(57)【要約】  超音波診断装置（１）は、振動子アレイ（２）と、振動子アレイ（２）から互いに位相を反転させた超音波パルス（ＦＰ）と超音波パルス（ＳＰ）を同一の走査線上に複数回送信させる送信部（３）と、振動子アレイ（２）の出力信号から受信信号を取得する受信部（４）と、受信信号を直交検波してＩＱ信号列を取得する直交検波部（５）と、ＩＱ信号列に基づいて被検体内の組織の速度を検出する組織速度検出部（６）と、ＩＱ信号列の位相を補正する位相補正部（７）と、補正されたＩＱ信号列を用いて、超音波パルス（ＦＰ）に対応するＩＱ信号と超音波パルス（ＳＰ）に対応するＩＱ信号を加算して加算信号を取得するパルスインバージョン加算部（８）と、加算信号から超音波画像を生成する画像生成部（１０）とを備える。
2019181597.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動子アレイと、  前記振動子アレイから被検体内に互いに位相を反転させた第１の超音波パルスと第２の超音波パルスの組を同一の走査線上に少なくとも２回以上のＮ回送信させる送信部と、  前記被検体内において発生した超音波エコーを受けた前記振動子アレイから出力される信号により受信信号を取得する受信部と、  前記受信部により取得された前記受信信号に対して定められた帯域で直交検波を行うことにより前記第１の超音波パルスに対応するＩＱ信号列と前記第２の超音波パルスに対応するＩＱ信号列を取得する直交検波部と、  前記直交検波部により取得された前記ＩＱ信号列に基づいて前記被検体内の組織の速度を検出する組織速度検出部と、  前記組織速度検出部により検出された前記組織の速度に基づいて、前記組織の速度による影響が相殺されるように前記被検体内の各反射位置から得られた前記ＩＱ信号列の位相を補正する位相補正部と、  前記位相補正部により位相が補正された前記ＩＱ信号列を用いて、時系列に隣り合う前記第１の超音波パルスに対応するＩＱ信号と前記第２の超音波パルスに対応するＩＱ信号を加算することにより基本波成分が除去された加算信号を取得するパルスインバージョン加算部と、  前記パルスインバージョン加算部により取得された前記加算信号に基づいて超音波画像を生成する画像生成部と  を備えた超音波診断装置。
【請求項２】
前記組織速度検出部は、前記直交検波部により取得された前記ＩＱ信号列のうち、正の位相を有するＩＱ信号列から自己相関により算出された各反射位置における速度ベクトルと、負の位相を有するＩＱ信号列から自己相関により算出された各反射位置における速度ベクトルを用いて前記被検体内の組織の速度を検出する請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記組織速度検出部は、時系列に隣り合う前記第１の超音波パルスに対応するＩＱ信号と前記第２の超音波パルスに対応するＩＱ信号の減算を行うことにより得られるＩＱ信号列から自己相関により算出された各反射位置における速度ベクトルを用いて前記被検体内の組織の速度を検出する請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記パルスインバージョン加算部は、それぞれの前記第１の超音波パルスに対応するＩＱ信号と、時系列において前記第１の超音波パルスに対応するＩＱ信号の直後の前記第２の超音波パルスに対応するＩＱ信号との加算、および、それぞれの前記第２の超音波パルスに対応するＩＱ信号と、時系列において前記第２の超音波パルスに対応するＩＱ信号の直後の前記第１の超音波パルスに対応するＩＱ信号との加算の双方を行うことにより、前記加算信号を取得する請求項１〜３のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記パルスインバージョン加算部は、それぞれの前記第１の超音波パルスに対応するＩＱ信号と、時系列において前記第１の超音波パルスに対応するＩＱ信号の直後の前記第２の超音波パルスに対応するＩＱ信号との加算、および、それぞれの前記第２の超音波パルスに対応するＩＱ信号と、時系列において前記第２の超音波パルスに対応するＩＱ信号の直後の前記第１の超音波パルスに対応するＩＱ信号との加算のいずれか一方のみにより、前記加算信号を取得する請求項１〜３のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記パルスインバージョン加算部により取得された前記加算信号から前記被検体内の組織に起因する信号を除去するための組織信号フィルタ部をさらに備える請求項１〜５のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記パルスインバージョン加算部により取得された前記加算信号から非線形信号のパワーおよび速度の少なくとも一方を算出する非線形信号情報算出部をさらに備える請求項１〜６のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記画像生成部は、前記非線形信号情報算出部により算出された前記非線形信号のパワーおよび速度の少なくとも一方に基づいて前記超音波画像を生成する請求項７に記載の超音波診断装置。
【請求項９】
前記送信部は、それぞれの前記走査線上に前記第１の超音波パルスと前記第２の超音波パルスの組をＮ回送信した後に、次の前記走査線上に前記第１の超音波パルスと前記第２の超音波パルスの組をＮ回送信する請求項１〜８のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項１０】
前記送信部は、定められた数の前記走査線上に前記第１の超音波パルスを順次１回ずつ送信させた後に前記定められた数の走査線上に前記第２の超音波パルスを順次１回ずつ送信させることをＮ回繰り返すことにより、前記定められた数の走査線上に前記第１の超音波パルスと前記第２の超音波パルスの組をＮ回送信する請求項１〜８のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項１１】
前記送信部は、定められた数の前記走査線上に前記第１の超音波パルスと前記第２の超音波パルスの組を順次１回ずつ送信させることをＮ回繰り返すことにより、前記定められた数の走査線上に前記第１の超音波パルスと前記第２の超音波パルスの組をＮ回送信する請求項１〜８のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項１２】
前記超音波画像を表示する表示部をさらに備える請求項１〜１１のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項１３】
