(57)【要約】      （修正有）【課題】超音波画像データの感度及び空間分解能を最適とすることができる超音波診断装置を提供すること。【解決手段】超音波診断装置１は、受信部２２と、変更部２３とを備える。受信部２２は、超音波受信信号を出力する。変更部２３は、映像化する超音波画像データの空間周波数の変化に応じて、前記受信部２２が映像化に用いる超音波受信信号として出力する映像化受信信号の周波数特性に関するパラメータ群を取得し、取得したパラメータ群に基づいて前記映像化受信信号に対する映像化処理で用いる中心周波数及び周波数帯域を変更する。【選択図】図６
2014023923.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波受信信号を出力する受信部と、
映像化する超音波画像データの空間周波数の変化に応じて、前記受信部が映像化に用いる超音波受信信号として出力する映像化受信信号の周波数特性に関するパラメータ群を取得し、取得したパラメータ群に基づいて前記映像化受信信号に対する映像化処理で用いる中心周波数及び周波数帯域を変更する変更部と、
を備える、超音波診断装置。
【請求項２】
超音波送受信条件に応じた超音波受信信号の周波数特性に関するパラメータ群を記憶するパラメータ群記憶部、
を更に備え、
前記変更部は、前記映像化受信信号の超音波送受信条件に対応するパラメータ群を前記パラメータ群記憶部から取得する、請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記変更部は、前記映像化受信信号を周波数解析して、当該映像化受信信号のパラメータ群を取得する、請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記変更部は、映像化処理で用いる中心周波数として、前記映像化受信信号に対する直交検波処理に用いる参照信号の周波数を決定し、映像化処理で用いる周波数帯域として、前記映像化受信信号に対する直交検波処理及び間引き処理により設定される通過帯域を決定する、請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記パラメータ群は、超音波受信信号の上限周波数、超音波受信信号の下限周波数及び超音波受信信号のピーク周波数の少なくとも１つを含む、請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記変更部は、前記空間周波数の変更をともなう設定要求を受け付けた場合に、前記映像化処理で用いる中心周波数及び周波数帯域を変更する、請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記変更部は、前記映像化受信信号のピーク周波数を含み、前記映像化受信信号の上限周波数及び下限周波数を超えない周波数帯域を前記映像化処理で用いる周波数帯域として決定し、決定した周波数帯域の中心周波数を前記映像化処理で用いる中心周波数として決定する、請求項５に記載の超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、超音波診断装置では、超音波画像データの生成までに要する演算回数を削減するため、受信信号の間引き（デシメーション：decimation）によるデータ量の削減が行なわれている。また、超音波診断装置では、映像化される周波数空間に応じて、間引き率（デシメーションレート：decimation  rate）を変更することで、画像生成用に出力される出力データのサンプリング周波数を変更して、データ量の削減及び空間分解能を両立させている。
【０００３】
しかし、従来では、間引き率によっては、超音波画像データの感度及び空間分解能が最適とならない場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１６１２６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、超音波画像データの感度及び空間分解能を最適とすることができる超音波診断装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の超音波診断装置は、受信部と、変更部とを備える。受信部は、超音波受信信号を出力する。変更部は、映像化する超音波画像データの空間周波数の変化に応じて、前記受信部が映像化に用いる超音波受信信号として出力する映像化受信信号の周波数特性に関するパラメータ群を取得し、取得したパラメータ群に基づいて前記映像化受信信号に対する映像化処理で用いる中心周波数及び周波数帯域を変更する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、従来の超音波診断装置の構成例を示す図である。
【図２】図２は、図１に示す従来の検波器の構成例を示す図である。
【図３】図３は、直交検波処理による周波数変調の概要を示す図である。
【図４】図４は、従来技術の課題を説明するための図（１）である。
【図５】図５は、従来技術の課題を説明するための図（２）である。
【図６】図６は、本実施形態に係る超音波診断装置の構成例を説明するための図である。
【図７】図７は、本実施形態に係る変更部の構成例を示す図である。
【図８】図８は、パラメータ群記憶部が記憶するパラメータ群の一例を示す図である。
【図９】図９は、本実施形態に係る変更部が行なう処理の一例を示すフローチャートである。
【図１０Ａ】図１０Ａは、図９に示すフローチャートにより行なわれる通過帯域の遷移例を説明するための図（１）である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、図９に示すフローチャートにより行なわれる通過帯域の遷移例を説明するための図（２）である。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、図９に示すフローチャートにより行なわれる通過帯域の遷移例を説明するための図（３）である。
【図１０Ｄ】図１０Ｄは、図９に示すフローチャートにより行なわれる通過帯域の遷移例を説明するための図（４）である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、本実施形態に係る変更部が行なう処理により決定される通過帯域の具体例を示す図（１）である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、本実施形態に係る変更部が行なう処理により決定される通過帯域の具体例を示す図（２）である。
【図１１Ｃ】図１１Ｃは、本実施形態に係る変更部が行なう処理により決定される通過帯域の具体例を示す図（３）である。
【図１１Ｄ】図１１Ｄは、本実施形態に係る変更部が行なう処理により決定される通過帯域の具体例を示す図（４）である。
【図１２】図１２は、変形例に係る変更部の構成例を示す図である。
【図１３】図１３は、図１２に示す解析部を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、添付図面を参照して、超音波診断装置の実施形態を詳細に説明する。
【０００９】
（実施形態）
