JPH0677588B2 - 超音波計測装置 - Google Patents
超音波計測装置Info
- Publication number
- JPH0677588B2 JPH0677588B2 JP61071542A JP7154286A JPH0677588B2 JP H0677588 B2 JPH0677588 B2 JP H0677588B2 JP 61071542 A JP61071542 A JP 61071542A JP 7154286 A JP7154286 A JP 7154286A JP H0677588 B2 JPH0677588 B2 JP H0677588B2
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- JP
- Japan
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- ultrasonic
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- ultrasonic transducer
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- Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、生体内組織の音響特性変動、とりわけ温熱療
法加温時の温度上昇に伴う音響特性変動を検出する超音
波計測装置に関するものである。
法加温時の温度上昇に伴う音響特性変動を検出する超音
波計測装置に関するものである。
従来の技術 最近、生体内の温度計測は癌の温熱療法の温度モニタと
して必要であるため注目されている。生体内組織の種々
音響特性は温度依存性を有するため極めて重要な測定項
目となっている。その一つのパラメータである音速の温
度依存特性を利用して逆に温度変化を求める方法が超音
波医学会研究発表会講演論文集（45号、21〜22頁、198
4）等に記載されている交差ビーム法として知られてい
る。以下、第３図を参照して交差ビーム法について説明
する。
して必要であるため注目されている。生体内組織の種々
音響特性は温度依存性を有するため極めて重要な測定項
目となっている。その一つのパラメータである音速の温
度依存特性を利用して逆に温度変化を求める方法が超音
波医学会研究発表会講演論文集（45号、21〜22頁、198
4）等に記載されている交差ビーム法として知られてい
る。以下、第３図を参照して交差ビーム法について説明
する。
第３図において、1,2はそれぞれ超音波の送受信を行う
超音波変換器、３は超音波変換器1,2を所定の角度、間
隔で固定する保持器、４は被検体、５は超音波変換器１
のビーム方向、６は超音波変換器２のビーム方向、Ｐは
ビーム方向５とビーム方向６が交差する点である。
超音波変換器、３は超音波変換器1,2を所定の角度、間
隔で固定する保持器、４は被検体、５は超音波変換器１
のビーム方向、６は超音波変換器２のビーム方向、Ｐは
ビーム方向５とビーム方向６が交差する点である。
以上のような構成において、以下その動作について説明
する。
する。
まず超音波変換器１において駆動パルスが加えられ、被
検体４内へ超音波パルスが照射される。超音波パルスは
ビーム方向５に沿って被検体４である生体組織により散
乱されながら進行する。その後、超音波パルスは点Ｐに
到達し、そこで散乱された超音波パルスの一部はビーム
方向６を逆行して超音波変換器２に到達する。ビーム方
向5,6に沿った超音波パルスの伝搬距離は、超音波変換
器1,2と保持器３の寸法により決まるから、超音波パル
スの伝搬時間を計測することにより生体内の音速を求め
ることが可能である。
検体４内へ超音波パルスが照射される。超音波パルスは
ビーム方向５に沿って被検体４である生体組織により散
乱されながら進行する。その後、超音波パルスは点Ｐに
到達し、そこで散乱された超音波パルスの一部はビーム
方向６を逆行して超音波変換器２に到達する。ビーム方
向5,6に沿った超音波パルスの伝搬距離は、超音波変換
器1,2と保持器３の寸法により決まるから、超音波パル
スの伝搬時間を計測することにより生体内の音速を求め
ることが可能である。
発明が解決しようとする問題点 しかし、以上のような構成は生体内組織の音速があらゆ
る場所で一定であるという前提のもとで音速測定が可能
であり、実際の生体のように組織に依存して音速が変化
する場合には音波ビームは複雑に屈折し、直線で伝播経
路を近似して音速を求めるという手法は誤差が多く意味
がない。これは加温による音速の変化が１度Ｃにつき0.
1％程度のわずかな量であり、精度の高い音速測定が要
求されるという理由による。又、得られた音速は超音波
の伝播経路上の平均値に対応するものであり、局所的な
温度上昇にもとづく局所的な音速変化も正確に得られな
いという問題があった。
る場所で一定であるという前提のもとで音速測定が可能
であり、実際の生体のように組織に依存して音速が変化
する場合には音波ビームは複雑に屈折し、直線で伝播経
路を近似して音速を求めるという手法は誤差が多く意味
がない。これは加温による音速の変化が１度Ｃにつき0.
