(57)【要約】本発明は、並列受信を行なった場合にも、受信フォーカスの位置を、送信フォーカス深度ｄ１では送信ビームから遠ざけ、それよりも浅い部位および深い部位では送信ビームに近づけるように蛇行させることで、第１および第２合成ビームの形状を直線にすることで、表示画像における縞模様の発生を防止し、画像の歪みが少ない良好な画質を得ることができる超音波診断装置を提供する。
2005016150.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列受信を行なう超音波診断装置であって、配列振動子を用いリニア走査で並列受信を行なう際に、受信ビームと送信ビームとの合成ビームの形状がほぼ直線状になるように、受信ダイナミックフォーカスのフォーカス点の移動軌跡を送信フォーカスの位置に関連させて蛇行させるように構成された、超音波診断装置。
【請求項２】
並列受信を行なう超音波診断装置であって、配列振動子を用いリニア走査で並列受信を行なう際に、受信ビームと送信ビームとの合成ビームの形状が、少なくとも前記送信ビームのフォーカス位置より深度の浅い部位においてほぼ直線状になるように、受信ダイナミックフォーカスのフォーカス点の移動軌跡を送信フォーカスの位置に関連させて送信方向に対し、斜め直線方向に移動させるように構成された、超音波診断装置。
【請求項３】
並列受信を行なう超音波診断装置であって、配列振動子を用いセクタ走査で並列受信を行なう際に、受信ビームと送信ビームとの合成ビームの形状がほぼ直線状になるように、受信ダイナミックフォーカスのフォーカス点の移動軌跡を送信フォーカスの位置に関連させて蛇行させるように構成された、超音波診断装置。
【請求項４】
並列受信を行なう超音波診断装置であって、配列振動子を用いセクタ走査で並列受信を行なう際に、受信ビームと送信ビームとの合成ビームの形状が、少なくとも前記送信ビームのフォーカス位置より深度の浅い部位においてほぼ直線状になるように、受信ダイナミックフォーカスのフォーカス点の移動軌跡を送信フォーカスの位置に関連させて送信方向に対し、斜め直線方向に移動させるように構成された、超音波診断装置。
【請求項５】
前記フォーカス点の移動は、前記配列振動子を構成する各振動子に対応する遅延時間の制御により行なわれる請求項１から４のいずれか一項記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記フォーカス点の移動は、前記配列振動子を構成する各振動子に対応する受信回路のゲインの制御または前記受信回路のゲインの制御と遅延時間の制御の両方により行なわれる請求項１から４のいずれか一項記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記配列振動子は２次元配列振動子である請求項３から６のいずれか一項記載の超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、配列振動子により送受信を行ない被検体内の情報を得るための超音波診断装置に関する。
【背景技術】  配列振動子を用いて被検体内に超音波の送受信を繰り返し行なうことで、被検体内の情報を２次元画像として得る超音波診断装置の原理はすでに公知のものとなっている。
超音波ビームを２次元面上で走査して構成される断層画像をフレームといい、このフレームが１秒間に何断面表示できるかを表す指標をフレームレートという。例えば、フレームレートが１５ｆｒａｍｅ／ｓとは、１秒間に１５断面分の断層像が得られることを意味する。人間の目の特性から、３０ｆｒａｍｅ／ｓより小さなフレームレートでは画像がちらついて見えることが知られている。表示フレームレートは、超音波の生体内での音速、１画面を構成する超音波ラインの本数、走査深度等によって決定される。
表示フレームレートを向上するための方法として、並列受信方式が知られている（例えば、特公昭５６−０２００１７号公報参照）。以下、この従来例について、図６、図７Ａおよび図７Ｂを参照して説明する。
図６は、従来例における並列受信方式を説明するための、配列振動子の構成を示す図である。図６において、配列振動子１において複数の振動子が並んでおり、その中で送受信に使用している振動子１ａ〜１ｈが示されている。
送信ビームの形成には振動子１ｂ〜１ｇが使用され、図示されない被検体内に超音波を放射する。送信ビームは、振動子１ｄと１ｅの中間位置から振動子の配列方向に対し垂直な直線上に位置する。この例において、受信には送信ビームを挟み並行な２つの直線上の各点からの情報を受信するため、２通りの受信ビーム（第１および第２受信ビーム）が形成される。第１受信開口として振動子１ａ〜１ｆを用いて第１受信ビームが、第２受信開口として振動子１ｃ〜１ｈを用いて第２受信ビームが形成される。第１受信ビームは振動子１ｃと１ｄの中間位置から、第２受信ビームは振動子１ｅと１ｆの中間位置から、それぞれ振動子の配列方向に対して垂直な直線上に位置する。
この結果、送信ビーム−第１受信ビームによる送受信の指向性は振動子１ｄの位置から振動子の配列方向に対して垂直方向に、送信ビーム−第２受信ビームによる送受信の指向性は振動子１ｅの位置から振動子の配列方向に対して垂直方向に位置することになる。
このようにして、１本の送信ビームに対し、２本の受信ビームで順次に走査を行なうことで、１本の送信ビームに対し、１本の受信ビームで順次走査を行なう場合と比較して、画面１枚あたりの画像データの取り込み時間を短縮することができ、フレームレートを向上することができる。
上記の従来例においては、送信と受信の開口位置をずらすことにより、送信と受信のビーム位置をずらしたが、送受信に同一の開口を用い、受信ビームを偏向させることによって並列受信を行なうことも可能である。
以上の説明はリニア走査によるものであるが、電子セクタ走査においても同じ原理により並列受信が可能である。セクタ走査の場合は、送受信に同一の開口を用い、ビームの偏向角度を送信ビームおよび複数の受信ビームの両方について変えることにより、並列受信を行なう（例えば、特開２０００−２５４１２０号公報２参照）。
【発明の開示】
しかしながら、実際には、図６に示す従来例において、第１および第２受信ビームについては、ダイナミックフォーカスにより常にビームが細く絞られているが、送信ビームについては、図７Ａに点線で示すように、焦点付近ｄ１ではビームが絞られるが、それより浅い部位、深い部位ではビームが拡がっている。
このため、送信ビームと第１受信ビームとの第１合成ビーム、および送信ビームと第２受信ビームとの第２合成ビームは、図７Ｂに点線で示すように、送信ビームの焦点付近では送信ビーム側に寄り、それより浅い部位、深い部位では第１および第２受信ビーム側に寄るため、第１および第２合成ビームが並行にならず、画像として表示した際に、表示画像に縞模様が生じるという問題があった。
本発明は、この問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、並列受信を行なった場合に、表示画像における縞模様の発生を防止し、画像の歪みが少ない良好な画質を得ることができる超音波診断装置を提供することにある。
前記の目的を達成するため、本発明は、並列受信を行なう超音波診断装置において、受信ビームの指向性を制御して受信ビームの形状を送信ビームに並行とならないようにすることによって、合成ビームを直線にする超音波診断装置を提供する。
