(57)【要約】【課題】超音波診断装置において、受信ディレイデータセット（受信条件）を規定する音速を最適化できるようにする。【解決手段】テスト動作モードにおいて、ディレイデータセットを演算する基礎となる音速を試行的に変化させる。これにより、複数の参照領域に対応する複数のプロファイルが取得される。各プロファイルは速度の変化に対する整相加算結果の評価値の変化を表すものである。評価値は例えば参照領域内における整相加算後の信号の総和に相当するものである。複数のプロファイルの中から１又は複数の適正プロファイルが判定され、それらに基づいて最適音速が演算される。最適音速は通常の超音波診断時におけるディレイデータセットを計算するためのパラメータとして利用される。【選択図】図１
2010119481.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波ビームを形成するための複数の振動素子からなるアレイ振動子と、
設定された遅延条件に従って、前記アレイ振動子からの複数の受信信号を整相加算する
受信部と、
テスト動作時において、遅延条件を規定するパラメータとしての音速のキャリブレーシ
ョンを実行する音速キャリブレーション手段と、
を含み、
前記音速キャリブレーション手段は、
前記超音波ビームが走査される二次元又は三次元の走査領域内に複数の参照領域を設定
する参照領域設定手段と、
前記受信部に対して複数の音速に対応した複数の試行的遅延条件を順番に設定する試行
的遅延条件設定手段と、
前記整相加算後の受信信号に基づいて、前記各参照領域ごとに、試行的遅延条件を変化
させた場合における整相加算結果についての評価値の変化を表すプロファイルを生成する
プロファイル生成手段と、
前記複数の参照領域に対応する複数のプロファイルの中から１又は複数の適正プロファ
イルを判定する判定手段と、
前記１又は複数の適正プロファイルに基づいて、通常動作時において使用する遅延条件
を規定する最適音速を演算する最適音速演算手段と、
を含むことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、
前記判定手段は、前記各プロファイルごとに有効な極大が存在するか否かを検査し、有
効な極大を有するプロファイルを適正プロファイルであると判定する、ことを特徴とする
超音波診断装置。
【請求項３】
請求項２記載の装置において、
前記有効な極大が存在するか否かを検査するために複数の判定条件が定められ、
前記複数の判定条件には、極大に対応する音速が第１範囲内か否かを判定する第１判定
条件と、極大に対応する評価値が第２範囲内か否かを判定する第２判定条件と、が含まれ
る、ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項４】
請求項３記載の装置において、
前記複数の判定条件には、更に、プロファイルにおける評価値の変化の度合いが所定値
よりも大きいか小さいかを判定する第３判定条件、が含まれる、ことを特徴とする超音波
診断装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の装置において、
前記整相加算結果についての評価値は、前記各参照領域内における整相加算後の受信信
号の合計値又は平均値に相当する、ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の装置において、
前記最適音速演算手段は、前記判定手段が複数の適正プロファイルを判定した場合に当
該複数の適正プロファイルにおける複数の有効な極大に対応する複数の適正音速を求めて
、それらの適正音速に基づいて前記最適音速を演算する、ことを特徴とする超音波診断装
置。
【請求項７】
請求項６記載の装置において、
前記最適音速演算手段は、前記判定手段が１つの適正プロファイルを判定した場合に当
該適正プロファイルにおける有効な極大に対応する適正音速を求め、それを前記最適音速
とする、ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項８】
請求項１記載の装置において、
前記プロファイル生成手段は、前記各参照領域ごとに、前記複数の試行的遅延条件に対
応する複数の評価値に基づいて近似曲線を生成することによりプロファイルを生成する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項９】
請求項１記載の装置において、
前記通常動作時での超音波診断の実行中に前記テスト動作時に演算された最適音速を示
す情報を表示又は記録する手段を含む、ことを特徴とする超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は超音波診断装置に関し、特に受信条件を最適化する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、医療の分野において用いられ、生体に対する超音波の送受波によっ
て超音波画像を形成する装置である。超音波の送受波は、通常、複数の振動素子からなる
アレイ振動子（１Ｄアレイ振動子、２Ｄアレイ振動子等）によって行われる。具体的には
、送信時において、送信フォーカス点に対応した送信遅延関係をもった複数の送信信号が
アレイ振動子に供給され、これによって送信ビームが形成される。受信時においては、生
体内からの反射波（エコー）がアレイ振動子によって受波され、そこからの複数の受信信
号に対して受信遅延条件に従った整相加算処理が実行され、これにより電子的に受信ビー
