(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体内に送信された超音波の反射波に応じて複数の電気音響変換素子の各々によって生成された受信信号を取得する受信信号取得手段と、
複数の設定音速に基づいて導出された前記受信信号の各々の時間領域における前記受信信号相互間の類似性を示す類似度を、前記複数の設定音速毎に導出する類似度導出手段と、
前記類似度導出手段によって導出された前記複数の設定音速毎の類似度に基づいて前記被検体内の音速の推定値を最適設定音速として導出する最適設定音速導出手段と、
前記類似度導出手段によって導出された前記複数の設定音速毎の類似度に基づいて前記最適設定音速導出手段によって導出された最適設定音速の信頼性を示す信頼度を導出する信頼度導出手段と、
を含む超音波診断装置。
【請求項２】
前記複数の電気音響変換素子内の複数の電気音響変換素子の各々で生成された複数の受信信号を、前記複数の設定音速毎に整相する整相手段を更に含み、
前記類似度導出手段は、前記整相手段によって整相された受信信号相互間の類似度を導出する請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記類似度導出手段は、比較基準となるテンプレート信号と、前記整相手段によって整相された受信信号の各々との比較によって前記類似度を導出する
請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記類似度導出手段は、前記テンプレート信号と、前記整相手段によって整相された受信信号の各々との相関値に基づいて前記類似度を導出する
請求項３に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記テンプレート信号は、前記整相手段によって整相された受信信号の各々を積算した整相加算信号である請求項３または４に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記類似度導出手段は、前記整相手段によって整相された互いに隣接する受信信号間の比較によって前記類似度を導出する
請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記類似度導出手段は、前記整相手段によって整相された互いに隣接する受信信号間の相関値に基づいて前記類似度を導出する
請求項６に記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記最適設定音速導出手段は、前記類似度が最大となる設定音速を前記最適設定音速として導出する請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項９】
前記最適設定音速導出手段は、前記類似度で前記設定音速の各々を重み付けして得られる重み付け平均値を前記最適設定音速として導出する
請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項１０】
前記信頼度導出手段は、前記最適設定音速に基づいて整相された受信信号間の類似度を当該最適設定音速の信頼度として導出する
請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項１１】
前記受信信号取得手段は、前記被検体内の複数箇所に送信された超音波の反射波の各々に対応する複数ラインの受信信号を取得し、
前記整相手段は、複数の設定音速の各々に基づいて算出した各遅延時間を前記複数ラインの受信信号の各々に与えて前記設定音速毎に前記複数ラインの受信信号の各々を整相し、
前記類似度導出手段は、前記整相手段によって前記設定音速毎に整相された複数ラインの受信信号の各々における受信信号間の類似度を、前記受信信号の時間軸方向に沿った複数の演算対象領域毎に導出し、
前記最適設定音速導出手段は、前記複数ラインの受信信号の各々の各演算対象領域における受信信号間の類似度に基づいて、前記被検体内の複数の部位の各々における最適設定音速を導出し、
前記信頼度導出手段は、前記複数ラインの受信信号の各々の各演算対象領域における受信信号間の類似度を、前記被検体内の対応する部位の各々における最適設定音速の信頼度として導出する
請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項１２】
前記最適設定音速導出手段によって導出された最適設定音速の信頼度が所定の閾値よりも低い部位における最適設定音速を、前記閾値よりも高い信頼度の最適設定音速を用いた補間処理によって再設定する再設定手段を更に含む
請求項１１に記載の超音波診断装置。
【請求項１３】
前記整相手段が、前記最適設定音速導出手段によって導出された最適設定音速および前記再設定手段によって再設定された最適設定音速に基づいて算出した各遅延時間を前記受信信号の各々に与えて前記受信信号を整相し、
加算手段が、前記整相手段によって整相された前記受信信号の各々を積算して整相加算信号を生成し、
画像生成手段が、前記整相加算信号に応じた画像を生成する
請求項１２に記載の超音波診断装置。
【請求項１４】
被検体内に送信された超音波の反射波に応じて複数の電気音響変換素子の各々によって生成された受信信号を取得するステップと、
複数の設定音速の各々について算出した遅延時間の各々を前記受信信号の各々に与えて前記受信信号の各々を、前記複数の設定音速毎に整相するステップと、
前記複数の設定音速毎に整相された前記受信信号の各々の時間領域における前記受信信号相互間の類似性を示す類似度を、前記複数の設定音速毎に導出するステップと、
前記複数の設定音速毎の類似度に基づいて前記被検体内の音速の推定値を最適設定音速として導出するステップと、
前記複数の設定音速毎に導出された類似度に基づいて前記最適設定音速の信頼性を示す信頼度を導出するステップと、
を含む設定音速の信頼性判定方法。
【請求項１５】
コンピュータを
複数の設定音速の各々について算出した遅延時間の各々を、電気音響変換素子の各々によって生成された受信信号の各々に与えて前記受信信号を前記複数の設定音速毎に整相する整相手段と、
前記整相手段によって整相された前記受信信号の各々の時間領域における受信信号相互間の類似性を示す類似度を、前記複数の設定音速毎に導出する類似度導出手段と、
前記類似度導出手段によって導出された前記複数の設定音速毎の類似度に基づいて被検体内の音速の推定値を最適設定音速として導出する最適設定音速導出手段と、
