(57)【要約】  【課題】  複数の開口ないし複数の偏向角による送受信を同時に行なう際に、アーチファクトの発生を抑えることで、画質を良好にした超音波診断装置を提供する。  【解決手段】  送信回路２により配列振動子１を駆動し、送信開口Ａおよび送信開口Ｂから送信パルスを発生する際に、制御器７が、送信回路２に対して、送信開口Ａの送信タイミングと送信開口Ｂの送信タイミングを略同じに設定する。【選択図】  図１Ａ
2005110933.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配列振動子を用いて電子走査を行ない、複数の開口ないし複数の偏向角による送受信を時間的に一部重複するように行なう際に、複数の送信パルスを送信インターバルに比較して短い送信タイミング時間の差で発生させる制御手段を備えた超音波診断装置。
【請求項２】
配列振動子を用いて電子走査を行ない、複数の開口による送受信を送信インターバルに比較して短い送信タイミング時間の差で行なう際に、同時送受信の数と送信開口の幅を逆比例させる制御手段を備えた超音波診断装置。
【請求項３】
配列振動子を用いて電子走査を行ない、複数の開口ないし複数の偏向角による送受信を同時に行なう際に、複数の送信ビームおよび複数の受信ビームの少なくとも一方の指向性の形状を他のビームに近い側が遠い側よりも急峻になるように設定する制御手段を備えた超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配列振動子を用いた超音波の送受信による電子走査を行なう超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
配列振動子を用いて体内に超音波の送受信を繰り返し行うことで、体内の２次元情報を得る電子走査式超音波診断装置の原理はよく知られている。近年、カラーフロー血流映像装置や複合走査、さらに２次元走査の手法などが開発されており、１秒あたりに必要な受信ビームの本数は増加している。
【０００３】
受信ビームの本数を増加させる従来の方式の一例として、たとえば特許文献１のような構成が知られている。以下、この従来例１について、図５を参照して説明する。
【０００４】
図５において、配列振動子１は、複数の振動子ａ〜ｘが配列されて構成される。配列振動子を用いて送受信を行なう方式については、すでに公知であるので説明を省略する。図５の構成は、２つの送信開口Ａ、Ｂを用いて同時に２方向に送信ビームを射出し、それぞれについて受信エコーを得ることで、単位時間あたりの受信ビームの取得本数を増やすものである。この方法によれば、同一の振動子を用いて２つの方向に送信パルスを発生させることがなくなるため、１つの振動子に２つの送信パルスが送られて逆位相で同時に駆動され、回路が破壊されるというような問題が解決できる。
【０００５】
送信ビームの本数を増やす方法としては、他に図６Ａに示すような方法（従来例２）がある。図６Ａに示すように、配列振動子１は、複数の振動子ａ〜ｘが配列されて構成されており、送信開口Ａ、Ｂにより別の方向に送信を行なう。このときの送受信は、図６Ｂに示すタイミングで行われ、開口Ａの送信パルスと開口Ｂの送信パルスが異なるタイミングで発生する。このように、２つの開口のための送信パルスはまったく別個のタイミングで発生するために、１つの振動子を同時に逆位相で駆動するというような問題はなくなる。
【特許文献１】特開平４−０６７８５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、図５に示す従来例１の方法では、送信パルスを発生する際のチャンネルピッチが２倍になるために、グレーティングローブが発生し、画質が劣化するという問題がある。また、従来例１の方法では、励起される面積が半分になるために、送信出力が低下するという問題も発生する。
【０００７】
一方、図６Ａおよび図６Ｂに示す従来例２の方法では、従来例１のようなグレーティングローブの発生や、送信出力の低下はないが、受信信号の混在という問題が発生する。図６Ｂに示すように、一般に受信エコーは被検体の浅い部位からの反射が大きく、深くなるにしたがって小さくなる。これは体内で受信エコーが減衰するためである。このため、例えば開口Ｂによる送信の直後に、開口Ａによる受信エコーは小さくなっているが、開口Ｂによる受信エコーは大きく、この大きな受信エコー信号が開口Ａからの受信エコー信号に混じり、一種のアーチファクトを起こし、画質を劣化させるという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記従来の問題を解決し、複数の開口ないし複数の偏向角による送受信を同時に行なう際に、アーチファクトの発生を抑えることで、画質を良好にした超音波診断装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の目的を達成するため、本発明に係る第１の超音波診断装置は、配列振動子を用いてリニア走査ないしセクタ走査による電子走査を行ない、複数の開口ないし複数の偏向角による送受信を時間的に一部重複するように行なう際に、複数の送信パルスを送信インターバルに比較して短い送信タイミング時間の差で発生させる制御手段を備えた構成を有している。
