JPH0467977B2 - - Google Patents
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- JPH0467977B2 JPH0467977B2 JP59104695A JP10469584A JPH0467977B2 JP H0467977 B2 JPH0467977 B2 JP H0467977B2 JP 59104695 A JP59104695 A JP 59104695A JP 10469584 A JP10469584 A JP 10469584A JP H0467977 B2 JPH0467977 B2 JP H0467977B2
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Classifications
-
- 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
- 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
- G10K11/34—Sound-focusing or directing, e.g. scanning using electrical steering of transducer arrays, e.g. beam steering
- G10K11/341—Circuits therefor
- G10K11/346—Circuits therefor using phase variation
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- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
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生体内の組織を診断す
る装置に係り、特に組織の超音波伝搬速度（以下
音速という）を測定する装置に関する。
る装置に係り、特に組織の超音波伝搬速度（以下
音速という）を測定する装置に関する。
［発明の技術的背景］
従来生体組織の音速測定法としては、送受２
ケのプローブを向い合わせてその間に***などを
はさんでプローブ間距離と伝播時間から音速を求
めるもの、超音波ドツプラ効果を使い血液検出
位置と断層像のずれから音速を求める方法、断
層像を合成する場合の音速設定値を変えて画像の
ピントが最もよく合う音速設定値を音速とする方
法などがある。
ケのプローブを向い合わせてその間に***などを
はさんでプローブ間距離と伝播時間から音速を求
めるもの、超音波ドツプラ効果を使い血液検出
位置と断層像のずれから音速を求める方法、断
層像を合成する場合の音速設定値を変えて画像の
ピントが最もよく合う音速設定値を音速とする方
法などがある。
しかしは***のように体表面に突出している
組織の測定に限られ肝臓の音速などは測定できな
い。は適当な血管を探す必要があり操作が困難
で時間もかかるため臨床的に使用するには不向き
である。は画像のピント合わせを行なうこと
は、人間のパターン認識を必要とするため時間も
かかり検査者が疲れるなどこれも臨床装置として
は使用できない。
組織の測定に限られ肝臓の音速などは測定できな
い。は適当な血管を探す必要があり操作が困難
で時間もかかるため臨床的に使用するには不向き
である。は画像のピント合わせを行なうこと
は、人間のパターン認識を必要とするため時間も
かかり検査者が疲れるなどこれも臨床装置として
は使用できない。
［発明の目的］
本発明は簡便に体内組織の音速が測定でき、か
つ従来の超音波診断装置とも同様に併用可能な臨
床用超音波音速測定装置を提供することを目的と
する。
つ従来の超音波診断装置とも同様に併用可能な臨
床用超音波音速測定装置を提供することを目的と
する。
［発明の概要］
この目的を達成するために本発明の超音波組織
診断装置は、複数の超音波振動子を所定の素子中
心間距離で配列した超音波振動子アレイと、前記
超音波振動子アレイの各振動子と接続され、送信
に使用される複数の隣接する第１の振動子群とこ
の第１の振動子群と所定距離離れ受信に使用され
る複数の隣接する第２の振動子群とを送受で切換
えるスイツチ手段と、前記第１の振動子群より所
定の方向へ超音波ビームを送信するよう前記第１
の振動子群の各振動子に所定の隣接素子間遅延時
間差を持つた駆動パルスを供給する送信手段と、
所定の方向からの超音波反射ビームを受信するよ
う前記第２の振動子群の各振動子から供給される
受信信号に所定の隣接素子間遅延時間差を与えて
加算する受信手段と、前記第１の振動子群より超
音波ビームを送信してから前記第２の振動子群に
て超音波反射ビームを受信するまでの超音波伝搬
時間を計測する計測手段と、前記超音波振動子ア
レイの素子中心間距離と、前記送信手段と前記受
信手段にて設定される隣接素子間遅延時間差と、
前記送信超音波ビームの送信位置と前記受信超音
波ビームの受信位置との離間距離と、前記計測手
段にて計測された超音波伝搬時間とから被測定点
の超音波伝搬速度を求める演算部とを具備したこ
