(57)【要約】【課題】被検体等の動きに関係なく、医師が当初設定していた着目領域の音速マップを生成する。【解決手段】表示部に表示されているＢモード画像上に着目領域を設定する。着目領域内に複数の送信焦点を設定して超音波の送受信を行うことで、着目領域に対応するＲＦデータを取得する。着目領域に対応するＲＦデータに基づき着目領域の局所音速値を算出して、着目領域の音速分布を示す音速マップを生成する。音速マップをＢモード画像上に重畳表示する。新たに取得されたＢモード画像における着目領域の位置を追跡する。着目領域の位置の追跡結果に基づき、着目領域の位置の変化に応じて新たな音速マップを生成して、この音速マップをＢモード画像上に重畳表示する。【選択図】図１３
2013244161.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波を被検体に送信し、かつ前記被検体によって反射された超音波を受信して超音波検出信号を出力する複数の素子を含む超音波探触子と、
前記複数の素子をそれぞれ駆動する複数の駆動信号を前記複数の素子に供給し、かつ当該複数の素子から出力された前記超音波検出信号に基づき受信データを生成する送受信部であって、前記複数の素子に供給する前記複数の駆動信号の遅延量を調節することで超音波ビームを形成する送受信部と、
前記送受信部が生成した受信データに基づきＢモード画像を生成する画像生成部と、
前記Ｂモード画像を表示する表示部と、
前記表示部に表示された前記Ｂモード画像上に着目領域を設定する着目領域設定部と、
前記Ｂモード画像内での前記着目領域の位置を追跡する着目領域追跡部と、
少なくとも前記着目領域内に前記超音波ビームの送信焦点を複数設定し、各前記送信焦点に対する前記超音波ビームの送受信を前記送受信部に行わせることで、前記着目領域の音速測定用の受信データを取得して、当該音速測定用の受信データに基づき前記着目領域の音速分布を示す音速マップを生成する音速マップ生成部であって、前記着目領域追跡部の追跡結果に基づき、前記着目領域の変位に応じて変位後の前記着目領域に対応する新たな前記音速マップを生成する音速マップ生成部と、
を備える超音波診断装置。
【請求項２】
前記音速マップ生成部は、
前記着目領域追跡部の追跡結果に基づき少なくとも前記着目領域内に前記送信焦点を複数設定し、各前記送信焦点に対する前記超音波ビームの送受信を前記送受信部に行わせることで、前記着目領域の前記音速測定用の受信データを取得する第１の送受信制御部と、
前記第１の送受信制御部により取得された前記音速測定用の受信データに基づき、前記音速マップを生成する第１の音速マップ生成部と、を有する請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記第１の送受信制御部は、前記着目領域の外側にも前記送信焦点を複数設定して、前記着目領域の外側の前記音速測定用の受信データを取得するものであり、
前記第１の音速マップ生成部は、前記着目領域の内側と外側とにおける前記音速測定用の受信データに基づき、前記音速マップを生成する請求項２記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記音速マップ生成部は、
前記Ｂモード画像の前記着目領域を包含する包含領域に前記送信焦点を複数設定し、各前記送信焦点に対する前記超音波ビームの送受信を前記送受信部に行わせることで、前記包含領域内の音速測定用の受信データを取得する第２の送受信制御部と、
前記着目領域追跡部の追跡結果に基づき、前記第２の送受信制御部により取得された前記音速測定用の受信データの中から前記着目領域内の前記音速測定用の受信データを選択し、この当該受信データに基づき前記音速マップを生成する第２の音速マップ生成部と、を有する請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記包含領域は、前記Ｂモード画像の全領域である請求項４記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記包含領域は、前記着目領域のよりも広くかつ前記Ｂモード画像の全領域よりも狭い請求項４記載の超音波診断装置。
【請求項７】
少なくとも前記着目領域内の特徴点を抽出する特徴点抽出部と、前記特徴点抽出部が抽出した前記特徴点を追跡する特徴点追跡部とを有しており、
前記着目領域追跡部は、前記特徴点追跡部の追跡結果に基づき、前記着目領域の追跡を
行う請求項１から６のいずれか１項記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記着目領域設定部により前記着目領域が矩形状に設定された場合に、前記特徴点抽出部は、前記着目領域の四隅部の周囲から前記特徴点を抽出する請求項７記載の超音波診断装置。
【請求項９】
前記超音波探触子には、当該超音波探触子の変位を検出する変位検出センサが設けられており、
前記着目領域追跡部は、前記変位検出センサの検出信号に基づき、前記着目領域の追跡を行う請求項１から６のいずれか１項記載の超音波診断装置。
【請求項１０】
前記表示部は、前記Ｂモード画像上に前記音速マップを重畳表示する請求項１から９のいずれか１項記載の超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｂモード画像内に設定された着目領域の音速マップを生成する超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療分野では、被検体の内部を観察して診断を行うために超音波診断装置がよく用いられている。超音波診断装置は、超音波の送受信を行う超音波探触子（プローブ）を有しており、超音波プローブから被検体内に向けて超音波を送信し、被検体内で反射された超音波を超音波探触子で受信することで、この受信信号に基づきＢモード画像を生成することができる。Ｂモード画像は、超音波エコーの振幅を点の明るさ（輝度）により表した画像である。このＢモード画像により、被検体内に存在する構造物（例えば、内臓や病変組織等）の輪郭を観察することができる。
