(57)【要約】      （修正有）【課題】多重反射が低減され、且つ、方位分解能及び感度が維持された高画質な画像を得る超音波診断装置を提供する。【解決手段】超音波診断装置は、取得部１５１と、算出部１５２と、乗算部１５３と、制御部１８とを備える。取得部１５１は、フレーム間で超音波送受信の偏向角を変える超音波走査により生成された偏向角の異なる複数の超音波画像データで構成される画像データ群を取得する。算出部１５２は、前記画像データ群の中で、所定方向以外の方向の偏向角の少なくとも１つの超音波画像データを用いて、係数分布を算出する。乗算部１５３は、前記画像データ群の中で、前記所定方向の偏向角の超音波画像データ、又は、前記所定方向を含む複数方向の偏向角それぞれの超音波画像データを合成処理した画像データに対して、前記係数分布を乗算する。制御部１８は、前記乗算部の出力データを超音波画像データとして表示部に表示させる。【選択図】図１
2015013077.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレーム間で超音波送受信の偏向角を変える超音波走査により生成された偏向角の異なる複数の超音波画像データで構成される画像データ群を取得する取得部と、
前記画像データ群の中で、所定方向以外の方向の偏向角の少なくとも１つの超音波画像データを用いて、係数分布を算出する算出部と、
前記画像データ群の中で、前記所定方向の偏向角の超音波画像データ、又は、前記所定方向を含む複数方向の偏向角それぞれの超音波画像データを合成処理した画像データに対して、前記係数分布を乗算する乗算部と、
前記乗算部の出力データを超音波画像データとして表示部に表示させる制御部と、
を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
レート間で超音波送受信の偏向角を変える超音波走査により生成された偏向角の異なる複数の受信信号で構成される受信信号群を取得する取得部と、
前記受信信号群の中で、所定方向以外の方向の偏向角の少なくとも１つの受信信号を用いて、係数分布を算出する算出部と、
前記受信信号群の中で、前記所定方向の偏向角の受信信号、又は、前記所定方向を含む複数方向の偏向角それぞれの受信信号を合成処理した信号に対して、前記係数分布を乗算する乗算部と、
前記乗算部の出力データに基づく超音波画像データを表示部に表示させる制御部と、
を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項３】
送信超音波に対して複数の受信偏向角の反射波を並列同時受信する超音波走査により生成された偏向角の異なる複数の同時受信信号で構成される同時受信信号群を取得する取得部と、
前記同時受信信号群の中で、所定方向以外の方向の偏向角の少なくとも１つの同時受信信号を用いて、係数分布を算出する算出部と、
前記同時受信信号群の中で、前記所定方向の偏向角の同時受信信号、又は、前記所定方向を含む複数方向の偏向角それぞれの同時受信信号を合成処理した信号に対して、前記係数分布を乗算する乗算部と、
前記乗算部の出力データに基づく超音波画像データを表示部に表示させる制御部と、
を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項４】
フレーム間で超音波送受信の偏向角を変える第１超音波走査により生成された偏向角の異なる複数の超音波画像データで構成される画像データ群を取得する機能と、レート間で超音波送受信の偏向角を変える第２超音波走査により生成された偏向角の異なる複数の受信信号で構成される受信信号群を取得する機能と、送信超音波に対して複数の受信偏向角の反射波を並列同時受信する第３超音波走査により生成された偏向角の異なる複数の同時受信信号で構成される同時受信信号群を取得する機能とを有する取得部と、
前記画像データ群の中で、所定方向以外の方向の偏向角の少なくとも１つの超音波画像データを用いて係数分布を算出する機能と、前記受信信号群の中で、所定方向以外の方向の偏向角の少なくとも１つの受信信号を用いて係数分布を算出する機能と、前記同時受信信号群の中で、所定方向以外の方向の偏向角の少なくとも１つの同時受信信号を用いて係数分布を算出する機能とを有する算出部と、
前記画像データ群の中で、前記所定方向の偏向角の超音波画像データ、又は、前記所定方向を含む複数方向の偏向角それぞれの超音波画像データを合成処理した画像データに対して該当する係数分布を乗算する機能と、前記受信信号群の中で、前記所定方向の偏向角の受信信号、又は、前記所定方向を含む複数方向の偏向角それぞれの受信信号を合成処理した信号に対して該当する係数分布を乗算する機能と、前記同時受信信号群の中で、前記所定方向の偏向角の同時受信信号、又は、前記所定方向を含む複数方向の偏向角それぞれの同時受信信号を合成処理した信号に対して該当する係数分布を乗算可能する機能とを有する乗算部と、
前記第１超音波走査と前記第２超音波走査と前記第３超音波走査との少なくとも２つが併用される場合に、実行された超音波走査により得られた複数のデータ群の中で少なくとも１つのデータ群に対して該当する係数分布を用いた乗算処理を行なうよう制御し、乗算処理を実行しないデータ群がある場合は当該データ群を合成処理するように制御し、当該制御処理により出力される超音波画像データを表示部に表示させる制御部と、
を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項５】
前記算出部は、処理対象となるデータの平均値に基づいて、前記係数分布を算出することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記算出部は、処理対象となるデータ間の局所的な相互相関係数値に基づいて、前記係数分布を算出することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記算出部は、処理対象となるデータ間の差分値、又は、当該差分値及び処理対象となるデータの平均値に基づいて、前記係数分布を算出することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記算出部は、入力値に対するべき乗を行なう演算処理を含む関数を用いて、前記係数分布を算出することを特徴とする請求項５〜７のいずれか１つに記載の超音波診断装置。
【請求項９】
前記乗算部は、前記合成処理として重み付け加算処理で得られたデータに対して乗算処理を行なうことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の超音波診断装置。
【請求項１０】
コンピュータを、
フレーム間で超音波送受信の偏向角を変える超音波走査により生成された偏向角の異なる複数の超音波画像データで構成される画像データ群を取得する取得部と、
前記画像データ群の中で、所定方向以外の方向の偏向角の少なくとも１つの超音波画像データを用いて、係数分布を算出する算出部と、
前記画像データ群の中で、前記所定方向の偏向角の超音波画像データ、又は、前記所定方向を含む複数方向の偏向角それぞれの超音波画像データを合成処理した画像データに対して、前記係数分布を乗算する乗算部と、
前記乗算部の出力データを超音波画像データとして表示部に表示させる制御部、
として機能させることを特徴とする超音波イメージングプログラム。
【請求項１１】
コンピュータを、
レート間で超音波送受信の偏向角を変える超音波走査により生成された偏向角の異なる複数の受信信号で構成される受信信号群を取得する取得部と、
前記受信信号群の中で、所定方向以外の方向の偏向角の少なくとも１つの受信信号を用いて、係数分布を算出する算出部と、
前記受信信号群の中で、前記所定方向の偏向角の受信信号、又は、前記所定方向を含む複数方向の偏向角それぞれの受信信号を合成処理した信号に対して、前記係数分布を乗算する乗算部と、
前記乗算部の出力データに基づく超音波画像データを表示部に表示させる制御部、
として機能させることを特徴とする超音波イメージングプログラム。
【請求項１２】
コンピュータを、
送信超音波に対して複数の受信偏向角の反射波を並列同時受信する超音波走査により生成された偏向角の異なる複数の同時受信信号で構成される同時受信信号群を取得する取得部と、
前記同時受信信号群の中で、所定方向以外の方向の偏向角の少なくとも１つの同時受信信号を用いて、係数分布を算出する算出部と、
前記同時受信信号群の中で、前記所定方向の偏向角の同時受信信号、又は、前記所定方向を含む複数方向の偏向角それぞれの同時受信信号を合成処理した信号に対して、前記係数分布を乗算する乗算部と、
前記乗算部の出力データに基づく超音波画像データを表示部に表示させる制御部、
として機能させることを特徴とする超音波イメージングプログラム。
【請求項１３】
コンピュータを、
フレーム間で超音波送受信の偏向角を変える第１超音波走査により生成された偏向角の異なる複数の超音波画像データで構成される画像データ群を取得する機能と、レート間で超音波送受信の偏向角を変える第２超音波走査により生成された偏向角の異なる複数の受信信号で構成される受信信号群を取得する機能と、送信超音波に対して複数の受信偏向角の反射波を並列同時受信する第３超音波走査により生成された偏向角の異なる複数の同時受信信号で構成される同時受信信号群を取得する機能とを有する取得部と、
前記画像データ群の中で、所定方向以外の方向の偏向角の少なくとも１つの超音波画像データを用いて係数分布を算出する機能と、前記受信信号群の中で、所定方向以外の方向の偏向角の少なくとも１つの受信信号を用いて係数分布を算出する機能と、前記同時受信信号群の中で、所定方向以外の方向の偏向角の少なくとも１つの同時受信信号を用いて係数分布を算出する機能とを有する算出部と、
前記画像データ群の中で、前記所定方向の偏向角の超音波画像データ、又は、前記所定方向を含む複数方向の偏向角それぞれの超音波画像データを合成処理した画像データに対して該当する係数分布を乗算する機能と、前記受信信号群の中で、前記所定方向の偏向角の受信信号、又は、前記所定方向を含む複数方向の偏向角それぞれの受信信号を合成処理した信号に対して該当する係数分布を乗算する機能と、前記同時受信信号群の中で、前記所定方向の偏向角の同時受信信号、又は、前記所定方向を含む複数方向の偏向角それぞれの同時受信信号を合成処理した信号に対して該当する係数分布を乗算可能する機能とを有する乗算部と、
前記第１超音波走査と前記第２超音波走査と前記第３超音波走査との少なくとも２つが併用される場合に、実行された超音波走査により得られた複数のデータ群の中で少なくとも１つのデータ群に対して該当する係数分布を用いた乗算処理を行なうよう制御し、乗算処理を実行しないデータ群がある場合は当該データ群を合成処理するように制御し、当該制御処理により出力される超音波画像データを表示部に表示させる制御部、
