(57)【要約】【課題】整相加算処理に必要な内部メモリ容量やデータ伝送能力を縮減する。【解決手段】複数の部分振動子列に対応する受信信号列を整相加算することにより複数の線上観測点について、音響線信号部分フレームデータを生成する複数のパート整相加算部と、音響線信号部分フレームデータから、複数の線上観測点に対する音響線信号の列を抽出し、対象線群に含まれる対象線間の間隔を詰めて配列することにより音響線信号部分フレーム折り畳みデータを生成する複数のパート折り畳み部と、音響線信号部分フレーム折り畳みデータを配列された観測点の位置を基準に加算して音響線信号フレーム折り畳みデータを生成する主加算部と、音響線信号フレーム折り畳みデータにおける音響線信号を、主照射領域における線上観測点の位置に再配列して音響線信号フレームデータを生成する再配列部とを有する。【選択図】図４
2018183297.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の振動子を備えた超音波プローブを用いて被検体に超音波ビームを送信し、被検体から得られた反射波に基づいて音響線信号サブフレームデータを生成する超音波診断装置であって、
被検体内における超音波ビームの集束点を規定するフォーカス点を設定し、前記複数の振動子から選択される複数の送信振動子の列から前記集束点に集束する超音波ビームを送信させる送信部と、
前記超音波プローブが前記被検体から受波した反射波に基づいて、前記超音波プローブの振動子各々に対する受信信号列を生成する受信部と、
前記超音波ビームの主照射領域内の位置に対応する複数の領域内観測点のうち前記フォーカス点を通過する対象線群上に存在する複数の線上観測点について、前記主照射領域内から得られた反射波に基づく前記受信信号列を整相加算して音響線信号サブフレームデータを生成する整相加算部と、
を備え、
前記受信部は、前記送信振動子の列を分割した複数の部分振動子列の各々について、その部分振動子列に含まれる振動子各々が被検体から受波した反射波に基づき受信信号列を生成する複数のパート受信部と、
前記整相加算部は、前記複数の部分振動子列に対応する受信信号列を整相加算することにより前記複数の線上観測点について音響線信号を生成して、前記複数の部分振動子列の各々に対応する音響線信号部分サブフレームデータを生成する複数のパート整相加算部と、
前記複数の部分振動子列の各々に対応する前記音響線信号部分サブフレームデータから、前記複数の線上観測点に対する音響線信号の列を抽出し、前記対象線群に含まれる対象線間の間隔を詰めて配列することにより音響線信号部分サブフレーム折り畳みデータを生成する複数のパート折り畳み部と、
前記複数の部分振動子列の各々に対応する前記音響線信号部分サブフレーム折り畳みデータを前記配列された観測点の位置を基準に加算して音響線信号サブフレーム折り畳みデータを生成する主加算部と、
前記音響線信号フレーム折り畳みデータにおける音響線信号を、前記主照射領域における前記線上観測点の位置に再配列して前記音響線信号サブフレームデータを生成する再配列部とを有する
超音波診断装置。
【請求項２】
前記対象線群に含まれる各対象線は直線であり、１つの対象線上であって前記フォーカス点からの距離が所定距離以上である１つの観測点について、前記１つの対象線上にある最近接の観測点との距離は、前記１つの対象線に隣接する対象線上に存在する最近接の観測点との距離より小さい
請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
さらに、前記音響線信号サブフレームデータを複数合成して音響線信号フレームデータを生成する合成部を備え、
前記送信部は、前記超音波ビームを送信する送信イベントを前記フォーカス点を変更しながら複数回行い、
前記受信部は、各送信イベントに同期して前記受信信号列を生成し、
前記整相加算部は、各送信イベントに同期して前記音響線信号サブフレームデータを複数生成し、
前記合成部は、各送信イベントに同期して生成された複数の前記音響線信号サブフレームデータを、観測点の位置を基準に合成して音響線信号フレームデータを生成する
請求項１又は２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記部分振動子列は、前記送信振動子の列をｎ分割（ｎは１より大きい自然数）したものであり、
ｎ個の第１の集積回路と第２の集積回路とを備え、
前記複数のパート受信部、前記複数のパート整相加算部、前記複数のパート折り畳み部は、それぞれ各１づつｎ個の第１の集積回路に含まれ、
前記主加算部及び前記再配列部は、前記第２の集積回路に含まれ、
前記ｎ個の集積回路のそれぞれから、前記第２の集積回路に前記音響線信号部分サブフレーム折り畳みデータが伝送される
請求項１から３の何れか１項に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記部分振動子列は、前記送信振動子の列をｎ分割（ｎは１より大きい自然数）したものであり、
ｎ個の集積回路を備え、
前記複数のパート受信部、前記複数のパート整相加算部、前記複数のパート折り畳み部は、それぞれ各１づつｎ個の集積回路に含まれ、
前記主加算部及び前記再配列部は、前記ｎ個の集積回路の何れかに含まれ、
前記主加算部及び前記再配列部が含まれる集積回路に対し、それ以外の集積回路のそれぞれから、前記音響線信号部分サブフレーム折り畳みデータが伝送される
請求項１から３の何れか１項に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
さらに、超音波計測条件を示す各種に基づき、前記音響線信号部分サブフレーム折り畳みデータにおける前記対象線上の音響線信号の配列方法を規定する配列情報を決定する配列決定部を備え、
前記パート折り畳み部は、前記配列情報に基づき、対象線毎に音響線信号の列を配列して音響線信号部分サブフレーム折り畳みデータを生成する
請求項１から５の何れか１項に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記合成部は、各送信イベントに同期して合成された音響線信号フレームデータ間の差分を算出し、各送信イベントに同期して前記差分に相当する音響線信号を出力する
請求項４に記載の超音波診断装置。
【請求項８】
複数の振動子を備えた超音波プローブを用いて被検体に超音波ビームを送信し、被検体から得られた反射波に基づいて音響線信号サブフレームデータを生成する超音波信号処理方法であって、
被検体内における超音波ビームの集束点を規定するフォーカス点を設定し、前記複数の振動子から選択される複数の送信振動子の列から前記集束点に集束する超音波ビームを送信させる送信ステップと、
前記超音波プローブが前記被検体から受波した反射波に基づいて、前記超音波プローブの振動子各々に対する受信信号列を生成する受信ステップと、
前記超音波ビームの主照射領域内の位置に対応する複数の領域内観測点のうち前記フォーカス点を通過する対象線群上に存在する複数の線上観測点について、前記主照射領域内から得られた反射波に基づく前記受信信号列を整相加算して音響線信号サブフレームデータを生成する整相加算ステップと、
を有し、
前記受信ステップは、前記送信振動子の列を分割した複数の部分振動子列の各々について、その部分振動子列に含まれる振動子各々が被検体から受波した反射波に基づき受信信号列を生成する複数のパート受信サブステップと、
前記整相加算ステップは、前記複数の部分振動子列に対応する受信信号列を整相加算することにより前記複数の線上観測点について音響線信号を生成して、前記複数の部分振動子列の各々に対応する音響線信号部分サブフレームデータを生成する複数のパート整相加算サブステップと、
前記複数の部分振動子列の各々に対応する前記音響線信号部分サブフレームデータから、前記複数の線上観測点に対する音響線信号の列を抽出し、前記対象線群に含まれる対象線間の間隔を詰めて配列することにより音響線信号部分サブフレーム折り畳みデータを生成する複数のパート折り畳みサブステップと、
前記複数の部分振動子列の各々に対応する前記音響線信号部分サブフレーム折り畳みデータを前記配列された観測点の位置を基準に加算して音響線信号サブフレーム折り畳みデータを生成する主加算サブステップと、
前記音響線信号フレーム折り畳みデータにおける音響線信号を、前記主照射領域における前記線上観測点の位置に再配列して前記音響線信号サブフレームデータを生成する再配列サブステップとを有する
超音波信号処理方法。
【請求項９】
前記対象線群に含まれる各対象線は直線であり、１つの対象線上であって前記フォーカス点からの距離が所定距離以上である１つの観測点について、前記１つの対象線上にある最近接の観測点との距離は、前記１つの対象線に隣接する対象線上に存在する最近接の観測点との距離より小さい
請求項８に記載の超音波信号処理方法。
【請求項１０】
さらに、前記音響線信号サブフレームデータを複数合成して音響線信号フレームデータを生成する合成ステップを有し、
前記送信ステップでは、前記超音波ビームを送信する送信イベントを前記フォーカス点を変更しながら複数回行い、
前記受信ステップでは、各送信イベントに同期して前記受信信号列を生成し、
前記整相加算ステップでは、各送信イベントに同期して前記音響線信号サブフレームデータを複数生成し、
前記合成ステップでは、各送信イベントに同期して生成された複数の前記音響線信号サブフレームデータを、観測点の位置を基準に合成して音響線信号フレームデータを生成する
請求項８又は９に記載の超音波信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、超音波信号処理方法、及び、それを用いた超音波診断装置に関し、特に、超音波信号処理方法における受信ビームフォーミング処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、超音波プローブより被検体内に超音波を送信し、被検体組織内の音響インピーダンスの差異から生じる超音波の反射波を受信し、得られた電気信号に基づいて被検体の内部組織の形状を示す超音波断層画像を生成して表示する装置である。
従来の超音波診断装置では、受信した反射波に基づく受信ビームフォーミング方法として、整相加算法と呼ばれる方法が使用されている（例えば、非特許文献１）。この方法では、複数の振動子から被検体のある深さでフォーカスを結ぶよう超音波ビームを送信して超音波ビームの中心軸上にある音響線信号を生成する。そのため、中心軸上以外に照射した超音波の利用効率が悪く、送信フォーカス点近傍以外では得られる音響線信号の空間分解能や信号Ｓ／Ｎ比が低いという課題を有していた。
【０００３】
これに対し、合成開口法(Synthetic Aperture Method)を用いて、送信フォーカス点近傍以外の領域においても空間分解能の高い高画質な画像を得る受信ビームフォーミング方法が提案されている（例えば、非特許文献２）。合成開口法によれば、超音波送信波の伝播経路と、その伝播経路による反射波の振動子への到達時間の両方を加味した遅延制御を行うことで、１回の超音波送信から送信フォーカス点近傍以外を含めた超音波主照射領域全体に対して音響線信号を生成することができる。さらに、合成開口法では、複数回の超音波送信から得た同一観測点に対する複数の音響線信号を重ね合わせて、空間分解能及びＳ／Ｎ比を向上することができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】伊東正安、望月剛共著「超音波診断装置」コロナ社出版、２００２年８月２６日（Ｐ４２−Ｐ４５）
【非特許文献２】"Virtual ultrasound sources in high resolution ultrasound imaging", S.I.Nikolov and J.A.Jensen, in Proc, SPIE - Progress in biomedical optics and imaging, vol. 3, 2002, P. 395-405
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、合成開口法においては、１回の超音波送信で音響線信号が生成される対象領域の面積が大きくなると領域に内在する観測点の数が増加するため、整相加算における演算量、整相加算後の音響線信号のデータを格納するために必要なメモリ容量、音響線信号のデータを転送するために必要なデータ伝送能力が増加する。そのため、整相加算の演算処理を高速に行うため演算処理能力の高いハードウェアと、音響線信号を格納するメモリ容量や転送するためのデータ伝送能力の拡大が必要となり、超音波診断装置のコストが増加するという課題があった。
【０００６】
本開示は、上記課題に鑑みてなされたものであり、空間分解能及びＳ／Ｎ比の低下を抑制しながら整相加算の演算量、生成される音響線信号のデータ量を削減でき、超音波診断装置の受信ビームフォーマにおける必要な内部メモリ容量やデータ伝送能力を縮減できる超音波信号処理方法、及び、それを用いた超音波診断装置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】
【０００７】
本開示の一態様に係る超音波診断装置は、複数の振動子を備えた超音波プローブを用いて被検体に超音波ビームを送信し、被検体から得られた反射波に基づいて音響線信号サブフレームデータを生成する超音波診断装置であって、被検体内における超音波ビームの集束点を規定するフォーカス点を設定し、前記複数の振動子から選択される複数の送信振動子の列から前記集束点に集束する超音波ビームを送信させる送信部と、前記超音波プローブが前記被検体から受波した反射波に基づいて、前記超音波プローブの振動子各々に対する受信信号列を生成する受信部と、前記超音波ビームの主照射領域内の位置に対応する複数の領域内観測点のうち前記フォーカス点を通過する対象線群上に存在する複数の線上観測点について、前記主照射領域内から得られた反射波に基づく前記受信信号列を整相加算して音響線信号サブフレームデータを生成する整相加算部と、を備え、前記受信部は、前記送信振動子の列を分割した複数の部分振動子列の各々について、その部分振動子列に含まれる振動子各々が被検体から受波した反射波に基づき受信信号列を生成する複数のパート受信部と、前記整相加算部は、前記複数の部分振動子列に対応する受信信号列を整相加算することにより前記複数の線上観測点について音響線信号を生成して、前記複数の部分振動子列の各々に対応する音響線信号部分サブフレームデータを生成する複数のパート整相加算部と、前記複数の部分振動子列の各々に対応する前記音響線信号部分サブフレームデータから、前記複数の線上観測点に対する音響線信号の列を抽出し、前記対象線群に含まれる対象線間の間隔を詰めて配列することにより音響線信号部分サブフレーム折り畳みデータを生成する複数のパート折り畳み部と、前記複数の部分振動子列の各々に対応する前記音響線信号部分サブフレーム折り畳みデータを前記配列された観測点の位置を基準に加算して音響線信号サブフレーム折り畳みデータを生成する主加算部と、前記音響線信号フレーム折り畳みデータにおける音響線信号を、前記主照射領域における前記線上観測点の位置に再配列して前記音響線信号サブフレームデータを生成する再配列部とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本開示の一態様に係る超音波信号処理方法、及び、それを用いた超音波診断装置によれば、空間分解能及びＳ／Ｎ比の低下を抑制しながら整相加算の演算量、及び、生成される音響線信号のデータ量を削減することができる。その結果、超音波診断装置の受信ビームフォーマにおける必要な内部メモリ容量やデータ伝送能力を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態に係る超音波診断装置１００の構成を示す機能ブロック図である。
