特開 2024-68538 超音波受信装置、及び超音波受信方法

(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】P2024068538

(43)【公開日】2024-05-20

(54)【発明の名称】超音波受信装置、及び超音波受信方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 8/14 20060101AFI20240513BHJP

【ＦＩ】

A61B8/14

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022179067

(22)【出願日】2022-11-08

(71)【出願人】

【識別番号】594164542

【氏名又は名称】キヤノンメディカルシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】高橋 広樹

【テーマコード（参考）】

4C601

【Ｆターム（参考）】

4C601DE09

4C601DE12

4C601EE01

4C601EE04

4C601EE07

4C601EE22

4C601GB04

4C601GB06

4C601HH02

4C601HH21

4C601HH38

4C601JB02

4C601JB34

4C601JB53

4C601LL26

(57)【要約】

【課題】処理負担を抑制しつつ適応型受信ビームフォーミングを送信開口合成に適用すること。
【解決手段】超音波受信装置は、取得部と、整相加算処理部と、送信開口合成部と、適応型受信ビームフォーミング部と、を備える。前記取得部は、送信方向が異なる超音波の送受信を時系列に実行されることで生成されたチャネル単位の第１反射波データを取得する。前記整相加算処理部は、前記第１反射波データのそれぞれについて、伝播経路に応じた整相加算処理をチャネル単位で実行し、第２反射波データを生成する。前記送信開口合成部は、前記第２反射波データを用いて複数の送信方向についての加算処理をチャネル単位で実行し、送信開口合成された第３反射波データを生成する。前記適応型受信ビームフォーミング部は、前記第３反射波データに対して適応型受信ビームフォーミングを実行する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

送信方向が異なる超音波の送受信を時系列に実行されることで生成されたチャネル単位の第１反射波データを取得する取得部と、
前記第１反射波データのそれぞれについて、伝播経路に応じた整相加算処理をチャネル単位で実行し、第２反射波データを生成する整相加算処理部と、
前記第２反射波データを用いて複数の送信方向についての加算処理をチャネル単位で実行し、送信開口合成された第３反射波データを生成する送信開口合成部と、
前記第３反射波データに対して適応型受信ビームフォーミングを実行する適応型受信ビームフォーミング部と、
を備える超音波受信装置。

【請求項2】

前記送信開口合成部により合成された複数の前記第２反射波データに対するコヒーレンシーの評価値を算出する算出部を更に備える、
請求項１に記載の超音波受信装置。

【請求項3】

前記算出部は、前記評価値に基づいた値を、前記適応型受信ビームフォーミングの実行により生成された第４反射波データに乗算する、
請求項２に記載の超音波受信装置。

【請求項4】

前記第１反射波データから高調波成分を抽出する抽出部を更に備え、
前記整相加算処理部は、前記抽出部により抽出された前記高調波成分に対して前記整相加算処理を実行する、
請求項１に記載の超音波受信装置。

【請求項5】

前記抽出部は、超音波の送受信を時系列に実行されることで生成された前記第１反射波データと、当該超音波から位相変調された超音波の送受信を時系列に実行されることで生成された前記第１反射波データと、に基づいて前記高調波成分を抽出する、
請求項４に記載の超音波受信装置。

【請求項6】

前記取得部は、平面波又は球面拡散波である超音波に対応する前記第１反射波データを取得する、
請求項１に記載の超音波受信装置。

【請求項7】

前記適応型受信ビームフォーミング部は、Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｖａｒｉａｎｃｅ方式の前記適応型受信ビームフォーミングを実行する、
請求項１から請求項６の何れか一項に記載の超音波受信装置。

【請求項8】

前記適応型受信ビームフォーミング部は、Ｄｅｌａｙ Ｍｕｌｔｉｐｌｙ ａｎｄ Ｓｕｍ方式の前記適応型受信ビームフォーミングを実行する、
請求項１から請求項６の何れか一項に記載の超音波受信装置。

【請求項9】

送信方向が異なる超音波の送受信を時系列に実行されることで生成されたチャネル単位の第１反射波データを取得し、
前記第１反射波データのそれぞれについて、伝播経路に応じた整相加算処理をチャネル単位で実行し、第２反射波データを生成し、
前記第２反射波データを用いて複数の送信方向についての加算処理をチャネル単位で実行し、送信開口合成された第３反射波データを生成し、
前記第３反射波データに対して適応型受信ビームフォーミングを実行する、
ことを含む超音波受信方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書及び図面に開示の実施形態は、超音波受信装置、及び超音波受信方法に関する。

【0002】

従来、均一性が高く、ノイズの少ない画像を生成する送信開口合成を実行する超音波診断装置が知られている。また、画像の分解能を向上させる適応型受信ビームフォーミングを実行する超音波診断装置が知られている。

【0003】

そして、適応型受信ビームフォーミングを送信開口合成に適用することにより、更なる画質の向上を期待することができる。

【0004】

しかしながら、適応型受信ビームフォーミングは、処理負担が大きいため、送信開口合成に適用させることは現実的ではない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１８－１８７０１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本明細書及び図面に開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、処理負担を抑制しつつ適応型受信ビームフォーミングを送信開口合成に適用することである。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決しようとする課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置づけることもできる。

【課題を解決するための手段】

【0007】

実施形態に係る超音波受信装置は、取得部と、整相加算処理部と、送信開口合成部と、適応型受信ビームフォーミング部とを備える。前記取得部は、送信方向が異なる超音波の送受信を時系列に実行されることで生成されたチャネル単位の第１反射波データを取得する。前記整相加算処理部は、前記第１反射波データのそれぞれについて、伝播経路に応じた整相加算処理をチャネル単位で実行し、第２反射波データを生成する。前記送信開口合成部は、前記第２反射波データを用いて複数の送信方向についての加算処理をチャネル単位で実行し、送信開口合成された第３反射波データを生成する。前記適応型受信ビームフォーミング部は、前記第３反射波データに対して適応型受信ビームフォーミングを実行する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、本実施形態に係る超音波診断装置の構成の一例を示すブロック図である。

【図2】図２は、受信ビームフォーミングの一例を示す図である。

【図3】図３は、送信開口合成の送信の一例を示す図である。

【図4】図４は、送信開口合成の受信の一例を示す図である。

【図5】図５は、適応型受信ビームフォーミングを送信開口合成に適用する処理の一例を示すフローチャートである。

【図6】図６は、本実施形態に係る超音波診断装置が実行する適用処理の一例を示すフローチャートである。

【図7】図７は、変形例１に係る超音波診断装置の構成の一例を示すブロック図である。

【図8】図８は、変形例１に係る超音波診断装置が実行する適用処理の一例を示すフローチャートである。

【図9】図９は、変形例２に係る超音波診断装置の構成の一例を示すブロック図である。

【図10】図１０は、変形例２に係る超音波診断装置が実行する適用処理の一例を示すフローチャートである。

【図11】図１１は、変形例３に係る超音波診断装置の構成の一例を示すブロック図である。

【図12】図１２は、変形例３に係る超音波診断装置が実行する適用処理の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照しながら、実施形態に関する超音波受信装置、及び超音波受信方法について説明する。以下の実施形態では、同一の参照符号を付した部分は同様の動作をおこなうものとして、重複する説明を適宜省略する。

