CN114903526A - 超声波摄像装置及超声波摄像方法 - Google Patents

Abstract

提供一种超声波摄像装置及超声波摄像方法，采用简单结构并且得到短轴方向上的分辨率高的图像。针对在长轴方向和短轴方向上分别排列有振子的探头，依次设定第一发送开口和短轴方向的口径尺寸比第一发送开口大的第二发送开口，分别发送第一发送波束和第二发送波束。通过这些发送而生成第一接收波束信号及第二接收波束信号，在深度方向上进行加权并合成。在深度较浅的第一区域增大第一接收波束信号的权重，在深度比第一区域深的第二区域增大第二接收波束信号的权重。

Description

超声波摄像装置及超声波摄像方法

技术领域

本发明涉及超声波摄像装置。

背景技术

超声波诊断装置使用超声波探头向被检体内发送超声波并接收其反射波，由此，取得被检体的生物体信息(被检体内的图像)。

利用不同的延迟时间，从装置主体向超声波探头内的多个电声转换元件(振子)的每个电声转换元件施加电脉冲。由多个振子形成发送波束，向被检体内照射该发送波束。然后，由该超声波探头接收来自被检体内的反射波。通过信号处理电路等，对接收到的反射波进行放大、延迟相加、检波、压缩处理，并且在进行图像处理等之后被图像化。作为在这样的超声波诊断装置中使用的超声波探头，尤其知晓1D阵列探头、2D阵列探头。

1D阵列探头是将振子沿一个方向(以下称为长轴方向或方位方向)呈阵列状地配置有多个的构造。在发送时对按照沿长轴方向排列的每个振子而输入的电脉冲的时间分别赋予延迟时间，由此，能够发送在包含长轴方向的与振子面垂直的截面内的所希望的位置处聚焦的发送波束。能够将通过该发送而产生的来自被检体的反射波图像化。在与1D阵列探头的长轴方向垂直的方向(以下称为短轴方向或垂直方向)上，1D阵列探头的发送时的焦点位置、开口宽度由声透镜、凹面振子唯一决定。

2D阵列探头是将多个振子在长轴方向和短轴方向上二维排列的结构。2D阵列探头按照每个振子而具有收发电路，通过独立地驱动各个振子，能够在三维空间内任意地设定发送波束的焦点位置、开口宽度。虽然也取决于长轴及短轴的开口宽度，但方位方向和垂直方向的深度依赖性基本上被降低。但是，通常，2D阵列探头的尺寸和重量增加，并且，控制的电路规模增大，制造成本也变高，因此，没有在很多的超声波诊断装置中普及。

在专利文献1中公开了如下的超声波诊断装置：在从2D阵列探头发送发送波束时，为了尽管降低向生物体照射的声功率也得到良好的空间分辨率，从在第一轴向上较长的第一发送开口发送第一发送波束之后，从在第二轴向上较长的第二发送开口向相同的位置发送第二发送波束。针对相同的位置，合成通过第一发送波束及第二发送波束分别得到的帧数据或体数据。

已知有这样的探头，与通常的2D阵列探头相比，短轴方向的振子数量较少(几个或十几个左右)，并且具有能够通过开关操作来改变短轴方向上的开口尺寸的功能，被称为1.25D阵列探头。另外，也已知有将短轴方向的中央的振子作为中心而能够在短轴方向上对称地赋予延迟时间的探头。该探头被称为1.5D阵列探头。此外，还考虑了在沿发送波束的长轴方向进行扫描的同时还能够在某种程度上沿短轴方向进行扫描的探头，被称为1.75D阵列探头。

在专利文献2中示出如下装置：通过利用开关选择性地驱动短轴方向的多个振子的功能和多次进行收发，即便是有限的主体装置的电路规模，也得到实际效果相当于1.5D的图像。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2020-65629号公报

专利文献2：日本特许第5921133号公报

发明内容

发明要解决的课题

由于1D阵列探头的短轴方向上的发送时的焦点位置、开口宽度由声透镜等唯一决定，因此，在短轴面上的规定的焦点位置处，发送波束直径较小，但在除此以外的部分，发送波束宽，垂直方向的分辨率下降。

另一方面，2D阵列探头不仅在长轴方向上，还在短轴方向上也能够将焦点位置设定到所希望的位置，进行扫描，但探头的尺寸和重量增加，并且控制的电路规模增大。

在如专利文献1的2D阵列那样从在第一轴向上较长的第一发送开口发送第一发送波束之后从在第二轴向上较长的第二发送开口发送第二发送波束并合成通过各个发送而得到的帧数据或体数据的方法中，为了生成一个图像，需要使用了长边方向的不同的多个开口的发送，因此，图像的更新需要时间。

本发明的目的在于，提供一种采用简单结构并且能够得到短轴方向上的分辨率高的图像的超声波摄像装置，该简单结构不具备使按照沿探头的短轴方向排列的每个振子而输入的电脉冲独立地延迟的结构。

用于解决课题的手段

根据本发明，提供具有以下那样的发送部、接收部、图像形成部以及合成部的超声波摄像装置。发送部针对在长轴方向和短轴方向上分别排列有振子的探头，依次设定短轴方向的口径尺寸为规定大小的第一发送开口和短轴方向的口径尺寸比第一发送开口大的第二发送开口，向第一发送开口及第二发送开口内的振子分别输出发送信号，由此，从振子向被检体分别发送第一发送波束和第二发送波束。接收部接受由探头的振子接收第一发送波束及第二发送波束的来自被检体的各个反射波而输出的接收信号，针对长轴方向分别进行波束成形，由此生成第一接收波束信号及第二接收波束信号。图像形成部使用第一接收波束信号及第二接收波束信号而生成帧数据。合成部包括信号合成部和图像合成部中的至少一方，该信号合成部对第一接收波束信号及第二接收波束信号进行加权并合成，该图像合成部对图像形成部根据第一接收波束信号而生成的第一帧数据及图像形成部根据第二接收波束信号而生成的第二帧数据进行加权并合成。

发明效果

根据本发明，利用从短轴方向上口径尺寸不同的发送开口发送的第一发送波束及第二发送波束的波束被缩小的位置在深度方向上不同，能够提高短轴方向的接收信号的分辨率。

附图说明

图1是示出实施方式1的超声波摄像装置的整体结构的框图。

图2的(a-1)及(b-1)是示出从上面观察实施方式1所使用的探头的振子时的排列和被驱动的振子(发送开口)的图，图2的(a-2)、(b-2)及(c)是示出从探头的振子的短轴方向的侧面观察时的排列、被驱动的振子(发送开口)以及第一发送波束10的形状的图。

