(57)【要約】【課題】クロストークによる影響が低減された良質な超音波画像を高速に得ることができる超音波撮像装置等を提供する。【解決手段】この超音波撮像装置は、複数の駆動信号に従ってそれぞれ動作する複数の超音波トランスデューサにより超音波ビームを形成して被検体に向けて送信すると共に、被検体から反射される超音波エコーを受信する超音波用探触子１０と、複数の駆動信号に遅延を与えることにより超音波用探触子から送信される複数の超音波ビームによって被検体を走査させる発火タイミングコントローラ２５と、マルチビーム送信される複数の超音波ビームのビーム間隔をフレームごとに変更するように発火タイミングコントローラを制御するシステム制御部２０と、複数の検出信号を処理するレシーバ１４及び位相整合演算部２２と、位相整合演算部によって処理された信号をフレームごとに記憶する画像メモリ２７とを含む。【選択図】  図１
2004223109.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波撮像装置であって、
複数の駆動信号に従ってそれぞれ動作する複数の超音波トランスデューサにより超音波ビームを形成して被検体に向けて送信すると共に、被検体から反射される超音波エコーを受信する超音波用探触子と、
前記超音波用探触子に供給される複数の駆動信号に遅延を与えることにより、前記超音波用探触子から送信される複数の超音波ビームによって被検体を走査させる送信側信号処理手段と、
所定の期間内に送信される複数の超音波ビームが互いに為す角度であるビーム間隔をフレームごとに変更するように、前記送信側信号処理手段を制御する制御手段と、
超音波エコーを受信することによって得られる複数の検出信号を処理する受信側信号処理手段と、
前記受信側信号処理手段によって処理された信号をフレームごとに記憶する記憶手段と、
を具備する超音波撮像装置。
【請求項２】
ビーム間隔を変更することによって得られた複数種類の信号に基づいて、合成画像を表す画像データを生成する合成手段をさらに具備する請求項１記載の超音波撮像装置。
【請求項３】
前記制御手段が、所定の期間内に複数の超音波ビームを送信することにより所定の撮像領域を走査している間に、前記複数の超音波ビームの内の少なくとも１つの超音波ビームが該所定の撮像領域から外れる場合に、他の超音波ビームを用いて残りの領域を走査するように、前記送信側信号処理手段を制御し、
前記合成手段が、前記他の超音波ビームを用いて被検体を走査することによって得られた信号を優先して採用することにより、合成画像を表す画像データを生成する、
請求項２記載の超音波撮像装置。
【請求項４】
複数の駆動信号に従ってそれぞれ動作する複数の超音波トランスデューサにより超音波ビームを形成して被検体に送信すると共に、被検体から反射されて生じる超音波エコーを受信する超音波用探触子を用いて被検体を撮像する超音波撮像方法であって、
所定の期間内に超音波ビームを送信することによって被検体を走査すると共に、前記複数の超音波ビームが互いに為す角度であるビーム間隔をフレームごとに変更し、超音波エコーを受信することによって得られる複数の検出信号を処理することにより、複数種類の画像データを得るステップ（ａ）と、
ステップ（ａ）において得られた複数種類の信号に基づいて、合成画像を表す画像データを生成するステップ（ｂ）と、
を具備する超音波撮像方法。
【請求項５】
ステップ（ａ）が、所定の期間内に複数の超音波ビームを送信することにより所定の撮像領域を走査している間に、前記複数の超音波ビームの内の少なくとも１つの超音波ビームが該撮像領域から外れる場合に、他の超音波ビームを用いて残りの撮像領域を走査することを含み、
ステップ（ｂ）が、前記他の超音波ビームを用いて被検体を走査することによって得られた信号を優先して採用することにより、合成画像を表す画像データを生成することを含む、
請求項４記載の超音波撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波を送受信することにより生体内臓器の診断や非破壊検査を行うために用いられる超音波撮像装置及び超音波撮像方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
