(57)【要約】【課題】超音波プローブの傾き情報を取得し、超音波プローブが傾いている場合に、ユーザーに対して報知することができる超音波測定装置及び超音波画像装置等を提供すること。【解決手段】超音波測定装置１００は、超音波の送信処理を行う送信部１１０と、超音波エコーの受信処理を行う受信部１２０と、超音波測定の制御処理を行う処理部１３０とを含む。処理部１３０は、被検体と超音波測定用シート２００との境界面からの超音波エコー又は超音波測定用シート２００からの超音波エコーによる受信信号に基づいて、超音波プローブ３００の傾き情報を取得する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波の送信処理を行う送信部と、
超音波エコーの受信処理を行う受信部と、
超音波測定の制御処理を行う処理部と、
を含み、
前記処理部は、
被検体と超音波測定用シートとの境界面からの超音波エコー又は前記超音波測定用シートからの超音波エコーによる受信信号に基づいて、超音波プローブの傾き情報を取得することを特徴とする超音波測定装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記処理部は、
前記受信信号に基づいて、前記境界面の超音波測定における深度情報を取得し、前記深度情報に基づいて前記傾き情報を取得することを特徴とする超音波測定装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記処理部は、
前記深度情報と前記超音波測定用シートの基準厚み情報との比較処理を行って、前記傾き情報を取得することを特徴とする超音波測定装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記深度情報は、前記超音波測定用シートの前記超音波プローブに対向する面から前記超音波測定用シートと前記被検体との前記境界面までの、超音波の出射方向における深度情報であることを特徴とする超音波測定装置。
【請求項５】
請求項３又は４において、
前記処理部は、
前記受信信号に基づくＡモード波形における振幅値又は前記受信信号に基づくＢモード画像における輝度値を、所定のしきい値と比較する処理を行うことによって、前記境界面を特定することを特徴とする超音波測定装置。
【請求項６】
請求項３又は４において、
前記処理部は、
前記受信信号に基づくＢモード画像における各深度での輝度の分散を算出し、算出した前記輝度の分散に基づいて、前記超音波測定用シートと前記被検体との前記境界面を特定することを特徴とする超音波測定装置。
【請求項７】
請求項３乃至６のいずれかにおいて、
前記処理部は、
前記受信信号に基づいて、前記超音波測定用シートに記録されたコード情報の解析処理を行い、前記コード情報に基づいて前記超音波測定用シートの前記基準厚み情報を取得することを特徴とする超音波測定装置。
【請求項８】
請求項３乃至６のいずれかにおいて、
前記処理部は、
前記受信信号に基づいて、前記超音波測定用シートに記録されたコード情報を取得する処理を行い、取得した前記コード情報に基づいて、前記超音波測定用シートに対する前記超音波プローブのスキャン場所を特定し、
前記受信信号に基づいて、特定された前記スキャン場所における前記超音波プローブの前記傾き情報を取得することを特徴とする超音波測定装置。
【請求項９】
請求項７又は８において、
前記超音波測定用シートは、
超音波透過媒体と、
前記超音波透過媒体に埋め込まれた複数の反射体と、
を有し、
前記複数の反射体の反射率、個数、形状、サイズのうちの少なくとも１つにより前記コード情報が記録され、
前記受信部は、前記複数の反射体からの超音波エコーを受信する処理を行って受信信号を前記処理部に対して出力し、
前記処理部は、前記受信部からの前記受信信号に基づいて、前記コード情報の解析処理を行うことを特徴とする超音波測定装置。
【請求項１０】
請求項１において、
前記超音波測定用シートは、
超音波透過媒体と、
前記超音波透過媒体に配列された複数の反射体と、
を有し、
前記受信部は、前記複数の反射体からの超音波エコーを受信する処理を行って受信信号を前記処理部に対して出力し、
前記処理部は、前記受信信号に基づいて前記複数の反射体による反射回数を解析し、前記反射回数に基づいて前記超音波プローブの前記傾き情報を取得することを特徴とする超音波測定装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれかにおいて、
前記処理部は、
取得した前記傾き情報に基づいて、前記超音波プローブが傾いていると判断した場合に、前記超音波プローブが傾いていることを報知する報知データを生成して出力することを特徴とする超音波測定装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれかに記載の超音波測定装置と、
表示用画像データを表示する表示部と、
を含むことを特徴とする超音波画像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波測定装置及び超音波画像装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
対象物に向けて超音波を照射し、対象物内部における音響インピーダンスの異なる界面からの反射波を受信して対象物の画像等を取得するための装置として、超音波測定装置、或いは超音波画像装置がある。これらの装置を用いて、皮下脂肪の厚さ又は筋肉の厚さなどを計測することができる。
【０００３】
例えば特許文献１には、超音波プローブを手動で被検体表面に沿って移動させ、平行移動量および回転量を光学式位置センサーおよび角速度センサーで検出することによってＢモード画像を取得し、皮下脂肪の厚さを決定する手法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−７７７５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながらこの手法では、腕や脚といった曲面が多い部分を測定する場合に、被検体に対して超音波プローブが傾きやすく、正確な測定が難しいなどの問題がある。
【０００６】
本発明の幾つかの態様によれば、超音波プローブの傾き情報を取得し、超音波プローブが傾いている場合に、ユーザーに対して報知することができる超音波測定装置及び超音波画像装置等を提供できる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、超音波の送信処理を行う送信部と、超音波エコーの受信処理を行う受信部と、超音波測定の制御処理を行う処理部と、を含み、前記処理部は、被検体と超音波測定用シートとの境界面からの超音波エコー又は前記超音波測定用シートからの超音波エコーによる受信信号に基づいて、超音波プローブの傾き情報を取得する超音波測定装置に関係する。
【０００８】
本発明の一態様によれば、処理部が超音波プローブの傾き情報を取得することができるから、超音波プローブの傾きの有無をユーザーに対して報知することができる。その結果、ユーザーは超音波プローブを被検体に対して傾きのない状態に保持して測定することができる。
【０００９】
また本発明の一態様では、前記処理部は、前記受信信号に基づいて、前記境界面の超音波測定における深度情報を取得し、前記深度情報に基づいて前記傾き情報を取得してもよい。
【００１０】
このようにすれば、処理部は、被検体と超音波測定用シートとの境界面の超音波測定における深度情報を取得することで、超音波プローブの傾き情報を取得することができる。
【００１１】
また本発明の一態様では、前記処理部は、前記深度情報と前記超音波測定用シートの基準厚み情報との比較処理を行って、前記傾き情報を取得してもよい。
【００１２】
このようにすれば、処理部は、深度情報及び超音波測定用シートの基準厚み情報に基づいて、超音波プローブの傾き情報を取得することができる。
【００１３】
また本発明の一態様では、前記深度情報は、前記超音波測定用シートの前記超音波プローブに対向する面から前記超音波測定用シートと前記被検体との前記境界面までの、超音波の出射方向における深度情報であってもよい。
【００１４】
