JPH0198982A - 超音波装置、並びに超音波測定及び超音波検査を行う方法 - Google Patents
超音波装置、並びに超音波測定及び超音波検査を行う方法Info
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- JPH0198982A JPH0198982A JP63194676A JP19467688A JPH0198982A JP H0198982 A JPH0198982 A JP H0198982A JP 63194676 A JP63194676 A JP 63194676A JP 19467688 A JP19467688 A JP 19467688A JP H0198982 A JPH0198982 A JP H0198982A
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- Veterinary Medicine (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の背景
この発明は一般的に医療診断用の作像の為の超音波装置
、更に特定して云えば、音響探査する組織の単位容積当
たりの差分散乱断面積の測定と表示に関する。
、更に特定して云えば、音響探査する組織の単位容積当
たりの差分散乱断面積の測定と表示に関する。
医療用超音波に役立つ音響パラメータは、不連続部に於
ける反射、容積後方散乱係数、吸収係数及びドツプラー
周波数偏移を含む。こう云うパラメータの超音波による
測定が、種々の組織を特徴づけると共に、像を構成する
為の根拠となる。反射形作像（外因性測定値を使う）が
従来診断用超音波の主な基礎であったが、組織の場所を
突止めて特徴づけるのと、病理の検出には、内因性パラ
メータが役立つことが判った。
ける反射、容積後方散乱係数、吸収係数及びドツプラー
周波数偏移を含む。こう云うパラメータの超音波による
測定が、種々の組織を特徴づけると共に、像を構成する
為の根拠となる。反射形作像（外因性測定値を使う）が
従来診断用超音波の主な基礎であったが、組織の場所を
突止めて特徴づけるのと、病理の検出には、内因性パラ
メータが役立つことが判った。
後方散乱係数は作像及び特徴づけに於ける効用が研究さ
れており、診断上役に立つ定量的なデータを提供するこ
とが判った。然し、組織の病理は必ずしも後方散乱係数
の絶対的な測定値から容易に明らかではない。例えば、
広帯域後方散乱データをフィルタにかけて、病的な組織
を同定する為に、後方散乱係数の周波数依存性を見つけ
ることが必要になることがある。
れており、診断上役に立つ定量的なデータを提供するこ
とが判った。然し、組織の病理は必ずしも後方散乱係数
の絶対的な測定値から容易に明らかではない。例えば、
広帯域後方散乱データをフィルタにかけて、病的な組織
を同定する為に、後方散乱係数の周波数依存性を見つけ
ることが必要になることがある。
役に立つ情報を得る点で診断モードが成功する−
ζ − かどうかは、組織に照会して、信号対雑音比（ＳＮＲ）
を最大にして音響データを収集することが出来るかどう
かにか−っている。然し、鏡面反射、信号の相関、均質
でない減衰及びその他の要因により、−膜内には超音波
後方散乱の測定ではＳＮＲが低い。
ζ − かどうかは、組織に照会して、信号対雑音比（ＳＮＲ）
を最大にして音響データを収集することが出来るかどう
かにか−っている。然し、鏡面反射、信号の相関、均質
でない減衰及びその他の要因により、−膜内には超音波
後方散乱の測定ではＳＮＲが低い。
従って、この発明の主な目的は、定量的な後方散乱デー
タを収集する方法と装置を提供することである。
タを収集する方法と装置を提供することである。
別の目的は、定量的な後方散乱データによる組織の特徴
づけ及び診断を改善することである。
づけ及び診断を改善することである。
別の目的は、超音波に対する内因性音響パラメータの測
定に於ける信号対雑音比を改善することである。
定に於ける信号対雑音比を改善することである。
この発明の別の目的は、物体の後方散乱強度及び依存性
の局部的な変動を検出することである。
の局部的な変動を検出することである。
発明の要約
上記並びにその他の目的が、正常な組織及び病気の組織
を区別する為に、選ばれた容積の組織又は器官にわたる
差分後方散乱を測定して、後方散乱の時間的及び周波数
依存性を検出する超音波装置によって達成される。
を区別する為に、選ばれた容積の組織又は器官にわたる
差分後方散乱を測定して、後方散乱の時間的及び周波数
依存性を検出する超音波装置によって達成される。
例として云うと、正常な及び病的な心筋組織の後方散乱
の測定値の間には、超音波による検出及び作像が出来る
位のコントラストが存在する。梗塞組織は局部的なコラ
ゲン量が増加する所で後方散乱が大きくなると共に、正
常な心筋組織に比べて、賦活性キナーゼの欠乏並びに局
部的なコラゲン濃度に関係する信号の減衰の増加がある
。重傷の局所貧血性心筋（例えば局部的な血流が８０％
減少）は、後方散乱が約５ｃｌＢ増加するが、減衰が減
少する。更に、心収縮期末が発生する近くに最小値を持
ち、心拡張期末が発生する近くに最大値を持つ正常な心
筋の後方散乱強度に存在する循環的な変動が、局所貧血
性組織では弱体化する。従って、心臓の音響探査する組
織の単位容積当たりの差分後方散乱断面積の作像並びに
組織の種々のポピユレーションから得られるその時間的
並びに／又は周波数依存性により、種々の病理区域を検
