(57)【要約】【課題】複数種類の高調波による相殺を低減して距離分解能に優れた超音波画像を得ることができる超音波探触子及び超音波画像診断装置を提供する。【解決手段】超音波探触子２に入力されたパルス信号とこのパルス信号により出力された送信超音波の反射超音波から得られた受信信号との各周波数における位相差から得られる群遅延と、送信部１２によって出力されるパルス信号の各周波数における位相差から得られる群遅延との合算値の、超音波探触子２の−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、当該パルス信号における駆動波形の−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における最大値と最小値との差が０．１５ラジアン以下となるように、超音波探触子２及び送信部１２により出力されるパルス信号の駆動波形を設定する。【選択図】図２
2015202182.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス信号の入力によっ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において、
入力したパルス信号と該パルス信号により出力された送信超音波の反射超音波から得られた受信信号との各周波数における位相差から得られる群遅延の、前記超音波探触子の−２０ｄＢの送受信周波数帯域における最大値と最小値との差が０．１５ラジアン以下、又は、前記超音波探触子の−２０ｄＢの送受信周波数帯域における標準偏差が０．０２５以下となるように設定されていることを特徴とする超音波探触子。
【請求項２】
−２０ｄＢの比帯域が１２０％以上であることを特徴とする請求項１に記載の超音波探触子。
【請求項３】
パルス信号の入力によっ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、所定の駆動波形のパルス信号を出力することにより前記超音波探触子に前記送信超音波を生成させる送信部と、を備えた超音波画像診断装置において、
前記送信部は、各周波数における位相差から得られる群遅延の、前記超音波探触子の−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、当該パルス信号における駆動波形の−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における最大値と最小値との差が０．１５ラジアン以下、又は、前記超音波探触子の−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、当該パルス信号における駆動波形の−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における標準偏差が０．０２５以下である駆動波形のパルス信号を出力することを特徴とする超音波画像診断装置。
【請求項４】
パルス信号の入力によっ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、所定の駆動波形のパルス信号を出力することにより前記超音波探触子に前記送信超音波を生成させる送信部と、を備えた超音波画像診断装置において、
前記超音波探触子に入力されたパルス信号と該パルス信号により出力された送信超音波の反射超音波から得られた受信信号との各周波数における位相差から得られる群遅延と、前記送信部によって出力されるパルス信号の各周波数における位相差から得られる群遅延との合算値の、前記超音波探触子の−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、当該パルス信号における駆動波形の−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における最大値と最小値との差が０．１５ラジアン以下となるように、前記超音波探触子及び前記送信部により出力されるパルス信号の駆動波形を設定したことを特徴とする超音波画像診断装置。
【請求項５】
前記超音波探触子は、入力したパルス信号と該パルス信号により出力された送信超音波の反射超音波から得られた受信信号との各周波数における位相差から得られる群遅延の、前記超音波探触子の−２０ｄＢの送受信周波数帯域における最大値と最小値との差が０．１５ラジアン以下、又は、前記超音波探触子の−２０ｄＢの送受信周波数帯域における標準偏差が０．０２５以下となるように設定され、
前記送信部は、各周波数における位相差から得られる群遅延の、前記超音波探触子の−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、当該パルス信号における駆動波形の−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における最大値と最小値との差が０．１５ラジアン以下、又は、前記超音波探触子の−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、当該パルス信号における駆動波形の−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における標準偏差が０．０２５以下である駆動波形のパルス信号を出力することを特徴とする請求項４に記載の超音波画像診断装置。
【請求項６】
前記送信部は、前記超音波探触子の−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、当該パルス信号における駆動波形の−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域幅が、前記超音波探触子の−２０ｄＢの送受信周波数帯域幅の７０％以上をカバーする駆動波形のパルス信号を出力することを特徴とする請求項３〜５の何れか一項に記載の超音波画像診断装置。
【請求項７】
前記送信部は、周期が１．５以上である駆動波形のパルス信号を出力することを特徴とする請求項３〜６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、パルス持続時間が前記超音波探触子の−２０ｄＢの送受信周波数帯域の中心周波数での２周期相当の時間以上である駆動波形のパルス信号を出力することを特徴とする請求項３〜７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、５値以下の制御信号によりパルス信号を出力することを特徴とする請求項３〜８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、それぞれ駆動波形の異なる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し、
前記複数回の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各受信信号を合成し、合成した受信信号に基づいて超音波画像データを生成する画像生成部を備えたことを特徴とする請求項３〜９の何れか一項に記載の超音波画像診断装置。
【請求項１１】
前記送信部は、それぞれ駆動波形が非対称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ことを特徴とする請求項１０に記載の超音波画像診断装置。
【請求項１２】
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３〜１１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１２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、超音波探触子及び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、超音波の広帯域化に対応して、２次高調波成分に加え、２次高調波成分よりも周波数の低い差音成分を利用する等、多種の高調波成分を用いることによって超音波画像の画質の向上を図る方法が提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−３０１０６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、複数種類の高調波成分を利用するために、超音波探触子の有する群遅延特性によって複数種類の高調波間で相殺が生じ、必ずしも所望の距離分解能が得られないという問題がある。
【００１２】
本発明の課題は、複数種類の高調波による相殺を低減して距離分解能に優れた超音波画像を得ることができる超音波探触子及び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】
【００１３】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、パルス信号の入力によっ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において、
入力したパルス信号と該パルス信号により出力された送信超音波の反射超音波から得られた受信信号との各周波数における位相差から得られる群遅延の、前記超音波探触子の−２０ｄＢの送受信周波数帯域における最大値と最小値との差が０．１５ラジアン以下、又は、前記超音波探触子の−２０ｄＢの送受信周波数帯域における標準偏差が０．０２５以下となるように設定されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の超音波探触子において、
−２０ｄＢの比帯域が１２０％以上であることを特徴とする。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、パルス信号の入力によっ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、所定の駆動波形のパルス信号を出力することにより前記超音波探触子に前記送信超音波を生成させる送信部と、を備えた超音波画像診断装置において、
前記送信部は、各周波数における位相差から得られる群遅延の、前記超音波探触子の−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、当該パルス信号における駆動波形の−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における最大値と最小値との差が０．１５ラジアン以下、又は、前記超音波探触子の−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、当該パルス信号における駆動波形の−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における標準偏差が０．０２５以下である駆動波形のパルス信号を出力することを特徴とする。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、パルス信号の入力によっ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、所定の駆動波形のパルス信号を出力することにより前記超音波探触子に前記送信超音波を生成させる送信部と、を備えた超音波画像診断装置において、
前記超音波探触子に入力されたパルス信号と該パルス信号により出力された送信超音波の反射超音波から得られた受信信号との各周波数における位相差から得られる群遅延と、前記送信部によって出力されるパルス信号の各周波数における位相差から得られる群遅延との合算値の、前記超音波探触子の−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、当該パルス信号における駆動波形の−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における最大値と最小値との差が０．１５ラジアン以下となるように、前記超音波探触子及び前記送信部により出力されるパルス信号の駆動波形を設定したことを特徴とする。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項４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、入力したパルス信号と該パルス信号により出力された送信超音波の反射超音波から得られた受信信号との各周波数における位相差から得られる群遅延の、前記超音波探触子の−２０ｄＢの送受信周波数帯域における最大値と最小値との差が０．１５ラジアン以下、又は、前記超音波探触子の−２０ｄＢの送受信周波数帯域における標準偏差が０．０２５以下となるように設定され、
前記送信部は、各周波数における位相差から得られる群遅延の、前記超音波探触子の−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、当該パルス信号における駆動波形の−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における最大値と最小値との差が０．１５ラジアン以下、又は、前記超音波探触子の−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、当該パルス信号における駆動波形の−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における標準偏差が０．０２５以下である駆動波形のパルス信号を出力することを特徴とする。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、請求項３〜５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、前記超音波探触子の−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、当該パルス信号における駆動波形の−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域幅が、前記超音波探触子の−２０ｄＢの送受信周波数帯域幅の７０％以上をカバーする駆動波形のパルス信号を出力することを特徴とする。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、請求項３〜６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、周期が１．５以上である駆動波形のパルス信号を出力することを特徴とする。
