(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体内に放射状に延びる複数の走査線のうちのいずれかの走査線に沿って進むとともに該走査線上の所定位置に焦点を持つ超音波ビームを送波し該生体内で反射して戻ってきた超音波を受信して受信信号を得る過程を、前記複数の走査線について繰り返し実行し、得られた受信信号に基づいて、前記複数の走査線により規定される断層面内の断層像を生成する超音波診断装置において、
前記複数の走査線それぞれに沿って送波される超音波ビームの、該複数の走査線を横切る方向の焦点分布を表示画面上に表示する焦点分布表示手段と、
前記焦点分布の変更操作を行なうための操作子と、
前記複数の走査線それぞれに沿って送波される超音波ビームを生成するにあたり、前記操作子による変更操作により変更された焦点分布が得られるように焦点が設定された超音波ビームを生成するビーム生成手段とを備え、
前記焦点分布表示手段が、表示画面上に焦点分布をあらわす線を表示するとともに、中央の走査線に沿って送波される超音波ビームの焦点位置をあらわす第１のマーカと端部の走査線に沿って送波される超音波ビームの焦点位置をあらわす第２のマーカを表示するものであり、
前記操作子が、前記第１のマーカの、中央の走査線上の位置、および前記第２のマーカの、端部の走査線上の位置を指定する操作により、これら第１のマーカと第２のマーカを通る、円弧または直線状のパターンと前記複数の走査線それぞれとの各交点を、各走査線に沿って送波される各超音波ビームの焦点として指定するものであることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記操作子が、前記表示画面上の位置を指定するポインティングデバイスであ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３】
１本の走査線に沿って進む超音波ビームを送波して生体内で反射して戻ってきた超音波を受信する１回の超音波送受信過程内において、反射超音波を受信して得た受信信号を、該１本の走査線上の複数点に焦点が順次に変更された受信超音波ビームをあらわす信号が得られるように処理するダイナミックフォーカシング手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体内に超音波を送波し生体内で反射して戻ってきた超音波を受信して受信信号を得、その受信信号に基づいて生体の断層像を生成する超音波診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、上記の超音波診断装置が、生体、特に人体の内部の疾患の診断に役立てられている。
超音波診断装置においては、生体の体表に超音波探触子をあてがい、その超音波探触子から生体内に延びる複数の走査線のうちのいずれかの走査線に沿って超音波探触子から超音波ビームが送波され、生体内で反射して戻ってきた超音波をその超音波探触子で受信してその走査線に対応する受信信号を得る過程を、複数の走査線について順次繰り返し実行し、得られた受信信号に基づいて、それら複数の走査線により規定される断層面内の断層像が生成される。超音波探触子には複数の超音波トランスデューサが配列されており、ある走査線に沿って生体内に超音波ビームを送波するにあたっては、複数の超音波トランスデューサから、相互の位相が制御された超音波が送波され、それらが合成されることにより、所望の一本の走査線に沿って進むとともにその一本の走査線上の所定位置に焦点（超音波ビームのビーム径が最もすぼまった点）を持つ超音波ビームが形成される。
生体内で反射して戻ってきた超音波の受信についても同様であり、反射超音波が複数の超音波トランスデューサでそれぞれ受信され、それら複数の超音波トランスデューサで得られた複数の受信信号が相互に制御された遅延量だけそれぞれ遅延されて加算される（ビームフォーミングを行なう）ことにより、その一本の走査線に沿うとともにその一本の走査線上の所定位置に焦点を持つ受信超音波ビームをあらわす受信信号が生成される。
【０００３】
ここで、生体内を進む超音波は、信号処理の速度と比べてゆっくりと進むため、受信側に関しては、ビームフォーミングを行なうにあたり、その一本の走査線上で焦点位置を順次移動させる、いわゆる受信ダイナミックフォーカスが行なわれることもある。ただし送信側に関しては、超音波が生体内に物理的に送波されるため、一回の送波においては、設定された所定位置一箇所にのみ焦点をもつ超音波ビームが送波される。
図１０は、表示画面上に表示された断層像の模式図である。
ここには、複数の走査線２が超音波探触子上の一点Ｏから放射状に延びる、いわゆるセクタ走査による扇形の断層像３０が示されている。
生体１内に送波される超音波ビームの焦点を設定するにあたり、中央の走査線２ａ上に、焦点を設定することのできる複数点（ここでは８点）にマーカ３（ここでは〇印）が表示され、それらのマーカ３のうちの１つ（ここでは、下から２番目のマーカ３ａ）を選択するとその選択されたマーカ３ａの位置に焦点（フォーカス点）を持つ超音波ビームが送波される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来、上記のようにして焦点位置を選択すると、中央の走査線２ａから外れた走査線に関しては、各走査線上の、超音波探触子から等距離にある位置に焦点が設定される。すなわち、図１０に示すセクタ走査の場合、各走査線２に関する焦点は、図１０に一点鎖線で示す円弧４と各走査線２との交点に設定される。すなわち、ここに示すセクタ走査の場合、複数の走査線２を横切る方向の焦点分布は扇形の中心点Ｏから等距離となる。
ここで、断層像上では、焦点近傍において良好な分解能の画像が得られ、焦点から外れると生体内に送波された超音波ビームのビーム径が広がってしまうことから分解能が劣化し、画像が横流れしたり暗く描出されることが多い。
しかるに、生体１の体内における、診断対象とする臓器あるいは組織は、その臓器あるいは組織によって異なるが、体表１ａから等距離の深さ位置に広がっていることも多く、上記のように扇形の中心点Ｏから等距離に焦点が設定されると、その焦点分布は生体１の体表１ａからは等距離ではなくなり、中央の走査線近傍は良好な画像が得られても、体表１に平行に、断層像の端部に目を移すと、低画質かつ暗い画像となってしまい、診察の支障となる恐れがあった。
上記のような不都合は、セクタ走査だけでなく、超音波トランスデューサが円弧状に配列された、いわゆるコンベックス型の超音波探触子を用いたときのコンベックス走査に関しても同様である。
本発明は、上記事情に鑑み、断層像の中央のみでなく端部においても良好な画像を得ることのできる超音波診断装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の超音波診断装置は、生体内に放射状に延びる複数の走査線のうちのいずれかの走査線に沿って進むとともにその走査線上の所定位置に焦点を持つ超音波ビームを送波し生体内で反射して戻ってきた超音波を受信して受信信号を得る過程を、上記複数の走査線について繰り返し実行し、得られた受信信号に基づいて、上記複数の走査線により規定される断層面内の断層像を生成する超音波診断装置において、
