(57)【要約】【課題】符号化送受信を行う超音波診断装置の時間応答を向上させる。【解決手段】超音波診断装置を、超音波探触子と、超音波探触子を介して被検体に符号化された送波信号を送信する送信部と、超音波探触子を介して被検体からのエコー信号を受信する受信部と、受信部の出力信号に基づいて被検体の音響情報を演算する音響情報演算部とを有し、受信部は、エコー信号の符号復調の妨げとなる周波数成分を低減する可変フィルタと、可変フィルタの出力信号を符号復調する符号復調手段とを含む構成とする。被検体内を超音波信号が伝播する際に非線型歪みの影響によって生じる高調波成分を可変フィルタを用いて低減することにより、復調信号のタイムサイドローブを低減して時間応答を向上することができる。【選択図】　　　　図１
2004016329.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波探触子と、前記超音波探触子を介して被検体に符号化された送波信号を送信する送信部と、前記超音波探触子を介して被検体からのエコー信号を受信する受信部と、前記受信部の出力信号に基づいて前記被検体の音響情報を演算する画像処理部とを有し、前記受信部は、前記エコー信号の符号復調の妨げとなる周波数成分を低減する可変フィルタと、前記可変フィルタの出力信号を符号復調する符号復調手段とを含む超音波診断装置。
【請求項２】
前記受信部は、前記エコー信号の周波数分布を検出する周波数分布検出手段と、該周波数分布に基づいて低減対象の周波数帯域を求めて前記可変フィルタを調節するフィルタ帯域演算手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記フィルタ帯域演算手段は、前記周波数分布に基づいて低減対象の高調波成分の信号強度が極大となるピーク周波数を検出する高調波ピーク検出手段と、前記高調波ピーク周波数の信号強度が所定量低い周波数帯域を検出し、該周波数帯域を前記可変フィルタのカットオフ周波数帯域に設定する高調波帯域検出手段とを含んでなることを特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記可変フィルタはディジタルフィルタであり、前記フィルタ帯域演算手段は、前記エコー信号の基本波成分の周波数帯域を低減する基本波低減フィルタと、メモリからフィルタ係数の候補を複数読み出して基本波成分を低減されたエコー信号にそれぞれディジタルフィルタ演算を行なうフィルタ係数選択用フィルタと、前記フィルタ係数選択用フィルタの出力信号の２乗値を比較して該２乗値が最小となるフィルタ係数を前記可変フィルタに設定する最小２乗手段とを有してなることを特徴とする請求項２または３に記載の超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、医療用等の超音波診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超音波診断装置は、超音波探触子を介して被検体内に超音波を送信する一方、超音波探触子によって受信された反射波等の受波信号または受信信号に基づいて画像を生成したり、例えば血流速さ等のデータを得るものである。このような超音波診断装置において、超音波信号の伝送に伴なって信号強度が減衰し、ノイズに埋没する。信号対ノイズレベル比（ＳＮＲ）を改善する手段として符号を用いることが提案されている。ランダムエラー訂正符号による符号化送受信とは、符号化された送信信号を送信し、これに対し得られたエコー信号に所定の復調処理を施すことによって、分散された送信エネルギを集束し、感度のよい復調信号が得られるものである。
【０００３】
