(57)【要約】  一定の輝度をもつＢモード画像を生成する音響波画像生成装置およびその制御方法を提供する。被検体の深さ方向における第１のＢモード画像の輝度を表わす第１の輝度情報（81）が生成される。また，音響波の集束位置と観測対象位置との位置ずれがある音響波エコー信号について位置ずれ補正がされ，位置ずれ補正された音響波エコー信号と位置ずれが無い音響波エコー信号とを重畳して得られる重畳信号から被検体の深さ方向における輝度を表わす第２の輝度情報（82）が生成される。第１の輝度情報と第２の輝度情報とから，第１のＢモード画像の輝度が補正される。
2016038944.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の音響波振動子が少なくとも一方向に配列されている音響波プローブ，
駆動する上記音響波振動子を順に更新しながら，集束位置に集中する音響波を，上記音響波振動子から被検体に送信させる処理を行わせる駆動手段，
上記駆動手段による上記音響波振動子の駆動にもとづいて得られる上記被検体の観測対象位置の音響波エコーが上記音響波振動子において受信されることにより上記音響波振動子から出力される音響波エコー信号から，上記被検体の断面の輝度を表わす第１の音響波画像を生成する第１の音響波画像生成手段，
上記被検体の深さ方向における上記第１の音響波画像の輝度を表わす第１の輝度情報を生成する第１の輝度情報生成手段，
上記集束位置と上記観測対象位置との上記一方向における位置ずれがある上記音響波エコー信号について，上記駆動手段によって駆動させられた上記音響波振動子の位置に応じて上記位置ずれを補正する位置ずれ補正手段，
上記位置ずれ補正手段によって上記位置ずれが補正された上記音響波エコー信号と上記位置ずれが無い上記音響波エコー信号とを重畳して得られる重畳信号から上記被検体の深さ方向における輝度を表わす第２の輝度情報を生成する第２の輝度情報生成手段，および
上記第１の輝度情報生成手段によって生成された第１の輝度情報と上記第２の輝度情報生成手段によって生成された第２の輝度情報とから，上記第１の音響波画像生成手段によって生成された第１の音響波画像の輝度を補正する輝度補正手段，
を備えた音響波画像生成装置。
【請求項２】
上記輝度補正手段は，
上記第１の輝度情報生成手段によって生成された第１の輝度情報と上記第２の輝度情報生成手段によって生成された第２の輝度情報とから，上記第１の音響波画像生成手段によって生成された第１の音響波画像の輝度を補正する補正係数を算出する補正係数算出手段を備え，
上記第１の音響波画像生成手段によって生成された第１の音響波画像を，上記補正係数算出手段によって算出された補正係数を用いて輝度補正を行なうものである，
請求項１に記載の音響波画像生成装置。
【請求項３】
上記第１の音響波画像生成手段により第１の音響波画像が生成される場合において駆動される上記音響波振動子の数と，上記位置ずれ補正手段における位置ずれの補正が行なわれる場合において駆動される上記音響波振動子の数とが異なる，
請求項１または２に記載の音響波画像生成装置。
【請求項４】
上記位置ずれ補正手段による上記位置ずれの補正および上記位置ずれが補正された上記音響波エコー信号と上記位置ずれが無い上記音響波エコー信号との重畳を，上記一方向における１以上の上記音響波振動子おきに行なうものである，
請求項１から３のうち，いずれか一項に記載の音響波画像生成装置。
【請求項５】
上記位置ずれが補正された上記音響波エコー信号と上記位置ずれが無い音響波エコー信号との少なくとも一部に対して重み付けをした上で重畳を行なうものである，
請求項１から４のうち，いずれか一項に記載の音響波画像生成装置。
【請求項６】
上記補正係数算出手段は，
上記第１の音響波画像生成手段によって生成された第１の音響波画像において，上記集束位置に対応する部分の輝度を基準にして補正係数を算出する，
請求項２に記載の音響波画像生成装置。
【請求項７】
上記重畳信号から，上記被検体の輝度を表わす第２の音響波画像を生成する第２の音響波画像生成手段，
をさらに備えた請求項１から６のうち，いずれか一項に記載の音響波画像生成装置。
【請求項８】
複数の音響波振動子が少なくとも一方向に配列されている音響波プローブを備えた音響診断装置の制御方法において，
駆動手段が，駆動する上記音響波振動子を順に更新しながら，集束位置に集中する音響波を，上記音響波振動子から被検体に送信させる処理を行わせ，
音響波画像生成手段が，上記駆動手段による上記音響波振動子の駆動にもとづいて得られる上記被検体の観測対象位置の音響波エコーが上記音響波振動子において受信されることにより上記音響波振動子から出力される音響波エコー信号から，上記被検体の断面の輝度を表わす音響波画像を生成し，
第１の輝度情報生成手段が，上記被検体の深さ方向における上記音響波画像の輝度を表わす第１の輝度情報を生成し，
位置ずれ補正手段が，上記集束位置と上記観測対象位置との上記一方向における位置ずれがある上記音響波エコー信号について，上記駆動手段によって駆動させられた上記音響波振動子の位置に応じて上記位置ずれを補正し，
第２の輝度情報生成手段が，上記位置ずれ補正手段によって上記位置ずれが補正された上記音響波エコー信号と上記位置ずれが無い上記音響波エコー信号とを重畳して得られる重畳信号から上記被検体の深さ方向における輝度を表わす第２の輝度情報を生成し，