【０００３】
近年、被検体内の診断部位を精度よく診断するために、Ｂモード画像上で医師が指定した着目領域（診断部位）における局所音速を測定し、この着目領域における音速分布を表す音速マップを生成して、Ｂモード画像に重畳して表示している。このような着目領域における局所音速を測定する方法は例えば特許文献１に開示されている。
【０００４】
特許文献１記載の局所音速の算出方法では、着目領域の格子点ＸＲＯＩと超音波探触子との間に複数の格子点Ａ１，Ａ２，…を設定して、格子点ＸＲＯＩと格子点Ａ１，Ａ２，…の位置関係から格子点ＸＲＯＩにおける局所音速を求める（図１０参照）。具体的には、ホイヘンスの原理により、格子点ＸＲＯＩからの受信波と、格子点Ａ１，Ａ２，…からの受信波を仮想的に合成した受信波とが一致することを利用する。これにより、局所音速を正確に測定することができるので、高精度な音速マップが得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−９９４５２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、被検体または超音波探触子の動きの影響により、着目領域の位置がずれる場合がある。このような場合は、医師が当初設定していた着目領域の音速マップが得られないので、正確な診断を行うことができないという問題が生じる。また、医師が当初設定していた着目領域の音速マップを得るためには、着目領域を再設定する必要があり、診断を効率良く行うことができないといった問題も生じる。
【０００７】
本発明の目的は、被検体または超音波探触子の動きに関係なく、医師が当初設定していた着目領域の音速マップを生成可能な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】
【０００８】
本発明の目的を達成するための超音波診断装置は、超音波を被検体に送信し、かつ被検体によって反射された超音波を受信して超音波検出信号を出力する複数の素子を含む超音波探触子と、複数の素子をそれぞれ駆動する複数の駆動信号を複数の素子に供給し、かつ複数の素子から出力された超音波検出信号に基づき受信データを生成する送受信部であって、複数の素子に供給する複数の駆動信号の遅延量を調節することで超音波ビームを形成する送受信部と、送受信部が生成した受信データに基づきＢモード画像を生成する画像生
成部と、Ｂモード画像を表示する表示部と、表示部に表示されたＢモード画像上に着目領域を設定する着目領域設定部と、Ｂモード画像内での着目領域の位置を追跡する着目領域追跡部と、少なくとも着目領域内に超音波ビームの送信焦点を複数設定し、各送信焦点に対する超音波ビームの送受信を送受信部に行わせることで、着目領域の音速測定用の受信データを取得して、音速測定用の受信データに基づき着目領域の音速分布を示す音速マップを生成する音速マップ生成部であって、着目領域追跡部の追跡結果に基づき、着目領域の変位に応じて変位後の着目領域に対応する新たな音速マップを生成する音速マップ生成部と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、着目領域の変位に応じて変位後の着目領域に対応する新たな音速マップを生成することができる。
【００１０】
音速マップ生成部は、着目領域追跡部の追跡結果に基づき着目領域内に送信焦点を複数設定し、各送信焦点に対する超音波ビームの送受信を送受信部に行わせることで、着目領域内の音速測定用の受信データを取得する第１の送受信制御部と、第１の送受信制御部により取得された音速測定用の受信データに基づき、音速マップを生成する第１の音速マップ生成部と、を有することが好ましい。着目領域の変位に応じて変位後の着目領域に対応する新たな音速マップを生成することができる。
【００１１】
第１の送受信制御部は、着目領域の外側にも送信焦点を複数設定して、着目領域の外側の音速測定用の受信データを取得するものであり、第１の音速マップ生成部は、着目領域の内側と外側とにおける音速測定用の受信データに基づき、音速マップを生成することが好ましい。着目領域の変位量が大きい場合でも、着目領域の内側の音速値と外側の音速値とに基づいて、着目領域の外周付近の音速値を補間処理により求めて音速マップに反映させることができる。
【００１２】
音速マップ生成部は、Ｂモード画像の着目領域を包含する包含領域に送信焦点を複数設定し、各送信焦点に対する超音波ビームの送受信を送受信部に行わせることで、包含領域内の音速測定用の受信データを取得する第２の送受信制御部と、着目領域追跡部の追跡結果に基づき、第２の送受信制御部により取得された音速測定用の受信データの中から着目領域内の音速測定用の受信データを選択し、この受信データに基づき音速マップを生成する第２の音速マップ生成部と、を有することが好ましい。着目領域の変位に応じて変位後の着目領域に対応する新たな音速マップを生成することができる。
【００１３】
包含領域は、Ｂモード画像の全領域であることが好ましい。
【００１４】
包含領域は、着目領域よりも広くかつＢモード画像の全領域よりも狭いことが好ましい。これにより、超音波診断装置の処理負荷を低減することができる。
【００１５】
少なくとも着目領域内の特徴点を抽出する特徴点抽出部と、特徴点抽出部が抽出した特徴点を追跡する特徴点追跡部とを有しており、着目領域追跡部は、特徴点追跡部の追跡結果に基づき、着目領域の追跡を行うことが好ましい。これにより、被検体または超音波探触子が動いた場合でも着目領域の追跡を行うことができる。
【００１６】
着目領域設定部により着目領域が矩形状に設定された場合に、特徴点抽出部は、着目領域の四隅部の周囲から特徴点を抽出することが好ましい。
【００１７】