例えば、アメリカ合衆国特許第５，９８４，８６９号および第６，１４６，３２８号において、符号の一種であるゴーレイ（Ｇｏｌａｙ）符号を用いて符号化送受信を行うことが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来技術においては、実際に生体を対象として符号化送受信を行なうと、本来得られるべき復調信号の前後にタイムサイドローブが発生し、時間応答がよくないという問題点があった。
【０００５】
上述した課題に鑑み、本発明の課題は、符号化送受信を行う超音波診断装置の時間応答を向上することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、超音波診断装置を、超音波探触子と、超音波探触子を介して被検体に符号化された送波信号を送信する送信部と、超音波探触子を介して被検体からのエコー信号を受信する受信部と、受信部の出力信号に基づいて前記被検体の音響情報を演算する画像処理部とを有し、受信部は、エコー信号の符号復調の妨げとなる周波数成分を低減するフィルタと、フィルタの出力信号を符号復調する符号復調手段とを含む構成とすることによって上述した課題を解決する。
【０００７】
すなわち、超音波信号が被検体である生体内を伝播する際に、非線型歪みの影響によって高調波成分が発生することが報告されている。発明者らは、この非線型歪みに起因する高調波成分が復調信号における誤差の原因となっていることを見出した。
【０００８】
本発明によれば、可変フィルタによって高調波成分を低減することによって、基本波成分が相対的に強調された受波信号を符号復調できるから、高調波成分起因のタイムサイドローブが低減され、符号化送受信を行う超音波診断装置の時間応答を向上することができる。
【０００９】
例えば、上述したゴーレイ符号による送受信技術は、例えば大きさと極性が（１，１，１，−１）である一群の送信信号Ｇ０と、その対コードである（１，−１，１，１）という一群の送信符号Ｇ１とを送信し、これらの受信信号をそれぞれ復調係数ＧＲ０（―１，１，１，１）及びＧＲ１（１，１，−１，１）で復号化した後に合成すると、高調波成分の影響がない場合、Ｙ（０，０，０，８，０，０，０）という信号を生成できるものである。このようなゴーレイ符号による符号化送受信及び復調処理を行なうと、基本波成分は送信信号と同じ極性を維持するから上述したように復調されるが、偶数次の高調波成分は極性が全て正となってしまい、例えば２次の高調波成分が復調され合成されると、Ｙ（０，２，２，４，４，２，２）という信号が生成される。このため、本来得られるべき信号の前後に高調波成分に起因する余計な波形が現れることによってタイムサイドローブが発生し、時間応答が悪化してしまう。
【００１０】
この点、本発明によれば、一対の対コードからなるゴーレイ符号による符号化送受信を行なう場合、可変フィルタによって２次以上の偶数次成分を低減することによって、タイムサイドローブを低減し、時間応答を向上することができる。
【００１１】
また、受信部は、エコー信号の周波数分布を検出する周波数分布検出手段と、この周波数分布に基づいて低減対象の高調波成分を求め、低減対象の周波数帯域を求めて前記可変フィルタを調節するフィルタ帯域演算手段とを有する構成としてもよい。
【００１２】
このフィルタ帯域演算手段は、可変フィルタがディジタルフィルタ演算を行なうものである場合に、低減周波数帯域に応じてディジタルフィルタの演算係数を算出するものであるとよい。
【００１３】
また、フィルタ帯域演算手段は、周波数分布に基づいて低減対象の高調波成分の信号強度が極大となるピーク周波数を検出する高調波ピーク検出手段と、高調波ピーク周波数より信号強度が所定量低い周波数帯域を検出してこの周波数帯域を可変フィルタのカットオフ周波数帯域に設定する高調波帯域検出手段とを含んでなる構成としてもよい。
【００１４】