として機能させることを特徴とする超音波イメージングプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、超音波診断装置及び超音波イメージングプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、診断の妨げとなる超音波画像（Ｂモード画像）の多重反射エコーを軽減するために、様々な方法が行なわれている。かかる方法の一例としては、超音波送受信の偏向角を変えた複数のＢモード画像を加算平均により合成（コンパウンド：compound）する方法が知られている。また、この方法を応用して、偏向角の異なる複数のＢモード画像から、多重反射エコー成分の程度と位置とを推定し、推定結果から加算平均時の重みを適応的に制御する方法も知られている。
【０００３】
しかし、偏向角の異なる複数の画像をコンパウンドする上記の方法では、エレメントファクタの制約により、偏向角を大きくした場合の振幅低下の影響が避けられない。すなわち、斜めに振った画像では、通常の偏向角「０度」の画像（中央画像）に比べて、方位分解能が低下する。更に、斜めに振った画像では、中央画像に対する感度（Ｓ／Ｎ比）も低下する。従って、偏向角を変えた複数の画像を用いてコンパウンドした出力画像では、通常の中央画像に対して、方位分解能及び感度が低下する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−７１１１５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、多重反射が低減され、且つ、方位分解能及び感度が維持された高画質な画像を得ることができる超音波診断装置及び超音波イメージングプログラム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、取得部と、算出部と、乗算部と、制御部とを備える。取得部は、フレーム間で超音波送受信の偏向角を変える超音波走査により生成された偏向角の異なる複数の超音波画像データで構成される画像データ群を取得する。算出部は、前記画像データ群の中で、所定方向以外の方向の偏向角の少なくとも１つの超音波画像データを用いて、係数分布を算出する。乗算部は、前記画像データ群の中で、前記所定方向の偏向角の超音波画像データ、又は、前記所定方向を含む複数方向の偏向角それぞれの超音波画像データを合成処理した画像データに対して、前記係数分布を乗算する。制御部は、前記乗算部の出力データを超音波画像データとして表示部に表示させる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】図２は、従来方法を説明するための図（１）である。
【図３】図３は、従来方法を説明するための図（２）である。
【図４】図４は、第１の実施形態を説明するための図（１）である。
【図５】図５は、第１の実施形態を説明するための図（２）である。
【図６】図６は、第１の実施形態を説明するための図（３）である。
【図７】図７は、第１の実施形態を説明するための図（４）である。
【図８】図８は、第１の実施形態を説明するための図（５）である。
【図９】図９は、第１の実施形態を説明するための図（６）である。
【図１０】図１０は、第２の実施形態を説明するための図（１）である。
【図１１】図１１は、第２の実施形態を説明するための図（２）である。
【図１２】図１２は、第３の実施形態を説明するための図（１）である。
【図１３】図１３は、第３の実施形態を説明するための図（２）である。
【図１４】図１４は、第４の実施形態を説明するための図（１）である。
【図１５】図１５は、第４の実施形態を説明するための図（２）である。
【図１６】図１６は、第４の実施形態を説明するための図（３）である。
【図１７】図１７は、第４の実施形態を説明するための図（４）である。
【図１８】図１８は、第４の実施形態を説明するための図（５）である。
【図１９】図１９は、第４の実施形態を説明するための図（６）である。
【図２０】図２０は、第４の実施形態を説明するための図（７）である。
【図２１】図２１は、第４の実施形態を説明するための図（８）である。
【図２２】図２２は、変形例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】
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成について説明する。図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成例を示すブロック図である。図１に例示するように、第１の実施形態に係る超音波診断装置は、超音波プローブ１と、モニタ２と、入力装置３と、装置本体１０とを有する。
【００１０】
超音波プローブ１は、複数の振動子（例えば、圧電振動子）を有し、これら複数の振動子は、後述する装置本体１０が有する送受信部１１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１が有する複数の振動子は、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１は、振動子に設けられる整合層と、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１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１が有する複数の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】
超音波プローブ１は、装置本体１０と着脱自在に接続される。被検体Ｐの２次元走査を行なう場合、操作者は、例えば、複数の圧電振動子が一列で配置された１Ｄアレイプローブを超音波プローブ１として装置本体１０に接続する。１Ｄアレイプローブは、リニア型超音波プローブ、コンベックス型超音波プローブ、セクタ型超音波プローブ等である。また、被検体Ｐの３次元走査を行なう場合、操作者は、例えば、メカニカル４Ｄプローブや２Ｄアレイプローブを超音波プローブ１として装置本体１０と接続する。メカニカル４Ｄプローブは、１Ｄアレイプローブのように一列で配列された複数の圧電振動子を用いて２次元走査が可能であるとともに、複数の圧電振動子を所定の角度（揺動角度）で揺動させることで３次元走査が可能である。また、２Ｄアレイプローブは、マトリックス状に配置された複数の圧電振動子により３次元走査が可能であるとともに、超音波を集束して送信することで２次元走査が可能である。以下では、装置本体１０に、１Ｄアレイプローブが接続される場合について説明する。
【００１３】
入力装置３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、ジョイスティック等を有し、超音波診断装置の操作者からの各種設定要求を受け付け、装置本体１０に対して受け付けた各種設定要求を転送する。
【００１４】
モニタ２は、超音波診断装置の操作者が入力装置３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１０において生成された超音波画像データ等を表示したりする。
【００１５】
装置本体１０は、超音波プローブ１が受信した反射波信号に基づいて超音波画像データを生成する装置である。図１に示す装置本体１０は、超音波プローブ１が受信した２次元の反射波データに基づいて２次元の超音波画像データを生成可能な装置である。また、図１に示す装置本体１０は、超音波プローブ１が受信した３次元の反射波データに基づいて３次元の超音波画像データを生成可能な装置である。
【００１６】
装置本体１０は、図１に示すように、送受信部１１と、Ｂモード処理部１２と、ドプラ処理部１３と、画像生成部１４と、データ処理部１５と、画像メモリ１６と、内部記憶部１７と、制御部１８とを有する。
【００１７】
送受信部１１は、超音波送信における送信指向性を制御する送信ビームフォーマーである。具体的には、送受信部１１は、レートパルサ発生器、送信遅延部、送信パルサ等を有し、超音波プローブ１に駆動信号を供給する。レートパルサ発生器は、所定のレート周波数（ＰＲＦ：Pulse  Repetition  Frequency）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、送信遅延部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へ電圧を印加する。すなわち、送信遅延部は、超音波プローブ１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振動子ごとの送信遅延時間を、レートパルサ発生器が発生する各レートパルスに対し与える。送信パルサは、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１に駆動信号（駆動パルス）を印加する。
【００１８】
駆動パルスは、送信パルサからケーブルを介して超音波プローブ１内の振動子まで伝達した後に、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。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、所定の送信方向に伝搬していく。送信遅延部は、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、振動子面からの送信方向を任意に調整する。送受信部１１は、超音波ビームの送信に用いる振動子の数及び位置（送信開口）と、送信開口を構成する各振動子の位置に応じた送信遅延間とを制御することで、送信指向性を与える。
【００１９】
なお、送受信部１１は、後述する制御部１８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。
【００２０】
超音波プローブ１が送信した超音波の反射波は、超音波プローブ１内部の振動子まで到達した後、振動子において、機械的振動から電気的信号（反射波信号）に変換される。反射波信号は、ケーブルを介して、超音波受信における受信指向性を制御する受信ビームフォーマーである送受信部１１に入力される。
【００２１】
具体的には、送受信部１１は、アンプ回路、Ａ／Ｄ変換器、受信遅延回路、加算器等を有し、超音波プローブ１が受信した反射波信号に対して各種処理を行なって反射波データを生成する。アンプ回路は、反射波信号をチャンネルごとに増幅してゲイン補正処理を行なう。Ａ／Ｄ変換器は、ゲイン補正された反射波信号をＡ／Ｄ変換する。受信遅延回路は、デジタルデータに受信指向性を決定するのに必要な受信遅延時間を与える。加算器は、受信遅延回路により受信遅延時間が与えられた反射波信号の加算処理を行なって反射波データを生成する。加算器の加算処理により、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。送受信部１１は、反射波の受信に用いる振動子の数及び位置（受信開口）と、受信開口を構成する各振動子の位置に応じた受信遅延間とを制御することで、受信指向性を与える。
【００２２】
