(57)【要約】【課題】屈折の影響の有無を迅速に把握し、測定・演算にかかる時間を短縮すると共に、測定誤差の少ない測定・演算を行なうことができ、正確な局所音速値を求めることができる超音波画像生成方法および装置を提供する。【解決手段】振動子アレイが、２次元的に配列された振動子を有する振動子アレイであって、２次元の断層面の情報を複数、取得可能であり、Ｂモード画像を撮像して、着目領域を設定し、設定された着目領域に格子を設定し、複数の格子点での局所音速値を算出する音速本測定を行なうに際し、音速本測定に先立ち、音速プレ測定として、複数の断層面それぞれにおいて、格子の、超音波の走査方向に異なる２以上の格子点の環境音速値をそれぞれ測定し、測定した環境音速値の最大値と最小値との測定音速差が、所定の閾値以下となる断層面において、音速本測定を行なうことにより、前記課題を解決する。【選択図】図１
2012249929.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波探触子の振動子アレイから、被検体に超音波を送信すると共に、被検体からの超音波エコーを受信した前記振動子アレイが出力する受信信号に基づいて超音波画像を生成する超音波画像生成方法において、
前記振動子アレイが、２次元的に配列された振動子を有する振動子アレイであって、前記振動子の配列に応じて、２次元の断層面の情報を、前記断層面に直交する方向に、複数、取得可能であり、
Ｂモード画像を撮像して、着目領域を設定し、設定された着目領域に格子を設定し、複数の格子点での局所音速値を算出する音速本測定を行なうに際し、
前記音速本測定に先立ち、音速プレ測定として、複数の前記断層面それぞれにおいて、前記格子の、超音波の走査方向に異なる２以上の格子点の環境音速値をそれぞれ測定し、
測定した環境音速値の最大値と最小値との差である測定音速差が、所定の閾値以下となる前記断層面において、前記音速本測定を行なうことを特徴とする超音波画像生成方法。
【請求項２】
前記音速プレ測定を行った際の、前記測定音速差が最も小さい断層面で、前記音速本測定を行う請求項１に記載の超音波画像生成方法。
【請求項３】
前記音速プレ測定において、環境音速値の測定、および、前記測定音速差と前記所定の閾値との比較を、各断層面に対して順次行い、最初に前記測定音速差が所定の閾値以下となった断層面において、前記音速本測定を行う請求項１に記載の超音波画像生成方法。
【請求項４】
前記音速プレ測定において、さらに、異なる深度で、それぞれ、超音波の走査方向の２以上の格子点の環境音速値を測定して、すべての深度で、環境音速値の最大値と最小値との差が所定の閾値以下となる断層面において、前記音速本測定を行なう請求項１〜３のいずれかに記載の超音波画像生成方法。
【請求項５】
設定された着目領域を超える大きさの格子を設定する請求項１〜４のいずれかに記載の超音波画像生成方法。
【請求項６】
前記音速プレ測定において各断層面で環境音速値を測定する際の格子点の数は、前記音速本測定において局所音速値を算出する格子点の数よりも少ない請求項１〜５のいずれかに記載の超音波画像生成方法。
【請求項７】
前記音速プレ測定の際の環境音速値が最大値となる頻度が最も多い格子点を判別可能に表示する請求項１〜６のいずれかに記載の超音波画像生成方法。
【請求項８】
前記音速プレ測定において測定した環境音速値の最大値と最小値との差が、所定の閾値を超えた場合に、警告、または、環境音速値の測定結果を表示する請求項１〜７のいずれかに記載の超音波画像生成方法。
【請求項９】
前記前記音速本測定における局所音速値の測定結果を、前記超音波画像に重畳して表示する請求項１〜８のいずれかに記載の超音波画像生成方法。
【請求項１０】
超音波探触子の振動子アレイから、被検体に超音波を送信すると共に、被検体からの超音波エコーを受信した前記振動子アレイが出力する受信信号に基づいて超音波画像を生成する超音波画像診断装置において、
前記振動子アレイが、２次元的に配列された振動子を有し、前記振動子の配列に応じて、２次元の断層面の情報を、前記断層面に直交する方向に、複数、取得する２次元振動子アレイであって、
撮像領域内に着目領域を設定し、設定された前記着目領域に格子を設定して、複数の格子点を設定する着目領域設定部と、
複数の前記断層面において、前記格子の、超音波の走査方向に異なる２以上の格子点の環境音速値を測定し、測定した環境音速値の最大値と最小値との差である測定音速差を算出する音速プレ測定部と、
前記音速プレ測定部が算出した前記測定音速差が所定の閾値以下となる断層面において、前記格子の複数の格子点での局所音速値を算出する音速本測定部とを有することを特徴とする超音波画像診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波を送受信することにより生体内の臓器等の撮像を行って、診断のために用いられる超音波診断画像を生成する超音波画像生成方法および超音波画像診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、医療分野において、超音波画像を利用した超音波診断装置が実用化されている。一般に、この種の超音波診断装置は、振動子アレイを内蔵した超音波探触子（超音波プローブ）と、この超音波探触子に接続された装置本体とを有しており、超音波探触子から被検体に向けて超音波を送信し、被検体からの超音波エコーを超音波探触子で受信して、その受信信号を装置本体で電気的に処理することにより超音波画像が生成される。
