JPH1014921A - 超音波イメージング方法及び超音波イメージング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 非線形超音波反射特性を有する超音波造影剤
で造影された関心部位からのエコー信号に含まれる高調
波成分を正しく検出する方法および装置を実現する。 【解決手段】 超音波振動子を駆動して被検体内に超音
波を送波し、被検体からのエコー信号の第２高調波成分
を検出する超音波イメージング装置であって、検出した
エコー信号に第２高調波成分がなくなるように波形発生
を調整する調整手段２７と、検出したエコー信号の波形
を周波数分析して基本波と第２高調波とを比較し、比較
結果を前記調整手段に帰還させる帰還手段２４，２５，
２６と、調整された波形の超音波を造影以後に発生させ
る送信手段２２とを備えたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は超音波イメージング
方法及び超音波イメージング装置に関し、特に、非線形
的な超音波反射特性を有する伝搬経路や関心部位からの
エコーを検出するに適した超音波イメージング方法及び
超音波イメージング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】医用超音波撮影装置（超音波イメージン
グ装置）においては、被検体内に超音波を送波し、その
エコー(echo)信号に基づいて被検体の内部構造を画像化
することが行なわれる。

【０００３】また、ある種の超音波造影剤（発泡剤又は
コントラスト剤）では、その反射特性の非線形性によ
り、送波された超音波の例えば第２高調波成分のエコー
を返すものがある。尚、本願明細書において、このよう
な反射特性を、非線形超音波反射特性と呼ぶことにす
る。

【０００４】そして、このような性質を有する超音波造
影剤を被検体の関心部位に注入して撮影するときには、
エコー信号の第２高調波成分に基づいて被検体内が画像
化される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上のようにエコー信
号の第２高調波成分に基づいた超音波イメージを得る場
合に、以下のような問題が発生する。

【０００６】被検体内に送波される超音波を発生する
超音波振動子は、駆動回路の電力効率を上げるために矩
形波電圧で駆動されることが多いが、その場合、矩形波
電圧に含まれる高調波成分により、被検体内に送波され
る超音波にも高調波成分が含まれることになる。

【０００７】また、超音波振動子と関心部位との間
（伝搬経路）に位置する媒質の非線形性によっても第２
高調波成分が発生することがある。すなわち、以上の
及びの場合の第２高調波成分と、超音波造影剤が注入
された関心部位で発生する第２高調波成分とが区別でき
なくなる、という不都合がある。

【０００８】このため、非線形性を持たないエコー源か
らのエコー信号にも第２高調波成分が含まれることにな
り、超音波造影剤で造影された関心部位と造影されてい
ない部位とのエコー信号の区別がつかなくなる、という
問題が発生する。

【０００９】そして、上述したの対策のためには、送
信回路側には基本波成分のみを通過させるローパス（ハ
イカット）フィルタを設ける必要がある。また、受信回
路側には第２高調波成分のみを通過させ、基本波成分を
除去するハイパス（ローカット）フィルタを設ける必要
がある。

【００１０】ところが、所望の特性を得るために急峻
なカットオフ特性のフィルタとすると、遮断周波数付近
で位相偏移が大きくなったり、減衰量にムラが生じた
り、遮断する周波数領域側でも通過してしまう部分が生
じたりと、いろいろな問題を生じることがある。また、
急峻なカットオフ特性を得るために時間フィルタを使っ
た場合には空間分解能が低下するという問題も発生して
いる。

【００１１】このように、の問題を解決しようとして
設けたフィルタの特性によっても、に示すような新た
な問題が生じている。本発明は上記問題を解決するため
になされたもので、その目的は、非線形超音波反射特性
を有する超音波造影剤で造影された関心部位からのエコ
ー信号に含まれる高調波成分を正しく検出する方法およ
び装置を実現することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】従って、課題を解決する
手段である本発明は以下に説明するように構成されたも
のである。

【００１３】（１）第１の発明は、超音波振動子を駆動
して被検体内に超音波を送波し、被検体からのエコー信
号の第２高調波成分を検出する超音波イメージング方法
であって、検出したエコー信号に第２高調波成分がなく
なるように波形を調整して超音波を送波することを特徴
とする超音波イメージング方法である。

【００１４】この第１の発明の超音波イメージング方法
では、まず、超音波振動子を駆動して被検体内に超音波
を送波し、エコー信号の第２高調波成分がなくなるよう
に調整した超音波の送波波形を求める。

