(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アレイ受波器を構成する複数の受波エレメントを用いて、受波エレメント毎に、監視対象空間内から送出される信号をそれぞれ受信するアレイ受信部と、
前記アレイ受波器の少なくとも一部の受波エレメントを用いて受信した受信信号を用いて、監視対象空間内の監視対象物において発生した一のイベントに関連した時刻であるイベント関連時刻を取得する時刻取得部と、
前記アレイ受信部が受波エレメント毎に受信した各受信信号の、前記イベント関連時刻に対応した部分を用いて、受信レトロディレクティブ処理を行って、前記監視対象空間内の監視対象物に対応した位相分布を取得する取得部と、
前記アレイ受信部が複数の受波エレメント毎に受信した受信信号を、前記取得部が取得した位相分布に応じて合成して出力する合成部とを備え、
前記取得部は、受信レトロディレクティブ処理を行って取得した前記位相分布において、ニュートンリング状の分布の検出を行い、検出された場合に、前記位相分布を、ニュートンリング型の位相分布パターンで置き換える如く構成されたノイズ取り処理を行う監視装置。
【請求項２】
前記時刻取得部は、前記アレイ受波器の少なくとも一部の受波エレメントが受信した受信信号を用いて、イベント関連時刻を取得する請求項１記載の監視装置。
【請求項３】
前記合成部が合成して出力した信号を用いて、前記監視対象物において発生したイベントに関連した時期を示す情報であるイベント時期情報を取得する信号処理部を更に備え、
前記取得部は、前記アレイ受信部が受波エレメント毎に取得した各受信信号の、前記信号処理部が取得したイベント時期情報に対応した部分を用いて、受信レトロディレクティブ処理を行って、前記監視対象空間内の監視対象物に対応した位相分布を取得して、一つ前に取得していた位相分布を更新し、
前記合成部は、前記取得部が更新した位相分布を用いて、前記アレイ受信部の複数の受波エレメントがそれぞれ受信した受信信号を合成する請求項１または請求項２記載の監視装置。
【請求項４】
前記取得部は、受信レトロディレクティブ処理を行って取得した前記位相分布に対して、ノイズ取りのために２次元フィルタ処理を行う請求項１から請求項３いずれか一項記載の監視装置。
【請求項５】
監視対象物から送出される信号が入射される方位角と、当該監視対象物との距離とを有する１以上のパターン生成情報が格納されるパターン生成情報格納部を更に備え、
前記取得部は、前記置き換えに用いられるニュートンリング型の分布パターンを、前記パターン生成情報を用いて生成する請求項１から請求項４いずれか一項記載の監視装置。
【請求項６】
前記監視対象領域は、妊婦の腹部であり、
前記監視対象物は、胎児の心臓であり、
前記イベントは、心臓の心拍であり、
前記アレイ受信部が前記受波エレメント毎に受信した受信信号が格納される格納部を更に備え、
前記アレイ受信部は、前記受波エレメント毎に受信した受信信号を前記格納部に蓄積し、
前記合成部は、前記ノイズ取り処理された位相分布を用いて、前記格納部に蓄積された受波エレメント毎に受信された受信信号を合成する請求項１から請求項４記載の監視装置を用いた胎児監視装置。
【請求項７】
前記監視対象領域は、妊婦の腹部であり、
前記監視対象物は、胎児の心臓であり、
前記イベントは、心臓の心拍であり、
前記取得部は、受信信号中の最も検出しやすい心拍信号成分を用いて、受信レトロディレクティブ処理を行って、位相分布を取得し、
前記合成部は、前記取得部が取得した位相分布を用いて、前記受信レトロディレクティブ処理に用いた心拍信号成分以外のより検出しにくい心拍信号成分を抽出する如く合成する請求項１から請求項５いずれか一項記載の監視装置。
【請求項８】
前記取得部は、前記受信レトロディレクティブ処理において、前記アレイ受波器の受波エレメントごとの固有のゲイン誤差、位相誤差、およびエレメントの近傍の至近距離の媒質のアベレーションのうちの一以上をバイアスデータとして検出して、前記アレイ受信部が各受波エレメント毎に受信した受信信号を補正する請求項１から請求項５、および請求項７いずれか一項記載の監視装置。
【請求項９】
超音波を照射する振動子であって、照射する超音波ビームの太さが、前記受信レトロディレクティブ処理により取得された位相分布により特定される受信ビームの太さよりも太い、または、受信焦点の大きさよりも大きい振動子を更に備えた請求項１から請求項５、請求項７、および請求項８いずれか一項記載の監視装置。
【請求項１０】
アレイ受信部と、時刻取得部と、取得部と、合成部とを用いて行なわれる監視方法であって、
前記アレイ受信部が、アレイ受波器を構成する複数の受波エレメントを用いて、受波エレメント毎に、監視対象空間内から送出される信号をそれぞれ受信するアレイ受信ステップと、
前記時刻取得部が、前記アレイ受波器の少なくとも一部の受波エレメントを用いて受信した受信信号を用いて、監視対象空間内の監視対象物において発生した一のイベントに関連した時刻であるイベント関連時刻を取得する時刻取得ステップと、
前記取得部が、前記アレイ受信ステップにより受波エレメント毎に受信した各受信信号の、前記イベント関連時刻に対応した部分を用いて、受信レトロディレクティブ処理を行って、前記監視対象空間内の監視対象物に対応した位相分布を取得する取得ステップと、
前記合成部が、前記アレイ受信ステップにより複数の受波エレメント毎に受信した受信信号を、前記取得ステップにより取得した位相分布に応じて合成して出力する合成ステップとを備え、
前記取得ステップにおいては、受信レトロディレクティブ処理を行って取得した前記位相分布において、ニュートンリング状の分布の検出を行い、検出された場合に、前記位相分布を、ニュートンリング型の位相分布パターンで置き換える如く構成されたノイズ取り処理を行う監視方法。
【請求項１１】
コンピュータないしコンピューティングの資源を、
アレイ受波器を構成する複数の受波エレメントを用いて、受波エレメント毎に、監視対象空間内から送出される信号をそれぞれ受信するアレイ受信部と、
前記アレイ受波器の少なくとも一部の受波エレメントを用いて受信した受信信号を用いて、監視対象空間内の監視対象物において発生した一のイベントに関連した時刻であるイベント関連時刻を取得する時刻取得部と、
前記アレイ受信部が受波エレメント毎に受信した各受信信号の、前記イベント関連時刻に対応した部分を用いて、受信レトロディレクティブ処理を行って、前記監視対象空間内の監視対象物に対応した位相分布を取得する取得部と、
前記アレイ受信部が複数の受波エレメント毎に受信した受信信号を、前記取得部が取得した位相分布に応じて合成して出力する合成部として機能させ、
前記取得部は、受信レトロディレクティブ処理を行って取得した前記位相分布において、ニュートンリング状の分布の検出を行い、検出された場合に、前記位相分布を、ニュートンリング型の位相分布パターンで置き換える如く構成されたノイズ取り処理を行うプログラム。
【請求項１２】
コンピュータないしコンピューティングの資源を、
アレイ受波器を構成する複数の受波エレメントを用いて、受波エレメント毎に、監視対象空間内から送出される信号をそれぞれ受信するアレイ受信部と、
前記アレイ受波器の少なくとも一部の受波エレメントを用いて受信した受信信号を用いて、監視対象空間内の監視対象物において発生した一のイベントに関連した時刻であるイベント関連時刻を取得する時刻取得部と、
前記アレイ受信部が受波エレメント毎に受信した各受信信号の、前記イベント関連時刻に対応した部分を用いて、受信レトロディレクティブ処理を行って、前記監視対象空間内の監視対象物に対応した位相分布を取得する取得部と、
前記アレイ受信部が複数の受波エレメント毎に受信した受信信号を、前記取得部が取得した位相分布に応じて合成して出力する合成部として機能させ、
前記取得部は、受信レトロディレクティブ処理を行って取得した前記位相分布において、ニュートンリング状の分布の検出を行い、検出された場合に、前記位相分布を、ニュートンリング型の位相分布パターンで置き換える如く構成されたノイズ取り処理を行うプログラムを用い、
前記合成部の処理出力をもとに胎児心拍計測を行う胎児監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、胎児監視装置のための胎児心拍信号の獲得のための手段、また該手段を運用するためのアルゴリズムに関する。さらにより詳しくは、例えば、超音波ドプラ方式の胎児心拍信号の獲得のための手段、また該手段を運用するためのアルゴリズムに関する。さらにより詳しくは、例えば、漸次位置を変える胎児心を刻々と追い掛けるように追尾するそのような物事に関する。また別な視点から見ると、例えば、そのような物事を短時間蓄積一括事後処理による受信レトロディレクティブ処理とその信号源自動追尾による実現に関する。例えば、後述の如くこれは相対的に徐々に移動するドプラエコー源である胎児心の方位角を妊婦の腹壁上に設置されたアレイ探触子と支援電子システムの成すアレイ受信機の受信信号を短時間蓄積一括事後処理による受信レトロディレクティブ処理を用いて事後遡及的に追尾するイベントドリブン型の該システム、装置、方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子的手段による胎児監視、特に超音波ドプラ法による胎児監視は、昨今の周産期医療現場において、また妊婦の自己管理にゆだねられた在宅ないし自然生活環境においてさえも、常套手段になっている。
【０００３】
従来の技術として、超音波を発生し、該超音波を妊婦腹部内に放射する超音波出力手段と、前記超音波出力手段によって放射された超音波の反射波を受信する超音波受信手段と、前記超音波受信手段によって受信された反射波から胎児の心臓から反射してくるドプラシフト信号のみを取り出す抽出手段と、前記超音波受信手段による受信感度が良好であるか否かを判定する判定手段と、前記判定手段による判定結果を報知する報知手段とを具備するものが知られていた。（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１５４９３３号公報（第１頁、第１図等）
