JPS6244228A - Ultrasonic diagnostic apparatus - Google Patents
Ultrasonic diagnostic apparatusInfo
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- JPS6244228A JPS6244228A JP18305385A JP18305385A JPS6244228A JP S6244228 A JPS6244228 A JP S6244228A JP 18305385 A JP18305385 A JP 18305385A JP 18305385 A JP18305385 A JP 18305385A JP S6244228 A JPS6244228 A JP S6244228A
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- ultrasonic
- transducer group
- calculates
- time difference
- directivity
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
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内の組織を診断する装置
、特に組織の超音波伝播速度(以下、音速という)を測
定することにより組織を診断する超音波診断装置に関す
る。Detailed Description of the Invention [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a device for diagnosing tissue within a subject using ultrasound, and in particular, to a device for diagnosing tissue within a subject using ultrasound, and in particular, for diagnosing tissue within a subject by measuring the ultrasonic propagation velocity (hereinafter referred to as sound velocity) of the tissue. The present invention relates to an ultrasonic diagnostic device for diagnosing.
生体組織を診断する装置として、生体組織の音速を測定
することにより診断する超音波診断装置がある。以下に
その超音波診断装置の基本原理を第3図に従って説明す
る。2. Description of the Related Art As a device for diagnosing living tissue, there is an ultrasonic diagnostic device that diagnoses living tissue by measuring the speed of sound in living tissue. The basic principle of the ultrasonic diagnostic apparatus will be explained below with reference to FIG.
即ち、リニア電子スキャン用超音波プローブ(以下プロ
ーブという)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
スを発射する。すると超音波パル不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渡経路5
を通り右端Bの超音波振動子(以下、振動子という)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−8inθ) ・(1)と
して求まる。That is, using an ultrasonic probe for linear electronic scanning (hereinafter referred to as probe) 1, ultrasonic pulses are emitted into the body in the θ direction from one end A of an ultrasonic transmitting/receiving surface 2 that is in contact with a body surface (not shown). Then, the ultrasonic pulse goes straight along the transmission path 4 in the liver tissue, and the ultrasound reflected at point P goes straight through the transmission path 5.
and is received by the ultrasonic transducer (hereinafter referred to as the transducer) at the right end B. Since the distance y between A and B is known, route 4
.. By measuring the propagation time t for propagating through 5, the sound speed C in the liver tissue' can be determined as C=y/(t-8inθ)·(1).
また、標準的な生体組織の音速をCo ”” 1530
m/sとした場合、超音波ビームをθ。方向に放射する
にはプローブlの隣接する各振動子間の遅延時間差τ0
を、
To = (d/Co) ・sinθ ・・
・(2)となるように設定すれば良い。In addition, the sound speed in standard living tissues is Co ”” 1530
m/s, the ultrasonic beam is θ. To radiate in the direction, the delay time difference τ0 between adjacent oscillators of probe l
, To = (d/Co) ・sinθ ・・
・It is sufficient to set it so that (2) is obtained.
もし生体組織の音速が00であれば超音波ビームはθ。If the sound speed of the living tissue is 00, the ultrasound beam is 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 / G o
−(3)で示される値となる。A value C that is different from C0, but is generally not limited to C0.
It is. At this time, the propagation direction θ of the ultrasonic wave is sin θ/C=sin θo/G o from Snell's law.
−(3).
ところで、前(1)式を用いて算出される音速Cは第3
図の伝播経路A−P−Bに亘る平均音速であるため、実
際には体表層(脂肪層、筋肉層)の影響を受け、音速測
定値に誤差を生ずる。そこで本願出願人会社においては
、第4図に示すように送波用振動子群Aの送波指向性と
受波用振動子群B。By the way, the sound speed C calculated using the above equation (1) is the third
Since it is the average sound speed over the propagation path A-P-B in the figure, it is actually affected by the body surface layers (fat layer, muscle layer), causing errors in the sound speed measurements. Therefore, the applicant company of the present application has developed the wave transmitting directivity of the wave transmitting transducer group A and the receiving wave transducer group B, as shown in FIG.
B′との交差点P、、P、からの受信波形を収集し、2
つの波形のピークあるいは重心の現われる時刻の差から
体表層の影響を除去する方法が試みられている。この方
法を便宜上2ビーム法と称する。Collect the received waveforms from the intersections P, , P, with B′, and
Attempts have been made to remove the influence of the body surface layer from the difference in the times at which the peaks or centers of gravity appear in the two waveforms. This method is referred to as a two-beam method for convenience.
