(57)【要約】      （修正有）【課題】ビームフォーミング処理するための受信データをメインメモリからキャッシュメモリに順次過不足なく転送することができる超音波診断装置を提供する。【解決手段】複数チャンネルの受信信号に基づいて生成される時間差を有する受信データを受信データメモリ４に順次格納し、受信データメモリ４に格納された時間差を有する受信データを小分けにして順次ビームフォーミング部１０のキャッシュメモリに転送すると共に、ビームフォーミング部１０はキャッシュメモリに転送された受信データに基づいて段階的に整相加算を行い、ビームフォーミング部１０の整相加算に用いられる受信データの総データ量を撮像条件に基づいて予め求め、受信データの総データ量とキャッシュメモリの容量に応じてＤＢＦ制御部がビームフォーミング部１０を制御し、キャッシュアウト頻度を抑制するように、受信データメモリ４のデータを小分けにしてキャッシュメモリに転送させる。【選択図】図１
2014188086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像条件に基づいて、アレイトランスデューサから被検体に向けて超音波ビームが送信されると共に被検体からの超音波エコーがアレイトランスデューサで受信され、アレイトランスデューサから出力される複数チャンネルの受信信号を処理して得られる受信データに基づいて超音波画像を生成する超音波診断装置であって、
前記複数チャンネルの受信信号に基づいて生成される時間差を有する受信データを順次格納する受信データメモリと、
キャッシュメモリを有し、前記受信データメモリに格納された時間差を有する受信データを小分けにして順次前記キャッシュメモリに転送し、前記キャッシュメモリに転送された受信データに基づいて段階的に整相加算を行うビームフォーミング部と、
前記ビームフォーミング部の整相加算に用いられる受信データの総データ量を前記撮像条件に基づいて予め求め、前記受信データの総データ量と前記キャッシュメモリの容量に応じて前記ビームフォーミング部を制御して、キャッシュアウトの頻度を抑制するように、前記受信データメモリの受信データを小分けにして前記キャッシュメモリに転送させるＤＢＦ制御部と
を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記ＤＢＦ制御部は、１つの音線信号を生成するために用いられる全チャンネルからの受信データのデータ量を前記受信データの総データ量として求める請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記ＤＢＦ制御部は、前記受信データメモリから前記キャッシュメモリに転送される受信データに対して整相加算を順次行うように、前記ビームフォーミング部を制御する請求項１または２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記ＤＢＦ制御部は、前記キャッシュメモリの容量に収まるように前記受信データの総データ量をほぼ等分割して受信データを小分けにし、前記キャッシュメモリに転送させる請求項１〜３のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記ＤＢＦ制御部は、前記ビームフォーミング部において実施される整相加算が部分的に完結するように、受信データをチャンネル単位で小分けにして前記キャッシュメモリに転送させる請求項１〜４のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記ＤＢＦデータ制御部は、前記ビームフォーミング部において実施される整相加算が部分的に完結するように、受信データを深さ方向に小分けにして前記キャッシュメモリに転送させる請求項１〜４のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記撮像条件は、超音波の周波数、スキャン範囲、スキャン深度のうち少なくとも１つが用いられる請求項１〜６のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項８】
撮像条件に基づいて、アレイトランスデューサから被検体に向けて超音波ビームが送信されると共に被検体からの超音波エコーがアレイトランスデューサで受信され、アレイトランスデューサから出力される複数チャンネルの受信信号を処理して得られる受信データに基づいて超音波画像を生成する超音波画像生成方法であって、
前記複数チャンネルの受信信号に基づいて生成される時間差を有する受信データを順次受信データメモリに格納し、
