JPH0136903B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0136903B2
JPH0136903B2 JP57090534A JP9053482A JPH0136903B2 JP H0136903 B2 JPH0136903 B2 JP H0136903B2 JP 57090534 A JP57090534 A JP 57090534A JP 9053482 A JP9053482 A JP 9053482A JP H0136903 B2 JPH0136903 B2 JP H0136903B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
signals
echoes
attenuation
central tendency
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP57090534A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS5824824A (ja
Inventor
Oheia Jonasan
Efu Makuratsudo Nabiru
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
US Philips Corp
Original Assignee
US Philips Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by US Philips Corp filed Critical US Philips Corp
Publication of JPS5824824A publication Critical patent/JPS5824824A/ja
Publication of JPH0136903B2 publication Critical patent/JPH0136903B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/18—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound
    • G10K11/26—Sound-focusing or directing, e.g. scanning
    • G10K11/35—Sound-focusing or directing, e.g. scanning using mechanical steering of transducers or their beams
    • G10K11/352—Sound-focusing or directing, e.g. scanning using mechanical steering of transducers or their beams by moving the transducer
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/08—Clinical applications
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04—Analysing solids
    • G01N29/06—Visualisation of the interior, e.g. acoustic microscopy
    • G01N29/0609—Display arrangements, e.g. colour displays
    • G01N29/0645—Display representation or displayed parameters, e.g. A-, B- or C-Scan
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04—Analysing solids
    • G01N29/11—Analysing solids by measuring attenuation of acoustic waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/34—Generating the ultrasonic, sonic or infrasonic waves, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/341—Generating the ultrasonic, sonic or infrasonic waves, e.g. electronic circuits specially adapted therefor with time characteristics
    • G01N29/343—Generating the ultrasonic, sonic or infrasonic waves, e.g. electronic circuits specially adapted therefor with time characteristics pulse waves, e.g. particular sequence of pulses, bursts
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/52017—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00 particularly adapted to short-range imaging
    • G01S7/52023—Details of receivers
    • G01S7/52036—Details of receivers using analysis of echo signal for target characterisation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/028—Material parameters
    • G01N2291/0289—Internal structure, e.g. defects, grain size, texture

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、興味ある部分（被検部位）の超音波
による減衰特性を測定する方法であつて、超音波
エネルギーのパルスをこの領域内に導入し、前記
領域内の複数個の伝搬通路に沿つた異なる深度よ
り反射された前記パルスのエコーの振幅を表す狭
帯域信号を検出する工程を備えてなる超音波精密
測定方法に関するものである。
本発明は更にこの方法を行う装置に関するもの
である。
従来技術 ある材料の音響インピーダンスはその材料の密
度とその中を伝搬する音響波の速度との積であら
わされる。超音波の如き音響エネルギーが音響イ
ンピーダンスが変化する境界を通過する時、これ
らのエネルギーの一部は反射され、その残りはこ
の境界を通過する。エコー超音波技術において
は、エコー信号を発生させこれを解析に用いるた
め材料内に超音波エネルギーのパルスを伝搬せし
める。また医療診断用としては、超音波パルスを
人体内に伝搬させる。人体内の組織の境界および
不均一部分は、これらのパルスを反射させる。反
射エネルギーパルスの送信時間およびこの組織内
の音の伝搬速度を知ることにより、このような反
射部分の深度を決定することができる。
インピーダンスが変化する境界において生じる
エコーの他に、当該組織自体も超音波エネルギー
の一部を吸収する。組織内を通過していく超音波
パルスの合成減衰はほぼそのエネルギーの周波数
に比例することが知られている。即ち組織内部に
深く位置する同様の構造の境界および層は、入射
信号の吸収並びに反射信号の吸収により、より一
層弱い信号を発生する。また、組織内で生ずる局
部的な散乱は小距離でもこれが生ずる。このた
め、超音波エネルギーの単一パルスの減衰は有意
義な、あるいは反復して生じ得る医療的な計測結
果として利用し得るとは考えられない。このた
め、現在採用されている超音波映像技術は、一般
にピクセルの強度を変調し、人体内の対応点より
反射されるエコー強度に比例するデイスプレイを
行いその映像境界に頼つている。然し、組織内の
減衰効果はこのような映像を歪ませる傾向を有し
ている。殆ど全ての映像方式は、デイスプレイ映
像内の組織の減衰に起因する人為的影響を減少さ
せるように時間利得補償形の何等かの形態を採用
している。
超音波減衰を測定する第一の従来技術は、別個
の送信および受信変換器の間に材料を配置するを
要した。この技術は人体（生きている）の臨床測
定としては実際的なものではないと考えられる。
これは、超音波は必ずしも人体を突き抜けて伝搬
するとは限らないからである。第二の従来技術
は、よくわかつているリフレクタ（反射器）を用
い、パルスを共通の送信兼受信変換器に返還す
る。然しながら、これも臨床用としては実際的で
ないと考えられる。その理由は人体内にリフレク
タを挿入することは実際的でなく望ましくないか
らである。また、これら上述の既知の技術は全体
のエネルギー伝搬通路の特徴を表す減衰値を測定
するものであるが、エネルギー伝搬通路に沿つた
興味ある領域に限定した減衰を測定するには適し
ていない。
減衰特性並びに種々のスキヤン（走査）技術を
含む医療用超音波映像技術の最新の要約として
“メデイカル ウルトラソニツク イメージン
グ：アン オーバービユー オブ プリンシパル
ズ アンド インストルメンテイシヨン”（医療
用超音波映像撮影法：その原理と機器）Proc.
