(57)【要約】【課題】超音波ビームの送信方向とは異なる方向に受信フォーカスを行っても明瞭な超音波画像を生成することができる超音波診断装置および超音波画像生成方法を提供する。【解決手段】探触子の素子面の法線方向を向いた第１の方向に互いに異なる深さの第１および第２の送信焦点を形成してそれぞれ超音波ビームを送信することで、第１の素子データ（Ａ）および第２の素子データ（Ｂ）を生成し、これら第１の素子データと第２の素子データの差分をとることにより、針からの反射波Ｈ２を残しつつ、第１の方向からの反射波Ｈ１を除去した反射成分除去データ（Ｃ）を生成し、この反射成分除去データに対して、針に直交する第２の方向に受信フォーカスを行うことにより、針画像を生成する。【選択図】図４
2015043824.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配列された複数の素子を有する探触子と、
前記探触子の前記複数の素子から第１の方向に送信フォーカスを実施して超音波ビームを送信する送信部と、
前記送信部から送信された超音波ビームにより生じる超音波エコーを受信した前記探触子の前記複数の素子から出力される受信信号を処理して素子データを生成する受信部と、
前記素子データに対して前記第１の方向から生じる反射成分を除去して反射成分除去データを生成する素子データ処理部と、
前記素子データに対し受信フォーカスを行って超音波画像を生成する画像生成部と、
前記素子データ処理部で生成された前記反射成分除去データに対し、前記第１の方向とは異なる第２の方向に受信フォーカスを行って前記第２の方向に沿った画像信号を生成するように前記画像生成部を制御する制御部と
を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記送信部は、前記第１の方向の互いに位置の異なる少なくとも２つの焦点を形成して複数の超音波ビームを順次送信し、
前記素子データ処理部は、前記複数の超音波ビームにそれぞれ対応して前記受信部で生成された複数の素子データから前記反射成分除去データを生成する請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記素子データ処理部は、前記複数の素子データの差分をとることにより前記反射成分除去データを生成する請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記素子データ処理部は、前記複数の素子データの差分をとる際に、前記複数の素子データのうちのいずれかの素子データ、あるいは、前記複数の素子データに対して重み付けした上で差分をとる請求項３に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記素子データ処理部は、連続する所定数の走査線にそれぞれ対応して前記受信部で生成された前記所定数の素子データを位相合わせして互いに重ね合わせることにより前記第１の方向から生じる反射成分を強調した重ね合わせ処理済みデータを生成し、前記重ね合わせ処理済みデータを用いて前記反射成分除去データを生成する請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記素子データ処理部は、前記受信部で生成された前記複数の素子による前記素子データと前記重ね合わせ処理済みデータとの差分をとることにより前記反射成分除去データを生成する請求項５に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記素子データ処理部は、前記受信部で生成された前記複数の素子による前記素子データと前記重ね合わせ処理済みデータとの差分をとる際に、いずれか一方のデータ、あるいは、双方のデータに対して重み付けした上で差分をとる請求項６に記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記素子データ処理部は、シミュレーションにより前記第１の方向から生じる反射波を表すシミュレーションデータを生成し、前記シミュレーションデータを用いて前記反射成分除去データを生成する請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項９】
前記素子データ処理部は、前記受信部で生成された前記複数の素子による前記素子データと前記シミュレーションデータとの差分をとることにより前記反射成分除去データを生成する請求項８に記載の超音波診断装置。
【請求項１０】
前記素子データ処理部は、前記受信部で生成された前記複数の素子による前記素子データと前記シミュレーションデータとの差分をとる際に、いずれか一方のデータ、あるいは、双方のデータに対して重み付けした上で差分をとる請求項９に記載の超音波診断装置。
【請求項１１】
前記画像生成部は、
前記素子データに対し、前記第１の方向に受信フォーカスを行って前記第１の方向に沿った組織撮像用の画像信号を生成する組織画像生成部と、
前記反射成分除去データに対し、前記第２の方向に受信フォーカスを行って前記第２の方向に沿った針撮像用の画像信号を生成する針画像生成部と
を有する請求項１〜１０のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項１２】
前記組織画像生成部で生成された前記組織撮像用の画像信号と前記針画像生成部で得られた前記針撮像用の画像信号とを互いに合成する画像合成部をさらに備えた請求項１１に記載の超音波診断装置。
【請求項１３】
前記画像合成部で合成された画像信号を表示する表示部を備えた請求項１２に記載の超音波診断装置。
【請求項１４】
前記画像生成部で生成された超音波画像を表示する表示部を備えた請求項１〜１１のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項１５】
探触子の複数の素子から第１の方向に送信フォーカスを実施して超音波ビームを送信し、
前記超音波ビームにより生じる超音波エコーを受信した前記探触子の前記複数の素子から出力される受信信号を処理して素子データを生成し、
前記素子データに対して前記第１の方向から生じる反射成分を除去して反射成分除去データを生成し、
前記反射成分除去データに対し、前記第１の方向とは異なる第２の方向に受信フォーカスを行って前記第２の方向に沿った超音波画像を生成する
ことを特徴とする超音波画像生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、超音波診断装置および超音波画像生成方法に係り、特に、超音波ビームの送信方向とは異なる方向に受信フォーカスを行って超音波画像の生成を行う超音波診断装置および超音波画像生成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、医療分野において、超音波画像を利用した超音波診断装置が実用化されている。一般に、この種の超音波診断装置は、探触子から被検体に向けて超音波ビームを送信し、被検体からの超音波エコーを探触子で受信して、その受信信号を電気的に処理することにより超音波画像が生成される。
【０００３】