上記複数の走査線それぞれに沿って送波される超音波ビームの、それら複数の走査線を横切る方向の焦点分布を表示画面上に表示する焦点分布表示手段と、
上記焦点分布の変更操作を行なうための操作子と、
上記複数の走査線それぞれに沿って送波される超音波ビームを生成するにあたり、上記操作子による変更操作により変更された焦点分布が得られるように焦点が設定された超音波ビームを生成するビーム生成手段とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
ここで、上記の「放射状に延びる複数の走査線」は、セクタ走査における走査線とコンベックス走査における走査線との双方を含む概念である。
本発明の超音波診断装置は、焦点分布の変更操作を行なうための操作子を備え、その操作子による変更操作により変更された焦点分布が得られるように焦点が設定された超音波ビームを生成するものであるため、断層像の中央部のみでなく、端部においても、所望の深さ位置に焦点を合わせ、良好な画像を得ることができる。
ここで、上記本発明の超音波診断装置において、上記操作子は、表示画面上の位置を指定するポインティングデバイスであることが好ましい。
上記操作子として、表示画面上の位置を指定するポインティングデバイス、例えばトラックボールやマウス等を備えると、表示画面上に表示された焦点分布を表示画面上で操作することができ、焦点分布を感覚的にわかりやすい手法で変更することができる。
その場合、上記焦点分布表示手段が、表示画面上に焦点分布をあらわすパターンを表示するとともに、中央の走査線に沿って送波される超音波ビームの焦点位置をあらわす第１のマーカと端部の走査線に沿って送波される超音波ビームの焦点位置をあらわす第２のマーカを表示するものであり、上記操作子が、上記第１のマーカの、中央の走査線上の位置、および上記第２のマーカの、端部の走査線上の位置を指定する操作により、これら第１のマーカと第２のマーカを通るパターンと上記複数の走査線それぞれとの各交点を、各走査線に沿って送波される各超音波ビームの焦点として指定するものであることが好ましい。
【０００７】
焦点分布を設定するにあたり、複数の走査線一本ずつについて焦点を設定する必要はなく、全体としての焦点分布を設定すれば十分である。そこで、中央の走査線上の焦点位置と端部の走査線上の焦点位置を調整しそれらをなだらかな線で結んだパターンを焦点分布とすることにより、オペレータは、２点の焦点位置を設定するだけで良く、操作性が向上する。
また、上記本発明の超音波診断装置において、１本の走査線に沿って進む超音波ビームを送波して生体内で反射して戻ってきた超音波を受信する１回の超音波送受信過程内において、反射超音波を受信して得た受信信号を、その１本の走査線上の複数点に焦点が順次に変更されたその超音波ビームをあらわす信号が得られるように処理するダイナミックフォーカシング手段を備えることが好ましい。
上記の焦点分布の調整は送信側の超音波ビームに関するものであり、受信側に関しては、ダイナミックフォーカスを行なうことにより高画質化が図られる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の超音波診断装置の一実施形態を示すブロック図である。以下、各部の作用ないし機能の説明はあとにまわし、先ずは、この超音波診断装置の構成について説明する。
この超音波診断装置の本体部１０は、大別して、制御部１００、信号処理部２００、ディジタルスキャンコンバータ部３００、ドプラ処理部４００、表示制御部５００、生体信号アンプ部６００から構成されている。制御部１００は、ＣＰＵ部１０１と、メモリ部１０２と、ビームスキャン制御部１０３とからなり、ＣＰＵ部１０１には、操作パネル７０１、一体的に構成されたタッチパネル７０２とＥＬ表示器７０３、およびフロッピィディスク装置７０４が接続されている。また、信号処理部２００は、送受信部２０１、受信ディレイ制御部２０２、ビームフォーマ部２０３、コントロールインターフェイス部２０４、演算部２０５、およびドプラシグナル処理部２０６から構成されており、コントロールインターフェイス部２０４と、送受信部２０１、受信ディレイ制御部２０２、およびドプラシグナル処理部２０６は、制御ライン２０７で結ばれている。また、コントロールインターフェイス部２０４と演算部２０５は制御ライン２０８で結ばれており、さらに、受信ディレイ制御部２０２とビームフォーマ部２０３は制御ライン２０９で結ばれている。信号処理部２００を構成する送受信部２０１には、超音波プローブ２０が、着脱自在に、ここでは最大４本まで接続される。
この超音波プローブ２０には、超音波探触子２１が備えられている。この超音波探触子２１には、その目的に応じ、生体の体表にあてがわれる形態のものや生体の体腔内に挿入される形態のものなど、様々な形態のものが存在する。この図１には一例として、生体１の体表にあてがわれる形態の超音波探触子２１が示されており、超音波探触子２１の、生体１への接触面に面して、複数の超音波トランスデューサが配列された超音波トランスデューサアレイ２２１が装備されている。
【０００９】
ディジタルスキャンコンバータ部３００には、白黒用スキャンコンバータ３０１、カラー用スキャンコンバータ３０２、およびスクロール用スキャンコンバータ３０３が備えられている。
また、ドプラ処理部４００には、パルス／連続波ドプラ解析部４０１とカラードプラ解析部４０２が備えられている。
また、表示制御部５００は、画像メモリ５００１を備えており、表示制御部５００には、プリンタ７０５、ＶＴＲ（ビデオテープレコーダ）７０６、観察用テレビモニタ７０７、およびスピーカ７０８が接続されている。
また、生体信号アンプ部６００は、ここでは１つのブロックで示されており、この生体信号アンプ部６００には、ＥＣＧ電極ユニット７０９、心音マイク７１０、および脈波用トランスデューサ７１１が接続されている。
さらに、この超音波診断装置には、電源部８００が備えられている。この電源部８００は、商用電源に接続され、この超音波診断装置各部に必要な電力を供給する。
【００１０】
