(57)【要約】  本発明の超音波画像生成装置は、超音波を被検体に送信して反射波を受信し超音波検出信号を出力する超音波探触子を有し、形状を表す形態画像を生成するものであって、形態画像の着目領域における音速値を算出する音速値算出部と、着目領域に対応する音速値に基づいて、該音速値の信頼度情報を生成する信頼度情報生成部と、を有する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波を被検体に送信して反射波を受信し超音波検出信号を出力する超音波探触子を有し、形状を表す形態画像を生成する超音波画像生成装置であって、  前記形態画像の着目領域における音速値を算出する音速値算出部と、  前記着目領域に対応する前記音速値に基づいて、該音速値の信頼度情報を生成する信頼度情報生成部と、を有することを特徴とする超音波画像生成装置。
【請求項２】
さらに、前記着目領域に対応する前記音速値に基づいて、音速画像を生成する音速画像生成部を有し、  前記信頼度情報生成部は、前記音速画像の前記着目領域に対応する領域ごとに前記信頼度情報を生成することを特徴とする請求項１に記載の超音波画像生成装置。
【請求項３】
さらに、前記信頼度情報に基づき信頼度画像を生成する信頼度画像生成部を有することを特徴とする請求項２に記載の超音波画像生成装置。
【請求項４】
さらに、前記形態画像、前記音速画像、および前記信頼度画像のうち１以上から表示画像を生成する画像処理部と、  前記表示画像を表示する表示部と、を有することを特徴とする請求項３に記載の超音波画像生成装置。
【請求項５】
前記信頼度情報は、前記音速画像の各画素および該各画素の周囲における所定範囲の画素から求めた情報であることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の超音波画像生成装置。
【請求項６】
前記信頼度情報は、複数の前記音速画像間の各画素から求めた情報であることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の超音波画像生成装置。
【請求項７】
前記信頼度情報は、前記音速画像に対してエッジ検出処理またはギャップ検出処理により不連続点を検出した場合の、測定エラー情報であることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の超音波画像生成装置。
【請求項８】
前記音速値は環境音速値であり、前記音速画像は環境音速画像であることを特徴とする請求項２〜７のいずれかに記載の超音波画像生成装置。
【請求項９】
前記音速値算出部は、環境音速値を算出する環境音速値算出部と、前記環境音速値に基づき局所音速値を算出する局所音速値算出部とを有し、  前記音速値は局所音速値であり、前記音速画像は局所音速画像であることを特徴とする請求項２〜７のいずれかに記載の超音波画像生成装置。
【請求項１０】
前記音速値算出部は、前記形態画像の各画素および該各画素の周囲における所定範囲の画素から、該各画素のフォーカス指標値を設定音速ごとに求め、または該各画素における仮想受信波と仮想合成受信波との誤差を、仮の局所音速ごとに求め、  前記信頼度情報生成部は、前記設定音速ごとの前記フォーカス指標値、または前記仮の局所音速ごとの前記誤差に基づいて信頼度情報を生成することを特徴とする請求項１に記載の超音波画像生成装置。
【請求項１１】
さらに、音速画像生成部を有し、  前記音速値算出部は、さらに、前記設定音速ごとの前記フォーカス指標値、または前記仮の局所音速ごとの前記誤差に基づき、前記形態画像の着目領域における環境音速値または局所音速値を算出し、  前記音速画像生成部は、前記着目領域に対応する前記環境音速値または前記局所音速値に基づいて音速画像を生成し、  前記信頼度情報生成部は、さらに、前記音速画像の前記着目領域に対応する領域ごとに信頼度情報を生成することを特徴とする請求項１０に記載の超音波画像生成装置。
【請求項１２】
さらに、前記信頼度情報に基づき信頼度画像を生成する信頼度画像生成部を有することを特徴とする請求項１０または１１に記載の超音波画像生成装置。
【請求項１３】
さらに、前記形態画像、前記音速画像、および前記信頼度画像のうち１以上から表示画像を生成する画像処理部と、  前記表示画像を表示する表示部と、を有することを特徴とする請求項１２に記載の超音波画像生成装置。
【請求項１４】
前記表示部に、前記形態画像と、前記音速画像または前記信頼度画像とをオーバーレイ表示することを特徴とする請求項４〜９，１３のいずれかに記載の超音波画像生成装置。
【請求項１５】
前記信頼度画像の各画素のうち、前記信頼度情報が所定の値よりも低い画素をマスクして表示することを特徴とする請求項４または１３に記載の超音波画像生成装置。
【請求項１６】
超音波を被検体に送信して反射波を受信し、形状を表す形態画像を生成する超音波画像生成方法であって、  前記形態画像の着目領域における音速値を算出する音速値算出ステップと、  前記着目領域に対応する前記音速値に基づいて、該音速値の信頼度情報を生成する信頼度情報生成ステップと、を有することを特徴とする超音波画像生成方法。
【請求項１７】
さらに、前記着目領域に対応する前記音速値に基づいて、音速画像を生成する音速画像生成ステップを有し、  前記信頼度情報生成ステップは、前記音速画像の前記着目領域に対応する領域ごとに前記信頼度情報を生成することを特徴とする請求項１６に記載の超音波画像生成方法。
【請求項１８】
前記音速値算出ステップは、前記形態画像の各画素および該各画素の周囲における所定範囲の画素から、該各画素のフォーカス指標値を設定音速ごとに求め、または該各画素における仮想受信波と仮想合成受信波との誤差を、仮の局所音速ごとに求め、  前記信頼度情報生成ステップは、前記設定音速ごとの前記フォーカス指標値、または前記仮の局所音速ごとの前記誤差に基づいて信頼度情報を生成することを特徴とする請求項１６に記載の超音波画像生成方法。
【請求項１９】
さらに、音速画像生成ステップを有し、  前記音速値算出ステップは、さらに、前記設定音速ごとの前記フォーカス指標値、または前記仮の局所音速ごとの前記誤差に基づき、前記形態画像の着目領域における環境音速値または局所音速値を算出し、  前記音速画像生成ステップは、前記着目領域に対応する前記環境音速値または前記局所音速値に基づいて音速画像を生成し、  前記信頼度情報生成ステップは、さらに、前記音速画像の前記着目領域に対応する領域ごとに信頼度情報を生成することを特徴とする請求項１８に記載の超音波画像生成方法。
【請求項２０】
さらに、前記信頼度情報に基づき信頼度画像を生成する信頼度画像生成ステップを有することを特徴とする請求項１７〜１９のいずれかに記載の超音波画像生成方法。
【請求項２１】
請求項１６〜２０のいずれかに記載の超音波画像生成方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項２２】