【図２】送信ビームフォーマ部１０３による超音波送信波の伝播経路を示す模式図である。
【図３】受信ビームフォーマ部１０４の構成を示す機能ブロック図である。
【図４】受信部４０、整相加算部４１の構成を示す機能ブロック図である。
【図５】（ａ）（ｂ）は、受信ビームフォーマ部１０４における、音響線信号の生成方法の概要を示す模式図である。
【図６】（ａ）から（ｃ）は、部分振動子列１０１ａ＿ｌの分割数ｎを２としたときの、パート受信部４０１、及び整相加算部４１のパート受信部４０１、パート整相加算部４１１における分割処理の概要を示す模式図、（ｃ）は、音響線信号サブフレームデータｄｓ＿ｓｆ生成の概要を示す模式図である。
【図７】実施の形態に係るパート整相加算部４１１の構成を示す機能ブロック図である。
【図８】対象線群Ｂｘを示す模式図である。
【図９】受信開口設定部４１１３により設定された受信開口Ｒｘと送信開口Ｔｘとの関係を示す模式図である。
【図１０】（ａ）（ｂ）は、送信開口Ｔｘから観測点Ｐｉｊを経由して受信振動子Ｒｋに到達する超音波の伝播経路を示す模式図である。
【図１１】実施の形態に係るパート折り畳み部４１２の構成を示す機能ブロック図である。
【図１２】（ａ）から（ｄ）は、パート折り畳み部４１２の動作を示す説明図である。
【図１３】再配列部４１４の動作を示す説明図である。
【図１４】実施の形態に係る合成部４２の構成を示す機能ブロック図である。
【図１５】加算処理部４２１における合成音響線信号を合成する処理を示す模式図である。
【図１６】合成音響線信号における最大重畳数と、増幅処理部４２２における増幅処理の概要を示す模式図である。
【図１７】実施の形態に係るビームフォーミング処理動作を示すフローチャートである。
【図１８】図１７におけるステップＳ２２４の詳細を示すフローチャートである。
【図１９】観測点Ｐｉｊについての音響線信号生成動作を説明するための模式図である。
【図２０】図１７におけるステップＳ２４０の詳細を示すフローチャートである。
【図２１】図１７におけるステップＳ２７０の詳細を示すフローチャートである。
【図２２】（ａ）〜（ｄ）は、実施例及び比較例１の受信ビームフォーミングにより得た超音波画像である。
【図２３】実施例に係る超音波診断装置１００Ａにおける受信ビームフォーマ部１０４の模式実装図である。
【図２４】別の実施例に係る超音波診断装置１００Ｂにおける受信ビームフォーマ部１０４の模式実装図である。
【図２５】比較例に係る受信ビームフォーマ部１０４における観測点Ｐｉｊについての音響線信号生成動作を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
≪発明を実施するための形態に至った経緯≫
発明者は、合成開口法を用いる超音波診断装置において、音響線信号の空間分解能及びＳ／Ｎ比の低下を抑止しながら演算量を削減するために各種の検討を行った。
一般に、集束型の送信ビームフォーミングでは、被検体のある深さで超音波ビームがフォーカスを結ぶよう波面を集束させる。そのため、１度の超音波の送信によって、超音波送信に用いられる複数の振動子から、超音波主照射領域に主として超音波が照射される。送信フォーカス点が１点である場合には、超音波主照射領域は、送信振動子列を底辺とし、底辺の両端のそれぞれから送信フォーカス点を通る２つの直線で囲まれる砂時計形状の領域となり、波面は、送信フォーカス点を中心とした円弧状となる。すなわち、超音波主照射領域は、フォーカス点のある深さではフォーカス点またはその近傍に集束し、それ以外の深さでは、フォーカス深さまでの距離が遠いほど列方向の幅が広がる形状となる。
【００１１】
合成開口法では、１回の送信イベントにおいて、超音波主照射領域の全域に対して観測点を設定できるため、超音波主照射領域全域を、対象領域とするのが好ましい。
しかしながら、対象領域に含まれる観測点の数は対象領域の面積に比例するため、必然的に、整相加算の演算量、整相加算後の音響線信号を格納するために必要なメモリ容量、音響線信号を転送するために必要なデータ伝送能力は、対象領域の面積に比例することとなる。したがって、対象領域の面積の増大は、そのまま、超音波診断装置が必要とするメモリ容量の増大に直結する。時間解像度の低下やユーザビリティの低下を抑制するためには、整相加算の演算を高速に行えるような処理能力の高いプロセッサ、例えば高性能のＧＰＵなどが必要となり、超音波診断装置のコスト増加を招くこととなる。
【００１２】
演算量を削減するには、対象領域に含まれる観測点の数を削減することが考えられる。発明者は、観測点の数を削減するための対象領域として、フォーカス点またはその近傍を通過する複数の対象線からなる対象線群を設定するという着想を得た。このようにすることで、深さ方向には観測点の数も密度を維持したうえで、対象線と垂直方向には観測点の密度を低下させることで距離分解能の縮小しない構成を採るとともに、演算対象となる観測点の数を削減することで、整相加算の演算量を削減することができる。
【００１３】
さらに、整相加算処理の分散処理化によりハードウエアコストを低減することが考えられる。その場合、整相加算処理を複数の演算器に分散化して１演算器あたりの演算量を削減することが必要である。例えば、超音波プローブに列設された複数の振動子の列を複数の部分振動子列に分割し、それぞれの部分振動子列毎に得られる受信信号に基づいて前段の整相加算処理を行い、それぞれの整相加算処理から生成された音響線信号を後段で合成するという方法が考えられる。この構成では、部分振動子列毎に対応した前段の整相加算処理と後段の合成処理とのそれぞれにおいて、例えば、小規模のＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array）を複数用いることでハードウェアを構成できるので、ハードウェアにおける演算器のコストを大幅に低減することができる。すなわち、１石のＦＰＧＡ等を用いた集中処理により機能を実装した場合に、演算規模が大きいことより生じるコスト増大を回避できる。すなわち、大規模演算を可能とするＦＰＧＡ等のハードウエアは非常に高価であり、同じ演算量を複数の集積回路に分割して処理した方が、コスト低減を低減できる。
【００１４】
しかしながら、処理を複数の集積回路に分割しで実現する場合には、集積回路間でデータ転送を行う必要があり、総演算量は賄えてもデータ転送が非常に多く、安価なハードウエアでは実現できない場合がある。具体的には、前段の整相加算により得た音響線信号を一旦格納するために必要なメモリ容量や、前段の処理から後段の処理へ音響線信号を転送するために必要なデータ伝送能力がコスト低減における律速となる。これらを低減するためには、上記した演算対象となる観測点の数を削減する方法だけでは不十分であり、整相加算後の音響線信号の外形的なデータ量を縮減することが必要となる。
【００１５】
そこで、発明者は、特別な演算負荷を伴うことなく音響線信号の外形的なデータ量を縮減できる方法について鋭意検討を行い、以下に示す実施の形態に想到するに至った。
以下、実施の形態に係る超音波画像処理方法及びそれを用いた超音波診断装置について図面を用いて詳細に説明する。
≪実施の形態≫
１．全体構成
以下、実施の形態に係る超音波診断装置１００について、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
図１は、実施の形態に係る超音波診断装置１００の構成を示す機能ブロック図である。図１に示すように、超音波診断システム１０００は、被検体に向けて超音波を送信しその反射波の受信する複数の振動子１０１ａを有する超音波プローブ１０１（以後、「プローブ１０１」とする）、プローブ１０１に超音波の送受信を行わせプローブ１０１からの出力信号に基づき超音波画像を生成する超音波診断装置１００、超音波画像を画面上に表示する表示部１０６を有する。プローブ１０１、表示部１０６は、それぞれ、超音波診断装置１００に各々接続可能に構成されている。図１は超音波診断装置１００に、プローブ１０１、表示部１０６が接続された状態を示している。なお、プローブ１０１と、表示部１０６とは、超音波診断装置１００の内部にあってもよい。
【００１７】
２．超音波診断装置１００の構成
超音波診断装置１００は、プローブ１０１の複数ある振動子１０１ａのうち、送信又は受信の際に用いる振動子を各々に選択し、選択された振動子に対する入出力を確保するマルチプレクサ部１０２、超音波の送信を行うためにプローブ１０１の各振動子１０１ａに対する高電圧印加のタイミングを制御する送信ビームフォーマ部１０３と、プローブ１０１で受信した超音波の反射波に基づき、複数の振動子１０１ａで得られた電気信号を増幅し、Ａ／Ｄ変換し、受信ビームフォーミングして音響線信号を生成する受信ビームフォーマ部１０４を有する。また、受信ビームフォーマ部１０４からの出力信号に基づいて超音波画像（Ｂモード画像）を生成する超音波画像生成部１０５、受信ビームフォーマ部１０４が出力する音響線信号及び超音波画像生成部１０５が出力する超音波画像を保存するデータ格納部１０７と、各構成要素を制御する制御部１０８を備える。
【００１８】
このうち、マルチプレクサ部１０２、送信ビームフォーマ部１０３、受信ビームフォーマ部１０４、超音波画像生成部１０５は、超音波信号処理装置１５０を構成する。
超音波診断装置１００を構成する各要素、例えば、マルチプレクサ部１０２、送信ビームフォーマ部１０３、受信ビームフォーマ部１０４、超音波画像生成部１０５、制御部１０８は、それぞれ、例えば、ＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit)などのハードウェア回路により実現される。あるいは、プロセッサなどのプログラマブルデバイスとソフトウェアにより実現される構成であってもよい。プロセッサとしてはＣＰＵ(Central Processing Unit)やＧＰＧＰＵを用いることができ、ＧＰＵを用いる構成はＧＰＧＰＵ(General-Purpose computing on Graphics Processing Unit)と呼ばれる。これらの構成要素は一個の回路部品とすることができるし、複数の回路部品の集合体にすることもできる。また、複数の構成要素を組合せて一個の回路部品とすることができるし、複数の回路部品の集合体にすることもできる。
【００１９】
データ格納部１０７は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＢＤ、半導体メモリ等を用いることができる。また、データ格納部１０７は、超音波診断装置１００に外部から接続された記憶装置であってもよい。
３．超音波診断装置１００の主要部の構成
実施の形態１に係る超音波診断装置１００は、プローブ１０１の各振動子１０１ａから超音波送信を行わせる送信ビームフォーマ部１０３と、プローブ１０１での超音波反射波の受信から得た電気信号を演算して超音波画像を生成するための音響線信号を生成する受信ビームフォーマ部１０４に特徴を有する。そのため、本明細書では、主に、送信ビームフォーマ部１０３及び受信ビームフォーマ部１０４について、その構成及び機能を説明する。なお、送信ビームフォーマ部１０３及び受信ビームフォーマ部１０４以外の構成については、公知の超音波診断装置に使われるものと同じ構成を適用可能であり、公知の超音波診断装置のビームフォーマ部に本実施の形態に係るビームフォーマ部を置き換えて使用することが可能である。
【００２０】
以下、送信ビームフォーマ部１０３と、受信ビームフォーマ部１０４の構成について説明する。
３．１  送信ビームフォーマ部１０３
送信ビームフォーマ部１０３は、マルチプレクサ部１０２を介してプローブ１０１と接続され、プローブ１０１から超音波の送信を行うためにプローブ１０１に存する複数の振動子１０１ａから選択され、複数の振動子１０１ａの全てもしくは一部に当たる送信振動子の列（送信開口Ｔｘ）に含まれる複数の振動子の各々に対する高電圧印加のタイミングを制御する。送信ビームフォーマ部１０３は送信部１０３１から構成される。
【００２１】
送信部１０３１は、制御部１０８からの送信制御信号に基づき、プローブ１０１に存する複数の振動子１０１ａ中、送信開口Ｔｘに含まれる各振動子に超音波ビームを送信させるためのパルス状の送信信号を供給する送信処理を行う。具体的には、送信部１０３１は、例えば、クロック発生回路、パルス発生回路、遅延回路を備えている。クロック発生回路は、超音波ビームの送信タイミングを決定するクロック信号を発生させる回路である。パルス発生回路は、各振動子を駆動するパルス信号を発生させるための回路である。遅延回路は、超音波ビームの送信タイミングを振動子毎に遅延時間を設定し、遅延時間だけ超音波ビームの送信を遅延させて超音波ビームのフォーカシングを行うための回路である。
【００２２】
送信部１０３１は、超音波送信ごとに送信開口Ｔｘを列方向に順次移動させながら超音波送信を繰り返し、プローブ１０１に存する全ての振動子１０１ａから超音波送信を行う。すなわち、本実施の形態では、超音波送信ごとに、送信開口Ｔｘが振動子１つ分ずつ移動していく。送信開口Ｔｘに含まれる振動子の位置を示す情報は制御部１０８を介してデータ格納部１０７に出力される。例えば、プローブ１０１に存する振動子１０１ａ全数を１９２としたとき、送信開口Ｔｘを構成する振動子列の数として、例えば２０〜１００を選択してもよく、超音波送信毎に振動子１つ分だけ移動させる構成としてもよい。以後、送信部１０３１により同一の送信開口Ｔｘから行われる超音波送信を「送信イベント」と称呼する。
【００２３】
図２は、送信ビームフォーマ部１０３による超音波送信波の伝播経路を示す模式図である。ある送信イベントにおいて、超音波送信に寄与するアレイ状に配列された振動子１０１ａの列（送信振動子列）を送信開口Ｔｘとして図示している。また、送信開口Ｔｘの列長を送信開口長と呼ぶ。
送信ビームフォーマ部１０３において、送信開口Ｔｘの中心に位置する振動子ほど送信タイミングを遅らせるように各振動子の送信タイミングを制御する。これにより、送信開口Ｔｘ内の振動子列から送信された超音波送信波は、被検体のある深度（Focal depth）において、波面がある一点、すなわち送信フォーカス点Ｆ（Focal point）で、フォーカスがあう（集束する）状態となる。
【００２４】
必ずしも超音波ビームが１点でフォーカスを結ぶとは限らず、例えば、振動子１．５個分から数個分程度にフォーカスした領域に集束するだけの場合もあるが、この場合、超音波主照射領域はフォーカス深さまでは列方向の幅が狭まり、フォーカス深さでフォーカス領域の列方向の幅となり、フォーカス深さより深い領域では再び列方向が広がる形状となる。なお、この場合においては、フォーカス深さにおける、フォーカス領域の中心点を便宜上「フォーカス点」と規定する。
【００２５】
送信フォーカス点Ｆの深さ（Focal depth）（以下、「フォーカス深さ」とする）は、任意に設定することができる。送信フォーカス点Ｆで合焦した波面は、再び拡散し、送信開口Ｔｘを底とし送信フォーカス点Ｆを節とする交差する２つの直線で区切られた砂時計型の空間内を超音波送信波が伝播する。すなわち、送信開口Ｔｘで放射された超音波は、次第にその空間上での幅（図中の横軸方向）を小さくし、送信フォーカス点Ｆでその幅を最小化し、それよりも深部（図中では下部）に進行するにしたがって、再び、その幅を大きくしながら拡散し、伝播することとなる。この砂時計型の領域が超音波主照射領域Ａｘである。
