JPS5855850A - 反射超音波による媒体特性測定方法 - Google Patents
反射超音波による媒体特性測定方法Info
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- G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
- G01S15/89—Sonar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
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- G01S15/895—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques characterised by the transmitted frequency spectrum
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- Acoustics & Sound (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (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】
＋１１発明の技術分野
本発明は、測定媒体に対し超音波を送受信して媒体の減
衰情報を測定する反射超音波による媒体特性測定方式に
関し、特に複数の異なる周波数成分を持＝、−ｔｐ ｕ
波を送信して測定する際に、送イご周波数の相違による
送信音場の変化のため生じる受（ｇ波への悪影響を除去
しうる反射超音波による媒体特性測定方式に関する。
衰情報を測定する反射超音波による媒体特性測定方式に
関し、特に複数の異なる周波数成分を持＝、−ｔｐ ｕ
波を送信して測定する際に、送イご周波数の相違による
送信音場の変化のため生じる受（ｇ波への悪影響を除去
しうる反射超音波による媒体特性測定方式に関する。
（２）技術の１ｒ景
超音波の送受信によって媒体の特性を測定すること（Ｊ
、人体の検査や金属探傷分野で広く利用されている。人
体の検査に利用される係る装置として超音波診断装置が
普及しているが、このような超音波診断装置は！ｉｌ織
の音響的実質点からの反射波を受信し、超ａ′波送（，
４時点からの時間関係によって音響的実質点の位置を表
示するにすぎないものであった。一方、逝年この反射波
を分析して組織の質を測定する試みが行われており、係
る装置が実用化されれば、診断効果が一層充実し、その
実用化が望まれている（３）従来技術と問題点 例えば、日本国特許公開昭４９−２５７８５号公報や日
本国特許公開昭４９−３８４９０号公報には、２種類の
周波数の超音波を送信し、媒体からのその各々の周波数
の受信波を受け、各々の周波数の受信波の大きさの比か
ら媒体の内部の減衰情報を測定する装置が開示されてい
る。係る開示技術によれば、媒体の超音波反射点である
音響的異質点の角度や面の滑らかさによる反射率の影響
を除去し、音響的異質点からの反射波がら媒体の内部組
織の超音波の吸収（減衰）のみを示ず情報を抽出するこ
とができ、媒体組織の質的な診断が可能となる。即ち、
媒体の内部組織の超音波の吸収（Ｍ衰〉情報によって、
その組織の硬度等が判別出来、その組織の質を診断する
ことが可能となる。
、人体の検査や金属探傷分野で広く利用されている。人
体の検査に利用される係る装置として超音波診断装置が
普及しているが、このような超音波診断装置は！ｉｌ織
の音響的実質点からの反射波を受信し、超ａ′波送（，
４時点からの時間関係によって音響的実質点の位置を表
示するにすぎないものであった。一方、逝年この反射波
を分析して組織の質を測定する試みが行われており、係
る装置が実用化されれば、診断効果が一層充実し、その
実用化が望まれている（３）従来技術と問題点 例えば、日本国特許公開昭４９−２５７８５号公報や日
本国特許公開昭４９−３８４９０号公報には、２種類の
周波数の超音波を送信し、媒体からのその各々の周波数
の受信波を受け、各々の周波数の受信波の大きさの比か
ら媒体の内部の減衰情報を測定する装置が開示されてい
る。係る開示技術によれば、媒体の超音波反射点である
音響的異質点の角度や面の滑らかさによる反射率の影響
を除去し、音響的異質点からの反射波がら媒体の内部組
織の超音波の吸収（減衰）のみを示ず情報を抽出するこ
とができ、媒体組織の質的な診断が可能となる。即ち、
媒体の内部組織の超音波の吸収（Ｍ衰〉情報によって、
その組織の硬度等が判別出来、その組織の質を診断する
ことが可能となる。
一方、係る開示技術によれば、反射波の強度が弱い場合
に測定の誤差が生じ晃いので、本発明者は、送信波の強
度スペクトルの形状と受信波の強度スペクトルの形状と
の比較がら媒体の減衰情報を測定する技術を発明し、特
許出願昭５６−６５５３６号として出願している。
に測定の誤差が生じ晃いので、本発明者は、送信波の強