このような超音波診断装置においては、探触子の直下に位置する被検体内の断層画像をリアルタイムで観察することができる。このため、例えば、針を被検体内の目標箇所にまで穿刺する場合に、探触子を目標箇所の直上に配置して被検体内の超音波画像を生成し、探触子の近傍から目標箇所に向けて斜めに穿刺することで、被検体内における針の位置を超音波画像上において確認しながら穿刺を進めることが行われている。
ただし、一般に、針の表面は滑らかであるため、探触子から被検体内を伝搬してきた超音波ビームは、針の表面で正反射を呈しやすく、また、針は目標箇所に向けて斜めに穿刺されるため、探触子の法線方向に送信された超音波ビームの針表面での正反射を探触子の受信開口に捉えて針を描出することが困難になるおそれがある。
【０００４】
そこで、探触子の法線方向ではなく、針に直交する方向に超音波ビームを送信し、また、受信フォーカスを実施することで針の描出を行うことが知られている。
例えば、特許文献１には、組織撮像を目的として探触子の素子面と垂直となる第１の方向に超音波ビームを送信、受信して第1の画像を生成し、針撮像を目的として素子面と垂直な方向とは異なる複数の第２の方向に超音波ビームを送信、受信して第２の画像群を生成し、第２の画像群を解析して針が描出された画像を生成し、第1の画像と合成する超音波診断装置が開示されている。
特許文献１の装置によれば、第２の複数の方向に針に直交する方向が含まれることで、針が良好に描出された超音波画像を生成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２１３６０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の装置では、組織撮像を目的とした第１の方向への超音波ビームの送信と、針撮像を目的とした第２の方向への複数回の超音波ビームの送信を要するため、フレームレートが低下するという問題があった。
このため、例えば、探触子の法線方向に超音波ビームを送信することで得られた受信信号に対し、探触子の法線方向に受信フォーカスを実施して組織画像を生成する一方、針に直交する方向にも受信フォーカスを実施して針画像を生成する方法が、本出願人により考案されている。この方法によれば、１回の超音波ビームの送信で、組織画像と針画像の双方を生成することができる。
【０００７】
ただし、探触子の法線方向に超音波ビームを送信しているため、探触子の各素子から針の方向に送信される超音波の強度および針からの反射波を各素子が受信する信号の強度が、同時に探触子の法線方向に送信される超音波の強度および法線方向からの反射波を受信する信号の強度に比べて低くなる。その結果、画像のＳ／Ｎ比が低下し、針を明瞭に描出することが困難になるおそれがあった。
【０００８】
この発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、超音波ビームの送信方向とは異なる方向に受信フォーカスを行っても明瞭な超音波画像を生成することができる超音波診断装置および超音波画像生成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係る超音波診断装置は、配列された複数の素子を有する探触子と、探触子の複数の素子から第１の方向に送信フォーカスを実施して超音波ビームを送信する送信部と、送信部から送信された超音波ビームにより生じる超音波エコーを受信した探触子の複数の素子から出力される受信信号を処理して素子データを生成する受信部と、素子データに対して第１の方向から生じる反射成分を除去して反射成分除去データを生成する素子データ処理部と、素子データに対し受信フォーカスを行って超音波画像を生成する画像生成部と、素子データ処理部で生成された反射成分除去データに対し、第１の方向とは異なる第２の方向に受信フォーカスを行って第２の方向に沿った画像信号を生成するように画像生成部を制御する制御部とを備えたものである。
【００１０】
送信部が、第１の方向の互いに位置の異なる少なくとも２つの焦点を形成して複数の超音波ビームを順次送信し、素子データ処理部は、複数の超音波ビームにそれぞれ対応して受信部で生成された複数の素子データから反射成分除去データを生成するように構成することができる。
この場合、素子データ処理部は、複数の素子データの差分をとることにより反射成分除去データの生成を行う。
なお、素子データ処理部は、複数の素子データの差分をとる際に、複数の素子データのうちのいずれかの素子データ、あるいは、複数の素子データに対して重み付けした上で差分をとることもできる。
【００１１】
また、素子データ処理部は、連続する所定数の走査線にそれぞれ対応して受信部で生成された所定数の素子データを位相合わせして互いに重ね合わせることにより第１の方向から生じる反射成分を強調した重ね合わせ処理済みデータを生成し、重ね合わせ処理済みデータを用いて反射成分除去データを生成するように構成することもできる。
この場合、素子データ処理部は、受信部で生成された複数の素子による素子データと重ね合わせ処理済みデータとの差分をとることにより反射成分除去データの生成を行う。
なお、素子データ処理部は、受信部で生成された複数の素子による素子データと重ね合わせ処理済みデータとの差分をとる際に、いずれか一方のデータ、あるいは、双方のデータに対して重み付けした上で差分をとることもできる。
【００１２】
さらに、素子データ処理部は、シミュレーションにより第１の方向から生じる反射波を表すシミュレーションデータを生成し、シミュレーションデータを用いて反射成分除去データを生成するように構成してもよい。
この場合、素子データ処理部は、受信部で生成された複数の素子による素子データとシミュレーションデータとの差分をとることにより反射成分除去データの生成を行う。
なお、素子データ処理部は、受信部で生成された複数の素子による素子データとシミュレーションデータとの差分をとる際に、いずれか一方のデータ、あるいは、双方のデータに対して重み付けした上で差分をとることもできる。
【００１３】
画像生成部は、素子データに対し、第１の方向に受信フォーカスを行って第１の方向に沿った組織撮像用の画像信号を生成する組織画像生成部と、反射成分除去データに対し、第２の方向に受信フォーカスを行って第２の方向に沿った針撮像用の画像信号を生成する針画像生成部とを有することが好ましい。
組織画像生成部で生成された組織撮像用の画像信号と針画像生成部で得られた針撮像用の画像信号とを互いに合成する画像合成部をさらに備えることが好ましい。さらに、画像合成部で合成された画像信号を表示する表示部を備えることが好ましい。
また、画像生成部で生成された超音波画像を表示する表示部を備えることもできる。
【００１４】