【００２６】
ここで、「超音波主照射領域」Ａｘとは、領域内のすべての点において、送信振動子列を構成する各振動子から送波される超音波の位相が揃っている領域を指す。なお、上述したように、超音波主照射領域Ａｘは、１点の送信フォーカス点Ｆの近傍に集束するように超音波送信波を送信してもよい。
３．２  受信ビームフォーマ部１０４の構成
受信ビームフォーマ部１０４は、プローブ１０１で受信した超音波の反射波に基づき、複数の振動子１０１ａで得られた電気信号から音響線信号を生成する。なお、「音響線信号」とは、ある観測点に対する、整相加算処理がされた後の信号である。整相加算処理については後述する。図３は、受信ビームフォーマ部１０４の構成を示す機能ブロック図である。図４は、受信部４０、整相加算部４１の構成を示す機能ブロック図である。図３に示すように、受信ビームフォーマ部１０４は、受信部４０、整相加算部４１、合成部４２を備える。
【００２７】
以下、受信ビームフォーマ部１０４を構成する各部の構成の概要について説明する。
３．２．１  受信部４０
受信部４０は、マルチプレクサ部１０２を介してプローブ１０１と接続され、送信イベントに同期してプローブ１０１での超音波反射波の受信から得た電気信号を増幅した後ＡＤ変換した受信信号（ＲＦ信号）を生成する回路である。送信イベントの順に時系列に受信信号を生成しデータ格納部１０７に出力し、データ格納部１０７に受信信号を保存する。
【００２８】
ここで、受信信号（ＲＦ信号）とは、各振動子にて受信された反射超音波から変換された電気信号をＡ／Ｄ変換したデジタル信号であり、各振動子にて受信された超音波の送信方向（被検体の深さ方向）に連なった信号の列を形成している。
送信イベントでは、上述のとおり、送信部１０３１は、プローブ１０１に存する複数の振動子１０１ａ中、送信開口Ｔｘに含まれる複数の振動子の各々に超音波ビームを送信させる。これに対し、受信部４０は、送信イベントに同期してプローブ１０１に存する複数の振動子１０１ａの一部又は全部にあたる振動子の各々が得た反射超音波に基づいて、各振動子に対する受信信号の列を生成する。ここで、反射超音波を受波する振動子を「受波振動子」と称呼する。受波振動子の数は、送信開口Ｔｘに含まれる振動子の数よりも多いことが好ましい。また、受波振動子の数はプローブ１０１に存する振動子１０１ａの全数としてもよい。
【００２９】
受信部４０は、図４に示すように、プローブ１０１に存在する複数の振動子１０１ａから選択されたｍ個（ｍは１より大きい自然数）の送信振動子の列１０１ａＴｘをｎ分割（ｎはｍ以下であり１より大きい自然数）した複数の部分振動子列１０１ａ＿ｌ（ｌ＝１〜ｎ）の各々について、その部分振動子列１０１ａ＿ｌに含まれる振動子各々が被検体から受波した反射波に基づき受信信号列を生成する複数（ｎ）のパート受信部４０１＿ｌに分かれている。各部分振動子列１０１ａ＿ｌには、ｍ／ｎ個の振動子が含まれる。例えば、送信振動子の列１０１ａＴｘの個数ｍを１２８、ｎを２、部分振動子列１０１ａ＿ｌに含まれる振動子の個数を６４としてもよい。なお、本明細書において、パート受信部４０１＿ｌは、順番ｌを区別しない場合、「パート受信部４０１」と表記する。
【００３０】
送信部１０３１は、送信イベントに同期して送信開口Ｔｘを列方向に順次移動させながら超音波送信を繰り返し、プローブ１０１に存する複数の振動子１０１ａ全体から超音波送信を行う。受信部４０は、送信イベントに同期して各受波振動子に対する受信信号の列を生成し、生成された受信信号はデータ格納部１０７に保存される。
３．２．２  整相加算部４１
整相加算部４１は、超音波ビームの主照射領域Ａｘ内の位置に対応する複数の領域内観測点Ｐｉｊのうちフォーカス点Ｆを通過する対象線群Ｂｘ上に存在する複数の線上観測点ＰＢｘｉｊについて、超音波主照射領域Ａｘ内から得られた反射波に基づく受信信号列を整相加算して音響線信号サブフレームデータｄｓｓｆを生成する回路である。なお、「対象線群」の詳細については、後述する。
【００３１】
図４に示すように、整相加算部４１は、複数（ｎ）のパート整相加算部４１１＿ｌ（ｌ＝１〜ｎ）、複数（ｎ）のパート折り畳み部４１２＿ｌ、主加算部４１３、再配列部４１４を備える。
３．２．２．１  パート整相加算部４１１
（１）概  要
パート整相加算部４１１は、図４に示すように、複数（ｎ）のパート受信部４０１＿ｌからそれぞれ入力した複数の部分振動子列１０１ａ＿ｌに対応する受信信号列を整相加算することにより複数の線上観測点ＰＢｘｉｊについて音響線信号を生成する。複数（ｎ）のパート整相加算部４１１＿ｌは、それぞれ、複数の部分振動子列１０１ａ＿ｌの各々に対応して、複数の領域内観測点Ｐｉｊのうち対象線群Ｂｘ上の全ての観測点ＰＢｘｉｊに対する音響線信号部分サブフレームデータｄｓ＿ｌを生成する。なお、本明細書において、パート整相加算部４１１＿ｌは、順番ｌを区別しない場合、「パート整相加算部４１１」と表記する。
【００３２】
図５（ａ）（ｂ）は、受信ビームフォーマ部１０４における、音響線信号の生成方法の概要を示す模式図である。同図では、簡単のために、振動子列（１０１ａ）を２つの部分振動子列１０１ａ＿１、ａ＿２に分割し、整相加算部４１が２つのパート整相加算部４１１＿１、４１１＿２より構成される場合を示した。
図５（ａ）（ｂ）に示すように、パート整相加算部４１１＿ｌでは、部分振動子列１０１ａ＿ｌに対する整相加算処理として、超音波主照射領域Ａｘに存在する複数の域内観測点Ｐｉｊのうち、フォーカス点Ｆを通過する対象線群Ｂｘ上に存在する複数の線上観測点ＰＢｘｉｊについて整相加算処理が行われる。このとき、パート整相加算部４１１＿ｌにおける整相加算処理の対象となる受信信号参照範囲は、部分振動子列１０１ａ＿ｌに含まれる受信振動子Ｒｋ（ｋは１より大きい自然数）の列（受信開口Ｒｘ）が被検体から受波した反射波に基づく受信信号列ｒｆである。
【００３３】
パート整相加算部４１１における分割処理について、さらに、具体的に説明する。
ｉ）受信部４０における、受信信号列ｒｆの生成
図６（ａ）から（ｃ）は、部分振動子列１０１ａ＿ｌの分割数ｎを２としたときの、パート受信部４０１、及び整相加算部４１のパート整相加算部４１１における分割処理の概要を示す模式図である。（ａ）はパート受信部４０１＿１、４０１＿２における受受信号列ｒｆの取得範囲、（ｂ）はパート整相加算部４１１＿１、（ｃ）はパート整相加算部４１１＿２による整相加算処理における、受受信号列ｒｆの参照範囲と音響線信号部分サブフレームデータｄｓ＿１、ｄｓ＿２を生成すべき線上観測点ＰＢｘｉｊの存在範囲を示したものである。
【００３４】
送信イベントでは、上述のとおり、送信部１０３１は、プローブ１０１に存する複数の振動子１０１ａ中、全てもしくは一部に当たる振動子の列を送信開口Ｔｘとして設定する。図６（ａ）では、送信開口Ｔｘが、部分振動子列１０１ａ＿１、１０１ａ＿２に跨って位置している状態を示している。送信部１０３１は、送信開口Ｔｘに含まれる複数の振動子の各々に送信フォーカス点Ｆに集束するよう超音波ビームを送信させる。超音波ビームは、送信フォーカス点Ｆで波面が合焦した後拡散し、超音波主照射領域Ａｘは送信開口Ｔｘを上辺とする砂時計型となる。そして、超音波主照射領域Ａｘ内の組織で反射した反射波ｅｃは各振動子１０１ａに到達し、パート受信部４０１＿１、４０１＿２は、図６（ａ）に示すように、それぞれ、部分振動子列１０１ａ＿１、１０１ａ＿２に含まれる全ての振動子が受波した反射波ｅｃに基づき受信信号列をｒｆ生成する。
【００３５】
ｉｉ）パート整相加算部４１１＿１における、音響線信号部分サブフレームデータデータｄｓ＿１の生
成
次に、図６（ｂ）に示すように、パート整相加算部４１１＿１は、パート受信部４０１＿１が出力した受信信号列ｒｆに基づき、超音波主照射領域Ａｘに含まれる対象線群Ｂｘ上に位置する線上観測点ＰＢｘｉｊ全てについて、それぞれに受信開口Ｒｘを設定して整相加算処理を行う。受信開口Ｒｘについては後に詳述するが、例えば、受信開口Ｒｘを構成する振動子列の列中心が線上観測点ＰＢｘｉｊに最も近接する振動子と合致するよう選択する構成としてもよい。
【００３６】
例えば、部分振動子列１０１ａ＿１下方の超音波主照射領域Ａｘ内に位置する線上観測点ＰＢｘｉｊ（Ａ）＿１については受信開口Ｒｘ（Ａ）が選択される。この場合には、線上観測点ＰＢｘｉｊ（Ａ）＿１については、パート受信部４０１＿１により生成された受信信号列ｒｆのうち、受信開口Ｒｘ（Ａ）内の振動子により受波された受信信号列ｒｆに基づき整相加算が行われ、線上観測点ＰＢｘｉｊ（Ａ）＿１に対する音響線信号部分データｄｓ＿１が生成される。図６（ｂ）に示すように、受信開口Ｒｘ（Ａ）内の振動子により受波されパート受信部４０１＿１により算出された受信信号列ｒｆは、受信開口Ｒｘ（Ａ）の全部の振動子に基づくものであるため、線上観測点ＰＢｘｉｊ（Ａ）＿１に対する音響線信号部分データｄｓ＿１は反射率に応じて最大の信号強度を得ることができる。
【００３７】
他方、部分振動子列１０１ａ＿２下方の超音波主照射領域Ａｘ内に位置する線上観測点ＰＢｘｉｊ（Ｂ）＿１については受信開口Ｒｘ（Ｂ）が選択される。この場合には、線上観測点ＰＢｘｉｊ（Ｂ）＿１については、パート受信部４０１＿１により生成された受信信号列ｒｆのうち、受信開口Ｒｘ（Ｂ）内の振動子により受波された受信信号列ｒｆにのみ基づき整相加算が行われ、線上観測点ＰＢｘｉｊ（Ｂ）＿１に対する音響線信号部分データｄｓ＿１が生成される。図６（ｂ）に示すように、受信開口Ｒｘ（Ｂ）内の振動子により受波されパート受信部４０１＿１により算出された受信信号列ｒｆは、受信開口Ｒｘ（Ｂ）の一部の振動子に基づくものであるため、線上観測点ＰＢｘｉｊ（Ｂ）＿１に対する音響線信号部分データｄｓ＿１は小さな信号強度しか得られない。
【００３８】
このように、パート整相加算部４１１＿１は、パート受信部４０１＿１が出力した受信信号列ｒｆに基づき、対象線群Ｂｘ上に位置する線上観測点ＰＢｘｉｊ全てについて、音響線信号部分サブフレームデータデータｄｓ＿１を生成する。
ｉｉｉ）パート整相加算部４１１＿２における、音響線信号部分サブフレームデータデータｄｓ＿２の生
成
図６（ｃ）に示すように、パート整相加算部４１１＿２は、パート受信部４０１＿２が出力した受信信号列ｒｆに基づき、対象線群Ｂｘ上に位置する線上観測点ＰＢｘｉｊ全てについて、それぞれに受信開口Ｒｘを設定して整相加算処理を行う。
【００３９】
例えば、部分振動子列１０１ａ＿２下方に位置する線上観測点ＰＢｘｉｊ（Ｂ）＿２については受信開口Ｒｘ（Ｂ）が選択される。この場合には、線上観測点ＰＢｘｉｊ（Ｂ）＿２については、パート受信部４０１＿２により生成された受信信号列ｒｆのうち、受信開口Ｒｘ（Ｂ）内の振動子により受波された受信信号列ｒｆに基づき整相加算が行われ、線上観測点ＰＢｘｉｊ（Ｂ）＿２に対する音響線信号部分データｄｓ＿２が生成される。図６（ｃ）に示すように、受信開口Ｒｘ（Ｂ）内の振動子により受波されパート受信部４０１＿２により算出された受信信号列ｒｆは、受信開口Ｒｘ（Ａ）の大部分の振動子に基づく受信信号列ｒｆであるため、線上観測点ＰＢｘｉｊ（Ｂ）＿２に対する音響線信号部分データｄｓ＿２は十分な信号強度を得ることができる。
【００４０】
他方、部分振動子列１０１ａ＿１下方に位置する線上観測点ＰＢｘｉｊ（Ａ）＿２については受信開口Ｒｘ（Ａ）が選択される。この場合には、線上観測点ＰＢｘｉｊ（Ａ）＿２については、パート受信部４０１＿２により生成された受信信号列ｒｆのうち、受信開口Ｒｘ（Ａ）内の振動子により受波された受信信号列ｒｆにのみ基づき整相加算が行われ、線上観測点ＰＢｘｉｊ（Ａ）＿２に対する音響線信号部分データｄｓ＿２が生成される。図６（ｃ）に示すように、受信開口Ｒｘ（Ａ）内の振動子により受波されパート受信部４０１＿２により算出された受信信号列ｒｆは存在しないため、線上観測点ＰＢｘｉｊ（Ａ）＿２に対する音響線信号部分データｄｓ＿２の信号強度はゼロとなる。
【００４１】
このように、パート整相加算部４１１＿２は、パート受信部４０１＿２が出力した受信信号列ｒｆに基づき、対象線群Ｂｘ上に位置する線上観測点ＰＢｘｉｊ全てについて、音響線信号部分サブフレームデータデータｄｓ＿２を生成する。
パート整相加算部４１１＿１、４１１＿２での整相加算方法は、受信アポダイゼーションによる重み係数をａｐ、受信信号の強度をｒｆ、複数の振動子１０１ａを示す変数をｋ（ｋは１より大きい自然数）としたとき、それぞれ、次式により示される。
【００４２】
【数１】
2018183297.tif 000003
【００４３】
【数２】
2018183297.tif 000004
（２）  パート整相加算部４１１の各構成
図７は、パート整相加算部４１１の構成を示す機能ブロック図である。図７に示すように、パート整相加算部４１１は、対象線群設定部４１１２、受信開口設定部４１１３、送信時間算出部４１１４、受信時間算出部４１１５、遅延量算出部４１１６、遅延処理部４１１７、重み算出部４１１８、及び加算部４１１９を備える。
【００４４】
以下、パート整相加算部４１１を構成する各部の構成について説明する。
ｉ）対象線群設定部４１１２
対象線群設定部４１１２は、被検体内において音響線信号サブフレームデータの生成を行う対象線群Ｂｘを設定する。「対象線群」とは、送信イベントに同期して被検体内において音響線信号サブフレームデータの生成が行われるべき信号上の領域であり、対象線群Ｂｘ上の観測点Ｐｉｊについて音響線信号が生成される。対象線群Ｂｘは、音響線信号の生成が行われる観測対象点の集合として、１回の送信イベントに同期して計算の便宜上設定される。
【００４５】
なお、上述のとおり、パート整相加算部４１１＿ｌは、図４に示すように、複数（ｎ）のパート受信部４０１＿ｌからそれぞれ入力した複数の部分振動子列１０１ａ＿ｌに対応して分割されている。そのため、本実施の形態では、パート整相加算部４１１＿ｌは、それぞれ、部分振動子列１０１ａ＿ｌが受波した信号列から出力される受信信号列ｒｆを入力信号として取得する。しかしながら、パート整相加算部４１１＿ｌにおける整相加算処理では、超音波主照射領域Ａｘ全体に位置する対象線群Ｂｘ上の全ての観測点ＰＢｘｉｊに対する音響線信号部分サブフレームデータｄｓ＿ｌを生成する構成を採る。
【００４６】
なお、本実施の形とは異なる態様として、パート整相加算部４１１＿ｌにおける整相加算処理として、超音波主照射領域Ａｘ全体に位置する対象線群Ｂｘ上の観測点ＰＢｘｉｊのうち部分振動子列１０１ａ＿ｌに対応する範囲内に位置する観測点について音響線信号部分サブフレームデータｄｓ＿ｌを生成する構成を採ることも可能である。
ここで、「音響線信号サブフレームデータ」とは、１回の送信イベントから生成される対象線群Ｂｘ上に存在する全ての観測点Ｐｉｊに対する音響線信号の集合である。なお、「サブフレーム」とは、１回の送信イベントで得られ、対象線群Ｂｘ上に存在する全ての観測点Ｐｉｊに対応するまとまった信号を形成する単位をさす。取得時間の異なる複数のサブフレームを合成したものがフレームとなる。
【００４７】
対象線群設定部４１１２は、送信イベントに同期して、送信ビームフォーマ部１０３から取得する送信開口Ｔｘの位置を示す情報に基づき対象線群Ｂｘを設定する。