【0010】

図１は、本実施形態に係る超音波診断装置１００の構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、超音波診断装置１００は、超音波プローブ１０１、入力インタフェース１０２、ディスプレイ１０３、及び装置本体１０４を有する。超音波プローブ１０１、入力インタフェース１０２、及びディスプレイ１０３は、装置本体１０４と通信可能に接続される。

【0011】

超音波プローブ１０１は、複数の圧電素子１０１ｂが配列されたアレイ部１０１ａを有する。アレイ部１０１ａは、装置本体１０４が有する送受信回路１１０から供給される駆動信号に基づき超音波を発生する。また、超音波プローブ１０１は、被検体Ｐからの反射波を受信して電気信号に変換する。なお、超音波プローブ１０１は、装置本体１０４と着脱自在に接続される。

【0012】

超音波プローブ１０１から被検体Ｐに超音波が送信されると、送信された超音波は、被検体Ｐの体内組織における音響インピーダンスの不連続面で次々と反射され、反射波信号として超音波プローブ１０１が有するアレイ部１０１ａにて受信される。受信される反射波信号の振幅は、超音波が反射される不連続面における音響インピーダンスの差に依存する。送信された超音波パルスが、移動している血流や心臓壁等の表面で反射された場合の反射波信号は、ドプラ効果により、移動体の超音波送信方向に対する速度成分に依存して、周波数偏移を受ける。

【0013】

なお、超音波プローブ１０１の形態は特に問わず、如何なる形態の超音波プローブが用いられてもよい。例えば、超音波プローブ１０１は、被検体Ｐを２次元で走査する１Ｄアレイプローブであってもよい。また、超音波プローブ１０１は、被検体Ｐを３次元で走査するメカニカル４Ｄプローブや２Ｄアレイプローブであってもよい。

【0014】

入力インタフェース１０２は、操作者から各種の指示及び情報の入力操作を受け付ける。具体的には、入力インタフェース１０２は、操作者から受け付けた入力操作を電気信号へ変換して装置本体１０４の処理回路１７０に出力する。例えば、入力インタフェース１０２は、トラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチスクリーン、光学センサを用いた非接触入力回路、及び音声入力回路等によって実現される。なお、入力インタフェース１０２は、マウス、キーボード等の物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、装置とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を制御回路へ出力する電気信号の処理回路も入力インタフェース１０２の例に含まれる。

【0015】

ディスプレイ１０３は、各種の情報及び画像を表示する。具体的には、ディスプレイ１０３は、処理回路１７０から送られる情報及び画像のデータを表示用の電気信号に変換して出力する。例えば、ディスプレイ１０３は、液晶モニタやＣＲＴ（Cathode Ray Tube）モニタ、タッチパネル等によって実現される。なお、超音波診断装置１００が備える出力装置としては、ディスプレイ１０３に限らず、例えば、スピーカーを備えていても良い。例えば、スピーカーは、装置本体１０４の処理状況を操作者に通知するために、ビープ音等の所定の音声を出力する。

【0016】

装置本体１０４は、超音波プローブ１０１が受信した反射波信号に基づいて超音波画像を生成する装置である。例えば、装置本体１０４は、超音波プローブ１０１が受信した２次元の反射波データに基づいて２次元の超音波画像を生成する。また、装置本体１０４は、超音波プローブ１０１が受信した３次元の反射波データに基づいて３次元の超音波画像を生成する。

【0017】

装置本体１０４は、図１に示すように、送受信回路１１０、バッファメモリ１２０、信号処理回路１３０、画像生成回路１４０、記憶回路１５０、ＮＷ（network）インタフェース１６０、及び処理回路１７０を有する。送受信回路１１０、バッファメモリ１２０、信号処理回路１３０、画像生成回路１４０、記憶回路１５０、ＮＷインタフェース１６０、及び処理回路１７０は、互いに通信可能に接続される。

【0018】

送受信回路１１０は、パルス発生器、送信遅延部、パルサ等を有し、超音波プローブ１０１に駆動信号を供給する。パルス発生器は、所定のレート周波数で、送信超音波を形成するためのレートパルスを繰り返し発生する。また、送信遅延部は、超音波プローブ１０１から発生される超音波をビーム状に集束し、かつ送信指向性を決定するために必要な圧電素子１０１ｂごとの遅延時間を、パルス発生器が発生する各レートパルスに対し与える。また、パルサは、レートパルスに基づくタイミングで、超音波プローブ１０１に駆動信号（駆動パルス）を印加する。すなわち、送信遅延部は、各レートパルスに対し与える遅延時間を変化させることで、アレイ部１０１ａの面から送信される超音波の送信方向を任意に調整する。

【0019】

また、送受信回路１１０は、プリアンプ、Ａ／Ｄ（Analog to Digital）変換器、直交検波回路等を有し、超音波プローブ１０１が受信した反射波信号に対して各種処理を行って反射波データを生成する。

【0020】

プリアンプは、反射波信号をチャンネルごとに増幅してゲイン調整（ゲイン補正）を行なう。Ａ／Ｄ変換器は、ゲイン補正された反射波信号をＡ／Ｄ変換することでゲイン補正された反射波信号をデジタル信号に変換する。直交検波回路は、Ａ／Ｄ変換された反射波信号をベースバンド帯域の同相信号（Ｉ信号、Ｉ：In-phase）と直交信号（Ｑ信号、Ｑ：Quadrature-phase）とに変換する。

【0021】

直交検波回路は、Ｉ信号およびＱ信号を、反射波データとして出力する。以下、Ｉ信号及びＱ信号を総称する場合、ＩＱ信号という。また、ＩＱ信号はＡ／Ｄ変換されたデジタルデータであるため、ＩＱデータともいう。

【0022】

送受信回路１１０は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の半導体集積回路により実現される。また、送受信回路１１０は、取得部１１１、遅延補正部１１２、送信開口合成部１１３、及び適応型受信ビームフォーミング部１１４を備える。

【0023】

取得部１１１は、アレイ部１０１ａに複数配列された圧電素子１０１ｂにより検出された反射波を示す反射波データである第１反射波データを取得する。さらに詳しくは、アレイ部１０１ａは、複数のタイミングでそれぞれ異なる方向に超音波を送信する。また、アレイ部１０１ａは、複数のタイミングでそれぞれ異なる方向に送信した超音波が反射した反射波を受信する。すなわち、取得部１１１は、送信方向が異なる超音波の送受信を時系列に実行されることで生成されたチャネル単位の反射波を示す第１反射波データを取得する。ここで、チャネル単位とは、例えば圧電素子１０１ｂ単位である。しかし、チャネル単位とは、これに限定されず、例えば複数の圧電素子１０１ｂにより一つのチャネルを形成するようにしてもよい。