このようにすれば、超音波プローブが被検体に対して傾いている場合には、深度情報に基づく深度は超音波測定用シートの基準の厚さより大きくなるから、処理部は、深度情報と超音波測定用シートの基準厚み情報とを比較することで、超音波プローブの傾き情報を取得することができる。
【００１５】
また本発明の一態様では、前記処理部は、前記受信信号に基づくＡモード波形における振幅値又は前記受信信号に基づくＢモード画像における輝度値を、所定のしきい値と比較する処理を行うことによって、前記境界面を特定してもよい。
【００１６】
このようにすれば、処理部は、境界面からの超音波エコーによるＡモード波形又はＢモード画像に基づいて、被検体と超音波測定用シートとの境界面を特定することができるから、境界面の超音波測定における深度情報を取得することができる。
【００１７】
また本発明の一態様では、前記処理部は、前記受信信号に基づくＢモード画像における各深度での輝度の分散を算出し、算出した前記輝度の分散に基づいて、前記超音波測定用シートと前記被検体との前記境界面を特定してもよい。
【００１８】
このようにすれば、処理部は、Ｂモード画像の輝度の分散に基づいて、被検体と超音波測定用シートとの境界面を特定することができるから、境界面からの超音波エコーが弱い場合であっても、境界面の超音波測定における深度情報を取得することができる。
【００１９】
また本発明の一態様では、前記処理部は、前記受信信号に基づいて、前記超音波測定用シートに記録されたコード情報の解析処理を行い、前記コード情報に基づいて前記超音波測定用シートの前記基準厚み情報を取得してもよい。
【００２０】
このようにすれば、処理部は、コード情報の解析処理を行って、使用する超音波測定用シートに対応する適正な基準厚み情報を取得することができるから、適正な基準厚み情報を用いて、超音波プローブの傾き情報を取得することができる。
【００２１】
また本発明の一態様では、前記処理部は、前記受信信号に基づいて、前記超音波測定用シートに記録されたコード情報を取得する処理を行い、取得した前記コード情報に基づいて、前記超音波測定用シートに対する前記超音波プローブのスキャン場所を特定し、前記受信信号に基づいて、特定された前記スキャン場所における前記超音波プローブの前記傾き情報を取得してもよい。
【００２２】
このようにすれば、処理部は、超音波プローブの超音波測定用シートに対するスキャン場所を特定し、特定されたスキャン場所における超音波プローブの傾き情報を取得することができる。その結果、超音波測定装置の操作に慣れていないユーザーでも、超音波プローブを適正なスキャン場所で傾きのない状態で保持して超音波測定を行うことなどができる。
【００２３】
また本発明の一態様では、前記超音波測定用シートは、超音波透過媒体と、前記超音波透過媒体に埋め込まれた複数の反射体と、を有し、前記複数の反射体の反射率、個数、形状、サイズのうちの少なくとも１つにより前記コード情報が記録され、前記受信部は、前記複数の反射体からの超音波エコーを受信する処理を行って受信信号を前記処理部に対して出力し、前記処理部は、前記受信部からの前記受信信号に基づいて、前記コード情報の解析処理を行ってもよい。
【００２４】
このようにすれば、処理部は、複数の反射体の反射率、個数、形状、サイズのうちの少なくとも１つにより記録されたコード情報を解析して、超音波測定用シートの基準厚み情報を取得し、或いは超音波プローブのスキャン場所を特定することができる。
【００２５】
また本発明の一態様では、前記超音波測定用シートは、超音波透過媒体と、前記超音波透過媒体に配列された複数の反射体と、を有し、前記受信部は、前記複数の反射体からの超音波エコーを受信する処理を行って受信信号を前記処理部に対して出力し、前記処理部は、前記受信信号に基づいて前記複数の反射体による反射回数を解析し、前記反射回数に基づいて前記超音波プローブの前記傾き情報を取得してもよい。
【００２６】
このようにすれば、処理部は、複数の反射体を有する超音波測定用シートを用いて、複数の反射体による反射回数を解析することで、超音波プローブの傾き情報を取得することができる。
【００２７】
また本発明の一態様では、前記処理部は、取得した前記傾き情報に基づいて、前記超音波プローブが傾いていると判断した場合に、前記超音波プローブが傾いていることを報知する報知データを生成して出力してもよい。
【００２８】
このようにすれば、ユーザーは超音波プローブの傾きの有無を認識することができるから、超音波プローブを被検体に対して傾きのない状態に保持して測定することができる。その結果、例えば被検体の脂肪層の厚さや筋肉層の厚さなどを正確に測定することなどが可能になる。
【００２９】
本発明の他の態様は、上記いずれかに記載の超音波測定装置と、表示用画像データを表示する表示部と、を含む超音波画像装置に関係する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】超音波測定装置及び超音波画像装置の基本的な構成例。
【図２】図２（Ａ）、図２（Ｂ）は、超音波プローブの基本的な構成例。
【図３】図３（Ａ）、図３（Ｂ）は、第１の構成例による深度情報の取得を説明する図。
【図４】図４（Ａ）、図４（Ｂ）は、第１の構成例による超音波プローブの傾きがある場合の深度情報の取得を説明する図。
【図５】超音波プローブの傾きの角度の検出を説明する図。
【図６】第１の構成例による超音波プローブの傾き情報を取得する処理のフローチャートの一例。
【図７】図７（Ａ）、図７（Ｂ）は、第２の構成例による深度情報の取得を説明する図。
【図８】第２の構成例による超音波プローブの傾き情報を取得する処理のフローチャートの一例。
【図９】図９（Ａ）、図９（Ｂ）は、第３の構成例と共に用いる超音波測定用シートの構成例。
【図１０】図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）は、第３の構成例による超音波プローブの傾き情報の取得を説明する図。
【図１１】複数の反射体による反射回数を説明する図。
【図１２】複数の反射体からの超音波エコーによる超音波画像の一例。
【図１３】第３の構成例による超音波プローブの傾き情報を取得する処理のフローチャートの一例。
【図１４】図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）は、第４の構成例と共に用いる超音波測定用シート２００の構成例。
【図１５】図１５（Ａ）は、コード情報の一例。図１５（Ｂ）は、輝度テーブルの一例。
【図１６】反射体群の超音波画像の例。
【図１７】第４の構成例によるコード情報の解析処理のフローチャートの一例。
【図１８】第５の構成例と共に用いる超音波測定用シートの構成例。
【図１９】図１９（Ａ）、図１９（Ｂ）は、超音波画像装置の具体的な構成例。図１９（Ｃ）は、超音波プローブの具体的な構成例。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００３２】
１．超音波測定装置
１−（１）基本的な構成例
図１に本実施形態の超音波測定装置１００及び超音波画像装置４００の基本的な構成例を示す。本実施形態の超音波測定装置１００は、送信部１１０、受信部１２０及び処理部１３０を含む。また、本実施形態の超音波画像装置４００は、超音波測定装置１００、表示部４１０（広義には報知部４２０）を含む。なお、本実施形態の超音波測定装置１００及び超音波画像装置４００は図１の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素に置き換えたり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。
【００３３】
送信部１１０は、超音波の送信処理を行う。具体的には、送信部１１０が超音波プローブ３００に対して電気信号である送信信号（駆動信号）を出力し、超音波プローブ３００が超音波測定用シート２００を介して超音波を対象物に送信する。超音波プローブ３００は超音波トランスデューサーデバイス（図示せず）を含み、超音波トランスデューサーデバイスが電気信号である送信信号を超音波に変換する。
【００３４】
受信部１２０は、超音波エコーの受信処理を行う。具体的には、超音波プローブ３００が有する超音波トランスデューサーデバイスが対象物（被検体）及び超音波測定用シート２００からの超音波エコーを電気信号に変換する。受信部１２０は、超音波トランスデューサーデバイスからの電気信号である受信信号（アナログ信号）に対して増幅、検波、Ａ／Ｄ変換、位相合わせなどの受信処理を行い、受信処理後の信号である受信信号（デジタルデータ）を処理部１３０に対して出力する。
