JP2000237189A - 超音波生体組織測定方法と超音波生体組織測定装置 - Google Patents
超音波生体組織測定方法と超音波生体組織測定装置Info
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- JP2000237189A JP2000237189A JP11043076A JP4307699A JP2000237189A JP 2000237189 A JP2000237189 A JP 2000237189A JP 11043076 A JP11043076 A JP 11043076A JP 4307699 A JP4307699 A JP 4307699A JP 2000237189 A JP2000237189 A JP 2000237189A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 大型装置を必要とせず、簡便で安価に生体組
織の厚さを測定することができる超音波生体組織測定方
法及び装置を提供する。 【解決手段】 生体の一表面から他の表面の間に存在す
る互いに音響インピーダンスの異なる複数の生体組織の
厚さを測定する超音波生体組織測定方法及び装置であっ
て、生体組織の数以上の複数の異なる周波数を有する超
音波信号を一表面から生体内に入射して他の表面におい
て生体内を透過した信号を検出し、その検出時の強度比
を求め、また、生体の一表面から他の表面までの距離を
求め、超音波信号の入射時の強度比の対数値と出力時の
強度比の対数値とに基づいて各生体組織の厚さを演算す
る。
織の厚さを測定することができる超音波生体組織測定方
法及び装置を提供する。 【解決手段】 生体の一表面から他の表面の間に存在す
る互いに音響インピーダンスの異なる複数の生体組織の
厚さを測定する超音波生体組織測定方法及び装置であっ
て、生体組織の数以上の複数の異なる周波数を有する超
音波信号を一表面から生体内に入射して他の表面におい
て生体内を透過した信号を検出し、その検出時の強度比
を求め、また、生体の一表面から他の表面までの距離を
求め、超音波信号の入射時の強度比の対数値と出力時の
強度比の対数値とに基づいて各生体組織の厚さを演算す
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、生体内の互いに音
響インピーダンスの異なる複数の生体組織の厚さを測定
する超音波生体組織測定方法及び装置、特に生体内の脂
肪組織の厚さを測定する超音波生体組織測定方法及び装
置に関する。
響インピーダンスの異なる複数の生体組織の厚さを測定
する超音波生体組織測定方法及び装置、特に生体内の脂
肪組織の厚さを測定する超音波生体組織測定方法及び装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、生体内の脂肪率(量)を測定する
方法には、臨床検査42(4)413-416,1998やClinicalEngin
eering9(1)34-39,1998に解説されているように、種々の
方法がある。すなわち、脂肪組織と脂肪以外の除脂肪組
織の密度が異なることを利用して体密度から脂肪率を推
定する体密度法、除脂肪組織が一定の組成と水分割合で
あると仮定して水分量を重水素などのトレーサーから計
測し脂肪量を求める体水分法、除脂肪量のカリウム含量
が一定であると仮定してK40から除脂肪量を算出する体
内K40測定法、体重を身長の2乗で除して体格比(BMI)を
求める身体計測法、2つのエネルギーのX線の透過率の
差を利用する二重X線吸収法、X線CT断層像などの画
像法、キャリパや近赤外法を用いて特定部位の皮下脂肪
の厚さを計測する局所法、脂肪組織と除脂肪組織の電気
抵抗の違いから体脂肪率を推定する電気インピーダンス
法、等である。
方法には、臨床検査42(4)413-416,1998やClinicalEngin
eering9(1)34-39,1998に解説されているように、種々の
方法がある。すなわち、脂肪組織と脂肪以外の除脂肪組
織の密度が異なることを利用して体密度から脂肪率を推
定する体密度法、除脂肪組織が一定の組成と水分割合で
あると仮定して水分量を重水素などのトレーサーから計
測し脂肪量を求める体水分法、除脂肪量のカリウム含量
が一定であると仮定してK40から除脂肪量を算出する体
内K40測定法、体重を身長の2乗で除して体格比(BMI)を
求める身体計測法、2つのエネルギーのX線の透過率の
差を利用する二重X線吸収法、X線CT断層像などの画
像法、キャリパや近赤外法を用いて特定部位の皮下脂肪
の厚さを計測する局所法、脂肪組織と除脂肪組織の電気
抵抗の違いから体脂肪率を推定する電気インピーダンス
法、等である。
【0003】また、超音波を利用して脂肪組織の厚さを
求める方法には、生体体内に向けて超音波パルスを発射
し、この超音波パルスが皮下脂肪組織と筋肉組織との境
界面で反射して戻ってくるエコーを検出して皮下脂肪厚
を測定する方法が知られており、簡易に計測する装置と
して、例えば、特開平9-292214号公報に開示された超音
波皮脂厚測定装置などがある。
求める方法には、生体体内に向けて超音波パルスを発射
し、この超音波パルスが皮下脂肪組織と筋肉組織との境
界面で反射して戻ってくるエコーを検出して皮下脂肪厚
を測定する方法が知られており、簡易に計測する装置と
して、例えば、特開平9-292214号公報に開示された超音
波皮脂厚測定装置などがある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように脂肪測定法は種々の従来技術があるがそれぞれ以
下のような問題点がある。体密度法は体積を精度よく求
めることが簡単ではなく被験者を水中に沈めるかあるい
は専用チャンバが必要であり、また体水分法や体内K4
0測定法、X線を用いた計測には専用の大型装置が必要
であるために、装置が大型になるという問題点があっ
た。また、これらの計測には、計測が簡便でない、専門
家による計測が必要でありかつ高価格である等の問題点
があった。さらに、X線を用いた計測以外は内臓脂肪を
計測することができないという問題点があった。また皮
下脂肪厚を計測する局所法や電気インピーダンス法は内
臓脂肪を推定することが難しいという問題点があった。
また、簡便な方法として体格比(BMI)を求める身体
計測法があり、簡便で安価であるが、脂肪太りと筋肉太
りを判別できず、また内臓脂肪を推定することが難しい
という問題点があった。また、従来の超音波を利用して
皮下脂肪の厚さを求める方法は内臓脂肪を推定すること
が難しいという問題点があった。
ように脂肪測定法は種々の従来技術があるがそれぞれ以
下のような問題点がある。体密度法は体積を精度よく求
めることが簡単ではなく被験者を水中に沈めるかあるい
は専用チャンバが必要であり、また体水分法や体内K4
0測定法、X線を用いた計測には専用の大型装置が必要
であるために、装置が大型になるという問題点があっ
た。また、これらの計測には、計測が簡便でない、専門
家による計測が必要でありかつ高価格である等の問題点
があった。さらに、X線を用いた計測以外は内臓脂肪を
計測することができないという問題点があった。また皮
下脂肪厚を計測する局所法や電気インピーダンス法は内
臓脂肪を推定することが難しいという問題点があった。
また、簡便な方法として体格比(BMI)を求める身体
計測法があり、簡便で安価であるが、脂肪太りと筋肉太
りを判別できず、また内臓脂肪を推定することが難しい
という問題点があった。また、従来の超音波を利用して
皮下脂肪の厚さを求める方法は内臓脂肪を推定すること
が難しいという問題点があった。
【0005】そこで、本発明は、以上のような従来の問
題点を解決し、大型装置を必要とせず、簡便で安価に生
体組織の厚さ、特に脂肪組織の厚さを測定することがで
きる超音波生体組織測定方法及び装置を提供することを
第1の目的とする。
題点を解決し、大型装置を必要とせず、簡便で安価に生
体組織の厚さ、特に脂肪組織の厚さを測定することがで
きる超音波生体組織測定方法及び装置を提供することを
第1の目的とする。
【0006】また、本発明は、脂肪組織において内臓脂
肪の厚さを推定することができかつ小型、簡便で安価な
超音波生体組織測定方法及び装置を提供することを第2
の目的とする。
肪の厚さを推定することができかつ小型、簡便で安価な
超音波生体組織測定方法及び装置を提供することを第2
の目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに、本発明に係る超音波生体組織測定方法は、生体の
一表面から他の表面の間に存在する互いに音響インピー
ダンスの異なる複数の生体組織の厚さを測定する超音波
生体組織測定方法であって、上記生体組織の数以上の複
数の互いに異なる周波数を有する超音波信号を上記一表
面から上記生体内に入射して上記他の表面において検出
することと、上記複数の超音波信号の検出時の強度比を
求めることと、上記複数の生体の一表面から他の表面ま
での距離を求めることと、上記超音波信号の入射時の強
度比の対数値と検出時の強度比の対数値と上記生体の一
表面から他の表面までの距離とに基づいて上記一表面か
ら上記他の表面に至る生体内における各生体組織の厚さ
を演算することを含むことを特徴とする。異なる周波数
における超音波信号の生体組織透過後の検出時の強度比
の対数値をとることで各超音波信号の生体組織間の各界
面での反射による減衰をキャンセルして生体組織による
吸収効果のみを取り出すことができるため、本発明によ
る超音波生体組織測定方法で、生体組織の厚さを測定す
ることができる。
めに、本発明に係る超音波生体組織測定方法は、生体の
一表面から他の表面の間に存在する互いに音響インピー
ダンスの異なる複数の生体組織の厚さを測定する超音波
生体組織測定方法であって、上記生体組織の数以上の複
数の互いに異なる周波数を有する超音波信号を上記一表
面から上記生体内に入射して上記他の表面において検出
することと、上記複数の超音波信号の検出時の強度比を
求めることと、上記複数の生体の一表面から他の表面ま
での距離を求めることと、上記超音波信号の入射時の強
度比の対数値と検出時の強度比の対数値と上記生体の一
表面から他の表面までの距離とに基づいて上記一表面か
ら上記他の表面に至る生体内における各生体組織の厚さ
を演算することを含むことを特徴とする。異なる周波数
における超音波信号の生体組織透過後の検出時の強度比
の対数値をとることで各超音波信号の生体組織間の各界
面での反射による減衰をキャンセルして生体組織による
吸収効果のみを取り出すことができるため、本発明によ
る超音波生体組織測定方法で、生体組織の厚さを測定す
ることができる。
【0008】また、本発明に係る超音波生体組織測定方
法では、上記生体の一表面から他の表面までの距離を求
めることとして、超音波信号を使用する方法を用いるこ
とができ、該超音波信号の上記生体の一表面から他の表
面に至る超音波信号の到達時間を測定し、該測定時間に
基づいて上記一表面から他の表面までの距離を求めるこ
とを含むことができる。
法では、上記生体の一表面から他の表面までの距離を求
めることとして、超音波信号を使用する方法を用いるこ
とができ、該超音波信号の上記生体の一表面から他の表
面に至る超音波信号の到達時間を測定し、該測定時間に
基づいて上記一表面から他の表面までの距離を求めるこ
とを含むことができる。
【0009】さらに、本発明に係る超音波生体組織測定
方法において、超音波信号を用いて距離を測定する場
合、上記複数の超音波信号のうちの1つの超音波信号の
上記生体の一表面から他の表面に至る到達時間を測定す
ることが好ましく、このようにすると、到達時間を測定
するため別に超音波信号を別に用いる必要がない。
方法において、超音波信号を用いて距離を測定する場
合、上記複数の超音波信号のうちの1つの超音波信号の
上記生体の一表面から他の表面に至る到達時間を測定す
ることが好ましく、このようにすると、到達時間を測定
するため別に超音波信号を別に用いる必要がない。
【0010】また、本発明に係る超音波生体組織測定方