【００１５】すなわち、造影剤が注入されていない状況
において超音波の送受波で第２高調波成分が検出されな
い状態とは、媒質により発生する第２高調波成分（歪み
成分）に対して逆位相の第２高調波成分（逆歪み成分）
を含んだ波形の超音波を送信することで、歪み成分が相
殺された結果として、媒質によって超音波の歪み成分が
発生していないのと等価な状態であることを意味する。

【００１６】そして、超音波造影剤を注入した後に、こ
のように調整した波形の超音波を送波することで、媒質
で生じる第２高調波の影響がなくなり、関心部位からの
第２高調波成分のみを検出することができる。従って、
非線形超音波反射特性を有する超音波造影剤で造影され
た関心部位からのエコー信号に含まれる高調波成分を正
しく検出することが可能になる。

【００１７】（２）第２の発明は、超音波振動子を駆動
して被検体内に超音波を送波し、被検体からのエコー信
号の第２高調波成分を検出する超音波イメージング装置
であって、検出したエコー信号に第２高調波成分がなく
なるように波形発生を調整する調整手段と、検出したエ
コー信号の波形を周波数分析して基本波と第２高調波と
を比較し、比較結果を前記調整手段に帰還させる帰還手
段と、調整された波形の超音波を造影以後に発生させる
送信手段とを備えたことを特徴とする超音波イメージン
グ装置である。

【００１８】この第２の発明の超音波イメージング装置
では、まず、超音波振動子を駆動して被検体内の関心部
位に超音波を送波し、帰還手段及び調整手段を用いてエ
コー信号の第２高調波成分がなくなるように調整した超
音波の送波波形を求める。

【００１９】すなわち、造影剤が注入されていない状況
において超音波の送受波で第２高調波成分が検出されな
い状態とは、媒質により発生する第２高調波成分（歪み
成分）に対して逆位相の第２高調波成分（逆歪み成分）
を含んだ波形の超音波を送信することで、歪み成分が相
殺された結果として、媒質によって超音波の歪み成分が
発生していないのと等価な状態であることを意味する。

【００２０】そして、超音波造影剤を注入した後に、こ
のように調整した波形の超音波を送信手段から送波する
ことで、媒質で生じる第２高調波の影響がなくなり、関
心部位からの第２高調波成分のみを検出することができ
る。従って、非線形超音波反射特性を有する超音波造影
剤で造影された関心部位からのエコー信号に含まれる高
調波成分を正しく検出することが可能になる。

【００２１】（３）第３の発明は、超音波振動子を駆動
して被検体内に超音波を送波し、被検体からのエコー信
号の第２高調波成分を検出する超音波イメージング方法
であって、フィルタによりエコー信号の第２高調波成分
を減衰させた状態でエコー信号の基本波成分を検出し、
このエコー信号の基本波成分により第１の画像信号を生
成し、フィルタによりエコー信号の基本波成分を減衰さ
せた状態でエコー信号の第２高調波成分を検出し、この
エコー信号の第２高調波成分により第２の画像信号を生
成し、第２の画像信号から第１の画像信号の成分を所定
の比率で減算し、エコー信号に含まれる基本波成分を除
去することを特徴とする超音波イメージング方法であ
る。

【００２２】この第３の発明の超音波イメージング方法
では、フィルタによりエコー信号の第２高調波成分を減
衰させた状態で検出したエコー信号の基本波成分から第
１の画像信号を生成し、フィルタによりエコー信号の基
本波成分を減衰させた状態で検出したエコー信号の第２
高調波成分から第２の画像信号を生成し、第２の画像信
号から第１の画像信号の成分を所定の比率で減算するこ
とで、エコー信号に含まれる基本波成分を除去する。

【００２３】従って、エコー信号に対して急峻なカット
オフ特性のフィルタを用いなくても、第２高調波成分の
みを検出したのと等しい画像信号を生成することができ
る。この結果、急峻な特性を有するフィルタの悪影響
（位相偏移や空間分解能の低下）がなくなり、非線形超
音波反射特性を有する超音波造影剤で造影された関心部
位からのエコー信号に含まれる高調波成分を正しく検出
することが可能になる。

【００２４】尚、減算する際の所定の比率とは、エコー
信号に含まれる基本波成分がなくなるような比率のこと
であり、一例を挙げれば、造影前に第１の画像信号と第
２の画像信号との相互相関が最小になる比率のことをで
ある。すなわち、造影前に第１の画像信号と第２の画像
信号との相互相関が最小になるような係数を求めてお
き、造影後にこの係数を乗じた状態で第２の画像信号か
ら第１の画像信号の成分を減算することで、エコー信号
に含まれる基本波成分を除去できる。