また、可変フィルタがディジタルフィルタである場合には、フィルタ帯域演算手段は、エコー信号の基本波成分の周波数帯域を低減する基本波低減フィルタと、メモリからフィルタ係数の候補を複数読み出して基本波成分を低減されたエコー信号にそれぞれディジタルフィルタ演算を行うフィルタ係数選択用フィルタと、前記フィルタ係数選択用フィルタの出力信号の２乗値を比較して該２乗値が最小となるフィルタ係数を可変フィルタの設定する最小２乗手段とを有する構成としてもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用してなる超音波診断装置の実施形態について説明する。先ず、第１の実施形態について説明する。図１は、本発明を適用してなる超音波診断装置の第１の実施形態の構成を示す図である。図１に示すように、超音波診断装置１は、図示しない被検体内との間で超音波の送受信を行う探触子３と、送波信号を生成する送信部５と、受波信号に対し整相、検波等の処理を行なう受信部７とを有する。また、送信部５が生成した送波信号を探触子３に送るとともに、探触子３が受信した受波信号を受信部７に送る送受分離回路９が設けられている。また、受信部７の出力信号に基づいて画像変換をする画像処理部１１と、画像処理部１１が出力する画像を表示するディスプレイ等の表示部１３が設けられている。また、超音波診断装置１の各要素を統括的に制御する制御部１５が設けられ、この制御部１５には、図示しないユーザが各種操作を行なう入力部である入力段１７が接続されている。
【００１６】
送信部５は、送信波形制御手段１９と、送信タイミング制御手段２１とを有する。送信波形制御手段１９は、符号変調された送波信号の波形（送信波形）を制御するものである。送信タイミング制御手段２１は、超音波ビームの収束（フォーカシング）や偏向（ステアリング）のため、超音波探触子３が有する図示しない複数の振動子の各チャンネル（ｃｈ）の送信タイミングを生成するものである。送信部５は、さらに送信波形制御手段１９が生成した送信波形を記憶する送信波形用メモリ２３と、ディジタルの送信波形波形データをアナログ信号に変換するディジタル・アナログ・コンバータ（ＤＡＣ）２５と、このアナログ信号を増幅して振動子の駆動信号を出力するパワーアンプである送波アンプ２７とを有する。
【００１７】
また、受信部７は、超音波探触子３の各振動子が受信した各チャンネルの受信信号をそれぞれ増幅するプリアンプである受信アンプ２９と、受信アンプ２９の出力信号をディジタル変換するアナログ・ディジタル・コンバータ（ＡＤＣ）３１と、超音波受信ビームの収束（受信フォーカス）等を行なうため各チャンネルの受信信号に対しそれぞれ遅延制御をし、整相して加算する整相加算部３３と、符号変調されている受信信号を符号復調する符号復調手段３５と、符号復調手段３５の出力信号の包絡線を検出する検波部３７とを有する。
【００１８】
次に、本実施形態の超音波診断装置の特徴部分を含む符号復調手段３５の詳細な構成について説明する。図２は、本実施形態の符号復調手段の構成を示す図である。図２に示すように、符号復調手段３５は、整相加算部３３の出力信号が入力される符号復調フィルタ３９と、符号復調フィルタ３９の出力信号が入力されるラインメモリ４１とを有する。また、ラインメモリが入力信号を一時的に記憶して遅延して出力した信号と、符号復調手段から直接入力される信号とを合成する対コード合成手段４３とが設けられ、対コード合成手段４３の出力信号は、上述した検波部３７に入力される。
【００１９】
また、符号復調フィルタ３９は、図示しない可変のディジタルフィルタ演算手段を有してなり、整相加算部３３からの入力信号から特定の周波数帯域成分を低減する周波数帯域低減フィルタまたは周波数帯域阻止フィルタである周波数帯域制御フィルタ４５と、周波数帯域制御フィルタ４５の出力信号に対して復号処理を行なうデコードフィルタ４７と、デコードフィルタ４７に符号復号用の符号信号を含む復号係数を入力する係数メモリ４９とを含んでなる。
【００２０】