出することが出来る。
の測定値の間には、超音波による検出及び作像が出来る
位のコントラストが存在する。梗塞組織は局部的なコラ
ゲン量が増加する所で後方散乱が大きくなると共に、正
常な心筋組織に比べて、賦活性キナーゼの欠乏並びに局
部的なコラゲン濃度に関係する信号の減衰の増加がある
。重傷の局所貧血性心筋（例えば局部的な血流が８０％
減少）は、後方散乱が約５ｃｌＢ増加するが、減衰が減
少する。更に、心収縮期末が発生する近くに最小値を持
ち、心拡張期末が発生する近くに最大値を持つ正常な心
筋の後方散乱強度に存在する循環的な変動が、局所貧血
性組織では弱体化する。従って、心臓の音響探査する組
織の単位容積当たりの差分後方散乱断面積の作像並びに
組織の種々のポピユレーションから得られるその時間的
並びに／又は周波数依存性により、種々の病理区域を検
出することが出来る。
この発明では、後方散乱強度の統計的な変動を少なくす
ると共に、組織の地域化を改善する為に、狭帯域の照会
信号を用いることにより、後方散乱の測定値の信号対雑
音比が改善される。狭帯域信号を使うことにより、信号
処理に距離ゲート作用の必要もなくなる。更に、長さ又
はサイクルが変化する狭帯域バーストを反復的に点弧す
ることにより、ベクトル角を動かさずに、目標容積の略
相関性のない測定値を求めて組合せることにより、ＳＮ
Ｒが更に改善される。
ると共に、組織の地域化を改善する為に、狭帯域の照会
信号を用いることにより、後方散乱の測定値の信号対雑
音比が改善される。狭帯域信号を使うことにより、信号
処理に距離ゲート作用の必要もなくなる。更に、長さ又
はサイクルが変化する狭帯域バーストを反復的に点弧す
ることにより、ベクトル角を動かさずに、目標容積の略
相関性のない測定値を求めて組合せることにより、ＳＮ
Ｒが更に改善される。
この発明の別の一面では、相異なる基本周波数を持つ複
数個の逐次的な狭帯域照会バーストを用いて測定値を求
め、組織を弁別する別の手段として、細胞及び実質の組
織の構造からの散乱の寄与の組合せにより、組織を特徴
づける。即ち、後方散乱係数の周波数依存性を用いて、
経験的に導き出されたモデルに従って、組織の構造のコ
ントラストを推測する。
数個の逐次的な狭帯域照会バーストを用いて測定値を求
め、組織を弁別する別の手段として、細胞及び実質の組
織の構造からの散乱の寄与の組合せにより、組織を特徴
づける。即ち、後方散乱係数の周波数依存性を用いて、
経験的に導き出されたモデルに従って、組織の構造のコ
ントラストを推測する。
この発明の新規な特徴は特許請求の範囲に具体的に記載
しであるが、この発明の構成、作用並びにその他の目的
及び利点は、以下図面について説明する所から最もよく
理解されよう。
しであるが、この発明の構成、作用並びにその他の目的
及び利点は、以下図面について説明する所から最もよく
理解されよう。
発明の詳細な説明
第１図について説明すると、配列にした複数個の変換器
素子で構成される受信／送信変換器１０が、パルス駆動
装置１２及び復調器及び信号処理装置１３を含むフロン
トエンド処理装置１１に結合される。更に超音波装置が
中間処理装置１５、表示処理装置１６及び表示装置１７
を含む。パルス駆動装置１２が変換器配列１０を付勢し
て、対象内のベクトル角度に沿って音響探査する受信モ
ードでは、変換器配列１０によって検出された信号が復
調器及び信号処理装置１３に結合されるが、これが公知
の形で動作して、位相に影響されない加算された同相信
号Ｉ及び加算された直角信号Ｑを発生する。
素子で構成される受信／送信変換器１０が、パルス駆動
装置１２及び復調器及び信号処理装置１３を含むフロン
トエンド処理装置１１に結合される。更に超音波装置が
中間処理装置１５、表示処理装置１６及び表示装置１７
を含む。パルス駆動装置１２が変換器配列１０を付勢し
て、対象内のベクトル角度に沿って音響探査する受信モ
ードでは、変換器配列１０によって検出された信号が復
調器及び信号処理装置１３に結合されるが、これが公知
の形で動作して、位相に影響されない加算された同相信
号Ｉ及び加算された直角信号Ｑを発生する。
中間処理装置１５が信号■及びＱに基づいて、後方散乱
強度を決定する。任意の所望の形式で表示装置１７に呈
示する為に、この強度又はその他の後方散乱の特徴が表
示処理装置１６に供給される。診断上の効用があるこの
他の後方散乱のパラメータは、測定して表示することが
出来る後方散乱強度の時間的な変化（例えば、心臓組織
では、心収縮期及び心拡張期の間の差）を含む。別の例
は、組織の構造の変化を検出する為に使われる、後方散
乱係数の周波数依存性であるが、これは後で説明する。
強度を決定する。任意の所望の形式で表示装置１７に呈
示する為に、この強度又はその他の後方散乱の特徴が表
示処理装置１６に供給される。診断上の効用があるこの
他の後方散乱のパラメータは、測定して表示することが
出来る後方散乱強度の時間的な変化（例えば、心臓組織
では、心収縮期及び心拡張期の間の差）を含む。別の例
は、組織の構造の変化を検出する為に使われる、後方散
乱係数の周波数依存性であるが、これは後で説明する。
この発明の好ましい実施例では、局在化した差分後方散
乱係数に従って、組織の種々のポピユレーションを分離
することにより、目標の器官内の病、巣の様な組織の特
徴を検出することが出来る。
乱係数に従って、組織の種々のポピユレーションを分離
することにより、目標の器官内の病、巣の様な組織の特
徴を検出することが出来る。
各々の分解された点に於ける後方散乱係数を、１種類又
