(57)【要約】      （修正有）【課題】対象領域内に境界面が存在する場合の当該境界面の視認性を改善することができる技術を提供する。【解決手段】超音波測定装置１０は、対象領域の各処理対象点毎に、受信ビームフォーミング処理の信号合成用ウェイトとして、所定のウェイトと、適応型ウェイトとの何れかとするウェイト選択３７７を行って受信ビームフォーミング処理３８１を行うことで超音波画像を生成する演算処理部３７０を備え、超音波の受信信号に基づいて対象領域についてエッジ検出３８３を行うことと、エッジ検出で検出されたエッジ部分のうち、処理対象点に係る受信ビームフォーミング処理のビーム方向に対して、所定条件を満たすエッジ部分を抽出することと、処理対象点が抽出されたエッジ部分のときの信号合成用ウェイトを所定のウェイトとするウェイト選択を行うことと、を実行する。【選択図】図８
2018108144.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波を受信する複数のチャンネルを有するプローブと、
前記チャンネル毎に受信した受信信号を演算処理する演算処理部であって、対象領域の各処理対象点毎に、受信ビームフォーミング処理の信号合成用ウェイトとして、所定のウェイトと、前記受信ビームフォーミング処理を適応型ビームフォーミング処理とするための適応型ウェイトとの何れかとするウェイト選択を行って前記受信ビームフォーミング処理を行うことで超音波画像を生成する演算処理部と、
を備え、
前記演算処理部は、
前記受信信号に基づいて前記対象領域についてエッジ検出を行うことと、
前記エッジ検出で検出されたエッジ部分のうち、前記処理対象点に係る前記受信ビームフォーミング処理のビーム方向に対して、所定条件を満たすエッジ部分を抽出することと、
前記処理対象点が前記抽出された前記エッジ部分のときの前記信号合成用ウェイトを前記所定のウェイトとする前記ウェイト選択を行うことと、
を実行する超音波測定装置。
【請求項２】
前記所定条件は、前記エッジ部分の伸展方向が前記ビーム方向に対して非直交することを少なくとも含む、
請求項１に記載の超音波測定装置。
【請求項３】
前記プローブは、リニアスキャンに対応したプローブであり、
前記抽出することは、前記エッジ部分の伸展方向が前記リニアスキャンのスキャン方向に非平行な前記エッジ部分を抽出することで、前記所定条件を満たす前記エッジ部分を抽出することである、
請求項１又は２に記載の超音波測定装置。
【請求項４】
前記プローブは、リニアスキャンに対応したプローブであり、
前記抽出することは、
前記エッジ部分の伸展方向が前記リニアスキャンのスキャン方向に平行な前記エッジ部分を前記抽出の除外対象とすることと、
前記除外対象とならなかった前記エッジ部分のうち、伸展方向が前記ビーム方向に対して非直交し、且つ、所定長以上の長さを有する前記エッジ部分を、前記所定条件を満たす前記エッジ部分として抽出することと、
を含む、
請求項１又は２に記載の超音波測定装置。
【請求項５】
前記プローブは、セクタースキャンに対応したプローブであり、
前記抽出することは、前記ビーム方向毎に、前記所定条件を満たす前記エッジ部分を抽出することを含み、
前記ウェイト選択を行うことは、前記ビーム方向に対応して前記抽出した前記エッジ部分を前記処理対象点とするときの前記信号処理用ウェイトを、前記所定のウェイトとすることを含む、
請求項１又は２に記載の超音波測定装置。
【請求項６】
前記所定条件には、所定長以上の長さを有すること、が含まれ、
前記演算処理部は、
前記所定長を、前記処理対象点までの前記ビーム方向に沿った距離に応じて可変に設定すること、
を実行する、
請求項５に記載の超音波測定装置。
【請求項７】
前記所定のウェイトは、前記適応型ウェイトの取り得る値に応じて定められている、
請求項１〜６の何れか一項に記載の超音波測定装置。
【請求項８】
前記適応型ウェイトは、前記チャンネル毎の前記受信信号の振幅に応じた値が可変のウェイトであり、
前記適応型ビームフォーミング処理は、前記適応型ウェイトを用いて前記受信信号を重み付き加算する信号合成処理である、
請求項１〜７の何れか一項に記載の超音波測定装置。
【請求項９】
超音波を受信する複数のチャンネルを有するプローブを備えた超音波測定装置の制御方法であって、
前記チャンネル毎に受信した受信信号に基づいて対象領域についてエッジ検出を行うことと、
前記エッジ検出で検出されたエッジ部分のうち、処理対象点に係る受信ビームフォーミング処理のビーム方向に対して、所定条件を満たすエッジ部分を抽出することと、
前記対象領域の各前記処理対象点毎に、前記受信ビームフォーミング処理の信号合成用ウェイトとして、所定のウェイトと、前記受信ビームフォーミング処理を適応型ビームフォーミング処理とするための適応型ウェイトとの何れかとするウェイト選択を行って前記受信ビームフォーミング処理を行うことと、
を含み、
前記ウェイト選択は、前記処理対象点が前記抽出された前記エッジ部分のときの前記信号合成用ウェイトを前記所定のウェイトとする前記ウェイト選択を行うことを含む、
制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波測定を行う超音波測定装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複数の超音波素子（超音波振動子）が配列された超音波プローブを用いて超音波ビームを走査し、生体や構造体内部の対象領域を画像化して診断や検査に用いる超音波測定装置が知られている。画像化にあたっては、チャンネル毎（或いは超音波素子毎）に受信した受信信号を合成する受信ビームフォーミング（ＢＦ；Beam Forming）処理を行う。単純な受信ビームフォーミング処理では画像の分解能が低いため、より高分解能の画像を得るための技術が開発されている。例えば、特許文献１に記載の適応型ビームフォーミング処理（適応的加重値ビームフォーミング技法）がその１つである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１７０８２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、適応型ビームフォーミング処理を行うと、生成される超音波画像において生体組織や構造体等の境界面が見難くなる場合があった。境界面が見難いと、当該生体組織や構造体等の位置を一目で視認できず、診断や検査に支障が生じ得る。そこで本発明は、画像診断や画像検査の対象領域内に境界面が存在する場合の当該境界面の視認性を改善することができる技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するための第１の発明は、超音波を受信する複数のチャンネルを有するプローブと、前記チャンネル毎に受信した受信信号を演算処理する演算処理部であって、対象領域の各処理対象点毎に、受信ビームフォーミング処理の信号合成用ウェイトとして、所定のウェイトと、前記受信ビームフォーミング処理を適応型ビームフォーミング処理とするための適応型ウェイトとの何れかとするウェイト選択を行って前記受信ビームフォーミング処理を行うことで超音波画像を生成する演算処理部と、を備え、前記演算処理部は、前記受信信号に基づいて前記対象領域についてエッジ検出を行うことと、前記エッジ検出で検出されたエッジ部分のうち、前記処理対象点に係る前記受信ビームフォーミング処理のビーム方向に対して、所定条件を満たすエッジ部分を抽出することと、前記処理対象点が前記抽出された前記エッジ部分のときの前記信号合成用ウェイトを前記所定のウェイトとする前記ウェイト選択を行うことと、を実行する超音波測定装置である。
