(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波プローブの各チャネルによって受信された反射波信号が飽和しているか否かを判定する判定部と、
前記判定部により飽和していると判定されたチャンネルの反射波信号に対して値が１未満の係数を乗算し、前記係数が乗算された反射波信号を出力信号として用いて整相加算処理を行うことにより、反射波データを生成する生成部と
を備える、超音波診断装置。
【請求項２】
前記判定部は、反射波信号の値が所定の閾値以上である場合に、当該反射波信号が飽和していると判定する、請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
超音波プローブの各チャネルによって受信された反射波信号が飽和しているか否かを判定する判定部と、
前記判定部による判定結果に応じた各チャネルの出力信号を用いた整相加算処理により、反射波データを生成する生成部と、
各チャネルの反射波信号を第１のゲイン値で補正して、前記反射波信号から第１の補正信号を取得する第１の補正部と、
前記各チャネルの反射波信号を前記第１のゲイン値より小さいゲイン値を有する第２のゲイン値で補正して、前記反射波信号から第２の補正信号を取得する第２の補正部と、
を備え、
前記判定部は、前記第１の補正信号と前記第２の補正信号とを比較することで、前記各チャネルの反射波信号が飽和しているか否かを判定する、超音波診断装置。
【請求項４】
前記超音波プローブと、前記第１の補正部及び前記第２の補正部とが接続された第１の状態と、前記超音波プローブと、前記第１の補正部又は前記第２の補正部のいずれか一方とが接続された第２の状態とを、超音波走査に用いるチャネル数に応じて切替える切替制御部を更に備える、請求項３に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
超音波プローブの各チャネルによって受信された反射波信号が飽和しているか否かを判定する判定部と、
前記判定部による判定結果に応じた各チャネルの出力信号を用いた整相加算処理により、反射波データを生成する生成部と、
受信した反射波信号をフレーム単位でゲイン補正する際に、隣接するフレームごとにゲイン値を、第１のゲイン値と、前記第１のゲイン値より小さいゲイン値を有する第２のゲイン値とで交互に補正し、フレーム単位の前記反射波信号から第１の補正信号と第２の補正信号とを取得する補正部と、
を備え、
前記判定部は、前記第１の補正信号と前記第２の補正信号とを比較することで、前記フレーム単位の反射波信号が飽和しているか否かを判定する、超音波診断装置。
【請求項６】
前記判定部は、前記第１の補正信号と前記第２の補正信号との差の絶対値が所定の閾値以下である場合に、反射波信号が飽和していないと判定し、
前記生成部は、前記反射波信号が飽和していないと判定された場合、前記第１の補正信号を前記出力信号として用い、前記反射波信号が飽和していると判定された場合、前記第１の補正信号と前記第２の補正信号とを所定の比率で混合して前記出力信号として用い、前記反射波データを生成する、請求項３〜５のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
【請求項７】
超音波プローブの各チャネルによって受信された反射波信号が飽和しているか否かを判定する判定部と、
前記判定部による判定結果に応じた各チャネルの出力信号を用いた整相加算処理により、反射波データを生成する生成部と、
を備え、
前記生成部は、超音波走査の結果、各チャネルからの反射波信号のうち、隣接する所定数以上の複数チャネルの反射波信号が飽和している場合に、前記複数チャネルの各反射波信号に値が１以下の所定の係数を乗算した出力値を前記出力信号として用い、前記反射波データを生成する、超音波診断装置。
【請求項８】
第１走査範囲内の移動体の運動に関する情報を取得する第１超音波走査を前記超音波プローブに実行させ、第２走査範囲内の組織形状の情報を取得する第２超音波走査として当該第２走査範囲を分割した複数の分割範囲それぞれの超音波走査を、前記第１超音波走査の間に時分割で前記超音波プローブに実行させる制御部を更に備え、
前記判定部は、少なくとも前記第１超音波走査により前記超音波プローブの各チャネルによって受信された反射波信号が飽和しているか否かを判定する、請求項１〜７のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
【請求項９】
移動体の運動に関する情報を取得する超音波走査を前記超音波プローブに実行させる制御部と、
前記第２のゲイン値を用いて、組織形状の情報を有する画像を生成する画像生成部と
を更に備える、請求項３〜５のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
【請求項１０】
組織形状の情報を取得する超音波走査を前記超音波プローブに実行させる制御部と、
前記超音波走査の結果、前記生成部により生成された反射波データから高調波成分を抽出して画像を生成する画像生成部と
を更に備える、請求項１〜７のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
【請求項１１】
第１の送信超音波と、前記第１の送信超音波の位相を反転させた第２の送信超音波とを１組とする超音波走査を前記超音波プローブに実行させる制御部と、
前記超音波走査の結果、前記生成部により生成された前記第１の送信超音波の反射波データと前記第２の送信超音波の反射波データとを加算して、高調波成分の反射波データを抽出する演算部と
を更に備える、請求項１〜７のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
【請求項１２】
超音波プローブの各チャネルによって受信された反射波信号が飽和しているか否かを判定する判定部と、
前記判定部による判定結果に応じた各チャネルの出力信号を用いた整相加算処理により、反射波データを生成する生成部と、
第１の送信超音波と、前記第１の送信超音波の位相を反転させた第２の送信超音波とを１組とする超音波走査を前記超音波プローブに実行させる制御部と、
前記第１の送信超音波の反射波信号と前記第２の送信超音波の反射波信号とを加算して、高調波成分の反射波信号を抽出する演算部と、
を備え、
前記判定部は、前記超音波プローブの各チャネルによって受信された、前記第１の送信超音波の反射波信号及び前記第２の送信超音波の反射波信号の少なくともいずれか一方が飽和しているか否かを判定し、
前記演算部は、前記判定部により飽和していると判定された場合、高調波成分の反射波信号の値が０である出力信号を出力し、前記判定部により飽和していると判定されなかった場合、前記第１の送信超音波の反射波信号と前記第２の送信超音波の反射波信号とを加算して抽出した高調波成分の反射波信号を出力信号として出力し、
前記生成部は、前記演算部により出力された出力信号を用い、前記反射波データを生成する、超音波診断装置。
【請求項１３】
平面波を送信する超音波走査を前記超音波プローブに実行させる制御部を更に備える、請求項１〜７のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
【請求項１４】
前記制御部は、複数の走査線で反射波信号を受信する超音波走査を前記超音波プローブに実行させる、請求項１３に記載の超音波診断装置。
【請求項１５】
超音波プローブの各チャネルによって受信された反射波信号が飽和しているか否かを判定する判定部と、
前記判定部により飽和していると判定されたチャンネルの反射波信号に対して値が１未満の係数を乗算し、前記係数が乗算された反射波信号を出力信号として用いて整相加算処理を行うことにより、反射波データを生成する生成部と
を備える、信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、超音波診断装置及び信号処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、平面波送信あるいは平面波送信に類似する広範囲に渡る送信を行って１回の送信で超音波フレーム内の全受信ラスタをリアルタイムで得ることが可能になっている。ここでは、これを全ラスタ並列同時受信と呼ぶ。フレーム間のデータを利用した血流映像法に、全ラスタ並列同時受信を適用すると、高フレームレート表示で低流速から高流速まで検出可能な血流表示システムを構築可能である。血流用の送信間隔とフレーム周期が一致することから高フレームレート表示と高い折り返し速度が確保され、無限大の観測時間が得られるので低いカットオフ周波数の急峻なＭＴＩ(Moving  Target  Indicator)フィルタが構成でき、低速のクラッタを抑えながら低流速血流まで検出可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−０３１６５４号公報
【特許文献２】特開２０１３−０００３５２号公報
【特許文献３】米国特許第８５６８３１９号明細書
【特許文献４】特許第３７２４８４６号公報
【特許文献５】特開２０１４−４２８２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、強反射体によるアーティファクトを低減することができる超音波診断装置及び信号処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の超音波診断装置は、判定部と、生成部とを備える。判定部は、超音波プローブの各チャネルによって受信された反射波信号が飽和しているか否かを判定する。生成部は、前記判定部により飽和していると判定されたチャンネルの反射波信号に対して値が１未満の係数を乗算し、前記係数が乗算された反射波信号を出力信号として用いて整相加算処理を行うことにより、反射波データを生成する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】図２は、血流情報をパワー表示した場合の一例を示す図である。
【図３】図３は、通常の超音波送信における音場の一例を説明するための図である。
【図４】図４は、平面波送信における音場の一例を説明するための図である。