請求項２１に記載のプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、超音波を被検体に送信して反射波を受信し、画像を表示する超音波画像生成装置、超音波画像生成方法およびプログラムに関し、詳しくは、受信した反射波から着目領域の音速、および音速の信頼度を画像化する超音波画像生成装置、超音波画像生成方法およびプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来から、超音波画像の形態画像の１つとして、形状を表すＢモード画像（超音波エコーの振幅を点の輝度により表した画像）が用いられている。このＢモード画像を高画質化するために、被検体の音速を設定し求められたフォーカスデータにより音速値を補正することで、Ｂモード画像のフォーカスを向上させることが提案されている。また、被検体内の一部における音速値（以下、局所音速値という）を測定する試みもなされている。【０００３】  例えば、特許文献１には、入力された超音波音速値を装置全体の設定音速としてフォーカス計算を行い、求められたフォーカスデータを用いて超音波画像の撮影を行うことにより、設定された超音波音速値を補正して（つまり、環境音速値（以下、最適音速値ともいう）を用いて）、フォーカスを向上させる超音波断層装置が開示されている。【０００４】  特許文献２には、ホイヘンスの原理を用いて、被検体内の着目領域よりも浅い領域に設定された格子点と、着目領域における最適音速値を判定し、着目領域における最適音速値に基づいて、超音波を着目領域に送信したときに着目領域から受信される受信波を演算し、着目領域における仮定音速を仮定して、仮定音速に基づいて各格子点における最適音速値から求めた各格子点からの受信波を合成して合成受信波を得て、受信波と合成受信波に基づいて着目領域における局所音速値を判定する超音波診断装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−３１７９２６号公報
【特許文献２】特開２０１０−９９４５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  しかしながら、特許文献１では、Ｂモード画像のフォーカスは向上するが、画像中の任意の領域における音速値を求めることはできない。また、特許文献２では、着目領域の局所音速値を求めること、求めた音速値によってフォーカスを向上させ、Ｂモード画像を再構築して高画質化すること、およびＢモード画像に局所音速値の判定結果を重畳して表示する（例えば、局所音速値に応じて色分けまたは輝度を変化させる）ことは開示されているが、音速値の信頼性を求めることは開示されていない。【０００７】  本発明の目的は、着目領域の環境音速値または局所音速値だけでなく、これらの信頼度を求めることで、信頼性の高い環境音速値または局所音速値のみをフォーカスに用いたり、これらの値を直接または画像化して表示することで、より被検体内の病変の検出が行いやすい超音波画像を生成する超音波画像生成装置、超音波画像生成方法およびプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  上記課題を解決するために、本発明は、超音波を被検体に送信して反射波を受信し超音波検出信号を出力する超音波探触子を有し、形状を表す形態画像を生成する超音波画像生成装置であって、前記形態画像の着目領域における音速値を算出する音速値算出部と、前記着目領域に対応する前記音速値に基づいて、該音速値の信頼度情報を生成する信頼度情報生成部と、を有することを特徴とする超音波画像生成装置を提供する。【０００９】  さらに、前記着目領域に対応する前記音速値に基づいて、音速画像を生成する音速画像生成部を有し、前記信頼度情報生成部は、前記音速画像の前記着目領域に対応する領域ごとに前記信頼度情報を生成することが好ましい。  さらに、前記信頼度情報に基づき信頼度画像を生成する信頼度画像生成部を有することが好ましい。  さらに、前記形態画像、前記音速画像、および前記信頼度画像のうち１以上から表示画像を生成する画像処理部と、前記表示画像を表示する表示部と、を有することが好ましい。【００１０】  また、前記信頼度情報は、前記音速画像の各画素および該各画素の周囲における所定範囲の画素から求めた情報であることが好ましい。  また、前記信頼度情報は、複数の前記音速画像間の各画素から求めた情報であることが好ましい。  また、前記信頼度情報は、前記音速画像に対してエッジ検出処理またはギャップ検出処理により不連続点を検出した場合の、測定エラー情報であることが好ましい。【００１１】  また、前記音速値は環境音速値であり、前記音速画像は環境音速画像であることが好ましい。  また、前記音速値算出部は、環境音速値を算出する環境音速値算出部と、前記環境音速値に基づき局所音速値を算出する局所音速値算出部とを有し、前記音速値は局所音速値であり、前記音速画像は局所音速画像であることが好ましい。【００１２】  また、前記音速値算出部は、前記形態画像の各画素および該各画素の周囲における所定範囲の画素から、該各画素のフォーカス指標値を設定音速ごとに求め、または該各画素における仮想受信波と仮想合成受信波との誤差を、仮の局所音速ごとに求め、前記信頼度情報生成部は、前記設定音速ごとの前記フォーカス指標値、または前記仮の局所音速ごとの前記誤差に基づいて信頼度情報を生成することが好ましい。  さらに、音速画像生成部を有し、前記音速値算出部は、さらに、前記設定音速ごとの前記フォーカス指標値、または前記仮の局所音速ごとの前記誤差に基づき、前記形態画像の着目領域における環境音速値または局所音速値を算出し、前記音速画像生成部は、前記着目領域に対応する前記環境音速値または前記局所音速値に基づいて音速画像を生成し、前記信頼度情報生成部は、さらに、前記音速画像の前記着目領域に対応する領域ごとに信頼度情報を生成することが好ましい。【００１３】  さらに、前記信頼度情報に基づき信頼度画像を生成する信頼度画像生成部を有することが好ましい。  さらに、前記形態画像、前記音速画像、および前記信頼度画像のうち１以上から表示画像を生成する画像処理部と、前記表示画像を表示する表示部と、を有することが好ましい。【００１４】  また、前記表示部に、前記形態画像と、前記音速画像または前記信頼度画像とをオーバーレイ��示することが好ましい。  また、前記信頼度画像の各画素のうち、前記信頼度情報が所定の値よりも低い画素をマスクして表示することが好ましい。【００１５】  また、上記課題を解決するために、本発明は、超音波を被検体に送信して反射波を受信し、形状を表す形態画像を生成する超音波画像生成方法であって、前記形態画像の着目領域における音速値を算出する音速値算出ステップと、前記着目領域に対応する前記音速値に基づいて、該音速値の信頼度情報を生成する信頼度情報生成ステップと、を有することを特徴とする超音波画像生成方法を提供する。【００１６】  さらに、前記着目領域に対応する前記音速値に基づいて、音速画像を生成する音速画像生成ステップを有し、前記信頼度情報生成ステップは、前記音速画像の前記着目領域に対応する領域ごとに前記信頼度情報を生成することが好ましい。  