振動子アレイから被検体内に互いに位相を反転させた第１の超音波パルスと第２の超音波パルスの組を同一の走査線上に少なくとも２回以上のＮ回送信させ、  前記被検体内において発生した超音波エコーを受けた前記振動子アレイから出力される信号により受信信号を取得し、  取得された前記受信信号に対して定められた帯域で直交検波を行うことにより前記第１の超音波パルスに対応するＩＱ信号列と前記第２の超音波パルスに対応するＩＱ信号列を取得し、  取得された前記ＩＱ信号列に基づいて前記被検体内の組織の速度を検出し、  検出された前記組織の速度に基づいて、前記組織の速度による影響が相殺されるように前記被検体内の各反射位置から得られた前記ＩＱ信号列の位相を補正し、  位相が補正された前記ＩＱ信号列を用いて、時系列に隣り合う前記第１の超音波パルスに対応するＩＱ信号と前記第２の超音波パルスに対応するＩＱ信号を加算することにより基本波成分が除去された加算信号を取得し、  取得された前記加算信号に基づいて超音波画像を生成する  超音波診断装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法に係り、特に、ハーモニックイメージング法により超音波画像の生成を行う超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  医用超音波診断装置において、被検体に造影剤を導入して診断を行なう場合等には、特許文献１および２に開示されるように、造影剤の非線形性を利用し、振動子アレイにより受信した超音波エコーから非線形成分を抽出して画像化を行う、いわゆるハーモニックイメージング法が知られている。ハーモニックイメージング法を用いることにより、被検体の組織と造影剤のコントラストの高い画像を生成することができる。【０００３】  ハーモニックイメージング法において、超音波エコーから非線形成分を抽出する方法として、例えば、同一の走査線上に、互いに位相を反転させた第１の超音波パルスと第２の超音波パルスを順次送信し、第１の超音波パルスによる受信信号と第２の超音波パルスによる受信信号を加算するパルスインバージョン法がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３０１０６８号公報
【特許文献２】特開２００３−２３０２５５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  このパルスインバージョン法により、超音波エコーから基本波成分を除去して非線形成分を抽出することができる。  しかしながら、拍動および呼吸等に起因して動きを有する被検体の組織に対して画像化を行う場合には、超音波エコーの基本波成分も組織の動きの影響を受けるため、パルスインバージョン法により、互いに位相を反転させた第１の超音波パルスと第２の超音波パルスによる受信信号を加算するだけでは、超音波エコーから基本波成分を十分に除去することができず、画像上にいわゆるモーションアーチファクトが発生するという問題がある。【０００６】  本発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたものであり、モーションアーチファクトの発生を低減することができる超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  上記目的を達成するために、本発明の超音波診断装置は、振動子アレイと、振動子アレイから被検体内に互いに位相を反転させた第１の超音波パルスと第２の超音波パルスの組を同一の走査線上に少なくとも２回以上のＮ回送信させる送信部と、被検体内において発生した超音波エコーを受けた振動子アレイから出力される信号により受信信号を取得する受信部と、受信部により取得された受信信号に対して定められた帯域で直交検波を行うことにより第１の超音波パルスに対応するＩＱ信号列と第２の超音波パルスに対応するＩＱ信号列を取得する直交検波部と、直交検波部により取得されたＩＱ信号列に基づいて被検体内の組織の速度を検出する組織速度検出部と、組織速度検出部により検出された組織の速度に基づいて、組織の速度による影響が相殺されるように被検体内の各反射位置から得られたＩＱ信号列の位相を補正する位相補正部と、位相補正部により位相が補正されたＩＱ信号列を用いて、時系列に隣り合う第１の超音波パルスに対応するＩＱ信号と第２の超音波パルスに対応するＩＱ信号を加算することにより基本波成分が除去された加算信号を取得するパルスインバージョン加算部と、パルスインバージョン加算部により取得された加算信号に基づいて超音波画像を生成する画像生成部とを備えたことを特徴とする。【０００８】  組織速度検出部は、直交検波部により取得されたＩＱ信号列のうち、正の位相を有するＩＱ信号列から自己相関により算出された各反射位置における速度ベクトルと、負の位相を有するＩＱ信号列から自己相関により算出された各反射位置における速度ベクトルを用いて被検体内の組織の速度を検出することができる。【０００９】  もしくは、組織速度検出部は、時系列に隣り合う第１の超音波パルスに対応するＩＱ信号と第２の超音波パルスに対応するＩＱ信号の減算を行うことにより得られるＩＱ信号列から自己相関により算出された各反射位置における速度ベクトルを用いて被検体内の組織の速度を検出することもできる。【００１０】  パルスインバージョン加算部は、それぞれの第１の超音波パルスに対応するＩＱ信号と、時系列において第１の超音波パルスに対応するＩＱ信号の直後の第２の超音波パルスに対応するＩＱ信号との加算、および、それぞれの第２の超音波パルスに対応するＩＱ信号と、時系列において第２の超音波パルスに対応するＩＱ信号の直後の第１の超音波パルスに対応するＩＱ信号との加算の双方を行うことにより、加算信号を取得することができる。【００１１】  もしくは、パルスインバージョン加算部は、それぞれの第１の超音波パルスに対応するＩＱ信号と、時系列において第１の超音波パルスに対応するＩＱ信号の直後の第２の超音波パルスに対応するＩＱ信号との加算、および、それぞれの第２の超音波パルスに対応するＩＱ信号と、時系列において第２の超音波パルスに対応するＩＱ信号の直後の第１の超音波パルスに対応するＩＱ信号との加算のいずれか一方のみにより、加算信号を取得することもできる。【００１２】  また、パルスインバージョン加算部により取得された加算信号から被検体内の組織に起因する信号を除去するための組織信号フィルタ部をさらに備えることができる。  また、パルスインバ���ジョン加算部により取得された加算信号から非線形信号のパワーおよび速度の少なくとも一方を算出する非線形信号情報算出部をさらに備えることができる。  この際に、画像生成部は、非線形信号情報算出部により算出された非線形信号のパワーおよび速度の少なくとも一方に基づいて超音波画像を生成することが好ましい。【００１３】  また、送信部は、それぞれの走査線上に第１の超音波パルスと第２の超音波パルスの組をＮ回送信した後に、次の走査線上に第１の超音波パルスと第２の超音波パルスの組をＮ回送信することができる。【００１４】  もしくは、送信部は、定められた数の走査線上に第１の超音波パルスを順次１回ずつ送信させた後に定められた数の走査線上に第２の超音波パルスを順次１回ずつ送信させることをＮ回繰り返すことにより、定められた数の走査線上に第１の超音波パルスと第２の超音波パルスの組をＮ回送信することもできる。【００１５】  もしくは、送信部は、定められた数の走査線上に第１の超音波パルスと第２の超音波パルスの組を順次１回ずつ送信させることをＮ回繰り返すことにより、定められた数の走査線上に第１の超音波パルスと第２の超音波パルスの組をＮ回送信することもできる。【００１６】  また、超音波画像を表示する表示部をさらに備えることが好ましい。【００１７】  本発明の超音波診断装置の制御方法は、振動子アレイから被検体内に互いに位相を反転させた第１の超音波パルスと第２の超音波パルスの組を同一の走査線上に少なくとも２回以上のＮ回送信させ、被検体内において発生した超音波エコーを受けた振動子アレイから出力される信号により受信信号を取得し、取得された受信信号に対して定められた帯域で直交検波を行うことにより第１の超音波パルスに対応するＩＱ信号列と第２の超音波パルスに対応するＩＱ信号列を取得し、取得されたＩＱ信号列に基づいて被検体内の組織の速度を検出し、検出された組織の速度に基づいて、組織の速度による影響が相殺されるように被検体内の各反射位置から得られたＩＱ信号列の位相を補正し、位相が補正されたＩＱ信号列を用いて、時系列に隣り合う第１の超音波パルスに対応するＩＱ信号と第２の超音波パルスに対応するＩＱ信号を加算することにより基本波成分が除去された加算信号を取得し、取得された加算信号に基づいて超音波画像を生成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】  本発明によれば、直交検波部により取得されたＩＱ信号列に基づいて被検体内の組織の速度を検出する組織速度検出部と、組織速度検出部により検出された組織の速度に基づいて、組織の速度による影響が相殺されるように被検体内の各反射位置から得られたＩＱ信号列の位相を補正する位相補正部と、位相補正部により位相が補正されたＩＱ信号列を用いて、時系列に隣り合う第１の超音波パルスに対応するＩＱ信号と第２の超音波パルスに対応するＩＱ信号を加算することにより基本波成分が除去された加算信号を取得するパルスインバージョン加算部とを備えるため、モーションアーチファクトの発生を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１における受信部の内部構成を示すブロック図である。
