(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波を送受信する探触子と、前記探触子を駆動する送信回路と、前記探触子からの信号を受信して受信信号を出力する受信回路と、前記受信信号を処理してＢモード信号を発生するＢモード処理手段と、前記Ｂモード信号に基づいて断層像を表示する表示部とを具備する超音波組織診断装置において、前記受信信号を検波して検波信号を出力する検波手段と、伝搬にともなう波形歪みを起こすに足るレベルの音圧を持つ送出超音波によるエコーの検波信号を記憶するメモリと、伝搬にともなう波形歪みを起こすに足りないレベルの音圧を持つ送出超音波によるエコーの検波出力信号で前記メモリの出力信号を除算する除算手段と、前記Ｂモード信号と前記除算手段の出力信号とを合成する合成手段とを備えたことを特徴とする超音波組織診断装置。
【請求項２】
前記除算手段に、除数が閾値未満の場合の除算結果を、時間的に前後の除算結果で、かつ閾値以上の除数で除算が行われた除算結果で補間する手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の超音波組織診断装置。
【請求項３】
前記除算手段の出力を深さ方向で微分する手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の超音波組織診断装置。
【請求項４】
前記検波手段に、前記受信信号の絶対値検波信号を求める手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の超音波組織診断装置。
【請求項５】
前記検波手段に、前記受信信号の複素検波信号を求める手段を設け、前記除算手段に、複素除算を行う手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の超音波組織診断装置。
【請求項６】
前記除算手段の出力信号にカラーコードを対応させる手段と、前記カラーコードで前記Ｂモード信号をカラー信号にする手段とを備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の超音波組織診断装置。
【請求項７】
前記カラーコードと前記Ｂモード信号を加算する手段を備えたことを特徴とする請求項６記載の超音波組織診断装置。
【請求項８】
前記カラーコードにより前記Ｂモード信号を色変調する手段を備えたことを特徴とする請求項６記載の超音波組織診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波組織診断装置に関し、特に、生体組織等における超音波に対する非線形応答特性を画像表示する超音波組織診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超音波組織診断装置は、生体組織等に超音波を送出して、そのエコーに基づく画像を表示することにより、生体組織等の内部状態を診断する装置である。超音波組織診断装置には、エコーの基本波と高調波を区別せずに単純に画像表示するものと、非線形現象を積極的に利用して、送出超音波の高調波エコーに基づいて画像を生成するハーモニックイメージング(harmonic imaging)法を用いるものとがある。ハーモニックイメージング法には、大振幅の超音波の伝搬に伴い発生する高調波を利用する組織ハーモニックイメージング法と、造影剤により媒質の非線形性を強調するバブルハーモニックイメージング法とがある。
【０００３】
第２高調波の発生領域は、ビーム中央部であるので、基本波のエコー発生領域より格段に狭い。そのため、第２高調波を画像化対象とするハーモニックイメージング法は、方位分解能向上に有効である。また、高調波エコー像は、生体組織等における超音波に対する非線形応答特性を示すものであるので、基本波エコー像に表示される生体組織の特徴とは別の特徴を表示することができる。
【０００４】
ハーモニックイメージング法で高調波を抽出する方法には３つある。１つは、受信したエコー信号をハイパスフィルタに通して基本波成分を減衰させ、高調波を抽出するものである。フィルタによる抽出では、基本波の帯域が高調波と重なってしまうと、フィルタにより高調波成分のみを抽出することができなくなる。このため、送信パルスの帯域をある程度狭くする必要があり、画像の縦分解能を劣化させる原因となる。第２高調波情報のみを画像化する組織ハーモニックイメージング法では、フィルタを利用して第２高調波成分を抽出しても、鮮明な画像を描画することは難しい。
