(57)【要約】【課題】深度方向により広範囲で距離分解能に優れた高調波成分を利用した超音波画像を得ることができる超音波画像診断装置を提供する。【解決手段】送信部１０２は、超音波探触子１０３に、それぞれ異なる駆動波形のパルス信号を時間間隔をおいて複数回出力する。受信部１０４は、複数回のパルス信号によってそれぞれ生成された送信超音波の反射超音波から得られた各受信信号に基づいて複数の音線情報を生成する。演算部１０６は、受信部１０４によって生成された複数の音線情報を用いて複数種類の演算方法による演算を行い、それぞれの演算結果を得る。合成部１１０は、演算部１０６によって得られた複数の演算結果を合成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力されたパルス信号に基づいて被検体に向けて送信超音波を出力するとともに、被検体からの反射超音波を受信することにより受信信号を出力する超音波探触子と、
前記超音波探触子に、それぞれ異なる駆動波形のパルス信号を時間間隔をおいて複数回出力する送信部と、
前記複数回のパルス信号によってそれぞれ生成された前記送信超音波の前記反射超音波から得られた各受信信号に基づいて複数の音線情報を生成する受信部と、
前記受信部によって生成された前記複数の音線情報を用いて複数種類の演算方法による演算を行い、それぞれの演算結果を得る演算部と、
前記演算部によって得られた複数の前記演算結果を合成する合成部と、
前記合成部によって合成された演算結果を検波する検波部と、
前記検波部によって検波した結果に基づいて超音波画像データを生成する画像処理部と、
を備えたことを特徴とする超音波画像診断装置。
【請求項２】
前記演算部は、前記複数の音線情報を加算した演算結果と、前記複数の音線情報を減算した演算結果とを得ることを特徴とする請求項１に記載の超音波画像診断装置。
【請求項３】
前記演算部によって得られた前記複数の音線情報を減算した演算結果に対して、該演算結果に含まれる基本波成分の周波数帯をカットするフィルター処理を行うフィルター処理部を備えたことを特徴とする請求項２に記載の超音波画像診断装置。
【請求項４】
前記送信部は、出力する複数のパルス信号のうちの一のパルス信号とは振幅のみが異なるパワーモジュレーション用パルス信号を前記複数回出力するパルス信号に含んで前記超音波探触子に出力し、
前記演算部は、前記受信部によって前記パワーモジュレーション用パルス信号によって生成された前記送信超音波の前記反射超音波から得られた受信信号を整相加算して生成された音線情報を所定倍に増幅して前記複数の音線情報を減算した演算結果に加算するパワーモジュレーション処理を行い、
前記合成部は、前記パワーモジュレーション処理後の前記複数の音線情報を減算した演算結果と、前記複数の音線情報を加算した演算結果とを合成することを特徴とする請求項２に記載の超音波画像診断装置。
【請求項５】
前記演算部によって得られた複数の前記演算結果のうちの一の演算結果に含まれる第１の周波数成分の位相に他の演算結果に含まれる第２の周波数成分の位相を合せるように該他の演算結果の位相を調整する位相調整部を備えたことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の超音波画像診断装置。
【請求項６】
前記位相調整部は、深度に応じて前記他の演算結果の位相の調整量を変更することを特徴とする請求項５に記載の超音波画像診断装置。
【請求項７】
前記送信部は、出力する複数のパルス信号のうちの一のパルス信号とは位相を反転させたパルス信号を前記複数回出力するパルス信号に含んで前記超音波探触子に出力することを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の超音波画像診断装置。
【請求項８】
前記送信部は、周波数パワースペクトルの強度ピークが、前記超音波探触子の−２０ｄＢの送受信周波数帯域における上限周波数の１／３以下で、かつ、前記超音波探触子の−２０ｄＢでの送受信周波数帯域の下限周波数以上の周波数帯域に含まれるパルス信号を出力することを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の超音波画像診断装置。
【請求項９】
前記送信部は、周波数パワースペクトルの強度ピークが、前記超音波探触子の−２０ｄＢの送信周波数帯域の中心周波数よりも低周波側と、当該中心周波数よりも高周波側とのそれぞれに含まれるパルス信号を出力することを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載の超音波画像診断装置。
【請求項１０】
前記送信部は、周波数パワースペクトルの強度ピークが、前記超音波探触子の−２０ｄＢの送信周波数帯域の中心周波数よりも高周波側に２以上含まれるパルス信号を出力することを特徴とする請求項９に記載の超音波画像診断装置。
【請求項１１】
前記送信部は、周波数パワースペクトルの強度が、前記超音波探触子の−６ｄＢの送受信周波数の帯域内において、少なくとも１つの極小値を有するとともに、該極小値と前記超音波探触子の−６ｄＢの送受信周波数の帯域内における最大強度との差が１０ｄＢ以内となるような駆動波形のパルス信号を３値の制御信号により出力することを特徴とする請求項９に記載の超音波画像診断装置。
【請求項１２】
前記パルス信号を、５値以下の制御信号により出力することを特徴とする請求項１〜１１の何れか一項に記載の超音波画像診断装置。
【請求項１３】
前記超音波探触子は、−２０ｄＢの比帯域が１００％以上であることを特徴とする請求項１〜１２の何れか一項に記載の超音波画像診断装置。
【請求項１４】
前記超音波探触子は、−６ｄＢの比帯域が１００％以上であることを特徴とする請求項１３に記載の超音波画像診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波画像診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断は、超音波探触子を体表に当てるだけの簡単な操作で心臓の拍動や胎児の動きの様子がリアルタイム表示で得られ、かつ安全性が高いため、繰り返して検査を行うことができる。
【０００３】
このような超音波画像を表示する技術において、送信信号の基本波成分（周波数ｆ０）に対する高調波成分（例えば、周波数２ｆ０，３ｆ０等）を画像化することによって、コントラストのよい画像が得られることが知られている。このような撮像法は、ティッシュ・ハーモニック・イメージング（Tissue Harmonic Imaging）と呼ばれている。
【０００４】
上述した高調波成分は、主に超音波が被検体内を伝播する際に生ずる非線形歪みに起因して発生する。すなわち、生体内に照射された超音波は、組織の非線形応答により組織伝播中に信号が歪み、高調波成分が増大する。その結果、その受信信号には、例えば、基本波ｆ０の２倍の周波数２ｆ０や、３倍の周波数３ｆ０の成分が含まれることとなる。
【０００５】
ティッシュ・ハーモニック・イメージングにおける高調波成分を抽出する方法としては、フィルター法とパルスインバージョン法が知られている。
【０００６】
フィルター法は、中心周波数が、例えば、２ｆ０の帯域通過フィルターを用いて受信信号から２ｆ０の高調波成分を抽出するものである。
一方、パルスインバージョン法は、極性あるいは時間反転させた第１及び第２の送信パルス信号を時間間隔をおいて送信し、それぞれの受信信号を合成して基本波成分を打ち消すことにより２次高調波成分を強調するものである。
【０００７】
ところで、超音波信号に含まれる高調波成分は、基本波成分と比べて周波数が高いため、被検体内の伝搬時に減衰の影響を受けやすく、深部からの反射超音波信号の到達度（ペネトレーション）がよくないという問題がある。一方、基本波成分の周波数ｆ０を下げれば減衰の影響を受けにくくなるため、ペネトレーションは改善するが、分解能が低下してしまうというトレードオフが生じる。
【０００８】
上述した２つの方法のうち、フィルター法では、基本波及び高調波の区別なく低周波領域をカットしてしまうため、この影響が顕著となり、また、抽出後の帯域も狭くなるために画質もパルスインバージョン法と比較して劣るため、いわゆるローエンドの装置以外ではパルスインバージョン法が主流となっている。
【０００９】
近年では、上述したパルスインバージョン法において、分解能を維持しつつペネトレーションを向上するために、２次高調波成分より周波数の低い差音成分を利用する方法や（例えば、特許文献１）、発生する高調波成分を基本波成分ｆ０の１〜２倍の周波数領域とする方法も提案されており（例えば、特許文献２）、同様に受信する高調波成分の帯域を広げて距離分解能を改善することが求められるようになってきた。
【００１０】
また、パルスインバージョン法を利用したものでは、第１及び第２の送信パルス信号を送信して得られる受信信号について加算（ＰＩ（＋））及び減算（ＰＩ（−））をそれぞれ行って各次の高調波成分の干渉を抑制して分離抽出してパルス圧縮を行い、これらに基づいて画像データを生成するものがある（例えば、特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００２−３０１０６８号公報
【特許文献２】特開２００３−３１０６０９号公報
【特許文献３】特開２０１０−４２０４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、高調波成分は送信焦点依存性という特性を有している。すなわち、高調波成分の発生が音響フィールドの音圧に強く依存するため、送信焦点の近傍では良好な画像が得られるが、これから離れた領域では分解能が低下してしまうため、良好な画像が得られる領域が十分広いとは言えなかった。
【００１３】
これに対し、上記特許文献１及び２に記載の発明では、従来の狭帯域での高調波イメージングよりも距離分解能は良好であるが、高調波成分は音圧に依存して発生するため、距離分解能の良好な領域がやはり送信焦点近傍に限定される等、依然として効果が十分ではない。
【００１４】
また、上記特許文献３に記載の発明では、ＰＩ（＋）とＰＩ（−）の双方を利用するものであるが、造影剤を利用したものに効果が限定されるものであり、距離分解能の向上を図ることができない。
【００１５】
本発明の課題は、深度方向により広範囲で距離分解能に優れた高調波成分を利用した超音波画像を得ることができる超音波画像診断装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、超音波画像診断装置において、
入力されたパルス信号に基づいて被検体に向けて送信超音波を出力するとともに、被検体からの反射超音波を受信することにより受信信号を出力する超音波探触子と、
前記超音波探触子に、それぞれ異なる駆動波形のパルス信号を時間間隔をおいて複数回出力する送信部と、
前記複数回のパルス信号によってそれぞれ生成された前記送信超音波の前記反射超音波から得られた各受信信号に基づいて複数の音線情報を生成する受信部と、
前記受信部によって生成された前記複数の音線情報を用いて複数種類の演算方法による演算を行い、それぞれの演算結果を得る演算部と、
前記演算部によって得られた複数の前記演算結果を合成する合成部と、
前記合成部によって合成された演算結果を検波する検波部と、
前記検波部によって検波した結果に基づいて超音波画像データを生成する画像処理部と、
を備えたことを特徴とする。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の超音波画像診断装置において、
前記演算部は、前記複数の音線情報を加算した演算結果と、前記複数の音線情報を減算した演算結果とを得ることを特徴とする。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の超音波画像診断装置において、
前記演算部によって得られた前記複数の音線情報を減算した演算結果に対して、該演算結果に含まれる基本波成分の周波数帯をカットするフィルター処理を行うフィルター処理部を備えたことを特徴とする。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の超音波画像診断装置において、
前記送信部は、出力する複数のパルス信号のうちの一のパルス信号とは振幅のみが異なるパワーモジュレーション用パルス信号を前記複数回出力するパルス信号に含んで前記超音波探触子に出力し、
前記演算部は、前記受信部によって前記パワーモジュレーション用パルス信号によって生成された前記送信超音波の前記反射超音波から得られた受信信号を整相加算して生成された音線情報を所定倍に増幅して前記複数の音線情報を減算した演算結果に加算するパワーモジュレーション処理を行い、
前記合成部は、前記パワーモジュレーション処理後の前記複数の音線情報を減算した演算結果と、前記複数の音線情報を加算した演算結果とを合成することを特徴とする。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載の超音波画像診断装置において、
前記演算部によって得られた複数の前記演算結果のうちの一の演算結果に含まれる第１の周波数成分の位相に他の演算結果に含まれる第２の周波数成分の位相を合せるように該他の演算結果の位相を調整する位相調整部を備えたことを特徴とする。