【００２０】
請求項８に記載の発明は、請求項３〜７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、パルス持続時間が前記超音波探触子の−２０ｄＢの送受信周波数帯域の中心周波数での２周期相当の時間以上である駆動波形のパルス信号を出力することを特徴とする。
【００２１】
請求項９に記載の発明は、請求項３〜８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、５値以下の制御信号によりパルス信号を出力することを特徴とする。
【００２２】
請求項１０に記載の発明は、請求項３〜９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、それぞれ駆動波形の異なる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し、
前記複数回の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各受信信号を合成し、合成した受信信号に基づいて超音波画像データを生成する画像生成部を備えたことを特徴とする。
【００２３】
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の超音波画像診断装置において、
前記送信部は、それぞれ駆動波形が非対称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ことを特徴とする。
【００２４】
請求項１２に記載の発明は、請求項３〜１１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１３に記載の発明は、請求項１２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。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、複数種類の高調波による相殺を低減して距離分解能に優れた超音波画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】超音波画像診断装置の外観構成を示す図である。
【図２】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３】超音波探触子の送受信帯域特性と群遅延特性について説明する図である。
【図４】送信部の概略構成を示すブロック図である。
【図５】パルス信号の駆動波形について説明する図である。
【図６】超音波探触子の送受信帯域とパルス信号の駆動波形との関係について説明する図である。
【図７】駆動波形の特性について説明する図である。
【図８】周波数と当該周波数の２周期に相当する時間との関係を示すグラフである。
【図９】超音波探触子Ａの特性を示す図である。
【図１０】超音波探触子Ｂの特性を示す図である。
【図１１】超音波探触子Ｃの特性を示す図である。
【図１２】超音波探触子Ｄの特性を示す図である。
【図１３】駆動波形Ａの特性を示す図である。
【図１４】駆動波形Ｂの特性を示す図である。
【図１５】駆動波形Ｃの特性を示す図である。
【図１６】駆動波形Ｄの特性を示す図である。
【図１７】駆動波形Ｅの特性を示す図である。
【図１８】駆動波形Ｆの特性を示す図である。
【図１９】駆動波形Ｇの特性を示す図である。
【図２０】駆動波形Ｈの特性を示す図である。
【図２１】超音波探触子Ａの群遅延と、駆動波形Ａの群遅延との合算結果を表す図である。
【図２２】超音波探触子Ｂの群遅延と、駆動波形Ｂの群遅延との合算結果を表す図である。
【図２３】超音波探触子Ａの群遅延と、駆動波形Ｇの群遅延との合算結果を表す図である。
【図２４】周波数と当該周波数の２周期に相当する時間との関係を示すグラフである。
【図２５】超音波探触子の群遅延と、駆動波形の群遅延との合算結果の最大値と最小値との差と、評価結果との関係について示す図である。
【図２６】超音波探触子の群遅延の標準偏差と、評価結果との関係について示す図である。
【図２７】超音波探触子の群遅延の最大値と最小値との差と、評価結果との関係について示す図である。
【図２８】駆動波形の群遅延の標準偏差と、評価結果との関係について示す図である。
【図２９】駆動波形の群遅延の標準偏差と、評価結果との関係について示す図である。
【図３０】駆動波形の群遅延の最大値と最小値との差と、評価結果との関係について示す図である。
【図３１】駆動波形の群遅延の最大値と最小値との差と、評価結果との関係について示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
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。
【００２９】
本実施の形態に係る超音波画像診断装置Ｓは、図１及び図２に示すように、超音波画像診断装置本体１と超音波探触子２とを備えている。超音波探触子２は、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）を受信する。超音波画像診断装置本体１は、超音波探触子２とケーブル３を介して接続され、超音波探触子２に電気信号の駆動信号を送信することによって超音波探触子２に被検体に対して送信超音波を送信させるとともに、超音波探触子２にて受信した被検体内からの反射超音波に応じて超音波探触子２で生成された電気信号である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。
【００３０】
超音波探触子２は、例えば、バッキング層、圧電層、音響整合層及び音響レンズ等を備えてこれらが積層されることにより構成されている。また、圧電層には、圧電素子を有する振動子２ａが備えられており、この振動子２ａ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２ａを備えた超音波探触子２を用いている。なお、振動子２ａ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２ａ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２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１２０％以上であるのが好ましい。
【００３１】
本実施の形態では、−２０ｄＢの送受信周波数帯域における最大値と最小値との差が０．１５ラジアン以下である群遅延特性を有する超音波探触子が用いられる。
ここで、超音波探触子における群遅延特性は、超音波の送受信の結果についての群遅延特性を指しており、超音波探触子に与えた電気信号と超音波の送受信の結果得られた電気信号との周波数毎の位相差により求められるものである。
【００３２】
具体的には、例えば、図３（Ａ）に示すような送受信帯域特性を有する超音波探触子では、−２０ｄＢにおける下限周波数（ＦＬ２０）が３．９９ＭＨｚで、上限周波数（ＦＨ２０）が１９．７２ＭＨｚとなっているので、この超音波探触子の−２０ｄＢの送受信周波数帯域は、３．９９〜１９．７２ＭＨｚとなる。そして、図３（Ａ）に示される送受信帯域特性を有する超音波探触子の群遅延特性は、図３（Ｂ）に示すようになる。図３（Ｂ）に示すように、位相差（遅延量）は周波数毎に変化しており、その特性は超音波探触子の特性により異なっている。そして、本実施の形態では、この群遅延のうちの超音波の送受信が有効に行われる−２０ｄＢの送受信周波数帯域において振れ幅が小さいこと、すなわち、群遅延量の最大値と最小値との差（ｄ）が小さいことが重要であり、この差分が小さいほど、好ましくは、最大値と最小値との差が０．１５ラジアン以下であることが、複数種類の高調波間での相殺が生じ難く、所望の距離分解能が得られ、好ましい受信信号を得ることができる。
【００３３】
なお、−２０ｄＢの送受信周波数帯域における標準偏差が０．０２５以下となるような群遅延特性であっても同様の効果を得ることができる。
ここで、群遅延の標準偏差は、例えば、対象データを母集団全体とみなしたときの標準偏差である下記式（１）により求められる。
【数１】
2015202182.tif 000003
算出にかかる群遅延特性のデータ粒度は、超音波探触子の−２０ｄＢの送受信周波数帯域内に２００点以上あることが再現性ある結果を得るために好ましい。
【００３４】
超音波探触子２における群遅延特性は、超音波探触子２を構成する各構成要素のパラメーターを適宜変更することにより制御することができる。例えば、振動子２ａに適用される圧電材料の特性の他、バッキング層を構成するバッキング材のダンピング性能や音響反射性能、音響整合層を構成する音響整合材の枚数や音響整合材の音響インピーダンス及び厚み等を適宜に設定することにより超音波探触子２の周波数特性や群遅延特性を調整することができる。また、超音波が直接通過しない振動子２ａの間に充填される充填材についても、振動子２ａの不要振動モードひいては群遅延特性に影響を与えるため、このパラメーターや超音波探触子２の製造プロセスの変更も群遅延特性を制御する調整要素となり得る。したがって、これらの総合的な調整により様々な特性を有する超音波探触子２を作製することが可能となる。
【００３５】
超音波画像診断装置本体１は、例えば、図２に示すように、操作入力部１１と、送信部１２と、受信部１３と、画像生成部１４と、画像処理部１５と、ＤＳＣ（Digital Scan Converter）１６と、表示部１７と、制御部１８とを備えて構成されている。
【００３６】
操作入力部１１は、例えば、診断開始を指示するコマンドや被検体の個人情報等のデータの入力等を行うための各種スイッチ、ボタン、トラックボール、マウス、キーボード等を備えており、操作信号を制御部１８に出力する。
【００３７】
送信部１２は、制御部１８の制御に従って、超音波探触子２にケーブル３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２に送信超音波を発生させる回路である。より具体的には、送信部１２は、図４に示すように、例えば、クロック発生回路１２１、パルス発生回路１２２、デューティー設定部１２３及び遅延回路１２４を備えている。
【００３８】
クロック発生回路１２１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。
パルス発生回路１２２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。パルス発生回路１２２は、例えば、図５に示すように、５値（＋ＨＶ／＋ＭＶ／０／−ＭＶ／−ＨＶ）の電圧を切り替えて出力することにより、矩形波によるパルス信号を発生させることができる。このとき、パルス信号の振幅については、正極性及び負極性で同一となるようにしたが、これに限定されない。本実施の形態では、５値の電圧を切り替えてパルス信号を出力するようにしたが、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。
デューティー設定部１２３は、パルス発生回路１２２から出力されるパルス信号のデューティー比を設定する。すなわち、パルス発生回路１２２は、デューティー設定部１２３によって設定されたデューティー比に従ったパルス波形によるパルス信号を出力する。デューティー比は、例えば、操作入力部１１による入力操作により可変することができる。
【００３９】
本実施の形態において、超音波探触子２の送受信周波数帯域の中心周波数の低周波側及び高周波側にそれぞれ超音波探触子２の送受信周波数帯域に含まれるピークが発生するようなパルス信号のデューティー比を設定するのが好適である。このとき、デューティー設定部１２３は、超音波探触子の−２０ｄＢの送受信周波数帯域における感度が−２０ｄＢ以上となるようにパルス信号のデューティー比を設定すると、より好ましい。
【００４０】
ここで、図６を参照してより具体的に説明する。図６（Ａ）は、超音波探触子の送受信帯域特性Ｐｒの一例を表している。図６（Ｂ）は、送信部１２により出力されるパルス信号の駆動波形の一例を表している。図６（Ｃ）は、図６（Ｂ）に示されるパルス信号の駆動波形を周波数解析（ＦＦＴ）した周波数パワースペクトルを表している。図６（Ｄ）は、超音波探触子から出力された送信超音波を周波数解析（ＦＦＴ）した結果を表している。
例えば、図６（Ａ）に示すような超音波探触子は、ピーク周波数が１４．２ＭＨｚ、−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、−２０ｄＢの比帯域が１４５％である。
この超音波探触子に対して、例えば、図６（Ｂ）に示すような駆動波形を有するパルス信号Ｓｇを与える。このパルス信号Ｓｇは、矩形波からなり、５値の電圧を切り替えることにより生成することができる。このパルス信号Ｓｇの駆動波形を周波数解析して得られる周波数パワースペクトルは、図６（Ｃ）に示すように、超音波探触子の−２０ｄＢの送信周波数帯域の中心周波数（ＦＣ２０）よりも低周波側に１つの強度ピーク（ＰＫ１：５．８ＭＨｚ）を有し、高周波側に２つの強度ピーク（ＰＫ２：１３．２ＭＨｚ、ＰＫ３：１９．２ＭＨｚ）を有していることがわかる（なお、解析結果を図６（Ｃ）中、Ｓｆで示す）。すなわち、図６（Ａ）に示すような特性を有する超音波探触子に図６（Ｂ）に示すような駆動波形を有するパルス信号を与えると、超音波探触子の送受信周波数帯域（ＦＬ２０−ＦＨ２０）の中心周波数（ＦＣ２０）の低周波側及び高周波側にそれぞれ超音波探触子の送受信周波数帯域に含まれるピーク（ＰＫ１〜ＰＫ３）が発生することがわかる。このとき、各強度ピークにおける強度（Ｐ１：３．８ｄＢ、Ｐ２：２．０ｄＢ、Ｐ３：１．４ｄＢ）は、超音波探触子の送受信周波数帯域の中心周波数と同一の周波数（１２．３ＭＨｚ）の周波数成分の強度（１．１ｄＢ）よりも大きくなっている。また、各強度ピークの間の周波数領域における強度は、強度ピークの強度の最大値であるＰＫ１における強度を基準として−２０ｄＢ以上となっている。その結果、図６（Ｄ）に示すような特性の送信超音波が超音波探触子から出力される。