は更に多くの周波数で測定することにより、病巣を検出
するのに使われるデータを発生すると共に、診断を確認
する２次情報を供給し、又は例えば追跡検査或いは処置
の為に病巣の場所を突止める。
は更に多くの周波数で測定することにより、病巣を検出
するのに使われるデータを発生すると共に、診断を確認
する２次情報を供給し、又は例えば追跡検査或いは処置
の為に病巣の場所を突止める。
器官の超音波による照会が第２図に示されている。変換
器１０が心臓２０に向って超音波エネルギを送信する。
器１０が心臓２０に向って超音波エネルギを送信する。
送信された超音波２１が心臓２０と相互作用して、後方
散乱波２２を発生する。この発明の好ましい１実施例で
は、表示装置１７に心臓２０の典型的なりモード像を呈
示する。その後、同じ像区域に対して局在化した差分後
方散乱情報を収集し、（例えば種々の色を追加すること
により）Ｂモード像に重ねて、心臓２０内の病巣２３を
検出することが出来る様にする。この代りに、局在化し
た後方散乱係数だけに対応する２次元（２Ｄ）Ｂモード
像を用いてもよい。
散乱波２２を発生する。この発明の好ましい１実施例で
は、表示装置１７に心臓２０の典型的なりモード像を呈
示する。その後、同じ像区域に対して局在化した差分後
方散乱情報を収集し、（例えば種々の色を追加すること
により）Ｂモード像に重ねて、心臓２０内の病巣２３を
検出することが出来る様にする。この代りに、局在化し
た後方散乱係数だけに対応する２次元（２Ｄ）Ｂモード
像を用いてもよい。
生理学的な組織では、後方散乱の原因となる実際の散乱
要素並びにその隔たりは判っていない。
要素並びにその隔たりは判っていない。
組織の小さな容積にある散乱要素（例えば１ ｃｃ）を
検査する場合、組織のサンプルの後方散乱断面（即ち、
後方散乱強度）の独立の測定値は、組織の構造の為に、
大きな統計的な変動がある。１つの目標区域の独立の測
定値のこの変動は、後方散乱強度に基づいて、組織のポ
ピユレーションを分離することを困難にし又は不可能に
する。この発明では、送信される超音波エネルギに狭帯
域周波数を使うことにより、−層大きな散乱要素の容積
を選択し、一貫性のある強度の測定値及び−層よい信号
対雑音性能が得られることが判った。
検査する場合、組織のサンプルの後方散乱断面（即ち、
後方散乱強度）の独立の測定値は、組織の構造の為に、
大きな統計的な変動がある。１つの目標区域の独立の測
定値のこの変動は、後方散乱強度に基づいて、組織のポ
ピユレーションを分離することを困難にし又は不可能に
する。この発明では、送信される超音波エネルギに狭帯
域周波数を使うことにより、−層大きな散乱要素の容積
を選択し、一貫性のある強度の測定値及び−層よい信号
対雑音性能が得られることが判った。
この発明の狭帯域装置の改善された信号対雑音性能は、
各々の後方散乱画素（即ち、目標容積）に関連した散乱
要素の容積が一層大きい為（散乱数）、後方散乱強度の
変動が減少することによるものである。単位容積当たり
の散乱要素の平均数は、ポアッソン分布に従い、後方散
乱強度の変動が、実効的な散乱要素の容積内にある散乱
要素の平均数の平方根に比例する。従って、１０個の散
乱要素を含む実効的な散乱要素の容積では、強度測定値
の標準偏差は約３０％になる。１００個の散乱要素を含
む一層大きな実効的な散乱要素の容積は、強度の標準偏
差を１０％に改善する。従って、この発明の狭帯域装置
によると、信号対雑音比、並びに組織のポピユレーショ
ンを分離する能力が改善される。
各々の後方散乱画素（即ち、目標容積）に関連した散乱
要素の容積が一層大きい為（散乱数）、後方散乱強度の
変動が減少することによるものである。単位容積当たり
の散乱要素の平均数は、ポアッソン分布に従い、後方散
乱強度の変動が、実効的な散乱要素の容積内にある散乱
要素の平均数の平方根に比例する。従って、１０個の散
乱要素を含む実効的な散乱要素の容積では、強度測定値
の標準偏差は約３０％になる。１００個の散乱要素を含
む一層大きな実効的な散乱要素の容積は、強度の標準偏
差を１０％に改善する。従って、この発明の狭帯域装置
によると、信号対雑音比、並びに組織のポピユレーショ
ンを分離する能力が改善される。
この発明の狭帯域の送信は、広帯域装置に存在する周波
数依存性及び相互作用を減少することにより、横方向及
び深さの地域化を改善すると云う−１１＝ 別の利点がある。成分周波数の間の干渉による広帯域効
果がこの発明では避けられる。
数依存性及び相互作用を減少することにより、横方向及
び深さの地域化を改善すると云う−１１＝ 別の利点がある。成分周波数の間の干渉による広帯域効
果がこの発明では避けられる。
第３図には、この発明の狭帯域送信に対する１例の周波
数スペクトルが示されている。狭帯域信号が基本周波数
ｆ。を中心としている。狭帯域エネルギ送信を限定する
ことが出来るかどうかは、パルス駆動装置の通過帯域特
性と、照会バースト中の基本周波数のサイクル数とに関
係する。この発明では、後方散乱された全てのエネルギ
が基本周波数から来たものと見なすことが出来る様に、
帯域幅は十分狭い。第３図に示す様に、−１０ｄＢの帯
域幅の分数は約２０％未満にする。更に、帯域幅の分数
を１０乃至２０％の好ましい値にすると、優れた狭帯域
の結果が得られる。
数スペクトルが示されている。狭帯域信号が基本周波数
ｆ。を中心としている。狭帯域エネルギ送信を限定する
ことが出来るかどうかは、パルス駆動装置の通過帯域特
性と、照会バースト中の基本周波数のサイクル数とに関
