(57)【要約】【課題】  並列同時受信における送受信ビームのビーム曲がり及び受信感度不均一の低減。【解決手段】  送受信方向制御部６は、超音波プローブ１が有する振動素子の駆動信号あるいはこれらの振動素子からの受信信号の遅延時間を制御して走査方向に対する並列同時受信を行なうとともに、超音波プローブ１を走査方向に対し交差するスライス方向に揺動することにより走査方向に対する２次元超音波データをスライス方向に複数枚生成し、３次元的な超音波データを収集する。次いで、データ合成部７及びボリュームデータ生成部８は、前記３次元的な超音波データの各々において、走査方向及びスライス方向に設定された所定間隔及び所定サイズの領域に含まれる複数の超音波データを合成してボリュームデータを生成する。そして、画像データ生成部９は、このボリュームデータを用いて所望の３次元あるいは２次元の画像データを生成する。【選択図】  図１
2008073085.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波の送受信を行なう振動素子を有した超音波プローブを用い、被検体の所定断面に沿った走査方向における並列同時受信によって得られる２次元的な超音波データを前記走査方向と交差するスライス方向の複数断面にて収集し、このとき得られた前記被検体の３次元的な超音波データに基づいて画像データを生成する超音波診断装置において、
前記走査方向及び前記スライス方向に対する超音波の送信方向及び受信方向を制御する送受信方向制御手段と、
前記送受信方向制御手段による超音波の送受信によって得られた前記３次元的な超音波データの前記走査方向及び前記スライス方向に対し所定の間隔と大きさで予め設定された複数領域の各々に位置する複数の超音波データを合成処理するデータ合成手段と、
合成された超音波データに基づいて画像データを生成する画像データ生成手段とを備え、
前記送受信方向制御手段は、前記並列同時受信における送信方向／受信方向群を前記スライス方向の断面位置に対応させて前記走査方向に所定量シフトし、前記走査方向に対する超音波走査を行なうことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記合成された超音波データをその位置情報に対応させて保存しボリュームデータを生成するボリュームデータ生成手段を備え、前記画像データ生成手段は、前記ボリュームデータに対し所定の処理を行なって２次元画像データあるいは３次元画像データを生成することを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記データ合成手段は、前記合成された超音波データの位置情報を前記複数領域の各々における前記複数の超音波データの位置情報に基づいて算出することを特徴とする請求項２記載の超音波診断装置。
【請求項４】
超音波の送受信を行なう振動素子を有した超音波プローブを用い、被検体の所定断面に沿った走査方向における並列同時受信によって得られる２次元的な受信信号を前記走査方向と交差するスライス方向の複数断面にて収集し、このとき得られた前記被検体の３次元的な受信信号に基づいて画像データを生成する超音波診断装置において、
前記走査方向及び前記スライス方向に対する超音波の送信方向及び受信方向を制御する送受信方向制御手段と、
前記送受信方向制御手段による超音波の送受信によって得られた前記３次元的な受信信号の前記走査方向及び前記スライス方向に対し所定の間隔と大きさで予め設定された複数領域の各々に位置する複数の受信信号を合成処理するデータ合成手段と、
合成された受信信号に基づいて画像データを生成する画像データ生成手段とを備え、
前記送受信方向制御手段は、前記並列同時受信における送信方向／受信方向群を前記スライス方向の断面位置に対応させて前記走査方向に所定量シフトし、前記走査方向に対する超音波走査を行なうことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項５】
前記合成された受信信号を信号処理して超音波データを生成する超音波データ生成手段と、前記超音波データを前記合成された受信信号の位置情報に対応させて保存することによりボリュームデータを生成するボリュームデータ生成手段を備え、前記画像データ生成手段は、前記ボリュームデータに対し所定の処理を行なって２次元画像データあるいは３次元画像データを生成することを特徴とする請求項４記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記データ合成手段は、前記合成された受信信号の位置情報を前記複数領域の各々における前記複数の受信信号の位置情報に基づいて算出し、前記ボリュームデータ生成手段は、前記超音波データを前記合成された受信信号の位置情報に対応させて保存し前記ボリュームデータを生成することを特徴とする請求項５記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記送受信方向制御手段は、前記超音波プローブを前記スライス方向に対して揺動あるいは移動させることにより前記スライス方向に対する超音波の送信方向及び受信方向を制御することを特徴とする請求項１又は請求項４に記載した超音波診断装置。
【請求項８】
前記データ合成手段は、前記複数領域の各々における前記複数の超音波データあるいは受信信号を加算処理することを特徴とする請求項１又は請求項４に記載した超音波診断装置。
【請求項９】
前記送受信方向制御手段は、前記走査方向に対する４方向並列同時受信のための制御を行ない、前記データ合成手段は、前記スライス方向に隣接した２つの超音波データあるいは受信信号と前記走査方向において前記２つの超音波データあるいは受信信号の各々と隣接した２つの超音波データあるいは受信信号を合成処理することを特徴とする請求項１又は請求項４に記載した超音波診断装置。
【請求項１０】
前記送受信方向制御手段は、前記走査方向に対する４方向並列同時受信のための制御を行ない、前記データ合成手段は、前記スライス方向に近接した４つの超音波データあるいは受信信号を合成処理することを特徴とする請求項１又は請求項４に記載した超音波診断装置。
【請求項１１】
前記送受信方向制御手段は、前記走査方向に対する４方向並列同時受信のための制御を行ない、前記データ合成手段は、前記スライス方向に近接した４つの超音波データあるいは受信信号と前記走査方向において前記４つの超音波データあるいは受信信号の各々と隣接した４つの超音波データあるいは受信信号を合成処理することを特徴とする請求項１又は請求項４に記載した超音波診断装置。
【請求項１２】
超音波の送受信を行なう振動素子を有した超音波プローブを用い、被検体の所定断面に沿った走査方向における並列同時受信によって得られる２次元的な超音波データを前記走査方向と交差するスライス方向の複数断面にて収集し、このとき得られた前記被検体の３次元的な超音波データに基づいて画像データを生成する画像データ生成方法であって、
送受信方向制御手段が、前記並列同時受信における送信方向／受信方向群を前記スライス方向の断面位置に対応させ前記走査方向に所定量シフトして前記走査方向に対する超音波走査を行なうと共に、前記超音波プローブのスライス方向への揺動を行なって被検体に対し３次元的な超音波データを収集するステップと、
データ合成手段が、前記３次元的な超音波データの走査方向及びスライス方向に対して予め設定された所定間隔及び所定サイズの領域における複数の超音波データに対して合成処理を行なうステップと、
前記データ合成手段が、合成された超音波データの位置情報を前記複数の超音波データの位置情報に基づいて算出するステップと、
ボリュームデータ生成手段が、前記合成された超音波データをその位置情報に対応させて保存しボリュームデータを生成するステップと、
画像データ生成手段が、前記ボリュームデータを用いて２次元あるいは３次元の画像データを生成するステップとを
有することを特徴とする画像データ生成方法。
【請求項１３】
超音波の送受信を行なう振動素子を有した超音波プローブを用い、被検体の所定断面に沿った走査方向における並列同時受信によって得られる２次元的な受信信号を前記走査方向と交差するスライス方向の複数断面にて収集し、このとき得られた前記被検体の３次元的な受信信号に基づいて画像データを生成する画像データ生成方法であって、
送受信方向制御手段が、前記並列同時受信における送信方向／受信方向群を前記スライス方向の断面位置に対応させ前記走査方向に所定量シフトして前記走査方向に対する超音波走査を行なうと共に、前記超音波プローブのスライス方向への揺動を行なって被検体に対し３次元的な受信信号を収集するステップと、
データ合成手段が、前記３次元的な受信信号の走査方向及びスライス方向に対して予め設定された所定間隔及び所定サイズの領域における複数の受信信号に対して合成処理を行なうステップと、
前記データ合成手段が、合成された受信信号の位置情報を前記複数の受信信号の位置情報に基づいて算出するステップと、
超音波データ生成手段が、前記合成された受信信号を処理して超音波データを生成するステップと、
ボリュームデータ生成手段が、前記超音波データを前記合成された受信信号の位置情報に対応させて保存しボリュームデータを生成するステップと、
画像データ生成手段が、前記ボリュームデータを用いて２次元あるいは３次元の画像データを生成するステップとを
有することを特徴とする画像データ生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波診断装置及び画像データ生成方法に係り、特に、並列同時受信により得られたボリュームデータに基づいて２次元画像データや３次元画像データを生成する超音波診断装置及び画像データ生成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、超音波プローブに内蔵された振動素子から発生する超音波を被検体内に放射し、被検体組織の音響インピーダンスの差異によって生ずる反射波を前記振動素子によって受信してモニタ上に表示するものである。この診断方法は、超音波プローブを体表に接触させるだけの簡単な操作でリアルタイムの２次元画像データが容易に得られるため、臓器の機能診断や形態診断に広く用いられている。
