JP2001231781A - 超音波診断装置及び被検体の断層像形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ラスタ感度が一定であり、補間演算量が少な
い受信ビーム補間方法を提供する。 【解決手段】 ビーム形成部２から出力された受信ビー
ムのサンプルデータを信号記憶部３に記憶し、ビーム補
間部４において、ビーム形成部２から出力された受信ビ
ームと信号記憶部に記憶された当該受信ビームに隣接す
る受信ビームの対応するサンプルデータを加算し除数で
除算することによって補間受信ビームを作成する。補間
ビーム作成の際に用いる除数として、ビーム間隔判定部
８から出力される受信ビームの間隔と、ビーム幅判定部
９から出力される受信ビームの幅の大小関係に基づいて
除数出力部から出力される数値を用いる。受信ビーム及
び補間受信ビームは画像処理部５で画像信号に変換さ
れ、表示部６に断層像として表示される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波診断装置及
び被検体の断層像形成方法に関し、特に受信ビームの補
間処理により、整相加算処理で得られる受信ビーム数よ
りも、画像処理される受信ビーム数を多くする超音波診
断装置及び被検体の断層像形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】超音波診断装置では、探触子から被検体
への超音波送受を繰り返すことにより断層像を形成して
いる。ここで超音波受信ビームの空間密度が高いほど、
空間分解能が向上し高画質の断層像が得られる。一方、
超音波送信ビームの空間密度が高いと、１枚の断層像を
形成するのに必要な超音波送信回数が増える。これによ
り断層像１枚を形成するスピード（フレームレート）が
低くなり、被検体の速い動きに対応できなくなる。つま
り送信ビームと受信ビームの空間密度が等しい場合、高
受信ビーム密度と高フレームレートを両立させるのは困
難である。

【０００３】そこで送信ビームの空間密度は一定とした
まま、補間演算により受信ビームの空間密度を高くし、
高受信ビーム密度と高フレームレートを両立させる方法
が特開平１０−２９０８０１号公報に開示されている。
特開平１０−２９０８０１号公報は米国特許第５３９０
６７４号を従来の技術として引用し、米国特許第５３９
０６７４号における受信ビーム補間方法を開示してい
る。これを図４に示す。図４において、Ｔ１，Ｔ２，Ｔ
３は送信ビーム、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は受信ビーム、Ｌ
１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５は断層像の走査線（ラス
タ）である。図４においては、送信ビームＴ１，Ｔ２，
Ｔ３と同じ指向性を持つ受信ビームＲ１，Ｒ２，Ｒ３を
遅延、加算処理により形成する。それぞれの受信ビーム
はラスタＬ１，Ｌ３，Ｌ５として表示される。さらに補
間演算により、（Ｒ１＋Ｒ２）／２、（Ｒ２＋Ｒ３）／
２を求め、ラスタＬ２，Ｌ４として表示する。

【０００４】特開平１０−２９０８０１号公報におい
て、新規に開示された受信ビーム補間方法を図５で説明
する。図中の記号が意味するものは図４と同じである。
図５においても、送信ビームＴ１，Ｔ２，Ｔ３と同じ指
向性を持つ受信ビームＲ１，Ｒ２，Ｒ３を遅延、加算処
理により形成する。ただしＲ１，Ｒ２，Ｒ３はラスタと
して表示しない。補間演算により（３Ｒ１＋Ｒ２）／
４、（Ｒ１＋３Ｒ２）／４、（３Ｒ２＋Ｒ３）／４、
（Ｒ２＋３Ｒ３）／４を求め、ラスタＬ１，Ｌ２，Ｌ
３，Ｌ４として表示する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図４に示す受信ビーム
補間方法は、隣接受信ビーム（Ｒ１とＲ２、あるいはＲ
２とＲ３）加算後の除算において除数を２としている。
この方式は受信ビームＲ１，Ｒ２，Ｒ３の間隔がビーム
幅に比べて十分小さい場合に適しているが、受信ビーム
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の間隔がビーム幅とあまり変わらない
場合にはラスタ間で感度ばらつきが生じる。これを図６
のグラフで説明する。図６のグラフにおいて、実線は遅
延、加算処理で得られた受信ビーム（以下、実受信ビー
ムという）、点線は実受信ビームの補間処理で得られた
受信ビーム（以下、補間受信ビームという）である。縦
軸は実受信ビームの最大振幅で規格化したビーム振幅、
横軸はビームの方位方向である。図４におけるラスタＬ
１，Ｌ３，Ｌ５は実受信ビームで形成され、ラスタＬ
２，Ｌ４は補間受信ビームで形成される。