本発明は、第１の局面において、配列振動子を用いリニア走査で並列受信を行なう際に、受信ビームと送信ビームとの合成ビームの形状がほぼ直線状になるように、受信ダイナミックフォーカスのフォーカス点の移動軌跡を送信フォーカスの位置に関連させて蛇行させるように構成された超音波診断装置を提供する。
この構成により、リニア走査において、受信フォーカスの位置を、送信フォーカス深度では送信ビームから遠ざけ、それよりも浅い部位および深い部位では送信ビームに近づけるように蛇行させることで、合成ビームの形状を直線にすることができる。
本発明は、第２の局面において、配列振動子を用いリニア走査で並列受信を行なう際に、受信ビームと送信ビームとの合成ビームの形状が、少なくとも前記送信ビームのフォーカス位置より深度の浅い部位においてほぼ直線状になるように、受信ダイナミックフォーカスのフォーカス点の移動軌跡を送信フォーカスの位置に関連させて送信方向に対し、斜め直線方向に移動させるように構成された超音波診断装置を提供する。
この構成により、リニア走査において、受信フォーカスの位置を、浅い部位では送信ビームに近く、深い部位では送信ビームより遠ざけることで、合成ビームの形状を直線に近い形にすることができる。
本発明は、第３の局面において、配列振動子を用いセクタ走査で並列受信を行なう際に、受信ビームと送信ビームとの合成ビームの形状がほぼ直線状になるように、受信ダイナミックフォーカスのフォーカス点の移動軌跡を送信フォーカスの位置に関連させて蛇行させるように構成された超音波診断装置を提供する。
この構成により、セクタ走査において、受信フォーカスの位置を、本来の位置から、送信フォーカス深度では送信ビームから遠ざけ、それよりも浅い部位および深い部位では送信ビームに近づけるように蛇行させることで、合成ビームの形状を直線にすることができる。
本発明は、第４の局面において、配列振動子を用いセクタ走査で並列受信を行なう際に、受信ビームと送信ビームとの合成ビームの形状が、少なくとも前記送信ビームのフォーカス位置より深度の浅い部位においてほぼ直線状になるように、受信ダイナミックフォーカスのフォーカス点の移動軌跡を送信フォーカスの位置に関連させて送信方向に対し、斜め直線方向に移動させるように構成された超音波診断装置を提供する。
この構成により、セクタ走査において、受信フォーカスの位置を、浅い部位では本来の位置から送信ビームに近く、深い部位では送信ビームより遠ざけることで、合成ビームの形状を直線に近い形にすることができる。
好ましくは、上記本発明に係る各超音波診断装置において、フォーカス点の移動は、配列振動子を構成する各振動子に対応する遅延時間の制御により行なわれる。
この構成により、受信ビームの位置制御をそれぞれの受信における遅延加算時の遅延時間を制御することにより実現することで、容易に合成ビームの形状を直線に近い形にすることができる。
好ましくは、上記本発明に係る各超音波診断装置において、フォーカス点の移動は、配列振動子を構成する各振動子に対応する受信回路のゲインの制御または受信回路のゲインの制御と遅延時間の制御の両方により行なわれる。
この構成により、受信ビームの位置制御を受信ゲインの重み付けを制御することにより実現することで、容易に合成ビームの形状を直線に近い形にすることができる。
好ましくは、上記本発明に係る各超音波診断装置において、配列振動子は２次元配列振動子として構成される。
この構成により、２次元配列振動子を用いて３次元走査を行なう場合にも、受信ビームの位置制御を行なうことで、合成ビームの形状を直線に近い形にすることができる。
本発明によれば、並列受信を行なった場合にも、表示画像における縞模様の発生を防止し、画像の歪みが少ない良好な画質を得ることができる超音波診断装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明の実施の形態１に係る超音波診断装置におけるリニア走査での送受信ビームの形状と位置関係を示す図である。
図２は、本発明の実施の形態２に係る超音波診断装置におけるリニア走査での送受信ビームの形状と位置関係を示す図である。
図３は、本発明の実施の形態３に係る超音波診断装置におけるリニア走査での送信ビームとゲイン制御により重み付けされた受信ビームの形状と位置関係を示す図である。
図４Ａは、本発明の実施の形態４に係る超音波診断装置におけるセクタ走査での送受信ビームの形状と位置関係を示す図である。
図４Ｂは、図４Ａに対する比較例として従来例におけるセクタ走査での送受信ビームの形状と位置関係を示す図である。
図５Ａは、本発明の実施の形態５に係る超音波診断装置における２次元配列振動子を用いた２次元セクタ走査を行なう場合の送受信ビームの形状と位置関係を示す図である。
図５Ｂは、図５Ａに対する比較例として従来例における２次元配列振動子を用いた２次元セクタ走査を行なう場合の送受信ビームの形状と位置関係を示す図である。
図６は、従来例における並列受信の説明図である。
図７Ａは、従来例における並列受信の問題点を説明するための図である。
図７Ｂは、従来例における並列受信の問題点を説明するための図である。
図８は、本発明の一実施形態に係る、電子セクタ走査方式を採用する超音波診断装置１００の概略構成を示すブロック図である。
図９は、ビーム形成器１０の構成の一例を示すブロック図である。
図１０は、本発明の一実施形態に係る、電子リニア走査方式を採用する超音波診断装置２００の概略構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定されない。
（電子セクタ走査方式の超音波診断装置）
図８は、本発明の一実施形態に係る、電子セクタ走査方式を採用する超音波診断装置１００の概略構成を示すブロック図である。図８に示すように、超音波診断装置１００は、配列振動子（振動子１ａ〜１ｈ）、送信回路（送信パルス発生器２ａ〜２ｈおよび送信トリガ発生器３から構成される）、受信回路（受信アンプ５ａ〜５ｈ、Ａ／Ｄコンバータ６ａ〜６ｈ、およびビーム形成器１０（遅延手段および加算器を含む）から構成される）、制御器４、検波器７、デジタルスキャンコンバータ（ＤＳＣ：ｄｉｇｉｔａｌ  ｓｃａｎ  ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）８、および表示器９を備えている。
電子セクタ走査方式の超音波診断装置１００においては、送受信に同じ開口（振動子のアレイのうちで実際に超音波を送受信する部分）を用い、送信および受信ビームの指向性を変えることによって（偏向）、２次元走査を行なう。送信および受信ビームの指向性の操作は、振動子１ａ〜１ｈへのおよび／またはからの送受信の時間的タイミングをずらすこと（遅延時間の制御）によって行なうことができる。
送信トリガ発生器３は、制御器４による制御下で、ビーム送信のタイミングを決めるトリガ信号を発生する。送信パルス発生器２ａ〜２ｈは、トリガ信号に基づいて振動子１ａ〜１ｈを駆動するための送信パルスを発生する。送信パルスは、送信パルス発生器２ａ〜２ｈでそれぞれ独立したタイミングで発生され、所望の指向性を得る。