IEEEE、vol.67、No.４、April 1979、ジエーム
ス・エフ・ハブリス（James F.Havlice）およ
び、ジヨン・シー・タエンツアー（John C.
Taenzer）が発表している。
従つてある特定の限定された領域内の超音波減
衰特性を知ることは医療診断用の目的に対し特別
の価値を持つている。例えば、病気の肝臓は健康
なものに比較して異なつた減衰特性を有している
ことが知られている。このため、肝臓を含む興味
ある部位の減衰を測定すれば、他の方法では検出
できない病気状態を発見することができる。これ
に加えてこの減衰値は組織サンプルのオリジンの
表示となるため、組織の識別にも役立つ。腫瘍の
検出にあたり、腫瘍による超音波の散乱は健康な
組織における散乱と同じであることがある。然し
ながら減衰特性は、測定可能の差を有している。
この理由により減衰を測定することによつて、従
来の超音波映像技術では利用されていない追加の
データを得ることができる。また、組織の現位置
での減衰特性の研究は現在まだ実用となつていな
いので超音波走査装置（スキヤナ）を用い、ある
深度に亘る減衰の測定能力を備えることは、診断
用として格別の医療上の用途を見出すこととな
る。
発明の構成 このため、本発明の目的は、上述の如く、ある
深度に亘り減衰測定を成し得る方法および機器を
提供せんとするにある。
本発明の方法及び装置の各特徴は特許請求の範
囲に記載の如くである。
本発明によれば、ある興味ある領域内の超音波
減衰を測定することができる。超音波エコーがあ
る領域内で所定通路に沿つて減衰する速度はそれ
自体ではその領域内の組織の減衰を直接表すもの
ではない。然しながら、ある領域内で充分に満足
に独立している超音波エコーの減衰の平均値はそ
の領域内の組織の減衰係数を表示するものである
ことが発見された。
本発明は、ある領域内で異なる減衰の対数値の
独立した測定の組を平均する技術を用い、これに
よつて求めるべき減衰値を導出するものである。
これは、変換器をある平面内でラスタ図形に沿つ
て移動させるＣ形走査（スキヤナ）方式では、変
換器を更に深い深度に再セツトし、同じラスタ走
査を行い、対数修正を行い、夫々の相関するデー
タ組の平均値の計算を行つて平均値間の差をと
り、この差を両面間の間隔で除算（割算）するこ
とにより求められる。
本発明は更にＢ形走査（スキヤン）モードに対
しても使用できるものであり、この場合にはＢ形
走査線の各対の点よりのエコーの振幅の対数の間
の差を順次取つていき、これらの得られた値の平
均値を作り、これをこれらの点間の距離で割算し
て求める。
実施例 以下図面により本発明を説明する。
第１図はＣ形走査装置（スキヤナ）の機械的構
造の詳細を示す。Ｔで示す検査すべき組織は特に
興味または関心ある被検領域Ｒを有しており、こ
れを単一超音波変換器１の近くに配置する。この
変換器１は矢印Ｍで示す如く側方に移動する。こ
の変換器１は、例えば水２の如き適当な音響伝搬
媒体の中に入れこの音響媒体はカラー４より懸吊
した可撓性あるメンブラン（被膜）３内に収容す
る。この変換器１は可調整ジヨイント５により、
垂直ロツド６に取付ける。この垂直ロツド６は複
数個のノツチ７を有しておりこれらは予め定めた
基準の微少間隔としこれによつてロツド６および
変換器１を垂直に移動させるようにする。この移
動の制御はソレノイド９によりピン８を吸引する
ことにより行う。垂直ロツド６は鋼板１０および
鋼鉄キヤリツジ１１により支持し、この間にコイ
ルスプリング１２を設け、これによつてソレノイ
ドピン８に対抗する力を加える。ステツプモータ
１３により変換器１と垂直ロツド６とを側方に移
動せしめる。モータ１３は、ブラケツト１４によ
りキヤリツジ（支持体）１１に取付ける。ステツ
プモータ１３により、ピニオン１５を駆動しこれ
をラツク１６と協働せしめる。このラツク１６
は、キヤリツジ１７に取付け支持板１８上に保持
する。この支持板１８とこれに対応するキヤリツ
ジは、水平方向に移動しこれは先程の側方方向と
は直角であり、この移動は第２のステツプモータ
１９を用い板１８を乗せているねじ付軸２０を駆
動してこれを行う。このステツプモータ１９は、
フレーム２１内に支持しこのフレームはスキヤナ
の全体の機構に固定する。
この変換器は、パルス発信器および受信器の両
方に利用する。エネルギーを持つたパルスは、あ
る線に沿つて組織内に伝搬する。組織の徐々に深
くなつていく部分よりのエコーはこの変換器によ
り順次受信される。この変換器はエコーを順次の
電気信号に変換しこれは対応のエコーの振幅を表
す。
組織内の超音波の伝搬速度は本発明の目的に対
し一定なものとみなす。従つてエコー信号の到着
時間、即ちパルスの送信時間に対し測定したこれ
らの到着時間または範囲は、組織内のエコーを発
生する構造部分の深さに対応する。変換器よりの
信号を組織の興味ある領域の予め定めた深さより
の信号のみを通過せしめる回路によりゲートす
る。変換器が焦点形である場合は、この時間ゲー
トは変換器の焦点位置に近い部分より生ずるエコ
ーのみを通過せしめるように調整するを可とす
る。
超音波減衰は周波数によつて変化する。本発明
は極めて狭い周波数帯の減衰を利用する。理想的
には発信されるパルスを狭い周波数帯とする。然
しながら、この条件は比較的に長いパルス幅を必
要とし、これに付随して深度解像度が減少する。
好適実施例においては、例えば８個の均一サイク
ルの無線周波数超音波エネルギーを利用して狭い
パルス幅とし、これを広帯域の受信回路と組み合
わせる。代案として単一サイクルの無線周波数超
音波エネルギーを例えば単パルス広帯域のものと
して使用し、これを狭い帯域幅フイルタを有する
受信器と組み合わせて使用する。受信器は複数個
の狭い帯域幅フイルタを組み込み、複数個の異な
る周波数の減衰を測定するようにすることもでき
る。
局部減衰の測定は、その上にある組織の影響を
打ち消すようにする必要がある。最も典型的な超
音波走査装置（スキヤナ）として時間利得補償法
を利用するものでは上にある部分の影響を打ち消
すことはできない。ただ、例外として腹壁等の組
織の境界に初めからある部分を打ち消し得るのみ
である。従つて本発明は差測定法の考えを用い、
異なる深さの複数個の読みを測定する。使用にあ
たつて変換器をラスタ図形内に移動させ、統計的
な独立信号の第一の組で興味ある部分の第一の平
らな表面より反射されるエコーの振幅を表す信号
の第一組を収集する。ソレノイドを動作させ、ピ
ンを解錠させ変換器を水内の所定の距離だけ低下
させる。次いで走査を反復して行い、ある一定深