超音波探触子には、超音波探触子の変位を検出する変位検出センサが設けられており、着目領域追跡部は、変位検出センサの検出信号に基づき、着目領域の追跡を行うことが好ましい。これにより、被検体または超音波探触子が動いた場合でも着目領域の追跡を行う
ことができる。
【００１８】
表示部は、Ｂモード画像上に音速マップを重畳表示することが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の超音波診断装置は、着目領域の変位に応じて変位後の着目領域に対応する新たな音速マップを生成することができるので、被検体や超音波探触子の動きの影響により着目領域１１２の位置がずれた場合でも、医師等が設定した着目領域の音速マップを生成することができる。その結果、正確な診断を行うことができる。また、医師等が着目領域の再設定を行う必要がなくなるので、診断を効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態の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】送信回路の遅延回路の説明図である。
【図３】着目領域の設定を説明するための説明図である。
【図４】着目領域追跡部の機能ブロック図である。
【図５】特徴点抽出部による特徴点の抽出を説明するための説明図である。
【図６】特徴点追跡部による特徴点の追跡を説明するための説明図である。
【図７】ＣＰＵの機能ブロック図である。
【図８】送信焦点の設定処理を説明するための説明図である。
【図９】送信焦点に対する超音波の送受信を説明するための説明図である。
【図１０】ホイヘンスの原理を利用した局所音速値の算出処理を説明するための説明図である。
【図１１】局所音速算出処理の流れの概略を示したフローチャートである。
【図１２】局所音速算出処理の流れの詳細を示したフローチャートである。
【図１３】音速マップの生成及び表示処理の流れを示したフローチャートである。
【図１４】着目領域の位置の変化に応じた音速マップの再生成を説明するための説明図である。
【図１５】音速マップ生成（局所音速値の算出用のＲＦデータの取得）の一例を説明するための説明図である。
【図１６】第２実施形態の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１７】磁気センサによる着目領域の位置の追跡を説明するための説明図である。
【図１８】超音波探触子の位置が変化した場合における、着目領域の位置の追跡を説明するための説明図である。
【図１９】第３実施形態の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２０】第３実施形態における、Ｂモード画像と音速マップとの重畳表示の処理の流れを示したフローチャートである。
【図２１】第３実施形態における送信焦点の設定処理を説明するための説明図である。
【図２２】第３実施形態における着目領域の局所音速値の算出処理を説明するための説明図である。
【図２３】第３実施形態における、新たな着目領域の局所音速値の算出処理を説明するための説明図である。
【図２４】第３−１実施形態における、Ｂモード画像と音速マップとの重畳表示の処理の流れを示したフローチャートである。
【図２５】第４実施形態の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２６】第４実施形態における送信焦点の設定処理、及び着目領域の局所音速値の算出処理を説明するための説明図である。
【図２７】第４実施形態における、新たな着目領域の局所音速値の算出処理を説明するための説明図である。
【図２８】第４実施形態における着目領域の局所音速値の算出処理の他実施形態を説明するための説明図である。
【図２９】第４−１実施形態における音速マップの表示を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
［第１実施形態の超音波診断装置の装置構成］
図１に示すように、超音波診断装置１０は、超音波探触子３００から被検体ＯＢＪ（図９参照）に超音波ビームを送信して、被検体ＯＢＪによって反射された超音波ビーム（超音波エコー）を受信して得られた検出信号から超音波画像を作成・表示する装置である。超音波診断装置１０は、大別して、ＣＰＵ１００、格納部１０２、表示部１０４、表示制御部１０５、操作入力部（着目領域設定部）２００、超音波探触子３００、送受信部４００、画像信号生成部（画像生成部）５００、再生部６００、データ解析計測部６０５、着目領域追跡部６０６を備えている。
【００２２】
ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）１００は、操作入力部２００からの操作入力に応じて超音波診断装置１０の各ブロックの制御を行う。
【００２３】
操作入力部２００は、オペレータからの操作入力を受け付ける入力デバイスであり、操作卓２０２とポインティングデバイス２０４とを含んでいる。操作卓２０２は、文字情報（例えば、患者情報）の入力を受け付けるキーボードと、表示モードを切り替える表示モード切り替えボタンと、ライブモードとフリーズモードとの切り替えを指示するためのフリーズボタンと、シネメモリ再生を指示するためのシネメモリ再生ボタンと、超音波画像の解析・計測を指示するための解析・計測ボタンとを含んでいる。
【００２４】
表示モードには、Ｂモード画像を単独で表示するモードや、Ｂモード画像と局所音速の判定結果（音速マップ）とを表示するモードなどが含まれている。
【００２５】
ポインティングデバイス２０４は、表示部１０４の画面上における領域の指定の入力を受け付けるデバイスであり、例えば、トラックボール又はマウスである。ポインティングデバイス２０４は、Ｂモード画像上での着目領域（ＲＯＩ：Region of Interest、関心領域ともいう）の設定に用いられる。なお、ポインティングデバイス２０４としては、タッチパネルを用いることも可能である。
【００２６】
