(57)【要約】【課題】多段フォーカス送信によって取得された受信信号から所定の信号成分を抽出する。【解決手段】送信パルスｆH発生器１０は、１回目および２回目の多段フォーカス送信において高周波パルスｆHに送信重み付け値α1，α2を掛けて出力する。また、送信パルスｆL発生器１２は、１回目および２回目の多段フォーカス送信において低周波パルスｆLに送信重み付け値α3，α4を掛けて出力する。重み付け加算回路３４は、１回目および２回目の受信信号に対して受信重み付け値β1，β2を掛けて重み付け加算を行う。一方、重み付け加算回路３６は、１回目および２回目の受信信号に対して受信重み付け値β3，β4を掛けて重み付け加算を行う。そして、送信の重み付け値および受信の重み付け値に対して所定の条件設定を行うことによって非線形基本波成分が抽出される。【選択図】図５
2005058600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多段フォーカス送信における各送信フォーカス点ごとに複数回の送波を行う超音波診断装置において、
前記各送信フォーカス点ごとの送信重み付け値セットであって前記各送波ごとの送信重み付け値からなる送信重み付け値セットを利用して、前記複数回の送波の各回ごとに送信重み付けを行う送信処理手段と、
前記各送信フォーカス点ごとの受信重み付け値セットであって前記各送波ごとの受信重み付け値からなる受信重み付け値セットを利用して、前記複数回の送波の各回ごとに取得される受信信号に対して受信重み付け加算を行う受信処理手段と、
を有し、
複数の送信フォーカス点に対する複数の送信重み付け値セットおよび複数の受信重み付け値セットからなる重み付け値集合が、前記受信信号に含まれる所定の信号成分を抽出するための抽出条件を満たす、
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、
前記所定の信号成分は非線形基本波成分である、
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、
前記抽出条件は、前記受信信号に含まれる高調波成分を除去するための条件を含む、
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、
前記抽出条件は、前記受信信号に含まれる線形基本波成分を除去するための条件を含む、
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、
前記多段フォーカス送信として、第１送信フォーカス点への送波および第２送信フォーカス点への送波を含む多段送波が２回行われ、
前記送信処理手段は、前記第１送信フォーカス点に対応した第１送信重み付け値セットを利用して、前記２回の多段送波において前記第１送信フォーカス点への２回の高周波送波に対して送信重み付けを行い、且つ、前記第２送信フォーカス点に対応した第２送信重み付け値セットを利用して、前記２回の多段送波において前記第２送信フォーカス点への２回の低周波送波に対して送信重み付けを行い、
前記受信処理手段は、前記第１送信フォーカス点に対応した第１受信重み付け値セットを利用して、前記２回の多段送波によって２回取得される高周波帯域受信信号に対して受信重み付け加算を行い、且つ、前記第２送信フォーカス点に対応した第２受信重み付け値セットを利用して、前記２回の多段送波によって２回取得される低周波帯域受信信号に対して受信重み付け加算を行い、
前記第１送信重み付け値セット、前記第２送信重み付け値セット、前記第１受信重み付け値セットおよび前記第２受信重み付け値セットからなる重み付け値集合が、前記高周波帯域受信信号および前記低周波帯域受信信号に含まれる非線形基本波成分を抽出するための抽出条件を満たす、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項６】
多段フォーカス送信として、第１送信フォーカス点への送波および第２送信フォーカス点への送波を含む多段送波をＮ回（Ｎは２以上の整数）行う超音波診断装置において、
前記第２送信フォーカス点に対応した低周波数帯域による低帯域送信信号を発生し、且つ、前記第１送信フォーカス点に対応した高周波数帯域による高帯域送信信号を発生する送信信号発生部と、
前記Ｎ回の多段送波における前記第１送信フォーカス点へのＮ回の送波の各々に対応したＮ個の送信重み付け値からなる第１送信重み付け値セット｛αH1，αH2，・・・，αHN｝を利用して、前記Ｎ回の多段送波に対して送信重み付けを行う第１送信処理手段と、
前記Ｎ回の多段送波における前記第２送信フォーカス点へのＮ回の送波の各々に対応したＮ個の送信重み付け値からなる第２送信重み付け値セット｛αL1，αL2，・・・，αLN｝を利用して、前記Ｎ回の多段送波に対して送信重み付けを行う第２送信処理手段と、
前記高周波数帯域のバンドパスフィルタおよび前記低周波数帯域のバンドパスフィルタを利用して、前記Ｎ回の多段送波の各々に対応してＮ回取得される受信信号の各々を高帯域受信信号および低帯域受信信号に分別する受信信号分別部と、
Ｎ回取得される前記高帯域受信信号の各々に対応したＮ個の受信重み付け値からなる第１受信重み付け値セット｛βH1，βH2，・・・，βHN｝を利用して、Ｎ回取得される前記高帯域受信信号に対して受信重み付け加算を行う第１受信処理手段と、
Ｎ回取得される前記低帯域受信信号の各々に対応したＮ個の受信重み付け値からなる第２受信重み付け値セット｛βL1，βL2，・・・，βLN｝を利用して、Ｎ回取得される前記低帯域受信信号に対して受信重み付け加算を行う第２受信処理手段と、
を有し、
前記第１送信重み付け値セット、前記第２送信重み付け値セット、前記第１受信重み付け値セットおよび前記第２受信重み付け値セットからなる重み付け値集合が、前記高帯域受信信号および前記低帯域受信信号に含まれる所定の信号成分を抽出するための抽出条件を満たす、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項７】
請求項６に記載の超音波診断装置において、
前記抽出条件には、前記高帯域受信信号に含まれる前記低帯域送信信号による２次高調波成分を除去するための条件が含まれ、その条件のために前記重み付け値集合に含まれる重み付け値が、
αL12βH1＋αL22βH2＋αL32βH3＋・・・＋αLN2βHN＝０、を満たす、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項８】
請求項６に記載の超音波診断装置において、
前記抽出条件には、前記高帯域受信信号に含まれる線形基本波成分を除去するための条件が含まれ、その条件のために前記重み付け値集合に含まれる重み付け値が、
αH1βH1＋αH2βH2＋αH3βH3＋・・・＋αHNβHN＝０、を満たす、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項９】
