JP2000254121A - 受信信号形成方法および装置並びに超音波撮像方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ΔΣ変調信号についてダイナミックフォーカ
スを行う受信信号形成方法および装置並びに超音波撮像
方法および装置を実現する。 【解決手段】 複数の超音波トランスデューサが受信し
た複数の信号をそれぞれΔΣ変調（６１１〜５）し、予
め定めた遅延を付与（６２１〜５）して加算（６３０）
し、それをフィルタリング（６４０）して受信信号を形
成するに当たり、遅延時間の付与は、ΔΣ変調した信号
列に引き延ばし信号を付与することにより行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、受信信号形成方法
および装置並びに超音波撮像方法および装置に関し、特
に、超音波トランスデューサアレイ（ｔｒａｎｓｄｕｃ
ｅｒ ａｒｒａｙ）で受信した複数の信号をそれぞれΔ
Σ（ｄｅｌｔａ−ｓｉｇｍａ）変調し、ΔΣ変調した複
数の信号を用いて受信ビームフォーミング（ｂｅａｍｆ
ｏｒｍｉｎｇ）を行う受信信号形成方法および装置、並
びに、そのようして受信ビームフォーミングした受信信
号を用いる超音波撮像方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】超音波の受信ビームフォーミングをディ
ジタル（ｄｉｇｉｔａｌ）的に行う一つの方法として、
ΔΣ変調した信号を利用して受信ビームフォーミングを
行う方法がある。この方法は、例えば特開平３−１１４
４４９号に記載されているように、超音波トランスデュ
ーサアレイで受信した複数の信号を複数のΔΣ変調器で
それぞれΔΣ変調し、ΔΣ変調後の複数の信号をそれぞ
れ時間シフト（ｓｈｉｆｔ）して加算し、加算結果をデ
シメーションフィルタ（ｄｅｃｉｍａｔｉｏｎｆｉｌｔ
ｅｒ）でフィルタリング（ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ）するよ
うになっている。

【０００３】デシメーションフィルタの出力信号は１音
線分の受信信号を形成する。複数の信号にそれぞれ付与
する時間シフトの量によって、受信ビームの方位および
焦点を定める。時間シフト量を変更することにより受信
ビームの方位を変更し、音線順次の走査を行う。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の受信ビームフォ
ーミングでは、受信ビームの焦点（フォーカス：ｆｏｃ
ｕｓ）は信号に付与する時間シフト量によって固定され
るので、１つの方位での信号受信中に受信フォーカスを
変更するいわゆるダイナミックフォーカス（ｄｙｎａｍ
ｉｃ ｆｏｃｕｓ）が行えないという問題があった。

【０００５】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたもので、その目的は、ΔΣ変調信号についてダイ
ナミックフォーカスを行う受信信号形成方法および装置
並びに超音波撮像方法および装置を実現することであ
る。

【０００６】また、ΔΣ変調信号を加算する加算手段の
動作条件を緩和する受信信号形成方法および装置並びに
超音波撮像方法および装置を実現することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】（１）上記の課題を解決
する第１の発明は、アレイを構成する複数の超音波トラ
ンスデューサで超音波を受信し、前記複数の超音波トラ
ンスデューサが受信した複数の信号をそれぞれΔΣ変調
し、前記ΔΣ変調した複数の信号に予め定めた遅延時間
を付与し、前記遅延時間を付与した複数の信号を加算
し、前記加算した信号をフィルタリングする受信信号形
成方法であって、前記遅延時間の付与はΔΣ変調した信
号列に引き延ばし信号を付与することにより行うことを
特徴とする受信信号形成方法である。

【０００８】（２）上記の課題を解決する第２の発明
は、アレイを構成する複数の超音波トランスデューサで
超音波を受信し、前記複数の超音波トランスデューサが
受信した複数の信号をそれぞれΔΣ変調し、前記ΔΣ変
調した複数の信号をそれぞれフーリエ変換し、前記フー
リエ変換した複数の信号に周波数ドメインにおいて予め
定めた位相変移量を付与し、前記位相変移量を付与した
複数の信号を周波数ドメインで加算し、前記加算した信
号を逆フーリエ変換することを特徴とする受信信号形成
方法である。