ムが形成される。そして、整相加算後の複数のビームデータに基づいて超音波画像が形成
される。なお、受信時においては受信フォーカス点を近距離からビーム軸上に沿って深い
方向へ動的に変化させる受信ダイナミックフォーカスが適用されるのが一般的である。
【０００３】
受信部における整相加算処理について詳述すると、複数の受信信号の遅延処理のために
、受信部には制御部から遅延条件を規定するディレイデータ（遅延時間セット）が与えら
れる。そのディレイデータは、受信ダイナミックフォーカス及び受信ビームスキャンを実
現するためのデータであり、複数の受信チャンネルあるいは複数の振動素子に対応したデ
ータセットにより構成される。ディレイデータの計算に当たっては、通常、生体内の音速
として一定値が採用され、例えば、それは１５３０ｍ／ｓである。
【０００４】
【特許文献１】特開平３−１４６０３９号公報
【特許文献２】特開平８−３１７９２６号公報
【特許文献３】特開平５−３２９１５９号公報
【特許文献４】特開２００８−２６４５３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、生体中の超音波の音速は、実際には、生体内組織の性状に依存して変化する。
一律の音速を前提としてディレイデータを構成すると、実際の診断状況によっては適切な
受信フォーカス条件を実現できず、受信感度や画像分解能が低下するという問題が生じる
。これに関し、特許文献１には、試行的に音速係数を変化させて、超音波ビデオ信号（プ
ローブで受信されたエコー信号）のエコーレベルを検出し、エコーレベルが最大となる音
速係数を求め、それに基づいて送信部及び受信部の遅延データを求める超音波診断装置が
開示されている。この特許文献１には被検体内の任意の深さ又は範囲についてエコーレベ
ルを検出することも記載されている。しかし、音速係数の変化に伴いエコーレベルが不規
則に変化するような場合、不適切な音速が設定されてしまう可能性がある。特許文献２に
は、操作者による音速の変更に伴って変化する受信信号振幅値に基づいて、それが最大と
なる時点をもって最適な音速値を求める超音波診断装置が開示されている。この場合にも
、音速の変化に伴って受信信号振幅値が綺麗な極大カーブを描かないような場合、不適当
な音速が採用されてしまう可能性がある。特許文献３には、フォーカスパターンを異なら
せて複数の画像を取得し、それらの画像の特徴量に基づいて最適なフォーカス状態の画像
を選択する超音波診断装置が記載されている。特許文献４に記載された超音波診断装置に
おいては、走査面上の個々の領域ごとに、遅延データ演算用の音速を変化させた場合にお
けるコントラスト値の変化を表す曲線が生成されている。そして、各曲線における最大値
から各領域についての最適音速が求められている。ここでコントラスト値は明暗の差を表
すものであると推認され、それは必ずしも整相加算結果それ自体の良否を表す情報ではな
いと認められる。同文献には複数の領域について複数の音速が求められた場合にそれらの
平均値を最適音速として求めることも記載されている（実施例３）。しかし、個々の領域
ごとに曲線が適正なものであるのか否かの判定がなされていないので、最適音速の信頼性
に問題が生じるおそれがある。
【０００６】
本発明の目的は、受信遅延条件を最適化できる超音波診断装置を提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、信頼できる情報に基づいて受信遅延条件を最適化できる超音波診
断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る超音波診断装置は、超音波ビームを形成するための複数の振動素子からな
るアレイ振動子と、設定された遅延条件に従って、前記アレイ振動子からの複数の受信信
号を整相加算する受信部と、テスト動作時において、遅延条件を規定するパラメータとし
ての音速のキャリブレーションを実行する音速キャリブレーション手段と、を含み、前記
音速キャリブレーション手段は、前記超音波ビームが走査される二次元又は三次元の走査
領域内に複数の参照領域を設定する参照領域設定手段と、前記受信部に対して複数の音速
に対応した複数の試行的遅延条件を順番に設定する試行的遅延条件設定手段と、前記整相
加算後の受信信号に基づいて、前記各参照領域ごとに、試行的遅延条件を変化させた場合
における整相加算結果についての評価値の変化を表すプロファイルを生成するプロファイ
ル生成手段と、前記複数の参照領域に対応する複数のプロファイルの中から１又は複数の
適正プロファイルを判定する判定手段と、前記１又は複数の適正プロファイルに基づいて
、通常動作時において使用する遅延条件を規定する最適音速を演算する最適音速演算手段
と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、通常動作（超音波診断）の前に又はその途中で、音速キャリブレー
ションが実行される。音速キャリブレーションは、受信遅延条件を規定する音速（音速パ
ラメータ）を実際の生体組織に適合させるものである。よって、生体に対して超音波の送
受波が行われている状況下において音速キャリブレーションが実行され、望ましくは被検
者にプローブを当接した時点で音速キャリブレーションが実行される。勿論、被検体の種
別（例えば体型、体格）や診断部位等に応じて複数の音速キャリブレーションを実行して
複数の最適音速をプリセットしておき、実際の超音波診断においては、被検体の種別や診
断部位等を異ならせて、プリセットされた複数回の最適音速の中から実際に使用する最適