また、前記音速値算出ステップは、前記形態画像の各画素および該各画素の周囲における所定範囲の画素から、該各画素のフォーカス指標値を設定音速ごとに求め、または該各画素における仮想受信波と仮想合成受信波との誤差を、仮の局所音速ごとに求め、前記信頼度情報生成ステップは、前記設定音速ごとの前記フォーカス指標値、または前記仮の局所音速ごとの前記誤差に基づいて信頼度情報を生成することが好ましい。【００１７】  さらに、音速画像生成ステップを有し、前記音速値算出ステップは、さらに、前記設定音速ごとの前記フォーカス指標値、または前記仮の局所音速ごとの前記誤差に基づき、前記形態画像の着目領域における環境音速値または局所音速値を算出し、前記音速画像生成ステップは、前記着目領域に対応する前記環境音速値または前記局所音速値に基づいて音速画像を生成し、前記信頼度情報生成ステップは、さらに、前記音速画像の前記着目領域に対応する領域ごとに信頼度情報を生成することが好ましい。  さらに、前記信頼度情報に基づき信頼度画像を生成する信頼度画像生成ステップを有することが好ましい。【００１８】  また、上記課題を解決するために、本発明は、上記のいずれかに記載の超音波画像生成方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムを提供する。  また、上記課題を解決するために、本発明は、上記に記載のプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供する。
【発明の効果】
【００１９】  本発明によれば、環境音速値または局所音速値を測定するための、専用の超音波を送受信する構成を用いることなく、より被検体内の病変の検出が行いやすい、環境音速画像、または局所音速画像、および信頼度画像を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る超音波画像生成方法を実施する、超音波画像生成装置の第１実施形態の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】（ａ），（ｂ）は、設定音速プロファイルの一例を示すグラフである。
【図３】本発明に係る第１実施形態の超音波画像生成方法の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図４】音速値を決定する処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図５】Ｂモード画像の一例を示す説明図である。
【図６】着目領域の設定の一例を示す説明図である。
【図７】環境音速値を画像化した音速画像の一例を示す説明図である。
【図８】音速の信頼度を画像化した信頼度画像の一例を示す説明図である。
【図９】設定音速プロファイル形状の信頼度を画像化した信頼度画像の一例を示す説明図である。
【図１０】音速画像の表示の一例を示す説明図である。
【図１１】音速画像の表示の他の一例を示す説明図である。
【図１２】音速画像の表示の他の一例を示す説明図である。
【図１３】音速画像の表示の他の一例を示す説明図である。
【図１４】音速画像の表示の他の一例を示す説明図である。
【図１５】本発明に係る超音波画像生成方法を実施する、超音波画像生成装置の第２実施形態の構成の一例を示すブロック図である。
【図１６】本発明に係る局所音速値の演算処理を模式的に示す説明図である。
【図１７】本発明に係る第２実施形態の超音波画像生成方法の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１８】本発明に係る局所音速値の演算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】
【００２１】  本発明に係る超音波画像生成方法を実施する本発明に係る超音波画像生成装置を、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて以下に詳細に説明する。なお、以下の実施形態では、形態画像としてＢモード画像を用いる場合について説明する。
【００２２】  図１は、本発明に係る超音波画像生成装置の構成を表す第１実施形態のブロック図である。第１実施形態の超音波画像生成装置では、音速値として環境音速値を用いて音速画像および信頼度画像が生成される。  図１に示す超音波画像生成装置１０は、操作部１２、制御部１４、超音波探触子１６、送受信部２０、信号処理部２２、環境音速値算出部２４、音速画像生成部３２、第１信頼度画像生成部３４、第２信頼度画像生成部３６、画像処理部３８、表示部４０、およびＲＦデータ記録再生部４２によって構成される。また、環境音速値算出部２４は、フォーカス指標算出部２６、環境音速プロファイル生成部２８、および環境音速値決定部３０によって構成される。
【００２３】  操作部１２は、超音波画像生成装置１０の各種操作をオペレータが行うためのものであり、操作情報を出力する。操作部１２の具体的な態様には特に限定はなく、キーボード、マウス、タッチパネルなど、公知の各種の操作機器を用いればよい。
【００２４】  制御部１４は、超音波画像生成装置１０の各部の動作を制御するためのものである。また、操作情報に従って各種処理が実施されるように、各部に対して制御信号（ＣＴＬ）が出力される。また、環境音速値を求めるための設定音速または受信遅延パターンを、後述する送受信部２０に設定する。
【００２５】  超音波探触子１６は、被検体に当接させて用いるプローブであり、１次元または２次元のトランスデューサアレイを構成する複数の超音波トランスデューサ１８を備えている。超音波トランスデューサ１８では、送受信部２０から印加される駆動信号に基づいて超音波ビームが被検体に送信されると共に、被検体から反射される超音波エコーが受信されて検出信号が出力される。
【００２６】  超音波トランスデューサ１８は、圧電性を有する材料（圧電体）の両端に電極が形成されて構成された振動子を含んでいる。上記振動子を構成する圧電体としては、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛：Pb (lead) zirconate titanate）のような圧電セラミック、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン：polyvinylidene difluoride）のような高分子圧電素子を用いることができる。上記振動子の電極に電気信号を送って電圧を印加すると圧電体が伸縮し、この圧電体の伸縮により各振動子において超音波が発生する。例えば、振動子の電極にパルス状の電気信号を送るとパルス状の超音波が発生し、振動子の電極に連続波の電気信号を送ると連続波の超音波が発生する。そして、各振動子において発生した超音波が合成されて超音波ビームが形成される。また、各振動子により超音波が受信されると、各振動子の圧電体が伸縮して電気信号を発生する。各振動子において発生した電気信号は、超音波の検出信号として送受信部２０に出力される。
【００２７】  なお、超音波トランスデューサ１８としては、超音波変換方式の異なる複数種類の素子を用いることも可能である。例えば、超音波を送信する素子として上記圧電体により構成される振動子を用いて、超音波を受信する素子として光検出方式の超音波トランスデューサを用いるようにしてもよい。ここで、光検出方式の超音波トランスデューサとは、超音波信号を光信号に変換して検出するものであり、例えば、ファブリーペロー共振器又はファイバブラッググレーティングである。