【図５Ａ】図５Ａは、点反射体が超音波のビームから遠ざかる方向に移動し、全ＣＨの反射波信号が飽和していない場合の距離方向におけるＲＦ信号の一例を示す図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、点反射体が超音波のビームから遠ざかる方向に移動し、全ＣＨの反射波信号が飽和していない場合の距離方向におけるＩＱ信号の一例を示す図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、点反射体が超音波のビームから遠ざかる方向に移動し、全ＣＨの反射波信号が飽和していない場合のドプラ方向のＩＱ信号の一例を示す図である。
【図５Ｄ】図５Ｄは、点反射体が超音波のビームから遠ざかる方向に移動し、全ＣＨの反射波信号が飽和していない場合のドプラ偏移の一例を示す図である。
【図５Ｅ】図５Ｅは、点反射体が超音波のビームから遠ざかる方向に移動し、一部のＣＨの反射波信号が飽和している場合の距離方向におけるＲＦ信号の一例を示す図である。
【図５Ｆ】図５Ｆは、点反射体が超音波のビームから遠ざかる方向に移動し、一部のＣＨの反射波信号が飽和している場合の距離方向におけるＩＱ信号の一例を示す図である。
【図５Ｇ】図５Ｇは、点反射体が超音波のビームから遠ざかる方向に移動し、一部のＣＨの反射波信号が飽和している場合のドプラ方向のＩＱ信号の一例を示す図である。
【図５Ｈ】図５Ｈは、点反射体が超音波のビームから遠ざかる方向に移動し、一部のＣＨの反射波信号が飽和している場合のドプラ偏移の一例を示す図である。
【図６Ａ】図６Ａは、点反射体が超音波のビームを高速で横切るように移動し、全ＣＨの反射波信号が飽和していない場合の距離方向におけるＲＦ信号の一例を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、点反射体が超音波のビームを高速で横切るように移動し、全ＣＨの反射波信号が飽和していない場合の距離方向におけるＩＱ信号の一例を示す図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、点反射体が超音波のビームを高速で横切るように移動し、全ＣＨの反射波信号が飽和していない場合のドプラ方向のＩＱ信号の一例を示す図である。
【図６Ｄ】図６Ｄは、点反射体が超音波のビームを高速で横切るように移動し、全ＣＨの反射波信号が飽和していない場合のドプラ偏移の一例を示す図である。
【図６Ｅ】図６Ｅは、点反射体が超音波のビームを高速で横切るように移動し、一部のＣＨの反射波信号が飽和している場合の距離方向におけるＲＦ信号の一例を示す図である。
【図６Ｆ】図６Ｆは、点反射体が超音波のビームを高速で横切るように移動し、一部のＣＨの反射波信号が飽和している場合の距離方向におけるＩＱ信号の一例を示す図である。
【図６Ｇ】図６Ｇは、点反射体が超音波のビームを高速で横切るように移動し、一部のＣＨの反射波信号が飽和している場合のドプラ方向のＩＱ信号の一例を示す図である。
【図６Ｈ】図６Ｈは、点反射体が超音波のビームを高速で横切るように移動し、一部のＣＨの反射波信号が飽和している場合のドプラ偏移の一例を示す図である。
【図７】図７は、第１の実施形態に係る受信回路の構成例を示すブロック図である。
【図８】図８は、第１の実施形態に係る超音波診断装置による効果を説明するための図である。
【図９】図９は、第２の実施形態に係る受信回路の構成例を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、第３の実施形態に係る受信回路及びビームフォーマーの一例を示す図である。
【図１１】図１１は、第３の実施形態を説明するための図である。
【図１２】図１２は、第４の実施形態を説明するための図である。
【図１３】図１３は、第５の実施形態に係る受信回路及びドプラ処理回路の構成例を示すブロック図である。
【図１４】図１４は、第６の実施形態に係る受信回路及びＢモード処理回路の構成例を示すブロック図である。
【図１５】図１５は、第６の実施形態の変形例に係る受信回路の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照して、実施形態に係る超音波診断装置及び信号処理装置を説明する。なお、実施形態は、以下の実施形態に限られるものではない。また、一つの実施形態に記載した内容は、原則として他の実施形態にも同様に適用される。
【０００８】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置１の構成例を示すブロック図である。図１に示すように、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、超音波プローブ１１と、入力装置１２と、ディスプレイ１３と、装置本体１００とを備える。超音波プローブ１１は、後述する装置本体１００が備える送受信回路１１０と通信可能に接続される。また、入力装置１２、及びディスプレイ１３は、装置本体１００が備える各種の回路と通信可能に接続される。
【０００９】
超音波プローブ１１は、被検体Ｐの体表面に接触され、超音波の送受信を行う。例えば、超音波プローブ１１は、複数の圧電振動子（振動子とも言う）を有する。これら複数の圧電振動子は、送受信回路１１０から供給される送信信号に基づいて、超音波を発生させる。発生した超音波は、被検体Ｐの体内組織において反射され、反射波信号として複数の圧電振動子にて受信される。超音波プローブ１１は、複数の圧電振動子にて受信した反射波信号を、送受信回路１１０へ送る。
【００１０】
なお、第１の実施形態は、超音波プローブ１１は、被検体Ｐ内の２次元領域を走査（２次元走査）する１Ｄアレイプローブであっても、被検体Ｐ内の３次元領域を走査（３次元走査）するメカニカル４Ｄプローブや２Ｄアレイプローブであっても適用可能である。
【００１１】
入力装置１２は、例えば、マウス、キーボード、ボタン、パネルスイッチ、タッチコマンドスクリーン、フットスイッチ、トラックボール、ジョイスティック等に対応する。入力装置１２は、超音波診断装置１の操作者からの各種設定要求を受け付け、受け付けた各種設定要求を装置本体１００の各回路に対して適宜転送する。
【００１２】
ディスプレイ１３は、操作者が入力装置１２を用いて各種設定要求を入力するためのＧＵＩ（Graphical  User  Interface）を表示したり、装置本体１００において生成された超音波画像データに基づく画像（超音波画像）等を表示したりする。
【００１３】
装置本体１００は、超音波プローブ１１が受信した反射波信号に基づいて、超音波画像データを生成する装置である。図１に示すように、装置本体１００は、例えば、送受信回路１１０と、Ｂモード処理回路１２０と、ドプラ処理回路１３０と、画像生成回路１４０と、画像メモリ１５０と、記憶回路１６０と、処理回路１７０とを有する。送受信回路１１０、Ｂモード処理回路１２０、ドプラ処理回路１３０、画像生成回路１４０、画像メモリ１５０、記憶回路１６０、及び処理回路１７０は、互いに通信可能に接続される。
【００１４】
送受信回路１１０は、超音波プローブ１１による超音波の送受信を制御する。例えば、送受信回路１１０は、送信回路１１１と受信回路１１２とを有し、後述する処理回路１７０の指示に基づいて、超音波プローブ１１が行う超音波送受信を制御する。送信回路１１１は、送信波形データを作成し、作成した送信波形データから超音波プローブ１１が超音波を送信するための送信信号を生成する。そして、送信回路１１１は、超音波プローブ１１に送信信号を印加することで、超音波がビーム状に集束された超音波ビームを送信させる。
【００１５】
例えば、送信回路１１１は、処理回路１７０の制御により、平面波を送信する超音波走査を超音波プローブ１１に実行させる。また、送信回路１１１は、複数の走査線で反射波信号を受信する超音波走査を超音波プローブ１１に実行させる。
【００１６】
また、送信回路１１１は、処理回路１７０の制御により、フレーム間のデータ列をドプラデータ列として使用する超音波走査を超音波プローブ１１に実行させる（特許第３７２４８４６，特開２０１４−４２８２３号公報を参照）。例えば、送信回路１１１は、処理回路１７０の制御により、第１走査範囲内の移動体の運動に関する情報を取得する第１超音波走査を超音波プローブ１１に実行させ、第２走査範囲内の組織形状の情報を取得する第２超音波走査として当該第２走査範囲を分割した複数の分割範囲それぞれの超音波走査を、第１超音波走査の間に時分割で超音波プローブ１１に実行させる。
【００１７】
また、送信回路１１１は、処理回路１７０の制御により、第１の送信超音波と、第１の送信超音波の位相を反転させた第２の送信超音波とを１組とする超音波走査を超音波プローブ１１に実行させる。
【００１８】
また、受信回路１１２は、超音波プローブ１１が受信した反射波信号に所定の遅延時間を与えて加算処理を行うことで、反射波信号の受信指向性に応じた方向から反射成分が強調された反射波データを生成し、生成した反射波データをＢモード処理回路１２０及びドプラ処理回路１３０に送信する。
【００１９】
例えば、受信回路１１２は、アンプ回路（適宜「Ａｍｐ」と記載する）、Ａ／Ｄ（Analog／Digital）変換器（適宜「ＡＤＣ」と記載する）、生成回路、直交検波回路（適宜「ＩＱ」と記載する）等を有する。アンプ回路は、反射波信号をチャネル毎に増幅してゲイン補正処理を行う。Ａ／Ｄ変換器は、ゲイン補正された反射波信号をＡ／Ｄ変換する。
【００２０】
生成回路は、デジタルデータに受信指向性を決定するのに必要な受信遅延時間を与える。そして生成回路は、受信遅延時間が与えられた反射波信号の加算処理を行う。生成回路の加算処理により、反射波信号の受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調される。
【００２１】
そして、直交検波回路は、加算器の出力信号をベースバンド帯域の同相信号（Ｉ信号、Ｉ：In-phase）と直交信号（Ｑ信号、Ｑ：Quadrature-phase）とに変換する。そして、直交検波回路は、Ｉ信号及びＱ信号（以下、ＩＱ信号と記載する）を反射波データとして、バッファに格納する。なお、直交検波回路は、加算器の出力信号を、ＲＦ（Radio  Frequency）信号に変換した上で、バッファに格納しても良い。ＩＱ信号や、ＲＦ信号は、位相情報が含まれる信号（受信信号）となる。なお、直交検波回路は、生成回路の後段に配置されるものとして説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、直交検波回路は、生成回路の前段に配置されてもよい。かかる場合、生成回路は、Ｉ信号及びＱ信号の加算処理を行う。
【００２２】