【図３】第１の超音波パルスに対応する直交検波の帯域の例を示す図である。
【図４】第２の超音波パルスに対応する直交検波の帯域の例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る超音波診断装置の動作を表すフローチャートである。
【図６】超音波パルスの送信タイミングを模式的に示す図である。
【図７】第１の超音波パルスおよび第２の超音波パルスに対応するＩＱ信号列を模式的に示す図である。
【図８】第１の超音波パルスに対応するＩＱ信号列と第２の超音波パルスに対応するＩＱ信号列を加算して加算信号を算出する様子を模式的に示す図である。
【図９】本発明の実施の形態３に係る超音波診断装置により得られたパワーの値をグレースケールにより表した超音波画像の例を示す図である。
【図１０】従来の超音波診断装置により得られたパワーの値をグレースケールにより表した超音波画像の例を示す図である。
【図１１】ＩＱ信号の減算を行う様子を模式的に示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態３に係る超音波診断装置により得られたパワーおよび速度の表示例を模式的に示す図である。
【図１３】従来のインターリーブスキャンにおける超音波パルスの送信タイミングを模式的に示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態２における超音波パルスの送信タイミングを模式的に示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態２の変形例における超音波パルスの送信タイミングを模式的に示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態３に係る超音波診断装置の構成を示す図である。
【図１７】本発明の実施の形態３に係る超音波診断装置の動作を表すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】  以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。また、以下においては、被検体に造影剤が導入されているものとする。実施の形態１  図１に、本発明の実施の形態１に係る超音波診断装置１の構成を示す。図１に示すように、超音波診断装置１は、振動子アレイ２を備えており、振動子アレイ２に送信部３および受信部４がそれぞれ接続されている。受信部４には、直交検波部５が接続され、直交検波部５に、組織速度検出部６および位相補正部７が接続されている。また、組織速度検出部６は、位相補正部７に接続している。また、位相補正部７には、パルスインバージョン加算部８、非線形信号情報算出部９、画像生成部１０、表示制御部１１および表示部１２が順次接続されている。
【００２１】  さらに、送信部３、受信部４、直交検波部５、組織速度検出部６、位相補正部７、パルスインバージョン加算部８、非線形信号情報算出部９、画像生成部１０および表示制御部１１に、装置制御部１３が接続されており、装置制御部１３に、格納部１４および操作部１５が接続されている。装置制御部１３と格納部１４は、互いに双方向の情報の受け渡しが可能に接続されている。  また、送信部３、受信部４、直交検波部５、組織速度検出部６、位相補正部７、パルスインバージョン加算部８、非線形信号情報算出部９、画像生成部１０、表示制御部１１および装置制御部１３により、プロセッサ１６が構成されている。
【００２２】  図１に示す超音波診断装置１の振動子アレイ２は、１次元または２次元に配列された複数の振動子を有している。これらの振動子は、それぞれ送信部３から供給される駆動信号に従って超音波を送信すると共に、被検体からの超音波エコーを受信して、超音波エコーに基づく信号を出力する。各振動子は、例えば、ＰＺＴ（Lead Zirconate Titanate：チタン酸ジルコン酸鉛）に代表される圧電セラミック、ＰＶＤＦ（Poly Vinylidene Di Fluoride：ポリフッ化ビニリデン）に代表される高分子圧電素子およびＰＭＮ−ＰＴ（Lead Magnesium Niobate-Lead Titanate：マグネシウムニオブ酸鉛−チタン酸鉛固溶体）に代表される圧電単結晶等からなる圧電体の両端に電極を形成することにより構成される。
【００２３】  プロセッサ１６の送信部３は、例えば、複数のパルス発生器を含んでおり、装置制御部１３からの制御信号に応じて選択された送信遅延パターンに基づいて、振動子アレイ２の複数の振動子から送信される超音波が超音波ビームを形成するように、それぞれの駆動電圧を、遅延量を調節して複数の振動子に供給する。このように、振動子アレイ２の複数の振動子の電極にパルス状の駆動電圧が印加されると、圧電体が伸縮し、それぞれの振動子からパルス状の超音波が発生して、それらの超音波の合成波から、パルス状の超音波ビームすなわち超音波パルスが形成される。送信部３は、このようにして、互いに位相を反転させた第１の超音波パルスおよび第２の超音波パルスを振動子アレイ２から順次発生させ、振動子アレイ２を介して、第１の超音波パルスと第２の超音波パルスの組を同一の走査線に沿って被検体内に複数回送信する。
【００２４】  被検体内に送信された第１の超音波パルスおよび第２の超音波パルスは、例えば、被検体の部位等の対象において反射され、いわゆる超音波エコーとして振動子アレイ２に向かって被検体内を伝搬する。このように振動子アレイ２に向かって伝搬する超音波エコーは、振動子アレイ２を構成するそれぞれの振動子により受信される。この際に、振動子アレイ２を構成するそれぞれの振動子は、伝搬する超音波エコーを受信することにより伸縮して電気信号を発生させ、これらの電気信号を受信部４に出力する。
【００２５】  プロセッサ１６の受信部４は、装置制御部１３からの制御信号に従って、振動子アレイ２から出力される信号の処理を行う。図２に示すように、受信部４は、増幅部１７、ＡＤ（Analog Digital）変換部１８およびビームフォーマ１９が直列接続された構成を有している。
【００２６】  受信部４の増幅部１７は、振動子アレイ２を構成するそれぞれの振動子から入力された信号を増幅し、増幅した信号をＡＤ変換部１８に送信する。ＡＤ変換部１８は、増幅部１７から送信された信号をデジタルデータに変換し、これらのデータをビームフォーマ１９に送信する。ビームフォーマ１９は、装置制御部１３からの制御信号に応じて選択された受信遅延パターンに基づいて設定される音速または音速の分布に従い、ＡＤ変換部１８により変換された各データに対してそれぞれの遅延を与えて加算することにより、いわゆる受信フォーカス処理を行う。この受信フォーカス処理により、ＡＤ変換部１８により変換された各データが整相加算され且つ超音波エコーの焦点が絞り込まれた受信信号が取得される。
