(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体との間で超音波を送受する超音波探触子と、前記超音波探触子に駆動信号を供給する送信手段と、前記超音波探触子から出力される受信信号を処理する受信手段と、前記受信手段から出力される前記受信信号に基づいた超音波像が表示される表示手段を備えた超音波診断装置において、
前記超音波探触子で送受される超音波ビームのビーム形状と前記被検体の深度とに対応して、前記受信手段から出力される前記受信信号を補正する補正手段を有し、
前記補正手段は、前記受信信号を補正する補正データを算出する計算手段を有し、
前記計算手段は、一の前記超音波ビームのビーム形状と前記被検体の深度とに対応して一の前記補正データを算出し、前記一の超音波ビームに対応する受信信号が受信処理される間に、前記一の超音波ビームとは異なる他の前記超音波ビームのビーム形状と前記被検体の深度とに対応して他の前記補正データを算出することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
請求項１に記載の超音波診断装置において、前記補正手段は、前記超音波ビームのビーム形状と前記被検体の深度に対応して算出されたダイナミックレンジに基づき、前記受信手段から出力される前記受信信号のダイナミックレンジを補正するダイナミックレンジ補正手段を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項３】
請求項１に記載の超音波診断装置において、前記補正手段は、前記超音波ビームのビーム形状と前記被検体の深度に対応して算出されたビーム強度に基づき、前記受信手段から出力される前記受信信号の信号強度を補正する信号強度補正手段を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項４】
請求項１に記載の超音波診断装置において、前記補正手段は、前記計算手段により超音波送波ビームまたは超音波受波ビームの少なくとも一方のビーム形状に対応した前記補正データを算出し、該補正データに基づいて前記受信信号を補正することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項５】
請求項１に記載の超音波診断装置において、前記受信手段は、前記超音波探触子から出力される受信信号をサンプリングクロックに基づきディジタル信号に変換する手段を有し、
前記補正手段は、前記計算手段により前記サンプリングクロックに基づき前記被検体の深度方向に設定された一以上のサンプリング点ごとに前記補正データを算出し、前記受信手段から出力される前記受信信号を前記補正データに基づいて補正することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項６】
請求項１に記載の超音波診断装置において、前記計算手段は、前記駆動信号の周波数、前記駆動信号の波数、前記超音波ビームの焦点の座標、前記超音波探触子の口径を形成する振動子の数、前記超音波ビームを形成するためのフォーカスデータの少なくとも１つを含むパラメータに基づき前記補正データを算出することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項７】
請求項１に記載の超音波診断装置において、前記表示手段は、前記超音波ビームのビーム形状に対応して算出されたダイナミックレンジが前記被検体の深度の関数としてグラフ表示されることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項８】
請求項１に記載の超音波診断装置において、前記表示手段は、前記超音波ビームのビーム形状に対応して算出されたビーム強度が前記被検体の深度の関数としてグラフ表示されることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項９】
超音波探触子により形成される超音波ビームのビーム形状と被検体の深度とに対応した補正データを算出する工程と、
前記超音波探触子に駆動信号を供給して前記超音波探触子から前記被検体に超音波を送波する工程と、
前記送波工程に対応して前記超音波探触子から出力される受信信号を処理する受信工程と、
前記受信工程から出力される受信信号を前記補正データに基づき補正する工程と、
前記補正工程から出力される前記受信信号に基づいた超音波像を表示する工程とを有し、
前記補正データを算出する工程は、一の前記超音波ビームのビーム形状と前記被検体の深度とに対応して一の前記補正データを算出する工程と、前記一の超音波ビームに対応する受信信号が受信処理される間に、前記一の超音波ビームとは異なる他の前記超音波ビームのビーム形状と前記被検体の深度とに対応して他の前記補正データを算出する工程を有し、前記各工程をコンピュータに実行させることを特徴とする超音波イメージングプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体の診断画像として超音波像を撮像する装置およびその撮像を実行する超音波イメージングプログラムに関する。
【０００２】  超音波診断装置は、被検体との間で超音波探触子により超音波ビームを送受し、超音波探触子から出力される受信信号に基づき超音波像を再構成し、再構成された超音波象を表示画面に表示する。ここで超音波ビームとは、超音波探触子に配列された複数の振動子から送波又は受波される超音波により焦点を有して形成されるものである。【０００３】  ところで、被検体から発生した反射エコーは、被検体内を伝播する過程で減衰する。この減衰の影響を受けた超音波像は、診断情報としての信号がノイズに埋もれるなど、画質が低下する。そこで、被検体の深度の関数として指数関数的に補正データを設定し、設定された補正データに基づいて受信信号を補正することにより、超音波像の画質を向上させることが行われている（例えば、特許文献１参照）。【０００４】
【特許文献１】特開平４−４０９４５号公報
【０００５】  しかしながら、超音波診断装置により表示される超音波像は、被検体の深度以外の要因によっても画質が影響を受ける。したがって、被検体の深度の関数として補正する特許文献１のような方法では、例えば、診断情報としての信号がノイズに埋もれた超音波像や、画像コントラストが劣化した超音波像が表示されるという問題が依然として生じる場合があり、超音波像の画質向上に改善すべき余地がある。【０００６】