請求項６に記載の超音波診断装置において、
前記抽出条件には、前記低帯域受信信号に含まれる線形基本波成分を除去するための条件が含まれ、その条件のために前記重み付け値集合に含まれる重み付け値が、
αL1βL1＋αL2βL2＋αL3βL3＋・・・＋αLNβLN＝０、を満たす、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１０】
請求項６に記載の超音波診断装置において、
前記所定の信号成分は、前記高帯域受信信号および前記低帯域受信信号の各々に含まれる非線形基本波成分であり、この非線形基本波成分を抽出するために前記重み付け値集合に含まれる重み付け値が、
αL12βH1＋αL22βH2＋αL32βH3＋・・・＋αLN2βHN＝０、且つ、
αH1βH1＋αH2βH2＋αH3βH3＋・・・＋αHNβHN＝０、且つ、
αL1βL1＋αL2βL2＋αL3βL3＋・・・＋αLNβLN＝０、を満たす、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１１】
請求項６に記載の超音波診断装置において、
前記Ｎ回の多段送波の各回ごとに前記第１送信フォーカス点への送波および前記第２送信フォーカス点への送波が時間差を設けて実行される、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１２】
請求項６に記載の超音波診断装置において、
超音波ビームの走査面内において送波音圧が均一となるように超音波ビームの偏向角度に応じた送信条件を設定する送波音圧均一手段をさらに有し、
前記送波音圧均一手段は、前記偏向角度が大きくなるに従って送波音圧が高くなるように送信条件を設定する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の超音波診断装置において、
前記送波音圧均一手段は、多段フォーカス送信の各送信フォーカス点ごとの補正関数ｇ（φ）（φは偏向角度）を利用して、各送信フォーカス点ごとに送信重み付け値を補正して前記送信条件を設定する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波診断装置に関し、特に超音波の送受波により得られた受信信号から所定の信号成分を抽出する超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置において超音波造影剤を利用した画像化手法が知られている。超音波造影剤には、強い非線形散乱特性を有する微小気泡が含まれており、このため、超音波造影剤からのエコーには生体組織からのエコーに比べて大きな非線形散乱成分が含まれる。この超音波造影剤の非線形散乱特性は、例えば、血流の映像化などに利用される。つまり、超音波造影剤を血管内に投与して、線形散乱成分のみでは周囲組織からのエコーに埋もれてしまう微小な血流の映像化に利用される。
【０００３】
非線形散乱を伴う送受波における受信信号には、１次散乱（線形散乱）による線形基本波成分に加えて、２次散乱や３次散乱といった非線形散乱よる信号成分が含まれている。これら非線形散乱による信号成分としては、２次散乱による２次高調波成分、３次散乱による３次高調波成分および非線形基本波成分が挙げられる。非線形散乱特性を利用する超音波診断装置では、これら２次高調波成分、３次高調波成分または非線形基本波成分が利用される。
【０００４】
特許文献１には、非線形散乱による信号成分のうち、非線形基本波成分を利用した超音波の撮像方法が示されている。この文献に記載されている方法では、送波音圧を変化させながら複数回に亘って超音波を送波して、複数回の送波で得られた受信信号を適正に組み合わせることにより受信信号から非線形基本波成分を含む３次散乱の非線形信号を抽出している。
【０００５】
一方、多段フォーカス送信を行う超音波診断装置が知られている。多段フォーカス送信とは、超音波ビーム方向ごとに複数のフォーカス点に対して超音波を送波することにより、近距離から遠距離に亘って良好な送受波特性を実現するものである。
【０００６】
特許文献２には、多段フォーカス送信を行い、且つ、非線形散乱特性を利用した超音波診断装置が示されている。この文献に記載されている装置は、非線形散乱による信号成分を近距離から遠距離に亘って良好に取得するために多段フォーカス送信を行っている。
【０００７】
【特許文献１】特表２００３−５００１５０号公報
【特許文献２】特開２００１−２４５８８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
多段フォーカス送信では、超音波ビーム方向ごとに複数のフォーカス点に対して超音波を送波している。このためフレームレートの低下などが問題となる。これを解決するために、複数の送信フォーカス点に対して互いに異なる周波数を割り当てて、複数のフォーカス点に対してほぼ同時に超音波を送波する手法が知られている。例えば、近距離フォーカス点と遠距離フォーカス点の２点に対して多段フォーカス送信を行う場合、近距離フォーカス点に対して高周波数の超音波が利用され、遠距離フォーカス点に対して低周波数の超音波が利用される。そして、多段フォーカス送信によって取得された受信信号は、バンドパスフィルタによって高周波数成分と低周波数成分とに分別される。
【０００９】
ところが、非線形散乱特性を利用した超音波診断装置において、異なる周波数を利用した多段フォーカス送信を行う場合には問題が生じる。つまり、遠距離フォーカス点および近距離フォーカス点へのそれぞれの送波に利用される周波数の相互関係によっては、遠距離フォーカス点に対する低周波数の送波による高調波成分が、近距離フォーカス点に対応する受信信号の周波数帯域内に入り込んでしまう。その結果、近距離フォーカス点に対応した受信信号から非線形基本波成分などの所定の信号成分を適切に抽出できない。
【００１０】
そこで本発明は、多段フォーカス送信によって取得された受信信号から所定の信号成分を抽出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の好適な態様である超音波診断装置は、多段フォーカス送信における各送信フォーカス点ごとに複数回の送波を行う超音波診断装置において、前記各送信フォーカス点ごとの送信重み付け値セットであって前記各送波ごとの送信重み付け値からなる送信重み付け値セットを利用して、前記複数回の送波の各回ごとに送信重み付けを行う送信処理手段と、前記各送信フォーカス点ごとの受信重み付け値セットであって前記各送波ごとの受信重み付け値からなる受信重み付け値セットを利用して、前記複数回の送波の各回ごとに取得される受信信号に対して受信重み付け加算を行う受信処理手段と、を有し、複数の送信フォーカス点に対する複数の送信重み付け値セットおよび複数の受信重み付け値セットからなる重み付け値集合が、前記受信信号に含まれる所定の信号成分を抽出するための抽出条件を満たすものとする。
