JPH074368B2 - 非線形パラメ−タ測定装置 - Google Patents
非線形パラメ−タ測定装置Info
- Publication number
- JPH074368B2 JPH074368B2 JP22471785A JP22471785A JPH074368B2 JP H074368 B2 JPH074368 B2 JP H074368B2 JP 22471785 A JP22471785 A JP 22471785A JP 22471785 A JP22471785 A JP 22471785A JP H074368 B2 JPH074368 B2 JP H074368B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wave
- probe
- frequency
- propagating
- pump
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は超音波による医用診断に用いる、媒質の非線形
パラメータB/Aの空間分布を映像する装置に関する。
パラメータB/Aの空間分布を映像する装置に関する。
音波と媒質の非線形な相互作用の大きさを表わす特性量
である非線形パラメータB/Aを用い、その空間分を像と
して得ることが医用診断の分野で有効であることが日本
音響学会誌第39巻８号（1983），第521〜530頁に指摘さ
れている。このような映像を得るため従来提案された装
置は上述の文献のように透過法による映像法である。そ
のため人体の診断へ適用することを考えた場合、乳房以
外では撮像すべき臓器を体外へ摘出することなしに生体
中で測定すること（in vivo計測）は困難であると考え
られる。
である非線形パラメータB/Aを用い、その空間分を像と
して得ることが医用診断の分野で有効であることが日本
音響学会誌第39巻８号（1983），第521〜530頁に指摘さ
れている。このような映像を得るため従来提案された装
置は上述の文献のように透過法による映像法である。そ
のため人体の診断へ適用することを考えた場合、乳房以
外では撮像すべき臓器を体外へ摘出することなしに生体
中で測定すること（in vivo計測）は困難であると考え
られる。
一方、反射法による計測を非線形パラメータ映像装置に
適用した場合、目的とする臓器内を通過して反射して来
る反射波に体内各部からの多重の反射波が混在して計測
され、この多重反射による位相誤差により正確な計測が
妨げられる。
適用した場合、目的とする臓器内を通過して反射して来
る反射波に体内各部からの多重の反射波が混在して計測
され、この多重反射による位相誤差により正確な計測が
妨げられる。
そこで本発明の目的は、非線形パラメータB/A空間分布
を得るのに際して、悪影響を及ぼす多重反射による位相
誤差を除去した反射法による非線形パラメータ測定装置
を提供するにある。
を得るのに際して、悪影響を及ぼす多重反射による位相
誤差を除去した反射法による非線形パラメータ測定装置
を提供するにある。
反射映像法において、一定の周波数の正弦波プローブ波
を用いることがB/Aの空間分布に相関のある、特定の時
間区間における受波信号の正確な位相シフトを得ること
困難にさせることがある。プローブ波にチヤープ波を用
いれば、反射したチヤープ波は、それと対向するポンプ
波と空間の各点において異なる単一の周波数の波と相互
に作用する。そのことにより、多重反射の悪影響のない
正確な非線形パラメータB/Aの空間分布の影像が得られ
る。
を用いることがB/Aの空間分布に相関のある、特定の時
間区間における受波信号の正確な位相シフトを得ること
困難にさせることがある。プローブ波にチヤープ波を用
いれば、反射したチヤープ波は、それと対向するポンプ
波と空間の各点において異なる単一の周波数の波と相互
に作用する。そのことにより、多重反射の悪影響のない
正確な非線形パラメータB/Aの空間分布の影像が得られ
る。
第１図にチヤープ波を用いた反射映像法の原理を示し
た。第１図ｂの20に示す高周波（1MHz以上）のチヤープ
波プローブ波の後縁に22に示す強度の、短いポンプパル
ス波を連ねた音響波が送受波探触子から送波される。壁
（ｘ＝ｌ）でチヤープ波プローブ波は反射する。このと
き、ｘ＝０からｘ＝ｌに至る伝播径路の全ての線上を映
像化するには、プローブ波20の時間長はτｄ＝2l/coだ
