(57)【要約】【課題】  並列同時受信における送受信ビームのビーム曲がりと受信感度の不均一を低減した超音波診断装置の提供。【解決手段】  凸面上あるいは平面上に配列された超音波振動素子を有した超音波プローブ２０を用いて所定の画像化領域に対して並列同時受信を行なう際に、素子選択部４１及び素子選択制御部４２は、前記画像化領域に対する１回の並列同時受信に使用される受信開口幅と略同程度の送信開口幅に対応した送信用振動素子を選択駆動し、放射方向に対して凸面あるいは平面の波面を有した送信ビームを形成する。更に、前記送信用振動素子を駆動する際、送信部２の駆動回路は端部の送信用振動素子に対する駆動信号振幅を予め設定された重み付け関数に基づいて制御することにより方位方向に対して平坦な送信音場を形成する。【選択図】  図１
2005348758.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配列された複数の振動素子を備えた超音波プローブと、
前記振動素子に駆動信号を供給し被検体の所定方向の所定領域に対して超音波を送信する送信手段と、
前記振動素子によって得られた前記所定領域からの超音波反射波に基づく受信信号を整相加算処理することによって複数方向に対応する整相加算信号を生成する並列受信手段と、
前記被検体に対する超音波の送信方向及び受信方向を制御する送受信方向制御手段と、
前記整相加算信号に基づいて超音波画像データを生成する画像データ生成手段と、
生成された画像データを表示する表示手段を備え、
前記送信手段は、前記振動素子を駆動することにより少なくとも走査面内の照射方向に対して拡散波面を有する超音波を送信することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
配列された複数の振動素子を備えた超音波プローブと、
前記複数の振動素子の中から超音波の送信及び受信に使用する複数の送信用振動素子及び複数の受信用振動素子を選択する素子選択手段と、
前記送信用振動素子に駆動信号を供給し被検体の所定方向の所定領域に対して超音波を送信する送信手段と、
前記受信用振動素子によって得られた前記所定領域からの超音波反射波に基づく受信信号を整相加算処理することによって複数方向に対応する整相加算信号を生成する並列受信手段と、
前記送信用振動素子及び受信用振動素子の位置を変更して被検体に対する超音波の送信方向及び受信方向を制御する送受信方向制御手段と、
前記整相加算信号に基づいて超音波画像データを生成する画像データ生成手段と、
生成された画像データを表示する表示手段を備え、
前記送信手段は、前記振動素子を駆動することにより少なくとも走査面内において拡散波面あるいは並進波面を有する超音波を送信することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項３】
前記送信手段は、前記複数の送信用振動素子を略同時に駆動することによって前記拡散波面あるいは並進波面を有する超音波を送信することを特徴とする請求項２記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記送信手段は、前記複数の振動素子の駆動タイミングを制御することによって前記拡散波面を有する超音波を送信することを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記送信手段は、前記振動素子の配列端部に近いほどその駆動信号振幅を低減させる重み付け関数に基づいて前記駆動信号に対する振幅重み付けを行なうことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載した超音波診断装置。
【請求項６】
前記素子選択手段は、超音波反射波が略同時に受信される方向数あるいは領域に基づいて前記送信用振動素子の素子数を設定することを特徴とする請求項２記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記送信手段は、超音波反射波が略同時に受信される方向数あるいは領域に基づいて前記振動素子から送信される超音波の拡散角度を設定することを特徴とする請求項４記載の超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波診断装置に係り、特に、複数方向からの反射超音波を略同時に受信する機能を有した超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、超音波プローブに内蔵された圧電振動素子から発生する超音波を被検体内に放射し、被検体組織の音響インピーダンスの差異によって生ずる反射波を前記圧電振動子によって受信してモニタ上に表示するものである。この診断方法は、超音波プローブを体表に接触させるだけの簡単な操作でリアルタイムの２次元画像データが容易に得られるため、臓器の機能診断や形態診断に広く用いられている。
【０００３】
被検体の組織あるいは血球からの反射波により生体情報を得る超音波診断法は、超音波パルス反射法と超音波ドプラ法の２つの大きな技術開発により急速な進歩を遂げ、上記技術を用いて得られるＢモード画像とカラードプラ画像は、今日の超音波診断において不可欠なものとなっている。
【０００４】
今日、最も普及している電子走査方式の超音波診断装置では、一般に複数個の圧電振動素子を一次元に配列し、これらの圧電振動素子の夫々に対する駆動を高速制御することによって２次元画像データのリアルタイム表示を行なっている。
【０００５】
カラードプラ法は、超音波パルスにより生体内の所定断面を走査し、血液（血球）などの移動する反射体に対して超音波が照射された場合に、上記反射体の速度（血流速度）に対応して生ずるドプラ周波数偏移を捉えて画像化を行なうものである。このカラードプラ法は、当初、血流速度の速い心腔内血流情報の画像化に用いられたが、今日では、腹部臓器の組織血流など極めて遅い血流の画像化に対しても適用が可能となってきている。
【０００６】
カラードプラ法における診断能を高めるためには、優れた計測精度（低流速検出能及び高流速検出能）や時間分解能、更には、空間分解能が要求される。
【０００７】
移動している反射体に対して超音波パルスを照射し、その反射波のドプラ周波数偏移から反射体の移動速度を計測する場合、従来は、この反射体に対して超音波による送受信を所定の送受信間隔Ｔｒで複数回（Ｌ回）繰り返して行ない、観測時間Ｔobs（Ｔobs＝Ｔｒ・Ｌ）で得られた一連の反射波に基づいてその移動速度を計測してきた。
【０００８】
この場合、低流速の反射体に対する検出能（低流速検出能：測定可能な流速の下限値）Ｖminは、上記Ｌ回の超音波送受信（以下、送受信と呼ぶ。）によって得られる一連の反射波の中からドプラ成分を検出するために用いられるフィルタ（例えば、ＭＴＩフィルタ）の特性、即ち、フィルタのカットオフ周波数と肩特性で決定され、このときのＶminは、送受信繰り返し周波数（レート周波数）をｆｒ（ｆｒ＝１／Ｔｒ）とすれば、次式（１）で示される。