輝度補正手段が，上記第１の輝度情報生成手段によって生成された第１の輝度情報と上記第２の輝度情報生成手段によって生成された第２の輝度情報とから，上記音響波画像生成手段によって生成された音響波画像の輝度を補正する，
音響波画像生成装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は，音響波画像生成装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に超音波画像は，超音波が集束する位置付近が明るく，その位置から離れるほど暗い。このために，超音波ビームの送信音波を計算しておき，計算結果にもとづいて深さごとに異なるゲインを調整している（特許文献１）。また，整相加算前の素子データを利用して，伝播時間を考慮して複数の素子データから一つの素子データを作成し，整相加算を行なって画像を生成するものもある（特許文献２）。これにより，深さごとのゲインのずれが少ない画像が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2012-217583号公報
【特許文献２】特開2014-030715号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら，特許文献１に記載の方法では，理想状態にもとづいて計算された計算結果を利用するため，実際のずれが生じ，深さごとのゲイン調整が正確にできないことがある。また，特許文献２に記載の方法では，計算負荷が大きいので超音波画像のフレーム・レートが低下してしまうことがある。【０００５】
この発明は，比較的簡単に深さごとの輝度が一定の音響波画像を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明による音響波画像生成装置（超音波画像生成装置）は，複数の音響波振動子が少なくとも一方向に配列されている音響波プローブ，駆動する音響波振動子を順に更新しながら，集束位置に集中する音響波を，音響波振動子から被検体に送信させる処理を行わせる駆動手段，駆動手段による音響波振動子の駆動にもとづいて得られる被検体の観測対象位置の音響波エコーが音響波振動子において受信されることにより音響波振動子から出力される音響波エコー信号から，被検体の断面の輝度を表わす第１の音響波画像を生成する第１の音響波画像生成手段，被検体の深さ方向における第１の音響波画像の輝度を表わす第１の輝度情報を生成する第１の輝度情報生成手段，集束位置と観測対象位置との一方向における位置ずれがある音響波エコー信号について，駆動手段によって駆動させられた音響波振動子の位置に応じて位置ずれを補正する位置ずれ補正手段，位置ずれ補正手段によって位置ずれが補正された音響波エコー信号と位置ずれが無い音響波エコー信号とを重畳して得られる重畳信号から被検体の深さ方向における輝度を表わす第２の輝度情報を生成する第２の輝度情報生成手段，および第１の輝度情報生成手段によって生成された第１の輝度情報と第２の輝度情報生成手段によって生成された第２の輝度情報とから，第１の音響波画像生成手段によって生成された第１の音響波画像の輝度を補正する輝度補正手段を備えていることを特徴とする。【０００７】
この発明は，音響波画像生成装置に適した制御方法も提供している。すなわち，複数の音響波振動子が少なくとも一方向に配列されている音響波プローブを備えた音響診断装置の制御方法において，駆動手段が，駆動する音響波振動子を順に更新しながら，集束位置に集中する音響波を，音響波振動子から被検体に送信させる処理を行わせ，音響波画像生成手段が，駆動手段による音響波振動子の駆動にもとづいて得られる被検体の観測対象位置の音響波エコーが音響波振動子において受信されることにより音響波振動子から出力される音響波エコー信号から，被検体の断面の輝度を表わす音響波画像を生成し，第１の輝度情報生成手段が，被検体の深さ方向における音響波画像の輝度を表わす第１の輝度情報を生成し，位置ずれ補正手段が，集束位置と観測対象位置との一方向における位置ずれがある音響波エコー信号について，駆動手段によって駆動させられた音響波振動子の位置に応じて位置ずれを補正し，第２の輝度情報生成手段が，位置ずれ補正手段によって位置ずれが補正された音響波エコー信号と位置ずれが無い音響波エコー信号とを重畳して得られる重畳信号から被検体の深さ方向における輝度を表わす第２の輝度情報を生成し，輝度補正手段が，第１の輝度情報生成手段によって生成された第１の輝度情報と第２の輝度情報生成手段によって生成された第２の輝度情報とから，音響波画像生成手段によって生成された音響波画像の輝度を補正するものである。【０００８】
輝度補正手段は，第１の輝度情報生成手段によって生成された第１の輝度情報と第２の輝度情報生成手段によって生成された第２の輝度情報とから，第１の音響波画像生成手段によって生成された第１の音響波画像の輝度を補正する補正係数を算出する補正係数算出手段を備えてもよい。この場合，第１の音響波画像生成手段によって生成された第１の音響波画像を，補正係数算出手段によって算出された補正係数を用いて輝度補正を行なうことが好ましい。【０００９】