【０００３】
被検体の組織あるいは血球からの反射波により生体情報を得る超音波診断法は、超音波パルス反射法と超音波ドプラ法の２つの大きな技術開発により急速な進歩を遂げ、上記技術を用いて得られるＢモード画像とカラードプラ画像は、今日の超音波診断において不可欠なものとなっている。
【０００４】
最も普及している走査方式の超音波診断装置では、一般に複数個の振動素子を一次元に配列し、これらの振動素子の夫々に対する駆動を高速制御することによって２次元画像データのリアルタイム表示を行なっている。又、近年では、振動素子が１次元配列された超音波プローブを機械的に移動させる方法あるいは振動素子が２次元配列された超音波プローブを用いて当該被検体に対してボリュームデータを収集し、このボリュームデータに対して所定の処理を行なうことによりボリュームレンダリング画像データのような３次元画像データやＭＰＲ（Multi Planar Reconstruction）画像データあるいは最大値投影（ＭＩＰ：Maximum Intensity Projection）画像データのような２次元画像データの生成が行なわれている。
【０００５】
ところで上述のカラードプラ法は、超音波パルスによって生体内の所定断面を走査し、血液（血球）などの移動する反射体に対して超音波が照射された場合に、上記反射体の速度（血流速度）に対応して生ずる周波数偏移を捉えて画像化を行なうものである。このカラードプラ法は、当初、血流速度の速い心腔内血流情報の画像化に用いられていたが、今日では、腹部臓器の組織血流など極めて遅い血流の画像化に対しても適用が可能となってきている。
【０００６】
カラードプラ法における診断能を高めるためには、優れた計測精度（即ち、測定可能な流速の下限値を示す低流速検出能及び測定可能な流速の上限値を示す高流速検出能）や時間分解能、更には、空間分解能が要求される。
【０００７】
しかしながら、時間分解能、低流速検出能、高流速検出能、空間分解能等は相反する関係にあり、これらを同時に満足させることは従来困難であった。このため、循環器領域における血流計測の場合には時間分解能と高流速検出能を、又、腹部や末梢臓器における血流計測の場合には時間分解能と低流速検出能が重要視されてきた。
【０００８】
更に、上述のボリュームデータの収集では、カラードプラ法のみならずＢモード法においても単位時間内の超音波送受信回数は最大視野深度（画像化が可能な最大距離）によって決定されるため、所定のボリュームデータ収集領域において高い時間分解能と高い空間分解能の両方を同時に満たすことは困難であった。
【０００９】
このような問題点を解決するために、被検体の所定方向に対して送信超音波を放射し、この送信超音波による反射波（受信超音波）を前記所定方向に隣接した複数方向から略同時に受信して単位時間当たりのデータ量を増大させる所謂並列同時受信法が提案されている（例えば、非特許文献１参照。）。
【非特許文献１】河野俊彦他、“循環器用超音波診断装置のハイフレームレート化の検討”、日本超音波医学会論文集、日本超音波医学会、１９８９年、第５５巻、ｐ．７２７−７２８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述の並列同時受信法を適用することにより時間分解能、計測能（高流速検出能や低流速検出能）及び空間分解能に優れた２次元画像データやボリュームデータの生成が可能となり、特に、ボリュームデータの生成に際し並列同時受信法は極めて有効な手段となり得る。
【００１１】
しかしながら、この並列同時受信においては、通常、送信ビームの中心軸と受信ビームの中心軸が異なるため、送受信感度が劣化すると共に送受信ビームに歪みが発生し、又、並列同時受信方向が３方向以上の場合には均一な送受信感度を得ることができない。更に、先行する並列同時受信によって得られる受信信号群と後続する並列同時受信によって得られる受信信号群との間に時相差が発生する。即ち、並列同時受信によって得られたボリュームデータや画像データにおいては、上述の受信信号群の幅に対応して周期的に発生する感度差、ビーム歪み及び時相差により、許容できないアーチファクトが発生するという問題点を有していた。
【００１２】
図１６は、従来法の第１の問題点であるビーム曲がりについて、又、図１７は、上述の方法の第２の問題点である受信感度の不均一について示している。
【００１３】
図１６（ａ）は、振動素子が１次元配列された超音波プローブを用い、所定方向（送信ビームの中心軸方向）に対して超音波送波を行なった場合の送信ビーム（実線）とこの送信ビームと重複して形成される複数の受信ビーム（破線）による並列同時受信を示している。尚、この図では説明を簡単にするために送信ビームＢｔの端部に対応した受信ビームＢｒ−１及びＢｒ−３と送信ビームＢｔの中央部に位置した受信ビームＢｒ−２のみを示している。
【００１４】
従来の並列同時受信法における送信超音波は、非並列同時受信の場合と同様にして、被検体の所定位置（深さ）に収束されており、この領域に超音波エネルギーが集中する。一方、受信超音波は、受信タイミングに対応して収束点を順次深部方向に移動させる所謂ダイナミック収束法が適用され、深部方向に連続して収束された受信ビームを形成することが可能となる。
【００１５】
ところで、このような場合に超音波受信感度は送信ビームにおける音場（送信音場）と受信ビームにおける音場（受信音場）の積（即ち、送受信ビームにおける送受信音場）によって決定される。そして、図１６（ａ）に示した送信ビームＢｔと、この送信ビームＢｔの端部に位置する受信ビーム（例えば、受信ビームＢｒ−１）によって形成される送受信ビームでは、収束領域における送信音場が送受信音場に特に大きな影響を及ぼす。その結果、図１６（ｂ）に示すように送信ビームの中心方向にビーム曲りが発生し、このようなビーム曲がりを有した送受信ビームＢｔｒ−１あるいは図示しない送受信ビームＢｔｒ−３によって生成される超音波画像データにおいて画像歪が生ずる。
【００１６】
次に、図１７（ａ）は、上記並列同時受信における送信音場、受信音場及び送受信音場を模式的に示したものであり、送信ビームの端部における送信音場の音圧は中央部より小さい。このため、並列同時受信方向が３方向以上設定された場合には送受信音場の大きさ（即ち、受信感度）は走査方向で不均一となり、この不均一な送受信音場によって生成される超音波画像データ上では濃淡の縞模様が発生して画質が劣化する。又、送信ビームの端部における受信感度の著しい低下は、Ｂモード画像データの画質を劣化させるのみならずカラードプラ画像データの生成における流速値や分散値等の正確な推定を困難にする。
【００１７】
一方、上述の感度不均一の改善を目的として図１７（ｂ）のように送信音場を走査方向（方位方向）に広げた場合には、画像データの生成に関与しない領域に無駄な送信超音波のエネルギーが放射され、受信感度を低下させるのみならず、サイドローブや多重反射による虚像（アーチファクト）の発生頻度が増大するという問題点を有していた。
【００１８】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、並列同時受信における送受信ビームのビーム曲りや受信感度の不均一、更には、時相差による影響を低減させることによって、リアルタイム性と画質に優れたボリュームデータの収集が可能な超音波診断装置及び画像データ生成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記課題を解決するために、請求項１に係る本発明の超音波診断装置は、超音波の送受信を行なう振動素子を有した超音波プローブを用い、被検体の所定断面に沿った走査方向における並列同時受信によって得られる２次元的な超音波データを前記走査方向と交差するスライス方向の複数断面にて収集し、このとき得られた前記被検体の３次元的な超音波データに基づいて画像データを生成する超音波診断装置において、前記走査方向及び前記スライス方向に対する超音波の送信方向及び受信方向を制御する送受信方向制御手段と、前記送受信方向制御手段による超音波の送受信によって得られた前記３次元的な超音波データの前記走査方向及び前記スライス方向に対し所定の間隔と大きさで予め設定された複数領域の各々に位置する複数の超音波データを合成処理するデータ合成手段と、合成された超音波データに基づいて画像データを生成する画像データ生成手段とを備え、前記送受信方向制御手段は、前記並列同時受信における送信方向／受信方向群を前記スライス方向の断面位置に対応させて前記走査方向に所定量シフトし、前記走査方向に対する超音波走査を行なうことを特徴としている。
【００２０】
又、請求項４に係る本発明の超音波診断装置は、超音波の送受信を行なう振動素子を有した超音波プローブを用い、被検体の所定断面に沿った走査方向における並列同時受信によって得られる２次元的な受信信号を前記走査方向と交差するスライス方向の複数断面にて収集し、このとき得られた前記被検体の３次元的な受信信号に基づいて画像データを生成する超音波診断装置において、前記走査方向及び前記スライス方向に対する超音波の送信方向及び受信方向を制御する送受信方向制御手段と、前記送受信方向制御手段による超音波の送受信によって得られた前記３次元的な受信信号の前記走査方向及び前記スライス方向に対し所定の間隔と大きさで予め設定された複数領域の各々に位置する複数の受信信号を合成処理するデータ合成手段と、合成された受信信号に基づいて画像データを生成する画像データ生成手段とを備え、前記送受信方向制御手段は、前記並列同時受信における送信方向／受信方向群を前記スライス方向の断面位置に対応させて前記走査方向に所定量シフトし、前記走査方向に対する超音波走査を行なうことを特徴としている。
【００２１】