また、本体部１０は、ＣＰＵバス９０１を有しており、このＣＰＵバス９０１は、制御部１００を構成するＣＰＵ部１０１、メモリ部１０２、およびビームスキャン制御部１０３と、信号処理部２００を構成するコントロールインターフェイス部２０４と、ディジタルスキャンコンバータ部３００を構成する白黒用スキャンコンバータ３０１、カラー用スキャンコンバータ３０２、およびスクロール用スキャンコンバータ３０３と、ドプラ処理部４００を構成するパルス／連続波ドプラ解析部４０１およびカラードプラ解析部４０２と、さらに画像表示部５００とを接続している。また、この本体部１０は、エコーバス９０２を有しており、このエコーバス９０２は、信号処理部２００を構成する演算部２０５で生成される画像データを、ディジタルスキャンコンバータ部３００に供給する。また、ドプラ処理部４００を構成するパルス／連続波ドプラ解析部４０１およびカラードプラ解析部４０２で生成されたデータも、エコーバス９０２を経由してディジタルスキャンコンバータ部３００に供給される。さらに、この本体部１０は、ビデオバス９０３を有しており、このビデオバス９０３は、ディジタルスキャンコンバータ部３００を構成する白黒用スキャンコンバータ３０１、カラー用スキャンコンバータ３０２、およびスクロール用スキャンコンバータ３０３のいずれかで生成された画像データを表示制御部５００に伝達する。
操作パネル７０１は、多数のキーを備えたキーボード等からなり、この操作パネル７０１を操作するとその操作情報がＣＰＵ部１０１で検知され、その操作情報に応じた指令が、その指令に応じて、ビームスキャン制御部１０３、コントロールインターフェイス部２０４、ディジタルスキャンコンバータ部３００、ドプラ処理部４００、あるいは表示制御部５００に伝達される。
【００１１】
この図１に示す操作パネル７０１には、後述する、本実施形態の特徴部分に直接関係する操作子として、送信フォーカス変更ボタン７０１１が示されており、また、その操作パネル７０１に接続されたマウス７０１２が示されている。送信フォーカス変更ボタン７０１１は、観察用テレビモニタ７０７の表示画面上に焦フ分布をあらわす線画を表示してその焦点分布の変更を受け付けるモードと、その線画を消し、焦点分布を確定させるモードとを交互に切り替える操作である。また、マウス７０１２は、観察用テレビモニタ７０７の表示画面上の位置を指定するポインティングデバイスであり、ここではこのマウス７０１２は表示画面上に表示された焦点分布を変更するために用いられる。詳細は後述する。
ＥＬ表示部７０３は、ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示画面を有し、また、ＣＰＵ部１０１は、そのＥＬ表示部７０３のＥＬ表示画面に表示するＥＬ用線画を作成するＥＬ用線画作成部を兼ねており、そのＣＰＵ部１０１で生成されたＥＬ用線画がＥＬ表示部７０３のＥＬ表示画面上に表示される。そのＥＬ表示部７０３のＥＬ表示画面上にはタッチパネル７０２が備えられており、そのタッチパネル７０２に指で触れるとそのタッチパネル７０２上の指で触れた位置をあらわす位置情報がＣＰＵ部１０１に伝達される。このタッチパネル７０２およびＥＬ表示器７０３は、例えば、操作パネル７０１の操作により、この超音波診断装置に、ある１つのモードに関するパラメータを設定する旨指示すると、ＣＰＵ１０１により、その１つのモード用に設定すべき多数のパラメータ一覧がＥＬ表示部７０３に表示され、タッチパネル７０２を指で触れて所望のパラメータを設定するなど、この超音波診断装置への各種の指示を入力し易いように構成されたものである。
【００１２】
フロッピィディスク装置７０４は、図示しないフロッピィディスクが装脱自在に装填され、その装填されたフロッピィディスクをアクセスする装置であって、ＣＰＵ部１０１により、オペレータが操作パネル７０１やタッチパネル７０２の操作により行なった指示がそのフロッピィディスク装置７０４に装填されたフロッピィディスクに書き込まれ、この超音波診断装置への電源投入時、あるいは操作パネル７０１の操作により初期状態へのリセットが指示された時に、そのフロッピィディスク装置７０４に装填されたフロッピィディスクからそこに書き込まれている各種の指示情報がＣＰＵ部１０１に入力され、ＣＰＵ部１０１は、その指示情報に応じて各部を初期状態に設定する。これは、この超音波診断装置を稼働させるにあたって必要となる、操作パネル７０１やタッチパネル７０２から設定すべきパラメータ等が多数存在し、例えば電源投入のたびにそれら多数のパラメータ等を設定し直すのは極めて大変であり、このためフロッピィディスクに初期状態のパラメータ等を書き込んでおいて、電源投入時や初期状態へのリセットが指示された時には、そのフロッピィディスクに書き込まれているパラメータ等を読み込んでそれらのパラメータ等に応じて各部を設定することにより、パラメータ等の設定効率化を図るというものである。
【００１３】
制御部１００を構成するＣＰＵ部１０１は、上述のように、主としてマン・マシンインターフェイスの役割りを担っているのに対し、同じく制御部１００を構成するビームスキャン制御部１０３は、主として、この超音波診断装置による超音波の送受信のタイミング等、リアルタイム性が要求される制御を担当している。この超音波診断装置で超音波の送受信を行なう時には、信号処理部２００を構成する各部を制御するためのデータがメモリ部１０２からビームスキャン制御部１０３により読み出され、ＣＰＵバス９０１を経由して信号処理部２００のコントロールインターフェイス部２０４に伝達され、このコントロールインターフェイス部２０４は、制御ライン２０７を経由して、送受信部２０１、受信ディレイ制御部２０２、およびドプラシグナル処理部２０６を制御し、また、このコントロールインターフェイス部２０４は、制御ライン２０８を介して演算部２０５を制御し、さらに受信ディレイ制御部２０２は、コントロールインターフェイス部２０４の制御を受けて、制御ライン２０９を介してビームフォーマ部２０３を制御する。信号処理部２００の各部の制御についての詳細は後述する。
【００１４】
制御部１００を構成するメモリ部１０２は、各種のプログラムや各種の制御データの格納領域であり、必要に応じてＣＰＵ部１０１やビームスキャン制御部１０３により参照される。
送受信部２０１には、超音波探触子２１を備えた超音波プローブ２０が接続されている。この超音波プローブに備えられる超音波探触子２１には、例えばリニア走査型超音波探触子、コンベックス走査型超音波探触子、セクタ走査型超音波探触子、また特殊な超音波探触子としては、体腔内に挿入されるタイプの超音波探触子、さらには、これら各種の超音波探触子について、使用される超音波の周波数の相違による種別等、多種類の超音波探触子が存在する。超音波プローブを本体部１０に装着するにはコネクタ（図示せず）が用いられるが、本体部１０側には超音波プローブを接続するためのコネクタが取り付けられており、前述したように、多種類の超音波探触子それぞれを備えた多種類の超音波プローブのうち最大４本まで同時装着が可能である。超音波プローブを本体部１０に装着すると、どの種類の超音波探触子を備えた超音波プローブが装着されたかをあらわす情報が本体部１０で認識できるように構成されており、その情報は、制御ライン２０７、コントロールインターフェイス部２０４、およびＣＰＵバス９０１を経由してＣＰＵ部１０１に伝えられる。一方、操作パネル７０１からは、この超音波診断装置を使用するにあたり、今回、本体部１０側のコネクタに接続された超音波プローブのうちどの超音波プローブを使用するか指示が入力される。その指示は、ＣＰＵバス９０１を経由してビームスキャン制御部１０３に伝えられ、そのビームスキャン制御部１０３から、使用する超音波プローブに応じたデータが、ＣＰＵバス９０１、コントロールインターフェイス部２０４、制御ライン２０７を経由して送受信部２０１に伝達され、送受信部２０１は、上記のようにして指示された超音波プローブ２０に対し、以下に説明するように高電圧パルスを送信してその超音波プローブに備えられた超音波探触子で超音波を送信し、その超音波探触子で受信された信号をその超音波プローブから受け取る。ここでは、図４に１つだけ示す超音波プローブ２０が超音波送受信のために選択されたものとする。