また、受信エコーに関しても同様である。図９は、ビーム形成器１０の内部構成の一例をより詳しく示したものである。受信ビームのビーム形成器１０内には、それぞれの振動子１ａ〜１ｈで得たエコー信号に所望の遅延をかける可変遅延手段５０ａ〜５０ｈ、および可変遅延手段５０ａ〜５０ｈからの信号を加算して所望の指向性のデータを得る加算器５１が含まれている。制御器４の制御のもとに、可変遅延手段５０ａ〜５０ｈで各信号のエコー信号に遅延をかけ、加算器５１で１つに加算することによって、所望の方向からのエコー信号を得ることができる。
受信時には、このような超音波の位相の制御を超音波エコーの受信中に逐次変化させることが可能である。つまり、受信開始近くでは近距離に焦点を結ぶように位相制御しながら、受信時間の経過とともに焦点を遠方で結ぶようにダイナミックに変化させることができる。これにより、受信ビームを近距離から遠距離まで広い範囲で細くすることができる。これをダイナミックフォーカスと呼ぶ。
このようにして、受信の場合にも遅延時間を制御することによってエコー信号に指向性を持たせることができる。また、受信アンプ５ａ〜５ｈにおいてゲインを変化させることによっても、受信ビームの指向性を変化させることができる。
加算器５１において加算された超音波信号は、次いで検波器７において包絡線検波を経た後、ＤＳＣ８へ送られ、そこで制御器４の制御に基づいて表示器の走査線に変換されたのち、表示器９で２次元画像として表示される。
このように、電子セクタ走査方式の超音波診断装置１００では、送信および受信ビームの指向性を電気的に制御することで、被検体の走査部位の２次元画像を得る。
（電子リニア走査方式の超音波診断装置）
一方、図１０は、本発明の一実施形態に係る、電子リニア走査方式を採用する超音波診断装置２００の概略構成を示すブロック図である。図１０に示すように、電子リニア走査方式の超音波診断装置２００では、電子セクタ走査方式の超音波診断装置１００の構成と比較して、振動子１ａ〜１ｐと送信パルス発生器２ａ〜２ｈ（もしくは受信アンプ５ａ〜５ｈ）との間に振動子を選択するための高耐圧スイッチ（ＨＶ−ＭＵＸ：Ｈｉｇｈ  Ｖｏｌｔａｇｅ  ＭｕｌｔｉＰｌｅｘｅｒ）１１ａ〜１１ｈがある点が異なる。
ＨＶ−ＭＵＸ１１ａ〜１１ｈは、それぞれに割り当てられた２つの振動子のいずれかを選択するための２つのチャンネル（仮にチャンネル１および２とする）を有している。例えば、ＨＶ−ＭＵＸ１１ａは、振動子１ａにつながるチャンネル１と振動子１ｉにつながるチャンネル２とを有しており、制御器４の制御に基づいて、いずれかの振動子を選択することができる。他のＨＶ−ＭＵＸ１１ｂ〜１１ｈについても同様である。
電子リニア走査方式では、電子セクタ走査方式の場合とは異なり、偏向を行なうことなく、送受信の開口の位置を少しずつずらしていくことで２次元走査を行なう。
例えば、最初の送受信において、ＨＶ−ＭＵＸ１１ａ〜１１ｈはすべてチャンネル１側に選択されており、振動子１ａ〜１ｈで送受信を行なう。次の送受信では、ＨＶ−ＭＵＸ１１ａはチャンネル２に切り替えられる（他は全てチャンネル１のまま）。これにより選択される振動子は１ｂ〜１ｉとなり開口が振動子１つ分ずれる。
このようにＨＶ−ＭＵＸの切り替えを順次行なうことで、開口を変えながら被検部位を操作することによって、被検部位の２次元画像を得る。
振動子１ａ〜１ｐで受ける受信ビームの指向性は、電子セクタ走査方式の場合と同様に、制御器４の制御に基づいて、ビーム形成器１０内の遅延手段において遅延をかけ、加算器５１において加算することによって、変化させることができる。また、受信アンプ５ａ〜５ｈにおいてゲインを変化させることによっても、受信ビームの指向性を変化させることができる。
加算器５１において加算された超音波信号は、次いで検波器７において包絡線検波を経た後、ＤＳＣ８へ送られ、そこで制御器４の制御の下に表示器の走査線に変換されたのち、表示器９で２次元画像として表示される。
以上、電子リニア走査方式および電子セクタ走査方式の超音波診断装置の典型的な構成について説明したが、これらは例示に過ぎず、種々のバリエーションが本発明の目的のために同様に使用し得ることは明らかである。
以下、電子リニア走査方式または電子セクタ走査方式のいずれかの超音波診断装置を用いて被検体の２次元画像を得る場合の、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。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る、配列振動子を用いてリニア走査で並列受信を行なう超音波診断装置における送受信ビームの形状と位置関係を示す図である。
図１において、送信ビームが振動子１ｄと１ｅの中間位置に、第１受信ビームが振動子１ｃと１ｄの中間位置に、第２受信ビームが振動子１ｅと１ｆの中間位置にある場合に、第１合成ビームを振動子１ｄの位置に、第２合成ビームを振動子１ｅの位置に配置させたいとする。このとき、第１および第２合成ビームが、送信フォーカス深度付近で送信ビーム側に寄らないように、第１および第２受信ビームは、図１に示すように、送信フォーカスの深度ｄ１付近において、ビーム位置が送信ビームからより離れるように、第１および第２受信ビームの指向性が遅延時間を変えて制御される。これにより、第１および第２合成ビームは、点線で示すように直線となる。
以上のように、本実施の形態によれば、並列受信においても送受信の合成ビームを並行に整列させることができ、その結果、表示画像における縞模様の発生を防止し、画像の歪みが少ない良好な画像を得ることができる。さらにまた、画像の歪みが少なくなるため、例えばキャリパー機能を用いて長さの計測を行った際に、被検体と探触子の微妙な位置関係のずれにより、計測されるデータが異なるといった問題がなくなる。
（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２に係る、配列振動子を用いリニア走査で並列受信を行なう超音波診断装置における送受信ビームの形状と位置関係を示す図である。
図２において、送信ビームが振動子１ｄと１ｅの中間位置に、第１受信ビームが振動子１ｃと１ｄの中間位置に、第２受信ビームが振動子１ｅと１ｆの中間位置にある場合に、第１合成ビームを振動子１ｄの位置に、第２合成ビームを振動子１ｅの位置に配置させたいとする。このとき、第１および第２合成ビームが送信フォーカス深度付近で送信ビーム側に寄らないように、第１および第２受信ビームは、図２に示すように、送信フォーカスの深度ｄ１付近において、ビーム位置が送信ビームからより離れるように、第１および第２受信ビームの指向性が、受信回路の遅延時間を変えることによって制御される。
その際の受信ビーム制御は、図１の場合とは異なり、図２に示したように深度の浅い位置から深い位置に向かって送信ビームから離れていくような直線になるようにし、その結果第１および第２合成ビームが深度の浅い部位から送信ビームのフォーカス深度にかけて、振動子の配列方向に対して垂直な直線に近くなるように、遅延時間を設定する。送信フォーカスより深い部位においては信号の減衰が大きくなり、画像にシャープさが要求されないことが多いため、第１および第２合成ビームは必ずしも互いに並行する必要はない。このように受信ビームを直線で制御することで、受信のフォーカス計算が容易になるという利点がある。
