(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波ビームの電子走査が可能なアレイ振動子を移動する移動手段を有し、当該アレイ振動子の移動中に前記電子走査を繰り返して、三次元空間内に複数の走査面を形成する超音波診断装置において、
前記アレイ振動子の移動量を検出する移動量検出手段と、
検出された前記移動量に基づいて、前記各走査面上の所定の基準点が前記アレイ振動子の移動方向に関して等間隔となるように前記電子走査の開始タイミングを制御するタイミング制御手段と、
を有し、
前記移動手段は、所定の速度変化関数に従った速度で前記アレイ振動子を移動し、
前記所定の速度変化関数は、アレイ振動子を移動させる機械駆動系の負荷を軽減するためにアレイ振動子の移動方向の加速度が小さくなるような滑らかな速度変化関数であり、
前記タイミング制御手段は、前記速度変化関数と前記各走査面での前記基準点までの前記電子走査の所要時間とに基づいて、前記各走査面の前記開始タイミングにおける前記アレイ振動子の予定位置を決定する手段であって、
前記タイミング制御手段は、前記速度変化関数を用いて機械走査の開始からｋ番目の走査面の基準点の座標Ｚckに到達するまでの時間Ｔckを求め、各走査面の電子走査開始から停止までの走査時間が一定値τEであることに基づいて時間Ｔckを用いてｋ番目の走査面における電子走査の開始時刻Ｔskを求め、前記速度変化関数を用いて開始時刻Ｔskから基準点到達時刻Ｔckまでのアレイ振動子の移動距離ξkを求め、前記予定位置として、座標Ｚckと移動距離ξkからｋ番目の電子走査を開始すべき位置Ｚskを求める、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
請求項１記載の超音波診断装置において、
前記移動手段は、前記アレイ振動子の前記往路における速度変化関数ｆ(ｘ)（ｘは前記アレイ振動子の移動方向に沿った座標を表す変数である）と前記復路における速度変化関数ｇ(ｘ)との間に次の関係式、
ｇ(ｘ)＝−ｆ(ｘ)
が成り立つように前記アレイ振動子の往復移動を行うこと、
を特徴とする超音波診断装置。
【請求項３】
請求項１記載の超音波診断装置において、
前記タイミング制御手段は、
前記所定の速度変化関数に対応してあらかじめ決定された前記予定位置を記憶する記憶手段と、
前記移動量検出手段の出力に基づく前記振動子アレイの現在位置と前記記憶手段が記憶する前記予定位置との一致に基づいて、前記開始タイミングを検知するタイミング検知手段と、
を有することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の超音波診断装置において、
前記基準点は、前記各走査面での前記電子走査の中心であること、
を特徴とする超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波診断装置に関し、特に三次元空間内に複数の走査面を形成する超音波診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
三次元空間を超音波ビームで走査し、エコーデータを収集する超音波診断装置には、アレイ振動子を機械的に移動させる構成が用いられている。この構成では、アレイ振動子の電子走査により走査面が形成される。そして、アレイ振動子を機械的に移動させて電子走査を繰り返すことにより、三次元空間内に複数の走査面が形成され、超音波ビームの送受信による三次元データが取得される。
【０００３】
図４は、三次元データ収集のための従来の超音波診断装置におけるアレイ振動子の機械的な移動の速度変化を示すグラフである。同図において、縦軸が速度であり、横軸が時間である。同図では、アレイ振動子の移動開始から停止までの１回分のストロークを示している。移動開始時及び停止時におけるアレイ振動子の機械駆動系の負荷を軽減するために、移動開始時には加速期間［ｔA，ｔB］、また停止時には減速期間［ｔC，ｔD］が設けられ、アレイ振動子を徐々に加減速する。加速期間と減速期間との間（期間［ｔB，ｔC］）、アレイ振動子は等速移動される。
