WO2001021074A1 - Emetteur/recepteur ultrasonore a compression d'impulsions - Google Patents

Emetteur/recepteur ultrasonore a compression d'impulsions Download PDF

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Tadashi Moriya
Norio Tagawa
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Definitions

  • the present invention relates to ultrasonic transmission / reception used for ultrasonic measurement and imaging, and particularly to ultrasonic transmission / reception by pulse compression.
  • the separation area For example, in an ultrasonic microscope, a line having a diameter sufficiently larger than a wavelength is used as a delay medium to form a separation region. Since this line may have an infinite diameter, it is not flexible and cannot be considered a waveguide.
  • the waveguide means a waveguide whose amplitude distribution in the cross section does not change with the propagation distance. In this case, it is practically difficult to transmit and receive long pulses of 100 seconds or more in the 20 MHz band. Also, since this line is not flexible, it cannot be applied to an ultrasonic endoscope or the like. No.
  • Pulse compression is widely used in the field of radar and sonar to increase the transmission energy under the limitation of transmission peak power and increase the search distance or increase the resolution.
  • this pulse compression technique has the advantage of being able to increase the resolution of a specific area because the spectrum of the transmitted signal can be manipulated in the time domain, it has not yet been commercialized in the field of medical ultrasound. Has not been reached.
  • the biggest issue for practical use is the need for a separation area, and the next issue is the suppression of side lobes after pulse compression.
  • the latter problem is that the signal from the small reflector is buried by the sidelobes of the signal from the large reflection.
  • the pulse width of the transmission pulse signal is as long as several hundreds / second, so that the separation area becomes large.
  • a soft plastic plate is usually used to provide this area.
  • This method is actually very difficult to handle. Also, this method cannot be applied to an ultrasonic endoscope or the like.
  • a separate probe is used.
  • reception with mixed transmission and reception signals requires an amplifier with an extremely large dynamic range, which is not practical. Therefore, a method for separating a transmission signal and a reception signal by the same probe for transmission and reception is desired. Disclosure of the invention
  • An object of the present invention is to solve the following problems in conventional ultrasonic transmission / reception.
  • the present invention provides an ultrasonic transmitting and receiving apparatus that performs pulse compression on a received ultrasonic signal using a signal whose frequency changes with time as an ultrasonic signal to be transmitted.
  • the transmission line includes a common transuser for transmitting and receiving ultrasonic signals and a common transmission line for transmitting the ultrasonic signals.
  • the transmission line uses a flexible waveguide type transmission line, and It is characterized in that an ultrasonic signal transmitted using a line as a delay medium and an ultrasonic signal to be received are temporally separated. With this configuration, a transmission signal and a reception signal having a long duration can be temporally separated.
  • a quartz rod having a narrow central portion may be used.
  • the signal to be transmitted is a signal whose frequency changes in proportion to time when received. If the transmission line is long, the cap signal whose frequency changes is distorted, but by using a nonlinear cap signal whose frequency changes in proportion to time, it is possible to suppress the distortion in the received signal.
  • side lobe suppression can be performed by correlating with the ideal compression waveform when the pulse is further compressed.
  • the ultrasonic signals are encoded and transmitted, and the received signal is pulse-compressed and then decoded into the encoded code sequence. You can also. As described above, by transmitting a plurality of chirp signals in accordance with an encoded sequence, a two-stage compression process can be performed, and a received signal having a higher SZN ratio can be obtained.
  • the intraluminal system can be configured by applying the above-described transmission / reception configuration.
  • FIG. 1 is a graph showing dispersion characteristics of an elastic wave propagating in a fused silica rod.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining separation of a transmission signal and a reception signal using a quartz rod.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the use of a nonlinear chirp signal.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining side lobe suppression.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a simulation of side lobe suppression.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating two-stage compression.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the configuration of the intraluminal system.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the Doppler effect in the up-chirp signal.
  • FIG. 9 is a view for explaining pulse compression processing in an up-charging signal.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the result of the pulse compression process.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining the Doppler effect in the down-chip signal.
  • FIG. 12 is a view for explaining pulse compression processing in a down-chirp signal.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining a result of the pulse compression process.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating the measurement of the Doppler effect.
  • FIG. 15 shows an example of measuring the Doppler frequency based on the time interval of the compression pulse.
  • Fig. 16 shows an example of Doppler frequency measurement based on spectrum comparison.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating another configuration of the intraluminal system.
  • FIG. 18 is a diagram of a waveform observation result by another configuration of the intraluminal system.
  • the separation area for performing temporal separation is flexible. It is configured using a waveguide type transmission line.
  • L (0, 1) mode and L (0, 2) mode or L (0, 3) mode of elastic wave propagating in a fused silica rod (Transactions of the Institute of Electronics and Communication Engineers, Vol. J69-A, No.8, pp.1006-1014, 1986, Transactions of the Institute of Electrical Engineers of Japan, V OI.109-C, No.8, 1989, pp. .581-586).
  • the L (0,1) mode and L (0,2) mode or L (0,3) mode are the longitudinal waves of the elastic wave propagating through the rod A wave that does not change. In order from the simplest mode, they are called L (0,1) mode and L (0,2) mode or L (0,3) mode, and can be distinguished because their propagation times are different.
  • This section describes how to construct a flexible transmission line using the E region of the L (0,3) mode of a quartz rod.
  • a quartz rod with a diameter of about 0.5 mm.
  • a transmission line having a sufficiently large cross-sectional area compared to the wavelength (at 20 MHz, a transmission line in a living body) is required.
  • the diameter of the end face to which the ultrasonic probe is bonded is 0.58 ran
  • the diameter of the quartz bar 20 on the side is set to be sufficiently large compared to the wavelength, and the other portions are set to be sufficiently thin so as to obtain flexibility.
  • Fig. 2 (b) shows the transmitted and received waveforms. Good operation was confirmed between 29MHz and 33MHz.
  • the waveform is distorted when the propagation distance required to form the separation region is about 1 meter. Therefore, the correction is needed.
  • the transmission chirp signal is changed to a non-linear chirp signal [a signal whose frequency does not change in proportion to time], and its characteristics are defined.
  • the waveform after reception is configured to be a linear chirp signal [a signal whose frequency changes in proportion to time]. This is illustrated in FIG.
  • the transmission signal generated by the signal generator 30 is a nonlinear chirp signal as described above, and this nonlinear chirp signal is transmitted from the transuser 10 to the fused silica rod 20 as a transmission signal.
  • the nonlinear chirp signal propagates through the fused silica rod 20, is reflected by the sample 50, propagates again through the same fused silica rod 20, and is received by the transducer 10. This received signal is a linear chirp signal.
  • Fig. 3 (b) (1) shows the waveform diagrams of the nonlinear chirp signal which is the transmission signal and the linear chirp signal which is the reception signal. And (2). The method of obtaining the nonlinear chirp signal which is a transmission signal will be described later in detail.
  • the region of E in the L (0, 3) mode of an elastic wave (Poshammer's Cree wave) propagating through a fused silica rod is A digital user is attached, the other end is used as a coupler with the device under test, the nonlinear frequency modulation signal for correcting the dispersion of the elastic wave is used as a transmission signal, and the reception signal is used as a linear chip signal.