医療用の超音波診断装置や工業用の探傷装置等として用いられる超音波撮像装置においては、通常、超音波の送受信機能を有する複数の超音波トランスデューサを含む超音波用探触子（プローブ）が用いられる。このような超音波用探触子を用いて、複数の超音波トランスデューサから送信される超音波を合波して形成される超音波ビームによって被検体を走査することにより、被検体に関する画像情報が得られる。さらに、この画像情報に基づいて、被検体の２次元又は３次元領域における超音波画像が再現される。このような超音波ビームを用いた走査方法の１つとして、被検体の扇状の２次元領域を角度方向に走査する、いわゆるセクタ走査が知られている。
【０００３】
セクタ走査は、本来、人体の肋間から心臓を観察するための手法として開発されたものである。一般的に、セクタ走査においては、送信点から被検体の深さ方向に延びる超音波ビームが被検体内に扇状に順次送信され、この超音波ビームによって、被検体の扇状の２次元領域が等間隔の角度で走査される。ここで、各々の角度において、超音波ビームに沿って被検体の深さ方向に等間隔で分布する複数のサンプリング点に関する画像情報が、一定の時間間隔でサンプリングされる。サンプリングされた画像情報に基づいて得られた２次元又は３次元の超音波画像は、心臓については断層心エコー図と呼ばれている。
【０００４】
近年においては、より高いサンプリングレートで超音波画像を得ることが検討されている。例えば、下記の非特許文献１には、１つの送信ビームが被検体に反射されて生じた超音波エコーについて、複数の受信焦点を形成するように受信フォーカスを施すことにより、１回の超音波ビームの送受信によって被検体の複数の位置に関する画像情報を得ることが記載されている。しかしながら、この場合には、１つの受信焦点を形成する場合と比較して径の太い超音波ビームを送信しなくてはならないので、空間分解能が低下してしまうという問題点が生じる。そのため、このような送受信方式を、細部について詳細な画像情報を得る場合に適用することはできない。
【０００５】
また、下記の特許文献１には、リアルタイムで３次元超音波画像を形成するために２次元トランスデューサアレイを用いると共に、同時に複数の超音波ビームを送受信する方式を採用した超音波撮像システムにおいて、クロストークを除去する幾つかの技術が開示されている。クロストークを除去する技術としては、超音波ビームをコード化して送信したり、隣接ビームのサイドローブがゼロとなる方向にメインビームを送信したり、超音波ビームの送信方向を離したり、複数の超音波ビームの間で異なる中心周波数を用いることが挙げられている。
【０００６】
しかしながら、超音波ビームをコード化しても、同時に送受信される超音波ビームの数が増加すると、コードにより超音波ビームを識別することが困難になる。また、隣接ビームのサイドローブがゼロとなる方向にメインビームを送信しようとしても、生体内においては隣接ビームのサイドローブが完全にゼロとはならない。一方、超音波ビームの送信方向を離す場合には、同時に多数の超音波ビームを送受信することが困難である。また、複数の超音波ビームの間で異なる中心周波数を用いる場合には、超音波トランスデューサの周波数帯域に限界があるため、同時に送受信される超音波ビームの数が制限される。
【０００７】
【特許文献１】
米国特許第６，１７９，７８０号明細書（アブストラクト、図７−図１０）
【非特許文献１】
デビッドセン（Ｒ．  Ｅ．  Ｄａｖｉｄｓｅｎ）、ジェンセン（Ｊ．  Ａ．  Ｊｅｎｓｅｎ）、スミス（Ｓ．  Ｗ．  Ｓｍｉｔｈ），「リアルタイムボルメトリックイメージングのための２次元ランダムアレイ（ＴＷＯ−ＤＩＭＥＮＳＩＯＮＡＬ  ＲＡＮＤＯＭ  ＡＲＲＡＹＳ  ＦＯＲ  ＲＥＡＬ  ＴＩＭＥ  ＶＯＬＵＭＥＴＲＩＣ  ＩＭＡＧＩＮＧ）」，超音波画像（ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ  ＩＭＡＧＩＮＧ）  １６，  ｐ．  １４３−１６３，  （１９９４）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、上記の点に鑑み、本発明は、クロストークによる影響が低減された良質な超音波画像を高速に取得することができる超音波撮像装置及び超音波撮像方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明に係る超音波撮像装置は、複数の駆動信号に従ってそれぞれ動作する複数の超音波トランスデューサにより超音波ビームを形成して被検体に向けて送信すると共に、被検体から反射される超音波エコーを受信する超音波用探触子と、該超音波用探触子に供給される複数の駆動信号に遅延を与えることにより、超音波用探触子から送信される複数の超音波ビームによって被検体を走査させる送信側信号処理手段と、所定の期間内に送信される複数の超音波ビームが互いに為す角度であるビーム間隔をフレームごとに変更するように、送信側信号処理手段を制御する制御手段と、超音波エコーを受信することによって得られる複数の検出信号を処理する受信側信号処理手段と、該受信側信号処理手段によって処理された信号をフレームごとに記憶する記憶手段とを具備する。
