JPH01299537A - 音響特性測定装置及び測温装置 - Google Patents

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、例えば生体内に送信した超音波を受信して生
体内組織の音響特性を測定する音響特性測定方法及び測
定された音響特性が温度依存することを利用して生体内
の温度変化を測定する測定方法並びにその装置に関する
ものである。

従来の技術 生体内の情報を超音波を用いて得る方式としては超音波
診断装置がある。この超音波診断装置としては生体内に
超音波を送波し、生体内からの反射波よシ生体内の情報
を得るパルス反射法を用いるものが主流を占めている。

このパルス反射法は生体内の音響インピーダンスの差の
ある界面からの反射エコー強度、すなわち、振幅値と超
音波の伝搬時間とから生体内の情報を２次元的に集める
ことばよシ断層像を表示するようになっている。

近年、主に生体組織の形状診断を行う超音波診断装置に
対し、生体内組織形状以外の情報も得たいという要望も
高まっている。このような情報の例として生体内温度が
ある。生体内の温度情報が得られれば、癌の温熱療法に
おける温度モニタが可能になる。生体内の温度は、例え
ば、生体内で温度変化した場合における超音波減衰、音
速、あるいは非線形パラメータＢ／Ａ等の音響特性を計
測し、予め調べておいたこれらの音響特性の温度依存特
性と比較することにより推定することが可能である。こ
のうち、非線形パラメータに関する情報を得る方法とし
て、例えば特開昭６０−１１９９２６号公報に記載され
た方法が知られている。以下、簡単にその方法について
説明する。

この方法は音波の伝搬速度が音波の粒子速度や音圧に依
存するという非線形性を利用するものである。そのため
、比較的高周波のグローブ波パルスを送受信兼用のプロ
ーブ波相振動子から送信すると共に、このプローブ波パ
ルスとほぼ同一場所から同一方向にポンピング用の比較
的低周波のポンプ波パルスを生体内に送出する様にして
おき、且つ、第９図（ａ）に示すように、ポンプ波の粒
子速度が正の部分（又は同図幅）に示す粒子速度が負の
部分）に測定用のプローブ波が重畳する様にプローブ波
相振動子とポンプ波用振動子の駆動タイミングを調整し
ておき、ポンプ波パルスとプローブ波パルスを送信した
場合に反射されて帰って来たプローブ波パルスの受信信
号の位相と、測定用パルスだけを送信した場合に反射さ
れて帰って来たプローブ波パルスの受信信号、若しくは
最初に送信した時と比べて逆相になるようにポンプ波パ
ルスとプローブ波パルスと共に送出して得られた受信信
号の位相との差を求めることにより、ポンプ波の影響だ
けによる測定用パルスの位相変調をパルス反射法で検出
し、生体内の音響的非線形パラメータＢ／Ａを求めよう
とするものである。すなわち、進行するプローブ波パル
スに注目した場合、そのグローブ波パルスが反射体に到
達するまでの間に通過した領域の非線形パラメータ（但
し、場所の関数）とポンプ波の振幅との積の通過距離間
における積分値により定まる位相変調を受けることを利
用し、異なる深さから次々と反射されて帰って来た受信
信号を復調して得た位相信号についてその差を求め、更
に深さ方向に関して微分する事により、非線形パラメー
タＢ／Ａの分布を得ようとするものである。

発明が解決しようとする課題 しかし、上記従来の非線形パラメータ測定法では、ポン
プ波パルスの粒子速度の正、又は負のピーク部分にプロ
ーブ波パルスを重畳させるため、両パルスの粒子速度が
増大する向きに加算された瞬間にはその粒子速度は非常
に大となり、その結果、プローブ波パルスに異常な歪を
生じ、測定に悪影響を与え、又、生体に対する安全性を
害するおそれがあった。又、得られる音響特性としては
、非線形パラメータに関するものだけであシ、他の情報
、例えば減衰特性等を同時に得るようになっていないの
で、信頼性の高い測温を行うことが出来ないなどの課題
もあった。

本発明は、以上のような従来技術の課題を解決するもの
で、プローブ波パルスに異常な歪を与えることがなく、
又、生体の安全を図ることができるようにした音響特性
測定方法およびその装置を提供し、又、測温の信頼性を
向上させることができるようにした測温方法およびその
装置を提供することを目的とするものである。

課題を解決するだめの手段 本発明の音響特性測定方法は、上記目的を達成するため
に、超音波パルスであるプローブ波パルスと、このプロ
ーブ波パルスの波形重心位置をこのプローブ波パルスよ
り周波数の低いポンプ波パルスの粒子加速度がピークで
ある部分に重畳したパルスを被検体内に発信し、この発
信信号を被検体内の２以上の深さの異なる反射点で反射
させて受信し、この受信信号の周波数分析を行ってスペ
クトル比を求め、このスペクトル比から交差周波数とス
ペクトル分離度の被検体内における分布を測定するよう
にしたものである。

又、上記受信信号の位相シフト量を求め、この位相シフ
ト量とスペクトル分離度から被検体の音波減衰特性の周
波数依存特性を測定するようにしだものである。

又、上記スペクトル分離度から陪非線形係数を求めるよ
うにし、又は交差周波数とスペクトル分離度から音波減
衰係数を求めるようにし、又はスペクトル分離度から陪
非線形係数を求め、交差周波数から音波減衰係数を測定
するようにしたものである。

又、本発明の測温方法は、上記目的を達成するために、
上記音響特性の温度依存特性をもとに被検体内の加熱前
後の温度変化を測定するようにしたものである。

又、関心領域における陪非線形係数の値によシ参照され
た減衰係数の温度依存特性をもとに被検体内の加熱前後
の温度変化を測定するようにしたものである。

又、本発明の音響特性測定装置は、上記目的を達成する
ために、超音波のプローブ波パルスおよびこのプローブ
波パルスより周波数の低いポンプ波パルスを送出する超
音波変換部と、上記プローブ波パルスとポンプ波パルス
の位相関係を制御する手段と、上記超音波変換部の受信
信号の周波数分析を行う手段と、この周波数分析手段の
出力に基づいてスペクトル比と交差周波数とスペクトル
分離度を演算する信号処理手段とを有するものである。

又、上記信号処理手段が交差周波数とスペクトル分離度
から陪非線形係数、音波減衰係数の少なくとも一方を演
算するようにしたものである。

又、本発明の測温装置は、上記目的を達成するために、
上記音響特性測定装置に加えて被検体の加温前後におけ
る音響特性測定に基づき温度変化を測定する温度演算部
を有するものである。