【数１】
2005348758.tif 000003
【０００９】
一方、測定可能な流速の上限値（高流速検出能）Ｖmaxは、送受信繰り返し周波数（レート周波数）ｆｒの１／２で定義されるナイキスト周波数によって決定され、次式（２）によって示される。但し、Ｃは被検体内の音速値、ｆ０は受信超音波の中心周波数、ξは超音波送受信方向と血流方向のなす角度である。そして、ドプラ周波数偏移が上記ナイキスト周波数を超えた場合には、ドプラ信号の周波数スペクトラムに折り返り現象が発生するため正確な血流速度の計測が不可能となる。
【数２】
2005348758.tif 000004
【００１０】
即ち、カラードプラ法における第１の要求項目である低流速検出能Ｖminを向上させるためにはレート周波数ｆｒを低く設定するか、所定方向に対して繰り返し行なう送受信回数Ｌを増加させる必要があり、高流速検出能Ｖmaxを向上させるためには、レート周波数ｆｒを高く設定しなくてはならない。しかしながら、レート周波数ｆｒを高くした場合には、深部からの反射波が受信されないうちに次の超音波が放射されるため、隣接したレート区間の反射波が混入して受信される、所謂残留エコーの問題が生ずる。
【００１１】
又、第２の要求項目であるリアルタイム性は、単位時間当たりの表示画像枚数（フレーム周波数）Ｆｎによって決定され、このフレーム周波数Ｆｎは次式（３）によって示される。但し、Ｍは、１枚のカラードプラ画像データの生成に必要な走査方向の総数であり、リアルタイム性を向上させるためには、送受信回数Ｌ、あるいは走査方向総数Ｍを小さく設定しなくてはならない。
【数３】
2005348758.tif 000005
【００１２】
更に、第３の要求項目である空間分解能を向上させるためには、上記走査方向総数Ｍを増加させる必要がある。即ち、フレーム周波数Ｆｎ、低流速検出能Ｖmin及び高流速検出能Ｖmax、空間分解能は相反する関係にあり、これらを同時に満足させることは困難であった。このため、循環器領域における血流計測の場合にはフレーム周波数Ｆｎと高流速検出能Ｖmaxを、又、腹部や末梢臓器における血流計測の場合にはフレーム周波数と低流速検出能Ｖminが重要視されてきた。
【００１３】
このような問題点を解決するために、被検体の所定方向に対して送信超音波を放射し、この送信超音波による反射波（受信超音波）を前記所定方向に隣接した複数方向から略同時に受信して単位時間当たりのデータ量を増大させる所謂並列同時受信法が提案されている（例えば、非特許文献１参照。）。
【００１４】
但し、並列同時受信を行なった場合には、送信ビームの中心軸と受信ビームの中心軸が異なるため、従来のように送信超音波に強い指向性を持たせた場合には送受信感度が劣化し、更に、並列同時受信方向が３方向以上の場合には、受信方向に対して均一な送受信感度を得ることができなかった。
【００１５】
このような問題点を改善するために、１回の超音波送信に用いる超音波振動子の素子数（開口）を低減する方法や、各振動素子の駆動信号振幅を配列方向に対して重み付けして送信ビームのビーム幅を広げる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【非特許文献１】河野俊彦他、“循環器用超音波診断装置のハイフレームレート化の検討”、日本超音波医学会論文集、日本超音波医学会、１９８９年、第５５巻、ｐ．７２７−７２８
【特許文献１】特開平３−１５５８４３号公報（第４−６頁、第１−９図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
特許文献１の方法によれば、送信ビーム幅を広げることによって従来法（即ち、並列同時受信を行なわない場合と同程度の送信ビーム幅を用いた場合）より改善されるものの、収束された送信ビームを用いているため受信ビームに対応させてビーム幅を広げることは困難であり、このため、以下に述べる送受信ビームの歪（以下では、ビーム曲がりと呼ぶ。）や受信感度における不均一の問題が依然として残存する。
【００１７】
図１７は、従来法あるいは上記特許文献１の方法の第１の問題点であるビーム曲がりについて、又、図１８は、上述の方法の第２の問題点である受信感度の不均一について示している。
【００１８】
図１７（ａ）は、凸面上に超音波振動子が配列されたコンベックス走査用超音波プローブを用い、所定方向（送信ビームの中心軸方向）に対して超音波送波を行なった場合の送信ビーム（実線）とこの送信ビームと重複して形成される複数の受信ビーム（破線）による並列同時受信を示している。尚、この図では説明を簡単にするために送信ビームＢｔの端部に対応した受信ビームＢｒ−１及びＢｒ−３と送信ビームＢｔの中央部に位置した受信ビームＢｒ−２を示している。
【００１９】
従来の並列同時受信法における送信超音波は、非並列同時受信の場合と同様にして、被検体の所定位置（深さ）に収束されており、この領域に超音波エネルギーが集中する。一方、受信超音波は、受信タイミングに対応して収束点を順次深部方向に移動させる所謂ダイナミック収束法が適用され、深部方向に連続して収束された受信ビームを形成することが可能となる。
【００２０】
ところで、このような場合に超音波受信感度は送信ビームにおける音場（送信音場）と受信ビームにおける音場（受信音場）の積（即ち、送受信ビームにおける送受信音場）によって決定される。そして、図１７（ａ）に示した送信ビームＢｔと、この送信ビームＢｔの端部に位置する受信ビーム（例えば、受信ビームＢｒ−１）によって形成される送受信ビームでは、収束領域における送信音場が送受信音場に特に大きな影響を及ぼす。その結果、図１７（ｂ）に示すように送信ビームの中心方向にビーム曲りが発生し、このようなビーム曲がりを有した送受信ビームＢｔｒ−１あるいは図示しない送受信ビームＢｔｒ−３によって生成される超音波画像データにおいて画像歪が生ずる。
【００２１】
次に、図１８（ａ）は、上記並列同時受信における送信音場、受信音場及び送受信音場を模式的に示したものであり、送信ビームの端部における送信音場の音圧は中央部より小さい。このため、同時受信方向が３方向以上設定された場合には送受信音場の大きさ（即ち、受信感度）は走査方向で不均一となり、この不均一な送受信音場によって生成される超音波画像データ上では濃淡の縞模様が発生して画質が劣化する。又、送信ビームの端部における受信感度の著しい低下は、Ｂモード画像データの画質を劣化させるのみならずカラードプラ画像データの生成における流速値や分散値等の推定を困難にする。
【００２２】
一方、上述の感度の不均一の改善を目的として図１８（ｂ）のように送信音場を走査方向（方位方向）に広げた場合には、画像データの生成に関与しない領域に無駄な送信超音波のエネルギーが放射され、受信感度を低下させるのみならず、サイドローブや多重反射による虚像（アーチファクト）の発生頻度が増大する。
【００２３】