図８は、対象線群Ｂｘを示す模式図である。図８に示すように、対象線群Ｂｘは、超音波主照射領域Ａｘ内に存在し、複数の対象線ＢＬ１〜ＢＬ７（以後、対象線の区別を要しない場合は、「対象線ＢＬ」と総称する）からなる。各対象線は、フォーカス点Ｆまたはその近傍を通過する直線である。なお、対象線ＢＬ１およびＢＬ７は、それぞれ超音波主照射領域Ａｘの外郭線に該当し、対象線ＢＬ４は送信開口Ｔｘ中心軸上に存在する。なお、超音波主照射領域Ａｘの外郭線は便宜上、送信開口Ｔｘの一端とフォーカス点Ｆとを通過する直線、および、送信開口Ｔｘの他端とフォーカス点Ｆとを通過する直線、の２つであるものとする。また、各対象線ＢＬ１〜ＢＬ７において、隣接する対象線がなす角は概ね等しい。すなわち、フォーカス点Ｆを中心とする円弧上に存在する観測点は等間隔に並ぶ。また、例えば、ｉを対象線の識別番号を示す変数、ｊを対象線に沿った位置を示す変数としたとき、Ｐｉｊとフォーカス点Ｆとの距離が所定距離未満である場合を除き、同一の対象線ＢＬ２上の隣接する観測点ＰｉｊとＰｉ（ｊ＋１）との間の距離ｄｊは、隣接する対象線ＢＬ２、ＢＬ３上のそれぞれの観測点ＰｉｊとＰ（ｉ＋１）ｊとの間の距離ｄｉよりも小さい。なお、距離ｄｊは、少なくとも距離ｄｉの２倍であり、好ましくは４倍以上、より好ましくは８倍以上である。このようにすることで、観測点は深さ方向に高密度、振動子の並ぶ方向（フォーカス点Ｆを中心とした円周方向）には低密度となるように、超音波主照射領域Ａｘのほぼ全域に均等に配置される。ここで、所定距離とは、対象線上の点と隣接する対象線上の点との距離が、対象線に沿った観測点の間隔より小さくなる範囲を示す。例えば、隣接する対象線のなす角をθとした場合、所定距離ｄｐは以下の式を満たす。
【００４８】
ｄｉ＝２・ｄｐ・ｓｉｎ（θ／２）
なお、対象線群Ｂｘの形状は、上述の場合に限られず、例えば、各対象線ＢＬ１〜ＢＬ７において、送信振動子列と接する位置の距離が等間隔である、としてもよい。また、対象線群Ｂｘは７本の対象線からなるが、これは一例であり、対象線の数は、３以上の範囲内であれば、任意に設定してよい。また、本例では、簡単のために奇数の場合を示して説明を行っているが、言うまでもなく対象線の数は奇数に限定されない。
【００４９】
また、各観測点Ｐｉｊは対象線群Ｂｘ上に存在するとしたが、例えば、観測点の一部または全部が、対象線に近接する位置に設定されてもよい。例えば、ｉ、ｊを直交座標を示す変数としたとき、観測点Ｐｉｊは、振動子の並ぶ方向（ｘ方向）と深さ方向（ｚ方向）とで示され、各振動子の中心を格子点とする直交座標における格子点上に存在する、とすることができる。このようにすることで、各観測点Ｐｉｊに対してｘ座標が同一となる振動子が必ず存在するため、音響線信号の品質を向上させることができるからである。この場合、対象線は必ずしもｚ方向と平行でないため、観測点を設けようとする位置で、対象線が格子点を通過しないことがある。このような場合、観測点は対象線の直上ではなく、対象線に近接する格子点上に設ける。例えば、対象線上に設けるべき観測点の座標について、所定の桁数において四捨五入などの丸め処理を行うことで、観測点の実際の座標を規定する。具体的には、以下のように観測点を定める。振動子の並ぶ方向（ｘ方向）について、プローブの振動子の数を１９２、プローブの振動子列の一端の振動子の位置をｘ＝０、他端の振動子の位置をｘ＝１９１とする。深さ方向について、振動子列の位置をｚ＝０とし、プローブの振動子１つ分だけ深い点をｚ＝１とする。フォーカス点Ｆの座標を（６４，１０００）として、座標（３１，０）を通る対象線を設定すると、対象線は以下の数式で示される。
ｚ＝（１０００／３３）・（ｘ−３１）
この時、例えば、ｚ＝１５００の深さに観測点を設けようとすると、（８０．５，１５００）となる。この場合、観測点を（８１，１５００）としてもよい。このようにすることで、整相加算においてｘ＝８１の振動子を基準とすることができ、音響線信号の品質を向上させることができる。なお、観測点を実際に設ける位置は上述した場合に限られず、対象線群Ｂｘ上に設けるべき観測点について、その座標の値を丸めて計算上好ましい近接点を実際の観測点とする限りにおいて、任意に行ってよい。
【００５０】
設定された対象線群Ｂｘは送信時間算出部４１１４、受信時間算出部４１１５、遅延処理部４１１７に出力される。
ｉｉ）受信開口設定部４１１３
受信開口設定部４１１３は、制御部１０８からの制御信号と、送信ビームフォーマ部１０３からの送信開口Ｔｘの位置を示す情報とに基づき、プローブ１０１に存する複数の振動子の一部に当たる振動子列（受信振動子列）を受信振動子として選択して受信開口Ｒｘを設定する回路である。ここで、「受信開口Ｒｘ」とは、線上観測点ＰＢｘｉｊの音響線信号を生成するために整相加算の対象となる受信信号列を受波した振動子の列である。本実施の形態では、受信開口設定部４１１３は、列中心が観測点Ｐｉｊに最も空間的に近接する振動子Ｘｋと合致するよう受信開口Ｒｘ振動子列を選択する。図９は、受信開口設定部４１１３により設定された受信開口Ｒｘと送信開口Ｔｘとの関係を示す模式図である。図９に示すように、受信開口Ｒｘ振動子列の列中心が、観測点Ｐｉｊに最も空間的に近接する振動子Ｘｋと合致するように受信開口Ｒｘ振動子列が選択される。そのため、受信開口Ｒｘの位置は、観測点Ｐｉｊの位置によって定まり、送信イベントに同期して変動する送信開口Ｔｘの位置に基づいては変化しない。すなわち、異なる送信イベントであっても、同一位置にある観測点Ｐｉｊについての音響線信号を生成する処理においては、同一の受信開口Ｒｘ内の受信振動子Ｒｋによって取得された受信信号に基づき整相加算が行われる。
【００５１】
また、超音波主照射領域全体からの反射波を受信するために、受信開口Ｒｘに含まれる振動子の数は、対応する送信イベントにおける送信開口Ｔｘに含まれる振動子の数以上に設定することが好ましい。受信開口Ｒｘを構成する振動子列の数は、例えば３２、６４、９６、１２８、１９２等としてもよい。
受信開口Ｒｘの設定は、送信イベントに対応して、少なくとも送信イベントと同じ回数だけ行われる。また、受信開口Ｒｘの設定は、送信イベントに同期して漸次行われる構成であってもよく、あるいは、全ての送信イベントが終了した後に、各送信イベントに対応した受信開口Ｒｘの設定が送信イベントの回数分まとめて行われる構成であってもよい。
【００５２】
選択された受信開口Ｒｘの位置を示す情報は制御部１０８を介してデータ格納部１０７に出力される。
データ格納部１０７は、受信開口Ｒｘの位置を示す情報と受信振動子に対応する受信信号とを、送信時間算出部４１１４、受信時間算出部４１１５、遅延処理部４１１７、重み算出部４１１８に出力する。
【００５３】
ｉｉｉ）送信時間算出部４１１４
送信時間算出部４１１４は、送信された超音波が被検体中の観測点Ｐｉｊに到達する送信時間を算出する回路である。送信イベントに対応して、データ格納部１０７から取得した、送信開口Ｔｘに含まれる振動子の位置を示す情報と、対象線群設定部４１１２から取得した超音波主照射領域Ａｘを含む対象線群Ｂｘの位置を示す情報とに基づき対象線群Ｂｘ上に存在する任意の観測点Ｐｉｊについて、送信された超音波が被検体中の観測点Ｐｉｊに到達する送信時間を算出する。
【００５４】
図１０（ａ）（ｂ）は、送信開口Ｔｘから放射され対象線群Ｂｘ上の任意の位置にある観測点Ｐｉｊにおいて反射され受信開口Ｒｘ内に位置する受信振動子Ｒｋに到達する超音波の伝播経路を説明するための模式図であり、図１０（ａ）は観測点Ｐｉｊの深さがフォーカス深さ以上の場合、図１０（ｂ）は観測点Ｐｉｊがフォーカス深さより浅い場合を示している。
【００５５】
送信開口Ｔｘから放射された送信波は、経路４０１を通って送信フォーカス点Ｆにて波面が集束し、再び、拡散する。送信波が集束または拡散する途中で観測点Ｐｉｊに到達し、観測点Ｐｉｊで音響インピーダンスに変化があれば反射波を生成し、その反射波がプローブ１０１における受信開口Ｒｘ内の受信振動子Ｒｋに戻っていく。送信フォーカス点Ｆは送信ビームフォーマ部１０３の設計値として規定されているので、送信フォーカス点Ｆと任意の観測点Ｐｉｊとの間の経路４０２の長さは幾何学的に算出することができる。
【００５６】
送信時間の算出方法を、以下、さらに詳細に説明する。
まず、観測点Ｐｉｊの深さがフォーカス深さ以上の場合について、図１０（ａ）を用いて説明する。観測点Ｐｉｊの深さがフォーカス深さ以上の場合は、送信開口Ｔｘから放射された送信波が、経路４０１を通って送信フォーカス点Ｆに到達し、送信フォーカス点Ｆから経路４０２を通って観測点Ｐｉｊに到達したものとして算出する。したがって、送信波が経路４０１を通過する時間と、経路４０２を通過する時間を合算した値が、送信時間となる。具体的な算出方法としては、例えば、経路４０１の長さと経路４０２の長さとを加算した全経路長を、被検体内における超音波の伝搬速度で除算することで求められる。
【００５７】
一方、観測点Ｐｉｊがフォーカス深さより浅い場合について、図１０（ｂ）を用いて説明する。観測点Ｐｉｊがフォーカス深さより浅い場合は、送信開口Ｔｘから放射された送信波が、経路４０１を通って送信フォーカス点Ｆに到達する時刻と、経路４０４を通って観測点Ｐｉｊに到達した後、観測点Ｐｉｊから経路４０２を通って送信フォーカス点Ｆに到達する時刻とが同一であるものとして算出する。つまり、送信波が経路４０１を通過する時間から、経路４０２を通過する時間を差し引いた値が、送信時間となる。具体的な算出方法としては、例えば、経路４０１の長さから経路４０２の長さを減算した経路長差を、被検体内における超音波の伝搬速度で除算することで求められる。
【００５８】
なお、観測点Ｐｉｊがフォーカス深さである場合の送信時間は、観測点Ｐｉｊがフォーカス深さより深い場合と同じ算出方法、すなわち、送信波が経路４０１を通過する時間と、経路４０２を通過する時間を合算する計算方法を用いるとした。しかしながら、観測点Ｐｉｊがフォーカス深さより浅い場合と同じ算出方法、すなわち、送信波が経路４０１を通過する時間から、経路４０２を通過する時間を差し引く計算方法を用いるとしてもよい。経路４０２の長さが０となるため、いずれで算出しても経路４０１を通過する時間と一致するためである。
【００５９】
送信時間算出部４１１４は、１回の送信イベントに対し、対象線群Ｂｘ上の全ての観測点Ｐｉｊについて、送信された超音波が被検体中の観測点Ｐｉｊに到達する送信時間を算出して遅延量算出部４１１６に出力する。
ｉｖ）受信時間算出部４１１５
受信時間算出部４１１５は、観測点Ｐからの反射波が、受信開口Ｒｘに含まれる受信振動子Ｒｋの各々に到達する受信時間を算出する回路である。送信イベントに対応して、データ格納部１０７から取得した受信振動子Ｒｋの位置を示す情報と、対象線群設定部４１１２から取得した対象線群Ｂｘの位置を示す情報とに基づき対象線群Ｂｘ上に存在する任意の観測点Ｐｉｊについて、送信された超音波が被検体中の観測点Ｐｉｊで反射され受信開口Ｒｘの各受信振動子Ｒｋに到達する受信時間を算出する。
【００６０】
上述のとおり、観測点Ｐｉｊに到達した送信波は、観測点Ｐｉｊで音響インピーダンスに変化があれば反射波を生成し、その反射波がプローブ１０１における受信開口Ｒｘ内の各受信振動子Ｒｋに戻っていく。受信開口Ｒｘ内の各受信振動子Ｒｋの位置情報はデータ格納部１０７から取得されるので、任意の観測点Ｐｉｊから各受信振動子Ｒｋまでの経路４０３の長さは幾何学的に算出することができる。
【００６１】
受信時間算出部４１１５は、１回の送信イベントに対し、対象線群Ｂｘ上に存在する全ての観測点Ｐｉｊについて、送信された超音波が観測点Ｐｉｊで反射して各受信振動子Ｒｋに到達する受信時間を算出して遅延量算出部４１１６に出力する。
ｖ）遅延量算出部４１１６
遅延量算出部４１１６は、送信時間と受信時間とから受信開口Ｒｘ内の各受信振動子Ｒｉへの総伝播時間を算出し、当該総伝播時間に基づいて、各受信振動子Ｒｋに対する受信信号の列に適用する遅延量を算出する回路である。遅延量算出部４１１６は、送信時間算出部４１１４から送信された超音波が観測点Ｐｉｊに到達する送信時間と、観測点Ｐｉｊで反射して各受信振動子Ｒｋに到達する受信時間を取得する。そして、送信された超音波が各受信振動子Ｒｋへ到達するまでの総伝播時間を算出し、各受信振動子Ｒｋに対する総伝播時間の差異により、各受信振動子Ｒｋに対する遅延量を算出する。遅延量算出部４１１６は、対象線群Ｂｘ上に存在する全ての観測点Ｐｉｊについて、各受信振動子Ｒｉに対する受信信号の列に適用する遅延量を算出して遅延処理部４１１７に出力する。
【００６２】
ｖｉ）遅延処理部４１１７
遅延処理部４１１７は、受信開口Ｒｘ内の受信振動子Ｒｋに対する受信信号の列から、各受信振動子Ｒｋに対する遅延量に相当する受信信号を、観測点Ｐｉｊからの反射超音波に基づく各受信振動子Ｒｋに対応する受信信号として同定する回路である。
遅延処理部４１１７は、送信イベントに対応して、受信開口設定部４１１３から受信振動子Ｒｋの位置を示す情報、データ格納部１０７から受信振動子Ｒｋに対応する受信信号、対象線群設定部４１１２から取得した対象線群Ｂｘの位置を示す情報、遅延量算出部４１１６から各受信振動子Ｒｋに対する受信信号の列に適用する遅延量を入力として取得する。そして、各受信振動子Ｒｋに対応する受信信号の列から、各受信振動子Ｒｋに対する遅延量を差引いた時間に対応する受信信号を観測点Ｐｉｊからの反射波に基づく受信信号として同定し、加算部４１１９に出力する。
【００６３】
ｖｉｉ）重み算出部４１１８
重み算出部４１１８は、受信開口Ｒｘの列方向の中心に位置する振動子に対する重みが最大となるよう各受信振動子Ｒｋに対する重み数列（受信アボダイゼーション）を算出する回路である。
図９に示すように、重み数列は受信開口Ｒｘ内の各振動子に対応する受信信号に適用される重み係数の数列である。重み数列は、送信フォーカス点Ｆを中心として対称な分布をなす。重み数列の分布の形状は、ハミング窓、ハニング窓、矩形窓などを用いることができ、分布の形状は特に限定されない。重み数列は、受信開口Ｒｘの列方向の中心に位置する振動子に対する重みが最大となるように設定され、重みの分布の中心軸は、受信開口中心軸Ｒｘｏと一致し、分布は中心軸に対し対称な形状をなす。重み算出部４１１８は、受信開口設定部４１１３から出力される受信振動子Ｒｋの位置を示す情報を入力として、各受信振動子Ｒｋに対する重み数列を算出し加算部４１１９に出力する。
【００６４】
ｖｉｉｉ）加算部４１１９
加算部４１１９は、遅延処理部４１１７から出力される各受信振動子Ｒｋに対応して同定された受信信号を入力として、それらを加算して、観測点Ｐｉｊに対する整相加算された音響線信号を生成する回路である。あるいは、さらに、重み算出部４１１８から出力される各受信振動子Ｒｋに対する重み数列を入力として、各受信振動子Ｒｋに対応して同定された受信信号に、各受信振動子Ｒｋに対する重みを乗じて加算して、観測点Ｐｉｊに対する音響線信号を生成する構成としてもよい。遅延処理部４１１７において受信開口Ｒｘ内に位置する各受信振動子Ｒｋが検出した受信信号の位相を整えて加算部４１１９にて加算処理をすることにより、観測点Ｐｉｊからの反射波に基づいて各受信振動子Ｒｋで受信した受信信号を重ね合わせてその信号Ｓ／Ｎ比を増加し、観測点Ｐｉｊからの受信信号を抽出することができる。
【００６５】
１回の送信イベントとそれに伴うパート整相加算部４１１＿ｌでの処理から、複数の部分振動子列１０１ａ＿ｌの各々に対応して、超音波主照射領域Ａｘ全体に位置する複数の領域内観測点Ｐｉｊのうち対象線群Ｂｘ上の全ての観測点ＰＢｘｉｊに対する音響線信号部分サブフレームデータｄｓ＿ｌを生成することができる。
３．２．２．２  パート折り畳み部４１２