また、符号復調手段３５は、周波数帯域制御フィルタ４５に、カットオフ周波数やリジェクションレベルに応じてディジタルフィルタ演算時の演算係数（フィルタ係数）を供給する係数切換手段５１を有する。図４は、係数切換手段５１の構成を示す図である。図４に示すように、係数切換手段５１は、整相加算部３３の出力信号を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理して周波数分布を求める周波数分布検出手段５３と、周波数分布検出手段５３の出力信号に基づいてカットオフ周波数を求める符号復調フィルタ係数用のパラメータ検出手段５５と、このカットオフ周波数に応じてフィルタ係数を演算する係数演算手段５７とを有して構成されている。
【００２１】
そして、パラメータ検出手段５５は、周波数分布検出手段５３の出力波形のノイズを除去して平滑化する平滑フィルタ５９と、平滑フィルタ５９の出力信号から高調波成分のピークを検出する高調波ピーク検出手段６１と、高調波ピーク検出手段６１が検出したピークに応じてカットオフ周波数を求める高調波帯域検出手段６３とを含んでなる。また、高調波ピーク検出手段６１は、微分演算手段６５と、極大値演算手段６７とを含む。また、高調波帯域検出手段６３は、第１および第２のレベル比較手段６９、７１と、第１および第２のカットオフ周波数検出手段７３、７５とを含んでなる。これら各要素は、周知の集中処理手段（ＭＰＵ）、ディジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）、アプリケーション・スペシフィックＩＣ（ＡＳＩＣ）およびプログラマブル・ロジック・デバイス（ＰＬＤ）等を用いて構成されている。各要素の動作については後に詳しく説明する。
【００２２】
以下、本実施形態の超音波診断装置の動作について説明する。はじめに、送信部５の送信タイミング制御手段１９および送信波形制御手段２１は、制御部１５からの指示に応じて、送信波形用メモリ２３に記憶されている送信波形を読み出す。送信波形は送信波形用メモリ２３から読み出されてＤＡＣ２５でディジタル信号からアナログ信号に変換され、送波アンプ２７にて増幅される。そして、この送信信号は、送受分離回路９を経て超音波探触子３に入力される。
【００２３】
超音波探触子３は、図示しない被検体に対向して列状または面状に配列された図示しない複数の振動子を有する。送信信号は、これらの各振動子の個数に対応するチャンネル数だけ超音波探触子３に送られる。各振動子は、当該チャンネルの送信信号を受けて、送信信号の波形に応じた超音波を発生する。そして、各振動子から発生した超音波は、それぞれの波面が一致する方向に進行する超音波ビームを形成する。
【００２４】
ここで、符号化送受信技術としてゴーレイ符号を用いた場合の送波信号、受波信号、復調後の受波信号および対コード合成後の受波信号について、図４ないし図７を参照して説明する。先ず、図４は送波信号の波形を示す図である。図４（１）、（２）はそれぞれ対になるバイポーラの１回目の送波信号Ｇ０および２回目の送波信号Ｇ１の波形を示す。図示するように、Ｇ０は（１，１，１，−１）という信号であり、Ｇ１は（１，−１，１，１）という信号である。なお、ここで数字の絶対値は信号波形のピーク強度を、数字の正負は波形の極性を示すものである。
【００２５】
このような送波信号は被検体内の音響インピーダンスが変化する箇所において反射し、反射した信号は超音波探触子３によって検出される。図５は、このような受波信号の波形を示す図である。ところで、受波信号は、送波信号と同様の基本波成分に加え、超音波が生体内を伝播する際の非線型歪みに起因する高調波成分をも含む。なお、図５ないし図７においては、説明の簡単化のため、３次以上の高調波成分については省略し、基本波成分と２次の高調波成分とを分けて図示している。
【００２６】