【００２８】  送受信部２０は、送信回路、受信回路、およびＡ／Ｄ変換器を備えている。  送信回路は、制御部１４からの制御信号に応じて駆動信号を生成して、該駆動信号を超音波トランスデューサ１８に印加する。このとき、送信回路は、制御部１４によって選択された送信遅延パターンに基づいて、各超音波トランスデューサ１８に印加する駆動信号を遅延させる。ここで、送信回路は、複数の超音波トランスデューサ１８から送信される超音波が超音波ビームを形成するように、各超音波トランスデューサ１８に駆動信号を印加するタイミングを調整する（遅延させる）。なお、複数の超音波トランスデューサ１８から一度に送信される超音波が被検体の撮像領域全体に届くように、駆動信号を印加するタイミングを調節するようにしてもよい。
【００２９】  受信回路は、各超音波トランスデューサ１８から出力される超音波検出信号を受信して増幅する。各超音波トランスデューサ１８と被検体内の超音波反射源との間の距離がそれぞれ異なるため、各超音波トランスデューサ１８に反射波が到達する時間は異なる。受信回路は遅延回路を備えており、制御部１４によって選択された音速（以下、仮定音速という。）または音速の分布に基づいて設定される受信遅延パターンに従って、反射波の到達時刻の差（遅延時間）に相当する分、各検出信号を遅延させる。  次に、受信回路は、遅延時間を与えた検出信号を整合加算することにより受信フォーカス処理を行う。超音波反射源Ｘと異なる位置に別の超音波反射源がある場合には、別の超音波反射源からの超音波検出信号は到達時刻が異なるので、加算回路で加算することにより、別の超音波反射源からの超音波検出信号の位相が打ち消し合う。これにより、超音波反射源Ｘからの受信信号が最も大きくなり、フォーカスが合う。この受信フォーカス処理によって、超音波エコーの焦点が絞り込まれた音線信号（以下、ＲＦ信号という。）が形成される。
【００３０】  Ａ／Ｄ変換器では、受信回路から出力されるアナログのＲＦ信号がデジタルＲＦ信号（以下、ＲＦデータという。）に変換され出力される。ここで、ＲＦデータには、受信波（搬送波）の位相情報が含まれている。
【００３１】  信号処理部２２では、ＲＦデータに対して、ＳＴＣ（Sensitivity Time gain Control）によって、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がされた後、包絡線検波処理が施され、Ｂモード画像データが生成され出力される。
【００３２】  フォーカス指標算出部２６には、設定音速ごとのＢモード画像データおよびＲＦデータが入力され、Ｂモード画像の画素ごとに、環境音速値を求めるために必要な設定音速ごとのフォーカス指標が算出される。ある設定音速についてフォーカス指標が算出されると、設定音速を変更してフォーカス指標が算出される。つまり、全ての設定音速についてフォーカス指標が算出され出力される。フォーカス指標としては、例えば、Ｂモード画像データからは画像のコントラスト、シャープネス、あるいは各画素における超音波検出信号の周期または振幅が用いられ、ＲＦデータからはビーム幅が用いられる。
【００３３】  環境音速プロファイル生成部２８には、Ｂモード画像の画素ごとに全ての設定音速についてのフォーカス指標が入力される。入力されたフォーカス指標は、横軸を設定音速、縦軸をフォーカス指標としたグラフにプロットされ、設定音速プロファイル（以下、環境音速プロファイルという）が生成され出力される。
【００３４】  環境音速値決定部３０には、Ｂモード画像の画素ごとに求められた環境音速プロファイルが入力される。入力された環境音速プロファイルに基づき、画素ごとの最適音速値（以下、環境音速値という）が決定され出力される。ここで、最適音速値（環境音速値）とは、画像のコントラスト、シャープネスが最も高くなる音速値、およびビーム幅が最も狭くなる音速値であり、各画素における実際の音速値（局所音速値）とは必ずしも一致しない。  なお、環境音速値を求める方法は、他にも、例えばスキャン方向の空間周波数、分散などから判定する方法（例えば、特開平８-３１７９２６号公報）を用いてもよい。
【００３５】  音速画像生成部３２には、Ｂモード画像の画素ごとに求められた環境音速値が入力される。音速画像生成部３２では、環境音速値に対応した値、例えば、階調表現が可能なように、一定範囲の音速について対応付けられた一定範囲の数値が、Ｂモード画像の各画素に割り当てられた画像（以下、音速画像という）が生成され、音速画像データとして出力される。なお、階調表現が可能な一定範囲の数値に対して、擬似カラー画像化が行われてもよい。  さらに、超音波探触子１６が静止された状態で複数の音速画像が生成され、時間軸（フレーム）方向の当該複数の音速画像間の平均値を算出することで測定エラーを抑制した測定エラー抑制音速画像としてもよい。
【００３６】  第１信頼度画像生成部３４には、音速画像データが入力される。第１信頼度画像生成部３４は信頼度情報生成部および信頼度画像生成部であり、音速画像の画素ごとに信頼度情報が生成され、信頼度情報が画像化された信頼度画像が生成され、信頼度画像データとして出力される。ここで、信頼度情報は、例えば、音速画像の各画素および該各画素の周囲における所定範囲（例えば、３×３画素）の画素における環境音速値のバラつきの標準偏差を求めて、中心画素の値とすることができる。全ての画素について求められた信頼度情報は画像化され、信頼度画像（標準偏差画像）データとして出力される。  また、信頼度情報は、他にも取得時間の異なる同一着目領域の、複数の音速画像間における対応する画素の環境音速値のバラつきについて標準偏差を求めてもよく、同様に画像化され信頼度画像データとして出力される。さらに、これらを組み合わせて、つまり、画像のｘ軸、ｙ軸、および時間軸（フレーム）の３次元の所定範囲の画素における環境音速値のバラつきについて標準偏差を求めてもよい。
【００３７】  また、各画素における環境音速が一定だとしても、超音波探触子１６と着目領域の間に音速の異なる媒質が存在した場合、環境音速は深さ方向に変化する。そこで、この変化を信頼性の計算から除外するために、１次式または２次式で深さ方向に変化する平面で近似し、各画素における環境音速値から本近似による環境音速値を引いた後に標準偏差を求めるようにしてもよい。  さらに、超音波探触子１６が移動されて複数の音速画像が生成される場合に、同一着目画素の各音速画像（各フレーム）間における環境音速値のバラつきの標準偏差を求めるようにしてもよい。
【００３８】  第２信頼度画像生成部３６には、Ｂモード画像の画素ごとに求められた環境音速プロファイルが入力される。第２信頼度画像生成部３６は信頼度情報生成部および信頼度画像生成部であり、Ｂモード画像の画素ごとに、入力された環境音速プロファイルの形状または音速画像に基づき、信頼度情報が生成され、信頼度情報が画像化された信頼度画像が生成され、信頼度画像データが出力される。なお、信頼度情報生成部および信頼度画像生成部は、第１信頼度画像生成部３４と第２信頼度画像生成部３６とが、単独で、または併せて構成されたものである。