パート折り畳み部４１２＿ｌは、パート整相加算部４１１＿ｌが生成する複数の部分振動子列１０１ａ＿ｌの各々に対応する音響線信号部分サブフレームデータｄｓ＿ｌを入力として、複数の線上観測点ＰＢｘｉｊに対する音響線信号ｄｓ（ｉ，ｊ）を、対象線群Ｂｘを構成する対象線ＢＬ間の間隔を詰めて配列することにより音響線信号部分サブフレーム折り畳みデータｄｓｃ＿ｌｓを生成する回路である。
【００６６】
図１１は、実施の形態に係るパート折り畳み部４１２の構成を示す機能ブロック図である。図１１に示すように、パート折り畳み部４１２は、線上観測点音響線信号抽出部４１２１、配列決定部４１２２、対象線配列部４１２３を備える。
ｉ）線上観測点音響線信号抽出部４１２１
線上観測点音響線信号抽出部４１２１は、音響線信号部分サブフレームデータｄｓ＿ｌを入力として、線上観測点ＰＢｘｉｊに対する音響線信号ｄｓ（ｉ，ｊ）を抽出する。
【００６７】
図１２（ａ）から（ｄ）は、パート折り畳み部４１２の動作を示す説明図である。パート整相加算部４１１＿ｌ（例として、ｌ＝１ｏｒ２）では、図１２（ａ）に示すように、部分振動子列１０１ａ＿１、ａ＿２からの超音波主照射領域Ａｘ全体に位置する対象線群Ｂｘ（ＢＬ１〜ＢＬ７）上に線上観測点ＰＢｘｉｊが設定され整相加算処理が行われる。このとき、パート整相加算部４１１＿ｌ又は４１１＿２により生成される音響線信号部分サブフレームデータｄｓ＿ｌ（ｌ＝１ｏｒ２）の態様は、図１２（ｂ）の模式図のようになる。音響線信号部分サブフレームデータｄｓ＿ｌは、振動子列方向（ｘ）と深さ（ｚ）を２軸とする直交座量（ｉ，ｊ）（ｉが振動子列方向（ｘ）に対応、ｊが深さ（ｚ）に対応）上にマッピングされた、本例では１３×２９の音響線信号データの集合である。このうち、図１２（ｂ）の対象線群Ｂｘ近傍に位置する線上観測点ＰＢｘｉｊには算出された１２１個の音響線信号ｄｓ（ｉ，ｊ）（図１２（ｂ）中の「●」）が内挿されており、線上観測点ＰＢｘｉｊ以外の観測点には２５６個のゼロを示す数固定値ｄｓ０（図１２（ｂ）中の「○」）が内挿されている。各音響線信号ｄｓ（ｉ，ｊ）には、音響線強度を示す情報の他、振動子列方向（ｘ）、深さ（ｚ）を示す座標情報（ｉ，ｊ）が含まれている。
【００６８】
線上観測点音響線信号抽出部４１２１は、例えば、音響線信号部分サブフレームデータｄｓ＿ｌを、ｊの各位置でそれぞれｉについてスキャンすることにより、音響線信号部分サブフレームデータｄｓ＿ｌ内の音響線信号ｄｓ（ｉ，ｊ）をサーチし、音響線信号ｄｓ（ｉ，ｊ）（図１２（ｂ）中の「●」）が検出されたときには、対象線群Ｂｘ（ＢＬ１〜ＢＬ７）中の対象線ＢＬを識別する識別番号ｓを付与することにより、線上観測点ＰＢｘｉｊに対する音響線信号ｄｓ（ｉ，ｊ）を抽出する。図１２（ａ）（ｂ）に示す例では、対象線ＢＬ１、２、３、４、５、６、７に、それぞれｓ＝−２、−１、０、１、２の識別番号を付与する。そして、音響線信号部分サブフレームデータｄｓ＿ｌ上の各音響線信号ｄｓ（ｉ，ｊ）に対し、識別番号ｓを付加情報として追加する。したがって、各音響線信号ｄｓｃ（ｓ，ｊ，ｉ）は、音響線強度を示す情報の他、振動子列方向（ｘ）、深さ（ｚ）を示す座標情報（ｉ，ｊ）、対象線群Ｂｘ中の対象線ＢＬの識別番号ｓを示す情報が含む信号となる。
【００６９】
ｉｉ）対象線配列部４１２３
対象線配列部４１２３は、抽出された線上観測点ＰＢｘｉｊに対する音響線信号ｄｓ（ｉ，ｊ）を、対象線群Ｂｘ中の対象線ＢＬ間の間隔を詰めて配列する。具体的には、例えば、図１２（ｃ）に示すように、識別番号ｓを付加した音響線信号ｄｓｃ（ｓ，ｊ，ｉ）を、識別番号ｓとｊを２軸とする直交座量（ｓ，ｊ）、ｓが振動子列方向（ｘ）に対応、ｊが深さ（ｚ）に対応）に配列することにより対象線ＢＬ間の間隔を詰めた音響線信号部分サブフレーム折り畳みデータｄｓｃ＿ｌを生成する。あるいは、図１２（ｄ）に示すように、識別番号ｓの絶対値とｊとを２軸とする直交座標に配列して音響線信号部分サブフレーム折り畳みデータｄｓｃ＿ｌを生成してもよい。直交座量（ｓ，ｊ）上において、線上観測点ＰＢｘｉｊに対する１２１個の音響線信号ｄｓｃ（ｓ，ｊ，ｉ）が対象線ＢＬ間の間隔を詰めて配列されており、音響線信号ｄｓｃ（ｓ，ｊ，ｉ）以外の部分には２４個のゼロを示す数値ｄｓ０が内挿されている。
【００７０】
このように、音響線信号部分サブフレーム折り畳みデータｄｓｃ＿ｌは、線上観測点ＰＢｘｉｊに対する音響線信号ｄｓ（ｉ，ｊ）を対象線ＢＬ間の間隔を詰めて配列したものであるので、データ量を縮小することができ、必要な内部メモリ容量やデータ伝送能力を縮減できる。具体的には、図１２（ｃ）（ｄ）に示す例では、音響線信号部分サブフレーム折り畳みデータｄｓｃ＿ｌは、直交座量（ｓ，ｊ）上において、５×２９の音響線信号データの集合となり、音響線信号部分サブフレームデータｄｓ＿ｌに比べて、データ量が５／１３（約３８．５％）に縮小されていることがわかる。
【００７１】
ｉｉｉ）配列決定部４１２２
配列決定部４１２２は、制御部１０８からの情報に基づき、超音波診断装置１００における超音波計測の条件を示す各種情報に基づき、対象線配列部４１２３における対象線群上の音響線信号の配列方法を規定する配列情報を決定して対象線配列部４１２３に出力し、対象線配列部４１２３は配列情報基づき音響線信号部分サブフレーム折り畳みデータｄｓｃ＿ｌを生成する。このとき、配列決定部４１２２は、超音波計測の条件として、帯域（送受信周波数範囲）、チャネル数（振動子数）、チャネルピッチ（振動子間隔）、形状情報（コンベックス、リニア等）、送信開口（送信振動子列）、送信周波数、フォーカス位置、送信間隔、ステアリング角度、受信開口（受信振動子列）、最大深度、設定音速、モード種別（Ｂモード、Ｃモード、Ｄモード、Ｅモード、ＴＨＩ）、サンプリング周波数、解像度、ＰＲＦ、送信間隔、密度、ハードウエアの演算能力、伝送能力、動作モードの種別（画質優先動作モード、フレームレート優先動作モード、バランス動作モード、低電力動作モード）から選択される１以上の情報を用いることができる。これにより、対象線配列部４１２３は、超音波計測条件に適合するような態様にて象線毎に音響線信号の列を配列することができ、超音波計測条件に応じて空間分解能及びＳ／Ｎ比の低下を抑制しながら整相加算の演算量及び、生成される音響線信号のデータ量を削減できる。
【００７２】
３．２．２．３  主加算部４１３
主加算部４１３は、複数の部分振動子列１０１ａ＿ｌの各々に対応する音響線信号部分サブフレーム折り畳みデータｄｓｃ＿ｌを、識別番号ｓの絶対値と深さ（ｚ）とを２軸とする直交座量（ｓ，ｊ）上における観測点の位置を基準に加算して音響線信号サブフレーム折り畳みデータｄｓｃを生成してデータ格納部１０７に出力する。
【００７３】
３．２．２．４  再配列部４１４
再配列部４１４は、音響線信号サブフレーム折り畳みデータｄｓｃ＿ｓｆにおける音響線信号ｄｓｃ（ｓ，ｊ，ｉ）を、超音波主照射領域Ａｘにおける線上観測点ＰＢｘｉｊの位置に再配列して音響線信号サブフレームデータｄｓ＿ｓｆを生成する回路である。上述のとおり、音響線信号部分サブフレーム折り畳みデータｄｓｃ＿ｌ上の音響線信号ｄｓｃ（ｓ，ｊ，ｉ）には、音響線強度を示す情報の他、振動子列方向（ｘ）、深さ（ｚ）を示す座標情報（ｉ，ｊ）、対象線ＢＬの識別番号ｓを示す情報が含まれている。したがって、音響線信号部分サブフレーム折り畳みデータｄｓｃ＿ｌを加算して得た音響線信号サブフレーム折り畳みデータｄｓｃ上の音響線信号ｄｓｃ（ｓ，ｊ，ｉ）も、同様に音響線強度を示す情報の他、振動子列方向（ｘ）、深さ（ｚ）を示す座標情報（ｉ，ｊ）、対象線ＢＬの識別番号ｓを示す情報を含む信号とすることができる。
【００７４】
図１３は、再配列部４１４の動作を示す説明図である。したがって、図１３に示すように、再配列部４１４は、音響線信号サブフレーム折り畳みデータｄｓｃ＿ｓｆを入力として、音響線信号ｄｓｃ（ｓ，ｊ，ｉ）を直交座標（ｉ，ｊ）上の線上観測点ＰＢｘｉｊの位置に再配置し、線上観測点ＰＢｘｉｊ以外にはゼロを示す数固定値ｄｓ０内挿して音響線信号サブフレームデータｄｓ＿ｓｆを生成する。
【００７５】
１回の送信イベントとそれに伴う処理から、整相加算部４１により、送信イベントに同期して対象線群Ｂｘ上に存在する全ての観測点Ｐｉｊに対する音響線信号サブフレームデータｄｓ＿ｓｆが生成される。生成された音響線信号サブフレームデータｄｓ＿ｓｆは、データ格納部１０７に出力され保存される。
図６（ｄ）は、音響線信号サブフレームデータｄｓ＿ｓｆ生成の概要を示す模式図である。パート折り畳み部４１２＿１、４１２＿２、主加算部４１３、再配列部４１４における折り畳み・加算・展開処理（以後、「折り畳み・加算・展開処理」の前後のデータを比較したとき、パート整相加算部４１１＿１で生成された音響線信号部分データｄｓ＿１と、パート整相加算部４１１＿２で生成された音響線信号部分データｄｓ＿２とを線上観測点ＰＢｘｉｊの位置を基準に算術的に加算して、検出波照射領域Ａｘ内に存在する全ての線上観測点ＰＢｘｉｊについて音響線信号サブフレームデータｄｓ＿ｓｆが生成される。
【００７６】
具体的には、図６（ｃ）に示すように、パート整相加算部４１１＿１で生成された線上観測点ＰＢｘｉｊ（Ａ）＿１及び（Ｂ）＿１に対する音響線信号部分ムデータｄｓ＿１と、パート整相加算部４１１＿２で生成された線上観測点ＰＢｘｉｊ（Ａ）＿２及び（Ｂ）＿２に対する音響線信号部分データｄｓ＿２とを算術的に加算して線上観測点ＰＢｘｉｊ（Ａ）及び（Ｂ）に対する音響線信号データｄｓ＿１＋２を生成する。これにより、線上観測点ＰＢｘｉｊ（Ａ）及び（Ｂ）の両方において、十分な信号強度を有する音響線信号データｄｓ＿１＋２がそれぞれで得られる。そして、このような折り畳み・加算・展開処理を、全ての線上観測点ＰＢｘｉｊについて行うことで、音響線信号サブフレームデータｄｓ＿ｓｆが生成される。加算処理は、次式により示される。
【００７７】
【数３】
2018183297.tif 000005
３．２．３  合成部４２
送信イベントに同期して送信開口Ｔｘを列方向に順次移動させながら超音波送信を繰り返し、プローブ１０１に存する全ての振動子１０１ａから超音波送信を行うことにより１フレームの合成された音響線信号である音響線信号フレームデータｄｓ＿ｆを生成する。音響線信号フレームデータを構成する観測点ごとの合成された音響線信号を、以後、「合成音響線信号」と称呼する。
【００７８】
合成部４２は、送信イベントに同期して生成される音響線信号サブフレームデータｄｓ＿ｓｆから音響線信号フレームデータｄｓ＿ｆを合成する回路である。図１４は、合成部４２の構成を示す機能ブロック図である。図１４に示すように、合成部４２は、加算処理部４２１、増幅処理部４２２を備える。
以下、合成部４２を構成する各部の構成について説明する。
【００７９】
ｉ）加算処理部４２１
加算処理部４２１は、音響線信号フレームデータを合成するための一連の音響線信号サブフレームデータｄｓ＿ｓｆの生成が終了したのち、データ格納部１０７に保持されている複数の音響線信号サブフレームデータｄｓ＿ｓｆを読み出す。そして、各音響線信号サブフレームデータｄｓ＿ｓｆに含まれる音響線信号が取得された観測点Ｐｉｊの位置を指標として複数の音響線信号サブフレームデータｄｓ＿ｓｆを加算することにより、各観測点に対する合成音響線信号を生成して音響線信号フレームデータｄｓ＿ｆを合成する。そのため、複数の音響線信号サブフレームデータｄｓ＿ｓｆに含まれる同一位置の観測点に対する音響線信号は加算されて合成音響線信号が生成される。
【００８０】
図１５は、加算処理部４２１における合成音響線信号を合成する処理を示す模式図である。上述のとおり、送信イベントに同期して送信振動子列（送信開口Ｔｘ）に用いる振動子を振動子列方向に振動子１つ分だけ異ならせて超音波送信が順次行われる。そのため、異なる送信イベントに基づく対象線群Ｂｘも送信イベントごとに同一方向に振動子１つ分だけ位置が異なる。複数の音響線信号サブフレームデータｄｓ＿ｓｆを、各音響線信号サブフレームデータｄｓ＿ｓｆに含まれる音響線信号が取得された観測点Ｐｉｊの位置を指標として加算することにより、全ての対象線群Ｂｘを網羅した音響線信号フレームデータが合成される。
【００８１】
また、位置の異なる複数の対象線群Ｂｘにまたがって存在する観測点Ｐｉｊについては、各音響線信号サブフレームデータｄｓ＿ｓｆにおける音響線信号の値が加算されるので、合成音響線信号は、跨りの程度に応じて大きな値を示す。以後、観測点Ｐｉｊが異なる対象線群Ｂｘに含まれる回数を「重畳数」、振動子列方向における重畳数の最大値を「最大重畳数」と称する。
【００８２】
図１６（ａ）は、合成音響線信号における最大重畳数と、増幅処理部４２２における増幅処理の概要を示す模式図である。本実施の形態では、対象線群Ｂｘは砂時計形状の領域内に存在する。そのため、図１６（ａ）に示すように、重畳数及び最大重畳数は被検体の深さ方向において変化するので、合成音響線信号の値も同様に深さ方向において変化する。但し、本実施例の形態では対象線群の数が例えば１１の場合、最大重畳数は結果的に高々１１に制限される。
【００８３】
なお、各音響線信号サブフレームデータｄｓ＿ｓｆに含まれる音響線信号が取得された観測点Ｐｉｊの位置を指標として加算する際に、観測点Ｐｉｊの位置を指標として重みづけしながら加算してもよい。
合成された音響線信号フレームデータｄｓ＿ｆは増幅処理部４２２に出力される。
ｉｉ）増幅処理部４２２
上述のとおり、合成音響線信号の値は被検体の深さ方向において変化する。これを補うために、増幅処理部４２２は、音響線信号フレームデータｄｓ＿ｆに含まれる合成音響線信号の合成において、加算が行われた回数に応じて決定した増幅率を各合成音響線信号に乗じる増幅処理を行う。
【００８４】
図１６（ｂ）は、増幅処理部４２２における増幅処理の概要を示す模式図である。図１６（ｂ）に示すように、最大重畳数は被検体の深さ方向において変化するので、この変化を補うように、最大重畳数に応じて決定された被検体深さ方向において変化する増幅率が合成音響線信号に乗じられる。これにより、深さ方向における重畳数の変化に伴う合成音響線信号の変動要因は解消され、増幅処理後の合成音響線信号の値は深さ方向において均一化が図られる。
【００８５】
また、重畳数に応じて決定された振動子列方向において変化する増幅率を合成音響線信号に乗じる処理を行ってもよい。振動子列方向において重畳数が変化する場合に、その変動要因を解消し、振動子列方向において増幅処理後の合成音響線信号の値の均一化が図られる。
なお、生成した各観測点に対する合成音響線信号に増幅処理を施した信号を音響線信号フレームデータとしてもよい。
【００８６】
４．動  作
以上の構成からなる超音波診断装置１００の動作について説明する。
図１７は、受信ビームフォーマ部１０４のビームフォーミング処理動作を示すフローチャートである。
先ず、ステップＳ１０１において、送信部１０３１は、プローブ１０１に存する複数の振動子１０１ａ中送信開口Ｔｘに含まれる各振動子に超音波ビームを送信させるための送信信号を供給する送信処理（送信イベント）を行う。
【００８７】
次に、ステップＳ１０２において、受信部４０は、プローブ１０１での超音波反射波の受信から得た電気信号に基づき受信信号を生成しデータ格納部１０７に出力し、データ格納部１０７に受信信号を保存する。プローブ１０１に存する全ての振動子１０１ａから超音波送信が完了したか否かを判定する（ステップＳ１０３）。そして、完了していない場合（ステップＳ１０３において、Ｎｏ）にはステップＳ１０１に戻り、送信開口Ｔｘを列方向に振動子１つ分だけ移動させながら送信イベントを行い、完了している場合（ステップＳ１０３、Ｙｅｓ）にはステップＳ２０１に進む。
【００８８】