そして、上記温度演算部がデータ参照部に対し音響特性
値を参照し、得られた温度依存特性に基づき温度変化を
測定するのが好ましい。

作用 本発明は、上記構成により次のような作用を有する。

ポンプ波パルス粒子速度の正負ピークの中間部分、すな
わち、粒子加速度のピーク部分にプローブ波パルスの波
形重心部分を重畳することにより、両パルスが加算され
ることによって生じる粒子速度のピークはポンプ波パル
ス自身の粒子速度と同程度とすることができる。又、ポ
ンプ波−くルスの粒子加速度が正のピーク部分にプロー
ブ波パルスが重畳されるように振動子の駆動タイミング
を調整しておき、ポンプ波パルスとプローブ波パに／ｌ
。

の両方を送信した時に反射されて帰って来た受信信号の
スペクトルと、ポンプ波パルスが逆相になるように、す
なわち、ポンプ波の粒子加速度が負のピーク部分にプロ
ーブ波パルスが重畳されるようにポンプ波パルスとプロ
ーブ波パルスを送信して得られた受信信号のスペクトル
の比であるスペクトル比およびスペクトル比から得られ
る交差周波数、及びスペクトル比の勾配を測定する。又
、被検体中における減衰係数、非線形パラメータ、更に
はそれらの音響特性が温度変化することを利用して被検
体中における温度変化を求める。

実施例 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。

まず、第１図を参照しながら本発明に用いる測定法の原
理について説明する。

無限小振幅音波の伝搬媒体中における高速をＣ６、密度
をＰ。、音響的非線形パラメータをＢ／Ａとする。その
時、有限振幅音波の伝搬速度は波形の各部分における粒
子速度をＵ、音圧をｐとした場合、これらの各部分にお
ける音速Ｃは、次の（１）、（２）、（３）式よシ求め
られる。

＝Ｃｏ　＋　（１＋　Ｂ／２Ａ）　ｕ　　　　　　−（
２）＝Ｃｏ＋βＵ　　　　　　　　　　　　　　　　・
・・（３）通常、　（１＋Ｂ／２Ａ）は非線形係数（ｃ
ｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆ　ｎｏｎｌｉｎｅａｒｉｆｆ
）βと呼ばれている。

以上の関係式から明らかなようにポンプ波の粒子速度が
正の部分では音速が大きくなシ、ポンプ波の粒子速度が
負の部分では音速が小さくなる。

このため、ポンプ波の波形において、粒子速度が負から
正へ変化する中間の部分、すなわち、粒子加速度が正の
部分ではその部分の波形が伝播に伴って圧縮され、その
逆に粒子加速度が負の部分ではその部分の波形が伸張す
る。従って、第１図（ａ）のようにポンプ波の粒子加速
度が正の部分に重畳されたプローブ波形の伝搬に伴い圧
縮されて振幅が増大し、すなわち、そのスペクトルは高
周波側へ拡張し、第１図（ｂ）のようにポンプ波の粒子
加速度が負の部分に重畳されたプローブ波のパルスは逆
に伸張されて振幅が減少し、スペクトルは低周波側へ収
縮する。以上の様なプローブ波パルスの伝搬に基づくス
ペクトル変調特性は減衰のない媒体中では、以下のよう
に近似することが解析的に可能である。

Ｈ±（至）−Ｈ（ω（１干Ωτ））　　　　　・・・（
４）但し、 ω；角周波数 Ｈ（（ロ）；変調前のプローブ波パルスのスペク、トル
。

Ｈ±（ハ）；変調後のプローブ波パルスのスペクトル。

±；ポンプ波の重畳部分における粒子加速度の符号。

Ω；ポンプ波の中心角周波数。

τ；距離ｄに対するポンプ波粒子速度ピーク部分の伝搬
時間と粒子速度零部 分の伝搬時間の差。

τ−ｄ（１／ｃ、−ｉ／Ｃ）　　　　　−（５）＝ｄ・
βＶ　ｏ　／　Ｃｏ　　　　　　　　・・・（６）＝１
．−βＶｏ　／　Ｃｏ　　　　　　　　　　　−（７）
−１゜−βＰｏ　／　（ｐｏ　Ｃｏ　）　　　　　　　
　　−＝　（ｓ）但し、 ＶＯ；ポンプ波粒子速度振幅。

Ｐｏ；ポンプ波音波振幅。

ｔｏ；伝搬時間。（＝ｄ／Ｃ，） 以上の様なプローブ波パルスの変調特性は、プローブ波
パルスのパルス長形がポンプ波の波長Δよりも充分に小
さいという条件のもとて解析的に得られたものである。

しかし、実際にはこの条件を緩め、例えば次式に示す条
件でも上記（４）式が近似的に成立つことが数値シミー
レーションにより示される。

４３＜Ａｌ１　　　　　　　　　　　　　　・・・（９
）プローブ波パルスとしてガウス形状の包絡線を有する
ＲＦパルスを仮定した場合、そのスペクトルＨに）は次
式のようにガウス形状で近似できる。

Ｈ（６Ｊ）＝（定数）・ｅＸｐ（−（ω−ωｅ）２／２
σ：　）−（ｉｏ）但し、 ωＣ；中心角周波数 σ舊スペクトルの分散 この場合、変調されたスペクトルＨ＋←）とＨ−←）が
一致し、交差する周波数、すなわち、交差周波数ω８は
ω。に等しい。

Ｈ＋　（ωｅ）＝Ｈ−（ωｅ）　　　　　　　　　　・
（１１）この０式に示す関係はスペクトルＨ←）の形状
が中心角周波数ω。に対し対称である場合に得られる。

いずれにせよ、上記α０式で示されたスペクトルＨ←）
が減衰のない媒体中において変調されたスペクトルＨ＋
（へ））とＨ−←）の交差周波数ω８はω。に等しい。

次に、変調されたスペクトルの比を対数で評価した関数
をスペクトル比Ｒに）と呼ぶ。

Ｒ（ＧＪ）−、、ｅｎ　（Ｈ−（’Ｊ）／Ｈ＋（１）　
）　　　　　　　　−（１２）また上記スペクトル比Ｒ
←）の交差周波数ω８における勾配をスペクトル分離度
ＤＳＳと呼ぶ。

ＤＳＳ＝δ（Ｒ（＝−））／δωＪ、−ｏ°（１３）（
１０式に示したプローブ波パルスのスペクトルに対して
スペクトル比Ｒ（ハ）、スペクトル分離度ＤＳＳは以下
の様になる。

