专利名称：超声波诊断装置的制作方法超声波诊断装置是从超声波探头将超声波脉冲发送到生物体内，并且通过超声波探头接收在生物体内散射或反射的超声波回波，对接收的超声波回波进行各种信号处理，据此得到生物体组织断层像或血流图像等的装置，广泛用于医疗诊断。作为该超声波诊断装置的摄像法之一，有使用超声波造影剂的超声波造影法。超声波造影法是将用某种方法使微米数量级大小的微小气泡(微泡)稳定化后得到的制剂作为超声波造影剂预先静脉注射到生物体内，进行超声波摄像的方法，广泛用于恶性肿瘤或梗塞这样的反映于血管系统的疾病的诊断中。对于超声波诊断中主要使用的数MHz的超声波，该微气泡系列的超声波造影剂表现出非常强的非线性响应。因此，超声波造影法中的超声波回波的非线性成分中，较多地包含来自超声波造影剂的超声波回波，已经尝试通过提取该非线性成分的超声波回波并进行图像化，描绘出血管结构等。使用图2以及图3详细说明该以往技术。图2是一并显示上述以往技术中的超声波的发送脉冲以及接收回波的频带、和超声波探头的灵敏度区域的频谱图。从探头灵敏度区域10的超声波探头对发送脉冲200进行发送，进行基于超声波造影法的摄像后，线性组织回波成分300、非线性组织回波成分400以及500、和造影回波成分600包含在接收回波中被接收。此处，线性组织回波成分300是基于发送脉冲200的基波成分的来自组织的接收回波。另外，非线性组织回波400是基于发送脉冲200在生物体内传播的过程中产生的二次谐波成分(发送脉冲200中包含的基波的频率成分的和音)的来自组织的接收回波。非线性组织回波成分500与非线性组织回波成分400同样，是基于发送脉冲200在生物体内传播的过程中产生的非线性成分的来自组织的接收回波，是基于发送脉冲200中包含的基波的频率成分的差音的接收回波。造影回波成分600通过造影剂的较强的非线性响应，在探头灵敏度区域10的频率范围内以较高的强度广泛分布，而非线性组织回波成分400以及500是由生物体组织的声音非线性效果(波形失真或其积累)产生的成分，因此相对于线性组织回波成分300的强度的比率较小。对此，通过用由通过频带40表示的滤波器等对非线性组织回波成分400分布的频带进行处理，能够提取仅造影回波成分600的强度较大的频率成分，用以此方式提取的频率成分的信号进行图像化。据此，能够描绘出相对而言不埋没于来自组织的信号的血管图像。在该以往技术中，线性组织回波成分300分布的频带与非线性组织回波成分400分布的频带需要足够分离，在图像化中必然不使用探头灵敏度区域10的低频侧的频带。接着，使用图3说明其他的现有技术。图3说明了如下方法，即进行由第一发送脉冲210得到的接收回波R1、与由使第一发送脉冲210正负反转并与第一发送脉冲210在同一扫描线上发送的第二发送脉冲211得到的接收回波R2的加法运算，据此除去基于发送脉冲的基波成分的来自组织的反射回波，这种方法被称为脉冲反转法。来自第一发送脉冲210的接收回波Rl中，包含基于发送脉冲210的基波成分的来自组织的线性组织回波成分310、基于第一发送脉冲210在生物体内传播的过程中产生的和音及差音的非线性成分的来自组织的非线性组织回波成分410及510、以及造影回波成分610。另外，来自第二发送脉冲211的接收回波R2中，包含基于发送脉冲211的基波成分的来自组织的线性组织回波成分311、基于第一发送脉冲211在生物体内传播的过程中产生的和音及差音的非线性成分的来自组织的非线性组织回波成分411及511、以及造影回波成分611。通过对接收回波Rl与接收回波R2进行加法运算，线性组织回波成分310及311由于为线性过程所以被除去，最终提取出造影回波成分610及611相加得到的造影回波成分612、和音的非线性组织回波成分410及411相加得到的和音的非线性组织回波成分412、以 及差音的非线性组织回波成分510及511相加得到的差音的非线性组织回波成分512。根据该脉冲反转法，和音以及差音的非线性组织回波成分412以及512的强度比除去的对于基波的线性组织回波成分310以及311的强度小，能够使用在探头灵敏度区域10中广泛围地包含的造影回波成分612的信号成分进行图像化，能够用宽频带并且相对而言不埋没于来自组织的信号的造影回波来构筑血管图像。如上所述，在超声波造影法中，重要的是提高来自超声波造影剂的回波与来自生物体组织的回波的强度比(Contrast-to-Tissue Ratio,或者称为CTR),除了上述以往技术以外，以下所示的高CTR化方法是众所周知的。例如，专利文献I中公开了分别在发送与接收中对同一扫描线进行三次以上的振幅与相位得到控制的收发序列，以抑制组织回波成分的方法。根据该技术，作为三次收发序列的例子，第一次进行基于振幅为I、相位为O度的发送脉冲Pl的收发，第二次进行基于振幅为2、相位为180度的发送脉冲P2的收发，第三次进行基于振幅为I、相位为O度的发送脉冲P3的收发，使三次的接收回波的权重为I : I : I进行加法运算。其结果是，组织回波的线性成分得到抑制，而来自造影剂的回波由于对发送脉冲的振幅、相位表现出非线性的响应，所以即使进行上述加法运算也不会被抑制。由此实现造影回波与组织回波的分离，与上述使用图2、图3说明的以往技术的较大差异在于，积极地使用对发送脉冲的基波成分的造影回波成分实现高CTR化。作为另一高CTR化方法的例子，专利文献2中公开了利用和音的非线性组织回波成分的频带产生于探头灵敏度区域以外这样的发送脉冲，对同一扫描线进行两次以上发送，积极地使用对发送脉冲的基波成分的造影回波成分实现高CTR化的方法。上述两次以上的各发送脉冲在振幅、相位或极性中的至少一个方面实施不同的调制，抑制线性组织回波成分与和音的非线性组织回波成分，由此实现高CTR化。现有技术文献专利文献专利文献I :美国专利6494841号专利文献2 JP特表2004-504911号发明内容发明要解决的问题上述以往技术中的高CTR化方法根据图像化主要使用的造影回波的频率成分，大致分为两种。一种方法使用由图2以及图3说明的造影剂的二次谐波区域中的响应，另一种方法使用专利文献I以及专利文献2中所示的造影剂的基波区域中的响应。对于前者而言，所使用的造影回波成分的区域中存在和音的非线性组织回波成分。另外，若使用宽频带的发送脉冲，则差音的非线性组织回波成分也进入探头灵敏度区域。因此，以CTR来看，存在T的成分相对于C的成分变得较大的问题。。对于后者而言，主要使用造影剂的基波区域的响应，但在专利文献I公开的技术中，非线性组织回波成分也包含在探头灵敏度区域中。以CTR来看，通过提高C的成分实现高CTR化，但在发送脉冲的音压较大的情况下，存在T的成分以较大的比例产生的问题。另外，在专利文献2公开的技术中，非线性组织回波成分中，虽然和音的非线性组织回波成分在探头灵敏度区域外产生，但是差音的非线性组织回波成分在探头灵敏度区域内产生，若使用发送脉冲的音压较大、频带较宽的发送脉冲，则差音的非线性组织回波成分达到不可忽略的水平，存在导致CTR的降低的问题。用于解决问题的手段本发明鉴于以上以往技术的问题点而作，提供通过基本抑制或基本排除和音与差音双方的非线性组织回波成分，描绘高CTR的超声波造影图像的超声波诊断装置。