【００１０】
また、本発明に係る超音波撮像方法は、複数の駆動信号に従ってそれぞれ動作する複数の超音波トランスデューサにより超音波ビームを形成して被検体に送信すると共に、被検体から反射されて生じる超音波エコーを受信する超音波用探触子を用いて被検体を撮像する超音波撮像方法であって、所定の期間内に超音波ビームを送信することによって被検体を走査すると共に、複数の超音波ビームが互いに為す角度であるビーム間隔をフレームごとに変更し、超音波エコーを受信することによって得られる複数の検出信号を処理することにより、複数種類の画像データを得るステップ（ａ）と、ステップ（ａ）において得られた複数種類の信号に基づいて、合成画像を表す画像データを生成するステップ（ｂ）とを具備する。
【００１１】
本発明によれば、所定の期間内に送信される複数の超音波ビームが互いに為す角度を、フレームごとに変更しながら被検体を走査するので、クロストークによる影響が低減された良質な超音波画像を高速に取得することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照番号を付して、説明を省略する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る超音波撮像装置の構成を示すブロック図である。この超音波撮像装置は、例えば、人体等の診察用の超音波診断装置や工業用の探傷装置として用いられる。
【００１３】
図１に示すように、この超音波撮像装置は、被検体に当接させて用いられる超音波用探触子１０を有している。超音波用探触子１０は、超音波の送受信機能を有する複数個（Ｎ×Ｎ＝Ｎ２個）の超音波トランスデューサ１１を含む、いわゆる２次元トランスデューサアレイである。超音波用探触子１０においては、複数の超音波トランスデューサ１１が、例えば、Ｎ行Ｎ列の２次元マトリックスに配列されている。超音波トランスデューサ１１としては、例えば、ＰＺＴ（Ｐｂ（ｌｅａｄ）  ｚｉｒｃｏｎａｔｅ  ｔｉｔａｎａｔｅ：チタン酸ジルコン酸鉛）等のセラミック圧電材やＰＶＤＦ（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ  ｄｉｆｌｕｏｒｉｄｅ：ポリフッ化ビニリデン）等の高分子圧電材を材料とする圧電素子が用いられる。
【００１４】
本実施形態においては、１つの超音波トランスデューサが超音波の送信と受信の両方に用いられるが、超音波の送信と受信のために別々の超音波トランスデューサを備えるようにしても良い。例えば、超音波の送信素子として、上記の圧電素子を用い、超音波の受信素子として、微細な光ファイバーの先端にそれぞれ形成されたファブリーペロー共振器（ＦＰＲと略称）又はファイバーブラッググレーティング等を用い、これらを組み合わせて超音波用探触子１０を構成しても良い。なお、本実施形態においては２次元トランスデューサアレイを用いているが、これ以外に、１次元、又は、１．５次元等のトランスデューサアレイを用いても良い。
【００１５】
Ｎ２個の超音波トランスデューサ１１には、Ｎ２個のパルサ回路１２、及び、レシーバ１４がそれぞれ接続されている。
各パルサ回路１２は、発火タイミングコントローラ２５の出力信号に基づいて励振して、超音波用探触子１０の対応する超音波トランスデューサ１１に駆動信号を出力する。各超音波トランスデューサ１１は、パルサ回路１２から入力された駆動信号に基づいて超音波パルスを被検体に送信し、被検体から反射された超音波パルスを受信して検出信号を出力する。これらのパルサ回路としては、高い繰り返し周期（例えば、３ＭＨｚ〜１０ＭＨｚ）で連続的に駆動信号を出力できる高速パルサ回路を用いることが望ましい。
【００１６】
各レシーバ１４は、プリアンプ１５、ＴＧＣ（ｔｉｍｅ  ｇａｉｎ  ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ：時間利得補償）増幅器１６及びＡ／Ｄコンバータ１７を備えている。各超音波トランスデューサ１１から出力された検出信号は、対応するレシーバ１４に含まれるプリアンプ１５及びＴＧＣ増幅器１６においてアナログ処理を施される。このアナログ処理により、これらの検出信号のレベルが、Ａ／Ｄコンバータ１７の入力信号レベルに整合される。ＴＧＣ増幅器１６から出力されたアナログ信号は、Ａ／Ｄコンバータ１７によってそれぞれディジタル信号（データ）に変換される。
