(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の振動子が列設された超音波プローブが接続可能な超音波診断装置であって、
前記複数の振動子から被検体に向けてなされた超音波送信に同期して、被検体内の複数の観測点について、各観測点から前記複数の振動子各々が受波した反射超音波に基づいて生成された受信信号を、前記各観測点と前記複数の振動子各々との間の距離の差を音速値で除して得た振動子各々への反射超音波到達時間の差で補償して加算することにより、前記複数の観測点に対する音響線信号を生成する整相加算部と、
被検体内の一部領域内の複数の観測点の中から各観測点に対する音響線信号に基づき選択された特定観測点の音響線信号強度値と、前記一部領域内の複数の観測点の音響線信号強度値とに基づき、前記音速値を補正すべきか否か判定する判定部と、
前記判定部が前記音速値を補正すべきと判定をしたとき、前記特定観測点に対する音響線信号を用いて前記一部領域に対する補正音速値を算出する補正音速値算出部とを備えた
超音波診断装置。
【請求項２】
前記整相加算部は、予め定めた第１の固定値を前記音速値として前記一部領域内の複数の観測点に対する仮音響線信号を生成し、
前記判定部は、当該仮音響線信号に基づき前記特定観測点を選択し、前記特定観測点に関する仮音響線信号の強度値と前記一部領域内の複数の観測点の仮音響線信号の強度値とに基づき、前記音速値を補正すべきか否か判定し、
前記判定部が、前記音速値を補正すべきと判定をしたとき、前記補正音速値算出部は前記補正音速値を算出し、前記整相加算部は前記補正音速値を前記音速値として前記一部領域内の複数の観測点に対する音響線信号を生成し、
前記判定部が、前記音速値を補正すべきでないと判定をしたとき、前記整相加算部は、予め定められた第２の固定値を前記音速値として前記一部領域内の複数の観測点に対する音響線信号を生成する
請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記特定観測点は、前記一部領域内の複数の観測点のうち音響線信号の強度値が最大である観測点である
請求項１又は２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
複数の振動子が列設された超音波プローブが接続可能な超音波診断装置であって、
前記複数の振動子から被検体に向けてなされた超音波送信に同期して、被検体内の複数の観測点について、各観測点から前記複数の振動子各々が受波した反射超音波に基づいて生成された受信信号を、前記各観測点と前記複数の振動子各々との間の距離の差を音速値で除して得た振動子各々への反射超音波到達時間の差で補償して加算することにより、前記複数の観測点に対する音響線信号を生成する整相加算部と、
被検体内の一部領域内の複数の観測点の中から各観測点に対する音響線信号に基づき選択された特定観測点の音響線信号強度値と、前記一部領域内の複数の観測点の音響線信号強度値とに基づき、前記音速値を補正すべきか否か判定する判定部とを備え、
前記判定部は、前記特定観測点に関する音響線信号の強度値と、前記一部領域内の複数の観測点の音響線信号の強度の平均値との比率に基づき、前記音速値を補正すべきか否か判定する
超音波診断装置。
【請求項５】
前記音響線信号の強度の平均値算出の対象となる複数の観測点は、前記特定の観測点と被検体内の深さが等価である観測点である
請求項４に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記音響線信号の強度の平均値算出の対象となる複数の観測点は、前記特定観測点を中心とした一定距離内の領域の中にある観測点である
請求項４に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記音響線信号の強度の平均値算出の対象となる複数の観測点は、前記特定観測点と被検体内の深さが等価なラインを中心として予め設定した所定の幅の中の領域内にある
観測点である
請求項４に記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記判定部は、前記比率が基準値以上である場合に前記音速値を補正すべきと判定する
請求項４から７の何れか１項に記載の超音波診断装置。
【請求項９】
前記判定部は、前記比率が基準値未満である場合に前記音速値を補正すべきでないと判定する
請求項４から８の何れか１項に記載の超音波診断装置。
【請求項１０】
前記判定部は、被検体内の複数の前記一部領域について前記音速値を補正すべきか否か判定する
請求項１から９の何れか１項に記載の超音波診断装置。
【請求項１１】
前記第２の固定値は、１５２５ｍ／ｓ以上１５４５ｍ／ｓ以下である
請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項１２】
前記複数の一部領域は、被検体の深さ方向に並んで領域設定されている
請求項１０に記載の超音波診断装置。
【請求項１３】
一の描画領域に適用される第２の固定音速値は、前記一の描画領域を挟んで前記一の描画領域に隣接する２つの描画領域に各々適用される音速値の何れか一方である
請求項１２に記載の超音波診断装置。
【請求項１４】
一の描画領域に適用される第２の固定音速値は、前記一の描画領域を挟んで前記一の描画領域に隣接する２つの描画領域に各々適用される音速値の平均値である
請求項１２に記載の超音波診断装置。
【請求項１５】
前記補正音速値算出部は、前記音速値を予め定めた範囲内で異ならせて前記特定観測点に対する音響線信号を複数回生成し、音響線信号強度が最大となったときの音速値を前記補正音速値とする
請求項１から１４の何れか１項に記載の超音波診断装置。
【請求項１６】
超音波診断装置の制御方法であって、
超音波プローブに列設された複数の振動子から被検体に向けてなされた超音波送信に同期して、被検体の一部領域内の複数の観測点について、各観測点から前記複数の振動子各々が受波した反射超音波に基づいて受信信号を生成し、当該受信信号を前記各観測点と前記複数の振動子各々間の距離差を予め定めた第１の固定値からなる音速値で除して得た振動子各々への反射超音波到達時間の差で補償して加算することにより、前記複数の観測点に対する音響線信号を生成し、
各観測点に対する音響線信号に基づき前記一部領域内の複数の観測点から前記特定観測点を選択し、前記特定観測点に関する音響線信号強度値と前記一部領域内の複数の観測点の音響線信号強度値とに基づき前記音速値を補正すべきか否か判定し、
前記音速値を補正すべきと判定をしたとき、前記特定観測点に対する音響線信号を用いて前記一部領域に適した補正音速値を算出し、前記補正音速値を前記音速値として前記一部領域内の複数の観測点に対する音響線信号を生成し、
前記音速値を補正すべきでないと判定をしたとき、予め定めた第２の固定値を前記音速値として前記一部領域内の複数の観測点に対する音響線信号を生成する
超音波診断装置の制御方法。
【請求項１７】
前記特定観測点は、前記一部領域内の複数の観測点のうち音響線信号の強度値が最大である観測点である
請求項１６に記載の超音波診断装置の制御方法。
【請求項１８】
超音波診断装置の制御方法であって、
超音波プローブに列設された複数の振動子から被検体に向けてなされた超音波送信に同期して、被検体の一部領域内の複数の観測点について、各観測点から前記複数の振動子各々が受波した反射超音波に基づいて受信信号を生成し、当該受信信号を前記各観測点と前記複数の振動子各々間の距離差を予め定めた第１の固定値からなる音速値で除して得た振動子各々への反射超音波到達時間の差で補償して加算することにより、前記複数の観測点に対する音響線信号を生成し、
各観測点に対する音響線信号に基づき前記一部領域内の複数の観測点から前記特定観測点を選択し、前記特定観測点に関する音響線信号強度値と前記一部領域内の複数の観測点の音響線信号強度値とに基づき前記音速値を補正すべきか否か判定し、
前記音速値を補正すべきと判定をしたとき、前記特定観測点に対する音響線信号を用いて前記一部領域に適した補正音速値を算出し、前記補正音速値を前記音速値として前記一部領域内の複数の観測点に対する音響線信号を生成し、
前記音速値を補正すべきでないと判定をしたとき、予め定めた第２の固定値を前記音速値として前記一部領域内の複数の観測点に対する音響線信号を生成し、
前記特定観測点に関する音響線信号の強度値と、前記一部領域内の複数の観測点の音響線信号の強度の平均値との比率が基準値以上である場合に前記音速値を補正すべきと判定する
超音波診断装置の制御方法。
【請求項１９】
前記整相加算部は、予め定めた第１の固定値を前記音速値として前記一部領域内の複数の観測点に対する仮音響線信号を生成し、
前記判定部は、当該仮音響線信号に基づき前記特定観測点を選択し、前記特定観測点に関する仮音響線信号の強度値と前記一部領域内の複数の観測点の仮音響線信号の強度値とに基づき、前記音速値を補正すべきか否か判定し、
前記判定部が、前記音速値を補正すべきと判定をしたとき、前記補正音速値算出部は前記補正音速値を算出し、前記整相加算部は前記補正音速値を前記音速値として前記一部領域内の複数の観測点に対する音響線信号を生成し、
前記判定部が、前記音速値を補正すべきでないと判定をしたとき、前記整相加算部は、予め定められた第２の固定値を前記音速値として前記一部領域内の複数の観測点に対する音響線信号を生成する
請求項４に記載の超音波診断装置。
【請求項２０】
前記特定観測点は、前記一部領域内の複数の観測点のうち音響線信号の強度値が最大である観測点である
請求項４又は１９に記載の超音波診断装置。
【請求項２１】
前記特定観測点は、前記一部領域内の複数の観測点のうち音響線信号の強度値が最大である観測点である
請求項１８に記載の超音波診断装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、超音波診断装置、及びその制御方法に関し、特に、超音波診断装置における受信ビームフォーミング処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、超音波プローブ（以後、「プローブ」とする）により被検体内部に超音波を送信し、被検体組織の音響インピーダンスの差異により生じる超音波反射波（エコー）を受信する。さらに、この受信から得た電気信号に基づいて、被検体の内部組織の構造を示す超音波断層画像を生成し、モニタ（以後、「表示部」とする）上に表示するものである。超音波診断装置は、被検体への侵襲が少なく、リアルタイムに体内組織の状態を断層画像などで観察できるため、生体の形態診断に広く用いられている。
【０００３】
従来の超音波診断装置では、受信した反射超音波に基づく信号の受信ビームフォーミング方法として、一般的に整相加算法と呼ばれる方法が使用されている（例えば、非特許文献１）。