【００３９】  ここで、環境音速プロファイルの形状について説明すると、環境音速値の信頼性が高い場合、例えば、図２（ａ）に示すように、フォーカス指標は環境音速値に近い程単調に大きくなる単峰性の変化となる。また、環境音速値におけるフォーカス指標と、環境音速値から外れた設定音速値におけるフォーカス指標とでは、その差が大きくなる。つまり、コントラストが大きくなる。  一方、環境音速値の信頼性が低い場合、例えば、図２（ｂ）に示すように、フォーカス指標は設定音速によって複雑に変化し、２峰性や３峰性の変化となる場合もある。また、環境音速値におけるフォーカス指標と、環境音速値から外れた設定音速値におけるフォーカス指標との差が小さくなる。つまり、コントラストが小さくなる。
【００４０】  このため、環境音速プロファイルの形状の歪さ、例えば、曲線フィッティングの誤差が小さくなる次数、最大値を頂点とした２次曲線フィッティング結果との誤差、設定音速値の分散（２次モーメント）、および設定音速値の３次モーメント等を用いて、信頼度情報を生成することができる。
【００４１】  また、フォーカス指標のコントラスト、例えば、フォーカス指標の最大値と最小値との差分、下記式（１）で表されるフォーカス指標、およびフォーカス指標の微分絶対値の平均値を用いて信頼度情報を生成してもよい。
【００４２】フォーカス指標＝最大フォーカス指標              −（フォーカス指標[1400]＋フォーカス指標[1650]）／２  ・・・（１）
【００４３】  また、フォーカス指標がＢモード画像の輝度や周波数に依存する事を踏まえて、上記の誤差またはコントラストを、フォーカス指標の平均値や最大値で規格化した値を用いて信頼度情報を生成してもよい。
【００４４】  画像処理部３８には、Ｂモード画像データ、音速画像データ、および信頼度画像データが入力される。画像処理部３８は、ＤＳＣ（Digital Scan Converter）機能、並びに、エッジ検出、ギャップ検出、各種画像データ（Ｂモード画像データ、音速画像データ、および信頼度画像データ）の重畳（オーバーレイ）表示、強調表示、およびマスク処理等の画像処理機能を有する。画像処理部３８からは、ＤＳＣおよび画像処理が行われた表示画像データが出力される。なお、重畳表示等に用いるＢモード画像データは、画像全体のフォーカスが最も良好な設定音速におけるデータを用いるのがよい。
【００４５】  ＤＳＣ機能では、Ｂモード画像データ、およびこれを基に生成される音速画像データおよび信頼度画像データは、通常のテレビジョン信号の走査方式と異なる走査方式であるため、後述する表示部４０に表示可能なように、通常の画像データ（例えば、テレビジョン信号の走査方式（ＮＴＳＣ方式）の画像データ）への変換（ラスター変換）が行われる。
【００４６】  画像処理機能では、例えば、各種画像データの重畳画像を生成したり、信頼度の高い画素を強調表示したり、信頼度の低い画素をマスクして非表示とすることで、医師の診断を補助する画像が生成される。例えば、信頼性画像の各画素のうち、信頼性情報が所定値以下の着目画素を測定エラーとして、測定エラー情報を取得して測定エラー画像を生成し、測定エラー画像を音速画像に重畳表示するようにしてもよい。
【００４７】  また、信頼性画像として、例えば、音速画像についてエッジ検出処理またはギャップ検出処理を行う、すなわち、着目画素周辺の２次元断面内、または時間軸（フレーム）方向も含めて３次元的に複数の画素を設定し、隣り合う各画素間の環境音速値の差が所定以上の画素組を含む場合（つまり、不連続箇所を含む場合）、当該着目画素を測定エラーとして検出することで、測定エラー情報を取得して測定エラー画像を生成し、測定エラー画像を音速画像に重畳表示するようにしてもよい。このとき、深さ方向に１次式または２次式で変化する平面で近似し、各画素における環境音速値から、本近似による環境音速値を引いた後に不連続箇所を判定し、測定エラーとして検出してもよい。
【００４８】  表示部４０には、表示画像データが入力され表示される。表示部４０は、液晶、プラズマ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）等のＦＰＤ（Flat Panel Display）、またはＣＲＴ（Cathode Ray Tube）等により構成される。表示部４０は、複数の画像を並べて表示可能なように、表示面積が大きいもの、および画素数の多いものを用いるのがよい。
【００４９】  ＲＦデータ記録再生部４２には、ＲＦデータ、フレームレートに関する情報（例えば、超音波の反射位置の深度、走査線の密度、視野幅を示すパラメータ）が入力され、内部のシネメモリに記録される。ＲＦデータ記録再生部４２は、シネメモリ記録モードとシネメモリ再生モードの２つの動作モードを持ち、通常観察時（ライブモード）にはシネメモリ記録モードとして動作し、ＲＦデータが記録されている。
【００５０】  シネメモリ再生モードは、シネメモリに格納されているＲＦデータに基づいて超音波診断画像の表示、解析・計測を行うモードである。シネメモリ再生モード時には、シネメモリに格納されているＲＦデータが、オペレータの操作に応じて、信号処理部２２へと出力され、オペレータはＲＦデータ記録再生部４２に記録されたＲＦデータに基づく、Ｂモード画像、音速画像、および信頼度画像を見ることができる。
【００５１】  次に、本発明に係る超音波画像生成方法を実現する、本発明に係る超音波画像生成装置１０の動作を説明する。
【００５２】  図３および図４は、本発明に係る超音波画像生成方法の処理の流れの一例を示すフローチャートである。  まず、環境音速値を求めるための設定音速が制御部１４によって複数選択され、送受信部２０に対して設定される（ステップＳ８）。ここで、設定音速は人体内の音速の範囲（概ね、１４００ｍ／ｓ〜１６５０ｍ／ｓ）の中から、複数の音速が選択され設定される。選択される音速の数（Ｌ）は、横軸を設定音速、縦軸をフォーカス指標としたグラフにプロットしたときに、図２（ａ），（ｂ）に示すようなグラフが描ける程度であればよい。なお、オペレータによって設定音速が設定されるようにしてもよい。
【００５３】  続いて、オペレータが超音波探触子１６を被検体に接触させて超音波の送受信が行われ、超音波検出信号が超音波探触子１６から出力される（ステップＳ１０）。超音波検出信号は送受信部２０に入力され、選択された複数の設定音速に対応する受信遅延パターンに基づき、それぞれの設定音速ごとに受信フォーカス処理または送受信フォーカス処理が行われ、Ａ／Ｄ（Analog／Digital）変換されて、設定音速ごとのＲＦデータとして出力される（ステップＳ１２）。
【００５４】  設定音速ごとのＲＦデータは、信号処理部２２に入力され、ＳＴＣにより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がされた後、包絡線検波処理が施され、図５に示すようなＢモード画像のＢモード画像データが設定音速ごとに生成され出力される（ステップＳ１４）。