【０００３】
ところで、超音波診断装置において、超音波画像を生成するとき、被検体の生体内の音速は一定であると仮定して、超音波画像を生成している。しかしながら、実際の生体内の音速値にはばらつきがあるため、このばらつきによって、超音波画像には空間的な歪みが生じていた。
これに対して、近年、被検体内の診断部位をより精度よく診断するために、任意の診断部位における音速値（局所音速値）を測定し、このような画像の歪みを補正することが行われている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、診断部位の周辺に複数の格子点を設定し、各格子点に対して超音波ビームを送受信することにより得られる受信データに基づいて、環境音速値（最適音速値）を測定し、複数の格子点の環境音速値から、各格子点における局所音速値の演算を行う超音波診断装置が提案されている。
また、特許文献２には、複数の第１の領域において、フォーカス処理におけるビーム集束度を判定し、各領域について音速値を求め、さらに、第１の領域よりも細分化された複数の第２の領域について音速値を求める超音波診断装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−９９４５２号公報
【特許文献２】特開２００９−２７９３０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、このような生体内の音速値を測定する際に、超音波ビームの送受信から得られる音速値（環境音速値）が方位方向（横方向）に乱れてしまう場合がある。例えば、腹部を測定する場合に、音速値が方位方向に乱れてしまう。これは、肝臓に行く前の腹壁の、脂肪層や筋肉層において、音波が屈折していると推定される。このように、ある領域において屈折等の影響で、音速値が実際の音速よりも、高く測定されてしまうことがある。
【０００７】
特許文献１のように、複数の格子点の環境音速から、各格子点における局所音速値の演算を行う場合や、特許文献２のように、細分化された複数の第２の領域について音速値を求める場合に、環境音速（第１の領域の音速値）が、実際の音速よりも、高く測定されてしまうと、正確な局所音速値（第２の領域の音速値）を求めることはできないおそれがある。
また、特許文献１や特許文献２のように局所音速値を求める場合には、演算に時間がかかるので、全ての測定・演算を行った後に、このような屈折の影響による測定誤差が、判明したのでは、演算時間が無駄にかかってしまう。
【０００８】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、屈折の影響の有無を迅速に把握し、測定・演算にかかる時間を短縮すると共に、測定誤差の少ない測定・演算を行なうことができ、正確な局所音速値を求めることができる超音波画像生成方法および超音波診断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明は、超音波探触子の振動子アレイから、被検体に超音波を送信すると共に、被検体からの超音波エコーを受信した前記振動子アレイが出力する受信信号に基づいて超音波画像を生成する超音波画像生成方法において、前記振動子アレイが、２次元的に配列された振動子を有する振動子アレイであって、前記振動子の配列に応じて、２次元の断層面の情報を、前記断層面に直交する方向に、複数、取得可能であり、Ｂモード画像を撮像して、着目領域を設定し、設定された着目領域に格子を設定し、複数の格子点での局所音速値を算出する音速本測定を行なうに際し、前記音速本測定に先立ち、音速プレ測定として、複数の前記断層面それぞれにおいて、前記格子の、超音波の走査方向に異なる２以上の格子点の環境音速値をそれぞれ測定し、測定した環境音速値の最大値と最小値との測定音速差が、所定の閾値以下となる前記断層面において、前記音速本測定を行なうことを特徴とする超音波画像生成方法を提供する。
【００１０】
ここで、前記音速プレ測定を行った際の、前記測定音速差が最も小さい断層面で、前記音速本測定を行うことが好ましい。
あるいは、前記音速プレ測定において、環境音速値の測定、および、前記測定音速差と前記所定の閾値との比較を、各断層面に対して順次行い、最初に前記測定音速差が所定の閾値以下となった断層面において、前記音速本測定を行うことが好ましい。
【００１１】
また、前記音速プレ測定において、さらに、異なる深度で、それぞれ、超音波の走査方向の２以上の格子点の環境音速値を測定して、すべての深度で、環境音速値の最大値と最小値との差が所定の閾値以下となる断層面において、前記音速本測定を行なうことが好ましい。
また、設定された着目領域を超える大きさの格子を設定することが好ましい。