图3是示出在实施方式1中合成部用于加权的权重的一例的坐标图。

图4是示出通过实施方式1的超声波摄像装置的线数据合成模式进行摄像时的各部分的动作的流程图。

图5是用于说明通过实施方式1的超声波摄像装置的线数据合成模式进行摄像时的时序的图。

图6是示出通过实施方式1的超声波摄像装置的帧数据合成模式进行摄像时的各部分的动作的流程图。

图7是用于说明通过实施方式1的超声波摄像装置的帧数据合成模式进行摄像时的时序的图。

图8是示出在实施方式1中图像合成部用于帧数据的加权的权重的说明图。

图9是示出实施方式2的超声波摄像装置的摄像时的各部分的动作的流程图。

图10是用于说明实施方式2的超声波摄像装置的摄像时的时序的图。

图11是示出实施方式3的超声波摄像装置的摄像时的各部分的动作的流程图。

图12是用于说明实施方式3的超声波摄像装置的摄像时的时序的图。

图13是用于说明实施方式4的超声波摄像装置的摄像时的时序的图。

图14是示出实施方式5的超声波摄像装置的摄像时的各部分的动作的流程图。

图15是用于说明实施方式5的超声波摄像装置的摄像时的时序的图。

图16是示出实施方式6的超声波摄像装置的摄像时的各部分的动作的流程图。

图17是用于说明实施方式6的超声波摄像装置的摄像时的时序的图。

图18是用于说明在实施方式6的超声波摄像装置的摄像时将发送的角度与短轴方向的口径尺寸的组合固定化的时序的图。

图19是用于说明在实施方式6的超声波摄像装置的摄像时将发送的角度设为五个方向的时序的图。

图20是用于说明在实施方式6的超声波摄像装置的摄像时将发送的五个方向的角度与短轴方向的口径尺寸的组合固定化的时序的图。

图21是示出在实施方式6的超声波摄像装置的摄像时将具有相位信息的接收波束信号(RF数据)合成的情况下的各部分的动作的流程图。

图22是用于说明在实施方式6的超声波摄像装置的摄像时将具有相位信息的接收波束信号(RF数据)合成的情况下的时序的图。

图23是示出在实施方式6的超声波摄像装置的摄像时在每次发送时切换第一发送开口与第二发送开口的情况下的各部分的动作的流程图。

图24是用于说明在实施方式6的超声波摄像装置的摄像时在每次发送时切换第一发送开口与第二发送开口的情况下的时序的图。

附图标记说明

1：探头，3：振子，4：发送开口，4a：第一发送开口，4b：第二发送开口，5：被检体，10：第一发送波束，10a：第一深度区域，11：第二发送波束，11a：第二深度区域，14：短轴口径切换开关，20：第一接收波束信号，21：第二接收波束信号，22：第三接收波束信号，100：超声波摄像装置，101：发送部，102：接收部，103：信号存储器部，104：信号合成部，105：图像形成部，106：图像存储器部，107：图像合成部，108：显示处理部，109：显示部，111：收发控制部，112：线数据合成/帧数据合成选择部，110：控制部，113：操作面板，122：合成接收波束，212：合成发送波束。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式详细进行说明。需要说明的是，在用于说明实施方式的全部图中，对具有相同功能的构件标注相同的标记，省略其重复的说明。另外，在以下的实施方式中，除非特别需要，否则原则上不重复相同或同样的部分的说明。

另外，在说明实施方式的附图中，为了容易理解结构，即便是俯视图，也有时标注阴影线，即便是剖视图，也有时省略阴影线。

<<实施方式1>>

首先，使用图1、图2对实施方式1的超声波摄像装置的构造进行说明。图1是示出超声波摄像装置的整体结构的图。图2的(a-1)及(b-1)是示出从上面观察探头的振子时的排列和被驱动的振子(发送开口)的图，图2的(a-2)、(b-2)及(c)是示出探头的振子的侧面的排列、被驱动的振子以及发送波束的形状的图。

首先，说明超声波摄像装置100是简单结构且能够得到短轴方向上的分辨率高的图像的原理。如图1、图2的(a-1)及(b-1)所示，在本实施方式的超声波摄像装置100中，连接有振子3沿长轴方向和短轴方向分别排列的探头1。

如图1所示，超声波摄像装置100包括包含收发控制部111及线数据合成/帧数据合成选择部112的控制部2、发送部101、接收部102、保存接收信号的信号存储器部103、信号合成部104、图像形成部105、保存图像数据的图像存储器部106、图像合成部107、显示处理部108、显示部112、以及操作面板113。

如图2的(a-1)、(a-2)、(b-1)及(b-2)所示，发送部101对探头1设定发送开口4，向发送开口4内的振子3分别输出发送信号。此时，发送部101依次设定短轴方向的口径尺寸为规定大小的第一发送开口4a、以及短轴方向的口径尺寸比第一发送开口4a大的第二发送开口4b，从第一发送开口4a及第二发送开口4b分别从振子3向被检体5发送第一发送波束10及第二发送波束11。期望第一发送开口4a和第二发送开口4b的短轴方向的中心位置一致。

如图2的(a-2)那样，从短轴方向的口径尺寸小的第一发送开口4a发送的第一发送波束10的波束直径在短轴方向上在规定的深度位置处被缩小，因此，在波束直径被缩小的第一深度区域10a，短轴方向的波束宽度较窄。

另一方面，如图2的(b-2)那样，从短轴方向的口径尺寸比第一发送开口4a大的第二发送开口4b发送的第二发送波束11的波束直径在短轴方向上在比第一发送波束10深的规定的第二深度区域被缩小。因此，短轴方向的波束宽度较窄的第二深度区域11a出现在比第一发送波束10的波束宽度较窄的第一深度区域10a深的位置。

第一发送波束10及第二发送波束11的来自被检体5的反射波被探头1的振子3接收。接收部102接受振子3的接收信号，针对探头1的长轴方向使每个振子3的接收信号延迟之后进行相加，由此进行波束成形，得到第一接收波束信号20及第二接收波束信号21(调相相加信号)。

在沿短轴方向缩小地照射了第一发送波束10及第二发送波束11的第一深度区域10a及第二深度区域11a，第一接收波束信号20及第二接收波束信号21的短轴方向的信号分辨率分别变高。

图像形成部105使用第一接收波束信号20及第二接收波束信号21来生成图像帧数据。

合成部具备信号合成部104和图像合成部107中的至少一方。信号合成部104对包含信号的相位信息的第一接收波束信号20与第二接收波束信号21进行加权并合成。并且。图像合成部107对图像形成部105根据第一接收波束信号20生成的第一图像帧数据及图像形成部105根据第二接收波束信号21生成的第二图像帧数据进行加权并合成。

此时，作为一例，图3示出加权的权重。在被检体5的深度较浅的第一区域10a，被设定为第一接收波束信号20或第一帧数据的权重大于第二接收波束信号21或第二帧数据的权重。另外，在被检体5的深度较深的第二区域11a以及在其以上的深度，被设定为第二接收波束信号21或第二帧数据的权重大于第一接收波束信号20或第一帧数据的权重。

但是，根据第一发送开口4a、第二发送开口4b与基于透镜的短轴聚焦点的关系，也可能存在第一发送波束的短轴方向的波束宽度在比第二区域11a深的深度再次比第二发送波束窄的条件。因此，加权的方法不限于图3所示的例子，根据设计适当设定即可。即，信号合成部104的加权的权重设定为，在被检体的深度较浅的第一区域10a，第一接收波束信号20及第二接收波束信号21中的一方的权重大于另一方的权重，在深度比第一区域10a深的第二区域11a中的至少一部分区域，另一方的权重大于一方的权重。同样地，图像合成部107的加权的权重设定为，在被检体的深度较浅的第一区域10a，第一帧数据及第二帧数据中的一方的权重大于另一方的权重，在深度比第一区域10a深的第二区域11a中的至少一部分区域，另一方的权重大于所述一方的权重。

通过该合成处理，与照射了将第一发送波束10及第二发送波束11合成后的合成波束212(参照图2的(c))的情况同样地，在第一深度区域10a及第二深度区域10b能够得到信号分辨率高的合成接收波束信号122或合成后的帧数据。由此，得到反映出第一发送波束10及第二发送波束11在短轴方向上被缩小的第一深度区域10a及第二深度区域10b的第一接收波束信号20及第二接收波束信号21、分辨率在短轴方向上更高、并且在深度方向上更加均匀的合成接收波束信号122或合成后的帧数据。

在图1所示的例子中，作为探头1，使用在短轴方向上排列有三个振子3的探头、或者在短轴方向上排列有三个以上的振子3且分割为三个区域(列)的探头。将短轴方向的振子(或区域)的三个列中的中央列称为A列，将中央列的两侧的列称为B1列和B2列。虽然未图示，但在探头1的超声波的出射面固定有声透镜，该声透镜使超声波在短轴方向上会聚。代替声透镜，通过配置为短轴方向的多个振子的超声波的出射面弯曲，也能够与声透镜同样地使超声波在短轴方向上会聚。需要说明的是，探头1也可以不具备声透镜、使振子的排列弯曲的构造。仅通过使探头1的发送开口的短轴方向的口径变化，发送波束的短轴方向的波束直径被缩小的深度就发生变化。

另外，在探头1的三个列的振子分别连接有短轴口径切换开关14。在发送时，超声波摄像装置100切换短轴口径切换开关14，由此，能够将超声波摄像装置100输出的发送信号(电脉冲)向三个列中的一个以上的列的振子3选择性地输入。另外，在接收时，超声波摄像装置100切换短轴口径切换开关14，由此，能够仅将三个列的振子3接收来自被检体的超声波而输出的接收信号(电信号)中的一个列的振子3的接收信号选择性地向超声波诊断装置100输入，也能够将两个以上的列的振子3的接收信号相加(使其短路)后向超声波摄像装置100输入。

需要说明的是，探头1也可以不具备短轴口径切换开关14。在该情况下，在发送时，发送部101通过向三个列中的一个以上的列的振子选择性地输入发送信号来设定第一发送开口4a及第二发送开口4b。在接收时，接收部102选择性地接受三个列中的一个以上的列的振子的接收信号，并且在接受之后进行相加，从而设定接收开口。