図５に示すように、送波信号Ｇ０及びＧ１にそれぞれ対応する受波信号ＧＲ０およびＧＲ１の基本波成分は、Ｇ０およびＧ１と同様にそれぞれ（１，１，１，−１）および（１，−１，１，１）である。しかし、これらの２次の高調波成分は、図５に示すように、（１，１，１，１）および（１，１，１，１）となっている。これは、高調波が基本波の自乗により発生するためであり、２次の高調波の場合には、すべて正の符号になってしまう。例えば、この例においては、２次高調波成分は基本波成分に対し−２０ｄＢで発生している。
【００２７】
そして、受波信号は、それぞれＧ０用の復調フィルタ係数（−１，１，１，１）およびＧ１用の復調フィルタ係数（１，１，−１，１）を用いて、符号復調がなされる。図６は、受波信号ＧＲ０およびＧＲ１をそれぞれ符号復調した信号の波形を示す図である。図６（１）に示すように、ＧＲ０を符号復調した信号ＧＲＧ０は、基本波成分が（−１，０，１，４，１，０，−１）であり、２次の高調波成分が（−１，０，１，２，３，２，１）である。また、図６（２）に示すように、ＧＲ１を符号復調した信号ＧＲＧ１は、基本波成分が（１，０，−１，４，−１，０，１）であり、２次の高調波成分が（１，２，１，２，１，０，１）である。
【００２８】
そして、信号ＧＲＧ０とＧＲＧ１とを合成した信号Ｙを図７に示す。図７に示すように、信号Ｙの基本波成分は（０，０，０，８，０，０，０）であり、中心に大きさ８の波形が合成され、ＧＲＧ０とＧＲＧ１の基本波成分に見られたタイムサイドローブは相殺され、０となる。しかし、信号Ｙの２次の高調波成分は、（０，２，２，４，４，２，２）であり、結果的に基本波の８に対し、約−２６ｄＢのタイムサイドローブが発生してしまう。
【００２９】
そこで、本実施形態においては、符号復調手段の周波数帯域制御フィルタにおいて、受波信号に含まれる高調波成分を低減してから符号復調を行なうことを特徴とする。図３に示す周波数帯域制御フィルタ４５は、この高調波成分を低減するためのものである。そして、この周波数帯域制御フィルタ４５のカットオフ周波数等に応じたディジタルフィルタ演算用の係数を、符号復調フィルタ用係数切り替え手段５１を用いて決定している。以下、このフィルタ係数切換手段５１の動作について説明する。図４に示す様に、整相加算部からでた受信信号は、周波数分布検出手段５３に入力され、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）によって受信信号は時間応答から周波数応答へと変換される。図８は、整相加算部の出力信号、つまり周波数分布検出手段５３の入力信号の波形を示す図である。図９は、この周波数分布検出手段５３の出力波形を示す図である。図９に示すように、この出力波形には主に信号の切出し窓に起因して微細なジグザグ状となる。そこで、この信号波形は、平滑フィルタ５９に入力され、微細なジグザグ状が誤ってピークとみなされないように平滑化処理を施される。図１０は、平滑フィルタ５９の出力信号波形を示す図である。次に、この信号は高調波ピーク検出手段６１に入力され、高調波成分のピーク周波数を検出される。図３に示すように、平滑フィルタ５９の出力信号は高調波ピーク検出手段６１の微分演算手段６５に入力され、ここで高調波成分に対応する周波数の所定の範囲にわたって、信号強度を時間によって逐次微分される。つまり、微小な区間における変化量Ｙｎが逐次求められる。このとき、周波数ｆのときの信号強度ＸをＸｆとして表わすと、変化量Ｙｎは式１によって表わされる。
Ｙｎ＝Ｘｎ−Ｘｎ−１
【式１】
そしてこの変化量がプラスからマイナスに転じる周波数、すなわち信号強度が極大となるピーク周波数ｆｐが検出される。次に、信号波形およびピーク周波数ｆｐが極大値演算手段６７に入力される。ここで、ピーク周波数における信号の強度レベルが検出される。
【００３０】
