JPS6234540A - 超音波診断装置 - Google Patents
超音波診断装置Info
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- JPS6234540A JPS6234540A JP60176113A JP17611385A JPS6234540A JP S6234540 A JPS6234540 A JP S6234540A JP 60176113 A JP60176113 A JP 60176113A JP 17611385 A JP17611385 A JP 17611385A JP S6234540 A JPS6234540 A JP S6234540A
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- Japan
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- ultrasonic
- ultrasonic diagnostic
- sound
- subject
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- G01H5/00—Measuring propagation velocity of ultrasonic, sonic or infrasonic waves, e.g. of pressure 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
- G01N29/04—Analysing solids
- G01N29/07—Analysing solids by measuring propagation velocity or propagation time 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
- G01N29/04—Analysing solids
- G01N29/11—Analysing solids by measuring attenuation of acoustic waves
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- G—PHYSICS
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- 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
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- 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
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- 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
- G01N2291/04—Wave modes and trajectories
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- G—PHYSICS
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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】
〔発明の技術分野〕
本発明は超音波を用いて被検体の組織を診断する装置に
係り、特に組織の超音波伝播速度（音速）を非侵堕（被
検体に何等負担をかけないこと）にて測定可能な超音波
診断装置に関する。
係り、特に組織の超音波伝播速度（音速）を非侵堕（被
検体に何等負担をかけないこと）にて測定可能な超音波
診断装置に関する。
従来におけるＢモード像を表示する超音波診断装置では
、弥漫性疾患（例えば、脂肪肝、肝硬変等）を診断する
のに医師や技師の技術に負う所が大であった。そこで、
被検体内音速の非侵襲的計測が実現できればその臨床的
意義は極めて大きい。
、弥漫性疾患（例えば、脂肪肝、肝硬変等）を診断する
のに医師や技師の技術に負う所が大であった。そこで、
被検体内音速の非侵襲的計測が実現できればその臨床的
意義は極めて大きい。
このような非侵襲的に音速を計測する装置として、第４
図に示すように超音波プローブによる超音波の送受信ビ
ームＢｓ、Ｂ＊を交差させ、その交差点ｃｏからの散乱
波のピークを検出して超音波パルスの送信時から受信時
までの伝播時間を計測することにより音速を計測するよ