【０００５】
２つ目は、米国特許5,706,819号明細書に開示されているように、互いに逆相の２つの基本波パルス信号を利用するパルスインバージョン法である。３つ目は、特開昭61-279235号公報に開示されているように、強度の異なる２つの超音波を送出して、エコー信号の差から高調波成分を抽出する方法である。以下、高調波エコーを画像化する従来の超音波組織診断装置の例をいくつかあげる。
【０００６】
特開平9-224939号公報に開示された「非線形超音波影像システムの感度を上げる方法」は、第２高調波のような非線形応答に対する感度の高い影像を、多数の励起レベルの音線による超音波応答測定により達成するものである。多数の励起レベルの音線によって得られた応答を、それぞれ、その励起レベルの差に対応する量でゲイン補正して減算し、線形応答の大部分を除去する。残ったものを、非線形応答に対応するものとする。減算された信号を、音線の一つに加算して、この信号の影像をビデオ表示装置に表示する。
【０００７】
特開2000-300564号公報に開示された「超音波診断装置」は、体内で発生する非線形歪み成分を表示する超音波診断装置において、送信パルスの幅を変化させることで生じる周波数特性の変化を打ち消す畳み込み演算のためのハードウェア量を低減するものである。ディジタルビームフォーマの２組のメモリと多相加算器によるそれぞれの遅延量に、メモリと減算器により送信パルスの幅に相当する差をつけることで、畳み込み演算を実現する。
【０００８】
特開2001-112754号公報に開示された「超音波診断装置」は、体内で発生する非線形歪み成分を表示する超音波診断装置において、フレームレートの低下および被検体の動きによる画質の低下を緩和するものである。パルス発生回路で電気パルスを発生し、探触子で超音波パルスに変換し、被検体内に送信する。互いに極性の異なるパルスを用いた２回の送受信により得られたエコー信号を、加算器で加算して、高調波成分を抽出する。パルス間隔調節器により、送信パルスの間隔を変化させる。
【０００９】
特開2001-353155号公報に開示された「超音波撮影装置」は、ユニポーラ駆動でも、広帯域の高調波エコーを得ることができる超音波撮影装置である。まず、伝搬にともなう波形歪みを起こすに足る音圧（高レベルの音圧）を持つ超音波を送出する。次に、伝搬にともなう波形歪みを起こすに足りない音圧（低レベルの音圧）を持つ超音波を、同一の方位に送出する。これら２種類の超音波のエコーをそれぞれ受信し、２つのエコーの差信号を求める。差信号に基づいて画像を生成して、表示する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の超音波組織診断装置においては、高レベルの送出超音波によるエコーと、低レベルの送出超音波によるエコーとの差信号に基づいて画像を生成していたので、伝搬にともなう波形歪みの発生に関わる媒体の音響的な非線型性の特徴を、十分に表示できないという問題があった。
【００１１】
本発明は、上記従来の問題を解決して、媒体の音響的な非線型性をより忠実に表示することのできる超音波組織診断装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明では、超音波を送受信する探触子と、探触子を駆動する送信回路と、探触子からの信号を受信して受信信号を出力する受信回路と、受信信号を処理してＢモード信号を発生するＢモード処理手段と、Ｂモード信号に基づいて断層像を表示する表示部とを具備する超音波組織診断装置に、受信信号を絶対値検波して検波信号を出力する検波手段と、伝搬にともなう波形歪みを起こすに足る音圧を持つ高レベル振幅の送出超音波によるエコーの検波信号を記憶するメモリと、伝搬にともなう波形歪みを起こすに足りない音圧を持つ低レベル振幅の送出超音波によるエコーの検波出力信号でメモリの出力信号を除算する除算手段と、Ｂモード信号と除算手段の出力信号とを合成する合成手段とを備えた構成とした。このように構成したことにより、送波ビームの強度レベルの深さ依存や、受信信号に含まれる超音波の散乱特性を除去して、波形歪みに比例したパラメータ、すなわち媒体の音響的な非線型性に関わるパラメータに基づく画像を表示することができる。