前記類似度導出手段によって導出された前記複数の設定音速毎の類似度に基づいて前記最適設定音速導出手段によって導出された最適設定音速の信頼性を示す信頼度を導出する信頼度導出手段と、として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波の送受信によって被検体の断層画像を生成する超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波プローブから被検体に超音波を送信し、被検体内部からの反射波に基づいて被検体の断層画像を生成する超音波診断装置が知られている。電子スキャン方式の超音波診断装置においては、超音波画像の方位分解能を向上させるために、超音波を送信する際には超音波プローブの各電気音響変換素子に各電気音響変換素子の配置に応じた遅延時間差を有する駆動パルス信号を供給して素子間で超音波の送信タイミングをずらす送信フォーカスが行われる。一方、反射波を受信する際には、各電気音響変換素子において生成された受信信号の各々に対して各電気音響変換素子の配置に応じた遅延時間を与えて各受信信号の時相を揃える受信フォーカスが行われている。
【０００３】
超音波の送信および受信の際に各信号に与えられる遅延時間は、各電気音響変換素子から焦点までの距離と伝搬媒質の音速に基づいて設定される。伝搬媒質の音速として通常、仮定した仮定音速を用いる。しかし、伝搬媒質となる生体組織はその部位によって音速が異なるので、遅延時間を設定するために用いた仮定音速と実際の音速との間に誤差が生じると送信および受信の双方において適切に焦点を形成できずに画質劣化を招来することとなる。この課題に対して、下記の特許文献には、受信信号に基づいて実際の音速を推定して超音波画像の画質を向上させる技術が開示されている。
【０００４】
例えば、特開２００２−１４３１５３号公報には、ある設定音速に基づく遅延時間で受信信号を整相した後、隣接する２つのチャンネルの受信信号間の位相差を検出し、検出した位相差から遅延誤差ΔＤを求め、遅延誤差ΔＤと設定遅延時間Ｄとを加算して得られる適応遅延時間ＤＡを求め、複数の異なる媒質音速に対応する参照遅延時間のうち、適応遅延時間ＤＡに最も近いものを選択し、選択された参照遅延時間に対応する媒質音速を生体音速として選択することが記載されている。また、この文献には、各計測領域について得られた複数の媒質音速の推定値の確からしさを、適応遅延時間の分散によって評価し、最も評価値の高い媒質音速推定値を複数の領域に対する共通の設定音速として設定することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１４３１５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の特許文献１に記載の技術においては、ある設定音速に基づいて整相した各チャンネルの受信信号間の位相差に対応する遅延時間誤差ΔＤを演算により求めている。しかしながら、チャンネル間における遅延時間誤差ΔＤの測定を安定的に行うことは容易ではない。すなわち、生体内に送信された超音波が干渉することによって受信信号に強度低下や波形歪みが生じると、遅延時間誤差ΔＤの測定精度が著しく低下する。その結果、生体内における実際の音速の計算精度が低下してしまうことになる。また、上記の特許文献１に記載の技術においては、適応遅延時間の分散によって媒質音速の推定値の確からしさを評価しているが、上記のとおり遅延時間誤差ΔＤの測定を安定的に行うことは容易ではないため、確からしさの判定を適切に行うことが困難となる場合がある。
【０００７】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、被検体内の音速の推定値の信頼性を安定的に判定することができる超音波診断装置、設定音速の信頼性判定方法およびプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明に係る超音波診断装置は、被検体内に送信された超音波の反射波に応じて複数の電気音響変換素子の各々によって生成された受信信号を取得する受信信号取得手段と、複数の設定音速に基づいて導出された前記受信信号の各々の時間領域における前記受信信号相互間の類似性を示す類似度を、前記複数の設定音速毎に導出する類似度導出手段と、
前記類似度導出手段によって導出された前記複数の設定音速毎の類似度に基づいて前記被検体内の音速の推定値を最適設定音速として導出する最適設定音速導出手段と、
前記類似度導出手段によって導出された前記複数の設定音速毎の類似度に基づいて前記最適設定音速導出手段によって導出された最適設定音速の信頼性を示す信頼度を導出する信頼度導出手段と、を含む。
【００１１】
上記の超音波診断装置は、前記複数の電気音響変換素子内の複数の電気音響変換素子の各々で生成された複数の受信信号を、複数の設定音速毎に整相する整相手段を更に含み、前記類似度算出手段は、前記整相手段によって整相された受信信号相互間の類似度を導出してもよい。
【００１２】
前記類似度導出手段は、比較基準となるテンプレート信号と、前記整相手段によって整相された受信信号の各々との比較によって前記類似度を導出してもよい。
【００１３】
例えば、前記類似度導出手段は、前記テンプレート信号と、前記整相手段によって整相された受信信号の各々との相関値に基づいて前記類似度を導出してもよい。
【００１４】
前記テンプレート信号は、前記整相手段によって整相された受信信号の各々を積算した整相加算信号とすることができる。
【００１５】
前記類似度導出手段は、前記整相手段によって整相された互いに隣接する受信信号間の比較によって前記類似度を導出してもよい。
【００１６】
前記類似度導出手段は、前記整相手段によって整相された互いに隣接する受信信号間の相関値に基づいて前記類似度を導出してもよい。
【００１７】
前記最適設定音速導出手段は、前記類似度が最大となる設定音速を前記最適設定音速として導出してもよい。
【００１８】
前記最適設定音速導出手段は、前記類似度で前記設定音速の各々を重み付けして得られる重み付け平均値を前記最適設定音速として導出してもよい。
【００１９】
前記信頼度導出手段は、前記最適設定音速に基づいて整相された受信信号間の類似度を当該最適設定音速の信頼度として導出してもよい。
【００２０】
前記受信信号取得手段は、前記被検体内の複数箇所に送信された超音波の反射波の各々に対応する複数ラインの受信信号を取得してもよい。この場合、前記整相手段は、複数の設定音速の各々に基づいて算出した各遅延時間を前記複数ラインの受信信号の各々に与えて前記設定音速毎に前記複数ラインの受信信号の各々を整相してもよい。前記類似度導出手段は、前記整相手段によって前記設定音速毎に整相された複数ラインの受信信号の各々における受信信号間の類似度を、前記受信信号の時間軸方向に沿った複数の演算対象領域毎に導出してもよい。前記最適設定音速導出手段は、前記複数ラインの受信信号の各々の各演算対象領域における受信信号間の類似度に基づいて、前記被検体内の複数の部位の各々における最適設定音速を導出してもよい。前記信頼度導出手段は、前記複数ラインの受信信号の各々の各演算対象領域における受信信号間の類似度を、前記被検体内の対応する部位の各々における最適設定音速の信頼度として導出してもよい。