うにしたものが提案されている（特願昭５９−１０４６
９４号参照）。
図に示すように超音波プローブによる超音波の送受信ビ
ームＢｓ、Ｂ＊を交差させ、その交差点ｃｏからの散乱
波のピークを検出して超音波パルスの送信時から受信時
までの伝播時間を計測することにより音速を計測するよ
うにしたものが提案されている（特願昭５９−１０４６
９４号参照）。
上述したような交差ビーム法では散乱波を受波して音速
の測定に供しているため、１回だけの送受信で得られる
信号ではビームの交差している中心を通る超音波信号以
外にその近傍に無用な波形（スペックル）が表われ、測
定誤差を招く。このようなスペックルを除去するために
、■超音波プローブを動かしなから多くの情報を得て、
それらを平均化する方法、■プローブしま動かさずに固
定しておいて生体の自然な移動（呼吸移動や心拍移動等
）を利用して異なる点の複数の情報をｊｌｔて、それを
平均化する方法等が行なわれていた。
の測定に供しているため、１回だけの送受信で得られる
信号ではビームの交差している中心を通る超音波信号以
外にその近傍に無用な波形（スペックル）が表われ、測
定誤差を招く。このようなスペックルを除去するために
、■超音波プローブを動かしなから多くの情報を得て、
それらを平均化する方法、■プローブしま動かさずに固
定しておいて生体の自然な移動（呼吸移動や心拍移動等
）を利用して異なる点の複数の情報をｊｌｔて、それを
平均化する方法等が行なわれていた。
しかしなから、９上記■ではプローブの移動により生体
とプローブとの間の距離が変動してしまい、正確な情報
収集ができないという問題や、プローブの移動が大きく
なるとＢモード像を観測している際にその観測領域から
はみ出してしまう等の問題があり、又、前記■の方法で
は生体の自然移動は極めて遅いものであるため所定時間
内に多くの点の情報が得られず、平均化の実益が上から
ないという問題がある。
とプローブとの間の距離が変動してしまい、正確な情報
収集ができないという問題や、プローブの移動が大きく
なるとＢモード像を観測している際にその観測領域から
はみ出してしまう等の問題があり、又、前記■の方法で
は生体の自然移動は極めて遅いものであるため所定時間
内に多くの点の情報が得られず、平均化の実益が上から
ないという問題がある。
本発明は前記事情に鑑みてなされたものであり、音速測
定の際に容易にスペックルの影響を抑圧することのでき
る超音波診断装置を提供することを目的とするものであ
る。
定の際に容易にスペックルの影響を抑圧することのでき
る超音波診断装置を提供することを目的とするものであ
る。
〔発明の４既要〕
前記目的を達成するために本発明は、超音波の送受信ビ
ームを交差させて被検体の所定部位の情報を得て、それ
を基に音速を測定する超音波診断装置において、超音波
ビームの交差角度と送受信点間の距離とが一定になるよ
・うにして被検体の異なる部位へビーム走査を行なう手
段と、走査により得られた複数の信号を加算又は平均化
する手段と、加算又は平均化された信号から伝播時間を
検出する手段、及び伝播時間を基に音速を計算する手段
を有することを特徴とするものである。
ームを交差させて被検体の所定部位の情報を得て、それ
を基に音速を測定する超音波診断装置において、超音波
ビームの交差角度と送受信点間の距離とが一定になるよ
・うにして被検体の異なる部位へビーム走査を行なう手
段と、走査により得られた複数の信号を加算又は平均化
する手段と、加算又は平均化された信号から伝播時間を
検出する手段、及び伝播時間を基に音速を計算する手段
を有することを特徴とするものである。
次に本発明の詳細な説明する。第１図は超音波プローブ
１を用いて交差ビームを送信してその交差点からの反射
波を受信し、このようなｉｘ受信を一様な散乱体におけ
ろ異なる部位（ｐ、、Ｐ２・・・ＰＭの如く）について
順次行なって行く状態の説明図であり、第２図は上記送
受信時に収集される散乱波形を示すものである。
１を用いて交差ビームを送信してその交差点からの反射
波を受信し、このようなｉｘ受信を一様な散乱体におけ
ろ異なる部位（ｐ、、Ｐ２・・・ＰＭの如く）について
順次行なって行く状態の説明図であり、第２図は上記送
受信時に収集される散乱波形を示すものである。
一般に一様な散乱体からの反射信号は第２図（ａｌに示
す如く変動した波形となる。そして、異なる部位での散
乱波形は同図中）に示すように同じく変動はしているが
そのパターンは（ａｌの場合とは異なっている。このよ
うにして異なる部位からの散乱波を複数得て、これらを
平均化することにより同図（Ｃ１に示すような変動の少
ない波形を得ることができ、もってスペックルの影響を