しかしながら、肝表面が超音波送受波面に対して平行で
ない場合には、上記2ビーム法においても無視し得ない
誤差を生ずる虞れがある。なぜなら、被検体(人体)の
体表層の傾斜角に対する音速測定誤差の関係を示す第5
図より明らかなように、体表層の傾斜角が10″以上と
なると1%以上の誤差を生ずるからである。However, if the liver surface is not parallel to the ultrasonic wave transmitting/receiving plane, there is a risk that a non-negligible error will occur even in the two-beam method. The reason is that the
As is clear from the figure, if the inclination angle of the body surface layer is 10'' or more, an error of 1% or more will occur.
本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、その目
的とするところは、被検体内における音速測定部位の表
面が超音波送受波面に対して平行でない場合であっても
、高精度なる音速測定を行うことができる超音波診断装
置を提供することにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to achieve high accuracy even when the surface of the sound velocity measurement site within the subject is not parallel to the ultrasonic wave transmission/reception plane. An object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic device capable of measuring the speed of sound.
上記目的を達成するための本発明の概要は、それぞれ複
数の超音波振動子を配列して成る第1゜第2.第3.第
4の振動子群を備え、被検体に向って送波した超音波の
反射成分を基に被検体組織内における超音波伝播速度情
報を得て診断に供する超音波診断装置において、前記第
1の振動子群の超音波送波指向性と前記第2の振動子群
の超音波受波指向性との交差する第1の交差点よりの超
音波反射成分を前記第2の振動子群により受波し、前記
第1の振動子群の超音波送波指向性上であってこの超音
波送波指向性と前記第3の振動子群の超音波受波指向性
との交差する第2の交差点よりの超音波反射成分を前記
第3の振動子群により受波し、前記第2の振動子群の超
音波受波指向性上であってこの超音波受波指向性と前記
第4の振動子群の超音波送波指向性との交差する第3の
交差点よりの超音波反射成分を前記第2の振動子群によ
り受波することにより集取された受信エコーを取り込み
、取り込んだ受信エコーより超音波伝播速度を算出する
計算回路を具備することを特徴とするものである。The outline of the present invention for achieving the above object is as follows. Third. The ultrasonic diagnostic apparatus includes a fourth transducer group and obtains ultrasound propagation velocity information in the tissue of a subject based on reflected components of ultrasound transmitted toward the subject for diagnosis. The second transducer group receives an ultrasonic reflection component from a first intersection where the ultrasonic wave transmitting directivity of the transducer group intersects with the ultrasonic receiving directivity of the second transducer group. a second wave on the ultrasonic wave transmission directivity of the first transducer group, where this ultrasonic wave transmission directivity and the ultrasonic reception directivity of the third transducer group intersect. The ultrasonic reflected component from the intersection is received by the third transducer group, and the ultrasonic receiving directivity of the second transducer group is on the ultrasonic receiving directivity and the fourth ultrasonic receiving directivity is The second transducer group receives the ultrasonic reflection component from the third intersection where it intersects the ultrasonic transmission directivity of the transducer group, and captures the received echoes. The device is characterized in that it includes a calculation circuit that calculates the ultrasonic propagation velocity from the echo.
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be specifically explained with reference to Examples.
第1図は本発明の一実施例たる超音波診断装置のブロッ
ク図である。振動子アレイ11は第3図のプローブの超
音波送受波面2に配列されており、励振パルスが加えら
れると超音波パルスを放射し、また、超音波が入射する
と電圧を発生して超音波を検出する。FIG. 1 is a block diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention. The transducer array 11 is arranged on the ultrasonic wave transmitting/receiving surface 2 of the probe shown in FIG. To detect.
振動子アレイ11(T+〜’I’+zs)は振動子幅a
が0.6711のものが素子中心間隔d=0.72n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
を通して行われる。The transducer array 11 (T+~'I'+zs) has a transducer width a
0.6711, 128 elements are lined up on a straight line with an element center spacing d=0.72n. Electric signals are sent and received to and from each of these transducer elements using the lead wire 12 in the cable 3.
It is done through.
21はクロック発振器であり、例えば10MHzの基準
クロックを発生し、それを分周して例えば4 kHzの
レートパルスを出力するものである。A clock oscillator 21 generates a reference clock of, for example, 10 MHz, divides the frequency thereof, and outputs a rate pulse of, for example, 4 kHz.