Ｂモード処理回路１２０は、受信回路１１２が反射波信号から生成した反射波データに対して各種の信号処理を行う。Ｂモード処理回路１２０は、受信回路１１２から受信した反射波データに対して、対数増幅、包絡線検波処理等を行って、サンプル点（観測点）ごとの信号強度が輝度の明るさで表現されるデータ（Ｂモードデータ）を生成する。Ｂモード処理回路１２０は、生成したＢモードデータを画像生成回路１４０へ送る。
【００２３】
また、Ｂモード処理回路１２０は、高調波成分を映像化するハーモニックイメージングを行なうための信号処理を行なう。ハーモニックイメージングとしては、コントラストハーモニックイメージング（ＣＨＩ：Contrast  Harmonic  Imaging）や組織ハーモニックイメージング（ＴＨＩ：Tissue  Harmonic  Imaging）が知られている。また、コントラストハーモニックイメージングや組織ハーモニックイメージングには、スキャン方式として、振幅変調（ＡＭ：Amplitude  Modulation）、「Pulse  Subtraction法」や「Pulse  Inversion法」と呼ばれる位相変調（ＰＭ：Phase  Modulation）、ＡＭとＰＭとを組み合わせることで、ＡＭの効果及びＰＭの効果の双方が得られるＡＭＰＭが知られている。
【００２４】
ドプラ処理回路１３０は、受信回路１１２から受信した反射波データより、移動体のドプラ効果に基づく運動情報を、走査領域内の各サンプル点で抽出したデータ（ドプラデータ）を生成する。具体的には、ドプラ処理回路１３０は、移動体の運動情報として、平均速度、分散値、パワー値等を各サンプル点で抽出したドプラデータを生成する。ここで、移動体とは、例えば、血流や、心壁等の組織、造影剤である。ドプラ処理回路１３０は、生成したドプラデータを画像生成回路１４０へ送る。
【００２５】
画像生成回路１４０は、Ｂモード処理回路１２０やドプラ処理回路１３０が生成したデータから超音波画像データを生成する。例えば、画像生成回路１４０は、Ｂモード処理回路１２０が生成したＢモードデータから、反射波の強度を輝度で表したＢモード画像データを生成する。また、画像生成回路１４０は、ドプラ処理回路１３０が生成したドプラデータから、移動体情報を表すドプラ画像データを生成する。このドプラ画像データは、速度画像データ、分散画像データ、パワー画像データ、又は、これらを組み合わせた画像データである。
【００２６】
画像メモリ１５０は、Ｂモード処理回路１２０、ドプラ処理回路１３０、及び画像生成回路１４０により生成されたデータを記憶するメモリである。例えば、画像メモリ１５０は、画像生成回路１４０により生成された超音波画像データを、被検体Ｐの心電波形に対応付けて記憶する。なお、画像メモリ１５０に記憶されるデータ量が画像メモリ１５０の記憶容量を超過する場合には、古いデータから順に削除され、更新される。
【００２７】
記憶回路１６０は、各種データを記憶する記憶装置である。例えば、記憶回路１６０は、超音波送受信、画像処理及び表示処理を行うための制御プログラムや、診断情報（例えば、患者ＩＤ、医師の所見等）や、診断プロトコルや各種ボディーマーク等の各種データを記憶する。また、記憶回路１６０に記憶されるデータは、図示しないインタフェース部を介して、外部装置へ転送することができる。
【００２８】
また、記憶回路１６０は、Ｂモード処理回路１２０、ドプラ処理回路１３０、及び画像生成回路１４０により生成されたデータを記憶する。例えば、記憶回路１６０は、操作者により指定された所定心拍分の超音波画像データを記憶する。なお、記憶回路１６０は、被検体Ｐを所定期間で走査して得られた複数の画像を記憶する記憶部の一例である。
【００２９】
処理回路１７０は、超音波診断装置１の処理全体を制御する。具体的には、処理回路１７０は、入力装置１２を介して操作者から入力された各種設定要求や、記憶回路１６０から読み込んだ各種制御プログラム及び各種データに基づいて、送受信回路１１０、Ｂモード処理回路１２０、ドプラ処理回路１３０、及び画像生成回路１４０等の処理を制御する。また、処理回路１７０は、画像メモリ１５０が記憶する超音波画像データをディスプレイ１３に表示させる。
【００３０】
例えば、処理回路１７０は、送信回路１１１を制御して、平面波を送信する超音波走査を超音波プローブ１１に実行させる。また、例えば、処理回路１７０は、送信回路１１１を制御して、複数の走査線で反射波信号を受信する超音波走査を超音波プローブ１１に実行させる。また、例えば、処理回路１７０は、送信回路１１１を制御して、第１走査範囲内の移動体の運動に関する情報を取得する第１超音波走査を超音波プローブ１１に実行させ、第２走査範囲内の組織形状の情報を取得する第２超音波走査として当該第２走査範囲を分割した複数の分割範囲それぞれの超音波走査を、第１超音波走査の間に時分割で超音波プローブ１１に実行させる。また、例えば、処理回路１７０は、送信回路１１１を制御して、第１の送信超音波と、第１の送信超音波の位相を反転させた第２の送信超音波とを１組とする超音波走査を超音波プローブ１１に実行させる。
【００３１】
なお、図１における複数の構成要素を１つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵCentral  Processing  Unit）、ＧＰＵ(Graphics  Processing  Unit)、或いは、特定用途向け集積回路（Application  Specific  Integrated  Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple  Programmable  Logic  Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex  Programmable  Logic  Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field  Programmable  Gate  Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサは記憶回路１６０に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、記憶回路１６０にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。
【００３２】
このように構成される超音波診断装置１では、平面波送信あるいはそれに類似する広範囲に渡る送信を行って１回の送信で超音波フレーム内の全受信ラスタをリアルタイムで得る場合がある。なお、このような超音波走査のことを、「全ラスタ並列同時受信」と呼ぶ。
【００３３】
しかし、実際に生体で「平面波送信＋全ラスタ並列同時受信」を用いて血流のパワー表示を行うと、強反射体を含む円弧状にアーティファクトが発生する場合がある。このようなアーティファクトが発生する問題について図２を用いて説明する。図２は、血流情報をパワー表示した場合の一例を示す図である。図２に示すように、ＡＦ−１及びＡＦ−２に示すような円弧状のアーティファクトが発生する場合がある。これらＡＦ−１及びＡＦ−２のアーティファクトは、多数ある超音波振動子からの反射波信号のパスの中のどこかで一部の素子からの反射波信号が大幅に飽和し、かつ強反射体からの信号が急激に変化する場合に発生する。
【００３４】
赤血球からの散乱エコーによる微小な血流信号レベルを０ｄＢとした場合に、血管壁や横隔膜からの鏡面反射エコーは１００ｄＢ以上にもなる。この血管壁や横隔膜などの強反射体の反射波信号の値は、超音波診断装置１の１素子からの反射波信号のダイナミックレンジの限界（通常６０ｄＢ程度）を遥かに超えている。このため、血管壁や横隔膜からの反射波信号は、主に受信回路１１２のアンプ回路で飽和する。カラードプラモードでは、微小な血流信号をＳ／Ｎ良く得るために、通常受信条件は、アンプ回路のゲインが高く設定される。このため、強反射体からの反射波信号は飽和する。反射波信号の飽和は、ビームフォーミング前に発生しているので、ビームフォーミング後の反射波データを観察しても飽和しているかどうかを認識することはできない。
【００３５】
平面波送信＋全ラスタ並列同時受信の場合に、図２のような円弧状のアーティファクトが発生する理由を説明する。図３は、通常の超音波送信における音場の一例を説明するための図であり、図４は、平面波送信における音場の一例を説明するための図である。
【００３６】
図３に示す通常の超音波送信では、超音波の受信ラスタと同じラスタ上に送信フォーカスを掛けて、１送信につき１ラスタで受信する。つまり送信と受信の双方によってフォーカスが掛かるために、送受音場のサイドローブレベルは低く、ほぼラスタ上にある反射体の反射波信号だけを受信する。あるチャネル（ＣＨ）の反射波信号が強反射体からの反射波信号で飽和していても、飽和の影響はその地点だけに限定される。この場合、仮に血流信号と誤認して表示したとしても、強反射体が血流信号として誤って表示されることは良く知られているので大きな問題にはならない。また、速度を計算して低速度の場合は表示しないという論理によってこの強反射体を表示させなくすることも可能である。
【００３７】
しかし、図４に示す平面波送信の場合は、送信にフォーカスが掛かっておらず、受信フォーカスのみでビームを絞る。このため、送受信のサイドローブレベルが高くなり、図４のようにＢ点に強反射体があって、Ｂ点の真上の素子ＡにおけるＢ点の深さの信号レベルが飽和すると、素子ＡからＢ点と等距離にある位置、例えばＣ点の信号レベルも上昇する。血流映像化の場合にはＭＴＩフィルタがあるのでサイドローブレベルが高いだけでは映像化されないが、以下に示すような場合には映像化されてしまう。
【００３８】
ここでは、点反射体をクラッタの発生源として扱う。図５Ａから図５Ｈは、点反射体が超音波のビームから遠ざかる方向に移動している場合のシミュレーションの一例を示す図である。図５Ａから図５Ｄでは全ＣＨの反射波信号が飽和していない場合を示し、図５Ｅから図５Ｈでは一部のＣＨの反射波信号が飽和している場合の例を示す。
【００３９】
図５Ａ及び図５Ｅでは、距離方向におけるＲＦ信号の一例を示す。より具体的には、図５Ａ及び図５Ｅでは、超音波を４回送信した場合における１回目から４回目それぞれに受信する受信信号（ＲＦ信号）を示す。ここで、図５Ａ及び図５Ｅの横軸は時間すなわち距離方向を示し、図５Ａ及び図５Ｅの縦軸は送信順序を示す。例えば、図５Ａ及び図５Ｅの縦軸における「１」は、１回目の送信時に受信する受信信号であることを示し、図５Ａ及び図５Ｅの縦軸における「２」は、２回目の送信時に受信する受信信号であることを示す。
【００４０】