【００２５】（４）第４の発明は、超音波振動子を駆動
して被検体内に超音波を送波し、被検体からのエコー信
号の第２高調波成分を検出する超音波イメージング装置
であって、フィルタによりエコー信号の第２高調波成分
を減衰させた状態でエコー信号の基本波成分を検出し、
このエコー信号の基本波成分により第１の画像信号を生
成する基本波画像信号生成手段と、フィルタによりエコ
ー信号の基本波成分を減衰させた状態でエコー信号の第
２高調波成分を検出し、このエコー信号の第２高調波成
分により第２の画像信号を生成する第２高調波画像信号
生成手段と、所定の比率に従って第２の画像信号から第
１の画像信号の成分を減算し、エコー信号に含まれる基
本波成分を除去する減算手段と、を備えたことを特徴と
する超音波イメージング装置である。

【００２６】この第４の発明の超音波イメージング装置
では、フィルタによりエコー信号の第２高調波成分を減
衰させた状態で検出したエコー信号の基本波成分から第
１の画像信号を生成し、フィルタによりエコー信号の基
本波成分を減衰させた状態で検出したエコー信号の第２
高調波成分から第２の画像信号を生成し、第２の画像信
号から第１の画像信号の成分を所定の比率で減算するこ
とで、エコー信号に含まれる基本波成分を除去する。

【００２７】従って、エコー信号に対して急峻なカット
オフ特性のフィルタを用いなくても、第２高調波成分の
みを検出したのと等しい画像信号を生成することができ
る。この結果、急峻な特性を有するフィルタの悪影響
（位相偏移や空間分解能の低下など）がなくなり、非線
形超音波反射特性を有する超音波造影剤で造影された関
心部位からのエコー信号に含まれる高調波成分を正しく
検出することが可能になる。

【００２８】尚、減算する際の所定の比率とは、エコー
信号に含まれる基本波成分がなくなるような比率のこと
であり、一例を挙げれば、造影前における第１の画像信
号と第２の画像信号との相互相関が最小になる比率のこ
とをである。

【００２９】従って、減算手段において、このような所
定の比率を求めて減算を行うことが好ましい。すなわ
ち、造影前に第１の画像信号と第２の画像信号との相互
相関が最小になるような係数を求めておき、造影後にこ
の係数を乗じた状態で第２の画像信号から第１の画像信
号の成分を減算することで、エコー信号に含まれる基本
波成分を除去できる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態例を詳細に説明する。ここで、図１は本発明の
一実施の形態例としての超音波イメージング方法の処理
手順を示すフローチャートであり、図２は本発明の一実
施の形態例としての超音波イメージング装置の主要部の
概略構成を示す構成図である。また、図３は前記図２に
示した超音波イメージング装置の全体構成となる超音波
撮影装置を示す構成図である。

【００３１】先ず、この実施の形態例の超音波イメージ
ング装置を用いた超音波撮影装置の全体構成について説
明する。尚、以下に示す超音波撮影装置は医用のものに
限られない。

【００３２】図３において、１は超音波探触子としての
プローブ(probe) 、１１はプローブ１１と超音波撮影装
置本体部とを電気的に接続するケーブル(cable) 、２は
ケーブル１１と超音波撮影装置本体部とを機械的に接続
するケーブルコネクタ(cableconnecter) である。

【００３３】２０は送受信回路、３０は対数増幅部、４
０は包絡線検波部、５０はディジタル・スキャンコンバ
ータ(digital scan converter ：ＤＳＣ) 、６０は表示
部、７０は制御部、８０は操作部である。

【００３４】プローブ１はケーブルコネクタ２によって
送受信回路２０に接続される。プローブ１は図示しない
被検体に当接され、送受信回路２０から与えられる送波
信号に従って超音波を被検体内に送波し、被検体内から
返ってくるエコー信号を受波信号として検出するもので
ある。

【００３５】送受信回路２０は、制御部７０による制御
の下にプローブ１に送波信号を与えると共に、検出され
たエコー信号を受信および増幅するものである。なお、
送波信号の出力および超音波検出信号の受信に当たって
は、各送波信号についての位相差付けおよび各受信信号
の整相加算が行なわれ、超音波送受信の指向性を決める
ためのビームフォーミング(beam forming)および超音波
ビーム走査のためのビームステアリング(beam steerin
g) が行なわれる。

【００３６】対数増幅部３０は、送受信回路２０の出力
信号を対数増幅するものである。包絡線検波部４０は、
対数増幅部３０の出力信号を包絡線検波してＢモードの
画像信号を得るものである。