【００２１】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の超音波画像診断装置において、
前記位相調整部は、深度に応じて前記他の演算結果の位相の調整量を変更することを特徴とする。
【００２２】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６の何れか一項に記載の超音波画像診断装置において、
前記送信部は、出力する複数のパルス信号のうちの一のパルス信号とは位相を反転させたパルス信号を前記複数回出力するパルス信号に含んで前記超音波探触子に出力することを特徴とする。
【００２３】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜７の何れか一項に記載の超音波画像診断装置において、
前記送信部は、周波数パワースペクトルの強度ピークが、前記超音波探触子の−２０ｄＢの送受信周波数帯域における上限周波数の１／３以下で、かつ、前記超音波探触子の−２０ｄＢでの送受信周波数帯域の下限周波数以上の周波数帯域に含まれるパルス信号を出力することを特徴とする。
【００２４】
請求項９に記載の発明は、請求項１〜８の何れか一項に記載の超音波画像診断装置において、
前記送信部は、周波数パワースペクトルの強度ピークが、前記超音波探触子の−２０ｄＢの送信周波数帯域の中心周波数よりも低周波側と、当該中心周波数よりも高周波側とのそれぞれに含まれるパルス信号を出力することを特徴とする。
【００２５】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の超音波画像診断装置において、
前記送信部は、周波数パワースペクトルの強度ピークが、前記超音波探触子の−２０ｄＢの送信周波数帯域の中心周波数よりも高周波側に２以上含まれるパルス信号を出力することを特徴とする。
【００２６】
請求項１１に記載の発明は、請求項９に記載の超音波画像診断装置において、
前記送信部は、周波数パワースペクトルの強度が、前記超音波探触子の−６ｄＢの送受信周波数の帯域内において、少なくとも１つの極小値を有するとともに、該極小値と前記超音波探触子の−６ｄＢの送受信周波数の帯域内における最大強度との差が１０ｄＢ以内となるような駆動波形のパルス信号を３値の制御信号により出力することを特徴とする。
【００２７】
請求項１２に記載の発明は、請求項１〜１１の何れか一項に記載の超音波画像診断装置において、
前記パルス信号を、５値以下の制御信号により出力することを特徴とする。
【００２８】
請求項１３に記載の発明は、請求項１〜１２の何れか一項に記載の超音波画像診断装置において、
前記超音波探触子は、−２０ｄＢの比帯域が１００％以上であることを特徴とする。
【００２９】
請求項１４に記載の発明は、請求項１３に記載の超音波画像診断装置において、
前記超音波探触子は、−６ｄＢの比帯域が１００％以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、深度方向により広範囲で距離分解能に優れた高調波成分を利用した超音波画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】第１の実施の形態における超音波画像診断装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】送信超音波の周波数パワースペクトルを示す図である。
【図３】加算によるパルスインバージョンを適用した高調波成分の抽出について説明する図である。
【図４】減算によるパルスインバージョンを適用した高調波成分の抽出について説明する図である。
【図５】合成部による音線情報の合成の結果について説明する図である。
【図６】第２の実施の形態における送信超音波の周波数パワースペクトルを示す図である。
【図７】加算によるパルスインバージョンを適用した高調波成分の抽出について説明する図である。
【図８】減算によるパルスインバージョンを適用した高調波成分の抽出について説明する図である。
【図９】合成後の音線情報に含まれる周波数成分の分布について説明する図である。
【図１０】合成部による音線情報の合成の結果について説明する図である。
【図１１】第３の実施の形態における送信超音波の周波数パワースペクトルを示す図である。
【図１２】加算によるパルスインバージョンを適用した高調波成分の抽出について説明する図である。
【図１３】減算によるパルスインバージョンを適用した高調波成分の抽出について説明する図である。
【図１４】合成後の音線情報に含まれる周波数成分の分布について説明する図である。
【図１５】合成部による音線情報の合成の結果について説明する図である。
【図１６】第４の実施の形態における送信超音波の周波数パワースペクトルを示す図である。
【図１７】加算によるパルスインバージョンを適用した高調波成分の抽出について説明する図である。
【図１８】減算によるパルスインバージョンを適用した周波数成分の抽出について説明する図である。
【図１９】各音線情報に含まれる周波数成分の分布について説明する図である。
【図２０】音線情報の位相の調整について説明する図である。
【図２１】合成部による音線情報の合成の結果について説明する図である。
【図２２】第５の実施の形態における超音波画像診断装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２３】第５の実施の形態における送信超音波の周波数パワースペクトルを示す図である。
【図２４】加算によるパルスインバージョンを適用した高調波成分の抽出について説明する図である。
【図２５】パワーモジュレーション処理を適用した高調波成分の抽出について説明する図である。
【図２６】合成後の音線情報に含まれる周波数成分の分布について説明する図である。
【図２７】合成部による音線情報の合成の結果について説明する図である。
【図２８】超音波探触子の送信帯域について説明する図である。
【図２９】パルス信号の駆動波形と周波数解析結果について説明する図である。
【図３０】パルス信号の駆動波形と周波数解析結果について説明する図である。
【図３１】パルス信号の駆動波形と周波数解析結果について説明する図である。
【図３２】パルス信号の駆動波形と周波数解析結果について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態に係る超音波画像診断装置について、図面を参照して説明する。ただし、発明の範囲は図示例に限定されない。なお、以下の説明において、同一の機能及び構成を有するものについては、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００３３】
（第１の実施の形態）
第１の実施の形態に係る超音波画像診断装置１００は、図１に示すように、第１送信波形メモリー１０１ａ、第２送信波形メモリー１０１ｂ、送信部１０２、超音波探触子１０３、受信部１０４、第１受信信号メモリー１０５ａ、第２受信信号メモリー１０５ｂ、演算部１０６、ＢＰＦ（Band Pass Filter）１０７、ＢＰＦ１０８、位相調整部１０９、合成部１１０、検波部１１１、画像処理部１１２及び表示部１１３を備えている。
超音波画像診断装置１００は、上述したように構成されており、図示しない生体等の被検体に対して超音波（送信超音波）を送信するとともに、この被検体で反射した超音波の反射波（反射超音波：エコー）を受信し、受信した反射超音波から生成された受信信号に基づいて被検体内の内部状態を超音波画像として画像化する。
【００３４】
第１送信波形メモリー１０１ａは、送信部１０２により第１波目に出力されるパルス信号のパターンが記憶されている。本実施の形態では、例えば、５値（＋ＨＶ／＋ＭＶ／０／−ＭＶ／−ＨＶ）の電圧からなる矩形波によるパルス信号を発生させるためのパターンが使用される。なお、パルス信号のパターンの形状は任意に設定することができる。また、パルス信号は、矩形波に限らず任意波形であってもよい。また、５値の電圧を切り替えてパルス信号を出力するようなパターンとしたが、５値に限定されず、適宜の値に設定することができるが、５値以下が好ましい。これにより、低コストで周波数成分の制御の自由度を向上させることができ、より高分解能である送信超音波を得ることができる。
第２送信波形メモリー１０１ｂは、送信部１０２により第２波目に出力されるパルス信号のパターンが記憶されている。本実施の形態では、第１送信波形メモリー１０１ａに記憶されているパルス信号のパターンとは位相を反転させたパターンが使用される。なお、送信波形メモリー１０１ｂに記憶されるパルス信号のパターンは、第１送信波形メモリー１０１ａに記憶されるパルス信号のパターンとは極性で対称としたが、完全に対称でなくてもよく、例えば、一部の波形について対称となっていなくてもよい。また、時間軸で対称であってもよい。
【００３５】
送信部１０２は、超音波探触子１０３にケーブル（図示せず）を介して電気信号である駆動信号を供給して超音波探触子１０３に送信超音波を発生させる回路である。また、送信部１０２は、例えば、クロック発生回路、遅延回路、パルス発生回路を備えている。クロック発生回路は、駆動信号の送信タイミングや送信周波数を決定するクロック信号を発生させる回路である。遅延回路は、駆動信号の送信タイミングを振動子毎に対応した個別経路毎に遅延時間を設定し、設定された遅延時間だけ駆動信号の送信を遅延させて送信超音波によって構成される送信ビームの集束を行うための回路である。パルス発生回路は、所定の周期で駆動信号としてのパルス信号を発生させるための回路である。上述のように構成された送信部１０２は、例えば、超音波探触子１０３に配列された複数（例えば、１９２個）の振動子のうちの連続する一部（例えば、６４個）を駆動して送信超音波を発生させる。そして、送信部１０２は、送信超音波を発生させる毎に駆動する振動子を方位方向にずらすことで走査線を移動させながら走査（スキャン）を行う。
本実施の形態では、送信部１０２は、まず第１波目として、第１送信波形メモリー１０１ａに記憶されているパルス信号のパターンに従った矩形波によるパルス信号である駆動信号を超音波探触子１０３に送信する。その後、送信部１０２は、所定の時間間隔をおいて、同一走査線上に、第２送信波形メモリー１０１ｂに記憶されているパルス信号のパターンに従った矩形波によるパルス信号である駆動信号を超音波探触子１０３に送信する。すなわち、送信部１０２は、超音波探触子１０３にそれぞれ異なる駆動波形のパルス信号を同一走査線上に時間間隔をおいて複数回出力する。
【００３６】
超音波探触子１０３は、圧電素子からなる振動子（図示しない）を備えており、この振動子は、例えば、方位方向に一次元アレイ状に複数配列されている。本実施の形態では、例えば、１９２個の振動子を備えた超音波探触子１０３を用いている。超音波探触子１０３は、送信部１０２からの駆動信号を振動子にて送信超音波に変換し、被検体内からの反射超音波を受信して振動子にて電気信号である受信信号に変換し、受信部１０４に出力する。なお、振動子は、二次元アレイ状に配列されたものであってもよい。また、振動子の個数は、任意に設定することができる。また、本実施の形態では、超音波探触子１０３について、リニア走査方式の電子スキャンプローブを採用したが、電子走査方式あるいは機械走査方式の何れを採用してもよく、また、リニア走査方式、セクタ走査方式あるいはコンベックス走査方式の何れの方式を採用することもできる。また、本実施の形態では、高分解能の送信超音波を得るべく、広帯域での超音波の送信を良好な感度にて行うことのできる超音波探触子を適用するのが効果が高く、より良質な超音波画像を取得することができる。超音波探触子における帯域幅は任意に設定してもよいが、−２０ｄＢの比帯域が１００％以上であるのが好ましく、より好適なのは、−６ｄＢの比帯域が１００％以上である。
【００３７】
受信部１０４は、超音波探触子１０３からケーブルを介して電気信号の受信信号を受信する回路である。受信部１０４は、例えば、増幅器、Ａ／Ｄ変換回路、整相加算回路を備えている。増幅器は、受信信号を、振動子毎に対応した個別経路毎に、予め設定された所定の増幅率で増幅させるための回路である。Ａ／Ｄ変換回路は、増幅された受信信号をアナログ−デジタル変換（Ａ／Ｄ変換）するための回路である。整相加算回路は、Ａ／Ｄ変換された受信信号に対して、振動子毎に対応した個別経路毎に遅延時間を与えて時相を整え、これらを加算（整相加算）して音線情報を生成するための回路である。
本実施の形態では、受信部１０４は、上述したようにして第１波目の超音波の送受信により得られた音線情報を第１受信信号メモリー１０５ａに送信し、第２波目の超音波の送受信により得られた音線情報を第２受信信号メモリー１０５ｂに送信する。すなわち、受信部１０４は、超音波探触子１０３から出力される受信信号を入力するとともに、複数回のパルス信号によってそれぞれ生成された送信超音波の反射超音波から得られた各受信信号をそれぞれ整相加算して複数の音線情報を生成する。
【００３８】
第１受信信号メモリー１０５ａは、受信部１０４により、第１波目の超音波の送受信により得られた音線情報を一時的に記憶し、演算部１０６による演算を行うときにこの音線情報を出力する。