【０００６】
また、第９の発明として、超音波を受信する複数のチャンネルを有するプローブを備えた超音波測定装置の制御方法であって、前記チャンネル毎に受信した受信信号に基づいて対象領域についてエッジ検出を行うことと、前記エッジ検出で検出されたエッジ部分のうち、処理対象点に係る受信ビームフォーミング処理のビーム方向に対して、所定条件を満たすエッジ部分を抽出することと、前記対象領域の各前記処理対象点毎に、前記受信ビームフォーミング処理の信号合成用ウェイトとして、所定のウェイトと、前記受信ビームフォーミング処理を適応型ビームフォーミング処理とするための適応型ウェイトとの何れかとするウェイト選択を行って前記受信ビームフォーミング処理を行うことと、を含み、前記ウェイト選択は、前記処理対象点が前記抽出された前記エッジ部分のときの前記信号合成用ウェイトを前記所定のウェイトとする前記ウェイト選択を行うことを含む、制御方法を構成してもよい。
【０００７】
第１又は第９の発明によれば、対象領域についてエッジ検出を行い、処理対象点に係る受信ＢＦ処理のビーム方向に対して所定条件を満たすエッジ部分を抽出することができる。そして、処理対象点が抽出したエッジ部分のときの信号合成用ウェイトを所定のウェイトとして、受信ビームフォーミング処理を行うことができる。これによれば、生成される超音波画像において、対象領域に存在する境界面の視認性を改善することが可能となる。
【０００８】
また、第２の発明として、前記所定条件は、前記エッジ部分の伸展方向が前記ビーム方向に対して非直交することを少なくとも含む、第１の発明の超音波測定装置を構成してもよい。
【０００９】
第２の発明によれば、エッジ部分の伸展方向がビーム方向に対して非直交のエッジ部分を抽出することができる。そして、抽出したエッジ部分を処理対象点とするときの信号合成用ウェイトを所定のウェイトとして、受信ビームフォーミング処理を行うことができる。
【００１０】
また、第３の発明として、前記プローブは、リニアスキャンに対応したプローブであり、前記抽出することは、前記エッジ部分の伸展方向が前記リニアスキャンのスキャン方向に非平行な前記エッジ部分を抽出することで、前記所定条件を満たす前記エッジ部分を抽出することである、第１又は第２の発明の超音波測定装置を構成してもよい。
【００１１】
第３の発明によれば、リニアスキャンのスキャン方向に対して、エッジ部分の伸展方向が非平行なエッジ部分を抽出することができる。そして、抽出したエッジ部分を処理対象点とするときの信号合成用ウェイトを所定のウェイトとして、受信ビームフォーミング処理を行うことができる。
【００１２】
また、第４の発明として、前記プローブは、リニアスキャンに対応したプローブであり、前記抽出することは、前記エッジ部分の伸展方向が前記リニアスキャンのスキャン方向に平行な前記エッジ部分を前記抽出の除外対象とすることと、前記除外対象とならなかった前記エッジ部分のうち、伸展方向が前記ビーム方向に対して非直交し、且つ、所定長以上の長さを有する前記エッジ部分を、前記所定条件を満たす前記エッジ部分として抽出することと、を含む、第１又は第２の発明の超音波測定装置を構成してもよい。
【００１３】
第４の発明によれば、リニアスキャンのスキャン方向に平行なエッジ部分を抽出の除外対象とした上で、伸展方向がビーム方向と非直交で且つ所定長以上の長さのエッジ部分を抽出することができる。そして、抽出したエッジ部分を処理対象点とするときの信号合成用ウェイトを所定のウェイトとして、受信ビームフォーミング処理を行うことができる。
【００１４】
また、第５の発明として、前記プローブは、セクタースキャンに対応したプローブであり、前記抽出することは、前記ビーム方向毎に、前記所定条件を満たす前記エッジ部分を抽出することを含み、前記ウェイト選択を行うことは、前記ビーム方向に対応して前記抽出した前記エッジ部分を前記処理対象点とするときの前記信号処理用ウェイトを、前記所定のウェイトとすることを含む、第１又は第２の発明の超音波測定装置を構成してもよい。
【００１５】
第５の発明によれば、ビーム方向毎に所定条件を満たすエッジ部分を抽出することができる。そして、ビーム方向に対応して抽出したエッジ部分を処理対象点とするときの信号合成用ウェイトを所定のウェイトとして、受信ビームフォーミング処理を行うことができる。
【００１６】
また、第６の発明として、前記所定条件には、所定長以上の長さを有すること、が含まれ、前記演算処理部は、前記所定長を、前記処理対象点までの前記ビーム方向に沿った距離に応じて可変に設定することを実行する、第５の発明の超音波測定装置を構成してもよい。
【００１７】
第６の発明によれば、処理対象点までのビーム方向に沿った距離に応じた長さのエッジ部分を抽出することができる。
【００１８】
また、第７の発明として、前記所定のウェイトは、前記適応型ウェイトの取り得る値に応じて定められている、第１〜第６の何れかの発明の超音波測定装置を構成してもよい。
【００１９】
第７の発明によれば、適応型ウェイトの取り得る値に応じて定められた所定のウェイトを信号合成用ウェイトとして用いて受信ビームフォーミング処理を行うことができる。
【００２０】
また、第８の発明として、前記適応型ウェイトは、前記チャンネル毎の前記受信信号の振幅に応じた値が可変のウェイトであり、前記適応型ビームフォーミング処理は、前記適応型ウェイトを用いて前記受信信号を重み付き加算する信号合成処理である、第１〜第７の何れかの発明の超音波測定装置を構成してもよい。
【００２１】
第８の発明の適応型ビームフォーミング処理を実行することによれば、分解能（方位分解能）を高めて超音波画像の画質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】超音波測定装置のシステム構成例を示す図。
【図２】スキャン範囲の一例を示す模式図。
【図３】ＢＦ処理を行って生成した超音波画像の一例を示す図。
【図４】適応型ＢＦ処理を行って生成した超音波画像の一例を示す図。
【図５】スキャン範囲の他の例を示す模式図。
【図６】ＢＦ処理を行って生成した超音波画像の他の例を示す図。
【図７】適応型ＢＦ処理を行って生成した超音波画像の他の例を示す図。
【図８】第１実施形態における超音波測定装置の機能構成例を示すブロック図。
【図９】第１実施形態における超音波画像の生成処理の流れを示すフローチャート。
【図１０】エッジ検出結果の一例を示す図。
【図１１】ビーム方向直交線除外処理結果の一例を示す図。
【図１２】ラベリング処理結果を示す図。
【図１３】ビーム方向非直交線の抽出結果を示す図。
【図１４】スキャン範囲の他の例を示す模式図。
【図１５】ＢＦ処理を行って生成した超音波画像の他の例を示す図。
【図１６】適応型ＢＦ処理を行って生成した超音波画像の他の例を示す図。
【図１７】第２実施形態における超音波測定装置の機能構成例を示すブロック図。
【図１８】非直交線候補リストのデータ構成例を示す図。