音速を選択するようにしてもよい。従来においては音速として固定値が利用されていたが
、被検体に応じた音速（最適音速）を利用して遅延条件を求めれば、感度を高められ、あ
るいは、超音波画像の分解能を高められる。
【００１０】
上記の参照領域設定手段は走査領域内に複数の参照領域（サブＲＯＩ）を設定するもの
である。複数の参照領域がマトリクス状に設定されるようにしてもよいし、それらが離散
的に設定されるようにしてもよい。相互に部分的なオーバーラップが生じていてもよい。
走査領域の全体にわたって複数の参照領域が設定されてもよいし、走査領域の一部（例え
ば中央部）に複数の参照領域が設定されてもよい。単一の参照領域を設定するようにして
もよいが、その場合には、当該参照領域の設定場所如何によって最適音速が大きく左右さ
れやすく、また最適音速として不適切な音速が演算されてしまう可能性が増大する。これ
に対し、複数の参照領域を設定すれば複数のプロファイルを得てその中から適切なものを
選別して利用することが可能となる。上記の試行的遅延条件設定手段は、複数の音速に対
応する複数の遅延条件を受信部に対して試行的に設定するものである。音速のスキャンに
相当する遅延条件のスキャンが行われるようにしてもよいし、所定順序で遅延条件が順番
に設定されてもよい。１回のビーム走査を単位として遅延条件が切り替えられるようにし
てもよいし、複数のビーム走査を単位として遅延条件が切り替えられるようにしてもよい
。あるいは、１本又は複数本のビームを単位として遅延条件が切り替えられるようにして
もよい。結果として、複数の参照領域に対応した複数のプロファイルが得られるようにビ
ーム走査及び試行的な演算用音速の切り替えが実行される。なお、参照領域は望ましくは
二次元又は三次元の領域であるが、一次元の領域とすることも可能である。
【００１１】
プロファイル生成手段は、各参照領域ごとにプロファイルを生成するものである。プロ
ファイルは、音速の変化に対する評価値の変化を表すものである。望ましくは、プロファ
イルが表わされる座標系の横軸は音速を表し、その縦軸は評価値を表す。評価値は整相加
算後の受信信号から求められるものであり、それは望ましくは１つの参照領域内における
信号の強度の総和又は平均値である。ここで信号の強度は望ましくは振幅又はパワーであ
る。検波前のＲＦ信号を評価するようにしてもよいし、検波後のエンベロープ信号を評価
するようにしてもよい。望ましくは、画像形成（つまりスキャンコンバート）前の信号が
評価される。本発明は、ディレイデータの演算で使用した音速が最適なものであれば受信
フォーカスが最良となり、つまり整相加算後の信号レベルが増大することに鑑み、整相加
算結果を評価するものである。画像形成時においては補間処理等が適用されるため、その
段階では整相加算結果を忠実に評価することが困難となるので、整相加算の直後の段階に
おいて信号の評価を行うのが望ましい。
【００１２】
複数の参照領域に対応する複数のプロファイルが得られると、判定手段により、その中
から１又は複数の適正プロファイルが判定される。これは、不適正なプロファイルを除外
して、音速演算の信頼性を高めるものである。整相加算の原理から見て、最適音速におい
て整相加算結果についての評価値が最良となり、そこから前後に離れるのに従って評価値
が低下する（つまり山形の形状になる）のが典型的であると思われるので、有効な極大が
存在するのか否かを適正プロファイルの判定基準として定めるのが望ましい。そして、プ
ロファイルが単調増加、単調減少又はレベル変化に乏しいなどの傾向を呈する場合には当
該プロファイルを不適正なものとして演算対象から除外するのが望ましい。
【００１３】
以上のように、１又は複数の適正プロファイルが求められると、適正音速演算手段が、
それらから求められる１又は複数の適正音速に基づいて適正音速を演算する。例えば、各
プロファイルの有効な極大（最大値）に対応する各音速が適正音速とみなせる場合、複数
の適正音速の平均値として最適音速が求められる。最適音速は、その後における通常動作
時において使用する遅延条件を決定するものである。複数の遅延条件（つまり複数のディ
レイデータセット）を予め用意しておいて、その中から最適音速に対応する遅延条件を選
択して受信部にセットするようにしてもよいし、最適音速が決定された時点で、最適遅延
条件の計算を即時に行ってからそれを受信部にセットするようにしてもよい。本発明にお
いて、音速は、物理的な意味における音速であってもよいが、そのような音速に相当する
情報（係数等）であってもよい。
【００１４】
最適音速は、受信遅延条件の設定に利用される他、送信遅延条件の設定、画像形成時の
変換条件の設定、計測条件の設定、等に利用されてもよい。従来のように、受信遅延条件
を定める音速が固定値ではなくなるので、必要であれば、最適音速を表す情報をユーザー
に提供するようにしてもよい。あるいは、受信データや超音波画像と共に当該情報が記録
されるようにしてもよい。
【００１５】
望ましくは、前記判定手段は、前記各プロファイルごとに有効な極大が存在するか否か
を検査し、有効な極大を有するプロファイルを適正プロファイルであると判定する。望ま
しくは、前記有効な極大が存在するか否かを検査するために複数の判定条件が定められ、
前記複数の判定条件には、極大に対応する音速が第１範囲内か否かを判定する第１判定条
件と、極大に対応する評価値が第２範囲内か否かを判定する第２判定条件と、が含まれる
。望ましくは、前記複数の判定条件には、更に、プロファイルにおける評価値の変化の度
合いが所定値よりも大きいか小さいかを判定する第３判定条件、が含まれる。それらの判