本発明の目的は、超音波像の画質を改善するのにより好適な超音波診断装置およびその撮像を実行する超音波イメージングプログラムを実現することにある。
【発明の開示】
【０００７】  本発明の超音波診断装置は、被検体との間で超音波を送受する超音波探触子と、超音波探触子に駆動信号を供給する送信手段と、超音波探触子から出力される受信信号を処理する受信手段と、受信手段から出力される受信信号に基づいた超音波像が表示される表示手段を備え、超音波探触子で送受される超音波ビームのビーム形状と被検体の深度とに対応して、受信手段から出力される受信信号を補正する手段を有してなることを特徴とする。
【０００８】  すなわち、超音波送波ビーム又は超音波受波ビームの少なくとも一方の超音波ビームは、焦点の位置や、超音波探触子の口径を形成する振動子の数など種々の因子によりビーム形状が決まってくる。このような超音波ビームは、口径から焦点に至るまで絞られ、焦点を超えた後は広がる形状を有する。又、伝搬距離に応じて減衰が生じるから、各反射部位の深度によって音圧又は反射強度に差が生じる。例えば、超音波ビームは、被検体の深度方向にビーム断面積が異なるため、ビーム強度が被検体の深度方向に異なる。これに起因して、超音波探触子から出力される受信信号は、超音波ビームの形状と被検体の深度の双方による影響を受けたものになる。
【０００９】  したがって、受信手段から出力される受信信号に対し、超音波ビームの形状と被検体の深度とに対応した補正を施すことにより、補正後の受信信号は、超音波ビームの形状と被検体の深度による影響が低減された信号になる。このような受信信号に基づく超音波像を表示することにより、超音波像の画質を改善できる。
【００１０】  要するに、超音波ビームの形状が被検体の深度方向に異なることに着目し、超音波ビーム形状と被検体の深度とに対応させて受信信号を補正することにより、被検体がより忠実に現された超音波像を表示できる。
【００１１】  この場合において、補正手段としては、超音波ビームのビーム形状と被検体の深度とに対応して算出されたダイナミックレンジに基づき、受信手段から出力される受信信号のダイナミックレンジを補正するダイナミックレンジ補正手段を用いることができる。また、ダイナミックレンジ補正手段に代えて、又はそれと共に、超音波ビームのビーム形状と被検体の深度とに対応して算出されたビーム強度に基づき、受信手段から出力される受信信号の信号強度を補正する信号強度補正手段を用いることができる。
【００１２】  また、受信手段については、超音波探触子から出力される受信信号をサンプリングクロックに基づきディジタル信号に変換する手段を有することができる。この場合の補正手段は、サンプリングクロックに基づき被検体の深度方向に設定された一以上のサンプリング点ごとに、変換手段から出力される受信信号を補正できる。
【００１３】  また、補正手段については、補正データを算出する計算手段を有することができる。計算手段は、駆動信号の周波数、駆動信号の波数、超音波ビームの焦点の座標、超音波探触子の口径を形成する振動子の数、超音波ビームを形成するためのフォーカスデータの少なくとも１つを含むパラメータに基づき補正データを算出できる。
【００１４】  さらに、補正手段については、補正データを算出する計算手段を有することができる。計算手段は、一の超音波ビームのビーム形状と被検体の深度とに対応して一の補正データを算出し、一の超音波ビームに対応する受信信号が受信処理される間に、一の超音波ビームとは異なる他の超音波ビームのビーム形状と被検体の深度とに対応して他の補正データを算出できる。
【００１５】  また、表示手段については、超音波ビームのビーム形状に対応して算出されたダイナミックレンジが被検体の深度の関数としてグラフ表示できる。また、超音波ビームのビーム形状に対応して算出されたビーム強度が被検体の深度の関数としてグラフ表示できる。
【００１６】
本発明の撮像をコンピュータにより実行させる超音波イメージングプログラムは、超音波探触子により形成される超音波ビームのビーム形状と被検体の深度とに対応した補正データを算出する工程と、超音波探触子に駆動信号を供給して超音波探触子から被検体に超音波を送波する工程と、送波工程に対応して超音波探触子から出力される受信信号を処理する受信工程と、受信工程から出力される受信信号を補正データに基づき補正する工程と、補正工程から出力される受信信号に基づいた超音波像を表示する工程を有することを特徴とする。
【００１７】  この場合において、補正データ算出工程では、超音波ビームのビーム形状と被検体の深度とに対応したダイナミックレンジを算出できる。この場合の補正工程では、補正データ算出工程で算出されたダイナミックレンジに基づき、受信工程から出力される受信信号のダイナミックレンジを補正できる。
【００１８】  また、補正データ算出工程では、超音波ビームのビーム形状と被検体の深度とに対応したビーム強度を算出できる。この場合の補正工程では、補正データ算出工程で算出されたビーム強度に基づき、受信工程から出力される受信信号の信号強度を補正できる。
【００１９】  また、補正データ算出工程では、超音波送波ビームまたは超音波受波ビームの少なくとも一方のビーム形状に対応した補正データを算出できる。
【００２０】  また、受信工程では、超音波探触子から出力される受信信号をサンプリングクロックに基づきディジタル信号に変換できる。この場合の補正工程では、サンプリングクロックに基づき被検体の深度方向に設定された一以上のサンプリング点ごとに、受信工程から出力される受信信号を補正できる。
【００２１】  また、補正データ算出工程では、駆動信号の周波数、駆動信号の波数、超音波ビームの焦点の座標、超音波探触子の口径を形成する振動子の数、超音波ビームを形成するためのフォーカスデータの少なくとも１つを含むパラメータに基づき補正データを算出できる。
【００２２】  さらに、補正データ算出工程では、一の超音波ビームのビーム形状と被検体の深度とに対応して一の補正データを算出する工程と、一の超音波ビームに対応する受信信号が受信処理される間に、一の超音波ビームとは異なる他の超音波ビームのビーム形状と被検体の深度とに対応して他の補正データを算出する工程を含めることができる。