【０００９】（３）上記の課題を解決する第３の発明
は、アレイを構成する複数の超音波トランスデューサで
超音波を受信し、前記複数の超音波トランスデューサが
受信した複数の信号をそれぞれΔΣ変調し、前記ΔΣ変
調した複数の信号に予め定めた遅延時間を付与し、前記
遅延時間を付与した複数の信号をそれぞれフィルタリン
グし、前記フィルタリングした複数の信号を加算し、前
記加算した信号をフィルタリングすることを特徴とする
受信信号形成方法である。

【００１０】（４）上記の課題を解決する第４の発明
は、アレイを構成し超音波を受信する複数の超音波トラ
ンスデューサと、前記複数の超音波トランスデューサが
受信した複数の信号をそれぞれΔΣ変調するΔΣ変調手
段と、前記ΔΣ変調した複数の信号に予め定めた遅延時
間を付与する遅延時間付与手段と、前記遅延時間を付与
した複数の信号を加算する加算手段と前記加算した信号
をフィルタリングするフィルタリング手段とを有する受
信信号形成装置であって、前記遅延時間付与手段は前記
ΔΣ変調した信号列に引き延ばし信号を付与することを
特徴とする受信信号形成装置である。

【００１１】（５）上記の課題を解決する第５の発明
は、アレイを構成し超音波を受信する複数の超音波トラ
ンスデューサと、前記複数の超音波トランスデューサが
受信した複数の信号をそれぞれΔΣ変調するΔΣ変調手
段と、前記ΔΣ変調した複数の信号をそれぞれフーリエ
変換するフーリエ変換手段と、前記フーリエ変換した複
数の信号に周波数ドメインにおいて予め定めた位相変移
量を付与する位相変移量付与手段と、前記位相変移量を
付与した複数の信号を周波数ドメインで加算する加算手
段と、前記加算した信号を逆フーリエ変換する逆フーリ
エ変換手段とを具備することを特徴とする受信信号形成
装置である。

【００１２】（６）上記の課題を解決する第６の発明
は、アレイを構成し超音波を受信する複数の超音波トラ
ンスデューサと、前記複数の超音波トランスデューサが
受信した複数の信号をそれぞれΔΣ変調するΔΣ変調手
段と、前記ΔΣ変調した複数の信号に予め定めた遅延時
間を付与する遅延時間手段と、前記遅延時間を付与した
複数の信号をそれぞれフィルタリングする第１のフィル
タリング手段と、前記フィルタリングした複数の信号を
加算する加算手段と、前記加算した信号をフィルタリン
グする第２のフィルタリング手段とを具備することを特
徴とする受信信号形成装置である。

【００１３】（７）上記の課題を解決する第７の発明
は、超音波を送信してそのエコーを受信し、前記受信し
た信号に基づき予め定めた音線に沿った受信信号を形成
し、前記形成した受信信号に基づいて画像を生成する超
音波撮像方法であって、前記受信信号を（１）ないし
（３）のうちのいずれか１つに記載の方法で形成するこ
とを特徴とする超音波撮像方法である。

【００１４】（８）上記の課題を解決する第８の発明
は、超音波を送信する超音波送信手段と、前記送信した
超音波に関する受信信号を形成する受信信号形成手段
と、前記形成した受信信号に基づいて画像を生成する画
像生成手段とを有する超音波撮像装置であって、前記受
信信号形成手段として、（４）ないし（６）のうちのい
ずれか１つに記載の受信信号形成装置を用いることを特
徴とする超音波撮像装置である。

【００１５】第１の発明または第４の発明において、前
記引き延ばし信号は、前記ΔΣ変調した信号の論理値１
に相当する信号レベルと論理値０に相当する信号レベル
との中間のレベルの信号であることが、実質的に連続的
な遅延時間を付与する点で好ましい。

【００１６】また、第１の発明または第４の発明におい
て、前記引き延ばし信号は、変調前の信号が０レベルと
なる時点に相当する前記ΔΣ変調信号中の位置に付与す
ることが、フィルタリングに伴うノイズの発生を防止す
る点で好ましい。その場合、前記引き延ばし信号は、論
理値１に相当する信号レベルと論理値０に相当する信号
レベルを同じデューティレシオで繰り返す信号であるこ
とが、ノイズ防止をさらに徹底する点で好ましい。