前記受信データメモリに格納された時間差を有する受信データを小分けにして順次ビームフォーミング部のキャッシュメモリに転送すると共に、前記ビームフォーミング部は前記キャッシュメモリに転送された受信データに基づいて段階的に整相加算を行い、
前記ビームフォーミング部の整相加算に用いられる受信データの総データ量を前記撮像条件に基づいて予め求め、前記受信データの総データ量と前記キャッシュメモリの容量に応じてＤＢＦ制御部が前記ビームフォーミング部を制御し、キャッシュアウトの頻度を抑制するように、前記受信データメモリの受信データを小分けにして前記キャッシュメモリに転送させることを特徴とする超音波画像生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、超音波診断装置および超音波画像生成方法に係り、特に、アレイトランスデューサから超音波を送受信して得られる受信データを効率的に処理して超音波画像を生成する超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、医療分野において、超音波画像を利用した超音波診断装置が実用化されている。一般に、この種の超音波診断装置は、振動子アレイを内蔵した超音波プローブと、この超音波プローブに接続された装置本体とを有しており、超音波プローブから被検体に向けて超音波を送信し、被検体からの超音波エコーを超音波プローブの各チャンネルで受信して、その受信信号を装置本体で電気的に処理することにより超音波画像が生成される。
【０００３】
超音波画像を生成する際に、装置本体では、各チャンネルから得られる受信データを整相加算部で互いに整相加算することにより、デジタルビームフォーミング（ＤＢＦ）処理が行われている。この時、処理に使用される受信データのデータ量は膨大であるため、受信データがメモリ帯域を圧迫して処理速度が低下しないように、ＤＢＦ処理は、通常、ハードウエアで実施されている。しかし、近年では、ＤＢＦ処理をソフトウエアで実施することが求められており、受信データをスムーズに処理することが課題となっている。
【０００４】
例えば、６４チャンネル分の受信データを整相加算して１つの音線を形成する場合に、メインメモリに一旦格納された全チャンネル分の受信データを整相加算部のキャッシュメモリに順次転送して整相加算処理が施される。この時、キャッシュメモリの容量は小さいため、６４チャンネル分の受信データを一度に整相加算処理すると、同じチャンネルの受信データを何度もキャッシュメモリに入出力しながら演算することになり、いわゆるキャッシュアウトが頻発して処理速度の低下を招いてしまう。また、メインメモリに格納された６４チャンネル分の受信データを分割して整相加算することも考えられるが、受信データを無計画に分割してキャッシュメモリに転送しても、同様にキャッシュアウトが頻発して、処理速度を大きく改善することはできない。
【０００５】
そこで、例えば、特許文献１には、画像形成部のキャッシュ機能を考慮してフレームデータの転送を行う超音波診断装置が開示されている。この超音波診断装置では、メインメモリのボリュームデータに対して設定されたブロック単位で、メインメモリから画像形成部のキャッシュメモリにフレームデータの転送が行われる。この転送は、キャッシュメモリに転送されて一時的に保存されたデータのブロックが事後的に活用できる可能性を高めるような順番で行われるため、キャッシュアウトの頻度を低下させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−０００２３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１では、メインメモリからキャッシュメモリに転送されるデータのブロック単位を撮像条件に応じて変更することができない。このため、ＤＢＦ処理のように撮像条件に応じて整相加算処理される受信データのデータ量が大きく変化するような場合には、キャッシュメモリの容量に対して、受信データを順次過不足なく転送することが困難となる。
【０００８】