  • the transmission nonlinear chirp signal is the inverse of c ( ⁇ ) ⁇ ( ⁇ ( ⁇ ) + k). It can be obtained by Fourier transform.
  • k is determined on the basis of minimizing the square error between the ideal capture signal and the designed capture signal.
  • FIG. 5 (a) shows the waveform of the output of the received chirp signal from the pulse compression filter 41.
  • FIG. 5 (b) is a waveform diagram of the output of the correlation processing unit 42. From these waveform diagrams, it can be seen that side lobes are suppressed.
  • This method can be applied to radar, sonar, etc.
  • This method is implemented by transmitting a nonlinear chirp signal corresponding to the M-sequence (time series of random pulses), and setting it so that a signal that matches the M-sequence is obtained after pulse compression. It is applied to coding methods such as sequences. According to this method, it becomes possible to separate the transmission signal and the reception signal in the coding method and to multiplex the M sequence. Also, since the overall compression ratio by this method is the product of the compression ratio by the chirp signal and the compression ratio by the M-sequence, a large compression ratio can be obtained.
  • FIG. Part A in FIG. 6 shows the generation of the signal to be transmitted. That is, a plurality of chirp signals delayed by a fixed time are generated, and a chirp signal delayed in time is transmitted in accordance with the M-sequence code, for example, 1, 1, 0,. If the M-sequence is ⁇ 1 '', a chirp signal is sent. If the M-sequence is ⁇ 0 '', a signal is sent so as not to send.Then, a plurality of chirp signals according to these M-sequences are combined by the combiner 32 before transmission Sent from device 3 3.
  • the M-sequence code for example, 1, 1, 0,.
  • the pulse compression of the capture signal is first performed by the pulse compression filter 47, and a pulse train corresponding to the M-sequence code is generated.
  • a signal matching the same M sequence at the time of transmission is decoded by the decoder 48, and one short pulse is obtained. In this way, two-stage compression of compression using the chirp signal and compression using the M-sequence are performed, so that measurement with a high SZN ratio is possible.
  • the two-stage compression described above can also be applied to radar, sonar and spread spectrum communications.
  • an ultrasonic transgene user 10 is incorporated into a catheter for use. It is easy to introduce pulse compression into this system using the method of separating transmitted and received signals according to the present invention.
  • the L (0, 3) mode elastic wave propagates through a quartz rod with a diameter of about 0.3 to 0.7, so that a silk thread is wound around a hollow metal wire.
  • Quartz rods can be placed with appropriate protection. Since the quartz rod 20 having such a thickness is flexible, it can be used in a catheter.
  • the diameter of the coupler section is set according to the measurement depth using a tapered quartz rod. Further acoustic matching
  • a refracting surface of the acoustic beam and a lens are arranged.
  • This lens can be placed very close to the sample to be measured.
  • the ultrasonic wave excited by the ultrasonic transuser 10 is applied to the target area via the fused silica rod 20 and the coupler, and the reflected signal is transmitted through the quartz rod 20 to the opposite side. It is converted into an electric signal again by the user 10. If the transmission signal is set so that the received signal becomes a linear chirp signal, the received signal is converted to compressed pulses by standard digital signal processing by the signal processing unit 44 after standard pulse compression filter or AZD conversion. You. This can be observed on the display device 45. In this system, it is possible to use a non-linear capture signal as a transmission signal, and to perform a side lobe suppression process using an ideal output waveform of the above-described pulse compression filter as processing of a reception signal.
  • FIGS. 8 to 10 illustrate that the waveform after recompression is shifted in time depending on the presence or absence of the Doppler effect in the case of the capture signal.
  • This waveform is input to a pulse compression filter having the characteristics shown in FIG. 9 (a).
  • the delay time is large in the low frequency region, and the delay time decreases linearly as the frequency increases.
  • FIG. 9 (b) shows a case where the cap signal subjected to this frequency shift is input to the pulse compression filter having the same characteristics as shown in FIG. 9 (a).
  • the delay time corresponding to the frequencies f and + f d becomes as small as t 2 -d .
  • d T ⁇ f d / A f. Therefore, the delay of the compressed waveform is also small, and after passing through the filter, the chirp signal has a waveform as shown in FIG. 10 (b), and the delay from the reference time is short. It becomes d .
  • Fig. 11 to Fig. 13 explain how the waveform after recompression shifts depending on the presence or absence of the Dobbler effect in the case of a down-chirp signal.
  • Fig. 11 (a) shows that the frequency is
  • the compressed signal of the up- and down-capture signals deviates in the opposite direction due to the Doppler effect, and by detecting this, the Doppler signal can be detected. .
  • the Fourier transform of the compressed waveform of the up-chirp signal shown in FIG. 10 (a) be F u ( ⁇ ).
  • the waveform remains unchanged and is shifted by d in time, so the Fourier transform of this waveform becomes "( ⁇ ) e jw .
  • the down-chirp signal If the Fourier transform of the waveform in Fig. 13 (a) is F D ( ⁇ ), the Fourier transform of the signal waveform having the Doppler effect shown in Fig. 13 (b) is F D ( ⁇ ) e ⁇ ".
  • FIG.14 A device that detects Doppler frequency using this principle is shown in Fig.14.
  • an up-chirp signal 1 and a down-chirp signal 2 are combined by a combiner 61 and transmitted.
  • the signal 1 is compressed by the capture pulse compression system 64, and the signal at the target position is taken out by the gate circuit 166.
  • the down-cap signal 2 is also re-compressed by the pulse compression system 65 for down-cap, and the signal at the target position is taken out by the gate circuit 2 67.
  • the pulses output from the gate circuit 166 and the gate circuit 267 are respectively supplied with the standard chirp signal (the up-chirp signal 1 or the up-chirp signal) from the standard chirp signal generator 70.
  • the signal 2) is convolution-integrated by the convolution integrator 168 and the convolution integrator 269.
  • a chirp signal having a time difference is obtained.
  • This is input to the mixer 71 and multiplied, and then a spectrum analysis is performed.
  • the beat of the chirp signal having two time differences can be obtained. From this, the Doppler frequency at the target position can be obtained.
  • the characteristics of the gate circuit 166 and that of the gate circuit 267 the same, the influence of the re-window function can be minimized. This spectrum analysis will be described later in detail.
  • the quartz rod shown in FIG. 2 can be used for transmitting the signal for measuring the Dobler effect, but is not limited to this.
  • the above-described nonlinear chirp signal or the like is used,
  • the sidelobe suppression process using the ideal output waveform of the above-described pulse compression can be performed for the suppression of the lobe.
  • FIG. 15 shows an example of Doppler frequency measurement by comparing the time intervals of the output pulses of the gate circuits 1 and 2 in FIG.
  • the center frequency of the transmission chirp signal is shifted in advance, and the increase and decrease of the Doppler effect and the increase and decrease of the pulse interval are made to correspond to the interval when there is no Doppler effect. That is, if the Doppler shift is positive compared to the interval without the Doppler effect shown in Fig. 15 (b), the pulse interval becomes wider as shown in Fig. 15 (a). If the Doppler shift is negative, the pulse interval becomes narrow, as shown in Fig. 15 (b). By detecting this, the Doppler effect at the target position can be measured.
  • FIG. 16 shows an example of Doppler frequency measurement by spectrum analysis.
