JPH08317923A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】超音波の走査方向と、これに直交する方向の生
体内の媒質の不均一の補正を行なう超音波診断装置を提
供する。 【構成】第１の遅延２は被検体が音速既知の均一媒質と
仮定し、探触子１の各素子の受信信号に対し解析的に求
めた初期遅延時間分布を与える。第１の遅延部２の出力
信号の数は受信信号数に等しく、第１の加算部３で第１
の遅延部２の複数の出力信号を加算し、相関演算の対象
となる加算信号を出力する。相関演算部５で加算信号の
間の時間差を検出し、第２の遅延部４で第１の遅延部２
で与えた遅延時間に追加してこの時間差を各加算信号に
与え、受信信号の到達時間のばらつきを補正する。第２
の遅延部４の出力信号を第２の加算部６で加算し、目的
方向に指向性を持つ超音波ビームを形成する。 【効果】小さい回路規模で２方向の補正を効率的にでき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は医療診断に用いる超音波
診断装置に関し、特に不均一媒質の影響を除去するため
に、探触子による受波信号の遅延時間分布を変更する超
音波診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】超音波診断装置は、探触子を構成する複
数の配列素子による受波信号に遅延時間分布を与え、所
定の方向に指向性を持つ超音波ビームを形成して被検体
の断層像を得る。しかし、人体は不均一媒質であるた
め、高分解能の超音波ビームを形成するには、被検体に
あわせて遅延時間分布を変化させる必要がある。

【０００３】これを図２で説明する。図２において２１
〜２５は探触子の素子（ｅ１〜ｅ５）、６１は反射体で
ある。簡単のため受信のみで考えると、媒質が音速既知
で均一ならば反射体６１からの反射パルス波面は、理想
的な波面６２として素子２１〜２５（ｅ１〜ｅ５）に到
達する。このとき、反射体６１と素子２１〜２５（ｅ１
〜ｅ５）の位置関係により素子２３（ｅ３）には最も早
く、素子２１（ｅ１）、２５（ｅ５）には最も遅くパル
スが到達する。そのため全てのパルスの到達時間をあわ
せるために、素子２２、２３、２４（ｅ２、ｅ３、ｅ
４）が受信するパルスに適当な遅延を与える。これによ
り全パルスの到達時間をあわせた後、加算することによ
り、目的方向からの受信パルスのみを増幅し高分解能の
断層像を形成する。音速既知の均一媒質ならば与えるべ
き遅延は解析的に求めることができる。

【０００４】素子２１〜２５（ｅ１〜ｅ５）と反射体６
１との距離をＬｉ（１≦ｉ≦５）、超音波診断装置の設
定音速をｃ、素子２１〜２５（ｅ１〜ｅ５）の受波信号
に与える遅延時間をτｉ（１≦ｉ≦５）、Ｌｉ（１≦ｉ
≦５）の中の最大値をＬｍａｘとおけば、 τｉ＝（Ｌｍａｘ−Ｌｉ）／ｃ …（数１） である。しかし、実際には素子２１〜２５（ｅ１〜ｅ
５）と反射体６１との間に、不均一媒質６４が存在する
ためにパルス波面は歪みを有する波面６３になるので、
各素子の受波信号に与える遅延時間を変化させなければ
ならない。

【０００５】ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏ
ｎ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ、Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒ
ｉｃｓ、ａｎｄ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｃｏｎｔｒｏ
ｌ、Ｖｏｌ．３５、Ｎｏ．６、ｐｐ．７５８−７６７
（１９８８年発行）では、超音波ビーム走査方向のみに
素子分割された探触子を用いて、各素子受波信号の実相
関演算により上記の歪みを有する波面を補正している。

【０００６】日本超音波医学会第５８回研究発表会講演
論文集、ｐｐ８５９−８６０（１９９１年発行）では、
超音波ビーム走査方向のみに素子分割された探触子を用
いて、各素子受波信号の高周波成分を除去した後、低周
波成分の複素相関演算により上記の歪みを有する波面を
補正している。

