Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP4747300B2 - Acoustic impedance measurement method, acoustic impedance measurement device, object characteristic evaluation method, and object characteristic evaluation device - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP4747300B2 - Acoustic impedance measurement method, acoustic impedance measurement device, object characteristic evaluation method, and object characteristic evaluation device - Google Patents

Acoustic impedance measurement method, acoustic impedance measurement device, object characteristic evaluation method, and object characteristic evaluation device Download PDF

Info

Publication number
JP4747300B2
JP4747300B2 JP2006018036A JP2006018036A JP4747300B2 JP 4747300 B2 JP4747300 B2 JP 4747300B2 JP 2006018036 A JP2006018036 A JP 2006018036A JP 2006018036 A JP2006018036 A JP 2006018036A JP 4747300 B2 JP4747300 B2 JP 4747300B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
acoustic impedance
ultrasonic
reflected wave
ultrasonic transducer
inspection object
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2006018036A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2007195743A (en
Inventor
和人 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Electronics Co Ltd
Original Assignee
Honda Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Electronics Co Ltd filed Critical Honda Electronics Co Ltd
Priority to JP2006018036A priority Critical patent/JP4747300B2/en
Publication of JP2007195743A publication Critical patent/JP2007195743A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4747300B2 publication Critical patent/JP4747300B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

Description

本発明は、超音波を利用した音響インピーダンス測定方法、音響インピーダンス測定装置、物体特性評価方法、及び物体特性評価装置に関するものである。   The present invention relates to an acoustic impedance measurement method, an acoustic impedance measurement device, an object property evaluation method, and an object property evaluation device using ultrasonic waves.

音響インピーダンスは、密度と音速との積により決定され、硬さを反映したパラメータとして利用される。具体的には、例えば、軟組織(表層部)及び骨(コア部)の音響インピーダンスを測定して、その測定値に基づいて骨粗鬆症の診断を行う技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   The acoustic impedance is determined by the product of density and sound velocity, and is used as a parameter reflecting hardness. Specifically, for example, a technique for measuring the acoustic impedance of soft tissue (surface layer portion) and bone (core portion) and diagnosing osteoporosis based on the measured value has been proposed (see, for example, Patent Document 1). ).

特許文献1に記載の音響インピーダンス測定装置は、被検査物に超音波を照射するためのトランスデューサを備える。このトランスデューサは、超音波振動子を主要部として構成された超音波センサと、その超音波センサに接合された中間媒体とからなる。この装置では、パルス信号を供給することにより、超音波振動子が振動して超音波が照射されるようになっている。   The acoustic impedance measuring device described in Patent Literature 1 includes a transducer for irradiating an object with ultrasonic waves. This transducer is composed of an ultrasonic sensor composed mainly of an ultrasonic vibrator and an intermediate medium joined to the ultrasonic sensor. In this apparatus, by supplying a pulse signal, the ultrasonic transducer vibrates and is irradiated with ultrasonic waves.

この音響インピーダンス測定装置において、被検査物(軟組織及び骨)の音響インピーダンスを測定する場合、先ず、初期校正としてトランスデューサを空気中にセットしてトランスデューサから超音波を照射することにより、中間媒体と空気との境界面からの反射波信号が取得される。その後、既知の音響インピーダンスを有する校正媒体にトランスデューサを当接させた状態で、トランスデューサから超音波を照射することにより、中間媒体と校正媒体との境界面からの反射波信号が取得される。そして、音圧反射係数の関係式を利用し、中間媒体と空気との境界面からの反射波信号と、中間媒体と校正媒体との境界面からの反射波信号と、空気の音響インピーダンスと、校正媒体の音響インピーダンスとに基づいて、中間媒体の音響インピーダンスが算出される。   In this acoustic impedance measuring apparatus, when measuring the acoustic impedance of an object to be inspected (soft tissue and bone), first, as an initial calibration, the transducer is set in the air, and the ultrasonic wave is irradiated from the transducer, so that the intermediate medium and the air The reflected wave signal from the boundary surface is acquired. Then, in a state where the transducer is in contact with a calibration medium having a known acoustic impedance, a reflected wave signal from the boundary surface between the intermediate medium and the calibration medium is acquired by irradiating ultrasonic waves from the transducer. And using the relational expression of the sound pressure reflection coefficient, the reflected wave signal from the interface between the intermediate medium and the air, the reflected wave signal from the interface between the intermediate medium and the calibration medium, the acoustic impedance of the air, Based on the acoustic impedance of the calibration medium, the acoustic impedance of the intermediate medium is calculated.

次いで、トランスデューサを軟組織の表面に当接させた状態で、トランスデューサから超音波を照射することにより、中間媒体と軟組織との境界面からの反射波信号と、軟組織と骨との境界面からの反射波信号とが取得される。そして、音圧反射係数の関係式を利用し、中間媒体と軟組織との境界面からの反射波信号と、中間媒体の音響インピーダンスとに基づいて、軟組織の音響インピーダンスが求められる。さらに、軟組織と骨との境界面からの反射波信号と軟組織の音響インピーダンスとに基づいて、骨の音響インピーダンスが求められ、その音響インピーダンスに応じて骨粗鬆症の診断が行われる。
特開2000−102537号公報
Next, the ultrasonic wave is irradiated from the transducer while the transducer is in contact with the surface of the soft tissue, so that the reflected wave signal from the interface between the intermediate medium and the soft tissue and the reflection from the interface between the soft tissue and the bone are reflected. A wave signal is acquired. Then, using the relational expression of the sound pressure reflection coefficient, the acoustic impedance of the soft tissue is obtained based on the reflected wave signal from the boundary surface between the intermediate medium and the soft tissue and the acoustic impedance of the intermediate medium. Furthermore, the acoustic impedance of the bone is obtained based on the reflected wave signal from the boundary surface between the soft tissue and the bone and the acoustic impedance of the soft tissue, and osteoporosis is diagnosed according to the acoustic impedance.
JP 2000-102537 A

ところで、特許文献1の音響インピーダンス測定装置では、被検査物の音響インピーダンスを測定するのに先立ち初期校正が行われる。この初期校正では、空気中に超音波を照射した後に、校正媒体に向けて超音波を照射する必要がある。従って、被検査物の音響インピーダンスを測定するためには超音波を複数回照射しなければならない。また、中間媒体の音響インピーダンスを求めてから、被検査物の音響インピーダンスを求める必要があるので、その演算処理が複雑になり、測定時間が長くなるといった問題や装置サイズが大型化するといった問題が生じる。   By the way, in the acoustic impedance measuring apparatus of patent document 1, initial calibration is performed prior to measuring the acoustic impedance of the object to be inspected. In this initial calibration, it is necessary to irradiate ultrasonic waves toward the calibration medium after irradiating ultrasonic waves into the air. Therefore, in order to measure the acoustic impedance of the object to be inspected, it is necessary to irradiate ultrasonic waves a plurality of times. In addition, since it is necessary to obtain the acoustic impedance of the object to be inspected after obtaining the acoustic impedance of the intermediate medium, there is a problem that the calculation process becomes complicated, the measurement time becomes long, and the apparatus size becomes large. Arise.

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な構成で被検査物の音響インピーダンスを迅速に測定することができる音響パラメータ測定方法、及び音響パラメータ測定装置を提供することにある。また、別の目的は、簡単な構成で被検査物の特性評価を迅速に行うことができる物体特性評価方法、及び物体特性評価装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an acoustic parameter measuring method and an acoustic parameter measuring apparatus that can quickly measure the acoustic impedance of an object to be inspected with a simple configuration. There is. Another object is to provide an object characteristic evaluation method and an object characteristic evaluation apparatus capable of quickly performing characteristic evaluation of an inspection object with a simple configuration.

上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明では、超音波を被検査物に照射し、得られた反射波に基づいて前記被検査物の音響インピーダンスを測定する音響インピーダンス測定方法であって、既知の固有音響インピーダンス及び振動面を有する超音波振動子と前記被検査物とを対向配置するとともに、前記超音波振動子と前記被検査物との間に前記超音波振動子及び前記被検査物とは異なる既知の固有音響インピーダンスを有する超音波伝達体を介在させるステップと、前記超音波振動子から前記被検査物に向けて超音波を照射し、その照射された超音波を前記超音波振動子の前記振動面での反射作用により前記被検査物の表面にて多次的に反射させ、前記超音波振動子に時間差で到達するn次反射波(ただしnは自然数)及びm次反射波(ただしmはnよりも大きい自然数)の信号強度を検出するステップと、前記n次反射波の信号強度、前記m次反射波の信号強度、前記超音波伝達体の固有音響インピーダンス及び前記超音波振動子の固有音響インピーダンスに基づいて、前記被検査物の音響インピーダンスを算出するステップとを含むことを特徴とする音響インピーダンス測定方法をその要旨とする。   In order to solve the above-mentioned problem, in the invention according to claim 1, an acoustic impedance measurement method is provided in which an ultrasonic wave is irradiated onto an inspection object, and an acoustic impedance of the inspection object is measured based on the obtained reflected wave. An ultrasonic transducer having a known intrinsic acoustic impedance and vibration surface and the object to be inspected, and the ultrasonic transducer and the object to be inspected between the ultrasonic transducer and the object to be inspected Interposing an ultrasonic transmission body having a known intrinsic acoustic impedance different from the object to be inspected, irradiating ultrasonic waves from the ultrasonic transducer toward the object to be inspected, and applying the irradiated ultrasonic waves to the object An nth-order reflected wave (where n is a natural number) and m that are reflected in a multi-dimensional manner on the surface of the object to be inspected by reflection action on the vibration surface of the ultrasonic vibrator and reach the ultrasonic vibrator with a time difference. Next Detecting a signal intensity of a radiation wave (where m is a natural number larger than n), a signal intensity of the nth order reflected wave, a signal intensity of the mth order reflected wave, a specific acoustic impedance of the ultrasonic transmission body, and the And a step of calculating an acoustic impedance of the object to be inspected based on a specific acoustic impedance of the ultrasonic transducer.