【００５５】  全ての設定音速ごとのＢモード画像データおよびＲＦデータは、環境音速値算出部２４に入力される。環境音速値算出部２４では、Ｂモード画像のうち音速画像または信頼性画像を得たい領域について着目領域として指定される（ステップＳ１６）。着目領域は、例えば、図６に示す着目領域４４のように、Ｂモード画像全体が初期設定にて自動的に設定されるようにしてもよいし、Ｂモード画像の一部が自動的に着目領域として設定されてもよい。また、オペレータが操作部１２を操作することによりＢモード画像の一部が設定されてもよい。着目領域は、例えば、始点座標［ｘｍｉｎ，ｙｍｉｎ］、および終点座標［ｘｍａｘ，ｙｍａｘ］で指定される。図３のフローチャートでは、例としてｘがｎ〜Ｎ，ｙがｍ〜Ｍと設定される。  着目領域が設定されると、環境音速値の算出を開始する開始着目画素（例えば、ｘ＝ｎ，ｙ＝ｍ）が設定され（ステップＳ１８）、着目画素の環境音速値の算出が行われる（ステップＳ２０）。
【００５６】  ここで、着目画素の環境音速値の算出の詳細を、図４のフローチャートにより説明する。  まず、ステップＳ８で設定された環境音速値を求めるための選択される音速の数（設定音速の個数）が、初期値Ｃｉ＝１，最大値Ｃｍａｘ＝Ｌに設定される（ステップＳ２０２）。
【００５７】  次に、設定音速Ｃｉのフォーカス指標が算出され出力される（ステップＳ２０４）。フォーカス指標値としては、例えば、Ｂモード画像データのコントラスト、シャープネスの値が算出され出力される。なお、着目画素のＲＦデータのビーム幅から、所定の指数が算出されてフォーカス指標として出力されてもよい。
【００５８】  Ｃｉ＝１（初期値）についてフォーカス指標の算出が終了すると、ＣｉとＣｍａｘ（最大値）の値が比較され（ステップＳ２０６）、Ｃｉの値がＣｍａｘ未満であるときは（ステップＳ２０６で“Ｎ”）、Ｃｉに１が足されて（ステップＳ２０８）、ステップＳ２０４のフォーカス指標の算出に戻る。フォーカス指標の算出（ステップＳ２０４）は、Ｃｉ＝Ｃｍａｘとなるまで繰り返され、着目画素の全ての設定音速についてフォーカス指標が算出され出力される。
【００５９】  着目画素の全ての設定音速についてのフォーカス指標は、環境音速プロファイル生成部２８に入力され、横軸を設定音速、縦軸をフォーカス指標としたグラフにプロットされ、環境音速プロファイルが生成され出力される（ステップＳ２１０）。
【００６０】  環境音速プロファイルは、環境音速値決定部３０に入力され、例えば、図２（ａ）に示すような環境音速プロファイルであれば、フォーカス指標の最大値の設定音速値が環境音速値として決定され出力される（ステップＳ２１２）。
【００６１】  着目画素の環境音速値の算出が終了すると、つまりステップＳ２０が終了すると、着目画素のｙ座標の値がｙｍａｘと比較され（ステップＳ２２）、ｙの値がｙｍａｘ未満であるときは（ステップＳ２２で“Ｎ”）、ｙに１が足されて（ステップＳ２４）、ステップＳ２０の着目画素の環境音速値の算出に戻る。着目画素の環境音速値の算出（ステップＳ２０）は、ｙ＝ｙｍａｘとなるまで繰り返される。
【００６２】  ｙ＝ｙｍａｘとなると（ステップＳ２２で“Ｙ”）、着目画素のｘ座標の値がｘｍａｘと比較され（ステップＳ２６）、ｘの値がｘｍａｘ未満であるときは（ステップＳ２６で“Ｎ”）、ｘに１が足されて（ステップＳ２８）、ｙ座標の値がｙｍｉｎ（ｙ＝ｍ）に設定され（ステップＳ３０）、ステップＳ２０の着目画素の環境音速値の算出に戻る。つまり、ｙ座標方向をラインとすると、ｘ座標がｎである１ライン目の環境音速値が算出されると、ｘ座標が１だけインクリメントされ（ｎ＋１）、２ライン目の環境音速値が算出される。着目画素の環境音速値の算出（ステップＳ２０）は、着目領域全体について（ｘ＝ｘｍａｘ（ｘ＝Ｎ），ｙ＝ｙｍａｘ（ｙ＝Ｍ）まで）、環境音速値が算出されるまで繰り返される。
【００６３】  着目領域全体について環境音速値の算出が終了すると、環境音速値は音速画像生成部３２に入力され、環境音速プロファイルは、第２信頼度画像生成部３６に入力される。  ここで、信頼度画像の選択情報が予め設定されるか、またはオペレータにより操作部１２が操作され制御部１４により選択される（ステップＳ３２）。信頼度画像として標準偏差画像が選択された場合（ステップＳ３２で“標準偏差”）、音速画像生成部３２では、Ｂモード画像の各画素に対応した環境音速値が割り当てられ、環境音速画像が生成され環境音速画像データ出力される（ステップＳ３４）。
【００６４】  環境音速画像データは、第１信頼度画像生成部３４、および画像処理部３８に入力される。第１信頼度画像生成部３４では、音速画像の画素ごとに信頼度情報が生成され、信頼度情報が画像化された信頼度画像が生成され、信頼度画像データとして出力される（ステップＳ３６）。
【００６５】  一方、ステップＳ３２において、信頼度画像として環境音速プロファイル形状画像が選択された場合（ステップＳ３２で“プロファイル形状”）、環境音速画像を用いずに、第２信頼度画像生成部３６に入力された、Ｂモード画像の画素ごとの環境音速プロファイル形状に基づきＢモード画像の画素ごとに信頼度情報が生成され、信頼度情報が画像化された信頼度画像が生成され、信頼度画像データが出力される（ステップＳ３６）。
【００６６】  画像処理部３８には、Ｂモード画像データ、環境音速画像データ、および信頼度画像データが入力される。画像処理部３８では、入力された各種画像データに対して通常の画像データへの変換、重畳表示、強調表示、およびマスク処理等が行われ、表示画像データが生成され、表示部４０に対して出力され表示される（ステップＳ３８）。なお、各種画像データに対してエッジ検出、ギャップ検出等が行われ、測定エラー情報を取得して測定エラー画像が生成されてもよい。
【００６７】  ここで、表示部４０に表示される表示画像データの例を挙げる。例えば、図５に示すようなＢモード画像または図７に示すような環境音速画像と、図８に示すような信頼度画像（標準偏差画像）または図９に示すような信頼度画像（音速プロファイル形状）とを並べて表示することができる。  また、例えば、図１０に示すように、環境音速画像の色（輝度、色相、彩度）を変調して、単独または並べて表示してもよいし、環境音速画像の代わりに信頼性画像または測定エラー画像の色を変調して、単独または並べて表示してもよい。さらに、図１１に示すように、図５のＢモード画像と図７の環境音速画像とを重畳表示してもよい。
【００６８】  また、Ｂモード画像、または環境音速画像の表示を、信頼性が低い画素または測定エラーが発生している画素の表示を行わないよう、あるいは、信頼性が高い画素のみ表示するように、限定して表示してもよい。例えば、図１２に示すように、図７の環境音速画像を図８の信頼性画像でマスクして表示することができる。
【００６９】  他にも、例えば、図１３に示すように、図５に示すＢモード画像と、図１０に示す環境音速画像の色を変調した画像を重畳表示してもよいし、図１４に示すように、図５に示すＢモード画像と、図１２に示す環境音速画像を信頼性画像でマスクした画像を重畳表示してもよい。  また、上記の各種の表示画像をオペレータが操作部１２を介して、任意に表示モードが切り替えられるようにしてもよい。