【００１７】（作用）本発明では、ΔΣ変調した信号列
に付与する引き延ばし信号の長さを調節することにより
信号の遅延時間を調節し、ダイナミックフォーカスを行
う。また、周波数ドメインで付与する位相変移量を調節
することにより、ダイナミックフォーカスを行う。ま
た、遅延時間を調節した複数の信号を加算する前に予め
フィルタリングすることにより、加算手段に対する動作
速度の高速化要件を緩和する。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態
に限定されるものではない。図１に、超音波撮像装置の
ブロック（ｂｌｏｃｋ）図を示す。本装置は本発明の超
音波撮像装置の実施の形態の一例である。本装置の構成
によって、本発明の装置に関する実施の形態の一例が示
される。本装置の動作によって、本発明の方法に関する
実施の形態の一例が示される。

【００１９】本装置の構成を説明する。同図に示すよう
に、本装置は超音波プローブ（ｐｒｏｂｅ）２を有す
る。超音波プローブ２は、被検体１００に当接されて超
音波の送受波に使用される。超音波プローブ２は、図示
しない超音波トランスデューサアレイを有する。超音波
トランスデューサアレイは複数の超音波トランスデュー
サで構成される。個々の超音波トランスデューサは、例
えばＰＺＴ（チタン（Ｔｉ）酸ジルコン（Ｚｒ）酸鉛
（Ｐｂ））セラミックス（ｃｅｒａｍｉｃｓ）等の圧電
材料で構成される。

【００２０】超音波プローブ２は送受信部６に接続され
ている。送受信部６は、超音波プローブ２の超音波トラ
ンスデューサアレイを駆動して超音波ビームを送信し、
また、超音波トランスデューサアレイが受波したエコー
を受信するものである。送受信部６のブロック図を図２
に示す。同図に示すように、送受信部６は信号発生回路
６０２を有する。信号発生回路６０２は、パルス（ｐｕ
ｌｓｅ）信号を所定の周期で繰り返し発生して送波ビー
ムフォーマ６０６に入力する。送波ビームフォーマ６０
６は入力信号に基づいて送波ビームフォーミング信号を
生成する。送波ビームフォーミング信号は、超音波トラ
ンスデューサアレイにおいて送信アパーチャを構成する
複数の超音波トランスデューサに与える複数の駆動信号
であり、個々の駆動信号には超音波ビームの方位および
焦点に対応した遅延時間が付与される。以下、送信アパ
ーチャを送波アパーチャという。

【００２１】送波ビームフォーミング信号は、送受切換
回路６０８を通じて送波アパーチャを構成する複数の超
音波トランスデューサに与えられる。駆動信号が与えら
れた複数の超音波トランスデューサはそれぞれ超音波を
発生し、それら超音波の波面合成により所定の方位への
送波超音波ビームが形成される。送波超音波ビームは所
定の距離に設定された焦点に収束する。信号発生回路６
０２、送波ビームフォーマ６０６、送受切換回路６０８
および超音波プローブ２からなる部分は、本発明におけ
る超音波送信手段の実施の形態の一例である。

【００２２】送波超音波のエコーが、超音波プローブ２
の受信アパーチャを構成する複数の超音波トランスデュ
ーサでそれぞれ受波される。以下、受信アパーチャを受
波アパーチャという。複数の超音波トランスデューサが
受波した複数のエコー受波信号は、送受切換回路６０８
を通じて受波ビームフォーマ６１０に入力される。受波
ビームフォーマ６１０は、エコー受信音線の方位および
エコー受信の焦点に対応した遅延を個々のエコー受波信
号に付与して加算し、所定の音線および焦点に合致した
エコー受信信号を形成する。

【００２３】超音波プローブ２、送受切換回路６０８お
よび受波ビームフォーマ６１０からなる部分は、本発明
の受信信号形成装置の実施の形態の一例である。この部
分の構成により、本発明の装置に関する実施の形態の一
例が示される。この部分の動作により、本発明の方法に
関する実施の形態の一例が示される。超音波プローブ
２、送受切換回路６０８および受波ビームフォーマ６１
０からなる部分は、また、本発明における受信信号形成
手段の実施の形態の一例である。受波ビームフォーマ６
１０については後にあらためて説明する。

【００２４】送波ビームフォーマ６０６は、送波超音波
ビームの方位を順次切り換えることにより音線順次の走
査を行う。受波ビームフォーマ６１０は、受波音線の方
位を順次切り換えることにより音線順次の受波の走査を
行う。これにより、送受信部６は例えば図３に示すよう
な走査を行う。すなわち、放射点２００からｚ方向に延
びる超音波ビーム２０２が扇状の２次元領域２０６をθ
方向に走査し、いわゆるセクタスキャン（ｓｅｃｔｏｒ
ｓｃａｎ）を行う。