【００１３】
また、除算手段に、除数が閾値未満の場合には、時間的に前後に除数が閾値以上で除算が行われた除算結果で補間する手段を設けた。このように構成したことにより、除算結果が不安定になることを避けることができる。
【００１４】
また、除算手段の出力を深さ方向で微分する手段を設けた。このように構成したことにより、伝搬にともなって深さ方向に蓄積される波形歪みを微分して、局所的な波形歪みの発生量、すなわち媒体の局所的な音響的非線型性に関わるパラメータに基づく画像を表示することができる。
【００１５】
また、検波手段に、受信信号の絶対値検波信号を求める手段を設けた。このように構成したことにより、受信信号がＲＦ信号からベースバンド信号に変換され、除算手段における除数（分母）の受信信号が零となる確率を下げ、除算を安定して行うことができる。
【００１６】
また、検波手段に、受信信号の複素検波信号を求める手段を設け、除算手段に、複素除算を行う手段を設けた。このように構成したことにより、受信信号がＲＦ信号からベースバンド信号に変換され、除算手段における除数（分母）の受信信号が零となる確率を下げ、除算を安定して行うことができる。また、複素除算であるため、除算手段に入力される受信信号の間の位相情報に基づく画像を表示することができる。
【００１７】
また、除算手段の出力信号にカラーコードを対応させる手段と、カラーコードでＢモード信号をカラー信号にする手段とを備えた。このように構成したことにより、除算手段の出力である媒体の非線型性に関わるパラメータをカラー表示して、パラメータの微妙な差異を明確に表示することができる。
【００１８】
また、カラーコードとＢモード信号を加算する手段を備えた。このように構成したことにより、除算手段の出力である媒体の非線型性に関わるパラメータをカラー表示し、パラメータの微妙な差異をＢモード画像上に明確に表示することが可能となる。
【００１９】
また、カラーコードによりＢモード信号を色変調する手段を備えた。このように構成したことにより、除算手段の出力である媒体の非線型性に関わるパラメータをカラー表示し、パラメータの微妙な差異をＢモード画像上に明確に表示することが可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図９を参照しながら詳細に説明する。
【００２１】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態は、高レベルの超音波によるエコー信号を記憶しておき、同一音線上に送出した低レベルの超音波によるエコー信号で除算し、除算結果とＢモード信号を合成して表示する超音波組織診断装置である。
【００２２】
図１は、本発明の第１の実施の形態における超音波組織診断装置の機能ブロック図である。図１において、送信回路１は、探触子２を駆動する回路である。探触子２は、超音波を送受信する素子である。受信回路３は、探触子２からの信号を受信する回路である。Ｂモード処理部４は、受信回路３が出力する信号を処理し、Ｂモード信号を発生する手段である。検波器５は、受信回路３からの信号を絶対値検波する手段である。メモリ６は、検波器５からの信号を記憶するメモリである。除算部７は、検波器５の出力とメモリ６の出力を除算する手段である。合成部８は、Ｂモード処理部４からの信号と、除算部７からの信号を合成する手段である。表示部９は、合成部８の出力を断層像として表示する手段である。
【００２３】
図２は、本発明の第１の実施の形態における超音波組織診断装置の除算部７の機能ブロック図である。図２において、比較器71は、設定された閾値と検波器５からの信号を比較する手段である。除算器72は、メモリ６からの信号と検波器５からの信号の間の除算を行う手段である。メモリ73は、除算器72の出力を記憶するメモリである。補間部74は、メモリ73の出力を補間する手段である。
【００２４】
上記のように構成された本発明の第１の実施の形態における超音波組織診断装置の動作を説明する。最初に、図１を参照しながら、超音波組織診断装置の機能の概略を説明する。送信回路１は、超音波を送信する探触子２を駆動する。受信回路３は、超音波を受信した探触子２の信号を増幅する。Ｂモード処理部４は、受信回路３が出力する信号をディジタル処理して、Ｂモード信号を生成する。検波器５は、受信回路３からの信号を絶対値検波する。メモリ６は、検波器５からの信号を記憶する。除算部７は、検波器５の出力でメモリ６の出力を除算する。合成部８は、Ｂモード信号と、除算部７からの信号を合成する。表示部９は、合成部８の出力を断層像として表示する。