【００２７】  ここで、被検体内を伝搬する超音波エコーには、第１の超音波パルスおよび第２の超音波パルスを形成する基本波の帯域を有する基本波成分と、被検体の組織の動きに起因する２次高調波成分と、被検体に導入された造影剤のバブルの微小な振動に起因する非線形成分が含まれている。そのため、受信部４により取得された受信信号には、例えば図３および図４に示すように、超音波エコーの基本波成分に基づく基本波信号Ｅ１またはＥ４、２次高調波成分に基づく２次高調波信号Ｅ２および造影剤のバブルによる非線形成分に基づく非線形信号Ｅ３を含んでいる。図３に示す例では、正の位相を有する超音波パルスに基づく受信信号が示されており、基本波信号Ｅ１は、正の値を有している。一方、図４に示す例では、負の位相を有する超音波パルスに基づく受信信号が示されており、基本波信号Ｅ４は、負の値を有している。
【００２８】  プロセッサ１６の直交検波部５は、受信部４により取得された受信信号に参照周波数のキャリア信号を混合することにより、受信信号を直交検波して複素データであるＩＱ信号に変換し、第１の超音波パルスに対応するＩＱ信号列と第２の超音波パルスに対応するＩＱ信号列を取得する。この際に、直交検波部５は、被検体に導入されている造影剤の検出精度を向上させるため、図３および図４に示すように、基本波信号Ｅ１の信号強度および２次高調波信号Ｅ３の信号強度と比較して、造影剤のバブルに起因する非線形信号Ｅ３の信号強度が相対的に大きくなる周波数を含むように、直交検波の帯域を設定することが望ましい。さらに、直交検波部５は、基本波信号Ｅ１またはＥ４と、２次高調波信号Ｅ２の解析結果を用いて位相補正部７に信号の補正を行わせるため、図３および図４に示すように、非線形信号Ｅ３が最大となる周波数に加えて、基本波信号Ｅ１またはＥ４の周波数帯域の一部と、２次高調波信号Ｅ２の周波数帯域の一部を含むように、直交検波の帯域ＦＢを設定することが好ましい。
【００２９】  プロセッサ１６の組織速度検出部６は、直交検波部５により取得されたＩＱ信号列に基づいて、被検体内の組織の速度を検出する。この際に、組織速度検出部６は、ＩＱ信号列の自己相関を計算することにより被検体内の各反射位置における速度ベクトルを算出し、これらの速度ベクトルに基づいて被検体内の組織の速度を検出する。組織速度検出部６による被検体の組織の算出については、後に詳述する。
【００３０】  プロセッサ１６の位相補正部７は、組織速度検出部６により検出された組織の速度に基づいて、組織の速度による影響が相殺されるように、被検体内の各反射位置から得られたＩＱ信号列の位相を補正する。  プロセッサ１６のパルスインバージョン加算部８は、位相補正部７により位相が補正されたＩＱ信号列を用いて、第１の超音波パルスに対応するＩＱ信号と、第２の超音波パルスに対応するＩＱ信号とを加算することにより、図３および図４に示すような基本波信号Ｅ１およびＥ４が除去された加算信号を取得する。
【００３１】  プロセッサ１６の非線形信号情報算出部９は、パルスインバージョン加算部８により取得された加算信号から、被検体に導入された造影剤のバブルに起因する非線形信号Ｅ３のパワーおよび速度の少なくとも一方を非線形信号情報として算出する。  プロセッサ１６の画像生成部１０は、非線形信号情報算出部９により算出された非線形信号Ｅ３のパワーおよび速度の少なくとも一方に基づいて超音波画像を生成する。  プロセッサ１６の表示制御部１１は、装置制御部１３の制御の下、画像生成部１０により生成された超音波画像等に所定の処理を施して、表示部１２に超音波画像等を表示させる。
【００３２】  超音波診断装置１の表示部１２は、表示制御部１１の制御の下、画像等を表示するものであり、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display：液晶ディスプレイ）等のディスプレイ装置を含む。  超音波診断装置１の操作部１５は、ユーザが入力操作を行うためのものであり、キーボード、マウス、トラックボール、タッチパッドおよびタッチパネル等を備えて構成することができる。
【００３３】  格納部１４は、超音波診断装置１の動作プログラム等を格納するもので、フラッシュメモリ、ＨＤＤ（Hard Disc Drive：ハードディスクドライブ）、ＳＳＤ（Solid State Drive：ソリッドステートドライブ）、ＦＤ（Flexible Disc：フレキシブルディスク）、ＭＯディスク（Magneto-Optical disc：光磁気ディスク）、ＭＴ（Magnetic Tape：磁気テープ）、ＲＡＭ（Random Access Memory：ランダムアクセスメモリ）、ＣＤ（Compact Disc：コンパクトディスク）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc：デジタルバーサタイルディスク）、ＳＤカード（Secure Digital card：セキュアデジタルカード）、ＵＳＢメモリ（Universal Serial Bus memory：ユニバーサルシリアルバスメモリ）等の記録メディア、またはサーバ等を用いることができる。
【００３４】  なお、送信部３、受信部４、直交検波部５、組織速度検出部６、位相補正部７、パルスインバージョン加算部８、非線形信号情報算出部９、画像生成部１０、表示制御部１１および装置制御部１３を有するプロセッサ１６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）、および、ＣＰＵに各種の処理を行わせるための制御プログラムから構成されるが、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array：フィードプログラマブルゲートアレイ）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor：デジタルシグナルプロセッサ）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit：アプリケーションスペシフィックインテグレイテッドサーキット）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit：グラフィックスプロセッシングユニット）、その他のＩＣ（Integrated Circuit：集積回路）を用いて構成されてもよい。また、これらの送信部３、受信部４、直交検波部５、組織速度検出部６、位相補正部７、パルスインバージョン加算部８、非線形信号情報算出部９、画像生成部１０、表示制御部１１および装置制御部１３を部分的にあるいは全体的に１つのＣＰＵ等に統合させて構成することもできる。
【００３５】  次に、図５に示すフローチャートを用いて、実施の形態１における超音波診断装置１の動作を詳細に説明する。実施の形態１において、超音波診断装置１は、同一の走査線上に互いに位相を反転させた第１の超音波パルスと第２の超音波パルスを順次送信し、第１の超音波パルスによる受信信号と第２の超音波パルスによる受信信号を加算するパルスインバージョン法を用いて、超音波画像を生成する。