【００４１】
本実施の形態における超音波探触子２の送受信帯域特性やパルス信号の駆動波形については、上述したものに限定されず、本発明を実現可能な範囲において適宜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２の送受信周波数帯域の中心周波数（ＦＣ２０）の高周波側に強度ピークを２つ有するようなパルス信号を出力するようにしたが、３つ以上であってもよい。超音波探触子２の送受信周波数帯域の中心周波数（ＦＣ２０）の高周波側に強度ピークを２つ以上有するようなパルス信号とすると、より高周波側に広帯域なパルス信号を出力することができるようになる。なお、超音波探触子２の送受信周波数帯域の中心周波数（ＦＣ２０）の高周波側に強度ピークを１つだけ有するようなパルス信号としてもよい。
【００４２】
遅延回路１２４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。
【００４３】
以上のように構成された送信部１２は、制御部１８の制御に従って、駆動信号を供給する複数の振動子２ａを、超音波の送受信毎に所定数ずらしながら順次切り替え、出力の選択された複数の振動子２ａに対して駆動信号を供給することによりスキャンを行う。
【００４４】
本実施の形態では、送信部１２は、超音波探触子２の−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、当該パルス信号における駆動波形の−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における最大値と最小値との差が０．１５ラジアン以下である群遅延特性を有する駆動波形のパルス信号を出力するように構成されている。本実施の形態では、駆動波形の周波数解析を行った際の周波数毎の位相成分を応答遅延とみなして演算した結果を駆動波形の群遅延特性としている。
【００４５】
具体的には、例えば、図７（Ａ）に示すような駆動波形を周波数解析すると、図７（Ｂ）に示すようなパワースペクトルが得られる。そして、図７（Ａ）に示される駆動波形の群遅延特性は、図７（Ｃ）に示すようになる。この駆動波形の−２０ｄＢの周波数帯域は、図７（Ｂ）に示すように、下限周波数（ＦＬ２０（Ｖ））から上限周波数（ＦＨ２０（Ｖ））の範囲となる。そして、このような駆動波形のパルス信号を図３（Ａ）に示される送受信帯域特性を有する超音波探触子に与えるような場合には、超音波探触子の−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域（本実施の形態では、下限周波数（ＦＬ２０（Ｐ））から上限周波数（ＦＨ２０（Ｐ））の範囲である３．９９〜１９．７２ＭＨｚ）と、図７（Ｂ）に示される駆動波形の−２０ｄＢの周波数帯域（下限周波数（ＦＬ２０（Ｖ））から上限周波数（ＦＨ２０（Ｖ））の範囲）とが重複する周波数帯域における群遅延量の最大値と最小値との差（ｄ）が小さいことが重要であり、この差分が小さいほど、好ましくは、最大値と最小値との差が０．１５ラジアン以下であることが、複数種類の高調波間での相殺が生じ難く、所望の距離分解能が得られ、好ましい受信信号を得ることができる。すなわち、上述の場合では、超音波探触子の−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形の−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域は、超音波探触子の−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と一致するので、その範囲における群遅延量の最大値と最小値との差（ｄ）ができるだけ小さいことが好ましい。
【００４６】
群遅延特性は、駆動波形を適宜変化させることにより制御することができる。なお、超音波探触子２の−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、当該パルス信号の−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における標準偏差が０．０２５以下となるような群遅延特性であってもよい。標準偏差の求め方は、上述した通りである。
【００４７】
また、本実施の形態において、さらに、上述したようにして得られる超音波探触子２の群遅延と、この超音波探触子２に与えるパルス信号における駆動波形の群遅延とを合算して得られた群遅延の、超音波探触子２の−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、当該パルス信号における駆動波形の−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における最大値と最小値との差が０．１５ラジアン以下となるように、超音波探触子２及び駆動波形を設定することがより好適である。なお、超音波探触子２の群遅延特性及び駆動波形の群遅延特性の少なくとも何れかが上述した条件を満たさなくても、合算した群遅延が上述した条件を満たすものであればよい。
【００４８】
なお、本実施の形態において、超音波探触子２の−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、当該パルス信号における駆動波形の−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域幅が、超音波探触子２の−２０ｄＢの送受信周波数帯域幅の７０％以上をカバーするような駆動波形のパルス信号を出力すると、広帯域の超音波の送受信ができるので、本発明の効果を好適に得ることができる。上述した条件によれば、超音波探触子２の−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、当該パルス信号における駆動波形の−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域幅が、超音波探触子２の−２０ｄＢの送受信周波数帯域幅の１００％を占めるため、広帯域で良好な超音波の送受信を行うことができる。
【００４９】
また、本実施の形態において、出力するパルス信号の駆動波形を、周期が１．５以上である駆動波形とすると、パルス信号の出力電圧を時間軸方向に分散させることができるので、最大出力電圧を小さくすることができ、コストの低減を図ることができる。なお、駆動波形の周期が１．５未満であってもよい。
【００５０】
また、本実施の形態において、出力するパルス信号のパルス持続時間を超音波探触子２の−２０ｄＢの送受信周波数帯域の中心周波数での２周期相当の時間以上とすることにより、パルス信号の出力電圧を時間軸方向に分散させることができるので、好ましい。図８は、周波数と当該周波数の２周期に相当する時間との関係を示している。本実施の形態では、図８中、曲線Ｈで示される時間以上にパルス持続時間を設定するのが好ましい。例えば、図３（Ａ）に示すような送受信帯域特性を有する超音波探触子２の−２０ｄＢの送受信周波数帯域の中心周波数（ＦＣ２０）は１１．８６ＭＨｚであるので、パルス持続時間は、これに対応する時間Ｔ以上に設定されるのが好ましい。なお、パルス持続時間が超音波探触子２の−２０ｄＢの送受信周波数帯域の中心周波数での２周期相当の時間未満であってもよい。
【００５１】
また、本実施の形態では、後述する高調波成分を抽出するために、パルスインバージョン法を実施することができる。すなわち、送信部１２は、パルスインバージョン法を実施する場合には、第１のパルス信号と、この第１のパルス信号とは極性反転した第２のパルス信号とを同一走査線上に時間間隔をおいて送信することができる。なお、このとき、第１のパルス信号の複数のデューティーのうちの少なくとも１つを異ならせて極性反転させた、第１のパルス信号とは波形が非対称である第２のパルス信号を送信するようにしてもよい。ここで、波形が非対称とは、線対称でも点対称でもないことをいう。すなわち、時間反転しても極性反転しても形状が一致しない（対称でない）ことをいう。また、第２のパルス信号は、第１のパルス信号とは時間反転させたものであってもよい。すなわち、本実施の形態では、送信部１２は、それぞれ駆動波形の異なる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ことができる。
【００５２】
図２に示すように、受信部１３は、制御部１８の制御に従って、超音波探触子２からケーブル３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１３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２ａ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２ａ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）して音線データを生成するための回路である。
【００５３】
画像生成部１４は、受信部１３からの音線データに対して包絡線検波処理や対数増幅などを実施し、ゲインの調整等を行って輝度変換することにより、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。画像生成部１４にて生成されたＢモード画像データは、画像処理部１５に送信される。また、画像生成部１４は、高調波成分抽出部１４ａを備えている。
【００５４】
高調波成分抽出部１４ａは、受信部１３から出力された受信信号からパルスインバージョン法を実施して高調波成分を抽出する。本実施の形態では、高調波成分抽出部１４ａにより、２次高調波を主体とした高調波成分を抽出することができる。２次高調波成分は、上述した第１のパルス信号及び第２のパルス信号からそれぞれ発生した２つの送信超音波にそれぞれ対応する反射超音波から得られる受信信号を加算（合成）して受信信号に含まれる基本波成分を除去した上でフィルター処理を行うことにより抽出することができる。
【００５５】
画像処理部１５は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの半導体メモリーによって構成された画像メモリー部１５ａを備えている。画像処理部１５は、画像生成部１４から出力されたＢモード画像データをフレーム単位で画像メモリー部１５ａに記憶する。フレーム単位での画像データを超音波画像データ、あるいはフレーム画像データということがある。画像処理部１５は、画像メモリー部１５ａに記憶した超音波画像データを適宜読み出してＤＳＣ１６に出力する。
【００５６】
ＤＳＣ１６は、画像処理部１５より受信した超音波画像データをテレビジョン信号の走査方式による画像信号に変換し、表示部１７に出力する。
【００５７】
表示部１７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１７は、ＤＳＣ１６から出力された画像信号に従って表示画面上に超音波画像の表示を行う。
【００５８】
制御部１８は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を備えて構成され、ＲＯＭに記憶されているシステムプログラム等の各種処理プログラムを読み出してＲＡＭに展開し、展開したプログラムに従って超音波画像診断装置Ｓの各部の動作を集中制御する。
ＲＯＭは、半導体等の不揮発メモリー等により構成され、超音波画像診断装置Ｓに対応するシステムプログラム及び該システムプログラム上で実行可能な各種処理プログラムや、各種データ等を記憶する。これらのプログラムは、コンピューターが読み取り可能なプログラムコードの形態で格納され、ＣＰＵは、当該プログラムコードに従った動作を逐次実行する。
ＲＡＭは、ＣＰＵにより実行される各種プログラム及びこれらプログラムに係るデータを一時的に記憶するワークエリアを形成する。
【実施例１】
【００５９】
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。
【００６０】
まず、以下に説明する実施例及び比較例で使用される超音波探触子２としての超音波探触子Ａ〜Ｄについて説明する。
【００６１】
＜超音波探触子Ａ＞
超音波探触子Ａとして、図９に示される特性を有するものを使用した。ここで、図９（Ａ）は、超音波探触子Ａにインパルス信号が与えられたときにおけるインパルス応答特性を示し、図９（Ｂ）は、超音波探触子Ａの送受信帯域特性を示し、図９（Ｃ）は、超音波探触子Ａに与えられたインパルス信号と、このインパルス信号によって超音波の送受信が行われた結果得られた受信信号との周波数毎の位相差により求められた群遅延特性を示している。なお、図９（Ａ）中、横軸は時間を示し、縦軸は電圧を示している。また、図９（Ｂ）中、横軸は周波数を示し、縦軸は感度を示している。また、図９（Ｃ）中、横軸は周波数を示し、縦軸は群遅延量を示している。
ここで、群遅延特性の測定は、超音波探触子からの超音波を反射させるための平板を、その板面が超音波探触子に対して垂直に向けるようにして水中に設置して行った。平板は、いわゆるフラットプレートフォーカス（Flat Plate Focus）の位置、すなわち、超音波探触子に備えられる音響レンズによる超音波の収束により超音波の強度の極大値が得られる位置に設置した。超音波探触子に与えるインパルス信号は、周波数特性、群遅延特性ともに実質的に平坦なインパルス信号とした。そして、Ｏｌｙｍｐｕｓ製パルサーレシーバ５９００ＰＲを用い、送信モード＝１ｕＪで超音波探触子の１素子を駆動し、フラットプレートフォーカスの距離に配置された脱気水中のＳＵＳ平板に対して超音波の送受信を行った際の受信電気信号に対して周波数解析を行って位相特性を得、これを微分することにより群遅延特性を得た。以下に掲げる超音波探触子についても同様にして群遅延特性の測定を行った。
超音波探触子Ａの送受信帯域特性は、図９（Ｂ）に示すように、下限周波数（ＦＬ２０）が３．９９ＭＨｚ、上限周波数（ＦＨ２０）が１９．７２ＭＨｚ、中心周波数（ＦＣ２０）が１１．８６ＭＨｚ、送受信−２０ｄＢの比帯域が１３３％となっている。また、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信帯域幅（ＦＬ２０：３．９９ＭＨｚ〜ＦＨ２０：１９．７２ＭＨｚ）における群遅延量の最大値と最小値との差は０．０８２であり、この送受信帯域幅における群遅延量の標準偏差は０．０１８４であった。
