(57)【要約】超音波信号処理装置（１）は、振動素子アレイ（２）と、送信制御部（３）と、受信制御部（４）とを備え、送信制御部は、第一符号生成部（２００）と、第二符号生成部（２０１）と、（ｉ）第一振動素子（１００）に、第一符号列（Ｇ１）を第一タイミングで出力し、かつ、第二符号列（Ｇ２）を第二タイミングで出力し、かつ、（ｉｉ）第一振動素子を挟み込む第二振動素子に、第三符号列（Ｇ３）を第一タイミングで出力し、かつ、第四符号列（Ｇ４）を第二タイミングで出力することで超音波を発生させるパルサ（１１２）とを有し、受信制御部は、第一タイミングの超音波による第一エコーと、第二タイミングの超音波による第二エコーとのそれぞれに対して、第一フィルタ処理および第二フィルタ処理を行うデコード処理部（２１０）と、第一フィルタ処理の結果同士を加算し、かつ、第二フィルタ処理の結果同士を加算する符号加算部（２１１）と、を有する。
2014057658.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の振動素子を有し、超音波を被検体に発すると共に、当該超音波が前記被検体において反射されたエコーを受信する振動素子アレイと、  前記振動素子アレイから符号化された信号に応じた超音波を発生させる送信制御部と、  前記振動素子アレイにおいて受信されたエコーに応じた信号を復号する受信制御部と、を備え、  （ｉ）第一符号パタンおよび第二符号パタンと、第三符号パタンおよび第四符号パタンとがそれぞれ相補系列の関係を満たす２組の相補系列ペアであり、かつ、（ｉｉ）前記第一符号パタンおよび前記第三符号パタンと、前記第二符号パタンおよび前記第四符号パタンとがそれぞれ直交符号の関係を満たす２組の直交符号ペアである場合に、  前記送信制御部は、  前記第一符号パタンおよび前記第三符号パタンとが並ぶことによりなる第一符号列と、前記第二符号パタンおよび前記第四符号パタンとが並ぶことによりなる第二符号列とによりなる第一符号組を生成する第一符号生成部と、  前記第一符号列の一方の符号パタンを休止符号パタンに置き換えた第三符号列と、前記第二符号列のうち、第一符号列で休止符号パタンに置き換えた符号パタンと相補系列ペアである符号パタンを休止符号パタンに置き換えた第四符号列とによりなる第二符号組を生成する第二符号生成部と、  （ｉ）前記複数の振動素子のうちの１以上の第一振動素子に、前記第一符号組のうちの前記第一符号列を第一タイミングで出力し、かつ、前記第二符号列を前記第一タイミングよりも後の第二タイミングで出力し、かつ、（ｉｉ）前記１以上の第一振動素子を挟み込む位置に配置される複数の第二振動素子に、前記第二符号組のうちの前記第三符号列を前記第一タイミングで出力し、かつ、前記第四符号列を前記第二タイミングで出力することで、前記振動素子アレイから前記超音波を発生させるパルサと、を有し、  前記受信制御部は、  前記振動素子アレイにより受信された前記エコーのうちの、前記第一タイミングで出力された前記第一符号列および前記第三符号列に応じた超音波が前記被検体において反射された第一エコーと、前記第二タイミングで出力された前記第二符号列および前記第四符号列に応じた超音波が前記被検体において反射された第二エコーとのそれぞれに対して、前記２組の相補系列ペアの一方を抽出するための第一フィルタによる第一フィルタ処理と、前記２組の相補系列ペアの他方を抽出するための第二フィルタによる第二フィルタ処理と、を行うデコード処理部と、  前記第一エコーおよび前記第二エコーのそれぞれに対する前記第一フィルタ処理の結果である第一結果同士を加算し、かつ、前記第一エコーおよび前記第二エコーのそれぞれに対する前記第二フィルタ処理の結果である第二結果同士を加算する符号加算部と、を有する  超音波信号処理装置。
【請求項２】
前記送信制御部は、前記振動素子アレイを構成する前記複数の振動素子のそれぞれについて、予め定められたＦ値に基づいて、当該振動素子を、振動させない、前記第一振動素子として振動させる、および、前記第二振動素子として振動させる、のいずれか１つを決定する  請求項１に記載の超音波信号処理装置。
【請求項３】
さらに、  操作者からの焦点距離に関する入力を受け付ける操作部を備え、  前記送信制御部は、前記振動素子アレイを構成する前記複数の振動素子のそれぞれについて、前記操作部により受け付けられた位置に基づいて、当該振動素子を、振動させない、前記第一振動素子として振動させる、および、前記第二振動素子として振動させる、のいずれか１つを決定する  請求項１に記載の超音波信号処理装置。
【請求項４】
さらに、  前記第一結果に対応する第一の重みを乗算し、かつ、前記第二結果に対応する第二の重みを乗算する重み処理部を備える  請求項１から３のいずれか１項に記載の超音波信号処理装置。
【請求項５】
前記重み処理部は、前記第一の重みおよび前記第二の重みを、予め設定されている焦点位置に基づいて、前記焦点位置において等しくなるように決定する  請求項４に記載の超音波信号処理装置。
【請求項６】
前記重み処理部は、前記第一符号組および前記第二符号組に共通して含まれる符号パタンによる超音波が前記被検体において反射されたエコーに対する前記デコード処理が行われた結果であって、前記第一結果および前記第二結果のうちの一方の結果に対して乗算される前記第一の重みおよび前記第二の重みのうちの一方の重みを、前記第一結果および前記第二結果のうちの他方の結果に対して乗算される前記第一の重みおよび前記第二の重みのうちの他方の重みよりも、前記焦点位置より手前側の領域ほど小さく、前記焦点位置より奧側の領域ほど大きくなるように決定する  請求項５に記載の超音波信号処理装置。
【請求項７】
前記重み処理部は、前記焦点位置からの距離にかかわらず、前記第一の重みおよび前記第二の重みを、互いに加算したときに一定値になるように決定する  請求項４から６のいずれか１項に記載の超音波信号処理装置。
【請求項８】
複数の振動素子を有し、超音波を被検体に発すると共に、当該超音波が前記被検体において反射されたエコーを受信する振動素子アレイと、  前記振動素子アレイから超音波を発生させる送信制御部と、  前記振動素子アレイにおいて受信されたエコーを処理する受信制御部と、を備える超音波信号処理装置における超音波信号処理方法であって、  （ｉ）第一符号パタンおよび第二符号パタンと、第三符号パタンおよび第四符号パタンとがそれぞれ相補系列の関係を満たす２組の相補系列ペアであり、かつ、（ｉｉ）前記第一符号パタンおよび前記第三符号パタンと、前記第二符号パタンおよび前記第四符号パタンとがそれぞれ直交符号の関係を満たす２組の直交符号ペアである場合に、  前記第一符号パタンおよび前記第三符号パタンとが並ぶことによりなる第一符号列と、前記第二符号パタンおよび前記第四符号パタンとが並ぶことによりなる第二符号列とによりなる第一符号組を生成する第一符号生成ステップと、  前記第一符号列の一方の符号パタンを休止符号パタンに置き換えた第三符号列と、前記第二符号列のうち、第一符号列で休止符号パタンに置き換えた符号パタンと相補系列ペアである符号パタンを休止符号パタンに置き換えた第四符号列とによりなる第二符号組を生成する第二符号生成ステップと、  （ｉ）前記複数の振動素子のうちの１以上の第一振動素子に、前記第一符号組のうちの前記第一符号列を第一タイミングで出力し、かつ、前記第二符号列を前記第一タイミングよりも後の第二タイミングで出力し、かつ、（ｉｉ）前記第一振動素子を挟み込む位置に配置される複数の第二振動素子に、前記第二符号組のうちの前記第三符号列を前記第一タイミングで出力し、かつ、前記第四符号列を前記第二タイミングで出力することで、前記振動素子アレイから前記超音波を発生させる超音波発生ステップと、  前記振動素子アレイが前記エコーを受信する受信ステップと、  前記振動素子アレイにより受信された前記エコーのうちの、前記第一タイミングで出力された前記第一符号列および前記第三符号列に応じた超音波が前記被検体において反射された第一エコーと、前記第二タイミングで出力された前記第二符号列および前記第四符号列に応じた超音波が前記被検体において反射された第二エコーのそれぞれに対して、前記２組の相補系列ペアの一方を抽出するための第一フィルタによる第一フィルタ処理と、前記２組の相補系列ペアの他方を抽出するための第二フィルタによる第二フィルタ処理と、を行うデコード処理ステップと、  前記第一エコーおよび前記第二エコーのそれぞれに対する前記第一フィルタ処理の結果である第一結果同士を加算し、かつ、前記第一エコーおよび前記第二エコーのそれぞれに対する前記第二フィルタ処理の結果である第二結果同士を加算する信号加算ステップと、を含む  超音波信号処理方法。
【請求項９】
請求項８に記載の超音波信号処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、超音波を被検体に対して送信し、被検体において超音波が反射されたエコーを受信する超音波信号処理装置などに関する。
【背景技術】
【０００２】  超音波のエコー信号のＳ／Ｎを高めるために、ゴレイ符号を用いた超音波を利用することが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のシステムでは、ゴレイ符号を用いた超音波を利用することで、ダイナミック・フォーカス時のフレームレート低下を防ぐことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４４７２８０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  しかしながら、超音波の焦点位置から手前側の領域および奧側の領域の両方において被検体の内部の可視化を精度よく行うことは難しいという問題がある。【０００５】  そこで、本発明の目的は、上記の課題を解決するためになされたものであって、超音波の焦点位置から手前側の領域および奧側の領域の両方において被検体の内部の可視化を精度よく行うことができる、超音波信号処理装置などを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る超音波信号処理装置は、複数の振動素子を有し、超音波を被検体に発すると共に、当該超音波が前記被検体において反射されたエコーを受信する振動素子アレイと、前記振動素子アレイから符号化された信号に応じた超音波を発生させる送信制御部と、前記振動素子アレイにおいて受信されたエコーに応じた信号を復号する受信制御部と、を備え、（ｉ）第一符号パタンおよび第二符号パタンと、第三符号パタンおよび第四符号パタンとがそれぞれ相補系列の関係を満たす２組の相補系列ペアであり、かつ、（ｉｉ）前記第一符号パタンおよび前記第三符号パタンと、前記第二符号パタンおよび前記第四符号パタンとがそれぞれ直交符号の関係を満たす２組の直交符号ペアである場合に、前記送信制御部は、前記第一符号パタンおよび前記第三符号パタンとが並ぶことによりなる第一符号列と、前記第二符号パタンおよび前記第四符号パタンとが並ぶことによりなる第二符号列とによりなる第一符号組を生成する第一符号生成部と、前記第一符号列の一方の符号パタンを休止符号パタンに置き換えた第三符号列と、前記第二符号列の前記一方の符号パタンと前記相補系列ペアである符号パタンを休止符号パタンに置き換えた第四符号列とによりなる第二符号組を生成する第二符号生成部と、（ｉ）前記複数の振動素子のうちの１以上の第一振動素子に、前記第一符号組のうちの前記第一符号列を第一タイミングで出力し、かつ、前記第二符号列を前記第一タイミングよりも後の第二タイミングで出力し、かつ、（ｉｉ）前記１以上の第一振動素子を挟み込む位置に配置される複数の第二振動素子に、前記第二符号組のうちの前記第三符号列を前記第一タイミングで出力し、かつ、前記第四符号列を前記第二タイミングで出力することで、前記振動素子アレイから前記超音波を発生させるパルサと、を有し、前記受信制御部は、前記振動素子アレイにより受信された前記エコーのうちの、前記第一タイミングで出力された前記第一符号列および前記第三符号列に応じた超音波が前記被検体において反射された第一エコーと、前記第二タイミングで出力された前記第二符号列および前記第四符号列に応じた超音波が前記被検体において反射された第二エコーとのそれぞれに対して、前記２組の相補系列ペアの一方を抽出するための第一フィルタによる第一フィルタ処理と、前記２組の相補系列ペアの他方を抽出するための第二フィルタによる第二フィルタ処理と、を行うデコード処理部と、前記第一エコーおよび前記第二エコーのそれぞれに対する前記第一フィルタ処理の結果である第一結果同士を加算し、かつ、前記第一エコーおよび前記第二エコーのそれぞれに対する前記第二フィルタ処理の結果である第二結果同士を加算する符号加算部と、を有する。【０００７】  なお、これらの全般的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【発明の効果】
【０００８】  本発明の超音波信号処理装置および超音波信号処理方法は、超音波の焦点位置から手前側の領域および奧側の領域の両方において被検体の内部の可視化を精度よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施の形態１の超音波信号処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、デコード処理部を示すブロック図である。
【図３】図３は、送信超音波信号生成のフローチャートである。
【図４】図４は、符号と送信開口の関係を示す図である。
【図５】図５は、受信超音波信号の復号方法のフローチャートである。
【図６】図６は、実施の形態２の超音波信号処理装置の構成を示すブロック図である。
【図７】図７は、重み処理部のフローチャートである。
【図８】図８は、一次元的に複数の振動素子が並ぶ振動素子アレイの一例を示す図である。
【図９】図９は、二次元的に複数の振動素子が並ぶ振動素子アレイの一例を示す図である。
【図１０】図１０は、超音波信号処理装置によって行われる超音波信号処理方法を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】  （本発明の基礎となった知見）  本発明者は、「背景技術」の欄において記載した、システムに関し、以下の問題が生じることを見出した。
【００１１】  ゴレイ符号とは２つの符号系列の非周期自己相関関数の和が０シフト地点を除いて０になる符号系列のことである。例えば、（式１）に示す系列Ｓ１と系列Ｓ２が同一の長さＬをもつ２相（＋、−）のゴレイ符号である場合、Ｓ１とＳ２は（式２）の条件を満たす。
【００１２】
【数１】
2014057658.tif 000003
【００１３】
【数２】
2014057658.tif 000004
【００１４】  （式２）において、ＲＳは自己相関関数を示し、τは時間シフトを示す。
【００１５】  従来、超音波のエコー信号を用いたが画像診断や非破壊検査を行う際には、送信ビームの影響により、浅部の分解能、深部の感度はトレードオフの関係にあるという問題があった。具体的には、送信ビームを送信する送信開口が小さい場合には、小さい面積から超音波を送信することになる。このため焦点位置よりもプローブに近い位置における方位分解能がよくなる一方で、焦点位置よりもプローブから遠い位置まで超音波が届きにくくなる。また、送信ビームを送信する送信開口が大きい場合には、大きい面積から超音波を送信することになる。このため焦点位置よりもプローブに遠い領域に超音波が届きやすい一方で、焦点位置よりもプローブに近い領域における方位分解能が悪くなる。
【００１６】  このような問題を解決するために、本発明の一態様に係る超音波信号処理装置は、複数の振動素子を有し、超音波を被検体に発すると共に、当該超音波が前記被検体において反射されたエコーを受信する振動素子アレイと、前記振動素子アレイから符号化された信号に応じた超音波を発生させる送信制御部と、前記振動素子アレイにおいて受信されたエコーに応じた信号を復号する受信制御部と、を備え、（ｉ）第一符号パタンおよび第二符号パタンと、第三符号パタンおよび第四符号パタンとがそれぞれ相補系列の関係を満たす２組の相補系列ペアであり、かつ、（ｉｉ）前記第一符号パタンおよび前記第三符号パタンと、前記第二符号パタンおよび前記第四符号パタンとがそれぞれ直交符号の関係を満たす２組の直交符号ペアである場合に、前記送信制御部は、前記第一符号パタンおよび前記第三符号パタンとが並ぶことによりなる第一符号列と、前記第二符号パタンおよび前記第四符号パタンとが並ぶことによりなる第二符号列とによりなる第一符号組を生成する第一符号生成部と、前記第一符号列の一方の符号パタンを休止符号パタンに置き換えた第三符号列と、前記第二符号列の前記一方の符号パタンと前記相補系列ペアである符号パタンを休止符号パタンに置き換えた第四符号列とによりなる第二符号組を生成する第二符号生成部と、（ｉ）前記複数の振動素子のうちの１以上の第一振動素子に、前記第一符号組のうちの前記第一符号列を第一タイミングで出力し、かつ、前記第二符号列を前記第一タイミングよりも後の第二タイミングで出力し、かつ、（ｉｉ）前記１以上の第一振動素子を挟み込む位置に配置される複数の第二振動素子に、前記第二符号組のうちの前記第三符号列を前記第一タイミングで出力し、かつ、前記第四符号列を前記第二タイミングで出力することで、前記振動素子アレイから前記超音波を発生させるパルサと、を有し、前記受信制御部は、前記振動素子アレイにより受信された前記エコーのうちの、前記第一タイミングで出力された前記第一符号列および前記第三符号列に応じた超音波が前記被検体において反射された第一エコーと、前記第二タイミングで出力された前記第二符号列および前記第四符号列に応じた超音波が前記被検体において反射された第二エコーとのそれぞれに対して、前記２組の相補系列ペアの一方を抽出するための第一フィルタによる第一フィルタ処理と、前記２組の相補系列ペアの他方を抽出するための第二フィルタによる第二フィルタ処理と、を行うデコード処理部と、前記第一エコーおよび前記第二エコーのそれぞれに対する前記第一フィルタ処理の結果である第一結果同士を加算し、かつ、前記第一エコーおよび前記第二エコーのそれぞれに対する前記第二フィルタ処理の結果である第二結果同士を加算する符号加算部と、を有する。
【００１７】  これにより、相補系列の関係にある組を用いた超音波の一回の送信において、送信開口を小さく設定した超音波と当該送信開口が少なくとも含まれる当該送信開口よりも大きい送信開口による超音波の両方を送信でき、かつ、両方の超音波の分離が容易であるため、超音波の焦点位置から手前側の領域および奧側の領域の両方において被検体の内部の可視化を精度よく行うことができる。
【００１８】  また、例えば、前記送信制御部は、前記振動素子アレイを構成する前記複数の振動素子のそれぞれについて、予め定められたＦ値に基づいて、当該振動素子を、振動させない、前記第一振動素子として振動させる、および、前記第二振動素子として振動させる、のいずれか１つを決定してもよい。
【００１９】  また、例えば、さらに、操作者からの焦点距離に関する入力を受け付ける操作部を備え、前記送信制御部は、前記振動素子アレイを構成する前記複数の振動素子のそれぞれについて、前記操作部により受け付けられた位置に基づいて、当該振動素子を、振動させない、前記第一振動素子として振動させる、および、前記第二振動素子として振動させる、のいずれか１つを決定してもよい。
【００２０】  また、例えば、さらに、前記第一結果に対応する第一の重みを乗算し、かつ、前記第二結果に対応する第二の重みを乗算する重み処理部を備えてもよい。
【００２１】  また、例えば、前記重み処理部は、前記第一の重みおよび前記第二の重みを、予め設定されている焦点位置に基づいて、前記焦点位置において等しくなるように決定してもよい。
【００２２】  また、例えば、前記重み処理部は、前記第一符号組および前記第二符号組に共通して含まれる符号パタンによる超音波が前記被検体において反射されたエコーに対する前記デコード処理が行われた結果であって、前記第一結果および前記第二結果のうちの一方の結果に対して乗算される前記第一の重みおよび前記第二の重みのうちの一方の重みを、前記第一結果および前記第二結果のうちの他方の結果に対して乗算される前記第一の重みおよび前記第二の重みのうちの他方の重みよりも、前記焦点位置より手前側の領域ほど小さく、前記焦点位置より奧側の領域ほど大きくなるように決定してもよい。
【００２３】  また、例えば、前記重み処理部は、前記焦点位置からの距離にかかわらず、前記第一の重みおよび前記第二の重みを、互いに加算したときに一定値になるように決定してもよい。
【００２４】  なお、これらの全般的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたは記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【００２５】  以下、本発明の一態様に係る超音波信号処理装置および超音波信号処理方法について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、同じ要素には同じ符号を付しており、説明を省略する場合もある。
【００２６】  なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００２７】  （実施の形態１）  図１は、実施の形態１の超音波信号処理装置の構成を示すブロック図である。
【００２８】  超音波信号処理装置１は、振動素子アレイ２と、送信制御部３と、受信制御部４とを備える。振動素子アレイ２は、複数の振動素子１００を有し、超音波を被検体に発するとともに、当該超音波が前記被検体において反射されたエコーを受信する。送信制御部３は、操作部１１０と、送信ＢＦ（Ｂｅａｍ  Ｆｏｒｍｅｒ）１１１と、パルサ１１２と、第一符号生成部２００と、第二符号生成部２０１とを有する。受信制御部４は、受信ＢＦ（Ｂｅａｍ  Ｆｏｒｍｅｒ）１２０と、デコード処理部２１０と、符号加算部２１１とを有する。
【００２９】  振動素子アレイ２は、複数の振動素子１００を有し、超音波を被検体に発すると共に、当該超音波が被検体において反射されたエコーを受信する。
【００３０】  送信制御部３は、振動素子アレイ２から符号化された信号を含む超音波を発生させる。
【００３１】  受信制御部４は、振動素子アレイ２において受信されたエコーに含まれる信号を復号する。
【００３２】  図２は、実施の形態１のデコード処理部および符号加算部の構成を示すブロック図である。
【００３３】  デコード処理部２１０は、第一フィルタ処理部２２０と、第二フィルタ処理部２２１と、第三フィルタ処理部２２２と、第四フィルタ処理部２２３と、第一メモリ２２４と、第二メモリ２２５とを有する。符号加算部２１１は、第一符号加算部２２６と、第二符号加算部２２７とを有する。
【００３４】  図１を用いて、超音波信号処理装置１のブロック図の説明を行う。
【００３５】  操作部１１０は、操作者からの焦点距離に関する入力を受け付ける。操作部１１０は、受け付けた操作信号から送信ビーム信号と第一符号信号と第二符号信号とを算出する。操作部１１０は、算出した送信ビーム信号を送信ＢＦ１１１に出力し、算出した第一符号信号を第一符号生成部２００に出力し、算出した第二符号信号を第二符号生成部２０１に出力する。
【００３６】  送信ＢＦ１１１は、入力された送信ビーム信号から送信ビームプロファイルを算出し、算出した送信ビームプロファイルをパルサ１１２に出力する。
【００３７】  第一符号生成部２００は、入力された第一符号信号から第一符号組を算出し、第一符号組をパルサ１１２へ出力する。
【００３８】  第二符号生成部２０１は、入力された第二符号信号から第二符号組を算出し、第一符号組をパルサ１１２へ出力する。
【００３９】  パルサ１１２は、送信ＢＦ１１１により出力された送信ビームプロファイルと、第一符号生成部２００により生成された第一符号組と、第二符号生成部２０１により生成された第二符号組とに基づいて、振動素子アレイ２の複数の振動素子１００を駆動するための駆動信号を複数の振動素子１００へ出力する。
【００４０】  複数の振動素子１００は、入力された駆動信号に基づく超音波を被検体内へ出力する。
【００４１】  そして、複数の振動素子１００は、被検体内の音響インピーダンスの差に応じて、被検体内で反射されたエコーを受信する。
【００４２】  複数の振動素子１００は、受信したエコーに基づいてＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号を生成し、生成したＲＦ信号を受信ＢＦ１２０へ出力する。
【００４３】  受信ＢＦ１２０は、入力されたＲＦ信号からＤＡＳ（Ｄｅｌａｙ  ａｎｄ  Ｓｕｍ）信号を算出し、算出したＤＡＳ信号をデコード処理部２１０へ出力する。
【００４４】  デコード処理部２１０は、入力されたＤＡＳ信号から第一復号データと第二復号データとを算出し、算出した第一復号データと第二復号データとを符号加算部２１１へ出力する。
【００４５】  符号加算部２１１は、入力された第一復号データおよび第二復号データから加算復号データを算出し、算出した加算復号データを出力する。
【００４６】  次に図２を用いてデコード処理部のブロック図の説明を行う。
【００４７】  第一フィルタ処理部２２０は、入力されたＤＡＳ信号から符号データＡを算出し、算出した符号データＡを第一メモリ２２４へ出力する。
【００４８】  第二フィルタ処理部２２１は、入力されたＤＡＳ信号から符号データＢを算出し、算出した符号データＢを第二メモリ２２５へ出力する。
【００４９】  第三フィルタ処理部２２２は、入力されたＤＡＳ信号から符号データＣを算出し、算出した符号データＣを第一符号加算部２２６へ出力する。
【００５０】  第四フィルタ処理部２２３は、入力されたＤＡＳ信号から符号データＤを算出し、算出した符号データＤを第二符号加算部２２７へ出力する。
【００５１】  第一メモリ２２４は、符号データＡを符号データＣが第三フィルタ処理部２２２により第一符号加算部２２６へ出力されるタイミングまで保存し、当該タイミングで符号データＡを第一符号加算部２２６へ出力する。
【００５２】  第二メモリ２２５は、符号データＢを符号データＤが第四フィルタ処理部２２３により第二符号加算部２２７へ出力されるタイミングまで保存し、当該タイミングで符号データＤを第二符号加算部２２７へ出力する。
【００５３】  第一符号加算部２２６は、入力された符号データＡおよび符号データＣから第一復号データを算出する。
【００５４】  第二符号加算部２２７は、入力された符号データＢおよび符号データＤから第二復号データを算出する。
【００５５】  次に、超音波信号処理装置１における、超音波を発生させるための送信超音波信号の生成について図３を用いて説明する。
【００５６】  図３は、送信制御部における、送信超音波信号の生成処理を示したフローチャートである。
【００５７】  操作部１１０は、操作者から制御信号を受け付けると、少なくとも送信振動素子数と送信開口位置とを含む送信ビーム信号と、少なくとも信号増幅量を含む第一符号信号および第二符号信号を生成する（ステップＳ１００）。なお、ここで「送信振動素子数」とは複数の振動素子１００のうちで当該制御信号により駆動する振動素子１００の数を示す。また、「送信開口位置」とは、当該制御信号により駆動する振動素子１００の位置を示す。また、「信号増幅量」とは、復号処理を行った際に想定される超音波信号の増幅量を示す。
【００５８】  次に、第一符号生成部２００は、操作部１１０から第一符号信号を受け取ると、第一符号信号に含まれている信号増幅量より符号長（ｃｈｉｐ）および符号パタンを決定し、完全相補系列の関係を満たす符号組である第一符号組を生成する（ステップＳ１０１）。ここで完全相補系列の関係を満たす符号組とは、２組のゴレイ符号系列において、一方のゴレイ符号系列に属する一つの系列ともう一方のゴレイ符号系列に属する一つの系列との非周期相互相関関数と、一方のゴレイ符号系列に他の系列ともう一方のゴレイ符号系列に属する他の系列との非周期相互相関関数の和が全てのシフトにおいて０になる符号組のことである。完全相補符号組はゴレイ符号系列｛Ｃ１、Ｃ２｝とゴレイ符号系列｛Ｃ３、Ｃ４｝とすると（式３）で表せる。
【００５９】
【数３】
2014057658.tif 000005
【００６０】  完全相補符号組Ｃから構成されており（式４）の条件を満たす。
【００６１】
【数４】
2014057658.tif 000006
【００６２】  ここでＲＣは相互相関関数を示し，符号パタンは（式５）の条件を満たす全てのパタンを想定しており、第一符号組は（式５）で示されるように第一符号列Ｇ１と第二符号列Ｇ２とによりなる。
【００６３】
【数５】
2014057658.tif 000007
【００６４】  つまり、第一符号生成部２００は、第一符号パタンＣ１および第三符号パタンＣ３とが並ぶことによりなる第一符号列Ｇ１と、第二符号パタンＣ２および第四符号パタンＣ４とが並ぶことによりなる第二符号列Ｇ２とによりなる第一符号組を生成する。このとき、上述したように、第一符号パタンＣ１および第二符号パタンＣ２と、第三符号パタンＣ３および第四符号パタンＣ４とがそれぞれ相補系列の関係を満たす２組の相補系列ペアである。さらに、第一符号パタンＣ１および第三符号パタンＣ３と、第二符号パタンＣ２および第四符号パタンＣ４とがそれぞれ直交符号の関係を満たす２組の直交符号ペアである。要するに、第一符号列Ｇ１と第二符号列Ｇ２とは完全相補系列の関係を満たす。
【００６５】  次に、第二符号生成部２０１は、操作部１１０から第二符号信号を受け取ると、第二符号信号に含まれている信号増幅量より符号長（ｃｈｉｐ）および符号パタンを決定し、第二符号組を生成する（ステップＳ１０２）。ここで第二符号組は（式６）で示されるように第三符号列Ｇ３と第四符号列Ｇ４とによりなる。また、第三符号列Ｇ３および第四符号列Ｇ４は、第一符号組を構成している完全相補符号組の一方と休止符号組で構成しており（式６）で表せる。
【００６６】
【数６】
2014057658.tif 000008
【００６７】  ここでＢは休止符号パタンＢを示し（式７）で表せる。
【００６８】
【数７】
2014057658.tif 000009
【００６９】  つまり、第二符号生成部２０１は、第一符号列Ｇ１の一方の符号パタン（第一符号パタンＣ１）を休止符号パタンに置き換えた第三符号列Ｇ３と、第二符号列Ｇ２の前記一方の符号パタン（第一符号パタンＣ１）と相補系列ペアである符号パタン（第二符号パタンＣ２）を休止符号パタンに置き換えた第四符号列Ｇ４とによりなる第二符号組を生成する。なお、休止符号パタンとは、符号を送っていない状態を示す符号であり、（式７）のように例えば０である。
【００７０】  次に、送信ＢＦ１１１は、操作部１１０から送信ビーム信号を受け取ると、当該送信ビーム信号から少なくとも第一振動素子数ＴＡ１と、第二振動素子数ＴＡ２と、第一送信開口位置３００と、第二送信開口位置３０１と、遅延プロファイルとを含む送信ビームプロファイル（以下、「送信ＢＰ」という。）を算出する（ステップＳ１０３）。ここで、「第一振動素子数ＴＡ１」とは超音波を被検体に送信する際の第一符号組に基づいて駆動する振動素子数を示し、「第二振動素子数ＴＡ２」とは第二符号組に基づいて駆動する振動素子数を示す。また、第一振動素子数ＴＡ１および第二振動素子数ＴＡ２は、（式８）の条件を満たす。
【００７１】
【数８】
2014057658.tif 000010
【００７２】  次に、図４は、超音波プローブにおける振動素子アレイにおける第一送信開口位置３００と第二送信開口位置３０１とを説明するための図である。
【００７３】  第一送信開口位置３００は、振動素子アレイ２の複数の振動素子１００のうちで第一符号組に基づいて駆動する１以上の振動素子の所定の位置を示す。第二送信開口位置３０１は、振動素子アレイ２の複数の振動素子１００のうちで第二符号組に基づいて駆動する複数の振動素子の所定の位置を示す。ここで、第一送信開口位置３００は、第二送信開口位置３０１により挟まれる位置に位置する。つまり、第一送信開口位置３００は、第二送信開口位置３０１に囲まれており、振動素子アレイ２を構成する複数の振動素子１００のうちの中央である。反対に、第二送信開口位置３０１は、第一送信開口位置３００の周囲を囲んでおり、振動素子アレイ２を構成する複数の振動素子１００のうちの端である。加えて第二送信開口位置３０１は１点以上で分離している。遅延プロファイルとは操作者が描画したい関心領域に基づいて焦点位置３０２から算出される。
【００７４】  なお、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０３は、ステップＳ１０１の後にステップＳ１０２が行われ、ステップＳ１０２の後にステップＳ１０３が行われるように直列で処理されるが、ステップＳ１００の後に並列で同時に処理されてもよい。
【００７５】  次に、パルサ１１２は、第一符号生成部２００により生成された第一符号組と、第二符号生成部２０１により生成された第二符号組と、送信ＢＦ１１１により生成された送信ＢＰとを用いて駆動信号を生成し、複数の振動素子１００を生成した駆動信号に基づいて駆動する（ステップＳ１０４）。より具体的には、パルサ１１２は、振動素子アレイ２の複数の振動素子１００のうちの１以上の第一振動素子（つまり、第一送信開口位置３００における振動素子）に、第一符号組のうちの第一符号列Ｇ１を第一タイミングで出力し、かつ、第二符号列Ｇ２を第一タイミングよりも後の第二タイミングで出力する。パルサ１１２は、さらに、複数の振動素子１００のうちの第一振動素子を挟み込む位置に配置される複数の第二振動素子（つまり、第二送信開口位置３０１における振動素子）に、第三符号列Ｇ３を第一タイミングで出力し、かつ、第四符号列Ｇ４を第二タイミングで出力する。このように、パルサ１１２は、第一タイミングで第一符号列Ｇ１および第三符号列Ｇ３を出力し、かつ、第二タイミングで第二符号列Ｇ２および第四符号列Ｇ４を出力することで、振動素子アレイ２から超音波を発生させる。
【００７６】  次に、超音波信号処理装置１における、受信したエコーに含まれる受信超音波信号の復号処理について図５を用いて説明する。
【００７７】  図５は、受信制御部における、受信超音波信号の復号処理を示したフローチャートである。
【００７８】  デコード処理部２１０は、受信ＢＦ１２０により生成されたＤＡＳ信号を受け取ると、符号送信シーケンスＩを判断する（ステップＳ１１０）。デコード処理部２１０は、符号送信シーケンスＩが１回目の場合（ステップＳ１１０：Ｉ＝１）、ステップＳ１１１の処理を行う。デコード処理部２１０は、符号送信シーケンスが２回の場合（ステップＳ１１０：Ｉ＝２）、ステップＳ１１２の処理を行う。ここで「符号送信シーケンス」とは、復号で必要となる１以上の送信受信回数のことであり、連続もしくは任意の間隔で送受信が実施される。
【００７９】  次に、符号送信シーケンスが１回目の場合（ステップＳ１１０：Ｉ＝１）、デコード処理部２１０は、受信ＢＦ１２０から第一フィルタ処理部２２０と第二フィルタ処理部２２１とのそれぞれがＤＡＳ信号を受け取ると、当該ＤＡＳ信号に対して所定のフィルタ処理を行う（ステップＳ１１１）。これにより、ＤＡＳ信号は、符号データＡと符号データＢとに分離される。ここで、第一フィルタ処理部２２０により行われる第一フィルタ処理に使用されるフィルタＡをＦＡとし、第二フィルタ処理部２２１により行われる第二フィルタ処理に使用されるフィルタＢをＦＢとしたとき、ＦＡおよびＦＢは（式９）で表される。
【００８０】
【数９】
2014057658.tif 000011
【００８１】  ここでフィルタＡおよびフィルタＢをマッチドフィルタと呼び、ゴレイ符号系列Ｃ１、Ｃ３の要素の順番を逆に並べた符号で構成される。また、符号データＡをＤＧAとし、符号データＢをＤＧBとしたとき、ＤＧAおよびＤＧBは（式１０）で表される。
【００８２】
【数１０】
2014057658.tif 000012
【００８３】  ここで、ＤＳはＤＡＳ信号データを示し、記号＊は畳みこみを示す。
【００８４】  次に、第一メモリ２２４は第一フィルタ処理部２２０から符号データＡを受け取り、第二メモリ２２５は第二フィルタ処理部２２１から符号データＢを受け取り、所定のタイミングまでそれぞれのメモリ空間でデータを保存する（ステップＳ１１２）。ここで「所定のタイミング」とは、第一メモリ２２４および第二メモリ２２５から、第一符号加算部２２６および第二符号加算部２２７に符号データＡおよび符号データＢをそれぞれ受け渡すタイミングのことであり、具体的には、ステップＳ１１３が終了したタイミングである。
【００８５】  つまり、ステップＳ１１２およびステップＳ１１３の次に、第三フィルタ処理部２２２および第四フィルタ処理部２２３によるフィルタ処理が終了したか否かがデコード処理部２１０により判定される（ステップＳ１１４）。当該フィルタ処理が終了していれば（ステップＳ１１４：Ｙｅｓ）、次のステップＳ１１５に進み、当該フィルタ処理が終了していなければ（ステップＳ１１４：Ｎｏ）、ステップＳ１１０に戻る。これにより、符号送信シーケンスの回数Ｉ＝２となった場合以降にのみ、ステップＳ１１５が行われることになる。
【００８６】  次に、符号送信シーケンスが２回目の場合（ステップＳ１１０：Ｉ＝２）、デコード処理部２１０は、受信ＢＦ１２０から第三フィルタ処理部２２２と第四フィルタ処理部２２３とのそれぞれがＤＡＳ信号を受け取ると、当該ＤＡＳ信号に対して所定のフィルタ処理を行う（ステップＳ１１３）。これにより、ＤＡＳ信号は、符号データＣと符号データＤとに分離される。ここで、第三フィルタ処理部２２２により行われる第一フィルタ処理に使用されるフィルタＣをＦＣとし、第四フィルタ処理部２２３により行われる第二フィルタ処理に使用されるフィルタＤをＦＤとしたとき、ＦＣおよびＦＤは（式１１）で表される。
【００８７】
【数１１】
2014057658.tif 000013
【００８８】  ここでフィルタＣおよびフィルタＤをマッチドフィルタと呼び、ゴレイ符号系列Ｃ２、Ｃ４の要素の順番を逆に並べた符号で構成される。また、符号データＣをＤＧCとし、符号データＤをＤＧDとしたとき、ＤＧCおよびＤＧDは（式１２）で表される。
【００８９】
【数１２】
2014057658.tif 000014
【００９０】  つまり、デコード処理部２１０は、受信ＢＦ１２０により受信されたエコーのうちの、第一タイミングで出力された第一符号列Ｇ１および第三符号列Ｇ３に応じた超音波が被検体において反射された第一エコーと、第二タイミングで出力された第二符号列Ｇ２および第四符号列Ｇ４に応じた超音波が被検体において反射された第二エコーとのそれぞれに対して、２組の相補系列ペアであるゴレイ符号系列｛Ｃ１、Ｃ２｝およびゴレイ符号系列｛Ｃ３、Ｃ４｝の一方（ここでは、ゴレイ符号系列｛Ｃ１、Ｃ２｝）を抽出するための第一フィルタ処理と、ゴレイ符号系列｛Ｃ１、Ｃ２｝およびゴレイ符号系列｛Ｃ３、Ｃ４｝の他方（ここでは、ゴレイ符号系列｛Ｃ３、Ｃ４｝）を抽出するための第二フィルタ処理を行う。要するに、ゴレイ符号系列｛Ｃ１、Ｃ２｝を抽出するための第一フィルタ処理として、フィルタＡおよびフィルタＣが用いられるフィルタ処理が行われる。また、第二フィルタ処理としてゴレイ符号系列｛Ｃ３、Ｃ４｝を抽出するための第二フィルタ処理として、フィルタＢおよびフィルタＤが用いられるフィルタ処理が行われる。フィルタＡを用いたフィルタ処理が行われれば、符号パタンＣ１が含まれる信号が復号され、符号パタンＣ３が含まれる信号がキャンセルされる。フィルタＢを用いたフィルタ処理が行われれば、符号パタンＣ１が含まれる信号がキャンセルされ、符号パタンＣ３が含まれる信号が復号される。フィルタＣを用いたフィルタ処理が行われれば、符号パタンＣ２が含まれる信号が復号され、符号パタンＣ４が含まれる信号がキャンセルされる。フィルタＤを用いたフィルタ処理が行われれば、符号パタンＣ２が含まれる信号がキャンセルされ、符号パタンＣ４が含まれる信号が復号される。つまり、第一フィルタ処理は、ゴレイ符号系列｛Ｃ３、Ｃ４｝をキャンセルするための処理とも言える。また、第二フィルタ処理は、ゴレイ符号系列｛Ｃ１、Ｃ２｝をキャンセルするための処理とも言える。
【００９１】  これは、符号パタンＣ１および符号パタンＣ３が直交符号ペアであり、符号パタンＣ２および符号パタンＣ４が直交符号ペアであるためである。このフィルタ処理を行うことで、符号パタンＣ１および符号パタンＣ３が含まれる信号から、符号パタンＣ１および符号パタンＣ３をそれぞれ分離できる。同様に、符号パタンＣ２および符号パタンＣ４が含まれる信号から、符号パタンＣ２および符号パタンＣ４をそれぞれ分離できる。
【００９２】  次に、符号加算部２１１は、符号データＡ〜Ｄから第一復号データＤＧ１および第二復号データＤＧ２を算出する（ステップＳ１１５）。具体的には、第一符号加算部２２６は、第三フィルタ処理部２２２による処理結果である符号データＣと第一メモリ２２４に保持されている符号データＡとを受け取り、符号データＡおよび符号データＣから第一復号データＤＧ１を算出する。さらに、第二符号加算部２２７は、第四フィルタ処理部２２３による処理結果である符号データＤと第二メモリ２２５に保持されている符号データＢとを受け取り、符号データＢおよび符号データＤから第二復号データＤＧ２を算出する。ここで第一復号データＤＧ１と第二復号データＤＧ２とは（式１３）で表される。
【００９３】
【数１３】
2014057658.tif 000015
【００９４】  つまり、符号加算部２１１は、第一エコーおよび第二エコーのそれぞれに対する第一フィルタ処理の結果である第一結果同士（つまり、符号データＡおよび符号データＣ）を加算し、かつ、第一エコーおよび第二エコーのそれぞれに対する第二フィルタ処理の結果である第二結果同士（つまり、符号データＢおよび符号データＤ）を加算する。
【００９５】  次に、符号加算部２１１は、第一符号加算部２２６において加算された第一復号データＤＧ１および第二符号加算部２２７において加算された第二復号データＤＧ２を受け取ると、第一復号データＤＧ１および第二復号データＤＧ２をさらに加算することでから加算復号データＤＧＳを算出する（ステップＳ１１６）。ここで加算復号データＤＧＳは（式１４）で表される。
【００９６】
【数１４】
2014057658.tif 000016
【００９７】  以上のようにして超音波信号処理装置１は、相補系列の関係にある組を用いた超音波の一回の送信において、送信開口を小さく設定した超音波と当該送信開口が少なくとも含まれる当該送信開口よりも大きい送信開口による超音波の両方を送信でき、かつ、両方の超音波の分離が容易であるため、超音波の焦点位置から手前側の領域および奧側の領域の両方において被検体の内部の可視化を精度よく行うことができる。
【００９８】  上記では、第一符号組は（式６）として説明したが、これに限ったものではなく、第一送信符号は各符号の順序を反転して構成したり、各符号を入れ子にして構成したりしてもよい。
【００９９】  また、第二符号組は（式７）として説明したが、これに限ったものではなく、第二送信符号は各符号の順序を反転して構成したり、各符号を入れ子にして構成したりしてもよい。
【０１００】  また、第二振動素子数ＴＡ２は（式１５）を用いて算出しても良い。
【０１０１】
【数１５】
2014057658.tif 000017
【０１０２】  ここでｉｄは図４における画質改善位置３０３を示し、ＦはＦ値を示している。画質改善位置３０３は操作者によって任意に設定されてもよいし、超音波信号処理装置に予め設定されている値を読み出して特定される位置であってもよい。画質改善位置３０３とは方位分解能の改善効果を強調したい位置であり、焦点位置３０２より手前側に設定される。
【０１０３】  つまり、送信制御部３は、振動素子アレイ２を構成する複数の振動素子１００のそれぞれについて、予め定められたＦ値に基づいて、当該振動素子１００を、振動させない、第一振動素子として振動させる、および、第二振動素子として振動させる、のいずれか１つを決定してもよい。
【０１０４】  また、送信制御部３は、振動素子アレイ２を構成する複数の振動素子１００のそれぞれについて、操作部１１０により受け付けられた位置に基づいて、当該振動素子１００を、振動させない、第一振動素子として振動させる、および、第二振動素子として振動させる、のいずれか１つを決定してもよい。
【０１０５】  （実施の形態２）  図６は、実施の形態２の超音波信号処理装置の構成を示すブロック図である。以下、実施の形態１の超音波信号処理装置１と同様の構成については、同じ符号を用い、説明を省略する。超音波信号処理装置１ａは、実施の形態１の構成に加えて重み処理部２１２を備える。
【０１０６】  図６を用いて、超音波信号処理装置１ａのブロック図の構成間の説明を行う。
【０１０７】  重み処理部２１２は、デコード処理部２１０により算出された第一復号データと第二復号データと、操作部１１０により入力された重み制御信号および重み設定信号とに基づいて、第一重み復号データおよび第二重み復号データを算出し、符号加算部２１１へ出力する。つまり、重み処理部２１２は、第一結果の組（つまり、符号データＡおよび符号データＣ）に対応する第一の重みを乗算し、かつ、第二結果の組（つまり、符号データＢおよび符号データＤ）に対応する第二の重みを乗算する。なお、「重み制御信号」とは、後述する第一の重みとしての第一重みベクトルＷＭ１（ＷＡ１）と、第二の重みとしての第二重みベクトルＷＭ２（ＷＡ２）とを決定するための情報を示す信号である。「重み設定信号」とは、操作者が重みベクトルを制御する方法を選択したか、操作者が予め装置に記憶されている重みを使用する方法を選択したかを示す信号である。
【０１０８】  次に、超音波信号処理装置１ａにおける第一重み復号データと第二重み複合データの生成処理について図７を用いて説明する。
【０１０９】  図７は、重み処理部における、第一重み復号データおよび第二重み複合データの生成処理を示すフローチャートである。
【０１１０】  操作部１１０から重み処理部２１２が重み設定信号を受け取ると、重みベクトルの設定方法を決定する。操作者が重みベクトルを制御する場合（つまり、操作部１１０により受け付けられた入力によって重みベクトルを変更する場合）はステップＳ２０１の処理へ進み、予め装置に記憶されている値（重み）を読み出して使用する場合はステップＳ２０２の処理へ進む（ステップＳ２００）。具体的には、ステップＳ２０１では、操作者が重みベクトルを操作部１１０への入力を行うことにより変更することを示す入力を、操作部１１０が受け付けた場合に、ステップＳ２０１の処理へ進む。また、ステップＳ２０１では、予め装置に記憶されている重みを読み出して使用することを示す入力を、操作部１１０が受け付けた場合に、ステップＳ２０２の処理へ進む。
【０１１１】  次に、重み処理部２１２は、操作者が重みベクトルを制御する方法が選択されたことを重み設定信号が示している場合（ステップＳ２００：Ｙｅｓ）、操作部１１０から受け取った重み制御信号から所定の第一重みベクトルＷＭ１と第二重みベクトルＷＭ２とを算出する（ステップＳ２０１）。第一重みベクトルＷＭ１と第二重みベクトルＷＭ２は（式１６）で表される。
【０１１２】
【数１６】
2014057658.tif 000018
【０１１３】  ここでＮは、デコード処理部２１０により算出された第一復号データおよび第二復号データの深さ方向のデータ数を示す。また、所定の第一重みベクトルＷＭ１および第二重みベクトルＷＭ２は、操作者が物理的なユーザーインターフェイスであるダイアル式デバイスや、スライド式デバイスや、ボタン式デバイスやタッチディスプレイ式デバイスなどを用いて、第一重みベクトルＷＭ１および第二重みベクトルＷＭ２の各値もしくは複数の値ごとに任意の値が設定される。またソフト的なグラフィカルユーザーインターフェイスを用いて第一重みベクトルＷＭ１および第二重みベクトルＷＭ２が設定されるようにしても良い。
【０１１４】  次に、重み処理部２１２は、予め装置に記憶されている値を読み出して使用する方法が選択されたことを重み設定信号が示している場合（ステップＳ２００：Ｎｏ）、操作部１１０から受け取った重み制御信号から所定の第一重みベクトルＷＡ１と第二重みベクトルＷＡ２を決定する（ステップＳ２０２）。この場合、第一重みベクトル信号ＷＡ１および第二重みベクトル信号ＷＡ２は（式１７）で表される。
【０１１５】
【数１７】
2014057658.tif 000019
【０１１６】  ここでＮは、デコード処理部２１０により算出された第一復号データおよび第二復号データの深さ方向のデータ数を示す。また、所定の第一重みベクトルＷＡ１および所定の第二重みベクトルＷＡ２は焦点位置３０２を示すｆｄを用いて設計可能である。第一重みベクトル信号ＷＡ１は（式１８）で表される。
【０１１７】
【数１８】
2014057658.tif 000020
【０１１８】  ここでｗ1は第一重み量を示し、ａ1は第一重み変化量を示す。また、第二重みベクトル信号ＷＡ２は（式１９）で表される。
【０１１９】
【数１９】
2014057658.tif 000021
【０１２０】  ここでｗ2は第二重み量を示し、ａ2は第二重み変化量を示す。さらに、第一重みベクトルＷＡ１と第二重みベクトルＷＡ２との各値を加算した結果が一定になるように各重みベクトル信号を設計してもよく、この場合、第一重み量ｗ1および第二重み量ｗ2と、第一重み変化量ａ1および第二重み変化量ａ2とは（式２０）の条件を満たす。
【０１２１】
【数２０】
2014057658.tif 000022
【０１２２】  ここで（式２０）の条件を満たしているとすると、第一重みベクトルＷＡ１と第二重みベクトルＷＡ２は（式２１）から算出することができる。
【０１２３】
【数２１】
2014057658.tif 000023
【０１２４】  ここでｗは重み量を示す。
【０１２５】  つまり、重み処理部２１２は、第一の重みおよび第二の重みを、予め設定されている焦点位置３０２に基づいて、焦点位置３０２において等しくなるように決定してもよい。また、重み処理部２１２は、（式１８）、（式１９）および（式２１）に示すように、第一符号組および第二符号組に共通して含まれる符号パタンＣ３、Ｃ４による超音波が被検体において反射されたエコーに対するデコード処理が行われた結果であって、第一結果および第二結果のうちの一方の結果（ここでは第二結果ＤＧ２）に対して乗算される第一重みベクトルＷＡ１および第二重みベクトルＷＡ２のうちの一方の重みベクトル（ここでは第二重みベクトルＷＡ２）を、第一結果および第二結果のうちの他方の結果（ここでは第一結果ＤＧ１）に対して、乗算される第一重みベクトルＷＡ１および第二重みベクトルＷＡ２のうちの他方の重みベクトル（ここでは第一重みベクトルＷＡ１）よりも、焦点位置３０２より手前側の領域ほど小さく、焦点位置３０２より奧側の領域ほど大きくなるように決定してもよい。また、重み処理部２１２は、（式２０）に示すように、焦点位置３０２からの距離にかかわらず、第一重みベクトルＷＡ１および第二重みベクトルＷＡ２を、互いに加算したときに一定値になるように決定してもよい。
【０１２６】  次に、重み処理部２１２は、デコード処理部２１０により算出された第一復号データＤＧ１および第二復号データＤＧ２を受け取ると、第一重み復号データＤＧＷ１および第二重み復号データＤＧＷ２を算出する（ステップＳ２０３）。より具体的には、重み処理部２１２は、第一復号データＤＧ１と第一重みベクトルＷＭ１（ＷＡ１）とから第一重み復号データＤＧＷ１を算出し、第二復号データＤＧ２と第二重みベクトルＷＭ１（ＷＡ２）から第二重み復号データＤＧＷ２を算出する。ここで第一重み復号データＤＧＷ１と第二重み復号データＤＧＷ２とは（式２２）または（式２３）で表せる。
【０１２７】
【数２２】
2014057658.tif 000024
【０１２８】
【数２３】
2014057658.tif 000025
【０１２９】  以上のようにして、超音波信号処理装置１ａは深さ方向に所定の重みベクトルを乗算した第一重み復号データＤＧＷ１と第二重み復号データＤＧＷ２とを生成することができる。このため、焦点位置３０２よりも手前側の浅部では浅部で精度の高い第一復号データＤＧ１を強調することができ、焦点位置３０２よりも奧側の深部では深部で精度の高い第二復号データＤＧ２を強調することができる。
【０１３０】  上記では、第一重みベクトルＷＡ１および第二重みベクトルＷＡ２は（式１８）および（式１９）として説明したが、これに限るものではなく、第一重みベクトルＷＡ１および第二重みベクトルＷＡ２、は一般的に当該者であれば思いつく線形関数で表されるものであってもよい。また、線形な関数だけでなく非線形な関数を用いて第一重みベクトルＷＡ１および第二重みベクトルＷＡ２は生成されてもよい。
【０１３１】  また、第一重みベクトルＷＡ１および第二重みＷＡ２は焦点位置３０２を示すｆｄから算出したが、画質改善位置３０３を示すｉｄを、焦点位置３０２を示すｆｄの代わりに用いても良い。
【０１３２】  （変形例）  （１）  上記実施の形態１および２に係る超音波信号処理装置１、１ａでは、振動素子アレイ２の具体的な構成については言及していないが、例えば、図８に示すような、一次元的に複数の振動素子１００が並ぶ振動素子アレイ２０としてもよいし、図９に示すような、二次元的に複数の振動素子１００が並ぶ振動素子アレイ２１としてもよい。
【０１３３】  図８に示すような一次元的に複数の振動素子１００が並ぶ場合には、例えば、中央に並ぶ５つの振動素子１００を第一送信開口位置に並ぶ第一振動素子として設定し、第一振動素子を中心として両側から３つずつの振動素子で挟み込んでいる６つの振動素子を第二送信開口位置に並ぶ第二振動素子として設定してもよい。
【０１３４】  また、図９に示すような二次元的に複数の振動素子１００が並ぶ場合には、（ａ）〜（ｄ）に示すように、複数の振動素子１００のうちで中央に配置される振動素子１００を第一送信開口位置に並ぶ第一振動素子として設定し、第一振動素子を中心としてその周囲に配置される振動素子１００を第二送信開口位置に並ぶ第二振動素子として設定してもよい。
【０１３５】  （２）  また、上記実施の形態１および２に係る超音波信号処理装置１、１ａでは、送信制御部３で行われる処理と、受信制御部４で行われる処理とに分けて説明しているが、これに限らずに、図１０に示すように、１つの処理フローで行われてもよい。図１０は、超音波信号処理装置によって行われる超音波信号処理方法を説明するためのフローチャートである。
【０１３６】  まず、第一符号生成部２００は、第一符号パタンＣ１および第三符号パタンＣ３とが並ぶことによりなる第一符号列Ｇ１と、第二符号パタンＣ２および第四符号パタンＣ４とが並ぶことによりなる第二符号列Ｇ２とによりなる第一符号組を生成する（ステップＳ３００：第一符号生成ステップ）。
【０１３７】  次に、第二符号生成部２０１は、第一符号列Ｇ１の一方の符号パタン（第一符号パタンＣ１）を休止符号パタンに置き換えた第三符号列Ｇ３と、第二符号列Ｇ２の前記一方の符号パタン（第一符号パタンＣ１）と相補系列ペアである符号パタン（第二符号パタンＣ２）を休止符号パタンに置き換えた第四符号列Ｇ４とによりなる第二符号組を生成する（ステップＳ３０１：第二符号生成ステップ）。
【０１３８】  次に、パルサ１１２は、（ｉ）複数の振動素子１００のうちの１以上の第一振動素子に、第一符号組のうちの第一符号列Ｇ１を第一タイミングで出力し、かつ、第二符号列Ｇ２を第一タイミングよりも後の第二タイミングで出力し、かつ、（ｉｉ）１以上の第一振動素子を挟み込む位置に配置される複数の第二振動素子に、第三符号列Ｇ３を第一タイミングで出力し、かつ、第四符号列Ｇ４を第二タイミングで出力することで、振動素子アレイ２から超音波を発生させる（ステップＳ３０２：超音波発生ステップ）。
【０１３９】  次に、振動素子アレイ２が振動素子アレイ２により発生された超音波が被検体に反射されたエコーを受信する（ステップＳ３０３：受信ステップ）。
【０１４０】  次に、ステップＳ３０３において受信されたエコーのうちの、第一タイミングで出力された第一符号列および第三符号列に応じた超音波が被検体において反射された第一エコーと、第二タイミングで出力された第二符号列および第四符号列に応じた超音波が被検体において反射された第二エコーとのそれぞれに対して、２組の相補系列ペアの一方を抽出するための第一フィルタ（フィルタＡおよびフィルタＣ）による第一フィルタ処理と、２組の相補系列ペアの他方を抽出するための第二フィルタによる第二フィルタ処理とを行う（Ｓ３０４：デコード処理ステップ）。
【０１４１】  次に、第一エコーおよび第二エコーのそれぞれに対する第一フィルタ処理の結果である第一結果同士を加算し、かつ、第一エコーおよび第二エコーのそれぞれに対する第二フィルタ処理の結果である第二結果同士を加算する（Ｓ３０５：信号加算ステップ）。
【０１４２】  （３）  また、上記各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。ここで、上記各実施の形態の超音波信号処理装置などを実現するソフトウェアは、次のようなプログラムである。
【０１４３】  すなわち、このプログラムは、コンピュータに、複数の振動素子を有し、超音波を被検体に発すると共に、当該超音波が前記被検体において反射されたエコーを受信する振動素子アレイと、前記振動素子アレイから超音波を発生させる送信制御部と、前記振動素子アレイにおいて受信されたエコーを処理する受信制御部と、を備える超音波信号処理装置における超音波信号処理方法であって、（ｉ）第一符号パタンおよび第二符号パタンと、第三符号パタンおよび第四符号パタンとがそれぞれ相補系列の関係を満たす２組の相補系列ペアであり、かつ、（ｉｉ）前記第一符号パタンおよび前記第三符号パタンと、前記第二符号パタンおよび前記第四符号パタンとがそれぞれ直交符号の関係を満たす２組の直交符号ペアである場合に、前記第一符号パタンおよび前記第三符号パタンとが並ぶことによりなる第一符号列と、前記第二符号パタンおよび前記第四符号パタンとが並ぶことによりなる第二符号列とによりなる第一符号組を生成する第一符号生成ステップと、前記第一符号列の一方の符号パタンを休止符号パタンに置き換えた第三符号列と、前記第二符号列の前記一方の符号パタンと前記相補系列ペアである符号パタンを休止符号パタンに置き換えた第四符号列とによりなる第二符号組を生成する第二符号生成ステップと、（ｉ）前記複数の振動素子のうちの１以上の第一振動素子に、前記第一符号組のうちの前記第一符号列を第一タイミングで出力し、かつ、前記第二符号列を前記第一タイミングよりも後の第二タイミングで出力し、かつ、（ｉｉ）前記第一振動素子を挟み込む位置に配置される複数の第二振動素子に、前記第二符号組のうちの前記第三符号列を前記第一タイミングで出力し、かつ、前記第四符号列を前記第二タイミングで出力することで、前記振動素子アレイから前記超音波を発生させる超音波発生ステップと、前記振動素子アレイが前記エコーを受信する受信ステップと、前記振動素子アレイにより受信された前記エコーのうちの、前記第一タイミングで出力された前記第一符号列および前記第三符号列に応じた超音波が前記被検体において反射された第一エコーと、前記第二タイミングで出力された前記第二符号列および前記第四符号列に応じた超音波が前記被検体において反射された第二エコーのそれぞれに対して、前記２組の相補系列ペアの一方を抽出するための第一フィルタによる第一フィルタ処理と、前記２組の相補系列ペアの他方を抽出するための第二フィルタによる第二フィルタ処理と、を行うデコード処理ステップと、前記第一エコーおよび前記第二エコーのそれぞれに対する前記第一フィルタ処理の結果である第一結果同士を加算し、かつ、前記第一エコーおよび前記第二エコーのそれぞれに対する前記第二フィルタ処理の結果である第二結果同士を加算する信号加算ステップと、を含む超音波信号処理方法を実行させる。
【０１４４】  （その他の変形例）  なお、本発明を上記実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上記の実施の形態に限定されず、以下のような場合も本発明に含まれる。
【０１４５】  （１）上記の各装置の全部、もしくは一部を、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクユニットなどから構成されるコンピュータシステムで構成した場合。前記ＲＡＭ又はハードディスクユニットには、上記各装置と同様の動作を達成するコンピュータプログラムが記憶されている。前記マイクロプロセッサが、前記コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、各装置はその機能を達成する。
【０１４６】  （２）上記の各装置を構成する構成要素の一部又は全部は、１つのシステムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ（大規模集積回路））から構成されているとしてもよい。システムＬＳＩは、複数の構成部を１個のチップ上に集積して製造された超多機能ＬＳＩであり、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを含んで構成されるコンピュータシステムである。前記ＲＡＭには、上記各装置と同様の動作を達成するコンピュータプログラムが記憶されている。前記マイクロプロセッサが、前記コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、システムＬＳＩは、その機能を達成する。また、ＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後にプログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）、又はＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。
【０１４７】  （３）上記の各装置を構成する構成要素の一部又は全部は、各装置に脱着可能なＩＣカード又は単体のモジュールから構成されているとしてもよい。前記ＩＣカード又は前記モジュールは、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどから構成されるコンピュータシステムである。前記ＩＣカード又は前記モジュールは、上記の超多機能ＬＳＩを含むとしてもよい。マイクロプロセッサが、コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、前記ＩＣカード又は前記モジュールは、その機能を達成する。このＩＣカード又はこのモジュールは、耐タンパ性を有するとしてもよい。
【０１４８】  （４）本発明は、上記に示すコンピュータの処理で実現する方法であるとしてもよい。また、本発明は、これらの方法をＣＰＵ等のプロセッサが実行することで実現するコンピュータプログラムとしてもよいし、前記コンピュータプログラムからなるデジタル信号であるとしてもよい。
【０１４９】  また、本発明は、前記コンピュータプログラム又は前記デジタル信号をコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録したものとしてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体は例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）  Ｄｉｓｃ）、半導体メモリなどである。また、本発明は、これらの記録媒体に記録されている前記デジタル信号であるとしてもよい。
【０１５０】  また、本発明は、前記コンピュータプログラム又は前記デジタル信号を、電気通信回線、無線又は有線通信回線、インターネットを代表とするネットワーク、データ放送等を経由して伝送するものとしてもよい。
【０１５１】  また本発明は、マイクロプロセッサとメモリを備えたコンピュータシステムであって、前記メモリは、上記コンピュータプログラムを記憶しており、前記マイクロプロセッサは、前記コンピュータプログラムにしたがって動作するとしてもよい。
【０１５２】  また前記プログラム又は前記デジタル信号を前記記録媒体に記録して移送することにより、又は前記プログラム又は前記デジタル信号を、前記ネットワーク等を経由して移送することにより、独立した他のコンピュータシステムにより実施するとしてもよい。
【０１５３】  （５）上記実施の形態及び上記変形例をそれぞれ組み合わせるとしてもよい。
【０１５４】  また、上記で用いた数字は、全て本発明を具体的に説明するために例示するものであり、本発明は例示された数字に制限されない。
【０１５５】  また、ブロック図における機能ブロックの分割は一例であり、複数の機能ブロックを一つの機能ブロックとして実現したり、一つの機能ブロックを複数に分割したり、一部の機能を他の機能ブロックに移してもよい。また、類似する機能を有する複数の機能ブロックの機能を単一のハードウェア又はソフトウェアが並列又は時分割に処理してもよい。
【０１５６】  また、上記のステップが実行される順序は、本発明を具体的に説明するために例示するためのものであり、上記以外の順序であってもよい。また、上記ステップの一部が、他のステップと同時（並列）に実行されてもよい。
【０１５７】  更に、本発明の主旨を逸脱しない限り、本実施の形態に対して当業者が思いつく範囲内の変更を施した各種変形例も本発明に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１５８】  以上のように、本発明は、超音波画像の生成における浅部の分解能と深部の感度とのトレードオフ関係を改善することができる超音波信号処理装置および超音波信号処理方法として有用である。
【符号の説明】
【０１５９】      １、１ａ    超音波信号処理装置      ２、２０、２１    振動素子アレイ      ３    送信制御部      ４    受信制御部  １００    振動素子  １１０    操作部  １１１    送信ＢＦ  １１２    パルサ  １２０    受信ＢＦ  ２００    第一符号生成部  ２０１    第二符号生成部  ２１０    デコード処理部  ２１１    符号加算部  ２１２    重み処理部  ２２０    第一フィルタ処理部  ２２１    第二フィルタ処理部  ２２２    第三フィルタ処理部  ２２３    第四フィルタ処理部  ２２４    第一メモリ  ２２５    第二メモリ  ２２６    第一符号加算部  ２２７    第二符号加算部  ３００    第一送信開口位置  ３０１    第二送信開口位置  ３０２    焦点位置  ３０３    画質改善位置    Ｃ１    第一符号パタン    Ｃ２    第二符号パタン    Ｃ３    第三符号パタン    Ｃ４    第四符号パタン    Ｇ１    第一符号列    Ｇ２    第二符号列    Ｇ３    第三符号列    Ｇ４    第四符号列
【図１】
2014057658.tif 000026
【図２】
2014057658.tif 000027
【図３】
2014057658.tif 000028
【図４】
2014057658.tif 000029
【図５】
2014057658.tif 000030
【図６】
2014057658.tif 000031
【図７】
2014057658.tif 000032
【図８】
2014057658.tif 000033
【図９】
2014057658.tif 000034
【図１０】
2014057658.tif 000035
【国際調査報告】
2014057658.tif 000036
2014057658.tif 000037