【0024】

遅延補正部１１２は、第１反射波データのそれぞれについて、伝播経路に応じた整相加算処理をチャネル単位で実行し、第２反射波データを生成する。すなわち、遅延補正部１１２は、圧電素子１０１ｂから送信された超音波が反射するまでの往路と、超音波が反射してから圧電素子１０１ｂまでの復路との伝播経路に応じた遅延を第１反射波データに付加する。遅延補正部１１２は、第１反射波データに遅延を付加することで、反射波に遅延が付加された反射波データである第２反射波データを生成する。

【0025】

送信開口合成部１１３は、第２反射波データを用いて複数の送信方向についての加算処理をチャネル単位で実行し、送信開口合成された第３反射波データを生成する。送信開口合成は、複数のタイミングでそれぞれ異なる方向に送信した超音波が反射された反射波をチャネル単位で合成することにより音場の均一性を向上させる処理である。

【0026】

ここで、アレイ部１０１ａは、異なる複数の方向に超音波を送信する。そのため、同一の圧電素子１０１ｂにより検出された複数の反射波は、複数のタイミングでそれぞれ異なる方向に送信された超音波が反射されたものである。したがって、送信開口合成部１１３は、第２反射波データを用いて複数の送信方向についての加算処理をチャネル単位で実行することで送信開口合成を実現することができる。

【0027】

適応型受信ビームフォーミング部１１４は、送信開口合成部１１３による合成で生成された第３反射波データに対して適応型受信ビームフォーミングを実行する。適応型受信ビームフォーミング部１１４は、第３反射波データに対して適応型受信ビームフォーミングを実行することで第４反射波データを生成する。

【0028】

さらに詳しくは、適応型受信ビームフォーミングは、各圧電素子１０１ｂが受信した反射波に遅延を加える処理や、遅延を加えた反射波を加算する処理において、特定の演算を行うことにより画質を向上させる処理である。例えば、適応型受信ビームフォーミングは、受信した反射波の振幅や位相を補正して不要は成分を抑圧するＭＶ（Minimum Variance）方式や、乗算により遅延ずれに対する応答を過敏にするＤＭＡＳ（Delay Multiply and Sum）方式等がある。

【0029】

すなわち、適応型受信ビームフォーミング部１１４は、第３反射波データに対してＭＶ方式の適応型受信ビームフォーミングを実行する。または、適応型受信ビームフォーミング部１１４は、第３反射波データに対してＤＭＡＳ方式の適応型受信ビームフォーミングを実行する。そして、適応型受信ビームフォーミング部１１４は、第４反射波データを反射波データとしてバッファメモリ１２０に記憶させる。

【0030】

バッファメモリ１２０は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子によって実現される。バッファメモリ１２０は、送受信回路１１０から出力された反射波データを記憶する。なお、バッファメモリ１２０は、第１反射波データ、第２反射波データ、又は第３反射波データなどのテンポラリーデータを記憶してもよい。

【0031】

信号処理回路１３０は、バッファメモリ１２０に記憶された反射波データを取得する。また、信号処理回路１３０は、バッファメモリ１２０から取得した反射波データに対して、対数増幅、包絡線検波処理等を行なって、信号強度が輝度の明るさで表現されるデータ（Ｂモードデータ）を生成する。また、信号処理回路１３０は、バッファメモリ１２０から取得した反射波データから速度情報を周波数解析し、ドプラ効果による血流や組織、造影剤エコー成分を抽出し、速度、分散、パワー等の移動体情報を多点について抽出したデータ（ドプラデータ）を生成する。

【0032】

また、信号処理回路１３０は、２次元の反射波データ及び３次元の反射波データの両方について処理可能である。すなわち、信号処理回路１３０は、２次元の反射波データから２次元のＢモードデータを生成し、３次元の反射波データから３次元のＢモードデータを生成する。また、信号処理回路１３０は、２次元の反射波データから２次元のドプラデータを生成し、３次元の反射波データから３次元のドプラデータを生成する。

【0033】

画像生成回路１４０は、信号処理回路１３０が生成したデータから超音波画像を生成する。例えば、画像生成回路１４０は、信号処理回路１３０が生成した２次元のＢモードデータから反射波の強度を輝度で表した２次元のＢモード画像を生成する。

【0034】

また、例えば、画像生成回路１４０は、信号処理回路１３０が生成した２次元のドプラデータから、血流情報が映像化された２次元のドプラ画像を生成する。２次元のドプラ画像は、血流の平均速度を表す速度画像データ、血流の分散値を表す分散画像データ、血流のパワーを表すパワー画像データ、又は、これらを組み合わせた画像データである。また、画像生成回路１４０は、ドプラ画像として、血流の平均速度、分散値、パワー等の血流情報がカラーで表示されるカラードプラ画像を生成したり、１つの血流情報がグレースケールで表示されるドプラ画像を生成したりする。

【0035】

また、例えば、画像生成回路１４０は、信号処理回路１３０が生成した１走査線上のＢモードデータの時系列データから、Ｍモード画像を生成することも可能である。また、画像生成回路１４０は、信号処理回路１３０が生成したドプラデータから、血流や組織の速度情報を時系列に沿ってプロットしたドプラ波形を生成することも可能である。

【0036】

ここで、画像生成回路１４０は、一般的には、超音波走査の走査線信号列を、テレビ等に代表されるビデオフォーマットの走査線信号列に変換（スキャンコンバート）し、表示用の超音波画像を生成する。具体的には、画像生成回路１４０は、超音波プローブ１０１による超音波の走査形態に応じて座標変換を行なうことで、表示用の超音波画像を生成する。また、画像生成回路１４０は、スキャンコンバート以外に種々の画像処理として、例えば、スキャンコンバート後の複数の画像フレームを用いて、輝度の平均値画像を再生成する画像処理（平滑化処理）や、画像内で微分フィルタを用いる画像処理（エッジ強調処理）等を行なう。また、画像生成回路１４０は、超音波画像データに、種々のパラメータの文字情報、目盛り、ボディーマーク等を合成する。

【0037】

すなわち、Ｂモードデータ及びドプラデータは、スキャンコンバート処理前のデータであり、画像生成回路１４０が生成するデータは、スキャンコンバート処理後の表示用の画像データである。以下、スキャンコンバート処理前のデータ（Ｂモードデータ及びドプラデータ）を、「ＲＡＷデータ」ともいう。

【0038】

画像生成回路１４０は、ＲＡＷデータである２次元のＢモードデータや２次元のドプラデータから、２次元の超音波画像である、２次元のＢモード画像や２次元のドプラ画像を生成する。また、画像生成回路１４０は、例えば２次元のＢモード画像上にカラードプラ画像を重畳させた重畳画像も生成することができる。

