JP5388416B2 - 超音波診断装置および超音波診断装置の制御プログラム - Google Patents

Description

本発明は、被検体内に超音波パルスを照射し、被検体内で生じた超音波エコーを受信して各種処理を行なうことにより被検体内の生体情報を得る超音波診断装置に係り、特に造影剤を用いたコントラストエコー法による撮像を行なうことが可能な超音波診断装置および超音波診断装置の制御プログラムに関する。

超音波診断装置は、超音波プローブに内蔵された圧電振動子（超音波振動子）から被検体内に超音波パルスを照射し、被検体内で生じた超音波エコーを圧電振動子で受信して各種処理を行なうことにより被検体内の生体組織の断層画像や血流画像等の生体情報を得る装置である。

この超音波診断装置による撮影法の一つに、コントラストエコー法と称される撮影手法がある。コントラストエコー法は、被検体の血管内に造影剤としてマイクロバブルを投与することで、超音波散乱エコーの増強を図るものである。コントラストエコー法による撮像では、所定の周波数スペクトルを有する超音波パルスが照射され、造影剤であるマイクロバブルから得られる超音波エコーの非線形成分が映像化に用いられる（例えば、特許文献１参照。）。
特開平８−１８２６８０号公報

しかしながら、従来のコントラストエコー法における撮像技術では、被検体内に投与されたバブルの一部しか映像化に寄与していない。これは、照射する超音波パルスの周波数を一定にした場合、超音波エコーに含まれる非線形成分の信号強度がバブルの半径に強く依存することに起因する。つまり、バブルの共鳴周波数が、その半径によって異なることから、被検体内に投与されたバブルのうち、送信した超音波パルスの周波数に共鳴する半径を有する一部のバブルしか映像化に利用できていない。

このため、より多くの異なる半径のバブルからの超音波エコーを取得して映像化することが感度の観点から望まれる。

一方で、バブルは送信される超音波パルスによって破壊されてしまうという問題がある。このため、コントラストエコー法における撮影では、非造影撮影において通常用いられる超音波パルスに比べて１／１０程度の振幅しかもたない非常に強度が弱い超音波パルスが撮影用に用いられている。従って、特に深部で感度が不足する恐れがあるという問題がある。特に、バブルを壊さないような低音圧の超音波パルスを用いたＬｏｗ ＭＩ（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｉｎｄｅｘ）モード撮影においては、現実に感度が不足している。

また、バブルからの超音波エコーに含まれる非線形成分としてセカンドハーモニック（２次高調波）成分を映像化に使用する技術も考案されている。しかし、この技術では、生体組織からのティッシュハーモニック成分も映像化されてしまうため、バブルによる血流の染影が見にくいという問題がある。

本発明はかかる従来の事情に対処するためになされたものであり、より高感度でバブルによる染影を容易に認識することが可能な超音波診断装置および超音波診断装置の制御プログラムを提供することを目的とする。

また、本発明はかかる従来の事情に対処するためになされたものであり、超音波画像のモーションアーチファクトを軽減することができる超音波診断装置および超音波診断装置の制御プログラムを提供することを目的とする。

さらに、本発明はかかる従来の事情に対処するためになされたものであり、バブルエコーの信号強度を増大できる一方、組織エコーの信号強度を低減できる超音波診断装置および超音波診断装置の制御プログラムを提供することを目的とする。

加えて、本発明はかかる従来の事情に対処するためになされたものであり、超音波画像上に現れる縦スジを薄くすることができる超音波診断装置および超音波診断装置の制御プログラムを提供することを目的とする。

本発明に係る超音波診断装置は、上述した課題を解決するために、請求項１に記載したように、中心周波数が互いに異なる複数の超音波パルスが超音波プローブによって被検体に送信されることで受信された、それぞれの受信エコーを取得する第１の受信エコー取得手段と、前記複数の超音波パルスを合成した合成パルスと同じ周波数成分の特性を有する超音波パルスを前記被検体に送信し、受信エコーを取得する第２の受信エコー取得手段と、前記第１の受信エコー取得手段により取得された受信エコーおよび前記第２の受信エコー取得手段により取得された受信エコーを合成することにより合成信号を生成する受信エコー合成手段と、前記合成信号から前記被検体からのエコーの画像を生成する画像生成手段と、を備える。

本発明に係る超音波診断装置の制御プログラムは、上述した課題を解決するために、請求項１６に記載したように、超音波診断装置に含まれるコンピュータを、中心周波数が互いに異なる複数の超音波パルスが超音波プローブから被検体に送信されることによって前記超音波プローブで受信されたそれぞれの受信エコーを前記超音波プローブから取得する第１の受信エコー取得手段、前記複数の超音波パルスを合成した合成パルスと同じ周波数成分の特性を有する超音波パルスが前記超音波プローブから前記被検体に送信されることによって前記超音波プローブで受信された受信エコーを前記超音波プローブから取得する第２の受信エコー取得手段、前記第１の受信エコー取得手段により取得された受信エコーおよび前記第２の受信エコー取得手段により取得された受信エコーを合成することにより合成信号を生成する受信エコー合成手段、および前記合成信号から前記被検体からのエコーの画像を生成する画像生成手段、として機能させる。

本発明に係る超音波診断装置および超音波診断装置の制御プログラムにおいては、より高感度でバブルによる染影を容易に認識することができる。

また、本発明に係る超音波診断装置および超音波診断装置の制御プログラムにおいては、超音波画像のモーションアーチファクトを軽減することができる。

さらに、本発明に係る超音波診断装置および超音波診断装置の制御プログラムにおいては、バブルエコーの信号強度を増大できる一方、組織エコーの信号強度を低減できる。

加えて、本発明に係る超音波診断装置および超音波診断装置の制御プログラムにおいては、超音波画像上に現れる縦スジを薄くすることができる。

本発明に係る超音波診断装置および超音波診断装置の制御プログラムの実施形態について添付図面を参照して説明する。

図１は、本発明に係る超音波診断装置の第１の実施形態を示す構成図である。

第１の実施形態の超音波診断装置１は、装置本体２に超音波プローブ３と、モニタ４とを設けて構成される。装置本体２は、送受信部５、Ａ／Ｄ（ａｎａｌｏｇ ｔｏ ｄｉｇｉｔａｌ）コンバータ６、信号処理部７、検波部８、スキャンシーケンス制御部９、システム制御部１０および表示部１１を備えている。装置本体２の各構成要素は、回路により、または制御プログラムをコンピュータのＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）に読み込ませて構築することができる。

超音波プローブ３は、複数の超音波振動子を備えている。各超音波振動子は、送受信部５から電気パルスとして印加された送信信号を超音波パルスに変換して図示しない被検体内に送信する一方、被検体内部に送信された超音波パルスによって生じた超音波エコーを受信して電気信号である受信エコーとして送受信部５に与える機能を有する。

送受信部５は、スキャンシーケンス制御部９からスキャンシーケンスとして与えられた制御信号に従って送信信号を超音波プローブ３の各超音波振動子に与えることにより、超音波プローブ３から所定の特性をもった超音波パルスが送信されるように超音波プローブ３を制御する機能を有する。また、超音波プローブ３から受信エコーを受けて遅延処理、整相加算処理等の所定の前処理を行なった後、Ａ／Ｄコンバータ６に与える機能を有する。