  • the center frequency of the transmission chirp signal is shifted in advance, and the change in the Doppler effect and the transition of the spectrum are made to correspond to the spectrum when there is no Doppler effect. That is, when the Doppler shift is zero, the center of the spectrum is 1 O KHz, as shown in Fig. 16 (b). If the Doppler shift is positive, the center of the spectrum shifts to the lower frequency side, as shown in Fig. 16 (a), and if the Doppler shift is negative, as shown in Fig. 16 (c). Then, the center of the spectrum shifts to the high frequency side. By detecting this, a frequency shift (Doppler frequency) due to the Doppler effect can be detected.
  • Doppler frequency due to the Doppler effect
  • an ultrasonic transgene user 10 is incorporated in a catheter.
  • this system is configured using the L (0, 1) mode. This is shown in FIG. That is, in the 20 MHz band, the L (0, 1) mode transmits through a quartz rod with a diameter of about 125 jL / m.
  • a molten stone with a diameter of 125 m and a length of about 60 cm was used as a matching layer 22 (matching transmission line) on the tip of a rod 20 of a dielectric line with a diameter of 150 / m and a length of 37 m. (Stycast 2651) was used.
  • the matching layer serves as a coupler between the transmission line and water.
  • the transmission line with the matching layer was placed in a metal tube and waterproofed. Part of a spheroid pair was used as the converging lens 24, and care was taken so that the tip of the transmission line was located at the focal point.
  • an ultrasonic wave was transmitted to and received from the fused silica rod via an ultrasonic parabolic mirror 11 excited by an ultrasonic transducer 10.
  • This lens can be placed very close to the sample to be measured.
  • the ultrasonic waves re-excited by the ultrasonic transducer 10 are applied to the target area 55 through the fused silica rod 20 and a force blur, and the reflected signal propagates through the quartz rod 20 in reverse. Then, the translator user 10 converts it into an electric signal again.
  • Fig. 18 shows an example of the observed waveform.
  • Fig. 18 (a) is an example of observation of reflection from an aluminum plate in water. Waveform B of the reflection from the underwater aluminum plate can be clearly observed after reflection A from the transmission end face.
  • FIG. 18 (b) is an example of observing reflection from an acrylic plate in water
  • FIG. 18 (c) is an example of observing a 125 ⁇ optical fiber in water. In both cases, the reflection waveforms C and D from the target can be observed after the reflection waveform ⁇ from the transmission end face.
  • a flexible waveguide-type transmission line is used as a transmission line, and the transmission line is used as a delay medium.
  • the signal and the received signal can be temporally separated.
  • this transmission line it is preferable to use a quartz rod having tapered ends.
  • the chirp signal will be distorted, but by using a non-linear chirp signal, it is possible to suppress distortion in the received signal.
  • the use of the up- and down-chirp signals allows the Doppler effect to be accurately measured.

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Description

明 細 書 パルス圧縮による超音波送受信装置 技術分野
医用分野及び超音波計測の分野における、超音波測定及び画像化等に用いる超音 波送受信に関し、 特にパルス圧縮による超音波送受信に関する。 背景技術
超音波の反射波等を用いて計測を行うことや画像を得ることは従来から行われて いる。例えば、超音波診断装置においては、超音波振動子からインパルス波を送信 して体内からの反射エコーを受波して、画像処理することにより生体内の断層像を 得ている。 このような超音波診断装置には、可能な限り深い深達度と高い分解能が 要求されている。
この要求を満たすものとしてパルス圧縮技術がある。 これは、送信する超音波信 号に F M変調をかけ（以下、 この信号をチヤープ信号という）、 受信時にチヤ一プ 信号に対応したフィルタを通すことで、もとの長いパルスを短く圧縮する。そして、 圧縮により分解能を高めると同時に S ZN比の向上を図り、深達度を高めるもので ある。