なお、送受信部１１は、被検体Ｐを２次元走査する場合、超音波プローブ１から２次元の超音波ビームを送信させる。そして、送受信部１１は、超音波プローブ１が受信した２次元の反射波信号から２次元の反射波データを生成する。また、送受信部１１は、被検体Ｐを３次元走査する場合、超音波プローブ１から３次元の超音波ビームを送信させる。そして、送受信部１１は、超音波プローブ１が受信した３次元の反射波信号から３次元の反射波データを生成する。
【００２３】
ここで、送受信部１１からの出力信号の形態は、位相情報が含まれる信号である場合や、包絡線検波処理後の振幅情報である場合等、種々の形態が選択可能である。なお、位相情報が含まれる信号とは、同相信号（Ｉ信号、Ｉ：In-phase）及び直交信号（Ｑ信号、Ｑ：Quadrature-phase）であるＩＱ信号や、ＲＦ（Radio  Frequency）信号である。
【００２４】
Ｂモード処理部１２は、送受信部１１が出力した反射波データに対して、対数増幅、包絡線検波処理、対数圧縮等を行なって、サンプル点ごとの信号強度（振幅強度）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。
【００２５】
ドプラ処理部１３は、送受信部１１が出力した反射波データを周波数解析することで、ドプラ効果に基づく移動体（血流や組織、造影剤エコー成分等）の運動情報を抽出したデータ（ドプラデータ）を生成する。具体的には、ドプラ処理部１３は、移動体の運動情報として、平均速度、分散値、パワー値等を多点に渡り抽出したドプラデータを生成する。
【００２６】
なお、Ｂモード処理部１２及びドプラ処理部１３は、２次元の反射波データ及び３次元の反射波データの両方について処理可能である。
【００２７】
画像生成部１４は、Ｂモード処理部１２及びドプラ処理部１３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１４は、Ｂモード処理部１２が生成した２次元のＢモードデータから、反射波の強度を輝度で表した２次元Ｂモード画像データを生成する。また、画像生成部１４は、ドプラ処理部１３が生成した２次元のドプラデータから、移動体情報を表す２次元ドプラ画像データを生成する。２次元ドプラ画像データは、速度画像データ、分散画像データ、パワー画像データ、又は、これらを組み合わせた画像データである。
【００２８】
ここで、画像生成部１４は、一般的には、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、表示用の超音波画像データを生成する。具体的には、画像生成部１４は、超音波プローブ１による超音波の走査形態に応じて座標変換を行なうことで、表示用の超音波画像データを生成する。また、画像生成部１４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）等を行なう。また、画像生成部１４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、ボディーマーク等を合成する。
【００２９】
すなわち、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１４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。
【００３０】
更に、画像生成部１４は、Ｂモード処理部１２が生成した３次元のＢモードデータに対して座標変換を行なうことで、３次元Ｂモード画像データを生成する。また、画像生成部１４は、ドプラ処理部１３が生成した３次元のドプラデータに対して座標変換を行なうことで、３次元ドプラ画像データを生成する。すなわち、画像生成部１４は、「３次元のＢモード画像データや３次元ドプラ画像データ」を「３次元超音波画像データ（ボリュームデータ）」として生成する。そして、画像生成部１４は、ボリュームデータをモニタ２にて表示するための各種の２次元画像データを生成するために、ボリュームデータに対して様々なレンダリング処理を行なう。
【００３１】
データ処理部１５は、装置本体１０内で生成されたデータに対して、各種処理を行なう処理部であり、図１に示すように、取得部１５１と、算出部１５２と、乗算部１５３とを有する。第１の実施形態に係るデータ処理部１５は、画像生成部１４が生成した超音波画像データを処理対象とする。なお、第１の実施形態に係るデータ処理部１５については、後に詳述する。
【００３２】
画像メモリ１６は、画像生成部１４が生成した画像データを記憶するメモリである。また、画像メモリ１６は、Ｂモード処理部１２やドプラ処理部１３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１６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１４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１６は、送受信部１１が出力したデータや、データ処理部１５が出力したデータを記憶することも可能である。
【００３３】
内部記憶部１７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ーマーク等の各種データを記憶する。また、内部記憶部１７は、必要に応じて、画像メモリ１６が記憶するデータの保管等にも使用される。
【００３４】
制御部１８は、超音波診断装置の処理全体を制御する。具体的には、制御部１８は、入力装置３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１７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、送受信部１１、Ｂモード処理部１２、ドプラ処理部１３、画像生成部１４及びデータ処理部１５の処理を制御する。また、制御部１８は、画像メモリ１６が記憶する表示用の超音波画像データをモニタ２にて表示するように制御する。
【００３５】
以上、第１の実施形態に係る超音波診断装置の全体構成について説明した。かかる構成のもと、超音波画像データ（例えば、Ｂモード画像データ）の生成表示を行なう。
【００３６】
ここで、従来、Ｂモード画像において、診断の妨げとなる多重反射エコーを軽減するために、様々な方法が行なわれている。これらの従来方法は、所謂、空間コンパウンド処理により、多重反射エコーを軽減する方法である。図２及び図３は、従来方法を説明するための図である。
【００３７】
かかる方法の一例は、超音波送受信の偏向角を変えた複数のＢモード画像データを加算平均により合成（コンパウンド：compound）する方法である。また、この方法を応用して、偏向角の異なる複数のＢモード画像データから、多重反射エコー成分の程度と位置とを推定し、推定結果から加算平均時の重みを適応的に制御する方法も知られている。これらの方法は、フレーム間で超音波送受信の偏向角を変える超音波走査により生成された偏向角の異なる複数の超音波画像データをコンパウンドする方法である。
【００３８】
ここで、振動子の配列方向に対して垂直な方向の偏向角を「０度」と定義する。偏向角「０度」は、偏向を施さずに行なわれる通常の超音波送受信の方向である。また、振動子の配列方向に対して左側に振った方向の偏向角を「正の角度」と定義し、振動子の配列方向に対して右側に振った方向の偏向角を「負の角度」と定義する。
【００３９】
かかる定義を用いると、図２に示す「Ｃ」は、偏向角「０度」の超音波送受信が行なわれることで生成されたＢモード画像データである。また、図２に示す「Ｌ」は、偏向角「＋θ度」の左側に偏向した超音波送受信が行なわれることで生成されたＢモード画像データである。また、図２に示す「Ｒ」は、偏向角「−θ度」の右側に偏向した超音波送受信が行なわれることで生成されたＢモード画像データである。以下、図２に示す「Ｌ」を、左偏向画像データＬと記載する。また、以下、図２に示す「Ｒ」を、右偏向画像データＲと記載する。また、以下、左偏向画像データＬと右偏向画像データＲとの間の中央の画像となる図２に示す「Ｃ」を、中央画像データＣと記載する。
【００４０】
図２に示す従来方法では、中央画像データＣと左偏向画像データＬと右偏向画像データＲとを加算平均した画像データを出力する。又は、図２に示す従来方法では、中央画像データＣと左偏向画像データＬと右偏向画像データＲとから多重反射エコー成分の程度と位置とを推定する。そして、図２に示す従来方法では、推定結果から加算平均時の重みを算出し、中央画像データＣと左偏向画像データＬと右偏向画像データＲとを重み付け加算して画像データを出力する。
【００４１】
また、上記の偏向角の異なる複数の画像をコンパウンドする従来方法の他にも、多重反射エコーを軽減するための一般的な空間コンパウンド処理として、図３の（Ａ）及び図３の（Ｂ）に例示する２つの従来方法が用いられている。図３の（Ａ）に例示する方法は、１本の走査線の受信信号を得る際に、同一の送信ビームに対して、並列同時受信により同時に得られる受信偏向角の異なる複数の受信信号群を加算平均する方法である。図３の（Ａ）に例示する方法では、送信開口及び受信開口を固定したうえで、ある走査線での送信超音波に対して３方向の受信偏向角（例えば、０度、＋θ度、−θ度）の反射波を並列同時受信することで、３方向の同時受信信号が得られる。図３の（Ａ）に示す従来方法では、３方向の同時受信信号を加算平均することで、受信偏向角「０度」の１本の受信信号を得る。かかる処理は、フレーム内の全走査線で行なわれる。
【００４２】
一方、図３の（Ｂ）に例示する方法は、１本の走査線の受信信号を得る際に、レート間で送信の偏向角を変えながら対応する方向からの受信信号を得て、これら複数レートでの受信信号を加算平均する方法である。図３の（Ｂ）では、送信開口及び受信開口を固定したうえで３方向の送受信偏向角（０度、＋θ度、−θ度）で超音波送受信を行なって生成された３方向の受信信号を示している。図３の（Ｂ）に示す従来方法では、３方向の受信信号を加算平均することで、受信偏向角「０度」の１本の受信信号を得る。かかる処理は、フレーム内の全走査線で行なわれる。
【００４３】
これらの３種類の従来方法は、被検体Ｐに対する超音波ビームの偏向角を変えた場合（超音波ビームを斜めにした場合）、多重反射エコー（ノイズ）が出現する位置が偏向角に応じて変化することを利用して、斜めにしても強度変化が相対的に少ない信号成分（例えば、組織由来の信号成分）をコンパウンド処理により維持して、画像中の信号対ノイズ比を向上させる技術である。
【００４４】
ここで、図３の（Ａ）に例示する従来方法は、並列同時受信を用いることから、リアルタイム性が高い。しかし、図３の（Ａ）に例示する従来方法は、送受信間の偏向角を異ならせることから、多重軽減効果を得るためには、偏向角を大きくする必要がある。しかし、図３の（Ａ）に例示する従来方法は、送受信間の偏向角を大きくすると、感度が低下する。
【００４５】
これに対して、図３の（Ｂ）に例示する従来方法は、送受信間の偏向角を同一にできるので、感度低下を抑えつつ大きな偏向角を設定することから、図３の（Ａ）に例示する従来方法より高い多重軽減効果が得られる。しかし、図３の（Ｂ）に例示する従来方法は、レートシーケンスが必要となり、フレームレートが低くなる。
【００４６】