とを特徴とする。
診断装置は、複数の超音波振動子を所定の素子中
心間距離で配列した超音波振動子アレイと、前記
超音波振動子アレイの各振動子と接続され、送信
に使用される複数の隣接する第１の振動子群とこ
の第１の振動子群と所定距離離れ受信に使用され
る複数の隣接する第２の振動子群とを送受で切換
えるスイツチ手段と、前記第１の振動子群より所
定の方向へ超音波ビームを送信するよう前記第１
の振動子群の各振動子に所定の隣接素子間遅延時
間差を持つた駆動パルスを供給する送信手段と、
所定の方向からの超音波反射ビームを受信するよ
う前記第２の振動子群の各振動子から供給される
受信信号に所定の隣接素子間遅延時間差を与えて
加算する受信手段と、前記第１の振動子群より超
音波ビームを送信してから前記第２の振動子群に
て超音波反射ビームを受信するまでの超音波伝搬
時間を計測する計測手段と、前記超音波振動子ア
レイの素子中心間距離と、前記送信手段と前記受
信手段にて設定される隣接素子間遅延時間差と、
前記送信超音波ビームの送信位置と前記受信超音
波ビームの受信位置との離間距離と、前記計測手
段にて計測された超音波伝搬時間とから被測定点
の超音波伝搬速度を求める演算部とを具備したこ
とを特徴とする。
［発明の実施例］
先ず本発明の概要を第１図の概要説明図を参照
に説明する。リニア電子スキヤン用プローブ１を
用い、図示しない体表に接している超音波送受信
面２の一端Ａから体内へθ方向に超音波パルスを
発射し、超音波パルスは例えば肝組織中の送波経
路４を直進し点Ｐで反射した超音波は受波経路５
を通り右端Ｂの振動子で受信される。Ａ，Ｂ間の
距離ｙは既知であるから経路４，５を伝播する伝
播時間ｔを測定すれば肝組織中の音速ｃは ｃ＝ｙ／（ｔ・sinθ） ……(1) として求まる。
に説明する。リニア電子スキヤン用プローブ１を
用い、図示しない体表に接している超音波送受信
面２の一端Ａから体内へθ方向に超音波パルスを
発射し、超音波パルスは例えば肝組織中の送波経
路４を直進し点Ｐで反射した超音波は受波経路５
を通り右端Ｂの振動子で受信される。Ａ，Ｂ間の
距離ｙは既知であるから経路４，５を伝播する伝
播時間ｔを測定すれば肝組織中の音速ｃは ｃ＝ｙ／（ｔ・sinθ） ……(1) として求まる。
以上が本発明による音速測定法の基礎となる原
理である。音速が未知であるからθは厳密には未
知であり、また生体の中に点Ｐなる反射体が存在
するわけではないから(1)式から音速を求めるため
に実際には種々の工夫も必要となる。以下に音速
測定を実現する本発明の一実施例を説明する。
理である。音速が未知であるからθは厳密には未
知であり、また生体の中に点Ｐなる反射体が存在
するわけではないから(1)式から音速を求めるため
に実際には種々の工夫も必要となる。以下に音速
測定を実現する本発明の一実施例を説明する。
第２図のブロツ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。
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。
振動子アレイ１１｛T1〜T128｝は振動子素子
幅ａが0.45ミリのものが素子中心間距離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
内のリード線１２を通して行なう。
幅ａが0.45ミリのものが素子中心間距離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
内のリード線１２を通して行なう。
クロツク発振器２１は例えば10MHzの基準ロツ
クを有し、それを分周して例えば4KHz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。パルサ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T1〜T32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C0＝1530m／ｓとすれば、超音波ビーム
をθ0方向に放射するには隣接する各素子間の遅延
時間τ0は、 τ0＝（ｄ／C0）・sinθ0 ……(2) となり、このような遅延時間差をもつて各素子が
駆動されるように送信遅延回路１５を設定する。
すなわちPD1＝０、PD2＝τ0、PD3＝2τ0、……、
PD32＝31τ0なる遅延時間を与える。
クを有し、それを分周して例えば4KHz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。パルサ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T1〜T32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C0＝1530m／ｓとすれば、超音波ビーム
をθ0方向に放射するには隣接する各素子間の遅延
時間τ0は、 τ0＝（ｄ／C0）・sinθ0 ……(2) となり、このような遅延時間差をもつて各素子が
駆動されるように送信遅延回路１５を設定する。