係する。この発明では、後方散乱された全てのエネルギ
が基本周波数から来たものと見なすことが出来る様に、
帯域幅は十分狭い。第３図に示す様に、−１０ｄＢの帯
域幅の分数は約２０％未満にする。更に、帯域幅の分数
を１０乃至２０％の好ましい値にすると、優れた狭帯域
の結果が得られる。
この発明では、各々の目標容積に対する後方散乱データ
を収集する為に、長さが変化する狭帯域バーストを反復
的に点弧することにより、各々の目標容積に対して受信
するＳＮＲが更に改善される。例えば、３又は更に多く
のサイクルからなる照会バーストを使う時、数メガヘル
ツの範囲内の基本周波数を用いる装置で、狭帯域性能が
得られる。３サイクルからなる第１の照会バーストを、
同じ目標容積に対するこの後の５サイクルからなるバー
スト長と共に平均することが出来る。ノ（−スト長が変
ることにより、受信振幅の統計が変り、照会用のベクト
ル角度を動かさずに、後方散乱強度の略独立の推定値が
得られる。各々の独立の測定値が部分的に相関性を持た
ず、信号平均値のＳＮＲを改善する。バースト長又はサ
イクルの変化により、照会ビームのスペクトル内容が若
干変わると共に、信号に寄与する散乱要素の容積が変化
する。好ましい実施例では、２ 、 ５ ＭＨｚの基本
周波数で、７，９及び１１サイクルからなる別々の照会
バーストを用いて、部分的に相関性を持たない３つの測
定値を求めるが、これらは目標容積の約２．５個の独立
のサンプルに相当する。３．６ＭＨｚの基本周波数では
、１０．１３及び１６サイクルのバースト長を用いてよ
い結果を収めた。
を収集する為に、長さが変化する狭帯域バーストを反復
的に点弧することにより、各々の目標容積に対して受信
するＳＮＲが更に改善される。例えば、３又は更に多く
のサイクルからなる照会バーストを使う時、数メガヘル
ツの範囲内の基本周波数を用いる装置で、狭帯域性能が
得られる。３サイクルからなる第１の照会バーストを、
同じ目標容積に対するこの後の５サイクルからなるバー
スト長と共に平均することが出来る。ノ（−スト長が変
ることにより、受信振幅の統計が変り、照会用のベクト
ル角度を動かさずに、後方散乱強度の略独立の推定値が
得られる。各々の独立の測定値が部分的に相関性を持た
ず、信号平均値のＳＮＲを改善する。バースト長又はサ
イクルの変化により、照会ビームのスペクトル内容が若
干変わると共に、信号に寄与する散乱要素の容積が変化
する。好ましい実施例では、２ 、 ５ ＭＨｚの基本
周波数で、７，９及び１１サイクルからなる別々の照会
バーストを用いて、部分的に相関性を持たない３つの測
定値を求めるが、これらは目標容積の約２．５個の独立
のサンプルに相当する。３．６ＭＨｚの基本周波数では
、１０．１３及び１６サイクルのバースト長を用いてよ
い結果を収めた。
この発明の別の一面では、独立の相関性のない推定値を
生ずる後方散乱強度の測定値が、狭帯域送信を用いた別
々の逐次的な測定で複数個の基本周波数で求められた。
生ずる後方散乱強度の測定値が、狭帯域送信を用いた別
々の逐次的な測定で複数個の基本周波数で求められた。
即ち、第１の基本周波数で１つ又は更に多くの照会を行
ない、これはサイクル数が変化するバーストを含んでい
てよい。第２の基本周波数で求められた他の測定値を第
１の基本周波数の測定値と組合せて、後方散乱強度に対
する値を発生する。
ない、これはサイクル数が変化するバーストを含んでい
てよい。第２の基本周波数で求められた他の測定値を第
１の基本周波数の測定値と組合せて、後方散乱強度に対
する値を発生する。
更にこの発明では、複数個の狭帯域周波数に於ける後方
散乱の測定値を用いて、組織の目標区域に対する後方散
乱の周波数依存性を見つける。この周波数依存性により
、細胞及び実質的な散乱要素のポピユレーションからの
相対的な後方散乱の寄与によって、組織を特徴づけるこ
とが出来る。
散乱の測定値を用いて、組織の目標区域に対する後方散
乱の周波数依存性を見つける。この周波数依存性により
、細胞及び実質的な散乱要素のポピユレーションからの
相対的な後方散乱の寄与によって、組織を特徴づけるこ
とが出来る。
周波数ｆの関数としての後方散乱係数Ｎは次の式をモデ
ルとすることが出来る。
ルとすることが出来る。
Ｎ （ｆ ） −Ｗ＋ ｆ ＋Ｗ２ ｆ ’こ＼で
Ｗｌ及びＷ２は、夫々組織内のミー領域散乱対象及びレ
ーレ−形散乱対象を表わすと考えられる、経験的に導き
出された係数である。
Ｗｌ及びＷ２は、夫々組織内のミー領域散乱対象及びレ
ーレ−形散乱対象を表わすと考えられる、経験的に導き
出された係数である。
Ｎ （ｆ）が２種類の周波数（例えば、２．５ＭＨｚ及
び３ 、 ６ ＭＨｚ ）で測定される時、２つの方程
式が得られ、Ｗｌ及びＷ２の解は行列を用いて見つける
ことが出来る。ｆ １＝ ２ 、 ５ Ｍｌｌｚ及びｆ
２＝３．６ＭＨｚの場合、解は次の通りである。
び３ 、 ６ ＭＨｚ ）で測定される時、２つの方程
式が得られ、Ｗｌ及びＷ２の解は行列を用いて見つける
ことが出来る。ｆ １＝ ２ 、 ５ Ｍｌｌｚ及びｆ
２＝３．６ＭＨｚの場合、解は次の通りである。
Ｗ＋ ＝Ｎ （２，５Ｍｌ１ｚ ） Ｄ−Ｎ （３，６
Ｍ１ｌｚ ） ＢＷ２ ＝Ｎ （３，６Ｍ１ｌｚ ）
Ａ−Ｎ （２，５ＭＨｚ ） に＼でＡ＝２．５、Ｂ＝
３．６、Ｃ＝３９、Ｄ＝１６８である。
Ｍ１ｌｚ ） ＢＷ２ ＝Ｎ （３，６Ｍ１ｌｚ ）
Ａ−Ｎ （２，５ＭＨｚ ） に＼でＡ＝２．５、Ｂ＝
３．６、Ｃ＝３９、Ｄ＝１６８である。
従って、Ｗｌ及びＷ２を決定することによって、組織の