まず、本実施形態に係る超音波診断装置について説明する前に、図１を用いて、従来の超音波診断装置について説明する。図１は、従来の超音波診断装置の構成例を示す図である。図１に示すように、従来の超音波診断装置１００は、超音波プローブ１０と、装置本体２０と、入力装置３０と、モニタ４０とを有する。
【００１０】
超音波プローブ１０は、複数の音響素子（音響素子群）として、例えば、複数の圧電振動子を有し、これら複数の圧電振動子は、後述する装置本体２０が有する送信部２１から供給される駆動信号に基づき超音波を発生する。また、超音波プローブ１０は、被検体Ｐからの反射波を受信して電気信号に変換する。また、超音波プローブ１０は、圧電振動子に設けられる整合層、圧電振動子から後方への超音波の伝播を防止するバッキング材等を有する。
【００１１】
超音波プローブ１０から被検体Ｐに超音波が送信されると、送信された超音波は、被検体Ｐの体内組織における音響インピーダンスの不連続面で次々と反射され、反射波信号として超音波プローブ１０が有する複数の圧電振動子にて受信される。受信される反射波信号の振幅は、超音波が反射される不連続面における音響インピーダンスの差に依存する。なお、送信された超音波パルスが、移動している血流や心臓壁等の表面で反射された場合の反射波信号は、ドプラ効果により、移動体の超音波送信方向に対する速度成分に依存して、周波数偏移を受ける。
【００１２】
入力装置３０は、マウス、キーボード、ボタン、パネルスイッチ、タッチコマンドスクリーン、フットスイッチ、トラックボール等を有し、超音波診断装置１００の操作者からの各種設定要求を受け付け、装置本体２０に対して受け付けた各種設定要求を転送する。
【００１３】
モニタ４０は、超音波診断装置１００の操作者が入力装置３０を用いて各種設定要求を入力するためのＧＵＩ（Graphical  User  Interface）を表示したり、装置本体２０において生成された超音波画像等を表示したりする。
【００１４】
装置本体２０は、超音波画像撮影の全体制御を行なう装置であり、具体的には、超音波プローブ１０が受信した反射波に基づいて超音波画像データを生成する装置である。装置本体２０は、例えば、図１に示すように、送信部２１と、受信部２２と、検波器２３０と、信号処理部２４と、画像生成部２５と、画像メモリ２６と、内部記憶部２７と、制御部２８とを有する。
【００１５】
送信部２１は、図１に示すように、レートパルサ発生器２１ａと、送信遅延回路２１ｂと、送信パルサ２１ｃとを有し、超音波プローブ１０に駆動信号を供給する。レートパルサ発生器２１ａは、所定のレート周波数で、送信超音波を形成するためのレートパルスを繰り返し発生する。レートパルスは、送信遅延回路２１ｂを通ることで異なる送信遅延時間を有した状態で送信パルサ２１ｃへ電圧を印加する。すなわち、送信遅延回路２１ｂは、超音波プローブ１０から発生される超音波をビーム状に集束して送信指向性を決定するために必要な圧電振動子ごとの送信遅延時間を、レートパルサ発生器２１ａが発生する各レートパルスに対し与える。送信パルサ２１ｃは、かかるレートパルスに基づくタイミングで、超音波プローブ１０に駆動信号（駆動パルス）を印加する。
【００１６】
駆動パルスは、送信パルサ２１ｃからケーブルを介して超音波プローブ１０内の圧電振動子まで伝達した後に、圧電振動子において電気信号から機械的振動に変換される。この機械的振動は、生体内部で超音波として送信される。ここで、圧電振動子ごとに異なる送信遅延時間を持った超音波は、収束されて、所定方向に伝搬していく。すなわち、送信遅延回路２１ｂは、各レートパルスに対し与える送信遅延時間を変化させることで、圧電振動子面からの送信方向を任意に調整する。
【００１７】
なお、送信部２１は、後述する制御部２８の指示に基づいて、所定のスキャンシーケンスを実行するために、送信周波数、送信駆動電圧等を瞬時に変更可能な機能を有している。特に、送信駆動電圧の変更は、瞬間にその値を切り替え可能なリニアアンプ型の発信回路、または、複数の電源ユニットを電気的に切り替える機構によって実現される。
【００１８】
超音波プローブ１０が送信した超音波の反射波は、超音波プローブ１０内部の圧電振動子まで到達した後、圧電振動子において、機械的振動からアナログ電気的信号（反射波信号）に変換され、受信部２２に入力される。受信部２２は、図１に示すように、プリアンプ２２ａと、Ａ／Ｄ変換器２２ｂと、加算器２２ｃとを有し、超音波プローブ１０が受信した反射波信号に対して各種処理を行なったデータを、後段の検波器２３０に出力する。
【００１９】
プリアンプ２２ａは、反射波信号をチャンネルごと（或いは、振動子ごと）に増幅してゲイン調整を行なう。Ａ／Ｄ変換器２２ｂは、ゲイン補正された反射波信号をＡ／Ｄ変換することでゲイン補正された反射波信号をデジタルデータに変換する。プリアンプ２２ａ及びＡ／Ｄ変換器２２ｂは、チャンネルごと（或いは、振動子ごと）に設置される。すなわち、プリアンプ２２ａ及びＡ／Ｄ変換器２２ｂは、それぞれ複数の回路により構成される。加算器２２ｃは、デジタルデータに受信指向性を決定するために必要な受信遅延時間を与える。また、加算器２２ｃは、受信遅延時間が与えられたデジタルデータの加算処理を行なう。加算器２２ｃの加算処理により、反射波信号の受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調される。すなわち、加算器２２ｃは、所謂、ビームフォーミング（beam  forming）を行なう。
【００２０】
このように、送信部２１及び受信部２２は、超音波の送受信における送信指向性と受信指向性とを制御する。すなわち、送信部２１は、送信ビームフォーマーとして機能し、受信部２２は、受信ビームフォーマーとして機能する。
【００２１】
検波器２３０は、加算器２２ｃから出力されたデータに対して、周波数変調処理やフィルタリング処理等を行なうことで、データ補間処理及び間引き処理を行なう。検波器２３０が出力するデータは、反射波データとして、後段の信号処理部２４に出力される。なお、検波器２３０が行なう処理については、後に詳述する。
【００２２】
信号処理部２４は、検波器２３０から反射波データを受信し、対数増幅、包絡線検波処理等を行なって、信号強度が輝度の明るさで表現されるデータ（Ｂモードデータ）を生成する。また、信号処理部２４は、検波器２３０から受信した反射波データから速度情報を周波数解析し、ドプラ効果による血流や組織、造影剤エコー成分を抽出し、平均速度、分散、パワー等の移動体情報を多点について抽出したデータ（ドプラデータ）を生成する。
【００２３】
画像生成部２５は、信号処理部２４が生成したデータから超音波画像データを生成する。すなわち、画像生成部２５は、Ｂモードデータから反射波の強度を輝度にて表したＢモード画像データを生成する。また、画像生成部２５は、ドプラデータから移動体情報を表す平均速度画像データ、分散画像データ、パワー画像データ、又は、これらの組み合わせ画像としてのカラードプラ画像データを生成する。また、画像生成部２５は、超音波画像データに、種々のパラメータの文字情報、目盛り、ボディマークなどを合成した合成画像データを生成することもできる。
【００２４】