S卩，本发明的超声波诊断装置是一种将发送脉冲发送到被检体，通过超声波探头接收来自注入所述被检体的超声波造影剂的反射回波，并进行图像化的超声波诊断装置， 以如下方式发送所述发送脉冲由于所述被检体的声音非线性性质，所述发送脉冲在所述被检体中传播的过程中，由构成所述发送脉冲的频率成分的非线性相互作用产生的和音成分与差音成分中的一者或者两者被排除在所述超声波探头的灵敏度区域外。此处，所谓探头的灵敏度区域，是指探头能够收发的超声波的频带。
另外，本发明的超声波诊断装置是一种将发送脉冲发送到被检体，通过超声波探头接收来自注入所述被检体的超声波造影剂的反射回波，并进行图像化的超声波诊断装置，以如下方式发送所述发送脉冲由于所述被检体的声音非线性性质，所述发送脉冲在所述被检体中传播的过程中，由构成所述发送脉冲的频率成分的非线性相互作用产生的和音成分与差音成分中的一者或者两者被排除在所述发送脉冲的频带外，该超声波诊断装置包括提取由所述超声波探头接收的回波中的、与所述发送脉冲的频带相当的频带成分的单J Li ο
图像化所使用的造影回波主要是对所述发送脉冲的基波成分的区域的响应，为了抑制对基波成分的组织回波，如脉冲反转法那样对同一扫描线进行两次收发。对于两次收发，实施调幅、极性反转，进行抑制对基波成分的组织回波的收发序列处理。
根据本发明的第一方式，提供如下超声波诊断装置。即，从具有中心频率为fp。和分数带宽为Bp的频率灵敏度区域的超声波探头发送第一发送脉冲Pl，并接收第一接收回波 Rl，从所述超声波探头在与第一发送脉冲Pl相同的扫描线上发送第二发送脉冲P2，并接收第二接收回波R2，根据第一接收回波Rl与第二接收回波R2取得所述扫描线上的接收回波R0此时，第一发送脉冲Pl设定为具有与所述中心频率fp。大致相同的中心频率和(2-Bp)/2 以下的分数带宽的脉冲，第二发送脉冲P2设定为使第一超声波脉冲Pl的振幅为I/η倍(η >0)的脉冲。此外，对第一接收回波Rl和使第二接收回波R2变为η倍后的接收回波R2’ 进行减法运算，以得到接收回波R，由此能够取得抑制了组织回波成分的接收信号。
根据本发明的第二方式，提供如下超声波诊断装置。即，从具有中心频率为fp。和分数带宽为Bp的频率灵敏度区域的超声波探头发送第一发送脉冲Pl，并接收第一接收回波 Rl，从所述超声波探头在与第一发送脉冲Pl相同的扫描线上发送第二发送脉冲P2，并接收第二接收回波R2，根据第一接收回波Rl与第二接收回波R2取得所述扫描线上的接收回波 R0此时，第一发送脉冲Pl设定为具有与所述中心频率fp。大致相同的中心频率和(2-Bp)/2 以下的分数带宽的脉冲，第二发送脉冲P2设定为使第一发送脉冲Pl的振幅为I/η倍(n> O)并且反转了正负的脉冲。此外，对第一接收回波Rl和使第二接收回波R2变为η倍后的接收回波R2’进行加法运算，以得到接收回波R，由此能够取得抑制了组织回波成分的接收信号。
根据本发明的第三方式，提供如下超声波诊断装置。即，从具有分数带宽为2/3以上的频率灵敏度区域的超声波探头发送第一发送脉冲Pl，并接收第一接收回波Rl，从所述超声波探头在与第一发送脉冲Pl相同的扫描线上发送第二发送脉冲Ρ2，并接收第二接收回波R2，根据第一接收回波Rl与第二接收回波R2取得所述扫描线上的接收回波R。此时， 第一发送脉冲Pl是具有分数带宽为2/3以下的频带的脉冲，第二发送脉冲 Ρ2设定为使第一发送脉冲Pl的振幅为I/η倍(η > O)的脉冲。此外，使对第一接收回波Rl和使第二接收回波R2变为η倍后的接收回波R2’进行减法运算后得到的接收回波，通过具有与第一或第二发送脉冲Pl或Ρ2大致相同的频带的频带限制滤波器，以得到接收回波R，由此能够取得抑制了组织回波成分的接收信号。
根据本发明的第四方式，提供如下超声波诊断装置。即，从具有分数带宽为2/3以上的频率灵敏度区域的超声波探头发送第一发送脉冲Pl，并接收第一接收回波Rl，从所述超声波探头在与第一发送脉冲Pl相同的扫描线上发送第二发送脉冲Ρ2，并接收第二接收回波R2，根据第一接收回波Rl与第二接收回波R2取得所述扫描线上的接收回波R。此时， 第一发送脉冲Pl是具有分数带宽为2/3以下的频带的脉冲，第二发送脉冲Ρ2设定为使第一超声波脉冲Pl的振幅为I/η倍(η > O)并且反转了正负的脉冲。此外，使对第一接收回波Rl和使第二接收回波R2变为η倍后的接收回波R2’进行加法运算后得到的接收回波， 通过具有与第一或第二发送脉冲Pl或Ρ2大致相同的频带的频带限制滤波器，以得到接收回波R，由此能够取得抑制了组织回波成分的接收信号。
根据本发明的第五方式，提供如下超声波诊断装置。即，在第三以及第四方式中， 能够使所述超声波探头的频率灵敏度区域的下限侧频率与所述第一发送脉冲Pi的频带的下限侧频率大致相同。据此，能够提高被检体的深部的造影回波的灵敏度。
根据本发明的第六方式，提供如下超声波诊断装置。即，在第三以及第四方式中， 能够使所述超声波探头的频率灵敏度区域的上限侧频率与所述第一发送脉冲Pi的频带的上限侧频率大致相同。据此，能够取得高分辨率的造影图像。
表示第一超声波脉冲Pl的振幅与第二超声波脉冲Ρ2的振幅比率的η能够用2的 m次方表示，其中m为整数。由此能够降低计算成本。
另外，较为理想的是，将上述η设定为2 (使上述m为I)。由此，能够有效地进行组织回波的抑制和造影回波的提取。
在本发明的超声波诊断装置中，还能够采用具有接收单元的结构，该接收单元从用户接收进行所述发送脉冲Pl的振幅、中心频率以及分数带宽、所述发送脉冲P2的振幅、 中心频率以及分数带宽、所述接收回波Rl的振幅以及相位、所述接收回波R2的振幅以及相位、或者所述η或所述m的参数中的至少一个参数的修正或调整的指示。在此情况下,具有根据所述接收单元接收的参数增减量进行相应参数的增减的修正单元或调整单元。此外， 所述超声波探头具有由多个通道构成的阵列结构，所述修正单元或调整单元可以对每个所述通道进行设置而构成。
另外，还能够采用如下结构。一种超声波诊断装置，其特征在于包括发送部，具备波形产生单元和放大单元，产生发送信号；超声波探头，将从所述发送部产生的所述发送信号转换为声信号以向被检体发送超声波的发送脉冲，并接收来自所述被检体的反射回波； 以及接收部，进行所述接收的反射回波的信号处理，其中，所述超声波探头具有分数带宽为 2/3以上的频率灵敏度区域，接收发送作为具有分数带宽为2/3以下的频带的脉冲的第一发送脉冲Pl，并接收的第一接收回波Rl ；以及从所述超声波探头在与第一发送脉冲Pl相同的扫描线上发送作为使第一超声波脉冲Pl的振幅为I/η倍(η > O)的脉冲的第二发送脉冲 Ρ2，并接收的第二接收回波R2，所述接收部包括信号处理单元，该信号处理单元使对第一接收回波Rl和使第二接收回波R2变为η倍后的接收回波R2’进行减法运算后得到的接收回波，通过具有与第一或第二发送脉冲Pl或Ρ2大致相同的频带的频带限制滤波器，由此得到接收回波R。