度スペクトルの形状と受信波の強度スペクトルの形状と
の比較がら媒体の減衰情報を測定する技術を発明し、特
許出願昭５６−６５５３６号として出願している。
しかしながら、係る開示技術や出願された技術は、発信
された超音波ビームが一次元的構造を持ち、−次元的に
伝播するとの仮定のもとにその解決策を示しているもの
で、実際の三次元的構造を持ち、三次元的に伝播する超
音波ビームに対しては、その他の１人が必要となる。
された超音波ビームが一次元的構造を持ち、−次元的に
伝播するとの仮定のもとにその解決策を示しているもの
で、実際の三次元的構造を持ち、三次元的に伝播する超
音波ビームに対しては、その他の１人が必要となる。
即ち、三次元的構造構造を持ち、三次元的に伝播１’
６ Ｊｊｌ ｉ 波ヒー ムは、発信周波数によってそ
のビート形状が相違し、各周波数によってビーム周辺の
有効測定空間が変化する。従って、複数の周波数成分の
送信波を用いる際には、この有効測定空間の変化によっ
て受信波が発信周波数ごとに異なる影響を受け、受信波
には、有効測定空間の周波数の相違による成分と、媒体
特性の周波数の相違による差の成分が含まれ、これらは
分離できない。従って、発信周波数が相違しても発に超
音波のビーム形状が周波数依存性を持たないような工夫
が必要となる。
６ Ｊｊｌ ｉ 波ヒー ムは、発信周波数によってそ
のビート形状が相違し、各周波数によってビーム周辺の
有効測定空間が変化する。従って、複数の周波数成分の
送信波を用いる際には、この有効測定空間の変化によっ
て受信波が発信周波数ごとに異なる影響を受け、受信波
には、有効測定空間の周波数の相違による成分と、媒体
特性の周波数の相違による差の成分が含まれ、これらは
分離できない。従って、発信周波数が相違しても発に超
音波のビーム形状が周波数依存性を持たないような工夫
が必要となる。
このため、本発明者等は、発信周波数に応じて超音波ト
ランスデユーサの開口径を変化せしめて各発信周波数の
超音波のビーム形状が三次元的に同一とする方法や各発
信周波数の超音波のビーム形状の重複する領域を受信範
囲とする様に選択的に反射波を受信する方法を発明し、
各々特許出願昭５６−４８２７５号「超音波利用測定方
式」及び特許出願昭５６−７６９８６号「超音波測定装
置」として出願している。 これらによれば、送信音場
制御により実音場が周波数依存性を有せず、又受信音場
制御により実音場が周波数依存性を有しないので、実質
的に発信超音波のビーム形状が周波数依存性を持たない
様にすることが可能となる。
ランスデユーサの開口径を変化せしめて各発信周波数の
超音波のビーム形状が三次元的に同一とする方法や各発
信周波数の超音波のビーム形状の重複する領域を受信範
囲とする様に選択的に反射波を受信する方法を発明し、
各々特許出願昭５６−４８２７５号「超音波利用測定方
式」及び特許出願昭５６−７６９８６号「超音波測定装
置」として出願している。 これらによれば、送信音場
制御により実音場が周波数依存性を有せず、又受信音場
制御により実音場が周波数依存性を有しないので、実質
的に発信超音波のビーム形状が周波数依存性を持たない
様にすることが可能となる。
送信音場制御により実音場が周波数依存性を有さむけれ
ば、例えば、音速が測定媒体とほぼ同じで、周波数特性
を持たないか又は周波数特性を持っても相互作用の弱い
基準媒体（例えば水）では、音場内の各点からの反射受
信波の周波数成分情報（例えばスペクトル分布形状）は
総て相似であるはずであるしかしなから、送ｒ、ｇ’＃
場制御に若干の誤差があったり、考慮ずべき周波数成分
が多い場合には、完全に周波数依存性を有しない実Ｕ場
を得ることが困難となる。しかも、近距離と遠距離との
き場を１回の送（，４ｎｉ’制御でカバーすることが困
難となり、例え２回に分けて近距離と遠距離との音場を
カバーしても、近距離と遠距離との台場の遷移領域では
、同様に完全に周波数依存性を有しない実音場を得るこ
とが困難となる。
ば、例えば、音速が測定媒体とほぼ同じで、周波数特性
を持たないか又は周波数特性を持っても相互作用の弱い
基準媒体（例えば水）では、音場内の各点からの反射受
信波の周波数成分情報（例えばスペクトル分布形状）は
総て相似であるはずであるしかしなから、送ｒ、ｇ’＃
場制御に若干の誤差があったり、考慮ずべき周波数成分
が多い場合には、完全に周波数依存性を有しない実Ｕ場
を得ることが困難となる。しかも、近距離と遠距離との
き場を１回の送（，４ｎｉ’制御でカバーすることが困
難となり、例え２回に分けて近距離と遠距離との音場を
カバーしても、近距離と遠距離との台場の遷移領域では
、同様に完全に周波数依存性を有しない実音場を得るこ
とが困難となる。
従って、例え基準媒体であっても、音場内の各点での周
波数成分情報（例えばスペクトル分布形状）は相似でな
くなる。
波数成分情報（例えばスペクトル分布形状）は相似でな
くなる。
又、送信音場に周波数依存性を許し、受信音場制ｕｌｌ