【００２３】  また、表示工程では、超音波ビームのビーム形状に対応して算出されたダイナミックレンジを被検体の深度の関数としてグラフ表示できる。また、超音波ビームのビーム形状に対応して算出されたビーム強度を被検体の深度の関数としてグラフ表示できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明を適用した第１の実施形態の超音波診断装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の超音波診断装置の全体処理を示すフローチャートである。
【図３】図１のダイナミックレンジ補正部の動作を説明するための概念図である。
【図４】図１の超音波診断装置により撮像した超音波像の表示例と参考の形態の装置により撮像した比較例である。
【図５】超音波ビームのビーム形状が深度方向に異なることを説明する図である。
【図６】本発明を適用した第２の実施形態の超音波診断装置の構成を示すブロック図である。
【図７】図６の超音波診断装置の全体処理を示すフローチャートである。
【図８】図６の信号強度補正部の動作を説明するための概念図である。
【図９】本発明を適用した第３の実施形態の超音波診断装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】図９の超音波診断装置の全体処理を示すフローチャートである。
【図１１】図９の補正部の動作を説明するための概念図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】  （第１の実施形態）
本発明を適用した超音波診断装置の第１の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態の超音波診断装置１の構成を示すブロック図である。【００２６】  図１に示すように、超音波診断装置１は、被検体との間で超音波を送受する超音波探触子１０と、超音波探触子１０に駆動信号を供給する送信手段としての送信回路１２と、超音波探触子１０から出力される受信信号を処理する受信手段などから構成される。ここでの受信手段は、超音波探触子１０から出力される受信信号に対し増幅などの処理をする受信回路１６と、受信回路１６から出力される受信信号をサンプリングクロックに基づきディジタル信号に変換するアナログディジタル変換部１８（以下、Ａ／Ｄ変換部１８という）と、Ａ／Ｄ変換部１８から出力される受信信号に対し整相加算処理をするソフトウェア整相加算手段としての整相加算部２０と、整相加算部２０から出力される受信信号に対し検波などの処理をする信号処理部２２を有する。【００２７】  そして、本発明に係る超音波診断装置１は、超音波探触子１０で送受される超音波ビームのビーム形状と被検体の深度に相関して算出される補正データに基づき、信号処理部２２から出力される受信信号を補正する手段としてのダイナミックレンジ補正部２４を有する。本実施形態での超音波ビームとは、超音波送波ビーム及び超音波受波ビームを意味するが、いずれか一方でもよい。【００２８】  さらに詳細に、超音波診断装置１の構成について説明する。超音波探触子１０は、複数の振動子を配列して形成されている。各振動子は、送信回路１２から供給される駆動信号を超音波に変換すると共に、被検体から発生する反射エコーを受信信号に変換する。ここでの駆動信号は、超音波送波用のパルス信号である。【００２９】  送信回路１２は、受信回路１６と伴に送受信部２６に設けられている。送受信部２６は、送信回路１２から出力される駆動信号を超音波探触子１０に出力すると共に、超音波探触子１０から出力される受信信号を受信回路１６に出力する送受分離回路と、超音波探触子１０の送波口径又は受波口径を形成する振動子群を選択する高圧切替えスイッチを有する。【００３０】  受信回路１６は、超音波探触子１０から出力される受信信号を増幅する受信アンプを有する。受信アンプは、受信信号に対し所定の信号増幅度で増幅するプリアンプと、超音波の反射部位の深度に起因する反射エコーの減衰に応じて信号増幅度が可変するゲインコントロールアンプを有する。このような受信回路１６の処理により、受信信号は、診断に足りるに十分な大きさに増幅されると共に、被検体内での減衰が補正される。【００３１】  送受信部２６にフォーカス位置決定部２８が接続している。フォーカス位置決定部２８は、送受信部２６に超音波送波ビームの焦点の設定座標を出力する。なお、フォーカス位置決定部２８に焦点の座標を入力するキーボードやマウスなどを設けてもよい。【００３２】  Ａ／Ｄ変換部１８は、サンプリングクロックを発生するクロック発生器を有する。ここでのサンプリングクロックのクロック間隔は、等間隔でもよいし、不等間隔でもよい。整相加算部２０は、Ａ／Ｄ変換部１８から出力される受信信号をフォーカスデータに基づきデ���ジタル整相をする遅延量補正部３４と、遅延量補正部３４に付与されるフォーカスデータを格納したメモリ３６と、遅延量補正部３４から出力されるチャネル毎の受信信号を加算して信号処理部２２に出力する加算部３８を有する。このような整相加算部２０により、超音波受波ビームが形成される。【００３３】  信号処理部２２は、整相加算部２０から出力される受信信号に対し、検波、フィルタリング、対数圧縮などの処理をする機能と、処理された受信信号に基づいて超音波像（例えば、Ｂモード像、ドプラ像、Ｍモード像）の基になる画像信号を構成する機能を有する。信号処理部２２から出力される画像信号は、ダイナミックレンジ補正部２４に出力される。便宜上、信号処理部２２から出力される画像信号も受信信号と適宜称する。【００３４】  ダイナミックレンジ補正部２４は、ダイナミックレンジ計算部４０と、メモリ４２を有する。まず、ダイナミックレンジ計算部４０は、超音波探触子１０で送受される超音波ビームのビーム形状と被検体の深度に相関した補正データとしてダイナミックレンジ（以下、補正用ダイナミックレンジと称する）を算出する機能を有する。例えば、駆動信号の周波数、駆動信号の波数、超音波送波ビーム又は超音波受波ビームの焦点の座標、超音波探触子１０の口径の大きさ、超音波送波ビーム又は受波ビームを形成するためのフォーカスデータの少なくとも１つを含むパラメータに基づき、補正用ダイナミックレンジを計算する。ここでの口径の大きさとは、送波口径又は受波口径を形成する振動子の数と、各振動子の大きさに基づき求められる。