以上のように、本実施の形態によれば、並列受信においても送受信の合成ビームを、少なくとも送信ビームのフォーカス深度から深度の浅い位置にかけて並行に整列させることができ、表示画像における縞模様の発生を防止し、画像の歪みが少ない良好な画像を得ることができる。さらにまた、画像の歪みが少なくなるため、例えばキャリパー機能を用いて長さの計測を行った際に、被検体と探触子の微妙な位置関係のずれにより、計測されるデータが異なるといった問題がなくなる。
（実施の形態３）
図３は、本発明の実施の形態３に係る、配列振動子を用いリニア走査で並列受信を行なう超音波診断装置における、受信回路のゲインを制御することによる受信フォーカス位置の制御を模式的に示した説明図である。図３中、送信ビームと第１受信ビームについてのみ例示してあり、第２受信ビームは省略されている。
図３において、振動子１ａ〜１ｆの上に描かれた太線Ａ１、Ａ２、Ａ３は、それぞれの振動子に対応した受信回路のゲイン、すなわち重み付けを表している。例えば、太線Ａ１についてみれば、振動子１ａの位置に対応する太線部分よりも振動子１ｃの位置に対応する太線部分のほうが、より紙面上部に位置しているが、これは振動子１ｃのほうが振動子１ａよりも受信回路のゲインが高いことを示す。また、ビーム深度の浅い位置から深い位置へ向かって順にＡ１、Ａ２、およびＡ３が示されているが、これは、Ａ１〜Ａ３のそれぞれが、その深度における受信ビームの受信回路のゲインに対応していることを示すためである。
Ａ１およびＡ３に示されるように、ビーム深度の浅い部位および深い部位では、重み付けは左右均等であり、したがって、受信ビームの位置は第１受信開口の中心から振動子の配列方向に対して垂直な直線上となる。これに対し、送信ビームのフォーカス深度においては、重み付けＡ２は左に偏っており、受信ビームの位置は左に寄り、送信ビームから離れる。
したがって、全体として第一受信ビームの指向性は、図３に示すような送信ビームのフォーカス深度付近で送信ビームから離れて蛇行した形となり、第一受信ビームと送信ビームとの合成ビームは、振動子１ｄ付近から振動子の配列方向に対して垂直な直線上に位置するようになる。第２受信ビーム（不図示）と送信ビームとの合成ビームについても、同様である。なお、このような受信ビームの重み付けの調節は、制御器４の制御の下で受信アンプ５ａ〜５ｈ（図１０を参照）によって行なわれ得る。
以上のように、本実施の形態によれば、送受信の合成ビームの形状はほぼ直線に保たれ、並列に整列させることができるので、表示画像における縞模様の発生を防止し、画像の歪みが少ない良好な画像を得ることができる。さらにまた、画像の歪みが少なくなるため、例えばキャリパー機能を用いて長さの計測を行った際に、被検体と探触子の微妙な位置関係のずれにより、計測されるデータが異なるといった問題がなくなる。
なお、本実施形態では、受信回路のゲインを調節することによって、受信ビームの指向性を調節する例を示したが、受信回路のゲインおよび受信回路の遅延時間の両方を制御することによって、受信ビームの指向性を調節してもよい（他の実施形態においても同様）。
（実施の形態４）
図４Ａは、本発明の実施の形態４に係る、配列振動子を用いてセクタ走査で並列受信を行なう超音波診断装置における受信ビームの制御を模式的に示す説明図であり、図４Ｂは、比較例として従来の配列振動子を用いてセクタ走査で並列受信を行なう超音波診断装置における受信ビームの制御を模式的に示す図である。
セクタ走査では、送信開口と受信開口の開口中心位置は同一である。図４Ｂに示す従来例では、第１および第２受信ビームが直線であるために、送受信の第１および第２合成ビーム（点線）は、送信のフォーカス深度において送信ビームに近づくようなカーブになっている。
これに対して、図４Ａに示す本実施の形態では、送受信の第１および第２合成ビームが図中点線で示すような直線となるように、第１および第２受信ビームが、送信ビームのフォーカス深度において、従来例に比較して送信ビームから離れるように、受信ビームの遅延加算時の遅延時間を制御する。
以上のように、本実施の形態によれば、合成ビームの間隔を等間隔にすることができ、表示画像における縞模様の発生を防止し、画像の歪みが少ない良好な画像を得ることができる。さらにまた、画像の歪みが少なくなるため、例えばキャリパー機能を用いて長さの計測を行った際に、被検体と探触子の微妙な位置関係のずれにより、計測されるデータが異なるといった問題がなくなる。
（実施の形態５）
図５Ａは、本発明の実施の形態５に係る超音波診断装置における２次元配列振動子を用いた２次元セクタ走査における受信ビームの制御を模式的に示す説明図であり、図５Ｂは、比較例として従来の超音波診断装置における受信ビームの制御を模式的に示す図である。
セクタ走査では、送信開口と受信開口の開口中心位置は同一である。図５Ｂに示す従来例では、第１から第４受信ビームが直線であるために、送受信の合成ビームは、送信のフォーカス深度において送信ビームに近づくようなカーブになる。
これに対して、図５Ａに示す本実施の形態では、送受信の合成ビームが直線となるように、第１から第４受信ビームが送信ビームのフォーカス深度において、従来例に比較して送信ビームから離れるように受信ビームの遅延加算時の遅延時間を制御する。
以上のように、本実施の形態によれば、合成ビームの間隔を等間隔にすることができ、表示画像における縞模様の発生を防止し、画像の歪みが少ない良好な画像を得ることができる。さらにまた、画像の歪みが少なくなるため、例えばキャリパー機能を用いて長さの計測を行った際に、被検体と探触子の微妙な位置関係のずれにより、計測されるデータが異なるといった問題がなくなる。
なお、本実施の形態では、２次元ともにセクタ走査を行なう場合について例示および説明したが、１次元がセクタ走査で、もう１次元がリニア走査の場合にも同じような手法を適用することができる。
【産業上の利用可能性】  本発明に係る超音波診断装置は、並列受信を行なった場合にも合成ビームが直線になるように制御することで、表示画像における縞模様の発生を防止し、画像の歪みが少ない良好な画質を得ることができるという利点を有し、医療等の用途に適用できる。
【図１】
2005016150.tif 000003
【図２】
2005016150.tif 000004
【図３】
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【図６】
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【図８】
2005016150.tif 000013
【図９】
2005016150.tif 000014
【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年6月21日(2005.6.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列受信を行なう超音波診断装置であって、配列振動子を用いリニア走査で並列受信を行なう際に、受信ビームと送信ビームとの合成ビームの形状がほぼ直線状になるように、受信ダイナミックフォーカスのフォーカス点の移動軌跡を送信フォーカスの位置に関連させて蛇行させるように構成された、超音波診断装置。
【請求項２】