また、前記音速プレ測定において各断層面で環境音速値を測定する際の格子点の数は、前記音速本測定において局所音速値を算出する格子点の数よりも少ないことが好ましい。
また、前記音速プレ測定の際の環境音速値が最大値となる頻度が最も多い格子点を判別可能に表示することが好ましい。
また、前記音速プレ測定において測定した環境音速値の最大値と最小値との差が、所定の閾値を超えた場合に、警告、および、環境音速値の測定結果を表示することが好ましい。
また、前記前記音速本測定における局所音速値の測定結果を、前記超音波画像に重畳して表示することが好ましい。
【００１２】
また、前記目的を達成するために、本発明は、超音波探触子の振動子アレイから、被検体に超音波を送信すると共に、被検体からの超音波エコーを受信した前記振動子アレイが出力する受信信号に基づいて超音波画像を生成する超音波画像診断装置において、前記振動子アレイが、２次元的に配列された振動子を有し、前記振動子の配列に応じて、２次元の断層面の情報を、前記断層面に直交する方向に、複数、取得する２次元振動子アレイであって、撮像領域内に着目領域を設定し、設定された前記着目領域に格子を設定して、複数の格子点を設定する着目領域設定部と、複数の前記断層面において、前記格子の、超音波の走査方向に異なる２以上の格子点の環境音速値を測定し、測定した環境音速値の最大値と最小値との差である測定音速差を算出する音速プレ測定部と、前記音速プレ測定部が算出した前記測定音速差が所定の閾値以下となる断層面において、前記格子の複数の格子点での局所音速値を算出する音速本測定部とを有することを特徴とする超音波画像診断装置を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
上記構成を有する本発明の超音波画像生成方法および超音波画像診断装置によれば、振動子アレイが、２次元的に配列された振動子を有する振動子アレイであって、振動子の配列に応じて、２次元の断層面の情報を、断層面に直交する方向に、複数、取得可能であり、音速本測定に先立ち、音速プレ測定として、複数の断層面それぞれにおいて、格子の、超音波の走査方向に異なる２以上の格子点の環境音速値をそれぞれ測定し、測定した環境音速値の最大値と最小値との測定音速差が、所定の閾値以下となる断層面において、音速本測定を行なうので、屈折の影響の有無を迅速に把握し、測定・演算にかかる時間を短縮すると共に、測定誤差の少ない測定・演算を行なうことができ、正確な局所音速値を求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る超音波画像生成方法を実施する超音波診断装置の構成を概念的に示すブロック図である。
【図２】図１の音速演算部の構成を概念的に示すブロック図である。
【図３】２次元振動子アレイと、断層面とを模式的に示す図である。
【図４】設定された格子点を模式的に示す図である。
【図５】（Ａ）および（Ｂ）は、選択されたプレ測定用格子点を模式的に示す図である。
【図６】（Ａ）および（Ｂ）は、環境音速値の測定結果を模式的に示す図である。
【図７】格子点を模式的に示す図である。
【図８】（Ａ）および（Ｂ）は、音速演算の原理を模式的に示す図である。
【図９】図１の超音波診断装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１０】プレ測定用格子点を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の超音波画像生成方法を実施する超音波診断装置について、添付の図面に示される好適実施例を基に、詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明の超音波画像生成方法を実施する超音波診断装置の一例の構成を概念的に示すブロック図であり、図２は、音速演算部２４の構成を概念的に示すブロック図である。
超音波診断装置１０は、超音波プローブ１２と、超音波プローブ１２に接続される送信回路１４および受信回路１６と、画像生成手段１８と、シネメモリ２２と、音速演算部２４と、表示制御部３２と、表示部３４と、制御部３６と、操作部３８と、格納部４０とを有する。
【００１７】
超音波プローブ１２は、２次元の振動子アレイ４２を有する。
振動子アレイ４２は、２次元に配列された複数の超音波トランスデューサ（振動子）を有している。これらの超音波トランスデューサは、超音波画像の撮像の際に、それぞれ送信回路１４から供給される駆動信号に従って超音波ビームを送信すると共に、被検体からの超音波エコーとを受信して受信信号を出力する。
【００１８】
図３に、２次元の振動子アレイ４２と、この振動子アレイ４２が超音波の送受信を行って、被検体の情報を取得する断層面Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、・・・Ｈｘ・・・Ｈｎとを模式的に示す。
図３に示すように、断層面は、振動子アレイ４２の超音波トランスデューサの配列に応じて、超音波の走査方向（ＡＺ方向）に平行な平面であり、ＡＺ方向と深さ方向とに垂直な方向（ＥＬ方向）に複数、設定される。