格納部１０２は、ＣＰＵ１００により超音波診断装置１０の各ブロックの制御を制御するための制御プログラム、パラメータを格納する記憶装置であり、例えば、ハードディスク又は半導体メモリである。
【００２７】
表示部１０４は、例えば、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ又は液晶ディスプレイであり、超音波画像（動画及び静止画）の表示、音速マップ、及び各種の設定画面などを表示する。表示制御部１０５は、画像信号生成部５００から出力された画像データに基づき表示部１０４に超音波画像等を表示させる。
【００２８】
超音波探触子３００は、被検体ＯＢＪに当接させて用いるプローブであり、１次元又は２次元の超音波トランスデューサアレイを構成する複数の素子３０２を備えている。各素子３０２は、送受信部４００から印加される駆動信号に基づいて超音波ビームを被検体ＯＢＪに送信するとともに、被検体ＯＢＪから反射される超音波エコーを受信して検出信号を出力する。
【００２９】
各素子３０２は、圧電性を有する材料（圧電体）の両端に電極が形成されて構成された
振動子を含んでいる。振動子を構成する圧電体としては、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛：Pb (lead) zirconate titanate）のような圧電セラミック、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン：polyvinylidene difluoride）のような高分子圧電素子を用いることができる。振動子の電極に電気信号を送って電圧を印加すると圧電体が伸縮し、この圧電体の伸縮により各振動子において超音波が発生する。例えば、振動子の電極にパルス状の電気信号を送るとパルス状の超音波が発生し、振動子の電極に連続波の電気信号を送ると連続波の超音波が発生する。そして、各振動子において発生した超音波が合成されて超音波ビームが形成される。また、各振動子により超音波が受信されると、各振動子の圧電体が伸縮して電気信号を発生する。各振動子において発生した電気信号は、超音波の検出信号として送受信部４００に出力される。
【００３０】
なお、素子３０２としては、超音波変換方式の異なる複数種類の素子を用いることも可能である。例えば、超音波を送信する素子として上述の圧電体により構成される振動子を用いて、超音波を受信する素子として光検出方式の超音波トランスデューサを用いるようにしてもよい。ここで、光検出方式の超音波トランスデューサとは、超音波信号を光信号に変換して検出するものであり、例えば、ファブリーペロー共振器又はファイバブラッググレーティングである。
【００３１】
送受信部４００は、超音波の送受信制御を行うものであり、送信回路４０２、受信回路４０４、及びＡ／Ｄ変換器４０６を備えている。送信回路４０２は、駆動信号をそれぞれ各素子３０２に送る。受信回路４０４は、各素子３０２から入力される検出信号を受信して音線信号を生成する。Ａ／Ｄ変換器４０６は、アナログの音線信号をデジタル信号（ＲＦデータ）に変換する。
【００３２】
画像信号生成部５００は、送受信部４００から入力されるＲＦデータに基づき、表示用の画像データ（例えばＢモード画像データ）を生成するものであり、信号処理部５０２、ＤＳＣ（Digital Scan Converter）５０４、画像処理部５０６、画像メモリ５０８、Ｄ／Ａ変換器５１０を備えている。信号処理部５０２は、ＲＦデータに基づきＢモード画像データを生成する。ＤＳＣ５０４は、Ｂモード画像データ等をテレビジョン信号の走査方式の画像データに変換する。画像処理部５０６は、画像データに各種の画像処理を施す。画像メモリ５０８は、画像処理後の画像データを一時的に格納する。Ｄ／Ａ変換器５１０は、デジタルの画像データをアナログの画像信号に変換する。
【００３３】
再生部６００は、後述のシネメモリ再生モード時に作動するものであり、シネメモリ６０２とシネメモリ再生部６０４とを有している。シネメモリ６０２は、Ａ／Ｄ変換器４０６に接続しており、Ａ／Ｄ変換器４０６から入力されたＲＦデータを格納する。シネメモリ再生部６０４は、シネメモリ６０２に格納されているＲＦデータを信号処理部５０２に送る。
【００３４】
データ解析計測部６０５は、ＲＦデータを用いてオペレータ指定の解析・計測を行う。着目領域追跡部６０６は、Ｂモード画像データ上でユーザ（医師等）が設定した着目領域の追跡を行う。
【００３５】
超音波診断装置１０は、動作モードとして、ライブモードとシネメモリ再生モードとを有している。ライブモードは、被検体ＯＢＪに超音波探触子３００を当接させて超音波の送受信を行うことによって得られた超音波画像（動画）の表示、解析・計測を行うモードである。シネメモリ再生モードは、シネメモリ６０２に格納されているＲＦデータに基づいて超音波診断画像の表示、解析・計測を行うモードである。
【００３６】
＜ライブモード＞
次に、ライブモード時における超音波診断処理について説明する。超音波探触子３００を被検体ＯＢＪに当接させた状態で、操作入力部２００からの指示入力により超音波診断が開始される。ＣＰＵ１００は、送受信部４００に制御信号を出力して、超音波ビームの被検体ＯＢＪへの送信、及び被検体ＯＢＪからの超音波エコーの受信を開始させる。また、ＣＰＵ１００は、素子３０２毎に超音波ビームの送信方向と超音波エコーの受信方向とを設定する。
【００３７】
次いで、ＣＰＵ１００は、超音波ビームの送信方向に応じて送信遅延パターンを選択するとともに、超音波エコーの受信方向に応じて受信遅延パターンを選択する。ここで、送信遅延パターンとは、各素子３０２から送信される超音波によって所望の方向に超音波ビームを形成するために駆動信号に与えられる遅延時間のパターンデータである。また、受信遅延パターンとは、複数の素子３０２によって受信される超音波によって所望の方向からの超音波エコーを抽出するために検出信号に与えられる遅延時間のパターンデータである。これら送信遅延パターン及び受信遅延パターンは予め格納部１０２に格納されている。ＣＰＵ１００は、格納部１０２の中から選択した送信遅延パターン及び受信遅延パターンに従って、送受信部４００に制御信号を出力して超音波の送受信制御を行う。
