく媒体内の構造、性質等を正
確に知ることができる。
従って、音響媒体内の種々の超音波計測に貢献するこが
可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る好適な第1実施例を示す12用図
、 第2図は第1実施例における2個の超音波の送受信波形
の説明図、 第3図は送受信器の配置の一構成例を示す説明図、 第4図は本発明に係る好適な第2実施例を示す説明図、 第5図は第2実施例における2個の超音波の送受信波形
の説明図である。 10 ・・・ 発振器 12 ・・・ 発振器 14 ・・・ 送信器 18 ・・・ 受信器 20 ・・・ 増幅器 22 ・・・ 帯域濾波器 24 ・・・ 周期検波器 28 ・・・ 帯域濾波器 32 ・・・ 低域濾波器 34 ・・・ 計数器 36 ・・・ 表示器 38 ・・・ 分周器 40 ・・・ 帯域濾波器。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)超音波ビームを媒体内に送信し透過波又は反射波
    を受信増幅して媒体内の構造、性質等を計測する超音波
    計測方法において、互いに周波数の異なる2個の高周波
    超音波を同時に送信し、媒体内からの透過波又は反射波
    を受信して2個の高周波超音波の基本波成分又は基本波
    の整数倍成分の和あるいは差の成分の変動を求め、媒体
    内の音響的非線形パラメータを計測することを特徴とす
    る超音波計測方法。
  2. (2)超音波ビームを媒体内に送信し透過波又は反射波
    を受信増幅して媒体内の構造、性質等を計測する超音波
    計測装置において、互いに周波数の異なる2個の高周波
    発振器と、高周波を超音波に変換して媒体内に送信する
    送信器と、媒体内からの透過波又は反射波を受信増幅す
    る受信器と、前記2個の高周波基本波成分又は基本波の
    整数倍成分の和あるいは差に対応する超音波受信波成分
    を取出すフィルタ装置と、前記フィルタ装置の出力と所
    定の基準信号波とを比較する同期検波器とを含み、超音
    波受信波の2個の基本波成分又は基本波の整数倍成分の
    和あるいは差の変動から媒体内の音響的非線形パラメー
    タを計測し、あるいは表示することを特徴とする超音波
    計測装置。
  3. (3)特許請求の範囲(2)記載の方法及び装置におい
    て、超音波ビームはバースト波であることを特徴とする
    超音波計測装置。
  4. (4)特許請求の範囲(2)、(3)記載の装置におい
    て、前記フィルタ装置は低周波変換器を有する受信器の
    フィルタ作用を利用することを特徴とする超音波計測装
    置。
JP60069935A 1985-04-04 1985-04-04 超音波計測方法及び装置 Granted JPS61228843A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60069935A JPS61228843A (ja) 1985-04-04 1985-04-04 超音波計測方法及び装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60069935A JPS61228843A (ja) 1985-04-04 1985-04-04 超音波計測方法及び装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61228843A true JPS61228843A (ja) 1986-10-13
JPH0547212B2 JPH0547212B2 (ja) 1993-07-16

Family

ID=13417016

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60069935A Granted JPS61228843A (ja) 1985-04-04 1985-04-04 超音波計測方法及び装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS61228843A (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63130054A (ja) * 1986-11-19 1988-06-02 アロカ株式会社 超音波診断装置
JPH04501518A (ja) * 1988-09-01 1992-03-19 シェーリング アクチェンゲゼルシャフト 超音波方法およびこの方法を実施するための回路
JPH04273023A (ja) * 1991-02-28 1992-09-29 Kansai Electric Power Co Inc:The 超音波反射式レベル計
US6108273A (en) * 1995-03-02 2000-08-22 Acuson Corporation Transmit beamformer with frequency dependent focus
JP2002301068A (ja) * 2001-04-09 2002-10-15 Toshiba Corp 超音波診断装置
JP2010193944A (ja) * 2009-02-23 2010-09-09 Konica Minolta Medical & Graphic Inc 超音波診断装置
JP2012013522A (ja) * 2010-06-30 2012-01-19 Korea Atomic Energy Research Inst 超音波を用いる低周波数振動加振方法および装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61185259A (ja) * 1985-02-08 1986-08-18 エヌ・ベー・フイリツプス・フルーイランペンフアブリケン 超音波エコーグラフイによる物体の検差装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61185259A (ja) * 1985-02-08 1986-08-18 エヌ・ベー・フイリツプス・フルーイランペンフアブリケン 超音波エコーグラフイによる物体の検差装置