防止できるわけである。
す如く変動した波形となる。そして、異なる部位での散
乱波形は同図中）に示すように同じく変動はしているが
そのパターンは（ａｌの場合とは異なっている。このよ
うにして異なる部位からの散乱波を複数得て、これらを
平均化することにより同図（Ｃ１に示すような変動の少
ない波形を得ることができ、もってスペックルの影響を
防止できるわけである。
ところで、上記効果が得られるような異なる部位からの
信号は、散乱波の中心点での伝播時間の変動のないとこ
ろから得なければならない。このためには、第１図にお
ける送受信点間の距離ｙを各部位毎に一定となるように
すると共に、交差ビームの偏向角（交差角）θを一定と
することによって各交差ビームの中心点での伝播時間の
変動を無くすことが必要である。
信号は、散乱波の中心点での伝播時間の変動のないとこ
ろから得なければならない。このためには、第１図にお
ける送受信点間の距離ｙを各部位毎に一定となるように
すると共に、交差ビームの偏向角（交差角）θを一定と
することによって各交差ビームの中心点での伝播時間の
変動を無くすことが必要である。
そして、このようにして得られた各部位からの散乱波を
平均又は加算すれば前述のようにスペックルの影響を抑
圧した波形を得ることができるから、これを基に正確な
伝播時間ｔを得ることができる。
平均又は加算すれば前述のようにスペックルの影響を抑
圧した波形を得ることができるから、これを基に正確な
伝播時間ｔを得ることができる。
伝播時間ｔが求まれば音速Ｃは次式（１）によって求め
られる。
られる。
Ｃ＝”！／ （ｔ −５ｉｎ θ）
・（１）〔発明の実施例〕 上記原理を実現するための一実施例を第３図に示す。
・（１）〔発明の実施例〕 上記原理を実現するための一実施例を第３図に示す。
第３図のブロック図は本実施例の構成を示している。振
動子アレイ１１は第１図のプローブの超音波送受波面２
に配列されており、電圧パルスを加えられると超音波パ
ルスを放射し、超音波が入射すると電圧を発生して超音
波を検出する。
動子アレイ１１は第１図のプローブの超音波送受波面２
に配列されており、電圧パルスを加えられると超音波パ
ルスを放射し、超音波が入射すると電圧を発生して超音
波を検出する。
振動子アレイ１１ （７１−ＴＩ□８）は振動子素子
幅ａが０．４５ミリのものが素子中心間隔ｄ ＝ ０．
５ミリで１２８素子直線上に並んでいる。これらの各振
動子素子に対する電気信号の送受はケーブル３内のリー
ド綿１２を通して行なう。
幅ａが０．４５ミリのものが素子中心間隔ｄ ＝ ０．
５ミリで１２８素子直線上に並んでいる。これらの各振
動子素子に対する電気信号の送受はケーブル３内のリー
ド綿１２を通して行なう。
クロック発振器２１は例えば１０ＭＨｚの基準クロック
を有し、それを分周して例えば４ｋｌｌｚのレートパル
スを発生し３２ケの送信遅延回路１５を経由して３２ケ
のパルサ１４を駆動する。バルサ１４の出力はマルチプ
レクサ１３により振動子アレイ１１のうちＡ端にあるＴ
、〜Ｔ３□にそれぞれ接続される。振動子アレイ１１は
プローブのコーテイング材を通して体表に接し、振動子
素子から発生した超音波は生体中に放射される。標準的
な生体組織の音速を００−１５３０ｍ／Ｓとすれば、超
音波ビームをθ。方向に放射するには隣接する各素子間
の遅延時間τ。は、 Ｔｏ ＝ （ｄ／Ｃｏ ） ・ｓｉｎ θｏ
・（２１となり、このような遅延時間差をもって各素
子が駆動されるように送信遅延回路１５を設定する。
を有し、それを分周して例えば４ｋｌｌｚのレートパル
スを発生し３２ケの送信遅延回路１５を経由して３２ケ
のパルサ１４を駆動する。バルサ１４の出力はマルチプ
レクサ１３により振動子アレイ１１のうちＡ端にあるＴ
、〜Ｔ３□にそれぞれ接続される。振動子アレイ１１は
プローブのコーテイング材を通して体表に接し、振動子
素子から発生した超音波は生体中に放射される。標準的
な生体組織の音速を００−１５３０ｍ／Ｓとすれば、超
音波ビームをθ。方向に放射するには隣接する各素子間
の遅延時間τ。は、 Ｔｏ ＝ （ｄ／Ｃｏ ） ・ｓｉｎ θｏ
・（２１となり、このような遅延時間差をもって各素
子が駆動されるように送信遅延回路１５を設定する。
すなわち、ＰＤ、＝Ｏ，ＰＤ、＝τ。、ＰＤｉ＝２τ。
、・・・・・・、Ｐ Ｄｉｚ＝ ３１τ０なる遅延時間
を与える。
を与える。
もし生体組織の音速が００であれば超音波ビームはθ。
方向へ進むが一般にはＣ０とは限らすＣ０と異なる値Ｃ
である。このとき超音波の伝播する方向θはスネルの法
則から ｓｉｎ θ／Ｃ＝ｓｉｎ θｏ ／ Ｃｏ
−（３１で示される値となる。
である。このとき超音波の伝播する方向θはスネルの法