【００３７】ディジタル・スキャンコンバータ５０は、
制御部７０による制御の下、包絡線検波部４０から出力
される画像信号をディジタル信号に変換して画像メモリ
（不図示）に記憶するとともに、記憶した画像データを
表示部６０の表示動作に合わせて出力するものである。
表示部６０は、制御部７０による制御の下、ディジタル
・スキャンコンバータ５０から与えられる画像データを
画像として表示するものである。

【００３８】制御部７０は、送受信回路２０、ディジタ
ル・スキャンコンバータ５０および表示部６０に制御信
号を与えてそれらの動作を制御するものである。操作部
８０は、操作者によって操作され、制御部７０に指令や
データを与えるものである。

【００３９】＜超音波イメージング装置の構成（１）＞
そして、図２において、送受信回路２０について、送信
回路２１の詳細と受信回路２８とを示すものである。こ
の図２において、２２は送信する超音波の波形を発生す
る波形発生器、２３は波形発生器で発生した波形を送波
用に増幅する送波アンプである。

【００４０】また、２４はプローブ１で受けた受波超音
波信号を増幅するプリアンプとしての受波アンプ、２５
は受波アンプ２４の出力信号をＡ／Ｄ変換してディジタ
ルデータ（ディジタル受波データ）にするＡ／Ｄ変換
器、２６はディジタル受波データの周波数分析を行って
歪み成分を除去する処理を行うディジタルシグナルプロ
セッサ（ＤＳＰ）、２７はＤＳＰ２６からの処理結果を
受けて波形発生の際の逆イコライザを形成する逆フィル
タ作成部である。

【００４１】尚、ここで逆イコライザ，逆フィルタと呼
んでいるものは、通常の超音波イメージングにおけるイ
コライザ，フィルタとは逆の工程により制御を行ってい
ることによる。

【００４２】尚、ここで、送信回路２０が送信手段を構
成している。また、受波アンプ２４，Ａ／Ｄ変換器２５
及びＤＳＰ２６が、波形発生器２２に対して帰還を行う
帰還手段を構成している。また、波形発生器２２及び逆
フィルタ作成部２７が、波形の調整を行う調整手段を構
成している。

【００４３】＜超音波イメージング装置の動作（１）＞
ここで、図１のフローチャートを参照して超音波イメー
ジング装置の動作説明を行う。

【００４４】まず、超音波造影剤（コントラスト剤）を
関心部位に注入しない状態で、以下のようなキャリブレ
ーション処理（超音波の送受波、及び送波波形の決定）
を行う。

【００４５】すなわち、制御部７０による制御のもと、
プローブ１と送受信回路２０により、被検体に対して超
音波（周波数ｆ0 ）を送波し、エコー信号を受波する
（図１Ｓ１）。

【００４６】この段階でプローブ１で得られるエコー信
号は、受波アンプ２４で増幅されてＡ／Ｄ変換器２５で
ディジタルデータに変換された後、ＤＳＰ２６において
処理される。

【００４７】すなわち、ＤＳＰ２６は、ＦＦＴやソフト
ウェアによる乗算などによってエコー信号を周波数分析
し、エコー信号に含まれる基本波成分と第２高調波成分
とのレベルを比較し、レベル比較結果を逆フィルタ作成
部２７に出力する。

【００４８】そして、逆フィルタ作成部２７では、レベ
ル比較結果を参照することで、エコー信号に含まれる第
２高調波成分のレベルが小さくなるような波形発生用の
制御信号を生成して波形発生器２２に出力する。

【００４９】この波形発生用の制御信号を受けた波形発
生器２２は、逆位相の第２高調波成分を含むことで、第
２高調波成分が打ち消されて小さくなるような超音波波
形を発生する（図１Ｓ２）。

【００５０】以上のようなフィードバックループを繰り
返すことで（図１Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）、超音波造影剤が
注入されていない状況のもとで、プローブ１から関心部
位の間に存在する媒質の歪みにより発生する第２高調波
成分が打ち消されて検出されなくなるような波形を波形
発生部２２を発生できるようになる。

【００５１】すなわち、造影剤が注入されていない状況
において超音波の送受波で第２高調波成分が検出されな
い状態とは、媒質により発生する第２高調波成分（歪み
成分）に対して逆位相の第２高調波成分（逆歪み成分）
を含んだ波形の超音波を送信することで、歪み成分が相
殺された結果として、プローブ１から関心部位の間に存
在する媒質によって超音波の歪み成分が発生していない
のと等価な状態であることを意味する。