即ち、上述のビーム曲がりや受信感度の不均一、更には受信感度の劣化は超音波画像データの画質を劣化させ、その診断能を低下させる。
【００２４】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、並列同時受信における送受信ビームのビーム曲りを排除すると共に、各並列受信方向における受信感度の低下や不均一を低減させることによって、リアルタイム性と画質に優れた超音波画像データの生成が可能な超音波診断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
上記課題を解決するために、請求項１に係る本発明の超音波診断装置は、配列された複数の振動素子を備えた超音波プローブと、前記振動素子に駆動信号を供給し被検体の所定方向の所定領域に対して超音波を送信する送信手段と、前記振動素子によって得られた前記所定領域からの超音波反射波に基づく受信信号を整相加算処理することによって複数方向に対応する整相加算信号を生成する並列受信手段と、前記被検体に対する超音波の送信方向及び受信方向を制御する送受信方向制御手段と、前記整相加算信号に基づいて超音波画像データを生成する画像データ生成手段と、生成された画像データを表示する表示手段を備え、前記送信手段は、前記振動素子を駆動することにより少なくとも走査面内の照射方向に対して拡散波面を有する超音波を送信することを特徴としている。
【００２６】
又、請求項２に係る本発明の超音波診断装置は、配列された複数の振動素子を備えた超音波プローブと、前記複数の振動素子の中から超音波の送信及び受信に使用する複数の送信用振動素子及び複数の受信用振動素子を選択する素子選択手段と、前記送信用振動素子に駆動信号を供給し被検体の所定方向の所定領域に対して超音波を送信する送信手段と、前記受信用振動素子によって得られた前記所定領域からの超音波反射波に基づく受信信号を整相加算処理することによって複数方向に対応する整相加算信号を生成する並列受信手段と、前記送信用振動素子及び受信用振動素子の位置を変更して被検体に対する超音波の送信方向及び受信方向を制御する送受信方向制御手段と、前記整相加算信号に基づいて超音波画像データを生成する画像データ生成手段と、生成された画像データを表示する表示手段を備え、前記送信手段は、前記振動素子を駆動することにより少なくとも走査面内において拡散波面あるいは並進波面を有する超音波を送信することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、並列同時受信における送受信ビームのビーム曲りを改善すると共に、各並列受信方向における受信感度の低下と不均一を低減することが可能となる。このため、リアルタイム性と画質に優れた超音波画像データの生成が可能となり、診断能が大幅に向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００２９】
以下に述べる本発明の第１の実施例の第１の特徴は、凸面上に超音波振動素子（以下では、振動素子と呼ぶ。）が１次元配列されたコンベックス走査用超音波プローブを用い所定の画像化領域に対して並列同時受信を行なう際に、前記画像化領域に対する１回の並列同時受信に使用される複数の受信用振動素子の幅（以下、受信開口幅と呼ぶ。）と略同程度の送信開口幅の振動素子を駆動して拡散した送信ビームを形成することにある。
【００３０】
更に、本実施例の第２の特徴は、上記送信開口幅の振動素子を駆動する際、端部の振動素子に対する駆動信号振幅を予め設定された重み付け関数に基づいて制御することにより方位方向において平坦な送信音場を形成することにある。
【００３１】
（装置の構成）
以下では、本発明の第１の実施例における超音波診断装置の構成と各ユニットの動作につき図１乃至図９を用いて説明する。尚、図１は、本実施例における超音波診断装置の全体構成を示すブロック図であり、図２及び図４は、この超音波診断装置を構成する送受信部及びデータ生成部のブロック図である。
【００３２】
図１に示す超音波診断装置１００は、凸面上に１次元配列された振動素子を備え被検体に対して超音波の送受信を行なうコンベックス走査用の超音波プローブ２０と、前記振動素子の中から選択された送信用振動素子に対して駆動信号を供給すると共に、同様にして選択された受信用振動素子から得られた受信信号に対して整相加算を行なう送受信部１０を備え、更に、送受信部１０から得られた受信信号を信号処理してＢモードデータ及びカラードプラデータの生成を行なうデータ生成部５０と、このデータ生成部５０において生成された上記データを保存して２次元あるいは３次元のＢモード画像データやカラードプラ画像データを生成し、得られたこれらの画像データに対して所望の画像処理を行なうデータ記憶・処理部７０と、生成された上記画像データを表示する表示部８１を備えている。
【００３３】
又、超音波診断装置１００は、送受信部１０あるいはデータ生成部５０に対して送信超音波の中心周波数とほぼ等しい周波数の連続波あるいは矩形波を発生する基準信号発生部１と、操作者によって被検体情報や装置の初期設定条件、更には各種コマンド信号等が入力される入力部８３と、超音波診断装置１００の各ユニットを統括的に制御するシステム制御部８２を備えている。
【００３４】
超音波プローブ２０は、被検体の表面に対してその前面を接触させ超音波の送受信を行なうものであり、被検体との接触面にはＭ１個の振動素子が凸状に１次元配列されている。この振動素子は電気音響変換素子であり、送信時には電気的なパルスを送信超音波に変換し、又、受信時には超音波反射波（受信超音波）を電気信号（受信信号）に変換する機能を有している。
【００３５】
次に、図２に示した送受信部１０は、後述する素子選択部４１において選択されたＭ２個（Ｍ２＜Ｍ１）の送信用振動素子に対して駆動信号を供給する送信部２と、この素子選択部４１によって選択されたＭ３個（Ｍ３≒Ｍ２）の受信用振動素子から得られた受信信号に対して整相加算を行なう受信部３と、前記送信用振動素子及び受信用振動素子を選択して送信部２及び受信部３との接続を行なう素子選択部４１と、この素子選択部４１を制御する素子選択制御部４２を備えている。
【００３６】
そして、送信部２は、レートパルス発生器１１と、送信遅延回路１２と、駆動回路１３と、駆動信号振幅制御回路１４を備え、レートパルス発生器１１は、基準信号発生部１から供給される連続波を分周することによって送信超音波の繰り返し周期を決定するレートパルスを生成する。又、送信遅延回路１２は、送信ビームを所定の形状に拡散させるための遅延時間を前記レートパルスに与える。但し、送信用振動素子の各々に与えられる駆動信号の相対的遅延時間が零の場合には送信遅延回路１２は必ずしも必要としない。
【００３７】
一方、駆動回路１３は、素子選択部４１によって選択接続されたＭ２個の振動素子を駆動するための駆動信号を前記レートパルスのタイミングに基づいて生成し、駆動信号振幅制御回路１４は、素子選択制御部４２からの素子選択情報に基づいて送信開口端部の近傍における送信用振動素子の駆動信号振幅に対して所定の重み付けを行なう。尚、この場合の駆動信号振幅の重み付け関数とその効果についての詳細は後述する。