法は、上記複数の生体組織は、脂肪組織と脂肪組織以外
の除脂肪組織の2つからなり、該脂肪組織の脂肪厚を求
める方法として用いてもよい。
法は、上記複数の生体組織は、脂肪組織と脂肪組織以外
の除脂肪組織の2つからなり、該脂肪組織の脂肪厚を求
める方法として用いてもよい。
【0011】また、本発明に係る超音波生体組織測定方
法が、脂肪組織と脂肪組織以外の除脂肪組織の2つから
なる生体組織において、上記脂肪組織の脂肪厚を求める
方法として用いる場合、上記複数の超音波信号として2
つの超音波信号を用いて測定することができる。
法が、脂肪組織と脂肪組織以外の除脂肪組織の2つから
なる生体組織において、上記脂肪組織の脂肪厚を求める
方法として用いる場合、上記複数の超音波信号として2
つの超音波信号を用いて測定することができる。
【0012】さらに、本発明に係る超音波生体組織測定
方法において、上記脂肪組織のうちの皮下脂肪の厚さを
求めることと、上記脂肪組織の厚さから上記皮下脂肪の
厚さを引くことにより内臓脂肪の厚さを求めることとを
含んでいてもよい。
方法において、上記脂肪組織のうちの皮下脂肪の厚さを
求めることと、上記脂肪組織の厚さから上記皮下脂肪の
厚さを引くことにより内臓脂肪の厚さを求めることとを
含んでいてもよい。
【0013】またさらに、本発明に係る超音波生体組織
測定方法において、上記皮下脂肪の厚さは、上記一表面
及び他の表面から超音波パルスを入射して、入射時から
上記皮下脂肪と該皮下脂肪に隣接する生体組織との境界
で反射された上記超音波パルスが上記一表面又は他の表
面において検出されるまでの時間を測定し、該時間に基
づいて上記皮下脂肪の厚さを計測することができる。
測定方法において、上記皮下脂肪の厚さは、上記一表面
及び他の表面から超音波パルスを入射して、入射時から
上記皮下脂肪と該皮下脂肪に隣接する生体組織との境界
で反射された上記超音波パルスが上記一表面又は他の表
面において検出されるまでの時間を測定し、該時間に基
づいて上記皮下脂肪の厚さを計測することができる。
【0014】また、本発明に係る超音波生体組織測定装
置は、第1と第2の超音波探触子と、上記第1と上記第
2の超音波探触子に接続された装置本体と、上記生体の
一表面から他の表面までの距離を計測する手段とを備
え、上記装置本体は上記第1の超音波探触子を介して互
いに異なる周波数を有し上記生体組織の数以上の複数の
超音波信号を一表面から生体内に入射し、該生体内を透
過した上記複数の超音波信号を上記生体の他の表面にお
いて上記第2の超音波探触子を介して受信して、上記複
数の超音波信号の受信時の強度比を求め、その求められ
た上記超音波信号の受信時の強度比の対数値と、上記距
離を計測する手段で求められた上記生体の一表面から他
の表面までの距離と、上記複数の超音波信号の入射時の
強度比の体数値とに基づいて上記一表面から上記他の表
面に至る上記生体内における複数の生体組織の各厚さを
演算して出力することを特徴とする。このように構成す
ると、異なる周波数における超音波信号の、生体組織透
過時の強度比の対数値をとることで各超音波信号の生体
組織間の各界面での反射による減衰をキャンセルして生
体組織による吸収効果のみを取り出すことができ、生体
組織の厚さを測定することができる。
置は、第1と第2の超音波探触子と、上記第1と上記第
2の超音波探触子に接続された装置本体と、上記生体の
一表面から他の表面までの距離を計測する手段とを備
え、上記装置本体は上記第1の超音波探触子を介して互
いに異なる周波数を有し上記生体組織の数以上の複数の
超音波信号を一表面から生体内に入射し、該生体内を透
過した上記複数の超音波信号を上記生体の他の表面にお
いて上記第2の超音波探触子を介して受信して、上記複
数の超音波信号の受信時の強度比を求め、その求められ
た上記超音波信号の受信時の強度比の対数値と、上記距
離を計測する手段で求められた上記生体の一表面から他
の表面までの距離と、上記複数の超音波信号の入射時の
強度比の体数値とに基づいて上記一表面から上記他の表
面に至る上記生体内における複数の生体組織の各厚さを
演算して出力することを特徴とする。このように構成す
ると、異なる周波数における超音波信号の、生体組織透
過時の強度比の対数値をとることで各超音波信号の生体
組織間の各界面での反射による減衰をキャンセルして生
体組織による吸収効果のみを取り出すことができ、生体
組織の厚さを測定することができる。
【0015】また、本発明に係る超音波生体組織測定装
置では、上記距離を計測する手段において距離測定用超
音波信号を用い、上記装置本体において、上記第1の超
音波探触子を介して上記生体の一表面から入射した距離
測定用超音波信号を上記他の表面において上記第2の超
音波探触子を介して受信して、上記距離測定用超音波信
号が上記一表面から上記他の表面に至る時間を測定し、
その測定された時間に基づいて上記一表面から他の表面
までの距離を求めるようにしてもよい。
置では、上記距離を計測する手段において距離測定用超
音波信号を用い、上記装置本体において、上記第1の超
音波探触子を介して上記生体の一表面から入射した距離
測定用超音波信号を上記他の表面において上記第2の超
音波探触子を介して受信して、上記距離測定用超音波信
号が上記一表面から上記他の表面に至る時間を測定し、
その測定された時間に基づいて上記一表面から他の表面
までの距離を求めるようにしてもよい。
【0016】また、本発明に係る超音波生体組織測定装
置において、上記距離測定用超音波信号として、上記複
数の超音波信号のうちの1又は2以上を用いることが好
ましい。
置において、上記距離測定用超音波信号として、上記複
数の超音波信号のうちの1又は2以上を用いることが好
ましい。
【0017】また、本発明に係る超音波生体組織測定装
置は、上記複数の生体組織は、脂肪組織と脂肪組織以外
の除脂肪組織の2つからなり、該脂肪組織の脂肪厚を求
める装置として用いることができる。
置は、上記複数の生体組織は、脂肪組織と脂肪組織以外
の除脂肪組織の2つからなり、該脂肪組織の脂肪厚を求
める装置として用いることができる。
【0018】また、本発明に係る超音波生体組織測定装
置を、脂肪組織と脂肪組織以外の除脂肪組織の2つから
なる生体組織において、該脂肪組織の脂肪厚を求める装
置として用いる場合、上記複数の超音波信号として2つ
の超音波信号を用いてもよい。
置を、脂肪組織と脂肪組織以外の除脂肪組織の2つから
なる生体組織において、該脂肪組織の脂肪厚を求める装
置として用いる場合、上記複数の超音波信号として2つ
の超音波信号を用いてもよい。
【0019】さらに、本発明に係る超音波生体組織測定
装置においてさらに、上記脂肪組織のうちの皮下脂肪の
厚さを求める手段を設け、上記脂肪組織の厚さから上記
皮下脂肪の厚さを引くことにより内蔵脂肪の厚さを求め
るようにしてもよい。
装置においてさらに、上記脂肪組織のうちの皮下脂肪の
厚さを求める手段を設け、上記脂肪組織の厚さから上記
皮下脂肪の厚さを引くことにより内蔵脂肪の厚さを求め
るようにしてもよい。
【0020】また、本発明に係る超音波生体組織測定装
置では、上記皮下脂肪の厚さを求める手段において超音
波信号を用い、上記装置本体がさらに、上記第1の超音
波探触子及び上記第2の超音波探触子を介してそれぞ
れ、上記一表面及び上記他の表面から超音波パルスを入
射して、上記脂肪組織のうちの皮下脂肪と該皮下脂肪に
隣接する生体組織との境界で反射された上記超音波パル
スを上記一表面又は他の表面でそれぞれ上記第1の超音
波探触子及び第2の超音波探触子を介して受信し、上記
各超音波パルスの入射から受信までの時間を測定して、
該時間に基づいて上記各皮下脂肪の厚さを計測するよう
にしてもよい。
置では、上記皮下脂肪の厚さを求める手段において超音
波信号を用い、上記装置本体がさらに、上記第1の超音
波探触子及び上記第2の超音波探触子を介してそれぞ
れ、上記一表面及び上記他の表面から超音波パルスを入
射して、上記脂肪組織のうちの皮下脂肪と該皮下脂肪に
隣接する生体組織との境界で反射された上記超音波パル
スを上記一表面又は他の表面でそれぞれ上記第1の超音
波探触子及び第2の超音波探触子を介して受信し、上記
各超音波パルスの入射から受信までの時間を測定して、
該時間に基づいて上記各皮下脂肪の厚さを計測するよう
にしてもよい。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施の形態に
ついて図面を参照して説明する。 実施の形態1.図1は、本発明に係る実施の形態1の超
音波生体組織測定装置の構成を概念的に示すブロック図
である。本実施の形態1の超音波生体組織測定装置は、
図1に示すように、計測対象となる生体(人)1の一表
面と他の表面に当てる2つの超音波探触子2,3と、そ
の超音波探触子2,3に接続された装置本体10とから
なる。ここで、本実施の形態1の超音波生体組織測定装
置において、装置本体10は、超音波探触子2を介して
互いに異なる周波数を有しかつそれぞれ所定の強度を有
する2種類の超音波信号を生体1の一表面から生体1内
に入射し、該生体1内を透過した各超音波信号を生体1
の他の表面から超音波探触子3を介して受信する。そし
て、2種類の超音波信号のうちの一方の超音波信号に対
する他方の超音波信号の生体内入射時における強度比と
生体内透過後の受信時における強度比とを求め、さら
に、生体の一表面から他の表面までの距離を超音波信号
の送信側から受信側への到達時間から求め、それらの求
めた値に基づいて一表面から他の表面に至る生体1内に
おける脂肪組織と除脂肪組織の各厚さを演算して出力す
る。
ついて図面を参照して説明する。 実施の形態1.図1は、本発明に係る実施の形態1の超
音波生体組織測定装置の構成を概念的に示すブロック図
である。本実施の形態1の超音波生体組織測定装置は、
図1に示すように、計測対象となる生体(人)1の一表
面と他の表面に当てる2つの超音波探触子2,3と、そ
の超音波探触子2,3に接続された装置本体10とから
なる。ここで、本実施の形態1の超音波生体組織測定装
置において、装置本体10は、超音波探触子2を介して
互いに異なる周波数を有しかつそれぞれ所定の強度を有
する2種類の超音波信号を生体1の一表面から生体1内
に入射し、該生体1内を透過した各超音波信号を生体1
の他の表面から超音波探触子3を介して受信する。そし
て、2種類の超音波信号のうちの一方の超音波信号に対
する他方の超音波信号の生体内入射時における強度比と
生体内透過後の受信時における強度比とを求め、さら
に、生体の一表面から他の表面までの距離を超音波信号
の送信側から受信側への到達時間から求め、それらの求
めた値に基づいて一表面から他の表面に至る生体1内に
おける脂肪組織と除脂肪組織の各厚さを演算して出力す
る。
【0022】詳細に説明すると、実施の形態1の超音波
生体組織測定装置において、超音波探触子2,3はそれ
ぞれ、電気信号を超音波信号に変換し又は超音波信号を
電気信号に変換する超音波トランスデューサーからな
る。そして、本実施の形態1において、超音波探触子2
は、装置本体の送波制御部12から入力される送信用電
気信号に従って超音波信号を発生して生体1の一表面か
ら生体1内に入射する。また、超音波探触子3は、超音
波探触子2から入射され生体1内を透過した超音波信号
を生体1の他の表面を介して受信して受信した超音波信
号を電気信号に変換して装置本体10の受波制御部13
に入力する。
生体組織測定装置において、超音波探触子2,3はそれ
ぞれ、電気信号を超音波信号に変換し又は超音波信号を
電気信号に変換する超音波トランスデューサーからな
る。そして、本実施の形態1において、超音波探触子2
は、装置本体の送波制御部12から入力される送信用電
気信号に従って超音波信号を発生して生体1の一表面か
ら生体1内に入射する。また、超音波探触子3は、超音
波探触子2から入射され生体1内を透過した超音波信号
を生体1の他の表面を介して受信して受信した超音波信
号を電気信号に変換して装置本体10の受波制御部13
に入力する。
【0023】また、装置本体10は送波制御部12と受
波制御部13と信号処理部11と表示部14とからな
り、各部は以下のように動作するように構成される。す