この発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、ビームフォーミング処理するための受信データをメインメモリからキャッシュメモリに順次過不足なく転送することができる超音波診断装置および超音波画像生成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係る超音波診断装置は、撮像条件に基づいて、アレイトランスデューサから被検体に向けて超音波ビームが送信されると共に被検体からの超音波エコーがアレイトランスデューサで受信され、アレイトランスデューサから出力される複数チャンネルの受信信号を処理して得られる受信データに基づいて超音波画像を生成する超音波診断装置であって、複数チャンネルの受信信号に基づいて生成される時間差を有する受信データを順次格納する受信データメモリと、キャッシュメモリを有し、受信データメモリに格納された時間差を有する受信データを小分けにして順次キャッシュメモリに転送し、キャッシュメモリに転送された受信データに基づいて段階的に整相加算を行うビームフォーミング部と、ビームフォーミング部の整相加算に用いられる受信データの総データ量を撮像条件に基づいて予め求め、受信データの総データ量とキャッシュメモリの容量に応じてビームフォーミング部を制御して、キャッシュアウトの頻度を抑制するように、受信データメモリの受信データを小分けにしてキャッシュメモリに転送させるＤＢＦ制御部とを備えたものである。
【００１０】
ここで、ＤＢＦ制御部は、１つの音線信号を生成するために用いられる全チャンネルからの受信データのデータ量を受信データの総データ量として求めることができる。
また、ＤＢＦ制御部は、受信データメモリからキャッシュメモリに転送される受信データに対して整相加算を順次行うように、ビームフォーミング部を制御するのが好ましい。
【００１１】
また、ＤＢＦ制御部は、キャッシュメモリの容量に収まるように受信データの総データ量をほぼ等分割して受信データを小分けにし、キャッシュメモリに転送させるのが好ましい。
【００１２】
また、ＤＢＦ制御部は、ビームフォーミング部において実施される整相加算が部分的に完結するように、受信データをチャンネル単位で小分けにしてキャッシュメモリに転送させることができる。また、ＤＢＦデータ制御部は、ビームフォーミング部において実施される整相加算が部分的に完結するように、受信データを深さ方向に小分けにしてキャッシュメモリに転送させることもできる。
また、撮像条件は、超音波の周波数、スキャン範囲、スキャン深度のうち少なくとも１つを用いることができる。
【００１３】
この発明に係る超音波画像生成方法は、撮像条件に基づいて、アレイトランスデューサから被検体に向けて超音波ビームが送信されると共に被検体からの超音波エコーがアレイトランスデューサで受信され、アレイトランスデューサから出力される複数チャンネルの受信信号を処理して得られる受信データに基づいて超音波画像を生成する超音波画像生成方法であって、複数チャンネルの受信信号に基づいて生成される時間差を有する受信データを順次受信データメモリに格納し、受信データメモリに格納された時間差を有する受信データを小分けにして順次ビームフォーミング部のキャッシュメモリに転送すると共に、ビームフォーミング部はキャッシュメモリに転送された受信データに基づいて段階的に整相加算を行い、ビームフォーミング部の整相加算に用いられる受信データの総データ量を撮像条件に基づいて予め求め、受信データの総データ量とキャッシュメモリの容量に応じてＤＢＦ制御部がビームフォーミング部を制御し、キャッシュアウトの頻度を抑制するように、受信データメモリの受信データを小分けにしてキャッシュメモリに転送させるものである。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、整相加算に用いられる受信データの総データ量を撮像条件に基づいて予め求め、受信データの総データ量とキャッシュメモリの容量に応じて、キャッシュアウトの頻度を抑制するように、受信データメモリの受信データを小分けにしてキャッシュメモリに転送するので、ビームフォーミング処理するための受信データをメインメモリからキャッシュメモリに順次過不足なく転送することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明の一実施の形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。
【図２】ＤＢＦ部の構成を示すブロック図である。
【図３】各チャンネルで超音波エコーが受信される様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１に、この発明の一実施の形態に係る超音波診断装置の構成を示す。超音波診断装置は、アレイトランスデューサ１を備え、このアレイトランスデューサ１に送信駆動部２および複数の受信信号処理部３が接続されている。複数の受信信号処理部３には受信データメモリ４が接続され、この受信データメモリ４に、信号処理部５、ＤＳＣ（Digital Scan Converter）６、画像処理部７、表示制御部８および表示部９が順次接続されている。また、受信データメモリ４にはＤＢＦ部１０が接続され、画像処理部７には画像メモリ１１が接続されている。そして、信号処理部５、ＤＳＣ６、画像処理部７および画像メモリ１１により、画像生成部１２が形成されている。