【００１２】
上記構成によれば、重み付け値集合に属する複数の重み付け値に対して条件設定を行うことで、受信信号に含まれる所定の信号成分を抽出することができる。例えば、受信信号に含まれる２次高調波成分、３次高調波成分または非線形基本波成分の中から、不要な信号成分を除去して所定の信号成分を抽出することができる。
【００１３】
望ましくは、前記所定の信号成分は非線形基本波成分とする。また望ましくは、前記抽出条件は、前記受信信号に含まれる高調波成分を除去するための条件を含むものとする。また望ましくは、前記抽出条件は、前記受信信号に含まれる線形基本波成分を除去するための条件を含むものとする。
【００１４】
望ましくは、前記多段フォーカス送信として、第１送信フォーカス点への送波および第２送信フォーカス点への送波を含む多段送波が２回行われ、前記送信処理手段は、前記第１送信フォーカス点に対応した第１送信重み付け値セットを利用して、前記２回の多段送波において前記第１送信フォーカス点への２回の高周波送波に対して送信重み付けを行い、且つ、前記第２送信フォーカス点に対応した第２送信重み付け値セットを利用して、前記２回の多段送波において前記第２送信フォーカス点への２回の低周波送波に対して送信重み付けを行い、前記受信処理手段は、前記第１送信フォーカス点に対応した第１受信重み付け値セットを利用して、前記２回の多段送波によって２回取得される高周波帯域受信信号に対して受信重み付け加算を行い、且つ、前記第２送信フォーカス点に対応した第２受信重み付け値セットを利用して、前記２回の多段送波によって２回取得される低周波帯域受信信号に対して受信重み付け加算を行い、前記第１送信重み付け値セット、前記第２送信重み付け値セット、前記第１受信重み付け値セットおよび前記第２受信重み付け値セットからなる重み付け値集合が、前記高周波帯域受信信号および前記低周波帯域受信信号に含まれる非線形基本波成分を抽出するための抽出条件を満たすものとする。
【００１５】
上記構成によれば、多段送波の回数を最小限の２回としてフレームレートの犠牲を極力抑えつつ、受信信号から所定の信号成分を抽出することができる。
【００１６】
また、上記目的を達成するために、本発明の好適な態様である超音波診断装置は、多段フォーカス送信として、第１送信フォーカス点への送波および第２送信フォーカス点への送波を含む多段送波をＮ回（Ｎは２以上の整数）行う超音波診断装置において、前記第２送信フォーカス点に対応した低周波数帯域による低帯域送信信号を発生し、且つ、前記第１送信フォーカス点に対応した高周波数帯域による高帯域送信信号を発生する送信信号発生部と、前記Ｎ回の多段送波における前記第１送信フォーカス点へのＮ回の送波の各々に対応したＮ個の送信重み付け値からなる第１送信重み付け値セット｛αH1，αH2，・・・，αHN｝を利用して、前記Ｎ回の多段送波に対して送信重み付けを行う第１送信処理手段と、前記Ｎ回の多段送波における前記第２送信フォーカス点へのＮ回の送波の各々に対応したＮ個の送信重み付け値からなる第２送信重み付け値セット｛αL1，αL2，・・・，αLN｝を利用して、前記Ｎ回の多段送波に対して送信重み付けを行う第２送信処理手段と、前記高周波数帯域のバンドパスフィルタおよび前記低周波数帯域のバンドパスフィルタを利用して、前記Ｎ回の多段送波の各々に対応してＮ回取得される受信信号の各々を高帯域受信信号および低帯域受信信号に分別する受信信号分別部と、Ｎ回取得される前記高帯域受信信号の各々に対応したＮ個の受信重み付け値からなる第１受信重み付け値セット｛βH1，βH2，・・・，βHN｝を利用して、Ｎ回取得される前記高帯域受信信号に対して受信重み付け加算を行う第１受信処理手段と、Ｎ回取得される前記低帯域受信信号の各々に対応したＮ個の受信重み付け値からなる第２受信重み付け値セット｛βL1，βL2，・・・，βLN｝を利用して、Ｎ回取得される前記低帯域受信信号に対して受信重み付け加算を行う第２受信処理手段と、を有し、前記第１送信重み付け値セット、前記第２送信重み付け値セット、前記第１受信重み付け値セットおよび前記第２受信重み付け値セットからなる重み付け値集合が、前記高帯域受信信号および前記低帯域受信信号に含まれる所定の信号成分を抽出するための抽出条件を満たすものとする。
【００１７】
望ましくは、前記抽出条件には、前記高帯域受信信号に含まれる前記低帯域送信信号による２次高調波成分を除去するための条件が含まれ、その条件のために前記重み付け値集合に含まれる重み付け値が、αL12βH1＋αL22βH2＋αL32βH3＋・・・＋αLN2βHN＝０、を満たすものとする。上記構成によれば、高帯域受信信号に含まれる低帯域送信信号による２次高調波成分を除去することができる。
【００１８】
望ましくは、前記抽出条件には、前記高帯域受信信号に含まれる線形基本波成分を除去するための条件が含まれ、その条件のために前記重み付け値集合に含まれる重み付け値が、αH1βH1＋αH2βH2＋αH3βH3＋・・・＋αHNβHN＝０、を満たすものとする。上記構成によれば、高帯域受信信号に含まれる線形基本波成分を除去することができる。
【００１９】
望ましくは、前記抽出条件には、前記低帯域受信信号に含まれる線形基本波成分を除去するための条件が含まれ、その条件のために前記重み付け値集合に含まれる重み付け値が、αL1βL1＋αL2βL2＋αL3βL3＋・・・＋αLNβLN＝０、を満たすものとする。上記構成によれば、低帯域受信信号に含まれる線形基本波成分を除去することができる。
【００２０】
望ましくは、前記所定の信号成分は、前記高帯域受信信号および前記低帯域受信信号の各々に含まれる非線形基本波成分であり、この非線形基本波成分を抽出するために前記重み付け値集合に含まれる重み付け値が、αL12βH1＋αL22βH2＋αL32βH3＋・・・＋αLN2βHN＝０、且つ、αH1βH1＋αH2βH2＋αH3βH3＋・・・＋αHNβHN＝０、且つ、αL1βL1＋αL2βL2＋αL3βL3＋・・・＋αLNβLN＝０、を満たすものとする。上記構成によれば、高帯域受信信号に含まれる低帯域送信信号による２次高調波成分を除去し、且つ、高帯域受信信号および低帯域受信信号の各々に含まれる線形基本波成分を除去して、高帯域受信信号および低帯域受信信号の各々に含まれる非線形基本波成分を抽出することができる。
【００２１】
望ましくは、前記Ｎ回の多段送波の各回ごとに前記第１送信フォーカス点への送波および前記第２送信フォーカス点への送波が時間差を設けて実行される。上記構成によれば、高帯域送信信号と低帯域送信信号との相関信号成分が受信信号内に発生することを抑えることができる。つまり、第１送信フォーカス点への送波と第２送信フォーカス点への送波が同時に行われた場合、高次散乱の結果、高帯域送信信号と低帯域送信信号との相関信号成分が発生してしまうが、上記構成ではそれを回避することができる。
【００２２】