一种超声波诊断装置，其特征在于包括发送部，具备波形产生单元和放大单元， 产生发送信号；超声波探头，将从所述发送部产生的所述发送信号转换为声信号以向被检体发送超声波的发送脉冲，并接收来自所述被检体的反射回波；以及接收部，进行所述接收的反射回波的信号处理，其中，所述超声波探头具有分数带宽为2/3以上的频率灵敏度区域，接收发送作为具有分数带宽为2/3以下的频带的脉冲的第一发送脉冲Ρ1，并接收的第一接收回波Rl ;以及在与第一发送脉冲Pl相同的扫描线上发送作为使第一超声波脉冲Pl 的振幅为I/η倍(η > O)且反转了正负的脉冲的第二发送脉冲Ρ2，并接收的第二接收回波 R2，包括信号处理单元，该信号处理单元使对第一接收回波Rl和使第二接收回波R2变为η 倍后的接收回波R2’进行加法运算后得到的接收回波，通过具有与第一或第二发送脉冲Pl 或Ρ2大致相同的频带的频带限制滤波器，由此得到接收回波R。
发明效果
根据以上的本发明，以不从超声波探头接收和音成分或差音成分的方式产生发送波信号，因而能够用基本除去了在超声波造影图像中成为噪音成分的对基波成分的组织回波成分、以及和音与差音双方的非线性组织回波成分的接收信号进行图像化，因此能够实现较高的CTR，取得高画质的超声波造影图像。


图I是表示本发明的超声波诊断装置的一个实施例的装置结构模块图。
图2是表示以往技术的超声波诊断装置的超声波造影时的收发脉冲频带以及超声波探头灵敏度区域的关系的频谱图。
图3是表示另一以往技术的超声波诊断装置的超声波造影时的收发脉冲频带以及超声波探头灵敏度区域的关系的频谱图。
图4是表示根据本发明的第一及第二方式的超声波诊断装置的超声波造影时的收发脉冲频带以及超声波探头灵敏度区域的关系的频谱图。
图5是表示根据本发明的第一方式的超声波诊断装置的超声波造影时的收发序列的信号处理流程图。
图6是表示根据本发明的第二方式的超声波诊断装置的超声波造影时的收发序列的信号处理流程图。
图7是表示根据本发明的第三及第四方式的超声波诊断装置的超声波造影时的收发脉冲频带以及超声波探头灵敏度区域的关系的频谱图。
图8是表示根据本发明的第五方式的超声波诊断装置的超声波造影时的收发脉冲频带以及超声波探头灵敏度区域的关系的频谱图。
图9是表示根据本发明的第六方式的超声波诊断装置的超声波造影时的收发脉冲频带以及超声波探头灵敏度区域的关系的频谱图。
图10是表示根据本发明的超声波诊断装置的超声波发送时的阵列口径振幅权重的概要图。
图11是表示根据本发明的超声波诊断装置的超声波发送时的另一阵列口径振幅权重的概要图。
图12是表示根据本发明的超声波诊断装置的一个实施例的操作示意图。
图13是表示根据仿真的造影回波成分的频率特性图。
图14是表示根据仿真的非线性组织回波成分的频率特性图。
图15是汇总了仿真结果得到的CTR比较表。

以下使用附图详细说明用于实施本发明的方式。
本实施方式是将发送脉冲发送到被检体，用超声波探头接收来自注入所述被检体的超声波造影剂的反射回波，并进行图像化的超声波诊断装置，包括用于有效排除如下成分的结构对所述发送脉冲的基波成分的线性组织回波成分；以及由于所述被检体的声音非线性性质，在所述发送脉冲在所述被检体中传播的过程中，由于构成所述发送脉冲的频率成分的非线性相互作用而产生的和音成分与差音成分，即非线性组织回波成分。据此，能够大幅改善表示超声波造影图像的画质的重要指标的、来自超声波造影剂的回波与来自生物体组织的回波的强度比(Contrast-to-TissueRatio,或者称为CTR)。
首先使用图I说明本实施方式的超声波诊断装置。
超声波诊断装置I具备探头20、装置主体100、外部接口 2、以及图像显示部3。
探头20在发送时将来自装置主体100的发送信号变换为发送声信号，向被检体30 发送超声波之后，将来自被检体30的反射回波信号变换为接收电信号，并传送到装置主体 100。被检体30内部的血管31中预先静脉注射有超声波造影剂32。探头20通常形成一维或二维的阵列结构，成为能够使发送波束以及接收波束聚束或偏向的结构。
装置主体100具备产生从探头20发送的发送波形的波形产生单元112 ;放大来自波形产生单元112的发送波形的发送放大器111 ;放大来自探头20的接收信号的接收放大器114 ;在发送时将发送放大器111与探头20电气连接，在接收时将接收放大器114与探头20电气连接的收发分离(T/R)开关113 ;将由接收放大器114放大的模拟信号变换为数字信号的A/D变换器115 ;对所述接收信号提供指定的延迟，形成接收波束的接收延迟电路部116 ;用于对所述接收波束实施如下详细记述的信号处理的信号处理部117 ;根据信号处理部117的输出构筑图像数据的图像处理部118 ;以及对于以上主体构成要素110，控制收发时机、发送波形、接收放大器增益、延迟量、信号处理等的控制部120。
来自图像处理部118的输出由图像显示部3作为二维断层像或三维图像等影像进行显示。构成为操作者从外部接口 2经由控制部120进行对装置主体100的上述结构要素的控制、图像显示部3的控制。此外，在未附加外部接口 2的情况下，也能够用预先确定的控制条件进行摄像。
接下来，使用图5以及图6说明本发明的超声波诊断装置中的脉冲收发动作以及信号处理部117中的处理序列。
在本发明的超声波诊断装置中，如图5或图6所示，通过至少两次( > 一卜)的收发得到一个接收数据。图5表示根据本发明的第一方式的超声波诊断装置的超声波造影时的收发序列，图6表示根据本发明的第二方式的超声波诊断装置的超声波造影时的收发序列。此外，关于作为本发明的特征的发送脉冲的频带，在后面详细进行说明。
首先，在波形产生单元112中，由控制部120形成指定的发送脉冲波形，经由发送放大器111、收发分离开关113,从探头20向被检体30照射第一发送脉冲Pl。第一发送脉冲Pl在被检体30内由于组织的声音非线性效果产生波形失真，同时在声阻抗不同的部分处反复反射、透射而传播。另外，由于血管31内部存在的超声波造影剂的存在，第一发送脉冲Pl产生基于超声波造影剂32的反射和散射。此外，超声波造影剂32中由第一发送脉冲 Pl激励非线性振动。
从探头20照射第一发送脉冲Pl后，根据来自控制部120的指示，收发分离开关 113将接收放大器114与探头20电气连接。来自被检体30的反射回波从接近探头20的地方起依次作为第一接收回波Rl连续到达探头20，在经过了视为来自摄像区域最深部的第一接收回波Rl返回的时间之后，完成第一次的收发。第一接收回波Rl经过收发分离开关 113、接收放大器114、A/D变换器115、以及接收延迟电路116，传送到信号处理部117，暂时存储在信号处理部117内设置的未图示的暂时存储器等中。
在完成第一次的收发之后，由收发分离开关113再次将发送放大器111与探头20 电气连接。接下来，在波形产生单元112中形成另一发送脉冲波形，经由发送放大器111、收发分离开关113传送到探头20，从探头20向被检体30照射第二发送脉冲P2。
在根据本发明的第一方式的超声波诊断装置中，如图5所示，第二发送脉冲P2是使第一发送脉冲Pl的波形的振幅为l/n(n > O)的大小的波形。另外，在根据本发明的第一方式的超声波诊断装置中，如图6所示，第二发送脉冲P2是使第一发送脉冲Pl的波形的正负大致反转，并且使第一发送脉冲Pl的波形的振幅为l/n(n > O)的大小的波形。此外， 波形产生单元112最好具备除去依赖于例如由发送放大器111产生的电气失真、探头20的频率特性的相位旋转的影响，调整第一发送脉冲Pl与第二发送脉冲P2中的至少一者的波形的单元。