Ｒ（１）＝−２Ωτ（ω−ωｅ）ω／σ０　　　　　　
・・−（１４）ＤＳＳ＝−２ΩτωＣ／σ二　　　　　
　　　　　・・・（１５）（Ｉ５）式において、Ω、ω
。、σ工は既知量であるから、ＤＳＳを測定すれば伝搬
時間差τが求められる。τが求められれば（６）〜（８
）式において、ポンプ波の粒子速度振幅Ｖ。、あるいは
音圧振幅Ｐ。を与えることにより、様々な音響特性β／
Ｃ＝、β／ＣＯ％β／ＰＯｃｇを推定することが可能に
なる。これら非線形係数βに関連した音響特性を総称し
て陪非線形係数（ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ　ｃｏｅｆｆｉ
ｃｉｅｎｔ　ｏｆｎｏｎｌｉｎｅａｒｉｔｙ）β′と呼
ぶ。

以上のように減衰の無い媒体中におけるプローブ波パル
スのスペクトル変調特性から陪非線形係数β′を得る原
理について説明したが、この原理を生体のような周波数
依存減衰特性を有する伝搬媒質に対しても拡張して適用
することが可能である。

この場合には、結果として交差周波数ω８は伝搬媒質の
減衰係数に依存し、ω８の変化から減衰係数を推定する
ことが可能になシ、準非線形係数β′については減衰の
無い場合と鐙ぼ同様の扱いが可能になる。減衰媒体中に
おけるプローブ波パルスのスペクトル変調特性Ｈ：ｌ：
に）を以下の様にして解析的に求め、この変調特性と媒
体の音響特性との関係を明確にし、変調された超音波の
受信信号から減衰特性や準非線形係数β′を求めるアル
ゴリズムを導出する。一般に、減衰媒体中において伝搬
に基づく非線形歪の発生は、全伝搬時間を微小時間△ｔ
に分け、微小時間の各区間において（１）線形減衰、（
１１）減衰の無い場合の非線形歪、の２つの現象が独立
に生じるとし、それらが全伝搬時間にわたり蓄積される
として説明することができる。ｊ（１＜ｊ　＜ｉ　）番
目の微小時間△ｔの区間における減衰特性αｊに）は次
式で表わすことができる。

ａｊ（１）＝Ａｊ　−（ω／ωｏ）”Δｔ　　　　　・
（１６）＝ａｊωｎ 但し、 Ａに基準周波数ω。における単位時間当シの減衰（ｎｅ
ｐｅｒ　／単位時間） ｎ；減衰の周波数依存を表すパラメータ。生体軟組織で
は１〜２の値をとる。ここではｎが一定値をとるものと
する。

ａｊ；減衰係数 なお、この微小区間ｊに相当する微小距離ΔＸｊはその
区間における無限小振幅の音速Ｃ８１を用いて次式で表
わすことができる。

Δｘ４＝ｃ６ｊ・Δｔ　　　　　　　　　　・・・（１
７）又、微小区間ｊ迄に蓄積された伝搬時間差をτ１と
すると、τｊとτｊ＋１の差Δτｊは次式で表わすこと
ができる。

△τｊ　＝τ、十、−τｊ　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　・・・（１８）＝ムｘｊ（１／　Ｃｏｊ
１／Ｃ４）　　　　　　−（１９）よΔＸ、β３　Ｕｏ
４　／　Ｃ”０３　　　　　　　　’・・（２ｏ）＝Δ
ｔβ＋　Ｕｏｊ／　Ｃｏｊ　　　　　　　　　・・＋　
（２１）−Δｔβｉ　Ｐ　ａｊ／　（Ｐ　ａｌ　Ｃ’ｏ
ｌ　）　　　　　”。（２２）但し、（１９〜（２２）
式は（５）〜（８）式に相当するものである。

以上の様に、減衰係数ａｊと伝搬時間差τｊが指定され
ると、微小区間ｊ迄に蓄積されたプローブ波パルスの変
調特性Ｈｆ（ハ）は以下の様にして解析的に求めること
が可能である。（１０）式で示された末だ歪を受ける前
のプローブ波スペクトルに対シて、微小区間Ｊ−１にお
ける（ｉ）線形減衰、および（１１）減衰の無い場合に
おける非純正、の作用によシ変調された結果はそれぞれ
次の様になる。

（＋）・−・ｎＯｅ　ｅＸｐ　（ａｔ　ｅωｎ）　　　
　　　　・（２３）＜＋＋＞−＝用ω（１±Ωτ＋ｌ・
ｅｘｐ［−ａｌ・（ωｕ干Ωｒ、　））　ｎ　］・・・
（２４） 次に、微小区間ｊ−２において伝搬の非線形歪は角周波
数ωに対してω・　（１壬Ωτ２）／（１壬Ωτ１）と
して作用する。変調された結果はそれぞれ次のようにな
る。

（ｊ）＝Ｈ（ω（１干Ωτυ）・ｅＸｐ［−ａｌ・（ω
（１千〇τ、））ｎ］ｘｅｘｐ　（−ａ２　・ω”）　
　　−（２５）（ｉｉ）−Ｈ（ω（１王Ωτ２　）ｌｅ
ｘｐ［−ａ、−（ω（１壬Ωｒ２）　ｎ　ｌ　］・・・
（２６） 以上の様にして全微小区間ｊにおいて蓄積された線形減
衰と非線形歪の作用によシ変調されたスペクトル±←）
は次式で表わすことができる。

Ｈ±→−Ｈ（ω　（１干Ωτ１）） ＝ｅｘｐ［−（ω（１干Ωτρ−ω。し２σＪ−ωｎａ
士コ従って、スペクトル比Ｒ←）は（２８）式よりＲ（
ハ）−２ｎ［Ｈ−←）／Ｈ＋←）］−一２ωΩτ１（ω
−ω、）／２σ。−ωｎ（ａ−−ａｔ）、・・・（３０
）交差周波数ωｘｊではＲ（ハ）−〇だから（３０）式
よシω。−ω。＝σ。・ω、ｒ　　（ａ−ａｔ）　／２
Ωτ１　　・・・（３１）（３１）式において、ω。、
σ。Ωは既知量、ωｘｊ　は後で示すように受信信号か
ら求められる可測量であるから、τｔの値を測定し、ｎ
の値を仮定すれば減衰係数に関する情報、（ａ、−−ａ
ｔ）ｔが得られる。

ここで、τ４、あるいはｎの値は、次式のようにスペク
トル比の交差周波数ω。における勾配、すなわち、スペ
クトル分離度ＤＳＳから求めることが出来る。

ＤＳＳ−δ（Ｒ←））／δω ＝２Ωτ、（ω祠−（ｎ−ＩＮω８．−ωｅ））／σ０
　・・・（３２）（３２）式において、ＤＳＳも後で説
明するように受信信号から求められる可測量であるから
、ｎの値を仮定すればτｊに関しては従来よシ知られて
いる方法で測定することも可能であるので、（２９）式
からｎの値を決定することも出来る。