すなわちPD1＝０、PD2＝τ0、PD3＝2τ0、……、
PD32＝31τ0なる遅延時間を与える。
もし生体組織の音速がC0であれば超音波ビー
ムはθ0方向へ進むが一般にはC0とは限らず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 sinθ／Ｃ＝sinθ0／C0 ……(3) で示される値となる。
ムはθ0方向へ進むが一般にはC0とは限らず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 sinθ／Ｃ＝sinθ0／C0 ……(3) 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T97〜T128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T97〜T128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RD1＝31τ0、RD2＝30τ0、……、RD31
＝τ0、RD32＝０のように設定される。このよう
にすると振動子素子群T97〜128は生体の音速が
C0（Ｃ）であればθ0（θ）方向に指向性を持ち、θ0
（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10MHzのクロツ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
プル幅のアドレスは、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。
１３はＢ端にある振動子素子T97〜T128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T97〜T128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RD1＝31τ0、RD2＝30τ0、……、RD31
＝τ0、RD32＝０のように設定される。このよう
にすると振動子素子群T97〜128は生体の音速が
C0（Ｃ）であればθ0（θ）方向に指向性を持ち、θ0
（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10MHzのクロツ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
プル幅のアドレスは、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。
記憶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でピーク値の時間（アド
レス）を検出すれ伝播時間ｔが求まる。前述の(3)
式を(1)式に代入すると生体中の音速Ｃは Ｃ＝√0（・0） となる。さらにこの式に(2)式を代入すると Ｃ＝√・（・0） ……(4) となる。ｙ，ｄ，τ0は既知であるから、測定によ
つて得られた伝播時間ｔを用いて計算回路２５に
より(4)式の計算を行なつて音速Ｃの値を求めデイ
スプレイ２６に出力する。
を示し波形解析回路２４でピーク値の時間（アド
レス）を検出すれ伝播時間ｔが求まる。前述の(3)
式を(1)式に代入すると生体中の音速Ｃは Ｃ＝√0（・0） となる。さらにこの式に(2)式を代入すると Ｃ＝√・（・0） ……(4) となる。ｙ，ｄ，τ0は既知であるから、測定によ
つて得られた伝播時間ｔを用いて計算回路２５に
より(4)式の計算を行なつて音速Ｃの値を求めデイ
スプレイ２６に出力する。
第３図は、伝播時間ｔの測定法を示すタイムチ
ヤートであり、ａのレートパルスの立下りt0より
わずか遅れた時刻に超音波パルスが発射されパル
スのピークの時刻はt1である。第４図のように送
波ビームの中心と受波指向性の中心の交点に点反
射体Ｐがある場合は第３図ａのように時刻t2にピ
ークを持つ反射波が得られt2とt1の時間間隔とし
てｔが求められる。肝内の血管などがうまくＰ点
の位置にくるようプローブを調整することも可能
であるが、一般には臨床の現場でビームの交点に
点反射体に相当するものを持つてくることは困難
である。
ヤートであり、ａのレートパルスの立下りt0より
わずか遅れた時刻に超音波パルスが発射されパル
スのピークの時刻はt1である。第４図のように送
波ビームの中心と受波指向性の中心の交点に点反
射体Ｐがある場合は第３図ａのように時刻t2にピ
ークを持つ反射波が得られt2とt1の時間間隔とし
てｔが求められる。肝内の血管などがうまくＰ点
の位置にくるようプローブを調整することも可能
であるが、一般には臨床の現場でビームの交点に
点反射体に相当するものを持つてくることは困難
である。
通常はＰ点で示される近傍は比較的均一な肝組
織で満たされている。従つて得られる反射波は送
信超音波のビーム幅と受信指向性のビーム幅との
交叉した部分に含まれる肝組織からの反射波とな
り最も早く到達するものは第４図のP1点を経由
するもので最も遅く到達するのはP2点を経由す
るものである。従つて、この場合の受信波形は第
３図ｂのように拡がり、しかも組織は完全に均一