15はレートパルスを遅延する送信遅延回路、14は遅
延されたレートパルスの入力に応じて励振パルスを出力
するパルサである。このパルサ14より出力された励振
パルスはマルチプレクサ13を介して振動子アレイ11
中の所定の振動子に印加されるように成っている。16
は振動子アレイ11中の所定の振動子によって受波され
た超音波の受信エコーを所定時間遅延した後に合成して
出力する受信遅延回路であり、19はこの受信遅延回路
16の出力を増幅、検波する受信回路である。22はこ
の受信回路19の出力データを記憶するメモリであり、
23はこのメモリ22の記憶内容と前記受信回路19を
介して新たに取り込まるデータとの関係で加算平均処理
を行う処理回路である。24は加算平均処理結果の波形
解析を行う波形解析回路であり、25はこの波形解析回
路24の出力より波形のピーク値の時間を計測して超音
波の伝播時間を得ると共に、得られた伝播時間を基に音
速を算出する計算回路である。26はこの計算回路25
の計算結果を表示するディスプレイである。27はシス
テム制御手段であり、CPU (中央処理装置)を中心
に構成されている。15 is a transmission delay circuit that delays the rate pulse; 14 is a pulser that outputs an excitation pulse in response to input of the delayed rate pulse. The excitation pulse output from this pulser 14 is passed through the multiplexer 13 to the transducer array 11.
The voltage is applied to a predetermined vibrator inside. 16
19 is a reception delay circuit that synthesizes and outputs received echoes of ultrasonic waves received by predetermined transducers in the transducer array 11 after a predetermined time delay; 19 amplifies the output of this reception delay circuit 16; This is a receiving circuit that detects waves. 22 is a memory for storing output data of this receiving circuit 19;
A processing circuit 23 performs averaging processing based on the relationship between the contents stored in the memory 22 and data newly taken in via the receiving circuit 19. 24 is a waveform analysis circuit that performs waveform analysis of the result of the averaging process; 25 is a waveform analysis circuit that measures the time of the peak value of the waveform from the output of this waveform analysis circuit 24 to obtain the propagation time of the ultrasonic wave; This is a calculation circuit that calculates the speed of sound based on time. 26 is this calculation circuit 25
This is a display that displays the calculation results. 27 is a system control means, which is mainly composed of a CPU (central processing unit).
このシステム制御手段27は、予め定められたプログラ
ムに従い前記マルチプレクサ13の動作制御、前記送信
遅延回路15及び受信遅延回路16の遅延時間の設定、
前記メモリ22の書き込み読み出し制御、前記計算回路
25の動作制御を司るものである。This system control means 27 controls the operation of the multiplexer 13 according to a predetermined program, sets the delay times of the transmission delay circuit 15 and the reception delay circuit 16,
It controls writing and reading of the memory 22 and controls the operation of the calculation circuit 25.
次に、以上構成による実施例装置の作用について第2図
をも参照しながら説明する。Next, the operation of the embodiment apparatus having the above configuration will be explained with reference to FIG. 2 as well.
第2図は本実施例における超音波送受波の説明図である
。FIG. 2 is an explanatory diagram of ultrasonic wave transmission and reception in this embodiment.
システム制御手段27の制御により送信遅延回路15の
遅延時間が設定される。この遅延時間は隣接する各振動
子間における遅延時間差τ。が前(11式の関係となる
ように設定される。そして、マルチプレクサ13の切り
換え動作により、プローブのA点に属する振動子群(第
1の振動子群)とパルサ14の出力端とが接続され、パ
ルサ14より所定の時間差を有して出力される励振パル
スが前記A点に属する振動子群に印加される。一方、シ
ステム制御手段27の制御により受信遅延回路16の遅
延時間が設定され、マルチプレクサ13の切り換え動作
によりプローブのB点に属する振 。The delay time of the transmission delay circuit 15 is set under the control of the system control means 27. This delay time is the delay time difference τ between adjacent oscillators. is set so that it has the relationship shown in equation 11. Then, by the switching operation of the multiplexer 13, the transducer group (first transducer group) belonging to point A of the probe is connected to the output terminal of the pulser 14. Excitation pulses output from the pulser 14 with a predetermined time difference are applied to the vibrator group belonging to the point A. On the other hand, the delay time of the reception delay circuit 16 is set under the control of the system control means 27. , the vibration belonging to point B of the probe is determined by the switching operation of the multiplexer 13.