スキャンシーケンス制御部９は、送受信部５にスキャンシーケンスとして制御信号を与えることによって、超音波プローブ３から所定の周波数スペクトル（周波数成分）に該当する超音波パルスが送信されるように送受信部５を制御する機能を有する。具体的には、スキャンシーケンス制御部９は、中心周波数、振幅、周波数帯域のうち少なくとも１つが異なる複数の周波数スペクトルに該当する複数の超音波パルスが超音波プローブ３から順次送信されるように、送受信部５に制御信号を与えて制御する機能を有する。また、スキャンシーケンス制御部９は、複数の超音波パルスを順次送信させる際、複数の超音波パルス毎に位相、送信開口および送信焦点のうち少なくとも１つを異ならせて順次送信させることもできる。

特に、スキャンシーケンス制御部９は、周波数スペクトルが互いに異なる複数の超音波パルスおよびそれらを線形演算して合成される超音波パルスと同じ周波数成分の特性を反映した超音波パルスが順次送信されるようにスキャンシーケンスを設定するように構成される。

Ａ／Ｄコンバータ６は、送受信部５から受けたアナログの受信エコーをデジタルの受信エコーに変換して信号処理部７または検波部８に与える機能を有する。

信号処理部７は、Ａ／Ｄコンバータ６から受けた受信エコーに対する信号処理を実施する機能と、信号処理によって得られた合成信号を検波部８に与える機能を有する。具体的には、信号処理部７は、周波数スペクトルが異なる各超音波パルスに対応する受信エコーを合成し、合成信号を生成する信号処理を行なうように構成される。

検波部８は、信号処理部７またはＡ／Ｄコンバータ６から必要なパルス信号または受信エコーを取得し、取得したパルス信号または受信エコーの包絡線検波を行ない、検波結果を検波信号として表示部１１に与える機能を有する。特に、検波部８は、コントラストエコー法によるマイクロバブルを用いた造影（ｃｏｎｔｒａｓｔ）画像用に信号処理部７からパルス信号を取得して検波信号を生成する一方、造影画像の背景となる組織（Ｂ−ｍｏｄｅ）画像用にＡ／Ｄコンバータ６から所定の受信エコーを取得して検波信号を生成するように構成される。

なお、信号処理部７と検波部８との配置を逆転させてもよい。その場合、検波部８は、Ａ／Ｄコンバータ６から必要な受信エコーを取得し、取得した受信エコーの包絡線検波を行なう。また、信号処理部７は、検波部８から受けた受信エコーに対する信号処理を実施する。

表示部１１は、ＤＳＣ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｃａｎ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）を備えている。表示部１１は、検波部８から受けた検波信号からモニタ表示用の映像信号を生成し、生成した映像信号をモニタ４に与えて表示させる機能を有する。表示部１１は、ＤＳＣによって検波部８から受けた検波信号を超音波スキャンの走査方式から表示用のテレビ走査方式に変換するように構成される。

システム制御部１０は、装置本体２内の各構成要素である送受信部５、Ａ／Ｄコンバータ６、信号処理部７、検波部８、スキャンシーケンス制御部９に制御信号を与えることにより統括制御する機能を有する。

次に超音波診断装置１の作用について説明する。

図２は、図１に示す超音波診断装置１によりマイクロバブルを造影剤として用いたコントラストエコー法による血流の映像化を行なう際の手順を示すフローチャートであり、図中Ｓに数字を付した符号はフローチャートの各ステップを示す。

まず予め、被検体にマイクロバブルからなる造影剤が投与される。そして、様々な半径を有する多数のマイクロバブルが、血管等の撮像対象部位に導入される。

そして、ステップＳ１において、例えば互いに異なる中心周波数ｆ１，ｆ２を有する超音波パルスｐ１，ｐ２が超音波プローブ３から被検体内の撮影対象部位にそれぞれ異なるタイミングで送信される。そして、撮影対象部位においてマイクロバブルによりそれぞれ生じた超音波エコーが超音波プローブ３において受信され、受信エコーＥ１，Ｅ２として信号処理部７において取得される。

すなわち、スキャンシーケンス制御部９が、中心周波数ｆ１の超音波パルスｐ１と中心周波数ｆ２の超音波パルスｐ２が超音波プローブ３から一定の間隔で順次送信されるようにスキャンシーケンスを生成する。ただし、中心周波数ｆ２は、中心周波数ｆ１と異なる値に設定される。

スキャンシーケンス制御部９は、生成したスキャンシーケンスを送受信部５に与える。そうすると、送受信部５は、スキャンシーケンス制御部９から受けたスキャンシーケンスに従って送信信号を生成し、生成した送信信号を超音波プローブ３の各超音波振動子に与える。このため、超音波プローブ３からは、中心周波数ｆ１の超音波パルスｐ１と中心周波数ｆ２（ｆ２≠ｆ１）の超音波パルスｐ２が被検体内の撮影対象部位にそれぞれ送信される。

撮影対象部位には、異なる半径を有するマイクロバブルが多数存在するため、マイクロバブルや組織に超音波パルスが反射することによって生じた超音波エコーが、超音波プローブ３において受信される。超音波プローブ３において受信された、２つの超音波パルスｐ１、ｐ２に対応する各超音波エコーは、電気信号である受信エコーＥ１，Ｅ２に変換されて順次送受信部５に与えられる。

送受信部５は、超音波プローブ３から受けた各受信エコーＥ１，Ｅ２をＡ／Ｄコンバータ６に順次与える。Ａ／Ｄコンバータ６では、送受信部５から与えられたアナログの受信エコーＥ１，Ｅ２からデジタルの受信エコーＥ１，Ｅ２にそれぞれ変換される。デジタル化された各受信エコーＥ１，Ｅ２は、Ａ／Ｄコンバータ６から順次信号処理部７に与えられる。

信号処理部７は、Ａ／Ｄコンバータ６から受けた各受信エコーＥ１，Ｅ２に対して遅延処理、整相加算処理等の所定の処理を行なう。そして、信号処理部７には、２種類の送信超音波パルスｐ１，ｐ２にそれぞれ対応する受信エコーＥ１，Ｅ２が一時的に保存される。

図３は、図１に示す超音波診断装置１の超音波プローブ３から順次送信される複数の超音波パルスに対応する周波数スペクトルの一例を示す模式図であり、図４は、図３に示す各超音波パルスの送信によってそれぞれ得られるバブルからの受信エコーの周波数スペクトルの一例を示す模式図である。

図３および図４の横軸は、周波数を示す。図３に示すように中心周波数ｆ１の超音波スペクトルを有する超音波パルスｐ１と、中心周波数ｆ２の超音波スペクトルを有する超音波パルスｐ２とがそれぞれ超音波プローブ３から被検体内のマイクロバブルに向けて順次送信される。

そうすると、撮影対象部位に存在するマイクロバブルの半径は、異なる値に分布しているが、送信された超音波パルスの各周波数スペクトルに対応して共鳴する半径を有するマイクロバブルから基本波帯域を含む広い領域において非線形信号成分が得られる。つまり、送信される各超音波パルスのそれぞれの中心周波数を互いに異なる値に設定し、各周波数スペクトルをシフトさせることで、基本波帯域を含む広い領域において、より多くの半径を有するマイクロバブルから非線形成分を得ることができる。

このため、受信エコーＥ１，Ｅ２のうちマイクロバブルからそれぞれ得られる非線形成分であるバブルエコーＥｂ１，Ｅｂ２は、図４に示すように、それぞれ互いに異なる中心周波数ｆ１、ｆ２の周波数スペクトルをもつことになる。一方、受信エコーＥ１，Ｅ２のうち生体組織からそれぞれ得られるクラッタ成分の組織エコーＥｃ１，Ｅｃ２は、基本波帯域ではほぼ線形成分のみになると考えられる。

次に、ステップＳ２において、超音波パルスｐ１と超音波パルスｐ２を加算して得られる超音波パルスｐ３が超音波プローブ３から送信され、受信エコーＥ３が信号処理部７において取得される。この超音波パルスｐ３の送信および受信エコーＥ３の取得は、超音波パルスｐ１および超音波パルスｐ２の送信並びに受信エコーＥ１，Ｅ２の取得と同様に、スキャンシーケンス制御部９の制御下において行なわれる。

すなわち、図３のような周波数スペクトルを有する超音波パルスｐ３が超音波プローブ３から送信される。そうすると、超音波パルスｐ１，ｐ２を送信した場合と同様に、基本波帯域を含む広い領域における非線形成分として図４に示すような超音波パルスｐ３の周波数スペクトルに応じた周波数スペクトルを有するバブルエコーＥｂ３が取得される。また、超音波パルスｐ３により得られた受信エコーＥ３のうち、生体組織から得られるクラッタ成分の組織エコーＥｃ３は、受信エコーＥ１，Ｅ２のそれぞれのクラッタ成分である各組織エコーＥｃ１，Ｅｃ２と同様に基本波帯域ではほぼ線形成分のみになると考えられる。

このようにして、周波数スペクトルが互いに異なる２つの超音波パルスｐ１，ｐ２と、この２つの超音波パルスｐ１，ｐ２を加算して得られる超音波パルスｐ３の３種類の超音波パルスｐ１，ｐ２，ｐ３が超音波プローブ３から順次送信される。そして、各超音波パルスｐ１，ｐ２，ｐ３にそれぞれ対応する受信エコーＥ１，Ｅ２，Ｅ３が取得されて信号処理部７に一時的に保存される。また、各受信エコーＥ１，Ｅ２，Ｅ３は基本波帯域において、それぞれ非線形成分であるバブルエコーＥｂ１，Ｅｂ２，Ｅｂ３と線形成分とみなせる組織エコーＥｃ１，Ｅｃ２，Ｅｃ３とを含んでいる。なお、説明の便宜上、送信順序を超音波パルスｐ１，ｐ２，ｐ３の順とするが、送信順序は、超音波パルスｐ１，ｐ２，ｐ３の順に限定されるものではない。

次に、ステップＳ３において、信号処理部７において、受信エコーＥ１，Ｅ２，Ｅ３の線形演算が実施される。すなわち、信号処理部７は、受信エコーＥ１と受信エコーＥ２とを加算し、受信エコーＥ３を減算する。前述のように各受信エコーＥ１，Ｅ２，Ｅ３はそれぞれ式（１−１）、式（１−２）および式（１−３）に示すようにバブルエコーＥｂ１，Ｅｂ２，Ｅｂ３と組織エコーＥｃ１，Ｅｃ２，Ｅｃ３とを含んでいる。
［数１］
Ｅ１＝Ｅｃ１＋Ｅｂ１ ・・・（１−１）
Ｅ２＝Ｅｃ２＋Ｅｂ２ ・・・（１−２）
Ｅ３＝Ｅｃ３＋Ｅｂ３ ・・・（１−３）

また、組織エコーＥｃ３は、組織エコーＥｃ１および組織エコーＥｃ２にそれぞれ対応する２つの超音波パルスｐ１，ｐ２を加算して得られる超音波パルスｐ３に対応しており、かつ各組織エコーＥｃ１，Ｅｃ２，Ｅｃ３は、ほぼ線形成分のみとみなせるため、式（２）が成立する。
［数２］
Ｅｃ３＝Ｅｃ１＋Ｅｃ２ ・・・（２）

一方、各バブルエコーＥｂ１，Ｅｂ２，Ｅｂ３は非線形成分であるため、式（３）が成立する。
［数３］
Ｅｂ３≠Ｅｂ１＋Ｅｂ２ ・・・（３）

式（１−１）、式（１−２）、式（１−３）、式（２）および式（３）より、受信エコーＥ１と受信エコーＥ２とを加算し、受信エコーＥ３を減算すると式（４）のようになる。
［数４］
Ｅ１＋Ｅ２−Ｅ３＝Ｅｃ１＋Ｅｂ１＋Ｅｃ２＋Ｅｂ２−Ｅｃ３−Ｅｂ３
＝Ｅｂ１＋Ｅｂ２−Ｅｂ３
＝Ｅｂ ・・・（４）

すなわち、受信エコーＥ１と受信エコーＥ２とを加算し、受信エコーＥ３を減算した結果は、各受信エコーＥ１，Ｅ２，Ｅ３の基本波帯域における非線形成分であるバブルエコーのみの成分を含むパルス信号Ｅｂとなる。つまり、線形演算により、基本波帯域ではほぼ線形成分のみで構成されるとみなせる各組織エコーＥｃ１，Ｅｃ２，Ｅｃ３を各受信エコーＥ１，Ｅ２，Ｅ３から除去することができる。

一方、バブルエコーＥｂ１，Ｅｂ２，Ｅｂ３は、基本波帯域において組織エコーＥｃ１，Ｅｃ２，Ｅｃ３に比べて信号強度が一般的に強い。また、基本波帯域におけるバブルの超音波に対する非線形応答が多く存在することから、バブルからの非線形成分であるバブルエコーが線形演算によりパルス信号Ｅｂとして残存することとなる。

そして、このような信号処理によって得られたパルス信号Ｅｂは、信号処理部７から検波部８に与えられる。

次に、ステップＳ４において、パルス信号Ｅｂの基本波帯域が映像化帯域として映像化される。なお、パルス信号Ｅｂの映像化帯域を図５に示す。そのために、検波部８は、パルス信号Ｅｂの包絡線検波を行ない、検波結果を検波信号として表示部１１に与える。そして、表示部１１は、検波部８から受けた検波信号からモニタ表示用の映像信号を生成し、生成した映像信号をモニタ４に与えて表示させる。

この結果、モニタ４には、被検体の血管の造影剤による造影画像が表示される。この造影画像は、線形演算により基本波帯域に残った非線形成分から生成されたため、組織からのエコーが抑圧される一方、バブルからのエコーが選択的に映像化に用いられている。しかも、径の異なるバブルからのエコーが映像化に用いられているため、造影血管がより良好に描出された造影画像となる。

ところで、このような組織エコーを抑圧した造影画像では、断面を良好に設定ないし保持するのが困難な場合がある。

そこで、ステップＳ５において、造影画像とともに組織画像が生成されて表示される。組織画像の生成には、造影画像の生成用に用いた線形加算前の受信エコーを利用することができる。

図６は、図１に示す超音波診断装置１において造影画像用データとして用いる受信エコーと背景の組織画像用データとして用いる受信エコーとの信号の流れを示したブロック図である。

図６に示すように、受信エコーＥ１，Ｅ２，Ｅ３がそれぞれ信号処理部７に導かれて、線形加算の対象とされた後、造影（ｃｏｎｔｒａｓｔ）画像用の信号として検波部８に出力される。そして、この造影画像用のパルス信号から得られた検波信号が表示部１１に与えられて造影画像となってモニタ４に表示される。

ここで、信号処理部７における線形加算前の任意の受信エコー、例えば受信エコーＥ１が組織（Ｂ−ｍｏｄｅ）画像用の信号として、検波部８により取得される。そして、検波部８において、受信エコーＥ１に含まれる組織エコー成分が検波され、組織画像用の検波信号として表示部１１に与えられる。さらに、表示部１１により検波信号から組織画像の映像信号がモニタ表示用に生成され、生成された映像信号がモニタ４に与えられることにより組織画像が表示される。

つまり、信号処理部７、検波部８および表示部１１において受信エコーを並列に取り扱うことにより、造影画像のみならず組織画像を生成して表示させることができる。このように生成された造影画像および組織画像は、任意の表示方法でモニタ４に表示させることができる。

図７は、図１に示す超音波診断装置１において造影画像と背景の組織画像とをモニタ４に並列表示した例を示す模式図である。また、図８は図１に示す超音波診断装置１において造影画像と背景の組織画像とをモニタ４に重畳表示した例を示す模式図である。さらに、図９は、図１に示す超音波診断装置１において造影画像と背景の組織画像とをモニタ４に透かし表示した例を示す模式図である。

図７、図８および図９に示すように、造影画像と組織画像とをそれぞれ並列表示、重畳表示、透かし表示する他、表示画面を切換えて造影画像と組織画像とを表示させる切換表示も可能である。

つまり以上のような超音波診断装置１は、互い異なる周波数分布（周波数スペクトル）を持つ複数の超音波パルス並びに各超音波パルスを線形加算した超音波パルスをそれぞれ送信して、前者の超音波パルスに対する受信エコーの加算結果と、後者の超音波パルスに対する受信エコーとの差分をとり、さらに差分結果の基本波帯域を映像化するものである。

このため、組織からのエコーを十分に抑圧するとともに、異なる周波数に反応するバブル、つまり異なる半径を持つバブルからのエコーを映像化することができる。これにより超音波診断装置１の感度を向上させることができる。

尚、中心周波数の異なる２つの超音波パルスを送信する例について示したが、中心周波数の異なるＮ個の超音波パルスおよびＮ個の超音波パルスを合成した超音波パルスを同様に送信した後、各受信エコーを線形加算するようにしてもよい。

次に、超音波診断装置１において送信される各超音波パルスの周波数スペクトルの組合せの変形例について説明する。

図１０は、図１に示す超音波診断装置１において送信される各超音波パルスの周波数スペクトルの組合せの変形例を示す図である。

図１０に示すように超音波パルスｐ１、超音波パルスｐ２、超音波パルスｐ３は様々な周波数スペクトルに設定することができる。超音波パルスｐ１，ｐ２は、中心周波数、振幅および帯域のうち少なくとも１つを異ならせて設定することができる。また、超音波パルスｐ１，ｐ２は、位相および送信焦点のうち少なくとも１つを異ならせて超音波プローブ３から被検体内のマイクロバブルに向けて順次送信することができる。図１０の例では、中心周波数ｆ１、振幅Ａ１、帯域Ｂ１の周波数スペクトルを有する超音波パルスｐ１が、位相Ｃ１、送信焦点Ｆ１で超音波プローブ３から送信される。一方、中心周波数ｆ２、振幅Ａ２、帯域Ｂ２の周波数スペクトルを有する超音波パルスｐ２が、位相Ｃ２、送信焦点Ｆ２で超音波プローブ３から送信される。

また、超音波パルスｐ１と超音波パルスｐ２とを合成して得られる超音波パルスｐ３は、超音波パルスｐ１と超音波パルスｐ２とを線形加算し、振幅をＡ倍に変化させ、位相を“ΔＣ（Ｃ２−Ｃ１）”だけ変化させたものである。

そして、このような超音波パルスｐ１，ｐ２，ｐ３を送信して得られる受信エコーＥ１，Ｅ２，Ｅ３が信号処理部７において取得される。

信号処理部７では、超音波パルスｐ３により得られた受信エコーＥ３の位相を“−ΔＣ”だけシフトさせる位相補正および振幅を１／Ａ倍にする振幅補正が行なわれる。そして、式（５）に示すように超音波パルスｐ１および超音波パルスｐ２の送信によりそれぞれ得られた受信エコーＥ１および受信エコーＥ２の加算結果から位相補正および振幅補正後における受信エコーＥ３’が減算されることにより、バブルエコーのみの成分を含むパルス信号Ｅｂが生成される。
［数５］
Ｅｂ＝Ｅ１＋Ｅ２−Ｅ３’ ・・・（５）

このように、互いに異なる任意の周波数スペクトルを有する複数の超音波パルスと、これらの超音波パルスの全部または一部を線形演算により合成した超音波パルスとを送信してもよい。

つまり、必要に応じて送信される超音波パルスの振幅および位相を任意の値に設定する一方、送信された超音波パルスの振幅および位相に応じて受信エコーの振幅補正および／または位相補正を行なうことができる。このため、撮影条件や目的に合致した超音波画像を生成することが可能となる。

例えば、造影剤として被検体に注入されたバブルを破壊しない程度に、送信される超音波パルスの振幅を十分に小さくする一方、受信エコーの振幅を増加させる振幅補正を行なうことができる。また、対象となる受信エコーを得るために送信される超音波パルスの位相を互いに反転させ、超音波パルスｐ３を−（超音波パルスｐ１＋超音波パルスｐ２）のようにすることもできる。この場合のパルス信号Ｅｂの生成処理は、式（６）のようになり、組織からの信号成分が抑制されバブルからの信号成分が残ることとなる。
［数６］
Ｅｂ＝Ｅ１＋Ｅ２＋Ｅ３ ・・・（６）

本実施形態の超音波診断装置１およびその制御プログラムによると、生体組織からの超音波エコーを抑圧しつつ、より多くの異なる半径のバブルからの超音波エコーを映像化することにより、より高感度でバブルによる染影を容易に認識することができる。

図１１は、本発明に係る超音波診断装置の第２の実施形態を示す構成図である。

第２の実施形態の超音波診断装置１Ａは、装置本体２Ａに超音波プローブ３と、モニタ４とを設けて構成される。装置本体２Ａは、送受信部５、Ａ／Ｄコンバータ６、信号処理部７、検波部８、スキャンシーケンス制御部９Ａ、システム制御部１０および表示部１１を備えている。装置本体２Ａの各構成要素は、回路により、または制御プログラムをコンピュータのＣＰＵに読み込ませて構築することができる。なお、図１１に示す超音波診断装置１Ａにおいて、図１に示す超音波診断装置１と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。

スキャンシーケンス制御部９Ａは、スキャンシーケンス制御部９の機能に加え、互いの周波数帯域が重ならない超音波パルスｐ１，ｐ４が超音波プローブ３からそれぞれ一定の間隔で送信されるようにスキャンシーケンスを生成する。なお、超音波パルスｐ１，ｐ４は、比較的狭い周波数帯域とすることが好適である。

次に超音波診断装置１Ａの作用について説明する。

図１２は、図１１に示す超音波診断装置１Ａによりマイクロバブルを造影剤として用いたコントラストエコー法による血流の映像化を行なう際の手順を示すフローチャートであり、図中Ｓに数字を付した符号はフローチャートの各ステップを示す。

なお、ステップＳ１１乃至Ｓ１３およびステップＳ１５については、超音波パルスｐ２を超音波パルスｐ４に、超音波パルスｐ３を超音波パルスｐ５にそれぞれ置換することで、図２を用いて説明したステップＳ１乃至Ｓ３およびステップＳ５をそれぞれ準用する。また、説明の便宜上、送信順序を超音波パルスｐ１，ｐ４，ｐ５の順とするが、送信順序は、超音波パルスｐ１，ｐ４，ｐ５の順に限定されるものではない。