ではなくまたスペツクル信号として受信されるか
ら種々ランダムな凹凸を生じる。これではピーク
値を検出できないので、プローブを多少動かすこ
とによつてビーム交叉点の肝内の位置をわずか、
ずらしながら得られる反射波データを次々と加算
して行く。ｂの波形の凹凸はランダムであると考
えられるから、ビーム交叉点を変えて数百〜数万
回加算するかあるいはピークホールドの処理をす
ると波形はかなり滑らかとなり、Ｃのようにな
る。これに対し１つのピークを有する単峰性の関
数のカーブを用いて最小２乗法によりカーブフイ
ツテイングを行なえばｄのように完全に滑らかな
曲線でおきかえることができピーク値の時間t2を
決定することができる。ここで、ｔ＝t2−t1とし
てｔを求める。
織で満たされている。従つて得られる反射波は送
信超音波のビーム幅と受信指向性のビーム幅との
交叉した部分に含まれる肝組織からの反射波とな
り最も早く到達するものは第４図のP1点を経由
するもので最も遅く到達するのはP2点を経由す
るものである。従つて、この場合の受信波形は第
３図ｂのように拡がり、しかも組織は完全に均一
ではなくまたスペツクル信号として受信されるか
ら種々ランダムな凹凸を生じる。これではピーク
値を検出できないので、プローブを多少動かすこ
とによつてビーム交叉点の肝内の位置をわずか、
ずらしながら得られる反射波データを次々と加算
して行く。ｂの波形の凹凸はランダムであると考
えられるから、ビーム交叉点を変えて数百〜数万
回加算するかあるいはピークホールドの処理をす
ると波形はかなり滑らかとなり、Ｃのようにな
る。これに対し１つのピークを有する単峰性の関
数のカーブを用いて最小２乗法によりカーブフイ
ツテイングを行なえばｄのように完全に滑らかな
曲線でおきかえることができピーク値の時間t2を
決定することができる。ここで、ｔ＝t2−t1とし
てｔを求める。
超音波周波数として3.5MHzを用いｙ＝48ミリ
とする交叉点近傍に集束したとしてそこでのビー
ム幅（送受でピークの約17％）は約２ミリであ
る。このときP1点を経由したものとP2点を経由
したものの伝播時間の差△ｔは約4.5μsである。
Ｃ＝C0とした場合伝播時間ｔはθ0＝30°としてお
よそ62.7μsである。ピーク値の時刻t2の測定精度
は△ｔの10分の１以下と考えられるから音速測定
誤差は10m／ｓ以下ということができる。
とする交叉点近傍に集束したとしてそこでのビー
ム幅（送受でピークの約17％）は約２ミリであ
る。このときP1点を経由したものとP2点を経由
したものの伝播時間の差△ｔは約4.5μsである。
Ｃ＝C0とした場合伝播時間ｔはθ0＝30°としてお
よそ62.7μsである。ピーク値の時刻t2の測定精度
は△ｔの10分の１以下と考えられるから音速測定
誤差は10m／ｓ以下ということができる。
このようにして測定された音速は第１図の経路
４，５の平均の音速である。この手法を用いると
局所の音速測定も可能であり第５図を用いてその
方法を示す。
４，５の平均の音速である。この手法を用いると
局所の音速測定も可能であり第５図を用いてその
方法を示す。
第５図の説明図は腹部体表にプローブ１の超音
波送受信面２をあて、肝臓の断面３２を通常の電
子スキヤンＢモード像として表示し画像も表示さ
れており体表直下に皮ふ、脂肪、筋肉層３１があ
りその内部が肝実質３２で横隔膜３３まで続いて
いる。肝実質３２の平均的音速を測定する場合は
すでに述べた方法でよいが肝内に腫瘍の異常組織
３４がある場合にはその音速を測定して周囲の正
常組織の音速と比較することは臨床的に価値があ
る。そこで、反射点（ビーム指向***点）P1，
P0が腫瘍３４の上下にくるように超音波ビーム
の発射位置を図のようにＡ，Ｃ，Ｄ，Ｂ、受信位
置をＯ，Ｂ，Ｄと選び、各伝播経路に対する以下
の６種類の伝播時間ｔ（AB）、……ｔ（DO）を測
定する。P1，P0間の往復伝播時間をtιとし、各点
間の伝播時間をAP0、……などのように書くと ｔ（AB）＝AP0＋P0B ｔ（AO）＝AP0＋tι／２＋P1O ｔ（BO）＝BP0＋tι／２＋P1O ｔ（CD）＝CP1＋P1D ……(5) ｔ（CO）＝CP1＋P1O ｔ（DO）＝DP1＋P1O であり、これから次式でtιが求まる。
波送受信面２をあて、肝臓の断面３２を通常の電
子スキヤンＢモード像として表示し画像も表示さ
れており体表直下に皮ふ、脂肪、筋肉層３１があ
りその内部が肝実質３２で横隔膜３３まで続いて
いる。肝実質３２の平均的音速を測定する場合は
すでに述べた方法でよいが肝内に腫瘍の異常組織
３４がある場合にはその音速を測定して周囲の正
常組織の音速と比較することは臨床的に価値があ
る。そこで、反射点（ビーム指向***点）P1，
P0が腫瘍３４の上下にくるように超音波ビーム
の発射位置を図のようにＡ，Ｃ，Ｄ，Ｂ、受信位
置をＯ，Ｂ，Ｄと選び、各伝播経路に対する以下
の６種類の伝播時間ｔ（AB）、……ｔ（DO）を測
定する。P1，P0間の往復伝播時間をtιとし、各点
間の伝播時間をAP0、……などのように書くと ｔ（AB）＝AP0＋P0B ｔ（AO）＝AP0＋tι／２＋P1O ｔ（BO）＝BP0＋tι／２＋P1O ｔ（CD）＝CP1＋P1D ……(5) ｔ（CO）＝CP1＋P1O ｔ（DO）＝DP1＋P1O であり、これから次式でtιが求まる。