定条件により、結果として、単調増加、単調減少、評価値変動過少、評価値不定、といっ
た傾向にあるプロファイルが除外されるのが望ましい。
【００１６】
望ましくは、前記整相加算結果についての評価値は、前記各参照領域内における整相加
算後の受信信号の合計値又は平均値に相当する。望ましくは、前記最適音速演算手段は、
前記判定手段が複数の適正プロファイルを判定した場合に当該複数の適正プロファイルに
おける複数の有効な極大に対応する複数の適正音速を求めて、それらの適正音速に基づい
て前記最適音速を演算する。その場合、望ましくは複数の適正音速の平均値として最適音
速が定められてもよい。望ましくは、前記最適音速演算手段は、前記判定手段が１つの適
正プロファイルを判定した場合に当該適正プロファイルにおける有効な極大に対応する適
正音速を求め、それを前記最適音速とする。なお、１つの適正プロファイルも判定できな
かった場合にはエラーを出力して標準音速をそのまま利用するようにしてもよい。
【００１７】
望ましくは、前記プロファイル生成手段は、前記各参照領域ごとに、前記複数の試行的
遅延条件に対応する複数の評価値に基づいて近似曲線を生成することによりプロファイル
を生成する。この構成によれば、試行的に設定する音速の個数が少なくても、有意なプロ
ファイルを取得することができる。望ましくは、前記通常動作時での超音波診断の実行中
に前記テスト動作時に演算された最適音速を示す情報を表示又は記録する手段を含む。な
お、走査領域の各部分ごとに個別的に最適音速を演算することも可能であるが、その場合
には超音波画像が歪んだり画質の均一性が損なわれたりすることが考えられるので、走査
領域の全体にわたって一意の（単一の）最適音速が設定されるのが望ましい。また、超音
波診断を行いながらリアルタイムで最適音速を求めることも可能であるが、音速を試行的
に変化させる際に超音波画像の画質を保証できなくなるので、超音波診断の前又はユーザ
ーが要求するタイミングで（超音波診断の途中において）、音速キャリブレーションが実
行されるのが望ましい。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明によれば、遅延条件を規定する音速（音速パラメータ）を
試行的に変化させつつ整相加算後の信号を評価することにより遅延条件を最適化できる。
特に、複数の参照領域を利用するようにしたので、信頼性を高められる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１には、本発明に係る超音波診断装置の好適な実施形態が示されており、図１はその
全体構成を示すブロック図である。この超音波診断装置は医療の分野において用いられ、
生体に対して超音波の送受波を行うことにより超音波画像を形成する装置である。
【００２１】
図１において、図示されていないプローブにはアレイ振動子１０が設けられている。ア
レイ振動子１０は複数の振動素子１０ａからなるものである。アレイ振動子１０によって
超音波ビームが形成され、その超音波ビームは電子的に走査される。電子走査方式として
は、電子セクタ走査、電子リニア走査等が知られている。アレイ振動子１０は１Ｄアレイ
振動子であるが、それに代えて２Ｄアレイ振動子を設け、超音波ビームを２次元的に走査
するようにしてもよい。本実施形態においては、超音波ビームが１次元走査され、これに
よって２次元の走査面が構成される。
【００２２】
送信部１２は、送信ビームフォーマーであり、送信時において、送信部１２はアレイ振
動子１０に対して複数の送信信号を並列的に供給する。これによって送信ビームが形成さ
れる。一方、受信時において、生体内からの反射波はアレイ振動子１０にて受波され、ア
レイ振動子１０からの複数の受信信号が並列的に受信部１４へ出力される。受信部１４は
受信ビームフォーマーである。
【００２３】
受信部１４は、具体的には、複数の振動素子１０ａに対応して設けられた複数のＡ／Ｄ
変換器１６、複数の振動素子１０ａに対応して設けられたＦＩＦＯ等のメモリ１８、及び
、加算器２０を有している。なお、各受信チャンネルごとに設けられるアンプ等は図示省
略されている。受信部１４はいわゆるデジタルビームフォーマーを構成するものであり、
各受信チャンネルごとに超音波ビーム一本分のエコーデータをメモリに格納し、ディレイ
データに従った遅延時間をもってメモリからエコーデータの読み出しを行った上で複数の
エコーデータの加算を行うことにより受信ビームに相当する受信信号を得るものである。
すなわち、受信部１４においては整相加算処理が実行されており、その場合においては各
受信チャンネルごとにディレイデータが与えられ、複数の受信チャンネルに対応するディ
レイデータセットは制御部３０から供給される。なお、超音波ビームは送信ビーム及び受
信ビームを総合することにより得られるビームであり、送信時においては送信ビームフォ
ーカス制御が実行され、受信時においては受信ダイナミックフォーカス制御が実行される
。
【００２４】
受信部１４において整相加算処理が実行されると、受信部１４から整相加算後の受信信
号（ＲＦ信号）が出力される。その受信信号は検波器２２に入力され、検波器２２におい
て受信信号に対する検波処理が実行され、これによってベースバンド領域の受信信号に変
換される。検波器２２から出力された受信信号は図示されていないビームデータ処理部に
おいて処理され、その処理後の信号がデジタルスキャンコンバータ（ＤＳＣ）２４に入力
される。ＤＳＣ２４は、座標変換機能、補間処理機能等を有し、複数のビームデータに基
