(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体内に超音波パルスビームを送受信する複数の素子が、前記超音波パルスビームの走査方向と該走査方向と直交する方向の２方向に配列されてなる探触子と、前記各素子で得る受波信号に遅延を与える第１の遅延部と、該第１の遅延部の複数の出力信号を加算して、複数の加算信号を出力する第１の加算部と、該第１の加算部の出力信号の間の相関演算を行う相関演算部と、前記加算信号に遅延を与える第２の遅延部と、該第２の遅延部の出力信号を加算する第２の加算部とを有し、前記第２の遅延部の与える遅延が、前記相関演算部の演算結果に基づいて決定される超音波診断装置において、前記第１の加算部が出力する加算信号のそれぞれは、互いに等しい数の前記素子からなる素子群を構成する前記各素子で得る前記受波信号の和であり、前記走査方向で隣接する前記素子群の幾何学的な重心位置の間の距離のそれぞれと、前記走査方向に直交する方向で隣接する前記素子群の幾何学的な重心位置の間の距離のそれぞれと、がそれぞれ等しい距離であることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記走査方向、および前記走査方向と直交する方向で隣接する前記素子群の幾何学的な重心位置の間の距離が、１ｍｍ以上、２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記素子の、前記走査方向に直交する方向の素子幅が、前記走査方向に直交する方向で隣接する前記素子群の、幾何学的な重心位置の間の距離に等しいことを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は医療診断に用いる超音波診断装置に関し、特に不均一媒質の影響を除去するために、探触子による受波信号の遅延時間分布を変更する超音波診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超音波診断装置は、探触子を構成する複数の配列素子による受波信号に遅延時間分布を与え、所定の方向に指向性を持つ超音波ビームを形成して被検体の断層像を得る。しかし、人体は不均一媒質であるため、高分解能の超音波ビームを形成するには、被検体にあわせて遅延時間分布を変化させる必要がある。
【０００３】
これを図２で説明する。図２において２１〜２５は探触子の素子（ｅ１〜ｅ５）、６１は反射体である。簡単のため受信のみで考えると、媒質が音速既知で均一ならば反射体６１からの反射パルス波面は、理想的な波面６２として素子２１〜２５（ｅ１〜ｅ５）に到達する。このとき、反射体６１と素子２１〜２５（ｅ１〜ｅ５）の位置関係により素子２３（ｅ３）には最も早く、素子２１（ｅ１）、２５（ｅ５）には最も遅くパルスが到達する。そのため全てのパルスの到達時間をあわせるために、素子２２、２３、２４（ｅ２、ｅ３、ｅ４）が受信するパルスに適当な遅延を与える。これにより全パルスの到達時間をあわせた後、加算することにより、目的方向からの受信パルスのみを増幅し高分解能の断層像を形成する。音速既知の均一媒質ならば与えるべき遅延は解析的に求めることができる。
【０００４】
素子２１〜２５（ｅ１〜ｅ５）と反射体６１との距離をＬｉ（１≦ｉ≦５）、超音波診断装置の設定音速をｃ、素子２１〜２５（ｅ１〜ｅ５）の受波信号に与える遅延時間をτｉ（１≦ｉ≦５）、Ｌｉ（１≦ｉ≦５）の中の最大値をＬｍａｘとおけば、
τｉ＝（Ｌｍａｘ−Ｌｉ）／ｃ                                …（数１）
である。しかし、実際には素子２１〜２５（ｅ１〜ｅ５）と反射体６１との間に、不均一媒質６４が存在するためにパルス波面は歪みを有する波面６３になるので、各素子の受波信号に与える遅延時間を変化させなければならない。