図２４は、従来の超音波診断装置における受信ビームフォーミング方法を示す模式図である。従来の超音波診断装置は、被検体の体内から反射超音波を受信する複数の超音波振動子２０１ａ（以後、「振動子」とする）からなるプローブ２０１と、振動子２０１ａで受信した反射超音波を電気的に変換して電気信号とし、それに整相加算処理を行う受信ビームフォーマ部２０２を有している。受信ビームフォーマ部２０２は、各々の振動子２０１ａが得た反射超音波に基づく電気信号を振動子２０１ａごとに遅延部２０２１で増幅、Ａ／Ｄ変換、遅延処理を行った上で加算部２０２２により加算した結果を音響線信号として出力する。この際、遅延部２０２１で適用される遅延量は、送信超音波ビームの中心軸上に位置する振動子と各振動子２０１ａとの距離に基づいて算出される。具体的には、被検体内において送信超音波ビームの中心軸上に位置する任意の観測点をＰ、観測点Ｐから最も近い振動子Ｃと観測点Ｐとの距離をｄc、観測点Ｐと他の振動子ｍとの距離をｄm、超音波の音速の標準値をＣｓ０とすると、観測点Ｐからの反射波が振動子ｃに到達した時刻より（ｄ／Ｃｓ０＝ｄm／Ｃｓ０−ｄc／Ｃｓ０）遅れた時刻に、観測点Ｐからの反射波が振動子ｍに到達する（図２５（ａ））。任意の深さの観測点Ｐから各振動子ｃへの反射波の到達時刻を算出し、振動子間の到達時間差（ｄ／Ｃｓ０）から振動子ｍでの反射波の到達時刻を導出することできる。遅延部２０２１では、到達時間差を加味して各振動子における受信信号を同定し、加算部２０２２では同定した受信信号を加算して音響線信号を生成する（図２５（ｂ））。
【０００４】
しかしながら、図２６（ａ）、（ｂ）に示すように、被検体内の音速Ｃｓ１、Ｃｓ２は、検査部位を構成する組織の成分によって異なり、その場合、整相された受信信号間に位相ズレが生じ加算後の音響線信号に画像ボケが発生する。これに対し、超音波の走査面内に複数の参照領域を設け、各々に対する評価値から整相加算に用いる音速値の適否を判断する技術が開示されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１１９４８１号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】伊東正安、望月剛共著「超音波診断装置」コロナ社出版、２００２年８月２６日（Ｐ４２−Ｐ４５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、上記特許文献１に記載の技術では、評価値を算出するための演算量が大きく、検査に先立って音速キャリブレーションを行うことが必要であった。そのため、被検体中の異なる部位に対する検査を行う度に音速キャリブレーションを行う必要があり、検査効率が悪く、機器の操作も煩雑であった。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、簡易な演算処理によって整相加算に用いる音速値を補正すべきか否かを判定する超音波診断装置及びその制御方法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】
【０００８】
本発明の一態様に係る、超音波診断装置は、複数の振動子が列設された超音波プローブが接続可能な超音波診断装置であって、前記複数の振動子から被検体に向けてなされた超音波送信に同期して、被検体内の複数の観測点について、各観測点から前記複数の振動子各々が受波した反射超音波に基づいて生成された受信信号を、前記各観測点と前記複数の振動子各々との間の距離の差を音速値で除して得た振動子各々への反射超音波到達時間の差で補償して加算することにより、前記複数の観測点に対する音響線信号を生成する整相加算部と、被検体内の一部領域内の複数の観測点の中から各観測点に対する音響線信号に基づき選択された特定観測点の音響線信号強度値と、前記一部領域内の複数の観測点の音響線信号強度値とに基づき、前記音速値を補正すべきか否か判定する判定部と、前記判定部が前記音速値を補正すべきと判定をしたとき、前記特定観測点に対する音響線信号を用いて前記一部領域に対する補正音速値を算出する補正音速値算出部とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一態様に係る超音波診断装置及びその制御方法によれば、簡易な演算処理によって整相加算に用いる音速値を補正すべきか否かを判定することができる。その結果、この判定を超音波画像を生成する処理の中で行うことができ、検査効率を向上するとともに、検査時の機器操作を簡便にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態に係る超音波診断装置１００の構成を示す機能ブロック図である。
【図２】送信ビームフォーマ部１０３による超音波送信波の伝播経路を示す模式図である。
【図３】超音波診断装置１００の受信ビームフォーマ部１０４の構成を示す機能ブロック図である。
【図４】受信ビームフォーマ部１０４における観測点Ｐについての音響線信号生成動作を説明するための模式図である。
【図５】超音波診断装置１００の判定部１０４４の構成を示す機能ブロック図である。
【図６】判定部１０４４において音速値を補正すべきか否かの判定する単位領域である描画領域Ｃｉ（ｉ＝１〜５）を示す概略図である。
【図７】判定部１０４４において音速値を補正すべきか否かの判定に用いる特定観測点を探索するサーチ領域Ｄｉ（ｉ＝１〜５）を示す概略図である。
【図８】判定部１０４４において音速値を補正すべきか否かの判定に用いる描画領域Ｃｉ内の音響線信号の強度の平均値を算出するための平均値算出領域Ｅｉ（ｉ＝１〜５）を示す概略図である。
【図９】超音波診断装置１００の音速値設定部１０４５の構成を示す機能ブロック図である。
【図１０】音速値保持出力部１０４５３における音速出力方法を説明するための概略図である。
【図１１】超音波診断装置１００の補正音速値算出部１０４５１の構成を示す機能ブロック図である。
【図１２】補正音速値算出部１０４５１における補正音速値算出方法を説明するための概略図である。
【図１３】超音波診断装置１００における超音波検査時の制御方法を示すフローチャートである。
【図１４】超音波診断装置１００における音速設定処理（ステップＳ１０５）を示すフローチャートである。
【図１５】超音波診断装置１００における最適音速値算出の処理（ステップＳ１０５４）を示すフローチャートである。
【図１６】超音波診断装置１００に至る検討において補正音速値の評価に用いたファントムの超音波画像である。
【図１７】超音波診断装置１００に至る検討における補正音速値の評価結果である。
【図１８】超音波診断装置１００を用いて音速試験値による音響線信号の強度変化の評価に用いた超音波画像である。
【図１９】超音波診断装置１００を用いて音速試験値の水準を振って算出した、特定観測点と被検体内の深さが等価な観測点の音響線信号の強度波形であり、（ａ）は特定観測点Ｑ３に関する結果、（ｂ）は特定観測点Ｑ４に関する結果である。
【図２０】超音波診断装置１００を用いて音速試験値による音響線信号の強度変化の評価に用いた超音波画像である。
【図２１】超音波診断装置１００を用いて音速試験値の水準を振って算出した、図２０における特定観測点Ｑ１、Ｑ４の音響線信号の強度変化を示した結果である。
【図２２】超音波診断装置１００による音速補正要否判定の評価結果であり、（ａ）は検査部位が腱、（ｂ）は嚢胞、（ｃ）は白質である場合の結果である。
【図２３】変形例に係る描画領域Ｃｉの態様を示す概略図である。
【図２４】従来の超音波信号処理装置における受信ビームフォーマ部２０２の動作を説明するための模式図である。
【図２５】従来の超音波信号処理装置における整相加算処理を説明するための模式図である。
【図２６】従来の超音波信号処理装置における整相加算処理における音速変動の影響を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
≪実施の形態≫
＜全体構成＞
以下、実施の形態に係る超音波診断装置１００について、図面を参照しながら説明する。
図１は、実施の形態に係る超音波診断システム１０００の機能ブロック図である。図１に示すように、超音波診断システム１０００は、被検体に向けて超音波を送信しその反射波の受信する先端表面に列設された複数の振動子１０１ａを有するプローブ１０１、プローブ１０１に超音波の送受信を行わせプローブ１０１からの出力信号に基づき超音波画像を生成する超音波診断装置１００、超音波画像を画面上に表示する表示部１０６を有する。プローブ１０１、表示部１０６は、それぞれ、超音波診断装置１００に各々接続可能に構成されている。図１は超音波診断装置１００に、プローブ１０１、表示部１０６が接続された状態を示している。なお、プローブ１０１と、表示部１０６とが、超音波診断装置１００に含まれる態様であってもよい。
【００１２】
＜超音波診断装置１００の構成＞
超音波診断装置１００は、プローブ１０１の複数ある振動子１０１ａのうち、送信又は受信の際に用いる振動子を各々に選択し、選択された振動子に対する入出力を確保するマルチプレクサ部１０２、超音波の送信を行うためにプローブ１０１の各振動子１０１ａに対する高電圧印加のタイミングを制御する送信ビームフォーマ部１０３と、プローブ１０１で受信した超音波の反射波に基づき、複数の振動子１０１ａで得られた電気信号を増幅し、Ａ／Ｄ変換し、受信ビームフォーミングして音響線信号を生成する受信ビームフォーマ部１０４を有する。また、受信ビームフォーマ部１０４からの出力信号である音響線信号に対して包絡線検波、対数圧縮などの処理を実施して輝度変換し、その輝度信号を直交座標系に座標変換を施すことで超音波画像（Ｂモード画像）を生成する超音波画像生成部１０５、受信ビームフォーマ部１０４が出力する音響線信号及び超音波画像生成部１０５が出力する超音波画像を保存するデータ格納部１０７と、各構成要素を制御する制御部１０８を備える。
【００１３】
このうち、マルチプレクサ部１０２、送信ビームフォーマ部１０３、受信ビームフォーマ部１０４、超音波画像生成部１０５は、超音波信号処理装置１５０を構成する。
超音波診断装置１００を構成する各要素、例えば、マルチプレクサ部１０２、送信ビームフォーマ部１０３、受信ビームフォーマ部１０４、超音波画像生成部１０５、制御部１０８は、それぞれ、例えば、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｇｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）などのハードウェア回路により実現される。あるいは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）やＧＰＧＰＵ（Ｇｅｎｅｒａｌ−Ｐｕｒｐｏｓｅ  ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ  ｏｎ  Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）やプロセッサなどのプログラマブルデバイスとソフトウェアにより実現される構成であってもよい。これらの構成要素は一個の回路部品とすることができるし、複数の回路部品の集合体にすることもできる。また、複数の構成要素を組合せて一個の回路部品とすることができるし、複数の回路部品の集合体にすることもできる。
【００１４】
データ格納部１０７は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、半導体メモリ等を用いることができる。また、データ格納部１０７は、超音波診断装置１００に外部から接続された記憶装置であってもよい。