第２受信信号メモリー１０５ｂは、受信部１０４により、第２波目の超音波の送受信により得られた音線情報を一時的に記憶し、演算部１０６による演算を行うときにこの音線情報を出力する。
【００３９】
演算部１０６は、加算処理部１０６ａと減算処理部１０６ｂとを備えて構成されている。
加算処理部１０６ａは、第１受信信号メモリー１０５ａから出力された音線情報と第２受信信号メモリー１０５ｂから出力された音線情報とを加算することにより、演算処理する。すなわち、加算処理部１０６ａは、加算によるパルスインバージョン（ＰＩ（＋））を行う。これにより、第１波目の超音波から得られた音線情報と、第２波目の超音波から得られた音線情報とから第１世代高調波成分を抽出することができる。第１世代高調波成分は、基本波成分が音圧によって歪んで生じる高調波成分であって、偶数次の高調波や差音が含まれる。ここで抽出される高調波成分は、超音波探触子１０３の帯域により、２次高調波成分及び差音成分が支配的である。
減算処理部１０６ｂは、第１受信信号メモリー１０５ａから出力された音線情報と第２受信信号メモリー１０５ｂから出力された音線情報とを減算することにより、演算処理する。すなわち、減算処理部１０６ｂは、減算によるパルスインバージョン（ＰＩ（−））を行う。これにより、第１波目の超音波から得られた音線情報と、第２波目の超音波から得られた音線情報とから基本波成分及び第２世代高調波成分を抽出することができる。第２世代高調波成分は、基本波成分から発生する２次高調波等の第１世代高調波成分が基本波成分の影響により生じる高調波成分であり、例えば、３次高調波等が含まれる。
加算処理部１０６ａは、演算処理した結果をＢＰＦ１０７に出力し、減算処理部１０６ｂは、演算処理した結果をＢＰＦ１０８に出力する。
このように、演算部１０６は、受信部１０４によって生成された複数の音線情報を用いて複数種類の演算方法による演算を行い、それぞれの演算結果を得る。
【００４０】
ＢＰＦ１０７は、加算処理部１０６ａの演算結果からノイズ成分を除去するための帯域通過フィルターである。ＢＰＦ１０７は、フィルター処理された音線情報を合成部１１０に出力する。
ＢＰＦ１０８は、減算処理部１０６ｂの演算結果から基本波成分をカットして第２世代高調波成分のみを抽出するための帯域通過フィルターである。ＢＰＦ１０８は、フィルター処理された音線情報を位相調整部１０９に出力する。
【００４１】
位相調整部１０９は、ＢＰＦ１０８によりフィルター処理された音線情報に含まれる第２世代高調波成分の位相が正極性側に強調されるように位相の調整を行う。すなわち、位相調整部１０９は、第２世代高調波成分の位相が、加算によるパルスインバージョン（ＰＩ（＋））を行った結果得られた音線情報に含まれる第１世代高調波成分の位相に合わせるように位相の調整を行う。位相の調整には、種々の方法が採用できる。例えば、最も単純な方法では符号反転がある。すなわち、入力した音線情報に対して係数（−１）を乗じることにより、出力される音線情報を濾波することなく位相を１８０度回転させることができる。また、ＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルター等の伝達関数を適宜制御
することにより１８０度以外の位相回転特性を有する全域通過デジタルフィルタを構成することもできる。また、オールパスフィルターやＩＩＲ（Infinite Impulse Response）
フィルター等の直線位相を持たないフィルターのカットオフ特性や次数を適宜設計し、濾波とともに所望の周波数域を所定量回転させるようにしてもよい。位相調整部１０９は、位相の調整が行われた音線情報を合成部１１０に出力する。なお、位相調整部１０９を備えないようにしてもよい。
【００４２】
合成部１１０は、ＢＰＦ１０７から出力された音線情報と位相調整部１０９から出力された音線情報とを加算することにより合成処理を行う。すなわち、合成部１１０は、演算部１０６によって得られた複数の演算結果を合成する。合成部１１０は、この合成処理を行うことにより、基本波成分がカットされ、第１世代高調波成分及び第２世代高調波成分が含まれた音線情報を得ることができる。合成部１１０は、合成処理された音線情報を検波部１１１に出力する。なお、合成処理する際に、重み付けを行うようにしてもよい。
【００４３】
検波部１１１は、合成部１１０から出力された音線情報に対して包絡線の検波を行い、包絡線データを取得し、画像処理部１１２に出力する。
【００４４】
画像処理部１１２は、検波部１１１から出力された包絡線データに対して、対数増幅やゲインの調整等を行って振幅輝度変換を行い、Ｂモード画像データを生成する。すなわち、Ｂモード画像データは、受信信号の強さを輝度によって表したものである。画像処理部１１２は、生成したＢモード画像データをフレーム単位でメモリーに保持し、適宜タイミングで読み出して表示部１１３に出力する。このように、画像処理部１１２は、検波部１１１によって検波した結果に基づいて超音波画像データを生成する。
【００４５】
表示部１１３は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＣＲＴ（Cathode-Ray Tube）ディスプレイ、有機ＥＬ（Electronic Luminescence）ディスプレイ、無機ＥＬディスプレイ及びプラズマディスプレイ等の表示装置が適用可能である。表示部１１３は、画像処理部１１２から出力された画像データに基づき、表示画面上に超音波画像の表示を行う。
【００４６】
次に、上述したように構成された超音波画像診断装置１００により高調波成分を抽出する手法について説明する。
【００４７】
まず、第１波目に出力する送信超音波として、図２（ａ）に示すような周波数パワースペクトルを示す基本波成分ｆ１を有する超音波を出力し、この送信超音波の反射超音波から得られた受信信号から音線情報を取得し、第１受信信号メモリー１０５ａに記憶する。この送信超音波は、強度のピークが超音波探触子１０３の送受信周波数帯域Ｐであって−２０ｄＢの送受信周波数帯域における上限周波数（ＦＨ）の１／３以下で、かつ、超音波探触子１０３の−２０ｄＢでの送受信周波数帯域の下限周波数（ＦＨ）以上の周波数帯域に含まれる狭帯域の超音波である。その後、第２波目に出力する送信超音波として、図２（ｂ）に示すような、第１波目とは位相が反転した周波数パワースペクトルを示す基本波成分ｆ１を有する超音波を出力し、この送信超音波の反射超音波から得られた受信信号から音線情報を取得し、第２受信信号メモリー１０５ｂに記憶する。
【００４８】
続いて、第１受信信号メモリー１０５ａに記憶された音線情報と第２受信信号メモリー１０５ｂに記憶された音線情報とを演算部１０６の加算処理部１０６ａに入力して加算によるパルスインバージョン（ＰＩ（＋））を行う。その結果、図３（ａ）に示すような周波数パワースペクトルを示す音線情報が得られる。すなわち、加算処理部１０６ａにより、第１世代高調波成分としての２次高調波成分２ｆ１が強調された音線情報が得られる。この音線情報は、図３（ａ）に示すように、ノイズ成分が含まれているので、図３（ｂ）に示すように、ＢＰＦ１０７によって、ノイズ成分を除去して２次高調波成分２ｆ１のみが抽出されるような帯域通過フィルターを用いたフィルター処理を行う。すると、図３（ｃ）に示すような、ノイズ成分が除去されて２次高調波成分２ｆ１のみが抽出された音線情報が得られる。
【００４９】
また、第１受信信号メモリー１０５ａに記憶された音線情報と第２受信信号メモリー１０５ｂに記憶された音線情報とを演算部１０６の減算処理部１０６ｂに入力して減算によるパルスインバージョン（ＰＩ（−））を行う。その結果、図４（ａ）に示すような周波数パワースペクトルを示す音線情報が得られる。すなわち、減算処理部１０６ｂにより、基本波成分ｆ１と第２世代高調波成分としての３次高調波成分３ｆ１とが強調された音線情報が得られる。そして、この音線情報から基本波成分ｆ１及びノイズ成分を除去するため、図４（ｂ）に示すように、ＢＰＦ１０８によって、基本波成分ｆ１及びノイズ成分をカットして３次高調波成分３ｆ１のみが抽出されるような帯域通過フィルターを用いたフィルター処理を行う。すると、図４（ｃ）に示すような、基本波成分ｆ１及びノイズ成分が除去されて３次高調波成分３ｆ１のみが抽出された音線情報が得られる。なお、本実施の形態では、３次高調波成分３ｆ１のみを通過させて基本波成分ｆ１及びノイズ成分をカットする帯域通過フィルターを用いたが、基本波成分ｆ１のみをカットする帯域制限フィルターを使用するようにしてもよい。その後、位相調整部１０９により、フィルター処理後の音線情報に対して位相の調整を行い、図４（ｄ）に示すように３次高調波成分３ｆ１の位相が正極性側に強調されるようにする。
【００５０】
このようにして、図５（ａ）に示すような加算処理部１０６ａによる演算により得られた音線情報、及び、図５（ｂ）に示すような減算処理部１０６ｂによる演算により得られた音線情報は、合成部１１０により加算合成される。すると、図５（ｃ）に示すように、２次高調波成分２ｆ１と３次高調波成分３ｆ１とが合成されて広帯域化した音線情報が得られる。その結果、距離分解能が向上するので、良好な超音波画像を得ることができるようになる。また、音線情報の減算によるパルスインバージョン（ＰＩ（−））により得られる音線情報に含まれる第２世代高調波成分は、音線情報の加算によるパルスインバージョン（ＰＩ（＋））により得られる音線情報に含まれる第１世代高調波成分よりも発生にあたって音圧依存性が高く、第１世代高調波成分よりも細い超音波ビームが得られ、これら高調波成分を含む音線情報を合成することにより方位分解能を向上させることができる。
【００５１】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態における超音波画像診断装置１００の基本的構成は第１の実施の形態と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００５２】
第２の実施の形態では、第１波目に出力する送信超音波として、図６（ａ）に示すような周波数パワースペクトルを示す基本波成分ｆ１を有する超音波を出力し、この送信超音波の反射超音波から得られた受信信号から音線情報を取得し、第１受信信号メモリー１０５ａに記憶する。この送信超音波は、超音波探触子１０３の送受信周波数帯域Ｐに対して広帯域の超音波である。その後、第２波目に出力する送信超音波として、図６（ｂ）に示すような、第１波目とは位相が反転した周波数パワースペクトルを示す基本波成分ｆ１を有する超音波を出力し、この送信超音波の反射超音波から得られた受信信号から音線情報を取得し、第２受信信号メモリー１０５ｂに記憶する。
【００５３】
続いて、第１受信信号メモリー１０５ａに記憶された音線情報と第２受信信号メモリー１０５ｂに記憶された音線情報とを演算部１０６の加算処理部１０６ａに入力して加算によるパルスインバージョン（ＰＩ（＋））を行う。その結果、図７（ａ）に示すような周波数パワースペクトルを示す音線情報が得られる。すなわち、加算処理部１０６ａにより、第１世代高調波成分としての２次高調波成分２ｆ１が強調された音線情報が得られる。この音線情報は、図７（ａ）に示すように、ノイズ成分が含まれているので、図７（ｂ）に示すように、ＢＰＦ１０７によって、ノイズ成分を除去して２次高調波成分２ｆ１のみが抽出されるような帯域通過フィルターを用いたフィルター処理を行う。すると、図７（ｃ）に示すような、ノイズ成分が除去されて２次高調波成分２ｆ１のみが抽出された音線情報が得られる。
【００５４】
また、第１受信信号メモリー１０５ａに記憶された音線情報と第２受信信号メモリー１０５ｂに記憶された音線情報とを演算部１０６の減算処理部１０６ｂに入力して減算によるパルスインバージョン（ＰＩ（−））を行う。その結果、図８（ａ）に示すような周波数パワースペクトルを示す音線情報が得られる。すなわち、減算処理部１０６ｂにより、基本波成分ｆ１と第２世代高調波成分としての３次高調波成分３ｆ１とが強調された音線情報が得られる。そして、この音線情報から基本波成分ｆ１及びノイズ成分を除去するため、図８（ｂ）に示すように、ＢＰＦ１０８によって、基本波成分ｆ１及びノイズ成分をカットして３次高調波成分３ｆ１のみが抽出されるような帯域通過フィルターを用いたフィルター処理を行う。すると、図８（ｃ）に示すような、基本波成分ｆ１及びノイズ成分が除去されて３次高調波成分３ｆ１のみが抽出された音線情報が得られる。その後、位相調整部１０９により、フィルター処理後の音線情報に対して位相の調整を行い、図８（ｄ）に示すように３次高調波成分３ｆ１の位相を２次高調波成分２ｆ１（加算結果）と同位相として、合成時に相殺せずに結合するようにする。
【００５５】
このようにして、加算処理部１０６ａによる演算により得られた音線情報及び減算処理部１０６ｂによる演算により得られた音線情報は、合成部１１０により加算合成される。図９は、合成後の音線情報に含まれる各高調波成分の深度と強度との関係を示している。図９に示すように、送信焦点である深度ａ付近においては、音圧が最も大きくなるため、２次高調波成分２ｆ１の強度がピークとなる。そして、さらに深部においては、発生した２次高調波成分２ｆ１が基本波成分の影響を受けて３次高調波成分３ｆ１の強度が増大し、深度ｂ付近において強度がピークとなる。