【００３８】
次に、受信部３は、Ｍ３チャンネルから構成されるプリアンプ３１、Ａ／Ｄ変換器３２及びチャンネル選択回路３３と、Ｍチャンネルのビームフォーマ３４−１乃至３４−Ｍを備えている。プリアンプ３１は、素子選択部４１から供給されるＭ３チャンネルの受信信号を増幅して十分なＳ／Ｎを確保するためのものであり、その初段部には駆動回路１３から供給される高電圧の駆動信号から保護するための図示しないリミッタ回路が設けられている。このプリアンプ３１において所定の大きさに増幅され、Ａ／Ｄ変換器３２にてデジタル信号に変換されたＭ３チャンネルの受信信号に対して、チャンネル選択回路３３は、Ｍ段の並列同時受信を行うために前記Ｍ３チャンネルの中の隣接するＭ４チャンネルをＭ箇所で選択し、Ｍ４チャンネルから構成されるＭ個の受信信号群の各々をビームフォーマ３４−１乃至３４−Ｍに供給する。
【００３９】
ビームフォーマ３４−１乃至３４−Ｍの各々は、図示しない遅延回路と加算回路を有し、Ａ／Ｄ変換器３２においてデジタル信号に変換されチャンネル選択回路３３で選択されたＭ４チャンネルの受信信号に対して、所定の深さからの超音波反射波を収束するための収束用遅延時間を与えた後加算合成（整相加算）する。この場合、受信タイミングに伴って収束領域が深部に順次変更される所謂ダイナミックフォーカスを行なうことによって、深さによらずに略均一なビーム幅を有した受信ビームが形成される。
【００４０】
ここで、上述の素子選択部４１及びチャンネル選択回路３３によって行なわれる送信用振動素子及び受信用振動素子とＭ４チャンネルの受信信号の選択方法について説明する。
【００４１】
図３は、所定方向に対して並列同時受信を行なう際の振動素子選択方法とＭ４チャンネルの受信信号の選択方法を模式的に示したものであり、この図では説明を簡単にするために上記の送信用振動素子数Ｍ２と受信用振動素子数Ｍ３を９、チャンネル選択回路３３によって選択される受信信号群のチャンネル数Ｍ４を５、受信信号群数Ｍを５とした場合について示している。
【００４２】
図３において、超音波プローブ２０はＭ１個の振動素子２２−１乃至２２−Ｍ１が凸状に配列されている。そして、これらの振動素子２２−１乃至２２−Ｍ１の中から例えば振動素子２２−Ｘ乃至２２−（Ｘ＋８）が素子選択部４１によって選択され、送信部２は選択されたこれらの送信用振動素子２２−Ｘ乃至２２−（Ｘ＋８）に対して駆動信号を供給して被検体内に送信超音波を放射する。但し、本実施例では上記送信用振動素子２２−Ｘ乃至２２−（Ｘ＋８）は略同時に駆動され、このとき放射される送信超音波の波面は振動素子配列面と同じ曲率を有して形成される。
【００４３】
一方、受信時において、素子選択部４１は、例えば振動素子２２−Ｘ乃至２２−（Ｘ＋８）を受信用振動素子として選択する。但し、ここでは送信用振動素子と同一の振動素子を受信用振動素子として選択する場合について示すが、これに限定されるものではなく、送信ビームの端部における音圧低下に起因する受信感度劣化を防ぐために、送信チャンネル数Ｍ２は受信チャンネル数Ｍ３より多少大きく設定してもよい。
【００４４】
素子選択部４１によって選択された振動素子２２−Ｘ乃至２２−（Ｘ＋８）から得られる受信信号は、チャンネル選択回路３３において隣接したＭ４個（Ｍ４＝５）の受信用振動素子からの受信信号を単位としてＭ個（Ｍ＝５）の受信信号群に纏められ、これらの受信信号群はビームフォーマ３４−１乃至３４−Ｍに供給される。
【００４５】
即ち、振動素子２２−Ｘ乃至２２−（Ｘ＋４）の受信信号はビームフォーマ３４−１に供給され、振動素子２２−（Ｘ＋１）乃至２２−（Ｘ＋５）、・・・振動素子２２−（Ｘ＋４）乃至２２−（Ｘ＋８）の受信信号はビームフォーマ３４−２、・・・ビームフォーマ３４−５に供給される。そして、ビームフォーマ３４−１乃至３４−５の各々は、チャンネル選択回路３３から供給されるＭ４個の受信信号に対してダイナミックフォーカスのための整相加算処理を行ない、振動素子２２−（Ｘ＋２）、２２−（Ｘ＋３）、・・・２２−（Ｘ＋６）を中心とした５つの受信ビームを形成する。
【００４６】
以上述べた送受信方法によって、送信用振動素子２２−（Ｘ＋４）を中心とし凸状波面を有した所定方向の送信ビームの中に振動素子２２−（Ｘ＋２）、２２−（Ｘ＋３）、・・・２２−（Ｘ＋６）を中心とした５つの受信ビームが形成され、５段の並列同時受信が行なわれる。この場合の超音波の送信方向及び受信方向は振動素子の配列面に対して垂直な方向に設定されるが、送信遅延回路１２あるいはビームフォーマ３４にてビーム偏向用遅延時間を与えることにより上記送信ビーム及び受信ビームを任意の方向に設定することも可能である。しかしながら、何れの場合においても、本実施例の並列同時受信では送信ビームの中に複数個（Ｍ個）の受信ビームが形成される。
【００４７】
次に、図１に戻って、データ生成部５０は、上述の受信部３のビームフォーマ３４−１乃至３４−Ｍから出力されたＭチャンネルの受信信号を信号処理してＢモードデータを生成するＢモードデータ生成部４と、前記受信信号を信号処理してカラードプラデータを生成するカラードプラデータ生成部５を備えている。
【００４８】
図４に示したデータ生成部５０のＢモードデータ生成部４は、包絡線検波器５１と対数変換器５２を備えている。この包絡線検波器５１は、送受信部１０の受信部３におけるビームフォーマ３４−１乃至３４−Ｍから出力されたＭチャンネルの受信信号に対して包絡線検波を行ない、対数変換器５２は、この包絡線検波後の受信信号に対する対数変換処理によって小さな信号振幅を相対的に強調してＭ個の走査方向（ラスタ）に対するＢモードデータを生成する。
【００４９】
一方、データ生成部５０のカラードプラデータ生成部５は、π／２移相器５４、ミキサ５５−１及び５５−２、ＬＰＦ（低域通過フィルタ）５６−１及び５６−２を備えており、送受信部１０の受信部３から供給されたＭチャンネルの受信信号に対して直交位相検波を行なって複素信号（Ｉ信号とＱ信号）を生成する。
【００５０】
更に、カラードプラデータ生成部５は、ドプラ信号記憶回路５８、ＭＴＩフィルタ５９及び自己相関演算器６０を備えている。そして、直交位相検波によって得られた複素信号は、ドプラ信号記憶部５８に一旦保存され、次いで、高域通過用のデジタルフィルタであるＭＴＩフィルタ５９は、ドプラ信号記憶部５８に保存された前記複素信号を読み出し、この複素信号に対して臓器の固定反射体あるいは臓器の呼吸性移動や拍動性移動などに起因するドプラ成分（クラッタ成分）の除去を行なう。又、自己相関演算器６０は、ＭＴＩフィルタ５９によって抽出された血流情報のドプラ信号に対して自己相関値を算出し、更に、この自己相関値に基づいて血流の平均流速値、分散値及びパワー値を算出してＭ個の走査方向（ラスタ）に対するカラードプラデータを生成する。