【００１５】
図１に示す超音波プローブ２０はいわゆるセクタ走査型の超音波探触子を備えた超音波プローブであり、その超音波探触子２１には、配列された複数の第１の超音波トランスデューサからなる超音波トランスデューサアレイ２２１が備えられており、超音波の送受信にあたっては、生体１の体表に、超音波トランスデューサアレイ２２１が装備された側の面があてがわれる。尚、生体の体腔内に挿入される形態の超音波探触子の場合、その体腔内壁が、ここで説明している体表に相当する。
超音波探触子２１が生体１の体表にあてがわれた状態で、送受信部２０１から超音波トランスデューサアレイ２２１を構成する複数の超音波トランスデューサそれぞれに向けて超音波送信用の各高電圧パルスが印加される。複数の超音波トランスデューサそれぞれに印加される各高電圧パルスは、コントロールインターフェイス部２０４の制御により相対的な時間差が調整されており、それら相対的な時間差がどのように調整されるかに応じて、それら複数の超音波トランスデューサから、生体１の内部に延びる複数の走査線２のうちのいずれか一本の走査線に沿って進むとともに、生体内部の所定深さ位置に焦点が結ばれた超音波パルスビームが送信される。
【００１６】
この送信される超音波パルスビームの属性、すなわち、その超音波パルスビームの方向、焦点の深さ位置、中心周波数等は、ビームスキャン制御部１０３からＣＰＵバス９０１を経由してコントロールインターフェイス部２０４に伝えられた制御データにより定まる。
この超音波パルスビームは生体１の内部を進む間にその１本の走査線上の各点で反射して超音波探触子２１に戻り、その反射超音波が超音波トランスデューサアレイ２２１を構成する複数の超音波トランスデューサで受信される。この受信により得られた複数の受信信号は、送受信部２０１に入力されて送受信部２０１に備えられた複数のプリアンプ（図示せず）でそれぞれ増幅された後ビームフォーマ部２０３に入力される。このビームフォーマ部２０３には、多数の中間タップを備えたアナログ遅延線（後述する）が備えられており、受信ディレイ制御部２０２の制御により、送受信部２０１から送られてきた複数の受信信号がアナログ遅延線のどの中間タップから入力されるかが切り換えられ、これにより、それら複数の受信信号が相対的に遅延されるとともに互いに電流加算される。ここで、それら複数の受信信号に関する相対的な遅延パターンを制御することにより、生体１の内部に延びる所定の走査線に沿う方向の反射超音波が強調され、かつ生体１の内部の所定深さ位置に焦点が結ばれた、いわゆる受信超音波ビームが形成される。ここで、超音波は、生体１内部を、信号処理の速度と比べてゆっくりと進むため、本実施形態では、１本の走査線に沿う反射超音波を受信している途中で生体内のより深い位置に焦点を順次移動させる、いわゆるダイナミックフォーカスが実現されており、この場合、超音波パルスビーム１回の送信に対応する１回の受信の間であっても、その途中で時間的に順次に、受信ディレイ制御部２０２により、各超音波トランスデューサで得られた各受信信号が入力される、アナログ遅延線の各タップが切り換えられる。
【００１７】
この受信超音波ビームの属性、すなわち受信超音波ビームの方向、焦点位置等についても、ビームスキャン制御部１０３によりメモリ部１０２から読み出され、ＣＰＵバス９０１を経由してコントロールインターフェイス部２０４に伝えられ、さらに制御ライン２０７を経由して受信ディレイ制御部２０２に伝えられてきた制御データにより定められる。受信ディレイ制御部２０２はそのようにして伝えられてきた制御データに基づいて、ビームフォーマ部２０３を制御する。
尚、上記説明では、超音波トランスデューサには高電圧パルスを与え、超音波パルスビームを送信する旨説明したが、この場合、前述したように超音波は信号処理速度と比べるとゆっくりと生体内を進むため、超音波トランスデューサに高電圧パルスを印加した時点を起点とし、超音波トランスデューサで反射超音波を受信する時点までの時間により、その時点で得られた信号が生体内のどの深さ位置で反射した反射超音波に対応する信号であるかを知ることができる。すなわち、送信される超音波がパルス状のものであることにより、生体の深さ方向に分解能を持つことになる。通常は、このように、超音波トランスデューサには高電圧パルスが印加されるが、特殊な場合には、生体内の深さ方向に分解能を持たないことを許容し、超音波トランスデューサに連続的に繰り返す高電圧パルス列信号を印加して生体内に連続波としての超音波ビームを送信することもある。
【００１８】
ただし、以下においても、ドプラ処理部４００を構成するパルス／連続波ドプラ解析部４０１の説明の際に連続波に言及する場合を除き、パルス状の超音波ビームを送信するものとして説明する。
送受信部２０１およびビームフォーマ部２０３は、上記のようにして、生体１内部の複数の走査線２のそれぞれに沿って順次に超音波パルスビームの送信と受信とを繰り返し、これにより生成される、各走査線に沿う受信超音波ビームをあらわす信号が、演算部２０５に順次入力される。この演算部２０５では、入力された受信信号が対数圧縮され、検波され、さらに、操作パネル７０１を操作することにより指定された、生体１内部のどの深さ領域までの画像を表示するかという指定（つまり生体内部の浅い領域のみの画像を表示すればよいのか、あるいはどの程度深い領域までの画像を表示する必要があるかという指定）に応じたフィルタリング処理等が施され、さらにＡ／Ｄ変換によりディジタルの走査線データに変換される。
この演算部２０５で得られた走査線データは、エコーバス９０２を経由して、ディジタルスキャンコンバータ部３００を構成する白黒用スキャンコンバータ３０１に入力される。この白黒用スキャンコンバータ３０１では、表示用の各画素に対応したデータを生成するための補間演算処理が施されて表示用の画像データに変換され、その表示用の画像データがビデオバス９０３を経由して表示制御部５００に入力される。この表示制御部５００は、複数の走査線２で規定される断層面内の超音波反射強度分布によるＢモード像を観察用テレビモニタ７０７の表示画面に表示する。その際、必要に応じて、操作パネル７０１から入力された患者名や撮影年月日、撮影条件等も、そのＢモード像に重畳されて表示される。このＢモード像として、生体１内部が動いている様子をあらわす動画像を表示することもでき、あるいは、ある時点における静止画像を表示することもでき、さらには、生体信号アンプ部６００からの同期信号に基づいて、人体の心臓の動きに同期した、その心臓の動きの、ある位相における画像を表示することもできる。また表示制御部５００には、前述したように画像メモリ５００１が備えられており、生成された画像データをその画像メモリ５００１に蓄積しておき、画像取得のための操作が終了した後で、その画像メモリ５００１から画像データを読み出して、観察用テレビモニタに画像を表示することもできる。