【００３６】  まず、ステップＳ１において、送信部３は、互いに位相を反転させた第１の超音波パルスと第２の超音波パルスを、振動子アレイ２を介して同一の走査線上に複数回送信する。この際に、送信部３は、第１の超音波パルスと第２の超音波パルスの組を同一の走査線上にＮ回送信した後に、次の走査線上に第１の超音波パルスと第２の超音波パルスの組をＮ回送信する。ここで、Ｎは２以上の整数である。例えば、送信部３は、図６に示すように、各走査線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５上において、第１の超音波パルスＦＰと第２の超音波パルスＳＰを、交互に４回ずつ送信している。また、図６に示す例においては、時系列に隣り合う第１の超音波パルスＦＰ同士の時間間隔ＰＲＴ１と、時系列に隣り合う第２の超音波パルスＳＰ同士の時間間隔ＰＲＴ１は、互いに同一である。
【００３７】  ステップＳ２において、受信部４は、ステップＳ１で被検体内に送信された第１の超音波パルスＦＰと第２の超音波パルスＳＰに基づいて被検体内で発生した超音波エコーを受信した振動子アレイ２から出力される信号により、受信信号を取得する。
【００３８】  続くステップＳ３において、直交検波部５は、ステップＳ２で取得された受信信号に対して定められた帯域ＦＢで直交検波を行うことにより、第１の超音波パルスＦＰに対応するＩＱ信号列と第２の超音波パルスに対応するＩＱ信号列を取得する。この際に、直交検波部５は、例えば、図３および図４に示すように、造影剤のバブルに基づく非線形信号Ｅ３が最大となる周波数と、基本波信号Ｅ１およびＥ４の周波数帯域の一部と、２次高調波信号Ｅ２の周波数帯域の一部を含む帯域ＦＢにおいて直交検波を実行する。
【００３９】  また、第１の超音波パルスＦＰに対応するＩＱ信号列と第２の超音波パルスＳＰに対応するＩＱ信号列は、互いに極性の異なる位相を有している。例えば、第１の超音波パルスＦＰが正の位相を有し、第２の超音波パルスＳＰが負の位相を有している場合に、図７に示すように、第１の超音波パルスＦＰに対応するＩＱ信号Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５を含むＩＱ信号列Ｃ１は、正の位相を有し、第２の超音波パルスＳＰに対応するＩＱ信号Ｎ０、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４、Ｎ５を含むＩＱ信号列Ｃ２は、負の位相を有する。
【００４０】  続くステップＳ４において、組織速度検出部６は、ステップＳ３で取得されたＩＱ信号列に基づいて被検体内の組織の速度を検出する。この際に、組織速度検出部６は、例えば、図７に示すように、ステップＳ３で取得されたＩＱ信号のうち、正の位相を有するＩＱ信号列Ｃ１から自己相関により算出された被検体内の各反射位置における速度ベクトルＶ１と、負の位相を有するＩＱ信号列Ｃ２から自己相関により算出された被検体内の各反射位置における速度ベクトルＶ２を算出する。
【００４１】  ここで、ＩＱ信号の自己相関とは、時系列に異なる２つのＩＱ信号のうち、時系列において後のＩＱ信号と、時系列において前のＩＱ信号の複素共役との積により計算されるものである。例えば、組織速度検出部６は、下記式（１）を用いて速度ベクトルＶ１を算出し、下記式（２）を用いて速度ベクトルＶ２を算出することができる。ここで、下記式（１）および（２）において、Ｐ＊ｋはＩＱ信号Ｐｋの複素共役、Ｎ＊ｋはＩＱ信号Ｎｋの複素共役、ｎは２以上の整数である。    Ｖ１＝［Σ（Ｐｋ＋１・Ｐ＊ｋ）］／（ｎ−１）    （ｋ＝０，１，２，・・・，ｎ−２）・・・（１）    Ｖ２＝［Σ（Ｎｋ＋１・Ｎ＊ｋ）］／（ｎ−１）    （ｋ＝０，１，２，・・・，ｎ−２）・・・（２）
【００４２】  また、組織速度検出部６は、下記式（３）に示すように、速度ベクトルＶ１およびＶ２の平均値を計算することにより、被検体内の組織の速度を表す組織速度ベクトルＶを検出することができる。    Ｖ＝（Ｖ１＋Ｖ２）／２・・・（３）
【００４３】  続くステップＳ５において、位相補正部７は、ステップＳ４で検出された被検体内の組織の速度の位相を用いて、ステップＳ３で得られたＩＱ信号列Ｃ１およびＣ２を補正するための補正位相量をそれぞれ算出し、これらの補正位相量に基づいて、ＩＱ信号列Ｃ１およびＣ２を補正する。
【００４４】  例えば、図７に示すように、ＩＱ信号列Ｃ１において時系列に互いに隣り合うＩＱ信号ＰｋとＰｋ＋１との時間間隔およびＩＱ信号列Ｃ２において時系列に互いに隣り合うＩＱ信号ＮｋとＮｋ＋１との時間間隔をＰＲＴ１、ＩＱ信号列Ｃ１およびＣ２において互いに時系列に隣り合うＩＱ信号ＰｋからＩＱ信号Ｎｋまでの時間間隔をＰＲＴＰＮ、時系列に隣り合うＩＱ信号ＮｋからＩＱ信号Ｐｋ＋１までの時間間隔をＰＲＴＮＰとする。このような場合に、位相補正部７は、下記式（４）を用いてＩＱ信号列Ｃ１に対する補正位相量ΦＮＰを算出し、下記式（５）を用いてＩＱ信号列Ｃ２に対する補正位相量ΦＰＮを算出する。ここで、下記式（４）および（５）におけるΦは、ステップＳ４で検出された被検体の組織速度ベクトルの位相である。    ΦＮＰ＝（ＰＲＴＮＰ／ＰＲＴ１）Φ・・・（４）    ΦＰＮ＝（ＰＲＴＰＮ／ＰＲＴ１）Φ・・・（５）
【００４５】  また、位相補正部７は、このようにして算出した補正位相量ΦＮＰおよびΦＰＮを用いて、ＩＱ信号列Ｃ１に含まれるＩＱ信号Ｐ０〜Ｐ５に対してｅ−ΦＮＰｉを乗じ、ＩＱ信号列Ｃ２に含まれるＩＱ信号Ｎ０〜Ｎ５に対してｅ−ΦＰＮｉを乗じることにより、ＩＱ信号列Ｃ１およびＣ２を補正することができる。ここで、ｅは自然対数の底すなわちネイピア数であり、ｉは虚数単位である。このようにＩＱ信号列Ｃ１およびＣ２を補正することにより、ＩＱ信号列Ｃ１およびＣ２における被検体内の組織の速度の影響を相殺することができる。
【００４６】  続くステップＳ６において、パルスインバージョン加算部８は、ステップＳ５で位相が補正されたＩＱ信号列Ｃ１およびＣ２を用いて、時系列に隣り合う第１の超音波パルスＦＰに対応するＩＱ信号と第２の超音波パルスＳＰに対応するＩＱ信号を加算することにより基本波信号Ｅ１およびＥ４が除去された加算信号を取得する。
【００４７】  より具体的には、パルスインバージョン加算部８は、図８に示すように、ステップＳ５で補正される前のＩＱ信号ＰｊとステップＳ５で補正されたＩＱ信号Ｎｊ・ｅ−ΦＰＮｉを加算して加算信号ａｊを算出し、ステップＳ５で補正される前のＩＱ信号ＮｍとステップＳ５で補正されたＩＱ信号Ｐｍ＋１・ｅ−ΦＮＰｉを加算して加算信号ｂｍを算出する。このようにして、パルスインバージョン加算部８は、下記式（６）に示すように加算信号ａｊを算出し、下記式（７）に示すように加算信号ｂｍを算出する。このようにして算出された加算信号ａｊおよびｂｍは、基本波信号Ｅ１およびＥ４が除去され且つ組織の速度の影響が相殺された信号である。    ａｊ＝Ｐｊ＋Ｎｊ・ｅ−ΦＰＮｉ    （ｊ＝０，１，２，・・・，ｎ−１）・・・（６）    ｂｍ＝Ｎｍ＋Ｐｍ＋１・ｅ−ΦＮＰｉ    （ｍ＝０，１，２，・・・，ｎ−２）・・・（７）
【００４８】  ステップＳ７において、非線形信号情報算出部９は、ステップＳ６で算出された加算信号ａｊおよびｂｍを用いて、被検体に導入された造影剤のバブルに基づく非線形信号Ｅ３のパワーおよび速度ベクトルの少なくとも一方を算出する。例えば、非線形信号情報算出部９は、下記式（８）を用いて非線形信号Ｅ３のパワーＰＢを算出し、下記式（９）を用いて非線形信号Ｅ３の速度ＶＢを算出することができる。    ＰＢ＝［Σ｜ａｊ｜２＋Σ｜ｂｍ｜２］／（２ｎ−１）      （ｊ＝０，１，２，・・・，ｎ−１、  ｍ＝０，１，２，・・・，ｎ−２）・・・（８）    ＶＢ＝［Σ（ａｑ＋１・ａ＊ｑ）＋Σ（ｂｒ＋１・ｂ＊ｒ）］／（２ｎ−３）      （ｑ＝０，１，２，・・・，ｎ−２、  ｒ＝０，１，２，・・・，ｎ−３）・・・（９）