第二发送脉冲P2在被检体30内，由于组织的声音非线性效果产生波形失真，同时在声阻抗不同的部分处反复反射、透射而传播。另外，由于血管31内部存在的超声波造影剂32的存在，第二发送脉冲P2产生基于超声波造影剂32的反射和散射。此外，超声波造影剂32中由第二发送脉冲P2激励非线性振动。
从探头20照射第二发送脉冲P2后，根据来自控制部120的指示，收发分离开关 113将接收放大器114与探头20电气连接。来自被检体30的反射回波从接近探头20的地方起依次作为第二接收回波R2连续到达探头20，在经过了视为来自摄像区域最深部的第二接收回波R2返回的时间之后，完成第二次的收发。第二接收回波R2经过收发分离开关 113、接收放大器114、A/D变换器115、以及接收延迟电路116，传送到信号处理部117，暂时存储在信号处理部117内设置的未图示的暂时存储器等中。
在信号处理部117中，使用上述暂时存储器中存储的第一接收回波Rl与第二接收回波R2，进行以下信号处理。即，在根据本发明的第一方式的超声波诊断装置中，如图5所示，通过对第一接收回波Rl和第二接收回波R2变为η倍后的第二接收回波R2’进行减法运算，得到接收回波R。另外，在根据本发明的第二方式的超声波诊断装置中，如图6所示，通过对第一接收回波Rl和第二接收回波R2变为η倍后的第二接收回波R2’进行加法运算， 得到接收回波R。
上述第一接收回波Rl是对第一发送脉冲Pl的来自被检体30的反射回波，该反射回波成分包括来自构成被检体30的生物体组织或血管的对第一发送脉冲Pl的线性组织回波成分；第一发送脉冲Pl在被检体30中传播过程中产生的非线性组织回波成分；由第一发送脉冲Pl激励的超声波造影剂32的非线性振动、第一发送脉冲Pl被超声波造影剂32 反射、散射，由此而产生的造影回波成分。另外，上述第二接收回波R2是对第二发送脉冲Ρ2 的来自被检体30的反射回波，该反射回波成分包括来自构成被检体30的生物体组织或血管的对第二发送脉冲Ρ2的线性组织回波成分；第二发送脉冲Ρ2在被检体30中传播过程中产生的非线性组织回波成分；由第二发送脉冲Ρ2激励的超声波造影剂32的非线性振动、第二发送脉冲Ρ2被超声波造影剂32反射、散射，由此而产生的造影回波成分。其中的线性组织回波成分对波形的反转或波形振幅的η倍化等表现出线性行为。因此，通过图5或图6 所示的处理序列，接收回波R中线性组织回波成分被除去。
此外，若上述η为2的m次方(m为整数)，则η倍化的数字处理能够通过位移来进行，能够实现运算成本的减少和处理速度的提高。另外，第二接收回波R2的η倍化的目的在于通过对第一接收回波Rl和第二接收回波R2’的减法运算或者加法运算，除去线性组织回波成分，第二接收回波R2的η倍化在通过了 A/D变换器115之后进行，因此可以将第二接收回波R2的η倍化的η调整为最佳值，从而包含量化误差在内最大地除去线性组织回波成分。
接下来，使用图4详细说明作为本发明特征的第一发送脉冲Pl以及第二发送脉冲 Ρ2的频带。
在本实施方式中，作为第一次的第一发送脉冲Pl以及第二次的第二发送脉冲Ρ2 的基波成分，分别具有频率成分220以及频率成分221的频带。由探头20接收的对前一个第一发送脉冲Pl的接收回波的频率成分由以下成分构成对基波成分的线性组织回波成分320 ;构成第一发送脉冲Pl的频率成 分220在被检体30内的非线性相互作用所产生的和音的非线性组织回波成分420 ;构成第一发送脉冲Pl的频率成分220在被检体30内的非线性相互作用所产生的差音的非线性组织回波成分520 ;以及由第一发送脉冲Pl激励的超声波造影剂32的非线性振动、第一发送脉冲Pl被超声波造影剂32反射、散射，由此而产生的造影回波成分620。另外，由探头20接收的对前一个第二发送脉冲P2的接收回波的频率成分由以下成分构成对基波成分的线性组织回波成分321 ;构成第二发送脉冲P2的频率成分221在被检体30内的非线性相互作用所产生的和音的非线性组织回波成分421 ;构成第二发送脉冲P2的频率成分221在被检体30内的非线性相互作用所产生的差音的非线性组织回波成分521 ;以及由第二发送脉冲P2激励的超声波造影剂32的非线性振动、第二发送脉冲P2被超声波造影剂32反射、散射，由此而产生的造影回波成分621。
为了取得高CTR的超声波造影图像，应有效捕捉造影回波成分620及621，有效抑制或排除线性组织回波成分220及221、非线性组织回波成分420、520、421、521，而本发明的最大特征在于，通过探头20的探头灵敏度区域10来抑制无法由脉冲反转法这样的线性运算除去的非线性组织回波成分420、520、421、521。S卩，以将和音的非线性组织回波成分 420及421排除在探头灵敏度区域10的高频域侧频带外，将差音的期望的非线性组织回波成分520及521排除在探头灵敏度区域10的低频域侧频带外的方式，发送第一发送脉冲Pl 以及第二发送脉冲P2。
由于对第一发送脉冲Pl以及第二发送脉冲P2的基波成分的线性组织回波320及 321对波形反转、波形振幅的η倍化等表现出线性行为，所以如上所述，通过第一接收回波 Rl和第二接收回波R2的线性运算能够除去这些回波成分。与此相对，和音的非线性组织回波成分420及421、差音的非线性组织回波成分520及521无法通过η倍化或减法、加法运算处理等除去，假使没有基于探头20的探头灵敏度区域10的频带限制，即使进行第一接收回波Rl和η倍的第二接收回波R2的减法或加法运算，也作为和音的非线性组织回波成分 422以及差音的非线性组织回波成分522残留下来。但是，在本发明中，以将和音、差音的非线性组织回波成分均排除在探头灵敏度区域10的频带以外的方式，形成第一发送脉冲Pl 以及第二发送脉冲Ρ2，因此能够通过由探头20接收来除去这些非线性组织回波成分。
除了上述的探头灵敏度区域10的频带限制以外，为了进一步进行非线性组织回波成分的抑制，在第一发送脉冲Pl与第二发送脉冲Ρ2中，可以设定为振幅、相位的关系进一步相等。非线性组织回波表现为与被检体30内组织中的非线性声音传播相伴随的波形失真，差音与和音均基于基波发送脉冲的相位关系产生。例如，由和音表不的二次谐波成分与基波发送脉冲以同相位产生、传播，并且积累波形失真。波形失真的失真量尤其依赖于音压的大小，音压越大，则向非线性成分的能量变换越显著地产生，波形失真量变得越大。因此，在第一发送脉冲Pl与第二发送脉冲Ρ2中，使相位相等、两者的振幅比率η接近1，则产生的非线性组织回波的相位、大小也相等。在此情况下，通过第一接收回波Rl与第二接收回波R2’的减法运算，由于第一发送脉冲Pl与第二发送脉冲Ρ2的相位相等，所以接收后的处理序列进行图5所示的减法运算处理。通过这种收发序列，除了探头灵敏度区域10以外， 通过接收后的减法运算处理也能够抑制非线性组织回波，增大CTR。