【００１７】
また、この超音波撮像装置は、システム制御部２０と、メモリ２１と、位相整合演算部２２と、表示画像演算部２３と、発火タイミングコントローラ２５と、画像合成部２６と、画像メモリ２７とを含んでいる。システム制御部２０は、この超音波撮像装置の各部を制御している。
【００１８】
発火タイミングコントローラ２５には、各パルサ回路１２が接続されている。発火タイミングコントローラ２５は、各パルサ回路１２を励振するための信号を出力する。本実施形態においては、発火タイミングコントローラ２５は、電子回路によって構成されているが、パターンジェネレータ等によって構成されても良い。発火タイミングコントローラ２５の制御により、超音波用探触子１０から送信された超音波ビームの最大撮像深度からのエコーの到達時間内に、複数方向に向けて超音波ビームを送信するための発火タイミングの管理が可能となる。また、発火タイミングコントローラ２５の制御により、所望の径を有する超音波ビームを所望の方向に送信することが可能となる。
【００１９】
メモリ２１には、各レシーバ１４が接続されている。メモリ２１は、各レシーバ１４のＡ／Ｄコンバータ１７から出力された検出データを一時記憶する。
位相整合演算部２２は、メモリ２１に記憶されている検出データの位相を整合するために演算処理を行う。位相整合演算部２２は、図１においては１個のブロックで示されているが、送信ビームの数に対応して複数の系統が設けられている。位相整合演算部２２の各系統は、シフトレジスタ遅延線、ディジタル微小遅延器、若しくは、ＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｕｎｉｔ：中央演算装置）とソフトウエア、又は、これらの組み合わせによって構成されている。
【００２０】
ここで、位相整合演算部２２による受信ビームフォーミングは次のように行われる。位相整合演算部２２の各系統は、各超音波トランスデューサ１１から出力される検出信号に基づいて得られた一連の検出データに所定の遅延を与える。これにより、複数の超音波トランスデューサ１１を用いて得られた複数の検出データの位相が整合される。さらに、位相整合演算部２２は、これらの検出データをディジタル加算する。このように、複数の系統を有する位相整合演算部２２を用いることにより、被検体内の複数の方向に関する受信フォーカスを同時に達成することができる。
【００２１】
表示画像演算部２３は、位相整合演算部２２から出力されたデータに対して、検出波形の検波や、画像データへの変換や、所定の画像処理を施し、さらに、走査フォーマットの変換を行う。これにより、音線データ空間の画像データが物理空間の画像データに変換される。
【００２２】
画像合成部２６は、表示画像演算部２３において得られた複数種類の画像データを用いて、合成画像データを生成する。また、画像合成部２６は、複数枚の合成画像データから、ある体積についてのデータであるボクセルデータを生成し、３次元画像の表示を行うための演算を行う。
画像合成部２６には、画像メモリ２７が接続されている。画像メモリ２７は、表示画像演算部２３から出力され、画像合成部２６において画像合成を行う際に用いられる画像データを記憶する。
【００２３】
画像表示部３０は、画像合成部２６から出力される合成画像データを、Ｄ／Ａ変換によってアナログ信号に変換し、これらの信号に基づいて画像を表示する。
【００２４】
ここで、本実施形態においては、被検体を走査する際にマルチビーム送受信方式を用いている。マルチビーム送受信方式とは、同時に、又は、ほぼ同時に複数の超音波ビームを送信し、受信された複数のエコー信号について、送信ビームにそれぞれ対応する複数の受信焦点を形成するように受信ビームフォーミングを施すことにより、複数の位置に関する画像情報を取得する方式のことである。即ち、図２に示すように、互いに角度θを為す複数の超音波ビームＴＢ１〜ＴＢ４を、被検体内の３次元領域１００に向けて送信する。ここで、以下において、複数の超音波ビームが互いに為す角度θのことを、ビーム間隔という。
【００２５】
図２に示すように、ビーム間隔θを保ちつつ、送信方向を変更しながら超音波ビームの送受信を繰り返すことにより、４つの超音波ビームによって被検体内の３次元領域１００を並行して走査する。このようなマルチビーム送受信方式によれば、径の細い超音波ビームを用いて、被検体を高速に走査することができるので、方位分解能及びサンプリングレートを高めることが可能になる。