主な２つのポピユレーション（即ち細胞及び実質）を区
別することが可能であり、Ｗｌ並びに／又はＷ２の値に
対応する像が、組織の構成の表示になる。
主な２つのポピユレーション（即ち細胞及び実質）を区
別することが可能であり、Ｗｌ並びに／又はＷ２の値に
対応する像が、組織の構成の表示になる。
第４図には、この発明の改良を実施する中間処理装置１
５の好ましい形式が示されている。位相に影響されない
和■及び和Ｑ信号が、フロントエンド処理装置１１から
ダウン・サンプラ及び大きさ検出器３０に供給される。
５の好ましい形式が示されている。位相に影響されない
和■及び和Ｑ信号が、フロントエンド処理装置１１から
ダウン・サンプラ及び大きさ検出器３０に供給される。
この検出器が矩形窓の畳込み積分を通じて、サンプルを
減らす。ダウン・サンプリングを行なったＩ及びＱ信号
が、ダラン・サンプラ及び大きさ検出器３０で自乗され
た後加算されることが好ましい。検出器３０の出力がデ
ィジタル・フィルタ３１のフィルタ作用を受けて、受信
した強度情報の帯域幅を狭くする。
減らす。ダウン・サンプリングを行なったＩ及びＱ信号
が、ダラン・サンプラ及び大きさ検出器３０で自乗され
た後加算されることが好ましい。検出器３０の出力がデ
ィジタル・フィルタ３１のフィルタ作用を受けて、受信
した強度情報の帯域幅を狭くする。
バッファ３２が基本周波数ｆ１を持つバーストに対応す
る、フィルタにかけられた後方散乱測定値を受取る。予
定数の測定値（例えば３個）がバッファ３２に記憶され
た時、測定値を正規化回路３３で正規化する（即ち、平
均する）。測定値が１種類の基本周波数だけで求められ
た場合、正規化回路３３からの平均した後方散乱測定値
が算術回路３４を変更されずに通過して、表示処理装置
１６に送られる。その後情報が、希望に応じて、像とし
て、像の重ねとして又は像のヒストグラムとして、表示
装置１７に呈示される。
る、フィルタにかけられた後方散乱測定値を受取る。予
定数の測定値（例えば３個）がバッファ３２に記憶され
た時、測定値を正規化回路３３で正規化する（即ち、平
均する）。測定値が１種類の基本周波数だけで求められ
た場合、正規化回路３３からの平均した後方散乱測定値
が算術回路３４を変更されずに通過して、表示処理装置
１６に送られる。その後情報が、希望に応じて、像とし
て、像の重ねとして又は像のヒストグラムとして、表示
装置１７に呈示される。
周波数依存性Ｗ１又はＷ２を見つける為に、複数個の基
本周波数で測定値が求められた場合、第２の基本周波数
ｆ２で求められた測定値がバッファ３５に送られる。複
数個のｆ２測定値が正規化回路３６で平均される。この
後、正規化回路３３及び正規化回路３６からの正規化さ
れた推定値か算術回路３４で処理される。算術回路３４
が前に述べた加重係数Ａ乃至りを用いて特徴抽出装置と
して作用する。これらの係数は、基本周波数によって決
定され、例えばルックアップ・テーブルに記憶されてい
る。
本周波数で測定値が求められた場合、第２の基本周波数
ｆ２で求められた測定値がバッファ３５に送られる。複
数個のｆ２測定値が正規化回路３６で平均される。この
後、正規化回路３３及び正規化回路３６からの正規化さ
れた推定値か算術回路３４で処理される。算術回路３４
が前に述べた加重係数Ａ乃至りを用いて特徴抽出装置と
して作用する。これらの係数は、基本周波数によって決
定され、例えばルックアップ・テーブルに記憶されてい
る。
この発明の特定の構成では、心臓内のＩＣＣの目標セル
の間で、平均後方散乱レベルの４ｄＢの変化を検出する
ことが出来る。装置は、目標セル当たり１０個の独立の
サンプルを組合せることにより、十分な特定性及び感度
を達成する。強度測定値は５ＩＩＩＩ１１の間隔（ベク
トル角度又は深さ）で容易に求められる。各々の後方散
乱画素で別々の３種類のバースト長（２，５個の独立の
測定値に相当する）を使うことにより、ＩＣＣの目標容
積内に必要な１０個のサンプルを達成することは容易で
ある。目標セルの平均後方散乱断面に対して求められた
値の不確実さは、１つのサンプルしか使わない場合の不
確実さの１／３に減少する。従って、差分後方散乱強度
に基づいて、組織のポピュレーションを分離することが
可能である。
の間で、平均後方散乱レベルの４ｄＢの変化を検出する
ことが出来る。装置は、目標セル当たり１０個の独立の
サンプルを組合せることにより、十分な特定性及び感度
を達成する。強度測定値は５ＩＩＩＩ１１の間隔（ベク
トル角度又は深さ）で容易に求められる。各々の後方散
乱画素で別々の３種類のバースト長（２，５個の独立の
測定値に相当する）を使うことにより、ＩＣＣの目標容
積内に必要な１０個のサンプルを達成することは容易で
ある。目標セルの平均後方散乱断面に対して求められた
値の不確実さは、１つのサンプルしか使わない場合の不
確実さの１／３に減少する。従って、差分後方散乱強度
に基づいて、組織のポピュレーションを分離することが
可能である。
以上説明した様に、この発明は組織の差分後方散乱ポピ
ユレーションを検出する際に高い感度及び特定性を持つ
医療診断モードを提供した。狭帯域の駆動周波数（１種
類又は複数）を使うことにより、各々の深さの所で信号
に寄与する散乱要素の容積が増加する。散乱容積が大き
いことにより、目標容積内の後方散乱断面積の信号対雑
音比が一層よい測定値が得られる。照会バーストの異な
る長さを使うことにより、特定のベクトル角度及び深さ
に対する散乱推定値の部分的な独立性が達成される。更
に、複数個の狭帯域の基本周波数を逐次的に使うことに