以上の様に、解析的な関係が明らかにされだω８４、τ
ｊ（ａ　−ａｔ）　１％あるいは減衰係数ａｊ、陪非線
形係数β、′の伝搬距離方向の分布等の各種音響特性を
具体的に測定する方法およびこれらの測定された各種音
響特性を用いて伝搬媒質内の温度変化を求める方法をそ
れらの装置と共に、図面を参照しながら説明する。

第２図は本発明の一実施例における超音波測温装置を示
す機能ブロック図である。本発明は、いわゆるエコー信
号を受信する超音波パルス反射法を基本原理としている
。第２図において、】はポンプ波パルスの送信、プロー
ブ波パルスの送、受信を行う超音波変換部、２は超音波
変換部１に対してポンプ波用の駆動パルスを加えるパル
、ｚ、　ｌｔＫ　動量、３は超音波変換部１に対してプ
ローブ波用の駆動パルスを加えるパルス駆動器、４は超
音波変換部１の受信出力を増幅する増幅器、５は増幅器
４の出力を記憶する波形記憶部、６はパルス駆動器２，
３と波形記憶部５の動作タイミングを制御するタイミン
グ制御部、７は波形記憶部５とタイミング制御部６ヘク
ロツクを供給するクロック発生部、８は波形記憶部５に
記憶された波形に対してフーリエ変換を行う周波数分析
部、９は周波数分析部８の出力に対して信号処理を行い
、音響特性を求める信号処理部、ＩＯは信号処理部９の
出力によ多温度を計算する温度演算部、１１は温度演算
部１０に対し音響特性の温度依存情報を出力するデータ
参照部、１２は増幅器４の出力を検波する検波部、１３
は信号処理部９の出力によシ音響特性分布像、温度演算
部ＩＯの出力により温度分布像、検波部１２の出力によ
りＢモード断層像を作る走査変換部、１４は走査変換部
１３の出力を表示する表示部、１６は被検体（生体）で
ある。

第３図は上記超音波変換部１の好ましい例を示す構成図
である。第３図に示すように超音波変換部１はポンプ波
用振動子１０１とプローブ波用振動子１０２とから構成
される。ポンプ波用振動子１０１は、例えば中心周波数
３００　ＫＨｚ　、外径６０１ｆ１１、内径２０鴎の環
状圧電振動子によシ構成され、プローブ波用振動子１０
２は、例えば中心周波数３ＭＨｚ。

外径２０１１ＥＩＩの収束タイプの圧電振動子により構
成されている。ポンプ波用振動子１０１の出力レベル遍
しては、粒子速度振幅で２５０鵡／ｓ、水中でピーク出
力として４　Ｗ／　ｃＩ！程度、プローブ波用振動子１
０２の出力レベルとしては、通常、超音波診断装置で用
いられる程度か、それよシ少し低い程度とする。プロー
ブ波パルスのスペクトル特性としては、ガウス形状をし
ていることが望ましく、そのため、プローブ波用振動子
１０２０周波数特性およびパルス駆動器３の駆動パルス
の周波数特性が調整される。一方、ポンプ波パルスの周
波数特性の高周波側成分がプローブ波パルスの周波数特
性の帯域内に混入することを避けるため、パルス駆動器
２では出力中の高周波成分が抑圧される。

以上の様にしてポンプ波用振動子１０１から送信された
ポンプ波パルスとプローブ波用振動子１０２から送信さ
れたプローブ波パルスは結合媒体１６１中で交差、重畳
して重畳パルスとなった後、被検体１６へ入射する。結
合媒体１６１としては、例えば水の様な液体が適当であ
シ、その深さ、すなわち、プローブ波用振動子１０２の
音波放射面と被検体１６の間の距離としては、例えば１
００■程度が選ばれる。この重畳パルスが被検体１６中
を伝搬する過程でプローブ波パルスは変調される。この
変調特性はプローブ波パルスの波形の重心部分をポンプ
波パルスのどの部分に重畳するかに依存する。重畳され
る部分が第９図（ａ）に示す様にポンプ波の粒子速度が
正のピークである場合には位相関係Ａ１第９図（ｂ）の
様に粒子速度が負のピークである場合には位相関係Ｂ、
第１図（ａ）の様に粒子加速度が正のピークである場合
には位相関係Ｃ１第１図（ｂ）の様に粒子加速度が負の
ピークである場合には位相関係りとして、それぞれの重
畳の状態を区別する。

以上の様な位相関係の制御はパルス駆動器２，３の駆動
パルス発生の相互のタイミングをタイミング制御部６に
より制御することにより行われる。

実際には、プローブ波用のパルス駆動器３と波形記憶部
５の動作の時間関係を固定しておき、ポンプ波用のパル
ス駆動器２のパルス発生タイミングを制御、あるいは駆
動パルスの極性を反転させることが行われる。タイミン
グ制御の時間分解能としては、例えばポンプ波の１波長
の１／６４程度で行われ、この場合には約５０　ｎｓと
なる。このような時間の制御には５０　ｎｓ　（２０Ｍ
Ｈｚ）のクロック信号とプリセットカウンタ等によるデ
ジタル遅延技術によシ実現出来る。このクロック信号は
クロック発生部７から供給される。

この様にして、重畳の位相関係を制御されたプローブ波
パルスは各位相状態に対応した変調を受けながら被検体
１６の中を伝搬し、更に被検体１６が有する音波散乱特
性の影響により次々に後方散乱され、反射信号としてプ
ローブ波用振動子１０２に到達し、受信信号に変換され
る。なお、図示していないが、超音波変換部１の全体を
機械走査機構により揺動させ、例えばセクタ走査しても
良い。

受信信号は増幅器４で増幅された後、波形記憶部５に記
憶される。波形記憶部５は、例えばＡ／Ｄ変換器、高速
のメモリ等で構成される。Ａ／Ｄ変換器のサンプリング
クロックの周波数としては、受信信号の周波数、ここで
は３ＭＨｚの４倍以上あることが望ましく、２０ＭＨｚ
は適当な周波数である。このサンプリングクロックもク
ロック発生部７から供給される。波形記憶部５に記憶さ
れた受信信号はデータ窓により必要な位置、長さの部分
が抜取られ、周波数分析部８でフーリエ変換される。こ
の抜取られる部分、すなわち、データ窓の長さとしては
受信信号の周波数の４０波程度、ここでは１３μＳ程度
とする。データ窓内のデータ点数はデータ窓の長さとサ
ンプリングクロックの周波数の積に等しいから、この例
では２６０点となる。

