JP2015119865A - 超音波診断装置及び回路制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ビーム合成における消費電力を抑制することができる超音波診断装置を提供する。【解決手段】超音波診断装置は、第１合成部１１０及び第２合成部１１１と、信号線１３０とを備える。第１合成部及び第２合成部それぞれは、異なるタイミングで連続して受信された複数の受信信号を合成する。信号線は、前段に配置された前記第１合成部をバイパスして、後段に配置された前記第２合成部に前記受信信号を伝送する。【選択図】図６

Description

本発明の実施形態は、超音波診断装置及び回路制御プログラムに関する。

従来、超音波診断装置において、整相加算後のビーム信号をメモリに一時的に保持し、異なるビーム信号を合成することで（ビーム合成処理）、分解能及びペネトレーションを向上させることが行われる。例えば、コントラストハーモニックイメージングや組織ハーモニックイメージングにおいては、その撮影条件に応じて、異なる２つのビーム信号を合成する２ビーム合成処理や、異なる３つのビーム信号を合成する３ビーム合成処理が行われる。

特開２０１２−１０５９５９号公報

本発明が解決しようとする課題は、消費電力を抑制することができる超音波診断装置及び回路制御プログラムを提供することである。

実施形態の超音波診断装置は、第１合成部及び第２合成部と、信号線とを備える。第１合成部及び第２合成部それぞれは、異なるタイミングで連続して受信された複数の受信信号を合成する。信号線は、前段に配置された前記第１合成部をバイパスして、後段に配置された前記第２合成部に前記受信信号を伝送する。

図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成例を示すブロック図である。 図２は、従来のビーム合成部の構成例を示すブロック図である。 図３は、図２のビーム合成部の機能ブロック図である。 図４は、図２のビーム合成部による２ビーム合成処理の処理手順を説明するための図である。 図５は、図２のビーム合成部による３ビーム合成処理の処理手順を説明するための図である。 図６は、第１の実施形態に係るビーム合成部の構成例を示すブロック図である。 図７は、図６のビーム合成部の機能ブロック図である。 図８は、図６のビーム合成部による２ビーム合成処理の処理手順を説明するための図である。 図９は、図６のビーム合成部による３ビーム合成処理の処理手順を説明するための図である。 図１０は、第１の実施形態に係る制御部のモード切替制御の一例を説明するためのタイミングチャートである。 図１１は、第２の実施形態に係るビーム合成部による２ビーム合成処理の処理手順を説明するための図である。 図１２は、第２の実施形態に係るビーム合成部による３ビーム合成処理の処理手順を説明するための図である。

以下、図面を参照して、実施形態に係る超音波診断装置及び回路制御プログラムを説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成例を示すブロック図である。図１に例示するように、第１の実施形態に係る超音波診断装置は、超音波プローブ１と、入力装置２と、モニタ３と、装置本体１０とを有する。

超音波プローブ１は、複数の振動子を有し、これら複数の振動子は、後述する装置本体１０が有する送信部１１及び受信部１２から供給される駆動信号に基づき超音波を発生する。超音波プローブ１が有する振動子は、例えば、圧電振動子である。超音波プローブ１は、被検体Ｐからの反射波信号を受信して電気信号に変換する。また、超音波プローブ１は、圧電振動子に設けられる整合層と、圧電振動子から後方への超音波の伝播を防止するバッキング材等を有する。なお、超音波プローブ１は、装置本体１０と着脱自在に接続される。

超音波プローブ１から被検体Ｐに超音波が送信されると、送信された超音波は、被検体Ｐの体内組織における音響インピーダンスの不連続面で次々と反射され、反射波信号として超音波プローブ１が有する複数の圧電振動子にて受信される。受信される反射波信号の振幅は、超音波が反射される不連続面における音響インピーダンスの差に依存する。なお、送信された超音波パルスが、移動している血流や心臓壁等の表面で反射された場合の反射波信号は、ドプラ効果により、移動体の超音波送信方向に対する速度成分に依存して、周波数偏移を受ける。

例えば、装置本体１０には、被検体Ｐの２次元走査用に、複数の圧電振動子が一列で配置された１Ｄアレイプローブが超音波プローブ１として接続される。例えば、超音波プローブ１としての１Ｄアレイプローブは、セクタ走査を行うセクタプローブや、オフセットセクタ走査を行うコンベックスプローブ、リニア走査を行うリニアプローブ等である。

或いは、例えば、装置本体１０には、被検体Ｐの３次元走査用に、メカニカル４Ｄプローブや２Ｄアレイプローブが超音波プローブ１として装置本体１０と接続される。メカニカル４Ｄプローブは、１Ｄアレイプローブのように一列で配列された複数の圧電振動子を用いて２次元走査が可能であるとともに、複数の圧電振動子を所定の角度（揺動角度）で揺動させることで３次元走査が可能である。また、２Ｄアレイプローブは、マトリックス状に配置された複数の圧電振動子により３次元走査が可能であるとともに、超音波を集束して送信することで２次元走査が可能である。

入力装置２は、マウス、キーボード、ボタン、パネルスイッチ、タッチコマンドスクリーン、フットスイッチ、トラックボール等を有する。かかる入力装置２は、超音波診断装置の操作者からの各種設定要求を受け付け、受け付けた各種設定要求を装置本体１０に転送する。

モニタ３は、超音波診断装置の操作者が入力装置２を用いて各種設定要求を入力するためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示したり、装置本体１０において生成された超音波画像データ等を表示したりする表示装置である。

装置本体１０は、超音波プローブ１が受信した反射波信号に基づいて超音波画像データを生成する装置である。図１に示す装置本体１０は、２次元の反射波信号に基づいて２次元の超音波画像データを生成可能であり、３次元の反射波信号に基づいて３次元の超音波画像データを生成可能な装置である。

装置本体１０は、図１に示すように、送信部１１と、受信部１２と、信号処理部１３と、画像生成部１４と、画像メモリ１５と、内部記憶部１６と、制御部１７とを有する。

送信部１１は、トリガ発生回路、遅延回路及びパルサ回路等を有し、超音波プローブ１に駆動信号を供給する。パルサ回路は、所定のレート周波数で、送信超音波を形成するためのレートパルスを繰り返し発生する。また、遅延回路は、超音波プローブ１から発生される超音波をビーム状に集束して送信指向性を決定するために用いられる振動素子ごとの遅延時間を、パルサ回路が発生する各レートパルスに対し与える。また、トリガ発生回路は、レートパルスに基づくタイミングで、超音波プローブ１に駆動信号（駆動パルス）を印加する。すなわち、送信部１１は、被検体Ｐ内の生体組織における焦点と各振動素子との距離に応じた遅延時間により、各振動素子に供給する駆動信号のタイミングを制御することで、被検体内の所定の焦点にビームフォームした超音波を送信する（送信ビームフォーム）。

受信部１２は、超音波プローブ１が受信した反射波信号に対して各種処理を行なって受信信号（ビーム信号）を生成する。超音波プローブ１の各振動素子は、同一の焦点からの反射波を、焦点と各振動素子との距離に応じた時間差で受信する。そこで、受信部１２は、超音波受信における受信指向性を制御するために、被検体Ｐ内の生体組織における焦点と各振動素子との距離に応じた遅延時間により、各振動素子において時間的に異なって受信された所定の焦点からの反射波信号それぞれの位相（時間）を合わせて加算（整相加算）する。これにより、受信部１２は、焦点の合った１本のビーム信号を生成する。

信号処理部１３は、受信部１２が反射波信号から生成したビーム信号に対して、各種の信号処理を行う。信号処理部１３は、ビーム合成部１００と、Ｂモード処理部１３ａと、ドプラ処理部１３ｂとを有する。

ビーム合成部１００は、受信部１２からビーム信号を受信する。そして、ビーム合成部１００は、受信したビーム信号をメモリに一時的に保持し、異なるビーム信号を合成する（ビーム合成処理）。例えば、ビーム合成部１００は、各種の撮影条件に応じて、異なる２つのビーム信号を合成する２ビーム合成処理、若しくは異なる３つのビーム信号を合成する３ビーム合成処理を行う。そして、ビーム合成部１００は、ビーム合成処理を行った信号（合成信号）を、Ｂモード処理部１３ａ又はドプラ処理部１３ｂに出力する。なお、ビーム合成部１００については、後述する。

