(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス励起型超音波顕微鏡を利用して、試料載置板に載置された被検査物の表面に超音波を照射し、前記被検査物の表面及び背面からの反射波に基づいてその被検査物の厚さを求めるとともに、その厚さに基づいて被検査物の音速を求める音速測定方法であって、
前記超音波の照射点を二次元走査装置によりＸ方向及びＹ方向に二次元的に走査して、その超音波の反射波の強度に基づいて、試料載置板における被検査物の非載置面を判定するステップと、
前記非載置面における超音波の反射波に基づいて、前記二次元走査装置による超音波走査時のＺ方向のガタツキに起因する基準点からの距離差分を補正するための補正データを演算により求めるステップと、
前記補正データに基づいて前記Ｚ方向の距離差分を求め、その距離差分を考慮して前記被検査物の音速を演算により求めるステップと
を含むことを特徴とする音速測定方法。
【請求項２】
前記Ｘ方向の走査ライン上における測定点が前記非載置面上に１つ以上ある場合には、前記非載置面においてＸ方向の走査ライン上にある複数の測定点の高さを走査ライン毎に測定し、前記走査ライン毎の平均値をＹ方向の補正データとして求め、
前記Ｙ方向の走査ライン上における測定点が前記非載置面上に１つ以上ある場合には、前記非載置面においてＹ方向の走査ライン上にある複数の測定点の高さを走査ライン毎に測定し、前記走査ライン毎の平均値をＸ方向の補正データとして求めるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の音速測定方法。
【請求項３】
前記Ｘ方向の走査ライン上における全ての測定点が前記被検査物上にある場合には、前記非載置面における複数の測定点からの反射波を用いて、その非載置面の平面方程式の係数を算出し、その平面方程式の係数に基づいて前記Ｙ方向の補正データを求め、
前記Ｙ方向の走査ライン上における全ての測定点が前記被検査物上にある場合には、前記非載置面における複数の測定点からの反射波を用いて、その非載置面の平面方程式の係数を算出し、その平面方程式の係数に基づいて前記Ｘ方向の補正データを求めるようにしたことを特徴とする請求項２に記載の音速測定方法。
【請求項４】
パルス励起型超音波顕微鏡を利用して、試料載置板に載置された被検査物の表面に超音波を照射し、前記被検査物の表面及び背面からの反射波に基づいてその被検査物の厚さを求めるとともに、その厚さに基づいて被検査物の音速を求める音速測定装置であって、
パルス励起されることによって超音波を被検査物に向けて照射するとともに、前記被検査物からの反射波を受信して電気信号に変換する超音波振動子と、
前記超音波の照射点をＸ方向及びＹ方向に二次元的に走査させる二次元走査装置と、
前記超音波振動子で変換した信号に基づいて反射波の強度を検出する信号強度検出手段と、
前記超音波の反射波の強度に基づいて、試料載置板における被検査物の非載置面を判定する判定手段と、
前記非載置面における超音波の反射波に基づいて、前記二次元走査装置による超音波走査時のＺ方向のガタツキに起因する基準点からの距離差分を補正するための補正データを演算により求める補正データ算出手段と、
前記補正データに基づいて前記Ｚ方向の距離差分を求め、その距離差分を考慮して前記被検査物の音速を演算により求める音速算出手段と
を備えることを特徴とする音速測定装置。
【請求項５】
前記Ｘ方向の走査ライン上における測定点が前記非載置面上に１つ以上あるか否かを判定する第１測定点判定手段と、
前記Ｙ方向の走査ライン上における測定点が前記非載置面上に１つ以上あるか否かを判定する第２測定点判定手段と
を備えることを特徴とする請求項４に記載の音速測定装置。
【請求項６】
請求項４または５に記載の音速測定装置と、前記被検査物の音速に基づいて音速像を生成する処理を行う画像生成手段と、前記音速像を表示するための表示装置とを備えることを特徴とする超音波画像検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波を利用して被検査物における音速を測定する音速測定方法、音速測定装置、及び超音波画像検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
外科手術中において切除する部位の大きさは、術後の患者の負担を考えるとできるかぎり小さく抑えるべきであるが、患部の一部が切除されずに残ってしまうと病気が再発するといった問題がある。このため、切除後の残留部分から標本（生体組織）をサンプリングし、患部の拡がりがないことを確認する必要がある。現在、この作業は、摘出した生体組織の切片を染色し、光学顕微鏡で観察することによって行われている。組織確定診断は、病理学的所見に基づいて標本部分に患部が拡がっていないことを確認する診断であるが、切片の染色には数日を要することから、術後の確認に用いられている。
【０００３】
術中においては、縫合前に患部が残されていないことを短時間で判断することが要求される。そのため、特殊な染料を用いて短時間で染色し、標本部分に患部が拡がっていないことを概ね確認する「組織迅速診断」といった方法も実用化されている。ところが、この組織迅速診断においても１時間程度の時間を必要とし、この間手術が中断されるので、これに代わる方法として、超音波による音速像の観察が提案されている。つまり、超音波によって音速像を得る場合には、染色法を用いなくても生体組織の観察を行うことができる。このことから、組織確定診断を行う診断装置として超音波顕微鏡を応用した製品の開発が進められている。
【０００４】
具体的には、従来の超音波顕微鏡では、単一周波数のバースト波を利用し、反射した超音波信号の強度や位相を解析することで、生体組織の性状を観察する。しかし、このような超音波顕微鏡には、超音波信号の測定に長時間を要するという問題があった。また、十分な精度と安定度を持った発振器や測定系などのアナログシステムが必要となるため、装置が大型化、複雑化するといった問題もあった。
【０００５】
これら問題を解消して術中診断を可能とするための手段として、本発明者らはパルス励起型の超音波顕微鏡をすでに提案している（例えば、非特許文献１、特許文献１参照）。このパルス励起型超音波顕微鏡を用いた観察では、生体組織から切り出し、その組織を用いて厚さ数μｍの凍結切片４１を作製し、これをまずガラス基板４２上に固定する（図１５参照）。そして、パルス波でトランスデューサ４３を励起して超音波Ｓｏを出力させ、その超音波Ｓｏを水などの媒質４４を介して凍結切片４１に照射する。そして、組織表面の反射波Ｓａとガラス基板４２（組織背面）の反射波Ｓｂとの合成波を、トランスデューサ４３で受信する。さらに、この受信波をフーリエ変換して基板４２からの直接反射と比較することにより、強度及び位相スペクトルを得る。
【０００６】