【００３８】
送信回路４０２は、ＣＰＵ１００からの制御信号に応じて各素子３０２の駆動信号を生成して、各駆動信号を各素子３０２にそれぞれ印加する。
【００３９】
図２に示すように、送信回路４０２は、素子３０２毎に遅延回路τ１〜τＮを有し、ＣＰＵ１００によって選択された送信遅延パターンに基づいて、各素子３０２に印加する駆動信号を遅延させる。ここで、送信回路４０２は、複数の素子３０２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、各素子３０２に駆動信号を印加するタイミングを調整（遅延）する。また、送信回路４０２は、超音波ビームの方向（ステア角α）を調整するように、各素子３０２に駆動信号を印加するタイミングを調整（遅延）する。なお、複数の素子３０２から一度に送信される超音波が被検体ＯＢＪの撮像領域全体に届くように、駆動信号を印加するタイミングを調節してもよい。
【００４０】
図１に戻って、受信回路４０４は、各素子３０２から出力される超音波検出信号を受信して増幅する。ここで、各素子３０２と被検体ＯＢＪ内の超音波反射源との間の距離がそれぞれ異なるため、各素子３０２に反射波が到達する時間が異なる。この際に受信回路４０４は、遅延回路を備えており、ＣＰＵ１００によって選択された音速（以下、「仮定音速」という）又は音速の分布に基づいて設定される受信遅延パターンに従って、反射波の到達時刻の差（遅延時間）に相当する分だけ、各検出信号を遅延させる。
【００４１】
さらに、受信回路４０４は、遅延時間を与えた検出信号を整合加算することにより受信フォーカス処理を行う。この際に、超音波反射源とは異なる位置に別の超音波反射源がある場合には、別の超音波反射源からの超音波検出信号は到達時刻が異なるので、別の超音波反射源からの超音波検出信号の位相が打ち消し合う。これにより、超音波反射源からの受信信号が最も大きくなり、フォーカスが合う。このような受信フォーカス処理によって、超音波エコーの焦点が絞り込まれた音線信号（以下、「ＲＦ信号」という）が形成される。
【００４２】
Ａ／Ｄ変換器４０６は、受信回路４０４から出力されるアナログのＲＦ信号をデジタルＲＦ信号であるＲＦデータに変換する。ここで、ＲＦデータは、受信波の位相情報を含んでいる。Ａ／Ｄ変換器４０６から出力されるＲＦデータは、信号処理部５０２とシネメモリ６０２にそれぞれ入力される。
【００４３】
シネメモリ６０２は、Ａ／Ｄ変換器４０６から入力されるＲＦデータを順次格納する。
また、シネメモリ６０２は、ＣＰＵ１００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ＲＦデータに関連付けて格納する。
【００４４】
信号処理部５０２は、ＲＦデータに対して、ＳＴＣ（Sensitivity Time gain Control）によって、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した後、包絡線検波処理を施す。これにより、Ｂモード画像データ（超音波エコーの振幅を点の明るさ（輝度）により表した画像データ）が生成される。
【００４５】
信号処理部５０２によって生成されたＢモード画像データは、通常のテレビジョン信号の走査方式と異なる走査方式によって得られたものである。このため、ＤＳＣ５０４は、Ｂモード画像データを通常の画像データ（例えば、テレビジョン信号の走査方式（ＮＴＳＣ方式）の画像データ）に変換（ラスター変換）する。画像処理部５０６は、ＤＳＣ５０４から入力される画像データに、各種の必要な画像処理（例えば、階調処理）を施す。
【００４６】
画像メモリ５０８は、画像処理部５０６から入力される画像データを格納する。Ｄ／Ａ変換器５１０は、画像メモリ５０８から読み出された画像データをアナログの画像信号に変換して表示制御部１０５に出力する。これにより、超音波探触子３００によって撮影された超音波画像（動画）が表示部１０４に表示される。
【００４７】
なお、本実施形態では、受信回路４０４において受信フォーカス処理が施された検出信号をＲＦ信号としたが、受信フォーカス処理が施されていない検出信号をＲＦ信号としてもよい。この場合、複数の素子３０２から出力される複数の超音波検出信号が、受信回路４０４において増幅され、増幅された検出信号、即ち、ＲＦ信号が、Ａ／Ｄ変換器４０６においてＡ／Ｄ変換されることによってＲＦデータが生成される。このＲＦデータは、信号処理部５０２に供給されるとともに、シネメモリ６０２に格納される。受信フォーカス処理は、信号処理部５０２においてデジタル的に行われる。
【００４８】
＜シネメモリ再生モード＞
次に、シネメモリ再生モードについて説明する。操作卓２０２のシネメモリ再生ボタンが押下されると、ＣＰＵ１００は、超音波診断装置１０の動作モードをシネメモリ再生モードに切り替える。シネメモリ再生モード時には、ＣＰＵ１００は、オペレータからの操作入力により指定されたＲＦデータの再生をシネメモリ再生部６０４に指令する。シネメモリ再生部６０４は、ＣＰＵ１００からの指令に従って、シネメモリ６０２からＲＦデータを読み出して信号処理部５０２に送信する。シネメモリ６０２から送信されたＲＦデータは、信号処理部５０２、ＤＳＣ５０４及び画像処理部５０６において所定の処理（ライブモード時と同様の処理）が施されて画像データに変換された後、画像メモリ５０８及びＤ／Ａ変換器５１０を経て表示部１０４に出力される。これにより、シネメモリ６０２に格納されたＲＦデータに基づく超音波画像（動画又は静止画）が表示部１０４に表示される。
【００４９】
＜超音波診断装置の各種機能＞