そして、本実施形態では、ピーク周波数ｆｐを挟んで、それぞれ信号強度がその極大値Ｘｐよりも６ｄＢ低くなる周波数を求め、これらを第１（低域側）および第２（高域側）のカットオフ周波数としている。図１１は、第１のカットオフ周波数の求め方を示す図である。図１１に示すように、第１レベル比較手段は、ピーク周波数ｆｐから微小周波数Δｆずつ周波数を下げながら、その周波数Δｆｐ−ｎ’に対応する信号強度Ｘｐ−ｎ’をピークの信号強度Ｘｐと比較し、Ｘｐよりも例えば６ｄＢ以上減衰されていたときに、そのときの周波数Δｆｎ’を第１カットオフ周波数検出手段７３に入力し、これを第１のカットオフ周波数とする。すなわち、このときの信号強度Ｘｐ−ｎ’は、下記の式２を見たし、その周波数Δｆｐ−ｎ’は式３によって表わされる。
２０ｌｏｇ（Ｘｐ−ｎ’／Ｘｐ）≦−６ｄＢ
【式２】
Δｆｐ−ｎ’＝ｆｐ−Δｆ・ｎ
【式３】
図１２は、第２のカットオフ周波数の求め方を示す図である。第１のカットオフ周波数を求める場合と逆に、第２レベル比較手段は、ピーク周波数ｆｐから微小周波数Δｆずつ周波数を上げながら、その周波数Δｆｍ’（＝ｆｐ＋ｍ・Δｆ、但しｍ＝１，２，・・，ｍ）に対応する信号強度Ｘｐ＋ｍ’をピークの信号強度Ｘｐと比較し、Ｘｐよりも例えば６ｄＢ以上減衰されていたときに、そのときの周波数Δｆｍ’を第２カットオフ周波数検出手段７７に入力し、これを第２のカットオフ周波数とする。すなわち、このときの信号強度Ｘｐ＋ｍ’は、下記の式４を満たし、その周波数Δｆｐ＋ｍ’は式５によって表わされる。
２０ｌｏｇ（Ｘｐ＋ｍ’／Ｘｐ）≦−６ｄＢ
【式４】
Δｆｐ−ｍ’＝ｆｐ＋Δｆ・ｍ
【式５】
そして、第１および第２のカットオフ周波数は、それぞれ係数演算手段５７に入力され、係数演算手段５７はこれら第１および第２のカットオフ周波数に応じて所定の減衰レベルが得られるバンドカットフィルタのフィルタ演算用の係数を演算し、出力する。なお、このようなフィルタ係数の演算は、この超音波診断装置による診断に先立って、あるいは診断の途中において随時行われる。このフィルタ係数は、符号復調フィルタ３９内の周波数帯域制御フィルタ４５に入力される。そして、周波数帯域制御フィルタ４５は、このフィルタ係数に応じて、整相加算部３３から入力された受信信号から高調波成分を低減する。図１３は、周波数帯域制御フィルタ４５の出力信号波形を示す図である。そして、周波数帯域制御フィルタ４５の出力信号はデコードフィルタ４７において、係数メモリ４９に記憶されている上述した符号復調フィルタ係数に基づいて符号復調処理される。デコードフィルタ４７の出力信号は対コード合成手段４３およびラインメモリ４１に入力され、ラインメモリ４１は所定の時間間隔遅延させてから信号を対コード合成手段４３に出力する。これによって、時間間隔をおいて送信された一対の送信信号Ｇ０、Ｇ１にそれぞれ対応する受信信号ＧＲ０およびＧＲ１をそれぞれ符号復調した符号復調信号ＧＲＧ０と、ＧＲＧ１との合成が対コード合成手段４３にて行われる。つまり、ラインメモリ４１に記憶されていた符号復調信号ＧＲＧ０と、デコードフィルタ４７から直接対コード合成手段４３に入力された符号復調信号ＧＲＧ１とが合成される。そして、ＧＲＧ０とＧＲＧ１とが合成された信号Ｙは、検波部３７に送られる。
【００３１】
以上のように、本実施形態によれば、受信信号の２次成分を低減することによって基本波成分が相対的に強調された受信信号を符号復調できるから、２次成分起因のタイムサイドローブが低減され、符号化送受信を行う超音波診断装置の時間応答を向上することができる。
【００３２】
次に、本発明を適用してなる超音波診断装置の第２の実施形態について説明する。説明の簡単のため、第１の実施形態に係る超音波診断装置におけるものと同一のものについては同一の符号を付して説明を省略する。
【００３３】