請求項1に記載の発明によれば、超音波振動子と被検査物との間に超音波伝達体が介在され、超音波振動子から被検査物に向けて超音波が照射される。超音波振動子と被検査物とは超音波伝達体を介して対向配置されており、超音波振動の振動面での反射作用により被検査物の表面にて超音波が多次的に反射される。このとき、それらの反射波のうちの任意の2つの反射波であるn次反射波及びm次反射波の信号強度が検出される。そして、n次反射波の信号強度、m次反射波の信号強度、超音波伝達体の固有音響インピーダンス及び超音波振動子の固有音響インピーダンスに基づいて、被検査物の音響インピーダンスが算出される。この測定方法によると、従来技術のように超音波を複数回照射する必要がなく、超音波振動子から超音波を1回照射すれば、被検査物の音響インピーダンスを求めることができる。   According to the first aspect of the present invention, the ultrasonic transmission body is interposed between the ultrasonic transducer and the inspection object, and the ultrasonic wave is irradiated from the ultrasonic transducer toward the inspection object. The ultrasonic transducer and the object to be inspected are opposed to each other via an ultrasonic transmission body, and the ultrasonic waves are reflected in a multi-dimensional manner on the surface of the object to be inspected by the reflection action on the vibration surface of the ultrasonic vibration. The At this time, the signal intensities of the n-th order reflected wave and the m-th order reflected wave, which are any two of the reflected waves, are detected. Then, the acoustic impedance of the object to be inspected is calculated based on the signal intensity of the nth-order reflected wave, the signal intensity of the mth-order reflected wave, the specific acoustic impedance of the ultrasonic transmission body, and the specific acoustic impedance of the ultrasonic transducer. According to this measuring method, it is not necessary to irradiate the ultrasonic wave a plurality of times as in the prior art, and the acoustic impedance of the object to be inspected can be obtained by irradiating the ultrasonic wave once from the ultrasonic transducer.

請求項2に記載の発明は、超音波を被検査物に照射し、得られた反射波に基づいて前記被検査物の音響インピーダンスを測定する音響インピーダンス測定装置であって、既知の固有音響インピーダンスを有しかつ前記被検査物の表面からの反射波を反射可能な振動面を有し、電気信号を振動に変換して超音波を発生させるとともに、前記反射波を受信して電気信号に変換する超音波振動子と、前記被検査物及び前記超音波振動子とは異なる既知の固有音響インピーダンスを有し、基端が前記超音波振動子の前記振動面に接合される一方、先端が前記被検査物に対して直接接触するように配置される超音波伝達体と、前記超音波振動子の前記振動面での反射作用により前記超音波振動子に時間差で到達するn次反射波(ただしnは自然数)及びm次反射波(ただしmはnよりも大きい自然数)に基づいて、それらの信号強度を検出する信号強度検出手段と、前記n次反射波の信号強度、前記m次反射波の信号強度、前記超音波伝達体の固有音響インピーダンス及び前記超音波振動子の固有音響インピーダンスに基づいて、前記被検査物の音響インピーダンスを算出する演算手段とを備えることを特徴とする音響インピーダンス測定装置をその要旨とする。   The invention according to claim 2 is an acoustic impedance measuring apparatus for irradiating an inspection object with an ultrasonic wave and measuring an acoustic impedance of the inspection object based on the obtained reflected wave, and has a known intrinsic acoustic impedance. And a vibration surface capable of reflecting a reflected wave from the surface of the object to be inspected, converting an electric signal into vibration to generate an ultrasonic wave, and receiving the reflected wave and converting it into an electric signal An ultrasonic transducer that has a known intrinsic acoustic impedance different from that of the inspection object and the ultrasonic transducer, and a proximal end is joined to the vibration surface of the ultrasonic transducer, while a distal end is An ultrasonic transmission body arranged so as to be in direct contact with the object to be inspected, and an nth-order reflected wave that reaches the ultrasonic transducer with a time difference due to a reflection action on the vibration surface of the ultrasonic transducer (however, n is a natural number) and A signal intensity detecting means for detecting the signal intensity based on the second reflected wave (where m is a natural number larger than n), the signal intensity of the nth reflected wave, the signal intensity of the mth reflected wave, the super The gist of the present invention is an acoustic impedance measuring apparatus, comprising: an arithmetic unit that calculates the acoustic impedance of the object to be inspected based on the intrinsic acoustic impedance of the acoustic wave transmitter and the intrinsic acoustic impedance of the ultrasonic transducer. .

請求項2に記載の発明によれば、超音波伝達体の基端が超音波振動子の振動面と接合されるとともにその先端が被検査物に対して直接接触するよう配置される。そして、超音波振動子が電気信号を振動に変換することにより、その超音波振動子の振動面から超音波伝達体を介して被検査物に超音波が照射される。超音波振動子と被検査物とは超音波伝達体を介して対向配置されており、超音波振動の振動面での反射作用により被検査物の表面にて超音波が多次的に反射される。このとき、信号強度検出手段により、それらの反射波のうちの任意の2つの反射波であるn次反射波及びm次反射波の信号強度が検出される。そして、演算手段により、n次反射波の信号強度、m次反射波の信号強度、超音波伝達体の固有音響インピーダンス及び超音波振動子の固有音響インピーダンスに基づいて、被検査物の音響インピーダンスが算出される。この音響インピーダンス測定装置によると、従来技術のように超音波を複数回照射する必要がなく、超音波振動子から超音波を1回照射すれば、被検査物の音響インピーダンスを求めることができる。またこの測定装置では、音響インピーダンスを簡単に求めることができ、従来技術と比較して処理回路の簡素化が可能となる。従って、装置を小型化して携帯が可能な測定装置を実現することができる。   According to the second aspect of the present invention, the base end of the ultrasonic transmission body is joined to the vibration surface of the ultrasonic transducer, and the front end thereof is arranged to directly contact the object to be inspected. Then, the ultrasonic transducer converts the electrical signal into vibration, so that the object to be inspected is irradiated from the vibration surface of the ultrasonic transducer via the ultrasonic transmission body. The ultrasonic transducer and the object to be inspected are opposed to each other via an ultrasonic transmission body, and the ultrasonic waves are reflected in a multi-dimensional manner on the surface of the object to be inspected by the reflection action on the vibration surface of the ultrasonic vibration. The At this time, the signal intensity detection means detects the signal intensity of the n-th order reflected wave and the m-th order reflected wave, which are arbitrary two of the reflected waves. Then, based on the signal intensity of the nth order reflected wave, the signal intensity of the mth order reflected wave, the specific acoustic impedance of the ultrasonic transmitter, and the specific acoustic impedance of the ultrasonic transducer, the calculation means calculates the acoustic impedance of the object to be inspected. Calculated. According to this acoustic impedance measuring apparatus, it is not necessary to irradiate ultrasonic waves a plurality of times as in the prior art, and the acoustic impedance of the object to be inspected can be obtained by irradiating ultrasonic waves once from the ultrasonic transducer. Further, in this measuring apparatus, the acoustic impedance can be easily obtained, and the processing circuit can be simplified as compared with the prior art. Therefore, it is possible to realize a measurement apparatus that can be carried by reducing the size of the apparatus.

請求項3に記載の発明は、請求項2において、前記n次反射波は、前記超音波振動子が発した超音波が前記被検査物の表面で反射される結果、前記超音波振動子に最初に到着する一次反射波であり、前記m次反射波は、前記振動面で反射された前記一次反射波が再び前記被検査物の表面で反射される結果、前記一次反射波の次に到着する二次反射波であることをその要旨とする。   According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the nth-order reflected wave is reflected on the ultrasonic transducer as a result of the ultrasonic wave generated by the ultrasonic transducer being reflected from the surface of the inspection object. The primary reflected wave that arrives first, and the m-order reflected wave arrives next to the primary reflected wave as a result of the primary reflected wave reflected by the vibrating surface being reflected again by the surface of the inspection object. The gist is that it is a secondary reflected wave.

本発明のように、被検査物の表面にて超音波を多次的に反射させる場合、反射が繰り返される度に反射波の信号強度は小さくなるとともに、その反射波を超音波振動子で電気信号に変換する時刻も遅くなってしまう。従って、請求項3に記載の発明のように、比較的に信号強度が大きく超音波振動子に到達する時間が早い一次反射波及び二次反射波の信号強度を用いることにより、音響インピーダンスを正確かつ迅速に求めることができる。   As in the present invention, when ultrasonic waves are reflected in a multi-dimensional manner on the surface of an object to be inspected, the signal intensity of the reflected wave decreases each time reflection is repeated, and the reflected wave is electrically converted by an ultrasonic transducer. The time for conversion to a signal is also delayed. Therefore, as in the invention described in claim 3, by using the signal intensity of the primary reflected wave and the secondary reflected wave having a relatively large signal intensity and a quick time to reach the ultrasonic transducer, the acoustic impedance can be accurately determined. And can be quickly determined.

請求項4に記載の発明は、請求項3において、前記信号強度検出手段は、前記一次反射波及び前記二次反射波を検出してそれら信号強度に応じた電圧値をそれぞれ前記演算手段に出力し、前記演算手段は、それら電圧値に基づいて前記被検査物の音響インピーダンスを算出することをその要旨とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect, the signal intensity detecting unit detects the primary reflected wave and the secondary reflected wave and outputs voltage values corresponding to the signal intensity to the calculating unit. The gist of the calculation means is to calculate the acoustic impedance of the inspection object based on the voltage values.

請求項4に記載の発明によれば、信号強度検出手段により、一次反射波及び二次反射波が検出され、それら反射波の信号強度に応じた電圧値が演算手段に出力される。演算手段により、それら電圧値に基づいて、一次反射波と二次反射波との反射率の関係を求めることができ、その関係を利用して被検査物の音響インピーダンスを正確に算出することができる。   According to the fourth aspect of the invention, the primary reflected wave and the secondary reflected wave are detected by the signal intensity detecting means, and a voltage value corresponding to the signal intensity of these reflected waves is output to the calculating means. Based on these voltage values, the calculation means can determine the relationship between the reflectance of the primary reflected wave and the secondary reflected wave, and can accurately calculate the acoustic impedance of the object to be inspected using the relationship. it can.

請求項5に記載の発明は、請求項2乃至4のいずれか1項において、前記演算手段が算出した音響インピーダンスを表示する表示装置をさらに備えることをその要旨とする。   The gist of a fifth aspect of the present invention is that the apparatus according to any one of the second to fourth aspects further includes a display device that displays the acoustic impedance calculated by the calculation means.

請求項5に記載の発明によれば、演算手段により算出された音響インピーダンスが表示装置に表示されるので、その音響インピーダンスに基づいて、被検査物の性状を容易に確認することができる。   According to the fifth aspect of the invention, since the acoustic impedance calculated by the computing means is displayed on the display device, the property of the object to be inspected can be easily confirmed based on the acoustic impedance.