図５Ｂ及び図５Ｆでは、距離方向におけるＩ信号及びＱ信号の一例を示す。ここで、図５Ｂ及び図５Ｆでは、図５Ａ及び図５Ｅと同様に超音波を４回送信した場合における受信信号から変換したＩＱ信号を示す。ここで、図５Ｂ及び図５Ｆの横軸は時間すなわち距離方向を示し、図５Ｂ及び図５Ｆの縦軸は送信順序を示す。例えば、図５Ｂ及び図５Ｆの縦軸における「１」は、１回目の送信時に受信する受信信号から得たＩＱ信号であることを示し、図５Ｂ及び図５Ｆの縦軸における「２」は、２回目の送信時に受信する受信信号から得たＩＱ信号であることを示す。
【００４１】
図５Ｃ及び図５Ｇでは、図５Ｂ及び図５Ｆに示す４つのＩＱ信号から生成したドプラ方向のＩＱ信号の一例を示す。ここで、図５Ｃ及び図５Ｇの横軸は時間すなわちドプラ方向を示し、図５Ｃ及び図５Ｇの縦軸は振幅を示す。
【００４２】
図５Ｄ及び図５Ｈでは、図５Ｃ及び図５ＧのＩＱ信号を用いて算出したドプラ偏移の一例を示す。ここで、図５Ｄ及び図５Ｈの横軸はドプラ周波数を示し、図５Ｃ及び図５Ｇの縦軸はデジベルを示す。点反射体（クラッタ）が超音波のビームから遠ざかる方向に移動している場合、図５Ｄに示すように信号が飽和していない場合であっても、図５Ｈに示すように信号が飽和している場合であっても、ドプラスペクトル上に大きな変化はない。また、図５Ｈに示す程度にドプラスペクトルが変化しても、ＭＴＩフィルタによってクラッタを抑圧可能である。
【００４３】
図６Ａ及び図６Ｈは、点反射体が超音波のビームを高速で横切るように移動した場合のシミュレーションの一例を示す図である。図６Ａから図６Ｄは全ＣＨの反射波信号が飽和していない場合を示し、図６Ｅから図６Ｈは一部のＣＨの反射波信号が飽和している場合の例を示す。図６Ａ及び図６Ｅでは、図５Ａ及び図５Ｅと同様に距離方向におけるＲＦ信号を示す。図６Ｂ及び図６Ｆでは、図５Ｂ及び図５Ｆと同様に距離方向におけるＩ信号及びＱ信号を示す。図６Ｃ及び図６Ｇでは、図５Ｃ及び図５Ｇと同様に４つのＩＱ信号から生成したドプラ方向のＩＱ信号を示す。
【００４４】
図６Ｄ及び図６Ｈでは、図５Ｄ及び図５Ｈと同様にドプラ偏移を示す。ここで、図６Ｄに示すように飽和がなければドプラスペクトルは多少広がるだけである。このため、図６Ｄに示す場合、ＭＴＩフィルタのカットオフ周波数を図５Ｄ及び図５Ｈの場合よりも高く設定すればクラッタを抑圧可能である。しかし、図６Ｈに示すように、飽和があるとドプラスペクトルがナイキスト周波数付近まで広がってしまい、ＭＴＩフィルタで抑圧するのが困難になってしまう。図５Ｄ及び図５Ｈと図６Ｄ及び図６Ｈの違いは、包絡線の変化が図６Ｄ及び図６Ｈの方が図５Ｄ及び図５Ｈよりも急峻である点である。実際の生体で組織がこのように高速で移動することはほとんどない。しかし、鏡面反射体の場合は微小な変位であっても角度が変化することで包絡線が急激に変化する。つまり、図２に現れたアーティファクトは横隔膜のある点がある受信素子に対して鏡面反射し、横隔膜の動きによって鏡面反射したりしなかったりして、鏡面反射している時にはその素子の受信信号が飽和し、鏡面反射しなかった時には飽和していないことが原因である。
【００４５】
このような問題は、「平面波送信＋全ラスタ並列同時受信」以外の場合でも発生する。例えば８方向並列同時受信を行った際に鏡面反射体が動いていると、８ラスタ間に超音波ビームにほぼ垂直にアーティファクトが観察され、同様な問題を確認することができる。
【００４６】
なお、図２に示すように、サイドローブレベルは高いのに、血流信号の方位方向の分解能は良い。これは、血流信号はもともと微弱であるので、メインローブの範囲でしか映像化されないことが理由である。送信音場を改善する方法として、方向を変えた複数方向の送信を行ってコヒーレントに合成する方法があるが、フレームレートが低下するのと、加算というＬＰＦ（Low  Path  Filter）処理により高速の血流が除去されてしまう問題がある。特殊な場合でのみ円弧状のアーティファクトが発生し、それ以外は発生しないので、トレードオフのない方法でこの問題を解決できることが望ましい。
【００４７】
このような円弧状アーティファクトは、受信回路１１２で反射波信号が飽和しなければ発生しない。このため、受信回路１１２で飽和させない方法が対策として考えられる。そこで、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、飽和したチャネルをビームフォーミングに使用しないようにする。より具体的には、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、超音波プローブ１１の各チャネルによって受信された反射波信号が飽和しているか否かを判定する。そして、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、判定結果に応じた各チャネルの出力信号を用いた整相加算処理により、反射波データを生成する。
【００４８】
図７は、第１の実施形態に係る受信回路１１２の構成例を示すブロック図である。図７に示すように、受信回路１１２は、Ｎ個の振動子（振動子−１、・・・振動子−Ｎ）に接続される。なお、各振動子は、各チャネルに対応する。
【００４９】
また、図７に示すように、受信回路１１２は、振動子−１により受信された反射波信号を処理するためのサブ回路として、アンプ回路２０１−１と、Ａ／Ｄ変換器２０２−１と、判定回路２０３−１とを有する。同様に、受信回路１１２は、振動子−Ｎにより受信された反射波信号を処理するためのサブ回路として、アンプ回路２０１−Ｎと、Ａ／Ｄ変換器２０２−Ｎと、判定回路２０３−Ｎとを有する。ここで、アンプ回路２０１−１とアンプ回路２０１−Ｎとを区別しない場合には、アンプ回路２０１と記載し、Ａ／Ｄ変換器２０２−１とＡ／Ｄ変換器２０２−Ｎとを区別しない場合には、Ａ／Ｄ変換器２０２と記載し、判定回路２０３−１と判定回路２０３−Ｎとを区別しない場合には、判定回路２０３と記載する。すなわち、受信回路１１２には、アンプ回路２０１とＡ／Ｄ変換器２０２と判定回路２０３とが、振動子（チャネル）ごとに設けられる。なお、上述したように、アンプ回路２０１は、反射波信号をチャネル毎に増幅してゲイン補正処理を行う。また、Ａ／Ｄ変換器２０２は、ゲイン補正された反射波信号をＡ／Ｄ変換する。
【００５０】
判定回路２０３は、超音波プローブ１１の各チャネルによって受信された反射波信号が飽和しているか否かを判定する。ここで、判定回路２０３は、Ａ／Ｄ変換器２０２の出力値がディジタルの正の上限または負の下限になることを利用して飽和を検出する。そして、判定回路２０３は、判定結果を生成回路２０４に出力する。なお、判定回路２０３は、反射波信号の値が所定の閾値以上である場合に、当該反射波信号が飽和していると判定するようにしてもよい。
【００５１】
生成回路２０４は、判定回路２０３による判定結果に応じた各チャネルの出力信号を用いた整相加算処理により、反射波データを生成する。例えば、生成回路２０４は、飽和を検出したチャネルのこの深さのデータを０にする。すなわち、生成回路２０４は、飽和したチャネルをビームフォーミングに使用しない。なお、生成回路２０４は、データを０にする代わりに、０〜１の範囲の予め決めた係数を乗算して寄与を小さくするようにしてもよい。すなわち、生成回路２０４は、飽和しているチャネルの反射波信号に、値が１以下の所定の係数を乗算した出力値を出力信号として用い、反射波データを生成する。生成回路２０４は、生成した反射波データをドプラ処理回路１３０に出力する。
【００５２】
ドプラ処理回路１３０は、受信回路１１２から受信した反射波データより、移動体のドプラ効果に基づく運動情報を、走査領域内の各サンプル点で抽出したドプラデータを生成する。そして、ドプラ処理回路１３０は、生成したドプラデータを画像生成回路１４０へ送る。これにより画像生成回路１４０は、ドプラ処理回路１３０が生成したデータから超音波画像データを生成する。
【００５３】
上述したように、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、飽和したチャネルをビームフォーミングに使用しない或いは飽和したチャネルの影響を軽減させてビームフォーミングに使用する。この結果、第１の実施形態によれば、強反射体によるアーティファクトを低減することができる。図８は、第１の実施形態に係る超音波診断装置１による効果を説明するための図である。
【００５４】
図８では、血流情報をパワー表示した場合の一例を示す。図８左図は、図２と同様に、従来技術において「平面波送信＋全ラスタ並列同時受信」を用いて血流のパワー表示を行った場合に、強反射体を含む円弧状にアーティファクトが発生する場合を示す。一方、図８右図は、第１の実施形態に係る超音波診断装置１において「平面波送信＋全ラスタ並列同時受信」を用いて血流のパワー表示を行った場合を示す。図８右図に示すように、図８左図で発生した円弧状のアーティファクトが消失している。特に「平面波送信＋全ラスタ並列同時受信」を行った場合に顕著な効果を発揮する。
【００５５】
第１の実施形態では、鏡面反射体からの信号を抑圧するか、その部分の血流情報を表示しないような処理を行う。ここで、全てのＣＨの信号が使用されない場合があり得る。このような処理はＢモード像にとっては血管壁等の構造を表示しなくなることなので問題であるが、血流像にとってはそのような場所には血流は存在しないので問題にならない。また、第１の実施形態では、比較的簡単な回路構成で実現可能である。
【００５６】
（第２の実施形態）
第２の実施形態に係る超音波診断装置１ａの全体構成は、受信回路の一部の構成が異なる点を除いて、図１に示した第１の実施形態に係る超音波診断装置１の全体構成と同様であるので、ここでは説明を省略する。また、第２の実施形態では、処理回路１７０は、フレーム間のデータ列をドプラデータ列として使用する超音波走査を超音波プローブ１１に実行させるものとする。例えば、処理回路１７０は、第１走査範囲内の移動体の運動に関する情報を取得する第１超音波走査を超音波プローブ１１に実行させ、第２走査範囲内の組織形状の情報を取得する第２超音波走査として当該第２走査範囲を分割した複数の分割範囲それぞれの超音波走査を、第１超音波走査の間に時分割で超音波プローブ１１に実行させる。
【００５７】
図９は、第２の実施形態に係る受信回路１１２ａの構成例を示すブロック図である。図９に示すように、受信回路１１２ａは、Ｎ個の振動子（振動子−１、・・・振動子−Ｎ）に接続される。なお、各振動子は、各チャネルに対応する。
【００５８】