【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、臨床実用機において未だに解決されていない問題の一つが、刻々と位置を変える母体内の胎児の心臓を追尾しつつ監視を維持するという動作、またそのための装置手段、およびその運用手法である。
【０００６】
例えば、上述したような刻々と位置を変える母体内の胎児の心臓を監視するという課題に対し、従来手法は、比較的大口径（例えば５ｃｍ〜７ｃｍとか）の探触子もしくは広い観測超音波ビーム（立体角３０〜４５度とか）を用いて観測履域を大きく取り、信号源が移動ないし漂動してもその大きな履域の中に留まる可能性が高いように構成することである。
【０００７】
しかしながらこの構成では探触子を、特にその接触面をある程度以上小さくすることができないという問題点があった。また、信号源の存在しない領域に向けても同様に（均一に）超音波照射を行うので、すこぶる電力効率が悪いシステムとなるという問題点があった。
【０００８】
このように、従来の技術においては、監視対象物から送出される信号を適切に取得することが困難であるという課題があった。この結果、適切に、監視対象物を監視することが困難であった。
【０００９】
本発明は、上記のような課題を解消するためになされたものであり、監視対象物から送出される信号を適切に取得することが可能な監視装置等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】
【００１０】
本発明の監視装置は、アレイ受波器を構成する複数の受波エレメントを用いて、受波エレメント毎に、監視対象空間内から送出される信号をそれぞれ受信するアレイ受信部と、アレイ受波器の少なくとも一部の受波エレメントを用いて受信した受信信号を用いて、監視対象空間内の監視対象物において発生した一のイベントに関連した時刻であるイベント関連時刻を取得する時刻取得部と、アレイ受信部が受波エレメント毎に受信した各受信信号の、イベント関連時刻に対応した部分を用いて、受信レトロディレクティブ処理を行って、監視対象空間内の監視対象物に対応した位相分布を取得する取得部と、アレイ受信部が複数の受波エレメント毎に受信した受信信号を、取得部が取得した位相分布に応じて合成して出力する合成部とを備えた監視装置である。
【００１１】
かかる構成により、監視対象物から送出される信号を適切に取得することができる。
【００１２】
また、本発明の監視装置は、前記監視装置において、時刻取得部は、アレイ受波器の少なくとも一部の受波エレメントが受信した受信信号を用いて、イベント関連時刻を取得する監視装置である。
【００１３】
かかる構成により、位相分布の初期値を自動で取得することができ、容易にかつ高精度に監視を行なうことができる。
【００１４】
また、本発明の監視装置は、前記監視装置において、合成部が合成して出力した信号を用いて、監視対象物において発生したイベントに関連した時期を示す情報であるイベント時期情報を取得する信号処理部を更に備え、取得部は、アレイ受信部が受波エレメント毎に取得した各受信信号の、信号処理部が取得したイベント時期情報に対応した部分を用いて、受信レトロディレクティブ処理を行って、監視対象空間内の監視対象物に対応した位相分布を取得して、一つ前に取得していた位相分布を更新し、合成部は、取得部が更新した位相分布を用いて、アレイ受信部の複数の受波エレメントがそれぞれ受信した受信信号を合成する監視装置である。
【００１５】
かかる構成により、監視対象物の動きを追尾して、監視対象物から送出される信号を適切に取得することができる。
【００１６】
また、本発明の監視装置は、前記監視装置において、取得部は、受信レトロディレクティブ処理を行って取得した位相分布に対して、ノイズ取りのために２次元フィルタ処理を行う監視装置である。
【００１７】
かかる構成により、監視対象物から送出される信号を精度のよく取得することができる。
【００１８】
また、本発明の監視装置は、前記監視装置において、取得部は、受信レトロディレクティブ処理を行って取得した位相分布において、ニュートンリング状の分布の検出を行い、検出された場合に、位相分布を、ニュートンリング型の位相分布パターンで置き換える如く構成されたノイズ取り処理を行う監視装置である。
【００１９】
かかる構成により、監視対象物から送出される信号を精度のよく取得することができる。
【００２０】
また、本発明の監視装置は、前記監視装置において、監視対象物から送出される信号が入射される方位角と、監視対象物との距離とを有する１以上のパターン生成情報が格納されるパターン生成情報格納部を更に備え、取得部は、置き換えに用いられるニュートンリング型の分布パターンを、パターン生成情報を用いて生成する監視装置である。
【００２１】
かかる構成により、分布パターンの情報量を削減できる。
【００２２】
本発明の胎児監視装置は、前記監視装置において、監視対象領域は、妊婦の腹部であり、監視対象物は、胎児の心臓であり、イベントは、心臓の心拍であり、アレイ受信部が受波エレメント毎に受信した受信信号が格納される格納部を更に備え、アレイ受信部は、受波エレメント毎に受信した受信信号を格納部に蓄積し、合成部は、ノイズ取り処理された位相分布を用いて、格納部に蓄積された受波エレメント毎に受信された受信信号を合成する監視装置を用いた胎児監視装置である。
【００２３】
かかる構成により、格納部に格納された過去に取得された受信信号から、監視対象物から送出される信号を精度よく取得することができる。
【００２４】
また、本発明の胎児監視装置は、前記監視装置において、監視対象領域は、妊婦の腹部であり、監視対象物は、胎児の心臓であり、イベントは、心臓の心拍であり、取得部は、受信信号中の最も検出しやすい心拍信号成分を用いて、受信レトロディレクティブ処理を行って、位相分布を取得し、合成部は、取得部が取得した位相分布を用いて、受信レトロディレクティブ処理に用いた心拍信号成分以外のより検出しにくい心拍信号成分を抽出する如く合成する監視装置である。
【００２５】
かかる構成により、検出しやすい心拍信号成分を用いて作成した精度のよい位相分布を用いることで、検出しにくい心拍信号成分についても、精度よく監視対象物からそう注される信号を取得することができる。
【００２６】
また、本発明の監視装置は、前記監視装置において、取得部は、受信レトロディレクティブ処理において、アレイ受波器の受波エレメントごとの固有のゲイン誤差、位相誤差、およびエレメントの近傍の至近距離の媒質のアベレーションのうちの一以上をバイアスデータとして検出して、アレイ受信部が各受波エレメント毎に受信した受信信号を補正する監視装置である。
【００２７】
かかる構成により、精度よく監視対象物から送出される信号を取得することができる。
【００２８】
また、本発明の監視装置は、前記監視装置において、超音波を照射する振動子であって、照射する超音波ビームの太さが、受信レトロディレクティブ処理により取得された位相分布により特定される受信ビームの太さよりも太い、または、受信焦点の大きさよりも大きい振動子を更に備えた監視装置である。
【００２９】
かかる構成により、監視対象物が移動しても受波信号が見失われないようにすることができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明による監視装置等によれば、監視対象物から送出される信号を適切に取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本実施の形態の監視装置の構成を示す図
【図２】同監視装置の概念図
【図３】同監視装置の送受波器アセンブリの一例を示す図
【図４】同監視装置を説明するための図
【図５】同監視装置を説明するための（図５（ａ），図５（ｂ））。
【図６】同監視装置を説明するための位相分布を示す模式図
【図７】同監視装置を説明するための位相分布を示す模式図
【図８】同監視装置を説明するための図
【図９】同監視装置を説明するための位相分布を示す模式図（図９（ａ）、図９（ｂ））
【図１０】同監視装置を説明するための図
【図１１】同監視装置を説明するための図（図１１（ａ）、図１１（ｂ））
【図１２】同監視装置の動作について説明するフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、監視装置等の実施形態について図面を参照して説明する。なお、実施の形態において同じ符号を付した構成要素は同様の動作を行うので、再度の説明を省略する場合がある。
【００３３】
（実施の形態）
図１は、本実施の形態の監視装置１の構成を示す図である。
図２は、本実施の形態の監視装置１を説明するための概念図である。
図３は、本実施の形態の監視装置１の送受波器アセンブリ（探触子）７の構成の一例を示す図である。
【００３４】
監視装置１は、送受波器アセンブリ（探触子）７、発振器８、アレイ受信部１０１、格納部１０２、時刻取得部１０３、取得部１０４、合成部１０５、信号処理部１０６、及びパターン生成情報格納部１０７を備える。
【００３５】
監視装置１は、例えば、監視対象空間５０に接して配置される。例えば、監視装置１は、送受波器アセンブリ（探触子）７が、監視対象物５１に接するように配置される。なお、図２における監視対象空間５０と、送受波器アセンブリ（探触子）７等との大きさの関係等は、必ずしも正確なものではない。
【００３６】
