CN108209971B - 超声波信号处理装置和方法以及超声波诊断装置 - Google Patents

超声波信号处理装置和方法以及超声波诊断装置 Download PDF

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Abstract

提供在使用会聚型的发送波束成形的合成开口法中能够抑制空间分辨率以及S/N比降低并且削减调相加法运算的运算量的超声波信号处理装置、超声波诊断装置以及超声波信号处理方法。具备：发送部，向由连结焦点和发送振子列两端的两条直线规定的超声波主照射区域发送超声波波束；接收部，生成接收信号列；调相加法运算部，将超声波主照射区域中的比焦点浅的区域的整个区域设定为第一对象区域，将从比焦点深的区域去掉一部分而成的区域设定为第二对象区域，关于存在于第一对象区域内和第二对象区域内的多个观测点，对基于反射超声波的接收信号列进行调相加法运算来生成子帧声线信号；及合成部，根据调相加法运算部生成的多个子帧声线信号合成帧声线信号。

Description

超声波信号处理装置和方法以及超声波诊断装置
技术领域
本公开涉及超声波信号处理装置以及具备超声波信号处理装置的超声波诊断装置，特别涉及超声波信号处理装置中的接收波束成形处理方法。
背景技术
超声波诊断装置通过超声波探测器(以后设为“探测器”)向被检体内部发送超声波，接收由于被检体组织的声阻抗的差异而产生的超声波反射波(回波)。进而，根据从该接收得到的电信号生成表示被检体的内部组织的构造的超声波断层图像，显示于监视器(以后设为“显示部”)上。超声波诊断装置由于对被检体的侵犯少、且能够实时地通过断层图像等观察体内组织的状态，所以被广泛用于生物体的形态诊断。
在现有的超声波诊断装置中，作为基于接收到的反射超声波的信号的接收波束成形方法，使用一般被称为调相加法运算法的方法(例如非专利文献1)。在该方法中，一般在利用多个振子向被检体发送超声波时，以在被检体的某个深度处使超声波波束聚焦的方式进行发送波束成形。另外，在该方法中，在发送超声波波束的中心轴上设定观测点。因此，在一次超声波发送事件中，仅能够生成处于发送超声波波束的中心轴上的一根或者少数根声线信号(asoustic line signal)，超声波的利用效率差。另外，在观测点处于远离焦点附近的位置的情况下，还存在得到的声线信号的空间分辨率以及信号S/N比降低的问题。
相对于此，考察通过合成开口法(Synthetic Aperture Method，合成孔径方法)在发送焦点附近以外的区域中也能够得到空间分辨率高的高画质的图像的接收波束成形方法(例如非专利文献2)。根据该方法，通过进行加入了对超声波发送波的传播路径和反射波基于该传播路径到达振子的到达时间这两方的延迟控制，能够进行还反映了来自位于发送焦点附近以外的超声波主照射区域的反射超声波的接收波束成形。其结果，能够根据一次超声波发送事件针对超声波主照射区域整体生成声线信号。此外，超声波主照射区域是指在区域内的所有点从构成发送振子列的各振子发送的超声波的相位一致的区域。另外，在合成开口法中，根据从多个发送事件得到的针对同一观测点的多个接收信号虚拟地进行发送聚焦，由此与非专利文献1记载的接收波束成形方法相比，能够得到空间分辨率以及S/N比高的超声波图像。
现有技术文献
非专利文献1：伊东正安、望月刚合著《超音波診断装置》コロナ社出版，2002年8月26日(P42-P45)
非专利文献2：”Virtual ultrasound sources in high resolution ultrasoundimaging”,S.I.Nikolov and J.A.Jensen,in Proc,SPIE-Progress in biomedicaloptics and imaging,vol.3,2002,P.395-405
发明内容
在合成开口法中，根据超声波利用效率和分辨率提高的观点，优选在一次超声波发送事件中生成声线信号的区域(以下称为“对象区域”)的面积大，更优选将超声波主照射区域整个区域作为对象区域。然而，在对象区域的面积变大时，存在于其内部的观测点的数量与对象区域的面积成比例地增加，所以考虑了发送和接收的延迟的调相加法运算的运算量增加。因此，在超声波主照射区域的面积变大时，为了高速地进行调相加法运算的运算处理，需要运算处理能力高的硬件，发生超声波诊断装置的成本增加的问题。另一方面，在单纯地削减对象区域的面积时，存在空间分辨率以及S/N比提高得不充分的情况。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种在使用会聚型的发送波束成形的合成开口法中能够抑制空间分辨率以及S/N比降低并且削减调相加法运算的运算量的超声波信号处理装置以及使用超声波信号处理装置的超声波诊断装置。
本发明的一个方案的超声波信号处理装置将使用具备多个振子的超声波探测器对被检体发送会聚型的超声波波束的发送事件反复进行多次，并且与各发送事件同步地从被检体接收反射超声波，将根据接收到的反射超声波生成的多个声线信号进行合成而得到合成声线信号，所述超声波信号处理装置的特征在于，具备：发送部，一边使发送振子列针对每个发送事件在所述超声波探测器的振子排列的方向上移位，一边以使超声波波束在根据所述发送振子列的位置确定的焦点处聚集的方式使用所述发送振子列的各振子使超声波波束向超声波主照射区域发送，所述超声波主照射区域被规定为位于将所述焦点与位于所述发送振子列的两端的各个振子进行连结的两条直线之间的范围；接收部，与各发送事件同步地，根据所述超声波探测器从所述被检体接收到的反射超声波，生成针对所述超声波探测器的各个振子的接收信号列；调相加法运算部，针对每个所述发送事件，将所述超声波主照射区域中的比所述焦点浅的区域的整个区域设定为第一对象区域，将从比所述焦点深的区域去掉一部分而得到的区域设定为第二对象区域，关于存在于所述第一对象区域内的多个观测点和存在于所述第二对象区域内的多个观测点，对基于从各观测点得到的反射超声波的所述接收信号列进行调相加法运算来生成子帧声线信号；以及合成部，根据所述调相加法运算部生成的多个所述子帧声线信号来合成所述帧声线信号。
根据本发明的一个方案的超声波信号处理装置以及使用超声波信号处理装置的超声波诊断装置，能够抑制帧声线信号的空间分辨率以及S/N比降低并且削减观测点的数量，能够削减加入了发送和接收的延迟的调相加法运算以及合成处理的运算量。
附图说明
图1是示出实施方式1的超声波诊断装置100的结构的框图。
图2是示出实施方式1的发送波束成形器部103所成形的发送超声波波束的传播路径的图。
图3是示出实施方式1的接收波束成形器部104的结构的功能框图。
图4是示出实施方式1的调相加法运算部1041的结构的功能框图。
图5是示出实施方式1的对象区域Bx的图。
图6是示出实施方式1的由接收开口设定部1043设定的接收开口Rx和发送开口Tx的关系的示意图。
图7是示出实施方式1的从发送开口Tx经由观测点Pij到达接收振子Rk的超声波的传播路径的示意图。
图8是示出实施方式1的合成部1140的结构的功能框图。
图9是示出实施方式1的加法处理部11401中的对合成声线信号进行合成的处理的示意图。
图10是示出实施方式1的合成声线信号中的最大重叠数和放大处理部11402中的放大处理的概要的示意图。
图11是示出实施方式1的接收波束成形器部104的波束成形处理动作的流程图。
图12是示出实施方式1的接收波束成形器部104中的关于观测点Pij的声线信号生成动作的流程图。
图13是用于说明实施方式1的接收波束成形器部104中的关于观测点Pij的声线信号生成动作的示意图。
图14是示出变形例1的由接收开口设定部设定的接收开口Rx和发送开口Tx的关系的示意图。
图15是示出变形例1的接收波束成形器部的波束成形处理动作的流程图。
图16是用于说明变形例1的接收波束成形器部中的关于观测点Pij的声线信号生成动作的示意图。
图17是示出变形例2的对象区域Bx的第一设定示例的图。
图18是示出变形例2的对象区域Bx的第二设定示例的图。
图19是示出实施方式2的评价图像和对象区域Bx的图。
(符号说明)
100：超声波诊断装置；101：探测器；101a：振子；102：多路复用器部；103：发送波束成形器部；1031：发送部；104：接收波束成形器部；1040：接收部；1041：调相加法运算部；1042：对象区域设定部；1043：接收开口设定部；1044：发送时间计算部；1045：接收时间计算部；1046：延迟量计算部；1047：延迟处理部；1048：权重计算部；1049：加法运算部；1140：合成部；11401：加法处理部；11402：放大处理部；105：超声波图像生成部；106：显示部；107：数据储存部；108：控制部；150：超声波信号处理装置；1000：超声波诊断系统1000。
具体实施方式
《实现具体实施方式的经过》
发明人为了在使用合成开口法的超声波诊断装置中抑制声线信号的空间分辨率以及S/N比(以下称为“声线信号的质量”)降低并且削减运算量，进行了各种研究。
一般，在会聚型的发送波束成形中，以使超声波波束在被检体的某个深度(以下称为“焦深”)下聚焦的方式使波面会聚。因此，通过一次超声波的发送(发送事件)，从在超声波发送中使用的多个振子(以下设为“发送振子列”)主要对超声波主照射区域照射超声波。在发送焦点是一个点的情况下，超声波主照射区域为以发送振子列为底边、由从底边的两端分别经由发送焦点的两条直线包围的沙漏形状的区域，波面为以发送焦点为中心的圆弧状。此外，未必限定于超声波波束在一个点聚焦，例如，虽然还有仅会聚到与1.5个到几个振子量的程度对应地聚焦出的区域的情况，但在该情况下，超声波主照射区域为如下形状：在焦深以前列方向的宽度变窄，在焦深处为聚焦区域的列方向的宽度，在比焦深深的区域处再次成为列方向变宽。此外，在该情况下，为便于说明，将焦深处的聚焦区域的中心点规定为“焦点”。即，无论是否为一点聚焦，超声波主照射区域都会成为在焦深处会聚到焦点或者其附近、在其它深度处在直至焦深的距离越远则列方向(元件的排列方向)的宽度越宽的形状。