望ましくは、超音波ビームの走査面内において送波音圧が均一となるように超音波ビームの偏向角度に応じた送信条件を設定する送波音圧均一手段をさらに有し、前記送波音圧均一手段は、前記偏向角度が大きくなるに従って送波音圧が高くなるように送信条件を設定するものとする。上記構成において、偏向角度とは、超音波を送受波するプローブの振動子面の法線に対する超音波ビームの角度である。上記構成によれば、走査面に対応して取得される超音波画像の画像面内に亘って均一な画質を実現することができる。さらに望ましくは  前記送波音圧均一手段は、多段フォーカス送信の各送信フォーカス点ごとの補正関数ｇ（φ）（φは偏向角度）を利用して、各送信フォーカス点ごとに送信重み付け値を補正して前記送信条件を設定するものとする。
【発明の効果】
【００２３】
多段フォーカス送信によって取得された受信信号から所定の信号成分を抽出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２５】
図１は、本実施形態の超音波診断装置による超音波の送受波を説明するための図である。本実施形態の超音波診断装置は、探触子１８に含まれる複数の振動素子２１の各々の遅延量を制御して、超音波ビームを所定の方向に向け、また、焦点距離を所定の深さに設定する機能を有している。そして、各超音波ビーム方向１００ごとに、近距離焦点１０２および遠距離焦点１０４の２つの焦点に対して多段フォーカス送信が実行され、近距離焦点１０２および遠距離焦点１０４のそれぞれに対応した受信信号が取得される。多段フォーカス送信を行う際、近距離焦点１０２には高周波パルスｆHが利用され、また、遠距離焦点１０４には低周波パルスｆLが利用される。
【００２６】
図２には、本実施形態の超音波診断装置によって送受波される超音波の周波数スペクトルの概略図が示されており、図２（ａ）には送信スペクトルが示され、図２（ｂ）には受信スペクトルが示されている。図２（ａ）および図２（ｂ）共に、横軸は周波数を示し縦軸はパワー（エネルギー）を示している。探触子帯域１１０は探触子１８（図１）の送受波可能帯域を示し、ｆL帯域１１２およびｆH帯域１１４は、それぞれ、低周波パルスｆLの帯域および高周波パルスｆHの帯域を示している。また、低周波パルスｆLの中心周波数（基本波周波数）をｆ1、高周波パルスｆHの中心周波数（基本波周波数）をｆ2（ｆ1＜ｆ2）とする。
【００２７】
図２（ａ）に示されるように、探触子帯域１１０の中心周波数付近を境として、高周波数帯域側にｆH帯域１１４が設定され、低周波数帯域側にｆL帯域１１２が設定される。ｆH帯域１１４およびｆL帯域１１２を、探触子帯域１１０の中心周波数付近で互いにオーバーラップさせてもよいが、帯域をオーバーラップさせるとサイドローブが発生するため、サイドローブを低減するためにｆH帯域１１４およびｆL帯域１１２は分離して設定されることが望ましい。そして、ｆH帯域１１４およびｆL帯域１１２はおよそ同じ帯域幅で形成され、高周波パルスｆHの中心周波数ｆ2は低周波パルスｆLの中心周波数ｆ1のおよそ２倍の周波数に設定される。例えば、探触子帯域１１０が６ＭＨｚの場合、ｆ1＝１．８７５ＭＨｚ，ｆ2＝３．７５ＭＨｚなどに設定される。
【００２８】
図２（ａ）に示される送信スペクトルを利用して受信信号を取得すると、図２（ｂ）に示される受信スペクトルが得られる。送信信号がｆL帯域１１２およびｆH帯域１１４に分離して設定されているため、送信信号の各帯域に対応した受信信号が取得され、その結果、受信スペクトルにもｆL帯域１１２およびｆH帯域１１４が現れる。ただし、受信スペクトルのｆL帯域１１２には、送信に利用された低周波パルスｆLによる線形基本波成分１２０に加え、低周波パルスｆLによる非線形基本波成分１２２が含まれる。また、受信スペクトルのｆH帯域１１４には、送信に利用された高周波パルスｆHによる線形基本波成分１２０、高周波パルスｆHによる非線形基本波成分１２２に加え、低周波パルスｆLによる２次高調波成分１２４が含まれる。非線形基本波成分１２２および２次高調波成分１２４は非線形散乱によって発生する信号成分である。その理由は次のとおりである。
【００２９】
非線形散乱によって発生する信号成分を説明するために、送信信号Ｔを次式のようにモデル化する。
【数１】
2005058600.tif 000003
数１で示される送信信号Ｔに対応する受信信号Ｒは、Ｔのｎ乗に比例するｎ次散乱波の散乱係数（比例係数）をａnとすると次式で示される。
【数２】
2005058600.tif 000004
なお、４次以上の散乱係数は比較的小さく無視できるため、数２では４次以上の散乱係数を０としている。数２に示すように、受信信号Ｒにおいて、１次散乱によって線形基本波成分が発生し、２次散乱によってＤＣ成分および２次高調波成分が発生し、さらに、３次散乱によって非線形基本波成分および３次高調波成分が発生する。線形基本波成分および非線形基本波成分は送信中心周波数と同じ周波数成分であり、２次高調波成分は送信中心周波数の２倍の周波数成分であり、３次高調波成分は送信中心周波数の３倍の周波数成分である。
【００３０】
このため、図２（ｂ）に示されるように、受信スペクトルのｆL帯域１１２には、送信に利用された低周波パルスｆLによる線形基本波成分１２０に加え、低周波パルスｆL自身の３次散乱によって発生する非線形基本波成分１２２が含まれる。また、受信スペクトルのｆH帯域１１４には、送信に利用された高周波パルスｆHによる線形基本波成分１２０および高周波パルスｆH自身の３次散乱によって発生する非線形基本波成分１２２が含まれ、さらに、低周波パルスｆLの２次散乱によって発生する２次高調波成分１２４が含まれる。つまり、高周波パルスｆHの中心周波数ｆ2が低周波パルスｆLの中心周波数ｆ1の２倍に設定されているため、低周波パルスｆLの２次散乱によって発生する２次高調波成分１２４がｆH帯域１１４に入り込んでしまう。本実施形態では、以下に説明する手法によって、線形基本波成分１２０および２次高調波成分１２４がキャンセルされ、受信スペクトルに含まれる非線形基本波成分１２２が抽出される。
【００３１】
本実施形態の超音波診断装置では、図１に示される各超音波ビーム方向１００ごとに、遠距離焦点１０４および近距離焦点１０２の順で多段フォーカス送信が行われ、しかも、この多段フォーカス送信を２回行って、２回の送波で得られた受信信号に対して重み付け加算を実行する。
【００３２】
図３は、２回の多段フォーカス送信を説明するための図である。１回目送波において、低周波パルスｆLによる遠距離焦点への送波が行われた後に高周波パルスｆHによる近距離焦点への送波が行われ、それらによる受信信号が取得される。さらに、同じ超音波ビーム方向に対して、２回目送波において、低周波パルスｆLによる遠距離焦点への送波が行われた後に高周波パルスｆHによる近距離焦点への送波が行われ、それらによる受信信号が取得される。
【００３３】