【０００５】
ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ、Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃｓ、ａｎｄ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌ、Ｖｏｌ．３５、Ｎｏ．６、ｐｐ．７５８−７６７（１９８８年発行）では、超音波ビーム走査方向のみに素子分割された探触子を用いて、各素子受波信号の実相関演算により上記の歪みを有する波面を補正している。
【０００６】
日本超音波医学会第５８回研究発表会講演論文集、ｐｐ８５９−８６０（１９９１年発行）では、超音波ビーム走査方向のみに素子分割された探触子を用いて、各素子受波信号の高周波成分を除去した後、低周波成分の複素相関演算により上記の歪みを有する波面を補正している。
【０００７】
日本超音波医学会第５９回研究発表会講演論文集、ｐｐ２５３−２５４（１９９１年発行）、ならびにＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ、Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃｓ、ａｎｄ  ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＣｏｎｔｒｏｌ、Ｖｏｌ．４１、Ｎｏ．５、ｐｐ．６３１−６４３（１９９４年発行）では、超音波ビーム走査方向、超音波ビーム走査方向に直交する方向の両者に素子分割された探触子を用いて歪みを有する波面の補正を行っている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ、Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃｓ、ａｎｄ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌ、Ｖｏｌ．３５、Ｎｏ．６、ｐｐ．７５８−７６７（１９８８年発行）、ならびに日本超音波医学会第５８回研究発表会講演論文集、ｐｐ８５９−８６０（１９９１年発行）では、撮像物体と探触子の間に超音波ビーム走査方向のみに不均一なシリコンゴムを挿入し故意に断層像を劣化させている。しかし、生体内での媒質の不均一は、超音波ビーム走査方向と超音波ビーム走査方向に直交する方向に分布しており、１方向のみでの不均一なシリコンゴムの挿入は、生体内での媒質の不均一を模擬するには不十分と考えられる。
【０００９】
日本超音波医学会第５９回研究発表会講演論文集、ｐｐ２５３−２５４（１９９１年発行）では、シリコンゴムを挿入しない断層像の画質改善を試みているが成功していない。その解決策として超音波ビーム走査方向と超音波ビーム走査方向に直交する方向に分割された探触子を用いた生体内での媒質の不均一の２方向での補正を提案し、相関演算の対象となる信号を受波した単一素子の幾何学的な重心位置の間の距離が、超音波ビーム走査方向に直交する方向に３ｍｍ以下であれば十分な補正が可能であるとしている。しかし、超音波ビーム走査方向の、相関演算の対象となる信号を受波した単一素子の幾何学的な重心位置の間の距離の最適化に関する記述は何もない。また、超音波ビーム走査方向に直交する方向の、相関演算の対象となる信号を受波した単一素子の幾何学的な重心位置の間の距離、３ｍｍは、生体内での媒質の不均一の十分な補正には大きすぎると考えられる。
【００１０】
ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ、Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃｓ、ａｎｄ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌ、Ｖｏｌ．４１、Ｎｏ．５、ｐｐ．６３１−６４３（１９９４年発行）では、超音波ビーム走査方向と超音波ビーム走査方向に直交する方向の全素子間で相関演算を行い、歪み波面の補正を行っており、莫大な個数の相関器を必要としている。
【００１１】
本発明の目的は、探触子が超音波ビーム走査方向と超音波ビーム走査方向に直交する方向に分割され、生体内での媒質の不均一の２方向における補正を相関演算により行う超音波診断装置において、相関演算の対象となる信号数を超音波ビーム走査方向、超音波ビーム走査方向に直交する方向の両者で最適化し、小さい回路規模の相関演算部により、生体内での媒質の不均一の補正を十分に行なう、超音波診断装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の超音波診断装置は、被検体内に超音波パルスビームを送受信する複数の素子が、超音波パルスビームの走査方向とこの走査方向と直交する方向の２方向に配列されてなる探触子と、各素子で得る受波信号に遅延を与える第１の遅延部と、第１の遅延部の複数の出力信号を加算して、複数の加算信号を出力する第１の加算部と、第１の加算部の出力信号の間の相関演算を行う相関演算部と、加算信号に遅延を与える第２の遅延部と、第２の遅延部の出力信号を加算する第２の加算部とを有し、第２の遅延部の与える遅延が、相関演算部の演算結果に基づいて決定される超音波診断装置において、第１の加算部が出力する加算信号のそれぞれは、互いに等しい数の素子からなる素子群を構成する各素子で得る受波信号の和であり、走査方向で隣接する素子群の幾何学的な重心位置の間の距離のそれぞれと、走査方向に直交する方向で隣接する素子群の幾何学的な重心位置の間の距離のそれぞれと、がそれぞれ等しい距離であることに特徴を有し、さらに、走査方向、および走査方向と直交する方向で隣接する素子群の幾何学的な重心位置の間の距離が、１ｍｍ以上、２ｍｍ以下であり、走査方向に直交する方向の素子幅が、走査方向に直交する方向で隣接する素子群の、幾何学的な重心位置の間の距離に等しいことにも特徴がある。
【００１３】
【作用】
上記の特徴により、超音波ビーム走査方向と超音波ビーム走査方向に直交する方向で生体内での媒質の不均一の補正を行う超音波診断装置において、相関演算を行なう信号数を超音波ビーム走査方向、超音波ビーム走査方向に直交する方向の両者で最適化し、小さい回路規模の相関演算部で生体内での媒質の不均一の補正が十分にできる。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面により説明する。
【００１５】
図１は本発明の第１の実施例における超音波診断装置の構成を示す図である。図１において、１は探触子、２は第１の遅延部、３は第１の加算部、４は第２の遅延部、５は相関演算部、６は第２の加算部である。なお、実際の超音波診断装置では、表示部、増幅部、検波部等があるが、説明を簡単にするために省略してある。
【００１６】
探触子１を構成する素子の数は、超音波ビーム走査方向にＮａ個、超音波ビーム走査方向に直交する方向にＭａ個であるとする。以下の説明では、超音波ビーム走査方向をＸ方向、超音波ビーム走査方向に直交する方向をＹ方向と呼ぶ。
【００１７】
探触子１から、被検体内に超音波パルスを送信して、被検体内からの反射信号を各素子で受信する。第１の遅延部２は、被検体が音速既知の均一媒質であると仮定して、解析的に求められる初期遅延時間分布を各素子によって得る受信信号に付与する。以下の説明では、この初期遅延時間分布をフォーカス用遅延時間分布と呼ぶ。第１の遅延部２の出力信号の数は各素子による受信信号の数に等しく、Ｎａ×Ｍａである。
【００１８】
次に、第１の加算部３では、第１の遅延部２の出力信号を複数本まとめて加算し、相関演算の対象となる加算信号を相関演算部５に出力する。Ｘ方向で加算され得られた信号の数をＮｂ、Ｙ方向で加算され得られた信号の数をＭｂとると、第１の加算部３の出力信号の数は、Ｎｂ×Ｍｂに減少する。
【００１９】
本発明では、上記のようにして加算して得る信号のそれぞれは、いずれも、互いに等しい数の素子により受信された受波信号の和であり、これらの互いに等しい数の素子の群において、Ｘ方向で互いに隣接する素子群のそれぞれの幾何学的な重心位置の間の距離と、Ｙ方向で互いに隣接する素子群のそれぞれの幾何学的な重心位置の間の距離と、がいずれも等しい距離を有しており、その距離は、１ｍｍ以上、２ｍｍ以下の範囲にある。
【００２０】
図３は、図１に示す探触子１の超音波パルス送受信面を模擬的に表す。図３では、簡単のためＮａ＝４、Ｍａ＝４とし、探触子１は２方向に配置される１６個の素子Ｅ１〜Ｅ１６からなり、各素子のＸ、Ｙ両方向における大きさは０．７５ｍｍである。相関演算の対象となる加算された信号を求めるときに用いる、受波信号を得る素子の群は、（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４）、（Ｅ５、Ｅ６、Ｅ７、Ｅ８）、（Ｅ９、Ｅ１０、Ｅ１１、Ｅ１２）、（Ｅ１３、Ｅ１４、Ｅ１５、Ｅ１６）の４群である。これら各群の幾何学的な重心位置を、Ｇ１〜Ｇ４で示している。
【００２１】
第１の加算部３では、上記の４群のそれぞれを構成する４素子で得る受信信号を加算して、加算され得る４個の信号（加算信号）を相関演算５に出力する。第１の加算部３の出力の数は、Ｎｂ＝２、Ｍｂ＝２となる。これらの加算信号はいずれも４素子からの受波信号の和であり、上記の４群において、隣接する素子群のＸ方向での幾何学的な重心位置の間の距離と、隣接する素子群のＹ方向での幾何学的な重心位置の間の距離は、いずれも１．５ｍｍで等しい。即ち、Ｇ１とＧ３との間の距離、Ｇ２とＧ４との間の距離、Ｇ１とＧ２との間の距離、Ｇ３とＧ４との間の距離、はいずれも１．５ｍｍで等しい。
【００２２】
被検体が音速未知の不均一媒質である場合には、第１の遅延部２で与えたフォーカス用遅延時間分布のみでは、各素子で受信する受信信号の到達時間をそろえることができない。そこで、相関演算部５において、それぞれの加算信号間の時間差を検出し、第２の遅延部４において、第１の遅延部２で与えた遅延時間に追加する遅延時間として上記の検出された時間差を、各加算信号に与える。この結果、生体内での媒質の不均一から生じた各素子による受信信号の到達時間のばらつきが補正される。第２の遅延部４の出力信号のそれぞれが、第２の加算部６で加算され、目的方向に指向性を持つ超音波ビームが形成される。
【００２３】
本発明では、第１の加算部３で複数の素子で得る受信信号を加算し、相関演算の対象となる信号の数を減少させるので、相関演算部５の回路規模が大幅に縮小できる。これを図４で説明する。図４で、７は加算信号間の時間差を検出する相関器、Ａ１〜Ａ４は、第１の加算部３で得た加算信号である。Ａ１とＡ２との間、Ａ１とＡ３との間、Ａ３とＡ４との間、での時間差を相関器７で検出する。図４に示すように、相関演算部５に必要な相関器の数は、Ｎｂ×Ｍｂ−１＝３個ですむ。
【００２４】
図５に、第１の加算部３において複数の素子からの受信信号の和を求めず、第１の遅延部２の出力に対して、直接に相関演算を行う場合の相関器の接続を示す。図５において、素子Ｅ１〜Ｅ１６は、図３に示す素子Ｅ１〜Ｅ１６に対応しており、例えば、素子Ｅ１とＥ２とにより得る受信信号の間での時間差を、相関器７で検出する。図３に示す構成の探触子１の各素子によって得る受信信号を処理するに必要な相関器７の数は、図５に示すようにＮａ×Ｍａ−１＝１５個である。即ち、図４の構成では、相関器７の数は、図５の構成で必要とする相関器７の数の１／５ですむ。
【００２５】
ここで、生体内での媒質の不均一の補正の精度について考える。図３に示す探触子１では、補正の対象となる各素子による受信信号の数は、Ｎａ×Ｍａ＝１６である。図４に示す相関器の接続で求められる時間差は３個であるから、１６個の各素子による受信信号を、３個の時間差で補正することになる。しかし、図５に示す相関器の接続では、求められる時間差は１５個であり、１６個の各素子による受信信号を、１５個の時間差で補正できる。従って、理論的には、図４の構成での時間差の補正の精度は、図５の構成での時間差の補正の精度より悪くなる。  即ち、回路を製作する観点からは、相関演算の対象となる信号の数は少ない方がコスト、装置構成が単純となるので望ましく、時間差の補正の精度を保持する観点からは、相関演算の対象となる信号の数は多い方が望ましいという、相反す側面がある。
【００２６】
図１に示す装置構成では、相関演算の対象となる信号の数をＸ方向、Ｙ方向の両者で最適化することにより、回路規模が小さく、各素子による受信信号の到達時刻の時間差の補正の精度が良好である。その理由を計算機シミュレーションに基づく計算結果を引用して説明する。
【００２７】
計算機シミュレーションでは、超音波の周波数を３．５ＭＨｚ、探触子のサイズを、Ｘ方向で１４．０８ｍｍ、Ｙ方向で１４．０８ｍｍとした。このサイズは、一般に市販されている超音波診断装置の代表的な探触子の仕様に相当する。ここで、被検体を走査したときにグレーティングローブと呼ばれる虚像が出現しないためには、超音波ビーム走査方向での素子幅は、λを超音波の波長として、λ／２以下でなければならない。周波数３．５ＭＨｚでは、λ＝０．４４ｍｍであるから、シミュレーションでは、Ｘ方向での素子数を６４とした。
【００２８】
生体内での媒質の不均一は、探触子の直前での超音波パルスの時間移動面によりモデル化する。時間移動面は、探触子に到達した超音波パルスを時間軸上で正負方向に移動させ、解析的に求められる超音波パルスの到達時間に対し歪みを与える。生体試料における時間移動面の実測値が、Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ  Ｉｍａｇｉｎｇ  １４、ｐｐ．３９８−４１４に記述されており、実測された時間移動面は、最大移動時間が１３０±３４ｎｓｅｃ、移動時間のｒｍｓ（ｒｏｏｔ  ｍｅａｎ  ｓｑｕａｒｅ）値が５５±１４ｎｓｅｃ、移動時間の自己相関関数の半値幅が４．２±１．１ｍｍである。計算機シミュレーションでは、上記の値を参考にし、時間移動面をランダムに発生させた。計算機上で発生した時間移動面は、最大移動時間が１４３ｎｓｅｃ、移動時間のｒｍｓ値が５５ｎｓｅｃ、移動時間の自己相関関数半値幅が４．４ｍｍである。
【００２９】
探触子の中心前方１００ｍｍに位置する点反射体に対し、探触子から超音波パルスを送受信し、受信信号の相関演算により時間移動面を推定した。推定誤差から、生体内での媒質の不均一補正後の超音波ビームを導き、探触子の中心前方５０ｍｍに中心が配置される直径１０ｍｍの球（球の内部には反射体が存在せず、球の外部には点反射体がランダムに一様分布している。）を、超音波ビームにより走査し画像化した。
【００３０】
再構成された画像において、球の外部での画像信号のｒｍｓ値と、球内部の画像信号のｒｍｓ値との比を求め、断層像におけるＳ／Ｎを定義した。断層像のＳ／Ｎが大きいほど、球の抜けが良く、球の外部と内部とのコントラストが大きく、球が明確に識別され、高分解能であると判断する。Ｙ方向での素子数を６４、３２、１６、８、４、２、１と変化させて、球の画像を再構成して、断層像のＳ／Ｎを求めた。なお、ここでは第１の加算部３は、各素子からの受波信号を加算せずに、そのまま第２の遅延部４ならびに相関演算部５に出力した。従って、使用する相関器の個数は、６４×（Ｙ方向での素子数）−１である。なお、第１の遅延部２のフォーカス用遅延時間分布は、Ｘ、Ｙの両方向でλ／２の間隔で与える必要があるため、Ｙ方向での素子数が、３２以下である場合には、探触子１のＹ方向には音響レンズを装着し、フォーカス用遅延時間分布を与えるものとした。
【００３１】
時間移動面が存在しない場合の断層像のＳ／Ｎは、３０．１ｄＢ、時間移動面が存在し補正を行わない場合の断層像のＳ／Ｎは、１６．５ｄＢであった。Ｙ方向での素子数が６４、３２、１６、８、４、２、１である場合に対し、断層像のＳ／Ｎは、それぞれ３１．３ｄＢ、３１．３ｄＢ、３１．０ｄＢ、２８．０ｄＢ、２４．３ｄＢ、２１．１ｄＢ、１９．８ｄＢであった。図６に、Ｙ方向での素子数に対する断層像のＳ／Ｎの結果をグラフにより示す。
【００３２】
図６に示す結果から、Ｙ方向での素子数が１６以上の場合には、断層像のＳ／Ｎは一定であり、時間移動面が存在しない場合とほぼ等しく、Ｙ方向での素子数が８以下では、断層像のＳ／Ｎが減少し始める。このことから、補正が十分に行え、かつ相関演算部の回路規模を小さくできるようなＹ方向での素子数は、８または１６といえる。Ｙ方向での素子数を６４としても、第１の加算部２において、各素子の受波信号をＹ方向に加算することにより、相関器の個数を減少させることができる。しかし、Ｙ方向での素子数が多い場合には、探触子自体の製造が非常に困難である上、仮に探触子１が製造できても、第１の遅延部２の回路規模が膨大になる。Ｘ、Ｙの両方向に６４素子を有する探触子は、この１０年以内には実現が不可能と考えられている。従って、Ｙ方向での素子数は極力少なくすることが望ましい。
【００３３】
以上の説明では、第１の加算部３では、各素子による受信信号の加算を行っていないので、加算信号は受信信号に等しく、加算信号を求めるときに用いた受信信号を得る素子群は、それぞれ単一の素子からなり、各素子群の重心位置の間の距離は、それぞれ単一素子の幅となるので、Ｘ方向で隣接する素子群の重心位置の間の距離は、０．２２ｍｍ、Ｙ方向で隣接する素子群の重心位置の間の距離は、Ｙ方向での素子数が８のとき１．７６ｍｍ、Ｙ方向での素子数が１６のとき０．８８ｍｍである。
【００３４】
本発明では、加算信号を求めるときに用いた受信信号を得る素子群において、Ｘ方向で隣接する素子群の重心位置の間の距離と、Ｙ方向で隣接する素子群の重心位置の間の距離とが、それぞれ等しい値である。次に、第１の加算部３でＸ方向において、各素子による受信信号を加算する計算機シミュレーションを行う。Ｙ方向での素子数が８のときは８素子に関する受信信号を、Ｙ方向での素子数が１６のときは４素子に関する受信信号を、それぞれＸ方向で加算し、隣接する素子群の重心位置の間の距離を、Ｘ方向とＹ方向で等しくした。加算された信号の間で相関演算を行ない、時間移動面を推定し、補正された超音波ビームにより、上記の球の断層像を再構成した。
【００３５】
Ｘ、Ｙの両方向の重心位置の間の距離が１．７６ｍｍのとき（６３個の相関器を使用して）、断層像のＳ／Ｎは２６．０ｄＢであり、Ｘ方向の重心位置の間の距離が０．２２ｍｍ、Ｙ方向の重心位置の間の距離が１．７６ｍｍのときに（５１１個の相関器を使用して）、得た断層像のＳ／Ｎとほぼ等しい。Ｘ、Ｙの両方向の重心位置の間の距離が０．８８ｍｍのときは（２５５個の相関器を使用して）、断層像のＳ／Ｎは３０．９ｄＢであり、Ｘ方向の重心位置の間の距離０．２２ｍｍ、Ｙ方向の重心位置の間の距離０．８８ｍｍのときに（１０２３個の相関器を使用して）、得た層像のＳ／Ｎとほぼ等しい。
【００３６】
つまり、断層像のＳ／Ｎは、隣接する素子群の重心位置の間のＸ方向での距離、Ｙ方向での距離の大きい方の距離に支配されるため、Ｙ方向での素子数が少なく、重心位置の間の距離がＹ方向に大きい場合は、Ｘ方向において各素子の受信信号を加算し、相関器の数を減らしても、補正の精度に影響を及ぼさないことがわかる。
【００３７】
Ｙ方向での素子数を８とし、第１の加算部３においてＸ方向に８個の素子の受信信号を加算し、補正を行った場合には、断層像のＳ／Ｎは２６．０ｄＢであり、使用した相関器の個数は６３個であった。一方、第１の加算部３において、各素子の受信信号の加算を行わない場合、Ｙ方向での素子数１個のときに使用する相関器の個数が６３個であり、補正後の断層像のＳ／Ｎは１９．８ｄＢであった。
【００３８】
つまりＸ、Ｙの両方向に相関演算の対象となる各素子による受信信号の数を最適化することにより、同じ相関器の個数の使用で、断層像Ｓ／Ｎが６ｄＢ以上向上している。以上のように、本発明が有効であることは、計算機シミュレーションにより明確に示された。
【００３９】
ここで、補正を十分に行なうのに必要な、隣接する素子群の重心位置の間の距離を、時間移動面の最大空間周波数と関連づけて考察する。上記で説明した計算機シミュレーションに用いた時間移動面の最大空間周波数は、０．１４２（１（ライン）／ｍｍ）であった。Ｘ、及びＹ方向での、素子群の重心位置の間の距離が１．７６ｍｍである場合には、相関演算の対象となる受信信号の、探触子上でのサンプリング周波数が、０．５６８（１（ライン）／ｍｍ）であると考えることができる。つまり、補正に用いる受信信号の探触子上でのサンプリング周波数が、時間移動面の最大空間周波数の４倍である。
【００４０】
同様にして、Ｘ、及びＹ方向での素子群の重心位置の間の距離が０．８８ｍｍである場合には、補正に用いる受信信号の探触子上でのサンプリング周波数が時間移動面の最大空間周波数の８倍である。
【００４１】
結論として、補正に用いる受信信号の探触子上でのサンプリング周波数がＸ、及びＹ両方向で等しく、サンプリング周波数が時間移動面の最大空間周波数の４倍以上、８倍以下とすれば、小さい回路規模で補正を十分に行うことができる。なお、以上の実施例で説明した相関演算は、受波信号の実相関演算であっても、複素相関演算であっても、構わないことはいうまでもない。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明した如く本発明によれば、超音波の走査方向と超音波の走査方向に直交する方向の２方向において、生体内での媒質の不均一を補正する超音波診断装置において、補正演算の対象となる受信信号の数を、超音波の走査方向と超音波の走査方向に直交する方向の２方向で最適化することにより、２方向での生体内での媒質の不均一補正を、小さい回路規模で十分に行なうことができるという顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例である超音波診断装置の構成を示す図。
【図２】生体が、均一である場合と、不均一である場合の反射パルス波面を表す図。
【図３】本発明の実施例における探触子の超音波の送受信面を表す図。
【図４】本発明の実施例において、受波信号を加算し、加算された信号の間の相関演算を行う相関器の接続を示す図。
【図５】本発明の実施例において、受波信号に対し直接に相関演算を行う相関器の接続を示す図。
【図６】超音波の走査方向に直交する方向の素子数を変化させ撮像した球の断層像における断層像のＳ／Ｎを表す図。
【符号の説明】
１…探触子、２…第１の遅延部、３…第１の加算部、４…第２の遅延部、５…相関演算部、６…第２の加算部、７…相関器、２１〜２５…探触子の素子、６１…反射体、６２…理想的な反射パルス波面、６３…歪みを有する反射パルス波面、６４…不均一媒質、Ｅ１〜Ｅ３６…探触子の素子、Ｇ１〜Ｇ４…素子群の幾何学的な重心位置、Ａ１〜Ａ４…加算された信号。
【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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