一方、請求項１２に係る本発明の画像データ生成方法は、超音波の送受信を行なう振動素子を有した超音波プローブを用い、被検体の所定断面に沿った走査方向における並列同時受信によって得られる２次元的な超音波データを前記走査方向と交差するスライス方向の複数断面にて収集し、このとき得られた前記被検体の３次元的な超音波データに基づいて画像データを生成する画像データ生成方法であって、送受信方向制御手段が、前記並列同時受信における送信方向／受信方向群を前記スライス方向の断面位置に対応させ前記走査方向に所定量シフトして前記走査方向に対する超音波走査を行なうと共に、前記超音波プローブのスライス方向への揺動を行なって被検体に対し３次元的な超音波データを収集するステップと、データ合成手段が、前記３次元的な超音波データの走査方向及びスライス方向に対して予め設定された所定間隔及び所定サイズの領域における複数の超音波データに対して合成処理を行なうステップと、前記データ合成手段が、合成された超音波データの位置情報を前記複数の超音波データの位置情報に基づいて算出するステップと、ボリュームデータ生成手段が、前記合成された超音波データをその位置情報に対応させて保存しボリュームデータを生成するステップと、画像データ生成手段が、前記ボリュームデータを用いて２次元あるいは３次元の画像データを生成するステップとを有することを特徴としている。
【００２２】
又、請求項１３に係る本発明の画像データ生成方法は、超音波の送受信を行なう振動素子を有した超音波プローブを用い、被検体の所定断面に沿った走査方向における並列同時受信によって得られる２次元的な受信信号を前記走査方向と交差するスライス方向の複数断面にて収集し、このとき得られた前記被検体の３次元的な受信信号に基づいて画像データを生成する画像データ生成方法であって、送受信方向制御手段が、前記並列同時受信における送信方向／受信方向群を前記スライス方向の断面位置に対応させ前記走査方向に所定量シフトして前記走査方向に対する超音波走査を行なうと共に、前記超音波プローブのスライス方向への揺動を行なって被検体に対し３次元的な受信信号を収集するステップと、データ合成手段が、前記３次元的な受信信号の走査方向及びスライス方向に対して予め設定された所定間隔及び所定サイズの領域における複数の受信信号に対して合成処理を行なうステップと、前記データ合成手段が、合成された受信信号の位置情報を前記複数の受信信号の位置情報に基づいて算出するステップと、超音波データ生成手段が、前記合成された受信信号を処理して超音波データを生成するステップと、ボリュームデータ生成手段が、前記超音波データを前記合成された受信信号の位置情報に対応させて保存しボリュームデータを生成するステップと、画像データ生成手段が、前記ボリュームデータを用いて２次元あるいは３次元の画像データを生成するステップとを有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、並列同時受信によって収集された被検体のボリュームデータにおいて、送受信ビームのビーム曲りや感度の不均一、更には時相差に起因するアーチファクトを低減することができる。従がって、ボリュームデータに基づいた２次元画像データあるいは３次元画像データの生成において、リアルタイム性と画質に優れた画像データの生成が可能となり、診断能が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００２５】
以下に述べる本発明の第１の実施例では、超音波プローブにおいて１次元配列された複数の振動素子に対する駆動信号あるいはこれらの振動素子から得られた受信信号の遅延時間を制御して走査方向に対する並列同時受信を行なうとともに、前記超音波プローブを走査方向に対して交差するスライス方向に揺動することにより走査方向に対する２次元の超音波データをスライス方向に複数枚生成し、被検体に対して３次元的な超音波データを収集する。
【００２６】
次いで、上述の３次元的な超音波データの各々において、走査方向及びスライス方向に対して予め設定された所定間隔及び所定サイズの領域において隣接あるいは近接する複数の超音波データを合成してボリュームデータを生成し、更に、このボリュームデータを用いて所望の３次元画像データあるいは２次元画像データの生成を行なう。
【００２７】
尚、以下に述べる本実施例では、複数の振動素子が１次元配列されたセクタ走査用の超音波プローブを更に機械的に揺動させることによってボリュームデータを収集する場合について述べるが、リニア走査方式あるいはコンベックス走査方式の超音波プローブを揺動させてもよく、又、上述の各走査方式における超音波プローブを並行移動させてもよい。更に、振動素子が２次元配列された、所謂、２次元アレイ超音波プローブを用いてボリュームデータの収集を行なってもよい。
【００２８】
（装置の構成）
以下では、本発明の第１の実施例における超音波診断装置の構成と各ユニットの動作につき図１乃至図９を用いて説明する。尚、図１は、本実施例における超音波診断装置の全体構成を示すブロック図であり、図２及び図４は、この超音波診断装置を構成する送受信部及び超音波データ生成部のブロック図である。
【００２９】
図１に示す超音波診断装置１００は、１次元配列された振動素子を備え被検体に対して超音波の送受信を行なうセクタ走査用の超音波プローブ１と、前記振動素子に対して駆動信号を供給すると共に、これらの振動素子から得られた受信信号を整相加算して並列同時受信を行なう送受信部２と、送受信部２にて得られた受信信号を信号処理してＢモードデータやカラードプラデータ等の超音波データを生成する超音波データ生成部３と、超音波プローブ１を、後述する超音波の走査方向に交差する方向（以下では、スライス方向と呼ぶ。）に揺動させるプローブ移動機構部４と、揺動された超音波プローブ１の位置情報（位置や方向）を検出するプローブ位置検出部５を備えている。
【００３０】
又、超音波診断装置１００は、被検体の３次元領域における上述の走査方向及びスライス方向に対し超音波の送信方向及び受信方向を制御する送受信方向制御部６と、３次元領域における超音波データの走査方向及びスライス方向に対し所定の間隔と大きさで設定された複数の領域の各々おける複数の超音波データを合成するデータ合成部７と、前記複数の領域の各々において得られた合成後の超音波データを保存してボリュームデータを生成するボリュームデータ生成部８を備えている。
【００３１】
更に、超音波診断装置１００は、ボリュームデータ生成部８が生成したボリュームデータを用いて２次元画像データあるいは３次元画像データを生成する画像データ生成部９と、得られた画像データを表示する表示部１０と、送受信部２に対して送信超音波の中心周波数と略等しい周波数の連続波あるいは矩形波を発生する基準信号発生部１１と、操作者によって被検体情報の入力、装置の初期設定、更には各種コマンド信号の入力等が行なわれる入力部１２と、超音波診断装置１００の各ユニットを統括的に制御するシステム制御部１３を備えている。
【００３２】
超音波プローブ１は、被検体の表面に対してその前面を接近させ超音波の送受信を行なうものであり、例えば、図示しないＭｏ個の振動素子を有するその先端部は、カップリング溶液によって充満されたプローブケース内に収納されている。この振動素子は電気音響変換素子であり、送信時には電気的な駆動信号を送信超音波に変換し、又、受信時には超音波反射波（受信超音波）を電気信号（受信信号）に変換する機能を有している。
【００３３】
図２に示した送受信部２は、超音波プローブ１におけるＭｏ個の振動素子に対して駆動信号を供給する送信部２１と、これらの振動素子から得られた受信信号を整相加算して並列同時受信を行なう受信部２２を備えている。
【００３４】
そして、送信部２１は、レートパルス発生器２１１と、送信遅延回路２１２と、駆動回路２１３を備え、レートパルス発生器２１１は、基準信号発生部１１から供給される連続波を分周することによって送信超音波の繰り返し周期（レート周期）を決定するレートパルスを発生する。送信遅延回路２１２は、送信に使用される振動素子と同数（Ｍｏチャンネル）の独立な遅延回路から構成され、送受信方向制御部６から供給される走査制御信号に基づいて所定の深さに送信超音波を収束するための遅延時間と所定の方向に送信超音波を放射するための遅延時間を前記レートパルスに与える。又、駆動回路２１３はＭｏチャンネルの独立な駆動回路を有し、超音波プローブ１に内蔵されたＭｏ個の超音波振動子を駆動するための駆動パルスを、遅延時間が設定された上述のレートパルスに基づいて生成する。
【００３５】
一方、受信部２２は、Ｍｏチャンネルから構成されるＡ／Ｄ変換器２２１と、Ｍチャンネルから構成されるビームフォーマ２２２−１乃至２２２−Ｍ及び直交検波部２２３を備えている。そして、超音波プローブ１から供給されたＭｏチャンネルの受信信号は、Ａ／Ｄ変換器２２１にてデジタル信号に変換された後、ビームフォーマ２２２−１乃至２２２−Ｍに供給される。
【００３６】
ビームフォーマ２２２−１乃至２２２−Ｍの各々は、図示しない受信遅延回路と加算回路を有している。そして、送受信方向制御部６から供給される走査制御信号に基づき、Ａ／Ｄ変換器２２１においてデジタル信号に変換されたＭｏチャンネルの受信信号に対し所定の深さからの超音波反射波を収束するための収束用遅延時間と複数方向（Ｍ方向）からの受信超音波に対して強い受信指向性をもたせるための偏向用遅延時間を与えた後加算合成（整相加算）する。この場合、受信タイミングに伴って収束領域が深部に順次移動する所謂ダイナミックフォーカスを行なうことにより深さによらずに略均一なビーム幅を有した受信ビームが形成される。
【００３７】
直交検波部２２３は、π／２移相器２２４と、Ｍチャンネルから構成されるミキサ２２５−１及び２２５−２、ＬＰＦ（低域通過フィルタ）２２６−１及び２２６−２を備え、Ｍチャンネルのビームフォーマ２２２−１乃至２２２−Ｍから供給される整相加算後の受信信号に対し直交位相検波を行なって複素形式の受信信号（以下では、複素受信信号と呼ぶ。）を生成する。