【００２５】送波および受波のアパーチャを超音波トラ
ンスデューサアレイの一部を用いて形成するときは、こ
のアパーチャをアレイに沿って順次移動させることによ
り、例えば図４に示すような走査を行うことができる。
すなわち、放射点２００からｚ方向に発する超音波ビー
ム２０２が直線的な軌跡２０４上を移動することによ
り、矩形状の２次元領域２０６がｘ方向に走査され、い
わゆるリニアスキャン（ｌｉｎｅａｒ ｓｃａｎ）が行
われる。

【００２６】なお、超音波トランスデューサアレイが、
超音波送波方向に張り出した円弧に沿って形成されたい
わゆるコンベックスアレイ（ｃｏｎｖｅｘ ａｒｒａ
ｙ）である場合は、リニアスキャンと同様な信号操作に
より、例えば図５に示すように、超音波ビーム２０２の
放射点２００が円弧状の軌跡２０４上を移動して扇面状
の２次元領域２０６がθ方向に走査され、いわゆるコン
ベックススキャンが行えるのはいうまでもない。

【００２７】送受信部６はデータ（ｄａｔａ）処理部８
に接続されている。データ処理部８には、送受信部６か
ら、エコー受信信号がディジタルデータ（ｄｉｇｉｔａ
ｌｄａｔａ）として入力される。データ処理部８は、入
力されたエコーデータを処理して画像生成を行う。デー
タ処理部８は、本発明における画像生成手段の実施の形
態の一例である。

【００２８】データ処理部８は、図６に示すように、デ
ータ処理プロセッサ（ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）８０、エコ
ーメモリ（ｅｃｈｏ ｍｅｍｏｒｙ）８２、データメモ
リ８４および画像メモリ８６を備えている。これらはバ
ス（ｂｕｓ）８８によって接続されている。送受信部６
から入力されたエコーデータは、エコーメモリ８２に記
憶される。データ処理プロセッサ８０は、エコーデータ
に基づいて画像を生成する。

【００２９】データ処理部８には表示部１０が接続され
ている。表示部１０は、例えばグラフィックディスプレ
ー（ｇｒａｐｈｉｃ ｄｉｓｐｌａｙ）等で構成され、
データ処理部８の画像メモリ８６から入力された画像デ
ータに基づいて可視像を表示する。

【００３０】以上の送受信部６、データ処理部８および
表示部１０は制御部１２に接続されている。制御部１２
は、それら各部に制御信号を与えてその動作を制御す
る。また、被制御の各部から制御部１２に状態報知信号
や応答信号等が伝えられる。制御部１２による制御の下
で超音波撮像が実行される。

【００３１】制御部１２には操作部１４が接続されてい
る。操作部１４は操作者によって操作され、制御部１２
に所望の指令や情報を入力するようになっている。操作
部１４は、例えばキーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）やそ
の他の操作具を備えた操作パネル（ｐａｎｅｌ）で構成
される。

【００３２】受波ビームフォーマ６１０の一例のブロッ
ク図を図７に示す。同図に示すように、受波ビームフォ
ーマ６１０はΔΣ変調回路６１１〜６１５を有する。Δ
Σ変調回路６１１〜６１５は、本発明におけるΔΣ変調
手段の実施の形態の一例である。ΔΣ変調回路６１１〜
６１５は、受波アパーチャの超音波トランスデューサご
とに設けられる。ここでは、説明の便宜上、受波アパー
チャを５個の超音波トランスデューサで構成した例を示
すが、実際の装置では６４〜１２８個程度の超音波トラ
ンスデューサで構成するのが普通である。

【００３３】ΔΣ変調回路６１１〜６１５は、それぞれ
の超音波トランスデューサが受信したＲＦ（ｒａｄｉｏ
ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）周波数領域のエコー信号をオー
バーサンプリング（ｏｖｅｒ ｓａｍｐｌｉｎｇ）によ
りΔΣ変調し、ＰＣＭ（ｐｕｌｓｅ ｃｏｄｅ ｍｏｄ
ｕｌａｔｉｏｎ）信号に変換する。ΔΣ変調回路６１１
〜６１５の出力信号は、遅延付与回路６２１〜６２５に
それぞれ入力される。