なわち、送波制御部12は超音波探触子2で超音波信号
を発生させるための電気信号を超音波探触子2に出力
し、またその電気信号の周波数情報と振幅情報とを含む
信号を信号処理部11に出力する。ここで、本実施の形
態1において、送波制御部12は、超音波探触子2に互
いに周波数が異なる2種類の超音波信号を例えば時間的
に切り替えて発生させる。
波制御部13と信号処理部11と表示部14とからな
り、各部は以下のように動作するように構成される。す
なわち、送波制御部12は超音波探触子2で超音波信号
を発生させるための電気信号を超音波探触子2に出力
し、またその電気信号の周波数情報と振幅情報とを含む
信号を信号処理部11に出力する。ここで、本実施の形
態1において、送波制御部12は、超音波探触子2に互
いに周波数が異なる2種類の超音波信号を例えば時間的
に切り替えて発生させる。
【0024】また、超音波探触子3は生体1内を透過し
た超音波信号を電気信号に変換し、受波制御部13は超
音波探触子3の出力信号を増幅、フィルタリング等を行
い信号処理部11に出力する。そして、信号処理部11
は、送波制御部12から入力される電気信号と受波制御
部13から入力される電気信号とを用いて、超音波探触
子2で発生された2種類の超音波信号の入射時の強度比
と受信時(超音波探触子3で受信された時)の強度比と
を求め、その求めた値に基づいて詳細後述するように一
表面から他の表面に至る生体1内における2種類の生体
組織(脂肪組織と除脂肪組織)の各厚さを演算して表示
部14に出力する。そして、例えばディスプレイからな
る表示部14は、演算された生体組織の各厚さを図又は
数字等を用いて表示する。
た超音波信号を電気信号に変換し、受波制御部13は超
音波探触子3の出力信号を増幅、フィルタリング等を行
い信号処理部11に出力する。そして、信号処理部11
は、送波制御部12から入力される電気信号と受波制御
部13から入力される電気信号とを用いて、超音波探触
子2で発生された2種類の超音波信号の入射時の強度比
と受信時(超音波探触子3で受信された時)の強度比と
を求め、その求めた値に基づいて詳細後述するように一
表面から他の表面に至る生体1内における2種類の生体
組織(脂肪組織と除脂肪組織)の各厚さを演算して表示
部14に出力する。そして、例えばディスプレイからな
る表示部14は、演算された生体組織の各厚さを図又は
数字等を用いて表示する。
【0025】次に実施の形態1の超音波生体組織測定装
置に使用する測定方法及びその原理について説明する。
超音波が生体を透過すると、超音波は組織に吸収された
り異なる音響インピーダンスをもった組織間の境界面で
反射されたりし減衰する。超音波の組織による吸収は以
下の(1)式で表される。
置に使用する測定方法及びその原理について説明する。
超音波が生体を透過すると、超音波は組織に吸収された
り異なる音響インピーダンスをもった組織間の境界面で
反射されたりし減衰する。超音波の組織による吸収は以
下の(1)式で表される。
【0026】
【数1】
【0027】尚、式(1)において、Aは超音波の振
幅、A0は生体1に入射されるときの超音波の振幅、x
は超音波の透過距離、αは振幅に関する吸収係数(dB
・cm -1)であり、周波数f及び生体組織に依存する定
数である。次に、この(1)式の両辺の対数をとること
により次の(2)式が得られる。
幅、A0は生体1に入射されるときの超音波の振幅、x
は超音波の透過距離、αは振幅に関する吸収係数(dB
・cm -1)であり、周波数f及び生体組織に依存する定
数である。次に、この(1)式の両辺の対数をとること
により次の(2)式が得られる。
【0028】
【数2】
【0029】この(2)式をグラフに示すと図2のよう
になる。すなわち、超音波の振幅の対数lnAと生体1
内における超音波の伝播距離xは直線関係となり、直線
の傾きは−α、y切片はlnA0となる。次に、互いに
音響インピーダンスが異なる生体組織1と生体組織2か
らなる生体を透過する超音波信号の場合について説明す
る。まず、上述したように、振幅に関する吸収係数α
(dB・cm-1)は、主として超音波信号の周波数fと
生体組織とに依存する定数である。また、生体内におけ
る生体組織界面(例えば、脂肪組織と除脂肪組織との界
面)での反射による透過超音波信号の減衰率は超音波信
号の周波数によらず一定とみなすことができる。
になる。すなわち、超音波の振幅の対数lnAと生体1
内における超音波の伝播距離xは直線関係となり、直線
の傾きは−α、y切片はlnA0となる。次に、互いに
音響インピーダンスが異なる生体組織1と生体組織2か
らなる生体を透過する超音波信号の場合について説明す
る。まず、上述したように、振幅に関する吸収係数α
(dB・cm-1)は、主として超音波信号の周波数fと
生体組織とに依存する定数である。また、生体内におけ
る生体組織界面(例えば、脂肪組織と除脂肪組織との界
面)での反射による透過超音波信号の減衰率は超音波信
号の周波数によらず一定とみなすことができる。
【0030】このことから、周波数f1、f2の2種類
の超音波信号が、2つの生体組織1,2を透過する場合
を模式的に表せば、図3に示すようになる。すなわち、
超音波信号は組織1と組織2においては、それぞれ
(2)式に従い吸収されて直線的に減衰する。また、組
織1と組織2との界面において周波数f1,f2を有す
る2種類の超音波信号は、図3に示すように減衰する
が、生体内における生体組織界面での透過超音波信号の
反射による減衰率は超音波信号の周波数によらず一定と
みなすことができるので、減衰率Δf1と減衰率Δf2は互
いに等しくなる。ここで、減衰率Δf1は周波数f1を有
する超音波信号の界面における反射による減衰率であ
り、減衰率Δf2は周波数f2を有する超音波信号の界面
における反射による減衰率である。従って、周波数f1
を有する超音波信号と周波数f2を有する超音波信号の
振幅をそれぞれ、Af1,Af2とし、ln(Af1/Af2)
を求めると、減衰率Δf1=減衰率Δf2であるから次の
(3)式が得られる。
の超音波信号が、2つの生体組織1,2を透過する場合
を模式的に表せば、図3に示すようになる。すなわち、
超音波信号は組織1と組織2においては、それぞれ
(2)式に従い吸収されて直線的に減衰する。また、組
織1と組織2との界面において周波数f1,f2を有す
る2種類の超音波信号は、図3に示すように減衰する
が、生体内における生体組織界面での透過超音波信号の
反射による減衰率は超音波信号の周波数によらず一定と
みなすことができるので、減衰率Δf1と減衰率Δf2は互
いに等しくなる。ここで、減衰率Δf1は周波数f1を有
する超音波信号の界面における反射による減衰率であ
り、減衰率Δf2は周波数f2を有する超音波信号の界面
における反射による減衰率である。従って、周波数f1
を有する超音波信号と周波数f2を有する超音波信号の
振幅をそれぞれ、Af1,Af2とし、ln(Af1/Af2)
を求めると、減衰率Δf1=減衰率Δf2であるから次の
(3)式が得られる。
【0031】
【数3】
【0032】ここで、α1f1は、組織1における周波数
f1の超音波信号の吸収係数であり、α1f2は、組織1
における周波数f2の超音波信号の吸収係数であり、α
2f1は、組織2における周波数f1の超音波信号の吸収
係数であり、α2f2は、組織2における周波数f2の超
音波信号の吸収係数である。また、x1、x2はそれぞ
れ、組織1及び組織2の距離であり、A0f1、A0f2はそ
れぞれ、周波数f1を有する超音波信号及び周波数f2
を有する超音波信号の、生体組織への入射時の振幅であ
る。また、(3)式をグラフに表すと図4に示すように
なる。
f1の超音波信号の吸収係数であり、α1f2は、組織1
における周波数f2の超音波信号の吸収係数であり、α
2f1は、組織2における周波数f1の超音波信号の吸収
係数であり、α2f2は、組織2における周波数f2の超
音波信号の吸収係数である。また、x1、x2はそれぞ
れ、組織1及び組織2の距離であり、A0f1、A0f2はそ
れぞれ、周波数f1を有する超音波信号及び周波数f2
を有する超音波信号の、生体組織への入射時の振幅であ
る。また、(3)式をグラフに表すと図4に示すように
なる。
【0033】すなわち、(3)式及び図4は、生体組織
を透過する超音波信号の振幅は、周波数の異なる2種類
の超音波信号の強度比の対数値をとることで、超音波の
組織界面での減衰をキャンセルして組織による吸収効果
のみを取り出すことができることを意味している。従っ
て、生体組織を脂肪組織とそれ以外の除脂肪組織と仮定
した場合、図4の組織1を脂肪組織とし図4の組織2を
除脂肪組織とすると、その2つの生体組織を透過する超
音波信号の振幅比は、図5に示すように表すことができ
る。また、生体組織を上述のように2種類の組織と仮定
すると脂肪組織の距離Lと除脂肪組織の距離との合計
は、超音波信号が透過する生体全体の距離Dに他ならな
い。従って除脂肪組織の距離は、D−Lで表される。以
上のことから、生体組織を上述のように脂肪組織とそれ
以外の除脂肪組織とした場合、(3)式は結局次の
(4)式で表すことができる。
を透過する超音波信号の振幅は、周波数の異なる2種類
の超音波信号の強度比の対数値をとることで、超音波の
組織界面での減衰をキャンセルして組織による吸収効果
のみを取り出すことができることを意味している。従っ
て、生体組織を脂肪組織とそれ以外の除脂肪組織と仮定
した場合、図4の組織1を脂肪組織とし図4の組織2を
除脂肪組織とすると、その2つの生体組織を透過する超
音波信号の振幅比は、図5に示すように表すことができ
る。また、生体組織を上述のように2種類の組織と仮定
すると脂肪組織の距離Lと除脂肪組織の距離との合計
は、超音波信号が透過する生体全体の距離Dに他ならな
い。従って除脂肪組織の距離は、D−Lで表される。以
上のことから、生体組織を上述のように脂肪組織とそれ
以外の除脂肪組織とした場合、(3)式は結局次の
(4)式で表すことができる。
【0034】
【数4】
【0035】尚、(4)式では、脂肪組織における周波
数f1の超音波信号の吸収係数をα Lf1、脂肪組織にお
ける周波数f2の超音波信号の吸収係数をαLf2、除脂
肪組織における周波数f1の超音波信号の吸収係数をα
Mf1、除脂肪組織における周波数f2の超音波信号の吸
収係数αMf2として表している。ここで、(4)式を検
討すると、脂肪組織の吸収係数αLf1、αLf2、除脂肪組
織の吸収係数αMf1、αMf2は実験的に求めることができ
る既知のものである。また、超音波信号が透過する全体
の生体の距離Dは、生体内におけるいずれの組織もほぼ
同一の超音波に対する伝送速度を有することから、送信
側から受信側への到達時間を測定することにより容易に
求めることができる。さらに、入射時の超音波信号の振
幅A0f1、A0f2はそれぞれ、超音波信号を発生させるた
めの超音波探触子2に加えられる電気信号の強度と、超
音波探触子2,3の各周波数における変換効率により決
まる値であり、変換効率はあらかじめ求めることができ
るため、超音波探触子2に加えられる電気信号強度から
算出できる。また、生体を透過した後の超音波信号の振
幅Af1,Af2はそれぞれ、測定可能な量である。従っ
て、互いに周波数の異なる2つの超音波信号を2種類の
生体組織(脂肪組織と除脂肪組織)からなる生体を透過
させ、透過した後の超音波信号の振幅Af1,Af2を測定
して、(4)式を用いることにより脂肪組織の厚さを測
定することができる。
数f1の超音波信号の吸収係数をα Lf1、脂肪組織にお
ける周波数f2の超音波信号の吸収係数をαLf2、除脂
肪組織における周波数f1の超音波信号の吸収係数をα
Mf1、除脂肪組織における周波数f2の超音波信号の吸
収係数αMf2として表している。ここで、(4)式を検
討すると、脂肪組織の吸収係数αLf1、αLf2、除脂肪組
織の吸収係数αMf1、αMf2は実験的に求めることができ
る既知のものである。また、超音波信号が透過する全体
の生体の距離Dは、生体内におけるいずれの組織もほぼ
同一の超音波に対する伝送速度を有することから、送信
側から受信側への到達時間を測定することにより容易に