２回の多段フォーカス送信において、低周波パルスｆLおよび高周波パルスｆHは、それぞれ、所定の重み付けが施される。図３では、１回目送波において低周波パルスｆLおよび高周波パルスｆHともに重み付け「１」が施され、２回目送波において低周波パルスｆLには重み付け「０．７０７」が施されて高周波パルスｆHには重み付け「０．５」が施されている。さらに、２回の送波で得られた受信信号に対しても重み付けが施され、重み付けされた受信信号が加算される。送信の重み付け値および受信の重み付け値に対して所定の条件設定を行うことによって、重み付け加算された受信信号において、線形基本波成分および２次高調波成分をキャンセルして非線形基本波成分を抽出することができる。
【００３４】
図４は、２回の多段フォーカス送信に利用される送信信号および受信信号に対する重み付け処理を説明するための図であり、図４には送信信号の発生から受信信号に対して重み付けを行うまでの処理が示されている。
【００３５】
図４（Ｉ）は１回目の送受波処理を示している。ｆL1は１回目の多段フォーカス送信における遠距離焦点用の低周波パルスである。低周波パルスｆL1には送信重み係数α3が掛けられ（Ｓ１００）、重み付け処理が施された送信信号α3ｆL1に対応する超音波が送波されて受信信号が取得される（Ｓ１０２）。送受波の結果取得された受信信号ＲL1は、バンドパスフィルタＢＰＦHおよびＢＰＦLに入力され、それぞれの周波数に対応する周波数成分の抽出処理が施される（Ｓ１０４およびＳ１０６）。ＢＰＦHはｆH帯域１１４（図２）内の受信信号成分を抽出するバンドパスフィルタであり、ＢＰＦLはｆL帯域１１２（図２）内の受信信号成分を抽出するバンドパスフィルタである。そして、ＢＰＦHの出力には受信重み係数β1が掛けられ、重み付け処理が施された受信信号ＢＰＦH（ＲL1）が出力される（Ｓ１０８）。また、ＢＰＦLの出力には受信重み係数β3が掛けられ、重み付け処理が施された受信信号ＢＰＦL（ＲL1）が出力される（Ｓ１１０）。
【００３６】
一方、ｆH1は１回目の多段フォーカス送信における近距離焦点用の高周波パルスである。高周波パルスｆH1には送信重み係数α1が掛けられ（Ｓ１００´）、重み付け処理が施された送信信号α1ｆH1に対応する超音波が送波されて受信信号が取得される（Ｓ１０２´）。送受波の結果取得された受信信号ＲH1は、バンドパスフィルタＢＰＦHおよびＢＰＦLに入力され、それぞれの周波数に対応する周波数成分の抽出処理が施される（Ｓ１０４´およびＳ１０６´）。そして、ＢＰＦHの出力には受信重み係数β1が掛けられ、重み付け処理が施された受信信号ＢＰＦH（ＲH1）が出力される（Ｓ１０８´）。また、ＢＰＦLの出力には受信重み係数β3が掛けられ、重み付け処理が施された受信信号ＢＰＦL（ＲH1）が出力される（Ｓ１１０´）。
【００３７】
図４（ＩＩ）は２回目の送受波処理を示している。ｆL2は２回目の多段フォーカス送信における遠距離焦点用の低周波パルスである。低周波パルスｆL2には送信重み係数α4が掛けられ（Ｓ２００）、重み付け処理が施された送信信号α4ｆL2に対応する超音波が送波されて受信信号が取得される（Ｓ２０２）。送受波の結果取得された受信信号ＲL2は、バンドパスフィルタＢＰＦHおよびＢＰＦLに入力され、それぞれの周波数に対応する周波数成分の抽出処理が施される（Ｓ２０４およびＳ２０６）。そして、ＢＰＦHの出力には受信重み係数β2が掛けられ、重み付け処理が施された受信信号ＢＰＦH（ＲL2）が出力される（Ｓ２０８）。また、ＢＰＦLの出力には受信重み係数β4が掛けられ、重み付け処理が施された受信信号ＢＰＦL（ＲL2）が出力される（Ｓ２１０）。
【００３８】
一方、ｆH2は２回目の多段フォーカス送信における近距離焦点用の高周波パルスである。高周波パルスｆH2には送信重み係数α2が掛けられ（Ｓ２００´）、重み付け処理が施された送信信号α2ｆH2に対応する超音波が送波されて受信信号が取得される（Ｓ２０２´）。送受波の結果取得された受信信号ＲH2は、バンドパスフィルタＢＰＦHおよびＢＰＦLに入力され、それぞれの周波数に対応する周波数成分の抽出処理が施される（Ｓ２０４´およびＳ２０６´）。そして、ＢＰＦHの出力には受信重み係数β2が掛けられ、重み付け処理が施された受信信号ＢＰＦH（ＲH2）が出力される（Ｓ２０８´）。また、ＢＰＦLの出力には受信重み係数β4が掛けられ、重み付け処理が施された受信信号ＢＰＦL（ＲH2）が出力される（Ｓ２１０´）。
【００３９】
図４（Ｉ）に示される１回目の送受波処理において、ｆL1＝ＡｃｏｓθL、ｆH1＝ＡｃｏｓθHとすると、受信信号ＢＰＦH（ＲL1）および受信信号ＢＰＦL（ＲL1）は以下のように算出される。なお、高周波パルスの中心周波数が低周波パルスの中心周波数のおよそ２倍、つまり、θH＝２×θLの関係が成立しているものとする。
【００４０】
遠距離焦点用の低周波パルスｆL1には送信重み係数α3が掛けられるため、送信信号α3ＡｃｏｓθLに対応する超音波が送波される。この送信信号に対応する受信信号ＲL1は、ｎ次の散乱係数（比例係数）をａnとすると次式で示される。
【数３】
2005058600.tif 000005
なお、４次以上の散乱係数は比較的小さく無視できるため、数３では４次以上の散乱係数を０としている。
【００４１】
数３に示される受信信号ＲL1は、ＢＰＦHにおいてｆH帯域内の成分が抽出される。その結果、受信信号ＲL1の２次高調波成分が抽出される。つまり、ＢＰＦHはｆH帯域内の信号を抽出するバンドパスフィルタであり、また、θH＝２×θLの関係を満たしていることから、受信信号ＲL1の２次高調波成分がｆH帯域内に現れるためである。また、ＢＰＦLにおいて受信信号ＲL1から線形基本波成分および非線形基本波成分が抽出される。したがって、重み付け処理が施された受信信号ＢＰＦH（ＲL1）およびＢＰＦL（ＲL1）はそれぞれ次式のようになる。
【数４】
2005058600.tif 000006
【００４２】
一方、近距離焦点用の高周波パルスｆH1には送信重み係数α1が掛けられるため、送信信号α1ＡｃｏｓθHに対応する超音波が送波される。この送信信号に対応する受信信号ＲH1は、ｎ次の散乱係数（比例係数）をａnとすると次式で示される。
【数５】
2005058600.tif 000007
なお、４次以上の散乱係数は比較的小さく無視できるため、数５では４次以上の散乱係数を０としている。
【００４３】
数５に示される受信信号ＲH1は、ＢＰＦHにおいてｆH帯域内の成分が抽出される。その結果、受信信号ＲH1の線形基本波成分および非線形基本波成分が抽出される。また、受信信号ＲH1にはｆL帯域内の周波数成分が存在しないためＢＰＦLの出力は０となる。したがって、重み付け処理が施された受信信号ＢＰＦH（ＲH1）およびＢＰＦL（ＲH1）はそれぞれ次式のようになる。
【数６】
2005058600.tif 000008
このように、１回目の送受波によって、数４および数６に示される受信信号が得られる。
【００４４】