tι＝［｛ｔ（AO）＋ｔ（BO）−ｔ（AB）｝−｛ｔ（CO
）＋
ｔ（DO）−ｔ（CD）｝］ ……(6) 従つてP1，P0間の距離をXι平均音速をCιとすれ
ば Cι＝２×ι／tι ＝（y0−y1）／（tι・tanθ） ……(7) Xι＝（y0−y1）／2tanθ） ……(8) として局所の音速Cιが求まる。
）＋
ｔ（DO）−ｔ（CD）｝］ ……(6) 従つてP1，P0間の距離をXι平均音速をCιとすれ
ば Cι＝２×ι／tι ＝（y0−y1）／（tι・tanθ） ……(7) Xι＝（y0−y1）／2tanθ） ……(8) として局所の音速Cιが求まる。
θの値としては正常肝臓部分の平均音速Ｃを用
いて(3)式より θ＝sin-1｛（Ｃ／C0）・sinθ0｝ ……(9) を近似値として用いればよい。
いて(3)式より θ＝sin-1｛（Ｃ／C0）・sinθ0｝ ……(9) を近似値として用いればよい。
実際には正常肝組織と異常組織の境界で超音波
ビームは屈折を起こすため(7)式は厳密ではないが
境界へのビームの入射が垂直に近ければ誤差は少
ない。厳密には入射角から計算で補正することも
可能である。
ビームは屈折を起こすため(7)式は厳密ではないが
境界へのビームの入射が垂直に近ければ誤差は少
ない。厳密には入射角から計算で補正することも
可能である。
得られた音速値は第５図に示すようにＢモード
断層像上に超音波ビーム経路を示すマーカを入れ
た画像と共に記録する。
断層像上に超音波ビーム経路を示すマーカを入れ
た画像と共に記録する。
［発明の効果］
以上のように本発明によれば、生体内蔵器の音
速を体外から全く容易に患者には何ら負担をかけ
ず（無侵襲）にしかもきわめて短時間で測定する
ことができる。また、この方法は従来臨床的にル
ーチン検査に使用されているリアルタイム断層装
置と同時併用が可能でしかも同一プローブで検査
できるため通常の断層像を観測しながら適当な断
面で音速測定モードにワンタツチで切換えればよ
いから検査法としては理想的なものである。無侵
襲検査であるため何回も測定可能で測定値の再現
性がよく、測定部位も断層像として記録に残せる
ため１回の検査のみならず、患者の経時的変化を
長時間あるいは長期間にわたつて調べ、その経過
から快方、悪化の判断を行なうにもきわめて適し
ている。しかも、音速の情報は従来の超音波診断
装置では得られなかつた全く新しい定量的な情報
であり、超音波診断に新しい画期的な臨床価値を
付加するものである。
速を体外から全く容易に患者には何ら負担をかけ
ず（無侵襲）にしかもきわめて短時間で測定する
ことができる。また、この方法は従来臨床的にル
ーチン検査に使用されているリアルタイム断層装
置と同時併用が可能でしかも同一プローブで検査
できるため通常の断層像を観測しながら適当な断
面で音速測定モードにワンタツチで切換えればよ
いから検査法としては理想的なものである。無侵
襲検査であるため何回も測定可能で測定値の再現
性がよく、測定部位も断層像として記録に残せる
ため１回の検査のみならず、患者の経時的変化を
長時間あるいは長期間にわたつて調べ、その経過
から快方、悪化の判断を行なうにもきわめて適し
ている。しかも、音速の情報は従来の超音波診断
装置では得られなかつた全く新しい定量的な情報
であり、超音波診断に新しい画期的な臨床価値を
付加するものである。
装置構成上も従来の例えばリニア電子スキヤン
装置とは共通部分が多く小形、安価に作成するこ
とができる。
装置とは共通部分が多く小形、安価に作成するこ
とができる。
第１図は本発明における超音波伝播速度の測定
法の概要を示す説明図、第２図は本発明の一実施
例を示すブロツク図、第３図は同実施例の伝播時
間計測方法を示すタイミングチヤート、第４図は
送受信指向性と受信信号との関係を示す説明図、
第５図は局所の音速を測定する場合の方法および
記録法を示す説明図である。 １……超音波プローブ、２……超音波送受波
面、３……ケーブル、１１……振動子アレイ、１
２……リード線、１３……マルチプレクサ、１４
……パルサ、１５……送信遅延回路、１６……受
信遅延回路、１９……受信回路、２０……Ａ／Ｄ
変換器、２１……クロツク発振器、２２……メモ
リ、２３……処理回路、２４……波形解析回路、
２５……計算回路、２６……デイスプレイ。
法の概要を示す説明図、第２図は本発明の一実施
例を示すブロツク図、第３図は同実施例の伝播時
間計測方法を示すタイミングチヤート、第４図は
送受信指向性と受信信号との関係を示す説明図、
第５図は局所の音速を測定する場合の方法および
記録法を示す説明図である。 １……超音波プローブ、２……超音波送受波
面、３……ケーブル、１１……振動子アレイ、１
２……リード線、１３……マルチプレクサ、１４
……パルサ、１５……送信遅延回路、１６……受
信遅延回路、１９……受信回路、２０……Ａ／Ｄ
変換器、２１……クロツク発振器、２２……メモ
リ、２３……処理回路、２４……波形解析回路、