<<摄像时的各部分的动作>>

以下，使用图4及图6的流程和示出每次发送的发送开口的图5及图7，对实施方式1的超声波摄像装置100对被检体5进行摄像时的各部分的动作进行说明。

线数据合成/帧数据合成选择部112在经由操作面板113从操作者受理线数据合成模式的选择的情况下，通过图4的流程来控制各部分的动作，在受理帧数据合成模式的选择的情况下，通过图6的流程来控制各部分的动作。

需要说明的是，在本实施方式中，发送部101、接收部102、控制部110及信号合成部104能够由硬件构成。例如，使用ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)这样的定制IC、FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)这样的可编程IC进行电路设计使得实现各部分的功能即可。需要说明的是，发送部101、接收部102、控制部110及信号合成部104也能够通过软件来实现其一部分及全部的功能。在该情况下，采用如下结构即可：通过具备CPU(Central Processing Unit，中央处理器)或GPU(Graphics Processing Unit，图形处理器)等处理器和存储器的计算机等来构成发送部101、接收部102、收发控制部111及信号合成部104，CPU读入存放于存储器的程序并执行，由此实现这些功能。

<<线数据合成模式>>

以下，针对线数据合成/帧数据合成选择部112受理线数据合成模式的选择的情况来说明各部分的动作的一例。

<步骤130、131>

在第一次发送(t＝1)中，收发控制部111在探头1的长轴方向的开口位置i设定短轴方向为小口径的第一发送开口4a。例如，收发控制部111通过切换探头1的短轴口径切换开关14来选择位于短轴方向的中心的A列的振子3，并且，选择从长轴方向的开口位置i起预先决定的数量(例如P个)的振子3，由此设定第一发送开口4a。或者，收发控制部111向发送部101指示短轴方向为A列且从长轴方向的位置i起预先决定的数量(例如P个)的振子3作为第一发送开口4a，由此设定第一发送开口4a。

<步骤132>

发送部101向第一发送开口4a内的振子3输出发送信号。由此，从第一发送开口4a向被检体5发送第一发送波束10。

第一发送波束10的短轴方向的波束宽度最窄的深度区域10a出现在较浅的位置。

发送部101针对向振子3输出的发送信号分别设定延迟量，使得在长轴方向上的规定的位置处聚焦，因此长轴方向的波束宽度最窄的位置成为所设定的焦点位置。

<步骤133>

第一发送波束10的在被检体5内反射、散射等之后的超声波中的到达探头1的超声波被振子3接收。

这里作为一例，接收部102从第一发送开口4a内的振子3接受接收信号。即，从短轴方向上的中央的A列且长轴方向上的从长轴方向的开口位置i起预先决定的数量(例如P个)的振子3接受接收信号。需要说明的是，接收部102接受接收信号的振子3不限于发送开口内的振子3，也可以设定与发送开口不同的接收开口，从接收开口内的振子3接受接收信号，还可以从探头1的所有的振子3接受接收信号。

<步骤134>

接收部102针对长轴方向以规定的延迟量进行延迟并进行相加，由此进行接收波束成形，针对规定的接收扫描线而生成第一接收波束信号(也称为RF(高频)信号)20。接收部102将生成的第一接收波束信号20存放于信号存储器部103。

需要说明的是，接收扫描线可以是设定在第一发送开口4a的长轴方向的中心位置(位置i+P/2)的一根，也可以将该一根作为中心而设定多个接收扫描线，针对该多个接收扫描线分别生成第一接收波束信号。

<步骤135、136>

在第二次发送(t＝2)中，收发控制部111在与步骤131相同的长轴方向的位置i设定短轴方向为大口径的第二发送开口4b。例如，收发控制部111切换探头1的短轴口径切换开关14，由此，选择位于短轴方向的A列、B1列及B2列的振子3，并且，选择从长轴方向的开口位置i起预先决定的数量(例如P个)的振子3，由此设定第二发送开口4b。或者，收发控制部111向发送部101指示短轴方向为A列、B1列及B2列且从长轴方向的开口位置i起预先决定的数量(例如P个)的振子3作为第二发送开口4b，由此设定第二发送开口4b。

<步骤137>

发送部101向第二发送开口4b内的振子3输出发送信号。由此，从第二发送开口4b向被检体5发送第二发送波束11。第二发送波束11的短轴方向的波束宽度最窄的深度区域11a比步骤132的第二发送波束11的波束宽度最窄的深度区域10a深。

<步骤138>

第一发送波束10的在被检体5内反射、散射等之后的超声波中的到达探头1的超声波被振子3接收。

这里作为一例，接收部102从第二发送开口4b内的振子3接受接收信号。即，从短轴方向上的A列、B1列及B2列且长轴方向上的从长轴方向的开口位置i起预先决定的数量(例如P个)的振子3接受接收信号。需要说明的是，针对短轴方向，通过短轴口径切换开关14使A列、B1列及B2列的振子3短路，输出合计三个振子的接收信号。或者，接受了A列、B1列及B2列的振子3的接收信号的接收部102进行合计并用于接收波束成形。需要说明的是，与步骤133同样地，由接收部102接受接收信号的振子3不限于发送开口4a内的振子3，也可以设定与发送开口不同的接收开口，从接收开口内的振子3接受接收信号，还可以从探头1的所有的振子3接受接收信号。

<步骤139>

接收部102针对长轴方向以规定的延迟量进行延迟并进行相加，由此进行接收波束成形，针对规定的接收扫描线而生成第二接收波束信号(也称为RF(高频)信号)21。接收部102将生成的第二接收波束信号21存放于信号存储器部103。

<步骤140>

信号合成部104从信号存储器103读出第一接收波束信号20和第二接收波束信号21，利用图3所示的权重进行加权并相加，生成合成接收波束信号122。由此，针对短轴方向，能够在较宽的深度区域10a、11a得到分辨率高的合成接收波束信号122。

<步骤141、142>

收发控制部111使长轴方向的第一发送开口4a及第二发送开口4b的位置偏移，并重复上述步骤131～140，直至得到生成一帧所需的数量的合成接收波束信号122。

<步骤143>

在步骤141中，如果得到生成一帧所需的数量的合成接收波束信号122，则图像形成部105根据合成接收波束信号122生成帧数据并向显示处理部108输出。显示处理部108使帧数据显示于显示部109。

根据以上，通过线数据合成模式，能够对从短轴方向上为小口径的第一发送开口4a发送第一发送波束10而得到的第一接收波束20与从短轴方向上为大口径的第一发送开口4a发送第二发送波束11而得到的第二接收波束21在深度方向上进行加权并合成，显示分辨率在短轴方向上高且在深度方向上更加均匀的帧数据。

需要说明的是，在上述的图4的流程的线数据合成模式中，说明了信号合成部104在RF信号(具有相位成分的信号)的状态下对第一接收波束信号20及第二接收波束信号21进行加权井合成的结构，但本实施方式不限于该结构。只要是对在按照每个扫描线(接收扫描线)改变短轴方向的开口尺寸并发送之后得到的接收扫描线的数据进行合成处理的结构即可，合成的接收扫描线的数据也可以为RF数据，还可以为亮度数据。即，也可以将接收波束信号20、21转换成亮度数据(不具有相位成分的绝对值数据)之后进行合成。具体而言，例如也可以构成为，在图像形成部105中，将从由设定在长轴方向的开口位置i处的第一发送开口4a及第二发送开口4b发送的发送波束分别得到的接收波束(线)信号20、21转换成每个接收扫描线(线)的亮度(图像)数据并储存在图像存储器部106中，图像合成部107对同一个线(接收扫描线)的亮度数据进行加权并合成，生成合成亮度数据。也可以在位置i+1处重复同样的处理，将每个线的合成亮度数据存放于图像存储器部106，如果累积了一帧量的各线的合成亮度数据，则作为一帧的图像数据向显示处理部108输出。

<<帧数据合成模式>>

接着，针对线数据合成/帧数据合成选择部112从操作者受理帧数据合成模式的选择的情况，使用图6～图8对各部分的动作进行说明。在帧数据合成模式中，在由短轴方向上为小口径的第一发送开口4a发送而生成帧数据之后，由短轴方向为大口径的第二发送开口4b发送而生成帧数据，对它们进行加权并合成。

<步骤230>

通过以下的步骤231～238而生成帧N(N＝1)的帧数据的摄像。

<步骤231～238>

与图4的接收波束合成模式的流程的步骤130～134同样地，在步骤231～237中，收发控制部111将短轴方向上为小口径的第一发送开口4a设定于探头1或发送部101(步骤231)，发送部101使第一发送波束10发送(步骤231、232)，接收部102接收来自被检体5的反射波，在长轴方向上进行波束成形而生成第一接收波束信号20(步骤234、235)。但是，与图4的线数据合成模式不同，图6的帧数据合成模式如图7那样使长轴方向的开口位置偏移(步骤237)，并连续地从短轴方向上为小口径的第一发送开口4a重复进行发送，取得生成一帧所需的数量的第一接收波束20(步骤236)。

图像形成部105使用得到的第一接收波束20来生成帧N(N＝1)的帧数据(例如亮度数据(图像))并存放于图像存储器部106(步骤238)。

<步骤239>

图像合成部107对帧N与存放于图像存储器部106的帧N-1的帧数据在深度方向上进行加权并合成。在初次的N＝1的帧1的情况下，在图像存储器106中未存放帧N-1的帧数据，因此直接进入步骤240。

<步骤240、241>

收发控制部111进行下一个的帧N+1(帧2)的摄像，因此，在短轴方向上将发送开口4的口径尺寸在小口径与大口径之间进行切换，返回步骤232(步骤231)。在帧2的情况下，由于在帧1设定了短轴方向小口径，因此，切换为短轴方向大口径的第二发送开口4b(参照图7)。

<步骤232～238>

通过所设定的第二发送开口4b，重复进行上述的步骤232～238。即，使长轴方向的开口位置偏移，并连续地重复进行发送第二发送波束11且接收来自被检体5的反射波并且在长轴方向上进行波束成形而生成第二接收波束信号21的处理，取得生成一帧所需的数量的第二接收波束21(步骤232～237)。图像形成部105使用得到的接收波束21而生成帧2的帧数据(图像)，并存放于图像存储器部106(步骤238)。

<步骤239>

图像合成部107对帧2与存放于图像存储器部106的帧1的帧数据在深度方向上进行加权并合成。如图8所示，权重在帧数据的长轴方向上是一样的，在深度方向上如图3那样分布。即，在深度较浅的区域10a，设定短轴方向上为小口径的第一发送开口4a而得到的帧数据N的权重大于设定短轴方向上为大口径的第二发送开口4b而得到的帧数据N+1的权重。在被检体5的深度较深的区域11a及在其以上的深度，设定为，设定第二发送开口4b而得到的帧数据N+1的权重大于设定第一发送开口4a而得到的帧数据N的权重。

图像合成部107将合成后的帧数据(帧数据N+帧数据N+1)向显示处理部108输出。显示处理部108使合成后的帧数据显示于显示部109。

根据以上，通过帧数据合成模式，对从短轴方向上为小口径的第一发送开口4a发送第一发送波束10而得到的帧数据与从短轴方向为大口径的第二发送开口4b发送第二发送波束11而得到的帧数据在深度方向上进行加权并合成，能够显示分辨率在短轴方向上高且在深度方向上更加均匀的帧数据。

需要说明的是，在上述的图6的流程的帧数据合成模式中，说明了图像合成部107对转换成亮度数据(图像数据)的帧数据进行加权并合成的结构，但本实施方式不限于该结构。若构成为，将短轴方向的口径尺寸设定为某个尺寸(小口径或大口径)并取得一帧量的数据(一张图像所需的数据量)，接着将短轴方向的口径尺寸设定为不同的尺寸(大口径或小口径)并取得一帧量的数据(一张图像所需的数据量)，对得到的两帧量的数据进行合成处理，则合成的帧数据可以是RF数据，也可以是亮度数据。例如，使发送开口4a在长轴方向上依次偏移，并从短轴方向上为小口径的第一发送开口4a发送第一发送波束10，将得到的接收波束信号20保持RF数据不变而将一帧量存放于信号存储器部103。接着，使发送开口4b在长轴方向上依次偏移并从短轴方向上为大口径的第二发送开口4b发送第二发送波束11，将得到的接收波束信号21保持RF数据不变而将一帧量存放于信号存储器部103。信号合成部104也可以构成为，对各自一帧量的接收波束信号20、21进行加权并合成，图像形成部105将合成后的帧数据转换成亮度数据并向显示处理部108输出。

图6及图7所示的帧数据合成模式与图4及图5的线数据合成模式相比，具有如下优点：通过使用下一个帧数据和之前的帧数据，能够抑制帧频本身的下降。

本实施方式1的超声波摄像装置不必同时具备信号合成部104和图像合成部107双方，也可以仅具有任意一方。

另外，在实施方式1中，超声波摄像装置100和探头1是不同的装置，但也可以构成为在探头1内配置有超声波摄像装置的发送部101的整体或一部分、接收部102的整体或一部分。另外，短轴口径切换开关14也可以作为不同器件而存在于探头1的壳体之外。短轴口径切换开关14也可以设置在超声波摄像装置100内。

在实施方式1中，采用了接收部102通过发送开口4内的振子3而接受接收信号的结构，但这只不过是一例，在本发明中，即便从不同的振子3接受接收信号而用于接收波束成形，发送开口4在本质上也不会有丝毫改变。

另外，探头1的短轴方向的分割数量不限定于3。

需要说明的是，在上述的线数据合成模式中，说明了对延迟相加后的接收波束信号进行合成的结构(参照图4的步骤140)，但也可以合成从振子3取得的接收数据(通道数据)。具体而言，在步骤140中，按照对应的每个振子(通道)来合成在步骤133中从振子3取得的接收数据(通道数据)与在步骤138中取得的接收数据(通道数据)，将合成后的接收数据与步骤139同样地进行接收波束成形即可。

<<实施方式2>>

使用图9及图10对实施方式2的超声波摄像装置的摄像时的动作进行说明。实施方式2的超声波摄像装置的结构与实施方式1相同，因此省略说明。

在实施方式2中，在每次为了得到一个帧N的帧数据而使发送开口4在方位方向(长轴方向)上移动时，将短轴方向的口径尺寸在小口径与大口径之间进行切换。由此，在方位方向上彼此相邻的第一接收波束信号及第二接收波束信号是通过设定短轴方向的口径尺寸不同的第一发送开口4a或第二发送开口4b而得到的。在本实施方式中，通过对相邻的第一接收波束信号20及第二接收波束信号21在深度方向上进行加权并合成，来形成一个方位方向的合成波束信号。

通过在方位方向的收发中重复该操作，能够不使帧频降低而得到短轴方向的分辨率高且在深度方向上均匀性优异的帧数据。

另外，在一个帧中，均等地包含短轴方向的发送开口尺寸不同的接收波束信号201、21，因此，针对探头操作、生物体的运动的追随性高，能够在浅部和深部提示同步的信息。

使用图9、图10对实施方式2的超声波摄像装置的动作具体进行说明。

<步骤330>

通过以下的步骤331～340来生成帧N(N＝1)的帧数据的摄像。

<步骤331～335>

与图4的线数据合成模式的流程的步骤130～134同样地，在步骤331～335中，收发控制部111在第一次发送t＝1中，在探头1的长轴方向的开口位置i设定短轴方向为小口径的第一发送开口4a(步骤331、332)。发送部101从第一发送开口4a发送第一发送波束10(步骤333)，接收部102从振子3接受接收了来自被检体5的反射波而得到的接收信号，在长轴方向上进行波束成形而生成第一接收波束信号(i)20并存放于信号存储器103(步骤334、335)。

<步骤336>

信号合成部对接收波束信号(i)与存放于信号存储器部103的相邻的接收波束信号(i-1)在深度方向上进行加权并合成，得到合成接收波束信号(i)并存放于信号存储器103。在初次的i＝1的接收波束(i)的情况下，在信号存储器103中还未存放接收波束(i-1)的接收波束信号，因此，直接进入步骤337。

<步骤337>

收发控制部111判定是否得到了生成一帧所需的数量的合成接收波束信号(i)，在未得到的情况下，进入步骤338。

<步骤338、339>

在第二次发送t＝2中，在探头1的长轴方向的开口位置i+1设定与第一次发送相比切换了短轴方向的口径尺寸的短轴方向上为大口径的第二发送开口4b，返回步骤333。

<步骤333～335>

在步骤333～335中，发送部101从所设定的短轴方向为大口径的第二发送开口4b发送第二发送波束11，接收部102从振子3接受接收信号，在长轴方向上进行波束成形而生成接收波束信号(i+1)21并存放于信号存储器103。

<步骤336>

信号合成部利用图3所示的权重对接收波束信号(i+1)与存放于信号存储器部103的相邻的接收波束信号(i)在深度方向上进行加权并合成，得到合成接收波束信号(i+1)并存放于信号存储器103。

<步骤337>

使长轴方向的开口位置偏移并重复进行上述步骤331～336，直至得到生成一帧所需的数量的合成接收波束信号(i)。

<步骤340>

如果得到了生成一帧所需的数量的合成接收波束信号，则图像形成部105生成帧N(N＝1)的帧数据(图像)并向显示处理部108输出。显示处理部108使帧数据显示于显示部109。

<步骤341>

使帧编号增加，返回步骤331重复进行上述处理。

这样，在实施方式2中，通过对形成一个帧数据的在长轴方向上位置偏移的多个接收波束信号的相邻的两个接收波束信号在深度方向上进行加权并合成，从而形成一个方位方向的合成波束信号。因此，能够不使帧频下降而得到短轴方向的分辨率高且在深度方向上均匀性优异的帧数据。另外，在一个帧中均等地包含短轴方向的发送开口尺寸不同的接收波束信号，因此，针对探头操作、生物体的运动的追随性高，能够在浅部和深部提示同步的信息。

需要说明的是，在实施方式2中也与实施方式1同样地，为了生成合成接收波束信号而合成的接收波束信号不限于RF信号，也可以将接收波束信号转换成亮度数据之后进行合成。

<<实施方式3>>

使用图11及图12对实施方式3的超声波摄像装置的摄像时的动作进行说明。根据图11及图12可知，实施方式3的超声波摄像装置的摄像时的动作很多与实施方式2的图9及图10的动作共通，因此，针对同样的处理标注相同的步骤编号，仅对不同点进行说明。另外，实施方式3的超声波摄像装置的结构与实施方式1是同样的。

如图11及图12所示，实施方式3的超声波摄像装置的摄像动作与实施方式2的图9及图10同样地，在最初的帧N(N＝1)的第一次发送中，作为发送开口4的短轴方向的口径尺寸而设定小口径(步骤330～333)，在每次使发送开口4在方位方向(长轴方向)上移动时，将短轴方向的发送开口4的口径尺寸在小口径与大口径之间进行切换(步骤338、339)。通过交替地重复这些处理，取得生成一个帧数据所需的第一接收波束信号20及第二接收波束信号21(步骤334、335、337)。

这里，实施方式3与实施方式2不同，使用所取得的第一接收波束信号20及第二接收波束信号21而生成帧数据N并存放于图像存储器部106(步骤438)。

在下一个帧N+1中，与前一帧N同样地，在每次使发送开口4在方位方向(长轴方向)上移动时切换短轴方向的口径尺寸，但在与前一帧N相同的长轴方向的位置处，成为与在前一帧N中设定的短轴方向口径尺寸不同的口径尺寸。即，在前一帧N中在作为短轴方向的口径尺寸而设定了小口径的位置处，在帧N+1中设定短轴方向上为大口径的发送开口。另外，在前一帧N中，在作为短轴方向的口径尺寸而设定了大口径的位置处，在帧N+1中设定短轴方向上为小口径的发送开口。

为了实现这一点，在帧N+1的最初的发送(t＝1)中，设定与前一帧的最初的发送不同的短轴方向上为大口径的发送开口(步骤440、441)。因此，在步骤440中将帧编号N增加到N＝N+1之后，在步骤441中，在增加后的帧编号N(＝N+1)为偶数时，设定短轴方向上为大口径的第二发送开口4b，在增加后的帧编号N(＝N+1)为奇数时，设定短轴方向上为小口径的第一发送开口4a。之后，重复进行步骤333～339，得到第一接收波束信号20及第二接收波束信号21，生成帧数据N(＝N+1)并存放于图像存储器部106(步骤438)。

图像合成部107对在步骤438中生成的帧N(＝N+1)与存放于图像存储器部106的前一次的帧(N-1)的帧数据在深度方向上进行加权并合成(步骤439)。权重按照构成各帧数据的每个扫描线(接收波束)在深度方向上进行加权。具体而言，如图3那样，在深度较浅的区域，设定第一发送开口4a而得到的第一接收波束信号20的权重变大，在比该深度深的深度区域，设定第二发送开口4b而得到的第二接收波束信号21的权重变大。这里所示的加权是一例，根据可基于设计值而改变的短轴波束形状适当设定即可。

图像合成部107将合成后的帧数据向显示处理部108输出。显示处理部108使合成后的帧数据显示于显示部109(步骤439)。

这样，在本实施方式中，通过合成两个帧数据，能够得到与合成了第一接收波束信号20及第二接收波束信号21的合成帧数据同样的合成帧数据。

本实施方式的摄像方法与实施方式1的图6及图7的帧数据合成模式同样地，能够不使帧频的更新速度下降而显示短轴方向的分辨率高且在深度方向上均匀的帧数据。

另外，本实施方式的摄像方法在合成前的一个帧数据中均等地包含设定短轴方向的口径尺寸不同的发送开口而得到的第一接收波束信号20及第二接收波束信号21的信息，因此，也具有针对被检体5的运动的追随性高这样的优点。

此外，在本实施方式中，在两个帧数据的合成时，使用通过设定在长轴方向上相同的位置处的发送开口而取得的收发数据，因此，与通过实施方式2得到的图像相比，实现了高画质且降低了伪影的发生。

需要说明的是，在实施方式3中也与实施方式1同样地，要合成的帧数据不限于转换成亮度数据的图像数据，也可以在排列有接收波束信号(RF数据)的帧数据的状态下进行合成。

<<实施方式4>>

使用图13对实施方式4的超声波摄像装置的摄像时的动作进行说明。

在实施方式1～3中，采用了如下结构：作为短轴方向上为小口径的第一发送开口4a，选择位于探头1的短轴方向的中心的A列的振子3，作为短轴方向上为大口径的第二发送开口4b，选择短轴方向的A列的振子3和在A列的两侧邻接的B1列及B2列的振子3，但本发明不限于这些第一发送开口4a及第二发送开口4b。只要是所发送的第一发送波束10及第二发送波束11的波束直径在短轴方向上被缩小的位置在深度方向上不同的第一发送开口4a及第二发送开口4b，则也可以为任何的开口形状。

例如，如图13所示，也可以是，作为短轴方向上为小口径的第一发送开口4a，在短轴方向上选择A列的振子3，作为短轴方向上为大口径的第二发送开口4b，也可以不包含A列而仅选择B1列及B2列。在短轴方向上仅选择了B1列及B2列的第二发送开口4b的情况下，由于未选择中心的A列的振子，因此，虽然探头1(振子3)附近的信号强度降低，但在远方，第二发送波束11被缩小。因此，在比在短轴方向上选择了A列的振子3的第一发送开口4a的第一发送波束10在短轴方向上被缩小的位置深的位置处，第二发送开口4b的第二发送波束11被缩小，因此，在本实施方式中，也能够发挥与实施方式1～3同样的效果。

图13所示的摄像时的各部分的动作与实施方式3的超声波摄像装置的图11的流程是同样的，因此省略说明。另外，实施方式4的超声波摄像装置的结构与实施方式1是同样的。

另外，当然也可以使用图13所示的第一发送开口4a及第二发送开口4b来进行实施方式1或实施方式2的摄像方法。

<<实施方式5>>

使用图14、图15对实施方式5的超声波摄像装置进行说明。

在实施方式1～4中，为了方便将探头1的短轴方向的振子3的数量(分割数量)设为三个，短轴方向上为小口径的第一发送开口4a和短轴方向的振子3的数量(分割数量)不限制为三个。在图15中，作为一例而示出短轴方向的振子3的数量(分割数量)为五个的情况下的摄像动作的一例。该探头的短轴方向的振子3由列A、在列A的两侧邻接的列B1、B2、以及在列B1、B2的两侧邻接的列C1、C2这五列构成。

作为一例，短轴方向的发送开口能够被设定为仅选择列A的第一发送开口4a、选择列A、列B1及列B2的第二发送开口4b、以及选择所有列(列A+列B1及B2+列C1及C2)的发送开口4c这三种。这里，将第一发送开口4a称为小口径，将第二发送开口4b称为中口径，将发送开口4c称为大口径。

如图14、图15所示，本实施方式的超声波摄像装置的摄像时的动作与实施方式3的图11、图12的摄像时的动作是同样的，但步骤539、639、641与实施方式3不同。

无论在哪个帧中，都如步骤539那样，收发控制部111按照小口径→中口径→大口径的顺序设定短轴方向的发送开口的口径尺寸，取得生成一帧所需的数量的接收波束信号。此时，在帧N、下一个帧N+1以及再下一个帧N+2中，收发控制部111将发送开口设定为，相同位置的接收波束信号是分别设定短轴方向的口径不同的发送开口4a、4b、4c而得到的。即，收发控制部111在帧N中，按照小口径→中口径→大口径的顺序设定发送开口，在下一个帧(N+1)中，按照中口径→大口径→小口径的顺序设定发送开口，在再下一个帧(N+2)中，按照大口径→小口径→中口径的顺序设定发送开口。

为了实现这一点，收发控制部111在步骤332、641中，将各帧的开头的发送次数t＝1的发送开口的口径尺寸设定为在帧1中为小口径，在帧2中为中口径，在帧3中为大口径。即，当帧N的N的值由N＝3k+1表示时，设定小口径，当帧N的N的值由N＝3k+2表示时，设定中口径，当帧N的N的值由N＝3k表示时，设定大口径。其中，k是整数。

另外，在各帧的摄像时，收发控制部111在每次使发送开口沿探头1的长轴方向偏移时(步骤338)，按照小口径→中口径→大口径的顺序切换短轴方向的发送开口的口径尺寸(步骤539)。

此外，图像形成部105根据得到的接收波束信号生成帧数据N(步骤438)，图像合成部107对此次的帧数据N、前次的帧数据N-1以及再前次的帧数据N-2进行加权并合成。图像合成部107按照每个扫描线(接收波束)在深度方向上进行加权，使得在各个发送开口4a、4b、4c发送的发送波束的短轴方向的波束直径变窄的区域，从该发送开口得到的接收波束信号的权重大于从其他的发送开口得到的接收波束信号的权重。具体而言，在深度较浅的区域，设定第一发送开口4a而得到的第一接收波束信号20的权重最大，在处于中间的深度区域，设定第二发送开口4b而得到的第二接收波束信号21的权重最大，在较深的深度区域，设定第三发送开口4c而得到的第三接收波束信号22的权重最大。这里所示的加权是一例，根据可基于设计值而改变的短轴波束形状适当设定即可。

需要说明的是，在本实施方式中，在图像合成部107进行合成时，必须使用设定各个在短轴方向上不同的口径尺寸的发送开口4a、4b、4c而得到的接收波束信号20、21、22，但取得这些接收波束信号20、21、22的顺序无关紧要。因此，收发控制部111也可以改变各帧的发送开口4a、4b、4c的设定顺序。例如，收发控制部111也可以在帧N中，按照第一发送开口4a(仅列A)→第三发送开口4c(列A+B1+B2+C1+C2)→第二发送开口4b(列A+B1+B2)的顺序进行设定。

另外，在步骤539中图像合成部107合成的帧数为3个的情况下，有效帧频下降。为了抑制帧频下降，也可以构成为，收发控制部111例如不使用第一发送开口4a而交替地设定第二发送开口4b(列A+B1+B2)和发送开口4c(列A+B1+B2+C1+C2)，得到帧数据，图像合成部107合成两个帧数据。同样地，也可以构成为，交替地设定第一发送开口4a(列A)和发送开口4c(列A+B1+B2+C1+C2)，合成两个帧数据。或者也可以构成为，即便探头的短轴方向的振子3的数量(分割数量)为5，收发控制部111仅使用列A、列B1+B2及列C1+C2中的两组。

如以上那样，本实施方式根据探头的短轴方向的振子3的数量(分割数量)不需要任何本质上不同的技术，仅是使要利用的短轴方向的振子3的列的组合的数量增加，也可以根据用途适当变更。

另外，本实施方式当然也可以应用于实施方式1及2。

需要说明的是，在实施方式5中也与实施方式1同样地，要合成的帧数据不限于转换成亮度数据的图像数据，也可以在排列了接收波束信号(RF数据)的帧数据的状态下进行合成。

<<实施方式6>>

使用图16、图17对实施方式6的超声波摄像装置进行说明。

关于超声波摄像装置，已知如下的结构：在包含探头的长轴的截面中，使其发送波束的照射的角度按照多个种类而不同，合成所得到的接收波束信号或帧数据，由此实现高画质化。本功能被称为角度复合或空间复合等。

在本实施方式中，针对并用了角度复合和使本发明的探头的短轴方向的发送开口按照多个种类而不同的技术的超声波摄像装置进行说明。角度复合在包含长轴方向和深度方向的截面中，相对于深度方向需要以多个角度(在图16及图17的例子中为三个方向，相对于深度方向为0度、+α度、-α度)照射各个发送波束来取得图像数据，因此，与未使用角度复合的情况相比，需要摄像时间。因此，在角度复合的基础上单纯地并用短轴口径不同的收发的情况下，即，在利用短轴方向的多种口径尺寸的发送开口进行某个角度的发送波束的发送的情况下，摄像所需的时间进一步增加。为了避免这种情况，在本实施方式中，收发控制部111在切换要发送的角度时，同时切换短轴方向的口径尺寸。

以下，使用图16及图17对本实施方式的超声波摄像装置的摄像时的各部分的动作进行说明。在图16的流程中，针对与实施方式5的图14的流程共通的步骤标注相同的步骤编号，省略说明。

需要说明的是，这里，对探头1的短轴方向的振子3的数量(分割数量)为3的情况进行说明。在本实施方式中，将仅选择短轴方向的A列的小口径的第一发送开口4a也称为短轴口径1，将选择短轴方向的A列、B1列及B2列的大口径的第二发送开口4b也称为短轴口径2。

如图16及图17所示，在最初的帧N(N＝1)的最初的发送(t＝1)中，收发控制部111设定大口径(短轴口径2)作为探头1的短轴方向的发送开口4的口径尺寸(步骤330、331、732)，并且将从发送开口3发送的长轴方向的发送角度设定为0度(步骤751)。收发控制部111使长轴方向的发送开口的位置偏移，同时发送部101重复进行发送波束的发送，接收部102取得生成一帧所需的接收波束，图像形成部105利用角度为0度且短轴口径2(大口径)的第二发送开口4b生成帧数据(步骤333～339、438)。

接着，收发控制部111将帧N增加到N＝2(步骤440)，将短轴方向的发送开口4的口径尺寸切换为小口径(短轴口径1)(步骤741)，将发送角度切换为+α度(步骤752)。为了将发送角度设为+α度，发送部101调整向发送开口4内的长轴方向的振子3输出的发送信号的延迟时间。然后，返回步骤333，收发控制部111使长轴方向的发送开口的位置偏移，同时发送部101重复进行发送波束的发送，接收部102取得生成一帧所需的接收波束，图像形成部105利用角度为+α度且短轴口径1(小口径)的第一发送开口4a生成帧数据(步骤333～339、438)。

接着，收发控制部111将帧N增加到N＝3(步骤440)，将短轴方向的发送开口4的口径尺寸切换为大口径(短轴口径2)(步骤741)，将发送角度切换为-α度(步骤752)。然后，返回步骤333，收发控制部111使长轴方向的发送开口的位置偏移，同时发送部101重复进行发送波束的发送，接收部102取得生成一帧所需的接收波束，图像形成部105利用角度为-α度且短轴口径2(大口径)的第二发送开口4b生成帧数据(步骤333～339、438)。

即，在本实施方式中，在步骤741中，针对发送开口4的短轴方向的口径尺寸，根据帧N的N的值来切换发送开口。具体而言，在N为偶数时，切换为小口径(短轴口径1)的第一发送开口4a，在N为奇数时，切换为大口径(短轴口径2)的第二发送开口4b。

接着，在步骤752中，针对发送开口4的长轴方向的发送角度，根据帧N的N的值来切换发送波束的发送角度。具体而言，当N由N＝3k+1表示时，相对于深度方向切换为+α度，当N由N＝3k+2表示时，相对于深度方向切换为-α度，当N由N＝3k表示时，相对于深度方向切换为0度。其中，k为整数。

图像合成部107从图像存储器部106读出在步骤438中生成的帧数据N以及最近的过去三次量的帧数据N-1、N-2、N-3，进行加权并合成。与实施方式1的步骤239同样地，权重为与在发送时设定的短轴方向的发送开口的口径尺寸相应的权重(参照图8)。显示处理部108将合成后的帧数据显示于显示部109(步骤739)。需要说明的是，可以在排列了图像数据生成前的RF数据的帧数据的状态下进行加权，也可以在图像数据生成之后进行加权。

这样，在本实施方式中，通过合成在各摄像帧中得到的图像数据，能够同时进行角度复合与设定在短轴方向上为多种口径尺寸的发送开口而分别得到的帧数据的合成。因此，不增加摄像所需的时间就能够进行两个合成。

需要说明的是，在角度复合为三个方向且短轴方向的口径尺寸的种类为两个阶段的情况下图像合成部104图像合成部105合成了角度不同的三个帧数据时，设定两个阶段的短轴方向的口径尺寸的发送开口中的某一个发送开口而得到的帧数据比设定另一方的发送开口而得到的帧数据多，在合成后的帧数据的信号中产生非对称性。在图17的例子中，为了避免这种情况，图像合成部105使用最近四次量的帧数据进行合成处理。

在图16及图17中，收发控制部111构成为在帧编号每次增加时分别切换要发送的角度和短轴方向的口径尺寸，但不限于该结构。例如如图18所示，收发控制部111也可以使要发送的角度与短轴方向的口径尺寸的组合固定化。作为一例，收发控制部111在要发送的角度为0度时，设定短轴口径2(大口径)的第二发送开口4b，在要发送的角度为±α度时，设定短轴口径1(小口径)的第一发送开口4a。通过像这样使要发送的角度与发送开口的短轴方向的口径尺寸的组合固定化，能够避免短轴方向的口径尺寸相对于角度的非对称性。但是，在使要发送的角度按照0度、+α度、-α度的顺序变化的情况下，短轴口径1(小口径)在+α度、-α度的两个帧中连续，但在图18的例子中，在不增加图像合成部107合成的帧的数量的状态下对角度复合所需的三个角度(0度、+α度、-α度)的帧进行加权并合成。与实施方式1的步骤239同样地，权重为与在发送时设定的短轴方向的发送开口的口径尺寸相应的权重。

需要说明的是，在图18的例子中，当然也可以改变角度与短轴方向的口径尺寸的组合。

另外，角度复合的角度不限于三个方向，如图19所示，例如也可以增加到五个方向(0度、+α度、-α度、+β度、-β度)。在图19的例子中，与图17同样地，在帧编号每次增加时，收发控制部111切换要发送的角度，同时也切换发送开口的短轴方向的口径尺寸。在图19中，图像合成部107以在合成的帧中包含相同数量的设定有短轴口径1(小口径)的帧和设定有短轴口径2(大口径)的帧的方式合成六个帧而得到合成图像。但是，为了提高帧频等，图像合成部107也可以合成五个帧。

在图20所示的例子中，要发送的角度为五个方向(0度、+α度、-α度、+β度、-β度)，并且与图18同样地，使要发送的角度与发送开口的短轴方向的口径尺寸的组合固定化。图20的例子是如下的例子：当要发送的角度为0度及±β度时，将发送开口设定为短轴口径2(大口径)，当要发送的角度为±α度时，将发送开口设定为短轴口径1(小口径)。

需要说明的是，要发送的角度与发送开口的短轴方向的口径尺寸的组合也可以根据用途、效果适当改变。

在图16至图20中，构成为图像合成部107在所有的图像数据(绝对值化的帧数据)中进行合成处理，但也可以在具有相位信息的接收波束信号(RF数据)的阶段对设定短轴方向的发送口径不同的发送开口而得到的接收波束信号进行合成。例如，如图21及图22所示，与图16及图17同样地，收发控制部111构成为在帧编号每次增加时，分别切换要发送的角度和短轴方向的口径尺寸，在图16的步骤337与步骤438之间进行步骤801。

在步骤801中，信号合成部104对帧N的接收波束信号与帧数据N-1所对应的接收波束信号分别进行加权并合成。信号合成部104根据短轴方向的发送开口的口径尺寸，如图3那样设定权重。由此，能够在具有相位信息的接收波束信号(RF数据)的阶段对设定短轴方向的发送口径不同的发送开口而得到的接收波束信号进行合成。

图像形成部105通过将信号合成部104合成的接收波束信号绝对值化之后进行排列等的处理来生成图像数据(帧数据)，并存放于图像存储器部106(步骤438)。

图像合成部107合成存放于图像存储器部106的帧数据N与过去两次量的帧数据N-1、N-2并显示(步骤802)。由此，能够进行角度复合。

需要说明的是，在图21的流程中，针对与图16相同的处理标注相同的步骤编号并省略说明。

通过图21及图22的摄像动作，能够在RF数据中进行设定在短轴方向上不同的口径尺寸而得到的接收波束信号的合成，并且在图像数据中进行角度复合。

需要说明的是，图22所示的要发送的角度与发送开口的口径尺寸的组合只不过是一例，能够适当进行变更。

另外，在图22中，示出了在帧编号每次增加时切换要发送的角度与发送开口的短轴方向的口径尺寸的结构，但也可以与图18的例子同样地，使要发送的角度与发送开口的口径尺寸的组合固定。另外，也能够不将要发送的角度设为三个方向而增加到五个方向以上。此外，也可以不将发送开口的短轴方向的口径尺寸设为两个阶段而增加到三个阶段以上。

图23及图24所示的摄像动作与图21及图22同样地构成为，信号合成部104在RF数据中对收发控制部111设定在短轴方向上不同的口径尺寸而得到的接收波束信号进行合成。但是，收发控制部111采用与图11同样地在每一次收发时切换短轴方向上的口径尺寸的结构这一点与图21及图22不同。

即，在图23中，在步骤339中，收发控制部111与图11同样地在每一次收发时将发送开口的短轴方向的口径尺寸在小口径(短轴口径1)与大口径(短轴口径2)之间进行切换，并且，在步骤441中，按照每个帧，将最初发送的发送开口的短轴方向的口径尺寸在小口径(短轴口径1)与大口径(短轴口径2)之间进行切换。通过这种方式，在一帧内交替地包含设定小口径(短轴口径1)的发送开口而得到的接收波束信号与设定大口径(短轴口径2)的发送开口而得到的接收波束信号，因此，能够实现有效的帧频的提高。

需要说明的是，在图23的流程中，针对与图21的流程相同的处理标注相同的步骤编号并省略说明。

另外，图23所示的要发送的角度与发送开口的口径尺寸的组合只不过是一例，能够适当进行变更。另外，也可以固定要发送的角度与发送开口的口径尺寸的组合。另外，也能够将要发送的角度增加到五个方向以上。此外，也可以不将发送开口的短轴方向的口径尺寸设为两个阶段而增加到三个阶段以上。

需要说明的是，在图23及图24的摄像动作中，要发送的角度的方向的数量也可以多于3。另外，即便适当改变短轴口径尺寸、阶段数量和它们的组合，也不会有任何本质上的不同。

如上述那样，设定发送开口的在短轴方向上不同的口径尺寸而得到的接收波束信号的合成可以在包含相位信息的RF数据中实施，也可以在绝对值化的图像数据中实施。有时在两者中得到的图像的质感等不同，因此，用户通过对操作面板113进行操作来选择是在RF数据中合成还是在图像数据中合成，并且线数据合成/帧数据合成选择部112构成为进行切换信号合成部104及图像合成部107的动作的控制即可。由此，用户能够适当选择最佳的合成方法。

Claims (16)

1.一种超声波摄像装置，其特征在于，

所述超声波摄像装置具有发送部、接收部、图像形成部以及合成部，

所述发送部针对在长轴方向和短轴方向上分别排列有振子的探头，依次设定所述短轴方向的口径尺寸为规定大小的第一发送开口和所述短轴方向的口径尺寸比所述第一发送开口大的第二发送开口，向所述第一发送开口及第二发送开口内的所述振子分别输出发送信号，由此，从所述振子向被检体分别发送第一发送波束和第二发送波束，

所述接收部接受由所述探头的所述振子接收所述第一发送波束及第二发送波束的来自所述被检体的各个反射波而输出的接收信号，针对所述长轴方向分别进行波束成形，由此生成第一接收波束信号及第二接收波束信号，

所述图像形成部使用所述第一接收波束信号及第二接收波束信号而生成亮度转换后的图像数据，

所述合成部包括信号合成部和图像合成部中的至少一方，该信号合成部对所述第一接收波束信号及第二接收波束信号进行加权并合成，该图像合成部对所述图像形成部根据所述第一接收波束信号而生成的第一图像数据及所述图像形成部根据所述第二接收波束信号而生成的第二图像数据进行加权并合成。

2.根据权利要求1所述的超声波摄像装置，其特征在于，

关于所述合成部的所述加权的权重，在所述被检体的深度较浅的第一区域，所述第一接收波束信号及所述第二接收波束信号中的一方的权重大于另一方的权重，在所述深度比所述第一区域深的第二区域中的至少一部分区域，所述另一方的权重大于所述一方的权重。

3.根据权利要求1所述的超声波摄像装置，其特征在于，

关于所述合成部的所述加权的权重，在所述被检体的深度较浅的第一区域，所述第一帧数据及所述第二帧数据中的一方的权重大于另一方的权重，在所述深度比所述第一区域深的第二区域中的至少一部分区域，所述另一方的权重大于所述一方的权重。

4.根据权利要求1所述的超声波摄像装置，其特征在于，

关于所述合成部的所述加权的权重，在所述被检体的深度较浅的第一区域，所述第一接收波束信号或所述第一帧数据的权重大于所述第二接收波束信号或所述第二帧数据的权重，在所述深度比所述第一区域深的第二区域中的至少一部分区域，所述第二接收波束信号或所述第二帧数据的权重大于所述第一接收波束信号或所述第二帧数据的权重。

5.根据权利要求1所述的超声波摄像装置，其特征在于，

所述发送部在所述长轴方向上相同的位置处设定所述第一发送开口和所述第二发送开口，分别发送所述第一发送波束和所述第二发送波束，

所述接收部针对相同位置的接收扫描线生成所述第一接收波束信号和第二接收波束信号，

所述信号合成部或图像合成部对相同的接收扫描线的所述第一接收波束信号与第二接收波束进行加权并合成。

6.根据权利要求1所述的超声波摄像装置，其特征在于，

所述发送部使所述第一发送开口的位置按照每次发送而在所述长轴方向上移动规定量并设定所述第一发送开口，进行生成第一帧数据所需的数量的所述第一发送波束的发送之后，使所述第二发送开口的位置按照每次发送而在所述长轴方向上移动规定量并设定所述第二发送开口，进行生成第二帧数据所需的数量的所述第二发送波束的发送，

所述接收部使接收扫描线伴随着所述第一发送开口及第二发送开口的所述长轴方向的移动而在所述长轴方向上移动，并分别生成所述第一接收波束信号及第二接收波束信号，

所述图像形成部根据所述第一接收波束信号生成所述第一帧数据，根据所述第二接收波束信号生成所述第二帧数据，

所述信号合成部或图像合成部对所述第一帧数据与所述第二帧数据进行加权并合成。

7.根据权利要求1所述的超声波摄像装置，其特征在于，

所述探头具有用于切换所述第一发送开口及第二发送开口的所述短轴方向的口径尺寸的开关，

所述发送部具备发送控制部，该发送控制部切换所述开关来设定所述第一发送开口及第二发送开口的所述短轴方向的口径尺寸。

8.根据权利要求1所述的超声波摄像装置，其特征在于，

所述发送部按照每次发送交替地使所述第一发送开口和所述第二发送开口的位置在所述长轴方向上移动规定量并设定所述第一发送开口和所述第二发送开口，

所述接收部使形成所述第一接收波束信号及第二接收波束信号的接收扫描线的位置伴随着所述第一发送开口和所述第二发送开口的所述长轴方向的移动而在所述长轴方向上移动，

所述合成部对彼此相邻的所述接收扫描线的所述第一接收波束信号与第二接收波束信号进行加权并合成。

9.根据权利要求1所述的超声波摄像装置，其特征在于，

所述发送部按照每次发送交替地使所述第一发送开口和所述第二发送开口的位置在所述长轴方向上移动规定量并设定所述第一发送开口和所述第二发送开口，发送生成第一帧数据所需的数量的所述第一发送波束及第二发送波束之后，所述发送部与所述第一帧数据时调换所述第一发送开口与所述第二发送开口的位置，发送生成第二帧数据所需的数量的所述第一发送波束及第二发送波束，

所述接收部使接收扫描线伴随着所述第一发送开口及第二发送开口的所述长轴方向的移动而在所述长轴方向上移动，并分别生成所述第一接收波束信号及第二接收波束信号，

所述图像形成部根据所述第一接收波束信号生成所述第一帧数据，根据所述第二接收波束信号生成所述第二帧数据，

所述合成部对所述第一接收波束信号与第二接收波束进行加权并合成，或者对所述第一帧数据与第二帧数据进行加权并合成。

10.根据权利要求1所述的超声波摄像装置，其特征在于，

所述发送部在从所述第二发送开口发送所述发送波束时，不向所述第二发送开口的所述短轴方向的中央部的振子输出所述发送信号，不从所述中央部的振子发送所述第二发送波束。

11.根据权利要求1所述的超声波摄像装置，其特征在于，

所述发送部所设定的所述发送开口的所述短轴方向的口径尺寸为三种以上，所述发送部所设定的所述发送开口发送三种以上的所述发送波束，

所述接收部生成与所述三种以上的发送波束分别对应的三种以上的所述接收波束，

所述合成部将所述加权的权重设定为，所述被检体的深度越深，设定所述短轴方向的口径尺寸较大的所述发送开口而得到的所述接收波束或所述帧数据的权重在至少一部分的深度区域越大。

12.根据权利要求1所述的超声波摄像装置，其特征在于，

所述发送部重复进行如下动作：使所述第一发送开口的位置按照每次发送而在所述长轴方向上移动规定量并设定所述第一发送开口，进行生成第一个帧数据所需的数量的所述第一发送波束的发送之后，使所述第二发送开口的位置按照每次发送而在所述长轴方向上移动规定量并设定所述第二发送开口，进行生成第二个帧数据所需的数量的所述第二发送波束的发送，

并且，在帧编号每次增加时，将所述第一发送波束及第二发送波束的相对于所述深度方向的照射角度依次切换为规定的多种角度，

所述图像形成部生成各个帧编号的帧数据，

所述信号合成部或图像合成部对所述照射角度的种类的数量以上的所述帧数据进行加权并合成。

13.根据权利要求12所述的超声波摄像装置，其特征在于，

所述发送部按照所述规定的多种照射角度的每个照射角度，来设定预先决定的第一发送开口或第二发送开口。

14.根据权利要求12所述的超声波摄像装置，其特征在于，

所述信号合成部在进行所述照射角度的种类的数量以上的所述帧数据合成时，对分别构成所述照射角度的种类的数量以上的所述帧数据的所述接收波束信号中的对应的长轴方向的位置的所述接收波束信号进行加权并合成。

15.根据权利要求1所述的超声波摄像装置，其特征在于，

所述发送部重复进行如下动作：按照每次发送交替地使所述第一发送开口和所述第二发送开口的位置在所述长轴方向上移动规定量并设定所述第一发送开口和所述第二发送开口，发送生成第一帧数据所需的数量的所述第一发送波束及第二发送波束之后，所述发送部与所述第一帧数据时调换所述第一发送开口与所述第二发送开口的位置，发送生成第二帧数据所需的数量的所述第一发送波束及第二发送波束，

并且，在帧编号每次增加时，将所述第一发送波束及第二发送波束的相对于所述深度方向的照射角度依次切换为规定的多种角度，

所述接收部使接收扫描线伴随着所述第一发送开口及第二发送开口的所述长轴方向的移动而在所述长轴方向上移动并分别生成所述第一接收波束信号及第二接收波束信号，

所述信号合成部对所述接收部基于用于生成所述第一帧数据的所述第一发送波束及第二发送波束而生成的所述第一接收波束信号及第二接收波束信号与所述接收部基于用于生成所述第二帧数据的所述第一发送波束及第二发送波束而生成的所述第一接收波束信号及第二接收波束信号中的长轴方向的位置相同的所述第一接收波束信号及第二接收波束信号彼此进行加权并合成，

所述图像形成部使用由所述信号合成部合成后的接收波束信号来生成帧数据，

所述图像合成部合成所述照射角度的种类的数量以上的所述帧数据。

16.一种超声波摄像方法，其特征在于，

所述超声波摄像方法具有如下步骤：

针对在长轴方向和短轴方向上分别排列有振子的探头，依次设定所述短轴方向的口径尺寸为规定大小的第一发送开口和所述短轴方向的口径尺寸比所述第一发送开口大的第二发送开口，向所述第一发送开口及第二发送开口内的所述振子分别输出发送信号，从所述振子向被检体分别发送第一发送波束和第二发送波束；

接受由所述探头的所述振子接收所述第一发送波束及第二发送波束的来自所述被检体的各个反射波而输出的接收信号，针对所述长轴方向分别进行波束成形，由此生成第一接收波束信号及第二接收波束信号；

使用所述第一接收波束信号及第二接收波束信号生成帧数据；以及

对所述第一接收波束信号及第二接收波束信号进行加权并合成，或者对根据所述第一接收波束信号而生成的第一帧数据及根据所述第二接收波束信号而生成的第二帧数据进行加权并合成。

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