【００１９】
生体信号アンプ部６００には、生体１の心電波形を得るためのＥＣＧ電極ユニット７０９、心音をピックアップする心音マイク７１０、人体の脈をとらえる脈波用トランスデューサ７１１が接続されており、生体信号アンプ部６００では、これらのうちのいずれか１つもしくは複数のセンサに基づいて同期信号が生成され、表示制御部５００に送られる。
また表示制御部５００には、観察用テレビモニタ７０７のほか、プリンタ７０５、ＶＴＲ（ビデオテープレコーダ）７０６が接続されており、表示制御部５００は、オペレータからの指示に応じて、観察用テレビモニタ７０７に表示された画像をプリンタ７０５ないしはＶＴＲ７０６に出力する。
再度、信号処理部２００の説明から始める。
生体内部に延びるある一本の走査線上の超音波反射情報の時間変化を知ろうとするときは、オペレータからの指示に応じて、その関心のある一本の走査線に沿って超音波が繰り返し送受信され、その１本の走査線に沿う生体の受信超音波ビームをあらわすデータがエコーバス９０２を経由してスクロール用スキャンコンバータ３０３に入力される。このスクロール用スキャンコンバータ３０３は、縦方向にその１本の走査線に沿う生体の深さ方向の超音波反射強度分布、横軸が時間軸からなり時間軸方向にスクロールする画像（Ｍモード像）をあらわす画像データが生成され、ビデオバス９０３を経由して表示制御部５００に入力され、観察用テレビモニタ７０７に、その画像データに基づく画像が表示される。
【００２０】
尚、表示制御部５００は、白黒用スキャンコンバータ３０１から送られてきたＢモード像とスクロール用スキャンコンバータ３０３から送られてきたＭモード像とを横に並べる機能や、Ｂモード像に、後述するカラーモード像を重畳する機能も有しており、観察用テレビモニタ７０７には、オペレータからの指示に応じて、複数の画像が並べて表示され、あるいは複数の画像が重畳して表示される。
もう一度、信号処理部２００の説明に戻る。
信号処理部２００を構成するドプラシグナル処理部２０６は、基本的には、生体１内部の空間的な血流分布や、ある一点、ないしある１本の走査線上の血流速度を求めるための構成要素であり、このドプラシグナル処理部２０６では、ビームフォーマ部２０３で生成された受信超音波ビームをあらわす受信信号に、いわゆる直交検波が施され、さらにＡ／Ｄ変換によりディジタルデータに変換される。ドプラシグナル処理部２０６から出力された直交検波後のデータは、ドプラ処理部４００に入力される。ドプラ処理部４００には、パルス／連続波ドプラ解析部４０１とカラードプラ解析部４０２とが備えられている。ここでは、ドプラシグナル処理部２０６から出力されたデータは、カラードプラ解析部４０２に入力されるものとする。カラードプラ解析部４０２では、各走査線それぞれに沿って例えば８回ずつ超音波送受信を行なったときのデータに基づく自己相関演算により、オペレータにより指定された、Ｂモード画像上の関心領域（ＲＯＩ）内の血流の空間的な分布をあらわすデータが求められる。ＲＯＩ内の血流分布をあらわすデータは、エコーバス９０２を経由してカラー用スキャンコンバータ３０２に入力される。このカラー用スキャンコンバータ３０２では、そのＲＯＩ内の血流分布をあらわすデータが表示に適した画像データに変換され、その画像データは、ビデオバス９０３を経由して表示制御部５００に入力される。表示制御部５００では、白黒用スキャンコンバータ３０１から送られてきたＢモード像上のＲＯＩに、例えば超音波プローブ２０に近づく方向の血流を赤、遠ざかる方向の血流を青、それらの輝度で血流速度をあらわしたカラーモード像を重畳して、観察用テレビモニタ７０７に表示する。これにより、そのＲＯＩ内の血流分布の概要を把握することができる。
【００２１】
ここで、オペレータにより、そのＲＯＩ内のある１点もしくはある１本の走査線上の血流を詳細に観察する旨の要求が入力されると、今度は送受信部２０１により、その関心のある一点を通る一本の走査線、もしくはその関心のある１本の走査線に沿う方向に多数回超音波の送受信が繰り返され、それにより得られた信号に基づいてドプラシグナル処理部２０６で生成されたデータが、ドプラ処理部４００を構成するパルス／連続波ドプラ解析部４０１に入力される。生体内のある一点の血流に関心があるときは、生体内にはパルス状の超音波ビームが送信され、ある１本の走査線上の広い範囲内で空間的に平均化された血流情報となることを許容し、より速い流速範囲の血流情報を得たいときは、生体内には連続波としての超音波ビームが送信される。
パルス／連続波ドプラ解析部４０１では、ある１点もしくはある１本の走査線について多数回超音波送受信を行なうことにより得られたデータに基づくＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）演算により、その一点の血流情報、あるいはその一本の走査線上で空間的に平均化された血流情報が得られる。このパルス／連続波ドプラ解析部４０１で得られた血流情報をあらわすデータは、エコーバス９０２を経由して、スクロール用スキャンコンバータ３０３に入力され、スクロール用スキャンコンバータ３０３では、縦軸が血流速度、横軸が時間軸からなり時間軸方向にスクロールする画像をあらわす画像データが生成される。この画像データは、ビデオバス９０３を経由して表示制御部５００に入力され、観察用テレビモニタ７０７上に、例えば白黒用スキャンコンバータ３０１から送られてきたＢモード像と並べられて表示される。
【００２２】
図２は、複数の超音波トランスデューサに印加される高電圧パルスの遅延パターンを示した概念図である。
配列された複数の超音波トランスデューサ２２のうち、配列の両端（Ａ），（Ｂ）に位置する超音波トランスデューサに高電圧パルスＰv を印加するとともに、配列の中央（Ｏ）寄りに位置する超音波トランスデューサに、時間的に遅れた高電圧パルスＰv を印加する。このように、遅延パターンを持った高電圧パルスを複数の超音波トランスデューサ２２に印加することにより、生体内の所定の方向に延び、かつある深さ位置に焦点が形成された送信超音波パルスビームが形成される。
【００２３】
図３は、ビームフォーマ部における、受信超音波ビームの形成の仕方を示す原理説明図である。