２５……計算回路、２６……デイスプレイ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 複数の超音波振動子を所定の素子中心間距離
で配列した超音波振動子アレイと、 前記超音波振動子アレイの各振動子と接続さ
れ、送信に使用される複数の隣接する第１の振動
子群とこの第１の振動子群と所定距離離れ受信に
使用される複数の隣接する第２の振動子群とを送
受で切換えるスイツチ手段と、 前記第１の振動子群より所定の方向へ超音波ビ
ームを送信するよう前記第１の振動子群の各振動
子に所定の隣接素子間遅延時間差を持つた駆動パ
ルスを供給する送信手段と、 所定の方向からの超音波反射ビームを受信する
よう前記第２の振動子群の各振動子から供給され
る受信信号に所定の隣接素子間遅延時間差を与え
て加算する受信手段と、 前記第１の振動子群より超音波ビームを送信し
てから前記第２の振動子群にて超音波反射ビーム
を受信するまでの超音波伝搬時間を計測する計測
手段と、 前記超音波振動子アレイの素子中心間距離と、
前記送信手段と前記受信手段にて設定される隣接
素子間遅延時間差と、前記送信超音波ビームの送
信位置と前記受信超音波ビームの受信位置との離
間距離と、前記計測手段にて計測された超音波伝
搬時間とから被測定点の超音波伝搬速度を求める
演算部とを具備したことを特徴とする超音波組織
診断装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59104695A JPS60249946A (ja) | 1984-05-25 | 1984-05-25 | 超音波組織診断装置 |
| DE19853518526 DE3518526A1 (de) | 1984-05-25 | 1985-05-23 | Anordnung und verfahren zur messung der schallgeschwindigkeit im gewebe eines objektes |
| US06/737,472 US4653505A (en) | 1984-05-25 | 1985-05-24 | System and method for measuring sound velocity of tissue in an object being investigated |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59104695A JPS60249946A (ja) | 1984-05-25 | 1984-05-25 | 超音波組織診断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60249946A JPS60249946A (ja) | 1985-12-10 |
| JPH0467977B2 true JPH0467977B2 (ja) | 1992-10-30 |
Family
ID=14387608
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59104695A Granted JPS60249946A (ja) | 1984-05-25 | 1984-05-25 | 超音波組織診断装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4653505A (ja) |
| JP (1) | JPS60249946A (ja) |
| DE (1) | DE3518526A1 (ja) |
Families Citing this family (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4781199A (en) * | 1985-01-07 | 1988-11-01 | Kabushiki Kaisha Toshiba | System and method for measuring sound velocity of internal tissue in an object being investigated |
| US4779623A (en) * | 1985-08-09 | 1988-10-25 | Kabushiki Kaisha Toshiba | System for measuring sound velocity of tissue in an object and simultaneously providing a real-time B-mode image of the object |
| AU597002B2 (en) * | 1985-10-28 | 1990-05-24 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Pulse centroid echo method and apparatus for enhanced sound velocity estimation in vivo |
| US4807635A (en) * | 1986-01-28 | 1989-02-28 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Pulse centroid echo method and apparatus for enhanced sound velocity estimation in vivo |