この　取られたデータ列に対して、例えばノ・ミンク窓
のような窓関数が乗ぜられたり、あるいは高速フーリエ
変換のアルゴリズムに適合させるためにデータの点数を
２のべき乗、例えば２５６点に変更しても良い。このフ
ーリエ変換は被検体１６の深さ方向、すなわち、データ
列の深さ方向にデータ窓を移動して繰返し行われるが、
この例では移動ピッチとしては、例えば被検体１６内で
換算して微小距離１．２５　ａｍとする。この微小距離
を音波が往復するのに要する微小時間△１ｏは被検体１
６中における音速を１５００ｍ／ｓとした場合、約１．
６μｓとなる。以後の説明を簡単にするため、この微小
時間△ｔｏの半分の値と（１６）式に現れる微小時間Δ
ｔとは等しいものとする。以上の様にして、受信信号は
微小時間△ｔｏ間隔でデータ窓を移動しながら抜取られ
、次々にフーリエ変換が行をれる。

フーリエ変換の結果は複素数となるが、その実部Ｒｅ（
ハ）と虚部■ｍに）から更にパワースペクトルＰ←）、
あるいは位相角φ←）が計算される。

Ｐ　（）　−Ｒｅ”ゆ）＋　Ｉｍ”　（（＝ｌ）　　　
　　　　　　・（３３）φ（ａ＋）＝　ａｒｃｔａｎ　
（Ｉｍ（”）／Ｒ６（ＧＪ）　）　　　　　−（３４）
ポンプ波パルスとプローブ波パルスが第１図（ａ）に示
す位相関係Ｃ，または第１図（ｂ）に示す位相関係りで
重畳され、被検体１６中を伝搬し、関心領域（以後ＲＯ
Ｉと呼ぶ）において散乱されて得られた受信信号の部分
、７すなわち、ＲＯＩに相当する深さに位置するデータ
窓によシ抜取られたデータ列に対するパワースペクトル
は次式の様な簡単な伝搬モデルを用いて表わすことがで
きる。

Ｐ＋（ＧＪ）＝　ｌ　　（Ｈ±←）・Ｓ土←戸Ｇ（ハ）
・Ｔ（ハ））■Ｗ（ハ）Ｉ２・・・（３５）但し、 Ｓ±（ハ）；ＲＯＩの音波散乱特性 ■）　；復路における線形伝搬減衰 Ｔ（ハ）　；受信系周波数特性 ■Ｗ←）　；窓関数によるコンボリューション±　　：
＋・・・位相関係Ｃによる音波送信；−・・・位相関係
りによる音波送信 このような伝搬モデルにおいて、被検体１６内の特定の
ＲＯＩに対し、まず、第１図（ａ）に示す位相関係Ｃで
音波を送信し、パワースペクトルＰ＋（ハ）を求め、次
に送信間隔Ｔ。をおいて第１図（ｂ）に示す位相関係り
で音波を送信し、パワースペクトルＰ−に）を求め、両
パワースペクトルの比を対数で評価する。なお、送信間
隔Ｔ。の時間としては、通常、超音波診断装置で用いら
れる値、例えば数百μＳから１ｍ３程度である。次式に
おいて、音波散乱特性Ｓ十←）とＳ−に）の差および窓
関数における影響が小さければ、Ｓ±（ＣＤ）、Ｇ←）
、Ｔ（ハ）、Ｗ（ホ）の各項はすべて消去され、左辺は
（３０）式に示したスペクトル比Ｒ←）に等しくなる。

−ｅｎ（Ｐ−ｗ′Ｐ＋（ＧＪ）ｌ−−ｅｎ（Ｈ−（”）
／Ｈ＋（））’　　　　−（３６）＝Ｒに） スペクトル比Ｒ（（＝’）と各種音響特性との関係は既
に（２９）〜（３２）式に示した通りであり、信号処理
部９においてはこれら関係式をもとに各種音響特性を計
算する。

第４図は肝臓に似せて作成した超音波テストファントム
を被検体１６として用いた場合のパワースペクトルＰ＋
：に）およびスペクトル比Ｒ←）の実測値の例であるが
、スペクトル比Ｒ←）にはかなりのリップル成分がノイ
ズとして付加されており、交差周波数ω８の決定に対し
て悪影響を与える。この影響を軽減するため、信号処理
部９では交差周波数ω８の近傍で、この例では２〜３Ｍ
Ｈｚ程度の範囲で、得られたスペクトル比Ｒ（へ））を
１次、又は２次関数等から成る近似関数ｆ（ハ）で近似
し、近似関数ｆ←）が零になる周波数から交差周波数ω
８を決定する。

近似関数ｆに）の選択の仕方としては最小２乗法等の利
用が可能である。次に、スペクトル比Ｒ←）の周波数微
分、すなわち（３２）式のスペクトル分離度ＤＳＳを求
める。スペクトル分離度ＤＳＳも実際には近似関数ｆに
）の微分から求める。（３２）式においてＤＳＳ、ωＸ
は可測量であり、ポンプ波角周波数Ω、プローブ波パル
スの中心角周波数ωＣとそのスペクトル分散σ。は既知
量であるから、（１６）式に示した減衰の周波数依存を
表わす量ｎが指定できれば伝搬時間差τ１を求めること
が出来る。ｎの値としては、例えば肝臓では１，２、膵
臓では１．３等、各種臓器毎にその値が知られており、
各ＲＯＬあるいはデータ窓に対して対応する臓器のｎの
値を指定することが可能である。あるいは、腹部におけ
る測定ではすべてのＲＯＩでｎ　＝　１．２としても大
きな誤差は生じない。

なお、伝搬時間差τ１に関しては従来技術による測定も
可能であるので、（３２）式よりｎの値を求めることも
可能である。すなわち、従来技術による伝搬時間τ、の
測定としては、例えば第９図（ａ）に示す位相関係Ａで
パルスを送信すると、ポンプ波の粒子速度が正の大きい
部分では波形の伝搬速度が大きくなるので２、プローブ
波全体として伝搬時間が短かぐなる。この伝搬時間の変
化が伝搬時間差τ１に相当するものである。この伝搬時
間の変化は周波数領域上では位相シフトに対応するもの
であり、実際の測定では、まず位相関係Ａで送信した場
合について得られた受信信号に対してデータ窓による抜
取りを行い、抜取られたデータに対してフーリエ変換を
行い、位相φ←）を求める。次に送信間隔Ｔ。後に位相
関係Ｂで位相φ←）を求め、位相関係Ａの場合と位相関
係Ｂの場合に得られた位相φゆ）の差、すなわち位相シ
フトを求め、この位相、シフトの周波数微分、群遅延時
間として伝搬時間差τ１を求めることが出来る。この方
法では測定誤差が大きいので、測定を多数回繰返し、得
られた伝搬時間差τ、について平均処理を行うことが望
ましい。以上の様にして得られたτ１と本発明による測
定で得られたスペクトル分離度ＤＳＳ、交差周波数ω８
、および既知量Ω、ω。、ａｌを用いて（３２）式より
ｎの値を求めることも可能である。