なお、本実施の形態に係る超音波診断装置１００は、図１で示した構成の超音波診断装置に限定されない。例えば、マルチプレクサ部１０２が不要な構成もあるし、プローブ１０１に送信ビームフォーマ部１０３や受信ビームフォーマ部１０４、またその一部などが内蔵される構成であってもよい。
【００１５】
＜超音波診断装置１００の主要部の構成＞
実施の形態に係る超音波診断装置１００は、プローブ１０１での超音波反射波の受信から得た電気信号を演算して超音波画像を生成するための音響線信号を生成する受信ビームフォーマ部１０４に特徴を有する。そのため、本明細書では、主に、受信ビームフォーマ部１０４、及び、その前段階でプローブ１０１の各振動子１０１ａから超音波送信を行わせる送信ビームフォーマ部１０３について、その構成及び機能を説明する。なお、送信ビームフォーマ部１０３及び受信ビームフォーマ部１０４以外の構成については、公知の超音波診断装置に使われるものと同じ構成を適用可能であり、公知の超音波診断装置のビームフォーマ部に本実施の形態に係るビームフォーマ部を置き換えて使用することが可能である。
【００１６】
以下、送信ビームフォーマ部１０３と、受信ビームフォーマ部１０４の構成について説明する。
１．送信ビームフォーマ部１０３
送信ビームフォーマ部１０３は、マルチプレクサ部１０２を介してプローブ１０１と接続され、プローブ１０１から超音波の送信を行うためにプローブ１０１に存する複数の振動子１０１ａの全てもしくは一部に当たる送信振動子列からなる送信開口Ｔｘに含まれる複数の振動子の各々に対する高電圧印加のタイミングを制御する。送信ビームフォーマ部１０３は送信部１０３１から構成される。
【００１７】
送信部１０３１は、制御部１０８からの送信制御信号に基づき、プローブ１０１に存する複数の振動子１０１ａ中、送信開口Ｔｘに含まれる各振動子に超音波ビームを送信させるためのパルス状の送信信号を供給する送信処理を行う。送信処理では、超音波ビームの送信タイミングを各振動子毎に遅延時間を設定し、遅延時間だけ超音波ビームの送信を遅延させて超音波ビームのフォーカシングを行う。
【００１８】
送信部１０３１は、超音波送信ごとに送信開口Ｔｘを列方向に漸次移動させながら超音波送信を繰り返し、プローブ１０１に存する全ての振動子１０１ａから超音波送信を行う。送信開口Ｔｘに含まれる振動子の位置を示す情報は制御部１０８を介してデータ格納部１０７に出力される。例えば、プローブ１０１に存する振動子１０１ａ全数を１９２としたとき、送信開口Ｔｘを構成する振動子列の数として、例えば２０〜１００を選択してもよく、超音波送信毎に漸次移動させる構成としてもよい。以後、送信部１０３１により同一の送信開口Ｔｘから行われる超音波送信を「送信イベント」と称呼する。
【００１９】
図２は、送信ビームフォーマ部１０３による超音波送信波の伝播経路を示す模式図である。ある送信イベントにおいて、超音波送信に寄与するアレイ状に配列された振動子１０１ａの列を送信開口Ｔｘとして図示している。
送信ビームフォーマ部１０３において、送信開口Ｔｘの中心に位置する振動子ほど送信タイミングを遅らせるように各振動子の送信タイミングを制御することにより、送信開口Ｔｘ内の振動子列から送信された超音波送信波は、被検体のある深度（Ｆｏｃａｌ  ｄｅｐｔｈ）において、波面がある一点で送信フォーカス点Ｆ（Ｆｏｃａｌ  ｐｏｉｎｔ）があう状態となる。送信フォーカス点Ｆの深さ（Ｆｏｃａｌ  ｄｅｐｔｈ）は、任意に設定することができる。送信フォーカス点Ｆで合焦した波面は、再び拡散し、送信開口Ｔｘを底とし送信フォーカス点Ｆを節とする交差する２つの直線で区切られた砂時計型の空間内を超音波送信波が伝播する。この砂時計型の領域（斜線ハッチングで示した領域）を超音波照射領域Ａｘと称呼する。
【００２０】
２．受信ビームフォーマ部１０４の構成
受信ビームフォーマ部１０４は、プローブ１０１で受信した超音波の反射波に基づき、複数の振動子１０１ａで得られた電気信号から音響線信号を生成する。なお、「音響線信号」とは、整相加算処理がされたあとのある観測点に対する受信信号である。整相加算処理については後述する。図３は、受信ビームフォーマ部１０４の構成を示す機能ブロック図である。図３に示すように、受信ビームフォーマ部１０４は、受信部１０４１、受信信号保持部１０４２、整相加算部１０４３、判定部１０４４、音速値設定部１０４５を備える。
【００２１】
以下、受信ビームフォーマ部１０４を構成する各部の構成について説明する。
（１）受信部１０４１
受信部１０４１は、マルチプレクサ部１０２を介してプローブ１０１と接続され、送信イベントに同期してプローブ１０１において超音波反射波を受信して得た電気信号を増幅した後、ＡＤ変換した受信信号（ＲＦ信号）を生成する回路である。送信イベントの順に時系列に受信信号を生成し受信信号保持部１０４２に出力し、受信信号保持部１０４２は受信信号を保持する。
【００２２】
ここで、受信信号（ＲＦ信号）とは、各振動子にて受信された反射超音波から変換された電気信号をＡ／Ｄ変換したデジタル信号であり、各振動子にて受信された超音波の送信方向（被検体の深さ方向）に連なった信号の列を形成している。
受信部１０４１は、送信イベントに同期してプローブ１０１に存する複数の振動子１０１ａの一部又は全部にあたる振動子列を構成する受信振動子Ｒｉの各々が得た反射超音波に基づいて、各受信振動子Ｒｉに対する受信信号の列を生成する。受信振動子Ｒｉは、マルチプレクサ部１０２によって選択される。本実施の形態では、受信振動子Ｒｉが構成する受信振動子列（受信開口Ｒｚ）の列中心は、送信振動子列（送信開口Ｔｘ）の列中心と合致するよう選択される。受信振動子Ｒｉの数は送信振動子の数と同一か、又は、送信振動子Ｒｉの数よりも多いことが好ましい。また、受波振動子Ｒｉはプローブ１０１に存する振動子１０１ａの全数としてもよい。
【００２３】
送信部１０３１は、送信イベントに同期して送信開口Ｔｘを列方向に漸次移動させながら超音波送信を繰り返し、プローブ１０１に存する複数の振動子１０１ａ全体から超音波送信を行う。受信部１０４１は、送信イベントに同期して各受波振動子に対する受信信号の列を生成し、生成された受信信号は受信信号保持部１０４２に保存される。
（２）受信信号保持部１０４２
受信信号保持部１０４２は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、半導体メモリ等を用いることができる。受信信号保持部１０４２は、送信イベントに同期して送信部１０３１から、各受波振動子に対する受信信号の列を入力し、１枚の超音波画像が生成されるまでの間これを保持する。また、受信信号保持部１０４２は、例えば、ハードディスク、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＡＭ等を用いることができる。超音波診断装置１００に外部から接続された記憶装置であってもよい。また、データ格納部１０７の一部であってもよい。
【００２４】
（３）整相加算部１０４３
整相加算部１０４３は、送信イベントに同期して被検体内の計算対象領域Ｂｘ内に存する複数の観測点について、観測点から各受信振動子が受信した受信信号列を整相加算して、音響線信号を生成する回路である。ここで、「計算対象領域Ｂｘ」とは、１回の送信イベントに同期して音響線信号を生成する領域である。そして、複数の送信イベントに同期して生成された複数の計算対象領域Ｂｘ内の観測点における音響線信号を合成することにより、１フレームの音響線信号を生成する回路である。ここで、「フレーム」とは、１枚の超音波画像を構築する上で必要な１つのまとまった信号を形成する単位をさす。１フレーム分の合成された音響線信号を「フレーム音響線信号」とする。送信イベントに同期して音響線信号が生成される計算対象領域Ｂｘは、本実施の形態では、受信開口Ｒｘの列中心を通り振動子列と垂直であって単一振動子幅の直線状の領域とした。しかしながら、計算対象領域Ｂｘはこれに限定されるものではなく、超音波照射領域Ａｘに含まれる任意の領域に設定してもよい。
【００２５】
図３に示すように、整相加算部１０４３は、遅延処理部１０４３１、加算部１０４３２、及び合成部１０４３３を備える。以下、各部の構成について説明する。
図４は、整相加算部１０４３における観測点Ｐについての音響線信号生成動作を説明するための模式図である。送信開口Ｔｘから放射された送信波は、経路４０１を通って送信フォーカス点Ｆにて波面が集まり、拡散する中で観測点Ｐに到達し、観測点Ｐで音響インピーダンスに変化に応じて反射波を生成し、その反射波がプローブ１０１における受信開口Ｒｘ内の受信振動子Ｒｉに戻る。送信フォーカス点Ｆを経由した任意の観測点Ｐまでの経路４０１＋４０２の長さ、及び観測点Ｐから各受信振動子Ｒｉまでの経路４０３の長さは幾何学的に算出することができる。
【００２６】
ｉ）遅延処理部１０４３１
遅延処理部１０４３１は、受信開口Ｒｘ内の受信振動子Ｒｉに対する受信信号の列から、計算対象領域Ｂｘ内の複数の観測点Ｐについて、各観測点Ｐと受信振動子Ｒｉ各々との間の距離の差を音速値Ｃｓで除した受信振動子Ｒｉ各々への反射超音波の到達時間差（遅延量）により補償して、観測点Ｐからの反射超音波に基づく各受信振動子Ｒｉに対応する受信信号として同定する回路である。音速値Ｃｓは、その音速値Ｃｓを適用する観測点Ｐが存在する描画領域Ｃｉごとに音速値設定部１０４５より出力される。描画領域Ｃｉ及び音速値Ｃｓの設定方法については後述する。
【００２７】
図４に示すように、遅延処理部１０４３１は、送信イベントに同期して、受信振動子Ｒｉの位置を示す情報と観測点Ｐの位置を示す情報とに基づき、観測点Ｐから各受信振動子Ｒｉまでの経路の長さを幾何学的に算出する。そして、観測点Ｐから各受信振動子Ｒｉまでの経路長の差ｄｉを音速値Ｃｓで除して、任意の観測点Ｐから各受信振動子Ｒｉに到達する反射量音波の到達時間の遅延量ｔｉを各受信振動子Ｒｉについて算出する。そして、各受信振動子Ｒｉに対応する受信信号の列から、各受信振動子Ｒｉに対する遅延量ｔｉを補償した到達時間に対応する受信信号を観測点Ｐからの反射波に基づく受信信号として同定する。遅延処理部１０４３１は、計算対象領域Ｂｘに含まれる複数の観測点Ｐの全てについて、各受信振動子Ｒｉに対する遅延量ｔｉを算出し受信信号の同定を行う。
【００２８】
ｉｉ）加算部１０４３２
加算部１０４３２は、遅延処理部１０４３１から出力される各受信振動子Ｒｉに対応して同定された受信信号を入力として、それらを加算して、観測点Ｐに対する整相加算された音響線信号を生成する回路である。あるいは、さらに、各受信振動子Ｒｉに対応して同定された受信信号に、各受信振動子Ｒｉに対する重み数列（受信アボダイゼーション）を乗じて加算して、観測点Ｐに対する音響線信号を生成する構成としてもよい。この場合、重み数列は、受信開口Ｒｘの列方向の中心に位置する振動子に対する重みが最大となるよう送信フォーカス点Ｆを中心として対称な分布をなすことが好ましい。重み数列の分布の形状は、ハミング窓、ハニング窓、矩形窓などを用いることができ、分布の形状は特に限定されない。
【００２９】
遅延処理部１０４３１において受信開口Ｒｘ内に位置する各受信振動子Ｒｉが検出した受信信号の位相を整えて加算部１０４３２にて加算処理をすることにより、観測点Ｐからの反射波に基づいて各受信振動子Ｒｉで受信した受信信号を重ね合わせて信号Ｓ／Ｎ比を増加し、観測点Ｐからの受信信号を抽出することができる。