請求項6に記載の発明は、請求項2乃至5のいずれか1項において、全体としてペン状を呈するハンドピースをさらに備え、そのハンドピースの先端に前記超音波振動子及び前記超音波伝達体が配置されていることをその要旨とする。   A sixth aspect of the present invention is the electronic device according to any one of the second to fifth aspects, further comprising a handpiece having a pen shape as a whole, and the ultrasonic transducer and the ultrasonic transmission body at a tip of the handpiece. The gist is that is arranged.

請求項6に記載の発明によれば、ユーザはハンドピースを手で持ってその先端の超音波伝達体を被検査物に当接させることで、被検査物の音響インピーダンスを測定することができるので、操作性に優れた音響インピーダンス測定装置を実現することができる。また、ハンドピースに信号強度検出手段及び演算手段が収容されていることが好ましく、さらに、ハンドピースに表示装置が設けられることが好ましい。この構成を採用すれば、携帯型の音響インピーダンス測定装置を実現することができる。   According to the sixth aspect of the present invention, the user can measure the acoustic impedance of the object to be inspected by holding the handpiece by hand and bringing the ultrasonic transmission body at the tip thereof into contact with the object to be inspected. Therefore, an acoustic impedance measuring device with excellent operability can be realized. Moreover, it is preferable that the signal intensity detection means and the calculation means are accommodated in the handpiece, and it is preferable that the handpiece is provided with a display device. By adopting this configuration, a portable acoustic impedance measuring device can be realized.

請求項7に記載の発明は、超音波を被検査物に照射し、得られた反射波に基づいて前記被検査物の特性を評価する方法であって、既知の固有音響インピーダンス及び振動面を有する超音波振動子と前記被検査物とを対向配置するとともに、前記超音波振動子と前記被検査物との間に前記超音波振動子及び前記被検査物とは異なる既知の固有音響インピーダンスを有する超音波伝達体を介在させるステップと、前記超音波振動子から前記被検査物に向けて超音波を照射し、その照射された超音波を前記超音波振動子の前記振動面での反射作用により前記被検査物の表面にて多次的に反射させ、前記超音波振動子に時間差で到達するn次反射波(ただしnは自然数)及びm次反射波(ただしmはnよりも大きい自然数)の信号強度を検出するステップと、前記n次反射波の信号強度、前記m次反射波の信号強度、前記超音波伝達体の固有音響インピーダンス及び前記超音波振動子の固有音響インピーダンスに基づいて、前記被検査物の特性評価のための要素となるパラメータを算出するステップとを含むことを特徴とする超音波を利用した物体特性評価方法をその要旨とする。   The invention according to claim 7 is a method of irradiating an object to be inspected with ultrasonic waves and evaluating the characteristics of the object to be inspected based on the obtained reflected wave. The ultrasonic transducer and the object to be inspected are arranged opposite to each other, and a known intrinsic acoustic impedance different from the ultrasonic transducer and the object to be inspected is provided between the ultrasonic transducer and the object to be inspected. A step of interposing an ultrasonic transmission body having, an ultrasonic wave irradiation from the ultrasonic vibrator toward the object to be inspected, and a reflection effect of the irradiated ultrasonic wave on the vibration surface of the ultrasonic vibrator The n-th order reflected wave (where n is a natural number) and the m-th order reflected wave (where m is a natural number greater than n) that are reflected in a multi-dimensional manner on the surface of the object to be inspected and reach the ultrasonic transducer with a time difference. ) To detect the signal strength And the characteristics of the object to be inspected based on the signal strength of the nth-order reflected wave, the signal strength of the mth-order reflected wave, the specific acoustic impedance of the ultrasonic transmitter, and the specific acoustic impedance of the ultrasonic transducer The gist of the object characteristic evaluation method using ultrasonic waves, including the step of calculating a parameter as an element for evaluation.

請求項7に記載の発明によれば、超音波振動子と被検査物との間に超音波伝達体が介在され、超音波振動子から被検査物に向けて超音波が照射される。超音波振動子と被検査物とは超音波伝達体を介して対向配置されており、超音波振動の振動面での反射作用により被検査物の表面にて超音波が多次的に反射される。このとき、それらの反射波のうちの任意の2つの反射波であるn次反射波及びm次反射波の信号強度が検出される。そして、n次反射波の信号強度、m次反射波の信号強度、超音波伝達体の固有音響インピーダンス及び超音波振動子の固有音響インピーダンスに基づいて、被検査物の特性評価のための要素となるパラメータが算出される。この評価方法によると、超音波を複数回照射する必要がなく、超音波振動子から超音波を1回照射すれば、被検査物のパラメータを算出することができ、それに応じて被検査物の特性評価を迅速に行うことができる。   According to the seventh aspect of the present invention, the ultrasonic transmission body is interposed between the ultrasonic transducer and the inspection object, and the ultrasonic wave is irradiated from the ultrasonic transducer toward the inspection object. The ultrasonic transducer and the object to be inspected are opposed to each other via an ultrasonic transmission body, and the ultrasonic waves are reflected in a multi-dimensional manner on the surface of the object to be inspected by the reflection action on the vibration surface of the ultrasonic vibration. The At this time, the signal intensities of the n-th order reflected wave and the m-th order reflected wave, which are any two of the reflected waves, are detected. Based on the signal intensity of the n-th order reflected wave, the signal intensity of the m-th order reflected wave, the intrinsic acoustic impedance of the ultrasonic transmitter, and the intrinsic acoustic impedance of the ultrasonic transducer, The following parameters are calculated. According to this evaluation method, it is not necessary to irradiate the ultrasonic wave a plurality of times, and if the ultrasonic wave is irradiated once from the ultrasonic transducer, the parameter of the inspection object can be calculated, and the inspection object Characteristic evaluation can be performed quickly.

請求項8に記載の発明は、超音波を被検査物に照射し、得られた反射波に基づいて前記被検査物の特性を評価する装置であって、既知の固有音響インピーダンスを有しかつ前記被検査物の表面からの反射波を反射可能な振動面を有し、電気信号を振動に変換して超音波を発生させるとともに、前記反射波を受信して電気信号に変換する超音波振動子と、前記被検査物及び前記超音波振動子とは異なる既知の固有音響インピーダンスを有し、基端が前記超音波振動子の前記振動面に接合される一方、先端が前記被検査物に対して直接接触するように配置される超音波伝達体と、前記超音波振動子の前記振動面での反射作用により前記超音波振動子に時間差で到達するn次反射波(ただしnは自然数)及びm次反射波(ただしmはnよりも大きい自然数)に基づいて、それらの信号強度を検出する信号強度検出手段と、前記n次反射波の信号強度、前記m次反射波の信号強度、前記超音波伝達体の固有音響インピーダンス及び前記超音波振動子の固有音響インピーダンスに基づいて、前記被検査物の特性評価のための要素となるパラメータを算出する演算手段とを備えることを特徴とする超音波を利用した物体特性評価装置をその要旨とする。   The invention according to claim 8 is an apparatus for irradiating an object to be inspected with ultrasonic waves and evaluating the characteristics of the object to be inspected based on the obtained reflected wave, and having a known intrinsic acoustic impedance and An ultrasonic vibration having a vibration surface capable of reflecting a reflected wave from the surface of the object to be inspected, converting an electric signal into vibration to generate an ultrasonic wave, and receiving the reflected wave and converting it into an electric signal The child has a known specific acoustic impedance different from that of the object to be inspected and the ultrasonic transducer, and a base end is joined to the vibration surface of the ultrasonic transducer, while a tip is connected to the object to be inspected. An ultrasonic transmission body disposed so as to be in direct contact with the ultrasonic transducer, and an nth-order reflected wave that reaches the ultrasonic transducer with a time difference due to a reflection effect on the vibration surface of the ultrasonic transducer (n is a natural number) And m-th order reflected wave (where m is larger than n) Signal intensity detecting means for detecting the signal intensity based on the signal number, the signal intensity of the nth order reflected wave, the signal intensity of the mth order reflected wave, the intrinsic acoustic impedance of the ultrasonic transmitter and the super A gist of an object property evaluation apparatus using ultrasonic waves, comprising: an arithmetic unit that calculates a parameter as an element for characteristic evaluation of the inspection object based on a specific acoustic impedance of a sound wave oscillator And

請求項8に記載の発明によれば、超音波伝達体の基端が超音波振動子の振動面と接合されるとともにその先端が被検査物に対して直接接触するよう配置される。そして、超音波振動子が電気信号を振動に変換することにより、その超音波振動子の振動面から超音波伝達体を介して被検査物に超音波が照射される。超音波振動子と被検査物とは超音波伝達体を介して対向配置されており、超音波振動の振動面での反射作用により被検査物の表面にて超音波が多次的に反射される。このとき、信号強度検出手段により、それらの反射波のうちの任意の2つの反射波であるn次反射波及びm次反射波の信号強度が検出される。そして、演算手段により、n次反射波の信号強度、m次反射波の信号強度、超音波伝達体の固有音響インピーダンス及び超音波振動子の固有音響インピーダンスに基づいて、被検査物の特性評価のための要素となるパラメータが算出される。この評価装置によると、超音波を複数回照射する必要がなく、超音波振動子から超音波を1回照射すれば、被検査物のパラメータを求めることができ、それに応じて被検査物の特性評価を迅速に行うことができる。またこの評価装置では、被検査物のパラメータを簡単に求めることができ、処理回路の簡素化が可能となる。従って、装置を小型化して携帯が可能な評価装置を実現することができる。   According to the eighth aspect of the present invention, the base end of the ultrasonic transmission body is joined to the vibration surface of the ultrasonic transducer, and the tip thereof is disposed so as to be in direct contact with the object to be inspected. Then, the ultrasonic transducer converts the electrical signal into vibration, so that the object to be inspected is irradiated from the vibration surface of the ultrasonic transducer via the ultrasonic transmission body. The ultrasonic transducer and the object to be inspected are opposed to each other via an ultrasonic transmission body, and the ultrasonic waves are reflected in a multi-dimensional manner on the surface of the object to be inspected by the reflection action on the vibration surface of the ultrasonic vibration. The At this time, the signal intensity detection means detects the signal intensity of the n-th order reflected wave and the m-th order reflected wave, which are arbitrary two of the reflected waves. Based on the signal strength of the nth order reflected wave, the signal strength of the mth order reflected wave, the specific acoustic impedance of the ultrasonic transmitter, and the specific acoustic impedance of the ultrasonic transducer, the calculation means evaluates the characteristics of the inspection object. A parameter as an element is calculated. According to this evaluation apparatus, it is not necessary to irradiate the ultrasonic wave a plurality of times, and if the ultrasonic wave is irradiated once from the ultrasonic transducer, the parameter of the inspected object can be obtained, and the characteristics of the inspected object accordingly. Evaluation can be performed quickly. In this evaluation apparatus, the parameter of the inspection object can be easily obtained, and the processing circuit can be simplified. Accordingly, it is possible to realize an evaluation apparatus that can be carried by downsizing the apparatus.