また、送信駆動部２、受信信号処理部３、ＤＢＦ部１０、信号処理部５、ＤＳＣ６および表示制御部８に制御部１３が接続され、制御部１３に操作部１４と格納部１５がそれぞれ接続されている。
【００１７】
アレイトランスデューサ１は、１次元又は２次元の振動子アレイの複数チャンネルを構成する複数の超音波トランスデューサ１６を有し、それぞれのトランスデューサ１６に送信駆動部が接続されている。また、複数のトランスデューサ１６には、それぞれ対応して複数の受信信号処理部３が接続されている。これらのトランスデューサ１６は、それぞれ送信駆動部２から供給される駆動信号に従って超音波を送信すると共に被検体からの超音波エコーを受信して受信信号を出力する。各トランスデューサ素子は、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）に代表される圧電セラミックや、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）に代表される高分子圧電素子、ＰＭＮ−ＰＴ（マグネシウムニオブ酸・チタン酸鉛固溶体）に代表される圧電単結晶等からなる圧電体の両端に電極を形成した振動子によって構成される。
そのような振動子の電極に、パルス状又は連続波の電圧を印加すると、圧電体が伸縮し、それぞれの振動子からパルス状又は連続波の超音波が発生して、それらの超音波の合成により超音波ビームが形成される。また、それぞれの振動子は、伝搬する超音波を受信することにより伸縮して電気信号を発生し、それらの電気信号は、超音波の受信信号として出力される。
【００１８】
送信駆動部２は、例えば、複数のパルサを含んでおり、制御部１３によって選択された送信遅延パターンに基づいて、複数のトランスデューサ１６から送信される超音波が超音波ビームを形成するように、それぞれの駆動信号の遅延量を調節してアレイトランスデューサ１に供給する。
【００１９】
受信信号処理部３は、それぞれ対応するトランスデューサ１６から出力される受信信号を増幅してＡ／Ｄ変換して、受信データを生成する。
受信データメモリ４は、メインメモリ内に形成され、複数の受信信号処理部３で生成された受信データをフレーム毎に順次格納する。
【００２０】
ＤＢＦ部１０は、この発明におけるビームフォーミング部を構成するもので、受信データメモリ４に格納された受信データを整相加算することによりデジタルビームフォーミング（ＤＢＦ）を行う。このデジタルビームフォーミングにより、超音波エコーの焦点が絞り込まれたベースバンド信号（音線信号）が生成される。
信号処理部５は、ＤＢＦ部１０により生成された音線信号に対し、超音波の反射位置の深度に応じて距離による減衰の補正を施した後、包絡線検波処理を施すことにより、被検体内の組織に関する断層画像情報であるＢモード画像データを生成する。
ＤＳＣ６は、信号処理部５で生成されたＢモード画像データを通常のテレビジョン信号の走査方式に従う画像データに変換（ラスター変換）する。
画像処理部７は、ＤＳＣ６から入力されるＢモード画像データに階調処理等の各種の必要な画像処理を施した後、Ｂモード画像データを表示制御部８に出力すると共にＢモード画像データを画像メモリ１１に格納する。
【００２１】
表示制御部８は、画像処理部７から入力されたＢモード画像データに基づいて、表示部９に超音波診断画像を表示させる。
表示部９は、例えば、ＬＣＤ等のディスプレイ装置を含んでおり、表示制御部８の制御の下で、超音波診断画像を表示する。
【００２２】
操作部１４は、操作者が撮像条件等の情報を入力操作するためのもので、キーボード、マウス、トラックボール、タッチパネル等から形成することができる。
格納部１５は、動作プログラム等を格納するもので、ハードディスク、フレキシブルディスク、ＭＯ、ＭＴ、ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＳＤカード、ＣＦカード、ＵＳＢメモリ等の記録メディア、またはサーバ等を用いることができる。
【００２３】
制御部１３は、操作者により操作部１４から入力された各種の指令信号等に基づいて、超音波診断装置内の各部の制御を行うものである。