さだけ離れた第二表面よりのエコーを表す統計的
に独立した信号の第二組の組を測定する。この測
定は第一表面よりパルスの伝搬通路に沿い測定さ
れる。即ち、第３図に示すように変換器３２より
生ずるビームの焦点３０の平面部DT1に沿つて複
数の読みを取り、第二の走査をDT2で示す異なる
面に沿つて行う。これは変換器３２を距離の差ｄ
だけ変える異なつた深さに位置させ、ビームの焦
点３０を面DT2に位置させることにより行う。更
にこれは、変換器の側方走査を反復し、第４図に
示す如く時間ゲートをT1よりT2へ遅延させるこ
とにより、エコートレインを導出することによ
り、第二のデータを取り得ること明かである。然
しながら、これによる時は、先に述べた方法によ
るような正確な結果は得られない。これは、第二
の位置ではビームの強度が異なることがあるから
である。この場合遅延時間ゲートの使用は、変換
器ビーム強度の修正が必要である。新しい深度に
ビームの焦点３０を再位置決めするためには各面
に対し受信するデータの精度の最高のものを必要
とするからである。
面DT1に沿つた点の測定データの統計的分布は
第５図において第１曲線４０により一般に表され
る。この曲線４０はヒストグラム（履歴曲線）で
あり、中心の特に強い傾向を示す領域４２を有し
ている。面DT2内の点におけるデータの第二統計
的分布は中心の傾向を面積４６に有する第２曲線
４４で示す。これらの曲線４０および４２は相似
形であるべきである。これは、これら曲線が２つ
の面上の点の統計的分布を示し、これらの面のう
ちの一方は他方よりわずかに深度が違つているの
みであるからである。これらの２つの曲線は浸透
深度の増加により生ずる付加的減衰によるエコー
強度を表す軸に沿つて一方より他方がシフトされ
ている。ある一定寸法の深度ｄに沿つた曲線４０
および４１上の点の統計的分布間の差を計算する
ことにより、２つの面DT1およびDT2間の組織の
量子化した減衰の読みが得られる。興味ある領域
のそれぞれの平面面積の最も典型的な寸法を表す
形状は１cmと２cmの矩形でありデータサンプルを
２mm中心で取る。データ点間の距離は焦点寸法の
半分以下であつてはならない。この例においては
1000データ点の如く多数のデータ点が得られる。
平均を定めるために取るこれらの点の数は例え
ば焦点寸法またはサンプルスポツト寸法、エコー
強度の変動、全サンプル寸法とを複数個のパラメ
ータの関数として充分な精度を有するものであ
る。これら各面のデータ点の分布は中心に傾向を
有する特徴を持つ既知の統計的パラメータの特徴
を表すものである。例えば、平均値、中央値（メ
ジアン）または、モード等を表し、これを対数の
中心傾向パラメータと称する。然しながら計算を
簡単にするためには、データ点の平均を中心傾向
パラメータとすると好都合である。ｉが１、２、
３……ｎ、であるときの第１面のサンプルがXi
で表され、ｉを１、２、３……ｎ、とするときの
第２面のサンプルをYiで表す場合、これら両面
の間に位置する材料の減衰係数を見出すために使
用されるアルゴリズムは、次の如くとなる。
α＝１／nd〔o 〓i=1 logXi−o 〓i=1 logYi〕 ここでα＝材料の減衰係数 ｄ＝面間の間隔 第６図に示すようにマスタクロツク回路１００
は第１図に示すステツプモータ１３および１９に
対し駆動パルスを供給し、これらモータを例え
ば、第２図に示す如くの所望の走査パターンに応
じ駆動する。これと同時にマスタクロツクは、パ
ルス発生器１０２を動作させるための駆動パルス
を発生する。これらの駆動パルスは、約１〜2μs
（マイクロ秒）の持続期間を有し、その間隔は約
1ms離れている。このパルス間の間隔は次のパル
スを発出する前に完全なエコートレインを受信す
るに充分なものであり、また全ての残響効果を除
外するに充分である。この駆動パルスをパルス発
生器１０２に供給する結果3MHz〜5MHzを可とす
る、１〜7MHzの範囲の周波数を有する正弦波の
バーストがパワー増幅器１０４に送出される。こ
の増幅器は例えば（商品名）EN14201の如くの
通常の広帯域のパワー増幅器であり、10MHz帯域
幅を取り扱うことができる。このパワー増幅器の
出力をマツチングおよび保護回路網１０６に結合
する。この保護回路網１０６は従来の一般の変圧
器および、ダイオードのアレイとし、これはパワ
ー増幅器１０４と変換器１０８間の電力伝達を最
適のものとし、また受信回路を増幅器出力より保
護する目的のものである。Ｂ形走査動作に対して
は、パルス発生器により発生されるバースト正弦
波をＢ形走査に必要とする所要映像品質を得るた
め単サイクルのものに限定する。
変換器１０８は目標物の興味ある領域内に超音
波エネルギーを送出し、この興味ある領域内で反
射するエコーを受信する。マツチング回路網１０
６は、受信信号を前置増幅器１１０に供給する。
一般的にはこの前置増幅器は広い動作範囲を有す
るものとし、即ち70〜90dbの範囲のものとし、
かつ広帯域のものとする。この前置増幅器の出力
をロツグ（対数）増幅器１１２に供給する。この
ロツグ増幅器として好適な一例は、例えば米国特
許第4145741号に記載してあるものであり、その
記載内容をここに参照文献として記載してある。
この増幅器は理想的対数利得曲線に追随させるこ
とが極めて重要である。これは製造においてこの
特性を与えるか、あるいは予め試験を行つて増幅
器を較正しロツグ増幅器の全動作範囲に亘り各信
号レベルに対しソフトウエアの修正を行い、得ら
れるデータのいかなる偏差も修正・補償し得るよ
うにする。ロツグ増幅器１１２の出力を復調濾波
器１１４に結合しこれによりエコー信号の高周波
成分を除去し、そのエンベロープ信号のみを残
す。かくして得られたエンベロープをサンプル保
持回路１１６に伝達し、これによつて遅延回路１
１８内で予め定められた遅延をもつて時間ゲート
を行い、所要間隔でこのエンベロープのゲートを
行う。これらの間隔はエコー信号が受信された位
置よりの浸透深度に等価のレベルを表す。
各サンプル間隔において対数変換したサンプル
信号の振幅をアナログ・デイジタル変換回路１２
０により、従来既知の如く量子化し通常の８ビツ
トデータワード形態とする。このデータワードを
1k×８バツフア１２２内に蓄積し、これよりコ
ンピユータ１２４によりこのデータを取出し、既
に述べた手順によりこれを使用する。
既に述べた検査中の媒体を通ずる音の速度がほ
ぼ一定である、という仮定に基づき所定瞬時にお
けるデータの測定によつて一定の深度における状
態を表すエコー信号が得られる。
変換器の側方位置の変化により表される共通面
上の全てのデータが収集されるまで、これらのデ