このようなパルス圧縮では、送信信号と受信信号を時間的に分離するため、測定 対象物とトランスジュ一ザの間を離す必要がある。この間の領域のことをセパレー シヨン領域ということにする。例えば、超音波顕微鏡では波長に比べて十分大きい 直径を有する線路を遅延媒体として用いてセパレーシヨン領域としている。この線 路は無限大の直径でも良いことから可撓性はなく、導波路とは考えられない。 ここ で導波路とは、伝搬距離により断面内の振幅分布が変わらないものをいう。 この場 合、 20MHz帯において、 100 秒以上の継続時間の長いパルスを送受信するのは実際 上困難である。 また、 この線路は可撓性がないので、超音波内視鏡等に適用できな い。 これに代る方法として送受別の探触子を用いる方法がある。 また、 25MHz帯以 上ではサーキユレ一タが使用される。 しかし、 この場合にもトランスジュ一ザと伝 送媒質との不整合による反射が受信システムに混入する。
パルス圧縮は、 レーダ一ゃソナ一の分野で送信ピーク■パワーの制限の下に送信 エネルギーを増加し、探査距離の増大又は高分解能化を図る目的で広く用いられて いる。医用超音波の分野でも同様な目的を達成するためにパルス圧縮技術を導入す るための研究が数多く行われてきた。 このパルス圧縮技術では、送信信号のスぺク トルを時間領域で操作できるために、特定領域の分解能を上げることができるなど の利点があるにも関わらず、医用超音波の分野では未だ実用化には至っていない。 実用化を実現するための最大の課題は、セパレーシヨン領域を必要とすることで あり、次の課題はパルス圧縮後のサイドローブの抑圧である。後者の問題は、大き な反射からの信号のサイドローブにより小さな反射体からの信号が埋もれてしまう ことである。
セパレーシヨン領域の問題について述べると、パルス圧縮技術では、送信パルス 信号のパルス幅が数百/秒と長いために、セパレ一シヨン領域が大きくなる。 この 領域を設けるために、通常柔らかいプラスチックの板を用いている。 この方法は実 際上非常に取り扱いにくい。また、 この方法は超音波内視鏡等には適用できない。 この方法を避ける他の方法としては、送受別の探触子が用いられる。 しかし送受別 の探触子を用いると、送信した超音波ビームと、受信用トランスジユーザの受信可 能な領域とが交差する範囲からの信号のみが検出可能で、得られる画質も良好では ない。また送信信号と受信信号が混在したままの受信には、ダイナミックレンジの 極めて大きい増幅器を必要とするので実際的でない。従って、送受同一の探触子で 送信信号と受信信号を分離する方法が望まれる。 発明の開示
本発明の課題は、従来の超音波送受信における次の問題を解決することである。
1 . パルス圧縮において、単一の卜ランスジユーザを用いて、継続時間の長い送信 信号と受信信号を時間的に分離できない。
2. 圧縮後のサイドローブレベルの抑圧が未だ不充分である。
これらの方法が開発されると、極めて微弱な信号の検出やドップラー計測など、 様々な応用が可能になる。
上記目的を達成するために、本発明は、送信する超音波信号として時間によリ周 波数が変化する信号を用い、受信した超音波信号に対してパルス圧縮を行う超音波 送受信装置において、前記超音波信号を送受信する共通のトランジユーザと、前記 超音波信号を伝搬する共通の伝送線路とで構成されており、前記伝送線路として可 撓性のある導波路型の伝送線路を用い、前記伝送線路を遅延媒質として用いて送信 する超音波信号と受信する超音波信号とを時間的に分離することを特徴とする。こ の構成により、継続時間の長い送信信号と受信信号を時間的に分離することができ る。 この伝送線路として、 中心部が細くなつた石英棒を用いるとよい。
前記送信する超音波信号として時間に比例しないで周波数の変化する信号を用い るとよい。 この場合、送信する前記信号は、受信したとき時間に比例して周波数の 変化する信号となるような信号である。伝送線路が長いと周波数の変化するチヤ一 プ信号は歪むが、時間に比例しないで周波数の変化する非線形のチヤープ信号を用 いることにより、 受信信号における歪みを抑えることが可能となる。
受信した超音波信号をパルス圧縮した後、さらにパルス圧縮したときの理想圧縮 波形と相関をとることにより、 サイドローブの抑圧を行うことができる。
一定時間遅延した複数の超音波信号を、符号系列に従って送信するかしないかに より、超音波信号を符号化して送信し、受信した信号をパルス圧縮した後、符号化 した符号系列にょリ復号することもできる。 このように、複数のチヤープ信号を符 号化列に従って送信することにより、 2段階の圧縮処理が可能となり、より S Z N 比の高い受信信号を得ることができる。
送信する超音波信号として、アップチヤープ信号とダウンチヤープ信号を用い、 受信した前記それぞれの信号を処理して得られる圧縮パルス等の時間差やスぺク卜 ルの解析から、 ドッブラー効果を正確に測定することができる。 W
4 また、上述の送受信の構成を適用して管腔内用システムを構成することもできる。 図面の簡単な説明
第 1図は、 溶融石英棒中を伝搬する弾性波の分散特性を示すグラフである。
第 2図は、石英棒を用いた送信信号と受信信号の分離を説明するための図である。 第 3図は、 非線形チヤープ信号を用いることを説明する図である。
第 4図は、 サイドローブ抑制を説明するための図である。
第 5図は、 サイドローブ抑制のシミュレーションを説明する図である。
第 6図は、 2段階圧縮を説明する図である。
第 7図は、 管腔内用システムの構成を説明する図である。
第 8図は、 アップチヤープ信号におけるドップラー効果を説明する図である。 第 9図は、 アップチヤープ信号におけるパルス圧縮処理を説明する図である。 第 1 0図は、 パルス圧縮の処理結果を説明する図である。
第 1 1図は、ダウンチヤ一プ信号におけるドップラー効果を説明する図である。 第 1 2図は、ダウンチヤープ信号におけるパルス圧縮処理を説明する図である。 第 1 3図は、 パルス圧縮の処理結果を説明する図である。
第 1 4図は、 ドップラー効果の測定を説明する図である。
第 1 5図は、 圧縮パルスの時間間隔によるドップラー周波数の測定例である。 第 1 6図は、 スペクトルの比較によるドップラー周波数の測定例である。
第 1 7図は、 管腔内用システムの他の構成を説明する図である。
第 1 8図は、 管腔内用システムの他の構成による波形観察結果の図である。 発明を実施するための最良の形態
本発明を実施するための最良の形態を、 図面を参照して詳細に説明する。
[送信信号と受信信号の時間的分離]
まず、 超音波の送信信号と受信信号の時間的分離について説明する。
本発明においては、時間的分離を行うためのセパレ一シヨン領域は、可撓性のあ る導波路型の伝送線路を用いて構成する。
第 1図に示す様に、 溶融石英棒中を伝搬する弾性波 〔ポッシャマー，クリー波〕 の L(0， 1)モード及び L(0, 2)モード又は L(0, 3)モードの伝搬特性が明らかになつてい る （電子通信学会論文誌、 Vol. J69-A, No.8, pp.1006-1014, 1986,電気学会論文誌、 V OI.109 -C, No.8, 1989, pp.581—586、参照）。 なお、 L(0, 1)モード及び L(0， 2)モ一 ド又は L(0，3)モードは、円柱状弾性体の棒中を伝搬する弾性波のうち、縦波で円周 方向には変化しない波をいう。最も簡単なモードから順に、 L(0,1)モード及び L(0, 2)モード又は L(0, 3)モードと呼び、それぞれ伝搬時間が異なるので区別することが できる。
しかし、従来は分散 [周波数により伝搬時間が異なること]の大きい領域〔第 1図 中の巳、 または Dの領域〕を用いて、パルス圧縮フィルタを形成することを目的に していたため、分散の少ない領域を利用してチヤープ信号を伝送することは考えら れていなかった。第 1図中の A, Cまたは Eの領域では分散が少なく、 かつ電気信 号から超音波信号への変換能率が高いことが分かっている（Japanese Journal of Appl ied Physics, Vol .27, Supplement 27-1, pp.117-119, 1998参照）。本発明では、 溶解石英棒のこの領域の中で、可能な限り広い範囲を用いて、時間と共に周波数が 上昇する信号 [アップチヤープ信号]又は時間的に周波数が減少する信号 [ダウン チヤープ信号]を伝送することを考える。