求めることができる。さらに、入射時の超音波信号の振
幅A0f1、A0f2はそれぞれ、超音波信号を発生させるた
めの超音波探触子2に加えられる電気信号の強度と、超
音波探触子2,3の各周波数における変換効率により決
まる値であり、変換効率はあらかじめ求めることができ
るため、超音波探触子2に加えられる電気信号強度から
算出できる。また、生体を透過した後の超音波信号の振
幅Af1,Af2はそれぞれ、測定可能な量である。従っ
て、互いに周波数の異なる2つの超音波信号を2種類の
生体組織(脂肪組織と除脂肪組織)からなる生体を透過
させ、透過した後の超音波信号の振幅Af1,Af2を測定
して、(4)式を用いることにより脂肪組織の厚さを測
定することができる。
【0036】以上説明した方法は、脂肪組織が複数箇所
に分かれて分布している場合にも適用することができ
る。この場合、超音波が生体体内を透過するときこの多
数の界面で反射され減衰するが、同一の経路を透過した
周波数の異なる2種類の超音波信号の透過後の強度比の
対数値をとることで各組織界面の反射による減衰をそれ
ぞれキャンセルできる。また、複数の場所に皮下脂肪や
内臓脂肪が存在しても、脂肪組織として超音波信号に対
する音響インピーダンスは比較的類似した値を取るの
で、組織界面による減衰の影響を無視できることによ
り、脂肪組織全体として1つのまとまった組織とみるこ
とができる。また、除脂肪組織が筋肉組織、骨、内蔵組
織など音響インピーダンスの異なる組織が混在する場合
にも、それらの平均的な音響インピーダンスを用いるこ
とにより除脂肪組織全体として1つの組織とみることが
できる。
に分かれて分布している場合にも適用することができ
る。この場合、超音波が生体体内を透過するときこの多
数の界面で反射され減衰するが、同一の経路を透過した
周波数の異なる2種類の超音波信号の透過後の強度比の
対数値をとることで各組織界面の反射による減衰をそれ
ぞれキャンセルできる。また、複数の場所に皮下脂肪や
内臓脂肪が存在しても、脂肪組織として超音波信号に対
する音響インピーダンスは比較的類似した値を取るの
で、組織界面による減衰の影響を無視できることによ
り、脂肪組織全体として1つのまとまった組織とみるこ
とができる。また、除脂肪組織が筋肉組織、骨、内蔵組
織など音響インピーダンスの異なる組織が混在する場合
にも、それらの平均的な音響インピーダンスを用いるこ
とにより除脂肪組織全体として1つの組織とみることが
できる。
【0037】以上のことから、脂肪組織が複数の箇所に
存在し、除脂肪組織が筋肉組織、骨、内蔵組織など音響
インピーダンスの異なる組織が混在する場合にも、複数
の脂肪組織を全体として1つの脂肪組織とし、筋肉組
織、骨、内蔵組織などを1つの除脂肪組織としてみるこ
とにより、脂肪組織船体としての距離及び除脂肪組織全
体としての距離をそれぞれ計測することができる。尚、
脂肪組織が複数の箇所に存在し、除脂肪組織が筋肉組
織、骨、内蔵組織など音響インピーダンスの異なる組織
が混在する場合において、本方法を発展させることによ
り各脂肪組織の距離(厚さ)及び除脂肪組織の各生体組
織の距離(厚さ)を測定することができるが、詳細は実
施の形態2以下で後述する。以上が本実施の形態1にお
ける2種類の生体組織の距離を測定する原理である。
存在し、除脂肪組織が筋肉組織、骨、内蔵組織など音響
インピーダンスの異なる組織が混在する場合にも、複数
の脂肪組織を全体として1つの脂肪組織とし、筋肉組
織、骨、内蔵組織などを1つの除脂肪組織としてみるこ
とにより、脂肪組織船体としての距離及び除脂肪組織全
体としての距離をそれぞれ計測することができる。尚、
脂肪組織が複数の箇所に存在し、除脂肪組織が筋肉組
織、骨、内蔵組織など音響インピーダンスの異なる組織
が混在する場合において、本方法を発展させることによ
り各脂肪組織の距離(厚さ)及び除脂肪組織の各生体組
織の距離(厚さ)を測定することができるが、詳細は実
施の形態2以下で後述する。以上が本実施の形態1にお
ける2種類の生体組織の距離を測定する原理である。
【0038】以上説明した超音波生体組織測定方法に基
づいて、本実施の形態1の超音波生体組織測定装置の動
作について説明する。実施の形態1の超音波生体組織測
定装置において、超音波探触子2から一表面を介して生
体1内に、周波数f1と振幅A0f1を有する第1の超音
波信号を入射する。入射された第1の超音波信号は、生
体1内を透過して他の表面において超音波探触子3によ
り受信される。そして、受信された第1の超音波信号
は、超音波探触子3によって該第1の超音波信号の周波
数情報と振幅(強度)情報とを有する第1の電気信号に
変換され装置本体10の受波制御部13を介して信号処
理部11に入力される。
づいて、本実施の形態1の超音波生体組織測定装置の動
作について説明する。実施の形態1の超音波生体組織測
定装置において、超音波探触子2から一表面を介して生
体1内に、周波数f1と振幅A0f1を有する第1の超音
波信号を入射する。入射された第1の超音波信号は、生
体1内を透過して他の表面において超音波探触子3によ
り受信される。そして、受信された第1の超音波信号
は、超音波探触子3によって該第1の超音波信号の周波
数情報と振幅(強度)情報とを有する第1の電気信号に
変換され装置本体10の受波制御部13を介して信号処
理部11に入力される。
【0039】同様に超音波探触子2から一表面を介して
生体1内に周波数f2と振幅A0f2を有する第2の超音
波信号を入射する。入射された第2の超音波信号は、生
体1内を透過して他の表面において超音波探触子3によ
り受信される。そして、受信された第2の超音波信号
は、超音波探触子3によって該第2の超音波信号の周波
数情報と振幅(強度)情報とを有する第2の電気信号に
変換され装置本体10の受波制御部13を介して信号処
理部11に入力される。
生体1内に周波数f2と振幅A0f2を有する第2の超音
波信号を入射する。入射された第2の超音波信号は、生
体1内を透過して他の表面において超音波探触子3によ
り受信される。そして、受信された第2の超音波信号
は、超音波探触子3によって該第2の超音波信号の周波
数情報と振幅(強度)情報とを有する第2の電気信号に
変換され装置本体10の受波制御部13を介して信号処
理部11に入力される。
【0040】さらに、送波制御部12の制御に従って超
音波探触子2から一表面を介して生体1内に超音波パル
スを入射する。生体1内に入射された超音波パルスは、
生体1内を透過して生体1の距離Dに対応した時間が経
過した後に他の表面において超音波探触子3により受信
される。尚、超音波探触子2で発生する第1の超音波信
号、第2の超音波信号及び超音波パルスの切り替えは、
送波制御部12によって行われる。
音波探触子2から一表面を介して生体1内に超音波パル
スを入射する。生体1内に入射された超音波パルスは、
生体1内を透過して生体1の距離Dに対応した時間が経
過した後に他の表面において超音波探触子3により受信
される。尚、超音波探触子2で発生する第1の超音波信
号、第2の超音波信号及び超音波パルスの切り替えは、
送波制御部12によって行われる。
【0041】信号処理部11は、超音波パルスの生体1
内の透過時間に基づいて超音波信号が生体1内を透過す
る距離Dを演算し、該距離D、第1の超音波信号の生体
1に入射される時の振幅A0f1と生体1を透過し受信さ
れた時の振幅Af1及び第2の超音波信号の生体1に入射
される時の振幅A0f2と生体1を透過し受信された時の
振幅Af2とを用いて上述した(4)式に基づいて、脂肪
組織の距離(厚さ)Lと除脂肪組織の距離(厚さ)とを
演算して表示部14に表示する。尚、生体1内に超音波
信号が入射されるときの振幅A0を算出するための超音
波探触子2、3の各周波数における変換効率は、あらか
じめ求めることができる超音波生体組織測定装置固有の
値であり、信号処理部11内のメモリにあらかじめ記憶
させておき、必要に応じてデータを読み込んで使用する
ことができる。また、脂肪組織の吸収係数αLf1、
αLf2、除脂肪組織の吸収係数αMf1、αMf2は実験的に
求めることができる既知のものでり、信号処理部11内
のメモリにあらかじめ一般的な各生体組織における吸収
係数を記憶させておき必要に応じてデータを読み込んで
使用することができるし、また、測定するときに被測定
生体において求めたものを入力するようにしてもよい。
内の透過時間に基づいて超音波信号が生体1内を透過す
る距離Dを演算し、該距離D、第1の超音波信号の生体
1に入射される時の振幅A0f1と生体1を透過し受信さ
れた時の振幅Af1及び第2の超音波信号の生体1に入射
される時の振幅A0f2と生体1を透過し受信された時の
振幅Af2とを用いて上述した(4)式に基づいて、脂肪
組織の距離(厚さ)Lと除脂肪組織の距離(厚さ)とを
演算して表示部14に表示する。尚、生体1内に超音波
信号が入射されるときの振幅A0を算出するための超音
波探触子2、3の各周波数における変換効率は、あらか
じめ求めることができる超音波生体組織測定装置固有の
値であり、信号処理部11内のメモリにあらかじめ記憶
させておき、必要に応じてデータを読み込んで使用する
ことができる。また、脂肪組織の吸収係数αLf1、
αLf2、除脂肪組織の吸収係数αMf1、αMf2は実験的に
求めることができる既知のものでり、信号処理部11内
のメモリにあらかじめ一般的な各生体組織における吸収
係数を記憶させておき必要に応じてデータを読み込んで
使用することができるし、また、測定するときに被測定
生体において求めたものを入力するようにしてもよい。
【0042】以上のように構成された実施の形態1の超
音波生体組織測定装置は、互いに周波数の異なる第1と
第2の超音波信号を用い、生体1への入射時の第1と第
2の超音波信号の強度比と受信時の第1と第2の強度比
と上記生体の一表面から他の表面までの距離とに基づい
て、上述した比較的簡単な演算により、脂肪組織の距離
(厚さ)Lと除脂肪組織の距離(厚さ)とを測定するこ
とができ、以下のような特徴を有する。すなわち、本実
施の形態1の超音波生体組織測定装置において、装置本
体10は簡単な受波及び送波制御部及び簡単な信号処理
部により構成することができ、極めて小型化が可能であ
る。
音波生体組織測定装置は、互いに周波数の異なる第1と
第2の超音波信号を用い、生体1への入射時の第1と第
2の超音波信号の強度比と受信時の第1と第2の強度比
と上記生体の一表面から他の表面までの距離とに基づい
て、上述した比較的簡単な演算により、脂肪組織の距離
(厚さ)Lと除脂肪組織の距離(厚さ)とを測定するこ
とができ、以下のような特徴を有する。すなわち、本実
施の形態1の超音波生体組織測定装置において、装置本
体10は簡単な受波及び送波制御部及び簡単な信号処理
部により構成することができ、極めて小型化が可能であ
る。
【0043】尚、本実施の形態1の超音波生体組織測定
装置においては、装置本体10を受波制御部13、送波
制御部12、信号処理部11及び表示部14を用いて構
成したが、本発明はこれに限られるものではなく、超音
波探触子2を介して互いに異なる周波数を有する2種類
の超音波信号を生体1の一表面から生体1内に入射し、
該生体1内を透過した各超音波信号を生体1の他の表面
から超音波探触子3を介して受信し、2種類の超音波信
号のうちの一方の超音波信号に対する他方の超音波信号
の入射時における強度比と受信時における強度比とを求
め、その求めた値に基づいて一表面から他の表面に至る
生体1内における脂肪組織と除脂肪組織の各厚さを演算
するものであれば、どのように構成されていてもよい。
装置においては、装置本体10を受波制御部13、送波
制御部12、信号処理部11及び表示部14を用いて構
成したが、本発明はこれに限られるものではなく、超音
波探触子2を介して互いに異なる周波数を有する2種類
の超音波信号を生体1の一表面から生体1内に入射し、
該生体1内を透過した各超音波信号を生体1の他の表面
から超音波探触子3を介して受信し、2種類の超音波信
号のうちの一方の超音波信号に対する他方の超音波信号
の入射時における強度比と受信時における強度比とを求