【００３８】
次に、送信部２１の送信遅延回路２１２とビームフォーマ２２２−１乃至２２２−Ｍにおける遅延時間の制御によって設定される並列同時受信時の超音波送受信方向につき図３を用いて説明する。但し、図３では、並列同時受信方向を４方向とした場合のセクタ走査における超音波の送信方向と受信方向について示しているが、これに限定されない。この場合、被検体に対する超音波の送信方向とこの送信方向に対応する並列同時受信方向を矢印で示した走査方向に対して順次シフトすることによりｘ−ｚ平面における２次元データが収集される。但し、ｘ方向は超音波プローブ１における振動素子の配列方向に対応し、ｚ方向は前記振動素子の配列方向に垂直な方向を示している。
【００３９】
送信部２１の駆動回路２１３から上述の遅延時間を有する駆動信号が供給された超音波プローブ１の振動素子は、方向θ４やθ１２、更にはθ２０、θ２８、θ３６（何れも図示せず）・・・に対し送信用超音波を所定のレート周期で順次放射する。そして、方向θ４の送信超音波に対応した方向θ１、θ３、θ５及びθ７からの受信超音波を並列同時受信し、方向θ１２の送信超音波に対応した方向θ９、θ１１、θ１３及びθ１５からの受信超音波を並列同時受信する。同様にして方向θ２０以降の送信超音波に対応した４方向からの受信超音波に対しても並列同時受信が行なわれる。
【００４０】
そして、θ１、θ３、θ５、θ７、・・・の各方向から得られた受信信号に基づいて後述の超音波データｑ１、ｑ３、ｑ５、・・・が生成され、更に、これらの超音波データに基づいてボリュームデータや画像データの生成が行なわれる。即ち、上述の方法によれば、方向θ１、θ３、θ５、θ７・・・から得られた受信信号に基づいて超音波データを生成する際、１回の送信超音波に対し４方向から受信超音波を同時に得ることができるため超音波データの生成に要する時間が非並列同時受信時に対し１／４に短縮され、従がって、後述するボリュームデータの生成におけるリアルタイム性が４倍に改善される。
【００４１】
次に、図４に示した超音波データ生成部３は、受信部２２におけるＭチャンネルの直交検波部２２３から出力された複素受信信号を信号処理してＢモードデータを生成するＭチャンネルのＢモードデータ生成部３１と、前記複素受信信号を信号処理してカラードプラデータを生成するＭチャンネルのカラードプラデータ生成部３２を備えている。
【００４２】
Ｂモードデータ生成部３１は、絶対値回路３１１と対数変換器３１２を備えている。絶対値回路３１１は、送受信部２の受信部２２における直交検波部２２３から出力されたＭチャンネルの複素受信信号に対する絶対値演算（例えば、ＬＰＦ２２６−１から出力されるＩ成分の２乗とＬＰＦ２２６−２から出力されるＱ成分の２乗との和の平方根）によって受信信号の包絡線を算出し、対数変換器３１２は、算出された包絡線に対する対数変換処理により小さな信号振幅を相対的に強調しＭチャンネルのＢモードデータを生成する。
【００４３】
一方、カラードプラデータ生成部３２は、ドプラ信号記憶部３２１、ＭＴＩフィルタ３２２及び自己相関演算器３２３を備え、直交検波部２２３から出力された複素受信信号は、ドプラ信号記憶部３２１に一旦保存される。次いで、高域通過用のデジタルフィルタであるＭＴＩフィルタ３２２は、ドプラ信号記憶部３２１に保存された複素受信信号を読み出し、この複素受信信号に対して臓器内の固定反射体あるいは臓器の呼吸性移動や拍動性移動などに起因するドプラ成分（クラッタ成分）の除去を行なう。又、自己相関演算器３２３は、ＭＴＩフィルタ３２２によって抽出された血流情報のドプラ成分に対して自己相関値を算出し、更に、この自己相関値に基づいて血流の平均速度、分散値及びパワー値を算出してＭチャンネルのカラードプラデータを生成する。
【００４４】
次に、図１に示したプローブ移動機構部４の具体例につき図５を用いて説明する。プローブ移動機構部４は、カップリング液４６が充満されたプローブケース４１の先端部に設けられている超音波プローブ１を、上述の走査方向（図３参照）に対して交差する方向（スライス方向）に揺動させる機能を有している。このプローブ移動機構部４は、超音波プローブ１が一方の先端部に固定されているアーム４２と、このアーム４２の他の端部が固定されている回転盤４３と、ベルト４４と、ベルト４４を介して回転盤４３と連結されたモータ４５を備えている。そして、送受信方向制御部６から供給されるプローブ移動制御信号に従がってモータ４５は図の矢印方向に回動し、この回動運動はベルト４４を介して回転盤４３及びアーム４２に伝達される。そして、アーム４２の先端部に固定された超音波プローブ１は、スライス方向に対して揺動する。
【００４５】
次に、上述のプローブ移動機構４が超音波プローブ１を揺動することによって収集される複数枚の２次元データにつき図６を用いて説明する。
【００４６】
図６（ａ）は、１次元配列された振動素子に供給される駆動信号の遅延時間と前記振動素子から得られる受信信号の遅延時間を制御することによって生成される２次元データｓ１を示している。この場合、２次元データｓ１を構成する放射状のｑ（１、１）ｑ（１、３）、ｑ（１、５）、・・・は、図３に示した方向θ１、θ３、θ５・・・からの受信信号に基づいて超音波データ生成部３が生成した超音波データであり、超音波データｑ１、ｑ３、ｑ５及びｑ７は方向θ４に対する送信超音波に対応して、又、超音波データｑ９、ｑ１１、ｑ１３及びｑ１５は方向θ１２に対する送信超音波に対応して得られた並列同時受信信号に基づく超音波データを示している。そして、スライス方向の所定角度に設定された超音波プローブ１の振動素子配列方向（ｘ方向）と、このｘ方向に垂直なｚ方向によって決定されるｘ−ｚ平面において超音波データｑ（１、１）ｑ（１、３）、ｑ（１、５）、・・・による２次元データｓ１が生成される。
【００４７】
一方、図６（ｂ）は、上述のプローブ移動機構部４により、超音波プローブ１をスライス方向に揺動した場合に得られる複数の２次元データを示したものであり、超音波プローブ１の揺動により、２次元データｓ１に交差するスライス方向において２次元データｓ２、ｓ３，ｓ４，・・・・が所定間隔で得られる。
【００４８】
このように、超音波の送信とこの送信に対応した並列同時受信を走査方向において複数回繰り返すことによって所定断面における２次元データを生成し、更に、スライス方向に対する超音波プローブ１の揺動により被検体の３次元領域における連続した複数枚の２次元データが収集される。
【００４９】
図１に戻って、プローブ位置検出部５は、図示しないエンコーダを備え、プローブ移動機構部４によって揺動された超音波プローブ１の位置情報（位置や角度に関する情報）を検出する。例えば、プローブ移動機構部４に設けられたモータ４５の回転軸に上述のエンコーダを装着し、このエンコーダが検出した前記回転軸の回動角度に基づいて超音波プローブ１の位置情報を検出する方法が好適であるが特に限定されない。そして、検出した位置情報は、システム制御部１３を介してデータ合成部７に供給される。
【００５０】
一方、送受信方向制御部６は、送信部２１における送信遅延回路２１２の遅延時間及び受信部２２におけるビームフォーマ２２２−１乃至２２２−Ｍの遅延時間を制御し、２次元データ形成面（ｘ−ｚ面）における超音波の送信方向と並列同時受信方向を設定する。更に、送受信方向制御部６は、プローブ移動機構部４を制御し、超音波プローブ１をスライス方向に対し所定速度あるいは所定間隔で移動する。
【００５１】
図７は、送受信方向制御部６の制御による超音波データの生成方法を模式的に示したものであり、横軸は走査方向を、又、縦軸はスライス方向に対応している。そして、第１の画像断面において生成される２次元データｓ１は、方向θ４に対する送信と方向θ１、θ３、θ５及びθ７に対する並列同時受信によって得られた超音波データｑ（１、１）、ｑ（１、３）、ｑ（１、５）及びｑ（１、７）、方向θ１２に対する送信と方向θ９、θ１１、θ１３及びθ１５に対する並列同時受信によって得られた超音波データｑ（１、９）、ｑ（１、１１）、ｑ（１、１３）及びｑ（１、１５）・・・によって構成されている。
【００５２】
又、超音波プローブ１をスライス方向に揺動することにより前記第１の画像断面に隣接した第２の画像断面において生成される２次元データｓ２は、方向θ８に対する送信と方向θ５、θ７、θ９及びθ１１に対する並列同時受信によって得られた超音波データｑ（２、５）、ｑ（２、７）、ｑ（２、９）及びｑ（２、１１）、方向θ１６に対する送信と方向θ１３、θ１５、θ１７及びθ１９に対する並列同時受信によって得られた超音波データｑ（２、１３）、ｑ（２、１５）、ｑ（２、１７）及びｑ（２、１９）・・・によって構成されている。
【００５３】
更に、第２の画像断面に隣接した第３の画像断面において生成される２次元データｓ３は、第１の画像断面における２次元データｓ１と同様にして方向θ４に対する送信と方向θ１、θ３、θ５及びθ７に対する並列同時受信によって得られた超音波データｑ（３、１）、ｑ（３、３）、ｑ（３、５）及びｑ（３、７）、方向θ１２に対する送信と方向θ９、θ１１、θ１３及びθ１５に対する並列同時受信によって得られた超音波データｑ（３、９）、ｑ（３、１１）、ｑ（３、１３）及びｑ（３、１５）・・・によって構成されている。
【００５４】
即ち、画像断面の位置に対応させて送信方向とこの送信方向に対応した並列同時受信方向は走査方向に対して所定間隔シフトする。例えば、本実施例における奇数番目の画像断面では、方向θ４に対する送信と方向θ１、θ３、θ５及びθ７に対する並列同時受信によってスライス方向に対する超音波データの収集が開始される。これに対し偶数番目の画像断面では、方向θ８に対する送信と方向θ５、θ７、θ９及びθ１１に対する並列同時受信によって超音波データの収集が開始される。
【００５５】