【００５６】
したがって、図９における深度ａでは、図１０（ａ）に示すように、２次高調波成分２ｆ１が支配的である音線情報が得られ、深度ｂでは、図１０（ｂ）に示すように、３次高調波成分３ｆ１の強度の大きい音線情報が得られる。その結果、広帯域で受信可能な領域が深度方向で拡大し、深度方向に広範囲で距離分解能に優れた超音波画像を得ることができるようになる。また、減算によるパルスインバージョン（ＰＩ（−））により得られる音線情報に含まれる第２世代高調波成分は、加算によるパルスインバージョン（ＰＩ（＋））により得られる音線情報に含まれる第１世代高調波成分よりも発生にあたって音圧依存性が高く、第１世代高調波成分よりも細い超音波ビームが得られ、これら高調波成分を含む音線情報を合成することにより方位分解能を向上させることができる。
【００５７】
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態における超音波画像診断装置１００の基本的構成も第１の実施の形態と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００５８】
第３の実施の形態では、第１波目に出力する送信超音波として、図１１（ａ）に示すように、周波数の異なる二つの基本波成分ｆ１，ｆ２を有する超音波を出力し、この送信超音波の反射超音波から得られた受信信号から音線情報を取得し、第１受信信号メモリー１０５ａに記憶する。その後、第２波目に出力する送信超音波として、図１１（ｂ）に示すような、第１波目とは位相が反転した周波数パワースペクトルを示す基本波成分ｆ１，ｆ２を有する超音波を出力し、この送信超音波の反射超音波から得られた受信信号から音線情報を取得し、第２受信信号メモリー１０５ｂに記憶する。
【００５９】
続いて、第１受信信号メモリー１０５ａに記憶された音線情報と第２受信信号メモリー１０５ｂに記憶された音線情報とを演算部１０６の加算処理部１０６ａに入力して加算によるパルスインバージョン（ＰＩ（＋））を行う。その結果、図１２（ａ）に示すような周波数パワースペクトルを示す音線情報が得られる。すなわち、加算処理部１０６ａにより、基本波成分ｆ１から発生する第１世代高調波成分としての２次高調波成分２ｆ１及び基本波成分ｆ２と基本波成分ｆ１との差音成分〔ｆ２−ｆ１〕が強調された音線情報が得られる。この音線情報は、図１２（ａ）に示すように、ノイズ成分が含まれているので、図１２（ｂ）に示すように，ＢＰＦ１０７によって、ノイズ成分を除去して２次高調波成分２ｆ１及び差音成分〔ｆ２−ｆ１〕が抽出されるような帯域通過フィルターを用いたフィルター処理を行う。すると、図１２（ｃ）に示すような、ノイズ成分が除去されて２次高調波成分２ｆ１及び差音成分〔ｆ２−ｆ１〕のみが抽出された音線情報が得られる。
【００６０】
また、第１受信信号メモリー１０５ａに記憶された音線情報と第２受信信号メモリー１０５ｂに記憶された音線情報とを演算部１０６の減算処理部１０６ｂに入力して減算によるパルスインバージョン（ＰＩ（−））を行う。その結果、図１３（ａ）に示すような周波数パワースペクトルを示す音線情報が得られる。すなわち、減算処理部１０６ｂにより、基本波成分ｆ１，ｆ２と第２世代高調波成分〔３ｆ１＋｛（ｆ２−ｆ１）＋ｆ２｝〕とが強調された音線情報が得られる。そして、この音線情報から基本波成分ｆ１，ｆ２及びノイズ成分を除去するため、図１３（ｂ）に示すように、ＢＰＦ１０８によって、基本波成分ｆ１，ｆ２及びノイズ成分をカットして第２世代高調波成分〔３ｆ１＋｛（ｆ２−ｆ１）＋ｆ２｝〕のみが抽出されるような帯域通過フィルターを用いたフィルター処理を行う。すると、図１３（ｃ）に示すような、基本波成分ｆ１，ｆ２及びノイズ成分が除去されて第２世代高調波成分〔３ｆ１＋｛（ｆ２−ｆ１）＋ｆ２｝〕のみが抽出された音線情報が得られる。その後、位相調整部１０９により、フィルター処理後の音線情報に対して位相の調整を行い、図１３（ｄ）に示すように第２世代高調波成分〔３ｆ１＋｛（ｆ２−ｆ１）＋ｆ２｝〕の位相を第２の実施の形態と同様に加算結果と同位相として、合成時に相殺せずに結合するようにする。
【００６１】
このようにして、加算処理部１０６ａによる演算により得られた音線情報及び減算処理部１０６ｂによる演算により得られた音線情報は、合成部１１０により加算合成される。図１４は、合成後の音線情報に含まれる各高調波成分の深度と強度との関係を示している。図１４に示すように、送信焦点である深度ａよりも浅部においては、差音成分〔ｆ２−ｆ１〕が支配的となり、その後、深度ａにおいて２次高調波成分２ｆ１が支配的となる。そして、さらに深部においては、発生した２次高調波成分２ｆ１及び差音成分〔ｆ２−ｆ１〕が基本波成分の影響を受けて第２世代高調波成分〔３ｆ１＋｛（ｆ２−ｆ１）＋ｆ２｝〕の強度が増大し、深度ｂ付近において強度がピークとなる。
【００６２】
したがって、図１４における深度ａでは、図１５（ａ）に示すように、２次高調波成分２ｆ１及び差音成分〔ｆ２−ｆ１〕が支配的である高調波成分〔（ｆ２−ｆ１）＋２ｆ１＋［３ｆ１＋｛（ｆ２−ｆ１）＋ｆ２｝］〕を含む広帯域の音線情報が得られ、深度ｂでは、図１５（ｂ）に示すように、２次高調波成分２ｆ１及び差音成分〔ｆ２−ｆ１〕の強度が小さくなって第２世代高調波成分〔３ｆ１＋｛（ｆ２−ｆ１）＋ｆ２｝〕の強度が大きい高調波成分〔（ｆ２−ｆ１）＋２ｆ１＋［３ｆ１＋｛（ｆ２−ｆ１）＋ｆ２｝］〕を含む広帯域の音線情報が得られる。その結果、広帯域で受信可能な領域が深度方向で拡大し、深度方向に広範囲で距離分解能に優れた超音波画像を得ることができるようになる。また、減算によるパルスインバージョン（ＰＩ（−））により得られる音線情報に含まれる第２世代高調波成分は、加算によるパルスインバージョン（ＰＩ（＋））により得られる音線情報に含まれる第１世代高調波成分よりも発生にあたって音圧依存性が高く、第１世代高調波成分よりも細い超音波ビームが得られ、これら高調波成分を含む音線情報を合成することにより方位分解能を向上させることができる。
【００６３】
（第４の実施の形態）
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。第４の実施の形態における超音波画像診断装置１００の基本的構成も第１の実施の形態と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００６４】
第４の実施の形態では、第１波目に出力する送信超音波として、図１６（ａ）に示すように、周波数の異なる三つの基本波成分ｆ１，ｆ２，ｆ３を有する超音波を出力し、この送信超音波の反射超音波から得られた受信信号から音線情報を取得し、第１受信信号メモリー１０５ａに記憶する。その後、第２波目に出力する送信超音波として、図１６（ｂ）に示すような、第１波目とは位相が反転した周波数パワースペクトルを示す基本波成分ｆ１，ｆ２，ｆ３を有する超音波を出力し、この送信超音波の反射超音波から得られた受信信号から音線情報を取得し、第２受信信号メモリー１０５ｂに記憶する。
【００６５】
続いて、第１受信信号メモリー１０５ａに記憶された音線情報と第２受信信号メモリー１０５ｂに記憶された音線情報とを演算部１０６の加算処理部１０６ａに入力して加算によるパルスインバージョン（ＰＩ（＋））を行う。その結果、図１７（ａ）に示すような周波数パワースペクトルを示す音線情報が得られる。すなわち、加算処理部１０６ａにより、第１世代高調波成分〔（ｆ３−ｆ２）＋（ｆ２−ｆ１）〕，〔２ｆ１＋（ｆ３−ｆ１）〕，〔ｆ１＋ｆ２〕が強調された音線情報が得られる。この音線情報は、図１７（ａ）に示すように、ノイズ成分が含まれているので、図１７（ｂ）に示すように、ＢＰＦ１０７によって、ノイズ成分を除去して第１世代高調波成分が抽出されるような帯域通過フィルターを用いたフィルター処理を行う。すると、図１７（ｃ）に示すような、ノイズ成分が除去されて第１世代高調波成分〔（ｆ３−ｆ２）＋（ｆ２−ｆ１）〕，〔２ｆ１＋（ｆ３−ｆ１）〕，〔ｆ１＋ｆ２〕のみが抽出された音線情報が得られる。
【００６６】
また、第１受信信号メモリー１０５ａに記憶された音線情報と第２受信信号メモリー１０５ｂに記憶された音線情報とを演算部１０６の減算処理部１０６ｂに入力して減算によるパルスインバージョン（ＰＩ（−））を行う。その結果、図１８（ａ）に示すような周波数パワースペクトルを示す音線情報が得られる。すなわち、減算処理部１０６ｂにより、基本波成分ｆ１と第２世代高調波成分α１とが合成された周波数成分、基本波成分ｆ２と第２世代高調波成分α２とが合成された周波数成分、及び、基本波成分ｆ３と第２世代高調波成分α３とが合成された周波数成分が強調された音線情報が得られる。ここで、第２世代高調波成分α１，α２，α３はそれぞれ下記式（１）〜（３）によって表される高調波成分により構成されている。
α１＝（２ｆ１−ｆ１）＋｛（ｆ３−ｆ１）−ｆ１｝＋（ｆ３−２ｆ１）＋｛ｆ３−（ｆ３−ｆ１）｝＋｛ｆ２−（ｆ３−ｆ２）｝＋｛ｆ２−（ｆ２−ｆ１）｝＋｛（ｆ１＋ｆ２）−ｆ２｝・・・（１）
α２＝｛（ｆ１＋ｆ２）−ｆ１｝＋（ｆ３−２ｆ１）＋｛ｆ３−（ｆ３−ｆ１）｝・・・（２）
α３＝３ｆ１＋｛ｆ２＋（ｆ２−ｆ１）｝＋｛ｆ２＋（ｆ３−ｆ２）｝＋｛ｆ１＋（ｆ３−ｆ１）｝・・・（３）
【００６７】
そして、この音線情報から基本波成分ｆ１と第２世代高調波成分α１とが合成された周波数成分、基本波成分ｆ２と第２世代高調波成分α２とが合成された周波数成分、及び、ノイズ成分を除去するため、図１８（ｂ）に示すように、ＢＰＦ１０８によって、基本波成分ｆ１と第２世代高調波成分α１とが合成された周波数成分、基本波成分ｆ２と第２世代高調波成分α２とが合成された周波数成分、及び、ノイズ成分をカットして基本波成分ｆ３及び第２世代高調波成分α３のみが抽出されるような帯域通過フィルターを用いたフィルター処理を行う。すると、図１８（ｃ）に示すような、基本波成分ｆ１と第２世代高調波成分α１とが合成された周波数成分、基本波成分ｆ２と第２世代高調波成分α２とが合成された周波数成分、及び、ノイズ成分が除去されて基本波成分ｆ３及び第２世代高調波成分α３のみが抽出された音線情報が得られる。
【００６８】
図１９は、上述したようにして得られた音線情報に含まれる周波数成分の深度と強度との関係を示している。図１９に示すように、浅部領域では、高調波成分の発生量が少なく、基本波成分ｆ３が支配的であり、深度ａ付近において、基本波成分ｆ３の強度がピークとなる。その後、深度Ｅまでは、深度が大きくなるにつれて、基本波成分ｆ３の強度が小さくなって、第１世代高調波成分〔（ｆ３−ｆ２）＋（ｆ２−ｆ１）〕，〔ｆ１＋ｆ２〕，〔２ｆ１＋（ｆ３−ｆ１）〕の強度が増大していく。一方、第２世代高調波成分α３は、発生量が少ない。そして、深度Ｅよりも深部では、発生した第１世代高調波成分が基本波成分の影響を受けて第２世代高調波成分α３の強度が増大していく。その後、深度ｂ付近においては、第１世代高調波成分の強度がピークとなる。その後、第１世代高調波成分の強度が小さくなり、第２世代高調波成分α３の強度がさらに大きくなり、深度ｃ付近において第２世代高調波成分α３の強度がピークとなる。
【００６９】
本実施の形態では、各周波数成分が上述したような特性を有していることから、効率よく分解能のよい周波数成分を含む音線情報が得られるように、フィルター処理後の減算処理部１０６ｂによる演算により得られた音線情報に対して位相の調整を行う際に、深度に応じて位相の調整量を変更するようにしている。
すなわち、最浅部から深度Ｅまでの領域においては、位相調整部１０９は、図２０（ａ）に示すように、基本波成分ｆ３の位相を第２の実施の形態と同様に加算結果と同位相として、合成時に結合するような位相の調整（位相調整Ａ）を行う。一方、深度Ｅよりも深部領域においては、位相調整部１０９は、図２０（ｂ）に示すように、第２世代高調波成分α３を第２の実施の形態と同様に加算結果と同位相として、合成時に相殺せずに結合するような位相の調整（位相調整Ｂ）を行う。
【００７０】
このようにして、フィルター処理後の減算処理部１０６ｂによる演算により得られた音線情報は、深度に応じて位相が調整され、加算処理部１０６ａによる演算により得られた音線情報と、合成部１１０により加算合成される。
【００７１】
その結果、図１９における深度ａでは、上述したように基本波成分ｆ３の位相が正極性側に強調されるような位相の調整が行われた音線情報が合成されるので、図２１（ａ）に示すように、第１世代高調波成分〔（ｆ３−ｆ２）＋（ｆ２−ｆ１）〕，〔ｆ１＋ｆ２〕，〔２ｆ１＋（ｆ３−ｆ１）〕が少なく、基本波成分ｆ３が支配的である広帯域の音線情報が得られる。そのため、浅部領域では高周波の基本波成分を利用することができ、浅部領域におけるＳ／Ｎや距離分解能が向上する。