め、その求めた値に基づいて一表面から他の表面に至る
生体1内における脂肪組織と除脂肪組織の各厚さを演算
するものであれば、どのように構成されていてもよい。
【0044】また、本実施の形態1の超音波生体組織測
定装置において、装置本体10は上述のように比較的簡
単な構成で実現でき複雑な信号処理を必要とするもので
もないので、安価にできる。さらに、本実施の形態1の
超音波生体組織測定装置は、極めて簡単な操作で脂肪組
織と除脂肪組織等の生体組織の厚さを測定することがで
きる。
定装置において、装置本体10は上述のように比較的簡
単な構成で実現でき複雑な信号処理を必要とするもので
もないので、安価にできる。さらに、本実施の形態1の
超音波生体組織測定装置は、極めて簡単な操作で脂肪組
織と除脂肪組織等の生体組織の厚さを測定することがで
きる。
【0045】以上の実施の形態1の超音波生体組織測定
装置は、互いに周波数の異なる2種類の超音波信号を用
いて測定するようにしたが、本発明はこれに限らず、互
いに周波数の異なる3種類以上の超音波信号を用いて測
定するように構成してもよい。例えば、3種類の第1と
第2と第3の超音波信号を用いる場合、第1と第2の超
音波信号の組み合わせ、第1と第3の超音波信号を組み
合わせ及び第2と第3の超音波信号の組み合わせにおい
てそれぞれ、実施の形態1と同様にして2つの生体組織
の厚さを測定し、得られた測定値を平均化処理すること
により各生体組織の厚さを求めるようにする。このよう
に、複数の測定値を平均することにより各生体組織の厚
さを求めることにより、ノイズによる誤差を小さくでき
精度よく脂肪組織の距離L等の生体組織の厚さを求める
ことができる。
装置は、互いに周波数の異なる2種類の超音波信号を用
いて測定するようにしたが、本発明はこれに限らず、互
いに周波数の異なる3種類以上の超音波信号を用いて測
定するように構成してもよい。例えば、3種類の第1と
第2と第3の超音波信号を用いる場合、第1と第2の超
音波信号の組み合わせ、第1と第3の超音波信号を組み
合わせ及び第2と第3の超音波信号の組み合わせにおい
てそれぞれ、実施の形態1と同様にして2つの生体組織
の厚さを測定し、得られた測定値を平均化処理すること
により各生体組織の厚さを求めるようにする。このよう
に、複数の測定値を平均することにより各生体組織の厚
さを求めることにより、ノイズによる誤差を小さくでき
精度よく脂肪組織の距離L等の生体組織の厚さを求める
ことができる。
【0046】また、実施の形態1の超音波生体組織測定
装置では、生体内を透過させる超音波信号は、パルスで
あっても連続波であってもよい。また、本実施の形態1
の超音波生体組織測定装置では、超音波探触子2から異
なる周波数を有する超音波信号を出力するために、異な
る周波数の超音波信号を切り替えて発生させるようにし
たが、異なる周波数の超音波信号を同時に発生させ、信
号処理部11で解析してもよい。本発明はまた周波数が
連続的に変化するいわゆるチャープ信号を用い、連続的
に変化する周波数において互いに異なる周波数f1及び
f2でそれぞれ実施の形態1で説明した測定をするよう
にタイミングを合わして測定して演算を行うようにして
もよい。以上のようにしても実施の形態1と同様の効果
が得られる。
装置では、生体内を透過させる超音波信号は、パルスで
あっても連続波であってもよい。また、本実施の形態1
の超音波生体組織測定装置では、超音波探触子2から異
なる周波数を有する超音波信号を出力するために、異な
る周波数の超音波信号を切り替えて発生させるようにし
たが、異なる周波数の超音波信号を同時に発生させ、信
号処理部11で解析してもよい。本発明はまた周波数が
連続的に変化するいわゆるチャープ信号を用い、連続的
に変化する周波数において互いに異なる周波数f1及び
f2でそれぞれ実施の形態1で説明した測定をするよう
にタイミングを合わして測定して演算を行うようにして
もよい。以上のようにしても実施の形態1と同様の効果
が得られる。
【0047】また本実施の形態1では、2種類の周波数
の超音波信号を同じ超音波探触子2から送信するように
したが、本発明はこれに限らず、入射用の超音波探触子
として複数の超音波探触子を用いて複数の周波数の超音
波を送信するようにしてもよく、このようにしても実施
の形態1と同様の効果が得られる。また超音波を受信す
る超音波探触子3も複数の超音波探触子を用いて複数の
周波数の超音波を受信しても良い。
の超音波信号を同じ超音波探触子2から送信するように
したが、本発明はこれに限らず、入射用の超音波探触子
として複数の超音波探触子を用いて複数の周波数の超音
波を送信するようにしてもよく、このようにしても実施
の形態1と同様の効果が得られる。また超音波を受信す
る超音波探触子3も複数の超音波探触子を用いて複数の
周波数の超音波を受信しても良い。
【0048】また、本実施の形態1では超音波信号が透
過する生体内の距離Dの計測に、生体組織の厚さを測定
するための超音波探触子2,3を用いたが、本発明はこ
れに限らず、超音波探触子2,3とは別に生体内の距離
Dの計測用の超音波探触子を設けるようにしてもよい。
また、超音波の生体内を透過する距離Dを計測する手段
は、実施の形態1で説明した超音波パルスを用いた方法
に限られるものではない。この距離Dは、生体の外部
で、ノギスやメジャー、物差し等を用いて測定すること
ができるものであるから、距離を測定できるものであれ
ばどのようなものを用いてもよい。
過する生体内の距離Dの計測に、生体組織の厚さを測定
するための超音波探触子2,3を用いたが、本発明はこ
れに限らず、超音波探触子2,3とは別に生体内の距離
Dの計測用の超音波探触子を設けるようにしてもよい。
また、超音波の生体内を透過する距離Dを計測する手段
は、実施の形態1で説明した超音波パルスを用いた方法
に限られるものではない。この距離Dは、生体の外部
で、ノギスやメジャー、物差し等を用いて測定すること
ができるものであるから、距離を測定できるものであれ
ばどのようなものを用いてもよい。
【0049】実施の形態2.実施の形態1では生体組織
を脂肪組織とそれ以外の除脂肪組織の2つの生体組織の
各厚さを測定する装置と方法について説明したが、本実
施の形態2では生体が脂肪組織を含む3以上のn個の生
体組織を有する場合において、各生体組織の吸収係数
と、生体組織の種類数(n)以上の互いに周波数の異な
るk個の超音波信号を用いて各生体組織の厚さを計測す
る超音波生体組織測定方法と超音波生体組織測定装置で
ある。この本実施の形態2では、実施の形態1に比べ各
生体組織ごとに吸収係数を用い、各生体組織の厚さをそ
れぞれ演算して求めることができるので、各脂肪組織の
厚さ(距離)をより正確に求めることができる。
を脂肪組織とそれ以外の除脂肪組織の2つの生体組織の
各厚さを測定する装置と方法について説明したが、本実
施の形態2では生体が脂肪組織を含む3以上のn個の生
体組織を有する場合において、各生体組織の吸収係数
と、生体組織の種類数(n)以上の互いに周波数の異な
るk個の超音波信号を用いて各生体組織の厚さを計測す
る超音波生体組織測定方法と超音波生体組織測定装置で
ある。この本実施の形態2では、実施の形態1に比べ各
生体組織ごとに吸収係数を用い、各生体組織の厚さをそ
れぞれ演算して求めることができるので、各脂肪組織の
厚さ(距離)をより正確に求めることができる。
【0050】以下、実施の形態2の装置と方法の原理に
ついて説明する。測定しようとする生体内に吸収係数α
を求めることができるn個の生体組織を仮定すると、各
生体組織の距離は未知数となるが生体の超音波が透過す
る距離Dは、実施の形態1で説明した方法で容易に計測
することができるので、距離Dを用いて未知数を1つ減
らすことができ、未知数は(n−1)個になる。k種類
の周波数の超音波信号の生体内を透過した後の超音波の
強度を計測すると、それぞれ(n−1)個の未知数を含
む独立した(k−1)個の(3)式と同様の式を得るこ
とができる。従って、超音波信号の種類数kをn以上に
設定することにより、(n−1)以上の式からなる連立
方程式を得ることができ、各生体組織の距離(厚さ)を
得ることができる。
ついて説明する。測定しようとする生体内に吸収係数α
を求めることができるn個の生体組織を仮定すると、各
生体組織の距離は未知数となるが生体の超音波が透過す
る距離Dは、実施の形態1で説明した方法で容易に計測
することができるので、距離Dを用いて未知数を1つ減
らすことができ、未知数は(n−1)個になる。k種類
の周波数の超音波信号の生体内を透過した後の超音波の
強度を計測すると、それぞれ(n−1)個の未知数を含
む独立した(k−1)個の(3)式と同様の式を得るこ
とができる。従って、超音波信号の種類数kをn以上に
設定することにより、(n−1)以上の式からなる連立
方程式を得ることができ、各生体組織の距離(厚さ)を
得ることができる。
【0051】また、本実施の形態2の超音波生体組織測
定装置は、実施の形態1の超音波生体組織測定装置を以
下ように変形することにより構成することができる。す
なわち、図1の実施の形態1の装置において、送波制御
部12によって制御され超音波探触子2から出力される
周波数の数が測定する生体組織の数n以上となるように
する。そして、受波制御部13において各超音波信号の
生体透過後の強度を計測して、信号処理部11において
上述した(n−1)の式からなる連立方程式を解くこと
により各生体組織の距離(厚さ)を演算することによ
り、各生体組織の距離を測定する。
定装置は、実施の形態1の超音波生体組織測定装置を以
下ように変形することにより構成することができる。す
なわち、図1の実施の形態1の装置において、送波制御
部12によって制御され超音波探触子2から出力される
周波数の数が測定する生体組織の数n以上となるように
する。そして、受波制御部13において各超音波信号の
生体透過後の強度を計測して、信号処理部11において
上述した(n−1)の式からなる連立方程式を解くこと
により各生体組織の距離(厚さ)を演算することによ
り、各生体組織の距離を測定する。
【0052】以上のように構成された実施の形態2の超
音波生体組織測定装置は、複数の超音波信号の生体透過
後の強度を測定するだけで、既知の各生体組織の吸収係
数α及び超音波信号の生体内の透過距離Dを用いて各生
体組織の距離(厚さ)を求めることができる。本実施の
形態2の超音波生体組織測定装置は、各生体組織の吸収
係数αを用いて各生体組織の距離(厚さ)を求めている
ので、個々の組織毎の厚さを測定することができ、かつ
より高い精度で生体組織の各距離を測定することができ
る。
音波生体組織測定装置は、複数の超音波信号の生体透過
後の強度を測定するだけで、既知の各生体組織の吸収係
数α及び超音波信号の生体内の透過距離Dを用いて各生
体組織の距離(厚さ)を求めることができる。本実施の
形態2の超音波生体組織測定装置は、各生体組織の吸収
係数αを用いて各生体組織の距離(厚さ)を求めている
ので、個々の組織毎の厚さを測定することができ、かつ
より高い精度で生体組織の各距離を測定することができ
る。
【0053】また、本実施の形態2の超音波生体組織測
定装置において、超音波探触子2から出力される周波数
の数を測定する生体組織の数nより多くなるようにし、
各生体組織の距離の演算値が複数個得られるようにし
て、平均化処理により各生体組織の距離を演算するよう
にすることが好ましい。このようにすると、ノイズの影
響を小さくでき精度の良い各生体組織の距離が得られ
る。また、超音波信号としてチャープ信号を用いて、チ
ャープ信号において複数の周波数の測定をするようにし
て、各生体組織の距離を求めるようにしてもよい。
定装置において、超音波探触子2から出力される周波数
の数を測定する生体組織の数nより多くなるようにし、
各生体組織の距離の演算値が複数個得られるようにし
て、平均化処理により各生体組織の距離を演算するよう
にすることが好ましい。このようにすると、ノイズの影
響を小さくでき精度の良い各生体組織の距離が得られ
る。また、超音波信号としてチャープ信号を用いて、チ
ャープ信号において複数の周波数の測定をするようにし
て、各生体組織の距離を求めるようにしてもよい。