そしてダイナミックレンジ計算部４０は、補正用ダイナミックレンジをダイナミックレンジテーブルに配列する。ダイナミックレンジテーブルは、被検体の深度（例えば、サンプリング点又はフォーカス段の深度）に対応させて補正用ダイナミックレンジが配列されたデータベースである。換言すれば、ダイナミックレンジテーブルは、フォーカス深度の関数とした超音波ビームプロファイルを有する。このようなダイナミックレンジテーブルは、メモリ４２に格納される。【００３５】  また、ダイナミックレンジ計算部４０は、補正用ダイナミックレンジに基づき、信号処理部２２から出力される受信信号のダイナミックレンジを補正する。例えば、Ａ／Ｄ変換部１８のサンプリングクロックに基づいて被検体の深度方向に設定されたサンプリング点ごとに、信号処理部２２から出力される受信信号を補正する。ここで、サンプリング点ごとに受信信号を補正することに代えて、複数のサンプリング点を有するフォーカス段ごとに受信信号を補正してもよい。【００３６】  このようなダイナミックレンジ補正部２４は、第１の超音波ビームのビーム形状と被検体の深度に基づいて第１の補正用ダイナミックレンジを算出し、第１の超音波ビームに対応する受信信号が受信処理される間に、第１の超音波ビームとは異なる第２の超音波ビームのビーム形状と被検体の深度に基づいて第２の補正用ダイナミックレンジを算出できる。すなわち、ダイナミックレンジ計算部４０は、時分割処理で補正用ダイナミックレンジを事前に算出できる。又は、予め設定してある超音波ビームの形状に対し、それに対応する補正用ダイナミッ��レンジを事前にダイナミックレンジテーブル４２へ格納しておくこともできる。【００３７】  また、ダイナミックレンジ補正部２４から出力される補正後の受信信号を表示用の信号に変換すると共に、受信信号に輝度合わせ処理をするディジタルスキャンコンバータ３０（以下、ＤＳＣ３０という）と、ＤＳＣ３０から出力された受信信号に基づいた超音波像を表示画面に表示する表示部３２が設けられている。【００３８】  このように構成される超音波診断装置１の基本動作を説明する。まず、被検体に超音波探触子１０を接触させる。超音波探触子１０に駆動信号が送信回路１２から供給されると、超音波探触子１０から超音波送波ビームが被検体に照射される。被検体から発生する反射エコーは、超音波探触子１０により受波されることによって受信信号に変換される。受信信号は、受信回路１６により増幅される。増幅された受信信号は、Ａ／Ｄ変換部１８によりディジタル信号に変換される。ディジタル化された受信信号は、整相加算部２０により超音波受波ビームとして形成される。整相加算部２０から出力される超音波受波ビームは、信号処理部２２により所定の処理が施されることによって画像信号として出力される。信号処理部２２から出力された画像信号は、ダイナミックレンジ補正部２４によりダイナミックレンジが補正される。補正された画像信号は、ＤＳＣ３０を介して表示部３２に超音波像として表示される。【００３９】  ここで、超音波診断装置１の詳細動作についてダイナミックレンジ補正部２４を中心に図２及び図３を参照して説明する。図２は、図１の超音波診断装置１の全体処理を示すフローチャートである。図３は、図１のダイナミックレンジ補正部の動作を説明するための概念図である。なお、図３は、便宜上、１つのフォーカス段内における処理を示すが、他のフォーカス段での処理も同様である。【００４０】  ＜補正用ダイナミックレンジの算出工程（Ｓ１００）＞
補正用ダイナミックレンジＤ１〜Ｄ６がダイナミックレンジ計算部４０により算出される。ここで補正用ダイナミックレンジＤ１〜Ｄ６は、超音波探触子１０により形成される超音波ビームのビーム形状と各反射部位４６−１〜４６−７の深度に相関した補正データである。なお、図３Ａに示すように、反射部位４６−１と反射部位４６−６は、同じ深度であるため、双方が補正用ダイナミックレンジＤ１に対応する。【００４１】  より具体的には、ダイナミックレンジ計算部４０は、超音波ビームのビーム形状に関連する因子から補正用ダイナミックレンジＤ１〜Ｄ６を算出する。因子とは、送信回路１２から供給される駆動信号の周波数、その駆動信号の波数、超音波ビームの焦点の座標、超音波探触子１０の口径を形成する振動子の数、整相方式などのパラメータである。整相方式は、駆動信号を遅延するための送信用フォーカスデータ、受信信号を整相するための受信用フォーカスデータ（例えば、メモリ３６に記憶されているフォーカスデータ）である。【００４２】  すなわち、補正用ダイナミックレンジＤ１〜Ｄ６を設定するための一般式は、数１式のように表される。これにより、例えば、送受波フォーカスが表１に示す場合は、ダイナミックレンジは同表のように設定される。【００４３】
【数１】
0004664209.tif 000002
【００４４】
【表１】
0004664209.tif 000003
要するに、補正用ダイナミックレンジＤ１〜Ｄ６は、超音波ビームが有する固有のダイナミックレンジであり、各反射部位４６−１〜４６−７におけるビーム強度に依存したものである。このような補正用ダイナミックレンジＤ１〜Ｄ６は、サンプリング点又はフォーカス段の深度に対応付けられた後、ダイナミックレンジテーブルとしてメモリ４２に格納される。図３Ｃは、受信信号Ｓ１〜Ｓ６に対応した補正用ダイナミックレンジＤ１〜Ｄ６を示している。なお、補正用ダイナミックレンジＤ１〜Ｄ６については、実測やシミュレーションなどから求めてもよい。【００４５】  ＜超音波の送波工程（Ｓ１０１）＞