より、信号対雑音性能が改善されると共に、後方散乱係
数の周波数依存性に基づいて組織のポピユレーションを
分離する手段になる。この発明は、対象内の単位容積当
たりの後方散乱断面積の局部的な変動を検出することが
出来るが、超音波によるその他の内因性音響パラメータ
の検出にも同じ様に用いることが出来る。
ユレーションを検出する際に高い感度及び特定性を持つ
医療診断モードを提供した。狭帯域の駆動周波数（１種
類又は複数）を使うことにより、各々の深さの所で信号
に寄与する散乱要素の容積が増加する。散乱容積が大き
いことにより、目標容積内の後方散乱断面積の信号対雑
音比が一層よい測定値が得られる。照会バーストの異な
る長さを使うことにより、特定のベクトル角度及び深さ
に対する散乱推定値の部分的な独立性が達成される。更
に、複数個の狭帯域の基本周波数を逐次的に使うことに
より、信号対雑音性能が改善されると共に、後方散乱係
数の周波数依存性に基づいて組織のポピユレーションを
分離する手段になる。この発明は、対象内の単位容積当
たりの後方散乱断面積の局部的な変動を検出することが
出来るが、超音波によるその他の内因性音響パラメータ
の検出にも同じ様に用いることが出来る。
この発明の好ましい実施例を図面に示して説明したが、
この実施例は例に過ぎないことを承知されたい。この発
明の範囲内で、当業者であれば、種々の変更が考えられ
よう。従って、特許請求の範囲は、この発明の範囲内に
含まれるこの様な全ての変更を包括するものであること
を承知されたい。
この実施例は例に過ぎないことを承知されたい。この発
明の範囲内で、当業者であれば、種々の変更が考えられ
よう。従って、特許請求の範囲は、この発明の範囲内に
含まれるこの様な全ての変更を包括するものであること
を承知されたい。
第１図はこの発明を実施した超音波装置のブロック図、
第２図は超音波像の収集の様子を示す図、第３図はこの
発明で使われる送信の帯域幅を示すグラフ、 第４図は第１図の中間処理装置を詳しく示すブロック図
である。 主な符号の説明 １０：変換器 １２：パルス駆動装置 １５：中間処理装置
発明で使われる送信の帯域幅を示すグラフ、 第４図は第１図の中間処理装置を詳しく示すブロック図
である。 主な符号の説明 １０：変換器 １２：パルス駆動装置 １５：中間処理装置
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、検査する対象に超音波を送信すると共に、それから
超音波を受信する変換器手段と、 該変換器手段に結合されていて、狭帯域超音波を放出す
る様に前記変換器手段を駆動するパルス駆動手段と、 前記変換器手段に結合されていて、前記対象内の複数個
の目標区域に対する差分後方散乱強度を決定する処理手
段とを有する超音波装置。 ２、前記狭帯域超音波の１０ｄＢ帯域幅が約２０％未満
の範囲内である請求項１記載の超音波装置。 ３、前記処理手段が、前記パルス駆動手段によって駆動
されて複数個のバースト長を持つ複数個の別々の狭帯域
バーストからの強度測定値の組合せに基づいて、各々の
目標区域に対応する後方散乱強度を決定する様になって
いる請求項１記載の超音波装置。 ４、前記処理手段が、前記パルス駆動手段によって駆動
されて複数個の基本周波数を持つ複数個の別々の狭帯域
バーストからの強度測定値の組合せに基づいて、各々の
目標区域に対応する後方散乱強度を決定する様になって
いる請求項１記載の超音波装置。 ５、各々のバーストの１０ｄＢ帯域幅が約２０％未満の
範囲内である請求項３記載の超音波装置。 ６、各々のバーストの１０ｄＢ帯域幅が約２０％未満の
範囲内である請求項４記載の超音波装置。 ７、前記処理手段が少なくとも１つの目標区域に対する
後方散乱強度の循環的な変化を決定する様になっている
請求項１記載の超音波装置。 ８、検査する対象に超音波を送信し、且つそれから超音
波を受信する変換器手段と、 該変換器手段に結合されていて、各々のバーストの基本
周波数の予定のサイクル数に対応する可変長を持つ超音
波バーストを放出する様に前記変換器手段を駆動するパ
ルス駆動手段と、 前記変換器手段に結合されていて、前記対象内の複数個
の目標区域に対する超音波パラメータを決定する処理手
段とを有し、該パラメータの値が、異なるバースト長を
用いて得られた測定値の組合せに基づいて、各々の目標
区域に対応している超音波装置。 ９、前記パルス駆動手段が１つの基本周波数で前記変換
器手段を駆動し、前記処理手段が測定値の平均値を決定
する請求項８記載の装置。 １０、対象の超音波測定を行なう方法に於て、約２０％
未満の範囲内の１０ｄＢ帯域幅を持つ狭帯域超音波エネ
ルギを用いて対象を音響探査し、測定の為に前記対象内
の複数個の目標容積を選択し、 各々の目標容積に対する差分後方散乱強度を決定する工
程を含む方法。 １１、前記決定する工程が、複数個の相異なるバースト
長を持つ複数個のバーストを用いて各々の目標容積を照
会することを含む請求項１０記載の方法。 １２、前記決定する工程が、複数個の基本周波数を持つ
複数個のバーストを用いて各々の目標容積を照会するこ
とを含み、各々の目標容積に於ける後方散乱強度の値が
、相異なる周波数のバーストからの強度の値の組合せか
ら決定される請求項１０記載の方法。 １３、対象の超音波検査を行なう方法に於て、第１の基
本周波数ｆ＿１で後方散乱強度の測定値Ｎを求め、 第２の基本周波数ｆ＿２で後方散乱強度の測定値Ｎを求
め、 Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤを予定の定数として、次の式Ｗ＿１＝