第１の音響波画像生成手段により第１の音響波画像が生成される場合において駆動される音響波振動子の数と，位置ずれ補正手段における位置ずれの補正が行なわれる場合において駆動される音響波振動子の数とが異なってもよい。【００１０】
位置ずれ補正手段による位置ずれの補正および位置ずれが補正された音響波エコー信号と位置ずれが無い音響波エコー信号との重畳を，一方向における１以上の音響波振動子おきに行なうようにしてもよい。【００１１】
位置ずれが補正された音響波エコー信号と位置ずれが無い音響波エコー信号との重畳は，位置ずれが補正された音響波エコー信号と位置ずれが無い音響波エコー信号との少なくとも一部に対して重み付けをした上で行なうようにしてもよい。【００１２】
補正係数算出手段は，たとえば，第１の音響波画像生成手段によって生成された第１の音響波画像において，集束位置に対応する部分の輝度を基準にして補正係数を算出するものである。【００１３】
重畳信号から，被検体の輝度を表わす第２の音響波画像を生成する第２の音響波画像生成手段をさらに備えてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によると，被検体の観測対象位置の音響波エコーが音響波振動子において受信されることにより音響波振動子から出力される音響波エコー信号から，被写体の断面の輝度を表わす第１の音響波画像が生成される。被検体の深さ方向における第１の音響波画像の輝度を表わす第１の輝度情報が生成される。また，音響波の集束位置と観測対象位置との位置ずれがある音響波エコー信号について，音響波振動子の位置に応じて位置ずれが補正される。補正された音響波エコー信号と位置ずれが無い音響波エコー信号とを重畳して得られる重畳信号から被検体の深さ方向における輝度を表わす第２の輝度情報が生成される。生成された第１の輝度情報と第２の輝度情報とから，第１の音響波画像の輝度が補正される。この補正により第１の音響波画像の輝度は一定となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】超音波診断装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】超音波パルスの送信および超音波エコーの受信を示している。
【図３】超音波エコー信号を示している。
【図４】超音波パルスの送信および超音波エコーの受信を示している。
【図５】超音波エコー信号を示している。
【図６】超音波パルスの送信および超音波エコーの受信を示している。
【図７】超音波エコー信号を示している。
【図８】超音波パルスの送信および超音波エコーの受信を示している。
【図９】超音波エコー信号を示している。
【図１０】超音波パルスの送信および超音波エコーの受信を示している。
【図１１】超音波エコー信号を示している。
【図１２】超音波パルスの送信および超音波エコーの受信を示している。
【図１３】超音波パルスの送信および超音波エコーの受信を示している。
【図１４】整相加算の一部の処理を示している。
【図１５】整相加算の一部の処理を示している。
【図１６】第１のＢモード画像の一例である。
【図１７】第１の輝度情報および第２の輝度情報を示している。
【図１８】補正係数を示している。
【図１９】超音波診断装置の処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は，この発明の実施例を示すもので超音波診断装置（音響波画像生成装置）の電気的構成を示すブロック図である。
【００１７】
この実施例においては，音響波として超音波が用いられるが，超音波に限定されるものではなく，被検対象，測定条件などに応じて適切な周波数が選択されれば，可聴周波数の音響波を用いるようにしてもよい。また，被検体として人間の病気の診断に利用するだけでなく，音響波画像（超音波画像）が生成されることにより，壁，配管などの中味を検査等する場合にも利用できる。
【００１８】
この実施例における超音波診断装置においては，通常の画質をもつ第１のＢモード画像（第１の音響波画像）のほかに，いわゆるマルチ・ライン処理と呼ばれる処理により高画質の第２のＢモード画像（第２の音響波画像）を生成することができる。もっとも，高画質の第２のＢモード画像は必ずしも生成されなくともよい。とくに，この実施例では，被検体の深さ方向に応じて輝度が変わってしまうような画像ではなく，深さ方向にかかわらず一定の輝度をもつ第１のＢモード画像が生成される。
【００１９】
まず，第２のＢモード画像が生成される場合の処理について説明する。
【００２０】
超音波診断装置１の全体の動作は，制御装置２によって統括される。
【００２１】
制御装置２には，超音波診断装置１を操作する技師等によって操作される操作装置３および所定のデータ等が格納される格納装置４が接続されている。
【００２２】
超音波診断装置１には，超音波プローブ６が含まれている。超音波プローブ６には，複数の超音波振動子が含まれている。
【００２３】
制御装置２から出力される制御信号は送信装置５に与えられる。すると，送信装置５から超音波プローブ６の超音波振動子に電気パルスが与えられる。超音波振動子によって電気パルスが超音波パルスに変換され，被検体の体内を伝播し，超音波エコーが超音波プローブ６に戻る。
【００２４】