超音波探触子１０に駆動信号を供給して超音波探触子１０から被検体に超音波を送波する。例えば、被検体の体表に接触させた超音波探触子１０に対し、送波回路１２から駆動信号が供給される。なお、駆動信号は、超音波探触子１０に有する振動子の数に対応して複数生成され、生成された各駆動信号は、焦点位置に基づいた送信用フォーカスデータを用いてそれぞれ遅延されている。また、フォーカス位置は、フォーカス位置決定部２８から送受信部２６に所定タイミングで出力される。【００４６】  一方、超音波探触子１０に有する複数の振動子群のうち、所定の振動子群が高圧切替えスイッチにより選択されることにより、送波口径が形成される。送波口径の振動子群に駆動信号が供給されると、供給された各振動子から超音波が送波される。送波された各超音波により超音波送波ビームが形成される。形成された超音波送波ビームは、送波方向の所定距離に焦点を有する。【００４７】  より具体的に図３Ａを参照して説明する。図３Ａの縦軸は被検体の深度を示し、横軸はビームの走査アドレスを示している。図３Ａに示すように、複数の反射部位４６−１〜４６−７が被検体に散乱している。各反射部位４６−１〜４６−７は、大きさや音響インピーダンスが異なる。また、反射部位４６−１〜４６−７は、反射部位４６−６を除き、それぞれ深度が異なる。反射部位４６−６は、反射部位４６−１と同じ深度である。【００４８】  本工程が開始されると、超音波探触子１０のビームアドレスが図３Ａに示すアドレスＡに初期化される。そして、超音波探触子１０から超音波送波ビームが射出される。すなわち、超音波送波ビームは、アドレスＡから走査方向にアドレスを変えながら順番に反射部位４６−１〜４６−７に射出される。なお、図３Ａでは深度方向と走査方向の二次元分布を示すが、三次元分布の場合も同様である。また、超音波送波ビームの焦点位置については適宜変更できる。【００４９】  ＜超音波の受信工程（Ｓ１０２）＞
超音波送波工程（Ｓ１０１）に対応して超音波探触子１０から出力される受信信号を処理する。例えば、反射部位４６−１〜４６−７から発生した反射エコーは、超音波探触子１０により受波されて受信信号に変換される。変換された受信信号は、受信回路１６、Ａ／Ｄ変換部１８、整相加算部２０により順に処理されることにより、超音波受波ビームが形成される。形成された超音波受波ビームは、被検体の所定深度に焦点を有する。そして超音波受波ビームは、信号処理部２２により処理された後、図３Ｂに示すように、受信信号Ｓ１〜Ｓ６としてダイナミックレンジ補正部２４に出力される。なお、図３Ｂの縦軸は被検体の深度を示し、横軸は信号強度を示す。受信信号Ｓ１〜Ｓ６の信号強度は、画像信号を形成する際の例えば輝度情報に相当する。【００５０】  また、説明の便宜上、図３Ｂでは、受信信号Ｓ１〜Ｓ６の信号強度を深度ごとに射影されたものとして表している。また、反射部位４６−１と反射部位４６−６は同じ深度であるが、反射部位４６−１に対応する受信信号の信号強度の方が大きいため、反射部位４６−１に対応する受信信号を受信信号Ｓ１としている。【００５１】  ＜受信信号の補正工程（Ｓ１０３）＞
超音波の受信工程（Ｓ１０２）から出力される受信信号Ｓ１〜Ｓ６は、補正用ダイナミックレンジに基づいて補正される。例えば、受信信号Ｓ１は、ダイナミックレンジ補正部２４に入力される。受信信号Ｓ１の入力に応じ、ダイナミックレンジ計算部４０により補正用ダイナミックレンジＤ１がメモリ４２から読み出される。補正用ダイナミックレンジＤ１は、ダイナミックレンジテーブルに配列されたものであり、反射部位４６−１の深度に対応してダイナミックレンジテーブルから抽出される。そして、受信信号Ｓ１は、補正用ダイナミックレンジＤ１に基づき、ダイナミックレンジ計算部４０により信号強度が補正される。反射部位４６−２〜４６−７についても同様に処理される。このように処理された補正後の受信信号ＤＮ１〜ＤＮ６を図３Ｄに示す。要するに、本工程により、受信信号ＤＮ１〜ＤＮ６は、超音波ビームが有する固有のダイナミックレンジが考慮された信号になる。【００５２】  なお、本工程の補正計算は、例えば数２式に基づき行われる。数２式のｋは、補正対象の受信信号の数を示す。本形態のｋの値は１〜６であるが、適宜変更すればよい。αは、反射エコーが被検体内を伝播する際に減衰した信号強度を補正する係数を示す。【００５３】
【数２】
0004664209.tif 000004
＜超音波像の表示工程（Ｓ１０４）＞
補正工程（Ｓ１０３）から出力される受信信号ＤＮ１〜ＤＮ６に基づいた超音波像が表示画面に表示される。例えば、受信信号ＤＮ１〜ＤＮ６は、ＤＳＣ３０により表示用の信号に変換されると共に、輝度合わせ処理が施される。ＤＳＣ３０から出力される受信信号ＤＮ１〜ＤＮ６は、超音波像として表示部３２の表示画面に表示される。また、補正用ダイナミックレンジＤ１〜Ｄ６は、反射部位４６−１〜４６−７の深度の関数として超音波像と並べてグラフ表示される。グラフ表示により、補正用ダイナミックレンジＤ１〜Ｄ６が視覚的に把握される。【００５４】  上述したように、超音波送波ビーム又は超音波受波ビームは、口径から焦点に至るまで絞られ、焦点を超えた後は広がる形状を有する。又、伝搬距離に応じた減衰が生じるから、各反射部位４６−１〜４６−７の深度によって音圧又は反射強度に差が生じる。例えば、超音波ビームは、被検体の深度方向にビーム断面積が異なるため、ビーム強度が被検体の深度方向に異なる。これに起因して、信号処理部２２から出力される受信信号は、超音波ビームの形状と反射部位４６−１〜４６−７の深度の双方による影響を受けたものになる。【００５５】  したがって、信号処理部２２から出力される受信信号Ｓ１〜Ｓ６に対し、超音波ビームの形状と反射部位４６−１〜４６−７の深度に相関した補正を施す。これにより、補正後の受信信号ＤＮ１〜ＤＮ６は、超音波ビームの形状と反射部位４６−１〜４６−７の深度による影響が低減された信号になる。このような受信信号ＤＮ１〜ＤＮ６に基づく超音波像を表示することにより、超音波像の画質を改善できる。【００５６】  図４Ａは、本実施形態の超音波診断装置によりファントム撮像した超音波像の表示例である。図４Ｂは、参考の形態における超音波診断装置によりファントム撮像した超音波像の表示例である。【００５７】  参考の形態の超音波診断装置では、超音波像を表示する際のダイナミックレンジが、反射部位の深度にかかわらず一定（例えば、１００ｄＢ）に設定される。一般に、深度の浅い反射部位から発生した反射エコーは信号強度が大きくなる一方、深度の深い反射部位から発生した反射エコーは、被検体内での減衰に起因して信号強度が小さくなる。したがって、浅い反射部位に対応する受信信号のダイナミックレンジにあわせて表示すると、深い反射部位に対応する画像のコントラストが低下する場合がある。また、深い反射部位に対応する受信信号のダイナミックレンジにあわせて表示すると、浅い反射部位に対応する画像が輝度飽和して情報が欠落する場合がある。【００５８】  図４Ｂの場合、反射部位の各深度で最もダイナミックレンジが広い超音波ビームを基準としている。換言すれば、全ての受信信号を表現できるダイナミックレンジが設定されているため、受信信号が本来有しているダイナミックレンジよりも広く表示されている。