此外，如上所述，为了减少运算成本和提高处理速度，可以使η为2的m次方(m为整数)。这样考虑后，作为最接近I的n，最好使η = 2。即，若第一发送脉冲Pl的振幅为Po，则可以使第二发送脉冲P2的振幅为Pc/2。一般而言，超声波诊断装置中使用的探头20 采用压电元件等电气声音变换元件以多通道排列的阵列结构，发送以及接收时在期望的扫描线方向上对超声波波束进行聚束，以提高收发信号的S/N。在这种情况下，上述的使第一发送脉冲Pl的振幅为Ptl，第二发送脉冲P2的振幅为匕/2的条件可以是进行了发送聚束的基于第一发送脉冲Pl的超声波波束与基于第二发送脉冲P2的超声波波束的音压的振幅比率为2。使用图10以及图11说明从采用这种阵列结构的探头20产生第一发送脉冲Pl和第二发送脉冲P2的方法。
图10是表示根据本发明的超声波诊断装置的超声波发送时的阵列口径振幅权重的概要图。探头20中，压电元件等声电变换元件21a 21z如图10所示例如排列为一维状。波形产生单元112具有对声电变换元件21a 21z的每个通道选择性地改变施加电压和延迟时间的功能，经由发送放大器111与收发分离开关113对各通道提供施加电压。如图 10所示，首先，在第一次中，从用于发送波束聚束的声电变换元件21a 21z发送音压振幅为Ptl的第一发送脉冲P1。接着，在第二次中，从用于发送波束聚束的声电变换元件21a 21z发送音压振幅为匕/2的第二发送脉冲P2。通过这种发 送序列，能够使基于第一发送脉冲Pl的超声波波束与基于第二发送脉冲P2的超声波波束的音压的振幅比率为2。此外，波形产生单元112可以具备对声电变换元件21a 21z的发送灵敏度偏差或脉冲形状(发送脉冲的中心频率或分数带宽等)进行修正或调整的单元，也可以进行修正或者调整，从而作为进行第一接收回波Rl与第二接收回波R2’的减法运算处理的结果，线性组织回波得到最大抑制。这种灵敏度、中心频率、分数带宽的修正或者调整可以在第一接收回波Rl或第二接收回波R2的级别进行，例如，形成接收波束的接收延迟电路部116中可以具备修正或者调整功能。
图11是表示根据本发明的超声波诊断装置的超声波发送时的另一阵列口径振幅权重的概要图。在图11中，为了使基于第一发送脉冲Pi的超声波波束与基于第二发送脉冲P2的超声波波束的音压的振幅比率为2，在第一次和第二次中改变发送面积。S卩，第一次的第一发送脉冲Pl从全部声电变换元件21a 21z以音压振幅Ptl发送，第二次的第二发送脉冲P2的音压振幅对每个通道反复变为匕、0从而发送。通过这种发送序列，基于第二发送脉冲P2的超声波波束的发送面积相对于第一次变为一半，因此能够在超声波波束的级别使发送音压的振幅比率为2。在此情况下，波形产生单元112也可以具有对声电变换元件21a 21z的每个通道选择性地改变施加电压和延迟时间的功能，采用经由发送放大器111与收发分离开关113对各通道提供施加电压的结构。通过这种发送序列，在第一次与第二次中，对要发送声波的声电变换元件施加相同条件的电压，因而能够除去所述声音变换元件21a 21z、发送放大器111的依赖于电压的波形失真的影响等。此外，波形产生单元112可以具备对声电变换元件21a 21z的收发灵敏度偏差进行修正的单元，也可以进行所述收发灵敏度偏差修正，从而作为进行第一接收回波Rl与第二接收回波R2’的减法运算处理的结果，线性组织回波得到最大抑制。这种灵敏度、中心频率、分数带宽的修正或者调整可以在第一接收回波Rl或第二接收回波R2的级别进行，例如，形成接收波束的接收延迟电路部116中可以具备修正或者调整功能。
另一方面，超声波造影剂32具有内部为空的微囊的结构，对来自周围的超声波激励表现出非线性响应(膨胀与收缩)。该非线性性质是对周围的超声波的音压或相位的非线性性质，对第一发送脉冲Pl与第二发送脉冲P2的各自的造影回波成分620以及621基本上振幅、相位的关系不同。此外，即使例如第一发送脉冲Pl与第二发送脉冲P2为完全相同的发送脉冲，由于第一次与第二次中收发时机在时间上错开，所以超声波造影剂32的集合体在第一发送脉冲Pl的收发时与第二发送脉冲P2的收发时也不相同。因此，基于来自超声波造影剂32的集合体的反射波、散射波的造影回波成分在第一次与第二次中也不相同。据此，即使对造影回波成分620和η倍的造影回波成分621进行减法运算或者加法运算，造影回波成分622也作为信号残留下来。因此，即使受到基于探头灵敏度区域10的频带限制，尤其是对发送脉冲的基波成分的响应也能够作为主要的造影回波成分进行捕捉。
如上所述，在本发明的超声波诊断装置中，从造影回波成分622通过探头灵敏度区域10取得造影信号，通过第一次中取得的线性组织回波成分320与第二次中取得的线性组织回波成分321的线性运算处理抑制对基波的线性组织回波成分，差音或和音的非线性组织回波成分主要由基于探头灵敏度区域10的频带限制除去，因此能够取得高CTR的超声波造影图像。
接着，详细说明用于使和音的非线性组织回波成分420、421和差音的非线性组织回波成分520、521在探头灵敏度区域10的频带外产生的发送脉冲条件。
首先，假设探头灵敏度区域10的频带为(fpl fp2)，第一发送脉冲Pl或第二发送脉冲P2的频带为(ftl ft2)。此外，所谓频带，通常用_6dB带宽等定义，但在本发明中，是对最终的超声波造影图像能够产生影响的灵敏度或强度的频带宽度，并不限定于_6dB带宽。
频带为(ftl ft2)的第一发送脉冲Pl或者第二发送脉冲P2通过进行非线性声音传播生成的发送和音成分的频带由形成第一发送脉冲Pl或者第二发送脉冲P2的所有频率成分的和音决定，为(2ftl 2ft2)。另外，频带为(ftl ft2)的第一发送脉冲Pl或者第二发送脉冲P2通过进行非线性声音传播生成的发送差音成分的频带由形成第一发送脉冲Pl 或者第二发送脉冲P2的所有频率成分的差音决定，为(DC ft2-ftl)。对第一发送脉冲Pl 的和音及差音的非线性组织回波成分420、520或者对第二发送脉冲P2的和音及差音的非线性组织回波成分421、521是对上述发送和音成分及发送差音成分的反射回波成分，因而和音的非线性组织回波成分420以及421的频带是(2ftl 2ft2)，差音的非线性组织回波成分520以及521的频带是(DC ft2-ftl)。因此，用于使和音的非线性组织回波成分420 及421、以及差音的非线性组织回波成分520及521在探头灵敏度区域10的频带外产生的条件如下。
fpl 彡 ft2-ftlfp2 ( 2ftl
因此，作为用于取得高分辨率图像的条件，为了取得具有最大频带的第一发送脉冲Pl或第二发送脉冲P2，可以采用频带为(fp2/2 fpl+fp2/2)的第一发送脉冲Pl或第二发送脉冲P2。
此处，用中心频率和分数带宽表示探头灵敏度区域10的频带条件(fpl fp2)，用中心频率fp。、分数带宽Bp表示后，如下关系式成立。
fpl = ((2-Bp)/2)fpc
fp2 = ((2+Bp)/2)fpc
使用这些关系式改写上述第一发送脉冲Pl或第二发送脉冲P2的频带条件(fp2/2 fpl+fp2/2)后成为
(fp2/2 fpl+fp2/2) — ((2+Bp) fpc/4 (6_Bp) fpc/4)
此外，用中心频率fte( = (ftl+ft2)/2)和分数带宽Bt(= (ft2-ftl)/ftc)改写第一发送脉冲Pl或第二发送脉冲P2的频带条件(ftl ft2)后，首先，关于中心频率ft。，得到如下关系式。