以上詳述したように、請求項1〜6に記載の発明によると、簡単な構成で被検査物の音響インピーダンスを迅速に測定することができる。また、請求項7,8に記載の発明によると、簡単な構成で被検査物の特性評価を迅速に行うことができる。   As described in detail above, according to the first to sixth aspects of the invention, the acoustic impedance of the object to be inspected can be quickly measured with a simple configuration. Moreover, according to the invention of Claim 7, 8, the characteristic evaluation of a to-be-inspected object can be performed rapidly with a simple structure.

以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。図1は音響インピーダンス測定装置を示す斜視図である。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing an acoustic impedance measuring apparatus.

図1に示されるように、音響インピーダンス測定装置1は、全体としてペン状を呈するハンドピース2と、そのハンドピース2の先端に設けられる超音波センサ3とを備える。超音波センサ3の基端部はゴムなどの制振部材4を介してハンドピース2の先端取付口に固定されており、超音波センサ3はハンドピース2に対して音響的に絶縁されている。装置の不使用時には、ハンドピース2の先端に図示しないキャップを被せ、超音波センサ3を保護するようにしてもよい。本実施の形態の音響インピーダンス測定装置1は、携帯型の装置であり、ユーザがハンドピース2をペンのように手で持って被検査物に超音波センサ3を押し付けることでその音響インピーダンスを測定する。また、音響インピーダンス測定装置1において、ハンドピース2の外周面には操作パネル5やディスプレイ6が設けられるとともに、その内部には各種の処理回路が収納されている。操作パネル5やディスプレイ6は、ハンドピース2の上端面に設けてもよい。   As shown in FIG. 1, the acoustic impedance measuring apparatus 1 includes a handpiece 2 that has a pen shape as a whole and an ultrasonic sensor 3 provided at the tip of the handpiece 2. The base end portion of the ultrasonic sensor 3 is fixed to the tip mounting opening of the handpiece 2 via a vibration damping member 4 such as rubber, and the ultrasonic sensor 3 is acoustically insulated from the handpiece 2. . When the apparatus is not used, a cap (not shown) may be put on the tip of the handpiece 2 to protect the ultrasonic sensor 3. The acoustic impedance measuring device 1 according to the present embodiment is a portable device, and the user measures the acoustic impedance by holding the handpiece 2 with a hand like a pen and pressing the ultrasonic sensor 3 against an object to be inspected. To do. In the acoustic impedance measuring apparatus 1, an operation panel 5 and a display 6 are provided on the outer peripheral surface of the handpiece 2, and various processing circuits are housed therein. The operation panel 5 and the display 6 may be provided on the upper end surface of the handpiece 2.

図2は音響インピーダンス測定装置1の電気的な回路構成を示している。図2に示すように、ハンドピース2内には、処理回路として発信機7、受信機8、受信電圧測定器9、マイクロコンピュータ(マイコン)10などが収納されている。マイコン10は操作パネル5、ディスプレイ6、発信機7、及び受信電圧測定器9と電気的に接続されており、発信機7及び受信機8が超音波センサ3に電気的に接続されている。   FIG. 2 shows an electrical circuit configuration of the acoustic impedance measuring apparatus 1. As shown in FIG. 2, a transmitter 7, a receiver 8, a received voltage measuring device 9, a microcomputer (microcomputer) 10, and the like are accommodated in the handpiece 2 as processing circuits. The microcomputer 10 is electrically connected to the operation panel 5, the display 6, the transmitter 7, and the reception voltage measuring device 9, and the transmitter 7 and the receiver 8 are electrically connected to the ultrasonic sensor 3.

図1及び図2に示されるように、本実施の形態の超音波センサ3は、例えば、アクリル樹脂を用いて円柱状に形成された超音波伝達体12と、例えば、圧電セラミックであるチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)を用いて円板状に形成された超音波振動子13とを備える。超音波振動子13は超音波伝達体12と同じ直径を有する。この超音波振動子13の振動面14に超音波伝達体12の基端が接合される一方、超音波伝達体12の先端が被検査物(例えば、生体組織)16に直接接触するよう配置される。すなわち、この超音波センサ3では、超音波振動子13と被検査物16との間に超音波伝達体12が介在され、超音波振動子13と対向するよう被検査物16が配置される。   As shown in FIGS. 1 and 2, the ultrasonic sensor 3 according to the present embodiment includes an ultrasonic transmission body 12 formed in a cylindrical shape using, for example, an acrylic resin, and titanic acid that is, for example, a piezoelectric ceramic. And an ultrasonic transducer 13 formed in a disk shape using lead zirconate (PZT). The ultrasonic transducer 13 has the same diameter as the ultrasonic transmission body 12. The proximal end of the ultrasonic transmission body 12 is joined to the vibration surface 14 of the ultrasonic vibrator 13, while the distal end of the ultrasonic transmission body 12 is disposed so as to be in direct contact with the object to be inspected (for example, biological tissue) 16. The That is, in this ultrasonic sensor 3, the ultrasonic transmission body 12 is interposed between the ultrasonic transducer 13 and the inspection object 16, and the inspection object 16 is disposed so as to face the ultrasonic transducer 13.

操作パネル5には、例えば、電源ボタン17や測定開始ボタン18などが設けられ、そのボタン操作に応じた信号がマイコン10に入力される。   For example, a power button 17 and a measurement start button 18 are provided on the operation panel 5, and a signal corresponding to the button operation is input to the microcomputer 10.

発信機7は、マイコン10から入力されるトリガー信号に応答して励起パルスを生成し、それを超音波センサ3に出力する。そして、超音波センサ3において、励起パルスが超音波振動子13に供給され、該超音波振動子13が振動することで、超音波が超音波伝達体12を介して被検査物16に照射される。本実施の形態では、超音波伝達体12において、超音波振動子13は被検査物16と対向する位置に配置されている。そのため、照射された超音波は、超音波振動子13の振動面14での反射作用により被検査物16の表面にて多次的に反射される。   The transmitter 7 generates an excitation pulse in response to the trigger signal input from the microcomputer 10 and outputs it to the ultrasonic sensor 3. Then, in the ultrasonic sensor 3, the excitation pulse is supplied to the ultrasonic transducer 13, and the ultrasonic transducer 13 vibrates, so that the ultrasonic wave is irradiated to the inspection object 16 through the ultrasonic transmission body 12. The In the present embodiment, in the ultrasonic transmission body 12, the ultrasonic transducer 13 is disposed at a position facing the inspection object 16. Therefore, the irradiated ultrasonic waves are reflected in a multi-dimensional manner on the surface of the inspection object 16 by the reflection action on the vibration surface 14 of the ultrasonic transducer 13.

超音波センサ3の超音波振動子13は、送受信兼用の振動子であり、被検査物16で反射した超音波(反射波)を電気信号に変換する。   The ultrasonic transducer 13 of the ultrasonic sensor 3 is a transducer that is used for both transmission and reception, and converts the ultrasonic wave (reflected wave) reflected by the inspection object 16 into an electric signal.

受信機8は、図示しない信号増幅回路、遅延回路、ゲート回路などを含んで構成されていて、超音波振動子13で変換された反射波信号を増幅するとともに、その反射波信号を抽出する。具体的には、超音波の照射タイミングから所定時間が経過したときに遅延回路からゲートパルスが出力される。そして、そのゲートパルスに応じてゲート回路が動作することで、超音波振動子13に最初に到達する一次反射波とその次に到達する二次反射波との反射波信号が抽出される。   The receiver 8 includes a signal amplification circuit, a delay circuit, a gate circuit, and the like (not shown), amplifies the reflected wave signal converted by the ultrasonic transducer 13, and extracts the reflected wave signal. Specifically, a gate pulse is output from the delay circuit when a predetermined time has elapsed from the ultrasonic wave irradiation timing. Then, by operating the gate circuit in accordance with the gate pulse, a reflected wave signal of the primary reflected wave that reaches the ultrasonic transducer 13 first and the secondary reflected wave that reaches the ultrasonic transducer 13 is extracted.

受信電圧測定器9は、A/D変換器19を含んで構成されていて、受信機8から入力される反射波信号の電圧値(アナログ値)をA/D変換し、その変換後のデジタルデータをマイコン10に出力する。   The reception voltage measuring device 9 includes an A / D converter 19 and A / D converts the voltage value (analog value) of the reflected wave signal input from the receiver 8 and converts the converted digital signal. Data is output to the microcomputer 10.

マイコン10は、各種の演算処理を行うCPU21や処理プログラムやデータを記憶するメモリ22などを含んで構成されていて、装置全体を統括的に制御する。処理プログラムとしては、音響インピーダンスを算出するためのプログラムや、算出した音響インピーダンスなどをディスプレイ6に表示するためのプログラムを含む。   The microcomputer 10 includes a CPU 21 that performs various arithmetic processes, a memory 22 that stores processing programs and data, and the like, and comprehensively controls the entire apparatus. The processing program includes a program for calculating the acoustic impedance and a program for displaying the calculated acoustic impedance on the display 6.

次に、本実施の形態における音響インピーダンスの測定方法を説明する。図3は、測定原理を示す説明図であり、図4は、音響インピーダンス測定装置1の動作波形を示すタイミングチャートである。   Next, a method for measuring acoustic impedance in the present embodiment will be described. FIG. 3 is an explanatory diagram showing the measurement principle, and FIG. 4 is a timing chart showing operation waveforms of the acoustic impedance measuring apparatus 1.

図3及び図4に示すように、励起パルスPを超音波振動子13に供給しその励起パルスPにより超音波振動子13を振動させることで、超音波振動子13から被検査物16に向けて超音波(入射波)Sが照射される。この超音波Sは、超音波伝達体12において被検査物16の表面(超音波伝達体12と被検査物16との境界面)及び超音波振動子13の振動面14(超音波伝達体12と超音波振動子13との境界面)で反射を繰り返す。本実施の形態においては、超音波Sが被検査物16の表面で反射される結果、超音波振動子13に最初に到着する一次反射波St1と、振動面14で反射された一次反射波St1が再び被検査物16の表面で反射される結果、一次反射波St1の次に到着する二次反射波St2とを抽出する。そして、それらの反射波信号の電圧値V,Vを取得する。 As shown in FIGS. 3 and 4, the excitation pulse P is supplied to the ultrasonic transducer 13, and the ultrasonic transducer 13 is vibrated by the excitation pulse P, so that the ultrasonic transducer 13 is directed toward the inspection object 16. Then, an ultrasonic wave (incident wave) So is irradiated. In the ultrasonic transmission body 12, the ultrasonic wave So is the surface of the inspection object 16 (boundary surface between the ultrasonic transmission body 12 and the inspection object 16) and the vibration surface 14 (ultrasonic transmission body) of the ultrasonic transducer 13. 12 and the ultrasonic transducer 13). In the present embodiment, as a result of ultrasonic S o is reflected by the surface of the object to be inspected 16, a primary reflected wave S t1 which arrives first to the ultrasonic transducer 13, a primary reflector which is reflected by the vibrating surface 14 As a result of the wave S t1 being reflected again on the surface of the object 16 to be inspected, the secondary reflected wave S t2 that arrives next to the primary reflected wave S t1 is extracted. Then, the voltage values V 1 and V 2 of those reflected wave signals are acquired.