【００３５】
処理部１３０は、超音波測定の制御処理を行う。具体的には、送信部１１０及び受信部１２０の制御処理や受信部１２０からの受信信号に基づいて超音波画像データを生成する処理を行う。処理部１３０は、例えばＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）で実現することができる。
【００３６】
また、処理部１３０は、被検体と超音波測定用シート２００との境界面からの超音波エコー、又は超音波測定用シート２００からの超音波エコーによる受信信号に基づいて、超音波プローブ３００の傾き情報を取得する。具体的には、処理部１３０は、受信信号に基づいて、被検体と超音波測定用シート２００との境界面の超音波測定における深度情報を取得し、深度情報と超音波測定用シート２００の基準厚み情報とを比較する処理を行って、傾き情報を取得する。
【００３７】
深度情報は、超音波測定用シート２００の超音波プローブ３００に対向する面から超音波測定用シート２００と被検体との境界面までの、超音波の出射方向における深度（深さ）についての情報である。具体的には、例えば超音波測定によって得られたＢモード画像において境界面に対応する位置の深度方向のピクセル値である。
【００３８】
傾き情報は、超音波プローブ３００の軸方向が被検体表面の法線方向に対して傾いているか否かの情報である。或いは、超音波プローブ３００の軸方向が超音波測定用シート２００と被検体との境界面の法線方向に対して傾いているか否かの情報である。超音波プローブ３００の軸方向とは、スキャン方向及びスライス方向に垂直な方向である。超音波プローブ３００が傾いている状態とは、超音波プローブ３００の軸方向が被検体表面（又は上記境界面）の法線方向に平行でない状態である。超音波プローブ３００が傾いていない状態とは、超音波プローブ３００の軸方向が被検体表面（又は上記境界面）の法線方向に平行である状態である。
【００３９】
或いは、傾き情報は、被検体表面（又は上記境界面）と超音波プローブ３００のスキャン面との成す角度をφとした場合に、θ＝９０°−φで与えられる角度θである。超音波プローブ３００が傾いている状態とは、θ＞０°である状態であって、超音波プローブ３００が傾いていない状態とはθ＝０°である状態をいう。
【００４０】
超音波測定用シート２００の基準厚み情報は、超音波測定用シート２００の厚さ（深さ方向の長さ）についての情報であって、処理部１３０による傾き情報を取得する処理において、境界面の深度情報から超音波プローブ３００の傾き情報を取得するための基準として用いられる厚さの情報である。
【００４１】
処理部１３０は、超音波プローブ３００が傾いていると判断した場合に、超音波プローブ３００が傾いていることを報知する報知データを生成して出力する。処理部１３０による深度情報の取得及び傾き情報の判断の詳細については、後述する。
【００４２】
報知データは、表示部４１０に表示させるための表示用画像データの他、スピーカーから出力させるための音声データなどを含んでもよい。具体的には、報知データは、超音波プローブ３００が傾いていることを表示する画像（イメージ）、或いは超音波プローブ３００が傾いていることを知らせる音声メッセージのデータである。或いは、報知データは、ビープ音のピッチ又は音量を変化させる制御信号、或いはＬＥＤを発光・点滅させる制御信号、或いはバイブレーターを振動させる制御信号などについてのデータである。
【００４３】
また、処理部１３０は、複数の反射体を有する超音波測定用シート２００を用いて超音波測定を行う場合に、受信信号に基づいて複数の反射体による反射回数を解析し、反射回数に基づいて超音波プローブ３００の傾き情報を取得することもできる。反射回数に基づく傾き情報の判断の詳細については、後述する。
【００４４】
報知部４２０は、例えば液晶ディスプレイ等の表示部４１０、或いはスピーカー（図示せず）等であって、処理部１３０からの報知データをユーザーに対して報知する。表示部４１０は、例えば液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等の表示装置であって、処理部１３０からの表示用画像データを表示する。報知部４２０は、例えばビープ音を発生するビーパー、又は発光・点滅するＬＥＤ、又は振動するバイブレーターなどであってもよい。
【００４５】
超音波測定用シート２００は、超音波測定の際に超音波プローブ３００と被検体との間の音響整合（音響インピーダンスマッチング）を確保するために超音波プローブ３００と被検体との間に設けられるシートである。超音波測定用シート２００は、音響インピーダンスが被検体に近く、超音波を透過する超音波透過媒体で構成され、超音波測定の際に被検体表面に貼付される。
【００４６】
また、超音波測定用シート２００は、超音波透過媒体と異なる音響インピーダンスを有する材料で形成される複数の反射体を含んでもよい。複数の反射体からの超音波エコーによる受信信号に基づいて、処理部１３０は、超音波プローブ３００の傾き情報を取得することができる。或いは、超音波測定用シート２００に記録されたコード情報を解析して、超音波測定用シート２００の基準厚み情報又は超音波プローブ３００のスキャン場所情報を取得することができる。超音波測定用シート２００の反射体及びコード情報については、後述する。
【００４７】
本実施形態の超音波測定装置１００によれば、処理部１３０が、被検体と超音波測定用シート２００との境界面からの超音波エコー、又は超音波測定用シート２００からの超音波エコーによる受信信号に基づいて、超音波プローブ３００の傾き情報を取得することができる。そして処理部１３０が、超音波プローブ３００が傾いていると判断した場合には、超音波プローブ３００が傾いていることを報知する報知データを生成して出力することができる。このようにすることで、ユーザーは超音波プローブ３００の傾きの有無を認識することができるから、超音波プローブ３００を被検体表面に対して垂直に保持して測定することができる。その結果、被検体の脂肪層の厚さや筋肉層の厚さなどを正確に測定することなどが可能になる。
【００４８】
図２（Ａ）、図２（Ｂ）に、本実施形態の超音波測定装置１００と共に用いる超音波プローブ３００の基本的な構成例を示す。超音波プローブ３００は、超音波トランスデューサーデバイス３１０を含む。なお、超音波プローブ３００は図２（Ａ）、図２（Ｂ）の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素に置き換えたり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。
【００４９】
図２（Ａ）、図２（Ｂ）に示すように、スキャン方向をＸ方向、スライス方向をＹ方向、深さ方向をＺ方向とする。図２（Ａ）は超音波プローブ３００をＹ方向に沿って見た図（正面図）であり、図２（Ｂ）は超音波プローブ３００をＸ方向に沿って見た図（側面図）である。
【００５０】
超音波トランスデューサーデバイス３１０は、複数の超音波トランスデューサー素子（図示せず）を含む。超音波トランスデューサーデバイス３１０は、電気信号である送信信号を超音波に変換し、また対象物（被検体）及び超音波測定用シート２００からの超音波エコーを電気信号に変換する。超音波トランスデューサー素子は、例えば薄膜圧電型超音波トランスデューサー素子やバルク圧電型超音波トランスデューサー素子であってもよいし、或いは容量性微細加工超音波トランスデューサー素子（ＣＭＵＴ：Capacitive Micromachined Ultrasonic Transducer）であってもよい。
【００５１】
１−（２）第１の構成例
図３（Ａ）、図３（Ｂ）は、本実施形態の超音波測定装置１００の第１の構成例による深度情報の取得を説明する図である。第１の構成例では、処理部１３０は、受信信号に基づくＡモード波形における振幅値、又は受信信号に基づくＢモード画像における輝度値を所定のしきい値と比較することによって、被検体と超音波測定用シート２００との境界面ＢＳを特定することができる。
【００５２】
図３（Ａ）に示すように、超音波プローブ３００の傾きが無い場合、即ち被検体と超音波測定用シート２００との境界面ＢＳに直交する面（Ｘ−Ｚ平面）と超音波プローブ３００のスキャン面との成す角度が０°である場合には、超音波測定用シート２００の超音波プローブに対向する面から境界面ＢＳまでの、超音波の出射方向における深度は、超音波測定用シート２００の厚さＤＡと同一になる。
【００５３】
図３（Ｂ）は、超音波プローブ３００の傾きが無い場合の超音波画像（Ｂモード画像）の一例である。図３（Ｂ）に示すように、Ｂモード画像の境界面ＢＳに対応する部分は、境界面ＢＳからの反射波により輝度が高くなる。処理部１３０は、Ｂモード画像の輝度値と所定のしきい値とを比較することによって、境界面ＢＳの深度を特定し、境界面ＢＳの深度情報を取得することができる。具体的には、処理部１３０は、深度情報として境界面ＢＳに対応する輝度の高い部分の深さ方向の座標値ｂｚを取得する。深さ方向の座標値ｂｚは、具体的には、画像のピクセル（画素）を単位として表すことができる。図３（Ｂ）の場合には、境界面ＢＳに対応する部分の深さ方向の座標値ｂｚは、超音波測定用シート２００の厚さＤＡに相当するピクセル値ｄａになる。なお、以下の説明においては、深さ方向の座標値（ピクセル値）ｂｚを深度ｂｚとも呼ぶ。
【００５４】
図４（Ａ）、図４（Ｂ）は、本実施形態の超音波測定装置１００の第１の構成例による超音波プローブ３００の傾きがある場合の深度情報の取得を説明する図である。
【００５５】
図４（Ａ）に示すように、超音波プローブ３００の傾きがある場合には、超音波測定用シート２００の超音波プローブに対向する面から境界面ＢＳまでの、超音波の出射方向における深度ＤＸは、超音波測定用シート２００の厚さＤＡよりも大きくなる。そして図４（Ｂ）に示すように、処理部１３０がＢモード画像の輝度値と所定のしきい値とを比較することによって得られる深度ｂｚは、超音波測定用シート２００の厚さＤＡに相当する深度ｄａよりも大きい深度ｄｘになる。従って、処理部１３０は、Ｂモード画像から得られた境界面ＢＳの深度ｄｘ（広義には深度情報）と超音波測定用シート２００の厚さＤＡに相当する深度ｄａとを比較することで、超音波プローブ３００の傾きの有無を判断することができる。
【００５６】
図５は、本実施形態の超音波測定装置１００の第１の構成例による超音波プローブ３００の傾きの角度の検出を説明する図である。図５に示すように、超音波測定用シート２００の超音波プローブに対向する面から境界面ＢＳまでの、超音波の出射方向における深度ＤＸと、超音波測定用シート２００の厚さＤＡとを用いて、超音波プローブ３００の傾きの角度θは以下の式により求めることができる。
θ＝ａｒｃｃｏｓ（ＤＡ／ＤＸ）      （１）
【００５７】
従って、処理部１３０は、Ｂモード画像から得られた境界面ＢＳの深度ｄｘと、超音波測定用シート２００の厚さＤＡに相当する深度ｄａとに基づいて、式（１）を用いて超音波プローブ３００の傾きの角度θを算出することができる。
【００５８】
図６は、本実施形態の超音波測定装置１００の第１の構成例による超音波プローブ３００の傾き情報を取得する処理のフローチャートの一例である。図６に示すフローは、処理部１３０により実行される。
【００５９】
最初に、処理部１３０は、Ｂモード画像において輝度値の比較を行う対象となるピクセルのスキャン方向の座標値ｂｘを画像の中心のスキャン方向の座標値に設定する（ステップＳ１１）。スキャン方向の座標値ｂｘは、具体的には、画像のピクセルを単位として表すことができる。なお、輝度値の比較を行う対象となるピクセルの座標値ｂｘは、画像の中心のスキャン方向の座標値でなくてもよい。
【００６０】
次に、処理部１３０は、輝度値の比較を行う対象となるピクセルの深さ方向の座標値ｂｚ（深度ｂｚ）を０に設定する（ステップＳ１２）。
【００６１】
次に、処理部１３０は、スキャン方向の座標値ｂｘ、深度ｂｚに対応するピクセルの輝度値Ｌ（ｂｘ，ｂｚ）と所定のしきい値Ｌｔｈとを比較する（ステップＳ１３）。所定のしきい値Ｌｔｈは、例えば境界面ＢＳに対応するピクセルの輝度値よりも小さく、超音波測定用シート２００に対応するピクセルの輝度値よりも大きい値である。
【００６２】
輝度値Ｌ（ｂｘ，ｂｚ）が所定のしきい値Ｌｔｈより大きい場合には、処理部１３０は、対象とするピクセルが境界面ＢＳに対応するピクセルであると判断する（ステップＳ１４）。即ち、処理部１３０は、対象とするピクセルの深度ｂｚが境界面ＢＳの深度であると判断する。
【００６３】
一方、輝度値Ｌ（ｂｘ，ｂｚ）が所定のしきい値Ｌｔｈ以下である場合には、処理部１３０は深度ｂｚをインクリメントする、即ちｂｚ＝ｂｚ＋１とする（ステップＳ１５）。そしてステップＳ１３に戻って輝度値の比較を繰り返す。このようにして、処理部１３０は、深度ｂｚをインクリメントしながら、輝度値Ｌ（ｂｘ，ｂｚ）がしきい値Ｌｔｈより大きくなるまでステップＳ１３、Ｓ１５を繰り返す。
【００６４】
ステップＳ１４に続くステップＳ１６では、境界面ＢＳの深度ｂｚと超音波測定用シート２００の厚さＤＡに相当する深度ｄａとの差分の絶対値ａｂｓ（ｂｚ−ｄａ）が誤差の許容値ｅｒｒ以下であるか否かを判断する。この誤差の許容値ｅｒｒは、例えば超音波測定用シート２００の厚さＤＡのばらつきに対応する値よりも大きく、超音波プローブ３００の傾きの有無を精度良く判断するために許容される値よりも小さい値である。
【００６５】
差分の絶対値ａｂｓ（ｂｚ−ｄａ）が誤差の許容値ｅｒｒ以下である場合には、処理部１３０は、超音波プローブ３００の傾きはないと判断する（ステップＳ１７）。
【００６６】
一方、差分の絶対値ａｂｓ（ｂｚ−ｄａ）が誤差の許容値ｅｒｒより大きい場合には、処理部１３０は、超音波プローブ３００の傾きがあると判断する（ステップＳ１８）。そして処理部１３０は、超音波プローブ３００が傾いていることを報知する報知データを生成して、報知部４２０に対して出力する（ステップＳ１９）。
【００６７】
図６に示すフローは、処理部１３０がＢモード画像における輝度値に基づいて境界面ＢＳを特定するものであるが、処理部１３０は、Ａモード波形における振幅値に基づいて境界面ＢＳを特定してもよい。具体的には、処理部１３０は、受信信号の振幅値を所定のしきい値と比較し、超音波が出射されるタイミングから振幅値が所定のしきい値より大きくなるタイミングまでの時間（遅延時間）を検出する。そして処理部１３０は、その遅延時間に基づいて境界面ＢＳを特定することができる。即ち、境界面ＢＳの深度（広義には深度情報）を取得することができる。
【００６８】
このように本実施形態の超音波測定装置１００の第１の構成例によれば、処理部１３０は、Ａモード波形の振幅値、又はＢモード画像の輝度値を所定のしきい値と比較することで超音波測定用シート２００と被検体との境界面ＢＳを特定することができる。そして処理部１３０は、境界面ＢＳの深度情報と超音波測定用シート２００の基準厚み情報とを比較する処理を行って、超音波プローブ３００の傾き情報を取得することができる。
【００６９】
１−（３）第２の構成例
図７（Ａ）、図７（Ｂ）は、本実施形態の超音波測定装置１００の第２の構成例による深度情報の取得を説明する図である。第２の構成例では、処理部１３０は、受信信号に基づくＢモード画像における各深度での輝度の分散を算出し、算出した輝度の分散に基づいて、超音波測定用シート２００と被検体との境界面ＢＳを特定することができる。
【００７０】
超音波測定用シート２００と被検体との音響インピーダンスが同一又はほとんど同一である場合には、境界面ＢＳにおける超音波の反射が弱くなり、Ｂモード画像において境界面ＢＳに対応する部分の輝度が高くならないことがある。このような場合には、上述した第１の構成例の超音波測定装置１００では、境界面ＢＳを特定することが難しくなるが、第２の構成例の超音波測定装置１００によれば、輝度の分散に基づいて境界面ＢＳを特定することができる。
【００７１】
図７（Ａ）は、超音波測定用シート２００と被検体との音響インピーダンスが同一又はほとんど同一である場合、即ち境界面ＢＳで超音波の反射が生じない場合の超音波画像（Ｂモード画像）の一例である。
【００７２】