次に、ステップＳ２１０において、対象線群設定部４１１２は、送信イベントに同期して、送信開口Ｔｘの位置を示す情報に基づき対象線群Ｂｘを設定する。１回目のループでは初回の送信イベントにおける送信開口Ｔｘから求められる対象線群Ｂｘが設定される。
次に、部分振動子列１０１ａ＿ｌの識別番号ｌを１に設定する（ステップＳ２１５）。
次に、観測点同期型ビームフォーミング処理（ステップＳ２２０（Ｓ２２１〜Ｓ２２８））に進む。ステップＳ２２０では、まず、観測点Ｐｉｊの位置を示す座標ｉｊを対象線群Ｂｘ上の最小値に初期化し（ステップＳ２２１、Ｓ２２２）、受信開口設定部４１１３は、列中心が観測点Ｐｉｊに最も空間的に近接する振動子Ｘｋと合致するよう受信開口Ｒｘ振動子列を選択する（ステップＳ２２３）。これにより、次のビームフォーミング処理（ステップＳ２２０）において、パート整相加算部４１１＿ｌは、部分振動子列１０１ａ＿ｌのうち受信開口Ｒｘ振動子列と重複する範囲に含まれる振動子が被検体から受波した反射波に基づく受信信号列ｒｆを入力信号として整相加算処理を行う。
【００８９】
次に、ビームフォーミング処理（ステップＳ２２０）により、観測点Ｐｉｊについて音響線信号を生成する（ステップＳ２２４）。
ここで、ステップＳ２２４における、観測点Ｐｉｊについて音響線信号を生成する動作について説明する。図１８は、図１７におけるステップＳ２２４の詳細を示すフローチャートであり、受信ビームフォーマ部１０４における観測点Ｐｉｊについての音響線信号生成動作を示す。図１９は、受信ビームフォーマ部１０４における観測点Ｐｉｊについての音響線信号生成動作を説明するための模式図である。
【００９０】
まず、ステップＳ２２４１において、送信時間算出部４１１４は、対象線群Ｂｘ上に存在する任意の観測点Ｐｉｊについて、送信された超音波が被検体中の観測点Ｐｉｊに到達する送信時間を算出する。送信時間は、（１）観測点Ｐｉｊの深さがフォーカス深さ以上の場合には、幾何学的に定まる受信開口Ｒｘ内の受信振動子Ｒｋから送信フォーカス点Ｆを経由して観測点Ｐｉｊに至る経路（４０１＋４０２）の長さを超音波の音速ｃｓで除することにより、（２）観測点Ｐｉｊがフォーカス深さより浅い場合には、幾何学的に定まる、受信開口Ｒｘ内の受信振動子Ｒｋから送信フォーカス点Ｆに至る経路と観測点Ｐｉｊからフォーカス点に至る経路との差分（４０１−４０２）の長さを、超音波の音速ｃｓで除することにより算出できる。
【００９１】
次に受信開口Ｒｘから求められる受信開口Ｒｘ内の受信振動子Ｒｋの位置を示す座標ｋを受信開口Ｒｘ内の最小値に初期化し（ステップＳ２２４２）、受信時間算出部４１１５は、送信された超音波が被検体中の観測点Ｐｉｊで反射され受信開口Ｒｘの受信振動子Ｒｋに到達する受信時間を算出する（ステップＳ２２４３）。受信時間は、幾何学的に定まる観測点Ｐｉｊから受信振動子Ｒｋまでの経路４０３の長さを超音波の音速ｃｓで除することにより算出できる。さらに、遅延量算出部４１１６は、送信時間と受信時間の合計から、送信開口Ｔｘから送信された超音波が観測点Ｐｉｊで反射して受信振動子Ｒｋに到達するまでの総伝播時間を算出し（ステップＳ２２４４）、受信開口Ｒｘ内の各受信振動子Ｒｋに対する総伝播時間の差異により、各受信振動子Ｒｋに対する遅延量を算出する（ステップＳ２２４５）。
【００９２】
受信開口Ｒｘ内に存在する全ての受信振動子Ｒｋについて遅延量の算出を完了したか否かを判定し（ステップＳ２２４６）、完了していない場合には座標ｋをインクリメント（ステップＳ２２４７）して、更に受信振動子Ｒｋについて遅延量の算出を行い（ステップＳ２２４３）、完了している場合にはステップＳ２２４８に進む。この段階では、受信開口Ｒｘ内に存在する全ての受信振動子Ｒｋについて観測点Ｐｉｊからの反射波到達の遅延量が算出されている。
【００９３】
ステップＳ２２４８において、遅延処理部４１１７は、受信開口Ｒｘ内の受信振動子Ｒｋに対応する受信信号の列から、各受信振動子Ｒｋに対する遅延量を差引いた時間に対応する受信信号を観測点Ｐｉｊからの反射波に基づく受信信号として同定する。
次に、重み算出部４１１８は、受信開口Ｒｘの列方向の中心に位置する振動子に対する重みが最大となるよう各受信振動子Ｒｋに対する重み数列を算出する（ステップＳ２２４９）。加算部４１１９は、各受信振動子Ｒｋに対応して同定された受信信号に、各受信振動子Ｒｋに対する重みを乗じて加算して、観測点Ｐｉｊに対する音響線信号を生成し（ステップＳ２２５０）、生成された観測点Ｐｉｊについて音響線信号はデータ格納部１０７に出力され保存される（ステップＳ２２５１）。
【００９４】
次に、図１７に戻り、座標ｉ、ｊをインクリメントしてステップＳ２２４を繰り返すことにより、対象線群Ｂｘ上の座標ｉｊに位置する全ての観測点Ｐｉｊ（図１９中の「・」）について音響線信号が生成される。対象線群Ｂｘ上に存在する全ての観測点Ｐｉｊについて音響線信号の生成を完了したか否かを判定し（ステップＳ２２５、Ｓ２２７）、完了していない場合には座標ｉｊをインクリメント（ステップＳ２２６、Ｓ２２８）して、観測点Ｐｉｊについて音響線信号を生成し（ステップＳ２２４）、完了した場合にはステップＳ２２８に進む。この段階では、１回の送信イベントに伴う対象線群Ｂｘ上に存在する全ての観測点Ｐｉｊについての音響線信号部分サブフレームデータｄｓ＿ｌが生成され、データ格納部１０７に出力され保存されている。
【００９５】
次に、パート折り畳み部４１２＿ｌは、音響線信号部分サブフレーム折り畳みデータの生成処理を行う（ステップＳ２５０）。図２０は、図１７におけるステップＳ２４０の詳細を示すフローチャートである。
対象線群Ｂｘ上の線上観測点ＰＢｘｉｊの位置を示すｊ、ｊを最小値に初期化し（ステップＳ２４１１、Ｓ２４１２）、線上観測点音響線信号抽出部４１２１は、音響線信号部分サブフレームデータｄｓ＿ｌ上の座標（ｊ、ｊ）に位置する信号ｄｓ（ｉ，ｊ）をデータ格納部１０７から読み込み（ステップＳ２４１３）、ｄｓ（ｉ，ｊ）がゼロを示す固定値ｄｓ０（０）であるか否かを判定する（ステップＳ２４１４）。固定値ｄｓ０（０）である場合（ステップＳ２４１４において、Ｎｏ）には、ステップＳ２４１８に進む。ｄｓ（ｉ，ｊ）が、固定値ｄｓ０（０）でない場合（ステップＳ２４１４において、Ｙｅｓ）には、ｄｓ（ｉ，ｊ）が対象線群Ｂｘ上の線上観測点ＰＢｘｉｊにおける音響線信号ｄｓ（ｉ，ｊ）であると判定して、音響線信号ｄｓ（ｉ，ｊ）を、音響線信号ｄｓ（ｉ，ｊ）に対象線群Ｂｘ中の対象線ＢＬを識別する識別番号ｓを付加した音響線信号ｄｓｃ（ｓ，ｊ，ｉ）に置き換え（ステップＳ２４１５）、データ格納部１０７に出力する（ステップＳ２４１６）とともに、識別番号ｓをインクリメントする（ステップＳ２４１７）。
【００９６】
次に、位置を示すｊ、ｊのうち、全てのｉについて処理を完了したか否か（ステップＳ２４１８）、超音波主照射領域Ａｘ内の全てのｊについて処理を完了したか否か（ステップＳ２４２０）について判定し、完了していない場合はｉ、ｊをインクリメント（ステップＳ２４１９、Ｓ２４２１）して、ｄｓ（ｉ，ｊ）が固定値ｄｓ０（０）であるか否かを判定し（ステップＳ２４１４）、全てのｉ、ｊについて処理を完了している場合には、図１７におけるステップ２５０に進む。
【００９７】
この段階では、部分振動子列１０１ａ＿ｌに関するイタレーションについて、超音波主照射領域Ａｘに含まれる対象線群Ｂｘ上の線上観測点ＰＢｘｉｊにおける全ての音響線信号ｄｓ（ｉ，ｊ）が、音響線信号ｄｓｃ（ｓ，ｊ，ｉ）に置き換えて抽出されている。これにより、部分振動子列１０１ａ＿ｌに関する、音響線信号部分サブフレーム折り畳みデータｄｓｃ＿ｌが生成される。図１２（ｃ）（ｄ）において、説明したように、音響線信号部分サブフレーム折り畳みデータｄｓｃ＿ｌは、線上観測点ＰＢｘｉｊに対する音響線信号ｄｓ（ｉ，ｊ）を対象線ＢＬ間の間隔を詰めて配列したものであるので、データ量を縮小することができ、必要な内部メモリ容量やデータ伝送能力を縮減できる。
【００９８】
次に、全ての部分振動子列１０１ａ＿ｌについて、音響線信号部分サブフレームデータｄｓ＿ｌの生成が完了したか否かを判定し（ステップＳ２５０）、完了していない場合にはｌをインクリメント（ステップＳ２５１）してステップＳ２２１に戻り、完了している場合にはステップＳ２６０に進む。
この段階では、１回の送信イベントに伴う全ての部分振動子列１０１ａ＿ｌに対して音響線信号部分サブフレーム折り畳みデータｄｓｃ＿ｌが生成され、データ格納部１０７に出力され保存されている。
【００９９】
次に、主加算部４１３は、複数の部分振動子列１０１ａ＿ｌの各々に対応する音響線信号部分サブフレーム折り畳みデータｄｓｃ＿ｌを、データ格納部１０７から読み出し、識別番号ｓの絶対値と深さ（ｚ）とを２軸とする直交座量（ｓ，ｊ）上における観測点の位置を基準に、それらを加算して音響線信号サブフレーム折り畳みデータｄｓｃを生成する（ステップＳ２６０）。
【０１００】
続けて、再配列部４１４は、音響線信号サブフレーム折り畳みデータｄｓｃ＿ｓｆにおける音響線信号ｄｓｃ（ｓ，ｊ，ｉ）を、超音波主照射領域Ａｘにおける線上観測点ＰＢｘｉｊの位置に再配列して音響線信号サブフレームデータｄｓ＿ｓｆを生成する（ステップＳ２７０）図２１は、図１７におけるステップＳ２７０の詳細を示すフローチャートである。
【０１０１】
対象線群Ｂｘ上の線上観測点ＰＢｘｉｊの位置を示すｊ、ｊを最小値に初期化し（ステップＳ２７１、Ｓ２７２）、再配列部４１４は、音響線信号サブフレーム折り畳みデータｄｓｃ＿ｓｆ上の座標（ｓ，ｊ）に位置する音響線信号ｄｓｃ（ｓ，ｊ，ｉ）をデータ格納部１０７から読み込み、対象線ＢＬを識別する識別番号ｓを付加した音響線信号ｄｓｃ（ｓ，ｊ，ｉ）を音響線信号ｄｓ（ｉ，ｊ）に置き換え（ステップＳ２７３）、データ格納部１０７に出力する（ステップＳ２７４）。このとき、再配列部４１４は、音響線信号ｄｓｃ（ｓ，ｊ，ｉ）を直交座標（ｉ，ｊ）上の線上観測点ＰＢｘｉｊの位置に再配列するとともに、線上観測点ＰＢｘｉｊ以外にはゼロを示す数固定値ｄｓ０内挿する。
【０１０２】
次に、識別番号ｓ、位置を示すｊのうち、全てのｓについて処理を完了したか否か（ステップＳ２７５）、超音波主照射領域Ａｘ内の全てのｊについて処理を完了したか否か（ステップＳ２７７）について判定し、完了していない場合はｓ、ｊをインクリメント（ステップＳ２７６、Ｓ２７７）して、音響線信号ｄｓｃ（ｓ，ｊ，ｉ）を音響線信号ｄｓ（ｉ，ｊ）に置き換え（ステップＳ２７３）、全てのｓ、ｊについて処理を完了している場合には、図１７におけるステップ２９０に進む。
【０１０３】
この段階では、再配列部４１４は、部分振動子列１０１ａ＿ｌに関するイタレーションについて、音響線信号サブフレーム折り畳みデータｄｓｃ＿ｓｆを入力として、音響線信号サブフレームデータｄｓ＿ｓｆを生成している。
次に、図１７に戻り、全ての送信イベントについて、音響線信号サブフレームデータｄｓ＿ｓｆの生成が終了したか否かを判定し（ステップＳ２９０）、終了していない場合には、ステップＳ２１０に戻り、観測点Ｐｉｊの位置を示す座標ｉｊを、次の送信イベントでの送信開口Ｔｘから求められる対象線群Ｂｘ上の最小値に初期化し（ステップＳ２２１、Ｓ２２２）、受信開口Ｒｘを設定する（ステップＳ２２３）し、終了している場合にはステップＳ３０１に進む。
【０１０４】
次に、ステップＳ３０１において、加算処理部４２１は、データ格納部１０７に保持されている複数の音響線信号サブフレームデータｄｓ＿ｓｆを読み出し、観測点Ｐｉｊの位置を指標として複数の音響線信号サブフレームデータｄｓ＿ｓｆを加算して各観測点Ｐｉｊに対する合成音響線信号を生成して音響線信号フレームデータｄｓ＿ｆを合成する。次に、増幅処理部４２２は、音響線信号フレームデータｄｓ＿ｆに含まれる各合成音響線信号の加算回数に応じて決定された増幅率を各合成音響線信号に乗じ（ステップＳ３０２）、増幅された音響線信号フレームデータｄｓ＿ｆを、超音波画像生成部１０５及びデータ格納部１０７に出力し（ステップＳ３０３）処理を終了する。
【０１０５】
５．画質評価について
実施の形態に係る受信ビームフォーマ部１０４を実施例に相当する例と比較例を用いて、生成されるＢモード画像の画質評価を行った。
（１）供試サンプル
図２２（ａ）〜（ｄ）は、実施例及び比較例１の受信ビームフォーミングにより得た超音波画像である。サンプルの具体的な仕様には、以下のとおりである。
【０１０６】
ｉ）図２２（ａ）
部分振動子列１０１ａ＿ｌの分割数ｎを２としたときの、パート整相加算部４１１＿１により生成された音響線信号部分サブフレームデータｄｓ＿ｌに基づくＢモード画像
ｉｉ）図２２（ｂ）
パート整相加算部４１１＿２により生成された音響線信号部分サブフレームデータｄｓ＿２に基づくＢモード画像。
【０１０７】
ｉｉｉ）図２２（ｃ）
音響線信号部分サブフレームデータｄｓ＿ｌと音響線信号部分サブフレームデータｄｓ＿２とを算術加算して得た音響線信号サブフレームデータｄｓ＿ｓｆに基づくＢモード画像である。
【０１０８】
（２）評価結果
図２２（ａ）では、左半分に画像が描画され、（ｂ）では右半分に画像が描画され、（ｃ）では、良好な品質の画像が描画されている。
６．受信ビームフォーマ部１０４による効果
本実施の形態に係る超音波診断装置１００の実施例について、主に、受信ビームフォーマ部１０４について、その構成及び機能を説明する。なお、受信ビームフォーマ部１０４以外の構成については、公知の超音波診断装置に使われるものと同じ構成を適用可能である。
【０１０９】
（実施例１）
図２３は、本実施の形態の実施例に係る超音波診断装置１００Ａにおける受信ビームフォーマ部１０４の模式実装図である。部分振動子列１０１ａ＿ｌの分割数ｎを２としたときの、受信ビームフォーマ部１０４を構成する複数の集積回路において、受信部４０、整相加算部４１、合成部４２における各機能がどのように配置されて実現されているかを示す。図２３に示すように、超音波診断装置１００Ａでは、部分振動子列１０１ａ＿１、１０１ａ＿２は、１２８個の振動子からなる送信振動子１０１ａの列をｎ分割（ｎ＝２）したものであり、それぞれ６４個の振動子（６４チャンネル）に接続された２個の集積回路５０１＿１、５０１＿２と、集積回路５０１＿３とを備える。複数のパート受信部４０１＿１、４０１＿２、複数のパート整相加算部４１１＿１、４１１＿２、複数のパート折り畳み部４１２＿１、４１２＿２は、それぞれ各１づつ２個の集積回路５０１＿１、５０１＿２に含まれ、主加算部４１３、再配列部４１４は集積回路５０１＿３に含まれる。そして、２個の集積回路５０１＿１、５０１＿２のそれぞれから、集積回路５０１＿３に音響線信号部分サブフレーム折り畳みデータｄｓｃ＿ｌが伝送される構成を採る。さらに、超音波診断装置１００Ａでは、合成部４２も、集積回路５０１＿３に含まれる構成としてもよい。
【０１１０】
上述のとおり、音響線信号部分サブフレーム折り畳みデータｄｓｃ＿ｌは、線上観測点ＰＢｘｉｊに対する音響線信号ｄｓ（ｉ，ｊ）を対象線ＢＬ間の間隔を詰めて配列したものであるので、音響線信号部分サブフレームデータｄｓ＿ｌに比べて、データ量を約２０％から８０％の範囲に縮減することができる（上述の例では、データ量が５／１３（約３８．５％）に縮減した）。集積回路５０１＿１、５０１＿２から集積回路５０１＿３へのデータ転送に際し、パート折り畳み部４１２＿１、４１２＿２により音響線信号部分サブフレームデータｄｓ＿ｌを音響線信号部分サブフレーム折り畳みデータｄｓｃ＿ｌに変換してからデータ転送を行うことにより、転送に係るデータ量を縮減することができる。その結果、集積回路５０１＿１、５０１＿２、５０１＿３の必要な内部メモリ容量や、集積回路５０１＿１及び５０１＿２〜集積回路５０１＿３間の必要なデータ伝送能力の抑制することができる。