づいて超音波画像（２次元断層画像）を形成する。その画像データは、表示処理部２６を
介して表示部２８に送られる。表示部２８には超音波画像としての２次元断層画像が表示
される。なお、図１においてはドプラ情報を処理する回路等については図示省略されてい
る。
【００２５】
制御部３０は、図１に示される各構成の動作制御を行うものであり、ＣＰＵ及び動作プ
ログラムによって構成される。本実施形態において、制御部３０は送受信制御部として機
能している。本実施形態に係る超音波診断装置は、通常の動作モードの他、速度キャリブ
レーションを行うテスト動作モードを有している。制御部はそのテスト動作モードにおい
て制御を行う機能も有しており、それが図１においてテスト動作制御部３２として描かれ
ている。その具体的な制御内容については後に詳述する。
【００２６】
制御部３０には操作パネル３４が接続されており、操作パネル３４はキーボードやトラ
ックボールなどを有する。ユーザーは操作パネル３４を使用して速度キャリブレーション
の実行を指示することが可能である。速度キャリブレーションすなわちテスト動作モード
は通常の超音波診断を行う前に実行され、あるいは、通常の超音波診断を行っている途中
においてユーザーの所定の操作により実行されるものである。
【００２７】
図１には、速度キャリブレーションを行うための構成３５がブロック図として示されて
いる。具体的には、領域分割部３６、プロファイル生成部３８、適否判定部４０、最適音
速演算部４２及びテスト動作制御部３２が示されている。それらは、速度キャリブレーシ
ョンを実行する際に機能するものであり、以下それぞれの構成について詳述する。
【００２８】
領域分割部３６は、後に図２を用いて説明するように走査面上において複数の参照領域
（サブＲＯＩ）を設定し、受信信号において各参照領域に対応する信号を抽出するモジュ
ールである。複数の参照領域は互いに同一のサイズ及び形状を有するものであってもよい
し、複数の参照領域間においてサイズや形状を異ならせるようにしてもよい。
【００２９】
プロファイル生成部３８は、複数の参照領域に対応する複数のプロファイルを生成する
モジュールである。プロファイルは参照領域に対応する受信信号から生成されるものであ
り、本実施形態においては、ディレイデータ演算用音速を試行的に変化させた場合におけ
る、すなわち受信条件を変化させた場合における所定の評価値の変化としてプロファイル
が生成されており、その所定の評価値は参照領域内における信号強度の総和である。すな
わち整相加算結果を参照領域内において積算することにより評価値が求められている。仮
に、整相加算が適正に行われ、複数の受信信号間における位相が理想的に揃ったような状
態では最大の振幅が得られることになり、すなわち整相加算結果が最大値となる。その一
方、整相加算処理が不適正となると整相加算結果は低レベルとなる。そのような観点から
、整相加算結果の総和をもって評価値とすることにより、遅延条件を演算する基礎となっ
た音速を変化させた場合における整相加算結果の良否を表すものとしてプロファイルを構
成することが可能となる。プロファイルの例については後に図３を用いて説明する。
【００３０】
適否判定部４０は、複数の参照領域に対応して生成された複数のプロファイルについて
、それぞれが適正プロファイルであるか否かを判定するものである。本実施形態において
は、判定条件として複数の条件が定められており、それらの条件を満たしたプロファイル
が適正プロファイルであると判定されている。
【００３１】
最適音速演算部４２は、１又は複数の適正プロファイルから求められる１又は複数の適
正速度に基づいて最適音速を演算するモジュールである。具体的には、複数の適正プロフ
ァイルが求められたならば、それらに対応する複数の適正速度の平均値を求めることによ
り、その平均値を最適音速であるとみなしている。演算された最適音速はディレイデータ
計算のために制御部３０へ渡される。
【００３２】
制御部３０は、最適音速に基づいてディレイデータセットを演算する機能を有している
。そのディレイデータセットは複数の受信信号間における遅延時間差を規定するものであ
り、具体的には、各メモリに対する読み出しタイミングを規定するものである。本実施形
態においては、最適音速に基づいてディレイデータセットが計算されているが、複数の音
速に対応する複数のディレイデータセットを予め求めておき、最適音速が演算されたなら
ばそれに対応するディレイデータセットを直ちに選択するようにしてもよい。
【００３３】
本実施形態においては、受信ディレイデータセットの計算が行われていたが、更に送信
ディレイデータセットの計算を行うようにしてもよい。図１に示される領域分割部３６、
プロファイル生成部３８、適否判定部４０及び最適音速演算部４２はそれぞれ専用のハー
ドウェアとして構成することも可能であるが、ソフトウェアの機能としてそれらを実現す
るようにしてもよい。
【００３４】
図２には、複数の参照領域の設定例が示されている。走査面４４上には関心領域４６が
設定され、その関心領域は複数の参照領域（サブＲＯＩ）４８−１〜４８−６に分割され
ている。ここで参照領域アレイについての横方向の個数ｍ及び縦方向の個数ｎはユーザー
により任意に定めることが可能である。図においてはｍ＝３であり、ｎ＝２である。
【００３５】
図２に示す例では、複数の参照領域が走査面４４における中央部に設定されていたが、
走査面４４の全体に渡って複数の参照領域を設定するようにしてもよい。テスト動作モー
ドにおいては、複数の参照領域がカバーされる範囲内で超音波ビームの走査を行うように