【００３４】遅延付与回路６２１〜６２５は、入力信号
にエコー受信音線の方位およびエコー受信の焦点に対応
した遅延を付与する。遅延付与回路６２１〜６２５は、
本発明における遅延時間付与手段の実施の形態の一例で
ある。遅延の付与は、予め定めた引き延ばし信号をＰＣ
Ｍ信号列に付与することにより行う。

【００３５】これを図８によって説明すれば、同図の
（ａ）のようなＰＣＭ信号が得られたとすると、例え
ば、この信号列における時点Ａに、（ｂ）に示すよう
に、ＰＣＭ信号の論理値１または論理値０のいずれにも
該当しない信号、例えば、論理値１と論理値０の中間の
レベル（ｌｅｖｅｌ）を持つ信号、すなわち引き延ばし
信号を付与する。引き延ばし信号は（ｃ）に示すように
論理値１のレベルと論理値０のレベルが同一のデューテ
ィレシオ（ｄｕｔｙ ｒａｔｉｏ）で適宜の回数交代す
る信号であっても良い。

【００３６】これにより、時点Ａ以降のＰＣＭ信号が引
き延ばし信号の長さτだけ遅延する。引き延ばし信号の
長さτを調節することにより遅延量を調節することがで
き、また、引き延ばし信号を付与する時点を選ぶことに
よってＰＣＭ信号の適宜の箇所を引き延ばすことができ
る。

【００３７】なお、引き延ばし信号を付与する場合は、
図９に示すように、ΔΣ変調回路の入力信号すなわち変
換前の信号が０レベルをクロス（ｃｒｏｓｓ）する時点
に相当する箇所に付与するのが、後にデシメーションフ
ィルタでフィルタリングしたときのノイズ（ｎｏｉｓ
ｅ）の発生を防止する点で好ましい。

【００３８】このような引き延ばし信号の付与は、例え
ば、ＰＣＭ信号をいったんバッファメモリ（ｂｕｆｆｅ
ｒ ｍｅｍｏｒｙ）に記憶し、この記憶した信号の適宜
の箇所に適宜の長さの引き延ばし信号を付与することに
より実現することができる。

【００３９】遅延付与回路６２１〜６２５が付与する引
き延ばし信号の長さτおよび付与時点は、制御部１２に
よりエコー受信の方位（ステアリング：ｓｔｅｅｒｉｎ
ｇ）および焦点距離に応じて制御される。１つの方位で
のエコー受信の途中でも、引き延ばし信号を付与する位
置および長さを調節することができ、これによって焦点
距離を実質的に連続的に変化させることができる。すな
わち、連続的なダイナミックフォーカスを行うことがで
きる。

【００４０】遅延付与回路６２１〜６２５の出力信号は
加算回路６３０に入力される。加算回路６３０は、本発
明における加算手段の実施の形態の一例である。加算回
路６３０は入力信号を全加算する。加算回路６３０はＰ
ＣＭ信号に適合した例えばディジタル加算回路等で構成
される。加算回路６３０の出力信号はデシメーションフ
ィルタ６４０でフィルタリングされて１音線分のエコー
受信信号が形成される。

【００４１】デシメーションフィルタ６４０は、本発明
におけるフィルタリング手段の実施の形態の一例であ
る。デシメーションフィルタ６４０としては、ディジタ
ルのデシメーションフィルタまたはアナログ（ａｎａｌ
ｏｇ）のデシメーションフィルタが用いられる。ディジ
タルのデシメーションフィルタを用いた場合はエコー受
信信号がディジタルデータとして得られる。アナログの
デシメーションフィルタを用いた場合はエコー受信信号
がアナログ信号として得られる。

【００４２】遅延付与回路６２１〜６２５でＰＣＭ信号
に遅延を付与するのに用いた引き延ばし信号が、ＰＣＭ
信号の論理値１または論理値０のいずれにも該当しない
信号なので、デシメーションフィルタ６４０によるフィ
ルタリングに矛盾を生じない。また、それを付与する位
置を元の信号の０クロス位置としたこともノイズ発生を
防止するのに寄与する。

【００４３】一方、論理値１と論理値０が同一のデュー
ティレシオで交代するき延ばし信号は、ＤＣ（ｄｉｒｅ
ｃｔ ｃｕｒｒｅｎｔ）成分が０であるから、デシメー
ションフィルタ６４０によるフィルタリングに矛盾を生
じることがなく、元の信号の０クロス位置に付与したこ
とと相俟ってノイズを発生させない。