図１３は、ステップＳ１１、Ｓ１２によって超音波プローブ３から順次送信される超音波パルスｐ１，ｐ４，ｐ５に対応する周波数スペクトルの一例を示す模式図である。なお、図１３に示す各周波数スペクトルは、図３および図１０に示す各周波数スペクトルの変形例である。

図１３の横軸は、周波数を示す。図１３は、中心周波数ｆ１の超音波スペクトルを有する超音波パルスｐ１と、中心周波数ｆ４の超音波スペクトルを有する超音波パルスｐ４と、超音波パルスｐ１，ｐ４を加算して得られる超音波パルスｐ５とを示している。

ステップＳ１４において、パルス信号Ｅｂの基本波帯域の重ならない帯域が映像化帯域として映像化される。なお、パルス信号Ｅｂの映像化帯域を図１４に示す。そして、表示部１１は、検波部８から受けた検波信号からモニタ表示用の映像信号を生成し、生成した映像信号をモニタ４に与えて表示させる。

例えば、心臓等の動きのある臓器を映像化する場合、動きの影響によりレートの受信信号間の各部分に変位が生じる。その結果として基本波が消え残り、超音波画像上にモーションアーチファクトを生じさせる。そこで、本実施形態の超音波診断装置１Ａでは、ステップＳ１４による基本波帯域が重ならない帯域、すなわち、組織エコーが存在しない領域を映像化することで組織エコーを減少させ、超音波画像上のモーションアーチファクトを低減することができる。

また、超音波パルスｐ１の中心周波数ｆ１のエコーは、非線形性に由来して整数倍の高調波成分を含む。よって、超音波パルスｐ４の中心周波数ｆ４を超音波パルスｐ１の中心周波数ｆ１の２以上の整数倍に設定し、基本波帯域の重ならない帯域を映像化帯域として映像化することが好適である。

本実施形態の超音波診断装置１Ａおよびその制御プログラムによると、生体組織からの超音波エコーを抑圧しつつ、より多くの異なる半径のバブルからの超音波エコーを映像化することにより、より高感度でバブルによる染影を容易に認識することができる。

また、本実施形態の超音波診断装置１Ａおよびその制御プログラムによると、基本波成分が映像化帯域に含まれないように設定することで、超音波画像のモーションアーチファクトを軽減することができる。

図１５は、本発明に係る超音波診断装置の第３の実施形態を示す構成図である。

第３の実施形態の超音波診断装置１Ｂは、装置本体２Ｂに超音波プローブ３と、モニタ４とを設けて構成される。装置本体２Ｂは、送受信部５、Ａ／Ｄコンバータ６、信号処理部７、検波部８、スキャンシーケンス制御部９Ｂ、システム制御部１０および表示部１１を備えている。装置本体２Ｂの各構成要素は、回路により、または制御プログラムをコンピュータのＣＰＵに読み込ませて構築することができる。なお、図１５に示す超音波診断装置１Ｂにおいて、図１に示す超音波診断装置１と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。

スキャンシーケンス制御部９Ｂは、スキャンシーケンス制御部９の機能に加え、周波数スペクトルが互いに異なる超音波パルスｐ１，ｐ２のうち、一方の位相を反転させて超音波プローブ３からそれぞれ一定の間隔で送信されるようにスキャンシーケンスを生成する。なお、超音波診断装置１Ｂは、超音波診断装置１Ａと組合せが可能である。

次に超音波診断装置１Ｂの作用について説明する。

図１６は、図１５に示す超音波診断装置１Ｂによりマイクロバブルを造影剤として用いたコントラストエコー法による血流の映像化を行なう際の手順を示すフローチャートであり、図中Ｓに数字を付した符号はフローチャートの各ステップを示す。

ステップＳ２１において、中心周波数ｆ１の超音波パルスｐ１、中心周波数ｆ２の超音波パルスｐ２のうち一方のパルス波形を位相反転して超音波送信を行なって受信エコーＥ１、Ｅ２を受信する。

なお、ステップＳ２２乃至Ｓ２５については、図２を用いて説明したステップＳ２乃至Ｓ５をそれぞれ適用する。また、説明の便宜上、送信順序を超音波パルスｐ１，ｐ２，ｐ３の順とするが、送信順序は、超音波パルスｐ１，ｐ２，ｐ３の順に限定されるものではない。

図１７は、周波数スペクトル（図１７および図１８では中心周波数）が互いに異なる２つの超音波パルスを同位相で送信する場合の２つのパルス波形と、それらパルス波形を合成したパルス波形との一例を示す図である。一方、図１８は、超音波診断装置１Ｂで送信される３つのパルス波形を示し、中心周波数が互いに異なる２つの超音波パルスの一方を位相反転して送信した場合の２つのパルス波形と、それらパルス波形を合成したパルス波形との一例を示す図である。

図１７および図１８の横軸は、時間を示す。図１７に示した３つのパルス波形は、中心周波数が互いに異なる超音波パルスｐ１，ｐ２を同位相で送信する場合の超音波パルスｐ１，ｐ２のパルス波形と、超音波パルスｐ１，ｐ２を同位相で送信する場合のパルス波形を合成したパルス波形とを示す。

一方、図１８に示す３つのパルス波形は、中心周波数が互いに異なる超音波パルスｐ１，ｐ２の一方（例えば、超音波パルスｐ２）を位相反転して送信する場合の超音波パルスｐ１，ｐ２のパルス波形と、位相反転された超音波パルスｐ１，ｐ２を線形演算して合成される超音波パルスｐ３のパルス波形とを示す。図１８に示す超音波パルスｐ３のパルス波形は、図１７に示す超音波パルスｐ３のパルス波形と比較して、超音波パルスｐ２の位相反転によりピークが減少していることが分かる。図１８に示すように超音波パルスｐ３のパルス波形のピークが減少すると、超音波パルスｐ３の送信によって受信されたエコー信号の飽和が減少するという利点がある。言い換えれば、図１８に示すように超音波パルスｐ３のピークが減少すると、超音波パルスｐ３による超音波送信によって受信されたエコー信号のゲインを大きく設定できる利点がある。

図１９は、超音波パルスの一方を位相反転させるか否かにおけるバブルエコーおよび組織エコーの周波数スペクトルを示す図である。

図１９の上段は、超音波パルスｐ１，ｐ２，ｐ３を、図１７に示す各パルス波形によって超音波送信した場合のバブルエコーおよび組織エコーの周波数スペクトルを示す。一方、図１９の下段は、超音波パルスｐ１，ｐ２，ｐ３を、図１８に示す各パルス波形によって超音波送信した場合のバブルエコーおよび組織エコーの周波数スペクトルを示す。

図１９によると、図１８に示す各パルス波形によって超音波送信した場合、エコー信号の飽和が減少することによってバブルエコーの信号強度を増大できる一方、組織エコーの信号強度を低減できることが分かる。エコー信号の飽和が起こると、組織エコーがＥｃ１≠Ｅｃ２≠Ｅｃ３となることにより、線形演算でクラッタ成分をキャンセルできなくなる。

本実施形態の超音波診断装置１Ｂおよびその制御プログラムによると、生体組織からの超音波エコーを抑圧しつつ、より多くの異なる半径のバブルからの超音波エコーを映像化することにより、より高感度でバブルによる染影を容易に認識することができる。

また、本実施形態の超音波診断装置１Ｂおよびその制御プログラムによると、超音波パルスｐ２の位相反転により超音波パルスｐ３のパルス波形のピークを減少させることで、バブルエコーの信号強度を増大できる一方、組織エコーの信号強度を低減できる。

図２０は、本発明に係る超音波診断装置の第４の実施形態を示す構成図である。

第４の実施形態の超音波診断装置１Ｃは、装置本体２Ｃに超音波プローブ３と、モニタ４とを設けて構成される。装置本体２Ｃは、送受信部５、Ａ／Ｄコンバータ６、信号処理部７、検波部８、スキャンシーケンス制御部９Ｃ、システム制御部１０および表示部１１を備えている。装置本体２Ｃの各構成要素は、回路により、または制御プログラムをコンピュータのＣＰＵに読み込ませて構築することができる。なお、図２０に示す超音波診断装置１Ｃにおいて、図１に示す超音波診断装置１と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。

スキャンシーケンス制御部９Ｃは、スキャンシーケンス制御部９と比較して、超音波プローブ３の使用方法および送信される超音波パルスが相違する。なお、超音波診断装置１Ｃは、超音波診断装置１、超音波診断装置１Ａおよび超音波診断装置１Ｂのうち少なくとも１つと組合せが可能である。

なお、超音波診断装置１Ｃの作用については、超音波プローブ３の使用方法および送信される超音波パルス以外の点は、図１に示す超音波診断装置１、超音波診断装置１Ａまたは超音波診断装置１Ｂの作用と実質的に異ならない。

図２１乃至図２４は、図２０に示す超音波診断装置１Ｃにおける超音波パルスの送信方法を説明するための図である。

図２１乃至図２４に示すように超音波診断装置１Ｃでは、送受信に用いられる超音波プローブ３の送信開口３ａが送受信ごとに異なるものとされる。すなわち、超音波プローブ３の送信開口３ａが少なくとも１つの異なる超音波振動子を構成要素とする複数のグループに分割される。ただし、超音波プローブ３の送信開口３ａは、互いに排他的な超音波振動子を構成要素とする複数のグループに分割されることが制御上容易であり、実用的である。

例えば、図２１に示すように、１次元状に複数の送信開口３ａが配列するプローブ表面を有する超音波プローブ３の場合に、第１の送信開口グループＡと第２の送信開口グループＢが設定される。例えば、第１の送信開口グループＡと第２の送信開口グループＢは共通部分がなく互いに排他的であるものとされる。

そして、図２２の斜線部分に示すように始めに第１の送信開口グループＡに属する送信開口３ａのみが送信用に使用され、第１の送信開口グループＡに属する送信開口３ａから中心周波数ｆ１の周波数スペクトルをもつ第１の超音波パルスｐ１が送信される。そうすると、第１の超音波パルスｐ１によって第１の音場が形成され、第１の音場に応じた受信エコーＥ１を得ることができる。

次に、図２３の斜線部分に示すように第２の送信開口グループＢに属する送信開口３ａのみが送信用に使用され、第２の送信開口グループＢに属する送信開口３ａから第１の超音波パルスｐ１の中心周波数ｆ１と異なる中心周波数ｆ２の周波数スペクトルをもつ第２の超音波パルスｐ２が送信される。そうすると、第２の超音波パルスｐ２によって第２の音場が形成され、第２の音場に応じた受信エコーＥ２を得ることができる。ここで、第２の超音波パルスｐ２の中心周波数ｆ２以外の帯域Ｂ２や振幅Ａ２等のパラメータが第１の超音波パルスｐ１の帯域Ｂ１や振幅Ａ１等のパラメータと異なるように設定してもよい。

続いて、図２４に示すように第１の送信開口グループＡに属する送信開口３ａおよび第２の送信開口グループＢに属する送信開口３ａの双方が送信用に同時に使用される。そして、第１の送信開口グループＡに属する送信開口３ａからは中心周波数ｆ１の周波数スペクトルをもつ第１の超音波パルスｐ１が送信される一方、第２の送信開口グループＢに属する送信開口３ａからは中心周波数ｆ２の周波数スペクトルをもつ第２の超音波パルスｐ２が送信される。そうすると、第１の超音波パルスｐ１および第２の超音波パルスｐ２によって第３の音場が形成され、第３の音場に応じた受信エコーＥ３を得ることができる。

このように、第１の超音波パルスｐ１および第２の超音波パルスｐ２を同時に送信して第３の音場を形成すると、第３の音場により得られる受信エコーＥ３は、第１の超音波パルスｐ１および第２の超音波パルスｐ２を合成して得られる第３の超音波パルスｐ３を送信した場合に得られる受信エコーと同等となる。換言すれば、超音波プローブ３の互いに異なる送信開口３ａから第１の超音波パルスｐ１および第２の超音波パルスｐ２を同時に送信することは、実質的に第１の超音波パルスｐ１および第２の超音波パルスｐ２を合成して得られる第３の超音波パルスｐ３を送信することに相当する。

つまり、超音波診断装置１Ｃは、合成前の超音波パルスｐ１，ｐ２をそれぞれ互いに異なる送信開口３ａから送信し、合成すべき超音波パルスｐ３を送信パルスとしてではなく送信音場として合成するようにしたものである。換言すれば、超音波診断装置１Ｃは、超音波プローブ３において使用されるチャンネルを切換えることにより合成前の超音波パルスｐ１，ｐ２を送信する一方、超音波パルスｐ１，ｐ２の送信に用いられたチャンネルを使用して送信音場として超音波パルスｐ３を合成するようにしたものである。

このため、図１に示す超音波診断装置１の場合と同様に、組織エコーを抑圧しつつ、異なる半径を有するバブルからのエコーを映像化できるため、血流の描出感度を向上させることができる。さらに、合成すべき超音波パルスｐ３を精度よく生成して送信する性能が送受信部５に設けられるパルサーに十分に備わっていないような場合であっても、送信音場として超音波パルスｐ３が合成されるため、組織エコーの抑圧の効果を十分に得ることが可能となる。

尚、図２２、図２３および図２４の送信順序は任意に変更可能である。また、送信開口３ａを３つ以上の送信開口グループに分割して、３つ以上の互いに異なる周波数スペクトルを有する超音波パルスを音場として合成できるように構成することもできる。また、目的とする音場を形成できれば、各送信開口グループ間に共通の超音波振動子が存在してもよい。あるいは使用しない超音波振動子が存在してもよい。

また、信号処理部７における受信エコーの線形演算において、位相補正や振幅補正を実施することもできる。

本実施形態の超音波診断装置１Ｃおよびその制御プログラムによると、生体組織からの超音波エコーを抑圧しつつ、より多くの異なる半径のバブルからの超音波エコーを映像化することにより、より高感度でバブルによる染影を容易に認識することができる。

図２５は本発明に係る超音波診断装置の第５の実施形態を示す構成図である。

第５の実施形態の超音波診断装置１Ｄは、装置本体２Ｄに超音波プローブ３と、モニタ４とを設けて構成される。装置本体２Ｄは、送受信部５、Ａ／Ｄコンバータ６、信号処理部７、検波部８、スキャンシーケンス制御部９Ｄ、システム制御部１０および表示部１１を備えている。装置本体２Ｄの各構成要素は、回路により、または制御プログラムをコンピュータのＣＰＵに読み込ませて構築することができる。超音波診断装置１Ｄでは、コンベックススキャンやリニアスキャンの場合を想定している。なお、図２５に示す超音波診断装置１Ｄにおいて、図１に示す超音波診断装置１と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。

スキャンシーケンス制御部９Ｄは、スキャンシーケンス制御部９と比較して、超音波プローブ３の使用方法および送信される超音波パルスが相違する。なお、超音波診断装置１Ｄは、超音波診断装置１Ａおよび超音波診断装置１Ｂのうち少なくとも１つと組合せが可能である。

なお、超音波診断装置１Ｄの作用については、超音波プローブ３の使用方法および送信される超音波パルス以外の点は、図１に示す超音波診断装置１、超音波診断装置１Ａまたは超音波診断装置１Ｂの作用と実質的に異ならない。

図２６および図２７は、図２５に示す超音波診断装置１Ｄにおける超音波パルスの送信方法を説明するための図である。

図２６および図２７に示すように超音波診断装置１Ｄでは、超音波プローブ３に設ける一定ｃｈ（チャンネル）の超音波振動子群（例えば１６ｃｈ）毎に超音波パルスｐ６および超音波パルスｐ７が交互に割り当てられる。ただし、超音波プローブ３の送信開口は、互いに重なりをもたない超音波振動子を構成要素とする複数のグループに分割されることが好ましい。

図２６は、超音波振動子群のｃｈ数とは無関係に設定された送信開口グループによって送信ビーム（受信ビーム）を形成する場合を説明するものである。このように、送信開口グループＡと送信開口グループＢ（例えば、共に２０ｃｈ）を基に受信ビームＲを形成した場合、送信開口グループＡの受信ビームＲＡと送信開口グループＢの受信ビームＲＢとで超音波パルスのｐ６，ｐ７の割合が異なってしまう。よって、受信ビームＲＡ，ＲＢを、超音波診断装置１の超音波パルスｐ１（又は超音波パルスｐ２）から形成される受信ビームとすると、非線形効果や飽和の程度が異なってしまう。

一方、図２７は、超音波診断装置１Ｄで用いる送信開口グループを示し、超音波振動子群のｃｈ数の正の偶数倍で設定された送信開口グループによって送信ビーム（受信ビーム）を形成する場合を説明するものである。このように、送信開口グループＡと送信開口グループＢ（例えば、共に３２ｃｈ）を基に受信ビームＲを形成した場合、送信開口グループＡの受信ビームＲＡと送信開口グループＢの受信ビームＲＢとで超音波パルスのｐ６，ｐ７の割合が一致する。

図２８は、図２５に示す超音波診断装置１Ｄにより生成された超音波画像を説明するための図である。

図２８の上段は、図２６に示すように超音波振動子群のｃｈ数とは無関係に設定された送信開口を基に生成された超音波画像を示す。一方、図２７に示すように超音波振動子群のｃｈ数の２倍で設定された送信開口を基に生成された超音波画像を示す。

図２８の下段の超音波画像は、図２８の上段の超音波画像と比較して、非線形効果や飽和の程度の差異が抑えられ、超音波画像上に現れる縦スジが薄くなっていることが分かる。

本実施形態の超音波診断装置１Ｄおよびその制御プログラムによると、生体組織からの超音波エコーを抑圧しつつ、より多くの異なる半径のバブルからの超音波エコーを映像化することにより、より高感度でバブルによる染影を容易に認識することができる。

また、本実施形態の超音波診断装置１Ｄおよびその制御プログラムによると、送信開口内の超音波パルスｐ１を送信する超音波振動子と超音波パルスｐ２を送信する超音波振動子の比率を一定に設定することで、超音波画像上に現れる縦スジを薄くすることができる。

本発明に係る超音波診断装置の第１の実施形態を示す構成図。 図１に示す超音波診断装置によりマイクロバブルを造影剤として用いたコントラストエコー法による血流の映像化を行なう際の手順を示すフローチャート。 図１に示す超音波診断装置において送信される複数の超音波パルスに対応する周波数スペクトルの一例を示す模式図。 図３に示す各超音波パルスの送信によってそれぞれ得られるバブルからの受信エコーの周波数スペクトルの一例を示す模式図。 図１に示す超音波診断装置において映像化される周波数帯域を示す図。 図１に示す超音波診断装置において造影画像用データとして用いる受信エコーと背景の組織画像用データとして用いる受信エコーとの信号の流れを示したブロック図。 図１に示す超音波診断装置において造影画像と背景の組織画像とをモニタに並列表示した例を示す模式図。 図１に示す超音波診断装置において造影画像と背景の組織画像とをモニタに重畳表示した例を示す模式図。 図１に示す超音波診断装置において造影画像と背景の組織画像とをモニタに透かし表示した例を示す模式図。 図１に示す超音波診断装置において送信される各超音波パルスの周波数スペクトルの組合せの変形例を示す図。 本発明に係る超音波診断装置の第２の実施形態を示す構成図。 図１１に示す超音波診断装置によりマイクロバブルを造影剤として用いたコントラストエコー法による血流の映像化を行なう際の手順を示すフローチャート。 図１１に示す超音波診断装置において送信される複数の超音波パルスに対応する周波数スペクトルの一例を示す模式図。 図１１に示す超音波診断装置において映像化される周波数帯域を示す図。 本発明に係る超音波診断装置の第３の実施形態を示す構成図。 図１５に示す超音波診断装置によりマイクロバブルを造影剤として用いたコントラストエコー法による血流の映像化を行なう際の手順を示すフローチャート。 周波数スペクトルが互いに異なる２つの超音波パルスを同位相で送信する場合の２つのパルス波形と、それらパルス波形を合成したパルス波形との一例を示す図。 中心周波数が互いに異なる２つの超音波パルスの一方を位相反転して送信した場合の２つのパルス波形と、それらパルス波形を合成したパルス波形との一例を示す図。 図１７に示す各パルス波形によって超音波送信した場合のバブルエコーおよび組織エコーの周波数スペクトルと、図１８に示す各パルス波形によって超音波送信した場合のバブルエコーおよび組織エコーの周波数スペクトルを示す図。 本発明に係る超音波診断装置の第４の実施形態を示す構成図。 図２０に示す超音波診断装置における超音波パルスの送信方法を説明するための図。 図２０に示す超音波診断装置における超音波パルスの送信方法を説明するための図。 図２０に示す超音波診断装置における超音波パルスの送信方法を説明するための図。 図２０に示す超音波診断装置における超音波パルスの送信方法を説明するための図。 本発明に係る超音波診断装置の第５の実施形態を示す構成図。 図２５に示す超音波診断装置における超音波パルスの送信方法を説明するための図。 図２５に示す超音波診断装置における超音波パルスの送信方法を説明するための図。 図２５に示す超音波診断装置１Ｄにより生成された超音波画像を説明するための図。

符号の説明

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ 超音波診断装置
２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ 装置本体
３ 超音波プローブ
４ モニタ
５ 送受信部
６ Ａ／Ｄコンバータ
７ 信号処理部
８ 検波部
９，９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄ スキャンシーケンス制御部
１０ システム制御部
１１ 表示部

Claims (30)

1. 中心周波数が互いに異なる複数の超音波パルスが超音波プローブによって被検体に送信されることで受信された、それぞれの受信エコーを取得する第１の受信エコー取得手段と、
   前記複数の超音波パルスを合成した合成パルスと同じ周波数成分の特性を有する超音波パルスを前記被検体に送信し、受信エコーを取得する第２の受信エコー取得手段と、
   前記第１の受信エコー取得手段により取得された受信エコーおよび前記第２の受信エコー取得手段により取得された受信エコーを合成することにより合成信号を生成する受信エコー合成手段と、
   前記合成信号から前記被検体からのエコーの画像を生成する画像生成手段と、
   を備えることを特徴とする超音波診断装置。
2. 前記第１の受信エコー取得手段は、前記複数の超音波パルスとして、前記周波数スペクトルの中心周波数、振幅および帯域のうち少なくとも１つを異ならせることを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
3. 前記第１の受信エコー取得手段は、前記複数の超音波パルスを送信する際、前記中心周波数に加え、前記複数の超音波パルス毎に位相、送信開口および送信焦点のうち少なくとも１つを異ならせることを特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。
4. 前記第１の受信エコー取得手段は、前記複数の超音波パルスとして２つの超音波パルスを送信する場合、一方の超音波パルスのパルス波形を位相反転させることを特徴とする請求項３に記載の超音波診断装置。
5. 前記送信開口を、各超音波パルスを送信する超音波振動子群の正の偶数倍とすることを特徴とする請求項３に記載の超音波診断装置。
6. 前記送信開口を、前記超音波振動子群の２倍とすることを特徴とする請求項５に記載の超音波診断装置。
7. 前記第１の受信エコー取得手段は、前記複数の超音波パルスを、互いの周波数帯域が重ならないように設定することを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
8. 前記複数の超音波パルスの各中心周波数を、２以上の整数倍に設定することを特徴とする請求項７に記載の超音波診断装置。
9. 前記受信エコー合成手段は、前記第１の受信エコー取得手段により取得された受信エコーおよび前記第２の受信エコー取得手段により取得された受信エコーを、加減算を含む処理により合成するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
10. 前記受信エコー合成手段は、前記第１の受信エコー取得手段により取得された受信エコーおよび前記第２の受信エコー取得手段により取得された受信エコーの少なくとも１つの振幅補正を行なうように構成されることを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
11. 前記受信エコー合成手段は、前記第１の受信エコー取得手段により取得された受信エコーおよび前記第２の受信エコー取得手段により取得された受信エコーの少なくとも１つの位相補正を行なうように構成されることを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
12. 前記第１の受信エコー取得手段により取得された受信エコーおよび前記第２の受信エコー取得手段により取得された受信エコーの少なくとも１つから前記被検体の組織画像を生成する組織画像生成手段と、前記画像および前記組織画像を表示させる表示手段と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
13. 前記第２の受信エコー取得手段は、前記複数の超音波パルスを合成した合成パルスと同じ周波数成分の特性を有する超音波パルスを超音波プローブから送信するための制御信号を生成するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
14. 前記第２の受信エコー取得手段は、前記複数の超音波パルスを合成した超音波パルスと同じ周波数成分の特性を有する超音波パルスを送信音場として合成するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
15. 前記第１の受信エコー取得手段は、超音波プローブのチャンネルを切換えることにより前記複数の超音波パルスをそれぞれ送信するように構成される一方、前記第２の受信エコー取得手段は、前記複数の超音波パルスの送信に用いられたチャンネルを用いることにより前記送信音場を合成するように構成されることを特徴とする請求項１４に記載の超音波診断装置。
16. 超音波診断装置に含まれるコンピュータを、
    中心周波数が互いに異なる複数の超音波パルスが超音波プローブから被検体に送信されることによって前記超音波プローブで受信されたそれぞれの受信エコーを前記超音波プローブから取得する第１の受信エコー取得手段、
    前記複数の超音波パルスを合成した合成パルスと同じ周波数成分の特性を有する超音波パルスが前記超音波プローブから前記被検体に送信されることによって前記超音波プローブで受信された受信エコーを前記超音波プローブから取得する第２の受信エコー取得手段、
    前記第１の受信エコー取得手段により取得された受信エコーおよび前記第２の受信エコー取得手段により取得された受信エコーを合成することにより合成信号を生成する受信エコー合成手段、および
    前記合成信号から前記被検体からのエコーの画像を生成する画像生成手段、
    として機能させることを特徴とする超音波診断装置の制御プログラム。
17. 前記第１の受信エコー取得手段は、前記複数の超音波パルスとして、前記周波数スペクトルの中心周波数、振幅および帯域のうち少なくとも１つを異ならせることを特徴とする請求項１６に記載の超音波診断装置の制御プログラム。
18. 前記第１の受信エコー取得手段は、前記複数の超音波パルスを送信する際、前記中心周波数に加え、前記複数の超音波パルス毎に位相、送信開口および送信焦点のうち少なくとも１つを異ならせることを特徴とする請求項１７に記載の超音波診断装置の制御プログラム。
19. 前記第１の受信エコー取得手段は、前記複数の超音波パルスとして２つの超音波パルスを送信する場合、一方の超音波パルスのパルス波形を位相反転させることを特徴とする請求項１８に記載の超音波診断装置の制御プログラム。
20. 前記送信開口を、各超音波パルスを送信する超音波振動子群の正の偶数倍とすることを特徴とする請求項１８に記載の超音波診断装置の制御プログラム。
21. 前記送信開口を、前記超音波振動子群の２倍とすることを特徴とする請求項２０に記載の超音波診断装置の制御プログラム。
22. 前記第１の受信エコー取得手段は、前記複数の超音波パルスを、互いの周波数帯域が重ならないように設定することを特徴とする請求項１６に記載の超音波診断装置の制御プログラム。
23. 前記複数の超音波パルスの各中心周波数を、２以上の整数倍に設定することを特徴とする請求項２２に記載の超音波診断装置の制御プログラム。
24. 前記受信エコー合成手段は、前記第１の受信エコー取得手段により取得された受信エコーおよび前記第２の受信エコー取得手段により取得された受信エコーを、加減算を含む処理により合成することを特徴とする請求項１６に記載の超音波診断装置の制御プログラム。
25. 前記受信エコー合成手段は、前記第１の受信エコー取得手段により取得された受信エコーおよび前記第２の受信エコー取得手段により取得された受信エコーの少なくとも１つの振幅補正を行なうことを特徴とする請求項１６に記載の超音波診断装置の制御プログラム。
26. 前記受信エコー合成手段は、前記第１の受信エコー取得手段により取得された受信エコーおよび前記第２の受信エコー取得手段により取得された受信エコーの少なくとも１つの位相補正を行なうことを特徴とする請求項１６に記載の超音波診断装置の制御プログラム。
27. 前記コンピュータを、前記第１の受信エコー取得手段により取得された受信エコーおよび前記第２の受信エコー取得手段により取得された受信エコーの少なくとも１つから前記被検体の組織画像を生成する組織画像生成手段、および、
    前記画像および前記組織画像を表示させる表示手段、
    として機能させることを特徴とする請求項１６に記載の超音波診断装置の制御プログラム。
28. 前記第２の受信エコー取得手段は、前記複数の超音波パルスを合成した合成パルスと同じ周波数成分の特性を有する超音波パルスを超音波プローブから送信するための制御信号を生成することを特徴とする請求項１６に記載の超音波診断装置の制御プログラム。
29. 前記第２の受信エコー取得手段は、前記複数の超音波パルスを合成した超音波パルスと同じ周波数成分の特性を有する超音波パルスを送信音場として合成することを特徴とする請求項１６に記載の超音波診断装置の制御プログラム。
30. 前記第１の受信エコー取得手段は、超音波プローブのチャンネルを切換えることにより前記複数の超音波パルスをそれぞれ送信する一方、前記第２の受信エコー取得手段は、前記複数の超音波パルスの送信に用いられたチャンネルを用いることにより前記送信音場を合成することを特徴とする請求項２９に記載の超音波診断装置の制御プログラム。

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