ここでは、説明の簡単のため、複数のタップを備えた遅延線１００１ａ，…，１００１ｍ，…，１００１ｎと、制御信号に応じて受信信号の遅延線への入力ルートを切り換える選択スイッチ１００２ａ，…，１００２ｍ，…，１００２ｎとのペアが各超音波トランスデューサ２２ａに対応して備えられているものとする。各選択スイッチ１００２ａ，…，１００２ｍ，…，１００２ｎそれぞれには対応する超音波トランスデューサで得られた各１つの受信信号が入力され、各選択スイッチ１００２ａ，…，１００２ｍ，…，１００２ｎでは、その入力された受信信号が、遅延線の複数のタップのうちの、制御信号に応じたタップから遅延線に入力される。各遅延線は２００１ａ，…，２００１ｍ，…，２００１ｎは受信信号が入力されたタップに応じた遅延時間だけその入力された受信信号を遅延して加算器１００３に入力する。加算器１００３は、その加算器１００３に同時に入力された受信信号どうしを加算して、受信超音波ビームをあらわす受信信号を出力する。
なお、この図３では、解りやすさのため、受信信号の数と同数の、遅延線１００１ａ，…，１００１ｍ，…，１００１ｎと選択スイッチ１００２ａ，…，１００２ｍ，…，１００２ｎとのペアを備えるとともに、各遅延線１００１ａ，…，１００１ｍ，…，１００１ｎから出力された受信信号を互いに加算する加算器１０３を備えた構成について説明したが、実際には、多数のタップを備えた一本の遅延線に、複数の超音波トランスデューサで得られた複数の受信信号が、入力されるタップがそれぞれ制御されながら入力され、それら複数の受信信号がそれぞれ入力された各タップに応じた時間だけ遅延されると共にその遅延線内で互いに電流的に加算され、その一本の遅延線から、制御された遅延パターンに従って遅延を受けかつ互いに加算された受信信号が、直接に出力される。
【００２４】
図４は、遅延パターンと、走査線の方向と、焦点位置との関係を示した説明図である。
Ａ−Ｂ間に複数の超音波トランスデューサが配列されているものとし、Ａ−Ｂ間の中点をＯとする。このとき、各超音波トランスデューサに印加される高電圧パルスに、図４（Ａ）に示すようにＢ側に位置する超音波トランスデューサに対し長めの遅延時間を与えて各超音波トランスデューサに印加すると、中点ＯからＢ側に傾いた方向に延びる走査線に沿う送信超音波ビームが形成され、図４（Ｂ）に示すように、左右対称の遅延パターンを与えると中点Ｏから超音波トランスデューサの配列方向に対し垂直に延びる走査線に沿う送信超音波ビームが形成され、図４（Ｃ）に示すように、Ａ側に位置する超音波トランスデューサに対し長めの遅延時間を与えた高電圧パルスを印加すると、Ａ側に傾いた送信超音波ビームが得られる。また、同一の走査線に沿う送信超音波ビームであっても、高電圧パルスの遅延パターンに応じて焦点位置を定めることができる。具体的には、図４（Ａ）〜（Ｃ）に破線で示すように焦点を中心としてＡ−Ｂ間を結ぶ線分に接する円弧を描いて考える。各超音波トランスデューサから送信された超音波パルスがその円弧上に同時に到達すると、それらの超音波パルスは焦点に集まるように進む。したがって、例えば図４（Ｂ）のように焦点を形成する場合は、Ａ点およびＢ点に位置する超音波トランスデューサに同時に高電圧パルスが印加され、その高電圧パルスの印加によってＡ点およびＢ点に位置する超音波トランスデューサから発せられた超音波パルスがその円弧上に達したタイミングで、Ｏ点に位置する超音波トランスデューサに高電圧パルスが印加され、そのＯ点に位置する超音波トランスデューサから超音波パルスが送信される。こうすることにより、図４（Ｂ）に示す走査線に沿うとともに図４（Ｂ）に示す焦点位置で最も細いビーム径を有する送信超音波パルスビームが形成される。
【００２５】
ここで、Ａ−Ｂ間に配列された、超音波送信に用いられている複数の超音波トランスデューサは、例えば超音波探触子２１（図１参照）に装備された超音波トランスデューサアレイ２２１を構成する複数の超音波トランスデューサの一部であって、送信超音波パルスビームの形成に用いる複数の超音波トランスデューサからなる送信開口を、配列された超音波トランスデューサの配列方向に移動することにより、走査線を、その配列方向に平行移動させることができる。
このようにして、超音波探触子２１に配列された超音波トランスデューサアレイ２２１上の任意の点を始点として生体内の任意の方向に延びる走査線に沿うとともに、その走査線上の任意の点に焦点を持つ送信超音波ビームを得ることができる。
受信超音波ビームの形成についても上記の送信超音波ビームの場合と同様である。
すなわち、生体内で反射し各超音波トランスデューサに戻ってきた超音波を各超音波トランスデューサで受信することにより得られた各受信信号を、図４（Ａ）に示すように、Ｂ側の超音波トランスデューサで得られた受信信号に対し長めの遅延時間を与えた上で互いに加算すると、中点Ｏを始点としＢ側に傾いた走査線に沿う受信超音波ビームが形成され、図４（Ｂ）に示すように左右対称の遅延時間を与えた上で互いに加算すると、中点Ｏを始点として超音波トランスデューサの配列方向に対し垂直に延びる走査線に沿う受信超音波ビームが形成され、図４（Ｃ）に示すようにＡ側の超音波トランスデューサで得られた受信信号に対し長めの遅延時間を与えた上で互いに加算すると、点Ｏを始点としＡ側に傾いた走査線に沿う受信超音波ビームが得られる。また、同一の走査線に沿う受信超音波ビームであっても、遅延パターンに応じて焦点位置を定めることができる。具体的には、焦点で反射してそれぞれ各点Ａ，Ｏ，Ｂに向かう超音波は、焦点と各点Ａ，Ｏ，Ｂとを結ぶ各線分と、円弧との交点に同時に到達することになり、焦点で反射した超音波を各超音波トランスデューサで受信する時刻に差異が生じることになる。そこで焦点で反射した超音波が先に到達した超音波トランスデューサで得られた受信信号を、反射超音波が後から到達する超音波トランスデューサにその反射超音波が到達する迄の間遅延させた上で互いに加算すると、焦点を通る走査線に沿う方向に延び、かつその焦点で最も細く絞られた受信超音波ビームが形成されることになる。
【００２６】
ここで、送信の場合と同様、Ａ−Ｂ間に配列された、反射超音波の受信に用いられている複数の超音波トランスデューサは、例えば超音波探触子２１（図１参照）に装備された超音波トランスデューサアレイ２２１を構成する複数の超音波トランスデューサの一部であって、反射超音波の受信に用いる複数の超音波トランスデューサからなる受信開口を、配列された超音波トランスデューサの配列方向に移動することにより、走査線を、その配列方向に平行移動させることができる。
このようにして、送信および受信の双方について、超音波探触子２１に装備された超音波トランスデューサアレイ２２１上の任意の点を始点として生体内の任意の方向に延びる走査線に沿うとともにその走査線上の任意の点に焦点を持つ超音波ビームを得ることができる。
尚、ここでは、図示および説明の繁雑さを避けるため、受信側についても焦点が１つであるかのような説明を行なったが、受信側については、その走査線に沿ったより深い反射点で反射した超音波が受信されるタイミングでその走査線上のより深い位置に焦点が順次に変更されるように遅延パターンが順次に変更され、これによりダイナミックフォーカスが実現され、受信超音波ビームに関しては、その走査線のどの点でもある程度の細いビーム径が得られる。