Ｂモード処理部１３ａは、ビーム合成部１００から合成信号を受信し、対数増幅、包絡線検波処理等を行って、信号強度が輝度の明るさで表現されるデータ（Ｂモードデータ）を生成する。また、ドプラ処理部１３ｂは、ビーム合成部１００から受信した合成信号から速度情報を周波数解析し、ドプラ効果による速度、分散、パワー等の移動体情報を多点について抽出したデータ（ドプラデータ）を生成する。ここで、移動体とは、例えば、血流や、心壁等の組織、造影剤である。

なお、図１に例示するＢモード処理部１３ａ及びドプラ処理部１３ｂは、２次元の合成信号及び３次元の合成信号の両方について処理可能である。すなわち、Ｂモード処理部１３ａは、２次元の合成信号から２次元のＢモードデータを生成し、３次元の合成信号から３次元のＢモードデータを生成する。また、ドプラ処理部１３ｂは、２次元の合成信号から２次元のドプラデータを生成し、３次元の合成信号から３次元のドプラデータを生成する。

また、ここでは、Ｂモード処理部１３ａ及びドプラ処理部１３ｂが、ビーム合成部１００によって合成された合成信号に基づいて、Ｂモードデータ又はドプラデータをそれぞれ生成する場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、Ｂモード処理部１３ａ及びドプラ処理部１３ｂは、合成前の信号、すなわち、受信部１２によって生成されたビーム信号を用いて、Ｂモードデータ又はドプラデータをそれぞれ生成しても良い。

画像生成部１４は、Ｂモード処理部１３ａ及びドプラ処理部１３ｂが生成したデータから超音波画像データを生成する。すなわち、画像生成部１４は、Ｂモード処理部１３ａが生成した２次元のＢモードデータから反射波の強度を輝度で表した２次元Ｂモード画像データを生成する。また、画像生成部１４は、ドプラ処理部１３ｂが生成した２次元のドプラデータから移動体情報を表す２次元ドプラ画像データを生成する。２次元ドプラ画像データは、速度画像データ、分散画像データ、パワー画像データ、又は、これらを組み合わせた画像データである。

ここで、画像生成部１４は、一般的には、超音波走査の走査線信号列を、テレビ等に代表されるビデオフォーマットの走査線信号列に変換（スキャンコンバート）し、表示用の超音波画像データを生成する。具体的には、画像生成部１４は、超音波プローブ１による超音波の走査形態に応じて座標変換を行うことで、表示用の超音波画像データを生成する。また、画像生成部１４は、スキャンコンバート以外に種々の画像処理として、例えば、スキャンコンバート後の複数の画像フレームを用いて、輝度の平均値画像を再生成する画像処理（平滑化処理）や、画像内で微分フィルタを用いる画像処理（エッジ強調処理）等を行う。また、画像生成部１４は、超音波画像データに、付帯情報（種々のパラメータの文字情報、目盛り、ボディーマーク等）を合成する。

すなわち、Ｂモードデータ及びドプラデータは、スキャンコンバート処理前の超音波画像データであり、画像生成部１４が生成するデータは、スキャンコンバート処理後の表示用の超音波画像データである。なお、Ｂモードデータ及びドプラデータは、生データ（Raw Data）とも呼ばれる。画像生成部１４は、スキャンコンバート処理前の２次元超音波画像データである「２次元Ｂモードデータや２次元ドプラデータ」から、表示用の２次元超音波画像データである「２次元のＢモード画像データや２次元ドプラ画像データ」を生成する。

更に、画像生成部１４は、３次元のＢモードデータに対して座標変換を行なうことで、３次元のＢモード画像データを生成する。また、画像生成部１４は、３次元のドプラデータに対して座標変換を行なうことで、３次元のカラードプラ画像データを生成する。すなわち、画像生成部１４は、「３次元のＢモード画像データや３次元のカラードプラ画像データ」を「３次元の超音波画像データであるボリュームデータ」として生成する。更に、画像生成部１４は、ボリュームデータをモニタ３０にて表示するための各種の２次元画像データを生成するために、ボリュームデータに対して各種レンダリング処理を行なう。

画像メモリ１５は、画像生成部１４が生成した表示用の画像データを記憶するメモリである。また、画像メモリ１５は、Ｂモード処理部１３ａやドプラ処理部１３ｂが生成したデータを記憶することも可能である。画像メモリ１５が記憶するＢモードデータやドプラデータは、例えば、診断の後に操作者が呼び出すことが可能となっており、画像生成部１４を経由して表示用の超音波画像データとなる。

内部記憶部１６は、超音波送受信、画像処理及び表示処理を行なうための制御プログラムや、診断情報（例えば、患者ＩＤ、医師の所見等）や、診断プロトコルや各種ボディーマーク等の各種データを記憶する。また、内部記憶部１６は、必要に応じて、画像メモリ１５が記憶する画像データの保管等にも使用される。

制御部１７は、超音波診断装置の処理全体を制御する。具体的には、制御部１７は、入力装置２を介して操作者から入力された各種設定要求や、内部記憶部１６から読込んだ各種制御プログラム及び各種データに基づき、送信部１１、受信部１２、Ｂモード処理部１３ａ、ドプラ処理部１３ｂ及び画像生成部１４の処理を制御する。また、制御部１７は、画像メモリ１５や内部記憶部１６が記憶する表示用の画像データをモニタ３にて表示するように制御する。また、制御部１７は、画像生成部１４が生成した表示用の画像データを内部記憶部１６等に格納するように制御する。また、制御部１７は、操作者から入力装置２を介して受け付けた医用画像データが外部装置６からネットワーク１００及びインターフェース部１８を介して内部記憶部１６や画像生成部１４に転送されるように制御する。

ところで、超音波診断装置において、信号処理は、受信したビーム信号に対して順次処理を行うリアルタイム性を有する。このため、メモリを利用してビーム信号を合成する場合、そのビーム合成処理は、メモリへのアクセス速度（帯域）の影響を受けやすい。言い換えると、例えば、ビーム信号をメモリに読み書きするのに要する通信量（メモリアクセス量）が、メモリにアクセス可能な帯域を上回る場合には、そのビーム合成処理に遅れが生じ、リアルタイム性を失ってしまう。このため、従来の超音波診断装置では、例えば、当該装置に実装される中でメモリアクセス量が最も大きいビーム合成処理を想定して帯域を確保する。しかしながら、従来の超音波診断装置は、実際に実行されるビーム合成処理の必要帯域に関わらず、確保している最大の帯域で動作するため、定常的に消費電力が大きくなり、必要以上に電力を消費してしまう場合があった。

ここで、図２〜図５を用いて、従来の超音波診断装置におけるビーム合成処理を説明する。図２は、従来のビーム合成部２００の構成例を示すブロック図である。図２に示すように、ビーム合成部２００は、ビーム合成回路２１０と、４つのメモリ２２０，２２１，２２２，２２３とを有する。例えば、従来の超音波診断装置は、図１のビーム合成部１００に代えて、ビーム合成部２００を有する。なお、４つのメモリ２２０〜２２３は、ビーム合成回路２１０の外部に設置される外部メモリである。

例えば、２ビーム合成処理を行う場合には、ビーム合成回路２１０は、入力されたビーム信号（入力ビーム信号）に対してフィルタ処理を行って、メモリ２２０〜２２３に書き込む（Ｗｒｉｔｅ：ＷＲ）。そして、ビーム合成回路２１０は、次のビーム信号が入力されると、前に書き込まれたビーム信号をメモリ２２０〜２２３から読み出し（Ｒｅａｄ：ＲＤ）、読み出したビーム信号と入力されたビーム信号とを合成（加算又は減算）する。そして、ビーム合成回路２１０は、合成した合成信号を出力信号として出力する。なお、３ビーム合成処理を行う場合には、ビーム合成回路２１０は、合成信号をメモリ２２０〜２２３に再び書き込む。２ビーム合成処理及び３ビーム合成処理の詳細については、後述する。