また、図１９における深度ｂ及び深度ｃでは、上述したように第２世代高調波成分α３が正極性側に強調されるような位相の調整が行われた音線情報が合成されるので、深度ｂでは、図２１（ｂ）に示すように、第２世代高調波成分α３が少なく、第１世代高調波成分〔（ｆ３−ｆ２）＋（ｆ２−ｆ１）〕，〔ｆ１＋ｆ２〕，〔２ｆ１＋（ｆ３−ｆ１）〕が支配的である広帯域の音線情報が得られ、深度ｃでは、図２１（ｃ）に示すように、第１世代高調波成分〔ｆ１＋ｆ２〕の強度が小さくなって、第１世代高調波成分〔（ｆ３−ｆ２）＋（ｆ２−ｆ１）〕，〔２ｆ１＋（ｆ３−ｆ１）〕及び第２世代高調波成分α３が支配的である広帯域の音線情報が得られる。その結果、広帯域で受信可能な領域が深度方向で拡大し、深度方向に広範囲で距離分解能に優れた超音波画像を得ることができるようになる。また、減算によるパルスインバージョン（ＰＩ（−））により得られる音線情報に含まれる第２世代高調波成分は、加算によるパルスインバージョン（ＰＩ（＋））により得られる音線情報に含まれる第１世代高調波成分よりも発生にあたって音圧依存性が高く、第１世代高調波成分よりも細い超音波ビームが得られ、これら高調波成分を含む音線情報を合成することにより方位分解能を向上させることができる。
【００７２】
（第５の実施の形態）
次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。第５の実施の形態における超音波画像診断装置１００Ａは、第３送信波形メモリー１０１ｃ、第３受信信号メモリー１０５ｃが追加され、演算部１０６Ａ及びＢＰＦ１０８Ａが変更されている点で第１の実施の形態における超音波画像診断装置１００とは異なっている。ここでは、第１の実施の形態における超音波画像診断装置１００とは異なっている点について説明し、同様の構成については、符号を共通にして説明を省略する。
【００７３】
第３送信波形メモリー１０１ｃは、送信部１０２により第３波目に出力されるパルス信号のパターンが記憶されている。本実施の形態では、第１送信波形メモリー１０１ａに記憶されているパルス信号とは振幅のみが異なるパワーモジュレーション用パルス信号のパターンが使用される。第３送信波形メモリー１０１ｃに記憶されているパルス信号のパターンは、第１送信波形メモリー１０１ａに記憶されているパルス信号のパターンの、例えば、１／４の大きさの振幅としているが任意に設定することができる。第３送信波形メモリー１０１ｃに記憶されているパルス信号のパターンに基づいて出力される超音波は、振幅が小さいことから高調波成分が発生し難くなっている。
【００７４】
第３受信信号メモリー１０５ｃは、受信部１０４により、第３波目の超音波の送受信により得られた音線情報を一時的に記憶し、演算部１０６Ａによる演算を行うときにこの音線情報を出力する。
【００７５】
演算部１０６Ａは、加算処理部１０６ａ、減算処理部１０６ｂの他、ＡＭＰ１０６ｃ及びパワーモジュレーション処理部１０６ｄを備えている。
【００７６】
ＡＭＰ１０６ｃは、第３受信信号メモリー１０５ｃから出力された音線情報を入力して所定倍に増幅し、パワーモジュレーション処理部１０６ｄに出力する。本実施の形態では、ＡＭＰ１０６ｃは、例えば、第３受信信号メモリー１０５ｃから出力された音線情報を入力して８倍だけ増幅する。
【００７７】
パワーモジュレーション処理部１０６ｄは、減算処理部１０６ｂの演算結果である音線情報とＡＭＰ１０６ｃにより増幅された音線情報とを加算合成することにより演算処理（パワーモジュレーション処理）する。第３受信信号メモリー１０５ｃから出力されてＡＭＰ１０６ｃにより増幅された音線情報は、基本波成分が支配的で高調波成分はほとんど含まれていないので、パワーモジュレーション処理を行うことにより、減算処理部１０６ｂにより生成された音線情報から基本波成分のみをカットして第２世代高調波成分を効率よく抽出することができる。パワーモジュレーション処理部１０６ｄは、上述したようにして演算処理を行った結果得られた音線情報をＢＰＦ１０８Ａに出力する。
【００７８】
ＢＰＦ１０８Ａは、パワーモジュレーション処理部１０６ｄの演算結果からノイズ成分を除去するための帯域通過フィルターである。ＢＰＦ１０８Ａは、フィルター処理された音線情報を位相調整部１０９に出力する。
【００７９】
次に、上述したように構成された超音波画像診断装置１００Ａにより高調波成分を抽出する手法について説明する。
【００８０】
第５の実施の形態では、第１波目に出力する送信超音波として、図２３（ａ）に示すように、周波数の異なる三つの基本波成分ｆ１，ｆ２，ｆ３を有する超音波を出力し、この送信超音波の反射超音波から得られた受信信号から音線情報を取得し、第１受信信号メモリー１０５ａに記憶する。その後、第２波目に出力する送信超音波として、図２３（ｂ）に示すような、第１波目とは位相が反転した周波数パワースペクトルを示す基本波成分ｆ１，ｆ２，ｆ３を有する超音波を出力し、この送信超音波の反射超音波から得られた受信信号から音線情報を取得し、第２受信信号メモリー１０５ｂに記憶する。その後、第３波目に出力する送信超音波として、図２３（ｃ）に示すような、第１波目に出力された超音波の１／４の振幅である超音波を出力し、この送信超音波の反射超音波から得られた受信信号から音線情報を取得し、第３受信信号メモリー１０５ｃに記憶する。
【００８１】
続いて、第１受信信号メモリー１０５ａに記憶された音線情報と第２受信信号メモリー１０５ｂに記憶された音線情報とを演算部１０６の加算処理部１０６ａに入力して加算によるパルスインバージョン（ＰＩ（＋））を行う。その結果、図２４（ａ）に示すような周波数パワースペクトルを示す音線情報が得られる。すなわち、加算処理部１０６ａにより、第１世代高調波成分〔（ｆ３−ｆ２）＋（ｆ２−ｆ１）〕，〔２ｆ１＋（ｆ３−ｆ１）〕，〔ｆ１＋ｆ２〕が強調された音線情報が得られる。この音線情報は、図２４（ａ）に示すように、ノイズ成分が含まれているので、図２４（ｂ）に示すように、ＢＰＦ１０７によって、ノイズ成分を除去して第１世代高調波成分が抽出されるような帯域通過フィルターを用いたフィルター処理を行う。すると、図２４（ｃ）に示すような、ノイズ成分が除去されて第１世代高調波成分〔（ｆ３−ｆ２）＋（ｆ２−ｆ１）〕，〔２ｆ１＋（ｆ３−ｆ１）〕，〔ｆ１＋ｆ２〕のみが抽出された音線情報が得られる。
【００８２】
また、第１受信信号メモリー１０５ａに記憶された音線情報と第２受信信号メモリー１０５ｂに記憶された音線情報とを演算部１０６の減算処理部１０６ｂに入力して減算によるパルスインバージョン（ＰＩ（−））を行う。その結果、図２５（ａ）に示すような周波数パワースペクトルを示す音線情報が得られる。すなわち、減算処理部１０６ｂにより、基本波成分ｆ１と第２世代高調波成分α１とが合成された周波数成分、基本波成分ｆ２と第２世代高調波成分α２とが合成された周波数成分、及び、基本波成分ｆ３と第２世代高調波成分α３とが合成された周波数成分が強調された音線情報が得られる。第２世代高調波成分α１，α２，α３はそれぞれ上記式（１）〜（３）によって表される高調波成分により構成されている。
【００８３】
また、第３受信信号メモリー１０５ｃに記憶された音線情報を演算部１０６のＡＭＰ１０６ｃに入力して音線情報を８倍に増幅し、図２５（ｂ）に示すような周波数パワースペクトルを示す音線情報を得る。
【００８４】
続いて、パルスインバージョン（ＰＩ（−））により得られた音線情報から基本波成分ｆ１，ｆ２，ｆ３を除去するため、パワーモジュレーション処理部１０６ｄにより、パルスインバージョン（ＰＩ（−））により得られた音線情報とＡＭＰ１０６ｃにより増幅された音線情報とを加算合成するパワーモジュレーション処理を行う。すると、図２５（ｃ）に示すような、基本波成分ｆ１，ｆ２，ｆ３が除去されて第２世代高調波成分α１，α２，α３のみが抽出された音線情報が得られる。
【００８５】
そして、この音線情報からノイズ成分を除去するため、図２５（ｃ）に示すように、ＢＰＦ１０８Ａによって、ノイズ成分を除去して第２世代高調波成分が抽出されるような帯域通過フィルターを用いたフィルター処理を行う。すると、図２５（ｄ）に示すような、ノイズ成分が除去されて第２世代高調波成分α１，α２，α３のみが抽出された音線情報が得られる。その後、位相調整部１０９により、フィルター処理後の音線情報に対して位相の調整を行い、図２５（ｅ）に示すように第２世代高調波成分α１，α２，α３の位相を第２の実施の形態と同様に加算結果と同位相として、合成時に相殺せずに結合するようにする。
【００８６】
このようにして、加算処理部１０６ａによる演算により得られた音線情報及びパワーモジュレーション処理により得られた音線情報は、合成部１１０により加算合成される。図２６は、合成後の音線情報に含まれる各高調波成分の深度と強度との関係を示している。図２６に示すように、送信焦点である深度ｂよりも浅部である深度ａにおいては、第１世代高調波成分〔（ｆ３−ｆ２）＋（ｆ２−ｆ１）〕，〔ｆ１＋ｆ２〕，〔２ｆ１＋（ｆ３−ｆ１）〕が支配的である。その後、深度が大きくなるにつれて、第１世代高調波成分〔（ｆ３−ｆ２）＋（ｆ２−ｆ１）〕，〔ｆ１＋ｆ２〕，〔２ｆ１＋（ｆ３−ｆ１）〕とともに、第２世代高調波成分α１，α２，α３の強度も大きくなり、深度ｂ付近において第１世代高調波成分〔（ｆ３−ｆ２）＋（ｆ２−ｆ１）〕，〔ｆ１＋ｆ２〕，〔２ｆ１＋（ｆ３−ｆ１）〕の強度がピークとなる。その後、深度が大きくなるにつれて第１世代高調波成分の強度が徐々に小さくなって、第２世代高調波成分が大きくなり、深度ｃ付近において第２世代高調波成分α１，α２，α３の強度がピークとなる。その後、深度ｃよりも深部においては、第２世代高調波成分が支配的となる。
【００８７】
したがって、図２６における深度ａでは、図２７（ａ）に示すように、第２世代高調波成分α１，α２，α３が少なく、第１世代高調波成分〔（ｆ３−ｆ２）＋（ｆ２−ｆ１）〕，〔ｆ１＋ｆ２〕，〔２ｆ１＋（ｆ３−ｆ１）〕が支配的である広帯域の音線情報が得られる。そのため、浅部領域では、距離分解能を保ったままＳ／Ｎを向上させることができる。また、深度ｂでは、図２７（ｂ）に示すように、第１世代高調波成分〔（ｆ３−ｆ２）＋（ｆ２−ｆ１）〕，〔ｆ１＋ｆ２〕，〔２ｆ１＋（ｆ３−ｆ１）〕及び第２世代高調波成分α１，α２，α３の強度がそれぞれ大きくなった広帯域の音線情報が得られ、深度ｃでは、図２７（ｃ）に示すように、第２世代高調波成分α１，α２，α３がさらに大きくなる一方で、第１世代高調波成分〔ｆ１＋ｆ２〕の強度が小さくなった広帯域の音線情報が得られる。そのため、広帯域で受信可能な領域が深度方向で拡大し、深度方向に広範囲で距離分解能に優れた超音波画像を得ることができ、また、Ｓ／Ｎも向上させることができる。また、深度ｄでは、図２７（ｄ）に示すように、第２世代高調波成分α１，α２が支配的である音線情報が得られる。そのため、深部領域では、低周波である高調波成分により音線情報が得られるので、Ｓ／Ｎが改善し、広帯域となるため、ペネトレーションと深部領域における距離分解能を向上させることができる。また、減算によるパルスインバージョン（ＰＩ（−））により得られる音線情報に含まれる第２世代高調波成分は、加算によるパルスインバージョン（ＰＩ（＋））により得られる音線情報に含まれる第１世代高調波成分よりも発生にあたって音圧依存性が高く、第１世代高調波成分よりも細い超音波ビームが得られ、これら高調波成分を含む音線情報を合成することにより方位分解能を向上させることができる。
【実施例１】
【００８８】
以下、実施例により本発明をより詳細に説明するが、勿論本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００８９】
（実施例１）
まず、上述した超音波探触子１０３として、送受信−６ｄＢにおける下限周波数（ＦＬ６）が５．０ＭＨｚ、上限周波数（ＦＨ６）が１５．０ＭＨｚ、中心周波数（ＦＣ６）が１０．０ＭＨｚ、送受信−６ｄＢの比帯域が１００％であり、送受信−２０ｄＢにおける下限周波数（ＦＬ２０）が３．９ＭＨｚ、上限周波数（ＦＨ２０）が１８．１ＭＨｚ、中心周波数（ＦＣ２０）が１１．０ＭＨｚ、送受信−２０ｄＢの比帯域が１２９％であり、送信−２０ｄＢにおける下限周波数（ＦＬ２０）が３．４ＭＨｚ、上限周波数（ＦＨ２０）が２１．２ＭＨｚ、中心周波数（ＦＣ２０）が１２．３ＭＨｚ、送受信−２０ｄＢの比帯域が１４５％である超音波探触子を用い、これを超音波探触子Ａとした。この超音波探触子Ａの送信帯域形状を図２８においてＡで示す。なお、図２８中、横軸は周波数を示し、縦軸は感度を示している。
【００９０】
上述した送信部１０２から出力される第１波目のパルス信号を、図２９（ａ）に示すような駆動波形とし、これを駆動波形１とした。この駆動波形１を周波数解析して得られる周波数パワースペクトルを図２９（ｂ）に示す。なお、図２９（ａ）中、横軸は時間を示し、縦軸は電圧を示している。また、図２９（ｂ）中、横軸は周波数を示し、縦軸は信号強度を示している。この駆動波形１のパルス信号により出力された送信超音波は、上述の超音波探触子Ａの−２０ｄＢにおける送信周波数帯域内（３．４ＭＨｚ−２１．２ＭＨｚ）において強度ピークを１つ有しており、そのピークは、超音波探触子Ａの送信−２０ｄＢにおける中心周波数（ＦＣ２０）よりも低周波側にあり、そのピークにおける周波数は６．３ＭＨｚであった。また、第２波目のパルス信号をこの駆動波形１の位相を反転させた駆動波形とした。
【００９１】
第１波目のパルス信号による超音波の送受信により得られた音線情報と、第２波目のパルス信号による超音波の送受信により得られた音線情報とを用いて、加算によるパルスインバージョン（ＰＩ（＋））及び減算によるパルスインバージョン（ＰＩ（−））をそれぞれ行った。そして、加算によるパルスインバージョン（ＰＩ（＋））により得られた音線情報に対し、８ＭＨｚ〜１４ＭＨｚの帯域を通過させる帯域通過フィルターによるフィルター処理を行った。そして、減算によるパルスインバージョン（ＰＩ（−））により得られた音線情報に対し、１１ＭＨｚ〜２０ＭＨｚの帯域を通過させる帯域通過フィルターによるフィルター処理を行った後、オールパスフィルターによる位相調整を行った。その後、位相調整が行われた減算によるパルスインバージョン（ＰＩ（−））により得られた音線情報と、加算によるパルスインバージョン（ＰＩ（＋））により得られた音線情報とを加算合成した。