【００５２】尚、以上の第２高調波成分のレベルを参照
して送波波形を決定する場合において、受波信号のＦＦ
Ｔ結果を受けて、２ｆ0 成分のみが逆位相になるような
スペクトラムを作成し、このスペクトラムを逆ＦＦＴす
ることによって送波波形を決定することも可能である。

【００５３】また、ＤＳＰ２６によってディジタル信号
処理した部分をアナログ回路に置き換えて、アナログ信
号処理で同等な処理を行っても構わない。以上のような
フィードバック制御によって第２高調波成分が充分小さ
くなったことをＤＳＰ２６が検出した時点で、制御部７
０の指示により逆フィルタ作成部２７若しくは波形発生
器２２は第２高調波成分を発生させない送波用波形の制
御データ若しくは波形データとして保存し、キャリブレ
ーション処理を完了する。

【００５４】この時点で、制御部７０は表示部６０を介
して操作者に対してキャリブレーション処理が完了した
ことを通知する。この通知を受けた操作者は、被検体の
関心部位を造影するために造影剤（コントラスト剤）を
注入する（図１Ｓ４）。

【００５５】そして、造影剤を注入したのち、超音波の
送受波を行って超音波撮影を実行する（図１Ｓ５）。こ
れまでのキャリブレーション処理により、媒質（歪みの
ある伝搬経路）によっては第２高調波成分は発生しない
のと等価な状態（発生する歪みの逆相成分を送波するこ
とにより、エコー信号には歪みが検出されない状態）に
されているので、造影剤を注入された関心部位によって
生じる第２高調波成分のみを確実に検出することができ
るようになる。尚、この際、造影剤注入前後でプローブ
１を動かしてはならないことは言うまでもない。

【００５６】＜超音波イメージング装置の構成（２）＞
次に、第２の実施の形態例としての超音波イメージング
装置の構成について図５を参照して説明する。尚、この
図５において、既に説明した図３と同一物には同一番号
を付してある。

【００５７】１は超音波探触子としてのプローブ(prob
e) 、２０は送受信回路、２２は送波する超音波波形を
発生する波形発生器、２３は波形発生器で発生した波形
を送波用に増幅する送波アンプである。

【００５８】また、２４はプローブ１で受けた受波超音
波信号を増幅するプリアンプとしての受波アンプ、２９
ａは送波信号と同一の周波数（ｆ0 ）を中心に通過させ
るバンドパス特性を有するフィルタ、２９ｂは送波信号
と第２高調波の周波数（２ｆ0 ）を中心に通過させるバ
ンドパス特性を有するフィルタである。

【００５９】３１は周波数ｆ0 の受波信号についての対
数増幅部、３２は周波数２ｆ0 の受波信号についての対
数増幅部、４１は周波数ｆ0 の受波信号についての包絡
線検波部、４２は周波数２ｆ0 の受波信号についての包
絡線検波部である。

【００６０】４３は包絡線検波によって得られた２種類
のＢモードの画像信号について適応消去を行う適応消去
部、５０はディジタル・スキャンコンバータ(digital s
canconverter：ＤＳＣ) 、６０は表示部である。尚、制
御部７０と操作部８０とは省略してある。

【００６１】ここで、プローブ１は図示しない被検体に
当接され、送受信回路２０から与えられる送波信号に従
って超音波を被検体内に送波し、被検体内から返ってく
るエコー信号を受波信号として検出するものである。

【００６２】送受信回路２０は、制御部７０による制御
の下にプローブ１に送波信号を与えると共に、検出され
たエコー信号を受信および増幅するものである。なお、
送波信号の出力および超音波検出信号の受信に当たって
は、各送波信号についての位相差付けおよび各受信信号
の整相加算が行なわれ、超音波送受信の指向性を決める
ためのビームフォーミング(beam forming)および超音波
ビーム走査のためのビームステアリング(beam steerin
g) が行なわれる。

【００６３】この送受信回路２０について、波形発生器
２２からの波形に従った超音波信号を送波アンプ２３で
増幅してプローブ１に印加する。また、受波アンプ２４
で増幅された受波信号は、フィルタ２９ａで送波信号と
同一の周波数（ｆ0 ）成分が抽出され、フィルタ２９ｂ
で送波信号と第２高調波（２ｆ0 ）成分が抽出される。

【００６４】対数増幅部３１及び３２は、送受信回路２
０の出力信号（中心周波数ｆ0 ，２ｆ0 ）をそれぞれ対
数増幅するものである。包絡線検波部４１及び４２は、
対数増幅部３１及び３２の出力信号をそれぞれ包絡線検
波してＢモードの画像信号を得るものである。