【００２１】
上記の超音波診断装置は、前記最適設定音速導出手段によって導出された最適設定音速の信頼度が所定の閾値よりも低い部位における最適設定音速を、前記閾値よりも高い信頼度の最適設定音速を用いた補間処理によって再設定する再設定手段を更に含んでいてもよい。
【００２２】
上記の超音波診断装置は、前記整相手段が、前記最適設定音速導出手段によって導出された最適設定音速および前記再設定手段によって再設定された最適設定音速に基づいて算出した各遅延時間を前記受信信号の各々に与えて前記受信信号を整相し、加算手段が、前記整相手段によって整相された前記受信信号の各々を積算して整相加算信号を生成し、画像生成手段が、前記整相加算信号に応じた画像を生成するように構成されていてもよい。
【００２３】
また、上記の目的を達成するために、本発明に係る設定音速の信頼性判定方法は、被検体内に送信された超音波の反射波に応じて複数の電気音響変換素子の各々によって生成された受信信号を取得するステップと、複数の設定音速の各々について算出した遅延時間の各々を前記受信信号の各々に与えて前記受信信号の各々を、前記複数の設定音速毎に整相するステップと、前記複数の設定音速毎に整相された前記受信信号の各々の時間領域における前記受信信号相互間の類似性を示す類似度を、前記複数の設定音速毎に導出するステップと、前記複数の設定音速毎の類似度に基づいて前記被検体内の音速の推定値を最適設定音速として導出するステップと、前記複数の設定音速毎に導出された類似度に基づいて前記最適設定音速の信頼性を示す信頼度を導出するステップと、を含む。
【００２４】
また、上記の目的を達成するために、本発明に係るプログラムは、コンピュータを、複数の設定音速の各々について算出した遅延時間の各々を、電気音響変換素子の各々によって生成された受信信号の各々に与えて前記受信信号を前記複数の設定音速毎に整相する整相手段と、前記整相手段によって整相された前記受信信号の各々の時間領域における受信信号相互間の類似性を示す類似度を、前記複数の設定音速毎に導出する類似度導出手段と、前記類似度導出手段によって導出された前記複数の設定音速毎の類似度に基づいて被検体内の音速の推定値を最適設定音速として導出する最適設定音速導出手段と、前記類似度導出手段によって導出された前記複数の設定音速毎の類似度に基づいて前記最適設定音速導出手段によって導出された最適設定音速の信頼性を示す信頼度を導出する信頼度導出手段と、として機能させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る超音波診断装置、音速導出方法およびプログラムによれば、被検体内の音速の推定値の信頼性を安定的に判定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る超音波診断装置において実行される最適設定音速導出処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施形態に係る類似度導出部による処理内容を説明するための図であり、設定音速に基づき整相された受信信号とテンプレート信号とを示す波形図である。
【図４】本発明の実施形態に係る類似度導出部によって導出された類似度の記憶形態を示す模式図である。
【図５】本発明の実施形態に係る最適設定音速導出部によって導出された最適設定音速およびその信頼度の記憶形態を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る超音波診断装置において実行される画像生成処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施形態に係る超音波診断装置における最適設定音速の補間処理を示す図である。
【図８】局所音速値の演算処理を模式的に示す図である。
【図９】局所音速値の演算処理を示すフローチャートである。
【図１０】局所音速値の演算処理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】
【００２７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図面において、実質的に同一又は等価な構成要素又は部分には同一の参照符号を付している。
【００２８】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る超音波診断装置１の概略構成を示すブロック図である。
【００２９】
超音波プローブ１０は、被検体の診断部位に向けて超音波を送信するとともに被検体の内部で反射した超音波を受信するものである。超音波プローブ１０は、直線状に配列された電気音響変換素子としてのｍ個の圧電素子１０ａを含んでいる。超音波の１回の送受信は、ｍ個の圧電素子１０ａの中から選択された隣接するｎ個（ｍ＞ｎ）の圧電素子群を使用して行われる。超音波の送受信に使用されるｎ個の圧電素子群を順次シフトさせることにより被検体内の診断部位が超音波ビームによってスキャンされる。なお、超音波プローブ１０は、リニア型、コンベックス型、セクタ型等のいずれの走査方式を有するものであってもよい。圧電素子１０ａの各々は、ｍチャンネルの信号線を介してマルチプレクサ１１に接続されている。圧電素子１０ａの各々は、送信制御部１２からマルチプレクサ１１を介して供給される駆動パルス信号に応じて超音波を発生させる。また、圧電素子１０ａの各々は、被検体内で反射された超音波を受信して電気信号である受信信号を生成し、これをマルチプレクサ１１を介して受信信号処理部１６に供給する。
【００３０】
マルチプレクサ１１は、主制御部３０から供給される制御信号に応じて、超音波プローブ１０のｍ個の圧電素子１０ａの中から超音波の送受信に使用する隣接するｎ個の圧電素子群を選択する電子スイッチである。マルチプレクサ１１は、ｎチャンネルの信号線を介して送信制御部１２および受信信号処理部１６に接続されている。
【００３１】
送信制御部１２は、主制御部３０から供給される制御信号に応じて、ｎチャンネル分の駆動パルス信号を生成する。また、送信制御部１２は、主制御部３０によって指定された着目領域の深さ位置に超音波ビームを収束させる送信フォーカスを実施するべくチャンネル毎の駆動パルス信号に遅延時間を与える。送信制御部１２において生成された駆動パルス信号は、マルチプレクサ１１によって選択されたｎ個の圧電素子１０ａの各々に供給される。
【００３２】
受信信号処理部１６は、チャンネル毎に設けられた増幅器およびＡ/Ｄ変換器を有する。マルチプレクサ１１によって選択されたｎ個の圧電素子１０ａにおいて生成された受信信号の各々は、増幅器において増幅され、Ａ／Ｄ変換器によってデジタル信号に変換される。