【０００４】
従来は、この等速移動期間に、一定時間間隔で電子走査を繰り返して複数の走査面を形成していた。図５は、等速移動期間に形成される複数の走査面の配置を示す模式的な平面図である。同図において縦方向（Ｘ方向）がアレイ振動子の配列方向、横方向（Ｚ方向）がアレイ振動子の機械的な移動方向である。電子走査は例えばアレイ振動子の駆動アドレスを＆１，＆２，…，＆Ｎと変えて、超音波ビームの位置をアレイ振動子の一方端から他方端へ順に移動させることにより実現される。
【０００５】
電子走査は、Ｚ方向にアレイ振動子を機械的に移動させながら行われるため、走査面４はアレイ振動子の配列方向に平行とはならず、斜めとなる。この斜めに形成される走査面４上で得られたエコーデータが、アレイ振動子に平行な断面での超音波画像とされる。つまり、この超音波画像は実際の対象物の像とはずれており、この意味で歪みを有している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来の超音波診断装置は、アレイ振動子の加減速が行われる期間には電子走査を行わずに、等速移動される期間にのみ電子走査を行うことによって、三次元空間内に一様に走査面を配置する。これにより、アレイ振動子の移動方向に関し一様な解像度を得ることができる。一方、従来の装置は加減速期間では一様な解像度の三次元データを得ることができず、加減速期間がエコーデータ取得のロス時間となるという問題があった。そのため、アレイ振動子を往復移動させて三次元データを反復して取得する場合には、加減速期間の分、往復に要する時間が長くなり、データサンプリングレートが低くなるという問題があった。例えば、得られた三次元エコーデータを用いて、動きの速い心臓の弁をリアルタイムで観察する場合には、アレイ振動子を高速、例えば１秒間に２５回程度揺動させることが要求されるが、従来の装置では、このような要求に十分に応えることが難しかった。また、三次元データの取得に際して、アレイ振動子の移動可能範囲を有効に利用できないという問題があった。
【０００７】
これに対し、加減速期間を短くすると、例えばアレイ振動子に急制動が加わるポイントにて、アレイ振動子の動きにリンギングが生じ、機械駆動系の負担が大きくなる。図６は、加減速期間を短縮した場合のアレイ振動子の機械的な移動の速度変化を模式的に示すグラフであり、加速期間から等速移動期間へ移行するタイミング、及びアレイ振動子が停止するタイミングにてそれぞれリンギング６が生じる様子が示されている。
【０００８】
一方、加減速期間と等速移動期間とを合わせたアレイ振動子の全移動期間にて一定の時間間隔で電子走査を行う構成では、等速移動期間を短くしてアレイ振動子の揺動周期の短縮を図ることが可能となる。しかし、この場合には、アレイ振動子の移動速度に応じて走査面の間隔に疎密が生じる。具体的には、アレイ振動子の移動可能範囲の端部ほど走査面が密に形成され、一方、移動可能範囲の中央部において走査面が相対的に疎に形成される。すなわち、得られた三次元データを用いて対象物を三次元的に観察しようとした場合、アレイ振動子の移動方向に関して端部では解像度が高く、一般に観察の関心の高い中央部では相対的に解像度が低くなる。
【０００９】
本発明は上記問題点を解消するためになされたもので、観察対象の三次元空間を高レートで走査することを可能とすると共に、アレイ振動子の移動方向に関する解像度の一様性を確保し、リアルタイムの観察に好適な三次元画像が得られる超音波診断装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る超音波診断装置は、超音波ビームの電子走査が可能なアレイ振動子を移動する移動手段を有し、当該アレイ振動子の移動中に前記電子走査を繰り返して、三次元空間内に複数の走査面を形成する超音波診断装置において、アレイ振動子の移動量を検出する移動量検出手段と、検出された前記移動量に基づいて、電子走査による各走査面上の所定の基準点が前記アレイ振動子の移動方向に関して等間隔となるように前記電子走査の開始タイミングを制御するタイミング制御手段とを有し、前記移動手段は、所定の速度変化関数に従った速度で前記アレイ振動子を移動し、前記所定の速度変化関数は、アレイ振動子を移動させる機械駆動系の負荷を軽減するためにアレイ振動子の移動方向の加速度が小さくなるような滑らかな速度変化関数であり、前記タイミング制御手段は、前記速度変化関数と前記各走査面での前記基準点までの前記電子走査の所要時間とに基づいて、前記各走査面の前記開始タイミングにおける前記アレイ振動子の予定位置を決定する、ことを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、電子走査が行われるときに、アレイ振動子は等速移動をしている必要はない。本発明では、アレイ振動子の移動量を検出し、その移動量を用いて電子走査の間隔を制御することによって、アレイ振動子の移動方向に関する走査面の間隔の一様化、すなわち当該方向に関する解像度の一様化が図られる。ここで、アレイ振動子の速度が変化する場合には、一般に、隣接する２つの走査面間の間隔は、電子走査方向（超音波ビームの移動方向）の位置に応じて変化し、一定とはならない。本発明では、走査面上に所定の基準点を定め、各走査面の基準点がアレイ振動子の移動方向に関して等間隔に配置されるように、アレイ振動子の移動量に基づいて電子走査の開始タイミングが定められる。本発明によれば、滑らかな関数に従って速度が変化するようにアレイ振動子を移動させ、リンギングを生じることなく、アレイ振動子の移動開始から停止までの周期を短縮し、かつアレイ振動子の移動方向に関する解像度の一様性を向上することができる。
【００１２】
他の本発明に係る超音波診断装置は、アレイ振動子が往復移動されるものであって、前記アレイ振動子の移動量を検出する移動量検出手段と、前記往復移動の往路と復路とで電子走査の向きを反対にして各走査面を形成する電子走査手段と、検出された前記移動量に基づいて、前記各走査面上の所定の基準点が前記アレイ振動子の移動方向に関して等間隔となり、かつ、前記往路の前記各走査面の前記基準点と前記復路の前記各走査面の前記基準点とが同じ位置となるように、前記電子走査の開始タイミングを制御するタイミング制御手段とを有する。
【００１３】
本発明においても、アレイ振動子の往復移動の周期が短縮され、かつその移動方向に関する解像度の一様性が向上する。本発明では、さらに往路の走査面の配置及び復路の走査面の配置の同等化が図られる。つまり、往路の各走査面の基準点と復路の各走査面の基準点とが合致され、往路の走査面と復路の走査面とは基準点で互いに交差する。さて、アレイ振動子を移動させながら電子走査を行うと、往路の走査面と復路の走査面とは、アレイ振動子の速度に応じた角度でそれぞれアレイ振動子の配列方向に対して傾く。本発明では、電子走査の向きを往路と復路とで反対にすることによって、往路及び復路の両走査面が同じ向きに傾き、両走査面の基準点以外の部分での間隔を小さくすることができる。このようにして往路と復路との互いに対応する２つの走査面が同じ位置又は概ね同じ位置に配置され、往路と復路とでのエコーデータの採取ポイントの相違による三次元画像のちらつきが抑制される。
【００１４】
別の本発明に係る超音波診断装置は、アレイ振動子が往復移動される上記装置において、さらにアレイ振動子の移動手段が、前記アレイ振動子の前記往路における速度変化関数ｆ(ｘ)（ｘは前記アレイ振動子の移動方向に沿った座標を表す変数である）と前記復路における速度変化関数ｇ(ｘ)との間に次の関係式、
ｇ(ｘ)＝−ｆ(ｘ)
が成り立つように前記アレイ振動子の往復移動を行うことを特徴とするものである。
【００１５】
本発明によれば、復路でのアレイ振動子の運動は、往路でのアレイ振動子の運動を逆転させたものとされる。すなわち、往復移動の移動範囲の各点において、アレイ振動子の往路での速度と復路での速度とは大きさが等しく、向きが逆とされる。この場合には、往路の走査面と復路の走査面とのそれぞれの基準点を一致させると、両走査面が基準点以外の部分においても一致する。つまり、往路と復路とで共通の走査面上でのエコーデータが取得される。
【００１６】
また別の本発明に係る超音波診断装置は、アレイ振動子の移動手段が、所定の速度変化関数に従った速度で前記アレイ振動子を移動し、前記タイミング制御手段は、前記速度変化関数と前記各走査面での前記基準点までの前記電子走査の所要時間とに基づいて、前記各走査面の前記開始タイミングにおける前記アレイ振動子の予定位置を決定する。
【００１７】
本発明によれば、アレイ振動子の移動方向に関する各基準点の位置は、それらが等間隔になるように定められる。また、超音波ビームが電子走査の開始位置から基準点まで移動する時間は電子走査の速度から得られる。この基準点到達までの走査時間にアレイ振動子が移動する距離が、アレイ振動子の所定の速度変化関数に基づいて得られる。この移動距離をアレイ振動子の移動方向に関する基準点の位置から減算した位置が、各走査面の電子走査の開始タイミングにおけるアレイ振動子の予定位置となる。タイミング制御手段は、アレイ振動子の移動量がこの開始タイミング時の予定位置に対応するものとなったときに、電子走査を開始する。このように電子走査の開始タイミングが、移動量検出手段により得られるアレイ振動子の移動量に基づいて制御される。
【００１８】
本発明の好適な態様は、前記タイミング制御手段が、前記所定の速度変化関数に対応してあらかじめ決定された前記予定位置を記憶する記憶手段と、前記移動量検出手段の出力に基づく前記振動子アレイの現在位置と前記記憶手段が記憶する前記予定位置との一致に基づいて、前記開始タイミングを検知するタイミング検知手段とを有する超音波診断装置である。各走査面の電子走査の開始タイミングでのアレイ振動子の予定位置は、所定の速度変化関数に対しては固定であるので、逐一計算する必要はない。本態様では、開始タイミングに対応する予定位置をあらかじめ計算して記憶手段に格納し、これを読み出して電子走査の制御を行う。
【００１９】
また本発明の他の好適な態様は、前記基準点が、前記各走査面での前記電子走査の中心であることを特徴とする超音波診断装置である。往路の走査面と復路の走査面とが基準点でのみ交差する場合には、基準点を走査面での電子走査の中心にすることによって、走査面の一方端側での往路の走査面と復路の走査面との間隔と他方端側での間隔との均等化が図られる。これにより、往路の走査面及び復路の走査面の走査面内での平均間隔が低減され、往路と復路とでほぼ同等位置に配置された走査面でのエコーデータが取得される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２１】
図１は、本発明の実施形態である超音波診断装置の概略のブロック図である。本装置は、三次元スキャナ２０、送受信回路２２、画像処理部２４、ＤＳＣ（Digital Scan Converter）２６、表示部２８、システム制御部３０、電子走査制御部３２、機械走査制御部３４、電子走査開始位置指示部３６を含んで構成される。
【００２２】
三次元スキャナ２０は、リニアアレイ型の超音波振動子（アレイ振動子）及びこれを移動させるモータを有している。三次元スキャナ２０はアレイ振動子を電子走査（リニア走査、セクタ走査）することによって、走査面上でのエコーデータを取得する。ここで、電子走査による超音波ビームの移動方向をＸ方向、超音波ビームが形成される深さ方向をＹ方向とする。モータによってアレイ振動子を移動させることによって、ＸＹ面に直交するＺ方向の機械走査が行われる。このように三次元スキャナ２０は、機械走査を行いつつ電子走査を繰り返すことによって、三次元空間のエコーデータを取り込む。本装置では、モータの回転量を検出するエンコーダが設けられ、その出力に基づいてアレイ振動子のＺ方向の移動量を検出することができる。
【００２３】
送受信回路２２は、三次元スキャナ２０のアレイ振動子に対して送信パルス信号を供給する。また、送受信回路２２は、アレイ振動子の各チャネルごとの受信信号を整相加算する処理、受信信号の増幅、及びＡ／Ｄ変換などを行う。
【００２４】
画像処理部２４は、送受信回路２２から入力された受信信号に基づいて、各超音波ビームに対応する画素の輝度値を決定し、三次元画像データを生成して、ＤＳＣ２６へ出力する。ＤＳＣ２６に格納された三次元画像データは、システム制御部３０の制御の下に読み出されて表示部２８へ出力され、表示部２８は三次元超音波画像を表示する。
【００２５】
電子走査制御部３２は、送受信回路２２における送信動作及び受信動作を制御して、電子走査を制御する。具体的には、電子走査制御部３２は、送受信回路２２からアレイ振動子への送信パルス信号をどの振動子に対してどのタイミングで供給するかを制御することによって、超音波の送信ビームの形成を制御する。また、電子走査制御部３２は、送受信回路２２での受信整相加算処理におけるチャネル間の遅延量を制御し、受信ビームを形成する。このように、電子走査制御部３２は、超音波ビームのＸ方向の移動を制御する。
【００２６】
機械走査制御部３４は、モータ駆動部５０、モータ駆動速度波形記憶部５２、アレイ振動子位置検出部５４を含んで構成される。モータ駆動部５０は、三次元スキャナ２０内のモータを駆動する。モータ駆動速度波形記憶部５２には、機械走査の開始から終了までの間のモータの駆動速度の時間変化波形があらかじめ格納されている。モータ駆動部５０は、モータ駆動速度波形記憶部５２に記憶されたモータ駆動速度波形に基づいて、モータの駆動速度を制御する。アレイ振動子位置検出部５４は、三次元スキャナ２０に設けられたエンコーダの出力に基づいてアレイ振動子の機械走査方向の位置を検出する。例えば、モータ駆動部５０は、アレイ振動子位置検出部５４が出力するアレイ振動子の位置情報を利用して、予定されたモータ駆動速度波形に従うようにモータの実際の駆動速度をフィードバック制御することができる。
【００２７】
電子走査開始位置指示部３６は、アレイ振動子の機械走査に伴って三次元空間に順次形成される複数の走査面の間隔の一様化が図られるように、電子走査を開始すべきアレイ振動子のＺ座標を各走査面ごとに定め、そのＺ座標を電子走査制御部３２に提供する。電子走査開始位置指示部３６は、例えばモータ駆動速度波形記憶部５２に記憶されたモータ駆動速度波形を利用して、当該Ｚ座標を計算する構成とすることができる。またモータ駆動速度波形はあらかじめ定められるものであるので、電子走査を開始すべきアレイ振動子のＺ座標もあらかじめ計算しておくことができる。よって、電子走査開始位置指示部３６を、あらかじめ計算された当該Ｚ座標を記憶したメモリを用いて、走査面ごとに順次、当該Ｚ座標を読み出して電子走査制御部３２へ出力する構成とすることもできる。
【００２８】
システム制御部３０は、本装置がシステムとして機能するように、各部、特に機械走査制御部３４、電子走査開始位置指示部３６、ＤＳＣ２６の動作を制御する。
【００２９】
次に本装置の機械走査及び電子走査について説明する。図２は、モータ駆動速度波形記憶部５２に記憶されるモータ駆動速度波形ｖ(ｔ)の一例を示すグラフである。同図において、縦軸が速度、また横軸が時間に対応する。本装置ではアレイ振動子はＺ方向に周期２τMで往復移動され、モータ駆動速度波形ｖ(ｔ)は往路、復路それぞれの移動開始（ｔ＝０）から停止時間（ｔ＝τM）までのアレイ振動子の速度の絶対値の変化を定めたものである。モータ等のＺ方向の機械駆動系の負荷を軽減するために、ｖ(ｔ)には、Ｚ方向の移動範囲の各点での加速度が小さくなるような滑らかな関数が採用される。図２に例示するｖ(ｔ)は、次式で表されるカーブ６０で速さが変化する関数である。
【００３０】
【数１】
ｖ(ｔ)＝Ａ〔１−cos(２πｔ／τM)〕                    ………（１）
図３は、本装置の機械走査により形成される複数の走査面の配置を示す模式的な平面図である。同図において縦方向がアレイ振動子の配列方向（Ｘ方向）、横方向がアレイ振動子の機械的な移動方向（Ｚ方向）である。電子走査は例えばアレイ振動子の駆動アドレスを＆１，＆２，…，＆Ｎと変えて、超音波ビームの位置をアレイ振動子の一方端から他方端へ順に移動させることにより実現される。
【００３１】
本装置では、Ｘ方向の所定座標（すなわち電子走査方向の所定のアドレス）を基準点とし、この基準点での各走査面の間隔が一定値λとなるように、電子走査の開始タイミングが制御される。これにより、走査面は、機械走査方向の幅λの小区間ΔＺごとに一つ配置され、走査面の機械走査方向の配置の一様性が向上する。
【００３２】
電子走査は、往路、復路のそれぞれにて行われるが、ここではまず、往路を例に取り、機械走査の一方向での電子走査の制御を説明する。例えば、基準点を電子走査の中心アドレス‘＆Ｃ’に設定する。上述のように基準点はＺ方向において一定間隔であるので、例えば、１番目の走査面の基準点Ｐ1のＺ座標ＺC1を用いて、ｋ番目の走査面Ｓkの基準点ＰkのＺ座標ＺCkは、次式のように与えられる。
【００３３】
【数２】
ＺCk＝ＺC1＋（ｋ−１）λ                                ………（２）
ちなみに図３の例は、走査面が中心アドレス‘＆Ｃ’にて小区間ΔＺの中心を通るように設定したものである。
【００３４】
往路の機械走査の開始から各ＺCkに到達するまでの時間ＴCkは、ｔ＝０〜ＴCkでのｖ(ｔ)の積分値がＺCkとなることから定まる。各走査面の電子走査開始から停止までの走査時間は一定値τEであり、電子走査の開始時刻ＴSkは次式で与えられる。
【００３５】
【数３】
ＴSk＝ＴCk−τE／２                                     ………（３）
電子走査の開始時刻ＴSkから基準点到達時刻ＴCkまでのアレイ振動子のＺ方向の移動距離ξkは、ｔ＝ＴSk〜ＴCkでのｖ(ｔ)の積分値から求まる。ｋ番目の電子走査を開始すべきＺ方向の位置ＺSkは次式で与えられる。
【００３６】
【数４】
ＺSk＝ＺCk−ξk                                         ………（４）
ちなみに、本装置では電子走査は、一般にアレイ振動子の速度が変化する期間に行われるので、ξkは各走査面ごとに異なり得る。つまり、電子走査の開始位置ＺSkは基準点の位置ＺCkとは異なり、等間隔になるとは限らない。
【００３７】
電子走査開始位置指示部３６は、上述のような各走査面の電子走査開始位置ＺSkを求める演算を行い、得られたＺSkを電子走査制御部３２へ出力する。
【００３８】
一方、実際のアレイ振動子の位置はアレイ振動子位置検出部５４により検知され、電子走査制御部３２に与えられる。電子走査制御部３２は、アレイ振動子の実際のＺ座標がＺSkに一致するか否かを監視し、一致を検知すると、送受信回路２２を制御して電子走査を開始させる。
【００３９】
復路においても基本的に上述の動作が行われ、走査面の基準点が等間隔となるように、電子走査の開始タイミングがアレイ振動子のＺ座標に基づいて制御される。本装置では、さらに、往路の走査面と復路の走査面とが重なるように機械走査及び電子走査が制御される。この制御は次の３つの条件を満たすことによって実現される。第１の条件は、往路の基準点ＺCk（ｋ＝１，２，…，ｍ）の配置と復路の基準点Ｚ'Ck（ｋ＝１，２，…，ｍ）の配置とが共通であるというものであり、次式で表される。
【００４０】
【数５】
Ｚ'Ck＝ＺC(m-k+1)  （ｋ＝１，２，…，ｍ）               ………（５）
第２の条件は、電子走査の向きを往路と復路とで反対にすることである。例えば、往路にて電子走査をアドレス‘＆１’から‘＆Ｎ’への向き（図３において矢印７０）に行った場合には、復路では‘＆Ｎ’から‘＆１’への向き（図３において矢印７２）に電子走査を行う。
【００４１】
第３の条件は、機械走査されるＺ軸方向の各点での速さ（すなわち速度の絶対値）が往路と復路とで等しいというものである。これは、往路と復路とで移動方向が反対であることを考慮して、往路の速度ｖ(Ｚ)と復路の速度ｖ'(Ｚ)との間の次の関係式で表される。
【００４２】
【数６】
ｖ'(Ｚ)＝−ｖ(Ｚ)                                       ………（６）
例えば、（１）式で示されるような、機械走査の前半と後半との速度変化が対称である共通の速度波形に基づいて、往路及び復路の機械走査が行われる場合には、上記第３の条件が成立する。
【００４３】
これら３つの条件により、Ｘ−Ｚ平面上での復路の電子走査の軌跡は、往路にて形成された電子走査の軌跡を逆向きになぞって形成され、往路と復路との各走査面は互いに一致する。つまり、復路の機械走査開始から数えてｋ番目の走査面は往路の（ｍ−ｋ＋１）番目の走査面Ｓm-k+1に一致する。
【００４４】
復路のｋ番目の走査面の基準点のＺ座標Ｚ'Ckは、（２）式及び（５）式から、
【数７】
Ｚ'Ck＝ＺC1＋（ｍ−ｋ）λ                               ………（７）
であり、この基準点を通るように、復路におけるｋ番目の走査面の電子走査の開始位置Ｚ'Skが往路と同様にして電子走査開始位置指示部３６により計算される。
【００４５】
電子走査制御部３２は、復路において、電子走査開始位置指示部３６から得られるＺ'Skと機械走査制御部３４から得られるアレイ振動子の実際のＺ方向の位置との比較を行い、電子走査の開始タイミングを制御する。また電子走査制御部３２は、復路においては、電子走査の向きが往路と逆になるように送受信回路２２を制御する。
【００４６】
例えば、電子走査制御部３２及び電子走査開始位置指示部３６の往路と復路との処理の切り替えは、機械走査制御部３４から往路と復路との切り替わりを通知されることによって行われるように構成することができる。また、電子走査制御部３２、電子走査開始位置指示部３６に往路、復路の走査面の順番を数えるカウンタを設け、往路の最後の走査面（ｍ番目の走査面）についての処理に引き続いて復路の処理を開始し、復路の最後の走査面についての処理に引き続いて往路の処理を開始するように構成することもできる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明の超音波診断装置によれば、アレイ振動子の機械走査の速度が変化する期間においても走査面の基準点の間隔が一様となるように走査面を形成することができる。これにより、アレイ振動子の加減速期間にも走査面を形成することができるので、電子走査が実行される期間とは別に加減速期間を設ける必要がなく、アレイ振動子の機械走査の周期を短縮することができ、観察対象の三次元空間を高レートで走査することが可能となる効果が得られる。しかも、アレイ振動子の移動方向に関する解像度の一様性が確保され、リアルタイムの観察に好適な三次元画像が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態である超音波診断装置の概略のブロック図である。
【図２】  モータ駆動速度波形ｖ(ｔ)の一例を示すグラフである。
【図３】  本装置の機械走査により形成される複数の走査面の配置を示す模式的な平面図である。
【図４】  三次元データ収集のための従来の超音波診断装置におけるアレイ振動子の機械的な移動の速度変化を示すグラフである。
【図５】  従来の装置の等速移動期間に形成される複数の走査面の配置を示す模式的な平面図である。
【図６】  加減速期間を短縮した場合のアレイ振動子の機械的な移動の速度変化を模式的に示すグラフである。
【符号の説明】
２０  三次元スキャナ、２２  送受信回路、２４  画像処理部、２６  ＤＳＣ、２８  表示部、３０  システム制御部、３２  電子走査制御部、３４  機械走査制御部、３６  電子走査開始位置指示部、５０  モータ駆動部、５２  モータ駆動速度波形記憶部、５４  アレイ振動子位置検出部。
【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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