反射波信号の電圧値V,Vは、音圧反射率の関係を利用し、超音波振動子13と超音波伝達体12との間の透過波、被検査物16や超音波振動子13での反射波を考慮すると、次式(1),(2)のように表すことができる。 The voltage values V 1 and V 2 of the reflected wave signal use the relationship between the sound pressure reflectances, the transmitted wave between the ultrasonic transducer 13 and the ultrasonic transmission body 12, the inspection object 16 and the ultrasonic transducer. When the reflected wave at 13 is considered, it can be expressed as the following equations (1) and (2).

Figure 0004747300
Figure 0004747300

Figure 0004747300
Figure 0004747300

ここで、Vは、超音波振動子13で発生する超音波(入射波)Sに対応する電圧値であり、Zは、超音波振動子13の音響インピーダンスである。また、Zは、超音波伝達体(アクリル樹脂)の音響インピーダンスであり、Zは、被検査物16の音響インピーダンスである。なお、音響インピーダンスZ,Zは、超音波振動子13や超音波伝達体12の形成材料に応じて決定される既知の固有音響インピーダンスであり、マイコン10のメモリ22に予め記憶されている。 Here, V 0 is the ultrasonic voltage value corresponding to the (incident wave) S o generated by the ultrasonic oscillator 13, Z 1 is the acoustic impedance of the ultrasonic transducer 13. Z 2 is the acoustic impedance of the ultrasonic transmission body (acrylic resin), and Z 3 is the acoustic impedance of the inspection object 16. The acoustic impedances Z 1 and Z 2 are known intrinsic acoustic impedances determined according to the material for forming the ultrasonic transducer 13 and the ultrasonic transmission body 12, and are stored in advance in the memory 22 of the microcomputer 10. .

上記式(1),(2)を用いると、電圧値の比V/Vは、次式(3)のようになる。 When the above expressions (1) and (2) are used, the voltage value ratio V 2 / V 1 is expressed by the following expression (3).

Figure 0004747300
Figure 0004747300

この式(3)を次式(4)〜(7)のように整理すると、被検査物16の音響インピーダンスZが求まる。 To summarize as following equation this equation (3) (4) to (7), the acoustic impedance Z 3 of the object to be inspected 16 is obtained.

Figure 0004747300
Figure 0004747300

Figure 0004747300
Figure 0004747300

Figure 0004747300
Figure 0004747300

Figure 0004747300
Figure 0004747300

また、上式(7)は、次式(8)のように簡素化することができる。   Further, the above equation (7) can be simplified as the following equation (8).

Figure 0004747300
Figure 0004747300

ここで、Aは、超音波振動子13及び超音波伝達体12の音響インピーダンスZ,Zで決定される装置固有の係数であり、Bは、各反射波信号の電圧比である(次式9参照)。 Here, A is a coefficient specific to the apparatus determined by the acoustic impedances Z 1 and Z 2 of the ultrasonic transducer 13 and the ultrasonic transmission body 12, and B is a voltage ratio of each reflected wave signal (next) (See Equation 9).

Figure 0004747300
従って、測定した電圧値V,Vと既知の音響インピーダンスZ,Zとを式(8)に代入することにより、被検査物16の音響インピーダンスZを求めることができる。
Figure 0004747300
Therefore, the acoustic impedance Z 3 of the object to be inspected 16 can be obtained by substituting the measured voltage values V 1 and V 2 and the known acoustic impedances Z 1 and Z 2 into the equation (8).

次に、本実施の形態において、被検査物(生体組織)16の音響インピーダンスZを測定するためにマイコン10が実行する処理例について、図5のフローチャートに従い説明する。なお、図5の処理は、ユーザにより操作パネル5の測定開始ボタン18が操作され、その操作に応じた信号がマイコン10に入力されたときに開始される。 Then, in this embodiment, a processing example in which the microcomputer 10 performs to measure an acoustic impedance Z 3 of the object (living tissue) 16 will be described with reference to a flow chart in FIG. 5 is started when the measurement start button 18 of the operation panel 5 is operated by the user and a signal corresponding to the operation is input to the microcomputer 10.

先ず、マイコン10は、発信機7にトリガー信号を供給して発信機7から励起パルスPを出力させる(ステップ100)。この励起パルスPが超音波センサ3の超音波振動子13に供給されると、その超音波振動子13が振動して振動面14から超音波Sが照射される。すると、所定時間後に生体組織16の表面で反射した最初の反射波St1が超音波振動子13に到着し、その超音波振動子13で電気信号(反射波信号)に変換される。そして、その反射波信号が受信機8で抽出され、その反射波信号の信号強度に応じた電圧値が受信電圧測定器9でA/D変換される。 First, the microcomputer 10 supplies a trigger signal to the transmitter 7 to output an excitation pulse P from the transmitter 7 (step 100). When this excitation pulse P is supplied to the ultrasonic transducer 13 of the ultrasonic sensor 3, the ultrasonic transducer 13 vibrates and the ultrasonic wave So is irradiated from the vibrating surface 14. Then, the first reflected wave St1 reflected on the surface of the biological tissue 16 after a predetermined time arrives at the ultrasonic transducer 13 and is converted into an electrical signal (reflected wave signal) by the ultrasonic transducer 13. Then, the reflected wave signal is extracted by the receiver 8, and a voltage value corresponding to the signal intensity of the reflected wave signal is A / D converted by the received voltage measuring device 9.

次に、マイコン10は、受信電圧測定器9で変換されたデジタルデータを取得し、一次反射波St1の電圧値Vとしてメモリ22に記憶する(ステップ110)。 Next, the microcomputer 10 obtains a digital data converted by the received voltage measuring device 9 is stored as a voltage value V 1 of the primary reflected wave S t1 in the memory 22 (step 110).

さらに、超音波伝達体12においては、超音波振動子13の振動面14と組織表面との間で反射が繰り返され、受信機8が一次反射波St1に続いて時間差で到着する二次反射波St2を受信する。そして、その反射波St2の信号強度に応じた電圧値が受信電圧測定器9でA/D変換される。 Further, in the ultrasonic transmission body 12, the reflection is repeated between the vibration surface 14 of the ultrasonic transducer 13 and the tissue surface, and the secondary reflection in which the receiver 8 arrives at a time difference following the primary reflected wave St1. The wave St2 is received. A voltage value corresponding to the signal intensity of the reflected wave St 2 is A / D converted by the reception voltage measuring device 9.

次に、マイコン10は、受信電圧測定器9で変換されたデジタルデータを取得し、二次反射波St2の電圧値Vとしてメモリ22に記憶する(ステップ120)。 Next, the microcomputer 10 obtains a digital data converted by the received voltage measuring device 9, and stores in the memory 22 as a voltage value V 2 of the second reflected wave S t2 (step 120).

次に、マイコン10は、超音波振動子13の音響インピーダンスZと超音波伝達体12の音響インピーダンスZとをメモリ22から読み出し、それら音響インピーダンスZ,Zと各反射波St1,St2の電圧値V,Vとを用いて上式(8)に対応した演算を行うことで、生体組織16の音響インピーダンスZを求める(ステップ130)。 Next, the microcomputer 10 reads out the acoustic impedance Z 2 of the acoustic impedance Z 1 and the ultrasound transmission member 12 of the ultrasonic transducer 13 from the memory 22, they acoustic impedance Z 1, Z 2 and reflected waves S t1, by performing the operation corresponding to the above formula (8) by using the voltage value V 1, V 2 of S t2, determining the acoustic impedance Z 3 of the living tissue 16 (step 130).

次に、マイコン10は、その音響インピーダンスZに基づいて生体組織16を診断する(ステップ140)。ここで、例えば癌化した生体組織においてコラーゲン線維が増加すると、正常組織に比較して硬化するので、算出した音響インピーダンスZに基づいて癌化した組織か否かを診断する。また、マイコン10は、算出した生体組織16の音響インピーダンスZ及びその診断結果に応じたデータをディスプレイ6に送信し、その音響インピーダンスZと診断結果とをディスプレイ6に表示させた後(ステップ150)、本処理を終了する。 Next, the microcomputer 10 diagnoses the living tissue 16 based on the acoustic impedance Z 3 (step 140). Here, for example, collagen fibers is increased in cancerous biological tissue, because the cured compared to normal tissues, to diagnose whether tissue or not that cancerous based on the acoustic impedance Z 3 calculated. The microcomputer 10 transmits the calculated biological tissue 16 an acoustic impedance Z 3 and the data corresponding to the diagnostic result on the display 6, after displaying the diagnosis result and its acoustic impedance Z 3 to the display 6 (step 150), the process is terminated.

従って、本実施の形態によれば以下の効果を得ることができる。   Therefore, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.

(1)本実施の形態の音響インピーダンス測定装置1を用いれば、従来技術のように超音波を複数回照射する必要がなく、超音波振動子13から超音波Sを1回照射すれば、生体組織16の音響インピーダンスZを求めることができる。また、音響インピーダンスZを簡単に求めることができ、従来技術と比較して処理回路を簡素化することができるので、装置の小型化が可能となる。 (1) By using an acoustic impedance measuring apparatus 1 of this embodiment, it is not necessary to irradiate multiple times ultrasonic waves as in the prior art, is irradiated once ultrasonic waves S o from the ultrasonic transducer 13, it can be obtained acoustic impedance Z 3 of the living tissue 16. Further, it is possible to determine easily the acoustic impedance Z 3, since the processing circuit compared to the prior art can be simplified, it is possible to downsize the apparatus.

