JP2002345814A - 超音波撮像装置及びその方法 - Google Patents

超音波撮像装置及びその方法

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JP2002345814A JP2001394487A JP2001394487A JP2002345814A JP 2002345814 A JP2002345814 A JP 2002345814A JP 2001394487 A JP2001394487 A JP 2001394487A JP 2001394487 A JP2001394487 A JP 2001394487A JP 2002345814 A JP2002345814 A JP 2002345814A
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ゼ ソプ ファン
Te Kyon Son
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 被写体の超音波映像を形成する際に、ゴレー
コードの特長である良好なＳＮＲ及び軸方向の分解能を
保持しつつ、またフレーム率を低下させることもなく、
従来よりもＳＮＲが高く、鮮明な映像を形成する。 【解決手段】 超音波送信部１００´で、Ｍ個の相補
的なコードシーケンスを有し、直交するＭ個のコード組
を用意する。そのＭ個のコード組に対応する各コードシ
ーケンスを組み合わせて得た信号を、トランスデューサ
列１１０により被写体内の所定の集束点に順次送信す
る。その集束点から反射される信号をトランスデューサ
列１１０で受信する。パルス圧縮フィルター１４５及び
受信ビーム形成部１５０´において、その反射信号から
Ｍ個のコード組内のＭ個のコードシーケンスに対応する
データを取出す。取り出したデータを処理して、被写体
に対する超音波映像を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波撮像装置及
びその方法に関し、特に、直交性のゴレーコードの組を
用いて超音波映像を形成する超音波撮像装置及びその方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】通常、超音波撮像装置は、着目する被写
体へ超音波信号を発射し、その被写体から反射される信
号を取り扱って、リアルタイムにて、その被写体に対す
る平面像を提供するものであり、医療機器等の分野で広
く用いられている。
【０００３】超音波撮像装置で用いる超音波は、その強
さが大きいほど被写体内の媒質から散乱または反射によ
って受信される超音波の強さが大きくなり、優れた信号
対雑音比（ＳＮＲ）を得ることができる。従って、でき
るだけ大きい振幅の超音波、即ち高電圧の送信波を用い
ることが有利である。つまり、大きい振幅及び短いパル
ス長さの超音波の送信が望ましい。
【０００４】しかし、超音波撮像装置を人体に用いる場
合に人体に及ぼす影響及びシステムのハードウェア構成
上の制約等によって、信号の強さの大きい超音波を用い
るには制限がある。このような制限を克服するための方
法として、多様なコード形式の超音波信号を用いる方法
が提案されていた。コード形式の超音波信号を用いれ
ば、長さのより長い超音波を送信できるようになるた
め、瞬間超音波の強さを適宜調節しながらより多くのエ
ネルギーを送って優れたＳＮＲを得ることが可能とな
る。この際、受信信号は、適切な信号処理によって、軸
方向の分解能が向上するような長さに圧縮される。
【０００５】このようなコードとしては大別して、１及
び−１よりなる二相コードと、任意の値よりなる任意の
シーケンスコードとがある。二相シーケンスコードを用
いれば、超音波送信器のハードウェアを容易に構成する
ことができる。二相シーケンスコードの中では、ゴレー
コード(Golay code)は理論的に最も理想的な圧縮が可
能であると知られている。
【０００６】このゴレーコードは相補的な二相シーケン
スの組から構成される。ここで、長さＬのＭ個のシーケ
ンスを有する所定の二相シーケンス組Ａｉは、次の通り
表現することができる。
【数５】 ここで、ｉは１、２、…、Ｍ、Ｌは全二相シーケンスの
長さ、ａｉ１、ａｉ２、…、 ａｉＬは二相シーケンス
である。
【０００７】上記のシーケンス組が次式を満たせば、そ