により実音場の周波数依存性を除去する方法では、特に
音場内の各点からの反射受信波の周波数成分情報（例え
ばスペクトル分布形状）の相似性が損なわｆＩる。即ら
、同一・開口径のトランスデユーサで形成される音場は
、遠距離では超音波の波ｋに逆比例した拡散角をもち、
このため低周波成分は、＾周波成分よりもその深さとと
もにより広い立体角に拡散され相対比は低下する。超音
波の反射は、各深度から周波数依存性なく行われても、
各深度からの受信１メ射波のスペクトル分布形状は例え
基準媒体中といえども相似性を保つことができなくなる
。
により実音場の周波数依存性を除去する方法では、特に
音場内の各点からの反射受信波の周波数成分情報（例え
ばスペクトル分布形状）の相似性が損なわｆＩる。即ら
、同一・開口径のトランスデユーサで形成される音場は
、遠距離では超音波の波ｋに逆比例した拡散角をもち、
このため低周波成分は、＾周波成分よりもその深さとと
もにより広い立体角に拡散され相対比は低下する。超音
波の反射は、各深度から周波数依存性なく行われても、
各深度からの受信１メ射波のスペクトル分布形状は例え
基準媒体中といえども相似性を保つことができなくなる
。
以上のように、送信音場制御及び受信音場制御によって
も、例え、音速が測定媒体とほぼ同じで、周波数特性を
持たないか又は周波数特性を持っても相互作用の弱い基
準媒体（例えば水）といえども、反射波が反射点深度に
よってスペクトル分布形状の変化を生じることは、測定
媒体の測定にも、係る反射点深度によってスペクトル分
布形状の変化の影響が生じ、測定時に測定媒体自体の周
波数成分変化と分層できなくなり、測定誤差が大きくな
る欠点がある（４）発明の目的 本発明の目的は、係る複数の周波数の超音波を送信した
際に生じる音場形状の相違による受信波への悪影響を除
去し、媒体の正確な減衰情報を測定しうる反射超音波に
よる媒体特性測定方式を提供するにある。
も、例え、音速が測定媒体とほぼ同じで、周波数特性を
持たないか又は周波数特性を持っても相互作用の弱い基
準媒体（例えば水）といえども、反射波が反射点深度に
よってスペクトル分布形状の変化を生じることは、測定
媒体の測定にも、係る反射点深度によってスペクトル分
布形状の変化の影響が生じ、測定時に測定媒体自体の周
波数成分変化と分層できなくなり、測定誤差が大きくな
る欠点がある（４）発明の目的 本発明の目的は、係る複数の周波数の超音波を送信した
際に生じる音場形状の相違による受信波への悪影響を除
去し、媒体の正確な減衰情報を測定しうる反射超音波に
よる媒体特性測定方式を提供するにある。
（Ｆ））発明の構成
この目的の達成のため、本発明反射超音波による媒体特
性測定方式は、超音波を測定媒体に送ｆどし前記媒体か
らの反射波を受信する超音波送受信手段と、受信波を分
析して前記媒体内部の特性を測定する測定装置とを有し
、前記超音波送受信手段から複数の異なる周波数成分を
持つ超音波を送（ｇするとともに前記測定装置は当該複
数の周波数成分の受信波から前記媒体内部の特性を測定
する反射超音波による媒体特性測定方式において、基準
媒体の各深度の反射波よりえた各深度毎の補正情報を記
憶するメモリを設け、前記受信された受信波をその深度
に対１応する前記メモリの補正情報によっ°Ｃ補正する
ことを特徴とするものである。
性測定方式は、超音波を測定媒体に送ｆどし前記媒体か
らの反射波を受信する超音波送受信手段と、受信波を分
析して前記媒体内部の特性を測定する測定装置とを有し
、前記超音波送受信手段から複数の異なる周波数成分を
持つ超音波を送（ｇするとともに前記測定装置は当該複
数の周波数成分の受信波から前記媒体内部の特性を測定
する反射超音波による媒体特性測定方式において、基準
媒体の各深度の反射波よりえた各深度毎の補正情報を記
憶するメモリを設け、前記受信された受信波をその深度
に対１応する前記メモリの補正情報によっ°Ｃ補正する
ことを特徴とするものである。
ｔｌｊ１発明の実施例
以Ｆ本発明を実施例により説明する。
第１図は、本発明の詳細な説明図である。図中、ｌは送
受兼用の１ランスデユーサであり、例えばＰ Ｚ ’Ｆ
等の圧電素子で構成される。２は人体の如き測定媒体で
ある。測定媒体２の表面にトランスデユーサｌを接し、
その深さ方向Ｚ軸方向にトラジスタ、−サｌから超音波
を送信し、Ｚ軸上の各点がらの反射波を受信して、測定
媒体の減衰傾斜等の周波数依存性のある媒体特性値の２
軸上の分布を測定するものである。送信超音波としては
、バースト状パルス波、時間的に変化するＣｈｉｒｐ変
調又は擬似ランダムコード変調による連続波等を用いる
ことにより、各深度Ｚからの反射信号を時間情報により
識別することができる。この場合、いずれもある中心周
波数ＦＯとその両側に拡がる周波数帯域が必要である。
受兼用の１ランスデユーサであり、例えばＰ Ｚ ’Ｆ
等の圧電素子で構成される。２は人体の如き測定媒体で
ある。測定媒体２の表面にトランスデユーサｌを接し、
その深さ方向Ｚ軸方向にトラジスタ、−サｌから超音波