Ｎ（ｆ＿１）Ｄ−Ｎ（ｆ＿２）Ｂ Ｗ＿２＝Ｎ（ｆ＿２）Ａ−Ｎ（ｆ＿１）Ｃ に従って係数Ｗ＿１及びＷ＿２の内の少なくとも一方に
対する解を見つけ、前記対象内の夫々の目標区域に係数
の値を割当てる工程を含む方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US084,228 | 1987-08-12 | ||
| US07/084,228 US4803994A (en) | 1987-08-12 | 1987-08-12 | Backscatter data collection technique for ultrasound |
| US84,228 | 1987-08-12 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0198982A true JPH0198982A (ja) | 1989-04-17 |
| JP2519777B2 JP2519777B2 (ja) | 1996-07-31 |
Family
ID=22183630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63194676A Expired - Lifetime JP2519777B2 (ja) | 1987-08-12 | 1988-08-05 | 超音波装置、並びに超音波測定及び超音波検査を行う方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4803994A (ja) |
| JP (1) | JP2519777B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003077765A1 (fr) * | 2002-03-18 | 2003-09-25 | Japan Science And Technology Corporation | Systeme d'echographie |
Families Citing this family (20)
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|---|---|---|---|---|
| US4867167A (en) * | 1988-06-30 | 1989-09-19 | Hewlett-Packard Company | Method and apparatus for determining and displaying the absolute value of quantitative backscatter |
| EP0383288B1 (en) * | 1989-02-16 | 1996-11-27 | Fujitsu Limited | Ultrasound diagnostic equipment for characterising tissue by analysis of backscatter |
| US5255683A (en) * | 1991-12-30 | 1993-10-26 | Sound Science Limited Partnership | Methods of and systems for examining tissue perfusion using ultrasonic contrast agents |
| GB2279742A (en) * | 1993-06-29 | 1995-01-11 | Cancer Res Inst Royal | Apparatus for monitoring ultrasonic surgical ablation |
| US5417215A (en) * | 1994-02-04 | 1995-05-23 | Long Island Jewish Medical Center | Method of tissue characterization by ultrasound |
| US5746209A (en) * | 1996-01-26 | 1998-05-05 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Method of and apparatus for histological human tissue characterizationusing ultrasound |
| US6132374A (en) * | 1997-08-01 | 2000-10-17 | Acuson Corporation | Ultrasonic imaging method and system |
| US5876343A (en) | 1997-09-23 | 1999-03-02 | Scimed Life Systems, Inc. | Methods and apparatus for blood speckle detection in an intravascular ultrasound imaging system |
| CA2304273A1 (en) * | 1997-10-03 | 1999-04-15 | University Of Virginia | Ultrasound bubble recognition imaging |