【００６２】
＜超音波探触子Ｂ＞
超音波探触子Ｂとして、図１０に示される特性を有するものを使用した。ここで、図１０（Ａ）は、超音波探触子Ｂにインパルス信号が与えられたときにおけるインパルス応答特性を示し、図１０（Ｂ）は、超音波探触子Ｂの送受信帯域特性を示し、図１０（Ｃ）は、超音波探触子Ｂに与えられたインパルス信号と、このインパルス信号によって超音波の送受信が行われた結果得られた受信信号との周波数毎の位相差により求められた群遅延特性を示している。なお、図１０（Ａ）中、横軸は時間を示し、縦軸は電圧を示している。また、図１０（Ｂ）中、横軸は周波数を示し、縦軸は感度を示している。また、図１０（Ｃ）中、横軸は周波数を示し、縦軸は群遅延量を示している。
超音波探触子Ｂの送受信帯域特性は、図１０（Ｂ）に示すように、下限周波数（ＦＬ２０）が３．８２ＭＨｚ、上限周波数（ＦＨ２０）が１９．８６ＭＨｚ、中心周波数（ＦＣ２０）が１１．８４ＭＨｚ、送受信−２０ｄＢの比帯域が１３５％となっている。また、超音波探触子Ｂの−２０ｄＢの送受信帯域幅（ＦＬ２０：３．８２ＭＨｚ〜ＦＨ２０：１９．８６ＭＨｚ）における群遅延量の最大値と最小値との差は０．０８２であり、この送受信帯域幅における群遅延量の標準偏差は０．０１９８であった。
【００６３】
＜超音波探触子Ｃ＞
超音波探触子Ｃとして、図１１に示される特性を有するものを使用した。ここで、図１１（Ａ）は、超音波探触子Ｃにインパルス信号が与えられたときにおけるインパルス応答特性を示し、図１１（Ｂ）は、超音波探触子Ｃの送受信帯域特性を示し、図１１（Ｃ）は、超音波探触子Ｃに与えられたインパルス信号と、このインパルス信号によって超音波の送受信が行われた結果得られた受信信号との周波数毎の位相差により求められた群遅延特性を示している。なお、図１１（Ａ）中、横軸は時間を示し、縦軸は電圧を示している。また、図１１（Ｂ）中、横軸は周波数を示し、縦軸は感度を示している。また、図１１（Ｃ）中、横軸は周波数を示し、縦軸は群遅延量を示している。
超音波探触子Ｃの送受信帯域特性は、図１１（Ｂ）に示すように、下限周波数（ＦＬ２０）が３．７５ＭＨｚ、上限周波数（ＦＨ２０）が２０．２３ＭＨｚ、中心周波数（ＦＣ２０）が１１．９９ＭＨｚ、送受信−２０ｄＢの比帯域が１３７％となっている。また、超音波探触子Ｃの−２０ｄＢの送受信帯域幅（ＦＬ２０：３．７５ＭＨｚ〜ＦＨ２０：２０．２３ＭＨｚ）における群遅延量の最大値と最小値との差は０．１５４であり、この送受信帯域幅における群遅延量の標準偏差は０．０２８７であった。
【００６４】
＜超音波探触子Ｄ＞
超音波探触子Ｄとして、図１２に示される特性を有するものを使用した。ここで、図１２（Ａ）は、超音波探触子Ｄにインパルス信号が与えられたときにおけるインパルス応答特性を示し、図１２（Ｂ）は、超音波探触子Ｄの送受信帯域特性を示し、図１２（Ｃ）は、超音波探触子Ｄに与えられたインパルス信号と、このインパルス信号によって超音波の送受信が行われた結果得られた受信信号との周波数毎の位相差により求められた群遅延特性を示している。なお、図１２（Ａ）中、横軸は時間を示し、縦軸は電圧を示している。また、図１２（Ｂ）中、横軸は周波数を示し、縦軸は感度を示している。また、図１２（Ｃ）中、横軸は周波数を示し、縦軸は群遅延量を示している。
超音波探触子Ｄの送受信帯域特性は、図１２（Ｂ）に示すように、下限周波数（ＦＬ２０）が３．９６ＭＨｚ、上限周波数（ＦＨ２０）が１９．７８ＭＨｚ、中心周波数（ＦＣ２０）が１１．８７ＭＨｚ、送受信−２０ｄＢの比帯域が１３３％となっている。また、超音波探触子Ｄの−２０ｄＢの送受信帯域幅（ＦＬ２０：３．９６ＭＨｚ〜ＦＨ２０：１９．７８ＭＨｚ）における群遅延量の最大値と最小値との差は０．２００であり、この送受信帯域幅における群遅延量の標準偏差は０．０３０１であった。
【００６５】
（実施例１）
まず、超音波探触子２として上述した超音波探触子Ａを用いた。
【００６６】
上述した送信部１２から出力される第１のパルス信号として、図１３（Ａ）に示すような駆動波形Ａの駆動信号とした。この駆動波形Ａを周波数解析して得られた周波数パワースペクトルを図１３（Ｂ）に示す。また、図１３（Ｃ）は、駆動波形Ａの群遅延特性である。なお、図１３（Ａ）中、横軸は時間を示し、縦軸は電圧を示している。また、図１３（Ｂ）中、横軸は周波数を示し、縦軸は信号強度を示している。また、図１３（Ｃ）中、横軸は周波数を示し、縦軸は群遅延量を示している。
ここで、群遅延特性の測定は、超音波画像診断装置本体に備えられるプローブレセプタクルを５０Ωの抵抗で終端して駆動した際の電圧波形を測定し、この電圧波形に対して周波数解析を行って位相特性を得、これを微分することにより群遅延特性を得た。以下に掲げる駆動波形についても同様にして群遅延特性の測定を行った。
また、この駆動波形Ａは、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域内（３．９９ＭＨｚ〜１９．７２ＭＨｚ）において強度ピークを３つ有しており、そのうちの１つが、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域における中心周波数（ＦＣ２０：１１．８６ＭＨｚ）よりも低周波側に含まれ、残りの２つが、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域における中心周波数（ＦＣ２０：１１．８６ＭＨｚ）よりも高周波側に含まれている。
【００６７】
駆動波形Ａのパルス持続時間は２３３ｎｓであり、これは、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域の中心周波数（ＦＣ２０：１１．８６ＭＨｚ）での２．７６周期相当の時間となっている。すなわち、駆動波形Ａのパルス持続時間は、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域の中心周波数（ＦＣ２０：１１．８６ＭＨｚ）での２周期相当の時間以上となっている（図２４参照）。
【００６８】
そして、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形Ａの−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域は、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域と一致しており、下限周波数（ＦＬ２０）の３．９９ＭＨｚから上限周波数（ＦＨ２０）の１９．７２ＭＨｚの範囲となる。そして、この周波数帯域幅の超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域幅に対するカバー率は１００％となっている。
【００６９】
そして、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形Ａの−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における駆動波形Ａの群遅延の最大値と最小値との差は０．１０７ラジアンであった。また、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形Ａの−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における駆動波形Ａの群遅延の標準偏差は０．０２０８であった。
【００７０】
そして、上述のようにして得られた超音波探触子Ａの群遅延と、駆動波形Ａの群遅延との合算値の、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形Ａの−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における最大値と最小値との差は０．１１５であった。なお、超音波探触子Ａの群遅延と、駆動波形Ａの群遅延との合算結果を図２１に示す。
【００７１】
また、第２のパルス信号として、駆動波形Ａを極性反転させた駆動波形の駆動信号とした。
【００７２】
（実施例２）
まず、超音波探触子２として上述した超音波探触子Ｂを用いた。
【００７３】
上述した送信部１２から出力される第１のパルス信号として、実施例１と同じ駆動波形Ａの駆動信号とした。
この駆動波形Ａは、超音波探触子Ｂの−２０ｄＢの送受信周波数帯域内（３．８２ＭＨｚ〜１９．８６ＭＨｚ）において強度ピークを３つ有しており、そのうちの１つが、超音波探触子Ｂの−２０ｄＢの送受信周波数帯域における中心周波数（ＦＣ２０：１１．８４ＭＨｚ）よりも低周波側に含まれ、残りの２つが、超音波探触子Ｂの−２０ｄＢの送受信周波数帯域における中心周波数（ＦＣ２０：１１．８４ＭＨｚ）よりも高周波側に含まれている。
【００７４】
駆動波形Ａのパルス持続時間は２３３ｎｓであり、これは、超音波探触子Ｂの−２０ｄＢの送受信周波数帯域の中心周波数（ＦＣ２０：１１．８４ＭＨｚ）での２．７６周期相当の時間となっている。すなわち、駆動波形Ａのパルス持続時間は、超音波探触子Ｂの−２０ｄＢの送受信周波数帯域の中心周波数（ＦＣ２０：１１．８４ＭＨｚ）での２周期相当の時間以上となっている（図２４参照）。
【００７５】
そして、超音波探触子Ｂの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形Ａの−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域は、超音波探触子Ｂの−２０ｄＢの送受信周波数帯域と一致しており、下限周波数（ＦＬ２０）の３．８２ＭＨｚから上限周波数（ＦＨ２０）の１９．８６ＭＨｚの範囲となる。そして、この周波数帯域幅の超音波探触子Ｂの−２０ｄＢの送受信周波数帯域幅に対するカバー率は１００％となっている。
【００７６】
そして、超音波探触子Ｂの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形Ａの−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における駆動波形Ａの群遅延の最大値と最小値との差は０．１０７ラジアンであった。また、超音波探触子Ｂの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形Ａの−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における駆動波形Ａの群遅延の標準偏差は０．０２０８であった。
【００７７】
そして、上述のようにして得られた超音波探触子Ｂの群遅延と、駆動波形Ａの群遅延との合算値の、超音波探触子Ｂの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形Ａの−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における最大値と最小値との差は０．０８９であった。
【００７８】
また、第２のパルス信号として、駆動波形Ａを極性反転させた駆動波形の駆動信号とした。
【００７９】
（実施例３）
まず、超音波探触子２として上述した超音波探触子Ａを用いた。
【００８０】
上述した送信部１２から出力される第１のパルス信号として、実施例１と同じ駆動波形Ａの駆動信号とした。
【００８１】
また、第２のパルス信号として、図１５（Ａ）に示すような駆動波形Ｃの駆動信号とした。この駆動波形Ｃを周波数解析して得られた周波数パワースペクトルを図１５（Ｂ）に示す。また、図１５（Ｃ）は、駆動波形Ｃの群遅延特性である。なお、図１５（Ａ）中、横軸は時間を示し、縦軸は電圧を示している。また、図１５（Ｂ）中、横軸は周波数を示し、縦軸は信号強度を示している。また、図１５（Ｃ）中、横軸は周波数を示し、縦軸は群遅延量を示している。
また、この駆動波形Ｃは、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域内（３．９９ＭＨｚ〜１９．７２ＭＨｚ）において強度ピークを２つ有しており、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域における中心周波数（ＦＣ２０：１１．８６ＭＨｚ）の低周波側及び高周波側に１つずつ含まれている。
駆動波形Ｃは、駆動波形Ａの駆動波形の一部のデューティーを変更して極性反転させたものである。
【００８２】
駆動波形Ｃのパルス持続時間は２３３ｎｓであり、これは、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域の中心周波数（ＦＣ２０：１１．８６ＭＨｚ）での２．７６周期相当の時間となっている。すなわち、駆動波形Ｃのパルス持続時間は、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域の中心周波数（ＦＣ２０：１１．８６ＭＨｚ）での２周期相当の時間以上となっている（図２４参照）。
【００８３】
そして、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形Ｃの−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域は、下限周波数（ＦＬ２０）の３．９９ＭＨｚから上限周波数（ＦＨ２０）の１６．１３ＭＨｚの範囲となる。すなわち、下限周波数は、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域の下限周波数と一致するが、上限周波数は、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域の上限周波数よりも小さい周波数となっており、この周波数帯域は、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域よりも狭帯域となっている。そして、この周波数帯域幅の超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域幅に対するカバー率は７７％となっている。
【００８４】