ータのセツトをコンピユータに収録する。次いで
コンピユータは面DT1内で測定したデータセツト
の特徴を表す中心の傾向パラメータを決定する。
次いで変換器ヘツドを面DT2に対し位置させ全体
の同じ動作を反復する。次いでこのデータに対す
る中心傾向パラメータを導出し、上述したアルゴ
リズムに応じ、この領域の減衰を計算する。これ
は、中心傾向パラメータ間の減算を行うか、その
差を決定し、重要なことは面DT1とDT2間の距離
を表す時間係数で除算する。
上述した観念に応じ所定深度の全てのデータを
導出し、これを対数的に修正し、ある特定深度に
対し平均化する。次いで異なる深さに対し第２セ
ツトのデータを求めこれを対数的に修正し対応の
平均値を導出する。また、最終工程とし２つの平
均値の差を取り、これらの間の距離により割算を
し減衰特性を定める。このような技術的方法は第
１図に示したようなＣ形走査機構に対し特に適当
である。
上述したうちで対数増幅器１１２の修正はソフ
トウエアにより行う。対数増幅器はその全体の動
作範囲に亘り分析を行い各偏差並びに介挿点に対
し全体の領域に沿う適当なデイジタル化（量子
化）によつて計算を行う。
マスタクロツクおよび操作モータはコンピユー
タ１２４の制御により動作するようにすることも
できる。
一定の時間間隔において各表面に沿うデータを
収集しエンベロープを第４図に示す如く中心の傾
向を有するヒストグラムとしてプロツトすること
はコンピユータを適当にプログラムすることによ
つて行うことができる。
上述の技術はＢ形走査モードに対しても使用す
ることができる。第７図に示すように例えばＢ形
走査モードのセクタスキヤナ３００を用いる表面
による時は操作表面は円筒形３１０および３２０
の一部分となる。このようなＢ形走査に対しては
変換器とを異なる深度に対し移動させることは実
用的でなく必要に応じ変換器の焦点効果を打ち消
す方策を講ずる必要がある。このようなセクタス
キヤン変換器としては米国特許第4092867号に記
載したものが本発明の具体例として有効である。
Ｂ形走査変換器により発生される単一線に沿つ
たデータ点の多数のデータセツトを得ることもで
きる。この場合には単一パルスに対し戻つてくる
エコー信号をある領域に対しゲート技術を用いそ
の到着時間を関数として分類する。次いでこれら
の信号を対とし各対の信号により到着時間が一定
量だけ異なる２つのエコーを表さしめる。これら
各対の振幅を対数変換し対のうちの速い信号より
後者の方の信号を減算する。統計的に独立な一組
の差の値が興味ある領域内の１つ以上の線に沿つ
て集められその中央の傾向パラメータはこれら組
の中の値の分布を定める。次いで減衰特性を計算
し、これは中心傾向パラメータを各対内にエコー
の到着する時間の差によつて除算することによ
り、減衰特性を計算する。
第８図は上述の方法を実施する装置を示すもの
である。変換器３５０はパルスを送出しＢ形走査
線３５５に沿つて到来するエコーを受信する。こ
の変換器によつて受信されたエコーは前置増幅器
４００内でプロセスされ、さらに、ロツグ増幅器
４１０およびＡ−Ｄ変換器４２０で処理される。
これはこれまでに説明した実施例と同じである。
Ａ−Ｄ変換器により生じたデータワードは、レン
ジゲート４４０の制御によりＢ形走査線３５５に
沿うそのレンジに対応するバツフア４３０内の異
なる位置に蓄積する。コンピユータ４５０は、バ
ツフアより対となつているワードを選択しこれら
はこの線に沿う一定のレンジｔだけ離れている。
かくしてエコー３６０および３８０を表すワード
は第１の対となり、エコー３７０および３９０を
表すワードは第２の対となる。コンピユータはこ
れらのワードの値を減算しこれまで説明した例と
同様にして中心の傾向パラメータを決定する。
このようにして試験を行うと、コンピユータ内
に蓄積されるデータは試験を行う領域内の夫々異
なる点の吸収特性による減衰を表す多数のデータ
値を表すものとなる。このデータは減衰マツプと
して使用し、減衰差を表すプリントアウトを作成
するか、数値テーブルとしてそのまま使用する。
代案としてデータをＢ形走査の用途においてはデ
イスプレイに表して使用するか興味ある領域を通
じる減衰分布を示すものとして明るさの変化する
デイスプレイとして使用する。例えば64位置のグ
レイスケール（中間調）によつて夫々異なるレベ
ルの減衰を表すものとすれば陰極線管面にコント
ラストのデイスプレイを得ることができる。更に
代案としてＸ線像と同じ様なハードコピーの映像
を得ることもできる。
本発明はその他の多くの変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
第１図は、Ｃ形走査装置（スキヤナ）の機械的
形状を示す一部を断面とした略図である。第２図
は、ある面内の変換器の移動径路を示す線図、第
３図は、Ｃ形走査装置の超音波の伝搬を示す略
図、第４図は、第３図の装置内に生ずるエコーに
対応する電気信号を示す波形図、第５図は、第１
図ないし第４図で説明した走査装置により収集さ
れたデータの分布を示す図、第６図は、本発明に
よるＣ形走査装置の電気回路部分を示すブロツク
図、第７図は、Ｂ形走査モードを示すための略
図、第８図は、Ｂ形走査モードにおける対のパル
スを利用するための電気回路部分のブロツク図で
ある。 １……変換器、２……水、３……メンブラン
（被膜）、５……可調整ジヨイント、６……垂直ロ
ツド、７……ノツチ、８……ピン、９……ソレノ
イド、１０……鋼板、１１……鋼鉄キヤリツジ、
１２……コイルスプリング、１３……ステツプモ
ータ、１４……ブラケツト、１５……ピニオン、
１６……ラツク、１８……支持板、１０……ステ
ツプモータ、２０……ねじ付軸、２１……フレー
ム。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 興味ある部分の超音波による減衰特性を測定
    する方法であつて、 超音波エネルギーのパルスをこの領域内に導入
    し、 前記領域内の複数個の伝搬通路に沿つた異なる
    深度より反射された前記パルスのエコーの振幅を
    表す狭帯域信号を検出する工程を備える方法にお
    いて、 前記領域の第一表面よりのエコーを表す信号の
    統計的に独立している第一の組を収集蓄積する工
    程と、 前記通路に沿つて前記第一表面より一定の距離
    だけ離れている前記領域内の第二表面よりのエコ
    ーを表す前記信号の統計的に独立している第二の
    組を収集蓄積する工程と、 (1) 前記第一の組の信号の対数の中心傾向パラメ