ここで、画像生成部２５は、超音波走査の走査線信号列を、テレビ等に代表されるビデオフォーマットの走査線信号列に変換（スキャンコンバート）し、表示用画像としての超音波画像データを生成する。また、画像生成部２５は、スキャンコンバート以外に種々の画像処理として、例えば、スキャンコンバート後の複数の画像フレームを用いて、輝度の平均値画像を再生成する画像処理（平滑化処理）や、画像内で微分フィルタを用いる画像処理（エッジ強調処理）などを行なう。
【００２５】
また、画像生成部２５は、画像データを格納する記憶メモリを搭載しており、３次元画像の再構成処理などを行うことが可能である。また、画像生成部２５が搭載する記憶メモリから、例えば、診断の後に操作者が検査中に記録された画像を呼び出すことが可能となっている。
【００２６】
Ｂモードデータ及びドプラデータは、スキャンコンバート処理前の超音波画像データであり、画像生成部２５が生成するデータは、スキャンコンバート処理後の表示用の超音波画像データである。なお、Ｂモードデータ及びドプラデータは、生データ（Raw  Data）とも呼ばれる。
【００２７】
画像メモリ２６は、画像生成部２５が生成した表示用の画像データを記憶するメモリである。また、画像メモリ２６は、信号処理部２４が生成したデータを記憶することも可能である。画像メモリ２６が記憶するＢモードデータやドプラデータは、例えば、診断の後に操作者が呼び出すことが可能となっており、画像生成部２５を経由して表示用の超音波画像データとなる。また、画像メモリ２６は、検波器２３０が出力した反射波データを記憶することも可能である。
【００２８】
内部記憶部２７は、超音波送受信、画像処理及び表示処理を行なうための制御プログラムや、診断情報（例えば、患者ＩＤ、医師の所見等）や、診断プロトコルや各種ボディマーク等の各種データを記憶する。また、内部記憶部２７は、必要に応じて、画像メモリ２６が記憶する画像データの保管等にも使用される。また、内部記憶部２７が記憶するデータは、図示しないインターフェースを経由して、外部装置へ転送することができる。また、内部記憶部２７は、外部装置から図示しないインターフェースを経由して転送されたデータを記憶することも可能である。
【００２９】
制御部２８は、超音波診断装置１００の処理全体を制御する。具体的には、制御部２８は、入力装置３０を介して操作者から入力された各種設定要求や、内部記憶部２７から読込んだ各種制御プログラム及び各種データに基づき、送信部２１、受信部２２、検波器２３０、信号処理部２４及び画像生成部２５の処理を制御する。また、制御部２８は、画像メモリ２６や内部記憶部２７が記憶する表示用の超音波画像データをモニタ４０にて表示するように制御する。
【００３０】
以上、従来の超音波診断装置１００の構成例について説明した。かかる構成において、従来の超音波診断装置１００は、検波器２３０により、周波数変調処理やフィルタリング処理等を行なうことで、データ補間処理及び間引き処理を行なう。超音波診断装置１００は、検波器２３０での間引き処理により、信号処理部２４や画像生成部２５に出力されるデータ量を削減し、超音波画像データの生成までに要する演算回数を削減する。以下、図２等を用いて、検波器２３０について詳細に説明する。図２は、図１に示す従来の検波器の構成例を示す図である。
【００３１】
図２に例示するように、検波器２３０は、直交検波回路２３１と、参照信号発生器２３２と、デシメーション回路２３３とを有する。直交検波回路２３１は、加算器２２ｃの出力信号をベースバンド帯域の同相信号（Ｉ信号、Ｉ：In-phase）と直交信号（Ｑ信号、Ｑ：Quadrature-phase）とに変換する。図３は、直交検波処理による周波数変調の概要を示す図である。なお、図３に示す横軸の「freq」は、周波数（frequency）であり、図３に示す縦軸の「power」は、超音波受信信号の各周波数での強度を示す。図３に示すように、超音波受信信号の周波数帯域は、周波数ｆ０を持つ参照信号を用いた直交検波により、０Ｈｚへ周波数シフトされる。これにより、上限周波数が「ｆｓ１／２」の超音波受信信号は、図３に示すように、上限周波数が「ｆｓ２／２」の超音波受信信号となる。サンプリング定理により、「ｆｓ２／２」をナイキスト周波数（折り返り周波数）とする「ｆｓ２」をサンプリング周波数とすることができる。「ｆｓ２＜ｆｓ１」であることから、直交検波処理により、サンプリング周波数を低くすることが可能となる。すなわち、同じ時間長のデータを扱う場合、直交検波を行なうことで、データ量削減が可能となる。
【００３２】
具体的には、加算器２２ｃから出力されたデータは、図２に示すように、直交検波回路２３１により、それぞれが周波数ｆ０を持つ参照信号５０１及び参照信号５０２と掛け合わされる。参照信号５０１及び参照信号５０２は、参照信号発生器２３２により生成される。従来、周波数ｆ０は、一般的には、超音波受信信号の中心周波数に設定される。周波数ｆ０は、送信条件等とともに予め設定されるパラメータの一つである。ここで、参照信号５０１及び参照信号５０２は、互いに位相が９０度異なる信号である。すなわち、参照信号５０１は、「ｓｉｎ（２πｆ０ｔ）」の信号として表すことができ、参照信号５０２は、「ｃｏｓ（２πｆ０ｔ）」の信号として表すことができる。
【００３３】
直交検波回路２３１は、加算器２２ｃから出力された超音波受信信号に対して、参照信号５０１及び参照信号５０２を用いた直交検波処理を行なう。これにより、超音波受信信号の周波数ｆ０が、ベースバンド（０Ｈｚ）へと周波数変調される。そして、直交検波回路２３１から出力された信号（Ｉ信号及びＱ信号）は、デシメーション回路２３３により、間引き処理される。そして、デシメーション回路２３３で間引き処理されたデータが、反射波データとして、信号処理部２４に出力される。
【００３４】
ここで、デシメーション回路２３３の間引き（デシメーション）処理は、後段で扱われるデータ量を削減するために実施される。間引き率（デシメーションレート）が高いほどデータ量をより削減することができるが、データのサンプリング周波数が低くなり、時間分解能が低くなる。サンプリング周波数の低下により時間分解能が低下すると、モニタ４０に出力される超音波画像データの空間分解能が低下する。このため、実際に映像化される空間周波数に応じて、デシメーションレートを適切に設定する必要がある。具体的には、デシメーション回路２３３による間引きは、映像化される空間周波数（ピクセルレート）がＡ／Ｄ変換器２２ｂでのアナログ／デジタル変換で行なわれたサンプリング周波数よりも低い場合に可能となる。ここで、Ａ／Ｄ変換器２２ｂにおけるサンプリング周波数は、一般的には、固定されていることが多い。
【００３５】
上述したように、デシメーションレートが高いほどデータ削減効果が高いが、データのサンプリング周波数が低くなり、時間分解能（空間分解能）が低下する。また、単純に間引き処理を行なうと、折り返りによるノイズが発生する。このため、直交検波処理後のデータに対して、ナイキスト周波数（折り返り周波数）を考慮したＬＰＦ（Low  Pass  Filer）処理を行なう必要がある。なお、図２に示す構成例では、ＬＰＦ処理を行なう処理部（以下、ＬＰＦと記載する）を図示していないが、ＬＰＦは、直交検波回路２３１とデシメーション回路２３３との間に設置される。或いは、ＬＰＦは、デシメーション回路２３３に内蔵される。以下では、デシメーション回路２３３がＬＰＦを内蔵しているものとして説明する。このＬＰＦは、直交検波処理により副次的に発生する高調波成分「２＊ｆ０」を抑制する効果も兼ねている場合が多い。