【００２７】
図５は、図１に示す観察用テレビモニタ７０７の表示画面７０７１上に表示された画像の一例を示す図である。
ここには、超音波探触子（図示せず）上の一点から放射状に延びる複数の走査線それぞれに沿って超音波送受信を行なうセクタ走査により得られた扇形の断層像３０が表示されており、その断層像３０に重畳して、焦点分布を示す弧状のパターン３１と、中央の走査線上の焦点位置を示すマーカ３２および両端の走査線上の各焦点位置を示すマーカ３３，３４と、マウス７０１２（図１参照）のカーソル３５が示されている。ここでは、それらのパターン３１、マーカ３２，３３，３４、およびカーソル３５を総称して「線画」と称する。
表示画面７０７１上に線画は表示されておらず、断層像３０が表示されている状態において、図１に示す操作パネル７０１上の送信フォーカス変更ボタン７０１１を押すと、図６に示すような線画が表示される。その状態でマウス７０１２を操作してマウスカーソル３５を中央のマーカ３２に合わせて、いわゆるドラッグアンドドロップ操作により、そのマウスカーソル３５を図示のマウスカーソル３５ａの位置に移動させる。すると、その操作に応じて円弧状のパターン３１が移動しながら一点鎖線で示す円弧状のパターン３１ａに変化し、マーカ３２，３３，３４それぞれがマーカ３２ａ，３３ａ，３４ａの位置に移動する。このように、中央のマーカ３２は、焦点分布の全体的な深さ位置を決めるためのマーカである。また、円弧状のパターン３１が表示されており、その円弧状のパターン３１上にマーカ３２，３３，３４が表示されている状態において、マウス操作により、両端のマーカ３３，３４のうちの何れか一方（ここではマーカ３３）にカーソル３５を合わせ、ドラッグアンドドロップ操作よりそのマウスカーソル３５を図示のマウスカーソル３５ｂの位置に移動させる。すると、今度は中央のマーカ３２の位置は固定されたまま、両端のマーカ３３，３４が図示のマーカ３３ｂ，３４ｂの位置に移動し、円弧状のパターン３１が、移動後のマーカ３２，３３ｂ，３４ｂをなめらかに結ぶ弧状のパターン（ここでは楕円の一部からなる弧状のパターン）３１ｂに変化する。
【００２８】
この超音波診断装置の内部では、後述するように、その変化した後のパターンに対応した焦点分布が設定される。
図５に示す移動後のパターン３１ｂはまだ曲線であるが、本実施形態では円弧状のパターンから、マーカ３２，３３，３４が一直線状に並ぶ直線パターンまで焦点の変更が可能である。
図１に示す操作パネル７０１上の送信フォーカス変更ボタン７０１１を再度押すと、断層像３０に重畳されて表示されている線画は表示画面７０７１上から消去され、その消去の時点の弧状パターンにより対応した焦点分布が確定する。
尚、この図５には、両端にマーカ３３，３４が表示されているが、マウス操作により一方のマーカを移動させると他方のマーカも同時に移動し、したがって一方の端にのみマーカを表示してもよい。
【００２９】
図６は、図５を参照して説明した操作を実現するための、図１に示す表示制御部５００の内部構成図である。
ここには、表示画面上に、断層像とともに線画を表示する構成が示されている。
ディジタルスキャンコンバータ部３００（図１参照）から送られてきた画像データは、画像メモリ５００１に一旦格納された後読み出されて画像合成部５００３に入力される。また、線画描画部５００２では、図１に示すＣＰＵ部１０１からＣＰＵバス９０１を経由して送られてくる線画描画用データに基づいて、図６に示す弧状のパターン３１やマーカ３２，３３，３４、およびカーソル３５からなる線画が描画され、画像合成部５００３に送られる。画像合成部５００３では、画像メモリ５００１からの画像データと線画描画部５００２からの線画が１つの画像に合成され、観察用テレビモニタ７０７にはその合成された画像が表示される。
ＣＰＵ部１０１は、操作パネル７０１上の送信フォーカス変更ボタン７０１１の操作を受けて、線画描画部５００２に図６に示すような線画を描画させ、マウス７０１２の操作を受けて、線画描画部５００２にその線画を変更させるとともにその変更後の線画に対応した焦点分布に変更し、送信フォーカスボタン７０１１の再度の操作により、操作描画部５００２に図６に示す線画の描画を停止させるとともに、その再度の操作の時点の焦点分布をメモリ部１０２（図１参照）に記憶させる。
【００３０】
図７は、図１に示す送受信部２０１の内部構成図である。
図１５に示す送信部２０における送信信号生成部２０１１は、制御ライン２０７を経由して入力される制御信号に応じて図１に示す超音波トランスデューサ２１１を構成する複数の超音波トランスデューサを駆動し、所望の走査線方向に送信される超音波ビームであって、かつ、その走査線上の所定位置に焦点をもった超音波ビームを生成するための、相互の位相が制御された信号Ｐv （図２参照）を生成する。これらの信号は、超音波トランスデューサ駆動部２０１２により高電圧パルスに変換され、超音波探触子に伝送される。一方、超音波探触子で得られた受信信号は、プリアンプ２０１４を経由してビームフォーマ部２０３に伝達される。尚、ここでは、図示の繁雑さを避けるためプリアンプ等は信号１つ分のみ示されているが、実際には、同時に駆動され、あるいは同時に超音波を受信する超音波トランスデューサの数と同じ数だけ備えられている。
【００３１】
ここで、ＣＰＵ部１０１は、図５を参照して説明したようにして、マウス操作により焦点分布変更の操作がなされると、その焦点分布を実現するための各走査線ごとの送信フォーカス位置を計算し、その計算により求めた各走査線ごとの送信フォーカス位置をビームスキャン制御部１０３に通知する。一方、メモリ部１０２には典型的な複数種類の焦点分布を実現するための制御データが格納されており、ビームスキャン制御部１０３は、それらの典型的な焦点分布を実現するための制御データのうち、ＣＰＵ部１０１から送られてきた各走査線ごとの送信フォーカス位置により定まる焦点分布に最も近い焦点分布を実現するための制御データをメモリ部１０２から読み出すとともに、ＣＰＵ部１０１から送られてきた各走査線ごとの送信フォーカス位置情報に基づいて、そのメモリ部１０２から読み出した制御データを補正することにより、所望の焦点分布を実現する制御データを生成する。このビームスキャン制御部１０３で生成された制御データは、図１に示すＣＰＵバス１０９を経由して信号処理部２００のコントロールインターフェイス部２０４に伝えられ、コントロールインターフェイス部２０４は、この送られてきた制御データに基づいて、制御ライン２０７を経由して、送受信部２０１の、図７に示す送信信号生成部２０１１に制御する。送信信号生成部２０１１は、コントロールインターフェイス部２０４の制御を受けて、所定の走査線に沿って進むとともに、その走査線上の、制御された位置に焦点をもつ送信超音波ビームを生成するための信号を生成する。