【００２５】
図２を参照しながら、除算部７の動作の概略を説明する。比較器71は、設定された閾値と検波器５からの信号を比較する。除算器72は、メモリ６の出力信号を検波器５の出力信号で除算する。除算器72は、比較器71の出力により制御される。除算器72の出力は、メモリ73に記憶される。補間部74は、メモリ73の出力を補間する。補間方法については後述する。
【００２６】
図１と図２を参照しながら、超音波組織診断装置の動作を詳しく説明する。第１回目の送信において、送信回路１は、高レベルの駆動パルスを発生する。すなわち、伝搬にともなう波形歪みを起こすに足る音圧を持つ超音波を、探触子２が送波するように、駆動パルスを発生する。第２回目の送信において、送信回路１は、低レベルの駆動パルスを発生する。すなわち、伝搬にともなう波形歪みを起こすに足りない音圧を持つ超音波を、高レベルの超音波と同一の方向に探触子２が送波するように、駆動パルスを発生する。
【００２７】
探触子２が受信する受信信号Ｒ(ｉ)（ｉ＝１,２）は、
Ｒ(ｉ)＝Ｐ(ｉ)・Ｎ(ｉ)・Ｓ  ・・・・・・（１）
で表される。ここで、Ｐ(ｉ)は、超音波の送波音圧レベルである。Ｎ(ｉ)は、伝搬にともなう波形歪みを示す量である。Ｓは、媒体における超音波の散乱特性である。
【００２８】
次に、受信信号Ｒ(ｉ)は、受信回路３において受信される。受信信号Ｒ(１)は、Ｂモード処理部４において信号処理される。また、受信信号Ｒ(ｉ)は、検波器５において絶対値検波される。受信信号Ｒ(１)は、メモリ６に記憶される。除算部７においては、受信信号Ｒ(１)の絶対値と、受信信号Ｒ(２)の絶対値の除算が、
｜Ｒ(１)／Ｒ(２)｜＝|Ｐ(１)・Ｎ(１)／(Ｐ(２)・Ｎ(２))｜  ・・・・・・（２）
のように行われる。（２）式において、超音波の送波音圧レベルの比｜Ｐ(１)／(Ｐ(２)|は、定数Ｃとおくことができる。また、第２回目の送信における伝搬にともなう波形歪みを示す量Ｎ(２)は、歪みが無いので、Ｎ(２)＝１とすることができる。したがって、（２）式に示す除算部７の出力は、
|Ｒ(１)／Ｒ(２)|＝Ｃ・Ｎ(１)  ・・・・・・（３）
と表せる。したがって、除算部７の出力は、伝搬にともなう波形歪みを示す量Ｎ(１)に比例する。すなわち、媒体の音響的な非線型性を示す。
【００２９】
（３）式の受信信号Ｒ(２)の絶対値が、閾値より小さい場合には、除算器72は除算を停止し、補間すべきデータであることを示す特別な値を出力する。補間部74は、補間すべき特別な値が存在する場合には、除算器72において除算が行われた前後のデータを用い、データを補間する。このように補間することにより、除算結果が不安定になることを避けることができる。除算部７の出力は、合成部８において、Ｂモード処理部４からの出力と合成される。合成部８の出力は、表示部９において断層像として表示される。
【００３０】
上記のように、本発明の第１の実施の形態では、超音波組織診断装置を、伝搬にともなう波形歪みを起こすに足る音圧を持つ超音波を送波し、前の送波と同一の方向に、伝搬にともなう波形歪みを起こすに足りない音圧を持つ超音波を送波し、２種類の超音波エコーの比を求め、Ｂモード信号に合成して表示する構成としたので、伝搬にともなう波形歪みに比例するパラメータを示す画像、すなわち媒体の音響的な非線型性を示す画像を表示することができる。
【００３１】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態は、高レベルの超音波によるエコー信号を記憶しておき、同一音線上に送出した低レベルの超音波によるエコー信号で除算し、除算結果を深さ方向で微分して、Ｂモード信号と合成して表示する超音波組織診断装置である。
【００３２】
図３は、本発明の第２の実施の形態における超音波組織診断装置の機能ブロック図である。図３において、微分器18は、除算部７の出力を微分する手段である。合成部８は、Ｂモード処理部４からの信号と、微分器18からの信号を合成する手段である。その他の基本的な構成は、第１の実施の形態と同じである。図１と同様な動作をする部分の説明は省略する。
【００３３】
