超音波送受信装置
【課題】 マルチビーム送信を行う超音波送受信装置において、複数の超音波ビーム間の相対的な強度差を補正して、表示画面内において不自然な明るさの変化を目立たなくする。
【解決手段】 この超音波送受信装置は、１組の超音波トランスデューサにそれぞれ供給される１組の駆動信号に従って超音波ビームを形成する超音波用探触子１と、超音波用探触子から３つ以上の方向に複数の超音波ビームを同時に送信するための複数組の駆動信号の振幅をそれぞれの超音波ビームの送信方向に従って調整した後に複数組の駆動信号を複数の超音波ビームについて重ね合わせて得られる波形を表す１組の波形データを出力する波形データ出力手段３２と、波形データ出力手段から出力される１組の波形データに基づいて１組の駆動信号を生成して１組の超音波トランスデューサにそれぞれ供給する複数の送信回路２１とを具備する。
【解決手段】 この超音波送受信装置は、１組の超音波トランスデューサにそれぞれ供給される１組の駆動信号に従って超音波ビームを形成する超音波用探触子１と、超音波用探触子から３つ以上の方向に複数の超音波ビームを同時に送信するための複数組の駆動信号の振幅をそれぞれの超音波ビームの送信方向に従って調整した後に複数組の駆動信号を複数の超音波ビームについて重ね合わせて得られる波形を表す１組の波形データを出力する波形データ出力手段３２と、波形データ出力手段から出力される１組の波形データに基づいて１組の駆動信号を生成して１組の超音波トランスデューサにそれぞれ供給する複数の送信回路２１とを具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波を送受信して生体内の臓器等を観察するために用いられる超音波送受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、超音波診断装置や工業用の探傷装置等として用いられる超音波送受信装置においては、超音波の送受信機能を有する複数の超音波トランスデューサを含む超音波用探触子（プローブ）が用いられる。複数の超音波トランスデューサに複数の駆動信号をそれぞれ供給して、複数の超音波を合波することにより形成される超音波ビームによって被検体を走査し、被検体内部において反射された超音波エコーを受信することにより、複数の超音波トランスデューサから複数の受信信号がそれぞれ出力される。それらの受信信号に対して様々な信号処理を施すことにより、被検体に関する画像情報が得られ、これに基づいて、被検体に関する２次元又は３次元画像が再現される。
【０００３】
また、被検体を走査して画像情報を得る際に、同時に複数の方向に複数の超音波ビームをそれぞれ送信するマルチビーム送信方式も検討されている。このマルチビーム送信方式によれば、１フレームの画像情報を得るために要する期間（フレーム期間）を短縮して、フレームレートを向上させることができる。
【０００４】
関連する技術として、下記の特許文献１には、１回の送信について複数の超音波送信ビームを同時に生成できると共に、これらの周波数帯域に対応して受信の周波数帯域を変化させた複数の超音波受信ビームを生成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においては、送信回路が、１回の送信について周波数帯域及び焦域並びに方向が異なる複数の超音波送信ビームを同時に生成可能に構成され、受信回路が、送信回路によって発生した複数の超音波送信ビームによる反射波を同時に受信して周波数帯域の異なる複数の超音波受信ビームを生成可能に構成され、送信回路には、測定条件を任意に選択するための入力手段及びこの入力手段で入力された測定条件を記憶する記憶手段が接続され、システム制御回路からの制御により上記入力された測定条件によって自動的に超音波送信ビーム及び超音波受信ビームの周波数帯域及び焦域並びに方向が制御される。
【０００５】
また、下記の特許文献２には、任意の送波波形で探触子を駆動して被検体内に超音波を送波可能な超音波診断装置が開示されている。この超音波診断装置は、探触子に超音波送信信号を与える超音波送信回路の内部構成として、探触子のチャンネル毎に独立に任意の送波波形を作成すると共に、これらの送波波形で探触子を駆動する任意波形発生回路を複数個備えている。これにより、任意の送波波形で探触子を駆動して、被検体内に超音波を送波することができる。特許文献２の図６には、２方向同時送波の場合の送波タイミングが示されている。
【特許文献１】特開平８−３８４７３号公報（第１頁、図１）
【特許文献２】特開平８−６２８号公報（第１頁、図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のようなマルチビーム送信を行う超音波送受信装置において、例えば、第１の方向に向けて超音波ビームを発生させるための第１組の駆動信号と、第２の方向に向けて超音波ビームを発生させるための第２組の駆動信号と、第３の方向に向けて超音波ビームを発生させるための第３組の駆動信号とを単純に加算すると、超音波ビームの送信方向（走査角）によってビーム強度が不連続に変化してしまうことが、本願の発明者によって最近明らかになった。
【０００７】
図８は、１本の超音波ビームを送信する場合における走査角による超音波ビームの強度変化を示しており、図９は、３本の超音波ビームを同時に送信する場合における走査角による超音波ビームの強度変化を示している。図８及び図９において、横軸には走査角をとり、縦軸には相対ビーム強度（リニア）をとっている。
【０００８】
図８に示すように、１本の超音波ビームを送信する場合には、超音波ビームの送信方向が超音波用探触子の送信面と直交する場合、即ち、走査角が０°である場合に超音波ビームの強度が最大となり、走査角が０°から離れるにつれて超音波ビームの強度がなだらかに低下するシェーディングと呼ばれる現象が生じる。
【０００９】
一方、図９に示すように、同時に第１〜第３の超音波ビームを送信して第１〜第３の走査範囲をそれぞれ走査する場合には、走査角が０°の近傍にある第２の走査範囲を走査する第２の超音波ビームの強度が、第１及び第３の走査範囲をそれぞれ走査する第１及び第３の超音波ビームの強度よりも、不連続的に増加してしまうという現象が生じる。この現象は、第１及び第３の超音波ビームを形成するための送信波のエネルギーの一部が、第１の超音波ビームと第３の超音波ビームとの間に挟まれている第２の超音波ビームに回り込むことによって生じると考えられる。この現象によって、画面の中心付近において超音波画像が不自然に明るくなってしまう。しかしながら、特許文献１及び特許文献２には、このような現象について述べられておらず、従って、その解決策についても記載されていない。
【００１０】