ところで、バースト波を用いた従来方式では、同じ測定点で周波数を切り替え何回も測定し、組織表面の反射と背面の反射との干渉を観測する必要があった。これに対して、パルス励起型超音波顕微鏡によれば、１回の測定で算出することができるという利点がある。この測定で得られた信号強度の極小点の周波数をｆｍ、そのときの位相をφｍとすると、組織表面と背面からの反射は極小点では逆位相となる。すなわち、極小点においては組織表面からの反射は背面からの反射より位相が（２ｎ−１）π進んでおり、φｍ＋（２ｎ−１）πとなる（ｎは自然数）。従って、組織の厚さｄ、水の音速Ｃ０とすると、
【０００７】
【数１】
0004787914.tif 000002
が成立している。
【０００８】
従って、次式のように組織厚さｄが求まる。
【０００９】
【数２】
0004787914.tif 000003
【００１０】
また、距離２ｄを組織音速Ｃで通過した波と水の音速Ｃ０で通過した波との位相差がφｍであることから、
【００１１】
【数３】
0004787914.tif 000004
となり、次式のように組織音速Ｃが求まる。
【００１２】
【数４】
0004787914.tif 000005
【００１３】
このように、組織音速Ｃを測定しながら、超音波の照射点を二次元走査することにより、二次元の音速像が得られる。
【００１４】
ところで、上記の超音波顕微鏡では、凍結切片４１がガラス基板４２に載せられており、さらに、そのガラス基板４２が二次元走査手段であるＸ−Ｙステージ４５上に載せられている。そのため、トランスデューサ４３とガラス基板４２及び凍結切片４１との関係は、それぞれ正対の関係にあるとは限らず、わずかな傾きが生じる場合がある。この傾きがゼロでないと、凍結切片４１の厚さｄや組織音速Ｃを正確に算出することができず、わずかな測定誤差が生じる。この誤差による影響によって、より精密かつきめ細かな画像診断を行うことが困難となる。
【００１５】
この対策として、本発明者らは、ガラス基板４２におけるガラス面の傾き量を求め、そのガラス面の位置を補正することで凍結切片４１の厚さｄや組織音速Ｃを算出する方法を提案している（例えば、特許文献２参照）。具体的には、測定者がガラス基板４２の表面が露出している部分（ガラス面）を目視で確認し、そのガラス面から適当な間隔をおいて３点を指定する。これにより、超音波顕微鏡においてそれらの３点に超音波が照射され、その反射波形をもとにガラス面の平面方程式（Ｚ＝ａｘ＋ｂｙ＋ｃ）が算出される。その後、その平面方程式の各係数ａ，ｂ，ｃを用いて、凍結切片４１の厚さｄが補正され、その厚さｄから組織音速Ｃが求められる。
【特許文献１】特開２００４−２９４１８９号公報
【特許文献２】特開２００５−２９１８２７号公報
【非特許文献１】「医用超音波：パルス励起型超音波音速顕微鏡」（「超音波TECHNO」VOL.15 No.6(2003.11〜12)（１０１〜１０５頁）日本工業出版社発行）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
ところが、上記の超音波顕微鏡において、Ｘ−Ｙステージ４５の走査時には、駆動手段の機械的な精度によってステージがわずかではあるが上下動してしまう。特に、Ｘ−Ｙステージ４５の走査速度を速めて音速像の生成処理を短時間で行う場合、Ｘ−Ｙステージ４５の上下動（Ｚ方向のガタツキ）が０．５μｍ程度になることがある。上述した特許文献２におけるガラス面の傾き補正は、ガラス面を凹凸のない平面と仮定して組織音速を求めるものであり、Ｘ−Ｙステージ４５の上下動を補正することができない。そのため、０．５μｍ程度の上下動により、組織音速として１００ｍ／ｓ程度の測定誤差が生じてしまう。
【００１７】
従来の超音波顕微鏡では、Ｘ−Ｙステージ４５の駆動手段としてリニアモータを用いることでその上下動を抑制するといった工夫はなされているが、上下動を完全になくすことは困難である。また、Ｘ−Ｙステージ４５の駆動レールの表面を鏡面仕上げした場合でも、０．１μｍ程度の凹凸が残ってしまうため、組織音速として無視できない誤差が生じてしまう。さらに、Ｘ−Ｙステージ４５の駆動を滑らかにするためにその駆動レール上に潤滑用のオイルを塗るといった工夫もなされているが、その場合でも、オイルの厚さばらつきが生じるため、Ｘ−Ｙステージ４５の上下動が生じてしまう。
【００１８】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、二次元走査装置のＺ方向のガタツキを補正して、測定誤差を低減することができる音速測定方法、及び音速測定装置を提供することにある。また、別の目的は、被検査物の音速像を正確に表示して、その被検査物の検査を適切に行うことができる超音波画像検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、パルス励起型超音波顕微鏡を利用して、試料載置板に載置された被検査物の表面に超音波を照射し、前記被検査物の表面及び背面からの反射波に基づいてその被検査物の厚さを求めるとともに、その厚さに基づいて被検査物の音速を求める音速測定方法であって、前記超音波の照射点を二次元走査装置によりＸ方向及びＹ方向に二次元的に走査して、その超音波の反射波の強度に基づいて、試料載置板における被検査物の非載置面を判定するステップと、前記非載置面における超音波の反射波に基づいて、前記二次元走査装置による超音波走査時のＺ方向のガタツキに起因する基準点からの距離差分を補正するための補正データを演算により求めるステップと、前記補正データに基づいて前記Ｚ方向の距離差分を求め、その距離差分を考慮して前記被検査物の音速を演算により求めるステップとを含むことを特徴とする音速測定方法をその要旨とする。
【００２０】
請求項１に記載の発明によれば、パルス励起型超音波顕微鏡を利用して、試料載置板に載置された被検査物の表面に超音波が照射され、被検査物の表面及び背面からの反射波に基づいてその被検査物の厚さが求められるとともに、その厚さに基づいて被検査物の音速が求められる。このパルス励起型超音波顕微鏡において、二次元走査装置により超音波をＸ方向及びＹ方向に二次元的に走査すると、わずかながらＺ方向のガタツキが生じる。この対策として、本発明では、超音波の照射点を二次元走査装置によりＸ方向及びＹ方向に二次元的に走査して、その超音波の反射波の強度に基づいて、試料載置板における被検査物の非載置面が判定され、その非載置面における超音波の反射波に基づいて、そのＺ方向のガタツキを補正するための補正データが演算により求められる。そして、補正データに基づいてＺ方向の距離差分が求められ、その距離差分に基づいて被検査物の音速が演算により算出される。このようにすると、機械的な補正では困難であったＺ方向の微小なガタツキを補正することができ、音速をより正確に求めることができる。
【００２１】