なお、ビーム合成部２００において、メモリにアクセス可能な帯域は、ビーム合成回路２１０に接続されるメモリの個数によって変化する。メモリ２２０〜２２３それぞれにアクセス可能な帯域が「Ｎ」であれば、図２のビーム合成部２００は、「４Ｎ」の帯域を有する。

図３は、図２のビーム合成部２００の機能ブロック図である。図３に示すように、ビーム合成部２００は、Ａｄｄ ｏｒ Ｓｕｂブロック２３１と、Ｍｕｘブロック２３２と、ｍｅｍｏｒｙブロック２３３と、ｓｙｎｔｈｅｓｉｓブロック２３４と、Ｍｕｘブロック２３５とを有する。Ａｄｄ ｏｒ Ｓｕｂブロック２３１は、入力されたビーム信号（入力ビーム信号）を、そのままの符号、若しくは符号を反転させて、Ｍｕｘ２３２ブロックに伝送する。ｂｍ＿ｓｕｂは、Ａｄｄ ｏｒ Ｓｕｂブロック２３１において入力ビーム信号の符号を反転するか否かを制御する制御信号であり、Ａｄｄ ｏｒ Ｓｕｂブロック２３１に設定される。Ｍｕｘ２３２ブロックは、Ａｄｄ ｏｒ Ｓｕｂブロック２３１から出力された信号、又は、ｓｙｎｔｈｅｓｉｓブロック２３４によって合成された信号をｍｅｍｏｒｙブロック２３３に書き込む（Ｗｒｉｔｅ：ＷＲ）。ｂｍ＿ｗｒ＿ｓｅｌｅｃｔは、Ｍｕｘブロック２３２によって、Ａｄｄ ｏｒ Ｓｕｂブロック２３１から出力された信号をｍｅｍｏｒｙブロック２３３に書き込むか、ｓｙｎｔｈｅｓｉｓブロック２３４によって合成された信号をｍｅｍｏｒｙブロック２３３に書き込むかを選択する制御信号である。ｍｅｍｏｒｙブロック２３３は、書き込まれた信号を保持する。ｓｙｎｔｈｅｓｉｓブロック２３４は、ｍｅｍｏｒｙブロック２３３に書き込まれた信号を読み出し（Ｒｅａｄ：ＲＤ）、読み出した信号と、入力ビーム信号とを合成（加算）する。Ｍｕｘブロック２３５は、Ｎｏｎｅ（例えば、値が０の信号）、入力ビーム信号、又は、ｓｙｎｔｈｅｓｉｓブロック２３４によって合成された信号を出力信号として出力する。ｂｍ＿ｏｕｔ＿ｓｅｌｅｃｔは、Ｎｏｎｅ（例えば、値が０の信号）、入力ビーム信号、及び、ｓｙｎｔｈｅｓｉｓブロック２３４によって合成された信号のいずれの信号を出力させるかを選択する制御信号である。なお、ｂｍ＿ｓｕｂ、ｂｍ＿ｗｒ＿ｓｅｌｅｃｔ、及び、ｂｍ＿ｏｕｔ＿ｓｅｌｅｃｔの各制御信号は、制御部１７から送信される。例えば、制御部１７は、操作者から入力された各種設定要求（例えば、撮像モードの指定）、若しくは使用中の超音波プローブ１の種類に応じて、各制御信号を適宜送信する。また、図３に示すビーム合成部２００の機能は、図２のビーム合成回路２１０及びメモリ２２０〜２２３によって実現される。

図４は、図２のビーム合成部２００による２ビーム合成処理の処理手順を説明するための図である。図４では、ビーム合成部２００がビーム信号Ａ及びビーム信号Ｂを合成して、出力信号ＡＢとする場合を説明する。図４において、横方向は経過時間に対応する。ここで、レート信号は、ビーム合成回路２１０の動作を制御する信号であり、制御部１７によって適宜送信される。入力ビーム信号は、ビーム合成部２００に入力されるビーム信号を示す。出力信号は、ビーム合成部２００から出力される信号を示す。メモリアクセス動作は、ビーム合成部２００において、ビーム合成回路２１０がメモリ２２０〜２２３にアクセスして実行する動作を示す。例えば、「Ａ ＷＲ」は、ビーム信号Ａを書き込む動作を示し、「Ａ ＲＤ」は、ビーム信号Ａを読み出す動作を示す。また、メモリアクセス動作において、縦方向はメモリにアクセス可能な帯域に対応する。また、メモリアクセス動作において、斜線で示した領域は、メモリアクセス動作によって使用される帯域に対応し、白抜きで示した領域は、メモリアクセス動作によって使用されない帯域に対応する。なお、図４の例では、メモリにアクセス可能な帯域は「４Ｎ」であり、ＷＲ及びＲＤにそれぞれ要する帯域は「２Ｎ」である場合を説明する。

図４に示すように、ビーム信号Ａが入力されると、ビーム合成回路２１０は、ビーム信号Ａをメモリ２２０〜２２３に書き込む（Ａ ＷＲ）。次に、ビーム信号Ｂが入力されると、ビーム合成回路２１０は、ビーム信号Ａをメモリ２２０〜２２３から読み出し（Ａ ＲＤ）、読み出したビーム信号Ａとビーム信号Ｂとを合成する。そして、ビーム合成回路２１０は、合成した信号を出力信号ＡＢとして出力する。

ここで、図４の２ビーム合成処理を、図３の機能ブロックと関連付けて詳細に説明する。まず、ビーム信号Ａが入力されると、Ａｄｄ ｏｒ Ｓｕｂブロック２３１は、入力されたビーム信号ＡをＭｕｘブロック２３２に伝送する。そして、Ｍｕｘブロック２３２は、伝送されたビーム信号Ａをｍｅｍｏｒｙブロック２３３に書き込む（Ａ ＷＲ）。このとき使用される帯域は、Ａ ＷＲ分の「２Ｎ」である。なお、ここでは、ビーム信号Ａの符号が反転されても良いし、反転されなくても良い。ビーム信号Ａの符号は、制御部１７及びＡｄｄ ｏｒ Ｓｕｂブロック２３１によって適宜制御される。

次に、ビーム信号Ｂが入力されると、入力されたビーム信号Ｂは、ｓｙｎｔｈｅｓｉｓブロック２３４に伝送される。そして、ｓｙｎｔｈｅｓｉｓブロック２３４は、ｍｅｍｏｒｙブロック２３３からビーム信号Ａを読み出し（Ａ ＲＤ）、読み出したビーム信号Ａとビーム信号Ｂとを合成する。そして、Ｍｕｘブロック２３５は、ｓｙｎｔｈｅｓｉｓブロック２３４によって合成された信号を出力信号ＡＢとして出力する。このとき使用される帯域は、Ａ ＲＤ分の「２Ｎ」である。

このように、ビーム合成部２００は、ビーム信号Ａとビーム信号Ｂとを合成して、出力信号ＡＢとして出力する。

図５は、図２のビーム合成部２００による３ビーム合成処理の処理手順を説明するための図である。図５では、ビーム合成部２００がビーム信号Ａ、ビーム信号Ｂ、及びビーム信号Ｃを合成して、出力信号ＡＢＣとする場合を説明する。図５において、横方向は経過時間に対応し、レート信号、入力ビーム信号、出力信号、及びメモリアクセス動作の説明は、図４と同様である。なお、図５の例では、メモリにアクセス可能な帯域は「４Ｎ」であり、ＷＲ及びＲＤにそれぞれ要する帯域は「２Ｎ」である場合を説明する。

図５に示すように、ビーム信号Ａが入力されると、ビーム合成回路２１０は、ビーム信号Ａをメモリ２２０〜２２３に書き込む（Ａ ＷＲ）。次に、ビーム信号Ｂが入力されると、ビーム合成回路２１０は、ビーム信号Ａをメモリ２２０〜２２３から読み出し（Ａ ＲＤ）、読み出したビーム信号Ａとビーム信号Ｂとを合成する。そして、ビーム合成回路２１０は、合成した信号（合成信号ＡＢ）をメモリ２２０〜２２３に書き込む（ＡＢ ＷＲ）。続いて、ビーム信号Ｃが入力されると、ビーム合成回路２１０は、合成信号ＡＢをメモリ２２０〜２２３から読み出し（ＡＢ ＲＤ）、読み出した合成信号ＡＢとビーム信号Ｃとを合成する。そして、ビーム合成回路２１０は、合成した信号を出力信号ＡＢＣとして出力する。

ここで、図５の３ビーム合成処理を、図３の機能ブロックと関連付けて詳細に説明する。まず、ビーム信号Ａが入力されると、Ａｄｄ ｏｒ Ｓｕｂブロック２３１は、入力されたビーム信号ＡをＭｕｘブロック２３２に伝送する。そして、Ｍｕｘブロック２３２は、伝送されたビーム信号Ａをｍｅｍｏｒｙブロック２３３に書き込む（Ａ ＷＲ）。このとき使用される帯域は、Ａ ＷＲ分の「２Ｎ」である。なお、ここでは、ビーム信号Ａの符号が反転されても良いし、反転されなくても良い。ビーム信号Ａの符号は、制御部１７及びＡｄｄ ｏｒ Ｓｕｂブロック２３１によって適宜制御される。

次に、ビーム信号Ｂが入力されると、入力されたビーム信号Ｂは、ｓｙｎｔｈｅｓｉｓブロック２３４に伝送される。そして、ｓｙｎｔｈｅｓｉｓブロック２３４は、ｍｅｍｏｒｙブロック２３３からビーム信号Ａを読み出し（Ａ ＲＤ）、読み出したビーム信号Ａとビーム信号Ｂとを合成する。そして、ｓｙｎｔｈｅｓｉｓブロック２３４は、合成した合成信号ＡＢをＭｕｘブロック２３２に伝送する。そして、Ｍｕｘブロック２３２は、ｓｙｎｔｈｅｓｉｓブロック２３４から伝送された合成信号ＡＢをｍｅｍｏｒｙブロック２３３に書き込む（ＡＢ ＷＲ）。このとき使用される帯域は、Ａ ＲＤ及びＡＢ ＷＲ分の「４Ｎ」である。

続いて、ビーム信号Ｃが入力されると、入力されたビーム信号Ｃは、ｓｙｎｔｈｅｓｉｓブロック２３４に伝送される。そして、ｓｙｎｔｈｅｓｉｓブロック２３４は、ｍｅｍｏｒｙブロック２３３から合成信号ＡＢを読み出し（ＡＢ ＲＤ）、読み出した合成信号ＡＢとビーム信号Ｃとを合成する。そして、Ｍｕｘブロック２３５は、ｓｙｎｔｈｅｓｉｓブロック２３４によって合成された信号を出力信号ＡＢＣとして出力する。このとき使用される帯域は、ＡＢ ＲＤ分の「２Ｎ」である。

このように、ビーム合成部２００は、ビーム信号Ａ、ビーム信号Ｂ、及びビーム信号Ｃを合成して、出力信号ＡＢＣとして出力する。

図２〜図５で説明したように、３ビーム合成処理では、ビーム信号Ａの読み出し（Ａ ＲＤ）と合成信号ＡＢの書き込み（ＡＢ ＷＲ）が同時に行われるので、使用される帯域は、「４Ｎ」である（図５）。このため、２ビーム合成処理及び３ビーム合成処理を適宜選択して実行可能な超音波診断装置においては、帯域を「４Ｎ」確保している。しかしながら、この場合、実行されるビーム合成処理の必要帯域に関わらず、「４Ｎ」の帯域で動作する。したがって、例えば、２ビーム合成処理が行われる場合には、使用される最大の帯域が「２Ｎ」であるので、「２Ｎ」の余分な帯域が存在してしまう（例えば、図４の白抜きで示した領域）。このため、従来の超音波診断装置は、定常的に消費電力が大きくなり、必要以上に電力を消費していた。そこで、第１の実施形態に係る超音波診断装置は、消費電力を抑制することが可能となるように構成される。

第１の実施形態に係るビーム合成部１００は、第１合成部１００Ａ及び第２合成部１００Ｂと、信号線１３０とを有する。第１合成部１００Ａ及び第２合成部１００Ｂそれぞれは、異なるタイミングで連続して受信された複数のビーム信号を合成する。信号線１３０は、前段に配置された第１合成部１００Ａをバイパスして、後段に配置された第２合成部１００Ｂにビーム信号を伝送する。

図６〜図９を用いて、第１の実施形態に係る超音波診断装置におけるビーム合成処理を説明する。図６は、第１の実施形態に係るビーム合成部１００の構成例を示すブロック図である。

図６に示すように、ビーム合成部１００は、２つの分割ビーム合成回路１１０，１１１と、４つのメモリ１２０，１２１，１２２，１２３とを有する。なお、分割ビーム合成回路１１０及びメモリ１２０，１２１は、第１合成部１００Ａに対応し、分割ビーム合成回路１１１及びメモリ１２２，１２３は、第２合成部１００Ｂに対応する。

分割ビーム合成回路１１０は、受信部１２から受信したビーム信号をメモリ１２０，１２１に一時的に保持して、ビーム合成処理を行う。また、分割ビーム合成回路１１１は、受信部１２から受信したビーム信号、又は、分割ビーム合成回路１１０から受信したビーム信号（合成信号）をメモリ１２０，１２１に一時的に保持して、ビーム合成処理を行う。信号線１３０は、ビーム信号を、分割ビーム合成回路１１０をバイパスして分割ビーム合成回路１１１に伝送させるバイパス経路を形成する。なお、４つのメモリ１２０〜１２３は、ビーム合成回路１１０，１１１の外部にそれぞれ設置される外部メモリである。

なお、以下において、メモリ１２０〜１２３それぞれにアクセス可能な帯域を「Ｎ」として説明する。つまり、第１合成部１００Ａ及び第２合成部１００Ｂは、それぞれ「２Ｎ」の帯域を有する。

ここで、ビーム信号のバイパス経路への伝送は、制御部１７によって制御される。すなわち、第１の実施形態に係る制御部１７は、ビーム信号を、信号線１３０（バイパス経路）に伝送させるか、第１合成部１００Ａに伝送させるかを切り替える制御を行う。例えば、制御部１７は、２つのビーム信号を合成する旨の指示を受け付けると、２つのビーム信号をバイパス経路に伝送させる。これにより、バイパス経路に伝送されたビーム信号は、第１合成部１００Ａをバイパスして第２合成部１００Ｂに伝送される。また、制御部１７は、３つのビーム信号を合成する旨の指示を受け付けると、３つのビーム信号を第１合成部１００Ａに伝送させる。これにより、ビーム信号は、第１合成部１００Ａにおいてビーム合成処理が行われる。

図７は、図６のビーム合成部１００の機能ブロック図である。図７に示すように、ビーム合成部１００は、第１合成部１００Ａに対応する機能ブロックとして、Ａｄｄ ｏｒ Ｓｕｂブロック１４１と、ｍｅｍｏｒｙブロック１４２と、ｓｙｎｔｈｅｓｉｓブロック１４３と、Ｍｕｘブロック１４４とを有する。Ａｄｄ ｏｒ Ｓｕｂブロック１４１は、入力ビーム信号を、そのままの符号、若しくは符号を反転させて、ｍｅｍｏｒｙブロック１４２に書き込む（Ｗｒｉｔｅ：ＷＲ）。ｂｍ＿ｓｕｂは、Ａｄｄ ｏｒ Ｓｕｂブロック１４１において入力ビーム信号の符号を反転するか否かを制御する制御信号であり、Ａｄｄ ｏｒ Ｓｕｂブロック１４１に設定される。ｍｅｍｏｒｙブロック１４２は、書き込まれた信号を保持する。ｓｙｎｔｈｅｓｉｓブロック１４３は、ｍｅｍｏｒｙブロック１４２に書き込まれた信号を読み出し（Ｒｅａｄ：ＲＤ）、読み出した信号と、入力ビーム信号とを合成（加算）する。Ｍｕｘブロック１４４は、Ｎｏｎｅ（例えば、値が０の信号）、入力ビーム信号、又は、ｓｙｎｔｈｅｓｉｓブロック１４３によって合成された信号を出力信号として出力する。ｂｍ＿ｏｕｔ＿ｓｅｌｅｃｔは、Ｎｏｎｅ（例えば、値が０の信号）、入力ビーム信号、及び、ｓｙｎｔｈｅｓｉｓブロック１４３によって合成された信号のいずれの信号を出力させるかを選択する制御信号である。

また、ビーム合成部１００は、第２合成部１００Ｂに対応する機能ブロックとして、Ａｄｄ ｏｒ Ｓｕｂブロック１４５と、ｍｅｍｏｒｙブロック１４６と、ｓｙｎｔｈｅｓｉｓブロック１４７と、Ｍｕｘブロック１４８とを有する。ここで、Ａｄｄ ｏｒ Ｓｕｂブロック１４５、ｍｅｍｏｒｙブロック１４６、ｓｙｎｔｈｅｓｉｓブロック１４７、及びＭｕｘブロック１４８の機能は、Ａｄｄ ｏｒ Ｓｕｂブロック１４１、ｍｅｍｏｒｙブロック１４２、ｓｙｎｔｈｅｓｉｓブロック１４３、及びＭｕｘブロック１４４の機能とそれぞれ同様であるので、説明を省略する。また、ｂｍ＿ｓｕｂ、及び、ｂｍ＿ｏｕｔ＿ｓｅｌｅｃｔの各制御信号は、制御部１７から送信される。例えば、制御部１７は、操作者から入力された各種設定要求（例えば、撮像モードの指定）、若しくは使用中の超音波プローブ１の種類に応じて、各制御信号を適宜送信することで、Ａｄｄ ｏｒ Ｓｕｂブロック１４１，１４４及びＭｕｘブロック１４４，１４８をそれぞれ制御する。また、図７に示すビーム合成部１００の機能は、図６のビーム合成回路１１０，１１１及びメモリ１２０〜１２３によって実現される。

図８は、図６のビーム合成部１００による２ビーム合成処理の処理手順を説明するための図である。図８では、ビーム合成部１００がビーム信号Ａ及びビーム信号Ｂを合成して、出力信号ＡＢとする場合を説明する。この場合、ビーム信号Ａ及びビーム信号Ｂは、第１合成部１００Ａをバイパスして第２合成部１００Ｂにおいて処理される。図８において、横方向は経過時間に対応し、レート信号、入力ビーム信号の説明は、図４と同様である。分割ビーム合成回路１１０の出力信号は、分割ビーム合成回路１１０から出力される信号を示す。分割ビーム合成回路１１１の出力信号は、分割ビーム合成回路１１１から出力される信号を示す。分割ビーム合成回路１１０のメモリアクセス動作は、分割ビーム合成回路１１０がメモリ１２０，１２１にアクセスして実行する動作を示す。分割ビーム合成回路１１１のメモリアクセス動作は、分割ビーム合成回路１１１がメモリ１２２，１２３にアクセスして実行する動作を示す。また、メモリアクセス動作において、縦方向はメモリにアクセス可能な帯域に対応する。メモリアクセス動作において、斜線で示した領域は、メモリアクセス動作によって使用される帯域に対応し、白抜きで示した領域は、メモリアクセス動作によって使用されない帯域に対応する。なお、図８の例では、分割ビーム合成回路１１０，１１１それぞれがアクセス可能な帯域は「２Ｎ」であり、ＷＲ及びＲＤにそれぞれ要する帯域は「２Ｎ」である場合を説明する。

図８に示すように、ビーム信号Ａが入力されると、分割ビーム合成回路１１１は、ビーム信号Ａをメモリ１２２，１２３に書き込む（Ａ ＷＲ）。次に、ビーム信号Ｂが入力されると、分割ビーム合成回路１１１は、ビーム信号Ａをメモリ１２２，１２３から読み出し（Ａ ＲＤ）、読み出したビーム信号Ａとビーム信号Ｂとを合成する。そして、ビーム合成回路２１０は、合成した信号を出力信号ＡＢとして出力する。

ここで、図８の２ビーム合成処理を、図７の機能ブロックと関連付けて詳細に説明する。まず、ビーム信号Ａが入力されると、入力されたビーム信号Ａは、バイパス経路によって第２合成部１００Ｂに伝送される。そして、Ａｄｄ ｏｒ Ｓｕｂブロック１４５は、入力されたビーム信号Ａをｍｅｍｏｒｙブロック１４６に書き込む（Ａ ＷＲ）。このとき使用される帯域は、Ａ ＷＲ分の「２Ｎ」であり、アクセス可能な帯域「２Ｎ」と一致するので、余分な帯域が生じない。なお、ここでは、ビーム信号Ａの符号が反転されても良いし、反転されなくても良い。ビーム信号Ａの符号は、制御部１７及びＡｄｄ ｏｒ Ｓｕｂブロック１４５によって適宜制御される。

次に、ビーム信号Ｂが入力されると、入力されたビーム信号Ｂは、入力されたビーム信号Ｂは、バイパス経路によって第２合成部１００Ｂに伝送される。そして、ｓｙｎｔｈｅｓｉｓブロック１４７は、ｍｅｍｏｒｙブロック１４６からビーム信号Ａを読み出し（Ａ ＲＤ）、読み出したビーム信号Ａとビーム信号Ｂとを合成する。そして、Ｍｕｘブロック１４８は、ｓｙｎｔｈｅｓｉｓブロック１４７によって合成された信号を出力信号ＡＢとして出力する。このとき使用される帯域は、Ａ ＲＤ分の「２Ｎ」であり、アクセス可能な帯域「２Ｎ」と一致するので、余分な帯域が生じない。

このように、第２合成部１００Ｂは、ビーム信号Ａとビーム信号Ｂとを合成して、出力信号ＡＢとして出力する。

図９は、図６のビーム合成部１００による３ビーム合成処理の処理手順を説明するための図である。図９では、ビーム合成部１００がビーム信号Ａ、ビーム信号Ｂ、及びビーム信号Ｃを合成して、出力信号ＡＢＣとする場合を説明する。この場合、ビーム信号Ａ、ビーム信号Ｂ、及びビーム信号Ｃは、第１合成部１００Ａをバイパスせず、第１合成部１００Ａ及び第２合成部１００Ｂにおいて処理される。図９において、横方向は経過時間に対応し、レート信号、入力ビーム信号、分割ビーム合成回路１１０の出力信号、分割ビーム合成回路１１１の出力信号、分割ビーム合成回路１１０のメモリアクセス動作、及び分割ビーム合成回路１１１のメモリアクセス動作の説明は、図８と同様である。なお、図９の例では、分割ビーム合成回路１１０，１１１それぞれがアクセス可能な帯域は「２Ｎ」であり、ＷＲ及びＲＤにそれぞれ要する帯域は「２Ｎ」である場合を説明する。

図９に示すように、ビーム信号Ａが入力されると、分割ビーム合成回路１１０は、ビーム信号Ａをメモリ１２０，１２１に書き込む（Ａ ＷＲ）。次に、ビーム信号Ｂが入力されると、分割ビーム合成回路１１０は、ビーム信号Ａをメモリ１２０，１２１から読み出し（Ａ ＲＤ）、読み出したビーム信号Ａとビーム信号Ｂとを合成する。そして、分割ビーム合成回路１１０は、合成した信号（合成信号ＡＢ）を分割ビーム合成回路１１１に出力する。そして、分割ビーム合成回路１１１は、分割ビーム合成回路１１０から出力された合成信号ＡＢをメモリ１２２，１２３に書き込む（ＡＢ ＷＲ）。続いて、ビーム信号Ｃが入力されると、分割ビーム合成回路１１１は、合成信号ＡＢをメモリ１２２，１２３から読み出し（ＡＢ ＲＤ）、読み出した合成信号ＡＢとビーム信号Ｃとを合成する。そして、分割ビーム合成回路１１１は、合成した信号を出力信号ＡＢＣとして出力する。

ここで、図９の３ビーム合成処理を、図７の機能ブロックと関連付けて詳細に説明する。まず、ビーム信号Ａが入力されると、Ａｄｄ ｏｒ Ｓｕｂブロック１４１は、入力されたビーム信号Ａをｍｅｍｏｒｙブロック１４２に書き込む（Ａ ＷＲ）。このとき使用される帯域は、Ａ ＷＲ分の「２Ｎ」であり、アクセス可能な帯域「２Ｎ」と一致するので、余分な帯域が生じない。なお、ここでは、ビーム信号Ａの符号が反転されても良いし、反転されなくても良い。ビーム信号Ａの符号は、制御部１７及びＡｄｄ ｏｒ Ｓｕｂブロック１４１によって適宜制御される。

次に、ビーム信号Ｂが入力されると、ｓｙｎｔｈｅｓｉｓブロック１４３は、ｍｅｍｏｒｙブロック１４２からビーム信号Ａを読み出し（Ａ ＲＤ）、読み出したビーム信号Ａとビーム信号Ｂとを合成する。そして、Ｍｕｘブロック１４４は、ｓｙｎｔｈｅｓｉｓブロック１４３によって合成された合成信号ＡＢを第２合成部１００Ｂに出力する。合成信号ＡＢが第２合成部１００Ｂに入力されると、Ａｄｄ ｏｒ Ｓｕｂブロック１４５は、入力された合成信号ＡＢをｍｅｍｏｒｙブロック１４６に書き込む（ＡＢ ＷＲ）。ここで、Ａ ＲＤ及びＡＢ ＷＲは、第１合成部１００Ａ及び第２合成部１００Ｂでそれぞれ個別に行われる。このため、Ａ ＲＤ分の帯域「２Ｎ」は、第１合成部１００Ａの分割ビーム合成回路１１０がアクセス可能な帯域「２Ｎ」と一致するので、余分な帯域が生じない。また、ＡＢ ＷＲ分の帯域「２Ｎ」は、第２合成部１００Ｂの分割ビーム合成回路１１１がアクセス可能な帯域「２Ｎ」と一致するので、余分な帯域が生じない。なお、Ａｄｄ ｏｒ Ｓｕｂブロック１４５では、合成信号ＡＢの符号が反転されても良いし、反転されなくても良い。合成信号ＡＢの符号は、制御部１７及びＡｄｄ ｏｒ Ｓｕｂブロック１４５によって適宜制御される。

続いて、ビーム信号Ｃが入力されると、入力されたビーム信号Ｃは、第１合成部１００Ａを経由して第２合成部１００Ｂのｓｙｎｔｈｅｓｉｓブロック１４７に伝送される。そして、ｓｙｎｔｈｅｓｉｓブロック１４７は、ｍｅｍｏｒｙブロック１４６から合成信号ＡＢを読み出し（ＡＢ ＲＤ）、読み出した合成信号ＡＢとビーム信号Ｃとを合成する。そして、Ｍｕｘブロック１４８は、ｓｙｎｔｈｅｓｉｓブロック１４７によって合成された信号を出力信号ＡＢＣとして出力する。このとき使用される帯域は、ＡＢ ＲＤ分の「２Ｎ」であり、アクセス可能な帯域「２Ｎ」と一致するので、余分な帯域が生じない。

このように、ビーム合成部２００は、ビーム信号Ａ、ビーム信号Ｂ、及びビーム信号Ｃを合成して、出力信号ＡＢＣとして出力する。

図６〜図９で説明したように、３ビーム合成処理では、ビーム信号Ａの読み出し（Ａ ＲＤ）と合成信号ＡＢの書き込み（ＡＢ ＷＲ）が同時に行われるものの、Ａ ＲＤ及びＡＢ ＷＲは、第１合成部１００Ａ及び第２合成部１００Ｂでそれぞれ個別に行われる（図９）。このため、分割ビーム合成回路１１０，１１１それぞれがアクセス可能な帯域が「２Ｎ」であっても、３ビーム合成処理を行うことが可能となる。

更に、２ビーム合成処理では、バイパス経路によって第１合成部１００Ａはバイパスされる。このため、分割ビーム合成回路１１０及びメモリ１２０，１２１は、動作する必要がない。したがって、２ビーム合成処理を行う場合には、分割ビーム合成回路１１０及びメモリ１２０，１２１への電力の供給を止めることができるので、消費電力を抑制することが可能となる。

次に、２ビーム合成処理を行うモードである２ビーム合成モードと、３ビーム合成処理を行うモードである３ビーム合成モードとの間のモード切替制御について説明する。このモード切替制御は、制御部１７によって行われる。

図１０は、第１の実施形態に係る制御部１７のモード切替制御の一例を説明するためのタイミングチャートである。図１０には、図示の各機能のオン／オフを時系列で示す。つまり、受信期間は、受信部１２が超音波プローブ１から反射波信号を受信する期間のオン／オフを示す。制御情報設定期間は、２ビーム合成モードに切り替えるための制御情報を設定する期間のオン／オフを示す。バイパス経路は、バイパス経路のオン／オフを示す。第１合成部１００Ａは、第１合成部１００Ａへの電力供給のオン／オフを示す。また、２ビーム合成モード切替指示は、２ビーム合成モードに切り替える旨の指示であり、３ビーム合成モード切替指示は、３ビーム合成モードに切り替える旨の指示である。

例えば、制御部１７は、入力装置２を介して操作者から２ビーム合成モード切替指示を受け付けると、受信部１２による反射波信号の受信をオフにする。つまり、制御部１７は、２ビーム合成モードに切り替えるために、超音波プローブ１から受信部１２へ出力される反射波信号を一時的に遮断する。

続いて、制御部１７は、受け付けた２ビーム合成モード切替指示に基づいて、制御情報設定期間を設定する。ここで、制御部１７が制御情報設定期間を設定するのは、モード切替制御に一定時間要するからである。このため、制御情報設定期間は、モード切替制御に要すると考えられる十分な時間が設定される。例えば、制御部１７は、第２合成部１００Ｂの各機能ブロックが、図８で説明した処理を実行するための制御情報（例えば、ｂｍ＿ｓｕｂやｂｍ＿ｏｕｔ＿ｓｅｌｅｃｔ）をビーム合成部１００に設定する。

そして、制御部１７は、バイパス経路をオンにする。例えば、制御部１７は、ビーム合成部１００に入力されたビーム信号がバイパス経路に伝送させるための設定情報をビーム合成部１００に設定する。

そして、制御部１７は、第１合成部１００Ａへの電力供給をオフにする。例えば、制御部１７は、第１合成部１００Ａを動作させるためのクロック信号を停止させた後、第１合成部１００Ａへの電力供給を遮断する。

そして、制御部１７は、設定した制御情報設定期間が経過すると、反射波信号の受信をオンにする。つまり、制御部１７は、遮断させていた超音波プローブ１からの反射波信号の出力を再開させる。これ以降、ビーム合成部１００は、２ビーム合成モードで動作することとなる。

一方、制御部１７は、入力装置２を介して操作者から３ビーム合成モード切替指示を受け付けると、受信部１２による反射波信号の受信をオフにする。つまり、制御部１７は、３ビーム合成モードに切り替えるために、超音波プローブ１から受信部１２へ出力される反射波信号を一時的に遮断する。

続いて、制御部１７は、受け付けた３ビーム合成モード切替指示に基づいて、制御情報設定期間を設定する。例えば、制御部１７は、第１合成部１００Ａ及び第２合成部１００Ｂの各機能ブロックが、図９で説明した処理を実行するための制御情報（例えば、ｂｍ＿ｓｕｂやｂｍ＿ｏｕｔ＿ｓｅｌｅｃｔ）をビーム合成部１００に設定する。

そして、制御部１７は、バイパス経路をオフにする。例えば、制御部１７は、ビーム合成部１００に入力されたビーム信号が第１合成部１００Ａに伝送させるための設定情報をビーム合成部１００に設定する。

そして、制御部１７は、第１合成部１００Ａへの電力供給をオンにする。例えば、制御部１７は、第１合成部１００Ａを動作させるためのクロック信号を再開させた後、第１合成部１００Ａへの電力供給を再開させる。

そして、制御部１７は、設定した制御情報設定期間が経過すると、反射波信号の受信をオンにする。つまり、制御部１７は、遮断させていた超音波プローブ１からの反射波信号の出力を再開させる。これ以降、ビーム合成部１００は、３ビーム合成モードで動作することとなる。

なお、図１０の例では、２ビーム合成モード切替指示及び３ビーム合成モード切替指示が操作者から直接的に入力される場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、超音波診断装置は、これらの指示が直接的に入力されなくてもモード切替制御を行うことができる。例えば、撮影条件に応じて、２ビーム合成処理が行われるか、３ビーム合成処理が行われるかが予め規定されている場合がある。この場合、超音波診断装置は、撮影条件が指定されたことを契機として、その撮影条件に指定されたビーム合成処理を行うように、モード切替制御を行っても良い。具体例を挙げると、ある造影剤を用いた撮影では、２ビーム合成処理が行われることが予め規定されている。この場合、超音波診断装置は、その造影剤を利用する旨の指示を受け付けると、その指示を２ビーム合成モード切替指示として受け付けて、モード切替制御を行う。

上述してきたように、第１の実施形態に係る超音波診断装置は、第１合成部１００Ａと、第２合成部１００Ｂと、第１合成部１００Ａをバイパスしてビーム信号を第２合成部１００Ｂに伝送させるための信号線１３０とを有する。このため、第１の実施形態に係る超音波診断装置は、２ビーム合成処理及び３ビーム合成処理をそれぞれ適切な消費電力で行うことができるので、消費電力を抑制することができる。

また、例えば、第１の実施形態に係る超音波診断装置は、従来よりも簡素な回路でビーム合成処理を行う。具体的には、図７のビーム合成部１００は、図３のＭｕｘブロック２３２に対応する機能ブロックを有しないので、ビーム合成処理における回路規模を縮小することができる。また、ビーム合成部１００は、Ｍｕｘブロック２３２を制御するための制御信号（ｂｍ＿ｗｒ＿ｓｅｌｅｃｔ）を用いることがないので、制御信号を簡素化することができる。

なお、第１の実施形態では、分割ビーム合成回路１１０及び分割ビーム合成回路１１１にそれぞれ２つのメモリが接続される場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。すなわち、分割ビーム合成回路１１０及び分割ビーム合成回路１１１には、任意数のメモリが接続されて良い。ただし、最小の消費電力でビーム合成処理を行うためには、分割ビーム合成回路１１０及び分割ビーム合成回路１１１それぞれが、超音波診断装置に実装される中でメモリアクセス量が最も大きいビーム合成処理に要求される帯域の半分の帯域を確保するように、メモリの個数が調整されることが好ましい。

（第２の実施形態）
本実施形態は、１本の走査線上で行なわれた送信超音波の反射波を、それぞれ異なる複数の走査線の反射波として受信する並列同時受信を行う場合にも適用可能である。そこで、第２の実施形態では、並列同時受信が行われる場合の処理を説明する。なお、第２の実施形態に係る超音波診断装置の構成は、図６及び図７に示した構成と同様であるので、説明を省略する。

図１１は、第２の実施形態に係るビーム合成部１００による２ビーム合成処理の処理手順を説明するための図である。図１１において、横方向は経過時間に対応し、レート信号、入力ビーム信号、分割ビーム合成回路１１０の出力信号、分割ビーム合成回路１１１の出力信号、分割ビーム合成回路１１０のメモリアクセス動作、及び分割ビーム合成回路１１１のメモリアクセス動作の説明は、図８と同様である。なお、図１１の例では、分割ビーム合成回路１１０，１１１それぞれがアクセス可能な帯域は「２Ｎ」であり、ＷＲ及びＲＤにそれぞれ要する帯域は「２Ｎ」である場合を説明する。

また、図１１において、ビーム信号Ａ＿０，Ａ＿１，Ａ＿２，Ａ＿３は、それぞれ異なる複数の走査線の反射波として同一の送信超音波Ａの反射波から生成されたビーム信号である。また、ビーム信号Ｂ＿０，Ｂ＿１，Ｂ＿２，Ｂ＿３は、それぞれ異なる複数の走査線の反射波として同一の送信超音波Ｂの反射波から生成されたビーム信号である。なお、ビーム信号Ａ＿０，Ａ＿１，Ａ＿２，Ａ＿３、及び、ビーム信号Ｂ＿０，Ｂ＿１，Ｂ＿２，Ｂ＿３は、それぞれ同一の走査線の反射波として生成されたものである。

図１１に示すように、ビーム信号Ａ＿０，Ａ＿１，Ａ＿２，Ａ＿３が順次入力されると、入力されたそれぞれのビーム信号は、バイパス経路によって分割ビーム合成回路１１１に伝送される。そして、分割ビーム合成回路１１１は、伝送されたビーム信号Ａ＿０，Ａ＿１，Ａ＿２，Ａ＿３をメモリ１２２，１２３にそれぞれ書き込む（Ａ＿０ＷＲ、Ａ＿１ＷＲ、Ａ＿２ＷＲ、Ａ＿３ＷＲ）。このとき、Ａ＿０ＷＲ、Ａ＿１ＷＲ、Ａ＿２ＷＲ、Ａ＿３ＷＲそれぞれの分の帯域「２Ｎ」が順次使用される。ここで使用される帯域はいずれもアクセス可能な帯域「２Ｎ」と一致するので、余分な帯域が生じない。

次に、ビーム信号Ｂ＿０，Ｂ＿１，Ｂ＿２，Ｂ＿３が順次入力されると、分割ビーム合成回路１１１は、ビーム信号Ａ＿０，Ａ＿１，Ａ＿２，Ａ＿３をメモリ１２２，１２３からそれぞれ読み出す（Ａ＿０ＲＤ、Ａ＿１ＲＤ、Ａ＿２ＲＤ、Ａ＿３ＲＤ）。そして、分割ビーム合成回路１１１は、読み出したビーム信号Ａ＿０，Ａ＿１，Ａ＿２，Ａ＿３と、ビーム信号Ｂ＿０，Ｂ＿１，Ｂ＿２，Ｂ＿３とをそれぞれ合成する。そして、ビーム合成回路２１０は、合成した信号を出力信号ＡＢ＿０，ＡＢ＿１，ＡＢ＿２，ＡＢ＿３としてそれぞれ出力する。このとき、Ａ＿０ＲＤ、Ａ＿１ＲＤ、Ａ＿２ＲＤ、Ａ＿３ＲＤそれぞれの分の帯域「２Ｎ」が順次使用される。ここで使用される帯域はいずれもアクセス可能な帯域「２Ｎ」と一致するので、余分な帯域が生じない。

このように、分割ビーム合成回路１１１は、ビーム信号Ａ＿０，Ａ＿１，Ａ＿２，Ａ＿３と、ビーム信号Ｂ＿０，Ｂ＿１，Ｂ＿２，Ｂ＿３とをそれぞれ合成して、出力信号ＡＢ＿０，ＡＢ＿１，ＡＢ＿２，ＡＢ＿３としてそれぞれ出力する。

図１２は、第２の実施形態に係るビーム合成部１００による３ビーム合成処理の処理手順を説明するための図である。図１２において、横方向は経過時間に対応し、レート信号、入力ビーム信号、分割ビーム合成回路１１０の出力信号、分割ビーム合成回路１１１の出力信号、分割ビーム合成回路１１０のメモリアクセス動作、及び分割ビーム合成回路１１１のメモリアクセス動作の説明は、図８と同様である。なお、図１２の例では、分割ビーム合成回路１１０，１１１それぞれがアクセス可能な帯域は「２Ｎ」であり、ＷＲ及びＲＤにそれぞれ要する帯域は「２Ｎ」である場合を説明する。