【００２６】
しかしながら、マルチビーム送受信方式においては、１つの方向に送信された第１の超音波ビームが反射源に反射されて生じる超音波エコーを受信する際に、他の方向に送信された第２の超音波ビームが反射源に反射されて生じる超音波エコーが同時に受信される場合にクロストークが問題となる。そのため、本実施形態においては、クロストークの影響による画質の低下を抑制するために、ビーム間隔の異なる超音波ビームの組み合わせを用い、１つの撮像領域を複数回走査する。そして、複数回の走査によって得られた複数種類の画像データを合成することによって、１つの超音波画像を表す合成画像データを得ている。
【００２７】
次に、本実施形態に係る超音波撮像装置の動作について、図１、及び、図３〜図５を参照しながら説明する。図３は、本実施形態に係る超音波撮像装置の動作を示すフローチャートである。本実施形態においては、説明を簡単にするために、被検体内の２次元セクタ領域を撮像する場合について説明する。また、撮像対象であるセクタ領域にマルチビーム送信される超音波ビームの数を２つとする。
【００２８】
まず、ステップＳ１において、超音波ビームの第１の組み合わせを用いて超音波撮像を行う。即ち、図４に示すように、ビーム間隔がθ１である２つの超音波ビームＴＢ１、ＴＢ２をマルチビーム送信することにより、撮像対象であるセクタ領域１１０を走査する。
【００２９】
図１に示すように、複数のパルサ回路１２は、発火タイミングコントローラ２５の制御に従って、複数の駆動信号をそれぞれ出力する。これらの駆動信号により、複数のパルサ回路１２に接続されている複数の超音波トランスデューサ１１がそれぞれ駆動され、複数の超音波パルスが送信される。その際に、Ｎ２個の超音波トランスデューサ１１の全てから超音波パルスを送信してもよいし、これらＮ２個のうちのいくつかに限定して超音波パルスを送信してもよい。
【００３０】
複数の超音波トランスデューサから送信された複数の超音波パルスは、互いにθ１離れた２つの超音波ビームを形成する。これらの送信ビームは、送信方向に存在する反射源に反射され、超音波用探触子１０に受信される。超音波用探触子１０に含まれる複数の超音波トランスデューサ１１は、受信した超音波エコーに基づいて検出信号を出力する。これらの検出信号は、対応するレシーバ１４にそれぞれ入力され、プリアンプ１５及びＴＧＣ増幅器１６においてアナログ処理を施され、Ａ／Ｄコンバータ１７の入力信号レベルに整合される。次に、ＴＧＣ増幅器１６から出力されたアナログ信号は、Ａ／Ｄコンバータ１７によってディジタル信号に変換され、メモリ２１で一旦記憶された後、位相整合演算部２２に入力される。さらに、これらの検出データは、位相整合演算部２２において、受信された超音波エコーが受信焦点を形成するように受信ビームフォーミングを施され、送信ビームに対応する検出データが生成される。
【００３１】
このように、１回目の超音波ビームの送受信を行った後、超音波撮像装置は、ビーム間隔をθ１に保ったまま送信方向をΔθずつ移動させ、順次送受信を行う。このように超音波ビームを送受信することにより、撮像対象であるセクタ領域に関するフレームデータが取得される。ここで、ビーム間隔θ１を、撮像対象であるセクタ領域の中心角をマルチビームの本数で割った値に設定することにより、セクタ領域全体を、シングルビームを用いる場合と比較して、マルチビームの本数で割った所要時間で走査することが可能である。
このようにして取得されたフレームデータに基づいて、表示画像演算部２３において第１の画像データが求められ、画像合成部２６を介して画像メモリ２７に記憶される。
【００３２】
次に、ステップＳ２において、超音波ビームの第２の組み合わせを用いて超音波撮像を行う。即ち、図５に示すように、ビーム間隔がθ２である２つの超音波ビームＴＢ１’、ＴＢ２’をマルチビーム送信することにより、撮像対象であるセクタ領域を走査する。超音波ビームの送受信方法については、ステップＳ１において行われたものと同様である。ここで、図５に示すように、θ１＜θ２である場合に、撮像対象であるセクタ領域の一端から順次マルチビーム送信を行うと、ｎ回送信した時点で、超音波ビームＴＢ２’がセクタ領域を外れてしまう。そのような場合には、図６に示すように、ｎ＋１回目以降は超音波ビームＴＢ２’の送信を中止し、残った領域（図６の（ａ）の斜線部分）を超音波ビームＴＢ１’のみ、即ち、シングルビームによって走査する。