超音波エコーは，超音波振動子において電気信号（超音波エコー信号）に変換される。
【００２５】
図２から図11は，超音波プローブ６から超音波パルスが出力され，超音波エコー信号が得られる様子を示している。
【００２６】
図２は，超音波プローブ６に含まれる超音波振動子20−32のうち，超音波振動子21−27から超音波パルス43が出力されている様子を示している。図４は，超音波プローブ６に含まれる超音波振動子20−32のうち，超音波振動子22−28から超音波パルス43が出力されている様子を示している。図６は，超音波プローブ６に含まれる超音波振動子20−32のうち，超音波振動子23−29から超音波パルス43が出力されている様子を示している。図８は，超音波プローブ６に含まれる超音波振動子20−32のうち，超音波振動子24−30から超音波パルス43が出力されている様子を示している。図10は，超音波プローブ６に含まれる超音波振動子20−32のうち，超音波振動子25−31から超音波パルス43が出力されている様子を示している。
【００２７】
このように，超音波プローブ６には，少なくとも一方向に配列（二次元配列でもよい）されている複数の超音波振動子（音響波振動子）20から32が含まれている。また，制御装置２（駆動手段）によって，超音波振動子20から32のうち，駆動する超音波振動子が順に更新させられながら（駆動する超音波振動子が順に変えられながら），集束位置41に集中する超音波パルス（音響波）43が，駆動する超音波振動子から送信させられる。
【００２８】
図６を参照して，超音波振動子23−29から超音波パルス43が送信されたものとする。超音波パルス43は，超音波振動子23−29の中央の超音波振動子26の送信方向（図２では超音波振動子26の真下）の所定距離にある集束位置41に集中するように超音波振動子23−29から送信される。超音波振動子23−29の位置に応じて超音波パルス43が遅延して送信されることにより，超音波パルス43が集束位置41に集中する。図６に示す例では，中央の超音波振動子26と集束位置41との延長方向に観測対象位置42（被検体の中での媒質が変わる場所など）が存在する。このために，超音波パルス43が観測対象位置42に照射され，観測対象位置42から超音波エコー44が発生する。超音波エコー44は，超音波振動子23から29において受信される。
【００２９】
図７は，超音波エコー44を受信した超音波振動子23−29から出力される超音波エコー信号71から77を示している。横軸は超音波振動子の位置を示し，縦軸は超音波振動子から超音波パルス43が出力された時間ｔｂからの経過時間を示している。
【００３０】
超音波振動子23−29の位置に応じて，超音波パルス43および超音波エコー44の伝播距離に差が生じるために，超音波振動子23−29から出力される超音波エコー信号71−77の出力タイミングも超音波振動子ごとに異なる。中央の超音波振動子26から出力される超音波パルス43および観測対象位置42から中央の超音波振動子26の超音波エコー44の伝播距離は一番短いから，中央の超音波振動子26から最初に超音波エコー信号74が出力される（時刻ｔ０）。中央の超音波振動子26の両隣の超音波振動子25および27から出力される超音波パルス43および観測対象位置42から超音波振動子25および27の超音波エコー44の伝播距離は次に短いから，超音波エコー信号74の次に超音波エコー信号73および75が超音波振動子25および27から出力される。同様に，次に超音波振動子24および28から超音波エコー信号72および76が出力される。最後に超音波振動子23および29から超音波エコー信号71および77が出力される。図７において（他の図においても同様），超音波エコー信号71から77を示すものとして超音波エコー信号71から77の包絡線が超音波エコー信号群ｇ53として図示されている。
【００３１】
図２を参照して，超音波振動子21−27から超音波パルス43が送信されたものとする。超音波パルス43が集束位置41に集中し，一つの超音波振動子（図２に示す場合は，超音波振動子24）の幅よりも広がらなければ，超音波を送信する超音波振動子21−27のうち，中央の超音波振動子24と集束位置41との延長方向に存在しない観測対象位置42（被検体の中での媒質が変わる場所など）には超音波パルス43が照射されないため，観測対象位置42からは超音波エコー44も発生しない。しかしながら，超音波パルス43は集束位置41を越えると広がってしまうために，中央の超音波振動子24と集束位置41との延長方向に存在しない観測対象位置42にも超音波パルス43が照射されてしまう。このために，観測対象位置42から超音波エコー44が発生する。超音波エコー44は，超音波振動子21−27において受信される。
【００３２】