【0054】また、超音波探触子は送信用、受信用とも
それぞれ1個の探触子を用いても複数の探触子を用いて
も良い。また超音波の透過距離の計測に超音波を用い
て、生体組織を透過した超音波強度を計測するために使
用する超音波探触子を共用あるいは距離を計測するため
の専用の超音波探触子を用いて良い。また超音波の生体
体内透過距離を計測する手段として超音波以外に、ノギ
スやメジャー、物差し等の距離を測定できるものであれ
ば他のものを用いても良い。
それぞれ1個の探触子を用いても複数の探触子を用いて
も良い。また超音波の透過距離の計測に超音波を用い
て、生体組織を透過した超音波強度を計測するために使
用する超音波探触子を共用あるいは距離を計測するため
の専用の超音波探触子を用いて良い。また超音波の生体
体内透過距離を計測する手段として超音波以外に、ノギ
スやメジャー、物差し等の距離を測定できるものであれ
ば他のものを用いても良い。
【0055】実施の形態3.実施の形態2では、測定す
る生体内に脂肪組織を含む3以上のn個の生体組織が存
在する場合における各生体組織の距離(厚さ)を求めた
が、仮定した生体組織の距離があらかじめ既知のもので
あるかあるいは超音波の透過距離D等から別の方法で容
易に見積もることができれば、未知数の数を実施の形態
2の場合より減るため必要とする超音波信号の数を減ら
すことができる。本実施の形態3はそのような場合の装
置及び方法である。
る生体内に脂肪組織を含む3以上のn個の生体組織が存
在する場合における各生体組織の距離(厚さ)を求めた
が、仮定した生体組織の距離があらかじめ既知のもので
あるかあるいは超音波の透過距離D等から別の方法で容
易に見積もることができれば、未知数の数を実施の形態
2の場合より減るため必要とする超音波信号の数を減ら
すことができる。本実施の形態3はそのような場合の装
置及び方法である。
【0056】詳細には、生体組織を脂肪組織を含む3以
上のn組織に仮定し、組織の距離を見積もることができ
る組織の数をmとすると、互いに周波数の異なる超音波
信号の数kを(n−m−1)以上になるように設定し、
各超音波信号の生体内を透過した後の各強度を計測する
ことにより、各生体組織の距離(厚さ)を得ることがで
きる。
上のn組織に仮定し、組織の距離を見積もることができ
る組織の数をmとすると、互いに周波数の異なる超音波
信号の数kを(n−m−1)以上になるように設定し、
各超音波信号の生体内を透過した後の各強度を計測する
ことにより、各生体組織の距離(厚さ)を得ることがで
きる。
【0057】図6は例えば生体組織を生体組織を脂肪組
織と距離を見積もることができる除脂肪組織1とそれ以
外の除脂肪組織2の3組織(n=3,m=1)に仮定、2
種類(n−m=2)の周波数を用いた計測を行った場合の
模式図である。未知数は脂肪組織の距離Lのみとなり
(n−m−1=1)、計測により次の(5)式に示した1
個の式を解き未知の脂肪組織等の生体組織の距離Lを求
めることができる。
織と距離を見積もることができる除脂肪組織1とそれ以
外の除脂肪組織2の3組織(n=3,m=1)に仮定、2
種類(n−m=2)の周波数を用いた計測を行った場合の
模式図である。未知数は脂肪組織の距離Lのみとなり
(n−m−1=1)、計測により次の(5)式に示した1
個の式を解き未知の脂肪組織等の生体組織の距離Lを求
めることができる。
【0058】
【数5】
【0059】ここで、(5)式において、除脂肪組織1
と2での周波数f1、f2を有する超音波信号のそれぞれ
の吸収係数αM1f1、αM1f2、αM2f1、αM2f2は、実験的
又は経験的に求めた数値を用いる。dM1は除脂肪組織1
の距離であり、D−L−dM1は除脂肪組織2の距離であ
る。その他のパラメータは(4)式と同様である。
と2での周波数f1、f2を有する超音波信号のそれぞれ
の吸収係数αM1f1、αM1f2、αM2f1、αM2f2は、実験的
又は経験的に求めた数値を用いる。dM1は除脂肪組織1
の距離であり、D−L−dM1は除脂肪組織2の距離であ
る。その他のパラメータは(4)式と同様である。
【0060】以上のように構成した実施の形態3の超音
波生体組織測定装置は、実施の形態2と同様の効果を有
しかつ未知の生体組織の距離を求めるための超音波信号
の種類数を減らすことができる。
波生体組織測定装置は、実施の形態2と同様の効果を有
しかつ未知の生体組織の距離を求めるための超音波信号
の種類数を減らすことができる。
【0061】本実施の形態3においても、超音波探触子
は送信用、受信用ともそれぞれ1個の探触子を用いても
良いし、送信用及び受信用にそれぞれ複数の超音波探触
子を用いても良い。また超音波信号としてチャープ信号
を用いても良い。また超音波の透過距離の計測に超音波
を用いてもよく、その場合、透過距離計測用の超音波探
触子は生体組織を透過した超音波信号の強度を計測する
ために使用する超音波探触子を共用としてもよいし距離
を計測するための専用の超音波探触子を用いて良い。ま
た超音波の生体体内透過距離を計測する手段として超音
波以外に、ノギスやメジャー、物差し等の距離を測定で
きるものであれば他のものを用いても良い。
は送信用、受信用ともそれぞれ1個の探触子を用いても
良いし、送信用及び受信用にそれぞれ複数の超音波探触
子を用いても良い。また超音波信号としてチャープ信号
を用いても良い。また超音波の透過距離の計測に超音波
を用いてもよく、その場合、透過距離計測用の超音波探
触子は生体組織を透過した超音波信号の強度を計測する
ために使用する超音波探触子を共用としてもよいし距離
を計測するための専用の超音波探触子を用いて良い。ま
た超音波の生体体内透過距離を計測する手段として超音
波以外に、ノギスやメジャー、物差し等の距離を測定で
きるものであれば他のものを用いても良い。
【0062】実施の形態4.図7は本発明に係る実施の
形態4の超音波生体組織測定装置の構成を概念的に示す
ブロック図である。図7において、図1と同様のものに
は同様の符号を付して示している。この実施の形態4の
超音波生体組織測定装置は、実施の形態1〜3の装置に
おいて、さらに生体組織の1つである脂肪組織のうち内
蔵脂肪の厚さと皮下脂肪の厚さを測定することができる
ように構成されている。すなわち、本実施の形態4の超
音波生体組織測定装置は、実施の形態1の超音波生体組
織測定装置において装置本体10に代えて、送受波制御
部22,23、信号処理部21及び表示部14とを備え
た装置本体20を用いて構成され、各部分は以下のよう
に構成される。
形態4の超音波生体組織測定装置の構成を概念的に示す
ブロック図である。図7において、図1と同様のものに
は同様の符号を付して示している。この実施の形態4の
超音波生体組織測定装置は、実施の形態1〜3の装置に
おいて、さらに生体組織の1つである脂肪組織のうち内
蔵脂肪の厚さと皮下脂肪の厚さを測定することができる
ように構成されている。すなわち、本実施の形態4の超
音波生体組織測定装置は、実施の形態1の超音波生体組
織測定装置において装置本体10に代えて、送受波制御
部22,23、信号処理部21及び表示部14とを備え
た装置本体20を用いて構成され、各部分は以下のよう
に構成される。
【0063】送受波制御部22,23はそれぞれ、実施
の形態1の送波制御部12及び受波制御部23と同様の
働きをするように構成され、さらに次のような機能が付
加されている。送受波制御部22は、図8に示す皮下脂
肪4の厚さを計測するために、超音波探触子2を用い
て、生体内に向けて超音波パルスを入射し、皮下脂肪組
織と隣接する例えば筋肉組織等の生体組織との境界面で
反射して戻ってくるエコーを検出して、超音波パルスの
入射からエコーの検出までに要した時間を計測し、信号
処理部21に計測した時間を入力する。送受波制御部2
3も同様に、図8に示す皮下脂肪4の厚さを計測するた
めに、超音波探触子3を用いて、生体内に向けて超音波
パルスを入射し、皮下脂肪組織と隣接する例えば筋肉組
織等の生体組織との境界面で反射して戻ってくるエコー
を検出して、超音波パルスの入射からエコーの検出まで
に要した時間を計測し、信号処理部21に計測した時間
を入力する。
の形態1の送波制御部12及び受波制御部23と同様の
働きをするように構成され、さらに次のような機能が付
加されている。送受波制御部22は、図8に示す皮下脂
肪4の厚さを計測するために、超音波探触子2を用い
て、生体内に向けて超音波パルスを入射し、皮下脂肪組
織と隣接する例えば筋肉組織等の生体組織との境界面で
反射して戻ってくるエコーを検出して、超音波パルスの
入射からエコーの検出までに要した時間を計測し、信号
処理部21に計測した時間を入力する。送受波制御部2
3も同様に、図8に示す皮下脂肪4の厚さを計測するた
めに、超音波探触子3を用いて、生体内に向けて超音波
パルスを入射し、皮下脂肪組織と隣接する例えば筋肉組
織等の生体組織との境界面で反射して戻ってくるエコー
を検出して、超音波パルスの入射からエコーの検出まで
に要した時間を計測し、信号処理部21に計測した時間
を入力する。
【0064】そして、信号処理部21は、実施の形態1
〜3のいずれかの方法により、各生体組織の厚さを演算
して各生体組織の距離(厚さ)を演算し、さらに送受波
制御部22,23から入力された超音波パルスの入射か
らエコーの検出までに要した時間に基づいて皮下脂肪4
の厚さを演算する。さらに信号処理部21は、複数の生
体組織の1つである脂肪組織の距離(厚さ)から皮下脂
肪の厚さを減じることにより、内臓脂肪の厚さを求め、
各生体組織の厚さと皮下脂肪及び内蔵脂肪の各厚さと表
示部14を介して出力する。尚、図8は実施の形態4の
超音波生体組織測定装置における皮下脂肪と内蔵脂肪と
を求める方法を概念的に示す模式図である。図中、脂肪
厚測定と表記している部分は、実施の形態1〜3のいず
れかの方法で求める各生体組織の厚さを求めることを示
し、皮下脂肪測定と表記している部分が本実施の形態に
おいて新たに追加した機能を示している。
〜3のいずれかの方法により、各生体組織の厚さを演算
して各生体組織の距離(厚さ)を演算し、さらに送受波
制御部22,23から入力された超音波パルスの入射か
らエコーの検出までに要した時間に基づいて皮下脂肪4
の厚さを演算する。さらに信号処理部21は、複数の生
体組織の1つである脂肪組織の距離(厚さ)から皮下脂
肪の厚さを減じることにより、内臓脂肪の厚さを求め、
各生体組織の厚さと皮下脂肪及び内蔵脂肪の各厚さと表
示部14を介して出力する。尚、図8は実施の形態4の
超音波生体組織測定装置における皮下脂肪と内蔵脂肪と
を求める方法を概念的に示す模式図である。図中、脂肪
厚測定と表記している部分は、実施の形態1〜3のいず
れかの方法で求める各生体組織の厚さを求めることを示
し、皮下脂肪測定と表記している部分が本実施の形態に
おいて新たに追加した機能を示している。
【0065】以上のように構成された実施の形態4の超
音波生体組織測定装置は、実施の形態1〜3と同様の効
果を有するとともに、さらに脂肪組織において内蔵脂肪
と皮下脂肪との厚さを識別して測定することができる。
音波生体組織測定装置は、実施の形態1〜3と同様の効
果を有するとともに、さらに脂肪組織において内蔵脂肪
と皮下脂肪との厚さを識別して測定することができる。
【0066】本実施の形態4では、超音波の生体組織を
透過する強度比の計測と生体の距離計測と皮下脂肪厚計
測の3種類の計測をすべて同じ超音波探触子を用いて行
ったが、それぞれ異なる超音波探触子を用いても良く、
また3種類のうち2種類を同じ超音波探触子を用いて他
の1つの計測を異なる超音波探触子を用いても良い。ま
た皮下脂肪厚の計測手段として超音波以外に、キャリパ
ーや近赤外線法など他の方法で計測しても良い。以上の
ように構成しても内臓脂肪厚及び皮下脂肪厚とを識別し
てを求めることができる。また超音波の生体体内透過距
離を計測する手段として超音波以外に、ノギスやメジャ
ー、物差し等の距離を測定できるものであれば他のもの
を用いても良い。
透過する強度比の計測と生体の距離計測と皮下脂肪厚計
測の3種類の計測をすべて同じ超音波探触子を用いて行
ったが、それぞれ異なる超音波探触子を用いても良く、