このようにして取得されたフレームデータに基づいて、表示画像演算部２３において第２の画像データが求められ、画像合成部２６に入力される。
【００３３】
次に、ステップＳ３において、ステップＳ１において得られた第１の画像データと、ステップＳ２において得られた第２のデータとを合成する。
ここで、図７を参照すると、ステップＳ１及びＳ２において撮像された領域は、Ａ〜Ｃの３領域に分けることができる。領域Ａは、第１及び第２の組み合わせに含まれるそれぞれ含まれる超音波ビームＴＢ１及びＴＢ１’によって、２回に渡って走査された領域である。また、領域Ｃは、第１及び第２の組み合わせにそれぞれ含まれる超音波ビームＴＢ２及びＴＢ２’によって、２回に渡って走査された領域である。さらに、領域Ｂは、第１の組み合わせに含まれる超音波ビームＴＢ１とＴＢ２とによって１回走査された後に、シングルビームによって１回走査された領域である。
【００３４】
領域Ａ及びＣについては、次のようにして画像データが合成される。図８は、ステップＳ１及びＳ２において得られた検出信号（ＲＦ信号）を示している。本実施形態においては、ＲＦ信号のレベルに基づいて、表示画像演算部２３から出力された第１及び第２の画像データ（ビデオ信号）の合成が行われる。
【００３５】
まず、画像合成部２６は、ステップＳ１及びＳ２において得られた第１及び第２の画像データにおいて、互いに対応する領域に関する画像データを比較する。その結果、これらの画像データの内、クロストークが生じていない領域に関するものはほぼ一致する。しかしながら、いずれかの画像データにクロストークが生じている場合には、両者の画像データは一致しない。
【００３６】
例えば、図４に示すように、ビーム間隔θ１でマルチビーム送信する場合（ステップＳ１）には、２回目の送受信において、反射源ＯＢ１及びＯＢ２に反射されて生じた超音波エコーがほぼ同時に受信されるので、両者の間でクロストークが生じてしまう。一方、図５に示すように、ビーム間隔θ２でマルチビーム送信する場合（ステップＳ２）には、超音波ビームがこれらの反射源ＯＢ１及びＯＢ２にほぼ同時に反射することはないので、クロストークが生じるおそれはない。そのため、ビーム間隔を変更することによって得られた２種類の検出信号を比較すると、図８に示すように、両者の間に差が現れる。
【００３７】
画像合成部２６は、このように差が生じた領域について、検出信号の波形が送信信号の波形により近似している方の画像データを採用する。なお、検出信号の波形にあまり差が生じない領域については、いずれの画像データを採用しても良い。
【００３８】
また、領域Ｂに関しては、シングルビーム送信することによって得られた画像データが優先して採用される。シングルビーム送信によって被検体を走査した場合には、クロストークが生じるおそれがないからである。
【００３９】
画像合成部２６は、領域Ａ及びＣについては、図８を用いて説明した方法によって採用された画像データを用い、領域Ｂについては、シングルビーム送信によって得られた画像データを用いることにより、１つのセクタ領域に関する合成画像データを生成する。
さらに、画像表示部３０は、このようにして生成された合成画像データに基づいて、画面に超音波画像を表示する。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態によれば、クロストークによる影響が低減された良質な超音波画像を高速に取得することができる。例えば、被検体内の３次元領域を４つのマルチビームによって走査する場合には、３次元領域を構成する複数のセクタ領域の各々について２回ずつ走査したとしても、３次元領域全体をシングルビームによって走査する場合に比較して、約２倍の速度で走査することができる。
【００４１】
次に、本発明の第２の実施形態に係る超音波撮像装置について説明する。図９は、本実施形態に係る超音波撮像装置を示すブロック図である。
図９に示すように、本実施形態に係る超音波撮像装置は、画像合成部３６及び画像メモリ３７を有している。本実施形態においては、位相整合部２２において位相整合された検出信号について、画像合成部３６においてＲＦ信号の段階で画像合成処理を行い、その後に、表示画像演算部２３において画像データ（ビデオ信号）に変換している。
【００４２】