1％程度のわずかな量であり、精度の高い音速測定が要
求されるという理由による。又、得られた音速は超音波
の伝播経路上の平均値に対応するものであり、局所的な
温度上昇にもとづく局所的な音速変化も正確に得られな
いという問題があった。
本発明は従来技術の以上のような問題点を解決するもの
で、生体のように組織に対応して音速が変化する場合に
も任意の部位における温度上昇を検出することを目的と
するものである。
で、生体のように組織に対応して音速が変化する場合に
も任意の部位における温度上昇を検出することを目的と
するものである。
問題点を解決するための手段 本発明は、被検体に対する複数の異なる、周波数および
パルス長の超音波発生手段と、これらの複数の発生手段
の交互動作に連動した反射信号の経時変化率計測手段に
より上記目的を達成するものである。
パルス長の超音波発生手段と、これらの複数の発生手段
の交互動作に連動した反射信号の経時変化率計測手段に
より上記目的を達成するものである。
作用 本発明は上記構成により、超音波を照射された被検体内
の散乱体の整列効果等により被検体内の音波反射特性が
変化し、かつその変化の仕方が被検体内の温度に依存す
ることを利用し、逆に被検体内の温度を推定するように
したものである。
の散乱体の整列効果等により被検体内の音波反射特性が
変化し、かつその変化の仕方が被検体内の温度に依存す
ることを利用し、逆に被検体内の温度を推定するように
したものである。
実施例 以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明
する。
する。
第１図は本発明の第１の実施例における超音波計測装置
の機能ブロック図である。
の機能ブロック図である。
第１図において、10は低周波側の超音波変換器、11は超
音波変換器10を駆動する長パルス駆動器、12は高周波側
の超音波変換器、13は超音波変換器12を駆動する短パル
ス駆動器であり、長パルス駆動器11のパルス幅、出力振
幅、短パルス駆動器13の動作タイミング等は駆動制御部
14に制御される。超音波変換器10と長パルス駆動器11で
長パルス発生手段、超音波変換器12と短パルス駆動器13
で短パルス発生手段を構成する。15は高周波側の超音波
変換器12からの受信信号を増幅する増幅器、16は増幅器
15の出力を包路線検波する検波器、17は検波器16の出力
をデジタル信号に変換するA/D変換器、18はA/D変換器17
の出力を記憶するメモリ、19はメモリ18に記憶されたデ
ータ同士の除算を行う演算器、20は演算器19の出力を記
憶するメモリ、21は被検体30の異なる温度でメモリ20に
記憶されたデータ同士の除算を行う演算器、22は演算器
21の出力を表示する表示部、30は被検体である。
音波変換器10を駆動する長パルス駆動器、12は高周波側
の超音波変換器、13は超音波変換器12を駆動する短パル
ス駆動器であり、長パルス駆動器11のパルス幅、出力振
幅、短パルス駆動器13の動作タイミング等は駆動制御部
14に制御される。超音波変換器10と長パルス駆動器11で
長パルス発生手段、超音波変換器12と短パルス駆動器13
で短パルス発生手段を構成する。15は高周波側の超音波
変換器12からの受信信号を増幅する増幅器、16は増幅器
15の出力を包路線検波する検波器、17は検波器16の出力
をデジタル信号に変換するA/D変換器、18はA/D変換器17
の出力を記憶するメモリ、19はメモリ18に記憶されたデ
ータ同士の除算を行う演算器、20は演算器19の出力を記
憶するメモリ、21は被検体30の異なる温度でメモリ20に
記憶されたデータ同士の除算を行う演算器、22は演算器
21の出力を表示する表示部、30は被検体である。
以上のような構成において以下その動作を説明する。
まず長パルス駆動器11は、例えば500KHzバースト長さ１
秒程度の長いRFパルスを低周波側の超音波変換器10へ印
加する。長パルス駆動器11の動作停止後、短パルス駆動
器13は、例えば3.5MHz2サイクルの短いRFパルスを高周
波側の超音波変換器12へ印加する。短いRFパルスは例え
ば4KHz程度の繰返し周期で数秒間継続するものとする。
長パルス駆動器11、短パルス駆動器13の以上の動作例は
第２図（ａ），（ｂ）に示される。低周波側の超音波変
換器10の動作により被検体30内の散乱体は１秒程度超音
波に照射され、これらの散乱体の位置は平衡状態からシ
フトし、整列等の現象を示す。この整列という現象を応
用した例としては例えばP.N.T.WELLS著バイオメディカ
ル ウルトラソロニクスアカデミック プレス出版:BIO
MEDICAL ULTRASONICS,Academic Press出版1977,93頁に
説明されているポールマンセルという超音波検出器があ
る。このポールマンセルは液体中に浮遊せしめた直径20
ミクロン、厚さ1.5ミクロン程度の金属片が超音波照射
によりその片の向きを整列させ、光学的な見え方を変化
させるという原理を用いるものである。具体的には超音
波強度0.1mw/cm2の場合、１〜５秒の後に50％程度の明
るさが変化するとしている。
秒程度の長いRFパルスを低周波側の超音波変換器10へ印
加する。長パルス駆動器11の動作停止後、短パルス駆動
器13は、例えば3.5MHz2サイクルの短いRFパルスを高周