してもよい。すなわち通常の動作時においては、超音波ビームＢが走査されて、走査面４
４が構成されるが、テスト動作モードにおいては、複数の参照領域４８−１〜４８−６を
カバーする区間だけ超音波ビームＢを走査して迅速処理を行うようにしてもよい。ちなみ
にｘ方向は超音波ビームの走査方向であり、ｙ方向は深さ方向である。図２においては電
子リニア走査によって形成される四角形の走査面４４が示されているが、電子セクタ走査
が適用される場合には扇状の走査面が構成されることになる。
【００３６】
なお、図２において参照領域４８−１〜４８−６の中で、参照領域４８−４及び４８−
６については２つの組織の境界が顕著に現れており、そのような参照領域を最適速度の演
算の基礎とすると、設定する音速を最適化できない可能性がある。そこで本実施形態にお
いては、それらの参照領域を除外して残った参照領域から求められる適正音速を基礎とし
て最適速度を演算するようにしている。どの参照領域が適正なものであるか否かの判定は
プロファイルの形態を検査することにより行われている。
【００３７】
図３には、プロファイルの一例が示されている。横軸は試行的に設定される速度ｃを表
しており、縦軸は評価値Ａ(c)を表している。ここで評価値Ａ(c)は参照領域内における整
相加算後の信号の総和に相当するものである。試行的に速度ｃを変化させながらすなわち
受信遅延条件を変化させながら、評価値をプロットする、プロファイル１００が得られる
。図３に示すプロファイル１００は山状の形態を有しており、最大値である極大１００Ａ
が１つ生じている。すなわち、そのようなピークにおいて整相加算条件が最適化されたこ
とを確認することが可能である。そのような極大１００Ａを生じさせた速度として適正速
度ＣPを認識することが可能となる。すなわち、テスト動作時においては、ディレイデー
タセットの演算の基礎となる速度ｃを段階的に変化させ、各速度ごとにそれを基礎として
演算されたディレイデータセットを用いて超音波の送受信を実行し、すなわちビーム走査
を実行し、その時に得られた整相加算結果である評価値をプロットし、その過程を繰り返
すことによりプロファイル１００が生成されており、そのようなプロファイル１００にお
いて極大１００Ａを特定することにより、結果としてもっとも適切な速度ＣPが見い出さ
れている。実際には、複数のプロファイルが求められ、それぞれについて適正速度ＣPが
演算されることになるのでそれらの平均値として最適音速が求められることになる。その
ような最適音速は通常動作時においてディレイデータセットを計算する際のパラメータと
して利用される。
【００３８】
図３において、Ｃ１及びＣ２は横軸上における有効範囲の下限と上限を表している。ま
た、Ａ１及びＡ２は縦軸上における有効範囲の下限と上限を表している。そのような横軸
上の有効範囲及び縦軸上の有効範囲を用いてプロファイルが適正であるか否かが判断され
る。また、本実施形態においては、各プロファイルについて後に詳述する変化率が演算さ
れており、その変化率が一定値よりも小さい場合には不適正なプロファイルであると判断
されている。以下に、プロファイルについての判定方法について詳述する。
【００３９】
図４には２つの不適正プロファイルが示されている。（Ａ）に示すプロファイル１０２
においては、極大が横軸上の下限Ｃ１よりも低い側に生じており、すなわち有効範囲内に
有効な極大が不存在である。このような場合には不適正プロファイルであると判断される
。最大値が認められるものの単調減少特性であるような場合にも不適正プロファイルであ
ると判断される。図４の（Ｂ）に示すプロファイル１０４においては極大が横軸上の上限
Ｃ２よりも高い位置に生じている。このようなプロファイル１０４については不適正プロ
ファイルであると判断される。最大値が認められるものの単調増加特性となる場合にも不
適正プロファイルであると判断される。
【００４０】
図５の（Ａ）〜（Ｃ）は他の不適正プロファイルが示されている。（Ａ）に示すプロフ
ァイル１０６においては、プロファイル上の最大値が縦軸上の下限Ａ１よりも下回ってい
る。よって、このようなプロファイルについては不適正プロファイルであると判断される
。これによりノイズレベルのプロファイルあるいは空中放置状態のプロファイルを演算対
象から除外することが可能となる。（Ｂ）に示すプロファイル１０８においてはプロファ
イルの最大値が上限Ａ２を越えており、このようなプロファイル１０８についても不適正
プロファイルであると判断される。すなわち、飽和しているようなプロファイルについて
はそれを最適速度の演算の基礎とすることは適当でないと認められるため、そのような場
合には不適正プロファイルであるとの判断がなされる。（Ｃ）に示すプロファイル１１０
については、その最大値が縦軸上の下限Ａ１と上限Ａ２の間に存在し、また微視的にみれ
ば横軸において極大が有効範囲内にあると認められるが、このようなプロファイルはあま
りにも平坦過ぎるものであるため、プロファイルの変化率に基づいて不適正プロファイル
であると判断される。
【００４１】
以上のように、縦軸上の有効範囲及び横軸上の有効範囲を設定し、更に変化率あるいは
変化の度合いを判断基準とすることにより、複数の参照領域の中で実際に参照すべき参照
領域に対応するプロファイルだけを適正プロファイルであるとみなすことができ、ひいて
は最適速度の演算精度を高めることが可能となる。
【００４２】
ちなみに、上記のＡ１及びＡ２については、標準的な生体中の音速１５３０ｍ／ｓを基
準としてそこからプラス方向及びマイナス方向に５％の範囲を有効範囲とした場合、Ａ１