図７（Ａ）に示すように、境界面ＢＳで超音波の反射がないために、境界面ＢＳに対応する部分の輝度は高くない。また、超音波測定用シート２００は均一な音響インピーダンスを有する超音波透過媒体により形成されているから、超音波測定用シート２００の内部からの反射波はほとんどない。従って、Ｂモード画像において超音波測定用シート２００に対応する部分の輝度は低く且つ均一である。一方、被検体（例えば人体）は様々な組織を含んでいるので、その音響インピーダンスは均一でない。従って、Ｂモード画像において、被検体に対応する部分の輝度は均一でない。そこで、処理部１３０は、Ｂモード画像における各深度での輝度の分散を算出し、算出した輝度の分散に基づいて、超音波測定用シート２００と被検体との境界面ＢＳを特定することができる。
【００７３】
図７（Ｂ）は、処理部１３０による各深度での輝度の分散の算出を説明する図である。図７（Ｂ）に示すように、処理部１３０は、Ｂモード画像においてスキャン方向の座標値ｂｘ＝０〜Ｎ（Ｎは自然数）、深度ｂｚ＝０のＮ＋１個のピクセルについて輝度の分散Ｌｖａｒ（０）を求める。次にｂｘ＝０〜Ｎ、ｂｚ＝１のＮ＋１個のピクセルについて輝度の分散Ｌｖａｒ（１）を求める。そして処理部１３０は、ｂｚ＝２、３、４、・・・について輝度の分散Ｌｖａｒ（２）、Ｌｖａｒ（３）、Ｌｖａｒ（４）、・・・を求める。
【００７４】
輝度の分散Ｌｖａｒ（ｂｚ）は、次式で与えられる。
【数１】
2014176544.tif 000003
ここでＡＬ（ｂｚ）は、深度ｂｚのＮ＋１個のピクセルについての輝度の平均値であり、次式で与えられる。
【数２】
2014176544.tif 000004
【００７５】
超音波測定用シート２００に対応する部分の輝度は均一であるから、輝度の分散は小さい。一方、被検体に対応する部分の輝度は均一でないから、輝度の分散は超音波測定用シート２００に対応する部分よりも大きくなる。従って、処理部１３０は、各深度ｂｚにおける輝度の分散に基づいて、超音波測定用シート２００と被検体との境界面ＢＳを特定することができる。具体的には、処理部１３０は、各深度ｂｚにおける輝度の分散が所定のしきい値より大きい場合には、その深度ｂｚを境界面ＢＳの深度であると判断することができる。
【００７６】
図８は、本実施形態の超音波測定装置１００の第２の構成例による超音波プローブ３００の傾き情報を取得する処理のフローチャートの一例である。図８に示すフローは、処理部１３０により実行される。
【００７７】
最初に、処理部１３０は、輝度の分散を算出するピクセルの深度ｂｚを０に設定する（ステップＳ２１）。次に、処理部１３０は、ｂｘ＝０〜ＮのＮ＋１個のピクセルについて輝度の分散Ｌｖａｒ（ｂｚ）を算出する（ステップＳ２２）。
【００７８】
次に、処理部１３０は、輝度の分散Ｌｖａｒ（ｂｚ）と所定のしきい値Ｌｖａｒ＿ｔｈより大きいか否かを判断する（ステップＳ２３）。所定のしきい値Ｌｖａｒ＿ｔｈは、例えばＢモード画像において超音波測定用シート２００に対応する部分の輝度の分散より大きく、被検体に対応する部分の輝度の分散より小さい値である。
【００７９】
輝度の分散Ｌｖａｒ（ｂｚ）が所定のしきい値Ｌｖａｒ＿ｔｈより大きい場合には、処理部１３０は、深度ｂｚが境界面ＢＳの深度であると判断する（ステップＳ２４）。
【００８０】
一方、輝度の分散Ｌｖａｒ（ｂｚ）が所定のしきい値Ｌｖａｒ＿ｔｈ以下である場合には、処理部１３０は、深度ｂｚをインクリメントする、即ちｂｚ＝ｂｚ＋１とする（ステップＳ２５）。そしてステップＳ２２、Ｓ２３を繰り返す。このようにして、処理部１３０は、深度ｂｚをインクリメントしながら、輝度の分散Ｌｖａｒ（ｂｚ）が所定のしきい値Ｌｖａｒ＿ｔｈより大きくなるまでステップＳ２２、Ｓ２３、Ｓ２５を繰り返す。
【００８１】
ステップＳ２４に続くステップＳ２６では、境界面ＢＳの深度ｂｚと超音波測定用シート２００の厚さＤＡに相当する深度ｄａとの差分の絶対値ａｂｓ（ｂｚ−ｄａ）が誤差の許容値ｅｒｒ以下であるか否かを判断する。
【００８２】
ステップＳ２６〜Ｓ２９は、既に説明した構成例１によるフロー（図６）と同じであるから、ここでは詳細な説明を省略する。
【００８３】
このように本実施形態の超音波測定装置１００の第２の構成例によれば、処理部１３０は、Ｂモード画像における各深度での輝度の分散を算出し、算出した輝度の分散に基づいて、超音波測定用シート２００と被検体との境界面ＢＳを特定することができる。そして処理部１３０は、境界面ＢＳの深度情報と超音波測定用シート２００の基準厚み情報とを比較する処理を行って、超音波プローブ３００の傾き情報を取得することができる。
【００８４】
１−（４）第３の構成例
図９（Ａ）、図９（Ｂ）に、本実施形態の超音波測定装置１００の第３の構成例と共に用いる超音波測定用シート２００の構成例を示す。超音波測定用シート２００は、超音波透過媒体２１０、複数の反射体２２２を含む。図９（Ａ）は超音波測定用シート２００の上面図であり、図９（Ｂ）は超音波測定用シート２００の断面図である。超音波測定用シート２００の一辺に平行な方向をＸ方向とし、Ｘ方向に垂直でシート面に平行な方向をＹ方向とする。また、シート面に垂直な方向、即ちシートの厚み方向をＺ方向とする。
【００８５】
超音波透過媒体２１０は、超音波を透過し、音響インピーダンスが被検体に近く、減衰が少ない材料で形成されることが望ましい。例えば、オイルゲル、アクリルアミド、ハイドロゲルなどで形成される。そして、この超音波透過媒体２１０は、被検体に密着して使用される。
【００８６】
複数の反射体２２０は、各反射体が細い円柱形状を有し、超音波透過媒体２１０と異なる音響インピーダンスを有する材料で形成され、長手方向がＺ方向になるように超音波透過媒体２１０に設けられる。各反射体は、Ｘ−Ｙ平面において等間隔に配列される。複数の反射体２２２は超音波透過媒体２１０と異なる音響インピーダンスを有するから、超音波測定用シート２００に入射した超音波の一部が反射される。反射体２２２の材料として、例えばゴムを用いることができる。なお、複数の反射体２２０の形状は細い円柱形状に限定されるものではなく、例えば細い角柱形状であってもよい。
【００８７】
図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）は、本実施形態の超音波測定装置１００の第３の構成例による超音波プローブ３００の傾き情報の取得を説明する図である。図１０（Ａ）は、超音波プローブ３００の傾きが無い場合であり、図１０（Ｂ）は、超音波プローブ３００の傾きが有る場合である。
【００８８】
図１０（Ａ）に示すように、超音波プローブ３００の傾きが無い場合には、超音波プローブ３００から出射された超音波は、複数の反射体２２２のいずれにも反射されずに超音波測定用シート２００を透過するか、或いは、複数の反射体２２２のうちのいずれか１つにより、超音波の一部が反射される。
【００８９】
一方、超音波プローブ３００の傾きが有る場合には、図１０（Ｂ）に示すように、超音波プローブ３００から出射された超音波は、複数の反射体２２２のうちの２つ以上の反射体によって超音波の一部が反射される。従って、処理部１３０は、複数の反射体２２２からの超音波エコーによる受信信号に基づいて複数の反射体２２２による反射回数を解析し、反射回数に基づいて超音波プローブ３００の傾き情報を取得することができる。
【００９０】
図１１は、複数の反射体２２２による反射回数を説明する図である。複数の反射体２２２の各反射体の長手方向の長さをＬＡとし、反射体間のスペースをＳＡとする。図１１のＢ１〜Ｂ５に示す超音波の出射方向（スキャン面）について、反射回数を説明する。
【００９１】
超音波プローブ３００の傾きが無い場合には、スキャン面は図１１のＢ１又はＢ２に示すようになる。図１１のＢ１の場合には、超音波は反射体２２２に反射されることなく透過するから、反射回数は０である。また、図１１のＢ２の場合には、超音波は１つの反射体２２２の一端と他端で反射されるから、反射回数は２である。
【００９２】
超音波プローブ３００の傾きが有る場合には、スキャン面は例えば図１１のＢ３、Ｂ４、Ｂ５に示すようになる。図１１のＢ３の場合には、１つの反射体２２２の一端（超音波プローブ側）と隣接する反射体２２２の他端（被検体側）とで反射されるから、反射回数は２である。さらに超音波プローブ３００の傾きが大きい図１１のＢ４の場合には、１つの反射体２２２で２回反射し、隣接する反射体２２２で１回反射されるから、反射回数は３である。そしてさらに超音波プローブ３００の傾きが大きい図１１のＢ５の場合には、１つの反射体２２２で１回反射し、隣接する反射体２２２で２回反射され、さらに別の隣接する反射体２２２で１回反射されるから、反射回数は４である。図示していないが、さらに超音波プローブ３００の傾きが大きくなると、反射回数は５、又はそれ以上になる。