監視対象空間５０とは、例えば、監視対象物５１を内部に有する空間である。監視対象空間５０は、目的領域と考えてもよい。監視対象空間５０は、図示しない物体や物体の一部であってもよい。監視対象空間５０内には液体等の物体を有していても良い。監視対象空間５０は、例えば、生体である。監視対象空間５０は、例えば、胎児を有する妊婦であってもよく、胎児を有する妊婦の腹部であってもよい。監視対象物５１は、例えば、母体内の胎児心、つまり妊婦の腹部内の胎児心である。胎児心とは、胎児の心臓である。以下、本実施の形態においては、監視対象空間５０が、妊婦の腹部であり、監視対象物５１が胎児心である場合を例に挙げて説明する。このように、監視対象物５１が胎児心等の胎児に関連したものである場合、監視装置１は、胎児監視装置や、胎児監視装置の一部として用いられるものと考えてもよい。ただし、監視対象空間５０および監視対象物５１は、妊婦の腹部および胎児心以外のものであってもよい。
【００３７】
送受信器アッセンブリ７は、照射開口面１０を有しており、照射開口面１０から平面波、球面波もしくは円筒面波を、監視対象空間５０に対して一様に、もしくは監視対象空間５０の一部の領域に対して選択的に、照射する。照射開口面１０は、送波開口面とも呼ばれる。発振器８は、振動子９に高周波電力を供給する。高周波電力が供給されることで、発振器８から、平面波、球面波もしくは円筒面波が照射される。
【００３８】
ただし、監視装置１の、超音波を照射するための構成はどのような構成や仕様であってもよい。例えば、超音波を照射するための構成は、目的等にあった超音波の適切な送波あるいは照射が可能なものであればよい。例えば、波の進行方向に直行する面内において２ｍＷ／ｃｍ２〜１０ｍＷ／ｃｍ２程度の連続波が照射できるものであってもよい。
【００３９】
送受信器アッセンブリ７は、観測開口面１１を有しており、この観測開口面１１には複数の受波エレメント１２を有するアレイ受波器１３が配置されている。観測開口面１１は、受波開口面とも呼ばれる。
【００４０】
アレイ受波器１３は、アレイ受信部１０１と接続されている。アレイ受波器１３は、アレイアンテナとも呼ばれる。アレイ受波器１３は、例えば、フェーズドアレイアンテナとして利用可能なものである。また、受波エレメント１２は、受波エレメントや、アンテナ素子とも呼ばれる。
【００４１】
アレイ受波器１３は、例えば、６ｘ６（＝総数３６）や、８ｘ８（総数６４）、１０ｘ１０（総数１００）等の、マトリクス状等に配列された受波エレメント１２を有する２次元アレイである。例えば、各受波エレメント１２の受信面は、通常、同一平面状に配列されている。アレイ受波器１３の受波エレメント１２の分布は、平面形状が正方形となる分布である必要はなく、角の部分を切り捨てた近似的に円形を成すアレイであっても、また中央部近傍に受波エレメント１２が配置されていない環状のアレイであってもよい。この場合、この中央部を高周波の照射のための開口部として用いてもよい。例えば、この中央の開口部に振動子９等を配置するようにして、この中央部から高周波を照射するようにしてもよい。
【００４２】
なお、ここでは、監視装置１が、送受波器アセンブリ（探触子）７を有している場合について説明したが、本発明においては、監視装置１が送受波器アセンブリ（探触子）７、あるいはその一部を有していなくても良い。例えば、監視装置１は、発振器８や、振動子９を有していなくても良い。
【００４３】
アレイ受信部１０１は、アレイ受波器１３を構成する複数の受波エレメント１２を用いて、受波エレメント１２毎に、監視対象空間５０内から送出される信号をそれぞれ受信する。アレイ受信部１０１が受信に用いる複数の受波エレメント１２は、アレイ受波器１３を構成する一部の受波エレメント１２であってもよく、全ての受波エレメント１２であってもよい。
【００４４】
アレイ受信部１０１は、アレイ受波器１３の各受波エレメント１２とそれぞれ接続されたエレメント受信器１５を有していても良い。エレメント受信器１５は、例えば、ＣＷドプラ受信機で実現可能である。なお、エレメント受信器１５は、個別のアナログ回路により実現されてもよく、初段低雑音増幅器（ＬＮＡ）だけがアナログ回路で実現され、他の回路が、Ａ／Ｄ変換とソフトウエア信号処理との組み合わせ等によって、ソフトウエアにより実現されてもよい。
【００４５】
アレイ受信部１０１の各エレメント受信器１５の出力は、例えば、対応する受波エレメント１２が受波した受波信号を、高周波電力を供給する送波側の発振器８から副次的に供給される統一された共通の送波キャリヤ１６でもって直交検波器１７により直交検波し、さらに適切な予め決められた帯域制限フィルタ１８により帯域制限を課したものである。この後、受信信号を、Ａ／Ｄ変換器１９により、観測しなければならないドプラシフト周波数やダイナミックレンジに鑑みて適切なサンプリングレートおよび振幅分解能（即ちＡ／Ｄ変換のビット数）でＡ／Ｄ変換される。アレイ受信部１０１は、例えば、受信した信号（以下、受信信号と称す）に、図示しない時計等から取得した受信時刻を対応付けるようにしてもよい。
【００４６】
アレイ受信部１０１は、例えば、受波エレメント１２毎に受信した受信信号を格納部１０２に蓄積してもよい。例えば、上述したＡ／Ｄ変換器１９が、Ａ／Ｄ変換した信号を格納部１０２に蓄積してもよい。ここでは、アレイ受信部１０１が受信した受信信号を格納部１０２に蓄積する場合を例に挙げて説明する。なお、アレイ受信部１０１は、例えば、受信信号に、図示しない時計等から取得した受信時刻を対応付けて、格納部１０２に蓄積する。また、受信信号に、受信に用いた受波エレメント１２の識別子を対応付けて蓄積してもよい。この受波エレメント１２の識別子は、例えば、各受波エレメント１２にそれぞれ対応付けて、図示しない格納部等に予め格納しておくようにして、蓄積時等に適宜読み出すようにすればよい。
【００４７】
なお、仮に、系全体が上述したように初段低雑音増幅器（ＬＮＡ）だけがアナログ電子回路でそれ以降がＡ／Ｄ変換とソフトウエア信号処理との有機的配置と結合でもっても実現（実装）される場合には、例えば、Ａ／Ｄ変換器１９は、ソフトウェアにより実現されてもよい。
【００４８】
なお、アレイ受信部１０１は、受信デバイス等の、受信のためのハードウェアを含むと考えても、含まないと考えても良い。
【００４９】
妊娠満期近くの胎児の心拍計測のために特化されることを考えると、この監視装置１において利用される超音波の周波数は１ないし２ＭＨｚが好ましく、典型的には１ＭＨｚ程度が好ましい。例えば１ＭＨｚを採用する場合の事を考えると、監視対象空間５０が水に近似され得る生体軟部組織である場合における監視対象空間５０内の超音波の波長は１．５ｍｍであり、この監視対象空間５０内において、いわゆるフェーズドアレイ動作を行なった場合においてグレーティングローブが発生しないためには受波エレメント１２間のピッチは波長の半分である０．７５ｍｍより広くは取れないこととなる。しかし、漸次漂動する監視対象物５１である胎児の心臓を追いかけるという動作に必要な範囲では、受信方向を振る必要がある最大角度は、例えば、前後数度ないし１０度程度であり、さほど大きくはない。また、受信レトロディレクティブ処理の動作そのものに取ってはグレーティングローブがあっても作業上は無害である事から、実用的に許容できるエレメントピッチは半波長相当の０．７５ｍｍよりは遥かに大きくてもよく、例えば２〜３ｍｍ程度であっても十分実用的であり得る。またこのように実務的に差し支えない程度の範囲内でエレメントピッチを広くして少ないエレメント数で開口面積を稼ぐ設計の方が、総合的な受信感度を高く取れるので好ましい。
【００５０】
ここで、超音波ドプラ法により母体内で移動する胎児の心臓の運動に呼応する信号のみを抽出することを考えた場合、受波エレメント１２毎のエレメント受信器１５は、観測したい運動成分に該当するドプラシフト周波数だけ離れた復調局発周波数を用いるヘテロダイン受信機であってもよい。この観測したい運動成分に該当するドプラシフト周波数は、送受信のキャリヤ周波数（超音波周波数）が１ＭＨｚの場合、心筋の運動を監視対象にするならば、実務的観点から見て例えば１００Ｈｚ程度の周波数になる。ただし、この採用する超音波周波数および観測したいと想定するドプラシフト周波数は、本発明において、どのような値に設定してもよい。
【００５１】
また、この主旨のヘテロダイン受信は直交検波によるホモダイン受信に続くドプラフィルタでもって等価的に代理実現することができるので、エレメント毎の受信電子回路が見掛け上ヘテロダイン受信機かホモダイン受信機かの区別も本質的なものではない。上記のように、かかる信号処理はエレメントの受波信号をそのまま適切なサンプリングレートでＡ／Ｄ変換して取り扱うことにすれば全ての処理を、その後に続くソフトウエアにより実行することができる。
【００５２】
格納部１０２には、アレイ受信部１０１が受波エレメント毎に受信した受信信号が格納される。格納部１０２は、例えば、後述する処理等に必要な時間分の受信信号等が記憶可能な容量を有している。格納部１０２は、例えば、不揮発性の記憶媒体または揮発性の記憶媒体により実現される。例えば、Ａ／Ｄ変換器１９は、受信信号を格納部１０２に蓄積する際に、図示しない時計等から取得した受信時刻を対応付けて蓄積する。なお、受信時刻として、蓄積時刻を用いるようにしてもよい。
【００５３】
格納部１０２は、不揮発性の記録媒体が好適であるが、揮発性の記録媒体でも実現可能である。かかることは、他の格納部においても同様である。
【００５４】
時刻取得部１０３は、アレイ受波器１３の少なくとも一部の受波エレメント１２を用いて受信した受信信号を用いて、監視対象空間５０内の監視対象物５１において発生した一のイベントに関連した時刻（以下、イベント関連時刻と称す）を取得する。時刻取得部１０３は、例えば、アレイ受波器１３の少なくとも一部の受波エレメント１２を用いてアレイ受信部１０１が受信した受信信号を用いて、イベント関連時刻を取得する。イベント関連時刻を取得する処理については後述する。時刻取得部１０３がイベント関連情報を取得するために利用する受信信号は、例えば、格納部１０２に格納されている受信信号である。ただし、利用する受信信号は、アレイ受信部１０１が各受波エレメント１２を用いて受信して図示しない格納部等に蓄積（例えば一時記憶）した受信信号であってもよい。