また、図９に示すように、受信回路１１２ａは、振動子−１により受信された反射波信号を処理するための、アンプ回路３０３−１と、Ａ／Ｄ変換器３０４−１と、アンプ回路３０５−１と、Ａ／Ｄ変換器３０６−１と、判定回路３０７−１とを有する。ここで、アンプ回路３０３−１と、Ａ／Ｄ変換器３０４−１とが振動子−１の第１処理系統を構成し、アンプ回路３０５−１と、Ａ／Ｄ変換器３０６−１とが振動子−１の第２処理系統を構成する。同様に、受信回路１１２ａは、振動子−Ｎにより受信された反射波信号を処理するための、アンプ回路３０３−Ｎと、Ａ／Ｄ変換器３０４−Ｎと、アンプ回路３０５−Ｎと、Ａ／Ｄ変換器３０６−Ｎと、判定回路３０７−Ｎとを有する。ここで、アンプ回路３０３−Ｎと、Ａ／Ｄ変換器３０４−Ｎとが振動子−Ｎの第１処理系統を構成し、アンプ回路３０５−Ｎと、Ａ／Ｄ変換器３０６−Ｎとが振動子−Ｎの第２処理系統を構成する。
【００５９】
ここで、アンプ回路３０３−１とアンプ回路３０３−Ｎとを区別しない場合には、アンプ回路３０３と記載し、Ａ／Ｄ変換器３０４−１とＡ／Ｄ変換器３０４−Ｎとを区別しない場合には、Ａ／Ｄ変換器３０４と記載する。また、アンプ回路３０５−１とアンプ回路３０５−Ｎとを区別しない場合には、アンプ回路３０５と記載し、Ａ／Ｄ変換器３０６−１とＡ／Ｄ変換器３０６−Ｎとを区別しない場合には、Ａ／Ｄ変換器３０６と記載し、判定回路３０７−１と判定回路３０７−Ｎとを区別しない場合には、判定回路３０７と記載する。すなわち、受信回路１１２ａには、アンプ回路３０３とＡ／Ｄ変換器３０４とアンプ回路３０５とＡ／Ｄ変換器３０６と判定回路３０７とが、振動子（チャネル）ごとに設けられる。そして、１つの振動子からの反射波信号に対してアンプ回路３０３とアンプ回路３０５との２つが接続される。
【００６０】
また、受信回路１１２ａは、ＡＴＧＣ３０１及びＡＴＧＣ３０２を有する。ＡＴＧＣ３０１は、第１のゲイン値を格納し、ＡＴＧＣ３０２は、第２のゲイン値を格納する。そして、アンプ回路３０３は、従来の血流映像法と同様に高い第１のゲイン値ｇ１（例えばｇ１＝１００（４０ｄＢ））を持ち、反射波信号をチャネル毎に増幅してゲイン補正処理を行う。アンプ回路３０３は、ゲイン補正処理した反射波信号をＡ／Ｄ変換器３０４に出力する。言い換えると、アンプ回路３０３は、各チャネルの反射波信号を第１のゲイン値ｇ１で補正して、反射波信号から第１の補正信号を取得する。
【００６１】
アンプ回路３０５は、第１のゲイン値ｇ１よりも低い第２のゲイン値ｇ２（例えばｇ２＝１０（２０ｄＢ））を持ち、反射波信号をチャネル毎に増幅してゲイン補正処理を行う。アンプ回路３０５は、ゲイン補正処理した反射波信号をＡ／Ｄ変換器３０６に出力する。言い換えると、アンプ回路３０５は、各チャネルの反射波信号を第１のゲイン値より小さいゲイン値を有する第２のゲイン値で補正して、反射波信号から第２の補正信号を取得する。
【００６２】
また、Ａ／Ｄ変換器３０４は、ゲイン補正された反射波信号をＡ／Ｄ変換し、Ａ／Ｄ変換後の反射波信号を判定回路３０７に出力する。また、Ａ／Ｄ変換器３０６は、ゲイン補正された反射波信号をＡ／Ｄ変換し、Ａ／Ｄ変換後の反射波信号を判定回路３０７に出力する。
【００６３】
判定回路３０７は、少なくとも第１超音波走査により超音波プローブ１１の各チャネルによって受信された反射波信号が飽和しているか否かを判定する。ここで、判定回路３０７は、第１の補正信号と第２の補正信号とを比較することで、各チャネルの反射波信号が飽和しているか否かを判定する。例えば、判定回路３０７は、第１の補正信号と第２の補正信号との差の絶対値が所定の閾値以下である場合に、反射波信号が飽和していないと判定する。ここで、飽和がない場合にはアンプ回路３０３を通ったＡ／Ｄ変換器３０４の出力信号ｓ１を１／１０にすれば、アンプ回路３０５を通ったＡ／Ｄ変換器３０６の出力信号ｓ２に近い信号が得られるはずである。このようなことから、判定回路３０７は、両者の差の絶対値が閾値Ｔｈよりも小さい場合には飽和はないと判定する。一方、判定回路３０７は、閾値Ｔｈよりも大きい場合には飽和があると判定する。
【００６４】
生成回路３０８は、反射波信号が飽和していないと判定された場合、第１の補正信号を出力信号として用い、反射波信号が飽和していると判定された場合、第１の補正信号と第２の補正信号とを所定の比率で混合して出力信号として用い、反射波データを生成する。
以下に生成回路３０８による処理の詳細について説明する。
【００６５】
生成回路３０８は、以下に示す判定方式１〜判定方式３の３種類の判定処理を適宜用いることが可能である。まず、判定方式１では、判定回路３０７は、ｓ２−ｓ１＊ｇ２／ｇ１＜Ｔｈの時は、ｓ＝ｓ１を出力する（ノイズによりｓ２−ｓ１＊ｇ２／ｇ１＜０の場合もここに含む）。一方、生成回路３０８は、ｓ２−ｓ１＊ｇ２／ｇ１＞＝Ｔｈの時は、ｓ＝０を出力する。
【００６６】
判定方式２では、生成回路３０８は、閾値でｓ１とｓ２を切り替える。より具体的には、判定回路３０７は、ｓ２−ｓ１＊ｇ２／ｇ１＜Ｔｈの時は、ｓ＝ｓ１を出力する。一方、生成回路３０８は、ｓ２−ｓ１＊ｇ２／ｇ１＞＝Ｔｈの時は、ｓ＝ｓ２＊ｇ１／ｇ２を出力する。
【００６７】
判定方式３では、生成回路３０８は、ｓ１とｓ２とを混合して出力する。より具体的には、生成回路３０８は、ｓ２−ｓ１＊ｇ２／ｇ１＜Ｔｈの時は、ｓ＝ｓ１を出力する。一方、生成回路３０８は、ｓ２−ｓ１＊ｇ２／ｇ１＞＝Ｔｈの時は、ｓ＝ａ＊ｓ１＋（１−ａ）＊ｓ２＊ｇ１／ｇ２を出力する。但し、ａはｓ１，ｓ２の関数で０〜１の値を取る。一例としては、Ｔｈ２を閾値として、ｓ２−ｓ１＊ｇ２／ｇ１−Ｔｈ＜Ｔｈ２の時は、ａ＝（ｓ２−ｓ１＊ｇ２／ｇ１−Ｔｈ）／Ｔｈ２であり、ｓ２−ｓ１＊ｇ２／ｇ１−Ｔｈ＞＝Ｔｈ２の時は、ａ＝１（ｓ＝ｓ１）である。なお、信号ｓ１，ｓ２，ｓはＡ／Ｄ変換器３０４及びＡ／Ｄ変換器３０６の出力レートで演算される。
【００６８】
このように生成回路３０８は、判定方式１〜判定方式３の３種類の判定処理を適宜用い、第１の補正信号と第２の補正信号とを所定の比率で混合して反射波データを生成する。生成回路３０８は、生成した反射波データをドプラ処理回路１３０に出力する。
【００６９】
ドプラ処理回路１３０は、受信回路１１２から受信した反射波データより、移動体のドプラ効果に基づく運動情報を、走査領域内の各サンプル点で抽出したドプラデータを生成する。そして、ドプラ処理回路１３０は、生成したドプラデータを画像生成回路１４０へ送る。これにより画像生成回路１４０は、ドプラ処理回路１３０が生成したデータから超音波画像データを生成する。
【００７０】
上述したように、第２の実施形態に係る超音波診断装置１ａは、飽和したチャネルをビームフォーミングに使用しない或いは飽和したチャネルの影響を軽減させてビームフォーミングに使用する。この結果、第２の実施形態によれば、強反射体によるアーティファクトを低減することができる。
【００７１】
（第２の実施形態の変形例１）
図９では１つのチャネルにつき２つのアンプ回路及びＡ／Ｄ変換器が常に接続された構成である場合を示したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、第２の実施形態の変形例１として、切替回路などのスイッチを更に有し、このスイッチによって振動子からの反射波信号とアンプ回路以降の回路とを自由に接続可能な構成にしてもよい。例えば、超音波プローブ１１と、アンプ回路３０３及びアンプ回路３０５とが接続された第１の状態と、超音波プローブ１１と、アンプ回路３０３又はアンプ回路３０５のいずれか一方とが接続された第２の状態とを、超音波走査に用いるチャネル数に応じて切替えるようにしてもよい。そして、３次元スキャンのような多数のチャネルを使用する場合には１つのチャネルに対して１つのアンプ回路以降の回路を接続し、２次元血流映像法の場合には１つのチャネルに２つのアンプ回路以降の回路を接続する。なお、切替回路は、例えば、処理回路１７０の制御により、第１の状態と第２の状態とを、超音波走査に用いるチャネル数に応じて切替える。
【００７２】
第２の実施形態の変形例１は、リアルタイムに３次元的に超音波スキャンするシステムでは２次元スキャン時には不必要なほどのＣＨ数を持っているので、その余っている回路を有効に利用することでコストの問題を解決できる。
【００７３】
（第２の実施形態の変形例２）
また第２の実施形態の変形例２として、ゲインの低い方の信号を用いてＢモード用の画像を生成するようにしてもよい。通常の血流情報用に送受信した超音波信号からＢモード画像を生成すると、ゲインが高いために強反射体からの信号が飽和する場合が多く、組織像をコントラスト良く表示することができない。しかし、ゲインを下げた信号を用いることでコントラストの良いＢモード画像を生成することができる。これにより、第２の実施形態の変形例２に係る超音波診断装置は、ドプラモード用のスキャンとは別にＢモード用のスキャンを行う必要がなくなり、フレームレートを上げることができる。また、Ｂモードスキャンによる残留多重の影響を完全に排除してノイズの少ない血流像を表示することが可能になる。なお、かかる場合、生成回路３０８は、第１のゲイン値より小さいゲイン値を有する第２のゲイン値で補正して取得した第２の補正信号を出力信号として用い、反射波データを生成する。そして、生成回路３０８は、生成した反射波データをＢモード処理回路１２０に出力する。
【００７４】
Ｂモード処理回路１２０は、受信回路１１２から受信した反射波データより、Ｂモードデータを生成する。そして、Ｂモード処理回路１２０は、生成したＢモードデータを画像生成回路１４０へ送る。これにより画像生成回路１４０は、Ｂモード処理回路１２０が生成したデータから超音波画像データを生成する。
【００７５】
なお、第２の実施形態では、ハードウエアでビームフォーミングする構成を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、Ａ／Ｄ変換器の出力データをメモリに転送し、ＣＰＵがソフトウエアを実行することでビームフォーミングする構成にしてもよい。
【００７６】
（第３の実施形態）
第３の実施形態に係る超音波診断装置１ｂの全体構成は、受信回路の一部の機能が異なる点と、受信回路の後段でありかつＢモード処理回路及びドプラ処理回路の前段にビームフォーマーを配置する点とを除いて、図１に示した構成例と同様である。このため、第３の実施形態では、図１０を用いて、受信回路及びビームフォーマーについてのみ説明する。図１０は、第３の実施形態に係る受信回路１１２ｂ及びビームフォーマー１１３の一例を示す図である。
【００７７】