これに対して、図２に例示する従来方法では、フレーム単位で偏向角を変えるため、送受信間の偏向角を同一にできることで感度低下を抑えつつ、フレームレートの減少はない。従って、図２に例示する従来方法では、多重軽減効果と、フレームレート及び有る程度の感度の維持とが可能となる。
【００４７】
しかし、フレーム単位で偏向角を変える方法では、エレメントファクタの制約により、偏向角を大きくした場合の振幅低下の影響が避けられない。特に開口端部の素子では、相対的に、より大きな偏向角で送受信が行われるために、振幅低下の程度が大きくなる。これは有効な開口幅が減少したことに相当する。すなわち、斜めに振った画像データ（例えば、左偏向画像データＬや右偏向画像データＲ）では、偏向角「０度」の画像データ（中央画像データＣ）に比べて、方位分解能が低下する。更に、斜めに振った画像では、中央画像データＣに対する感度（Ｓ／Ｎ比）も低下する。従って、偏向角を変えた複数の画像を用いてコンパウンドした出力画像は、偏向していない画像（例えば、中央画像データＣ）と比較して、方位分解能及び感度が低下するという問題がある。
【００４８】
そこで、第１の実施形態に係る超音波診断装置は、多重反射が低減され、且つ、方位分解能及び感度が維持された高画質な画像を得るために、以下に説明するデータ処理部１５及び制御部１８の処理が行なわれる。
【００４９】
第１の実施形態に係る取得部１５１は、フレーム間で超音波送受信の偏向角を変える超音波走査により生成された偏向角の異なる複数の超音波画像データで構成される画像データ群を取得する。そして、第１の実施形態に係る算出部１５２は、画像データ群の中で、所定方向以外の方向の偏向角の少なくとも１つの超音波画像データを用いて、係数分布を算出する。例えば、算出部１５２は、処理対象となるデータの平均値に基づいて、上記の係数分布を算出する。また、例えば、算出部１５２は、入力値に対するべき乗を行なう演算処理を含む関数を用いて、上記の係数分布を算出する。そして、第１の実施形態に係る乗算部１５３は、画像データ群の中で、所定方向の偏向角の超音波画像データ、又は、所定方向を含む複数方向の偏向角それぞれの超音波画像データを合成処理した画像データに対して、係数分布を乗算する。例えば、乗算部１５３は、上記の合成処理として重み付け加算処理で得られたデータに対して乗算処理を行なう。そして、第１の実施形態に係る制御部１８は、乗算部１５３の出力データを超音波画像データとしてモニタ２に表示させる。
【００５０】
以下、図４〜図９等を用いて、第１の実施形態に係るデータ処理部１５及び制御部１８が行なう処理の具体例について説明する。図４〜図９は、第１の実施形態を説明するための図である。
【００５１】
例えば、制御部１８の制御により、送受信部１１は、３方向（偏向角：０度、＋θ度、−θ度）の超音波送受信を、フレーム単位で、超音波プローブ１に実行させる。これにより、偏向角が異なる３つのＢモード画像データが画像生成部１４により生成される。ここで、上記の所定方向は、偏向角「０度」の方向となる。そして、取得部１５１は、これら３つのＢモード画像データを取得する。図４の（Ａ）に示す「L(x,y)」及び「R(x,y)」は、斜め送受信により多重反射成分が軽減された左偏向画像データ及び右偏向画像データである。また、図４の（Ａ）に示す「C(x,y)」は、偏向角「０度」の方向のＢモード画像データであり、方位分解能及び感度が高いが、多重反射が発生している可能性のある正面画像データ（中央画像データ）となる。なお、「(x,y)」は、画像データを構成する各画素の位置を示している。
【００５２】
以下では、算出部１５２が「L(x,y)」及び「R(x,y)」を処理対象として係数分布を算出し、乗算部１５３が「C(x,y)」を乗算対象とする場合について説明する。まず、算出部１５２は、図４の（Ｂ）に示すように、「L(x,y)」及び「R(x,y)」の平均画像データである「M(x,y)」を得る。具体的には、算出部１５２は、以下の式（１）により、「M(x,y)」を得る。
【００５３】
【数１】
2015013077.tif 000003
【００５４】
図４の（Ｂ）に示すように、「L(x,y)」及び「R(x,y)」を位置合わせすると、双方が重なり合う領域である重複領域と、「L(x,y)」における重複領域以外の左側領域と、「R(x,y)」における重複領域以外の右側領域とがある。上記の式（１）は、重複領域については、「L(x,y)」及び「R(x,y)」で同一位置の画素値の平均値を割り当て、左側領域については、「L(x,y)」の画素値を割り当て、右側領域については、「R(x,y)」の画素値を割り当てることで、平均画像データ「M(x,y)」を得ることを示している。
【００５５】
そして、算出部１５２は、図４の（Ｃ）に示すように、平均画像データ「M(x,y)」から係数分布「cof(x,y)」を算出する。具体的には、算出部１５２は、以下の式（２）により、「cof(x,y)」を算出する。
【００５６】
【数２】
2015013077.tif 000004
【００５７】
上記の式（２）では、M(x,y)を「β」で除算した値を「α乗」した値を、「cof(x,y)」として定義している。また、上記の式（２）では、M(x,y)を「β」で除算した値が「１」より大きい場合は、「cof(x,y)」を「１」にすると定義している。ここで、「α、β」は、予め設定される値である。具体的には、「β」は、出力信号の上限レベルを意味し、画像信号の最大値「ｍａｘ」以下のレベルに設定される。なお、「β」は、「ｍａｘ」に対して、７割から８割程度のレベルとして設定されることが好適である。また、「α」は、「１／４〜１／３」程度の値に設定されることが好適である。
【００５８】
図５に示すグラフは、「α＝１／４」とした式（２）を用いて、入力値「M(x,y)／β」から算出された出力値「cof(x,y)」をプロットしたグラフを示す。なお、式（２）のように、入力値に対するべき乗を行なう演算処理を含む関数を用いて、係数分布を算出することの利点については、後に説明する。
【００５９】
そして、乗算部１５３は、図４の（Ｄ）に示すように、中央画像データ「C(x,y)」に係数分布「cof(x,y)」を乗算して、出力画像データ「O＿C(x,y)」を出力する。具体的には、乗算部１５３は、以下の式（３）の演算処理を行なう。
【００６０】
【数３】
2015013077.tif 000005
【００６１】
そして、制御部１８は、出力画像データ「O＿C(x,y)」を、補正処理が行なわれたＢモード画像データとして、モニタ２に表示させる。図６の左図は、リニアプローブを用いて頸動脈を含む領域を撮影した３方向のＢモード画像データのうち、「偏向角：０度」の正面のＢモード画像データ「C(x,y)」を示している。また、図６の右図は、上記の処理により得られた出力画像データ「O＿(x,y)」を示している。図６に示すように、「O＿C(x,y)」では、「C(x,y)」における頚動脈内に出現していた多重反射成分が軽減され、且つ、方位分解能及び感度が維持されている。なお、図６は、「α＝１／４、β＝１９２、ｍａｘ＝２５５、θ＝１０度」の設定を用いて行なわれた処理結果を示している。
【００６２】
以下、上記の処理により出力される「O＿C(x,y)」が、多重反射が低減され、且つ、方位分解能及び感度が維持された高画質な画像データとなる理由について説明する。
【００６３】
散乱信号のように、左右どちらから見ても信号レベルが変わらない部位では、平均画像データの輝度が高くなる。一方、多重反射のように、ビームを斜めにしたことで信号レベルが低下する部位では、平均画像データの輝度が低下する。特に、多重反射では、左右各々の偏向で信号レベルが低下するだけでなく、左右各々の偏向に対して出現位置も変化するため、左偏向画像データ及び右偏向画像データの平均画像データでの輝度低下の度合いは、大きくなる。
【００６４】
このため、上記の処理では、平均画像データで平均輝度が高い部位は、真の信号成分と見なして、最終的に出力したい中央画像データに寄与する係数値を大きくする。また、上記の処理では、平均画像データで平均輝度が小さい部位は、多重反射等のノイズ成分と見なして、中央画像データに寄与する係数値を小さくする。従って、上記の処理により、中央画像データに対して効果的な多重反射成分の低減が可能となる。また、出力画像データの画像信号そのものは、方位分解能が高く、感度も高い中央画像データに由来するため、信号と見なされて係数値が大きい部位については、方位分解能や感度が維持されることになる。
【００６５】
ここで、入力データである平均画像データから、出力データである係数値を得る変換方法としては、入力の大きさの程度が信号とノイズの境目となるレベルに対して、信号領域では出力値が高く維持され、ノイズ領域では出力値が十分に小さくなることが望まれる。このような変換特性を得るための最も単純な方法は、入力値が、設定された閾値を超えたら出力値を「１」とし、閾値以下では出力値を「０」とする閾値処理が挙げられる。
【００６６】
しかし、閾値設定に用いられる「信号とノイズの境界レベル」は、一般的に、被検体Ｐに応じて変化するため、明確には定められない。そこで、ロバストな多重軽減効果を得るためには、入力に対して滑らかな変化をしつつ、且つ、閾値処理に近い特性を有する変換特性を用いるのが有効である。
【００６７】
かかる変換特性を得るための具体的な方法は、上記の式（２）に示すように、入力レベルに応じた「べき乗関数」により、出力値を与えることが好適である。例えば、図５に示す変換特性は、「M(x,y)／β」が「０．１」より大きい範囲では、係数値が滑らかに変化し、「M(x,y)／β」が「０．１」以下の範囲では、係数値が急激に減少している。
【００６８】
ただし、上記の係数制御を行なう場合、図５のグラフからも明らかなように、出力画像データ「O＿C(x,y)」では、低輝度領域の信号が殆ど表示されなくなるため、見かけ上、表示ダイナミックレンジが狭くなり、ゲインが下がる傾向がある。そこで、第１の実施形態に係る制御部１８は、上記の乗算処理を行なわない画像データと見かけ上の表示ダイナミックレンジ及びゲインが同等になるように、出力画像データを表示する際の表示ダイナミックレンジ及びゲインを、予め設定されたＬＵＴ（Look  Up  Table）を用いて制御しても良い。
【００６９】
例えば、図６に示すように、制御部１８は、中央画像データの「表示ダイナミックレンジ：ＤＲ」が「６０ｄＢ」である場合、出力画像データの「表示ダイナミックレンジ：ＤＲ」を「６５ｄＢ」に拡大する。また、例えば、図６に示すように、制御部１８は、中央画像データの「ゲイン：Ｇ」が「７３ｄＢ」である場合、出力画像データの「ゲイン：Ｇ」を「７６ｄＢ」に上げる。
【００７０】
なお、出力画像データ（以下、Ｏ＿Ｃ）のフレームレートは、通常のＢモード撮影と略同じとなるように、制御部１８により制御される。図７では、中央画像データ（以下、Ｃ）と、左偏向画像データ（以下、Ｌ）と、右偏向画像データ（以下、Ｒ）とが、「Ｃ，Ｌ，Ｒ」の順番で繰り返して生成される場合を例示している（図７の「input」の列を参照）。また、図７では、１つのフレーム（frame）を、１つの矩形で示している。
【００７１】