【００４４】上記のように遅延付与回路６２１〜６２５
にステアリングとフォーカシングの両方の機能を持たせ
る代わりに、図１０に示すように、遅延付与回路６２１
〜６２５に直列にシフトレジスタ６５１〜６５５をそれ
ぞれ接続し、ステアリングのための遅延時間の付与はシ
フトレジスタ６５１〜６５５で行うようにしても良い。
遅延時間はシフトレジスタ６５１〜６５５における出力
取り出し桁を切り換えることにより調節する。シフトレ
ジスタ６５１〜６５５は、本発明における時間シフト手
段の実施の形態の一例である。

【００４５】このようにすることにより、遅延付与回路
６２１〜６２５をダイナミックフォーカス専用とし遅延
制御を単純化することができる。なお、シフトレジスタ
６５１〜６５５は遅延付与回路６２１〜６２５の前段に
置くようにしても良い。

【００４６】加算回路６３０に入力するＰＣＭ信号を予
備的にフィルタリングして高域成分をある程度除去する
ことにより、加算回路６３０に要求される動作の高速性
を緩和することができる。そのようにした例を図１１に
示す。同図に示すように、遅延付与回路６２１〜６２５
の出力信号を、それぞれフィルタ６６１〜６６５を通じ
て加算回路６３０に入力する。フィルタ６６１〜６６５
は、本発明における第１のフィルタリング手段の実施の
形態の一例である。加算回路６３０は、本発明における
加算手段の実施の形態の一例である。フィルタ６６１〜
６６５は、加算回路６３０の動作速度に適合する程度ま
で信号の高域成分を除去するもので、例えば、図７また
は図８に示したデシメーションフィルタ６４０よりもデ
シメーションの程度を軽減したデシメーションフィルタ
等が用いられる。

【００４７】このようにフィルタ６６１〜６６５を前段
に設けた場合、加算回路６３０はアナログ加算回路でも
実現することができ、加算回路の構成を簡素化すること
ができる。もちろん、ディジタル加算回路を用いる場合
でも、高速動作要件の緩和に伴う構成簡素化の利点があ
る。また、最終段のデシメーションフィルタ６４０も図
７または図８に示したものよりも軽度のデシメーション
を行うもので良い。デシメーションフィルタ６４０は、
本発明における第２のフィルタリング手段の実施の形態
の一例である。

【００４８】なお、受信音線のステアリングをシフトレ
ジスタで行う場合は、図１２または図１３に示すよう
に、フィルタ６６１〜６６５はシフトレジスタ６５１〜
６５５の出力側に設ける。なお、図１３はダイナミック
フォーカスを行わずに、シフトレジスタ６５１〜６５５
で受信音線のステアリングを行う例である。

【００４９】受波ビームフォーマ６１０の他の例のブロ
ック図を図１４に示す。同図において、図７に示したも
のと同様のものは同一の符号を付して説明を省略する。
受波ビームフォーマ６１０はフーリエ（Ｆｏｕｒｉｅ
ｒ）変換回路７１１〜７１５を有する。フーリエ変換回
路７１１〜７１５は、本発明におけるフーリエ変換手段
の実施の形態の一例である。フーリエ変換回路７１１〜
７１５には、ΔΣ変調回路６１１〜６１５の出力信号が
それぞれ入力される。

【００５０】フーリエ変換回路７１１〜７１５は、入力
信号をそれぞれフーリエ変換して周波数ドメイン（ｄｏ
ｍａｉｎ）の信号に変換する。このようなフーリエ変換
回路は、例えば、デシメーションフィルタでＰＣＭ信号
をディジタル信号化し、それをＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏ
ｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）する回路、複数のバ
ンドパスフィルタ（ｂａｎｄ ｐａｓｓ ｆｉｌｔｅ
ｒ）の並列回路からなるフィルタバンク（ｆｉｌｔｅｒ
ｂａｎｋ）、または、ＰＣＭ信号に特化したＦＦＴ回
路等で実現される。

【００５１】フーリエ変換回路７１１〜７１５の出力信
号は、位相変移回路７２１〜７２５にそれぞれ入力され
る。位相変移回路７２１〜７２５は、本発明における位
相変移量付与手段の実施の形態の一例である。位相変移
回路７２１〜７２５は、入力信号である周波数ドメイン
の信号に、受信音線のステアリングおよび受信のフォー
カスに対応した位相変移（遅延）量をそれぞれ付与す
る。