前記試料載置板としては、ガラス基板などの一般的なプレパラートを用いることが好ましい。このガラス基板上に被検査物としての生体組織などを載置してその音速を測定する場合、カラス基板の音響インピーダンスはその生体組織よりも大きくなるため、非載置面で反射する反射波の強度は生体組織での反射波よりも大きくなる。この場合には、ガラス基板を超音波で二次元走査して反射波の強度が最大となる位置を、非載置面上の位置であると判定することができる。そして、反射波の強度が最大となる位置での超音波の反射波形と近似した反射波形が得られる領域を、非載置面であると判定することができる。
【００２２】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記Ｘ方向の走査ライン上における測定点が前記非載置面上に１つ以上ある場合には、前記非載置面においてＸ方向の走査ライン上にある複数の測定点の高さを走査ライン毎に測定し、前記走査ライン毎の平均値をＹ方向の補正データとして求め、前記Ｙ方向の走査ライン上における測定点が前記非載置面上に１つ以上ある場合には、前記非載置面においてＹ方向の走査ライン上にある複数の測定点の高さを走査ライン毎に測定し、前記走査ライン毎の平均値をＸ方向の補正データとして求めるようにしたことをその要旨とする。
【００２３】
請求項２に記載の発明によれば、Ｘ方向の走査ライン上における測定点が非載置面上に１つ以上ある場合、そのＸ方向の走査ライン上にある複数の測定点の高さが走査ライン毎に測定され、走査ライン毎の平均値がＹ方向の補正データとして求められる。また、Ｙ方向の走査ライン上における測定点が非載置面上に１つ以上ある場合、そのＹ方向の走査ライン上にある複数の測定点の高さが走査ライン毎に測定され、走査ライン毎の平均値がＸ方向の補正データとして求められる。この場合、Ｘ方向の補正データとＹ方向の補正データとに基づいて、所定の測定点のＺ方向の距離差分（基準点からの高さ）を求めることができる。また、補正データは複数の測定点の高さの平均値として求められるので、１点の測定点から補正データを求める場合と比較してデータの信頼性を高めることができる。
【００２４】
請求項３に記載の発明は、請求項２において、前記Ｘ方向の走査ライン上における全ての測定点が前記被検査物上にある場合には、前記非載置面における複数の測定点からの反射波を用いて、その非載置面の平面方程式の係数を算出し、その平面方程式の係数に基づいて前記Ｙ方向の補正データを求め、前記Ｙ方向の走査ライン上における全ての測定点が前記被検査物上にある場合には、前記非載置面における複数の測定点からの反射波を用いて、その非載置面の平面方程式の係数を算出し、その平面方程式の係数に基づいて前記Ｘ方向の補正データを求めるようにしたことをその要旨とする。
【００２５】
走査ライン上における測定点が非載置面上に１つもない場合、すなわち、走査ライン上における全ての測定点が被検査物上にある場合には、前記請求項２の方法では補正データを求めることができない。そのため、請求項３に記載の発明のように、Ｘ方向の走査ライン上における全ての測定点が前記被検査物上にある場合には非載置面における複数の測定点からの反射波を用いて、その非載置面の平面方程式の係数が算出され、その平面方程式の係数に基づいてＹ方向の補正データが求められる。また、Ｙ方向の走査ライン上における全ての測定点が被検査物上にある場合には、非載置面における複数の測定点からの反射波を用いて、その非載置面の平面方程式の係数が算出され、その平面方程式の係数に基づいてＸ方向の補正データが求められる。そして、そのＸ方向の補正データとＹ方向の補正データとに基づいて、所定の測定点のＺ方向の距離差分を求めることができる。
【００２６】
請求項４に記載の発明は、パルス励起型超音波顕微鏡を利用して、試料載置板に載置された被検査物の表面に超音波を照射し、前記被検査物の表面及び背面からの反射波に基づいてその被検査物の厚さを求めるとともに、その厚さに基づいて被検査物の音速を求める音速測定装置であって、パルス励起されることによって超音波を被検査物に向けて照射するとともに、前記被検査物からの反射波を受信して電気信号に変換する超音波振動子と、前記超音波の照射点をＸ方向及びＹ方向に二次元的に走査させる二次元走査装置と、前記超音波振動子で変換した信号に基づいて反射波の強度を検出する信号強度検出手段と、前記超音波の反射波の強度に基づいて、試料載置板における被検査物の非載置面を判定する判定手段と、前記非載置面における超音波の反射波に基づいて、前記二次元走査装置による超音波走査時のＺ方向のガタツキに起因する基準点からの距離差分を補正するための補正データを演算により求める補正データ算出手段と、前記補正データに基づいて前記Ｚ方向の距離差分を求め、その距離差分を考慮して前記被検査物の音速を演算により求める音速算出手段とを備えることを特徴とする音速測定装置をその要旨とする。
【００２７】
請求項４に記載の発明によれば、超音波振動子がパルス励起されることによって超音波が被検査物に向けて照射され、二次元走査装置によりその超音波の照射点がＸ方向及びＹ方向に二次元的に走査される。このとき、超音波振動子により被検査物からの反射波が受信されて電気信号に変換され、信号強度検出手段によりその電気信号に基づいて反射波の強度が検出される。そして、判定手段によりその超音波の反射波の強度に基づいて試料載置板における被検査物の非載置面が判定される。また、補正データ算出手段により、非載置面における超音波の反射波に基づいて、二次元走査装置による超音波走査時のＺ方向のガタツキを補正するための補正データが演算により求められる。そして、音速算出手段により、補正データに基づいてＺ方向の距離差分が求められ、その距離差分に基づいて被検査物の音速が演算により求められる。このようにすると、機械的な補正では困難であったＺ方向の微小なガタツキを補正することができ、音速をより正確に求めることができる。また、機械的な補正手段が不要となることから、音速測定装置の大型化を回避することができる。
【００２８】
請求項５に記載の発明は、請求項４において、前記Ｘ方向の走査ライン上における測定点が前記非載置面上に１つ以上あるか否かを判定する第１測定点判定手段と、前記Ｙ方向の走査ライン上における測定点が前記非載置面上に１つ以上あるか否かを判定する第２測定点判定手段とを備えることをその要旨とする。
【００２９】
請求項５に記載の発明によれば、第１測定点判定手段により、Ｘ方向の走査ライン上における測定点が非載置面上に１つ以上あるか否かが判定される。そして、測定点が非載置面上に１つ以上あると判定された場合、請求項２に記載の方法によってＹ方向の補正データが求められ、測定点が非載置面上に１つもないと判定された場合、請求項３に記載の方法によってＹ方向の補正データが求められる。また、第２測定点判定手段により、Ｙ方向の走査ライン上における測定点が非載置面上に１つ以上あるか否かが判定される。そして、測定点が非載置面上に１つ以上あると判定された場合、請求項２に記載の方法によってＸ方向の補正データが求められ、測定点が非載置面上に１つもないと判定された場合、請求項３に記載の方法によってＸ方向の補正データが求められる。
【００３０】