また3種類のうち2種類を同じ超音波探触子を用いて他
の1つの計測を異なる超音波探触子を用いても良い。ま
た皮下脂肪厚の計測手段として超音波以外に、キャリパ
ーや近赤外線法など他の方法で計測しても良い。以上の
ように構成しても内臓脂肪厚及び皮下脂肪厚とを識別し
てを求めることができる。また超音波の生体体内透過距
離を計測する手段として超音波以外に、ノギスやメジャ
ー、物差し等の距離を測定できるものであれば他のもの
を用いても良い。
【0067】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る超音波生体組織測定方法では、仮定する生体組織の数
以上の複数の互いに異なる周波数を有する超音波信号を
生体の一表面から他の表面に向かって入射し、受信時の
強度比を求め、生体の一表面から他の表面までの距離を
求め、求められた上記受信時の強度比の対数値と、求め
られた上記生体の一表面から他の表面までの距離と、上
記複数の超音波信号の入射時の強度比の対数値とに基づ
いて上記一表面から上記他の表面に至る生体内における
各生体組織の厚さを演算することにより、各超音波信号
の生体組織間の各界面での反射による減衰をキャンセル
して生体組織による吸収効果のみを取り出して生体組織
の厚さを測定している。これによって、本発明に係る超
音波生体組織測定方法によれば、大型装置を必要とせ
ず、簡便でかつ安価に上記生体組織の厚さを測定するこ
とができる。
る超音波生体組織測定方法では、仮定する生体組織の数
以上の複数の互いに異なる周波数を有する超音波信号を
生体の一表面から他の表面に向かって入射し、受信時の
強度比を求め、生体の一表面から他の表面までの距離を
求め、求められた上記受信時の強度比の対数値と、求め
られた上記生体の一表面から他の表面までの距離と、上
記複数の超音波信号の入射時の強度比の対数値とに基づ
いて上記一表面から上記他の表面に至る生体内における
各生体組織の厚さを演算することにより、各超音波信号
の生体組織間の各界面での反射による減衰をキャンセル
して生体組織による吸収効果のみを取り出して生体組織
の厚さを測定している。これによって、本発明に係る超
音波生体組織測定方法によれば、大型装置を必要とせ
ず、簡便でかつ安価に上記生体組織の厚さを測定するこ
とができる。
【0068】また、本発明に係る超音波生体組織測定方
法はさらに、生体の一表面から他の表面までの距離を求
める方法において超音波信号を用い、上記生体の一表面
から他の表面に至る超音波信号の到達時間を測定し、該
測定時間に基づいて上記一表面から他の表面までの距離
を求めることを含むことにより、上記生体組織の厚さと
上記一表面から他の表面までの距離とを簡便に求めるこ
とができる。
法はさらに、生体の一表面から他の表面までの距離を求
める方法において超音波信号を用い、上記生体の一表面
から他の表面に至る超音波信号の到達時間を測定し、該
測定時間に基づいて上記一表面から他の表面までの距離
を求めることを含むことにより、上記生体組織の厚さと
上記一表面から他の表面までの距離とを簡便に求めるこ
とができる。
【0069】さらに、本発明に係る超音波生体組織測定
方法では、生体の一表面から他の表面までの距離を求め
る方法において超音波信号を用い、上記複数の超音波信
号のうちの1つの超音波信号の上記生体の一表面から他
の表面に至る到達時間を測定することにより、到達時間
を測定するため別に超音波信号を別に用いる必要がなく
簡単な装置構成で上記生体組織の厚さと上記一表面から
他の表面までの距離とを求めることができる。
方法では、生体の一表面から他の表面までの距離を求め
る方法において超音波信号を用い、上記複数の超音波信
号のうちの1つの超音波信号の上記生体の一表面から他
の表面に至る到達時間を測定することにより、到達時間
を測定するため別に超音波信号を別に用いる必要がなく
簡単な装置構成で上記生体組織の厚さと上記一表面から
他の表面までの距離とを求めることができる。
【0070】また、本発明に係る超音波生体組織測定方
法は、超音波信号の入射時の強度比と受信時の強度比と
を求め、その入射時の強度比の対数値と受信時の強度比
の対数値とに基づいて上記一表面から上記他の表面に至
る生体内における各生体組織の厚さを演算しているの
で、脂肪組織と脂肪組織以外の除脂肪組織の2つからな
る生体において、該脂肪組織の脂肪厚を求める方法とし
て用いることができる。
法は、超音波信号の入射時の強度比と受信時の強度比と
を求め、その入射時の強度比の対数値と受信時の強度比
の対数値とに基づいて上記一表面から上記他の表面に至
る生体内における各生体組織の厚さを演算しているの
で、脂肪組織と脂肪組織以外の除脂肪組織の2つからな
る生体において、該脂肪組織の脂肪厚を求める方法とし
て用いることができる。
【0071】また、本発明に係る超音波生体組織測定方
法が、脂肪組織と脂肪組織以外の除脂肪組織の2つから
なる生体組織において、上記脂肪組織の脂肪厚を求める
方法として用いる場合、上記複数の超音波信号として2
つの超音波信号を用いて測定することができる。
法が、脂肪組織と脂肪組織以外の除脂肪組織の2つから
なる生体組織において、上記脂肪組織の脂肪厚を求める
方法として用いる場合、上記複数の超音波信号として2
つの超音波信号を用いて測定することができる。
【0072】さらに、本発明に係る超音波生体組織測定
方法において、上記脂肪組織のうちの皮下脂肪の厚さを
求めることと、上記脂肪組織の厚さから上記皮下脂肪の
厚さを引くことにより内臓脂肪の厚さを求めることとを
含むことにより、脂肪組織において皮下脂肪の厚さと内
臓脂肪の厚さとを推定することができかつ小型、簡便で
安価な超音波生体組織測定方法を提供することができ
る。
方法において、上記脂肪組織のうちの皮下脂肪の厚さを
求めることと、上記脂肪組織の厚さから上記皮下脂肪の
厚さを引くことにより内臓脂肪の厚さを求めることとを
含むことにより、脂肪組織において皮下脂肪の厚さと内
臓脂肪の厚さとを推定することができかつ小型、簡便で
安価な超音波生体組織測定方法を提供することができ
る。
【0073】またさらに、本発明に係る超音波生体組織
測定方法において、上記一表面及び他の表面から超音波
パルスを入射して、入射時から上記皮下脂肪と該皮下脂
肪に隣接する生体組織との境界で反射された上記超音波
パルスが上記一表面又は他の表面において検出されるま
での時間を測定し、該時間に基づいて上記皮下脂肪の厚
さを計測することにより、容易に皮下脂肪を測定するこ
とができる。
測定方法において、上記一表面及び他の表面から超音波
パルスを入射して、入射時から上記皮下脂肪と該皮下脂
肪に隣接する生体組織との境界で反射された上記超音波
パルスが上記一表面又は他の表面において検出されるま
での時間を測定し、該時間に基づいて上記皮下脂肪の厚
さを計測することにより、容易に皮下脂肪を測定するこ
とができる。
【0074】また、本発明に係る超音波生体組織測定装
置は、第1と第2の超音波探触子と生体の一表面から他
の表面までの距離を計測する手段と、上記第1の超音波
探触子を介して互いに異なる周波数を有する複数の超音
波信号を上記一表面から生体内に入射し、透過した各超
音波信号を上記生体の他の表面から上記第2の超音波探
触子を介して受信して、上記複数の超音波信号の受信時
の強度比を求め、その求められた受信時の強度比の対数
値と上記生体の一表面から他の表面までの距離を計測す
る手段で求められた距離と、上記複数の超音波信号の入
射時の強度比の対数値とに基づいて上記一表面から上記
他の表面に至る上記生体内における複数の生体組織の各
厚さを演算して出力する装置本体とを備えている。これ
によって、本発明に係る超音波生体組織測定装置によれ
ば、大型の装置を必要とせずかつ装置の取り扱いを簡単
にできるので、簡便に生体組織の厚さを測定することが
できる安価でかつ小型の超音波生体組織測定装置を提供
できる。
置は、第1と第2の超音波探触子と生体の一表面から他
の表面までの距離を計測する手段と、上記第1の超音波
探触子を介して互いに異なる周波数を有する複数の超音
波信号を上記一表面から生体内に入射し、透過した各超
音波信号を上記生体の他の表面から上記第2の超音波探
触子を介して受信して、上記複数の超音波信号の受信時
の強度比を求め、その求められた受信時の強度比の対数
値と上記生体の一表面から他の表面までの距離を計測す
る手段で求められた距離と、上記複数の超音波信号の入
射時の強度比の対数値とに基づいて上記一表面から上記
他の表面に至る上記生体内における複数の生体組織の各
厚さを演算して出力する装置本体とを備えている。これ
によって、本発明に係る超音波生体組織測定装置によれ
ば、大型の装置を必要とせずかつ装置の取り扱いを簡単
にできるので、簡便に生体組織の厚さを測定することが
できる安価でかつ小型の超音波生体組織測定装置を提供
できる。
【0075】また、本発明に係る超音波生体組織測定装
置は、上記生体の一表面から他の表面までの距離を求め
る手段において超音波信号を用い、上記装置本体におい
て、上記第1の超音波探触子を介して上記生体の一表面
から入射した距離測定用超音波信号を上記他の表面にお
いて上記第2の超音波探触子を介して受信して、上記距
離測定用超音波信号が上記一表面から上記他の表面に至
る時間を測定し、その測定された時間に基づいて上記一
表面から他の表面までの距離を求めるようにすることに
より、外部からその距離を入力する必要がないので、よ
り取り扱いを容易にできる。
置は、上記生体の一表面から他の表面までの距離を求め
る手段において超音波信号を用い、上記装置本体におい
て、上記第1の超音波探触子を介して上記生体の一表面
から入射した距離測定用超音波信号を上記他の表面にお
いて上記第2の超音波探触子を介して受信して、上記距
離測定用超音波信号が上記一表面から上記他の表面に至
る時間を測定し、その測定された時間に基づいて上記一
表面から他の表面までの距離を求めるようにすることに
より、外部からその距離を入力する必要がないので、よ
り取り扱いを容易にできる。
【0076】また、本発明に係る超音波生体組織測定装
置において、上記距離測定用超音波信号として、上記複
数の超音波信号のうちの1又は2以上を兼用することに
より、使用する超音波信号の数を少なくでき、装置構造
を簡単にできる。
置において、上記距離測定用超音波信号として、上記複
数の超音波信号のうちの1又は2以上を兼用することに
より、使用する超音波信号の数を少なくでき、装置構造
を簡単にできる。
【0077】また、本発明に係る超音波生体組織測定装
置は、脂肪組織と脂肪組織以外の除脂肪組織の2つから
なる生体組織における上記脂肪組織の脂肪厚を求める装
置として用いることにより、簡単に脂肪厚を測定するこ
とができる。
置は、脂肪組織と脂肪組織以外の除脂肪組織の2つから
なる生体組織における上記脂肪組織の脂肪厚を求める装
置として用いることにより、簡単に脂肪厚を測定するこ
とができる。
【0078】また、本発明に係る超音波生体組織測定装
置を用いて脂肪組織と脂肪組織以外の除脂肪組織の各厚
さを求める場合、上記複数の超音波信号として2つの超
音波信号を用いることにより、使用する超音波信号の数
を最小にでき、装置構造をより簡単にできる。
置を用いて脂肪組織と脂肪組織以外の除脂肪組織の各厚
さを求める場合、上記複数の超音波信号として2つの超
音波信号を用いることにより、使用する超音波信号の数
を最小にでき、装置構造をより簡単にできる。
【0079】さらに、本発明に係る超音波生体組織測定
装置においてさらに、上記脂肪組織のうちの皮下脂肪の
厚さを求める手段を設け、上記脂肪組織の厚さから上記
皮下脂肪の厚さを引くことにより内蔵脂肪の厚さを求め
るようにすることにより、脂肪組織において皮下脂肪の
厚さと内臓脂肪の厚さとを推定することができかつ小
型、簡便で安価な超音波生体組織測定装置を提供するこ
とができる。
装置においてさらに、上記脂肪組織のうちの皮下脂肪の
厚さを求める手段を設け、上記脂肪組織の厚さから上記
皮下脂肪の厚さを引くことにより内蔵脂肪の厚さを求め
るようにすることにより、脂肪組織において皮下脂肪の
厚さと内臓脂肪の厚さとを推定することができかつ小