ライブモード又はシネメモリ再生モード時において、超音波画像（動画）が表示されているときに操作卓２０２のフリーズボタンが押下されると、この押下時に表示されている超音波画像が表示部１０４に静止画表示される。これにより、オペレータは、着目領域の静止画を観察することができる。
【００５０】
操作卓２０２の計測ボタンが押下されると、オペレータからの操作入力により指定された解析・計測が行われる。データ解析計測部６０５は、各動作モード時に計測ボタンが押下された場合に、Ａ／Ｄ変換器４０６又はシネメモリ６０２から、画像処理が施される前
のＲＦデータを取得し、このＲＦデータを用いてオペレータ指定の解析・計測（例えば、組織部の歪み解析（硬さ診断）、血流の計測、組織部の動き計測、又はＩＭＴ（内膜中膜複合体厚：Intima-Media Thickness）値計測）を行う。データ解析計測部６０５による解析・計測結果は、ＤＳＣ５０４に出力される。ＤＳＣ５０４は、データ解析計測部６０５による解析・計測結果を超音波画像の画像データに挿入して表示制御部１０５に出力する。これにより、超音波画像と解析・計測結果とが表示部１０４に表示される。
【００５１】
操作卓２０２の表示モード切り替えボタンが押下されると、Ｂモード画像を単独で表示するモード、Ｂモード画像に音速マップ（局所音速値の判定結果）を重畳して表示するモード（例えば、局所音速に応じて色分け又は輝度を変化させる表示、又は局所音速が等しい点を線で結ぶ表示）、Ｂモード画像と音速マップの画像とを並べて表示するモードの間で表示モードが切り替わる。音速マップを観察することで、例えば病変を発見することができる。なお、局所音速の判定結果に基づいて、送信フォーカス処理及び受信フォーカス処理の少なくとも一方を施すことにより得られたＢモード画像を表示部１０４に表示してもよい。
【００５２】
また、図３に示すように、Ｂモード画像に音速マップを重畳して表示するモードが選択された場合には、ポインティングデバイス２０４を用いて、表示部１０４に表示されているＢモード画像１１０上に着目領域１１２が設定される。これにより、着目領域追跡部６０６による着目領域１１２の追跡と、ＣＰＵ１００による着目領域１１２の音速マップの生成とが行われる。
【００５３】
＜着目領域の追跡処理＞
図４に示すように、着目領域追跡部６０６は、着目領域１１２の設定後、画像メモリ５０８に新たに格納された画像データを逐次読み出して解析することで、Ｂモード画像１１０上で着目領域１１２の追跡を行う。この着目領域追跡部６０６には、特徴点抽出部６０８と、特徴点追跡部６０９と、代表値算出部６１０と、追跡結果出力部６１１とが設けられている。
【００５４】
図５に示すように、特徴点抽出部６０８は、画像メモリ５０８から読み出された画像データを解析して、着目領域１１２を追跡可能な特徴点６１３を抽出する。特徴点６１３の抽出方法としては、公知の各種方法を用いることができる。例えば、特許４０６０６１５号に開示されているように、Ｂモード画像１１０内の構造物（臓器等、図示は省略）のコーナを検出して特徴点６１３とする、いわゆるコーナ検出を行ってもよい。このコーナ検出には種々の方法があるが特許４０６０６１５号に開示されているヘッセ行列の行列式やＳＵＳＡＮオペレータなどの手法を用いることができる。なお、図５では、図面の煩雑化を防止するため臓器の外周を略曲線上に表示している。
【００５５】
また、本実施形態では着目領域１１２が矩形状に設定されるので、特徴点抽出部６０８は、着目領域１１２の四隅部（コーナ部）の周囲にある構造物に基づき、四隅部の個々の周囲の特徴点６１３をそれぞれ複数抽出している。なお、四隅部の個々の特徴点６１３の抽出数は特に限定はされない。
【００５６】
図６に示すように、特徴点追跡部６０９は、特徴点抽出部６０８が抽出した各特徴点６１３を時間的に追跡するものである。特徴点６１３を追跡する手法としては、パターンマッチング、例えば相互相関法や濃度勾配法（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｌｏｗ法）等を基本として種々の手法を用いてよい。これにより、各特徴点６１３の移動量及び移動方向などが求められる。
【００５７】
代表値算出部６１０は、着目領域１１２の四隅部毎の各特徴点６１３の追跡結果からそ
れらの代表値を四隅部別に算出する。例えば、四隅部別に各特徴点６１３の追跡結果（移動量、移動方向）の平均値を代表値として算出する。これら四隅部毎の追跡結果の代表値に基づき、最新の着目領域１１２の位置及び形状を判定することができる。
【００５８】
追跡結果出力部６１１は、代表値算出部６１０から入力される着目領域１１２の四隅部毎の追跡結果の代表値を、着目領域１１２の追跡結果としてＣＰＵ１００に出力する。これにより、ＣＰＵ１００は、最新の着目領域１１２の位置及び形状を判別することができる。なお、着目領域１１２の追跡方法は上述の方法に限定されるものではなく、公知の各種方法を用いることができる。
【００５９】
＜ＣＰＵの機能（音速マップの生成に係る構成）＞
図７に示すように、ＣＰＵ１００は、格納部１０２から読み出した各種プログラムを実行することにより、送受信制御部（第１の送受信制御部）１２０、局所音速値算出部１２１、音速マップ生成部１２２として機能する。これら各部１２０，１２１，１２２により本発明の音速マップ生成部が構成される。また、局所音速値算出部１２１及び音速マップ生成部１２２は、本発明の第１の音速マップ生成部に相当する。
【００６０】
＜音速測定用のＲＦデータの取得処理＞
図８に示すように、送受信制御部１２０は、着目領域追跡部６０６から入力される着目領域１１２の追跡結果に基づき、着目領域１１２内に超音波ビームＢ（図９参照）の送信焦点１２５を複数設定する。送信焦点１２５は、局所音速値算出部１２１による局所音速算出において格子点ＸＲＯＩ、格子点Ａ１、格子点Ａ２、・・・となる点である（図１０参照）。本実施形態では、送信焦点１２５は格子状に設定される。
【００６１】