れは相補的な二相シーケンス組であり、ゴレーコードと
して用いることが可能となる。
【数６】 ここで、ｋは０、１、…、Ｌ−１であり、δ(ｋ)は通常
のディラック関数であって、ｋ＝０の場合は１、ｋ≠０
の場合には０である。
【０００８】以下、通常のゴレーコードを用いる超音波
撮像装置について説明する。
【０００９】図１は、従来のゴレーコードを用いる超音
波撮像装置の概略的なブロック図である。同図におい
て、従来の超音波撮像装置は超音波送信部１００、トラ
ンスデューサ列１１０、送受切換え用スイッチ１２０、
アナログ受信部１３０、Ａ／Ｄ変換部１４０、受信ビー
ム形成部１５０、パルス圧縮部１５５、エコ処理部１６
０及びスキャン変換部１７０からなっている。
【００１０】超音波送信部１００は、トランスデューサ
列１１０に電圧パルスを与え、そのうちの各トランスデ
ューサから超音波信号が出力されるようにする。詳記す
ると、各トランスデューサはパルサー(図示せず)から印
加されたパルスに応じて超音波信号を発生する。超音波
送信の際、トランスデューサ列の各トランスデューサに
おいて超音波信号を発生するタイミングを調整すること
によって、診断領域内の所定の位置に超音波信号が送信
集束されることが可能となる。即ち、その超音波信号が
診断領域内の希望の位置上に同時に至るように、パルサ
ーから各トランスデューサに時間遅延を置いてパルスを
印加することによって所望の診断位置に超音波信号を送
信集束する。各トランスデューサに対する超音波送信遅
延のパターンを決定する方法として、超音波パルスのエ
ネルギーを目標被写体内の所定の位置に集束させる固定
集束技法が用いられてきた。また、近年にはその固定集
束技法を用いることによる分解能の制限を避けるべく、
合成開口技法が提案されている。
【００１１】送受切換え用スイッチ１２０は、超音波送
信部１００から出射される高電圧からアナログ受信部１
３０を守る働きを果たす。即ち、送受切換え用スイッチ
１２０はトランスデューサが送信及び受信を交互に行う
間、超音波送信部１００とアナログ受信部１３０との間
の切換えを適切に行う。
【００１２】トランスデューサ列１１０は複数（例えば
１２８個）のトランスデューサから構成され、各トラン
スデューサは超音波送信部１００からの電圧に応じて超
音波パルスを出力する。そのような送信技法として、上
述した固定集束技法また合成開口技法が用いられ得る。
一回の超音波送信において、複数のトランスデューサ内
から一部のトランスデューサだけが用いられる。固定集
束技法では、例えば１２８個のトランスデューサを備え
ている撮像装置であっても、一回の送信時には選択開口
内の６４個のトランスデューサのみが超音波信号を目標
被写体に送信して一つの走査線を形成する。
【００１３】アナログ受信部１３０は、トランスデュー
サ列１１０の各トランスデューサから出力された超音波
パルスに対して、その被写体から反射される信号を受信
し、受信した反射信号を後段のＡ／Ｄ変換部１４０に伝
送する。
【００１４】このＡ／Ｄ変換部１４０はアナログ受信部
１３０から受取った信号に対して増幅、エイリアシング
現象及び雑音成分の除去、超音波が身体内部を通過しな
がら生じる減衰の補正などの処理を行う。またＡ／Ｄ変
換部１４０はアナログ受信部１３０から受取ったアナロ
グ信号をデジタル信号に変換し、それを後段の受信ビー
ム形成部１５０に供給する。
【００１５】この受信ビーム形成部１５０はＡ／Ｄ変換
部１４０から受取った各信号に対して、受信集束の位置
によって変わる様々な遅延量を加えて動的受信集束を行
うと共に、遅延した信号を合成する。
【００１６】パルス圧縮部１５５は、受信ビーム形成部
１５０から受信した信号に対して短パルス方式の超音波
撮像装置と同様な分解能を得るべくパルス圧縮を行う。
ゴレーコードのような長いコードを用いる超音波撮像装
置では、受信ビーム形成部１５０からの信号はそのサイ
ドローブが非常に大きいため映像を形成するのに不適で
ある。このため、パルス圧縮を行う必要がある。
【００１７】エコ処理部１６０はパルス圧縮部１５５に
よるパルス圧縮信号を基低帯域信号に変換し、直交復調
器によって包落線を取出して、一つの走査線データを得
る。
【００１８】スキャン変換部１７０はエコ処理部１６０
からのデータをメモリ（図示せず）に格納し、格納され
たデータの走査方向をモニタの画素方向と一致させ、そ
