JP6038259B1 - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】超音波の受信信号処理に係る新たな回路構成を実現する。【解決手段】各受信信号メモリ２２には、各受信処理部１８により処理された１ビーム分の受信信号セットが記憶される。各合成処理部３２は、各ビーム番号に対応した受信信号セットを読み出して合成処理することにより、そのビーム番号に対応した合成受信信号を生成する。各合成信号メモリ４２には、各振動素子１２の合成受信信号が記憶される。各合成信号メモリ４２は、２ビーム分に対応した２つの記憶領域Ａ，Ｂを備えている。整相加算部５０は、各ビーム番号に対応した遅延パターンに従って、そのビーム番号に対応した記憶領域Ａまたは記憶領域Ｂから、複数の振動素子１２に対応した複数の合成受信信号を読み出す。整相加算部５０は複数の合成受信信号に対する遅延処理と加算処理により受信ビーム信号を生成する。【選択図】図１

Description

本発明は、超音波診断装置に関し、特に、超音波の受信信号処理に関する。

一般的な超音波診断装置にはビームフォーマとして機能する整相加算部が設けられる。整相加算部は、複数の振動素子から得られる複数の受信信号に対して位相調整（整相）を行って加算処理することにより、電子的に超音波ビーム（受信ビーム）を形成する。そして、整相加算後の受信信号に所定の処理が施されることにより超音波画像などが形成される。

例えば、特許文献１，２には、各振動素子に対応した遅延補間部により受信信号（受信データ列）に対して遅延処理を行い、これにより、各振動素子（各チャンネル）の受信信号の位相がフォーカス点に対して揃えられ、複数の振動素子から得られる遅延処理後の受信信号が加算器によって加算される構成が記載されている。つまり、複数の振動素子（複数チャンネル）の受信信号が整相加算され、これによって超音波ビームが形成され、例えば、電子フォーカス及び電子ビームステアリングが達成される。

また、超音波の受信信号処理として、受信パラレルビーム処理やパルスインバージョン（フェイズインバージョン）などが知られている。受信パラレルビーム処理では、一度の送信（１本の送信ビーム）により複数の受信ビームが並列的に形成される。パルスインバージョンでは、互いに位相を反転させた２つの送信信号により超音波が送波され、一方の送信信号で得られた受信信号と他方の送信信号で得られた受信信号が加算処理または差分処理される。

このように、超音波の受信信号処理には様々な処理態様があり、ハードウェア構成の増大や制御の複雑化をできるだけ抑えつつ、これらの処理態様に柔軟に対応できる技術の登場が望まれている。

特許第３８８４３７０号公報 特許第４７９６３７９号公報

本発明は、上述した背景技術に鑑みて成されたものであり、その目的は、超音波の受信信号処理に係る新たな回路構成を実現することにある。また、本発明の他の目的は、パルスインバージョンなどの合成処理を伴う受信信号処理において好適な回路構成を実現することにある。また、本発明の他の目的は、パルスインバージョンなどの合成処理と受信パラレルビーム処理を伴う受信信号処理において好適な回路構成を実現することにある。

上記目的にかなう好適な超音波診断装置は、超音波を送受する複数の振動素子と、前記各振動素子ごとに得られる受信信号セットを合成処理することにより前記各振動素子ごとに合成受信信号を生成する信号合成部と、前記複数の振動素子に対応した複数の合成受信信号に対する遅延処理と加算処理により受信ビーム信号を生成する整相加算部と、を有することを特徴とする。

望ましい具体例において、前記信号合成部は、前記各振動素子ごとに得られる各ビーム番号に対応した受信信号セットを合成処理することにより当該ビーム番号に対応した合成受信信号を生成し、前記整相加算部は、各ビーム番号ごとに生成される前記複数の振動素子に対応した複数の合成受信信号に対する遅延処理と加算処理により前記各ビーム番号に対応した受信ビーム信号を生成する、ことを特徴とする。

望ましい具体例において、前記超音波診断装置は、前記各振動素子ごとに少なくとも１つのビーム番号に対応した受信信号セットを記憶できる容量を備えた受信信号記憶部と、前記各振動素子ごとに少なくとも２つのビーム番号に対応した合成受信信号を各ビームごとに個別に書き込みと読み出しができる記憶領域を備えた合成信号記憶部と、をさらに有することを特徴とする。