波側の超音波変換器12へ印加する。短いRFパルスは例え
ば4KHz程度の繰返し周期で数秒間継続するものとする。
長パルス駆動器11、短パルス駆動器13の以上の動作例は
第２図（ａ），（ｂ）に示される。低周波側の超音波変
換器10の動作により被検体30内の散乱体は１秒程度超音
波に照射され、これらの散乱体の位置は平衡状態からシ
フトし、整列等の現象を示す。この整列という現象を応
用した例としては例えばP.N.T.WELLS著バイオメディカ
ル ウルトラソロニクスアカデミック プレス出版:BIO
MEDICAL ULTRASONICS,Academic Press出版1977,93頁に
説明されているポールマンセルという超音波検出器があ
る。このポールマンセルは液体中に浮遊せしめた直径20
ミクロン、厚さ1.5ミクロン程度の金属片が超音波照射
によりその片の向きを整列させ、光学的な見え方を変化
させるという原理を用いるものである。具体的には超音
波強度0.1mw/cm2の場合、１〜５秒の後に50％程度の明
るさが変化するとしている。
以上のような現象にもとづき被検体30内の散乱体の位置
は平衡状態からシフトし、長パルス駆動器11の動作停上
の後再び平衡状態へその位置を戻す。この散乱***置の
平衡状態からのシフトは超音波の反射特性の変化として
検出される。長パルス駆動器11の動作停止後の反射特性
の時間的変化は高周波側の超音波変換器12により短パル
ス駆動器13の駆動毎の受信信号レベルの変化として検出
される。このように変化する受信信号は増幅器15で増幅
され検波器16で包路線検波され、A/D変換器17でデジタ
ル信号に変換された後、メモリ18へ記憶される。被検体
30内の散乱体の位置が平衡位置へ戻る迄の時間は緩和的
な現象として理解することは妥当であり、その時間が被
検体内の温度に依存する。従って、短パルス駆動器13の
駆動タイミングに同期してメモリ18へ記憶された反射信
号のデータＤの中の被検体30内の特定の深さｘに対応す
るデータについてその経時変化率を調べることにより、
その部位の温度に関する情報を得ることが可能である。
この経時変化率Ｒは例えば次式のように表わせる。
は平衡状態からシフトし、長パルス駆動器11の動作停上
の後再び平衡状態へその位置を戻す。この散乱***置の
平衡状態からのシフトは超音波の反射特性の変化として
検出される。長パルス駆動器11の動作停止後の反射特性
の時間的変化は高周波側の超音波変換器12により短パル
ス駆動器13の駆動毎の受信信号レベルの変化として検出
される。このように変化する受信信号は増幅器15で増幅
され検波器16で包路線検波され、A/D変換器17でデジタ
ル信号に変換された後、メモリ18へ記憶される。被検体
30内の散乱体の位置が平衡位置へ戻る迄の時間は緩和的
な現象として理解することは妥当であり、その時間が被
検体内の温度に依存する。従って、短パルス駆動器13の
駆動タイミングに同期してメモリ18へ記憶された反射信
号のデータＤの中の被検体30内の特定の深さｘに対応す
るデータについてその経時変化率を調べることにより、
その部位の温度に関する情報を得ることが可能である。
この経時変化率Ｒは例えば次式のように表わせる。
ここでｎは正の整数、Δｔは短パルス駆動器12の駆動の
時間間隔である。経時変化率Ｒの値が被検体を加温する
前後での温度変化率Ｖを次式のように表わせる。
時間間隔である。経時変化率Ｒの値が被検体を加温する
前後での温度変化率Ｖを次式のように表わせる。
温度変化率Ｖの温度依存が、被検体30に関して既知であ
れば、逆に、このＶの値から被検体内の温度変化を推測
することが可能である。
れば、逆に、このＶの値から被検体内の温度変化を推測
することが可能である。
以上本実施例によれば、被検体の特定の深さからの反射
信号の経時変化を得ることにより、被検体内の温度変化
に関する情報が得られ、被検体内を伝播する超音波の径
路が複雑に屈折するような場合にも正確な温度変化に関
する情報が得られる。
信号の経時変化を得ることにより、被検体内の温度変化
に関する情報が得られ、被検体内を伝播する超音波の径
路が複雑に屈折するような場合にも正確な温度変化に関
する情報が得られる。
なお以上の説明では反射信号の経時変化率Ｒを（１）式
で定義したが別の定義も可能である。例えば、被検体30
内の散乱体が平衡状態位置にある場合の散乱係数をDS
（ｘ）とするとき次式で定義する経時変化率Ｒを用いて
もよい。
で定義したが別の定義も可能である。例えば、被検体30
内の散乱体が平衡状態位置にある場合の散乱係数をDS
（ｘ）とするとき次式で定義する経時変化率Ｒを用いて
もよい。
DS（ｘ）は長パルス駆動器11の動作前、あるいは動作停
止後の１秒程度の時間において、短パルス駆動器13を動
作したときの受信信号に対応するA/D変換器17の出力で
あり、メモリ18に記憶することにより得られる。（２）
式における減算は演算器19の減算により実行すれば良
い。
止後の１秒程度の時間において、短パルス駆動器13を動
作したときの受信信号に対応するA/D変換器17の出力で
あり、メモリ18に記憶することにより得られる。（２）
式における減算は演算器19の減算により実行すれば良
い。
発明の効果 以上のように本発明は、長パルス駆動器により駆動され
た超音波変換器による被検体内反射体の照射による散乱
