(57)【要約】【課題】超音波診断装置において、スペックルを低減するための新たな技術を確立する。【解決手段】圧電素子アレイ６０を制御して、互いに異なる複数方向（１Ａ，１Ｂ），．．．，（ＮＡ，ＮＢ）に同時に行う超音波送受信を繰り返し、走査エリアＡ６２，Ｂ６４についての超音波画像データを生成する。そして、得られた超音波画像データを、走査エリアが重複する重複エリア６６において合成し、各超音波画像データに含まれるスペックルが相対的に低減された超音波画像データを生成する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電素子アレイを制御して、互いに異なる複数方向に対して同時に行う超音波送受信を繰り返し、走査領域の一部又は全部が重複する複数の超音波画像データを生成する生成手段と、
生成された一部又は全部の超音波画像データの一部又は全部の重複領域に対する合成を行って、スペックルが低減された超音波画像データを生成するスペックル低減手段と、
を備える、ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
請求項１に記載の超音波診断装置において、
生成手段においては、複数の方向に対して互いに異なる周波数設定で超音波送受信を行い、これにより互いに異なる周波数特性をもつ複数の超音波画像データを生成する、ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項３】
請求項１に記載の超音波診断装置において、
生成手段においては、複数の方向に対して互いに異なる焦点設定で超音波送受信を行い、これにより互いに異なる焦点特性をもつ複数の超音波画像データを生成する、ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項４】
請求項１に記載の超音波診断装置において、
生成手段においては、少なくとも一つの超音波画像データを超音波の非線形性に起因した高調波成分に基づいて生成する、ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項５】
請求項１に記載の超音波診断装置において、
生成手段においては、少なくとも一方向についてパルス圧縮法に基づく超音波送受信を行う、ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項６】
請求項１に記載の超音波診断装置において、
生成手段においては、コンベックス型又はリニア型走査が行われる、ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項７】
請求項１に記載の超音波診断装置において、
スペックル低減手段における合成は、振幅及び位相の両情報について行われる、ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項８】
請求項１に記載の超音波診断装置において、
生成手段においては、ある超音波画像データにかかる走査領域の走査は、別の超音波画像データにかかる走査領域の走査済み領域を追いかけるように行われる、ことを特徴とする超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電素子アレイによる超音波走査に基づいて超音波画像データを生成する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
アレイ型の超音波振動子群（圧電素子アレイ）を用いた超音波走査によって得られる２次元断層画像には、一般にスペックルと呼ばれる音響的なノイズが含まれる。スペックルは、超音波の干渉に起因して生じる粒状模様のノイズであり、患者等の被検体の生体内部構造を直接表すものではない。従来においては、下記特許文献１などに記載されている周波数コンパウンド（合成）や、下記特許文献２，３に記載されている空間コンパウンド（合成）の手法によってスペックルの低減が図られてきた。
【０００３】
図９は、周波数コンパウンドの概略を説明する図である。図９（イ）は、横軸を周波数、縦軸をパワーとする図であり、受信波の周波数分布が記されている。この受信波の信号から直接超音波画像データを生成したのでは、スペックルのために鮮明な画像が得られない。そこで、フィルタを用いて、図９（ロ）に示すように、受信波を三つの周波数帯域、すなわち低周波数の帯域Ａ、中周波数の帯域Ｂ、高周波数の帯域Ｃに分割している。そして、各帯域の信号から独立に振幅情報を求めた後、これらを加算することでスペックルの平滑化が行われる。
【０００４】
図１０は、空間コンパウンドの概略を説明する図である。図の上部の横軸は時間を表しており、ｔ１，ｔ２，ｔ３，．．．の各時刻に対応して、下側に図示した処理が行われている。すなわち、時刻ｔ１においては、リニア走査を行う圧電素子アレイ２００により、平行四辺形形状の走査領域Ａを対象とする超音波走査が行われている。この走査領域Ａは、圧電素子アレイ２００の真下よりやや左側に拡がっている。続く時刻ｔ２には、圧電素子アレイ２００の真下に拡がる長方形形状の走査領域Ｂを対象とする超音波走査が行われる。そして、次の時刻ｔ３には、圧電素子アレイ２００の真下よりやや右側に拡がる平行四辺形状の走査領域Ｃを対象とする超音波走査が行われる。時刻ｔ４，ｔ５，ｔ６，ｔ７，ｔ８，．．．には、走査領域をＡ，Ｂ，Ｃ，Ａ，Ｂ，．．．のように繰り返しながら超音波走査が行われる。
【０００５】
時刻ｔ３において走査領域Ｃについての超音波画像データが得られた場合、時刻ｔ１，ｔ２での超音波走査により得られた走査領域Ａ，Ｂの各フレームの超音波画像データとの合成が行われて出力される。同様にして、時刻ｔ４で得られた走査領域Ａの情報は、時刻ｔ２，ｔ３での超音波走査により得られた走査領域Ｂ，Ｃの各フレームの情報と合成されて出力される。すなわち、出力される超音波画像データは、その時点での最新の３時刻における走査領域Ａ，Ｂ，Ｃの各フレームを合成することで得られる。各フレームに含まれるスペックルはこの合成の過程で相対的に小さくなるため、出力される超音波画像データの画質は向上することとなる。
【０００６】
【特許文献１】特開昭５８−６５１４９号公報
【特許文献２】米国特許第６４１６４７７号明細書
【特許文献３】特開平５−１１５４７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した周波数コンパウンドの手法では、周波数帯域の分割処理が行われるために、距離分解能が低下してしまう。一般に空間分解能は、周波数帯域の幅に逆比例するため、分割した狭周波数帯域のデータからは、当初の受信波がもつ距離分解能を再現することができない。
【０００８】
他方、空間コンパウンドの手法では、診断対象の動きに十分に追従できない問題がある。すなわち、診断対象の動きが速い場合には、前後のフレームにおいて表現される構造が異なるため、空間コンパウンドを行うとその違いに起因した残像（「お引き」と呼ぶこともある）が発生してしまう。
【０００９】
本発明の目的は、スペックルを低減した超音波画像データを生成するための新たな技術を提案することにある。
【００１０】
本発明の別の目的は、フレームレートの向上と画質の向上とを両立させた超音波画像データ生成を行うことにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の超音波診断装置は、圧電素子アレイを制御して、互いに異なる複数方向に対して同時に行う超音波送受信を繰り返し、走査領域の一部又は全部が重複する複数の超音波画像データを生成する生成手段と、生成された一部又は全部の超音波画像データの一部又は全部の重複領域に対する合成を行って、スペックルが低減された超音波画像データを生成するスペックル低減手段と、を備える。
【００１２】
超音波診断装置は、生体（例えば人）等の診断対象に対する超音波送受信に基づいて、その内部構造についての情報を取得する装置である。圧電素子アレイは、典型的には超音波プローブ筐体内に複数の圧電素子を配置して構成される。圧電素子アレイ（超音波振動子）は、当該超音波診断装置の一部品として設けられていてもよいし、外付けされていてもよい。
【００１３】
生成手段は、この圧電素子アレイに対し、適当な波形をもつ電気信号を送信して対応した超音波送信を行わせる。そして、超音波受信により圧電素子アレイが出力する電気信号を取得して、超音波画像データを生成する。超音波送受信は、同時に複数の異なる方向に行われる。同時とは、実質的に同時であることをいう。例えば、最大送信出力音圧を抑制するため各方向へのパルス送信のタイミングを若干（パルス送信間隔に比べて十分に短い時間だけ）ずらしてもよい。各方向の超音波送受信にはアレイの全部の圧電素子が用いられてもよいし、一部の圧電素子のみが用いられてもよい。一部の圧電素子のみが用いられる場合、各方向の超音波送受信に用いられる圧電素子は、全部又は一部が重複していてもよいし、全く異なっていてもよい。この超音波送受信は、設定された複数の走査領域を走査するように、送受信方向又は送受信位置を変更して多数回行われる。これにより、ほぼ同時に超音波走査され、かつ、走査領域の一部又は全部が重複する複数の超音波画像データが得られることとなる。なお、走査領域は、典型的には２次元（平面でも曲面でもよい）であるが、３次元的であってもよい。
【００１４】
得られた複数の超音波画像データには、各圧電素子からの超音波が干渉して生じたスペックルが含まれる。スペックル低減手段は、生成された同時の２以上の超音波画像データを合成処理し、これにより各超音波画像データに含まれていたスペックルが低減された超音波画像データが得られる。一般に、上記生成手段により生成された任意の２つの超音波画像データ間におけるスペックルの相関は無いか又は低い。これは、各超音波画像データにおける同一位置のデータが、異なる時間における超音波送受信により得られ、しかも（送受信位置と送受信方向が共に一致したものであってもよいが）典型的には送受信位置又は送受信方向の一方若しくは両方が異なった超音波送受信により得られていることによる。このため、各超音波画像データにおけるスペックルは、ランダムに発生したノイズと同様に合成によって低減されることとなる。合成により得られた超音波画像データは、通常は、表示装置や記憶装置（これらは当該超音波診断装置の一部品として設けられていてもよいし、別途外部に設けられていてもよい）に出力される。
【００１５】
この構成によれば、スペックル低減手段により、スペックルを低減した超音波画像データを得ることができる。合成される超音波画像データは、同時期の超音波走査によって得られる。つまり、各位置のデータは、非常に近い時刻に行われた超音波送受信によって生成されており、従来の空間コンパウンドの手法とは異なり、診断対象の動きが速い場合にも「お引き」の発生が抑制される。また、従来の周波数コンパウンドのように、周波数帯域を狭くする必要がないため、距離分解能の低下を防ぐこともできる。さらに、走査された各時刻において、その時刻にのみ依存した超音波画像データを出力することで、時間分解能及びフレームレートの向上の要請にも応えることができる。
【００１６】
なお、生成手段の超音波送受信では、各方向における周波数設定、焦点設定、高調波利用設定等は、共通としてもよいし異ならせてもよい。また、スペックル低減手段における合成も様々に行うことが可能である。例えば、生成手段において三つ以上の超音波画像データが得られる場合には、スペックルの低減効果を重視するのであれば走査領域が重複する全ての超音波画像データを用いればよいが、お引きを避けるため超音波送受信の時刻が近い一部の超音波画像データのみを用いることも有用である。合成においては、各超音波画像データ間での合成の重みを等しくする必要はなく、解像度や超音波エネルギ密度に応じて適宜調整すればよい。
【００１７】
本発明の超音波診断装置の一態様においては、生成手段においては、複数の方向に対して互いに異なる周波数設定で超音波送受信を行い、これにより互いに異なる周波数特性をもつ複数の超音波画像データを生成する。つまり、各方向においては、例えば、中心周波数、周波数帯域、チャープ帯域等の周波数を変えて設定される。一つの超音波画像データ内において異なる周波数設定をすることも可能である。この構成によれば、各超音波画像データにおいては、周波数特性が互いに異なるので、含まれるスペックルについての相関が一層低くなる。これにより、合成においては周波数コンパウンドの効果が働き、スペックルを大きく低減することが可能となる。なお、全ての方向について互いに周波数設定を異ならせるのではなく、複数方向のうち、一部方向のみの周波数設定を異ならせることも可能である。
【００１８】
本発明の超音波診断装置の一態様においては、生成手段においては、複数の方向に対して互いに異なる焦点設定で超音波送受信を行い、これにより互いに異なる焦点特性をもつ複数の超音波画像データを生成する。焦点が深い（遠い）場合は深い部分の精度がよくなり、焦点が浅い（近い）場合は浅い部分の精度がよくなるので、それを考慮して合成すれば、全体として精度が良くなる。焦点は、一つの超音波画像データ内で異なるように設定することも可能である。なお、焦点が深い場合は一般に高エネルギで送信が行われ、焦点が浅い場合は一般に低エネルギで送信が行われるため、両者を組み合わせ、かつ、それぞれに適したエネルギ強度で送信を行えば、同時に送信する全エネルギを抑制することが可能となる。つまり、発熱量の抑制や被検体に対する負荷抑制を図ることができる。
【００１９】
本発明の超音波診断装置の一態様においては、生成手段においては、少なくとも一つの超音波画像データを超音波の非線形性に起因した高調波成分に基づいて生成する。もちろん全ての超音波画像データを高調波成分に基づいて生成してもよい。また、本発明の超音波診断装置の一態様においては、生成手段においては、少なくとも一方向についてパルス圧縮法に基づく超音波送受信を行う。
【００２０】
本発明の超音波診断装置の一態様においては、生成手段においては、コンベックス型又はリニア型走査が行われる。コンベックス型走査とは、圧電素子アレイにおいて圧電素子が凸状に配置され、各方向について方向に近い側の複数の圧電素子を用いて超音波送受信を行う態様をいう。また、リニア型走査は、平面上に配置された圧電素子を用いて行う走査態様をいう。
【００２１】
本発明の超音波診断装置の一態様においては、スペックル低減手段における合成は、振幅及び位相の両情報について行われる。もちろん、処理の簡易さを優先して振幅情報のみに基づいて合成を行ってもよいが、振幅及び位相の両情報を用いて「ベクトル量」として合成した場合には、使用する情報量の多さに応じた精度向上が期待できる。
【００２２】
本発明の超音波診断装置の一態様においては、生成手段においては、ある超音波画像データにかかる走査領域の走査は、別の超音波画像データにかかる走査領域の走査済み領域を追いかけるように行われる。これにより、各超音波画像データの同一空間位置に対する超音波送受信時刻が近くなり、「お引き」を抑制することが可能となる。
【００２３】
なお、本発明の超音波診断装置は、専用のハードウエアを構築して動作させてもよいが、動作態様が柔軟に変更可能なハードウエアをプログラム制御して動作させてもよい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の技術は、超音波画像データのスペックルの低減を図る新たな態様を可能とするものである。これにより、フレームレートを向上させる効果も期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１は、本実施の形態にかかる超音波診断装置１０の装置構成を概略的に示したブロック図である。超音波診断装置１０は、２方向同時送信を行うものであり、各送信波形はＴｘＤＢＦ（送信デジタルビームフォーマ）１２ａ，１２ｂによって生成される。ＴｘＤＢＦ（送信デジタルビームフォーマ）１２ａ，１２ｂが生成する波形は、同じでもよいが、例えば、周波数や焦点を変えることも可能である。生成された波形は、加算器１６によって加算され、Ｄ／Ａ（デジタルアナログコンバータ）１８によってアナログ信号に変換される。そして、送信アンプ２０で適当な大きさに増幅された後、圧電素子アレイ２２に出力される。
【００２６】
圧電素子アレイ２２は、超音波プローブ内に設けられ、複数の圧電素子が１次元あるいは２次元状に配置されたものである。各圧電素子は、入力された電気信号に応じて振動し、超音波を発生させる。そして、診断対象から反射した超音波によって振動し、振動に対応した電気信号を出力する。走査は、アレイ形状や波形設定に応じて様々な態様で行うことができる。具体例としては、リニア走査やコンベックス走査が挙げられる。
【００２７】
受信アンプ２４は、圧電素子アレイ２２が出力した受信信号を入力して増幅し、Ａ／Ｄ（アナログデジタルコンバータ）２６は、その信号をデジタル変換する。デジタル変換された各超音波振動子からの受信信号は、ＲｘＤＢＦ（受信デジタルビームフォーマ）２８ａ，２８ｂに入力されて合成される。ＲｘＤＢＦ２８ａはＴｘＤＢＦ１２ａに対応した受信信号を取り出し、ＲｘＤＢＦ２８ｂはＴｘＤＢＦ１２ｂに対応した受信信号を取り出す。メモリ３０ａは、ＲｘＤＢＦ２８ａが出力する受信信号を一時的に格納する記憶装置である。このメモリ３０ａには、設定された走査領域への走査により得られる一連の受信信号が入力され、これにより、この走査領域に対応した超音波画像データが生成される。生成された超音波画像データは、検波器３２ａに入力されて検波処理される。フォーマット変換器３４ａは、検波後の信号を表示態様に応じた解像度に変換して加算器３６に出力する。同様にして、ＲｘＤＢＦ２８ｂに入力された信号も、メモリ３０ｂ、検波器３２ｂ、フォーマット変換器３４ｂによって処理され、加算器３６に出力される。
【００２８】
加算器３６は両信号を加算合成して、一つの超音波画像データを生成する。ＬＯＧ変換器３８はこの超音波画像データの輝度設定を行い、表示器４０はその結果を画面に表示する。典型的には、この一連の処理はフレームレートに応じた時間間隔で繰り返され、これにより診断対象の内部構造を表した動画像表示が行われる。
【００２９】
図１に示した超音波診断装置１０においては、２方向同時送信を行ったが、同様にして３方向以上の同時送信を行うことも可能である。そこで、図２を用いて、３方向同時送信を行う超音波診断装置５０について説明する。図２は、図１とほぼ同様の図であり、共通あるいは対応する構成には同一の番号を付して説明の省略化乃至は簡略化する。
【００３０】
図２の超音波診断装置５０には、三つのＴｘＤＢＦ１２ａ，１２ｂ，１２ｃが設けられている。各ＴｘＤＢＦ１２ａ，１２ｂ，１２ｃにおいては、互いに異なる方向に送信する送信波形を生成する。この送信波形は、周波数コンパウンドの効果を得るために、互いに周波数を変えることができる。また、焦点位置を変えることも可能である。焦点位置を変える場合には、例えば、深い焦点位置、中程度の焦点位置及び浅い焦点位置からなる組み合わせを採用し、それぞれに大エネルギ、中エネルギ、小エネルギの超音波を割り当てることで、全エネルギ出力を抑制することが可能となる。
【００３１】
こうして生成された波形に基づいて超音波送受信が行われる態様は図１の場合と同様である。ただし、ここでは、三つのＴｘＤＢＦ１２ａ，１２ｂ，１２ｃに対応して、三つのＲｘＤＢＦ２８ａ，２８ｂ，２８ｃ及び対応するメモリ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ、検波器３２ａ，３２ｂ，３２ｃ、フォーマット変換器３４ａ，３４ｂ，３４ｃが設けられている。そして、加算器３６は、これらにより得られる三つの超音波画像データの合成を行う。
【００３２】
続いて、図３乃至図６を用いて、複数方向に同時送信する送信パターンについて説明する。図３及び図４はリニア走査の例であり、図５及び図６はコンベックス走査の例である。また、図３及び図５は２方向同時送信の例であり、また、図４及び図６は３方向同時送信の例である。いずれの図においても、上段の（イ）（ロ）（ハ）の各図は時間順に各瞬間における送受信方向を示したものであり、下段の（ニ）の図は最終的に得られる走査領域（エリア）を表している。
【００３３】
図３は、数百個の圧電素子が直線配置され、リニア走査を行う圧電素子アレイ６０を用いて、２方向同時送信を行う例を示す図である。新たな超音波画像データを生成する場合、（イ）に示すように、まず圧電素子アレイ６０は図の左端付近の多数個（数十個）の圧電素子を動作させて、左下側の方向１Ａ及び右下側の方向１Ｂについて超音波の送受信を行う。方向１Ａと方向１Ｂは、互いの影響が十分に小さくなる程度の角度（例えば２０度以上）だけ離されている。
【００３４】
方向１Ａ，１Ｂについての超音波送受信が終わると、（ロ）に示すように、わずかに右側の位置を中心とした多数個の圧電素子を用いて方向２Ａ，２Ｂについての超音波送受信が行われる。この方向２Ａは方向１Ａと、方向２Ｂは方向１Ｂとそれぞれ平行に設定されている。超音波送受信は、このようにして送受信方向を順次平行移動させながら行われ、最後には（ハ）に示すように右端付近の圧電素子を用いて方向ＮＡ，ＮＢについての送受信が行われる。
【００３５】
各時点で得られた１次元的な受信データはメモリ上で統合されて、（ニ）に示すように、面状の２次元的な超音波画像データが構築される。左側にずれた平行四辺形をなす走査エリアＡ６２の超音波画像データは方向１Ａ，２Ａ，．．．，ＮＡの各データによって形成され、右側にずれた平行四辺形をなす走査エリアＢ６４の超音波画像データは方向１Ｂ，２Ｂ，．．．，ＮＢの各データによって形成されたものである。
【００３６】
両超音波画像データは、図１に示した加算器３６によって合成される。合成は、走査エリアＡ６２と走査エリアＢ６４とが重複した重複エリア６６についてのみ行いうる。したがって、典型的にはスペックルが低減されたこの重複エリア６６のみが表示の対象となる。もちろん、重複エリア６６以外のエリアも表示して表示領域を広げることは可能であり、その場合には走査エリアＡ６２又は走査エリアＢ６４の一方のデータをそのまま表示してもよいし、従来の周波数コンパウンドや空間コンパウンド等の手法を採用してもよい。
【００３７】
図４は、図３に示した圧電素子アレイ６０を用いて、リニア走査により３方向同時送信を行う例を示す図である。この場合には、まず、（イ）に示すように、左下の方向１Ａ、真下の方向１Ｂ、右下の方向１Ｃに対して送受信が行われる。そして、次のタイミングにおいては、（ロ）に示すように、方向１Ａ，１Ｂ，１Ｃをそれぞれ右方向に平行移動した方向２Ａ，２Ｂ，２Ｃについて超音波送受信が行われる。
【００３８】
このようにして（ハ）に示した方向ＮＡ，ＮＢ，ＮＣまでの送受信が行われることで、（ニ）に示したように、左側にずれた平行四辺形をなす走査エリアＡ７０、下側に長方形状にのびる走査エリアＢ７２、右側にずれた平行四辺形をなす走査エリアＣ７４についての超音波画像データが構築される。これらの超音波画像データは合成されてスペックルの抑えられた超音波画像データが作成される。これにより、三つのエリアが重複する重複エリア７６については、スペックルが一層低減された高画質の超音波画像データが得られる。また、二つのエリアのみが重複する部分的重複エリア７８については二つの超音波画像データのみに基づいて合成を行うことも可能である。
【００３９】
図５は、コンベックス型の圧電素子アレイ８０を用いてコンベックス走査により２方向同時送信を行う例を示す図である。（イ）においては、左端付近の圧電素子によってその付近のアレイ面に対してやや左側に傾いた方向１Ａとやや右側に傾いた方向１Ｂに対する超音波送受信が行われている。続く時刻においては、（ロ）に示したように、送信位置を若干右側にシフトさせて、方向２Ａ，２Ｂに対する超音波送受信が行われている。方向２Ａ，２Ｂは、方向１Ａ，１Ｂをそれぞれアレイ面の弧に沿ってシフトさせたように設定されている。同様にして、順次、走査方向のシフトが行われ、最後には（ハ）に示すように圧電素子アレイ８０の右端付近において方向ＮＡ，ＮＢに対する超音波送受信が行われる。これにより、（ニ）に示すように、扇形（部分円環型）の走査エリアＡ９０，Ｂ９２の二つの超音波画像データが得られる。両超音波画像データは、重複する重複エリア９４において合成される。
【００４０】
図６は、図５に示した圧電素子アレイ８０を用いて３方向同時送信を行う例を示す図である。ここでは、（イ）（ロ）（ハ）に示すように、各時刻においては異なる３方向（１Ａ，１Ｂ，１Ｃ），．．．，（ＮＡ，ＮＢ，ＮＣ）についての超音波送受信が行われる。これにより、（ニ）に示すように、走査エリアＡ１００，Ｂ１０２，Ｃ１０４をもつ各超音波画像データが得られる。合成は三つのエリアが重複する重複エリア１０６の他、二つのエリアが重複する部分重複エリア１０８に対しても行うことができる。
【００４１】
次に、図７と図８を用いて、受信信号の高調波成分に対する処理（いわゆるハーモニックイメージング）を行う態様について説明する。ハーモニックイメージングは、ビーム間干渉の影響が少なく、ターゲットとする方向についての鮮明な画像を得られるという特徴がある。図７と図８は、ともに図１に対応する図であり、同様の構成に対しては同一の番号を付して説明の省略化乃至は簡略化を行う。
【００４２】
図７には、フィルタ法を採用した超音波診断装置１１０の概略構成を示した。図１に示した超音波診断装置１０との違いは、ＲｘＤＢＦ２８ａ，２８ｂで成形された各受信波形に対し、それぞれＢＰＦ（バンドパスフィルタ）１１２ａ，１１２ｂによって、非線形効果にともなう高調波成分のみを通過させるフィルタ処理を施している点にある。得られた信号に対しては、図１と同様の処理が行われる。したがって、処理時間をほとんど同じに保ったまま、シャープな超音波画像データを得ることができる。
【００４３】
図８は、パルスインバージョン法を採用した超音波診断装置１２０の概略構成を示す図である。このパルスインバージョン法では、同一方向に対して正相及び逆相の２回の超音波送信が行われる。すなわち、ここで用いられているＴｘＤＢＦ１２２ａ，１２２ｂは、図１に示したＴｘＤＢＦ１２ａ，１２ｂとは、互いに異なる方向に送信を行う送信波形を生成しその送信方向を時間とともに徐々にシフトさせていく点では同様であるが、各方向に対しては正相及び逆相の２回の送信を行う点で異なっている。
【００４４】
この超音波診断装置１２０の受信側には、ＲｘＤＢＦ２８ａ，２８ｂとメモリ３０ａ，３０ｂの間に、加算器１２４ａ，１２４ｂが設けられている。この加算器１２４ａ，１２４ｂは、最初に入力した１方向（１ライン）について受信ビームを記憶するメモリと、次に入力した１ラインの受信ビームとを足し合わせる加算器によって構成されている。つまり、加算器１２４ａ，１２４ｂは、同方向に対する１回目の正相の受信ビームと２回目の逆相の受信ビームとを足し合わせて、送信周波数に対応する基本波成分をキャンセルし、位相が異なる高周波成分のみを出力する。これにより、図７の例と同様に、シャープな超音波処理画像を得ることができる。
【００４５】
なお、ハーモニックイメージングの手法を用いる場合には、必ずしも同時送信する全方向について高周波成分を取り出す必要はなく、一方向あるいは一部の複数方向のみについて高周波成分を取り出す態様を採用することもできる。
【００４６】
以上に示した実施の形態は、様々に変形することができる。例えば、図１等においては、加算器３６による複数の超音波画像データの合成は、フォーマット変換器３４ａ，３４ｂを経たデータに対して行われた。フォーマット変換器３４ａ，３４ｂを経たデータは、表示画面に合わせた画素についての振幅データとして表現されており、足し合わせが容易である。しかし、合成は必ずしもこの形式で行う必要はなく、例えば、振幅データにする前の段階で合成を行ってもよい。具体的には、受信信号を直交検波器によって複素ベクトル信号化して合成する例を挙げることができる。
【００４７】
一方向あるいは一部の複数方向について、パルス圧縮の技術を導入することもできる。パルス圧縮は、例えば、２値化コードを用いて行われてもよく、また、線形若しくは非線形ＦＭコードを用いて行われてもよい。また、各方向の超音波の走査領域は、図３乃至図６に示したように２次元的に設定するのではなく、３次元的に設定することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】２方向同時送信を行う超音波診断装置の構成例を示す図である。
【図２】３方向同時送信を行う超音波診断装置の構成例を示す図である。
【図３】リニア走査による２方向同時送信の例を示す図である。
【図４】リニア走査による３方向同時送信の例を示す図である。
【図５】コンベックス走査による２方向同時送信の例を示す図である。
【図６】コンベックス走査による３方向同時送信の例を示す図である。
【図７】フィルタ法によりハーモニックイメージングを行う装置構成例を示す図である。
【図８】パルスインバージョン法よりハーモニックイメージングを行う装置構成例を示す図である。
【図９】周波数コンパウンドについて説明する参考図である。
【図１０】空間コンパウンドについて説明する参考図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０  超音波診断装置、１２ａ，１２ｂ  ＴｘＤＢＦ、１６  加算器、１８  Ｄ／Ａ、２０  送信アンプ、２２  圧電素子アレイ、２４  受信アンプ、２６  Ａ／Ｄ、２８ａ，２８ｂ  ＲｘＤＢＦ、３０ａ，３０ｂ  メモリ、３２ａ，３２ｂ  検波器、３４ａ，３４ｂ  フォーマット変換器、３６  加算器、３８  ＬＯＧ変換器、４０  表示器。
【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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【図１０】
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