そして、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形Ｃの−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における駆動波形Ｃの群遅延の最大値と最小値との差は０．０７９ラジアンであった。また、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形Ｃの−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における駆動波形Ｃの群遅延の標準偏差は０．０１１７であった。
【００８５】
そして、上述のようにして得られた超音波探触子Ａの群遅延と、駆動波形Ｃの群遅延との合算値の、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形Ｃの−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における最大値と最小値との差は０．０８７であった。
【００８６】
（実施例４）
まず、超音波探触子２として上述した超音波探触子Ａを用いた。
【００８７】
上述した送信部１２から出力される第１のパルス信号として、図１４（Ａ）に示すような駆動波形Ｂの駆動信号とした。この駆動波形Ｂを周波数解析して得られた周波数パワースペクトルを図１４（Ｂ）に示す。また、図１４（Ｃ）は、駆動波形Ｂの群遅延特性である。なお、図１４（Ａ）中、横軸は時間を示し、縦軸は電圧を示している。また、図１４（Ｂ）中、横軸は周波数を示し、縦軸は信号強度を示している。また、図１４（Ｃ）中、横軸は周波数を示し、縦軸は群遅延量を示している。
また、この駆動波形Ｂは、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域内（３．９９ＭＨｚ〜１９．７２ＭＨｚ）において強度ピークを３つ有しており、そのうちの１つが、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域における中心周波数（ＦＣ２０：１１．８６ＭＨｚ）よりも低周波側に含まれ、残りの２つが、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域における中心周波数（ＦＣ２０：１１．８６ＭＨｚ）よりも高周波側に含まれている。
【００８８】
駆動波形Ｂのパルス持続時間は２０７ｎｓであり、これは、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域の中心周波数（ＦＣ２０：１１．８６ＭＨｚ）での２．４５周期相当の時間となっている。すなわち、駆動波形Ｂのパルス持続時間は、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域の中心周波数（ＦＣ２０：１１．８６ＭＨｚ）での２周期相当の時間以上となっている（図２４参照）。
【００８９】
そして、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形Ｂの−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域は、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域と一致しており、下限周波数（ＦＬ２０）の３．９９ＭＨｚから上限周波数（ＦＨ２０）の１９．７２ＭＨｚの範囲となる。そして、この周波数帯域幅の超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域幅に対するカバー率は１００％となっている。
【００９０】
そして、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形Ｂの−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における駆動波形Ｂの群遅延の最大値と最小値との差は０．０９２ラジアンであった。また、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形Ｂの−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における駆動波形Ｂの群遅延の標準偏差は０．０１９５であった。
【００９１】
そして、上述のようにして得られた超音波探触子Ａの群遅延と、駆動波形Ｂの群遅延との合算値の、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形Ｂの−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における最大値と最小値との差は０．１２０であった。
【００９２】
また、第２のパルス信号として、駆動波形Ｂを極性反転させた駆動波形の駆動信号とした。
【００９３】
（実施例５）
まず、超音波探触子２として上述した超音波探触子Ａを用いた。
【００９４】
上述した送信部１２から出力される第１のパルス信号として、図１５を参照して上述した駆動波形Ｃの駆動信号とした。
【００９５】
また、第２のパルス信号として、駆動波形Ｃを極性反転させた駆動波形の駆動信号とした。
【００９６】
（実施例６）
まず、超音波探触子２として上述した超音波探触子Ａを用いた。
【００９７】
上述した送信部１２から出力される第１のパルス信号として、図１６（Ａ）に示すような駆動波形Ｄの駆動信号とした。この駆動波形Ｄを周波数解析して得られた周波数パワースペクトルを図１６（Ｂ）に示す。また、図１６（Ｃ）は、駆動波形Ｄの群遅延特性である。なお、図１６（Ａ）中、横軸は時間を示し、縦軸は電圧を示している。また、図１６（Ｂ）中、横軸は周波数を示し、縦軸は信号強度を示している。また、図１６（Ｃ）中、横軸は周波数を示し、縦軸は群遅延量を示している。
また、この駆動波形Ｄは、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域内（３．９９ＭＨｚ〜１９．７２ＭＨｚ）において強度ピークを２つ有しており、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域における中心周波数（ＦＣ２０：１１．８６ＭＨｚ）の低周波側及び高周波側に１つずつ含まれている。
【００９８】
駆動波形Ｄのパルス持続時間は１８０ｎｓであり、これは、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域の中心周波数（ＦＣ２０：１１．８６ＭＨｚ）での２．１３周期相当の時間となっている。すなわち、駆動波形Ｄのパルス持続時間は、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域の中心周波数（ＦＣ２０：１１．８６ＭＨｚ）での２周期相当の時間以上となっている（図２４参照）。
【００９９】
そして、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形Ｄの−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域は、下限周波数（ＦＬ２０）の３．９９ＭＨｚから上限周波数（ＦＨ２０）の１７．０２ＭＨｚの範囲となる。すなわち、下限周波数は、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域の下限周波数と一致するが、上限周波数は、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域の上限周波数よりも小さい周波数となっており、この周波数帯域は、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域よりも狭帯域となっている。そして、この周波数帯域幅の超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域幅に対するカバー率は８３％となっている。
【０１００】
そして、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形Ｄの−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における駆動波形Ｄの群遅延の最大値と最小値との差は０．０６５ラジアンであった。また、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形Ｄの−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における駆動波形Ｄの群遅延の標準偏差は０．０１３０であった。
【０１０１】
そして、上述のようにして得られた超音波探触子Ａの群遅延と、駆動波形Ｄの群遅延との合算値の、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形Ｄの−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における最大値と最小値との差は０．０８９であった。
【０１０２】
また、第２のパルス信号として、駆動波形Ｄを極性反転させた駆動波形の駆動信号とした。
【０１０３】
（実施例７）
まず、超音波探触子２として上述した超音波探触子Ａを用いた。
【０１０４】
上述した送信部１２から出力される第１のパルス信号として、図１７（Ａ）に示すような駆動波形Ｅの駆動信号とした。この駆動波形Ｅを周波数解析して得られた周波数パワースペクトルを図１７（Ｂ）に示す。また、図１７（Ｃ）は、駆動波形Ｅの群遅延特性である。なお、図１７（Ａ）中、横軸は時間を示し、縦軸は電圧を示している。また、図１７（Ｂ）中、横軸は周波数を示し、縦軸は信号強度を示している。また、図１７（Ｃ）中、横軸は周波数を示し、縦軸は群遅延量を示している。
また、この駆動波形Ｅは、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域内（３．９９ＭＨｚ〜１９．７２ＭＨｚ）において強度ピークを２つ有しており、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域における中心周波数（ＦＣ２０：１１．８６ＭＨｚ）の低周波側及び高周波側に１つずつ含まれている。
【０１０５】
駆動波形Ｅのパルス持続時間は１８０ｎｓであり、これは、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域の中心周波数（ＦＣ２０：１１．８６ＭＨｚ）での２．１３周期相当の時間となっている。すなわち、駆動波形Ｅのパルス持続時間は、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域の中心周波数（ＦＣ２０：１１．８６ＭＨｚ）での２周期相当の時間以上となっている（図２４参照）。
【０１０６】
そして、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形Ｅの−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域は、下限周波数（ＦＬ２０）の３．９９ＭＨｚから上限周波数（ＦＨ２０）の１６．８８ＭＨｚの範囲となる。すなわち、下限周波数は、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域の下限周波数と一致するが、上限周波数は、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域の上限周波数よりも小さい周波数となっており、この周波数帯域は、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域よりも狭帯域となっている。そして、この周波数帯域幅の超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域幅に対するカバー率は８２％となっている。
【０１０７】
そして、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形Ｅの−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における駆動波形Ｅの群遅延の最大値と最小値との差は０．０８６ラジアンであった。また、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形Ｅの−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における駆動波形Ｅの群遅延の標準偏差は０．０１４９であった。
【０１０８】
そして、上述のようにして得られた超音波探触子Ａの群遅延と、駆動波形Ｅの群遅延との合算値の、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形Ｅの−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における最大値と最小値との差は０．１２７であった。
【０１０９】
また、第２のパルス信号として、駆動波形Ｅを極性反転させた駆動波形の駆動信号とした。
【０１１０】
（実施例８）
まず、超音波探触子２として上述した超音波探触子Ｂを用いた。
【０１１１】
上述した送信部１２から出力される第１のパルス信号として、図１４を参照して上述した駆動波形Ｂの駆動信号とした。
この駆動波形Ｂは、超音波探触子Ｂの−２０ｄＢの送受信周波数帯域内（３．８２ＭＨｚ〜１９．８６ＭＨｚ）において強度ピークを３つ有しており、そのうちの１つが、超音波探触子Ｂの−２０ｄＢの送受信周波数帯域における中心周波数（ＦＣ２０：１１．８４ＭＨｚ）よりも低周波側に含まれ、残りの２つが、超音波探触子Ｂの−２０ｄＢの送受信周波数帯域における中心周波数（ＦＣ２０：１１．８４ＭＨｚ）よりも高周波側に含まれている。
【０１１２】
駆動波形Ｂのパルス持続時間は２０７ｎｓであり、これは、超音波探触子Ｂの−２０ｄＢの送受信周波数帯域の中心周波数（ＦＣ２０：１１．８４ＭＨｚ）での２．４５周期相当の時間となっている。すなわち、駆動波形Ｂのパルス持続時間は、超音波探触子Ｂの−２０ｄＢの送受信周波数帯域の中心周波数（ＦＣ２０：１１．８４ＭＨｚ）での２周期相当の時間以上となっている（図２４参照）。
【０１１３】