    ータ、すなわち、平均値、中央値、またはモー
    ドと、 (2) 第二の組の信号の対数の中心傾向パラメー
    タ、すなわち、平均値、中央値またはモードと
    の間の差をとり、これを前記領域内の減衰特性
    とする計算を行うことを特徴とする超音波精密
    測定方法。 ２ 中心傾向パラメータを統計的平均値とする特
    許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 前記表面を平面としそれらの間を一定距離だ
    け離隔させた特許請求の範囲第１項記載の方法。 ４ パルスは複数個の超音波エネルギーのサイク
    ルを有し、一定周波数のものとする特許請求の範
    囲第１項記載の方法。 ５ 興味ある部分の超音波による減衰特性を測定
    する方法であつて、 超音波エネルギーのパルスをこの領域内に導入
    し、 前記領域内の複数個の伝搬通路に沿つた異なる
    深度より反射された前記パルスのエコーの振幅を
    表す狭帯域信号を検出する工程を備える方法にお
    いて、 前記領域の第一表面よりのエコーを表す信号の
    統計的に独立している第一の組を収集蓄積する工
    程と、 前記通路に沿つて前記第一表面より一定の距離
    だけ離れている前記領域内の第二表面よりのエコ
    ーを表す前記信号の統計的に独立している第二の
    組を収集蓄積する工程と、 (1) 前記第一の組の信号の対数の中心傾向パラメ
    ータ、すなわち、平均値、中央値、またはモー
    ドと、 (2) 第二の組の信号の対数の中心傾向パラメー
    タ、すなわち、平均値、中央値またはモードと
    の間の差をとり、これを前記領域内の減衰特性
    とする計算を行うこと、 更に前記信号の各対の対数間の差を表す統計的
    独立値を収集蓄積し、これら各対の信号は共通通
    路に沿つて伝搬する同じパルスのエコーを含んで
    おり、但し互いに一定時間間隔だけ離隔されてい
    るものとし、これらの値の組の中心傾向パラメー
    タ、すなわち、平均値、中央値またはモードを減
    衰特性として計算することを特徴とする超音波精
    密測定方法。 ６ 中心傾向パラメータを統計的平均値とする特
    許請求の範囲第５項記載の方法。 ７ パルスは複数個の超音波エネルギーのサイク
    ルを有し、一定周波数のものとする特許請求の範
    囲第５項記載の方法。 ８ 興味ある領域内の減衰特性を測定する装置で
    あり、 超音波エネルギーをこの領域内に導入する装置
    と、 前記領域内に複数個の伝搬通路に沿う異なる深
    度より反射される前記パルスのエコーの振幅を表
    す狭帯域信号を検出する装置とを備える測定装置
    において、 前記領域内の第一表面よりのエコーを表す信号
    の統計的に独立している第一の組を収集蓄積する
    装置と、 前記領域内で前記第一表面より所定間隔だけ離
    隔している第二表面よりのエコーを表す信号の統
    計的に独立している第二の組を収集蓄積する装置
    と、 (1) 前記第一の組の信号の対数の中心傾向パラメ
    ータ、すなわち、平均値、中央値、またはモー
    ドと、 (2) 第二の組の信号の対数の同じく中心傾向パラ
    メータ、すなわち、平均値、中央値またはモー
    ドとの間の差をとり、これを前記領域内の減衰
    特性として計算する装置とを備えてなることを
    特徴とする超音波精密測定装置。 ９ エネルギー導入装置は広帯域パルスを有し、
    エネルギー検出装置は少なくとも１個の狭帯域フ
    イルタを有してなる特許請求の範囲第８項記載の
    装置。 １０ 導入装置はセクタ（扇形）スキヤナである
    特許請求の範囲第８項記載の装置。 １１ 検出装置として変換器を有し、また、第一
    面内でラスタ図形により変換器を移動させて表面
    を走査する装置と、この第一面と平行な第二面に
    対し変換器をシフトさせる装置と、この第二面に
    おいて変換器をラスタ図形に移動させる装置とを
    備える特許請求の範囲第８項記載の装置。 １２ 興味ある領域内の減衰特性を測定する装置
    であり、 超音波エネルギーをこの領域内に導入する装置
    と、 前記領域内に複数個の伝搬通路に沿う異なる深
    度より反射される前記パルスのエコーの振幅を表
    す狭帯域信号を検出する装置とを備える測定装置
    において、 前記領域内の第一表面よりのエコーを表す信号
    の統計的に独立している第一の組を収集蓄積する
    装置と、 前記領域内で前記第一表面より所定間隔だけ離
    隔している第二表面よりのエコーを表す信号の統
    計的に独立している第二の組を収集蓄積する装置
    と、 (1) 前記第一の組の信号の対数の中心傾向パラメ
    ータ、すなわち、平均値、中央値、またはモー
    ドと、 (2) 第二の組の信号の対数の同じく中心傾向パラ
    メータ、すなわち、平均値、中央値またはモー
    ドとの間の差をとり、これを前記領域内の減衰
    特性として計算する装置とを備えてなること、 更に、前記信号の対の対数間の差を表す、統計
    的に独立している値の組を蓄積収集し、この各対
    の信号は、共通通路に沿つて伝搬する同じパルス
    のエコーを有し、これらの各パルスは一定の時間
    間隔だけ離れている装置と、 前記値の組の中心傾向パラメータを減衰特性と
    して計算する装置とを備えてなる超音波精密測定
    装置。 １３ エネルギー導入装置は広帯域パルスを有
    し、エネルギー検出装置は少なくとも１個の狭帯
    域フイルタを有してなる特許請求の範囲第１２項
    記載の装置。 １４ 導入装置はセクタ（扇形）スキヤナである
    特許請求の範囲第１２項記載の装置。
JP57090534A 1981-06-01 1982-05-29 超音波精密測定方法および装置 Granted JPS5824824A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/268,882 US4389893A (en) 1981-06-01 1981-06-01 Precision ultrasound attenuation measurement
US268882 1999-03-16

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5824824A JPS5824824A (ja) 1983-02-14