【００７０】  以上のように、環境音速値を測定するための専用の超音波を送受信する構成を用いることなく、より被検体内の病変の検出が行いやすい、様々な環境音速画像、および信頼度画像を提供することができる。
【００７１】  次に、第２実施形態として、環境音速値の代わりに局所音速値を用いた場合について説明する。図１５は、上述の第１実施形態と異なる、本発明に係る超音波画像生成装置５０の構成を表す第２実施形態のブロック図である。  超音波画像生成装置５０は、図１に示す本発明に係る第１実施形態の超音波画像生成装置１０と比べ、環境音速値から局所音速値をさらに求め、当該局所音速値を用いて音速画像および信頼度画像を生成するものであり、基本的に同様の構成を有するものである。よって、同様の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００７２】  図１５に示す超音波画像生成装置５０は、環境音速値算出部２４の出力である各画素の環境音速値が局所音速値算出部５２に入力され、局所音速値算出部５２から出力される局所音速値が音速画像生成部３２および第２信頼度画像生成部３６に入力され、同じく局所音速値算出部５２から出力される誤差プロファイルが第２信頼度画像生成部３６に入力される。
【００７３】  局所音速値算出部５２は、仮想受信波・仮想合成受信波誤差算出部５４、誤差プロファイル生成部５６、および局所音速値決定部５８で構成される。
【００７４】  仮想受信波・仮想合成受信波誤差算出部５４には、Ｂモード画像データおよび環境音速値が入力され、Ｂモード画像の画素ごとに、局所音速値を求めるために必要な仮の局所音速ごとの、仮想受信波と仮想合成受信波との誤差が算出される。つまり、全ての仮の局所音速について仮想受信波と仮想合成受信波との誤差が算出され出力される。
【００７５】  誤差プロファイル生成部５６には、Ｂモード画像の画素ごとに全ての仮の局所音速について仮想受信波と仮想合成受信波との誤差が入力される。入力された仮想受信波と仮想合成受信波との誤差は、横軸を仮の局所音速、縦軸を仮想受信波と仮想合成受信波との誤差としたグラフにプロットされ、誤差プロファイルが生成され出力される。
【００７６】  局所音速値決定部５８には、Ｂモード画像の画素ごとに求められた誤差プロファイルが入力される。入力された誤差プロファイルに基づき、画素ごとの局所音速値が決定され出力される。
【００７７】  ここで、局所音速値の演算処理について説明する。  図１６は、局所音速値の演算処理を模式的に示す図である。
【００７８】  図１６（ｂ）に示すように、被検体ＯＢＪ内の着目領域ＲＯＩを代表する格子点をＸＲＯＩ、格子点ＸＲＯＩよりも浅い（即ち、超音波トランスデューサ１８に近い）位置にＸＹ方向に等間隔で配置された格子点をＡ１，Ａ２，…とし、少なくとも格子点ＸＲＯＩと各格子点Ａ１，Ａ２，…との間の音速はそれぞれ一定と仮定する。
【００７９】  本例では、格子点Ａ１，Ａ２，…からの受信波（それぞれＷＡ１，ＷＡ２，…）の（Ｔ及び遅延時間ΔＴ）が既知として、格子点ＸＲＯＩと格子点Ａ１，Ａ２，…の位置関係から格子点ＸＲＯＩにおける局所音速値を求める。具体的には、ホイヘンスの原理により、格子点ＸＲＯＩからの受信波ＷＸと格子点Ａ１，Ａ２，…からの受信波を仮想的に合成した受信波ＷＳＵＭが一致することを利用する。
【００８０】  ここで、格子点ＸＲＯＩにおける局所音速値を求めるときの演算に使用する格子点Ａ１，Ａ２，…の範囲及び個数は予め決めておく。ここで、局所音速値演算に使用する格子点の範囲が広いと局所音速値の誤差が大きくなり、狭いと仮想受信波との誤差が大きくなるため、格子点の範囲はこれらの兼ね合いで決める。
【００８１】  格子点Ａ１，Ａ２，…のＸ方向の間隔は、分解能と処理時間の兼ね合いで決定される。格子点Ａ１，Ａ２，…のＸ方向の間隔は、一例で１ｍｍから１ｃｍである。
【００８２】  格子点Ａ１，Ａ２，…のＹ方向の間隔が狭いと誤差計算における誤差が大きくなり、広いと局所音速値の誤差が大きくなる。格子点Ａ１，Ａ２，…のＹ方向の間隔は、超音波画像の画像分解能の設定に基づいて決定される。格子点Ａ１，Ａ２，…のＹ方向の間隔は、一例で１ｃｍである。
【００８３】  なお、格子点Ａ１，Ａ２，…の間隔が広い場合、合成波の演算が困難になるため、補間によって細かい格子点を生成するようにすればよい。
【００８４】  第２実施形態の超音波画像生成装置５０の動作は、第１実施形態の超音波画像生成装置１０の場合とほぼ同様であるから、繰り返しの説明は省略し、異なる部分のみ図１７に示すフローチャートを参照して説明する。
【００８５】  図１７は、図３のステップＳ２６とステップＳ３２との間に追加されるフローチャートである。
【００８６】  ステップＳ２６までによって着目領域の全ての画素について環境音速値が求められる。  続いて、局所音速値の算出を開始する開始着目画素（例えば、ｘ＝ｎ，ｙ＝ｍ）が設定され（ステップＳ４０）、着目画素の局所音速値の算出が行われる（ステップＳ４２）。
【００８７】  ここで、着目画素の局所音速値の算出の詳細を、図１８のフローチャートにより説明する。  まず、格子点ＸＲＯＩにおける環境音速値に基づいて、格子点ＸＲＯＩを反射点とした時の仮想的な受信波ＷＸの波形が算出される（ステップＳ３０２）。
【００８８】  次に、格子点ＸＲＯＩにおける仮定音速の初期値が設定される（ステップＳ３０４）。そして、仮定音速が１ステップ変更されて（ステップＳ３０６）、仮想的な合成受信波ＷＳＵＭが算出される（ステップＳ３０８）。格子点ＸＲＯＩにおける局所音速値をＶと仮定すると、格子点ＸＲＯＩから伝播した超音波が格子点Ａ１，Ａ２，…に到達するまでの時間はＸＲＯＩＡ１／Ｖ，ＸＲＯＩＡ２／Ｖ，…となる。ここで、ＸＲＯＩＡ１，ＸＲＯＩＡ２，…は、それぞれ格子点Ａ１，Ａ２，…と格子点ＸＲＯＩとの間の距離である。格子点Ａ１，Ａ２，…における環境音速値は図３のステップＳ２６までにより既知のため、各格子点Ａ１，Ａ２，…からの受信波は予め求めることができる。従って、格子点Ａ１，Ａ２，…からそれぞれ遅延ＸＲＯＩＡ１／Ｖ，ＸＲＯＩＡ２／Ｖ，…で発した反射波（超音波エコー）を合成することにより、仮想合成受信波ＷＳＵＭを求めることができる。
【００８９】  なお、実際には、素子データ（ＲＦ信号）上で上記処理を行うため、格子点ＸＲＯＩから格子点Ａ１，Ａ２，…に到達するまでの時間（それぞれＴ１，Ｔ２，…）は下記の式（２）により表される。ここで、ＸＡ１，ＸＡ２，…は、それぞれ格子点Ａ１，Ａ２，…と格子点Ｘとの間のスキャン方向（Ｘ方向）の距離である。また、Δｔは格子点のＹ方向時間間隔である。
【００９０】
【数１】
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【００９１】  上記Ｔ１，Ｔ２，…に、格子点ＸＲＯＩと同音線の格子点Ａｎから格子点ＸＲＯＩに到達するまでの時間（Δt／２）を足した遅延で各格子点Ａ１，Ａ２，…からの受信波を合成することにより、仮想合成受信波ＷＳＵＭを求めることができる。