図１０に示すように、受信回路１１２ｂは、Ｎ個の振動子（振動子−１、・・・振動子−Ｎ）に接続される。なお、各振動子は、各チャネルに対応する。また、図１０に示すように、受信回路１１２ｂは、振動子−１により受信された反射波信号を処理するための、アンプ回路２０１−１と、Ａ／Ｄ変換器２０２−１と、直交検波回路（適宜「ＩＱ」と記載する）２０５−１とを有する。同様に、受信回路１１２ｂは、振動子−Ｎにより受信された反射波信号を処理するための、アンプ回路２０１−Ｎと、Ａ／Ｄ変換器２０２−Ｎと、直交検波回路２０５−Ｎとを有する。
【００７８】
アンプ回路２０１は、受信した反射波信号をフレーム単位でゲイン補正する際に、隣接するフレームごとにゲイン値を、第１のゲイン値と、第１のゲイン値より小さいゲイン値を有する第２のゲイン値とで交互に補正する。そして、アンプ回路２０１は、フレーム単位の反射波信号から第１のゲイン値で補正した第１の補正信号と、第２のゲイン値で補正した第２の補正信号とを取得する。言い換えると、アンプ回路２０１は、フレーム毎にゲイン値を変化させる。図１１は、第３の実施形態を説明するための図である。
【００７９】
図１１に示すように、例えば、アンプ回路２０１は、２フレーム毎に偶数フレームは高いゲイン（第１のゲイン値）ｇ１（例えばｇ１＝１００（４０ｄＢ））で、奇数フレームは低いゲイン（第２のゲイン値）ｇ２（例えばｇ２＝１０（２０ｄＢ））に設定する。一例をあげると、アンプ回路２０１は、１フレーム目をゲインｇ２に設定し、２フレーム目をゲインｇ１に設定する。これにより、１フレーム目から第２の補正信号を取得し、２フレーム目から第１の補正信号を取得する。また、アンプ回路２０１は、３フレーム目をゲインｇ２に設定し、４フレーム目をゲインｇ１に設定する。これにより、３フレーム目から第２の補正信号を取得し、４フレーム目から第１の補正信号を取得する。
【００８０】
Ａ／Ｄ変換器２０２は、ゲイン補正された反射波信号をＡ／Ｄ変換し、Ａ／Ｄ変換後の反射波信号を直交検波回路２０５に出力する。そして直交検波回路２０５は、各チャネルのＡ／Ｄ変換後の出力をビームフォーマー１１３に転送する。
【００８１】
ビームフォーマー１１３は、各チャネルのＡ／Ｄ変換後の出力を用いてビームフォーミングを行う。ビームフォーマー１１３の実現手段としてはハードウエアとソフトウエアのどちらでも実現可能である。なお、第３の実施形態では、ビームフォーマー１１３をソフトウエアで実現する場合について説明する。
【００８２】
ビームフォーマー１１３は、メモリ１１３ａと処理回路１１３ｂとを備える。メモリ１１３ａは、２種類のゲインに対応する２フレーム分の反射波信号を格納する容量を保持するものとする。
【００８３】
処理回路１１３ｂは、判定機能１１４と生成機能１１５とを実行する。ここで、例えば、図１０に示す処理回路１１３ｂの構成要素である判定機能１１４と生成機能１１５とが実行する各処理機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路１６０に記録されている。処理回路１１３ｂは、各プログラムを記憶回路１６０から読み出し、実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路１１３ｂは、図１０の処理回路１１３ｂ内に示された各機能を有することとなる。
【００８４】
判定機能１１４は、図９に示す判定回路３０７と同様の機能を有する。すなわち、判定機能１１４は、第１の補正信号と第２の補正信号とを比較することで、フレーム単位の反射波信号が飽和しているか否かを判定する。また、生成機能１１５は、図９に示す生成回路３０８と同様の機能を有する。すなわち、生成機能１１５は、反射波信号が飽和していないと判定された場合、第１の補正信号を出力信号として用い、反射波信号が飽和していると判定された場合、第１の補正信号と第２の補正信号とを所定の比率で混合して出力信号として用い、反射波データを生成する。生成機能１１５は、生成した反射波データをドプラ処理回路１３０に出力する。
【００８５】
ドプラ処理回路１３０は、ビームフォーマー１１３から受信した反射波データより、移動体のドプラ効果に基づく運動情報を、走査領域内の各サンプル点で抽出したドプラデータを生成する。そして、ドプラ処理回路１３０は、生成したドプラデータを画像生成回路１４０へ送る。これにより画像生成回路１４０は、ドプラ処理回路１３０が生成したデータから超音波画像データを生成する。
【００８６】
（第３の実施形態の変形例）
また、第３の実施形態の変形例２として、ゲインの低い方の信号を用いてＢモード用の画像を作成してもよい。例えば、画像生成回路１４０は、第２のゲイン値を用いて、組織形状の情報を有する画像を生成する。なお、かかる場合、処理回路１７０は、移動体の運動に関する情報を取得する超音波走査を超音波プローブ１１に実行させる。こうすることで、Ｂモード用のスキャンを行う必要がなくなり、フレームレートを上げることができ、またＢモードスキャンによる残留多重の影響を完全に排除することができる。なお、第３の実施形態及び第３の実施形態の変形例１及び２の最適な方法は、平面波送信＋全ラスタ並列同時受信である。こうすることで動きによる影響を低減することができる。
【００８７】
（第４の実施形態）
第１の実施形態では、飽和したチャネルをビームフォーミングに使用しない或いは飽和したチャネルの影響を軽減させてビームフォーミングに使用する場合について説明した。ところで、図５Ｈに示したように点反射体（クラッタ）が超音波のビームから遠ざかる方向に移動している場合、あるＣＨの信号が飽和していてもＭＴＩフィルタによってクラッタを抑圧可能である。言い換えると、鏡面反射していない場合には、ＭＴＩフィルタによってクラッタを抑圧可能である。このような場合、飽和している信号を使用してビームフォーミングを行ってもよいものである。そこで、第４の実施形態では、鏡面反射しているか否かを判定し、鏡面反射していない場合には、飽和した信号もビームフォーミングに用いる場合について説明する。
【００８８】
第４の実施形態に係る超音波診断装置の全体構成は、受信回路の一部の機能が異なる点と、受信回路の後段でありかつＢモード処理回路及びドプラ処理回路の前段にビームフォーマーを配置する点とを除いて、図１に示した構成例と同様である。また、第４の実施形態に係る受信回路及びビームフォーマーの構成は、判定機能１１４及び生成機能１１５の一部の機能が異なる点を除いて図１０に示した構成例と同様である。
【００８９】
なお、第４の実施形態では、処理回路１７０は、フレーム間のデータ列をドプラデータ列として使用する超音波走査を超音波プローブ１１に実行させるものとする（特許第３７２４８４６，特開２０１４−４２８２３号公報を参照）。例えば、処理回路１７０は、第１走査範囲内の移動体の運動に関する情報を取得する第１超音波走査を超音波プローブ１１に実行させ、第２走査範囲内の組織形状の情報を取得する第２超音波走査として当該第２走査範囲を分割した複数の分割範囲それぞれの超音波走査を、第１超音波走査の間に時分割で超音波プローブ１１に実行させる。また、第４の実施形態に係るアンプ回路２０１は、第３の実施形態に係るアンプ回路２０１とは異なり、ゲインをフレーム毎に変えることは行わない。すなわち、第４の実施形態に係るアンプ回路２０１は、例えば、第２の実施形態における第１のゲイン値ｇ１のように、従来通りの大きいゲイン値を固定して使用する。
【００９０】
判定機能１１４は、図７に示す判定回路２０３と同様の機能を有する。すなわち、判定機能１１４は、超音波プローブ１１の各チャネルによって受信された反射波信号が飽和しているか否かを判定する。そして、判定回路２０３は、判定結果を生成回路２０４に出力する。
【００９１】
生成機能１１５は、判定機能１１４の判定結果に基づいて鏡面反射しているか否かを判定し、判定結果に基づく反射波データを生成する。図１２を用いて第４の実施形態に係る生成機能１１５の処理動作について説明する。図１２は、第４の実施形態に係る生成機能１１５の処理動作を説明するための図である。
【００９２】
図１２のように、点Ａの位置のビームフォーミングを行う際に、鏡面反射体Ｂが存在する場合を説明する。ここで、鏡面反射体Ｂからのエコーは、鏡面反射体Ｂに直角に入射および反射する超音波ビームのみが鏡面反射を起こすという特徴を有する。このため、図１２に示すように、鏡面反射体Ｂに対して超音波ビームの入射方向において垂直方向に位置するＣＨ−７と、このＣＨ−７に隣接する複数のＣＨが飽和する。なお、図１２では、ＣＨ−７とＣＨ−８とが飽和している場合を示す。また、ＣＨ−７とＣＨ−８以外のＣＨは鏡面反射体Ｂによる影響で飽和しない。
【００９３】
従来方式では、各ＣＨからの受信信号がＲＦ信号の場合には各ＣＨからの受信信号に時間遅延を掛け、ＩＱ信号の場合には各ＣＨからの受信信号に時間遅延と位相遅延とを掛けて、全ＣＨで加算処理していた。一方、第４の実施形態では、生成機能１１５は、判定機能１１４により飽和していると検出されたＣＨ（飽和ＣＨと言う）とこの飽和ＣＨに隣接するＣＨ（隣接ＣＨ）とを合わせたＮ個以上ＣＨが飽和している場合に、飽和ＣＨ及び隣接ＣＨの影響を軽減させてビームフォーミングに使用する。すなわち生成機能１１５は、飽和ＣＨ及び隣接ＣＨをビームフォーミングに使用しない。或いは、生成機能１１５は、飽和ＣＨ及び隣接ＣＨの反射波信号に１以下の予め決められた係数を乗算してビームフォーミングする。ここで、Ｎは、鏡面反射体が位置する深さ方向の位置に応じて決定される値であり、近距離では小さく設定され、遠距離では大きく設定される。
【００９４】
図１２の例において、Ｎ＝２とすると、生成機能１１５は、ＣＨ７及びＣＨ８の信号を、鏡面反射体Ｂからのエコーによって飽和したと判定して、ＣＨ７及びＣＨ８の反射波信号をビームフォーミングに使用しない。一方で、生成機能１１５は、例えば、ＣＨ−２が飽和していても、ＣＨ−２に隣接するＣＨ−１やＣＨ−３が飽和していなければ、鏡面反射体Ｂからのエコーによって飽和したと判定せずＣＨ−２の反射波信号をビームフォーミングに使用する。すなわち、生成機能１１５は、超音波走査の結果、各チャネルからの反射波信号のうち、隣接する所定数以上の複数チャネルの反射波信号が飽和している場合に、複数チャネルの各反射波信号に値が１以下の所定の係数を乗算した出力値を出力信号として用い、反射波データを生成する。そして、生成機能１１５は、生成した反射波データをドプラ処理回路１３０に出力する。
【００９５】
ドプラ処理回路１３０は、ビームフォーマー１１３から受信した反射波データより、移動体のドプラ効果に基づく運動情報を、走査領域内の各サンプル点で抽出したドプラデータを生成する。そして、ドプラ処理回路１３０は、生成したドプラデータを画像生成回路１４０へ送る。これにより画像生成回路１４０は、ドプラ処理回路１３０が生成したデータから超音波画像データを生成する。