を送信し、Ｚ軸上の各点がらの反射波を受信して、測定
媒体の減衰傾斜等の周波数依存性のある媒体特性値の２
軸上の分布を測定するものである。送信超音波としては
、バースト状パルス波、時間的に変化するＣｈｉｒｐ変
調又は擬似ランダムコード変調による連続波等を用いる
ことにより、各深度Ｚからの反射信号を時間情報により
識別することができる。この場合、いずれもある中心周
波数ＦＯとその両側に拡がる周波数帯域が必要である。
トランスデユーサｌから中心周波数Ｆｌの超音波を送信
した場合には、第１図ａの如くのビーム形状となり、ト
ランスデユーサ１から中心周波数Ｆ２ （Ｆ２＞Ｆｌ
）の超音波を送（ｊ した場合には、第１図すの如くの
ビーム形状となり、低周波数の超音波ピノ、（ａ）の方
が高周波数の超音波ビーム（ｂ）より拡がる。
した場合には、第１図ａの如くのビーム形状となり、ト
ランスデユーサ１から中心周波数Ｆ２ （Ｆ２＞Ｆｌ
）の超音波を送（ｊ した場合には、第１図すの如くの
ビーム形状となり、低周波数の超音波ピノ、（ａ）の方
が高周波数の超音波ビーム（ｂ）より拡がる。
本発明者等の発明による前述の特許出願昭５６−７６９
８６号「超音波測定装置」によれば、低周波数の趙ｆ１
−波し−１・（ａ）と高周波数の超音波ビーム（ｂ）の
重複する立体角内に周波数依存性を有しない受信音場の
Ｉ／Ｉ域（を設けることができる。しかしながら、受信
音場の領域Ｃの立体角は、軸Ｚ′に対し−・様でなく、
受イ６音場の領域ＣＯＺ軸上の各座標でのビーム断面に
含まれる各周波数Ｆ＋ 、Ｆ２の強度比は一定でなくな
るため、周波数依存性が生じる。
８６号「超音波測定装置」によれば、低周波数の趙ｆ１
−波し−１・（ａ）と高周波数の超音波ビーム（ｂ）の
重複する立体角内に周波数依存性を有しない受信音場の
Ｉ／Ｉ域（を設けることができる。しかしながら、受信
音場の領域Ｃの立体角は、軸Ｚ′に対し−・様でなく、
受イ６音場の領域ＣＯＺ軸上の各座標でのビーム断面に
含まれる各周波数Ｆ＋ 、Ｆ２の強度比は一定でなくな
るため、周波数依存性が生じる。
本発明では、音速が測定媒体とほぼ同じで、周波数特性
を持たないか又は周波数特性を持っても相互作用の弱い
媒体を基準媒体として用い、測定系の周ｌＩｋ、数特性
を測定しておく。基準媒体としては、測定媒体が生体の
場合には、水又は食塩水を用いることができる。生体は
減衰係数が送Ｇｊ超音波の周波数の略−乗に比例するの
に対し、水は減衰係数が送信超Ｉ）°波の周波数の略二
乗に比例することが知られているが、水の減衰係数は生
体の減衰係数に比較して無視しうる１ν小さい。そして
、この基準媒体中に模擬反射体をもうける。Ｉｉ擬反射
体としては、球体や略平血でその表面が凹凸を自するも
の等を用いると１史利であり、例えばアルミ等の金属や
プラスチ、りが良い。この模擬反射体を基準媒体中に固
定し、この基準媒体にトランスデユーサ１を接し、トラ
ンスデユーサ１から中心周波数Ｆ１の超音波を送信する
。
を持たないか又は周波数特性を持っても相互作用の弱い
媒体を基準媒体として用い、測定系の周ｌＩｋ、数特性
を測定しておく。基準媒体としては、測定媒体が生体の
場合には、水又は食塩水を用いることができる。生体は
減衰係数が送Ｇｊ超音波の周波数の略−乗に比例するの
に対し、水は減衰係数が送信超Ｉ）°波の周波数の略二
乗に比例することが知られているが、水の減衰係数は生
体の減衰係数に比較して無視しうる１ν小さい。そして
、この基準媒体中に模擬反射体をもうける。Ｉｉ擬反射
体としては、球体や略平血でその表面が凹凸を自するも
の等を用いると１史利であり、例えばアルミ等の金属や
プラスチ、りが良い。この模擬反射体を基準媒体中に固
定し、この基準媒体にトランスデユーサ１を接し、トラ
ンスデユーサ１から中心周波数Ｆ１の超音波を送信する
。
そして、その反射波を受信してその周波数特性を分析す
る。例えば、反射波の周波数特性として低周波叡域の信
号強度が低いと分析されると、これを補正する様な補正
信号を作成する。同様にｍ擬反射体を基準媒体中でＺ軸
上を移動せしめ、Ｚ軸上の他の点で固定し、同様の超音
波の送信、受信、反射波の分析、補正信号の作成を行う
。そして、Ｚ軸上の各点に対し、これらを行い、Ｚ軸上
の各点に対する補正（６号を作成する。同様に中心周波
数Ｆ２の超音波に対しても行いＺ軸上の各点に対する補
正信号を作成する。これらをメモリに記憶させておく。
る。例えば、反射波の周波数特性として低周波叡域の信
号強度が低いと分析されると、これを補正する様な補正
信号を作成する。同様にｍ擬反射体を基準媒体中でＺ軸
上を移動せしめ、Ｚ軸上の他の点で固定し、同様の超音
波の送信、受信、反射波の分析、補正信号の作成を行う
。そして、Ｚ軸上の各点に対し、これらを行い、Ｚ軸上
の各点に対する補正（６号を作成する。同様に中心周波
数Ｆ２の超音波に対しても行いＺ軸上の各点に対する補
正信号を作成する。これらをメモリに記憶させておく。
そして、測定媒体の測定時にえられる反射波のフィルタ