***置のシフトを、短パルス駆動器により駆動された超
音波変換器による受信信号の経時変化としてメモリに記
憶し、この経時変化率の温度依存を計測することによ
り、被検体内の温度に関する情報を得ることができ、そ
の効果は大きい。
た超音波変換器による被検体内反射体の照射による散乱
***置のシフトを、短パルス駆動器により駆動された超
音波変換器による受信信号の経時変化としてメモリに記
憶し、この経時変化率の温度依存を計測することによ
り、被検体内の温度に関する情報を得ることができ、そ
の効果は大きい。
第１図は本発明の一実施例における超音波計測装置を示
す機能ブロック図、第２図（ａ），（ｂ）は、第１図に
おける超音波変換器の動作タイミングを示すタイミング
図、第３図は従来の超音波計測装置のブロック図であ
る。 10,12…超音波変換器、11,13…パルス駆動器、19,21…
演算器。
す機能ブロック図、第２図（ａ），（ｂ）は、第１図に
おける超音波変換器の動作タイミングを示すタイミング
図、第３図は従来の超音波計測装置のブロック図であ
る。 10,12…超音波変換器、11,13…パルス駆動器、19,21…
演算器。
Claims (1)
- 【請求項１】長超音波パルス発生手段と、前記長超音波
パルスにより照射された被検部位に対して短超音波パル
スを送信する超音波変換器と、前記超音波変換器からの
受信信号の被検体内における特定深さにおける経時変化
率を得る手段とを具備することを特徴とする超音波計測
装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61071542A JPH0677588B2 (ja) | 1986-03-28 | 1986-03-28 | 超音波計測装置 |
| DE86309693T DE3688702T2 (de) | 1985-12-13 | 1986-12-12 | Ultraschalldiagnosegerät, beruhend auf den Veränderungen einer akustischen Eigenschaft. |
| EP90115644A EP0406915A1 (en) | 1985-12-13 | 1986-12-12 | Ultrasonic diagnostic apparatus based on variations of acoustic characteristic |
| US06/941,221 US4817615A (en) | 1985-12-13 | 1986-12-12 | Ultrasonic temperature measurement apparatus |
| EP86309693A EP0226466B1 (en) | 1985-12-13 | 1986-12-12 | Ultrasonic diagnostic apparatus based on variations of acoustic characteristic |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61071542A JPH0677588B2 (ja) | 1986-03-28 | 1986-03-28 | 超音波計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62227333A JPS62227333A (ja) | 1987-10-06 |
| JPH0677588B2 true JPH0677588B2 (ja) | 1994-10-05 |
Family
ID=13463732
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61071542A Expired - Fee Related JPH0677588B2 (ja) | 1985-12-13 | 1986-03-28 | 超音波計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0677588B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6470465A (en) * | 1987-09-10 | 1989-03-15 | Agency Ind Science Techn | Production of 3-ethylpyridine |
| JPH02264647A (ja) * | 1988-11-24 | 1990-10-29 | Agency Of Ind Science & Technol | 音響特性測定並びに測温方法およびその装置 |
| JP5399192B2 (ja) * | 2009-09-30 | 2014-01-29 | 富士フイルム株式会社 | 超音波診断装置、および超音波診断装置の作動方法 |
-
1986
- 1986-03-28 JP JP61071542A patent/JPH0677588B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62227333A (ja) | 1987-10-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |