特開 2024-74142 超音波画像撮影装置、超音波画像の生成方法、及び超音波画像の生成プログラム

(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】P2024074142

(43)【公開日】2024-05-30

(54)【発明の名称】超音波画像撮影装置、超音波画像の生成方法、及び超音波画像の生成プログラム

(51)【国際特許分類】

   A61B 8/14 20060101AFI20240523BHJP

【ＦＩ】

A61B8/14

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022185238

(22)【出願日】2022-11-18

(71)【出願人】

【識別番号】306037311

【氏名又は名称】富士フイルム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】野口 雅史

【テーマコード（参考）】

4C601

【Ｆターム（参考）】

4C601BB06

4C601BB21

4C601EE12

4C601EE14

4C601GB04

4C601HH21

4C601JB01

4C601JB02

4C601JB51

(57)【要約】

【課題】遅延処理に係る負荷を低減することができる超音波画像撮影装置、超音波画像の生成方法、及び超音波画像の生成プログラムを提供する。
【解決手段】超音波画像撮影装置が備えるプロセッサが、前記複数の受信振動子の数よりも多数の振動子を含む振動子群を遅延量計算用の振動子群とし、前記遅延量計算用の振動子群に含まれる遅延量計算用振動子の各々について、前記受信焦点と前記遅延量計算用振動子との距離に応じた受信遅延量を取得し、前記複数の受信走査線毎に、前記複数の受信振動子に対応する複数の前記遅延量計算用振動子を前記遅延量計算用の振動子群から選択し、選択した複数の前記遅延量計算用振動子の前記受信遅延量に基づいて、前記複数の受信振動子の各々から取得された前記受信信号から前記受信走査線の受信ビーム信号を生成する超音波画像撮影装置。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

列状に配置された複数の振動子のうち、受信開口内に位置する複数の受信振動子の各々が、１回の送信ビームの送信に対して受信した受信信号に基づいて、受信走査線上の受信焦点についてビームフォーミングすることにより、複数の受信走査線毎に受信ビーム信号を生成する超音波画像撮影装置が備えるプロセッサが、
前記複数の受信振動子の数よりも多数の振動子を含む振動子群を遅延量計算用の振動子群とし、前記遅延量計算用の振動子群に含まれる遅延量計算用振動子の各々について、前記受信焦点と前記遅延量計算用振動子との距離に応じた受信遅延量を取得し、
前記複数の受信走査線毎に、前記複数の受信振動子に対応する複数の前記遅延量計算用振動子を前記遅延量計算用の振動子群から選択し、
選択した複数の前記遅延量計算用振動子の前記受信遅延量に基づいて、前記複数の受信振動子の各々から取得された前記受信信号から前記受信走査線の受信ビーム信号を生成する
超音波画像撮影装置。

【請求項2】

前記遅延量計算用の振動子群に含まれる前記遅延量計算用振動子の数は、前記受信開口の幅、前記複数の受信走査線の数、前記複数の受信走査線の間隔、及び前記振動子の間隔に基づいた数である
請求項１に記載の超音波画像撮影装置。

【請求項3】

前記遅延量計算用の振動子群は、前記複数の受信振動子と、前記複数の受信振動子の両端の各端部に位置するｋ個の振動子と、を含み、
前記振動子の数ｋは、前記複数の受信走査線の数をＸ、前記複数の受信走査線の間隔をＷ、前記振動子の間隔をＨとした場合の（１）式を満たし、前記遅延量計算用の振動子群に含まれる遅延量計算用振動子の数Ｎは、前記受信開口の幅をＭとした場合の（２）式を満たす、
（Ｘ－１）÷２×Ｗ≦ｋ×Ｈ ・・・（１）
Ｎ＝Ｍ＋ｋ×２ ・・・（２）
請求項２に記載の超音波画像撮影装置。

【請求項4】

前記遅延量計算用の振動子群は、前記複数の受信振動子と、前記複数の受信振動子の一方の端部に位置するｋ個の振動子と、を含み、
前記振動子の数ｋは、前記複数の受信走査線の数をＸ、前記複数の受信走査線の間隔をＷ、前記振動子の間隔をＨとした場合の（１）式を満たし、前記遅延量計算用の振動子群に含まれる遅延量計算用振動子の数Ｎは、前記受信開口の幅をＭとした場合の（２）式を満たす、
（Ｘ－１）÷２×Ｗ≦ｋ×Ｈ ・・・（１）
Ｎ＝Ｍ＋ｋ ・・・（２）
請求項２に記載の超音波画像撮影装置。

【請求項5】

前記プロセッサが、
前記受信走査線に対応する前記複数の受信振動子毎に、前記受信遅延量を予め定められた一律の補正量を加算することにより補正する、
請求項１に記載の超音波画像撮影装置。

【請求項6】

受信遅延量と受信振動子との対応関係を表す情報が、前記複数の受信走査線のうちから予め定められた基準走査線と受信振動子との位置関係に応じて複数設けられており、
前記プロセッサは、
前記基準走査線と受信振動子との位置関係に応じて選択した前記対応関係を用いて、前記受信ビーム信号を生成する
請求項１に記載の超音波画像撮影装置。

【請求項7】

列状に配置された複数の振動子のうち、受信開口内に位置する複数の受信振動子の各々が、１回の送信ビームの送信に対して受信した受信信号に基づいて、受信走査線上の受信焦点についてビームフォーミングすることにより、複数の受信走査線毎に受信ビーム信号を生成する超音波画像撮影装置による超音波画像の生成方法であって、
前記複数の受信振動子の数よりも多数の振動子を含む振動子群を遅延量計算用の振動子群とし、前記遅延量計算用の振動子群に含まれる遅延量計算用振動子の各々について、前記受信焦点と前記遅延量計算用振動子との距離に応じた受信遅延量を取得し、
前記複数の受信走査線毎に、前記複数の受信振動子に対応する複数の前記遅延量計算用振動子を前記遅延量計算用の振動子群から選択し、
選択した複数の前記遅延量計算用振動子の前記受信遅延量に基づいて、前記複数の受信振動子の各々から取得された前記受信信号から前記受信走査線の受信ビーム信号を生成する
処理をプロセッサが実行する超音波画像の生成方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、超音波画像撮影装置、超音波画像の生成方法、及び超音波画像の生成プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

被検体に向けて送信した超音波による超音波エコーを複数の振動子で受信し、受信した超音波エコーに基づく受信信号を出力する超音波プローブを用いて被検体の超音波画像を撮影する超音波画像撮影装置が知られている。このような超音波画像撮影装置として、複数の振動子のうち、受信開口内に位置する複数の受信振動子の各々が、１回の送信ビームの送信に対して受信した受信信号に基づいて、受信走査線上の受信焦点についてビームフォーミングすることにより、複数の受信走査線毎に受信ビーム信号を生成する技術が知られている。特許文献１及び２には、ビームフォーミングとして、複数の受信信号に対して、遅延処理を行って位相を揃えたうえで、それらを加算する技術が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７－０６４２４９号公報

【特許文献2】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】

【0004】

特許文献１、２に記載の技術では、複数の受信信号に対する遅延処理に係る負荷が大きいという問題があった。例えば、遅延量を随時、計算する場合、その計算量が多いという問題があった。また例えば、予め得られた遅延量を、記憶部に記憶させておく場合、記憶容量が非常に多くなるという問題があった。

【0005】

本開示は上記事情を考慮して成されたものであり、遅延処理に係る負荷を低減することができる超音波画像撮影装置、超音波画像の生成方法、及び超音波画像の生成プログラムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために本開示の第１の態様の超音波画像撮影装置は、列状に配置された複数の振動子のうち、受信開口内に位置する複数の受信振動子の各々が、１回の送信ビームの送信に対して受信した受信信号に基づいて、受信走査線上の受信焦点についてビームフォーミングすることにより、複数の受信走査線毎に受信ビーム信号を生成する超音波画像撮影装置が備えるプロセッサが、複数の受信振動子の数よりも多数の振動子を含む振動子群を遅延量計算用の振動子群とし、遅延量計算用の振動子群に含まれる遅延量計算用振動子の各々について、受信焦点と遅延量計算用振動子との距離に応じた受信遅延量を取得し、複数の受信走査線毎に、複数の受信振動子に対応する複数の遅延量計算用振動子を遅延量計算用の振動子群から選択し、選択した複数の遅延量計算用振動子の受信遅延量に基づいて、複数の受信振動子の各々から取得された受信信号から受信走査線の受信ビーム信号を生成する。

【0007】

本開示の第２の態様の超音波画像撮影装置は、第１の態様の超音波画像撮影装置において、遅延量計算用の振動子群に含まれる遅延量計算用振動子の数は、受信開口の幅、複数の受信走査線の数、複数の受信走査線の間隔、及び振動子の間隔に基づいた数である。

【0008】

本開示の第３の態様の超音波画像撮影装置は、第２の態様の超音波画像撮影装置において、遅延量計算用の振動子群は、複数の受信振動子と、複数の受信振動子の両端の各端部に位置するｋ個の振動子と、を含み、振動子の数ｋは、複数の受信走査線の数をＸ、複数の受信走査線の間隔をＷ、振動子の間隔をＨとした場合の（１）式を満たし、遅延量計算用の振動子群に含まれる遅延量計算用振動子の数Ｎは、受信開口の幅をＭとした場合の（２）式を満たす。
（Ｘ－１）÷２×Ｗ≦ｋ×Ｈ ・・・（１）
Ｎ＝Ｍ＋ｋ×２ ・・・（２）

【0009】

本開示の第４の態様の超音波画像撮影装置は、第２の態様の超音波画像撮影装置において、遅延量計算用の振動子群は、複数の受信振動子と、複数の受信振動子の一方の端部に位置するｋ個の振動子と、を含み、振動子の数ｋは、複数の受信走査線の数をＸ、複数の受信走査線の間隔をＷ、振動子の間隔をＨとした場合の（１）式を満たし、前記遅延量計算用の振動子群に含まれる遅延量計算用振動子の数Ｎは、前記受信開口の幅をＭとした場合の（２）式を満たす。
（Ｘ－１）÷２×Ｗ≦ｋ×Ｈ ・・・（１）
Ｎ＝Ｍ＋ｋ ・・・（２）

【0010】

す。
本開示の第５の態様の超音波画像撮影装置、第１の態様の超音波画像撮影装置において、受信走査線に対応する複数の受信振動子毎に、受信遅延量を予め定められた一律の補正量を加算することにより補正する。

【0011】

また、上記目的を達成するために本開示の第６の態様の超音波画像の生成方法は、列状に配置された複数の振動子のうち、受信開口内に位置する複数の受信振動子の各々が、１回の送信ビームの送信に対して受信した受信信号に基づいて、受信走査線上の受信焦点についてビームフォーミングすることにより、複数の受信走査線毎に受信ビーム信号を生成する超音波画像撮影装置による超音波画像の生成方法であって、複数の受信振動子の数よりも多数の振動子を含む振動子群を遅延量計算用の振動子群とし、遅延量計算用の振動子群に含まれる遅延量計算用振動子の各々について、受信焦点と遅延量計算用振動子との距離に応じた受信遅延量を取得し、複数の受信走査線毎に、複数の受信振動子に対応する複数の遅延量計算用振動子を遅延量計算用の振動子群から選択し、選択した複数の遅延量計算用振動子の受信遅延量に基づいて、複数の受信振動子の各々から取得された受信信号から受信走査線の受信ビーム信号を生成する処理をプロセッサが実行するための方法である。

【発明の効果】

【0012】

本開示によれば、遅延処理に係る負荷を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施形態の超音波画像撮影装置における全体の構成の一例を示すブロック図である。

【図2】受信回路の構成の一例を示すブロック図である。

【図3】画像生成部の構成の一例を示すブロック図である。

【図4】超音波画像の一例を示す図である。

【図5】受信走査線毎に遅延量を説明するための図である。

【図6A】受信開口内の各振動子における第１受信走査線に応じた受信遅延量の一例を説明するための図である。

【図6B】受信開口内の各振動子における第２受信走査線に応じた受信遅延量の一例を説明するための図である。

【図6C】受信開口内の各振動子における第３受信走査線に応じた受信遅延量の一例を説明するための図である。

【図6D】受信開口内の各振動子における第４受信走査線に応じた受信遅延量の一例を説明するための図である。

【図7】遅延制御部の構成の一例を示すブロック図である。

【図8】受信走査線毎に遅延量を説明するための図である。

【図9】超音波の送受信に要する時間を説明するための図である。

【図10】受信遅延量の補正について説明するための図である。

【図11】振動子と基準走査線との位置関係を説明するための図である。

【図12】振動子と基準走査線との位置関係に応じた受信遅延量を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、本実施形態は本発明を限定するものではない。

【0015】

まず、本実施形態の超音波画像撮影装置１３について、全体の構成の一例について説明する。図１には、本実施形態の超音波画像撮影装置１３について全体の構成の一例を表したブロック図が示されている。図１に示すように本実施形態の超音波画像撮影装置１３は、超音波プローブ１０及び本体部１２を備える。

【0016】

超音波プローブ１０は、振動子アレイ２１と、送信回路２４及び受信回路２６を含む送受信回路２２とを備える。振動子アレイ２１は、１次元状、又は２次元状に配列された複数の振動子２０を備える。一例として本実施形態では、超音波プローブ１０が、複数の振動子が直線状に配列されたリニア型の超音波プローブである形態について説明する。なお、超音波プローブ１０は、本形態に限定されず、振動子が湾曲して配列されたコンベックス型又はセクタ型の超音波プローブであってもよい。複数の振動子２０の各々は、送信回路２４から印加される駆動信号に基づいて超音波を送信するとともに、被検体内で生じた超音波エコーを受信して、受信した超音波エコーに応じた電気信号を出力する。

【0017】

複数の振動子２０の各々は、例えば、ＰＺＴ（Lead Zirconate Titanate）に代表される圧電セラミック、ＰＶＤＦ（Poly Vinylidene Di Fluoride）に代表される高分子圧電素子、及び、ＰＭＮ－ＰＴ（Lead Magnesium Niobate-Lead Titanate）に代表される圧電単結晶等の圧電性を有する材料である圧電体の両端に電極を形成することにより構成される。

【0018】

送信回路２４は、振動子アレイ２１から被検体に向けて超音波ビームの送信を行わせる。具体的には、送信回路２４は、例えば、複数のパルス発生器（図示省略）を含んでおり、本体部１２からの制御信号に応じて選択された送信遅延パターンに基づき、振動子アレイ２１が有する複数の振動子の各々に対して、それぞれの遅延量を調整して駆動信号を供給して電圧を印加する。それぞれの駆動信号は、パルス状又は連続波状の電圧信号であり、振動子アレイ２１の振動子２０の電極に電圧が印加されると、圧電体が伸縮する。以上の結果、それぞれの振動子２０からパルス状又は連続波状の超音波が発生し、それらの超音波の合成波から超音波ビームが形成される。

【0019】

送信された超音波ビームは、被検体内の各部位（例えば、血管及び他の組織等）及び被検体内に配置された器具等にて反射されることで超音波エコーが発生する。発生した超音波エコーは、被検体内を伝搬して振動子アレイ２１が有する複数の振動子２０によって受信される。各振動子２０は、受信した超音波エコーに応じた受信信号を発生させる。各振動子２０において発生した受信信号は受信回路２６に出力される。

【0020】

受信回路２６は、本体部１２の本体部１２からの制御信号に従い、振動子アレイ２１から出力される受信信号に対して処理を行って、音線信号を生成する。図２には、本実施形態の受信回路２６の構成の一例を表すブロック図が示されている。図２に示すように受信回路２６は、例えば、増幅部５０、ＡＤ（Analog Digital）変換部５２、遅延器５４、加算器５６、及び遅延制御部５８を有する。

【0021】

増幅部５０は、振動子アレイ２１が有する複数の振動子２０の各々から出力された受信信号を増幅し、増幅後の受信信号をＡＤ変換部５２に出力する。ＡＤ変換部５２は、増幅後の受信信号をデジタルの受信データに変換し、変換された各受信データを遅延器５４に出力する。遅延器５４は、遅延制御部５８の制御に応じて選択された受信遅延量に基づいて、ＡＤ変換部５２によって変換された各受信データに対してそれぞれの遅延量を与える。加算器５６は、遅延量が与えられた各受信データを加算して、受信フォーカス処理を行う。この受信フォーカス処理により、遅延器５４により遅延量が与えられた各受信データが整相加算され、且つ、超音波エコーの焦点が絞り込まれた音線信号である受信ビームが生成される。生成された音線信号は、本体部１２の通信Ｉ／Ｆ（Interface)部４０を介して画像生成部４６に出力される。なお、遅延器５４及び遅延制御部５８の動作については詳細を後述する。

【0022】

一方、本体部１２は、プロセッサ３０、メモリ３２、記憶部３４、通信Ｉ／Ｆ部４０、入力Ｉ／Ｆ部４２、表示部４４、及び画像生成部４６を備える。プロセッサ３０、メモリ３２、記憶部３４、通信Ｉ／Ｆ部４０、入力Ｉ／Ｆ部４２、表示部４４、及び画像生成部４６はシステムバスやコントロールバス等のバス４９を介して相互に各種情報の授受が可能に接続されている。

【0023】

プロセッサ３０は、記憶部３４に記憶された各種のプログラムをメモリ３２へ読み出し、読み出したプログラムに従った処理を実行する。これにより、プロセッサ３０は、超音波画像の撮影に関する制御を行う。メモリ３２は、プロセッサ３０が処理を実行するためのワークメモリである。

【0024】

記憶部３４には、画像生成部４６により生成された超音波画像の画像データ、プロセッサ３０により実行される各種プログラム、及びその他の各種情報等が記憶される。記憶部３４の具体例としては、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、及びＳＤ（Secure Digital）カード等が挙げられる。

【0025】

通信Ｉ／Ｆ部４０は、無線通信、若しくは有線通信により、超音波プローブ１０、及び本体部１２の外部の装置との間で各種情報の通信を行う。本体部１２からは通信Ｉ／Ｆ部４０を介して超音波プローブ１０に超音波画像を撮影するための制御信号が出力される。また、超音波プローブ１０から通信Ｉ／Ｆ部４０を介して本体部１２に音線信号が入力される。

【0026】

入力Ｉ／Ｆ部４２及び表示部４４はユーザインタフェースとして機能する。表示部４４は、ユーザに対して、超音波画像の撮影に関する各種の情報を提供する。表示部４４は特に限定されるものではなく、液晶モニタ及びＬＥＤ（Light Emitting Diode）モニタ等が挙げられる。また、入力Ｉ／Ｆ部４２は、超音波画像の撮影等に関する各種の指示を入力するためにユーザによって操作される。入力Ｉ／Ｆ部４２は特に限定されるものではなく、例えば、キーボード、タッチペン、及びマウス等が挙げられる。なお、入力Ｉ／Ｆ部４２及び表示部４４を一体化したタッチパネルディスプレイを採用してもよい。

【0027】

画像生成部４６は、超音波プローブ１０の受信回路２６から入力された音線信号に基づいて超音波画像を生成する機能を有する。図３には、本実施形態の画像生成部４６の構成の一例を表すブロック図が示されている。図３に示すように画像生成部４６は、例えば、信号処理部６０、ＤＳＣ（Digital Scan Converter）６２、及び画像処理部６４を有する。信号処理部６０は、受信回路２６によって生成された音線信号に対し、超音波の反射位置の深度に応じて距離による減衰の補正を施した後、包絡線検波処理を施すことにより、超音波画像Ｕを示すＢモード画像信号を生成する。ＤＳＣ６２は、信号処理部６０で生成されたＢモード画像信号を通常のテレビジョン信号の走査方式に従う画像信号にラスター変換等により変換する。画像処理部６４は、ＤＳＣ６２から入力されるＢモード画像信号に階調処理等の各種の必要な画像処理を施した後、Ｂモード画像信号を出力する。画像生成部４６から出力されたＢモード画像信号が、超音波画像Ｕに相当する。

【0028】

画像生成部４６により生成された超音波画像Ｕの一例を図４に示す。図４に示した超音波画像Ｕには、血管Ｂの横断面が示されている。ここで、血管Ｂの横断面とは、血管Ｂの延出方向と直交する切断面を意味する。なお、本実施形態では、図４に示すように、超音波画像Ｕにおいて、体表面Ｓと被検体の内部とを結ぶ方向を深度方向Ｄという超音波画像Ｕ中の血管Ｂの各部分は、深度方向Ｄにおいて、超音波プローブ１０が接触した被検体の体表面Ｓからの距離、すなわち深度に応じた位置に表示される。

【0029】

上記の構成により、本実施形態の超音波画像撮影装置１３では、超音波画像Ｕが得られる。

【0030】

次に、本実施形態の受信回路２６の遅延器５４及び遅延制御部５８の作用について詳細に説明する。一例として、図５に示すように、受信開口ｍの幅Ｍ（受信開口ｍ内に位置する振動子２０の数）が２１であり、１回の送信ビーム７０の送信に対して、第１受信走査線（受信ビーム信号）７２_１～第４受信走査線７２_４の各々に応じた受信信号を加算して受信ビームを生成する場合について説明する。なお、以下では、第１受信走査線７２_１～第４受信走査線７２_４について、個々を区別せずに総称する場合、個々を区別するための符号１～４の記載を省略し、受信走査線７２という。また、以下では、受信開口ｍ内に位置する振動子２０を「受信振動子」という。

【0031】

受信振動子２０の受信信号の移動を遅延させるための受信遅延量は、受信走査線７２に近い受信振動子２０ほど大きく、受信走査線７２から離れた受信振動子２０ほど小さくなる。例えば、第１受信走査線７２_１に応じた受信ビームを生成する場合、受信開口ｍ内の受信振動子２０各々の受信信号の位相を遅延させるための受信遅延量は、図６Ａに示したようになる。また、第２受信走査線７２_２に応じた受信ビームを生成する場合、受信開口ｍ内の受信振動子２０各々の受信信号の位相を遅延させるための受信遅延量は、図６Ｂに示したようになる。また、第３受信走査線７２_３に応じた受信ビームを生成する場合、受信開口ｍ内の受信振動子２０各々の受信信号の位相を遅延させるための受信遅延量は、図６Ｃに示したようになる。さらに、第４受信走査線７２_４に応じた受信ビームを生成する場合、受信開口ｍ内の受信振動子２０各々の受信信号の位相を遅延させるための受信遅延量は、図６Ｄに示したようになる。図６Ａ～図６Ｄに示すように、対応する受信走査線７２により、各受信振動子２０の受信遅延量は異なる。なお、各受信走査線７２における各受信振動子２０の受信遅延量は、受信振動子２０と受信焦点との距離に応じて異なる。受信振動子２０と受信焦点との距離が長くなるほど、受信遅延量は大きくなる。

【0032】

本実施形態の遅延制御部５８は、各受信走査線７２に応じた受信遅延量（図６Ａ～図６Ｄ参照）を遅延量データ５９から取得して、遅延器５４に出力する。図７には、本実施形態の遅延制御部５８の構成の一例を表すブロック図が示されている。図７に示すように、本実施形態の遅延制御部５８は、遅延量取得部５８０、選択部５８２、及び遅延量指示部５８４を備える。図７に示した遅延制御部５８は、プロセッサ及びメモリを含んで構成され、メモリには、遅延量データ５９、及びプロセッサで実行される各種プログラムが記憶される。メモリに記憶されているプログラムを実行することにより、プロセッサが、遅延量取得部５８０、選択部５８２、及び遅延量指示部５８４として機能する。

【0033】

本実施形態では、図８に示すように、受信開口ｍ内に位置する複数の受信振動子２０よりも多数の振動子２０を含む振動子群を、遅延量計算用の振動子群８１としている。図８に示した例では、遅延量の基準となる基準走査線７２_０を中心としており、遅延量計算用の振動子群８１は、３３個の遅延量計算用振動子８０（８０_１～８０_３３）を含む。本実施形態では、図８の遅延量と振動子との対応関係を表す情報が予め遅延量データ５９として遅延制御部５８内のメモリに予め記憶されている。なお、図８に示した遅延量と振動子との対応関係は、上述したように、受信焦点毎に設けられている。なお、超音波プローブ１０の種類等に応じて、遅延量と振動子との対応関係が異なる場合がある。そのため、遅延量データ５９は、超音波プローブ１０の種類等に対応付けられた複数の遅延量と振動子との対応関係を表す情報を含むことが好ましい。

【0034】

遅延量取得部５８０は、遅延量計算用の振動子群８１に含まれる遅延量計算用振動子８０の各々について、受信走査線７２上の受信焦点と遅延量計算用振動子８０との距離に応じた受信遅延量を、遅延量データ５９から取得する機能を有する。

【0035】

選択部５８２は、受信走査線７２毎に、複数の受信振動子２０に対応する複数の遅延量計算用振動子８０を遅延量計算用の振動子群８１から選択する。

【0036】

具体的には、図８に示すように、選択部５８２は、第１受信走査線７２_１に対して、２１個の遅延量計算用振動子８０_１３～８０_３３を遅延量計算用の振動子群８１から選択する。図８及び図６Ａを比較するとわかるように、第１受信走査線７２_１に対する遅延量計算用振動子８０_１３～８０_３３各々の受信遅延量は、受信開口ｍ内の受信振動子２０の受信遅延量と同様である。また、選択部５８２は、第２受信走査線７２_２に対して、２１個の遅延量計算用振動子８０_９～８０_２９を遅延量計算用の振動子群８１から選択する。図８及び図６Ａを比較するとわかるように、第２受信走査線７２_２に対する遅延量計算用振動子８０_９～８０_２９各々の受信遅延量は、受信開口ｍ内の受信振動子２０の受信遅延量と同様である。また、選択部５８２は、第３受信走査線７２_３に対して、２１個の遅延量計算用振動子８０_５～８０_２５を遅延量計算用の振動子群８１から選択する。図８及び図６Ａを比較するとわかるように、第３受信走査線７２_３に対する遅延量計算用振動子８０_５～８０_２５各々の受信遅延量は、受信開口ｍ内の受信振動子２０の受信遅延量と同様である。また、選択部５８２は、第４受信走査線７２_４に対して、２１個の遅延量計算用振動子８０_１～８０_２１を遅延量計算用の振動子群８１から選択する。図８及び図６Ａを比較するとわかるように、第４受信走査線７２_４に対する遅延量計算用振動子８０_１～８０_２１各々の受信遅延量は、受信開口ｍ内の受信振動子２０の受信遅延量と同様である。

【0037】

遅延量指示部５８４は、遅延量取得部５８０が取得した遅延量計算用の振動子群８１の各遅延量計算用振動子８０の受信遅延量から、選択部５８２により選択された遅延量計算用振動子８０の受信遅延量を、受信走査線７２毎に遅延器５４に出力する。具体的には、遅延量取得部５８０は、第１受信走査線７２_１に対する遅延量計算用振動子８０_１３～８０_３３各々の受信遅延量を遅延器５４に出力する。これにより、遅延器５４は遅延量計算用振動子８０_１３～８０_３３各々の受信遅延量に基づいて、第１受信走査線７２_１の受信信号の位相を遅延させ、遅延させた第１受信走査線７２_１を加算器５６に出力する。また、遅延量取得部５８０は、第２受信走査線７２_２に対する遅延量計算用振動子８０_９～８０_２９各々の遅延量を遅延器５４に出力する。これにより、遅延器５４は遅延量計算用振動子８０_９～８０_２９各々の受信遅延量に基づいて、第２受信走査線７２_２の受信信号の位相を遅延させ、遅延させた第２受信走査線７２_２を加算器５６に出力する。また、遅延量取得部５８０は、第３受信走査線７２_３に対する遅延量計算用振動子８０_５～８０_２５各々の遅延量を遅延器５４に出力する。これにより、遅延器５４は遅延量計算用振動子８０_５～８０_２５各々の受信遅延量に基づいて、第３受信走査線７２_３の受信信号の位相を遅延させ、遅延させた第３受信走査線７２_３を加算器５６に出力する。また、遅延量取得部５８０は、第４受信走査線７２_４に対する遅延量計算用振動子８０_１～８０_２１各々の遅延量を遅延器５４に出力する。これにより、遅延器５４は遅延量計算用振動子８０_３～８０_２１各々の受信遅延量に基づいて、第４受信走査線７２_４の受信信号の位相を遅延させ、遅延させた第４受信走査線７２_４を加算器５６に出力する。

【0038】

加算器５６は、上記のようにして位相が遅延され受信信号から、各受信走査線７２における受信ビーム信号を生成する

【0039】

なお、遅延量計算用振動子群８１は、図８に示した例のように、複数の受信振動子２０に対応する遅延量計算用振動子８０と、受信振動子２０の両端の各端部に位置するｋ個の遅延量計算用振動子８０と、を含むとした場合、受信振動子２０の数ｋは、複数の受信走査線７２の数をＸ、複数の受信走査線７２の間隔をＷ、振動子２０の間隔をＨとした場合の（１）式を満たすことが好ましい。
（Ｘ－１）÷２×Ｗ≦ｋ×Ｈ ・・・（１）

【0040】

この場合、遅延量計算用振動子群８１に含まれる遅延量計算用振動子８０の数Ｎは、受信開口ｍの幅をＭとした場合の（２）式を満たす。
Ｎ＝Ｍ＋ｋ×２ ・・・（２）

【0041】

また、遅延量計算用振動子群８１は、図８に示した例と異なり、複数の受信振動子２０に対応する遅延量計算用振動子８０と、受信振動子２０の一方の端部に位置するｋ個の遅延量計算用振動子８０と、を含むとした場合、受信振動子２０の数ｋは、複数の受信走査線７２の数をＸ、複数の受信走査線７２の間隔をＷ、振動子２０の間隔をＨとした場合の（３）式を満たすことが好ましい。
（Ｘ－１）÷２×Ｗ≦ｋ×Ｈ ・・・（３）

【0042】

この場合、遅延量計算用の振動子群８１に含まれる遅延量計算用振動子８０の数Ｎは、受信開口ｍの幅をＭとした場合の（４）式を満たす、
Ｎ＝Ｍ＋ｋ×２ ・・・（４）

【0043】

なお、受信振動子の一方の端部にｋ個の遅延量計算用振動子８０を設ける形態の場合、受信走査線７２の位置が、受信開口ｍの中心から左右対象の場合であることが好ましい

【0044】

このようにして生成された受信ビーム信号は、受信回路２６から出力され、本体部１２の画像生成部４６により、超音波画像Ｕが生成される。

【0045】

このように、本実施形態の超音波画像撮影装置１３の受信回路２６では、遅延量計算用の振動子群８１に含まれる複数の遅延量計算用振動子８０各々の遅延量、即ち図８に示した遅延量と振動子との対応関係を表す情報を遅延量データ５９として記憶しておけばよい。従って、受信走査線７２毎に対応する振動子２０の遅延量を演算する、もしくは、受信走査線７２毎に対応する振動子２０の遅延量を記憶しておく場合よりも、遅延処理に係る負荷を低減することができる。例えば、本実施形態と異なり各受信走査線７２毎に振動子２０の遅延量を記憶する場合、図６Ａ～図６Ｂに示した遅延量と振動子との対応関係を表す情報することになる。即ち、受信振動子２０：２１個×受信走査線７２の数：４本＝８４個分の遅延量を記憶することになる。これに対し、本実施形態では、３３個の遅延量計算用振動子８０各々の遅延量を記憶すればよいため、遅延処理に係る負荷を低減することができる。

【0046】

なお、送信ビーム７０が、焦点を持つ収束ビームである場合、例えば、特開２０１７－０６４２４９に記載された技術のように、ビームの波面を考慮した遅延量の補正を行うことがある。この場合、受信走査線に対応する複数の受信振動子毎に、受信遅延量を予め定められた一律の補正量を加算することにより補正し、その後、各受信振動子に応じた遅延量で補正する形態としても良い。

【0047】

具体的には、図９に示すように、振動子２０のピッチをｎΔｘとし、送信ビームにおける送信焦点９０と振動子２０との距離をｄ_ｅｆ、受信焦点９２Ａ、９２Ｂ各々と受信振動子２０との距離をｄ_ｔｅ、送信焦点９０と受信焦点９１との距離をｄ_ｆｔとした場合、超音波の送受信に要する時間は、下記（５）式及び（６）式で表される。なお、（５）式は、受信焦点９２Ａに対応し、距離ｄ_ｔｅが距離ｄ_ｅｆよりも短い場合である。また、（６）式は、受信焦点９２Ｂに対応し、距離ｄ_ｔｅが距離ｄ_ｅｆよりも長い場合である。

【0048】

【数1】

【0049】

そのため、図１０に示すように、各受信走査線７２毎に、遅延量計算用振動子８０の各々に応じた遅延量に対して、上記（５）式及び（６）式に応じた２ｄｔｅ／ｃに応じた補正量を、加算することにより補正し、その後、各受信振動子に応じた遅延量で補正する形態としても良い。

【0050】

また、受信走査線７２の間隔によっては、１つの振動子２０に対する基準走査線７２_０の位置が異なる場合がある。例えば、図１１に示す基準走査線７２_０＿１～７２_０＿７の各々では。振動子２０と基準走査線７２_０との位置関係が異なる。振動子２０と基準走査線７２_０との位置関係が異なると、振動子２０に対応する遅延量が異なる。例えば、図１２に示すように、基準走査線７２_０＿１の場合、遅延量を表す遅延量カーブは、図８に示した場合に比べて、左側にシフトした状態となる。このように、振動子２０と基準走査線７２_０との位置関係に応じて振動子２０に対する遅延量が異なるため、振動子２０と基準走査線７２_０との位置関係に応じて複数の遅延量と振動子２０との対応関係を表す情報を遅延量データ５９として設けておき、振動子２０と基準走査線７２_０との位置関係に応じて用いる対応関係を選択することが好ましい。

【0051】

なお、本開示の技術は、上記各形態に限定されず、さらに種々の変形が可能である。

【0052】

上記各形態では、音線信号に基づいて超音波画像Ｕを生成する画像生成部４６が本体部１２に設けられているが、これに代えて、画像生成部４６は、超音波プローブ１０内に設けられていてもよい。この場合、超音波プローブ１０は、超音波画像Ｕを生成して本体部１２に出力する。本体部１２は、超音波プローブ１０から入力された超音波画像Ｕを表示部４４に表示させる。

【0053】

また、上記形態において、例えば、遅延制御部５８といった各種の処理を実行する処理部（processing unit）のハードウェア的な構造としては、次に示す各種のプロセッサ（processor）を用いることができる。上記各種のプロセッサには、前述したように、ソフトウェア（プログラム）を実行して各種の処理部として機能する汎用的なプロセッサであるＣＰＵ（Central Processing Unit）に加えて、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス（Programmable Logic Device：PLD）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が含まれる。

【0054】

１つの処理部は、これらの各種のプロセッサのうちの１つで構成されてもよいし、同種又は異種の２つ以上のプロセッサの組み合わせ（例えば、複数のＦＰＧＡの組み合わせや、ＣＰＵとＦＰＧＡとの組み合わせ）で構成されてもよい。また、複数の処理部を１つのプロセッサで構成してもよい。

【0055】

複数の処理部を１つのプロセッサで構成する例としては、第１に、クライアント及びサーバ等のコンピュータに代表されるように、１つ以上のＣＰＵとソフトウェアの組み合わせで１つのプロセッサを構成し、このプロセッサが複数の処理部として機能する形態がある。第２に、システムオンチップ（System On Chip：SoC）等に代表されるように、複数の処理部を含むシステム全体の機能を１つのＩＣ（Integrated Circuit）チップで実現するプロセッサを使用する形態がある。このように、各種の処理部は、ハードウェア的な構造として、上記各種のプロセッサの１つ以上を用いて構成される。

【0056】

更に、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造としては、より具体的には、半導体素子などの回路素子を組み合わせた電気回路（circuitry）を用いることができる。

【0057】

また、上記各実施形態では、遅延制御部５８が有するメモリに遅延制御部５８のプロセッサにおいて実行されるプログラムが予め記憶（インストール）されている態様を説明したが、これに限定されない。遅延制御部５８において実行されるプログラムは、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＤＶＤ－ＲＯＭ（Digital Versatile Disc Read Only Memory）、及びＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ等の記録媒体に記録された形態で提供されてもよい。また、遅延制御部５８において実行されるプログラムは、ネットワークを介して外部装置からダウンロードされる形態としてもよい。

【0058】

以上の記載から、以下の付記に記載の発明を把握することができる。

【0059】

［付記１］
列状に配置された複数の振動子のうち、受信開口内に位置する複数の受信振動子の各々が、１回の送信ビームの送信に対して受信した受信信号に基づいて、受信走査線上の受信焦点についてビームフォーミングすることにより、複数の受信走査線毎に受信ビーム信号を生成する超音波画像撮影装置が備えるプロセッサが、
前記複数の受信振動子の数よりも多数の振動子を含む振動子群を遅延量計算用の振動子群とし、前記遅延量計算用の振動子群に含まれる遅延量計算用振動子の各々について、前記受信焦点と前記遅延量計算用振動子との距離に応じた受信遅延量を取得し、
前記複数の受信走査線毎に、前記複数の受信振動子に対応する複数の前記遅延量計算用振動子を前記遅延量計算用の振動子群から選択し、
選択した複数の前記遅延量計算用振動子の前記受信遅延量に基づいて、前記複数の受信振動子の各々から取得された前記受信信号から前記受信走査線の受信ビーム信号を生成する
超音波画像撮影装置。

【0060】

「付記２」
前記遅延量計算用の振動子群に含まれる前記遅延量計算用振動子の数は、前記受信開口の幅、前記複数の受信走査線の数、前記複数の受信走査線の間隔、及び前記振動子の間隔に基づいた数である
付記１に記載の超音波画像撮影装置。

【0061】

「付記３」
前記遅延量計算用の振動子群は、前記複数の受信振動子と、前記複数の受信振動子の両端の各端部に位置するｋ個の振動子と、を含み、
前記振動子の数ｋは、前記複数の受信走査線の数をＸ、前記複数の受信走査線の間隔をＷ、前記振動子の間隔をＨとした場合の（１）式を満たし、前記遅延量計算用の振動子群に含まれる遅延量計算用振動子の数Ｎは、前記受信開口の幅をＭとした場合の（２）式を満たす、
（Ｘ－１）÷２×Ｗ≦ｋ×Ｈ ・・・（１）
Ｎ＝Ｍ＋ｋ×２ ・・・（２）
付記２に記載の超音波画像撮影装置。

【0062】

「付記４」
前記遅延量計算用の振動子群は、前記複数の受信振動子と、前記複数の受信振動子の一方の端部に位置するｋ個の振動子と、を含み、
前記振動子の数ｋは、前記複数の受信走査線の数をＸ、前記複数の受信走査線の間隔をＷ、前記振動子の間隔をＨとした場合の（１）式を満たし、前記遅延量計算用の振動子群に含まれる遅延量計算用振動子の数Ｎは、前記受信開口の幅をＭとした場合の（２）式を満たす、
（Ｘ－１）÷２×Ｗ≦ｋ×Ｈ ・・・（１）
Ｎ＝Ｍ＋ｋ ・・・（２）

【0063】

付記２に記載の超音波画像撮影装置。

【0064】

「付記５」
前記プロセッサが、
前記受信走査線に対応する前記複数の受信振動子毎に、前記受信遅延量を予め定められた一律の補正量を加算することにより補正する、
付記１から付記４のいずれか１つに記載の超音波画像撮影装置。

【0065】

「付記６」
受信遅延量と受信振動子との対応関係を表す情報が、前記複数の受信走査線のうちから予め定められた基準走査線と受信振動子との位置関係に応じて複数設けられており、
前記プロセッサは、
前記基準走査線と受信振動子との位置関係に応じて選択した前記対応関係を用いて、前記受信ビーム信号を生成する
付記１から付記５のいずれか１つに記載の超音波画像撮影装置。

【0066】

「付記７」
列状に配置された複数の振動子のうち、受信開口内に位置する複数の受信振動子の各々が、１回の送信ビームの送信に対して受信した受信信号に基づいて、受信走査線上の受信焦点についてビームフォーミングすることにより、複数の受信走査線毎に受信ビーム信号を生成する超音波画像撮影装置による超音波画像の生成方法であって、
前記複数の受信振動子の数よりも多数の振動子を含む振動子群を遅延量計算用の振動子群とし、前記遅延量計算用の振動子群に含まれる遅延量計算用振動子の各々について、前記受信焦点と前記遅延量計算用振動子との距離に応じた受信遅延量を取得し、
前記複数の受信走査線毎に、前記複数の受信振動子に対応する複数の前記遅延量計算用振動子を前記遅延量計算用の振動子群から選択し、
選択した複数の前記遅延量計算用振動子の前記受信遅延量に基づいて、前記複数の受信振動子の各々から取得された前記受信信号から前記受信走査線の受信ビーム信号を生成する
処理をプロセッサが実行する超音波画像の生成方法。

【符号の説明】

【0067】

１ 超音波診断装置
１０ 超音波プローブ
１２ 本体部
１３ 超音波画像撮影装置
２０ 振動子（受信振動子）
２１ 振動子アレイ
２２ 送受信回路
２４ 送信回路
２６ 受信回路
３０ プロセッサ
３２ メモリ
３４ 記憶部
４０ 通信Ｉ／Ｆ部
４２ 入力Ｉ／Ｆ部
４４ 表示部
４６ 画像生成部
４９ バス
５０ 増幅部
５２ Ａ／Ｄ変換部
５４ 遅延器
５６ 加算器
５８ 遅延制御部、５８０ 遅延量取得部、５８２ 選択部、５８４ 遅延量指示部
５９ 遅延量データ
６０ 信号処理部
６２ ＤＳＣ
６４ 画像処理部
７０ 送信ビーム
７２ 受信走査線、７２_０、７２_０＿１～７２_０＿７ 基準走査線、７２_１ 第１受信走査線、７２_２ 第２受信走査線、７２_３ 第３受信走査線、７２_４ 第４受信走査線
８０、８０_１～８０_３３ 遅延量計算用振動子
８１ 遅延量計算用の振動子群
９０ 送受信点
９２Ａ、９２Ｂ 受信焦点
Ｂ 血管
Ｄ 深度方向
ｍ 受信開口
ｎΔｘ ピッチ
Ｓ 体表面
Ｕ 超音波画像
ｄ_ｅｆ、ｄ_ｆｔ、ｄ_ｔｅ 距離

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図6D】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】