以上の様にして、減衰の周波数依存特性ｎの値を仮定す
るか、あるいは事前に測定したｎの値を用いるか、等々
によシ伝搬時間差τｓ（１＜ｊくｔ）の値を求めること
が出来る。水浸法を用いる場合には、水中の各伝搬深さ
における伝搬時間差τｊの値を予めてデータとして保持
し、被検体１６表面の深さ情報からこの表面における伝
搬時間差τ。

の値を決定しても良い。

次に、得られた交差周波数ωｘｊと伝搬時間差τ」の分
布から（１６）式に示した減衰係数ａｊｓあるいは（２
０）〜（２２）式に示した準非線形係数β′の分布を得
る方法について説明する。まず、（３１〕式においてω
ｘｊとτｌの値を代入することにより減衰に関する量（
ａ−ａ＋）ｉが得られる。この量は（２９）式を用いて
次式の様に表わすことが出来る。

（３７）式において、　（ａ−−ａ＋）　、、τ、は可
測量、Ωは既知量であるから、ｎの値を指定することに
よりａｊ（１くｊくｉ）に関する連立方程式が得られる
。但し、この連立方程式は、ｉ　＝　１の場合、未知数
はａｌのみであり直に得ることが可能であり、ｉ＝２の
場合、ａｌは既に求まっているからａ２のみが未知数と
なりこれも直に得ることが可能である。

この様にしてａ、はｉ＝１から順次ｉの増加する方向へ
順次計算によシ得ることが可能となる。

伝搬時間差τｊからは（２０）〜（２２）式のいずれか
を用いて陪非線形係数べ′の分布を求めることが出来る
。（２１）式を用いる場合には被検体１６内のポンプ波
パルスの粒子速度振幅の伝搬方向の分布ＵＯ，を求める
必要があるが、生体内での直接測定は不可能である。し
かし、生体内での典的的な音波減衰特性０．７　ｄＢ／
ＭＨｚ−ｃｍを仮定し、水中で得られた粒子速度分布の
実測値に対して補正を行うことにより、生体内における
ポンプ波パルスの粒子速度振幅Ｕ。、をかなりの精度で
推定することが出来る。この様にして、予め求めたＵ。

、の値をデータとして保持して置き、賠非線形係数β、
′の分布を求めることが出来る。なお、水浸法を行う場
合等も含め、水中における粒子速度振幅Ｕ。、の値をデ
ータとして保持しておき、被検体１６の種類に応じて粒
子速度振幅Ｕ。、の値を補正する方法も考えられる。

以上の様に、音響走査線上、すなわち、グローブ波パル
スの伝搬径路上における減衰特性ａ３、陪非線形係数β
、′の分布を得ることが出来る。これらの音響特性値は
被検体１６中において、データ窓に相当する部位におけ
る平均的な音響特性値とみなすことができる。通常、断
層像上の特定部位における音響特性値を問題にする場合
には、断層像上に関心領域（ＲＯＩ）という仮想的な領
域を設定し、そのＲＯＩの内部における平均的な音響特
性値を対象とする。第５図は扇形走査断層像５１上に表
示された複数のＲＯＩ５２の境界線の例を示している。

これからも明らかな様に境界線の形状は扇形の一部とな
っている。ＲＯＩ５２の寸法は、例えば伝搬の深さ方向
１ｃｒｎ程度、それと直交方向にＩＣｒｎ程度が選ばれ
る。従って、実際にはＲＯＩ５２の内部を多数の音響走
査線が通過し、それら音響走査線上のデータ窓について
もＲＯＩ５２と重なるものが多数ある。これら多数のデ
ータ窓に対応する多数の音響特性値からＲＯＩ５２内の
平均的な音響特性値を求める場合には、例えばＲＯＩ５
２の中央部を通過する音響走査線上に対応する音響特性
値、あるいは、ＲＯＩ５２と重なり合う部分の多いデー
タ窓に対応する音響特性値に対して重み付けを行い、平
均を求めても良い。信号処理部９では以上の様にして受
信信号のパワースペクトル等から音響特性値が求められ
る。

第６図は信号処理部９の一例を示す機能ブロン　□り図
である。図中、バッフアノモリ９０１．９０２には周波
数分析部８で得られた受信信号のパワースペクトルが記
憶される。バッフアノモリ（Ｂ　Ｕ　Ｆ＋　）９０１　
Ｋハブローブ波パルスとポンプ波パルスの位相関係Ｃ（
第１図（ａ）参照）で送信された場合に得られるパワー
スペクトル（Ｐ”）＞　（１＜、、　ｊ　＜ｉ）が、バ
ッファメモ！Ｊ　　（ＢＵＦ−）　９０２には位相関係
Ｄ（第１図（ｂ）参照に対応するパワースペクトル（Ｐ
Ｊ、が記憶される（ここで、ｊはデータ窓の深さ位置を
示すものとする）。サンプリングクロック２０ＭＨｚで
得られた２５６点のデータ列を高速フ１７エ変換した場
合に得られるスペクトルの周波数範囲は−１０Ｍ’ｆ（
ｚ−１０ＭＨｚで、その間隔は８０ＫＨｚとなる。以後
の信号処理で必要な周波数の範囲はおよそ１．５　ＭＨ
ｚ〜４ＭＨｚ程度であるので、周波数軸上で有用なパワ
ースペクトルの個数は３０点程度に限定してもさしつか
えない。９０３はｊの値が等しいパワースペクトル（ｐ
＋）、と（Ｐ−）、。

各対応する周波数成分に対して除算を行う演算部（ＤＩ
Ｖ）　、９０４は演算部９０３の出力に対して対数演算
を行う演算部（ＬＮ）である。演算部９０４の出力は（
３６）式のスペクトル比Ｒ←）に等しい。

９０５はスペクトル比Ｒに）に対する近似多項式ｆ←）
の係数を発生する演算部（ＣＧＮ）である。スペクトル
比Ｒ（的は（３０）式より明らかな様に、原点を通過す
るωの２次関数で良く近似出来、近似多項式ｆ←）は例
えば次式の様に表わすことができる。