JPH0136903B2 true JPH0136903B2 (ja) 1989-08-03

Family

ID=23024916

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57090534A Granted JPS5824824A (ja) 1981-06-01 1982-05-29 超音波精密測定方法および装置

Country Status (9)

Country Link
US (1) US4389893A (ja)
EP (1) EP0066343B2 (ja)
JP (1) JPS5824824A (ja)
AU (1) AU550209B2 (ja)
BR (1) BR8203154A (ja)
CA (1) CA1165856A (ja)
DE (1) DE3261928D1 (ja)
ES (2) ES8306586A1 (ja)
IL (1) IL65919A (ja)

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5855850A (ja) * 1981-09-30 1983-04-02 Fujitsu Ltd 反射超音波による媒体特性測定方法
US4569353A (en) * 1982-06-03 1986-02-11 The Regents Of The University Of California Sound attenuation measurement system
US4542744A (en) * 1983-03-23 1985-09-24 North American Philips Corporation Method and apparatus for remote tissue identification by statistical modeling and hypothesis testing of echo ultrasound signals
FI71018C (fi) * 1983-07-06 1986-10-27 Valmet Oy Foerfarande baserande sig pao ekolodning med ultraljud foer at foelja med banbildningen och/eller massasuspensionsstroe mmn pao en viradel och/eller i en inloppslaoda i en pappers makin och anordning foer tillaempning av foerfarandet samt vanendning av foerfarandet och/eller anordningen
US4546772A (en) * 1983-08-08 1985-10-15 General Electric Company Method and means for determining ultrasonic wave attenuation in tissue using phase locked loop
FR2556845B1 (fr) * 1983-12-16 1986-04-11 Cgr Ultrasonic Procede de caracterisation par ondes acoustiques de la structure d'un milieu et dispositif mettant en oeuvre ce procede
JPS6080442A (ja) * 1983-10-06 1985-05-08 テルモ株式会社 超音波測定方法およびその装置
JPS60122367A (ja) * 1983-12-07 1985-06-29 Terumo Corp 超音波測定方法およびその装置
JPS60176629A (ja) * 1984-02-23 1985-09-10 テルモ株式会社 超音波測定装置
US4621645A (en) * 1984-09-14 1986-11-11 General Electric Company Method of estimating tissue attenuation using wideband ultrasonic pulse and apparatus for use therein
US4669482A (en) * 1985-10-28 1987-06-02 Board Of Regents, The University Of Texas System Pulse echo method and apparatus for sound velocity estimation in vivo
US4982339A (en) * 1985-11-18 1991-01-01 The United States Of America As Represented By Department Of Health And Human Service High speed texture discriminator for ultrasonic imaging
US4817015A (en) * 1985-11-18 1989-03-28 The United States Government As Represented By The Secretary Of The Health And Human Services High speed texture discriminator for ultrasonic imaging
US4836210A (en) * 1987-06-15 1989-06-06 Fujitsu Limited Ultrasonic analyzer
US4953147A (en) * 1987-11-04 1990-08-28 The Stnadard Oil Company Measurement of corrosion with curved ultrasonic transducer, rule-based processing of full echo waveforms
US4893286A (en) * 1987-11-04 1990-01-09 Standard Oil Company System and method for preprocessing and transmitting echo waveform information