【００６５】適応消去部４３は、包絡線検波部４１から
のＢモードの画像信号と包絡線検波部４２からのＢモー
ドの画像信号とについて適応消去を行うことで、相互に
重複している受波信号成分を除去していずれか一方の成
分のみによるＢモードの画像信号を生成するものであ
る。

【００６６】尚、適応消去の一例を挙げれば、２つの信
号成分の相互相関が最小になる比率を求めておき、造影
後にこの係数を乗じた状態で２つの信号成分を減算する
ことで、いずれか一方の成分のみを抽出することであ
る。

【００６７】ディジタル・スキャンコンバータ５０は、
制御部７０による制御の下、適応消去部４３から出力さ
れる画像信号をディジタル信号に変換して画像メモリ
（不図示）に記憶するとともに、記憶した画像データを
表示部６０の表示動作に合わせて出力するものである。

【００６８】表示部６０は、制御部７０による制御の
下、ディジタル・スキャンコンバータ５０から与えられ
る画像データを画像として表示するものである。尚、こ
の実施の形態例では、適応消去部４３が減算手段を構成
している。

【００６９】＜超音波イメージング装置の動作（２）＞
ここで、図４のフローチャートを参照して超音波イメー
ジング装置の動作説明を行う。

【００７０】まず、超音波造影剤（コントラスト剤）を
関心部位に注入しない状態で、以下のようなキャリブレ
ーション処理（超音波の送受波、及び、減算に用いる係
数の決定）を行う。

【００７１】すなわち、制御部７０による制御のもと、
プローブ１と送受信回路２０により、被検体に対して超
音波（周波数ｆ0 ）を送波し、エコー信号を受波する
（図４Ｓ１）。

【００７２】この段階でプローブ１で得られるエコー信
号は、受波アンプ２４で増幅されてた後、フィルタ２９
ａで中心周波数ｆ0 の成分が抽出され、同じくフィルタ
２９ｂで中心周波数２ｆ0 の成分が抽出される。

【００７３】そして、それぞれの周波数成分の受波信号
について、それぞれ対数増幅部３１，３２、包絡線検波
部４１，４２によりＢモードの画像信号を生成する（図
４Ｓ２）。

【００７４】ここで、適応消去部４３は、適応消去の前
処理段階として、例えば、いずれか一方若しくは両方の
画像信号に係数を乗じた場合に、２つの信号の相互相関
が最小となるような係数を求めておく（図４Ｓ３，Ｓ
４）。

【００７５】この時点で、制御部７０は表示部６０を介
して操作者に対してキャリブレーション処理が完了した
ことを通知する。この通知を受けた操作者は、被検体の
関心部位を造影するために造影剤（コントラスト剤）を
注入する（図４Ｓ５）。

【００７６】そして、造影剤を注入したのち、超音波の
送受波を行って超音波撮影を実行する（図４Ｓ６）。プ
ローブ１で受波されたエコー信号は、受波アンプ２４で
増幅されてた後、フィルタ２９ａで中心周波数ｆ0 の成
分が抽出され、同じくフィルタ２９ｂで中心周波数２ｆ
0 の成分が抽出される。そして、それぞれの周波数成分
の受波信号について、それぞれ対数増幅部３１，３２、
包絡線検波部４１，４２によりＢモードの画像信号を生
成する。

【００７７】ここで、適応消去部４３は、適応消去のメ
インとなる処理を行って、一方の成分のみを抽出する。
すなわち、中心周波数ｆ0 の画像信号と中心周波数２ｆ
0 の画像信号とについて、それぞれ前記キャリブレーシ
ョン処理で求めておいた係数を乗じてから、２ｆ0 の画
像信号からｆ0 の画像信号をピクセル毎に減算する（図
４Ｓ７）。

【００７８】尚、このような減算を行う前に、画像信号
の各ピクセルが一致するような位置合わせを行っておく
必要がある。すなわち、造影前における２つの画像信号
の相互相関が最小になる係数を、造影後の２つの画像信
号に乗じた状態にして減算を行うことで、エコー信号の
第２高調波成分に含まれるエコー信号の基本波成分の成
分を最小にすることが可能になる。尚、この係数を乗じ
た状態での２つの画像信号の減算は、これら２つの画像
信号についての一次結合を行っていることを意味してい
る。

【００７９】また、両方の画像信号に係数を乗じるかわ
りに、２つの画像信号が同様な比率になるような係数を
一方の画像信号に乗じてから減算を行っても、エコー信
号の第２高調波成分に含まれるエコー信号の基本波成分
の成分を最小にすることが可能になる。