再び図１に戻って、データ合成部７は、データ記憶部７１と演算部７２を備え、データ記憶部７１は、超音波データ生成部３によって生成された全ての２次元データあるいは近接した複数枚の２次元データを構成する超音波データを保存する。このとき、各々の２次元データを構成する超音波データには、プローブ位置検出部５から供給される２次元データの位置情報や送受信方向制御部６から供給される受信方向の情報が付帯情報として付加される。
【００５６】
一方、演算部７２は、データ記憶部７１において保存された３次元的な超音波データの中から所定範囲において近接した複数の超音波データとその付帯情報を読み出す。そして、これらの超音波データを走査方向及びスライス方向に対して合成処理すると共に、合成した超音波データの位置を前記複数の超音波データの位置情報に基づいて算出する。そして、合成処理後の超音波データとその位置情報をボリュームデータ生成部８へ供給する。
【００５７】
ボリュームデータ生成部８は、記憶回路を備え、データ合成部７の演算部７２から供給された合成処理後の超音波データを、その付帯情報である位置情報に対応させて前記記憶回路に保存しボリュームデータを生成する。
【００５８】
次に、超音波データ生成部３において生成された超音波データに対してデータ合成部７が行なう合成処理につき図８及び図９を用いて説明する。図８は、データ合成部７のデータ記憶部７１に保存された２次元データｓ１乃至ｓ３の特性を模式的に示すものであり、２次元データｓ１を構成する超音波データｑ（１、１）ｑ（１，３）ｑ（１，５）、・・・、２次元データｓ２を構成する超音波データｑ（２、５）ｑ（２，７）ｑ（２，９）、・・・、２次元データｓ３を構成する超音波データｑ（３、１）ｑ（３，３）ｑ（３，５）、・・・の夫々は、既に図１６及び図１７において述べたように並列同時受信に起因する感度不均一、ビーム曲がり及び時相差を有している。図８において、受信感度Ａ２は送信方向に近接した内側の受信方向における受信感度を、又、受信感度Ａ１は外側の受信方向における受信感度を示しており、通常、Ａ１＜Ａ２である。
【００５９】
一方、ビーム曲がりＢ＋及びＢ−は送信ビームの中心軸に近接した内側の送受信ビームにおけるビーム曲がりを、又、ビーム曲がりＢ２＋及びＢ２−は外側の送受信ビームにおけるビーム曲がりを示している。但し、ここでは、Ｂ＋とＢ−あるいはＢ２＋とＢ２−は異符号でその絶対値は略等しい場合を示し、｜Ｂ＋｜＜｜Ｂ２＋｜及び｜Ｂ−｜＜｜Ｂ２−｜の関係にある。
【００６０】
一方、図９は、データ合成部７の演算部７２による合成処理を説明するための図であり、データ合成部７のデータ記憶部７１には、超音波データｑ（１，１）、ｑ（１，３）、ｑ（１，５）、・・・によって構成される２次元データｓ１、超音波データｑ（２，５）、ｑ（２，７）、ｑ（２，９）・・・によって構成される２次元データｓ２、超音波データｑ（３，１）、ｑ（３，３）、ｑ（３，５）、・・・によって構成される２次元データｓ３・・・が夫々保存されている。そして、演算部７２は、データ記憶部７１に保存された上述の超音波データの中から、例えば、２次元データｓ１及びｓ２の走査方向及びスライス方向において隣接した超音波データｑ（１、５）、ｑ（１、７）、ｑ（２、５）及びｑ（２、７）を読み出し、これらの超音波データを合成処理することにより超音波データＱ（１、５）を生成する。更に、演算部７２は、上述の超音波データｑ（１、５）、ｑ（１、７）、ｑ（２、５）及びｑ（２、７）に付帯された夫々の位置情報に基づいてこれらの超音波データの中心位置を算出し、その位置情報を超音波データＱ（１、５）に付加してボリュームデータ生成部８の記憶回路に保存する。
【００６１】
同様にして、演算部７２は、超音波データｑ（１、７）、ｑ（１、９）、ｑ（２、７）及びｑ（２、９）の合成処理による超音波データＱ（１、７）、超音波データｑ（１、９）、ｑ（１、１１）、ｑ（２、９）及びｑ（２、１１）の合成処理による超音波データＱ（１、９）、・・・・を順次生成し、更に、２次元データｓ２及びｓ３の走査方向及びスライス方向において隣接した超音波データｑ（２、５）、ｑ（２、７）、ｑ（３、５）及びｑ（３、７）の合成処理による超音波データＱ（２、５）、超音波データｑ（２、７）、ｑ（２、９）、ｑ（３、７）及びｑ（３、９）の合成処理による超音波データＱ（２、７）、超音波データｑ（２、９）、ｑ（２、１１）、ｑ（３、９）及びｑ（３、１１）の合成処理による超音波データＱ（２、９）、・・・・を順次生成する。
【００６２】
更に、上述の合成処理を隣接する２次元データｓ３とｓ４、s４とｓ５、・・・に対しても繰り返して行ない、合成処理後の超音波データに対しその位置情報を付加してボリュームデータ生成部８の記憶回路に保存する。即ち、ボリュームデータ生成部８の記憶回路には、データ合成部７の合成処理によって得られた超音波データＱ（１、５）、Ｑ（１、７）、Ｑ（１、９）・・・Ｑ（２、５）、Ｑ（２、７）、Ｑ（２、９）・・・Ｑ（３、５）、Ｑ（３、７）、Ｑ（３、９）・・・がその位置情報に対応した位置に保存されてボリュームデータが生成される。
【００６３】
次に、図１の画像データ生成部９は、例えば、図示しない不透明度・色調設定部とレンダリング処理部を備えている。前記不透明度・色調設定部は、ボリュームデータ生成部８の記憶回路に保存されているボリュームデータを読み出し、これらのボリュームデータのボクセル値に基づいて不透明度や色調を設定する。一方、前記レンダリング処理部は、不透明度・色調設定部が設定した不透明度や色調の情報に基づき上述のボリュームデータをレンダリング処理してボリュームレンダリング画像データを生成する。
【００６４】
次に、表示部１０は、図示しない表示用データ生成回路、変換回路及びモニタを備え、前記表示用データ生成回路は、画像データ生成部９において生成された３次元画像データあるいは２次元画像データに対し所定の表示形態に対応した走査変換処理を行なって表示用データを生成する。次いで、前記変換回路はこの表示用データに対してＤ／Ａ変換とテレビフォーマット変換を行ない前記モニタに表示する。
【００６５】
一方、入力部１２は、操作パネル上に表示パネルやキーボード、トラックボール、マウス、選択ボタン、入力ボタン等の入力デバイスを備え、被検体情報の入力、ボリュームデータの収集条件や表示条件の設定、更には、種々のコマンド信号の入力等を行なう。
【００６６】
又、システム制御部１３は、図示しないＣＰＵと記憶回路を備え、操作者によって入力部１２から入力あるいは設定される上述の各種情報は前記記憶回路に保存される。そして、前記ＣＰＵは、これらの情報に基づいて、送受信方向制御部６をはじめとする上述の各ユニットを統括的に制御する。
【００６７】
次に、上述のデータ合成部７によって行なわれる超音波データの合成処理の有用性につき図８及び図９を再度用いて説明する。例えば、データ合成部７のデータ記憶部７１に保存された２次元データｓ１の超音波データｑ（１、５）及びｑ（１，７）と２次元データｓ２の超音波データｑ（２、５）及びｑ（２，７）を加算合成して超音波データＱ（１、５）を生成する場合、超音波データＱ（１、５）の感度Ａ（１、５）及びビーム曲りＢ（１，５）は式（１）により定性的に示すことができる。
【数１】
2008073085.tif 000003
【００６８】
一方、２次元データｓ１の超音波データｑ（１、７）及びｑ（１，９）と２次元データｓ２の超音波データｑ（２、７）及びｑ（２，９）を加算合成して超音波データＱ（１、７）を生成する場合においても、超音波データＱ（１、７）の感度Ａ（１、７）及びビーム曲りＢ（１，７）は式（１）と同等にして示される。即ち、合成処理後の超音波データでは、従来の並列同時受信において発生した感度不均一とビーム曲りの影響を排除することができ、又、時相差によって発生する塊状のパターンも上述の合成処理によって大幅に低減することが可能となる。
【００６９】
例えば、上述の超音波データｑ（１、５）、ｑ（１、７）、ｑ（２、５）及びｑ（２、７）を加算合成して生成される超音波データＱ（１、５）の時相は、図8に示した時相Ｐ１１と時相Ｐ２１の関数となり、超音波データｑ（１、７）、ｑ（１，９）、ｑ（２、７）及びｑ（２、９）を加算合成して生成される超音波データＱ（１、７）の時相は時相Ｐ１１、時相Ｐ１２及び時相Ｐ２１の関数となる。同様にして超音波データＱ（１、９）の時相は、時相Ｐ１２と時相Ｐ２１の関数となり、超音波データＱ（１、１１）の時相は、時相Ｐ１２、時相Ｐ２１及び時相Ｐ２２の関数となる。
【００７０】
（画像データの生成手順）
次に、本実施例における画像データの生成手順につき図１０のフローチャートに沿って説明する。尚、以下では、被検体の３次元領域において収集したＢモードデータに基づいてボリュームデータを生成し、更に、このボリュームデータを用いてボリュームレンダリング画像データを生成する場合について述べるが、前記３次元領域において収集したカラードプラデータに基づいてボリュームデータを生成してもよい。又、Ｂモードデータやカラードプラ画像データに基づくボリュームデータを用いてサーフェイスレンダリング画像データやＭＩＰ画像データ、更には、ＭＰＲ画像データ等の画像データを生成しても構わない。
【００７１】
被検体に対する画像データの生成に先立ち、超音波診断装置１００の操作者は、入力部１２において被検体情報を入力すると共にボリュームデータや画像データの生成条件を設定する（図１０のステップＳ１）。
【００７２】
次いで、操作者は、当該被検体の体表面に超音波プローブ１が設けられたプローブケース４１の先端部を配置し、画像データの生成開始コマンドを入力する（図１０のステップＳ２）。そして、このコマンド信号がシステム制御部１３に供給されることにより、当該被検体に対する画像データの生成が開始される。
【００７３】
画像データの生成に際し、図２に示した送信部２１のレートパルス発生器２１１は、システム制御部１３から供給された制御信号に従い、当該被検体の体内に放射される送信超音波の繰り返し周期（レート周期）を決定するレートパルスを生成して送信遅延回路２１２に供給する。送信遅延回路２１２は、送受信方向制御部６から供給された制御信号に基づいて送信超音波を集束するための遅延時間と方向θ４に超音波を送信するための遅延時間を前記レートパルスに与え、このレートパルスをＭｏチャンネルの駆動回路２１３に供給する。次いで、駆動回路２１３は、送信遅延回路２１２から供給されたレートパルスに基づいて駆動信号を生成し、超音波プローブ１におけるＭｏ個の振動素子に供給して当該被検体の方向θ４に対して超音波を送信する。