そして、超音波探触子Ｂの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形Ｂの−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域は、超音波探触子Ｂの−２０ｄＢの送受信周波数帯域と一致しており、下限周波数（ＦＬ２０）の３．８２ＭＨｚから上限周波数（ＦＨ２０）の１９．８６ＭＨｚの範囲となる。そして、この周波数帯域幅の超音波探触子Ｂの−２０ｄＢの送受信周波数帯域幅に対するカバー率は１００％となっている。
【０１１４】
そして、超音波探触子Ｂの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形Ｂの−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における駆動波形Ｂの群遅延の最大値と最小値との差は０．０９２ラジアンであった。また、超音波探触子Ｂの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形Ｂの−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における駆動波形Ｂの群遅延の標準偏差は０．０１９４であった。
【０１１５】
そして、上述のようにして得られた超音波探触子Ｂの群遅延と、駆動波形Ｂの群遅延との合算値の、超音波探触子Ｂの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形Ｂの−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における最大値と最小値との差は０．１３４であった。なお、超音波探触子Ｂの群遅延と、駆動波形Ｂの群遅延との合算結果を図２２に示す。
【０１１６】
また、第２のパルス信号として、駆動波形Ｂを極性反転させた駆動波形の駆動信号とした。
【０１１７】
（実施例９）
まず、超音波探触子２として上述した超音波探触子Ｂを用いた。
【０１１８】
上述した送信部１２から出力される第１のパルス信号として、図１６を参照して上述した駆動波形Ｄの駆動信号とした。
この駆動波形Ｄは、超音波探触子Ｂの−２０ｄＢの送受信周波数帯域内（３．８２ＭＨｚ〜１９．８６ＭＨｚ）において強度ピークを２つ有しており、超音波探触子Ｂの−２０ｄＢの送受信周波数帯域における中心周波数（ＦＣ２０：１１．８４ＭＨｚ）の低周波側及び高周波側に１つずつ含まれている。
【０１１９】
駆動波形Ｄのパルス持続時間は１８０ｎｓであり、これは、超音波探触子Ｂの−２０ｄＢの送受信周波数帯域の中心周波数（ＦＣ２０：１１．８４ＭＨｚ）での２．１３周期相当の時間となっている。すなわち、駆動波形Ｄのパルス持続時間は、超音波探触子Ｂの−２０ｄＢの送受信周波数帯域の中心周波数（ＦＣ２０：１１．８４ＭＨｚ）での２周期相当の時間以上となっている（図２４参照）。
【０１２０】
そして、超音波探触子Ｂの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形Ｄの−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域は、下限周波数（ＦＬ２０）の３．８２ＭＨｚから上限周波数（ＦＨ２０）の１７．０２ＭＨｚの範囲となる。すなわち、下限周波数は、超音波探触子Ｂの−２０ｄＢの送受信周波数帯域の下限周波数と一致するが、上限周波数は、超音波探触子Ｂの−２０ｄＢの送受信周波数帯域の上限周波数よりも小さい周波数となっており、この周波数帯域は、超音波探触子Ｂの−２０ｄＢの送受信周波数帯域よりも狭帯域となっている。そして、この周波数帯域幅の超音波探触子Ｂの−２０ｄＢの送受信周波数帯域幅に対するカバー率は８２％となっている。
【０１２１】
そして、超音波探触子Ｂの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形Ｄの−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における駆動波形Ｄの群遅延の最大値と最小値との差は０．０６５ラジアンであった。また、超音波探触子Ｂの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形Ｄの−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における駆動波形Ｄの群遅延の標準偏差は０．０１３１であった。
【０１２２】
そして、上述のようにして得られた超音波探触子Ｂの群遅延と、駆動波形Ｄの群遅延との合算値の、超音波探触子Ｂの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形Ｄの−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における最大値と最小値との差は０．０７６であった。
【０１２３】
また、第２のパルス信号として、駆動波形Ｄを極性反転させた駆動波形の駆動信号とした。
【０１２４】
（比較例１）
まず、超音波探触子２として上述した超音波探触子Ｃを用いた。
【０１２５】
上述した送信部１２から出力される第１のパルス信号として、実施例１と同じ駆動波形Ａの駆動信号とした。
この駆動波形Ａは、超音波探触子Ｃの−２０ｄＢの送受信周波数帯域内（３．７５ＭＨｚ〜２０．２３ＭＨｚ）において強度ピークを３つ有しており、そのうちの１つが、超音波探触子Ｃの−２０ｄＢの送受信周波数帯域における中心周波数（ＦＣ２０：１１．９９ＭＨｚ）よりも低周波側に含まれ、残りの２つが、超音波探触子Ｃの−２０ｄＢの送受信周波数帯域における中心周波数（ＦＣ２０：１１．９９ＭＨｚ）よりも高周波側に含まれている。
【０１２６】
駆動波形Ａのパルス持続時間は２３３ｎｓであり、これは、超音波探触子Ｃの−２０ｄＢの送受信周波数帯域の中心周波数（ＦＣ２０：１１．９９ＭＨｚ）での２．７９周期相当の時間となっている。
【０１２７】
そして、超音波探触子Ｃの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形Ａの−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域は、超音波探触子Ｃの−２０ｄＢの送受信周波数帯域と一致しており、下限周波数（ＦＬ２０）の３．７５ＭＨｚから上限周波数（ＦＨ２０）の２０．２３ＭＨｚの範囲となる。そして、この周波数帯域幅の超音波探触子Ｃの−２０ｄＢの送受信周波数帯域幅に対するカバー率は１００％となっている。
【０１２８】
そして、超音波探触子Ｃの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形Ａの−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における駆動波形Ａの群遅延の最大値と最小値との差は０．１０７ラジアンであった。また、超音波探触子Ｃの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形Ａの−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における駆動波形Ａの群遅延の標準偏差は０．０２０６であった。
【０１２９】
そして、上述のようにして得られた超音波探触子Ｃの群遅延と、駆動波形Ａの群遅延との合算値の、超音波探触子Ｃの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形Ａの−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における最大値と最小値との差は０．１５２であった。
【０１３０】
また、第２のパルス信号として、駆動波形Ａを極性反転させた駆動波形の駆動信号とした。
【０１３１】
（比較例２）
まず、超音波探触子２として上述した超音波探触子Ｄを用いた。
【０１３２】
上述した送信部１２から出力される第１のパルス信号として、実施例１と同じ駆動波形Ａの駆動信号とした。
この駆動波形Ａは、超音波探触子Ｄの−２０ｄＢの送受信周波数帯域内（３．９６ＭＨｚ〜１９．７８ＭＨｚ）において強度ピークを３つ有しており、そのうちの１つが、超音波探触子Ｄの−２０ｄＢの送受信周波数帯域における中心周波数（ＦＣ２０：１１．８７ＭＨｚ）よりも低周波側に含まれ、残りの２つが、超音波探触子Ｄの−２０ｄＢの送受信周波数帯域における中心周波数（ＦＣ２０：１１．８７ＭＨｚ）よりも高周波側に含まれている。
【０１３３】
駆動波形Ａのパルス持続時間は２３３ｎｓであり、これは、超音波探触子Ｄの−２０ｄＢの送受信周波数帯域の中心周波数（ＦＣ２０：１１．８７ＭＨｚ）での２．７７周期相当の時間となっている。
【０１３４】
そして、超音波探触子Ｄの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形Ａの−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域は、超音波探触子Ｄの−２０ｄＢの送受信周波数帯域と一致しており、下限周波数（ＦＬ２０）の３．９６ＭＨｚから上限周波数（ＦＨ２０）の１９．７８ＭＨｚの範囲となる。そして、この周波数帯域幅の超音波探触子Ｄの−２０ｄＢの送受信周波数帯域幅に対するカバー率は１００％となっている。
【０１３５】
そして、超音波探触子Ｄの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形Ａの−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における駆動波形Ａの群遅延の最大値と最小値との差は０．１０７ラジアンであった。また、超音波探触子Ｄの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形Ａの−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における駆動波形Ａの群遅延の標準偏差は０．０２０８であった。
【０１３６】
そして、上述のようにして得られた超音波探触子Ｄの群遅延と、駆動波形Ａの群遅延との合算値の、超音波探触子Ｄの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形Ａの−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における最大値と最小値との差は０．１６３であった。
【０１３７】
また、第２のパルス信号として、駆動波形Ａを極性反転させた駆動波形の駆動信号とした。
【０１３８】
（比較例３）
まず、超音波探触子２として上述した超音波探触子Ａを用いた。
【０１３９】
上述した送信部１２から出力される第１のパルス信号として、図１８（Ａ）に示すような駆動波形Ｆの駆動信号とした。この駆動波形Ｆを周波数解析して得られた周波数パワースペクトルを図１８（Ｂ）に示す。また、図１８（Ｃ）は、駆動波形Ｆの群遅延特性である。なお、図１８（Ａ）中、横軸は時間を示し、縦軸は電圧を示している。また、図１８（Ｂ）中、横軸は周波数を示し、縦軸は信号強度を示している。また、図１８（Ｃ）中、横軸は周波数を示し、縦軸は群遅延量を示している。
また、この駆動波形Ｆは、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域内（３．９９ＭＨｚ〜１９．７２ＭＨｚ）において強度ピークを３つ有しており、そのうちの１つが、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域における中心周波数（ＦＣ２０：１１．８６ＭＨｚ）よりも低周波側に含まれ、残りの２つが、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域における中心周波数（ＦＣ２０：１１．８６ＭＨｚ）よりも高周波側に含まれている。
【０１４０】
駆動波形Ｆのパルス持続時間は１９４ｎｓであり、これは、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域の中心周波数（ＦＣ２０：１１．８６ＭＨｚ）での２．３０周期相当の時間となっている。
【０１４１】
そして、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形Ｆの−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域は、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域と一致しており、下限周波数（ＦＬ２０）の３．９９ＭＨｚから上限周波数（ＦＨ２０）の１９．７２ＭＨｚの範囲となる。そして、この周波数帯域幅の超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域幅に対するカバー率は１００％となっている。
【０１４２】
そして、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形Ｆの−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における駆動波形Ｆの群遅延の最大値と最小値との差は０．１５３ラジアンであった。また、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形Ｆの−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における駆動波形Ｆの群遅延の標準偏差は０．０２８７であった。
【０１４３】
そして、上述のようにして得られた超音波探触子Ａの群遅延と、駆動波形Ｆの群遅延との合算値の、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形Ｆの−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における最大値と最小値との差は０．１６２であった。
【０１４４】
また、第２のパルス信号として、駆動波形Ｆを極性反転させた駆動波形の駆動信号とした。
【０１４５】
（比較例４）
まず、超音波探触子２として上述した超音波探触子Ａを用いた。
【０１４６】