請求項６に記載の発明は、請求項４または５に記載の音速測定装置と、前記被検査物の音速に基づいて音速像を生成する処理を行う画像生成手段と、前記音速像を表示するための表示装置とを備えることを特徴とする超音波画像検査装置をその要旨とする。
【００３１】
請求項６に記載の発明によれば、請求項４または５に記載の音速測定装置によって求められた被検査物の音速に基づいて、画像生成手段により音速像を生成する処理が行われ、その被検査物の音速像が表示装置に表示される。このようにすると、被検査物の音速像を正確に表示させることができ、被検査物の検査を適切に行うことができる。
【発明の効果】
【００３２】
以上詳述したように、請求項１〜５に記載の発明によると、二次元走査装置のＺ方向のガタツキを補正することにより、音速の測定誤差を低減することができる音速測定方法、及び音速測定装置を提供することができる。また、請求項６に記載の発明によると、被検査物の音速像を正確に表示することができ、その被検査物の検査を適切に行うことができる超音波画像検査装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。図１は音速測定装置としての超音波画像検査装置を示す概略構成図である。
【００３４】
図１に示されるように、超音波画像検査装置１は、パルス励起型超音波顕微鏡２と、Ａ／Ｄボード３と、パーソナルコンピュータ（パソコン）４とを備える。
【００３５】
超音波顕微鏡２には、パルス発生回路１１と、送受波分離回路１２と、受信回路１３と、トランスデューサ１４と、Ｘ−Ｙステージ１５と、エンコーダ（ＥＮＣ）１６と、コントローラ１７Ｘ，１７Ｙと、駆動モータ１８Ｘ，１８Ｙとが設けられている。
【００３６】
トランスデューサ１４は、酸化亜鉛の薄膜圧電素子１４ａとサファイアロッドの音響レンズ１４ｂとからなり、パルス発生回路１１で発生される励起パルスにより薄膜圧電素子１４ａが振動して所定周波数帯域の超音波が音響レンズ１４ｂを通して出力される。この音響レンズ１４ｂにおける超音波は円錐状に収束され、水などの媒質１９を介して試料載置板としてのガラス基板２０の表面で焦点を結ぶようになっている。なお、トランスデューサ１４としては、口径１．２ｍｍ、焦点距離１．５ｍｍ、中心周波数８０ＭＨｚ、帯域幅５０〜１０５ＭＨｚ（−６ｄＢ）の仕様のものを用いている。
【００３７】
また、トランスデューサ１４の下方に、二次元走査装置としてのＸ−Ｙステージ１５が設けられ、そのステージ１５上にはガラス基板２０が固定されている。そして、そのガラス基板２０の上面に、被検査物としての生体組織２１が載置される。なお、この生体組織２１は、数μｍ程度（通常４μｍ〜１０μｍ）の厚さにスライスされた凍結切片（生体組織切片）である。
【００３８】
Ｘ−Ｙステージ１５は、生体組織２１を二次元的に動かすためのステージ１５Ｘ，１５Ｙと、それぞれのステージ１５Ｘ，１５Ｙを駆動するモータ１８Ｘ，１８Ｙとを備えている。これらのモータ１８Ｘ，１８Ｙとしては、リニアモータが使用される。
【００３９】
各モータ１８Ｘ，１８Ｙにはそれぞれ対応してコントローラ１７Ｘ，１７Ｙが接続されており、該各コントローラ１７Ｘ，１７Ｙの駆動信号に応答してモータ１８Ｘ，１８Ｙが駆動される。これらモータ１８Ｘ，１８Ｙの駆動により、Ｘステージ１５Ｘを連続走査（連続送り）するとともに、Ｙステージ１５Ｙを間欠送りとなるよう制御する。そしてこの制御によりＸ−Ｙステージ１５の高速走査が可能となっている。
【００４０】
また、本実施の形態においては、Ｘステージ１５Ｘに対応してエンコーダ１６が設けられ、エンコーダ１６によりＸステージ１５の走査位置が検出される。具体的にいうと、走査範囲（例えば、２．４ｍｍ×２．４ｍｍの範囲）を３００×３００個の測定点（ピクセル）に分割した場合、１回のＸ方向（水平方向）の走査において３００分割される。そして、各測定点の位置がエンコーダ１６によって検出され、パソコン４に取り込まれる。パソコン４はそのエンコーダ１６の出力に同期して駆動制御信号を生成して、その駆動制御信号をコントローラ１７Ｘに供給する。コントローラ１７Ｘは、この駆動制御信号に基づいてモータ１８Ｘを駆動する。また、コントローラ１７Ｙは、エンコーダ１６の出力信号に基づきＸ方向の１ラインの走査が終了した時点でモータ１８Ｙを駆動して、Ｙステージ１５ＹをＹ方向に１ピクセル分移動させる。
【００４１】
さらに、コントローラ１７Ｘは、駆動制御信号に同期してトリガ信号を生成してパルス発生回路１１に供給する。これにより、パルス発生回路１１において、そのトリガ信号に同期したタイミングで励起パルスが生成される。その励起パルスが送受波分離回路１２を介してトランスデューサ１４に供給されて該トランスデューサ１４から超音波が照射される。
【００４２】
図２は、トランスデューサ１４側から見たＸ−Ｙステージ１５の平面図である。図２に示されるように、Ｘステージ１５ＸによるＸ方向への往復走査とＹステージによるＹ方向への走査とを行うことにより、ガラス基板２０上の生体組織２１に対して超音波が二次元的に走査される。
【００４３】
図３には、本実施の形態における超音波の走査範囲Ｒの一例を示している。すなわち、超音波の走査範囲Ｒは、生体組織２１に加えてガラス基板２０の表面が露出している部分（ガラス面２０ａ）を含むように設定される。そして、走査範囲Ｒの左上の隅の位置から走査が開始され、矢印で示すように、Ｘ方向及びＹ方向に二次元的に走査が順次行われる。
【００４４】
図１に示すトランスデューサ１４の薄膜圧電素子１４ａは、送受波兼用の超音波振動子であり、生体組織２１で反射した超音波（反射波）を電気信号に変換する。そして、その反射波の信号は送受波分離回路１２及び受信回路１３を介してＡ／Ｄボード３の検波回路２８に供給される。
【００４５】
検波回路２８は、超音波の反射波を検出するための回路であり、図示しないゲート回路、遅延回路、演算回路、ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）及びピークホールド回路などを含む。本実施の形態の検波回路２８は、トランスデューサ１４で受信した反射波信号のなかからガラス面２０ａまたは生体組織２１の反射波信号を抽出する第１検波部２８ａと、反射波信号の信号強度を検出する信号強度検出手段としての第２検波部２８ｂとを有する。超音波は、トランスデューサ１４とガラス面２０ａまたは生体組織２１との間で繰り返し反射される。そのため、検波回路２８の第１検波部２８ａは、最初に得られる反射波信号を抽出するよう構成されている。また、第２検波部２８ｂはその反射波信号の信号強度を検出する。そして、検波回路２８は、パソコン４からの制御信号（図示略）に基づいて、第１検波部２８ａで抽出した反射波信号をＡ／Ｄ変換回路２９に入力したり、第２検波部２８ｂで検出した信号強度をＡ／Ｄ変換回路２９に入力したりする。
【００４６】
パソコン４は、ＣＰＵ３１、インターフェース（Ｉ／Ｆ）３２，３３、高速フーリエ変換回路（ＦＦＴ）３４、メモリ３５、記憶装置３６、入力装置３７、及び表示装置３８を備え、それらはバス３９を介して相互に接続されている。