この発明に係る超音波画像生成方法は、探触子の複数の素子から第１の方向に送信フォーカスを実施して超音波ビームを送信し、超音波ビームにより生じる超音波エコーを受信した探触子の複数の素子から出力される受信信号を処理して素子データを生成し、素子データに対して第１の方向から生じる反射成分を除去して反射成分除去データを生成し、反射成分除去データに対し、第１の方向とは異なる第２の方向に受信フォーカスを行って第２の方向に沿った超音波画像を生成する方法である。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、第１の方向に送信フォーカスを実施して超音波ビームを送信することで素子データを生成し、素子データに対して第１の方向から生じる反射成分を除去して反射成分除去データを生成し、反射成分除去データに対し第１の方向とは異なる第２の方向に受信フォーカスを行って第２の方向に沿った超音波画像を生成するので、超音波ビームの送信方向とは異なる方向に受信フォーカスを行っても明瞭な超音波画像を生成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明の実施の形態１に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１における素子データ処理部の構成を示す図である。
【図３】実施の形態１における超音波の送信の様子を示す図である。
【図４】実施の形態１で得られる第１の素子データ、第２の素子データおよび反射成分除去データを模式的に示す図である。
【図５】実施の形態１の動作を示すフローチャートである。
【図６】実施の形態２における素子データ処理部の構成を示す図である。
【図７】実施の形態２における重ね合わせ処理を説明するための図である。
【図８】実施の形態２で得られる素子データ、重ね合わせ処理済みデータおよび反射成分除去データを模式的に示す図である。
【図９】実施の形態２の動作を示すフローチャートである。
【図１０】実施の形態３における素子データ処理部の構成を示す図である。
【図１１】実施の形態３におけるシミュレーション処理の動作を示すフローチャートである。
【図１２】実施の形態３で得られる素子データ、シミュレーションデータおよび反射成分除去データを模式的に示す図である。
【図１３】実施の形態３の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１
図１に、この発明の実施の形態１に係る超音波診断装置の構成を示す。超音波診断装置は、探触子１を有し、この探触子１に送信部２および受信部３が接続されている。受信部３には、組織画像生成部４と素子データメモリ５が並列に接続され、素子データメモリ５に素子データ処理部６を介して針画像生成部７が接続されている。組織画像生成部４および針画像生成部７に画像合成部８が接続され、さらに、画像合成部８に表示制御部９を介して表示部１０が接続されている。
送信部２、受信部３、組織画像生成部４、素子データメモリ５、素子データ処理部６、針画像生成部７、画像合成部８および表示制御部９に制御部１１が接続され、制御部１１に操作部１２と格納部１３がそれぞれ接続されている。
【００１８】
組織画像生成部４は、探触子１の直下に位置する被検体の組織画像を生成するためのもので、受信部３に接続された第１の受信フォーカス部２１と、第１の受信フォーカス部２１に順次接続された検波処理部２２および画像メモリ２３を含んでおり、検波処理部２２および画像メモリ２３が画像合成部８に接続されている。
一方、針画像生成部７は、被検体内に穿刺された針の超音波画像を生成するためのもので、組織画像生成部４と同様の構成を有している。すなわち、針画像生成部７は、素子データ処理部６に接続された第２の受信フォーカス部３１と、第２の受信フォーカス部３１に順次接続された検波処理部３２および画像メモリ３３を含んでおり、検波処理部３２および画像メモリ３３が画像合成部８に接続されている。
【００１９】
探触子１は、１次元又は２次元に配列された複数の素子を有している。これらの素子は、それぞれ超音波トランスデューサからなり、送信部２から供給される駆動信号に従って超音波を送信すると共に被検体からの超音波エコーを受信して受信信号を出力する。超音波トランスデューサは、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）に代表される圧電セラミックや、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）に代表される高分子圧電素子、ＰＭＮ−ＰＴ（マグネシウムニオブ酸・チタン酸鉛固溶体）に代表される圧電単結晶等からなる圧電体の両端に電極を形成した振動子によって構成され、所定の面積の超音波送受信面を有している。
【００２０】
そのような振動子の電極に、パルス状又は連続波の電圧を印加すると、圧電体が伸縮し、それぞれの振動子からパルス状又は連続波の超音波が発生して、それらの超音波の合成により超音波ビームが形成される。また、それぞれの振動子は、伝搬する超音波を受信することにより伸縮して電気信号を発生し、それらの電気信号は、超音波の受信信号として出力される。
【００２１】
送信部２は、例えば、複数のパルス発生器を含んでおり、制御部１１からの制御信号に応じて選択された送信遅延パターンに基づいて、探触子１の複数の素子から発せられる超音波が第１の方向に送信される超音波ビームを形成するようにそれぞれの駆動信号の遅延量を調節して複数の素子に供給する。ここでは、第１の方向は、探触子１の素子面の法線方向に設定されるものとする。
また、受信部３は、探触子１のそれぞれの素子から出力される受信信号を増幅してＡ／Ｄ変換し、デジタル化された素子データを生成する。
【００２２】
組織画像生成部４の第１の受信フォーカス部２１は、受信部３で生成された素子データにそれぞれの遅延補正を施すことにより遅延補正データを生成し、これら遅延補正データを加算して、第１の方向すなわち探触子１の素子面の法線方向に受信フォーカスを実施する。この受信フォーカス処理により、超音波エコーの焦点が絞り込まれた組織撮像用の音線信号が生成される。
【００２３】
検波処理部２２は、第１の受信フォーカス部２１で生成された音線信号に対して、超音波の反射位置の深度に応じて距離による減衰の補正を施した後、包絡線検波処理を施すことにより、組織撮像用のＢモード画像信号を生成し、画像合成部８に出力する、あるいは、画像メモリ２３に格納する。
【００２４】
素子データメモリ５は、受信部３で生成された素子データを格納し、素子データ処理部６に出力する。
素子データ処理部６は、受信部３で生成された素子データに対し、第１の方向である探触子１の素子面の法線方向から生じる反射成分を除去して反射成分除去データを生成する。この実施の形態１においては、図２に示されるように、素子データ処理部６は、素子データメモリ５に接続された差分演算部４１により構成されている。
【００２５】
針画像生成部７の第２の受信フォーカス部３１は、素子データ処理部６で生成された反射成分除去データにそれぞれの遅延補正を施すことにより遅延補正データを生成し、これら遅延補正データを加算して、第１の方向とは異なる第２の方向に受信フォーカスを実施する。ここで、第２の方向は、被検体の体内に穿刺された針に直交する方向に設定されるものとする。この受信フォーカス処理により、超音波エコーの焦点が絞り込まれた針撮像用の音線信号が生成される。
【００２６】
検波処理部３２は、第２の受信フォーカス部３１で生成された音線信号に対して、超音波の反射位置の深度に応じて距離による減衰の補正を施した後、包絡線検波処理を施すことにより、針撮像用のＢモード画像信号を生成し、画像合成部８に出力する、あるいは、画像メモリ３３に格納する。
【００２７】