ｆ（＝＝）＝ａ−ω２＋ｂ−ω　　　　　　　−（３８
）未定係数ａとｂはスペクトル比Ｒに）を用いて最小２
乗法による決定が可能である。９０６は演算部９０５が
出力する係数ａとｂをもとに交差周波数ω、を求める演
算部（ＦＸ）である。この場合、交差周波数ω８は（３
８）式より−ｂ　／　ａとなる。９０７は（３２）式に
示した交差周波数ω、におけるスペクトル比Ｒ（ハ）の
勾配、すなわちスペクトル分離度ＤＳＳを求める演算部
（ＳＬＰ）であり、スペクトル分離度ＤＳＳは既に求め
た交差周波数ω８と係数ａとｂから（３８）式を微分す
ることによシ得られる。

９０８はデータ記憶部（ＲＥＧ）であり、以後の演算に
必要なデータ、例えば減衰の周波数依存を表わすｎ１ポ
ンプ波の角周波数Ω、プローブ波パルスの中心角周波数
ω。と分散σ。、あるいはポンプ波の粒子速度振幅Ｕ。

、の分布等を記憶している。

９０９は以上の様な演算部９０６．９０７、データ記憶
部９０８の出力をもとに（３２）式に基づいて伝搬時間
差τｊを求める演算部（ＴＰＤ）である。９１０は以上
の様な演算部９０６の交差周波数ωｘｊ出力と演算部９
０９の伝搬時間差τｊ等を記憶するメモ１．１（ＭＥＭ
）　、９１１はメモリ９１０に記憶されたωｘｊとτｊ
をもとに（３１）と（３７）式に基づき減衰係数ａｊを
求める演算部（ＣＡＴ）である。演算部９１１ではｊの
小さい順に減衰係数ａｊが求められ、既に求められたａ
ｊは次のａＪ＋１を求めるためにメモｌ／９１０に記憶
される。９１２は（１８）式に基づいて伝搬時間差τｊ
の差Δτｊを求め、次に（２１）式、又は（２２）式に
基づいて陪非線形係数βｊ′を求める演算部（ＣＮＬ）
である。例えば（２１）式を用いる場合には、データ記
憶部９０８に記憶されているポンプ波パルスの粒子速度
振幅Ｕ。ｊの分布を利用する。

水浸法を用いた場合等、ポンプ波の振幅の減衰の仕方が
一様でない場合には、データ記憶部９０８の粒子速度振
幅Ｕ。ｊの値を変更しても良い。９１３は水浸法を用い
た場合に被検体１６の表面位置を検出するレベル判定器
（ＴＨＲ）であり、プローブ波パルスの送信後、周波数
分析部８のパワースペクトル出力があるレベルを越えた
時間に対し、その時間よシ以前ではポンプ波パルスは水
中を伝搬し６、その時間より以後ではポンプ波パルスは
被検体１６中を伝搬するものとし、レベル判定器９１３
はこの時間に対応するデータ窓の位置情報ｋを出力する
。

９１４は補正演算部（ＣＯＲ）であシ、レベル判定器９
１３の出力する位置情報ｋをもとにＵ。ｊの１くｊくｋ
の部分についてはＵ。Ｊの値を変更せず、ｊ〉ｋの部分
についてはポンプ波の周波数における音波減衰特性を考
慮してデータ記憶部９０８に記憶されている粒子速度振
幅Ｕ。ｊの値を補正する。この演算部９１２では以上の
様に補正された粒子速度振幅Ｕ。ｊの値を用い陪非線形
係数乙′を求めてもよい。

以上の様にして求められた減衰係数ａ１や陪非線形係数
βＳの分布は温度演算部１０．あるいは走査変換部１３
へ送られる。又は複数の音響走査線について減衰係数ａ
ｊや陪非線形係数β、′を求め、ＲＯＩにおけるこれら
減衰係数ａＪの平均値や陪非線形係数β１の平均値を求
め、これら平均値を温度演算部１０、あるいは走査変換
部１３へ送っても良い。温度演算部】０では減衰係数や
陪非線形係数の温度依存特性をもとに各ＲＯＩ毎に温度
変化が計算される。

第７図は生体軟組織における減衰係数と音速の温度依存
を示す代表的な例である。図から明らかな様に、減衰係
数ではその温度依存は比較的大きく、音速では小さい。

更に、これらの温度依存特性は脂肪組織と非脂肪組織で
はその傾向がかなり異なる。又、これらの温度依存は単
純な温度Ｔの一次関数では表現されず、高次多項式によ
る近似がよシ望ま、しいことがわかる。なお、非線形パ
ラメータＢ／Ａに関してはその温度依存はかなシ小さい
と考えられており、従って、陪非線形係数β′の温度依
存はその分母にある音速の温度依存に支配されると考え
られる。

第８図は温度演算部１０の一例を示す機能ブロック図で
ある。図中、１００１は各ＲＯＩに用意されたメモ’Ｊ
（ＩＤＭ）であり、初期状態における音響特性値を記憶
する。この場合、初期状態とはノ・イパーサーミア等の
応用においては生体を加温する前の平常体温の状態を意
味する。次に、ＲＯＩ毎にメモＩＪ１００Ｉに記憶され
た減衰係数と陪非線形係数の値でデータ参照部１１を参
照する。これら減衰係数や陪非線形係数は組織診断のパ
ラメータとして有効であり、例えば脂肪組織と非脂肪組
織ではこれらの値は大幅に異なる。従って、データ参照
部１１はこれら減衰係数や陪非線形係数の参照に対して
組織の性状を判定することが可能であり、メモＩＪ１０
０Ｉからの参照に対して各ＲＯＩにおける組織音響特性
の温度依存特性を指定することができる。温度特性をγ
σ）とした場合、γ（１）は次式を満たす１次、又は高
次の多項式である。

ａ■＝ａ。・γ（１）　　　　　　　　　　・・・（３
９）但し、 ａｏ；初期状態における音響特性。

ａｅｒ）；初期状態よりＴＣ変化した場合における音響
特性。

γσ）の指定の仕方としては多項式の各次数の係数値の
みで十分であシ、データ参照部１１に係数の形で記憶さ
れている。各ＲＯＩ毎に参照された温度特性γ■の係数
値はメモＩＪ　（ＴＣＭ）　１００２に記憶される。こ
の場合、温度特性γσ）は減衰係数にのみ指定されるも
のとする。演算部（ＴＤ）１００３ではメモリ１００２
に記憶された係数値とメモＩＪ１００Ｉに記憶された初
期状態における減衰係数をもとに適当な温度範囲、例え
ば３５１Ｚ’−５ｏｃについて適当な温度ピッチ、例え
ばＩＣ１で各温度における減衰係数をＲＯＩ毎に計算し
、メモリ（ＲＤＭ）１００４に記憶する。次に、加温後
の減衰係数をメモ＋）（ｃＤＭ）１００５に記憶する。