【００３３】
受信信号メモリ１７は、受信信号処理部１６によってデジタル信号に変換された各チャンネルの受信信号を受信データとして記憶する記憶媒体である。
【００３４】
整相処理部１８は、主制御部３０から供給される設定音速に基づいて受信遅延時間を算出する。そして、整相処理部１８は、受信信号処理部１６または受信信号メモリ１７から供給されるチャンネル毎の受信信号に、算出した受信遅延時間を与えることによりチャンネル毎の受信信号の時相を揃える整相処理、すなわち受信フォーカス処理を行う。被検体内のある点で反射された超音波が各圧電素子１０ａに入射するタイミングは一致しない。これは、反射点から各圧電素子１０ａに至る超音波の伝搬距離が圧電素子毎に相違するからである。整相処理部１８は、反射点までの距離が比較的短い位置に配置された圧電素子が生成する受波信号に対して比較的長い遅延時間を与えると共に反射点までの距離が比較的長い位置に配置された圧電素子が生成する受信信号に対して比較的短い遅延時間を与えることにより、各チャンネルの受信信号の時相を揃える受信フォーカス処理を行う。
【００３５】
加算処理部２０は、整相処理部１８によって整相された各チャンネルの受信信号を積算して整相加算信号を生成する。
【００３６】
画像生成部２１は、加算処理部２０から供給される整相加算信号に対してフィルタリング処理、Ｌｏｇ圧縮処理、包絡線検波処理、ＳＴＣ（Sensitivity Time Control）処理、補間処理、走査変換処理などを施し、整相加算信号の信号強度を輝度に変換した所謂Ｂモード画像を構築するための画像信号を生成する。
【００３７】
モニタ２２は、画像生成部２１によって生成された画像信号に基づいて診断部位における断層画像等を表示する液晶表示パネル等の表示装置である。
【００３８】
類似度導出部２３は、整相処理部１８が設定音速に基づいて整相したチャンネル毎の受信信号間の類似性を示す指標値（以下、類似度と称する）を導出する。類似度導出部２３は、例えば、受信信号の時間軸方向（すなわち、撮像領域における深さ方向）において分割された複数の演算対象領域の各々において、後述する比較基準となるテンプレート信号Ｓｔ（ｔ）とチャンネル毎の受信信号Ｓ１（ｔ）〜Ｓｎ（ｔ）（共に図３参照）との相互相関値を算出し、算出した相関値に基づいて演算対象領域毎（深さ領域毎）に各チャンネルの受信信号間の類似度を導出する。比較基準となるテンプレート信号は、例えば、各チャンネルの受信信号を整相加算したものを用いることができる。
【００３９】
整相処理部１８が各チャンネルの受信信号を整相する際に用いる設定音速が被検体内の実際の音速と略一致している場合には、各チャンネルの受信信号の時相が揃うので類似度導出部２３において導出される類似度の値は高くなる。整相処理部１８が各チャンネルの受信信号を整相する際に用いた設定音速と被検体内の実際の音速との差が大きくなるに従って、受信信号間で時相のずれが大きくなるので、類似度導出部２３において導出される類似度の値は低くなる。一方、着目領域からの反射に対する周囲散乱の干渉や、伝播過程における収差などの影響により各チャンネルの受信信号には歪みを生じ、この場合にも類似度は低くなる。すなわち、類似度導出部２３において導出される類似度は、それから被検体内の実際の音速を推定できる情報であると共に、その推定値または受信信号の信頼性を示す評価値（信頼度）となり得る。
【００４０】
最適設定音速導出部２４は、類似度導出部２３において複数の設定音速の各々について導出された受信信号間の類似度に基づいて、被検体内における実際の音速の推定値である最適設定音速を、上記した類似度の演算対象領域に対応する撮像領域内の単位領域毎に導出する。最適設定音速導出部２４は、例えば、受信信号間の類似度が最も高くなる設定音速を当該単位領域における最適設定音速として導出することとしてもよい。また、最適設定音速導出部２４は、導出した最適設定音速に対応する類似度、すなわち、導出した最適設定音速で受信信号を整相したときの受信信号間の類似度を、当該最適設定音速の信頼性の評価値（信頼度）として設定する。干渉や収差などの影響による受信信号の歪みが全く無い場合、最適設定音速で整相した各チャンネルの受信信号の時相は完全に一致し、結果、受信信号間の類似度（相互相関値）は1となる。逆に、受信信号の歪みが有る場合、各チャンネルの受信信号を最適設定音速で整相したとしても、その時相は完全には一致せず、結果、受信信号間の類似度は1より小さい値となる。この様に、最適設定音速に対応する類似度は各チャンネル受信信号の歪みの程度を示し、ひいては各チャンネル受信信号や推定した最適設定音速値の信頼性を示す評価値（信頼度）となる。最適設定音速導出部２４は、導出した最適設定音速に対応付けて、その最適設定音速の信頼性の評価値（信頼度）を自身に備えるメモリ（図示せず）に記憶する。なお、最適設定音速導出部２４は、本発明における最適設定音速導出手段および信頼度導出手段に対応する。
【００４１】
主制御部３０は、マルチプレクサ１１、送信制御部１２および整相処理部１８に制御信号を与えることにより超音波の送受信処理を統括的に制御する。
【００４２】
操作入力部４０は、ユーザによる各種の操作入力を受け付けるものであり、例えば、マウスなどのポインティングデバイスやキーボードによって構成されるものである。
【００４３】
なお、送信制御部１２、受信信号処理部１６、整相処理部１８、加算処理部２０、画像生成部２１、類似度導出部２３、最適設定音速導出部２４および主制御部３０は、図２に示される後述の最適設定音速導出処理ルーチンにおける各処理を記述したプログラムを格納したＲＯＭと、このプログラムを実行するためのＣＰＵと、ＣＰＵにおける処理内容を一時的に記憶しておくためのＲＡＭ等を備えたコンピュータで構成され得る。
【００４４】
次に、本実施形態に係る超音波診断装置１が、被検体内の最適設定音速を導出するとともに、導出された最適設定音速の信頼度（確からしさ）を示す評価値（信頼度）を導出する処理について図２に示すフローチャートを参照しつつ説明する。
【００４５】
ステップＳ１において、ユーザが操作入力部４０から被検体内における最適設定音速の導出処理を開始させる操作を行うと、主制御部３０はこれを受信し、送信制御部１２およびマルチプレクサ１１に超音波の送信を開始させるための制御信号を供給する。
【００４６】
ステップＳ２において、送信制御部１２は、主制御部３０から供給される制御信号に応じて各チャンネル毎に駆動パルス信号を生成する。送信制御部１２は、被検体内の着目領域に送信フォーカスを実施するべくチャンネル毎の駆動パルス信号に適宜遅延時間を与える。送信制御部１２によって生成された駆動パルス信号の各々は、マルチプレクサ１１によって選択されたｎ個の圧電素子１０ａにそれぞれ供給される。これにより、超音波プローブ１０の隣接するｎ個の圧電素子１０ａから被検体内に向けて超音波ビームが送信される。