その結果、図４Ｂに示すように、不要な成分がノイズとして超音波像に表示されることになる。【００５９】  この点、本実施形態では、超音波ビームのビーム形状に相関させて受信信号のダイナミックレンジが設定される。すなわち、反射部位４６−１〜４７−７の各深度における超音波ビームが有するダイナミックレンジに忠実な超音波像が表示される。したがって、図４Ａに示す超音波像は、図４Ｂと比較すると、診断情報としての信号の欠落がないことに加え、ノイズとなる不要な成分が低減されている。このような効果は、特に、超音波ビームが有する固有のダイナミックレンジが狭くなる部位ほど顕著になる。例えば、可変口径を採用してビーム形成を行った場合の浅部などで顕著である。【００６０】  すなわち、本実施形態によれば、補正後の受信信号ＤＮ１〜ＤＮ６は、超音波ビームが有する固有のダイナミックレンジＤ１〜Ｄ６に応じた関数で重み付けされたものとなる。このような補正後の受信信号ＤＮ１〜ＤＮ６に基づき、超音波像を表示する際のダイナミックレンジが深度ごとに設定される。したがって、表示部３２に表示される超音波像は、ノイズ成分が低減されると共に、反射部位４６−１〜４６−７の音響インピーダンスの違いをより忠実に現したものになる。【００６１】  要するに、本実施形態は、超音波ビーム形状が被検体の深度方向に変化することに着目してなされたものである。すなわち、超音波ビーム形状は、超音波送波ビームの焦点位置、送波口径の大きさ、受波口径の大きさ、超音波受波ビームの整相方式などにより被検体の深度方向に変化する。したがって、超音波ビーム強度（音場の大きさ）が深度方向によって異なる。超音波ビーム形状が深度方向に異なると、それに伴って超音波ビームが有するダイナミックレンジが変わる。この点、本実施形態によれば、被検体の深度方向の画像信号のダイナミックレンジを超音波ビームに相関させて適切に設定することにより、超音波像の画質を向上させることができる。【００６２】  また、受信信号のダイナミックレンジが例えば７０ｄＢを超えるなど比較的広い幅を有する場合がある。この点、本実施形態によれば、超音波像として表示される際のダイナミックレンジは、超音波ビーム形状に相関させて反射部位の深度ごとに設定される。これにより、受信信号のダイナミックレンジが比較的広い幅を有するときでも、微小なノイズ信号が画像に顕在化したり、画素間の輝度差が小さくなったり、反射部位に関する診断情報が欠落したりすることを抑制できる。【００６３】  さらに、超音波ビームの焦点位置や整相方式などの変更に伴って超音波ビーム形状が随時変わるのが一般的である。この点、本実施形態によれば、超音波ビーム形状の変化に追従して、ダイナミックレンジ計算部４０によりダイナミックレンジテーブルが自動更新される。したがって、装置の使い勝手や操作性が向上する。【００６４】  第１の実施形態により本発明を説明したが、これに限られるものではない。例えば、図２に示す補正処理については、ビームアドレス単位で実行してもよいし、フレーム単位で実行してもよい。フレーム単位で実行する場合、図３Ａを参照して説明したように、同一の深度に複数の反射部位（例えば、反射部位４６−１、４６−６）があるときは、受信信号の強度が大きい方を基準にすればよい。また、Ｂモード像（断層像）の撮像に限らず、ドプラ像やＭモード像を撮像するときにも本発明を適用できる。【００６５】  また、ダイナミックレンジ補正部２４に入力される受信信号は、信号処理部２２の出力信号であるが、これに代えて、信号処理部２２の途中や、整相加算部２０の出力信号としてもよいし、Ａ／Ｄ変換部１８の出力信号としてもよい。要するに、受信手段から出力される受信信号をダイナミックレンジ補正部２４に出力すればよい。【００６６】  なお、超音波診断装置１の送受信系回路のダイナミックレンジは、超音波探触子１０により送受される超音波ビームが有する固有のダイナミックレンジよりも広いことが望ましい。【００６７】  ＜超音波ビーム形状に関する補足＞
超音波ビームのビーム形状が被検体の深度方向に異なる一例について補足説明する。図５Ａは、被検体の深度方向に設定された複数のサンプリング点Ｔ１〜ＴＰ（Ｐ：２以上の自然数）の概念図である。図５Ｂは、各フォーカス段Ａ〜Ｄで形成された受波ビームのビーム形状を示す図である。図５Ｃは、超音波送波ビームのビーム形状を示す図である。【００６８】  図５Ａに示すように、被検体の深度方向に複数のサンプリング点Ｔ１〜ＴＰが設定されている。サンプリング点Ｔ１〜ＴＰの各間隔は、Ａ／Ｄ変換部１８のサンプリングクロック間隔に対応して等しく設定されている。複数のサンプリング点Ｔ１〜ＴＰは、例えば４つごとにフォーカス段Ａ〜Ｄに分けられる。例えば、サンプリング点Ｔ１〜Ｔ４は、フォーカス段Ａに属する。なお、１つのフォーカス段に属するサンプリング点の数については、診断に支障を来たさない範囲内で適宜決められる。【００６９】  このようなフォーカス段Ａ〜Ｄごとに共通のフォーカスデータが設定される。設定されたフォーカスデータは、メモリ３６に格納される。受信用フォーカスデータとは、超音波探触子１０の各振動子から出力される各受信信号を整相する遅延量や微小遅延量であり、フォーカス段Ａ〜Ｄごとに切替えられる。メモリ３６に格納されたフォーカスデータは、制御指令に応じて読み出される。読み出されたフォーカスデータに基づき、Ａ／Ｄ変換部１８から出力される受信信号が整相加算部２０により遅延され整相される。これによって、各サンプリング点Ｔ１〜ＴＰに対応した超音波受波ビームがそれぞれ形成される。要するに、いわゆるダイナミックフォーカスが行われる。ダイナミックフォーカスとは、深度が浅い部位から深い部位まで焦点をいくつかもつことで深度方向に比較的広い範囲でビームを集束する手法である。【００７０】  ここでのフォーカスデータは、診断に影響の無い範囲でフォーカス段Ａ〜Ｄごとに独立のフォーカスデータが設定されている。これにより、サンプリング点Ｔ１〜ＴＰごとに設定するときよりも、フォーカスデータの総数を減らすことができ、メモリ３６の記憶領域を有効に利用できる。【００７１】  このようにフォーカス段Ａ〜Ｄごとにフォーカスデータが異なることに起因して、超音波受波ビームのビーム形状（ビームプロファイル）は、被検体の深度方向に異なる。