ここでは石英棒の L(0, 3)モードの Eの領域を用いて、可撓性のある伝送線路を構 成する方法について述べる。 さて、 L (0,3)モードの Eの領域を用いて周波数 20MHz の超音波を励振するためには、 直径が 0.5mm程度の石英棒を使用する必要がある。 さらに測定試料内で超音波ビームが広がらない平面波（望ましくは試料内で収束す る超音波）を送信するためには、波長に比べて十分広い断面積を有する伝送線路（2 0MHzにおいて生体中の超音波の波長が約 75 imなので、 その 10倍として直径 0.75國 程度の円形端面） を用いなければならない。一方、可撓性を確保するためには可能 な限り細い伝送線路を用いなければならなし、。 そこで本発明では、両端が太く、 中 心に向かってなだらかに細くなつたテーパ状石英棒を用いている。 [テーパ状石英棒]
テーパ状石英棒を用いた場合、 Cの領域の一部と Dの領域を用いることになるの で、端面と中心部の比がどの程度まで許容されるかは実験的に求めなければならな し、。各種テーパ状石英棒に対して実験的に検討した結果、第 2図（a )に示すように、 本発明では、例えば超音波探触子を接着する側の端面の直径が 0. 58ran、最も細い部 分で直径 0. 3mm. 試料側の端面においては直径 0. 68薩で長さが 38ctnの石英棒 2 0を 用いる。 これは、溶融石英棒 2 0の超音波トランスジュ一サ 1 0を取り付ける側の 直径は、 L (0， 3)モードの変換効率の良い範囲にあること、また、試料 5 0に接触す る側の石英棒 2 0の直径は、波長に比べて十分大きく、その他の部分は可撓性が得 られるように、 十分細くなるように定めている。
この場合、 18MHzから 21MHzの間で他のモードの影響が少なく、波形の歪みの少な い超音波を伝送できることが確認できた。第 2図（b ) に送信波形と受信波形を示 す。 また、 29MHzから 33MHzの間でも良好な動作が確認できた。
[非線形チヤープ信号]
石英棒 2 0の上述したような領域でも分散があるために、セパレーシヨン領域を 形成するために必要な伝搬距離が 1メートル程度になると波形が歪む。そこで、そ の補正が必要になる。本発明では、チヤープ信号は時間領域で波形を制御すること が容易であることを利用し、 送信チヤープ信号を非線形なチヤープ信号 [時間に比 例して周波数が変化しない信号]とし、 その特性を受信後の波形が線形チヤープ信 号 [時間に比例して周波数が変化する信号]となるように構成する。これを第 3図で 説明する。
第 3図（a ) において、 信号発生器 3 0で発生する送信信号を、上述のように非 線形チヤープ信号とし、この非線形チヤープ信号をトランスジユーザ 1 0から溶融 石英棒 2 0に送信信号として印加する。非線形チヤープ信号は、溶融石英棒 2 0を 伝搬して、試料 5 0で反射し、同一の溶融石英棒 2 0を再度伝搬して卜ランスジユー サ 1 0で受信される。 この受信信号は線型チヤープ信号である。送信信号である非 線形チヤープ信号と受信信号である線型チヤープ信号の波形図は、第 3図（b ) ( 1 ) 及び（2 )に示す。送信信号である非線形チヤープ信号の求め方は後で詳しく説明 する。
これにより、同一の伝送線路の中をアップチヤープ信号もダウンチヤ一プ信号も 伝送することを可能にし、かつ生体組織における周波数依存性減衰の影響除去ゃドッ ブラー信号の検出などの信号処理を容易にしている。なお、 L (0，3)モードの伝搬時 間は、 第 1図から分かるように、 1メートル当たり 180 秒程度になるので、 送信 信号のパルス幅により前記伝送線路の長さを変える必要がある。
[非線形チャ一プ信号の求め方]
非線形チヤープ信号の求め方の例として、溶融石英棒中を伝搬する弾性波〔ポッ シャマー'クリー波〕の L (0, 3)モードの Eの領域を利用し、溶融石英棒の一端に卜 ランスジユーザを取り付け、他の端を被測定物とのカプラーとして用い、前記弾性 波の分散を補正する非線型周波数変調信号を送信信号とし、受信信号を線形チヤ一 プ信号とする。
この場合、伝送線路の伝達関数を H (ω)、線形チヤープ信号のフーリエ変換を C (ω) とすれば、送信非線型チヤープ信号は c (ω) Ζ ( Η (ω) + k )を逆フー リエ変換して求められる。ここで kは理想的なチヤ一プ信号と設計したチヤ一プ信 号の二乗誤差が最小になる基準で定める。
[サイドローブ抑圧]
例えば医用超音波画像化装置においては、大きな反射体の近くにある小さな反射 体の検出を行う必要がある。 そのため、解像度を上げるために、パルス圧縮におい ては、反射波のサイドローブ抑圧が最大の問題である。本発明ではサイドローブを 抑制するために、第 4図に示すように、受信したチヤープ信号において、パルス圧 縮フィルタ 4 1によリ測定物からの波形を圧縮した後、さらに波形発生器 4 3から の、パルス圧縮フィルタ 4 1の理想圧縮波形と相関をとる。相互相関をとることに より、類似した 2つの波形は一致したときに出力が高くなるので、 このことを利用 して、 サイドローブを抑圧する。
第 5図（a )は受信したチヤープ信号のパルス圧縮フィルタ 4 1からの出力の波 形図であり、 第 5図（b ) は相関処理部 4 2の出力の波形図である。 これらの波形 図から、 サイドローブが抑圧されていることが分かる。
この方法は、 レーダーゃソナ一等に適用することができる。
[ 2段階圧縮方法]
M系列（ランダムなパルスの時系列）に対応して、非線形チヤープ信号を送信し、 受信してパルス圧縮後に M系列に合致するものが得られるように設定することによ リ、本方式を M系列などの符号化方式に適用する。 この方法によれば、符号化方式 における送信信号と受信信号の分離、 M系列の多重化が可能になる。また、 この方 法による全体の圧縮比はチヤープ信号による圧縮比と M系列による圧縮比の積にな るので大きな圧縮比が得られる。
第 6図を用いて詳しく説明する。第 6図の Aの部分に、送信する信号の発生を示 している。すなわち、一定時間ずつ遅れた複数のチヤープ信号を発生し、 M系列の コード、 例えば 1 , 1， 0， …に対応して、 時間的に遅れたチヤープ信号を送出す る。 M系列が「1」 の場合チヤープ信号を送り、 「0」 の場合送らないように信号 が送出され、これらの M系列に従った複数のチヤープ信号が合成器 3 2で合成され た後、送信器 3 3から送信される。試料からの信号を受信器 4 6で受信後に、 まず チヤ一プ信号のパルス圧縮がパルス圧縮フィルタ 4 7で行われ、 M系列のコ一ドに 対応したパルス列が発生する。ついで、復号器 4 8で送信のときの同一の M系列と 一致する信号が復号され、 1個の短パルスが得られる。 この様に、チヤープ信号に よる圧縮と M系列による圧縮の 2段階の圧縮が行われるので、 S Z N比の高い測定 が可能となる。
なお、上述のサイドロ一ブ抑圧の処理をこの 2段階圧縮処理に適用して、パルス 圧縮フィルタの処理の後にサイドロ一ブ抑制を行うことも可能である。
上述の 2段階圧縮はレーダーやソナー及び拡散スぺクトル通信にも適用できる。
[管腔内用超音波内視鏡システム]
管腔内用超音波内視鏡に上述の本発明を適用した例を、第 7図を用いて説明する c 血管内や尿管内等の管腔を対象とし、機械的に探触子を回転するシステムの超音 W
9 波内視鏡においては、カテーテル内に超音波トランスジユーザ 1 0を組み込んで使 用する。 このシステムに、本発明による送信信号と受信信号を分離する方法を用い てパルス圧縮を導入することは容易である。
これを第 7図に示す。 すなわち、 20MHz帯において L (0， 3)モードの弾性波は直径 約 0. 3讓から約 0. 7謹の石英棒中を伝搬するので、中空の金属線の中に絹糸を巻きつ ける等適当な保護を施して石英棒を入れることができる。この程度の太さの石英棒 2 0は可撓性があるので、カテーテルの中に入れて使用できる。カプラーの部分は、 テーパ状石英棒を用いて測定深度に応じた直径に設定する。さらに音響的整合部分
(マッチング層） 2 2、音響ビームの屈折面並びにレンズ（この例では、 集束レン ズ付き反射鏡 2 4 )を配置する。 このレンズは測定対象の試料の直ぐ近くに置くこ とができる。超音波トランスジユーザ 1 0により励起された超音波は、溶融石英棒 2 0及びカプラーを介して目的領域に照射され、反射信号は逆に石英棒 2 0中を伝 搬して、 卜ランスジユーザ 1 0により再び電気信号に変換される。受信した信号が 線形チヤープ信号になるように送信信号を設定すれば、受信信号は標準的なパルス 圧縮フィルタあるいは AZD変換後、信号処理部 4 4による標準的なデジタル信号 処理により圧縮パルスに変換される。これを表示装置 4 5で観察することができる。 このシステムに、送信信号として非線形のチヤ一プ信号を用いたり、受信信号の 処理として、上述のパルス圧縮フィルタの理想出力波形を用いたサイドローブ抑制 処理を行ったりすることも可能である。