【００７４】
放射された送信超音波の一部は、音響インピーダンスの異なる組織等の境界において反射し、更に、血管内で移動している血球等によってその周波数がドプラ偏移を受けた超音波反射波は超音波プローブ１の前記振動素子により受信信号に変換される。次いで、この受信信号は、受信部２２のＡ／Ｄ変換器２２１においてデジタル信号に変換された後、Ｍ（Ｍ＝４）チャンネルのビームフォーマ２２２−１乃至２２２−Ｍにおいて所定の深さからの受信超音波を収束するための遅延時間と方向θ１、θ３、θ５及びθ７からの受信超音波に対し強い受信指向性を設定するための遅延時間が与えられて整相加算される。
【００７５】
次に、Ｍチャンネルから構成される直交検波部２２３の各々は、ビームフォーマ２２２−１乃至２２２−Ｍにおいて得られた方向θ１、θ３、θ５及びθ７に対応する受信信号を直交位相検波しＩ成分及びＱ成分を有する複素受信信号に変換する。
【００７６】
そして、超音波データ生成部３のＢモードデータ生成部３１は、複素受信信号のＩ成分及びＱ成分に対して絶対値演算と対数変換を行なって超音波データとしてのＢモードデータｑ（１、１）、ｑ（１、３）、ｑ（１、５）及びｑ（１、７）、を生成し、データ生成部７のデータ記憶部７１に保存する。このとき、プローブ位置検出部５から供給される超音波プローブ１のスライス方向に対する最初の位置情報（即ち、最初の画像断面の位置情報）及び超音波の受信方向（θ１、θ３、θ５及びθ７）の情報も前記Ｂモードデータの付帯情報としてデータ記憶部７１に保存される。
【００７７】
最初の画像断面のθ１、θ３、θ５及びθ７に対するＢモードデータの生成と保存が終了したならば、送受信方向制御部６は、同様にして送信部２１における送信遅延回路２１２及び受信部２２のビームフォーマ２２２−１乃至２２２−４の遅延時間を制御することにより、方向θ１２、θ２０、θ２８、・・・の各々に対して送信超音波が所定のレート間隔で送信され、これらの送信方向の各々に対応する並列同時受信によって得られた受信信号に基づきＢモードデータｑ（１、９）、ｑ（１、１１）、ｑ（１、１３）・・・・が生成される。そして、これらのＢモードデータは、その付帯情報と共にデータ合成部７のデータ記憶部７１に２次元データｓ１として保存される。
【００７８】
第１の画像断面における２次元データｓ１の生成と保存が終了したならば、送受信方向制御部６は、システム制御部１３からの指示信号に基づきプローブ移動機構部４に対してプローブ移動制御信号を供給し、このプローブ移動制御信号を受信したプローブ移動機構部４は、超音波プローブ１を所定角度回動させて第２の画像断面の位置に設定する。
【００７９】
次いで、システム制御部１３は、送信部２１の送信遅延回路２１２及び受信部２２のビームフォーマ２２２−１乃至２２２−４の遅延時間を制御し、方向θ８、θ１６、θ２４、・・・の各々に対して超音波を所定のレート間隔で送信する。そして、送信方向の各々において４方向から並列同時受信した受信信号に基づいてＢモードデータｑ（２、５）、ｑ（２、７）、ｑ（２、９）・・・・が生成され、得られたＢモードデータは、その付帯情報と共にデータ記憶部７１に２次元データｓ２として保存される。
【００８０】
以下同様の手順によって、第３の画像断面におけるＢモードデータｑ（３、１）、ｑ（３、３）、ｑ（３、５）・・・・、第４の画像断面におけるＢモードデータｑ（４、５）、ｑ（４、７）、ｑ（４、９）・・・・の生成が順次行なわれ、２次元データｓ３、ｓ４、ｓ５、・・・としてデータ記憶部７１に保存される（図１０のステップＳ３）。
【００８１】
次に、データ合成部７の演算部７２は、データ記憶部７１において保存されたＢモードデータの中から所定範囲において近接した複数のＢモードデータとその付帯情報を読み出し、これらのＢモードデータを走査方向及びスライス方向に対して合成処理する（図１０のステップＳ４）。更に、演算部７２は、合成されたＢモードデータの位置を前記複数のＢモードデータの位置情報に基づいて算出し（図１０のステップＳ５）、この位置情報を合成処理後のＢモードデータに付加してボリュームデータ生成部８へ供給する。そして、このようなＢモードデータの合成処理と合成されたＢモードデータ位置の算出をデータ記憶部７１に保存されたＢモードデータの全てあるいは一部に対して繰り返し行ない、得られた合成後のＢモードデータは、その位置情報と共にボリュームデータ生成部８へ供給される。
【００８２】
そして、ボリュームデータ生成部８は、データ合成部７の演算部７２から供給された合成処理後のＢモードデータを、その付帯情報である位置情報に基づいて自己の記憶回路に配列保存しボリュームデータを生成する（図１０のステップＳ６）。
【００８３】
一方、画像データ生成部９の不透明度・色調設定部は、ボリュームデータ生成部８の記憶回路に保存されているボリュームデータを読み出し、これらのボリュームデータのボクセル値に基づいて不透明度や色調を設定する。次いで、画像データ生成部９のレンダリング処理部は、不透明度・色調設定部が設定した不透明度や色調の情報に基づいて上述のボリュームデータをレンダリング処理し、３次元画像データとしてのボリュームレンダリング画像データを生成して表示部１０へ供給する（図１０のステップＳ７）。
【００８４】
そして、表示部１０は、画像データ生成部９において生成されたボリュームレンダリング画像データに対し所定の表示形態に対応した走査変換処理を行なって表示用データを生成し、更に、Ｄ／Ａ変換とテレビフォーマット変換を行なった後モニタに表示する（図１０のステップＳ８）。
【００８５】
（変形例）
次に、超音波データに対してデータ合成部７が行なう合成処理の変形例につき図１１乃至図１３を用いて説明する。図１１に示した第１の変形例における第１の画像断面の２次元データｓ１は、方向θ４に対する送信と方向θ１、θ３、θ５及びθ７に対する並列同時受信によって得られた超音波データｑ（１、１）、ｑ（１、３）、ｑ（１、５）及びｑ（１、７）、方向θ１２に対する送信と方向θ９、θ１１、θ１３及びθ１５に対する並列同時受信によって得られた超音波データｑ（１、９）、ｑ（１、１１）、ｑ（１、１３）及びｑ（１、１５）・・・から構成されている。
【００８６】
又、第２の画像断面において生成される２次元データｓ２は、方向θ６に対する送信と方向θ３、θ５、θ７及びθ９に対する並列同時受信によって得られた超音波データｑ（２、３）、ｑ（２、５）、ｑ（２、７）及びｑ（２、９）、方向θ１４に対する送信と方向θ１１、θ１３、θ１５及びθ１７に対する並列同時受信によって得られた超音波データｑ（２、１１）、ｑ（２、１３）、ｑ（２、１５）及びｑ（２、１７）・・・から構成されている。
【００８７】
更に、第３の画像断面において生成される２次元データｓ３は、方向θ８に対する送信と方向θ５、θ７、θ９及びθ１１に対する並列同時受信によって得られた超音波データｑ（３、５）、ｑ（３、７）、ｑ（３、９）及びｑ（３、１１）、・・・、又、第４の画像断面において生成される２次元データｓ４は方向θ１０に対する送信と方向θ７、θ９、θ１１及びθ１３に対する並列同時受信によって得られた超音波データｑ（４、７）、ｑ（４、９）、ｑ（４、１１）及びｑ（４、１３）・・・によって構成されている。そして、第５の画像断面以降に対しては第１の画像断面乃至第４の画像断面と同様の手順によって２次元データｓ５、ｓ６、ｓ７、・・・が生成される。
【００８８】
次いで、データ合成部７の演算部７２は、例えば、データ記憶部７１に保存された超音波データの中から２次元データｓ１乃至ｓ４の方向θ７に対応する超音波データｑ（１，７）、ｑ（２，７）、ｑ（３，７）及びｑ（４，７）を読み出し、これらの超音波データを合成処理することにより超音波データＱ（２、７）を生成する。更に、演算部７２は、上述の超音波データｑ（１，７）、ｑ（２，７）、ｑ（３，７）及びｑ（４，７）に付帯された位置情報に基づいてこれらの超音波データの中心位置を算出し、この位置情報を超音波データＱ（２，７）に付加してボリュームデータ生成部８の記憶回路に保存する。
【００８９】
同様にして、演算部７２は、超音波データｑ（１、９）、ｑ（２、９）、ｑ（３、９）及びｑ（４、９）の合成処理による超音波データＱ（２、９）、超音波データｑ（１、１１）、ｑ（２、１１）、ｑ（３、１１）及びｑ（４、１１）の合成処理による超音波データＱ（２、１１）、・・・・を順次生成し、更に、超音波データｑ（２、７）、ｑ（３、７）、ｑ（４、７）及びｑ（５、７）の合成処理による超音波データＱ（３，７）、超音波データｑ（２、９）、ｑ（３、９）、ｑ（４、９）及びｑ（５、９）の合成処理による超音波データＱ（３、９）、超音波データｑ（２、１１）、ｑ（３、１１）、ｑ（４、１１）及びｑ（５、１１）の合成処理による超音波データＱ（３、１１）、・・・・を順次生成する。
【００９０】
一方、図１２に示した第２の変形例における第１の画像断面の２次元データｓ１は、方向θ４に対する送信と方向θ１、θ３、θ５及びθ７に対する並列同時受信によって得られた超音波データｑ（１、１）、ｑ（１、３）、ｑ（１、５）及びｑ（１、７）、方向θ１２に対する送信と方向θ９、θ１１、θ１３及びθ１５に対する並列同時受信によって得られた超音波データｑ（１、９）、ｑ（１、１１）、ｑ（１、１３）及びｑ（１、１５）・・・から構成され、第２の画像断面の２次元データｓ２も２次元データｓ１と同じ送信方向と並列同時受信方向によって得られた超音波データｑ（２、１）、ｑ（２、３）、ｑ（２、５）、（２、７）、（２、９）、・・・から構成されている。
【００９１】