【0039】

記憶回路１５０は、各種のデータを記憶する。例えば、記憶回路１５０は、超音波送受信、画像処理及び表示処理を行なうための制御プログラムや、診断情報（例えば、患者ＩＤ、医師の所見等）や、診断プロトコルや各種ボディーマーク等の各種データを記憶する。例えば、記憶回路１５０は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子や、ハードディスク（Hard Disk Drive：ＨＤＤ）、光ディスク等によって実現される。

【0040】

また、記憶回路１５０が記憶するデータは、ＮＷインタフェース１６０を経由して、外部装置へ転送することができる。なお、外部装置は、例えば、画像診断を行う医師が使用するＰＣ（Personal Computer）やタブレット端末、画像を保管する画像保管装置、プリンター等である。

【0041】

ＮＷインタフェース１６０は、装置本体１０４と外部装置との間で行われる通信を制御する。具体的には、ＮＷインタフェース１６０は、外部装置から各種の情報を受信し、受信した情報を処理回路１７０に出力する。例えば、ＮＷインタフェース１６０は、ネットワークカードやネットワークアダプタ、ＮＩＣ（Network Interface Controller）等によって実現される。

【0042】

処理回路１７０は、超音波診断装置１００の処理全体を制御する。具体的には、処理回路１７０は、入力インタフェース１０２を介して操作者から入力された各種設定要求や、記憶回路１５０から読み込んだ各種制御プログラム及び各種データに基づき、送受信回路１１０、信号処理回路１３０、及び画像生成回路１４０の処理を制御する。また、処理回路１７０は、超音波画像の表示を制御する。

【0043】

また、処理回路１７０は、表示制御機能１７１を実行する。ここで、例えば、処理回路１７０の構成要素である表示制御機能１７１の各処理機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路１５０に記憶されている。処理回路１７０は、プロセッサである。例えば、処理回路１７０は、プログラムを記憶回路１５０から読み出し、実行することで各プログラムに対応する機能を実現する。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路１７０は、図１の処理回路１７０内に示された各機能を有することとなる。なお、図１においては単一のプロセッサにて、表示制御機能１７１にて行われる処理機能が実現されるものとして説明したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路１７０を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより機能を実現するものとしても構わない。また、図１においては単一の記憶回路１５０が各処理機能に対応するプログラムを記憶するものとして説明したが、複数の記憶回路を分散して配置して、処理回路１７０は個別の記憶回路から対応するプログラムを読み出す構成としても構わない。

【0044】

上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphical Processing Unit）或いは、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサは記憶回路１５０に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、記憶回路１５０にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。

【0045】

表示制御機能１７１は、画像生成回路１４０により生成された超音波画像をディスプレイ１０３などに表示する。すなわち、表示制御機能１７１は、適応型受信ビームフォーミング部１１４により生成された第４反射波データに基づいた超音波画像をディスプレイ１０３などに表示する。表示制御機能１７１は、表示制御部の一例である。

【0046】

ここで、適応型受信ビームフォーミングについて説明する。図２は、受信ビームフォーミングの一例を示す図である。アレイ部１０１ａの圧電素子１０１ｂは、圧電素子１０１ｂから送信された超音波を反射する反射音源Ｒにより反射された反射波を受信する。反射波は、反射音源Ｒを中心に同心円状に広がる。そのため、配列されている各圧電素子１０１ｂが反射波を受信するタイミングは異なる。そこで、超音波診断装置１００は、タイミングを合わせるために反射波に遅延を付加する。また、超音波診断装置１００は、遅延を付加した反射波を合成することで、強調された反射音源Ｒからの反射波を取得する。これが、整相加算やＤＡＳ（Delay-and-Sum）と呼ばれる、受信ビームフォーミングにおける基本的な処理方法である。超音波診断装置１００は、遅延を付加する際や反射波を合成する際に、適応型受信ビームフォーミングの方式に応じた演算を行うことで適応型受信ビームフォーミングを実行する。本発明で用いる適応型受信ビームフォーミングは、整相遅延処理に対し、補正遅延を加える、遅延後信号から重みを算出し適用する等の追加・修正が施された処理を指す。適応型ビームフォーミングには多くの先行研究例があり、一例として、Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｖａｒｉａｎｃｅ法、Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｆａｃｔｏｒ Ｉｍａｇｉｎｇ法、ＤＭＡＳ（Delay Multiply and Sum）法、などが挙げられる。

【0047】

次に、送信開口合成について説明する。図３は、送信開口合成の送信の一例を示す図である。図４は、送信開口合成の受信の一例を示す図である。図３に示すように、アレイ部１０１ａは、超音波のそれぞれの送信を示す各送信番号において、所定の時間間隔を空けて複数の方向に超音波を送信する。送信用の開口部の大きさは有限であるため、形成される超音波の指向性は空間的に広がりを持つ。そのため、超音波は、異なる方向に送信された場合であっても、同一の反射音源Ｒで反射することがある。この場合、アレイ部１０１ａは、それぞれ異なる方向に送信された複数の超音波が反射されることで、同一方向から向かってくる反射波を同一の圧電素子１０１ｂが受信する。

【0048】

図４に示すように、アレイ部１０１ａは、それぞれ異なる方向に送信された複数の超音波のそれぞれの反射波を用いて整相加算を行うことで、所定の領域からの反射信号を得る。図４では、一例として、異なる遅延量を与えることで、同一の反射波列から、異なる３方向の反射信号を生成している。

【0049】

超音波診断装置１００は、それぞれ異なる方向に送信された複数の超音波のそれぞれの反射波のうち、同一の圧電素子１０１ｂが受信した反射波を異なる送信間で整相合成する。例えば、図４中の点線枠で示すように、超音波診断装置１００は、送信番号＃１、送信番号＃２、及び送信番号＃３のそれぞれの反射波を整相加算して送信間で共通する領域の反射信号を得て、それら反射信号を送信間でさらに加算する。これにより、超音波診断装置１００は、音場の均一性および信号対雑音比を向上させる。

【0050】

次に、適応型受信ビームフォーミングを送信開口合成に適用する方法について説明する。

【0051】

図５は、適応型受信ビームフォーミングを送信開口合成に適用する処理の一例を示すフローチャートである。なお、図５に示すフローチャートでは、送信番号＃０から送信番号＃２まで超音波を送信した場合について説明しているが、何れの送信番号までを対象にするかは任意である。

【0052】

超音波診断装置は、送信番号＃０により送信した超音波に対して、超音波プローブが有する複数の圧電素子のそれぞれが受信した反射波を示す反射波データを取得する（ステップＳ１１）。

【0053】

超音波診断装置は、圧電素子ごとの反射波データに遅延を付加する補正を実行する（ステップＳ１２）。

【0054】

超音波診断装置は、遅延が付加された反射波データに対して、適応型受信ビームフォーミングを実行する（ステップＳ１３）。

【0055】

超音波診断装置は、送信番号＃１により送信した超音波に対応する反射波データについて、ステップＳ１１からステップＳ１３までと同様の処理をステップＳ１４からステップＳ１６で実行する。

【0056】

超音波診断装置は、送信番号＃２により送信した超音波に対応する反射波データについて、ステップＳ１１からステップＳ１３までと同様の処理をステップＳ１７からステップＳ１９で実行する。

【0057】

超音波診断装置は、超音波の送信間で反射波データを加算処理により合成する（ステップＳ１５）。すなわち、超音波診断装置は、送信開口合成を実行する。

【0058】

以上により、超音波診断装置は、適応型受信ビームフォーミングを送信開口合成に適用することができる。

【0059】

しかしながら、図５に示す処理の場合、超音波診断装置は、適応型受信ビームフォーミングを超音波の送信ごとに実行しているため処理負担が大きい。また、超音波診断装置は、医療従事者が超音波画像を見ながら操作されるため、リアルタイム性が求められる。超音波診断装置のリアルタイム性を最大化するには、撮像領域をスキャンするために必要な超音波往復伝搬時間に相当する時間間隔で画像を更新させることが望ましい。ところが、適応型受信ビームフォーミングを超音波の送信ごとに実行し、その増大した処理時間が撮像領域の超音波スキャンに要する時間を上回った場合、超音波診断装置は、画像遅れを防ぐために超音波画像の更新レートを低下させる等の対策を必要とし、結果としてリアルタイム性が劣化してしまう。

【0060】

そこで、超音波診断装置１００は、処理負担を抑制しつつ、適応型受信ビームフォーミングを送信開口合成に適用する適用処理を実行する。

【0061】

図６は、本実施形態に係る超音波診断装置１００が実行する適用処理の一例を示すフローチャートである。適用処理は、適応型受信ビームフォーミングを送信開口合成に適用した処理である。なお、図６に示す適用処理では、送信番号＃０から送信番号＃２まで超音波を送信した場合について説明しているが、何れの送信番号までを対象にするかは任意である。

【0062】

取得部１１１は、送信番号＃０により送信した超音波に対して、超音波プローブ１０１が有する複数の圧電素子１０１ｂのそれぞれが受信した反射波を示す反射波データを取得する（ステップＳ３１）。すなわち、取得部１１１は、第１超音波データを取得する。

【0063】

遅延補正部１１２は、各圧電素子１０１ｂの反射波データに遅延を付加する補正を実行する（ステップＳ３２）。さらに詳しくは、遅延補正部１１２は、圧電素子１０１ｂから反射音源Ｒまでの往路と、反射音源Ｒから圧電素子１０１ｂまでの復路との伝播経路に応じた遅延を付加する。すなわち、遅延補正部１１２は、第２超音波データを生成する。

【0064】

超音波診断装置１００は、送信番号＃１により送信した超音波に対応する反射波データについて、ステップＳ３１及びステップＳ３２と同様の処理をステップＳ３３及びステップＳ３４で実行する。

【0065】

超音波診断装置１００は、送信番号＃２により送信した超音波に対応する反射波データについて、ステップＳ３１及びステップＳ３２と同様の処理をステップＳ３５及びステップＳ３６で実行する。

【0066】

送信開口合成部１１３は、超音波の送信間で各圧電素子１０１ｂの反射波データを加算処理により合成する（ステップＳ３７）。すなわち、送信開口合成部１１３は、複数の第２超音波データを加算処理により合成する送信開口合成を実行する。これにより、送信開口合成部１１３は、第３超音波データを生成する。

【0067】

適応型受信ビームフォーミング部１１４は、合成された反射波データに対して、適応型受信ビームフォーミングを実行する（ステップＳ３８）。すなわち、適応型受信ビームフォーミング部１１４は、第３超音波データに対して、ＭＶ方式やＤＭＡＳ方式の適応型受信ビームフォーミングを実行することで第４超音波データを生成する。

【0068】

以上により、超音波診断装置１００は、適用処理を終了する。図６に示す適用処理は、超音波の送信間で反射波データを合成した後に、適応型受信ビームフォーミングを実行する。したがって、超音波診断装置１００は、超音波の送信ごとに適応型受信ビームフォーミングを実行する必要が無いため、処理負担を抑制することができる。

【0069】

以上のように、本実施形態に係る超音波診断装置１００は、異なる複数の方向に超音波を送信し、複数の反射波の受信した場合に、複数の反射波のそれぞれの複数の反射波データを送信開口合成により合成後、合成した反射波データに対して適応型受信ビームフォーミングを実行する。これにより、超音波診断装置１００は、超音波の送信ごとに適応型受信ビームフォーミングを実行する場合と比べて、処理負担を抑制することができる。したがって、本実施形態に係る超音波診断装置１００は、処理負担を抑制しつつ適応型受信ビームフォーミングを送信開口合成に適用することができる。

【0070】

さらに、図５に示す処理では、超音波の送信ごとに適応型受信ビームフォーミングを実行しているため、個々の送信に応じた最適化が行われる。言い換えると、図５に示す処理において、適応型受信ビームフォーミングは、複数の超音波の送信ごとに最適化を行っていない。一方、超音波診断装置１００は、送信開口合成を実行した後に適応型受信ビームフォーミングを実行している。すなわち、超音波診断装置１００は、複数の超音波の送信に対して最適化を行っている。したがって、超音波診断装置１００は、図５に示す適応型受信ビームフォーミングの後に送信開口合成を実行する処理により生成された超音波画像よりも、画質を向上させることができる。

【0071】

（変形例１）
変形例１に係る超音波診断装置１００ａは、各圧電素子１０１ｂの受信信号位相の一致度を示すコヒーレンシーを評価し画質を向上させる、いわゆるＣｏｈｅｒｅｎｃｅ Ｆａｃｔｏｒ Ｉｍａｇｉｎｇ法への応用例を示す。

【0072】

図７は、変形例１に係る超音波診断装置１００ａの構成の一例を示すブロック図である。送受信回路１１０ａは、コヒーレンシー評価部１１５を備える。

【0073】

コヒーレンシー評価部１１５は、位相の一致度を示すコヒーレンシーの評価値を算出する。さらに詳しくは、コヒーレンシー評価部１１５は、送信開口合成部１１３により合成された複数の第２反射波データに対するコヒーレンシーの評価値を算出する。コヒーレンシー評価部１１５は、算出部の一例である。

【0074】

ここで、反射波データの位相は、送信した超音波の反射地点から超音波を送信した焦点までの距離が近づくに従い小さくなる。すなわち、コヒーレンシーの評価値は、送信した超音波の反射地点から超音波を送信した焦点までの距離が近づくに従い小さくなる。したがって、焦点から遠い位置で反射した反射波の反射波データは、重みが小さくなる。よって、コヒーレンシー評価部１１５は、コヒーレンシーの評価値に基づいた値を、適応型受信ビームフォーミングの実行により生成された第４反射波データに乗算する。例えば、コヒーレンシー評価部１１５は、コヒーレンシーの評価値を、適応型受信ビームフォーミングの実行により生成された第４反射波データに乗算する。または、コヒーレンシー評価部１１５は、コヒーレンシーの評価値に限らず、評価値に応じた重みなどを第４反射波データに乗算する。そして、コヒーレンシー評価部１１５は、適応型受信ビームフォーミングを実行後の第４反射波データに、コヒーレンシーの評価値を乗算することで画質を向上させることができる。

【0075】

図８は、変形例１に係る超音波診断装置１００ａが実行する適用処理の一例を示すフローチャートである。なお、図８に示す適用処理では、送信番号＃０から送信番号＃２まで超音波を送信した場合について説明しているが、何れの送信番号までを対象にするかは任意である。

【0076】

取得部１１１は、送信番号＃１により送信した超音波に対して、超音波プローブ１０１が有する複数の圧電素子１０１ｂのそれぞれが受信した反射波を示す反射波データを取得する（ステップＳ５１）。すなわち、取得部１１１は、第１超音波データを取得する。

【0077】

遅延補正部１１２は、各圧電素子１０１ｂの反射波データに遅延を付加する補正を実行する（ステップＳ５２）。さらに詳しくは、遅延補正部１１２は、圧電素子１０１ｂから反射音源Ｒまでの往路と、反射音源Ｒから圧電素子１０１ｂまでの復路との伝播経路に応じた遅延を付加する。すなわち、遅延補正部１１２は、第２超音波データを生成する。

【0078】

超音波診断装置１００ａは、送信番号＃１により送信した超音波に対応する反射波データについて、ステップＳ５１及びステップＳ５２と同様の処理をステップＳ５３及びステップＳ５４で実行する。

【0079】

超音波診断装置１００ａは、送信番号＃２により送信した超音波に対応する反射波データについて、ステップＳ５１及びステップＳ５２と同様の処理をステップＳ５５及びステップＳ５６で実行する。

【0080】

送信開口合成部１１３は、超音波の送信間で反射波データを加算処理により合成する（ステップＳ５７）。すなわち、送信開口合成部１１３は、複数の第２超音波データを加算処理により合成する送信開口合成を実行する。これにより、送信開口合成部１１３は、第３超音波データを生成する。

【0081】

コヒーレンシー評価部１１５は、ステップＳ５７で加算した送信間の反射波データにおいて、反射波データの位相の一致度を示すコヒーレンシーの評価値を算出する（ステップＳ５８）。すなわち、コヒーレンシー評価部１１５は、複数の第２反射波データに対するコヒーレンシーの評価値を算出する。

【0082】

適応型受信ビームフォーミング部１１４は、送信開口合成により合成された第３反射波データに対して、適応型受信ビームフォーミングを実行する（ステップＳ５９）。すなわち、適応型受信ビームフォーミング部１１４は、第３超音波データに対して、ＭＶ方式やＭＤＡＳ方式の適応型受信ビームフォーミングを実行することで第４超音波データを生成する。

【0083】

コヒーレンシー評価部１１５は、適応型受信ビームフォーミングを実行後の反射波データにコヒーレンシーの評価値を乗算する（ステップＳ６０）。すなわち、コヒーレンシー評価部１１５は、第４超音波データにコヒーレンシーの評価値を乗算することで第５超音波データを生成する。そして、コヒーレンシー評価部１１５は、第５超音波データを超音波データとしてバッファメモリ１２０に記憶させる。

【0084】

以上により、変形例１に係る超音波診断装置１００ａは、適用処理を終了する。なお、本変形例ではコヒーレンシーの評価に加えて適応型受信ビームフォーミングを実行する構成としているが、適応型受信ビームフォーミングを用いるか、すなわち複数の第２反射波データを加算する従来のビームフォーミングを用いるか、は任意である。

【0085】

以上のように、変形例１に係る超音波診断装置１００ａは、第２反射波データから複数の第２超音波データからコヒーレンシーの評価値を算出する。そして、超音波診断装置１００ａは、評価値に応じた値を第４超音波データに乗算する。ここで、コヒーレンシーの評価値は、対象となった反射波データのもとになった超音波が、焦点から離れた位置に送信されるに従い下がる。したがって、超音波診断装置１００ａは、評価値に応じた値を第４超音波データに乗算することで超音波画像の画質を向上させることができる。

【0086】

（変形例２）
変形例２は、生体内の超音波伝搬の非線形現象により生じた高調波成分を映像化する組織ハーモニックイメージング（ＴＨＩ：Ｔｉｓｓｕｅ Ｈａｒｍｏｎｉｃ Ｉｍａｇｉｎｇ）に適用する。

【0087】

図９は、変形例２に係る超音波診断装置１００ｂの構成の一例を示すブロック図である。送受信回路１１０ｂは、高調波成分抽出部１１６を備える。

【0088】

送受信回路１１０ｂは、送信ビームフォーミングにおいて、位相の異なる超音波を超音波プローブ１０１に送信させる。例えば、送受信回路１１０ｂは、超音波を集束した集束波を送信する送信ビームフォーミングにおいて、超音波を送信するごとに位相を１８０度変調する。また、送受信回路１１０ｂは、１８０度変調した超音波を送信する。そして、送受信回路１１０ｂは、送信ビームフォーミングにおいて、位相変調と超音波の送信とを繰り返し実行する。なお、送受信回路１１０ｂは、位相変調を１８０度に限らず、他の角度だけ位相を変調してもよい。

【0089】

さらに、送受信回路１１０ｂは、振幅を変調して送信してもよい。

【0090】

高調波成分抽出部１１６は、反射波データが示す反射波信号から高調波成分を抽出する。例えば、高調波成分抽出部１１６は、取得部１１１により取得された第１反射波データから高調波成分を抽出する。高調波成分抽出部１１６は、抽出部の一例である。

【0091】

さらに詳しくは、高調波成分抽出部１１６は、位相及び送信方向が異なる超音波の送受信を時系列に実行されることで生成された複数の第１反射波データを加算することにより、偶数次の高調波成分を抽出する。さらに詳しくは、高調波成分抽出部１１６は、超音波の送受信を時系列に実行されることで生成された第１反射波データと、この超音波から位相変調された超音波の送受信を時系列に実行されることで生成された第１反射波データと、に基づいて高調波成分を抽出する。

【0092】

例えば、高調波成分抽出部１１６は、０度の位相で送信した超音波に対応した反射波の第１反射波データと、１８０度位相変調を行い送信した超音波に対応した反射波の第１反射波データとに基づいて高調波成分を抽出する。すなわち、高調波成分抽出部１１６は、位相の異なる第１反射波データを加算することにより偶数次の高調波成分を抽出する。高調波成分抽出部１１６は、偶数次の高調波成分を抽出した場合に、反射波から抽出した高調波成分を示す反射波データである第５反射波データを生成する。

【0093】

遅延補正部１１２ｂは、第５反射波データに遅延を付加する補正を実行する。すなわち、遅延補正部１１２ｂは、高調波成分抽出部１１６により抽出された反射波の高調波成分に対して整相加算処理を実行する。さらに詳しくは、遅延補正部１１２ｂは、圧電素子１０１ｂから反射音源Ｒまでの往路と、反射音源Ｒから圧電素子１０１ｂまでの復路との伝播経路に応じた遅延を第５反射波データに付加することで、第２超音波データを生成する。

【0094】

図１０は、変形例２に係る超音波診断装置１００ｂが実行する適用処理の一例を示すフローチャートである。なお、図１０に示す適用処理では、送信番号＃０から送信番号＃５まで超音波を送信した場合について説明しているが、何れの送信番号までを対象にするかは任意である。

【0095】

送信番号＃０において、超音波プローブ１０１は、送信ビームフォーミングにより超音波を集束して送信する。取得部１１１は、送信番号＃０により送信した超音波に対して、超音波プローブ１０１が有する複数の圧電素子１０１ｂのそれぞれが受信した反射波を示す反射波データを取得する（ステップＳ７１）。すなわち、取得部１１１は、第１超音波データを取得する。

【0096】

送信番号＃１において、超音波プローブ１０１は、送信番号＃０から位相を１８０度変調した上で、送信ビームフォーミングにより超音波を集束して送信する。取得部１１１は、送信番号＃１により送信した超音波に対して、超音波プローブ１０１が有する複数の圧電素子１０１ｂのそれぞれが受信した反射波を示す反射波データを取得する（ステップＳ７２）。すなわち、取得部１１１は、第１超音波データを取得する。

【0097】

高調波成分抽出部１１６は、第１反射波データと、この第１反射波データに対応する超音波から１８０度位相変調された超音波に対する反射波を示す第１反射波データと、を加算することにより高調波成分を抽出する（ステップＳ７３）。すなわち、高調波成分抽出部１１６は、ステップＳ７１で取得した第１反射波データと、ステップＳ７２で取得した第１反射波データと、を加算することにより高調波成分を抽出する。これにより、高調波成分抽出部１１６は、反射波から抽出した高調波成分を示す第５反射波データを生成する。

【0098】

遅延補正部１１２ｂは、抽出された高調波成分の反射波データに遅延を付加する補正を実行する（ステップＳ７４）。さらに詳しくは、遅延補正部１１２ｂは、圧電素子１０１ｂから反射音源Ｒまでの往路と、反射音源Ｒから圧電素子１０１ｂまでの復路との伝播経路に応じた遅延を付加する。すなわち、遅延補正部１１２ｂは、第５反射波データに遅延を付加することで第２超音波データを生成する。

【0099】

また、超音波診断装置１００ｂは、ステップＳ７５からステップＳ７８において、ステップＳ７１からステップＳ７４と同様の処理を実行する。

【0100】

また、超音波診断装置１００ｂは、ステップＳ７９からステップＳ８２において、ステップＳ７１からステップＳ７４と同様の処理を実行する。

【0101】

送信開口合成部１１３は、超音波の送信間で反射波データを加算処理により合成する（ステップＳ８３）。すなわち、送信開口合成部１１３は、複数の第２超音波データを加算処理により合成する送信開口合成を実行する。これにより、送信開口合成部１１３は、第３超音波データを生成する。

【0102】

適応型受信ビームフォーミング部１１４は、合成された反射波データに対して、適応型受信ビームフォーミングを実行する（ステップＳ８４）。例えば、適応型受信ビームフォーミング部１１４は、第３超音波データに対して、ＤＭＡＳ方式やＭＶ方式の適応型受信ビームフォーミングを実行することで第４超音波データを生成する。

【0103】

以上により、超音波診断装置１００ｂは、適用処理を終了する。

【0104】

以上のように、変形例２に係る超音波診断装置１００ｂは、第１反射波データから抽出した高調波成分に対して、送信開口合成と適応型受信ビームフォーミングとを実行する。このように、超音波診断装置１００ｂは、生体内の超音波伝搬の非線形現象により生じた高調波成分を映像化する組織ハーモニックイメージングに対して、送信開口合成と適応型受信ビームフォーミングとの実行を適用することができる。

【0105】

（変形例３）
変形例３は、超音波プローブ１０１は、超音波を平面波または球面拡散波により送信する。そして、超音波診断装置１００ｃは、平面波または球面拡散波により送信した超音波の反射波を用いて、適応型受信ビームフォーミングを送信開口合成に適用する。

【0106】

図１１は、変形例３に係る超音波診断装置１００ｃの構成の一例を示すブロック図である。

【0107】

さらに詳しくは、超音波プローブ１０１が有するアレイ部１０１ａの圧電素子１０１ｂは、偏光角を変更しながら、超音波を平面波または球面拡散波により送信する。例えば、超音波プローブ１０１は、偏光角を１５度ずつ変えながら、超音波を平面波または球面拡散波により送信する。言い換えると、送受信回路１１０ｃは、偏光角を１５度ずつ変えながら、超音波を平面波または球面拡散波を超音波プローブ１０１に送信させる。

【0108】

また、超音波プローブ１０１が有するアレイ部１０１ａの圧電素子１０１ｂは、平面波または球面拡散波により送信した超音波に対応する反射波を受信する。すなわち、取得部１１１は、平面波又は球面拡散波である超音波に対応する反射波を示す第１反射波データを取得する。

【0109】

図１２は、変形例３に係る超音波診断装置１００ｃが実行する適用処理の一例を示すフローチャートである。なお、図１２に示す適用処理では、送信番号＃０から送信番号＃２まで超音波を送信した場合について説明しているが、何れの送信番号までを対象にするかは任意である。

【0110】

超音波プローブ１０１は、送信番号＃０において、平面波により偏向角－１５度の超音波を送信する。取得部１１１は、送信番号＃０により送信した超音波に対して、超音波プローブ１０１が有する複数の圧電素子１０１ｂのそれぞれが受信した反射波を示す反射波データを取得する（ステップＳ９１）。すなわち、取得部１１１は、第１超音波データを取得する。

【0111】

遅延補正部１１２は、各圧電素子１０１ｂの反射波データに遅延を付加する補正を実行する（ステップＳ９２）。さらに詳しくは、遅延補正部１１２は、圧電素子１０１ｂから反射音源Ｒまでの往路と、反射音源Ｒから圧電素子１０１ｂまでの復路との伝播経路に応じた遅延を付加する。すなわち、遅延補正部１１２は、第２超音波データを生成する。

【0112】

超音波プローブ１０１は、送信番号＃１において、平面波により偏向角０度の超音波を送信する。超音波診断装置１００ｃは、ステップＳ９１及びステップＳ９２と同様の処理をステップＳ９３及びステップＳ９４で実行する。

【0113】

超音波プローブ１０１は、送信番号＃２において、平面波により偏向角０度の超音波を送信する。超音波診断装置１００ｃは、ステップＳ９１及びステップＳ９２と同様の処理をステップＳ９５及びステップＳ９６で実行する。

【0114】

送信開口合成部１１３は、超音波の送信間で反射波データを加算処理により合成する（ステップＳ９７）。すなわち、送信開口合成部１１３は、複数の第２超音波データを加算処理により合成する送信開口合成を実行する。これにより、送信開口合成部１１３は、第３超音波データを生成する。

【0115】

適応型受信ビームフォーミング部１１４は、合成された反射波データに対して、適応型受信ビームフォーミングを実行する（ステップＳ９８）。すなわち、適応型受信ビームフォーミング部１１４は、第３超音波データに対して、ＭＶ方式やＭＤＡＳ方式の適応型受信ビームフォーミングを実行することで第４超音波データを生成する。

【0116】

以上により、超音波診断装置１００ｃは、適用処理を終了する。

【0117】

以上のように、変形例３に係る超音波診断装置１００ｃは、平面波または球面拡散波により送信した超音波に対応した反射波を示す反射波データに対して送信開口合成と適応型受信ビームフォーミングとの実行を適用することができる。

【0118】

（変形例４）
本実施形態では、送受信回路１１０、１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃが取得部１１１、遅延補正部１１２、１１２ｂ、送信開口合成部１１３、適応型受信ビームフォーミング部１１４、及びコヒーレンシー評価部１１５を備えると説明した。すなわち、取得部１１１、遅延補正部１１２、１１２ｂ、送信開口合成部１１３、適応型受信ビームフォーミング部１１４、及びコヒーレンシー評価部１１５は、ハードウェアにより実現されると説明した。しかしながら、取得部１１１、遅延補正部１１２、１１２ｂ、送信開口合成部１１３、適応型受信ビームフォーミング部１１４、及びコヒーレンシー評価部１１５の全部又は一部は、プログラムにより実行されてもよい。すなわち、処理回路１７０は、プログラムを実行することで取得部１１１、遅延補正部１１２、１１２ｂ、送信開口合成部１１３、適応型受信ビームフォーミング部１１４、及びコヒーレンシー評価部１１５の全部又は一部の機能を実現してもよい。

【0119】

（変形例５）
本実施形態では、装置本体１０４が、取得部１１１、遅延補正部１１２、１１２ｂ、送信開口合成部１１３、適応型受信ビームフォーミング部１１４、及びコヒーレンシー評価部１１５を備えていると説明した。すなわち、装置本体１０４が、超音波受信装置を備えていると説明した。しかしながら、取得部１１１、遅延補正部１１２、１１２ｂ、送信開口合成部１１３、適応型受信ビームフォーミング部１１４、及びコヒーレンシー評価部１１５の全部又は一部は、装置本体１０４に限らず、超音波プローブ１０１が備えていてもよい。すなわち、超音波プローブ１０１が、超音波受信装置を備えていてもよい。

【0120】

以上説明した少なくとも１つの実施形態等によれば、処理負担を抑制しつつ適応型受信ビームフォーミングを送信開口合成に適用することができる。

【0121】

いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、実施形態同士の組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【0122】

以上の実施形態に関し、発明の一側面および選択的な特徴として以下の付記を開示する。

【0123】

（付記１）
送信方向が異なる超音波の送受信を時系列に実行されることで生成されたチャネル単位の第１反射波データを取得する取得部と、
前記第１反射波データのそれぞれについて、伝播経路に応じた整相加算処理をチャネル単位で実行し、第２反射波データを生成する整相加算処理部と、
前記第２反射波データを用いて複数の送信方向についての加算処理をチャネル単位で実行し、送信開口合成された第３反射波データを生成する送信開口合成部と、
前記第３反射波データに対して適応型受信ビームフォーミングを実行する適応型受信ビームフォーミング部と、
を備える超音波受信装置。

【0124】

（付記２）
前記送信開口合成部により合成された複数の前記第２反射波データに対するコヒーレンシーの評価値を算出する算出部を更に備えてもよい。

【0125】

（付記３）
前記算出部は、前記評価値に基づいた値を、前記適応型受信ビームフォーミングの実行により生成された第４反射波データに乗算してもよい。

【0126】

（付記４）
前記第１反射波データから高調波成分を抽出する抽出部を更に備えてもよい。
前記整相加算処理部は、前記抽出部により抽出された前記高調波成分に対して前記整相加算処理を実行してもよい。

【0127】

（付記５）
前記抽出部は、超音波の送受信を時系列に実行されることで生成された前記第１反射波データと、当該超音波から位相変調された超音波の送受信を時系列に実行されることで生成された第１反射波データと、に基づいて高調波成分を抽出してもよい。

【0128】

（付記６）
前記取得部は、平面波又は球面拡散波である超音波に対応する前記第１反射波データを取得してもよい。

【0129】

（付記７）
前記適応型受信ビームフォーミング部は、Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｖａｒｉａｎｃｅ方式の前記適応型受信ビームフォーミングを実行してもよい。

【0130】

（付記８）
前記適応型受信ビームフォーミング部は、Ｄｅｌａｙ Ｍｕｌｔｉｐｌｙ ａｎｄ Ｓｕｍ方式の前記適応型受信ビームフォーミングを実行してもよい。

【0131】

（付記９）
前記適応型受信ビームフォーミングを実行することにより生成された第４反射波データに基づいた超音波画像を表示する表示制御部を更に備えてもよい。

【0132】

（付記１０）
送信方向が異なる超音波の送受信を時系列に実行されることで生成されたチャネル単位の第１反射波データを取得し、
前記第１反射波データのそれぞれについて、伝播経路に応じた整相加算処理をチャネル単位で実行し、第２反射波データを生成し、
前記第２反射波データを用いて複数の送信方向についての加算処理をチャネル単位で実行し、送信開口合成された第３反射波データを生成し、
前記第３反射波データに対して適応型受信ビームフォーミングを実行する、
ことを含む超音波受信方法。

【符号の説明】

【0133】

１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ 超音波診断装置
１０１ 超音波プローブ
１０１ａ アレイ部
１０１ｂ 圧電素子
１０２ 入力インタフェース
１０３ ディスプレイ
１０４ 装置本体
１１０、１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ 送受信回路
１１１ 取得部
１１２、１１２ｂ 遅延補正部
１１３ 送信開口合成部
１１４ 適応型受信ビームフォーミング部
１１５ コヒーレンシー評価部
１１６ 高調波成分抽出部
１２０ バッファメモリ
１３０ 信号処理回路
１４０ 画像生成回路
１５０ 記憶回路
１６０ ＮＷインタフェース
１７０ 処理回路
１７１ 表示制御機能
Ｐ 被検体
Ｒ 反射音源

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】