【００９６】
上述したように、第４の実施形態によれば、複数のゲイン設定なしに鏡面反射体からの信号だけを抑圧してアーティファクトを抑圧可能である。このため、図５Ｈに示したようにＣＨが飽和しているが、鏡面反射しておらずＭＴＩフィルタによってクラッタを抑圧可能である場合には、飽和している信号を使用してビームフォーミングを行うことが可能になる。なお、第４の実施形態ではソフトウエアでビームフォーミングする構成を説明したが、ハードウエアで実現することも可能である。
【００９７】
（第５の実施形態）
血流情報を映像化する際にドプラ処理回路において、ビームフォーミング後の反射波信号を用いてＭＴＩ(Moving  Target  Indicator)フィルタ処理を実行していた。ここで、パケット内に飽和しているデータがあると、データが不連続になる。このために、ハイパスフィルタ(ＨＰＦ：High  Pass  Filter)であるところの通常のＭＴＩフィルタでは、不連続点で信号が通過してしまい、組織由来の信号を血流信号と誤認してしまう。例えば、従来方式では、鏡面反射体が微小な動きにより回転することで、組織由来の信号がＭＴＩフィルタを通過してしまう場合がある。この場合は、包絡線変化が急峻になり、飽和しない場合でも図６Ｄに示すようにドプラスペクトルが広がる。そして、飽和があると、図６Ｈに示すようにナイキスト周波数付近までドプラスペクトルが広がる。かかる場合、組織由来の信号は、通常のＭＴＩフィルタを通過してしまう。この結果、組織由来の信号が血流信号として表示されてしまう。このように、ビームフォーミング後では反射波信号が飽和しているかどうかを検出できない。
【００９８】
このようなことから、第５の実施形態では、各ＣＨで飽和しているかどうかを判定して、飽和した信号を含む場合にはそのＣＨのその時刻のデータはビームフォーミングに使用しないようにする。
【００９９】
第５の実施形態に係る超音波診断装置の全体構成は、受信回路及びドプラ処理回路の一部の構成及び機能が異なる点を除いて、図１に示した構成例と同様である。このため、第５の実施形態では、図１３を用いて、受信回路及びドプラ処理回路についてのみ説明する。図１３は、第５の実施形態に係る受信回路１１２ｃ及びビームフォーマー１３０ａの一例を示す図である。なお、第５の実施形態では、処理回路１７０は、フレーム間のデータ列をドプラデータ列として使用する超音波走査を超音波プローブ１１に実行させるものとする（特許第３７２４８４６，特開２０１４−４２８２３号公報を参照）。
【０１００】
図１３に示すように、第５の実施形態に係る受信回路１１２ｃは、Ｎ個の振動子（振動子−１、・・・振動子−Ｎ）に接続される。なお、各振動子は、各チャネルに対応する。また、受信回路１１２ｃは、振動子−１により受信された反射波信号を処理するためのサブ回路として、アンプ回路２０１−１と、Ａ／Ｄ変換器２０２−１と、判定回路２０３−１とを有する。同様に、受信回路１１２は、振動子−Ｎにより受信された反射波信号を処理するためのサブ回路として、アンプ回路２０１−Ｎと、Ａ／Ｄ変換器２０２−Ｎと、判定回路２０３−Ｎとを有する。ここで、アンプ回路２０１−１とアンプ回路２０１−Ｎとを区別しない場合には、アンプ回路２０１と記載し、Ａ／Ｄ変換器２０２−１とＡ／Ｄ変換器２０２−Ｎとを区別しない場合には、Ａ／Ｄ変換器２０２と記載し、判定回路２０３−１と判定回路２０３−Ｎとを区別しない場合には、判定回路２０３と記載する。なお、上述したように、アンプ回路２０１は、反射波信号をチャネル毎に増幅してゲイン補正処理を行う。また、Ａ／Ｄ変換器２０２は、ゲイン補正された反射波信号をＡ／Ｄ変換する。
【０１０１】
判定回路２０３は、超音波プローブ１１の各チャネルによって受信された反射波信号が飽和しているか否かを判定する。判定回路２０３は、判定結果をドプラ処理回路１３０ａに出力する。
【０１０２】
ドプラ処理回路１３０ａは、振動子−１により受信された反射波信号に対する判定回路２０３−１の判定結果に基づく処理を実行するサブ回路として、メモリ１３１−１とＭＴＩフィルタ１３２−１とを有する。また、ドプラ処理回路１３０ａは、振動子−Ｎにより受信された反射波信号に対する判定回路２０３−Ｎの判定結果に基づく処理を実行するサブ回路として、メモリ１３１−ＮとＭＴＩフィルタ１３２−Ｎとを有する。ここで、メモリ１３１−１とメモリ１３１−Ｎとを区別しない場合には、メモリ１３１と記載し、ＭＴＩフィルタ１３２−１とＭＴＩフィルタ１３２−Ｎとを区別しない場合には、ＭＴＩフィルタ１３２と記載する。また、ドプラ処理回路１３０ａは、生成回路１３３と自己相関回路１３４と算出回路１３５とを有する。
【０１０３】
メモリ１３１は、同一走査線において複数回送信された超音波の反射波信号と、各反射波信号に対応付けて各反射波信号に対する判定回路２０３の判定結果を格納する。なお、メモリ１３１は、同一走査線において複数回送信された超音波の反射波信号を格納可能な容量を有するものとする。
【０１０４】
ＭＴＩフィルタ１３２は、同一走査線において複数回送信された超音波の反射波信号に対してフィルタ処理を行う。ここで、ＭＴＩフィルタ１３２は、Ｌ個のパケット中のデータの中に１つでも飽和しているデータがあったらＭＴＩフィルタ出力を０とする。また、ＭＴＩフィルタ１３２は、Ｌ個のパケット中の全データに飽和がなかったら、通常のＭＴＩフィルタ（例えばバタワース型のＩＩＲ（Infinite  Impulse  Response）フィルタや、多項式回帰フィルタ（Polynomial  Regression  Filter）等）を掛ける。ＭＴＩフィルタ１３２は、処理結果を生成回路１３３に出力する。そして、生成回路１３３は、フィルタ処理後の各チャネルの反射波信号を用いた整相加算処理により、反射波データを生成する。自己相関回路１３４は、生成回路１３３により生成された反射波データを用いて、自己相関演算を行い、算出回路１３５は、血流信号の速度（Ｖ）、パワー（Ｐ）、分散（Ｔ）を推定する。
【０１０５】
なお、上述のビームフォーミング前にＭＴＩフィルタを掛ける処理を行った後に、従来と同様にビームフォーミング後に、更にＭＴＩフィルタを掛ける処理を行っても良い。特に、ビームフォーミング後に上述の主成分分析によるＭＴＩフィルタを掛けることはクラッタ除去の更なる改善をもたらす。ビームフォーミング前の主成分分析によるＭＴＩフィルタは強反射体からのサイドローブによるクラッタ低減に効果があるが、ビームフォーミング後はメインローブの影響が強くなるので主成分分析によるＭＴＩフィルタはメインローブによるクラッタ低減に効果がある。
【０１０６】
（第６の実施形態）
上述した第１の実施形態〜第５の実施形態では、血流情報を映像化する際に発生する飽和問題を解決する方法として説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。上述した実施形態のうち第１の実施形態〜第４の実施形態は、例えば、組織からの非線形イメージング（ＴＨＩ）や造影剤からの非線形イメージング（ＣＨＩ）の際にも適用可能である。
【０１０７】
例えば、受信回路で反射波信号が飽和すると高調波が発生する。このため、送信中心周波数よりも高い受信中心周波数で反射波信号を得るフィルタ法ハーモニックイメージングでは、飽和は致命的である。また、送信パルスの位相を変化させた複数の送信を行って加算するパルスインバージョン法では、反射波信号が飽和すると強反射体の信号が消失して黒くなり、サイドローブ領域では図２のように白い円弧状のアーティファクトが発生する。このようにＴＨＩやＣＨＩ時には、反射波信号の飽和が大きな問題となる。このため、通常では反射波信号が飽和しないように受信のゲインを小さくしている。しかし、受信のゲインを小さくすることによりＳ／Ｎが悪くなっている。
【０１０８】
このようなことから、第６の実施形態に係る超音波診断装置は、第１の実施形態〜第４の実施形態のいずれか一つの方法を適応することで、飽和したチャネルの影響を軽減させることにより、従来のＴＨＩ／ＣＨＩの時よりも高いゲインの設定を可能にする。そして、第６の実施形態に係る超音波診断装置は、ビームフォーミング後の反射波データをＢモード処理回路に送ることにより、飽和で発生する問題を回避しつつ従来よりも高いＳ／Ｎの信号を得ることができるようになる。なお、第６の実施形態に係る超音波診断装置の全体構成は、第１の実施形態又は第２の実施形態の受信回路の構成、もしくは、第３の実施形態又は第４の実施形態の受信回路及びビームフォーマーの構成を適用する点を除いて、図１に示した第１の実施形態に係る超音波診断装置１の全体構成と同様である。
【０１０９】
第６の実施形態では、パルスインバージョン（ＰＩ：Pulse  Inversion）法にてハーモニックイメージングを実施する場合について説明する。図１４は、第６の実施形態に係る受信回路及びＢモード処理回路の構成例を示すブロック図である。図１４では、受信回路１１２により生成された反射波データを用いて、Ｂモード処理回路１２０において高調波成分の反射波データを抽出する場合を示す。なお、かかる場合、例えば、処理回路１７０は、第１の送信超音波と、第１の送信超音波の位相を反転させた第２の送信超音波とを１組とする超音波走査を超音波プローブ１１に実行させる。
【０１１０】
第６の実施形態に係る受信回路１１２において、アンプ回路２０１は、第１の送信超音波の反射波信号（第１の反射波信号）及び第２の送信超音波の反射波信号（第２の反射波信号）をそれぞれ増幅してゲイン補正処理を行う。また、Ａ／Ｄ変換器２０２は、ゲイン補正された第１の反射波信号及びゲイン補正された第２の反射波信号をＡ／Ｄ変換する。そして、Ａ／Ｄ変換器２０２は、Ａ／Ｄ変換した第１の反射波信号及びＡ／Ｄ変換した第２の反射波信号を判定回路２０３に送る。
【０１１１】
また、受信回路１１２では、判定回路２０３は、超音波プローブ１１の各チャネルによって受信された、第１の送信超音波の反射波信号及び第２の送信超音波の反射波信号の少なくともいずれか一方が飽和しているか否かを判定する。そして、生成回路２０４は、判定回路２０３による判定結果に応じた各チャネルの出力信号を用い、第１の送信超音波の反射波信号に対する第１の反射波データと、第２の送信超音波の反射波信号に対する第２の反射波データとを生成する。生成回路２０４は、生成した第１の反射波データと第２の反射波データとをＢモード処理回路１２０に出力する。
【０１１２】