【００４７】
超音波プローブ１０の各圧電素子１０ａから送信された超音波の反射によるエコーは、マルチプレクサ１１によって選択されたｎ個の圧電素子１０ａによって受信される。各圧電素子１０ａは、反射エコーから電気信号である受信信号を生成してこれをマルチプレクサ１１を介して受信信号処理部１６に出力する。受信信号処理部１６は、各受信信号に対して増幅およびＡ/Ｄ変換を含む信号処理を施し、信号処理を施した受信信号を１ライン分の受信データとして当該ラインの識別ナンバーと対応付けて受信信号メモリ１７に格納する。
【００４８】
その後、マルチプレクサ１１は、主制御部３０から供給される制御信号に応じて選択対象となる圧電素子の切り替えを行ない、超音波の送受信を行う圧電素子１０ａを例えば圧電素子１つ分シフトさせる。その後、上記と同様に超音波の送受信が行われる。マルチプレクサ１１が超音波の送受信を行う圧電素子１０ａを順次シフトさせることにより、被検体内における撮像領域が順次送信される超音波ビームによってスキャンされる。これにより、各送信に対応する複数ライン（Ｌ［１］、Ｌ［２］、Ｌ［３］・・・）の受信信号が取得され、各ラインの受信信号が当該ラインの識別ナンバーと対応付けられて受信信号メモリ１７に格納される。
【００４９】
ステップＳ３において、主制御部３０は、受信信号メモリ１７に格納された各ラインの受信信号のうち、類似度導出部２３による類似度の導出処理対象となるラインＬ［ｉ］（ｉはラインの識別ナンバーであり正の整数）の受信信号を選択する。主制御部３０は、初めにラインＬ［１］を選択する。これにより、第１回目の超音波の送信によって取得された第１ライン目の受信信号が類似度導出の対象とされる。
【００５０】
ステップＳ４において、主制御部３０は、整相処理部１８において行われる受信信号の整相処理に使用される設定音速Ｃ［ｊ］（ｊは設定音速の識別ナンバーであり正の整数）を、予め定められた複数の設定音速の中からから１つ選択する。すなわち、主制御部３０は、例えば、１４００ｍ/ｓ〜１６５０ｍ/ｓの範囲において１０ｍ／ｓステップで設定された複数の設定音速Ｃ［１］、Ｃ［２］、Ｃ[３]、・・・を当該設定音速の識別ナンバーに対応付けて自身に備えるメモリ（図示せず）に予め保持しており、その中から１の設定音速を選択する。主制御部３０は、初めに設定音速Ｃ［１］を選択する。これにより整相処理に使用される設定音速値として１４００ｍ／ｓが選択される。なお、設定音速の範囲やステップの幅は、上記したものに限定されるものではなく、適宜変更することが可能である。
【００５１】
ステップＳ５において、整相処理部１８は、主制御部３０から供給される制御信号に基づいてステップＳ３において主制御部３０によって選択されたラインＬ［ｉ］に対応する受信信号を受信信号メモリ１７から読み出す。次に、整相処理部１８は、主制御部３０から供給される制御信号に基づいてステップＳ４において主制御部３０によって選択された設定音速Ｃ[ｊ]から各チャンネル毎の受信遅延時間を算出し、受信信号メモリ１７から読み出した各チャンネルの受信信号に算出した受信遅延時間を与えることにより整相する。整相処理部１８は、整相処理された受信信号を類似度導出部２３に供給する。
【００５２】
ステップＳ６において、類似度導出部２３は、整相された各チャンネルの受信信号について類似度導出を行う演算対象領域を設定する。演算対象領域は、受信信号をある時間幅（深さ範囲）で切り出すことにより設定される（図３参照）。
【００５３】
ステップＳ７において、類似度導出部２３は、ステップＳ６において設定された演算対象領域においてチャンネル毎の受信信号間の類似性の指標値である類似度を導出し、導出した類似度を自身に備えるメモリ（図示せず）に記憶する。図３は、類似度導出部２３によって行われる類似度導出処理の内容を説明するための図である。
【００５４】
図３において、整相処理部１８において整相処理された各チャンネルの受信信号Ｓ１（ｔ）〜Ｓｎ（ｔ）が示されている。類似度導出部２３は、受信信号Ｓ１（ｔ）〜Ｓｎ（ｔ）相互間の類似度を導出するための比較基準となるテンプレート信号Ｓｔ（ｔ）を生成する。類似度導出部２３は、当該設定音速にて整相した受信信号Ｓ１（ｔ）〜Ｓｎ（ｔ）を同一時間毎に積算することにより得られる整相加算信号をテンプレート信号Ｓｔ（ｔ）として用いることとしてもよい。
【００５５】
類似度導出部２３は、図３において破線で囲まれた演算対象領域において、テンプレート信号Ｓｔ（ｔ）と受信信号Ｓ１（ｔ）との相互相関値Ｒを下記の式（１）に従って導出する。式（１）において、分母は、演算対象領域内におけるテンプレート信号Ｓｔ（ｔ）の各点の値の２乗の積算値の平方根と、演算対象領域内における受信信号Ｓ１（ｔ）の各点の値の２乗の積算値の平方根とを乗算した値であり、分子は、演算対象領域内におけるテンプレート信号Ｓｔ（ｔ）の各点の値と受信信号Ｓ１（ｔ）の各点の値とを乗算した値の積算値である。
【００５６】
【数１】
0005854929.tif 000002
【００５７】
類似度導出部２３は、受信信号Ｓ２（ｔ）、Ｓ３（ｔ）、・・・Ｓｎ（ｔ）についても同様にテンプレート信号Ｓｔ（ｔ）との間で相互相関値Ｒを算出する。そして、類似度導出部２３は、各チャンネルの受信信号Ｓ１（ｔ）〜Ｓｎ（ｔ）について算出した相互相関値Ｒの絶対値の総和を受信信号Ｓ１（ｔ）〜Ｓｎ（ｔ）相互間の類似性を示す指標値、すなわち類似度として導出する。このようにして導出される類似度は、設定音速が被検体内の実際の音速に近いほど高い値となる。
【００５８】
なお、上記の例では、テンプレート信号Ｓｔ（ｔ）と各チャンネルの受信信号Ｓ１（ｔ)〜Ｓｎ（ｔ）との間で相互相関値Ｒを算出して類似度Ｒを求める方法を示したが、互いに隣接する受信信号間（例えば受信信号Ｓ１（ｔ）とＳ２（ｔ）、受信信号Ｓ２（ｔ）とＳ３（ｔ）等）で、相互相関値をそれぞれ求めて、それらの絶対値の総和を類似度として導出することとしてもよい。この場合、テンプレート信号Ｓｔ（ｔ）を生成することを要しないので、演算処理の高速化が可能となる。
【００５９】
ステップＳ８において、類似度導出部２３は、受信信号の全深さ範囲（全時間範囲）について類似度導出が完了したか否かを判定し、完了していない場合には、ステップＳ６に戻り、演算対象領域を時間軸方向（深さ方向）にシフトさせ、新たな演算対象領域を設定して当該演算対象領域について上記と同様に類似度を導出する。類似度導出部２３は、受信信号の全時間範囲（全深さ範囲）について類似度導出が完了するまでステップＳ６〜Ｓ８の処理を繰り返す。
【００６０】