【０１１１】
また、受信振動子１０１ａの列をｎ分割して受信振動子１０１ａに関する整相加算処理を複数の集積回路５０１＿１、５０１＿２、５０１＿３に分散して行う。すなわち、整相加算処理を複数の演算器に分散化して１演算器あたりの演算量を削減することができる。これにより、部分振動子列毎に対応した前段の整相加算処理、折り畳み処理を行う集積回路５０１＿１、５０１＿２と、後段の主加算処理、再配列処理、合成処理とを行う集積回路５０１＿３とのそれぞれにおいて、例えば、小規模のＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array）を複数用いることでハードウェアを構成できるので、ハードウェアにおける演算器のコストを大幅に低減することができる。
【０１１２】
合成部４２は、送信イベントに同期して生成される音響線信号サブフレームデータｄｓ＿ｓｆを再配列部４１４から取得して音響線信号フレームデータｄｓ＿ｆを合成し、データ格納部１０７に出力する回路である。超音波診断装置１００Ａでは、集積回路５０１＿３がデータ格納部１０７を内部メモリーとして備える構成を採る。データ格納部１０７（内部メモリ）には、前送信イベントに同期して合成された音響線信号フレームデータｄｓ＿ｆが保存されている。合成部４２は、送信イベントごとに再配列部４１４から新たな音響線信号サブフレームデータｄｓ＿ｓｆを取得して新たに音響線信号フレームデータｄｓ＿ｆを合成し、データ格納部１０７保存された音響線信号フレームデータｄｓ＿ｆを新たに作成されたデータに更新する。同時に、合成部４２は、前送信イベント時に作成された音響線信号フレームデータｄｓ＿ｆと現信イベント時に作成された音響線信号フレームデータｄｓ＿ｆとの差分に相当する音響線信号ｄｓを超音波画像生成部１０５に出力する。送信イベント間の差分に相当する音響線信号ｄｓとは１個の振動子１０１ａの相当する幅の深さ方向に伸長した音響線信号ｄｓの列であり、音響線信号フレームデータｄｓ＿ｆのデータ量を送信イベント数で除したデータ量になる。本例では、送信イベント数を振動子１０１ａの総数を１２８としたとき、音響線信号フレームデータｄｓ＿ｆのデータ量に対し１／１２８のデータ量となる。
【０１１３】
係る構成により、送信イベント毎に集積回路５０１＿３から転送されるデータは音響線信号フレームデータｄｓ＿ｆのうち送信イベント間の差分に相当する音響線信号ｄｓのみとすることができ、集積回路５０１＿３より後段へのデータ伝送に必要なデータ伝送能力を縮減することができる。
（実施例２）
図２４は、本実施の形態の別の実施例に係る超音波診断装置１００Ｂにおける受信ビームフォーマ部１０４の模式実装図である。ここでも、部分振動子列１０１ａ＿ｌの分割数ｎは２としている。図２４に示すように、超音波診断装置１００Ｂでは、部分振動子列１０１ａ＿１、１０１ａ＿２は、受信振動子１０１ａの列をｎ分割（ｎ＝２）したものであり、ｎ個の集積回路５１１、５１１を備え、複数のパート受信部４０１＿１、４０１＿２、複数のパート整相加算部４１１＿１、４１１＿２、複数のパート折り畳み部４１２＿１、４１２＿２は、それぞれ各１づつｎ個の集積回路５１１、５１２に含まれ、主加算部４１３及び再配列部４１４は、ｎ個の集積回路５１１、５１２の何れかに含まれ、主加算部４１３及び再配列部４１４を含む集積回路に対し、それ以外の集積回路のそれぞれから、音響線信号部分サブフレーム折り畳みデータｄｓｃ＿ｌが伝送される構成を採る。さらに、超音波診断装置１００Ｂでは、合成部４２も、主加算部４１３及び再配列部４１４を含む集積回路に含まれる構成としてもよい。
【０１１４】
超音波診断装置１００Ｂでは、上記超音波診断装置１００Ａで示した効果に加え、さらに、以下の効果を得ることができる。超音波診断装置１００Ａでは、超音波プローブに列設された複数の振動子の列を複数の部分振動子列に分割し、それぞれの部分振動子列毎に得られる受信信号に基づいて前段で整相加算処理、折り畳み処理を行い、それぞれの整相加算処理から生成された音響線信号を後段で、主加算処理、再配列処理、合成処理を行う構成を採る。このうち、集積回路５０１＿３にて行われる後段の主加算処理、再配列処理及び合成処理は、集積回路５０１＿１、５０１＿２にて行われる前段の整相加算処理、折り畳み処理に比べて演算量が少なく、集積回路５０１＿１、５０１＿２の何れかにて行う構成としてもよい。超音波診断装置１００Ｂでは、後段の主加算処理、再配列処理及び合成処理を、前段の整相加算処理、折り畳み処理を行う集積回路５１１、５１２の何れかにて行わせる構成とした点に特徴がある。係る構成により、超音波診断装置１００Ｂでは、集積回路５０１＿３を削減することができ、ハードウェアにおける演算器のコストをさらに低減することができる。
【０１１５】
なお、図２４では、簡単のために、振動子列（１０１ａ）を２つの部分振動子列１０１ａ＿１、ａ＿２に分割し、整相加算部４１が２つのパート整相加算部４１１＿１、４１１＿２より構成される場合を示したが、分割数ｎは２に限られないことは言うまでもない。
７．変形例
以上、実施の形態に係る超音波信号処理装置を説明したが、本発明は、その本質的な特徴的構成要素を除き、以上の実施の形態に何ら限定を受けるものではない。例えば、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。以下では、そのような形態の一例として、変形例に係る超音波信号処理装置について説明する。
【０１１６】
（１）実施の形態１に係る超音波診断装置１００では、受信開口設定部４１１３は、列中心が線上観測点ＰＢｘｉｊに最も空間的に近接する振動子と合致するよう受信開口Ｒｘを選択する構成とした。しかしながら、受信開口Ｒｘの構成は適宜変更することができる。
変形例１では、列中心が送信開口Ｔｘ振動子列の列中心と合致する受信開口Ｒｘ振動子列を選択する送信同期型受信開口設定部（以後、「Ｔｘ受信開口設定部」）を備えた点で実施の形態１と相違する。Ｔｘ受信開口設定部以外の構成については、実施の形態１に示した各要素と同じであり、同じ部分については説明を省略する。
【０１１７】
図２５は、Ｔｘ受信開口設定部により設定された受信開口Ｒｘと送信開口Ｔｘとの関係を示す模式図である。変形例１では、受信開口Ｒｘ振動子列の列中心が送信開口Ｔｘ振動子列の列中心と合致するように受信開口Ｒｘ振動子列が選択される。受信開口Ｒｘの中心軸の位置は、送信開口Ｔｘの中心軸の位置と同一であり、受信開口Ｒｘは、送信フォーカス点Ｆを中心として対称な開口である。したがって、送信イベントにごとに列方向に移動する送信開口Ｔｘの位置変化に同期して、受信開口Ｒｘの位置も移動する。
【０１１８】
また、受信開口Ｒｘの中心軸及び送信開口Ｔｘの中心軸上に位置する振動子に対する重みが最大となるよう受信開口Ｒｘの各受信振動子Ｒｋに対する重み数列（受信アボダイゼーション）は算出される。重み数列は、振動子Ｘｋを中心として対称な分布をなす。重み数列の分布の形状は、ハミング窓、ハニング窓、矩形窓などを用いることができ、分布の形状は特に限定されない。
【０１１９】
変形例１に係る超音波診断装置では、実施の形態１において示した効果のうち観測点同期型の受信開口に関する部分を除いた効果に変えて、以下の効果を奏する。すなわち、変形例１では、Ｔｘ受信開口設定部は送信イベントに対応して列中心が送信開口Ｔｘに含まれる振動子列の列中心と合致する振動子列を受信振動子として選択して受信開口Ｒｘを設定する。そのため、受信開口Ｒｘの中心軸の位置は、送信開口Ｔｘの中心軸の位置と同一であり、送信イベントにごとに列方向に移動する送信開口Ｔｘの位置変化に同期して、受信開口Ｒｘの位置も変化（移動）する。よって、送信イベントに同期してそれぞれ異なる受信開口にて整相加算を行うことができ、複数の送信イベントにわたって受信時刻は異なるものの、結果としてより一層広い受信開口を用いた受信処理4の効果が得られ、広い観測領域で空間分解能を均一にすることができる。
【０１２０】
（２）実施の形態では、対象線群Ｂｘが、７本の対象線を等角度に配置した場合を例示したが、対象線群Ｂｘの対象線の数は３以上であればよい。また、対象線の位置関係は、隣接する２本の対象線のなす角が一定である場合に限られず、例えば、同じ深さにおいて、対象線上の観測点の間隔が等間隔である、としてもよい。ここで、直線Ｌは振動子の並ぶ方向と平行な直線であり、直線Ｌと各対象線の交点の間隔は一定である。
【０１２１】
なお、対象線群Ｂｘは上述の例に限られず、送信フォーカス点Ｆを通過する複数の対象線からなり、隣接する２つの対象線上にあり、フォーカス点Ｆから等しい距離にある、または、同じ深さにある、２つの観測点の間の距離が、同一の対象線上にある２つの隣接する観測点の間の距離より大きい限り、任意の形状でよい。ただし、上述したように、対象線の向きは互いに類似しないほうが好ましいため、角度または振動子の並ぶ方向に均等であることが好ましい。また、２つの対象線がなす角の最大値は大きいことが好ましく、２つの対象線が超音波主照射領域Ａｘの外郭線に一致していることが好ましい。さらに、１つの対象線が送信開口中心軸上にあることが好ましい。これは、最も信号強度の高い音響線信号を取得することができるからである。
【０１２２】
（３）本実施の形態に係る超音波診断装置１００は、図１で示した構成の超音波診断装置に限定されない。例えば、マルチプレクサ部１０２がなく、送信ビームフォーマ部１０３と受信ビームフォーマ部１０４とが直接、プローブ１０１の各振動子１０１ａに接続されていてもよい。また、プローブ１０１に送信ビームフォーマ部１０３や受信ビームフォーマ部１０４、またその一部などが内蔵される構成であってもよい。これは、本実施の形態に係る超音波診断装置１００に限られず、後に説明する他の実施の形態や変形例に係る超音波診断装置でも同様である。
【０１２３】
（４）本開示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。
例えば、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、上記メモリは、上記コンピュータプログラムを記憶しており、上記マイクロプロセッサは、上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。例えば、本発明の超音波診断装置の診断方法のコンピュータプログラムを有しており、このプログラムに従って動作する（又は接続された各部位に動作を指示する）コンピュータシステムであってもよい。
【０１２４】
また、上記超音波診断装置の全部、もしくは一部、またビームフォーミング部の全部又は一部を、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記録媒体、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も本発明に含まれる。上記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。上記マイクロプロセッサが、上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。
【０１２５】
また、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。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部又は全てを含むように１チップ化されてもよい。なお、ＬＳＩは、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。上記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。上記マイクロプロセッサが、上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。例えば、本発明のビームフォーミング方法がＬＳＩのプログラムとして格納されており、このＬＳＩがコンピュータ内に挿入され、所定のプログラム（ビームフォーミング方法）を実施する場合も本発明に含まれる。
【０１２６】
なお、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路また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）や、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・プロセッサー（Reconfigurable Processor）を利用してもよい。
さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。
【０１２７】
また、各実施の形態に係る、超音波診断装置の機能の一部又は全てを、ＣＰＵ等のプロセッサがプログラムを実行することにより実現してもよい。上記超音波診断装置の診断方法や、ビームフォーミング方法を実施させるプログラムが記録された非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体であってもよい。プログラムや信号を記録媒体に記録して移送することにより、プログラムを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、また、上記プログラムは、インターネット等の伝送媒体を介して流通させることができるのは言うまでもない。
【０１２８】
また、上記実施形態に係る超音波診断装置の各構成要素は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）やプロセッサなどのプログラマブルデバイスとソフトウェアにより実現される構成であってもよい。後者の構成は、いわゆるＧＰＧＰＵ（General-Purpose computing on Graphics Processing Unit）である。これらの構成要素は一個の回路部品とすることができるし、複数の回路部品の集合体にすることもできる。また、複数の構成要素を組合せて一個の回路部品とすることができるし、複数の回路部品の集合体にすることもできる。
【０１２９】
上記実施形態に係る超音波診断装置では、記憶装置であるデータ格納部を超音波診断装置内に含む構成としたが、記憶装置はこれに限定されず、半導体メモリ、ハードディスクドライブ、光ディスクドライブ、磁気記憶装置、等が、超音波診断装置に外部から接続される構成であってもよい。
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。
【０１３０】
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。
また、超音波診断装置には、プローブ及び表示部が外部から接続される構成としたが、これらは、超音波診断装置内に一体的に具備されている構成としてもよい。
【０１３１】
また、プローブは、送受信部の一部の機能をプローブに含んでいてもよい。例えば、送受信部から出力された送信電気信号を生成するための制御信号に基づき、プローブ内で送信電気信号を生成し、この送信電気信号を超音波に変換する。併せて、受信した反射超音波を受信電気信号に変換し、プローブ内で受信電気信号に基づき受信信号を生成する構成を採ることができる。
【０１３２】
また、各実施の形態に係る超音波診断装置、及びその変形例の機能のうち少なくとも一部を組み合わせてもよい。更に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。