本発明においては、各断層面において、超音波の送受信を行って、超音波画像の撮像、および、音速値（局所音速値、環境音速値）の測定を行うことができる。
【００１９】
各超音波トランスデューサは、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）に代表される圧電セラミックや、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）に代表される高分子圧電素子、ＰＭＮ−ＰＴ（マグネシウムニオブ酸・チタン酸鉛固溶体）に代表される圧電単結晶等からなる圧電体の両端に電極を形成した振動子によって構成される。
【００２０】
そのような振動子の電極に、パルス状又は連続波の電圧を印加すると、圧電体が伸縮し、それぞれの振動子からパルス状又は連続波の超音波が発生して、それらの超音波の合成により超音波ビームが形成される。また、それぞれの振動子は、伝搬する超音波を受信することにより伸縮して電気信号を発生し、それらの電気信号は、超音波の受信信号として出力される。
【００２１】
送信回路１４は、例えば、複数のパルサを含んでおり、制御部３６からの制御信号に応じて選択された送信遅延パターンに基づいて、振動子アレイ４２の複数の超音波トランスデューサから送信される超音波が超音波ビームを形成するようにそれぞれの駆動信号の遅延量を調節して複数の超音波トランスデューサに供給する。
【００２２】
受信回路１６は、振動子アレイ４２の各超音波トランスデューサから送信される受信信号を増幅してＡ／Ｄ変換した後、制御部３６からの制御信号に応じて選択された受信遅延パターンに基づいて設定される音速または音速の分布に従い、各受信信号にそれぞれの遅延を与えて加算することにより、受信フォーカス処理を行う。この受信フォーカス処理により、超音波エコーの焦点が絞り込まれた受信データ（音線信号）が生成される。
受信回路１６は、受信データを画像生成手段１８、シネメモリ２２、および、音速演算部２４に供給する。
【００２３】
画像生成手段１８は、受信回路１６から供給された受信データから超音波画像を生成するものである。
画像生成手段１８は、信号処理部４６、ＤＳＣ４８、画像処理部５０、および、画像メモリ５２を有する。
【００２４】
信号処理部４６は、受信回路１６で生成された受信データに対し、超音波の反射位置の深度に応じて距離による減衰の補正を施した後、包絡線検波処理を施すことにより、被検体内の組織に関する断層画像情報であるＢモード画像信号を生成する。
【００２５】
ＤＳＣ（digital scan converter）４８は、信号処理部４６で生成されたＢモード画像信号を通常のテレビジョン信号の走査方式に従う画像信号に変換（ラスター変換）する。
また、ＤＳＣ４８は、後述する音速演算部２４から供給される音速マップの信号を通常のテレビジョン信号の走査方式に従う画像信号に変換する。
【００２６】
画像処理部５０は、ＤＳＣ４８から入力されるＢモード画像信号に階調処理等の各種の必要な画像処理を施した後、Ｂモード画像信号を表示制御部３２に出力する、あるいは画像メモリ５２に格納する。
【００２７】
表示制御部３２は、画像処理部５０によって画像処理が施されたＢモード画像信号に基づいて、表示部３４に超音波診断画像を表示させる。
表示部３４は、例えば、ＬＣＤ等のディスプレイ装置を含んでおり、表示制御部３２の制御の下で、超音波診断画像を表示する。
【００２８】
シネメモリ２２は、受信回路１６から出力される受信データを順次格納する。また、シネメモリ２２は、制御部３６から入力されるフレームレートに関する情報（例えば、超音波の反射位置の深度、走査線の密度、視野幅を示すパラメータ）を上記の受信データに関連付けて格納する。
【００２９】
音速演算部２４は、制御部３６による制御の下で、診断対象となる被検体内の組織における局所音速値を演算し、音速値と位置情報とを示す音速マップを生成する部位である。
ここで、本発明において、音速演算部２４は、環境音速値を測定する音速プレ測定を行って、屈折による測定誤差の有無を判定してから、局所音速値の測定（音速本測定）を行う。
音速演算部２４は、着目領域設定部６０と、プレ測定部６２と、本測定部６４とを有する。
【００３０】
着目領域設定部６０は、被検体内の着目領域ＲＯＩを設定すると共に、この着目領域ＲＯＩに、２次元的に格子を設定し、深さ方向および方位方向（超音波の走査方向）に、２次元的に複数の計測対象となる格子点としての格子点ＸＲＯＩを設定する。
着目領域設定部６０は、操作者による操作部３８からの入力に応じて、着目領域ＲＯＩを設定する。
また、着目領域設定部６０は、設定された着目領域ＲＯＩに応じて、複数の格子点ＸＲＯＩ（格子）を設定する。
【００３１】
図４は、着目領域ＲＯＩおよび格子点ＸＲＯＩが設定された断層面を模式的に示す図である。
図４において、破線Ｓ１〜Ｓ１３は、振動子アレイ４２から送信される超音波ビームの音線を概念的に示したものである。図４に示すように、格子点ＸＲＯＩは、方位方向（超音波の走査方向（ＡＺ方向））には、着目領域ＲＯＩ内に、音線毎に設定される。また、深さ方向の浅い位置においては、着目領域ＲＯＩの外側にも格子点ＸＲＯＩが設定されている。