なお、信号処理部５、ＤＳＣ６、画像処理部７、表示制御部８および制御部１３は、ＣＰＵと、ＣＰＵに各種の処理を行わせるための動作プログラムから構成されるが、それらをデジタル回路で構成してもよい。上記の動作プログラムは、格納部１５に格納される。格納部１５における記録媒体としては、内蔵のハードディスクの他に、フレキシブルディスク、ＭＯ、ＭＴ、ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭまたはＤＶＤ−ＲＯＭ等を用いることができる。
【００２４】
次に、ＤＢＦ部１０と制御部１３について詳細に説明する。
図２に示すように、ＤＢＦ部１０は、受信データメモリ４に接続された受信データＩＦ部１７を有し、この受信データＩＦ部１７にＤＢＦキャッシュメモリ１８と整相加算部１９を順次接続して構成されている。また、制御部１３は、ＤＢＦ制御部２０を備え、このＤＢＦ制御部２０に受信データＩＦ部１７と整相加算部１９がそれぞれ接続されている。
受信データＩＦ部１７は、ＤＢＦ制御部２０による制御の下で、受信データメモリ４とＤＢＦキャッシュメモリ１８の間でデータの転送を仲介する。ＤＢＦキャッシュメモリ１８は、受信データＩＦ部１７を介して受信データメモリ４から転送された受信データを一時的に保存すると共に、整相加算部１９で生成された音線データを一時的に保存する。整相加算部１９は、ＤＢＦ制御部２０による制御の下で、ＤＢＦキャッシュメモリ１８に保存された受信データの整相加算を行う。
【００２５】
ＤＢＦ制御部２０は、ＤＢＦ部１０の動作を制御するもので、いわゆるソフトウエア処理を実施するためのものである。具体的には、ＤＢＦ制御部２０は、撮像条件に基づいて、ＤＢＦ部１０の整相加算に用いられる受信データの総データ量を予め求める。
ここで、受信データの総データ量とは、超音波画像を生成するための複数の音線信号のうち、少なくとも１つの音線信号を生成するために必要な受信データのデータ量である。また、撮像条件としては、受信データの総データ量を算出するためのものが用いられ、例えば、超音波の周波数、スキャン範囲、スキャン深度（サンプリング数）および超音波プローブの種類などを用いることができる。
【００２６】
続いて、ＤＢＦ制御部２０は、求められた受信データの総データ量とＤＢＦキャッシュメモリ１８の容量に基づいて、キャッシュアウトの頻度を抑制するように、受信データメモリ４からＤＢＦキャッシュメモリ１８に転送する受信データの転送量を算出し、受信データＩＦ部１７を介して受信データメモリ４からＤＢＦキャッシュメモリ１８に受信データを小分けにして順次転送させる。
例えば、ＤＢＦ制御部２０は、ＤＢＦキャッシュメモリ１８の容量に収まるように受信データの総データ量をほぼ等分割して受信データを小分けにし、ＤＢＦキャッシュメモリ１８に転送させることができる。この時、ＤＢＦ制御部２０は、整相加算部１９において実施される整相加算が部分的に完結するように、受信データをチャンネル単位で小分けにしてＤＢＦキャッシュメモリ１８に転送させるのが好ましい。これにより、一連のデジタルビームフォーミング処理を通してＤＢＦキャッシュメモリ１８から同じ受信データが入出力される回数が減少し、キャッシュアウトの頻度を抑制することができる。
【００２７】
さらに、ＤＢＦ制御部２０は、受信データメモリ４からＤＢＦキャッシュメモリ１８に小分けにして転送される受信データのデータ量に基づいて、ＤＢＦキャッシュメモリ１８に転送された受信データ毎に順次整相加算を行うように、整相加算部１９を制御する。
【００２８】
具体的には、ＤＢＦ制御部２０は、撮像条件に基づいて設定された受信方向に応じて、予め記憶されている複数の受信遅延パターンの中から１つの受信遅延パターンを選択する。そして、ＤＢＦ制御部２０の制御の下、整相加算部１９は、選択された受信遅延パターンに基づいて、各チャンネルからの時間差を有する受信データに対してそれぞれの遅延を与えて加算する。この整相加算処理は、キャッシュメモリ１８に保存された受信データ毎に段階的に行われ、全チャンネル分の受信データが全て処理されて一体とされることにより、デジタルビームフォーミングが行われて、超音波エコーの焦点が絞り込まれたベースバンド信号（音線信号）が生成される。
そして、ＤＢＦ制御部２０は、例えば１つの音線信号が生成される毎に、ＤＢＦキャッシュメモリ１８と受信データＩＦ部１７を介して、音線信号を受信データメモリ４に転送させる。
【００２９】
次に、一実施の形態の動作について説明する。
まず、超音波診断装置の操作部１４を介して、操作者が撮像条件を入力する。例えば、超音波の周波数、スキャン範囲、スキャン深度および超音波プローブの種類などが入力される。入力された撮像条件は制御部１３に出力され、制御部１３は、撮像条件に基づいて超音波診断装置の各部を制御し、超音波診断が開始される。
【００３０】