次いで、図９に示すように、送受信制御部１２０は、各送信焦点１２５にそれぞれ送信フォーカスを行うための送信遅延パターンと、各送信焦点１２５からの超音波エコーを抽出するための受信遅延パターンを選択する。そして、送受信制御部１２０は、選択した各送信遅延パターン及び各受信遅延パターンに従って、送受信部４００に制御信号を出力して超音波の送受信制御を行う。これにより、各送信焦点１２５に超音波ビームの焦点を合わせつつ、各送信焦点１２５からの超音波エコーを各素子３０２で検出することで、各送信焦点１２５のＲＦ信号が形成される。なお、本実施形態では、図中の各直線Ｌｓに示すように、超音波ビームの焦点をＹ方向（被検体ＯＢＪの深さ方向）に変えながら１ラインずつ各送信焦点１２５のＲＦ信号を形成する。各送信焦点１２５のＲＦ信号は、Ａ／Ｄ変換器４０６によりＲＦデータ（音速測定用の受信データ）に変換された後、シネメモリ６０２に格納される。
【００６２】
また、送受信制御部１２０は、着目領域追跡部６０６からＣＰＵ１００に入力される着目領域１１２の追跡結果に基づき、着目領域１１２の位置が変化するたびに、新たな着目領域１１２内における送信焦点１２５の設定、超音波の送受信、及びＲＦデータの取得を繰り返し実行する。なお、着目領域１１２の位置の変化がない場合でも、一定時間が経過した場合には、着目領域１１２内の各送信焦点１２５のＲＦデータを取得してもよい。
【００６３】
局所音速値算出部１２１は、特許文献１に開示されたホイヘンスの原理を利用した局所音速算出法を用いて、着目領域１１２内の個々の領域の局所音速値を求める。
【００６４】
図１０（ａ），（ｂ）は、局所音速値の算出処理を模式的に示す図である。被検体ＯＢＪ内の着目領域を代表する格子点をＸＲＯＩ、格子点ＸＲＯＩよりも浅い（即ち、超音波探触子３００側の）位置にＸＹ方向に等間隔で配置された格子点をＡ１，Ａ２，…とし、少なくとも格子点ＸＲＯＩと各格子点Ａ１，Ａ２，…との間の領域ＲＸＡの音速はそれぞれ一定と仮定する。
【００６５】
本実施形態では、格子点Ａ１，Ａ２，…からの受信波（それぞれＷＡ１，ＷＡ２，…）の（Ｔ及び遅延時間ΔＴ）が既知として、格子点ＸＲＯＩと格子点Ａ１，Ａ２，…の位置関係から格子点ＸＲＯＩにおける局所音速値を求める。具体的には、ホイヘンスの原理により、格子点ＸＲＯＩからの受信波ＷＸと格子点Ａ１，Ａ２，…からの受信波を仮想的に合成した受信波ＷＳＵＭが一致することを利用する。
【００６６】
格子点ＸＲＯＩ及び格子点Ａ１，Ａ２，…の位置は、上述の送信焦点１２５の位置に基づき定められる。例えば、図９に示した各送信焦点１２５の配列において、図中の下から２行目の送信焦点１２５の１つを格子点ＸＲＯＩと定めた場合に、図中の下から１行目の送信焦点１２５の中から格子点Ａ１，Ａ２，…が定められる。また、図中の下から３行目の送信焦点１２５の１つを格子点ＸＲＯＩと定めた場合に、図中の下から２行目の送信焦点１２５の中から格子点Ａ１，Ａ２，…が定められる。そして、各格子点ＸＲＯＩ，Ａ１，Ａ２，…（送信焦点１２５）について予め取得されてシネメモリ６０２に格納されているＲＦデータに基づき局所音速値の算出が行われる。
【００６７】
ここで、格子点ＸＲＯＩにおける局所音速値を求めるときの演算に使用する格子点Ａ１，Ａ２，…の範囲及び個数は予め決めておく。なお、局所音速値演算に使用する格子点の範囲が広いと局所音速値の誤差が大きくなり、狭いと仮想受信波との誤差が大きくなるため、格子点の範囲はこれらの兼ね合いで決める。
【００６８】
また、格子点Ａ１，Ａ２，…のＸ方向の間隔は、分解能と処理時間の兼ね合いで決定される。格子点Ａ１，Ａ２，…のＸ方向の間隔は一例で１ｍｍから１ｃｍである。なお、格子点Ａ１，Ａ２，…の間隔が広い場合には、合成波の演算（後述）が困難になるため、補間によって細かい格子点を生成すればよい。
【００６９】
＜局所音速の算出処理＞
図１１に示すフローチャートにおいて、局所音速値算出部１２１は、上述のように格子点ＸＲＯＩ、格子点Ａ１，Ａ２，…の設定を行った後（ステップＳ１）、シネメモリ６０２に格納されているＲＦデータに基づき、各格子点（ＸＲＯＩ、Ａ１，Ａ２，…）における最適音速値を判定する（ステップＳ２）。ここで、最適音速値とは、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、各格子点における実際の局所音速値とは必ずしも一致しない。ステップＳ２における最適音速値の判定方法としては、例えば、画像のコントラスト、スキャン方向の空間周波数、分散などから判定する方法（例えば、特開平８−３１７９２６号公報）を適用することができる。
【００７０】
次いで、各格子点における最適音速値に基づいて、各格子点における局所音速値の判定が行われる（ステップＳ３）。以下、最適音速値に基づいて局所音速値を判定する方法を説明する。
【００７１】
最初に、図１２に示すように、局所音速値算出部１２１は、格子点ＸＲＯＩにおける最適音速値に基づいて、格子点ＸＲＯＩを反射点とした時の仮想的な受信波（以下、仮想受信波という）ＷＸの波形を算出する（ステップＳ４）。
【００７２】
次いで、局所音速値算出部１２１は、格子点ＸＲＯＩにおける仮定音速の初期値を設定する（ステップＳ５）。そして、局所音速値算出部１２１は、下記のように仮想的な合成受信波（以下、仮想合成受信波という）ＷＳＵＭを算出する（ステップＳ６）。格子点ＸＲＯＩにおける局所音速値をＶと仮定すると、格子点ＸＲＯＩ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ＸＲＯＩＡ１／Ｖ，ＸＲＯＩＡ２／Ｖ，…となる。ここで、ＸＲＯＩＡ１，ＸＲＯＩＡ２，…は、それぞれ格子点Ａ１，Ａ２，…と格子
点ＸＲＯＩとの間の距離である。格子点Ａ１，Ａ２，…における最適音速値はステップＳ２により既知のため、各格子点Ａ１，Ａ２，…からの受信波は予め求めることができる。従って、格子点Ａ１，Ａ２，…からそれぞれ遅延ＸＲＯＩＡ１／Ｖ，ＸＲＯＩＡ２／Ｖ，…で発した反射波（超音波エコー）を合成することにより、仮想合成受信波ＷＳＵＭを求めることができる。