US4993416A (en) * 1989-04-25 1991-02-19 Board Of Reagents The University Of Texas System System for ultrasonic pan focal imaging and axial beam translation
US5579768A (en) * 1995-03-21 1996-12-03 Acuson Corporation Automatic gain compensation in an ultrasound imaging system
JP3514544B2 (ja) * 1995-04-18 2004-03-31 フクダ電子株式会社 超音波診断装置
US5579770A (en) * 1995-05-02 1996-12-03 Acuson Corporation Multiple transmit zone splicing
US5595179A (en) * 1995-05-02 1997-01-21 Acuson Corporation Adaptive persistence processing
US5642732A (en) * 1995-05-03 1997-07-01 Acuson Corporation Apparatus and method for estimating missing doppler signals and spectra
US5737238A (en) * 1996-08-28 1998-04-07 Hyde Park Electronics, Inc. Method and apparatus for ply discontinuity detection
US6030345A (en) * 1997-05-22 2000-02-29 Acuson Corporation Method and system for ultrasound enhanced-resolution spectral Doppler
EP1041929A1 (en) * 1997-12-22 2000-10-11 Klaus Vammen A method and an apparatus for investigating material properties of bone using ultrasound
AU5763698A (en) 1997-12-23 1999-07-19 Nokia Telecommunications Oy Clock generating method and apparatus for an asynchronous transmission
JP4713921B2 (ja) * 2005-04-15 2011-06-29 株式会社東芝 超音波診断装置及び超音波信号処理プログラム
DE102005024102A1 (de) 2005-05-25 2006-11-30 Atotech Deutschland Gmbh Verfahren, Klammer und Vorrichtung zum Transport eines Behandlungsgutes in einer Elektrolyseanlage
JP2012525233A (ja) * 2009-05-01 2012-10-22 ビジュアルソニックス インコーポレイテッド 光音響撮像のためのシステムおよびその方法
FR2949965B1 (fr) * 2009-09-17 2012-09-28 Echosens Procede pour la mesure d'au moins une propriete de tissu biologique
US8409102B2 (en) * 2010-08-31 2013-04-02 General Electric Company Multi-focus ultrasound system and method
WO2015034156A1 (en) * 2013-09-03 2015-03-12 Samsung Electronics Co., Ltd. Methods and apparatuses for controlling ultrasound wave
US10338036B2 (en) * 2014-05-01 2019-07-02 TecScan Systems Inc. Method and apparatus for scanning a test object and correcting for gain
EP4151996B1 (en) 2015-01-14 2025-08-20 Quest Integrity USA, LLC Automatic transducer operating parameter selection
JP6635766B2 (ja) * 2015-11-26 2020-01-29 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 超音波診断装置、信号処理装置及び解析プログラム
US11166699B2 (en) 2017-03-28 2021-11-09 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Diffraction correction for attenuation estimation in medical diagnostic ultrasound
CA3138634C (en) 2021-03-04 2023-09-19 TecScan Systems Inc. System and method for scanning an object using an array of ultrasonic transducers

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3346067A (en) * 1966-03-16 1967-10-10 Bell Telephone Labor Inc System for determining acoustic reflection coefficients
GB1534366A (en) * 1976-07-23 1978-12-06 Emi Ltd Signal processing arrangements
US4138999A (en) * 1976-10-29 1979-02-13 Thomas D. Eckhart Anatomy testing and measuring device