次に、図４（ＩＩ）に示される２回目の送受波処理において、ｆL2＝ＡｃｏｓθL、ｆH2＝ＡｃｏｓθHとすると、受信信号ＢＰＦH（ＲL2）および受信信号ＢＰＦL（ＲL2）は以下のように算出される。なお、高周波パルスの中心周波数が低周波パルスの中心周波数のおよそ２倍、つまり、θH＝２×θLの関係が成立しているものとする。
【００４５】
遠距離焦点用の低周波パルスｆL2には送信重み係数α4が掛けられるため、送信信号α4ＡｃｏｓθLに対応する超音波が送波される。この送信信号に対応する受信信号ＲL2は、ｎ次の散乱係数（比例係数）をａnとすると次式で示される。
【数７】
2005058600.tif 000009
なお、４次以上の散乱係数は比較的小さく無視できるため、数７では４次以上の散乱係数を０としている。
【００４６】
数７に示される受信信号ＲL2は、ＢＰＦHにおいてｆH帯域内の成分が抽出される。その結果、受信信号ＲL2の２次高調波成分が抽出される。つまり、ＢＰＦHはｆH帯域内の信号を抽出するバンドパスフィルタであり、また、θH＝２×θLの関係を満たしていることから、受信信号ＲL2の２次高調波成分がｆH帯域内に現れるためである。また、受信信号ＲL2はＢＰＦLにおいて線形基本波成分および非線形基本波成分が抽出される。したがって、重み付け処理が施された受信信号ＢＰＦH（ＲL2）およびＢＰＦL（ＲL2）はそれぞれ次式のようになる。
【数８】
2005058600.tif 000010
【００４７】
一方、近距離焦点用の高周波パルスｆH2には送信重み係数α2が掛けられるため、送信信号α2ＡｃｏｓθHに対応する超音波が送波される。この送信信号に対応する受信信号ＲH2は、ｎ次の散乱係数（比例係数）をａnとすると次式で示される。
【数９】
2005058600.tif 000011
なお、４次以上の散乱係数は比較的小さく無視できるため、数９では４次以上の散乱係数を０としている。
【００４８】
数９に示される受信信号ＲH2は、ＢＰＦHにおいてｆH帯域内の成分が抽出される。その結果、受信信号ＲH2の線形基本波成分および非線形基本波成分が抽出される。また、受信信号ＲH2にはｆL帯域内の周波数成分が存在しないためＢＰＦLの出力は０となる。したがって、重み付け処理が施された受信信号ＢＰＦH（ＲH2）およびＢＰＦL（ＲH2）はそれぞれ次式のようになる。
【数１０】
2005058600.tif 000012
このように、２回目の送受波によって、数８および数１０に示される信号が得られる。
【００４９】
数４、数６、数８および数１０に示した重み付け処理後の受信信号をｆH帯域およびｆL帯域それぞれについて成分ごとにまとめると表１のようになる。
【表１】
2005058600.tif 000013
【００５０】
本実施形態では、１回目の送受波で得られた受信信号と２回目の送受波で得られた受信信号とを加算して、ｆH帯域およびｆL帯域ともに非線形基本波成分を抽出する。ｆH帯域には非線形基本波成分の他に線形基本波成分および２次高調波成分が存在している。１回目の受信信号と２回目の受信信号とを加算すると、ｆH帯域における線形基本波成分および２次高調波成分は各々次式のようになる。
【数１１】
2005058600.tif 000014
つまり、これらの加算結果が０となれば、線形基本波成分および２次高調波成分がキャンセルされて非線形基本波成分のみが残ることになる。その条件を満たす重み係数は次式の関係を満たすことになる。
【数１２】
2005058600.tif 000015
【００５１】
一方、ｆL帯域には非線形基本波成分の他に線形基本波成分が存在している。１回目の受信信号と２回目の受信信号とを加算すると、ｆL帯域における線形基本波成分は次式のようになる。
【数１３】
2005058600.tif 000016
つまり、この加算結果が０となれば、線形基本波成分がキャンセルされて非線形基本波成分のみが残ることになり、その条件を満たす重み係数は次式の関係を満たすことになる。
【数１４】
2005058600.tif 000017
【００５２】
以上のことから、ｆH帯域およびｆL帯域ともに非線形基本波成分のみを残すための条件をまとめると次式のようになる。
【数１５】
2005058600.tif 000018
つまり、送信の重み付け値および受信の重み付け値に対して、数１５の条件設定を行うことによって、重み付け加算された受信信号において、線形基本波成分および２次高調波成分をキャンセルして非線形基本波成分を抽出することができる。なお、数１５の条件式を満足する重み付け値の具体例を表２に示す。
【表２】
2005058600.tif 000019
【００５３】
以上、２回の多段フォーカス送信に利用される送信信号および受信信号に対する重み付け処理を説明した。次に、本実施形態の超音波診断装置の構成を説明する。
【００５４】
図５は、本実施形態の超音波診断装置の全体構成を示すブロック図である。図５に示す超音波診断装置は、各超音波ビーム方向ごとに、近距離焦点および遠距離焦点の２つの深さ（焦点距離）に対する多段フォーカス送信を２回実行して受信信号を取得する。
【００５５】
送信パルスｆH発生器１０は近距離焦点用の高周波パルスｆHを発生する回路であり、１回目の多段フォーカス送信では高周波パルスｆHに送信重み付け値α1を掛けて出力し、２回目の多段フォーカス送信では高周波パルスｆHに送信重み付け値α2を掛けて出力する。また、送信パルスｆL発生器１２は遠距離焦点用の低周波パルスｆLを発生する回路であり、１回目の多段フォーカス送信では低周波パルスｆLに送信重み付け値α3を掛けて出力し、２回目の多段フォーカス送信では低周波パルスｆLに送信重み付け値α4を掛けて出力する。なお、送信重み付け値α1，α2，α3，α4の値は、数１５を満たすように設定され、例えば、表２に示される値に設定される。
【００５６】
送信遅延回路１４は、探触子１８に含まれる複数の振動子の各々に対応する駆動信号を出力する回路であり、各駆動信号には対応する振動子に応じた遅延処理が施される。送信遅延回路１４は、各駆動信号に対する遅延量を制御して、探触子１８から出力される送信ビームのビーム方向や焦点距離を変更する。送信遅延回路１４から出力される各駆動信号は送波ドライバ１６で増幅されて探触子１８に供給される。そして、探触子１８は送波ドライバ１６から出力される各駆動信号に応じた超音波を送波し、生体内からのエコーを取得して受信信号を出力する。
【００５７】
２回の多段フォーカス送信の各回ごとの近距離焦点および遠距離焦点への送波は、高周波パルスｆHと低周波パルスｆLが重ならないように時間差を設けて実行される。これは次の理由による。
【００５８】
高周波パルスｆHと低周波パルスｆLをそれぞれｆH＝ＡHｃｏｓθH、ｆL＝ＡLｃｏｓθLとすると、高周波パルスｆHと低周波パルスｆLが同時に送波されて重ねられた送信信号ＴはＴ＝ＡHｃｏｓθH＋ＡLｃｏｓθLとなる。数２を利用して説明したように、非線形散乱の結果、受信信号には送信信号Ｔのｎ乗の項が含まれる。例えば、２乗の項（ｎ＝２）を考えると、Ｔ2は次式のように計算される。