【００９２】  ここで、格子点をＹ方向に時間軸で等間隔（Δｔ）に設定する場合、空間上での間隔は必ずしも等間隔にはならない。従って、各格子点に超音波が到達するまでの時間を計算するときに、式（２）においてΔｔ／２の代わりに補正したΔｔ／２を用いてもよい。ここで、補正したΔｔ／２は、例えば、格子点ＸＲＯＩと同音線の格子点Ａｎに比べたＡ１，Ａ２，…の深さ（Ｙ方向の距離）の差をＶで除算した値をΔｔ／２から加算・減算した値である。各格子点Ａ１，Ａ２，…の深さはそれより浅い格子点において局所音速値が既知であることから求められる。
【００９３】  また、仮想合成受信波ＷＳＵＭの算出は、実際に格子点Ａ１，Ａ２，…から遅延ＸＲＯＩＡ１／Ｖ，ＸＲＯＩＡ２／Ｖ，…で発した既定のパルス波（それぞれＷＡ１，ＷＡ２，…）を重ね合わせることにより行う。
【００９４】  次に、仮想受信波ＷＸと仮想合成受信波ＷＳＵＭの誤差が算出される（ステップＳ３１０）。仮想受信波ＷＸと仮想合成受信波ＷＳＵＭの誤差は、互いの相互相関をとる方法、仮想受信波ＷＸに仮想合成受信波ＷＳＵＭから得られる遅延を掛けて位相整合加算する方法、または逆に仮想合成受信波ＷＳＵＭに仮想受信波ＷＸから得られる遅延を掛けて位相整合加算する方法により算出される。ここで、仮想受信波ＷＸから遅延を得るには、格子点ＸＲＯＩを反射点とし、音速Ｖで伝播した超音波が各素子に到着する時刻を遅延とすればよい。また、仮想合成受信波ＷＳＵＭから遅延を得るには、隣り合う素子間での合成受信波の位相差から等位相線を抽出し、その等位相線を遅延とするか、または単に各素子の合成受信波の最大（ピーク）位置の位相差を遅延としてもよい。また、各素子からの合成受信波の相互相関ピーク位置を遅延としてもよい。位相整合加算時の誤差は、整合加算後の波形のpeak to peakとする方法、または包絡線検波した後の振幅の最大値とする方法により求められる。
【００９５】  次に、ステップＳ３０６からＳ３１０が繰り返されて、全ての仮定音速の値での演算が終了すると（ステップＳ３１２で“Ｙ”）、格子点ＸＲＯＩにおける局所音速値が判定される（ステップＳ３１４）。ホイヘンスの原理を厳密に適用した場合、上記ステップＳ３０８において求めた仮想合成受信波ＷＳＵＭの波形は、格子点ＸＲＯＩにおける局所音速値をＶと仮定した場合の仮想受信波（反射波）ＷＸの波形と等しくなる。ステップＳ３１４では、仮想受信波ＷＸと仮想合成受信波ＷＳＵＭとの差が最小になる仮定音速の値を格子点ＸＲＯＩにおける局所音速値と判定する。
【００９６】  なお、上記の方法（仮想合成受信波形算出、仮想受信波形との誤差算出、音速判定）の代わりに、格子点ＸＲＯＩの環境音速値と格子点Ａ１，Ａ２，…の環境音速値を入力として格子点ＸＲＯＩにおける音速値を出力とするテーブルを利用してもよい。  また、異なる間隔、異なる範囲の格子点を用いて、局所音速値の判定を複数回行うようにしてもよい。
【００９７】  着目画素の局所音速値の算出が終了すると、つまりステップＳ４２が終了すると、着目画素のｙ座標の値がｙｍａｘと比較され（ステップＳ４４）、ｙの値がｙｍａｘ未満であるときは（ステップＳ４４で“Ｎ”）、ｙに１が足されて（ステップＳ４６）、ステップＳ４２の着目画素の局所音速値の算出に戻る。着目画素の局所音速値の算出（ステップＳ４２）は、ｙ＝ｙｍａｘとなるまで繰り返される。
【００９８】  ｙ＝ｙｍａｘとなると（ステップＳ４４で“Ｙ”）、着目画素のｘ座標の値がｘｍａｘと比較され（ステップＳ４８）、ｘの値がｘｍａｘ未満であるときは（ステップＳ４８で“Ｎ”）、ｘに１が足されて（ステップＳ５０）、ｙ座標の値がｙｍｉｎ（ｙ＝ｍ）に設定され（ステップＳ５２）、ステップＳ４２の着目画素の局所音速値の算出に戻る。つまり、ｙ座標方向をラインとすると、ｘ座標がｎである１ライン目の局所音速値が算出されると、ｘ座標が１だけインクリメントされ（ｎ＋１）、２ライン目の局所音速値が算出される。着目画素の局所音速値の算出（ステップＳ４２）は、着目領域全体について（ｘ＝ｘｍａｘ（ｘ＝Ｎ），ｙ＝ｙｍａｘ（ｙ＝Ｍ）まで）、局所音速値が算出されるまで繰り返される。
【００９９】  着目領域全体について局所音速値の算出が終了すると、第１実施形態のステップＳ３２以降と同様に、局所音速画像データおよび信頼度画像データが生成され、表示部４０に表示される。  なお、表示部４０に表示される表示画像データは、第１実施形態と同様に、各種の表示画像データとすることができる。
【０１００】  このように、環境音速値だけでなく局所音速値を用いる場合であっても、局所音速値を測定するための、専用の超音波を送受信する構成を用いることなく、より被検体内の病変の検出が行いやすい、局所音速画像、および信頼度画像を提供することができる。
【０１０１】  なお、上記の各実施形態では、Ｂモード画像を生成してその画素を着目画素としたが、Ｂモード画像を生成せず、ＲＦデータに基づいて着目領域を複数の画素に分解し、当該画素を着目画素として音速画像が生成されるようにしてもよい。  また、上記の各実施形態では、環境音速値または局所音速値をＢモード画像の各画素に割り当てて音速画像を生成したが、これに限定されず、音速画像の画素はＢモード画像の画素と１対１で対応しなくてもよい。例えば、Ｂモード画像の４画素分を音速画像の１画素としてもよい。
【０１０２】  また、上記の各実施形態では、通常観察時（ライブモード）の動作について説明したが、ＲＦデータ記録再生部４２に記録されたＲＦデータに基づいて、Ｂモード画像、音速画像、および信頼度画像が生成されるようにしてもよい。
【０１０３】  なお、本発明においては、上述した超音波画像生成方法の各工程をコンピュータに実行させるための超音波画像生成プログラムとして構成しても良いし、また、コンピュータを、超音波画像生成方法の各工程を実施する各手段として、または、上述した超音波画像生成装置を構成する各手段として機能させる超音波画像生成プログラムとして構成しても良い。  また、本発明を、上述した超音波画像生成プログラムをコンピュータにより読取可能な媒体またはコンピュータにより読取可能なメモリとして構成してもよい。
【０１０４】  以上、本発明に係る超音波画像生成装置、超音波画像生成方法およびプログラムについて詳細に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよい。
【符号の説明】
【０１０５】  １０，５０  超音波画像生成装置  １２  操作部  １４  制御部  １６  超音波探触子  １８  超音波トランスデューサ  ２０  送受信部  ２２  信号処理部  ２４  環境音速値算出部  ２６  フォーカス指標算出部  ２８  環境音速プロファイル生成部  ３０  環境音速値決定部  ３２  音速画像生成部  ３４  第１信頼度画像生成部  ３６  第２信頼度画像生成部  ３８  画像処理部  ４０  表示部  ４２  ＲＦデータ記録再生部  ４４  着目領域  ５２  局所音速値算出部  ５４  仮想受信波・仮想合成受信波算出部  ５６  誤差プロファイル生成部  ５８  局所音速値決定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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