として１４５５ｍ／ｓを設定してもよく、Ａ２として１６０５ｍ／ｓを設定するようにし
てもよい。
【００４３】
次に、図６乃至図９を用いて、本実施形態に係る超音波診断装置におけるテスト動作に
ついて説明する。
【００４４】
図６には、メインルーチンが示されている。Ｓ３０１では、通常動作（超音波診断）に
先立って、音速再設定（音速キャリブレーション）を実行するのか否かが判断される。ユ
ーザーが所定のスイッチを操作することにより、Ｓ３０２が実行される。Ｓ３０２では、
後述する図７乃至図９の各工程が実行される。これにより最適音速が求められるので、そ
の最適音速に基づいて、受信条件（ディレーデータセット）が再計算されあるいは受信条
件が選択される。最適音速を送信条件の演算に利用するようにしてもよいし、画像形成や
計測において利用するようにしてもよい。Ｓ３０１で音速再設定を行わないと判定された
場合にはＳ３０３が直ちに実行され、通常通りの動作が実行される。通常動作時において
、ユーザーが所定のスイッチを操作した場合に、割り込み処理として、音速キャリブレー
ションが実行されるようにしてもよい（図６のＡ参照）。
【００４５】
図７及び図８には、図６のＳ３０２で示した音速キャリブレーションの具体例が示され
ている。Ｓ１０１では初期設定が実行される。すなわち、試行的に設定される音速を表す
変数ｃに開始音速（スキャン初期値）が代入され、極大探索用の変数ＣP(n)にゼロが代入
され、最大値探索用の変数ＭａｘＡ(n)にゼロが代入され、最小値探索用の変数ＭｉｎＡ(
n)に無限大（つまり当該変数が取り得る最大値）が代入される。ここで、ｎは参照領域つ
まりサブＲＯＩの番号を表すものである。
【００４６】
Ｓ１０２では、ｃが終了音速（スキャン終期値）を超えたか否かが判断され、超えてい
なければＳ１０３以降が実行される。Ｓ１０３では、現在試行的に設定されたｃに基づい
て遅延条件（整相加算用ディレイデータセット）が演算される。勿論、既に演算されてい
る複数の遅延条件の中から、試行的に使用する遅延条件が選択されてもよい。遅延条件が
設定されると、超音波ビームの走査が実施される。例えば、１つの遅延条件（つまり音速
）当たり１回の超音波ビームの走査が実行される。Ｓ１０４では、変数ｎに１が代入され
、Ｓ１０５では、ｎがＮ以下であるか否かが判断される。ここで、Ｎは参照領域つまりサ
ブＲＯＩの個数である。以下のＳ１０６からＳ１０９のループがＮ回実行されることにな
る。
【００４７】
Ｓ１０６では、ｎ番の参照領域について評価値Ａ(c,n)が取得される。Ａ(c,n)は、本実
施形態において、音速ｃが試行的に設定されている場合における、ｎ番目の参照領域内で
の整相加算後の信号の総和（エコーデータ積算値）である。但し、整相加算結果の良否を
判断できるものであれば他の情報を評価値として利用するようにしてもよい。Ｓ１０７で
は、Ａ(c,n)がＭａｘＡ(n)以上であれば、Ａ(c,n)がＭａｘＡ(n)にＡ(c,n)が代入され、
かつ、ＣP(n)に現在のｃが代入される。Ｓ１０８では、Ａ(c,n)がＭｉｎＡ(n)以下ならば
、ＭｉｎＡ(n)にＡ(c,n)が代入される。このように最大値探索用の変数及び最小値探索用
の変数についての更新処理が実行された上で、Ｓ１０９においてｎがインクリメントされ
る。よって、ある音速ｃが設定されている状況において、Ｓ１０６からＳ１０９のループ
がＮ回実行されると、ｎ個の参照領域についてｎ個の評価値が得られることになる。ｎが
Ｎを超えると、処理がＳ１０５からＳ１１０へ移行し、Ｓ１１０において、現在のｃに対
して増分stepが加算されて、ｃが更新される。そして、Ｓ１０２以降の工程が再度実行さ
れる。Ｓ１０３からＳ１１０のループを繰り返してｃが終了音速を超えた段階では、すべ
ての参照領域についてプロファイルが求められたことになる。但し、各参照領域ごとに、
複数の音速に対応する複数の評価値が求まった段階で、それらに対してスプライン補間処
理等を適用して滑らかな曲線としてプロファイルを生成（整形）するのが望ましい。その
ような工程は例えばＳ１０２とＳ１１１との間に設けられる。そのような補間処理工程は
、Ｓ１０２からＳ１１８の間におけるいずれかのタイミングで実行することが可能であり
、例えば、Ｓ１０２とＳ１１１との間、Ｓ１１７とＳ１１８との間、Ｓ１１２とＳ１１５
との間で実行されてもよい。演算処理の効率化の観点から見るならば、Ｓ１１７とＳ１１
８との間で補間処理が実行されるのが望ましい。
【００４８】
なお、図７に示すプロセスでは、ｃを段階的に増加させながら、各段階において複数の
参照領域に対応する複数の評価値を求めるようにしたが、演算対象とする参照領域を段階
的に変更しながら、各段階においてｃを初期値から終期値まで変化させるようにしてもよ
い。結果として複数の参照領域に対応する複数のプロファイルが得られるならば、それら
を得るシーケンスには自由度がある。但し、図７に示した手法によればビーム走査を繰り
返し行う過程で必要な情報を順次取得できるので、合理的であり、迅速な処理を期待でき
る。
【００４９】
Ｓ１１１以降においては、各プロファイルについて変化率ＲＡ(n)が演算される。具体
的には、Ｓ１１１において、ｎに１が代入され、Ｓ１１２においてｎがＮ以下であるのか
否かが判断される。Ｎ以下であれば、Ｓ１１３において、以下の計算式に従って変化率Ｒ
Ａ(n)が演算される。
【００５０】
ＲＡ(n)＝[ＭａｘＡ(n)−ＭｉｎＡ(n)]／ＭａｘＡ(n)
上記の変化率は、ｎ番目のプロファイルの高低差の度合いを表すものであり、プロファ