【００５２】位相変移量は制御部１２によって制御さ
れ、受信音線のステアリングおよび受信のフォーカスが
調節される。フォーカス用の位相変移量を１音線のエコ
ー受信中に連続的に調節することにより、連続的なダイ
ナミックフォーカスを行うことができる。

【００５３】位相変移回路７２１〜７２５の出力信号は
加算回路７３０に入力される。加算回路７３０は、本発
明における加算手段の実施の形態の一例である。加算回
路７３０は、複数の入力信号を周波数ドメインで周波数
ビン（ｂｉｎ）ごとに全加算する。

【００５４】加算回路７３０の出力信号は逆フーリエ変
換回路回路７４０に入力される。逆フーリエ変換回路７
４０は、本発明における逆フーリエ変換手段の実施の形
態の一例である。逆フーリエ変換回路７４０は、例えば
ｉＦＦＴ（ｉｎｖｅｒｓｅＦｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓ
ｆｏｒｍ）回路等で構成される。逆フーリエ変換回路７
４０は、入力信号を逆フーリエ変換して時間ドメインの
信号に戻す。逆フーリエ変換回路７４０の出力信号は１
音線分のエコー受信信号を形成する。

【００５５】本装置の動作を説明する。操作者は超音波
プローブ２を被検体１００の所望の部位に当接し、操作
部１４を操作して超音波撮像を行う。撮像は操作者の指
令に基づき制御部１２による制御の下で行われる。送受
信部６は例えば図３に示したセクタスキャンを行う。そ
の際、受信フォーカスが連続的に調節され、連続ダイナ
ミックフォーカシングによるエコー受信が行われる。

【００５６】データ処理部８は受信したエコーデータに
基づき例えばＢモード（Ｂ ｍｏｄｅ）画像等を生成す
る。連続ダイナミックフォーカシングによりエコーが受
信されるので、生成された画像は体内の浅部から深部ま
で細部を明瞭に描出したものとなる。生成された画像は
表示部１０に表示される。表示画像が高分解能であるこ
とにより的確な診断を行うことが可能になる。

【００５７】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、ΔΣ変調信号についてダイナミックフォーカスを
行う受信信号形成方法および装置並びに超音波撮像方法
および装置を実現することができる。また、ΔΣ変調信
号を加算する加算手段の動作条件を緩和する受信信号形
成方法および装置並びに超音波撮像方法および装置を実
現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図
である。

【図２】図１に示した装置における送受信部のブロック
図である。

【図３】図２に示した送受信部による音線走査の概念図
である。

【図４】図２に示した送受信部による音線走査の概念図
である。

【図５】図２に示した送受信部による音線走査の概念図
である。

【図６】図１に示した装置におけるデータ処理部のブロ
ック図である。

【図７】図２に示した送受信部における受波ビームフォ
ーマの一例のブロック図である。

【図８】図７に示した受波ビームフォーマにおける遅延
付与を説明するグラフである。

【図９】図７に示した受波ビームフォーマにおける遅延
付与を説明するグラフである。

【図１０】図２に示した送受信部における受波ビームフ
ォーマの一例のブロック図である。

【図１１】図２に示した送受信部における受波ビームフ
ォーマの一例のブロック図である。

【図１２】図２に示した送受信部における受波ビームフ
ォーマの一例のブロック図である。

【図１３】図２に示した送受信部における受波ビームフ
ォーマの一例のブロック図である。

【図１４】図２に示した送受信部における受波ビームフ
ォーマの一例のブロック図である。

【符号の説明】

２ 超音波プローブ ６ 送受信部 ８ データ処理部 １０ 表示部 １２ 制御部 １４ 操作部 １００ 被検体 ６０６ 送波ビームフォーマ ６１０ 受波ビームフォーマ ６１１〜６１５ ΔΣ変調回路 ６２１〜６２５ 遅延付与回路 ６３０ 加算回路 ６４０ デシメーションフィルタ ６５１〜６５５ シフトレジスタ ６６１〜６６５ フィルタ ７１１〜７１５ フーリエ変換回路 ７２１〜７２５ 位相変移回路 ７３０ 加算回路 ７４０ 逆フーリエ変換回路