また、 上述の 2段階圧縮処理を用いることもできる。
[ドップラー信号測定]
線形のチヤープ信号がドップラー変移を受けると、圧縮信号波形の形はあまり変 わらずにスぺクトルが周数変移を起こすことが知られている。 ここでは、前記伝送 線路の中をアップチヤープ信号とダウンチヤープ信号を同時に伝送して、同一の領 域から反射したそれぞれの信号のスぺクトルが逆方向に推移することを利用し、こ れらのスぺクトルを比較してドップラー信号の検出を行うことを説明する。 送信 チヤープ信号の周波数の時間的な変化率を変えることで広い範囲の運動速度を検出 できる。
まず、アップチヤープ信号及びダウンチヤープ信号のドップラー変移について、 第 8図〜第 1 3図を用いて詳しく説明する。
第 8図〜第 1 0図はァップチヤープ信号の場合にドッブラー効果の有無によリ圧 縮後の波形が時間的にずれることを説明したものである。
まずドップラー効果が無い場合を考える。第 8図（a )は線形 F Mチヤープ信号 を模式的に示したもので、 周波数が f 1から f 2 = f , +△ f まで線形に増加するパ ルス幅 Tのチヤ一プ信号である。 この波形を第 9図（a )の特性を有するパルス圧 縮フィルタに入力する。このフィルタでは周波数が低い領域では遅延時間が大きく、 周波数が高くなるに従って線形に遅延時間が小さくなる。 周波数が f ,のとき遅延 時間が 1 2で、周波数が のとき遅延時間が t , = t 2— Tとする。アップチヤープ 信号をこのフィルタに入力すると、時間的に早く入力した信号はゆつくリ進み、高 い信号は早く進むので、フィルタ透過後にはチヤープ信号は圧縮されて第 1 0図（ a ) に示すような波形になる。 このとき任意の基準時からの時間遅れを T。とする。 次にドップラー効果のある場合を考える。 第 8図（a )に示すチヤープ信号が、 第 8図（ b )に示すようにドッブラー効果によリチヤープ信号が周波数の変移（ドッ ブラーシフ卜）を受けて、 f ， + f dから f 2 + f dまで変化するチヤープ信号になつ たとする。 ここで f dはドップラー効果による周波数変化でドップラー周波数と呼 び、 ここでは正と仮定する。 この周波数変移を受けたチヤ一プ信号が、第 9図（a ) に示した特性とおなじパルス圧縮フィルタに入力した場合を示したのが、第 9図（ b ) である。 この図で示すように、周波数 f ， + f dに対応する遅延時間は t 2—て dと小 さくなる。 ここでて d = T■ f d / A f である。従って、 圧縮波形の遅れも小さくな リ、 フィルタ透過後にはチヤープ信号は第 1 0図（b )に示すような波形になり、 基準時からの遅れは丁。一て dとなる。
次にダウンチヤープ信号の場合を考える。第 1 1図〜第 1 3図はダウンチヤープ 信号の場合に、 ドッブラー効果の有無によリ圧縮後の波形がずれることを説明した ものである。 まずドップラー効果が無い場合を考える。 第 1 1図（a) は周波数が から
= f 2—△ f まで線形に減少するチヤープ信号を模式的に示したものである。 この 信号が、第 1 2図（a) に示すような特性のパルス圧縮フィルタに入力すると、 こ のフィルタでは f 2に対する遅延時間が大きく、 f , = f 2—△ f に対する遅延時間 が小さいので、最初にフィルタに入力した周波数の高い成分はゆつくリ進み、遅く 入力した周波数の低い成分は早く進むので、第 1 3図（a)に示すような圧縮波形 が得られる。 このときの基準時からの時間遅れを T。とする。
次にドップラー効果のある場合を考える。第 1 1図（a)に示したチヤ一プ信号 が、 ドップラー効果にょリ周波数変移を受けて、第 1 1図（b) に示すように周波 数が f 2 + f dから f , + f d = f 2 _ f , +△ f まで変化するチヤープ信号に変化した とする。 この信号を第 1 2図（a) と同じ特性のパルス圧縮フィルタに入力すると、 周波数が全体として増加しているので、第 1 2図（b)に示すように圧縮波形の基 準時からの遅れは T。 + z:dになる。 フィルタ透過後には、チヤープ信号は第 1 2図 (b) に示すような波形になり、 基準時からの遅れは T。 + z:dとなる。
第 1 0図及び第 1 2図で示すように、アップチヤープ信号とダウンチヤープ信号 の圧縮後の信号は、 ドップラー効果により逆方向にずれるので、 これを検出するこ とによりドップラー信号の検出が可能になる。
次に、 どの様にして、 ドップラー信号を検出しているかについて説明する。第 1 0図 （a) に示すアップチヤープ信号の圧縮波形のフーリエ変換を Fu (ω) とす る。 第 1 0図（b) のドップラー効果がある信号では、 波形は変わらず時間的にて dずれているので、 この波形のフーリエ変換は「リ （ω) ej w になる。 同様に、 ダウンチヤープ信号である第 1 3図 （a) の波形のフーリエ変換を FD (ω) とす ると、 第 1 3図 （b) に示すドップラー効果のある信号波形のフーリエ変換は FD (ω) e τ" になる。
従って、 ドップラー効果が無い場合に、 例えば Fv (ω) =FD (ω) となるよう にシステムを調整すれば、 Fu (ω) e Jw r - と FD (ω) e j" の測定値から rd = T - f d ■ Δ f つまりドップラー周波数 f dが求められる。 なお、 この説明ではドップラー信号が増加する場合を考えたが、減少する場合に は変化する方向が反対になるだけで原理は変わらない。
この原理を用いて、 ドップラー周波数を検出する装置を第 1 4図に示す。
第 1 4図において、アップチヤープ信号 1とダウンチヤープ信号 2が、合成器 6 1で合成されて送信される。本発明による伝送線路等を介して試料に送出された信 号は受信後、信号 1はァップチヤープ用パルス圧縮システム 6 4により圧縮され、 ゲート回路 1 6 6で目標位置の信号が取リ出される。ダウンチヤ一プ信号 2もダ ゥンチヤープ用パルス圧縮システム 6 5によリ圧縮され、ゲート回路 2 6 7で前 記目標位置の信号が取リ出される。
圧縮パルスの目標位置検出と共に、 ドップラー計測を行う場合には、ゲート回路 1 6 6およびゲー卜回路 2 6 7からそれぞれの目標位置の信号が、時間比較回 路（図示せず） に送出される。 時間比較回路により、 アップチヤープ信号 1および ダウンチヤープ信号 2にそれぞれに対する時間差により、目標位置におけるドッブ ラ効果の測定を行う。 これについては、 後で詳しく説明する。
スぺクトルによるドップラー周波数検出の場合には、ゲート回路 1 6 6及びゲー ト回路 2 6 7の出力であるパルスはそれぞれ、標準チヤープ信号発生器 7 0から の標準チヤープ信号（アップチヤープ信号 1またはアップチヤープ信号 2 ) と、畳 み込み積分器 1 6 8および畳み込み積分器 2 6 9において畳み込み積分される。 この結果、時間差を有するチヤープ信号が得られるので、 これを混合器 7 1に入力 して掛け合わせた後、スぺクトル解析を行う。 これにより低周波成分を取り出せば、 2つの時間差を有するチヤープ信号のビートを求めることになる。これから目標位 置におけるドップラー周波数を求めることができる。なお、ゲート回路 1 6 6と ゲート回路 2 6 7の特性を同一にすることによリ窓関数の影響を最小にできる。 このスぺクトル解析についても後で詳しく説明する。
このドッブラー効果の測定の信号の伝達には、第 2図に示した石英棒を用いるこ とができるが、 これに限るものではない。
これらの信号の送受信には、上述の非線形チヤープ信号等を用いたり、サイドロー ブ抑制に、上述のパルス圧縮の理想出力波形を用いたサイドローブ抑制処理を行つ たりすることもできる。
この方法を例えば生体の血流の速度検出に対して用いるとき、低濃度の超音波用 造影剤（トレーサ） と併用することにより正確に血流検出ができ、 また、位置測定 と同時にその位置における血流が測定できるので、血流の速度分布が求められる。 第 1 5図において、第 1 4図におけるゲート回路 1とゲート回路 2の出力パルス の時間間隔を比較することによるドップラー周波数測定例を示す。 ここでは、あら かじめ送信チヤープ信号の中心周波数をずらしておき、 ドップラー効果がないとき の間隔を基準として、 ドップラー効果の増減とパルス間隔の増減を対応させる。す なわち、 第 1 5図（b ) に示すドップラー効果のない場合の間隔に比べて、 ドッブ ラーシフ卜が正であれば、 第 1 5図（a ) に示すように、パルスの間隔が広がり、 ドップラーシフトが負であれば、 第 1 5図（b ) に示すように、 パルスの間隔が狭 くなる。 これを検出することにより、 目標位置におけるドップラー効果を測定する ことができる。