【図１９】第２実施形態における超音波画像の生成処理の流れを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、以下説明する実施形態によって本発明が限定されるものではなく、本発明を適用可能な形態が以下の実施形態に限定されるものでもない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付す。
【００２４】
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態における超音波測定装置１０のシステム構成例を示す図である。超音波測定装置１０は、超音波測定を利用して被検体２の生体情報を取得するためのものであり、測定結果や操作情報を画像表示するための手段および操作入力のための手段を兼ねるタッチパネル１２と、操作入力をするためのキーボード１４と、リニアスキャンに対応した超音波プローブ（探触子）１６と、処理装置３０とを備える。
【００２５】
処理装置３０には、制御基板３１が搭載されており、タッチパネル１２、キーボード１４、超音波プローブ１６等の装置各部と信号送受可能に接続されている。制御基板３１には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３２、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等の各種集積回路の他、ＩＣメモリーやハードディスク等による記憶媒体３３と、外部装置とのデータ通信を実現する通信ＩＣ３４とが搭載されている。超音波測定装置１０は、処理装置３０においてＣＰＵ３２等が記憶媒体３３に記憶されているプログラムを実行することにより、超音波測定をはじめとする生体情報の取得に必要な処理を行う。
【００２６】
具体的には、超音波測定装置１０は、処理装置３０の制御のもと超音波プローブ１６から被検体２へ超音波ビームを送信し、その反射波を受信して超音波測定を行う。そして、反射波の受信信号を増幅・信号処理し、被検体２の生体内構造の位置情報や経時変化等の反射波データを生成する。超音波測定は、所定周期で繰り返し行われる。測定単位を「フレーム」と呼ぶ。
【００２７】
反射波データには、いわゆるＡモード、Ｂモード、Ｍモード、カラードップラーモードの各モードの画像が含まれる。Ａモードは、第１軸を超音波ビームの送受信方向（走査ラインの方向）に沿った受信信号のサンプリング点列とし、第２軸を各サンプリング点での反射波の受信信号強度（反射波強度）として、反射波の振幅（Ａモード像）を表示するモードである。また、Ｂモードは、超音波ビームを所定のスキャン範囲内で走査させながら得た反射波振幅（Ａモード像）を輝度値に変換することで可視化した、生体内構造の二次元の超音波画像（Ｂモード像）を表示するモードである。
【００２８】
［原理］
図２は、第１実施形態における超音波測定を説明する図であり、超音波プローブ１６を対象物の表面に当てて超音波測定している状態を簡略的に示している。超音波プローブ１６は、列状に等間隔で配置された超音波素子（超音波振動子）を内蔵しており、隣接する複数の超音波素子群が１つのチャンネル１７を構成して超音波の送受信を行う。第１実施形態では、チャンネル１７の配列方向（スキャン方向）に超音波ビームの入射位置をずらしながら、互いに平行な複数の走査ラインＬ１に沿って超音波ビームを送受信することで矩形のスキャン範囲Ａ１を走査する、いわゆるリニアスキャン方式で超音波測定を行う。
【００２９】
実際に超音波測定装置１０が行う超音波測定では、超音波プローブ１６が被検体２の生体表面（図１では頸部）に当てられ、スキャン範囲に相当する対象領域の反射波データが生成される。この対象領域（スキャン範囲）の横方向をｘ方向、これと直交する対象領域の縦方向をｚ方向と定義する。ｘ方向はスキャン方向に対応し、ｚ方向は生体表面からの深さ方向に対応する。なお、超音波プローブ１６が当てられる部位は頸部に限らず、手首、腕、腹部等、測定（診断）の目的に応じた被検体２の部位としてよい。
【００３０】
この超音波測定の結果チャンネル１７毎に受信した受信信号（以下、「チャンネル信号」という）から反射波データを生成する際、処理装置３０は、サンプリング点毎に各チャンネル１７からのチャンネル信号を整相加算する処理を行う。素子単位で超音波を送受信する場合は、各チャンネル１７からの反射波の受信信号を整相加算する。本処理によってチャンネル１７毎のチャンネル信号が各サンプリング点における反射波強度を表す二次元データとされ、当該二次元データに検波処理や対数変換処理等の必要な処理を施してサンプリング点毎に輝度値を得ることで、対象領域の超音波画像を生成できる。なお、チャンネル単位ではなく、超音波素子毎に受信した受信信号を整相加算して超音波画像を生成する構成でもよい。
【００３１】
具体的には、整相加算処理は、全ての走査ラインＬ１を順次処理対象とし、処理対象の走査ライン（処理対象ライン）Ｌ１上のサンプリング点毎に各チャンネル１７からのチャンネル信号を合成する信号合成処理であり、チャンネル１７毎のチャンネル信号に遅延をかけるディレイ処理の後、当該ディレイ処理後の各チャンネル信号を重み付き加算する受信ビームフォーミング処理（受信ＢＦ処理）を行う。これにより、位相が同じ所望の方向からの信号のみを増幅することができ、処理対象ラインＬ１の方向からの所望波を抽出できる。
【００３２】
ここで、従来から、受信ＢＦ処理として、チャンネル信号の加算に用いるウェイト（信号合成用ウェイト）を到来波に応じて動的に変える適応型ビームフォーミング処理（適応型ＢＦ処理）が知られている。この適応型ＢＦ処理では、サンプリング点毎に次の処理を行う。すなわち先ず、ディレイ処理後のチャンネル１７毎のチャンネル信号をもとに相関行列を算出する。続いて、走査ラインＬ１の方向に基づき規定したステアリングベクトルを用い、算出した相関行列から各チャンネル信号に乗じる適応型ウェイトＷｍｖを算出する。なお、適応型ウェイトＷｍｖの算出については、式（１）〜式（８）を参照して後述する。その後は、算出した適応型ウェイトＷｍｖを信号合成用ウェイトＷとして用い、ディレイ処理後のチャンネル１７毎のチャンネル信号を重み付き加算する。適応型ＢＦ処理の具体例としては、ＭＶ（Minimum Variance）法や、ＡＰＥＳ（Amplitude and Phase Estimation）法等があり、適宜採用できる。この適応型ＢＦ処理によれば、処理対象ラインＬ１の方向からの所望波のみに感度を持ち、それ以外の方向からの不要波に対しては感度を持たないように方向に拘束を付けてチャンネル信号を重み付き加算することができ、高い方位分解能が実現できる。
【００３３】
また、別の受信ＢＦ処理として、予め各チャンネル１７に対応付けて定められた所定のウェイト（以下、「固定ウェイト」という）Ｗｆを信号合成用ウェイトＷとして用いる非適応型の受信ＢＦ処理（以下、この非適応型の受信ＢＦ処理を単に「ＢＦ処理」と呼ぶ）がある。このＢＦ処理は、ウェイトの算出が不要であるため短時間で処理を行える利点がある一方で、不要波に対しても感度を持つため、適応型ＢＦ処理に比べると方位分解能が低い。
【００３４】
ところで、受信信号として得られる超音波の反射波強度は、伝搬する媒質が変化する位置で高くなり、超音波画像において反射波強度が高い位置は高輝度として表される。したがって、対象領域の超音波画像を観察することで、皮下に存在する生体組織等の境界面の位置を把握できる。しかし、受信ＢＦ処理を上記適応型ＢＦ処理とした場合とＢＦ処理とした場合とでは描出される境界面の視認性が異なり、当該視認性について以下の問題があった。