即ち、ビーム間隔θ１でマルチビーム送信することによって得られた検出信号は、信号処理及び位相整合を施された後に画像合成部３６に入力され、画像メモリ３７に記憶される。次に、ビーム間隔θ２でマルチビーム送信することによって得られた検出信号は、信号処理及び位相整合を施された後に画像合成部３６に入力される。さらに、画像合成部３６は、画像メモリ３７に記憶されている検出信号と後から入力された検出信号とに基づいて画像合成を行い、１つのセクタ領域に関する合成検出信号を生成する。なお、画像合成の方法については、本発明の第１の実施形態におけるものと同様である。さらに、このようにして生成された合成検出信号は、表示画像演算部２３において演算処理を施され、画像表示部３０により画像表示される。
【００４３】
以上の実施形態においては、クロストークの影響による画質の低下を抑制するために、ビーム間隔の異なる超音波ビームの組み合わせを用いて、１つの撮像領域を複数回走査して得られた複数種類のＲＦ信号又は画像データの内のいずれかを選択することによって１つの超音波画像を表す合成画像データを求めるようにしたが、単に複数種類のＲＦ信号の和を求めたり、複数種類の画像データの平均値を算出することによって、１つの超音波画像を表す合成画像データを求めるようにしても良い。
【００４４】
例えば、ある時点において第１のＲＦ信号にクロストーク成分が大きく混入し、別の時点において第２のＲＦ信号にクロストーク成分が大きく混入するような場合に、信号成分の振幅が等しい第１のＲＦ信号と第２のＲＦ信号とを同相で加算すれば、加算された信号成分の振幅は２倍となるが、加算されたクロストーク成分の振幅は大きい方のクロストーク成分の振幅によって概ね決定されるので、クロストークの影響を相対的に低減することができる。
【００４５】
また、第１のＲＦ信号と第２のＲＦ信号においてクロストーク成分の振幅が等しい場合においても、これらのクロストーク成分の位相は揃っていないので、第１のＲＦ信号と第２のＲＦ信号とを加算してもクロストーク成分の振幅は２倍以下となり、クロストークの影響を相対的に低減することができる。なお、このような加算において、ランダムノイズに関するＳＮ比は、理論的には、√２倍（＋３ｄＢ）となる。
【００４６】
このように、複数種類のＲＦ信号の和を求めたり、複数種類の画像データの平均値を算出する場合には、複数種類のＲＦ信号又は画像データの内のいずれを選択するかについての判断は不要となる。
【００４７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、フレームごとにビーム間隔を変更しながらマルチビーム送信することにより被検体を走査し、それによって得られた複数種類の画像データを合成するので、クロストークによる影響が低減された良質な超音波画像を高速に取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る超音波撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図２】被検体内の３次元領域に向けて複数の超音波ビームが送信される様子を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る超音波撮像装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】超音波ビームの第１の組み合わせを用いて被検体を走査する様子を示す図である。
【図５】超音波ビームの第２の組み合わせを用いて被検体を走査する様子を示す図である。
【図６】シングルビームによって走査される領域について説明するための図である。
【図７】被検体を走査する際に用いられる超音波ビームの組み合わせにより、３つの領域に分けられた撮像領域を示す図である。
【図８】フレームデータの合成方法を説明するための図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る超音波撮像装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０  超音波用探触子
１１  超音波トランスデューサ
１２  パルサ回路
１４  レシーバ
１５  プリアンプ
１６  ＴＧＣ増幅器
１７  Ａ／Ｄコンバータ
２０  システム制御部
２１  メモリ
２２  位相整合演算部
２３  画像表示演算部
２４  発火タイミングコントローラ
２６、３６  画像合成部
２７、３７  画像メモリ
３０  画像表示部
１００  ３次元領域
１１０  セクタ領域
【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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