JPS6060838A - 超音波音場観測装置 - Google Patents
超音波音場観測装置Info
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- JPS6060838A JPS6060838A JP58168600A JP16860083A JPS6060838A JP S6060838 A JPS6060838 A JP S6060838A JP 58168600 A JP58168600 A JP 58168600A JP 16860083 A JP16860083 A JP 16860083A JP S6060838 A JPS6060838 A JP S6060838A
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- Japan
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- sound field
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- 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
- G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
- 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
- G01S7/52038—Details of receivers using analysis of echo signal for target characterisation involving non-linear properties of the propagation medium or of the reflective target
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- G01H3/00—Measuring characteristics of vibrations by using a detector in a fluid
- G01H3/10—Amplitude; Power
- G01H3/12—Amplitude; Power by electric means
- G01H3/125—Amplitude; Power by electric means for representing acoustic field distribution
-
- 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
- G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
- G01N2291/024—Mixtures
- G01N2291/02491—Materials with nonlinear acoustic properties
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- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (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】
本発明は照射用超音波振動子より生体組織等の超音波媒
質中に照射された超音波の音場を映像化し映像化された
音場を確認しながら音場を任意の空間分布にコントロー
ルすることを目的とする超音波応用装置に係り、特に音
場の映像化について超音波媒質の非線形性を利用した超
音波応用装置に関する。
質中に照射された超音波の音場を映像化し映像化された
音場を確認しながら音場を任意の空間分布にコントロー
ルすることを目的とする超音波応用装置に係り、特に音
場の映像化について超音波媒質の非線形性を利用した超
音波応用装置に関する。
従来、超音波媒質中の超音波音場を測定する方法として
は、光学シュリーレン法やハイドロフォンによる直接測
定法が用いられてきたが、これらの方法では生体組織等
の超音波媒質中では光が透過しない、ハイドロフォンを
媒質中で自由に動かすことができない等の理由により、
音場測定を行なうことができなかった。
は、光学シュリーレン法やハイドロフォンによる直接測
定法が用いられてきたが、これらの方法では生体組織等
の超音波媒質中では光が透過しない、ハイドロフォンを
媒質中で自由に動かすことができない等の理由により、
音場測定を行なうことができなかった。
本発明の目的は従来の方法によらず、高速かつ容易に超
音波媒質中の超音波音場を測定し、表示し、制御する装
置を提供するにある。
音波媒質中の超音波音場を測定し、表示し、制御する装
置を提供するにある。
本発明は、従来では測定できなかった生体組織等の超音
波媒質中の超音波音場を超音波媒質の非線形特性を利用
して映像化するようにしたものである。
波媒質中の超音波音場を超音波媒質の非線形特性を利用
して映像化するようにしたものである。
まず媒体の等価非線形パラメータ(B/A)eて述べる
。尚、カッコ右下のeは等価 (equivalent)の意味である。くわしくは、
すでに本発明者等により出願されている特願昭58−3
9907号を参照されたい。
。尚、カッコ右下のeは等価 (equivalent)の意味である。くわしくは、
すでに本発明者等により出願されている特願昭58−3
9907号を参照されたい。
今、第1図に示す様に測定用送信トランスデユーサ7
CXTt〜X T w )と測定用受信トランスデユー
サ9 (XR7〜XR/V)を被測定媒質をはさんで対
向させ、それぞれi番目の素子χTiとXR4間で測定
用連続波の送受を行なう。尚、1はタイミング制御部、
2は連続波発振器、6はドライブアンプである。
CXTt〜X T w )と測定用受信トランスデユー
サ9 (XR7〜XR/V)を被測定媒質をはさんで対
向させ、それぞれi番目の素子χTiとXR4間で測定
用連続波の送受を行なう。尚、1はタイミング制御部、
2は連続波発振器、6はドライブアンプである。
次に照射用トランスデユーサ5 <XPy 〜XPM)
から平面パルス波16を測定用連続波ビームに対して、
例えば直角に送り込む。すなわち、送信回路にもうけた
遅延回路4の遅延量を一定にしておき、送信パルスをト
リガする。
から平面パルス波16を測定用連続波ビームに対して、
例えば直角に送り込む。すなわち、送信回路にもうけた
遅延回路4の遅延量を一定にしておき、送信パルスをト
リガする。
ここで測定用ビームの音圧は十分に低く、照射用トラン
スデユーサアレイ5からの平面パルス波の音圧だけで媒
質中の圧力変化が起こるとする。
スデユーサアレイ5からの平面パルス波の音圧だけで媒
質中の圧力変化が起こるとする。
超音波媒質の密度をρ、音速C9等価非線形パラメータ
を(B/A)eとすると平面パルス波の音圧△POによ
り測定用ビームの音場Cはだけ変化する。
を(B/A)eとすると平面パルス波の音圧△POによ
り測定用ビームの音場Cはだけ変化する。
よって平面パルス波が測定波と交差する間にZ=7.o
における[+1定波の位相は ・・・・・・・・・(2) だげ変化する。ここでで−は媒質の平均音速、aは比例
定数である。ここで なる関数g (Z)を考えると ここで*はたたみ込みを示す。G(ω) =F (gな
る周波数特性をもつフィルタに通すことによりすなわち
、測定用受信トランスデユーサXTiの出力を位相検出
器12に人力し、その位相を出した後上記フィルター4
を通すことによって測定寅できる。部、httF沫ブー
リヱj膚支を番・氷する・よって測定用トランスデユー
サ対をXT7.XR1からXTN、XRwまで順次切り
換えながら)eの2次元分布が得れる。この2次元分布
情報は、例えばフレームメモリー7に保存しておく。
における[+1定波の位相は ・・・・・・・・・(2) だげ変化する。ここでで−は媒質の平均音速、aは比例
定数である。ここで なる関数g (Z)を考えると ここで*はたたみ込みを示す。G(ω) =F (gな
る周波数特性をもつフィルタに通すことによりすなわち
、測定用受信トランスデユーサXTiの出力を位相検出
器12に人力し、その位相を出した後上記フィルター4
を通すことによって測定寅できる。部、httF沫ブー
リヱj膚支を番・氷する・よって測定用トランスデユー
サ対をXT7.XR1からXTN、XRwまで順次切り
換えながら)eの2次元分布が得れる。この2次元分布
情報は、例えばフレームメモリー7に保存しておく。
2次元分布を異なるyについて数多く得ることによって
3次元分布を得ることもできる。
3次元分布を得ることもできる。
次に第2図のよ・うに照射用トランスデユーサから送信
用遅延回路4の遅延量を適当に与えることによって、た
とえばある場所に焦点を合わせたような音場をもつパル
ス波16′を送り込んだとする。すると、平面波パルス
の場合と異なり、超音波パルスによる圧力△Pは場所に
応して様々な値をとる。測定ビーム上での一次元変化に
ついて考えると、平面パルスによる圧力△Po に対し
て、△P (z、t)=k (z)△Po (t)(但
しk (2)は音場による2の実関数)で与えられるよ
うな圧力変化となる。よって(4)式より測定用連続波
の各Zにおける位相差は φ(2)!玉ak (z) ’ ρ(z)C(z) (B/A) e (z) *g (z) ・・・・・・
(51」 これより先に得た□(B/A)e ρ (z)C(z) (Z)で上記の値を割ることによって測定用ビーム上の
k (z)が得られる。よって測定用トランスデユーサ
対を切り換えてk(2)を順次求めてゆくことによって
、k (x、z)すなわち音場の2次元分布が得られる
。2次元分布像を数多く得ることによって3次元分布k
(x、y、z)を得られるご七は言うまでもない。尚
、△Pの値そのものを必要とする場合はkの分布に△p
oの値を乗することよって計算できる。
用遅延回路4の遅延量を適当に与えることによって、た
とえばある場所に焦点を合わせたような音場をもつパル
ス波16′を送り込んだとする。すると、平面波パルス
の場合と異なり、超音波パルスによる圧力△Pは場所に
応して様々な値をとる。測定ビーム上での一次元変化に
ついて考えると、平面パルスによる圧力△Po に対し
て、△P (z、t)=k (z)△Po (t)(但
しk (2)は音場による2の実関数)で与えられるよ
うな圧力変化となる。よって(4)式より測定用連続波
の各Zにおける位相差は φ(2)!玉ak (z) ’ ρ(z)C(z) (B/A) e (z) *g (z) ・・・・・・
(51」 これより先に得た□(B/A)e ρ (z)C(z) (Z)で上記の値を割ることによって測定用ビーム上の
k (z)が得られる。よって測定用トランスデユーサ
対を切り換えてk(2)を順次求めてゆくことによって
、k (x、z)すなわち音場の2次元分布が得られる
。2次元分布像を数多く得ることによって3次元分布k
(x、y、z)を得られるご七は言うまでもない。尚
、△Pの値そのものを必要とする場合はkの分布に△p
oの値を乗することよって計算できる。
■
次に第3図のように、以上で得られた□(BρC
/Δ)eとともにkを合成表示する。kの分布は照射用
1−ランスデューサの超音波媒体中の音場を示している
わけであるが、このように合成表示すけた目標に照射用
トランスデユーサの音場を正確に集中させることができ
る。
1−ランスデューサの超音波媒体中の音場を示している
わけであるが、このように合成表示すけた目標に照射用
トランスデユーサの音場を正確に集中させることができ
る。
この方法をとることによって実際の媒質断面と(B/A
)e画像のひずみによる問題は無視c できる。すなわち、測定波および照射パルス波が実際の
媒質の分布と比べてゆがんだ像にな、ってし)像は同じ
要因で同じ様にひずんでいるため、合装置にkの焦点を
もってくれば、実際の媒質の希望部位に焦点を合わせた
のもと同等の結果を生む。
)e画像のひずみによる問題は無視c できる。すなわち、測定波および照射パルス波が実際の
媒質の分布と比べてゆがんだ像にな、ってし)像は同じ
要因で同じ様にひずんでいるため、合装置にkの焦点を
もってくれば、実際の媒質の希望部位に焦点を合わせた
のもと同等の結果を生む。
また、kのかわりにΔPの分布を用いても同じ−(B/
A)kを用いても、ビームの形状は十ρC 分表現できる。
A)kを用いても、ビームの形状は十ρC 分表現できる。
任意の位置に照射用トランスデユーサの焦点を合わせる
には、第2図の送信回路の遅延回路4の遅延量を適当に
変えることによってもできるし、機械的に照射用トラン
スデユーサ5を動かしても良い。
には、第2図の送信回路の遅延回路4の遅延量を適当に
変えることによってもできるし、機械的に照射用トラン
スデユーサ5を動かしても良い。
この装置は、ハイパサーミア(温熱療法)におで治療す
べき腫瘍等を見つけだし、上記の方法で、照射用1−ラ
ンスデューサの焦点を腫瘍に合わせ、その上で照射用ト
ランスデユーサの出力を上げ、加熱を行ない、腫瘍のみ
殺してしまう。
べき腫瘍等を見つけだし、上記の方法で、照射用1−ラ
ンスデューサの焦点を腫瘍に合わせ、その上で照射用ト
ランスデユーサの出力を上げ、加熱を行ない、腫瘍のみ
殺してしまう。
照射用トランスデユーサの出力を上げる方法としては、
第2図のように振幅のみ大きくすることもできるが、パ
ルス波を連続波に切り換えることによってもよい。
第2図のように振幅のみ大きくすることもできるが、パ
ルス波を連続波に切り換えることによってもよい。
また、音場像と同時に表示する媒体の分布像を従来のB
モード像や、TC(組織特性)像にすることも考えられ
、多くの情報をふくんだ診断装置でありかつ、治療用装
置となりうるものである。
モード像や、TC(組織特性)像にすることも考えられ
、多くの情報をふくんだ診断装置でありかつ、治療用装
置となりうるものである。
尚、上記第1図による分布と第2図による分布の取得は
、2次元率面の分布を単位として切換えてもよいが、1
次元の分布(即ちXT t、 XRiO組による一直線
上での分布)を単位として切換えを行なって、それらの
比を順次求めて2次元分布を形成していくようにしても
よい。
、2次元率面の分布を単位として切換えてもよいが、1
次元の分布(即ちXT t、 XRiO組による一直線
上での分布)を単位として切換えを行なって、それらの
比を順次求めて2次元分布を形成していくようにしても
よい。
以上に述べた如く、本発明によれば、超音波媒質中の超
音波音場を映像化し、映像化した音場を観測しながら、
音場を任意の空間分布に制御することが、比較的簡単な
手段で容易に実現できる。
音波音場を映像化し、映像化した音場を観測しながら、
音場を任意の空間分布に制御することが、比較的簡単な
手段で容易に実現できる。
【図面の簡単な説明】
説明する一実施例ブロック図、第2図は照射用トランス
デユーサの音場分布を得る原理を説明す一実施例ブロッ
ク図、第3図は応用例を示す。 ■はタイミング制御、2は発振器、3はドライバ、4ば
遅延回路、5は照射用トランスデユーサアレイ、6はド
ライバ、7は送信用トランスデューザアレイ、8.10
は切り換えSW、9は受信用トランスデユーサアレイ、
11は受信増幅器。 12は位相検出器、13は同期加算回路、14はフィル
タ、15はコントロール信号、16.16′は照射用ト
ランスデユーサから送りだされた超音波パルスの波面、
17はフレームメモリ、18はディスプレイ、19は加
算回路、20は媒質の構造物(たとえば生体組織中の腫
瘍)である。 手続補正書(自船 昭和 年 月 日 59.8,29 1、 ’ICI’lの)3示 昭和夕2 +1’↑冒′[願第1tとΔθθ号3 補正
を1−る者 事件との関係 特許出願人 住所 杯奈用県用崎市中原区」二小田中1015番地(
522)名称富士通株式会社 4 代 理 人 住所 神奈川県川崎市中原区上小…中
1015番地富士通株式会社内 7 補 正 の λ=r * 明細書の特許請求の範囲
のlliおiび発明の詳細な説明の聞8補11:の内容
別紙の通り 穐塙 1、本願の特許請求の範囲の記載を以下の如くに補正す
る。 [(1)超音波媒体の所定の範囲にわたって均一な音場
を有する第1の超追波により、該所定の範囲の各点にお
ける媒体特性値をめる第1の手段と、任意の形状の音場
を有する第2の超音波により、前記所定の範囲の各点に
おける媒体特性値をめる第2の手段と、前記第1.第2
手段から夫々得られる各点の媒体特性値の比をめる第3
の手段と、該第3の手段の出力を前記所定の範囲内にお
ける2次元的又は3次元的な分布として表示する第4の
手段とを設け、前記第2の超音波の音場形状を表示する
ことを特徴とする超音波音場観測装置。 (2)前記第1の手段でまる媒体特性値は、超音波媒体
の密度をρ、音速をC1非線形パラメータであることを
特徴とする特許請求の範囲第(1)項の超音波音場観測
装着。 を有する第1の超音波により、該所定の範囲の各点にお
ける媒体特性値をめる測定手段と、該測定手段の出力を
2次元的又は3次元的な分布として表示する表示手段と
、任意の音場形状を有する第2の超音波を発生する手段
とを設け、上記第1の超音波の代りに上記第2の超音波
を用いて上記測定手段によって各点における媒体特性値
をめ、その出力を上記表示手段によって表示することに
より、上記第2の超音波の音場形状を可視表示すること
を特徴とする超音波音場観測装置。」2 本願四組1書
第9頁8行目「音圧変化によって」とらるのを「音速分
布によってその進路が曲がるため、」と補正する。
デユーサの音場分布を得る原理を説明す一実施例ブロッ
ク図、第3図は応用例を示す。 ■はタイミング制御、2は発振器、3はドライバ、4ば
遅延回路、5は照射用トランスデユーサアレイ、6はド
ライバ、7は送信用トランスデューザアレイ、8.10
は切り換えSW、9は受信用トランスデユーサアレイ、
11は受信増幅器。 12は位相検出器、13は同期加算回路、14はフィル
タ、15はコントロール信号、16.16′は照射用ト
ランスデユーサから送りだされた超音波パルスの波面、
17はフレームメモリ、18はディスプレイ、19は加
算回路、20は媒質の構造物(たとえば生体組織中の腫
瘍)である。 手続補正書(自船 昭和 年 月 日 59.8,29 1、 ’ICI’lの)3示 昭和夕2 +1’↑冒′[願第1tとΔθθ号3 補正
を1−る者 事件との関係 特許出願人 住所 杯奈用県用崎市中原区」二小田中1015番地(
522)名称富士通株式会社 4 代 理 人 住所 神奈川県川崎市中原区上小…中
1015番地富士通株式会社内 7 補 正 の λ=r * 明細書の特許請求の範囲
のlliおiび発明の詳細な説明の聞8補11:の内容
別紙の通り 穐塙 1、本願の特許請求の範囲の記載を以下の如くに補正す
る。 [(1)超音波媒体の所定の範囲にわたって均一な音場
を有する第1の超追波により、該所定の範囲の各点にお
ける媒体特性値をめる第1の手段と、任意の形状の音場
を有する第2の超音波により、前記所定の範囲の各点に
おける媒体特性値をめる第2の手段と、前記第1.第2
手段から夫々得られる各点の媒体特性値の比をめる第3
の手段と、該第3の手段の出力を前記所定の範囲内にお
ける2次元的又は3次元的な分布として表示する第4の
手段とを設け、前記第2の超音波の音場形状を表示する
ことを特徴とする超音波音場観測装置。 (2)前記第1の手段でまる媒体特性値は、超音波媒体
の密度をρ、音速をC1非線形パラメータであることを
特徴とする特許請求の範囲第(1)項の超音波音場観測
装着。 を有する第1の超音波により、該所定の範囲の各点にお
ける媒体特性値をめる測定手段と、該測定手段の出力を
2次元的又は3次元的な分布として表示する表示手段と
、任意の音場形状を有する第2の超音波を発生する手段
とを設け、上記第1の超音波の代りに上記第2の超音波
を用いて上記測定手段によって各点における媒体特性値
をめ、その出力を上記表示手段によって表示することに
より、上記第2の超音波の音場形状を可視表示すること
を特徴とする超音波音場観測装置。」2 本願四組1書
第9頁8行目「音圧変化によって」とらるのを「音速分
布によってその進路が曲がるため、」と補正する。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1,1超音波媒体の所定の範囲にわたって均一な音場
を有する第1の超音波により、該所定の範囲の各点にお
ける媒体特性値をめる第1の手段と、任意の形状の音場
を有する第2の超音波により、前記所定の範囲の各点に
おける媒体特性値をめる第2の手段と、前記第1.第2
手段から夫々得られる各点の媒体特性値の比をめる第3
の手段と、該第3の手段の出力を前記所定の範囲内にお
ける2次元的又は3次元的な分布として表示する第4の
手段とを設け、前記第2の超音波の音場形状を表示する
ことを特徴とする超音波音場観測装置。 ρし あることを特徴とする特許請求の範囲第(1)項の超音
波音場観測装置。 (3)超音波媒質の非線形パラメータB/A、密度ρ、
音速Cによって定まる量−(B/A)eのρC 空間分布を検出する手段と、超音波媒質中に任意の形状
の音場を生ずる超音波振動子より発射された超音波パル
スによって起こる圧力変化△Pと超音波媒質によって定
まる量−(B/A)eとのρC )e・ΔPより前記超音波振動子より発射され−た超音
波パルスによって起こる圧力変化△Pの分布を表示する
手段とを有することを特徴とする超音波音場観測装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58168600A JPS6060838A (ja) | 1983-09-13 | 1983-09-13 | 超音波音場観測装置 |
DE8484306257T DE3475224D1 (en) | 1983-09-13 | 1984-09-13 | Apparatus for observing sound field of ultrasonic wave |
EP84306257A EP0136857B1 (en) | 1983-09-13 | 1984-09-13 | Apparatus for observing sound field of ultrasonic wave |
US06/931,981 US4691569A (en) | 1983-09-13 | 1986-11-24 | Apparatus for observing sound field of ultrasonic wave |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58168600A JPS6060838A (ja) | 1983-09-13 | 1983-09-13 | 超音波音場観測装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6060838A true JPS6060838A (ja) | 1985-04-08 |
JPH0246214B2 JPH0246214B2 (ja) | 1990-10-15 |
Family
ID=15871057
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58168600A Granted JPS6060838A (ja) | 1983-09-13 | 1983-09-13 | 超音波音場観測装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4691569A (ja) |
EP (1) | EP0136857B1 (ja) |
JP (1) | JPS6060838A (ja) |
DE (1) | DE3475224D1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6379640A (ja) * | 1986-09-22 | 1988-04-09 | 横河メディカルシステム株式会社 | 超音波診断装置 |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6060838A (ja) * | 1983-09-13 | 1985-04-08 | 富士通株式会社 | 超音波音場観測装置 |
US6397136B1 (en) | 1997-02-06 | 2002-05-28 | Automotive Technologies International Inc. | System for determining the occupancy state of a seat in a vehicle |
US6445988B1 (en) | 1997-02-06 | 2002-09-03 | Automotive Technologies International Inc. | System for determining the occupancy state of a seat in a vehicle and controlling a component based thereon |
US6529809B1 (en) | 1997-02-06 | 2003-03-04 | Automotive Technologies International, Inc. | Method of developing a system for identifying the presence and orientation of an object in a vehicle |
SE503679C2 (sv) * | 1994-11-18 | 1996-07-29 | Lasse Karlsen | Akustisk vindmätare |
US6452870B1 (en) | 1996-02-08 | 2002-09-17 | Automotive Technologies International, Inc. | Methods for controlling deployment of an occupant restraint in a vehicle and determining whether the occupant is a child seat |
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