JP4181007B2 - 超音波診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、超音波診断装置に関し、特に機械走査及び電子走査を併用して三次元データ取込空間を形成する装置に関する。

アレイ振動子を機械的に走査して三次元データ取込空間（三次元空間）を形成し、当該三次元空間から取得されたエコーデータに基づいて二次元あるいは三次元の超音波画像を形成する超音波診断装置が実用化されており、かかる超音波診断装置は産科、循環器科などの様々な医療分野において活用されている。このような機械走査及び電子走査の併用方式によれば、２Ｄアレイ振動子を用いて超音波ビームを二次元電子走査する場合（二次元電子走査方式）に生じる回路規模の増大、コストの増大などの問題を回避できる。

上記の併用方式では、それ固有の問題として各走査面の傾斜という問題を指摘できる。すなわち、超音波ビームの電子走査を繰り返し行いながら、電子走査方向と直交する機械走査方向にアレイ振動子を機械的に走査すると、電子走査によって形成される走査面が機械走査方向（進行方向）に流れる、つまり、走査面を構成する各超音波ビームの位置が進行方向にシフトしてしまうという問題がある。

下記特許文献１及び下記特許文献２には、往路機械走査と復路機械走査とで電子走査方向を反転させて、往路機械走査と復路機械走査の間で走査面の傾き方向を同じにし、すなわち、それらの間で走査面を一致させた超音波診断装置が開示されている。下記特許文献３には、往路走査と復路走査とで走査面間における距離を均等にした超音波診断装置が開示されている。

特開２０００−７０２６５号公報 特許第３３２９７７０号 特開２００２−３６０５６６号公報

しかしながら、上記各特許文献に記載された装置では、各走査面の傾きそれ自体を補正することはできない。

各走査面データを３Ｄメモリ（記憶空間）へマッピングする際に（あるいはデータ読み出し時に）、走査面の傾きを考慮すると、複雑かつ高速な座標（アドレス）演算が必要となる。

各走査面データの傾きを考慮せずに３Ｄメモリへマッピングあるいは３Ｄメモリを経由させずにそのまま三次元画像処理で用いると、三次元画像の歪みが生じる。傾きの角度が微小角度の場合には画像観察上、大きな問題とならないかも知れないが、各種の計測などを考えるとできる限り正確な画像を形成できるのが望ましい。特に、機械走査を高速に行う場合、走査面の傾き角度が大きくなるので、走査面の傾きを無視できない。

本発明の目的は、走査面の傾きの問題を解消又は軽減できるようにすることにある。

本発明の他の目的は、複雑な演算を要することなく、機械走査方向に直交する走査面を形成できるようにすることにある。

（１）本発明は、第１方向に整列された複数の振動素子からなるアレイ振動子と、そのアレイ振動子を第２方向へ機械的に走査する機械走査機構と、を備えた送受波器と、前記アレイ振動子の機械走査と同時に、前記アレイ振動子で形成される超音波ビームを繰り返し電子走査することにより、前記第１方向に対して傾斜した複数の実走査面を形成する走査制御手段と、前記複数の実走査面に対応する複数の実走査面データから、前記第１方向に対して実質的に平行な複数の補間走査面に対応する複数の補間走査面データを生成する補間手段と、を含むことを特徴とする。

上記構成によれば、超音波ビームの電子走査を行いながら送受波器を機械走査すると、第１方向（電子走査方向）に対して傾斜した複数の実走査面が形成され、それらに対応する複数の実走査面データが得られる。複数の実走査面データに対して補間演算を実行することによって、１又は複数の補間走査面データが求められる。その補間走査面データは仮想的な補間走査面に対応し、その補間走査面は第１方向に平行又はほぼ平行な面（第２方向に直交又はほぼ直交する面）である。よって、補間演算という簡易な演算で角度補正された走査面（補間走査面）を形成できるので簡便であり、また画像の歪みも軽減又は解消される。