本実施形態の超音波診断装置は、第１の実施形態に係るものとフィルタ係数切換手段の構成のみにおいて相違する。図１４は、本実施形態の超音波診断装置の係数切換手段５１’の構成を示す図である。図１４に示すように、係数切換手段５１’は、整相加算部３３の出力信号が入力される高調波検出手段８１と、高調波検出手段８１の出力信号がそれぞれ入力される周波数分布検出手段５３’および周波数帯域制御フィルタ８３と、周波数分布検出手段５３’の出力信号に応じてフィルタ係数を求めるパラメータ検出手段５５’と、パラメータ検出手段５５’および周波数帯域制御フィルタ８３の出力信号がそれぞれ入力される最小二乗演算手段８５とを有して構成されている。高調波検出手段８１は、整相加算部３３から入力された受信信号の基本波成分を低減するハイパスフィルタである周波数帯域制御フィルタ８７と、周波数帯域制御フィルタ８７に提供されるフィルタ係数を保持してなるＳＲＡＭを有する係数メモリ８９とを有する。また、最小二乗演算手段８５は、周波数帯域制御フィルタ８３の出力信号の信号強度の二乗を演算して積分する二乗演算手段９１と、以前行った二乗演算の結果を保持する最小値保持手段９３と、二乗演算手段９１の出力信号と最小値保持手段９３に保持されている値とを比較し、二乗演算手段９１の出力信号のほうが小さかった場合にはその値を最小値保持手段９３に上書きする比較手段９５とを有する。そして、この場合の周波数帯域制御フィルタのフィルタ係数をパラメータ検出手段５５’から入力され、保持する係数保持手段９７とを有して構成されている。なお、このような最小二乗演算手段は、ＭＰＵ、ＤＳＰ、ＡＳＩＣおよびＰＬＤ等の演算手段と、レジスタ、ルックアップテーブル等を組み合わせて構成することができる。
【００３４】
以下、本実施形態の超音波診断装置特有の動作について説明する。先ず、整相加算部３３の出力信号が周波数帯域フィルタ８７に入力される。図１５は、整相加算部３３の出力信号を周波数領域において表わした図である。周波数帯域フィルタ８７において、この信号のうち基本波成分に対応する所定の低周波成分が低減される。そして、周波数帯域制御フィルタ８７の出力信号は、第１の実施形態における周波数分布検出手段５３と同様に構成される周波数分布検出手段５３’に入力され、ここで時間領域から周波数領域に変換される。図１６は、周波数分布検出手段５３’の出力信号の波形を示す図である。図１５と比較すると明らかなように、基本波成分が低減されているのがわかる。そして、パラメータ検出手段５５’において、上述した第１の実施形態のパラメータ検出手段５５と同様にして２次成分のピーク値及び、ピーク値から所定のリジェクションレベルだけ低減された第１および第２のカットオフ周波数を検出する。ここで、第２の実施形態においては、パラメータ検出手段５５’は、リジェクションレベルを少しずつ異ならせながら複数のフィルタ係数を順次算出する。そして、周波数帯域フィルタ８３は、そのそれぞれのフィルタ係数に応じて周波数帯域制御フィルタ８７の出力信号にバンドカットフィルタ処理を行なう。図１７は、周波数帯域制御フィルタ８３の出力信号を周波数領域において表わしたものである。
【００３５】
そして、最小二乗演算手段８５は、パラメータ検出手段５５’が順次出力した複数のフィルタ係数の中から、周波数帯域制御フィルタ８３の出力信号の二乗を積分した値が最小となるものを選択する。すなわち、二乗演算手段手段９１は周波数帯域制御フィルタ８３の出力信号の強度を二乗し、所定の周波数帯域にわたって積分した値を演算する。そして、比較手段９１は最初に二乗演算手段が出力した値を最小値保持手段９３に保持させる。一方、そのときのフィルタ係数は、係数保持手段９７に保持される。そして、比較手段９１は、その後のフィルタ係数に対応する二乗演算手段９１の出力値と、最小値保持手段９３に保持された値とを比較し、二乗演算手段９１の出力値のほうが小さい場合には、その値を最小値保持手段９３に保持させるとともに、係数保持手段９７は、対応するフィルタ係数を保持する。そして、符号復調フィルタ３９は、係数保持手段９７に保持されたフィルタ係数を用いて、上述した第１の実施形態と同様の処理を行なう。
【００３６】