【００３５】
すなわち、受信ＢＦ処理のビーム方向である走査ラインＬ１の方向と境界面が直交又は略直交していれば、適応型ＢＦ処理を適用することで当該境界面は鮮鋭に描出できる。しかし、ビーム方向に対して非直交する境界面が対象領域に存在すると、当該境界面とｘ方向との成す角度が大きくなるほど、生成される超音波画像においてその視認性は悪化する。当該現象はＢＦ処理および適応型ＢＦ処理の何れを適用した場合にも起こるが、より顕著に現れるのが適応型ＢＦ処理を適用した場合である。
【００３６】
比較検討するために、図２に示すようにスキャン範囲Ａ１に２本のワイヤーＢ１１，Ｂ１３を配置し、超音波測定を行った場合のスキャン範囲Ａ１の超音波画像をシミュレーションにより生成した。一方のワイヤーＢ１１はビーム方向と直交するｘ方向に沿って配置し、他方のワイヤーＢ１３は、ｘ方向との成す角度をθ１としてｘ方向に対して傾けて配置した。図３は、受信ＢＦ処理をＢＦ処理として生成した超音波画像を示す図であり、図４は、適応型ＢＦ処理として生成した超音波画像を示す図である。図３および図４に示すように、ビーム方向と直交する一方のワイヤーＢ１１については、適応型ＢＦ処理を適用することで鮮鋭に描出される。しかし、ビーム方向と非直交する他方のワイヤーＢ１３に着目すると、適応型ＢＦ処理を適用した場合の方が、ＢＦ処理の適用時よりも全体的にワイヤーＢ１３の輝度が低下して見難く、視認性が悪い。
【００３７】
次に、図５に示すように、他方のワイヤーＢ１３とｘ方向との成す角度をθ２（θ２＞θ１）としてワイヤーＢ１３をｘ方向に対してさらに傾け、超音波測定を行ってスキャン範囲Ａ１の超音波画像を生成した。図６は、本例において受信ＢＦ処理をＢＦ処理とした場合の超音波画像を示し、図７は、適応型ＢＦ処理とした場合の超音波画像を示す図である。本例の場合、図７に示すように、適応型ＢＦ処理を適用したのではワイヤーＢ１３がほとんど描出されず、視認が困難となった。これに対し、図６に示すように、ＢＦ処理を適用した場合では、その全域が視認できる。
【００３８】
以上のように、受信ＢＦ処理を適応型ＢＦ処理とした場合、ビーム方向に対して非直交する境界面の抽出に関して視認性が著しく悪化する問題があった。そこで、第１実施形態では、ビーム方向に対して非直交する境界面のサンプリング点については、固定ウェイトＷｆを信号合成用ウェイトＷとするウェイト選択を行う。それ以外のサンプリング点については適応型ウェイトＷｍｖを算出し、適応型ウェイトＷｍｖを信号合成用ウェイトＷとするウェイト選択を行う。
【００３９】
そのための処理として先ず、対象領域についてエッジ検出を行う。そして、検出されたエッジ部分の中から、ビーム方向に対して非直交するエッジ部分（以下、適宜「ビーム方向非直交線」という）を抽出する。手順としては例えば、検出されたエッジ部分のうち、その伸展方向がリニアスキャンのスキャン方向に平行なエッジ部分（つまりビーム方向に対して直交するエッジ部分；以下、適宜「ビーム方向直交線」という）を抽出の除外対象とする。その上で、「ビーム方向に対して非直交し、且つ、予め設定される所定長ＤＥ以上の長さを有するエッジ部分であること」を所定条件として、除外対象とならなかったエッジ部分から所定条件を満たすエッジ部分をビーム方向非直交線として抽出する。
【００４０】
その後は、ビーム方向非直交線上の各サンプリング点をＢＦ処理位置とし、処理対象点がＢＦ処理位置の場合は信号合成用ウェイトＷを固定ウェイトＷｆとする。ＢＦ処理位置でなければ適応型ウェイトＷｍｖを算出し、信号合成用ウェイトＷとする。
【００４１】
［機能構成］
図８は、第１実施形態における超音波測定装置１０の機能構成例を示すブロック図である。超音波測定装置１０は、処理装置３０と、超音波プローブ１６とを備え、処理装置３０は、操作入力部３１０と、表示部３３０と、通信部３５０と、演算処理部３７０と、記憶部４００とを備える。
【００４２】
超音波プローブ１６は、複数の超音波素子群で構成されるチャンネル１７を配列して備え、処理装置３０（より詳細には演算処理部３７０の超音波測定制御部３７１）からのパルス電圧に基づいて超音波を送信する。そして、送信した超音波の反射波を受信し、各チャンネル１７の受信信号であるチャンネル信号を超音波測定制御部３７１へ出力する。
【００４３】
操作入力部３１０は、ユーザーによる各種操作入力を受け付け、操作入力に応じた操作入力信号を演算処理部３７０へ出力する。ボタンスイッチやレバースイッチ、ダイヤルスイッチ、トラックパッド、マウス等により実現できる。図１ではタッチパネル１２やキーボード１４がこれに該当する。
【００４４】
表示部３３０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の表示装置によって実現され、演算処理部３７０からの表示信号に基づく各種表示を行う。図１ではタッチパネル１２がこれに該当する。
【００４５】
通信部３５０は、演算処理部３７０の制御のもと、外部との間でデータを送受するための通信装置である。この通信部３５０の通信方式としては、所定の通信規格に準拠したケーブルを介して有線接続する形式や、クレイドル等と呼ばれる充電器と兼用の中間装置を介して接続する形式、無線通信を利用して無線接続する形式等、種々の方式を適用可能である。図１では通信ＩＣ３４がこれに該当する。
【００４６】
演算処理部３７０は、例えば、ＣＰＵやＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等のマイクロプロセッサーや、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、ＩＣメモリー等の電子部品によって実現される。そして、演算処理部３７０は、各機能部との間でデータの入出力制御を行い、所定のプログラムやデータ、操作入力部３１０からの操作入力信号、超音波プローブ１６からのチャンネル１７毎のチャンネル信号等に基づき各種の演算処理を実行して、被検体２の生体情報を算出する。図１ではＣＰＵ３２がこれに該当する。なお、演算処理部３７０を構成する各部は、専用のモジュール回路等のハードウェアで構成することとしてもよい。
【００４７】
この演算処理部３７０は、超音波測定制御部３７１と、画像生成部３７３と、エッジ検出部３８３と、ビーム方向非直交線抽出部３８５とを含む。
【００４８】
超音波測定制御部３７１は、超音波プローブ１６とともに超音波測定部２０を構成し、この超音波測定部２０によって超音波測定が行われる。超音波測定制御部３７１は、公知技術を用いて実現できる。すなわち、超音波測定制御部３７１は、超音波プローブ１６による超音波パルスの送信タイミングを制御し、送信タイミングでパルス電圧を発生させて超音波プローブ１６へ出力する。その際、送信遅延処理を行って各超音波素子へのパルス電圧の出力タイミングの調整を行う。また、各チャンネル１７からのチャンネル信号の増幅やフィルター処理を行って、処理後のチャンネル１７毎のチャンネル信号（測定結果）を画像生成部３７３へ出力する。
【００４９】
画像生成部３７３は、超音波測定制御部３７１からのチャンネル１７毎のチャンネル信号に基づいて、超音波画像を生成する。この画像生成部３７３は、ディレイ処理部３７５と、ウェイト選択部３７７と、受信ＢＦ処理部３８１とを含む。