また、図１２において、ビーム信号Ａ＿０，Ａ＿１，Ａ＿２，Ａ＿３は、それぞれ異なる複数の走査線の反射波として同一の送信超音波Ａの反射波から生成されたビーム信号である。また、ビーム信号Ｂ＿０，Ｂ＿１，Ｂ＿２，Ｂ＿３は、それぞれ異なる複数の走査線の反射波として同一の送信超音波Ｂの反射波から生成されたビーム信号である。また、ビーム信号Ｃ＿０，Ｃ＿１，Ｃ＿２，Ｃ＿３は、それぞれ異なる複数の走査線の反射波として同一の送信超音波Ｃの反射波から生成されたビーム信号である。なお、ビーム信号Ａ＿０，Ａ＿１，Ａ＿２，Ａ＿３、ビーム信号Ｂ＿０，Ｂ＿１，Ｂ＿２，Ｂ＿３、及び、ビーム信号Ｃ＿０，Ｃ＿１，Ｃ＿２，Ｃ＿３は、それぞれ同一の走査線の反射波として生成されたものである。

図１２に示すように、ビーム信号Ａ＿０，Ａ＿１，Ａ＿２，Ａ＿３が順次入力されると、分割ビーム合成回路１１０は、ビーム信号Ａ＿０，Ａ＿１，Ａ＿２，Ａ＿３をメモリ１２０，１２１にそれぞれ書き込む（Ａ＿０ＷＲ、Ａ＿１ＷＲ、Ａ＿２ＷＲ、Ａ＿３ＷＲ）。このとき、Ａ＿０ＷＲ、Ａ＿１ＷＲ、Ａ＿２ＷＲ、Ａ＿３ＷＲそれぞれの分の帯域「２Ｎ」が順次使用される。ここで使用される帯域はいずれもアクセス可能な帯域「２Ｎ」と一致するので、余分な帯域が生じない。

次に、ビーム信号Ｂ＿０，Ｂ＿１，Ｂ＿２，Ｂ＿３が順次入力されると、分割ビーム合成回路１１０は、ビーム信号Ａ＿０，Ａ＿１，Ａ＿２，Ａ＿３をメモリ１２０，１２１から読み出す（Ａ＿０ＲＤ、Ａ＿１ＲＤ、Ａ＿２ＲＤ、Ａ＿３ＲＤ）。そして、分割ビーム合成回路１１０は、読み出したビーム信号Ａ＿０，Ａ＿１，Ａ＿２，Ａ＿３と、ビーム信号Ｂ＿０，Ｂ＿１，Ｂ＿２，Ｂ＿３とをそれぞれ合成する。そして、分割ビーム合成回路１１０は、合成した信号ＡＢ＿０，ＡＢ＿１，ＡＢ＿２，ＡＢ＿３を、分割ビーム合成回路１１１に順次出力する。そして、分割ビーム合成回路１１１は、分割ビーム合成回路１１０から出力された信号ＡＢ＿０，ＡＢ＿１，ＡＢ＿２，ＡＢ＿３を、メモリ１２２，１２３に書き込む（ＡＢ＿０ＷＲ、ＡＢ＿１ＷＲ、ＡＢ＿２ＷＲ、ＡＢ＿３ＷＲ）。このとき、Ａ＿０ＲＤ、Ａ＿１ＲＤ、Ａ＿２ＲＤ、Ａ＿３ＲＤそれぞれの分の帯域「２Ｎ」が順次使用される。ここで使用される帯域はいずれも分割ビーム合成回路１１０がアクセス可能な帯域「２Ｎ」と一致するので、余分な帯域が生じない。また、ＡＢ＿０ＷＲ、ＡＢ＿１ＷＲ、ＡＢ＿２ＷＲ、ＡＢ＿３ＷＲそれぞれの分の帯域「２Ｎ」が順次使用される。ここで使用される帯域はいずれも分割ビーム合成回路１１１がアクセス可能な帯域「２Ｎ」と一致するので、余分な帯域が生じない。

続いて、ビーム信号Ｃ＿０，Ｃ＿１，Ｃ＿２，Ｃ＿３が順次入力されると、分割ビーム合成回路１１１は、メモリ１２２，１２３から信号ＡＢ＿０，ＡＢ＿１，ＡＢ＿２，ＡＢ＿３をそれぞれ読み出す（ＡＢ＿０ＲＤ、ＡＢ＿１ＲＤ、ＡＢ＿２ＲＤ、ＡＢ＿３ＲＤ）。そして、分割ビーム合成回路１１１は、読み出した信号ＡＢ＿０，ＡＢ＿１，ＡＢ＿２，ＡＢ＿３と、ビーム信号Ｃ＿０，Ｃ＿１，Ｃ＿２，Ｃ＿３とをそれぞれ合成する。そして、分割ビーム合成回路１１１は、合成した信号を出力信号ＡＢＣ＿０，ＡＢＣ＿１，ＡＢＣ＿２，ＡＢＣ＿３としてそれぞれ出力する。このとき、ＡＢ＿０ＲＤ、ＡＢ＿１ＲＤ、ＡＢ＿２ＲＤ、ＡＢ＿３ＲＤそれぞれの分の帯域「２Ｎ」が順次使用される。ここで使用される帯域はいずれもアクセス可能な帯域「２Ｎ」と一致するので、余分な帯域が生じない。

このように、ビーム合成部２００は、ビーム信号Ａ＿０，Ａ＿１，Ａ＿２，Ａ＿３、ビーム信号Ｂ＿０，Ｂ＿１，Ｂ＿２，Ｂ＿３、及びビーム信号Ｃ＿０，Ｃ＿１，Ｃ＿２，Ｃ＿３をそれぞれ合成して、出力信号ＡＢＣ＿０，ＡＢＣ＿１，ＡＢＣ＿２，ＡＢＣ＿３として出力する。

上述してきたように、第２の実施形態に係る超音波診断装置は、並列同時受信が行われる場合においても、２ビーム合成処理及び３ビーム合成処理をそれぞれ適切な消費電力で行うことができるので、消費電力を抑制することができる。

なお、上述した第１及び第２の実施形態に係るビーム合成部１００は、既存の超音波診断装置において、装置内部の回路をビーム合成部１００として動作させるための回路制御プログラムによって実現することができる。すなわち、回路制御プログラムは、回路を、異なるタイミングで連続して受信された複数の受信信号を合成する、第１合成部及び第２合成部と、前段に配置された前記第１合成部をバイパスして、後段に配置された前記第２合成部に前記受信信号を伝送する信号線として動作させる。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、消費電力を抑制することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１００Ａ 第１合成部
１００Ｂ 第２合成部
１３０ 信号線

Claims (5)

1. 異なるタイミングで連続して受信された複数の受信信号を合成する、第１合成部及び第２合成部と、
   前段に配置された前記第１合成部をバイパスして、後段に配置された前記第２合成部に前記受信信号を伝送する信号線と
   を備えることを特徴とする超音波診断装置。
2. 前記受信信号を、前記信号線に伝送させるか、前記第１合成部に伝送させるかを切り替える制御を行う制御部を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
3. 前記制御部は、２つの前記受信信号を合成する旨の指示を受け付けると、当該２つの受信信号を前記信号線に伝送させ、３つの前記受信信号を合成する旨の指示を受け付けると、当該３つの受信信号を前記第１合成部に伝送させることを特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。
4. 前記制御部は、前記２つの受信信号を合成する旨の指示を受け付けると、前記第１合成部の動作を停止させることを特徴とする請求項３に記載の超音波診断装置。
5. 回路を、
   異なるタイミングで連続して受信された複数の受信信号を合成する、第１合成部及び第２合成部と、
   前段に配置された前記第１合成部をバイパスして、後段に配置された前記第２合成部に前記受信信号を伝送する信号線
   として動作させるための回路制御プログラム。

Images