図３は，超音波エコー43を受信する超音波振動子21−27から出力される超音波エコー信号群ｇ51を示している。超音波エコー信号群ｇ51は，図７に示したように，超音波振動子21−27からそれぞれ出力される超音波エコー信号69−75の包絡線である。超音波エコー44を受信する超音波振動子21−27のうちの超音波振動子26の超音波パルス43の出力方向（図２では真下）に観測対象位置42が存在するから，超音波振動子26から最初に超音波エコー信号74が出力され（時刻ｔ１），次に超音波振動子25および27から超音波エコー信号73および75が出力され，さらに次に超音波振動子24から超音波エコー信号72が出力される。さらに，超音波振動子23から超音波エコー信号71が出力され，超音波振動子22から超音波エコー信号70が出力され，超音波振動子21から超音波エコー信号69が出力される。集束位置41は，超音波エコー44を受信する超音波振動子26と観測対象位置42との間には存在しないので，図３に示したように最初に超音波エコー信号74が出力される時間ｔ１は，図７に示したように最初に超音波エコー信号74が出力される時間ｔ０よりも遅い。
【００３３】
図４を参照して，駆動される超音波振動子が更新されて，超音波振動子22−28から超音波パルス43が送信されたものとする。図２を参照して説明したのと同様に，観測対象位置42からの超音波エコー44が超音波振動子22−28において受信される。
【００３４】
図５を参照して，図３と同様に，超音波振動子22−28から超音波エコー信号群ｇ52が得られる。この超音波エコー信号群ｇ52も，図７に示したように，超音波振動子22−28からそれぞれ出力される超音波エコー信号70−76の包絡線である。超音波振動子26から最初に超音波エコー信号74が出力される（時刻ｔ２）。
【００３５】
駆動される超音波振動子が更新されて，図６に示すように，超音波振動子23−29から超音波パルス43が送信されると，すでに説明した動作となる。
【００３６】
図８を参照して，駆動される超音波振動子が更新されて，超音波振動子24−30から超音波パルス43が送信されたものとする。観測対象位置42からの超音波エコー44が超音波振動子24−30において受信される。
【００３７】
図９を参照して，図３と同様に，超音波振動子24−30から超音波エコー信号群ｇ54が得られる。この超音波エコー信号群ｇ54も，図７に示したように，超音波振動子24から30からそれぞれ出力される超音波エコー信号72−78の包絡線である。図２を参照して説明したのと同様に，超音波振動子26から最初に超音波エコー信号74が出力される（時刻ｔ４）。
【００３８】
図10を参照して，駆動される超音波振動子が更新されて超音波振動子25−31から超音波パルス43が送信されたものとする。観測対象位置42からの超音波エコー44が超音波振動子25−31において受信される。
【００３９】
図11を参照して，図２と同様に，超音波振動子25−31から超音波エコー信号群ｇ55が得られる。この超音波エコー信号群ｇ55も，図７に示したように，超音波振動子25−31からそれぞれ出力される超音波エコー信号73−79の包絡線である。超音波振動子26から最初に超音波エコー信号74が出力される（時刻ｔ５）。
【００４０】
図１を参照して，得られた超音波エコー信号69−79などが，受信装置７に与えられる。受信装置７において超音波エコー信号69−79などが増幅され，Ａ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換回路８において，ディジタルの超音波エコー信号に変換される。超音波エコー信号は，超音波エコー・データ記憶装置９に与えられ，一時的に記憶される。超音波エコー信号は，超音波エコー・データ記憶装置９から読み取られ，超音波エコー・データ処理装置10に入力する。
【００４１】
超音波エコー・データ処理装置10において，制御装置２（駆動手段）による超音波振動子（音響波振動子）の駆動にもとづいて得られる被検体の観測対象位置42の超音波エコー（音響波エコー）が超音波振動子（音響波振動子）において受信されることにより超音波振動子（音響波振動子）から出力される超音波エコー信号（音響波エコー信号）のうち，図３，図５，図９および図11に示したように，集束位置41と観測対象位置42との一方向（水平方向）に位置ずれがある超音波エコー信号（音響波エコー信号）について，駆動させられた超音波振動子の位置に応じて位置ずれが補正させられる（位置ずれ補正手段）。
【００４２】
位置ずれの補正は，次に述べるように，観測対象位置42が，集束位置41と，観測対象位置42からの超音波エコー44を受信する超音波振動子21−27の中央の超音波振動子24と，の延長線上に存在したと仮定した場合に得られる超音波エコー信号を生成するものである。
【００４３】
図３を参照して，超音波エコー・データ処理装置10において，超音波エコー信号群ｇ51が，図７に示すように，時刻ｔ０の時点において超音波振動子26から出力されたように遅延時間を補正する第１の補正が行われ，かつ集束位置41と観測対象位置42との一方向の位置ずれを解消するように超音波エコー信号群ｇ51の頂点をシフトする第２の補正が行なわれる。一方向における位置ずれは，一方向における集束位置41と観測対象位置42とのずれのことである。一方向における位置ずれの補正は，図２に示すように集束位置41と観測対象位置42とが一方向において位置ずれがある場合（一方向と鉛直方向において集束位置41と観測対象位置42とが直線上に無い場合）に，一方向の位置ずれが無かった場合に得られるであろう超音波エコー信号を生成するものである。図２に示す場合であれば，集束位置41と観測対象位置42とは一方向において超音波振動子の２個分の間隔だけずれているから，その間隔のずれが解消されるように，超音波エコー信号群ｇ51が一方向と逆方向に超音波振動子２個分の間隔だけシフトされる。