【００８０】従って、所定の比率（造影前に２つの画像
信号の相互相関が最小になる比率）に従って、造影後の
２ｆ0 の画像信号からｆ0 の画像信号の成分を減算する
ことで、エコー信号に含まれる基本波成分を除去するこ
とが可能になる。

【００８１】このように、画像信号を生成した段階にお
いて互いの影響を無くすことができるため、第２高調波
成分を通過させるフィルタ２９ｂのみならず基本波成分
を通過させるフィルタ２９ａのカットオフ特性を緩やか
なものとしても何ら問題はない。

【００８２】このため、従来は急峻なカットオフ特性が
要求されてたため、これに起因して発生する各種の問題
（位相偏移や空間分解能の低下など）を、緩やかなカッ
トオフ特性とすることで一挙に解決することが可能にな
る。

【００８３】そして、適応消去部４３で適応消去された
Ｂモードの画像信号は、ディジタル・スキャンコンバー
タ５０に入力され、ディジタル画像データとして記憶さ
れる。ディジタル・スキャンコンバータ５０に記憶され
た画像データは、制御部７０による制御の下、表示部６
０の表示タイミングに合わせて読み出され、表示部６０
に画像として表示される。

【００８４】尚、以上の説明では、造影剤注入前に２つ
の画像信号の相互相関が最小になる係数を求めておい
て、造影剤後に２つの画像信号に係数を乗じて減算を行
うことを、適応消去の一例として用いた。

【００８５】しかし、これ以外であっても、第２高調波
の画像信号を得る場合に、基本波成分の漏れを抑えるこ
とが可能なように、同等な効果が得られる各種適応消去
を実行することも可能である。この適応消去としては、
例えば、２次元適応逆フィルタを適用することなどが考
えられる。また、基本波の画像信号から造影剤注入前の
第２高調波の画像信号を推定できる推定式を求めておい
て、この推定式により得られた推定値を減算するような
ことも考えられる。

【００８６】いずれにしても、造影剤注入前に２つの画
像信号を用いて基本波成分の漏れを抑える対策を講じて
おいて、造影剤を注入して２つの画像信号の適応消去に
よって基本波成分の漏れを抑えるようにする。尚、この
際、造影剤注入前後でプローブ１を動かしてはならない
ことは言うまでもない。

【００８７】

【発明の効果】以上実施の形態例と共に詳細に説明した
ように、この明細書記載の各発明によれば以下のような
効果が得られる。

【００８８】（１）第１の発明の超音波イメージング方
法では、検出したエコー信号に第２高調波成分がなくな
るように波形を調整して超音波を送波するようにしてい
るので、媒質で生じる第２高調波成分が相殺され、関心
部位からの第２高調波成分のみを検出することができ
る。従って、非線形超音波反射特性を有する超音波造影
剤で造影された関心部位からのエコー信号に含まれる高
調波成分を正しく検出することが可能になる。

【００８９】（２）第２の発明の超音波イメージング装
置では、造影以前の関心部位に対して超音波を送波し、
関心部位及び媒質より発生する第２高調波成分を検出し
て、このときに検出したエコー信号に第２高調波成分が
なくなるような波形の超音波を造影以後に発生させる帰
還手段と調整手段とを備えているので、まず、超音波振
動子を駆動して被検体内の関心部位に超音波を送波し、
エコー信号の第２高調波成分がなくなるように調整した
超音波の送波波形を求め、超音波造影剤を注入した後
に、このように調整した波形の超音波を送波すること
で、媒質で生じる第２高調波成分が相殺され、関心部位
からの第２高調波成分のみを検出することができる。従
って、非線形超音波反射特性を有する超音波造影剤で造
影された関心部位からのエコー信号に含まれる高調波成
分を正しく検出することが可能になる。

【００９０】（３）第３の発明の超音波イメージング方
法では、緩やかな特性を有するフィルタを用いて基本波
成分による第１の画像信号と第２高調波成分による第２
の画像信号とを生成し、造影前に求めた所定の比率で造
影後の第２の画像信号から第１の画像信号の成分を減算
することで、エコー信号に含まれる基本波成分を除去す
ることが可能になる。

【００９１】従って、エコー信号に対して急峻なカット
オフ特性のフィルタを用いなくても、第２高調波成分の
みを検出したのと等しい画像信号を生成することができ
る。この結果、急峻な特性を有するフィルタの悪影響が
なくなり、非線形超音波反射特性を有する超音波造影剤
で造影された関心部位からのエコー信号に含まれる高調
波成分を正しく検出することが可能になる。