在合成开口法中，由于在一次发送事件中能够对超声波主照射区域的整个区域设定观测点，所以优选将超声波主照射区域整个区域作为对象区域。由于在一个发送事件中无法将生成超声波图像的区域(以下称为“关注区域”)整体作为对象区域，所以为了生成一帧超声波图像，进行对象区域不同的多个发送事件。因此，根据超声波的利用效率的观点，关于一个发送事件中的对象区域，优选使超声波主照射区域内的面积增大。另外，一般而言，为了提高空间分辨率、信号S/N比，优选连续的两个发送事件的对象区域的重复面积大。
然而，在对象区域中包含的观测点的数量与对象区域的面积成比例，所以必然调相加法运算的运算量以及为了储存调相加法运算后的声线信号所需的存储量与对象区域的面积成比例。因此，对象区域的面积增大直接导致超声波诊断装置需要的存储量增大。另外，在超声波诊断装置的运算能力相对调相加法运算的运算量不足时，无法超过与运算能力相称的帧率，所以可能引起超声波图像的帧率降低所致的时间分辨率降低、可用性降低。因此，为了抑制时间分辨率降低、可用性降低，需要如能够高速地进行调相加法运算的运算的处理能力高的处理器、例如高性能的GPU等，导致超声波诊断装置的成本增加。
为了削减运算量，考虑削减在对象区域中包含的观测点的数量。作为削减观测点的数量的方法，考虑减小对象区域的面积的方法和使对象区域中的观测点的密度降低的方法。然而，当在深度方向上使对象区域变小(窄)时，能够生成超声波图像的区域与对象区域的面积成比例地变小，另外，当在深度方向上使观测点密度降低时，深度方向的空间分辨率即距离分辨率与观测点密度成比例地降低。因此，发明人摸索抑制声线信号的质量降低并且削减观测点的数量的方法，想出将对象区域分割为深度是小于等于焦深的第一对象区域和比焦深深的第二对象区域，仅使第二对象区域列方向的宽度或者观测点密度降低这样的方法。由此，一方面能够削减观测点的数量，另一方面在深度方向上观测点的数量和密度都未降低，因此也不发生距离分辨率、超声波图像的生成范围的缩小。进而，无论S/N比是否不好，通过对观测点数量多的区域削减观测点数量，能够抑制声线信号整体的S/N比降低并且实现运算量的削减。在比焦点深的区域中，越远离焦点则超声波的衰减越大，所以与浅的区域相比，S/N比不好。因此，通过减少合成数，即使发生S/N比、空间分辨率降低，影响也小。另一方面，超声波主照射区域是至焦深为止的距离越远则列方向的宽度越宽的形状，所以越远离焦点则观测点的数量越增加。因此，通过削减第二对象区域中的观测点数量，能够根据削减量而削减运算量。
以下，使用附图详细说明实施方式的超声波图像处理方法以及使用超声波图像处理方法的超声波诊断装置。
《实施方式1》
<整体结构>
以下，参照附图说明实施方式1的超声波诊断装置100。
图1是实施方式1的超声波诊断系统1000的功能框图。如图1所示，超声波诊断系统1000具有：探测器101，具有朝向被检体发送超声波并接收其反射波的多个振子101a；超声波诊断装置100，使探测器101进行超声波的发送接收，根据来自探测器101的输出信号生成超声波图像；显示部106，将超声波图像显示于画面上。探测器101、显示部106分别构成为能够与超声波诊断装置100分别连接。图1示出了对超声波诊断装置100连接有探测器101、显示部106的状态。此外，探测器101和显示部106也可以处于超声波诊断装置100的内部。
<超声波诊断装置100的结构>
超声波诊断装置100具有：多路复用器部102，确保探测器101的多个振子101a中的在发送或者接收时使用的振子的各自的输入输出；发送波束成形器部103，为了进行超声波的发送，控制针对探测器101的各振子101a的高电压施加的定时；接收波束成形器部104，根据由探测器101接收到的超声波的反射波对通过多个振子101a得到的电信号进行放大、A/D变换，接收波束成形而生成声线信号。另外，具备：超声波图像生成部105，根据来自接收波束成形器部104的输出信号生成超声波图像(B模式图像)；数据储存部107，保存接收波束成形器部104输出的声线信号以及超声波图像生成部105输出的超声波图像；以及控制部108，控制各构成要素。
其中，多路复用器部102、发送波束成形器部103、接收波束成形器部104、超声波图像生成部105构成超声波信号处理装置150。
构成超声波诊断装置100的各要素例如多路复用器部102、发送波束成形器部103、接收波束成形器部104、超声波图像生成部105、控制部108分别例如通过FPGA(FieldProgrammable Gate Array，现场可编程门阵列)、ASIC(Aplication Specific IngegratedCircuit，专用集成电路)等硬件电路实现。或者，也可以是通过处理器等可编程设备和软件实现的结构。作为处理器，能够使用CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)、GPGPU，使用GPU的结构被称为GPGPU(General-Purpose computing on GraphicsProcessing Unit，通用计算图形处理器)。这些构成要素既能够设为一个电路部件，也能够设为多个电路部件的集合体。另外，既能够组合多个构成要素而设为一个电路部件，也能够设为多个电路部件的集合体。
数据储存部107是计算机可读取的记录介质，例如能够使用软盘、硬盘、MO、DVD、DVD-RAM、BD、半导体存储器等。另外，数据储存部107也可以是从外部连接到超声波诊断装置100的存储装置。
此外，本实施方式的超声波诊断装置100不限定于图1所示的结构的超声波诊断装置。例如，也可以无多路复用器部102，发送波束成形器部103和接收波束成形器部104直接与探测器101的各振子101a连接。另外，也可以是探测器101内置有发送波束成形器部103、接收波束成形器部104或者其一部分等的结构。其不限于本实施方式的超声波诊断装置100，在后面说明的其它实施方式、变形例的超声波诊断装置中也是同样的。
<超声波诊断装置100的主要部分的结构>
实施方式1的超声波诊断装置100具有如下特征：发送波束成形器部103，使得从探测器101的各振子101a进行超声波波束的发送；以及接收波束成形器部104，运算在探测器101中从超声波反射波的接收得到的电信号，生成用于生成超声波图像的声线信号。因此，在本说明书中，主要说明发送波束成形器部103以及接收波束成形器部104的结构以及功能。此外，除了发送波束成形器部103以及接收波束成形器部104以外的结构能够应用与在公知的超声波诊断装置中使用的结构相同的结构，能够将本实施方式的波束成形器部替换为公知的超声波诊断装置的波束成形器部来使用。
以下，说明发送波束成形器部103和接收波束成形器部104的结构。
1.发送波束成形器部103
发送波束成形器部103经由多路复用器部102与探测器101连接，为了从探测器101发送超声波，控制针对包含于发送开口Tx的多个振子中的各个振子的高电压施加的定时，该发送开口Tx由与存在于探测器101的多个振子101a的全部或者一部分相当的发送振子列构成。发送波束成形器部103由发送部1031构成。
发送部1031进行根据来自控制部108的发送控制信号对存在于探测器101的多个振子101a中的包含于发送开口Tx的各振子供给用于发送超声波波束的脉冲状的发送信号的发送处理。具体而言，发送部1031例如具备时钟发生电路、脉冲发生电路、延迟电路。时钟发生电路是发生决定超声波波束的发送定时的时钟信号的电路。脉冲发生电路是用于发生驱动各振子的脉冲信号的电路。延迟电路是用于针对超声波波束的发送定时按照每个振子设定延迟时间，使超声波波束的发送延迟与延迟时间相应的量来进行超声波波束的调焦的电路。
发送部1031针对每个超声波发送一边使发送开口Tx在列方向上移动与移动间距Mp相应的量一边反复进行超声波发送，从存在于探测器101的所有振子101a进行超声波发送。在本实施方式中，将移动间距Mp设为1个振子量，发送开口Tx针对每个超声波发送逐次移动1个振子量。此外，移动间距Mp不限于1个振子量，例如，也可以设为0.5个振子量。将表示包含于发送开口Tx的振子的位置的信息经由控制部108输出到数据储存部107。例如，在将存在于探测器101的振子101a全部数量设为192时，可以选择例如20～100作为构成发送开口Tx的振子列的数量，可以构成为针对每个超声波发送移动1个振子量。以后，将通过发送部1031从同一发送开口Tx进行的超声波发送称为“发送事件”。
图2是示出发送波束成形器部103所成形的超声波发送波的传播路径的示意图。在某个发送事件中，将对超声波发送作出贡献的阵列状排列的振子101a的列(发送振子列)图示为发送开口Tx。另外，将发送开口Tx的列长称为发送开口长。
在发送波束成形器部103中，以越是位于发送开口Tx的中心的振子则使发送定时越延迟的方式控制各振子的发送定时。由此，从发送开口Tx内的振子列发送的超声波发送波成为在被检体的某个深度(Focal depth，焦点深度)处存在波面的一个点处聚焦(会聚)的状态、即成为在发送焦点F(Focal point，焦点)处聚焦(会聚)的状态。发送焦点F的深度(Focal depth)(以下设为“焦深”)可任意地设定。在此，焦深是超声波发送波在振子排列的方向(图2中的x方向)上最聚焦的深度、即超声波波束的x方向上的宽度最窄的深度，发送焦点F是焦深处的超声波波束的x方向上的中心位置。其中，在与一帧相关的多个发送事件中焦深固定。即，在与一帧相关的多个发送事件中，发送开口Tx和发送焦点F的相对关系不变化。在发送焦点F处对焦的波面再次扩散，超声波发送波在由以发送开口Tx为底、以发送焦点F为节点的交叉的两条直线划分出的沙漏型的空间内传播。即，在发送开口Tx处放射的超声波逐渐减小其空间上的宽度(图中的横轴方向)，在发送焦点F处其宽度最小，随着向比其更深部(在图中上部)行进，再次增大其宽度的同时扩散并传播。该沙漏型的区域是超声波主照射区域Ax。此外，如上所述，超声波主照射区域Ax也可以以聚焦到一个发送焦点F附近的方式发送超声波发送波。
2.接收波束成形器部104的结构
接收波束成形器部104基于由探测器101接收到的超声波的反射波，根据由多个振子101a得到的电信号生成声线信号。此外，“声线信号”是指针对某个观测点进行调相加法运算处理后的信号。后面叙述调相加法运算处理。图3是示出接收波束成形器部104的结构的功能框图。如图3所示，接收波束成形器部104具备接收部1040、调相加法运算部1041、合成部1140。
以下，说明构成接收波束成形器部104的各部分的结构。
(1)接收部1040
接收部1040是经由多路复用器部102与探测器101连接并与发送事件同步地生成接收信号(RF信号)的电路，其中该接收信号是对从探测器101中的超声波反射波的接收得到的电信号进行放大后、进行AD变换而得到的。按照发送事件的顺序以时间序列生成接收信号，输出到数据储存部107，在数据储存部107中保存接收信号。
在此，接收信号(RF信号)是指对从由各振子接收到的反射超声波变换后的电信号进行A/D变换而得到的数字信号，并形成了在由各振子接收到的超声波的发送方向(被检体的深度方向)上连续的信号的列。
在发送事件中，如上所述，发送部1031向存在于探测器101的多个振子101a中的包含于发送开口Tx的多个振子分别发送超声波波束。相对于此，接收部1040与发送事件同步地，根据与存在于探测器101的多个振子101a的一部分或者全部相当的振子中的各个振子获得的反射超声波，生成针对各振子的接收信号的列。在此，将接收反射超声波的振子称为“受波振子”。受波振子的数量优选比包含于发送开口Tx的振子的数量多。另外，受波振子的数量也可以设为存在于探测器101的振子101a的全部数量。
发送部1031一边与发送事件同步地使发送开口Tx在列方向上移动与移动间距Mp相应的量一边反复进行超声波发送，从存在于探测器101的多个振子101a整体进行超声波发送。接收部1040与发送事件同步地生成针对各受波振子的接收信号的列，将生成的接收信号保存到数据储存部107。
(2)调相加法运算部1041
调相加法运算部1041是与发送事件同步地设定在被检体内生成子帧声线信号的对象区域Bx的电路。接下来，关于存在于对象区域Bx上的多个观测点Pij的各个观测点，对各接收振子Rk从观测点接收到的接收信号列进行调相加法运算。另外，是通过计算关于各观测点的声线信号的列来生成子帧声线信号的电路。图4是示出调相加法运算部1041的结构的功能框图。如图4所示，调相加法运算部1041具备对象区域设定部1042、接收开口设定部1043、发送时间计算部1044、接收时间计算部1045、延迟量计算部1046、延迟处理部1047、权重计算部1048以及加法部1049。
以下，说明构成调相加法运算部1041的各部分的结构。
i)对象区域设定部1042
对象区域设定部1042设定在被检体内生成子帧声线信号的对象区域Bx。“对象区域”是指与发送事件同步地在被检体内要生成子帧声线信号的信号上的区域，关于对象区域Bx内的观测点Pij生成声线信号。为便于计算，将对象区域Bx与一次发送事件同步地设定为生成声线信号的观测对象点的集合。
在此，“子帧声线信号”是指从一次发送事件生成的针对存在于对象区域Bx内的所有观测点Pij的声线信号的集合。此外，“子帧”是指形成信号的单位，该信号是在一次发送事件中得到的、与存在于对象区域Bx内的所有观测点Pij对应的集中的信号。获取时间不同的多个子帧合成而得到的结果为帧。
对象区域设定部1042与发送事件同步地根据从发送波束成形器部103获取到的表示发送开口Tx的位置的信息设定对象区域Bx。
图5是示出对象区域Bx的示意图。如图5所示，对象区域Bx存在于超声波主照射区域Ax内，包括深度是小于等于焦深的第一对象区域Bx1和比焦深深的第二对象区域Bx2。第一对象区域Bx1是在超声波主照射区域Ax中深度是小于等于焦深的部分的整个区域。相对于此，第二对象区域Bx被设定为相对在超声波主照射区域Ax中比焦深深的部分而列方向的宽度小的形状。更具体而言，例如，第一对象区域Bx1是以发送开口Tx为底边并以发送焦点F为顶点的等腰三角形，第二对象区域Bx2是以某个深度处的与列方向平行的直线为底边、以发送焦点F为顶点的等腰三角形。此时，在将第一对象区域Bx1中的发送焦点F的内角设为θ1、将第二对象区域Bx2中的发送焦点F的内角设为θ2时，满足以下的关系。
tan(θ1/2)＝n·tan(θ2/2)(θ1>θ2，1>n>0)
此时，在将焦深设为Df时，深度Df+d处的第二对象区域Bx2的列方向的宽度小于深度Df-d处的第一对象区域Bx1的列方向的宽度，为n倍。另外，第一对象区域Bx1和第二对象区域Bx2的中心轴都与超声波主照射区域的中心轴一致。此外，第二对象区域Bx2的形状不限于上述例子，只要满足深度Df+d处的第二对象区域Bx2的列方向的宽度小于深度Df-d处的第一对象区域Bx1的列方向的宽度的关系即可。此外，也可以第一对象区域Bx在超声波主照射区域Ax中比焦深深的部分并非全部而是一部分。此外，发送焦点F也可以不包含于第一对象区域Bx1而包含于第二对象区域Bx2。由此，能够在深度是小于等于焦深的区域中对超声波主照射区域Ax的大致整个区域设定观测点来提高照射的超声波的利用效率，并且能够在比焦深深的区域中在元件列方向上削减观测点的数量来减小声线信号的质量降低的影响并且削减运算量。
将设定的对象区域Bx输出到发送时间计算部1044、接收时间计算部1045、延迟处理部1047。
ii)接收开口设定部1043
接收开口设定部1043是如下电路：根据来自控制部108的控制信号和来自发送波束成形器部103的表示发送开口Tx的位置的信息，将与存在于探测器101的多个振子的一部分相当的、与列中心在空间上最接近观测点的振子匹配的振子列(接收振子列)选择为接收振子来设定接收开口Rx。
接收开口设定部1043以与列中心在空间上最接近观测点Pij的振子Xk匹配的方式选择接收开口Rx振子列。图6是示出通过接收开口设定部1043设定的接收开口Rx和发送开口Tx的关系的示意图。如图6所示，以与接收开口Rx振子列的列中心在空间上最接近观测点Pij的振子Xk匹配的方式选择接收开口Rx振子列。因此，接收开口Rx的位置由观测点Pij的位置决定，不根据与发送事件同步地变动的发送开口Tx的位置而变化。即，即使是不同的发送事件，在关于处于同一位置的观测点Pij生成声线信号的处理中，也根据通过同一接收开口Rx内的接收振子Rk获取到的接收信号进行调相加法运算。
另外，为了接收来自超声波主照射区域整体的反射波，优选将包含于接收开口Rx的振子的数量设定为对应的发送事件中的包含于发送开口Tx的振子的数量以上。构成接收开口Rx的振子列的数量也可以例如设为32、64、96、128、192等。
将接收开口Rx的设定至少进行与列方向上的观测点Pij的最大数相同的次数。另外，接收开口Rx的设定既可以构成为与发送事件同步地逐次进行、或者也可以构成为在所有发送事件结束之后将与各发送事件对应的接收开口Rx的设定集中进行与发送事件的次数相应的量。
将表示选择出的接收开口Rx的位置的信息经由控制部108输出到数据储存部107。
数据储存部107将表示接收开口Rx的位置的信息和与接收振子对应的接收信号输出到发送时间计算部1044、接收时间计算部1045、延迟处理部1047、权重计算部1048。
iii)发送时间计算部1044
发送时间计算部1044是计算发送的超声波到达被检体中的观测点P的发送时间的电路。与发送事件对应地，根据从数据储存部107获取到的表示包含于发送开口Tx的振子的位置的信息和从对象区域设定部1042获取到的表示对象区域Bx的位置的信息，关于存在于对象区域Bx内的任意观测点Pij，计算发送的超声波到达被检体中的观测点Pij的发送时间。
图7是用于说明从发送开口Tx放射并在处于对象区域Bx内的任意位置的观测点Pij处反射而到达位于接收开口Rx内的接收振子Rk的超声波的传播路径的示意图。此外，图7的(a)示出观测点Pij是第二对象区域Bx2内的情况、即观测点Pij比焦深深的情况，图7的(b)示出观测点Pij是第一对象区域Bx1内的情况、即观测点Pij的深度是小于等于焦深的情况。
从发送开口Tx放射的发送波通过路径401在发送焦点F处波面会聚并再次扩散。发送波在会聚或者扩散的途中到达观测点Pij，在观测点Pij处声阻抗发生变化时生成反射波，该反射波返回到探测器101中的接收开口Rx内的接收振子Rk。由于发送焦点F被规定为发送波束成形器部103的设计值，所以能够在几何学上计算发送焦点F与任意观测点Pij之间的路径402的长度。
以下，更详细地说明发送时间的计算方法。
首先，使用图7的(a)说明观测点Pij是第二对象区域Bx2内的情况。在观测点Pij是第二对象区域Bx2内的情况下，设为从发送开口Tx放射的发送波通过路径401到达发送焦点F、从发送焦点F通过路径402到达观测点Pij来计算。因此，发送波通过路径401的时间和通过路径402的时间合起来的值为发送时间。作为具体的计算方法，例如通过将把路径401的长度和路径402的长度加起来的全路径长除以被检体内的超声波的传播速度来求出。
另一方面，使用图7的(b)说明观测点Pij是第一对象区域Bx1内的情况。在观测点Pij是第一对象区域Bx1内的情况下，设为从发送开口Tx放射的发送波通过路径401到达发送焦点F的时刻与通过路径404到达观测点Pij之后从观测点Pij通过路径402到达发送焦点F的时刻相同来计算。即，从发送波通过路径401的时间减去通过路径402的时间而得到的值为发送时间。作为具体的计算方法，例如通过将从路径401的长度减去路径402的长度的路径长度差除以被检体内的超声波的传播速度来求出。
此外，关于在观测点Pij是焦点的情况下的发送时间，设为观测点Pij处于第一对象区域Bx1内，使用从发送波通过路径401的时间减去通过路径402的时间的计算方法。然而，也可以设为观测点Pij处于第二对象区域内，使用将发送波通过路径401的时间和通过路径402的时间合起来的计算方法。其原因为，由于路径402的长度为0，所以不论用哪种方法计算，都与通过路径401的时间一致。
发送时间计算部1044针对一次发送事件，关于对象区域Bx内的所有观测点Pij，计算发送的超声波到达被检体中的观测点Pij的发送时间并输出到延迟量计算部1046。
iv)接收时间计算部1045
接收时间计算部1045是计算来自观测点P的反射波到达包含于接收开口Rx的接收振子Rk中的各个接收振子Rk的接收时间的电路。与发送事件对应地，根据从数据储存部107获取到的表示接收振子Rk的位置的信息和从对象区域设定部1042获取到的表示对象区域Bx的位置的信息，关于存在于对象区域Bx内的任意观测点Pij，计算发送的超声波在被检体中的观测点Pij处反射而到达接收开口Rx的各接收振子Rk的接收时间。
如上所述，到达观测点Pij的发送波在观测点Pij处声阻抗发生变化时生成反射波，该反射波返回到探测器101中的接收开口Rx内的各接收振子Rk。因为从数据储存部107获取接收开口Rx内的各接收振子Rk的位置信息，所以能够在几何学上计算从任意观测点Pij至各接收振子Rk的路径403的长度。
接收时间计算部1045针对一次发送事件，关于存在于对象区域Bx内的所有观测点Pij，计算发送的超声波在观测点Pij处反射而到达各接收振子Rk的接收时间并输出到延迟量计算部1046。
v)延迟量计算部1046
延迟量计算部1046是如下电路：根据发送时间和接收时间计算向接收开口Rx内的各接收振子Rk的总传播时间，根据该总传播时间计算针对各接收振子Rk的应用到接收信号的列的延迟量。延迟量计算部1046获取从发送时间计算部1044发送的超声波到达观测点Pij的发送时间和在观测点Pij处反射而到达各接收振子Rk的接收时间。然后，计算直至发送的超声波到达各接收振子Rk为止的总传播时间，根据针对各接收振子Rk的总传播时间的差异计算针对各接收振子Rk的延迟量。延迟量计算部1046关于存在于对象区域Bx内的所有观测点Pij，计算针对各接收振子Rk的应用到接收信号的列的延迟量并输出到延迟处理部1047。
vi)延迟处理部1047
延迟处理部1047是如下电路：根据针对接收开口Rx内的接收振子Rk的接收信号的列，将与针对各接收振子Rk的延迟量相当的接收信号鉴定为基于来自观测点Pij的反射超声波的与各接收振子Rk对应的接收信号。
延迟处理部1047与发送事件对应地，从接收开口设定部1043获取表示接收振子Rk的位置的信息、从数据储存部107获取与接收振子Rk对应的接收信号、从对象区域设定部1042获取表示获取到的对象区域Bx的位置的信息、从延迟量计算部1046获取针对各接收振子Rk的应用到接收信号的列的延迟量来作为输入。然后，将与从与各接收振子Rk对应的接收信号的列减去针对各接收振子Rk的延迟量而得到的时间对应的接收信号鉴定为基于来自观测点Pij的反射波的接收信号，输出到加法部1049。
vii)权重计算部1048
权重计算部1048是以使针对位于接收开口Rx的列方向的中心的振子的权重为最大的方式计算针对各接收振子Rk的权重级数(接收截趾)的电路。
如图6所示，权重级数是在与接收开口Rx内的各振子对应的接收信号中应用的权重系数的级数。权重级数以发送焦点F为中心而呈对称的分布。权重级数的分布的形状能够使用汉明窗、汉宁窗、矩形窗等，分布的形状没有特别限定。以使针对位于接收开口Rx的列方向的中心的振子的权重为最大的方式设定权重级数，权重的分布的中心轴与接收开口中心轴Rxo一致。权重计算部1048将从接收开口设定部1043输出的表示接收振子Rk的位置的信息作为输入，计算针对各接收振子Rk的权重级数并输出到加法部1049。
viii)加法部1049
加法部1049是将从延迟处理部1047输出的与各接收振子Rk对应地鉴定出的接收信号作为输入并对它们进行加法而生成针对观测点Pij的调相加法运算后的声线信号的电路。或者，进而也可以构成为将从权重计算部1048输出的针对各接收振子Rk的权重级数作为输入，对与各接收振子Rk对应地鉴定出的接收信号乘以针对各接收振子Rk的权重并进行加法，来生成针对观测点Pij的声线信号。在延迟处理部1047中调整位于接收开口Rx内的各接收振子Rk检测到的接收信号的相位并在加法部1049中进行加法处理，由此能够根据来自观测点Pij的反射波重叠由各接收振子Rk接收到的接收信号而使其信号S/N比增加，抽出来自观测点Pij的接收信号。
能够根据一次发送事件和与其相伴的处理，关于对象区域Bx内的所有观测点Pij而生成声线信号。然后，一边与发送事件同步地使发送开口Tx在列方向上移动与移动间距Mp相应的量一边反复进行超声波发送，从存在于探测器101的所有振子101a进行超声波发送，从而生成作为一帧的合成后的声线信号的帧声线信号。
另外，以后将构成帧声线信号的每个观测点的合成后的声线信号称为“合成声线信号”。
通过加法部1049与发送事件同步地生成针对存在于对象区域Bx内的所有观测点Pij的子帧的声线信号。将生成的子帧的声线信号输出到数据储存部107而保存。
(5)合成部1140
合成部1140是根据与发送事件同步地生成的子帧声线信号来生成帧声线信号的电路。图8是示出合成部1140的结构的功能框图。如图8所示，合成部1140具备加法处理部11401、放大处理部11402。
以下，说明构成合成部1140的各部分的结构。
i)加法处理部11401
加法处理部11401在用于合成帧声线信号的一连串子帧声线信号生成结束之后读出在数据储存部107中保持的多个子帧声线信号。然后，将获取到在各子帧声线信号中包含的声线信号的观测点Pij的位置作为指标，对多个子帧声线信号进行加法，从而生成针对各观测点的合成声线信号来合成帧声线信号。因此，对在多个子帧声线信号中包含的针对同一位置的观测点的声线信号进行加法来生成合成声线信号。
图9是示出加法处理部11401中的对合成声线信号进行合成的处理的示意图。如上所述，与发送事件同步地使在发送振子列(发送开口Tx)中使用的振子在振子列方向上错开1个振子量来依次进行超声波发送。因此，基于不同的发送事件的对象区域Bx也针对每个发送事件在同一方向上将位置错开1个振子量。将获取到在各子帧声线信号中包含的声线信号的观测点Pij的位置作为指标，对多个子帧声线信号进行加法，从而合成网罗所有对象区域Bx的帧声线信号。
另外，关于跨越位置不同的多条对象区域Bx而存在的观测点Pij，相加各子帧声线信号中的声线信号的值，因此合成声线信号根据跨越的程度而呈现大的值。以后，将观测点Pij包含于不同对象区域Bx的次数称为“重叠数”，将振子列方向上的重叠数的最大值称为“最大重叠数”。
另外，在本实施方式中，对象区域Bx存在于沙漏形状的区域内。因此，如图10的(a)所示，重叠数以及最大重叠数在被检体的深度方向上变化，所以合成声线信号的值也同样地在深度方向上变化。但是，如上所述，第二对象区域Bx2相比于第一对象区域Bx1，列方向的宽度相对离发送焦点F的距离的变化小。因此，重叠数相对深度的变化也是在第二对象区域Bx2中小于第一对象区域Bx1。
此外，在将获取到在各子帧声线信号中包含的声线信号的观测点Pij的位置作为指标进行加法时，也可以一边将观测点Pij的位置作为指标进行加权一边进行加法。
将合成后的帧声线信号输出到放大处理部11402。
ii)放大处理部11402
如上所述，合成声线信号的值在被检体的深度方向上变化。为了对此进行补偿，放大处理部11402在包含于帧声线信号的合成声线信号的合成中进行对各合成声线信号乘以根据进行了加法的次数决定的放大率的放大处理。
图10的(b)是示出放大处理部11402中的放大处理的概要的示意图。如图10的(b)所示，最大重叠数在被检体的深度方向上变化，所以为了补偿该变化，对合成声线信号乘以根据最大重叠数决定的在被检体深度方向上变化的放大率。由此，与深度方向上的重叠数的变化相伴的合成声线信号的变动主要原因被消除，放大处理后的合成声线信号的值在深度方向上被均匀化。
另外，也可以进行对合成声线信号乘以根据重叠数决定的在振子列方向上变化的放大率的处理。在振子列方向上重叠数变化的情况下，消除其变动主要原因，在振子列方向上实现放大处理后的合成声线信号的值的均匀化。
此外，也可以将对生成的针对各观测点的合成声线信号实施放大处理而得到的信号作为帧声线信号。
<动作>
说明包括以上结构的超声波诊断装置100的动作。
图11是示出接收波束成形器部104的波束成形处理动作的流程图。
首先，在步骤S101中，发送部1031进行对存在于探测器101的多个振子101a中的包含于发送开口Tx的各振子供给用于发送超声波波束的发送信号的发送处理(发送事件)。
接下来，在步骤S102中，接收部1040根据从探测器101中的超声波反射波的接收得到的电信号生成接收信号并输出到数据储存部107，在数据储存部107中保存接收信号。判定是否从存在于探测器101的所有振子101a完成超声波发送(步骤S103)。然后，在未完成的情况下返回到步骤S101，一边使发送开口Tx在列方向上移动与移动间距Mp相应的量一边进行发送事件，在完成的情况下进入到步骤S201。
接下来，在步骤S210中，对象区域设定部1042与发送事件同步地根据表示发送开口Tx的位置的信息设定对象区域Bx。在第一次循环中，设定根据初次的发送事件中的发送开口Tx求出的对象区域Bx。
接下来，进入到观测点同步型波束成形处理(步骤S220(S221～S228))。在步骤S220中，首先将表示观测点Pij的位置的坐标ij初始化为对象区域Bx上的最小值(步骤S221、S222)，接收开口设定部1043以与列中心在空间上最接近观测点Pij的振子Xk匹配的方式选择接收开口Rx振子列(步骤S223)。
接下来，关于观测点Pij，生成声线信号(步骤S204)。
在此，说明步骤S204中的关于观测点Pij生成声线信号的动作。图12是示出接收波束成形器部104中的关于观测点Pij的声线信号生成动作的流程图。图13是用于说明接收波束成形器部104中的关于观测点Pij的声线信号生成动作的示意图。
首先，在步骤S2241中，发送时间计算部1044关于存在于对象区域Bx上的任意观测点Pij，计算发送的超声波到达被检体中的观测点Pij的发送时间。(1)在观测点Pij存在于第二对象区域Bx2内的情况下，能够通过将在几何学上确定的从接收开口Rx内的接收振子Rk经由发送焦点F到达观测点Pij的路径(401+402)的长度除以超声波的声速cs来计算发送时间，(2)在观测点Pij存在于第一对象区域Bx内的情况下，能够通过将在几何学上确定的从接收开口Rx内的接收振子Rk到达发送焦点F的路径和从观测点Pij到达焦点的路径的差(401-402)的长度除以超声波的声速cs来计算发送时间。
接下来，将根据接收开口Rx求出的表示接收开口Rx内的接收振子Rk的位置的坐标k初始化为接收开口Rx内的最小值(步骤S2242)，计算发送的超声波在被检体中的观测点Pij处反射而到达接收开口Rx的接收振子Rk的接收时间(步骤S2243)。能够通过将在几何学上确定的从观测点Pij至接收振子Rk的路径403的长度除以超声波的声速cs来计算接收时间。进而，根据发送时间和接收时间的总和，计算直至从发送开口Tx发送的超声波在观测点Pij处反射而到达接收振子Rk为止的总传播时间(步骤S2244)，根据针对接收开口Rx内的各接收振子Rk的总传播时间的差异计算针对各接收振子Rk的延迟量(步骤S2245)。
判定关于存在于接收开口Rx内的所有接收振子Rk是否完成延迟量的计算(步骤S2246)，在未完成的情况下使坐标k增加(步骤S2247)，进而关于接收振子Rk计算延迟量(步骤S2243)，在完成的情况下进入到步骤S2248。在该阶段中，关于存在于接收开口Rx内的所有接收振子Rk，计算来自观测点Pij的反射波到达的延迟量。
在步骤S2248中，延迟处理部1047将与从与接收开口Rx内的接收振子Rk对应的接收信号的列减去针对各接收振子Rk的延迟量而得到的时间对应的接收信号鉴定为基于来自观测点Pij的反射波的接收信号。
接下来，权重计算部1048以使针对位于接收开口Rx的列方向的中心的振子的权重为最大的方式计算针对各接收振子Rk的权重级数(步骤S2249)。加法部1049对与各接收振子Rk对应地鉴定出的接收信号乘以针对各接收振子Rk的权重而进行加法，生成针对观测点Pij的声线信号(步骤S2250)，关于生成的观测点Pij，将声线信号输出到数据储存部107而保存(步骤S2251)。
接下来，返回到图11，通过使坐标ij增加而反复进行步骤S223、S224，关于位于对象区域Bx内的坐标ij的所有观测点Pij(图13中的“·”)，生成声线信号。判定关于存在于对象区域Bx内的所有观测点Pij是否完成声线信号的生成(步骤S225、S227)，在未完成的情况下使坐标ij增加(步骤S226、S228)，关于观测点Pij生成声线信号(步骤S224)，在完成的情况下进入到步骤S230。在该阶段中，生成与一次发送事件相伴的关于存在于对象区域Bx内的所有观测点Pij的子帧的声线信号，输出到数据储存部107而保存。
接下来，判定关于所有发送事件是否结束子帧的声线信号的生成(步骤S230)，在未结束的情况下返回到步骤S210，将表示观测点Pij的位置的坐标ij初始化为从下个发送事件中的发送开口Tx求出的对象区域Bx上的最小值(步骤S221、S222)，设定接收开口Rx(步骤S223)，制作声线信号(步骤S224)，在结束的情况下进入到步骤S301。
接下来，在步骤S301中，加法处理部11401读出在数据储存部107中保持的多个子帧声线信号，将观测点Pij的位置作为指标，对多个子帧声线信号进行加法，生成针对各观测点Pij的合成声线信号，合成帧声线信号。接下来，放大处理部11402对各合成声线信号乘以根据在帧声线信号中包含的各合成声线信号的加法次数决定的放大率(步骤S302)，将放大后的帧声线信号输出到超声波图像生成部105以及数据储存部107(步骤S303)，结束处理。
<总结>
如以上说明，根据本实施方式的超声波诊断装置100，通过合成开口法，重叠到通过不同发送事件生成的关于处于同一位置的观测点P的声线信号来合成。由此，得到即使在处于发送焦点F以外的深度的观测点P处也能够针对多个发送事件虚拟地进行发送聚焦的效果，提高空间分辨率和信号S/N比。
另外，超声波诊断装置100在深度是小于等于焦深的第一对象区域中把要生成子帧声线信号的对象区域设定为超声波主照射区域整个区域。由此，在期待S/N比、空间分辨率都高的浅的区域中，能够提高超声波的利用效率并且最大限度地享有基于合成开口法的S/N比以及空间分辨率的提高效果。另一方面，在比焦深深的区域中，设定为随着远离焦点使列方向的宽度的扩大小于第一对象区域的第二对象区域。由此，特别是能够削减即使通过调相加法运算而S/N比也未充分提高的深部的观测点数量。另外，第二对象区域Bx2的中心轴与超声波主照射区域的中心轴一致。发送超声波波束的振幅在超声波主照射区域Ax的整个区域中未必固定，越远离超声波主照射区域的中心轴则变得越弱。另外，受波振子的灵敏度也越是来自远离超声波主照射区域的中心轴的观测点的反射波则变得越弱。因此，通过设定为第二对象区域Bx2包括接近超声波主照射区域的中心轴的区域，能够使得在比焦深深的区域中第二对象区域Bx2包括S/N比高的观测点而另一方面不包括S/N比低的观测点。因此，能够使帧声线信号中的质量劣化的影响最小限度并且大幅削减调相加法运算的运算量。
另外，在超声波诊断装置100中，接收开口设定部1043以与列中心在空间上最接近观测点P的振子匹配的方式选择接收开口Rx振子列，不依赖于发送事件而根据观测点P的位置，使用以观测点P为中心而对称的接收开口进行接收波束成形。因此，不与使发送焦点F在横轴方向上变化(移动)的发送事件同步，接收开口的位置固定，即使在不同发送事件中，也能够针对同一观测点P在同一接收开口处进行调相加法运算。而且，越是从观测点P起距离小的振子，则能够针对来自观测点P的反射波应用越大的权重级数，所以即使鉴于超声波依赖于传播距离而衰减，也能够针对观测点P灵敏度最良好地接收反射波。其结果，能够实现局部地高的空间分辨率和信号S/N比。
《变形例1》
在实施方式1的超声波诊断装置100中，接收开口设定部1043构成为以与列中心在空间上最接近观测点P的振子匹配的方式选择接收开口Rx。然而，接收开口Rx只要是通过计算直至从发送开口Tx发送的超声波经由发送焦点F在对象区域Bx内的观测点Pij处反射而到达接收开口Rx的接收振子Rk为止的总传播时间并进行基于总传播路径的延迟控制来生成关于对象区域Bx内的所有观测点Pij的声线信号的结构即可，所以接收开口Rx的结构可适当变更。
在变形例1中，在具备发送同步型接收开口设定部(以后称为“Tx接收开口设定部”)这方面与实施方式1不同，该发送同步型接收开口设定部选择列中心与发送开口Tx振子列的列中心匹配的接收开口Rx振子列。关于Tx接收开口设定部以外的结构，与实施方式1所示的各要素相同，关于相同的部分省略说明。
图14是示出通过Tx接收开口设定部设定的接收开口Rx和发送开口Tx的关系的示意图。在变形例1中，以使接收开口Rx振子列的列中心与发送开口Tx振子列的列中心匹配的方式选择接收开口Rx振子列。接收开口Rx的中心轴Rxo的位置与发送开口Tx的中心轴Txo的位置相同，接收开口Rx是以发送焦点F为中心而对称的开口。因此，与针对每个发送事件在列方向上移动的发送开口Tx的位置变化同步地，接收开口Rx的位置也移动。
另外，以使针对位于接收开口Rx的中心轴Rxo以及发送开口Tx的中心轴Txo上的振子的权重为最大的方式，计算针对接收开口Rx的各接收振子Ri的权重级数(接收截趾)。权重级数呈以振子Xi为中心而对称的分布。权重级数的分布的形状能够使用汉明窗、汉宁窗、矩形窗等，分布的形状没有特别限定。
<动作>
图15是示出变形例1的超声波诊断装置的接收波束成形器部的波束成形处理动作的流程图。在本流程图中，替代图11中的观测点同步型波束成形处理(步骤S220(S221～S228))，在进行发送同步型波束成形处理(步骤S420(S421～S428))这方面不同。步骤S420以外的处理与图11相同，关于相同的部分省略说明。
在步骤S420的处理中，首先，在步骤S421中，Tx接收开口设定部与发送事件对应地将列中心与包含于发送开口Tx的振子列的列中心匹配的振子列选择为接收振子Rk，设定接收开口Rx。
接下来，将在步骤S210中计算出的表示对象区域Bx内的观测点Pij的位置的坐标ij初始化为对象区域Bx内的最小值(步骤S422、S423)，关于观测点Pij而生成声线信号(步骤S424)。图16是用于说明变形例1的接收波束成形器部中的关于观测点Pij的声线信号生成动作的示意图。与关于实施方式1的图13相比，发送开口Tx和接收开口Rx的位置关系不同。步骤S424中的处理方法与图11中的步骤S224(图12中的步骤S2241～步骤S2251)相同。
通过使坐标ij增加来反复进行步骤S424，关于对象区域Bx内的位于坐标ij的所有观测点Pij(图16中的“·”)，生成声线信号。判定关于存在于对象区域Bx内的所有观测点Pij是否完成声线信号的生成(步骤S425、S427)，在未完成的情况下使坐标ij增加(步骤S426、S428)，关于观测点Pij而生成声线信号(步骤S424)，在完成的情况下进入到步骤S230。在该阶段中，生成与一次发送事件相伴的存在于对象区域Bx内的所有观测点Pij的子帧的声线信号，输出到数据储存部107而保存。
<效果>
在以上说明的变形例1的超声波诊断装置中，代替在实施方式1中示出的效果中的除了与观测点同步型的接收开口有关的部分以外的效果，起到以下的效果。即，在变形例1中，Tx接收开口设定部与发送事件对应地将列中心与包含于发送开口Tx的振子列的列中心匹配的振子列选择为接收振子而设定接收开口Rx。因此，接收开口Rx的中心轴Rxo的位置与发送开口Tx的中心轴Txo的位置相同，与针对每个发送事件在列方向上移动的发送开口Tx的位置变化同步地，接收开口Rx的位置也变化(移动)。因此，能够与发送事件同步地利用各个不同的接收开口进行调相加法运算，虽然在多个发送事件中接收时刻不同，但作为结果能够得到使用更宽的接收开口的接收处理的效果，能够在宽的观测区域中使空间分辨率变得均匀。
《变形例2》
在实施方式1以及变形例1的超声波诊断装置中，将第二对象区域Bx2的形状设为相对第一对象区域Bx的相似形状在列方向上使宽度变窄n倍(1>n>0)的形状。然而，第二对象区域Bx的形状除此以外还可以是以下样式。
图17示出变形例2的第二对象区域Bx2的第一设定示例。如图17所示，第二对象区域Bx2是超声波主照射区域Ax中的比焦深深的部分中的与以发送开口Tx为底边的长方形的内侧相当的部分。因此，在将焦深设为Df的情况下，在深度为Df至2×Df的范围内是与第一对象区域Bx1迭合的形状。另一方面，关于深度比2×Df深的区域，是列方向的宽度与发送开口Tx的宽度一致的带状的区域。具体而言，是将与第一对象区域迭合的三角形和以该三角形的底边为一边的长方形连结而成的五边形的形状。通过这样设定第二对象区域Bx2，在深度为Df至2×Df的范围内，与深度为Df以下的区域同样地能够提高超声波的利用效率并且最大限度地享有基于合成开口法的S/N比以及空间分辨率的提高效果。另一方面，关于深度是2×Df以上的区域，由于无论第二对象区域的最大深度如何而区域的宽度都是固定的，所以观测点的数量不会大幅增加。因此，特别在焦深相对第二对象区域Bx2的最大深度小(即焦深相对关注区域浅)的情况下，能够提高直至焦深的两倍为止的深度的声线信号的S/N比和空间分辨率并且抑制运算量的增加。此外，在列方向上的第一对象区域Bx1的最大宽度小于发送开口Tx的情况下，也可以设为第二对象区域Bx2的最大宽度小于第一对象区域Bx1的最大宽度。由此，能够进一步削减第二对象区域Bx2内的观测点数量。
图18示出变形例2的第二对象区域Bx2的第二设定示例。如图18所示，第二对象区域Bx2由位于超声波主照射区域Ax的外廓线以及内部的多条对象线BL1～BL7构成。各对象线是从焦点F或者其附近开始的半直线。此外，对象线BL1以及BL7分别与超声波主照射区域Ax的外廓线相当，对象线BL4存在于发送开口中心轴Txo上。此外，为方便起见，将超声波主照射区域Ax的外廓线设为通过发送开口Tx的一端和焦点F的直线以及通过发送开口Tx的另一端和焦点F的直线这两条直线。换言之，在第二对象区域Bx2中，列方向上的观测点的密度相对深度方向上的观测点的密度至少为1/2以下、优选为1/4以下、更优选为1/8以下。由此，观测点以在深度方向上为高密度、在列方向上为低密度的方式，均等地被配置到在超声波主照射区域Ax中的比焦深深的部分的大致整个区域。因此，第二对象区域Bx2中的观测点数量与列方向上的观测点密度成比例地减少。根据第二设定示例，在第二对象区域Bx2内的观测点数量是与实施方式1中的第二对象区域Bx2内的观测点数量相同的程度的情况下，关于比焦深深的区域，能够比实施方式1更提高S/N比以及空间分辨率。其原因，关于一个观测点，(1)在多个发送事件之间超声波波束的行进方向变化的范围变宽，从而能够充分得到对通过行进方向不同的超声波波束得到的声线信号进行合成而带来的补充的效果；(2)观测点、发送焦点F、接收开口这三个的位置关系在多个发送事件之间大幅变化，所以能够得到S/N比提高的效果。因此，相比于实施方式1，能够实现以下任意一项：(1)在使运算量的削减程度为相同程度的情况下提高S/N比以及空间分辨率，或者(2)在得到相同程度的S/N比以及空间分辨率的情况下进一步削减运算量。
此外，对象线的数量不限于七条，可以是任意数量。另外，多条观测线既可以被配置成在列方向上等间隔地配置观测点，也可以被配置成相邻的两条观测线所成的角成为预定的角度。进而，关于列方向上的观测点的间隔，也可以配置为越接近发送开口中心轴Txo则间隔越窄、越远离发送开口中心轴Txo则间隔越宽。通过这样的配置，能够在比焦深深的区域中使观测点偏向地存在于得到的接收信号的S/N比高的区域。由此，能够一边增大超声波波束的行进方向的范围、观测点和焦点F以及接收开口的位置关系的变化的幅度一边进行与接收信号的S/N比对应的加权，所以能够有效地提高S/N比。
另外，也可以组合实施方式1、本变形例的第一设定示例、第二设定示例中的两个以上。例如，第二对象区域Bx2既可以设为发送焦点F的内角小于第一对象区域Bx1且列方向的最大宽度为发送开口以下，也可以设为发送焦点F的内角小于第一对象区域Bx1且为第一对象区域Bx的最大宽度以下。另外，例如第二对象区域Bx2也可以是接近发送开口中心轴Txo的发送焦点F的内角小的区域与接近超声波主照射区域Ax的外廓线的直线状的区域的组合。如以上说明，作为削减第二对象区域Bx2的观测点的方法，有缩窄列方向上的第二对象区域Bx2的宽度的方法、限制列方向上的第二对象区域Bx2的最大宽度的方法、降低列方向上的观测点的密度的方法、降低远离发送开口中心轴Txo的区域中的列方向上的观测点密度的方法，也可以将这些方法任意地组合。
《实施方式2》
在实施方式1以及各变形例中，设为由对象区域设定部根据发送开口Tx、发送焦点F、超声波主照射区域Ax确定第二对象区域Bx2。相对于此，实施方式2具有根据超声波的发送接收结果设定第二对象区域Bx2的特征。
此外，实施方式2的超声波诊断装置仅对象区域设定部决定第二对象区域Bx2的方法以及与其相关的结构与实施方式1不同。因此，仅说明该差异，其它结构以及动作与实施方式1或者变形例相同，所以省略说明。
<结构>
本实施方式的超声波诊断装置具有在控制部内具备区域设定部的特征。
区域设定部使用超声波探测器和超声波信号处理装置来生成超声波图像，根据得到的超声波图像向对象区域设定部通知要被设定为对象区域的区域。
区域设定部使用与一个发送事件相关的发送开口Tx、发送焦点F以及与其有关的超声波主照射区域Ax来生成超声波图像。更具体而言，将超声波主照射区域Ax的整个区域作为临时对象区域Bx3(试验区域)，进行发送事件(步骤S101、S102)。此外，临时对象区域Bx3的形状只要包括超声波主照射区域Ax的整个区域即可，例如也可以是将发送开口Tx作为一边的长方形的形状。接下来，针对与该发送事件相关的接收信号列进行波束成形。波束成形的详细内容与步骤S210和S220的组合或者步骤S210和S420的组合相同，所以省略详细的说明。之后，根据得到的子帧声线信号决定对象区域Bx。
以下，说明根据子帧声线信号决定对象区域Bx的方法。区域设定部使用超声波图像生成部将子帧声线信号变换为超声波图像(B模式图像)，根据生成的超声波图像(以下称为评价图像)决定对象区域Bx。图19的(a)示出评价图像的例子。此外，在图19的(a)中，为了表示超声波波束的传播状态，将临时对象区域Bx3设为将超声波探测器的振子列整体作为一边的长方形的形状。如图19的(a)所示，在深度比焦深浅的区域中，在由发送焦点F和发送开口Tx定义的三角形区域的内部，亮度值高，在脱离该区域时亮度值降低。另一方面，在比焦深深的区域中，在与由发送焦点F和发送开口Tx定义的三角形区域相比在x方向上狭窄的三角形区域中亮度值高，但在脱离该区域时，即便是三角形区域的内部，亮度值也会降低。其原因，由于各振子的超声波发送接收中的指向性，超声波波束的振幅和与反射超声波对应的接收信号的值都是越接近发送开口中心轴Txo则变得越大，越远离则变得越小。因此，区域设定部将在评价图像中亮度值为预定的值以上的区域设定为对象区域Bx。预定的值例如是比焦深浅的区域中的由发送焦点F和发送开口Tx定义的三角形区域的外廓线的亮度值的平均。这样设定的对象区域Bx如图19的(b)所示，与实施方式1同样地由作为由发送焦点F和发送开口Tx定义的三角形区域的第一对象区域Bx1、和作为与由发送焦点F和发送开口Tx定义的三角形区域相比在x方向上狭窄的三角形区域的第二对象区域Bx2构成。此外，虽然在此将子帧声线信号变换为评价图像，但也可以将子帧声线信号的振幅值或者利用包络线检波等从子帧声线信号提取的反射超声波的强度值与预定的阈值进行比较，由此确定对象区域Bx。
区域设定部在最初的发送事件开始前或者在焦深、发送开口Tx被变更后的最初的发送事件开始前，进行上述处理来决定对象区域Bx，将决定的对象区域Bx用于对象区域设定部。
由此，仅生成的子帧声线信号中的S/N比高的观测点包含于对象区域Bx，生成的子帧声线信号中的S/N比低的观测点从对象区域Bx被排除。因此，能够在将声线信号的S/N比保持为期望的基准以上的状态下，最大限度地削减运算量。
<总结>
根据实施方式2的超声波诊断装置，根据子帧声线信号的值设定第二对象区域Bx2。因此，能够仅将超声波主照射区域Ax中的子帧声线信号中的S/N比满足一定基准的观测点包含于第二对象区域。因此，能够将声线信号的S/N比保持为一定基准以上并且最大限度地削减运算量。
《变形例3》
在实施方式2中，说明了超声波诊断装置对临时对象区域Bx3(试验区域)实际地进行超声波的发送接收并根据从其结果得到的声线信号决定对象区域Bx的情况。
然而，对象区域Bx是根据超声波探测器的特性、发送超声波波束的特性、发送开口Tx、焦深而决定的。因此，如果这些参数是已知的，则能够据此决定对象区域Bx。
变形例3的超声波诊断装置的区域设定部保持有表示超声波探测器的特性、发送超声波波束的特性、发送开口Tx的宽度、焦深、对象区域Bx的对应关系的表格。超声波探测器的特性是指例如振子的频率特性、振子的配置、各振子的发送以及接收的指向性等。此外，超声波探测器的特性也可以并非特性值自身，而是例如超声波探测器的型号等指示具有预定的特性的超声波探测器的ID。发送超声波波束的特性是指例如超声波的频率、振幅、波数、发送间隔等。区域设定部从控制部获取超声波探测器的特性，从发送波束成形器部获取发送超声波波束的特性、发送开口Tx的宽度，使对应的对象区域Bx用于对象区域设定部。
此外，区域设定部也可以预先保持上述表格。由此，无需对试验区域进行超声波的发送接收，就能够设定适当的对象区域Bx。另外，区域设定部在表格中没有对应的对象区域Bx的情况下，也可以进行在实施方式2中说明的动作，将其结果追加到表格。由此，在没有针对超声波探测器的特性、发送超声波波束的特性、发送开口Tx的宽度、焦深的组合的对象区域Bx的情况下，能够通过向试验区域进行超声波的发送接收来设定适当的对象区域Bx。进而，在表格中已经有针对超声波探测器的特性、发送超声波波束的特性、发送开口Tx的宽度、焦深的组合的对象区域Bx的情况下，通过使用在表格中保持的对象区域Bx，能够省略向试验区域进行超声波的发送接收。
《实施方式的其它变形例》
(1)在各实施方式以及各变形例中，未特别规定包含于第二对象区域Bx2的观测点的数量。然而，例如关于包含于对象区域Bx整体的观测点的数量，也可以决定与调相加法运算部和/或合成部的运算能力和/或数据保持部的存储容量对应的上限值。具体而言，如果决定了超声波图像的帧率、作为帧声线信号的生成对象的关注区域的宽度和深度、发送开口Tx的宽度和移动间距Mp，则能够决定关于一个发送事件的超声波主照射区域Ax的面积和运算时间的上限值。相对于此，调相加法运算部中的每小时的观测点数量的上限值、合成部中的每小时的观测点数量的上限值由硬件的能力决定。因此，也可以以使运算所需的时间不超过运算时间的上限值的方式设定对象区域。例如，在将超声波主照射区域Ax的整个区域作为对象区域Bx的情况下运算所需时间为上限值的1.25倍的情况下，以使包含于对象区域Bx的观测点的数量为将超声波主照射区域Ax的整个区域作为对象区域Bx的情况的0.8倍以下的方式确定第二对象区域Bx2。此外，具体的决定第二对象区域Bx2的方法既可以是实施方式1、变形例1、变形例2中的任意一个，也可以在根据实施方式2或者变形例3设定之后如果观测点数量依旧过剩，则通过基于实施方式1、变形例1、变形例2中的任意方法来削减观测点数量。通过这样决定第二对象区域，能够抑制超声波信号处理装置的运算能力不足所引起的超声波图像的丢帧等。
(2)在各实施方式以及各变形例中，设为第二对象区域Bx2的形状是将发送焦点F作为顶点的三角形、将三角形和长方形合并而得到的形状、由多条直线构成的形状。然而，第二对象区域Bx2的形状不限于上述情况，也可以是在第二对象区域中越深则宽度变得越小的形状，例如还可以是将三角形和梯形合并而得到的形状。另外，例如第二对象区域Bx2也可以是将在实施方式2或者变形例3中说明的基于亮度的三角形的区域和在变形例2的设定示例2中说明的由多条直线构成的形状组合而成的区域。
(3)此外，根据上述实施方式说明了本发明，但本发明不限于上述实施方式，本发明也包含以下情况。
例如，本发明也可以是具备微处理器和存储器的计算机系统，上述存储器存储有上述计算机程序，上述微处理器依照上述计算机程序动作。例如，也可以是具有本发明的超声波信号处理方法的计算机程序并依照该程序动作(或者指示连接的各部位动作)的计算机系统。
另外，本发明也包含由包括微处理器、ROM、RAM等记录介质、硬盘装置等的计算机系统构成上述超声波诊断装置的全部或者一部分、超声波信号处理装置的全部或者一部分的情况。在上述RAM或者硬盘装置中存储有实现与上述各装置同样的动作的计算机程序。通过上述微处理器依照上述计算机程序动作，各装置实现其功能。
另外，构成上述各装置的构成要素的一部分或者全部也可以由一个系统LSI(Large Scale Integration(大规模集成电路))构成。系统LSI是在一个芯片上集成制造有多个结构部分的超多功能LSI，具体而言，是构成为包括微处理器、ROM、RAM等的计算机系统。它们既可以单独地单芯片化，也可以以包括一部分或者全部的方式单芯片化。此外，取决于集成度的差异，LSI还有时被称为IC、系统LSI、超级LSI、超大规模LSI。在上述RAM中存储有实现与上述各装置同样的动作的计算机程序。通过上述微处理器依照上述计算机程序动作，系统LSI实现其功能。例如，本发明也包含本发明的波束成形方法被储存为LSI的程序而将该LSI插入到计算机内来实施预定的程序(波束成形方法)的情况。
此外，集成电路化的手法不限于LSI，也可以通过专用电路或者通用处理器实现。也可以利用能够在LSI制造后编程的FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)、能够对LSI内部的电路单元的连接、设定进行重构的可重构处理器(Reconfigurable Processor)。
进而，在由于半导体技术进步或者衍生的其它技术而出现替换LSI的集成电路化的技术时，当然也可以使用该技术来进行功能块的集成化。
另外，也可以通过CPU等处理器执行程序来实现各实施方式的超声波诊断装置的功能的一部分或者全部。也可以是记录有使上述超声波诊断装置的诊断方法、波束成形方法实施的程序的非临时的计算机可读取的记录介质。也可以通过将程序、信号记录到记录介质而转移来利用独立的其它计算机系统实施程序，另外，上述程序当然能够经由因特网等传送介质而流通。
上述实施方式的超声波诊断装置构成为将作为存储装置的数据储存部包含于超声波诊断装置内，但存储装置不限于此，也可以构成为半导体存储器、硬盘驱动器、光盘驱动器、磁存储装置等从外部与超声波诊断装置连接。
另外，框图中的功能块的分割是一个例子，也可以将多个功能块实现为一个功能块、或者将一个功能块分割为多个、或者将一部分的功能移动到其它功能块。另外，也可以单一的硬件或者软件并行或者时间分割地处理具有类似功能的多个功能块的功能。
另外，执行上述步骤的顺序是为了具体地说明本发明而例示的，也可以是上述以外的顺序。另外，也可以与其它步骤同时(并行)执行上述步骤的一部分。
另外，构成为从外部对超声波诊断装置连接探测器以及显示部的，但也可以构成为将它们一体配置在超声波诊断装置内。
另外，在上述实施方式中，探测器呈现在一维方向上排列有多个压电元件的探测器结构。然而，探测器的结构不限于此，例如也可以使用在二维方向上排列有多个压电变换元件的二维排列振子、使在一维方向上排列的多个振子机械性地摇动来获取三维断层图像的摇动型探测器，能够根据测量适当区分使用。例如，在使用二维排列的探测器的情况下，通过使对压电变换元件提供电压的定时、电压的值分别变化，能够控制发送的超声波波束的照射位置、方向。
另外，关于探测器，也可以将发送接收部的一部分的功能包含于探测器。例如，根据从发送接收部输出的用于生成发送电信号的控制信号在探测器内生成发送电信号，将该发送电信号变换为超声波。而且，能够采用将接收到的反射超声波变换为接收电信号，在探测器内根据接收电信号生成接收信号的结构。
另外，也可以组合各实施方式的超声波诊断装置及其变形例的功能中的至少一部分。进而，在上述中使用的数字全部是为了具体地说明本发明而例示的，本发明不限于例示的数字。
进而，本发明也包含在本领域技术人员对本实施方式想到的范围内变更而得到的各种变形例。
《总结》
(1)实施方式的超声波信号处理装置将使用具备多个振子的超声波探测器对被检体发送会聚型的超声波波束的发送事件反复进行多次，并且与各发送事件同步地从被检体接收反射超声波，将根据接收到的反射超声波生成的多个声线信号进行合成而得到合成声线信号，该超声波信号处理装置的特征在于，具备：发送部，一边使发送振子列针对每个发送事件在所述超声波探测器的振子排列的方向上移位，一边以使超声波波束在根据所述发送振子列的位置确定的焦点处聚集的方式使用所述发送振子列的各振子使超声波波束向超声波主照射区域发送，所述超声波主照射区域被规定为位于将所述焦点与位于所述发送振子列的两端的各个振子进行连结的两条直线之间的范围；接收部，与各发送事件同步地，根据所述超声波探测器从所述被检体接收到的反射超声波，生成针对所述超声波探测器的各个振子的接收信号列；调相加法运算部，针对每个所述发送事件，将所述超声波主照射区域中的比所述焦点浅的区域的整个区域设定为第一对象区域，将从比所述焦点深的区域去掉一部分而得到的区域设定为第二对象区域，关于存在于所述第一对象区域内的多个观测点和存在于所述第二对象区域内的多个观测点，对基于从各观测点得到的反射超声波的所述接收信号列进行调相加法运算来生成子帧声线信号；以及合成部，根据所述调相加法运算部生成的多个所述子帧声线信号来合成所述帧声线信号。
另外，在实施方式的超声波信号处理方法中，将使用具备多个振子的超声波探测器对被检体发送会聚型的超声波波束的发送事件反复进行多次，并且与各发送事件同步地从被检体接收反射超声波，将根据接收到的反射超声波生成的多个声线信号进行合成而得到合成声线信号，该超声波信号处理方法的特征在于，一边使发送振子列针对每个发送事件在所述超声波探测器的振子排列的方向上移位，一边以使超声波波束在根据所述发送振子列的位置确定的焦点处聚集的方式使用所述发送振子列的各振子对超声波主照射区域发送超声波波束，所述超声波主照射区域被规定为位于将所述焦点与位于所述发送振子列的两端的各个振子进行连结的两条直线之间的范围，与各发送事件同步地，根据所述超声波探测器从所述被检体接收到的反射超声波，生成针对所述超声波探测器的各个振子的接收信号列，针对每个所述发送事件，将所述超声波主照射区域中的比所述焦点浅的区域的整个区域设定为第一对象区域，将从比所述焦点深的区域去掉一部分而得到的区域设定为第二对象区域，关于存在于所述第一对象区域内的多个观测点和存在于所述第二对象区域内的多个观测点，对基于从各观测点得到的反射超声波的所述接收信号列进行调相加法运算来生成子帧声线信号，根据生成的多个所述子帧声线信号来合成所述帧声线信号。
根据上述结构或者方法，能够抑制帧声线信号的空间分辨率以及S/N比降低并且削减观测点的数量，能够削减加入发送和接收的延迟的调相加法运算以及合成处理的运算量。
(2)另外，上述(1)的超声波信号处理装置也可以设为在所述第二对象区域中，从所述焦点的深度至所述焦点的两倍深度的范围中的观测点数量比存在于所述第一对象区域内的观测点数量少。
通过上述结构，能够使第一对象区域中的观测点密度比第二对象区域的平均观测点密度高，能够抑制比焦深浅的区域的声线信号的质量劣化。
(3)另外，上述(1)或者(2)的超声波信号处理装置也可以设为所述第二对象区域中的每单位面积的观测点数量比所述第一对象区域中的每单位面积的观测点数量少。
通过上述结构，能够在第二对象区域的整个区域中使观测点密度比第一对象区域低，能够可靠地削减运算量。
(4)另外，上述(1)～(3)的超声波信号处理装置也可以设为所述第一对象区域、所述第二对象区域都是将所述焦点作为顶点的形状，并且相对与所述探测器的振子排列的方向正交且通过所述焦点的直线为线对称，所述第二对象区域中的与所述焦点相当的顶点的内角小于所述第一对象区域中的与所述焦点相当的顶点的内角。
通过上述结构，能够将发送开口中心轴的附近设为第二对象区域。因此，能够抑制生成的声线信号中的S/N比降低。
(5)另外，上述(1)～(4)的超声波信号处理装置也可以设为所述探测器的振子排列的方向上的所述第二对象区域的宽度的最大值为所述发送振子列的宽度以下。
通过上述结构，即使在第二对象区域的最大深度相对焦深大的情况下，也能够对第二对象区域的面积粗大化而观测点增加进行抑制。
(6)另外，上述(5)的超声波信号处理装置也可以设为所述探测器的振子排列的方向上的所述第二对象区域的宽度的最大值小于所述第一对象区域的最大宽度。
通过上述结构，能够进一步限制第二对象区域的面积，能够削减运算量。
(7)另外，上述(1)～(6)的超声波信号处理装置也可以设为所述第二对象区域由通过所述焦点的多个直线区域构成，关于在一个直线区域上且与所述焦点相距的距离为预定距离以上的一个观测点，与处于所述一个直线区域上的最接近的观测点的距离小于与存在于与所述一个直线区域相邻的直线区域上的最接近的观测点的距离。
通过上述结构，在第二对象区域中，在多个发送事件之间扩大超声波波束的行进方向变化的范围，且观测点、发送焦点F、接收开口这三个的位置关系在多个发送事件之间大幅变化，保持状态而使观测点密度在探测器的振子排列的方向上降低，由此能够削减观测点数量。因此，能够将声线信号的S/N比以及空间分辨率相对运算量的削减量的降低的程度抑制得更小。
(8)另外，上述(1)～(7)的超声波信号处理装置也可以设为关于所述第二对象区域内的一部分区域中的所述探测器的振子排列的方向的观测点密度，该一部分区域和与所述探测器的振子排列的方向正交且通过所述焦点的直线的距离越小，则观测点密度变得越大。
通过上述结构，越是声线信号的S/N比高的区域，则观测点密度变得越高，所以能够抑制声线信号的S/N比降低。
(9)另外，上述(1)～(8)的超声波信号处理装置也可以设为还具备区域设定部，该区域设定部在所述被检体内确定超声波照射区域，根据所述超声波照射区域确定焦点，使所述发送部发送在所述焦点会聚的超声波波束，使所述接收部生成基于与所述超声波波束对应的反射超声波的接收信号列，在包括所述超声波照射区域的试验区域内设定多个观测点，使调相加法运算部生成针对所述观测点的声线信号，根据所述声线信号确定第一对象区域和第二对象区域。
通过上述结构，能够根据声线信号的S/N比的实际测量值确定第二对象区域。因此，能够恰当地设定为了使声线信号的S/N比满足期望的基准所需的观测点，能够在声线信号的质量满足用户期望的基准的范围内使运算量最小。
(10)另外，上述(9)的超声波信号处理装置也可以设为所述区域设定部将所述试验区域内的观测点中的对应的声线信号的振幅为预定的阈值以上的观测点所存在的区域设定为所述第一对象区域以及所述第二对象区域。
通过上述结构，能够根据声线信号通过简单的处理来设定第二对象区域。
(11)另外，上述(1)～(8)的超声波信号处理装置也可以设为还具备区域设定部，该区域设定部利用所述超声波探测器的特性确定第一对象区域和第二对象区域。
通过上述结构，能够根据超声波探测器的特性推测声线信号中的S/N比的位置依赖性，设定适当的第二对象区域。
(12)另外，上述(11)的超声波信号处理装置也可以设为还具备保持每个超声波探测器的特性的探测器特性保持部，所述区域设定部从所述探测器特性保持部获取所述超声波信号处理装置利用的超声波探测器的特性。
通过上述结构，能够与使用的超声波探测器匹配地确定适当的第二对象区域。
(13)另外，上述(1)～(12)的超声波信号处理装置也可以设为所述第二对象区域被设定为包含于所述第一对象区域的观测点的数量和包含于所述第二对象区域的观测点的数量的总和不超过由所述调相加法运算部和所述合成部决定的预定的上限值。
通过上述结构，能够将观测点数量抑制到超声波信号处理装置可处理的范围，能够抑制所谓丢帧等处理能力不足所致的故障。
产业上的可利用性
本公开的超声波信号处理装置、超声波诊断装置、超声波信号处理方法、程序以及计算机可读取的非临时的记录介质对现有的超声波诊断装置的性能提高、特别是运算装置的成本削减、运算负荷减轻所起到的帧率提高有用。另外，本公开不仅能够应用于超声波，还能够应用于使用多个阵列元件的传感器等用途。

Claims (14)

1.一种超声波信号处理装置，将使用具备多个振子的超声波探测器对被检体发送会聚型的超声波波束的发送事件反复进行多次，并且与各发送事件同步地从被检体接收反射超声波，将根据接收到的反射超声波生成的多个声线信号进行合成而得到合成声线信号，所述超声波信号处理装置的特征在于，具备：
发送部，一边使发送振子列针对每个发送事件在所述超声波探测器的振子排列的方向上移位，一边以使超声波波束在根据所述发送振子列的位置确定的焦点处聚集的方式使用所述发送振子列的各振子使超声波波束向超声波主照射区域发送，所述超声波主照射区域被规定为位于将所述焦点与位于所述发送振子列的两端的各个振子进行连结的两条直线之间的范围；
接收部，与各发送事件同步地，根据所述超声波探测器从所述被检体接收到的反射超声波，生成针对所述超声波探测器的各个振子的接收信号列；
调相加法运算部，针对每个所述发送事件，将所述超声波主照射区域中的比所述焦点浅的区域的整个区域设定为第一对象区域，将从比所述焦点深的区域去掉一部分而得到的区域设定为第二对象区域，关于存在于所述第一对象区域内的多个观测点和存在于所述第二对象区域内的多个观测点，对基于从各观测点得到的反射超声波的所述接收信号列进行调相加法运算来生成子帧声线信号；以及
合成部，根据所述调相加法运算部生成的多个所述子帧声线信号来合成所述帧声线信号，
所述第一对象区域、所述第二对象区域都是将所述焦点作为顶点的形状，并且相对于与所述探测器的振子排列的方向正交且通过所述焦点的直线为线对称，
所述第二对象区域中的与所述焦点相当的顶点的内角小于所述第一对象区域中的与所述焦点相当的顶点的内角。
2.根据权利要求1所述的超声波信号处理装置，其特征在于，
在所述第二对象区域中，从所述焦点的深度至所述焦点的两倍深度的范围中的观测点数量比存在于所述第一对象区域内的观测点数量少。
3.根据权利要求1或者2所述的超声波信号处理装置，其特征在于，
所述第二对象区域中的每单位面积的观测点数量比所述第一对象区域中的每单位面积的观测点数量少。
4.根据权利要求1或2所述的超声波信号处理装置，其特征在于，
所述探测器的振子排列的方向上的所述第二对象区域的宽度的最大值为所述发送振子列的宽度以下。
5.根据权利要求4所述的超声波信号处理装置，其特征在于，
所述探测器的振子排列的方向上的所述第二对象区域的宽度的最大值小于所述第一对象区域的最大宽度。
6.根据权利要求1或2所述的超声波信号处理装置，其特征在于，
所述第二对象区域由通过所述焦点的多个直线区域构成，关于在一个直线区域上且与所述焦点相距的距离为预定距离以上的一个观测点，该观测点与处于所述一个直线区域上的最接近的观测点的距离小于该观测点与存在于与所述一个直线区域相邻的直线区域上的最接近的观测点的距离。
7.根据权利要求1或2所述的超声波信号处理装置，其特征在于，
关于所述第二对象区域内的一部分区域中的所述探测器的振子排列的方向的观测点密度，该一部分区域和与所述探测器的振子排列的方向正交且通过所述焦点的直线的距离越小，则观测点密度越大。
8.根据权利要求1或2所述的超声波信号处理装置，其特征在于，
还具备区域设定部，该区域设定部在所述被检体内确定超声波照射区域，根据所述超声波照射区域确定焦点，使所述发送部发送在所述焦点聚焦的超声波波束，使所述接收部生成基于与所述超声波波束对应的反射超声波的接收信号列，在包括所述超声波照射区域的试验区域内设定多个观测点，使调相加法运算部生成针对所述观测点的声线信号，根据所述声线信号确定第一对象区域和第二对象区域。
9.根据权利要求8所述的超声波信号处理装置，其特征在于，
所述区域设定部将所述试验区域内的观测点中的对应的声线信号的振幅为预定的阈值以上的观测点所存在的区域设定为所述第一对象区域以及所述第二对象区域。
10.根据权利要求1或2所述的超声波信号处理装置，其特征在于，
还具备区域设定部，该区域设定部利用所述超声波探测器的特性确定第一对象区域和第二对象区域。
11.根据权利要求10所述的超声波信号处理装置，其特征在于，
还具备探测器特性保持部，该探测器特性保持部保持每个超声波探测器的特性，
所述区域设定部从所述探测器特性保持部获取所述超声波信号处理装置利用的超声波探测器的特性。
12.根据权利要求1或2所述的超声波信号处理装置，其特征在于，
所述第二对象区域被设定为包含于所述第一对象区域的观测点的数量和包含于所述第二对象区域的观测点的数量的总和不超过由所述调相加法运算部和所述合成部确定的预定的上限值。
13.一种超声波诊断装置，其特征在于，具备：
超声波探测器；以及
权利要求1至12中的任意一项所述的超声波信号处理装置。
14.一种超声波信号处理方法，将使用具备多个振子的超声波探测器对被检体发送会聚型的超声波波束的发送事件反复进行多次，并且与各发送事件同步地从被检体接收反射超声波，将根据接收到的反射超声波生成的多个声线信号进行合成而得到合成声线信号，所述超声波信号处理方法的特征在于，
一边使发送振子列针对每个发送事件在所述超声波探测器的振子排列的方向上移位，一边以使超声波波束在根据所述发送振子列的位置确定的焦点处聚集的方式使用所述发送振子列的各振子使超声波波束向超声波主照射区域发送，所述超声波主照射区域被规定为位于将所述焦点与位于所述发送振子列的两端的各个振子进行连结的两条直线之间的范围，
与各发送事件同步地，根据所述超声波探测器从所述被检体接收到的反射超声波，生成针对所述超声波探测器的各个振子的接收信号列，
针对每个所述发送事件，将所述超声波主照射区域中的比所述焦点浅的区域的整个区域设定为第一对象区域，将从比所述焦点深的区域去掉一部分而得到的区域设定为第二对象区域，关于存在于所述第一对象区域内的多个观测点和存在于所述第二对象区域内的多个观测点，对基于从各观测点得到的反射超声波的所述接收信号列进行调相加法运算来生成子帧声线信号，
根据生成的多个所述子帧声线信号来合成所述帧声线信号，
所述第一对象区域、所述第二对象区域都是将所述焦点作为顶点的形状，并且相对于与所述探测器的振子排列的方向正交且通过所述焦点的直线为线对称，
所述第二对象区域中的与所述焦点相当的顶点的内角小于所述第一对象区域中的与所述焦点相当的顶点的内角。
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