ftc= (ftl+ft2)/2
= ((2+Bp)fpc/4+(6-Bp)fpc/4)/2
= fpc
即，第一发送脉冲Pl或第二发送脉冲P2的中心频率ft。可以与探头灵敏度区域10 的中心频率fp。相等。接下来，关于分数带宽Bt，得到如下关系式。
Bt = (ft2-ftl) Zftc
= ((6-Bp) fpc/4- (2+Bp) fpc/4) /fpc
= (2-Bp) /2
根据上式，例如在探头20的分数带宽Bp为80%的情况下，第一发送脉冲Pl与第二发送脉冲P2的分数带宽可以为60%，在探头20的分数带宽Bp为100%的情况下，第一发送脉冲Pl与第二发送脉冲P2的分数带宽可以为50%。通常，分数带宽Bp与分数带宽Bt 存在Bp ^ Bt的关系，因此根据与上式的关系可得Bp ^ 2/3，探头灵敏度区域10最好具有 67%以上的分数带宽。作为上述发送脉冲P，例如考虑如下的100%调幅波。
P = P’ (1+cos (2 Ti fst)) sin (2 π fpct)
在上式中，P’是发送脉冲P的振幅，fs是发送脉冲P的调制频率，表示为fs = (2-Bp)fpc/4。
决定要使用的探头20后，就决定了探头20的探头灵敏度区域10，确定了中心频率fp。和分数带宽Bp，因此确定了本发明的超声波诊断装置中的第一发送脉冲Pl或第二发送脉冲P2的条件。在波形产生单元112中进行波形整形，从而使得经由发送放大器111和收发分离开关113从探头20发送的脉冲成为中心频率为fp。并且分数带宽为(2-Bp)/2的发送脉冲。通过以此方式发送的第一发送脉冲Pl或第二发送脉冲P2，能够使和音的非线性组织回波成分420、421和差音的非线性组织回波成分520、521在探头灵敏度区域10的频带以外产生。
如图5所示，在本发明的第一方式的超声波诊断装置中，第一发送脉冲Pl的振幅 ΡΓ与第二发送脉冲P2的振幅P2’的比率为η ( = ΡΓ /Ρ2’ > O)，从探头20发送各发送脉冲的波形整形由波形产生单元112进行，在第一次中接收对第一发送脉冲Pl的第一接收回波R1，在第二次中接收对第二发送脉冲Ρ2的第二接收回波R2。第一接收回波Rl与第二接收回波R2存储在设置于信号处理部117内的未图示的暂时存储器中，在第一次与第二次的收发完成后，进行第一接收回波Rl与对第二接收回波R2进行了 η倍化的第二接收回波 R2’的减法运算处理，得到接收回波R。
另外，如图6所示，在本发明的第二方式的超声波诊断装置中，第一发送脉冲Pl的振幅ΡΓ与第二发送脉冲Ρ2的振幅Ρ2’的比率为η ( = ΡΓ /Ρ2’ > O)。并且第二发送脉冲Ρ2是对第一发送脉冲Pl进行了反转后的波形。从中接收对第二发送脉冲P2的第二接收回波R2。第一接收回波Rl与第二接收回波R2存储在设置于信号处理部117内的未图示的暂时存储器中，在第一次与第二次的收发完成后， 进行第一接收回波Rl与对第二接收回波R2进行了 η倍化的第二接收回波R2’的加法运算处理，得到接收回波R。
此外，在上述第一方式及第二方式的超声波诊断装置中，使第二接收回波R2变为 η倍，但该运算操作的目的在于使对第一发送脉冲Pl的响应与对第二发送脉冲Ρ2的响应的强度比率为I : 1，从而抑制对基波的线性组织回波成分，例如也可以是使第一接收回波Rl 变为I/η倍等使强度比率为I : I的运算操作，并不限定于上述方式中的例子。
在本发明的第一方式或第二方式的超声波诊断装置中，如上所述取得的接收回波 R进一步由信号处理部117实施检波处理等，其输出被传送到图像处理部118。图像处理部 118根据来自信号处理部117的输出构筑图像数据，来自图像处理部118的输出由图像显示部3作为二维断层像或三维图像等影像进行显示。
以上述方式得到的影像中，组织回波成分基本上受到抑制，因此在超声波造影图像中得到高CTR的图像，清楚地描绘出血管结构，能够提供临床价值高的超声波诊断图像。
在上述实施方式中，通过探头灵敏度区域10除去差音以及和音的非线性组织回波成分，但也可以如图7 图9所示，根据发送脉冲的频带，通过与滤波器的组合进行除去。 即，可以以不是排除在探头灵敏度区域外，而是排除在发送脉冲的频带外的方式产生和音或差音的非线性组织回波，通过设置于信号处理部117的未图示的与所述发送脉冲的频带相同的通过频带的滤波器，对接收回波R进行滤波。以下，说明用于以排除在发送脉冲的频带外的方式产生和音或差音的非线性组织回波的发送脉冲条件。
如前所述，频带为(ftl ft2)的第一发送脉冲Pl或者第二发送脉冲P2通过进行非线性声音传播生成的和音成分的频带由形成第一发送脉冲Pl或者第二发送脉冲P2的所有频率成分的和音决定，为(2ftl 2ft2)。另外，频带为(ftl ft2)的第一发送脉冲Pl或者第二发送脉冲P2通过进行非线性声音传播生成的发送差音成分的频带由形成第一发送脉冲Pl或者第二发送脉冲P2的所有频率成分的差音决定，为(DC ft2-ftl)。因此，用于在发送脉冲的频带外产生和音或差音的非线性组织回波的发送脉冲条件如下。
ftl 彡 ft2_ftlft2 < 2fti
根据这些关系式，第一发送脉冲Pl或第二发送脉冲P2的频带最大为(ftl 2ftl)， 只要(ftl 2ftl)的频带与探头灵敏度区域10的频带重叠，中心频率不受限制。若将其用发送脉冲的分数带宽Bt表示，则为
Bt= (ft2-ftl) Zftc = (2ftl-ftl) / ((ftl+2ftl) /2) = 2/3
S卩，可以将分数带宽为2/3 (约67% )的发送脉冲作为第一发送脉冲Pl或第二发送脉冲P2。以下，使用图7 图9说明上述以排除在发送脉冲的频带外的方式产生和音或差音的非线性组织回波的、本发明的另外三个实施方式中的第一发送脉冲Pl及第二发送脉冲P2的频带。
(发送脉冲的中心频率与探头灵敏度区域的中心频率大致相等的情况)
图7是表示本发明的第三及第四方式的超声波诊断装置的收发脉冲频带以及超声波探头灵敏度区域的关系的频谱图。在本实施方式中，第一发送脉冲Pi或第二发送脉冲 P2的中心频率与探头灵敏度区域的中心频率大致相等，第一发送脉冲Pl或第二发送脉冲P2的分数带宽为2/3 (约67% )。
作为第一次的第一发送脉冲Pl以及第二次的第二发送脉冲P2的基波成分，分别具有频率成分230及频率成分231的频带。由探头灵敏度区域10的探头20接收的对前一个第一发送脉冲Pl的接收回波的频率成分由以下成分构成对基波成分的线性组织回波成分330 ;构成第一发送脉冲Pl的频率成分230在被检体30内的非线性相互作用所产生的和音的非线性组织回波成分430 ;构成第一发送脉冲Pl的频率成分230在被检体30内的非线性相互作用所产生的差音的非线性组织回波成分530;以及由第一发送脉冲Pl激励的超声波造影剂32的非线性振动、第一发送脉冲Pl被超声波造影剂32反射、散射，由此而产生的造影回波成分630。另外，由探头20接收的对前一个第二发送脉冲P2的接收回波的频率成分由以下成分构成对基波成分的线性组织回波成分331 ;构成第二发送脉冲P2的频率成分231在被检体30内的非线性相互作用所产生的和音的非线性组织回波成分431 ； 构成第二发送脉冲P2的频率成分231在被检体30内的非线性相互作用所产生的差音的非线性组织回波成分531 ;以及由第二发送脉冲P2激励的超声波造影剂32的非线性振动、第二发送脉冲P2被超声波造影剂32反射、散射，由此而产生的造影回波成分631。