【００５５】
監視対象物５１において発生したイベントとは、例えば、監視対象物５１において発生した事象である。監視対象物５１において発生したイベントとは、例えば、監視対象物５１において発生した動きである。例えば、監視対象物５１が上述したような胎児心である場合、監視対象物５１において発生したイベントは、胎児の心臓の動きである。監視対象物５１において発生したイベントは、例えば、胎児心の心拍と考えてもよい。以下、本実施の形態においては、イベントが、一の心拍である場合を例に挙げて説明する。
【００５６】
イベント関連時刻とは、例えば、例えば、一のイベントが発生した時刻であってもよく、イベントによって発生した信号や、イベントによって変化した信号を受信した時刻等と考えてもよい。イベント関連時刻は、例えば、イベントが発生したことによって監視対象物５１から送出された信号、あるいは、イベントが発生したことによって監視対象物５１から送出された信号のうちの、イベントに応じて生じた部分を、アレイ受波器１３の少なくとも一部の受波エレメント１２が受信した時刻である。イベントに応じて生じた部分は、イベントに応じた箇所と考えてもよい。受波エレメント１２が受信した時刻とは、受波エレメント１２を用いて、アレイ受信部１０１が信号やその一部分を受信した時刻と考えてもよい。イベント関連時刻は、イベントが発生したことによって監視対象物５１から送出された信号の特定の部分、あるいは、イベントが発生したことによって監視対象物５１から送出された信号のうちの、イベントに応じて生じた部分のうちの特定の部分であってもよい。特定の部分とは、例えば受信強度のピークの部分である。
【００５７】
本実施の形態においては、監視装置１は、受信レトロディレクティブ処理を利用して、監視対象空間５０内の監視対象物５１の自動追尾を行なう。受信レトロディレクティブ処理については後述する。受信レトロディレクティブ処理による追尾を実現するためには、アレイ受波器１３に対応した位相分布の初期値の取得等が必要となる。位相分布は、位相分布の情報と考えてもよい。位相分布は、例えば、フェーズマップや、フェーズテンプレートとも呼ばれる。このため、監視装置１の時刻取得部１０３は、例えば、位相分布の初期値等の取得を行なう。例えば、監視対象物５１である胎児心を追尾する受信レトロディレクティブ処理を行なうための、位相分布の初期値の取得は、例えば、心拍現象に同期して、ないし歩調を合わせて行なわれることに特徴がある。言い換えればイベントドリブン的に行われることが特徴である。
【００５８】
時刻取得部１０３は、まず、受信レトロディレクティブ処理を実行する前のアレイ受信部１０１が複数の受波エレメント１２を用いてそれぞれ受信した受信信号の中から選択的にあるいは一括平均的に一のイベントに関連したイベント関連時刻、例えば、一の心拍現象に関連したイベント関連時刻を取得する。このイベント関連時刻の取得は、イベント関連時刻の予備的な認識や、推定等と考えてもよい。
【００５９】
以下に、時刻取得部１０３が、一の心拍現象に応じて監視対象物５１から送出された信号を用いてイベント関連情報を取得する処理の例を２つ挙げる。なお、本実施の形態における監視対象物５１から送出される信号とは、例えば、監視対象物５１が発信する信号であってもよく、監視対象物５１により反射された信号であってもよい。ここでは、送出される信号が、監視対象物５１である胎児心により反射された信号である場合について説明する。
（１）アレイ受波器１３を構成する一または二以上の受波エレメント１２が出力する信号に対して、それぞれ、胎児の心拍と考えられる周期性を有する信号振幅があるか否かを、順次判断する。そして、周期性を有する信号振幅が検出された場合、この周期性を有する信号振幅が示す部分が胎児の心拍信号であると判断して、胎児の一の心拍信号を検出して、その心拍信号に関連した時刻、例えば、心拍信号の受信時刻等を取得する。例えば、胎児の一の心拍信号を検出して、そのピークレベル到達時刻を取得する。このピークレベル到達時刻が、イベント関連時刻である。なお、どの受波エレメント１２を利用するかは問わない。なお、ここでの心拍信号は、受信信号の心拍を示す部分と考えてもよい。
（２）アレイ受波器１３を構成する二以上の受波エレメント１２の出力の電力和を順次取得し、取得した電力和に、胎児の心拍と考えられる周期性があるか否かを順次判断する。そして、周期性を有する信号振幅が検出された場合、一の胎児の心拍信号を検出して、その心拍信号に関連した時刻を取得する。例えば、一の胎児の心拍信号を検出して、そのピークレベル到達時刻を取得する。このピークレベル到達時刻が、イベント関連時刻である。なお、どの受波エレメント１２を利用するかは問わない。また、ここでの二以上の受波エレメント１２は、アレイ受波器１３を構成する全ての受波エレメント１２であってもよい。
【００６０】
ここでの、胎児の心拍信号と考えられる周期性を有する信号振幅等を検出する処理は、例えば、本願発明者である竹内康人による発明である「特許文献２：特公昭５６−７５９２」に開示されている技術等において、公知であるため、ここでは詳細な説明は省略する。
【００６１】
なお、時刻取得部１０３による心拍等のイベントに関連した時刻を取得するための上記の（１）、（２）の２つの処理は、あくまでも一例であり、本願発明においては、これらのいずれかに限定される必要はない。同様に、胎児の心拍と考えられる周期性の検出や、周期性を有する信号振幅を検出した場合、どのように、心拍信号に関連した時刻を取得するかは問わない。
【００６２】
なお、アレイ受波器１３を用いて受信した信号に対する心拍の推定や、心拍に関連した時刻の取得が困難な場合には、同じ監視対象空間５０である妊婦について取得された胎児心電信号、胎児心音信号などの心拍イベント信号を他の装置（図示せず）から、受信するようにしても良い。この場合、時刻取得部１０３によるイベント関連時刻の取得は、イベント関連時刻の受信や受け付け等と考えてもよい。
【００６３】
また、時刻取得部１０３は、一旦、位相分布を取得した場合、上記の（１）、（２）で示したような、心拍信号に関連した時刻とを取得する処理を行なわないようにしてもよい。
【００６４】
なお、上述したような例えば信号のピークレベル到達時刻を認識するという作業は、通常、想定されたまたは予定された時間幅の中で信号レベルがこれ以上は上昇しないという事を確認する作業になるため、若干の時間を（時間遅れを）必要とする。このため、作業手続き上そのピーク時刻における到来信号群の位相分布を求めるためには最低その遅延時間分だけは信号群のデータを一時記憶しておく必要がある。従ってこの手続きはごく短時間であっても蓄積一括事後処理の作業様態を採用せざるを得ないことになる。図１０に示すように、ここでの「ごく短時間」は典型的には、また原理上も、一心拍周期を超えることはなく、例えばその半分以下程度である。この信号のピークレベル到達時刻を認識するという作業は、例えば、本願発明者である竹内康人の発明（特開昭５１−６４７８０号公報）などに記載されている先行技術の一部を援用することにより実現可能である。
【００６５】
上記先行参考技術は、各々多少異なる思考を持つもののおしなべて、評価対象信号４１に対して適切な閾値４０を設けてこれを超えて信号レベルが上昇して行く時間帯４２を捕足し、上昇中が終了した時刻４３のあと予定された時間幅４４（例えば前述の如く心拍周期の半分程度）だけ待っても再度上昇中が発生しかかった場合においてその「最後に起こった上昇中の終了の時刻４３」をもって信号のピーク時刻とする、という手続きを取る。なお、機能上等価なピーク時刻認識のための信号処理手法には無数の類型ないし変形例があり得るので、この作業上必要とされるサブシステムとしてのピーク点認識の手法が本発明を拘束するものではない。
【００６６】
そこで本発明の実施においてはこの「信号レベル上昇中」の時間帯４２においてアレイのフェーズのダイヤグラムの一時記憶（１個分あるいはスタック）を更新、追記ないし押し上げし続け、上昇中でない時間帯においては更新、追記ないし押し上げを行わない。而して事後に認証された信号のピークの時刻４３における、その更新、追記ないし押し上げを中止された状態の一時記憶の内容が（スタックの場合は最後に押し込まれた最新のものが）該ピーク点において捕捉された位相分布となる。その後、それを必要に応じてノイズ取りや蓋然性検証等の処理の上でその時点で事後追認されたフェーズダイアグラムとして採用し、さらにその結果を必要に応じて前回や前々回のそれと一部更新の形式の移動平均の行程に付す。
【００６７】
この刻々と拍毎に更新されまたは移動平均されつつある位相分布の控えを利用して受波指向性合成をすると、次の拍のピーク時刻におけるアレイの指向性をそのピークを与える信号源の方位角に追尾する如く予め向け続けて待ち受ける事ができる可能性は非常に大きい。なぜなら監視対象のドプラ反射源（例えば胎児心）は次回の拍までのたった１拍分の時間の間にこのシステムの監視可能な覆域から逃げ出してしまう程には移動しない事は十分期待出来るからである。かくしてこの系が成功裏にこのような動作をし続ける限り、目的物（胎児心）が刻々と、しかしながらゆるやかに移動しても系の指向性を常時「追い掛け続ける」ことが出来る。
【００６８】
もちろんこのような位相分布の記述、維持および更新の作業は先述の如く位相分布自体をフレネルパターンで記述、すなわち方位角と焦点距離の数値データに抽象化して記述、また付加的にはフレネル近似で対応可能な範囲の開口寸法の情報に、抽象化して記述した上で行うのが最も計算量が少ないので好ましい。
【００６９】