け必要になる。そこで、プローブ波20の時間長は送受波
探触子と反射壁間の信号伝送時間の２倍以上のものが使
用される。第１図ｂは、信号の送波開始後、時間ｔ＝
τｄの状況を示している。それによれば、ポンプ波Ｐ
（t,x）は反射壁面で反射したプローブ波Ｓ（t,x）とｘ
＝０からｘ＝ｌまでの全映像線上の各点において異なる
単一の周波数の波形と相互作用することが明らかであ
る。B/Aが第１図ａに示したように、空間上で変化する
ならば、プローブ波Ｓ（t,x）は全時間長τｄ＝2l/coに
おいて位相変動を被むる。第１図ｃには時間ｔ３τd/
2＝3l/2での状況を示している。結局チヤープ波プロー
ブ波20の送波開始（ｔ＝０）からプローブ波の後縁が受
波されるまでに4l/co＝２τｄの時間が経過する。
た。第１図ｂの20に示す高周波（1MHz以上）のチヤープ
波プローブ波の後縁に22に示す強度の、短いポンプパル
ス波を連ねた音響波が送受波探触子から送波される。壁
（ｘ＝ｌ）でチヤープ波プローブ波は反射する。このと
き、ｘ＝０からｘ＝ｌに至る伝播径路の全ての線上を映
像化するには、プローブ波20の時間長はτｄ＝2l/coだ
け必要になる。そこで、プローブ波20の時間長は送受波
探触子と反射壁間の信号伝送時間の２倍以上のものが使
用される。第１図ｂは、信号の送波開始後、時間ｔ＝
τｄの状況を示している。それによれば、ポンプ波Ｐ
（t,x）は反射壁面で反射したプローブ波Ｓ（t,x）とｘ
＝０からｘ＝ｌまでの全映像線上の各点において異なる
単一の周波数の波形と相互作用することが明らかであ
る。B/Aが第１図ａに示したように、空間上で変化する
ならば、プローブ波Ｓ（t,x）は全時間長τｄ＝2l/coに
おいて位相変動を被むる。第１図ｃには時間ｔ３τd/
2＝3l/2での状況を示している。結局チヤープ波プロー
ブ波20の送波開始（ｔ＝０）からプローブ波の後縁が受
波されるまでに4l/co＝２τｄの時間が経過する。
第２図の原理図は信号処理に関するものである。実際に
得られる反射信号は、ｂに示す必要な反射波とａに示す
不要反射波とからなることを描いている。しかしなが
ら、受波した信号がT1,T2,…Tnの時間区間に分けられる
と、それぞれの時間区間に存在する反射波のスペクトル
は先験的に知られる。そのため必要な反射波から遠くに
存在する反射壁からの不要反射波は、必要な反射波のス
ペクトルの帯域外となる。したがつて、適当なフイルタ
を用いれば、各時間区間に存在する不要反射スペクトル
を容易に除去できる。
得られる反射信号は、ｂに示す必要な反射波とａに示す
不要反射波とからなることを描いている。しかしなが
ら、受波した信号がT1,T2,…Tnの時間区間に分けられる
と、それぞれの時間区間に存在する反射波のスペクトル
は先験的に知られる。そのため必要な反射波から遠くに
存在する反射壁からの不要反射波は、必要な反射波のス
ペクトルの帯域外となる。したがつて、適当なフイルタ
を用いれば、各時間区間に存在する不要反射スペクトル
を容易に除去できる。
B/Aが第３図ａに示したように空間上で変化すると、上
記に説明した原理的な信号処理により、第３図ｂに示し
た位相分布スペクトルが得られる。したがつてポンプ波
とチヤープ波プローブ波との非線形な相互作用により生
じる位相変動分布は、空間の各点のB/Aとプローブ波周
波数に比例する。受波した反射プローブ波をフーリエ変
換すれば、B/Aの空間分布の情報を含んだ位相分布スペ
クトルが得られる。絶対量を表わす位相差分布スペクト
ルは、ポンプ波ありの反射チヤープ波プローブ波とポン
プなしの反射チヤープ波プローブ波との差のスペクトル
を用いて得られる。
記に説明した原理的な信号処理により、第３図ｂに示し
た位相分布スペクトルが得られる。したがつてポンプ波
とチヤープ波プローブ波との非線形な相互作用により生
じる位相変動分布は、空間の各点のB/Aとプローブ波周
波数に比例する。受波した反射プローブ波をフーリエ変
換すれば、B/Aの空間分布の情報を含んだ位相分布スペ
クトルが得られる。絶対量を表わす位相差分布スペクト
ルは、ポンプ波ありの反射チヤープ波プローブ波とポン
プなしの反射チヤープ波プローブ波との差のスペクトル
を用いて得られる。
チヤープ波プローブ波としては、周波数が時間とともに
次第に増加するのを用いても可能である。第３図ｃに
は、そのとき得られる位相変動分布スペクトルを示して
いる。