| US5957852A (en) * | 1998-06-02 | 1999-09-28 | Acuson Corporation | Ultrasonic harmonic imaging system and method |
| US6116244A (en) * | 1998-06-02 | 2000-09-12 | Acuson Corporation | Ultrasonic system and method for three-dimensional imaging with opacity control |
| US6511426B1 (en) | 1998-06-02 | 2003-01-28 | Acuson Corporation | Medical diagnostic ultrasound system and method for versatile processing |
| US6045507A (en) * | 1998-10-09 | 2000-04-04 | General Electric Company | Method and apparatus for adaptive color flow optimization |
| US6048316A (en) * | 1998-10-16 | 2000-04-11 | Acuson Corporation | Medical diagnostic ultrasonic imaging system and method for displaying composite fundamental and harmonic images |
| US6454715B2 (en) | 2000-04-11 | 2002-09-24 | Scimed Life Systems, Inc. | Methods and apparatus for blood speckle detection in an intravascular ultrasound imaging system |
| US6850552B2 (en) | 2000-12-01 | 2005-02-01 | Klaus Bibl | Iterative precision spectrum analysis |
| US6785570B2 (en) * | 2000-12-22 | 2004-08-31 | Md Medical Diagnostics Inc. | System and method for analysis of a tissue |
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| WO2016105509A1 (en) | 2014-12-23 | 2016-06-30 | Trustees Of Boston University | Method and system for oblique backscattering ultrasound imaging |
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| US4534359A (en) * | 1982-12-02 | 1985-08-13 | General Electric Company | Method and means for determining frequency selective tissue attenuation in a baseband ultrasonic imaging system |
| US4662222A (en) * | 1984-12-21 | 1987-05-05 | Johnson Steven A | Apparatus and method for acoustic imaging using inverse scattering techniques |
| FR2579763B1 (fr) * | 1985-03-29 | 1987-04-10 | Labo Electronique Physique | Procede et appareil d'exploration de milieux par echographie ultrasonore |
-
1987
- 1987-08-12 US US07/084,228 patent/US4803994A/en not_active Expired - Fee Related
-
1988
- 1988-08-05 JP JP63194676A patent/JP2519777B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| WO2003077765A1 (fr) * | 2002-03-18 | 2003-09-25 | Japan Science And Technology Corporation | Systeme d'echographie |
| US7422561B2 (en) | 2002-03-18 | 2008-09-09 | Japan Science And Technology Agency | Ultrasonographic system and ultrasonography |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2519777B2 (ja) | 1996-07-31 |
| US4803994A (en) | 1989-02-14 |
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