第 1 6図においてはスぺクトル解析によるドップラー周波数測定例を示す。ここ では、あらかじめ送信チヤープ信号の中心周波数をずらしておき、 ドップラー効果 がないときのスぺクトルを基準として、ドップラー効果の増減とスぺクトルの推移 を対応させた。 すなわち、 ドップラーシフ卜がゼロのとき、 第 1 6図 （b ) に示す ように、 スぺクトルの中心が 1 O KHzとする。 ドップラーシフトが正であれば、 第 1 6図（a )に示すように、スペクトルの中心が低周波数側にシフトし、 ドップラー シフ卜が負であれば、 第 1 6図（c ) に示すように、 スぺクトルの中心が高周波数 側にシフ卜する。これを検出することで、ドップラー効果による周波数シフト（ドッ ブラー周波数） を検出することができる。
[他の管腔内用システム]
管腔内用システムに本発明を適用した他の例を、 第 1 7図を用いて説明する。 血管内や尿管内等の管腔を対象とし、機械的に探触子を回転するシステムの超音 波内視鏡においては、カテーテル内に超音波トランスジユーザ 1 0を組み込んで使 用する。 これは、第 7図に用いたシステムと同様である。 このシステムには、伝送 線路が一層の可撓性を有することが望ましいので、 L (0，1)モードを用いて構成する。 これを第 1 7図に示す。 すなわち、 20MHz帯において L (0， 1)モードは直径 125 jL/ m 程度の石英棒の中を伝送する。本実験では直径が 125 mで、長さが約 60cmの溶融石 英棒 2 0の先端にマッチング層 2 2 (整合用伝送線路） として直径が 150 / m、長さ が 37 mの誘電体線路 （Stycast 2651画） を接着したものを用いた。 整合層は伝送 線路と水とのカップラとしての役割を持つ。この整合層付き伝送線路を金属管の中 に入れて防水処理した。収束レンズ 2 4として回転楕円対の一部を用いて、その焦 点の位置に伝送線路の先端部がくるように配慮した。 また、 この場合、細い線路に 大振幅の超音波を励起するために、超音波トランスジユーザ 1 0により励起された 超音波放物面ミラー 1 1を介して溶融石英棒に超音波を送受信した。このレンズは 測定対象の試料の直ぐ近くに置くことができる。超音波卜ランスジユーザ 1 0によ リ励起された超音波は、溶融石英棒 2 0及び力ブラーを介して目的領域 5 5に照射 され、反射信号は逆に石英棒 2 0中を伝搬して、 卜ランスジユーザ 1 0により再び 電気信号に変換される。受信した信号が線形チヤープ信号になるように送信信号を 設定すれば、受信信号は標準的なパルス圧縮フィルタあるいは Aノ D変換後、信号 処理部 4 4による標準的なデジタル信号処理により圧縮パルスに変換される。これ を表示装置 4 5で観察することができる。観測した波形の 1例を第 1 8図に示す。 第 1 8図 （a ) は、水中のアルミ板からの反射を観察した例である。 伝送端面か らの反射 Aのあとに、水中のアルミ板からの反射の波形 Bがはっきりと観察できる。 第 1 8図（b )は、水中のアクリル板からの反射を観察した例であり、第 1 8図（c ) は、水中にある 1 2 5 πη φの光ファイバを観察した例である。双方とも、伝送端 面からの反射波形 Αの後に、 目的物からの反射の波形 C， Dを観察することができ る。
このシステムに、送信信号として非線形のチヤープ信号を用いたり、受信信号の 処理として、上述のパルス圧縮フィルタの理想出力波形を用いたサイドロ一ブ抑制 処理を行ったりすることも可能である。 また、 上述の 2段階圧縮処理を用いることもできる。 産業上の利用可能性
本発明では、チヤ一プ信号を用いる超音波送受信において、伝送線路として可撓 性のある導波路型の伝送線路を用い、前記伝送線路を遅延媒質として用いることに より、ある継続時間の長い送信信号と受信信号を時間的に分離することができる。 この伝送線路として、 両端にテーパのある石英棒を用いるとよい。
伝送線路が長いとチヤープ信号が歪むが、非線形のチヤープ信号を用いることに より、 受信信号における歪みを抑えることが可能である。
また、パルス圧縮の理想出力波形を用いることにより、受信信号のサイドローブ 抑制を行うことができる。
複数のチヤ一プ信号を符号化列に従つて送信することにより、 2段階の圧縮処理 が可能となり、 より SZ N比の高い受信信号を得ることができる。
その上、アップチヤープ信号及びダウンチヤープ信号を用いることにより、 ドッ ブラー効果を正確に測定することができる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 送信する超音波信号として時間により周波数が変化する信号を用い、受信した 超音波信号に対してパルス圧縮を行う超音波送受信装置であって、
前記超音波信号を送受信する共通の卜ランスジユーザと、
前記超音波信号を伝搬する共通の伝送線路とで構成されておリ、
前記伝送線路として可撓性のある導波路型の伝送線路を用い、前記伝送線路を遅 延媒質として用いて送信する超音波信号と受信する超音波信号とを時間的に分離す ることを特徴とする超音波送受信装置。
2 . 請求の範囲第 1項に記載の超音波送受信装置において、
前記送信する超音波信号として時間に比例しないで周波数の変化する信号を用い、 送信する前記信号は、受信したとき時間に比例して周波数の変化する信号となるよ うな信号であることを特徴とする超音波送受信装置。
3 . 請求の範囲第 1項又は第 2項に記載の超音波送受信装置において、
受信した超音波信号をパルス圧縮した後、さらにパルス圧縮したときの理想圧縮 波形と相関をとることによリサィドローブの抑圧を行うことを特徴とする超音波送
4 . 請求の範囲第 1項〜第 3項のいずれかに記載の超音波送受信装置において、 一定時間遅延した複数の超音波信号を、符号系列に従って送信するかしないかに より、 超音波信号を符号化して送信し、
受信した信号をパルス圧縮した後、符号化した符号系列によリ復号することを特 徴とする超音波送受信装置。
5 . 請求の範囲第 1項〜第 4項のいずれかに記載の超音波送受信装置において、 前記伝送線路として、中心部が細くなつたテーパ状石英棒を用いることを特徴と する超音波送受信装置。
6 . ドッブラ効果の計測を行う超音波送受信装置において、
送信する超音波信号として、時間と共に周波数が増加する信号と時間と共に周波 数が減少する信号を用い、
受信した前記それぞれの信号を処理して得られる圧縮パルスの時間差からドッブ ラー信号を検出することを特徴とする超音波送受信装置。
7 . ドッブラ効果の計測を行う超音波送受信装置において、
送信する超音波信号として、時間と共に周波数が増加する信号と時間と共に周波 数が減少する信号を用い、
受信した前記それぞれの信号を処理して得られる圧縮パルスと、標準チヤープ信 号との畳み込み積分を行って、スぺクトル解析を行うことによりドップラー信号を 検出することを特徴とする超音波送受信装置。
8 .請求の範囲第 6項または第 7項に記載のドッブラ効果の計測を行う超音波送受 信装置において、
超音波を送受信する超音波送受信装置として、請求項 1〜 4いずれか記載の超音 波送受信装置を用いることを特徴とする超音波送受信装置。
9 .請求の範囲第 1項〜第 5項のいずれか記載の超音波送受信装置を用いる管腔内 用超音波内視鏡システムにおいて、前記伝送線路の試料側端面に整合層を有するこ とを特徴とする管腔内用超音波内視鏡システム。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1500371A1 (en) * 2002-04-26 2005-01-26 Hitachi Medical Corporation Ultrasonograph
JP2010197241A (ja) * 2009-02-25 2010-09-09 Nec Corp 目標捜索信号生成方法および目標捜索装置
JP2010246640A (ja) * 2009-04-13 2010-11-04 Aloka Co Ltd 超音波診断装置
JP2012220449A (ja) * 2011-04-13 2012-11-12 Furuno Electric Co Ltd レンジサイドローブ除去装置、信号処理装置、同信号処理装置を備えたレーダ装置、レンジサイドローブ除去方法及びプログラム