画像合成部８は、組織画像生成部４から出力された組織撮像用のＢモード画像信号と針画像生成部５から出力された針撮像用のＢモード画像信号を、それぞれ通常のテレビジョン信号の走査方式に従う画像信号に変換（ラスター変換）し、階調処理等の各種の必要な画像処理を施した後、これら組織撮像用のＢモード画像信号と針撮像用のＢモード画像信号を互いに合成する。
表示制御部９は、画像合成部８で合成されたＢモード画像信号に基づいて、表示部１０に超音波画像を表示させる。
表示部１０は、例えば、ＬＣＤ等のディスプレイ装置を含んでおり、表示制御部９の制御の下で、超音波画像を表示する。
【００２８】
制御部１１は、操作者により操作部１２から入力された指令に基づいて超音波診断装置各部の制御を行う。
操作部１２は、操作者が入力操作を行うためのもので、キーボード、マウス、トラックボール、タッチパネル等から形成することができる。
格納部１３は、動作プログラム等を格納するもので、ハードディスク、フレキシブルディスク、ＭＯ、ＭＴ、ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＳＤカード、ＣＦカード、ＵＳＢメモリ等の記録メディア、またはサーバ等を用いることができる。
なお、素子データ処理部６と、組織画像生成部４の第１の受信フォーカス部２１および検波処理部２２と、針画像生成部７の第２の受信フォーカス部３１および検波処理部３２と、画像合成部８および表示制御部９は、ＣＰＵと、ＣＰＵに各種の処理を行わせるための動作プログラムから構成されるが、それらをデジタル回路で構成してもよい。
【００２９】
この実施の形態１における超音波の送受信の方法について説明する。図３に示されるように、被検体Ｓの体表に探触子１を接触させた状態で、探触子１の近郷から角度θで針Ｎが穿刺されるものとする。
まず、探触子１の素子面の法線方向である第１の方向Ｄ１の所定の深さに第１の送信焦点Ｆ１を形成して、送信部２により、第１の方向Ｄ１に向けて第１の超音波ビームを送信すると、第１の超音波ビームは第１の送信焦点Ｆ１に収束した後、所定の広がりを持って被検体Ｓ内を伝搬することとなる。
このとき、探触子１から第１の送信焦点Ｆ１を経由して第１の方向Ｄ１に存在する反射点Ｃに向かう送信波は、第１の方向Ｄ１と平行な経路Ｒ０に沿って伝搬し、反射点Ｃによる反射波が探触子１の各素子で受信される。また、探触子１から第１の送信焦点Ｆ１を経由して針Ｎに直交する第２の方向Ｄ２に進行する送信波は、経路Ｒ１に沿って伝搬し、針Ｎの表面による反射波が探触子１の各素子で受信される。
【００３０】
次に、第１の方向Ｄ１で且つ第１の送信焦点Ｆ１よりも深い位置に第２の送信焦点Ｆ２を形成して、送信部２により、第１の方向Ｄ１に向けて第２の超音波ビームを送信すると、第２の超音波ビームは第２の送信焦点Ｆ２に収束した後、所定の広がりを持って被検体Ｓ内を伝搬する。
このとき、探触子１から第２の送信焦点Ｆ２を経由して第１の方向Ｄ１に存在する反射点Ｃに向かう送信波は、第１の超音波ビームのときと同じ経路Ｒ０に沿って伝搬し、反射点Ｃによる反射波が探触子１の各素子で受信される。一方、探触子１から第２の送信焦点Ｆ２を経由して針Ｎに直交する第２の方向Ｄ２に進行する送信波は、経路Ｒ２に沿って伝搬し、針Ｎの表面による反射波が探触子１の各素子で受信される。
走査線を探触子１の素子の配列方向に移動させつつ、上述のように、走査線毎に第１の超音波ビームおよび第２の超音波ビームを順次送信して、それぞれ受信部３で第１の素子データおよび第２の素子データを生成する。
【００３１】
このようにして、第１の超音波ビームの送信により取得された第１の素子データおよび第２の超音波ビームの送信により取得された第２の素子データを、それぞれ図４（Ａ）および（Ｂ）に示す。第１の素子データには、第１の方向Ｄ１からの反射波Ｈ１と針Ｎからの反射波Ｈ２が含まれている。同様に、第２の素子データにも、第１の方向Ｄ１からの反射波Ｈ１と針Ｎからの反射波Ｈ２が含まれている。
ここで、第１の方向Ｄ１に存在する反射点Ｃに対しては、第１の超音波ビームを送受信した際も第２の超音波ビームを送受信した際も同一の経路Ｒ０に沿って同一の伝搬長だけ超音波が伝搬するため、第１の方向Ｄ１からの反射波Ｈ１は、第１の素子データと第２の素子データとで、互いに同じ時間位置（深さ位置）に存在する。
一方、針Ｎに対しては、第１の超音波ビームを送受信した際と第２の超音波ビームを送受信した際とで、送信波の経路Ｒ１およびＲ２が互いに異なると共に反射波の経路も異なるため、針Ｎからの反射波Ｈ２は、第１の素子データと第２の素子データとで、互いに異なる時間位置（深さ位置）に存在している。
【００３２】
そこで、素子データ処理部６を構成する差分演算部４１で第１の素子データと第２の素子データの差分をとることにより、針Ｎからの反射波Ｈ２を残しつつ、第１の方向Ｄ１からの反射波Ｈ１を除去することができる。このとき、第１の素子データにおける針Ｎからの反射波Ｈ２と第２の素子データにおける針Ｎからの反射波Ｈ２の双方が共に残ることとなるが、例えば、第２の素子データにおける針Ｎからの反射波Ｈ２を除去することで、図４（Ｃ）に示されるように、針Ｎからの反射波Ｈ２を含む反射成分除去データが生成される。あるいは、第１の素子データにおける針Ｎからの反射波Ｈ２と第２の素子データにおける針Ｎからの反射波Ｈ２を合成して、反射成分除去データを生成することもできる。
例えば、第１の素子データと第２の素子データの差分をとった差分データにおいて、Ｈｏｕｇｈ変換を行って複数の直線を抽出し、１本の直線と、この直線に平行且つ長い他の直線が見つかった場合に、どちらか一方の直線を削除すればよい。すなわち、差分データ上において、削除する直線部分の差分値をゼロと置き換えればよい。また、どちらか一方の直線を削除する場合には、第１の素子データの同位置に類似の直線形状の模様の存在する側を残すようにすればよい。なお、第１の素子データおよび第２の素子データとも、針以外の反射波も含むため、第１の素子データおよび第２の素子データを縮小または平滑化処理したうえで上記処理を行ってもよいことはいうまでもない。
このような反射成分除去データに対して、第２の方向Ｄ２に受信フォーカスを行うことにより、第１の方向Ｄ１からの反射波Ｈ１に影響されることなく、Ｓ／Ｎ比の優れた針画像を生成することができる。
【００３３】
なお、図３に示したように、探触子１の複数の素子が直線状に配列された、いわゆるリニア型プローブの場合には、それぞれの素子の法線方向が互いに平行となり、この法線方向に第１の方向Ｄ１を設定すればよいが、複数の素子が湾曲状に配列された、いわゆるコンベックス型プローブでは、それぞれの素子の法線方向が互いに異なることとなる。この場合、それぞれの素子の法線方向に第１の方向Ｄ１を設定することができる。
また、第２の方向Ｄ２は、必ずしも、針Ｎに直交する方向にする必要はなく、第１の方向Ｄ１よりも針Ｎに向いた方向、すなわち、素子の法線方向よりも針Ｎとなす角度が直角に近い方向であればよい。
【００３４】
次に、図５のフローチャートを参照して実施の形態１の動作について説明する。
実施の形態１では、ｎ本の走査線Ｌ１〜Ｌｎを設定して走査を行うことにより、探触子１の素子面の法線方向の組織画像と針Ｎに直交する方向の針画像を生成するものとする。