【００９２】（４）第４の発明の超音波イメージング装
置では、緩やかな特性を有するフィルタを用いて基本波
成分による第１の画像信号と第２高調波成分による第２
の画像信号とを生成し、造影前に求めた所定の比率で造
影後の第２の画像信号から第１の画像信号の成分を減算
手段で減算することで、エコー信号に含まれる基本波成
分を除去することが可能になる。

【００９３】従って、エコー信号に対して急峻なカット
オフ特性のフィルタを用いなくても、第２高調波成分の
みを検出したのと等しい画像信号を生成することができ
る。この結果、急峻な特性を有するフィルタの悪影響が
なくなり、非線形超音波反射特性を有する超音波造影剤
で造影された関心部位からのエコー信号に含まれる高調
波成分を正しく検出することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態例の処理手順を示す
フローチャートである。

【図２】本発明の第１の実施の形態例の装置の構成を示
すブロック図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態例の装置を用いた超
音波撮影装置ブロック図である。本発明他の実施の形態
例の装置のブロック図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態例の処理手順を示す
フローチャートである。

【図５】本発明の第２の実施の形態例の装置の構成を示
すブロック図である。

【符号の説明】

１ プローブ ２０ 送受信回路 ２１ 送信回路 ２２ 波形発生器 ２３ 送波アンプ ２４ 受波アンプ ２５ Ａ／Ｄ変換器 ２６ ＤＳＰ ２７ 逆フィルタ作成器 ２８ 受信回路 ２９ａ フィルタ（通過中心周波数：ｆ0 ） ２９ｂ フィルタ（通過中心周波数：２ｆ0 ） ３１，３２ 対数増幅部 ４１，４２ 包絡線検波部 ４３ 適応消去部 ５０ ＤＳＣ ６０ 表示部 ７０ 制御部 ８０ 操作部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超音波振動子を駆動して被検体内に超音
   波を送波し、被検体からのエコー信号の第２高調波成分
   を検出する超音波イメージング方法であって、 検出したエコー信号に第２高調波成分がなくなるように
   波形を調整して超音波を送波することを特徴とする超音
   波イメージング方法。
2. 【請求項２】 超音波振動子を駆動して被検体内に超音
   波を送波し、被検体からのエコー信号の第２高調波成分
   を検出する超音波イメージング装置であって、 検出したエコー信号に第２高調波成分がなくなるように
   波形発生を調整する調整手段と、 検出したエコー信号の波形を周波数分析して基本波と第
   ２高調波とを比較し、比較結果を前記調整手段に帰還さ
   せる帰還手段と、 調整された波形の超音波を造影以後に発生させる送信手
   段とを備えたことを特徴とする超音波イメージング装
   置。
3. 【請求項３】 超音波振動子を駆動して被検体内に超音
   波を送波し、被検体からのエコー信号の第２高調波成分
   を検出する超音波イメージング方法であって、 フィルタによりエコー信号の第２高調波成分を減衰させ
   た状態でエコー信号の基本波成分を検出し、このエコー
   信号の基本波成分により第１の画像信号を生成し、 フィルタによりエコー信号の基本波成分を減衰させた状
   態でエコー信号の第２高調波成分を検出し、このエコー
   信号の第２高調波成分により第２の画像信号を生成し、 第１の画像信号と第２の画像信号との相互相関が最小に
   なる所定の比率に従って第２の画像信号から第１の画像
   信号の成分を減算し、エコー信号に含まれる基本波成分
   を除去することを特徴とする超音波イメージング方法。
4. 【請求項４】 超音波振動子を駆動して被検体内に超音
   波を送波し、被検体からのエコー信号の第２高調波成分
   を検出する超音波イメージング装置であって、 フィルタによりエコー信号の第２高調波成分を減衰させ
   た状態でエコー信号の基本波成分を検出し、このエコー
   信号の基本波成分により第１の画像信号を生成する基本
   波画像信号生成手段と、 フィルタによりエコー信号の基本波成分を減衰させた状
   態でエコー信号の第２高調波成分を検出し、このエコー
   信号の第２高調波成分により第２の画像信号を生成する
   第２高調波画像信号生成手段と、 第１の画像信号と第２の画像信号との相互相関が最小に
   なる所定の比率に従って第２の画像信号から第１の画像
   信号の成分を減算し、エコー信号に含まれる基本波成分
   を除去する減算手段と、を備えたことを特徴とする超音
   波イメージング装置。