回路における各周波数のゲインをこの補正値％ｊで補正
して、フィルタ回路の出力とする。
回路における各周波数のゲインをこの補正値％ｊで補正
して、フィルタ回路の出力とする。
この樟に、基準媒体によって各発信周波数における測定
系自体の周波数特性を求めておき、測定時には、測定さ
れた各反射波からこの周波数特性を除く様にこの反射波
を補正することにより、測定媒体自体の周波数特性のみ
を含む反射波を得ることができる。
系自体の周波数特性を求めておき、測定時には、測定さ
れた各反射波からこの周波数特性を除く様にこの反射波
を補正することにより、測定媒体自体の周波数特性のみ
を含む反射波を得ることができる。
第２図は、本発明の一実施例ブロック図である。
図中、ｌはトランスデユーサであり、超音波ビームを送
信し前述の如（反射波を受信し、中心周波数Ｆ１、Ｆ２
の超音波の送受完了毎に送（ｇ方向を変え測定媒体を走
査するもの、３は送信ユニ、）であり、中心周波数Ｆｌ
、Ｆ２でＩランスデューサ１を発振させる↓）の、４
は受信ユニットであり、トランスデー１−サｌの受に出
力をフィルタ回路で弁別し、各反射波のエネルギー做と
反射波の超音波送（Ｊ時からの到達時間を出力するもの
、５はメモリユニットであり、受（＋４ユニノ１４の出
力を順次格納するもの、６↓Ｊ演算ユニ、ｌであり、各
周波数の反射波のエネルギー量と反射波の超音波送信時
からの到達時間によって減衰傾斜を７ドめるもの、７は
表示制御ユニットであり、受信ユニット４の受信タイミ
ングに同期し−（前述の演Ｗｆユニット６からのデータ
に基づき断層面の表示情報を作成するもの、８は表示ユ
ニ、トチあり、ＣＲＴディスプレイ装置等の映像を表示
するためのもの、９は制御ユニットであり、超音波の送
信／受信の切り換え、メモリユニット５の書込み、続出
しタイミング制御等を行うもの、ＩＯは前述の補正情報
を記憶するための補正メモリであり、１１は受信信号の
周波数分析を行い、補正情報を作成する補正情報作成回
路である。
信し前述の如（反射波を受信し、中心周波数Ｆ１、Ｆ２
の超音波の送受完了毎に送（ｇ方向を変え測定媒体を走
査するもの、３は送信ユニ、）であり、中心周波数Ｆｌ
、Ｆ２でＩランスデューサ１を発振させる↓）の、４
は受信ユニットであり、トランスデー１−サｌの受に出
力をフィルタ回路で弁別し、各反射波のエネルギー做と
反射波の超音波送（Ｊ時からの到達時間を出力するもの
、５はメモリユニットであり、受（＋４ユニノ１４の出
力を順次格納するもの、６↓Ｊ演算ユニ、ｌであり、各
周波数の反射波のエネルギー量と反射波の超音波送信時
からの到達時間によって減衰傾斜を７ドめるもの、７は
表示制御ユニットであり、受信ユニット４の受信タイミ
ングに同期し−（前述の演Ｗｆユニット６からのデータ
に基づき断層面の表示情報を作成するもの、８は表示ユ
ニ、トチあり、ＣＲＴディスプレイ装置等の映像を表示
するためのもの、９は制御ユニットであり、超音波の送
信／受信の切り換え、メモリユニット５の書込み、続出
しタイミング制御等を行うもの、ＩＯは前述の補正情報
を記憶するための補正メモリであり、１１は受信信号の
周波数分析を行い、補正情報を作成する補正情報作成回
路である。
この動作を以下に説明する。
まず、補正情報の作成について説明する。
測定媒体２として前述の基準媒体を置き、制御ユニット
９は送信ユニット３に対し周波数Ｆ１の信号でトランス
デユーサｌを発振せしめる。制御ユニット９は受信ユニ
ット４に対し発信タイミング制御号を発し、受信ユニノ
Ｆ４に受信準備及び内蔵するり針回Ｗｂによる計時動作
を開始せしめる。基準媒体中の模擬反射体からの反射波
はトランスデユーサ１で受信され受信ユニット４に入力
される。受信ユニット４は一定値思−ヒの信号が人力さ
れると、これを反射波としζみなし、内蔵する増幅回路
で増幅後、又内蔵するフィルタ回路で中心周波数■パ１
の信号をろ波する。ろ波後の信号は、補正情報作成回路
１１に人力され、周波数分析される。即ち、所定の（■
域幅をもつ中心周波数Ｆｌの信号の各周波数成分の減衰
ψを求め、この減衰閂を補正する信号を作成し、この補
正情報を補正メモリに記憶せしめる。
９は送信ユニット３に対し周波数Ｆ１の信号でトランス
デユーサｌを発振せしめる。制御ユニット９は受信ユニ
ット４に対し発信タイミング制御号を発し、受信ユニノ
Ｆ４に受信準備及び内蔵するり針回Ｗｂによる計時動作
を開始せしめる。基準媒体中の模擬反射体からの反射波
はトランスデユーサ１で受信され受信ユニット４に入力
される。受信ユニット４は一定値思−ヒの信号が人力さ
れると、これを反射波としζみなし、内蔵する増幅回路
で増幅後、又内蔵するフィルタ回路で中心周波数■パ１
の信号をろ波する。ろ波後の信号は、補正情報作成回路
１１に人力され、周波数分析される。即ち、所定の（■
域幅をもつ中心周波数Ｆｌの信号の各周波数成分の減衰
ψを求め、この減衰閂を補正する信号を作成し、この補
正情報を補正メモリに記憶せしめる。
前述の如くＺ軸上の各点に模擬反射体を設け、各点に対