取得部１０４は、アレイ受信部１０１が受波エレメント１２毎に受信した各受信信号の、時刻取得部１０３が取得したイベント関連時刻に対応した部分を用いて、受信レトロディレクティブ処理を行って、監視対象空間内の監視対象物に対応した位相分布を取得する。イベント関連時刻に対応した部分とは、例えば、イベント関連時刻が示す部分である。イベント関連時刻に対応した部分とは、例えば、イベント関連時刻に受信した部分である。位相分布は、例えば、アレイ受波器１３を構成する各受波エレメント１２に対応して設定される位相分布である。
【００７０】
受信レトロディレクティブ処理とは、信号の送信に用いられるレトロディレクティブ処理を、アレイ受波器１３を用いた信号の受信に用いる様にした技術である。受信レトロディレクティブ処理とは、２次元のアレイ状に配置された複数の受波エレメントを用いて、監視対象物から送信される信号を受信し、受信した信号の位相情報、例えば位相の分布を、２次元のアレイ状に配置された複数のアンテナ素子を用いた監視対象物に対する信号の受信に反映させる技術である。レトロディレクティブ処理は、例えば、複数のアンテナ素子が受信した信号の位相情報を用いて、複数のアンテナ素子を用いて送信される信号の処理に用いられる位相分布を取得する処理である。レトロディレクティブ処理については、公知の技術であるため、詳細な説明は省略する。レトロディレクティブ処理については、例えば、「特許文献３：特開２００５−２２３４２９」を参照されたい。
【００７１】
監視対象物５１から送出される信号について行なわれる本願の受信レトロディレクティブ処理の基本的な考え方は、受波開口面における信号波の位相分布を観測して取得し、取得した位相分布をそのまま受信信号の復調に採用すること、即ち各受波エレメント１２を用いて受信した信号を、位相分布に応じて合成すること、でもって受波指向性を、到来波面の到来方向（方位角）、即ち信号の到来方向に合わせるという点にある。つまり、位相分布を受信に利用する点が、位相分布を送信に利用するレトロディレクティブ処理とは異なる。同様に、取得した位相分布を信号の送波に再利用することで、送波指向性を、到来波面の到来方向（方位角）に合わせることも可能である。これを別な表現では位相共役（フェーズコンジュゲート）処理を行うと言う場合もある。また光学的にはコーナーリフレクターと同じ動作を行っていると言っても良い。これは信号源（反射源も含む）に常に受信指向性を向けておく、すなわち追尾する手続きの一般形として、フェーズドアレイ型のレーダーやソーナーでは良く行われる技術である。また、これはエコーを求めるための送信ビームの追尾にも採用され、送受一体として追尾レーダー、追尾ソーナーに採用される。
【００７２】
また、通常のレトロディレクティブ処理においては、送信先から送信されるパイロット信号を複数のアンテナ素子で受信して、その位相差から、送信時に利用する位相分布を取得するが、本実施の形態の受信レトロディレクティブ処理においては、イベント関連時刻に複数の受波エレメント１２を用いて受信した各信号の位相分布を、受信に利用する位相分布（例えば、受波エレメント１２を用いて受信した各信号を合成する際に用いる位相分布）として用いる。なお、イベント関連時刻に複数の受波エレメント１２を用いて受信した各信号の位相分布に対して、補正等の予め決められた処理を行なったものを位相分布等として取得しても良い。
【００７３】
ここでは、例えば、受信レトロディレクティブ処理として、受波開口面１１における信号波の位相分布を取得し、その位相分布を受信信号の復調に採用することでもって受波指向性を、また送波に再利用することで送波指向性を、信号の到来方向（方位角）に合わせる場合について説明する。ここではまず最も重要である受波指向性を合わせる場合について説明する。
【００７４】
取得部１０４は、例えば、アレイ受波器１３を構成する各受波エレメント１２が受信した信号の、時刻取得部１０３が取得したイベント関連時刻（例えば、ピークレベル到達時刻）に対応した部分、具体例を挙げるとイベント関連時刻に受信した部分を用いて、各受波エレメント１２が受信した信号毎の位相の情報、あるいは、各受波エレメント１２が受信した受信信号間の位相差を取得することで位相分布を取得する。例えば、取得部１０４は、上記のように取得した各受波エレメント１２に対する位相の情報や、一の受波エレメント１２の位相を基準とした各受波エレメント１２の位相差の情報を、位相分布として取得する。例えば、各受波エレメント１２に対して取得した受信時の位相の情報や、一の受波エレメント１２の位相を基準とした各受波エレメント１２の受信時の位相差の情報を、そのまま位相分布として取得する。取得する位相分布は、例えば、アレイ受波器１３の位相分布と考えてもよく、アレイ受波器１３を構成する各受波エレメント１２に対応する位相分布と考えてもよい。なお、受信した信号から、位相や位相差の情報を取得する処理は公知技術であるため、ここでは詳細な説明は省略する。
【００７５】
各受波エレメント１２が受信した信号の、イベント関連時刻において各受波エレメント１２が受信した部分は、イベントの発生時に監視対象物５１から送出された信号であると考えることができる。また、各受波エレメント１２が同じ時刻に受信した、一の監視対象物５１から送出された一の信号の位相は、通常、監視対象物から送出される信号の伝搬方向と各受波エレメント１２とがなす角度に応じて異なるものとなる。このため、上記のようにして取得した位相分布が、アレイ受波器１３を構成する各受波エレメント１２で受信した信号を合成して、監視対象物５１が存在する方向から送信された信号を方位角と焦点を定めて取得する際に用いられる位相分布となる。もちろんこの位相分布は別途必要に応じてアレイ受波器１３を構成する各受波エレメント１２から、監視対象物５１に向けて方位角と焦点を定めて信号を送信する際に用いる事も出来る。
【００７６】
なお、取得部１０４は、アレイ受信部１０１が受波エレメント毎に取得した各受信信号の、後述する信号処理部１０６が取得したイベント時期情報が示す部分を用いて、上記のような処理を行って、監視対象空間５０内の監視対象物５１に対応した位相分布を取得して、取得した位相分布で一つ前に取得していた位相分布を更新してもよい。例えば、一旦、時刻取得部１０３が取得したイベント関連時刻を用いて取得部１０４が位相分布を取得し、この取得した位相分布を用いて、合成部１０５が、各受波エレメント１２を用いてアレイ受信部１０１が受信した受信信号の合成が行なった後は、後述する信号処理部１０６が、この合成部１０５が出力する合成した信号を用いて取得したイベント時期情報を利用して、位相分布を取得するようにしてもよい。
【００７７】
信号処理部１０６が取得するイベント時期情報は、イベントに応じて送出された信号を受信した時点や、受信したことを検出した時点に出力される受信（あるいは検出）時点を示す情報であってもよく、受信した時刻や、検出した時刻を示す上述したイベント関連時刻と同様の情報であってもよい。例えば、監視対象物５１が胎児心である場合、心拍信号を受信したことを検出した時点に出力される、受信（あるいは検出）時点を示す情報であってもよく、心拍信号を受信した時刻や、検出した時刻を示す上述したイベント関連時刻と同様の情報であってもよい。受信信号の、イベント時期情報が示す部分とは、例えば、イベント時期情報が、検出時点を示す情報である場合、イベント時期情報が出力された時点に受信した部分であってもよく、イベント時期情報が、イベント関連時刻と同様の情報である場合、このイベント時期情報の時刻が示す部分や、イベント時期情報の時刻に受信された部分である。
【００７８】
このようにすることで、監視対象物５１が移動した場合においても、監視対象物５１に追従して監視対象物５１から送出される情報を受信することができる。なお、この場合、取得部１０４は、信号処理部１０６が取得した全てのイベント時期情報について位相分布を取得しても良く、一部のイベント時期情報に対してだけ位相分布を取得してもよい。例えば、信号処理部１０６が取得するイベント時期情報のうちの、予め決められた数のイベント時期情報を隔てたイベント時期情報毎に、位相分布を取得しても良い。
【００７９】
取得部１０４は、受信レトロディレクティブ処理を行って取得した位相分布に対して、ノイズ取り処理を行なうようにしてもよい。
【００８０】
例えば、取得部１０４は、受信レトロディレクティブ処理を行って取得した位相分布に対して、ノイズ取り処理である２次元フィルタ処理を行うようにしてもよい。ノイズ取りフィルタ処理は、例えば、ソフトウェアを実行することで行なわれる処理である。２次元フィルタ処理は、例えば、突出した異常な値を持つエレメントのデータを補間代用する処理や、いわゆるスペックルノイズを抑圧する処理などである事が出来る。２次元フィルタ処理としては、例えば、通常の画像処理等において用いられる２次元フィルタ処理と同様の処理が利用可能である。ただし、取得部１０４が、ノイズ取り処理として、どのような２次元フィルタ処理を行なうかについては問わない。また、ノイズ取り処理として、２次元フィルタ処理以外のフィルタ処理を用いてもよい。
【００８１】
取得部１０４は、受信レトロディレクティブ処理を行って取得した位相分布において、ニュートンリング状の分布の検出を行い、検出された場合に、位相分布を、ニュートンリング型の位相分布パターンで置き換えるノイズ取り処理を行うようにしてもよい。置き換えに用いられる位相分布パターンは、例えば、検出されたニュートンリング状の分布に類似する形状を有する位相分布パターンである。置き換えに利用可能な一または二以上の位相分布パターンは、例えば、図示しない格納部等に格納される。
【００８２】