【００９２】
（比較例１）
減算によるパルスインバージョン（ＰＩ（−））を実施せず、加算によるパルスインバージョン（ＰＩ（＋））により得られた音線情報のみを用いて超音波画像データを生成する点以外は実施例１と同様とした。
【００９３】
（実施例２）
まず、上述した超音波探触子１０３としては、上述した超音波探触子Ａを使用した。
【００９４】
上述した送信部１０２から出力される第１波目のパルス信号を、図３０（ａ）に示すような駆動波形とし、これを駆動波形２とした。この駆動波形２を周波数解析して得られる周波数パワースペクトルを図３０（ｂ）に示す。なお、図３０（ａ）中、横軸は時間を示し、縦軸は電圧を示している。また、図３０（ｂ）中、横軸は周波数を示し、縦軸は信号強度を示している。この駆動波形２のパルス信号により出力された送信超音波は、上述の超音波探触子Ａの−２０ｄＢにおける送信周波数帯域内（３．４ＭＨｚ−２１．２ＭＨｚ）において強度ピークを１つ有しており、そのピークは、超音波探触子Ａの送信−２０ｄＢにおける中心周波数（ＦＣ２０）よりも低周波側にあり、そのピークにおける周波数は８．１ＭＨｚであった。また、第２波目のパルス信号をこの駆動波形２の位相を反転させた駆動波形とした。
【００９５】
第１波目のパルス信号による超音波の送受信により得られた音線情報と、第２波目のパルス信号による超音波の送受信により得られた音線情報とを用いて、加算によるパルスインバージョン（ＰＩ（＋））及び減算によるパルスインバージョン（ＰＩ（−））をそれぞれ行った。そして、加算によるパルスインバージョン（ＰＩ（＋））により得られた音線情報に対し、８ＭＨｚ〜２０ＭＨｚの帯域を通過させる帯域通過フィルターによるフィルター処理を行った。そして、減算によるパルスインバージョン（ＰＩ（−））により得られた音線情報に対し、１１ＭＨｚ〜２０ＭＨｚの帯域を通過させる帯域通過フィルターによるフィルター処理を行った後、オールパスフィルターによる位相調整を行った。その後、位相調整が行われた減算によるパルスインバージョン（ＰＩ（−））により得られた音線情報と、加算によるパルスインバージョン（ＰＩ（＋））により得られた音線情報とを加算合成した。
【００９６】
（比較例２）
減算によるパルスインバージョン（ＰＩ（−））を実施せず、加算によるパルスインバージョン（ＰＩ（＋））により得られた音線情報のみを用いて超音波画像データを生成する点以外は実施例２と同様とした。
【００９７】
（実施例３）
まず、上述した超音波探触子１０３としては、上述した超音波探触子Ａを使用した。
【００９８】
上述した送信部１０２から出力される第１波目のパルス信号を、図３１（ａ）に示すような駆動波形とし、これを駆動波形３とした。この駆動波形３を周波数解析して得られる周波数パワースペクトルを図３１（ｂ）に示す。なお、図３１（ａ）中、横軸は時間を示し、縦軸は電圧を示している。また、図３１（ｂ）中、横軸は周波数を示し、縦軸は信号強度を示している。この駆動波形３のパルス信号により出力された送信超音波は、上述の超音波探触子Ａの−２０ｄＢにおける送信周波数帯域内（３．４ＭＨｚ−２１．２ＭＨｚ）において強度ピークを２つ有しており、そのピークは、超音波探触子Ａの送信−２０ｄＢにおける中心周波数（ＦＣ２０）よりも高周波側及び低周波側にそれぞれあり、そのピークにおける周波数は１１．５ＭＨｚ及び７．０ＭＨｚであった。また、この駆動波形３のパルス信号は、超音波探触子Ａから出力された超音波の周波数パワースペクトルの強度が、超音波探触子Ａの−６ｄＢの送受信周波数の帯域内において、少なくとも１つの極小値を有するとともに、この極小値と超音波探触子Ａの−６ｄＢの送受信周波数の帯域内における最大強度との差が１０ｄＢ以内となるような３値の駆動波形のパルス信号である。また、第２波目のパルス信号をこの駆動波形３の位相を反転させた駆動波形とした。
【００９９】
第１波目のパルス信号による超音波の送受信により得られた音線情報と、第２波目のパルス信号による超音波の送受信により得られた音線情報とを用いて、加算によるパルスインバージョン（ＰＩ（＋））及び減算によるパルスインバージョン（ＰＩ（−））をそれぞれ行った。そして、加算によるパルスインバージョン（ＰＩ（＋））により得られた音線情報に対し、４ＭＨｚ〜２０ＭＨｚの帯域を通過させる帯域通過フィルターによるフィルター処理を行った。そして、減算によるパルスインバージョン（ＰＩ（−））により得られた音線情報に対し、１３ＭＨｚ〜２０ＭＨｚの帯域を通過させる帯域通過フィルターによるフィルター処理を行った後、オールパスフィルターによる位相調整を行った。その後、位相調整が行われた減算によるパルスインバージョン（ＰＩ（−））により得られた音線情報と、加算によるパルスインバージョン（ＰＩ（＋））により得られた音線情報とを加算合成した。
【０１００】
（比較例３）
減算によるパルスインバージョン（ＰＩ（−））を実施せず、加算によるパルスインバージョン（ＰＩ（＋））により得られた音線情報のみを用いて超音波画像データを生成する点以外は実施例３と同様とした。
【０１０１】
（実施例４）
まず、上述した超音波探触子１０３としては、上述した超音波探触子Ａを使用した。
【０１０２】
上述した送信部１０２から出力される第１波目のパルス信号を、図３２（ａ）に示すような駆動波形とし、これを駆動波形４とした。この駆動波形４を周波数解析して得られる周波数パワースペクトルを図３２（ｂ）に示す。なお、図３２（ａ）中、横軸は時間を示し、縦軸は電圧を示している。また、図３２（ｂ）中、横軸は周波数を示し、縦軸は信号強度を示している。この駆動波形４のパルス信号により出力された送信超音波は、上述の超音波探触子Ａの−２０ｄＢにおける送信周波数帯域内（３．４ＭＨｚ−２１．２ＭＨｚ）において強度ピークを３つ有しており、そのピークは、超音波探触子Ａの送信−２０ｄＢにおける中心周波数（ＦＣ２０）よりも高周波側に２つ、低周波側に１つあり、そのピークにおける周波数は１９．２ＭＨｚ、１３．２ＭＨｚ及び５．８ＭＨｚであった。また、第２波目のパルス信号をこの駆動波形４の位相を反転させた駆動波形とした。
【０１０３】
第１波目のパルス信号による超音波の送受信により得られた音線情報と、第２波目のパルス信号による超音波の送受信により得られた音線情報とを用いて、加算によるパルスインバージョン（ＰＩ（＋））及び減算によるパルスインバージョン（ＰＩ（−））をそれぞれ行った。そして、加算によるパルスインバージョン（ＰＩ（＋））により得られた音線情報に対し、４ＭＨｚ〜２０ＭＨｚの帯域を通過させる帯域通過フィルターによるフィルター処理を行った。そして、減算によるパルスインバージョン（ＰＩ（−））により得られた音線情報に対し、１３ＭＨｚ〜２０ＭＨｚの帯域を通過させる帯域通過フィルターによるフィルター処理を行った後、オールパスフィルターによる位相調整を行った。その後、位相調整が行われた減算によるパルスインバージョン（ＰＩ（−））により得られた音線情報と、加算によるパルスインバージョン（ＰＩ（＋））により得られた音線情報とを加算合成した。
【０１０４】
（比較例４）
減算によるパルスインバージョン（ＰＩ（−））を実施せず、加算によるパルスインバージョン（ＰＩ（＋））により得られた音線情報のみを用いて超音波画像データを生成する点以外は実施例４と同様とした。
【０１０５】
（実施例５）
減算によるパルスインバージョン（ＰＩ（−））により得られた音線情報に対して位相調整をする際に、最浅部から深度１０ｍｍまでの領域においては、基本波成分の位相が正極性側に強調されるような位相の調整を行い、深度１０ｍｍよりも深部領域においては、高調波成分が正極性側に強調されるような位相の調整を行う点以外は、実施例４と同様とした。
【０１０６】
（実施例６）
まず、上述した超音波探触子１０３としては、上述した超音波探触子Ａを使用した。
【０１０７】
上述した送信部１０２から出力される第１波目のパルス信号を上述した駆動波形４とし、第２波目のパルス信号をこの駆動波形４の位相を反転させた駆動波形とし、第３波目のパルス信号を、駆動波形４の１／４の大きさの振幅である駆動波形とした。
【０１０８】
第１波目のパルス信号による超音波の送受信により得られた音線情報と、第２波目のパルス信号による超音波の送受信により得られた音線情報とを用いて、加算によるパルスインバージョン（ＰＩ（＋））及び減算によるパルスインバージョン（ＰＩ（−））をそれぞれ行った。そして、第３波目のパルス信号による超音波の送受信により得られた音線情報を８倍に増幅し、減算によるパルスインバージョン（ＰＩ（−））により得られた音線情報と加算合成するパワーモジュレーション処理を行った。そして、加算によるパルスインバージョン（ＰＩ（＋））により得られた音線情報に対し、４ＭＨｚ〜２０ＭＨｚの帯域を通過させる帯域通過フィルターによるフィルター処理を行った。そして、パワーモジュレーション処理により得られた音線情報に対し、４ＭＨｚ〜２０ＭＨｚの帯域を通過させる帯域通過フィルターによるフィルター処理を行った後、オールパスフィルターによる位相調整を行った。その後、位相調整が行われたパワーモジュレーション処理により得られた音線情報と、加算によるパルスインバージョン（ＰＩ（＋））により得られた音線情報とを加算合成した。
【０１０９】
（実施例７）
まず、上述した超音波探触子１０３として、送受信−６ｄＢにおける下限周波数（ＦＬ６）が５．９ＭＨｚ、上限周波数（ＦＨ６）が１４．２ＭＨｚ、中心周波数（ＦＣ６）が１０．０ＭＨｚ、送受信−６ｄＢの比帯域が８３％であり、送受信−２０ｄＢにおける下限周波数（ＦＬ２０）が５．２ＭＨｚ、上限周波数（ＦＨ２０）が１６．７ＭＨｚ、中心周波数（ＦＣ２０）が１１．０ＭＨｚ、送受信−２０ｄＢの比帯域が１０５％であり、送信−２０ｄＢにおける下限周波数（ＦＬ２０）が４．９ＭＨｚ、上限周波数（ＦＨ２０）が１９．７ＭＨｚ、中心周波数（ＦＣ２０）が１２．３ＭＨｚ、送受信−２０ｄＢの比帯域が１２０％である超音波探触子を用い、これを超音波探触子Ｂとした。この超音波探触子Ｂの送信帯域形状を図２８においてＢで示す。
【０１１０】
上述した送信部１０２から出力される第１波目のパルス信号の駆動波形を駆動波形４とした。この駆動波形４のパルス信号により出力された送信超音波は、上述の超音波探触子Ｂの−２０ｄＢにおける送信周波数帯域内（４．９ＭＨｚ−１９．７ＭＨｚ）において強度ピークを３つ有しており、そのピークは、超音波探触子Ｂの送信−２０ｄＢにおける中心周波数（ＦＣ２０）よりも高周波側に２つ、低周波側に１つあり、そのピークにおける周波数は１９．０ＭＨｚ、１３．１ＭＨｚ及び６．０ＭＨｚであった。また、第２波目のパルス信号をこの駆動波形４の位相を反転させた駆動波形とした。
【０１１１】
第１波目のパルス信号による超音波の送受信により得られた音線情報と、第２波目のパルス信号による超音波の送受信により得られた音線情報とを用いて、加算によるパルスインバージョン（ＰＩ（＋））及び減算によるパルスインバージョン（ＰＩ（−））をそれぞれ行った。そして、加算によるパルスインバージョン（ＰＩ（＋））により得られた音線情報に対し、５ＭＨｚ〜１９ＭＨｚの帯域を通過させる帯域通過フィルターによるフィルター処理を行った。そして、減算によるパルスインバージョン（ＰＩ（−））により得られた音線情報に対し、１３ＭＨｚ〜１９ＭＨｚの帯域を通過させる帯域通過フィルターによるフィルター処理を行った後、オールパスフィルターによる位相調整を行った。ここで、減算によるパルスインバージョン（ＰＩ（−））により得られた音線情報に対して位相調整をする際に、最浅部から深度１０ｍｍまでの領域においては、基本波成分の位相が正極性側に強調されるような位相の調整を行い、深度１０ｍｍよりも深部領域においては、高調波成分が正極性側に強調されるような位相の調整を行った。その後、位相調整が行われた減算によるパルスインバージョン（ＰＩ（−））により得られた音線情報と、加算によるパルスインバージョン（ＰＩ（＋））により得られた音線情報とを加算合成した。
【０１１２】
（比較例５）
減算によるパルスインバージョン（ＰＩ（−））を実施せず、加算によるパルスインバージョン（ＰＩ（＋））により得られた音線情報のみを用いて超音波画像データを生成する点以外は実施例７と同様とした。
【０１１３】
（実施例８）
まず、上述した超音波探触子１０３として、送受信−６ｄＢにおける下限周波数（ＦＬ６）が６．２ＭＨｚ、上限周波数（ＦＨ６）が１３．８ＭＨｚ、中心周波数（ＦＣ６）が１０．０ＭＨｚ、送受信−６ｄＢの比帯域が７６％であり、送受信−２０ｄＢにおける下限周波数（ＦＬ２０）が５．７ＭＨｚ、上限周波数（ＦＨ２０）が１６．０ＭＨｚ、中心周波数（ＦＣ２０）が１０．９ＭＨｚ、送受信−２０ｄＢの比帯域が９５％であり、送信−２０ｄＢにおける下限周波数（ＦＬ２０）が５．６ＭＨｚ、上限周波数（ＦＨ２０）が１９．１ＭＨｚ、中心周波数（ＦＣ２０）が１２．３ＭＨｚ、送受信−２０ｄＢの比帯域が１０９％である超音波探触子を用い、これを超音波探触子Ｃとした。この超音波探触子Ｃの送信帯域形状を図２８においてＣで示す。