応した反射波を得て、作成された補正情報をトランスデ
ユーサｌから反射点のでの距離に対応したアドレスで補
正メモリ１０に記憶せしめる。
応した反射波を得て、作成された補正情報をトランスデ
ユーサｌから反射点のでの距離に対応したアドレスで補
正メモリ１０に記憶せしめる。
同様に周波数Ｆ２の超音波に対しても、前述の補正情報
の作成を行い、作成された補正情報を補正メモリ１０に
記憶せしめる。
の作成を行い、作成された補正情報を補正メモリ１０に
記憶せしめる。
この補正情報は、測定媒体が基準媒体と間−物である限
り、変更する必要がない。
り、変更する必要がない。
一方、測定の際には、制御ユニット９は送信ユニット３
に対し周波数Ｆ＋の信号でトランスデユーサｌを発振り
しめる。制御ユニット９は受信ユニット４に対し発信タ
イミング４４号を発し、受信ユニット４に受ｆＪ準偏及
び内蔵する時針回路によるＩｌＦ時動作を開始せしめる
。測道媒体中の音響的異質点からの反射波はトランスデ
ユーサ１で受信され受（ｚユニット４に入力される。受
信ユニット４は一定値以上の信号が入力されると、これ
を反射波としてみなし、内蔵する増幅回路で増幅後、又
内蔵するフィルタ回路で中心周波数Ｆｌの信号なろ波す
る。この場合、フィルタ回路は外部からの入力によって
、各ろ波周波数のゲインを可変とする様構成されている
。一方、制御ユニット９は時計回路の出力によって得ら
れる距４１信号に応じて、前述の補正メモリ１０の周波
！＆Ｆ１の補正情報を続出し、フィルタ回路のゲインを
制御する。これにより、フィルタ回路の出力は、測定系
自体の周波数特性の除かれた測定媒体自体の周波数特性
を示す信号となる。フィルタ回路の出力は、積分回路で
エネルギー菅に変換され、更にこのエネルギー量がデジ
タル量に変換されて受信ユニット４の出力となる。
に対し周波数Ｆ＋の信号でトランスデユーサｌを発振り
しめる。制御ユニット９は受信ユニット４に対し発信タ
イミング４４号を発し、受信ユニット４に受ｆＪ準偏及
び内蔵する時針回路によるＩｌＦ時動作を開始せしめる
。測道媒体中の音響的異質点からの反射波はトランスデ
ユーサ１で受信され受（ｚユニット４に入力される。受
信ユニット４は一定値以上の信号が入力されると、これ
を反射波としてみなし、内蔵する増幅回路で増幅後、又
内蔵するフィルタ回路で中心周波数Ｆｌの信号なろ波す
る。この場合、フィルタ回路は外部からの入力によって
、各ろ波周波数のゲインを可変とする様構成されている
。一方、制御ユニット９は時計回路の出力によって得ら
れる距４１信号に応じて、前述の補正メモリ１０の周波
！＆Ｆ１の補正情報を続出し、フィルタ回路のゲインを
制御する。これにより、フィルタ回路の出力は、測定系
自体の周波数特性の除かれた測定媒体自体の周波数特性
を示す信号となる。フィルタ回路の出力は、積分回路で
エネルギー菅に変換され、更にこのエネルギー量がデジ
タル量に変換されて受信ユニット４の出力となる。
受信ユニット４からは、この反射エネルギー値とこの反
射波を受信した時の時計回路の時間出力とが出力され、
メモリユニット５に記憶される。
射波を受信した時の時計回路の時間出力とが出力され、
メモリユニット５に記憶される。
このようにして、測定媒体の各音響的異質点からの反射
波に対応する反射エネルギー値と時間出力とが順次時系
列的に格納される。
波に対応する反射エネルギー値と時間出力とが順次時系
列的に格納される。
同様に、制御ユニ、ト９は送信ユニット３に対し周波数
Ｆ２の信号で１ランスデユーサｌを発振せしめ°Ｃ１そ
の測定媒体からの反射波を受信ユニット４で受信し、内
蔵する増幅回路で増幅後、又内蔵するフィルタ回路で中
心周波数Ｆ２の信号なろ波する。
Ｆ２の信号で１ランスデユーサｌを発振せしめ°Ｃ１そ
の測定媒体からの反射波を受信ユニット４で受信し、内
蔵する増幅回路で増幅後、又内蔵するフィルタ回路で中
心周波数Ｆ２の信号なろ波する。
制御ユニノ１９は時計回路の出力によっζ得られる目！
離信号に応じて、前述の補正メモリ１０の周波数Ｆ２の
補正情報を続出し、フィルタ回路のゲインを制御する。
離信号に応じて、前述の補正メモリ１０の周波数Ｆ２の
補正情報を続出し、フィルタ回路のゲインを制御する。
フィルタ回路の出力は、積分回路で工オルギー閂に変換
され、史にこの工オルギー量がデジタル閂に変換されて
受（４ユニツト４の出力となる。
され、史にこの工オルギー量がデジタル閂に変換されて
受（４ユニツト４の出力となる。
受信ユニット４からは、この反射エネルギー値とごの反
射波を受イｔ Ｌだ時の時、ＩＦ回Ｖδの時間出力とが
出力され、メモリユニット５に記憶される。
射波を受イｔ Ｌだ時の時、ＩＦ回Ｖδの時間出力とが
出力され、メモリユニット５に記憶される。
このようにして、周波数Ｆ２に対しても、測定媒体の各
音響的異質点からの反射波に対応する反射エネルギー値
と時間出力とが順次時系列的に格納される。
音響的異質点からの反射波に対応する反射エネルギー値