そこで、上記の点に鑑み、本発明は、マルチビーム送信を行う超音波送受信装置において、複数の超音波ビーム間の相対的な強度差を補正して、表示画面内において不自然な明るさの変化を目立たなくすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明に係る超音波送受信装置は、１組の超音波トランスデューサを含み、１組の超音波トランスデューサにそれぞれ供給される１組の駆動信号に従って超音波ビームを形成して被検体に送信する超音波用探触子と、超音波用探触子から３つ以上の方向に複数の超音波ビームを同時に送信するために、複数の超音波ビームを発生させる複数組の駆動信号の振幅をそれぞれの超音波ビームの送信方向に従って調整した後に複数組の駆動信号を複数の超音波ビームについて重ね合わせて得られる波形を表す１組の波形データを出力する波形データ出力手段と、波形データ出力手段から出力される１組の波形データに基づいて１組の駆動信号を生成し、該１組の駆動信号を１組の超音波トランスデューサにそれぞれ供給する複数の送信回路とを具備する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、マルチビーム送信を行う超音波送受信装置において、複数の超音波ビームを発生させる複数組の駆動信号の振幅をそれぞれの超音波ビームの送信方向に従って調整した後に複数組の駆動信号を複数の超音波ビームについて重ね合わせて得られる波形を表す１組の波形データに基づいて１組の駆動信号を生成することにより、複数の超音波ビーム間の相対的な強度差を補正して、表示画面内において不自然な明るさの変化を目立たなくすることができる。なお、本願においては、トランスデューサアレイを構成する１エレメント分のトランスデューサを、「超音波トランスデューサ」という。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る超音波送受信装置の構成を示すブロック図である。この超音波送受信装置は、被検体に当接させて用いられる超音波用探触子（プローブ）１と、超音波用探触子１に接続された超音波送受信装置本体２とによって構成され、超音波用探触子１から被検体に向けて同時に３つ以上の方向に３つ以上の超音波ビームをそれぞれ送信し、被検体から反射された超音波エコーを受信して、超音波画像を生成する。
【００１４】
超音波用探触子１は、２次元マトリックス状に配列されたＮ２個の超音波トランスデューサ１１を含むトランスデューサアレイ（「アレイトランスデューサ」ともいう）を内蔵している。これらの超音波トランスデューサ１１は、信号線を介して、超音波送受信装置本体２に接続される。なお、２次元トランスデューサアレイの替わりに、１次元トランスデューサアレイを用いるようにしても良い。
【００１５】
各々の超音波トランスデューサ１１は、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛：Pb(lead) zirconate titanate）に代表される圧電セラミックや、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン：polyvinylidene difluoride）に代表される高分子圧電素子等の圧電性を有する材料（圧電体）の両端に電極を形成した振動子によって構成される。また、近年において、超音波トランスデューサの感度及び帯域向上に寄与するとして期待が寄せられているＰＺＮＴ（鉛、亜鉛、ニオブ、チタンを含む酸化物）単結晶を含む圧電材料を用いても良い。
【００１６】
このような振動子の電極に、パルス状又は連続波の電気信号を送って電圧を印加すると、圧電体が伸縮する。この伸縮により、それぞれの振動子からパルス状又は連続波の超音波が発生し、こ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、それぞれの振動子は、伝搬する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。これらの電気信号は、受信信号として出力される。
【００１７】
超音波送受信装置本体２は、複数の切換回路２０と、複数の送信回路２１と、複数の受信回路２２と、コンピュータ３０と、記録部４０と、表示部５０とを含んでいる。
複数の切換回路２０は、超音波の送信時において、超音波用探触子１に内蔵されている複数の超音波トランスデューサ１１を複数の送信回路２１にそれぞれ接続し、超音波の受信時において、超音波用探触子１に内蔵されている複数の超音波トランスデューサ１１を複数の受信回路２２にそれぞれ接続する。
【００１８】
複数の送信回路２１の各々は、Ｄ／Ａコンバータと、Ａ級パワーアンプとを含んでいる。Ｄ／Ａコンバータは、コンピュータ３０から供給される波形データに基づいて、超音波ビームのビームパターンに応じた遅延量を有する駆動信号を生成する。パワーアンプは、この駆動信号を増幅して、超音波用探触子１に供給する。
【００１９】
複数の受信回路２２の各々は、プリアンプと、ＴＧＣ（time gain compensation：タイム・ゲイン・コンペンセーション）増幅器と、Ａ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換器とを含んでいる。各々の超音波トランスデューサ１１から出力される受信信号は、プリアンプによって増幅され、ＴＧＣ増幅器によって、被検体内において超音波が到達した距離による減衰の補正が施される。
【００２０】
ＴＧＣ増幅器から出力される受信信号は、Ａ／Ｄ変換器によってディジタル信号に変換される。なお、Ａ／Ｄ変換器のサンプリング周波数としては、少なくとも超音波の周波数の１０倍程度の周波数が必要であり、超音波の周波数の１６倍以上の周波数が望ましい。また、Ａ／Ｄ変換器の分解能としては、１０ビット以上が望ましい。
【００２１】
コンピュータ３０は、記録部４０に記録されているソフトウェア（制御プログラム）に基づいて超音波の送受信を制御する。記録部４０としては、ハードディスク、フレキシブルディスク、ＭＯ、ＭＴ、ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、又はＤＶＤ−ＲＯＭ等の記録媒体を用いることができる。コンピュータ３０とソフトウェアとによって、走査制御部３１と、波形データ生成部３２と、位相整合演算部３５と、表示画像演算部３６とが、機能ブロックとして実現される。また、コンピュータ３０は、送信メモリ３３及び受信メモリ３４を有している。
【００２２】
走査制御部３１は、超音波ビームの送信方向及び超音波エコーの受信方向を順次設定する。例えば、走査制御部３１は、超音波用探触子１から送信される３つ以上の超音波ビームの方向を、互いに一定のオフセット量を保ちながら予め定められた走査方法に従って変化させるように、波形データ生成部３２を制御する。
【００２３】
波形データ生成部３２は、走査制御部３１の制御の下で、送信メモリ３３に格納されている波形データを順次読み出し、マルチビーム送信における複数の超音波ビームの強度差を補正するために、波形データによって表される複数組の駆動信号の振幅を、それぞれの超音波ビームの送信方向に従って調整する。即ち、波形データ生成部３２は、複数の超音波ビームを発生させる複数組の駆動信号に補正係数を掛けた後に、複数組の駆動信号を複数の超音波ビームについて重ね合わせ、これによって得られる波形を表す１組の波形データを生成して複数の送信回路２１にそれぞれ出力する。これらの送信回路２１は、１組の波形データに基づいて１組の駆動信号を生成し、超音波用探触子１に含まれている１組の超音波トランスデューサに供給する。
【００２４】
あるいは、波形データ生成部３２は、複数組の駆動信号の振幅をそれぞれの超音波ビームの送信方向に従って調整した後に複数組の駆動信号を複数の超音波ビームについて重ね合わせて得られる波形を表す１組の波形データを複数のビームパターンについて予め生成して記録部４０に記録しておき、必要に応じて送信メモリ３３に格納するようにしても良い。超音波ビームを送信する際には、波形データ生成部３２が、走査制御部３１の制御の下で、送信メモリ３３に格納されている１組の波形データを順次読み出して複数の送信回路２１にそれぞれ出力する。
【００２５】
一方、受信メモリ３４は、複数の受信回路２２のＡ／Ｄ変換器から出力されるディジタルの受信信号を、超音波トランスデューサ毎に時系列に記憶する。位相整合演算部３５は、走査制御部３１において設定された受信方向に基づいて、記録部４０に記録されている複数の受信遅延パターンの中から所定のパターンを選択し、そのパターンに基づいて複数の受信信号に遅延を与えて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、上記３つ以上の送信ビームについて、超音波エコーの焦点が絞り込まれた音線データが形成される。なお、受信フォーカス処理は、Ａ／Ｄ変換の前、又は、ＴＧＣ増幅器による補正の前に行うようにしても良い。
【００２６】
表示画像演算部３６は、位相整合演算部３５によって形成された音線データに基づいて、画像データを生成する。表示部５０は、例えば、ＣＲＴやＬＣＤ等のディスプレイ装置を含んでおり、表示画像演算部３６によって生成された画像データに基づいて、超音波画像を表示する。
【００２７】
次に、本実施形態に係る超音波送受信装置の動作について説明する。
図２は、超音波用探触子に内蔵されている複数の超音波トランスデューサの各チャンネルに供給される駆動波形と、それによって発生する超音波ビームとの関係を示す図である。図２の（ａ）は、位相の異なる第１組の駆動信号をそれぞれの超音波トランスデューサに供給することにより、走査角θ＝−１５°に向けて第１の超音波ビームが送信される状態を示している。図２の（ｂ）は、位相の揃った第２組の駆動信号をそれぞれの超音波トランスデューサに印加することにより、走査角θ＝０°に向けて第２の超音波ビームが送信される状態を示している。図２の（ｃ）は、位相の異なる第３組の駆動信号をそれぞれの超音波トランスデューサに供給することにより、走査角θ＝＋１５°に向けて超音波ビームが送信される状態を示している。
【００２８】
図２の（ｄ）は、図２の（ａ）〜（ｃ）に示す駆動信号を合成することにより、走査角θ＝−１５°、０°、＋１５°に向けて第１〜第３の超音波ビームが同時に送信されることを示している。ここで、第１〜第３の超音波ビームは、第１〜第３の走査範囲をそれぞれ走査するものとする。例えば、第１の走査範囲を−３０°〜−１０°とし、第２の走査範囲を−１０°〜＋１０°とし、第３の走査範囲を＋１０°〜＋３０°としても良い。
【００２９】
図２の（ｄ）に示すように、３組の駆動信号を合成することにより、３本の超音波ビームを同時に送信することができる。しかしながら、３本の超音波ビームについて同一振幅の駆動信号を合成すると、図９に示すように、第１及び第３の超音波ビームに挟まれた第２の超音波ビームの強度が、第１及び第３の超音波ビームの強度よりも不連続的に強くなってしまう。そこで、この例においては、図２の（ｂ）に示す第２組の駆動信号の振幅が、図２の（ａ）及び（ｃ）にそれぞれ示す第１組及び第３組の駆動信号の振幅よりも減少するように、これらの駆動信号の振幅を調整（補正）しておく。これにより、図３に示すように、第１〜第３の走査範囲をそれぞれ走査する第１〜第３の超音波ビームの強度をなめらかに連続させることができる。
【００３０】
駆動信号の振幅を補正するために用いる補正係数は、以下のようにして求めることができる。まず、各々の超音波トランスデューサに対応する第ｉ番目（ｉ＝１、２、・・・、Ｍ）のチャンネルにおける角度θに向けた超音波ビームを発生するための駆動波形ｘｉ（θ）を用いて、全チャンネルにおける角度θに向けた超音波ビームを発生するための駆動波形ベクトルＸ（θ）を、次のように表す。
Ｘ（θ）＝［ｘ１（θ），ｘ２（θ），・・・，ｘＭ（θ）］
【００３１】
また、第ｎ回目の送信における超音波ビームの角度をθ（ｎ）とする。例えば、−３０°〜＋２９°の走査範囲を１°ピッチでカバーする場合には、θ（１）＝−３０°、θ（２）＝−２９°、・・・、θ（６０）＝２９°となる。マルチビーム送信の場合には、１回の送信で３本の超音波ビームが同時に送信されるので、隣接する２本の超音波ビーム間の角度に相当するｎの差をＮＯＦＦとし、それぞれの走査範囲に同時に送信されるそれぞれの超音波ビームを示す番号をｍとすると（ｍ＝１，２，３）、第ｎ回目の送信におけるそれぞれの超音波ビームの角度Φｍ（ｎ）は、次式で表される。
Φｍ（ｎ）＝θ（ｎ＋ＮＯＦＦ×（ｍ−１））
従って、それぞれの走査範囲における超音波ビームに対する補正係数をｗｍとすると、第ｎ回目の送信における３本の超音波ビームの合成駆動波形ベクトルＹ（ｎ）は、次式で表される。
【数１】
【００３２】
図４は、走査範囲毎に駆動信号の振幅を補正するために用いる補正係数を求める方法を示すフローチャートである。
ステップＳ１１において、ｍ＝１，２，３について、ｗｍ＝１を設定しておく。ステップＳ１２において、各送信方向のビームプロファイルが、測定又は計算によって求められる。その結果、図５に示すようなビームプロファイルが得られる。図５においては、第１〜第３の走査範囲が、超音波ビームの角度Φ１（ｎ）〜Φ３（ｎ）によって示されている。
【００３３】
ステップＳ１３において、図５に示すビームプロファイルの第２の走査範囲における超音波ビーム（中央ビーム）のピーク強度の平均値ａが求められる。ステップＳ１４において、図５に示すビームプロファイルの第１の走査範囲における超音波ビームのピーク強度の平均値ｂ１と、第３の走査範囲における超音波ビームのピーク強度の平均値ｂ３とを平均することにより、第１及び第３の走査範囲における超音波ビーム（周囲ビーム）のピーク強度の平均値ｂが求められる。
【００３４】
ステップＳ１５において、｜ａ／ｂ−１｜が所定の値ε（例えば、０．０５とする）よりも小さいか否かが判定される。｜ａ／ｂ−１｜がεよりも小さい場合には、処理が終了し、そうでない場合には、処理がステップＳ１６に移行する。ステップＳ１６において、ｗ２にｂ／ａが掛けられる。なお、ｗ１及びｗ３は、「１」のままである。その後、ステップＳ１２〜Ｓ１５が繰り返されて、｜ａ／ｂ−１｜がεよりも小さくなると処理が終了する。
【００３５】
上記の例においては、第２組の駆動信号の振幅を第１組又は第３組の駆動信号の振幅よりも減少させたが、逆に、第１組又は第３組の駆動信号の振幅を第２組の駆動信号の振幅よりも増加させることによって、第１〜第３の走査範囲をそれぞれ走査する第１〜第３の超音波ビームの強度をなめらかに連続させるようにしても良い。
【００３６】
あるいは、各送信方向のビームプロファイルに基づいて、第１組〜第３組の駆動信号の振幅を、それぞれの超音波ビームの送信方向に従って超音波トランスデューサのチャンネル毎に補正することにより、図６に示すように、第１〜第３の走査範囲をそれぞれ走査する第１〜第３の超音波ビームの強度をほぼ等しくするようにしても良い。
【００３７】
その場合には、駆動信号の振幅を補正するために用いる補正係数を、以下のようにして求めることができる。それぞれの超音波ビームに対する補正係数をｗｍ（ｎ）とすると、第ｎ回目の送信における３本の超音波ビームの合成駆動波形ベクトルＹ（ｎ）は、次式で表される。
【数２】
【００３８】
図７及び図８は、チャンネル毎に駆動信号の振幅を補正するために用いる補正係数を求める方法を示すフローチャートである。以下の説明においては、角度θ方向の超音波ビームの強度をＩ（θ）とする。
図７のステップＳ２１において、ｍ＝１，２，３について、ｗｍ（ｎ）＝１を設定しておく。ステップＳ２２において、各送信方向のビームプロファイルが、測定又は計算によって求められる。その結果、図５に示すようなビームプロファイルが得られる。図５においては、第１〜第３の走査範囲が、超音波ビームの角度Φ１（ｎ）〜Φ３（ｎ）によって示されている。
【００３９】
ステップＳ２３において、図５に示すビームプロファイルの第２の走査範囲における超音波ビーム（中央ビーム）のピーク強度の平均値ａが求められる。ステップＳ２４において、ｎ＝１，２，・・・，ＮＯＦＦについて、第１及び第３の走査範囲における超音波ビームのピーク強度が、次式を用いて補正される。
【数３】
【００４０】
図８のステップＳ２５において、各送信方向におけるビームプロファイルが、測定又は計算によって再び求められる。ステップＳ２６において、図５に示すビームプロファイルの第２の走査範囲における超音波ビーム（中央ビーム）のピーク強度の平均値ａが求められる。ステップＳ２７において、図５に示すビームプロファイルの第１の走査範囲における超音波ビームのピーク強度の平均値ｂ１と、第３の走査範囲における超音波ビームのピーク強度の平均値ｂ３とを平均することにより、第１及び第３の走査範囲における超音波ビーム（周囲ビーム）のピーク強度の平均値ｂが求められる。
【００４１】
ステップＳ２８において、｜ａ／ｂ−１｜が所定の値ε（例えば、０．０５とする）よりも小さいか否かが判定される。｜ａ／ｂ−１｜がεよりも小さい場合には処理が終了し、そうでない場合には処理がステップＳ２９に移行する。ステップＳ２９において、ｎ＝１，２，・・・，ＮＯＦＦについて、ｗ２（ｎ）にｂ／Ｉ（Φ２（ｎ））が掛けられる。その後、ステップＳ２５〜Ｓ２８が繰り返されて、｜ａ／ｂ−１｜がεよりも小さくなると処理が終了する。
以上においては、３本の超音波ビームを同時に送信する場合について説明したが、４本以上の超音波ビームを同時に送信する場合においても、本発明を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、超音波を送受信して生体内の臓器等を観察するために用いられる超音波送受信装置において利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施形態に係る超音波送受信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態における複数の超音波トランスデューサの各チャンネルに供給される駆動波形と、それによって発生する超音波ビームとの関係を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態における第１〜第３の超音波ビームの強度の第１の例を示す図である。
【図４】第１の例において走査範囲毎に駆動信号の振幅を補正するために用いる補正係数を求める方法を示すフローチャートである。
【図５】第１の例のビームプロファイルにおけるピーク強度の平均値を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態における第１〜第３の超音波ビームの強度の第２の例を示す図である。
【図７】第２の例においてチャンネル毎に駆動信号の振幅を補正するために用いる補正係数を求める方法を示すフローチャートである。
【図８】１本の超音波ビームを送信する場合における走査角による超音波ビームの強度変化を示す図である。
【図９】３本の超音波ビームを同時に送信する場合における走査角による超音波ビームの強度変化を示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１ 超音波用探触子
２ 超音波送受信装置本体
１１ 超音波トランスデューサ
２０ 切換回路
２１ 送信回路
２２ 受信回路
３０ コンピュータ
３１ 走査制御部
３２ 波形データ生成部
３３ 送信メモリ
３４ 受信メモリ
３５ 位相整合演算部
３６ 表示画像演算部
４０ 記録部
５０ 表示部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波を送受信して生体内の臓器等を観察するために用いられる超音波送受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、超音波診断装置や工業用の探傷装置等として用いられる超音波送受信装置においては、超音波の送受信機能を有する複数の超音波トランスデューサを含む超音波用探触子（プローブ）が用いられる。複数の超音波トランスデューサに複数の駆動信号をそれぞれ供給して、複数の超音波を合波することにより形成される超音波ビームによって被検体を走査し、被検体内部において反射された超音波エコーを受信することにより、複数の超音波トランスデューサから複数の受信信号がそれぞれ出力される。それらの受信信号に対して様々な信号処理を施すことにより、被検体に関する画像情報が得られ、これに基づいて、被検体に関する２次元又は３次元画像が再現される。
【０００３】
また、被検体を走査して画像情報を得る際に、同時に複数の方向に複数の超音波ビームをそれぞれ送信するマルチビーム送信方式も検討されている。このマルチビーム送信方式によれば、１フレームの画像情報を得るために要する期間（フレーム期間）を短縮して、フレームレートを向上させることができる。
【０００４】
関連する技術として、下記の特許文献１には、１回の送信について複数の超音波送信ビームを同時に生成できると共に、これらの周波数帯域に対応して受信の周波数帯域を変化させた複数の超音波受信ビームを生成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においては、送信回路が、１回の送信について周波数帯域及び焦域並びに方向が異なる複数の超音波送信ビームを同時に生成可能に構成され、受信回路が、送信回路によって発生した複数の超音波送信ビームによる反射波を同時に受信して周波数帯域の異なる複数の超音波受信ビームを生成可能に構成され、送信回路には、測定条件を任意に選択するための入力手段及びこの入力手段で入力された測定条件を記憶する記憶手段が接続され、システム制御回路からの制御により上記入力された測定条件によって自動的に超音波送信ビーム及び超音波受信ビームの周波数帯域及び焦域並びに方向が制御される。
【０００５】
また、下記の特許文献２には、任意の送波波形で探触子を駆動して被検体内に超音波を送波可能な超音波診断装置が開示されている。この超音波診断装置は、探触子に超音波送信信号を与える超音波送信回路の内部構成として、探触子のチャンネル毎に独立に任意の送波波形を作成すると共に、これらの送波波形で探触子を駆動する任意波形発生回路を複数個備えている。これにより、任意の送波波形で探触子を駆動して、被検体内に超音波を送波することができる。特許文献２の図６には、２方向同時送波の場合の送波タイミングが示されている。
【特許文献１】特開平８−３８４７３号公報（第１頁、図１）
【特許文献２】特開平８−６２８号公報（第１頁、図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のようなマルチビーム送信を行う超音波送受信装置において、例えば、第１の方向に向けて超音波ビームを発生させるための第１組の駆動信号と、第２の方向に向けて超音波ビームを発生させるための第２組の駆動信号と、第３の方向に向けて超音波ビームを発生させるための第３組の駆動信号とを単純に加算すると、超音波ビームの送信方向（走査角）によってビーム強度が不連続に変化してしまうことが、本願の発明者によって最近明らかになった。
【０００７】
図８は、１本の超音波ビームを送信する場合における走査角による超音波ビームの強度変化を示しており、図９は、３本の超音波ビームを同時に送信する場合における走査角による超音波ビームの強度変化を示している。図８及び図９において、横軸には走査角をとり、縦軸には相対ビーム強度（リニア）をとっている。
【０００８】
図８に示すように、１本の超音波ビームを送信する場合には、超音波ビームの送信方向が超音波用探触子の送信面と直交する場合、即ち、走査角が０°である場合に超音波ビームの強度が最大となり、走査角が０°から離れるにつれて超音波ビームの強度がなだらかに低下するシェーディングと呼ばれる現象が生じる。
【０００９】
一方、図９に示すように、同時に第１〜第３の超音波ビームを送信して第１〜第３の走査範囲をそれぞれ走査する場合には、走査角が０°の近傍にある第２の走査範囲を走査する第２の超音波ビームの強度が、第１及び第３の走査範囲をそれぞれ走査する第１及び第３の超音波ビームの強度よりも、不連続的に増加してしまうという現象が生じる。この現象は、第１及び第３の超音波ビームを形成するための送信波のエネルギーの一部が、第１の超音波ビームと第３の超音波ビームとの間に挟まれている第２の超音波ビームに回り込むことによって生じると考えられる。この現象によって、画面の中心付近において超音波画像が不自然に明るくなってしまう。しかしながら、特許文献１及び特許文献２には、このような現象について述べられておらず、従って、その解決策についても記載されていない。
【００１０】
そこで、上記の点に鑑み、本発明は、マルチビーム送信を行う超音波送受信装置において、複数の超音波ビーム間の相対的な強度差を補正して、表示画面内において不自然な明るさの変化を目立たなくすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明に係る超音波送受信装置は、１組の超音波トランスデューサを含み、１組の超音波トランスデューサにそれぞれ供給される１組の駆動信号に従って超音波ビームを形成して被検体に送信する超音波用探触子と、超音波用探触子から３つ以上の方向に複数の超音波ビームを同時に送信するために、複数の超音波ビームを発生させる複数組の駆動信号の振幅をそれぞれの超音波ビームの送信方向に従って調整した後に複数組の駆動信号を複数の超音波ビームについて重ね合わせて得られる波形を表す１組の波形データを出力する波形データ出力手段と、波形データ出力手段から出力される１組の波形データに基づいて１組の駆動信号を生成し、該１組の駆動信号を１組の超音波トランスデューサにそれぞれ供給する複数の送信回路とを具備する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、マルチビーム送信を行う超音波送受信装置において、複数の超音波ビームを発生させる複数組の駆動信号の振幅をそれぞれの超音波ビームの送信方向に従って調整した後に複数組の駆動信号を複数の超音波ビームについて重ね合わせて得られる波形を表す１組の波形データに基づいて１組の駆動信号を生成することにより、複数の超音波ビーム間の相対的な強度差を補正して、表示画面内において不自然な明るさの変化を目立たなくすることができる。なお、本願においては、トランスデューサアレイを構成する１エレメント分のトランスデューサを、「超音波トランスデューサ」という。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る超音波送受信装置の構成を示すブロック図である。この超音波送受信装置は、被検体に当接させて用いられる超音波用探触子（プローブ）１と、超音波用探触子１に接続された超音波送受信装置本体２とによって構成され、超音波用探触子１から被検体に向けて同時に３つ以上の方向に３つ以上の超音波ビームをそれぞれ送信し、被検体から反射された超音波エコーを受信して、超音波画像を生成する。
【００１４】
超音波用探触子１は、２次元マトリックス状に配列されたＮ２個の超音波トランスデューサ１１を含むトランスデューサアレイ（「アレイトランスデューサ」ともいう）を内蔵している。これらの超音波トランスデューサ１１は、信号線を介して、超音波送受信装置本体２に接続される。なお、２次元トランスデューサアレイの替わりに、１次元トランスデューサアレイを用いるようにしても良い。
【００１５】
各々の超音波トランスデューサ１１は、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛：Pb(lead) zirconate titanate）に代表される圧電セラミックや、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン：polyvinylidene difluoride）に代表される高分子圧電素子等の圧電性を有する材料（圧電体）の両端に電極を形成した振動子によって構成される。また、近年において、超音波トランスデューサの感度及び帯域向上に寄与するとして期待が寄せられているＰＺＮＴ（鉛、亜鉛、ニオブ、チタンを含む酸化物）単結晶を含む圧電材料を用いても良い。
【００１６】
このような振動子の電極に、パルス状又は連続波の電気信号を送って電圧を印加すると、圧電体が伸縮する。この伸縮により、それぞれの振動子からパルス状又は連続波の超音波が発生し、こ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、それぞれの振動子は、伝搬する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。これらの電気信号は、受信信号として出力される。
【００１７】
超音波送受信装置本体２は、複数の切換回路２０と、複数の送信回路２１と、複数の受信回路２２と、コンピュータ３０と、記録部４０と、表示部５０とを含んでいる。
複数の切換回路２０は、超音波の送信時において、超音波用探触子１に内蔵されている複数の超音波トランスデューサ１１を複数の送信回路２１にそれぞれ接続し、超音波の受信時において、超音波用探触子１に内蔵されている複数の超音波トランスデューサ１１を複数の受信回路２２にそれぞれ接続する。
【００１８】
複数の送信回路２１の各々は、Ｄ／Ａコンバータと、Ａ級パワーアンプとを含んでいる。Ｄ／Ａコンバータは、コンピュータ３０から供給される波形データに基づいて、超音波ビームのビームパターンに応じた遅延量を有する駆動信号を生成する。パワーアンプは、この駆動信号を増幅して、超音波用探触子１に供給する。
【００１９】
複数の受信回路２２の各々は、プリアンプと、ＴＧＣ（time gain compensation：タイム・ゲイン・コンペンセーション）増幅器と、Ａ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換器とを含んでいる。各々の超音波トランスデューサ１１から出力される受信信号は、プリアンプによって増幅され、ＴＧＣ増幅器によって、被検体内において超音波が到達した距離による減衰の補正が施される。
【００２０】
ＴＧＣ増幅器から出力される受信信号は、Ａ／Ｄ変換器によってディジタル信号に変換される。なお、Ａ／Ｄ変換器のサンプリング周波数としては、少なくとも超音波の周波数の１０倍程度の周波数が必要であり、超音波の周波数の１６倍以上の周波数が望ましい。また、Ａ／Ｄ変換器の分解能としては、１０ビット以上が望ましい。
【００２１】
コンピュータ３０は、記録部４０に記録されているソフトウェア（制御プログラム）に基づいて超音波の送受信を制御する。記録部４０としては、ハードディスク、フレキシブルディスク、ＭＯ、ＭＴ、ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、又はＤＶＤ−ＲＯＭ等の記録媒体を用いることができる。コンピュータ３０とソフトウェアとによって、走査制御部３１と、波形データ生成部３２と、位相整合演算部３５と、表示画像演算部３６とが、機能ブロックとして実現される。また、コンピュータ３０は、送信メモリ３３及び受信メモリ３４を有している。
【００２２】
走査制御部３１は、超音波ビームの送信方向及び超音波エコーの受信方向を順次設定する。例えば、走査制御部３１は、超音波用探触子１から送信される３つ以上の超音波ビームの方向を、互いに一定のオフセット量を保ちながら予め定められた走査方法に従って変化させるように、波形データ生成部３２を制御する。
【００２３】
波形データ生成部３２は、走査制御部３１の制御の下で、送信メモリ３３に格納されている波形データを順次読み出し、マルチビーム送信における複数の超音波ビームの強度差を補正するために、波形データによって表される複数組の駆動信号の振幅を、それぞれの超音波ビームの送信方向に従って調整する。即ち、波形データ生成部３２は、複数の超音波ビームを発生させる複数組の駆動信号に補正係数を掛けた後に、複数組の駆動信号を複数の超音波ビームについて重ね合わせ、これによって得られる波形を表す１組の波形データを生成して複数の送信回路２１にそれぞれ出力する。これらの送信回路２１は、１組の波形データに基づいて１組の駆動信号を生成し、超音波用探触子１に含まれている１組の超音波トランスデューサに供給する。
【００２４】
あるいは、波形データ生成部３２は、複数組の駆動信号の振幅をそれぞれの超音波ビームの送信方向に従って調整した後に複数組の駆動信号を複数の超音波ビームについて重ね合わせて得られる波形を表す１組の波形データを複数のビームパターンについて予め生成して記録部４０に記録しておき、必要に応じて送信メモリ３３に格納するようにしても良い。超音波ビームを送信する際には、波形データ生成部３２が、走査制御部３１の制御の下で、送信メモリ３３に格納されている１組の波形データを順次読み出して複数の送信回路２１にそれぞれ出力する。
【００２５】
一方、受信メモリ３４は、複数の受信回路２２のＡ／Ｄ変換器から出力されるディジタルの受信信号を、超音波トランスデューサ毎に時系列に記憶する。位相整合演算部３５は、走査制御部３１において設定された受信方向に基づいて、記録部４０に記録されている複数の受信遅延パターンの中から所定のパターンを選択し、そのパターンに基づいて複数の受信信号に遅延を与えて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、上記３つ以上の送信ビームについて、超音波エコーの焦点が絞り込まれた音線データが形成される。なお、受信フォーカス処理は、Ａ／Ｄ変換の前、又は、ＴＧＣ増幅器による補正の前に行うようにしても良い。
【００２６】
表示画像演算部３６は、位相整合演算部３５によって形成された音線データに基づいて、画像データを生成する。表示部５０は、例えば、ＣＲＴやＬＣＤ等のディスプレイ装置を含んでおり、表示画像演算部３６によって生成された画像データに基づいて、超音波画像を表示する。
【００２７】
次に、本実施形態に係る超音波送受信装置の動作について説明する。
図２は、超音波用探触子に内蔵されている複数の超音波トランスデューサの各チャンネルに供給される駆動波形と、それによって発生する超音波ビームとの関係を示す図である。図２の（ａ）は、位相の異なる第１組の駆動信号をそれぞれの超音波トランスデューサに供給することにより、走査角θ＝−１５°に向けて第１の超音波ビームが送信される状態を示している。図２の（ｂ）は、位相の揃った第２組の駆動信号をそれぞれの超音波トランスデューサに印加することにより、走査角θ＝０°に向けて第２の超音波ビームが送信される状態を示している。図２の（ｃ）は、位相の異なる第３組の駆動信号をそれぞれの超音波トランスデューサに供給することにより、走査角θ＝＋１５°に向けて超音波ビームが送信される状態を示している。
【００２８】
図２の（ｄ）は、図２の（ａ）〜（ｃ）に示す駆動信号を合成することにより、走査角θ＝−１５°、０°、＋１５°に向けて第１〜第３の超音波ビームが同時に送信されることを示している。ここで、第１〜第３の超音波ビームは、第１〜第３の走査範囲をそれぞれ走査するものとする。例えば、第１の走査範囲を−３０°〜−１０°とし、第２の走査範囲を−１０°〜＋１０°とし、第３の走査範囲を＋１０°〜＋３０°としても良い。
【００２９】
図２の（ｄ）に示すように、３組の駆動信号を合成することにより、３本の超音波ビームを同時に送信することができる。しかしながら、３本の超音波ビームについて同一振幅の駆動信号を合成すると、図９に示すように、第１及び第３の超音波ビームに挟まれた第２の超音波ビームの強度が、第１及び第３の超音波ビームの強度よりも不連続的に強くなってしまう。そこで、この例においては、図２の（ｂ）に示す第２組の駆動信号の振幅が、図２の（ａ）及び（ｃ）にそれぞれ示す第１組及び第３組の駆動信号の振幅よりも減少するように、これらの駆動信号の振幅を調整（補正）しておく。これにより、図３に示すように、第１〜第３の走査範囲をそれぞれ走査する第１〜第３の超音波ビームの強度をなめらかに連続させることができる。
【００３０】
駆動信号の振幅を補正するために用いる補正係数は、以下のようにして求めることができる。まず、各々の超音波トランスデューサに対応する第ｉ番目（ｉ＝１、２、・・・、Ｍ）のチャンネルにおける角度θに向けた超音波ビームを発生するための駆動波形ｘｉ（θ）を用いて、全チャンネルにおける角度θに向けた超音波ビームを発生するための駆動波形ベクトルＸ（θ）を、次のように表す。
Ｘ（θ）＝［ｘ１（θ），ｘ２（θ），・・・，ｘＭ（θ）］
【００３１】
また、第ｎ回目の送信における超音波ビームの角度をθ（ｎ）とする。例えば、−３０°〜＋２９°の走査範囲を１°ピッチでカバーする場合には、θ（１）＝−３０°、θ（２）＝−２９°、・・・、θ（６０）＝２９°となる。マルチビーム送信の場合には、１回の送信で３本の超音波ビームが同時に送信されるので、隣接する２本の超音波ビーム間の角度に相当するｎの差をＮＯＦＦとし、それぞれの走査範囲に同時に送信されるそれぞれの超音波ビームを示す番号をｍとすると（ｍ＝１，２，３）、第ｎ回目の送信におけるそれぞれの超音波ビームの角度Φｍ（ｎ）は、次式で表される。
Φｍ（ｎ）＝θ（ｎ＋ＮＯＦＦ×（ｍ−１））
従って、それぞれの走査範囲における超音波ビームに対する補正係数をｗｍとすると、第ｎ回目の送信における３本の超音波ビームの合成駆動波形ベクトルＹ（ｎ）は、次式で表される。
【数１】
【００３２】
図４は、走査範囲毎に駆動信号の振幅を補正するために用いる補正係数を求める方法を示すフローチャートである。
ステップＳ１１において、ｍ＝１，２，３について、ｗｍ＝１を設定しておく。ステップＳ１２において、各送信方向のビームプロファイルが、測定又は計算によって求められる。その結果、図５に示すようなビームプロファイルが得られる。図５においては、第１〜第３の走査範囲が、超音波ビームの角度Φ１（ｎ）〜Φ３（ｎ）によって示されている。
【００３３】
ステップＳ１３において、図５に示すビームプロファイルの第２の走査範囲における超音波ビーム（中央ビーム）のピーク強度の平均値ａが求められる。ステップＳ１４において、図５に示すビームプロファイルの第１の走査範囲における超音波ビームのピーク強度の平均値ｂ１と、第３の走査範囲における超音波ビームのピーク強度の平均値ｂ３とを平均することにより、第１及び第３の走査範囲における超音波ビーム（周囲ビーム）のピーク強度の平均値ｂが求められる。
【００３４】
ステップＳ１５において、｜ａ／ｂ−１｜が所定の値ε（例えば、０．０５とする）よりも小さいか否かが判定される。｜ａ／ｂ−１｜がεよりも小さい場合には、処理が終了し、そうでない場合には、処理がステップＳ１６に移行する。ステップＳ１６において、ｗ２にｂ／ａが掛けられる。なお、ｗ１及びｗ３は、「１」のままである。その後、ステップＳ１２〜Ｓ１５が繰り返されて、｜ａ／ｂ−１｜がεよりも小さくなると処理が終了する。
【００３５】
上記の例においては、第２組の駆動信号の振幅を第１組又は第３組の駆動信号の振幅よりも減少させたが、逆に、第１組又は第３組の駆動信号の振幅を第２組の駆動信号の振幅よりも増加させることによって、第１〜第３の走査範囲をそれぞれ走査する第１〜第３の超音波ビームの強度をなめらかに連続させるようにしても良い。
【００３６】
あるいは、各送信方向のビームプロファイルに基づいて、第１組〜第３組の駆動信号の振幅を、それぞれの超音波ビームの送信方向に従って超音波トランスデューサのチャンネル毎に補正することにより、図６に示すように、第１〜第３の走査範囲をそれぞれ走査する第１〜第３の超音波ビームの強度をほぼ等しくするようにしても良い。
【００３７】
その場合には、駆動信号の振幅を補正するために用いる補正係数を、以下のようにして求めることができる。それぞれの超音波ビームに対する補正係数をｗｍ（ｎ）とすると、第ｎ回目の送信における３本の超音波ビームの合成駆動波形ベクトルＹ（ｎ）は、次式で表される。
【数２】
【００３８】
図７及び図８は、チャンネル毎に駆動信号の振幅を補正するために用いる補正係数を求める方法を示すフローチャートである。以下の説明においては、角度θ方向の超音波ビームの強度をＩ（θ）とする。
図７のステップＳ２１において、ｍ＝１，２，３について、ｗｍ（ｎ）＝１を設定しておく。ステップＳ２２において、各送信方向のビームプロファイルが、測定又は計算によって求められる。その結果、図５に示すようなビームプロファイルが得られる。図５においては、第１〜第３の走査範囲が、超音波ビームの角度Φ１（ｎ）〜Φ３（ｎ）によって示されている。
【００３９】
ステップＳ２３において、図５に示すビームプロファイルの第２の走査範囲における超音波ビーム（中央ビーム）のピーク強度の平均値ａが求められる。ステップＳ２４において、ｎ＝１，２，・・・，ＮＯＦＦについて、第１及び第３の走査範囲における超音波ビームのピーク強度が、次式を用いて補正される。
【数３】
【００４０】
図８のステップＳ２５において、各送信方向におけるビームプロファイルが、測定又は計算によって再び求められる。ステップＳ２６において、図５に示すビームプロファイルの第２の走査範囲における超音波ビーム（中央ビーム）のピーク強度の平均値ａが求められる。ステップＳ２７において、図５に示すビームプロファイルの第１の走査範囲における超音波ビームのピーク強度の平均値ｂ１と、第３の走査範囲における超音波ビームのピーク強度の平均値ｂ３とを平均することにより、第１及び第３の走査範囲における超音波ビーム（周囲ビーム）のピーク強度の平均値ｂが求められる。
【００４１】
ステップＳ２８において、｜ａ／ｂ−１｜が所定の値ε（例えば、０．０５とする）よりも小さいか否かが判定される。｜ａ／ｂ−１｜がεよりも小さい場合には処理が終了し、そうでない場合には処理がステップＳ２９に移行する。ステップＳ２９において、ｎ＝１，２，・・・，ＮＯＦＦについて、ｗ２（ｎ）にｂ／Ｉ（Φ２（ｎ））が掛けられる。その後、ステップＳ２５〜Ｓ２８が繰り返されて、｜ａ／ｂ−１｜がεよりも小さくなると処理が終了する。