US4202215A (en) * 1978-10-26 1980-05-13 Kurt Orban Company, Inc. Sonic pulse-echo method and apparatus for determining attenuation coefficients
DE2853170A1 (de) * 1978-12-08 1980-06-19 Deutsch Pruef Messgeraete Verfahren und vorrichtung zur dickenmessung an prueflingen mittels ultraschalles

Also Published As

Publication number Publication date
IL65919A (en) 1987-10-30
ES519439A0 (es) 1984-03-01
EP0066343B2 (en) 1987-02-04
AU8428982A (en) 1982-12-09
EP0066343B1 (en) 1985-01-16
EP0066343A1 (en) 1982-12-08
CA1165856A (en) 1984-04-17
JPS5824824A (ja) 1983-02-14
DE3261928D1 (en) 1985-02-28
ES8403019A1 (es) 1984-03-01
AU550209B2 (en) 1986-03-06
ES512616A0 (es) 1983-06-01
US4389893A (en) 1983-06-28
BR8203154A (pt) 1983-05-17
ES8306586A1 (es) 1983-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0136903B2 (ja)
AU689570B2 (en) Method and device for estimating and characterising bone properties
US4182173A (en) Duplex ultrasonic imaging system with repetitive excitation of common transducer in doppler modality
US7601120B2 (en) Method and device for the non-invasive assessment of bones
Sumino et al. Measurements of ultrasonic pulse arrival time differences produced by abdominal wall specimens
EP0146707B1 (en) Ultrasonic measurement method, and apparatus therefor
US5052394A (en) Method and apparatus for ultrasonic beam compensation
EP0139235A2 (en) Ultrasonic measurement method and apparatus therefor
US4993416A (en) System for ultrasonic pan focal imaging and axial beam translation
Brendel et al. Methods of measuring the performance of ultrasonic pulse-echo diagnostic equipment
Huang et al. Rail Flaw Imaging Prototype Based on Improved Ultrasonic Synthetic Aperture Focus Method
Boote et al. Backscatter coefficient imaging using a clinical scanner
Foster et al. Breast imaging with a conical transducer/annular array hybrid scanner
Brandner et al. Estimation of attenuation coefficient from simulated B mode ultrasound images and tissue mimicking materials
US5450849A (en) Location apparatus
Hefner et al. Transducer beam pattern test object
Holland et al. Phase-insensitive and phase-sensitive quantitative imaging of scattered ultrasound using a two-dimensional pseudo-array
O'Donnell et al. Aberration correction without the need for a beacon signal
JPS60246740A (ja) 超音波診断装置
JPH0713630B2 (ja) 超音波エコーグラフィによる物体の検査方法及び装置
Tsysar et al. Experimental study of transmission of a pulsed focused beam through a skull phantom in nonlinear regime
Haak et al. Algorithm for estimating the attenuation slope from backscattered ultrasonic signals
Gärtner et al. A soundfield correction method by means of reference phantoms in the investigation of acoustical attenuation and backscattering of human tissue
Gottlieb et al. Ultrasound quality assurance phantoms and characterization for high-frequency transducers
Carson et al. Constant Depth Ultrasound Imaging Using Computer Acquisition, Display, and Analysis