まず、ステップＳ１で、走査線ＬｉをＬ１に初期化し、ステップＳ２で、第１番目の走査線Ｌ１に対し、第１の方向Ｄ１である探触子１の素子面の法線方向における所定の深さの第１の送信焦点Ｆ１に送信フォーカスを実施して受信信号を取得し、受信部３により第１の素子データを取得する。すなわち、送信部２から供給される駆動信号に従い、走査線Ｌ１に対応する送信開口を構成する複数の素子から第１の送信焦点Ｆ１に送信フォーカスが実施されて超音波ビームが送信され、被検体からの反射波を受信した各素子から出力される受信信号が受信部３で増幅され、デジタル化されて、素子データメモリ５に格納される。
【００３５】
続くステップＳ３で、同じ第１の走査線に対し、今度は第１の方向Ｄ１で且つ第１の送信焦点Ｆ１と異なる深さ位置の第２の送信焦点Ｆ２に送信フォーカスを実施して受信部３により第２の素子データが取得され、素子データメモリ５に格納される。
次に、ステップＳ４で、ｉ＝ｎになったか否か、すなわち、ｎ本のすべての走査線Ｌ１〜Ｌｎについて第１の素子データおよび第２の素子データの取得が完了したか否かが判定される。
ここでは、ｉの値がまだ「１」であるので、ステップＳ５に進み、ｉの値を「１」だけ増加させて「２」とした後、ステップＳ２に戻る。そして、ステップＳ２〜Ｓ３により、第２番目の走査線Ｌ２に対応する第１の素子データおよび第２の素子データが取得され、それぞれ素子データメモリ５に格納される。
同様にして、ｉ＝ｎになるまで、ｉの値を順次「１」だけ増加させてステップＳ２〜Ｓ３が繰り返される。
【００３６】
このようにして、ｎ本のすべての走査線Ｌ１〜Ｌｎについて第１の素子データおよび第２の素子データの取得が完了すると、ステップＳ４からステップＳ６に進み、素子データ処理部６を構成する差分演算部４１により、素子データメモリ５に格納されている走査線Ｌ１〜Ｌｎに関する第１の素子データと第２の素子データの差分が演算され、第１の方向Ｄ１からの反射波Ｈ１が除去された反射成分除去データが生成される。このとき、差分演算において、第１の素子データおよび第２の素子データのいずれか一方のデータ、あるいは双方のデータに重み付けして差分演算を行うようにしてもよい。
続くステップＳ７で、差分演算部４１により生成された反射成分除去データに対し、第２の方向Ｄ２である針Ｎに直交する方向に受信フォーカスを実施して針画像が生成される。
すなわち、針画像生成部７の第２の受信フォーカス部３１で、針Ｎに直交する方向に受信フォーカスが行われるように、反射成分除去データにそれぞれの遅延補正が施すことにより遅延補正データが生成され、これら遅延補正データを加算することで針撮像用の音線信号が生成される。さらに、この音線信号に対し、検波処理部３２により包絡線検波処理が施され、針撮像用のＢモード画像信号が生成されて、画像メモリ３３に格納される。
【００３７】
さらに、ステップＳ８で、素子データメモリ５に格納されている走査線Ｌ１〜Ｌｎに関する第１の素子データに対し、第１の方向Ｄ１である探触子１の素子面の法線方向に受信フォーカスを実施して組織画像が生成される。
すなわち、組織画像生成部４の第１の受信フォーカス部２１で、素子面の法線方向に受信フォーカスが行われるように、第１の素子データにそれぞれの遅延補正が施すことにより遅延補正データが生成され、これら遅延補正データを加算することで組織撮像用の音線信号が生成される。さらに、この音線信号に対し、検波処理部２２により包絡線検波処理が施され、組織撮像用のＢモード画像信号が生成されて、画像メモリ２３に格納される。
【００３８】
そして、ステップＳ９で、組織画像生成部４の画像メモリ２３に格納されている組織画像のＢモード画像信号と針画像生成部７の画像メモリ３３に格納されている針画像のＢモード画像信号が画像合成部８でラスター変換され、各種の画像処理が施された後に互いに合成され、表示画像のＢモード画像信号が生成される。
この表示画像のＢモード画像信号は、画像合成部８から表示制御部９に出力され、組織画像と針画像が合成された超音波画像が表示部１０に表示される。
【００３９】
素子データ処理部６により第１の方向Ｄ１からの反射波Ｈ１を除去した反射成分除去データが生成され、この反射成分除去データに対して、針画像生成部７の第２の受信フォーカス部３１で第２の方向Ｄ２に受信フォーカスを実施するので、超音波ビームの送信方向である第１の方向Ｄ１とは異なる第２の方向Ｄ２に受信フォーカスを行っても、第１の方向Ｄ１からの反射波Ｈ１に影響されることなく、Ｓ／Ｎ比の優れた明瞭な針画像を生成することができる。
【００４０】
上記の実施の形態１では、ステップＳ１〜Ｓ５により、ｎ本のすべての走査線Ｌ１〜Ｌｎについて第１の素子データおよび第２の素子データの取得を完了した後に、ステップＳ６で反射成分除去データを生成し、ステップＳ７およびＳ８で、それぞれ受信フォーカスを実施して針画像と組織画像を生成したが、これに限るものではない。例えば、それぞれの走査線Ｌｉに対して第１の素子データおよび第２の素子データを取得する毎に、これら第１の素子データおよび第２の素子データを用いて走査線Ｌｉに対応する反射成分除去データを生成し、走査線Ｌｉに対応する針画像と組織画像を生成してもよい。すべての走査線Ｌ１〜Ｌｎについてそれぞれ針画像と組織画像が生成されたところで、これらの針画像および組織画像が合成される。
【００４１】
実施の形態２
図６に、実施の形態２に係る超音波診断装置で用いられる素子データ処理部６Ａの内部構成を示す。この超音波診断装置は、図１に示した実施の形態１の超音波診断装置において、素子データ処理部６の代わりに素子データ処理部６Ａを用いたものであり、その他の構成は、実施の形態１と同様である。
素子データ処理部６Ａは、素子データメモリ５に接続された重ね合わせ処理部４２を有し、この重ね合わせ処理部４２と素子データメモリ５の双方に差分演算部４３が接続されると共に重ね合わせ処理部４２に遅延時間算出部４４が接続され、差分演算部４３が針画像生成部７の第２の受信フォーカス部３１に接続されている。
【００４２】
重ね合わせ処理部４２は、探触子１の連続する所定数の素子に対応して受信部３で生成された所定数の素子データを位相合わせして互いに重ね合わせる重ね合わせ処理を行い、差分演算部４３は、重ね合わせ処理部４２で生成された重ね合わせ処理済みデータと素子データメモリ５に格納されている素子データの差分をとることにより反射成分除去データを生成する。
遅延時間算出部４４は、重ね合わせ処理部４２における重ね合わせ処理に要する素子データ間の遅延時間を算出する。
【００４３】
重ね合わせ処理部４２における重ね合わせ処理は、超音波ビームの送信焦点を仮想的な音源とみなし、この音源から反射点までの幾何学的な伝播長から、各走査線における反射点の到着時間の遅延差を求め、この遅延差を補正して複数の走査線の素子データを加算することで、走査線上の信号を強調するものである。
【００４４】
ここで、図７を参照して、重ね合わせ処理について説明する。
連続する５本の走査線に対応する５つの素子データに対して、連続する３つの素子データを互いに重ね合わせる処理を行うものとする。
図７（ａ）は、連続する５本の走査線に対応する５つの素子データを並べて表示しており、それぞれ、超音波ビームを送信し、反射波を受信した様子を表している。各素子データの横軸は、反射波を受信した素子を表しており、それぞれの素子データにおいて超音波ビームの送信開口の中央の素子を中心にして表示している。縦軸は、受信時間を表す。