【００５０】
ディレイ処理部３７５は、チャンネル１７毎のチャンネル信号に、予め各チャンネル１７に対応付けて定められたディレイ時間の遅延をかけるディレイ処理を行う。
【００５１】
ウェイト選択部３７７は、サンプリング点毎に信号合成用ウェイトＷを固定ウェイトＷｆ又は適応型ウェイトＷｍｖとするウェイト選択を行う。すなわち、処理対象点がＢＦ処理位置の場合は固定ウェイトＷｆを選択し、ＢＦ処理位置でなければ適応型ウェイトＷｍｖを選択して、信号合成用ウェイトＷとする。このウェイト選択部３７７は、適応型ウェイトＷｍｖを算出する適応型ウェイト算出部３７９を備える。
【００５２】
ここで、適応型ウェイト算出部３７９による適応型ウェイトＷｍｖの算出について説明する。各チャンネル１７に対応する信号合成用ウェイトをＷｍとすると、受信ＢＦ処理部３８１の出力ｚ［ｎ］は、ディレイ処理部３７５が出力するディレイ処理後のチャンネル１７毎のチャンネル信号ｘｍ［ｎ−Ｄｍ［ｎ］］に、該当するチャンネル１７の信号合成用ウェイトＷｍを乗算して足し合わせた結果であり、次式（１）で表される。式（１）において、ｍはチャンネル数を表す。ｎはサンプリング総数であり、ｍ番目のチャンネル１７のサンプリング点ｎにおけるチャンネル信号は、ｘｍ［ｎ］で表される。そして、Ｄｍは、前段のディレイ処理でｍ番目のチャンネル１７に適用されるディレイ時間を表す。すなわち、ここで用いる信号合成用ウェイトＷｍが各チャンネル１７について算出された適応型ウェイトＷｍｖ（Ｗｍｖｍ）であれば適応型ＢＦ処理が受信ＢＦ処理として行われることになるし、予め各チャンネル１７に対応付けて定められた固定ウェイトＷｆ（Ｗｆｍ）であればＢＦ処理が受信ＢＦ処理として行われることとなる。
【数１】
2018108144.tif 000003
【００５３】
さて、適応型ウェイトＷｍｖを算出して信号合成用ウェイトＷとする場合、Ｗｍを各チャンネル１７の適応型ウェイトＷｍｖｍに置き換えて式（１）の出力ｚ［ｎ］をベクトル表記で表すと、次式（２），（３）のようになる。Ｈは複素共役転置を表し、＊は複素共役を表す。
【数２】
2018108144.tif 000004
【００５４】
相関行列Ｒ［ｎ］は、次式（４），（５）で与えられる。
【数３】
2018108144.tif 000005
【００５５】
各チャンネル１７の適応型ウェイトＷｍｖｍは、上記式（４），（５）においてｚ［ｎ］の分散を最小化する値として、次式（６），（７）に示す条件付き最小化問題を解くことで求める。ラグランジュ（Lagrange）の未定乗数法を用いると、各チャンネル１７の適応型ウェイトＷｍｖｍは、次式（８）で表される。
【数４】
2018108144.tif 000006
【００５６】
ここで、ａはステアリングベクトルであり、Ｈは拘束応答ベクトルである。チャンネル信号は前段のディレイ処理で既に整相されているため、所望波の方向は０度である。したがって、ａの要素は全て１とすればよい。
【００５７】
図８の説明に戻る。受信ＢＦ処理部３８１は、ウェイト選択部３７７が決定した信号合成用ウェイトＷを用い、式（１）に従ってディレイ処理後のチャンネル１７毎のチャンネル信号を重み付き加算する受信ＢＦ処理を行う。
【００５８】
エッジ検出部３８３は、公知のエッジ検出処理を行い、対象領域からエッジ部分を検出する。
【００５９】
ビーム方向非直交線抽出部３８５は、エッジ検出部３８３が検出したエッジ部分の中から、ビーム方向に対して非直交し且つ所定長ＤＥ以上の長さのエッジ部分（ビーム方向非直交線）を抽出する。このビーム方向非直交線抽出部３８５は、ビーム方向直交線除外処理部３８７と、ラベリング部３８９とを備える。ビーム方向直交線除外処理部３８７は、エッジ検出部３８３が検出したエッジ部分のうち、ビーム方向と直交するエッジ部分（ビーム方向直交線）を上記ビーム方向非直交線の抽出対象から除外する処理を行う。ラベリング部３８９は、公知のラベリング処理を行い、ビーム方向直交線除外処理部３８７によって除外されなかったエッジ部分の各々に固有のラベルを付す。
【００６０】
記憶部４００は、ＩＣメモリーやハードディスク、光学ディスク等の記憶媒体により実現されるものである。この記憶部４００には、超音波測定装置１０を動作させ、超音波測定装置１０が備える種々の機能を実現するためのプログラムや、当該プログラムの実行中に使用されるデータ等が事前に記憶され、或いは処理の都度一時的に記憶される。図１では、制御基板３１に搭載されている記憶媒体３３がこれに該当する。なお、演算処理部３７０と記憶部４００との接続は、装置内の内部バス回路による接続に限らず、ＬＡＮ（Local Area Network）やインターネット等の通信回線で実現してもよい。その場合、記憶部４００は、超音波測定装置１０とは別の外部記憶装置により実現されるとしてもよい。
【００６１】
また、記憶部４００には、超音波測定プログラム４０１と、受信信号データ４０２と、反射波データ４０３と、固定ウェイトデータ４０４と、エッジ情報４０５とが格納される。
【００６２】
演算処理部３７０は、超音波測定プログラム４０１を読み出して実行することにより、超音波測定制御部３７１や画像生成部３７３、エッジ検出部３８３、ビーム方向非直交線抽出部３８５等の機能を実現する。なお、これらの機能部を電子回路等のハードウェアで実現する場合には、当該機能を実現させるためのプログラムの一部を省略することができる。
【００６３】
受信信号データ４０２は、超音波測定の結果得られた各チャンネル１７からのチャンネル信号をフレーム毎に記憶する。
【００６４】
反射波データ４０３は、フレーム毎に繰り返される超音波測定で得た反射波データを記憶する。この反射波データ４０３は、超音波画像であるフレーム毎のＢモード像のデータを含む。
【００６５】
固定ウェイトデータ４０４は、固定ウェイトＷｆを記憶する。固定ウェイトＷｆは、例えば、方形窓（矩形窓）、ハニング窓、ハミング窓といった窓関数を用いて定めておくことができる。例えば方形窓を用いる場合であれば、固定ウェイトデータ４０４には、次式（９）に示すように、各チャンネル１７の固定ウェイトＷｆｍを全て「１」とする固定ウェイトＷｆが設定される。
Ｗｆｍ＝{１，１，・・・，１}  ・・・（９）
【００６６】
エッジ情報４０５は、エッジ検出部３８３によるエッジ検出結果を記憶する。このエッジ情報４０５は、後述するように、ビーム方向非直交線の抽出の過程でビーム方向非直交線抽出部３８５によって書き換えられる。
【００６７】
［処理の流れ］
図９は、第１実施形態における超音波画像の生成処理の流れを示すフローチャートである。ここで説明する処理は、例えば、ユーザーにより超音波プローブ１６が被検体２の生体表面に当てられ、所定の測定開始操作が為されると開始される。なお、本処理は、演算処理部３７０が記憶部４００から超音波測定プログラム４０１を読み出して実行し、超音波測定装置１０の各部を動作させることで実現できる。
【００６８】
先ず、超音波測定部２０が、超音波測定を行う（ステップＳ１０１）。ここでの処理により、受信信号データ４０２へ測定結果が格納されていく。
【００６９】