【００５１】
再び図１に戻って、データ記憶・処理部７０は、データ記憶部６とデータ処理部７を備えており、データ記憶部６は、データ生成部５０においてＭ個のラスタ単位で生成されるＢモードデータ及びカラードプラデータを順次保存して、３次元あるいは２次元のＢモード画像データ及びカラードプラ画像データを生成する。
【００５２】
一方、データ処理部７は、データ記憶部６において生成された３次元のＢモード画像データやカラードプラ画像データを用い、ボリュームレンダリング画像データ、サーフェイスレンダリング画像データ、ＭＩＰ（maximum intensity projection:最大値投影）画像データ、更には、ＭＰＲ（multi-planar reconstruction:断面変換）画像データ等を生成するための画像処理を行なう。
【００５３】
表示部８１は、図示しない表示用データ生成回路、変換回路及びモニタを備えており、表示用データ生成回路は、データ記憶・処理部７０において生成されたＢモード画像データやカラードプラ画像データに対して所定の表示形態に対応した走査変換処理を行なって表示用データを生成する。次いで、前記変換回路はこの表示用データに対してＤ／Ａ変換とテレビフォーマット変換を行なった後モニタに表示する。
【００５４】
一方、入力部８３は、操作パネル上に表示パネルやキーボード、トラックボール、マウス、選択ボタン、入力ボタン等の入力デバイスを備え、患者情報の入力、データ収集条件、表示条件等の設定、更には、種々のコマンド信号の入力等を行なう。
【００５５】
又、システム制御部８２は、図示しないＣＰＵと記憶回路を備え、操作者によって入力部８３から入力あるいは設定される上述の各種情報は前記記憶回路に保存される。そして、前記ＣＰＵは、これらの情報に基づいて、送受信部１０、データ生成部５０、更にはデータ記憶・処理部７０の制御やシステム全体の制御を統括して行なう。特に、本実施例では、被検体に対して所定間隔で設定された複数の送信方向に対して凸面状の波面を有した送信超音波を順次放射するための送信制御と、前記送信方向あるいはこれらの送信方向に近接した複数方向（Ｍ方向）からの受信超音波を略同時に受信するための受信制御を行なう。
【００５６】
（送信ビーム、受信ビーム及び送受信ビームの形状）
次に、本実施例によって形成される送信ビームの形状につき図５を用いて説明する。例えば、振動子配列面の曲率半径が５０ｍｍ、送信超音波の中心周波数が３．７５ＭＨｚ（即ち、波長λが０．４ｍｍ）、並列同時受信に使用される送信用振動素子数Ｍ２が４８素子、振動素子間隔ｄが０．３ｍｍのコンベックス走査用超音波プローブ２０を用い、図５（ａ）に示すようにＭ２個の送信用振動素子を同時駆動した場合の送信ビームを図５（ｂ）に示している。
【００５７】
この場合、振動素子配列面と略同じ曲率の波面を有した送信ビームが照射される距離Ｌは近似的に下式（４）によって示され、距離Ｌより遠方において送信ビームは徐々に拡散の度合いを増す。即ち、この送信方法によれば、振動素子から距離１０ｃｍまでは振動子配列面の曲率と略等しい曲率の波面を有した均一な送信ビームを得ることが可能となる。
【数４】
2005348758.tif 000006
【００５８】
次に、本実施例の並列同時受信における送信ビーム、受信ビーム及び送受信ビームの形状を図６に示す。図６（ａ）は、図５（ａ）の駆動法によって形成された送信ビーム（実線）Ｂｔと、この送信ビームＢｔ内で形成される５段の並列同時受信ビーム（破線）Ｂｒ−１乃至Ｂｒ−５を示したものであり、図６（ｂ）は、上述の送信ビームＢｔと受信ビームＢｒ−１乃至Ｂｒ−５によって決定される送受信ビームＢｔｒ−１乃至Ｂｔｒ−５を示している。即ち、本実施例の送信方法によれば、並列同時受信の領域において比較的均一な送信ビームを得ることができるため、送受信ビームにおいて従来発生していたビーム曲がりを排除することが可能となる。
【００５９】
（駆動信号振幅の重み付け）
次に、送受信部１０の送信部２における駆動信号振幅制御回路１４によって行なわれる駆動信号振幅の重み付け方法とその効果につき図７乃至図９を用いて説明する。駆動信号振幅制御回路１４は、送受信部１０の素子選択部４１によって選択されたＭ２個の送信用振動素子に対する駆動信号振幅を下式（５）の関数（図７参照）に基づいて設定し、特に端部に近い送信用振動素子ほどその駆動信号振幅を低減させる。
【数５】
2005348758.tif 000007
【００６０】
一方、図８は、上記Ｍ２個の送信用振動素子に対して図８（ａ−１）に示すような一様振幅の駆動信号を供給した場合の送信音場（図８（ａ−２））と、式（５）あるいは図８（ｂ−１）に示した振幅分布の駆動信号を供給した場合の送信音場（図８（ｂ−２））の１例を示したものであり、駆動信号が一様振幅の場合の送信音場ではその中央部近傍に凹凸が生じ、更に端部では緩やかな減少が見られる。一方、図８（ｂ−１）に示した振幅分布の場合の送信音場は、中央部から端部に至るまで略一様な特性が得られ、しかも端部を急峻に減少させることができる。
【００６１】
図９は、式（５）に示した振幅分布の駆動信号を用いた場合の並列同時受信における送受信音場を示しており、図９（ａ）は、このとき得られる送信音場Ｂｔと受信音場Ｂｒ−１乃至Ｂｒ−５を、又、図９（ｂ）は、これらの送信音場Ｂｔと受信音場Ｂｒ−１乃至Ｂｒ−５によって形成される送受信音場Ｂｔｒ−１乃至Ｂｔｒ−５を示している。この図からも明らかなように、上式（５）に示した振幅分布の駆動信号を用いた場合には、並列同時受信の位置（方向）によらずに略一様な大きさの送受信音場が得られ、このため一様な感度を有したＢモード画像データやカラードプラ画像データを生成することが可能となる。
【００６２】
更に、並列同時受信が行なわれる領域以外に放射される送信超音波は微小なため、送信エネルギーを有効に用いることができ、サイドローブや多重反射によるアーチファクトを低減することができる。
【００６３】
（画像データの生成手順）
次に、上記実施例における画像データの生成手順につき図１乃至図１０を用いて説明する。尚、本実施例では、コンベックス走査用超音波プローブ２０を使用し、Ｍ段の並列同時受信を適用して被検体に対するＢモード画像データとカラードプラ画像データの生成を行なう場合について述べる。
【００６４】
超音波診断装置１００の操作者は、先ず、図１の入力部８３において使用する超音波プローブ２０のプローブＩＤや上記画像データの収集に必要な諸条件を入力し、これらの入力情報はシステム制御部８２の図示しない記憶回路に保存される。上記諸条件として送信用遅延時間（但し、本実施例では遅延時間差零）、並列同時受信段数（受信信号群数）Ｍ，送信用振動素子数Ｍ２及び受信用振動素子数Ｍ３、受信信号群のチャンネル数Ｍ４、駆動信号の重み付け関数等が必要に応じて入力部８３において設定される。
【００６５】