アレイ受波器１３の各受波エレメント１２の出力が、例えば、仮にドプラフィルタ１５を経由したとすると、その出力は、図４に示すように、ある注目するドプラシフト周波数の成分に関して同相（ｉ）および直交（ｑ）の一対を成す複素信号２１であると理解される。その振幅が該当する運動中の反射源の強さであり、位相すなわちｎ番目の信号の値（ｉ，ｑ）のベクトルの成す角度θｎが反射源の瞬時位相角である（図５（ａ））。この振幅項は無視し、単位円上に投影した瞬時位相角だけの情報とする（図５（ｂ））と、瞬時位相角の開口面全体に渡っての分布が、位相分布２２である（図６）。しかしながら、それは時間的および空間的に見るとゆらぎを持つ。信号振幅が大きく確定的である受波エレメント１２においてはこの位相項も時間的に安定していると期待されるが、信号振幅が小さいもしくは殆どあるいは全部がノイズであると思われる受波エレメント１２においてはこの位相角も不安定になる。
【００８３】
アレイ受波器１３全体としてみて、有意と考えられる信号を受信している時には、この位相分布は、例えば、開口面が平面で反射源が有限距離にある場合を考えると、図７に示す模式図のように、いずれかの位置を中心とするニュートンリング様のパターン２２ａになる。そこで、時間軸上であるサンプリング時刻におけるこの得られた位相分布をそのまま用いて事後指向性合成すると、粗雑な意味で受信レトロディレクティブ処理を実施したことになる。ここで事後指向性合性とは、エレメントの受信信号の位相項を全部「巻き戻して」位相を統一して加算することで１つの信号データを得ることである。巻き戻すとは、図８に示すように、ｉとｑの成すベクトルにその位相を逆回転して直交成分がゼロになり同相成分だけが有意な値となるようにする処理である。これは位相項だけの成す単位円上の一点のベクトル（図５（ｂ））を用いて１回の複素乗算で実施できる。これはまた、座標軸を回転させる処理と言っても良い（図８の２３）。結果としてこの受信レトロディレクティブ処理は出力信号１チャンネルだけが得られる。注目すべき点は、もし全体として信号対雑音比が悪すぎる場合には位相分布が確定しないので、ただ単にアレイ受波器１３全体の振幅を加算しただけの信号に帰結する、という点である。
【００８４】
しかるに、図９（ａ）に示すように、位相分布に何らかのニュートンリング様の成分が認められる場合にはそれを検出同定し、図９（ｂ）に示すように、このニュートンリング様の成分に近い、ノイズの存在しないニュートンリングパターン２４に位相分布を置き換えること（言い換えれば空間的に浄書すること）で、受信品質を大幅に向上させることができる。このニュートンリング様の成分の検出同定は、例えば、予め候補となるニュートンリング状のパターン群を図示しない格納部等に用意しておき、位相分布に対して、それらとのマッチングの程度を算出することで、ニュートンリング様のパターンを検出同定することができる。ニュートンリング様のパターンは、ニュートンリング形状のパターンと考えてもよい。ここでのマッチングの算出は、例えば、相関、類似度を算出することである。例えば、予め、ニュートンリング状のパターンと、このパターンの特徴量のデータとの組を、一以上図示しない格納部等に用意しておき、位相分布に対して類似する特徴量を有する部分を検出することで、適合するニュートンリング状のパターンを検出同定してもよい。また、一以上のニュートンリング状の位相分布パターンを図示しない格納部等に予め用意しておき、このニュートンリング状の位相分布パターンと、受信信号を用いて取得した位相分布とのパターンマッチングを行なって、類似度の高い（例えば、最も類似度が高い）ニュートンリング状の位相分布パターンを位相分布内において検出同定するようにしてもよい。あるサンプリング時刻において適切なニュートンリング状の位相分布パターンが推定された場合、それはその前後の相当の区間に渡って利用可能である。すなわち信号源（ドプラ反射源）、つまり、監視対象物５１が移動したり消長したりしない限り、かかる受信レトロディレクティブ処理の役に立つ可能性は高い。ニュートンリング状の位相分布パターンは、ニュートンリング状の位相分布パターンを有するテンプレートと考えてもよい。なお、ニュートンリング状の位相分布パターンは、以下においては、ニュートンリング状パターンと呼ぶ場合がある。
【００８５】
また、各サンプリング時刻において検出同定された位相分布のうちの、サンプリング時刻の順番にそった予められた時間長の期間内の複数の位相分布を、バイアス除去を行なった後に平均化したり、個々の位相分布に対してノイズ低域フィルタの適用などのノイズ取り処理を行なうことにより、品質向上を図ることができる。なお、ニュートンリング様のパターンの検出同定を併用する場合、この検出同定は、上記のような時間的、あるいは空間的なノイズ取り処理のあとで行うことが好ましい
【００８６】
なお、上述したような、ニュートンリング状パターンはパターンそれ自体を２次元データとして持つ代りに方位角と焦点距離の２つの情報だけで管理運用することができる。すなわち方位角とはアレイの中心とニュートンリング状パターンの中心（ａｐｅｘ）（２５）との位置ずれ、焦点距離とはそのニュートンリング状パターンの鋭さないし曲率、である。実行する時にはそれらの情報に基づきその都度、計算を行なって、一以上のパターンを取得するか、あるいは、事前計算を行なうことによって作成した一以上のパターンを有する表を準備かによって、位相分布に利用するためのニュートンリング状のパターンの２次元データとする。つまり、取得部１０４は、置き換えに用いられるニュートンリング型の分布パターンを、後述するパターン生成情報格納部１０７に予め格納されている一以上のパターン生成情報を用いて生成するようにしてもよい。パターン生成情報は、方位角と焦点距離とを有する情報である。
【００８７】
また、この方位角と焦点距離を決めてアレイのデータ全体をニュートンリング状パターンで２次元コンボリューション処理すると言うプロセスは、処理結果の１点（１回線の信号データ）から見ると受信レトロディレクティブ処理であるが、コンボリューションの位置関係を２次元的のずらしながらアレイ全体を処理すればそれは取りも直さずフレネル変換を行っていることを意味する。ゆえにこのニュートンリング状パターンは一種のフレネルゾーンプレートであると言っても良い。が、一般的な用語の定義に遡るとフレネルゾーンプレートという用語は２値化された、すなわち０°か１８０°かの選択しか存在しないパターンを、もしくはさらに簡素化して透過か阻止かだけしか選択肢がないパターンを強く示唆するので、ここではあえて区別して表現している。
【００８８】
フレネル変換はフーリエ変換に２次元曲率のある位相分布を付加したものと理解される。ただし、その曲率が現実の波面との間で２次近似が成り立つ範囲でという前提であるとする。フーリエ変換は波面の傾きだけを色々変えて観測する事であるから、位相分布で見ると傾きと密度が異なる縞状の（もしくは波状トタン屋根型の）パターンだけに帰結する。この傾きと密度で方位角が決まるが、これだけでは受信波面は平面波のまま、すなわち無限遠点にピントが合った状態となる。これにさらに２次元曲面の波面の成すニュートンリング状の位相分布をつけ足すとフレネル変換になり、特定の距離にピントが合った状態になる。図１１（ａ）のような、至近距離でない場合のように、位相分布２２全体がフレネル変換の近似の範囲に入る場合とは異なり、図１１（ｂ）のように、至近距離においては、位相分布２２に、近似で対応できない領域が存在するため、付加実施される曲率が現実の波面との間で２次近似が成り立つ範囲２６内の受波エレメント１２を処理対象の受波エレメント１２を制限することでこの技術思想を維持することができる。近似が成り立たなくなる限界は、適宜自由に設定可能であるが、例えば１／４波長以上ずれ始めた場合、精度が低下するため、除外の対象とする程度で十分である。このように至近距離では結果に貢献せず、逆に夾雑物を与えるのみとなり得る受波エレメント１２を除外してビームフォーミングないし受波焦点合成をするという思想は「ダイナミックアパーチュア」等と呼ばれ、汎用される通常のパルスエコー方式の超音波診断装置では古来常套技術であり、例えば典型的にはＵＳＰ４１８０７９０等に見られる。本発明の実施においてもこの技術を注意深く適用すれば効果が大きいと考えられる。
【００８９】
一方先にも述べた通り、この受信レトロディレクティブ処理の作業はそれ自身では方位角および焦点（信号源までの距離）が合った１チャンネルの信号をもたらすのみである。しかし、同じ位相分布を適用しつつアレイ全体への信号処理を１点抽出ではなく２次元フレネル変換に変更すると、方位角とピントが合ったままで目的反射源を中心として近傍の別な関心あり得るドプラ反射源多数を含んだドプライメージを得る事が出来る。この近傍の別な関心あり得る反射源とは、例えば胎児心の場合、受信レトロディレクティブアレイ構築のための主たる最強のドプラ反射源は心筋にするのが自然な成り行きであるがその傍らで心臓の各々の弁の動き、また心臓内外ないし近傍の血流である事が出来る。もちろんこの作業のための必要計算量は相当な物になりサンプリング時刻ごとにこれを実施するのは実際的ではない。それ故に目的のドプラ信号源が存在し得る心拍周期内の時間帯と方位角領域に処理を絞って、必要ならば多少の時間遅延を許容して一時記憶から事後処理的に行う事が好ましい。整合している位相分布を適用済みのアレイデータに対して、結果がフレネル変換になるために必要な付加処理は単純な２次元フーリエ変換である。
【００９０】
取得部１０４は、アレイ受信部１０１が受波エレメント１２毎に受信した受信信号中の最も検出しやすい心拍信号成分を用いて、受信レトロディレクティブ処理を行って、位相分布を取得してもよい。最も検出しやすい心拍信号成分とは、例えば、最もレベルが高い、あるいは、レベルが閾値以上の心拍信号成分や、振幅が最も大きい、もしくは、振幅が閾値以上の心拍信号成分や、心拍信号において支配的な心拍信号成分である。
【００９１】