これらの第１の補正および第２の補正を合わせた補正が位置ずれ補正となる（位置ずれ補正手段）。これにより，図３に示すように，超音波エコー信号群ｇ51は破線で示すように超音波エコー信号群ｇ61に補正される。このように超音波エコー・データ処理装置10において，制御装置（駆動手段）２による超音波振動子の駆動にもとづいて得られる被検体の観測対象位置42の超音波エコー44が超音波振動子21−27において受信されることにより超音波振動子21−27から出力される超音波エコー信号（超音波エコー・データ）のうち，集束位置41と観測対象位置42との一方向における位置ずれがある超音波エコー信号（超音波エコー・データ）について，制御装置２によって駆動させられた超音波振動子の位置に応じて位置ずれが補正させられる。
【００４４】
第１の補正における遅延時間は，次のようにして算出できる。
【００４５】
図12は，図６に示したように集束位置41と観測対象位置42との間に一方向における位置ずれが無い場合の超音波パルス43および超音波エコー44を示している。
【００４６】
一方向をＸ方向，一方向の鉛直方向をＺ方向とする。集束位置41の真上にある超音波振動子26のＸ，Ｚ座標を（Ｘ，Ｚ）＝（x0，０），集束位置41の座標を（Ｘ，Ｚ）＝（x0，df），観測対象位置42の座標を（Ｘ，Ｚ）＝（x0，ｚ）とする。集束位置41と観測対象位置42との間に一方向における位置ずれが無い場合には，超音波振動子26から送信された超音波パルス43が集束位置41を経て観測対象位置42に至るまでの送信経路の長さＬtaと，観測対象位置42から反射する超音波エコー44が観測対象位置42から超音波振動子26に戻るまでの受信経路の長さＬraと，は等しい。したがって，Ｌta＝Ｌra＝ｚとなり，超音波パルス43の伝播距離Ｌtaと超音波エコー44の伝播距離Ｌraとを合わせた伝播距離Ｌuaは，Ｌua＝Ｌta＋Ｌra＝２ｚとなる。このようにして得られた伝播距離Ｌuaが音速で除されることにより，位置ずれが無い場合の超音波パルス43および超音波エコー44の伝播時間が得られる。
【００４７】
図13は，図２に示したように集束位置41と観測対象位置42との間に一方向における位置ずれがある場合の超音波パルス43および超音波エコー44を示している。
【００４８】
集束位置41は，観測対象位置42から２つの超音波振動子の間隔だけ一方向にずれている。超音波振動子の間隔をＬｅとすると，集束位置41のＸ，Ｚ座標は，（Ｘ，Ｚ）＝（x0−２Ｌｅ，df）で表わされる。超音波振動子24から送信される超音波パルス43は，集束位置41を経て，観測対象位置42に送信される。超音波振動子24から送信される超音波パルス43の送信経路の長さＬtbは，超音波振動子24から集束位置41までの距離dfと，集束位置41から観測対象位置42までの距離√｛（ｚ−df）２＋（２Ｌｅ）２｝と，の和となる。また，観測対象位置42から反射する超音波エコー44が超音波振動子26に至るまでの受信経路の長さＬrbは，Ｌrb＝ｚである。超音波パルス43の伝播距離Ｌtbと超音波エコー44の伝播距離Ｌrbとを合わせた伝播距離Ｌubは，Ｌub＝Ltb＋Ｌrb＝√｛（ｚ−df）２＋（２Ｌｅ）２｝＋ｚとなる。このようにして得られた伝播距離Ｌubが音速で除されることにより，位置ずれが有る場合の超音波パルス43および超音波エコー44の伝播時間が得られる。
【００４９】
位置ずれが無い場合の伝播時間と位置ずれが有る場合の伝播時間との差から，第１の補正で補正される遅延時間が算出される。図２に示す位置ずれの場合だけでなく，図４，図８，図10などに示す位置ずれの場合においても同様にして遅延時間が算出できるのはいうまでもない。
【００５０】
図５，図９および図11のように，焦点位置41と観測対象位置42との間に一方向の位置ずれが生じている超音波エコー信号群ｇ52，ｇ54およびｇ55についても同様に超音波エコー・データ処理装置10において位置ずれ補正が行なわれ，位置ずれ補正された超音波エコー信号群ｇ62，ｇ64およびｇ65が得られる。
【００５１】
つづいて，位置ずれ補正された超音波エコー信号群ｇ61，ｇ62，ｇ64およびｇ65と位置ずれが無い超音波エコー信号群ｇ53とが，同一の超音波振動子から出力される超音波エコー信号同士が加算されるように超音波エコー・データ処理装置10において重畳される。
【００５２】
重畳された超音波エコー信号69−79は，整相加算装置11に与えられる。
【００５３】
図14および図15は，重畳された超音波エコー信号69−79が整相加算される様子を示している。
【００５４】
図14を参照して，重畳された超音波エコー信号69−79が，時刻ｔ０において最初に超音波振動子26から出力される超音波エコー信号74の出力タイミングと同じであったように，出力時間補正が整相加算装置11において行われる。
【００５５】
つづいて，図15を参照して，出力時間補正がされた超音波エコー信号69−79が，観測対象位置42の延長線上にある超音波振動子26の位置で重ね合わせられるように，整相加算装置11において行われる。整相加算が行われることにより，Ｓ／Ｎが向上する。
【００５６】
なお，ここでは，位置ずれ補正された超音波エコー信号群ｇ61，ｇ62，ｇ64およびｇ65と，位置ずれ補正されていない超音波エコー信号群ｇ53とは，それぞれ遅延時間補正を行なった後に重畳を行なっているが，この順番はこれに限らない。つまり，位置ずれ補正された超音波エコー信号群ｇ61，ｇ62，ｇ64およびｇ65と，位置ずれ補正されていない超音波エコー信号群・データｇ53とを重畳して１つの重畳データを得た後に遅延時間補正を行なってもよい。また，位置ずれ補正された超音波エコー信号群ｇ61，ｇ62，ｇ64およびｇ65と，位置ずれ補正されていない超音波エコー信号群ｇ53との少なくとも一部に対して超音波エコー・データ処理装置10などにより重み付けをした上で重畳を行なうようにしてもよい（重み付け手段）。
【００５７】
図１を参照して，整相加算された超音波エコー・データは，ＤＳＣ（ディジタル・スキャン・コンバータ）13に入力する。
【００５８】
ＤＳＣ13において，通常のテレビジョン信号の走査方式に従う画像データにラスタ変換される。ＤＳＣ13から出力された画像データは，画像作成装置14において，階調処理等の画像処理が行われる。重畳信号から被検体の輝度を表わす第２のＢモード画像（第２の音響波画像）が生成されることとなる（第２の音響波画像生成手段）。画像作成装置14から出力された画像データは表示制御装置16に与えられ，表示装置17の表示画面にカラー・モードの超音波画像が表示されることとなる。画像作成装置14から出力された画像データは画像メモリ15にも与えられ，画像メモリ15に，超音波画像を表わす画像データが記憶される。画像メモリ15に記憶された画像データが表示制御装置16に与えられることにより，超音波画像（第２のＢモード画像）が表示装置17の表示画面に表示される。
【００５９】
第２のＢモード画像を生成する場合において，位置ずれ補正が行なわれないことにより，制御装置２（駆動手段）による超音波振動子（音響波振動子）の駆動にもとづいて得られる被検体の観測対象位置の音響波エコーが超音波振動子において受信されることにより超音波振動子から出力される音響波エコーから，被検体の断面の輝度を表わす第１のＢモード画像が整相加算装置11およびＤＳＣ13によって生成される（第１の音響波画像生成手段）。
【００６０】
図16は，第１のＢモード画像を表わしている。
【００６１】
図16に示す第１のＢモード画像80は，主として水平方向のライン数を説明するものであるため，観測対象である臓器などの像は省略されている。
【００６２】
第１のＢモード画像80の垂直方向は，被検体の深さ方向に対応し，水平方向は，超音波プローブ６に含まれている超音波振動子の配列方向に対応している。第１のＢモード画像80においては，多数のラインＬ１およびＬ２が図示されている。これらのラインＬ１およびＬ２は，超音波振動子に対応している。ラインＬ１およびＬ２の合計の数が超音波プローブ６に含まれている超音波振動子の数に等しい。
【００６３】
これに対して，上述したマルチ・ライン処理は数ラインおきに行われる。たとえば，実線で示すラインＬ２ごとにマルチ・ライン処理が行われ，破線で示すラインＬ１ではマルチ・ライン処理は行われない。すなわち，図６に示すように位置ずれ補正が不要な状況における集束位置41がラインＬ２上に存在する場合にマルチ・ライン処理が行われ，集束位置41がラインＬ１上に存在する場合にはマルチ・ライン処理は行われない。位置ずれの補正，および位置ずれが補正された超音波エコー信号（音響波エコー信号）と位置ずれが無い超音波エコー信号との重畳が，一方向（配列方向）における１以上の超音波振動子（音響波振動子）おき（５ラインおき，10ラインおき，20ラインおきなど）に行なわれることとなる。また，第１のＢモード画像が生成される場合において駆動される超音波振動子（音響波振動子）の数と，位置ずれの補正が行なわれる場合において駆動される超音波振動子（音響波振動子）の数とが異なることとなる。
【００６４】
図17は，輝度分布と深さ方向との関係を示している。
【００６５】
水平方向が輝度分布を示し，図17において右側ほど輝度レベルが高い。垂直方向が深さ方向を示し，図17において下側ほど被検体に対する深さが深い。
【００６６】
第１のＢモード画像80の輝度情報（第１の輝度情報）が符号81で示されている。また，マルチ・ライン処理により得られる第２のＢモード画像の輝度情報（第２の輝度情報）が符号82で示されている。第１の輝度情報は，画像作成装置14において生成された第１のＢモード画像80から深さごとに輝度の平均値が制御装置２によって求められて生成される（第１の輝度情報生成手段）。また，第２の輝度情報は，画像作成装置14において第２のＢモード画像が生成される場合には，その生成された第２のＢモード画像から深さごとに輝度の平均値が制御装置２によって求められ生成される（第２の輝度情報生成手段）。第２のＢモード画像が生成されない場合であっても，第２のＢモード画像を生成するためのデータから深さごとに輝度の平均値が求められ，第２の輝度情報が制御装置２によって生成される。位置ずれが補正された音響波エコー信号（超音波エコー・データ）と位置ずれが無い音響波エコー信号とを重畳して得られる重畳信号から被検体の深さ方向における輝度を表わす第２の輝度情報が生成されるものとなる。
【００６７】
第１のＢモード画像80は，集束位置41近傍では輝度が高いが，集束位置41近傍以外では，相対的に輝度が低い。これに対し，第２のＢモード画像は，深さにかかわらず輝度は一定である。
【００６８】
この実施例では，生成された第１の輝度情報と第２の輝度情報とから，第１のＢモード画像（第１の音響波画像）が制御装置２によって補正される（輝度補正手段）。これにより，第１のＢモード画像の輝度が第２のＢモード画像の輝度と同様に，一定の明るさとなる。従来では，単純に一定輝度となるように補正しようとした場合，アーチファクト等で極端に輝度が高い場所があると，その深さの輝度が高いと判断され，暗い臓器の輝度が上がらずに輝度補正が十分にできなかった。この実施例のように，位置ずれ補正された音響波エコー信号群と位置ずれ補正されていない音響波エコー信号群とを重畳して得られる画像を利用すると，アーチファクトの輝度も，その重畳して得られる画像の輝度情報（第２の輝度情報）に含まれるので，輝度補正を適正に行なうことができる。
【００６９】
第１の輝度情報81と第２の輝度情報82との比率が深さごとに制御装置２によって算出され，その比率が第１のＢモード画像を補正する補正係数となる（補正係数算出手段）。
【００７０】
図18は，補正係数の一例である。
【００７１】
図18の水平方向は補正係数の値を示し，右側となるほど大きくなる。図18の垂直方向は被検体の深さ方向を示し，下側となるほど深くなる。
【００７２】
補正係数は，集束位置近傍ではほぼ１となり，その他の場所では相対的に大きい値となる。このような補正係数を用いて第１のＢモード画像が補正される。これにより，第１のＢモード画像は一定の明るさをもつ。このようにして輝度補正された第１のＢモード画像が表示装置17の表示画面に表示されることとなる。
【００７３】
補正係数の算出は，集束位置を基準として算出するようにしても，集束位置を基準とせずに算出するようにしてもよい。
【００７４】
また，補正された第１のＢモード画像の輝度が一定となっていなかった場合には，さらに補正して一定の輝度をもつようにしてもよい。さらに，集束位置が切り替わっても輝度の大きさが変わらないように，常に集束位置に対応する画像部分の輝度で規格化するようにしてもよいし，補正後の第１のＢモード画像の輝度が同じとなるようにしてもよい。さらに，超音波プローブからの音波の周波数の切替，モードの切替などにおいても補正後の第１のＢモード画像の輝度の大きさが変わらないようにしてもよい。
【００７５】
図19は，超音波診断装置１の処理手順を示すフローチャートである。
【００７６】
超音波プローブ６から被検体に向けて超音波が送信され（ステップ91），超音波エコーが受信される（ステップ92）。第１のＢモード画像が生成され（ステップ93），第１の輝度情報81が生成される（ステップ94）。また，数ラインおきにマルチ・ライン処理（簡易マルチ・ライン処理）が行われ（ステップ95），第２のＢモード画像が生成される（ステップ96）。さらに，第２の輝度情報82が生成される（ステップ97）。
【００７７】
生成された第１の輝度情報81と第２の輝度情報82とから補正係数83が算出され（ステップ98），算出された補正係数83を用いて第１のＢモード画像の輝度が補正される（ステップ99）。補正された第１のＢモード画像が表示装置17の表示画面に表示される（ステップ100）。
【符号の説明】
【００７８】
１  超音波診断装置（音響波画像生成装置）
２  制御装置（駆動手段，第１の輝度情報生成手段，第２の輝度情報生成手段，輝度補正手段，補正係数算出手段）
６  超音波プローブ
10  超音波エコー・データ処理装置（位置ずれ補正手段）
14  画像作成装置（第１の音響波画像生成手段，第２の音響波画像生成手段）
【図１】
2016038944.tif 000003
【図２】
2016038944.tif 000004
【図３】
2016038944.tif 000005
【図４】
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【図５】
2016038944.tif 000007
【図６】
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【図７】
2016038944.tif 000009
【図８】
2016038944.tif 000010
【図９】
2016038944.tif 000011
【図１０】
2016038944.tif 000012
【図１１】
2016038944.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2016038944.tif 000016
【図１５】
2016038944.tif 000017
【図１６】
2016038944.tif 000018
【図１７】
2016038944.tif 000019
【図１８】
2016038944.tif 000020
【図１９】
2016038944.tif 000021
【国際調査報告】
2016038944.tif 000022
2016038944.tif 000023
2016038944.tif 000024
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