そして、上記の初期設定が終了したならば、操作者は、超音波プローブ２０の先端（超音波送受信面）を被検体体表面上の所定位置に固定し、超音波の送受信を開始する。即ち、システム制御部８２は、記憶回路に一旦保存した送信用振動素子数Ｍ２及び受信用振動素子数Ｍ３の情報を送受信部１０の素子選択制御部４２に、並列同時受信段数Ｍの情報を受信部３のチャンネル選択回路３３に，駆動信号の重み付け関数に関する情報を送信部２の駆動信号振幅制御回路１４に夫々供給する。
【００６６】
送信用振動素子数Ｍ２及び受信用振動素子数Ｍ３（Ｍ３≒Ｍ２）が供給された素子選択制御部４２は、素子選択部４１の図示しないマルチプレクサに対して制御信号を供給し、最初の超音波送受信に用いる送信用振動素子２２−１乃至２２−Ｍ２（Ｍ２＝９）を選択する。又、送信部２の駆動信号振幅制御回路１４は、駆動信号振幅の重み付け関数を設定する。
【００６７】
次いで、Ｂモードデータの生成に際し、図２のレートパルス発生器１１は、基準信号発生部１から供給される基準信号を分周することによって超音波パルスの繰り返し周期Ｔｒを決定するレートパルスを生成し送信遅延回路１２を介して駆動回路１３に供給する。
【００６８】
そして、Ｍ２チャンネルの駆動回路１３は、レートパルスのタイミングに基づいてＭ２チャンネルのインパルスあるいは予め設定された波形の駆動信号を生成し、更に、駆動信号振幅制御回路１４から供給される重み付け関数に基づいて前記駆動信号の振幅を設定する。そして、振幅の重み付けが行なわれたＭ２チャンネルの駆動信号を素子選択部４１によって選択された送信用振動素子２２−１乃至２２−Ｍ２に供給し、これらの送信用振動素子２２−１乃至２２−Ｍ２を略同時に駆動して被検体内に凸状波面の送信超音波を放射する。
【００６９】
被検体に放射された送信超音波の一部は、音響インピーダンスの異なる臓器間の境界面あるいは組織にて反射する。又、この超音波が心臓壁や血球などの動きのある反射体で反射する場合、その超音波周波数はドプラ偏移を受ける。
【００７０】
被検体の組織や血球にて反射した超音波反射波（受信超音波）は、既に素子選択部４１において選択されている超音波プローブ２０の受信用振動素子１乃至Ｍ３（Ｍ３≒Ｍ２）で受信されて電気信号（受信信号）に変換される。更に、この受信信号は、素子選択部４１を介して送受信部１０の受信部３に供給され、受信部３のプリアンプ３１にて所定の大きさに増幅された後、Ａ／Ｄ変換器３２にてデジタル信号に変換される。
【００７１】
デジタル信号に変換されたＭ３チャンネルの受信信号は、チャンネル選択回路３３に供給され、チャンネル選択回路３３は、これらＭ３チャンネルの受信信号の中から隣接したＭ４チャンネル（Ｍ４＜Ｍ３）の受信信号群を例えば１素子間隔でＭ群選択し（図３参照）、これらＭ個の受信信号群をビームフォーマ３４−１乃至３４−Ｍに供給する。
【００７２】
即ち、振動素子２２−１乃至２２−Ｍ４によって得られたＭ４チャンネルの受信信号群はビームフォーマ３４−１に、振動素子２２−２乃至２２−（Ｍ４＋１）によって得られた受信信号群はビームフォーマ３４−２に供給される、同様にして、振動素子２２−３乃至２２−（Ｍ４＋２）、・・・振動素子２２−（Ｍ３−Ｍ４＋１）乃至２２−Ｍ３によって得られた夫々の受信信号群はビームフォーマ３４−３・・・ビームフォーマ３４−Ｍに供給される。そして、ビームフォーマ３４−１乃至３４−Ｍの各々は、Ｍ４チャンネルの受信信号を整相加算してダイナミックフォーカスを行なう。
【００７３】
ビームフォーマ３４−１乃至３４−Ｍにおいて整相加算されたＭチャンネルの受信信号は、図４のデータ生成部５０におけるＢモードデータ生成部４に供給され、包絡線検波と対数変換がなされた後、図１のデータ記憶・処理部７０におけるデータ記憶部６に保存される。
【００７４】
一方、カラードプラデータの生成においては、受信信号のドプラ偏移を求めるために上述と同様な手順によって、送信用振動素子２２−１乃至２２−Ｍ２及び受信用振動素子２２−１乃至２２−Ｍ３を用いて連続した複数回（Ｌ回）の超音波送受信を行ない、このとき得られた受信信号に対してドプラ信号の検出を行なう。
【００７５】
即ち、システム制御部８２は素子選択制御部４２を制御し、送信用振動素子２２−１乃至２２−Ｍ２及び受信用振動素子２２−１乃至２２−Ｍ３を選択してカラードプラ用の超音波送受信を行なう。そして、得られたＭチャンネルの受信信号をカラードプラデータ生成部５に供給し、ミキサ５５−１、５５−２及びＬＰＦ５６−１、５６−２による直交位相検波から複素信号を生成する。次いで、この複素信号の実数成分（Ｉ成分）及び虚数成分（Ｑ成分）の各々をドプラ信号記憶部５８に一旦保存する。同様にして、同一振動素子を用いた２回目乃至Ｌ回目の超音波送受信によって得られた受信信号についても同様な手順によって複素信号を収集し、ドプラ信号記憶部５８に保存する。
【００７６】
送信用振動素子２２−１乃至２２−Ｍ２及び受信用振動素子２２−１乃至２２−Ｍ３を用いたＬ回の超音波送受信によって得られたＭチャンネルの複素信号の保存が終了したならば、システム制御部８２は、ドプラ信号記憶部５８に保存されているＭチャンネルの複素信号の各々において所定位置（深さ）に対応したＬ個の複素信号成分を順次読み出し、ＭＴＩフィルタ５９に供給する。そして、ＭＴＩフィルタ５９は、供給された複素信号成分に対してフィルタ処理を行ない、例えば生体組織などの固定反射体からの反射波成分や心筋などの組織の運動によって生ずる組織ドプラ成分（クラッタ成分）を排除し、血流の流れに起因する血流ドプラ成分を抽出する。
【００７７】
次いで、血流ドプラ成分の複素信号が前記ＭＴＩフィルタ５９から供給された自己相関演算器６０は、この複素信号を用いて自己相関処理を行ない、更に、自己相関処理結果に基づいて血流の平均速度値、分散値、パワー値などを算出する。このような演算を、他の位置（深さ）に対しても行ない、算出された血流の平均速度値、分散値、更にはパワー値などを図１のデータ記憶・処理部７０におけるデータ記憶部６に保存する。
【００７８】
即ち、データ記憶部６のＢモードデータ記憶領域及びカラードプラデータ記憶領域には、振動素子２２−１乃至２２−Ｍ４、振動素子２２−２乃至２２−（Ｍ４＋１）、・・・振動素子２２−（Ｍ３−Ｍ４＋１）乃至２２−Ｍ３からの受信信号群の整相加算によって形成されたＭ個の受信ビーム方向（ラスタ）に対応したＢモードデータ及びカラードプラデータが保存される。
【００７９】
同様の手順によって、システム制御部８２は素子選択制御部４２を制御して、振動素子２２−（Ｍ２＋１）乃至２２−２Ｍ２、振動素子２２−（２Ｍ２＋１）乃至２２−３Ｍ２、・・・を選択して超音波送受信を行ない、Ｍ段の並列同時受信によって得られた各ラスタのＢモードデータとカラードプラデータはデータ記憶部６のＢモードデータ記憶領域及びカラードプラデータ記憶領域に保存される。
【００８０】