かかる場合、制御部１８は、最初に得られた画像データ群「Ｃ，Ｌ，Ｒ」を用いて第１フレームの「Ｏ＿Ｃ」をデータ処理部１５に出力させる（図７の「process：１」及び「output：１」を参照）。また、制御部１８は、新規に生成された「Ｃ」を最新データとする画像データ群「Ｌ，Ｒ，Ｃ」を用いて第２フレームの「Ｏ＿Ｃ」をデータ処理部１５に出力させる（図７の「process：２」及び「output：２」を参照）。また、制御部１８は、新規に生成された「Ｌ」を最新データとする画像データ群「Ｒ，Ｃ，Ｌ」を用いて第３フレームの「Ｏ＿Ｃ」をデータ処理部１５に出力させる（図７の「process：３」及び「output：３」を参照）。また、制御部１８は、新規に生成された「Ｒ」を最新データとする画像データ群「Ｃ，Ｌ，Ｒ」を用いて第４フレームの「Ｏ＿Ｃ」をデータ処理部１５に出力させる（図７の「process：４」及び「output：４」を参照）。また、制御部１８は、新規に生成された「Ｃ」を最新データとする画像データ群「Ｌ，Ｒ，Ｃ」を用いて第５フレームの「Ｏ＿Ｃ」をデータ処理部１５に出力させる（図７の「process：５」及び「output：５」を参照）。このような制御を行なうことで、フレームレートを維持することができる。
【００７２】
ここで、上記では、偏向角として３方向（±θ度、０度）用い、左偏向画像データと右偏向画像データとの平均画像データを用いて係数分布を算出する代表的な例を示した。ただし、多重軽減を行なうための係数分布を算出するための「斜めの偏向画像データ」は、左右どちらかの１方向の偏向画像データであっても良い。例えば、算出部１５２は、図８に示すように、式（２）に「L(x,y)」を代入することで、係数分布「cof(x,y)」を算出しても良い。
【００７３】
ただし、被検体Ｐの走査領域内の多重反射源となる構造体は、例えば、振動子の配列方向に対して斜めに傾く場合があることから、ロバストな多重反射軽減効果を得るためには、上記のように、左偏向画像データと右偏向画像データとの平均画像データを用いることが、好適である。なお、図４の（Ｂ）を用いて説明したように、重複領域以外の左側領域の平均画像データは、左偏向画像データが用いられ、重複領域以外の右側領域の平均画像データは、右偏向画像データが用いられことになるが、かかる場合であっても、図６等を用いて説明したように、多重反射が低減され、且つ、方位分解能及び感度が維持された出力画像データを得ることができる。
【００７４】
更に、第１の実施形態では、偏向角の方向数を、５や７に増やすことも可能である。かかる場合、「（ａ）：平均画像データの加算方向数を増加させる方法」と、「（ｂ）：正面の画像データを含む複数の画像データをコンパウンド処理（例えば、重み付け処理）した画像データを中央画像データとして用いる方法」と、「（ｃ）：（ａ）及び（ｂ）を併用する方法」とを行なうことができる。
【００７５】
方向数が「７」である場合に、上記の方法を適用した場合の一例を、図９を用いて説明する。図９の（Ａ）では、偏向角「＋θ２度，＋θ１度，＋θ度，０度，−θ度，−θ１度，−θ２度、（θ2＞θ１＞θ）」のフレームシーケンスにより生成された７方向の画像データを、「Ｌ２，Ｌ１，Ｌ０，Ｃ，Ｒ０，Ｒ１，Ｒ２」として示している。
【００７６】
かかる場合、例えば、算出部１５２、又は、画像生成部１４は、図９の（Ｂ）に示すように、「Ｌ２，Ｌ１，Ｌ０，Ｒ０，Ｒ１，Ｒ２」の６つの画像データから平均画像データを生成し、係数分布を算出する。かかる場合、乗算部１５３は、「Ｃ」に係数分布を乗算する。
【００７７】
或いは、例えば、乗算部１５３、又は、画像生成部１４は、図９の（Ｃ）に示すように、「Ｌ０，Ｃ，Ｒ０」を重み付け加算して、中央画像データを生成する。また、例えば、算出部１５２、又は、画像生成部１４は、図９の（Ｃ）に示すように、「Ｌ２，Ｌ１，Ｒ１，Ｒ２」から平均画像データを生成し、係数分布を算出する。
【００７８】
或いは、平均画像データに用いられる画像データは、中央画像データにも用いられる場合であっても良い。例えば、乗算部１５３、又は、画像生成部１４は、図９の（Ｄ）に示すように、「Ｌ１，Ｌ０，Ｃ，Ｒ０，Ｒ２」を重み付け加算して、中央画像データを生成する。また、例えば、算出部１５２、又は、画像生成部１４は、図９の（Ｄ）に示すように、「Ｌ２，Ｌ１，Ｒ１，Ｒ２」から平均画像データを生成し、係数分布を算出する。これらの応用例を行なう場合でも、多重反射が低減され、且つ、方位分解能及び感度が維持された出力画像データを得ることができる。
【００７９】
ここで、フレームシーケンスでコンパウンド処理を行なう従来方法であっても、フレームシーケンスで乗算処理を行なう第１の実施形態に係る方法であっても、フレームレートは、通常のＢモード走査の通常の走査時と変わらない。しかし、双方の方法では、方向数に相当する数のフレームが処理に用いられる影響で、超音波プローブ１の移動や、被検体Ｐの呼吸動等に対する画像変化の応答性は、方向数の増加にともない低下する傾向がある。その一方、双方の方法では、多重反射軽減効果は方向数の増大にともない大きくなる。
【００８０】
このため、第１の実施形態に係る方法では、方向数の設定により、応答性と多重反射軽減効果とに関するトレードオフが生じる。従って、第１の実施形態では、「全体の方向数」と「平均画像データの生成処理に用いる方向数及び中央画像データの生成処理に用いる方向数」との設定を、用途に応じて操作者が選択可能なように、これらの方向数の候補セットを予め設定しておくことが好適である。かかる場合、操作者は、例えば、ＧＵＩに表示された候補セットから、所望の設定を選択する。
【００８１】
上述したように、第１の実施形態では、フレームシーケンスにより生成された偏向角の異なる複数のＢモード画像データの中で、多重反射が軽減された斜めの画像データ群、又は、多重反射が軽減された斜めの画像データから、「重み（係数）」を算出する。そして、第１の実施形態では、空間分解能及び感度が良好な「偏向角：０度」のＢモード画像データ（正面画像データ）を、係数分布の乗算対象である中央画像データとして、出力画像データを生成する。或いは、第１の実施形態では、空間分解能及び感度が良好な正面画像データを中心にした複数のＢモード画像データの合成画像データを、係数分布の乗算対象である中央画像データとして、出力画像データを生成する。従って、第１の実施形態では、多重反射が低減され、且つ、方位分解能及び感度が維持された高画質な画像を得ることができる。
【００８２】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、フレームシーケンスでコンパウンド処理を行なう従来方法の代わりに、フレームシーケンスで乗算処理を行なうことで、多重反射軽減効果と、方位分解能及び感度の維持とを実現する方法について説明した。ここで、第１の実施形態で説明した処理の概念は、図３の（Ｂ）を用いて説明したレートシーケンスで空間コンパウンド処理を行なう従来方法の改善法として、適用することができる。第２の実施形態では、レートシーケンスで乗算処理を行なうことで、多重反射軽減効果と、方位分解能及び感度の維持とを実現する場合について、図１０及び図１１等を用いて説明する。図１０及び図１１は、第２の実施形態を説明するための図である。
【００８３】
第２の実施形態に係る超音波診断装置は、図１を用いて説明した第１の実施形態に係る超音波診断装置と同様に構成される。ただし、第２の実施形態に係るデータ処理部１５は、以下の処理を行なう。
【００８４】
すなわち、第２の実施形態に係る取得部１５１は、レート間で超音波送受信の偏向角を変える超音波走査により生成された偏向角の異なる複数の受信信号で構成される受信信号群を取得する。そして、第２の実施形態に係る算出部１５２は、受信信号群の中で、所定方向以外の方向の偏向角の少なくとも１つの受信信号を用いて、係数分布を算出する。例えば、算出部１５２は、処理対象となるデータの平均値に基づいて、上記の係数分布を算出する。また、例えば、算出部１５２は、入力値に対するべき乗を行なう演算処理を含む関数を用いて、上記の係数分布を算出する。そして、第２の実施形態に係る乗算部１５３は、受信信号群の中で、所定方向の偏向角の受信信号、又は、所定方向を含む複数方向の偏向角それぞれの受信信号を合成処理した信号に対して、係数分布を乗算する。例えば、乗算部１５３は、上記の合成処理として重み付け加算処理で得られたデータに対して乗算処理を行なう。そして、第２の実施形態に係る制御部１８は、乗算部１５３の出力データに基づく超音波画像データをモニタ２に表示させる。
【００８５】
レートシーケンスでは、１本の受信走査線の信号を得る際に、この受信走査線の方向を中心として偏向角の異なる超音波送受信を複数回行なう。そこで、第２の実施形態では、この複数回の送受信で得られる各受信信号について、第１の実施形態で説明した処理を適用して、最終出力となる受信走査線方向の受信信号を得る。
【００８６】
例えば、制御部１８の制御により、送受信部１１は、図１０の（Ａ）に示すように、３方向（偏向角：０度、＋θ度、−θ度）の超音波送受信を、レート単位で、超音波プローブ１に実行させる。これにより、偏向角が異なる３つの受信信号が得られる。ここで、上記の所定方向は、受信走査線の方向である偏向角「０度」の方向となる。そして、取得部１５１は、これら３つの受信信号を取得する。図１０の（Ａ）に示す「Lr(d)」及び「Rr(d)」は、斜め送受信により多重反射成分が軽減された左偏向受信信号及び右偏向受信信号である。また、図１０の（Ａ）に示す「Cr(d)」は、偏向角「０度」の方向の受信信号であり、方位分解能及び感度が高い画像を得ることができるが、多重反射が発生しているが画像が得られる可能性のある正面信号（中央信号）となる。なお、「(d)」は、受信信号における深さ方向（受信走査線方向）の位置を示している。
【００８７】
以下では、算出部１５２が「Lr(d)」及び「Rr(d)」を処理対象として係数分布を算出し、乗算部１５３が「Cr(d)」を乗算対象とする場合について説明する。まず、算出部１５２は、図１０の（Ｂ）に示すように、左右偏向時の受信信号である「Lr(d)」及び「Rr(d)」の平均信号「Mr(d)」を得る。具体的には、算出部１５２は、以下の式（４）により、「Mr(d)」を得る。
【００８８】
【数４】
2015013077.tif 000006
【００８９】
そして、算出部１５２は、図１０の（Ｃ）に示すように、平均信号「Mr(d)」から、深さ方向「d」で中央信号「Cr(d)」に与える係数分布「cof＿r(d)」を算出する。具体的には、算出部１５２は、以下の式（５）により、「cof＿r(d)」を算出する。
【００９０】
【数５】
2015013077.tif 000007
【００９１】
上記の式（５）では、Mr(d)を「β」で除算した値を「α乗」した値を、「cof＿r(d)」として定義している。また、上記の式（５）では、Mr(d)を「β」で除算した値が「１」より大きい場合は、「cof＿r(d)」を「１」にすると定義している。ここで、「α、β」は、第１の実施形態で説明したように、予め設定される値である。具体的には、「β」は、出力される受信信号の上限レベルを意味し、受信信号の最大値「ｍａｘ」以下のレベルに設定される。なお、「β」は、「ｍａｘ」に対して、７割から８割程度のレベルとして設定されることが好適である。また、「α」は、「１／４〜１／３」程度の値に設定されることが好適である。