１回の送信イベントとそれに伴う処理から、計算対象領域Ｂｘ内の全ての観測点Ｐについて音響線信号を生成することができる。そして、送信イベントに同期して送信開口Ｔｘを列方向に漸次移動させながら超音波送信を繰り返してプローブ１０１に存する全ての振動子１０１ａから超音波送信を行い、各送信イベントに同期して生成された計算対象領域Ｂｘの音響線信号が送信イベント毎に合成部１０４３３に漸次出力される。
【００３０】
ｉｉｉ）合成部１０４３３
合成部１０４３３は、送信イベントに同期して生成される計算対象領域Ｂｘの音響線信号からフレーム音響線信号を合成する回路である。合成部１０４３３は、計算対象領域Ｂｘ内の複数の観測点Ｐについて生成された音響線信号を加算部１０４３２から送信イベントに同期して漸次入力し、音響線信号が取得された観測点Ｐの位置を指標として各観測点に対する音響線信号を重ねてフレーム音響線信号を合成する。上述のとおり、送信イベントに同期して送信振動子列（送信開口Ｔｘ）に用いる振動子を振動子列方向に漸次異ならせて超音波送信が順次行われる。そのため、異なる送信イベントに基づく計算対象領域Ｂｘも送信イベントごとに同一方向に漸次位置が異なる。音響線信号が取得された観測点Ｐの位置を指標として重ねることにより、全ての計算対象領域Ｂｘを網羅したフレーム音響線信号が合成される。
【００３１】
合成されたフレーム音響線信号は、判定部１０４４及び超音波画像生成部１０５に出力される。
（４）判定部１０４４
判定部１０４４は、被検体内の一部領域である描画領域Ｃｉ内の複数の観測点の中から各観測点に対する音響線信号に基づき選択された特定観測点Ｑｉの音響線信号強度値と、描画領域Ｃｉ内の複数の観測点の音響線信号強度値とに基づき、描画領域Ｃｉ内の観測点についての整相加算に用いる音速値Ｃｓを補正すべきか否か判定する回路である。
【００３２】
図５は、判定部１０４４の構成を示す機能ブロック図である。図５に示すように、判定部１０４４は、音響線信号保持部１０４４１、領域設定部１０４４２、特定観測点検出部１０４４３、平均値算出部１０４４４、評価値算出部１０４４５、及び判定処理部１０４４６を備える。以下、判定部１０４４を構成する各部の構成について説明する。
ｉ）音響線信号保持部１０４４１
音響線信号保持部１０４４１は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、半導体メモリ等で構成される。音響線信号保持部１０４４１は、整相加算部１０４３により合成された１フレームの音響線信号を入力し保持する。
【００３３】
ｉｉ）領域設定部１０４４２
領域設定部１０４４２は、フレーム音響線信号が示す超音波画像の描画範囲であるフレームから、音速値を補正すべきか否かの判定に用いる複数種類の領域を設定する。判定に用いる領域には以下の３種類の領域からなる。
図６は、判定部１０４４において音速値を補正すべきか否かの判定をする単位領域である描画領域Ｃｉ（ｉ＝１〜５）を示す概略図である。描画領域Ｃｉは、特定観測点を探索するサーチ領域Ｄｉ（ｉ＝１〜５）の取りうる最大範囲を示す範囲であり、判定部１０４４では描画領域Ｃｉごとに整相加算に用いる音速値Ｃｓを補正すべきか否かを判定する。本実施の形態では、描画領域Ｃｉはフレーム音響線信号が示す超音波画像のフレームを被検体の深さ方向に複数に分割した領域とした。設定された描画領域Ｃｉの位置情報は整相加算部１０４３に出力される。
【００３４】
図７は、判定部１０４４において音速値を補正すべきか否かの判定に用いる特定観測点を探索するサーチ領域Ｄｉ（ｉ＝１〜５）を示す概略図である。特定観測点Ｑｉ（ｉ＝１〜５）とは、サーチ領域Ｄｉ内の複数の観測点Ｐの中から各観測点に対する音響線信号に基づき選択された観測点をさす。本実施の形態とは、サーチ領域Ｄｉ内において音響線信号の強度が最大である観測点を特定観測点Ｑｉとした。しかしながら、特定観測点はこれに限定されるものではなく、例えば、サーチ領域Ｄｉ内において音響線信号の示す輝度が最大である観測点や、音響線信号の強度や音響線信号の示す輝度が極大値を採る観測点としてもよい。
【００３５】
サーチ領域Ｄｉは、本実施の形態では、描画領域Ｃｉ内において描画領域Ｃｉ間の境界近傍を除いた範囲とした。複数の描画領域Ｃｉから各々検出される特定観測点Ｑｉ同士が近接することを防止するためである。設定されたサーチ領域Ｄｉの位置情報は特定観測点検出部１０４４３に出力される。
図８は、判定部１０４４において音速値を補正すべきか否かの判定に用いる描画領域Ｃｉ内の音響線信号の強度の平均値を算出するための複数の観測点が存在する平均値算出領域Ｅｉ（ｉ＝１〜５）を示す概略図である。本実施の形態では、平均値の算出方法は算術平均とした。しかしながら、平均値の算出方法は、他の平均値算出方法であってもよい。また、平均値に替えて、平均値算出領域Ｅｉ内の音響線信号の強度の中央値、最頻値を用いてもよい。
【００３６】
平均値を算出の対象となる複数の観測点は、特定観測点と被検体内の深さが等価である観測点とした。その場合、平均値算出領域Ｅｉは、特定観測点を含む振動子列方向に平行な線状の領域となる。しかしながら、平均値算出領域Ｅｉはこれに限定されるものではなく、特定観測点とその近傍を含む任意の形状の領域としてもよい。この任意の形状は、少なくとも特定観測点の描画領域Ｃｉと同じ描画領域内であって特定観測点を含む領域である。例えば、平均値算出領域Ｅｉは、特定観測点Ｑｉと被検体内の深さが等価なラインを中心として又は深さが等価なラインを含む予め設定した所定の幅の中の領域としてもよい。あるいは、平均値算出領域Ｅｉは、特定観測点Ｑｉを中心とした一定距離内の領域としてもよい。設定された平均値算出領域Ｅｉの位置情報は平均値算出部１０４４４に出力される。
【００３７】
なお、特定観測点としてサーチ領域Ｄｉ内の最大輝度点を用いた場合には、音響線信号の強度の平均値に代えて音響線信号の示す輝度の平均値を用いることが好ましい。
ｉｉｉ）特定観測点検出部１０４４３
図５に戻り、特定観測点検出部１０４４３は、サーチ領域Ｄｉ内の各観測点の示す音響線信号の強度値を比較して、最大値を採る観測点を探索して、特定観測点を検出する。具体的には、領域設定部１０４４２から出力されるサーチ領域Ｄｉの位置情報を入力として、音響線信号保持部１０４４１内に保持されているフレーム音響線信号から、上記位置情報が示す範囲の観測点の音響線信号を検索し、音響線信号の強度がサーチ領域Ｄｉ内の最大値を採る観測点を特定観測点Ｑｉとして検出する。そして、特定観測点Ｑｉの位置情報を整相加算部１０４３に、特定観測点Ｑｉが示す音響線信号の強度値Ｍａｘ−ｉを評価値算出部１０４４５に出力する。
【００３８】
ｉｖ）平均値算出部１０４４４
平均値算出部１０４４４は、平均値算出領域Ｅｉ内の各観測点の示す音響線信号の平均値Ａｖｇ−ｉを算出する。具体的には、領域設定部１０４４２から出力される平均値算出領域Ｅｉの位置情報を入力として、音響線信号保持部１０４４１内に保持されているフレーム音響線信号から、上記位置情報が示す範囲の観測点の音響線信号を検索し、平均値算出領域Ｅｉ内の平均値Ａｖｇ−ｉを算出する。そして、音響線信号の平均値Ａｖｇ−ｉを評価値算出部１０４４５に出力する。
【００３９】
ｖ）評価値算出部１０４４５
評価値算出部１０４４５は、描画領域Ｃｉ内の観測点についての整相加算に用いる音速値Ｃｓを補正すべきか否かの判定に用いる評価値Ｖｌ−ｉを算出する。具体的には、評価値算出部１０４４５は、特定観測点検出部１０４４３から出力される特定観測点が示す音響線信号の値Ｍａｘ−ｉ、及び平均値算出部１０４４４から出力される音響線信号の平均値Ａｖｇ−ｉを入力として、
【００４０】
【数１】
0006387856.tif 000002
又は
【００４１】
【数２】
0006387856.tif 000003
により、描画領域Ｃｉについての評価値Ｖｌ−ｉを算出する。そして、評価値Ｖｌ−ｉを判定処理部１０４４６に出力する。
ｖｉ）判定処理部１０４４６
判定処理部１０４４６は、描画領域Ｃｉ内の観測点についての整相加算に用いる音速値Ｃｓを補正すべきか否か判定する。具体的には、判定処理部１０４４６は、評価値算出部１０４４５から出力される評価値Ｖｌ−ｉを入力として、評価値Ｖｌ−ｉが基準値以上である場合に描画領域Ｃｉ内の整相加算に用いる音速値Ｃｓｉ（ｉ＝１〜５）を補正すべきと判定し、基準値未満である場合に音速値を補正すべきでない判定する。そして、判定結果Ｊｄｇ−ｉを音速値設定部１０４５に出力する。
【００４２】
（５）音速値設定部１０４５
図３に戻り、音速値設定部１０４５は、整相加算部１０４３における被検体内の一部領域である描画領域Ｃｉ内の観測点について、描画領域Ｃｉごとに整相加算に用いる音速値Ｃｓｉを設定し、整相加算部１０４３に出力する回路である。
図９は、超音波診断装置１００の音速値設定部１０４５の構成を示す機能ブロック図である。音速値設定部１０４５は、補正音速値算出部１０４５１、固定音速値設定部１０４５２、及び音速値保持出力部１０４５３を備える。以下、音速値設定部１０４５を構成する各部の構成について説明する。
【００４３】
ｉ）補正音速値算出部１０４５１
補正音速値算出部１０４５１は、判定部１０４４が、描画領域Ｃｉ内の観測点の整相加算に用いる音速値Ｃｓ−ｉを補正すべきと判定をしたとき、特定観測点Ｑｉに対する音響線信号を用いて描画領域Ｃｉに対する補正音速値ＣｓＯｐｔ−ｉを算出し音速値保持出力部１０４５３に出力する。描画領域Ｃｉにおける特定観測点Ｑｉの位置情報は、判定部１０４４から整相加算部１０４３に出力される。補正音速値ＣｓＯｐｔ−ｉの算出方法については後述する。
【００４４】
ｉｉ）固定音速値設定部１０４５２
固定音速値設定部１０４５２は、判定部１０４４が、描画領域Ｃｉ内の観測点の整相加算に用いる音速値Ｃｓ−ｉを補正すべきでないと判定をしたとき、描画領域Ｃｉに対する固定音速値ＣｓＦｉｘ−ｉ（第２の固定値）を設定し音速値保持出力部１０４５３に出力する。また、描画領域Ｃｉにおける特定観測点Ｑｉを検出するための仮の音響線信号を算出する整相加算を行う場合にも、固定音速値ＣｓＦｉｘ−ｉ（第１の固定値）を設定し音速値保持出力部１０４５３に出力する。固定音速値ＣｓＦｉｘ−ｉは、人体内にて取り得る音速値として１５２５ｍ／ｓ以上１５４５ｍ／ｓ以下であることが好ましい。本実施の形態では、固定音速値ＣｓＦｉｘ−ｉとして、人体内の標準的な音速値である１５４０ｍ／ｓを用いる構成としている。しかしながら、描画領域Ｃｉに適用される固定音速値ＣｓＦｉｘ−ｉはこれに限定されるものではなく、例えば、一の描画領域Ｃｉに適用される固定音速値ＣｓＦｉｘ−ｉは、一の描画領域Ｃｉを挟んで一の描画領域Ｃｉに隣接する２つの描画領域Ｃｉ＋１及び描画領域Ｃｉ−１に各々適用される音速値Ｃｓｉ＋１又は音速値Ｃｓｉ−１の何れか一方である構成としてもよい。
【００４５】
あるいは、一の描画領域Ｃｉに適用される固定音速値ＣｓＦｉｘ−ｉは、一の描画領域Ｃｉを挟んで一の描画領域Ｃｉに隣接する２つの描画領域Ｃｉ＋１及び描画領域Ｃｉ−１に各々適用される音速値Ｃｓｉ＋１及び音速値Ｃｓｉ−１の平均値等である構成としてもよい。
また、一の描画領域Ｃｉが複数の描画領域からなる列の端部に位置する場合には、一の描画領域Ｃｉに適用される固定音速値ＣｓＦｉｘ−ｉは、一の描画領域Ｃｉに隣接する１つの描画領域Ｃｉ＋１又は描画領域Ｃｉ−１に適用される音速値Ｃｓｉ＋１又は音速値Ｃｓｉ−１の何れか一方である構成としてもよい。