則から ｓｉｎ θ／Ｃ＝ｓｉｎ θｏ ／ Ｃｏ
−（３１で示される値となる。
超音波パルスを放射したあと、マルチプレクサ１３はＢ
端にある振動子素子Ｔ６５〜Ｔ９６の３２ケと受信遅延
回路１６を接続するように切換えられたＴ６５〜Ｔ９ｉ
、で受信した超音波反射波信号は送信の場合と同様の遅
延を受けて合成され受信回路１９に入力する。すなわち
受信遅延回路１６の遅延時間はＲＤ、＝３１τ。、ＲＤ
ｔ＝３０τＯ＋ ・・””＋ＲＤ、□＝τ。、ＲＤｚｚ
＝Ｏのように設定される。
端にある振動子素子Ｔ６５〜Ｔ９６の３２ケと受信遅延
回路１６を接続するように切換えられたＴ６５〜Ｔ９ｉ
、で受信した超音波反射波信号は送信の場合と同様の遅
延を受けて合成され受信回路１９に入力する。すなわち
受信遅延回路１６の遅延時間はＲＤ、＝３１τ。、ＲＤ
ｔ＝３０τＯ＋ ・・””＋ＲＤ、□＝τ。、ＲＤｚｚ
＝Ｏのように設定される。
このようにすると振動子素子群Ｔ６Ｓ〜Ｔ９６は生体の
音速がＣｏ （Ｃ）であればθ。（θ）方向に指向性
を持ち、θ。（θ）方向からの反射波を受信する。受信
信号は受信回路１９で増幅、検波され、Ａ／Ｄ変換器２
０によりＡ／Ｄ変換されてメモリ２２に記憶される。メ
モリ２２はレートパルスのタイミングを基準として１０
ＭＨｚのクロックでアドレスが決定されており、メモリ
２２に記憶された受信波形のサンプル値のアドレスは、
超音波パルス発射時点からの時間に１００ｎｓの精度で
正確に一致している。
音速がＣｏ （Ｃ）であればθ。（θ）方向に指向性
を持ち、θ。（θ）方向からの反射波を受信する。受信
信号は受信回路１９で増幅、検波され、Ａ／Ｄ変換器２
０によりＡ／Ｄ変換されてメモリ２２に記憶される。メ
モリ２２はレートパルスのタイミングを基準として１０
ＭＨｚのクロックでアドレスが決定されており、メモリ
２２に記憶された受信波形のサンプル値のアドレスは、
超音波パルス発射時点からの時間に１００ｎｓの精度で
正確に一致している。
以上の超音波の送受を前記のごとくビームの交差角、送
受信器の間隔をかえずに送受波振動子群（Ｔ ＋ 〜：
ｌ ｔ ＋ Ｔ ｂ ｓ 〜ｑ ｂ ）を水平に、例
えば（Ｔ２〜ｆｆ３ ＋ Ｔ６６〜１．）のように走
査制御回路２７によってマルチプレクサ回路１３を制御
して走査して、その各々で得られた受信信号を加算器２
３により加算する。この超音波の送受、走査、加算を繰
り返して変動を抑圧した受信信号を得る。
受信器の間隔をかえずに送受波振動子群（Ｔ ＋ 〜：
ｌ ｔ ＋ Ｔ ｂ ｓ 〜ｑ ｂ ）を水平に、例
えば（Ｔ２〜ｆｆ３ ＋ Ｔ６６〜１．）のように走
査制御回路２７によってマルチプレクサ回路１３を制御
して走査して、その各々で得られた受信信号を加算器２
３により加算する。この超音波の送受、走査、加算を繰
り返して変動を抑圧した受信信号を得る。
加算された波形のピーク値はＰ点からの反射波、 を示
し波形解析回路２４でピーク値又は重心の時間（アドレ
ス）を検出すれば伝播時間ｔが求まる。
し波形解析回路２４でピーク値又は重心の時間（アドレ
ス）を検出すれば伝播時間ｔが求まる。
前述の（２）式を（１１式に代入すると生体中の音速Ｃ
はＣ＝ＶＣｏ ／ （ｔ −５ｉｎ θｏ）
−（４）となり、ｙ、Ｃｏ、 θ。は既知であるから
、測定によって得られた伝播時間ｔを用いて計算回路２
５により（４）式の計算を行なって音速Ｃの値を求めデ
ィスプレイ２６に出力する。
はＣ＝ＶＣｏ ／ （ｔ −５ｉｎ θｏ）
−（４）となり、ｙ、Ｃｏ、 θ。は既知であるから
、測定によって得られた伝播時間ｔを用いて計算回路２
５により（４）式の計算を行なって音速Ｃの値を求めデ
ィスプレイ２６に出力する。
本発明は前記実施例に限定されず、種々の変形実施が可
能である。例えば、前記原理を実現する機能の他に同時
にＢモード像を画面に表示させる手段を設け、かつ操作
者が走査領域を限定するための入力手段を設け、このよ
うにして限定された領域内のみを走査させる制御手段を
設けるようにしてもよい。
能である。例えば、前記原理を実現する機能の他に同時
にＢモード像を画面に表示させる手段を設け、かつ操作
者が走査領域を限定するための入力手段を設け、このよ
うにして限定された領域内のみを走査させる制御手段を
設けるようにしてもよい。
以上詳述したような本発明によれば、プローブを固定し
た状態で交差ビームを異なる部位に走査することができ
、この時の切換え走査は従来の手動移動や生体自体の移
動に比べてはるかに高速であるので短時間に多くの点の
情叩を得ることができ、しかも各中心点での伝播時間の
変動がないので得られた情報の平均や加算を行なうこと
によりスペックルの影響を確実に除去できる。
た状態で交差ビームを異なる部位に走査することができ