望ましい具体例において、前記整相加算部は、前記合成信号記憶部から、各ビーム番号に対応した複数の合成受信信号を当該ビーム番号に対応した遅延パターンに従って読み出し、読み出した複数の合成受信信号を加算処理することにより、当該ビーム番号に対応した受信ビーム信号を生成する、ことを特徴とする。

望ましい具体例において、前記整相加算部は、前記合成信号記憶部に書き込まれて記憶された複数の合成受信信号を、書き込み速度よりも早い読み出し速度で、複数の受信パラレルビームに対応した複数の遅延パターンに従って読み出し、各遅延パターンごとに読み出した複数の合成受信信号を加算処理することにより、複数の受信パラレルビームに対応した複数の受信ビーム信号を生成する、ことを特徴とする。

本発明により、超音波の受信信号処理に係る新たな回路構成が実現される。例えば、本発明の好適な態様によれば、パルスインバージョンなどの合成処理を伴う受信信号処理において好適な回路構成が実現される。また、本発明の他の好適な態様によれば、パルスインバージョンなどの合成処理と受信パラレルビーム処理を伴う受信信号処理において好適な回路構成が実現される。

本発明の実施において好適な超音波診断装置の全体構成を示す図である。 受信パラレルビーム処理の具体例を説明するための図である。 合成処理を伴う受信信号処理の具体例を説明するための図である。 Ｂ／ＰＷモードにおける受信信号処理の具体例を説明するための図である。

図１は、本発明の実施において好適な超音波診断装置の具体例を示す図である。アレイ振動子１０は超音波探触子（プローブ）内に設けられる。アレイ振動子１０は、各々が超音波を送受する複数の振動素子１２によって構成される。このアレイ振動子１０による超音波の送受が制御されることにより超音波ビームが形成され、その超音波ビームが電子走査される。その電子走査方式としては電子リニア走査、電子セクタ走査などを挙げることができる。ちなみに、超音波探触子は生体の表面上に当接して用いられるものであり、あるいは生体の体腔内に挿入して用いられるものである。

アレイ振動子１０を構成する複数の振動素子１２は、送信ビームフォーマとして機能する図示省略した送信部により送信制御される。そして、各振動素子１２が生体からの超音波を受波することにより得られた受信信号が図１に示す後段の各部で信号処理される。複数の振動素子１２の後段には、各振動素子１２ごとに（各チャンネルごとに）受信信号を処理するいくつかの構成が設けられている。

各プリアンプ１４は、各振動素子１２から出力される受信信号を増幅し、その増幅された受信信号が各Ａ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）１６に入力される。各Ａ／Ｄ変換器１６は、アナログの受信信号をデジタルの受信信号に変換する。

各受信処理部１８は、デジタルの受信信号に対して必要とされる受信処理を実行する。その受信処理の具体例にはデシメーション（間引き処理）などが含まれる。デシメーションにより、デジタルの受信信号のサンプリング数が例えばｎ／ｍ（ｎ，ｍは自然数）に間引かれる。各受信処理部１８により処理された受信信号（デジタル）は、受信信号記憶部２０に記憶される。

受信信号記憶部２０は、複数の振動素子１２に対応した複数の受信信号メモリ２２で構成される。各受信信号メモリ２２には、対応する各振動素子１２から得られて各受信処理部１８により処理された受信信号が記憶される。各受信信号メモリ２２には、各振動素子１２に関する１ビーム分の受信信号セット（１つのビーム番号に対応した受信信号の組）が記憶される。受信信号セットの具体例は、パルスインバージョンにおいて一方の送信信号で得られた受信信号と他方の送信信号で得られた受信信号の組みである。

各受信信号メモリ２２は、１ビーム分の受信信号セットを記憶できる比較的大きな記憶容量の（大容量の）メモリであり、例えばＤＲＡＭなどにより実現できる。なお、複数の受信信号メモリ２２で構成される受信信号記憶部２０は、例えば、１つの記憶デバイス（例えば１パッケージのＤＲＡＭ）で実現されてもよいし、複数の記憶デバイス（例えば複数パッケージのＤＲＡＭ）を組み合わせて実現されてもよい。

信号合成部３０は複数の振動素子１２に対応した複数の合成処理部３２で構成される。各合成処理部３２は、対応する各振動素子１２から得られて各受信信号メモリ２２に記憶された受信信号セットを読み出して合成処理する。各受信信号メモリ２２には、複数のビーム番号のうちの１つのビーム番号に対応した１ビーム分の受信信号セットが記憶されている。各合成処理部３２は、各受信信号メモリ２２に記憶された各ビーム番号に対応した受信信号セットを読み出して合成処理することにより、そのビーム番号に対応した合成受信信号を生成する。

例えば、受信信号セットの具体例が、パルスインバージョンにより得られた２つの受信信号の組みであれば、各合成処理部３２において２つの受信信号が加算処理され、例えば２次高調波（偶数次高調波）の合成受信信号が形成される。なお、パルスインバージョンにより得られた２つの受信信号の差分から、例えば偶数次高調波が低減（または除去）された合成受信信号が形成されてもよい。

合成信号記憶部４０は、複数の振動素子１２に対応した複数の合成信号メモリ４２で構成される。各合成信号メモリ４２には、対応する各振動素子１２の合成受信信号が記憶される。各合成信号メモリ４２は、２ビーム分（２つのビーム番号）に対応した２つの記憶領域Ａ，Ｂを備えている。そして、２ビーム分の合成受信信号のうち、一方のビーム番号に対応した合成受信信号を一方の記憶領域に書き込みながら、他方のビーム番号に対応した合成受信信号を他方の記憶領域から読み出すことができる。つまり、各合成信号メモリ４２は、ピンポンバッファとしての機能を備えている。

各合成信号メモリ４２の好適な具体例はＳＲＡＭで構成されるデュアルポートメモリである。なお、複数の合成信号メモリ４２で構成される合成信号記憶部４０は、例えば、１つのデバイス（例えば１パッケージの記憶デバイス）で実現されてもよいし、複数のデバイス（例えば複数パッケージの記憶デバイス）を組み合わせて実現されてもよい。

整相加算部５０は、複数の振動素子１２に対応した複数の合成受信信号に対する遅延処理と加算処理により受信ビーム信号を生成する。整相加算部５０は、各ビーム番号ごとに生成されて複数の合成信号メモリ４２に記憶された複数の振動素子１２に対応した複数の合成受信信号を読み出して、各ビーム番号に応じた受信ビーム信号（受信ビームデータ）を生成する。

整相加算部５０は、各ビーム番号に対応した遅延パターンに従って、そのビーム番号に対応した各記憶領域（ＡまたはＢ）から、複数の振動素子１２に対応した複数の合成受信信号を読み出す。例えば、各記憶領域に記憶された１ビーム分の合成受信信号（データ）の中から遅延パターン（遅延データ）に対応したアドレスのデータが読み出される。この読み出し処理（読み出しアドレス制御）により遅延処理（整相処理）が実現され、複数の合成受信信号から遅延パターンに従って得られたデータが加算されて受信ビーム信号（受信ビームデータ）が形成される。

また、整相加算部５０は、各ビーム番号ごとに複数の受信ビーム信号を形成する受信パラレルビーム処理を実行する機能を備えている。図１の超音波診断装置による受信パラレルビーム処理の具体例については後に詳述する（図２〜図４参照）。なお、例えば、Ｍ個（Ｍは自然数）の整相加算部５０を設けて各整相加算部５０で受信パラレルビーム処理を実行することにより、受信パラレルビームの本数をＭ倍としてもよい。

こうして、複数の振動素子１２（複数チャンネル）の受信信号の位相がフォーカス点に対して揃えられ、電子フォーカス及び電子ビームステアリングが達成される。なお、整相加算後の受信ビーム信号（受信ビームデータ）は、図示省略した後段の処理部においてさらに処理される。例えば、Ｂモードにおいては、受信ビーム信号に対して検波、対数圧縮などの処理がなされる。カラーフローマッピングモード（カラードプラモード）では、例えば複素信号に対する自己相関演算などの処理が実行される。更にドプラモードなどが選択された場合には、直交検波処理などのドプラ情報の抽出及び周波数解析に必要な処理が実行される。

なお、検波処理（直交検波処理を含む）は、整相加算部５０による整相加算処理の前に各振動素子１２ごとに実行されてもよい。また、検波処理により受信信号をベースバンド信号とすることで、一般には、デジタル化した場合のサンプリング数を少なくすることができるため、例えば、デシメーションにおける間引き率をさらに大きくする（検波しない場合よりも間引くデータ数を増やす）ようにしてもよい。

そして、例えば、デジタルスキャンコンバータによる補間処理や座標変換処理などを経て超音波画像の画像データが形成され、その画像データに対応した超音波画像が液晶モニタなどの表示デバイスに表示される。

図１の超音波診断装置の全体構成は以上のとおりである。次に、図１の超音波診断装置により実現される受信信号処理の具体例について詳述する。なお、図１に示した構成（符号を付された各部）については、以下の説明において図１の符号を利用する。

図２は、受信パラレルビーム処理の具体例を説明するための図である。図２には、図１の超音波診断装置により実現される受信信号処理のタイムチャート（タイミングチャート）が示されている。

図２＜Ａ＞は、各ビーム番号（ＢＮ♯）ごとの送信が１回のみ（１回送信）であり、各合成処理部３２による合成処理がオフ（合成処理なし）とされ、また、各受信処理部１８において間引き（デシメーション）を行わずに、各ビーム番号（ＢＮ♯）ごとに８本の受信パラレルビーム（８パラレル）を形成する処理を示している。

まず、複数の振動素子１２によりビーム番号（ＢＮ♯０）に関する超音波の送受信が実行され、各振動素子１２に対応した各受信信号メモリ２２（ＣＨメモリ）に、ビーム番号（ＢＮ♯０）の受信信号が記憶される。図２＜Ａ＞の例では、合成処理がオフ（合成処理なし）であるため、各受信信号メモリ２２には、各ビーム番号（ＢＮ♯）ごとに１回の送信で得られた受信信号のみが記憶される。つまり、１回の送信で得られた受信信号のみで受信信号セットが構成される。

ビーム番号（ＢＮ♯０）の送受信が終了すると、直ちにビーム番号（ＢＮ♯１）の送受信が実行され、各振動素子１２に対応した各受信信号メモリ２２（ＣＨメモリ）に、ビーム番号（ＢＮ♯１）の受信信号が記憶される。また、ビーム番号（ＢＮ♯１）の送受信が実行される期間に、各受信信号メモリ２２（ＣＨメモリ）に記憶されたビーム番号（ＢＮ♯０）の受信信号が読み出され、合成処理部３２を介して各合成信号メモリ４２（ラインメモリ）の一方の記憶領域（例えば記憶領域Ａ）に記憶される。

ビーム番号（ＢＮ♯１）の送受信が終了すると、直ちにビーム番号（ＢＮ♯２）の送受信が実行され、各振動素子１２に対応した各受信信号メモリ２２（ＣＨメモリ）に、ビーム番号（ＢＮ♯２）の受信信号が記憶される。また、ビーム番号（ＢＮ♯２）の送受信が実行される期間に、各受信信号メモリ２２（ＣＨメモリ）に記憶されたビーム番号（ＢＮ♯１）の受信信号が読み出され、合成処理部３２を介して各合成信号メモリ４２（ラインメモリ）の他方の記憶領域（例えば記憶領域Ｂ）に記憶される。

さらに、ビーム番号（ＢＮ♯２）の送受信が実行される期間に、各合成信号メモリ４２からビーム番号（ＢＮ♯０）の受信信号が整相加算部５０により読み出されて整相加算処理が実行される。この整相加算処理では、８つの受信パラレルビームに対応した８つの受信ビーム信号が形成される。

整相加算部５０は、ビーム番号（ＢＮ♯０）に関する８つ（０〜７）の遅延パターンに従って、各合成信号メモリ４２の一方の記憶領域（例えば記憶領域Ａ）から、各遅延パターンごとにビーム番号（ＢＮ♯０）の受信信号を読み出して加算処理することにより、８つの受信パラレルビームに対応した８つの受信ビーム信号を形成する。つまり、１つのビーム番号（ＢＮ♯２）の送受信が行われている期間内に８つの遅延パターンに従って８回の読み出し（書き込み速度の８倍の読み出し速度）が実行され、８本の受信パラレルビーム（８パラレル）を形成する処理が実現される。

なお、整相加算部５０が各合成信号メモリ４２の一方の記憶領域（例えば記憶領域Ａ）からビーム番号（ＢＮ♯０）の受信信号を読み出して整相加算処理を実行する期間に、つまりビーム番号（ＢＮ♯２）の送受信期間に、各合成信号メモリ４２の他方の記憶領域（例えば記憶領域Ｂ）にビーム番号（ＢＮ♯１）の受信信号が書き込まれる。また、整相加算部５０が各合成信号メモリ４２の他方の記憶領域（例えば記憶領域Ｂ）からビーム番号（ＢＮ♯１）の受信信号を読み出して整相加算処理を実行する期間に、各合成信号メモリ４２の一方の記憶領域（例えば記憶領域Ａ）にビーム番号（ＢＮ♯２）の受信信号が書き込まれる。このように、各合成信号メモリ４２の２つの記憶領域Ａ，Ｂに、複数のビーム番号に対応した受信信号が、次々に交互に書き込まれつつ交互に読み出される。

図２＜Ｂ＞は、各ビーム番号（ＢＮ♯）ごとの送信が１回のみ（１回送信）であり、各合成処理部３２による合成処理がオフ（合成処理なし）とされている点で、図２＜Ａ＞の具体例と同じである。図２＜Ａ＞との相違は、図２＜Ｂ＞において間引き（デシメーション）が行われている点である。つまり、各受信処理部１８において、受信信号のデータ数を半分（１／２）とする間引き（デシメーション）が実行される。その結果、図２＜Ｂ＞の具体例では、各ビーム番号（ＢＮ♯）ごとに１６本の受信パラレルビーム（１６パラレル）を形成することができる。

図２＜Ｂ＞の具体例においても、まず、複数の振動素子１２によりビーム番号（ＢＮ♯０）に関する超音波の送受信が実行され、各振動素子１２に対応した各受信信号メモリ２２（ＣＨメモリ）に、ビーム番号（ＢＮ♯０）の受信信号が記憶される。なお、各受信信号メモリ２２（ＣＨメモリ）に記憶される前に、各受信処理部１８により受信信号のデータ数を半分（１／２）とする間引き（デシメーション）が実行される。また、図２＜Ｂ＞の例では、合成処理がオフ（合成処理なし）であるため、各受信信号メモリ２２には、各ビーム番号（ＢＮ♯）ごとに１回の送信で得られた受信信号のみが記憶される。

ビーム番号（ＢＮ♯０）の送受信が終了すると、直ちにビーム番号（ＢＮ♯１）の送受信が実行され、各振動素子１２に対応した各受信信号メモリ２２（ＣＨメモリ）に、ビーム番号（ＢＮ♯１）の受信信号（間引きされた受信信号）が記憶される。また、ビーム番号（ＢＮ♯１）の送受信が実行される期間に、各受信信号メモリ２２（ＣＨメモリ）に記憶されたビーム番号（ＢＮ♯０）の受信信号が読み出されて、合成処理部３２を介して各合成信号メモリ４２（ラインメモリ）の一方の記憶領域（例えば記憶領域Ａ）に記憶される。

但し、図２＜Ｂ＞の具体例では、各受信信号メモリ２２（ＣＨメモリ）に記憶されたビーム番号（ＢＮ♯０）の受信信号が半分に間引きされてデータ数が半分であるため、各合成信号メモリ４２（ラインメモリ）への書き込み時間が、図２＜Ａ＞の場合と比較して少なくなる（例えば半分になる）。

そのため、図２＜Ｂ＞の具体例では、各合成信号メモリ４２にビーム番号（ＢＮ♯０）の受信信号が書き込まれた直後から、つまり、ビーム番号（ＢＮ♯１）の送受信が実行される期間の途中から、ビーム番号（ＢＮ♯０）の整相加算処理を実行することができる。

さらに、図２＜Ａ＞の場合と比較して、受信信号のデータ数が半分であるため、１本の受信ビームに要する整相加算処理の時間が半分で済む。その結果、図２＜Ｂ＞の具体例では、図２＜Ａ＞の場合の２倍となる１６本の受信パラレルビーム（１６パラレル）を形成することができる。

図３は、合成処理を伴う受信信号処理の具体例を説明するための図である。図３には、図１の超音波診断装置により実現される合成処理を伴う受信信号処理のタイムチャート（タイミングチャート）が示されている。

図３＜Ａ＞には、図２＜Ａ＞と同じタイムチャートが示されている。つまり、図３＜Ａ＞は、各ビーム番号（ＢＮ♯）ごとの送信が１回のみ（１回送信）であり、各合成処理部３２による合成処理がオフ（合成処理なし）とされ、また、各受信処理部１８において間引き（デシメーション）を行わずに、各ビーム番号（ＢＮ♯）ごとに８本の受信パラレルビーム（８パラレル）を形成する処理を示している。

これに対し、図３＜Ｂ＞では、各ビーム番号（ＢＮ♯）ごとに２回の送信が行われ、２回の送信で得られた受信信号セットに対して各合成処理部３２により合成処理が実行される。図３＜Ｂ＞では、合成処理の具体例であるパルスインバージョン（フェイズインバージョン）が実行される。なお、図３＜Ｂ＞では、各受信処理部１８において間引き（デシメーション）が行われず、各ビーム番号（ＢＮ♯）ごとに１６本の受信パラレルビーム（１６パラレル）が形成される。

図３＜Ｂ＞の具体例では、まず、ビーム番号（ＢＮ♯０）に関する２回の送受信が実行される。つまり、１回目の送受信番号（ＢＮ♯０ｐ）に関する超音波の送受信が実行されて、各受信信号メモリ２２（ＣＨメモリ）に送受信番号（ＢＮ♯０ｐ）の受信信号が記憶される。例えば送信信号ｐによる送受が実行されて送信信号ｐに対応した受信信号が記憶される。さらに、２回目の送受信番号（ＢＮ♯０ｎ）に関する超音波の送受信が実行されて、各受信信号メモリ２２に、送受信番号（ＢＮ♯０ｎ）の受信信号が記憶される。例えば、送信信号ｐの位相を反転させた送信信号ｎによる送受が実行されて送信信号ｎに対応した受信信号が記憶される。これにより、ビーム番号（ＢＮ♯０）の送信信号ｐに対応した受信信号と送信信号ｎに対応した受信信号の組（受信信号セット）が各受信信号メモリ２２に記憶される。

ビーム番号（ＢＮ♯０）に関する２回の送受信が終了すると、直ちにビーム番号（ＢＮ♯１）に関する２回の送受信が実行される。つまり、１回目の送受信番号（ＢＮ♯１ｐ）に関する超音波の送受信と、２回目の送受信番号（ＢＮ♯１ｎ）に関する超音波の送受信が実行される。これにより、ビーム番号（ＢＮ♯１）の送信信号ｐに対応した受信信号と送信信号ｎに対応した受信信号の組（受信信号セット）が各受信信号メモリ２２に記憶される。

また、ビーム番号（ＢＮ♯１）に関する２回の送受信が実行される期間に、各受信信号メモリ２２に記憶されたビーム番号（ＢＮ♯０）の受信信号セットが読み出されて各合成処理部３２により合成処理される。例えばビーム番号（ＢＮ♯０）の送信信号ｐに対応した受信信号と送信信号ｎに対応した受信信号が加算されて合成受信信号ＢＮ♯０（ｐ＋ｎ）が形成される。各合成処理部３２において形成された合成受信信号ＢＮ♯０（ｐ＋ｎ）は、各合成信号メモリ４２（ラインメモリ）の一方の記憶領域（例えば記憶領域Ａ）に記憶される。

ビーム番号（ＢＮ♯１）に関する２回の送受信が終了すると、直ちにビーム番号（ＢＮ♯２）に関する２回の送受信が実行される。つまり、１回目の送受信番号（ＢＮ♯２ｐ）に関する超音波の送受信と、２回目の送受信番号（ＢＮ♯２ｎ）に関する超音波の送受信が実行される。これにより、ビーム番号（ＢＮ♯２）の送信信号ｐに対応した受信信号と送信信号ｎに対応した受信信号の組（受信信号セット）が各受信信号メモリ２２に記憶される。

また、ビーム番号（ＢＮ♯２）に関する２回の送受信が実行される期間に、各受信信号メモリ２２に記憶されたビーム番号（ＢＮ♯１）の受信信号セットが読み出されて各合成処理部３２により合成処理される。例えばビーム番号（ＢＮ♯１）の送信信号ｐに対応した受信信号と送信信号ｎに対応した受信信号が加算されて合成受信信号ＢＮ♯１（ｐ＋ｎ）が形成される。各合成処理部３２において形成された合成受信信号ＢＮ♯１（ｐ＋ｎ）は、各合成信号メモリ４２の他方の記憶領域（例えば記憶領域Ｂ）に記憶される。

さらに、ビーム番号（ＢＮ♯２）に関する２回の送受信が実行される期間に、各合成信号メモリ４２からビーム番号（ＢＮ♯０）の合成受信信号ＢＮ♯０（ｐ＋ｎ）が整相加算部５０により読み出されて整相加算処理が実行される。この整相加算処理では、１６本の受信パラレルビームに対応した１６の受信ビーム信号が形成される。

整相加算部５０は、１６本の受信パラレルビームに対応した１６個の遅延パターンに従って、各合成信号メモリ４２の一方の記憶領域（例えば記憶領域Ａ）から、各遅延パターンごとに合成受信信号ＢＮ♯０（ｐ＋ｎ）を読み出して加算処理することにより、１６本の受信パラレルビームに対応した１６（０〜１５）の受信ビーム信号を形成する。つまり１つのビーム番号（ＢＮ♯２）に関する２回の送受信が行われている期間内に、１６個の遅延パターンに従って１６回の読み出しが実行され、１６本の受信パラレルビーム（１６パラレル）が形成される。なお、図３＜Ｂ＞の具体例では、２回の送受信が行われている期間内に１６回の読み出しを実行すればよいため、図３＜Ａ＞の場合と同じ読み出し速度（書き込み速度の８倍）で１６パラレルの整相加算処理を実現することができる。

図４は、Ｂ／ＰＷモードにおける受信信号処理の具体例を説明するための図である。図４には、図１の超音波診断装置により実現されるＢ／ＰＷモードにおける受信信号処理のタイムチャート（タイミングチャート）が示されている。

Ｂ／ＰＷモードは、超音波の断層画像（Ｂモード画像）の形成とパルスドプラ（ＰＷ）によるドプラ計測を並行して実行するモードである。図４には、パルスドプラにおける１２８本（１２８回）の送受を送受信期間の単位として、パルスドプラとＢモードの送受を交互に繰り返す処理の具体例が図示されている。なお、図４の例では、合成処理がオフ（合成処理なし）である。

まず、パルスドプラの最初の送受信（ＤＯＰ０〜ＤＯＰ１２７）が実行され、これにより得られた受信信号ＤＯＰ０〜ＤＯＰ１２７（０）が各振動素子１２に対応した各受信信号メモリ２２（ＣＨメモリ）に記憶される。

パルスドプラの最初の送受信が終了すると、Ｂモードの最初の送受信（ＢＷＢ♯０〜ＢＷＢ♯１５）が実行され、これにより得られた受信信号ＢＷ♯０〜１５が各振動素子１２に対応した各受信信号メモリ２２（ＣＨメモリ）に記憶される。図４の具体例では、パルスドプラの１２８本（１２８回）の送受信期間と同じ期間内に、Ｂモード用の１６本（１６回）の送受信が実行される。

また、Ｂモードの最初の送受信（ＢＷＢ♯０〜ＢＷＢ♯１５）が実行される期間に、各受信信号メモリ２２に記憶されたパルスドプラの受信信号ＤＯＰ０〜ＤＯＰ１２７（０）が読み出され、合成処理部３２を介して各合成信号メモリ４２（ラインメモリ）の一方の記憶領域（例えば記憶領域Ａ）に記憶される。

Ｂモードの最初の送受信が終了すると、パルスドプラの２度目の送受信（ＤＯＰ０〜ＤＯＰ１２７）が実行され、これにより得られた受信信号ＤＯＰ０〜ＤＯＰ１２７（１）が各振動素子１２に対応した各受信信号メモリ２２に記憶される。また、パルスドプラの２度目の送受信が実行されている期間に、各受信信号メモリ２２に記憶されたＢモードの受信信号ＢＷ♯０〜１５が読み出され、合成処理部３２を介して各合成信号メモリ４２の他方の記憶領域（例えば記憶領域Ｂ）に記憶される。

さらに、パルスドプラの２度目の送受信が実行されている期間に、各合成信号メモリ４２からパルスドプラの受信信号ＤＯＰ０〜ＤＯＰ１２７（０）が整相加算部５０により読み出されて整相加算処理が実行される。パルスドプラの整相加算処理では、受信パラレルビーム処理が行われず、１本（１回）の送受信で得られた受信信号により１本の受信ビームに対応した受信ビーム信号が形成される。

パルスドプラの２度目の送受信が終了すると、Ｂモードの２度目の送受信（ＢＷＢ♯１６〜ＢＷＢ♯３１）が実行される。つまり、Ｂモードの最初の送受信（ＢＷＢ♯０〜ＢＷＢ♯１５）による走査の続きが実行される。そして、Ｂモードの２度目の送受信により得られた受信信号ＢＷ♯１６〜３１が各振動素子１２に対応した各受信信号メモリ２２に記憶される。また、Ｂモードの２度目の送受信が実行されている期間に、各受信信号メモリ２２に記憶されたパルスドプラの受信信号ＤＯＰ０〜ＤＯＰ１２７（１）が読み出され、合成処理部３２を介して各合成信号メモリ４２の一方の記憶領域（例えば記憶領域Ａ）に記憶される。