【００１０】
この構成により、異なる開口または異なる偏向角による同時送信に起因したアーチファクトの発生を抑えることができる。
【００１１】
また、前記の目的を達成するため、本発明に係る第２の超音波診断装置は、配列振動子を用いてリニア走査ないしセクタ走査による電子走査を行ない、複数の開口による送受信を送信インターバルに比較して短い送信タイミング時間の差で行なう際に、同時送受信の数と送信開口の幅を逆比例させる制御手段を備えた構成を有している。
【００１２】
この構成により、単位時間あたりの受信数（言い換えれば、画像表示レート）と画質のトレードオフを行なうことで、常に最適の画質を得ることができる。
【００１３】
さらに、前記の目的を達成するため、本発明に係る第３の超音波診断装置は、配列振動子を用いてリニア走査ないしセクタ走査による電子走査を行ない、複数の開口ないし複数の偏向角による送受信を同時に行なう際に、複数の送信ビームおよび複数の受信ビームの少なくとも一方の指向性の形状を他のビームに近い側が遠い側よりも急峻になるように設定する制御手段を備えた構成を有している。
【００１４】
この構成により、異なる開口ないし偏向角による同時送受信に起因したアーチファクトを少なくしつつ、ボリュームレート（単位時間あたりの画像取り込み枚数）を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、複数の開口ないし複数の偏向角による送受信を同時に行なう際に、アーチファクトの発生を抑えることで、画質を良好にした超音波診断装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１７】
（第１の実施の形態）
図１Ａは、本発明の第１の実施の形態に係る超音波診断装置の一構成例を示すブロック図である。
【００１８】
図１Ａにおいて、超音波診断装置の送信回路２はａ〜ｘの２４チャンネルからなり、それぞれが配列振動子１中の振動子ａ〜ｘを駆動し、送信パルスを発生させる。送信回路２は、制御器７（制御手段）により振動子の駆動タイミングが制御され、開口Ａおよび開口Ｂから送信パルスが発生する。
【００１９】
図示されない被検体内で反射したエコーは、開口Ａおよび開口Ｂに相当する配列振動子１内の振動子で受信され、受信ビームフォーマ（受信ＢＦ）３でビーム形成され、検波器４で検波され、ディジタル・スキャン・コンバータ（ＤＳＣ）５で走査変換され、表示器６に画像として表示される。
【００２０】
図１Ｂは、図１Ａの開口Ａおよび開口Ｂによる送信パルスおよび受信エコーのタイミング関係を示す波形図である。本実施の形態においては、開口Ａおよび開口Ｂにおける送信タイミングは概略同じとなるが、さらに詳細に図示すれば、図２Ａおよび図２Ｂのように微小時間ずらしてある。
【００２１】
図２Ａに示すように、送信開口Ａは振動子ｄ〜ｋを用い、送信開口Ｂは振動子ｈ〜ｏを用いており、振動子ｈ〜ｋが双方の送信に用いられる。
【００２２】
図２Ｂに示すように、送信開口Ａによる送信タイミングと送信開口Ｂによる送信タイミングは微小時間ｔだけずれている。この送信タイミング時間の差ｔは、それぞれの送信開口における送信からつぎの送信までの時間（送信インターバル）Ｔに比較して十分短く、送信タイミング時間が微かに異なっている。このことにより、図１Ｂに示すように、開口Ａによる受信エコー信号と開口Ｂによる受信エコー信号はほぼ同じようなタイミングで減衰する。この結果、一方の開口による受信エコー信号が他方に及ぼすアーチファクトは小さくなり、画質の劣化を防ぐことができる。
【００２３】
なお、本実施の形態では、開口が異なるリニア走査について説明したが、開口が同じで偏向角が異なるセクタ走査においても、同じ効果が得られる。
【００２４】
（第２の実施の形態）
図３Ａ、図３Ｂおよび図３Ｃは、本発明の第２の実施の形態に係る超音波診断装置の配列振動子１における送信開口および受信開口の設定例を示す図である。なお、本実施の形態において、配列振動子１以外の、超音波診断装置を構成する部分は、図１Ａと同じである。
【００２５】
図３Ａ〜図３Ｃにおいて、配列振動子１は、ａ〜ｘの２４個の振動子が配列されて構成される。図３Ａは、送信開口が２つの場合を例示している。図３Ａに示すように、開口数が少ない場合は、１つあたりの送信開口の幅を大きく取る。図３Ｂは、送信開口が３つの場合を例示している。図３Ｂに示すように、開口数が多くなった場合には、１つあたりの開口の幅を狭くし、開口の重複を防ぐ。図３Ｃは、図３Ｂと同様に、送信開口が３つの場合を例示しているが、受信開口が重複している。受信の開口については、同じ振動子から複数の開口のための信号を取り出すことができるので、重複が許される。