上述した送信部１２から出力される第１のパルス信号として、図１９（Ａ）に示すような駆動波形Ｇの駆動信号とした。この駆動波形Ｇを周波数解析して得られた周波数パワースペクトルを図１９（Ｂ）に示す。また、図１９（Ｃ）は、駆動波形Ｇの群遅延特性である。なお、図１９（Ａ）中、横軸は時間を示し、縦軸は電圧を示している。また、図１９（Ｂ）中、横軸は周波数を示し、縦軸は信号強度を示している。また、図１９（Ｃ）中、横軸は周波数を示し、縦軸は群遅延量を示している。
また、この駆動波形Ｇは、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域内（３．９９ＭＨｚ〜１９．７２ＭＨｚ）において強度ピークを３つ有しており、そのうちの２つが、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域における中心周波数（ＦＣ２０：１１．８６ＭＨｚ）よりも低周波側に含まれ、残りの１つが、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域における中心周波数（ＦＣ２０：１１．８６ＭＨｚ）よりも高周波側に含まれている。
【０１４７】
駆動波形Ｇのパルス持続時間は２２５ｎｓであり、これは、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域の中心周波数（ＦＣ２０：１１．８６ＭＨｚ）での２．６７周期相当の時間となっている。
【０１４８】
そして、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形Ｇの−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域は、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域と一致しており、下限周波数（ＦＬ２０）の３．９９ＭＨｚから上限周波数（ＦＨ２０）の１９．７２ＭＨｚの範囲となる。そして、この周波数帯域幅の超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域幅に対するカバー率は１００％となっている。
【０１４９】
そして、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形Ｇの−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における駆動波形Ｇの群遅延の最大値と最小値との差は０．１９５ラジアンであった。また、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形Ｇの−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における駆動波形Ｇの群遅延の標準偏差は０．０３１４であった。
【０１５０】
そして、上述のようにして得られた超音波探触子Ａの群遅延と、駆動波形Ｇの群遅延との合算値の、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形Ｇの−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における最大値と最小値との差は０．２０４であった。なお、超音波探触子Ａの群遅延と、駆動波形Ｇの群遅延との合算結果を図２３に示す。
【０１５１】
また、第２のパルス信号として、駆動波形Ｇを極性反転させた駆動波形の駆動信号とした。
【０１５２】
（比較例５）
まず、超音波探触子２として上述した超音波探触子Ａを用いた。
【０１５３】
上述した送信部１２から出力される第１のパルス信号として、図２０（Ａ）に示すような駆動波形Ｈの駆動信号とした。この駆動波形Ｈを周波数解析して得られた周波数パワースペクトルを図２０（Ｂ）に示す。また、図２０（Ｃ）は、駆動波形Ｈの群遅延特性である。なお、図２０（Ａ）中、横軸は時間を示し、縦軸は電圧を示している。また、図２０（Ｂ）中、横軸は周波数を示し、縦軸は信号強度を示している。また、図２０（Ｃ）中、横軸は周波数を示し、縦軸は群遅延量を示している。
この駆動波形Ｈは、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域内（３．９９ＭＨｚ〜１９．７２ＭＨｚ）において強度ピークを２つ有しており、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域における中心周波数（ＦＣ２０：１１．８６ＭＨｚ）の低周波側及び高周波側に１つずつ含まれている。
【０１５４】
駆動波形Ｈのパルス持続時間は２３８ｎｓであり、これは、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域の中心周波数（ＦＣ２０：１１．８６ＭＨｚ）での２．８２周期相当の時間となっている。
【０１５５】
そして、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形Ｈの−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域は、下限周波数（ＦＬ２０）の３．９９ＭＨｚから上限周波数（ＦＨ２０）の１６．１８ＭＨｚの範囲となる。すなわち、下限周波数は、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域の下限周波数と一致するが、上限周波数は、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域の上限周波数よりも小さい周波数となっており、この周波数帯域は、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域よりも狭帯域となっている。そして、この周波数帯域幅の超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域幅に対するカバー率は７７％となっている。
【０１５６】
そして、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形Ｈの−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における駆動波形Ｈの群遅延の最大値と最小値との差は０．１７２ラジアンであった。また、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形Ｈの−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における駆動波形Ｈの群遅延の標準偏差は０．０２７８であった。
【０１５７】
そして、上述のようにして得られた超音波探触子Ａの群遅延と、駆動波形Ｈの群遅延との合算値の、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形Ｈの−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における最大値と最小値との差は０．１７０であった。
【０１５８】
また、第２のパルス信号として、駆動波形Ｈを極性反転させた駆動波形の駆動信号とした。
【０１５９】
（比較例６）
まず、超音波探触子２として上述した超音波探触子Ｂを用いた。
【０１６０】
上述した送信部１２から出力される第１のパルス信号として、比較例５と同じ駆動波形Ｈの駆動信号とした。
この駆動波形Ｈは、超音波探触子Ｂの−２０ｄＢの送受信周波数帯域内（３．８２ＭＨｚ〜１９．８６ＭＨｚ）において強度ピークを２つ有しており、超音波探触子Ｂの−２０ｄＢの送受信周波数帯域における中心周波数（ＦＣ２０：１１．８４ＭＨｚ）の低周波側及び高周波側に１つずつ含まれている。
【０１６１】
駆動波形Ｈのパルス持続時間は２３８ｎｓであり、これは、超音波探触子Ｂの−２０ｄＢの送受信周波数帯域の中心周波数（ＦＣ２０：１１．８４ＭＨｚ）での２．８２周期相当の時間となっている。
【０１６２】
そして、超音波探触子Ｂの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形Ｈの−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域は、下限周波数（ＦＬ２０）の３．８２ＭＨｚから上限周波数（ＦＨ２０）の１６．１８ＭＨｚの範囲となる。すなわち、下限周波数は、超音波探触子Ｂの−２０ｄＢの送受信周波数帯域の下限周波数と一致するが、上限周波数は、超音波探触子Ｂの−２０ｄＢの送受信周波数帯域の上限周波数よりも小さい周波数となっており、この周波数帯域は、超音波探触子Ｂの−２０ｄＢの送受信周波数帯域よりも狭帯域となっている。そして、この周波数帯域幅の超音波探触子Ｂの−２０ｄＢの送受信周波数帯域幅に対するカバー率は７７％となっている。
【０１６３】
そして、超音波探触子Ｂの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形Ｈの−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における駆動波形Ｈの群遅延の最大値と最小値との差は０．１７２ラジアンであった。また、超音波探触子Ｂの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形Ｈの−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における駆動波形Ｈの群遅延の標準偏差は０．０２７７であった。
【０１６４】
そして、上述のようにして得られた超音波探触子Ｂの群遅延と、駆動波形Ｈの群遅延との合算値の、超音波探触子Ｂの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形Ｈの−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における最大値と最小値との差は０．１６２であった。
【０１６５】
また、第２のパルス信号として、駆動波形Ｈを極性反転させた駆動波形の駆動信号とした。
【０１６６】
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。
【０１６７】
【表１】
2015202182.tif 000004
【０１６８】
＜評価方法＞
Ｇａｍｍｅｘ社製のＲＭＩ  ４０４ＧＳ−ＬＥ０．５と同一の音響等価材の深度１５ｍｍの位置に５０μｍのＳＵＳワイヤーを埋設した。そして、上記表１に示された条件の駆動波形である第１のパルス信号と第２のパルス信号とを同一走査線上に時間間隔をおいて超音波探触子に与えて第１の超音波及び第２の超音波の送受信を行い、受信した第１の超音波及び第２の超音波からそれぞれ得られた受信信号を上述したパルスインバージョン法により合成し、ＴＨＩ（Tissue Harmonic Imaging）による超音波画像を得た。このとき、送信焦点を１５ｍｍとした。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、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の超音波及び第２の超音波の送受信を行い、上述のようにして連続する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１〜９及び比較例１〜６のそれぞれの条件にて手根、ＭＰ関節（MetacarpoPhalangea 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。
【０１６９】
【表２】
2015202182.tif 000005
【０１７０】
＜評価結果＞
上記表２の結果より、実施例１〜９によれば、比較例１〜６と比較すると、距離分解能がよいことがわかった。また、実施例１〜９によれば、比較例１〜６に比べ、描出評価が高いことがわかった。具体的な評価結果については、以下に示す。
【０１７１】
図２５（Ａ）は、実施例１〜９及び比較例１〜６の評価結果から、超音波探触子の群遅延と、駆動波形の群遅延との合算値の、超音波探触子の−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形の−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における最大値と最小値との差と、距離分解能との関係について表したグラフである。これによれば、超音波探触子の群遅延と、駆動波形の群遅延との合算値の最大値と最小値との差が０．１５ラジアン以下である場合には、０．１５ラジアンを超える場合よりも距離分解能に優れていることがわかった。
【０１７２】
図２５（Ｂ）は、実施例１〜９及び比較例１〜６の評価結果から、超音波探触子の群遅延と、駆動波形の群遅延との合算値の、超音波探触子の−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形の−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における最大値と最小値との差と、手根、ＭＰ関節屈筋腱、上腕二頭筋長頭腱及び内側半月板の各描出評価値の合計（画質評点合計）との関係について表したグラフである。これによれば、超音波探触子の群遅延と、駆動波形の群遅延との合算値の最大値と最小値との差が０．１５ラジアン以下である場合は、０．１５ラジアンを超える場合に比べて、画質評点合計が大きく上回っていることがわかった。
【０１７３】
図２６（Ａ）は、実施例１〜２及び比較例１〜２の評価結果から、超音波探触子の−２０ｄＢの送受信帯域幅における群遅延量の標準偏差と、距離分解能との関係について表したグラフである。これによれば、超音波探触子の群遅延量の標準偏差が０．０２５以下である場合には、０．０２５を超える場合よりも距離分解能に優れていることがわかった。
【０１７４】
図２６（Ｂ）は、実施例１〜２及び比較例１〜２の評価結果から、超音波探触子の−２０ｄＢの送受信帯域幅における群遅延量の標準偏差と、画質評点合計との関係について表したグラフである。これによれば、超音波探触子の群遅延の標準偏差が０．０２５以下である場合には、０．０２５を超える場合に比べて画質評点合計が大きく上回っていることがわかった。
【０１７５】