ステップＳ９において、主制御部３０は、設定音速Ｃ［ｊ］の識別ナンバーｊを１つインクリメントする。ステップＳ１０において、主制御部３０は、インクリメントされた数値ｊと設定音速の識別ナンバーｊの最大値ｊmaxとを比較することにより、全ての設定音速について類似度の導出が完了したか否かを判定する。ステップＳ１０において、全ての設定音速について類似度の導出が完了していないと判定された場合、処理はステップＳ４に戻され、新たな設定音速が設定され、ステップＳ５〜Ｓ１０の処理が同様に行われる。主制御部３０が設定音速Ｃ［ｊ］の識別ナンバーｊを順次インクリメントすることにより、１４００ｍ/ｓ〜１６５０ｍ/ｓの範囲内における各設定音速に基づいて整相された受信信号の各々について上記と同様に類似度が導出される。
【００６１】
ステップＳ１１において、主制御部３０は、超音波の各送信に対応する受信信号のラインＬ［ｉ］の識別ナンバーｉを１つインクリメントする。ステップＳ１２において、主制御部３０は、インクリメントされた数値iと識別ナンバーｉの最大値を示す数値ｉmaxとを比較することにより、全てのラインについて類似度の導出が完了したか否かを判定する。ステップＳ１２において、全てのラインについて類似度の導出が完了していないと判定された場合、処理はステップＳ３に戻され、類似度の導出対象となる新たなラインが選択され、ステップＳ４〜Ｓ１２の処理が同様に行われる。主制御部３０がラインＬ［ｉ］の識別ナンバーｉを順次インクリメントすることにより、各ラインの受信信号について、上記と同様に設定音速毎および演算対象領域毎に類似度が導出される。
【００６２】
類似度導出部２３は、上記の各処理を経ることにより導出した受信信号間の類似度の各々を図４に示すような形態で自身に備えるメモリ（図示せず）に記憶する。図４に示されるα１１１、α１１２、α１１３、・・・は、設定音速毎に導出された各ラインの各演算対象領域（各深さ位置）における類似度である。図４に示すように、類似度導出部２３は、撮像領域を各ラインおよび各深さ位置で分割した単位領域における類似度を、各設定音速Ｃ［１］、Ｃ［２］、Ｃ［３］・・・が設定された場合の各々について導出する。
【００６３】
ステップＳ１３において、最適設定音速導出部２４は、類似度導出部２３によって導出された受信信号間の類似度を類似度導出部２３内のメモリから読み出し、読み出した類似度に基づいて被検体内の最適設定音速を導出する。例えば、最適設定音速導出部２４は、各ラインの各深さについて導出された受信信号間の類似度が最大となる設定音速をそのラインのその深さ位置における最適設定音速として導出する。また、最適設定音速導出部２４は、各ラインの各深さについて導出された最適設定音速に対応する類似度（すなわち、最適設定音速にて整相したときの受信信号間の類似度）を当該最適設定音速の信頼性（確からしさ）の評価値（信頼度）として設定する。最適設定音速導出部２４は、図５に示すように、撮像領域内の各ラインの各演算対象領域（各深さ位置）について導出した最適設定音速を、当該最適設定音速の信頼度としての類似度と共に自身に備えるメモリ（図示せず）に記憶する。
【００６４】
最適設定音速導出部２４は、このようにして撮像領域内の各部位毎に導出された最適設定音速およびその信頼性の評価値（信頼度）を主制御部３０に供給して本ルーチンが終了する。
【００６５】
以下に、撮像領域内の各部位毎に導出された最適設定音速およびその信頼性の評価値（信頼度）を利用した画像生成処理の一例について図６に示すフローチャートを参照しつつ説明する。
【００６６】
ステップＳ２１において、主制御部３０は、例えば、ユーザによる操作入力部４０からの操作入力に応じて、最適設定音速導出部２４によって導出された各ラインの各深さ位置における最適設定音速およびその信頼度を整相処理部１８に供給し、整相処理部１８はこれを受信する。
【００６７】
ステップＳ２２において、整相処理部１８は、ラインＬ[ｉ]の深さ位置Ｄ[ｋ]における最適設定音速およびその信頼度を抽出する。
【００６８】
ステップＳ２３において、整相処理部１８は、ステップＳ２２において抽出した点における最適設定音速の信頼度が所定の閾値よりも大きいか否かを判定する。
【００６９】
ステップＳ２３において、肯定判定がなされた場合にはステップＳ２４に移行し、否定判定がなされた場合には、ステップＳ２９に移行する。ステップＳ２９に移行した場合には、後述するステップＳ２８において肯定判定がなされるまで処理が保留される。
【００７０】
ステップＳ２２において抽出した点における最適設定音速の信頼度が所定の閾値よりも高い場合、ステップＳ２４において、整相処理部１８は、その点の最適設定音速をそのまま採用する。すなわち、最適設定音速導出部２４によって導出された音速値が、そのままその点における最適設定音速として設定される。
【００７１】
ステップＳ２５において、整相処理部１８は、深さ位置Ｄ［ｋ］の識別ナンバーｋを１つインクリメントする。ステップＳ２６において、整相処理部１８は、インクリメントされた数値ｋと識別ナンバーの最大値を示す数値ｋmaxとを比較することにより、全ての深さ位置について上記した最適設定音速の採用可否判定が完了したか否かを判定する。ステップＳ２６において、全ての深さ位置について最適設定音速の採用可否判定が完了していないと判定された場合、処理はステップＳ２２に戻され、同ラインの新たな深さ位置の点が抽出され、ステップＳ２３〜Ｓ２６の処理が同様に行われる。整相処理部１８が深さ位置Ｄ[ｋ］の識別ナンバーｋを順次インクリメントすることにより、同ラインの各深さ位置における最適設定音速の採用可否判定が上記と同様に行われ、最適設定音速の信頼度が閾値よりも大きいと判定された各点については、最適設定音速導出部２４によって導出された最適設定音速がそのまま採用される。
【００７２】
ステップＳ２７において、整相処理部１８は、ラインＬ［ｉ］の識別ナンバーｉを１つインクリメントする。ステップＳ２８において、整相処理部１８は、インクリメントされた数値ｉと識別ナンバーの最大値を示す数値ｉmaxとを比較することにより、全てのラインについて最適設定音速の採用可否判定が完了したか否かを判定する。ステップＳ２８において、全てのラインについての最適設定音速の採用可否判定が完了していないと判定された場合、処理はステップＳ２２に戻され、新たなラインにおける各深さ位置の点が順次抽出され、ステップＳ２３〜Ｓ２６の処理が同様に行われる。整相処理部１８がラインＬ[ｉ］の識別ナンバーｉを順次インクリメントすることにより、各ラインの各深さ位置における最適設定音速の採用可否判定が上記と同様に行われ、最適設定音速の信頼度が閾値よりも大きいと判定された各点については、最適設定音速導出部２４によって導出された最適設定音速がそのまま採用される。
【００７３】
ステップＳ２８において、全てのラインについて最適設定音速の採用可否判定が完了したと判定されると、ステップＳ３０の処理が開始される。
【００７４】