【００２６】
以上のように、本実施の形態によれば、送信の開口が重複されず、また、同時送信数に応じて送信開口の幅を変化させることで、単位時間あたりの受信数（言い換えれば、画像表示レート）と画質のトレードオフを行なうことができ、常に最適の画質を得ることができる。
【００２７】
（第３の実施の形態）
図４Ａおよび図４Ｂは、それぞれ、本発明の第３の実施の形態に係る超音波診断装置における配列振動子１の送信開口の設定例および送信ビームの指向性形状を示す図である。なお、本実施の形態において、配列振動子１以外の、超音波診断装置を構成する部分は、図１Ａと同じである。
【００２８】
本実施の形態では、図４Ａに示すように、配列振動子１において２つの送信開口は重なっていないが、近接した状態にある。この条件において望ましい送信ビームの指向性形状を図４Ｂに示す。なお、図４Ｂにおいて、横軸は配列振動子１の配列方向の位置、縦軸は指向性である。図４Ｂに示すように、送信ビームＡ、Ｂの指向性形状はそれぞれ他のビームに近い側が遠い側よりも急峻になっている。このようなビーム形状は、送信パルスを最も遅延させて発生させる振動子を開口の中心からずらすことにより実現できる。
【００２９】
なお、以上では、送信ビームの指向性形状について説明したが、受信ビームの指向性形状についても同様に適用される。
【００３０】
以上のように、本実施の形態によれば、他方の開口に近接している側の送信ビームの指向性を急峻に設定することで、異なる開口ないし偏向角による同時送受信に起因したアーチファクトを少なくしつつ、ボリュームレート（単位時間あたりの画像取り込み枚数）を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明に係る超音波診断装置は、複数の開口ないし複数の偏向角による送受信を同時に行なう際に、アーチファクトの発生を抑えることで、良好な画質が得られるという利点を有し、単位時間あたりの受信エコー取得数が多く必要なカラーフロー血流映像装置、複合走査、高速に動く臓器の３次元画像の描写などに関して有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１Ａ】本発明の第１の実施の形態に係る超音波診断装置の一構成例を示すブロック図
【図１Ｂ】図１Ａの開口Ａおよび開口Ｂによる送信パルスおよび受信エコーのタイミング関係を示す波形図
【図２Ａ】本発明の第１の実施の形態に係る超音波診断装置の配列振動子における送信開口Ａおよび送信開口Ｂの詳細を示す図
【図２Ｂ】図２Ａの各振動子による送信パルスのタイミング関係を示す波形図
【図３Ａ】本発明の第２の実施の形態に係る超音波診断装置の配列振動子における送信開口および受信開口の一設定例を示す図
【図３Ｂ】本発明の第２の実施の形態に係る超音波診断装置の配列振動子における送信開口および受信開口の他の設定例を示す図
【図３Ｃ】本発明の第２の実施の形態に係る超音波診断装置の配列振動子における送信開口および受信開口のさらに他の設定例を示す図
【図４Ａ】本発明の第３の実施の形態に係る超音波診断装置における配列振動子の送信開口の設定例を示す図
【図４Ｂ】本発明の第３の実施の形態に係る超音波診断装置における送信ビームの指向性形状を示す図
【図５】従来例１の超音波診断装置における配列振動子の送信開口の設定例を示す図
【図６Ａ】従来例２の超音波診断装置における配列振動子の送信開口の設定例を示す図
【図６Ｂ】図６Ａの送信開口Ａおよび送信開口Ｂによる送信パルスおよび受信エコーのタイミング関係を示す波形図
【符号の説明】
【００３３】
１  配列振動子
２  送信回路
３  受信ビームフォーマ
４  検波器
５  ディジタル・スキャン・コンバータ（ＤＳＣ）
６  表示器
７  制御器（制御手段）
【図１Ａ】
2005110933.tif 000003
【図１Ｂ】
2005110933.tif 000004
【図２Ａ】
2005110933.tif 000005
【図２Ｂ】
2005110933.tif 000006
【図３Ａ】
2005110933.tif 000007
【図３Ｂ】
2005110933.tif 000008
【図３Ｃ】
2005110933.tif 000009
【図４Ａ】
2005110933.tif 000010
【図４Ｂ】
2005110933.tif 000011
【図５】
2005110933.tif 000012
【図６Ａ】
2005110933.tif 000013
【図６Ｂ】
2005110933.tif 000014