超音波診断が開始されると、制御部１３の制御の下、送信駆動部２から駆動信号が供給されて、振動子アレイを構成する複数のトランスデューサ１６から超音波が送信される。そして、被検体内で反射された超音波エコーがそれぞれのトランスデューサ１６で順次受信されて、超音波エコーを受信した複数のトランスデューサ１６からそれぞれ対応する複数の受信信号処理部３に受信信号が出力される。続いて、複数の受信信号処理部３が複数のトランスデューサ１６から出力された複数チャンネルの受信信号を処理して受信データを生成し、生成された受信データが受信データメモリ４に順次格納される。
【００３１】
ここで、例えば、６４個のトランスデューサ１６で超音波エコーを受信する場合には、図３に示すように、被検体内の反射点Ｐで反射された超音波エコーが時間差を置いてそれぞれのトランスデューサ１６で受信され、その受信信号から得られた時間差を有する６４チャンネル分の受信データが整相加算されて、１つの音線信号が生成される。このため、１つの音線信号を生成するために用いられる受信データは、例えば、４０ＭＨｚのサンプリング周波数を有する６４チャンネルのリニアプローブを用いて超音波の送受信を行うと共に１２ｂｉｔの受信信号処理部３で受信信号を処理した場合には、４０（ＭＨｚ）×１２（ｂｉｔ）×６４（ｃｈ）＝３．８４Ｇｂｙｔｅ／ｓｅｃのデータ量で単位時間当たりに生成されることになる。ここで、スキャンの深度を約４ｃｍとすると、１つの音線信号を生成するための受信データのデータ量は、約２００Ｋｂｙｔｅとなる。
【００３２】
この受信データのデータ量約２００Ｋｂｙｔｅに対して、一般的に使用されるキャッシュメモリ（１次キャッシュ）の容量は、数十Ｋｂｙｔｅ程度であるため、ハードウエア処理（ＦＰＧＡを含む）のように、全てのチャンネルから得られた受信データを整相加算部１９で一度に整相加算すると、キャッシュメモリ１８に同じ受信データを繰り返し入出力しながら演算する必要があり、キャッシュアウトが頻発することになる。
【００３３】
そこで、ＤＢＦ制御部２０は、撮像条件に基づいて、整相加算部１９で１つの音線信号を生成するために必要な受信データ（６４チャンネル分の受信データ）のデータ量を総データ量として予め求め、求められた受信データの総データ量約２００ＫｂｙｔｅとＤＢＦキャッシュメモリ１８の容量数十Ｋｂｙｔｅに基づいて、受信データメモリ４に格納された受信データを小分けにして、受信データメモリ４からＤＢＦキャッシュメモリ１８に転送するように受信データＩＦ部１７を制御する。
【００３４】
この時、ＤＢＦ制御部２０は、ＤＢＦキャッシュメモリ１８の容量に収まるように、６４チャンネル分の受信データの総データ量約２００Ｋｂｙｔｅをチャンネル単位Ｒでほぼ等分割して、受信データを転送させる。例えば、６４チャンネル分の受信データを８回に分けて、８チャンネル分の受信データＲずつＤＢＦキャッシュメモリ１８に順次転送する。この８チャンネル分の受信データＲのデータ量は、約２５Ｋｂｙｔｅであり、ＤＢＦキャッシュメモリ１８の容量数十Ｋｂｙｔｅに充分収容することができるものとなっている。なお、ＤＢＦキャッシュメモリ１８に転送される受信データのデータ量は、ＤＢＦキャッシュメモリ１８の容量に最大限収まるように小分けにするのが好ましく、これにより受信データメモリ４からＤＢＦキャッシュメモリ１８に受信データを順次過不足なく転送することができる。
【００３５】
ＤＢＦキャッシュメモリ１８に転送された８チャンネル分の受信データは、ＤＢＦ制御部２０の制御の下、整相加算部１９により整相加算されて１つの整相加算データが生成される。同様にして、整相加算部１９は、受信データＩＦ部１７によりＤＢＦキャッシュメモリ１８に順次転送される８チャンネル分の受信データ毎に整相加算を実施して整相加算データを順次生成する。
このように、受信データメモリ４からＤＢＦキャッシュメモリ１８に転送される受信データをチャンネル単位Ｒで小分けにすることで、整相加算部１９において実施される整相加算を部分的に完結させることができる。すなわち、整相加算に一度用いられた８チャンネル分の受信データを、他の８チャンネル分の受信データを整相加算する際に用いる必要がなく、同じ受信データが繰り返しＤＢＦキャッシュメモリ１８に入出力されることを抑制して、キャッシュアウトの頻度を低減することができる。
【００３６】
このようにして、６４チャンネル全ての受信データを段階的に整相加算することにより８つの整相加算データが生成され、この８つの整相加算データを整相加算部１９がさらに整相加算することによりビームフォーミングがなされた１つの音線信号が生成される。
【００３７】