为了取得高CTR的超声波造影图像，应有效捕捉造影回波成分630及631，有效抑制或排除线性组织回波成分230及231、非线性组织回波成分430、530、431、531，在本实施方式中，以无法由脉冲反转法这样的线性运算除去的非线性组织回波成分430、530、431、 531与第一发送脉冲Pl的频带230或第二发送脉冲P2的频带231不重叠的方式，发送第一发送脉冲Pl或第二发送脉冲P2，通过具有与第一发送脉冲Pl的频带230或第二发送脉冲P2的频带231相同的频带41的带通滤波器对接收信号进行滤波。即，以在第一发送脉冲Pl的频带230或第二发送脉冲P2的频带231的高频域侧频带外产生和音的非线性组织回波成分430及431，并且在第一发送脉冲Pl的频带230或第二发送脉冲P2的频带231的低频域侧频带外产生差音的期望的非线性组织回波成分530及531的方式，发送第一发送脉冲Pl以及第二发送脉冲P2，通过滤波从得到的接收回波R中除去和音或差音的非线性组织回波成分。
在本发明的第三方式的超声波诊断装置中，第二发送脉冲P2等于使振幅为第一发送脉冲Pl的振幅的ι/n倍(η > O)而得到的发送脉冲，如图5所示，通过第一接收回波 Rl与第二接收回波R2’的减法运算处理得到接收回波R。另外，在本发明的第四方式的超声波诊断装置中，第二发送脉冲Ρ2等于反转第一发送脉冲Pl (将相位旋转180度)，并且使振幅为第一发送脉冲Pl的振幅的I/η倍(η > O)而得到的发送脉冲，如图6所示，通过第一接收回波Rl与第二接收回波R2’的加法运算处理得到接收回波R。
在以此方式得到的接收回波R中，均通过线性运算除去线性组织回波成分330及 331，由用探头灵敏度区域10对和音的非线性组织回波成分432、差音的非线性组织回波成分532、以及造影回波成分632进行滤波后的成分构成，但在对应于第一发送脉冲Pl或第二发送脉冲Ρ2的频带230或231的频带部分中，仅存在造影回波成分632。通过用具有信号通过频带41的带通滤波器对其进行滤波，得到高CTR的接收信号，并且在探头灵敏度区域10内也施加基于所述带通滤波器的频带限制，因此还同时进行电气噪声等的抑制，能够得到对电气噪声的SN比也较大的、高CTR的超声波造影图像。
(发送脉冲的下限频率与探头灵敏度区域的下限频率大致相等的情况)
图8是表示本发明的第五方式的超声波诊断装置的收发脉冲频带以及超声波探头灵敏度区域的关系的频谱图。在本实施方式中，第一发送脉冲Pl或第二发送脉冲P2的下限频率与探头灵敏度区域的下限频率大致相等，第一发送脉冲Pl或第二发送脉冲P2的分数带宽为2/3 (约67% )。
作为第一次的第一发送脉冲Pl以及第二次的第二发送脉冲P2的基波成分，分别具有频率成分240及频率成分241的频带。由探头灵敏度区域10的探头20接收的对前一个第一发送脉冲Pl的接收回波的频率成分由以下成分构成对基波成分的线性组织回波成分340 ;构成第一发送脉冲Pl的频率成分240在被检体30内的非线性相互作用所产生的和音的非线性组织回波成分440 ;构成第一发送脉冲Pl的频率成分240在被检体30内的非线性相互作用所产生的差音的非线性组织回波成分540;以及由第一发送脉冲Pl激励的超声波造影剂32的非线性振动、第一发送脉冲Pl被超声波造影剂32反射、散射，由此而产生的造影回波成分640。另外，由探头20接收的对前一个第二发送脉冲P2的接收回波的频率成分由以下成分构成对基波成分的线性组织回波成分341 ;构成第二发送脉冲P2的频率成分241在被检体30内的非线性相互作用所产生的和音的非线性组织回波成分441 ； 构成第二发送脉冲P2的频率成分241在被检体30内的非线性相互作用所产生的差音的非线性组织回波成分541 ；以及由第二发送脉冲P2激励的超声波造影剂32的非线性振动、第二发送脉冲P2被超声波造影剂32反射、散射，由此而产生的造影回波成分641。
为了取得高CTR的超声波造影图像，应有效捕捉造影回波成分640及641，有效抑制或排除线性组织回波成分240及241、非线性组织回波成分440、540、441、541，在本实施方式中，以无法由脉冲反转法这样的线性运算除去的非线性组织回波成分440、540、441、 541与第一发送脉冲Pl的频带240或第二发送脉冲P2的频带241不重叠的方式，发送第一发送脉冲Pl或第二发送脉冲P2，通过以第一发送脉冲Pl的频带240或第二发送脉冲P2 的频带241的上限侧频率为截止频率的、具有信号通过频带42的低通滤波器对接收信号进行滤波。即，以在第一发送脉冲Pl的频带240或第二发送脉冲P2的频带241的高频域侧频带外产生和音的非线性组织回波成分440及441，并且在第一发送脉冲Pl的频带240或第二发送脉冲P2的频带241的低频域侧频带外产生差音的期望的非线性组织回波成分540 及541的方式，发送第一发送脉冲Pl以及第二发送脉冲P2，通过滤波和基于探头灵敏度区域10的频带限制从得到的接收回波R中除去和音或差音的非线性组织回波成分。此外，也可以代替上述低通滤波器，使用具有与第一发送脉冲Pl的频带240或第二发送脉冲P2的频带241相同的信号通过频带的带通滤波器进行滤波。
在本发明的第五方式的超声波诊断装置中，第二发送脉冲P2等于使振幅为第一发送脉冲Pl的振幅的ι/n倍(Π > O)而得到的发送脉冲，与本发明的第三方式或第四方式同样，在第一发送脉冲Pl与第二发送脉冲Ρ2同相位的情况下，对第一接收回波Rl与第二接收回波R2’进行减法运算处理，另外在第一发送脉冲Pl与第二发送脉冲Ρ2逆相位的情况下，对第一接收回波Rl与第二接收回波R2’进行加法运算处理，得到接收回波R。
在以此方式得到的接收回波R中，均通过线性运算除去线性组织回波成分340及 341，差音的非线性组织回波成分542通过探头灵敏度区域10的频带限制除去。因此，接收回波R由用探头灵敏度区域10对和音的非线性组织回波成分442、以及造影回波成分642 进行滤波后的成分构成，但在对应于第一发送脉冲Pl或第二发送脉冲Ρ2的频带240或241的频带部分中，仅存在造影回波成分64 2。通过用具有信号通过频带42的低通滤波器对其进行滤波，得到高CTR的接收信号，并且在探头灵敏度区域10内也施加基于所述低通滤波器的频带限制，因此还同时进行电气噪声等的抑制，能够得到对电气噪声的SN比也较大的、高CTR的超声波造影图像。此外，在探头灵敏度区域10的低频带侧取得造影回波信号， 因此能够取得深部灵敏度也良好的超声波造影图像。
(发送脉冲的上限频率与探头灵敏度区域的上限频率大致相等的情况)
图9是表示本发明的第六方式的超声波诊断装置的收发脉冲频带以及超声波探头灵敏度区域的关系的频谱图。在本实施方式中，第一发送脉冲Pl或第二发送脉冲P2的上限频率与探头灵敏度区域10的上限频率大致相等，第一发送脉冲Pl或第二发送脉冲P2 的分数带宽为2/3(约67%)。