【００４７】
ＣＰＵ３１は、メモリ３５を利用して制御プログラムを実行し、装置全体を統括的に制御する。制御プログラムとしては、Ｘ−Ｙステージ１５による二次元走査を制御するためのプログラムや組織音速を算出するためのプログラムなどを含む。
【００４８】
インターフェース３２は、Ａ／Ｄボード３からの転送データ（Ａ／Ｄ変換後の反射波信号など）を取り込むための通信ポート（例えば、ＵＳＢポート）である。インターフェース３３は、コントローラ１７Ｘへの駆動制御信号を出力したり、エンコーダ１６の出力信号を取り込んだりするための入出力ポートである。
【００４９】
高速フーリエ変換回路３４は、Ａ／Ｄボード３から入力される反射波信号をもとに、その反射波信号の周波数成分を得るためのフーリエ変換処理を行う回路である。
【００５０】
表示装置３８は、例えば、ＬＣＤやＣＲＴなどのカラーディスプレイであり、生体組織２１の音速像や、各種設定の入力画面を表示するために用いられる。入力装置３７は、キーボードやマウス装置などであり、ユーザからの要求や指示、パラメータの入力に用いられる。
【００５１】
記憶装置３６は、磁気ディスク装置や光ディスク装置などであり、その記憶装置３６には制御プログラム及び各種のデータが記憶されている。ＣＰＵ３１は、入力装置３７による指示に従い、プログラムやデータを記憶装置３６からメモリ３５へ転送し、それを逐次実行する。なお、ＣＰＵ３１が実行するプログラムとしては、メモリカード、フレキシブルディスク、光ディスクなどの記憶媒体に記憶されたプログラムや、通信媒体を介してダウンロードしたプログラムでもよく、その実行時には記憶装置３６にインストールして利用する。
【００５２】
超音波顕微鏡２において、Ｘ−Ｙステージ１５の走査時には、モータ１８Ｘ，１８Ｙなどの機械的な精度によってＸ−Ｙステージ１５が上下動してＺ方向にガタツキが発生しまう。そのため、本実施の形態では、そのＺ方向のガタツキを補正計算して生体組織２１の音速を正確に測定するように構成している。
【００５３】
このＸ−Ｙステージ１５の上下動は、Ｘ方向またはＹ方向の同一方向に走査した場合に再現性がある。そのため、本実施の形態では、ガラス基板２０の表面が露出している領域、すなわち生体組織２１の非載置面であるガラス面２０ａからの反射波に基づいて、Ｘ−Ｙステージ１５の上下動を補正するための補正データを演算により求める。そして、その補正データに基づいて組織背面側のガラス面の位置を推定し生体組織２１の音速を補正計算している。
【００５４】
具体的には、図３の走査範囲Ｒにおいて、超音波を二次元的に走査し、その反射波信号に基づいてガラス面２０ａを判定して、そのガラス面２０ａにおける複数の測定点からの反射波信号をもとに補正データを求めている。
【００５５】
ここで、走査範囲Ｒにおけるガラス面２０ａの各測定点を自動的に抽出する方法を説明する。
【００５６】
ガラス基板２０の音響インピーダンスは生体組織２１よりも大きいため、ガラス基板２０の表面が露出したガラス面２０ａでの反射波の信号強度は生体組織２１からの反射波よりも強くなる。従って、本実施の形態では、各測定点での反射波の信号強度に基づいて、生体組織２１からの反射であるかガラス面２０ａからの反射であるかを判定する。
【００５７】
ここでは、ノイズなどの影響による誤判定を防止するために、図４に示すように、走査範囲Ｒをそれよりも小さい所定の正方形状の領域Ｂ（本実施の形態では１０×１０の測定点Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２，…からなるブロック）で区切るようにする。そして、各領域Ｂにおける反射波の信号強度の平均値に基づいて、その信号強度の最大となる位置がガラス面２０ａ上の位置であると判定される。また、ガラス面２０ａ上の位置と判定した測定点を基準点とし、その基準点での反射波形を参照波形として設定する。そして、超音波を二次元走査して取得した各測定点での反射波形と前記参照波形とを比較し、近似した反射波形が得られる領域をガラス面２０ａであると判定することにより、そのガラス面２０ａ上の各測定点が抽出される。
【００５８】
ここで、ガラス面２０ａの任意の２点の反射波は同じ波形（参照波形）となる。但し、超音波走査時にＸ−Ｙステージ１５が上下動すると、トランスデューサ１４からの距離が異なることにより、図５に示すように、参照波形Ｓｒとガラス面２０ａにおける別の反射波形Ｓｘとの間で位相差が生じる。従って、図６に示すように、ガラス面２０ａでの反射波形Ｓｘを参照波形Ｓｒで規格化した強度スペクトルは、全ての周波数で１に近い値をとる。
【００５９】
一方、生体組織２１がある部分では、生体組織２１と水との音響インピーダンスが近いため、図７に示すように、生体組織２１での反射波形Ｓｙがガラス面２０ａでの参照波形Ｓｒに比べて小さくなる。つまり、図８に示すように、生体組織２１での反射波形Ｓｙを参照波形Ｓｒで規格化した強度スペクトルは、１よりも小さい値となる。また、生体組織２１での反射波形Ｓｙは、組織表面の反射と背面の反射とが干渉して得られるため、強度スペクトルは平坦にならない。
【００６０】
従って、超音波を二次元走査して得られる各測定点の反射波形について、参照波形の強度スペクトルと比較することにより、その参照波形と近似した波形であるか否か判定することができる。そして、近似した波形である場合には、その測定点がガラス面２０ａ上の位置にあるものと判定する。この判定により、走査範囲Ｒ内にあるガラス面２０ａの各測定点を自動的に抽出することができる。
【００６１】
次に、超音波走査時のＸ−Ｙステージ１５の上下動（Ｚ方向のガタツキ）を補正するための補正データの算出方法について説明する。
【００６２】
本実施の形態では、先ず、ガラス面２０ａ上の位置として抽出した各測定点Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２，…について各測定点に超音波を照射して各反射波信号が取得される。そして、それら反射波信号の周波数成分を得るためにフーリエ変換処理が施され、それぞれのフーリエ変換出力Ｆ０，Ｆ１，Ｆ２，…を用いて、測定点Ｐ０を基準にした規格化スペクトル（Ｆ１／Ｆ０），（Ｆ２／Ｆ０），…が求められる。
【００６３】
この規格化スペクトルに関連した複素平面（周波数に対する位相φの関係）より、基準点Ｐ０と測定点Ｐ１とにおいてＸ−Ｙステージ１５のＺ方向のガタツキによって生じる時間差Δｔ１（＝φ／２πｆ（但し、ｆは超音波の中心周波数））が求められる。そして、この時間差Δｔ１と媒質１９（具体的には水）の音速Ｃ０とを用いて、基準点Ｐ０を基準位置として、測定点Ｐ１のＺ方向の値（高さ）Ｚ１（＝Δｔ１×Ｃ０）が求められる。同様に、基準点Ｐ０と他の各測定点Ｐ２，…との時間差Δｔ２，…が求められ、各測定点Ｐ２，…の高さＺ２，…が求められる。
【００６４】
そして、ガラス面２０ａにおいてＸ方向の走査ラインＬｘ上にある複数の測定点の高さの平均値を走査ラインＬｘ毎に求め、その平均値をＹ座標に対応した補正データｂ１，ｂ２，・・・，ｂｊ，・・・としてメモリ３５に記憶する（図９参照）。同様に、ガラス面２０ａにおいてＹ方向の走査ラインＬｙ上にある複数の測定点の高さの平均値を走査ラインＬｙ毎に求め、その平均値をＸ方向の座標に対応した補正データａ１，ａ２，・・・，ａｉ，・・・としてメモリ３５に記憶する（図１０参照）。
【００６５】
図１１に示されるように、Ｘ−Ｙステージ１５のＺ方向のガタツキは、Ｘ方向またはＹ方向の同一方向に走査した場合に再現性がある。そのため、任意の測定点Ｐ（ｘｉ，ｙｊ）におけるＺ方向の高さＺは、Ｘ方向及びＹ方向の２つの曲線方程式を用いて次式（５）のように近似（複合曲線近似）することができる。
【００６６】
Ｚ（ｘｉ，ｙｊ）＝ｆ（ｘｉ）＋ｇ（ｙｊ）    ・・・（５）
【００６７】
ここで、ｆ（ｘｉ）＝ａｉ，ｇ（ｙｊ）＝ｂｊとおくと、二乗誤差は次式（６）で定義することができる。
【００６８】
【数５】
0004787914.tif 000006
【００６９】
これを最小にする条件は、
【００７０】
【数６】
0004787914.tif 000007
【００７１】
【数７】
0004787914.tif 000008
となる。ただし、Ｎｉは、Ｘ座標がｘｉである参照点（ガラス面２０ａ上の測定点）の総数、Ｍｊは、Ｙ座標がｙｊである参照点（ガラス面２０ａ上の測定点）の総数である。上式（７），（８）により、
【００７２】
【数８】
0004787914.tif 000009
となる。この行列式（９）を解くことにより、Ｘ方向の補正データａｉとＹ方向の補正データｂｊとが求められる。
【００７３】
これら補正データａｉ，ｂｊは、走査ラインＬｘ，Ｌｙ上における測定点がガラス面２０ａ上に１つ以上ある場合に、ガラス面２０ａからの反射波に基づいて求めることができる。しかし、図９に示されるように、走査範囲Ｒの下側の領域Ｒ０に位置するＸ方向の走査ラインＬｘ上においては、全ての測定点が生体組織２１上にあるため、その走査ライン上のガラス面２０ａからの反射波に基づいて高さの平均値（補正データ）を求めることはできない。この場合、特許文献２と同様に、ガラス面２０ａにおける３つの測定点からの反射波を用いて、ガラス面２０ａの平面方程式（Ｚ＝ａｘ＋ｂｙ＋ｃ）を算出する。そして、その平面方程式の各係数ａ，ｂ，ｃを用いて、走査範囲Ｒの下側の領域Ｒ０のＹ座標に対応した補正データを求める。
【００７４】
なお、図１２に示すような走査範囲Ｒを設定した場合、その走査範囲Ｒの右側の領域Ｒ１に位置するＹ方向の走査ラインＬｙ上において、全ての測定点が生体組織２１上にある。そのため、ガラス面２０ａからの反射波に基づいて高さの平均値（補正データ）を求めることはできない。この場合も、ガラス面２０ａの平面方程式の各係数を算出し、その平面方程式の各係数を用いてＸ方向の補正データを求める。
【００７５】
そして、このようにして求めたＸ方向及びＹ方向の補正データａｉ，ｂｊを用いれば、生体組織２１における各測定点での高さを推定することができる。なお、ここで求められる各測定点の高さは、Ｘ−Ｙステージ１５の上下動に加えて、ガラス面２０ａの傾斜量を含んだ値（距離差分）となる。
【００７６】
次に、生体組織２１の音速を求める方法を説明する。
【００７７】
生体組織２１における所定の測定点での反射波信号は、その測定点でのＺ軸方向の高さ（距離差分）に相当する位相だけずれているため、その位相分を補正することで、生体組織２１の厚さｄ及び音速Ｃが正確に求められる。
【００７８】
詳述すると、測定点のＸ座標及びＹ座標に応じたＺ方向の距離差分Δｚが補正データａｉ，ｂｊを用いて算出され、その距離差分Δｚを次式（１０）に代入することにより位相のズレ量Δφｍが求められる。
【００７９】
【数９】
0004787914.tif 000010
【００８０】
但し、ｆｍは信号強度の極小点の周波数である。
【００８１】
このズレ量Δφｍを補正した位相φｍを求めてそれを上記式（２），（４）に代入することで、Ｚ方向のガタツキに起因する距離差分Δｚを補正した最終的な厚みｄと音速Ｃとが求められる。
【００８２】
次に、本実施の形態において、生体組織２１の音速像を生成するためにＣＰＵ３１が実行する処理例について、図１３及び図１４のフローチャートを用いて説明する。なお、図１３は、補正データを算出するための処理であり、図１４は、Ｘ−Ｙステージ１５のＺ方向のガタツキを考慮した音速像を生成するための処理である。
【００８３】
先ず、ＣＰＵ３１は、制御信号を出力することでコントローラ１７Ｘ，１７Ｙによってモータ１８Ｘ，１８Ｙを駆動し、Ｘ−Ｙステージ１５による二次元走査を開始させ、エンコーダ１６の出力に基づいて測定点の座標データを取得する。またこのとき、励起パルスがトランスデューサ１４に供給されると、トランスデューサ１４から超音波が照射され、反射波の信号強度が検波回路２８の第２検波部２８ｂで検出される。そして、ＣＰＵ３１は、Ａ／Ｄ変換回路２９で変換されたデジタルデータをインターフェース３２を介して取り込み、そのデータを各測定点での反射波の信号強度として座標データに関連付けてメモリ３５に記憶する（ステップ１００）。
【００８４】
ステップ１００において、走査範囲Ｒにある全ての測定点での反射波の信号強度を取得した後、各測定点のなかから信号強度が最も大きかった測定点を抽出する（ステップ１１０）。なお、このステップ１１０では、１０×１０の測定点からなるブロックＢ毎に平均値が求められ、その値が最大となるブロックＢの任意の測定点がガラス面２０ａ上の位置にある基準点として抽出される。
【００８５】
ＣＰＵ３１は、その基準点に対応する位置にＸ−Ｙステージ１５を駆動し、その駆動により超音波を走査して基準点での参照波形を取得する（ステップ１２０）。ここで、ガラス面２０ａ上の基準点に向けて超音波が照射されると、その超音波の反射波信号が検波回路２８の第１検波部２８ａで抽出された後、Ａ／Ｄ変換回路２９でデジタルデータに変換される。ＣＰＵ３１は、その反射波信号をインターフェース３２を介して取り込み、高速フーリエ変換回路３４に入力する。高速フーリエ変換回路３４では、その反射波信号の周波数成分を得るためのフーリエ変換処理が行われる。ＣＰＵ３１は、その高速フーリエ変換回路３４の出力（フーリエ変換出力）を取り込み、それを参照波形のデータとしてメモリ３５に記憶する。
【００８６】
ＣＰＵ３１は、Ｘ−Ｙステージ１５の駆動により超音波を二次元走査して、各測定点の反射波信号を取得する（ステップ１３０）。ここでも、各測定点の反射波信号が高速フーリエ変換回路３４でフーリエ変換され、フーリエ変換出力が測定点の座標データに関連付けてメモリ３５に記憶される。
【００８７】
判定手段としてのＣＰＵ３１は、各測定点でのフーリエ変換出力を参照波形のデータで規格化することで規格化スペクトルのデータを算出し、その規格化スペクトルに基づいて測定点がガラス面２０ａ上の位置であるか否かを判定する。この判定を全ての測定点について行うことで、ＣＰＵ３１は、ガラス面２０ａ上の測定点を全て抽出して、それら測定点の座標データを取得する（ステップ１４０）。
【００８８】
補正データ算出手段としてのＣＰＵ３１は、抽出した各測定点の反射波形のデータに基づいて、補正データを算出する。具体的には、ＣＰＵ３１は、抽出した測定点について、その反射波信号のフーリエ変換出力と参照波形のフーリエ変換出力との比を演算することで規格化スペクトルを求める。そして、ＣＰＵ３１は、規格化スペクトルの周波数成分ｆと位相成分φとから時間差を求め、その時間差と既知の音速（具体的には水の音速）とから測定点の高さ（Ｚ方向の距離差分）を算出する（ステップ１５０）。ここでは、ガラス面２０ａ上の測定点として抽出した全ての測定点の高さを算出する。
【００８９】
その後、第１測定点判定手段としてのＣＰＵ３１は、Ｘ方向の走査ラインＬｘ上における測定点がガラス面２０ａ上に１つ以上あるか否かを判定する（ステップ１６０）。測定点がガラス面２０ａ上に１つ以上あると判定した走査ラインＬｘについては、その走査ラインＬｘ上にある各測定点の高さの平均値を走査ラインＬｘ毎に求め、その平均値をＹ方向の補正データｂｊとしてメモリ３５に記憶する（ステップ１７０）。なおここで、測定点が１つであった場合はその高さを補正データとする。一方、Ｘ方向の走査ラインＬｘ上における全ての測定点が生体組織２１上にあると判定した場合、ガラス面２０ａの平面方程式に基づいて、その走査ラインＬｘのＹ座標に対応した補正データを求めてメモリ３５に記憶する（ステップ１８０）。
【００９０】
次いで、第２測定点判定手段としてのＣＰＵ３１は、Ｙ方向の走査ラインＬｙ上における測定点がガラス面２０ａ上に１つ以上あるか否かを判定する（ステップ１９０）。測定点がガラス面２０ａ上に１つ以上あると判定した走査ラインＬｙについては、その走査ラインＬｙ上にある各測定点の高さの平均値を走査ラインＬｙ毎に求め、その平均値をＸ方向の補正データｂｊとしてメモリ３５に記憶する（ステップ２００）。なおここで、測定点が１つであった場合はその高さを補正データとする。一方、Ｙ方向の走査ラインＬｙ上における全ての測定点が生体組織２１上にあると判定した場合、ガラス面２０ａの平面方程式に基づいて、その走査ラインＬｙのＸ座標に対応した補正データを求めてメモリ３５に記憶する（ステップ２１０）。
【００９１】
上述した図１３の処理が終了した後、ＣＰＵ３１は図１４の処理を開始する。
【００９２】
ＣＰＵ３１は、制御信号を出力することでコントローラ１７Ｘ，１７Ｙの制御によってモータ１８Ｘ，１８Ｙを駆動し、Ｘ−Ｙステージ１５による二次元走査を開始させ、エンコーダ１６の出力に基づいて測定点の座標データを取得する。（ステップ３００）。このとき、励起パルスがトランスデューサ１４に供給されると、トランスデューサ１４から超音波が照射され、反射波信号が検波回路２８の第１検波部２８ａで検出される。
【００９３】
ＣＰＵ３１は、検出された反射波信号をＡ／Ｄ変換回路２９及びインターフェース３２を介して取り込み、その反射波信号を高速フーリエ変換回路３４に入力する。高速フーリエ変換回路３４では、その反射波信号の周波数成分を得るためのフーリエ変換処理が行われる。ＣＰＵ３１は、その高速フーリエ変換回路３４の出力（フーリエ変換出力）を取り込み、メモリ３４に記憶する（ステップ３１０）。
【００９４】
ＣＰＵ３１は、図１３の処理で求めた補正データを使用して、測定点の座標データに対応するＺ方向の距離差分を求める（ステップ３２０）。
【００９５】
算出手段としてのＣＰＵ３１は、基準点での反射波信号と測定点での反射波信号との時間差、反射波信号の強度、位相差などから測定点での生体組織２１の厚みｄを算出する（ステップ３３０）。このとき、測定点での距離差分を考慮して、Ｚ方向のガタツキによる影響が除去され、正確な厚みｄが算出される。その後、ＣＰＵ３１は、算出した厚みｄから測定点での音速Ｃを求め、その音速Ｃを測定点の座標データと関連付けてメモリ３５に記憶する（ステップ３４０）。
【００９６】
画像生成手段としてのＣＰＵ３１は、算出した音速Ｃに基づいて音速像を生成するための画像処理を行う（ステップ３５０）。すなわち、ＣＰＵ３１は、音速Ｃを用いてカラー変調処理を行い、音速Ｃの大きさに応じた画像データを生成し、該画像データをメモリ３５に記憶する。
【００９７】
ＣＰＵ３１は、全ての測定点での処理が終了し、１画面分の画像データが取得されたか否かを判断する（ステップ３６０）。ここで、全データが取得されていない場合、ＣＰＵ３１は、ステップ３００に戻って、ステップ３００〜３６０の処理を繰り返し実行し、全データが取得された場合には、該データを表示装置３８に転送して該データに応じた音速像を表示させた後、図１４の処理を終了する。
【００９８】
従って、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
【００９９】
（１）本実施の形態の超音波画像検査装置１によれば、反射波の信号強度に基づいて、ガラス基板２０における生体組織２１の非載置面、すなわち基板表面が露出したガラス面２０ａを判定することができる。そのガラス面２０ａにおける複数の測定点の反射波に基づいて、Ｘ−Ｙステージ１５のＺ方向のガタツキを補正するための補正データを求めることができる。そして、それら補正データに基づいてＺ方向の距離差分が求められ、その距離差分に基づいて生体組織２１の音速が演算により算出される。このようにすると、機械的な補正では困難であったＺ方向の微小なガタツキを補正することができ、音速をより正確に求めることができる。また、その音速に基づいて音速像が生成されて表示装置３８に表示される。この場合、生体組織２１の音速像を正確に表示させることができ、生体組織２１の生体組織診断を適切に行うことができる。さらに、Ｚ方向のガタツキを補正するための機械的な補正手段が不要となることから、超音波画像検査装置１の大型化を回避することができる。
【０１００】
（２）本実施の形態の超音波画像検査装置１の場合、ガラス面２０ａにおける全ての測定点が抽出される。そして、Ｘ方向の走査ラインＬｘ上における測定点がガラス面２０ａ上に１つ以上ある場合、そのＸ方向の走査ラインＬｘ上にある全ての測定点の高さが走査ライン毎に測定され、走査ライン毎の平均値がＹ方向の補正データとして求められる。また、Ｙ方向の走査ラインＬｙ上における測定点がガラス面２０ａ上に１つ以上ある場合、そのＹ方向の走査ラインＬｙ上にある全ての測定点の高さが走査ライン毎に測定され、走査ライン毎の平均値がＸ方向の補正データとして求められる。このように、より多くの測定点の反射波に基づいて補正データを求めることにより、その算出誤差を低減することができ、Ｚ方向の距離差分をより正確に求めることができる。その結果、生体組織２１の音速の測定精度を高めることができる。
【０１０１】
（３）本実施の形態の場合、Ｘ方向の走査ラインＬｘ上における全ての測定点が生体組織２１上にある場合、ガラス面２０ａにおける３つの測定点からの反射波を用いて、そのガラス面２０ａの平面方程式の係数が算出され、その平面方程式の係数に基づいてＹ方向の補正データを求めることができる。また、Ｙ方向の走査ラインＬｙ上における全ての測定点が生体組織２１上にある場合にも、ガラス面２０ａの平面方程式に基づいてＸ方向の補正データを求めることができる。
【０１０２】
（４）本実施の形態の超音波画像検査装置１の場合、走査範囲を１０×１０の測定点からなる領域に区分し、その領域における反射波の信号強度の平均値に基づいて、その値が最大となる領域をガラス面２０ａ上の位置であると判定するようにした。このようにすれば、ノイズなどの影響によって生体組織２１表面での測定点をガラス面２０ａ上の位置であると誤判定することを確実に防止することができる。
【０１０３】
（５）本実施の形態の超音波画像検査装置１の場合、各測定点での反射波信号をフーリエ変換することにより得られた強度スペクトルを比較することにより、ガラス面２０ａからの反射波形か否かを的確に判定することができる。
【０１０４】
なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
【０１０５】
・上記実施の形態では、信号強度が最大となるガラス面２０ａ上の基準点の検出時、ガラス面２０ａ上の各測定点の抽出及び補正データの算出時、生体組織２１の厚さｄや音速Ｃの算出時などのそれぞれの処理タイミングで超音波の二次元走査を行うよう構成していたが、これに限定されるものではない。例えば、パソコン４に内蔵されるメモリ３５の記憶容量が大きい場合には、１回の二次元走査によって得られる各測定点での反射波信号及び信号強度のデータを全てメモリ３４に記憶しておき、それらデータを利用して、ガラス面２０ａ上の基準点の検出、ガラス面２０ａ上の各測定点の抽出、補正データの算出、生体組織２１の厚さｄや音速Ｃの算出といった各処理を行うように構成してもよい。このように構成すれば、超音波の二次元走査にかかる処理時間を削減できるので、生体組織２１の音速像を迅速に生成することが可能となる。
【０１０６】
・上記実施の形態では、補正データを算出し、その補正データを用いて音速を求めるものであったが、この算出処理は適宜変更することができる。例えば、上下動による誤差を含む音速を求めた後に補正データを算出し、その補正データを用いて音速を補正するよう構成してもよい。この場合、補正前の音速と補正後の音速とを用いて、補正前及び補正後の音速像を表示装置３８に表示し、それら音速像を比較することにより、補正処理の優位性を確認することができる。
【０１０７】
・上記実施の形態では、走査ライン上における全ての測定点が生体組織２１上にある場合、ガラス面２０ａにおける３つの測定点の反射波に基づいてガラス面２０ａの平面方程式を算出して補正データを求めるようにしたが、４つ以上の複数の測定点の反射波に基づいてガラス面２０ａの平面方程式を算出するように構成してもよい。
【０１０８】
・上記実施の形態では、二次元走査装置としてのＸ−Ｙステージ１５を駆動することにより、超音波の照射点を二次元的に走査する構成を採用したが、超音波トランスデューサ１４側に二次元走査装置を設けてもよい。
【０１０９】
・上記実施の形態では、超音波画像検査装置１を利用して、被検査物としての生体組織２１の音速を測定するものであったが、それ以外に、例えば樹脂表面などの音速を測定してもよい。
【０１１０】
・上記実施の形態では、フーリエ変換処理を行う高速フーリエ変換回路３４がパソコン４に設けられていたが、外部のＡ／Ｄボード３に設けてもよい。また、Ａ／Ｄボード３としては、パソコン４内部に搭載可能なボードを用いてもよい。
【０１１１】
・上記実施の形態の超音波画像検査装置１では、カラー変調による音速像を得るものであったが、それ以外に輝度変調した音速像として可視化してもよい。
【０１１２】
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
【０１１３】
（１）請求項１において、前記反射波の強度が最大となる位置を、前記非載置面上の位置であると判定することを特徴とする音速測定方法。
【０１１４】
（２）技術的思想（１）において、前記反射波の強度が最大となる位置での超音波の反射波形と近似した反射波形が得られる領域を、前記非載置面であると判定することを特徴とする音速測定方法。
【０１１５】
（３）請求項１乃至４のいずれか１項において、前記超音波の走査範囲は、前記被検査物の表面に加えて前記試料載置板の表面が露出した非載置面を含むように設定されることを特徴とする音速測定方法。
【０１１６】
（４）請求項６において、前記被検査物は生体組織であり、前記表示装置に表示した音速像に基づいて生体組織診断を行うことを特徴とする超音波画像検査装置。
【０１１７】
（５）請求項６において、前記画像生成手段は、算出した被検査物の音速の大きさに応じてカラー変調した画像データを生成し、その画像データにより、前記音速の大きさに応じて色分けされた音速像を前記表示装置に表示することを特徴とする超音波画像検査装置。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】本発明を具体化した一実施の形態の超音波画像検査装置を示す概略構成図。
【図２】トランスデューサ側から見たＸ−Ｙステージの平面図。
【図３】超音波の走査範囲を示す説明図。
【図４】信号強度の平均値を算出するためのブロックを示す説明図。
【図５】ガラス面での反射波形を示す説明図。
【図６】ガラス面での反射波形の強度スペクトルを示す説明図。
【図７】生体組織表面での反射波形を示す説明図。
【図８】生体組織表面での反射波形の強度スペクトルを示す説明図。
【図９】Ｙ座標に対応した補正データの算出方法を説明するための説明図。
【図１０】Ｘ座標に対応した補正データの算出方法を説明するための説明図。
【図１１】超音波走査時のＸ−ＹステージのＺ方向のガタツキを示す説明図。
【図１２】別の超音波の走査範囲を示す説明図。
【図１３】補正データの算出処理を示すフローチャート。
【図１４】音速像の生成処理を示すフローチャート。
【図１５】従来のパルス励起型超音波顕微鏡での測定方法を示す模式図。
【符号の説明】
【０１１９】
１…音速測定装置としての超音波画像検査装置
２…パルス励起型超音波顕微鏡
１４ａ…超音波振動子としての薄膜圧電素子
１５…二次元走査装置としてのＸ−Ｙステージ
２０…試料載置板としてのガラス基板
２０ａ…非載置面としてのガラス面
２１…被検査物としての生体組織
２８ｂ…信号強度検出手段としての第２検波部
３１…判定手段、算出手段、及び画像生成手段としてのＣＰＵ
３８…表示装置
ΔＺ…距離差分
ａ１，ａ２，ａｉ…Ｘ方向の補正データ
ｂ１，ｂ２，ｂｊ…Ｙ方向の補正データ
Ｌｘ…Ｘ方向の走査ライン
Ｌｙ…Ｙ方向の走査ライン
Ｐ０…基準点としての測定点
Ｐ１，Ｐ２…測定点
【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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