(2)本実施の形態の音響インピーダンス測定装置1では、比較的に信号強度が大きく超音波振動子13に到達する時間が早い一次反射波St1と二次反射波St2とを用いているので、生体組織16の音響インピーダンスZを正確かつ迅速に求めることができる。 (2) The acoustic impedance measuring apparatus 1 according to the present embodiment uses the primary reflected wave St1 and the secondary reflected wave St2 that have a relatively large signal intensity and reach the ultrasonic transducer 13 early. since, it is possible to obtain an acoustic impedance Z 3 of the living tissue 16 accurately and quickly.

(3)本実施の形態の音響インピーダンス測定装置1の場合、生体組織16の音響インピーダンスZと生体組織16の診断結果がディスプレイ6に表示されるので、生体組織16の性状を容易に確認することができる。 (3) When the acoustic impedance measuring apparatus 1 of this embodiment, since the diagnostic result of the acoustic impedance Z 3 and the living tissue 16 of the body tissue 16 is displayed on the display 6, easily check the properties of the living tissue 16 be able to.

(4)本実施の形態の音響インピーダンス測定装置1は、ペン状を呈するハンドピース2内に、信号強度検出手段としての受信機8及び受信電圧測定器9や演算手段としてのマイコン10などが収納されており、そのハンドピース2を手で持って生体組織16の音響インピーダンスZを測定することができる。このように構成すると、操作性に優れた携帯型の測定装置を実現することができる。 (4) The acoustic impedance measuring apparatus 1 according to the present embodiment accommodates a receiver 8 as a signal intensity detecting means, a receiving voltage measuring instrument 9 and a microcomputer 10 as a computing means in a pen-like handpiece 2. it is, can have that handpiece 2 by hand to measure an acoustic impedance Z 3 of the living tissue 16. If comprised in this way, the portable measuring apparatus excellent in operativity is realizable.

(5)本実施の形態の場合、超音波振動子13は、超音波伝達体12と同じ直径を有し、その超音波伝達体12と接合される超音波振動子13の振動面14は平面であるので、この振動面14にて超音波Sを確実に反射させることができる。 (5) In the case of the present embodiment, the ultrasonic transducer 13 has the same diameter as the ultrasonic transmission body 12, and the vibration surface 14 of the ultrasonic transducer 13 joined to the ultrasonic transmission body 12 is a plane. since it can be reliably reflected ultrasound S o at the vibrating surface 14.

なお、本発明の実施の形態は以下のように変更してもよい。   In addition, you may change embodiment of this invention as follows.

・上記実施の形態では、超音波振動子13に最初に到着する一次反射波St1と次に到着する二次反射波St2とを検出し、それらの反射波信号の電圧値V,Vに基づいて、生体組織16の音響インピーダンスZを求めるものであったが、これに限定されるものではない。具体的には、一次反射波St1や二次反射波St2以外に三次反射波以降の各反射波を用いてもよい。すなわち、各反射波のうちの任意の2つの反射波を抽出して、それら反射波の信号強度に基づいて音響インピーダンスZを求めるように構成してもよい。ただし、三次反射波以降の反射波を用いる場合、その信号強度が小さくなることに加え、超音波振動子13に到着するまでの時間が長くなるため、信号検出が困難になる。そのため、上記実施の形態のように一次反射波St1と二次反射波St2とに基づいて音響インピーダンスZを求めることが好ましい。 In the above embodiment, to detect a secondary reflected wave S t2 which then arrives with the primary reflected wave S t1 which arrives first to the ultrasonic transducer 13, the voltage value of those of the reflected wave signals V 1, V 2 on the basis, but were those seeking an acoustic impedance Z 3 of the living tissue 16, but is not limited thereto. Specifically, the reflected waves after the tertiary reflected wave may be used in addition to the primary reflected wave St1 and the secondary reflected wave St2 . In other words, by extracting any two reflected waves out of the reflected wave may be configured to determine the acoustic impedance Z 3 based on the signal strength of their reflected waves. However, when a reflected wave after the third-order reflected wave is used, the signal intensity becomes small, and the time until the ultrasonic transducer 13 arrives becomes long, so that signal detection becomes difficult. Therefore, it is preferable to determine the acoustic impedance Z 3 based on as in the above embodiment the primary reflected wave S t1 and secondary reflected waves S t2.

・上記実施の形態では、ペン状を呈する音響インピーダンス測定装置1に具体化するものあったが、これに限定されるものではない。例えば、図6に示す音響インピーダンス測定装置31のように、ボックス状の装置本体32に信号ケーブル33を介して超音波センサ34を接続した構成の測定装置に具体化してもよい。音響インピーダンス測定装置31は、手のひらに収まるサイズの装置本体32を有しており、携帯型の測定装置として使用される。この音響インピーダンス測定装置31の装置本体32には、ディスプレイ35と操作パネル36とが設けられている。また、超音波センサ34は、超音波伝達体12と超音波振動子13と支持部材39とを備える。そして、信号ケーブル33の接続端子37が装置本体32に設けられたコネクタ38に挿入されることで、超音波センサ34が信号ケーブル33を介して装置本体32内の処理回路と接続される。なお、装置本体32内の処理回路としては、上記実施の形態と同様に、発信機7、受信機8、受信電圧測定器9、マイクロコンピュータ(マイコン)10などを含む。   In the above embodiment, the acoustic impedance measuring device 1 having a pen shape is embodied, but is not limited thereto. For example, a measurement apparatus having a configuration in which an ultrasonic sensor 34 is connected to a box-shaped apparatus main body 32 via a signal cable 33, such as an acoustic impedance measurement apparatus 31 shown in FIG. The acoustic impedance measuring device 31 has a device main body 32 that fits in the palm of the hand, and is used as a portable measuring device. A device body 32 of the acoustic impedance measuring device 31 is provided with a display 35 and an operation panel 36. The ultrasonic sensor 34 includes an ultrasonic transmission body 12, an ultrasonic transducer 13, and a support member 39. Then, the connection terminal 37 of the signal cable 33 is inserted into the connector 38 provided in the apparatus main body 32, whereby the ultrasonic sensor 34 is connected to the processing circuit in the apparatus main body 32 via the signal cable 33. The processing circuit in the apparatus main body 32 includes a transmitter 7, a receiver 8, a received voltage measuring device 9, a microcomputer (microcomputer) 10, and the like as in the above embodiment.

この音響インピーダンス測定装置31では、超音波センサ34(信号ケーブル33の接続端子37)が装置本体32のコネクタ38に着脱可能に設けられ、被検査物の種類やサイズなどに応じた超音波センサ34に交換することができる。また、装置本体32には、比較的に画面サイズが大きなディスプレイ35を設けることができ、より多くの情報をディスプレイ35に表示させることが可能となる。さらに、超音波センサ34を任意の位置に移動させることができるので、被検査物16における複数個所の音響インピーダンスZを迅速に測定することができる。 In this acoustic impedance measuring device 31, an ultrasonic sensor 34 (connection terminal 37 of the signal cable 33) is detachably provided on a connector 38 of the device body 32, and the ultrasonic sensor 34 according to the type and size of the object to be inspected. Can be replaced. In addition, the device main body 32 can be provided with a display 35 having a relatively large screen size, and more information can be displayed on the display 35. Furthermore, since it is possible to move the ultrasonic sensor 34 at an arbitrary position, it is possible to quickly measure the acoustic impedance Z 3 of a plurality of locations in the object to be inspected 16.

・上記実施の形態では、携帯型の音響インピーダンス測定装置1,31に具体化したが、これ以外に据え置き型の音響インピーダンス測定装置として具体化してもよい。   In the above embodiment, the portable acoustic impedance measuring device 1 or 31 is embodied. However, other than this, the stationary acoustic impedance measuring device may be embodied as a stationary acoustic impedance measuring device.

・上記実施の形態の音響インピーダンス測定装置1,31では、1つの超音波センサ3,34を備えるものであったが、これに限定されるものではなく複数の超音波センサを備える測定装置を構成してもよい。この測定装置において、例えば、複数の超音波センサをマトリクス状に配置させ、それら超音波センサを用いて被検査物16における複数の測定点の音響インピーダンスZを測定する。このようにすれば、被検査物16における音響インピーダンスZの分布を容易に確認することができる。またこの場合、各測定点での音響インピーダンスZに基づいて被検査物16の音響インピーダンス像を表示装置に表示させるよう構成してもよい。この音響インピーダンス像を確認することにより、被検査物16の性状をより的確に判定することができる。 In the acoustic impedance measuring devices 1 and 31 of the above-described embodiment, the single ultrasonic sensor 3 or 34 is provided. However, the measurement device is not limited to this and includes a plurality of ultrasonic sensors. May be. In this measuring device, for example, it is disposed a plurality of ultrasonic sensors in a matrix, measuring the acoustic impedance Z 3 of the plurality of measurement points in the test object 16 using these ultrasonic sensors. In this way, it is possible to easily check the distribution of the acoustic impedance Z 3 of the object to be inspected 16. Also in this case, it may be configured so as to be displayed on the display device the acoustic impedance image of the object 16 based on the acoustic impedance Z 3 of each measurement point. By confirming this acoustic impedance image, the property of the inspection object 16 can be determined more accurately.

・上記実施の形態では、超音波センサ3,34の超音波伝達体12としてアクリル樹脂を用いたが、それ以外の樹脂やステンレスなどの金属材料を用いてもよい。勿論、超音波伝達体12としては、樹脂や金属などの固体に限定する必要はなく、超音波を伝達可能な液体(水など)を用いることもできる。   In the above embodiment, acrylic resin is used as the ultrasonic transmission body 12 of the ultrasonic sensors 3 and 34, but other resin or metal material such as stainless steel may be used. Of course, it is not necessary to limit the ultrasonic transmission body 12 to a solid such as a resin or metal, and a liquid (such as water) capable of transmitting ultrasonic waves can also be used.

・上記実施の形態では、被検査物16として生体組織の音響インピーダンスZを測定するものであったが、肉、魚類、うどん、蕎麦などの食材の音響インピーダンスや液体の音響インピーダンスを測定してもよい。 In the above embodiment, in which was intended to measure an acoustic impedance Z 3 of the living tissue as an object to be inspected 16, as measured meat, fish, noodles, the acoustic impedance of the acoustic impedance and the liquid ingredients such as buckwheat Also good.