イルの勾配が非常に乏しいものを判断できるならば他のパラメータを判断基準とするよう
にしてもよい。Ｓ１１４では、ｎがインクリメントされ、Ｓ１１２以降の各工程が繰り返
し実行される。Ｓ１１２において、ｎがＮを超えると判断された場合には、図８に示すＳ
１１５以降の各工程が実行される。
【００５１】
図８において、Ｓ１１５では、プロファイル適否判定のための初期設定がなされる。具
体的には、一定条件を満たす最大値である極大（有効な極大）を探索するための変数Ｃx
にゼロが代入され、適正プロファイルの個数を調査するための変数Ｍにゼロが代入され、
ｎに１が代入される。Ｓ１１６では、ｎがＮ以下であるか否かが判断され、Ｎ以下であれ
ばＳ１１７においてｎ番目のプロファイルについて適否の判定がなされる。これについて
は後に図９を用いて説明する。注目しているプロファイルがＮＧと判断された場合、つま
り不適正プロファイルであれば、処理がＳ１１９へ移行し、注目しているプロファイルが
ＯＫと判断された場合、つまり適正プロファイルであれば、処理がＳ１１８へ移行し、そ
こで、現在のＣxに対してＣP(n)を加算し、その加算結果を新しくＣxとする計算と、Ｍを
インクリメントする計算とが実行される。そして、Ｓ１１９において、ｎがインクリメン
トされる。つまり、１番目からＮ番目のプロファイルについて順番にその適否が判定され
ることになる。適正プロファイルの個数はＭの値として認識可能である。最終的なＣxは
、適正プロファイルが有する有効な極大に対応する速度の累積値となる。その累積値は後
述する平均値演算のためのものである。
【００５２】
Ｓ１１６において、ｎがＮを超えたと判断された場合、Ｓ１２０において、Ｍが１以上
であるのか否か、つまり、少なくとも１つの適正プロファイルを取得できたのか否かが判
断される。Ｓ１２１では、ＣxをＭで除することにより、適正速度の平均値として最適速
度（最適値）が求められる。そして、Ｓ１２２では、その最適速度が制御部へ出力される
。一方、適正プロファイルが得られなかった場合にはＳ１２３においてエラーが報知され
、従来同様の標準速度（規定速度）が最適速度として利用されることになる。
【００５３】
図９には、図８のＳ１１７で行われる動作例が示されている。Ｓ２０１では、注目して
いるプロファイルにおける最大値ＭａｘＡ(n)に対応する速度ＣP(n)が速度軸上の有効範
囲内であるのか外であるのかが判定される。例えば、図４の（Ａ）及び（Ｂ）に示したよ
うな場合には不適正プロファイルであると判定される。つまり、速度ＣP(n)が速度軸上の
有効範囲外であればＮＧと判断され、そうでなければＯＫと判断される。Ｓ２０２では、
注目しているプロファイルにおける最大値ＭａｘＡ(n)が評価値軸上の有効範囲内である
のか外であるのかが判定される。例えば、図５の（Ａ）及び（Ｂ）に示したような場合に
は不適正プロファイルであると判定される。つまり、最大値ＭａｘＡ(n)が評価値軸上の
有効範囲外であればＮＧと判断され、そうでなければＯＫと判断される。Ｓ２０３では、
注目しているプロファイルにおける変化率ＲＡ(n)が所定の判定値（有効値）よりも小さ
いのか大きいのかが判定される。例えば、図５の（Ｃ）に示したような場合には不適正プ
ロファイルであると判定される。つまり、変化率ＲＡ(n)が所定の判定値よりも小さけれ
ばＮＧと判断され、そうでなければＯＫと判断される。
【００５４】
以上のように、走査面上に複数の参照領域を設定して複数のプロファイルを取得した上
で、適正プロファイルを選別し、それに基づいて最適音速を演算することにより、信頼性
のある最適音速を求めることが可能となる。ひいては受信遅延条件を良好にできるので、
感度を向上できあるいは分解能を高めることが可能となる。上記実施形態では、整相加算
後のＲＦ（高周波）信号を参照するようにしたが、検波後の信号を参照するようにしても
よい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明に係る超音波診断装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】複数の参照領域の設定を説明するための図である。
【図３】適正プロファイルの一例を示す図である。
【図４】不適正プロファイルの例を示す図である。
【図５】不適正プロファイルの他の例を示す図である。
【図６】本実施形態に係る超音波診断装置のメインルーチンを示す図である。
【図７】速度キャリブレーションの実行プロセスを示す図である。
【図８】速度キャリブレーションの実行プロセスを示す図である。
【図９】図８に示すＳ１１７の具体的な動作例を示す図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０  アレイ振動子、１２  送信部、１４  受信部、３０  制御部、３２  テスト動作
制御部、３６  領域分割部、３８  プロファイル生成部、４０  適否判定部、４２  最適
音速演算部、１００,１０２,１０４,１０６,１０８,１１０  プロファイル。
【図１】
2010119481.tif 000003
【図２】
2010119481.tif 000004
【図３】
2010119481.tif 000005
【図４】
2010119481.tif 000006
【図５】
2010119481.tif 000007
【図６】
2010119481.tif 000008
【図７】
2010119481.tif 000009
【図８】
2010119481.tif 000010
【図９】
2010119481.tif 000011