並列受信を行なう超音波診断装置であって、配列振動子を用いリニア走査で並列受信を行なう際に、受信ビームと送信ビームとの合成ビームの形状が、少なくとも前記送信ビームのフォーカス位置より深度の浅い部位においてほぼ直線状になるように、受信ダイナミックフォーカスのフォーカス点の移動軌跡を送信フォーカスの位置に関連させて送信方向に対し、斜め直線方向に移動させるように構成された、超音波診断装置。
【請求項３】
並列受信を行なう超音波診断装置であって、配列振動子を用いセクタ走査で並列受信を行なう際に、受信ビームと送信ビームとの合成ビームの形状がほぼ直線状になるように、受信ダイナミックフォーカスのフォーカス点の移動軌跡を送信フォーカスの位置に関連させて蛇行させるように構成された、超音波診断装置。
【請求項４】
並列受信を行なう超音波診断装置であって、配列振動子を用いセクタ走査で並列受信を行なう際に、受信ビームと送信ビームとの合成ビームの形状が、少なくとも前記送信ビームのフォーカス位置より深度の浅い部位においてほぼ直線状になるように、受信ダイナミックフォーカスのフォーカス点の移動軌跡を送信フォーカスの位置に関連させて送信方向に対し、斜め直線方向に移動させるように構成された、超音波診断装置。
【請求項５】
前記フォーカス点の移動は、前記配列振動子を構成する各振動子に対応する遅延時間の制御により行なわれる請求項１から４のいずれか一項記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記フォーカス点の移動は、前記配列振動子を構成する各振動子に対応する受信回路のゲインの制御または前記受信回路のゲインの制御と遅延時間の制御の両方により行なわれる請求項１から４のいずれか一項記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記配列振動子は２次元配列振動子である請求項３から６のいずれか一項記載の超音波診断装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配列振動子により送受信を行ない被検体内の情報を得るための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被検体内に超音波の送受信を繰り返し行なうことで、被検体内の情報を２次元画像として得る超音波診断装置の原理はすでに公知のものとなっている。
【０００３】
超音波ビームを２次元面上で走査して構成される断層画像をフレームといい、このフレームが１秒間に何断面表示できるかを表す指標をフレームレートという。例えば、フレームレートが１５ｆｒａｍｅ／ｓとは、１秒間に１５断面分の断層像が得られることを意味する。人間の目の特性から、３０ｆｒａｍｅ／ｓより小さなフレームレートでは画像がちらついて見えることが知られている。表示フレームレートは、超音波の生体内での音速、１画面を構成する超音波ラインの本数、走査深度等によって決定される。
【０００４】
表示フレームレートを向上するための方法として、並列受信方式が知られている（例えば、特許文献１参照）。以下、この従来例について、図６、図７Ａおよび図７Ｂを参照して説明する。
【０００５】
図６は、従来例における並列受信方式を説明するための、配列振動子の構成を示す図である。図６において、配列振動子１において複数の振動子が並んでおり、その中で送受信に使用している振動子１ａ〜１ｈが示されている。
【０００６】
送信ビームの形成には振動子１ｂ〜１ｇが使用され、図示されない被検体内に超音波を放射する。送信ビームは、振動子１ｄと１ｅの中間位置から振動子の配列方向に対し垂直な直線上に位置する。この例において、受信には送信ビームを挟み並行な２つの直線上の各点からの情報を受信するため、２通りの受信ビーム（第１および第２受信ビーム）が形成される。第１受信開口として振動子１ａ〜１ｆを用いて第１受信ビームが、第２受信開口として振動子１ｃ〜１ｈを用いて第２受信ビームが形成される。第１受信ビームは振動子１ｃと１ｄの中間位置から、第２受信ビームは振動子１ｅと１ｆの中間位置から、それぞれ振動子の配列方向に対して垂直な直線上に位置する。
【０００７】
この結果、送信ビーム−第１受信ビームによる送受信の指向性は振動子１ｄの位置から振動子の配列方向に対して垂直方向に、送信ビーム−第２受信ビームによる送受信の指向性は振動子１ｅの位置から振動子の配列方向に対して垂直方向に位置することになる。
【０００８】
このようにして、１本の送信ビームに対し、２本の受信ビームで順次に走査を行なうことで、１本の送信ビームに対し、１本の受信ビームで順次走査を行なう場合と比較して、画面１枚あたりの画像データの取り込み時間を短縮することができ、フレームレートを向上することができる。
【０００９】
上記の従来例においては、送信と受信の開口位置をずらすことにより、送信と受信のビーム位置をずらしたが、送受信に同一の開口を用い、受信ビームを偏向させることによって並列受信を行なうことも可能である。
【００１０】
以上の説明はリニア走査によるものであるが、電子セクタ走査においても同じ原理により並列受信が可能である。セクタ走査の場合は、送受信に同一の開口を用い、ビームの偏向角度を送信ビームおよび複数の受信ビームの両方について変えることにより、並列受信を行なう（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特公昭５６−０２００１７号公報
【特許文献２】特開２０００−２５４１２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、実際には、図６に示す従来例において、第１および第２受信ビームについては、ダイナミックフォーカスにより常にビームが細く絞られているが、送信ビームについては、図７Ａに点線で示すように、焦点付近ｄ１ではビームが絞られるが、それより浅い部位、深い部位ではビームが拡がっている。
【００１２】
このため、送信ビームと第１受信ビームとの第１合成ビーム、および送信ビームと第２受信ビームとの第２合成ビームは、図７Ｂに点線で示すように、送信ビームの焦点付近では送信ビーム側に寄り、それより浅い部位、深い部位では第１および第２受信ビーム側に寄るため、第１および第２合成ビームが並行にならず、画像として表示した際に、表示画像に縞模様が生じるという問題があった。
【００１３】
本発明は、この問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、並列受信を行なった場合に、表示画像における縞模様の発生を防止し、画像の歪みが少ない良好な画質を得ることができる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】
【００１４】
前記の目的を達成するため、本発明は、並列受信を行なう超音波診断装置において、受信ビームの指向性を制御して受信ビームの形状を送信ビームに並行とならないようにすることによって、合成ビームを直線にする超音波診断装置を提供する。
【００１５】
本発明は、第１の局面において、配列振動子を用いリニア走査で並列受信を行なう際に、受信ビームと送信ビームとの合成ビームの形状がほぼ直線状になるように、受信ダイナミックフォーカスのフォーカス点の移動軌跡を送信フォーカスの位置に関連させて蛇行させるように構成された超音波診断装置を提供する。
【００１６】