続いて、画像生成部３７３が、仮の超音波画像を生成する（ステップＳ１０３）。ここでは、従来の手法で超音波画像を生成する。例えば先ず、ディレイ処理部３７５が、ステップＳ１０１の超音波測定で得た各チャンネル１７からのチャンネル信号をディレイ処理する。そして、受信ＢＦ処理部３８１が、受信ＢＦ処理としてＢＦ処理を行う。すなわち、信号合成用ウェイトＷとして固定ウェイトＷｆを用い、上記式（１）に従ってディレイ処理後のチャンネル１７毎のチャンネル信号をサンプリング点毎に重み付き加算する。その後、受信ＢＦ処理部３８１の出力ｚ［ｎ］に必要な処理を施し、各サンプリング点の輝度値を得る。
【００７０】
続いて、エッジ検出部３８３が、仮の超音波画像についてエッジ検出処理を行い、対象領域内に存在するエッジ部分を検出する（ステップＳ１０５）。具体的には、横方向（ｘ方向）のエッジ部分と斜め方向のエッジ部分を含む横エッジを検出するための公知の微分フィルターを適用し、サンプリング点毎に微分値を算出する。そして、得られた微分値が予め定められる所定の閾値以上のサンプリング点について値を「１」、閾値未満であるサンプリング点の値を「０」としたエッジ情報４０５を生成する。図１０に、エッジ情報４０５の一例を示す。
【００７１】
なお、ここでは、前段のステップＳ１０３で生成した仮の超音波画像についてエッジ検出処理を行うことで対象領域内に存在するエッジ部分を検出することとした。これに対し、受信ＢＦ処理後の二次元データ（受信ＢＦ処理部３８１の出力ｚ［ｎ］）についてエッジ検出処理を行い、対象領域内に存在するエッジ部分を検出するとしてもよい。
【００７２】
続いて、図９に示すように、ビーム方向直交線除外処理部３８７がビーム方向直交線除外処理を行い、エッジ検出処理で生成したエッジ情報４０５からｘ方向のエッジ部分を消去する（ステップＳ１０７）。手順としては先ず、図１０のエッジ情報４０５の各サンプリング点の位置（ｘ，ｙ）を１行ずつｘ方向に順番に参照していくことで、各行においてｘ方向に「１」が連続する範囲を特定し、その連続数を計数する。そして、計数した連続数が予め設定される所定数以上の範囲をｘ方向のエッジ部分と判定し、当該範囲内のサンプリング点の値を「１」から「０」に書き換えてエッジ情報４０５を更新する。これにより、エッジ情報４０５からｘ方向のエッジ部分が消去される。図１１に、ビーム方向直交線除外処理後のエッジ情報４０５を示す。図１１の例では、図１０のエッジ情報４０５の上から２行目のエッジ部分が消去されている。
【００７３】
続いて、図９に示すように、ラベリング部３８９が、ビーム方向直交線除外処理後のエッジ情報４０５についてラベリング処理を行う（ステップＳ１０９）。手順としては先ず、図１１のエッジ情報４０５において値が「１」であるサンプリング点を、「１」が隣接するサンプリング点群に区切る。ここでは、注目するサンプリング点を中心とする周囲の８近傍に値が「１」のサンプリング点がある場合にそれらを連結していくことで、サンプリング点群を得る。そして、区切ったサンプリング点群毎に各々を識別するための固有のラベルを付す。図１２に、ラベリング処理後のエッジ情報４０５を示す。図１２の例では、３つのエッジ部分を構成するサンプリング点群にそれぞれラベル番号「１」〜「３」のラベルが付されている。なお、サンプリングの手法は特に限定されるものではなく、４近傍の値を参照してサンプリング点群を区切るのでもよい。
【００７４】
その後、図９に示すように、ビーム方向非直交線抽出部３８５は、ラベリング処理後のエッジ情報４０５から所定長ＤＥ未満のエッジ部分を消去することで、ビーム方向非直交線を抽出する（ステップＳ１１１）。手順としては先ず、同じラベルが付されたエッジ部分毎に当該エッジ部分のサンプリング点数を計数する。そして、計数値が、所定長ＤＥであることを示す所定数未満のエッジ部分について、各サンプリング点の値を「０」に書き換えてエッジ情報４０５を更新する。これにより、エッジ情報４０５から所定長ＤＥ未満のエッジ部分が消去される。図１３に、ビーム方向非直交線の抽出結果（エッジ情報４０５）を示す。図１３の例では、図１２のエッジ情報４０５から３つのサンプリング点で構成されたラベル番号「２」のエッジ部分が消去され、最終的に、ラベル番号「１」および「３」の各エッジ部分がビーム方向非直交線とされる。
【００７５】
なお、以上説明したビーム方向非直交線の抽出に係る処理は、その簡略化のために、エッジ情報４０５を適宜間引いて行ってもよい。
【００７６】
図９に戻り、以上のようにしてビーム方向非直交線を抽出したならば、画像生成部３７３が、受信信号データ４０２を参照しながら走査ラインＬ１毎にループＡの処理を繰り返す（ステップＳ１１３〜ステップＳ１３１）。そして、ループＡでは、ステップＳ１０１の超音波測定の測定結果を用いて処理対象ラインＬ１について一定時間のサンプリングを行い、各サンプリング点を順次処理対象点としてループＢの処理を行う（ステップＳ１１５〜ステップＳ１２９）。
【００７７】
ループＢでは先ず、ディレイ処理部３７５が、各チャンネル１７からのチャンネル信号にディレイ時間の遅延をかけるディレイ処理を行う（ステップＳ１１７）。
【００７８】
続いて、ウェイト選択部３７７がエッジ情報４０５を参照し、処理対象点の値が「１」であれば当該処理対象点をＢＦ処理位置と判定し（ステップＳ１１９：ＹＥＳ）、ステップＳ１２１に移行する。すなわち、ステップＳ１２１では、ウェイト選択部３７７は、固定ウェイトデータ４０４から固定ウェイトＷｆを読み出して信号合成用ウェイトＷとする。一方、エッジ情報４０５において処理対象点の値が「０」の場合には（ステップＳ１１９：ＮＯ）、ウェイト選択部３７７において適応型ウェイト算出部３７９が、ディレイ処理後のチャンネル１７毎のチャンネル信号に基づき上記の要領で適応型ウェイトＷｍｖを算出する（ステップＳ１２３）。そして、ウェイト選択部３７７は、算出した適応型ウェイトＷｍｖを信号合成用ウェイトＷとする（ステップＳ１２５）。
【００７９】
その後、受信ＢＦ処理部３８１が、ステップＳ１２１又はステップＳ１２５で信号合成用ウェイトＷとした固定ウェイトＷｆ又は適応型ウェイトＷｍｖを用いて受信ＢＦ処理を行い、上記式（１）に従ってディレイ処理後のチャンネル１７毎のチャンネル信号を重み付き加算する（ステップＳ１２７）。
【００８０】
このループＢの処理を繰り返し、処理対象ラインＬ１のサンプリングを終えたならば、処理対象ラインＬ１についてのループＡの処理を終える。そして、全ての走査ラインＬ１を処理対象としてループＡの処理を行ったならば、得られた各サンプリング点の出力ｚ［ｎ］に対し必要な処理を行って超音波画像を生成し（ステップＳ１３３）、本処理を終える。生成された超音波画像は、適宜表示部３３０に表示制御される。
【００８１】
以上説明したように、第１実施形態によれば、対象領域についてエッジ検出を行い、検出されたエッジ部分の中から、ビーム方向に対して非直交し且つ所定長ＤＥ以上の長さのエッジ部分を抽出することができる。そして、処理対象点が抽出したエッジ部分のときには信号合成用ウェイトＷを固定ウェイトＷｆとし、処理対象点が抽出したエッジ部分でないときには適応型ウェイトＷｍｖを信号合成用ウェイトＷとして受信ＢＦ処理を行い、超音波画像を生成できる。したがって、リニアスキャン方式で対象領域を走査して超音波画像を生成するにあたって高い方位分解能を維持しつつ、対象領域においてビーム方向に対して非直交する境界面が存在する場合には、その視認性を改善することができる。
【００８２】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。なお、以下の説明において、第１実施形態と同様の構成には同一の符号を付する。