| US4777958A (en) * | 1985-10-28 | 1988-10-18 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Method for enhancing the accuracy of in vivo sound velocity estimation |
| US4821574A (en) * | 1986-07-22 | 1989-04-18 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method and apparatus for measuring ultrasonic velocity by crossed beam |
| DE3788757D1 (de) * | 1986-08-20 | 1994-02-24 | Siemens Ag | Verfahren und Einrichtung zur adaptiven Fokussierung bei einem medizinischen Ultraschall-Bildgabegerät. |
| US4819649A (en) * | 1986-11-03 | 1989-04-11 | Georgia Tech Research Corporation | Noninvasive vibration measurement system and method for measuring amplitude of vibration of tissue in an object being investigated |
| US4993427A (en) * | 1989-11-09 | 1991-02-19 | Sonotek Corporation | Heart contraction monitor |
| US5063780A (en) * | 1990-02-15 | 1991-11-12 | General Electric Company | Ultrasonic dimensional and flaw inspection of thin-walled tubular elements |
| US5269309A (en) * | 1991-12-11 | 1993-12-14 | Fort J Robert | Synthetic aperture ultrasound imaging system |
| US5570691A (en) * | 1994-08-05 | 1996-11-05 | Acuson Corporation | Method and apparatus for real-time, concurrent adaptive focusing in an ultrasound beamformer imaging system |
| GB9506725D0 (en) * | 1995-03-31 | 1995-05-24 | Hooley Anthony | Improvements in or relating to loudspeakers |
| IL116701A0 (en) * | 1995-10-04 | 1996-10-16 | Sunlight Ultrasound Technologi | Ultrasonic device for determining bone characteristics |
| US7577260B1 (en) | 1999-09-29 | 2009-08-18 | Cambridge Mechatronics Limited | Method and apparatus to direct sound |
| JP2003530941A (ja) * | 2000-04-26 | 2003-10-21 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 剪断波パラメター評価のための超音波方法およびシステム |
| DE10036565C2 (de) * | 2000-07-27 | 2002-07-25 | Sonem Gmbh | Vorrichtung zur Feststellung der Änderung der Dichte eines Mediums |
| GB2376595B (en) * | 2001-03-27 | 2003-12-24 | 1 Ltd | Method and apparatus to create a sound field |
| GB0124352D0 (en) * | 2001-10-11 | 2001-11-28 | 1 Ltd | Signal processing device for acoustic transducer array |
| GB0203895D0 (en) * | 2002-02-19 | 2002-04-03 | 1 Ltd | Compact surround-sound system |