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0324868B2 (ja) * 1986-11-19 1991-04-04 Aloka
JPS63130054A (ja) * 1986-11-19 1988-06-02 アロカ株式会社 超音波診断装置
US6443899B2 (en) 1988-09-01 2002-09-03 Schering Aktiengesellschaft Ultrasonic processes and circuits for performing them
JPH04501518A (ja) * 1988-09-01 1992-03-19 シェーリング アクチェンゲゼルシャフト 超音波方法およびこの方法を実施するための回路
US6034922A (en) * 1988-09-01 2000-03-07 Schering Aktiengesellschaft Ultrasonic processes and circuits for performing them
US6064628A (en) * 1988-09-01 2000-05-16 Schering Aktiengesellschaft Ultrasonic processes and circuits for performing them
US6221017B1 (en) 1988-09-01 2001-04-24 Schering Aktiengesellschaft Ultrasonic processes and circuits for performing them
JPH04273023A (ja) * 1991-02-28 1992-09-29 Kansai Electric Power Co Inc:The 超音波反射式レベル計
US6108273A (en) * 1995-03-02 2000-08-22 Acuson Corporation Transmit beamformer with frequency dependent focus
JP2002301068A (ja) * 2001-04-09 2002-10-15 Toshiba Corp 超音波診断装置
JP4723747B2 (ja) * 2001-04-09 2011-07-13 株式会社東芝 超音波診断装置
JP2010193944A (ja) * 2009-02-23 2010-09-09 Konica Minolta Medical & Graphic Inc 超音波診断装置
JP2012013522A (ja) * 2010-06-30 2012-01-19 Korea Atomic Energy Research Inst 超音波を用いる低周波数振動加振方法および装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0547212B2 (ja) 1993-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4112735A (en) Detection of bubbles in a liquid
US3987673A (en) Ultrasonic transducer devices
US4485821A (en) Doppler effect blood flow sensing device displaying signals lying within a band width related to sampling frequency
JPS5855850A (ja) 反射超音波による媒体特性測定方法
WO2009075704A2 (en) Non-contact fluid characterization in containers using ultrasonic waves
JPH0740018B2 (ja) 超音波検査装置
US4866613A (en) Ultrasonic continuous wave blood flowmeter using Doppler effect analysis
JPS61228843A (ja) 超音波計測方法及び装置
Yoḡurtçu et al. An apparatus for high precision measurements of ultrasonic wave velocity
US4492117A (en) Ultrasonic nondestructive test apparatus
Peterson A method for increased accuracy of the measurement of relative phase velocity
JPS6241644A (ja) 超音波パルスドツプラ血流計
Hauptmann et al. Statistical reverberation method for ultrasonic measurements in liquid polymeric systems
KR100439656B1 (ko) 초음파를 이용한 비접촉식 온도분포 계측장치
JPS62120841A (ja) 非線形パラメ−タb/a測定装置
JPS61228844A (ja) 超音波計測方法及び装置
JPS60222040A (ja) 連続超音波ドツプラ装置
SU853519A1 (ru) Устройство дл измерени затухани ульТРАзВуКОВыХ ВОлН
SU1364900A1 (ru) Способ определени параметров ультразвуковой волны в среде
JPH0389189A (ja) 超音波センサ
JPS61228842A (ja) 超音波測定装置
SU1702290A1 (ru) Акустическое устройство дл определени содержани газа в газожидкостных средах
SU1392387A1 (ru) Устройство дл измерени частотной зависимости коэффициента затухани ультразвуковых волн
SU1679356A1 (ru) Способ определени кавитационной прочности жидкости
Lunt et al. Measurement of Doppler gate length using signal re-injection

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees