2023-149379 超音波診断装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023149379

(43)【公開日】2023-10-13

(54)【発明の名称】超音波診断装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 8/14 20060101AFI20231005BHJP

【ＦＩ】

A61B8/14

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022057920

(22)【出願日】2022-03-31

(71)【出願人】

【識別番号】000001270

【氏名又は名称】コニカミノルタ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001254

【氏名又は名称】弁理士法人光陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】谷口 哲哉

【テーマコード（参考）】

4C601

【Ｆターム（参考）】

4C601DE12

4C601EE04

4C601FE07

4C601HH01

4C601HH05

4C601HH07

(57)【要約】

【課題】音響遮蔽物がある場合に良好な超音波画像を得ることである。
【解決手段】超音波探触子２Ｌの送信開口は、内側の第１振動子群及び外側の第２振動子群を有する。超音波診断装置は、第１の駆動信号及び第２の駆動信号を一音線に対して複数の振動子群に出力し、超音波探触子２Ｌから複数の受信信号を受信し演算して超音波画像データを生成する。第１の駆動信号は、第３の駆動信号及び第４の駆動信号を含む。第２の駆動信号は、第３の駆動信号と加算した場合に相殺される第５の駆動信号と、第４の駆動信号と加算した場合に相殺残留が発生する第６の駆動信号と、を含む。超音波診断装置は、第３、第５の駆動信号を第１振動子群に出力して超音波ビームＵ１を出力し、第４、第６の駆動信号を第２振動子群に出力して超音波ビームＵ２を出力する。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被検体に送信超音波を送信して当該被検体から受信超音波を受信する超音波探触子により得られた受信信号に基づき超音波画像データを生成する超音波診断装置であって、
前記超音波探触子は、複数の振動子により構成された送信開口を有し、
前記送信開口は、前記送信開口の内側に配置された第１振動子群及び前記第１振動子群よりも外側に配置された第２振動子群を少なくとも含む複数の振動子群を有し、
前記超音波診断装置は、
駆動信号を生成して前記複数の振動子群に出力する送信部と、
前記送信部に、第１駆動信号及び第２駆動信号を少なくとも含む複数の駆動信号を一音線に対して前記複数の振動子群に出力させる制御部と、
前記超音波探触子から前記複数の駆動信号に対応する複数の受信信号を受信する受信部と、
前記複数の受信信号を演算して超音波画像データを生成する画像生成部と、を備え、
前記第１駆動信号は、第３駆動信号及び第４駆動信号を含み、
前記第２駆動信号は、前記第３駆動信号と加算した場合に相殺される第５駆動信号と、前記第４駆動信号と加算した場合に相殺残留が発生する第６駆動信号と、を含み、
前記制御部は、前記送信部に、前記第１駆動信号及び前記第２駆動信号に、前記送信超音波が同一焦点に集束するよう時間遅延を与えて、前記第３駆動信号及び前記第５駆動信号を前記第１振動子群に出力させ、前記第４駆動信号及び前記第６駆動信号を前記第２振動子群に出力させる超音波診断装置。

【請求項2】

前記画像生成部は、前記受信信号を加算することにより前記超音波画像データを生成する請求項１に記載の超音波診断装置。

【請求項3】

前記第１駆動信号及び前記第２駆動信号の駆動電圧が同じである請求項１又は２に記載の超音波診断装置。

【請求項4】

前記第４駆動信号及び前記第６駆動信号の送信超音波の周波数パワースペクトルの中心周波数は、前記第３駆動信号及び前記第５駆動信号の送信超音波の周波数パワースペクトルの中心周波数よりも小さい請求項１から３のいずれか一項に記載の超音波診断装置。

【請求項5】

前記第４駆動信号及び前記第６駆動信号の送信超音波の周波数パワースペクトルの帯域幅は、前記第３駆動信号及び前記第５駆動信号の送信超音波の周波数パワースペクトルの帯域幅よりも小さい請求項１から４のいずれか一項に記載の超音波診断装置。

【請求項6】

前記超音波探触子の中心周波数よりも高周波領域において、前記第４駆動信号及び前記第６駆動信号の送信超音波の周波数パワースペクトルの信号強度は、前記第３駆動信号及び前記第５駆動信号の送信超音波の周波数パワースペクトルの信号強度よりも小さい請求項１から５のいずれか一項に記載の超音波診断装置。

【請求項7】

前記第３駆動信号及び前記第６駆動信号の送信超音波の周波数パワースペクトルの中心周波数は、前記相殺残留の成分の中心周波数よりも小さい請求項１から６のいずれか一項に記載の超音波診断装置。

【請求項8】

前記第３駆動信号及び前記第６駆動信号の送信超音波の周波数パワースペクトルの帯域幅は、前記相殺残留の成分の帯域幅よりも小さい請求項１から７のいずれか一項に記載の超音波診断装置。

【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する。

【背景技術】

【0002】

超音波診断は、超音波探触子を患者の被検体の体表又は体腔内から当てるという簡単な操作で心臓や胎児の様子が超音波画像として得られ、かつ安全性が高いため繰り返して検査を行うことができる。このような超音波診断を行うために用いられる超音波診断装置が知られている。

【0003】

このような超音波診断画像を表示する技術として、生体組織の中で発生した高調波成分（送信超音波には含まれていない成分）を画像化することによって、コントラストの良い画像が得られるティッシュハーモニックイメージング(ＴＨＩ：Tissue Harmonic Imaging)が知られている。

【0004】

また、超音波探触子の複数の振動子のうち、送信開口の内側に配置された第１の振動子群に第１の駆動信号を出力し、第１の振動子群の外側に配置された第２の振動子群に第２の駆動信号を出力し、第１の駆動信号の送信パルスの周波数パワースペクトルの周波数帯域が、第２の駆動信号の送信パルスの周波数パワースペクトルの周波数帯域を含んで広く、第２の駆動信号の送信パルスの周波数パワースペクトルの周波数帯域よりも高い成分を含む超音波診断装置が知られている（特許文献１参照）。特許文献１の超音波診断装置は、音響ノイズを抑制し、ペネトレーション（深達度）を向上している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１８－１１４１９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、ＴＨＩでは、高調波を発生させるには、高い音圧（超音波の音の圧力）が必要である。高い音圧は、強い超音波送信及び超音波を集めることにより実現できる。ここで、図２５を参照して、音響遮蔽物がある場合の超音波の音圧の強さを説明する。図２５は、超音波探触子２Ｌの送信超音波の音圧の強さを示す図である。

【0007】

図２５に、走査方式がリニアの超音波探触子２Ｌの送信超音波の送信焦点の探触子側に音響遮蔽物ＡＳ１がある場合の送信超音波の音圧の強さを示す。図２５において、超音波探触子２Ｌの送信超音波において、音圧が高いほど白く、音圧が低いほど黒くなるよう表現している。音響遮蔽物ＡＳ１は、高反射、高減衰の組織などの遮蔽物であり、図上では斜線模様の領域で表現している。音響遮蔽物ＡＳ１があると、送信超音波の音圧が上がらず、高調波成分生成量が低下する。このため、音圧が低い後方陰影（シャドウ）ＡＳ２が発生し、深部にまで及ぶ。
特に経膣用探触子に代表される小径コンベックス型の探触子では、送信に用いる素子数を増加しても方位方向に開口を拡げるには限界があるため、この影響を受けやすい。

【0008】

特許文献１の超音波診断装置では、音響ノイズ抑制及びペネトレーション向上には有用だが、音圧依存性の高い高調波成分を画像化しており、音響遮蔽物がある場合のシャドウ耐性が弱かった。

【0009】

本発明の課題は、音響遮蔽物がある場合に良好な超音波画像を得ることである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、
被検体に送信超音波を送信して当該被検体から受信超音波を受信する超音波探触子により得られた受信信号に基づき超音波画像データを生成する超音波診断装置であって、
前記超音波探触子は、複数の振動子により構成された送信開口を有し、
前記送信開口は、前記送信開口の内側に配置された第１振動子群及び前記第１振動子群よりも外側に配置された第２振動子群を少なくとも含む複数の振動子群を有し、
前記超音波診断装置は、
駆動信号を生成して前記複数の振動子群に出力する送信部と、
前記送信部に、第１駆動信号及び第２駆動信号を少なくとも含む複数の駆動信号を一音線に対して前記複数の振動子群に出力させる制御部と、
前記超音波探触子から前記複数の駆動信号に対応する複数の受信信号を受信する受信部と、
前記複数の受信信号を演算して超音波画像データを生成する画像生成部と、を備え、
前記第１駆動信号は、第３駆動信号及び第４駆動信号を含み、
前記第２駆動信号は、前記第３駆動信号と加算した場合に相殺される第５駆動信号と、前記第４駆動信号と加算した場合に相殺残留が発生する第６駆動信号と、を含み、
前記制御部は、前記送信部に、前記第１駆動信号及び前記第２駆動信号に、前記送信超音波が同一焦点に集束するよう時間遅延を与えて、前記第３駆動信号及び前記第５駆動信号を前記第１振動子群に出力させ、前記第４駆動信号及び前記第６駆動信号を前記第２振動子群に出力させる。

【0011】

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の超音波診断装置において、
前記画像生成部は、前記受信信号を加算することにより前記超音波画像データを生成する。

【0012】

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の超音波診断装置において、
前記第１駆動信号及び前記第２駆動信号の駆動電圧が同じである。

【0013】

請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の超音波診断装置において、
前記第４駆動信号及び前記第６駆動信号の送信超音波の周波数パワースペクトルの中心周波数は、前記第３駆動信号及び前記第５駆動信号の送信超音波の周波数パワースペクトルの中心周波数よりも小さい。

【0014】

請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の超音波診断装置において、
前記第４駆動信号及び前記第６駆動信号の送信超音波の周波数パワースペクトルの帯域幅は、前記第３駆動信号及び前記第５駆動信号の送信超音波の周波数パワースペクトルの帯域幅よりも小さい。

【0015】

請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載の超音波診断装置において、
前記超音波探触子の中心周波数よりも高周波領域において、前記第４駆動信号及び前記第６駆動信号の送信超音波の周波数パワースペクトルの信号強度は、前記第３駆動信号及び前記第５駆動信号の送信超音波の周波数パワースペクトルの信号強度よりも小さい。

【0016】

請求項７に記載の発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載の超音波診断装置において、
前記第３駆動信号及び前記第６駆動信号の送信超音波の周波数パワースペクトルの中心周波数は、前記相殺残留の成分の中心周波数よりも小さい。

【0017】

請求項８に記載の発明は、請求項１から７のいずれか一項に記載の超音波診断装置において、
前記第３駆動信号及び前記第６駆動信号の送信超音波の周波数パワースペクトルの帯域幅は、前記相殺残留の成分の帯域幅よりも小さい。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、音響遮蔽物がある場合に良好な超音波画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の実施の形態の超音波診断装置の外観図である。

【図2】超音波診断装置の機能構成を示すブロック図である。

【図3】送信部の機能構成を示すブロック図である。

【図4】（ａ）は、超音波探触子の振動子のチャネルに対する送信超音波の送信強度を示す図である。（ｂ）は、超音波探触子の振動子チャネルの送信中心方向に対する音圧上昇寄与度を示す図である。

【図5】超音波探触子から出力される第１振動子群及び第２振動子群に対応する超音波ビームを示す図である。

【図6】（ａ）は、第４の駆動信号に対応する送信超音波の信号強度の時間特性の一例を示す図である。（ｂ）は、第６の駆動信号に対応する送信超音波の信号強度の時間特性の一例を示す図である。

【図7】（ａ）は、図６（ａ）の第４の駆動信号、図６（ｂ）の第６の駆動信号の送信超音波及びその合算信号の信号強度の時間特性の一例を示す図である。（ｂ）は、図６（ａ）の第４の駆動信号、図６（ｂ）の第４の駆動信号の送信超音波及びその合算信号の信号強度の周波数特性並びに超音波探触子の送信帯域の一例を示す図である。

【図8】第１振動子群及び第２振動子群の送信超音波の信号強度の周波数特性の好ましい態様を示す図である。

【図9】（ａ）は、第１の駆動波形の駆動信号の信号強度の時間特性を示す図である。（ｂ）は、第１の駆動波形の駆動信号に対応する送信超音波の信号強度の時間特性を示す図である。

【図10】（ａ）は、第２の駆動波形の駆動信号の信号強度の時間特性を示す図である。（ｂ）は、第２の駆動波形の駆動信号に対応する送信超音波の信号強度の時間特性を示す図である。

【図11】（ａ）は、第３の駆動波形の駆動信号の信号強度の時間特性を示す図である。（ｂ）は、第３の駆動波形の駆動信号に対応する送信超音波の信号強度の時間特性を示す図である。

【図12】（ａ）は、第４の駆動波形の駆動信号の信号強度の時間特性を示す図である。（ｂ）は、第４の駆動波形の駆動信号に対応する送信超音波の信号強度の時間特性を示す図である。

【図13】（ａ）は、第５の駆動波形の駆動信号の信号強度の時間特性を示す図である。（ｂ）は、第５の駆動波形の駆動信号に対応する送信超音波の信号強度の時間特性を示す図である。

【図14】（ａ）は、第６の駆動波形の駆動信号の信号強度の時間特性を示す図である。（ｂ）は、第６の駆動波形の駆動信号に対応する送信超音波の信号強度の時間特性を示す図である。

【図15】（ａ）は、第１、第２の駆動波形の駆動信号に対応する送信超音波の信号強度の時間特性を示す図である。（ｂ）は、第１、第２の駆動波形の駆動信号に対応する送信超音波の信号強度の周波数特性を示す図である。

【図16】（ａ）は、第３、第４の駆動波形の駆動信号に対応する送信超音波の信号強度の時間特性を示す図である。（ｂ）は、第３、第４の駆動波形の駆動信号に対応する送信超音波の第１の合算波形の時間特性を示す図である。

【図17】第３、第４の駆動波形の駆動信号に対応する送信超音波及び第１の合算波形の合算信号の信号強度の周波数特性を示す図である。

【図18】第５、第４の駆動波形の駆動信号に対応する送信超音波の信号強度の時間特性を示す図である。

【図19】（ａ）は、第６、第４の駆動波形の駆動信号に対応する送信超音波の信号強度の時間特性を示す図である。（ｂ）は、第６、第４の駆動波形の駆動信号に対応する送信超音波の第２の合算波形の時間特性を示す図である。

【図20】第６、第４の駆動波形の駆動信号に対応する送信超音波及び第２の合算波形の合算信号の信号強度の周波数特性を示す図である。

【図21】（ａ）は、第４の比較例における第１の被検体の超音波画像を示す図である。（ｂ）は、第１の実施例における第１の被検体の超音波画像を示す図である。

【図22】（ａ）は、図２１（ａ）の部分領域の輝度値の３Ｄグラフである。（ｂ）は、図２１（ｂ）の部分領域の輝度値の３Ｄグラフである。

【図23】（ａ）は、第４の比較例における第２の被検体の超音波画像を示す図である。（ｂ）は、第１の実施例における第２の被検体の超音波画像を示す図である。

【図24】（ａ）は、図２３（ａ）の部分領域の輝度値の３Ｄグラフである。（ｂ）は、図２３（ｂ）の部分領域の輝度値の３Ｄグラフである。

【図25】超音波探触子の送信超音波の音圧の強さを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

添付図面を参照して本発明に係る実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は、図示例に限定されるものではない。

【0021】

先ず、図１～図３を参照して、本実施の形態の超音波診断装置Ｓの装置構成を説明する。図１は、本実施の形態の超音波診断装置Ｓの外観図である。図２は、超音波診断装置Ｓの機能構成を示すブロック図である。図３は、送信部１２の機能構成を示すブロック図である。

【0022】

本実施の形態に係る超音波診断装置Ｓは、図１及び図２に示すように、超音波診断装置本体１と、超音波探触子２と、を備える。超音波探触子２は、図示しない生体などの被検体に対して超音波（送信超音波）を送信するとともに、この被検体で反射した反射超音波及び散乱超音波を含む受信超音波を受信する。超音波診断装置本体１は、超音波探触子２に接続される。超音波診断装置本体１は、超音波探触子２に電気信号の駆動信号を送信することによって超音波探触子２に被検体に対して送信超音波を送信させるとともに、超音波探触子２にて受信した被検体内からの受信超音波に応じて超音波探触子２で生成された電気信号である受信信号に基づいて被検体内の内部状態を超音波画像データとして画像化する。

【0023】

超音波探触子２は、超音波探触子本体２１と、ケーブル２２と、コネクター２３と、を有する。超音波探触子本体２１は、超音波を送受信する超音波探触子２のヘッダ部である。ケーブル２２は、超音波探触子本体２１及びコネクター２３の間に接続され、超音波探触子本体２１用の駆動信号及び超音波の受信信号が流れるケーブルである。コネクター２３は、超音波診断装置本体１のレセプタクルのコネクター（図示略）に接続するためのプラグのコネクターである。

【0024】

超音波診断装置本体１は、コネクター２３、ケーブル２２を介して、超音波探触子本体２１と接続される。超音波探触子本体２１は、圧電素子からなる振動子２ａ、送信超音波を焦点に向けて集束させる音響レンズなどを備え、被検体の体腔（例えば、膣内）を検査するための体腔内プローブ（経膣プローブ）の本体部である。この振動子２ａは、例えば、１８０°の半円状に複数配列されている。本実施の形態では、例えば、１９２個の振動子２ａを備えた超音波探触子２を用いている。なお、振動子２ａは、二次元アレイ状に配列されたものであってもよい。また、振動子２ａの個数は、任意に設定することができる。また、本実施の形態では、超音波探触子２について、電子スキャンの体腔内プローブを採用したが、電子走査方式あるいは機械走査方式の何れを採用してもよく、また、リニア走査方式、セクタ走査方式あるいはコンベックス走査方式など何れの方式を採用することもできる。

【0025】

超音波探触子２の周波数帯域幅は、送受信感度の－２０ｄＢ比帯域幅が１００％以上であることが好ましく、１２０％以上であることがより好ましい。具体的には、超音波探触子２の中心周波数が６［ＭＨｚ］であれば、好ましくは－２０ｄＢ帯域幅が３～９［ＭＨｚ］より広く、２．４～９．８［ＭＨｚ］であることがより好ましい。広帯域の超音波探触子２を用いることで、浅部高調波生成の原動力となる高周波とペネトレーション確保に重要な低周波の双方を送信することが可能となり、浅部～深部にわたって良好なＳ／Ｎ（Signal to Noise Ratio）を得ることが可能となる。さらに、相殺残留成分の帯域幅上限は超音波探触子の帯域幅により制限されるため、広帯域な超音波探触子２を用いることは分解能の向上に寄与する。

【0026】

図２に示すように、超音波診断装置本体１は、例えば、操作入力部１１と、送信部１２と、受信部１３と、画像生成部１４と、画像処理部１５と、ＤＳＣ（Digital Scan Converter）１６と、表示部１７と、制御部１８と、記憶部１９と、を備える。

【0027】

操作入力部１１は、例えば、診断開始を指示するコマンドや被検体の個人情報などのデータの入力などを行うための各種スイッチ、ボタン、トラックボール、マウス、キーボードなどを備えており、医師、技師などのユーザーからの操作入力を受け付け、その操作信号を制御部１８に出力する。

【0028】

送信部１２は、制御部１８の制御にしたがって、超音波探触子２に電気信号である駆動信号を供給して超音波探触子２に送信超音波を発生させる回路である。また、送信部１２は、超音波探触子２の送信開口の複数の振動子２ａを、送信開口の内側（送信開口中央部）に配置された第１振動子群と、内側となる第１振動子群よりも外側（送信開口辺縁部）に配置された第２振動子群との２種類に分け、同一焦点に向けた異なる駆動波形の駆動信号を生成し、送信超音波が同一焦点に集束するよう時間遅延を複数の駆動信号に与えて、第１振動子群と第２振動子群とにそれぞれ出力する。本実施の形態において、「異なる駆動波形」とは、駆動制御信号の異なるものを指す。送信開口は、超音波探触子２の全ての振動子２ａのうち、超音波送信用の駆動信号を出力する所定数（例えば、４６）の一連の振動子群の開口である。

【0029】

図３に示すように、送信部１２は、例えば、クロック発生回路１２１、パルス発生回路１２２、時間及び電圧設定部１２３及び遅延回路１２４を備えている。

【0030】

クロック発生回路１２１は、駆動信号の送信タイミングや送信周波数を決定するクロック信号を発生させる回路である。パルス発生回路１２２は、所定の周期で駆動信号としてのパルス信号を発生させるための回路である。パルス発生回路１２２は、例えば、３値（＋ＨＶ／０（ＧＮＤ）／－ＨＶ）の電圧を切り替えて出力することにより、矩形波による駆動信号を発生させることができる。このとき、パルス信号の振幅については、正極性及び負極性で同一となるようにしたが、これに限定されない。本実施の形態では、３値の電圧を切り替えて駆動信号を出力するようにしたが、３値に限定されず、５値（＋ＨＶ／＋ＭＶ／０（ＧＮＤ）／－ＭＶ／－ＨＶ）など、適宜の値に設定することができるが、５値以下が好ましい。これにより、低コストで周波数成分の制御の自由度を向上させることができ、より高分解能である送信超音波を得ることができる。

【0031】

時間及び電圧設定部１２３は、パルス発生回路１２２から出力される駆動信号の同一電圧レベルの各区間の持続時間及びその電圧レベルを設定する。すなわち、パルス発生回路１２２は、時間及び電圧設定部１２３によって設定された各区間の持続時間及び電圧レベルに従ったパルス波形による駆動信号を出力する。時間及び電圧設定部１２３で設定される各区間の持続時間及び電圧レベルは、例えば、操作入力部１１による入力操作により可変することができる。

【0032】

遅延回路１２４は、駆動信号の送信タイミングを振動子毎に対応した個別経路毎に遅延時間を設定し、設定された遅延時間だけ駆動信号の送信を遅延させて送信超音波によって構成される送信ビームの集束を行うための回路である。

【0033】

送信部１２は、制御部１８の制御にしたがって、駆動信号を供給する送信開口の複数の振動子２ａを、超音波の送受信毎に所定数ずらしながら順次切り替え、出力の選択された複数の振動子２ａに対して駆動信号を供給することによりスキャンを行う。

【0034】

本実施の形態では、ＴＨＩの高調波成分を抽出するために、パルスインバージョン法を実施することができる。パルスインバージョン法は、基本波が互いに位相反転した２つの駆動信号を送信したときの受信信号（エコー信号）を加算することによって，基本波成分を相殺し、高調波成分のみを抽出する方法である。すなわち、送信部１２は、パルスインバージョン法を実施する場合には、（送信）駆動信号として、第１の駆動波形の第１の駆動信号と、この第１の駆動信号とは信号強度（電圧）が極性反転した第２の駆動波形の第２の駆動信号とを同一走査線上に時間間隔をおいて送信することができる。極性反転した第１の駆動信号及び第２の駆動信号を本発明における対称パルスインバージョン（以下、対称ＰＩ）の駆動信号とする。

【0035】

また、送信部１２は、第１の駆動信号の複数のデューティーのうちの少なくとも１つを異ならせて極性反転させた第２の駆動信号を送信できる。このとき、第１の駆動信号及び第２の駆動信号に対応する駆動信号を加算すると、足し残る成分があり、この成分を相殺残留とする。相殺残留が発生する第１の駆動信号及び第２の駆動信号を本発明における非対称パルスインバージョン（以下、非対称ＰＩ）の駆動信号とする。

【0036】

このように、本実施の形態におけるＰＩの対称／非対称は、（送信）駆動信号の正負の対称性により定義され、時間反転対称などの他の対称軸による対称性は考慮しない。また、駆動電圧の立ち上がり立ち下がり時間の非対称性やオーバーシュート／アンダーシュートの特性の違いなど、駆動デバイス特性に起因する正負非対称性も考慮しない。すなわち、ＰＩの対称／非対称は、駆動（制御）信号の正負対称性により定義される。

【0037】

ここで、第１の駆動信号が、第３の駆動信号及び第４の駆動信号を含み、第２の駆動信号が、第５の駆動信号及び第６の駆動信号を含むものとする。この第３の駆動信号及び第５の駆動信号が対称ＰＩの関係にある駆動信号とし、第４の駆動信号及び第６の駆動信号が非対称ＰＩの関係にある駆動信号とする。以上のように構成された送信部１２は、第３の駆動信号及び第４の駆動信号を含む第１の駆動信号と、第５の駆動信号及び第６の駆動信号を含む第２の駆動波形の第２の駆動信号と、を生成する。送信部１２は、同一焦点となるように、第３の駆動信号を送信開口の内側となる第１振動子群に出力し、第４の駆動信号を送信開口の外側となる第２振動子群に出力するように、第１の駆動信号を出力し、ついで第１の駆動信号と同一焦点となるように、第５の駆動信号を送信開口の内側となる第１振動子群に出力し、第６の駆動信号を送信開口の外側となる第２振動子群に出力するように、第２の駆動信号を出力できる。第１～第６の駆動信号と第１振動子群、第２振動子群との関係を次表Iにまとめる。

【表1】

【0038】

受信部１３は、制御部１８の制御にしたがって、超音波探触子２から電気信号の受信信号を受信する回路である。受信部１３は、例えば、増幅器、Ａ／Ｄ変換回路、整相加算回路を備えている。増幅器は、受信信号を、振動子２ａ毎に対応した個別経路毎に、予め設定された所定の増幅率で増幅させるための回路である。Ａ／Ｄ変換回路は、増幅された受信信号をアナログ－デジタル変換（Ａ／Ｄ変換）するための回路である。整相加算回路は、Ａ／Ｄ変換された受信信号に対して、振動子２ａ毎に対応した個別経路毎に遅延時間を与えて時相を整え、これらを加算（整相加算）して音線データを生成するための回路である。

【0039】

画像生成部１４は、受信部１３からの音線データに対して包絡線検波処理や対数増幅などを実施し、ゲインの調整などを行って輝度変換することにより、Ｂモード画像データを生成する。すなわち、Ｂモード画像データは、受信信号の強さを輝度によって表したものである。画像生成部１４にて生成されたＢモード画像データは、画像処理部１５に送信される。また、画像生成部１４は、高調波成分抽出部１４ａを備え、高調波成分抽出部１４ａにより抽出された高調波成分からＢモード画像データを生成する。

【0040】

高調波成分抽出部１４ａは、受信部１３から出力された受信信号の音線データからパルスインバージョン法を実施して高調波成分を抽出する。より具体的には、高調波成分抽出部１４ａは、第１の駆動信号に対応する第１の受信信号の音線データと、第２の駆動信号に対応する第２の受信信号の音線データと、を加算（合成）して、受信信号に含まれる基本波成分を除去した上で必要に応じてフィルター処理を行うことにより高調波成分を抽出できる。奇数次高調波成分の高調波成分は、同一の第１、第２の受信信号の音線データを減算（合成）して偶数次高調波成分を除去した上で必要に応じてフィルター処理を行うことにより取得される。こうして抽出された偶数次高調波成分と奇数次高調波成分は、必要に応じてオールパスフィルターなどにより位相調整処理を行った後に加算（合成）することにより、偶数次と奇数次の高調波が相殺することなく結合して広帯域の受信信号を得ることが可能となる。

【0041】

画像処理部１５は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの半導体メモリーによって構成された画像メモリー部１５ａを備えている。画像処理部１５は、画像生成部１４から出力されたＢモード画像データをフレーム単位で画像メモリー部１５ａに記憶する。フレーム単位での画像データを超音波画像データ、あるいはフレーム画像データということがある。画像処理部１５は、画像メモリー部１５ａに記憶した超音波画像データを適宜読み出してＤＳＣ１６に出力する。

【0042】

ＤＳＣ１６は、画像処理部１５より受信した超音波画像データに座標変換などの処理を施して画像信号に変換し、表示部１７に出力する。

【0043】

表示部１７は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＣＲＴ（Cathode-Ray Tube）ディスプレイ、有機ＥＬ（Electronic Luminescence）ディスプレイ、無機ＥＬディスプレイ及びプラズマディスプレイなどの表示装置が適用可能である。表示部１７は、ＤＳＣ１６から出力された画像信号にしたがって表示画面上に超音波画像の表示を行う。

【0044】

制御部１８は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を備えて構成され、ＲＯＭに記憶されているシステムプログラムなどの各種処理プログラムを読み出してＲＡＭに展開し、展開したプログラムにしたがって超音波診断装置Ｓの各部の動作を集中制御する。ＲＯＭは、半導体などの不揮発メモリーなどにより構成され、超音波診断装置Ｓに対応するシステムプログラム及び該システムプログラム上で実行可能な各種処理プログラムや、各種データなどを記憶する。これらのプログラムは、コンピューターが読み取り可能なプログラムコードの形態で格納され、ＣＰＵは、当該プログラムコードに従った動作を逐次実行する。ＲＡＭは、ＣＰＵにより実行される各種プログラム及びこれらプログラムに係るデータを一時的に記憶するワークエリアを形成する。

【0045】

ＲＯＭには、後述する超音波画像表示処理を実行するための超音波画像表示プログラムが記憶されているものとする。制御部１８は、超音波画像表示プログラムに従い、複数の駆動波形が異なる駆動信号から第１の駆動信号（第３の駆動信号、第４の駆動信号）及びに第２の駆動信号（第３の駆動信号と対称ＰＩの第５の駆動信号、第４の駆動信号と非対称ＰＩの第６の駆動信号）を選択し、送信部１２により、第１の駆動信号及び第２の駆動信号に送信超音波が同一焦点に集束するよう時間遅延を与えて同一音線上に順に超音波探触子２の振動子２ａに出力し、このとき、第３の駆動信号及び第５の駆動信号を振動子２ａの送信開口の内側となる第１振動子群に出力し、第４の駆動信号及び第６の駆動信号を振動子２ａの送信開口の外側となる第２振動子群に出力し、送信超音波を被検体に送信させる。そして、制御部１８は、受信部１３により、第３～第６の駆動信号に対応する受信超音波の受信信号を生成し、画像生成部１４により、第１の駆動信号、第２の駆動信号に対応する受信信号を、パルスインバージョン法により加算し高調波成分を抽出して超音波画像データを生成し、画像処理部１５、ＤＳＣ１６を介して超音波画像データを表示部１７に超音波画像として表示させる。制御部１８は、上記の超音波画像データの生成及び表示を繰り返し行うライブ画像表示を行い、操作入力部１１を介するユーザーからのフリーズ、保存の操作入力に応じて、超音波画像データを保持し、記憶部１９に保存する。

【0046】

記憶部１９は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）などの情報の読み出し及び書き込みが可能な記憶部であり、超音波画像データなどの情報が記憶される。

【0047】

つぎに、図４（ａ）、図４（ｂ）を参照して、体腔内プローブである超音波探触子２の音圧の特性を説明する。図４（ａ）は、超音波探触子２の振動子２ａのチャネルに対する送信超音波の送信強度を示す図である。図４（ｂ）は、超音波探触子２の振動子２ａのチャネルの送信中心方向に対する音圧上昇寄与度を示す図である。

【0048】

超音波探触子２は、振動子２ａの音響放射面が小径円弧であり、振動子２ａの素子数を増やしても送信開口幅増加に限界がある。図４（ａ）に示すように、指向角感度の影響により送信開口の振動子２ａのチャネルごとに同一の送信強度で超音波を送信しても、図４（ｂ）に示すように、送信開口外側（送信中心から離れた部分）のチャネルでの超音波送信による音圧上昇寄与度が少ない。このため、送信開口の送信中心が音響遮蔽物により遮蔽されると後方遮蔽（シャドウ）耐性が弱い。

【0049】

経膣エコー領域におけるシャドウの原因となる高反射及び高減衰を示す音響遮蔽物の具体例としては、カルシウムの蓄積による石灰を伴う子宮筋腫、頸管中に入り込んだ気泡などがあり、高減衰を示す具体例としては石灰化を伴わない子宮筋腫、悪性腫瘍、頸管粘液などが挙げられる。

【0050】

つぎに、図５～図７（ｂ）を参照して、本実施の形態の非対称ＰＩの駆動信号（上記の第１の駆動信号（第３の駆動信号＋第４の駆動信号）、第２の駆動信号（第５の駆動信号＋第６の駆動信号）に対応する送信超音波のパルス信号について説明する。図５は、超音波探触子２Ｌから出力される第１振動子群及び第２動子群に対応する超音波ビームを示す図である。図６（ａ）は、第４の駆動信号に対応する送信超音波の信号強度の時間特性の一例を示す図である。図６（ｂ）は、第６の駆動信号に対応する送信超音波の信号強度の時間特性の一例を示す図である。図７（ａ）は、図６（ａ）の第４の駆動信号、図６（ｂ）の第６の駆動信号の送信超音波及びその合算信号の信号強度の時間特性の一例を示す図である。図７（ｂ）は、図６（ａ）の第４の駆動信号、図６（ｂ）の第４の駆動信号の送信超音波及びその合算信号の信号強度の周波数特性並びに超音波探触子２の送信帯域の一例を示す図である。

【0051】

図５では、超音波ビームを分かりやすく図示するため、体腔内プローブとしての超音波探触子２に代えて、リニアの超音波探触子２Ｌを用いているが、超音波探触子２の超音波ビームの生成も超音波探触子２Ｌと同様である。

【0052】

図５に示すように、超音波探触子２Ｌから、送信開口の内側となる第１振動子群に対称ＰＩの駆動信号（第１の駆動信号の第３の駆動信号、第２の駆動信号の第５の駆動信号）が入力されて、対称ＰＩの超音波ビームＵ１が、内側となる第１振動子群から送信開口の送信中心の中心線Ｃ１に沿って、焦点に集束されるように出力される。これとともに、超音波探触子２Ｌから、送信開口の外側となる第２振動子群に非対称ＰＩの駆動信号（第１駆動信号の第４の駆動信号、第２の駆動信号の第６の駆動信号）が入力されて、非対称ＰＩの超音波ビームＵ２が、超音波ビームＵ１の外側に、外側となる第２振動子群から同様に焦点に集束されるように出力される。Ｂモード画像生成の副走査により、中心線Ｃ１が走査方向（振動子の配列方向）に移動していく。

【0053】

超音波ビームＵ１の高調波成分の生成領域を領域ＡＲ１で示す。超音波ビームＵ２の高調波成分の生成領域を領域ＡＲ２で示す。非対称ＰＩの第２のパルス信号及び第４のパルス信号を加算（合算）した合算信号の相殺残留の生成領域を領域ＡＲ３で示す。

【0054】

ここで、非対称ＰＩの駆動信号の送信超音波及び合算信号の一例を説明する。第４の駆動信号に対応する送信超音波のパルス信号として、図６（ａ）に示す時間［μｓ］に対する送信超音波の信号強度［ｍＶ］の駆動波形（図上で破線）の送信超音波と、第６の駆動信号に対応する送信超音波のパルス信号として、図６（ｂ）に示す時間［μｓ］に対する送信超音波の信号強度［ｍＶ］の駆動波形（図上で一点鎖線）の送信超音波と、が出力されるものとする。これらが反射されて受信信号として得られた場合、これらを演算して得られる画像化信号は図６（ａ）の第４の駆動信号に対応する送信超音波と、図６（ｂ）の第６の駆動信号に対応する送信超音波と、が加算（合算）されたものとなる。すると、図７（ａ）に示すように、図６（ａ）の第４の駆動信号に対応する送信超音波（破線）と、図６（ｂ）の第６の駆動信号に対応する送信超音波（一点鎖線）との合算信号の、時間［μｓ］に対する送信超音波の信号強度［ｍＶ］（図上で合算信号の信号強度が実線）が演算結果として得られる。また、図７（ａ）の第４の駆動信号に対応する送信超音波と、第６の駆動信号に対応する送信超音波と、その合算信号の送信超音波とのパルス信号をそれぞれフーリエ変換することにより、図７（ｂ）に示すように、第４の駆動信号に対応する送信超音波と、第６の駆動信号に対応する送信超音波と、その合算信号との、周波数［ＭＨｚ］に対する送信超音波の信号強度［ｄＢ］（周波数パワースペクトル）が得られる。図７（ａ）、図７（ｂ）の合算信号の成分が、相殺残留である。

【0055】

非対称ＰＩの合算信号の第１の特徴として、図７（ａ）により、非対称ＰＩの相殺残留は、高音圧領域で発生する高調波とは異なり、線形成分となるため、音圧が低くても得ることが可能となる。第２の特徴として、図７（ｂ）に示すように、図６（ａ）の第４の駆動信号に対応する低周波の送信超音波及び図６（ｂ）の第６の駆動信号に対応する低周波の送信超音波に対応する受信信号から、合算により広帯域な信号成分が得ることが可能となり、距離分解能やスペックルの粒状性に優れた超音波画像データを得ることが可能となる。第３の特徴として、図７（ａ）に示すように、第４の駆動信号及び第６の駆動信号の送信超音波は、低周波であるため、広がりやすく（回折しやすく）、音響遮蔽物のシャドウ部分に回り込むため、シャドウ部分を補完するのに好適となる。

【0056】

また、図７（ｂ）に、超音波探触子２の送信帯域（送信周波数帯域）（周波数［ＭＨｚ］に対する送信超音波の信号強度［ｄＢ］）（図上で二点鎖線）の一例を示す。本実施の形態と、後述する比較例及び実施例とには、図７（ｂ）の送信帯域の特性の超音波探触子２を用いるものとする。ただし、図７（ｂ）の送信帯域は、広帯域インパルスを入力した場合の送信特性であり、超音波探触子２の送信帯域特性を示しているが、入力エネルギーは同等でないため縦軸（信号強度［ｄＢ］）の絶対値は参考値である。

【0057】

つぎに、図８を参照して、対称ＰＩの送信超音波と、非対称ＰＩの送信超音波と、の好ましい条件を説明する。図８は、第１振動子群及び第２振動子群の送信超音波の信号強度の周波数特性の好ましい態様を示す図である。

【0058】

図８に、超音波探触子２の－２０ｄＢ送信周波数帯域（図上、破線）と、第１振動子群の送信超音波の信号強度の周波数特性（周波数パワースペクトル）としての信号成分ＩＴｘと、第２振動子群の送信超音波の信号強度の周波数特性（周波数パワースペクトル）としての信号成分ＯＴｘと、を示す。

【0059】

まず、条件（ａ）として、信号成分ＯＴｘの中心周波数＜信号成分ＩＴｘの中心周波数とする。ここで、中心周波数（［ＭＨｚ］）とは、周波数パワースペクトルのピーク周波数の信号強度値から最初に-６ｄＢ以下となる上限周波数と下限周波数との平均値である。

【0060】

また、条件（ｂ）として、信号成分ＯＴｘの帯域幅＜信号成分ＩＴｘの帯域幅とする。ここで、（周波数）帯域幅（［ＭＨｚ］）とは、周波数パワースペクトルのピーク周波数の強度値から最初に－６ｄＢ以下となる上限周波数と下限周波数の差分値である。なお、比帯域幅［％］とは、上記の帯域幅を上記の中心周波数で除した百分率である。

【0061】

また、条件（ｃ）として、超音波探触子２の－２０ｄＢ中心周波数より高周波領域において、信号成分ＯＴｘの信号強度＜信号成分ＩＴｘの信号強度とする。

【0062】

超音波がその波長より充分小さい散乱体を受ける場合の散乱強度は周波数の４乗に比例することが知られており、条件（ａ），（ｂ），（ｃ）の構成とすることにより、送信波の高周波成分が生体組織に散乱され、音響ノイズとして受信領域に入り込むことが抑制されるため、特に浅部の無～低エコー領域の描出向上に有用である。さらに、第２振動子群には送信焦点付近において高調波生成に必要な音圧上昇を得るための低周波成分のみが送出され、これに寄与しない高周波成分が送出されないことになる。これにより探触子表面等での発熱量が減少し、送信効率が向上するためにペネトレーションも向上する。

【0063】

また、条件（ｄ）として、第１の駆動信号の第４の駆動信号に対応する送信超音波の中心周波数＜相殺残留の合算信号（相殺残留成分）の中心周波数、かつ第２の駆動信号の第６の駆動信号に対応する送信超音波の中心周波数＜相殺残留成分の中心周波数とする。例えば、図７（ｂ）において、条件（ｄ）が満たされている。

【0064】

また、条件（ｅ）として、第４の駆動信号に対応する送信超音波の帯域幅＜相殺残留成分の帯域幅、かつ第６の駆動信号に対応する送信超音波の帯域幅＜相殺残留成分の帯域幅とする。例えば、図７（ｂ）において、条件（ｅ）が満たされている。

【0065】

相殺残留成分を条件（ｄ），（ｅ）となるように設計することにより、超音波画像において音響遮蔽物のシャドウ部分への送波成分の回り込みは低い周波数成分の特性が生かされて回り込み量が大きくなる（シャドウ部分のカバー効果が大きくなる）が、そうして得られる相殺残留成分の画像信号は送信超音波よりも周波数が高く、帯域が広いことにより画像粒度が細かく、距離分解能の高い画像描出が得られる。

【0066】

つぎに、図９（ａ）～図２０を参照して、本実施の形態における超音波探触子２と、駆動信号、送信超音波などの送信条件との具体的な比較例１～４及び実施例１～３を説明する。図９（ａ）は、駆動波形１の駆動信号の信号強度の時間特性を示す図である。図９（ｂ）は、駆動波形１の駆動信号に対応する送信超音波の信号強度の時間特性を示す図である。図１０（ａ）は、駆動波形２の駆動信号の信号強度の時間特性を示す図である。図１０（ｂ）は、駆動波形２の駆動信号に対応する送信超音波の信号強度の時間特性を示す図である。図１１（ａ）は、駆動波形３の駆動信号の信号強度の時間特性を示す図である。図１１（ｂ）は、駆動波形３の駆動信号に対応する送信超音波の信号強度の時間特性を示す図である。図１２（ａ）は、駆動波形４の駆動信号の信号強度の時間特性を示す図である。図１２（ｂ）は、駆動波形４の駆動信号に対応する送信超音波の信号強度の時間特性を示す図である。図１３（ａ）は、駆動波形５の駆動信号の信号強度の時間特性を示す図である。図１３（ｂ）は、駆動波形５の駆動信号に対応する送信超音波の信号強度の時間特性を示す図である。図１４（ａ）は、駆動波形６の駆動信号の信号強度の時間特性を示す図である。図１４（ｂ）は、駆動波形６の駆動信号に対応する送信超音波の信号強度の時間特性を示す図である。

【0067】

図１５（ａ）は、駆動波形１，２の駆動信号に対応する送信超音波の信号強度の時間特性を示す図である。図１５（ｂ）は、駆動波形１，２の駆動信号に対応する送信超音波の信号強度の周波数特性を示す図である。図１６（ａ）は、駆動波形３，４の駆動信号に対応する送信超音波の信号強度の時間特性を示す図である。図１６（ｂ）は、駆動波形３，４の駆動信号に対応する送信超音波の合算波形１の時間特性を示す図である。図１７は、駆動波形３，４の駆動信号に対応する送信超音波及び合算波形１の合算信号の信号強度の周波数特性を示す図である。図１８は、駆動波形５，４の駆動信号に対応する送信超音波の信号強度の周波数特性を示す図である。図１９（ａ）は、駆動波形６，４の駆動信号に対応する送信超音波の信号強度の時間特性を示す図である。図１９（ｂ）は、駆動波形６，４の駆動信号に対応する送信超音波の合算波形２の時間特性を示す図である。図２０は、駆動波形６，４の駆動信号に対応する送信超音波及び合算波形２の合算信号の信号強度の周波数特性を示す図である。

【0068】

以下、比較例、実施例を用いて本発明を説明する。尚、比較例、実施例中の送信超音波時間特性の縦軸は本来音圧（Ｐａ）であるが、便宜上、これを全て同一条件、同一測定系にてハイドロフォンで測定した際の電圧値（ｍＶ）で表記している。
＜比較例１＞
図９（ａ）～図１０（ｂ）、図１５（ａ）、図１５（ｂ）を参照して、比較例１を説明する。比較例１は、超音波探触子２の送信開口の振動子２ａを送信開口中央部の内側となる第１振動子群、送信開口辺縁部の外側となる第２振動子群、に分けずに、駆動波形１の第１の駆動信号と、駆動波形２の第２の駆動信号とを、送信部１２から送信開口の各振動子２ａに順に出力して、得られた受信信号に基づきパルスインバージョン法により得られた画像化信号を画像化する比較例である。

【0069】

超音波探触子２としては、曲率半径＝１０［ｍｍ］、振動子２ａの素子ピッチ＝０．１５［ｍｍ］の経膣用プローブを用いた。また、用いた超音波探触子２の送信周波数帯域は、図７（ｂ）の二点鎖線で示すものである。また、後述するように、送信焦点は、３０［ｍｍ］として画像評価を行った。この超音波探触子２及び画像評価の送信焦点は、比較例１～４、実施例１～３で共通とした。また、比較例１の超音波探触子２の送信開口の振動子２ａの素子数は、４６である。

【0070】

比較例１の第１の駆動信号の波形を駆動波形１とする。図９（ａ）に、時間［ｎｓ］に対する駆動波形１の駆動信号の信号強度［Ｖ］を示す。図９（ｂ）に、時間［μｓ］に対する駆動波形１の駆動信号に対応する送信超音波（駆動信号を超音波探触子２に入力して出射される送信超音波）の信号強度［ｍＶ］を示す。図９（ｂ）において、駆動波形１に対応する送信超音波の信号強度を破線で示した。

【0071】

比較例１の第２の駆動信号の波形を駆動波形２とする。図１０（ａ）に、時間［ｎｓ］に対する駆動波形２の駆動信号の信号強度［Ｖ］を示す。図１０（ｂ）に、時間［μｓ］に対する駆動波形２の駆動信号に対応する送信超音波の信号強度［ｍＶ］を示す。図１０（ｂ）において、駆動波形２に対応する送信超音波の信号強度を一点鎖線で示した。

【0072】

図１５（ａ）に、時間［μｓ］に対する、駆動波形１の駆動信号に対応する送信超音波と、駆動波形２の駆動信号に対応する送信超音波との信号強度［ｍＶ］の重畳を示す。図１５（ｂ）に、周波数［ＭＨｚ］に対する、駆動波形１の駆動信号に対応する送信超音波と、駆動波形２の駆動信号に対応する送信超音波との信号強度［ｄＢ］（周波数パワースペクトル）の重畳を示す。図１５（ａ）、図１５（ｂ）において、駆動波形１に対応する送信超音波の信号強度を破線で示し、駆動波形２に対応する送信超音波の信号強度を一点鎖線で示した。図１５（ｂ）においては駆動波形１の周波数特性と駆動波形２の周波数特性は同一のため、重畳されて示されている。

【0073】

図１５（ａ）に示すように、駆動波形２に対応する送信超音波の信号強度は、駆動波形１に対応する送信超音波の信号強度と電圧の極性が反転している。このため、図１５（ｂ）に示すように、駆動波形１，２に対応する送信超音波の周波数パワースペクトルが一致する。したがって、駆動波形１に対応する送信超音波の信号強度と、駆動波形２に対応する送信超音波の信号強度とを加算することで、完全に相殺され、相殺残留が発生しない。

【0074】

図９（ａ）、図１０（ａ）に示すように、駆動波形１，２の駆動信号は、ＧＮＤ（０［Ｖ］）、＋ＨＶ、－ＨＶの共通する３値で生成しており、送信部１２の構成及び制御が簡単になる。これは、駆動波形１，２だけではなく、駆動波形３～６でも同様である。

【0075】

比較例１の画像化信号は、送信部１２から出力する駆動波形１の第１の駆動信号に対応する超音波送受信により受信部１３で生成された受信信号（第１送受信結果信号）と、ついで送信部１２から出力する駆動波形２の第２の駆動信号に対応する超音波送受信とにより、受信部１３で生成された受信信号（第２送受信結果信号）と、の加算信号（第１／第２送受信結果加算信号）となる。高調波成分抽出部１４ａにより、第１／第２送受信結果加算信号の高調波成分が抽出され、画像生成部１４により、当該高調波成分を用いて超音波画像データが生成される。
高調波成分のみを用いているためCystの描出は良好だが、遮蔽物による音圧低下部分には充分な高調波が生成しないため、シャドウが強く描出される。

【0076】

＜比較例２＞
図１２（ａ）～図１３（ｂ）、図１８を参照して、比較例２を説明する。比較例２は、超音波探触子２の送信開口の振動子２ａを送信開口の内側となる第１振動子群、外側となる第２振動子群に分け、第１の駆動信号として、駆動波形１の第３の駆動信号を、送信部１２から送信開口の内側となる第１振動子群に出力するとともに、駆動波形２の第４の駆動信号を送信部１２から送信開口の外側となる第２振動子群に出力し、ついで、第２の駆動信号として、駆動波形５の第５の駆動信号を送信部１２から送信開口の内側となる第１振動子群に出力するとともに、駆動波形４の第６の駆動信号を送信部１２から送信開口の外側となる第２振動子群に出力して、得られた受信信号に基づきパルスインバージョン法により得られた画像化信号を画像化する比較例である。

【0077】

また、比較例２の超音波探触子２の送信開口の内側となる第１振動子群の振動子２ａの素子数が１６であり、外側となる第２振動子群の振動子２ａの素子数が３０である。

【0078】

比較例２の第１の駆動信号のうち、送信開口の内側となる第１振動子群に出力する第３の駆動信号の波形を駆動波形１とする。比較例２の第２の駆動信号のうち、送信開口の内側となる第１振動子群に入力する第５の駆動信号の波形を駆動波形２とする。

【0079】

比較例２の第１の駆動信号のうち、送信開口の外側となる第２振動子群に出力する第４の駆動信号の波形を駆動波形５とする。図１３（ａ）に、時間［ｎｓ］に対する駆動波形５の駆動信号の信号強度［Ｖ］を示す。図１３（ｂ）に、時間［μｓ］に対する駆動波形５の駆動信号に対応する送信超音波の信号強度［ｍＶ］を示す。図１３（ｂ）において、駆動波形５に対応する送信超音波の信号強度を破線で示した。

【0080】

比較例２の第２の駆動信号のうち、送信開口の外側となる第２振動子群に出力する第６の駆動信号の波形を駆動波形４とする。図１２（ａ）に、時間［ｎｓ］に対する駆動波形４の駆動信号の信号強度［Ｖ］を示す。図１２（ｂ）に、時間［μｓ］に対する駆動波形４の駆動信号に対応する送信超音波の信号強度［ｍＶ］を示す。図１２（ｂ）において、駆動波形４に対応する送信超音波の信号強度を一点鎖線で示した。

【0081】

比較例２の駆動波形１の第３の駆動信号と駆動波形２の第５の駆動信号との送信超音波の加算については、比較例１と同様に相殺残留が発生しない。比較例２の駆動波形５の第３の駆動信号と駆動波形４の第５の駆動信号との送信超音波の加算についても、相殺残留は発生しない。

【0082】

図１８に、時間［μｓ］に対する、駆動波形５の駆動信号に対応する送信超音波と、駆動波形４の駆動信号に対応する送信超音波との信号強度［ｍＶ］の重畳を示す。図１８において、駆動波形５に対応する送信超音波の信号強度を破線で示し、駆動波形４に対応する送信超音波の信号強度を一点鎖線で示した。

【0083】

図１８に示すように、駆動波形４に対応する送信超音波の信号強度は、駆動波形５に対応する送信超音波の信号強度と電圧の極性が反転している。このため、駆動波形５，４に対応する送信超音波の周波数パワースペクトルが一致する。したがって、駆動波形５に対応する送信超音波の信号強度と、駆動波形４に対応する送信超音波の信号強度とを加算することで、完全に相殺され、相殺残留が発生しない。

【0084】

比較例２の画像化信号は、送信部１２の送信開口の内側となる第１振動子群から出力する駆動波形１の第３の駆動信号に対応する超音波、及び送信開口の外側となる第２振動子群から出力する駆動波形５の第４の駆動信号に対応する超音波の送受信により受信部１３で生成された受信信号（第１送受信結果信号）と、ついで送信部１２の送信開口の内側となる第１振動子群から出力する駆動波形２の第５の駆動信号に対応する超音波、及び送信開口の外側となる第２振動子群から出力する駆動波形４の第６の駆動信号に対応する超音波の送受信により受信部１３で生成された受信信号（第２送受信結果信号）と、の加算信号（第１／第２送受信結果加算信号）となる。高調波成分抽出部１４ａにより、第１／第２送受信結果加算信号の高調波成分が抽出され、画像生成部１４により、当該高調波成分を用いて超音波画像データが生成される。
第１振動子群から出力される超音波の周波数パワースペクトルは図１５（ｂ）に示した通りとなり、第２振動子群から出力される超音波の周波数パワースペクトルは図１７の一点鎖線で示した通りとなり、駆動波形４と駆動波形５は極性反転対称となっており同一の周波数パワースペクトルとなるため、これらは図８に示した好ましい態様の関係となっている。そのため、比較例１に対して送信効率が向上し、良好なCystの描出に加えてペネトレーションも向上するが、依然として高調波成分のみを用いているため、遮蔽物による音圧低下部分には充分な高調波が生成せず、シャドウが強く描出される。

【0085】

＜比較例３＞
比較例３を説明する。比較例３は、比較例２と同様の送信条件で第１、第２の駆動信号（第３～第６の駆動信号）を、送信部１２から超音波探触子２の送信開口の振動子２ａに出力し、得られた受信信号に基づきパルスインバージョン法により得られた画像化信号および第２送信の受信信号により得られた画像化信号を合成して画像化する比較例である。

【0086】

比較例３の画像化信号は、比較例２の第１送受信結果信号及び第２送受信結果信号の加算信号（第１／第２送受信結果加算信号）を画像化信号として得られた画像５０％と、第２送受信結果信号を画像化信号として得られた画像５０％と、のから得られた合成画像となる。すなわち、高調波成分抽出部１４ａにより、第１／第２送受信結果加算信号により高調波成分が抽出され、画像生成部１４により、当該高調波成分を用いて生成された超音波画像データと、第２送受信結果信号より高調波成分抽出処理を行わずに画像生成された画像データを各々重みづけ５０％として合成された画像となる。
高調波成分に加え、第２送信として用いた基本波成分も用いて画像化しているため、音圧が低下したシャドウ部においても基本波成分により画像化成分が得られ、シャドウは軽減するものの、高調波によるコントラスト改善効果が得られず、低輝度部では音響ノイズの影響が大きくなるため浅部Ｃｙｓｔ描出は境界の階調変化が緩やかになって視認性が劣化するうえ、その面積も縮小して低下する。

【0087】

＜比較例４＞
図１１（ａ）、図１１（ｂ）、図１６（ａ）～図１７を参照して、比較例４を説明する。比較例４は、超音波探触子２の送信開口の振動子２ａを内側となる第１振動子群、外側となる第２振動子群に分けずに、駆動波形３の第１の駆動信号と、駆動波形４の第２の駆動信号とを、送信部１２から送信開口の各振動子２ａに順に出力して、得られた受信信号に基づきパルスインバージョン法に準じた受信信号加算演算により得られた画像化信号を画像化する比較例である。

【0088】

比較例４の第１の駆動信号の波形を駆動波形３とする。図１１（ａ）に、時間［ｎｓ］に対する駆動波形３の駆動信号の信号強度［Ｖ］を示す。図１１（ｂ）に、時間［μｓ］に対する駆動波形３の駆動信号に対応する送信超音波の信号強度［ｍＶ］を示す。図１１（ｂ）において、駆動波形３に対応する送信超音波の信号強度を破線で示した。

【0089】

比較例４の第２の駆動信号の波形を駆動波形４とする。

【0090】

図１６（ａ）に、時間［μｓ］に対する、駆動波形３の駆動信号に対応する送信超音波と、駆動波形４の駆動信号に対応する送信超音波との信号強度［ｍＶ］の重畳を示す。図１６（ｂ）に、時間［μｓ］に対する、駆動波形３の駆動信号に対応する送信超音波と、駆動波形４の駆動信号に対応する送信超音波との合算波形１の合算信号の信号強度［ｍＶ］を示す。図１７に、周波数［ＭＨｚ］に対する、駆動波形３の駆動信号に対応する送信超音波と、駆動波形４の駆動信号に対応する送信超音波と、合算波形１の合算信号と、の信号強度［ｄＢ］（周波数パワースペクトル）の重畳を示す。図１６（ａ）～図１７において、駆動波形３に対応する送信超音波の信号強度を破線で示し、駆動波形４に対応する送信超音波の信号強度を一点鎖線で示し、合算波形１の合算信号の信号強度を実線で示した。

【0091】

図１６（ａ）に示すように、駆動波形４に対応する送信超音波の信号強度は、駆動波形３に対応する送信超音波の信号強度と電圧の極性がおおよそ反転しているものの完全ではない。このため、図１６（ｂ）に示すように、駆動波形３，４に対応する送信超音波の合算波形１の合算信号は、０にならずに、相殺残留となる。また、図１７に示すように、駆動波形３，４に対応する送信超音波と、合算波形１の合算信号との周波数パワースペクトルは一致しない。

【0092】

比較例４の画像化信号は、送信部１２から出力する駆動波形３の第１の駆動信号に対応する超音波送受信により受信部１３で生成された受信信号（第１送受信結果信号）と、ついで送信部１２から出力する駆動波形４の第２の駆動信号に対応する超音波送受信とにより、受信部１３で生成された受信信号（第２送受信結果信号）と、の加算信号（第１／第２送受信結果加算信号）となる。高調波成分抽出部１４ａにより、第１／第２送受信結果加算信号の高調波成分が抽出されるとともに相殺残留成分も抽出され、画像生成部１４により、当該高調波成分と相殺残留成分を用いて超音波画像データが生成される。
高調波成分に加え、線形成分である相殺残留成分も用いて画像化しているため、音圧が低下したシャドウ部においても基本波成分により画像化成分が得られ、シャドウは軽減するものの、高調波によるコントラスト改善効果が得られず、低輝度部では音響ノイズの影響が大きくなるため浅部Ｃｙｓｔ描出は境界の階調変化が緩やかになって視認性が劣化するうえ、その面積も縮小して低下する。

【0093】

＜実施例１＞
実施例１を説明する。実施例１は、超音波探触子２の送信開口の振動子２ａを内側となる第１振動子群、外側となる第２振動子群に分け、第１の駆動信号として、駆動波形１の第３の駆動信号を、送信部１２から内側となる第１振動子群に出力するとともに、駆動波形３の第４の駆動信号を、送信部１２から外側となる第２振動子群に出力し、ついで、第２の駆動信号として、駆動波形２の第５の駆動信号を、送信部１２から内側となる第１振動子群に出力するとともに、駆動波形４の第６の駆動信号を、送信部１２から外側となる第２振動子群に出力して、得られた受信信号に基づきパルスインバージョン法により準じた受信信号加算演算により得られた画像化信号を画像化する実施例である。

【0094】

また、実施例１の超音波探触子２の送信開口の内側となる第１振動子群の振動子２ａの素子数が１６であり、外側となる第２振動子群の振動子２ａの素子数が３０である。

【0095】

実施例１の第１の駆動信号のうち、内側となる第１振動子群に出力する第３の駆動信号の波形を駆動波形１とする。実施例１の第２の駆動信号のうち、内側となる第１振動子群に出力する第４の駆動信号の波形を駆動波形２とする。

【0096】

実施例１の第１の駆動信号のうち、外側となる第２振動子群に出力する第４の駆動信号の波形を駆動波形３とする。実施例１の第２の駆動信号のうち、外側となる第２振動子群に出力する第６の駆動信号の波形を駆動波形４とする。

【0097】

実施例１の駆動波形１の第３の駆動信号と駆動波形２の第５の駆動信号との送信超音波の加算については、比較例１と同様に相殺残留が発生しない。実施例１の駆動波形３の第４の駆動信号と駆動波形４の第６の駆動信号との送信超音波の加算については、合成波形１の合成信号の相殺残留が発生する。

【0098】

実施例１の画像化信号は、送信部１２の内側となる第１振動子群から出力する駆動波形１の第３の駆動信号に対応する超音波、及び外側となる第２振動子群から出力する駆動波形３の第４の駆動信号に対応する超音波の送受信により受信部１３で生成された受信信号（第１送受信結果信号）と、ついで送信部１２の内側となる第１振動子群から出力する駆動波形２の第５の駆動信号に対応する超音波、及び外側となる第２振動子群から出力する駆動波形４の第６の駆動信号に対応する超音波の送受信により受信部１３で生成された受信信号（第２送受信結果信号）と、の加算信号（第１／第２送受信結果加算信号）となる。高調波成分抽出部１４ａにより、第１／第２送受信結果加算信号の高調波成分が抽出されるとともに相殺残留成分も抽出され、画像生成部１４により、当該高調波成分と相殺残留成分を用いて超音波画像データが生成される。
相殺残留成分を生じない第１振動子群の割合が多く、浅部音響ノイズの影響をほとんど受けないため浅部Ｃｙｓｔ描出は良好で、深部のシャドウ領域に対しては第２振動子群により得られる相殺残留成分により画像信号が得られるため充分改善される。浅部シャドウに対しては第２振動子群による画像信号がやや弱いが実用上問題ないレベルに改善される。
更に第１振動子群から出力される超音波の周波数パワースペクトルは図１５（ｂ）に示した通りとなり、第２振動子群から出力される超音波の周波数パワースペクトルは図１７の一点鎖線および破線で示した通りとなるため、これらは図８に示した好ましい態様の関係となっている。そのためペネトレーションも良好となっている。

【0099】

＜実施例２＞
実施例２を説明する。実施例２は、実施例１と同様の駆動信号（第３～第６の駆動信号）を用い、送信開口の総素子数も同様ではありながら、送信開口の内側となる第１振動子群の振動子２ａの素子数を１０とし、外側となる第２振動子群の振動子２ａの素子数を３６とした実施例である。
実施例１と比較し、相殺残留成分を生じない第１振動子群の割合が少なくなり、浅部音響ノイズの影響を若干受けてはいるものの浅部Ｃｙｓｔ描出は実用上問題ないレベルが得られており、浅部シャドウに対しては第２振動子群による画像信号がより得られるため改善される。深部のシャドウ領域に対しては概ね実施例１と同様の改善効果が得られており、第１振動子群から出力される超音波の周波数パワースペクトルと、第２振動子群から出力される超音波の周波数パワースペクトルの関係も、実施例１同様に図８に示した好ましい態様の関係となっているためペネトレーションも良好となっている。

【0100】

＜実施例３＞
図１４（ａ）、図１４（ｂ）、図１９（ａ）～図２０を参照して、実施例３を説明する。実施例３は、超音波探触子２の送信開口の振動子２ａを内側となる第１振動子群、外側となる第２振動子群に分け、第１の駆動信号として、駆動波形１の第３の駆動信号を、送信部１２から内側となる第１振動子群に出力するとともに、駆動波形６の第４の駆動信号を、送信部１２から外側となる第２振動子群に出力し、ついで、第２の駆動信号として、駆動波形２の第５の駆動信号を、送信部１２から内側となる第１振動子群に出力するとともに、駆動波形４の第６の駆動信号を、送信部１２から外側となる第２振動子群に出力して、得られた受信信号に基づきパルスインバージョン法により準じた受信信号加算演算により得られた画像化信号を画像化する実施例である。

【0101】

また、実施例３の超音波探触子２の送信開口の内側となる第１振動子群の振動子２ａの素子数が１０であり、外側となる第２振動子群の振動子２ａの素子数が３６である。

【0102】

実施例３の第１の駆動信号のうち、内側となる第１振動子群に出力する第３の駆動信号の波形を駆動波形１とする。実施例３の第２の駆動信号のうち、内側となる第１振動子群に出力する第５の駆動信号の波形を駆動波形２とする。

【0103】

実施例３の第１の駆動信号のうち、外側となる第２振動子群に出力する第４の駆動信号の波形を駆動波形６とする。図１４（ａ）に、時間［ｎｓ］に対する駆動波形６の駆動信号の信号強度［Ｖ］を示す。図１４（ｂ）に、時間［μｓ］に対する駆動波形６の駆動信号に対応する送信超音波の信号強度［ｍＶ］を示す。図１４（ｂ）において、駆動波形６に対応する送信超音波の信号強度を破線で示した。

【0104】

実施例３の第２の駆動信号のうち、外側となる第２振動子群に出力する第６の駆動信号の波形を駆動波形４とする。

【0105】

実施例３の駆動波形１の第３の駆動信号と駆動波形２の第５の駆動信号との送信超音波の加算については、比較例１と同様に相殺残留が発生しない。実施例３の駆動波形６の第３の駆動信号と駆動波形４の第５の駆動信号との送信超音波の加算については、相殺残留が発生する。

【0106】

図１９（ａ）に、時間［μｓ］に対する、駆動波形６の駆動信号に対応する送信超音波と、駆動波形４の駆動信号に対応する送信超音波との信号強度［ｍＶ］の重畳を示す。図１９（ｂ）に、時間［μｓ］に対する、駆動波形６の駆動信号に対応する送信超音波と、駆動波形４の駆動信号に対応する送信超音波との合算波形２の合算信号の信号強度［ｍＶ］を示す。図２０に、周波数［ＭＨｚ］に対する、駆動波形６の駆動信号に対応する送信超音波と、駆動波形４の駆動信号に対応する送信超音波と、合算波形２の合算信号と、の信号強度［ｄＢ］（周波数パワースペクトル）の重畳を示す。図１９（ａ）～図２０において、駆動波形６に対応する送信超音波の信号強度を破線で示し、駆動波形４に対応する送信超音波の信号強度を一点鎖線で示し、合算波形２の合算信号の信号強度を実線で示した。

【0107】

図１９（ａ）に示すように、駆動波形４に対応する送信超音波の信号強度は、駆動波形６に対応する送信超音波の信号強度と電圧の極性がおおよそ反転しているものの完全ではない。このため、図１９（ｂ）に示すように、駆動波形６，４に対応する送信超音波の合算波形１の合算信号は、０にならずに、相殺残留となる。また、図２０に示すように、駆動波形６，４に対応する送信超音波と、合算波形２の合算信号との周波数パワースペクトルは一致しない。また、図２０に実線で示された合算波形２の周波数パワースペクトルから、合算波形の周波数帯域幅や中心周波数は図１７に実線で示された合算波形１の周波数パワースペクトルとほぼ同様であるが、その成分強度は全体が低く、合算波形２の相殺残留成分強度は合算波形１よりも弱いことがわかる。

【0108】

実施例３の画像化信号は、送信部１２の内側となる第１振動子群から出力する駆動波形１の第３の駆動信号に対応する超音波、及び外側となる第２振動子群から出力する駆動波形６の第４の駆動信号に対応する超音波の送受信により受信部１３で生成された受信信号（第１送受信結果信号）と、ついで送信部１２の内側となる第１振動子群から出力する駆動波形２の第５の駆動信号に対応する超音波、及び外側となる第２振動子群から出力する駆動波形４の第６の駆動信号に対応する超音波の送受信により受信部１３で生成された受信信号（第２送受信結果信号）と、の加算信号（第１／第２送受信結果加算信号）となる。高調波成分抽出部１４ａにより、第１／第２送受信結果加算信号の高調波成分が抽出されるとともに相殺残留成分も抽出され、画像生成部１４により、当該高調波成分と相殺残留成分を用いて超音波画像データが生成される。
第１振動子群と第２振動子群の素子数が同じである実施例２と比較し、第２振動子群により得られる相殺残留成分が少なくなるために浅部音響ノイズの影響がほぼなくなり浅部Ｃｙｓｔの描出は改善している。シャドウ軽減効果は実施例２同様に相殺残留を生じない第１振動子群の割合が少ないために浅部シャドウ部への回り込み効果は充分得られるが、トータルの相殺残留成分が少なくなるため深部では実用上問題ないレベルはあるものの若干低下する。第１振動子群から出力される超音波の周波数パワースペクトルと、第２振動子群から出力される超音波の周波数パワースペクトルの関係も、実施例１同様に図８に示した好ましい態様の関係となっているためペネトレーションも良好となっている。

【0109】

実施例１～３の送信条件（送信超音波）は、条件（ａ）～（ｅ）を満たすものとしている。

【0110】

＜画像評価＞
上記の比較例１～４、実施例１～３の送信条件と、画像化信号とに基づいて、超音波診断装置Ｓにより、超音波画像データを生成し、生成した超音波画像データの画像評価を行った。比較例１～４、実施例１～３の送信条件、画像化信号及び画像評価を次表IIに示す。

【表2】

【0111】

ついで、図２１（ａ）～図２４（ｂ）を参照して、超音波画像の画像評価を説明する。図２１（ａ）は、比較例４における第１の被検体の超音波画像を示す図である。図２１（ｂ）は、実施例１における第１の被検体の超音波画像を示す図である。図２２（ａ）は、図２１（ａ）の部分領域Ｐ１の輝度値の３Ｄグラフである。図２２（ｂ）は、図２１（ｂ）の部分領域Ｐ２の輝度値の３Ｄグラフである。図２３（ａ）は、比較例４における第２の被検体の超音波画像を示す図である。図２３（ｂ）は、実施例１における第２の被検体の超音波画像を示す図である。図２４（ａ）は、図２３（ａ）の部分領域Ｐ３の輝度値の３Ｄグラフである。図２４（ｂ）は、図２３（ｂ）の部分領域Ｐ４の輝度値の３Ｄグラフである。

【0112】

まず、超音波診断装置Ｓにおいて、比較例１～４、実施例１～３の送信条件及び画像化信号の条件を用いて、同一の第１の被検体をスキャンして超音波画像データを生成した。第１の被検体として、マトリクス部（散乱体の材料部分）としてのＧａｍｍｅｘ社４０４ＧＳをベースとして、Ｃｙｓｔ部（小径シストターゲット（Ｃｙｓｔ（嚢胞）を模した無エコー成分の均一な材料部分））を追加した特注ファントム（Ｃｙｓｔ深度１～２ｃｍ）を用いた。

【0113】

表IIの画像評価の「浅部Ｃｙｓｔ描出」は、実施例４の超音波画像中のＣｙｓｔ部のＣｙｓｔ面積縮小度合い及び境界部輝度変化度合いを×レベルとし、実施例１のＣｙｓｔ面積縮小度合い及び境界部輝度変化度合いを〇レベルとして、×～〇までを等分割し、各々の両項目結果に基づいて結果を割り当てた。

【0114】

Ｃｙｓｔ描出は、比較例１，２、実施例１～３が良好であり、比較例３，４が不良である結果が得られた。

【0115】

例えば、図２１（ａ）に示すように、比較例４における第１の被検体の超音波画像データの超音波画像が得られた。この超音波画像のうち、Ｃｙｓｔ部（図上の黒丸部分）を含む８０×８０ピクセルの画素からなる領域を部分領域Ｐ１とする。

【0116】

また、図２１（ｂ）に示すように、実施例１における同じ第１の被検体の超音波画像データの超音波画像が得られた。この超音波画像のうち、同じＣｙｓｔ部を含む８０×８０ピクセルの画素からなる領域を部分領域Ｐ２とする。

【0117】

ここで、図２２（ａ）に示すように、部分領域Ｐ１の各画素の輝度値を３Ｄグラフにした。部分領域Ｐ１をＸＹ平面とし、輝度値をＺ軸にとるように、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸（いずれも図示略）をとった。このように、形状視認性を高めるため、低輝度部がＺ軸高値となるようにして輝度値を３Ｄグラフ化した。また、図２２（ｂ）に示すように、図２２（ａ）と同様にして、部分領域Ｐ２の各画素の輝度値を３Ｄグラフにした。

【0118】

図２２（ａ）の輝度の３Ｄグラフに示すように、全送信開口の振動子２ａに非対称ＰＩの駆動信号を出力した比較例４の部分領域Ｐ１では、Ｃｙｓｔ部の低輝度部面積が縮小し、境界部の輝度変化も緩やかである。これに対し、図２２（ｂ）の輝度の３Ｄグラフに示すように、送信開口の内側となる第１振動子群に対称ＰＩの駆動信号を出力し、かつ外側となる第２振動子群を非対称ＰＩの駆動信号を出力した実施例１の部分領域Ｐ２では、低輝度部面積が保たれており、境界部の輝度変化も急峻でコントラストが明確であることが分かる。

【0119】

つぎに、超音波診断装置Ｓにおいて、比較例１～４、実施例１～３の送信条件及び画像化信号の条件を用いて、同一の第２の被検体をスキャンして超音波画像データを生成した。第２の被検体として、マトリクス部（散乱体の材料部分）としての溶解した寒天中に５００［μｍΦ］のアクリル粒子を分散したものを母材とし、シャドウ源（シャドウ部の原因となる音響遮蔽物）として１［ｍｍΦ］のナイロンワイヤーを埋設したものを凝固させたファントムを用いた。

【0120】

表IIの画像評価の「シャドウ軽減効果」は、超音波画像の浅部と深部とについて、比較例１のマトリクス部とシャドウ部の輝度均一性（浅部及び深部）を×レベルとし、実施例１の輝度均一性（浅部）を〇△レベル、輝度均一性（深部）を〇レベルとして、×～〇までを等分割し、各々の両項目結果に基づいて結果を割り当てた。

【0121】

シャドウ軽減効果は、比較例３，４、実施例１～３が浅部及び深部ともに良好であり、比較例１，２が浅部及び深部ともに不良である結果が得られた。

【0122】

例えば、図２３（ａ）に示すように、比較例４における第１の被検体の超音波画像データの超音波画像が得られた。この超音波画像のうち、シャドウ部（図上の黒部分）を含む１７０×１２０ピクセルの画素からなる領域を部分領域Ｐ３とする。

【0123】

図２３（ｂ）に示すように、実施例１における同じ第２の被検体の超音波画像データの超音波画像が得られた。この超音波画像のうち、同じシャドウ部を含む１７０×１２０ピクセルの画素からなる領域を部分領域Ｐ４とする。

【0124】

ここで、図２４（ａ）に示すように、部分領域Ｐ３の各画素の輝度値を３Ｄグラフにした。部分領域Ｐ３をＸＹ平面とし、輝度値をＺ軸にとるように、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸（いずれも図示略）をとった。このように、Ｃｙｓｔ部と同様に、形状視認性を高めるため、低輝度部がＺ軸高値となるようにして輝度値を３Ｄグラフ化した。また、図２４（ｂ）に示すように、図２４（ａ）と同様にして、部分領域Ｐ４の各画素の輝度値を３Ｄグラフにした。

【0125】

図２４（ｂ）の輝度の３Ｄグラフに示すように、全送信開口の振動子２ａに非対称ＰＩの駆動信号を出力した比較例４の部分領域Ｐ１では、浅部から深部に渡って２本の筋状シャドウ部が明確な輝度差として認められる。これに対し、図２４（ｂ）の輝度の３Ｄグラフに示すように、送信開口の内側となる第１振動子群に対称ＰＩの駆動信号を出力し、かつ外側となる第２振動子群に非対称ＰＩの駆動信号を出力した実施例１の部分領域Ｐ２では、周辺との輝度差が浅部（３Ｄグラフ奥）から大きく軽減しており、深部（３Ｄグラフ手前）では概ね輝度が均一化していることがわかる。

【0126】

表IIの画像評価の「Ｐｅｎｅｔｒａｔｏｎ（評価）」は、時間平均を行わずに異なる２フレームの超音波画像データを取得し、その画像相関が０．５以上を保てる深度をＰｅｎｅｔｒａｔｏｎ深度とし、実施例１と概ね同等のものを〇、比較例１と概ね同等（実施例１より劣る）を△、比較例１より劣るものを×として評価した。ただし、結果として×評価はなかった。

【0127】

実施例１～３については、浅部Ｃｙｓｔ描出、シャドウ軽減効果、Ｐｅｎｅｔｒａｔｏｎのいずれの画像評価も実用上問題ないレベル（〇△以上）となり良好であった。実施例１～３において相殺残留成分を条件（ｄ），（ｅ）となるように設計することで、分解能の高い画像描出が得られている。対して、送信超音波から得られた受信信号をそのまま画像化してシャドウ部をカバーした場合である比較例３では、シャドウ部はカバーされるものの、音響ノイズの影響を強く受け、周波数が低く、狭帯域の第２送受信結果による画像信号が５０％の重みづけで描出されることになり、画像粒度が粗く、分解能が劣る成分が画像全体に悪影響を及ぼすため、例えばＣｙｓｔの描出（浅部Ｃｙｓｔ描出）が劣化する。

【0128】

また、送信開口を内側となる第１振動子群、外側となる第２振動子群に分けずに相殺残留が発生する第１、第２の駆動信号を用いた比較例４は、浅部から相殺残留成分による音響ノイズの影響を強く受けることとなり、実施例１～３に比べて、浅部Ｃｙｓｔ描出が不良となった。また、同じ送信開口を設定し、実施例１と、実施例１よりも内側となる第１振動子群の素子数が少ない実施例２とにおいて、浅部Ｃｙｓｔ描出については、外側となる第２振動子群の相殺残留成分の影響を受けにくい実施例１が、実施例２よりも良好となった。同じく、シャドウ軽減効果（浅部）については、外側となる第２振動素子群からの送信超音波がシャドウ部に回り込みやすくなるため、実施例２が、実施例１よりも良好となった。また、内側となる第１振動素子群素子数と外側となる第２振動素子群素子数のいずれも同一とし、外側となる第２振動素子群の駆動波形を変更して相殺残留成分の強度を変更した実施例３では、浅部Ｃｙｓｔ描出が改善するが、シャドウ軽減効果（深部）については画像化信号全体に対する相殺残留成分の割合が減少するため実施例３よりも実施例２が良好であった。

【0129】

以上、本実施の形態によれば、被検体に送信超音波を送信して当該被検体から受信超音波を受信する超音波探触子２により得られた受信信号に基づき超音波画像データを生成する超音波診断装置Ｓとする。超音波探触子２は、複数の振動子２ａにより構成された送信開口を有する。送信開口は、送信開口の内側に配置された第１振動子群及び第１振動子群よりも外側に配置された第２振動子群を少なくとも含む複数の振動子群を有する。超音波診断装置Ｓは、駆動信号を生成して前記複数の振動子群に出力する送信部１２と、送信部１２に、第１駆動信号及び第２駆動信号を少なくとも含む複数の駆動信号を一音線に対して複数の振動子群に出力させる制御部１８と、超音波探触子２から複数の駆動信号に対応する複数の受信信号を受信する受信部１３と、複数の受信信号を演算して超音波画像データを生成する画像生成部１４と、を備える。第１の駆動信号は、第３の駆動信号及び第４の駆動信号を含む。第２の駆動信号は、第３の駆動信号と加算した場合に相殺される第５の駆動信号と、第４の駆動信号と加算した場合に相殺残留が発生する第６の駆動信号と、を含む。制御部１８は、送信部１２に、第１の駆動信号及び第２の駆動信号に、送信超音波が同一焦点に集束するよう時間遅延を与えて、第３の駆動信号及び第５の駆動信号を内側となる第１振動子群に出力させ、第４の駆動信号及び第６の駆動信号を外側となる第２振動子群に出力させる。

【0130】

このため、音響遮蔽物がある場合に、音響ノイズによる暗部描出低下を解消し、シャドウ耐性のある良好な超音波画像を得ることができる。また、非対称ＰＩの第３の駆動信号及び第５の駆動信号により、分解能を維持しつつペネトレーションを向上できる。

【0131】

また、画像生成部１４は、受信信号を加算することにより超音波画像データを生成する。このため、高調波成分により、分解能が高く、アーチファクトが少なく、コントラストの良い超音波画像を得ることができる。

【0132】

また、第１の駆動信号及び第２の駆動信号の駆動電圧が同じである。このため、第１の駆動信号及び第２の駆動信号、内側となる第１振動子群、外側となる第２振動子群の違いで駆動電圧を別に設定する複雑な構成を防ぎ、超音波診断装置Ｓの構成を簡単にできるとともにコストを低減できる。

【0133】

また、第４の駆動信号及び第６の駆動信号の送信超音波の周波数パワースペクトル（非対称ＰＩの信号成分ＯＴｘ）の中心周波数は、第３の駆動信号及び第５の駆動信号の送信超音波の周波数パワースペクトル（対称ＰＩの信号成分ＩＴｘ）の中心周波数よりも小さい。また、第４の駆動信号及び第６の駆動信号の送信超音波の周波数パワースペクトル（非対称ＰＩの信号成分ＯＴｘ）の帯域幅は、第３の駆動信号及び第５の駆動信号の送信超音波の周波数パワースペクトル（対称ＰＩの信号成分ＩＴｘ）の帯域幅よりも小さい。また、超音波探触子２の中心周波数よりも高周波領域において、第４の駆動信号及び第６の駆動信号の送信超音波の周波数パワースペクトル（非対称ＰＩの信号成分ＯＴｘ）の信号強度は、第３の駆動信号及び第５の駆動信号の送信超音波の周波数パワースペクトル（対称ＰＩの信号成分ＩＴｘ）の信号強度よりも小さい。このため、浅部の無～低エコー領域の画像描出を向上できる。

【0134】

また、第３の駆動信号及び第６の駆動信号の送信超音波の周波数パワースペクトルの中心周波数は、相殺残留成分の中心周波数よりも小さい。また、第３の駆動信号及び第６の駆動信号の送信超音波の周波数パワースペクトルの帯域幅は、相殺残留の帯域幅よりも小さい。このため、シャドウ部について、帯域が広いことにより画像粒度の細かい、分解能の高い画像描出を得ることができる。

【0135】

なお、上記実施の形態における記述は、本発明に係る好適な超音波診断装置の一例であり、これに限定されるものではない。

【0136】

例えば、上記実施の形態では、超音波探触子２の送信開口の振動子２ａを、内側となる第１振動子群、外側となる第２振動子群に分ける構成としたが、これに限定するものではない。超音波探触子２の送信開口の振動子２ａを内側となる第１振動子群、外側となる第２振動子群を含む３以上の振動子群に分ける構成としてもよい。また、上記実施の形態では、１つの振動子群は、複数の振動子２ａを有する構成として説明したが、これに限定されるものではなく、少なくとも１つの振動子２ａを有する構成としてもよい。

【0137】

また、以上の実施の形態における超音波診断装置Ｓを構成する各部の細部構成及び細部動作に関して本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。

【符号の説明】

【0138】

Ｓ 超音波診断装置
１ 超音波診断装置本体
１１ 操作入力部
１２ 送信部
１２１ クロック発生回路
１２２ パルス発生回路
１２３ 時間及び電圧設定部
１２４ 遅延回路
１３ 受信部
１４ 画像生成部
１４ａ 高調波成分抽出部
１５ 画像処理部
１５ａ 画像メモリー部
１６ ＤＳＣ
１７ 表示部
１８ 制御部
１９ 記憶部
２，２Ｌ 超音波探触子
２１ 超音波探触子本体
２ａ 振動子
２２ ケーブル
２３ コネクター

【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16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】