一方、第３の画像断面において生成される２次元データｓ３は、方向θ８に対する送信と方向θ５、θ７、θ９及びθ１１に対する並列同時受信によって得られた超音波データｑ（３、５）、ｑ（３、７）、ｑ（３、９）及びｑ（３、１１）、方向θ１６に対する送信と方向θ１３、θ１５、θ１７及びθ１９に対する並列同時受信によって得られた超音波データｑ（３、１３）、ｑ（３、１５）、ｑ（３、１７）、ｑ（３、１９）・・・から構成され、第４の画像断面の２次元データｓ４も２次元データｓ３と同じ送信方向と並列同時受信方向によって得られた超音波データｑ（４、５）、ｑ（４、７）、ｑ（４、９）、ｑ（４、１１）、ｑ（４、１３）、・・・から構成されている。そして、第５の画像断面以降に対しては第１の画像断面乃至第４の画像断面と同様の手順によって２次元データｓ５、ｓ６、ｓ７、・・・が生成される。
【００９２】
次いで、データ合成部７の演算部７２は、例えば、データ記憶部７１に保存された超音波データの中から２次元データｓ１乃至ｓ４の方向θ５に対応する超音波データｑ（１，５）、ｑ（２，５）、ｑ（３，５）及びｑ（４，５）と、２次元データｓ１乃至ｓ４の方向θ７に対応する超音波データｑ（１，７）、ｑ（２，７）、ｑ（３，７）及びｑ（４，７）を読み出し、これらの超音波データを合成処理することにより超音波データＱ（２、５）を生成する。更に、演算部７２は、上述の超音波データの各々に付帯された位置情報に基づいてこれらの超音波データの中心位置を算出し、その位置情報を超音波データＱ（２，５）に付加してボリュームデータ生成部８の記憶回路に保存する。
【００９３】
同様にして、演算部７２は、超音波データｑ（１、７）、ｑ（２、７）、ｑ（３、７）及びｑ（４、７）と超音波データｑ（１、９）、ｑ（２、９）、ｑ（３、９）及びｑ（４、９）の合成処理による超音波データＱ（２、７）、・・・超音波データｑ（２、５）、ｑ（３、５）、ｑ（４、５）及びｑ（５，５）と超音波データｑ（２、７）、ｑ（３、７）、ｑ（４、７）及びｑ（５，７）の合成処理による超音波データＱ（３、５）、・・・・を順次生成し、更に、超音波データｑ（２、７）、ｑ（３、７）、ｑ（４、７）及びｑ（５、７）の合成処理による超音波データＱ（３，７）、・・・・を順次生成する。
【００９４】
上述の第１の変形例及び第２の変形例に示した超音波データの収集と合成処理によって得られた合成処理後の超音波データにおける感度Ａ、ビーム曲りＢ及び時相Ｃも式（１）と同様にして示され、従来の並列同時受信において発生した感度不均一、ビーム曲り及び時相差の影響を排除することができる。
【００９５】
一方、図１３は本実施例の第３の変形例を示したものであり、２次元データｓ１及びｓ２を構成する超音波データを合成処理することにより感度不均一とビーム曲りの影響が排除された２次元の超音波データを生成することが可能となる。即ち、本変形例における第１の画像断面の２次元データｓ１は、図９に示した上述の実施例と同様にして方向θ４に対する送信と方向θ１、θ３、θ５及びθ７に対する並列同時受信によって得られた超音波データｑ（１、１）、ｑ（１、３）、ｑ（１、５）及びｑ（１、７）、方向θ１２に対する送信と方向θ９、θ１１、θ１３及びθ１５に対する並列同時受信によって得られた超音波データｑ（１、９）、ｑ（１、１１）、ｑ（１、１３）及びｑ（１、１５）・・・から構成されている。
【００９６】
又、第２の画像断面において生成される２次元データｓ２は、方向θ８に対する送信と方向θ５、θ７、θ９及びθ１１に対する並列同時受信によって得られた超音波データｑ（２、５）、ｑ（２、７）、ｑ（２、９）及びｑ（２、１１）、方向θ１６に対する送信と方向θ１３、θ１５、θ１７及びθ１９に対する並列同時受信によって得られた超音波データｑ（２、１３）、ｑ（２、１５）、ｑ（２、１７）及びｑ（２、１９）・・・から構成されている。
【００９７】
そして、データ合成部７の演算部７２は、データ記憶部７１に保存された上述の超音波データの中から、２次元データｓ１及びｓ２において走査方向及びスライス方向に隣接した超音波データｑ（１、５）、ｑ（１、７）、ｑ（２、５）及びｑ（２、７）を読み出し、これらの超音波データを合成処理することにより超音波データＱ（１、５）を生成する。同様にして、演算部７２は、上述の超音波データｑ（１、７）、ｑ（１、９）、ｑ（２、７）及びｑ（２、９）の合成処理による超音波データＱ（１，７）、超音波データｑ（１、９）、ｑ（１、１１）、ｑ（２、９）及びｑ（２、１１）の合成処理による超音波データＱ（１，９）・・・を順次生成する。この方法においても感度不均一、ビーム曲り及び時相差の影響が排除された２次元の超音波データを得ることが可能となる。
【００９８】
以上述べた本発明の第１の実施例によれば、並列同時受信によって収集された被検体のボリュームデータにおいて、送受信ビームのビーム曲りや感度の不均一、更には時相差に起因するアーチファクトを低減することができる。従がって、ボリュームデータに基づいた２次元画像データあるいは３次元画像データの生成において、リアルタイム性と画質に優れた画像データの生成が可能となる。このため、診断精度が大幅に向上する。
【００９９】
特に、上述の実施例では、Ｂモードデータやカラードプラデータのように位相情報を有しない超音波データに対して合成処理を行なっているため、データ合成部のデータ記憶部における記憶容量を小さくすることができるのみならず合成処理に要する時間を短縮することができ、リアルタイム性が更に向上する。
【実施例２】
【０１００】
次に、本発明の第２の実施例について説明する。この第２の実施例では、超音波プローブにおいて１次元配列された複数の振動素子に対する駆動信号あるいはこれらの振動素子から得られた受信信号の遅延時間を制御して走査方向に対する並列同時受信を行なうとともに、前記超音波プローブを走査方向に対して交差するスライス方向に揺動することにより走査方向に対する２次元の受信信号をスライス方向の複数箇所で生成し、被検体に対して３次元的な受信信号を収集する。
【０１０１】
次いで、前記３次元的な受信信号の各々において、走査方向及びスライス方向に対して設定された所定間隔及び所定サイズの領域に含まれる近接した複数の受信信号を合成処理し、合成後の受信信号を信号処理して得られた超音波データを保存してボリュームデータを生成する。そして、得られたボリュームデータを用いて所望の３次元画像データあるいは２次元画像データの生成と表示を行なう。
【０１０２】
（装置の構成）
本実施例における超音波診断装置と上述の第１の実施例における超音波診断装置とは特に超音波データ生成部とデータ合成部において差異がある。本実施例における超音波診断装置の構成と動作につき図１４に示したブロック図を用いて説明する。尚、本実施例の超音波診断装置の全体構成を示す図１４において、上述の第１の実施例のユニットと同一の動作及び機能を有するユニットは同一の符号を付加し、詳細な説明は省略する。
【０１０３】
図１４に示す超音波診断装置２００は、１次元配列された振動素子を備え被検体に対して超音波の送受信を行なうセクタ走査用の超音波プローブ１と、前記振動素子に対して駆動信号を供給すると共に、これらの振動素子から得られた受信信号を整相加算して並列同時受信を行なう送受信部２と、超音波プローブ１を、スライス方向に揺動させるプローブ移動機構部４と、揺動された超音波プローブ１の位置情報（位置や方向）を検出するプローブ位置検出部５と、被検体の３次元領域における受信信号を得るために走査方向及びスライス方向に対する超音波の送信方向及び受信方向を制御する送受信方向制御部６を備えている。
【０１０４】
又、超音波診断装置２００は、３次元領域における受信信号の走査方向及びスライス方向に対し所定の間隔と大きさで設定された複数の領域の各々における複数の受信信号を合成するデータ合成部７ａと、合成された受信信号を信号処理してＢモードデータ及びカラードプラデータ等の超音波データを生成する超音波データ生成部３ａと、前記複数の領域の各々において得られた超音波データを順次保存してボリュームデータを生成するボリュームデータ生成部８と、このボリュームデータを用いて２次元画像データあるいは３次元画像データを生成する画像データ生成部９を備えている。
【０１０５】
更に、超音波診断装置２００は、上述の画像データ生成部９において生成された画像データを表示する表示部１０と、送受信部２に対して送信超音波の中心周波数と略等しい周波数の連続波あるいは矩形波を発生する基準信号発生部１１と、操作者によって被検体情報の入力、装置の初期設定、更には各種コマンド信号の入力等が行なわれる入力部１２と、超音波診断装置２００の各ユニットを統括的に制御するシステム制御部１３を備えている。
【０１０６】
そして、データ合成部７ａは、データ記憶部７１ａと演算部７２ａを備え、データ記憶部７１ａは、当該被検体に対して設定された複数の画像断面に対して送受信部２の受信部２２が生成した３次元的な複素受信信号を順次保存する。このとき、各々の複素信号には、プローブ位置検出部５が検出した画像断面の位置情報や送受信方向制御部６から供給される受信方向の情報が付帯情報として付加される。
【０１０７】
一方、データ合成部７ａの演算部７２ａは、データ記憶部７１ａにおいて保存された３次元的な複素受信信号の中から走査方向及びスライス方向の所定範囲において近接した複数の複素受信信号とその付帯情報を読み出す。そして、これらの複素受信信号を走査方向及びスライス方向に対して合成処理すると共に、合成された複素受信信号の位置を前記複数の複素受信信号の位置情報に基づいて算出する。そして、合成処理後の複素受信信号とその位置情報を超音波データ生成部３ａへ供給する。
【０１０８】
次に、超音波データ生成部３ａは、データ合成部７ａの演算部７２ａから供給された合成後の複素受信信号を信号処理してＢモードデータを生成するＭチャンネルのＢモードデータ生成部３１ａと、前記複素受信信号を信号処理してカラードプラデータを生成するＭチャンネルのカラードプラデータ生成部３２ａを備えている。
【０１０９】
