JP4257259B2

JP4257259B2 - 超音波診断装置

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Publication number: JP4257259B2
Application number: JP2004145822A
Authority: JP
Inventors: 景文曹; 将則久津
Original assignee: Aloka Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2004-05-17
Filing date: 2004-05-17
Publication date: 2009-04-22
Anticipated expiration: 2024-05-17
Also published as: JP2005323894A

Description

本発明は、超音波診断装置に関し、特に、各送信ビームごとに複数の受信ビームを形成する並列同時受信の技術に関する。

超音波診断装置において、超音波画像のフレームレートを向上させる技術として、多方向の並列同時受信が知られている。図８は並列同時受信を説明するための図であり、図８（Ａ）には４方向同時受信の概念図が示され、また、図８（Ｂ）には２方向同時受信の概念図が示されている。多方向の並列同時受信では、一つの送信ビームから複数の受信ビームが形成される。つまり、図８（Ａ）に示す４方向同時受信では、一つの送信ビームから４つの受信ビームが形成される。例えば、送信ビームＴ_１から４つの受信ビームＲ_１〜Ｒ_４がほぼ同時に（送受の１セットとして）形成される。また、図８（Ｂ）に示す２方向同時受信では、一つの送信ビームから２つの受信ビームが形成される。例えば、送信ビームＴ_１から２つの受信ビームＲ_１，Ｒ_２がほぼ同時に形成される。

並列同時受信で形成された超音波画像では、縞状アーチファクト（縞模様）の発生が懸念される。その主な原因は、複数の受信ビーム間における受信感度の差異や受信ビーム同士の相関の強弱にある。

多方向の並列同時受信では、一つの送信ビームが比較的広い範囲に送信される。このため、送信ビームが方位方向に広がって送波される。例えば、図８（Ａ）に示すように、各送信ビームＴ_１，Ｔ_２は、その中心付近において強い振幅を持ち、中心から方位方向外側へ広がるとともに振幅が小さくなる。その結果、この送信ビームの反射波として形成される各受信ビームは、中心付近において比較的強い振幅となり、方位方向外側において比較的小さい振幅となる。例えば、図８（Ａ）の送信ビームＴ_１から得られる４本の受信ビームのうち、方位方向の中央に位置する受信ビームＲ_２，Ｒ_３は比較的強い振幅となり、方位方向の外側に位置する受信ビームＲ_１，Ｒ_４は比較的弱い振幅となる。こうして、４方向同時受信では、図８（Ａ）に示すように、方位方向における送受信総合感度の強弱が、弱強強弱弱強強弱・・・と繰り返し発生する。この強弱の繰り返しが超音波画像上において縞模様となって現れてしまう。

また、同じ送信ビームから形成される受信ビーム同士はビーム間の相関が強い。例えば、図８（Ｂ）に示すように、同じ送信ビームＴ_１に対応する受信ビームＲ_１，Ｒ_２間の相関は比較的強く、異なる送信ビームＴ_１，Ｔ_２にそれぞれ対応する受信ビームＲ_２，Ｒ_３間の相関は比較的弱い。このため、２方向同時受信では、図８（Ｂ）に示すように、方位方向における受信ビーム間の相関の強弱が、強弱強弱強・・・と繰り返し発生する。この強弱の繰り返しが超音波画像上において縞模様となって現れてしまう。

従来から、並列同時受信で発生する縞模様を除去するための技術がいくつか知られている。例えば、並列受信した複数の受信ビーム間で重み付け加算を行う手法など（特許文献１参照）が挙げられる。また、受信ビーム（受信信号）のゲインを調整して縞模様を除去する手法（特許文献２参照）や、超音波画像の各フレームごとに送受信ビームパターンをシフトさせて縞模様を除去する手法（特許文献３参照）なども知られている。