５つの素子データのうち、中央の素子データでは、開口の中央の素子の直下に反射点が存在しており、反射点からの反射波が受信されている。すなわち、この反射波は真の信号であり、中央の素子データは、真の信号を表している。
【００４５】
中央の素子データの両側に表示された２つの素子データについては、送信開口の中央の素子の直下に反射点は存在していないが、送信した超音波ビームの広がりによって、中央の素子データにおける中央の素子の直下に存在する反射点に超音波ビームが照射されることで生じた反射波、すなわちゴースト信号が写り込んでいる。ゴースト信号は、真の信号から離れるほど反射点までの超音波の伝播時間が長くなるため、真の信号よりも受信時間が遅くなる。
【００４６】
また、反射点からの反射波が初めに受信される受信素子は、反射点の直上に位置する素子であるが、素子データの横軸は対応する走査線における超音波ビームの送信開口の中央の素子を中心にして表示され、走査線毎にこの中央の素子を１素子ずつずらして超音波ビームの送信を行っていることから、それぞれの走査線に対応する素子データにおいて、素子の絶対位置は１素子ずつずれたものとなっている。すなわち、５つの素子データのうち、中央の素子データでは、反射点からの反射波を初めに受信する受信素子は中央に位置する素子であるが、中央の素子データの両側に隣接する素子データにおいては、中央の素子データよりも１素子ずれており、右側に隣接する素子データでは左に１素子ずれ、左側に隣接する素子データでは右に１素子ずれている。さらに、５つの素子データのうち両端の素子データでは、中央の素子データよりも２素子ずれており、右端の素子データでは左に２素子ずれ、左端の素子データでは右に２素子ずれている。このように、ゴースト信号は、真の信号に対して、受信時間が遅れるだけでなく、受信素子の配列方向に対してもずれを生じている。
【００４７】
図７（ｂ）に、図７（ａ）に示した５つの素子データの中央の素子データに対する受信時間の遅延時間の一例を示す。
重ね合わせ処理部４２では、図７（ｂ）に示される遅延時間を用いて、５つの素子データの中央の素子データにおいて、送信開口の中央の素子を注目素子とした場合に、注目素子に対応する素子データを中心に、重ね合わせる素子データ数、ここでは３つの素子データそれぞれに対応する遅延時間だけ遅延時間補正を行うと共に、注目素子に対応する素子データの両側の素子データを１素子分だけ、注目素子に対応する素子データにおける送信開口の中央の素子の絶対的な位置が一致するように横方向にシフトさせて、すなわち、位相を合わせて３つの素子データを重ね合わせ、注目素子に対応する素子データに対応する１つの重ね合わせ処理済データを生成する。
【００４８】
このようにして得られた重ね合わせ処理済データを図７（ｃ）に示す。
図７（ａ）に示した５つの素子データのうち、中央の素子データは、真の信号の素子データであることから、中央の素子データの両側に隣接する素子データに遅延時間補正および横方向のシフトを行って位相合わせを行うと、図７（ｃ）に示すように、３つの素子データは、互いに高輝度位置で重なり合う。したがって、これらの３つの素子データを、互いに加算すれば、高輝度値を有する重ね合わせ処理済データが得られ、また、３つの素子データを平均して平均値を求めても、輝度が強調された明瞭な重ね合わせ処理済データが得られることとなる。
【００４９】
これに対し、図７（ｄ）は、図７（ａ）と同じ５つの素子データであるが、中央の素子データの左側に隣接する素子データ、すなわちゴースト信号に対応する送信開口の中央の素子を注目素子とした場合の一例を示す。
図７（ｅ）は、図７（ｄ）に示す５つの素子データのうち中央の素子データに対する受信時間の遅延時間の一例を示すが、図７（ｂ）に示した受信時間の遅延時間と同じものである。すなわち、図７（ａ）と図７（ｄ）は互いに同じ素子データであるので、５つの素子データのうち中央の素子データに対する受信時間の遅延時間は、互いに同一となる。
重ね合わせ処理部４２では、図７（ｅ）に示す遅延時間を用いて、注目素子に対応する素子データを中心に、重ね合わせる素子データ数、ここでは３つの素子データにそれぞれ対応する遅延時間だけ遅延時間補正を行うと共に、注目素子に対応する素子データの両側に１素子分だけ、注目素子に対応する素子データにおける送信開口の中央の素子の絶対的な位置が一致するように横方向にシフトさせて、すなわち、位相を合わせて３素子データ分の素子データを重ね合わせ、注目素子に対応する素子データに対応する１つの重ね合わせ処理済データを生成する。
【００５０】
このようにして得られた注目素子に対応する素子データの重ね合わせ処理済データを図７（ｆ）に示す。
図７（ｄ）に示した注目素子に対応する素子データは、ゴースト信号の素子データであることから、この素子データの両側に隣接する素子データに遅延時間補正および横方向のシフトを行っても、図７（ｆ）に示すように、３つの素子データは、それぞれ位相が合わず、重なり合わない。このため、これらの３つの素子データを、互いに加算しても、位相が合っていないために、位相が反転している信号などは信号が打ち消しあって、加算値は大きくならず、また、３つの素子データを平均して平均値を求めると、小さな値を示すことになる。
【００５１】
５つの素子データに対し、送信開口の中央の素子を注目素子として、それぞれ同様の遅延時間補正および横方向のシフトを行い、連続する３つの素子データを重ね合わせると、図７（ｇ）に示されるような重なり状態が得られる。これらに対して、重ね合わせ処理として、例えば、加算処理、あるいは、平均処理した結果を図７（ｈ）に示す。
図７（ｈ）に示すように、真の信号を表す中央の素子データでは、高輝度値を持つ重ね合わせ処理済データが生成され、その両側のゴースト信号を表す４つの素子データでは、互いに位相が合わない素子データを加算し、または平均するので、互いに打ち消し合うこととなる。このため、これら４つの素子データに対応する重ね合わせ処理済データは、中央の高輝度値を持つ真の信号の重ね合わせ処理済データに対して、小さな値となる。
したがって、重ね合わせ処理部４２における重ね合わせ処理を行うことにより、真の信号の素子データに対して、ゴースト信号の素子データの影響を無視できるほど低減させることができる。
【００５２】
実施の形態１と同様に、探触子１の素子面の法線方向である第１の方向Ｄ１の所定の深さに送信焦点を形成して、送信部２により第１の方向Ｄ１に向けて超音波ビームを送信し、反射波を探触子１の各素子で受信すると、図８（Ａ）に示されるような素子データが得られる。この素子データには、第１の方向Ｄ１からの反射波Ｈ１と針Ｎからの反射波Ｈ２が含まれている。
ここで、第１の方向Ｄ１からの反射波Ｈ１は、それぞれの走査線上の反射点からの反射波が受信された真の信号であり、針Ｎからの反射波Ｈ２は、送信した超音波ビームの広がりによって写り込んだゴースト信号とみなすことができる。
【００５３】
このため、素子データメモリ５に格納されている素子データに対して、重ね合わせ処理部４２で重ね合わせ処理を行うことにより、図８（Ｂ）に示されるように、針Ｎからの反射波Ｈ２の影響を無視できるほど低減させて、第１の方向Ｄ１からの反射波Ｈ１を強調した重ね合わせ処理済みデータを生成することができる。