【数１６】
2005058600.tif 000020
数１６に示すように、ｃｏｓθHｃｏｓθLの相関項から、ｃｏｓ（θH＋θL）とｃｏｓ（θH−θL）の角周波数成分が発生する。つまり、高周波パルスｆHと低周波パルスｆLが重ねられて送波されると、非線形散乱によって、非線形基本波成分や高調波成分の他に送信周波数の和成分や差成分が発生してしまう。なお、ｎ＝３の場合はｃｏｓθH2ｃｏｓθLなどの相関項も発生する。そのため、本実施形態では、相関の散乱波が音場において０に近くなるように、高周波パルスｆHと低周波パルスｆLに時間差を設けて送波し、相関項の発生を抑えている。この時間差は画像合成回路４２において補正される。
【００５９】
探触子１８から出力される各振動子ごとの受信信号は、受信増幅器２２において増幅されて受信整相加算回路２４に供給される。受信整相加算回路２４は各振動子ごとに得られた複数の受信信号に対して整相加算処理を実行する。そして、整相加算処理された受信信号はバンドパスフィルタＢＰＦH２６およびＢＰＦL２８に供給される。ＢＰＦHはｆH帯域１１４（図２）内の受信信号成分を抽出するバンドパスフィルタであり、ＢＰＦLはｆL帯域１１２（図２）内の受信信号成分を抽出するバンドパスフィルタである。
【００６０】
ラインバッファ３０，３２は、１ライン分の遅延バッファとして機能する。つまり、２回の多段フォーカス送信における１回目の送波による受信信号は、ラインバッファ３０またはラインバッファ３２に格納され、２回目の送波によって受信信号が取得されると、ラインバッファ３０またはラインバッファ３２に格納された１回目の送波による受信信号が重み付け加算回路３４または重み付け加算回路３６に供給され、一方、２回目の送波による受信信号は、バンドパスフィルタＢＰＦH２６またはＢＰＦL２８から直接重み付け加算回路３４または重み付け加算回路３６に供給される。
【００６１】
重み付け加算回路３４は、ＢＰＦH２６からラインバッファ３０を経由して供給される１回目の受信信号に対して受信重み付け値β1を掛け、ＢＰＦH２６から直接供給される２回目の受信信号に対して受信重み付け値β2を掛けて、１回目および２回目の受信信号に対して重み付け加算を行って検波器３８に供給する。一方、重み付け加算回路３６は、ＢＰＦL２８からラインバッファ３２を経由して供給される１回目の受信信号に対して受信重み付け値β3を掛け、ＢＰＦL２８から直接供給される２回目の受信信号に対して受信重み付け値β4を掛けて、１回目および２回目の受信信号に対して重み付け加算を行って検波器４０に供給する。重み付け加算された受信信号は検波器３８，４０において包絡検波される。なお、受信重み付け値β1，β2，β3，β4の値は、数１５を満たすように設定され、例えば、表２に示される値に設定される。この結果、図４を利用して説明したように、線形基本波成分および２次高調波成分がキャンセルされて非線形基本波成分が抽出される。そして、画像合成回路４２は、ｆH帯域およびｆL帯域それぞれの非線形基本波成分を多段合成して画像データを生成し、表示器４４は、画像データに基づいて超音波画像を表示する。
【００６２】
本実施形態は、例えば、超音波造影剤を用いた血流の映像化などに好適である。つまり、非線形散乱特性を利用しているため、線形散乱成分のみでは周囲組織からのエコーに埋もれてしまう微小な血流の映像化が可能になる。また、非線形基本波成分を利用しているため、送受波共に基本波帯域にて行うことができ、狭帯域の探触子を利用することができる。
【００６３】
本実施形態において、送波音圧（音場）が均一になるように、送信ビームに応じた送信条件、例えば、送信ゲイン、開口、窓関数などを設定することも可能である。
【００６４】
図６は、偏向角度と送波音圧の関係を説明するための図であり、図６（ａ）には、偏向角度による送波音圧の変化の様子が示されている。電子偏向（セクタ）探触子の走査では、走査の偏向角度φつまり送信ビームの偏向角度φが大きくなるに従って送波の音圧が低くなる（例えば数ｄＢ低下する）。ここで、偏向角度φとは探触子の振動子面の法線と送信ビームとの間の角度である。また、同じ偏向角度φであっても、送波周波数が高いほど音圧低下の程度が大きくなる。さらに、偏向角度φによる変化以外にも、例えば、焦点距離によっても音圧低下の程度が変化する。このような送波音圧の変化の程度を予め実験やシミュレーションで把握しておき、変化を相殺するように送信条件を設定する。
【００６５】
図６（ｂ）には、偏向角度φに応じた送波音圧の補正量が示されている。つまり、図６（ａ）に示される送波音圧の変化を相殺して、送波音圧を走査面内で均一にするための補正量が示されている。
【００６６】
図５の音圧補正回路５０は、送波音圧に対して補正を施す回路である。音圧補正回路５０は、近距離焦点および遠距離焦点の各々に対応した補正のための関数ｇH（φ），ｇL（φ）を利用して、各送信フォーカス点ごとに送信ゲインの補正を行う。ここで、関数ｇH（φ），ｇL（φ）は、例えば、図６（ｂ）に示される関数とする。送波ドライバ１６は、音圧補正回路５０から出力される関数ｇH（φ），ｇL（φ）に基づいて、偏向角度φに応じた補正量で、各送信フォーカス点ごとに送信ゲインの補正を行う。この結果、送波音圧が均一になり、超音波画像の画像面内に亘って均質な画像が実現される。
【００６７】
なお、送信ゲインの補正は、送信パルスｆH発生器１０および送信パルスｆL発生器１２における送信重み付け値α1，α2，α3，α4に対して行われてもよい。つまり、送信パルスｆH発生器１０および送信パルスｆL発生器１２は、関数ｇH（φ），ｇL（φ）に基づいて、偏向角度φに応じた送信重み付け値ｇHα1，ｇHα2，ｇLα3，ｇLα4を設定してもよい。
【００６８】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明は２回の多段フォーカス送信に限定されるものではない。また、各送信フォーカス点ごとにＮ回（Ｎは２以上の整数）の送波を行うように拡張することも可能である。Ｎ回の多段フォーカス送信に拡張するため、近距離焦点へのＮ回目の送波における送信重み付け値をαHN（α1およびα2の一般化）とし、遠距離焦点へのＮ回目の送波における送信重み付け値をαLN（α3およびα4の一般化）とする。また、Ｎ回目の送波によるＢＰＦHからの出力に対する受信重み値をβHN（β1およびβ2の一般化）とし、Ｎ回目の送波によるＢＰＦLからの出力に対する受信重み値をβLN（β3およびβ4の一般化）とする。そして、数３から数１０を利用した計算手法に則って、Ｎ回目の送波に対応した、重み付け処理後の受信信号を算出し、算出結果をｆH帯域およびｆL帯域の各成分に分別すると、表１を一般化した表３が得られる。
【表３】
2005058600.tif 000021
【００６９】