【０００７】日本超音波医学会第５９回研究発表会講演
論文集、ｐｐ２５３−２５４（１９９１年発行）、なら
びにＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｕｌ
ｔｒａｓｏｎｉｃｓ、Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃｓ、
ａｎｄ ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＣｏｎｔｒｏｌ、Ｖｏｌ．
４１、Ｎｏ．５、ｐｐ．６３１−６４３（１９９４年発
行）では、超音波ビーム走査方向、超音波ビーム走査方
向に直交する方向の両者に素子分割された探触子を用い
て歪みを有する波面の補正を行っている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ
ａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ、Ｆｅ
ｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃｓ、ａｎｄ Ｆｒｅｑｕｅｎｃ
ｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ、Ｖｏｌ．３５、Ｎｏ．６、ｐｐ．
７５８−７６７（１９８８年発行）、ならびに日本超音
波医学会第５８回研究発表会講演論文集、ｐｐ８５９−
８６０（１９９１年発行）では、撮像物体と探触子の間
に超音波ビーム走査方向のみに不均一なシリコンゴムを
挿入し故意に断層像を劣化させている。しかし、生体内
での媒質の不均一は、超音波ビーム走査方向と超音波ビ
ーム走査方向に直交する方向に分布しており、１方向の
みでの不均一なシリコンゴムの挿入は、生体内での媒質
の不均一を模擬するには不十分と考えられる。

【０００９】日本超音波医学会第５９回研究発表会講演
論文集、ｐｐ２５３−２５４（１９９１年発行）では、
シリコンゴムを挿入しない断層像の画質改善を試みてい
るが成功していない。その解決策として超音波ビーム走
査方向と超音波ビーム走査方向に直交する方向に分割さ
れた探触子を用いた生体内での媒質の不均一の２方向で
の補正を提案し、相関演算の対象となる信号を受波した
単一素子の幾何学的な重心位置の間の距離が、超音波ビ
ーム走査方向に直交する方向に３ｍｍ以下であれば十分
な補正が可能であるとしている。しかし、超音波ビーム
走査方向の、相関演算の対象となる信号を受波した単一
素子の幾何学的な重心位置の間の距離の最適化に関する
記述は何もない。また、超音波ビーム走査方向に直交す
る方向の、相関演算の対象となる信号を受波した単一素
子の幾何学的な重心位置の間の距離、３ｍｍは、生体内
での媒質の不均一の十分な補正には大きすぎると考えら
れる。

【００１０】ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏ
ｎ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ、Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒ
ｉｃｓ、ａｎｄ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｃｏｎｔｒｏ
ｌ、Ｖｏｌ．４１、Ｎｏ．５、ｐｐ．６３１−６４３
（１９９４年発行）では、超音波ビーム走査方向と超音
波ビーム走査方向に直交する方向の全素子間で相関演算
を行い、歪み波面の補正を行っており、莫大な個数の相
関器を必要としている。

【００１１】本発明の目的は、探触子が超音波ビーム走
査方向と超音波ビーム走査方向に直交する方向に分割さ
れ、生体内での媒質の不均一の２方向における補正を相
関演算により行う超音波診断装置において、相関演算の
対象となる信号数を超音波ビーム走査方向、超音波ビー
ム走査方向に直交する方向の両者で最適化し、小さい回
路規模の相関演算部により、生体内での媒質の不均一の
補正を十分に行なう、超音波診断装置を提供することに
ある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の超音波診断装置
は、被検体内に超音波パルスビームを送受信する複数の
素子が、超音波パルスビームの走査方向とこの走査方向
と直交する方向の２方向に配列されてなる探触子と、各
素子で得る受波信号に遅延を与える第１の遅延部と、第
１の遅延部の複数の出力信号を加算して、複数の加算信
号を出力する第１の加算部と、第１の加算部の出力信号
の間の相関演算を行う相関演算部と、加算信号に遅延を
与える第２の遅延部と、第２の遅延部の出力信号を加算
する第２の加算部とを有し、第２の遅延部の与える遅延
が、相関演算部の演算結果に基づいて決定される超音波
診断装置において、第１の加算部が出力する加算信号の
それぞれは、互いに等しい数の素子からなる素子群を構
成する各素子で得る受波信号の和であり、走査方向で隣
接する素子群の幾何学的な重心位置の間の距離のそれぞ
れと、走査方向に直交する方向で隣接する素子群の幾何
学的な重心位置の間の距離のそれぞれと、がそれぞれ等
しい距離であることに特徴を有し、さらに、走査方向、
および走査方向と直交する方向で隣接する素子群の幾何
学的な重心位置の間の距離が、１ｍｍ以上、２ｍｍ以下
であり、走査方向に直交する方向の素子幅が、走査方向
に直交する方向で隣接する素子群の、幾何学的な重心位
置の間の距離に等しいことにも特徴がある。

【００１３】

【作用】上記の特徴により、超音波ビーム走査方向と超
音波ビーム走査方向に直交する方向で生体内での媒質の
不均一の補正を行う超音波診断装置において、相関演算
を行なう信号数を超音波ビーム走査方向、超音波ビーム
走査方向に直交する方向の両者で最適化し、小さい回路
規模の相関演算部で生体内での媒質の不均一の補正が十
分にできる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面により説明す
る。

【００１５】図１は本発明の第１の実施例における超音
波診断装置の構成を示す図である。図１において、１は
探触子、２は第１の遅延部、３は第１の加算部、４は第
２の遅延部、５は相関演算部、６は第２の加算部であ
る。なお、実際の超音波診断装置では、表示部、増幅
部、検波部等があるが、説明を簡単にするために省略し
てある。

【００１６】探触子１を構成する素子の数は、超音波ビ
ーム走査方向にＮａ個、超音波ビーム走査方向に直交す
る方向にＭａ個であるとする。以下の説明では、超音波
ビーム走査方向をＸ方向、超音波ビーム走査方向に直交
する方向をＹ方向と呼ぶ。

【００１７】探触子１から、被検体内に超音波パルスを
送信して、被検体内からの反射信号を各素子で受信す
る。第１の遅延部２は、被検体が音速既知の均一媒質で
あると仮定して、解析的に求められる初期遅延時間分布
を各素子によって得る受信信号に付与する。以下の説明
では、この初期遅延時間分布をフォーカス用遅延時間分
布と呼ぶ。第１の遅延部２の出力信号の数は各素子によ
る受信信号の数に等しく、Ｎａ×Ｍａである。

【００１８】次に、第１の加算部３では、第１の遅延部
２の出力信号を複数本まとめて加算し、相関演算の対象
となる加算信号を相関演算部５に出力する。Ｘ方向で加
算され得られた信号の数をＮｂ、Ｙ方向で加算され得ら
れた信号の数をＭｂとると、第１の加算部３の出力信号
の数は、Ｎｂ×Ｍｂに減少する。

【００１９】本発明では、上記のようにして加算して得
る信号のそれぞれは、いずれも、互いに等しい数の素子
により受信された受波信号の和であり、これらの互いに
等しい数の素子の群において、Ｘ方向で互いに隣接する
素子群のそれぞれの幾何学的な重心位置の間の距離と、
Ｙ方向で互いに隣接する素子群のそれぞれの幾何学的な
重心位置の間の距離と、がいずれも等しい距離を有して
おり、その距離は、１ｍｍ以上、２ｍｍ以下の範囲にあ
る。

【００２０】図３は、図１に示す探触子１の超音波パル
ス送受信面を模擬的に表す。図３では、簡単のためＮａ
＝４、Ｍａ＝４とし、探触子１は２方向に配置される１
６個の素子Ｅ１〜Ｅ１６からなり、各素子のＸ、Ｙ両方
向における大きさは０．７５ｍｍである。相関演算の対
象となる加算された信号を求めるときに用いる、受波信
号を得る素子の群は、（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４）、
（Ｅ５、Ｅ６、Ｅ７、Ｅ８）、（Ｅ９、Ｅ１０、Ｅ１
１、Ｅ１２）、（Ｅ１３、Ｅ１４、Ｅ１５、Ｅ１６）の
４群である。これら各群の幾何学的な重心位置を、Ｇ１
〜Ｇ４で示している。

【００２１】第１の加算部３では、上記の４群のそれぞ
れを構成する４素子で得る受信信号を加算して、加算さ
れ得る４個の信号（加算信号）を相関演算５に出力す
る。第１の加算部３の出力の数は、Ｎｂ＝２、Ｍｂ＝２
となる。これらの加算信号はいずれも４素子からの受波
信号の和であり、上記の４群において、隣接する素子群
のＸ方向での幾何学的な重心位置の間の距離と、隣接す
る素子群のＹ方向での幾何学的な重心位置の間の距離
は、いずれも１．５ｍｍで等しい。即ち、Ｇ１とＧ３と
の間の距離、Ｇ２とＧ４との間の距離、Ｇ１とＧ２との
間の距離、Ｇ３とＧ４との間の距離、はいずれも１．５
ｍｍで等しい。

【００２２】被検体が音速未知の不均一媒質である場合
には、第１の遅延部２で与えたフォーカス用遅延時間分
布のみでは、各素子で受信する受信信号の到達時間をそ
ろえることができない。そこで、相関演算部５におい
て、それぞれの加算信号間の時間差を検出し、第２の遅
延部４において、第１の遅延部２で与えた遅延時間に追
加する遅延時間として上記の検出された時間差を、各加
算信号に与える。この結果、生体内での媒質の不均一か
ら生じた各素子による受信信号の到達時間のばらつきが
補正される。第２の遅延部４の出力信号のそれぞれが、
第２の加算部６で加算され、目的方向に指向性を持つ超
音波ビームが形成される。

【００２３】本発明では、第１の加算部３で複数の素子
で得る受信信号を加算し、相関演算の対象となる信号の
数を減少させるので、相関演算部５の回路規模が大幅に
縮小できる。これを図４で説明する。図４で、７は加算
信号間の時間差を検出する相関器、Ａ１〜Ａ４は、第１
の加算部３で得た加算信号である。Ａ１とＡ２との間、
Ａ１とＡ３との間、Ａ３とＡ４との間、での時間差を相
関器７で検出する。図４に示すように、相関演算部５に
必要な相関器の数は、Ｎｂ×Ｍｂ−１＝３個ですむ。

【００２４】図５に、第１の加算部３において複数の素
子からの受信信号の和を求めず、第１の遅延部２の出力
に対して、直接に相関演算を行う場合の相関器の接続を
示す。図５において、素子Ｅ１〜Ｅ１６は、図３に示す
素子Ｅ１〜Ｅ１６に対応しており、例えば、素子Ｅ１と
Ｅ２とにより得る受信信号の間での時間差を、相関器７
で検出する。図３に示す構成の探触子１の各素子によっ
て得る受信信号を処理するに必要な相関器７の数は、図
５に示すようにＮａ×Ｍａ−１＝１５個である。即ち、
図４の構成では、相関器７の数は、図５の構成で必要と
する相関器７の数の１／５ですむ。

【００２５】ここで、生体内での媒質の不均一の補正の
精度について考える。図３に示す探触子１では、補正の
対象となる各素子による受信信号の数は、Ｎａ×Ｍａ＝
１６である。図４に示す相関器の接続で求められる時間
差は３個であるから、１６個の各素子による受信信号
を、３個の時間差で補正することになる。しかし、図５
に示す相関器の接続では、求められる時間差は１５個で
あり、１６個の各素子による受信信号を、１５個の時間
差で補正できる。従って、理論的には、図４の構成での
時間差の補正の精度は、図５の構成での時間差の補正の
精度より悪くなる。 即ち、回路を製作する観点から
は、相関演算の対象となる信号の数は少ない方がコス
ト、装置構成が単純となるので望ましく、時間差の補正
の精度を保持する観点からは、相関演算の対象となる信
号の数は多い方が望ましいという、相反す側面がある。

【００２６】図１に示す装置構成では、相関演算の対象
となる信号の数をＸ方向、Ｙ方向の両者で最適化するこ
とにより、回路規模が小さく、各素子による受信信号の
到達時刻の時間差の補正の精度が良好である。その理由
を計算機シミュレーションに基づく計算結果を引用して
説明する。

【００２７】計算機シミュレーションでは、超音波の周
波数を３．５ＭＨｚ、探触子のサイズを、Ｘ方向で１
４．０８ｍｍ、Ｙ方向で１４．０８ｍｍとした。このサ
イズは、一般に市販されている超音波診断装置の代表的
な探触子の仕様に相当する。ここで、被検体を走査した
ときにグレーティングローブと呼ばれる虚像が出現しな
いためには、超音波ビーム走査方向での素子幅は、λを
超音波の波長として、λ／２以下でなければならない。
周波数３．５ＭＨｚでは、λ＝０．４４ｍｍであるか
ら、シミュレーションでは、Ｘ方向での素子数を６４と
した。

【００２８】生体内での媒質の不均一は、探触子の直前
での超音波パルスの時間移動面によりモデル化する。時
間移動面は、探触子に到達した超音波パルスを時間軸上
で正負方向に移動させ、解析的に求められる超音波パル
スの到達時間に対し歪みを与える。生体試料における時
間移動面の実測値が、Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｉｍａｇ
ｉｎｇ １４、ｐｐ．３９８−４１４に記述されてお
り、実測された時間移動面は、最大移動時間が１３０±
３４ｎｓｅｃ、移動時間のｒｍｓ（ｒｏｏｔ ｍｅａｎ
ｓｑｕａｒｅ）値が５５±１４ｎｓｅｃ、移動時間の
自己相関関数の半値幅が４．２±１．１ｍｍである。計
算機シミュレーションでは、上記の値を参考にし、時間
移動面をランダムに発生させた。計算機上で発生した時
間移動面は、最大移動時間が１４３ｎｓｅｃ、移動時間
のｒｍｓ値が５５ｎｓｅｃ、移動時間の自己相関関数半
値幅が４．４ｍｍである。

【００２９】探触子の中心前方１００ｍｍに位置する点
反射体に対し、探触子から超音波パルスを送受信し、受
信信号の相関演算により時間移動面を推定した。推定誤
差から、生体内での媒質の不均一補正後の超音波ビーム
を導き、探触子の中心前方５０ｍｍに中心が配置される
直径１０ｍｍの球（球の内部には反射体が存在せず、球
の外部には点反射体がランダムに一様分布している。）
を、超音波ビームにより走査し画像化した。

【００３０】再構成された画像において、球の外部での
画像信号のｒｍｓ値と、球内部の画像信号のｒｍｓ値と
の比を求め、断層像におけるＳ／Ｎを定義した。断層像
のＳ／Ｎが大きいほど、球の抜けが良く、球の外部と内
部とのコントラストが大きく、球が明確に識別され、高
分解能であると判断する。Ｙ方向での素子数を６４、３
２、１６、８、４、２、１と変化させて、球の画像を再
構成して、断層像のＳ／Ｎを求めた。なお、ここでは第
１の加算部３は、各素子からの受波信号を加算せずに、
そのまま第２の遅延部４ならびに相関演算部５に出力し
た。従って、使用する相関器の個数は、６４×（Ｙ方向
での素子数）−１である。なお、第１の遅延部２のフォ
ーカス用遅延時間分布は、Ｘ、Ｙの両方向でλ／２の間
隔で与える必要があるため、Ｙ方向での素子数が、３２
以下である場合には、探触子１のＹ方向には音響レンズ
を装着し、フォーカス用遅延時間分布を与えるものとし
た。

【００３１】時間移動面が存在しない場合の断層像のＳ
／Ｎは、３０．１ｄＢ、時間移動面が存在し補正を行わ
ない場合の断層像のＳ／Ｎは、１６．５ｄＢであった。
Ｙ方向での素子数が６４、３２、１６、８、４、２、１
である場合に対し、断層像のＳ／Ｎは、それぞれ３１．
３ｄＢ、３１．３ｄＢ、３１．０ｄＢ、２８．０ｄＢ、
２４．３ｄＢ、２１．１ｄＢ、１９．８ｄＢであった。
図６に、Ｙ方向での素子数に対する断層像のＳ／Ｎの結
果をグラフにより示す。

【００３２】図６に示す結果から、Ｙ方向での素子数が
１６以上の場合には、断層像のＳ／Ｎは一定であり、時
間移動面が存在しない場合とほぼ等しく、Ｙ方向での素
子数が８以下では、断層像のＳ／Ｎが減少し始める。こ
のことから、補正が十分に行え、かつ相関演算部の回路
規模を小さくできるようなＹ方向での素子数は、８また
は１６といえる。Ｙ方向での素子数を６４としても、第
１の加算部２において、各素子の受波信号をＹ方向に加
算することにより、相関器の個数を減少させることがで
きる。しかし、Ｙ方向での素子数が多い場合には、探触
子自体の製造が非常に困難である上、仮に探触子１が製
造できても、第１の遅延部２の回路規模が膨大になる。
Ｘ、Ｙの両方向に６４素子を有する探触子は、この１０
年以内には実現が不可能と考えられている。従って、Ｙ
方向での素子数は極力少なくすることが望ましい。

【００３３】以上の説明では、第１の加算部３では、各
素子による受信信号の加算を行っていないので、加算信
号は受信信号に等しく、加算信号を求めるときに用いた
受信信号を得る素子群は、それぞれ単一の素子からな
り、各素子群の重心位置の間の距離は、それぞれ単一素
子の幅となるので、Ｘ方向で隣接する素子群の重心位置
の間の距離は、０．２２ｍｍ、Ｙ方向で隣接する素子群
の重心位置の間の距離は、Ｙ方向での素子数が８のとき
１．７６ｍｍ、Ｙ方向での素子数が１６のとき０．８８
ｍｍである。

【００３４】本発明では、加算信号を求めるときに用い
た受信信号を得る素子群において、Ｘ方向で隣接する素
子群の重心位置の間の距離と、Ｙ方向で隣接する素子群
の重心位置の間の距離とが、それぞれ等しい値である。
次に、第１の加算部３でＸ方向において、各素子による
受信信号を加算する計算機シミュレーションを行う。Ｙ
方向での素子数が８のときは８素子に関する受信信号
を、Ｙ方向での素子数が１６のときは４素子に関する受
信信号を、それぞれＸ方向で加算し、隣接する素子群の
重心位置の間の距離を、Ｘ方向とＹ方向で等しくした。
加算された信号の間で相関演算を行ない、時間移動面を
推定し、補正された超音波ビームにより、上記の球の断
層像を再構成した。

【００３５】Ｘ、Ｙの両方向の重心位置の間の距離が
１．７６ｍｍのとき（６３個の相関器を使用して）、断
層像のＳ／Ｎは２６．０ｄＢであり、Ｘ方向の重心位置
の間の距離が０．２２ｍｍ、Ｙ方向の重心位置の間の距
離が１．７６ｍｍのときに（５１１個の相関器を使用し
て）、得た断層像のＳ／Ｎとほぼ等しい。Ｘ、Ｙの両方
向の重心位置の間の距離が０．８８ｍｍのときは（２５
５個の相関器を使用して）、断層像のＳ／Ｎは３０．９
ｄＢであり、Ｘ方向の重心位置の間の距離０．２２ｍ
ｍ、Ｙ方向の重心位置の間の距離０．８８ｍｍのときに
（１０２３個の相関器を使用して）、得た層像のＳ／Ｎ
とほぼ等しい。

【００３６】つまり、断層像のＳ／Ｎは、隣接する素子
群の重心位置の間のＸ方向での距離、Ｙ方向での距離の
大きい方の距離に支配されるため、Ｙ方向での素子数が
少なく、重心位置の間の距離がＹ方向に大きい場合は、
Ｘ方向において各素子の受信信号を加算し、相関器の数
を減らしても、補正の精度に影響を及ぼさないことがわ
かる。

【００３７】Ｙ方向での素子数を８とし、第１の加算部
３においてＸ方向に８個の素子の受信信号を加算し、補
正を行った場合には、断層像のＳ／Ｎは２６．０ｄＢで
あり、使用した相関器の個数は６３個であった。一方、
第１の加算部３において、各素子の受信信号の加算を行
わない場合、Ｙ方向での素子数１個のときに使用する相
関器の個数が６３個であり、補正後の断層像のＳ／Ｎは
１９．８ｄＢであった。

【００３８】つまりＸ、Ｙの両方向に相関演算の対象と
なる各素子による受信信号の数を最適化することによ
り、同じ相関器の個数の使用で、断層像Ｓ／Ｎが６ｄＢ
以上向上している。以上のように、本発明が有効である
ことは、計算機シミュレーションにより明確に示され
た。

【００３９】ここで、補正を十分に行なうのに必要な、
隣接する素子群の重心位置の間の距離を、時間移動面の
最大空間周波数と関連づけて考察する。上記で説明した
計算機シミュレーションに用いた時間移動面の最大空間
周波数は、０．１４２（１（ライン）／ｍｍ）であっ
た。Ｘ、及びＹ方向での、素子群の重心位置の間の距離
が１．７６ｍｍである場合には、相関演算の対象となる
受信信号の、探触子上でのサンプリング周波数が、０．
５６８（１（ライン）／ｍｍ）であると考えることがで
きる。つまり、補正に用いる受信信号の探触子上でのサ
ンプリング周波数が、時間移動面の最大空間周波数の４
倍である。

【００４０】同様にして、Ｘ、及びＹ方向での素子群の
重心位置の間の距離が０．８８ｍｍである場合には、補
正に用いる受信信号の探触子上でのサンプリング周波数
が時間移動面の最大空間周波数の８倍である。

【００４１】結論として、補正に用いる受信信号の探触
子上でのサンプリング周波数がＸ、及びＹ両方向で等し
く、サンプリング周波数が時間移動面の最大空間周波数
の４倍以上、８倍以下とすれば、小さい回路規模で補正
を十分に行うことができる。なお、以上の実施例で説明
した相関演算は、受波信号の実相関演算であっても、複
素相関演算であっても、構わないことはいうまでもな
い。

【００４２】

【発明の効果】以上説明した如く本発明によれば、超音
波の走査方向と超音波の走査方向に直交する方向の２方
向において、生体内での媒質の不均一を補正する超音波
診断装置において、補正演算の対象となる受信信号の数
を、超音波の走査方向と超音波の走査方向に直交する方
向の２方向で最適化することにより、２方向での生体内
での媒質の不均一補正を、小さい回路規模で十分に行な
うことができるという顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例である超音波診断装置の構成を
示す図。

【図２】生体が、均一である場合と、不均一である場合
の反射パルス波面を表す図。

【図３】本発明の実施例における探触子の超音波の送受
信面を表す図。

【図４】本発明の実施例において、受波信号を加算し、
加算された信号の間の相関演算を行う相関器の接続を示
す図。

【図５】本発明の実施例において、受波信号に対し直接
に相関演算を行う相関器の接続を示す図。

【図６】超音波の走査方向に直交する方向の素子数を変
化させ撮像した球の断層像における断層像のＳ／Ｎを表
す図。

【符号の説明】

１…探触子、２…第１の遅延部、３…第１の加算部、４
…第２の遅延部、５…相関演算部、６…第２の加算部、
７…相関器、２１〜２５…探触子の素子、６１…反射
体、６２…理想的な反射パルス波面、６３…歪みを有す
る反射パルス波面、６４…不均一媒質、Ｅ１〜Ｅ３６…
探触子の素子、Ｇ１〜Ｇ４…素子群の幾何学的な重心位
置、Ａ１〜Ａ４…加算された信号。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被検体内に超音波パルスビームを送受信す
   る複数の素子が、前記超音波パルスビームの走査方向と
   該走査方向と直交する方向の２方向に配列されてなる探
   触子と、前記各素子で得る受波信号に遅延を与える第１
   の遅延部と、該第１の遅延部の複数の出力信号を加算し
   て、複数の加算信号を出力する第１の加算部と、該第１
   の加算部の出力信号の間の相関演算を行う相関演算部
   と、前記加算信号に遅延を与える第２の遅延部と、該第
   ２の遅延部の出力信号を加算する第２の加算部とを有
   し、前記第２の遅延部の与える遅延が、前記相関演算部
   の演算結果に基づいて決定される超音波診断装置におい
   て、前記第１の加算部が出力する加算信号のそれぞれ
   は、互いに等しい数の前記素子からなる素子群を構成す
   る前記各素子で得る前記受波信号の和であり、前記走査
   方向で隣接する前記素子群の幾何学的な重心位置の間の
   距離のそれぞれと、前記走査方向に直交する方向で隣接
   する前記素子群の幾何学的な重心位置の間の距離のそれ
   ぞれと、がそれぞれ等しい距離であることを特徴とする
   超音波診断装置。
2. 【請求項２】前記走査方向、および前記走査方向と直交
   する方向で隣接する前記素子群の幾何学的な重心位置の
   間の距離が、１ｍｍ以上、２ｍｍ以下であることを特徴
   とする請求項１に記載の超音波診断装置。
3. 【請求項３】前記素子の、前記走査方向に直交する方向
   の素子幅が、前記走査方向に直交する方向で隣接する前
   記素子群の、幾何学的な重心位置の間の距離に等しいこ
   とを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。