上記のように構成された本発明の第２の実施の形態における超音波組織診断装置の動作を説明する。除算結果を得るまでは、第１の実施の形態と同じである。除算部７の出力Ｃ・Ｎ（１）は、微分器18において、深さ方向ｚに関して微分され、微分出力
β＝Ｃ・ｄ（Ｎ(１)）／ｄｚ  ・・・・・・（４）
が得られる。Ｎ(１)は、深さ方向に蓄積された歪み量であるので、その深さ方向の微分であるβは、局所的な歪み量、あるいは媒体の音響的な非線型性の局所的な分布を示す量とみなすことができる。合成部８は、Ｂモード処理部４からの信号と、微分器18からの信号を合成する。伝搬にともなって深さ方向に蓄積される波形歪みを微分することで、媒体の局所的な音響的非線型性に関わるパラメータに基づく画像を表示することができる。
【００３４】
上記のように、本発明の第２の実施の形態では、超音波組織診断装置を、高レベルの超音波によるエコー信号を、同一音線上に送出した低レベルの超音波によるエコー信号で除算した結果を、深さ方向で微分し、微分結果をＢモード信号に合成して表示する構成としたので、媒体の非線型性の局所的な分布を示す量を表示することができる。
【００３５】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態は、高レベルの超音波によるエコー信号を位相検波して記憶しておき、同一音線上に送出した低レベルの超音波によるエコー信号を位相検波した結果で複素除算し、除算結果とＢモード信号を合成して表示する超音波組織診断装置である。
【００３６】
図４は、本発明の第３の実施の形態における超音波組織診断装置の機能ブロック図である。図４において、位相検波器15は、受信回路３からの信号を位相検波する手段である。メモリ16は、位相検波器15からのIs、Qs信号を記憶するメモリである。除算部17は、位相検波器15のIs、Qs信号とメモリ16のIm、Qm信号を除算する手段である。合成部８は、Ｂモード処理部４からの信号と、除算部17からの信号を合成する手段である。その他の基本的な構成は、第１の実施の形態と同じである。図１と同様な動作をする部分の説明は省略する。
【００３７】
上記のように構成された本発明の第３の実施の形態における超音波組織診断装置の動作を説明する。受信結果を得るまでは、第１の実施の形態と同じである。位相検波器15は、受信回路３からの信号を位相検波する。メモリ16は、位相検波器15からのIs信号（同相成分）とQs信号（直交成分）を記憶する。除算部17は、位相検波器15からのIs信号とQs信号で、メモリ16のIm信号とQm信号を複素除算する。
【００３８】
複素除算の方法を説明する。受信信号Ｒ(ｉ)は、検波器５において位相検波され、複素検波信号Is＋jQs（但しｊは虚数単位）が出力される。第１回目の送信のエコーから得られた複素検波信号は、メモリ16に記憶される。メモリ16の出力は、Im＋jQmとなる。除算部17において、複素除算信号
Ｉ＋ｊＱ＝（Im＋jQm）／（Is＋jQs）  ・・・・・・（５）
が求められる。
【００３９】
複素除算信号Ｉ＋ｊＱの絶対値が、除算部17より出力される。除算部17の出力は、（３）式に示すＣ・Ｎ（１）に相当する量とみなすことができる。したがって、除算部17の出力は、伝搬にともなう波形歪みを示す量Ｎ（１）に比例する。すなわち、媒体の音響的な非線型性を示す。除算部17の出力は、合成部８において、Ｂモード処理部４からの出力と合成される。合成部８の出力は、表示部９において断層像として表示される。複素除算を行うことにより、受信信号が零となる確率が下がり、除算を安定して行うことができる。また、受信信号の間の位相情報に基づく画像を表示することができる。
【００４０】
上記のように、本発明の第３の実施の形態では、超音波組織診断装置を、伝搬にともなう波形歪みを起こすに足る音圧を持つ超音波を送波し、前の送波と同一の方向に、伝搬にともなう波形歪みを起こすに足りない音圧を持つ超音波を送波し、２種類の超音波エコーを位相検波して複素除算し、複素除算結果をＢモード信号に合成して表示する構成としたので、伝搬にともなう波形歪みを示す画像、すなわち媒体の音響的な非線型性を示す画像を表示することができる。
【００４１】
（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態は、高レベルの超音波によるエコー信号を位相検波して記憶しておき、同一音線上に送出した低レベルの超音波によるエコー信号を位相検波した結果との偏角の差を求め、偏角差とＢモード信号を合成して表示する超音波組織診断装置である。