この構成により、リニア走査において、受信フォーカスの位置を、送信フォーカス深度では送信ビームから遠ざけ、それよりも浅い部位および深い部位では送信ビームに近づけるように蛇行させることで、合成ビームの形状を直線にすることができる。
【００１７】
本発明は、第２の局面において、配列振動子を用いリニア走査で並列受信を行なう際に、受信ビームと送信ビームとの合成ビームの形状が、少なくとも前記送信ビームのフォーカス位置より深度の浅い部位においてほぼ直線状になるように、受信ダイナミックフォーカスのフォーカス点の移動軌跡を送信フォーカスの位置に関連させて送信方向に対し、斜め直線方向に移動させるように構成された超音波診断装置を提供する。
【００１８】
この構成により、リニア走査において、受信フォーカスの位置を、浅い部位では送信ビームに近く、深い部位では送信ビームより遠ざけることで、合成ビームの形状を直線に近い形にすることができる。
【００１９】
本発明は、第３の局面において、配列振動子を用いセクタ走査で並列受信を行なう際に、受信ビームと送信ビームとの合成ビームの形状がほぼ直線状になるように、受信ダイナミックフォーカスのフォーカス点の移動軌跡を送信フォーカスの位置に関連させて蛇行させるように構成された超音波診断装置を提供する。
【００２０】
この構成により、セクタ走査において、受信フォーカスの位置を、本来の位置から、送信フォーカス深度では送信ビームから遠ざけ、それよりも浅い部位および深い部位では送信ビームに近づけるように蛇行させることで、合成ビームの形状を直線にすることができる。
【００２１】
本発明は、第４の局面において、配列振動子を用いセクタ走査で並列受信を行なう際に、受信ビームと送信ビームとの合成ビームの形状が、少なくとも前記送信ビームのフォーカス位置より深度の浅い部位においてほぼ直線状になるように、受信ダイナミックフォーカスのフォーカス点の移動軌跡を送信フォーカスの位置に関連させて送信方向に対し、斜め直線方向に移動させるように構成された超音波診断装置を提供する。
【００２２】
この構成により、セクタ走査において、受信フォーカスの位置を、浅い部位では本来の位置から送信ビームに近く、深い部位では送信ビームより遠ざけることで、合成ビームの形状を直線に近い形にすることができる。
【００２３】
好ましくは、上記本発明に係る各超音波診断装置において、フォーカス点の移動は、配列振動子を構成する各振動子に対応する遅延時間の制御により行なわれる。
【００２４】
この構成により、受信ビームの位置制御をそれぞれの受信における遅延加算時の遅延時間を制御することにより実現することで、容易に合成ビームの形状を直線に近い形にすることができる。
【００２５】
好ましくは、上記本発明に係る各超音波診断装置において、フォーカス点の移動は、配列振動子を構成する各振動子に対応する受信回路のゲインの制御または受信回路のゲインの制御と遅延時間の制御の両方により行なわれる。
【００２６】
この構成により、受信ビームの位置制御を受信ゲインの重み付けを制御することにより実現することで、容易に合成ビームの形状を直線に近い形にすることができる。
【００２７】
好ましくは、上記本発明に係る各超音波診断装置において、配列振動子は２次元配列振動子として構成される。
【００２８】
この構成により、２次元配列振動子を用いて３次元走査を行なう場合にも、受信ビームの位置制御を行なうことで、合成ビームの形状を直線に近い形にすることができる。
【００２９】
本発明によれば、並列受信を行なった場合にも、表示画像における縞模様の発生を防止し、画像の歪みが少ない良好な画質を得ることができる超音波診断装置を提供することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定されない。
【００３１】
（電子セクタ走査方式の超音波診断装置）
図８は、本発明の一実施形態に係る、電子セクタ走査方式を採用する超音波診断装置１００の概略構成を示すブロック図である。図８に示すように、超音波診断装置１００は、配列振動子（振動子１ａ〜１ｈ）、送信回路（送信パルス発生器２ａ〜２ｈおよび送信トリガ発生器３から構成される）、受信回路（受信アンプ５ａ〜５ｈ、Ａ／Ｄコンバータ６ａ〜６ｈ、およびビーム形成器１０（遅延手段および加算器を含む）から構成される）、制御器４、検波器７、デジタルスキャンコンバータ（ＤＳＣ：ｄｉｇｉｔａｌ  ｓｃａｎ  ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）８、および表示器９を備えている。
【００３２】
電子セクタ走査方式の超音波診断装置１００においては、送受信に同じ開口（振動子のアレイのうちで実際に超音波を送受信する部分）を用い、送信および受信ビームの指向性を変えることによって（偏向）、２次元走査を行なう。送信および受信ビームの指向性の操作は、振動子１ａ〜１ｈへのおよび／またはからの送受信の時間的タイミングをずらすこと（遅延時間の制御）によって行なうことができる。
【００３３】
送信トリガ発生器３は、制御器４による制御下で、ビーム送信のタイミングを決めるトリガ信号を発生する。送信パルス発生器２ａ〜２ｈは、トリガ信号に基づいて振動子１ａ〜１ｈを駆動するための送信パルスを発生する。送信パルスは、送信パルス発生器２ａ〜２ｈでそれぞれ独立したタイミングで発生され、所望の指向性を得る。
【００３４】
また、受信エコーに関しても同様である。図９は、ビーム形成器１０の内部構成の一例をより詳しく示したものである。受信ビームのビーム形成器１０内には、それぞれの振動子１ａ〜１ｈで得たエコー信号に所望の遅延をかける可変遅延手段５０ａ〜５０ｈ、および可変遅延手段５０ａ〜５０ｈからの信号を加算して所望の指向性のデータを得る加算器５１が含まれている。制御器４の制御のもとに、可変遅延手段５０ａ〜５０ｈで各信号のエコー信号に遅延をかけ、加算器５１で１つに加算することによって、所望の方向からのエコー信号を得ることができる。
【００３５】
受信時には、このような超音波の位相の制御を超音波エコーの受信中に逐次変化させることが可能である。つまり、受信開始近くでは近距離に焦点を結ぶように位相制御しながら、受信時間の経過とともに焦点を遠方で結ぶようにダイナミックに変化させることができる。これにより、受信ビームを近距離から遠距離まで広い範囲で細くすることができる。これをダイナミックフォーカスと呼ぶ。
【００３６】
このようにして、受信の場合にも遅延時間を制御することによってエコー信号に指向性を持たせることができる。また、受信アンプ５ａ〜５ｈにおいてゲインを変化させることによっても、受信ビームの指向性を変化させることができる。
【００３７】
加算器５１において加算された超音波信号は、次いで検波器７において包絡線検波を経た後、ＤＳＣ８へ送られ、そこで制御器４の制御に基づいて表示器の走査線に変換されたのち、表示器９で２次元画像として表示される。
【００３８】
このように、電子セクタ走査方式の超音波診断装置１００では、送信および受信ビームの指向性を電気的に制御することで、被検体の走査部位の２次元画像を得る。
【００３９】
（電子リニア走査方式の超音波診断装置）