【０００６】図６（ａ）は受信ビームＲ１，Ｒ２，Ｒ３
の間隔がビーム幅の半分である場合、図６（ｂ）は受信
ビームＲ１，Ｒ２，Ｒ３の間隔がビーム幅に等しい場合
である。ここでビーム幅とは、実受信ビーム振幅が最大
値の半分となる方位方向の全幅である。図６（ａ）に矢
印でビーム幅を示す。ラスタ間で感度ばらつきが生じな
いためには、ラスタＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５を形
成するビームの強度がほぼ一定である必要がある。ここ
でラスタの感度に影響を及ぼすビーム強度とは、図６に
示したビームの総面積である。よって図６（ａ）のよう
に実線で示した実受信ビームの総面積と点線で示した補
間受信ビームの総面積とがほぼ等しい場合にはラスタ間
に感度差を生じないが、図６（ｂ）のように実受信ビー
ムと補間受信ビームの総面積が大きく異なるとラスタ間
に感度差が生じる。

【０００７】図５に示す受信ビーム補間方法において
は、全てのラスタが補間受信ビームで形成されるため、
受信ビームＲ１，Ｒ２，Ｒ３の間隔によらずラスタの感
度を一定とすることができる。これを図７で説明する。
図７のグラフにおいて、実線は図５のラスタＬ１，Ｌ３
を形成する補間受信ビーム、点線は図５のラスタＬ２，
Ｌ４を形成する補間受信ビームである。縦軸は実受信ビ
ームの最大振幅で規格化したビーム振幅、横軸はビーム
の方位方向である。

【０００８】図７（ａ）は受信ビームＲ１，Ｒ２，Ｒ３
の間隔がビーム幅の半分である場合、図７（ｂ）は受信
ビームＲ１，Ｒ２，Ｒ３の間隔がビーム幅と等しい場合
である。ビーム幅の定義は図６と同じである。いずれの
場合も、実線で示す補間受信ビームと点線で示す補間受
信ビームの総面積が等しいのでラスタの感度を一定にす
ることができる。ただし図７（ｂ）に示すように受信ビ
ームＲ１，Ｒ２，Ｒ３の間隔がビーム幅程度になると、
実受信ビームに比べて補間受信ビームは感度が低下す
る。つまり、この方法は全ラスタの感度を一様に下げる
ことにより、ラスタ感度を一定としている。また実受信
ビームを用いないので、図４に示した受信ビーム補間方
法と同数のラスタを得るのに２倍の補間演算が必要であ
る。さらには、補間受信ビームの強度が左右非対称とな
る。本発明は、このような従来技術の問題点に鑑み、ラ
スタ感度が一定であり、なおかつ補間演算量が少ない受
信ビーム補間方法を用いる超音波診断装置及び被検体の
断層像形成方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の超音波診断装置は、複数の素子を備え被検体に対し
超音波を送波し反射波を受信する探触子と、探触子の各
素子からの受信信号に対して整相加算処理を行って受信
ビームを形成するビーム形成部と、受信ビームの間隔と
受信ビームの幅の大小関係に基づいて除数を出力する除
数出力部と、ビーム形成部から出力された受信ビームの
サンプルデータを記憶する信号記憶部と、ビーム形成部
から出力された受信ビームと信号記憶部に記憶された当
該受信ビームに隣接する受信ビームの対応するサンプル
データを加算し前記除数で除算することによって補間受
信ビームを作成するビーム補間部と、受信ビーム及び補
間受信ビームを画像信号に変換する画像処理部と、画像
処理部の出力を断層像として表示する表示部とを備える
ことを特徴とする。