、この時の切換え走査は従来の手動移動や生体自体の移
動に比べてはるかに高速であるので短時間に多くの点の
情叩を得ることができ、しかも各中心点での伝播時間の
変動がないので得られた情報の平均や加算を行なうこと
によりスペックルの影響を確実に除去できる。
従って正確な音速測定が可能な超音波診断装置を提供で
きる。
きる。
第１図は本発明の詳細な説明するための超音波ビームの
走査態様図、第２図はそのときに得られる情報の波形図
、第３図は上記原理を実現するための一実施例ブロック
図、第４図は交差ビーム法を説明するためのビーム走査
態様図である。 １・・・超音波ブーコープ、１１・・・振・助子了レイ
、１３・・・マルチプレクサ、１４・・・バルサ２．１
９・・・受信回路、２３・・・加算器、２５・・・音速
計算回路、２６・・・表示装置、２７・・・走査制御回
路。
走査態様図、第２図はそのときに得られる情報の波形図
、第３図は上記原理を実現するための一実施例ブロック
図、第４図は交差ビーム法を説明するためのビーム走査
態様図である。 １・・・超音波ブーコープ、１１・・・振・助子了レイ
、１３・・・マルチプレクサ、１４・・・バルサ２．１
９・・・受信回路、２３・・・加算器、２５・・・音速
計算回路、２６・・・表示装置、２７・・・走査制御回
路。
Claims (1)
- 超音波の送受信ビームを交差させて被検体の所定部位の
情報を得て、それを基に音速を測定する超音波診断装置
において、超音波ビームの交差角度と送受信点間の距離
とが一定になるようにして被検体の異なる部位へビーム
走査を行なう手段と、走査により得られた複数の信号を
加算又は平均化する手段と、加算又は平均化された信号
から伝播時間を検出する手段、及び伝播時間を基に音速
を計算する手段を有することを特徴とする超音波診断装
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60176113A JPS6234540A (ja) | 1985-08-09 | 1985-08-09 | 超音波診断装置 |
| US06/891,891 US4716765A (en) | 1985-08-09 | 1986-08-01 | Ultrasonic measuring apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60176113A JPS6234540A (ja) | 1985-08-09 | 1985-08-09 | 超音波診断装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6234540A true JPS6234540A (ja) | 1987-02-14 |
Family
ID=16007912
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60176113A Pending JPS6234540A (ja) | 1985-08-09 | 1985-08-09 | 超音波診断装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4716765A (ja) |
| JP (1) | JPS6234540A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020071186A (ja) * | 2018-11-02 | 2020-05-07 | 日本無線株式会社 | 埋設物探査装置および埋設物探査用音速推定方法 |
Families Citing this family (12)
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| US5027821A (en) * | 1988-06-17 | 1991-07-02 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Ultrasonic imaging apparatus |
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| US11002851B2 (en) * | 2018-09-06 | 2021-05-11 | Apple Inc. | Ultrasonic sensor |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4716765A (en) | 1988-01-05 |
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