【００９２】
そして、乗算部１５３は、図１０の（Ｄ）に示すように、中央信号「Cr(d)」に係数分布「cof＿r(d)」を乗算して、出力受信信号「O＿Cr(d)」を出力する。具体的には、乗算部１５３は、以下の式（６）の演算処理を行なう。
【００９３】
【数６】
2015013077.tif 000008
【００９４】
データ処理部１５は、上記の処理を、全受信走査線で行なって、１フレーム分の出力受信信号を出力する。制御部１８の制御により、画像生成部１４は、図１０の（Ｅ）に示すように、１フレーム分の出力受信信号群から、出力画像データを生成する。そして、モニタ２は、制御部１８の制御により、出力画像データを表示する。かかる出力画像データは、多重反射が低減され、且つ、方位分解能及び感度が維持された高画質な画像となる。
【００９５】
ここで、上記の受信信号「Lr(d)  ,  Rr(d),  Cr(d)」は、位相情報を有しているＲＦ信号やＩＱ信号、又は、位相検波後の振幅信号、又は、振幅信号を対数圧縮した後のデータのいずれを用いても良い。これらいずれのデータでも係数が定義可能であり、得られた係数を乗算することで、高画質な画像を得ることができる。
【００９６】
なお、第２の実施形態でも、第１の実施形態で説明したように、１つの斜めの受信信号（例えば、「Lr(d)」）を用いて、係数分布が算出されても良い。また、第２の実施形態でも、第１の実施形態で説明したように、偏向角の方向数を、５や７に増やすことも可能である。
【００９７】
方向数が「７」である場合に行なわれる処理の一例について、図１１を用いて説明する。図１１の（Ａ）では、偏向角「＋θ２度，＋θ１度，＋θ度，０度，−θ度，−θ１度，−θ２度、（θ2＞θ１＞θ）」のレートシーケンスにより生成された７方向の受信信号を、「Ｌｒ２，Ｌｒ１，Ｌｒ０，Ｃｒ，Ｒｒ０，Ｒｒ１，Ｒｒ２」として示している。
【００９８】
かかる場合、例えば、算出部１５２、又は、Ｂモード処理部１２は、図１１の（Ｂ）に示すように、「Ｌｒ２，Ｌｒ１，Ｌｒ０，Ｒｒ０，Ｒｒ１，Ｒｒ２」の６つの受信信号から平均信号を生成し、係数分布を算出する。かかる場合、乗算部１５３は、「Ｃｒ」に係数分布を乗算する。
【００９９】
或いは、例えば、乗算部１５３、又は、Ｂモード処理部１２は、図１１の（Ｃ）に示すように、「Ｌｒ０，Ｃｒ，Ｒｒ０」を重み付け加算して、中央信号を生成する。また、例えば、算出部１５２、又は、Ｂモード処理部１２は、図１１の（Ｃ）に示すように、「Ｌｒ２，Ｌｒ１，Ｒｒ１，Ｒｒ２」から平均信号を生成し、係数分布を算出する。
【０１００】
或いは、平均信号に用いられる受信信号は、中央信号にも用いられる場合であっても良い。例えば、乗算部１５３、又は、Ｂモード処理部１２は、図１１の（Ｄ）に示すように、「Ｌｒ１，Ｌｒ０，Ｃｒ，Ｒｒ０，Ｒｒ１」を重み付け加算して、中央信号を生成する。また、例えば、算出部１５２、又は、Ｂモード処理部１２は、図１１の（Ｄ）に示すように、「Ｌｒ２，Ｌｒ１，Ｒｒ１，Ｒｒ２」から平均信号を生成し、係数分布を算出する。これらの応用例を行なう場合でも、多重反射が低減され、且つ、方位分解能及び感度が維持された出力画像データを生成可能な出力受信信号を得ることができる。
【０１０１】
なお、図１１を用いて説明した応用例を行なう場合、第２の実施形態では、第１の実施形態と同様に、「全体の方向数」と「平均信号の生成処理に用いる方向数及び中央信号の生成処理に用いる方向数」との設定を、用途に応じて操作者が選択可能なように、これらの方向数の候補セットを予め設定しておくことが好適である。
【０１０２】
上述したように、第２の実施形態では、係数分布を用いた乗算処理を行なうことで、レート間の空間コンパウンドを行なう従来方法と比較して、方位分解能及び感度を高めつつ、多重反射軽減の効果を得ることができる。
【０１０３】
（第３の実施形態）
第１の実施形態及び第２の実施形態で説明した乗算処理の概念は、図３の（Ａ）を用いて説明した並列同時受信で空間コンパウンド処理を行なう従来方法の改善法としても、適用することができる。第３の実施形態では、並列同時受信で乗算処理を行なうことで、多重反射軽減効果と、方位分解能及び感度の維持とを実現する場合について、図１２及び図１３等を用いて説明する。図１２及び図１３は、第３の実施形態を説明するための図である。
【０１０４】
第３の実施形態に係る超音波診断装置は、図１を用いて説明した第１の実施形態に係る超音波診断装置と同様に構成される。ただし、第３の実施形態に係るデータ処理部１５は、以下の処理を行なう。
【０１０５】
すなわち、第３の実施形態に係る取得部１５１は、送信超音波に対して複数の受信偏向角の反射波を並列同時受信する超音波走査により生成された偏向角の異なる複数の同時受信信号で構成される同時受信信号群を取得する。そして、第３の実施形態に係る算出部１５２は、同時受信信号群の中で、所定方向以外の方向の偏向角の少なくとも１つの同時受信信号を用いて、係数分布を算出する。例えば、算出部１５２は、処理対象となるデータの平均値に基づいて、上記の係数分布を算出する。また、例えば、算出部１５２は、入力値に対するべき乗を行なう演算処理を含む関数を用いて、上記の係数分布を算出する。そして、第３の実施形態に係る乗算部１５３は、同時受信信号群の中で、所定方向の偏向角の同時受信信号、又は、所定方向を含む複数方向の偏向角それぞれの同時受信信号を合成処理した信号に対して、係数分布を乗算する。例えば、乗算部１５３は、上記の合成処理として重み付け加算処理で得られたデータに対して乗算処理を行なう。そして、第３の実施形態に係る制御部１８は、乗算部１５３の出力データに基づく超音波画像データをモニタ２に表示させる。
【０１０６】
並列同時受信では、１本の受信走査線信号を得る際に、この受信走査線の方向を中心として、同時に、偏向角の異なる複数本の受信信号（同時受信信号）を取得する。そこで、第３の実施形態では、これら複数の同時受信信号について、第２の実施形態で説明した処理を適用して、最終出力となる受信走査線方向の信号を得るようにする。
【０１０７】
例えば、制御部１８を介した送受信部１１の制御により、超音波プローブ１は、図１２の（Ａ）に示すように、偏向角「０度」の方向で超音波ビームを送信し、３方向（偏向角：０度、＋θ度、−θ度）の反射波を同時受信する。これにより、偏向角が異なる３つの同時受信信号が得られる。ここで、上記の所定方向は、受信走査線の方向である偏向角「０度」の方向となる。そして、取得部１５１は、これら３つの同時受信信号を取得する。図１２の（Ａ）に示す「Lp(d)」及び「Rp(d)」は、斜め送受信により多重反射成分が軽減された左偏向同時受信信号及び右偏向同時受信信号である。また、図１２の（Ａ）に示す「Cp(d)」は、偏向角「０度」の方向の同時受信信号であり、方位分解能及び感度が高い画像を得ることができるが、多重反射が発生しているが画像が得られる可能性のある正面信号（中央信号）となる。なお、「(d)」は、同時受信信号における深さ方向（受信走査線方向）の位置を示している。
【０１０８】
ここで、上記の同時受信信号「Lp(d),  Rp(d),  Cp(d)」は、第２の実施形態と同様に、位相情報を有しているＲＦ信号やＩＱ信号、又は、位相検波後の振幅信号、又は、振幅信号を対数圧縮した後のデータのいずれを用いても良い。これらいずれのデータでも、後述する係数が定義可能である。
【０１０９】
以下では、算出部１５２が「Lp(d)」及び「Rp(d)」を処理対象として係数分布を算出し、乗算部１５３が「Cp(d)」を乗算対象とする場合について説明する。まず、算出部１５２は、図１２の（Ｂ）に示すように、左右偏向時の同時受信信号である「Lp(d)」及び「Rp(d)」の平均信号「Mp(d)」を得る。具体的には、算出部１５２は、以下の式（７）により、「Mp(d)」を得る。
【０１１０】
【数７】
2015013077.tif 000009
【０１１１】
そして、算出部１５２は、図１２の（Ｃ）に示すように、平均信号「Mp(d)」から、深さ方向「d」で中央信号「Cp(d)」に与える係数分布「cof＿p(d)」を算出する。具体的には、算出部１５２は、以下の式（８）により、「cof＿p(d)」を算出する。
【０１１２】
【数８】
2015013077.tif 000010
【０１１３】
上記の式（８）では、Mp(d)を「β」で除算した値を「α乗」した値を、「cof＿p(d)」として定義している。また、上記の式（８）では、Mp(d)を「β」で除算した値が「１」より大きい場合は、「cof＿p(d)」を「１」にすると定義している。ここで、「α、β」は、第１の実施形態及び第２の実施形態で説明したように、予め設定される値である。具体的には、「β」は、出力される同時受信信号の上限レベルを意味し、同時受信信号の最大値「ｍａｘ」以下のレベルに設定される。なお、「β」は、「ｍａｘ」に対して、７割から８割程度のレベルとして設定されることが好適である。また、「α」は、「１／４〜１／３」程度の値に設定されることが好適である。
【０１１４】
そして、乗算部１５３は、図１２の（Ｄ）に示すように、中央信号「Cp(d)」に係数分布「cof＿p(d)」を乗算して、出力受信信号「O＿Cp(d)」を出力する。具体的には、乗算部１５３は、以下の式（９）の演算処理を行なう。
【０１１５】
【数９】
2015013077.tif 000011
【０１１６】
データ処理部１５は、上記の処理を、全受信走査線で行なって、１フレーム分の出力受信信号を出力する。制御部１８の制御により、画像生成部１４は、図１２の（Ｅ）に示すように、１フレーム分の出力受信信号群から、出力画像データを生成する。そして、モニタ２は、制御部１８の制御により、出力画像データを表示する。かかる出力画像データは、多重反射が低減され、且つ、方位分解能及び感度が維持された高画質な画像となる。
【０１１７】
なお、第３の実施形態でも、第２の実施形態で説明したように、１つの斜めの同時受信信号（例えば、「Lp(d)」）を用いて、係数分布が算出されても良い。また、第３の実施形態でも、第１の実施形態や第２の実施形態で説明したように、偏向角の方向数を、５や７に増やすことも可能である。
【０１１８】
方向数が「７」である場合に行なわれる処理の一例について、図１３を用いて説明する。図１３の（Ａ）では、偏向角「＋θ２度，＋θ１度，＋θ度，０度，−θ度，−θ１度，−θ２度、（θ2＞θ１＞θ）」のレートシーケンスにより生成された７方向の同時受信信号を、「Ｌｐ２，Ｌｐ１，Ｌｐ０，Ｃｐ，Ｒｐ０，Ｒｐ１，Ｒｐ２」として示している。
【０１１９】
かかる場合、例えば、算出部１５２、又は、Ｂモード処理部１２は、図１３の（Ｂ）に示すように、「Ｌｐ２，Ｌｐ１，Ｌｐ０，Ｒｐ０，Ｒｐ１，Ｒｐ２」の６つの受信信号から平均信号を生成し、係数分布を算出する。かかる場合、乗算部１５３は、「Ｃｐ」に係数分布を乗算する。
【０１２０】