次第に増加するのを用いても可能である。第３図ｃに
は、そのとき得られる位相変動分布スペクトルを示して
いる。
以下、本発明の一実施例を第４図により説明する。掃引
発振器２からチヤープ信号が周期τｄで繰り返し発せら
れると、ゲート回路３は時間長τｄのゲートをチヤープ
信号に施し増幅器４と増幅後プローブ送受探触子を駆動
する。時間長τｄのチヤープ波プローブ波の後縁に高強
度の短いポンプ波を連ねるようポンプ波探触子６とポン
プパルス発生器５を用いる。チヤープ波としては5MHzか
ら3MHzに変化する高周波数のものを使用する。１はこの
ようなチヤープ波の発生の基準周波数信号を発する主発
振器である。
発振器２からチヤープ信号が周期τｄで繰り返し発せら
れると、ゲート回路３は時間長τｄのゲートをチヤープ
信号に施し増幅器４と増幅後プローブ送受探触子を駆動
する。時間長τｄのチヤープ波プローブ波の後縁に高強
度の短いポンプ波を連ねるようポンプ波探触子６とポン
プパルス発生器５を用いる。チヤープ波としては5MHzか
ら3MHzに変化する高周波数のものを使用する。１はこの
ようなチヤープ波の発生の基準周波数信号を発する主発
振器である。
プローブ波送受探触子６により受波した反射プローブ波
は受波回路10により検出され、AD変換器11によりデイジ
タル信号に変換される。このとき用いる標本化周波数は
ナイキストの標本化定理を満たすものを用いる。タイミ
ング制御器８は超音波の送受のタイミングを制御するも
のであり、ゲートを施すタイミング，ポンプパルス発生
のタイミング，受波に関するタイミングの制御を行う。
は受波回路10により検出され、AD変換器11によりデイジ
タル信号に変換される。このとき用いる標本化周波数は
ナイキストの標本化定理を満たすものを用いる。タイミ
ング制御器８は超音波の送受のタイミングを制御するも
のであり、ゲートを施すタイミング，ポンプパルス発生
のタイミング，受波に関するタイミングの制御を行う。
バンドパスフイルタ12は入力される信号の遅延時間に応
じて、共振周波数の変更できる構成を取つている。共振
周波数の変更は係数ROM9からデイジタルバンドパスフイ
ルタの係数を遅延時間に応じて転送することにより行
う。タイミング制御器８の転送のタイミングも制御す
る。このようにしてバンドパスフイルタ12により、不要
信号が除去される。高速フーリエ変換器13は、瀘波され
た反射信号をフーリエ変換し、周波数に比例した位相分
布を出力する。位相分布中の雑音を平滑化するため、加
算平均回路14を用いて加算平均を実行する。座標変換回
路15は加算平均した位相分布を周波数軸ωについて逆に
並べるものである。
じて、共振周波数の変更できる構成を取つている。共振
周波数の変更は係数ROM9からデイジタルバンドパスフイ
ルタの係数を遅延時間に応じて転送することにより行
う。タイミング制御器８の転送のタイミングも制御す
る。このようにしてバンドパスフイルタ12により、不要
信号が除去される。高速フーリエ変換器13は、瀘波され
た反射信号をフーリエ変換し、周波数に比例した位相分
布を出力する。位相分布中の雑音を平滑化するため、加
算平均回路14を用いて加算平均を実行する。座標変換回
路15は加算平均した位相分布を周波数軸ωについて逆に
並べるものである。
ポンプ波の波形は既知であるので、デコンボリユーシヨ
ン回路16においてデコンボリユーシヨン演算が実行さ
れ、非線形パラメータ分布B/Aが得られる。
ン回路16においてデコンボリユーシヨン演算が実行さ
れ、非線形パラメータ分布B/Aが得られる。
チヤープ波プローブ波として、周波数が時間とともに次
第に増加するものを用いた場合、座標変換回路15は必要
ない。
第に増加するものを用いた場合、座標変換回路15は必要
ない。
本発明によれば、非線形パラメータB/A空間分布を得る
のに際し、悪影響のある多重反射による位相誤差を改善
できるので正確なB/Aの映像が得られる効果がある。
のに際し、悪影響のある多重反射による位相誤差を改善
できるので正確なB/Aの映像が得られる効果がある。
以上はチヤープ波形について説明しているが、広帯域信
号であれば相関受信を行うことにより同様の効果が得ら
れることは当然である。
号であれば相関受信を行うことにより同様の効果が得ら
れることは当然である。
第１図はB/Aの反射映像法の原理図で、ａはB/Aの空間変
化、ｂは時間ｔτｄの状況、ｃは時間ｔ3/2τｄで