【００９３】
このように、超音波プローブ３００の傾きが大きくなるほど、反射回数は増加する。従って、処理部１３０が複数の反射体２２２からの超音波エコーによる受信信号に基づいて反射回数を解析することで、超音波プローブ３００の傾きの有無を判断することができる。具体的には、図１１に示したように、反射回数が３以上である場合に、処理部１３０は超音波プローブ３００の傾きが有ると判断することができる。
【００９４】
図１１のＢ２、Ｂ３の場合には、共に反射回数が２となって、両者を区別することができない。しかし、反射体２２２の長さＬＡをスペースＳＡよりも十分に大きく（例えばＬＡ≧１０×ＳＡ）することで、図１１のＢ３の場合の超音波プローブ３００の傾きを無視できる程度に小さくすることができるから、実用上の問題はない。
【００９５】
図１２に、本実施形態の超音波測定装置１００の第３の構成例による、複数の反射体２２２からの超音波エコーによる超音波画像（Ｂモード画像）の一例を示す。図１２には、反射回数が０である場合（図１１のＢ１の場合）、反射回数が２の場合（図１１のＢ２、Ｂ３の場合）、反射回数が３の場合（図１１のＢ４の場合）及び反射回数が４の場合（図１１のＢ５の場合）について、Ｂモード画像の一例を示す。
【００９６】
図１２に示すように、超音波測定装置１００の第３の構成例によれば、Ｂモード画像における輝度が所定のしきい値より高い部分の個数を深さ方向に向かってカウントすることで、複数の反射体２２２による反射回数を解析することができる。
【００９７】
図１３は、本実施形態の超音波測定装置１００の第３の構成例による超音波プローブ３００の傾き情報を取得する処理のフローチャートの一例である。図１３に示すフローは、処理部１３０により実行される。
【００９８】
最初に、処理部１３０は、Ｂモード画像において輝度値の比較を行う対象となるピクセルのスキャン方向の座標値ｂｘを０に設定する（ステップＳ３１）。
【００９９】
次に、処理部１３０は、輝度値の比較を行う対象となるピクセルの深度ｂｚを０に設定し、反射回数のカウント値ｎを０に設定する（ステップＳ３２）。
【０１００】
次に、処理部１３０は、スキャン方向の座標値ｂｘ、深度ｂｚに対応するピクセルの輝度値Ｌ（ｂｘ，ｂｚ）と所定のしきい値Ｌｔｈとを比較する（ステップＳ３３）。所定のしきい値Ｌｔｈは、例えば反射体２２２に対応するピクセルの輝度値よりも小さく、超音波測定用シート２００の反射体以外の部分に対応するピクセルの輝度値よりも大きい値である。
【０１０１】
輝度値Ｌ（ｂｘ，ｂｚ）が所定のしきい値Ｌｔｈより大きい場合には、処理部１３０は、反射回数のカウント値ｎをインクリメントする（ステップＳ３４）。一方、輝度値Ｌ（ｂｘ，ｂｚ）が所定のしきい値Ｌｔｈ以下である場合には、処理部１３０は、反射回数のカウント値ｎをインクリメントしない。
【０１０２】
次に、処理部１３０は、深度ｂｚをインクリメント、即ちｂｚ＝ｂｚ＋１とし（ステップＳ３５）、深度ｂｚが超音波測定用シート２００の厚さＤＡに相当する深度ｄａより大きいか否かを判断する（ステップＳ３６）。
【０１０３】
深度ｂｚがｄａ以下である場合には、処理部１３０はステップＳ３３に戻り、輝度値Ｌ（ｂｘ，ｂｚ）と所定のしきい値Ｌｔｈとを比較する。そして輝度値Ｌ（ｂｘ，ｂｚ）が所定のしきい値Ｌｔｈより大きい場合には、処理部１３０は、反射回数のカウント値ｎをインクリメントする（ステップＳ３４）。このようにして、処理部１３０は、深度ｂｚが超音波測定用シート２００の厚さＤＡに相当する深度ｄａより大きくなるまで、反射回数をカウントする。
【０１０４】
深度ｂｚがｄａより大きい場合には、処理部１３０は、反射回数のカウント値ｎが３以上であるか否かを判断する（ステップＳ３７）。反射回数のカウント値ｎが３以上である場合には、処理部１３０は、超音波プローブ３００の傾きが有ると判断する（ステップＳ３８）。そして処理部１３０は、超音波プローブ３００が傾いていることを報知する報知データを生成して、報知部４２０に対して出力する（ステップＳ３９）。
【０１０５】
一方、反射回数のカウント値ｎが３より小さい場合には、処理部１３０は、スキャン方向の座標値ｂｘをインクリメント、即ちｂｘ＝ｂｘ＋１とし（ステップＳ４０）、座標値ｂｘがスキャン幅ｗｉｄｔｈより小さいか否かを判断する（ステップＳ４１）。スキャン幅ｗｉｄｔｈは、例えばＢモード画像におけるスキャン方向に沿ったピクセル数に対応する値である。
【０１０６】
座標値ｂｘがスキャン幅ｗｉｄｔｈより小さい場合には、処理部１３０は、ステップＳ３２に戻って、ステップＳ３２〜Ｓ３７の反射回数のカウント処理を繰り返す。このようにして、処理部１３０は、反射回数のカウント値ｎが３以上になるまで、或いは反射回数のカウント値ｎが３以上にならない場合にはスキャン方向の座標値ｂｘがスキャン幅ｗｉｄｔｈ以上になるまで、反射回数のカウント処理を繰り返す。
【０１０７】
反射回数のカウント値ｎが３以上になることがなく、スキャン方向の座標値ｂｘがスキャン幅ｗｉｄｔｈ以上になった場合には、処理部１３０は、超音波プローブ３００の傾きはないと判断する（ステップＳ４２）。
【０１０８】
図１３に示すフローは、処理部１３０がＢモード画像における輝度値に基づいて反射回数をカウントするものであるが、処理部１３０は、Ａモード波形における振幅値に基づいて反射回数をカウントしてもよい。具体的には、処理部１３０は、超音波が出射されるタイミングから所定の遅延時間内における受信信号の振幅値を所定のしきい値と比較し、所定のしきい値より大きい振幅値を有する信号パルスの個数をカウントすることで、反射回数をカウントすることができる。
【０１０９】
このように本実施形態の超音波測定装置１００の第３の構成例によれば、処理部１３０は、受信信号に基づいて超音波測定用シート２００が有する複数の反射体２２２による反射回数を解析し、反射回数に基づいて超音波プローブ３００の傾き情報を取得することができる。
【０１１０】
１−（５）第４の構成例
図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）に、本実施形態の超音波測定装置１００の第４の構成例と共に用いる超音波測定用シート２００の構成例を示す。図１４（Ａ）は超音波測定用シート２００の上面図であり、図１４（Ｂ）は超音波測定用シート２００の断面図である。超音波測定用シート２００は、超音波透過媒体２１０及び複数の反射体２２０（２２０−１〜２２０−４）を含む。
【０１１１】
図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）に示す超音波測定用シート２００は、複数の反射体２２０によりコード情報を記録することができる。超音波透過媒体２１０については、図９で説明したので、ここでは詳細な説明を省略する。
【０１１２】
複数の反射体２２０は、超音波透過媒体２１０と異なる音響インピーダンスを有する材料で形成され、超音波透過媒体２１０に埋め込まれる。複数の反射体２２０は超音波透過媒体２１０と異なる音響インピーダンスを有するから、超音波が反射される。反射体２２０の材料として、例えばゴムを用いることができる。複数の反射体２２０の反射率、個数、形状、サイズのうちの少なくとも１つによりコード情報が記録される。具体的には、反射率、個数、形状、サイズのうちの少なくとも１つを所定の値に設定することで、コード情報が記録される。例えば反射体２２０の反射率を予め定めた複数の反射率のうちのいずれかに設定することで、コード情報を記録することができる。
【０１１３】
超音波透過媒体２１０の音響インピーダンスをＺ１とし、反射体２２０の音響インピーダンスをＺ２とすると、反射体２２０の反射率Ｒは、次式で与えられる。
Ｒ＝（Ｚ２−Ｚ１）／（Ｚ１＋Ｚ２）        （４）
また、音響インピーダンスＺは、次式で与えられる。
Ｚ＝ρ×ｃ                                （５）
ここで、ρは媒質の密度、ｃは媒質中での音速である。
【０１１４】