と時間出力とが順次時系列的に格納される。
演算ユニ、トロは、メモリユニット５の記憶情報から減
衰傾斜を演算する。このための構成は、本発明考等によ
る特許出願昭５５年７４６８０号「検体の識別方式」明
細書に詳細に示されており、詳細な説明は省略するが、
以下の様な演算をおこなう。
衰傾斜を演算する。このための構成は、本発明考等によ
る特許出願昭５５年７４６８０号「検体の識別方式」明
細書に詳細に示されており、詳細な説明は省略するが、
以下の様な演算をおこなう。
まず、測定媒体内の伝播速度を■、送信周波数Ｆ１に対
するｉ番目の反射波の反射エネルギー値をＲ１、送信周
波数Ｆ２に対するｉ番目の反射波の反射エネルギー値を
Ｒｌｏ とじ、ｉ番目の反射波の時間出力な′Ｆｉとし
、ｉ番目の反射波の生じる音響的異質点と（ｉ−１）番
目の反射波の生じる音響的異質点との間の組織の減衰係
数なμｉとすると、次式が成立する。
するｉ番目の反射波の反射エネルギー値をＲ１、送信周
波数Ｆ２に対するｉ番目の反射波の反射エネルギー値を
Ｒｌｏ とじ、ｉ番目の反射波の時間出力な′Ｆｉとし
、ｉ番目の反射波の生じる音響的異質点と（ｉ−１）番
目の反射波の生じる音響的異質点との間の組織の減衰係
数なμｉとすると、次式が成立する。
Ｉｔ ｉ −−μ（ｉ −１）＝−Ｒ／ （Ｖ・Ｔ）但
し、 Ｒ＝ｌｏｇ （Ｒｉ／Ｒｉ’ ） −Ｉ ｏｇ （Ｒ（ｉ−１） ／Ｒ（ｉ−１＞’
）１’＝Ｔ ｉ −Ｔ （ｉ−１） υｔっで、ｉ番目の反射波の時間出力の送信周波数Ｆ１
と送信周波数Ｆ２に列する［１４の反射波の反射エネル
ギー値をメモリユニット５より続出し、更に、ｉ−１番
［１の反射波の時間出力の送信周波数Ｆｌと送信周波数
Ｆ２に幻するｉ−１番目の反射波の反射エネルギー値を
メモリユニ、ト５より続出し、演算ユニット６でＲを求
め、次にｉ番目の反射波の時間出力とｉ−１番目の反射
波の時間出力をメモリユニット５より続出し、演算ユニ
ット６で］゛を求め、既知の■を用いて、演算ユニット
６はμｉ−μ（ｉ−１）を演算することができる。
し、 Ｒ＝ｌｏｇ （Ｒｉ／Ｒｉ’ ） −Ｉ ｏｇ （Ｒ（ｉ−１） ／Ｒ（ｉ−１＞’
）１’＝Ｔ ｉ −Ｔ （ｉ−１） υｔっで、ｉ番目の反射波の時間出力の送信周波数Ｆ１
と送信周波数Ｆ２に列する［１４の反射波の反射エネル
ギー値をメモリユニット５より続出し、更に、ｉ−１番
［１の反射波の時間出力の送信周波数Ｆｌと送信周波数
Ｆ２に幻するｉ−１番目の反射波の反射エネルギー値を
メモリユニ、ト５より続出し、演算ユニット６でＲを求
め、次にｉ番目の反射波の時間出力とｉ−１番目の反射
波の時間出力をメモリユニット５より続出し、演算ユニ
ット６で］゛を求め、既知の■を用いて、演算ユニット
６はμｉ−μ（ｉ−１）を演算することができる。
更に、減衰傾斜αは次式の演算により求めることができ
る。
る。
α＝４’、３４３・μ／ （Ｆｌ −Ｆ２＞但し、μ＝
μ！−μ （ｉ−１） このようにして、得られた減衰係数又は減衰傾斜は表示
制御ユニット７に送られ、表示制御ユニット７１ｊ受信
ユニツト４の受信タイミングに同期して前述のｆｉ４Ｖ
ユニノ１６からのデータに基づき断層面の表示情報を作
成し、断層面の映像を表示する表示ユニ、１８で減衰情
報の分布を表示せしめる。
μ！−μ （ｉ−１） このようにして、得られた減衰係数又は減衰傾斜は表示
制御ユニット７に送られ、表示制御ユニット７１ｊ受信
ユニツト４の受信タイミングに同期して前述のｆｉ４Ｖ
ユニノ１６からのデータに基づき断層面の表示情報を作
成し、断層面の映像を表示する表示ユニ、１８で減衰情
報の分布を表示せしめる。
前述の実施例の他に、補正情報作成回路１１を特別に設
けず、予め別途作成された補正情報を補正メモリに記憶
せしめても良い。
けず、予め別途作成された補正情報を補正メモリに記憶
せしめても良い。
（７）発明の効果
以上の様に本発明によれば、基準媒体の各深度の反射波
よりえた各深度毎の補正情報を記憶するメモリを設け、
前記受信された受信波をその深度に対応する前記メモリ
の補正情報によって補正することにより、測定系自体の
周波数特性の除かれた測定媒体自体の周波数特性を示す
反射波信号を得ることが可能となり、測定媒体の質的測
定の精度が向上し、正４血な測定が可能となる。
よりえた各深度毎の補正情報を記憶するメモリを設け、
前記受信された受信波をその深度に対応する前記メモリ
の補正情報によって補正することにより、測定系自体の
周波数特性の除かれた測定媒体自体の周波数特性を示す
反射波信号を得ることが可能となり、測定媒体の質的測
定の精度が向上し、正４血な測定が可能となる。
尚、本発明を一実施例により説明したが、受信音場制御
の場合のみならず、送信音場制御の場合も適用でき、又
音場制御を行わない場合にも適用できる等、本発明の趣
旨の範囲内において、種核の変形が可能であり、これら
を本発明の範囲から排除するものではない。
の場合のみならず、送信音場制御の場合も適用でき、又
音場制御を行わない場合にも適用できる等、本発明の趣