生成された１つの音線信号は、ＤＢＦ制御部２０に制御された整相加算部１９と受信データＩＦ部１７により、ＤＢＦキャッシュメモリ１８を介して受信データメモリ４に転送される。この時、音線信号は、ＤＢＦキャッシュメモリ１８の容量に対してデータ量が大きく圧縮されており、ＤＢＦキャッシュメモリ１８を圧迫することなく受信データメモリ４に転送することができる。
このようにして、受信データメモリ４には、整相加算部１９で生成された音線信号が順次転送される。そして、画像生成部１６の信号処理部４が、受信データメモリ４に格納された複数の音線信号をフレーム単位で入力し、Ｂモード画像信号を生成する。生成されたＢモード画像信号は、ＤＳＣ６でラスター変換されると共に画像処理部６で階調処理等が施された後、このＢモード画像信号に基づいて表示制御部７により超音波診断画像が表示部８に表示される。
【００３８】
この実施の形態によれば、撮像条件に基づいて受信データの総データ量を予め求めて、ＤＢＦキャッシュメモリ１８に受信データを小分けにして順次転送するため、同じ受信データがＤＢＦキャッシュメモリ１８から繰り返し入出力されることを抑制し、キャッシュアウトの頻度を低減することができる。これにより、デジタルビームフォーミング処理をソフトウエアで実施しても、メモリ帯域が過剰に圧迫されることを抑制し、各チャンネルから得られた受信データをスムーズに処理することができる。
【００３９】
なお、上記の実施の形態では、４０ＭＨｚのサンプリング周波数を有するリニアプローブを用いて超音波の送受信を行い、１つの音線信号を生成するための受信データ（約２００Ｋｂｙｔｅ）を８チャンネル分の受信データ（約２５Ｋｂｙｔｅ）に等分割してＤＢＦキャッシュメモリ１８（約３０Ｋｂｙｔｅ）に転送する例を示したが、受信データの総データ量とＤＢＦキャッシュメモリ１８の容量に応じて転送量を変えることができる。
【００４０】
例えば、２０ＭＨｚのサンプリング周波数を有する６４チャンネルのコンベックスプローブを用いて超音波の送受信を行うと共に１２ｂｉｔの受信信号処理部３で受信信号を処理した場合には、受信データは２０（ＭＨｚ）×１２（ｂｉｔ）×６４（ｃｈ）＝１．９２Ｇｂｙｔｅ／ｓｅｃのデータ量で単位時間当たりに生成されることになる。上記の実施の形態と同様に、スキャンの深度を約４ｃｍとすると、１つの音線信号を生成するための受信データのデータ量は、約１００Ｋｂｙｔｅとなる。このため、３２チャンネル分の受信データのデータ量は、約５０Ｋｂｙｔｅであり、ＤＢＦキャッシュメモリ１８に充分収容することができる。このため、整相加算部１９では、３２チャンネル分の受信データ毎に整相加算処理を行うことになる。
このように、デジタルビームフォーミング処理に用いられる受信データのデータ量は、撮像条件に応じて大きく変化されるため、ＤＢＦキャッシュメモリ１８に受信データを過不足なく転送するためには、撮像条件に基づいて予め受信データの総量を求めて受信データの転送量を設定する必要がある。
【００４１】
また、上記の実施の形態では、受信データをチャンネル単位で小分けにしてＤＢＦキャッシュメモリ１８に転送したが、整相加算部１９において実施される整相加算が部分的に完結するだけの受信データを転送できればよく、これに限られるものではない。例えば、整相加算が部分的に完結するように受信データを深さ方向に小分けにしてＤＢＦキャッシュメモリ１８に転送することもできる。
また、上記の実施の形態では、整相加算部１９において生成された音線信号は、１つの音線信号が生成される毎に受信データメモリ４に転送されていたが、整相加算部１９から信号処理部４に音線信号が転送できればよく、これに限られるものではない。例えば、整相加算部１９において１フレーム分の複数の音線信号を生成した後に、その複数の音線信号を受信データメモリ４に転送してもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１  アレイトランスデューサ、２  送信駆動部、３  受信信号処理部、４  受信データメモリ、５  信号処理部、６  ＤＳＣ、７  画像処理部、８  表示制御部、９  表示部、１０  ＤＢＦ部、１１  画像メモリ、１２  画像生成部、１３  制御部、１４  操作部、１５  格納部、１６  トランスデューサ、１７  受信データＩＦ部、１８  ＤＢＦキャッシュメモリ、１９  整相加算部、２０  ＤＢＦ制御部、Ｐ  反射点。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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