【００４２】
図５は、本発明の第４の実施の形態における超音波組織診断装置の機能ブロック図である。図５において、偏角検出部27は、位相検波器15の（Is，Qs）信号と、メモリ16の（Im，Qm）信号の偏角の差を検出する手段である。合成部８は、Ｂモード処理部４からの信号と、偏角検出部27からの信号を合成する手段である。その他の基本的な構成は、第３の実施の形態と同じである。図４と同様な動作をする部分の説明は省略する。
【００４３】
上記のように構成された本発明の第４の実施の形態における超音波組織診断装置の動作を説明する。位相検波結果を得るまでは、第３の実施の形態と同じである。偏角検出部27において、（５）式で示した複素除算信号Ｉ＋ｊＱを求める。さらに、その偏角
φ＝ATAN（Ｑ／Ｉ）  ・・・・・・（６）
を求める。複素除算信号Ｉ＋ｊＱの偏角φは、（Is，Qs）信号と（Im，Qm）信号の偏角の差に等しい。複素検波信号Is＋jQsの偏角φは、伝搬にともなう波形歪みの発生により変化するので、偏角φは、（３）式で示したＣ・Ｎ（１）に相当する量とみなすことができる。したがって、偏角検出部27の出力は、伝搬にともなう波形歪みを示す量Ｎ（１）に応じた値になる。すなわち、媒体の音響的な非線型性を示す。偏角検出部27の出力は、合成部８において、Ｂモード処理部４からの出力と合成される。合成部８の出力は、表示部９において断層像として表示される。
【００４４】
上記のように、本発明の第４の実施の形態では、超音波組織診断装置を、伝搬にともなう波形歪みを起こすに足る音圧を持つ超音波を送波し、前の送波と同一の方向に、伝搬にともなう波形歪みを起こすに足りない音圧を持つ超音波を送波し、２種類の超音波エコーを位相検波して偏角の差φを求め、Ｂモード信号に合成して表示する構成としたので、伝搬にともなう波形歪みを示す画像、すなわち、媒体の音響的な非線型性を示す画像を表示することができる。
【００４５】
（第５の実施の形態）
本発明の第５の実施の形態は、高レベルの超音波によるエコー信号を記憶しておき、同一音線上に送出した低レベルの超音波によるエコー信号で除算し、除算結果にカラーコードを対応させ、Ｂモード出力に加算して表示する超音波組織診断装置である。
【００４６】
図６は、本発明の第５の実施の形態における超音波組織診断装置の機能ブロック図である。図６において、色発生部81は、除算部７の出力を色信号に変換する手段である。加算部82は、色発生部81からの信号とＢモード処理部４からの信号を加算する手段である。色発生部81と加算部82で合成部８を構成している。その他の基本的な構成は、第１の実施の形態と同じである。図１と同様な動作をする部分の説明は省略する。
【００４７】
上記のように構成された本発明の第５の実施の形態における超音波組織診断装置の動作を説明する。除算結果を得るまでは、第１の実施の形態と同じである。除算部７の出力Ｃ・Ｎ(１)は、予め用意されたカラーコードに基づき、色発生部81において、ＲＧＢの色信号成分ＲＮ、ＧＮ、ＢＮに変換される。さらに、加算部82において、Ｂモード処理部４からの白黒信号は、色信号成分Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１に変換される。加算部82からは、
Ｒ＝ＲＮ＋Ｒ１  ・・・・・・（７）
Ｇ＝ＧＮ＋Ｇ１  ・・・・・・（８）
Ｂ＝ＢＮ＋Ｂ１  ・・・・・・（９）
で示される色信号成分Ｒ、Ｇ、Ｂが出力される。
【００４８】
除算手段の出力信号にカラーコードを対応させる手段と、カラーコードでＢモード信号をカラー信号にする手段とを備えたので、媒体の非線型性に関わるパラメータの微妙な差異をカラーで明確に表示することができる。
【００４９】
上記のように、本発明の第５の実施の形態では、超音波組織診断装置を、伝搬にともなう波形歪みを起こすに足る音圧を持つ超音波を送波し、前の送波と同一の方向に、伝搬にともなう波形歪みを起こすに足りない音圧を持つ超音波を送波し、２種類の超音波エコーの比を求めて色信号に変換し、Ｂモード信号に加算して表示する構成としたので、媒体の非線型性の局所的な分布を示す量を、Ｂモード信号に重畳してカラー表示することができる。
【００５０】
（第６の実施の形態）