・上記実施の形態では、測定した被検査物16の音響インピーダンスZに基づいて組織診断を行い、その診断結果をディスプレイ6に表示させるものであったがこれに限定されるものではない。例えば、肉、魚類の音響インピーダンスを測定してその測定値に基づいて鮮度診断を行い、その診断結果をディスプレイ6に表示させてもよい。また、測定した音響インピーダンスに基づいて、うどんや蕎麦などの水分量を表示させてもよいし、液体の塩分濃度などをディスプレイ6に表示させてもよい。 In the above embodiment, it performed tissue diagnosis based on the acoustic impedance Z 3 of the measured object to be inspected 16, although the result of the diagnosis were those to be displayed on the display 6 is not limited thereto. For example, the acoustic impedance of meat and fish may be measured, freshness diagnosis may be performed based on the measured value, and the diagnosis result may be displayed on the display 6. In addition, based on the measured acoustic impedance, the amount of water such as udon or soba may be displayed, or the salt concentration of the liquid may be displayed on the display 6.

・上記実施の形態では、被検査物16の音響インピーダンスZ3を求め、その音響インピーダンスZに基づいて被検査物16の特性評価を行うものであったが、音響インピーダンスZ以外のパラメータを用いて被検査物16の特性評価を行ってもよい。なお、この特性評価のための要素となるパラメータは、上記構成のような超音波センサ3を用いて各反射波St1,St2の信号強度を検出し、それら信号強度、超音波伝達体12の音響インピーダンスZ及び超音波振動子13の音響インピーダンスZに基づいて算出する。 In the above embodiment, it obtains the acoustic impedance Z3 of the inspection object 16, but in which was intended to evaluate the characteristics of the object 16 based on the acoustic impedance Z 3, using parameters other than the acoustic impedance Z 3 Thus, the characteristics of the inspection object 16 may be evaluated. It should be noted that parameters serving as elements for this characteristic evaluation are the signal strengths of the reflected waves S t1 and S t2 detected using the ultrasonic sensor 3 having the above-described configuration, and the signal strength and the ultrasonic transmission body 12. It is calculated based in the acoustic impedance Z 1 of the acoustic impedance Z 2 and the ultrasonic transducer 13.

次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施の形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。   Next, in addition to the technical ideas described in the claims, the technical ideas grasped by the embodiment described above are listed below.

(1)請求項6において、前記ハンドピース内に前記信号強度検出手段及び前記演算手段が収容されていることを特徴とする音響インピーダンス測定装置。   (1) The acoustic impedance measuring apparatus according to claim 6, wherein the signal intensity detecting means and the calculating means are accommodated in the handpiece.

(2)請求項6において、前記ハンドピースに前記表示手段が設けられていることを特徴とする音響インピーダンス測定装置。   (2) The acoustic impedance measuring device according to claim 6, wherein the display means is provided on the handpiece.

(3)請求項2乃至6のいずれか1項において、前記振動面は平面であることを特徴する音響インピーダンス測定装置。   (3) The acoustic impedance measuring apparatus according to any one of claims 2 to 6, wherein the vibration surface is a flat surface.

(4)請求項2乃至6のいずれか1項において、前記信号強度検出手段は、前記一次反射波及び前記二次反射波を検出するためのゲート回路と、前記各反射波の信号強度に応じた電圧値をA/D変換するA/D変換器とを含むことを特徴とする音響インピーダンス測定装置。   (4) In any one of claims 2 to 6, the signal intensity detecting means is configured to detect a gate circuit for detecting the primary reflected wave and the secondary reflected wave, and depending on a signal intensity of each reflected wave. And an A / D converter for A / D converting the measured voltage value.

(5)請求項5において、前記演算手段が算出した音響インピーダンスに基づいて、前記被検査物の性状を判定し、その判定結果を前記表示装置に表示する判定手段をさらに備えたことを特徴とする音響インピーダンス測定装置。   (5) The method according to claim 5, further comprising determination means for determining a property of the object to be inspected based on the acoustic impedance calculated by the calculation means and displaying the determination result on the display device. An acoustic impedance measuring device.

(6)請求項2乃至5のいずれか1項において、前記信号強度検出手段及び演算手段が装置本体に設けられ、前記超音波振動子及び超音波伝達体を有する超音波センサが装置本体に対して着脱可能に設けられることを特徴とする音響インピーダンス測定装置。   (6) In any one of claims 2 to 5, the signal intensity detection means and the calculation means are provided in the apparatus main body, and the ultrasonic sensor having the ultrasonic transducer and the ultrasonic transmission body is connected to the apparatus main body. And an acoustic impedance measuring device detachably provided.

(7)技術的思想(6)において、前記被検査物の種類に応じて前記超音波センサが交換されることを特徴とする音響インピーダンス測定装置。   (7) The acoustic impedance measuring device according to the technical idea (6), wherein the ultrasonic sensor is replaced according to a type of the inspection object.

本発明を具体化した一実施の形態の音響インピーダンス測定装置を示す斜視図。The perspective view which shows the acoustic impedance measuring device of one Embodiment which actualized this invention. 音響インピーダンス測定装置の電気的構成を示すブロック図。The block diagram which shows the electrical constitution of an acoustic impedance measuring apparatus. (a)〜(c)は超音波センサにおける超音波の反射を示す説明図。(A)-(c) is explanatory drawing which shows reflection of the ultrasonic wave in an ultrasonic sensor. 音響インピーダンス測定装置の動作波形を示すタイミングチャート。The timing chart which shows the operation | movement waveform of an acoustic impedance measuring apparatus. マイコンが実行する処理例を示すフローチャート。The flowchart which shows the process example which a microcomputer performs. 別の実施の形態の音響インピーダンス測定装置を示す斜視図。The perspective view which shows the acoustic impedance measuring apparatus of another embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1,31…音響インピーダンス測定装置
2…ハンドピース
6,35…表示装置としてのディスプレイ
8…信号強度検出手段を構成する受信機
9…信号強度検出手段を構成する受信電圧測定器
10…演算手段としてのマイコン
12…超音波伝達体
13…超音波振動子
14…振動面
16…被検査物としての生体組織
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,31 ... Acoustic impedance measuring apparatus 2 ... Handpiece 6,35 ... Display as display apparatus 8 ... Receiver which comprises signal strength detection means 9 ... Received voltage measuring device which comprises signal strength detection means 10 ... As calculation means Microcomputer 12 ... Ultrasonic transmitter 13 ... Ultrasonic vibrator 14 ... Vibrating surface 16 ... Biological tissue as inspection object

Claims (8)