上記手順によって、Ｍ個の受信ビーム方向（ラスタ）単位で得られたＢモードデータとカラードプラデータはデータ記憶部６に順次保存されて２次元のＢモード画像データ及びカラードプラ画像データが生成され、データ処理部７にて必要に応じて画像処理がなされる。そして、表示部８１の表示用データ生成回路は、データ記憶・処理部７０において生成されたＢモード画像データ及びカラードプラ画像データに対して所定の表示形態に対応した走査変換等の処理を行なって表示用データを生成し、この表示用データは、図示しない変換回路においてＤ／Ａ変換とテレビフォーマット変換が行われてモニタに表示される。
【００８１】
尚、本実施例において送信開口幅は受信開口幅と略同程度に設定され、例えば図１０に示すように並列同時受信の段数Ｍの増加等に伴って受信用振動素子数Ｍ３がＭ３ｘに増加する場合には、送信用振動素子数Ｍ２も同様の割合でＭ２ｘに増加させることによって、ビーム曲がりが無く、しかも比較的均一な送受信ビームを並列同時受信の段数に依存することなく得ることが可能となる。
【００８２】
（変形例）
次に、上記実施例の変形例につき図１１乃至図１２を用いて説明する。本変形例では振動素子を直線状に配列したリニア走査用超音波プローブについて示す。図１１は、直線状に配列された振動素子を同時駆動することによって得られる送信ビームＢｔを示したものであり、この場合も図５のコンベックス走査用超音波プローブの場合と同様にして、送信ビームＢｔは距離Ｌの範囲内で振動素子配列面と略同様な曲率（即ち、無限大の曲率半径）を有する波面（並進端面）を形成する。
【００８３】
又、図１２に示すように、上記振動素子に対して偏向用の送信遅延時間及び受信遅延時間を与えることによって送信ビーム及び受信ビームを所定方向に偏向する場合においてもビーム拡散用遅延時間差を零に設定することによって振動素子配列面と略同様な曲率を有する波面が形成される。
【００８４】
即ち、図１１あるいは図１２においては、送信開口幅と略同程度のビーム幅を有し、しかも走査方向に対して均一な音場を有した送信ビームＢｔを形成することができる。
【００８５】
以上述べた本発明の第１の実施例によれば、コンベックス走査用超音波プローブあるいはリニア走査用超音波プローブを用い所定の画像化領域に対して並列同時受信を行なう際に、１回の並列同時受信に使用される受信開口幅と略同程度の送信開口幅の振動素子を略同時駆動して凸面状あるいは平面状の波面を有した送信ビームを形成することによってビーム曲がりの無い送受信ビームを形成することが可能となる。
【００８６】
更に、上記送信開口幅の振動素子を駆動する際、端部の振動素子に対する駆動信号振幅を予め設定された重み付け関数に基づいて制御することにより方位方向に平坦な送信音場が形成され、均一な受信感度を有した並列同時受信用の送受信ビームを得ることができる。
【００８７】
しかも，上記駆動信号振幅の重み付けによって送信音場の端部は急峻に低減させる事ができるため不要な方向へ放射される送信超音波を防ぐことができ，多重反射やサイドローブの影響を低減することが可能となる。
【００８８】
従って、本実施例において形成された送受信ビームによりリアルタイム性と画質に優れた超音波画像データの生成が可能となり、診断能が大幅に向上する。
【００８９】
尚、上記実施例では振動素子配列面と略同様な曲率を有する波面を得るために送信用振動素子を同時駆動する場合について述べたが、これに限定されるものではなく、平面あるいは凸面の波面を有した送信ビームの形成が可能であれば如何なる駆動方法であってもよい。
【実施例２】
【００９０】
次に、本発明の第２の実施例について説明する。この第２の実施例の特徴は、直線状に超音波振動素子が１次元配列されたセクタ走査用超音波プローブを用い所定の画像化領域に対して並列同時受信を行なう際に、１回の並列同時受信が行なわれる画像化領域に対して均一な音場を有する拡散送信ビームを形成することにある。
【００９１】
（装置の構成）
本実施例における超音波診断装置と上述の第１の実施例における超音波診断装置とは特に送受信部の構成と超音波プローブにおいて顕著な差異がある。本実施例における超音波診断装置の構成と動作につき図１３乃至図１６を用いて説明する。
【００９２】
図１３は、本実施例における超音波診断装置の全体構成を示すブロック図であり、図１４は、この超音波診断装置を構成する送受信部のブロック図である。尚、以下に述べる本実施例の超音波診断装置の構成において、上述の第１の実施例のユニットと同一の動作や機能を有したユニットは同一の符号を付加し、詳細な説明は省略する。
【００９３】
図１３に示す超音波診断装置２００は、Ｍ１個の振動素子が直線状に１次元配列され被検体に対して超音波送受信を行なうセクタ走査用の超音波プローブ２１０と、前記振動素子に対して駆動信号を供給すると共に、これらの振動素子から得られた受信信号に対して整相加算を行なう送受信部１０１を備えている。
【００９４】
更に、超音波診断装置２００は、第１の実施例の超音波診断装置１００と同様にデータ生成部５０、データ記憶・処理部７０、表示部８１、基準信号発生部１、入力部８３及びシステム制御部８２を備えている。
【００９５】
図１４に示した送受信部１０１は、予め設定されたＭ２個（Ｍ２＜Ｍ１）の送信用振動素子に対して駆動信号を供給する送信部２０１と、Ｍ３個（Ｍ３≒Ｍ２）の受信用振動素子から得られた受信信号に対して整相加算を行なう受信部３０１を備えている。そして、送信部２０１は、レートパルス発生器１１と、送信遅延回路１２１と、駆動回路１３と、駆動信号振幅制御回路１４を備え、送信遅延回路１２１は、送信ビームを所定の角度に拡散するための拡散用遅延時間と所定の方向に偏向するための偏向用遅延時間を前記レートパルスに与える。
【００９６】
一方、駆動回路１３は、Ｍ２個の送信用振動素子を駆動するための駆動信号を前記レートパルスのタイミングに基づいて生成し、駆動信号振幅制御回路１４は、送信用振動素子の駆動信号振幅に対して所定の重み付けを行なう。
【００９７】
一方、受信部３０１は、Ｍ３チャンネルから構成されるプリアンプ３１及びＡ／Ｄ変換器３２と、Ｍチャンネルのビームフォーマ３４−１乃至３４−Ｍを備えている。
【００９８】
ここで、上述の送受信部１０１によって得られる送受信ビームの特性につき図１５及び図１６を用いて説明する。図１５は、偏向角が零（即ち、振動素子の配列面に垂直）の方向に対して並列同時受信を行なう際の送信用振動素子の駆動方法と送信ビーム及び受信ビームの関係を示したものであり、図１５（ａ）に示したＭ２個の振動素子の各々に対する駆動信号には拡散用遅延時間のみで設定された総遅延時間が与えられ、凸面の波面を有した送信ビームＢｔが形成される。
【００９９】
一方、図１５（ｂ）は、受信部３０１におけるＭチャンネルのビームフォーマ３４−１乃至３４−Ｍによって形成される並列同時受信時の受信ビームＢｒ−１乃至Ｂｒ−Ｍと上述の送信ビームＢｔを示したものであり、並列同時受信が行なわれる領域において一様な送信ビームＢｔが放射される。この場合、例えば、画像観察領域の最深部（図１５（ｂ）のα１及びα２）において送信ビームＢｔの端部と受信ビームＢｒ−１及びＢｒ−Ｍが一致するように送信ビームの拡散角度の設定を行なう。
【０１００】