【００３６】
以上が、図１に示す従来の超音波診断装置１００が有する検波器２３０の処理となる。
【００３７】
ここで、画像生成部２５が生成する超音波画像データの画像サイズは、モニタサイズやモニタ解像度に応じて、ある程度一定のサイズであることが多い。また、画像出力領域の変更が可能である場合もあるが、その場合であっても、ある少数の限られた選択肢の中からの選択である場合が多い。しかし、超音波画像データで表示される深さ（depth）変更や、Ｐａｎ／Ｚｏｏｍ等により、映像化される撮影領域が変更された際に、画像サイズが一定である場合、映像化される空間周波数が、変更されることとなる。かかる場合、従来のシステムでは、デシメーション回路２３３のデシメーションレートを変更することで、映像化される空間周波数に応じて、信号処理部２４へ出力するデータ（以下、出力データ）のサンプリング周波数を変更している。これにより、従来では、データ量の削減効果を維持し、空間分解能を調整する。例えば、超音波画像データの深さ方向での画像サイズが１０００ピクセルに固定されているとする。ここで、深さ「１０ｃｍ」までが１００００データで表現されるデータがデシメーション回路２３３に入力された場合、デシメーションレートは、「１０００／１００００＝１／１０」となる。一方、深さ「１０ｃｍ」から深さ「２０ｃｍ」に変更された場合、深さ「２０ｃｍ」までが２００００データで表現されるデータがデシメーション回路２３３に入力されることとなり、デシメーションレートは、「１／２０」に変更される。かかる場合、超音波画像データ全体は低空間分解能となるが、その場合の空間分解能は、表示モニタの解像度等の表示様式に依存している。
【００３８】
また、図１及び図２に例示する従来のシステムでは、直交検波処理における参照信号の周波数ｆ０は、超音波の伝搬における周波数依存減衰の影響を考慮して、伝搬時間（深さ）に応じて変更されることが多い。更に、図１及び図２に例示する従来のシステムでは、実際に映像化に用いられる通過帯域は、常に、ナイキスト周波数で制約される周波数帯域の範囲内で、通過可能な最も広い通過帯域に設定されるものではない。図１及び図２に例示する従来構成では、実際に映像化に用いられる通過帯域は、超音波受信信号や、映像化に用いるための受信信号の特性に応じて、ナイキスト周波数により制約される範囲よりも更に狭い範囲内で設定されることも多い。すなわち、図１及び図２に例示する従来のシステムでは、映像化に用いられる通過帯域は、デシメーションレートに応じて設定された通過帯域とナイキスト周波数で制約される通過帯域とのうち、狭い帯域が選択される。
【００３９】
なお、図１や図２に示す従来構成は、あくまでも一例であり、従来の超音波診断装置１００は、Ａ／Ｄ変換器２２ｂの前段で周波数変調を行なって、Ａ／Ｄ変換器２２ｂにおけるサンプリング周波数を変更しても良い。又は、従来の超音波診断装置１００は、加算器２２ｃの前段に検波器を設置し、加算器２２ｃと信号処理部２４と画像生成部２５とを合わせた回路を設置することで、演算回数を削減する構成であっても良い。従来のシステムで、Ａ／Ｄ変換前に周波数変調する場合は、検波器２３０と略等価な機能を有する回路を、Ａ／Ｄ変換器２２ｂの前段に配置し、実際に映像化される空間周波数に応じてＡ／Ｄ変換器２２ｂにおけるサンプリング周波数を変更する。
【００４０】
上述したように、従来、直交検波に用いる参照信号の周波数ｆ０は、一般的には、超音波受信信号の中心周波数に設定される。また、上述したように、従来では、設定変更により映像化される空間周波数が変わった場合、デシメーション回路２３３のデシメーションレートを変更することで、データ量の削減を維持し、空間分解能を調整している。
【００４１】
しかし、従来のように、直交検波処理に用いる参照信号の周波数を設定する条件を固定した場合、デシメーションレートによっては常に最適な信号帯域を収集することが困難な場合があった。この点について、図４及び図５を用いて詳細に説明する。図４及び図５は、従来技術の課題を説明するための図である。
【００４２】
図４及び図５に示す超音波受信信号は、「ある観測時間」によって定まる「ある深さ」までの同一の周波数特性を有する超音波受信信号に対して、異なる周波数の参照信号で直交検波処理を行なった結果を示している（両図の「点でハッチングされた領域」を参照）。また、図４及び図５では、直交検波処理後の超音波受信信号それぞれに対して、異なるデシメーションレートで間引きを行なうことで設定された通過帯域を示している。
【００４３】
ここで、図４は、「デシメーションレートが高い場合」、すなわち、「低空間分解能となる深部表示の場合」を優先して、直交検波処理に用いる参照信号の周波数ｆ０を設定した例である。また、図５は、「デシメーションレートが低い場合」、すなわち、「高空間分解能となる浅部表示やＺｏｏｍ時の場合」を優先して、直交検波処理に用いる参照信号の周波数ｆ０を設定した例である。
【００４４】
図４に示す「４Ａ、４Ｂ、４Ｃ」は、図４に示す直交検波処理後の超音波受信信号に対して、更に、異なるデシメーションレートで間引きを行なうことで設定された通過帯域を示している。また、図５に示す「５Ａ、５Ｂ、５Ｃ」は、図５に示す直交検波処理後の超音波受信信号に対して、更に、異なるデシメーションレートで間引きを行なうことで設定された通過帯域を示している。通過帯域４Ａや通過帯域５Ａは、デシメーションレートが高く設定されてサンプリング周波数が低くなった結果、通過帯域が狭くなった場合を例示している。一方、通過帯域４Ｃや通過帯域５Ｃは、デシメーションレートが低く設定されてサンプリング周波数が高くなった結果、通過帯域が広くなった場合を例示している。また、通過帯域４Ｂは、通過帯域４Ａのデシメーションレートと通過帯域４Ｃの間のデシメーションレートにより設定された通過帯域を例示しており、通過帯域５Ｂは、通過帯域５Ａのデシメーションレートと通過帯域５Ｃの間のデシメーションレートにより設定された通過帯域を例示している。
【００４５】
図４に示すように、通過帯域４Ａは、超音波受信信号の中で、高感度な周波数（強度が高い周波数）を効果的に通過できる帯域であるとともに、帯域外領域（ノイズ領域）を遮断する帯域となっている。しかし、図４に示すように、通過帯域４Ｃは、帯域外領域（ノイズ領域）を通過させた帯域であるとともに、映像化可能な周波数帯域を遮断している帯域となっている。ここで、図４に示す参照信号の周波数ｆ０は、デシメーションレートを高くして通過帯域４Ａを設定する場合を優先して設定された周波数である。その結果、映像化される空間周波数が変更されたことにともなってデシメーションレートを低くすると、通過帯域は、通過帯域４Ｂや通過帯域４Ｃとなる。通過帯域４Ｃにより通過される信号帯域は、必ずしも最適ではなく、感度を劣化させる帯域となっている。
【００４６】
また、図５に示すように、通過帯域５Ｃは、超音波受信信号の中で、高感度な周波数（強度が高い周波数）を効果的に通過できる帯域となっている。しかし、通過帯域５Ａは、超音波受信信号の中で、より高感度な周波数帯域が存在するにもかかわらず、低感度な周波数帯域（強度が低い周波数帯域）を通過させているため、感度及び分解能を劣化させる帯域となっている。ここで、図５に示す参照信号の周波数ｆ０は、デシメーションレートを低くして通過帯域５Ｃを設定する場合を優先して設定された周波数である。その結果、映像化される空間周波数が変更されたことにともなってデシメーションレートを高くすると、通過帯域は、通過帯域５Ｂや通過帯域５Ａとなる。通過帯域５Ａにより通過される信号帯域は、必ずしも最適ではなく、感度を劣化させる帯域となっている。