| GB0301093D0 (en) * | 2003-01-17 | 2003-02-19 | 1 Ltd | Set-up method for array-type sound systems |
| GB0321676D0 (en) * | 2003-09-16 | 2003-10-15 | 1 Ltd | Digital loudspeaker |
| GB0415626D0 (en) * | 2004-07-13 | 2004-08-18 | 1 Ltd | Directional microphone |
| US20070269071A1 (en) * | 2004-08-10 | 2007-11-22 | 1...Limited | Non-Planar Transducer Arrays |
| GB0514361D0 (en) * | 2005-07-12 | 2005-08-17 | 1 Ltd | Compact surround sound effects system |
| US8834372B2 (en) * | 2007-01-26 | 2014-09-16 | Fujifilm Sonosite, Inc. | System and method for optimized spatio-temporal sampling |
| DE102008028736A1 (de) * | 2008-06-17 | 2009-12-24 | Aesculap Ag | Verfahren zur Bestimmung der Ausbreitungsgeschwindigkeit von Ultraschallstrahlung in einer Gewebeschicht und Ultraschallsystem zur Durchführung dieses Verfahrens |
| US8956296B2 (en) * | 2008-11-24 | 2015-02-17 | Fujifilm Sonosite, Inc. | Systems and methods for active optimized spatio-temporal sampling |
| GB201403393D0 (en) | 2014-02-26 | 2014-04-09 | Sinvent As | Methods and systems for measuring properties with ultrasound |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1093674A (en) * | 1975-10-13 | 1981-01-13 | George Kossoff | Ultrasonic beam scanning |
| US4121468A (en) * | 1977-06-23 | 1978-10-24 | General Electric Company | Method and apparatus for reflective ultrasonic imaging utilizing reconstruction of acoustic impedance projections |
| AU523895B2 (en) * | 1978-08-04 | 1982-08-19 | Commonwealth Of Australia, The | Ultrasonic echoscope |
| US4395909A (en) * | 1981-02-23 | 1983-08-02 | Imaging Associates | Body imaging technique |
| JPH064074B2 (ja) * | 1983-02-14 | 1994-01-19 | 株式会社日立製作所 | 超音波診断装置およびこれを用いる音速計測方法 |
| US4523468A (en) * | 1983-10-03 | 1985-06-18 | Trw Inc. | Phased array inspection of cylindrical objects |
-
1984
- 1984-05-25 JP JP59104695A patent/JPS60249946A/ja active Granted
-
1985
- 1985-05-23 DE DE19853518526 patent/DE3518526A1/de active Granted
- 1985-05-24 US US06/737,472 patent/US4653505A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4653505A (en) | 1987-03-31 |
| DE3518526A1 (de) | 1986-01-02 |
| DE3518526C2 (ja) | 1990-10-25 |
| JPS60249946A (ja) | 1985-12-10 |
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