型、簡便で安価な超音波生体組織測定装置を提供するこ
とができる。
【0080】さらに、本発明に係る超音波生体組織測定
装置において、上記生体の一表面から他の表面までの距
離を求める手段として超音波信号を用い、上記装置本体
がさらに、上記第1の超音波探触子及び上記第2の超音
波探触子を介してそれぞれ、上記一表面及び上記他の表
面から超音波パルスを入射して、上記皮下脂肪と隣接す
る生体組織との境界で反射された上記超音波パルスを受
信し、上記各超音波パルスの入射から受信までの時間を
測定し、該時間に基づいて上記各皮下脂肪の厚さを計測
するように構成することにより、容易に皮下脂肪の厚さ
を測定できるので、内蔵脂肪の厚さを測定することがで
きる。
装置において、上記生体の一表面から他の表面までの距
離を求める手段として超音波信号を用い、上記装置本体
がさらに、上記第1の超音波探触子及び上記第2の超音
波探触子を介してそれぞれ、上記一表面及び上記他の表
面から超音波パルスを入射して、上記皮下脂肪と隣接す
る生体組織との境界で反射された上記超音波パルスを受
信し、上記各超音波パルスの入射から受信までの時間を
測定し、該時間に基づいて上記各皮下脂肪の厚さを計測
するように構成することにより、容易に皮下脂肪の厚さ
を測定できるので、内蔵脂肪の厚さを測定することがで
きる。
【図1】 本発明に係る実施の形態1の超音波生体組織
測定装置の構成を概念的に示すブロック図である。
測定装置の構成を概念的に示すブロック図である。
【図2】 生体組織を1つとしたときの超音波信号の伝
播距離に対する振幅の対数値を示すグラフである。
播距離に対する振幅の対数値を示すグラフである。
【図3】 生体組織を2つとしたときの超音波信号の伝
播距離に対する振幅の対数値を示すグラフである。
播距離に対する振幅の対数値を示すグラフである。
【図4】 生体組織を2つとしたときの、伝播距離に対
する2つの超音波信号の振幅比の対数値を示すグラフで
ある。
する2つの超音波信号の振幅比の対数値を示すグラフで
ある。
【図5】 生体組織を脂肪組織と除脂肪組織の2つとし
たときの、伝播距離に対する2つの超音波信号の振幅比
の対数値を示すグラフである。
たときの、伝播距離に対する2つの超音波信号の振幅比
の対数値を示すグラフである。
【図6】 生体組織を3つとしたときの、伝播距離に対
する2つの超音波信号の振幅比の対数値を示すグラフで
ある。
する2つの超音波信号の振幅比の対数値を示すグラフで
ある。
【図7】 本発明に係る実施の形態4の超音波生体組織
測定装置の構成を概念的に示すブロック図である。
測定装置の構成を概念的に示すブロック図である。
【図8】 実施の形態4の超音波生体組織測定装置にお
ける皮下脂肪と内蔵脂肪とを求める方法を概念的に示す
模式図である。
ける皮下脂肪と内蔵脂肪とを求める方法を概念的に示す
模式図である。
1 生体、2,3 超音波探触子、4 皮下脂肪、1
0,20 装置本体、11,21 信号処理部、12
送波制御部、13 受波制御部、14 表示部、22,
23 送受波制御部。
0,20 装置本体、11,21 信号処理部、12
送波制御部、13 受波制御部、14 表示部、22,
23 送受波制御部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中島 道夫 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 渡邊 彰 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 Fターム(参考) 2F068 AA06 AA28 CC07 FF14 FF16 FF24 FF25 GG01 KK15 PP11 QQ07 4C301 AA03 DD15 DD18 DD21 DD22 EE16 EE17 JB23 JB32
Claims (14)
- 【請求項1】 生体の一表面から他の表面の間に存在す
る互いに音響インピーダンスの異なる複数の生体組織の
厚さを測定する超音波生体組織測定方法であって、 上記生体組織の数以上の複数の互いに異なる周波数を有
する超音波信号を上記一表面から上記生体内に入射して
上記他の表面において検出することと、 上記複数の超音波信号の検出時の強度比を求めること
と、 上記生体の一表面から他の表面までの距離を求めること
と、 上記複数の超音波信号の入射時の強度比の対数値と検出
時の強度比の対数値と上記生体の一表面から他の表面ま
での距離とに基づいて上記一表面から上記他の表面に至
る生体内における各生体組織の厚さを演算することを含
むことを特徴とする超音波生体組織測定方法。 - 【請求項2】 上記生体の一表面から他の表面までの距
離を求めることは、超音波信号を使用する方法であっ
て、該超音波信号の上記生体の一表面から他の表面に至
る超音波信号の到達時間を測定し、該測定時間に基づい
て上記一表面から他の表面までの距離を求めることを含
む請求項1記載の超音波生体組織測定方法。 - 【請求項3】 上記複数の超音波信号のうちの1つの超
音波信号を用いて上記生体の一表面から他の表面に至る
到達時間を測定する請求項2記載の超音波生体組織測定
方法。 - 【請求項4】 上記複数の生体組織は、脂肪組織と脂肪
組織以外の除脂肪組織の2つからなり、該脂肪組織の脂
肪厚を求める請求項1〜3のうちのいずれか1項に記載
の超音波生体組織測定方法。 - 【請求項5】 上記複数の超音波信号として2つの超音
波信号を用いた請求項4記載の超音波生体組織測定方
法。 - 【請求項6】 上記超音波生体組織測定方法はさらに、
上記脂肪組織のうちの皮下脂肪の厚さを求めることと、
上記脂肪組織の厚さから上記皮下脂肪の厚さを引くこと
により内臓脂肪の厚さを求めることとを含む請求項4又
は5記載の超音波生体組織測定方法。 - 【請求項7】 上記皮下脂肪の厚さは、上記一表面及び
他の表面から超音波パルスを入射して、入射時から上記
皮下脂肪と該皮下脂肪に隣接する生体組織との境界で反
射された上記超音波パルスが上記一表面又は他の表面に
おいて検出されるまでの時間を測定し、該時間に基づい
て上記皮下脂肪の厚さを計測する請求項6記載の超音波
生体組織測定方法。 - 【請求項8】 第1と第2の超音波探触子と、上記第1
と上記第2の超音波探触子に接続された装置本体と、上
記生体の一表面から他の表面までの距離を計測する手段
とを備え、 上記装置本体は上記第1の超音波探触子を介して互いに
異なる周波数を有し上記生体組織の数以上の複数の超音
波信号を一表面から生体内に入射し、該生体内を透過し
た上記複数の超音波信号を上記生体の他の表面において
上記第2の超音波探触子を介して受信して、上記複数の
超音波信号の受信時の強度比を求め、その求められた上
記超音波信号の受信時の強度比の対数値と、上記距離を
計測する手段で求められた上記生体の一表面から他の表
面までの距離と、上記複数の超音波信号の入射時の強度
比の体数値とに基づいて上記一表面から上記他の表面に
至る上記生体内における複数の生体組織の各厚さを演算
して出力することを特徴とする超音波生体組織測定装
置。 - 【請求項9】 上記距離を計測する手段において距離測
定用超音波信号を用い、上記装置本体で、上記第1の超
音波探触子を介して上記生体の一表面から入射した上記
距離測定用超音波信号を上記他の表面において上記第2
の超音波探触子を介して受信して、上記距離測定用超音
波信号が上記一表面から上記他の表面に至る時間を測定
し、その測定された時間に基づいて上記一表面から他の
表面までの距離を求める請求項8記載の超音波生体組織
測定装置。 - 【請求項10】 上記距離測定用超音波信号として、上
記複数の超音波信号のうちの1又は2以上を用いる請求
項9記載の超音波生体組織測定装置。 - 【請求項11】 上記複数の生体組織は、脂肪組織と脂
肪組織以外の除脂肪組織の2つからなり、該脂肪組織の
脂肪厚を求める請求項8〜10のうちのいずれか1項に
記載の超音波生体組織測定装置。 - 【請求項12】 上記複数の超音波信号として2つの超
音波信号を用いた請求項11記載の超音波生体組織測定
装置。 - 【請求項13】 上記超音波生体組織測定装置はさら
に、上記脂肪組織のうちの皮下脂肪の厚さを求める手段
を有し、上記脂肪組織の厚さから上記皮下脂肪の厚さを
引くことにより内蔵脂肪の厚さを求める請求項11又は
12記載の超音波生体組織測定装置。 - 【請求項14】 上記皮下脂肪の厚さを求める手段にお
いて超音波信号を用い、上記装置本体がさらに、上記第
1の超音波探触子及び上記第2の超音波探触子を介して
それぞれ、上記一表面及び上記他の表面から超音波パル
スを入射して、上記脂肪組織のうちの皮下脂肪と該皮下
脂肪に隣接する生体組織との境界で反射された上記超音
波パルスを上記一表面又は他の表面でそれぞれ上記第1
の超音波探触子及び第2の超音波探触子を介して受信
し、上記各超音波パルスの入射から受信までの時間を測
定して、該時間に基づいて上記各皮下脂肪の厚さを計測
する請求項13記載の超音波生体組織測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11043076A JP2000237189A (ja) | 1999-02-22 | 1999-02-22 | 超音波生体組織測定方法と超音波生体組織測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11043076A JP2000237189A (ja) | 1999-02-22 | 1999-02-22 | 超音波生体組織測定方法と超音波生体組織測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000237189A true JP2000237189A (ja) | 2000-09-05 |
Family
ID=12653767
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11043076A Pending JP2000237189A (ja) | 1999-02-22 | 1999-02-22 | 超音波生体組織測定方法と超音波生体組織測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000237189A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011505213A (ja) * | 2007-12-03 | 2011-02-24 | ユッカ・ユルヴェリン | 超音波技法を用いて材料の厚みを測定するための方法 |
| US12198472B2 (en) | 2016-08-24 | 2025-01-14 | Nec Corporation | Iris capture apparatus, iris capture method, and storage medium |
-
1999
- 1999-02-22 JP JP11043076A patent/JP2000237189A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011505213A (ja) * | 2007-12-03 | 2011-02-24 | ユッカ・ユルヴェリン | 超音波技法を用いて材料の厚みを測定するための方法 |
| US8679019B2 (en) | 2007-12-03 | 2014-03-25 | Bone Index Finland Oy | Method for measuring of thicknesses of materials using an ultrasound technique |
| US12198472B2 (en) | 2016-08-24 | 2025-01-14 | Nec Corporation | Iris capture apparatus, iris capture method, and storage medium |
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