図２７（Ａ）は、実施例１〜２及び比較例１〜２の評価結果から、超音波探触子の−２０ｄＢの送受信帯域幅における群遅延量の最大値と最小値との差と、距離分解能との関係について表したグラフである。これによれば、超音波探触子の群遅延量の最大値と最小値との差が０．１５ラジアン以下である場合には、０．１５ラジアンを超える場合よりも距離分解能に優れていることがわかった。
【０１７６】
図２７（Ｂ）は、実施例１〜２及び比較例１〜２の評価結果から、超音波探触子の−２０ｄＢの送受信帯域幅における群遅延量の最大値と最小値との差と、画質評点合計との関係について表したグラフである。これによれば、超音波探触子の群遅延量の最大値と最小値との差が０．１５ラジアン以下である場合には、０．１５ラジアンを超える場合に比べて画質評点合計が大きく上回っていることがわかった。
【０１７７】
図２８（Ａ）は、実施例１、３〜７及び比較例３〜５の評価結果から、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形の−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における駆動波形の群遅延の標準偏差と、距離分解能との関係について表したグラフである。これによれば、駆動波形の群遅延の標準偏差が０．０２５以下である場合には、０．０２５を超える場合よりも距離分解能に優れていることがわかった。
【０１７８】
図２８（Ｂ）は、実施例１、３〜７及び比較例３〜５の評価結果から、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形の−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における駆動波形の群遅延の標準偏差と、画質評点合計との関係について表したグラフである。これによれば、駆動波形の群遅延の標準偏差が０．０２５以下である場合には、０．０２５を超える場合に比べて画質評点合計が大きく上回っていることがわかった。
【０１７９】
図２９（Ａ）は、実施例２、８、９及び比較例６の評価結果から、超音波探触子Ｂの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形の−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における駆動波形の群遅延の標準偏差と、距離分解能との関係について表したグラフである。これによれば、駆動波形の群遅延の標準偏差が０．０２５以下である場合には、０．０２５を超える場合よりも距離分解能に優れていることがわかった。
【０１８０】
図２９（Ｂ）は、実施例２、８、９及び比較例６の評価結果から、超音波探触子Ｂの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形の−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における駆動波形の群遅延の標準偏差と、画質評点合計との関係について表したグラフである。これによれば、駆動波形の群遅延の標準偏差が０．０２５以下である場合には、０．０２５を超える場合に比べて画質評点合計が大きく上回っていることがわかった。
【０１８１】
図３０（Ａ）は、実施例１、３〜７及び比較例３〜５の評価結果から、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形の−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における駆動波形の群遅延の最大値と最小値との差と、距離分解能との関係について表したグラフである。これによれば、駆動波形の群遅延の最大値と最小値との差が０．１５ラジアン以下である場合には、０．１５ラジアンを超える場合よりも距離分解能に優れていることがわかった。
【０１８２】
図３０（Ｂ）は、実施例１、３〜７及び比較例３〜５の評価結果から、超音波探触子Ａの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形の−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における駆動波形の群遅延の最大値と最小値との差と、画質評点合計との関係について表したグラフである。これによれば、駆動波形の群遅延の最大値と最小値との差が０．１５ラジアン以下である場合には、０．１５ラジアンを超える場合に比べて画質評点合計が大きく上回っていることがわかった。
【０１８３】
図３１（Ａ）は、実施例２、８、９及び比較例６の評価結果から、超音波探触子Ｂの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形の−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における駆動波形の群遅延の最大値と最小値との差と、距離分解能との関係について表したグラフである。これによれば、駆動波形の群遅延の最大値と最小値との差が０．１５ラジアン以下である場合には、０．１５ラジアンを超える場合よりも距離分解能に優れていることがわかった。
【０１８４】
図３１（Ｂ）は、実施例２、８、９及び比較例６の評価結果から、超音波探触子Ｂの−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、駆動波形の−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における駆動波形の群遅延の最大値と最小値との差と、画質評点合計との関係について表したグラフである。これによれば、駆動波形の群遅延の最大値と最小値との差が０．１５ラジアン以下である場合には、０．１５ラジアンを超える場合に比べて画質評点合計が大きく上回っていることがわかった。
【０１８５】
以上説明したように、本実施の形態によれば、超音波探触子２は、入力したパルス信号とこのパルス信号により出力された送信超音波の反射超音波から得られた受信信号との各周波数における位相差から得られる群遅延の、超音波探触子２の−２０ｄＢの送受信周波数帯域における最大値と最小値との差が０．１５ラジアン以下、又は、超音波探触子２の−２０ｄＢの送受信周波数帯域における標準偏差が０．０２５以下となるように設定されている。その結果、超音波の送受信が行われる帯域において、超音波探触子における群遅延量のバラツキが小さいので、複数種類の高調波による相殺を低減して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。
【０１８６】
また、本実施の形態によれば、超音波探触子２は、−２０ｄＢの比帯域を１２０％以上としたので、より高分解能である超音波を送受信することができるようになる。
【０１８７】
また、本実施の形態によれば、超音波探触子２は、パルス信号の入力によっ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１２は、所定の駆動波形のパルス信号を出力することにより超音波探触子２に送信超音波を生成させる。送信部１２は、各周波数における位相差から得られる群遅延の、超音波探触子２の−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、当該パルス信号における駆動波形の−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における最大値と最小値との差が０．１５ラジアン以下、又は、超音波探触子の−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、当該パルス信号における駆動波形の−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における標準偏差が０．０２５以下である駆動波形のパルス信号を出力する。その結果、超音波の送受信が行われる帯域において、駆動波形における群遅延量のバラツキが小さいので、複数種類の高調波による相殺を低減して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。
【０１８８】
また、本実施の形態によれば、超音波探触子２は、パルス信号の入力によっ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１２は、所定の駆動波形のパルス信号を出力することにより超音波探触子２に送信超音波を生成させる。超音波探触子２に入力されたパルス信号とこのパルス信号により出力された送信超音波の反射超音波から得られた受信信号との各周波数における位相差から得られる群遅延と、送信部１２によって出力されるパルス信号の各周波数における位相差から得られる群遅延との合算値の、超音波探触子２の−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、当該パルス信号における駆動波形の−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における最大値と最小値との差が０．１５ラジアン以下となるように、超音波探触子２及び送信部１２により出力されるパルス信号の駆動波形を設定する。その結果、超音波の送受信が行われる帯域において、超音波の送受信に際して受信信号における群遅延量のバラツキが小さいので、複数種類の高調波による相殺を低減して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。
【０１８９】
また、本実施の形態によれば、超音波探触子２は、入力したパルス信号とこのパルス信号により出力された送信超音波の反射超音波から得られた受信信号との各周波数における位相差から得られる群遅延の、超音波探触子２の−２０ｄＢの送受信周波数帯域における最大値と最小値との差が０．１５ラジアン以下、又は、超音波探触子２の−２０ｄＢの送受信周波数帯域における標準偏差が０．０２５以下となるように設定されている。送信部１２は、各周波数における位相差から得られる群遅延の、超音波探触子２の−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、当該パルス信号における駆動波形の−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における最大値と最小値との差が０．１５ラジアン以下、又は、超音波探触子２の−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、当該パルス信号における駆動波形の−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域における標準偏差が０．０２５以下である駆動波形のパルス信号を出力する。その結果、超音波探触子における群遅延量のバラツキと、駆動波形における群遅延量のバラツキとを小さくして受信信号における群遅延量のバラツキを小さくしたので、設計を容易にして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。
【０１９０】
また、本実施の形態によれば、送信部１２は、超音波探触子２の−２０ｄＢの送受信周波数帯域に含まれる周波数帯域と、当該パルス信号における駆動波形の−２０ｄＢの周波数帯域とが重複する周波数帯域幅が、超音波探触子２の−２０ｄＢの送受信周波数帯域幅の７０％以上をカバーする駆動波形のパルス信号を出力する。その結果、広帯域の超音波の送受信を行うことができる。
【０１９１】
また、本実施の形態によれば、送信部１２は、周期が１．５以上である駆動波形のパルス信号を出力する。その結果、パルス信号の出力の際の最大出力電圧を抑えることができ、コストを低減させることができる。
【０１９２】
また、本実施の形態によれば、送信部１２は、パルス持続時間が超音波探触子２の−２０ｄＢの送受信周波数帯域の中心周波数での２周期相当の時間以上である駆動波形のパルス信号を出力する。その結果、パルス信号の出力の際の最大出力電圧を抑えることができ、コストを低減させることができる。
【０１９３】
また、本実施の形態によれば、送信部１２は、５値以下の制御信号によりパルス信号を出力する。その結果、安価で距離分解能を向上させることができるようになる。
【０１９４】
また、本実施の形態によれば、送信部１２は、それぞれ駆動波形の異なる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。画像生成部１４は、複数回の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各受信信号を合成し、合成した受信信号に基づいて超音波画像データを生成する。その結果、パルスインバージョン法において、広帯域で高調波を受信することができるので、安価で距離分解能がさらに向上した超音波画像を得ることができるようになる。
【０１９５】
また、本実施の形態によれば、送信部１２は、それぞれ駆動波形が非対称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。その結果、高度の正負駆動対称性を有する送信駆動装置を備えていなくても、分解能を維持しつつ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。
【０１９６】
また、本実施の形態によれば、送信部１２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２の−２０ｄＢの送受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。
【０１９７】
また、本実施の形態によれば、送信部１２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２の−２０ｄＢの送受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。
【０１９８】
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。
【符号の説明】
【０１９９】
Ｓ  超音波画像診断装置
２  超音波探触子
１２  送信部
１４  画像生成部
１８  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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