上記構成において、補間演算は、往路機械走査及び復路機械走査のそれぞれにおいて逐次的に実行されるようにしてもよい。その場合、往路機械走査と復路機械走査とで電子走査方向の向きを同一にすることもできるし、反転させることもできる。また、往路機械走査と復路機械走査の一方のみで実走査面の形成及び補間走査面の形成を行うようにしてもよい。また、補間演算は、往路機械走査で得られる１又は複数の実補間データと復路機械走査で得られる１又は複数の実補間データとの間で実行するようにしてもよい。この場合、往路機械走査と復路機械走査において電子走査の向きを反対にしてもよいが、敢えてその向きを同一にして複数の実走査面がクロスつまり交差するようにしてもよい。いずれの場合においても補間演算を行って角度補正された補間走査面を形成できる。

上記構成において、複数の振動素子は例えば直線配列され又は円弧状に配列される。また、機械走査方向は直線状又は円弧状であってもよい。また、電子走査方式は電子リニア走査、電子セクタ走査などであってもよい。上記の送受波器としては、一般に、音響媒体が充填された探触子ケース内でアレイ振動子を機械走査するメカニカル３Ｄプローブが用いられるが、走査面の傾斜が生じてしまう他のタイプの送受波器であってもよい。上記の補間演算は、送受波空間座標からデータ空間座標への座標変換前に実行してもよいし、座標変換後に実行してもよいが、後述する実施形態では、上記の補間演算は、３Ｄメモリへのデータの書き込みに先立って実行される。なお、３Ｄメモリを用いることなく、傾斜補正後の補間走査面データを用いて二次元又は三次元の画像を形成することも可能である。

望ましくは、前記補間手段は、ｉ（但し、ｉは２以上の整数）個の実走査面データからｊ個（但し、ｊは１以上の整数）の補間走査面データを生成する補間演算を実行する。ここで、ｉは例えば２又は３であるが、勿論４以上の数値であってもよい。また、ｊは例えば１又は２であるが、勿論３以上の数値であってもよい。フレーム間補間演算にあたって、通常は内挿法が適用されるが、機械走査の端部において外挿法を適用してもよい。なお、ｉ及びｊはユーザー選択させてもよくあるいは自動選択させてもよい。

望ましくは、前記ｉ個の実走査面データは、互いに同じ向きに傾斜した隣接するｉ個の実走査面に対応する。これは補間演算の第１モードに対応する。この第１モードにおいては、実走査面の形成に伴って逐次的に補間走査面を形成できるので、実時間性がよい。

望ましくは、前記アレイ振動子の往路機械走査及び復路機械走査のそれぞれにおいて前記補間演算が繰り返し実行される。

望ましくは、前記補間演算で用いられる補間係数が前記第１方向上のビーム位置に応じて変更される。望ましくは、前記補間演算で用いられる補間係数が前記第１方向上のビーム位置に応じて線形に変更される。

望ましくは、前記アレイ振動子の往路機械走査及び復路機械走査では前記第１方向の同じ向きに電子走査が実行され、前記往路機械走査では前記第１方向に対して一方側へ傾斜した複数の実走査面が形成され、前記復路機械走査では前記第１方向に対して他方側へ傾斜した複数の実走査面が形成され、前記ｉ個の実走査面データは、互いに交差する実走査面ペアを含むｉ個の実走査面に対応する。

上記構成は、補間演算の第２モードに対応し、この第２モードでは交差関係にある実走査面から補間走査面が形成される。この場合、望ましくは、交差関係にある２つの実走査面の交点（厳密には交差線）を通過するように補間走査面が形成される。

望ましくは、前記往路機械走査と前記復路機械走査とにまたがって前記補間演算が繰り返し実行される。

望ましくは、前記補間演算で用いられる補間係数が前記第１方向における各ビーム位置によらずに維持される。補間走査面に対して２つの実走査面が対称関係にあるために第１方向の各ビーム位置で同じ補間係数を利用できる。