【００４７】
上述したように、従来技術では、参照信号の周波数は、デシメーションレートに依らず、超音波受信信号の中心周波数に固定されている。このため、従来技術で、デシメーションレートによっては必ずしも周波数通過帯域が最適な設定とならない場合があった。すなわち、従来では、デシメーションレートによっては、超音波画像データの感度及び空間分解能が最適とならない場合があった。
【００４８】
そこで、本実施形態では、超音波画像データの感度及び空間分解能を最適とするため、以下で説明する処理を行なう。図６は、本実施形態に係る超音波診断装置の構成例を説明するための図である。
【００４９】
図６に示すように、本実施形態に係る超音波診断装置１は、前述した従来の超音波診断装置１００と同様に、超音波プローブ１０、入力装置３０及びモニタ４０及びを有する。そして、本実施形態に係る超音波診断装置１は、従来の超音波診断装置１００が有する装置本体２０の代わりに、装置本体２００を有する。
【００５０】
図６に示す装置本体２００は、図１に示す装置本体２０と同様に、受信部２２、送信部２１、信号処理部２４、画像生成部２５、画像メモリ２６及び制御部２８を有する。図６に示す受信部２２、送信部２１、信号処理部２４、画像生成部２５、画像メモリ２６及び制御部２８は、図１を用いた説明した受信部２２、送信部２１、信号処理部２４、画像生成部２５、画像メモリ２６及び制御部２８と同様に構成される。
【００５１】
また、図６に示す装置本体２００は、図１に示す装置本体２０と同様に、内部記憶部２７を有する。図６に示す内部記憶部２７は、図１に示す内部記憶部２７の各種データを記憶する。ただし、図６に示す内部記憶部２７は、図１に示す内部記憶部２７とは異なり、パラメータ群記憶部２７ａを有する。
【００５２】
そして、図６に示す装置本体２００は、検波器２３０の代わりに変更部２３を有する。本実施形態に係る超音波診断装置１では、パラメータ群記憶部２７ａが記憶するパラメータ群を用いて変更部２３が、以下の処理を行なう。
【００５３】
変更部２３は、映像化する超音波画像データの空間周波数の変化に応じて、映像化に用いる超音波受信信号（以下、映像化受信信号）の周波数特性に関するパラメータ群を取得する。受信部２２は、超音波受信信号を出力する。映像化受信信号は、映像化する超音波画像データの空間周波数の変化に応じて、受信部２２が映像化に用いる超音波受信信号として出力する超音波受信信号である。例えば、映像化受信信号は、空間周波数の変化に応じて、加算器２２ｃが出力する超音波受信信号である。そして、本実施形態では、変更部２３は、パラメータ群記憶部２７ａを参照して、映像化受信信号のパラメータ群を取得する。パラメータ群記憶部２７ａは、超音波送受信条件に応じた超音波受信信号の周波数特性に関するパラメータ群を記憶する。変更部２３は、映像化する超音波画像データの空間周波数の変化に応じて、映像化受信信号の超音波送受信条件に対応するパラメータ群をパラメータ群記憶部２７ａから取得する。そして、変更部２３は、取得したパラメータ群に基づいて映像化受信信号に対する映像化処理で用いる中心周波数及び周波数帯域を変更する。これにより、変更部２３は、デジタルデータである映像化受信信号のサンプリング周波数を変更（周波数復調）する。ここで、変更部２３は、空間周波数の変更をともなう設定要求を受け付けた場合に、映像化処理で用いる中心周波数及び周波数帯域を変更する。例えば、空間周波数の変更をともなう設定要求としては、入力装置３０を介して操作者が行なう深さ（depth）変更要求や、Ｐａｎ処理要求、Ｚｏｏｍ処理要求、画像出力領域変更要求が挙げられる。
【００５４】
ここで、本実施形態に係る変更部２３は、映像化処理で用いる中心周波数として、映像化受信信号に対する直交検波処理に用いる参照信号の周波数を、取得したパラメータ群に基づいて決定する。また、本実施形態に係る変更部２３は、映像化処理で用いる周波数帯域として、映像化受信信号に対する直交検波処理及び間引き処理により設定される通過帯域を、取得したパラメータ群に基づいて決定する。
【００５５】
すなわち、変更部２３は、検波器２３０と同様に直交検波処理及びデシメーション処理を行なう。図７は、本実施形態に係る変更部の構成例を示す図である。
【００５６】
図７に示すように、変更部２３は、直交検波回路２３１と、参照信号発生器２３２と、デシメーション回路２３３とを有する。同一の符号を付与しているように、変更部２３が有する直交検波回路２３１、参照信号発生器２３２及びデシメーション回路２３３は、図２に示す検波器２３０が有する直交検波回路２３１、参照信号発生器２３２及びデシメーション回路２３３と同様の回路である。
【００５７】
ただし、図７に示すように、本実施形態に係る変更部２３は、検波器２３０とは異なり、参照周波数演算器２３４を有している。参照周波数演算器２３４は、パラメータ群記憶部２７ａから取得したパラメータ群から参照信号の周波数を決定する。そして、参照周波数演算器２３４は、決定した参照信号の周波数を参照信号発生器２３２に転送する。参照信号発生器２３２は、参照周波数演算器２３４から受信した参照信号の周波数に基づき、図７に示す参照信号５１及び参照信号５２を生成する。直交検波回路２３１は、加算器２２ｃから出力された超音波受信信号（映像化受信信号）に対して、参照信号５１及び参照信号５２を用いた直交検波処理を行なう。
【００５８】
従来では、参照信号発生器２３２は、予め設定された周波数に基づいて、参照信号５０１及び参照信号５０２を生成していた。これに対して、本実施形態では、参照信号発生器２３２は、参照周波数演算器２３４から受信した周波数に基づいて、参照信号５１及び参照信号５２を生成する。
【００５９】
以下、参照周波数演算器２３４が参照信号の周波数を決定するために用いるパラメータ群と、参照周波数演算器２３４がパラメータ群を用いて参照信号の周波数を決定する方法とについて、具体的に説明する。なお、以下では、「参照信号の周波数」を「参照周波数」として記載する。
【００６０】
パラメータ群記憶部２７ａが記憶するパラメータ群は、超音波送受信条件ごとに予め求められた超音波受信信号の周波数特性に関する複数の情報であり、参照周波数を決定するための複数の情報である。パラメータ群は、例えば、様々なファントムに対して様々な超音波送受信条件により超音波送受信を行なうことで得られる超音波受信信号から、求めることができる。或いは、パラメータ群は、実際に超音波検査を行なう被検体Ｐに対して様々な超音波送受信条件により超音波送受信を行なうことで得られた超音波受信信号から、求めることができる。
【００６１】
かかる処理に求められたパラメータ群は、パラメータ群記憶部２７ａに格納される。図８は、パラメータ群記憶部が記憶するパラメータ群の一例を示す図である。
【００６２】
パラメータ群に含まれるパラメータは、例えば、図８に示すように、超音波受信信号の「第ｎ番目の強度となるピーク周波数」である。「ｎ＝１」の場合、ピーク周波数は、例えば、基本波の周波数となる。また、「ｎ＝２」の場合、ピーク周波数は、例えば、２次高調波の周波数となる。