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1739455A1 (en) * 2005-06-23 2007-01-03 I.N.S.E.R.M. Institut National de la Sante et de la Recherche Medicale Chirp reversal ultrasound contrast imaging
JP5411417B2 (ja) * 2007-09-11 2014-02-12 古野電気株式会社 パルス信号の送受信装置および送受信方法
DE102008027489B4 (de) * 2008-06-10 2010-08-19 Krohne Ag Akustisches Durchflußmeßgerät
DE102010039606A1 (de) * 2010-08-20 2012-02-23 Endress + Hauser Flowtec Ag Ultraschall-Durchflussmessgerät und Verfahren zum Betreiben des Ultraschall-Durchflussmessgeräts
GB201103642D0 (en) * 2011-03-03 2011-04-13 Univ Bradford Methods and systems for detection of liquid surface fluctuations
JP6049371B2 (ja) * 2011-11-09 2016-12-21 東芝メディカルシステムズ株式会社 超音波診断システム
US10245007B2 (en) 2013-03-15 2019-04-02 Infraredx, Inc. High resolution intravascular ultrasound imaging systems and methods
US9260963B2 (en) * 2013-07-03 2016-02-16 Schlumberger Technology Corporation Acoustic determination of the position of a piston within a sample bottle
GB201520388D0 (en) 2015-11-19 2016-01-06 Rolls Royce Plc Ultrasonic testing tool
CN105973997A (zh) * 2016-04-28 2016-09-28 长沙金码高科技实业有限公司 一种超声波收发器
JP7081143B2 (ja) * 2017-12-27 2022-06-07 セイコーエプソン株式会社 超音波装置、及び超音波測定方法
WO2020129197A1 (ja) * 2018-12-19 2020-06-25 日本電気株式会社 情報処理装置、装着型機器、情報処理方法及び記憶媒体
CN111537764B (zh) * 2020-05-14 2023-05-12 南京昊控软件技术有限公司 相关性声学水体流速测量装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58123482A (ja) * 1982-01-18 1983-07-22 Nec Corp Ｘｙ符号化パルス圧縮方式
JPS59225375A (ja) * 1983-06-07 1984-12-18 Nec Corp ドツプラ−検出回路
JPH01146806U (ja) * 1988-03-30 1989-10-11
JPH02195952A (ja) * 1989-01-26 1990-08-02 Olympus Optical Co Ltd 超音波診断装置
JPH03143432A (ja) * 1989-10-31 1991-06-19 Yokogawa Medical Syst Ltd 分散圧縮方式の超音波診断装置
JPH03162837A (ja) * 1989-11-22 1991-07-12 Yokogawa Medical Syst Ltd 医用超音波装置
JPH05149963A (ja) * 1991-04-08 1993-06-15 Toshiba Corp 超音波高速流計測装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3815409A (en) * 1973-02-15 1974-06-11 A Macovski Focused sonic imaging system
JPH03288804A (ja) * 1990-04-05 1991-12-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 赤外光ファイバとその製造方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58123482A (ja) * 1982-01-18 1983-07-22 Nec Corp Ｘｙ符号化パルス圧縮方式
JPS59225375A (ja) * 1983-06-07 1984-12-18 Nec Corp ドツプラ−検出回路
JPH01146806U (ja) * 1988-03-30 1989-10-11
JPH02195952A (ja) * 1989-01-26 1990-08-02 Olympus Optical Co Ltd 超音波診断装置
JPH03143432A (ja) * 1989-10-31 1991-06-19 Yokogawa Medical Syst Ltd 分散圧縮方式の超音波診断装置
JPH03162837A (ja) * 1989-11-22 1991-07-12 Yokogawa Medical Syst Ltd 医用超音波装置
JPH05149963A (ja) * 1991-04-08 1993-06-15 Toshiba Corp 超音波高速流計測装置

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MASASUMI YOSHIZAWA ET AL.: "High signal-to-noise ratio ultrasonic point detection method using a fused quartz rod as a pulse compression filter and a sensor", JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, vol. 36, 1997, pages 3157 - 3159, XP002934389 *
See also references of EP1214910A4 *
TADASHI MORIYA ET AL.: "A simple method for measuring complex acoustic impedance of biological tissues using a fused quartz rod as a transmission line", IEEE ULTRASONIC SYMPOSIUM, vol. 2, 1998, pages 1389 - 1392, XP002934388 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1500371A1 (en) * 2002-04-26 2005-01-26 Hitachi Medical Corporation Ultrasonograph
EP1500371A4 (en) * 2002-04-26 2011-07-27 Hitachi Medical Corp ULTRASOUND DEVICE
US8043220B2 (en) 2002-04-26 2011-10-25 Hitachi Medical Corporation Ultrasonograph
JP2010197241A (ja) * 2009-02-25 2010-09-09 Nec Corp 目標捜索信号生成方法および目標捜索装置
JP2010246640A (ja) * 2009-04-13 2010-11-04 Aloka Co Ltd 超音波診断装置
JP2012220449A (ja) * 2011-04-13 2012-11-12 Furuno Electric Co Ltd レンジサイドローブ除去装置、信号処理装置、同信号処理装置を備えたレーダ装置、レンジサイドローブ除去方法及びプログラム

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