そこで、差分演算部４３で素子データメモリ５に格納されている素子データと重ね合わせ処理部４２で生成された重ね合わせ処理済みデータの差分をとることにより、図８（Ｃ）に示されるように、針Ｎからの反射波Ｈ２を残しつつ、第１の方向Ｄ１からの反射波Ｈ１を除去した反射成分除去データが生成される。
このような反射成分除去データに対して、第２の方向Ｄ２に受信フォーカスを行うことにより、第１の方向Ｄ１からの反射波Ｈ１に影響されることなく、Ｓ／Ｎ比の優れた針画像を生成することができる。
【００５４】
次に、図９のフローチャートを参照して実施の形態２の動作について説明する。
まず、ステップＳ１１で、それぞれの走査線に対し、第１の方向Ｄ１である探触子１の素子面の法線方向における所定の深さの送信焦点に送信フォーカスを実施して受信信号を取得し、受信部３により素子データが取得される。同様にして、すべての走査線に対する素子データが取得され、素子データメモリ５に格納される。
【００５５】
続くステップＳ１２で、素子データメモリ５に格納されている素子データに対し、素子データ処理部６Ａの重ね合わせ処理部４２により重ね合わせ処理が行われる。すなわち、連続する所定数の走査線にそれぞれ対応する素子データが、位相合わせされて互いに重ね合わされ、重ね合わせ処理済みデータが生成される。このとき、素子データが互いに重ね合わされる走査線の所定数を、例えば±１０本程度に設定することにより、第１の方向Ｄ１から生じる反射波Ｈ１を強調しながらも、針Ｎからの反射波Ｈ２を強調しない重ね合わせ処理済みデータを生成することができる。
また、重ね合わせ処理に必要な素子データ間の遅延時間は、素子データ処理部６Ａの遅延時間算出部４４により算出される。
【００５６】
次に、ステップＳ１３で、素子データ処理部６Ａの差分演算部４３により、素子データメモリ５に格納されている素子データと重ね合わせ処理部４２で生成された重ね合わせ処理済みデータの差分が演算され、針Ｎからの反射波Ｈ２を残しつつ、第１の方向Ｄ１からの反射波Ｈ１を除去した反射成分除去データが生成される。
このとき、差分演算部４３において、素子データメモリ５に格納されている素子データと重ね合わせ処理部４２で生成された重ね合わせ処理済みデータのいずれか一方のデータ、あるいは、双方のデータに重み付けした上で差分の演算を行ってもよく、また、深さに応じて、重み付けの値および演算方法を変えることもできる。
続くステップＳ１４で、差分演算部４３により生成された反射成分除去データに対し、針画像生成部７で、第２の方向Ｄ２である針Ｎに直交する方向に受信フォーカスを実施して針画像用のＢモード画像信号が生成され、画像メモリ３３に格納される。
【００５７】
さらに、ステップＳ１５で、素子データメモリ５に格納されている素子データに対し、組織画像生成部４で、第１の方向Ｄ１である探触子１の素子面の法線方向に受信フォーカスを実施して組織画像用のＢモード画像信号が生成され、画像メモリ２３に格納される。
そして、ステップＳ１６で、組織画像生成部４の画像メモリ２３に格納されている組織画像のＢモード画像信号と針画像生成部７の画像メモリ３３に格納されている針画像のＢモード画像信号が画像合成部８でラスター変換され、各種の画像処理が施された後に互いに合成され、表示画像のＢモード画像信号が生成される。
この表示画像のＢモード画像信号は、画像合成部８から表示制御部９に出力され、組織画像と針画像が合成された超音波画像が表示部１０に表示される。
【００５８】
素子データ処理部６Ａの重ね合わせ処理部４２により第１の方向Ｄ１から生じる反射波Ｈ１が強調された重ね合わせ処理済みデータが生成され、差分演算部４３により第１の方向Ｄ１からの反射波Ｈ１を除去した反射成分除去データが生成され、この反射成分除去データに対して、針画像生成部７の第２の受信フォーカス部３１で第２の方向Ｄ２に受信フォーカスを実施するので、超音波ビームの送信方向である第１の方向Ｄ１とは異なる第２の方向Ｄ２に受信フォーカスを行っても、第１の方向Ｄ１からの反射波Ｈ１に影響されることなく、Ｓ／Ｎ比の優れた明瞭な針画像を生成することが可能となる。
【００５９】
なお、上記の実施の形態２では、素子データメモリ５に格納されている素子データに対し、組織画像生成部４が第１の方向Ｄ１に受信フォーカスを実施して組織画像用のＢモード画像信号を生成したが、これに限るものではない。例えば、素子データ処理部６Ａの重ね合わせ処理部４２により生成されると共に第１の方向Ｄ１から生じる反射波Ｈ１が強調された重ね合わせ処理済みデータに対して、組織画像生成部４で、第１の方向Ｄ１に受信フォーカスを実施して組織画像用のＢモード画像信号を生成するように構成することもできる。
また、ステップＳ１２において、素子データ処理部６Ａの重ね合わせ処理部４２により重ね合わせ処理が行われる走査線について、連続する所定数の走査線としたが、必ずしも連続する必要はなく、素子データが互いに重ね合わされる範囲内の走査線であれば、連続していなくてもよい。
【００６０】
実施の形態３
図１０に、実施の形態３に係る超音波診断装置で用いられる素子データ処理部６Ｂの内部構成を示す。この超音波診断装置は、図１に示した実施の形態１の超音波診断装置において、素子データ処理部６の代わりに素子データ処理部６Ｂを用いたものであり、その他の構成は、実施の形態１と同様である。
素子データ処理部６Ｂは、素子データメモリ５に接続されたシミュレーション処理部４５を有し、このシミュレーション処理部４５に差分演算部４６が接続され、差分演算部４６が針画像生成部７の第２の受信フォーカス部３１に接続されている。
【００６１】
シミュレーション処理部４５は、シミュレーション処理を行って第１の方向Ｄ１から生じる反射波Ｈ１を表すシミュレーションデータを生成し、差分演算部４６は、シミュレーション処理部４５で生成されたシミュレーションデータと素子データメモリ５に格納されている素子データの差分をとることにより反射成分除去データを生成する。
【００６２】
シミュレーション処理部４５におけるシミュレーション処理は、走査線上に位置する反射点からの反射波をシミュレーションによって生成するものであり、その動作を図１１のフローチャートに示す。
なお、予め、実施の形態３の超音波診断装置により、実際に超音波ビームの送受信を行って素子データを取得しておくものとする。
ステップＳ２１で、焦点位置およびデータ数等の、実際に素子データを取得した際の計測条件が入力される。
次に、ステップＳ２２で、シミュレーションの演算に必要な音速値を入力する。
【００６３】
そして、ステップＳ２１で入力された計測条件およびステップＳ２２で入力された音速値を用いて、ステップＳ２３で、シミュレーションの演算が実行され、反射波が生成される。
このようにして反射波が生成されると、続くステップＳ２４で、生成された反射波と実際に超音波ビームの送受信を行って予め取得された素子データとの差分が演算されると共に、この差分が予め設定された許容値以内であるか否かが判定される。
ステップＳ２４で、差分が許容値を越えていると判定された場合は、ステップＳ２５に進み、音速値を新たな値に更新した後に、ステップＳ２３に戻り、更新された音速値を用いて再びシミュレーションにより反射波の生成が行われる。そして、ステップＳ２４で、新たな反射波と予め取得された素子データとの差分が演算され、この差分が許容値以内であるか否かが判定される。