或いは、例えば、乗算部１５３、又は、Ｂモード処理部１２は、図１３の（Ｃ）に示すように、「Ｌｐ０，Ｃｐ，Ｒｐ０」を重み付け加算して、中央信号を生成する。また、例えば、算出部１５２、又は、Ｂモード処理部１２は、図１３の（Ｃ）に示すように、「Ｌｐ２，Ｌｐ１，Ｒｐ１，Ｒｐ２」から平均信号を生成し、係数分布を算出する。
【０１２１】
或いは、平均信号に用いられる同時受信信号は、中央信号にも用いられる場合であっても良い。例えば、乗算部１５３、又は、Ｂモード処理部１２は、図１３の（Ｄ）に示すように、「Ｌｐ１，Ｌｐ０，Ｃｐ，Ｒｐ０，Ｒｐ１」を重み付け加算して、中央信号を生成する。また、例えば、算出部１５２、又は、Ｂモード処理部１２は、図１３の（Ｄ）に示すように、「Ｌｐ２，Ｌｐ１，Ｒｐ１，Ｒｐ２」から平均信号を生成し、係数分布を算出する。これらの応用例を行なう場合でも、多重反射が低減され、且つ、方位分解能及び感度が維持された出力画像データを生成可能な出力受信信号を得ることができる。
【０１２２】
なお、図１３を用いて説明した応用例を行なう場合、第３の実施形態では、第１の実施形態及び第２の実施形態と同様に、「全体の方向数」と「平均信号の生成処理に用いる方向数及び中央信号の生成処理に用いる方向数」との設定を、用途に応じて操作者が選択可能なように、これらの方向数の候補セットを予め設定しておくことが好適である。
【０１２３】
上述したように、第３の実施形態では、係数分布を用いた乗算処理を行なうことで、並列同時受信により空間コンパウンドを行なう従来方法と比較して、方位分解能及び感度を高めつつ、多重反射軽減の効果を得ることができる。
【０１２４】
（第４の実施形態）
第４の実施形態では、第１の実施形態〜第３の実施形態で説明した処理を組み合わせて行なう場合等について、説明する。
【０１２５】
すなわち、第１の実施形態で説明したフレームシーケンスの走査モード（以下、第１走査モード）、第２の実施形態で説明したレートシーケンスの走査モード（以下、第２走査モード）、及び、第３の実施形態で説明した並列同時受信の走査モード（以下、第３走査モード）は、偏向角の設定を各々独立に設定することが可能である。従って、第１の実施形態〜第３の実施形態で説明した動作は、任意に組み合わせて併用することができる。これにより、多重反射軽減効果と方位分解能及び感度の維持とを実現することができる。
【０１２６】
また、３種類の走査モードの少なくとも２つを併用する場合、係数分布を用いた乗算処理を少なくとも１つの走査モードで行ない、残余の走査モードでは、従来方法（コンパウンド処理）を行なっても良い。これによっても、多重反射軽減効果と方位分解能及び感度の維持とを実現することができる。
【０１２７】
そこで、例えば、第４の実施形態に係る超音波診断装置は、以下のように構成される。第４の実施形態に係る取得部１５１は、第１の実施形態で説明した画像データ群、第２の実施形態で説明した受信信号群、及び、第３の実施形態で説明した同時受信信号群を取得する機能を有する。
【０１２８】
また、例えば、第４の実施形態に係る算出部１５２は、第１の実施形態で説明した係数分布の算出機能、第２の実施形態で説明した係数分布の算出機能、及び、第３の実施形態で説明した係数分布の算出機能を有する。また、例えば、第４の実施形態に係る乗算部１５３は、第１の実施形態で説明した乗算機能、第２の実施形態で説明した乗算機能、及び、第３の実施形態で説明した乗算機能を有する。
【０１２９】
そして、第４の実施形態に係る制御部１８は、第１走査モードと第２走査モードと第３走査モードとの少なくとも２つが併用される場合に、実行された走査モードにより得られた複数のデータ群の中で少なくとも１つのデータ群に対して該当する係数分布を用いた乗算処理を行なうよう制御する。また、第４の実施形態に係る制御部１８は、乗算処理を実行しないデータ群がある場合は当該データ群を合成処理（コンパウンド処理）するように制御する。そして、第４の実施形態に係る制御部１８は、これら制御処理により出力される超音波画像データをモニタ２に表示させる。
【０１３０】
以下、第４の実施形態で行なわれる処理について、図１４〜図２１を用いて説明する。図１４〜図２１は、第４の実施形態を説明するための図である。なお、以下に説明する、走査モードの組み合わせと、各走査モードでの処理の選択とは、操作者により設定される場合や、初期設定された複数のプリセットから操作者が設定する場合等、様々な形態により行なわれる。
【０１３１】
まず、第１走査モードと第２走査モードとを併用する場合について、図１４及び図１５を用いて説明する。図１４では、第１走査モードでの画像データ全体の偏向角として３方向が設定され、第２走査モードで、各方向の画像データ中の１つの受信走査線の受信信号を得る際に、３方向の送受信方向が設定されている場合を示している。
【０１３２】
かかる場合、各走査モードでの処理は、図１５に示す３種類の組み合わせから選択可能となる。図１５では、係数分布を用いた乗算処理を「Ｍ」で示し、従来のコンパウンド処理を「Ｃ」で示している。すなわち、第１走査モードと第２走査モードとを併用する際には、図１５に示すように、「第１走査モード：Ｍ、第２走査モード：Ｍ」で処理を行なう場合と、「第１走査モード：Ｍ、第２走査モード：Ｃ」で処理を行なう場合と、「第１走査モード：Ｃ、第２走査モード：Ｍ」で処理を行なう場合との３種類のパターンがある。
【０１３３】
次に、第１走査モードと第３走査モードとを併用する場合について、図１６及び図１７を用いて説明する。図１６では、第１走査モードでの画像データ全体の偏向角として３方向が設定され、第３走査モードで、各方向の画像データ中の１つの受信走査線の受信信号を得る際に、１方向の送信ビームにより、３方向の同時受信方向が設定されている場合を示している。
【０１３４】
かかる場合、各走査モードでの処理は、図１７に示す３種類の組み合わせから選択可能となる。すなわち、第１走査モードと第３走査モードとを併用する際には、図１７に示すように、「第１走査モード：Ｍ、第３走査モード：Ｍ」で処理を行なう場合と、「第１走査モード：Ｍ、第３走査モード：Ｃ」で処理を行なう場合と、「第１走査モード：Ｃ、第３走査モード：Ｍ」で処理を行なう場合との３種類のパターンがある。
【０１３５】
次に、第２走査モードと第３走査モードとを併用する場合について、図１８及び図１９を用いて説明する。図１８では、第２走査モードで、「０度」の正面画像データ中の１つの受信走査線の受信信号を得る際に、３方向の送受信方向が設定され、第３走査モードで、この３方向の送受信方向それぞれの送受信方向を中心に３方向に偏向された同時受信信号を得ると設定されている場合を示している。
【０１３６】
かかる場合、各走査モードでの処理は、図１９に示す３種類の組み合わせから選択可能となる。すなわち、第２走査モードと第３走査モードとを併用する際には、図１９に示すように、「第２走査モード：Ｍ、第３走査モード：Ｍ」で処理を行なう場合と、「第２走査モード：Ｍ、第３走査モード：Ｃ」で処理を行なう場合と、「第２走査モード：Ｃ、第３走査モード：Ｍ」で処理を行なう場合との３種類のパターンがある。
【０１３７】
次に、第１走査モードと第２走査モードと第３走査モードとを併用する場合について、図２０及び図２１を用いて説明する。図２０では、第１走査モードでの画像データ全体の偏向角として３方向が設定され、第２走査モードで、各方向の画像データ中の１つの受信走査線の受信信号を得る際に、３方向の送受信方向が設定されている場合を示している。そして、図２０では、第３走査モードで、第２走査モードの３方向の送受信方向それぞれを中心に、更に、３方向に偏向された同時受信信号を得ると設定されている場合を示している。
【０１３８】
かかる場合、各走査モードでの処理は、図２１に示す７種類の組み合わせから選択可能となる。すなわち、第１走査モードと第２走査モードと第３走査モードとを併用する際には、図２１に示すように、「第１走査モード：Ｍ、第２走査モード：Ｍ、第３走査モード：Ｍ」で処理を行なう場合と、「第１走査モード：Ｍ、第２走査モード：Ｍ、第３走査モード：Ｃ」で処理を行なう場合と、「第１走査モード：Ｍ、第２走査モード：Ｃ、第３走査モード：Ｍ」で処理を行なう場合と、「第１走査モード：Ｃ、第２走査モード：Ｍ、第３走査モード：Ｍ」で処理を行なう場合とがある。また、第１走査モードと第２走査モードと第３走査モードとを併用する際には、図２１に示すように、「第１走査モード：Ｍ、第２走査モード：Ｃ、第３走査モード：Ｃ」で処理を行なう場合と、「第１走査モード：Ｃ、第２走査モード：Ｍ、第３走査モード：Ｃ」で処理を行なう場合と、「第１走査モード：Ｃ、第２走査モード：Ｃ、第３走査モード：Ｍ」で処理を行なう場合とがある。
【０１３９】
図１５、図１７、図１９及び図２０に示す処理のいずれかが行なわれることでも、多重反射が低減され、且つ、方位分解能及び感度が維持された高画質な画像を得ることができる。なお、上記は、あくまでも一例であり、例えば、第１走査モードと第２走査モードと第３走査モードとを併用する場合、第１走査モードでの画像データ全体の偏向角として７方向が設定され、第２走査モードで、各方向の画像データ中の１つの受信走査線の受信信号を得る際に、５方向の送受信方向が設定され、第３走査モードで、第２走査モードの５方向の送受信方向それぞれを中心に、更に、３方向に偏向された同時受信信号を得ると設定されても良い。
【０１４０】
上述した第４の実施形態によれば、係数分布を用いた乗算処理の組み合わせによる画質設定法の自由度を、操作者が所望する画質要求に応じて、広げることができる。具体的には、第４の実施形態では、応答性、フレームレート、空間分解能（方位分解能）、感度及び多重反射成分のバランスにおいて、何処に優先度を置くかにより定まる画質の設定を、設定候補セットから操作者が選択することを実現することができる。
【０１４１】
（第５の実施形態）
上記の第１の実施形態〜第４の実施形態では、係数分布の算出に際し、偏向を有する画像信号や、偏向を有する受信信号に対して、複数方向の平均値を用いる場合について説明した。第５の実施形態では、信号成分と、多重反射成分等のノイズ成分とに対して、平均値と同様の効果を奏する別の構成例について、数式等を用いて、以下に説明する。
【０１４２】
第１の実施形態で説明したように、散乱信号（真の信号）のように、左右のどちらから見ても、ある部位における信号レベルが変わらない場合には、データ間の相関が高い。一方、多重反射成分のように、左右各々の偏向に対して出現位置が変化する場合には、ある部位における信号レベルが左右偏向信号同士で相関が低い。
【０１４３】
そこで、第５の実施形態に係る算出部１５２は、上記の性質を直接的に利用した処理として、処理対象となるデータ間の局所的な相互相関係数値に基づいて、係数分布を算出する。或いは、第５の実施形態に係る算出部１５２は、上記の性質を間接的に利用した処理として、処理対象となるデータ間の差分値に基づいて、係数分布を算出する。
【０１４４】
以下では、第１の実施形態で説明した左偏向画像データと右偏向画像データとを用いて、相互相関係数値に基づく係数分布「cof(x,y)」を算出する場合と、差分値に基づく係数分布「cof(x,y)」を算出する場合とを説明する。なお、以下に説明する内容は、扱うデータを受信信号とすることで、第２の実施形態や第３の実施形態、並びに、第４の実施形態でも、適用可能である。