【００１０】除数出力部の出力数値（除数）は、ビーム
形成部から出力される受信ビームの強度と、ビーム補間
部から出力される補間受信ビームの強度とが略等しくな
るように決定することができる。除数出力部の出力数値
（除数）は√２以上２以下である。

【００１１】本発明による被検体の断層像形成方法は、
探触子から被検体中に超音波ビームを送波するステップ
と、被検体から反射されてきた反射波を探触子で受信す
るステップと、探触子の各素子からの受信信号に対して
整相加算処理を行い目的方向からの超音波信号を増幅し
て受信ビームを形成するステップと、空間的に隣接する
受信ビームの対応するサンプルデータ同士を加算し、そ
れを受信ビームの間隔と受信ビームの幅の大小関係に基
づいて定められる除数で除算することによって補間受信
ビームを作成するステップと、受信ビーム及び補間受信
ビームを画像信号に変換するステップと、前記画像信号
に基づいて被検体の断層像を表示するステップとを含む
ことを特徴とする。なお、受信ビーム及び補間受信ビー
ムを画像信号に変換するステップでは両ビームを同時に
画像信号に変換する必要はない。変換可能な状態にある
ビームから順次に画像信号に変換してもよいし、あるい
は断層像上での並び順に画像信号に変換すればよい。

【００１２】本発明による被検体の断層像形成方法は、
また、探触子から被検体中に超音波ビームを送波するス
テップと、被検体から反射されてきた反射波を探触子で
受信するステップと、探触子の各素子からの受信信号に
対して整相加算処理を行い目的方向からの超音波信号を
増幅して受信ビームを形成するステップと、空間的に隣
接する受信ビームの対応するサンプルデータ同士を加算
し、それを所定の除数で除算することによって補間受信
ビームを作成するステップと、受信ビーム及び補間受信
ビームを画像信号に変換するステップと、画像信号に基
づいて被検体の断層像を表示するステップとを含み、前
記除数は受信ビームで形成される断層像のラスタと補間
受信ビームによって形成される断層像のラスタの間に輝
度差が生じないように定められることを特徴とする。こ
の場合も、受信ビーム及び補間受信ビームを画像信号に
変換するステップでは両ビームを同時に画像信号に変換
する必要はない。変換可能な状態にあるビームから順次
に画像信号に変換してもよいし、あるいは断層像上での
並び順に画像信号に変換すればよい。本発明の超音波診
断装置及び被検体の断層像形成方法によると、ラスタ感
度が一定であり、なおかつ補間演算量が少ない受信ビー
ム補間方法を実現できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は、本発明による超音波診断
装置の構成例を示すブロック図である。図中１は探触
子、２はビーム形成部、３は信号記憶部、４はビーム補
間部、５は画像処理部、６は表示部、７は除数出力部、
８はビーム間隔判定部、９はビーム幅判定部である。探
触子１は、図２に示すように、素子（微小圧電材）１１
の集合である。探触子１の一部の素子、あるいは全ての
素子が選択され、超音波ビームの送受信に用いられる。
選択された探触子の部分を口径と呼ぶ。

【００１４】超音波ビーム送受信時の、ビーム形成部２
の動作について説明する。ビーム形成部２は、送信ビー
ム形成部と受信ビーム形成部に分けられる。送信ビーム
形成部は口径内に位置する各素子の駆動タイミングを制
御し、送信フォーカス点に送信ビームを収束させる。受
信ビーム形成部は口径内に位置する各素子の受信信号の
遅延加算処理（整相加算処理）を行い、受信フォーカス
点からの受信信号を増幅する。１回の超音波送受信で、
受信フォーカス点を順次変えながら受信信号を受信する
ことで断層像上の１ラスタが形成される。送受信ビーム
を移動し、各ビーム位置でラスタを形成し、超音波断層
像を構成する。

【００１５】送受信ビームの移動方法には２通りある。
すなわち、図３（ａ）に略示するように、ビームごとに
探触子中の口径位置を移動させ、ラスタを探触子に沿っ
て形成するリニア走査と、図３（ｂ）に略示するよう
に、全ビームで探触子中の口径位置を固定し、ビームご
とに送信時の駆動タイミングと受信時の遅延処理を変化
させ、固定口径から扇状にラスタを形成するセクタ走査
である。いずれの送受信ビームの移動方法の場合であっ
ても本発明を適用することができる。

【００１６】超音波診断装置の操作可能な装置パラメー
タとしては、超音波送受信に用いる探触子の口径長があ
る。超音波のビーム幅は口径長に反比例するため、口径
操作はビーム幅操作と等価である。ビーム幅が小さいほ
ど、つまり口径が大きいほど、断層像の分解能が向上す
るという診断時のメリットがある。ただし大口径撮像で
は、独立に制御すべき素子数が増えるため回路規模が大
きくなる。また焦点深度が浅くなるため、フォーカス間
隔を小さくする必要があり、回路制御も複雑になる。

【００１７】別の操作可能な装置パラメータとして、超
音波送受信ごとにビームを移動する間隔がある。これが
ビーム間隔である。ビーム間隔が小さい場合、診断時の
メリットは断層像の分解能向上であり、デメリットは断
層像フレームレートの低下である。ビーム間隔が大きい
場合、診断時のメリットは断層像の高フレームレート化
であり、デメリットは断層像の分解能劣化である。次
に、図８を用いて図１に示した超音波診断装置のビーム
形成方法について説明する。図中の記号が意味するもの
は図４と同じである。

【００１８】まず探触子１が被検体に対し、目的方向に
フォーカスされた超音波を送信する。これにより図８の
送信ビームＴ１が形成される。被検体からの反射信号が
探触子１で受信される。探触子１の各素子からの受信信
号に対しビーム形成部２が遅延、加算処理を行い、目的
方向からの反射信号のみを増幅する。この遅延、加算処
理は一般に整相加算と呼ばれ、受信のフォーカシング処
理である。整相加算処理により受信ビームＲ１が形成さ
れる。以降では整相加算処理で形成される受信ビームを
実受信ビームと呼ぶ。受信ビーム形成時には、フォーカ
シング処理によりフォーカス位置を探触子１の口径から
近い位置から遠い位置に順次変更しながら、各フォーカ
ス位置ｄ１，ｄ２，ｄ３，…，ｄｎからの反射信号強度
を増幅する。すなわち、いまフォーカス位置ｄｊからの
反射信号強度（振幅）をｘｊとすると、実受信ビームＲ
１の形成時には、信号列（受信ビームのサンプルデー
タ）ｘ１，ｘ２，ｘ３，…，ｘｎが得られる。以下で
は、これをＲ１＝（ｘ１，ｘ２，ｘ３，…，ｘｎ）のよ
うに表す。実受信ビームＲ１は画像処理部５に出力され
ると同時に、信号記憶部３に記憶される。

【００１９】次に、探触子１からの超音波送信により、
送信ビームＴ２を形成する。被検体からの反射信号が探
触子１で受信される。受信信号に対しビーム形成部２が
整相加算処理を行い、実受信ビームＲ１に隣接する実受
信ビームＲ２＝（ｙ１，ｙ２，ｙ３，…，ｙｎ）が形成
される。実受信ビームＲ２は画像処理部５及びビーム補
間部４に出力されると同時に、信号記憶部３に記憶され
る。ビーム補間部４では、ビーム形成部２から出力され
た実受信ビームＲ２と信号記憶部３に記憶されている実
受信ビームＲ１との補間演算が実行され、補間受信ビー
ムＲ１２として次のように、Ｒ１２＝（Ｒ１＋Ｒ２）／
Ｎが求められる。ここでＮは、除数出力部７の出力デー
タである。

【００２０】Ｒ１２＝（(ｘ１＋ｙ１)／Ｎ，(ｘ２＋ｙ
２)／Ｎ，(ｘ３＋ｙ３)／Ｎ，…，(ｘｎ＋ｙｎ)／Ｎ）

【００２１】ビーム補間部４は、この補間受信ビームＲ
１２を画像処理部５に出力する。Ｒ１，Ｒ１２，Ｒ２
は、画像処理部５においてこの順番で連続する画像ラス
タに変換され、表示部６に断層像が表示される。以下同
様の手順で実受信ビームＲ３を形成し、更に補間受信ビ
ームＲ２３＝（Ｒ２＋Ｒ３）／Ｎを求め、ラスタＬ４と
して表示部６に表示する。そして実受信ビームＲ３をラ
スタＬ５として表示部６に表示する。以上の操作を送受
信ビームを移動しながら全てのビームに対して繰り返し
行い、図８には表示しないが、さらに実受信ビームと補
間受信ビームを交互に表示し、１枚の断層像を構成す
る。ここでビーム信号を画像ラスタに変換する最も一般
的な演算は、「絶対値処理」→「ローパスフィルタ処
理」→「対数圧縮処理」→「輝度変調処理」である。

【００２２】整相加算処理はアナログ信号処理、ディジ
タル信号処理のいずれであっても構わない。整相加算処
理後の受信ビームが、ディジタルデータとして信号記憶
部３に格納される。整相加算がアナログ信号処理の場
合、受信ビームをディジタル化する手段が必要である。
また、ビーム補間部４は、ビーム形成部２から出力され
た実受信ビームと記憶部３に記憶されている実受信ビー
ムに対して補間演算を行う代わりに、記憶部３に記憶し
た２つの隣接する実受信ビームのサンプルデータを用い
て補間演算を行ってもよい。

【００２３】除数出力部７は、ビーム間隔判定部８から
の出力とビーム幅判定部９の出力に基づいて、補間演算
に用いる除数Ｎを補間演算部４に出力する。ビーム間隔
判定部８は実受信ビームＲ１，Ｒ２，Ｒ３の間隔（ビー
ム間隔）Ｌを出力する。ビーム幅判定部９は実受信ビー
ムＲ１，Ｒ２，Ｒ３のビーム幅Ｗを出力する。ビーム幅
Ｗは、図６（ａ）にて説明したものと同じである。Ｎは
ビーム間隔と、ビーム幅の大小関係により決定される。

【００２４】ビーム間隔Ｌは１送受信ごとのビームの移
動距離であり、例えばリニア走査において１送受信ごと
に口径が１素子ずつ移動するならば、素子幅をｄとし
て、 Ｌ＝ｄ （１） である。また、セクタ走査において１送受信ごとにビー
ムがθずつ回転するならば、深さｒにおいて、 Ｌ＝ｒθ （２） である。ビーム幅Ｗは、口径長をＤ、フォーカス深度を
ｆ、超音波の波長をλとしたときに、 Ｗ＝ｆλ／Ｄ （３） で概算できる。

【００２５】ビーム間隔判定部８及びビーム幅判定部９
は、それぞれ上記（１）〜（３）式で演算したビーム間
隔Ｌ、ビーム幅Ｗを除数出力部７に対して出力する。た
だし、ビーム間隔、ビーム幅を求めるのに必要な、１送
受信ごとのビームの移動距離、口径長、フォーカス深
度、超音波の波長は、工場出荷時に探触子ごとに設定さ
れているのが一般的であり、通常は装置の操作者が診断
時に変えられるパラメータではない。よって、ビーム間
隔、ビーム幅を工場出荷時に探触子ごとに装置のメモリ
に記憶させ、装置使用時に探触子が装着された時点で、
ビーム間隔判定部８はビーム間隔を、ビーム幅判定部９
はビーム幅を、それぞれメモリから読み出す方法が実用
的である。このとき、ディジタル超音波診断装置におい
ては、装置制御用のＣＰＵがビーム間隔判定部８と、ビ
ーム幅判定部９を兼用することが可能である。なお工場
出荷時に設定されるビーム間隔、ビーム幅は上記（１）
〜（３）式で計算される。ただし（３）式は概算値なの
で、探触子ごとのビーム測定を実際に行い、測定結果か
らビーム幅を求めるのがより正確である。

【００２６】次に、除数出力部７の動作の一例について
説明する。一例としての除数出力部７は、図６（ａ）に
示すようにビーム間隔がビーム幅に比べて十分に小さい
場合（図６（ａ）ではビーム間隔＝１／２ビーム幅）に
は、除数Ｎの値として２を出力し、また、図６（ｂ）の
ようにビーム間隔がビーム幅とあまり変わらない場合
（図６（ｂ）ではビーム間隔＝ビーム幅）には、除数Ｎ
の値として√２を出力するものとすることができる。

【００２７】除数Ｎを√２としたときの実受信ビームと
補間受信ビームの比較を図９に示す。実線は実受信ビー
ム、点線は補間受信ビームである。図６（ｂ）では実受
信ビームと補間受信ビームの総面積が大きく異っていた
のに対し、図９では実受信ビームと補間受信ビームの総
面積がほぼ等しい。これによりビーム間隔がビーム幅と
あまり変わらない場合でも、ラスタ間に感度差を生じな
いことが分かる。

【００２８】しかし、除数Ｎの値は２または√２に限定
されるものではない。ラスタ間に感度差が生じないため
には、実受信ビームと補間受信ビームの総面積がほぼ等
しくなければならない。ビーム間隔とビーム幅が既知で
あれば、実受信ビームと補間受信ビームの総面積が等し
くなる除数Ｎを求めることができる。よって除数出力部
７はビーム間隔判定部８とビーム幅判定部９の出力か
ら、実受信ビームと補間受信ビームの総面積が略等しく
なる除数Ｎの値を出力する。

【００２９】ここで、除数Ｎの値は√２以上２以下とな
る。次に、これを説明する。ビーム間隔がビーム幅に比
べて十分に小さい場合、実受信ビームＲ１と実受信ビー
ムＲ２は高相関である。Ｒ１とＲ２の相関が最も高いＲ
１＝Ｒ２のときも、Ｒ１＋Ｒ２の振幅はＲ１，Ｒ２に比
べて統計的に２倍より大きくはならないので、Ｎの最大
値は２である。ビーム間隔がビーム幅とあまり変わらな
い場合、実受信ビームＲ１と実受信ビームＲ２は低相関
である。Ｒ１とＲ２の相関が低いとき、Ｒ１＋Ｒ２の振
幅はＲ１，Ｒ２に比べて統計的に√２倍となる。よって
Ｎの最小値は√２である。ビーム間隔がビーム幅より小
さいが、十分に小さくはない場合、除数Ｎは√２と２の
間の数値となる。この場合、除数Ｎは、実受信ビームと
補間受信ビームの総面積が等しくなるように決定され
る。実受信ビームと補間受信ビームの総面積が等しくな
るように除数Ｎを決定する場合の方法としては、例え
ば、ビーム間隔をＬ、ビーム幅をＷとしたときに、次の
（４）〜（６）のように場合分けしてＮの値を決定する
方法が考えられる。

【００３０】 Ｌ≦Ｗ／２ ならば Ｎ＝２ （４） Ｌ≧Ｗ ならば Ｎ＝√２ （５） Ｗ／２＜Ｌ＜Ｗ ならば Ｎ＝（２＋√２）／２ （６） ここで、ビーム間隔Ｌ、ビーム幅Ｗは工場出荷時に探触
子ごとにメモリに設定可能なので、除数Ｎも同様にして
工場出荷時に探触子ごとにメモリに設定可能である。こ
の場合、除数出力部７は、装置使用時に探触子が装着さ
れた時点で、除数Ｎをメモリから読み出す。ディジタル
超音波診断装置においては、装置制御用のＣＰＵが除数
出力部７を兼用することが可能である。

【００３１】工場出荷時に設定される除数Ｎは、例えば
上記（４）〜（６）式で計算される。ただし、除数Ｎを
決定する際に最も重要なのは、実受信ビームで形成され
るラスタと、補間受信ビームで形成されるラスタとの間
に断層像上で感度差（輝度差）が生じないことである。
両者の間に感度差があると、断層像上に縞模様が出現
し、診断の妨げとなる。よって、より実用的な除数Ｎの
決定方法は、実際の断層像を観察しながら、ラスタ間の
感度差が最も小さくなる除数Ｎを実験的に求め、実験的
に求めた除数Ｎを工場出荷時のメモリ入力値とすること
である。なお、除数Ｎを最適化する実験では、上記
（４）〜（６）式で求めたＮを初期値として用いること
が望ましい。

【００３２】ビーム間隔が非常に大きい場合、実受信ビ
ームＲ１とＲ２は無相関となる。このときは実受信ビー
ムＲ１により画像化される被検体の部位と、実受信ビー
ムＲ２により画像化される被検体の部位が全く異なるた
め、（Ｒ１＋Ｒ２）／Ｎの演算で補間受信ビームを求め
ること自体が無意味になる。よって、実受信ビームＲ１
とＲ２の間隔が非常に大きい場合、本発明は適用されな
い。

【００３３】以上の説明では実受信ビームと補間受信ビ
ームの振幅面積をビーム強度と考え、両者の振幅面積が
等しくなるようにビーム補間の際の除数Ｎを設定した。
しかし、これに限るものではなく、実受信ビームと補間
受信ビームの振幅Ｍ乗面積をビーム強度と考え、振幅Ｍ
乗面積が等しくなるように除数Ｎを制御するのがより一
般的である。ここでＭは正数である。Ｍ＝１ならば、振
幅面積＝ビーム強度であり、Ｍ＝２ならば、エネルギー
面積（振幅２乗面積）＝ビーム強度となる。例えば実受
信ビームと補間受信ビームでエネルギー面積が等しくな
るように除数Ｎを制御した場合は、ランダム反射体（ス
ペックル）からの応答を実受信ビームと補間受信ビーム
で等しくすることができる。さらにＭを大きくすれば、
ビームピーク値（振幅Ｍ乗面積）＝ビーム強度となり、
強反射体からの応答を実受信ビームと補間受信ビームで
等しくすることができる。

【００３４】なお、Ｍの値によらず、Ｎを求める式は基
本的に上記（４）〜（６）式である。Ｎを決める際に最
も重要なのは、断層像上でラスタ間に感度差が生じない
ことである。ラスタごとに感度差があると断層像上で縞
模様が発生し、診断の際の大きな妨げとなる。つまり最
適の除数Ｎとは、断層像上で実受信ビームラスタと補間
受信ビームラスタの感度を等しくする除数Ｎである。そ
して、実受信ビームラスタと補間受信ビームラスタの感
度が等しい除数Ｎにおいては、実受信ビームと補間受信
ビームにおいて、振幅Ｍ乗面積が等しくなっていると考
えられる。ここでＭは一般的には１であるが、探触子の
撮像条件により２あるいはそれ以上の整数の場合も考え
られる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明した如く本発明によると、ラス
タ感度が一定であり、なおかつ補間演算量が少ない受信
ビーム補間方法を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による超音波診断装置の構成例を示すブ
ロック図。

【図２】探触子と、それを構成する素子、口径の関係を
示す略図。

【図３】送受信ビームの移動方法を説明する図。

【図４】実受信ビームから補間受信ビームを求める従来
技術の説明図。

【図５】実受信ビームから補間受信ビームを求める他の
従来技術の説明図。

【図６】実受信ビームと補間受信ビームの比較図。

【図７】２つの補間受信ビームの比較図。

【図８】実受信ビームから補間受信ビームを求める本発
明の方法の説明図。

【図９】実受信ビームと補間受信ビームの比較図。

【符号の説明】

１…探触子、２…ビーム形成部、３…信号記憶部、４…
ビーム補間部、５…画像処理部、６…表示部、７…除数
出力部、８…ビーム間隔判定部、９…ビーム幅判定部、
１１…素子、Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３…送信ビーム、Ｒ１，Ｒ
２，Ｒ３…受信ビーム、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５
…ラスタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4C301 CC02 EE07 EE15 HH07 JB32 JC01 5B057 AA07 BA05 CA02 CA08 CA12 CA16 CB02 CB08 CB12 CB16 CC01 CD06 CH11

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の素子を備え被検体に対し超音波を
   送波し反射波を受信する探触子と、 前記探触子の各素子からの受信信号に対して整相加算処
   理を行って受信ビームを形成するビーム形成部と、 前記受信ビームの間隔と前記受信ビームの幅の大小関係
   に基づいて除数を出力する除数出力部と、 前記ビーム形成部から出力された受信ビームのサンプル
   データを記憶する信号記憶部と、 前記ビーム形成部から出力された受信ビームと前記信号
   記憶部に記憶された当該受信ビームに隣接する受信ビー
   ムの対応するサンプルデータを加算し前記除数で除算す
   ることによって補間受信ビームを作成するビーム補間部
   と、 前記受信ビーム及び前記補間受信ビームを画像信号に変
   換する画像処理部と、 前記画像処理部の出力を断層像として表示する表示部と
   を備えることを特徴とする超音波診断装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の超音波診断装置におい
   て、前記除数出力部の出力数値は、前記ビーム形成部か
   ら出力される受信ビームの強度と、前記ビーム補間部か
   ら出力される補間受信ビームの強度とが略等しくなるよ
   うに決定されることを特徴とする超音波診断装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の超音波診断装置におい
   て、前記除数出力部の出力数値が√２以上２以下である
   ことを特徴とする超音波診断装置。
4. 【請求項４】 探触子から被検体中に超音波ビームを送
   波するステップと、 被検体から反射されてきた反射波を前記探触子で受信す
   るステップと、 前記探触子の各素子からの受信信号に対して整相加算処
   理を行い目的方向からの超音波信号を増幅して受信ビー
   ムを形成するステップと、 空間的に隣接する受信ビームの対応するサンプルデータ
   同士を加算し、それを受信ビームの間隔と受信ビームの
   幅の大小関係に基づいて定められる除数で除算すること
   によって補間受信ビームを作成するステップと、 前記受信ビーム及び前記補間受信ビームを画像信号に変
   換するステップと、 前記画像信号に基づいて被検体の断層像を表示するステ
   ップとを含むことを特徴とする被検体の断層像形成方
   法。
5. 【請求項５】 探触子から被検体中に超音波ビームを送
   波するステップと、 被検体から反射されてきた反射波を前記探触子で受信す
   るステップと、 前記探触子の各素子からの受信信号に対して整相加算処
   理を行い目的方向からの超音波信号を増幅して受信ビー
   ムを形成するステップと、 空間的に隣接する受信ビームの対応するサンプルデータ
   同士を加算し、それを所定の除数で除算することによっ
   て補間受信ビームを作成するステップと、 前記受信ビーム及び前記補間受信ビームを画像信号に変
   換するステップと、 前記画像信号に基づいて被検体の断層像を表示するステ
   ップとを含み、 前記除数は前記受信ビームで形成される断層像のラスタ
   と前記補間受信ビームによって形成される断層像のラス
   タの間に輝度差が生じないように定められることを特徴
   とする被検体の断層像形成方法。