【００６４】
シミュレーションにより生成される反射波の形状は、使用する音速値に応じて変化するため、反射波と素子データとの差分が許容値以内になるまで、音速値を更新しながらステップＳ２３〜Ｓ２５が繰り返される。
ステップＳ２４で、反射波と素子データとの差分が許容値以内になったと判定されると、このときの反射波をシミュレーション処理により生成されたシミュレーションデータとし、シミュレーション処理を終了する。
なお、音速値としては、深さによらない一定の値を入力して、シミュレーションによる反射波を生成することもでき、あるいは、深さ毎に異なる音速値を入力して、深さ毎にシミュレーションによる反射波を生成してもよい。
【００６５】
実施の形態１と同様に、探触子１の素子面の法線方向である第１の方向Ｄ１の所定の深さに送信焦点を形成して、送信部２により第１の方向Ｄ１に向けて超音波ビームを送信し、反射波を探触子１の各素子で受信すると、図１２（Ａ）に示されるような素子データが得られる。この素子データには、第１の方向Ｄ１からの反射波Ｈ１と針Ｎからの反射波Ｈ２が含まれている。
また、シミュレーション処理部４５におけるシミュレーション処理は、走査線上に位置する反射点からの反射波をシミュレーションによって生成するものであるので、シミュレーション処理を行うことにより、図１２（Ｂ）に示されるように、第１の方向Ｄ１からの反射波Ｈ１を含むシミュレーションデータを生成することができる。
【００６６】
そこで、差分演算部４６で素子データメモリ５に格納されている素子データとシミュレーション処理部４５で生成されたシミュレーションデータの差分をとることにより、図１２（Ｃ）に示されるように、針Ｎからの反射波Ｈ２を残しつつ、第１の方向Ｄ１からの反射波Ｈ１を除去した反射成分除去データが生成される。
このような反射成分除去データに対して、第２の方向Ｄ２に受信フォーカスを行うことにより、第１の方向Ｄ１からの反射波Ｈ１に影響されることなく、Ｓ／Ｎ比の優れた針画像を生成することができる。
【００６７】
次に、図１３のフローチャートを参照して実施の形態３の動作について説明する。図１３のフローチャートは、図９に示した実施の形態２のフローチャートにおいて、ステップＳ１２およびＳ１３の代わりにステップＳ３２およびＳ３３を実行するもので、その他のステップは、図９のフローチャートと同様である。
まず、ステップＳ１１で、それぞれの走査線に対し、第１の方向Ｄ１である探触子１の素子面の法線方向における所定の深さの送信焦点に送信フォーカスを実施して受信信号を取得し、受信部３により素子データが取得される。同様にして、すべての走査線に対する素子データが取得され、素子データメモリ５に格納される。
【００６８】
続くステップＳ３２で、素子データ処理部６Ｂのシミュレーション処理部４５により、第１の方向Ｄ１から生じる反射波Ｈ１を表すシミュレーションデータが生成される。
次に、ステップＳ３３で、素子データ処理部６Ｂの差分演算部４６により、素子データメモリ５に格納されている素子データとシミュレーション処理部４５で生成されたシミュレーションデータの差分が演算され、針Ｎからの反射波Ｈ２を残しつつ、第１の方向Ｄ１からの反射波Ｈ１を除去した反射成分除去データが生成される。このとき、差分演算において、素子データとシミュレーションデータのいずれか一方のデータ、あるいは双方のデータに重み付けして差分演算を行うようにしてもよい。
続くステップＳ１４で、差分演算部４６により生成された反射成分除去データに対し、針画像生成部７で、第２の方向Ｄ２である針Ｎに直交する方向に受信フォーカスを実施して針画像用のＢモード画像信号が生成され、画像メモリ３３に格納される。
【００６９】
さらに、ステップＳ１５で、素子データメモリ５に格納されている素子データに対し、組織画像生成部４で、第１の方向Ｄ１である探触子１の素子面の法線方向に受信フォーカスを実施して組織画像用のＢモード画像信号が生成され、画像メモリ２３に格納される。
そして、ステップＳ１６で、組織画像生成部４の画像メモリ２３に格納されている組織画像のＢモード画像信号と針画像生成部７の画像メモリ３３に格納されている針画像のＢモード画像信号が画像合成部８でラスター変換され、各種の画像処理が施された後に互いに合成され、表示画像のＢモード画像信号が生成される。
この表示画像のＢモード画像信号は、画像合成部８から表示制御部９に出力され、組織画像と針画像が合成された超音波画像が表示部１０に表示される。
【００７０】
素子データ処理部６Ｂのシミュレーション処理部４５により第１の方向Ｄ１から生じる反射波Ｈ１を表すシミュレーションデータが生成され、差分演算部４６により第１の方向Ｄ１からの反射波Ｈ１を除去した反射成分除去データが生成され、この反射成分除去データに対して、針画像生成部７の第２の受信フォーカス部３１で第２の方向Ｄ２に受信フォーカスを実施するので、超音波ビームの送信方向である第１の方向Ｄ１とは異なる第２の方向Ｄ２に受信フォーカスを行っても、第１の方向Ｄ１からの反射波Ｈ１に影響されることなく、Ｓ／Ｎ比の優れた明瞭な針画像を生成することが可能となる。
【００７１】
なお、上記の実施の形態１〜３では、画像合成部８で組織画像のＢモード画像信号と針画像のＢモード画像信号を合成して表示部１０に表示したが、第１の方向Ｄ１からの反射波Ｈ１を除去した反射成分除去データをそのまま組織画像であるＢモード画像に合成して表示してもよい。
さらに、針画像は、２値化画像、カラー表示等の各種の表示形式で表すこともできる。
また、針画像を組織画像と合成せずに、針画像のみを表示部１０に表示してもよい。この場合も、Ｂモード画像、反射成分除去データそのもの、２値化画像、カラー表示等の各種の表示形式を用いることができる。
【符号の説明】
【００７２】
１  探触子、２  送信部、３  受信部、４  組織画像生成部、５  素子データメモリ、６，６Ａ，６Ｂ  素子データ処理部、７  針画像生成部、８  画像合成部、９  表示制御部、１０  表示部、１１  制御部、１２  操作部、１３  格納部、２１  第１の受信フォーカス部、２２，３２  検波処理部、２３，３３  画像メモリ、３１  第２の受信フォーカス部、４１，４３，４６  差分演算部、４２  重ね合わせ処理部、４４  遅延時間算出部、４５  シミュレーション処理部、Ｄ１  第１の方向、Ｄ２  第２の方向、Ｆ１  第１の送信焦点、Ｆ２  第２の送信焦点、Ｃ  反射点、Ｒ０，Ｒ１，Ｒ２  経路、ＲＡ  受信開口、Ｔ  中心に位置する素子、Ｎ  針、θ  穿刺角度、Ｓ  被検体。
【図１】
2015043824.tif 000003
【図２】
2015043824.tif 000004
【図３】
2015043824.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2015043824.tif 000009
【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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