【０１１４】
上述した送信部１０２から出力される第１波目のパルス信号の駆動波形を駆動波形４とした。この駆動波形４のパルス信号により出力された送信超音波は、上述の超音波探触子Ｃの−２０ｄＢにおける送信周波数帯域内（５．６ＭＨｚ−１９．１ＭＨｚ）において強度ピークを２つ有しており、そのピークは、超音波探触子Ｃの送信−２０ｄＢにおける中心周波数（ＦＣ２０）よりも高周波側及び低周波側にそれぞれあり、そのピークにおける周波数は１３．０ＭＨｚ及び６．２ＭＨｚであった。また、第２波目のパルス信号をこの駆動波形４の位相を反転させた駆動波形とした。
【０１１５】
第１波目のパルス信号による超音波の送受信により得られた音線情報と、第２波目のパルス信号による超音波の送受信により得られた音線情報とを用いて、加算によるパルスインバージョン（ＰＩ（＋））及び減算によるパルスインバージョン（ＰＩ（−））をそれぞれ行った。そして、加算によるパルスインバージョン（ＰＩ（＋））により得られた音線情報に対し、５．５ＭＨｚ〜１８ＭＨｚの帯域を通過させる帯域通過フィルターによるフィルター処理を行った。そして、減算によるパルスインバージョン（ＰＩ（−））により得られた音線情報に対し、１３ＭＨｚ〜１８ＭＨｚの帯域を通過させる帯域通過フィルターによるフィルター処理を行った後、オールパスフィルターによる位相調整を行った。ここで、減算によるパルスインバージョン（ＰＩ（−））により得られた音線情報に対して位相調整をする際に、最浅部から深度１０ｍｍまでの領域においては、基本波成分の位相が正極性側に強調されるような位相の調整を行い、深度１０ｍｍよりも深部領域においては、高調波成分が正極性側に強調されるような位相の調整を行った。その後、位相調整が行われた減算によるパルスインバージョン（ＰＩ（−））により得られた音線情報と、加算によるパルスインバージョン（ＰＩ（＋））により得られた音線情報とを加算合成した。
【０１１６】
（比較例６）
減算によるパルスインバージョン（ＰＩ（−））を実施せず、加算によるパルスインバージョン（ＰＩ（＋））により得られた音線情報のみを用いて超音波画像データを生成する点以外は実施例８と同様とした。
【０１１７】
上述した各実施例及び比較例の各条件を下記表１に示す。
【０１１８】
【表１】
2019093253.tif 000003
【０１１９】
＜評価方法＞
Ｇａｍｍｅｘ社製のＲＭＩ  ４０４ＧＳ−ＬＥ０．５と同一の音響等価材の深度７、１５、２５、４０ｍｍの位置にそれぞれ５０μｍのＳＵＳワイヤーを埋設した。そして、送信超音波の送信焦点を１５ｍｍとして第１波目及び第２波目（実施例６においては、さらに第３波目）の超音波の送受信を行い、受信した各超音波からそれぞれ得られた音線情報に対して上記表１に示された条件により処理を行い、超音波画像を得た。そして、画像化を行った際のワイヤー描出輝度を音響強度（ｄＢ）に変換し、その２０ｄＢ分解能（距離分解能、方位分解能）を得た。
また、画像化を行った際のワイヤー描出輝度と送波停止時のBackground輝度との差分を音響強度（ｄＢ）に変換し、この値をＳ／Ｎとした。
また、Ｇａｍｍｅｘ社製のＲＭＩ  ４０３ＧＳ−ＬＥ０．５の音響等価材部に対し、送信焦点を１５ｍｍにして第１波目及び第２波目（実施例６においては、さらに第３波目）の超音波の送受信を行い、連続する２フレーム分の超音波画像を取得し、この２フレームの超音波画像の相関を求め、この相関が０．５を下回る深度を特定し、これを深達度（Penetration）とした。
また、実施例１〜８及び比較例１〜６のそれぞれの条件にて手根、ＭＰ関節（MetacarpoPhalangeal joint）屈筋腱、上腕二頭筋長頭腱、内側半月板の描出を行い、整形外科関連に従事する医師及び臨床検査技師の合計１０名により下記の評価基準により評点を得、その値を平均してこれを描出性スコアとした。
［評価基準］
１０：組織状態の把握に対して申し分ない程度の描出性
８：組織状態の把握に対して実用上問題ない程度の描出性
６：良好ではないが組織状態の把握は可能な程度の描出性
４：組織状態の把握に支障がある程度の描出性
２：組織状態の把握が困難な程度の描出性
以上の評価結果を下記表２に示す。
【０１２０】
【表２】
2019093253.tif 000004
【０１２１】
＜評価結果＞
上記表２の結果より、実施例１〜８によれば、比較例１〜６と比較すると、特に、送信焦点よりも深部領域において距離分解能及び方位分解能がよく、また、深達度（Penetration）も大きいことがわかった。また、実施例１〜８によれば、比較例１〜６に比べ、手根、ＭＰ関節屈筋腱、上腕二頭筋長頭腱、内側半月板の描出評価が高いことがわかった。
【０１２２】
以上説明したように、第１〜第５の実施の形態によれば、超音波探触子１０３は、入力されたパルス信号に基づいて被検体に向けて送信超音波を出力するとともに、被検体からの反射超音波を受信することにより受信信号を出力する。送信部１０２は、超音波探触子１０３に、それぞれ異なる駆動波形のパルス信号を時間間隔をおいて複数回出力する。受信部１０４は、複数回のパルス信号によってそれぞれ生成された送信超音波の反射超音波から得られた各受信信号に基づいて複数の音線情報を生成する。演算部１０６（演算部１０６Ａ）は、受信部１０４によって生成された複数の音線情報を用いて複数種類の演算方法による演算を行い、それぞれの演算結果を得る。合成部１１０は、演算部１０６（演算部１０６Ａ）によって得られた複数の演算結果を合成する。検波部１１１は、合成部１１０によって合成された演算結果を検波する。画像処理部１１２は、検波部１１１によって検波した結果に基づいて超音波画像データを生成する。その結果、特性の異なる複数の音線情報を演算によって求め、これらの演算結果を補間的に合成するので、深度方向により広範囲で距離分解能に優れた高調波成分を利用した超音波画像を得ることができる。また、狭帯域画像の合成ではなく、音線情報の広帯域化により距離分解能の良好な画像を得ることができる。さらに、深部領域における方位分解能やペネトレーションを向上させることができる。
【０１２３】
また、第１〜第５の実施の形態によれば、演算部１０６（演算部１０６Ａ）は、複数の音線情報を加算した演算結果と、複数の音線情報を減算した演算結果とを得る。その結果、加算によって偶数次高調波が抽出でき、減算によって奇数次高調波が抽出できるので、双方の活用によって深度方向により広範囲にわたって高い距離分解能を得ることが可能となる。
【０１２４】
また、第１〜第４の実施の形態によれば、ＢＰＦ１０８は、演算部１０６によって得られた複数の音線情報を減算した演算結果に対して、演算結果に含まれる基本波成分の周波数帯をカットするフィルター処理を行う。その結果、より高い方位分解能を得ることが可能となる。また、適切な周波数成分をＳ／Ｎよく抽出することが可能となり、高品質な超音波画像を得ることができるようになる。
【０１２５】
また、第５の実施の形態によれば、送信部１０２は、出力する複数のパルス信号のうちの一のパルス信号とは振幅のみが異なるパワーモジュレーション用パルス信号を複数回出力するパルス信号に含んで超音波探触子１０３に出力する。演算部１０６Ａは、受信部１０４によってパワーモジュレーション用パルス信号によって生成された送信超音波の反射超音波から得られた受信信号を整相加算して生成された音線情報を所定倍に増幅して複数の音線情報を減算した演算結果に加算するパワーモジュレーション処理を行う。合成部１１０は、パワーモジュレーション処理後の複数の音線情報を減算した演算結果と、複数の音線情報を加算した演算結果とを合成する。その結果、パワーモジュレーション処理を行うことにより、基本波成分を効率よく抑圧して高調波成分を抽出することができる。また、２次高調波等の第１世代高調波成分が基本波成分に影響されて生じる第２世代高調波成分が低周波領域にも発生するので、これを利用してペネトレーションを向上させることができるようになる。
【０１２６】
また、第１〜第５の実施の形態によれば、位相調整部１０９は、演算部１０６（演算部１０６Ａ）によって得られた複数の演算結果のうちの一の演算結果に含まれる第１の周波数成分の位相に他の演算結果に含まれる第２の周波数成分の位相を合せるように当該他の演算結果の位相を調整する。その結果、音線情報を合成する際に信号成分が相殺してしまうのを抑制できる。
【０１２７】
また、第４の実施の形態によれば、位相調整部１０９は、深度に応じて他の演算結果の位相の調整量を変更する。その結果、深度に応じて適正な位相調整を行うことにより、深度が変更しても広帯域の音線情報を得ることができるので、距離分解能の良好な領域を深度方向により拡大することが可能となる。
【０１２８】
また、第１〜第５の実施の形態によれば、送信部１０２は、出力する複数のパルス信号のうちの一のパルス信号とは位相を反転させたパルス信号を複数回出力するパルス信号に含んで超音波探触子１０３に出力する。その結果、より良好な音線情報を得ることができるようになる。
【０１２９】
また、第１〜第５の実施の形態によれば、送信部１０２は、周波数パワースペクトルの強度ピークが、超音波探触子１０３の−２０ｄＢの送受信周波数帯域における上限周波数の１／３で、かつ、超音波探触子１０３の−２０ｄＢでの送受信周波数帯域の下限周波数以上の周波数帯域に含まれるパルス信号を出力する。その結果、３次高調波成分を取得可能な周波数領域に強い送波を行うことができ、３次高調波成分をより効果的に利用することができるようになる。
【０１３０】
また、第３〜第５の実施の形態によれば、送信部１０２は、周波数パワースペクトルの強度ピークが、超音波探触子１０３の−２０ｄＢの送信周波数帯域の中心周波数よりも低周波側と、当該中心周波数よりも高周波側とのそれぞれに含まれるパルス信号を出力する。その結果、広帯域の送波を行うことができ、高次高調波成分だけでなく差音成分も利用できるようになって広帯域の高調波を受信できるようになり、距離分解能が向上する。
【０１３１】
また、第４及び第５の実施の形態によれば、送信部１０２は、周波数パワースペクトルの強度ピークが、超音波探触子１０３の−２０ｄＢの送信周波数帯域の中心周波数よりも高周波側に２以上含まれるパルス信号を出力する。その結果、より広帯域の高調波を受信できるようになり、距離分解能がより向上する。
【０１３２】
また、第３の実施の形態によれば、送信部１０２は、周波数パワースペクトルの強度が、超音波探触子１０３の−２０ｄＢの送受信周波数の帯域内において、少なくとも１つの極小値を有するとともに、極小値と超音波探触子１０３の−６ｄＢの送受信周波数の帯域内における最大強度との差が１０ｄＢ以内となるような駆動波形のパルス信号を３値の制御信号により出力する。その結果、高調波成分をより良好に発生させることができ、画質の向上を図ることができるようになる。
【０１３３】
また、第１〜第５の実施の形態によれば、パルス信号を５値以下の制御信号により出力するようにしたので、安価で分解能を向上させることができるようになる。
【０１３４】
また、第１〜第５の実施の形態によれば、超音波探触子１０３は、−２０ｄＢの比帯域を１００％以上としたので、より高い効果を得ることが可能となる。
【０１３５】
また、第１〜第５の実施の形態によれば、超音波探触子１０３は、−６ｄＢの比帯域を１００％以上としたので、さらに高い効果を得ることが可能となる。
【０１３６】
なお、本発明の実施の形態における記述は、本発明に係る超音波画像診断装置の一例であり、これに限定されるものではない。超音波画像診断装置を構成する各機能部の細部構成及び細部動作に関しても適宜変更可能である。
【０１３７】
また、上述した実施の形態では、第１波目のパルス信号による超音波の送受信により得られた音線情報と、第２波目のパルス信号による超音波の送受信により得られた音線情報とを用いて、加算によるパルスインバージョン（ＰＩ（＋））及び減算によるパルスインバージョン（ＰＩ（−））をそれぞれ行って得た結果を合成するようにしたが、演算方法は、上述したものに限定されず、加算や減算以外の演算方法を採用してもよい。
【０１３８】
また、上述した実施の形態では、減算によるパルスインバージョン（ＰＩ（−））を行って得た結果に対し、フィルター処理を行って基本波成分をカットするようにしたが、他の方法により基本波成分をカットするようにしてもよい。
【０１３９】
また、上述した実施の形態では、深度に応じて位相の調整量を変更するようにしたが、一定としてもよい。
【０１４０】
また、超音波探触子１０３に与える駆動信号の波形は上述したものに限定されず、任意に設定することができる。
【０１４１】
また、上述した実施の形態では、矩形波による駆動信号を送信部１０２から超音波探触子１０３に送信するようにしたが、任意波形による駆動信号を超音波探触子１０３に与えるようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１４２】
１００，１００Ａ  超音波画像診断装置
１０２  送信部
１０３  超音波探触子
１０４  受信部
１０６，１０６Ａ  演算部
１０８  ＢＰＦ
１０９  位相調整部
１１０  合成部
１１１  検波部
１１２  画像処理部
【図１】
2019093253.tif 000005