【００６３】
また、パラメータ群に含まれるパラメータは、例えば、図８に示すように、超音波受信信号の「重心周波数」である。また、パラメータ群に含まれるパラメータは、例えば、図８に示すように、超音波受信信号の「帯域幅」や、超音波受信信号の「比帯域」である。超音波受信信号の「帯域幅」としては、「−６ｄＢの帯域幅」や「−２０ｄＢの帯域幅」が用いられる。また、超音波受信信号の「比帯域」としては、「−６ｄＢの比帯域」や「−２０ｄＢの比帯域」が用いられる。
【００６４】
また、パラメータ群に含まれるパラメータは、例えば、図８に示すように、超音波受信信号の「上限周波数」や、超音波受信信号の「下限周波数」である。「上限周波数」及び「下限周波数」は、超音波受信信号の周波数帯域において、映像化したい超音波受診信号の周波数領域の上限値及び下限値となる。
【００６５】
なお、パラメータ群に含まれるパラメータは、超音波受信信号の周波数特性そのものの情報に限られず、例えば、図８に示すように、「ピーク周波数」や「上限周波数」、「下限周波数」を推定可能な「送信周波数」や「送信周波数の整数倍の周波数」であっても良い。例えば、「送信周波数の２倍の周波数」は、ハーモニックイメージングで用いられる２次高調波に対応する。仮に、「上限周波数」、「下限周波数」及び「ピーク周波数」の３種類がパラメータ群の項目として設定されている場合、パラメータ群記憶部２７ａは、例えば、「超音波送受信条件：Ｃ１」で得られた超音波受信信号から求めた「上限周波数、下限周波数、ピーク周波数」、「超音波送受信条件：Ｃ２」で得られた超音波受信信号から求めた「上限周波数、下限周波数、ピーク周波数」、「超音波送受信条件：Ｃ３」で得られた超音波受信信号から求めた「上限周波数、下限周波数、ピーク周波数」等を記憶する。
【００６６】
変更部２３は、図８に示すパラメータ群の１つのパラメータ、又は、複数のパラメータを用いて参照周波数を決定する。以下では、超音波受信信号の「ピーク周波数（ｎ＝１）」「上限周波数」及び「下限周波数」をパラメータ群として参照周波数を決定する場合について、図９、図１０Ａ、図１０Ｂ、図１０Ｃ及び図１０Ｄを用いて説明する。図９は、本実施形態に係る変更部が行なう処理の一例を示すフローチャートである。また、図１０Ａ〜図１０Ｄは、図９に示すフローチャートにより行なわれる通過帯域の遷移例を説明するための図である。
【００６７】
図９に示すように、本実施形態に係る超音波診断装置１の制御部２８は、操作者から入力装置３０を介して、映像化する超音波画像データの空間周波数が変更される設定を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ここで、空間周波数が変更される設定を受け付けない場合（ステップＳ１０１否定）、制御部２８は、設定を受け付けるまで待機する。
【００６８】
一方、空間周波数が変更される設定を受け付けた場合（ステップＳ１０１肯定）、制御部２８の制御により、参照周波数演算器２３４は、処理対象となる映像化受信信号を受信するために用いられた超音波送受信条件に対応付けられたパラメータ群（ピーク周波数、上限周波数及び下限周波数）を取得する（ステップＳ１０２）。ここで、「映像化受信信号」は、空間周波数が変更される設定により変更された超音波送受信条件により収集された超音波受信信号である。
【００６９】
そして、参照周波数演算器２３４は、取得したピーク周波数を中心として、設定可能な最も広い通過帯域を設定する（ステップＳ１０３）。ここで、「設定可能な最も広い通過帯域」とは、受信部２２が有するＡ／Ｄ変換器２２ｂのサンプリング周波数及びデシメーションレートから、サンプリング定理を満たす範囲内で設定可能な最も広帯域な領域である。図１０Ａでは、超音波受信信号（映像化受信信号）のピーク周波数、上限周波数及び下限周波数を上向きの矢印で示している。例えば、図１０Ａに示す「ピーク周波数、上限周波数及び下限周波数」は、映像化受信信号の超音波送受信条件と同一、又は、類似する「超音波送受信条件：Ｃ３」に対応付けられた「上限周波数、下限周波数、ピーク周波数」である。また、図１０Ａでは、上記の「設定可能な最も広い通過帯域」を台形の枠線で示している。
【００７０】
そして、参照周波数演算器２３４は、ピーク周波数が下限周波数に近い周波数であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。ここで、ピーク周波数が下限周波数に近い周波数である場合（ステップＳ１０４肯定）、参照周波数演算器２３４は、ステップＳ１０３で設定した通過帯域の下端が下限周波数より小さいか否かを判定する（ステップＳ１０５ａ）。
【００７１】
ここで、ステップＳ１０３で設定した通過帯域の下端が下限周波数以上の周波数である場合（ステップＳ１０５ａ否定）、参照周波数演算器２３４は、ステップＳ１０３で設定した通過帯域が映像化受信信号の上限周波数及び下限周波数の間に位置する帯域であると判定する。そして、参照周波数演算器２３４は、ステップＳ１０３で設定した通過帯域の中心を参照周波数として設定し、参照信号発生器２３２に参照信号を発生させ（ステップＳ１０９）、処理を終了する。
【００７２】
一方、ステップＳ１０３で設定した通過帯域の下端が下限周波数より小さい場合（ステップＳ１０５ａ肯定）、参照周波数演算器２３４は、ステップＳ１０３で設定した通過帯域の下端が下限周波数と一致するようにシフトする（ステップＳ１０６ａ、図１０Ｂを参照）。
【００７３】
そして、参照周波数演算器２３４は、ステップＳ１０６ａでシフトした通過帯域の上端が上限周波数より大きいか否かを判定する（ステップＳ１０７ａ）。ここで、ステップＳ１０６ａでシフトした通過帯域の上端が上限周波数以下の周波数である場合（ステップＳ１０７ａ否定）、参照周波数演算器２３４は、ステップＳ１０６ａで設定した通過帯域が映像化受信信号の上限周波数及び下限周波数の間に位置する帯域であると判定する。そして、参照周波数演算器２３４は、ステップＳ１０６ａで設定した通過帯域の中心を参照周波数として設定し、参照信号発生器２３２に参照信号を発生させ（ステップＳ１０９）、処理を終了する。
【００７４】
一方、ステップＳ１０６ａでシフトした通過帯域の上端が上限周波数より大きい場合（ステップＳ１０７ａ肯定）、参照周波数演算器２３４は、ステップＳ１０６ａでシフトした通過帯域の上限が上限周波数を超えないように、ステップＳ１０６ａでシフトした通過帯域幅を制限する（ステップＳ１０８ａ、図１０Ｃ参照）。図１０Ｃでは、帯域制限を受ける前の通過帯域を破線で示し、帯域制限を受けた後の通過帯域を実線で示している。ここで、上限周波数及び下限周波数は、映像化したい信号領域を示しており、上限周波数及び下限周波数の外側は、映像化したくないノイズ領域である。このため、Ｓ／Ｎを最適化する観点から、図１０Ｃに示すように通過帯域を絞ることで、ノイズ領域を遮断することが望ましい。このため、ステップＳ１０８ａ（及び後述するステップＳ１０８ｂ）の処理では、通過帯域を「上限周波数」及び「下限周波数」の領域内に制限する。なお、ステップＳ１０３で設定される通過帯域は、「設定可能な最も広い通過帯域」を設定しているため、広げることができないが、フィルタ係数の設定により、狭めることは可能である。
【００７５】