一方、図１０は、本発明の一実施形態に係る、電子リニア走査方式を採用する超音波診断装置２００の概略構成を示すブロック図である。図１０に示すように、電子リニア走査方式の超音波診断装置２００では、電子セクタ走査方式の超音波診断装置１００の構成と比較して、振動子１ａ〜１ｐと送信パルス発生器２ａ〜２ｈ（もしくは受信アンプ５ａ〜５ｈ）との間に振動子を選択するための高耐圧スイッチ（ＨＶ−ＭＵＸ：Ｈｉｇｈ  Ｖｏｌｔａｇｅ  ＭｕｌｔｉＰｌｅｘｅｒ）１１ａ〜１１ｈがある点が異なる。
【００４０】
ＨＶ−ＭＵＸ１１ａ〜１１ｈは、それぞれに割り当てられた２つの振動子のいずれかを選択するための２つのチャンネル（仮にチャンネル１および２とする）を有している。例えば、ＨＶ−ＭＵＸ１１ａは、振動子１ａにつながるチャンネル１と振動子１ｉにつながるチャンネル２とを有しており、制御器４の制御に基づいて、いずれかの振動子を選択することができる。他のＨＶ−ＭＵＸ１１ｂ〜１１ｈについても同様である。
【００４１】
電子リニア走査方式では、電子セクタ走査方式の場合とは異なり、偏向を行なうことなく、送受信の開口の位置を少しずつずらしていくことで２次元走査を行なう。
【００４２】
例えば、最初の送受信において、ＨＶ−ＭＵＸ１１ａ〜１１ｈはすべてチャンネル１側に選択されており、振動子１ａ〜１ｈで送受信を行なう。次の送受信では、ＨＶ−ＭＵＸ１１ａはチャンネル２に切り替えられる（他は全てチャンネル１のまま）。これにより選択される振動子は１ｂ〜１ｉとなり開口が振動子１つ分ずれる。
【００４３】
このようにＨＶ−ＭＵＸの切り替えを順次行なうことで、開口を変えながら被検部位を走査することによって、被検部位の２次元画像を得る。
【００４４】
振動子１ａ〜１ｐで受ける受信ビームの指向性は、電子セクタ走査方式の場合と同様に、制御器４の制御に基づいて、ビーム形成器１０内の遅延手段において遅延をかけ、加算器５１において加算することによって、変化させることができる。また、受信アンプ５ａ〜５ｈにおいてゲインを変化させることによっても、受信ビームの指向性を変化させることができる。
【００４５】
加算器５１において加算された超音波信号は、次いで検波器７において包絡線検波を経た後、ＤＳＣ８へ送られ、そこで制御器４の制御の下に表示器の走査線に変換されたのち、表示器９で２次元画像として表示される。
【００４６】
以上、電子リニア走査方式および電子セクタ走査方式の超音波診断装置の典型的な構成について説明したが、これらは例示に過ぎず、種々のバリエーションが本発明の目的のために同様に使用し得ることは明らかである。
【００４７】
以下、電子リニア走査方式または電子セクタ走査方式のいずれかの超音波診断装置を用いて被検体の２次元画像を得る場合の、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。
【００４８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る、配列振動子を用いてリニア走査で並列受信を行なう超音波診断装置における送受信ビームの形状と位置関係を示す図である。
【００４９】
図１において、送信ビームが振動子１ｄと１ｅの中間位置に、第１受信ビームが振動子１ｃと１ｄの中間位置に、第２受信ビームが振動子１ｅと１ｆの中間位置にある場合に、第１合成ビームを振動子１ｄの位置に、第２合成ビームを振動子１ｅの位置に配置させたいとする。このとき、第１および第２合成ビームが、送信フォーカス深度付近で送信ビーム側に寄らないように、第１および第２受信ビームは、図１に示すように、送信フォーカスの深度ｄ１付近において、ビーム位置が送信ビームからより離れるように、第１および第２受信ビームの指向性が遅延時間を変えて制御される。これにより、第１および第２合成ビームは、点線で示すように直線となる。
【００５０】
以上のように、本実施の形態によれば、並列受信においても送受信の合成ビームを並行に整列させることができ、その結果、表示画像における縞模様の発生を防止し、画像の歪みが少ない良好な画像を得ることができる。さらにまた、画像の歪みが少なくなるため、例えばキャリパー機能を用いて長さの計測を行った際に、被検体と探触子の微妙な位置関係のずれにより、計測されるデータが異なるといった問題がなくなる。
【００５１】
（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２に係る、配列振動子を用いリニア走査で並列受信を行なう超音波診断装置における送受信ビームの形状と位置関係を示す図である。
【００５２】
図２において、送信ビームが振動子１ｄと１ｅの中間位置に、第１受信ビームが振動子１ｃと１ｄの中間位置に、第２受信ビームが振動子１ｅと１ｆの中間位置にある場合に、第１合成ビームを振動子１ｄの位置に、第２合成ビームを振動子１ｅの位置に配置させたいとする。このとき、第１および第２合成ビームが送信フォーカス深度付近で送信ビーム側に寄らないように、第１および第２受信ビームは、図２に示すように、送信フォーカスの深度ｄ１付近において、ビーム位置が送信ビームからより離れるように、第１および第２受信ビームの指向性が、受信回路の遅延時間を変えることによって制御される。
【００５３】
その際の受信ビーム制御は、図１の場合とは異なり、図２に示したように深度の浅い位置から深い位置に向かって送信ビームから離れていくような直線になるようにし、その結果第１および第２合成ビームが深度の浅い部位から送信ビームのフォーカス深度にかけて、振動子の配列方向に対して垂直な直線に近くなるように、遅延時間を設定する。送信フォーカスより深い部位においては信号の減衰が大きくなり、画像にシャープさが要求されないことが多いため、第１および第２合成ビームは必ずしも互いに並行する必要はない。このように受信ビームを直線で制御することで、受信のフォーカス計算が容易になるという利点がある。
【００５４】
以上のように、本実施の形態によれば、並列受信においても送受信の合成ビームを、少なくとも送信ビームのフォーカス深度から深度の浅い位置にかけて並行に整列させることができ、表示画像における縞模様の発生を防止し、画像の歪みが少ない良好な画像を得ることができる。さらにまた、画像の歪みが少なくなるため、例えばキャリパー機能を用いて長さの計測を行った際に、被検体と探触子の微妙な位置関係のずれにより、計測されるデータが異なるといった問題がなくなる。
【００５５】
（実施の形態３）
図３は、本発明の実施の形態３に係る、配列振動子を用いリニア走査で並列受信を行なう超音波診断装置における、受信回路のゲインを制御することによる受信フォーカス位置の制御を模式的に示した説明図である。図３中、送信ビームと第１受信ビームについてのみ例示してあり、第２受信ビームは省略されている。
【００５６】
図３において、振動子１ａ〜１ｆの上に描かれた太線Ａ１、Ａ２、Ａ３は、それぞれの振動子に対応した受信回路のゲイン、すなわち重み付けを表している。例えば、太線Ａ１についてみれば、振動子１ａの位置に対応する太線部分よりも振動子１ｃの位置に対応する太線部分のほうが、より紙面上部に位置しているが、これは振動子１ｃのほうが振動子１ａよりも受信回路のゲインが高いことを示す。また、ビーム深度の浅い位置から深い位置へ向かって順にＡ１、Ａ２、およびＡ３が示されているが、これは、Ａ１〜Ａ３のそれぞれが、その深度における受信ビームの受信回路のゲインに対応していることを示すためである。
【００５７】