次に、図１６は、偏向角θ０の方向に対して並列同時受信を行なう際の送信用振動素子の駆動方法と送信ビーム及び受信ビームの関係を示したものであり、図１６（ａ）に示したＭ２個の送信用振動素子の各々に対する駆動信号には偏向用遅延時間と拡散用遅延時間が合成された総遅延時間が与えられ、この駆動信号によって駆動された送信用振動素子よりθ０の方向に凸面の波面を有した送信ビームＢｔが放射される。
【０１０１】
又、図１６（ｂ）は、受信部３０１におけるＭチャンネルのビームフォーマ３４−１乃至３４−Ｍによって形成される並列同時受信時の受信ビームＢｒ−１乃至Ｂｒ−Ｍと上述の送信ビームＢｔを示したものであり、並列同時受信が行なわれる領域において一様な送信ビームＢｔが放射される。
【０１０２】
上記の図１５あるいは図１６に示した送信ビームと受信ビームによって送受信ビームが形成され、この送受信ビームによってＢモード画像データあるいはカラードプラ画像データの生成と表示が行なわれるが、これらの手順は上述の第１の実施例と同様であるため説明を省略する。
【０１０３】
尚、本実施例において、並列同時受信の段数の増加等の理由によりその受信領域を増大させる場合には、前記受信領域に対応させて送信ビームの拡散角度が増大するように拡散用遅延時間の更新が行なわれる。
【０１０４】
以上述べた本発明の第２の実施例によれば、セクタ走査用超音波プローブを用い所定の画像化領域に対して並列同時受信を行なう際に、１回の並列同時受信が行なわれる画像化領域に対して拡散送信ビームを形成することにより、ビーム曲がりの無い送受信ビームが得られる。
【０１０５】
更に、上記第１の実施例と同様にして，拡散送信ビームを形成する際、送信開口の端部近傍における振動素子の駆動信号振幅を予め設定された重み付け関数に基づいて制御することにより方位方向に平坦な送信音場を形成することが可能となり、均一な受信感度を有した並列同時受信用の送受信ビームが得られる。
【０１０６】
しかも，上記駆動信号振幅の重み付けによって送信音場の端部は急峻に低減させることができるため不要な方向へ放射される送信超音波を防ぐことができ，多重反射やサイドローブの影響を低減することが可能となる。
【０１０７】
従って、本実施例において形成された送受信ビームによりリアルタイム性と画質に優れた超音波画像データの生成が可能となり、診断能が大幅に向上する。
【０１０８】
以上、本発明の実施例について述べてきたが、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、変形して実施することが可能である。例えば、上述の実施例では、振動素子を１次元に配列した超音波プローブについて述べたが２次元配列された超音波プローブであってもよく，又，コンベックス走査用，リニア走査用及びセクタ走査用の超音波プローブに限定されない。
【０１０９】
又，上述の実施例では送信用振動素子数と受信用振動素子数は略等しい場合について述べたが，これに限定されるものではなく，特にセクタ走査では送信用振動素子数Ｍ２を受信用振動素子数Ｍ３より小さく設定することも可能である。
【０１１０】
更に、送信用振動素子の駆動信号に対する振幅重み付け関数は式（５）に限定されるものではなく、端部の送信用振動素子の駆動信号振幅が低減するような重み付けであれば他の重み付け関数を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明の第１の実施例における超音波診断装置の全体構成を示すブロック図。
【図２】同実施例における送受信部の構成を示すブロック図。
【図３】同実施例の並列同時受信における送信用振動素子及び受信用振動素子の選択方法を模式的に示す図。
【図４】同実施例におけるデータ生成部の構成を示すブロック図。
【図５】同実施例において形成される送信ビームの形状を示す図。
【図６】同実施例において形成される送信ビーム、受信ビーム及び送受信ビームの形状を示す図。
【図７】同実施例における送信用振動素子に供給される駆動信号の振幅重み付け関数を示す図。
【図８】同実施例及び従来法における駆動信号振幅と送信音場の関係を示す図。
【図９】同実施例における送信音場、受信音場及び送受信音場を示す図。
【図１０】同実施例において、並列同時受信段数の増加に伴う送信開口幅の増加を示す図。
【図１１】同実施例の変形例における送信振動素子の駆動方法と送信ビームを示す図。
【図１２】同実施例の変形例において送信ビーム及び受信ビームを偏向する場合の送信振動素子の駆動方法と送信ビームを示す図。
【図１３】本発明の第２の実施例における超音波診断装置の全体構成を示すブロック図。
【図１４】同実施例における送受信部の構成を示すブロック図。
【図１５】同実施例において偏向角が零の方向に対して並列同時受信を行なう際の送信用振動素子の駆動方法と送信ビーム及び受信ビームの関係を示す図。
【図１６】同実施例において所定の偏向方向に対して並列同時受信を行なう際の送信用振動素子の駆動方法と送信ビーム及び受信ビームの関係を示す図。
【図１７】従来の並列同時受信における送受信ビームのビーム曲がりを説明するための図。
【図１８】従来の並列同時受信における受信感度の不均一を説明するための図。
【符号の説明】
【０１１２】
１…基準信号発生部
２、２０１…送信部
３、３０１…受信部
４…Ｂモードデータ生成部
５…カラードプラデータ生成部
６…データ記憶部
７…データ処理部
１０、１０１…送受信部
１１…レートパルス発生器
１２、１２１…送信遅延回路
１３…駆動回路
１４…駆動信号振幅制御回路
２０、２１０…超音波プローブ
３１…プリアンプ
３２…Ａ／Ｄ変換器
３３…チャンネル選択回路
３４…ビームフォーマ
４１…素子選択部
４２…素子選択制御部
５０…データ生成部
７０…データ記憶・処理部
８１…表示部
８２…システム制御部
８３…入力部
１００、２００…超音波診断装置
【図１】
2005348758.tif 000008
【図２】
2005348758.tif 000009
【図３】
2005348758.tif 000010
【図４】
2005348758.tif 000011
【図５】
2005348758.tif 000012
【図６】
2005348758.tif 000013
【図７】
2005348758.tif 000014
【図８】
2005348758.tif 000015
【図９】
2005348758.tif 000016
【図１０】
2005348758.tif 000017
【図１１】
2005348758.tif 000018
【図１２】
2005348758.tif 000019
【図１３】
2005348758.tif 000020
【図１４】
2005348758.tif 000021
【図１５】
2005348758.tif 000022
【図１６】
2005348758.tif 000023
【図１７】
2005348758.tif 000024
【図１８】
2005348758.tif 000025