メモリ１００５に記憶されたデータは、メモＩＪ１００
４に記憶されたデータのいずれに相当するか、すなわち
、何度の変化に相当するかが演算部（ＣＭＰ）１００６
において比較される。この演算部１００６による比較は
各ＲＯＩ毎に行われ、温度変化の値はメモ＋ｊ　　（Ｔ
ｏＲ）　　１００７に記憶される。以上の様にして求め
られた温度変化Ｔの値は走査変換部１３へ送られ、２次
元の温度分布像を得ることが可能となる。

なお、以上の発明では全てのＲＯＩについて温度変化を
演算し、画像として表示する例について説明したが、温
度変化は特定のＲＯＩだけについて演算するだけでも良
く、又、演算結果を数値として表示しても良い。又、信
号処理の途中で得られる減衰係数の分布、陪非線形係数
の分布等の音響特性値を画像として表示するだけでも組
織診断′上の意義は高い。又、超音波減衰の周波数依存
特性ｎの値を含め、得られた音響特性値を数値として表
示しても良い。又、交差周波数とスペクトル分離度の伝
搬深さ方向依存そのものも伝搬媒質の音響特性を示す値
であるので表示しても良い。なお、均質で温度依存特性
が既知である被検体の場合温度演算に関しては予め既知
の温度依存特性を用意しておき全てのＲＯＩにその特性
を適用しても精度の高い測温は可能である。

発明の効果 以上述べたように本発明によれば、ポンプ波パルス粒子
加速度のピーク部分にプローブ波パルスの重心を重畳す
ることにより、両パルスが加算されることによって生じ
る粒子速度のピークはポンプ波パルス自身の粒子速度と
同程度とすることが出来、プローブ波パルスに異常な歪
を与える心配が無く、生体への安全性も高い。また、超
音波減衰特性と陪非線形係数を同時に得ることが可能で
あり、これら２つの音響特性値をもとにより精度の高い
組織診断、あるいは測温か可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）は本発明の一実施例における音響
特性測定方法の原理説明用で、ポンプ波パルスとプロー
ブ波パルスの重畳された状態を示す図、第２図は本発明
の一実施例における超音波測温装置の機能ブロック図、
第３図は本発明の超音波測温装置に用いる超音波変換部
の一例を示す構成図、第４図は本発明の一実施例におい
て得られた受信信号のスペクトル比を示す図、第５図は
関心領域の境界線の例を示す図、第６図は本発明の超音
波測温装置に用いる信号処理部の一例の詳細を示す機能
ブロック図、第７図（ａ）、（ｂ）は生体軟組織におけ
る音響特性である減衰係数と音速の温度依存の例を示す
図、第８図は本発明の超音波測温装置に用いる温度演算
部の一例の詳細を示す機能ブロック図、第９図（ａ）、
（ｂ）は従来の音響特性測定方法におけるポンプ波パル
スとプローブ波パルスの重畳された状態を示す図である
。 ■・・・超音波変換部、２．３・・・パルス駆動器、８
・・周波数分析部、９・・・信号処理部、１０・・・温
度演算部、１１・・・データ参照部、１３・・・走査変
換部、１４・・・表示部、ｌＯｌ・・・ポンプ波用振動
子、１ｏ２・・・プロ２−ブ波用振動子。 特許出願人　工業技術院長　　飯　塚　幸　三筒１図 （Ｏン 第３図 第４図 第５図 第７図 （Ｑ） ｄ馳ｍ ：ｉ　ｐｉ　　　で

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）超音波パルスであるプローブ波パルスと、このプ
   ローブ波パルスの波形重心位置をこのプローブ波パルス
   より周波数の低いポンプ波パルスの粒子加速度がピーク
   である部分に重畳したパルスを被検体内に発信し、この
   発信信号を被検体内の２以上の深さの異なる反射点で反
   射させて受信し、この受信信号の周波数分析を行ってス
   ペクトル比を求め、このスペクトル比から交差周波数と
   スペクトル分離度の被検体内における分布を測定するよ
   うにしたことを特徴とする音響特性測定方法。
2. （２）受信信号の位相シフト量を求め、この位相シフト
   量とスペクトル分離度から被検体の音波減衰特性の周波
   数依存特性を測定するようにしたことを特徴とする請求
   項１記載の音響特性測定方法。
3. （３）スペクトル分離度から陪非線形係数を求めるよう
   にしたことを特徴とする請求項１又は２記載の音響特性
   測定方法。
4. （４）交差周波数とスペクトル分離度から音波減衰係数
   を求めるようにしたことを特徴とする請求項１又は２記
   載の音響特性測定方法。
5. （５）スペクトル分離度から陪非線形係数を求め、交差
   周波数から音波減衰係数を測定するようにしたことを特
   徴とする請求項１又は２記載の音響特性測定方法。
6. （６）音響特性の温度依存特性をもとに被検体内の加熱
   前後の温度変化を測定するようにしたことを特徴とする
   請求項３ないし５のいずれかに記載の測温方法。
7. （７）関心領域における陪非線形係数の値により参照さ
   れた減衰係数の温度依存特性をもとに被検体内の加熱前
   後の温度変化を測定するようにしたことを特徴とする請
   求項５記載の測温方法。
8. （８）超音波のプローブ波パルスおよびこのプローブ波
   パルスより周波数の低いポンプ波パルスを送出する超音
   波変換部と、上記プローブ波パルスとポンプ波パルスの
   位相関係を制御する手段と、上記超音波変換部の受信信
   号の周波数分析を行う手段と、この周波数分析手段の出
   力に基づいてスペクトル比と交差周波数とスペクトル分
   離度を演算する信号処理手段とを有することを特徴とす
   る音響特性測定装置。
9. （９）信号処理手段が交差周波数とスペクトル分離度か
   ら陪非線形係数、音波減衰係数の少なくとも一方を演算
   することを特徴とする請求項８記載の音響特性測定装置
   。
10. （１０）被検体の加温前後における音響特性測定に基づ
    き温度変化を測定する温度演算部を有することを特徴と
    する請求項９記載の測温装置。
11. （１１）温度演算部がデータ参照部に対し音響特性値を
    参照し、得られた温度依存特性に基づき温度変化を測定
    することを特徴とする請求項１０記載の測温装置。