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アレイを構成する複数の超音波トランス
   デューサで超音波を受信し、 前記複数の超音波トランスデューサが受信した複数の信
   号をそれぞれΔΣ変調し、 前記ΔΣ変調した複数の信号に予め定めた遅延時間を付
   与し、 前記遅延時間を付与した複数の信号を加算し、 前記加算した信号をフィルタリングする受信信号形成方
   法であって、 前記遅延時間の付与は前記ΔΣ変調した信号列に引き延
   ばし信号を付与することにより行う、ことを特徴とする
   受信信号形成方法。
2. 【請求項２】 アレイを構成する複数の超音波トランス
   デューサで超音波を受信し、 前記複数の超音波トランスデューサが受信した複数の信
   号をそれぞれΔΣ変調し、 前記ΔΣ変調した複数の信号をそれぞれフーリエ変換
   し、 前記フーリエ変換した複数の信号に周波数ドメインにお
   いて予め定めた位相変移量を付与し、 前記位相変移量を付与した複数の信号を周波数ドメイン
   で加算し、 前記加算した信号を逆フーリエ変換する、ことを特徴と
   する受信信号形成方法。
3. 【請求項３】 アレイを構成する複数の超音波トランス
   デューサで超音波を受信し、 前記複数の超音波トランスデューサが受信した複数の信
   号をそれぞれΔΣ変調し、 前記ΔΣ変調した複数の信号に予め定めた遅延時間を付
   与し、 前記遅延時間を付与した複数の信号をそれぞれフィルタ
   リングし、 前記フィルタリングした複数の信号を加算し、 前記加算した信号をフィルタリングする、ことを特徴と
   する受信信号形成方法。
4. 【請求項４】 アレイを構成し超音波を受信する複数の
   超音波トランスデューサと、 前記複数の超音波トランスデューサが受信した複数の信
   号をそれぞれΔΣ変調するΔΣ変調手段と、 前記ΔΣ変調した複数の信号に予め定めた遅延時間を付
   与する遅延時間付与手段と、 前記遅延時間を付与した複数の信号を加算する加算手段
   と前記加算した信号をフィルタリングするフィルタリン
   グ手段とを有する受信信号形成装置であって、 前記遅延時間付与手段は前記ΔΣ変調した信号列に引き
   延ばし信号を付与する、ことを特徴とする受信信号形成
   装置。
5. 【請求項５】 アレイを構成し超音波を受信する複数の
   超音波トランスデューサと、 前記複数の超音波トランスデューサが受信した複数の信
   号をそれぞれΔΣ変調するΔΣ変調手段と、 前記ΔΣ変調した複数の信号をそれぞれフーリエ変換す
   るフーリエ変換手段と、 前記フーリエ変換した複数の信号に周波数ドメインにお
   いて予め定めた位相変移量を付与する位相変移量付与手
   段と、 前記位相変移量を付与した複数の信号を周波数ドメイン
   で加算する加算手段と、 前記加算した信号を逆フーリエ変換する逆フーリエ変換
   手段と、を具備することを特徴とする受信信号形成装
   置。
6. 【請求項６】 アレイを構成し超音波を受信する複数の
   超音波トランスデューサと、 前記複数の超音波トランスデューサが受信した複数の信
   号をそれぞれΔΣ変調するΔΣ変調手段と、 前記ΔΣ変調した複数の信号に予め定めた遅延時間を付
   与する遅延時間手段と、 前記遅延時間を付与した複数の信号をそれぞれフィルタ
   リングする第１のフィルタリング手段と、 前記フィルタリングした複数の信号を加算する加算手段
   と、 前記加算した信号をフィルタリングする第２のフィルタ
   リング手段と、を具備することを特徴とする受信信号形
   成装置。
7. 【請求項７】 超音波を送信してそのエコーを受信し、 前記受信した信号に基づき予め定めた音線に沿った受信
   信号を形成し、 前記形成した受信信号に基づいて画像を生成する超音波
   撮像方法であって、 前記受信信号を請求項１ないし請求項３のうちのいずれ
   か１つに記載の方法で形成する、ことを特徴とする超音
   波撮像方法。
8. 【請求項８】 超音波を送信する超音波送信手段と、 前記送信した超音波に関する受信信号を形成する受信信
   号形成手段と、 前記形成した受信信号に基づいて画像を生成する画像生
   成手段とを有する超音波撮像装置であって、 前記受信信号形成手段として、請求項４ないし請求項６
   のうちのいずれか１つに記載の受信信号形成装置を用い
   ることを特徴とする超音波撮像装置。