【０１４５】
まず、相互相関係数値に基づく係数分布の算出例について説明する。例えば、算出部１５２は、図４の（Ｂ）に示す重複領域において、「L(x,y)」及び「R(x,y)」との間で、相互相関係数「corr(x,y)」を算出し、以下の式（１０）により「corr(x,y)」から係数分布「cof(x,y)」を算出する。
【０１４６】
【数１０】
2015013077.tif 000012
【０１４７】
上記の式（１０）では、「corr(x,y)」を「β」で除算した値を「α乗」した値を、「cof(x,y)」として定義している。また、上記の式（１０）では、「corr(x,y)」を「β」で除算した値が「１」より大きい場合は、「cof(x,y)」を「１」にすると定義している。ここで、「α、β」は、第１の実施形態で説明した設定値である。上記の式（１０）は、仮に「α＝１．０、β＝１．０」とすると、相互相関係数値そのものを係数値にすることを意味する。
【０１４８】
なお、左右偏向の方向数が３つ以上の場合、算出部１５２は、多重反射軽減効果を高めることを優先する際には、組み合わせ可能な全ての２つの信号間の相互相関係数を算出する。そして、算出部１５２は、算出した複数の相互相関係数の最小値「min＿corr(x,y)」を、「corr(x,y)」として、式（１０）に代入する。
【０１４９】
また、左右偏向の方向数が３つ以上の場合、算出部１５２は、信号成分の維持と多重反射軽減効果とのバランスを保つことを優先する際には、算出した複数の相互相関係数の平均値「ave＿corr(x,y)」を、「corr(x,y)」として、式（１０）に代入する。これら２つの方法の選択は、操作者により設定可能である。
【０１５０】
ここで、相互相関係数は、「(x,y)」を中心に、在る程度の拡がり「（±δx、±δy）」を持たせることで得られるのであることから、相関推定に関する空間的安定度は、比較的高い。ただし、相互相関係数で得られる「cof(x,y)」にも「（±δx、±δy）」と同程度の拡がりが生じるため、係数制御に関しての空間分解能を高く保つことが、困難となる場合がある。
【０１５１】
これに対して、上記の性質を間接的に利用した処理として差分値を用いる構成では、相互相関係数を用いる場合よりも空間分解能を高めることができる。例えば、算出部１５２は、図４の（Ｂ）に示す重複領域において、「L(x,y)」及び「R(x,y)」との信号間の差分値「D(x,y)」を、以下の式（１１）により算出する。なお、重複領域以外の領域については、「L(x,y)」又は「R(x,y)」が、「D(x,y)」となる。
【０１５２】
【数１１】
2015013077.tif 000013
【０１５３】
この構成は、左右偏向信号である「L(x,y)」と「R(x,y)」との間の相関が高い場合には、差分値が小さく、相関が低い場合には、差分値が大きいことを利用して係数分布「cof(x,y)」を定義するものである。この構成では、算出部１５２は、上述した入力信号の最大値「ｍａｘ」と「D(x,y)」とから、以下の式（１２）により、「sub(x,y)」を算出する。以下の式（１２）で得られる「sub(x,y)」は、相関が高い場合には、値が大きく、相関が低い場合には、値が小さくなる。
【０１５４】
【数１２】
2015013077.tif 000014
【０１５５】
そして、算出部１５２は、以下の式（１３）により「sub(x,y)」から係数分布「cof(x,y)」を算出する。
【０１５６】
【数１３】
2015013077.tif 000015
【０１５７】
上記の式（１３）では、「sub(x,y)」を「β」で除算した値を「α乗」した値を、「cof(x,y)」として定義している。また、上記の式（１３）では、「sub(x,y)」を「β」で除算した値が「１」より大きい場合は、「cof(x,y)」を「１」にすると定義している。ここで、「α、β」は、上記と同様の設定値である。
【０１５８】
また、第５の実施形態では、差分値とともに、更に、平均値を用いて係数分布を算出しても良い。かかる場合、第５の実施形態に係る算出部１５２は、処理対象となるデータ間の差分値、及び、処理対象となるデータの平均値に基づいて、係数分布を算出する。例えば、算出部１５２は、「ｍａｘ」と「D(x,y)」と「M(x,y)」とを用いた以下の式（１４）により、「sub(x,y)」を算出する。そして、算出部１５２は、以下の式（１４）で得られた「sub(x,y)」を式（１３）に代入して、係数分布「cof(x,y)」を算出する。
【０１５９】
【数１４】
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【０１６０】
上記の式（１４）では、「M(x,y)」が「０」である場合、「sub(x,y)」を「０．０」と定義し、「M(x,y)」が「０」でない場合、平均値「M(x,y)」を用いて差分値「D(x,y)」の大きさを規格化することを示している。式（１４）の定義を用いることで、第５の実施形態では、入力信号のレベルに応じた適切な係数を自動的に与えることができる。
【０１６１】
差分値を用いる構成、並びに、差分値及び平均値を用いる構成においても、左右偏向の方向数が３つ以上の場合、算出部１５２は、多重反射軽減効果を高めることを優先する際には、組み合わせ可能な全ての２つの信号間の差分値を算出する。そして、算出部１５２は、算出した複数の差分値の最大値「max＿D(x,y)」を、「D(x,y)」として、式（１２）又は式（１４）に代入して、「sub(x,y)」を算出する。
【０１６２】
或いは、左右偏向の方向数が３つ以上の場合、算出部１５２は、信号成分の維持と多重反射軽減効果とのバランスを保つことを優先する際には、算出した複数の差分値の平均値「ave＿D(x,y)」を、「D(x,y)」として、式（１２）又は式（１４）に代入して、「sub(x,y)」を算出する。これら２つの方法の選択は、操作者により設定可能である。
【０１６３】
なお、相互相関係数値を用いる構成、差分値を用いる構成、差分値及び平均値を用いる構成は、全て、左右偏向信号が重ならない場合については、左右偏向信号の少なくとも１方向の信号での平均値を用いた係数発生方式（第１の実施形態〜第３の実施形態を参照）を用いることが好適である。
【０１６４】
第５の実施形態で説明した係数発生方式を用いる場合でも、多重反射が低減され、且つ、方位分解能及び感度が維持された高画質な画像を得ることができる。
【０１６５】
なお、第１の実施形態〜第５の実施形態で説明した超音波イメージング方法は、一般的なＢモード画像データを撮影する場合だけでなく、変形例として、組織ハーモニックイメージング（ＴＨＩ：Tissue  Harmonic  Imaging）やコントラストハーモニックイメージング（ＣＨＩ：Contrast  Harmonic  Imaging）等のハーモニックイメージングを行なう場合にも適用可能である。また、第１の実施形態〜第５の実施形態で説明した超音波イメージング方法は、上述した空間コンパウンド処理以外にも、複数の周波数帯域による画像信号を合成する手法である周波数コンパウンドが併用される場合であっても適用可能である。
【０１６６】
また、第１の実施形態〜第５の実施形態で説明した超音波イメージング方法は、２次元の超音波画像データを撮影する場合だけでなく、変形例として、ボリュームデータを撮影する場合にも適用可能である。
【０１６７】
例えば、超音波プローブ１として、メカニカル４Ｄプローブを用いる場合には、振動子分群を機械的に揺動することで得られた複数の断層像を合成することでボリュームデータが生成される。かかる場合、各断層像において、偏向角が異なる複数の方向を設定することで、多重反射が低減され、且つ、方位分解能及び感度が維持された高画質なボリュームデータを得ることができる。
【０１６８】
また、例えば、超音波プローブ１として、３次元走査をリアルタイムで行なう２Ｄアレイプローブを用いる場合も、第１の実施形態〜第５の実施形態で説明した超音波イメージング方法を適用することができる。図２２は、変形例を説明するための図である。かかる場合、図２２に示すように、例えば、２Ｄアレイ振動子の配列面（振動子面）において、左右方向とともに、奥行き方向にも偏向角が異なる複数の方向を２次元で設定することで、多重反射が低減され、且つ、方位分解能及び感度が維持された高画質なボリュームデータを得ることができる。また、これらボリュームデータから生成された２次元の画像データも、多重反射が低減され、且つ、方位分解能及び感度が維持された高画質な画像となる。
【０１６９】
なお、第１の実施形態〜第５の実施形態及び変形例において説明した各処理のうち、自動的に行なわれるものとして説明した処理の全部又は一部を手動的に行なうこともでき、或いは、手動的に行なわれるものとして説明した処理の全部又は一部を公知の方法で自動的に行なうこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。
【０１７０】
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、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、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。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。
【０１７１】
また、第１の実施形態〜第５の実施形態及び変形例で説明した超音波イメージング方法は、予め用意された制御プログラムをパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することによって実現することができる。この超音波イメージング方法は、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。また、この超音波イメージング方法は、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。
【０１７２】
以上、説明したとおり、第１の実施形態〜第５の実施形態及び変形例によれば、多重反射が低減され、且つ、方位分解能及び感度が維持された高画質な画像を得ることができる。
【０１７３】
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】
【０１７４】
１５  データ処理部
１５１  取得部
１５２  算出部
１５３  乗算部
１８  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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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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