の状況を示す。ただしτｄはプローブ波の全時間長。第
２図は信号処理の原理図である。第３図ａはB/Aの空間
変化、第３図b,cは信号処理により得られる，位相分布
スペクトルを示す。第４図は本発明による一実施例を示
す。 １……主発振器、２……掃引発振器、３……ゲート回
路、４……増幅器、５……ポンプパルス発生器、６……
ポンプ波探触子、７……プローブ波送受波探触子、８…
…タイミング制御器、９……係数ROM、10……受波回
路、11……AD変換器、12……デイジタルバンドパスタイ
ルタ、13……高速フーリエ変換器、14……加算回路、15
……座標変換回路、16……デコンボリユーシヨン回路。
化、ｂは時間ｔτｄの状況、ｃは時間ｔ3/2τｄで
の状況を示す。ただしτｄはプローブ波の全時間長。第
２図は信号処理の原理図である。第３図ａはB/Aの空間
変化、第３図b,cは信号処理により得られる，位相分布
スペクトルを示す。第４図は本発明による一実施例を示
す。 １……主発振器、２……掃引発振器、３……ゲート回
路、４……増幅器、５……ポンプパルス発生器、６……
ポンプ波探触子、７……プローブ波送受波探触子、８…
…タイミング制御器、９……係数ROM、10……受波回
路、11……AD変換器、12……デイジタルバンドパスタイ
ルタ、13……高速フーリエ変換器、14……加算回路、15
……座標変換回路、16……デコンボリユーシヨン回路。
Claims (1)
- 【請求項１】高周波のチヤープ波プローブ波の後縁に比
較的大パワのパルス波ポンプを連ねた普響波を送波しか
つ反射して伝播するプローブ波と逆向きに伝播するパル
ス波ポンプ波を受波する振動子又は振動子アレイと、受
波したプローブ波を時間区間に応じて共振周波数の異な
るバンドパスフイルタを施し不要反射信号を除去する手
段と、前記バンドパスフイルタの出力をフーリエ変換し
周波数に比例した位相分布を得る手段と、前記位相分布
を加算平均し平均位相分布を得る手段と、前記平均位相
分布を周波数上で逆に並べる手段と、前記並べかえた平
均位相分布からポンプ波をもとにデコンボリユーシヨン
する手段とにより非線形パラメータの映像線上の空間分
布を得る手段を持つことを特徴とする非線形パラメータ
測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22471785A JPH074368B2 (ja) | 1985-10-11 | 1985-10-11 | 非線形パラメ−タ測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22471785A JPH074368B2 (ja) | 1985-10-11 | 1985-10-11 | 非線形パラメ−タ測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6284742A JPS6284742A (ja) | 1987-04-18 |
| JPH074368B2 true JPH074368B2 (ja) | 1995-01-25 |
Family
ID=16818143
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22471785A Expired - Lifetime JPH074368B2 (ja) | 1985-10-11 | 1985-10-11 | 非線形パラメ−タ測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH074368B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013051943A1 (en) * | 2011-10-03 | 2013-04-11 | Surf Technology As | Nonlinear imaging with dual band pulse complexes |
-
1985
- 1985-10-11 JP JP22471785A patent/JPH074368B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6284742A (ja) | 1987-04-18 |
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