以上のように、本実施形態によれば、上述した第１の実施形態の効果に加え、いわば候補となる複数のフィルタ係数を準備し、その中で２次成分を最も効果的に低減できるフィルタ係数を選択して用いることができるから、受信信号の２次成分をより一層低減し、換言すれば基本波成分をより一層強調することができる。そして、この受信信号を符号復調することによって、２次成分に起因するタイムサイドローブをさらに低減することができる。
【００３７】
なお、上述した各実施形態では、符号としてゴーレイ符号を用いたが、他の符号を用いてもよい。例えば、バーカー（Ｂａｒｋｅｒ）符号を用いてもよい。バーカー符号を用いる場合にはゴーレイ符号と異なり１回の超音波送受信で符号変調、復調ができるから、対コード合成手段は不要である。
【００３８】
また、上述した各実施形態では、高調波成分として２次成分を低減する場合について説明したが、３次以上の成分を低減してもよい。なお、上述したゴーレイ符号を用いる場合には偶数次の高調波成分が問題となるので、偶数次の高調波成分を低減するとよい。ただし、生体を対象とした超音波診断装置の場合、２次成分による影響が大きいので、上述した実施形態のように２次成分を低減することによる効果が特に大きい。
【００３９】
また、上述した各実施形態では、受信信号の周波数分布を検出するのに高速フーリエ変換処理を行なっているが、この他の方法であってもよく、たとえばウェーブレット（Ｗａｖｅｌｅｔ）変換を用いてもよい。この場合、ウェーブレット変換を演算する演算手段は、ＭＰＵ、ＤＳＰ、ＡＳＩＣおよびＰＬＤ等を組み合わせて構成することができる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、符号化送受信を行う超音波診断装置の時間応答を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用してなる超音波診断装置の第１の実施形態の構成を示す図である。
【図２】図１の超音波診断装置の符号復調手段の構成を示す図である。
【図３】図１の超音波診断装置の係数切換手段の構成を示す図である。
【図４】ゴーレイ符号を用いた送信信号Ｇ０、Ｇ１の波形を示す図である。
【図５】ゴーレイ符号を用いた送信信号に対する受信信号ＧＲ０、ＧＲ１の波形を示す図である。
【図６】図５の受信信号を復号した信号ＧＲＧ０、ＧＲＧ１の波形を示す図である。
【図７】図６の復号された受信信号を合成した信号Ｙの波形を示す図である。
【図８】図１の超音波診断装置の整相加算部の出力信号波形を示す図である。
【図９】図１の超音波診断装置の周波数分布検出手段の出力信号波形を示す図である。
【図１０】図１の超音波診断装置の平滑フィルタの出力信号波形を示す図である。
【図１１】図１の超音波診断装置の第１のカットオフ周波数の求め方を示す図である。
【図１２】図１の超音波診断装置の第２のカットオフ周波数の求め方を示す図である。
【図１３】図１の超音波診断装置の周波数帯域制御フィルタの出力信号波形を示す図である。
【図１４】本発明を適用してなる超音波診断装置の第２の実施形態の係数切換手段の構成を示す図である。
【図１５】図１４の超音波診断装置の整相加算部の出力信号を周波数領域で表わした図である。
【図１６】図１４の超音波診断装置の周波数分布検出手段の出力信号の波形を示す図である。
【図１７】図１４の超音波診断装置の周波数帯域フィルタ８３の出力信号を周波数領域で表わした図である。
【符号の説明】
１　超音波診断装置
３　超音波探触子
５　送信部
７　受信部
１１　画像処理部
３５　符号復調手段
４５　周波数帯域制御フィルタ
４７　デコードフィルタ
５１　フィルタ係数切換手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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