そして、Ｂモードデータ生成部３１ａは、図４と同様にして、前記合成後の複素受信信号に対し絶対値演算を行なってその包絡線を検出する絶対値回路３１１と、得られた包絡線を対数変換してＭチャンネルのＢモードデータを生成する対数変換器３１２を備えている。一方、カラードプラデータ生成部３２ａは、前記合成後の複素受信信号を一旦保存するドプラ信号記憶部３２１と、この複素受信信号に対してクラッタ成分の排除を行なうＭＴＩフィルタ３２２と、ＭＴＩフィルタ３２２から出力された血流情報のドプラ成分に対して自己相関値を算出し、更に、この自己相関値に基づいて血流の平均速度、分散値及びパワー値を算出してＭチャンネルのカラードプラデータを生成する自己相関演算器３２３を備えている。
【０１１０】
（画像データの生成手順）
次に、本実施例における画像データの生成手順につき図１５のフローチャートに沿って説明する。当該被検体に対する画像データの生成に先立ち、超音波診断装置２００の操作者は、入力部１２において被検体情報を入力すると共にボリュームデータや画像データの生成条件を設定し（図１５のステップＳ１１）、当該被検体の体表近傍に超音波プローブ１を配置して画像データの生成開始コマンドを入力する（図１５のステップＳ１２）。
【０１１１】
画像データの生成に際し、システム制御部１３は、上述の第１の実施例と同様の手順により送受信部２の送信部２１における送信遅延回路２１２及び受信部２２におけるビームフォーマ２２２−１乃至２２２−Ｍの遅延時間を制御し、第１の画像断面の走査方向に対し並列同時受信法を適用した超音波の送受信を順次行なう。そして、受信部２２の直交位相検波部２２３から出力された前記第１の画像断面における２次元的な複素受信信号はデータ合成部７ａのデータ記憶部７１ａに保存される。このとき、プローブ位置検出部５から供給される超音波プローブ１のスライス方向に対する位置情報（即ち、第１の画像断面の位置情報）及び超音波の受信方向の情報も複素受信信号の付帯情報としてデータ記憶部７１ａに保存される。
【０１１２】
一方、送受信方向制御部６はプローブ移動機構部４を制御し、プローブ移動機構部４は超音波プローブ１を所定角度回動させて第２の画像断面、第３の画像断面・・・に設定する。そして、第１の画像断面の場合と同様にして各々の画像断面においても２次元的な複素受信信号の収集が行なわれ、得られた３次元的な複素受信信号はその付帯情報と共にデータ記憶部７１ａに保存される（図１５のステップＳ１３）。
【０１１３】
次に、データ合成部７ａの演算部７２ａは、データ記憶部７１ａにおいて保存された３次元的な複素受信信号の中から所定範囲において近接した複数の複素受信信号とその付帯情報（位置情報）を読み出し、これらの複素受信信号を走査方向及びスライス方向に対して合成処理する（図１５のステップＳ１４）。更に、演算部７２ａは、合成された複素受信信号の位置を前記複数の複素受信信号の位置情報に基づいて算出し（図１５のステップＳ１５）、この位置情報を合成処理後の複素受信信号に付加して超音波データ生成部３ａへ供給する。そして、このような複素受信信号の合成処理と合成された複素受信信号の位置算出をデータ記憶部７１aに保存された複素受信信号の全てあるいは一部に対して繰り返し行ない、得られた合成後の複素受信信号をその位置情報と共に超音波データ生成部３ａへ供給する。
【０１１４】
そして、超音波データ生成部３ａは、Ｉ成分及びＱ成分を有する複素受信信号を信号処理して超音波データを生成し（図１５のステップＳ１６）、前記複素受信信号の位置情報を付加してボリュームデータ生成部８へ供給する。
【０１１５】
次いで、ボリュームデータ生成部８は、超音波データ生成部３ａから供給された超音波データを、その付帯情報である位置情報に基づいて自己の記憶回路に配列保存しボリュームデータを生成する（図１５のステップＳ１７）。
【０１１６】
一方、画像データ生成部９は、ボリュームデータ生成部８の記憶回路に保存されているボリュームデータを読み出し、このボリュームデータに対して所定の画像処理を行なって３次元画像データ等の画像データを生成する（図１５のステップＳ１８）。
【０１１７】
そして、表示部１０は、画像データ生成部９において生成された画像データに対し所定の表示形態に対応した走査変換処理を行なって表示用データを生成し、更に、Ｄ／Ａ変換とテレビフォーマット変換を行なった後モニタに表示する（図１５のステップＳ１９）。
【０１１８】
尚、第１の実施例における第１の変形例乃至第３の変形例で示した超音波データの合成方法は第２の実施例における受信信号の合成に対してもそのまま適用することができる。
【０１１９】
以上述べた本発明の第２の実施例によれば、並列同時受信によって収集された被検体のボリュームデータにおいて、送受信ビームのビーム曲りや感度の不均一、更には時相差に起因するアーチファクトを低減することができる。従がって、ボリュームデータに基づいた２次元画像データあるいは３次元画像データの生成において、リアルタイム性と画質に優れた画像データの生成が可能となる。このため、診断精度が大幅に向上する。
【０１２０】
又、上述の実施例では、位相情報を有した受信信号に対して合成処理を行なっているため、特に、ビーム曲りに対しては厳密な補正を行なうことができるため、更に良好な画質を有した画像データを得ることができる。
【０１２１】
以上、本発明の実施例について述べてきたが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、変形して実施することが可能である。例えば、上述の実施例では、複数の振動素子が１次元配列されたセクタ走査用の超音波プローブ１を更に機械的に揺動させることによってボリュームデータを収集する場合について述べたが、リニア走査方式あるいはコンベックス走査方式の超音波プローブを揺動させてもよく、又、上述の各走査方式における超音波プローブを並行移動させてもよい。更に、振動素子が２次元配列された、所謂、２次元アレイ超音波プローブを用いてボリュームデータの収集を行なってもよい。
【０１２２】
例えば、図１２に示した第２の変形例において２次元アレイ超音波プローブを用いＭ＝８の並列同時受信を行なう場合、送信ビームの中心位置を２次元データｓ１のスライス断面と２次元データｓ２のスライス断面との間に設定し、更に、走査方向をθ４に設定した状態で、２次元データｓ１のスライス断面におけるθ１、θ３、θ５、θ７及び２次元データｓ２のスライス断面におけるθ１、θ３、θ５、θ７からの受信信号を同時に受信することにより、感度不均一、ビーム曲り及び時相差の影響は排除され、リアルタイム性は２倍に向上する。このため、診断能は更に向上する。
【０１２３】
又、被検体の３次元領域において収集したＢモードデータに基づいてボリュームデータを生成し、更に、このボリュームデータを用いてボリュームレンダリング画像データを生成する場合について述べたが、前記３次元領域において収集したカラードプラデータに基づいてボリュームデータを生成してもよい。又、Ｂモードデータやカラードプラ画像データに基づくボリュームデータを用いてサーフェイスレンダリング画像データやＭＩＰ画像データ、更には、ＭＰＲ画像データ等の画像データを生成しても構わない。
【０１２４】
一方、上述のスライス方向は、通常、走査方向に対して垂直な方向に設定されるが、これに限定されるものではなく、任意の方向に設定してもよい。又、位相情報を有する受信信号は、上述の実施例のようにＩ成分及びＱ成分を有する複素型の受信信号であってもよいが、振動波形を有する受信信号であってもよい。
【０１２５】
更に、並列同時受信における受信方向数、あるいは、受信信号や超音波データが合成される領域の設定は上述の実施例あるいはその変形例に示したものに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】本発明の第１の実施例における超音波診断装置の全体構成を示すブロック図。
【図２】同実施例における送受信部の構成を示すブロック図。
【図３】同実施例の並列同時受信における超音波送受信方向を説明するための図。
【図４】同実施例における超音波データ生成部の構成を示すブロック図。
【図５】同実施例におけるプローブ移動機構の具体例を示す図。
【図６】同実施例における超音波プローブの揺動によって収集される２次元データの位置を示す図。
【図７】同実施例における超音波データの生成方法を模式的に示す図。
【図８】同実施例における２次元データの特性を模式的に示す図。
【図９】同実施例における超音波データの合成処理方法を説明するための図。
【図１０】同実施例における画像データの生成手順を示すフローチャート。
【図１１】同実施例の第１の変形例における超音波データの合成処理方法を説明するための図。
【図１２】同実施例の第２の変形例における超音波データの合成処理方法を説明するための図。
【図１３】同実施例の第３の変形例における超音波データの合成処理方法を説明するための図。
【図１４】本発明の第２の実施例における超音波診断装置の全体構成を示すブロック図。
【図１５】同実施例における画像データの生成手順を示すフローチャート。
【図１６】従来の並列同時受信における送受信ビームのビーム曲がりを説明するための図。
【図１７】従来の並列同時受信における受信感度の不均一を説明するための図。
【符号の説明】
【０１２７】
１…超音波プローブ
２…送受信部
２１…送信部
２２…受信部
３、３ａ…超音波データ生成部
３１、３１ａ…Ｂモードデータ生成部
３２、３２ａ…カラードプラデータ生成部
４…プローブ移動機構部
５…プローブ位置検出部
６…送受信方向制御部
７、７ａ…データ合成部
７１、７１ａ…データ記憶部
７２、７２ａ…演算部
８…ボリュームデータ生成部
９…画像データ生成部
１０…表示部
１１…基準信号発生部
１２…入力部
１３…システム制御部
１００、２００…超音波診断装置
【図１】
2008073085.tif 000004
【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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