【００４９】  続くステップＳ８において、画像生成部１０は、ステップＳ７で算出された非線形信号Ｅ３のパワーＰＢおよび速度ＶＢのうち少なくとも一方に基づいて超音波画像を生成し、生成した超音波画像を、表示制御部１１を介して表示部１２に表示する。例えば、画像生成部１０は、図９に示すように、ステップＳ７で算出された非線形信号Ｅ３のパワーＰＢをグレースケールにより表した超音波画像Ｕ１を、表示部１２に表示することができる。このようにして、本発明の実施の形態１に係る超音波診断装置１の動作が終了する。
【００５０】  ここで、従来の超音波診断装置のように、ステップＳ３において取得されたＩＱ信号列Ｃ１およびＣ２に対して位相の補正を行わずにパワーの値を算出した場合に、算出されたパワーをグレースケールにより表した超音波画像Ｕ２の例を、図１０に示す。図１０に示す超音波画像Ｕ２は、図９に示す超音波画像Ｕ１よりも組織の動きを表す信号を多く含んでいることがわかる。このように、本発明の実施の形態１では、ステップＳ５でＩＱ信号列Ｃ１およびＣ２の補正を行っているため、ＩＱ信号列Ｃ１およびＣ２において組織の速度の影響が相殺され、モーションアーチファクトの発生が低減された鮮明な超音波画像Ｕ１が得られる。
【００５１】  なお、ステップＳ４において被検体内の組織の速度を検出する際に、組織速度検出部６は、正の位相を有するＩＱ信号列Ｃ１から算出された速度ベクトルＶ１と、負の位相を有するＩＱ信号列Ｃ２から算出された速度ベクトルＶ２の平均値を計算することにより、被検体内の組織の速度を表す組織速度ベクトルＶを検出しているが、組織の速度の検出は、これに限定されない。
【００５２】  例えば、組織速度検出部６は、ステップＳ３で取得された複数のＩＱ信号のうち、互いに極性の異なる位相を有するＩＱ信号を含む一定数のＩＱ信号列の自己相関を計算することにより、被検体内の組織の速度を表す組織速度ベクトルを検出することもできる。しかしながら、組織の動きに起因する２次高調波信号Ｅ２および造影剤のバブルに起因する非線形信号Ｅ３等の高調波信号は、基本波信号Ｅ１およびＥ４とは異なり、第１の超音波パルスＦＰおよび第２の超音波パルスＳＰの位相に依らずに正の位相を有することにより、基本波信号Ｅ１を含むＩＱ信号列Ｃ１と、基本波信号Ｅ１に対して極性の異なる位相を有する基本波信号Ｅ４を含むＩＱ信号列Ｃ２とでは、高調波信号の影響が異なる。そのため、互いに同一の極性の位相を有するＩＱ信号を用いて組織速度ベクトルを算出した方が、互いに極性の異なる位相を有するＩＱ信号を用いて組織速度ベクトルを算出する場合よりも、組織速度ベクトルにおける誤差が少ない。  そのため、互いに極性の異なる位相を有するＩＱ信号に基づいて組織速度ベクトルを検出するよりも、同一の極性の位相を有するＩＱ信号列の自己相関を計算することにより組織速度ベクトルＶを検出する方が、残響ノイズ等の影響が少なく、好ましい。
【００５３】  また、例えば、組織速度検出部６は、時系列に隣り合う第１の超音波パルスＦＰに対応するＩＱ信号と第２の超音波パルスＳＰに対応するＩＱ信号の減算を行うことにより得られるＩＱ信号列から自己相関により算出された被検体の各反射位置における速度ベクトルを用いて、被検体内の組織の速度を検出することもできる。例えば、組織速度検出部６は、図１１に示すように、正の位相を有するＩＱ信号Ｐ０〜Ｐ５と負の位相を有するＩＱ信号Ｎ０〜Ｎ５とをそれぞれ減算することにより減算信号ｄ０〜ｄ５を算出し、算出された減算信号ｄ０〜ｄ５の自己相関を計算することにより、組織速度ベクトルＶ３を検出することができる。
【００５４】  このようにして算出された減算信号ｄ０〜ｄ５は、図３および図４に示すような２次高調波信号Ｅ２および非線形信号Ｅ３が除外されており、基本波信号Ｅ１およびＥ４を含んでいる。この場合にも、ステップＳ５において、組織速度ベクトルＶ３に基づき、ＩＱ信号列Ｃ１およびＣ２の補正が行われることにより、ＩＱ信号列Ｃ１およびＣ２から組織の速度の影響を除外することができる。  なお、図１１に示す例では、ＩＱ信号ＰｋとＩＱ信号Ｎｋとの減算が行われているが、ＩＱ信号ＮｋとＩＱ信号Ｐｋ＋１との減算が行われてもよい。また、ＩＱ信号列に含まれる複数のＩＱ信号とＩＱ信号列Ｃ２に含まれる複数のＩＱ信号の任意の組み合わせに基づいて、減算処理が行われてもよい。
【００５５】  また、ステップＳ５において、位相補正部７は、ステップＳ４で得られた組織速度ベクトルＶを用いてＩＱ信号列Ｃ１およびＣ２の補正を行っているが、ＩＱ信号列Ｃ１およびＣ２の補正方法は、これに限定されない。例えば、位相補正部７は、ＩＱ信号列Ｃ１およびＣ２に含まれる各ＩＱ信号の位相を算出し、ＩＱ信号列Ｃ１およびＣ２においてそれぞれ隣り合うＩＱ信号の位相の差を算出し、その差の平均値を計算することにより補正位相量を算出することができる。さらに、位相補正部７は、このようにして算出した補正位相量に基づいて、ＩＱ信号列Ｃ１およびＣ２を補正することができる。
【００５６】  また、ステップＳ６において、パルスインバージョン加算部８は、時系列に隣り合う第１の超音波パルスＦＰに対応するＩＱ信号と、第２の超音波パルスＳＰに対応するＩＱ信号を加算しているが、時系列に隣り合わない任意の組み合わせにより、第１の超音波パルスＦＰに対応するＩＱ信号と、第２の超音波パルスＳＰに対応するＩＱ信号とを加算することもできる。しかしながら、時系列に隣り合う第１の超音波パルスＦＰに対応するＩＱ信号と、第２の超音波パルスＳＰに対応するＩＱ信号とを加算する方が、被検体の組織の動きの影響が少ないため、好ましい。
【００５７】  また、ステップＳ６では、パルスインバージョン加算部８は、数式（７）を用いて加算信号ａｊを算出し、数式（８）を用いて加算信号ｂｍを算出しているが、加算信号ａｊおよび加算信号ｂｍのうち、一方のみを算出することもできる。この場合にも、加算信号ａｊまたは加算信号ｂｋを用いて、モーションアーチファクトが低減された超音波画像を得ることができる。
【００５８】  また、実施の形態１では、ステップＳ８で生成される超音波画像の例として、ステップＳ７で算出されたパワーＰＢの値をグレースケールにより表す超音波画像が示されているが、超音波画像の態様は、これに限定されない。
【００５９】  例えば、画像生成部１０は、図１２に示すように、ステップＳ７で算出された非線形信号Ｅ３の速度ＶＢの極性に応じて色Ａおよび色Ｂの一方を選択し、パワーＰＢの値を明度変化により表し、速度ＶＢの絶対値を彩度変化により表した超音波画像を生成し、生成した画像を表示部１２に表示することができる。図１２に示す例では、パワーＰＢの値が大きくなるほど明度が大きくなり、速度ＶＢが正の領域においては、速度ＶＢの絶対値が大きくなるほど色Ａの彩度が高くなり、速度ＶＢが負の領域においては、速度ＶＢの絶対値が大きくなるほど色Ｂの彩度が高くなっている。このように、パワーＰＢの値の大きさを明度で表し、速度ＶＢの絶対値の大きさを一定の色の彩度で表すことにより、ユーザは、超音波画像を確認して、被検体に導入された造影剤のバブルに基づく非線形信号Ｅ３のパワーＰＢと速度ＶＢを把握することができる。
【００６０】  また、図示しないが、超音波診断装置１にＢモード画像を生成するためのＢモード処理部を設けることにより、被検体の断層画像を表すＢモード画像上に、被検体に導入された造影剤のバブルに基づく非線形信号Ｅ３のパワーＰＢと速度ＶＢの少なくとも一方を画像化して表示部１２に重畳表示させることができる。また、被検体の断層画像を表すＢモード画像に並べて、造影剤のバブルに基づく非線形信号Ｅ３のパワーＰＢと速度ＶＢの少なくとも一方を画像化して表示部１２に表示させることもできる。
【００６１】実施の形態２  実施の形態２に係る超音波診断装置において実施されるスキャン方式を図１３に模式的に示す。このスキャン方式は、インターリーブスキャンとも呼ばれ、定められた数の走査線上に順次超音波パルスＰを送信することを繰り返すため、超音波画像を生成する周期すなわちフレームレートを保ちながら、同一の走査線上にのみ順次超音波パルスＰを送信する場合よりも同一の走査線上に送信された超音波パルス間の時間間隔を長くすることができる。
【００６２】  ここで、図１３に示す例では、３つの走査線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３上に順次超音波パルスＰを送信することが８回繰り返された後、次の３つの走査線Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６上に順次超音波パルスＰを送信することが８回繰り返されている。これにより、各走査線Ｌ１〜Ｌ６上に、８つの超音波パルスＰが送信される。また、超音波パルスＰは、振動子アレイ２から時間間隔ＰＲＴ２で送信されているが、同一の走査線上において時系列に互いに隣接する超音波パルスＰ間の時間間隔は、時間間隔ＰＲＴ２よりも大きい時間間隔ＰＲＴ３である。
【００６３】  本発明においては、このようなインターリーブスキャンを行うことにより、被検体に導入された造影剤のバブルの破壊を防ぐことができる。例えば、送信部３は、図１４に示すように、定められた数の走査線上に第１の超音波パルスＦＰを順次１回ずつ送信した後に、定められた数の走査線上に第２の超音波パルスＳＰを順次１回ずつ送信することをＮ回繰り返すことにより、定められた数の走査線上に第１の超音波パルスＦＰと第２の超音波パルスＳＰの組をＮ回送信する。
【００６４】  図１４に示す例では、送信部３は、３つの走査線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３上に第１の超音波パルスＦＰを順次１回ずつ送信した後に、走査線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３上に第２の超音波パルスＳＰを順次１回ずつ送信することを４回繰り返した後に、次の３つの走査線Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６上についても同様の方法により、第１の超音波パルスＦＰと第２の超音波パルスＳＰの送信を行っている。これにより、走査線Ｌ１〜Ｌ６上に、第１の超音波パルスＦＰと第２の超音波パルスＳＰがそれぞれ交互に４回送信される。
【００６５】  また、第１の超音波パルスＦＰおよび第２の超音波パルスＳＰは、振動子アレイ２から時間間隔ＰＲＴ４で送信されているが、同一の走査線上において時系列に互いに隣接する第１の超音波パルスＦＰ間、第２の超音波パルスＳＰ間、第１の超音波パルスＦＰと第２の超音波パルスＳＰとの間の時間間隔は、時間間隔ＰＲＴ４よりも大きい時間間隔ＰＲＴ５である。そのため、送信部３は、例えば図１４に示すようなインターリーブスキャンを行うことにより、超音波画像を生成するフレームレートを保ちながら、造影剤のバブルの破壊を防ぐことができる。
【００６６】  また、このように、送信部３がインターリーブスキャンを行う場合にも、実施の形態１において説明する態様と同様に、位相補正部７により、第１の超音波パルスＦＰに対応するＩＱ信号列と、第２の超音波パルスＳＰに対応するＩＱ信号列が補正され、補正されたＩＱ信号列を用いてパルスインバージョン加算部８により、被検体内の組織の速度の影響が相殺された加算信号が取得される。さらに、このような加算信号に基づいて、モーションアーチファクトの発生が低減された鮮明な超音波画像が得られる。
【００６７】  なお、送信部３は、例えば、図１５に示すように、定められた数の走査線上に第１の超音波パルスＦＰと第２の超音波パルスＳＰの組を順次１回ずつ送信させることをＮ回繰り返すことにより、定められた数の走査線上に第１の超音波パルスＦＰと第２の超音波パルスＳＰの組をＮ回送信するようなインターリーブスキャンを行うこともできる。
【００６８】  図１５に示す例では、送信部３は、３つの走査線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３上に第１の超音波パルスＦＰと第２の超音波パルスＳＰの組を順次１回ずつ送信することを４回繰り返した後に、次の３つの走査線Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６上に第１の超音波パルスＦＰと第２の超音波パルスＳＰの組を順次１回ずつ送信している。これにより、走査線Ｌ１〜Ｌ６上に、第１の超音波パルスＦＰと第２の超音波パルスＳＰがそれぞれ交互に４回送信される。
【００６９】  また、第１の超音波パルスＦＰおよび第２の超音波パルスＳＰは、振動子アレイ２から時間間隔ＰＲＴ６で送信されているが、同一の走査線上においては、第１の超音波パルスＦＰと第２の超音波パルスＳＰの組が時間間隔ＰＲＴ６で送信された後に、時間間隔ＰＲＴ６よりも大きい時間間隔ＰＲＴ７を隔てて、次の第１の超音波パルスＦＰと第２の超音波パルスＳＰの組が送信されている。そのため、送信部３は、例えば図１５に示すようなインターリーブスキャンを行うことにより、超音波画像を生成するフレームレートを保ちながら、造影剤のバブルの破壊を防ぐことができる。
【００７０】  ここで、第１の超音波パルスＦＰと第２の超音波パルスＳＰ間の時間間隔ＰＲＴ６は、図１４に示す第１の超音波パルスＦＰと第２の超音波パルスＳＰ間の時間間隔ＰＲＴ５よりも小さくすることができるため、時間間隔ＰＲＴ６だけ時系列に離れた第１の超音波パルスＦＰと第２の超音波パルスＳＰに対応するＩＱ信号を加算して加算信号を取得することにより、取得された加算信号における被検体内の組織の動きの影響を小さくすることができる。
【００７１】  なお、図１５に示す例では、送信部３は、定められた数の走査線上に第１の超音波パルスＦＰと第２の超音波パルスＳＰの組を順次１回ずつ送信しているが、定められた数の走査線上に任意の数の第１の超音波パルスＦＰと任意の数の第２の超音波パルスＳＰの組み合わせを、順次１回ずつ送信するように、インターリーブスキャンを行うこともできる。この場合にも、超音波画像を生成するフレームレートを保ちながら、造影剤のバブルの破壊を防ぐことができる。
【００７２】実施の形態３  実施の形態１においてパルスインバージョン加算部８により算出される加算信号には、例えば図３および図４に示すような、基本波信号Ｅ１およびＥ４の一部および被検体の組織の動きに起因する２次高調波信号Ｅ２の一部が残存していることがある。そのため、例えば、加算信号から基本波信号Ｅ１およびＥ４および２次高調波信号Ｅ２を除去するためのフィルタを用いることにより、加算信号から組織の動きの影響を除去して、モーションアーチファクトの発生をより低減した超音波画像を得ることができる。
【００７３】  図１６に、実施の形態３に係る超音波診断装置１Ａの構成を示す。実施の形態３の超音波診断装置１Ａは、図１に示す実施の形態１の超音波診断装置１におけるパルスインバージョン加算部８と非線形信号情報算出部９との間に、組織信号フィルタ部２０を設けたものであり、組織信号フィルタ部２０は、パルスインバージョン加算部８と非線形信号情報算出部９とに接続している。  また、送信部３、受信部４、直交検波部５、組織速度検出部６、位相補正部７、パルスインバージョン加算部８、非線形信号情報算出部９、画像生成部１０、表示制御部１１、装置制御部１３、組織信号フィルタ部２０により、プロセッサ１６Ａが構成されている。
【００７４】  プロセッサ１６Ａの組織信号フィルタ部２０は、パルスインバージョン加算部８により取得された加算信号から、残存した基本波信号Ｅ１およびＥ４の一部および被検体内の組織に起因する２次高調波信号Ｅ２を除去するためのフィルタである。例えば、組織信号フィルタ部２０は、２次高調波信号Ｅ２の中心周波数付近の信号を除去するように、加算信号に対してフィルタリングを行う。組織信号フィルタ部２０により行われる加算信号のフィルタリングは、直交検波部５による直交検波の方式により異なる。例えば、図３および図４に示すように、直交検波部５が、定められた帯域ＦＢにおいて直交検波を行う場合には、組織信号フィルタ部２０として、帯域ＦＢを狭める、いわゆる帯域制限フィルタが用いられる。また、例えば、直交検波部５が、定められた帯域ＦＢのＩＱ信号列に対して、帯域ＦＢの中心周波数を有する参照波を乗算することにより、帯域ＦＢにおけるＩＱ信号をゼロ周波数付近にシフトさせるような直交検波を行う場合には、組織信号フィルタ部２０として、高周波成分の信号を低減するいわゆるローパスフィルタを用いることができる。
【００７５】  次に、図１７に示すフローチャートを用いて、実施の形態３に係る超音波診断装置１Ａの動作を説明する。このフローチャートは、図５に示す実施の形態１におけるフローチャートにおいて、ステップＳ６とステップＳ７の間にステップＳ９が追加されたものである。  まず、ステップＳ１において、送信部３は、振動子アレイ２を介して被検体内に第１の超音波パルスＦＰと第２の超音波パルスＳＰを送信する。
【００７６】  次に、ステップＳ２において、ステップＳ１で被検体内に送信された第１の超音波パルスＦＰおよび第２の超音波パルスＳＰに基づく超音波エコーが振動子アレイ２により受信され、振動子アレイ２から出力された信号に基づいて、受信部４により受信信号が取得される。  ステップＳ３において、直交検波部５は、ステップＳ２で取得された受信信号に対して直交検波を行うことにより、第１の超音波パルスＦＰおよび第２の超音波パルスＳＰに対応するＩＱ信号列Ｃ１およびＣ２をそれぞれ取得する。
【００７７】  続くステップＳ４において、組織速度検出部６は、ステップＳ３で取得されたＩＱ信号列に基づいて被検体内の組織の速度を検出する。この際に、例えば、組織速度検出部６は、第１の超音波パルスＦＰに対応するＩＱ信号列Ｃ１と、第２の超音波パルスＳＰに対応するＩＱ信号列Ｃ２から、それぞれ、被検体内の組織の速度を表す速度ベクトルＶ１およびＶ２を算出し、これらの速度ベクトルの平均値を計算することにより、組織の速度を表す組織速度ベクトルＶを検出する。この際に、組織速度検出部６は、数式（１）および（２）を用いて被検体内の組織の速度を表す速度ベクトルＶ１およびＶ２を算出し、数式（３）を用いて組織の組織速度ベクトルＶを検出することができる。
【００７８】  ステップＳ５において、位相補正部７は、ステップＳ４で検出された被検体の組織速度ベクトルＶの位相を用いて、ステップＳ３で取得されたＩＱ信号列Ｃ１およびＣ２を補正するための補正位相量ΦＮＰおよびΦＰＮを算出し、算出された補正位相量ΦＮＰおよびΦＰＮを用いて、第１の超音波パルスＦＰに対応するＩＱ信号列Ｃ１と、第２の超音波パルスＳＰに対応するＩＱ信号列Ｃ２を補正する。この際に、位相補正部７は、例えば、数式（４）および（５）を用いて、補正位相量ΦＮＰおよびΦＰＮを算出し、数式（６）および（７）を用いてＩＱ信号列Ｃ１およびＣ２を補正することができる。
【００７９】  ステップＳ６において、パルスインバージョン加算部８は、ステップＳ５で補正されたＩＱ信号列を用いて、第１の超音波パルスＦＰに対応するＩＱ信号列と、第２の超音波パルスＳＰに対応するＩＱ信号列とを加算することにより、加算信号を取得する。この加算信号は、例えば図３および図４に示すような、第１の超音波パルスＦＰおよび第２の超音波パルスＳＰに起因する基本波信号Ｅ１およびＥ４が除去された信号である。
【００８０】  続くステップＳ９において、組織信号フィルタ部２０は、ステップＳ６で取得された加算信号から、被検体内の組織に起因する２次高調波信号Ｅ２を除去する。この際に、組織信号フィルタ部２０は、例えば、加算信号から２次高調波信号Ｅ２の中心周波数付近の信号を除去するように、加算信号に対してフィルタリングを行う。
【００８１】  続くステップＳ７において、非線形信号情報算出部９は、ステップＳ９でフィルタリングがなされた加算信号を用いて、非線形信号情報として、被検体に導入された造影剤のバブルに基づく非線形信号Ｅ３のパワーＰＢの値と速度ＶＢの値のうち少なくとも一方を算出する。この際に、非線形信号情報算出部９は、数式（８）および（９）を用いることができる。
【００８２】  ステップＳ８において、画像生成部１０は、ステップＳ７で算出された非線形信号Ｅ３のパワーＰＢの値と速度ＶＢの値のうち少なくとも一方に基づいて超音波画像を生成し、生成した超音波画像を表示部１２に表示する。このようにして生成された超音波画像は、２次高調波信号Ｅ２の影響が除去されたものであるため、造影剤のバブルに起因する非線形信号Ｅ３をより鮮明に表している。これにより、実施の形態３に係る超音波診断装置１Ａの動作が終了する。
【００８３】  以上により、実施の形態３に係る超音波診断装置１Ａによれば、ＩＱ信号列Ｃ１およびＣ２に対して位相の補正を行ってＩＱ信号列Ｃ１およびＣ２における被検体内の組織の速度の影響を相殺し、位相の補正がなされたＩＱ信号列Ｃ１およびＣ２において互いに極性の異なるＩＱ信号同士を加算して加算信号を取得し、取得された加算信号に対して被検体内の組織に起因する２次高調波信号Ｅ２を除去するフィルタリングを行うため、造影剤のバブルに起因する非線形信号Ｅ３をより鮮明に表す超音波画像を得ることができる。
【符号の説明】
【００８４】１，１Ａ  超音波診断装置、２  振動子アレイ、３  送信部、４  受信部、５  直交検波部、６  組織速度検出部、７  位相補正部、８  パルスインバージョン加算部、９  非線形信号情報算出部、１０  画像生成部、１１  表示制御部、１２  表示部、１３  装置制御部、１４  格納部、１５  操作部、１６，１６Ａ  プロセッサ、１７  増幅部、１８  ＡＤ変換部、１９  ビームフォーマ、２０  組織信号フィルタ部、Ａ，Ｂ  色、ａ０，ａ１，ａ２，ａ３，ａ４，ａ５，ｂ０，ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４，ｂ５  加算信号、Ｃ１，Ｃ２  ＩＱ信号列、ｄ０，ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４，ｄ５  減算信号、Ｅ１，Ｅ４  基本波信号、Ｅ２  ２次高調波信号、Ｅ３  非線形信号、ＦＢ  帯域、ＦＰ  第１の超音波パルス、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６  走査線、Ｐ  超音波パルス、Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｎ０，Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４，Ｎ５  ＩＱ信号、ＰＲＴ１，ＰＲＴ２，ＰＲＴ３，ＰＲＴ４，ＰＲＴ５，ＰＲＴ６，ＰＲＴ７，ＰＲＴＮＰ，ＰＲＴＰＮ  時間間隔、ＳＰ  第２の超音波パルス、Ｕ１，Ｕ２  超音波画像、Ｖ１，Ｖ２  速度ベクトル、Ｖ３  組織速度ベクトル。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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