Ｂモード処理回路１２０は、ラインメモリ１２１とＰＩ演算回路１２２と検波回路１２３とＬｏｇ回路１２４とを有する。ラインメモリ１２１は、生成回路２０４により生成された第１の反射波データと第２の反射波データとを格納する。そして、ＰＩ演算回路１２２は、超音波走査の結果、生成回路２０４により生成された第１の送信超音波の反射波データと第２の送信超音波の反射波データとを加算して、高調波成分の反射波データを抽出する。検波回路１２３は、反射波データに対して、包絡線検波処理を行う。Ｌｏｇ回路１２４は、反射波データに対して、対数増幅を行うことでＢモードデータを生成する。なお、Ｂモード処理回路１２０は、生成したＢモードデータを、画像生成回路１４０に出力する。これにより、画像生成回路１４０は、超音波走査の結果、生成回路２０４により生成された第１の反射波データと第２の反射波データとから高調波成分が抽出された信号を用いて超音波画像を生成する。
【０１１３】
このように、第６の実施形態に係る超音波診断装置は、血流映像法ではなく、組織や造影剤からの非線形信号を得る場合に、従来よりもゲインを上げることができる。このため、Ｓ／Ｎを向上させ、感度やペネトレーションを向上させることができる。
【０１１４】
（第６の実施形態の変形例）
上述した第６の実施形態では、パルスインバージョン法にてハーモニックイメージングを実施する際に、Ｂモード処理回路において高調波成分の反射波信号を抽出する場合について説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、ＰＩ演算回路を受信回路内に設け、受信回路において高調波成分の反射波信号を抽出るようにしてもよい。そこで第６の実施形態の変形例では、受信回路がＰＩ演算回路を備える場合について説明する。
【０１１５】
図１５は、第６の実施形態の変形例に係る受信回路の構成例を示すブロック図である。図１５では、受信回路１１２ｄにおいて高調波成分の反射波信号を抽出する場合を示す。なお、かかる場合、例えば、処理回路１７０は、第１の送信超音波と、第１の送信超音波の位相を反転させた第２の送信超音波とを１組とする超音波走査を超音波プローブ１１に実行させる。
【０１１６】
受信回路１１２ｄは、振動子−１により受信された反射波信号を処理するためのサブ回路として、アンプ回路２０１−１と、Ａ／Ｄ変換器２０２−１と、判定回路２０３−１と、ラインメモリ２０６−１と、ＰＩ演算回路２０７−１とを有する。同様に、受信回路１１２は、振動子−Ｎにより受信された反射波信号を処理するためのサブ回路として、アンプ回路２０１−Ｎと、Ａ／Ｄ変換器２０２−Ｎと、判定回路２０３−Ｎと、ラインメモリ２０６−Ｎと、ＰＩ演算回路２０７−Ｎとを有する。ここで、アンプ回路２０１−１とアンプ回路２０１−Ｎとを区別しない場合には、アンプ回路２０１と記載し、Ａ／Ｄ変換器２０２−１とＡ／Ｄ変換器２０２−Ｎとを区別しない場合には、Ａ／Ｄ変換器２０２と記載し、判定回路２０３−１と判定回路２０３−Ｎとを区別しない場合には、判定回路２０３と記載する。また、ラインメモリ２０６−１とラインメモリ２０６−Ｎとを区別しない場合には、ラインメモリ２０６と記載し、ＰＩ演算回路２０７−１とＰＩ演算回路２０７−Ｎとを区別しない場合には、ＰＩ演算回路２０７と記載する。すなわち、受信回路１１２には、アンプ回路２０１とＡ／Ｄ変換器２０２と判定回路２０３とラインメモリ２０６とＰＩ演算回路２０７とが、振動子（チャネル）ごとに設けられる。
【０１１７】
アンプ回路２０１は、反射波信号をチャネル毎に増幅してゲイン補正処理を行う。例えば、アンプ回路２０１は、第１の送信超音波の反射波信号（第１の反射波信号）及び第２の送信超音波の反射波信号（第２の反射波信号）をそれぞれ増幅してゲイン補正処理を行う。また、Ａ／Ｄ変換器２０２は、ゲイン補正された反射波信号をＡ／Ｄ変換する。例えば、Ａ／Ｄ変換器２０２は、ゲイン補正された第１の反射波信号及びゲイン補正された第２の反射波信号をＡ／Ｄ変換する。そして、Ａ／Ｄ変換器２０２は、Ａ／Ｄ変換した第１の反射波信号及びＡ／Ｄ変換した第２の反射波信号をラインメモリ２０６に送る。ラインメモリ２０６は、Ａ／Ｄ変換した第１の反射波信号及びＡ／Ｄ変換した第２の反射波信号を格納する。
【０１１８】
受信回路１１２ｄでは、判定回路２０３は、超音波プローブ１１の各チャネルによって受信された、第１の送信超音波の反射波信号及び第２の送信超音波の反射波信号の少なくともいずれか一方が飽和しているか否かを判定する。そして、ＰＩ演算回路２０７は、第１の送信超音波の反射波信号と第２の送信超音波の反射波信号とを加算して、高調波成分の反射波信号を抽出する。ここで、ＰＩ演算回路２０７は、判定回路２０３により飽和していると判定された場合、高調波成分の反射波信号の値が０である出力信号を出力し、判定回路２０３により飽和していると判定されなかった場合、第１の送信超音波の反射波信号と第２の送信超音波の反射波信号とを加算して抽出した高調波成分の反射波信号を出力信号として出力する。そして、生成回路２０４は、ＰＩ演算回路２０７により出力された出力信号を用い、反射波データを生成する。
【０１１９】
なお、Ｂモード処理回路１２０は、生成回路２０４により生成された反射波データからＢモードデータを生成する。そして、Ｂモード処理回路１２０は、生成したＢモードデータを、画像生成回路１４０に出力する。これにより、画像生成回路１４０は、超音波走査の結果、生成回路２０４により生成された反射波データから高調波成分が抽出された信号を用いて超音波画像を生成する。
【０１２０】
（フィルタ法ハーモニックイメージング）
上述した第６の実施形態ではパルスインバージョン法にてハーモニックイメージングを実施する場合について説明したが実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、第６の実施形態に係る超音波診断装置においてフィルタ法ハーモニックイメージングを実施するようにしてもよい。そこで、第６の実施形態係る超音波診断装置において、フィルタ法ハーモニックイメージングを実施する場合について説明する。なお、ここでは、第１の実施形態に係る受信回路１１２を適用する場合について説明する。例えば、処理回路１７０は、組織形状の情報を取得する超音波走査を超音波プローブ１１に実行させる。また、受信回路１１２では、判定回路２０３は、超音波プローブ１１の各チャネルによって受信された反射波信号が飽和しているか否かを判定する。そして、生成回路２０４は、判定回路２０３による判定結果に応じた各チャネルの出力信号を用いた整相加算処理により、反射波データを生成する。続いて、Ｂモード処理回路１２０は、フィルタ処理を実行して反射波データから高調波成分を抽出する。そして、画像生成回路１４０は、Ｂモード処理回路１２０により抽出された高調波成分を用いて超音波画像を生成する。すなわち、画像生成回路１４０は、超音波走査の結果、生成回路２０４により生成された反射波データから高調波成分が抽出された信号を用いて超音波画像を生成する。
【０１２１】
（その他の実施形態）
実施形態は、上述した実施形態に限られるものではない。
【０１２２】
上述した第１の実施形態〜第６の実施形態は組み合わせて使用可能である。
【０１２３】
また、上述した第１の実施形態〜第６の実施形態において、超音波診断装置にて実行される処理は、超音波診断装置以外の他の装置で実行されてもよい。例えば、各ＣＨのビームフォーミング前の信号は、受信回路１１２からバスを介して記憶回路１６０にて記憶される。そして、超音波診断装置以外の他の装置は、例えば、超音波のスキャン停止後に各ＣＨのビームフォーミング前の信号を読み出して、上述した第１の実施形態〜第６の実施形態に記述する方法でデータを出力して、Ｂモード処理、カラードプラ処理を行って画像を表示してもよい。例えば、信号処理装置は、判定回路と、生成回路とを備える。判定回路は、超音波プローブ１１の各チャネルによって受信された反射波信号が飽和しているか否かを判定する。生成回路は、判定回路による判定結果に応じた各チャネルの出力信号を用いた整相加算処理により、反射波データを生成する。
【０１２４】
上記の実施形態の説明において、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部または任意の一部が、ＣＰＵおよび当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、或いは、ワイヤードロジックによるハードウエアとして実現され得る。
【０１２５】
また、上記の実施形態で説明した制御方法は、予め用意された制御プログラムをパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することによって実現することができる。この制御プログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。また、この制御プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。
【０１２６】
以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、強反射体によるアーティファクトを低減することができる。
【０１２７】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１２８】
１  超音波診断装置
１１２  受信回路
２０３  判定回路
２０４  生成回路
【図１】
0006591242.tif 000002
【図２】
0006591242.tif 000003
【図３】
0006591242.tif 000004
【図４】
0006591242.tif 000005
【図５Ａ】
0006591242.tif 000006
【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図５Ｇ】
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【図５Ｈ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【図６Ｇ】
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【図６Ｈ】
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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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