【００８３】
［原理］
図１４は、第２実施形態における超音波測定を説明する図である。第２実施形態では、超音波プローブ１６ｂは、セクタースキャン方式で超音波測定を行う。すなわち、セクタースキャン方式では、入射角度を所定の角度ずつ変えながら所定の対象物表面位置を基点Ｐ２とする複数の走査ラインＬ２に沿って超音波ビームを放射状に送受信し、所定の角度範囲（スキャン範囲）Ａ２を扇形に走査する。実際に第２実施形態の超音波測定装置１０ｂが行う超音波測定では、超音波プローブ１６ｂが被検体２の生体表面（例えば頸部）に当てられ、スキャン範囲に相当する対象領域の反射波データが生成される。
【００８４】
セクタースキャン方式では、上記のように超音波ビームを各走査ラインＬ２の方向に放射状に送受信するため、対象領域に境界面が存在する場合、当該境界面とビーム方向との関係は、ビーム方向毎に異なる。すなわち、同じ境界面であっても、各走査ラインＬ２と交差する位置によって、当該走査ラインＬ２の方向であるビーム方向と境界面とが直交したりしなかったりする。例えば、対象領域を横切るようにｘ方向に沿った境界面が存在している場合、当該境界面は、中央付近ではビーム方向と直交する。しかし、その端部ではビーム方向と直交せず、第１実施形態と同様の問題が生じる。
【００８５】
比較検討するために、図１４に示すように、スキャン範囲Ａ２においてｘ方向に沿って１本のワイヤーＢ２を配置し、超音波測定を行った場合のスキャン範囲Ａ２の超音波画像をシミュレーションにより生成した。図１５は、受信ＢＦ処理をＢＦ処理として生成した超音波画像を示す図であり、図１６は、適応型ＢＦ処理として生成した超音波画像を示す図である。本例では、図１５および図１６に示すように、ＢＦ処理の適用時および適応型ＢＦ処理の適用の何れの場合も、生成される超音波画像においてワイヤーＢ２の両端が描出されていない。これは、ワイヤーＢ２が、その中央付近ではビーム方向と直交又は略直交するのに対し、端部に行くにつれてビーム方向の直交方向との成す角度が大きくなるためである。そして、描出されたｘ方向の範囲は、適応型ＢＦ処理を適用した場合の方が狭い。
【００８６】
そこで、第２実施形態では、ビーム方向毎に、当該ビーム方向に対して非直交するエッジ部分（ビーム方向非直交線）を抽出する。そのための処理として先ず、対象領域についてエッジ検出を行い、横方向と斜め方向のエッジ部分（横エッジ）を抽出する。エッジ検出は、第１実施形態と同様に行うことができる。そして、抽出されたエッジ部分の中から、「予め設定される所定長ＤＥ以上の長さを有すること」を所定条件とし、これを満たすエッジ部分を非直交線候補として選出する。
【００８７】
そして、各走査ラインＬ２を順次処理対象ラインとしてサンプリングを行う際に、処理対象ラインＬ２のビーム方向に対して非直交する非直交線候補をビーム方向非直交線として抽出し、処理対象ラインＬ２との交点のサンプリング点をＢＦ処理位置に設定する。その後は、第１実施形態と同様に、処理対象点がＢＦ処理位置の場合は信号合成用ウェイトＷを固定ウェイトＷｆとし、ＢＦ処理位置でなければ適応型ウェイトＷｍｖを算出し、信号合成用ウェイトＷとする。
【００８８】
［機能構成］
図１７は、第２実施形態における超音波測定装置１０ｂの機能構成例を示すブロック図である。図１７において、超音波測定装置１０ｂは、処理装置３０ｂと、セクタースキャンに対応したプローブである超音波プローブ１６ｂとを備え、処理装置３０ｂは、操作入力部３１０と、表示部３３０と、通信部３５０と、演算処理部３７０ｂと、記憶部４００ｂとを備える。
【００８９】
第２実施形態では、演算処理部３７０ｂは、超音波測定制御部３７１と、画像生成部３７３と、エッジ検出部３８３と、非直交線候補選出部３９１ｂと、ビーム方向非直交線抽出部３９５ｂと、ＢＦ処理位置設定部３９７ｂとを含む。
【００９０】
非直交線候補選出部３９１ｂは、エッジ検出部３８３が検出したエッジ部分のうち、所定長ＤＥ以上の長さを有するエッジ部分を非直交線候補として選出する。その際、選出したエッジ部分のエッジ長さとエッジ角度とを求めておく。この非直交線候補選出部３９１ｂは、ラベリング部３９３ｂを備える。ラベリング部３９３ｂは、エッジ検出部３８３が検出したエッジ部分の各々に固有のラベルを付す。
【００９１】
ビーム方向非直交線抽出部３９５ｂは、非直交線候補選出部３９１ｂが選出した非直交線候補の中から、処理対象ラインＬ２のビーム方向に対して非直交する非直交線候補をビーム方向非直交線として抽出する。
【００９２】
ＢＦ処理位置設定部３９７ｂは、ビーム方向非直交線抽出部３９５ｂが処理対象ラインＬ２について抽出したビーム方向非直交線と、当該処理対象ラインＬ２との交点のサンプリング点をＢＦ処理位置として設定する。
【００９３】
また、記憶部４００ｂには、超音波測定プログラム４０１ｂと、受信信号データ４０２と、反射波データ４０３と、固定ウェイトデータ４０４と、エッジ情報４０５と、非直交線候補リスト４０６ｂとが格納される。
【００９４】
演算処理部３７０ｂは、超音波測定プログラム４０１ｂを読み出して実行することにより、超音波測定制御部３７１や画像生成部３７３、エッジ検出部３８３、非直交線候補選出部３９１ｂ、ビーム方向非直交線抽出部３９５ｂ、ＢＦ処理位置設定部３９７ｂ等の機能を実現する。なお、これらの機能部を電子回路等のハードウェアで実現する場合には、当該機能を実現させるためのプログラムの一部を省略することができる。
【００９５】
エッジ情報４０５は、エッジ検出部３８３によるエッジ検出結果を記憶する。第２実施形態では、エッジ情報４０５は、非直交線候補の選出過程で非直交線候補選出部３９１ｂによって書き換えられる。
【００９６】
非直交線候補リスト４０６ｂは、非直交線候補選出部３９１ｂが非直交線候補として選出したエッジ部分の一覧を記憶する。図１８は、非直交線候補リスト４０６ｂのデータ構成例を示す図である。図１８に示すように、非直交線候補リスト４０６ｂは、非直交線候補のエッジ部分に付されたラベルのラベル番号と対応付けて、エッジ長さと、エッジ角度とが設定されたデータテーブルである。非直交線候補選出部３９１ｂは、非直交線候補として選出したエッジ部分を構成するサンプリング点数を計数してそのエッジ長さを求めるとともに、当該エッジ部分の方向とｚ方向との成す角度を求めてエッジ角度とする。そして、それらをラベル番号と対応付けた非直交線候補リスト４０６ｂを生成する。
【００９７】
［処理の流れ］
図１９は、第２実施形態における超音波画像の生成処理の流れを示すフローチャートである。ここで説明する処理は、演算処理部３７０ｂが記憶部４００ｂから超音波測定プログラム４０１ｂを読み出して実行し、超音波測定装置１０ｂの各部を動作させることで実現できる。
【００９８】
先ず、超音波測定部２０が、超音波測定を行う（ステップＳ２０１）。そして、画像生成部３７３が、仮の超音波画像を生成する（ステップＳ２０３）。
【００９９】
続いて、エッジ検出部３８３が、仮の超音波画像についてエッジ検出処理を行い、対象領域内に存在するエッジ部分を検出する（ステップＳ２０５）。そして、ラベリング部３９３ｂが、エッジ検出処理で生成したエッジ情報４０５についてラベリング処理を行う（ステップＳ２０７）。その後、非直交線候補選出部３９１ｂが、ラベリング処理後のエッジ情報４０５から所定長ＤＥ未満のエッジ部分を消去することで、非直交線候補を選出する（ステップＳ２０８）。その際、非直交線候補リスト４０６ｂを生成する。