取得部１０４は、例えば、受信レトロディレクティブ処理において、アレイ受波器１３の受波エレメント１２ごとの固有のゲイン誤差、位相誤差、およびエレメントの近傍の至近距離の媒質のアベレーションのうちの一以上をバイアスデータとして検出してアレイ受信部１０１が各受波エレメント１２毎に受信した受信信号を補正するようにしてもよい。例えば、比較的長い時間幅に渡ってエレメントのデータの統計を取るとかすると、隣接する近傍の、あるいはアレイ全体の、信号レベルや位相の統計値からのずれ（偏差値）をエレメントの個性として把握する事が出来るので、その個性の情報をバイアスデータとして採用する事が出来る。原理上開口面には長時間統計的には振幅や位相に偏りのない（すなわち平均化すれば振幅は一定、位相はゼロの、さらに言い換えるとランダムな）入射波が到来していると見なせるから、元来均一で得あるあるべき所に、エレメントの個性としてその信号振幅の大きさの統計値がアレイ全体より大小に偏っていたらその偏りはエレメントのゲインの固有のずれを意味する。それ故に時々刻々のエレメントの振幅データをその偏りの逆数の係数を掛けて平準化すればかかるバイアスを捨象する事が出来る。また位相差がゼロに収束せずある値に収束したらそれがエレメントの位相の固有のずれを意味するから時々刻々のエレメントの位相データからその値を常々差し引く事でかかるバイアスを捨象する事が出来る。
【００９２】
合成部１０５は、アレイ受信部１０１が、アレイ受波器１３の複数の受波エレメント１２毎に受信した受信信号を、取得部１０４が取得した位相分布に応じて合成して出力する。例えば、各受波エレメント１２を用いて受信した受信信号を、取得部１０４が取得した位相分布を用いて一つに合成することで、監視対象物５１から送出された信号を選択的に取得することが可能となる。なお、受波エレメント１２毎に受信した受信信号を位相分布に応じて合成する処理は、フェイズドアレイアンテナ等の技術において公知であるため、ここでは、詳細な説明は省略する。
【００９３】
合成部１０５は、取得部１０４が一つ前に取得した位相分布を更新した場合、合成部１０５は、この取得部１０４が更新した位相分布を用いて、アレイ受信部１０１の複数の受波エレメントがそれぞれ受信した受信信号を合成するようにしてもよい。このようにすることで、監視対象物５１の動きに追従して、監視対象物５１から送出される信号を受信することが可能となる。
【００９４】
合成部１０５は、例えば、上述したように取得部１０４が位相分布に対してノイズ取り処理を行なった場合、このノイズ取り処理された位相分布を用いて、格納部１０２に蓄積された受波エレメント毎に受信された受信信号を合成してもよい。
【００９５】
なお、監視対象空間５０が妊婦の腹部であり、監視対象物５１が胎児心であり、イベントが心拍である場合、上述したように、取得部１０４が、アレイ受信部１０１が受波エレメント１２毎に受信した受信信号中の最も検出しやすい心拍信号成分を用いて、受信レトロディレクティブ処理を行って、位相分布を取得した場合、合成部１０５は、例えば、取得部１０４が取得した位相分布を用いて、この受信レトロディレクティブ処理に用いた心拍信号成分以外の心拍信号成分を合成するようにしてもよい。
【００９６】
合成部１０５が合成する受信信号は、アレイ受信部１０１がリアルタイムに各受波エレメント１２を用いて受信した各受信信号であってもよく、格納部１０２に格納されている受信信号であってもよい。例えば、合成部１０５は、アレイ受信部１０１が各受波エレメント１２を用いてそれぞれ受信した受信信号を、取得部１０４が取得した位相分布を用いてリアルタイムに合成してもよい。また、例えば、格納部１０２に格納された過去にアレイ受信部１０１が各受波エレメント１２を用いてそれぞれ受信した受信信号を合成するようにしてもよい。これにより、過去に受信された受信信号から、監視対象物５１から送出された信号を選択的に取得することができる。
【００９７】
例えば、各々のサンプリング時刻において取得された位相分布は、サンプリング時刻の方向に適宜時間長に渡りバイアス除去の上での平均化、低域フィルタ適用などのノイズ取り処理をする事でさらに品質向上を図ることができる。ニュートンリングパターンの同定はかかる時間的空間的なノイズ取り処理のあとで行うことが、さらなる改良の手段である事ができる。
【００９８】
前記のサンプリング時刻の方向へのノイズ取り処理は、同一拍の中での先行するサンプリング時刻におけるフェーズマップもしくはフェーズテンプレートのデータを用いることの他に、先行する拍のもしくは先行する何拍かのフェーズマップもしくはフェーズテンプレートのデータまでも援用して行うことも好ましい実施例であり得る。
【００９９】
合成部１０５の出力は、合成した受信信号の出力である。ここでの出力は、例えば、信号処理部１０６への出力や、ディスプレイへの表示、プロジェクターを用いた投影、プリンタへの印字、音出力、外部の装置への送信、記録媒体への蓄積、他の処理装置や他のプログラム等への処理結果の引渡し等を含む概念である。合成部１０５は、出力デバイスを有していても良く、有していなくても良い。
【０１００】
信号処理部１０６は、合成部１０５が合成して出力した信号に対して、予め決められた一以上の処理を行なう。信号処理部１０６は、例えば、合成部１０５が合成して出力した信号を用いて、監視対象物５１において発生したイベントに関連した時期を示す情報（以下、イベント時期情報と称す）を取得する。イベント時期情報は、イベントに応じて送出された信号を受信した時点や、受信したことを検出した時点に出力される受信（あるいは検出）時点を示す情報であってもよく、受信した時刻や、検出した時刻を示す上述したイベント関連時刻と同様の情報であってもよい。
信号処理部１０６が行なう一以上の処理は、例えば、通常のドプラ信号ベースの胎児監視装置（図示せず）が、妊婦の腹部等から受信した信号を用いて行なう処理と同様の処理である。例えば、以下の特許文献４に記載されているような、合成部１０５が出力した信号に対して、ドプラ受信機等に相当する処理を行ない、後続のフィルタ、検波、ＡＧＣ／ＡＬＣなどの処理を行なった後に、心拍を検出し、心拍数計測を行なう処理である（特許文献４：米国特許第３９９１３６５号明細書）。
【０１０１】
信号処理部１０６がイベント時期情報を取得する処理は、どのような処理であってもよい。例えば、信号処理部１０６は、例えば、時刻取得部１０３がイベント関連時刻を取得する処理と同様の処理を行なって、イベント時期情報を取得してもよい。また、例えば、監視対象空間５０が妊婦であり、監視対象物５１が胎児心であり、イベントが心拍である場合、信号処理部１０６は、合成部１０５が出力する信号に対して、超音波ドプラ法と同様の処理を行なうこと等により、心拍信号を受信した（あるいは検出した）時点を示すイベント時期情報や、心拍信号を受信した（あるいは検出した）時刻を示すイベント時期情報を取得しても良い。
【０１０２】
なお、信号処理部１０６がどのような処理を行うかは問わない。例えば、監視対象物５１から得られた超音波を用いて行なわれる処理であれば、どのような目的でどのような処理を行なっても良い。
【０１０３】
信号処理部１０６は、予め決められた一以上の処理を行なうことで取得した情報を出力するようにしてもよい。ここでの出力は、上述した合成部１０５の出力と同様の概念である。例えば、信号処理部１０６は、取得したイベント時期情報を、取得部１０４に対して出力してもよい。例えば、信号処理部１０６は、イベント時期情報を取得した直後に、取得したイベント時期情報を取得部１０４に出力する。なお、信号処理部１０６は、取得したイベント時期情報の全てを取得部１０４に出力してもよく、出力しなくてもよい。例えば、予め決められた数のイベント時期情報毎に、一のイベント時期情報を取得部１０４に出力してもよい。
【０１０４】
パターン生成情報格納部１０７には、上述したような、監視対象物５１から送出される信号が入射される方位角と、監視対象物５１との距離とを有する１以上のパターン生成情報が格納される。
【０１０５】
なお、上述した超音波を監視対象空間５０に照射する振動子９は、照射する超音波ビームの太さが、前記受信レトロディレクティブ処理により取得された位相分布により特定される受信ビームの太さよりも太い、または、受信焦点の大きさよりも大きい振動子であることが好ましい。超音波ビームや受信ビームの太さとは、例えば、超音波ビームや受信ビームの直径である。このような構成にすることで、信号源となる監視対象物５１が、監視対象空間５０内において移動しても、受波信号が見失われる可能性を低下させることができる。
【０１０６】
例えば、前記の例示された開口寸法（４０ｘ４０ｍｍ）および受波エレメント数（８ｘ８＝６４）の２次元アレイのアレイ受波器１３を前記の周波数（１ＭＨｚ）で運用すると、典型的な胎児心の腹壁からの深さ（７〜１５ｃｍ）において音響学的似正しくピントが合った時の焦点の寸法は方位方向に３〜６ｍｍと、結構鋭い物になる。胎児は静かにしているとは限らず突然自ら動いて（胎動をして）１拍の時間の間にこの範囲から逃げ出してしまう可能性はあり得る。そこで、そのような場合に対応する対策としては獲得した位相分布で実施する受信レトロディレクティブ操作において故意にピントをぼかしておく、例えば焦点寸法を１０〜２０ｍｍの間の値となるように位相分布を修飾する事も好ましい施策であることができる。また追尾が拍ごとに刻々と成功裏に行われている限り前記のごとき鋭い焦点を用い、もし追尾が成功しなかった場合には全く振り出しに戻るのではなく心拍が再度捕捉されるまで前回までに維持できていた位相分布を「順次ぼかして」試行を続ける事も好ましい手法であることができる。位相分布をぼかす処理としては、通常の画像処理のぼかし処理と同様の処理が利用可能である。
【０１０７】
次に、監視装置１の動作の一例について図１２のフローチャートを用いて説明する。
【０１０８】
（ステップＳ１０１）監視装置１は、監視対象空間５０に対し、振動子９から超音波の照射を開始する。例えば、監視対象空間５０である妊婦の腹部に対して超音波の照射を開始する。
【０１０９】