旨の範囲内において、種核の変形が可能であり、これら
を本発明の範囲から排除するものではない。
第１図は、本発明の詳細な説明図、第２図は、本発明の
一実施例ブロック図である。図中、ｌは送受兼用のトラ
ンスデユーサ、２は人体の如き測定媒体、ａは低周波数
の超音波ビーム、ｂは＾周波数の超音波ビーム、３は送
信ユニ・７ト、４は受（Ｋユニ。 ト、５はメモリユニット、６は演算ユニ・ノド、７は表
示制御ユニット、８は表示ユニット、９は制御ユニット
、１０は補正メモリ、ＩＩは補正情報作成回路である。
一実施例ブロック図である。図中、ｌは送受兼用のトラ
ンスデユーサ、２は人体の如き測定媒体、ａは低周波数
の超音波ビーム、ｂは＾周波数の超音波ビーム、３は送
信ユニ・７ト、４は受（Ｋユニ。 ト、５はメモリユニット、６は演算ユニ・ノド、７は表
示制御ユニット、８は表示ユニット、９は制御ユニット
、１０は補正メモリ、ＩＩは補正情報作成回路である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１１超音波を測定媒体に送信し前記媒体からの反射波
を受ｈｓする超音波送受信手段と、受信波を分析して１
１り記媒体内部の特性を測定する測定装置とををし、前
記超音波送受信手段から複数の異なる周波数成分を持つ
超音波を送信するとともに前記測定装置は当該複数の周
波数成分の受信波から前記媒体内部の特性を測定する反
射超音波による媒体特性測定方式において、 基準媒体の各深度の反射受信波よりえた各深度毎の補正
情報を記憶するメモリを設け、前記受信された受信波を
その深度に対応する前記メモリの補正情報によって補止
することを特徴とする反射ＭＡ’＃ 波による媒体特性
測定方式。 （２）前記補正情報は、前記基準媒体によりえられた測
定糸の周波数特性を示すことを特徴とする特許請求の範
囲第（１）項記載の反射超音波による媒体特性測定ツノ
式。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56155271A JPS5855850A (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | 反射超音波による媒体特性測定方法 |
| US06/426,700 US4509524A (en) | 1981-09-30 | 1982-09-29 | Ultrasonic medium characterization system |
| EP82305181A EP0076168B1 (en) | 1981-09-30 | 1982-09-30 | Medium characterization system using ultrasonic waves |
| DE8282305181T DE3276964D1 (en) | 1981-09-30 | 1982-09-30 | Medium characterization system using ultrasonic waves |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56155271A JPS5855850A (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | 反射超音波による媒体特性測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5855850A true JPS5855850A (ja) | 1983-04-02 |
| JPS6332138B2 JPS6332138B2 (ja) | 1988-06-28 |
Family
ID=15602250
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56155271A Granted JPS5855850A (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | 反射超音波による媒体特性測定方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4509524A (ja) |
| EP (1) | EP0076168B1 (ja) |
| JP (1) | JPS5855850A (ja) |
| DE (1) | DE3276964D1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS60127457A (ja) * | 1983-12-14 | 1985-07-08 | Fujitsu Ltd | 超音波媒体特性値測定装置 |
| JPS60195473A (ja) * | 1984-03-17 | 1985-10-03 | Terumo Corp | 超音波測定装置 |
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