【図２】
2019093253.tif 000006
【図３】
2019093253.tif 000007
【図４】
2019093253.tif 000008
【図５】
2019093253.tif 000009
【図６】
2019093253.tif 000010
【図７】
2019093253.tif 000011
【図８】
2019093253.tif 000012
【図９】
2019093253.tif 000013
【図１０】
2019093253.tif 000014
【図１１】
2019093253.tif 000015
【図１２】
2019093253.tif 000016
【図１３】
2019093253.tif 000017
【図１４】
2019093253.tif 000018
【図１５】
2019093253.tif 000019
【図１６】
2019093253.tif 000020
【図１７】
2019093253.tif 000021
【図１８】
2019093253.tif 000022
【図１９】
2019093253.tif 000023
【図２０】
2019093253.tif 000024
【図２１】
2019093253.tif 000025
【図２２】
2019093253.tif 000026
【図２３】
2019093253.tif 000027
【図２４】
2019093253.tif 000028
【図２５】
2019093253.tif 000029
【図２６】
2019093253.tif 000030
【図２７】
2019093253.tif 000031
【図２８】
2019093253.tif 000032
【図２９】
2019093253.tif 000033
【図３０】
2019093253.tif 000034
【図３１】
2019093253.tif 000035
【図３２】
2019093253.tif 000036
【手続補正書】
【提出日】平成31年4月10日(2019.4.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された駆動信号に基づいて送信超音波を出力し、被検体からの反射超音波を受信して、受信した超音波に応じた受信信号を出力する超音波探触子と、
前記超音波探触子に、駆動信号を出力する送信部と、
前記駆動信号に基づく送信超音波の被検体からの反射超音波に応じた受信信号に基づく音線情報を生成する受信部と、
前記音線情報に基づき、高調波成分を抽出する演算部と、
前記演算部により抽出された高調波成分に基づき、超音波画像データを生成する画像処理部と、を有し、
前記送信部は、前記送信超音波に、第一の周波数に強度ピークを有する第一の基本波成分ｆ１と、前記第一の周波数よりも高い第二の周波数に強度ピークを有する第二の基本波成分ｆ２と、前記第二の周波数よりも高い第三の周波数に強度ピークを有する第三の基本波成分ｆ３とが含まれるように、前記駆動信号を出力し、
前記第一の周波数、前記第二の周波数及び前記第三の周波数の比は、略１：２：３であることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記演算部は、前記第一の基本波成分ｆ１の二次高調波、前記第一の基本波成分ｆ１と前記第二の基本波成分ｆ２との和音成分、及び前記第一〜第三の基本波成分ｆ１〜ｆ３の内の少なくとも二つに基づく差音成分を抽出することを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記演算部は、前記第一〜第三の基本波成分ｆ１〜ｆ３の内の少なくとも二つに基づく差音成分として、前記第二の基本波成分と前記第一の基本波成分との差音成分ｆ２−ｆ１、前記第三の基本波成分と前記第二の基本波成分の差音成分ｆ３−ｆ２、及び前記第三の基本波成分と前記第一の基本波成分との差音成分ｆ３−ｆ１を抽出することを特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記送信部は、前記駆動信号として、第１の駆動信号と第２の駆動信号を出力し、
前記受信部は、前記第１の駆動信号に基づく送信超音波の被写体からの反射超音波に応じた受信信号に基づく第１の音線情報と、前記第２の駆動信号に基づく送信超音波の被写体からの反射超音波に応じた受信信号に基づく第２の音線情報とを生成し、
前記演算部は、前記第１の音線情報と前記第２の音線情報とをパルスインバージョン法により加算することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記第２の駆動信号は、前記第１の駆動信号とは位相が反転した信号であることを特徴とする請求項４に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記演算部は、ノイズ成分が除去された前記第１の音線情報とノイズ成分が除去された前記第２の音線情報とを加算し、高調波を抽出することを特徴とする請求項４または５に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記演算部は、前記第１の音線情報と前記第２の音線情報との一方から他方を減算し、高調波を抽出し、
前記画像処理部は、前記加算により抽出された高調波と前記減算により抽出された高調波に基づいて、前記超音波画像データを生成することを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記減算により抽出された高調波に、前記第一の基本波成分の三次高調波成分３ｆ１を含むことを特徴とする請求項７に記載の超音波診断装置。
【請求項９】
前記送信部は、周波数パワースペクトルの強度ピークが、前記超音波探触子の−２０ｄＢの送受信周波数帯域における上限周波数の１／３以下で、かつ、前記超音波探触子の−２０ｄＢでの送受信周波数帯域の下限周波数以上の周波数帯域に含まれるパルス信号を出力することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の超音波診断装置。
【請求項１０】
前記送信部は、周波数パワースペクトルの強度ピークが、前記超音波探触子の−２０ｄＢの送信周波数帯域の中心周波数よりも低周波側と、当該中心周波数よりも高周波側とのそれぞれに含まれるパルス信号を出力することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の超音波診断装置。
【請求項１１】
前記駆動信号を、５値以下の制御信号により出力することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の超音波診断装置。
【請求項１２】
前記超音波探触子は、−２０ｄＢの比帯域が１００％以上であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の超音波診断装置。
【請求項１３】
前記超音波探触子は、−６ｄＢの比帯域が１００％以上であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の超音波診断装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、超音波診断装置に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明の課題は、深度方向により広範囲で距離分解能に優れた高調波成分を利用した超音波画像を得ることができる超音波診断装置を提供することである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、超音波診断装置において、
入力された駆動信号に基づいて送信超音波を出力し、被検体からの反射超音波を受信して、受信信号を出力する超音波探触子と、
前記超音波探触子に、駆動信号を出力する送信部と、
前記駆動信号に基づく送信超音波の被検体からの反射超音波に応じた受信信号に基づく音線情報を生成する受信部と、
前記音線情報に基づき、高調波成分を抽出する演算部と、
前記演算部により抽出された高調波成分に基づき、超音波画像データを生成する画像処理部と、を有し、
前記送信部は、前記送信超音波に、第一の周波数に強度ピークを有する第一の基本波成分ｆ１と、前記第一の周波数よりも高い第二の周波数に強度ピークを有する第二の基本波成分ｆ２と、前記第二の周波数よりも高い第三の周波数に強度ピークを有する第三の基本波成分ｆ３とが含まれるように、前記駆動信号を出力し、
前記第一の周波数、前記第二の周波数及び前記第三の周波数の比は、略１：２：３であることを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の超音波診断装置において、
前記演算部は、前記第一の基本波成分ｆ１の二次高調波、前記第一の基本波成分ｆ１と前記第二の基本波成分ｆ２との和音成分、及び前記第一〜第三の基本波成分ｆ１〜ｆ３の内の少なくとも二つに基づく差音成分を抽出することを特徴とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の超音波診断装置において、
前記演算部は、前記第一〜第三の基本波成分ｆ１〜ｆ３の内の少なくとも二つに基づく差音成分として、前記第二の基本波成分と前記第一の基本波成分との差音成分ｆ２−ｆ１、前記第三の基本波成分と前記第二の基本波成分の差音成分ｆ３−ｆ２、及び前記第三の基本波成分と前記第一の基本波成分との差音成分ｆ３−ｆ１を抽出することを特徴とする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の超音波診断装置において、
前記送信部は、前記駆動信号として、第１の駆動信号と第２の駆動信号を出力し、
前記受信部は、前記第１の駆動信号に基づく送信超音波の被写体からの反射超音波に応じた受信信号に基づく第１の音線情報と、前記第２の駆動信号に基づく送信超音波の被写体からの反射超音波に応じた受信信号に基づく第２の音線情報とを生成し、
前記演算部は、前記第１の音線情報と前記第２の音線情報とをパルスインバージョン法により加算することを特徴とする。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の超音波診断装置において、
前記第２の駆動信号は、前記第１の駆動信号とは位相が反転した信号であることを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項４または５に記載の超音波診断装置において、
前記演算部は、ノイズ成分が除去された前記第１の音線情報とノイズ成分が除去された前記第２の音線情報とを加算し、高調波を抽出することを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、請求項４〜６のいずれか１項に記載の超音波診断装置において、
前記演算部は、前記第１の音線情報と前記第２の音線情報との一方から他方を減算し、高調波を抽出し、
前記画像処理部は、前記加算により抽出された高調波と前記減算により抽出された高調波に基づいて、前記超音波画像データを生成することを特徴とする。
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の超音波診断装置において、
前記減算により抽出された高調波に、前記第一の基本波成分の三次高調波成分３ｆ１を含むことを特徴とする。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
請求項９に記載の発明は、請求項１〜８の何れか１項に記載の超音波診断装置において、
前記送信部は、周波数パワースペクトルの強度ピークが、前記超音波探触子の−２０ｄＢの送受信周波数帯域における上限周波数の１／３以下で、かつ、前記超音波探触子の−２０ｄＢでの送受信周波数帯域の下限周波数以上の周波数帯域に含まれるパルス信号を出力することを特徴とする。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９の何れか１項に記載の超音波診断装置において、
前記送信部は、周波数パワースペクトルの強度ピークが、前記超音波探触子の−２０ｄＢの送信周波数帯域の中心周波数よりも低周波側と、当該中心周波数よりも高周波側とのそれぞれに含まれるパルス信号を出力することを特徴とする。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
請求項１１に記載の発明は、請求項１〜１０の何れか１項に記載の超音波診断装置において、
前記駆動信号を、５値以下の制御信号により出力することを特徴とする。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
請求項１２に記載の発明は、請求項１〜１１の何れか１項に記載の超音波診断装置において、
前記超音波探触子は、−２０ｄＢの比帯域が１００％以上であることを特徴とする。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
請求項１３に記載の発明は、請求項１〜１２の何れか１項に記載の超音波診断装置において、
前記超音波探触子は、−６ｄＢの比帯域が１００％以上であることを特徴とする。