ステップＳ３０において、整相処理部１８は、最適設定音速の信頼度が閾値よりも低い各点について、それらの点の周囲に存在する、最適設定音速の信頼度が閾値よりも高い各点における音速値を用いた補間処理によって最適設定音速を再設定する。例えば、図７に示すように、最適設定音速の信頼度が閾値よりも低いと判定された点ｐの周囲に最適設定音速の信頼度が閾値よりも高いと判定された点ｑ１〜ｑ８が存在しているものとする。かかる場合において、整相処理部１８は、例えば、点ｑ１〜ｑ８の各点における最適設定音速の平均値を点ｐにおける最適設定音速として導出することとしてもよい。また、点ｑ１〜ｑ８の各点における最適設定音速をそれぞれの信頼度で重み付けした重み付け平均値を点ｐにおける最適設定音速として導出することとしてもよい。
【００７５】
ステップＳ３１において、整相処理部１８は、受信信号メモリ１７から各ラインの受信信号を読み出す。
【００７６】
ステップＳ３２において、整相処理部１８は、上記の処理を経ることによって取得した各点における最適設定音速に基づいて、各点における受信遅延時間を導出し、受信信号メモリ１７から読み出した受信信号に導出した受信遅延時間を与えて整相処理を行う。整相処理部１８は、整相した受信信号を加算処理部２０に供給する。
【００７７】
ステップＳ３３において、加算処理部２０は、整相処理部１８によって整相された各チャンネルの受信信号を積算して整相加算信号を生成し、これを画像生成部２１に供給する。
【００７８】
ステップＳ３４において、画像生成部２１は、加算処理部２０から供給された整相加算信号に対してフィルタリング処理、Ｌｏｇ圧縮処理、包絡線検波処理、ＳＴＣ処理、補間処理、走査変換処理などを施し、整相加算信号の信号強度を輝度に変換した所謂Ｂモード画像を構築するための画像信号を生成する。画像生成部２１は、生成した画像信号をモニタ２２に供給する。
【００７９】
ステップＳ３５において、モニタ２２は、画像生成部２１によって生成された画像信号に応じた画像を表示する。
【００８０】
以上の各処理を経ることにより、本画像生成処理ルーチンが終了する。
【００８１】
以上の説明から明らかなように、本実施形態に係る超音波診断装置１は、各設定音速値で整相された各チャンネルの受信信号間の類似度を導出し、導出された類似度に基づいて最適設定音速を導出する。また、超音波診断装置１は、導出された最適設定音速にて整相された受信信号間の類似度を当該最適設定音速の信頼性の評価値（信頼度）として設定する。このように、本実施形態に係る超音波診断装置１によれば、受信信号間の類似性に基づいて最適設定音速を導出するので、被検体内における超音波の干渉などに起因して受信信号の強度低下や波形歪みが生じた場合でも、類似度自体が大きく変動しないので、比較的安定的に最適設定音速を導出することが可能となり、最適設定音速の導出精度を高めることが可能となる。また、受信信号間の類似度を最適設定音速の信頼性の評価値としているので、被検体内における超音波の干渉などに起因して受信信号の強度低下や波形歪みが生じた場合でも、最適設定音速の信頼性の判定精度が著しく低下することはない。
【００８２】
また、本実施形態に係る超音波診断装置１によれば、最適設定音速の信頼度が高い点においては、最適設定音速導出部２４によって導出された最適設定音速が採用され、最低設定音速の信頼度が低い点においては、信頼度の高い最適設定音速を用いた補間処理によって最適設定音速が再設定される。このように信頼度に基づいて最適設定音速の再設定がなされるので、歪みの少ないシャープな画像を構築することが可能となる。
【００８３】
なお、上記の実施形態においては、最適設定音速導出部２４が受信信号間の類似度に基づいて導出した最適設定音速についてその信頼度を導出こととしたが、本実施形態に係る超音波診断装置１によれば、他の手段または他の装置等で導出された最適設定音速についてその信頼度を導出することも可能である。この場合、整相処理部１８は、何らかの手段によって導出された最適設定音速に基づいて、受信遅延時間を算出し、算出された受信遅延時間を受信信号メモリ１７から読み出した受信信号に与えることにより整相処理を行う。類似度導出部２３は、整相処理された受信信号間の類似度を上記と同様に導出する。最適設定音速導出部２４は、類似度導出部２３によって導出された類似度を当該最適設定音速の信頼度として導出する。また、本実施形態に係る超音波診断装置によれば、なんらかの手段によって求められた最適設定音速のみならず、仮定や推定などに基づくあらゆる設定音速についてその信頼度を導出することが可能である。
【００８４】
また、上記の実施形態においては、各ラインの各深さ位置について最適設定音速および最適設定音速の信頼性の評価値を導出することとしたがこれに限定されるものではない。すなわち、最適設定音速導出部２４は、複数ラインの複数深さ位置からなる各ブロックにおいて、当該ブロック内における各ラインの各深さ位置の受信信号の類似度の総和αＳＵＭを算出し、αＳＵＭの値が最も大きくなる設定音速を当該ブロックにおける最適設定音速として算出するとともに、当該最適設定音速に対応するαＳＵＭを信頼性の評価値（信頼度）に設定することとしてもよい。
【００８５】
また、上記の実施形態においては、最適設定音速で整相した場合における受信信号間の類似度を当該最適設定音速の信頼性の評価値としたが、各設定音速に対応する類似度の最大値（当該最適設定音速に対応する類似度）と最小値との差分を当該最適設定音速の信頼性の評価値としてもよい。または当該最適設定音速に対応する類似度（最大値）の所定比（１以下）となる類似度値に対応する設定音速の幅を信頼性の評価値としてもよい。つまり、類似度が最適設定音速にて最大となり、それより低い設定音速および高い設定音速にて低くなる事から、最大類似度値の所定比（1以下）の類似度となる設定音速が最適設定音速の低い側と高い側に存在する事を踏まえ、それぞれの設定音速値の差分を信頼性の評価値としてもよい。
【００８６】
また、上記の実施形態においては、類似度導出部２３がテンプレート信号と各チャンネルの受信信号との間で１次元の相互相関値を算出する場合を例示したが、テンプレート信号を圧電素子の方向と時間軸方向（深さ方向）の２次元信号に展開して２次元の相互相関値を算出することとしてもよい。つまり、テンプレート信号Ｓｔ（ｔ）を各チャンネルの受信信号に対応して並べた２次元的なテンプレート信号Ｓｔ１（ｔ）、Ｓｔ２（ｔ）、・・・、 Ｓｔｎ（ｔ）を生成し（ここでＳｔ１（ｔ）＝Ｓｔ２（ｔ）＝・・・＝Ｓｔｎ（ｔ））、これと各チャンネルの受信信号Ｓ１（ｔ)〜Ｓｎ（ｔ）との間で下記の式（２）に従って２次元的な相互相関値Ｒを算出しても良い。ここでΣはt(時間軸方向)とi(圧電素子の方向)に関する積算を示す。また、３次元プローブを用いる場合には、３次元の相互相関値を算出することとしてもよい。
【００８７】
【数２】
0005854929.tif 000003
【００８８】