このようにして、表示画面７０７１上での焦点分布変更のためのマウス操作と、断層像３０を生成するための送信超音波ビームの焦点位置の制御との連係動作が行なわれる。
【００３２】
図８は、ＣＰＵ部で実行される送信フォーカス変更ルーチンのフローチャートである。このルーチンは、観察用テレビモニタ７０７の表示画面上に断層像３０（図５参照）が表示され、焦点分布等をあらわす線画が未だ表示されていない状態において、操作パネル７０１上の送信フォーカス変更ボタン７０１１が押されたことを受けて起動される。
このルーチンが起動されると、先ずステップａにおいて、図５に示すように、表示画面７０７１上に、断層像３０に重畳して、現在設定されている焦点分布をあらわす弧状のパターン３１、マーカ３２，３３，３４、およびマウスカーソル３５からなる線画が表示される。
次いで、ステップｂ，ステップｃでは、マウス操作により図５に示す３つのマーカ３１，３２，３３のうちのいずれかのマーカが選択されたか否かが判定され、いずれかのマーカも選択されていない場合はその状態に待機する。いずれかのマーカが選択されると、ステップｃに進み、マウス操作により移動されたマーカ位置が計算され、ステップｄに進んで、それまで表示されていた線画に代えて、その移動後のマーカを結ぶ弧状パターンを含む線画が表示される。
【００３３】
ステップｅでは、マーカの選択が解除されたか否かが判定され、解除されていないときは、ステップｃに戻り、マーカの、更なる移動に伴ってマーカ位置の計算、およびステップｄにおける線画表示が繰り返される。ステップｃに戻ったとき、マーカ位置が移動していないときは、ステップｃ，ステップｄは素通りし、ステップｅにおけるマーカ選択が解除されたか否かの判定が繰り返される。
ステップｅにおいてマーカの選択が解除された旨判定されると、ステップｆに進んで、マーカの移動により変更された焦点パターンを実現するための、各走査線ごとの送信フォーカス位置が計算され、ステップｇにおいてビームスキャン制御部１０３へ通知される。すると、前述のとおり、このビームスキャン制御部１０３では、その変更後の焦点分布を実現するための制御データが生成されて、その制御データがコントロールインターフェイス部２０４（図１参照）に送られ、そのコントロールインターフェイス部２０４の制御を受けて送信信号生成部２０１１（図７参照）により、その変更後の焦点分布を実現するための、位相パターンを持った信号が生成される。
【００３４】
図８に示すルーチンのステップｈでは、送信フォーカス変更モードが解除されたか否かが判定される。この送信フォーカス変更モードの解除は、図１に示す操作パネル７０１上の送信フォーカス変更ボタン７０１１を再度押すことにより行なわれる。
ステップｈで送信フォーカス変更モードが未だ解除されていないときは、ステップｉにおいてマーカが再度選択されたか否か判定され、ステップｈとステップｉが交互に繰り返され、ステップｉにおいてマーカが再度選択された旨判定されると、ステップｃに戻り、マーカの移動に伴ってマーカ位置が計算され、ステップｄにおいて線画に反映される。
一方ステップｈにおいて、送信フォーカス変更モードが解除された旨判定されると、ステップｊに進み、最終変更後の焦点分布がメモリ部１０２に格納されてこのルーチンを終了する。
このルーチン終了後は、送信信号生成部２０１１（図７参照）では送信フォーカス変更モードが解除された時点における焦点分布を実現する信号の生成が繰り返される。
図８に示すルーチンが再度起動されると、ステップａにおいて、メモリ部１０２に格納されている焦点分布が読み出され、その焦点分布をあらわす線画が初期状態として描画される。
【００３５】
図９は、コンベックス走査における断層像および焦点分布変更用の線画を示す図である。
コンベックス走査は、円弧状に配列された複数の超音波トランスデューサが装備された超音波探触子を用いて行なわれる走査モードであり、このコンベックス走査では、複数の走査線が放射状に延びるとともに、各走査線の超音波探触子上の始点が順次移動するように超音波の送受信が得られる。
このコンベックス走査による断層像の場合、扇の要の部分が欠けているものの焦点分布の設定、変更に関しては前述したセクタ走査の場合と同様である。
このように、上記実施形態では、セクタ走査やコンベックス走査において焦点分布を変更できるようにしたため、断層像の中央部のみでなく左右の端部においても所望の深さ位置に関し良好な画像を得ることができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば断層像の中央部のみでなく端部においても良好な、診察に一層適した画像が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の超音波診断装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】複数の超音波トランスデューサに印加される高電圧パルスの遅延パターンを示した概念図である。
【図３】ビームフォーマ部における、受信超音波ビームの形成の仕方を示す原理説明図である。
【図４】遅延パターンと、走査線の方向と、焦点位置との関係を示した説明図である。
【図５】図１に示す観察用テレビモニタの表示画面上に表示された画像の一例を示す図である。
【図６】表示制御部の内部構成図である。
【図７】送受信部の内部構成図である。
【図８】ＣＰＵ部で実行される送信フォーカス変更ルーチンのフローチャートである。
【図９】コンベックス走査における断層像および焦点分布変更用の線画を示す図である。
【図１０】表示画面上に表示された断層像の模式図である。
【符号の説明】
１    生体
２    走査線
１０    本体部
２０    超音波プローブ
２１    超音波探触子
３０    断層像
３１，３１ａ，３１ｂ    弧状のパターン
３２，３２ａ    マーカ
３３，３３ａ，３３ｂ    マーカ
３４，３４ａ，３４ｂ    マーカ
３５，３５ａ，３５ｂ    マウスカーソル
１００    制御部
１０１    ＣＰＵ部
１０２    メモリ部
１０３    ビームスキャン制御部
２００    信号処理部
２０１    送受信部
２０２    受信ディレイ制御部
２０３    ビームフォーマ部
２０４    コントロールインターフェイス部
２０５    演算部
２０７    制御ライン
２２１    超音波トランスデューサアレイ
３００    ディジタルスキャンコンバータ部
３０１    白黒用スキャンコンバータ
４００    ドプラ処理部
５００    表示制御部
７０１    操作パネル
７０７    観察用テレビモニタ
５００１    画像メモリ
５００２    線画描画部
７０１１    送信フォーカス変更ボタン
７０１２    マウス
７０７１    表示画面
【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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