【００４６】
ｉｉｉ）音速値保持出力部１０４５３
音速値保持出力部１０４５３は、描画領域Ｃｉごとに整相加算に用いる音速値Ｃｓ−ｉを保持し、制御部１０８からの指示を受けて整相加算部１０４３に出力する。図１０は、音速値保持出力部１０４５３における音速出力方法を説明するための概略図である。
音速値保持出力部１０４５３は、保持される音速値Ｃｓ−ｉは、補正音速値算出部１０４５１より算出される補正音速値ＣｓＯｐｔ−ｉ（ｉ＝１〜５）、又は固定音速値設定部１０４５２より設定される固定音速値ＣｓＦｉｘ−ｉ（ｉ＝１〜５）の何れかであり、描画領域Ｃｉごと設定され１枚の超音波画像が生成されるまでの時間保持される。音速値保持出力部１０４５３は、各描画領域Ｃｉごとの補正音速値ＣｓＯｐｔ−ｉ（又は、固定音速値ＣｓＦｉｘ−ｉ）を被検体深さ方向に線形補間して被検体の各深さに連続して変化する補正音速値の出力値を算出し、整相加算部１０４３に出力する。
【００４７】
（６）補正音速値算出部１０４５１の詳細について
次に、上述した補正音速値算出部１０４５１の詳細について説明する。図１１は、補正音速値算出部１０４５１の構成を示す機能ブロック図である。図１２は、補正音速値算出部１０４５１における補正音速値算出方法を説明するための概略図である。
図１１に示すように、補正音速値算出部１０４５１は、音速試験値設定部１０４５１１、特定観測点音響線信号保持部１０４５１２、最大値検出部１０４５１３、及び補正音速値決定部１０４５１４を備える。
【００４８】
音速試験値設定部１０４５１１は、判定部１０４４から、描画領域Ｃｉ内の観測点の整相加算に用いる音速値Ｃｓ−ｉを補正すべきとの判定結果Ｊｄｇ−ｉを取得したとき、音速試験値ＣｓＴｓｔ−ｉを整相加算部１０４３に出力する。音速試験値ＣｓＴｓｔ−ｉとは、描画領域Ｃｉにおける特定観測点Ｑｉを検出するための仮の音響線信号を算出する整相加算を行うための試験用音速値であり、図１２に示すように、複数の音速値からなる。本実施の形態では、音速試験値ＣｓＴｓｔ−ｉは、１４００ｍ／ｓから１５９０ｍ／ｓまで１０ｍ／ｓごとの２０段階からなるｍ＝１〜２０の音速値とした。
【００４９】
整相加算部１０４３は、音速試験値ＣｓＴｓｔ−ｉと、判定部１０４４から整相加算部１０４３に出力される特定観測点Ｑｉの位置情報とに基づき、各音速試験値ＣｓＴｓｔ−ｉを用いて整相加算して算出した特定観測点Ｑｉにおける仮の音響線信号を生成し、特定観測点音響線信号保持部１０４５１２に出力する。
特定観測点音響線信号保持部１０４５１２はこれを保持する。最大値検出部１０４５１３は、特定観測点音響線信号保持部１０４５１２に保持される音響線信号の中から信号強度が最大である音響線信号を検出して、最大値が得られた音速試験値の水準を識別する識別情報ｍを補正音速値決定部１０４５１４に出力し、補正音速値決定部１０４５１４は最大値が得られたときの音速試験値ＣｓＴｓｔ−ｉを補正音速値ＣｓＯｐｔ−ｉとして決定する。補正音速値ＣｓＯｐｔ−ｉは、音速値保持出力部１０４５３に出力される。
【００５０】
音響線信号の最大値が得られたときの音速試験値ＣｓＴｓｔ−ｉを補正音速値ＣｓＯｐｔ−ｉとしたのは、検査部位に適合した音速値を用いて整相加算されたときに観測点からの反射超音波に基づく受信信号が適切に整相加算されて音響線信号が最大化するためである。
＜動作について＞
以上の構成からなる超音波診断装置１００の動作について説明する。
【００５１】
１．超音波検査時の動作の概要
図１３は、超音波診断装置１００における超音波検査時の制御方法を示すフローチャートである。
先ず、超音波検査開始後、第１回目のフレーム超音波画像の生成である場合には、ｋを初期化（ステップＳ１０１）する。
【００５２】
次に、ステップＳ１０２において、送信部１０３１は、プローブ１０１に存する複数の振動子１０１ａ中送信開口Ｔｘに含まれる各振動子に超音波ビームを送信させるための送信信号を供給する送信処理（送信イベント）を行う。
次に、ステップＳ１０３において、受信部１０４１は、プローブ１０１での超音波反射波の受信から得た電気信号に基づき受信信号を生成し受信信号保持部１０４２に出力し、受信信号保持部１０４２に受信信号を保持する。プローブ１０１に存する全ての振動子１０１ａから超音波送信が完了したか否かを判定する（ステップＳ１０４）。完了していない場合にはステップＳ１０２に戻り、送信開口Ｔｘを列方向に漸次移動させながら送信イベントを行い、完了している場合にはステップＳ１０５に進む。
【００５３】
次に、ステップＳ１０５において、音速値設定部１０４５は、被検体内の超音波画像を生成すべきフレームの範囲において、描画領域Ｃｉごとに描画領域Ｃｉ内の観測点について整相加算部１０４３における整相加算に用いる音速値Ｃｓ−ｉを設定し、整相加算部１０４３に出力する。音速設定処理（ステップＳ１０５）の詳細については後述する。
次に、ステップＳ１０６において、整相加算部１０４３は、被検体内の超音波画像を生成すべきフレームの範囲内に存する複数の観測点について、描画領域Ｃｉごとに設定された音速値Ｃｓ−ｉを用いて観測点から各受信振動子が受信した受信信号列を整相加算して、上記フレームの範囲内に存する複数の観測点について１フレームの音響線信号を生成する。
【００５４】
次に、ステップＳ１０７において、超音波画像生成部１０５は、整相加算部１０４３から出力される１フレームの音響線信号に対して包絡線検波、対数圧縮などの処理を実施して輝度変換し、その輝度信号を直交座標系に座標変換を施すことで１フレームの超音波画像（Ｂモード画像）を生成する。
次に、ステップＳ１０８において、表示部１０６は、超音波画像生成部１０５から出力される１フレームの超音波画像を表示画面に表示し、検査を終了する操作入力がされているか否かを判定し（ステップＳ１０９）、検査を終了する操作入力がされていない場合にはｋをインクリメントして（ステップＳ１１０）ステップＳ１０１に戻り、終了する操作入力がされている場合には超音波検査を終了する。
【００５５】
２．音速設定処理
図１４は、超音波診断装置１００における音速設定処理（ステップＳ１０５）を示すフローチャートである。
先ず、超音波検査開始後、第１回目のフレーム超音波画像の生成であるか否かを判定（ステップＳ１０５１）する。
【００５６】
第１回目のフレーム超音波画像の生成でない場合（第２回目以後のフレーム超音波画像の生成である場合）には、音速値設定部１０４５は制御部１０８からの指示に基づき、前回のフレーム超音波画像の生成時に用いられ音速値保持出力部１０４５３に保持されている音速値Ｃｓ−ｉを、現フレームにおける描画領域Ｃｉの音速値Ｃｓ−ｉとして設定して（ステップＳ１０５２）、ステップＳ１０５７に進む。
【００５７】
第１回目のフレーム超音波画像の生成である場合には、音速補正の要否判定処理を行う（ステップＳ１０５３）。
ステップＳ１０５３では、固定音速値設定部１０４５２は制御部１０８からの指示に基づき、固定音速値ＣｓＦｉｘ−ｉ（第１の固定値）を描画領域Ｃｉの音速値Ｃｓ−ｉに設定し音速値保持出力部１０４５３に出力する。音速値設定部１０４５は、音速値保持出力部１０４５３に保持されている固定音速値ＣｓＦｉｘ−ｉを描画領域Ｃｉの音速値Ｃｓ−ｉとして整相加算部１０４３に出力し（ステップＳ１０５３１）、整相加算部１０４３は、描画領域Ｃｉ内の観測点Ｐについて仮音響線信号を生成し（ステップＳ１０５３２）、音響線信号保持部１０４４１に出力する。
【００５８】
次に、特定観測点検出部１０４４３は、描画領域Ｃｉ内のサーチ領域Ｄｉ内の各観測点Ｐにおける音響線信号の強度値を比較して、音響線信号の最大値Ｍａｘ−ｉを採る観測点Ｐを探索して、特定観測点Ｑｉを検出する（ステップＳ１０５３３）。平均値算出部１０４４４は、描画領域Ｃｉ内の平均値算出領域Ｅｉ内の各観測点の示す音響線信号の平均値Ａｖｇ−ｉを算出する（ステップＳ１０５３４）。そして、評価値算出部１０４４５は、数式（１）又は数式（２）により、描画領域Ｃｉ内の観測点についての整相加算に用いる音速値Ｃｓ−ｉを補正すべきか否かの判定に用いる評価値Ｖｌ−ｉを算出し（ステップＳ１０５３５）、判定処理部１０４４６は、描画領域Ｃｉ内の観測点Ｐについての整相加算に用いる音速値Ｃｓ−ｉを補正すべきか否か判定する（ステップＳ１０５３６）。
【００５９】
評価値Ｖｌ−ｉが基準値以上である場合には、判定処理部１０４４６は、音速値Ｃｓ−ｉを補正すべきと判定し（ステップＳ１０５３７）、補正音速値算出部１０４５１は特定観測点Ｑｉに対する音響線信号を用いて描画領域Ｃｉに対する補正音速値ＣｓＯｐｔ−ｉを算出し（ステップＳ１０５４）、補正音速値ＣｓＯｐｔ−ｉを音速値保持出力部１０４５３に出力する。音速値保持出力部１０４５３は補正音速値ＣｓＯｐｔ−ｉから描画領域Ｃｉの音速値Ｃｓ−ｉを設定する（ステップＳ１０５５）。最適音速値算出の処理（ステップＳ１０５４）の詳細は後述する。
【００６０】
評価値Ｖｌ−ｉが基準値未満である場合には、補正音速値算出部１０４５１は音速値を補正すべきでないと判定し（ステップＳ１０５３８）、固定音速値設定部１０４５２は制御部１０８からの指示に基づき、固定音速値ＣｓＦｉｘ−ｉ（第２の固定値）を音速値保持出力部１０４５３に出力する。音速値保持出力部１０４５３は固定音速値ＣｓＦｉｘ−ｉを描画領域Ｃｉの音速値Ｃｓ−ｉに設定する（ステップＳ１０５６）。
【００６１】
次に、音速値設定部１０４５は、音速値保持出力部１０４５３に保持されている音速値を描画領域Ｃｉの音速値Ｃｓ−ｉとして整相加算部１０４３に出力し（ステップＳ１０５７）、全ての描画領域Ｃｉについて音速値Ｃｓ−ｉが設定されているか否かを判定し（ステップＳ１０５８）、設定されていない場合には描画領域Ｃｉをインクリメントして（ステップＳ１０５９）ステップＳ１０５１に戻り、設定されている場合には音速設定処理を終了する。
【００６２】
３．最適音速値算出処理
図１５は、超音波診断装置１００における最適音速値算出の処理（ステップＳ１０５４）を示すフローチャートである。
先ず、ステップＳ１０５４１では、音速試験値設定部１０４５１１は、判定部１０４４から、描画領域Ｃｉについて音速値Ｃｓ−ｉを補正すべきとの判定結果Ｊｄｇ−ｉを取得したとき、例えば、１４００ｍ／ｓから１５９０ｍ／ｓまでの変動範囲のうち、最小の音速試験値ＣｓＴｓｔ−ｉを設定し整相加算部１０４３に出力する。
【００６３】
次に、整相加算部１０４３は、音速試験値ＣｓＴｓｔ−ｉを用いて整相加算して算出した特定観測点Ｑｉにおける仮の音響線信号を生成する（ステップＳ１０５４２）。
次に、最大値検出部１０４５１３は、仮の音響線信号が特定観測点音響線信号保持部１０４５１２に保持されている音響線信号強度より大きいか否かを判定する（ステップＳ１０５４３）。初回のステップＳ１０５４３であって、保持されている音響線信号がない場合も同様の判定をする。
【００６４】
仮の音響線信号が特定観測点音響線信号保持部１０４５１２に保持されている音響線信号の強度以上である場合には、ステップＳ１０５４２で音響線信号を生成したときに用いた音速試験値ＣｓＴｓｔ−ｉの識別情報ｍを補正音速値決定部１０４５１４に出力し保持させる（ステップＳ１０５４４）。未満である場合には、現在の音速試験値ＣｓＴｓｔ−ｉが上記変動範囲における最大値であるか否かを判定する（ステップＳ１０５４５）。最大値でない場合には、音速試験値ＣｓＴｓｔ−ｉを増加し（ステップＳ１０５４６）、ステップＳ１０５４２に戻る。最大値である場合には、補正音速値決定部１０４５１４に保持されている識別情報ｍが示す音速試験値ＣｓＴｓｔ−ｉを補正音速値ＣｓＯｐｔ−ｉとして算出する（ステップＳ１０５４７）。補正音速値ＣｓＯｐｔ−ｉは、音速値保持出力部１０４５３に出力される。
【００６５】
＜評価試験＞
１．特定観測点から算出した補正音速値の適否について
超音波診断装置１００に至るための実験検討として、特定観察点Ｑｉにおいて最大音響線強度Ｍａｘ−ｉを示した音速試験値ＣｓＴｓｔ−ｉを補正音速値ＣｓＯｐｔ−ｉとし、算出した補正音速値ＣｓＯｐｔ−ｉの適否について評価を行った。超音波診断装置１００の動作から、描画領域Ｃｉの整相加算に用いる音速値を補正すべきか否かを判定する動作を除外した実験としての動作条件である。
【００６６】
図１６は、超音波診断装置１００に至る検討において補正音速値の評価に用いたファントムの超音波画像である。ファントムの音速値は既定値１４７０±１０ｍ／ｓである。超音波画像のフレームは、振動子列方向に振動子列と同幅の描画領域Ｃ１〜Ｃ５により被検体深さ方向に５分割されている。描画領域Ｃ１〜Ｃ５内の観測点（ｐｏｉｎｔ１〜５）は音響線強度が描画領域Ｃ１〜Ｃ５内で最大である特定観測点Ｑ１〜Ｑ５である。図１７は、超音波診断装置１００に至る検討における補正音速値の評価結果である。図１６に示す特定観測点Ｑ１〜Ｑ５について音速試験値ＣｓＴｓｔ−ｉの水準を振って最大音響線強度Ｍａｘ−ｉを示した音速試験値ＣｓＴｓｔ−ｉを補正音速値ＣｓＯｐｔ−ｉとして算出した結果である。本実験では、描画領域Ｃ１における特定観測点Ｑ１、及び描画領域Ｃ５における特定観測点Ｑ５において、算出された補正音速値ＣｓＯｐｔ−ｉが、ファントムの既定値と大きく異なる異常値を示した。
【００６７】
このように、描画領域Ｃｉの代表点として音響線強度が描画領域Ｃｉ内で最大である特定観測点Ｑｉを選択し、最大音響線強度Ｍａｘ−ｉを示した音速試験値ＣｓＴｓｔ−ｉを補正音速値ＣｓＯｐｔ−ｉとした場合に既定値と大きく異なる補正音速値ＣｓＯｐｔ−ｉが算出される場合があることが確認された。この原因として、振動子列近傍における多重反射の影響、被検体内深部における反射超音波の強度低下、ブレードな低密度組織からなるスペックル部分での反射超音波の強度低下に起因する反射超音波受波の信頼性低下等が考えられる。
【００６８】
２．最適音速値による音速補正の適否について
超音波診断装置１００に至るための実験検討として、音速値の補正の適否について、超音波診断装置１００を用いてフレーム音響線信号に基づき超音波画像生成部１０５で生成したＢモード画像を表示部１０６に表示させて確認した。
図１８、図２０は、超音波診断装置１００における音速試験値による音響線信号の強度変化の評価に用いた超音波画像である。超音波画像のフレームは、振動子列方向に振動子列と同幅の描画領域Ｃ１〜Ｃ５により被検体深さ方向に５分割されている。描画領域Ｃ１〜Ｃ５内の観測点（ｐｏｉｎｔ１〜４）は特定観測点Ｑ１〜Ｑ４である。このうち、特定観測点Ｑ３、Ｑ４（ｐｏｉｎｔ３〜４）について、特定観測点Ｑ３、Ｑ４と被検体内の深さが等価な観測点について、振動子列と平行に、３水準の音速試験値ＣｓＴｓｔ−ｉを用いて音響線信号の強度を算出した。図１９は、超音波診断装置１００を用いて音速試験値ＣｓＴｓｔ−ｉの水準を振って算出した、特定観測点と被検体内の深さが等価な観測点の音響線信号の強度波形であり、（ａ）は図１８における特定観測点Ｑ３に関する結果、（ｂ）は特定観測点Ｑ４に関する結果である。
【００６９】
図１９（ａ）に示すように、特定観測点Ｑ３では、特定観測点Ｑ３での音響線信号の強度値は急峻なピークを示し、ピークの高さは特定観測点Ｑ３と被検体内の深さが等価な観測点での音響線信号の強度値の変動に対して約４倍以上の大きさがある。そして、３水準の音速試験値ＣｓＴｓｔ−ｉを用いて算出した音響線信号の強度は、特定観測点Ｑ３付近において異なる値を示した。
【００７０】
他方、図１９（ｂ）では、特定観測点Ｑ４での音響線信号の強度値はピークを示す。特定観測点Ｑ４のピークの付近の変動幅は被検体内の深さが等価な観測点での音響線信号の強度値の変動幅に対してほぼ同じ大きさを示す。そして、３水準の音速試験値ＣｓＴｓｔ−ｉを用いて算出した音響線信号の強度は、特定観測点Ｑ４付近において重なっており、ほぼ同一の値を示した。
【００７１】
図２１は、超音波診断装置１００を用いて音速試験値の水準を振って算出した、図２０における特定観測点Ｑ１、Ｑ４の音響線信号の強度変化を示した結果である。
図２１に示すように、特定観測点Ｑ１では、２０水準の音速試験値ＣｓＴｓｔ−ｉを用いて算出した音響線信号の強度は、中央部分にピークを有する中凸形状を示し、音速試験値ＣｓＴｓｔ−ｉが約１４７０ｍ／ｓにおいて音響線信号の強度は最大値を示す。他方、２０水準の音速試験値ＣｓＴｓｔ−ｉを用いて算出した特定観測点Ｑ４での音響線信号の強度は平坦な形状を示し、明確な音響線信号の強度は最大値を示す音速試験値ＣｓＴｓｔ−ｉは特定できない結果となった。
【００７２】
以上の結果から、音響線信号の強度値が急峻なピークを示す特定観測点Ｑ３（図１８）、Ｑ１（図２０）では、特定観測点Ｑ３、Ｑ１付近の音響線信号の強度は音速試験値が変動したとき、特定観測点Ｑ３、Ｑ１付近において異なる値を示すことが確認された。このような場合には、音響線信号の最大値が得られたときの音速試験値ＣｓＴｓｔ−ｉを補正音速値ＣｓＯｐｔ−ｉとし、この補正音速値ＣｓＯｐｔ−ｉを用いて整相加算することにより音響線信号を最大化することができる。すなわち、観測点からの反射超音波に基づく受信信号が適切に整相加算されて音響線信号が最大化され、検査部位に適合した補正音速値が算出され、検査部位に適合した補正音速値を算出する処理が有効に作用する。
【００７３】
これに対し、音響線信号の強度値が明確なピークを示さない特定観測点Ｑ４（図１８及び図２０）では、音速試験値が変動したとき、特定観測点Ｑ４における音響線信号の強度はほぼ同一の値を示すことが確認された。このような場合には、音響線信号の最大値が得られたときの音速試験値ＣｓＴｓｔ−ｉを補正音速値ＣｓＯｐｔ−ｉとし、この補正音速値ＣｓＯｐｔ−ｉを用いて整相加算しても音響線信号を最大化することができない。しかしながら、音速試験値が変動範囲全体にわたって、特定観測点Ｑ４における音響線信号の強度はほぼ同一の値を示すことは、変動範囲内の音速試験値であればどのような音速値を用いても音響線信号の強度はほぼ同一の値を示すことを意味し、検査部位に適合した補正音速値を算出する処理は不要となると考えられる。
【００７４】
３．超音波診断装置１００における音速値補正の要否判定機能の評価
超音波診断装置１００における音速値補正の要否判定機能の適否について、フレーム音響線信号に基づき超音波画像生成部１０５で生成したＢモード画像を表示部１０６に表示させて確認した。
図２２は、超音波診断装置１００による音速補正要否判定の評価結果であり、（ａ）は検査部位が腱、（ｂ）は嚢胞、（ｃ）は白質である場合の結果である。
【００７５】
実験では、各検査部位を描画領域Ｃ１〜Ｃ５に分割し、各々の描画領域Ｃｉ内で最大音響線強度Ｍａｘ−ｉを示す点を特定観察点Ｑｉとした。そして、最大音響線強度Ｍａｘ−ｉと描画領域Ｃｉ内の平均値算出領域Ｅｉ内の平均音響線強度との比率から評価値Ｖｌ−ｉを算出した。
音速値補正の要否判定機能の評価では、特定観察点Ｑｉにおいて最大音響線強度Ｍａｘ−ｉを示した音速試験値ＣｓＴｓｔ−ｉを補正音速値ＣｓＯｐｔ−ｉとして各描画領域Ｃｉ内の観測点について整相加算を行い、生成した音響線信号から超音波画像を生成して、画質良化の有無を調べた。補正音速値ＣｓＯｐｔ−ｉを適用して画質が良化した描画領域Ｃｉを「◎」とし、画質が変化しない描画領域Ｃｉを「○」とした。前者を「◎」で示したのは、この描画領域Ｃｉでは、補正音速値ＣｓＯｐｔ−ｉを用いることにより最上の画質が得られることに基づく。後者を「○」で示したのは、描画領域Ｃｉでは、一定範囲（例えば、１４００ｍ／ｓから１５９０ｍ／ｓまで）の音速試験値ＣｓＴｓｔ−ｉであれば画質が変化せず、どのような音速値を用いても一定以上の画質が得られることに基づく。
【００７６】
図２２（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に示すように、評価値Ｖｌ−ｉが５．７１以上であれば、補正音速値ＣｓＯｐｔ−ｉを適用して描画領域Ｃｉの画質が良化するという結果になった。したがって、描画領域Ｃｉの評価値Ｖｌ−ｉが５．７１以上であれば、描画領域Ｃｉの整相加算に用いる音速値を補正すべきと判定をすることが好ましい。
他方、価値Ｖｌ−ｉが５．４３以下であれば、補正音速値ＣｓＯｐｔ−ｉを適用しても、描画領域Ｃｉの画質が変化しないという結果になった。したがって、描画領域Ｃｉの評価値Ｖｌ−ｉが５．４３以下であれば、描画領域Ｃｉの整相加算に用いる音速値を補正すべきでないと判定をすることが好ましい。
【００７７】
以上により、両者の中間値である５．５を閾値として、描画領域Ｃｉの評価値Ｖｌ−ｉが閾値以上である場合には、描画領域Ｃｉの整相加算に用いる音速値を補正すべきと判定し、評価値Ｖｌ−ｉが閾値未満である場合には音速値を補正すべきでないと判定する構成を採ってもよい。
これにより、描画領域Ｃｉの代表点として音響線強度が描画領域Ｃｉ内で最大である特定観測点Ｑｉを選択し、最大音響線強度Ｍａｘ−ｉを示した音速試験値ＣｓＴｓｔ−ｉを補正音速値ＣｓＯｐｔ−ｉとした場合において、図１７で示した例のように、既定値と大きく異なる補正音速値ＣｓＯｐｔ−ｉが算出されることを抑制できる。
【００７８】
＜効  果＞
以上、説明したように本実施の形態に係る超音波診断装置１００によれば、フレーム音響線信号が示す超音波画像の描画範囲であるフレームを複数に分割した描画領域Ｃｉを設定し、描画領域Ｃｉの代表点として描画領域Ｃｉ内で音響線強度が最大である特定観測点Ｑｉを選択する。
【００７９】
そして、特定観測点Ｑｉの音響線信号強度値と、描画領域Ｃｉ内の複数の観測点の音響線信号強度値とに基づき、描画領域Ｃｉ内の観測点についての整相加算に用いる音速値Ｃｓ−ｉを補正すべきか否か判定する判定部を備えた。
さらに、判定部が、音速値を補正すべきと判定をしたとき、代表点として特定観測点Ｑｉにおいて最大音響線強度Ｍａｘ−ｉを示した音速試験値ＣｓＴｓｔ−ｉを描画領域Ｃｉに対する補正音速値ＣｓＯｐｔ−ｉとする補正音速値算出部を備えた構成を採る。
【００８０】
上記した構成により、描画領域Ｃｉの代表点である特定観測点Ｑｉにおいてのみ整相加算を行うことで補正音速値ＣｓＯｐｔ−ｉを算出できるので、簡易な演算処理によって整相加算に用いる補正音速値ＣｓＯｐｔ−ｉを算出することができる。
さらに、特定観測点Ｑｉの音響線信号強度値と、描画領域Ｃｉ内の複数の観測点の音響線信号強度値とに基づき、描画領域Ｃｉ内の観測点Ｐについての整相加算に用いる音速値を補正すべきか否か判定するので、簡易な演算処理によって音速補正の要否を判定でき、既定値と大きく異なる補正音速値ＣｓＯｐｔ−ｉが算出されることを抑制できる。
【００８１】
そのため、整相加算に用いる音速値を補正すべきか否かの判定を超音波画像を生成する処理の中で行うことができ、検査効率を向上するとともに、検査時の機器操作を簡便にすることができる。その結果、超音波検査において、検査部位を変える度に異なる検査部位の組織に適合するための音速値キャリブレーションに伴う検査中断がなく、検査効率を向上するとともに、検査時の機器操作を簡便にすることができる。
【００８２】
＜変形例１＞
実施の形態に係る超音波診断装置１００では、図６に示すように、描画領域Ｃｉはフレーム音響線信号が示す超音波画像のフレームを被検体の深さ方向に複数に分割した領域とした。しかしながら、描画領域Ｃｉの構成は、同一の音速値Ｃｓを用いて整相加算を行う観測点Ｐが存在する範囲であればよく、超音波画像の描画範囲であるフレーム内において適宜変更することができる。
【００８３】
図２３は、変形例に係る描画領域Ｃｉの態様を示す概略図である。変形例では、描画領域Ｃｉはフレーム音響線信号が示す超音波画像のフレームを被検体の深さ方向と振動子列方向との各々においてマトリックス状に複数に分割した領域（Ｃ１１〜Ｃ５３）とした。これにより、被検体の深さ方向のみならず、振動子列方向においても描画領域Ｃｉごとに検査部位の組織に適合した補正音速値を用いて整相加算を行い音響線信号を生成することができる。その結果、被検体の表面に沿った方向で組織の成分が異なる場合に画質を良化することができる。
【００８４】
なお、別の態様として、描画領域Ｃｉはフレーム音響線信号が示す超音波画像のフレームを被検体の深さ方向と垂直な体表に平行な方向に複数に分割した領域としてもよい。
＜変形例２＞
実施の形態に係る超音波診断装置１００では、音波検査開始後、第１回目のフレーム超音波画像の生成であるか否かの判定を行う。そして、第１回目のフレーム超音波画像の生成でない場合（第２回目以後のフレーム超音波画像の生成である場合）には、前回のフレーム超音波画像の生成時に用いられた音速値Ｃｓ−ｉを、現フレームにおける描画領域Ｃｉの音速値Ｃｓ−ｉとして設定して整相加算を行う。または、第１回目のフレーム超音波画像の生成である場合には、音速補正の要否判定処理を行う構成とした。しかしながら、第１回目のフレーム超音波画像の生成でない場合であっても、例えば、操作パネルやプローブ１０１への付属ボタン等の操作入力受付手段に、検査者からの操作入力があった場合には、当該指示に基づいて音速補正の要否判定処理を行う構成としてもよい。
【００８５】
これにより、検査途中に検査対象部位が変更された場合等に、検査を継続しながら変更された検査部位の組織に適合した補正音速値を用いて整相加算を行い音響線信号を生成することができる。そのため、被検体の表面に沿った方向で組織の成分が異なる検査部位において、プローブを体表に沿って移動する検査などにおいて画質を良化することができる。また、異なる検査部位に適合するための音速値キャリブレーションを行う必要性から、検査部位を変える度に超音波検査を中断することがなく、検査効率を向上するとともに、検査時の機器操作を簡便にすることができる。
【００８６】
＜変形例３＞
実施の形態に係る超音波診断装置１００では、送信ビームフォーマ部１０３、受信ビームフォーマ部１０４の構成は、実施の形態に記載した構成以外にも、適宜変更することができる。
例えば、送信部１０３１は、実施の形態では、プローブ１０１に存する複数の振動子１０１ａの一部に当たる送信振動子列からなる送信開口Ｔｘを設定し、超音波送信ごとに送信開口Ｔｘを列方向に漸次移動させながら超音波送信を繰り返し、プローブ１０１に存する全ての振動子１０１ａから超音波送信を行う構成とした。
【００８７】
しかしながら、プローブ１０１に存する全ての振動子１０１ａから超音波送信を行う構成としてもよい。超音波送信を繰り返すことなく、一度の超音波送信で超音波照射領域Ａｘ全域から反射超音波を受信できる。
また、実施の形態では、計算対象領域Ｂｘは、受信開口Ｒｘの列中心を通り振動子列と垂直であって単一振動子幅の直線状の領域とした。
【００８８】
しかしながら、計算対象領域Ｂｘはこれに限定されるものではなく、超音波照射領域Ａｘに含まれる任意の領域に設定してもよい。例えば、受信開口Ｒｘの列中心を通り振動子列に垂直な直線を中心線とする複数の振動子幅の帯状の矩形領域としてもよい。また、超音波照射領域Ａｘと相似の砂時計型の領域としてもよい。また、送信イベントごと設定される計算対象領域Ｂｘが振動子列方向に重なるように設定してもよい。合成開口法により重なる領域の音響線信号を合成することにより生成される超音波画像のＳ／Ｎ比を向上できる。
【００８９】
＜その他の変形例＞
なお、本発明を上記実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上記の実施の形態に限定されず、以下のような場合も本発明に含まれる。
例えば、本発明は、マイクロプロセッサとメモリを備えたコンピュータシステムであって、上記メモリは、上記コンピュータプログラムを記憶しており、上記マイクロプロセッサは、上記コンピュータプログラムにしたがって動作するとしてもよい。例えば、本発明の超音波診断装置の診断方法のコンピュータプログラムを有しており、このプログラムに従って動作する（又は接続された各部位に動作を指示する）コンピュータシステムであってもよい。
【００９０】
また、上記超音波診断装置の全部、もしくは一部、またビームフォーミング部の全部又は一部を、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記録媒体、ハードディスクユニットなどから構成されるコンピュータシステムで構成した場合も本発明に含まれる。上記ＲＡＭ又はハードディスクユニットには、上記各装置と同様の動作を達成するコンピュータプログラムが記憶されている。上記マイクロプロセッサが、上記コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、各装置はその機能を達成する。
【００９１】
また、上記の各装置を構成する構成要素の一部又は全部は、１つのシステムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ（大規模集積回路））から構成されているとしてもよい。システムＬＳＩは、複数の構成部を１個のチップ上に集積して製造された超多機能ＬＳＩであり、具体的には、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを含んで構成されるコンピュータシステムである。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部又は全てを含むように１チップ化されてもよい。なお、ＬＳＩは、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。上記ＲＡＭには、上記各装置と同様の動作を達成するコンピュータプログラムが記憶されている。上記マイクロプロセッサが、上記コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、システムＬＳＩは、その機能を達成する。例えば、本発明のビームフォーミング方法がＬＳＩのプログラムとして格納されており、このＬＳＩがコンピュータ内に挿入され、所定のプログラム（ビームフォーミング方法）を実施する場合も本発明に含まれる。
【００９２】
なお、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサー（Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）を利用してもよい。
【００９３】
さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。
また、各実施の形態に係る、超音波診断装置の機能の一部又は全てを、ＣＰＵ等のプロセッサがプログラムを実行することにより実現してもよい。上記超音波診断装置の診断方法や、ビームフォーミング方法を実施させるプログラムが記録された非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体であってもよい。プログラムや信号を記録媒体に記録して移送することにより、プログラムを独立した他のコンピュータシステムにより実施するとしてもよい、また、上記プログラムは、インターネット等の伝送媒体を介して流通させることができるのは言うまでもない。
【００９４】
上記実施形態に係る超音波診断装置では、記憶装置であるデータ格納部を超音波診断装置内に含む構成としたが、記憶装置はこれに限定されず、半導体メモリ、ハードディスクドライブ、光ディスクドライブ、磁気記憶装置、等が、超音波診断装置に外部から接続される構成であってもよい。
また、ブロック図における機能ブロックの分割は一例であり、複数の機能ブロックを一つの機能ブロックとして実現したり、一つの機能ブロックを複数に分割したり、一部の機能を他の機能ブロックに移してもよい。また、類似する機能を有する複数の機能ブロックの機能を単一のハードウェア又はソフトウェアが並列又は時分割に処理してもよい。
【００９５】
また、上記のステップが実行される順序は、本発明を具体的に説明するために例示するためのものであり、上記以外の順序であってもよい。また、上記ステップの一部が、他のステップと同時（並列）に実行されてもよい。
また、超音波診断装置には、プローブ及び表示部が外部から接続される構成としたが、これらは、超音波診断装置内に一体的に具備されている構成としてもよい。
【００９６】
また、上記実施の形態においては、プローブは、複数の圧電素子が一次元方向に配列されたプローブ構成を示した。しかしながら、プローブの構成は、これに限定されるものではなく、例えば、複数の圧電変換素子を二次元方向に配列した二次元配列振動子や、一次元方向に配列された複数の振動子を機械的に揺動させて三次元の断層画像を取得する揺動型プローブを用いてもよく、測定に応じて適宜使い分けることができる。例えば、２次元に配列されたプローブを用いた場合、圧電変換素子に電圧を与えるタイミングや電圧の値を個々に変化させることによって、送信する超音波ビームの照射位置や方向を制御することができる。
【００９７】
また、プローブは、送受信部の一部の機能をプローブに含んでいてもよい。例えば、送受信部から出力された送信電気信号を生成するための制御信号に基づき、プローブ内で送信電気信号を生成し、この送信電気信号を超音波に変換する。併せて、受信した反射超音波を受信電気信号に変換し、プローブ内で受信電気信号に基づき受信信号を生成する構成を採ることができる。
【００９８】
また、各実施の形態に係る超音波診断装置、及びその変形例の機能のうち少なくとも一部を組み合わせてもよい。更に上記で用いた数字は、全て本発明を具体的に説明するために例示するものであり、本発明は例示された数字に制限されない。
さらに、本実施の形態に対して当業者が思いつく範囲内の変更を施した各種変形例も本発明に含まれる。
【００９９】
≪まとめ≫
以上、説明したように、本実施の形態に係る超音波診断装置は、複数の振動子が列設された超音波プローブが接続可能な超音波診断装置であって、前記複数の振動子から被検体に向けてなされた超音波送信に同期して、被検体内の複数の観測点について、各観測点から前記複数の振動子各々が受波した反射超音波に基づいて生成された受信信号を、前記各観測点と前記複数の振動子各々との間の距離の差を音速値で除して得た振動子各々への反射超音波到達時間の差で補償して加算することにより、前記複数の観測点に対する音響線信号を生成する整相加算部と、被検体内の一部領域内の複数の観測点の中から各観測点に対する音響線信号に基づき選択された特定観測点の音響線信号強度値と、前記一部領域内の複数の観測点の音響線信号強度値とに基づき、前記音速値を補正すべきか否か判定する判定部と、前記判定部が前記音速値を補正すべきと判定をしたとき、前記特定観測点に対する音響線信号を用いて前記一部領域に対する補正音速値を算出する補正音速値算出部とを備えた構成を採る。
【０１００】
係る構成により、簡易な演算処理によって整相加算に用いる補正音速値を算出することができる。また、簡易な演算処理によって音速補正の要否を判定でき、既定値と大きく異なる補正音速値が算出されることを抑制できる。
また、別の態様では、上記少なくとも何れかの構成において、前記整相加算部は、予め定めた第１の固定値を前記音速値として前記一部領域内の複数の観測点に対する仮音響線信号を生成し、前記判定部は、当該仮音響線信号に基づき前記特定観測点を選択し、前記特定観測点に関する仮音響線信号の強度値と前記一部領域内の複数の観測点の仮音響線信号の強度値とに基づき、前記音速値を補正すべきか否か判定し、前記判定部が、前記音速値を補正すべきと判定をしたとき、前記補正音速値算出部は前記補正音速値を算出し、前記整相加算部は前記補正音速値を前記音速値として前記一部領域内の複数の観測点に対する音響線信号を生成し、前記判定部が、前記音速値を補正すべきでないと判定をしたとき、前記整相加算部は、予め定められた第２の固定値を前記音速値として前記一部領域内の複数の観測点に対する音響線信号を生成する構成であってもよい。
【０１０１】
係る構成により、整相加算に用いる音速値を補正すべきか否かの判定を超音波画像を生成する処理の中で行うことができ、検査効率を向上するとともに、検査時の機器操作を簡便にすることができる。
また、別の態様では、上記少なくとも何れかの構成において、前記特定観測点は、前記一部領域内の複数の観測点のうち音響線信号の強度値が最大である観測点である構成であってもよい。また、別の態様では、上記少なくとも何れかの構成において、前記判定部は、前記特定観測点に関する音響線信号の強度値と、前記一部領域内の複数の観測点の音響線信号の強度の平均値との比率に基づき、前記音速値を補正すべきか否か判定する構成であってもよい。
【０１０２】
係る構成により、簡易な演算処理によって整相加算に用いる補正音速値を算出するとともに音速補正の要否を判定できる。
また、別の態様では、上記少なくとも何れかの構成において、前記音響線信号の強度の平均値算出の対象となる複数の観測点は、前記特定の観測点と被検体内の深さが等価である観測点である構成であってもよい。
【０１０３】
また、別の態様では、上記少なくとも何れかの構成において、前記音響線信号の強度の平均値算出の対象となる複数の観測点は、前記特定観測点を中心とした一定距離内の領域の中にある観測点である構成であってもよい。また、別の態様では、前記音響線信号の強度の平均値算出の対象となる複数の観測点は、前記特定観測点と被検体内の深さが等価なラインを中心として予め設定した所定の幅の中の領域内にある観測点である構成であってもよい。
【０１０４】
係る構成により、簡易な演算処理によって精度よく音速補正の要否を判定できる。
また、別の態様では、上記少なくとも何れかの構成において、前記判定部は、前記比率が基準値以上である場合に前記音速値を補正すべきと判定する構成であってもよい。また、別の態様では、上記少なくとも何れかの構成において、前記判定部は、前記比率が基準値未満である場合に前記音速値を補正すべきでないと判定する構成であってもよい。
【０１０５】
係る構成により、簡易な演算処理によって既定値と大きく異なる補正音速値が算出されることを抑制できる。
また、別の態様では、上記少なくとも何れかの構成において、前記判定部は、被検体内の複数の前記一部領域について前記音速値を補正すべきか否か判定する構成であってもよい。複数の前記一部領域はマトリックス状に配される構成であってもよい。
【０１０６】
係る構成により、精度よく音速補正の要否を判定できる。また、被検体の深さ方向のみならず、振動子列方向においても描画領域Ｃｉごとに検査部位の組織に適合した補正音速値を用いて整相加算を行い音響線信号を生成することができる。その結果、被検体の表面に沿った方向で組織の成分が異なる場合に画質を良化することができる。
また、別の態様では、上記少なくとも何れかの構成において、前記第２の固定値は、１５２５ｍ／ｓ以上１５４５ｍ／ｓ以下である構成であってもよい。
【０１０７】
係る構成により、簡易な演算処理によって適切に整相加算に用いる補正音速値を算出することができる。
また、別の態様では、上記少なくとも何れかの構成において、前記複数の一部領域は、被検体の深さ方向に並んで領域設定されている構成であってもよい。また、別の態様では、一の描画領域に適用される第２の固定音速値は、前記一の描画領域を挟んで前記一の描画領域に隣接する２つの描画領域に各々適用される音速値の何れか一方である構成であってもよい。また、別の態様では、一の描画領域に適用される第２の固定音速値は、前記一の描画領域を挟んで前記一の描画領域に隣接する２つの描画領域に各々適用される音速値の平均値である構成であってもよい。  係る構成により、簡易な演算処理によって精度よく補正音速値を算出することができる。
【０１０８】
また、別の態様では、上記少なくとも何れかの構成において、前記補正音速値算出部は、前記音速値を予め定めた範囲内で異ならせて前記特定観測点に対する音響線信号を複数回生成し、音響線信号強度が最大となったときの音速値を前記補正音速値とする構成であってもよい。
係る構成により、簡易な演算処理によって検査部位の組織に適合した補正音速値を算出することができる。
【０１０９】
また、本実施の形態に係る超音波診断装置の制御方法は、超音波プローブに列設された複数の振動子から被検体に向けてなされた超音波送信に同期して、被検体の一部領域内の複数の観測点について、各観測点から前記複数の振動子各々が受波した反射超音波に基づいて受信信号を生成し、当該受信信号を前記各観測点と前記複数の振動子各々間の距離差を予め定めた第１の固定値からなる音速値で除して得た振動子各々への反射超音波到達時間の差で補償して加算することにより、前記複数の観測点に対する音響線信号を生成し、各観測点に対する音響線信号に基づき前記一部領域内の複数の観測点から前記特定観測点を選択し、前記特定観測点に関する音響線信号強度値と前記一部領域内の複数の観測点の音響線信号強度値とに基づき前記音速値を補正すべきか否か判定し、前記音速値を補正すべきと判定をしたとき、前記特定観測点に対する音響線信号を用いて前記一部領域に適した補正音速値を算出し、前記補正音速値を前記音速値として前記一部領域内の複数の観測点に対する音響線信号を生成し、前記音速値を補正すべきでないと判定をしたとき、予め定めた第２の固定値を前記音速値として前記一部領域内の複数の観測点に対する音響線信号を生成する構成を採る。
【０１１０】
係る構成により、簡易な演算処理によって、整相加算に用いる補正音速値を算出することができる。また、簡易な演算処理によって、音速補正の要否を判定でき、既定値と大きく異なる補正音速値が算出されることを抑制できる。さらに、整相加算に用いる音速値を補正すべきか否かの判定を超音波画像を生成する処理の中で行うことができ、検査効率を向上するとともに、検査時の機器操作を簡便にすることができる。
【０１１１】
また、別の態様では、上記少なくとも何れかの構成において、前記特定観測点は、前記一部領域内の複数の観測点のうち音響線信号の強度値が最大である観測点である構成であってもよい。
係る構成により、簡易な演算処理によって整相加算に用いる補正音速値を算出することができる。
【０１１２】
また、別の態様では、上記少なくとも何れかの構成において、前記特定観測点に関する音響線信号の強度値と、前記一部領域内の複数の観測点の音響線信号の強度の平均値との比率が基準値以上である場合に前記音速値を補正すべきと判定する構成であってもよい。簡易な演算処理によって音速補正の要否を判定でき、既定値と大きく異なる補正音速値が算出されることを抑制できる。
【０１１３】
≪補足≫
以上で説明した実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、工程、工程の順序などは一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない工程については、より好ましい形態を構成する任意の構成要素として説明される。
【０１１４】
また、発明の理解の容易のため、上記各実施の形態で挙げた各図の構成要素の縮尺は実際のものと異なる場合がある。また本発明は上記各実施の形態の記載によって限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
さらに、超音波診断装置においては基板上に回路部品、リード線等の部材も存在するが、電気的配線、電気回路について当該技術分野における通常の知識に基づいて様々な態様を実施可能であり、本発明の説明として直接的には無関係のため、説明を省略している。なお、上記示した各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示したものではない。
【産業上の利用可能性】
【０１１５】
本開示にかかる超音波信号処理装置、超音波診断装置、超音波信号処理方法、及びコンピュータ読み取り可能な非一時的な記録媒体は、従来の超音波診断装置の性能向上、特に画質向上として有用である。また本開示は超音波への適用のみならず、複数のアレイ素子を用いたセンサ等の用途にも応用できる。
【符号の説明】
【０１１６】
１０１、２０１    プローブ
１０１ａ、２０１ａ  超音波振動子
１０２  マルチプレクサ部
１０３  送信ビームフォーマ部
１０３１  送信部
１０４  受信ビームフォーマ部
１０４１  受信部
１０４２  受信信号保持部
１０４３  整相加算部
１０４３１  遅延処理部
１０４３２  加算部
１０４３３  合成部    １０４２  受信開口設定部
１０４４  判定部
１０４４１  音響線信号保持部
１０４４２  領域設定部
１０４４３  特定観測点検出部
１０４４４  平均値算出部
１０４４５  評価値算出部
１０４４６  判定処理部
１０４５  音速値設定部
１０４５１  補正音速値算出部
１０４５１１  音速試験値設定部
１０４５１２  特定観測点音響線信号保持部
１０４５１３  最大値検出部
１０４５１４  補正音速値決定部
１０４５２  固定音速値設定部
１０４５３  音速値保持部
１０５  超音波画像生成部
１０６  表示部
１０７  データ格納部
１０８  制御部
２０２  受信ビームフォーマ部
【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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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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