のデータをモニタ上の該当画素位置に写像させる。
【００１９】図２は、図１の従来の超音波撮像装置にお
ける超音波送信過程を説明する模式図である。説明の便
宜上、同図では、長さＬ、Ｍ＝２のコードシーケンス組
Ａ１，Ａ２を有するゴレーコードを用い、一つの集束点
Ｐに集束して送信する例を示す。
【００２０】一つのパルス繰り返し間隔（ＰＲＩ）での
第１超音波送信の際、トランスデューサ列１１０の所定
の開口内の全てのアレー要素１ａ〜１ｈは、第１コード
シーケンスＡ１において集束点Ｐが得られるように超音
波に遅延量を加えて被写体の方へ発射し、被写体から反
射される信号を受信する。
【００２１】続いて、次のＰＲＩでの第２超音波送信の
際、同様にアレー要素１ａ〜１ｈの全ては、第２コード
シーケンスＡ２において集束点Ｐが得られるように超音
波に遅延量を加えて被写体の方へ発射し、被写体から反
射された信号を受信する。
【００２２】そのような２回の超音波送信によって受信
した信号を用いて、走査線の映像を表示することができ
る。詳記すると、アレー要素１ａ〜１ｈの各々から受信
した信号はパルス圧縮され、その後、遅延量が選択的に
加えられる。また、受信信号に遅延量を選択的に加えた
後、その結果信号に対してパルス圧縮を行ってもよい。
【００２３】前述のように、従来の二相ゴレーコードを
用いて一つの集束点に超音波送信集束が得られた場合、
一つの走査線を形成するためには、一つのゴレーコード
に含まれたシーケンスの数の数倍、即ちＭ回の送信が行
われなければならない。これによって、一般のパルシン
グ技法に比べてフレーム率が１／Ｍ分減少する。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の主な
目的は、直交性のゴレーコードの組を用いて、ゴレーコ
ードの特長である良好なＳＮＲ及び軸方向の分解能を保
持し、且つフレーム率の減少を防ぐ超音波撮像装置及び
その方法を提供することにある。
【００２５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の一好適実施例によれば、 被写体の超音
波映像を形成する超音波撮像装置において、Ｍ個の相補
的なコードシーケンスを有し、互いに直交するＭ（Ｍは
正の整数）個のコード組を格納する格納手段と、前記Ｍ
個のコード組における対応する各コードシーケンスを組
み合わせて得たＭ個の組合わせ信号を、超音波送信信号
として前記被写体内の所定のＭ個の集束点に順次送信す
る送信手段と、前記超音波送信信号に対する前記Ｍ個の
集束点からの反射信号を受信する受信手段と、前記反射
信号から、前記格納手段に格納されたＭ個のコード組内
の前記Ｍ個のコードシーケンスに対応するデータを取出
し処理して、前記被写体に対する超音波映像を形成する
処理手段とを含むことを特徴とする超音波撮像装置が提
供される。
【００２６】本発明の他の好適実施例によれば、被写体
の超音波映像を形成する超音波撮像方法において、Ｍ個
の相補的なコードシーケンスを有し、互いに直交するＭ
（Ｍは正の整数）個のコード組を用意する第1段階と、
前記Ｍ個のコード組における対応する各コードシーケン
スを組み合わせて得たＭ個の組合わせ信号を、超音波送
信信号として前記被写体内の所定のＭ個の集束点に順次
送信する第２段階と、前記超音波送信信号に対する前記
Ｍ個の集束点からの反射信号を受信する第３段階と、前
記反射信号から、前記Ｍ個のコード組内の前記Ｍ個のコ
ードシーケンスに対するデータを取出し処理して、前記
被写体に対する超音波映像を形成する第４段階とを含む
ことを特徴とする超音波撮像方法が提供される。
【００２７】上記装置および方法では、前記超音波送信
信号が、複数の送信走査線を形成し、前記Ｍ個の集束点
が異なる送信走査線上に存在するようにする形態と、前
記超音波送信信号が複数の送信走査線を形成し、前記Ｍ
個の集束点が同一の送信走査線上に存在するようにする
形態が考えられる。
【００２８】また、送信手段は、複数のトランスデュー
サからなるトランスデューサ列を備え、前記超音波送信
信号が前記トランスデューサ列の所定の開口内のトラン
スデューサによって送信されることが好ましい。
【００２９】また、前記超音波送信信号は、前記トラン
スデューサ列の前記所定の開口内の前記トランスデュー
サの中心周波数に変調されて送信されることが好まし
い。
【００３０】前記処理手段は、互いに並列接続されてお
り、前記反射信号を受信し、前記反射信号から前記Ｍ個
のコードシーケンスに対応する前記データを取出すＭ個
の相関器と、前記Ｍ個の相関器の各出力端に接続され、
前記取出された各データを順次加算するＭ個の加算器と
を備えることが好ましい。
【００３１】また、前記処理手段は、各々が、前記Ｍ個
の加算器の各出力端に接続され、前記順次加算済みのデ
ータを用いて個別に動的受信集束を行うＭ個の受信ビー
ム形成器を、さらに備えることが好ましい。あるいは、
前記処理手段は、前記Ｍ個の加算器の各出力端に共通接
続され、前記順次加算済みのデータを用いて動的受信集
束を行う単一受信ビーム形成器を、さらに備えるもので
あってもよい。
【００３２】ｉが１、２、…、Ｍ、Ｌが全二相シーケン
スの長さで、ａｉ１、ａｉ２、…、ａｉＬが−１，０，
１のうちから選択された二相シーケンスであるとき、前
記Ｍ個のコード組の各々が長さＬを有し、下式
【数７】 を満たす二相シーケンスの組Ａｉからなり、ｋが０、
１、…、Ｌ−１であり、δ(ｋ)がディラック関数を表す
とき、前記二相シーケンスの組が下式
【数８】 を満たす相補的な二相シーケンスの組であることが好ま
しい。
【００３３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、図面を参照して説明する。各図中、図１及び
図２に示したものと同じものには、同一の符号を付し、
説明を省略する。
【００３４】まず、本発明で用いられるゴレーコードの
直交性について説明する。上記式（２）のように、相補
的なコードシーケンス組Ａ１，Ａ２に対して、その組と
直交関係にある相補的なコードシーケンス組Ｂ１，Ｂ２
がある。次式（３）を満たすコードシーケンス組はＭ個
存在する。
【数９】 ここで、Ｋは０、１、…、Ｌ−１である。
【００３５】本発明は、上述のように相互に直交する相
補的なコードシーケンス組を用いて、超音波映像の形成
を行う。
【００３６】第１の実施の形態：図３に、本発明の第１
の実施の形態に係る超音波撮像装置の概略図を示す。同
図において、図１に示したものと同じものには、同一の
符号を付し、説明を省略する。以下、本発明の特徴部分
である、超音波送信部１００´、パルス圧縮フィルター
１４５及び受信ビーム形成部１５０´について詳細に説
明する。
【００３７】超音波送信部１００´は、メモリ（図示せ
ず）に格納された第１コードシーケンス組Ａ１，Ａ２及
び第２シーケンスコード組Ｂ１，Ｂ２を用いて被写体に
向けて超音波を送信する。第１コードシーケンス組
Ａ１，Ａ２はｎ番目の走査線を形成し、第２コードシー
ケンス組Ｂ１，Ｂ２はｎ＋１番目の走査線を形成する
(後述)。
【００３８】図４は、Ｍ＝２，Ｌ＝３２の場合、第１コ
ードシーケンス組Ａ１，Ａ２及び第２コードシーケンス
組Ｂ１，Ｂ２のコードパターンの一例を示す波形図であ
る。
【００３９】通常、これらのコードをトランスデューサ
に直送すると、送信効率が低下する恐れがある。そのた
め、トランスデューサの中心周波数に変調されたコード
を用いることが有利である。図５中の（ａ）〜（ｄ）は
トランスデューサの中心周波数に変調されたコードパタ
ーンの一例を示した波形図である。
【００４０】超音波送信部１００´は、トランスデュー
サ列１１０の選択された開口内の各トランスデューサ１
ａ〜１ｈに対して、第１送信時にてパルス信号Ｘ（Ａ１
＋Ｂ １）を、第２送信時にてはパルス信号Ｙ（Ａ２＋Ｂ
２）を与える。ここで、パルス信号Ｘ（Ａ１＋Ｂ１）は
第１コードシーケンスＡ１とそれに直交する第１直交コ
ードシーケンスＢ１との和を示し、パルス信号Ｙ（Ａ２
＋Ｂ２）は第２コードシーケンスＡ２とそれに直交する
第２直交コードシーケンスＢ２との和を示す。即ち、従
来のゴレーコードに基づいた技法とは異なり、本発明の
超音波送信部１００´はマルチレベルの超音波信号を送
信する。詳記すると、従来の超音波送信部１００が｛＋
１，−１｝といった２レベルの高電圧パルスによって駆
動されるのに対し、本発明の超音波送信部１００´は遅
延量が相異なり、互いに直交する二つのコードシーケン
スＡ１及びＢ１またはＡ２及びＢ２の和を示す、｛＋
２，＋１，０，−１，−２｝といったマルチレベルの高
電圧パルスによって駆動される。Ｍ＝１の場合、レベル
は２Ｍ＋１に相当することとなる。このような高電圧パ
ルスがトランスデューサの中心周波数に変調された一例
を図５の（ｅ）、（ｆ）に示す。
【００４１】パルス圧縮フィルター１４５は、Ａ／Ｄ変
換部１４０と受信ビーム形成部１５０´との間に接続さ
れ、送信パルス信号Ｘ（Ａ１＋Ｂ１）及びＹ（Ａ２＋Ｂ
２）に対して被写体から各々反射された受信パルス信号
Ｘ´（Ａ１＋Ｂ１）及びＹ´（Ａ２＋Ｂ２）から、ｎ番
目の走査線及びｎ＋１番目の走査線を形成するのに必要
なデータをフィルターリングする。詳記すると、任意の
選択されたトランスデューサから送信された信号がｎ番
目の走査線に対応するデータ（即ち、 Ａ１、Ａ２）と
ｎ＋１番目の走査線に対応するデータ（即ち、Ｂ１、Ｂ
２）とを有するため、パルス圧縮フィルター１４５は各
走査線に対応するデータを弁別してから、そのデータを
受信ビーム形成部１５０´へ与える。
【００４２】図６は、図３中のパルス圧縮フィルター１
４５の詳細なブロック図である。同図において、パルス
圧縮フィルター１４５は物理的に並列接続されたＭ個の
相関器を備える。この実施例では、Ｍ＝２の場合に対し
て、２つの相関器１４６、１４８が例示されている。相
関器１４６の出力端には加算器１４７が、相関器１４８
の出力端には加算器１４９が各々接続されている。第１
相関器１４６は、受信パルス信号Ｘ´（Ａ１＋Ｂ１）か
らＡ１を取出し、受信パルス信号Ｙ´（Ａ２＋Ｂ２）か
らＡ２を取出して、それを第１加算器１４７に供給す
る。第１加算器１４７は第１相関器１４６から受取った
Ａ１とＡ２とを加算し、その結果をｎ番目の走査線に対
応するＲＦデータとして受信ビーム形成部１５０´の第
１受信ビーム形成器１５１に供給する。同様に、第２相
関器１４８は受信パルス信号Ｘ´（Ａ１＋Ｂ１）からＢ
１を取出し、受信パルス信号Ｙ´（Ａ２＋Ｂ２）からＢ
２を取出して、その結果を第２加算器１４９に供給す
る。第２加算器１４９は第２相関器１４８から受取った
Ｂ１とＢ２とを加算し、その結果をｎ＋１番目の走査線
に対応するＲＦデータとして受信ビーム形成部１５０´
の第２受信ビーム形成器１５２に供給する。
【００４３】受信ビーム形成部１５０´は、パルス圧縮
フィルター１４５からのＲＦデータを用いて動的受信集
束を行う。ｎ番目及びｎ＋１番目の両走査線に対応する
ＲＦデータを同時に処理するために、前述のように受信
ビーム形成部１５０´は２つの受信ビーム形成器１５
１、１５２を組み込んでいる。第１受信ビーム形成器１
５１は、第１加算器１４７から受取ったｎ番目の走査線
のＲＦデータに対して、集束点Ｐに対する動的受信集束
を行う。同様に、第２受信ビーム形成器１５２は第２加
算器１４８から受取ったｎ＋１番目の走査線のＲＦデー
タに対して、集束点Ｑに対する動的受信集束を行う。こ
の場合、デュアルビーム受信機能を追加しようとするな
ら、４つの受信ビーム形成器を備えればよい。
【００４４】次に、図７を参照して、本発明の第１実施
例に係る超音波送信過程を説明する。第１送信の際、ト
ランスデューサ列１１０の所定の開口内のトランスデュ
ーサ１ａ〜１ｈの各々は、第１コードシーケンスＡ１に
送信集束遅延を加えてｎ番目の走査線上の送信集束位置
である集束点Ｐに送信集束すると同時に、第１直交コー
ドシーケンスＢ１に送信集束遅延を加えてｎ＋１番目の
走査線上の送信集束位置である集束点Ｑに送信集束する
べく、遅延量が相異し互いに直交する二つのコードシー
ケンスＡ１とＢ１とを加算した信号Ｘ（Ａ１＋Ｂ１）を
被写体に送信する。
【００４５】第２送信時、第１送信の際に用いられた同
トランスデューサ１ａ〜１ｈの各々は、第２コードシー
ケンスＡ２に送信集束遅延を加えてｎ番目の走査線上の
送信集束位置である集束点Ｐに送信集束すると同時に、
第２直交コードシーケンスＢ ２に送信集束遅延を加えて
ｎ＋１番目の走査線上の送信集束位置である集束点Ｑに
送信集束するべく、遅延量が相異し互いに直交する二つ
のコードシーケンスＡ ２及びＢ２を加算した信号Ｙ（Ａ
２＋Ｂ２）を、その被写体に送信する。
【００４６】受信時において、Ｘ（Ａ１＋Ｂ１）及びＹ
（Ａ２＋Ｂ２）に対する反射信号としてのＸ´（Ａ１＋
Ｂ１）及びＹ´（Ａ２＋Ｂ２）からＡ１及びＡ２とＢ１
及びＢ２とを各々取出して、ｎ番目及びｎ＋１番目の走
査線の両方を形成するためのデータを求める。
【００４７】本発明の、第１の実施の形態によれば、一
回の送信時、相互に直交する２つのコードシーケンス
Ａ１とＢ１またはＡ２とＢ２からなるゴレーコード組Ｘ
（Ａ １＋Ｂ１）またはＹ（Ａ２＋Ｂ２）を送信するた
め、２回の送信によって、両走査線に対する超音波映像
データを得ることができる。これによって、通常のパル
シング技法に比べてフレーム率は低下しなくなる。
【００４８】なお、選択された開口内の全てのトランス
デューサが用いられているため、ゴレーコードのＳＮＲ
が悪化することはない。即ち、本発明によれば、従来技
法と同レベルの分解能を保ちつつ、ゴレーコードの長さ
ＬあたりのＳＮＲを改善することができる。
【００４９】第２の実施の形態：次に、図８を参照し
て、本発明の第２の実施の形態に係る超音波送信過程を
説明する。第２の実施の形態は、２つの送信集束点Ｐ、
Ｑが同じ走査線上に存在する点で、上記の第１の実施の
形態と異なる。これによって、第１の実施の形態とは異
なり、複数の受信ビーム形成器は必要なくなる。
【００５０】第１送信の際、トランスデューサ列１１０
の所定の開口内の全てのトランスデューサ１ａ〜１ｈ
は、第１コードシーケンスＡ１に送信集束遅延を加えて
ｎ番目の走査線上の送信集束位置である集束点Ｐに送信
集束すると同時に、第１直交コードシーケンスＢ１に送
信集束遅延を加えて同ｎ番目の走査線上の送信集束位置
である集束点Ｑに送信集束するべく、遅延量が相異し相
互に直交する２つのコードシーケンスＡ１とＢ１を加算
した信号Ｘ（Ａ１＋Ｂ１）を被写体に送信する。
【００５１】第２送信の際、第１送信の際に用いられた
同トランスデューサ１ａ〜１ｈは、第２コードシーケン
スＡ２に送信集束遅延を加えてｎ番目の走査線上の送信
集束位置である集束点Ｐに送信集束すると同時に、第２
直交コードシーケンスＢ２に送信集束遅延を加えて同ｎ
番目の走査線上の送信集束位置である集束点Ｑに送信集
束するべく、遅延量が相異し相互に直交する２つのコー
ドシーケンス Ａ２とＢ２を加算した信号Ｙ（Ａ２＋Ｂ
２）を被写体に送信する。
【００５２】これによって、２回の送信によって２つの
送信集束点に対するデータが得られるため、従来のパル
シング技法に比べてフレーム率は低下しなくなる。とり
わけ、安価の超音波撮像装置において、本発明の上記し
た送信技法を用いて二つの相関器を加えるだけで、従来
の受信技法をそのまま採用することができる。信号の集
束、続いて信号の圧縮が行われたら、従来の非コーディ
ング・パルシング技法に比べて、フレーム率の低下を防
止できる。
【００５３】また、本実施の形態によれば、一つの集束
点を有する従来のパルシング技法に比べてフレーム率は
１／Ｍ位低下するが、多重送信集束点によってＳＮＲが
高く、より一層正確な映像を得ることができる。
【００５４】上記において、本発明の好適な実施の形態
について説明したが、本発明の請求範囲を逸脱すること
なく、当業者は種々の改変をなし得る。例えば、本発明
ではＭ＝２の場合を例示したが、Ｍ＞２の場合にも適用
できる。例えば、Ｍ＝３の場合であれば、１つのゴレー
コードとこれに直交する２つの直交コードとを用い、３
つの集束点に集束すればよい。
【００５５】なお、本発明では１次元（１Ｄ）アレーに
ついて説明したが、トランスデューサ列が２次元平面
（または曲面）上に配設される２Ｄアレイと、その２Ｄ
アレイと同様な構成を有し、垂直方向の上でトランスデ
ューサ列の大きさを減らしてトランスデューサの総数を
少なくした１．７５Ｄアレーと、その１．７５Ｄアレー
をより簡略化したもので、垂直方向に対称位置にあるト
ランスデューサ同士が電気的に互いに結ばれている１．
５Ｄアレイとにも適用できることは勿論である。
【００５６】
【発明の効果】本発明によれば、直交性のゴレーコード
を用いて同時に様々なコードを送信することによって、
音場特性は同じく維持し、フレーム率の低下もなく、従
来に比べてＳＮＲが高く、より一層正確な映像を得るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のゴレーコードを用いる超音波撮像装置の
概略的なブロック図である。
【図２】図１の従来の超音波撮像装置における超音波送
信過程を説明する模式図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る超音波撮像装
置の概略図である。
【図４】Ｍ＝２，Ｌ＝３２の場合、第１コードシーケン
ス組Ａ１，Ａ２及び第２コードシーケンス組Ｂ１，Ｂ２
のコードパターンの一例を示す波形図である。
【図５】トランスデューサの中心周波数に変調されたコ
ードパターンの一例を示した波形図である。
【図６】図３中のパルス圧縮フィルターの詳細なブロッ
ク図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る超音波送信過
程を説明する図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る超音波送信過
程を説明する図である。
【符号の説明】
１００、１００´ 超音波送信部 １１０ トランスデューサ列 １２０ 送受切換え用スイッチ １３０ アナログ受信部 １４０ Ａ／Ｄ変換部 １４５ パルス圧縮フィルター １５０、１５０´ 受信ビーム形成部 １５５ パルス圧縮部 １６０ エコ処理部 １７０ スキャン変換部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ファン ゼ ソプ 大韓民国 ソウル トクビョルシドボンク ドボン２ドン サムファンアパート３ドン 213ホ (72)発明者 ソン テ キョン 大韓民国 ソウル トクビョルシソチョク ザンウォンドン ドンアアパート105ドン 1403ホ Ｆターム(参考） 4C301 CC02 EE04 EE10 5J065 AA01 AB01 AC04 AH02 AH08 AH18 5J083 AA02 AB17 AC18 AC28 AC29 AD13 AE08 BA10 BE08 BE28 CA01 CA12

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 被写体の超音波映像を形成する超音波撮
    像装置において、 Ｍ個の相補的なコードシーケンスを有し、互いに直交す
    るＭ（Ｍは正の整数）個のコード組を格納する格納手段
    と、 前記Ｍ個のコード組における対応する各コードシーケン
    スを組み合わせて得たＭ個の組合わせ信号を、超音波送
    信信号として前記被写体内の所定のＭ個の集束点に順次
    送信する送信手段と、 前記超音波送信信号に対する前記Ｍ個の集束点からの反
    射信号を受信する受信手段と、 前記反射信号から、前記格納手段に格納されたＭ個のコ
    ード組内の前記Ｍ個のコードシーケンスに対応するデー
    タを取出し処理して、前記被写体に対する超音波映像を
    形成する処理手段とを含むことを特徴とする超音波撮像
    装置。
  2. 【請求項２】 前記超音波送信信号が複数の送信走査線
    を形成し、前記Ｍ個の集束点が異なる送信走査線上に存
    在することを特徴とする請求項１に記載の超音波撮像装
    置。
  3. 【請求項３】 前記超音波送信信号が複数の送信走査線
    を形成し、前記Ｍ個の集束点が同一の送信走査線上に存
    在することを特徴とする請求項１に記載の超音波撮像装
    置。
  4. 【請求項４】 前記送信手段が、複数のトランスデュー
    サからなるトランスデューサ列を備え、前記超音波送信
    信号が前記トランスデューサ列の所定の開口内のトラン
    スデューサによって送信されることを特徴とする請求項
    １から３のいずれかに記載の超音波撮像装置。
  5. 【請求項５】 前記超音波送信信号が、前記トランスデ
    ューサ列の前記所定の開口内の前記トランスデューサの
    中心周波数に変調されて送信されることを特徴とする請
    求項４に記載の超音波撮像装置。
  6. 【請求項６】 前記処理手段が、 互いに並列接続されており、前記反射信号を受信し、前
    記反射信号から前記Ｍ個のコードシーケンスに対応する
    前記データを取出すＭ個の相関器と、 前記Ｍ個の相関器の各出力端に接続され、前記取出され
    た各データを順次加算するＭ個の加算器とを備えること
    を特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の超音波
    撮像装置。
  7. 【請求項７】 前記処理手段が、各々が、前記Ｍ個の加
    算器の各出力端に接続され、前記順次加算済みのデータ
    を用いて個別に動的受信集束を行うＭ個の受信ビーム形
    成器を、さらに備えることを特徴とする請求項６に記載
    の超音波撮像装置。
  8. 【請求項８】 前記処理手段が、前記Ｍ個の加算器の各
    出力端に共通接続され、前記順次加算済みのデータを用
    いて動的受信集束を行う単一受信ビーム形成器を、さら
    に備えることを特徴とする請求項６に記載の超音波撮像
    装置。
  9. 【請求項９】 ｉが１、２、…、Ｍ、Ｌが全二相シーケ
    ンスの長さで、ａｉ １、ａｉ２、…、ａｉＬが−１，
    ０，１のうちから選択された二相シーケンスであると
    き、前記Ｍ個のコード組の各々が長さＬを有し、下式 【数１】 を満たす二相シーケンスの組Ａｉからなり、ｋが０、
    １、…、Ｌ−１であり、δ(ｋ)がディラック関数を表す
    とき、前記二相シーケンスの組が下式 【数２】 を満たす相補的な二相シーケンスの組であることを特徴
    とする請求項１から８のいずれかに記載の超音波撮像装
    置。
  10. 【請求項１０】 被写体の超音波映像を形成する超音波
    撮像方法において、 Ｍ個の相補的なコードシーケンスを有し、互いに直交す
    るＭ（Ｍは正の整数）個のコード組を用意する第1段階
    と、 前記Ｍ個のコード組における対応する各コードシーケン
    スを組み合わせて得たＭ個の組合わせ信号を、超音波送
    信信号として前記被写体内の所定のＭ個の集束点に順次
    送信する第２段階と、 前記超音波送信信号に対する前記Ｍ個の集束点からの反
    射信号を受信する第３段階と、 前記反射信号から、前記Ｍ個のコード組内の前記Ｍ個の
    コードシーケンスに対するデータを取出し処理して、前
    記被写体に対する超音波映像を形成する第４段階とを含
    むことを特徴とする超音波撮像方法。
  11. 【請求項１１】 前記超音波送信信号が複数の送信走査
    線を形成し、前記Ｍ個の集束点が異なる送信走査線上に
    存在することを特徴とする請求項１０に記載の超音波撮
    像方法。
  12. 【請求項１２】 前記超音波送信信号が複数の送信走査
    線を形成し、前記Ｍ個の集束点が同一の送信走査線上に
    存在することを特徴とする請求項１０に記載の超音波撮
    像方法。
  13. 【請求項１３】 前記超音波送信信号が、複数のトラン
    スデューサを有するトランスデューサ列の所定の開口内
    のトランスデューサによって送信されることを特徴とす
    る請求項１０から１２のいずれかに記載の超音波撮像方
    法。
  14. 【請求項１４】 前記超音波送信信号が、前記トランス
    デューサ列の前記所定の開口内の前記トランスデューサ
    の中心周波数に変調されて送信されることを特徴とする
    請求項１３に記載の超音波撮像方法。
  15. 【請求項１５】 前記第４段階が、前記反射信号から前
    記Ｍ個のコードシーケンスに対する前記データを取出す
    Ｍ回の取出し段階と、前記取出し段階にて取出したデー
    タを順次加算するＭ回の加算段階を含むことを特徴とす
    る請求項１０から１４のいずれかに記載の超音波撮像方
    法。
  16. 【請求項１６】 前記第４段階が、前記Ｍ回の加算段階
    によって順次加算済みのデータを用いて個別に動的受信
    集束を行うＭ回の受信ビーム形成段階を、さらに含むこ
    とを特徴とする請求項１５に記載の超音波撮像方法。
  17. 【請求項１７】 前記第４段階が、前記Ｍ回の加算段階
    によって順次加算済みのデータを用いて動的受信集束を
    行う単一受信ビーム形成段階を、さらに備えることを特
    徴とする請求項１５に記載の超音波撮像方法。
  18. 【請求項１８】 ｉが１、２、…、Ｍ、Ｌが全二相シー
    ケンスの長さで、ａ ｉ１、ａｉ２、…、ａｉＬが−１，
    ０，１のうちから選択された二相シーケンスであると
    き、前記Ｍ個のコード組の各々が長さＬを有し、下式 【数３】 を満たす二相シーケンスの組Ａｉからなり、ｋが０、
    １、…、Ｌ−１であり、δ(ｋ)がディラック関数を表す
    とき、前記二相シーケンスの組が下式 【数４】 を満たす相補的な二相シーケンスの組であることを特徴
    とする請求項１０から１７のいずれかに記載の超音波撮
    像方法。
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