さらに、Ｂモードの２度目の送受信が実行されている期間に、各合成信号メモリ４２からＢモードの受信信号ＢＷ♯０〜１５が整相加算部５０により読み出されて整相加算処理が実行される。Ｂモードの整相加算処理では、１本（１回）の送受信で得られた受信信号により１本の受信ビームに対応した受信ビーム信号が形成されてもよいし、１本（１回）の送受信で得られた受信信号により複数本の受信パラレルビームに対応した複数の受信ビーム信号を形成する受信パラレルビーム処理が実行されてもよい。

受信パラレルビーム処理を実行する場合には、パルスドプラの整相加算処理が短いことにより生じる空き時間を利用することが望ましい。例えば、Ｂモードの２度目の送受信（ＢＷＢ♯１６〜ＢＷＢ♯３１）が実行されている期間の後に、パルスドプラの受信信号ＤＯＰ０〜ＤＯＰ１２７（１）に対する整相加算処理の開始を遅らせて得られる空き時間を加えることにより、Ｂモードの受信信号ＢＷ♯０〜１５に対する整相加算処理に利用できる時間を延長することができる。そして、その延長された整相加算処理の時間を利用し、Ｂモードの受信信号ＢＷ♯０〜１５の各受信信号ごとに、複数の受信パラレルビームに対応した複数の受信ビーム信号を形成するようにしてもよい。

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。本発明は、その本質を逸脱しない範囲で各種の変形形態を包含する。

１０ アレイ振動子、１２ 振動素子、１４ プリアンプ、１６ Ａ／Ｄ変換器、１８ 受信処理部、２０ 受信信号記憶部、２２ 受信信号メモリ、３０ 信号合成部、３２ 合成処理部、４０ 合成信号記憶部、４２ 合成信号メモリ、５０ 整相加算部。

Claims (5)

1. 超音波を送受する複数の振動素子と、
   前記各振動素子ごとに得られる受信信号セットを合成処理することにより前記各振動素子ごとに合成受信信号を生成する信号合成部と、
   前記複数の振動素子に対応した複数の合成受信信号に対する遅延処理と加算処理により受信ビーム信号を生成する整相加算部と、
   を有する、
   ことを特徴とする超音波診断装置。
2. 請求項１に記載の超音波診断装置において、
   前記信号合成部は、前記各振動素子ごとに得られる各ビーム番号に対応した受信信号セットを合成処理することにより当該ビーム番号に対応した合成受信信号を生成し、
   前記整相加算部は、各ビーム番号ごとに生成される前記複数の振動素子に対応した複数の合成受信信号に対する遅延処理と加算処理により前記各ビーム番号に対応した受信ビーム信号を生成する、
   ことを特徴とする超音波診断装置。
3. 請求項１または２に記載の超音波診断装置において、
   前記各振動素子ごとに少なくとも１つのビーム番号に対応した受信信号セットを記憶できる容量を備えた受信信号記憶部と、
   前記各振動素子ごとに少なくとも２つのビーム番号に対応した合成受信信号を各ビームごとに個別に書き込みと読み出しができる記憶領域を備えた合成信号記憶部と、
   をさらに有する、
   ことを特徴とする超音波診断装置。
4. 請求項３に記載の超音波診断装置において、
   前記整相加算部は、前記合成信号記憶部から、各ビーム番号に対応した複数の合成受信信号を当該ビーム番号に対応した遅延パターンに従って読み出し、読み出した複数の合成受信信号を加算処理することにより、当該ビーム番号に対応した受信ビーム信号を生成する、
   ことを特徴とする超音波診断装置。
5. 請求項３または４に記載の超音波診断装置において、
   前記整相加算部は、前記合成信号記憶部に書き込まれて記憶された複数の合成受信信号を、書き込み速度よりも早い読み出し速度で、複数の受信パラレルビームに対応した複数の遅延パターンに従って読み出し、各遅延パターンごとに読み出した複数の合成受信信号を加算処理することにより、複数の受信パラレルビームに対応した複数の受信ビーム信号を生成する、
   ことを特徴とする超音波診断装置。