従って、反射体２２０の材質を変化させることで、その音響インピーダンスＺ２を可変に設定することができる。例えば反射体２２０の材料としてシリコーン系ゴム等を基材とし、金属等の充填剤を混合することで、反射体２２０の音響インピーダンスＺ２を変化させることができる。具体的には、充填剤の割合を４段階に変えることで、反射体２２０の反射率Ｒを４段階に設定することができる。充填剤を多くするほど、充填剤の音響インピーダンスへと近づいていく。
【０１１５】
超音波測定用シート２００は、複数の反射体２２０として、超音波透過媒体２１０に配列された複数の反射体群２３０を含んでもよい。複数の反射体群２３０の各反射体群は、超音波測定用シート２００の深さ方向（Ｚ方向）に沿って配列される第１の反射体〜第ｐ（ｐは２以上の整数）の反射体を含む。図１４（Ｂ）に示す反射体群２３０では、例として第１〜第４の反射体２２０−１〜２２０−４を含む。１つの反射体群２３０は、それが含む第１〜第４の反射体２２０−１〜２２０−４によりコード情報を記録することができる。処理部１３０は、第１〜第４（広義には第ｐ）の反射体２２０−１〜２２０−４により記録されたコード情報の解析処理を行う。
【０１１６】
複数の反射体群２３０の各反射体群により、同一のコード情報が記録されてもよい。例えば図１４（Ａ）に示す複数の反射体群２３０により、全て同一のコード情報が記録されてもよい。処理部１３０は、複数の反射体群２３０のうちの少なくとも１つの反射体群により記録されたコード情報の解析処理を行う。こうすることで、処理部１３０は超音波プローブ３００が超音波測定用シート２００のどの部分に接触しても、処理部１３０は同一のコード情報を取得することができる。
【０１１７】
図１５（Ａ）に、反射体２２０の反射率により記録されるコード情報の一例を示す。図１５（Ａ）は、４個の反射体２２０から構成される反射体群２３０の超音波画像（Ｂモード画像）である。各反射体２２０の反射率は４段階の反射率Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４（Ｒ１＜Ｒ２＜Ｒ３＜Ｒ４）のうちのいずれかに設定されている。反射率Ｒ４が最も大きく、反射率Ｒ１が最も小さい。Ｂモード画像では対象物の反射率が大きいほど輝度が高い画像が得られるから、反射率Ｒ１の反射体２２０の画像は最も輝度が低く、反射率がＲ２、Ｒ３、Ｒ４と大きくなるほど反射体２２０の画像の輝度は高くなる。処理部１３０は、超音波画像データから各反射体２２０の輝度を求めることで、反射体群２３０により記録されたコード情報を解析することができる。
【０１１８】
処理部１３０は、反射体２２０の画像の輝度（輝度情報）が４つの輝度レベルのうちのどれに相当するかを判定する。そして判定結果に基づいて、各反射体２２０について輝度レベルｄを求める。この輝度レベルｄは０、１、２、３のうちのいずれかの値をとる。次に、処理部１３０は、各反射体２２０の輝度レベルｄからコード情報αを求める。
【０１１９】
図１５（Ｂ）に、輝度レベルｄと画像の輝度との対応を示す輝度テーブルの一例を示す。図１５（Ｂ）では、反射体２２０の輝度の最大値を１００として相対値で表している。例えば、ある反射体２２０の輝度が２１〜４０の範囲にある場合には、その反射体２２０の輝度レベルｄは０である。また、ある反射体２２０の輝度が６１〜８０の範囲にある場合には、その反射体２２０の輝度レベルｄは２である。このようにして、処理部１３０は、各反射体２２０について輝度レベルｄをそれぞれ求めることができる。
【０１２０】
図１５（Ａ）に示す例では、反射体群２３０に含まれる４個の反射体２２０の輝度レベルｄ１〜ｄ４は、ｂｚ方向（深さ方向）に沿って順にｄ１＝０、ｄ２＝１、ｄ３＝２、ｄ４＝３である。処理部１３０は、次式によりコード情報αを求める。
α＝４３×ｄ１＋４２×ｄ２＋４×ｄ３＋ｄ４      （６）
例えば、図１５（Ａ）の場合では、コード情報αはα＝２７である。このように、図１５（Ａ）に示す反射体群２３０にはコード情報α＝２７が記録される。
【０１２１】
図１６に、コード情報α＝０〜１５が記録された反射体群２３０の超音波画像の例を示す。各反射体群２３０は、図１５（Ａ）と同様に４個の反射体２２０を含む。
【０１２２】
４個の反射体２２０の輝度レベルｄを、ｂｚ方向（深さ方向）に沿って順にｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４とすると、例えばコード情報α＝０の場合にはｄ１＝ｄ２＝ｄ３＝ｄ４＝０であり、コード情報α＝７の場合にはｄ１＝ｄ２＝０、ｄ３＝１、ｄ４＝３であり、またコード情報α＝１０の場合にはｄ１＝ｄ２＝０、ｄ３＝ｄ４＝２である。４個の反射体２２０の各々を４段階の反射率のいずれかに設定することで、４４＝２５６通りのコード情報、即ちα＝０〜２５５を記録することができる。
【０１２３】
このように反射体群を有する超音波測定用シート２００によれば、反射体群２３０に含まれる反射体２２０の反射率を所定の値に設定することで、コード情報αを記録することができる。そして処理部１３０は、反射体群２３０の超音波画像の輝度（輝度情報）に基づいて解析処理を行って、コード情報αを取得することができる。
【０１２４】
本実施形態の超音波測定装置１００の第４の構成例では、処理部１３０は、受信信号に基づいて超音波測定用シート２００に記録されたコード情報の解析処理を行い、コード情報αに基づいて超音波測定用シートの基準厚み情報ＤＡを取得することができる。そして処理部１３０は、受信信号に基づいて被検体と超音波測定用シート２００との境界面ＢＳの超音波測定における深度情報を取得し、深度情報と超音波測定用シート２００の基準厚み情報ＤＡとを比較する処理を行って、超音波プローブ３００の傾き情報を取得することができる。
【０１２５】
図１５、図１６で説明したように、１つの反射体群２３０が４個の反射体２２０を含む場合には、コード情報αとしてα＝０〜２５５を記録することができる。このコード情報αと超音波測定用シートの基準厚み情報ＤＡとを対応させる参照テーブルを予め超音波測定装置１００の記憶部に記憶させておき、処理部１３０が受信信号に基づいてコード情報αを解析し、参照テーブルに基づいて、解析したコード情報αと対応する基準厚み情報ＤＡを取得することができる。
【０１２６】
図１７は、本実施形態の超音波測定装置１００の第４の構成例による、コード情報の解析処理のフローチャートの一例である。図１７に示すフローは、処理部１３０により実行される。
【０１２７】
最初に、処理部１３０は、スキャン方向の座標値ｂｘを初期値ｂｘ＝０に設定する（ステップＳ４１）。
【０１２８】
次に、処理部１３０は、画像データからスキャン方向の座標値ｂｘ、深度ｂｚ１に対応するピクセルの輝度Ｌ（ｂｘ，ｂｚ１）を求める。そして輝度Ｌ（ｂｘ，ｂｚ１）が規定値以上であるか否かを判断する（ステップＳ４２）。ここでｂｚ１は最も浅い位置にある反射体２２０に対応する深度ｂｚである。輝度Ｌ（ｂｘ，ｂｚ１）が規定値以上である場合には、ステップＳ４３に進む。ここで規定値とは、例えば反射体２２０の画像の輝度の最小値であって、具体的には例えば図１５（Ｂ）に示した輝度（相対値）の最小値２１である。
【０１２９】
ステップＳ４３では、処理部１３０は、スキャン方向の座標値ｂｘが同じで深度ｂｚが異なる４つの反射体２２０の輝度Ｌ（ｂｘ，ｂｚ１）、Ｌ（ｂｘ，ｂｚ２）、Ｌ（ｂｘ，ｂｚ３）、Ｌ（ｂｘ，ｂｚ４）を求める。ここでｂｚ１＜ｂｚ２＜ｂｚ３＜ｂｚ４である。
【０１３０】
続いて処理部１３０は、４つの反射体２２０の輝度Ｌ（ｂｘ，ｂｚ１）、Ｌ（ｂｘ，ｂｚ２）、Ｌ（ｂｘ，ｂｚ３）、Ｌ（ｂｘ，ｂｚ４）に対応する輝度レベルｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４を求め、さらに輝度レベルｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４からコード情報αを求める（ステップＳ４４）。
【０１３１】
一方、輝度Ｌ（ｂｘ，ｂｚ１）が規定値未満である場合には、反射体２２０の画像ではないから、処理部１３０はスキャン方向の座標値ｂｘをインクリメントする、即ちｂｘ＝ｂｘ＋１とする（ステップＳ４５）。そしてインクリメントされたｂｘがスキャン幅ｗｉｄｔｈより小さいか否かを判断する（ステップＳ４６）。スキャン幅ｗｉｄｔｈは、例えば超音波画像におけるスキャン方向に沿ったピクセル数に対応する値である。