さらに、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。
【０１３３】
≪まとめ≫
実施の形態に係る超音波信号処理装置は、複数の振動子を備えた超音波プローブを用いて被検体に超音波ビームを送信し、被検体から得られた反射波に基づいて音響線信号サブフレームデータを生成する超音波診断装置であって、被検体内における超音波ビームの集束点を規定するフォーカス点を設定し、前記複数の振動子から選択される複数の送信振動子の列から前記集束点に集束する超音波ビームを送信させる送信部と、前記超音波プローブが前記被検体から受波した反射波に基づいて、前記超音波プローブの振動子各々に対する受信信号列を生成する受信部と、前記超音波ビームの主照射領域内の位置に対応する複数の領域内観測点のうち前記フォーカス点を通過する対象線群上に存在する複数の線上観測点について、前記主照射領域内から得られた反射波に基づく前記受信信号列を整相加算して音響線信号サブフレームデータを生成する整相加算部と、を備え、前記受信部は、前記送信振動子の列を分割した複数の部分振動子列の各々について、その部分振動子列に含まれる振動子各々が被検体から受波した反射波に基づき受信信号列を生成する複数のパート受信部と、前記整相加算部は、前記複数の部分振動子列に対応する受信信号列を整相加算することにより前記複数の線上観測点について音響線信号を生成して、前記複数の部分振動子列の各々に対応する音響線信号部分サブフレームデータを生成する複数のパート整相加算部と、前記複数の部分振動子列の各々に対応する前記音響線信号部分サブフレームデータから、前記複数の線上観測点に対する音響線信号の列を抽出し、前記対象線群に含まれる対象線間の間隔を詰めて配列することにより音響線信号部分サブフレーム折り畳みデータを生成する複数のパート折り畳み部と、前記複数の部分振動子列の各々に対応する前記音響線信号部分サブフレーム折り畳みデータを前記配列された観測点の位置を基準に加算して音響線信号サブフレーム折り畳みデータを生成する主加算部と、前記音響線信号フレーム折り畳みデータにおける音響線信号を、前記主照射領域における前記線上観測点の位置に再配列して前記音響線信号サブフレームデータを生成する再配列部とを有することを特徴とする。
【０１３４】
係る構成により、空間分解能及びＳ／Ｎ比の低下を抑制しながら整相加算の演算量、及び、生成される音響線信号のデータ量を削減することができ、超音波診断装置の受信ビームフォーマにおける必要な内部メモリ容量やデータ伝送能力を縮減できる。
また、別の態様では、上記何れかの態様において、前記対象線群に含まれる各対象線は直線であり、１つの対象線上であって前記フォーカス点からの距離が所定距離以上である１つの観測点について、前記１つの対象線上にある最近接の観測点との距離は、前記１つの対象線に隣接する対象線上に存在する最近接の観測点との距離より小さい構成としてもよい。
【０１３５】
係る構成により、空間分解能及びＳ／Ｎ比の低下を抑制しながら整相加算の演算量及び、生成される音響線信号のデータ量を削減できる。
また、別の態様では、上記何れかの態様において、さらに、前記音響線信号サブフレームデータを複数合成して音響線信号フレームデータを生成する合成部を備え、前記送信部は、前記超音波ビームを送信する送信イベントを前記フォーカス点を変更しながら複数回行い、前記受信部は、各送信イベントに同期して前記受信信号列を生成し、前記整相加算部は、各送信イベントに同期して前記音響線信号サブフレームデータを複数生成し、前記合成部は、各送信イベントに同期して生成された複数の前記音響線信号サブフレームデータを、観測点の位置を基準に合成して音響線信号フレームデータを生成する構成としてもよい。
【０１３６】
係る構成により、合成開口法を用いて空間分解能及びＳ／Ｎ比の低下を抑制できる。
また、別の態様では、上記何れかの態様において、前記部分振動子列は、前記送信振動子の列をｎ分割したものであり、ｎ個の第１の集積回路と第２の集積回路とを備え、前記複数のパート受信部、前記複数のパート整相加算部、前記複数のパート折り畳み部は、それぞれ各１づつｎ個の第１の集積回路に含まれ、前記主加算部及び前記再配列部は、前記第２の集積回路に含まれ、前記ｎ個の集積回路のそれぞれから、前記第２の集積回路に前記音響線信号部分サブフレーム折り畳みデータが伝送される構成としてもよい。
【０１３７】
係る構成により、集積回路５０１＿１、５０１＿２から集積回路５０１＿３へのデータ転送に際し、転送に係るデータ量を縮減することができ、集積回路５０１＿１、５０１＿２、５０１＿３の必要な内部メモリ容量や、集積回路５０１＿１及び５０１＿２〜集積回路５０１＿３間の必要なデータ伝送能力の抑制することができる。
また、受信振動子１０１ａの列をｎ分割して受信振動子１０１ａに関する整相加算処理を複数の集積回路５０１＿１、５０１＿２、５０１＿３に分散して行い、整相加算処理を複数の演算器に分散化して１演算器あたりの演算量を削減することができる。これにより、部分振動子列毎に対応した前段の整相加算処理、折り畳み処理を行う集積回路５０１＿１、５０１＿２と、後段の主加算処理、再配列処理、合成処理とを行う集積回路５０１＿３とのそれぞれにおいて、例えば、小規模のＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array）を複数用いることでハードウェアを構成できるので、ハードウェアにおける演算器のコストを大幅に低減することができる。
【０１３８】
また、別の態様では、上記何れかの態様において、前記部分振動子列は、前記送信振動子の列をｎ分割したものであり、ｎ個の集積回路を備え、前記複数のパート受信部、前記複数のパート整相加算部、前記複数のパート折り畳み部は、それぞれ各１づつｎ個の集積回路に含まれ、前記主加算部及び前記再配列部は、前記ｎ個の集積回路の何れかに含まれ、前記主加算部及び前記再配列部が含まれる集積回路に対し、それ以外の集積回路のそれぞれから、前記音響線信号部分サブフレーム折り畳みデータが伝送される構成としてもよい。
【０１３９】
係る構成により、超音波診断装置１００Ｂでは、集積回路を削減することができ、ハードウェアにおける演算器のコストをさらに低減することができる。
また、別の態様では、上記何れかの態様において、さらに、超音波計測条件を示す各種に基づき、前記音響線信号部分サブフレーム折り畳みデータにおける前記対象線上の音響線信号の配列方法を規定する配列情報を決定する配列決定部を備え、前記パート折り畳み部は、前記配列情報に基づき対象線毎に音響線信号の列を配列して音響線信号部分サブフレーム折り畳みデータを生成する構成としてもよい。
【０１４０】
係る構成により、超音波計測条件に適合するような態様にて象線毎に音響線信号の列を配列することができ、超音波計測条件に応じて空間分解能及びＳ／Ｎ比の低下を抑制しながら整相加算の演算量及び、生成される音響線信号のデータ量を削減できる。
また、別の態様では、上記何れかの態様において、前記合成部は、各送信イベントに同期して合成された音響線信号フレームデータ間の差分を算出し、各送信イベントに同期して前記差分に相当する音響線信号を出力する構成を採る。
【０１４１】
送信イベント間の差分に相当する音響線信号ｄｓとは１個の振動子１０１ａの相当する幅の深さ方向に伸長した音響線信号ｄｓの列であり、音響線信号フレームデータｄｓ＿ｆのデータ量を送信イベント数で除したデータ量になる。
係る構成により、送信イベント毎に集積回路５０１＿３から転送されるデータは音響線信号フレームデータｄｓ＿ｆのうち送信イベント間の差分に相当する音響線信号ｄｓのみとすることができ、集積回路５０１＿３より後段へのデータ伝送に必要なデータ伝送能力を縮減することができる。
【０１４２】
また、本実施の形態に係る超音波信号処理方法は、複数の振動子を備えた超音波プローブを用いて被検体に超音波ビームを送信し、被検体から得られた反射波に基づいて音響線信号サブフレームデータを生成する超音波信号処理方法であって、被検体内における超音波ビームの集束点を規定するフォーカス点を設定し、前記複数の振動子から選択される複数の送信振動子の列から前記集束点に集束する超音波ビームを送信させる送信ステップと、前記超音波プローブが前記被検体から受波した反射波に基づいて、前記超音波プローブの振動子各々に対する受信信号列を生成する受信ステップと、前記超音波ビームの主照射領域内の位置に対応する複数の領域内観測点のうち前記フォーカス点を通過する対象線群上に存在する複数の線上観測点について、前記主照射領域内から得られた反射波に基づく前記受信信号列を整相加算して音響線信号サブフレームデータを生成する整相加算ステップと、を有し、前記受信ステップは、前記送信振動子の列を分割した複数の部分振動子列の各々について、その部分振動子列に含まれる振動子各々が被検体から受波した反射波に基づき受信信号列を生成する複数のパート受信サブステップと、前記整相加算ステップは、前記複数の部分振動子列に対応する受信信号列を整相加算することにより前記複数の線上観測点について音響線信号を生成して、前記複数の部分振動子列の各々に対応する音響線信号部分サブフレームデータを生成する複数のパート整相加算サブステップと、前記複数の部分振動子列の各々に対応する前記音響線信号部分サブフレームデータから、前記複数の線上観測点に対する音響線信号の列を抽出し、前記対象線群に含まれる対象線間の間隔を詰めて配列することにより音響線信号部分サブフレーム折り畳みデータを生成する複数のパート折り畳みサブステップと、前記複数の部分振動子列の各々に対応する前記音響線信号部分サブフレーム折り畳みデータを前記配列された観測点の位置を基準に加算して音響線信号サブフレーム折り畳みデータを生成する主加算サブステップと、前記音響線信号フレーム折り畳みデータにおける音響線信号を、前記主照射領域における前記線上観測点の位置に再配列して前記音響線信号サブフレームデータを生成する再配列サブステップとを有することを特徴とする。
【０１４３】
また、別の態様では、上記何れかの態様において、前記対象線群に含まれる各対象線は直線であり、１つの対象線上であって前記フォーカス点からの距離が所定距離以上である１つの観測点について、前記１つの対象線上にある最近接の観測点との距離は、前記１つの対象線に隣接する対象線上に存在する最近接の観測点との距離より小さい構成としてもよい。
【０１４４】
係る構成により、超音波診断装置の受信ビームフォーマにおける必要な内部メモリ容量やデータ伝送能力を縮減できる超音波信号処理方法、及び、それを用いた超音波診断装置を実現に供することができる。
係る構成により、空間分解能及びＳ／Ｎ比の低下を抑制しながら整相加算の演算量及び、生成される音響線信号のデータ量を削減できる。
【０１４５】
また、別の態様では、上記何れかの態様において、さらに、前記音響線信号サブフレームデータを複数合成して音響線信号フレームデータを生成する合成ステップを有し、
前記送信ステップでは、前記超音波ビームを送信する送信イベントを前記フォーカス点を変更しながら複数回行い、前記受信ステップでは、各送信イベントに同期して前記受信信号列を生成し、前記整相加算ステップでは、各送信イベントに同期して前記音響線信号サブフレームデータを複数生成し、前記合成ステップでは、各送信イベントに同期して生成された複数の前記音響線信号サブフレームデータを、観測点の位置を基準に合成して音響線信号フレームデータを生成する
構成としてもよい。
【０１４６】
係る構成により、合成開口法を用いて空間分解能及びＳ／Ｎ比の低下を抑制できる。
≪補足≫
以上で説明した実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、工程、工程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、実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない工程については、より好ましい形態を構成する任意の構成要素として説明される。
【０１４７】
また、上記の工程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、上記工程の一部が、他の工程と同時（並列）に実行されてもよい。
また、発明の理解の容易のため、上記各実施の形態で挙げた各図の構成要素の縮尺は実際のものと異なる場合がある。また本発明は上記各実施の形態の記載によって限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１４８】
本開示にかかる超音波信号処理方法、超音波診断装置は、従来の超音波診断装置の性能向上、特に、演算装置のコスト削減や演算負荷軽減によるフレームレート向上、内部メモリ容量やデータ伝送能力の抑制に有用である。また本開示は超音波への適用のみならず、複数のアレイ素子を用いたセンサ等の用途にも応用できる。
【符号の説明】
【０１４９】
１０００  超音波診断システム
１００  超音波診断装置
１０１  プローブ
１０１ａ  振動子
１０１ａ＿ｌ（ｌ＝１〜ｍ）  部分振動子列
１０２  マルチプレクサ部
１０３  送信ビームフォーマ部
１０３１  送信部
１０４  受信ビームフォーマ部
４０  受信部
４０１＿ｌ（ｌ＝１〜ｍ）  パート受信部
４１  整相加算部
４１１＿ｌ（ｌ＝１〜ｍ）  パート整相加算部
４１１２  対象線群設定部
４１１３  受信開口設定部
４１１４  送信時間算出部
４１１５  受信時間算出部
４１１６  遅延量算出部
４１１７  遅延処理部
４１１８  重み算出部
４１１９  加算部
４１２＿ｌ（ｌ＝１〜ｍ）  パート折り畳み部
４１２１  線上観測点音響線信号抽出部
４１２２  配列決定部
４１２３  対象線配列部
４１３  主加算部
４１４  再配列部
４２  合成部
４２１  加算処理部
４２２  増幅処理部
１０５  超音波画像生成部
１０６  表示部
１０７  データ格納部
１０８  制御部
１５０  超音波信号処理装置
【図１】
2018183297.tif 000006
【図２】
2018183297.tif 000007
【図３】
2018183297.tif 000008
【図４】
2018183297.tif 000009
【図５】
2018183297.tif 000010
【図６】
2018183297.tif 000011
【図７】
2018183297.tif 000012
【図８】
2018183297.tif 000013
【図９】
2018183297.tif 000014
【図１０】
2018183297.tif 000015
【図１１】
2018183297.tif 000016
【図１２】
2018183297.tif 000017
【図１３】
2018183297.tif 000018
【図１４】
2018183297.tif 000019
【図１５】
2018183297.tif 000020
【図１６】
2018183297.tif 000021
【図１７】
2018183297.tif 000022
【図１８】
2018183297.tif 000023
【図１９】
2018183297.tif 000024
【図２０】
2018183297.tif 000025
【図２１】
2018183297.tif 000026
【図２２】
2018183297.tif 000027
【図２３】
2018183297.tif 000028
【図２４】
2018183297.tif 000029
【図２５】
2018183297.tif 000030