本発明の第６の実施の形態は、高レベルの超音波によるエコー信号を記憶しておき、同一音線上に送出した低レベルの超音波によるエコー信号で除算し、除算結果にカラーコードを対応させ、カラー出力によりＢモード出力を色変調して表示する超音波組織診断装置である。
【００５１】
図７は、本発明の第６の実施の形態における超音波組織診断装置の機能ブロック図である。図７において、色変調部83は、Ｂモード処理部４からの信号を、色発生部81の出力で変調する手段である。色発生部81と色変調部83で、合成部８を構成している。その他の基本的な構成は、第５の実施の形態と同じである。図６と同様な動作をする部分の説明は省略する。
【００５２】
上記のように構成された本発明の第６の実施の形態における超音波組織診断装置の動作を説明する。色信号を得るまでは、第５の実施の形態と同じである。色変調部83において、Ｂモード処理部４からの白黒信号の輝度情報Ｌは、色信号成分ＲＮ、ＧＮ、ＢＮにより変調され、
Ｒ＝ＲＮ・Ｌ  ・・・・・・（10）
Ｇ＝ＧＮ・Ｌ  ・・・・・・（11）
Ｂ＝ＢＮ・Ｌ  ・・・・・・（12）
で示される色信号成分Ｒ、Ｇ、Ｂが出力される。
【００５３】
除算手段の出力信号にカラーコードを対応させる手段と、カラーコードでＢモード信号をカラー信号にする手段とを備えたので、媒体の非線型性に関わるパラメータの微妙な差異をカラーで明確に表示することができる。
【００５４】
上記のように、本発明の第６の実施の形態では、超音波組織診断装置に、伝搬にともなう波形歪みを起こすに足る音圧を持つ超音波を送波し、前の送波と同一の方向に、伝搬にともなう波形歪みを起こすに足りない音圧を持つ超音波を送波し、２種類の超音波エコーの比を求めて色信号に変換し、色信号でＢモード信号を変調して表示する構成としたので、媒体の非線型性の局所的な分布を示す量により、Ｂモード信号を変調してカラー表示することができる。
【００５５】
（第７の実施の形態）
本発明の第７の実施の形態は、高レベルの超音波によるエコー信号を位相検波して記憶しておき、同一音線上に送出した低レベルの超音波によるエコー信号を位相検波した結果との偏角の差を求め、偏角差にカラーコードを対応させ、カラー出力とＢモード出力を加算して表示する超音波組織診断装置である。
【００５６】
図８は、本発明の第７の実施の形態における超音波組織診断装置の機能ブロック図である。図８において、色発生部81は、偏角検出部27の出力を色信号に変換する手段である。加算部82は、色発生部81からの信号とＢモード処理部４からの信号を加算する手段である。色発生部81と加算部82で、合成部８を構成している。その他の基本的な構成は、第４の実施の形態と同じである。図５と同様な動作をする部分の説明は省略する。
【００５７】
上記のように構成された本発明の第７の実施の形態における超音波組織診断装置の動作を説明する。複素除算結果の偏角を得るまでは、第４の実施の形態と同じである。複素検波信号Is＋jQsの位相角は、伝搬にともなう波形歪みの発生により変化するので、偏角φは、（３）式に示すＣ・Ｎ（１）に相当する量とみなすことができる。したがって、偏角検出部27の出力は、伝搬にともなう波形歪みを示す量Ｎ（１）に応じた値になる。すなわち、媒体の音響的な非線型性を示す。
【００５８】
偏角検出部27の出力φは、色発生部81において、予め用意されたカラーコードに基づき、ＲＧＢの色信号成分Ｒφ、Ｇφ、Ｂφに変換される。さらに、加算部82において、Ｂモード処理部４からの白黒信号は、色信号成分Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１に変換され、加算部からは、
Ｒ＝Ｒφ＋Ｒ１  ・・・・・・（13）
Ｇ＝Ｇφ＋Ｇ１  ・・・・・・（14）
Ｂ＝Ｂφ＋Ｂ１  ・・・・・・（15）
で示される色信号成分Ｒ、Ｇ、Ｂが出力される。
【００５９】
上記のように、本発明の第７の実施の形態では、超音波組織診断装置に、伝搬にともなう波形歪みを起こすに足る音圧を持つ超音波を送波し、前の送波と同一の方向に、伝搬にともなう波形歪みを起こすに足りない音圧を持つ超音波を送波し、２種類の超音波エコーを位相検波して偏角の差φを求め、偏角差φを色信号に変換し、Ｂモード信号に加算して表示する構成としたので、媒体の非線型性の局所的な分布を示す量を、Ｂモード信号に重畳してカラー表示することができる。
【００６０】
（第８の実施の形態）