Ａ１およびＡ３に示されるように、ビーム深度の浅い部位および深い部位では、重み付けは左右均等であり、したがって、受信ビームの位置は第１受信開口の中心から振動子の配列方向に対して垂直な直線上となる。これに対し、送信ビームのフォーカス深度においては、重み付けＡ２は左に偏っており、受信ビームの位置は左に寄り、送信ビームから離れる。
【００５８】
したがって、全体として第一受信ビームの指向性は、図３に示すような送信ビームのフォーカス深度付近で送信ビームから離れて蛇行した形となり、第一受信ビームと送信ビームとの合成ビームは、振動子１ｄ付近から振動子の配列方向に対して垂直な直線上に位置するようになる。第２受信ビーム（不図示）と送信ビームとの合成ビームについても、同様である。なお、このような受信ビームの重み付けの調節は、制御器４の制御の下で受信アンプ５ａ〜５ｈ（図１０を参照）によって行なわれ得る。
【００５９】
以上のように、本実施の形態によれば、送受信の合成ビームの形状はほぼ直線に保たれ、並列に整列させることができるので、表示画像における縞模様の発生を防止し、画像の歪みが少ない良好な画像を得ることができる。さらにまた、画像の歪みが少なくなるため、例えばキャリパー機能を用いて長さの計測を行った際に、被検体と探触子の微妙な位置関係のずれにより、計測されるデータが異なるといった問題がなくなる。
【００６０】
なお、本実施形態では、受信回路のゲインを調節することによって、受信ビームの指向性を調節する例を示したが、受信回路のゲインおよび受信回路の遅延時間の両方を制御することによって、受信ビームの指向性を調節してもよい（他の実施形態においても同様）。
【００６１】
（実施の形態４）
図４Ａは、本発明の実施の形態４に係る、配列振動子を用いてセクタ走査で並列受信を行なう超音波診断装置における受信ビームの制御を模式的に示す説明図であり、図４Ｂは、比較例として従来の配列振動子を用いてセクタ走査で並列受信を行なう超音波診断装置における受信ビームの制御を模式的に示す図である。
【００６２】
セクタ走査では、送信開口と受信開口の開口中心位置は同一である。図４Ｂに示す従来例では、第１および第２受信ビームが直線であるために、送受信の第１および第２合成ビーム（点線）は、送信のフォーカス深度において送信ビームに近づくようなカーブになっている。
【００６３】
これに対して、図４Ａに示す本実施の形態では、送受信の第１および第２合成ビームが図中点線で示すような直線となるように、第１および第２受信ビームが、送信ビームのフォーカス深度において、従来例に比較して送信ビームから離れるように、受信ビームの遅延加算時の遅延時間を制御する。
【００６４】
以上のように、本実施の形態によれば、合成ビームの間隔を等間隔にすることができ、表示画像における縞模様の発生を防止し、画像の歪みが少ない良好な画像を得ることができる。さらにまた、画像の歪みが少なくなるため、例えばキャリパー機能を用いて長さの計測を行った際に、被検体と探触子の微妙な位置関係のずれにより、計測されるデータが異なるといった問題がなくなる。
【００６５】
（実施の形態５）
図５Ａは、本発明の実施の形態５に係る超音波診断装置における２次元配列振動子を用いた２次元セクタ走査における受信ビームの制御を模式的に示す説明図であり、図５Ｂは、比較例として従来の超音波診断装置における受信ビームの制御を模式的に示す図である。
【００６６】
セクタ走査では、送信開口と受信開口の開口中心位置は同一である。図５Ｂに示す従来例では、第１から第４受信ビームが直線であるために、送受信の合成ビームは、送信のフォーカス深度において送信ビームに近づくようなカーブになる。
【００６７】
これに対して、図５Ａに示す本実施の形態では、送受信の合成ビームが直線となるように、第１から第４受信ビームが送信ビームのフォーカス深度において、従来例に比較して送信ビームから離れるように受信ビームの遅延加算時の遅延時間を制御する。
【００６８】
以上のように、本実施の形態によれば、合成ビームの間隔を等間隔にすることができ、表示画像における縞模様の発生を防止し、画像の歪みが少ない良好な画像を得ることができる。さらにまた、画像の歪みが少なくなるため、例えばキャリパー機能を用いて長さの計測を行った際に、被検体と探触子の微妙な位置関係のずれにより、計測されるデータが異なるといった問題がなくなる。
【００６９】
なお、本実施の形態では、２次元ともにセクタ走査を行なう場合について例示および説明したが、１次元がセクタ走査で、もう１次元がリニア走査の場合にも同じような手法を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明に係る超音波診断装置は、並列受信を行なった場合にも合成ビームが直線になるように制御することで、表示画像における縞模様の発生を防止し、画像の歪みが少ない良好な画質を得ることができるという利点を有し、医療等の用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る超音波診断装置におけるリニア走査での送受信ビームの形状と位置関係を示す図
【図２】本発明の実施の形態２に係る超音波診断装置におけるリニア走査での送受信ビームの形状と位置関係を示す図
【図３】本発明の実施の形態３に係る超音波診断装置におけるリニア走査での送信ビームとゲイン制御により重み付けされた受信ビームの形状と位置関係を示す図
【図４Ａ】本発明の実施の形態４に係る超音波診断装置におけるセクタ走査での送受信ビームの形状と位置関係を示す図
【図４Ｂ】図４Ａに対する比較例として従来例におけるセクタ走査での送受信ビームの形状と位置関係を示す図
【図５Ａ】本発明の実施の形態５に係る超音波診断装置における２次元配列振動子を用いた２次元セクタ走査を行なう場合の送受信ビームの形状と位置関係を示す図
【図５Ｂ】図５Ａに対する比較例として従来例における２次元配列振動子を用いた２次元セクタ走査を行なう場合の送受信ビームの形状と位置関係を示す図
【図６】従来例における並列受信の説明図
【図７Ａ】従来例における並列受信の問題点を説明するための図
【図７Ｂ】従来例における並列受信の問題点を説明するための図
【図８】本発明の一実施形態に係る、電子セクタ走査方式を採用する超音波診断装置１００の概略構成を示すブロック図
【図９】ビーム形成器１０の構成の一例を示すブロック図
【図１０】本発明の一実施形態に係る、電子リニア走査方式を採用する超音波診断装置２００の概略構成を示すブロック図
【符号の説明】
【００７２】
１  振動子
２  送信パルス発生器
３  送信トリガ発生器
４  制御器
５  受信アンプ
６  Ａ／Ｄコンバータ
７  検波器
８  ＤＳＣ
９  表示器
１０  ビーム形成器
１１  ＨＶ−ＭＵＸ
５０  可変遅延手段
５１  加算器
１００，２００  超音波診断装置
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2005016150.tif 000016
【図２】
2005016150.tif 000017
【図３】
2005016150.tif 000018
【図４Ａ】
2005016150.tif 000019
【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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