そして、参照周波数演算器２３４は、ステップＳ１０８ａで制限した通過帯域の中心を参照周波数として設定し（図１０Ｄを参照）、参照信号発生器２３２に参照信号を発生させ（ステップＳ１０９）、処理を終了する。
【００７６】
一方、ピーク周波数が上限周波数に近い周波数である場合（ステップＳ１０４否定）、参照周波数演算器２３４は、ステップＳ１０３で設定した通過帯域の上端が上限周波数より大きいか否かを判定する（ステップＳ１０５ｂ）。
【００７７】
ここで、ステップＳ１０３で設定した通過帯域の上端が上限周波数以下の周波数である場合（ステップＳ１０５ｂ否定）、参照周波数演算器２３４は、ステップＳ１０３で設定した通過帯域が映像化受信信号の上限周波数及び下限周波数の間に位置する帯域であると判定する。そして、参照周波数演算器２３４は、ステップＳ１０３で設定した通過帯域の中心を参照周波数として設定し、参照信号発生器２３２に参照信号を発生させ（ステップＳ１０９）、処理を終了する。
【００７８】
一方、ステップＳ１０３で設定した通過帯域の上端が上限周波数より大きい場合（ステップＳ１０５ｂ肯定）、参照周波数演算器２３４は、ステップＳ１０３で設定した通過帯域の上端が上限周波数と一致するようにシフトする（ステップＳ１０６ｂ）。
【００７９】
そして、参照周波数演算器２３４は、ステップＳ１０６ｂでシフトした通過帯域の下端が下限周波数より小さいか否かを判定する（ステップＳ１０７ｂ）。ここで、ステップＳ１０６ｂでシフトした通過帯域の下端が下限周波数以上の周波数である場合（ステップＳ１０７ｂ否定）、参照周波数演算器２３４は、ステップＳ１０６ｂで設定した通過帯域が映像化受信信号の上限周波数及び下限周波数の間に位置する帯域であると判定する。そして、参照周波数演算器２３４は、ステップＳ１０６ｂで設定した通過帯域の中心を参照周波数として設定し、参照信号発生器２３２に参照信号を発生させ（ステップＳ１０９）、処理を終了する。
【００８０】
一方、ステップＳ１０６ｂでシフトした通過帯域の下端が下限周波数より小さい場合（ステップＳ１０７ｂ肯定）、参照周波数演算器２３４は、ステップＳ１０６ｂでシフトした通過帯域の下限が下限周波数を超えないように、ステップＳ１０６ｂでシフトした通過帯域幅を制限する。
【００８１】
そして、参照周波数演算器２３４は、ステップＳ１０８ｂで制限した通過帯域の中心を参照周波数として設定し、参照信号発生器２３２に参照信号を発生させ（ステップＳ１０９）、処理を終了する。
【００８２】
このように、変更部２３は、映像化受信信号のピーク周波数を含み、映像化受信信号の上限周波数及び下限周波数を超えない周波数帯域を映像化処理で用いる周波数帯域として決定する。そして、変更部２３は、決定した周波数帯域の中心周波数を映像化処理で用いる中心周波数として決定する。すなわち、本実施形態では、図９に例示する処理を行なうことで、常に、下限周波数から上限周波数の内側に通過帯域が設定され、かつ、ピーク周波数を通過帯域内に入れることが可能となる。これにより、本実施形態では、常に、Ｓ／Ｎの劣化を最低限に抑え、最適な空間分解能を維持した状態で、反射波データを後段の信号処理部２４に出力して、超音波画像データを生成することが可能となる。その結果、本実施形態では、超音波画像データの感度及び空間分解能を最適とすることができる。
【００８３】
図９に例示する処理により決定される通過帯域の具体例について、更に、図１１Ａ、図１１Ｂ、図１１Ｃ及び図１１Ｄを用いて説明する。図１１Ａ、図１１Ｂ、図１１Ｃ及び図１１Ｄは、本実施形態に係る変更部が行なう処理により決定される通過帯域の具体例を示す図である。
【００８４】
例えば、変更部２３が、図１１Ａに示すような周波数特性を有する超音波受信信号を受信したとする。図１１Ａに示す超音波受信信号の周波数帯域は、図４及び図５に示す超音波受信信号の周波数帯域と同一である。
【００８５】
参照周波数演算器２３４は、超音波送受信条件に基づいて、ピーク周波数、下限周波数及び上限周波数を取得する。そして、参照周波数演算器２３４は、図１１Ａに示すように、取得したピーク周波数、下限周波数及び上限周波数を超音波受信信号に設定する。ここで、図１１Ｂ、図１１Ｃ及び図１１Ｄは、通過帯域（通過可能帯域）がそれぞれ異なるデシメーションレートが設定されている場合に、参照周波数演算器２３４が決定する通過帯域の具体例を示している。
【００８６】
図１１Ｂを用いて、デシメーションレートが高く、通過帯域が狭く設定されている場合において、参照周波数を決定する方法について説明する。まず、参照周波数演算器２３４は、「ピーク周波数」を中心に設定された通過帯域が、「下限周波数」又は「上限周波数」にかかるかどうかを確認する。図１１Ｂに示す場合、参照周波数演算器２３４は、「ピーク周波数」を通過帯域の中心に設定しても、通過帯域が「下限周波数」及び「上限周波数」にかからないため、「ピーク周波数」を参照周波数として決定する。図１１Ｃに示す場合でも、参照周波数演算器２３４は、「ピーク周波数」を通過帯域の中心に設定しても、通過帯域が「下限周波数」及び「上限周波数」にかからないため、「ピーク周波数」を参照周波数として決定する。
【００８７】
一方、図１１Ｄに示す場合、「ピーク周波数」を中心に通過帯域を設定すると、通過帯域が「下限周波数」の外にも設定されてしまうため、参照周波数演算器２３４は、通過帯域の下限が「下限周波数」になるようにシフト処理を行なう。すなわち、参照周波数演算器２３４は、「下限周波数」を基準とし、基準の周波数より高い周波数帯域が通過帯域となるように決定する。
【００８８】
ここで、図１１Ｂに示す参照周波数により定まる通過帯域は、デシメーションレートが高く、通過帯域が狭い場合を優先して参照信号の周波数を設定した場合の通過帯域（図４に示す通過帯域４Ａ）に類似している。一方、図１１Ｄに示す参照周波数により定まる通過帯域は、デシメーションレートが低く、通過帯域が広い場合を優先して参照信号の周波数を設定した場合の通過帯域（図５に示す通過帯域５Ｃ）に類似している。
【００８９】
図１１Ａ〜図１１Ｄを用いて説明したように、本実施形態では、間引き率（デシメーションレート）に依存することなく、最適な参照周波数を設定することができる。
【００９０】
従来では、映像化される空間周波数の変化に応じて、超音波受信信号の帯域幅のみを変更し、その帯域自体を変更していなかった。このため、従来では、映像化される空間周波数の変化によっては、超音波画像データの感度及び空間分解能が最適とならない場合があった。
【００９１】
これに対して、本実施形態では、上述したように、映像化される空間周波数の変化に応じて、参照周波数を変更することで、通過帯域を「高感度な周波数を効果的に通過でき、かつ、ノイズ領域を遮断する通過帯域」に変更する。これにより、本実施形態では、映像化される空間周波数の変化によらず、常に最適な超音波受信信号の周波数帯域を映像化することが可能となり、超音波画像データの感度及び空間分解能を最適とすることができる。
【００９２】