特開昭６１−１３５６４１号公報特開平６−２２５８８３号公報特開平１０−１１８０６３号公報

複数の受信ビーム間で重み付け加算を行って縞模様を除去する場合、例えば、並列同時受信した複数の受信ビームの平均を取ることにより、送受信総合感度の強弱や受信ビーム間の相関の強弱が緩和され、縞模様を除去することができる。その反面、平均化により超音波画像の方位方向の分解能（方位分解能）が低下してしまう。特に、同時受信ビーム本数が多く平均化対象のビーム本数が多い場合に方位分解能の低下が顕著になる。このため、方位分解能の低下などの副作用を伴わずに縞模様を除去して画質を向上させる新たな技術が望まれていた。

そこで本発明は、多方向同時受信において得られる超音波画像の画質を向上させる新たな技術を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の好適な態様である超音波診断装置は、複数の振動素子を含む超音波探触子と、複数の振動素子を電子走査制御して各走査フレームごとに複数の送信ビームを形成する送信部と、各送信ビームごとに複数の受信ビームを形成する受信部と、複数の受信ビームのエコーデータにフィルタ処理を施すフィルタ部と、フィルタ処理されたエコーデータから超音波画像を形成する画像形成部と、を有し、前記フィルタ部は、各走査フレーム内において複数の受信ビームのエコーデータを方位方向に並べて得られる方位方向データ列から、各送信ビームごとの受信ビーム数に応じて設定される空間周波数成分を除去するノッチフィルタを含む、ことを特徴とする。

上記構成において、各送信ビームごとの受信ビーム数に応じて設定される空間周波数成分とは、例えば、複数の受信ビーム間における受信感度の差異や受信ビーム同士の相関の強弱に伴って発生する縞模様の空間周波数である。上記構成によれば、ノッチフィルタによって、所望の空間周波数成分（例えば縞模様の空間周波数）を含む狭帯域の周波数成分のみが除去されるため、方位分解能の低下などを伴わずに超音波画像の画質を向上させることができる。

望ましくは、前記ノッチフィルタは、ＦＩＲ(Finite Impulse Response)フィルタで構成されることを特徴とする。また望ましくは、前記ノッチフィルタは、ＩＩＲ(Infinite Impulse Response)フィルタで構成されることを特徴とする。

望ましくは、前記方位方向データ列は、一方端の受信ビームから他方端の受信ビームに向かって方位方向に並ぶエコーデータの各データ列を異なる深さで複数取得し、取得された複数のデータ列を連結して形成される、ことを特徴とする。

望ましくは、前記方位方向データ列は、一方端の受信ビームから他方端の受信ビームに向かって方位方向に並ぶエコーデータの各データ列に、そのデータ列の一方端から並ぶ所定個数のデータをその一方端で折り返して得られる所定個数の補助データを付加して形成される、ことを特徴とする。

望ましくは、前記ＦＩＲフィルタは、１０個以上のタップを含むことを特徴とする。また望ましくは、前記ＦＩＲフィルタは、６３個のタップで構成されることを特徴とする。

多方向同時受信において得られる超音波画像の画質を向上させることができる。

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。

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

探触子１０は、超音波を送受波する超音波探触子であり、その内部に図示しない複数の振動素子を有している。送信回路１２は、探触子１０内の複数の振動素子を電子走査制御して各走査フレームごとに複数の送信ビームを形成する送信ビームフォーマとして機能する。受信ビーム形成部１４〜２０の各々は、探触子１０内の複数の振動素子から出力される受信信号を整相加算して受信ビームを形成する受信ビームフォーマとして機能する。整相加算された受信信号にはＬＯＧ圧縮処理や検波処理が施される。このため、ＬＯＧ圧縮部や検波回路が各受信ビーム形成部１４〜２０内に設けられる。こうして、受信ビーム形成部１４〜２０の各々は、整相加算処理、ＬＯＧ圧縮処理、検波処理などを施して、対応する受信ビームのエコーデータを出力する。なお、ＬＯＧ圧縮部は後に詳述する画像形成部４２内に設けられてもよい。

本実施形態では、各送信ビームごとに４本の受信ビームを形成する４方向同時受信処理が実行される。４つの受信ビーム形成部１４〜２０は、同時受信する４方向の受信ビームの各々に対応している。つまり、図８（Ａ）に示す４方向同時受信の概念図を例に挙げると、送信回路１２によって送信ビームＴ_１，Ｔ_２がそれぞれのタイミングで形成され、送信ビームＴ_１に対応する受信ビームＲ_１〜Ｒ_４がそれぞれ受信ビーム形成部１４〜２０で形成される。また、送信ビームＴ_２に対応する受信ビームＲ_５〜Ｒ_８がそれぞれ受信ビーム形成部１４〜２０で形成される。なお、本実施形態では４方向同時受信を例として説明するが、本発明は４方向同時受信に限らず、２方向同時受信や３方向同時受信などにも利用できる。

ビームセレクタ２２は、受信ビーム形成部１４〜２０の各々から出力されるエコーデータをフレームセレクタ（１）２４へ出力する。ビームセレクタ２２は、例えば、受信ビーム形成部１４の出力、受信ビーム形成部１６の出力、受信ビーム形成部１８の出力、受信ビーム形成部２０の出力の順に出力を選択してフレームセレクタ（１）２４へ出力する。

フレームセレクタ（１）２４は、受信ビーム形成部１４〜２０の各々から出力されるエコーデータをフレームメモリＡ２６またはフレームメモリＢ２８へ出力する。フレームセレクタ（１）２４は、走査フレームに応じてフレームメモリＡ２６またはフレームメモリＢ２８を選択する。例えば、走査フレームが奇数フレームの場合にフレームメモリＡ２６を選択し、走査フレームが偶数フレームの場合にフレームメモリＢ２８を選択する。

フレームセレクタ（２）３６は、フレームメモリＡ２６またはフレームメモリＢ２８から読み出されるエコーデータをバンドリジェクションフィルタ（ＢＲＦ）４０へ出力する。エコーデータは、各走査フレーム内において複数の受信ビームのエコーデータを方位方向に並べて得られる方位方向データ列としてＢＲＦ４０へ出力される。方位方向データ列は、図８（Ａ）に示す４方向同時受信の概念図を例に挙げると、送受波方向のある深さにおける複数のエコーデータを受信ビームＲ_１，Ｒ_２，Ｒ_３，Ｒ_４，Ｒ_５，Ｒ_６・・・の順に抽出した時系列データである。なお、方位方向データ列の形成手法について、後に図７を利用して詳述する。ＢＲＦ４０は、方位方向データ列から、各送信ビームごとの受信ビーム数に応じて設定される空間周波数成分を除去する。

図２は、図１のＢＲＦ４０の内部構成図である。以下、図１に示した部分には図１の符号を利用して、ＢＲＦ４０の内部構成を説明する。

図２は、複数の遅延子５０、複数の乗算器５２および複数の加算器５４で構成されるＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタを示している。各時相ごとにＢＲＦ４０へ入力される方位方向データ列（時系列データ）内の各エコーデータは、各遅延子５０で１時相分の遅延処理が施される。また、各エコーデータ（遅延処理後のものを含む）には、各乗算器５２において所定のフィルタ係数（ｈ_１，ｈ_２，・・・，ｈ_ｎ）が掛け算される。さらに、各加算器５４において加算処理が実行される。

ＦＩＲフィルタのフィルタ特性は、フィルタ係数に依存する。本実施形態では、並列同時受信で形成された超音波画像に生じる縞状アーチファクト（縞模様）を除去すべく、この縞状アーチファクトの周波数（空間周波数）をノッチ周波数（除去すべき周波数）とするノッチフィルタが形成される。

縞状アーチファクトが生じる主な原因は、複数ビーム間における受信感度の差異やビーム同士の相関の強弱にある。図８に示す概念図を例に挙げると、図８（Ａ）では、方位方向における送受信総合感度の強弱が、弱強強弱弱強強弱・・・と繰り返し発生し、強弱の繰り返しが超音波画像上において明暗の縞模様となって現れてしまう。この強弱の周期性を規格化空間周波数、つまり、１走査フレーム中のビーム総数に対する縞の本数の割合で表現する。図８（Ａ）の４方向同時受信では縞の規格化空間周波数は「０．２５」となり、ビーム総数の１／４の本数の縞が発生する。すなわち、ビーム４本に１本の割合で縞が発生する。

また、図８（Ｂ）の２方向同時受信では、方位方向における受信ビーム間の相関の強弱が、強弱強弱強・・・と繰り返し発生し、この強弱の繰り返しが超音波画像上において縞模様となって現れる。この場合、縞の規格化空間周波数は「０．５」となり、ビーム総数の１／２の本数の縞が発生する。すなわち、ビーム２本に１本の割合で縞が発生する。

このように、各送信ビームごとの受信ビーム数に応じて縞の規格化空間周波数が変動するため、本実施形態では、各送信ビームごとの受信ビーム数（同時受信ビーム数）に応じてノッチ周波数が設定され、そのノッチ周波数に応じたフィルタ係数が設定される。フィルタ係数は、例えば、制御部３０によって同時受信ビーム数に応じて設定される。

図４は、４方向同時受信（４方向並列受信）用のフィルタ特性を説明するための図であり、図４（Ａ）には、６３タップのＦＩＲノッチフィルタの周波数特性が示されている。ＦＩＲフィルタのタップ数は、フィルタ係数の個数（つまり、図２の乗算器５２の個数）に相当する。図４（Ａ）に示す周波数特性では、規格化空間周波数「０．２５」の位置にノッチ周波数が設定されている。図４（Ｂ）には、図４（Ａ）の周波数特性に対応した６３タップのＦＩＲノッチフィルタのフィルタ係数列が示されている。

本実施形態では、６３タップのＦＩＲノッチフィルタを利用することで、方位方向データ列に含まれる縞状アーチファクトの周波数成分の付近のみを効率よく除去することができる。つまり、縞状アーチファクトの周波数成分の位置（４方向同時受信の場合、規格化空間周波数「０．２５」の位置）で急峻に振幅が「０」となり、この付近の狭帯域成分のみが除去され、他の周波数領域では振幅がほぼ「１」に保たれて減衰することなくフィルタを通過する。

参考として、図４（Ｃ）には、同時受信される４つの受信ビームの平均処理に相当する周波数特性が示されている。この特性は、４タップのＦＩＲフィルタにおける４つのフィルタ係数を全て１／４に設定した場合に相当する。図４（Ｃ）に示すように、４つの受信ビームを平均処理した場合でも規格化空間周波数「０．２５」の位置で振幅が「０」となり、縞状アーチファクトの周波数成分を除去することができる。ただし、図４（Ａ）との比較において、図４（Ｃ）では、規格化空間周波数「０．２５」を中心とする比較的広い範囲の周波数成分が大きく減衰してしまう。このため、本来必要とされる周波数成分まで減衰あるいは除去されてしまい、超音波画像の方位分解能が低下してしまう。

図５は、２方向同時受信（２方向並列受信）用のフィルタ特性を説明するための図であり、図５（Ａ）には、６３タップのＦＩＲノッチフィルタの周波数特性が示されている。図５（Ａ）に示す周波数特性では、規格化空間周波数「０．５」の位置にノッチ周波数が設定されている。図５（Ｂ）には、図５（Ａ）の周波数特性に対応した６３タップのＦＩＲノッチフィルタのフィルタ係数列が示されている。

本実施形態では、６３タップのＦＩＲノッチフィルタを利用することで、方位方向データ列に含まれる縞状アーチファクトの周波数成分のみを効率よく除去することができる。つまり、縞状アーチファクトの周波数成分の位置（２方向同時受信の場合、規格化空間周波数「０．５」の位置）で急峻に振幅が「０」となり、この付近の狭帯域成分のみが除去され、他の周波数領域では振幅がほぼ「１」に保たれて減衰することなくフィルタを通過する。

参考として、図５（Ｃ）には、同時受信される２つの受信ビームの平均処理に相当する周波数特性が示されている。この特性は、２タップのＦＩＲフィルタにおける２つのフィルタ係数を共に１／２に設定した場合に相当する。図５（Ｃ）に示すように、２つの受信ビームを平均処理した場合でも規格化空間周波数「０．５」の位置で振幅が「０」となり、縞状アーチファクトの周波数成分を除去することができる。ただし、図５（Ａ）との比較において、図５（Ｃ）では、規格化空間周波数「０．５」の近傍の比較的広い範囲の周波数成分が大きく減衰してしまう。このため、本来必要とされる周波数成分まで減衰あるいは除去されてしまい、超音波画像の方位分解能が低下してしまう。

図６は、３方向同時受信（３方向並列受信）用のフィルタ特性を説明するための図であり、図６（Ａ）には、６３タップのＦＩＲノッチフィルタの周波数特性が示されている。図６（Ａ）に示す周波数特性では、規格化空間周波数「０．３３」の位置にノッチ周波数が設定されている。図６（Ｂ）には、図６（Ａ）の周波数特性に対応した６３タップのＦＩＲノッチフィルタのフィルタ係数列が示されている。

本実施形態では、６３タップのＦＩＲノッチフィルタを利用することで、方位方向データ列に含まれる縞状アーチファクトの周波数成分のみを効率よく除去することができる。つまり、縞状アーチファクトの周波数成分の位置（３方向同時受信の場合、規格化空間周波数「０．３３」の位置）で急峻に振幅が「０」となり、この付近の狭帯域成分のみが除去され、他の周波数領域では振幅がほぼ「１」に保たれて減衰することなくフィルタを通過する。

参考として、図６（Ｃ）には、同時受信される３つの受信ビームの平均処理に相当する周波数特性が示されている。この特性は、３タップのＦＩＲフィルタにおける３つのフィルタ係数を全て１／３に設定した場合に相当する。図６（Ｃ）に示すように、３つの受信ビームを平均処理した場合でも規格化空間周波数「０．３３」の位置で振幅が「０」となり、縞状アーチファクトの周波数成分を除去することができる。ただし、図６（Ａ）との比較において、図６（Ｃ）では、規格化空間周波数「０．３３」の近傍の比較的広い範囲の周波数成分が大きく減衰してしまう。このため、本来必要とされる周波数成分まで減衰あるいは除去されてしまい、超音波画像の方位分解能が低下してしまう。

なお、ノッチフィルタは、ＩＩＲ（Infinite Impulse Response）フィルタで構成されてもよい。図３は、図１のＢＲＦ４０の別の内部構成図であり、複数の遅延子５０、複数の乗算器５２および複数の加算器５４で構成されるＩＩＲフィルタを示している。ＩＩＲフィルタにおいても、各時相ごとにＢＲＦ４０へ入力される方位方向データ列（時系列データ）内の各エコーデータは、各遅延子５０で１時相分の遅延処理が施される。また、各エコーデータ（遅延処理後のものを含む）には、各乗算器５２において所定のフィルタ係数（ａ_０，ａ_１，・・・，ａ_ｎ，ｂ_１，・・・，ｂ_ｎ）が掛け算される。さらに、各加算器５４において加算処理が実行される。

ＩＩＲフィルタのフィルタ特性もＦＩＲフィルタの場合と同様に、フィルタ係数によって設定される。つまり、図３のＩＩＲフィルタの各フィルタ係数は、同時受信ビーム数に応じて、例えば、図４（Ａ）、図５（Ａ）および図６（Ａ）に示すフィルタ特性となるように設定される。

図１に戻り、本実施形態では、同時受信ビーム数に応じて制御部３０によってＢＲＦ４０内のフィルタ係数が変更される。例えば、４方向同時受信モードであれば図４（Ａ）の特性に合わせてフィルタ係数が設定され、２方向同時受信モードであれば図５（Ａ）の特性に合わせてフィルタ係数が設定され、３方向同時受信モードであれば図６（Ａ）の特性に合わせてフィルタ係数が設定される。

ＢＲＦ４０において縞状アーチファクトの周波数成分が除去された方位方向データ列（エコーデータ）は、画像形成部４２内のフレームメモリＣ４４に記憶される。画像形成部４２は、フレームメモリＣ４４内のエコーデータから超音波画像（例えば、Ｂモード画像）を形成する。形成された超音波画像は表示器４６に表示される。

制御部３０は、図１の超音波診断装置内の各部を制御する。制御部３０内には、書き込み制御部３２および読み出し制御部３４が設けられており、フレームメモリＡ２６、フレームメモリＢ２８およびフレームメモリＣ４４の書き込み読み出し制御を実行する。一連の書き込み読み出し制御において、エコーデータは、各走査フレーム内において複数の受信ビームのエコーデータを方位方向に並べて得られる方位方向データ列として取り扱われる。

図７は、方位方向データ列の形成手法を説明するための図であり、図７（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ、方位方向データ列の３つの異なる形成手法に対応する。なお、図７（Ａ）〜（Ｃ）の各図ともに、複数の受信ビーム６０を方位方向に並べて形成される走査フレームを示している。以下、図１に示した部分には図１の符号を利用して、方位方向データ列の形成手法を説明する。

図７（Ａ）に示す手法では、一方端の受信ビームから他方端の受信ビームに向かって方位方向に並ぶエコーデータの各データ列を異なる深さで複数取得し、取得された複数のデータ列を連結して方位方向データ列が形成される。この際、経路６２に沿ってエコーデータが抽出される。つまり、ある深さにおいて一方端の受信ビームから他方端の受信ビームに向かって並ぶデータ列が抽出された後、一段深い位置において他方端の受信ビームから一方端の受信ビームに向かって並ぶデータ列が抽出され、そして、抽出されたデータ列の同じ端点同士が次々につなぎ合わされて方位方向データ列が形成される。

一般に、一つの走査フレーム内における受信ビームは１００本程度（例えば、１２８本）である。したがって、ある深さにおいて一方端の受信ビームから他方端の受信ビームに向かって並ぶデータ列が抽出されると１００個程度のデータからなるデータ列が形成される。ところが、ＢＲＦ４０内で利用されるＦＩＲフィルタは、「有効出力データ数＝入力データ数−（タップ数−１）」となり、例えば、６３タップの場合、１００個のデータからなるデータ列によって得られる有効出力データが３８個に減ってしまう。このため、一方端の受信ビームから他方端の受信ビームに向かって並ぶ一列分のデータのみを利用してＢＲＦ４０を利用した場合、有効出力データ数の減少が問題となる。そこで、図７（Ａ）に示すように、複数列のデータ列が連結されて方位方向データ列が形成される。図７（Ａ）に示す手法では、抽出されたデータ列の同じ端点同士が連結されるため、連結部分における空間的な連続性が保たれる。

図７（Ｂ）に示す手法では、図７（Ａ）の場合と同様に、一方端の受信ビームから他方端の受信ビームに向かって方位方向に並ぶエコーデータの各データ列を異なる深さで複数取得し、取得された複数のデータ列を連結して方位方向データ列が形成される。図７（Ａ）と異なる点は、図７（Ｂ）では、経路６４に沿ってエコーデータが抽出される点である。つまり、ある深さにおいて一方端の受信ビームから他方端の受信ビームに向かって並ぶデータ列が抽出された後、一段深い位置において一方端の受信ビームから他方端の受信ビームに向かって並ぶデータ列が抽出され、そして、抽出されたデータ列の異なる端点同士が次々につなぎ合わされて、方位方向データ列が形成される。異なる端点同士が接続されるため、図７（Ａ）の手法に比べると連結部分における空間的な連続性に乏しいものの、ＦＩＲフィルタが急峻なノッチフィルタであるため、フィルタ処理後のエコーデータから得られる超音波画像の比較においては、図７（Ａ）のものとほぼ同じ程度の画質が期待できる。