（ステップＳ１０２）アレイ受信部１０１は、アレイ受波器１３の各受波エレメント１２を用いて、監視対象空間５０内から送出される信号を、順次、受信する。例えば、妊婦の腹部から送出される信号を受信する。
【０１１０】
（ステップＳ１０３）アレイ受信部１０１は、受信した信号を格納部１０２に蓄積する。例えば、受波エレメント１２の識別子と、受信時刻と対応付けて蓄積する。受波エレメント１２の識別子は、例えば、座標であってもよい。
【０１１１】
（ステップＳ１０４）時刻取得部１０３は、アレイ受信部１０１が受波エレメント１２毎に受信した信号の１以上を用いて、イベント関連時刻を取得する。例えば、観察対象である胎児心の心拍周期に相当する部分を検出して、一の心拍信号を受信した際の受信時刻をイベント関連時刻として取得する。アレイ受信部１０１が受波エレメント１２毎に受信した信号としては、ステップＳ１０３で格納された信号を用いてもよい。
【０１１２】
（ステップＳ１０５）取得部１０４は、ステップＳ１０４で取得したイベント関連時刻と、アレイ受信部１０１が受波エレメント１２毎に受信した受信信号とを用いた受信レトロディレクティブ処理を行なうことにより、位相分布を取得する。取得した位相分布は、図示しない格納部等に蓄積する。なお、取得部１０４は、取得した位相分布に対して、一以上のノイズ取り処理等を行なうようにしてもよい。
【０１１３】
（ステップＳ１０６）合成部１０５は、ステップＳ１０５で取得した位相分布を用いて、ステップＳ１０２でアレイ受信部１０１が受波エレメント１２毎に取得する受信信号を合成し、合成した信号を、信号処理部１０６に出力する。これにより、監視対象物５１である胎児心から送出される信号を取得して出力することができる。
【０１１４】
（ステップＳ１０７）信号処理部１０６は、合成部１０５で合成された信号を用いて、イベント時期情報を取得する。例えば、取得するイベント時期情報は、胎児心の心拍信号が検出された時点を示す情報である。信号処理部１０６は、取得した情報を、取得部１０４に出力する。
（ステップＳ１０８）信号処理部１０６は、合成部１０５で合成された信号や、ステップ１０７で取得したイベント時期情報等を外部、例えば、合成された信号を利用する後続の図示しない利用装置等に出力する。後続の利用装置は、例えば、胎児の心拍計測を行なう装置等である。また、例えば、図示しない外部のスピーカー等に出力することで、ドプラ信号音を出力することができる。また、信号処理部１０６は、上記の外部に出力する処理に加えて（あるいは変えて）、合成部１０５で合成された信号や、ステップＳ１０７で取得したイベント時期情報等を用いて、予め決められた一以上の処理（ただし、イベント時期情報を取得する処理は除く）を行なうようにしても良く、この処理により取得された情報を、図示しない他の装置等に出力してもよい。予め決められた一以上の処理は、例えば、胎児心の監視に関連した処理である。なお、合成部１０５が、合成した情報を図示しない外部の装置等に出力するようにし、信号処理部１０６が、ステップＳ１０７で示した処理以外の処理を行なわない場合、このステップＳ１０８は、省略してもよい。
【０１１５】
（ステップＳ１０９）取得部１０４は、イベント時期情報の受信に応じて、位相分布を新たに取得し、取得した位相分布で、一つ前に取得した位相分布を更新する。位相分布の取得処理は、ステップＳ１０５と同様である。なお、取得部１０４は、例えば、予め決められた時間が経過した毎に受信したイベント時期情報についてだけ、位相分布を新たに取得するようにしても良い。
【０１１６】
（ステップＳ１１０）合成部１０５は、ステップＳ１０９で更新された位相分布を用いて、ステップＳ１０２でアレイ受信部１０１が受波エレメント１２毎に取得する受信信号を合成し、合成した信号を、信号処理部１０６に出力する。そして、ステップＳ１０７に戻る。このようにして、ステップＳ１０７からステップＳ１０９の処理を繰り返すことで、例えば、一心拍ごとに位相分布を取得することによって、監視対象となる胎児心を追尾することが可能となる。また、例えば、後続の図示しない利用装置に必要な合成受信結果の信号ないしそれに関する情報を供給し続けることができる。
【０１１７】
図１２のフローチャートにおいて、何らかの不都合によりかかる受信レトロディレクティブアレイを含む信号獲得の動作が滞りもしくは途切れてしまった場合には、可及的にその時点で保持されていたフェーズテンプレートを援用しつつ蓋然性ある信号が受信されるのを待つ。さらにそれでも一定時間の後に蓋然性ある信号の獲得が回復出来なかった場合には振り出しに戻って処理の再開を試みる。また勿論電源オフや処理終了の割り込みにより処理は終了する。
【０１１８】
以上、本実施の形態によれば、監視対象物の動きに追従して、監視対象物５１から送出される信号を適切に取得することができる。これにより、適切に、監視対象物を監視することができる。
【０１１９】
特に、本実施の形態によれば、位相分布の初期値を自動で取得することができるため、監視開始時に、監視対象物の位置に合わせて、アレイ検波器等の設置を行なう必要がなく、容易にかつ高精度が監視を行なうことができる。
【０１２０】
なお、上記各実施の形態において、各処理（各機能）は、単一の装置（システム）によって集中処理されることによって実現されてもよく、あるいは、複数の装置によって分散処理されることによって実現されてもよい。
【０１２１】
また、上記各実施の形態では、信号処理行程を含む監視装置がスタンドアロンである場合について説明したが、監視装置はセンサ側に寄り添う如く実装されたスタンドアロンの装置であってもよく、また近距離伝送を介した近隣の集中的資源によるエッジコンピューティングの形式を採るサーバ・クライアントシステムによる実装であってもよい。またさらにこれらの分散処理を行う計算および記憶の資源はネットワーク上の仮想空間に分布するクラウドコンピューティング形式で実装される事も妨げない。分散処理ないし分散実装の場合には、出力部や受付部は、通信回線を介して入力を受け付けたり、画面を出力したりすることになる。
【０１２２】
また、上記各実施の形態において、各構成要素は専用のハードウェアにより構成されてもよく、あるいは、ソフトウェアにより実現可能な構成要素については、プログラムを実行することによって実現されてもよい。例えば、ハードディスクや半導体メモリ等の記録媒体に記録されたソフトウェア・プログラムをＣＰＵ等のプログラム実行部が読み出して実行することによって、各構成要素が実現され得る。その実行時に、プログラム実行部は、格納部（例えば、ハードディスクやメモリ等の記録媒体）にアクセスしながらプログラムを実行してもよい。また、等価な機能が分散実行のためのネットワークコマンドを介してクラウドコンピューティング形式で実装される事も妨げない。
【０１２３】
なお、上記各実施の形態における監視装置を実現するソフトウェアは、ネットワークコマンドを介してクラウド上の仮想空間に等価な機能が構築される場合も含め、以下のようなプログラムである。つまり、このプログラムは、コンピュータを、アレイ受波器を構成する複数の受波エレメントを用いて、受波エレメント毎に、監視対象空間内から送出される信号をそれぞれ受信するアレイ受信部と、アレイ受波器の少なくとも一部の受波エレメントを用いて受信した受信信号を用いて、監視対象空間内の監視対象物において発生した一のイベントに関連した時刻であるイベント関連時刻を取得する時刻取得部と、アレイ受信部が受波エレメント毎に受信した各受信信号の、イベント関連時刻に対応した部分を用いて、受信レトロディレクティブ処理を行って、監視対象空間内の監視対象物に対応した位相分布を取得する取得部と、アレイ受信部が複数の受波エレメント毎に受信した受信信号を、取得部が取得した位相分布に応じて合成して出力する合成部として機能させるためのプログラムである。
【０１２４】
なお、上記プログラムにおいて、上記プログラムが実現する機能には、ハードウェアでしか実現できない機能は含まれない。例えば、情報を取得する取得部や、情報を出力する出力部などにおけるモデムやインターフェースカードなどのハードウェアでしか実現できない機能は、上記プログラムが実現する機能には含まれない。
【０１２５】
また、このプログラムを実行するコンピュータは、単数であってもよく、複数であってもよい。すなわち、集中処理を行ってもよく、あるいは分散処理を行ってもよい。
【０１２６】
本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１２７】
以上のように、本発明にかかる監視装置等は、超音波を用いて監視を行なう装置として適しており、特に、生体ついての観察を行なう装置等として有用である。
【符号の説明】
【０１２８】
１  監視装置
７  送受信器アッセンブリ
８  発振器
９  振動子
１０  照射開口面
１１  観測開口面
１２  受波エレメント
１３  アレイ受波器
１５  エレメント受信器
１６  送波キャリヤ
１７  直交検波器
１８  帯域制限フィルタ
５０  監視対象空間
５１  監視対象物
１０１  アレイ受信部
１０２  格納部
１０３  時刻取得部
１０４  取得部
１０５  合成部
１０６  信号処理部
１０７  パターン生成情報格納部
【図１】
0006545610.tif 000002
【図２】
0006545610.tif 000003
【図３】
0006545610.tif 000004
【図４】
0006545610.tif 000005
【図５】
0006545610.tif 000006
【図６】
0006545610.tif 000007
【図７】
0006545610.tif 000008
【図８】
0006545610.tif 000009
【図９】
0006545610.tif 000010
【図１０】
0006545610.tif 000011
【図１１】
0006545610.tif 000012
【図１２】
0006545610.tif 000013