なお、上述した参照周波数の決定方法は、図８に例示した複数のパラメータから選択した１つ、又は、複数のパラメータを用いて実行可能である。また、本実施形態では、変更部２３が行なう処理を、加算器２２ｃの前段で行なう場合であっても良い。例えば、映像化受信信号は、空間周波数の変化に応じて、プリアンプ２２ａが出力した超音波受信信号であっても良い。或いは、例えば、映像化受信信号は、空間周波数の変化に応じて、Ａ／Ｄ変換器２２ｂが出力した超音波受信信号であっても良い。また、本実施形態では、空間周波数の変化に応じて、直交検波処理の参照周波数を変更する場合について説明した。しかし、本実施形態は、音響信号を解析可能な他の処理で用いられる周波数変換のための中心周波数を、空間周波数の変化に応じて変更する場合であっても良い。上記の他の処理は、例えば、周波数変換、ＬＰＦ、包絡線検波等の組み合わせ処理である。
【００９３】
なお、近年、超音波診断装置の小型化が進められており、例えば、装置本体２０を構成する処理部の一部が超音波プローブ１０の内部に格納された超音波診断装置や、装置本体２０が超音波プローブ１０の内部に格納された超音波診断装置が実用化されている。かかる超音波診断装置では、例えば、図６に示す送信部２１、受信部２２及び変更部２３が少なくとも超音波プローブ１０に内蔵されることで、上述した変更処理を行なうことができる。
【００９４】
ここで、上記の実施形態では、変更部２３がパラメータ群記憶部２７ａを参照して、映像化受信信号のパラメータ群を取得する場合について説明した。すなわち、上記の実施形態では、映像化受信信号の超音波送受信条件、或いは、映像化受信信号の超音波送受信条件と類似した超音波受信条件に対応付けられているパラメータ群が、映像化受信信号のパラメータ群として用いられる場合について説明した。しかし、実際に得られる映像化受信信号の周波数特性と、この映像化受信信号の超音波送受信条件で予め得た超音波受信信号の周波数特性とは、必ずしも、一致しない場合がある。そこで、変更部２３は、以下に説明する変形例を行なっても良い。変形例に係る変更部２３は、映像化処理の対象である映像化受信信号を周波数解析して、当該映像化受信信号のパラメータ群を取得する。かかる変形例について、図１２及び図１３を用いて説明する。図１２は、変形例に係る変更部の構成例を示す図であり、図１３は、図１２に示す解析部を説明するための図である。
【００９５】
図１２に示すように、変形例に係る変更部２３は、図７と比較して、解析部２３５を更に備える。解析部２３５は、映像化処理の対象である映像化受信信号を周波数解析して、当該映像化受信信号のパラメータ群を取得する。解析部２３５は、例えば、操作者が指定した項目のパラメータを周波数解析により取得する。仮に、「上限周波数」、「下限周波数」及び「ピーク周波数」が設定されているとする。かかる場合、解析部２３５は、図１３に示すように、周波数解析により映像化受信信号Ｒのピーク周波数Ｐを算出する。そして、解析部２３５は、図１３に示すように、例えば、ピーク周波数Ｐの強度の「−２０ｄＢ」の強度となる２つの周波数を下限周波数Ｌ及び上限周波数Ｕとして算出する。なお、下限周波数Ｌ及び上限周波数Ｕを算出するためのｄＢの値は、任意に変更可能である。また、下限周波数Ｌを算出するためｄＢの値と、上限周波数Ｕを算出するためｄＢの値とは、異なる値であっても良い。
【００９６】
そして、解析部２３５は、周波数解析により算出した「上限周波数Ｕ」、「下限周波数Ｌ」及び「ピーク周波数Ｐ」を参照周波数演算器２３４に通知する。これにより、参照周波数演算器２３４は、映像化処理に用いる周波数帯域である通過帯域を決定し、映像化処理に用いる中心周波数である参照周波数を決定する。そして、参照周波数演算器２３４は、決定した参照周波数を参照信号発生器２３２に通知する。なお、本変形例で行なわれる処理は、図９のフローチャートの中で、ステップＳ１０２のパラメータ群の取得処理が、解析部２３５により行なわれる点以外、同様であるので、説明を省略する。
【００９７】
このように、本変形例では、周波数解析により、映像化に用いる超音波受信信号そのもののパラメータ群を算出して、通過帯域及び参照周波数を決定する。これにより、本変形例では、撮影される被検体Ｐの撮影部位の特性に応じた最適な通過帯域及び参照周波数を、適応的に決定することができる。従って、本変形例では、超音波画像データの感度及び空間分解能を確実に最適とすることができる。また、本変形例では、予め超音波送受信条件ごとのパラメータ群を予め求めておく必要がないことから、通過帯域設定処理の略全てを自動化することができる。
【００９８】
ここで、解析部２３５は、算出したパラメータ群をパラメータ群記憶部２７ａに格納しても良い。例えば、解析部２３５は、「上限周波数Ｕ」、「下限周波数Ｌ」及び「ピーク周波数Ｐ」を、映像化受信信号Ｒの超音波送受信条件に対応付けて、パラメータ群記憶部２７ａに格納する。かかる処理により、パラメータ群記憶部２７ａは、様々な超音波送受信条件でのパラメータ群を蓄積することができる。
【００９９】
周波数解析で得られるパラメータ群を蓄積することで、本変形例は、解析部２３５を用いたパラメータ群の取得処理と、パラメータ群記憶部２７ａを用いたパラメータ群の取得処理とを併用することが可能である。すなわち、操作者は解析部２３５を用いるか、パラメータ群記憶部２７ａを用いるかを指定することができる。例えば、操作者は、リアルタイム性を優先したい場合は、パラメータ群記憶部２７ａを用いた処理を指定し、超音波画像データの感度及び空間分解能を優先したい場合は、解析部２３５を用いた処理を指定することができる。
【０１００】
なお、上記の実施形態で説明した内容は、周波数解析によりパラメータ群を取得する点以外、本変形例に適用可能である。
【０１０１】
また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。例えば、参照周波数演算器２３４は、制御部２８に組み込まれる場合であっても良い。更に、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部又は任意の一部が、ＣＰＵ及び当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、或いは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。
【０１０２】
以上、説明したとおり、本実施形態及び変形例によれば、超音波画像データの感度及び空間分解能を最適とすることができる。
【０１０３】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１０４】
１  超音波診断装置
１０  超音波プローブ
２００  装置本体
２１  送信部
２１ａ  レートパルサ発生器
２１ｂ  送信遅延回路
２１ｃ  送信パルサ
２２  受信部
２２ａ  プリアンプ
２２ｂ  Ａ／Ｄ変換器
２２ｃ  加算器
２３  変更部
２３１  直交検波回路
２３２  参照信号発生器
２３３  デシメーション回路
２３４  参照周波数演算器
２４  信号処理部
２５  画像生成部
２６  画像メモリ
２７  内部記憶部
２７ａ  パラメータ群記憶部
２８  制御部
【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１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１２】
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【図１３】
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