各回で得られた受信信号を加算してｆH帯域およびｆL帯域ともに非線形基本波成分を抽出するための条件式は、数１５を一般化して次式のようになる。
【数１７】
2005058600.tif 000022
つまり、Ｎ回の多段フォーカス送信における送信の重み付け値および受信の重み付け値に対して、数１７の条件設定を行うことによって、重み付け加算された受信信号において、線形基本波成分および２次高調波成分をキャンセルして非線形基本波成分を抽出することができる。
【００７０】
図７は、３回の多段フォーカス送信を行う超音波診断装置の全体構成を示すブロック図である。図７の超音波診断装置は図５のものを３回の多段フォーカス送信に拡張したものであり、図５に示した部分と類似の動作を行う部分は、図５と同じ符号で示されている。以下、図５に示す超音波診断装置と異なる部分を中心に説明する。
【００７１】
送信パルスｆH発生器１０´は近距離焦点用の高周波パルスｆHを発生する回路であり、１回目の多段フォーカス送信では高周波パルスｆHに送信重み付け値αH1を掛けて出力し、２回目の多段フォーカス送信では高周波パルスｆHに送信重み付け値αH2を掛けて出力し、さらに、３回目の多段フォーカス送信では高周波パルスｆHに送信重み付け値αH3を掛けて出力する。また、送信パルスｆL発生器１２´は遠距離焦点用の低周波パルスｆLを発生する回路であり、１回目の多段フォーカス送信では低周波パルスｆLに送信重み付け値αL1を掛けて出力し、２回目の多段フォーカス送信では低周波パルスｆLに送信重み付け値αL2を掛けて出力し、さらに、３回目の多段フォーカス送信では低周波パルスｆLに送信重み付け値αL2を掛けて出力する。
【００７２】
そして、図５に示す超音波診断装置と同様な動作により、送信遅延回路１４、送波ドライバ１６を介して探触子１８に対して駆動信号が供給され、探触子１８が取得した受信信号は、受信増幅器２２および受信整相加算回路２４において所定の処理が施された後、バンドパスフィルタＢＰＦH２６およびＢＰＦL２８を通過する。
【００７３】
ラインバッファ３０ａ，３０ｂ，３０ｃの各々は、１ライン分の遅延バッファとして機能する。つまり、ＢＰＦH２６から出力される１回目の送波による受信信号は、ラインバッファ３０ａに格納され、２回目の送波によって受信信号が取得されると、ラインバッファ３０ａに格納された１回目の送波による受信信号がラインバッファ３０ｂに格納され、また、２回目の送波による受信信号がラインバッファ３０ｃに格納される。そして、３回目の送波によって受信信号が取得されると、ラインバッファ３０ｂに格納された１回目の送波による受信信号、ラインバッファ３０ｃに格納された２回目の送波による受信信号、および、ＢＰＦH２６から出力される３回目の送波による受信信号が重み付け加算回路３４´に供給される。
【００７４】
重み付け加算回路３４´は、ラインバッファ３０ｂから供給される１回目の受信信号に対して受信重み付け値βH1を掛け、ラインバッファ３０ｃから供給される２回目の受信信号に対して受信重み付け値βH2を掛け、ＢＰＦH２６から直接供給される３回目の受信信号に対して受信重み付け値βH3を掛けて、１回目、２回目および３回目の受信信号に対して重み付け加算を行って検波器３８に供給する。
【００７５】
ラインバッファ３２ａ，３２ｂ，３２ｃの各々は、１ライン分の遅延バッファとして機能する。つまり、ＢＰＦL２８から出力される１回目の送波による受信信号は、ラインバッファ３２ａに格納され、２回目の送波によって受信信号が取得されると、ラインバッファ３２ａに格納された１回目の送波による受信信号がラインバッファ３２ｂに格納され、また、２回目の送波による受信信号がラインバッファ３２ｃに格納される。そして、３回目の送波によって受信信号が取得されると、ラインバッファ３２ｂに格納された１回目の送波による受信信号、ラインバッファ３２ｃに格納された２回目の送波による受信信号、および、ＢＰＦL２８から出力される３回目の送波による受信信号が重み付け加算回路３６´に供給される。
【００７６】
重み付け加算回路３６´は、ラインバッファ３２ｂから供給される１回目の受信信号に対して受信重み付け値βL1を掛け、ラインバッファ３２ｃから供給される２回目の受信信号に対して受信重み付け値βL2を掛け、ＢＰＦL２８から直接供給される３回目の受信信号に対して受信重み付け値βL3を掛けて、１回目、２回目および３回目の受信信号に対して重み付け加算を行って検波器４０に供給する。重み付け加算された受信信号は検波器３８，４０において包絡検波される。
【００７７】
なお、送信重み付け値αH1，αH2，αH3，αL1，αL2，αL3、および、受信重み付け値βH1，βH2，βH3，βL1，βL2，βL3は、数１７の条件式を満たすように設定される。つまり、数１７においてＮ＝３とおいた場合の条件式を満足するように設定（例えば、表４に示される値に設定）され、その結果、重み付け加算によって非線形基本波成分が抽出される。そして、画像合成回路４２は、ｆH帯域およびｆL帯域それぞれの非線形基本波成分を多段合成して画像データを生成し、表示器４４は、画像データに基づいて超音波画像を表示する。
【表４】
2005058600.tif 000023
【００７８】
図７では、３回の多段フォーカス送信を行う超音波診断装置の全体構成を示したが、４回以上の多段フォーカス送信を行う超音波診断装置への拡張は容易であろう。つまり、送信パルスｆH発生器１０´、送信パルスｆL発生器１２´、ラインバッファ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３２ａ，３２ｂ，３２ｃ、および、重み付け加算回路３４´，３６´を４回以上の送波に対応させて適宜修正を行えばよい。多段フォーカス送信の回数を重ねることによって、例えば、クラッターを低減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の好適な実施形態による超音波の送受波を説明するための図である。
【図２】本実施形態の超音波診断装置によって送受波される超音波の周波数スペクトルの概略図である。
【図３】２回の多段フォーカス送信を説明するための図である。
【図４】本実施形態における重み付け処理を説明するための図である。
【図５】本発明に係る超音波診断装置の全体構成を示すブロック図である。
【図６】偏向角度と送波音圧の関係を説明するための図である。
【図７】３回の多段フォーカス送信を行う超音波診断装置の全体構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００８０】
１０  送信パルスｆH発生器、１２  送信パルスｆL発生器、３４，３６  重み付け加算回路、５０  音圧補正回路。
【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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