図７（Ｃ）に示す手法では、一方端の受信ビームから他方端の受信ビームに向かって方位方向に並ぶエコーデータの各データ列に、そのデータ列の一方端から並ぶ所定個数のデータ（ａ・・・ｚ）をその一方端で折り返して得られる所定個数の補助データ（ｚ・・・ａ）６６が付加され、方位方向データ列が形成される。この場合、付加によって得られる端点部分のデータ（ｚ・・・ａａ・・・ｚ）の個数は、ＦＩＲフィルタのタップ数程度が望ましい。例えば、６３タップのＦＩＲフィルタであれば、６２個あるいは６４個が望ましい。図７（Ｃ）に示す手法では、深さ方向にデータ列を連結することなく、ＦＩＲフィルタの有効出力データ数をビーム本数分確保することができる。

図７（Ａ）から（Ｃ）を利用して説明したいずれかの手法により、制御部３０は、フレームメモリＡ２６、フレームメモリＢ２８およびフレームメモリＣ４４の書き込み読み出し制御を実行する。なお、フレームメモリＡ２６およびフレームメモリＢ２８には、順次取得される複数の走査フレームのエコーデータがフレームセレクタ（１）２４を介して各走査フレームごとに交互に記憶される。例えば、走査フレームが奇数フレームの場合にフレームメモリＡ２６に記憶され、走査フレームが偶数フレームの場合にフレームメモリＢ２８に記憶される。そのため、例えば１番目の走査フレームのエコーデータがフレームメモリＡ２６に記憶された後、フレームセレクタ（２）３６を介してフレームメモリＡ２６からＢＲＦ４０へエコーデータ（方位方向データ列）の出力（読み出し）が実行されつつ、２番目の走査フレームのエコーデータがフレームセレクタ（１）２４を介してフレームメモリＢ２８に記憶（書き込み）される。さらに、２番目の走査フレームのエコーデータがフレームメモリＢ２８に記憶された後、フレームセレクタ（２）３６を介してフレームメモリＢ２８からＢＲＦ４０へエコーデータの出力が実行されつつ、３番目の走査フレームのエコーデータがフレームセレクタ（１）２４を介してフレームメモリＡ２６に記憶される。このように、フレームメモリＡ２６およびフレームメモリＢ２８は、一方が書き込み処理されている際に他方が読み出し処理される。

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、上述した実施形態は、あらゆる点で単なる例示にすぎず、本発明の範囲を限定するものではない。例えば、上述の実施形態では、ＦＩＲフィルタのタップ数が６３タップの場合を説明したが、例えば、１０タップ程度以上のタップ数であれば、ある程度急峻なフィルタ（ノッチフィルタ）を構成できる。一般に、タップ数が多いほどより急峻なフィルタ特性を実現することができるため、６３タップ以上のＦＩＲフィルタを利用してもよい。また、タップ数は、各走査フレーム内の受信ビーム総数や各走査フレーム内のエコーデータ総数などに基づいて設定されてもよい。

本発明に係る超音波診断装置の全体構成図である。バンドリジェクションフィルタの内部構成図である。バンドリジェクションフィルタの別の内部構成図である。４方向同時受信用のフィルタ特性を説明するための図である。２方向同時受信用のフィルタ特性を説明するための図である。３方向同時受信用のフィルタ特性を説明するための図である。方位方向データ列の形成手法を説明するための図である。並列同時受信を説明するための図である。

符号の説明

１０探触子、１２送信回路、１４，１６，１８，２０受信ビーム形成部、４０バンドリジェクションフィルタ。

Claims

複数の振動素子を含む超音波探触子と、
複数の振動素子を電子走査制御して各走査フレームごとに複数の送信ビームを形成する送信部と、
各送信ビームごとに複数の受信ビームを形成する受信部と、
複数の受信ビームのエコーデータにフィルタ処理を施すフィルタ部と、
フィルタ処理により除去すべき空間周波数成分を設定する制御部と、
フィルタ処理されたエコーデータから超音波画像を形成する画像形成部と、
を有し、
前記制御部は、各送信ビームごとの受信ビーム数に応じて、前記除去すべき空間周波数成分を設定し、
前記フィルタ部は、各走査フレーム内において複数の受信ビームのエコーデータを方位方向に並べて得られる方位方向データ列から、前記設定された空間周波数成分を除去するノッチフィルタを含む、
ことを特徴とする超音波診断装置。
請求項１に記載の超音波診断装置において、
前記ノッチフィルタは、ＦＩＲ(Finite Impulse Response)フィルタで構成される、
ことを特徴とする超音波診断装置。
請求項１に記載の超音波診断装置において、
前記ノッチフィルタは、ＩＩＲ(Infinite Impulse Response)フィルタで構成される、
ことを特徴とする超音波診断装置。
複数の振動素子を含む超音波探触子と、
複数の振動素子を電子走査制御して各走査フレームごとに複数の送信ビームを形成する送信部と、
各送信ビームごとに複数の受信ビームを形成する受信部と、
複数の受信ビームのエコーデータにフィルタ処理を施すフィルタ部と、
フィルタ処理されたエコーデータから超音波画像を形成する画像形成部と、
を有し、
前記フィルタ部は、各走査フレーム内において複数の受信ビームのエコーデータを方位方向に並べて得られる方位方向データ列から、各送信ビームごとの受信ビーム数に応じて設定される空間周波数成分を除去するノッチフィルタを含み、
前記方位方向データ列は、一方端の受信ビームから他方端の受信ビームに向かって方位方向に並ぶエコーデータの各データ列を異なる深さで複数取得し、取得された複数のデータ列を連結して形成される、
ことを特徴とする超音波診断装置。
複数の振動素子を含む超音波探触子と、
複数の振動素子を電子走査制御して各走査フレームごとに複数の送信ビームを形成する送信部と、
各送信ビームごとに複数の受信ビームを形成する受信部と、
複数の受信ビームのエコーデータにフィルタ処理を施すフィルタ部と、
フィルタ処理されたエコーデータから超音波画像を形成する画像形成部と、
を有し、
前記フィルタ部は、各走査フレーム内において複数の受信ビームのエコーデータを方位方向に並べて得られる方位方向データ列から、各送信ビームごとの受信ビーム数に応じて設定される空間周波数成分を除去するノッチフィルタを含み、
前記方位方向データ列は、一方端の受信ビームから他方端の受信ビームに向かって方位方向に並ぶエコーデータの各データ列に、そのデータ列の一方端から並ぶ所定個数のデータをその一方端で折り返して得られる所定個数の補助データを付加して形成される、
ことを特徴とする超音波診断装置。
複数の振動素子を含む超音波探触子と、
複数の振動素子を電子走査制御して各走査フレームごとに複数の送信ビームを形成する送信部と、
各送信ビームごとに複数の受信ビームを形成する受信部と、
複数の受信ビームのエコーデータにフィルタ処理を施すフィルタ部と、
フィルタ処理されたエコーデータから超音波画像を形成する画像形成部と、
を有し、
前記フィルタ部は、各走査フレーム内において複数の受信ビームのエコーデータを方位方向に並べて得られる方位方向データ列から、縞状アーチファクトに対応した空間周波数成分を除去するノッチフィルタを含み、
各送信ビームごとの受信ビーム数に応じて、除去すべき縞状アーチファクトのタイプを切り換える、
ことを特徴とする超音波診断装置。
請求項６に記載の超音波診断装置において、
各送信ビームごとの受信ビーム数に応じて、除去すべき縞状アーチファクトのタイプとして、複数の受信ビーム間における受信感度の差異に伴う縞状アーチファクトと、受信ビーム同士の相関の強弱に伴う縞状アーチファクトと、を切り換える、
ことを特徴とする超音波診断装置。