【０１００】
以上のようにして非直交線候補を選出したならば、画像生成部３７３が、受信信号データ４０２を参照しながら走査ラインＬ２毎にループＣの処理を繰り返す（ステップＳ２０９〜ステップＳ２３１）。そして、ループＣでは先ず、ビーム方向非直交線抽出部３９５ｂが、非直交線候補リスト４０６ｂに設定されている非直交線候補のうち、処理対象ラインＬ２のビーム方向に対して非直交するエッジ部分をビーム方向非直交線として抽出する（ステップＳ２１１）。ここでは、例えば、エッジ角度を用いて処理対象ラインＬ２のビーム方向と非直交線候補との成す角度を算出し、９０°又は９０°前後の所定範囲（例えば、８８〜９２°や、８９〜９１°など、概略的に９０°とみなせる範囲。包括的に略９０°或いは略直交ということもできる。）でなければ、当該非直交線候補をビーム方向非直交線とする。
【０１０１】
続いて、ＢＦ処理位置設定部３９７ｂが、ＢＦ処理位置を設定する（ステップＳ２１３）。ここでは、例えば、ステップＳ２１１で抽出したビーム方向非直交線のラベル番号をもとに、エッジ情報４０５において該当するラベルが付された処理対象ラインＬ２上のサンプリング点をＢＦ処理位置として設定する。
【０１０２】
ＢＦ処理位置を設定したならば、ステップＳ２０１の超音波測定の測定結果を用いて処理対象ラインについて一定時間のサンプリングを行い、各サンプリング点を順次処理対象点としてループＤの処理を行う（ステップＳ２１５〜ステップＳ２２９）。
【０１０３】
ループＤでは先ず、ディレイ処理部３７５が、各チャンネル１７からのチャンネル信号にディレイ時間の遅延をかけるディレイ処理を行う（ステップＳ２１７）。
【０１０４】
続いて、処理対象点がステップＳ２１３においてＢＦ処理位置として設定されている場合には（ステップＳ２１９：ＹＥＳ）、ウェイト選択部３７７が、固定ウェイトデータ４０４から固定ウェイトＷｆを読み出して信号合成用ウェイトＷとする（ステップＳ２２１）。処理対象点がＢＦ処理位置でなければ（ステップＳ２１９：ＮＯ）、ウェイト選択部３７７において適応型ウェイト算出部３７９が、ディレイ処理後のチャンネル１７毎のチャンネル信号に基づき上記の要領で適応型ウェイトＷｍｖを算出する（ステップＳ２２３）。そして、ウェイト選択部３７７は、算出した適応型ウェイトＷｍｖを信号合成用ウェイトＷとする（ステップＳ２２５）。
【０１０５】
その後、受信ＢＦ処理部３８１が、ステップＳ２２１又はステップＳ２２５で信号合成用ウェイトＷとした固定ウェイトＷｆ又は適応型ウェイトＷｍｖを用いて受信ＢＦ処理を行い、上記式（１）に従ってディレイ処理後のチャンネル１７毎のチャンネル信号を重み付き加算する（ステップＳ２２７）。
【０１０６】
このループＤの処理を繰り返し、処理対象ラインＬ２のサンプリングを終えたならば、処理対象ラインＬ２についてのループＣの処理を終える。そして、全ての走査ラインＬ２を処理対象としてループＣの処理を行ったならば、得られた各サンプリング点の出力ｚ［ｎ］に対し必要な処理を行って超音波画像を生成し（ステップＳ２３３）、本処理を終える。生成された超音波画像は、適宜表示部３３０に表示制御される。
【０１０７】
以上説明したように、第２実施形態によれば、ビーム方向毎にこれと非直交し且つ所定長ＤＥ以上の長さを有するエッジ部分を抽出することができる。そして、処理対象ラインＬ２上のサンプリング点のうち、そのビーム方向に対応して抽出したエッジ部分を処理対象点とするときの信号合成用ウェイトＷを固定ウェイトＷｆとする一方、それ以外のサンプリング点を処理対象点とするときの信号合成用ウェイトＷを適応型ウェイトＷｍｖとして受信ＢＦ処理を行い、超音波画像を生成できる。したがって、セクタースキャン方式で対象領域を走査して超音波画像を生成するにあたり、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【０１０８】
なお、第２実施形態では、所定長ＤＥを固定としてビーム方向非直交線を抽出することとした。これに対し、処理対象ラインＬ２に沿った基点Ｐ２からの距離を用いて所定長ＤＥを可変に設定してもよい。具体的には、例えば、基点Ｐ２からの距離と所定長ＤＥとの対応関係を予め定めておく。この対応関係は、ルックアップテーブルとして設定しておく構成でもよいし、両者の関係式として設定しておくのでもよい。
【０１０９】
一方で、本変形例では、エッジ検出部３８３が検出した全てのエッジ部分を非直交線候補として選出する。そして、処理対象ラインＬ２のサンプリングに先立ち、先ず、エッジ角度をもとに当該処理対象ラインＬ２のビーム方向と非直交する非直交線候補を全て選ぶ。続いて、基点Ｐ２から選んだ非直交線候補と処理対象ラインＬ２との交点までの距離を求め、求めた距離に対応する所定長ＤＥを上記対応関係から取得する。そして、当該選んだ非直交線候補のエッジ長さが取得した所定長ＤＥ以上であれば、当該非直交線候補をビーム方向非直交線として抽出する。
【０１１０】
［その他の変形例］
固定ウェイトＷｆと適応型ウェイトＷｍｖとでは、取り得る値の範囲が異なる。そのため、適応型ウェイトＷｍｖの取り得る値に応じて固定ウェイトＷｆを定めておくとしてもよい。例えば、上記実施形態では、Ｗｆｍが全て「１」である固定ウェイトＷｆを例示した（式（９））。これに対し、適応型ウェイトＷｍｖの取り得る値に応じた係数ｋ１を用い、次式（１０）に示すように、式（９）の各チャンネル１７の固定ウェイトＷｆｍに係数ｋ１を乗じて固定ウェイトＷｆを定めておくとしてもよい。あるいは、固定ウェイトＷｆの取り得る値に応じて係数ｋ２を定めておくとしてもよい。そして、適応型ウェイトＷｍｖを算出した際、得られた各チャンネル１７の適応型ウェイトＷｍｖｍに係数ｋ２を乗じるようにしてもよい。これによれば、サンプリング点毎にＢＦ処理を適用したり適応型ＢＦ処理を適用したりすることによる輝度ムラを抑制できる。
Ｗ＝ｋ１Ｗｆ・・・（１０）
【０１１１】
また、本発明の超音波測定装置は、上記した実施形態等のように超音波測定を利用して生体内の対象領域の超音波画像を生成する場合に限らず、例えば、生体以外の構造体の内部の領域を対象領域として超音波画像を生成し、その検査等に用いる場合にも同様に適用することができる。
【符号の説明】
【０１１２】
１０，１０ｂ…超音波測定装置、１６，１６ｂ…超音波プローブ、１７…チャンネル、Ｌ１，Ｌ２…走査ライン、２０…超音波測定部、３０，３０ｂ…処理装置、３１０…操作入力部、３３０…表示部、３５０…通信部、３７０，３７０ｂ…演算処理部、３７１…超音波測定制御部、３７３…画像生成部、３７５…ディレイ処理部、３７７…ウェイト選択部、３８１…受信ＢＦ処理部、３８３…エッジ検出部、３８５，３９５ｂ…ビーム方向非直交線抽出部、３８７…ビーム方向直交線除外処理部、３８９…ラベリング部、３９１ｂ…非直交線候補選出部、３９７ｂ…ＢＦ処理位置設定部、４００，４００ｂ…記憶部、４０１，４０１ｂ…超音波測定プログラム、４０２…受信信号データ、４０３…反射波データ、４０４…固定ウェイトデータ、４０５…エッジ情報、４０６ｂ…非直交線候補リスト、２…被検体
【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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