また、上記の実施形態においては、テンプレート信号Ｓｔ（ｔ）と各受信信号Ｓ１（ｔ）〜Ｓｎ（ｔ）との相互相関値に基づいて各チャネルの受信信号の類似度を導出することとしたが、類似度導出部２３は、テンプレート信号Ｓｔ（ｔ）と各受信信号Ｓ１（ｔ）〜Ｓｎ（ｔ）との相互相関演算をそれぞれ行い、求められた相互相関関数のピーク値の存在する位置からテンプレート信号Ｓｔ（ｔ）に対する各受信信号Ｓ１（ｔ）〜Ｓｎ（ｔ）の位相ずれ量を求め、各受信信号Ｓ１（ｔ）〜Ｓｎ（ｔ）について求めた位相ずれ量の絶対値または分散を受信信号間の類似性の指標値として導出することとしてもよい。この場合、受信信号間の類似性が高くなるほど、導出される値は小さくなる。
【００８９】
また、上記の実施形態では、類似度が最大となる当該部位における設定音速を最適設定音速とすることとしたが、最適設定音速導出部２４は、各設定音速を各部位における類似度で重み付けした重み付け平均値を当該部位における最適設定音速として導出することとしてもよい。
【００９０】
また、例えば、特開２０１０−９９４５２に開示されているように、複数の異なる点における最適設定音速に基づき局所的な音速を求める技術において、本実施形態に係る手法によって最適設定音速およびその信頼度を導出し、信頼度が閾値よりも高い最適設定音速を用いて局所音速を求めてもよいし、信頼度で重み付け平均した最適設定音速を用いて局所音速を求めることとしてもよい。
【００９１】
特開２０１０−９９４５２では、以下のようにして局所音速を求めている。図８は、特開２０１０−９９４５２に開示された局所音速値の演算処理の内容を模式的に示した図である。
【００９２】
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。
格子点Ａ１，Ａ２，…からの受信波（それぞれＷＡ１，ＷＡ２，…）の圧電素子に到達するまでの経過時間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。
【００９３】
具体的には、図９に示すように、事前に被検体ＯＢＪ内に設定されたすべての格子点における最適音速値を判定する（ステップＳ４０）。ここで、最適音速値とは、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であり、各格子における実際の局所音速値とは必ずしも一致しない。ステップＳ１０における最適音速値の判定方法としては、例えば、画像のコントラスト、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）を適用することができる。ここで、本実施形態に係る手法によって各格子点における最適設定音速を導出して最適音速値とし、同時にその信頼度を導出してもよい。
【００９４】
次に、各格子点における最適音速値に基づいて、各格子における局所音速値を判定する（ステップＳ４２）。ここで、各格子点における最適音速値として、各格子点における最適音速値を信頼度で重み付け平均した最適音速値で置き換えて用いても良いし、信頼度が閾値よりも高い格子点のみを用いてもよい。
【００９５】
最適音速値に基づいて局所音速値を判定する方法は以下の通りである。まず、図１０に示すように、格子点ＸＲＯＩにおける最適音速値に基づいて、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Ｓ５０）。
【００９６】
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Ｓ５２）。そして、仮定音速が１ステップ変更されて（ステップＳ５４）、仮想的な合成受信波ＷＳＵＭが算出される（ステップＳ５６）。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，…における最適音速値はステップＳ４０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。
【００９７】
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。
【００９８】
【数３】
0005854929.tif 000004
【００９９】
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。
【０１００】
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が既知であることから求められる。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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Ｓ５８）。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、又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、又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、又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。
次に、ステップＳ５４からＳ６０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Ｓ６０のＹｅｓ）、格子点ＸＲＯＩにおける局所音速値が判定される（ステップＳ６２）。ホイヘンスの原理を厳密に適用した場合、上記ステップＳ５６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Ｓ５２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。
【０１０３】
なお、上記の実施形態では、整相処理を施した後の受信信号を用いて類似度を導出することとしたがこれに限定されるものではなく、設定音速に基づいて各チャンネルの受信信号に対して算出された受信遅延時間を中心とする演算対象領域を各チャンネルの受信信号について求め、各演算対象領域内における受信信号間の類似度を導出してもよい。
【符号の説明】
【０１０４】
１  超音波診断装置
１０  超音波プローブ
１０ａ  圧電素子
１２  送信制御部
１６  受信信号処理部
１７  受信信号メモリ
１８  整相処理部
２０  加算処理部
２１  画像生成部
２３  類似度導出部
２４  最適設定音速導出部
３０  主制御部
４０  操作入力部
【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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