また、図示例においては、深さ方向には、格子点ＸＲＯＩは、３点設定されているが、これに限定はされず、分解能や処理時間等に応じて、複数点、設定される。
着目領域設定部６０は、設定した着目領域ＲＯＩおよび複数の格子点ＸＲＯＩの情報をプレ測定部６２および本測定部６４に供給する。
【００３２】
プレ測定部６２は、局所音速値の測定（音速本測定）に先立ち、音速プレ測定として、各断層面Ｈｘにおいて、着目領域設定部６０が設定した複数の格子点ＸＲＯＩのうち数点について、環境音速値を測定し、屈折による測定誤差の有無を判定する部位である。
プレ測定部６２は、格子点選択部６６と、環境音速演算部６８と、環境音速比較部７０と、断面選択部７６とを有する。
【００３３】
格子点選択部６６は、着目領域設定部６０が設定した複数の格子点ＸＲＯＩから、音速プレ測定に用いるプレ測定用格子点を選択する部位である。ここで、格子点選択部６６が選択するプレ測定用格子点の数は、音速本測定において局所音速値を測定する格子点の数よりも少ない。
図５（Ａ）は、選択されたプレ測定用格子点を模式的に示す図である。
図５（Ａ）に示すように、格子点選択部６６は、各断層面Ｈｘにおいて、着目領域ＲＯＩの最も浅い位置で、着目領域ＲＯＩの方位方向の両端に位置する格子点Ｐｘ１、Ｐｘ３と、その中央に位置する格子点Ｐｘ２とを音速プレ測定に用いるプレ測定用格子点として選択する。
格子点選択部６６は、選択したプレ測定用格子点Ｐｘ１〜Ｐｘ３の情報を環境音速演算部６８に供給する。
【００３４】
なお、図示例においては、３点の格子点をプレ測定用格子点Ｐｘ１〜Ｐｘ３として選択したが、これに限定はされず、２点でも、４点以上でもよい。
また、最も浅い位置の格子点をプレ測定用格子点Ｐｘ１〜Ｐｘ３として選択したが、これに限定はされず、選択する格子点の方位方向の位置が異なれば、どの深さの格子点を選択してもよい。なお、同じ深さの格子点をプレ測定用格子点として選択するのが好ましい。
また、図示例においては、方位方向において、着目領域ＲＯＩの両端の格子点と、その中央に位置する格子点を、プレ測定用格子点Ｐｘ１〜Ｐｘ３として選択したが、これに限定はされず、どの位置の格子点を選択してもよい。例えば、図５（Ｂ）に示すように、着目領域ＸＲＯＩの外側の格子点と、その中央に位置する格子点を、プレ測定用格子点Ｐｘ１〜Ｐｘ３として選択してもよい。
【００３５】
環境音速演算部６８は、各断層面Ｈｘにおいて、プレ測定用格子点Ｐｘ１〜Ｐｘ３における環境音速値を演算する部位である。
ここで、環境音速値とは、各格子点に対し、設定音速に基づきフォーカス計算をして超音波画像を形成し、設定音速を種々変化させたときに画像のコントラスト、シャープネスが最も高くなる音速値であり、例えば特開平８−３１７９２６号公報に記載のように、画像のコントラスト、スキャン方向の空間周波数、分散等に基づいて環境音速値の判定を行うことができる。
環境音速演算部６８は、演算したプレ測定用格子点Ｐｘ１〜Ｐｘ３のそれぞれの環境音速値を環境音速比較部７０に供給する。
【００３６】
環境音速比較部７０は、各断層面Ｈｘにおいて、環境音速演算部６８が求めたプレ測定用格子点Ｐｘ１〜Ｐｘ３の環境音速値を比較し、屈折の影響による測定誤差の有無を判定する部位である。
環境音速比較部７０は、プレ測定用格子点Ｐｘ１、Ｐｘ２およびＰｘ３の環境音速値の最大値と最小値との差（測定音速差）ＤｖＸを求め、所定の閾値と比較する。
【００３７】
図６（Ａ）および（Ｂ）は、プレ測定用格子点Ｐｘ１、Ｐｘ２およびＰｘ３の環境音速値の測定例である。なお、図６においては、簡単のため、３つの断層面についての、環境音速値の測定例を示す。また、図６に示す例においては、所定の閾値を１００ｍ／ｓとする。
図６（Ａ）に示す例では、断層面Ｈ１における測定音速差Ｄｖ１は、約１６０ｍ／ｓであり、所定の閾値よりも大きく、断層面Ｈ２およびＨ３における測定音速差Ｄｖ２およびＤｖ３は、それぞれ、約７０ｍ／ｓ、約５０ｍ／ｓであり、所定の閾値よりも小さい。この場合には、断層面Ｈ１では、屈折の影響による測定誤差があると判定され、断層面Ｈ２およびＨ３では、屈折の影響による測定誤差は無いと判定される。
【００３８】
一方、図６（Ｂ）に示す例では、断層面Ｈ１、Ｈ２およびＨ３における測定音速差Ｄｖ１、Ｄｖ２およびＤｖ３は、それぞれ、約１６０ｍ／ｓ、約１３０ｍ／ｓ、約１１０ｍ／ｓであり、所定の閾値よりも大きい。この場合には、断層面Ｈ１、Ｈ２およびＨ３では、屈折の影響による測定誤差があると判定される。
環境音速比較部７０は、判定結果および測定音速差ＤｖＸの情報を断面選択部７６に供給する。
【００３９】
断面選択部７６は、環境音速比較部７０から供給された情報を元に、音速本測定を行う断層面Ｈｘを選択する。具体的には、環境音速比較部７０によって、屈折の影響による測定誤差が無いと判定された断面層Ｈｘについて、それぞれの断層面Ｈｘでの測定音速差ＤｖＸを比較して、測定音速差ＤｖＸが最も小さい断層面Ｈｘを、音速本測定を行う断層面として選択する。
【００４０】
例えば、図６（Ａ）に示す例では、環境音速比較部７０によって、屈折の影響による測定誤差が無いと判定された断面層Ｈ２およびＨ３の、測定音速差Ｄｖ２とＤｖ３を比較すると、Ｄｖ３の方が小さいので、断層面Ｈ３を、音速本測定を行う断層面として選択する。
一方、図６（Ｂ）に示す例のように、全ての断層面の測定音速差ＤｖＸが所定の閾値よりも大きい場合には、断層面を選択しない。
断面選択部７６は、選択した断層面の情報、あるいは、適切な断層面が無い旨の情報を本測定部６４および制御部３６に供給する。本測定部６４は、断面選択部７６が選択した断層面で音速本測定を行う。また、適切な断層面が無い場合には、本測定部６４は、音速本測定を行わない。
【００４１】
このように、２次元の振動子アレイを用いて、２次元の断層面の情報を、断層面に直交する方向に、複数、取得可能な構成において、設定した格子点ＸＲＯＩの局所音速値の測定（音速本測定）を行うに先立ち、音速プレ測定として、複数の断層面それぞれにおいて、音速本測定で用いる格子点の数よりも少ない数点の格子点の環境音速値を測定し、屈折の影響による測定誤差の有無を判定して、測定誤差が無いと判定された断層面において、音速本測定を行い、全ての断層面において、測定誤差があると判定された場合には、音速本測定を行わないので、屈折の影響の有無を迅速に把握することができ、測定誤差があり再測定が必要な場合であっても、音速本測定を行う前に判定することができるので、測定・演算にかかる時間を短縮することができる。また、屈折の影響の有無を判定して、測定誤差が無いと判定された断層面を選択して音速本測定を行うので、音速本測定を行う際に、測定誤差の少ない測定・演算を行なうことができ、正確な局所音速値を求めることができる。
また、音速プレ測定において、方位方向に異なる位置の格子点の環境音速値を比較することによって、音波の屈折による方位方向の音速値の乱れの有無を好適に判定することができる。
【００４２】
なお、図示例においては、所定の閾値を１００ｍ／ｓとしたが、これに限定はされず、屈折の影響による測定誤差の有無を好適に判定することができればよく、装置の構成や、求められる性能等に応じて、適宜決定すればよい。
【００４３】
また、全ての断層面において、測定音速差ＤｖＸが、所定の閾値よりも大きい場合には、図７に示すように、環境音速値が最大値となる頻度が最も多い格子点を判別可能にして音速プレ測定の結果を表示することが好ましい。
【００４４】
また、図示例においては、測定音速差ＤｖＸが最も小さくなる断層面Ｈｘを、音速本測定を行う断層面として選択したが、本発明はこれに限定はされず、測定音速差ＤｖＸが所定の閾値よりも小さくなる断層面Ｈｘであれば、いずれの断層面Ｈｘを選択してもよい。
なお、測定音速差ＤｖＸが最も小さくなる断層面Ｈｘを、音速本測定を行う断層面として選択することが好ましい。これにより、屈折の影響による測定誤差がより小さい断層面を選択することができる。
【００４５】
また、図示例においては、全ての断層面Ｈｘにおいて測定音速差ＤｖＸを求めて、各断層面Ｈｘについて測定誤差の有無を判定した後に、測定誤差が無いと判定された断層面Ｈｘの中から、音速本測定を行う断層面Ｈｘを選択する構成としたが、本発明はこれに限定はされず、各断層面Ｈｘについて、環境音速値の測定、測定音速差ＤｖＸの算出、および、測定音速差ＤｖＸと所定の閾値との比較を、順次行い、最初に測定音速差ＤｖＸが所定の閾値以下となった断層面Ｈｘを、音速本測定を行う断層面Ｈｘとして選択してもよい。
全ての断層面Ｈｘについて測定音速差ＤｖＸを求めて、測定誤差の有無を判定した後に、音速本測定を行う断層面Ｈｘを選択する構成は、屈折の影響による測定誤差がより小さい断層面を選択することができる点で好ましい。一方、測定誤差の有無の判定を順次行って、最初に測定音速差ＤｖＸが所定の閾値以下となった断層面Ｈｘを、音速本測定を行う断層面Ｈｘとして選択する構成は、演算時間を低減することができる点で好ましい。
【００４６】
本測定部６４は、プレ測定部６２が屈折の影響による測定誤差が無いと判定した断層面において、設定した格子点ＸＲＯＩにおける局所音速値を求める部位である。
本測定部６４は、環境音速演算部７２と、局所音速演算部７４とを有する。
【００４７】
環境音速演算部７２は、各格子点ＸＲＯＩにおける環境音速値を演算する部位である。環境音速演算部７２が、環境音速値を演算する方法は、環境音速演算部６８と同様に、各格子点に対し、設定音速に基づきフォーカス計算をして超音波画像を形成し、設定音速を種々変化させたときに画像のコントラスト、シャープネスが最も高くなる音速値を環境音速値として求める。
環境音速演算部７２は、求めた各格子点ＸＲＯＩにおける環境音速値を局所音速演算部７４に供給する。
【００４８】
局所音速演算部７４は、各格子点ＸＲＯＩにおける局所音速値を求める部位である。
局所音速演算部７４が行なう局所音速値の演算方法には、特に限定はなく、例えば本願の出願人により出願された特開２０１０−９９４５２号公報に記載の方法により行うことができる。
【００４９】
この方法は、図８（Ａ）に示されるように、被検体内に超音波を送信した際に、被検体の反射点となる格子点Ｘから振動子アレイ４２に到達する受信波Ｗｘに着目したとき、図８（Ｂ）に示されるように、格子点Ｘよりも浅い位置、すなわち振動子アレイ４２に近い位置に等間隔に配列されている複数の格子点を、格子点Ａ１、Ａ２、・・・とした時に、格子点Ｘからの受信波を受けた複数の格子点Ａ１、Ａ２、・・・からのそれぞれの受信波Ｗ１、Ｗ２、・・・の合成波Ｗｓｕｍが、ホイヘンスの原理により、格子点Ｘからの受信波Ｗｘに一致することを利用して、格子点Ｘにおける局所音速値を求める方法である。
【００５０】
まず、環境音速演算部７２から、すべての格子点Ｘ、Ａ１、Ａ２、・・・に対する環境音速値を取得する。
【００５１】
次に、格子点Ｘに対する環境音速値を用いて、格子点Ｘから発せられる仮想的な受信波Ｗｘの波形を算出する。
さらに、格子点Ｘにおける仮定的な局所音速値Ｖを種々変化させて、それぞれ格子点Ａ１、Ａ２、・・・からの受信波Ｗ１、Ｗ２、・・・の仮想的な合成波Ｗｓｕｍを算出する。このとき、格子点Ｘと各格子点Ａ１、Ａ２、・・・との間の領域Ｒｘａにおける音速は一様で、格子点Ｘにおける局所音速値Ｖに等しいものと仮定する。格子点Ｘから伝播した超音波が格子点Ａ１、Ａ２、・・・に到達するまでの時間はＸＡ１／Ｖ、ＸＡ２／Ｖ、・・・となる。ここで、ＸＡ１、ＸＡ２、・・・は、それぞれ格子点Ａ１、Ａ２、・・・と格子点Ｘとの間の距離である。そこで、格子点Ａ１、Ａ２、・・・からそれぞれ時間ＸＡ１／Ｖ、ＸＡ２／Ｖ、・・・だけ遅延して発した反射波を合成することにより、仮想的な合成波Ｗｓｕｍを求めることができる。
【００５２】
次に、このように格子点Ｘにおける仮定的な局所音速値Ｖを種々変化させて算出された複数の仮想的な合成波Ｗｓｕｍと格子点Ｘからの仮想的な受信波Ｗｘとの誤差をそれぞれ算出し、誤差が最小になる仮定的な局所音速値Ｖを格子点Ｘにおける局所音速値と判定する。ここで、仮想的な合成波Ｗｓｕｍと格子点Ｘからの仮想的な受信波Ｗｘとの誤差の算出方法としては、互いの相互相関をとる方法、受信波Ｗｘに合成波Ｗｓｕｍから得られる遅延を掛けて位相整合加算する方法、合成波Ｗｓｕｍに受信波Ｗｘから得られる遅延を掛けて位相整合加算する方法等を採用することができる。
以上のようにして、選択した断層面Ｈｘにおいて、着目領域ＲＯＩ内の各格子点ＸＲＯＩにおける局所音速値を求めることができる。
局所音速演算部７４は、各格子点ＸＲＯＩにおける局所音速値と各格子点ＸＲＯＩの位置情報とを関連づけて音速マップを生成し、画像生成手段１８のＤＳＣ４８に供給する。音速マップの情報は、ＤＳＣ４８で画像信号に変換され、表示部３４に表示される。
【００５３】
制御部３６は、操作者により操作部３８から入力された指令に基づいて超音波診断装置各部の制御を行う。
操作部３８は、操作者が入力操作を行うためのものであり、キーボード、マウス、トラックボール、タッチパネル等から形成することができる。
【００５４】
格納部４０は、動作プログラム等を格納するもので、ハードディスク、フレキシブルディスク、ＭＯ、ＭＴ、ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ等の記録媒体を用いることができる。
なお、信号処理部４６、ＤＳＣ４８、画像処理部５０、表示制御部３２および音速演算部２４は、ＣＰＵと、ＣＰＵに各種の処理を行わせるための動作プログラムから構成されるが、それらをデジタル回路で構成してもよい。
【００５５】
なお、超音波診断装置１０は、複数の表示モードを有し、表示モードを選択することによって、表示部３４に所望の画像を表示する構成であってもよい。例えば、超音波画像（Ｂモード画像）を単独で表示するモードと、Ｂモード画像に局所音速値（音速マップ）を重畳して表示するモード（例えば、局所音速値に応じて色分けまたは輝度を変化させる表示、あるいは局所音速値が等しい点を線で結ぶ表示）とを有し、操作者が操作部３８から、いずれかの表示モードを選択する構成としてもよい。
【００５６】
次に超音波診断装置１０の動作について図９のフローチャートを参照して具体的に説明する。
まず、任意の断層面において、Ｂモード画像を撮像する。
具体的には、操作者は、超音波プローブ１２を被検体の表面に当接し、測定を開始すると、任意の断層面において、送信回路１４から供給される駆動信号に従って振動子アレイ４２から超音波ビームが送信され、被検体からの超音波エコーを、振動子アレイ４２が受信し、受信信号を出力する。
受信回路１６は、受信信号から受信データを生成し、画像生成手段１８に供給する。画像生成手段１８の信号処理部４６は、受信データを処理してＢモード画像信号を生成する。Ｂモード画像信号を、ＤＳＣ４８がラスター変換し、画像処理部５０が画像処理を施し、超音波画像が生成される。生成された超音波画像は、画像メモリ５２に格納されると共に、表示制御部３２により超音波画像が表示部３４に表示される（Ｓ１００）。
【００５７】
次に、表示された超音波画像を参照して、操作者が、操作部３８を操作して着目領域ＲＯＩの設定指示を入力する。着目領域設定部６０は、操作部３８からの入力指示に応じて全ての断層面Ｈｘに対して、着目領域ＲＯＩを設定すると共に、２次元的に配列された複数の格子点ＸＲＯＩを設定する（Ｓ１０２）。
着目領域ＲＯＩおよび格子点ＸＲＯＩが設定されると、プレ測定部６２は、全ての断層面Ｈｘに対して、音速本測定に用いる格子点の数よりも少ない数点のプレ測定用格子点について環境音速値を測定し（Ｓ１０４）、各断層面Ｈｘにおいて、測定音速差ＤｖＸが、所定の閾値以下かどうかを判定する（Ｓ１０６）。
【００５８】
測定音速差ＤｖＸが所定の閾値以下となる断層面Ｈｘがある場合には、測定音速差ＤｖＸが所定の閾値以下の断層面Ｈｘの中から、音速本測定に用いる断層面Ｈｘを選択する（Ｓ１０７）。音速本測定を行う断層面Ｈｘが選択されると、選択された断層面Ｈｘにおいて、Ｂモード画像（超音波画像）を撮影すると共に、本測定部６４が、音速本測定を行い（Ｓ１０８）、超音波画像と音速値の測定結果とを、表示部３４に表示して（Ｓ１１０）、測定を終了する。
【００５９】
一方、全ての断面において、測定音速差ＤｖＸが所定の閾値以上の場合には、音速プレ測定の結果、測定誤差がある旨の案内を表示部３４に表示して（Ｓ１１２）、再度、測定を行うか否かの案内を表示部３４に表示する（Ｓ１１４）。再測定を行う場合は、ＲＯＩの設定に用いるＢモード画像の撮像（Ｓ１００）から測定を行う。一方、再測定を行わない場合には、測定を終了する。
【００６０】
このように、本発明に係る超音波画像生成方法を実施する超音波診断装置１０は、２次元の振動子アレイを用いて、２次元の断層面の情報を、断層面に直交する方向に、複数、取得可能な構成において、設定した格子点ＸＲＯＩの局所音速値の測定（音速本測定）を行うに先立ち、音速プレ測定として、複数の断層面それぞれにおいて、音速本測定に用いる格子点の数よりも少ない数点の、方位方向に異なる位置の格子点の環境音速値を測定し、屈折の影響による測定誤差の有無を判定して、測定誤差が無いと判定された断層面において、音速本測定を行い、全ての断層面において、測定誤差があると判定された場合には、音速本測定を行わないので、屈折の影響の有無を迅速に把握することができ、測定誤差があり再測定が必要な場合であっても、音速本測定を行う前に判定することができるので、測定・演算にかかる時間を短縮することができる。また、屈折の影響の有無を判定して、測定誤差が無いと判定された断層面を選択して音速本測定を行うので、音速本測定を行う際に、測定誤差の少ない測定・演算を行なうことができ、正確な局所音速値を求めることができる。
【００６１】
なお、図示例においては、プレ測定部６２は同じ深さの１列において、プレ測定用格子点Ｐ１〜Ｐ３を選択して、環境音速値の比較を行って、屈折の影響の有無を判定したが、本発明は、これに限定はされず、２列以上の異なる深さにおいて、プレ測定用格子点を選択して、それぞれの列で、環境音速値の比較を行ってもよい。
【００６２】
図１０は、プレ測定用格子点を概念的に示す図である。
図１０に示すように、格子点選択部６６は、着目領域ＲＯＩの最も浅い位置で、着目領域ＲＯＩの方位方向の両端に位置する格子点Ｐ１、Ｐ３と、その中央に位置する格子点Ｐ２とをプレ測定用格子点として選択すると共に、着目領域ＲＯＩの最も深い位置で、着目領域ＲＯＩの方位方向の両端に位置する格子点Ｑ１、Ｑ３と、その中央に位置する格子点Ｑ２とをプレ測定用格子点として選択する。
【００６３】
このように、複数の深さにおいて、プレ測定用格子点を選択した場合には、環境音速比較部７０は、プレ測定用格子点Ｐ１〜Ｐ３の環境音速値の最大値と最小値との差を求めて、所定の閾値と比較すると共に、プレ測定用格子点Ｑ１〜Ｑ３の環境音速値の最大値と最小値との差を求めて、所定の閾値と比較する。比較の結果、どちらも所定の閾値以下の場合に、屈折の影響による測定誤差が無い断層面と判定する。
【００６４】
本発明は、基本的に以上のようなものである。
以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【００６５】
１０    超音波診断装置
１２    超音波プローブ
１４    送信回路
１６    受信回路
１８    画像生成手段
２２    シネメモリ
２４    音速演算部
３２    表示制御部
３４    表示部
３６    制御部
３８    操作部
４０    格納部
４２    振動子アレイ
４６    信号処理部
４８    ＤＳＣ
５０    画像処理部
５２    画像メモリ
６０    着目領域設定部
６２    プレ測定部
６４    本測定部
６６    格子点選択部
６８、７２  環境音速演算部
７０    環境音速比較部
７４    局所音速演算部
７６    断面選択部
【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】
2012249929.tif 000009
【図８】
2012249929.tif 000010
【図９】
2012249929.tif 000011
【図１０】
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