望ましくは、前記補間演算では、前記ｉ個の実走査面データにおける互いに同じビーム位置且つ同じ深さのｉ個のエコーデータを用いて補間データを演算する。もちろん、機械走査方向に直線的に並んだ複数のエコーデータのみを用いて一次元の補間演算を行ってもよいが、二次元又は三次元の補間演算を行うようにしてもよい。また、走査面内におけるビーム間補間を行った上で上記フレーム間補間を行ってもよいし、上記のフレーム間補間後にビーム間補間を行ってもよい。更に、時間軸方向の補間演算を組み合わせてもよい。

望ましくは、前記電子走査制御手段は、１回の送受信で複数の受信ビームを同時形成する。この場合、走査面は厳密に言えば階段状の形態となるが、その場合でも補間走査面を形成できる。

（２）上記目的を達成するために、本発明は、電子走査方向に対して傾斜し且つ機械走査方向に並んだ複数の実走査面を形成する超音波診断装置において、前記複数の実走査面に対応する複数の実走査面データから、前記電子走査方向に対して平行で且つ前記機械走査方向に並んだ複数の補間走査面に対応する複数の補間走査面データを生成する補間手段と、前記複数の補間走査面データで構成されるボリュームデータを用いて、二次元画像又は三次元画像を形成する画像形成手段と、を含むことを特徴とする。望ましくは、前記複数の補間走査面は前記電子走査方向に対して実質的に平行となる。

以上説明したように、本発明によれば、電子走査と機械走査とが併用される場合に、各実走査面が傾斜して形成されても、機械走査に直交する又は略直交する補間走査面を形成できる。よって、画像形成時に生じる歪みを軽減又は防止でき、あるいは、そのような歪みを防止するための複雑な演算が不要となる。

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。

図１には、本発明に係る超音波診断装置の好適な実施形態が示されており、図１はその全体構成を示すブロック図である。

３Ｄプローブ１０は、送受波器として機能し、図１に示す例において、アレイ振動子を含む振動子ユニット１２と、機械走査機構１４と、位置検出器１６とを有している。この３Ｄプローブ１０は、生体の体表面上に当接して用いられ、あるいは体腔内に挿入して用いられる。

振動子ユニット１２に設けられているアレイ振動子は複数の振動素子からなるものである。それらの振動素子はこの例では直線的に配列されているが、円弧状に配列されてもよい。そのアレイ振動子によって超音波ビームが形成され、その超音波ビームは電子的に走査される。これによって走査面（実走査面）Ｓが形成される。電子走査方式としては例えば電子リニア走査や電子セクタ走査などをあげることができる。図１においては、超音波ビームが直線的に走査されており、矩形の走査面Ｓが構成されている。

機械走査機構１４は、振動子ユニット１２を機械的に走査する機構である。ちなみに、図１においてｘ方向は機械走査方向であり、ｙ方向は電子走査方向であり、ｚ方向は深さ方向である。機械走査機構１４は、図１に示されるように電子走査方向に対して直交する方向（機械走査方向）に直線的に振動子ユニット１２を機械走査している。もちろん、円弧状に機械走査するようにしてもよい。すなわち、電子走査と機械走査に関しては各種の方式を採用することができる。

機械走査機構１４は例えばモータ及びそこにより発生した回転力を駆動力に変換する機構を有しており、機械走査方向における位置を検出するために位置検出器１６が接続されている。この位置検出器１６はロータリーエンコーダなどによって構成されてもよい。

上記のような電子走査と機械走査の併用により三次元エコーデータ取込空間（三次元空間）Ｖが構成される。機械走査にはｘ方向における正の方向への往路機械走査とｘ方向における負の方向への往路復路走査とがあり、本実施形態においてはいずれの機械走査においてもｙにおける正の方向に電子走査が繰り返し実行されている。

ちなみに、電子走査方式及び機械走査方式によって三次元空間Ｖの形状は異なり、図１においては立方体の形状が示されているが、例えばその形状は角錐形状などであってもよい。

本実施形態においては、３Ｄプローブ１０が探触子ケースを有し、その内部には水あるいは油などによって構成される音響媒体が充填され、またその探触子ケース内において振動子ユニット１２が機械的に走査されている。これによって、振動子ユニット１２における送受波面と体表面との間に存在する空気層を排除し、良好な超音波伝搬特性を得ることが可能である。

送受信部１８は、送信ビームフォーマー及び受信ビームフォーマーとして機能する。すなわち、通常の２Ｄ超音波画像を形成する超音波診断装置と同様に、送信ビーム及び受信ビームを繰り返し電子走査する機能を発揮する。この送受信部１８及びそれを制御する制御部２２によって走査制御部が構成される。

ちなみに、後に図８を用いて説明するように、１つの送信ビームに対して複数の受信ビームが同時に形成されるようにしてもよい。すなわち、フレームレートあるいはボリュームレートを向上するためにいわゆる多方向同時受信技術を適用するものである。

信号処理部２０は、必要に応じて検波、対数圧縮などの処理を実行する回路である。例えばこの信号処理部２０がドプラ情報を抽出する回路として構成されてもよい。

信号処理部２０の後段にはメモリ２４及び補間部２６が設けられている。補間部２６は、第１モード及び第２モードで動作可能である。第１モードにおいては、互いに隣接する傾斜した複数の実走査面から補間走査面を生成する補間演算が実行される。この補間演算は往路機械走査及び復路機械走査のそれぞれにおいて繰り返し実行される。この場合、補間演算のために用いられる複数の実走査面の数は例えば２あるいは３などであるが、もちろんそれ以外の個数の実走査面を用いるようにしてもよい。

第２モードにおいては、本実施形態において、往路機械走査及び復路機械走査において得られた互いに交差関係にある実走査面ペアから補間走査面が形成されている。そのような交差関係にある実走査面ペアは三次元空間における機械走査方向の各位置で形成されることになり、それらの各位置に補間走査面が形成されることになる。それぞれのモードに関しては後に図２〜図９を用いて詳述することにする。

いずれにしても、補間演算に際しては、複数の実走査面に対応する複数の実走査面データが必要となるためメモリ２４は、必要なデータをバッファリングするために設けられている。例えば、第１モードにおいて２つの実走査面から一つの補間走査面を形成する場合には、メモリ２４上に１つの実走査面データが格納され、そこから読み出された実走査面データと最新の実走査面データとが補間部２６へ出力され、補間部２６においては入力される２つの実走査面データに対して補間演算を実行する。すなわち、信号処理部２０からｋ番目の実走査面データが出力された場合、メモリ２４からｋ−１番目の実走査面データが出力され、同時にメモリ２４上にｋ番目の実走査面データが格納されることになる。３つの実走査面データを用いて補間走査面データを生成する場合には、メモリ２４上に２つの実走査面データが格納されることになる。補間対象となる実走査面の個数はユーザーによって任意に選択することができ、所定の条件にしたがって自動的に選択することができる。したがって、補間部２６から補間走査面データが出力されることになる。その補間走査面データは、機械走査方向に対して直交する仮想的な補間走査面に対応するデータであり、機械走査と電気走査を同時進行で行う場合において生ずる実走査面の傾斜という問題を補間処理によって解消した結果として得られるデータである。

上記の第２モードにおいては、メモリ２４は１回の機械走査分のデータを格納しており、１ボリューム分のデータ記憶容量を有することになる。そして、往路機械走査と復路機械走査とにまたがって上記の通り交差関係にある実走査面ペアごとに補間演算が実行されることになる。

３Ｄメモリ２８は、三次元空間Ｖに対応するデータ空間を有しており、その３Ｄメモリ上には上記のように生成された補間走査面データが格納される。ちなみに、実走査面及び補間走査面データは複数の超音波ビームデータで構成されるものである。ちなみに、上記の補間演算は送受波座標からデータ空間座標への座標変換前に行うのが望ましいが、そのような座標変換を行った後に補間演算を実行することもできる。また、３Ｄメモリ２８へ書き込まれるデータは検波後のデータであってもよいが、ＲＦ信号の状態で生データとして各データが格納されてもよい。

三次元画像形成部３０は、３Ｄメモリ２８から読み出されるデータを用いて三次元画像を形成する手段である。この場合においては、三次元空間Ｖに対して所定の視点が設定され、その視点から出る各レイごとにエコーデータの投影演算を実行し、その結果として三次元画像を形成する。ちなみに三次元画像の形成方法としては公知のボリュームレンダリング法やその他の画像処理方法を適用することが可能である。形成された三次元画像を構成する画像データは表示処理部３４へ出力される。

任意断層画像形成部３２は、ユーザーによって設定された三次元空間Ｖに対する任意切断面に対応する断層画像を形成する手段である。そのように形成された断層画像を表す画像データは表示処理部３４へ出力される。

表示処理部３４は、以上のように入力された画像データに対して必要な画像合成などの処理を行ってその処理後のデータを表示部３６へ出力する。これによって表示部３６には三次元画像あるいは任意断層画像が表示される。

制御部２２は、図１に示す各構成の動作制御を行っており、特に補間モードの選択、送受信制御及び電子走査機械走査の制御を行っている。

図２及び図３には、上記の第１モードにおける補間処理の一例が示されている。この図２及び図３に示す例では２つの実走査面（実走査面データ）から補間走査面（補間走査面データ）が生成されている。

図２において、Ｓ１及びＳ２は互いに隣接する２つの実走査面を表しており、機械走査と共に電子走査が行われた結果、それらの実走査面Ｓ１，Ｓ２は機械走査方向であるｘ方向に流れている。すなわち電子走査方向であるｙ方向に対して傾斜している。本実施形態においては、それらの２つの実走査面Ｓ１，Ｓ２を用いて１つの補間走査面Ｒが生成される。この場合においては、図示されるように、電子走査方向であるｙ方向に平行な補間走査面Ｒを形成するために、そのｙ方向のビーム位置に応じて補間係数が線形に可変されている。

例えば、図２に示されるように、ｙ方向におけるある位置に着目した場合、実走査面Ｓ１上におけるエコーデータｅ１と実走査面Ｓ２におけるエコーデータｅ２とを用いて線形補間処理によって補間データｇが生成されるが、その場合における補間係数は補間データｇから２つのエコーデータｅ１，ｅ２までの距離ｄ１，ｄ２にしたがって決定される。一例として、実際の装置においては、電子走査方向すなわちｙ方向におけるビーム個数をｍとし、現在着目している超音波ビームの番号をｎとした場合、以下の計算式によって補間データｇが決定される。ここで、以下の（ｎ／ｍ）や（（ｍ−ｎ）／ｍ）は補間係数に相当する。

ｇ＝ｅ１×（ｎ／ｍ）＋ｅ２×（（ｍ−ｎ）／ｍ）

すなわち、上記の距離ｄ１，ｄ２に依存した重み付け加算によって補間データｇを生成するものである。このような補間処理によると、電子走査の原点位置においては、図２に示す例では、実走査面Ｓ２上におけるエコーデータがそのまま採用されることになり、一方、の終点位置においては、実走査面Ｓ１上におけるエコーデータがそのまま採用されることになる。そして、そのような始点と終点の間においては上述した重み付け補間処理によってエコーデータの値が特定されることになる。

以上のような補間処理を往路機械走査及び復路機械走査において行った結果が図３に示されている。図３において（Ａ）には往路機械走査において生成される複数の補間走査面Ｒが示されており、（Ｂ）には復路機械走査において形成される複数の補間走査面Ｒ’が示されている。（Ａ）に示すように、往路機械走査においては図３において右下がりの傾きをもって各実走査面Ｓが形成されすなわち一方側に傾斜しかつ機械走査方向に平行に並んだ複数の実走査面Ｓが構成される。そして、そのような複数の実走査面Ｓから、機械走査方向に一定の間隔で並んだ複数の補間走査面Ｒが構成され、各補間走査面Ｒは電子走査方向に平行すなわち機械走査方向に直交している。これは、（Ｂ）に示す復路機械走査においても同様であり、この場合においては、図３において左下がりで示される複数の他方方向に傾斜した実走査面Ｓ’が形成され、それらに基づいて機械走査方向に直交する複数の補間走査面Ｒ’が形成されている。

ちなみに、本実施形態においては、往路機械走査及び復路機械走査のいずれにおいても走査速度が一定であることを前提としたが、往路機械走査及び復路機械走査の速度プロファイルがそれぞれ対称の関係にあればあるいはそれらが既知であってそれらを演算で用いれば上記同様の結果を得ることが可能となる。また、往路機械走査と復路機械走査の速度プロファイルにずれがあったとしても、上記のような補間処理によれば、完全に電子走査方向に平行にはならないものの、従来よりも傾斜の度合いを小さくしてその結果画像形成時の歪みを軽減することができるという利点がある。ちなみに、実走査面がｘｙ平面上において円弧状に湾曲し、また深さ方向においてもその実走査面が湾曲することもあるが、上記のような補間処理により、そのような場合にあっても従来よりもｙ方向により平行に近い補間走査面を形成できるという利点がある。もちろんそのような湾曲を解消するような補間演算を更に適用するようにしてもよい。

図４及び図５には、上記の第１モードにおける他の例が示されている。この例では３つの実走査面（実走査面データ）から１つの補間走査面（走査面データ）が生成されている。図４に示されるように、３つの実走査面ｓ１，ｓ２、ｓ３はそれぞれ電子走査方向に対して一方側に傾斜している。それらに対して電子走査方向における各ビーム位置ごとに補間係数を連続的に変化させつつ補間処理を実行することにより補間走査面Ｒを形成することができる。この補間走査面Ｒは中央の実走査面Ｓ２に対して交差するものとなっている。例えば、電子走査方向におけるあるビーム位置に注目した場合、補間走査面Ｒ上における補間データｇの値は各実走査面Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３上におけるエコーデータｅ１，ｅ２，ｅ３の値と図４に示される各距離ｄ１，ｄ２，ｄ３によって上記同様の補間演算によって求められることになる。ちなみに、図４においては３つの実走査面から１つの補間走査面が形成されていたが、３つの実走査面から２つの補間走査面を形成するようにしてもよく、すなわち補間対象となる実走査面の個数ｍと補間処理によって生成される補間走査面の個数ｎに関しては任意に設定することが可能である。よって、１ボリュームあたりにおける補間走査面の個数を増大させれば、角度矯正と共に見かけ上の空間分解能を向上できるという利点もある。

図５には、図４に示した補間処理を適用した場合における処理結果が示されており、（Ａ）には往路機械走査において生成される複数の補間走査面Ｒが示されており、（Ｂ）には復路機械走査において生成される複数の補間走査面Ｒ’が示されている。この図５と図３の対比から明らかなように図３に示す例では、２つの実走査面の終点と始点とを結ぶ方向として補間走査面が形成されていたが、この図５に示す例では実走査面に対してその中央を交差する補間走査面が形成されている。

次に、図６及び図７には、上記の第２モードの補間処理例が示されている。

図６において、符号Ｓ１は往路機械走査において形成された実走査面を表しており、Ｓ２は復路機械走査において形成された実走査面を表している。それらの実走査面Ｓ１，Ｓ２は電子走査方向の中央位置において互いに交差しており、対称の関係にある。第２モードにおいては、それらの実走査面Ｓ１，Ｓ２からその中央を通過する面として補間走査面Ｒが生成される。この場合においては、例えば電子走査方向における特定のビーム位置に着目すると、補間走査面Ｒにおける補間データｇの値は、実走査面Ｓ１，Ｓ２上におけるエコーデータｅ１，ｅ２の平均値として演算される。すなわち図６に示す補間処理においては、ｅ１とｇとの間の距離及びｅ２とｇとの間における距離がいずれもｄで同一であり、その結果平均演算によって補間データを生成することが可能となる。すなわち補間係数は電子走査方向におけるビーム位置によらずに一定であり、それぞれのエコーデータに対して重み付け値としては０．５が与えられる。

図７には、往路機械走査を行って得られた複数の実走査面と復路機械走査を行って得られた複数の実走査面が表されており、それらの複数の実走査面によって、交差関係にある複数の実走査面ペアが構成されている。そして、その実走査面ペアごとに補間走査面Ｒが形成されている。この第２モードによると、１ボリューム分の遅延時間が生じるが、空間的にバランスのよい補間演算を行えるという利点があり、画像の精度を向上できるという利点がある。

図６及び図７に示す例では、１つの実走査面ペアから１つの補間走査面が形成されていたが、様々なバリエーションを想定することができ、例えば往路機械走査において得られた隣接する複数の実走査面と、復路機械走査において得られた隣接する複数の実走査面とを用いて１又は複数の補間走査面を形成するようにしてもよい。

図６及び図７に示した補間処理においては、往路機械走査と復路機械走査とで同じ方向に超音波ビームが電子走査されていたが、超音波ビームの電子走査方向を逆転させることもできる。その場合においては、往路機械走査と復路機械走査との間で上記の第１モードを適用することも可能である。さらに、往路機械走査及び復路機械走査のそれぞれにおいて電子走査方向の向きを正方向、負方向、正方向、負方向、・・・というふうに交互に反転させるようにしてもよい。この場合においては、上記の第１モードを適用するのが望ましい。

また、図８及び図９に示すように、多方向同時受信技術と上記の補間処理とを組み合わせてもよい。すなわち、図８に示されるように、１送信あたり４つの受信ビームを同時に形成する場合においても、補間走査面Ｒを構成することができる。ここで、各実走査面Ｓ１，Ｓ２はそれぞれ複数の受信ビームセットによって構成され、各受信ビームセットは４つの受信ビームによって構成される。すなわち、ある深さに着目した場合、電子走査方向に並ぶ４つのエコーデータが同時に取得されている。この場合においても上記同様に第１モード及び第２モードを適用でき、図８においてはその内で第１モードを適用した場合の処理結果が示されている。この場合においても、同じビームアドレスかつ同じ深さ位置にある例えば２つのエコーデータｅ１，ｅ２から線形補間処理によって補間データｇが演算される。これによって、２つの実走査面Ｓ１，Ｓ２の間に補間走査面Ｒが構成される。

図９には、図８に示した補間処理を（Ａ）に示す往路機械走査及び（Ｂ）に示す復路機械走査に対して適用した結果が示されている。図３に示した場合と同様に、各実走査面間に補間走査面Ｒ，Ｒ’が構成されている。もちろん、上記の第２モードに対して複数同時受信技術を適用するようにしてもよい。

上記の実施形態においては、機械走査方向に並んだ複数のエコーデータからその間に補間データを生成するようにしたが、そのような内挿法によらずに、機械走査の端部において外挿法を適用するようにしてもよい。また、そのような直線的な補間によらずに、平面あるいは空間的な補間演算を適用するようにしてもよい。例えば、８点あるいは１６点のエコーデータを用いてその空間の内部に１又は複数の補間データを生成するようにしてもよい。

上記実施形態によれば、３Ｄメモリ２８への書き込みに先立って、傾斜補正あるいは傾斜矯正の処理が適用されているため、データの書き込み時あるいは読み出し時における演算を簡易にすることができるという利点がある。また、例えば各補間走査面ごとにＢモード画像（二次元断層画像）を表示部３６に表示するような場合において、画像に歪みが生じず、また往路機械走査から復路機械走査、あるいは、復路機械走査から往路機械走査への切換時点において、画像の傾き関係が逆転することに伴う違和感を解消できるという利点もある。

本発明に係る超音波診断装置の全体構成を示すブロック図である。 第１モードにおける処理例を示す図である。 第１モードにおける処理例を示す図である。 第１モードにおける他の処理例を示す図である。 第１モードにおける他の処理例を示す図である。 第２モードにおける処理例を示す図である。 第２モードにおける処理例を示す図である。 多方向同時受信技術と補間処理との組み合わせを説明するための図である。 多方向同時受信技術と補間処理との組み合わせを説明するための図である。