【０１３２】
インクリメントされたｂｘがスキャン幅ｗｉｄｔｈより小さい場合には、ステップＳ４２に戻って、処理部１３０は、輝度Ｌ（ｂｘ，ｂｚ１）が規定値以上であるか否かを判断する。ここで再び輝度が規定値未満である場合には、処理部１３０はさらにｂｘをインクリメントする。このようにして、処理部１３０は、輝度Ｌ（ｂｘ，ｂｚ１）が規定値以上になるまでｂｘをインクリメントして、対象とするピクセルをスキャン方向に移動していく。
【０１３３】
こうしてインクリメントされたｂｘがスキャン幅ｗｉｄｔｈ以上となった場合には、処理部１３０は、反射体２２０の画像を見出すことができなかったので、コード情報の解析処理を行わずに終了する。
【０１３４】
処理部１３０による超音波プローブ３００の傾き情報の取得処理は、上述した第１、第２の構成例と同じであるから。ここでは詳細な説明を省略する。
【０１３５】
このように本実施形態の超音波測定装置１００の第４の構成例によれば、処理部１３０は、コード情報の解析処理を行って、使用する超音波測定用シート２００に対応する適正な基準厚み情報を取得することができる。そして適正な基準厚み情報を用いて、超音波プローブの傾き情報を取得することができる。その結果、誤った基準厚み情報を用いることによる誤った傾き情報の取得を防止することが可能になる。
【０１３６】
１−（６）第５の構成例
図１８に、本実施形態の超音波測定装置１００の第５の構成例と共に用いる超音波測定用シート２００の構成例を示す。図１８は超音波測定用シート２００の上面図である。超音波測定用シート２００は、超音波透過媒体２１０及び複数の反射体群２３０を含む。超音波透過媒体２１０については、図９で説明したので、ここでは詳細な説明を省略する。
【０１３７】
反射体群２３０は、図１５、図１６で説明したように、コード情報αを記録することができる。各反射体群２３０に記録されるコード情報αは、超音波測定用シート２００のシート座標（ｘ，ｙ）と対応させることができる。
【０１３８】
例えば図１８に示すように、各反射体群２３０に記録されたコード情報αとシート座標（ｘ，ｙ）とを対応させることができる。シート座標は、超音波測定用シート２００のシート面における各反射体群２３０の配置位置を表す座標であって、例えば図１８に示すように、コード情報α＝０が記録された反射体群２３０の配置位置を（０，０）とするｘ座標値及びｙ座標値で表す。
【０１３９】
図１８に示す超音波測定用シート２００は、６行６列のマトリックス状に配置された反射体群２３０を含む。これらの反射体群２３０により、図１８に示すようにシート座標（ｘ，ｙ）に対応するコード情報α＝０〜３５が記録されている。例えば、コード情報α＝２７が記録された反射体群２３０のシート座標は（３，４）である。
【０１４０】
本実施形態の超音波測定装置１００の第５の構成例によれば、処理部１３０は、コード情報の解析処理によって取得したコード情報αから、解析対象とした反射体群２３０の配置位置のシート座標（ｘ，ｙ）を求めることができる。具体的には、処理部１３０は、予め各反射体群２３０のコード情報αとシート座標（ｘ，ｙ）との対応関係を参照テーブルとして記憶しておくことで、超音波画像データから取得したコード情報αに対応するシート座標（ｘ，ｙ）を求めることができる。そしてこのようにして得られたシート座標（ｘ，ｙ）に基づいて、超音波プローブ３００が接触している場所、即ち超音波測定用シート２００に対するスキャン場所を特定することができる。
【０１４１】
例えばスキャン場所が図１８のＳＣ１に示す場所である場合には、処理部１３０は、Ｂモード画像に基づくコード情報解析処理によってコード情報α＝０、１、２、３を取得する。そして処理部１３０は、予め記憶された参照テーブルに基づいて、コード情報α＝０、１、２、３に対応するシート座標（０，０）、（１，０）、（２，０）、（３，０）を取得する。このようにして、処理部１３０は、図１８に示すスキャン場所ＳＣ１を特定することができる。
【０１４２】
また例えばスキャン場所が図１８のＳＣ２に示す場所である場合には、処理部１３０は、Ｂモード画像に基づくコード情報解析処理によってコード情報α＝２０、１５、１０を取得する。そして処理部１３０は、予め記憶された参照テーブルに基づいて、コード情報α＝２０、１５、１０に対応するシート座標（２，３）、（３，２）、（４，１）を取得する。このようにして、処理部１３０は、図１８に示すスキャン場所ＳＣ２を特定することができる。
【０１４３】
処理部１３０によるコード情報解析処理のフローについては、図１７に示したものと同じであるから、ここでは詳細な説明を省略する。また、処理部１３０による超音波プローブ３００の傾き情報の取得処理は、上述した第１、第２の構成例と同じであるから。ここでは詳細な説明を省略する。
【０１４４】
このように本実施形態の超音波測定装置１００の第５の構成例によれば、処理部１３０は、超音波測定用シート２００に記録されたコード情報を解析して、超音波プローブ３００の超音波測定用シート２００に対するスキャン場所を特定することができる。そして特定されたスキャン場所における超音波プローブ３００の傾き情報を取得することができる。その結果、超音波測定装置の操作に慣れていないユーザーでも、超音波プローブ３００を適正なスキャン場所において被検体表面に対して傾きのない状態に保持して超音波測定を行うことができる。
【０１４５】
２．超音波画像装置
図１９（Ａ）、図１９（Ｂ）に、本実施形態の超音波画像装置４００の具体的な構成例を示す。図１９（Ａ）は携帯型の超音波画像装置４００を示し、図１９（Ｂ）は据置型の超音波画像装置４００を示す。
【０１４６】
携帯型及び据置型の超音波画像装置４００は共に、超音波測定装置１００、超音波プローブ３００、ケーブル３５０及び表示部４１０を含む。超音波プローブ３００は、超音波トランスデューサーデバイス３１０を含み、ケーブル３５０により超音波測定装置１００に接続される。表示部４１０は、表示用画像データを表示する。
【０１４７】
超音波測定装置１００が有する送信部１１０、受信部１２０及び処理部１３０の少なくとも一部を超音波プローブ３００に設けることもできる。
【０１４８】
図１９（Ｃ）に、本実施形態の超音波プローブ３００の具体的な構成例を示す。超音波プローブ３００はプローブヘッド３１５及びプローブ本体３２０を含み、図１９（Ｃ）に示すように、プローブヘッド３１５はプローブ本体３２０と脱着可能である。
【０１４９】
プローブヘッド３１５は、超音波トランスデューサーデバイス３１０、プローブ基体３１１、プローブ筐体３１２、プローブヘッド側コネクター３１３を含む。
【０１５０】
プローブ本体３２０は、プローブ本体側コネクター３２３を含む。プローブ本体側コネクター３２３は、プローブヘッド側コネクター３１３と接続される。プローブ本体３２０は、ケーブル３５０により超音波測定装置１００に接続される。なお、超音波測定装置１００が有する送信部１１０、受信部１２０の少なくとも一部をプローブ本体３２０に設けることもできる。
【０１５１】
なお、以上のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また超音波測定装置、超音波画像装置の構成、動作も本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。
【符号の説明】
【０１５２】
１００  超音波測定装置、１１０  送信部、１２０  受信部、１３０  処理部、
１４０  記憶部、２００  超音波測定用シート、２１０  超音波透過媒体、
２２０、２２２  反射体、２３０  反射体群、３００  超音波プローブ、
３１０  超音波トランスデューサーデバイス、３１１  プローブ基体、
３１２  プローブ筐体、３１３  プローブヘッド側コネクター、
３１５  プローブヘッド、３２０  プローブ本体、３２３  プローブ本体側コネクター、
３５０  ケーブル、４００  超音波画像装置、４１０  表示部、４２０  報知部
【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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【図１９】
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