例えば、図５Ｂは、上段から順に、フォーカス段Ａに属するサンプリング点Ｔ１に対応した受波ビーム形状、フォーカス段Ｂに属するサンプリング点Ｔ５に対応した受波ビーム形状、フォーカス段Ｃに属するサンプリング点Ｔ（Ｐ−８）に対応し受波ビーム形状、フォーカス段Ｄに属するサンプリング点Ｔ（Ｐ−４）に対応した受波ビーム形状を示している。図５Ｂから分かるように、超音波受波ビームは、ビーム形状が被検体の深度方向に異なる。【００７２】  なお、同一のフォーカス段（例えば、フォーカス段Ａ）に属する複数のサンプリング点（例えば、サンプリング点Ｔ１〜Ｔ４）間においても、深度が若干ことなるため、各サンプリング点における超音波受波ビームのビーム形状も若干異なる。【００７３】  また、超音波受波ビームのビーム形状は、可変口径が行われることでも深度方向に異なる。可変口径とは、口径幅を自動的に浅い部分になるほど小さくする方法である。可変口径により、超音波探触子１０に近いサンプリング点（例えば、サンプリング点Ｔ１、Ｔ２）から発生する反射エコーの広がりを抑制できる。このような可変口径を行う場合、反射エコーを受波する口径の大きさ、つまり受波口径を形成する振動子の素子数が変わる。したがって、超音波受波ビームのビーム形状が深度方向に異なる。【００７４】  さらに、超音波送波ビームについても、ビーム形状が深度方向に異なる。例えば、図５Ｃに示すように、超音波送波ビームは、焦点を一点に絞ることにより形成される。換言すれば、超音波送波ビームは、超音波探触子１０から焦点４１に至るまで絞られ、焦点を超えた後は広がる形状となる。なお、フレームレートが要求されないときは、フォーカス段Ａ〜Ｄごとに焦点を設定した超音波送波ビームを独立に形成し、複数回送波してもよい。【００７５】  このように超音波送波ビームまたは超音波受波ビームのビーム形状は、被検体の深度方向に異なったものになる。したがって、超音波ビーム強度が深度方向に異なることに起因して、超音波ビームが有する固有のダイナミックレンジも深度方向に異なる。例えば、超音波ビーム強度が大きい深度では超音波ビームが有する固有ダイナミックレンジが広くなる。超音波ビーム強度が小さい深度では固有ダイナミックレンジが狭くなる。このような超音波ビームの形状と被検体の深度による影響を低減するために、本実施形態は、超音波ビームのビーム形状と被検体の深度に相関して算出されたダイナミックレンジに基づき、信号処理部２２から出力される受信信号のダイナミックレンジを補正する。【００７６】  （第２の実施形態）
本発明を適用した超音波診断装置の第２の実施形態について図６ないし図８を参照して説明する。本実施形態は、超音波ビームのビーム形状と被検体の深度に相関して算出されるビーム強度に基づき、信号処理部２２から出力される受信信号を補正する点で第１の実施形態と異なる。したがって、第１の実施形態と相互に対応する箇所については同一符号を付し、相違点を中心に説明する。【００７７】  図６は、本実施形態の超音波診断装置２の構成を示すブロック図である。図２に示すように、超音波診断装置２は、第１の実施形態（例えば図１）のダイナミックレンジ補正部２４に代えて、信号強度補正部５０を備えている。信号強度補正部５０は、超音波探触子１０により送受される超音波ビームのビーム形状と被検体の深度に相関して算出される超音波ビームに基づき、信号処理部２２から出力される受信信号の信号強度を補正する。例えば、信号強度補正部５０は、信号強度計算部５２と、メモリ５４を有する。信号強度計算部５２は、超音波ビームのビーム形状と被検体の深度に相関した補正データとしてのビーム強度（以下、補正用ビーム強度と適宜称する）を算出すると共に、補正用ビーム強度に基づき信号処理部２２から出力される受信信号の信号強度を補正する。メモリ５４は、被検体の深度（例えば、サンプリング点又はフォーカス段の深度）の関数として補正用ビーム強度が配列されたビーム強度テーブルを格納する。【００７８】  図７は、図６の超音波診断装置２の全体処理を示すフローチャートである。図８は、図６の信号強度補正部５０の動作を説明するための概念図である。図７に示すように、本実施形態は、第１の実施形態の補正ダイナミックレンジの算出工程Ｓ１００に代えて、補正用ビーム強度の算出工程Ｓ２００を備えると共に、受信信号の補正工程Ｓ１０３に代えて、受信信号の補正工程Ｓ２０３を備えている。したがって、補正用ビーム強度の算出工程Ｓ２００と受信信号の補正工程Ｓ２０３を中心に説明する。【００７９】  ＜補正用ビーム強度の算出工程（Ｓ２００）＞
補正用ビーム強度Ａ１〜Ａ４が信号強度計算部５２により算出される。補正用ビーム強度Ａ１〜Ａ４とは、超音波探触子１０により形成される超音波ビームのビーム形状と各反射部位４６−１〜４６−７の深度に相関した補正データである。例えば、図８Ｃに示すように、ビーム強度Ａ１は、超音波ビームの焦点位置のビーム強度に対応する。ビーム強度Ａ２は、反射部位４６−４、４６−５に対応する。ビーム強度Ａ３は、反射部位４６−２、４６−７に対応する。ビーム強度Ａ４は、反射部位４６−１、４６−３、４６−６に対応する。【００８０】  例えば、信号強度計算部５２は、超音波ビームのビーム形状に関連する因子から補正用ビーム強度Ａ１〜Ａ４を算出する。ここでの因子とは、送信回路１２から供給される駆動信号の周波数、その駆動信号の波数、超音波ビームの焦点の座標、超音波探触子１０の口径を形成する振動子の数、整相方式などのパラメータである。整相方式は、駆動信号を遅延するための送信用フォーカスデータ、受信信号を整相するための受信用フォーカスデータ（例えば、メモリ３６に記憶されているフォーカスデータ）により決まってくる。要するに、補正用ビーム強度Ａ１〜Ａ４は、超音波ビームが固有に有する信号強度である。このような補正用ビーム強度Ａ１〜Ａ４は、サンプリング点又はフォーカス段の深度に対応付けられた後、ビーム強度テーブルとしてメモリ５４に格納される。【００８１】  本工程の計算処理については、例えば、第１の超音波ビームのビーム形状と被検体の深度に基づいて補正用ビーム強度を算出し、第１の超音波ビームに対応する受信信号が受信処理される間に、第１の超音波ビームとは異なる第２の超音波ビームのビーム形状と被検体の深度に基づいて補正用ビーム強度を事前に算出すればよい。また、実測やシミュレーションなどから補正用ビーム強度Ａ１〜Ａ４を求めてもよい。【００８２】  ＜受信信号の補正工程（Ｓ２０３）＞