符号の説明

１０ ３Ｄプローブ、１２ 振動子ユニット、１４ 機械走査機構、１８ 送受信部、２４ メモリ、２６ 補間部、２８ ３Ｄメモリ、３０ 三次元画像形成部、３２ 任意断層画像形成部、３６ 表示部。

Claims (12)

1. 第１方向に整列された複数の振動素子からなるアレイ振動子と、そのアレイ振動子を第２方向へ機械的に走査する機械走査機構と、を備えた送受波器と、
   前記アレイ振動子の機械走査と同時に、前記アレイ振動子で形成される超音波ビームを繰り返し電子走査することにより、前記第１方向に対して傾斜した複数の実走査面を形成する走査制御手段と、
   前記複数の実走査面に対応する複数の実走査面データから、前記第１方向に対して実質的に平行な複数の補間走査面に対応する複数の補間走査面データを生成する傾斜補正処理を実行する補間手段と、
   前記補間手段による傾斜補正処理後の複数の補間走査面データが書き込まれる三次元データメモリと、
   を含むことを特徴とする超音波診断装置。
2. 請求項１記載の装置において、
   前記補間手段は、ｉ（但し、ｉは２以上の整数）個の実走査面データからｊ個（但し、ｊは１以上の整数）の補間走査面データを生成する補間演算を実行することを特徴とする超音波診断装置。
3. 請求項２記載の装置において、
   前記ｉ個の実走査面データは、互いに同じ向きに傾斜した隣接するｉ個の実走査面に対応することを特徴とする超音波診断装置。
4. 請求項３記載の装置において、
   前記アレイ振動子の往路機械走査及び復路機械走査のそれぞれにおいて前記補間演算が繰り返し実行されることを特徴とする超音波診断装置。
5. 請求項３記載の装置において、
   前記補間演算で用いられる補間係数が前記第１方向上のビーム位置に応じて変更されることを特徴とする超音波診断装置。
6. 請求項２記載の装置において、
   前記アレイ振動子の往路機械走査及び復路機械走査では前記第１方向の同じ向きに電子走査が実行され、
   前記往路機械走査では前記第１方向に対して一方側へ傾斜した複数の実走査面が形成され、
   前記復路機械走査では前記第１方向に対して他方側へ傾斜した複数の実走査面が形成され、
   前記ｉ個の実走査面データは、互いに交差する実走査面ペアを含むｉ個の実走査面に対応することを特徴とする超音波診断装置。
7. 請求項６記載の装置において、
   前記往路機械走査と前記復路機械走査とにまたがって前記補間演算が繰り返し実行されることを特徴とする超音波診断装置。
8. 請求項７記載の装置において、
   前記補間演算で用いられる補間係数が前記第１方向における各ビーム位置によらずに維持されることを特徴とする超音波診断装置。
9. 請求項２記載の装置において、
   前記補間演算では、前記ｉ個の実走査面データにおける互いに同じビーム位置且つ同じ深さのｉ個のエコーデータを用いて補間データを演算することを特徴とする超音波診断装置。
10. 請求項１記載の装置において、
    前記電子走査制御手段は、１回の送受信で複数の受信ビームを同時形成することを特徴とする超音波診断装置。
11. 電子走査方向に対して傾斜し且つ機械走査方向に並んだ複数の実走査面を形成する超音波診断装置において、
    前記複数の実走査面に対応する複数の実走査面データから、前記電子走査方向に対して平行で且つ前記機械走査方向に並んだ複数の補間走査面に対応する複数の補間走査面データを生成する傾斜補正処理を実行する補間手段と、
    前記補間手段による傾斜補正処理後の複数の補間走査面データで構成されるボリュームデータが書き込まれる三次元データメモリと、
    前記三次元データメモリに書き込まれたボリュームデータを用いて、二次元画像又は三次元画像を形成する画像形成手段と、
    を含むことを特徴とする超音波診断装置。
12. 請求項１１記載の装置において、
    前記複数の補間走査面は前記電子走査方向に対して実質的に平行となることを特徴とする超音波診断装置。

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