作为第一次的第一发送脉冲Pl以及第二次的第二发送脉冲P2的基波成分，分别具有频率成分250及频率成分251的频带。由探头灵敏度区域10的探头20接收的对前一个第一发送脉冲Pl的接收回波的频率成分由以下成分构成对基波成分的线性组织回波成分350 ;构成第一发送脉冲Pl的频率成分250在被检体30内的非线性相互作用所产生的和音的非线性组织回波成分450 ;构成第一发送脉冲Pl的频率成分250在被检体30内的非线性相互作用所产生的差音的非线性组织回波成分550 ;以及由第一发送脉冲Pl激励的超声波造影剂32的非线性振动、第一发送脉冲Pl被超声波造影剂32反射、散射，由此而产生的造影回波成分650。另外，由探头20接收的对前一个第二发送脉冲P2的接收回波的频率成分由以下成分构成对基波成分的线性组织回波成分351 ;构成第二发送脉冲P2的频率成分251在被检体30内的非线性相互作用所产生的和音的非线性组织回波成分451 ； 构成第二发送脉冲P2的频率成分251在被检体30内的非线性相互作用所产生的差音的非线性组织回波成分551 ;以及由第二发送脉冲P2激励的超声波造影剂32的非线性振动、第二发送脉冲P2被超声波造影剂32反射、散射，由此而产生的造影回波成分651。
为了取得高CTR的超声波造影图像，应有效捕捉造影回波成分660及661，有效抑制或排除线性组织回波成分250及251、非线性组织回波成分450、550、451、551，在本实施方式中，以无法由脉冲反转法这样的线性运算除去的非线性组织回波成分450、550、451、 551与第一发送脉冲Pl的频带250或第二发送脉冲P2的频带251不重叠的方式，发送第一发送脉冲Pl或第二发送脉冲P2，通过以第一发送脉冲Pl的频带250或第二发送脉冲P2 的频带251的下限侧频率为截止频率的、具有信号通过频带43的高通滤波器对接收信号进行滤波。即，以在第一发送脉冲Pl的频带250或第二发送脉冲P2的频带251的高频域侧频带外产生和音的非线性组织回波成分450及451，并且在第一发送脉冲Pl的频带250或第二发送脉冲P2的频带251的低频域侧频带外产生差音的期望的非线性组织回波成分550 及551的方式，发送第一发送脉冲Pl以及第二发送脉冲P2，通过滤波和基于探头灵敏度区域10的频带限制从得到的接收回波R中除去和音或差音的非线性组织回波成分。此外，也可以代替上述高通滤波器，使用具有与第一发送脉冲Pl的频带250或第二发送脉冲P2的频带251相同的信号通过频带的带通滤波器进行滤波。
在本发明的第六方式的超声波诊断装置中，第二发送脉冲P2等于使振幅为第一发送脉冲Pl的振幅的ι/n倍(Π > O)而得到的发送脉冲，与本发明的第三方式或第四方式同样，在第一发送脉冲Pl与第二发送脉冲Ρ2同相位的情况下，对第一接收回波Rl与第二接收回波R2’进行减法运算处理，另外在第一发送脉冲Pl与第二发送脉冲P2逆相位的情况下，对第一接收回波Rl与第二接收回波R2’进行加法运算处理，得到接收回波R。
在以此方式得到的接收回波R中，均通过线性运算除去线性组织回波成分350及 351，和音的非线性组织回波成分452通过探头灵敏度区域10的频带限制除去。因此，接收回波R由用探头灵敏度区域10对差音的非线性组织回波成分552、以及造影回波成分652 进行滤波后的成分构成，但在对应于第一发送脉冲Pl或第二发送脉冲P2的频带250或251 的频带部分中，仅存在造影回波成分652。通过用具有信号通过频带43的高通滤波器对其进行滤波，得到高CTR的接收信号，并且在探头灵敏度区域10内也施加基于所述高通滤波器的频带限制，因此还同时进行电气噪声等的抑制，能够得到对电气噪声的SN比也较大的、高CTR的超声波造影图像。此外，在探头灵敏度区域10的高频带侧取得造影回波信号， 因此能够取得空间分辨率也良好的超声波造影图像。
为了确认上述的本发明的超声波诊断装置的高CTR效果，进行考虑了周围流体压缩性的基于Keller-Miksis的方 程式的超声波造影剂的超声波脉冲响应仿真、以及基于 KZK的式子(Khokhlov-Zabolotskaya-Kuznetsov equation)的非线性声音传播仿真，通过前者进行由造影回波表示的信号成分的评价，通过后者进行由组织回波表示的噪声成分的评价，进行了图3所示的以往方法与图4所示的基于本发明的方法的CTR比较。以下说明其结果。
首先，探头灵敏度区域假定中心频率为3 (MHz)、分数带宽为100%的频带，制成利用汉宁(Hanning)窗的滤波器，以此为要领进行定义。另外，作为以往方法中的发送脉冲条件，假定中心频率为2 (MHz)，波数为4波的汉宁权重(分数带宽50% )，并且最大音压振幅为212 (kPa)，作为基于本发明的方法中的发送脉冲条件，假定中心频率为3 (MHz)，波数为4 波的汉宁权重(分数带宽50% )，第一发送脉冲Pl的最大音压振幅为520(kPa)，第二发送脉冲P2的最大音压振幅为260 (kPa)，并且第一发送脉冲Pl与第二发送脉冲P2的相位相等。作为生物体对超声波的安全性指标使用的机械系数(MI)的值在以往方法与基于本发明的方法中相等，以此方式假定上述条件。即，根据发送脉冲的中心频率f。(MHz)和负压的最大音压振幅Ptl(MPa),MI用MI = PcZvrfe定义，在上述条件中，以往方法和基于本发明的方法均为MI = O. 3的条件。
作为超声波造影剂,假定为Sonazoid,半径为1(μηι),膜厚度为10(nm),膜剪断弹性系数为50 (MPa)，膜粘性系数为O. 8 (Pa · s)，关于造影剂内的气体，密度为I. 61 (kg/m3)， 热传导率为26. 2X 10_3(W/mK)，热容量为1007(J/kgK)，比热比为I. 4。周围的流体假定为血液(密度为1025 (kg/m3)，粘性系数为4 X 10_3 (Pa· S)，音速为1570 (m/s))。基于这种条件， 对以往方法而言，对于第一发送脉冲Pl和第二发送脉冲P2，分别通过仿真求出每个超声波造影剂的响应，进行对第一发送脉冲Pl的响应波形和对第二发送脉冲P2的响应波形的加法运算处理后，按照上述探头灵敏度区域的条件进行滤波，得到造影回波成分。另外，对基于本发明的方法而言，对于第一发送脉冲Pl和第二发送脉冲P2，分别通过仿真求出每个超声波造影剂的响应，进行对第一发送脉冲Pl的响应波形和使对第二发送脉冲P2的响应波形变为2倍后的波形的减法运算处理后，按照上述探头灵敏度区域的条件进行滤波，得到造影回波成分。
另外，在非线性声音传播仿真中，假定与生物体的物性接近的普通的声音介质，音速为1540 (m/s)，密度为1000 (kg/m3)，非线性参数B/A为7，依赖于频率的吸收系数为 0.7(dB/cm/MHz)。在本非线性声音传播仿真中，假定该声音介质的二维平面，探头的口径为 10 (mm)，聚束距离为80 (mm)，通过仿真求出聚束点处的音压波形。此外，对于基于本发明的方法而言，第一发送脉冲Pl与第二发送脉冲P2的口径振幅权重如图10所示使用全口径， 相对于第一发送脉冲Pl的音压，第二发送脉冲P2的音压为1/2。基于这种条件，对于以往方法而言，对于第一发送脉冲Pl