超音波を被検査物に照射し、得られた反射波に基づいて前記被検査物の音響インピーダンスを測定する音響インピーダンス測定方法であって、
既知の固有音響インピーダンス及び振動面を有する超音波振動子と前記被検査物とを対向配置するとともに、前記超音波振動子と前記被検査物との間に前記超音波振動子及び前記被検査物とは異なる既知の固有音響インピーダンスを有する超音波伝達体を介在させるステップと、
前記超音波振動子から前記被検査物に向けて超音波を照射し、その照射された超音波を前記超音波振動子の前記振動面での反射作用により前記被検査物の表面にて多次的に反射させ、前記超音波振動子に時間差で到達するn次反射波(ただしnは自然数)及びm次反射波(ただしmはnよりも大きい自然数)の信号強度を検出するステップと、
前記n次反射波の信号強度、前記m次反射波の信号強度、前記超音波伝達体の固有音響インピーダンス及び前記超音波振動子の固有音響インピーダンスに基づいて、前記被検査物の音響インピーダンスを算出するステップと
を含むことを特徴とする音響インピーダンス測定方法。
An acoustic impedance measurement method for irradiating an inspection object with ultrasonic waves and measuring an acoustic impedance of the inspection object based on the obtained reflected wave,
An ultrasonic transducer having a known intrinsic acoustic impedance and vibration surface and the inspection object are arranged opposite to each other, and the ultrasonic transducer and the inspection object are disposed between the ultrasonic transducer and the inspection object. Interposing an ultrasonic transmission body having a known intrinsic acoustic impedance different from
Ultrasonic waves are irradiated from the ultrasonic transducer toward the object to be inspected, and the irradiated ultrasonic waves are multi-ordered on the surface of the object to be inspected by reflection action on the vibration surface of the ultrasonic vibrator. Detecting the signal intensity of an n-th order reflected wave (where n is a natural number) and an m-th order reflected wave (where m is a natural number greater than n) that is reflected in a timely manner and reaches the ultrasonic transducer with a time difference;
Based on the signal strength of the n-th order reflected wave, the signal strength of the m-th order reflected wave, the specific acoustic impedance of the ultrasonic transmitter, and the specific acoustic impedance of the ultrasonic transducer, the acoustic impedance of the object to be inspected is calculated. An acoustic impedance measuring method comprising the steps of:
超音波を被検査物に照射し、得られた反射波に基づいて前記被検査物の音響インピーダンスを測定する音響インピーダンス測定装置であって、
既知の固有音響インピーダンスを有しかつ前記被検査物の表面からの反射波を反射可能な振動面を有し、電気信号を振動に変換して超音波を発生させるとともに、前記反射波を受信して電気信号に変換する超音波振動子と、
前記被検査物及び前記超音波振動子とは異なる既知の固有音響インピーダンスを有し、基端が前記超音波振動子の前記振動面に接合される一方、先端が前記被検査物に対して直接接触するように配置される超音波伝達体と、
前記超音波振動子の前記振動面での反射作用により前記超音波振動子に時間差で到達するn次反射波(ただしnは自然数)及びm次反射波(ただしmはnよりも大きい自然数)に基づいて、それらの信号強度を検出する信号強度検出手段と、
前記n次反射波の信号強度、前記m次反射波の信号強度、前記超音波伝達体の固有音響インピーダンス及び前記超音波振動子の固有音響インピーダンスに基づいて、前記被検査物の音響インピーダンスを算出する演算手段と
を備えることを特徴とする音響インピーダンス測定装置。
An acoustic impedance measuring device that irradiates an inspection object with ultrasonic waves and measures the acoustic impedance of the inspection object based on the obtained reflected wave,
A vibration surface having a known intrinsic acoustic impedance and capable of reflecting a reflected wave from the surface of the object to be inspected, converts an electric signal into vibration, generates an ultrasonic wave, and receives the reflected wave An ultrasonic transducer that converts it into an electrical signal,
The test object and the ultrasonic transducer have a known intrinsic acoustic impedance different from each other, and a proximal end is joined to the vibration surface of the ultrasonic transducer, while a distal end is directly with respect to the test object. An ultrasonic transmission body arranged to contact;
The nth-order reflected wave (where n is a natural number) and the mth-order reflected wave (where m is a natural number greater than n) that reaches the ultrasonic vibrator with a time difference due to the reflection effect on the vibration surface of the ultrasonic vibrator. Based on signal strength detection means for detecting their signal strength,
Based on the signal strength of the n-th order reflected wave, the signal strength of the m-th order reflected wave, the specific acoustic impedance of the ultrasonic transmitter, and the specific acoustic impedance of the ultrasonic transducer, the acoustic impedance of the object to be inspected is calculated. An acoustic impedance measuring apparatus comprising: an arithmetic means for performing the operation.
前記n次反射波は、前記超音波振動子が発した超音波が前記被検査物の表面で反射される結果、前記超音波振動子に最初に到着する一次反射波であり、前記m次反射波は、前記振動面で反射された前記一次反射波が再び前記被検査物の表面で反射される結果、前記一次反射波の次に到着する二次反射波であることを特徴とする請求項2に記載の音響インピーダンス測定装置。   The n-order reflected wave is a primary reflected wave that first arrives at the ultrasonic transducer as a result of the ultrasonic wave emitted from the ultrasonic transducer being reflected by the surface of the inspection object, and the m-order reflected wave. The wave is a secondary reflected wave that arrives next to the primary reflected wave as a result of the primary reflected wave reflected by the vibration surface being reflected again by the surface of the inspection object. 2. The acoustic impedance measuring apparatus according to 2. 前記信号強度検出手段は、前記一次反射波及び前記二次反射波を検出してそれら信号強度に応じた電圧値をそれぞれ前記演算手段に出力し、前記演算手段は、それら電圧値に基づいて前記被検査物の音響インピーダンスを算出することを特徴とする請求項3に記載の音響インピーダンス測定装置。   The signal intensity detecting means detects the primary reflected wave and the secondary reflected wave and outputs voltage values corresponding to the signal intensity to the calculating means, respectively, and the calculating means calculates the voltage based on the voltage values. The acoustic impedance measuring apparatus according to claim 3, wherein the acoustic impedance of the inspection object is calculated. 前記演算手段が算出した音響インピーダンスを表示する表示装置をさらに備えることを特徴とする請求項2乃至4のいずれか1項に記載の音響インピーダンス測定装置。   The acoustic impedance measuring apparatus according to claim 2, further comprising a display device that displays the acoustic impedance calculated by the computing unit. 全体としてペン状を呈するハンドピースをさらに備え、そのハンドピースの先端に前記超音波振動子及び前記超音波伝達体が配置されていることを特徴とする請求項2乃至5のいずれか1項に記載の音響インピーダンス測定装置。   The handpiece having a pen shape as a whole is further provided, and the ultrasonic transducer and the ultrasonic transmission body are arranged at a tip of the handpiece. The acoustic impedance measuring apparatus as described. 超音波を被検査物に照射し、得られた反射波に基づいて前記被検査物の特性を評価する方法であって、
既知の固有音響インピーダンス及び振動面を有する超音波振動子と前記被検査物とを対向配置するとともに、前記超音波振動子と前記被検査物との間に前記超音波振動子及び前記被検査物とは異なる既知の固有音響インピーダンスを有する超音波伝達体を介在させるステップと、
前記超音波振動子から前記被検査物に向けて超音波を照射し、その照射された超音波を前記超音波振動子の前記振動面での反射作用により前記被検査物の表面にて多次的に反射させ、前記超音波振動子に時間差で到達するn次反射波(ただしnは自然数)及びm次反射波(ただしmはnよりも大きい自然数)の信号強度を検出するステップと、
前記n次反射波の信号強度、前記m次反射波の信号強度、前記超音波伝達体の固有音響インピーダンス及び前記超音波振動子の固有音響インピーダンスに基づいて、前記被検査物の特性評価のための要素となるパラメータを算出するステップと
を含むことを特徴とする超音波を利用した物体特性評価方法。
A method of irradiating an inspection object with ultrasonic waves and evaluating the characteristics of the inspection object based on the obtained reflected wave,
An ultrasonic transducer having a known intrinsic acoustic impedance and vibration surface and the inspection object are arranged opposite to each other, and the ultrasonic transducer and the inspection object are disposed between the ultrasonic transducer and the inspection object. Interposing an ultrasonic transmission body having a known intrinsic acoustic impedance different from
Ultrasonic waves are irradiated from the ultrasonic transducer toward the object to be inspected, and the irradiated ultrasonic waves are multi-ordered on the surface of the object to be inspected by reflection action on the vibration surface of the ultrasonic vibrator. Detecting the signal intensity of an n-th order reflected wave (where n is a natural number) and an m-th order reflected wave (where m is a natural number greater than n) that is reflected in a timely manner and reaches the ultrasonic transducer with a time difference;
Based on the signal strength of the n-th order reflected wave, the signal strength of the m-th order reflected wave, the specific acoustic impedance of the ultrasonic transmission body, and the specific acoustic impedance of the ultrasonic transducer, for evaluating the characteristics of the inspection object An object characteristic evaluation method using ultrasonic waves, comprising: calculating a parameter as an element of
超音波を被検査物に照射し、得られた反射波に基づいて前記被検査物の特性を評価する装置であって、
既知の固有音響インピーダンスを有しかつ前記被検査物の表面からの反射波を反射可能な振動面を有し、電気信号を振動に変換して超音波を発生させるとともに、前記反射波を受信して電気信号に変換する超音波振動子と、
前記被検査物及び前記超音波振動子とは異なる既知の固有音響インピーダンスを有し、基端が前記超音波振動子の前記振動面に接合される一方、先端が前記被検査物に対して直接接触するように配置される超音波伝達体と、
前記超音波振動子の前記振動面での反射作用により前記超音波振動子に時間差で到達するn次反射波(ただしnは自然数)及びm次反射波(ただしmはnよりも大きい自然数)に基づいて、それらの信号強度を検出する信号強度検出手段と、
前記n次反射波の信号強度、前記m次反射波の信号強度、前記超音波伝達体の固有音響インピーダンス及び前記超音波振動子の固有音響インピーダンスに基づいて、前記被検査物の特性評価のための要素となるパラメータを算出する演算手段と
を備えることを特徴とする超音波を利用した物体特性評価装置。
An apparatus for irradiating an inspection object with ultrasonic waves and evaluating characteristics of the inspection object based on the obtained reflected wave,
A vibration surface having a known intrinsic acoustic impedance and capable of reflecting a reflected wave from the surface of the object to be inspected, converts an electric signal into vibration, generates an ultrasonic wave, and receives the reflected wave An ultrasonic transducer that converts it into an electrical signal,
The test object and the ultrasonic transducer have a known intrinsic acoustic impedance different from each other, and a proximal end is joined to the vibration surface of the ultrasonic transducer, while a distal end is directly with respect to the test object. An ultrasonic transmission body arranged to contact;
The nth-order reflected wave (where n is a natural number) and the mth-order reflected wave (where m is a natural number greater than n) that reaches the ultrasonic vibrator with a time difference due to the reflection effect on the vibration surface of the ultrasonic vibrator. Based on signal strength detection means for detecting their signal strength,
Based on the signal strength of the n-th order reflected wave, the signal strength of the m-th order reflected wave, the specific acoustic impedance of the ultrasonic transmission body, and the specific acoustic impedance of the ultrasonic transducer, for evaluating the characteristics of the inspection object An object characteristic evaluation apparatus using ultrasonic waves, comprising: an arithmetic means for calculating a parameter as an element of
JP2006018036A 2006-01-26 2006-01-26 Acoustic impedance measurement method, acoustic impedance measurement device, object characteristic evaluation method, and object characteristic evaluation device Expired - Fee Related JP4747300B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006018036A JP4747300B2 (en) 2006-01-26 2006-01-26 Acoustic impedance measurement method, acoustic impedance measurement device, object characteristic evaluation method, and object characteristic evaluation device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006018036A JP4747300B2 (en) 2006-01-26 2006-01-26 Acoustic impedance measurement method, acoustic impedance measurement device, object characteristic evaluation method, and object characteristic evaluation device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007195743A JP2007195743A (en) 2007-08-09
JP4747300B2 true JP4747300B2 (en) 2011-08-17

Family

ID=38450938

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006018036A Expired - Fee Related JP4747300B2 (en) 2006-01-26 2006-01-26 Acoustic impedance measurement method, acoustic impedance measurement device, object characteristic evaluation method, and object characteristic evaluation device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4747300B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103983693A (en) * 2014-05-29 2014-08-13 湖南科技大学 Freshwater fish freshness ultrasonic detector and detection method

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09311125A (en) * 1996-05-23 1997-12-02 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Acoustic impedance measuring device
JP4246297B2 (en) * 1998-09-30 2009-04-02 古野電気株式会社 Acoustic impedance measuring device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007195743A (en) 2007-08-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5042489A (en) Ultrasonic densitometer device and method
US5119820A (en) Ultrasonic densitometer device and method
EP0920832A2 (en) Ultrasonic densitometer device and method
CN104605891B (en) Detect the shearing wave method of spread speed, the method for detection biological tissue elasticity and biological tissue elasticity imaging method in biological tissues
US6364837B1 (en) Contact digital ultrasonic densitometer
EP3040033A1 (en) Diagnostic ultrasound apparatus and elasticity evaluation method
WO2017071605A1 (en) Elasticity detection method and device
WO1996018342A1 (en) Osteoporosis diagnosing apparatus and method
TWI449518B (en) System for detecting irregular bone defects during dental implant osseointegration process and control method thereof
KR20160073168A (en) Untrasound dianognosis apparatus and operating method thereof
JP2015062016A (en) Detection device using multiple ultrasonic pulse shapes
JP6134323B2 (en) Thickness measuring device and thickness measuring method
CN109875608B (en) Elastography method
JP2003225239A (en) Ultrasonic imaging device
EP2454997B1 (en) Method, device and program for analyzing cartilage using ultrasonic wave
JP5305093B2 (en) Acoustic impedance measurement method, acoustic impedance measurement device, object characteristic evaluation method, and object characteristic evaluation device
CN109561882A (en) System and method for determining fat body structural constituent and lean body mass ingredient
JP6019362B2 (en) Medical image measuring apparatus and medical image measuring method
JP2009168633A (en) Ultrasonic inspection apparatus for aquatic organisms and ultrasonic inspection method for aquatic organisms
JP4747300B2 (en) Acoustic impedance measurement method, acoustic impedance measurement device, object characteristic evaluation method, and object characteristic evaluation device
JP5234545B2 (en) Material hardness distribution display system and material hardness distribution display method
JP2010256307A (en) Hardness measuring device
JP7295534B2 (en) Ultrasound image construction method, device and program, and signal processing method
CN211049411U (en) Probe and tissue elasticity detection system
US20140187954A1 (en) Infant bone assessment

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090116

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110414

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110419

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110421

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4747300

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140527

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees