超音波診断装置
【課題】エレベーション方向から刺された穿刺針を超音波画像に表示する超音波診断装置を提供する。
【解決手段】超音波診断装置（１００）は、複数の振動素子からなる振動部を有し超音波ビームを送波する超音波プローブ（１０）と、超音波ビームを制御する超音波ビーム制御部（２１）と、超音波ビームを被検体に送波し受波したエコー信号に基づいてアジマス方向の超音波画像データを生成する画像データ生成部（３６）と、超音波画像データに基づいて超音波画像を表示する表示部（６０）と、を備える。そして画像データ生成部（３６）はエレべーション方向のデフォーカス時のエコー信号に基づいて被検体の表面に近い領域を含む超音波画像データを生成し、エレべーション方向のフォーカス時のエコー信号に基づいて被検体の超音波画像データを生成する。
【解決手段】超音波診断装置（１００）は、複数の振動素子からなる振動部を有し超音波ビームを送波する超音波プローブ（１０）と、超音波ビームを制御する超音波ビーム制御部（２１）と、超音波ビームを被検体に送波し受波したエコー信号に基づいてアジマス方向の超音波画像データを生成する画像データ生成部（３６）と、超音波画像データに基づいて超音波画像を表示する表示部（６０）と、を備える。そして画像データ生成部（３６）はエレべーション方向のデフォーカス時のエコー信号に基づいて被検体の表面に近い領域を含む超音波画像データを生成し、エレべーション方向のフォーカス時のエコー信号に基づいて被検体の超音波画像データを生成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波診断装置に関し、特に、穿刺針を刺入する際に超音波画像を表示する超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、超音波プローブが接触された位置の断層画像情報を表示するため、被検体に穿刺針を刺し患部の一部を切り取る生検（ｂｉｏｐｓｙ）などの際に、被検体内の穿刺針の刺入位置を確認するのに適している。超音波診断装置を用いた穿刺では、超音波プローブに穿刺ガイドアタッチメントが装着されてこの穿刺ガイドアタッチメントを使って穿刺する場合と、穿刺ガイドアタッチメントを使用しないで穿刺する場合とがある。
【０００３】
一般に、超音波診断装置を操作するオペレータは、診断する部位の焦点距離が浅い場合に超音波プローブのエレベーション方向(Elevation)の振動素子数である開口幅を狭くする。超音波プローブの開口幅を狭くすると超音波断面画像の厚みが薄いものとなり、エレベーション方向の分解能が向上するためである。しかし、開口幅を狭くすると、刺入を行う際に穿刺針が超音波断面画像から外れる頻度が高くなる。特許文献１には、オペレータがアジマス方向（(Azimuth)：走査方向）から穿刺針を穿刺する超音波診断装置が開示されている。この超音波診断装置では、穿刺針が超音波画像に表示されるように、エレベーション方向の開口幅を広くして超音波画像を取得している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２３７７８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、穿刺針が穿刺される方向に制限があることは穿刺針を刺す生検又は治療等において好ましくない。そこでエレベーション方向から穿刺針が刺される場合にも、穿刺針の穿刺状況が超音波画像に表示される超音波診断装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１観点の超音波診断装置は、アジマス方向及びアジマス方向と直交するエレべーション方向に並んだ複数の振動素子からなる振動部を有し超音波ビームを送波する超音波プローブと、超音波ビームを制御する超音波ビーム制御部と、超音波ビームを被検体に送波し受波したエコー信号に基づいて、アジマス方向の超音波画像データを生成する画像データ生成部と、超音波画像データに基づいて超音波画像を表示する表示部と、を備える。そして超音波ビーム制御部は超音波ビームをエレべーション方向にデフォーカスさせ、画像データ生成部はデフォーカス時のエコー信号に基づいて被検体の表面に近い領域を含む超音波画像データを生成するとともに、超音波ビーム制御部は超音波ビームをエレべーション方向にフォーカスさせ、画像データ生成部はフォーカス時のエコー信号に基づいて被検体の超音波画像データを生成する。
【０００７】
超音波診断装置の超音波ビーム制御部はデフォーカスの超音波ビームをエレべーション方向に偏向させる。
また、超音波ビームをデフォーカスさせる際に、超音波ビーム制御部はエレべーション方向の全開口の振動素子を振動させる。
また、画像データ生成部はデフォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データとフォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データとを加算し、表示部は加算された超音波画像を表示する。
【０００８】
第２観点の超音波診断装置の超音波ビーム制御部はデフォーカスの超音波ビームをエレべーション方向の第１方向に偏向させ、且つエレべーション方向の第１方向とは異なるに第２方向に偏向させる。
画像データ生成部は第１方向に偏向したデフォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データと、第２方向に偏向したデフォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データと、フォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データとを加算し、表示部は加算された超音波画像を表示する。
【０００９】
第３観点の超音波診断装置の超音波ビーム制御部はデフォーカスの超音波ビームをエレべーション方向に偏向させ、且つ超音波ビーム制御部はエレべーション方向の全開口の振動素子を振動させるとともにエレべーション方向の一部の開口の振動素子を振動させる。
画像データ生成部は全開口の偏向したデフォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データと、一部の開口の偏向したデフォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データと、フォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データとを加算し、表示部は加算された超音波画像を表示する。
【００１０】
超音波診断装置の振動部は、アジマス方向に並んだ振動素子数がエレべーション方向に並んだ振動素子数よりも多い。
超音波診断装置の画像データ生成部は、デフォーカス時の超音波画像データに彩色する。
第４観点の超音波診断装置の画像データ生成部は、デフォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データに加算係数を乗算し、フォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データに加算係数を乗算する。そして、乗算されたデフォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データと乗算されたフォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データとを加算する。
【００１１】
第５観点の超音波診断装置の画像データ生成部は、超音波画像を構成する第１領域のデフォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データと、超音波画像を構成する第１領域とは異なる第２領域のフォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データとを加算する。
【００１２】
超音波プローブは、エレべーション方向において振動部の外側から中央に向かって穿刺針を刺入させる穿刺ガイドアタッチメントを備える。そして、穿刺ガイドアタッチメントは超音波プローブから着脱可能である。
【００１３】
第６観点の超音波診断装置は、被検体に刺入される穿刺針の先端の位置を検出する針検出部を備える。そして、針検出部が穿刺針の先端が所定部位に到達したことを検出した際には、超音波ビーム制御部は超音波ビームのデフォーカスを停止する。
【００１４】
第７観点の超音波診断装置は、アジマス方向及びアジマス方向と直交するエレべーション方向に並んだ複数の振動素子からなる振動部を有し、超音波ビームを送波する超音波プローブと、超音波ビームを制御する超音波ビーム制御部と、超音波ビームを被検体に送波し受波したエコー信号に基づいて、アジマス方向の超音波画像データを生成する画像データ生成部と、超音波画像データに基づいて超音波画像を表示する表示部と、を備える。そして、超音波ビーム制御部は超音波ビームをエレべーション方向に全開口の振動素子を振動させた際のエコー信号に基づいて被検体の表面に近い領域を含む超音波画像データを生成するとともにエレべーション方向の一部の開口の振動素子を振動させた際のエコー信号に基づいて被検体の超音波画像データを生成する。
【発明の効果】
【００１５】
前記観点の発明である超音波診断装置は、エレベーション方向から穿刺針が刺される場合にも、浅い領域で穿刺針の穿刺状況が超音波画像に表示されるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】超音波診断装置１００の全体構成を示すブロック図である。
【図２】超音波プローブ１０を使いながら穿刺針９０を刺入する状態を示した図である。
【図３】第１穿刺モードで超音波画像を表示する際のフローチャートである。
【図４】（ａ）は１．５Ｄ型プローブでエレベーション方向にデフォーカスさせた図である。 （ｂ）は１．５Ｄ型プローブでエレベーション方向にフォーカスさせた図である。
【図５】（ａ）は１．５Ｄ型プローブで穿刺針９０が刺入され始めた際の音波ビームＵＢと穿刺針９０との関係を示した図である。 （ｂ）は１．５Ｄ型プローブで穿刺針９０が目的部位まで刺入した際の音波ビームＵＢと穿刺針９０との関係を示した図である。
【図６】（ａ）は図３のステップＳ１５で表示される超音波画像である。 （ｂ）は図３のステップＳ１８で表示される超音波画像である。
【図７】（ａ）は１．２５Ｄ型プローブで穿刺針９０が刺入され始めた際の音波ビームＵＢと穿刺針９０との関係を示した図である。 （ｂ）は１．２５Ｄ型プローブで穿刺針９０が目的部位まで刺入した際の音波ビームＵＢと穿刺針９０との関係を示した図である。
【図８】（ａ）は１．７５Ｄ型プローブでエレベーション方向にデフォーカスさせ且つマイナスのエレベーション方向（−Ｘ）に偏向させた図である。 （ｂ）は１．７５Ｄ型プローブでエレベーション方向にフォーカスさせた図である。
【図９】（ａ）は１．７５Ｄ型プローブで穿刺針９０が刺入され始めた際の音波ビームＵＢと穿刺針９０との関係を示した図である。 （ｂ）は１．７５Ｄ型プローブで穿刺針９０が目的部位まで刺入した際の音波ビームＵＢと穿刺針９０との関係を示した図である。
【図１０】第２穿刺モードで超音波画像を表示する際のフローチャートである。
【図１１】（ａ）は１．７５Ｄ型プローブで大きなデフォーカスで且つ偏向された音波ビームＵＢ５が送波された図である。 （ｂ）は１．７５Ｄ型プローブで小さいデフォーカスで且つ偏向された音波ビームＵＢ６が送波された図である。 （ｃ）はフォーカスした音波ビームＵＢ２が送波された図である。
【図１２】図１０のステップＳ２５で表示される超音波画像である。
【図１３】図１０のステップＳ３０で表示される超音波画像である。
【図１４】（ａ）は１．７５Ｄ型プローブでデフォーカスし且つ偏向された音波ビームＵＢ５が送波された図である（全開口）。 （ｂ）は１．７５Ｄ型プローブでデフォーカスし且つ偏向された音波ビームＵＢ７が送波された図である（一部開口）。
【図１５】（ａ）は１．７５Ｄ型プローブでデフォーカスし且つ大きく偏向された音波ビームＵＢ８が送波された図である。 （ｂ）は１．７５Ｄ型プローブでデフォーカスし且つ小さく偏向された音波ビームＵＢ９が送波された図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して、本発明にかかる超音波診断装置を実施するための最良の形態について説明する。
【００１８】
＜超音波診断装置１００の構成＞
図１は、本実施形態に係る超音波診断装置１００の構成を示すブロック図である。この超音波診断装置１００は、超音波プローブ１０と、走査制御部２１と、送信制御部２２と、駆動信号発生部２３とを有している。さらに、超音波診断装置１００は、受信信号処理部３２と、受信制御部３３と、ローデータメモリ３４と、受信ビームフォーマ３５と、画像生成部３６と、針検出部３７と、制御部４０と、入力部４５と、記憶部５０と、表示部６０とを有している。
【００１９】
超音波プローブ１０は、印加される複数の駆動信号に従って被検体に向けて超音波を送波すると共に、被検体から反射したエコー信号を受波することにより複数の受信信号を出力する複数の超音波トランスデューサ１２を含んでいる。本実施形態では超音波トランスデューサ１２は、二次元状に配列されたトランスデューサ素子からなる。また超音波プローブ１０は、制御信号分配部１４及びスイッチング回路１６を有している。これらの詳細については後述する。
【００２０】
超音波トランスデューサ１２は、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛：Pb(lead) zirconate titanate）などの圧電セラミック等の圧電材料の両端に電極を形成した振動素子によって構成されている。そのような振動素子の電極に、パルス状又は連続波の電圧を印加すると、圧電体が伸縮する。この伸縮により、それぞれの振動素子からパルス状又は連続波の超音波が発生し、それらの超音波の合成によって超音波ビームが形成される。また、それぞれの振動素子は、伝播した超音波を受信することによって伸縮し電気信号を発生する。それらの電気信号は、超音波の受信信号として出力される。
【００２１】
図１では、１．５Ｄ型の超音波トランスデューサ１２が示されている。またスイッチング回路１６は超音波トランスデューサ１２の＋Ｙ側の端の振動素子への配線が描かれているが、他の振動素子へも同様な配線がなされている。
【００２２】
本実施形態では、超音波トランスデューサ１２は、１．２５Ｄ型、１．５Ｄ型、１．７５Ｄ型及び２Ｄ型の多列配列である。１．２５Ｄ型、１．５Ｄ型、１．７５Ｄ型及び２Ｄ型の振動素子はエレベーション方向及びアジマス方向に配列されており、以下のように区分される。
【００２３】
１．２５Ｄ型：エレベーション方向のセンター軸について対称な２つの振動素子を共通結線し、接続配線をスイッチングにより切り換えることにより開口径を可変とした超音波トランスデューサ１２である。従って焦点の形成は音響レンズ等でのみ行われ、焦点（フォーカス）距離は固定である。
【００２４】
１．５Ｄ型：エレベーション方向のセンター軸について対称な２つの振動素子（例えば、本実施形態ではＥ１列とＥ７列、Ｅ２列とＥ６列、…）を共通結線し、各列の振動素子をセンター軸対称に独立して駆動するようにした超音波トランスデューサ１２である。従って、エレベーション方向における開口径は可変（Ｅ１列〜Ｅ７列、Ｅ２列〜Ｅ６列又はＥ３列〜Ｅ５列）であり、振動素子の駆動タイミングを配線ごとに調節することにより、焦点（フォーカス）距離も変化させることができる。なお、超音波ビームの送波方向はセンター軸方向に固定である。
【００２５】
１．７５Ｄ型：各振動素子を独立に配線することにより、振動素子を独立のタイミングで駆動するようにした超音波トランスデューサ１２である。それにより、開口径や焦点距離を変化させると共に、超音波ビームをエレベーション方向に偏向できるようになる。なお、エレベーション方向における振動素子の幅は波長よりも大きいので、超音波ビームを偏向できる範囲には制約がある。
【００２６】
２Ｄ型：エレベーション方向における振動素子数及び配列ピッチを、アジマス方向の振動素子数及び配列を同程度にしたものである。従って、焦点形成や超音波ビームの偏向を完全に制御することができる。
【００２７】
走査制御部２１は、被検体内の所定の撮像エリアを超音波ビームによって走査する場合に、超音波プローブ１０から送波される超音波ビームの送波方向、受波方向、焦点距離を設定する。また走査制御部２１は、超音波トランスデューサ１２のアパーチャーの形状を設定することができる。走査制御部２１は、それらの設定に基づいて、制御信号分配部１４、送信制御部２２、スイッチング回路１６、受信制御部３３、及び受信ビームフォーマ３５を制御する。
【００２８】
送信制御部２２は、走査制御部２１によって設定された超音波ビームの送波方向、焦点距離、及びアパーチャーの形状に従って送信フォーカス処理を行うために、複数の駆動信号に与えるべき遅延時間（遅延パターン）を設定する。
【００２９】
駆動信号発生部２３は、複数のチャンネルを有しており、各チャンネルは、送信制御部２２において設定された遅延時間に基づいて、超音波トランスデューサ１２のうち選択されたトランスデューサ素子に供給すべき駆動信号を発生するパルサ等を含んでいる。スイッチング回路１６は、選択されたトランスデューサ素子を駆動信号発生部２３に接続する。
【００３０】
受信信号処理部３２は、複数のチャンネルを有している。マルチプレクサ１６は、走査制御部２１の制御の下で、超音波トランスデューサ１２のうち選択されたトランスデューサ素子を受信信号処理部３２に接続する。
【００３１】
受信信号処理部３２の各チャンネルは、超音波トランスデューサ１２から出力される受信信号を増幅しディジタルの受信信号（ローデータ（Raw Data））に変換する。受信制御部３３は、受信信号をローデータメモリ３４に記憶する。走査制御部２１、送信制御部２２、及び受信制御部３３は、超音波診断装置１００の送受信動作を制御する。
【００３２】
受信ビームフォーマ３５は、エコー信号の受信方向及び焦点距離に応じた複数の遅延パターン（位相整合パターン）を有しており、走査制御部２１によって設定された受信方向及び焦点距離に従って、ローデータメモリ３４から読み出された複数の受信信号にそれぞれの遅延を与え、それらの受信信号を加算することにより、受信フォーカス処理を行う。この受信フォーカス処理により、エコー信号の焦点が絞り込まれた音線信号（音線データ）が形成される。
【００３３】
画像生成部３６は、音線信号に包絡線検波処理を施し、さらに、Ｌｏｇ（対数）圧縮やゲイン調整等の処理を施して、Ｂモード画像データを生成する。また画像生成部３６は、生成されたＢモード画像データを通常のテレビジョン信号の走査方式に従う表示用の画像信号に変換する。これにより、表示部６０において、Ｂモードの超音波画像が表示される。また、必要に応じてＢモード画像データは記憶部５０に記憶される。
【００３４】
また画像生成部３６は、超音波ビームの送波ごとに得られる複数のフレーム（Ｂモード画像データ）を加算したり、フレームごとに彩色して彩色された複数のフレームを加算したりして、加算されたＢモード画像データを表示用の画像信号に変換にする。
【００３５】
針検出部３７は、画像生成部３６で得られたＢモード画像データから、穿刺針９０の先端部９２（図２を参照。）の位置を画像認識により検出する。画像処理ではなく、穿刺アタッチメント９８（図２（ｂ）を参照。）に穿刺針９０の移動量を検出する移動量センサを取り付け、その移動量から穿刺針９０の先端部９２の位置を計算するようにしてもよい。
【００３６】
入力部４５は、トラックボール、キーボード、マウス等の入力手段を含んでおり、オペレータが命令や情報を超音波診断装置に入力する際に用いられる。制御部４０は、入力部４５を用いて入力された命令や情報に基づいて、超音波診断装置１００の各部を制御する。本実施形態においては、走査制御部２１、送信制御部２２、受信制御部３３、受信ビームフォーマ３５、画像生成部３６、針検出部３７及び制御部４０が、ＣＰＵ（中央演算装置）と、ＣＰＵに各種の処理を行わせるためのソフトウエアとによって構成される。ソフトウエアは、ハードディスク等の記憶部５０に記憶される。
【００３７】
＜超音波プローブの外観構成＞
図２は、超音波プローブ１０を使いながら穿刺針９０を刺入する状態を示した図である。（ａ）はその斜視図であり（ｂ）はそのアジマス方向からの平面図である。図２（ｂ）には、超音波プローブ１０に着脱自在に接続される穿刺アタッチメント９８が取り付けられている。
【００３８】
例えば生体組織診断などではオペレータは超音波診断装置１００を用いて目的部位（例えば腫瘍）への穿刺を行う。生体組織診断は被検体における目的部位に穿刺針９０を刺入し、この穿刺針９０から被検体の目的部位の組織を採取したりする。このような生体組織診断において、オペレータは超音波診断装置１００の表示部６０で目的部位の超音波画像ＥＧを観察しながら穿刺針９０を被検体の目的部位に刺入する。特にエレベーション方向から穿刺針９０を挿入する際に、被検体の表面から浅い位置であっても穿刺針９０の先端部９２が表示部６０の超音波画像ＥＧ上で確認できるようにすることが好ましい。神経ブロック等への穿刺針９０の刺入についても同様である。
【００３９】
本実施形態では、超音波プローブ１０のエレベーション方向から穿刺針９０を所定角度θで被検体に刺入する際に、超音波診断装置１００はそのアジマス方向の超音波画像ＥＧ（図６を参照。）を表示部６０に表示する。図２（ｂ）には、超音波プローブ１０に着脱自在に接続される穿刺アタッチメント９８が取り付けられている。なお、穿刺針９０の刺入の際に必ずしも穿刺アタッチメント９８を使用する必要は無い。また、図２ではリニア型超音波プローブが描かれているが、コンベックス型超音波プローブまたはセクタ型超音波プローブでも良い。また、１．２５Ｄ型、１．５Ｄ型及び１．７５Ｄ型の超音波プローブ１０には、音響レンズが取り付けられていてもよい。
【００４０】
＜第１穿刺モードによる超音波画像の表示＞
（１．５Ｄ型の超音波トランスデューサの例）
第１穿刺モードについて、図３から図６を使って説明する。図３は第１穿刺モードで超音波画像を表示する際のフローチャートである。図４は超音波トランスデューサ１２（図１を参照）をエレべーション方向にデフォーカス／フォーカスさせる図である。図５はアジマス方向からみた超音波ビームＵＢの概念図である。図６は表示部６０に表示された超音波画像ＥＧの例である。
【００４１】
図３のステップＳ１１において、オペレータが超音波プローブ１０のエレベーション方向から被検体に穿刺針９０を刺入する際には、まず、入力部４５を使って第１穿刺モードのソフトウエアを立ち上げる。
【００４２】
ステップＳ１２において、超音波トランスデューサ１２はデフォーカスした超音波ビームＵＢ１を被検体に送波する。図４（ａ）に示されるように遅延時間ＤＬ１〜ＤＬ４が与えられた駆動信号が振動素子に与えられることで、デフォーカスした超音波ビームＵＢ１が送波される。
【００４３】
図４（ａ）は１．５Ｄ型の超音波トランスデューサ１２の振動素子であり、Ｅ１列とＥ７列、Ｅ２列とＥ６列、Ｅ３列とＥ５列が結線され、Ｅ４列が単独に配線されている。これらの振動素子に、送信制御部２２において設定された遅延時間で駆動信号がそれぞれ供給される。本実施形態では、各駆動信号供給線上に示されたブロック（ＤＬ１〜ＤＬ４）の長さが、各駆動信号に与えられる遅延時間の長さを示している。図４（ａ）ではＥ４列の振動素子には短い遅延時間ＤＬ１が供給され、Ｅ４列から一番離れたＥ１列とＥ７列の振動素子に一番長い遅延時間ＤＬ４が供給されている。このような遅延時間に基づいて振動素子が振動し、ホイヘンスの原理に従い発散する超音波ビームＵＢ１が形成される。発散する超音波ビームＵＢ１はいわゆるデフォーカス状態であり、フォーカス（焦点）を結ばない。またエレベーション方向に超音波ビームＵＢ１を送波するため、エレベーション方向の全開口（Ｅ１列〜Ｅ７列）の振動素子を振動させる。
【００４４】
図５（ａ）に示されるように、デフォーカスの超音波ビームＵＢ１はエレベーション方向に発散しているため、エレベーション方向（±Ｘ軸方向）に超音波ビームＵＢ１が送波される。このため、被検体に穿刺針９０がエレベーション方向から刺入されても、穿刺針９０に超音波ビームＵＢ１が当たり、その反射エコーが超音波トランスデューサ１２に受波される。被検体である生体にデフォーカスの超音波ビームＵＢ１が送波されても、超音波トランスデューサ１２は明瞭なエコー信号を受波することができない。一方、金属等からなる穿刺針９０は反射率が高いため、超音波トランスデューサ１２はデフォーカスの超音波ビームＵＢ１であっても明瞭なエコー信号を受波できる。すなわち、図５（ａ）に示される浅い領域ＤＡで且つエレベーション方向から刺入された穿刺針９０であっても、デフォーカスの超音波ビームＵＢ１によって穿刺針９０の先端部９２のエコー信号を得ることができる。
【００４５】
図３に戻り、ステップＳ１３において、超音波トランスデューサ１２は目的部位ＲＯにフォーカスした超音波ビームＵＢ２を被検体に送波する。図４（ｂ）では送信制御部２２はＥ５列の振動素子には短い遅延時間ＤＬ４を供給され、センターから一番離れたＥ１列とＥ７列の振動素子に一番長い遅延時間ＤＬ１を供給する。このような遅延時間に基づいて、ホイヘンスの原理に従い収束する超音波ビームＵＢ２が形成される。超音波ビームＵＢ２は目的部位ＲＯの周辺にフォーカスする。
【００４６】
図５（ａ）に示されるように、フォーカスされた超音波ビームＵＢ２はエレベーション方向に収束しているため、浅い領域ＤＡでは穿刺針９０の先端部９２には超音波ビームＵＢ２が照射されない。このため、穿刺針９０の反射エコーが超音波トランスデューサ１２に受波されることはない。一方、図５（ａ）、（ｂ）に示される目的部位ＲＯを含む深い領域ＤＢで超音波トランスデューサ１２は明瞭なエコー信号を受波することができる。また、穿刺針９０が刺入され、その先端部９２が目的部位ＲＯの周辺に到達すれば、超音波トランスデューサ１２はフォーカスされた超音波ビームＵＢ２で先端部９２の明瞭なエコー信号を受波できる。なお、フォーカスされた超音波ビームＵＢ２はエレベーション方向の開口径が狭く描かれている。例えばＥ３列〜Ｅ５列しか使用していないように描かれているが、目的部位ＲＯの深度によってＥ１列〜Ｅ７列を適宜使用する。
【００４７】
図３のステップＳ１４において、画像生成部３６は、デフォーカスした超音波ビームＵＢ１が送波された際に得られたエコー信号（ステップＳ１２）に基づいてＢモード画像データＢＤ１を生成し、フォーカスした超音波ビームＵＢ２が送波された際に得られたエコー信号（Ｓ１３）に基づいてＢモード画像データＢＤ２を生成する。また画像生成部３６は、デフォーカスした超音波ビームＵＢ１で得られたＢモード画像データＢＤ１とフォーカスした超音波ビームＵＢ２で得られたＢモード画像データＢＤ２とを加算する。
【００４８】
ステップＳ１５において、画像生成部３６は加算されたＢモード画像データＢＥを表示用の画像信号に変換し、表示部６０に超音波画像ＢＧ（ＢＥ）が表示される。
【００４９】
図６（ａ）を使って加算された超音波画像ＢＧ（ＢＥ）の表示について説明する。この図６（ａ）に示された超音波画像ＢＧ（ＢＥ）は、穿刺針９０が浅くエレベーション方向から刺入された状態である（図５（ａ）を参照。）。
【００５０】
図６（ａ）の左上側はＢモード画像データＢＤ１に基づく超音波画像ＢＧ（ＢＤ１）である。デフォーカスした超音波ビームＵＢ１で得られたエコー信号であるため、超音波画像ＢＧ（ＢＤ１）には、被検体の内部の部位が不鮮明にしか表示されていない。その一方で、浅くエレベーション方向から刺入された穿刺針９０であっても、穿刺針９０の先端部９２が表示されている。
【００５１】
図６（ａ）の右上側はＢモード画像データＢＤ２に基づく超音波画像ＢＧ（ＢＤ２）である。フォーカスした超音波ビームＵＢ２で得られたエコー信号であるため、超音波画像ＢＧ（ＢＤ２）には、被検体の目的部位ＲＯを含む内部の部位が明瞭に表示されている。その一方で穿刺針９０の先端部９２は表示されていない。
【００５２】
画像生成部３６は、Ｂモード画像データＢＤ１とＢモード画像データＢＤ２とを加重加算する。加算されたＢモード画像データＢＥは次のように示される。
ＢＥ ＝ ＢＤ１×ａ ＋ ＢＤ２×ｂ
１ ＝ ａ ＋ ｂ
但し、ａ、ｂは加重係数
加算されたＢモード画像データＢＥに基づく超音波画像ＢＧ（ＢＥ）は、図６（ａ）の下側に示されているように、浅くエレベーション方向から刺入された穿刺針９０が表示されるとともに、目的部位ＲＯを含む内部の部位が明瞭に表示される。
【００５３】
上記加重係数ａ、ｂは、例えばａ＝０．５、ｂ＝０．５でもよいし他の値でもよい。また、針検出部３７が検出した先端部９２（図２を参照。）の位置に応じて、加重係数ａ、ｂを適宜変更するようにしてもよい。また画像生成部３６は、Ｂモード画像データＢＤ１に赤色等を彩色してオペレータに穿刺針９０を目立たせて表示することも可能である。
【００５４】
図３に戻り、ステップＳ１６において、針検出部３７（図１を参照。）が穿刺針９０の先端部９２が目的部位ＲＯに到達したか否かを判断する。先端部９２が目的部位ＲＯに到達していなければステップＳ１２に戻り、引き続きデフォーカスした超音波ビームＵＢ１で得られたＢモード画像データＢＤ１とフォーカスした超音波ビームＵＢ２で得られたＢモード画像データＢＤ２とに基づいて加算された超音波画像ＢＧ（ＢＥ）が表示部６０に表示される。先端部９２が目的部位ＲＯに到達していればステップＳ１７に進む。
【００５５】
ステップＳ１７では、デフォーカスした超音波ビームＵＢ１の送波を中止して、超音波トランスデューサ１２は目的部位ＲＯにフォーカスした超音波ビームＵＢ２のみを被検体に送波する。目的部位ＲＯにフォーカスした超音波ビームＵＢ２を送波する回数が増え（フレームレートが上昇）、目的部位ＲＯからの多くのエコー信号を受波することができる。
【００５６】
ステップＳ１８では、ステップＳ１７で得られたエコー信号から画像生成部３６は表示部６０に超音波画像ＢＧを表示する。図６（ｂ）に示されるように、目的部位ＲＯの周辺では鮮明な超音波画像が表示されるとともに穿刺針９０の先端部９２が表示される。フォーカスした超音波ビームＵＢ１によりエコー信号がないため、浅い領域ＤＡ（図５を参照）の穿刺針９０は表示されておらず、画面途中から穿刺針９０が表示されている。
【００５７】
ステップＳ１６〜Ｓ１８を施す代わりに、ステップＳ１５で説明したように針検出部３７が検出した先端部９２が目的部位ＲＯに達したら、加重係数ａ＝０、ｂ＝１に変更するようにしてもよい。
【００５８】
（１．２５Ｄ型の超音波トランスデューサの例）
１．２５Ｄ型の超音波トランスデューサを有する超音波プローブ１０を使用した場合であっても、図３に示した第１穿刺モードを適用できる。但し、１．２５Ｄ型の超音波プローブ１０は音響レンズによる固定焦点（フォーカス）であるため、ステップＳ１２からステップＳ１４までが異なる。
【００５９】
図７（ａ）は、１．２５Ｄ型の超音波プローブ１０において、エレベーション方向のすべての振動素子を振動させる。そのため超音波プローブ１０はエレベーション方向の広い範囲から超音波ビームＵＢ３を送波する。被検体に穿刺針９０がエレベーション方向から刺入されても穿刺針９０の先端部９２に超音波ビームＵＢ３が当たり、その反射エコーが超音波トランスデューサ１２に受波される。但し、図５と図７とを比べてもわかるように、超音波ビームＵＢ３は、超音波ビームＵＢ１のように浅い領域ＤＡで且つエレベーション方向には送波されない。このため、穿刺針９０の刺入の開始時には超音波画像ＢＧに穿刺針９０が表示されないことがある。
【００６０】
一方、図７（ｂ）に示される目的部位ＲＯを含む深い領域ＤＢで超音波トランスデューサ１２は目的部位ＲＯ及び穿刺針９０の明瞭なエコー信号を受波することができる。
【００６１】
（１．７５Ｄ型の超音波トランスデューサの例）
１．７５Ｄ型の超音波トランスデューサを有する超音波プローブ１０を使用した場合であっても、図３に示した第１穿刺モードを適用できる。１．７５Ｄ型の超音波プローブ１０は、超音波ビームをデフォーカスさせるだけでなくさらに偏向させることができるため、ステップＳ１２及びステップＳ１３が異なる。
【００６２】
図８（ａ）は１．７５Ｄ型の超音波トランスデューサ１２の振動素子であり、Ｅ１列〜Ｅ７列まで独立に配線されている。これらの振動素子に、送信制御部２２において設定された遅延時間で駆動信号がそれぞれ供給される。図８では、各駆動信号供給線上に示されたブロック（ＤＬ１１〜ＤＬ１５）の長さが、各駆動信号に与えられる遅延時間の長さを示している。図８（ａ）ではＥ５列及びＥ６列の振動素子に短い遅延時間ＤＬ１５が供給され、次にＥ４列とＥ７列の振動素子に次に短い遅延時間ＤＬ１４が供給されている。そしてＥ３列からＥ１列の振動素子に行くに従い遅延時間が長くなっているこれらの遅延時間（ＤＬ１１〜ＤＬ１５）に基づいて、ホイヘンスの原理に従い発散する超音波ビームＵＢ４が形成される。発散する超音波ビームＵＢ４はいわゆるデフォーカス状態であり且つマイナス側のエレベーション方向（−Ｘ軸方向）に偏向されている。
【００６３】
図９（ａ）に示されるように、デフォーカスの超音波ビームＵＢ４はエレベーション方向に発散し且つ偏向されているため、マイナスのエレベーション方向（−Ｘ軸方向）に超音波ビームＵＢ４が送波される。このため、被検体に穿刺針９０がエレベーション方向から浅く刺入されても、穿刺針９０に超音波ビームＵＢ４が当たり、その反射エコーが超音波トランスデューサ１２に受波される。図９に示された超音波ビームＵＢ４は、図５に示された超音波ビームＵＢ１よりも浅い領域ＤＡのエレベーション方向に照射できる。
【００６４】
１．７５Ｄ型の超音波トランスデューサ１２も、図３のステップＳ１３では、超音波トランスデューサ１２は目的部位ＲＯにフォーカスした超音波ビームＵＢ２を被検体に送波する。各振動素子には、独立して配線されているため、送信制御部２２はＥ５列の振動素子には短い遅延時間ＤＬ４を供給し、センターから一番離れたＥ１列とＥ７列の振動素子に一番長い遅延時間ＤＬ１を供給する。そして超音波ビームＵＢ２は目的部位ＲＯの周辺にフォーカスする。
【００６５】
図９（ｂ）に示される目的部位ＲＯを含む深い領域ＤＢで超音波トランスデューサ１２は明瞭なエコー信号を受波することができる。また、穿刺針９０が刺入され、その先端部９２が目的部位ＲＯの周辺に到達すれば、超音波トランスデューサ１２はフォーカスされた超音波ビームＵＢ２で先端部９２の明瞭なエコー信号を受波できる。
【００６６】
なお、図８及び図９を使って、１．７５Ｄ型の超音波トランスデューサ１２を説明したが、エレベーション方向とアジマス方向との振動素子数及び配列ピッチが同程度の２Ｄ型の超音波トランスデューサ１２であっても、同様に超音波データをデフォーカスし且つ偏向させることができる。
【００６７】
＜第２穿刺モードによる超音波画像の表示＞
（１．７５Ｄ型の超音波トランスデューサの例：デフォーカス変更）
第２穿刺モードについて、図１０から図１２を使って説明する。図１０は第２穿刺モードで超音波画像を表示する際のフローチャートである。図１１はアジマス方向からみた超音波ビームＵＢの概念図である。図１２は表示部６０に表示された超音波画像ＥＧの例である。
【００６８】
図１０のステップＳ２１において、オペレータが超音波プローブ１０のエレベーション方向から被検体に穿刺針９０を刺入する際には、まず、入力部４５を使って第２穿刺モードのソフトウエアを立ち上げる。
【００６９】
ステップＳ２２において、超音波トランスデューサ１２は大きくデフォーカスし且つマイナスのエレベーション方向（−Ｘ軸方向）に偏向した超音波ビームＵＢ５を被検体に送波する。大きいデフォーカスとは発散角度ψ１が大きいこと、つまりデフォーカス量が大きいことを意味する。
【００７０】
図１１（ａ）に示されるように、超音波ビームＵＢ５は大きくデフォーカスし且つマイナスのエレベーション方向（−Ｘ軸方向）に偏向されて送波される。このため、被検体に穿刺針９０がマイナスのエレベーション方向から刺入されても、穿刺針９０に超音波ビームＵＢ５が当たり、その反射エコーが超音波トランスデューサ１２に受波される。そのため、図１１（ａ）に示される浅い領域ＤＡで且つマイナスのエレベーション方向から刺入された穿刺針９０であっても、大きくデフォーカスし且つマイナスのエレベーション方向に偏向された超音波ビームＵＢ５によって穿刺針９０の先端部９２のエコー信号を得ることができる。
【００７１】
図１０に戻り、ステップＳ２３において、超音波トランスデューサ１２は目的部位ＲＯにフォーカスした超音波ビームＵＢ２を被検体に送波する。
【００７２】
図１１（ｃ）に示されるように、フォーカスされた超音波ビームＵＢ２はエレベーション方向に収束しているため、目的部位ＲＯを含む深い領域ＤＣで超音波トランスデューサ１２は明瞭なエコー信号を受波することができる。また、穿刺針９０が刺入され、その先端部９２が目的部位ＲＯの周辺に到達すれば、超音波トランスデューサ１２はフォーカスされた超音波ビームＵＢ２で先端部９２の明瞭なエコー信号を受波できる。
【００７３】
図１０のステップＳ２４において、画像生成部３６は、大きくデフォーカスした超音波ビームＵＢ５が送波された際に得られたエコー信号（ステップＳ２２）に基づいてＢモード画像データＢＤ５を生成し、フォーカスした超音波ビームＵＢ２が送波された際に得られたエコー信号（Ｓ２３）に基づいてＢモード画像データＢＤ２を生成する。また画像生成部３６は、デフォーカスした超音波ビームＵＢ５で得られたＢモード画像データＢＤ５とフォーカスした超音波ビームＵＢ２で得られたＢモード画像データＢＤ２とを加算する。
【００７４】
ステップＳ２５において、画像生成部３６は加算されたＢモード画像データＢＥを表示用の画像信号に変換し、表示部６０に超音波画像ＢＧ（ＢＥ）が表示される。
【００７５】
図１２を使って加算された超音波画像ＢＧ（ＢＥ）の表示について説明する。この図１２に示された超音波画像ＢＧ（ＢＥ）は、穿刺針９０が浅くエレベーション方向から刺入された状態である。
【００７６】
図１２の左上側はＢモード画像データＢＤ５に基づく超音波画像ＢＧ（ＢＤ５）である。デフォーカスした超音波ビームＵＢ５で得られたエコー信号であるため、超音波画像ＢＧ（ＢＤ５）には、被検体の内部の部位が不鮮明にしか表示されていない。この超音波画像ＢＧ（ＢＤ５）は浅い領域ＤＡ以外はデータを削除し、浅い領域ＤＡのみのデータからなる。
【００７７】
図１２の右上側はＢモード画像データＢＤ２に基づく超音波画像ＢＧ（ＢＤ２）である。フォーカスした超音波ビームＵＢ２で得られたエコー信号であるため、超音波画像ＢＧ（ＢＤ２）には、被検体の目的部位ＲＯを含む深い領域ＤＣの周辺の部位が明瞭に表示されている。
【００７８】
画像生成部３６は、浅い領域ＤＡのＢモード画像データＢＤ５（ＤＡ）と深い領域ＤＣのＢモード画像データＢＤ２（ＤＣ）とを加算する。加算されたＢモード画像データＢＥは次のように示される。
ＢＥ ＝ ＢＤ５（ＤＡ） ＋ ＢＤ２（ＤＣ）
加算されたＢモード画像データＢＥに基づく超音波画像ＢＧ（ＢＥ）は、図１２の下側に示されているように、浅くエレベーション方向から刺入された穿刺針９０が表示されるとともに、目的部位ＲＯを含む内部の部位が明瞭に表示される。
【００７９】
また画像生成部３６は、Ｂモード画像データＢＤ５に赤色等を彩色してオペレータに穿刺針９０を目立たせて表示することも可能である。
【００８０】
図１０に戻り、ステップＳ２６において、針検出部３７（図１を参照。）が穿刺針９０の先端部９２が中間領域ＤＢに到達したか否かを判断する。先端部９２が中間領域ＤＢに到達していなければステップＳ２２に戻り、引き続き大きくデフォーカスした超音波ビームＵＢ５で得られたＢモード画像データＢＤ５とフォーカスした超音波ビームＵＢ２で得られたＢモード画像データＢＤ２とに基づいて加算された超音波画像ＢＧ（ＢＥ）が表示部６０に表示される。先端部９２が中間領域ＤＢに到達していればステップＳ２７に進む。
【００８１】
ステップＳ２７において、超音波トランスデューサ１２は小さくデフォーカスし且つマイナスのエレベーション方向（−Ｘ軸方向）に偏向した超音波ビームＵＢ６を被検体に送波する。小さいデフォーカスとはステップＳ２２におけるデフォーカスよりも発散角度ψ２が小さいこと、つまりデフォーカス量が小さいことを意味する。
【００８２】
図１１（ｂ）に示されるように、超音波ビームＵＢ６は小さくデフォーカスし且つマイナスのエレベーション方向（−Ｘ軸方向）に偏向されて送波される。超音波ビームＵＢ６の偏向角度は超音波ビームＵＢ５の偏向角度とほぼ同じである。図１１（ｂ）に示される超音波ビームＵＢ６によって中間領域ＤＢにある穿刺針９０の先端部９２のエコー信号を得ることができる。
【００８３】
図１０に戻り、ステップＳ２８において、超音波トランスデューサ１２は目的部位ＲＯにフォーカスした超音波ビームＵＢ２を被検体に送波する。
【００８４】
ステップＳ２９において、画像生成部３６は、小さくデフォーカスした超音波ビームＵＢ５が送波された際に得られたエコー信号（ステップＳ２７）に基づいてＢモード画像データＢＤ６を生成し、フォーカスした超音波ビームＵＢ２が送波された際に得られたエコー信号（Ｓ２８）に基づいてＢモード画像データＢＤ２を生成する。また画像生成部３６は、小さくデフォーカスした超音波ビームＵＢ６で得られたＢモード画像データＢＤ６とフォーカスした超音波ビームＵＢ２で得られたＢモード画像データＢＤ２とを加算する。
【００８５】
ステップＳ３０において、画像生成部３６は加算されたＢモード画像データＢＥを表示用の画像信号に変換し、表示部６０に超音波画像ＢＧ（ＢＥ）が表示される。
【００８６】
図１３を使って加算された超音波画像ＢＧ（ＢＥ）の表示について説明する。この図１３に示された超音波画像ＢＧ（ＢＥ）は、穿刺針９０が中間まで刺入された状態である。
【００８７】
図１３の左上側はＢモード画像データＢＤ６に基づく超音波画像ＢＧ（ＢＤ６）である。デフォーカスした超音波ビームＵＢ６で得られたエコー信号であるため、超音波画像ＢＧ（ＢＤ６）には、被検体の内部の部位が不鮮明にしか表示されていない。この超音波画像ＢＧ（ＢＤ６）は中間領域ＤＢ以外はデータを削除し、中間領域ＤＢのみのデータからなる。
【００８８】
図１３の右上側はＢモード画像データＢＤ２に基づく超音波画像ＢＧ（ＢＤ２）である。フォーカスした超音波ビームＵＢ２で得られたエコー信号であるため、超音波画像ＢＧ（ＢＤ２）には、被検体の目的部位ＲＯを含む深い領域ＤＣの周辺の部位が明瞭に表示されている。
【００８９】
画像生成部３６は、中間領域ＤＢのＢモード画像データＢＤ６（ＤＢ）と深い領域ＤＣのＢモード画像データＢＤ２（ＤＣ）とを加算する。加算されたＢモード画像データＢＥは次のように示される。
ＢＥ ＝ ＢＤ６（ＤＢ） ＋ ＢＤ２（ＤＣ）
加算されたＢモード画像データＢＥに基づく超音波画像ＢＧ（ＢＥ）は、図１３の左下側に示されているように、刺入された穿刺針９０が表示されるとともに、目的部位ＲＯを含む内部の部位が明瞭に表示される。
【００９０】
なお、画像生成部３６は、記憶部５０に記憶されている浅い領域ＤＡのＢモード画像データＢＤ５（ＤＡ）をさらに加えてもよい。図１３の右下側に点線で示されているように、浅い領域ＤＡのＢモード画像データＢＤ５（ＤＡ）と中間領域ＤＢのＢモード画像データＢＤ６（ＤＢ）と深い領域ＤＣのＢモード画像データＢＤ２（ＤＣ）とを加算する。加算されたＢモード画像データＢＥは次のように示される。
ＢＥ ＝ ＢＤ５（ＤＡ） ＋ＢＤ６（ＤＢ） ＋ ＢＤ２（ＤＣ）
加算されたＢモード画像データＢＥに基づく超音波画像ＢＧ（ＢＥ）は、図１３の右下側に示されている。
【００９１】
また画像生成部３６は、Ｂモード画像データＢＤ６に青色等を彩色してオペレータに穿刺針９０を目立たせて表示することも可能である。このようにＢモード画像データＢＤ５の彩色とＢモード画像データＢＤ６の彩色とが異なると、穿刺針９０が刺入されるに従い穿刺針９０が赤色から青色に変わるため、オペレータは穿刺針９０が徐々に目的部位ＲＯに近付いていることを容易に認識することができる。
【００９２】
図１０に戻り、ステップＳ３１において、針検出部３７（図１を参照。）が穿刺針９０の先端部９２が目的部位ＲＯに到達したか否かを判断する。先端部９２が目的部位ＲＯに到達していなければステップＳ２７に戻り、引き続き小さくデフォーカスした超音波ビームＵＢ６で得られたＢモード画像データＢＤ６とフォーカスした超音波ビームＵＢ２で得られたＢモード画像データＢＤ２とに基づいて加算された超音波画像ＢＧ（ＢＥ）が表示部６０に表示される。先端部９２が目的部位ＲＯに到達していればステップＳ３２に進む。
【００９３】
ステップＳ３２では、デフォーカスした超音波ビームＵＢ５又はＵＢ６の送波を中止して、超音波トランスデューサ１２は目的部位ＲＯにフォーカスした超音波ビームＵＢ２のみを被検体に送波する。目的部位ＲＯにフォーカスした超音波ビームＵＢ２の送波回数が上がり、目的部位ＲＯからの多くのエコー信号を受波することができる。
【００９４】
ステップＳ３３では、ステップＳ３２で得られたエコー信号から画像生成部３６は表示部６０に超音波画像ＢＧを表示する。
【００９５】
（１．７５Ｄ型の超音波トランスデューサの例：デフォーカス量一定、且つ開口径の変更）
図１０のステップＳ２２及びＳ２７では、大きくデフォーカスし且つマイナスのエレベーション方向（−Ｘ軸方向）に偏向した超音波ビームＵＢ５と、小さくデフォーカスし且つマイナスのエレベーション方向（−Ｘ軸方向）に偏向した超音波ビームＵＢ６とが送波された。この方法以外に、ステップＳ２７において、デフォーカス（発散角度）は同じで、エレベーション方向の開口径を異ならせるてもよい。
【００９６】
ステップＳ２２では、図１１（ａ）で説明したと同様な超音波ビームＵＢ５が送波される。なお、超音波ビームＵＢ５は、図８に描かれたＥ１列からＥ７列までの振動素子が使われている。すなわち全開口で超音波ビームＵＢ５が送波されている。なお、図１４（ａ）は図１４（ｂ）との比較のために描かれている。
【００９７】
ステップＳ２７において、図１４（ｂ）に示されるように、超音波ビームＵＢ７はデフォーカスし且つ一部の開口で送波されている。偏向角度（角度φ１）は１４（ａ）と同じである。図８に描かれた例えばＥ２列からＥ６列までの振動素子が使われている。図１４（ｂ）に示される超音波ビームＵＢ７によって中間領域ＤＢにある穿刺針９０の先端部９２のエコー信号を得ることができる。
【００９８】
（１．７５Ｄ型の超音波トランスデューサの例：デフォーカス量一定、且つ偏向方向の変更）
図１０のステップＳ２２及びＳ２７では、大きくデフォーカスし且つマイナスのエレベーション方向（−Ｘ軸方向）に偏向した超音波ビームＵＢ５と、小さくデフォーカスし且つマイナスのエレベーション方向（−Ｘ軸方向）に偏向した超音波ビームＵＢ６とが送波された。この方法以外に、ステップＳ２２及びＳ２７において、デフォーカス（発散角度）は同じで、エレベーション方向に偏向する偏向角度を異ならせてもよい。
【００９９】
ステップＳ２２において、図１５（ａ）に示されるように、超音波ビームＵＢ８はデフォーカスし且つマイナスのエレベーション方向（−Ｘ軸方向）に大きく偏向（角度φ１）されて送波される。このため、被検体に穿刺針９０がマイナスのエレベーション方向から刺入されても、穿刺針９０に超音波ビームＵＢ８が当たり、その反射エコーが超音波トランスデューサ１２に受波される。そのため、図１４（ａ）に示される浅い領域ＤＡで且つマイナスのエレベーション方向から刺入された穿刺針９０であっても、超音波ビームＵＢ８によって穿刺針９０の先端部９２のエコー信号を得ることができる。
【０１００】
ステップＳ２７において、図１５（ｂ）に示されるように、超音波ビームＵＢ８はデフォーカスし且つマイナスのエレベーション方向（−Ｘ軸方向）に小さく偏向（角度φ２）されて送波される。図１５（ｂ）に示される超音波ビームＵＢ９によって中間領域ＤＢにある穿刺針９０の先端部９２のエコー信号を得ることができる。
【０１０１】
なお、図１０から図１５では１．７５Ｄ型の超音波トランスデューサ１２を説明したが、２Ｄ型の超音波トランスデューサ１２であっても、同様に超音波データをデフォーカスし且つ偏向させることができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１０ …… 超音波プローブ
１２ …… 超音波トランスデューサ
１４ …… 制御信号分配部、 １６ …… スイッチング回路
２１ …… 走査制御部、 ２２ …… 送信制御部
２３ …… 駆動信号発生部
３２ …… 受信信号処理部、 ３３ …… 受信制御部
３４ …… ローデータメモリ、 ３５ …… 受信ビームフォーマ
３６ …… 画像生成部、 ３７ …… 針検出部
４５ …… 入力部、 ５０ …… 記憶部
６０ …… 表示部
９０ …… 穿刺針
９８ …… 穿刺アタッチメント
１００ …… 超音波診断装置
ＢＧ …… 超音波画像
ＤＬ１〜ＤＬ４、ＤＬ１１〜ＤＬ１５ …… 遅延時間
Ｅ１〜Ｅ７ …… エレベーション方向の素子列
ＵＢ１〜ＵＢ９ …… 超音波ビーム
ＲＯ …… 目的部位
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波診断装置に関し、特に、穿刺針を刺入する際に超音波画像を表示する超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、超音波プローブが接触された位置の断層画像情報を表示するため、被検体に穿刺針を刺し患部の一部を切り取る生検（ｂｉｏｐｓｙ）などの際に、被検体内の穿刺針の刺入位置を確認するのに適している。超音波診断装置を用いた穿刺では、超音波プローブに穿刺ガイドアタッチメントが装着されてこの穿刺ガイドアタッチメントを使って穿刺する場合と、穿刺ガイドアタッチメントを使用しないで穿刺する場合とがある。
【０００３】
一般に、超音波診断装置を操作するオペレータは、診断する部位の焦点距離が浅い場合に超音波プローブのエレベーション方向(Elevation)の振動素子数である開口幅を狭くする。超音波プローブの開口幅を狭くすると超音波断面画像の厚みが薄いものとなり、エレベーション方向の分解能が向上するためである。しかし、開口幅を狭くすると、刺入を行う際に穿刺針が超音波断面画像から外れる頻度が高くなる。特許文献１には、オペレータがアジマス方向（(Azimuth)：走査方向）から穿刺針を穿刺する超音波診断装置が開示されている。この超音波診断装置では、穿刺針が超音波画像に表示されるように、エレベーション方向の開口幅を広くして超音波画像を取得している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２３７７８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、穿刺針が穿刺される方向に制限があることは穿刺針を刺す生検又は治療等において好ましくない。そこでエレベーション方向から穿刺針が刺される場合にも、穿刺針の穿刺状況が超音波画像に表示される超音波診断装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１観点の超音波診断装置は、アジマス方向及びアジマス方向と直交するエレべーション方向に並んだ複数の振動素子からなる振動部を有し超音波ビームを送波する超音波プローブと、超音波ビームを制御する超音波ビーム制御部と、超音波ビームを被検体に送波し受波したエコー信号に基づいて、アジマス方向の超音波画像データを生成する画像データ生成部と、超音波画像データに基づいて超音波画像を表示する表示部と、を備える。そして超音波ビーム制御部は超音波ビームをエレべーション方向にデフォーカスさせ、画像データ生成部はデフォーカス時のエコー信号に基づいて被検体の表面に近い領域を含む超音波画像データを生成するとともに、超音波ビーム制御部は超音波ビームをエレべーション方向にフォーカスさせ、画像データ生成部はフォーカス時のエコー信号に基づいて被検体の超音波画像データを生成する。
【０００７】
超音波診断装置の超音波ビーム制御部はデフォーカスの超音波ビームをエレべーション方向に偏向させる。
また、超音波ビームをデフォーカスさせる際に、超音波ビーム制御部はエレべーション方向の全開口の振動素子を振動させる。
また、画像データ生成部はデフォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データとフォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データとを加算し、表示部は加算された超音波画像を表示する。
【０００８】
第２観点の超音波診断装置の超音波ビーム制御部はデフォーカスの超音波ビームをエレべーション方向の第１方向に偏向させ、且つエレべーション方向の第１方向とは異なるに第２方向に偏向させる。
画像データ生成部は第１方向に偏向したデフォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データと、第２方向に偏向したデフォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データと、フォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データとを加算し、表示部は加算された超音波画像を表示する。
【０００９】
第３観点の超音波診断装置の超音波ビーム制御部はデフォーカスの超音波ビームをエレべーション方向に偏向させ、且つ超音波ビーム制御部はエレべーション方向の全開口の振動素子を振動させるとともにエレべーション方向の一部の開口の振動素子を振動させる。
画像データ生成部は全開口の偏向したデフォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データと、一部の開口の偏向したデフォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データと、フォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データとを加算し、表示部は加算された超音波画像を表示する。
【００１０】
超音波診断装置の振動部は、アジマス方向に並んだ振動素子数がエレべーション方向に並んだ振動素子数よりも多い。
超音波診断装置の画像データ生成部は、デフォーカス時の超音波画像データに彩色する。
第４観点の超音波診断装置の画像データ生成部は、デフォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データに加算係数を乗算し、フォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データに加算係数を乗算する。そして、乗算されたデフォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データと乗算されたフォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データとを加算する。
【００１１】
第５観点の超音波診断装置の画像データ生成部は、超音波画像を構成する第１領域のデフォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データと、超音波画像を構成する第１領域とは異なる第２領域のフォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データとを加算する。
【００１２】
超音波プローブは、エレべーション方向において振動部の外側から中央に向かって穿刺針を刺入させる穿刺ガイドアタッチメントを備える。そして、穿刺ガイドアタッチメントは超音波プローブから着脱可能である。
【００１３】
第６観点の超音波診断装置は、被検体に刺入される穿刺針の先端の位置を検出する針検出部を備える。そして、針検出部が穿刺針の先端が所定部位に到達したことを検出した際には、超音波ビーム制御部は超音波ビームのデフォーカスを停止する。
【００１４】
第７観点の超音波診断装置は、アジマス方向及びアジマス方向と直交するエレべーション方向に並んだ複数の振動素子からなる振動部を有し、超音波ビームを送波する超音波プローブと、超音波ビームを制御する超音波ビーム制御部と、超音波ビームを被検体に送波し受波したエコー信号に基づいて、アジマス方向の超音波画像データを生成する画像データ生成部と、超音波画像データに基づいて超音波画像を表示する表示部と、を備える。そして、超音波ビーム制御部は超音波ビームをエレべーション方向に全開口の振動素子を振動させた際のエコー信号に基づいて被検体の表面に近い領域を含む超音波画像データを生成するとともにエレべーション方向の一部の開口の振動素子を振動させた際のエコー信号に基づいて被検体の超音波画像データを生成する。
【発明の効果】
【００１５】
前記観点の発明である超音波診断装置は、エレベーション方向から穿刺針が刺される場合にも、浅い領域で穿刺針の穿刺状況が超音波画像に表示されるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】超音波診断装置１００の全体構成を示すブロック図である。
【図２】超音波プローブ１０を使いながら穿刺針９０を刺入する状態を示した図である。
【図３】第１穿刺モードで超音波画像を表示する際のフローチャートである。
【図４】（ａ）は１．５Ｄ型プローブでエレベーション方向にデフォーカスさせた図である。 （ｂ）は１．５Ｄ型プローブでエレベーション方向にフォーカスさせた図である。
【図５】（ａ）は１．５Ｄ型プローブで穿刺針９０が刺入され始めた際の音波ビームＵＢと穿刺針９０との関係を示した図である。 （ｂ）は１．５Ｄ型プローブで穿刺針９０が目的部位まで刺入した際の音波ビームＵＢと穿刺針９０との関係を示した図である。
【図６】（ａ）は図３のステップＳ１５で表示される超音波画像である。 （ｂ）は図３のステップＳ１８で表示される超音波画像である。
【図７】（ａ）は１．２５Ｄ型プローブで穿刺針９０が刺入され始めた際の音波ビームＵＢと穿刺針９０との関係を示した図である。 （ｂ）は１．２５Ｄ型プローブで穿刺針９０が目的部位まで刺入した際の音波ビームＵＢと穿刺針９０との関係を示した図である。
【図８】（ａ）は１．７５Ｄ型プローブでエレベーション方向にデフォーカスさせ且つマイナスのエレベーション方向（−Ｘ）に偏向させた図である。 （ｂ）は１．７５Ｄ型プローブでエレベーション方向にフォーカスさせた図である。
【図９】（ａ）は１．７５Ｄ型プローブで穿刺針９０が刺入され始めた際の音波ビームＵＢと穿刺針９０との関係を示した図である。 （ｂ）は１．７５Ｄ型プローブで穿刺針９０が目的部位まで刺入した際の音波ビームＵＢと穿刺針９０との関係を示した図である。
【図１０】第２穿刺モードで超音波画像を表示する際のフローチャートである。
【図１１】（ａ）は１．７５Ｄ型プローブで大きなデフォーカスで且つ偏向された音波ビームＵＢ５が送波された図である。 （ｂ）は１．７５Ｄ型プローブで小さいデフォーカスで且つ偏向された音波ビームＵＢ６が送波された図である。 （ｃ）はフォーカスした音波ビームＵＢ２が送波された図である。
【図１２】図１０のステップＳ２５で表示される超音波画像である。
【図１３】図１０のステップＳ３０で表示される超音波画像である。
【図１４】（ａ）は１．７５Ｄ型プローブでデフォーカスし且つ偏向された音波ビームＵＢ５が送波された図である（全開口）。 （ｂ）は１．７５Ｄ型プローブでデフォーカスし且つ偏向された音波ビームＵＢ７が送波された図である（一部開口）。
【図１５】（ａ）は１．７５Ｄ型プローブでデフォーカスし且つ大きく偏向された音波ビームＵＢ８が送波された図である。 （ｂ）は１．７５Ｄ型プローブでデフォーカスし且つ小さく偏向された音波ビームＵＢ９が送波された図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して、本発明にかかる超音波診断装置を実施するための最良の形態について説明する。
【００１８】
＜超音波診断装置１００の構成＞
図１は、本実施形態に係る超音波診断装置１００の構成を示すブロック図である。この超音波診断装置１００は、超音波プローブ１０と、走査制御部２１と、送信制御部２２と、駆動信号発生部２３とを有している。さらに、超音波診断装置１００は、受信信号処理部３２と、受信制御部３３と、ローデータメモリ３４と、受信ビームフォーマ３５と、画像生成部３６と、針検出部３７と、制御部４０と、入力部４５と、記憶部５０と、表示部６０とを有している。
【００１９】
超音波プローブ１０は、印加される複数の駆動信号に従って被検体に向けて超音波を送波すると共に、被検体から反射したエコー信号を受波することにより複数の受信信号を出力する複数の超音波トランスデューサ１２を含んでいる。本実施形態では超音波トランスデューサ１２は、二次元状に配列されたトランスデューサ素子からなる。また超音波プローブ１０は、制御信号分配部１４及びスイッチング回路１６を有している。これらの詳細については後述する。
【００２０】
超音波トランスデューサ１２は、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛：Pb(lead) zirconate titanate）などの圧電セラミック等の圧電材料の両端に電極を形成した振動素子によって構成されている。そのような振動素子の電極に、パルス状又は連続波の電圧を印加すると、圧電体が伸縮する。この伸縮により、それぞれの振動素子からパルス状又は連続波の超音波が発生し、それらの超音波の合成によって超音波ビームが形成される。また、それぞれの振動素子は、伝播した超音波を受信することによって伸縮し電気信号を発生する。それらの電気信号は、超音波の受信信号として出力される。
【００２１】
図１では、１．５Ｄ型の超音波トランスデューサ１２が示されている。またスイッチング回路１６は超音波トランスデューサ１２の＋Ｙ側の端の振動素子への配線が描かれているが、他の振動素子へも同様な配線がなされている。
【００２２】
本実施形態では、超音波トランスデューサ１２は、１．２５Ｄ型、１．５Ｄ型、１．７５Ｄ型及び２Ｄ型の多列配列である。１．２５Ｄ型、１．５Ｄ型、１．７５Ｄ型及び２Ｄ型の振動素子はエレベーション方向及びアジマス方向に配列されており、以下のように区分される。
【００２３】
１．２５Ｄ型：エレベーション方向のセンター軸について対称な２つの振動素子を共通結線し、接続配線をスイッチングにより切り換えることにより開口径を可変とした超音波トランスデューサ１２である。従って焦点の形成は音響レンズ等でのみ行われ、焦点（フォーカス）距離は固定である。
【００２４】
１．５Ｄ型：エレベーション方向のセンター軸について対称な２つの振動素子（例えば、本実施形態ではＥ１列とＥ７列、Ｅ２列とＥ６列、…）を共通結線し、各列の振動素子をセンター軸対称に独立して駆動するようにした超音波トランスデューサ１２である。従って、エレベーション方向における開口径は可変（Ｅ１列〜Ｅ７列、Ｅ２列〜Ｅ６列又はＥ３列〜Ｅ５列）であり、振動素子の駆動タイミングを配線ごとに調節することにより、焦点（フォーカス）距離も変化させることができる。なお、超音波ビームの送波方向はセンター軸方向に固定である。
【００２５】
１．７５Ｄ型：各振動素子を独立に配線することにより、振動素子を独立のタイミングで駆動するようにした超音波トランスデューサ１２である。それにより、開口径や焦点距離を変化させると共に、超音波ビームをエレベーション方向に偏向できるようになる。なお、エレベーション方向における振動素子の幅は波長よりも大きいので、超音波ビームを偏向できる範囲には制約がある。
【００２６】
２Ｄ型：エレベーション方向における振動素子数及び配列ピッチを、アジマス方向の振動素子数及び配列を同程度にしたものである。従って、焦点形成や超音波ビームの偏向を完全に制御することができる。
【００２７】
走査制御部２１は、被検体内の所定の撮像エリアを超音波ビームによって走査する場合に、超音波プローブ１０から送波される超音波ビームの送波方向、受波方向、焦点距離を設定する。また走査制御部２１は、超音波トランスデューサ１２のアパーチャーの形状を設定することができる。走査制御部２１は、それらの設定に基づいて、制御信号分配部１４、送信制御部２２、スイッチング回路１６、受信制御部３３、及び受信ビームフォーマ３５を制御する。
【００２８】
送信制御部２２は、走査制御部２１によって設定された超音波ビームの送波方向、焦点距離、及びアパーチャーの形状に従って送信フォーカス処理を行うために、複数の駆動信号に与えるべき遅延時間（遅延パターン）を設定する。
【００２９】
駆動信号発生部２３は、複数のチャンネルを有しており、各チャンネルは、送信制御部２２において設定された遅延時間に基づいて、超音波トランスデューサ１２のうち選択されたトランスデューサ素子に供給すべき駆動信号を発生するパルサ等を含んでいる。スイッチング回路１６は、選択されたトランスデューサ素子を駆動信号発生部２３に接続する。
【００３０】
受信信号処理部３２は、複数のチャンネルを有している。マルチプレクサ１６は、走査制御部２１の制御の下で、超音波トランスデューサ１２のうち選択されたトランスデューサ素子を受信信号処理部３２に接続する。
【００３１】
受信信号処理部３２の各チャンネルは、超音波トランスデューサ１２から出力される受信信号を増幅しディジタルの受信信号（ローデータ（Raw Data））に変換する。受信制御部３３は、受信信号をローデータメモリ３４に記憶する。走査制御部２１、送信制御部２２、及び受信制御部３３は、超音波診断装置１００の送受信動作を制御する。
【００３２】
受信ビームフォーマ３５は、エコー信号の受信方向及び焦点距離に応じた複数の遅延パターン（位相整合パターン）を有しており、走査制御部２１によって設定された受信方向及び焦点距離に従って、ローデータメモリ３４から読み出された複数の受信信号にそれぞれの遅延を与え、それらの受信信号を加算することにより、受信フォーカス処理を行う。この受信フォーカス処理により、エコー信号の焦点が絞り込まれた音線信号（音線データ）が形成される。
【００３３】
画像生成部３６は、音線信号に包絡線検波処理を施し、さらに、Ｌｏｇ（対数）圧縮やゲイン調整等の処理を施して、Ｂモード画像データを生成する。また画像生成部３６は、生成されたＢモード画像データを通常のテレビジョン信号の走査方式に従う表示用の画像信号に変換する。これにより、表示部６０において、Ｂモードの超音波画像が表示される。また、必要に応じてＢモード画像データは記憶部５０に記憶される。
【００３４】
また画像生成部３６は、超音波ビームの送波ごとに得られる複数のフレーム（Ｂモード画像データ）を加算したり、フレームごとに彩色して彩色された複数のフレームを加算したりして、加算されたＢモード画像データを表示用の画像信号に変換にする。
【００３５】
針検出部３７は、画像生成部３６で得られたＢモード画像データから、穿刺針９０の先端部９２（図２を参照。）の位置を画像認識により検出する。画像処理ではなく、穿刺アタッチメント９８（図２（ｂ）を参照。）に穿刺針９０の移動量を検出する移動量センサを取り付け、その移動量から穿刺針９０の先端部９２の位置を計算するようにしてもよい。
【００３６】
入力部４５は、トラックボール、キーボード、マウス等の入力手段を含んでおり、オペレータが命令や情報を超音波診断装置に入力する際に用いられる。制御部４０は、入力部４５を用いて入力された命令や情報に基づいて、超音波診断装置１００の各部を制御する。本実施形態においては、走査制御部２１、送信制御部２２、受信制御部３３、受信ビームフォーマ３５、画像生成部３６、針検出部３７及び制御部４０が、ＣＰＵ（中央演算装置）と、ＣＰＵに各種の処理を行わせるためのソフトウエアとによって構成される。ソフトウエアは、ハードディスク等の記憶部５０に記憶される。
【００３７】
＜超音波プローブの外観構成＞
図２は、超音波プローブ１０を使いながら穿刺針９０を刺入する状態を示した図である。（ａ）はその斜視図であり（ｂ）はそのアジマス方向からの平面図である。図２（ｂ）には、超音波プローブ１０に着脱自在に接続される穿刺アタッチメント９８が取り付けられている。
【００３８】
例えば生体組織診断などではオペレータは超音波診断装置１００を用いて目的部位（例えば腫瘍）への穿刺を行う。生体組織診断は被検体における目的部位に穿刺針９０を刺入し、この穿刺針９０から被検体の目的部位の組織を採取したりする。このような生体組織診断において、オペレータは超音波診断装置１００の表示部６０で目的部位の超音波画像ＥＧを観察しながら穿刺針９０を被検体の目的部位に刺入する。特にエレベーション方向から穿刺針９０を挿入する際に、被検体の表面から浅い位置であっても穿刺針９０の先端部９２が表示部６０の超音波画像ＥＧ上で確認できるようにすることが好ましい。神経ブロック等への穿刺針９０の刺入についても同様である。
【００３９】
本実施形態では、超音波プローブ１０のエレベーション方向から穿刺針９０を所定角度θで被検体に刺入する際に、超音波診断装置１００はそのアジマス方向の超音波画像ＥＧ（図６を参照。）を表示部６０に表示する。図２（ｂ）には、超音波プローブ１０に着脱自在に接続される穿刺アタッチメント９８が取り付けられている。なお、穿刺針９０の刺入の際に必ずしも穿刺アタッチメント９８を使用する必要は無い。また、図２ではリニア型超音波プローブが描かれているが、コンベックス型超音波プローブまたはセクタ型超音波プローブでも良い。また、１．２５Ｄ型、１．５Ｄ型及び１．７５Ｄ型の超音波プローブ１０には、音響レンズが取り付けられていてもよい。
【００４０】
＜第１穿刺モードによる超音波画像の表示＞
（１．５Ｄ型の超音波トランスデューサの例）
第１穿刺モードについて、図３から図６を使って説明する。図３は第１穿刺モードで超音波画像を表示する際のフローチャートである。図４は超音波トランスデューサ１２（図１を参照）をエレべーション方向にデフォーカス／フォーカスさせる図である。図５はアジマス方向からみた超音波ビームＵＢの概念図である。図６は表示部６０に表示された超音波画像ＥＧの例である。
【００４１】
図３のステップＳ１１において、オペレータが超音波プローブ１０のエレベーション方向から被検体に穿刺針９０を刺入する際には、まず、入力部４５を使って第１穿刺モードのソフトウエアを立ち上げる。
【００４２】
ステップＳ１２において、超音波トランスデューサ１２はデフォーカスした超音波ビームＵＢ１を被検体に送波する。図４（ａ）に示されるように遅延時間ＤＬ１〜ＤＬ４が与えられた駆動信号が振動素子に与えられることで、デフォーカスした超音波ビームＵＢ１が送波される。
【００４３】
図４（ａ）は１．５Ｄ型の超音波トランスデューサ１２の振動素子であり、Ｅ１列とＥ７列、Ｅ２列とＥ６列、Ｅ３列とＥ５列が結線され、Ｅ４列が単独に配線されている。これらの振動素子に、送信制御部２２において設定された遅延時間で駆動信号がそれぞれ供給される。本実施形態では、各駆動信号供給線上に示されたブロック（ＤＬ１〜ＤＬ４）の長さが、各駆動信号に与えられる遅延時間の長さを示している。図４（ａ）ではＥ４列の振動素子には短い遅延時間ＤＬ１が供給され、Ｅ４列から一番離れたＥ１列とＥ７列の振動素子に一番長い遅延時間ＤＬ４が供給されている。このような遅延時間に基づいて振動素子が振動し、ホイヘンスの原理に従い発散する超音波ビームＵＢ１が形成される。発散する超音波ビームＵＢ１はいわゆるデフォーカス状態であり、フォーカス（焦点）を結ばない。またエレベーション方向に超音波ビームＵＢ１を送波するため、エレベーション方向の全開口（Ｅ１列〜Ｅ７列）の振動素子を振動させる。
【００４４】
図５（ａ）に示されるように、デフォーカスの超音波ビームＵＢ１はエレベーション方向に発散しているため、エレベーション方向（±Ｘ軸方向）に超音波ビームＵＢ１が送波される。このため、被検体に穿刺針９０がエレベーション方向から刺入されても、穿刺針９０に超音波ビームＵＢ１が当たり、その反射エコーが超音波トランスデューサ１２に受波される。被検体である生体にデフォーカスの超音波ビームＵＢ１が送波されても、超音波トランスデューサ１２は明瞭なエコー信号を受波することができない。一方、金属等からなる穿刺針９０は反射率が高いため、超音波トランスデューサ１２はデフォーカスの超音波ビームＵＢ１であっても明瞭なエコー信号を受波できる。すなわち、図５（ａ）に示される浅い領域ＤＡで且つエレベーション方向から刺入された穿刺針９０であっても、デフォーカスの超音波ビームＵＢ１によって穿刺針９０の先端部９２のエコー信号を得ることができる。
【００４５】
図３に戻り、ステップＳ１３において、超音波トランスデューサ１２は目的部位ＲＯにフォーカスした超音波ビームＵＢ２を被検体に送波する。図４（ｂ）では送信制御部２２はＥ５列の振動素子には短い遅延時間ＤＬ４を供給され、センターから一番離れたＥ１列とＥ７列の振動素子に一番長い遅延時間ＤＬ１を供給する。このような遅延時間に基づいて、ホイヘンスの原理に従い収束する超音波ビームＵＢ２が形成される。超音波ビームＵＢ２は目的部位ＲＯの周辺にフォーカスする。
【００４６】
図５（ａ）に示されるように、フォーカスされた超音波ビームＵＢ２はエレベーション方向に収束しているため、浅い領域ＤＡでは穿刺針９０の先端部９２には超音波ビームＵＢ２が照射されない。このため、穿刺針９０の反射エコーが超音波トランスデューサ１２に受波されることはない。一方、図５（ａ）、（ｂ）に示される目的部位ＲＯを含む深い領域ＤＢで超音波トランスデューサ１２は明瞭なエコー信号を受波することができる。また、穿刺針９０が刺入され、その先端部９２が目的部位ＲＯの周辺に到達すれば、超音波トランスデューサ１２はフォーカスされた超音波ビームＵＢ２で先端部９２の明瞭なエコー信号を受波できる。なお、フォーカスされた超音波ビームＵＢ２はエレベーション方向の開口径が狭く描かれている。例えばＥ３列〜Ｅ５列しか使用していないように描かれているが、目的部位ＲＯの深度によってＥ１列〜Ｅ７列を適宜使用する。
【００４７】
図３のステップＳ１４において、画像生成部３６は、デフォーカスした超音波ビームＵＢ１が送波された際に得られたエコー信号（ステップＳ１２）に基づいてＢモード画像データＢＤ１を生成し、フォーカスした超音波ビームＵＢ２が送波された際に得られたエコー信号（Ｓ１３）に基づいてＢモード画像データＢＤ２を生成する。また画像生成部３６は、デフォーカスした超音波ビームＵＢ１で得られたＢモード画像データＢＤ１とフォーカスした超音波ビームＵＢ２で得られたＢモード画像データＢＤ２とを加算する。
【００４８】
ステップＳ１５において、画像生成部３６は加算されたＢモード画像データＢＥを表示用の画像信号に変換し、表示部６０に超音波画像ＢＧ（ＢＥ）が表示される。
【００４９】
図６（ａ）を使って加算された超音波画像ＢＧ（ＢＥ）の表示について説明する。この図６（ａ）に示された超音波画像ＢＧ（ＢＥ）は、穿刺針９０が浅くエレベーション方向から刺入された状態である（図５（ａ）を参照。）。
【００５０】
図６（ａ）の左上側はＢモード画像データＢＤ１に基づく超音波画像ＢＧ（ＢＤ１）である。デフォーカスした超音波ビームＵＢ１で得られたエコー信号であるため、超音波画像ＢＧ（ＢＤ１）には、被検体の内部の部位が不鮮明にしか表示されていない。その一方で、浅くエレベーション方向から刺入された穿刺針９０であっても、穿刺針９０の先端部９２が表示されている。
【００５１】
図６（ａ）の右上側はＢモード画像データＢＤ２に基づく超音波画像ＢＧ（ＢＤ２）である。フォーカスした超音波ビームＵＢ２で得られたエコー信号であるため、超音波画像ＢＧ（ＢＤ２）には、被検体の目的部位ＲＯを含む内部の部位が明瞭に表示されている。その一方で穿刺針９０の先端部９２は表示されていない。
【００５２】
画像生成部３６は、Ｂモード画像データＢＤ１とＢモード画像データＢＤ２とを加重加算する。加算されたＢモード画像データＢＥは次のように示される。
ＢＥ ＝ ＢＤ１×ａ ＋ ＢＤ２×ｂ
１ ＝ ａ ＋ ｂ
但し、ａ、ｂは加重係数
加算されたＢモード画像データＢＥに基づく超音波画像ＢＧ（ＢＥ）は、図６（ａ）の下側に示されているように、浅くエレベーション方向から刺入された穿刺針９０が表示されるとともに、目的部位ＲＯを含む内部の部位が明瞭に表示される。
【００５３】
上記加重係数ａ、ｂは、例えばａ＝０．５、ｂ＝０．５でもよいし他の値でもよい。また、針検出部３７が検出した先端部９２（図２を参照。）の位置に応じて、加重係数ａ、ｂを適宜変更するようにしてもよい。また画像生成部３６は、Ｂモード画像データＢＤ１に赤色等を彩色してオペレータに穿刺針９０を目立たせて表示することも可能である。
【００５４】
図３に戻り、ステップＳ１６において、針検出部３７（図１を参照。）が穿刺針９０の先端部９２が目的部位ＲＯに到達したか否かを判断する。先端部９２が目的部位ＲＯに到達していなければステップＳ１２に戻り、引き続きデフォーカスした超音波ビームＵＢ１で得られたＢモード画像データＢＤ１とフォーカスした超音波ビームＵＢ２で得られたＢモード画像データＢＤ２とに基づいて加算された超音波画像ＢＧ（ＢＥ）が表示部６０に表示される。先端部９２が目的部位ＲＯに到達していればステップＳ１７に進む。
【００５５】
ステップＳ１７では、デフォーカスした超音波ビームＵＢ１の送波を中止して、超音波トランスデューサ１２は目的部位ＲＯにフォーカスした超音波ビームＵＢ２のみを被検体に送波する。目的部位ＲＯにフォーカスした超音波ビームＵＢ２を送波する回数が増え（フレームレートが上昇）、目的部位ＲＯからの多くのエコー信号を受波することができる。
【００５６】
ステップＳ１８では、ステップＳ１７で得られたエコー信号から画像生成部３６は表示部６０に超音波画像ＢＧを表示する。図６（ｂ）に示されるように、目的部位ＲＯの周辺では鮮明な超音波画像が表示されるとともに穿刺針９０の先端部９２が表示される。フォーカスした超音波ビームＵＢ１によりエコー信号がないため、浅い領域ＤＡ（図５を参照）の穿刺針９０は表示されておらず、画面途中から穿刺針９０が表示されている。
【００５７】
ステップＳ１６〜Ｓ１８を施す代わりに、ステップＳ１５で説明したように針検出部３７が検出した先端部９２が目的部位ＲＯに達したら、加重係数ａ＝０、ｂ＝１に変更するようにしてもよい。
【００５８】
（１．２５Ｄ型の超音波トランスデューサの例）
１．２５Ｄ型の超音波トランスデューサを有する超音波プローブ１０を使用した場合であっても、図３に示した第１穿刺モードを適用できる。但し、１．２５Ｄ型の超音波プローブ１０は音響レンズによる固定焦点（フォーカス）であるため、ステップＳ１２からステップＳ１４までが異なる。
【００５９】
図７（ａ）は、１．２５Ｄ型の超音波プローブ１０において、エレベーション方向のすべての振動素子を振動させる。そのため超音波プローブ１０はエレベーション方向の広い範囲から超音波ビームＵＢ３を送波する。被検体に穿刺針９０がエレベーション方向から刺入されても穿刺針９０の先端部９２に超音波ビームＵＢ３が当たり、その反射エコーが超音波トランスデューサ１２に受波される。但し、図５と図７とを比べてもわかるように、超音波ビームＵＢ３は、超音波ビームＵＢ１のように浅い領域ＤＡで且つエレベーション方向には送波されない。このため、穿刺針９０の刺入の開始時には超音波画像ＢＧに穿刺針９０が表示されないことがある。
【００６０】
一方、図７（ｂ）に示される目的部位ＲＯを含む深い領域ＤＢで超音波トランスデューサ１２は目的部位ＲＯ及び穿刺針９０の明瞭なエコー信号を受波することができる。
【００６１】
（１．７５Ｄ型の超音波トランスデューサの例）
１．７５Ｄ型の超音波トランスデューサを有する超音波プローブ１０を使用した場合であっても、図３に示した第１穿刺モードを適用できる。１．７５Ｄ型の超音波プローブ１０は、超音波ビームをデフォーカスさせるだけでなくさらに偏向させることができるため、ステップＳ１２及びステップＳ１３が異なる。
【００６２】
図８（ａ）は１．７５Ｄ型の超音波トランスデューサ１２の振動素子であり、Ｅ１列〜Ｅ７列まで独立に配線されている。これらの振動素子に、送信制御部２２において設定された遅延時間で駆動信号がそれぞれ供給される。図８では、各駆動信号供給線上に示されたブロック（ＤＬ１１〜ＤＬ１５）の長さが、各駆動信号に与えられる遅延時間の長さを示している。図８（ａ）ではＥ５列及びＥ６列の振動素子に短い遅延時間ＤＬ１５が供給され、次にＥ４列とＥ７列の振動素子に次に短い遅延時間ＤＬ１４が供給されている。そしてＥ３列からＥ１列の振動素子に行くに従い遅延時間が長くなっているこれらの遅延時間（ＤＬ１１〜ＤＬ１５）に基づいて、ホイヘンスの原理に従い発散する超音波ビームＵＢ４が形成される。発散する超音波ビームＵＢ４はいわゆるデフォーカス状態であり且つマイナス側のエレベーション方向（−Ｘ軸方向）に偏向されている。
【００６３】
図９（ａ）に示されるように、デフォーカスの超音波ビームＵＢ４はエレベーション方向に発散し且つ偏向されているため、マイナスのエレベーション方向（−Ｘ軸方向）に超音波ビームＵＢ４が送波される。このため、被検体に穿刺針９０がエレベーション方向から浅く刺入されても、穿刺針９０に超音波ビームＵＢ４が当たり、その反射エコーが超音波トランスデューサ１２に受波される。図９に示された超音波ビームＵＢ４は、図５に示された超音波ビームＵＢ１よりも浅い領域ＤＡのエレベーション方向に照射できる。
【００６４】
１．７５Ｄ型の超音波トランスデューサ１２も、図３のステップＳ１３では、超音波トランスデューサ１２は目的部位ＲＯにフォーカスした超音波ビームＵＢ２を被検体に送波する。各振動素子には、独立して配線されているため、送信制御部２２はＥ５列の振動素子には短い遅延時間ＤＬ４を供給し、センターから一番離れたＥ１列とＥ７列の振動素子に一番長い遅延時間ＤＬ１を供給する。そして超音波ビームＵＢ２は目的部位ＲＯの周辺にフォーカスする。
【００６５】
図９（ｂ）に示される目的部位ＲＯを含む深い領域ＤＢで超音波トランスデューサ１２は明瞭なエコー信号を受波することができる。また、穿刺針９０が刺入され、その先端部９２が目的部位ＲＯの周辺に到達すれば、超音波トランスデューサ１２はフォーカスされた超音波ビームＵＢ２で先端部９２の明瞭なエコー信号を受波できる。
【００６６】
なお、図８及び図９を使って、１．７５Ｄ型の超音波トランスデューサ１２を説明したが、エレベーション方向とアジマス方向との振動素子数及び配列ピッチが同程度の２Ｄ型の超音波トランスデューサ１２であっても、同様に超音波データをデフォーカスし且つ偏向させることができる。
【００６７】
＜第２穿刺モードによる超音波画像の表示＞
（１．７５Ｄ型の超音波トランスデューサの例：デフォーカス変更）
第２穿刺モードについて、図１０から図１２を使って説明する。図１０は第２穿刺モードで超音波画像を表示する際のフローチャートである。図１１はアジマス方向からみた超音波ビームＵＢの概念図である。図１２は表示部６０に表示された超音波画像ＥＧの例である。
【００６８】
図１０のステップＳ２１において、オペレータが超音波プローブ１０のエレベーション方向から被検体に穿刺針９０を刺入する際には、まず、入力部４５を使って第２穿刺モードのソフトウエアを立ち上げる。
【００６９】
ステップＳ２２において、超音波トランスデューサ１２は大きくデフォーカスし且つマイナスのエレベーション方向（−Ｘ軸方向）に偏向した超音波ビームＵＢ５を被検体に送波する。大きいデフォーカスとは発散角度ψ１が大きいこと、つまりデフォーカス量が大きいことを意味する。
【００７０】
図１１（ａ）に示されるように、超音波ビームＵＢ５は大きくデフォーカスし且つマイナスのエレベーション方向（−Ｘ軸方向）に偏向されて送波される。このため、被検体に穿刺針９０がマイナスのエレベーション方向から刺入されても、穿刺針９０に超音波ビームＵＢ５が当たり、その反射エコーが超音波トランスデューサ１２に受波される。そのため、図１１（ａ）に示される浅い領域ＤＡで且つマイナスのエレベーション方向から刺入された穿刺針９０であっても、大きくデフォーカスし且つマイナスのエレベーション方向に偏向された超音波ビームＵＢ５によって穿刺針９０の先端部９２のエコー信号を得ることができる。
【００７１】
図１０に戻り、ステップＳ２３において、超音波トランスデューサ１２は目的部位ＲＯにフォーカスした超音波ビームＵＢ２を被検体に送波する。
【００７２】
図１１（ｃ）に示されるように、フォーカスされた超音波ビームＵＢ２はエレベーション方向に収束しているため、目的部位ＲＯを含む深い領域ＤＣで超音波トランスデューサ１２は明瞭なエコー信号を受波することができる。また、穿刺針９０が刺入され、その先端部９２が目的部位ＲＯの周辺に到達すれば、超音波トランスデューサ１２はフォーカスされた超音波ビームＵＢ２で先端部９２の明瞭なエコー信号を受波できる。
【００７３】
図１０のステップＳ２４において、画像生成部３６は、大きくデフォーカスした超音波ビームＵＢ５が送波された際に得られたエコー信号（ステップＳ２２）に基づいてＢモード画像データＢＤ５を生成し、フォーカスした超音波ビームＵＢ２が送波された際に得られたエコー信号（Ｓ２３）に基づいてＢモード画像データＢＤ２を生成する。また画像生成部３６は、デフォーカスした超音波ビームＵＢ５で得られたＢモード画像データＢＤ５とフォーカスした超音波ビームＵＢ２で得られたＢモード画像データＢＤ２とを加算する。
【００７４】
ステップＳ２５において、画像生成部３６は加算されたＢモード画像データＢＥを表示用の画像信号に変換し、表示部６０に超音波画像ＢＧ（ＢＥ）が表示される。
【００７５】
図１２を使って加算された超音波画像ＢＧ（ＢＥ）の表示について説明する。この図１２に示された超音波画像ＢＧ（ＢＥ）は、穿刺針９０が浅くエレベーション方向から刺入された状態である。
【００７６】
図１２の左上側はＢモード画像データＢＤ５に基づく超音波画像ＢＧ（ＢＤ５）である。デフォーカスした超音波ビームＵＢ５で得られたエコー信号であるため、超音波画像ＢＧ（ＢＤ５）には、被検体の内部の部位が不鮮明にしか表示されていない。この超音波画像ＢＧ（ＢＤ５）は浅い領域ＤＡ以外はデータを削除し、浅い領域ＤＡのみのデータからなる。
【００７７】
図１２の右上側はＢモード画像データＢＤ２に基づく超音波画像ＢＧ（ＢＤ２）である。フォーカスした超音波ビームＵＢ２で得られたエコー信号であるため、超音波画像ＢＧ（ＢＤ２）には、被検体の目的部位ＲＯを含む深い領域ＤＣの周辺の部位が明瞭に表示されている。
【００７８】
画像生成部３６は、浅い領域ＤＡのＢモード画像データＢＤ５（ＤＡ）と深い領域ＤＣのＢモード画像データＢＤ２（ＤＣ）とを加算する。加算されたＢモード画像データＢＥは次のように示される。
ＢＥ ＝ ＢＤ５（ＤＡ） ＋ ＢＤ２（ＤＣ）
加算されたＢモード画像データＢＥに基づく超音波画像ＢＧ（ＢＥ）は、図１２の下側に示されているように、浅くエレベーション方向から刺入された穿刺針９０が表示されるとともに、目的部位ＲＯを含む内部の部位が明瞭に表示される。
【００７９】
また画像生成部３６は、Ｂモード画像データＢＤ５に赤色等を彩色してオペレータに穿刺針９０を目立たせて表示することも可能である。
【００８０】
図１０に戻り、ステップＳ２６において、針検出部３７（図１を参照。）が穿刺針９０の先端部９２が中間領域ＤＢに到達したか否かを判断する。先端部９２が中間領域ＤＢに到達していなければステップＳ２２に戻り、引き続き大きくデフォーカスした超音波ビームＵＢ５で得られたＢモード画像データＢＤ５とフォーカスした超音波ビームＵＢ２で得られたＢモード画像データＢＤ２とに基づいて加算された超音波画像ＢＧ（ＢＥ）が表示部６０に表示される。先端部９２が中間領域ＤＢに到達していればステップＳ２７に進む。
【００８１】
ステップＳ２７において、超音波トランスデューサ１２は小さくデフォーカスし且つマイナスのエレベーション方向（−Ｘ軸方向）に偏向した超音波ビームＵＢ６を被検体に送波する。小さいデフォーカスとはステップＳ２２におけるデフォーカスよりも発散角度ψ２が小さいこと、つまりデフォーカス量が小さいことを意味する。
【００８２】
図１１（ｂ）に示されるように、超音波ビームＵＢ６は小さくデフォーカスし且つマイナスのエレベーション方向（−Ｘ軸方向）に偏向されて送波される。超音波ビームＵＢ６の偏向角度は超音波ビームＵＢ５の偏向角度とほぼ同じである。図１１（ｂ）に示される超音波ビームＵＢ６によって中間領域ＤＢにある穿刺針９０の先端部９２のエコー信号を得ることができる。
【００８３】
図１０に戻り、ステップＳ２８において、超音波トランスデューサ１２は目的部位ＲＯにフォーカスした超音波ビームＵＢ２を被検体に送波する。
【００８４】
ステップＳ２９において、画像生成部３６は、小さくデフォーカスした超音波ビームＵＢ５が送波された際に得られたエコー信号（ステップＳ２７）に基づいてＢモード画像データＢＤ６を生成し、フォーカスした超音波ビームＵＢ２が送波された際に得られたエコー信号（Ｓ２８）に基づいてＢモード画像データＢＤ２を生成する。また画像生成部３６は、小さくデフォーカスした超音波ビームＵＢ６で得られたＢモード画像データＢＤ６とフォーカスした超音波ビームＵＢ２で得られたＢモード画像データＢＤ２とを加算する。
【００８５】
ステップＳ３０において、画像生成部３６は加算されたＢモード画像データＢＥを表示用の画像信号に変換し、表示部６０に超音波画像ＢＧ（ＢＥ）が表示される。
【００８６】
図１３を使って加算された超音波画像ＢＧ（ＢＥ）の表示について説明する。この図１３に示された超音波画像ＢＧ（ＢＥ）は、穿刺針９０が中間まで刺入された状態である。
【００８７】
図１３の左上側はＢモード画像データＢＤ６に基づく超音波画像ＢＧ（ＢＤ６）である。デフォーカスした超音波ビームＵＢ６で得られたエコー信号であるため、超音波画像ＢＧ（ＢＤ６）には、被検体の内部の部位が不鮮明にしか表示されていない。この超音波画像ＢＧ（ＢＤ６）は中間領域ＤＢ以外はデータを削除し、中間領域ＤＢのみのデータからなる。
【００８８】
図１３の右上側はＢモード画像データＢＤ２に基づく超音波画像ＢＧ（ＢＤ２）である。フォーカスした超音波ビームＵＢ２で得られたエコー信号であるため、超音波画像ＢＧ（ＢＤ２）には、被検体の目的部位ＲＯを含む深い領域ＤＣの周辺の部位が明瞭に表示されている。
【００８９】
画像生成部３６は、中間領域ＤＢのＢモード画像データＢＤ６（ＤＢ）と深い領域ＤＣのＢモード画像データＢＤ２（ＤＣ）とを加算する。加算されたＢモード画像データＢＥは次のように示される。
ＢＥ ＝ ＢＤ６（ＤＢ） ＋ ＢＤ２（ＤＣ）
加算されたＢモード画像データＢＥに基づく超音波画像ＢＧ（ＢＥ）は、図１３の左下側に示されているように、刺入された穿刺針９０が表示されるとともに、目的部位ＲＯを含む内部の部位が明瞭に表示される。
【００９０】
なお、画像生成部３６は、記憶部５０に記憶されている浅い領域ＤＡのＢモード画像データＢＤ５（ＤＡ）をさらに加えてもよい。図１３の右下側に点線で示されているように、浅い領域ＤＡのＢモード画像データＢＤ５（ＤＡ）と中間領域ＤＢのＢモード画像データＢＤ６（ＤＢ）と深い領域ＤＣのＢモード画像データＢＤ２（ＤＣ）とを加算する。加算されたＢモード画像データＢＥは次のように示される。
ＢＥ ＝ ＢＤ５（ＤＡ） ＋ＢＤ６（ＤＢ） ＋ ＢＤ２（ＤＣ）
加算されたＢモード画像データＢＥに基づく超音波画像ＢＧ（ＢＥ）は、図１３の右下側に示されている。
【００９１】
また画像生成部３６は、Ｂモード画像データＢＤ６に青色等を彩色してオペレータに穿刺針９０を目立たせて表示することも可能である。このようにＢモード画像データＢＤ５の彩色とＢモード画像データＢＤ６の彩色とが異なると、穿刺針９０が刺入されるに従い穿刺針９０が赤色から青色に変わるため、オペレータは穿刺針９０が徐々に目的部位ＲＯに近付いていることを容易に認識することができる。
【００９２】
図１０に戻り、ステップＳ３１において、針検出部３７（図１を参照。）が穿刺針９０の先端部９２が目的部位ＲＯに到達したか否かを判断する。先端部９２が目的部位ＲＯに到達していなければステップＳ２７に戻り、引き続き小さくデフォーカスした超音波ビームＵＢ６で得られたＢモード画像データＢＤ６とフォーカスした超音波ビームＵＢ２で得られたＢモード画像データＢＤ２とに基づいて加算された超音波画像ＢＧ（ＢＥ）が表示部６０に表示される。先端部９２が目的部位ＲＯに到達していればステップＳ３２に進む。
【００９３】
ステップＳ３２では、デフォーカスした超音波ビームＵＢ５又はＵＢ６の送波を中止して、超音波トランスデューサ１２は目的部位ＲＯにフォーカスした超音波ビームＵＢ２のみを被検体に送波する。目的部位ＲＯにフォーカスした超音波ビームＵＢ２の送波回数が上がり、目的部位ＲＯからの多くのエコー信号を受波することができる。
【００９４】
ステップＳ３３では、ステップＳ３２で得られたエコー信号から画像生成部３６は表示部６０に超音波画像ＢＧを表示する。
【００９５】
（１．７５Ｄ型の超音波トランスデューサの例：デフォーカス量一定、且つ開口径の変更）
図１０のステップＳ２２及びＳ２７では、大きくデフォーカスし且つマイナスのエレベーション方向（−Ｘ軸方向）に偏向した超音波ビームＵＢ５と、小さくデフォーカスし且つマイナスのエレベーション方向（−Ｘ軸方向）に偏向した超音波ビームＵＢ６とが送波された。この方法以外に、ステップＳ２７において、デフォーカス（発散角度）は同じで、エレベーション方向の開口径を異ならせるてもよい。
【００９６】
ステップＳ２２では、図１１（ａ）で説明したと同様な超音波ビームＵＢ５が送波される。なお、超音波ビームＵＢ５は、図８に描かれたＥ１列からＥ７列までの振動素子が使われている。すなわち全開口で超音波ビームＵＢ５が送波されている。なお、図１４（ａ）は図１４（ｂ）との比較のために描かれている。
【００９７】
ステップＳ２７において、図１４（ｂ）に示されるように、超音波ビームＵＢ７はデフォーカスし且つ一部の開口で送波されている。偏向角度（角度φ１）は１４（ａ）と同じである。図８に描かれた例えばＥ２列からＥ６列までの振動素子が使われている。図１４（ｂ）に示される超音波ビームＵＢ７によって中間領域ＤＢにある穿刺針９０の先端部９２のエコー信号を得ることができる。
【００９８】
（１．７５Ｄ型の超音波トランスデューサの例：デフォーカス量一定、且つ偏向方向の変更）
図１０のステップＳ２２及びＳ２７では、大きくデフォーカスし且つマイナスのエレベーション方向（−Ｘ軸方向）に偏向した超音波ビームＵＢ５と、小さくデフォーカスし且つマイナスのエレベーション方向（−Ｘ軸方向）に偏向した超音波ビームＵＢ６とが送波された。この方法以外に、ステップＳ２２及びＳ２７において、デフォーカス（発散角度）は同じで、エレベーション方向に偏向する偏向角度を異ならせてもよい。
【００９９】
ステップＳ２２において、図１５（ａ）に示されるように、超音波ビームＵＢ８はデフォーカスし且つマイナスのエレベーション方向（−Ｘ軸方向）に大きく偏向（角度φ１）されて送波される。このため、被検体に穿刺針９０がマイナスのエレベーション方向から刺入されても、穿刺針９０に超音波ビームＵＢ８が当たり、その反射エコーが超音波トランスデューサ１２に受波される。そのため、図１４（ａ）に示される浅い領域ＤＡで且つマイナスのエレベーション方向から刺入された穿刺針９０であっても、超音波ビームＵＢ８によって穿刺針９０の先端部９２のエコー信号を得ることができる。
【０１００】
ステップＳ２７において、図１５（ｂ）に示されるように、超音波ビームＵＢ８はデフォーカスし且つマイナスのエレベーション方向（−Ｘ軸方向）に小さく偏向（角度φ２）されて送波される。図１５（ｂ）に示される超音波ビームＵＢ９によって中間領域ＤＢにある穿刺針９０の先端部９２のエコー信号を得ることができる。
【０１０１】
なお、図１０から図１５では１．７５Ｄ型の超音波トランスデューサ１２を説明したが、２Ｄ型の超音波トランスデューサ１２であっても、同様に超音波データをデフォーカスし且つ偏向させることができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１０ …… 超音波プローブ
１２ …… 超音波トランスデューサ
１４ …… 制御信号分配部、 １６ …… スイッチング回路
２１ …… 走査制御部、 ２２ …… 送信制御部
２３ …… 駆動信号発生部
３２ …… 受信信号処理部、 ３３ …… 受信制御部
３４ …… ローデータメモリ、 ３５ …… 受信ビームフォーマ
３６ …… 画像生成部、 ３７ …… 針検出部
４５ …… 入力部、 ５０ …… 記憶部
６０ …… 表示部
９０ …… 穿刺針
９８ …… 穿刺アタッチメント
１００ …… 超音波診断装置
ＢＧ …… 超音波画像
ＤＬ１〜ＤＬ４、ＤＬ１１〜ＤＬ１５ …… 遅延時間
Ｅ１〜Ｅ７ …… エレベーション方向の素子列
ＵＢ１〜ＵＢ９ …… 超音波ビーム
ＲＯ …… 目的部位
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アジマス方向及び前記アジマス方向と直交するエレべーション方向に並んだ複数の振動素子からなる振動部を有し、超音波ビームを送波する超音波プローブと、
前記超音波ビームを制御する超音波ビーム制御部と、
前記超音波ビームを被検体に送波し受波したエコー信号に基づいて、前記アジマス方向の超音波画像データを生成する画像データ生成部と、
前記超音波画像データに基づいて超音波画像を表示する表示部と、を備え、
前記超音波ビーム制御部は前記超音波ビームを前記エレべーション方向にデフォーカスさせ、前記画像データ生成部はデフォーカス時のエコー信号に基づいて前記被検体の表面に近い領域を含む超音波画像データを生成するとともに、
前記超音波ビーム制御部は前記超音波ビームを前記エレべーション方向にフォーカスさせ、前記画像データ生成部はフォーカス時のエコー信号に基づいて前記被検体の超音波画像データを生成する超音波診断装置。
【請求項２】
前記超音波ビーム制御部は前記デフォーカスの超音波ビームを前記エレべーション方向に偏向させる請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記超音波ビームをデフォーカスさせる際に、前記超音波ビーム制御部は前記エレべーション方向の全開口の振動素子を振動させる請求項１又は請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記画像データ生成部は前記デフォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データと前記フォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データとを加算し、
前記表示部は加算された超音波画像を表示する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記超音波ビーム制御部は前記デフォーカスの超音波ビームを前記エレべーション方向の第１方向に偏向させ、且つ前記エレべーション方向の第１方向とは異なるに第２方向に偏向させる請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記画像データ生成部は前記第１方向に偏向したデフォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データと、前記第２方向に偏向したデフォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データと、前記フォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データとを加算し、
前記表示部は加算された超音波画像を表示する請求項５に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記超音波ビーム制御部は前記デフォーカスの超音波ビームを前記エレべーション方向に偏向させ、且つ前記超音波ビーム制御部は前記エレべーション方向の全開口の振動素子を振動させるとともに前記エレべーション方向の一部の開口の振動素子を振動させる請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記画像データ生成部は前記全開口の偏向したデフォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データと、前記一部の開口の偏向したデフォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データと、前記フォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データとを加算し、
前記表示部は加算された超音波画像を表示する請求項７に記載の超音波診断装置。
【請求項９】
アジマス方向及び前記アジマス方向と直交するエレべーション方向に並んだ複数の振動素子からなる振動部を有し、超音波ビームを送波する超音波プローブと、
前記超音波ビームを制御する超音波ビーム制御部と、
前記超音波ビームを被検体に送波し受波したエコー信号に基づいて、前記アジマス方向の超音波画像データを生成する画像データ生成部と、
前記超音波画像データに基づいて超音波画像を表示する表示部と、を備え、
前記超音波ビーム制御部は前記超音波ビームを前記エレべーション方向に全開口の振動素子を振動させた際のエコー信号に基づいて前記被検体の表面に近い領域を含む超音波画像データを生成するとともに前記エレべーション方向の一部の開口の振動素子を振動させた際のエコー信号に基づいて前記被検体の超音波画像データを生成する超音波診断装置。
【請求項１０】
前記振動部は、前記アジマス方向に並んだ振動素子数が前記エレべーション方向に並んだ振動素子数よりも多い請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項１１】
前記画像データ生成部は、デフォーカス時の超音波画像データに彩色する請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項１２】
前記画像データ生成部は、前記デフォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データに加算係数を乗算し、前記フォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データに加算係数を乗算し、乗算された前記デフォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データと乗算されたフォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データとを加算する請求項４、請求項６又は請求項８に記載の超音波診断装置。
【請求項１３】
前記画像データ生成部は、前記超音波画像を構成する第１領域の前記デフォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データと、前記超音波画像を構成する前記第１領域とは異なる第２領域の前記フォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データとを加算する請求項４、請求項６又は請求項８に記載の超音波診断装置。
【請求項１４】
前記超音波プローブは、前記エレべーション方向において前記振動部の外側から中央に向かって穿刺針を刺入させる穿刺ガイドアタッチメントを備える請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項１５】
前記穿刺ガイドアタッチメントは前記超音波プローブから着脱可能である請求項１４のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項１６】
前記被検体に刺入される穿刺針の先端の位置を検出する針検出部を備え、
前記針検出部が前記穿刺針の先端が所定部位に到達したことを検出した際には、前記超音波ビーム制御部は前記超音波ビームのデフォーカスを停止する請求項１から請求項８、請求項１１から請求項１５のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項１】
アジマス方向及び前記アジマス方向と直交するエレべーション方向に並んだ複数の振動素子からなる振動部を有し、超音波ビームを送波する超音波プローブと、
前記超音波ビームを制御する超音波ビーム制御部と、
前記超音波ビームを被検体に送波し受波したエコー信号に基づいて、前記アジマス方向の超音波画像データを生成する画像データ生成部と、
前記超音波画像データに基づいて超音波画像を表示する表示部と、を備え、
前記超音波ビーム制御部は前記超音波ビームを前記エレべーション方向にデフォーカスさせ、前記画像データ生成部はデフォーカス時のエコー信号に基づいて前記被検体の表面に近い領域を含む超音波画像データを生成するとともに、
前記超音波ビーム制御部は前記超音波ビームを前記エレべーション方向にフォーカスさせ、前記画像データ生成部はフォーカス時のエコー信号に基づいて前記被検体の超音波画像データを生成する超音波診断装置。
【請求項２】
前記超音波ビーム制御部は前記デフォーカスの超音波ビームを前記エレべーション方向に偏向させる請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記超音波ビームをデフォーカスさせる際に、前記超音波ビーム制御部は前記エレべーション方向の全開口の振動素子を振動させる請求項１又は請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記画像データ生成部は前記デフォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データと前記フォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データとを加算し、
前記表示部は加算された超音波画像を表示する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記超音波ビーム制御部は前記デフォーカスの超音波ビームを前記エレべーション方向の第１方向に偏向させ、且つ前記エレべーション方向の第１方向とは異なるに第２方向に偏向させる請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記画像データ生成部は前記第１方向に偏向したデフォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データと、前記第２方向に偏向したデフォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データと、前記フォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データとを加算し、
前記表示部は加算された超音波画像を表示する請求項５に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記超音波ビーム制御部は前記デフォーカスの超音波ビームを前記エレべーション方向に偏向させ、且つ前記超音波ビーム制御部は前記エレべーション方向の全開口の振動素子を振動させるとともに前記エレべーション方向の一部の開口の振動素子を振動させる請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記画像データ生成部は前記全開口の偏向したデフォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データと、前記一部の開口の偏向したデフォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データと、前記フォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データとを加算し、
前記表示部は加算された超音波画像を表示する請求項７に記載の超音波診断装置。
【請求項９】
アジマス方向及び前記アジマス方向と直交するエレべーション方向に並んだ複数の振動素子からなる振動部を有し、超音波ビームを送波する超音波プローブと、
前記超音波ビームを制御する超音波ビーム制御部と、
前記超音波ビームを被検体に送波し受波したエコー信号に基づいて、前記アジマス方向の超音波画像データを生成する画像データ生成部と、
前記超音波画像データに基づいて超音波画像を表示する表示部と、を備え、
前記超音波ビーム制御部は前記超音波ビームを前記エレべーション方向に全開口の振動素子を振動させた際のエコー信号に基づいて前記被検体の表面に近い領域を含む超音波画像データを生成するとともに前記エレべーション方向の一部の開口の振動素子を振動させた際のエコー信号に基づいて前記被検体の超音波画像データを生成する超音波診断装置。
【請求項１０】
前記振動部は、前記アジマス方向に並んだ振動素子数が前記エレべーション方向に並んだ振動素子数よりも多い請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項１１】
前記画像データ生成部は、デフォーカス時の超音波画像データに彩色する請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項１２】
前記画像データ生成部は、前記デフォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データに加算係数を乗算し、前記フォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データに加算係数を乗算し、乗算された前記デフォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データと乗算されたフォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データとを加算する請求項４、請求項６又は請求項８に記載の超音波診断装置。
【請求項１３】
前記画像データ生成部は、前記超音波画像を構成する第１領域の前記デフォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データと、前記超音波画像を構成する前記第１領域とは異なる第２領域の前記フォーカス時のエコー信号に基づいた超音波画像データとを加算する請求項４、請求項６又は請求項８に記載の超音波診断装置。
【請求項１４】
前記超音波プローブは、前記エレべーション方向において前記振動部の外側から中央に向かって穿刺針を刺入させる穿刺ガイドアタッチメントを備える請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項１５】
前記穿刺ガイドアタッチメントは前記超音波プローブから着脱可能である請求項１４のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項１６】
前記被検体に刺入される穿刺針の先端の位置を検出する針検出部を備え、
前記針検出部が前記穿刺針の先端が所定部位に到達したことを検出した際には、前記超音波ビーム制御部は前記超音波ビームのデフォーカスを停止する請求項１から請求項８、請求項１１から請求項１５のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１２−１３０５６４（Ｐ２０１２−１３０５６４Ａ）
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８６２２４（Ｐ２０１０−２８６２２４）
【出願日】平成２２年１２月２２日（２０１０．１２．２２）
【出願人】（３０００１９２３８）ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー (1,125)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２２日（２０１０．１２．２２）
【出願人】（３０００１９２３８）ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー (1,125)
【Ｆターム（参考）】
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