超音波の受信工程（Ｓ１０２）から出力される受信信号Ｓ１〜Ｓ６は、補正用ビーム強度Ａ１〜Ａ４に基づいて補正される。例えば、受信信号Ｓ１〜Ｓ６が信号強度補正部５０に入力すると、信号強度計算部５２により補正用ビーム強度Ａ１〜Ａ４がメモリ５４から読み出される。そして、補正用ビーム強度Ａ１〜Ａ４のうち、補正用ビーム強度Ａ１が基準強度として設定される。なお、基準とする補正用ビーム強度については適宜変更してよい。【００８３】  次に、例えば、受信信号Ｓ１の信号強度を補正する場合、基準強度としての補正用ビーム強度Ａ１と、補正用ビーム強度Ａ４との相対比（例えば、Ａ１／Ａ４）が求められる。求められた相対比は、超音波ビームの焦点位置におけるビーム振幅と、反射部位４６−１の深度におけるビーム振幅との振幅比に対応する。このような相対比が補正係数として設定される。【００８４】  そして、図８Ｄに示すように、受信信号Ｓ１の信号強度に補正係数（Ａ１／Ａ４）を乗算することにより、受信信号Ｓ１の信号強度が補正される。同様な処理が受信信号Ｓ２〜Ｓ６に対して行われる。要するに、受信信号Ｓ１〜Ｓ６は、本工程により、受信信号Ｂ１〜Ｂ６として補正される。補正後の受信信号Ｂ１〜Ｂ６は、超音波ビームが有する固有のビーム強度が考慮された信号となる。【００８５】  一般に、超音波像は、被検体の深度方向に散乱する反射部位（例えば、反射部位４６−１〜４６−７）の音響インピーダンスの違いを画像化したものである。したがって、超音波ビームが深度方向に一様なビーム強度（音場）であるとすれば、各反射部位の音響インピーダンスの違いがそのまま超音波像に表示されることになる。しかし、第１の実施形態でも説明したように、超音波ビームのビーム強度はビーム形状に相関して深度方向に異なる。その結果、表示される超音波像は、送波ビームの深度方向の強度分布による誤差を含んだものとなる。【００８６】  この点、本実施形態によれば、補正後の受信信号Ｂ１〜Ｂ６は、超音波ビームの深度方向の強度分布に基づいて信号強度が補正された信号になる。すなわち、補正後の受信信号Ｂ１〜Ｂ６は、超音波ビームの深度方向のビーム強度分布が一様であるとした場合の受信信号と等価になる。【００８７】  したがって、補正後の受信信号Ｂ１〜Ｂ６に基づき超音波像を表示することにより、反射部位４６−１〜４６−７の音響インピーダンスの違いをより忠実に超音波像に現すことができる。例えば、本来明るく表示されるはずの反射部位が若干暗く表示されたり、本来暗く表示されるはずの反射部位が若干明るく表示されたりすることがないなど、反射部位が本来有する輝度情報をより忠実に表示できる。【００８８】  （第３の実施形態）
本発明を適用した超音波診断装置の第３の実施形態について図９ないし図１１を参照して説明する。本実施形態は、信号処理部２２から出力される受信信号に対し、第一段階補正として第２の実施形態の補正をした後、第二段階補正として第１の実施形態の補正をする点で、第１及び第２の実施形態と異なる。したがって、第１及び第２の実施形態と相互に対応する箇所については同一符号を付し、相違点を中心に説明する。【００８９】  図９は、本実施形態の超音波診断装置３の構成を示すブロック図である。図９に示すように、超音波診断装置３は、第１の実施形態（例えば図１）のダイナミックレンジ計算部４０と、第２の実施形態（例えば図２）の信号強度計算部５２と、メモリ５８とを備えた補正部５６を有する。ここでのメモリ５８は、補正用ダイナミックレンジテーブルと補正用ビーム強度テーブルを格納している。【００９０】  このような補正部５６は、超音波探触子１０で送受される超音波ビームのビーム形状と被検体の深度に相関して補正データ（例えば、補正用ビーム強度Ａ１〜Ａ４、補正用ダイナミックレンジＤ１〜Ｄ６）を算出し、算出した補正データに基づき、信号処理部２２から出力される受信信号を補正してＤＳＣ３０に出力する。【００９１】  図１０は、図９の超音波診断装置３の全体処理を示すフローチャートである。図１１は、図９の補正部５６の動作を説明するための概念図である。図１０に示すように、本実施形態の補正データの算出工程は、第１の実施形態（例えば図２）の補正ダイナミックレンジの算出工程Ｓ１００と、第２の実施形態（例えば図７）の補正ビーム強度の算出工程Ｓ２００を備えている。例えば、補正データの算出工程は、補正ダイナミックレンジＤ１〜Ｄ６を算出してダイナミックレンジテーブルとしてメモリ５８に格納すると共に、補正ビーム強度Ａ１〜Ａ４を算出して信号強度テーブルとしてメモリ５８に格納する。【００９２】  また、受信信号を補正する工程は、第２の実施形態の受信信号の補正工程Ｓ２０３と、第１の実施形態の受信信号の補正工程Ｓ１０３を備えている。例えば、図１１に示すように、信号処理部２２から出力された受信信号Ｓ１〜Ｓ６は、補正ビーム強度Ａ１〜Ａ４を用いた第一段階の補正が行われることにより、受信信号Ｂ１〜Ｂ６になる。その後、受信信号Ｂ１〜Ｂ６は、補正ダイナミックレンジＤ１〜Ｄ６を用いた第二段階の補正が行われることにより、第二段階補正後の受信信号ＤＮ１〜ＤＮ６になる。【００９３】  すなわち、信号処理部２２から出力される受信信号Ｓ１〜Ｓ６に対し、超音波ビームの形状と被検体の深度に相関した第一段階及び第二段階の補正を施すことにより、補正後の受信信号ＤＮ１〜ＤＮ６は、超音波ビームの形状と被検体の深度による影響が一層低減された信号になる。このような受信信号ＤＮ１〜ＤＮ６に基づく超音波像を表示することにより、超音波像の画質をより一層改善できる。【００９４】  以上、第１ないし第３の実施形態により本発明を説明したが、要するに、信号処理部２２から出力される受信信号を補正する手段として、ダイナミックレンジ補正部２４、信号強度補正部５０、補正部５６の少なくとも１つを備えればよい。【００９５】  本発明は、その精神または主���な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施できる。そのため、前述の実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈されるものではない。本発明の範囲は、均等範囲に属する変形や変更を含むものとする。
【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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