以上においては、３本の超音波ビームを同時に送信する場合について説明したが、４本以上の超音波ビームを同時に送信する場合においても、本発明を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、超音波を送受信して生体内の臓器等を観察するために用いられる超音波送受信装置において利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施形態に係る超音波送受信装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態における複数の超音波トランスデューサの各チャンネルに供給される駆動波形と、それによって発生する超音波ビームとの関係を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態における第１〜第３の超音波ビームの強度の第１の例を示す図である。
【図４】第１の例において走査範囲毎に駆動信号の振幅を補正するために用いる補正係数を求める方法を示すフローチャートである。
【図５】第１の例のビームプロファイルにおけるピーク強度の平均値を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態における第１〜第３の超音波ビームの強度の第２の例を示す図である。
【図７】第２の例においてチャンネル毎に駆動信号の振幅を補正するために用いる補正係数を求める方法を示すフローチャートである。
【図８】１本の超音波ビームを送信する場合における走査角による超音波ビームの強度変化を示す図である。
【図９】３本の超音波ビームを同時に送信する場合における走査角による超音波ビームの強度変化を示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１ 超音波用探触子
２ 超音波送受信装置本体
１１ 超音波トランスデューサ
２０ 切換回路
２１ 送信回路
２２ 受信回路
３０ コンピュータ
３１ 走査制御部
３２ 波形データ生成部
３３ 送信メモリ
３４ 受信メモリ
３５ 位相整合演算部
３６ 表示画像演算部
４０ 記録部
５０ 表示部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１組の超音波トランスデューサを含み、前記１組の超音波トランスデューサにそれぞれ供給される１組の駆動信号に従って超音波ビームを形成して被検体に送信する超音波用探触子と、
前記超音波用探触子から３つ以上の方向に複数の超音波ビームを同時に送信するために、複数の超音波ビームを発生させる複数組の駆動信号の振幅をそれぞれの超音波ビームの送信方向に従って調整した後に前記複数組の駆動信号を複数の超音波ビームについて重ね合わせて得られる波形を表す１組の波形データを出力する波形データ出力手段と、
前記波形データ出力手段から出力される１組の波形データに基づいて１組の駆動信号を生成し、該１組の駆動信号を前記１組の超音波トランスデューサにそれぞれ供給する複数の送信回路と、
を具備する超音波送信装置。
【請求項２】
前記波形データ出力手段が、第１の超音波ビームと第２の超音波ビームとに挟まれて送信される第３の超音波ビームを形成するための駆動信号の振幅を第１又は第２の超音波ビームを形成するための駆動信号の振幅よりも減少させた後に前記複数組の駆動信号を複数の超音波ビームについて重ね合わせて得られる波形を表す１組の波形データを出力する、請求項１記載の超音波送受信装置。
【請求項３】
前記波形データ出力手段が、第１の超音波ビームと第２の超音波ビームとに挟まれて送信される第３の超音波ビームを形成するための駆動信号の振幅よりも第１又は第２の超音波ビームを形成するための駆動信号の振幅を増加させた後に前記複数組の駆動信号を複数の超音波ビームについて重ね合わせて得られる波形を表す１組の波形データを出力する、請求項１記載の超音波送受信装置。
【請求項４】
前記波形データ出力手段が、複数の超音波ビームを発生させる複数組の駆動信号の振幅をそれぞれの超音波ビームの送信方向に従って超音波トランスデューサ毎に補正した後に前記複数組の駆動信号を複数の超音波ビームについて重ね合わせて得られる波形を表す１組の波形データを出力する、請求項１記載の超音波送受信装置。
【請求項１】
１組の超音波トランスデューサを含み、前記１組の超音波トランスデューサにそれぞれ供給される１組の駆動信号に従って超音波ビームを形成して被検体に送信する超音波用探触子と、
前記超音波用探触子から３つ以上の方向に複数の超音波ビームを同時に送信するために、複数の超音波ビームを発生させる複数組の駆動信号の振幅をそれぞれの超音波ビームの送信方向に従って調整した後に前記複数組の駆動信号を複数の超音波ビームについて重ね合わせて得られる波形を表す１組の波形データを出力する波形データ出力手段と、
前記波形データ出力手段から出力される１組の波形データに基づいて１組の駆動信号を生成し、該１組の駆動信号を前記１組の超音波トランスデューサにそれぞれ供給する複数の送信回路と、
を具備する超音波送信装置。
【請求項２】
前記波形データ出力手段が、第１の超音波ビームと第２の超音波ビームとに挟まれて送信される第３の超音波ビームを形成するための駆動信号の振幅を第１又は第２の超音波ビームを形成するための駆動信号の振幅よりも減少させた後に前記複数組の駆動信号を複数の超音波ビームについて重ね合わせて得られる波形を表す１組の波形データを出力する、請求項１記載の超音波送受信装置。
【請求項３】
前記波形データ出力手段が、第１の超音波ビームと第２の超音波ビームとに挟まれて送信される第３の超音波ビームを形成するための駆動信号の振幅よりも第１又は第２の超音波ビームを形成するための駆動信号の振幅を増加させた後に前記複数組の駆動信号を複数の超音波ビームについて重ね合わせて得られる波形を表す１組の波形データを出力する、請求項１記載の超音波送受信装置。
【請求項４】
前記波形データ出力手段が、複数の超音波ビームを発生させる複数組の駆動信号の振幅をそれぞれの超音波ビームの送信方向に従って超音波トランスデューサ毎に補正した後に前記複数組の駆動信号を複数の超音波ビームについて重ね合わせて得られる波形を表す１組の波形データを出力する、請求項１記載の超音波送受信装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００６−８７６５０（Ｐ２００６−８７６５０Ａ）
【公開日】平成１８年４月６日（２００６．４．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２７６４１８（Ｐ２００４−２７６４１８）
【出願日】平成１６年９月２４日（２００４．９．２４）
【出願人】（０００００５２０１）富士写真フイルム株式会社 (7,609)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年４月６日（２００６．４．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月２４日（２００４．９．２４）
【出願人】（０００００５２０１）富士写真フイルム株式会社 (7,609)
【Ｆターム（参考）】
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