本発明の第８の実施の形態は、高レベルの超音波によるエコー信号を位相検波して記憶しておき、同一音線上に送出した低レベルの超音波によるエコー信号を位相検波した結果との偏角の差を求め、偏角差にカラーコードを対応させ、カラー出力でＢモード出力を色変調して表示する超音波組織診断装置である。
【００６１】
図９は、本発明の第８の実施の形態における超音波組織診断装置の機能ブロック図である。図９において、色変調部83は、Ｂモード処理部４からの信号で、色発生部81からの出力を変調する手段である。色発生部81と色変調部83で、合成部８を構成している。その他の基本的な構成は、第７の実施の形態と同じである。図８と同様な動作をする部分の説明は省略する。
【００６２】
上記のように構成された本発明の第８の実施の形態における超音波組織診断装置の動作を説明する。複素除算結果の偏角に対応する色信号を得るまでは、第７の実施の形態と同じである。偏角検出部27の出力は、伝搬にともなう波形歪みを示す量Ｎ（１）に応じた値になる。すなわち、媒体の音響的な非線型性を示す。偏角検出部27の出力φは、色発生部81において、予め用意されたカラーコードに基づきＲＧＢの色信号成分Ｒφ、Ｇφ、Ｂφに変換される。さらに、色変調部83において、Ｂモード処理部４からの白黒信号の輝度情報Ｌは、色信号成分Ｒφ、Ｇφ、Ｂφにより変調され、
Ｒ＝Ｒφ・Ｌ  ・・・・・・（16）
Ｇ＝Ｇφ・Ｌ  ・・・・・・（17）
Ｂ＝Ｂφ・Ｌ  ・・・・・・（18）
で示される色信号成分Ｒ、Ｇ、Ｂが出力される。
【００６３】
上記のように、本発明の第８の実施の形態では、超音波組織診断装置を、伝搬にともなう波形歪みを起こすに足る音圧を持つ超音波を送波し、前の送波と同一の方向に、伝搬にともなう波形歪みを起こすに足りない音圧を持つ超音波を送波し、２種類の超音波エコーを位相検波して偏角の差φを求め、偏角差φを色信号に変換し、色信号でＢモード信号を変調して表示する構成としたので、伝搬にともなう波形歪みを示す量、すなわち媒体の音響的な非線型性によりＢモード信号を変調してカラー表示することができる。
【００６４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明では、超音波組織診断装置に、伝搬にともなう波形歪みを起こすに足る音圧を持つ高レベル振幅の送出超音波によるエコーの検波信号を記憶するメモリと、伝搬にともなう波形歪みを起こすに足りない音圧を持つ低レベル振幅の送出超音波によるエコーの検波出力信号でメモリの出力信号を除算する除算手段と、Ｂモード信号と除算手段の出力信号とを合成する合成手段とを備えた構成としたので、送波ビームの強度レベルの深さ依存や、受信信号に含まれる超音波の散乱特性を除去し、波形歪みの程度を示すパラメータ、すなわち媒体の音響的な非線型性に関わるパラメータに基づく画像を表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における超音波組織診断装置の機能ブロック図、
【図２】本発明の第１の実施の形態における超音波組織診断装置の除算部の詳細な機能ブロック図、
【図３】本発明の第２の実施の形態における超音波組織診断装置の機能ブロック図、
【図４】本発明の第３の実施の形態における超音波組織診断装置の機能ブロック図、
【図５】本発明の第４の実施の形態における超音波組織診断装置の機能ブロック図、
【図６】本発明の第５の実施の形態における超音波組織診断装置の機能ブロック図、
【図７】本発明の第６の実施の形態における超音波組織診断装置の機能ブロック図、
【図８】本発明の第７の実施の形態における超音波組織診断装置の機能ブロック図、
【図９】本発明の第８の実施の形態における超音波組織診断装置の機能ブロック図である。
【符号の説明】
１  送信回路
２  探触子
３  受信回路
４  Ｂモード処理部
５  検波器
６  メモリ
７  除算部
８  合成部
９  表示部
15  位相検波器
16  メモリ
17  除算部
18  微分器
27  偏角検出部
71  比較器
72  除算器
73  メモリ
74  補間部
81  色発生部
82  加算部
83  色変調部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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