動子群(第2の振動子群)と前記受信遅延回路16の入
力端とが接続される。これにより、プローブのA点に属
する振動子群より被検体に向って送波された超音波の点
po (第1の交差点)での反射成分がプローブのB
点に属する振動子群により受波され、その受信エコーは
受信遅延回路16により送信の場合と同様の時間差を与
えられた後に合成されて出力される。この受信遅延回路
16よりの受信エコーの合成出力は受信回路19により
増幅、検波された後、メモリ22に書き込まれる。プロ
ーブのA点、B点のそれぞれに属する振動子群を介して
上述した超音波送受波が複数回行われる場合には、処理
回路23の作用により受信エコーの加算平均処理が行わ
れる。メモリ22より読み出された受信エコーは波形解
析回路24を介して計算回路25に入力され、超音波の
送波より受波までの時間t、の計測に供される。この計
測は受信波形のピークを検出することにより容易に行う
ことができる。The transducer group (second transducer group) and the input terminal of the reception delay circuit 16 are connected. As a result, the reflected component at point po (first intersection) of the ultrasonic wave transmitted toward the subject from the transducer group belonging to point A of the probe is reflected at point B of the probe.
The waves are received by the transducer group belonging to the point, and the received echoes are given the same time difference as in the case of transmission by the reception delay circuit 16, and then synthesized and output. The combined output of the reception echoes from the reception delay circuit 16 is amplified and detected by the reception circuit 19, and then written into the memory 22. When the above-described ultrasonic wave transmission and reception is performed multiple times via the transducer groups belonging to points A and B of the probe, the processing circuit 23 performs averaging processing of the received echoes. The received echoes read out from the memory 22 are input to the calculation circuit 25 via the waveform analysis circuit 24, and are used to measure the time t from the transmission of the ultrasonic wave to the reception of the ultrasonic wave. This measurement can be easily performed by detecting the peak of the received waveform.
次に、システム制御手段27の制御によりマルチプレク
サ13が動作し、プローブのD点に属する振動子群(第
3の振動子群)と受信用遅延回路16の入力端とが接続
され、プローブのA点に属する振動子群より送波された
超音波の点p+(第2の交差点)での反射成分がプロー
ブのD点に属する振動子群により受波される。そしてそ
の受信エコーは受信遅延回路16により送信の場合と同
様の時間差を与えられた後に合成されて出力される。Next, the multiplexer 13 is operated under the control of the system control means 27, and the transducer group (third transducer group) belonging to point D of the probe is connected to the input terminal of the receiving delay circuit 16, and the input terminal of the receiving delay circuit 16 is connected to the probe A. The reflected component at point p+ (second intersection) of the ultrasound transmitted by the transducer group belonging to the point is received by the transducer group belonging to point D of the probe. The received echoes are given a time difference similar to that in the case of transmission by the reception delay circuit 16, and then synthesized and output.
受信エコーの合成出力は上記の場合と同様に受信回路1
9により増幅、検波された後、メモリ22゜波形解析回
路24を介して計算回路2゛5に入力され、超音波の送
波より受波までの時間t2の計測に供される。The combined output of the received echoes is output from the receiving circuit 1 as in the above case.
After being amplified and detected by the waveform analysis circuit 24 in the memory 22 and the waveform analysis circuit 24, the signal is input to the calculation circuit 25 and used to measure the time t2 from the transmission of the ultrasonic wave to the reception of the ultrasonic wave.
次に、システム制御手段27の制御によりマルチプレク
サ13が動作し、プローブのE点に属する振動子群(第
4の振動子群)とパルサ14の出力端とが接続され、ま
た、プローブのB点に属する振動子群と受信遅延回路1
6の入力端とが接続される。そして今度はプローブのE
点に属する振動子群より送波された超音波の点P2
(第3の交差点)での反射成分がプローブのB点に属す
る振動子群により受波され、その受信エコーは上記の場
合と同様に受信遅延回路16.受信回路19゜メモリ2
2.波形解析回路24を介して計算回路25に入力され
、超音波の送波より受波までの時間t3の計測に供され
る。Next, the multiplexer 13 is operated under the control of the system control means 27, and the transducer group (fourth transducer group) belonging to the point E of the probe is connected to the output end of the pulser 14, and the output terminal of the pulser 14 is connected to the point B of the probe. Transducer group and reception delay circuit 1 belonging to
It is connected to the input terminal of No. 6. And now probe E
Point P2 of the ultrasonic wave transmitted from the transducer group belonging to the point
The reflected component at the (third intersection) is received by the transducer group belonging to point B of the probe, and the received echo is sent to the reception delay circuit 16. Receiving circuit 19゜Memory 2
2. The signal is input to the calculation circuit 25 via the waveform analysis circuit 24, and is used to measure the time t3 from the transmission of the ultrasonic wave to the reception of the ultrasonic wave.
以上の超音波送受波において、A点とB点との間の距離
はylであり、A点とD点との間の距離及びB点とE点
との間の距離はy2である。また、点P1とP2とは、
A点とB点とを結ぶ線上の中心Oと点P0とを結ぶ線を
軸として対称となる位置関係にある。In the above ultrasonic wave transmission and reception, the distance between point A and point B is yl, the distance between point A and point D, and the distance between point B and point E is y2. Also, points P1 and P2 are
They have a symmetrical positional relationship with respect to the line connecting the center O on the line connecting points A and B and point P0 as an axis.
ここに、点P09点Pl1点P2は被検体内の肝実質に
おける超音波反射点であるが、同時に、プローブのA点
、D点、E点、B点のそれぞれに属する振動子群による
超音波送受指向性の交差点を意味するものである。Here, points P09, P11, and P2 are the ultrasound reflection points in the liver parenchyma within the subject, but at the same time, the ultrasound waves generated by the transducer groups belonging to the probe's points A, D, E, and B, respectively. It means the intersection of transmitting and receiving directivity.
ここで、上述した超音波送受波により得られた時間1.
.1.を用い、1−t2−ΔLとし、次式の演算を実行
すれば超音波伝播経路P、−P。Here, the time 1. obtained by the above-mentioned ultrasonic wave transmission and reception.
.. 1. By using 1-t2-ΔL and executing the calculation of the following equation, the ultrasonic propagation paths P, -P are obtained.
−P、に亘る平均音速でを求めることができる(2ビー
ム法に相当)。−P, can be determined using the average sound speed over P (corresponding to the two-beam method).
ただし、Δy予)’l−’Itである。However, Δy (y)'l-'It.
しかしながら、第2図において斜線で示す境界面(肝表
面)が超音波送受波面に対して平行でないために、2組
の超音波伝播経路A−P、−B及びA−P、−Dにおい
て、経路1−Kを音速C2で伝播する時間と、経路J−
C,を音速C,で伝播する時間とが異なり、この時間差
が誤差となる。However, since the boundary surface (liver surface) indicated by diagonal lines in FIG. 2 is not parallel to the ultrasound transmission and reception plane, in the two sets of ultrasound propagation paths A-P, -B and A-P, -D, The time to propagate along path 1-K at the speed of sound C2 and the path J-
The time it takes for C to propagate at the speed of sound C, is different, and this time difference becomes an error.
すなわち、
Δ1=1.−12
Ct CI
と表わした場合の2項目が誤差項となる。ただし、IK
=JGであり、t (PI po pz )は超音波伝
播経路PI Po−Pzにおける伝播時間であと表わ
すことができ、α=0ならば誤差は0となり、αが大き
い程誤差は大きくなる。That is, Δ1=1. The two items when expressed as −12 Ct CI are error terms. However, IK
= JG, and t (PI popz ) can be expressed as the propagation time in the ultrasonic propagation path PI Po-Pz, and if α=0, the error is 0, and the larger α is, the larger the error is.
そこで、本実施例装置においては時間jl+tffを用
い、それらの時間差をも算出する。時間差をΔt′とす
ると、
Δt’=t、−t。Therefore, in the apparatus of this embodiment, the time jl+tff is used and the time difference between them is also calculated. If the time difference is Δt', then Δt'=t, -t.
と表わされ、前(5)式と同様に2項目が誤差項となる
。ただし、NQ=MLである。また、NQは、と表わさ
れる。そして、得られたΔt、Δt′のの相加平均Δt
を次式の演算実行により算出する。As in the previous equation (5), the two items become error terms. However, NQ=ML. Further, NQ is expressed as. Then, the arithmetic average Δt of the obtained Δt, Δt′
is calculated by executing the following formula.
−Δt+Δt ′
Δ 1= □
・・・(9)
算出されたΔtは平均伝播時間を表わすものであるから
、前(4)式中のΔtの代わりにΔtを用いて音速推定
値でを算出する。すなわち、演算式はと表わされる。-Δt+Δt' Δ 1= □ (9) Since the calculated Δt represents the average propagation time, Δt is used instead of Δt in the previous equation (4) to calculate the estimated sound speed. . That is, the arithmetic expression is expressed as.
上述したところのΔt、Δt′の算出、Δt。Calculation of Δt and Δt' as described above, Δt.
Δt′の相加平均処理(前(9)式)、音速推定値での
算出(前(10)式)は全て計算回路25によって行わ
れ、最終的に得られた音速推定値ではディスプレイ26
に表示される。表示された音速推定値では以下のシミュ
レーション結果より明らかなように、体表層の傾斜角に
起因する音速測定誤差が極めて小さく、信頼性の高い値
となる。The arithmetic mean processing of Δt' (formula (9) above) and the calculation using the estimated sound speed (formula (10) above) are all performed by the calculation circuit 25, and the final estimated sound speed value is displayed on the display 26.
will be displayed. As is clear from the simulation results below, the displayed sound speed estimation value has an extremely small sound speed measurement error due to the inclination angle of the body surface layer, and is a highly reliable value.
次に、本願発明者の行ったシミュレーション結果につい
て説明する。Next, the results of a simulation conducted by the inventor of the present application will be explained.
ここで先ず、1>(tanα) (tanθ)とし、前
(5)l(7L f9)式それぞれの2項目を評価する
。前(5)式における誤差をε(、) とし、前(6
)式を前(5)式に代入すると、
となる。同様に前(7)式における誤差ε(、) は、
C+ Ct 1−(tanα) (tanθ)
cosθε(、) の誤差が相殺され、
ε(、) 陶0 ・・・(
13)となる。First, let 1>(tanα) (tanθ) and evaluate the two items in each of the previous equations (5) l(7L f9). Let the error in the previous equation (5) be ε(,), and let the previous equation (6
) is substituted into the previous equation (5), it becomes. Similarly, the error ε(,) in the previous equation (7) is
C+ Ct 1-(tanα) (tanθ)
The error of cosθε(,) is canceled out, and ε(,) 0 ...(
13).
以上の考察では境界面での音波の屈折を無視したが、そ
れを考慮したシミュレーション結果でもその影響は極め
て小さい。例えば、y、=57.6鶴、)’z =17
.281m、C+ =1430m/s。In the above discussion, we ignored the refraction of sound waves at the interface, but even in simulation results that take this into account, its influence is extremely small. For example, y, = 57.6 cranes, )'z = 17
.. 281m, C+ = 1430m/s.
θ= 12.5°、α=20’の場合に、第2図の交差
点P、を用いた2ビーム法によれば、前(4)式により
得られる音速値での誤差ε1は、
となり、同様に交差点P2を用いた場合の音速値での誤
差ε2は、
となる。一方、本実施例装置における、音速値の誤差ε
3は、
となり、屈折を考慮しても本実施例装置の場合、十分小
さな誤差となる。この値は実用上全く問題とはならない
値である。In the case of θ = 12.5° and α = 20', according to the two-beam method using the intersection point P in Figure 2, the error ε1 in the sound speed value obtained from the previous equation (4) is as follows, Similarly, the error ε2 in the sound velocity value when using the intersection P2 is as follows. On the other hand, in the device of this embodiment, the error ε of the sound velocity value
3 is as follows, and even if refraction is taken into account, in the case of the apparatus of this embodiment, the error is sufficiently small. This value does not pose any problem in practice.
以上のシミュレーション結果より明らかなように、本実
施例装置にあっては、被検体の体表層の傾斜角に起、因
する音速測定誤差が極めて小さく、従って、音速測定部
位たる肝表面が超音波送受波面に対して平行でない場合
であっても、既述した2ビーム法とは異なり高精度なる
音速測定を行うことができる。As is clear from the above simulation results, in this example device, the sound velocity measurement error caused by the inclination angle of the subject's body surface layer is extremely small, and therefore, the liver surface, which is the sound velocity measurement site, is exposed to ultrasonic waves. Even when the beam is not parallel to the transmitting/receiving wave surface, it is possible to measure the sound velocity with high accuracy, unlike the two-beam method described above.
以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明は
上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の
範囲内で適宜に変形実施が可能であるのはいうまでもな
い。Although one embodiment of the present invention has been described above, it goes without saying that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and can be modified as appropriate within the scope of the gist of the present invention.
例えば上記実施例においては伝播時間Δt。For example, in the above embodiment, the propagation time Δt.
Δt′の相加平均処理(前(9)式)を行い、その処理
結果を基に音速推定値でを算出するものについて説明し
たが、伝播時間Δt、Δt′のそれぞれについて先ず前
(4)式を用いて平均音速でを算出し、その算出結果を
相加平均するようにしても良い。We have explained how to perform arithmetic averaging processing of Δt' (formula (9) above) and calculate the estimated sound speed based on the processing result. The average sound speed may be calculated using a formula, and the calculation results may be arithmetic averaged.
この場合の相加平均値は前αω式により得られる平均音
速でに等しくなり、上記実施例と同様音速測定誤差が小
さく信頬性が高い。In this case, the arithmetic mean value is equal to the average sound speed obtained by the αω equation, and as in the above embodiment, the sound speed measurement error is small and reliability is high.
また、第2図の交差点P、、P、と同じ深さで且つ互い
に対称となる位置関係にある対の交差点を新たに加えて
、それらの全ての相加平均より音速を推定するようにし
ても良い。In addition, a new pair of intersections that are at the same depth as the intersections P and P in Figure 2 and in a symmetrical positional relationship are added, and the speed of sound is estimated from the arithmetic average of all of them. Also good.
上記実施例においては例えばA点に属する振動子群より
超音波を送波し、交差点P0からの反射波をB点に属す
る振動子により受波するという説明をしたが、ここで説
明している超音波送受波関係は全(対称であり、B点に
属する振動子群より送波し、A点に属する振動子群によ
り受波するようにしても良い。In the above embodiment, for example, it was explained that ultrasonic waves are transmitted from a group of transducers belonging to point A, and the reflected wave from the intersection P0 is received by a transducer belonging to point B. The ultrasonic wave transmission/reception relationship is completely symmetrical, and the wave may be transmitted from the transducer group belonging to point B and received by the transducer group belonging to point A.
さらに、上記実施例においては隣接する各振動子間にお
ける遅延時間差τ。が前(1)式の関係となるように送
信遅延回路15及び受信遅延回路16の遅延時間を設定
したが、超音波ビームの焦点距離Fを加味し、次式で表
わされる遅延時間τ(x)を設定するようにしても良い
。Furthermore, in the above embodiment, the delay time difference τ between adjacent vibrators. The delay times of the transmission delay circuit 15 and the reception delay circuit 16 were set so that ) may be set.
・・・(6)
ここに、Xはプローブ1の振動子群における各振動子の
配列方向の位置(座標)である。このように遅延時間を
設定した場合、指向性交差領域と焦点と示合致し、指向
性交差領域の面積が小さくなるため、受信波形のピーク
が急峻となる。従って、受信波形のピーク値検出を適確
に行うことができ、局所の音速を高精度で測定すること
ができる。(6) Here, X is the position (coordinate) of each transducer in the transducer group of the probe 1 in the arrangement direction. When the delay time is set in this way, the directional intersection area and the focal point coincide with each other, and the area of the directional intersection area becomes smaller, so that the peak of the received waveform becomes steeper. Therefore, the peak value of the received waveform can be detected accurately, and the local speed of sound can be measured with high precision.
以上詳述したように本発明によれば、被検体内における
音速測定部位の表面が超音波送受波面に対して平行でな
い場合であっても、高精度なる音速測定を行うことがで
きる超音波診断装置を提供することができる。As detailed above, according to the present invention, ultrasonic diagnostics allows highly accurate sound speed measurement even when the surface of the sound speed measurement site within the subject is not parallel to the ultrasonic wave transmission/reception plane. equipment can be provided.
第1図は本発明の実施例装置のブロック図、第2図は本
実施例における超音波送受波の説明図、第3図は超音波
伝播速度の測定原理の説明図、第4図及び第5図はそれ
ぞれ従来の超音波伝播速度測定を説明するための説明図
及び特性図である。
11・・・振動子アレイ、25・・・計算回路、26・
・・ディスプレイ、
A・・・第1の振動子群の位置を示す点、B・・・第2
の振動子群の位置を示す点、・D・・・第3の振動子群
の位置を示す点、E・・・第4の振動子群の位置を示す
点、Po・・・第1の交差点、P+・・・第2の交差点
、P2・・・第3の交差点。Fig. 1 is a block diagram of an embodiment of the device of the present invention, Fig. 2 is an explanatory diagram of ultrasonic wave transmission and reception in this embodiment, Fig. 3 is an explanatory diagram of the measurement principle of ultrasonic propagation velocity, and Figs. FIG. 5 is an explanatory diagram and a characteristic diagram for explaining conventional ultrasonic propagation velocity measurement, respectively. 11... Vibrator array, 25... Calculation circuit, 26.
...Display, A...Point indicating the position of the first transducer group, B...Second
Point indicating the position of the transducer group, D... Point indicating the position of the third transducer group, E... Point indicating the position of the fourth transducer group, Po... Point indicating the position of the third transducer group, Po... Point indicating the position of the third transducer group, Intersection, P+...second intersection, P2...third intersection.
Claims (4)
、第2、第3、第4の振動子群を備え、被検体に向って
送波した超音波の反射成分を基に被検体組織内における
超音波伝播速度情報を得て診断に供する超音波診断装置
において、前記第1の振動子群の超音波送波指向性と前
記第2の振動子群の超音波受波指向性との交差する第1
の交差点よりの超音波反射成分を前記第2の振動子群に
より受波し、前記第1の振動子群の超音波送波指向性上
であってこの超音波送波指向性と前記第3の振動子群の
超音波受波指向性との交差する第2の交差点よりの超音
波反射成分を前記第3の振動子群により受波し、前記第
2の振動子群の超音波受波指向性上であってこの超音波
受波指向性と前記第4の振動子群の超音波送波指向性と
の交差する第3の交差点よりの超音波反射成分を前記第
2の振動子群により受波することにより集収された受信
エコーを取り込み、取り込んだ受信エコーより超音波伝
播速度を算出する計算回路を具備することを特徴とする
超音波診断装置。(1) The first waveform is formed by arranging a plurality of ultrasonic transducers, respectively.
, a second, third, and fourth transducer group, and an ultrasound system that obtains information on the ultrasound propagation velocity in the tissue of a subject based on the reflected components of the ultrasound waves transmitted toward the subject and provides the information for diagnosis. In the diagnostic apparatus, a first transducer is provided at which the ultrasound transmission directivity of the first transducer group and the ultrasound reception directivity of the second transducer group intersect.
The second group of transducers receives an ultrasonic reflected component from the intersection of The third transducer group receives an ultrasonic reflection component from a second intersection where it intersects the ultrasonic receiving directivity of the transducer group, and the ultrasonic wave is received by the second transducer group. The ultrasonic reflection component from a third intersection point on the directivity where this ultrasonic receiving directivity intersects with the ultrasonic transmitting directivity of the fourth transducer group is transmitted to the second transducer group. What is claimed is: 1. An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: a calculation circuit that captures received echoes collected by receiving waves and calculates an ultrasonic propagation velocity from the captured received echoes.
通り且つ超音波振動子の配列面に対して垂直となる線を
軸として互いに対称となる位置関係にある特許請求の範
囲第1項に記載の超音波診断装置。(2) The second and third intersections are in a positional relationship that is symmetrical with respect to a line that passes through the first intersection and is perpendicular to the array plane of the ultrasonic transducers. The ultrasonic diagnostic device according to item 1.
受信エコーよりそれらの超音波伝播時間差を算出すると
共に、前記第1、第3の交差点よりの受信エコーよりそ
れらの超音波伝播時間差を算出し、その算出結果の相加
平均より超音波伝播速度を算出して出力するものである
特許請求の範囲第1項又は第2項に記載の超音波診断装
置。(3) The calculation circuit calculates the ultrasonic propagation time difference between the received echoes from the first and second intersections, and also calculates the ultrasonic propagation time difference from the received echoes from the first and third intersections. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1 or 2, which calculates a time difference and calculates and outputs an ultrasonic propagation velocity from the arithmetic mean of the calculation results.
受信エコーよりそれらの超音波伝播時間差を算出すると
共に、前記第1、第3の交差点よりの受信エコーよりそ
れらの超音波伝播時間差を算出し、各超音波伝播時間差
毎に超音波伝播速度を算出し、算出した超音波伝播速度
を相加平均して出力するものである特許請求の範囲第1
項又は第2項に記載の超音波診断装置。(4) The calculation circuit calculates the ultrasonic propagation time difference between the received echoes from the first and second intersections, and also calculates the ultrasonic propagation time difference from the received echoes from the first and third intersections. Claim 1: Calculates the time difference, calculates the ultrasonic propagation velocity for each ultrasonic propagation time difference, and outputs the arithmetic average of the calculated ultrasonic propagation velocities.
3. The ultrasonic diagnostic apparatus according to item 1 or 2.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18305385A JPS6244228A (en) | 1985-08-22 | 1985-08-22 | Ultrasonic diagnostic apparatus |
US06/816,902 US4781199A (en) | 1985-01-07 | 1986-01-07 | System and method for measuring sound velocity of internal tissue in an object being investigated |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18305385A JPS6244228A (en) | 1985-08-22 | 1985-08-22 | Ultrasonic diagnostic apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6244228A true JPS6244228A (en) | 1987-02-26 |
Family
ID=16128911
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18305385A Pending JPS6244228A (en) | 1985-01-07 | 1985-08-22 | Ultrasonic diagnostic apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6244228A (en) |
-
1985
- 1985-08-22 JP JP18305385A patent/JPS6244228A/en active Pending
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