【００７３】
なお、実際には、素子データ（ＲＦ信号）上で上記処理を行うため、格子点ＸＲＯＩから格子点Ａ１，Ａ２，…に到達するまでの時間（それぞれＴ１，Ｔ２，…）は下記の式（１）により表される。ここで、ＸＡ１，ＸＡ２，…は、それぞれ格子点Ａ１，Ａ２，…と格子点Ｘとの間のスキャン方向（Ｘ方向）の距離である。また、Δｔは格子点のＹ方向時間間隔である。
【００７４】
【数１】
2013244161.tif 000003
【００７５】
上記Ｔ１，Ｔ２，…に、格子点ＸＲＯＩと同一の走査線上の格子点Ａｎから格子点ＸＲＯＩに到達するまでの時間（Δt／２）を足した遅延で各格子点Ａ１，Ａ２，…からの受信波を合成することにより、仮想合成受信波ＷＳＵＭを求めることができる。
【００７６】
ここで、格子点をＹ方向に時間軸で等間隔（Δｔ）に設定する場合に、空間上での間隔は必ずしも等間隔にはならない。従って、各格子点に超音波が到達するまでの時間を計算するときに、式（１）においてΔｔ／２の代わりに補正したΔｔ／２を用いてもよい。ここで、補正したΔｔ／２は、例えば、格子点ＸＲＯＩと同音線の格子点Ａｎに比べたＡ１，Ａ２，…の深さ（Ｙ方向の距離）の差をＶで除算した値をΔｔ／２から加算・減算した値である。各格子点Ａ１，Ａ２，…の深さはそれより浅い格子点において局所音速が既知であることから求められる。
【００７７】
また、仮想合成受信波ＷＳＵＭの算出は、実際に格子点Ａ１，Ａ２，…から遅延ＸＲＯＩＡ１／Ｖ，ＸＲＯＩＡ２／Ｖ，…で発した既定のパルス波（それぞれＷＡ１，ＷＡ２，…）を重ね合わせることにより行う。
【００７８】
次に、局所音速値算出部１２１は、仮想受信波ＷＸと仮想合成受信波ＷＳＵＭとの誤差を算出する（ステップＳ７）。仮想受信波ＷＸと仮想合成受信波ＷＳＵＭとの誤差は、互いの相互相関をとる方法、仮想受信波ＷＸに仮想合成受信波ＷＳＵＭから得られる遅延を掛けて位相整合加算する方法、又は逆に仮想合成受信波ＷＳＵＭに仮想受信波ＷＸから得られる遅延を掛けて位相整合加算する方法により算出される。ここで、仮想受信波ＷＸから遅延を得るには、格子点ＸＲＯＩを反射点とし、音速Ｖで伝播した超音波が各素子３０２に到着する時刻を遅延とすればよい。また、仮想合成受信波ＷＳＵＭから遅延を得るには、隣り合う素子３０２間での合成受信波の位相差から等位相線を抽出し、その等位相線を遅延とするか、又は単に各素子３０２の合成受信波の最大（ピーク）位置の位相差を遅延としてもよい。また、各素子３０２からの合成受信波の相互相関ピーク位置を遅延としてもよい。位相整合加算時の誤差は、整合加算後の波形のpeak to peakとする方法、又は包絡線検波した後の振幅の最大値とする方法により求められる。
【００７９】
次いで、仮定音速が１ステップ変更された後（ステップＳ８）、ステップＳ６からＳ７が繰り返される。そして、全ての仮定音速の値での演算が終了すると、局所音速値算出部１２１は、格子点ＸＲＯＩにおける局所音速値を判定する（ステップＳ９）。ホイヘンスの原理を厳密に適用した場合に、上記のステップＳ６において求めた仮想合成受信波ＷＳＵＭの波形は、格子点ＸＲＯＩにおける局所音速値をＶと仮定した場合の仮想受信波（反射波）ＷＸの波形と等しくなる。ステップＳ９では、仮想受信波ＷＸと仮想合成受信波ＷＳＵＭとの差が最小になる仮定音速の値を格子点ＸＲＯＩにおける局所音速値と判定する。これにより、着目領域１１２内の１つの格子点ＸＲＯＩにおける局所音速値が求められる。
【００８０】
以下同様にして、局所音速値算出部１２１は、上述の送信焦点１２５の位置に基づき定められる着目領域１１２内の他の複数の格子点ＸＲＯＩの局所音速値を算出する。そして、局所音速値算出部１２１は、送受信制御部１２０によるＲＦデータの再取得が実行されるごとに着目領域１１２内の局所音速値の算出を繰り返し実行する。
【００８１】
＜音速マップ生成処理＞
図７に戻って、音速マップ生成部１２２は、局所音速値算出部１２１が算出した着目領域１１２内の各格子点ＸＲＯＩの局所音速値に基づき、着目領域１１２内の局所音速の分布を示す音速マップ１３０（図１４参照）を生成する。また、音速マップ生成部１２２は、送受信制御部１２０によるＲＦデータの再取得と、局所音速値算出部１２１による局所音速値の算出とが行われるごとに、新たな着目領域１１２に対応する音速マップ１３０を生成する。
【００８２】
＜第１実施形態の超音波診断装置の作用＞
次に、図１３に示すフローチャートを用いて上記構成の超音波診断装置１０の作用について具体的に説明する。ライブモードでの超音波診断が開始されると、ＣＰＵ１００は、送受信部４００に制御信号を出力して、超音波ビームの被検体ＯＢＪへの送信、及び被検体ＯＢＪからの超音波エコーの受信を開始させる。各素子３０２で検出された超音波検出信号は送受信部４００にてデジタルなＲＦデータに変換される。
【００８３】
送受信部４００にて生成されたＲＦデータは、シネメモリ６０２に格納されるとともに、画像信号生成部５００に出力される。そして、画像信号生成部５００にてＲＦデータに基づきＢモード画像データが生成されてアナログの画像信号に変換された後に表示制御部１０５に出力される。この画像信号に基づき、表示制御部１０５は、表示部１０４にＢモード画像１１０を表示させる（ステップＳ１０）。
【００８４】
操作卓２０２の表示モード切り替えボタンが押下されて、Ｂモード画像を単独で表示するモードからＢモード画像に音速マップ１３０を重畳して表示するモードに切り替えられると、ＣＰＵ１００は、表示部１０４に着目領域１１２の設定を促すメッセージ等を表示させる。医師は、表示部１０４に表示されるＢモード画像１１０を見ながら、ポインティングデバイス２０４を操作してＢモード画像１１０上に着目領域１１２を設定する（ステップＳ１１）。
【００８５】
着目領域１１２の設定がなされると、送受信制御部１２０は、図８及び図９に示したように、着目領域１１２内に送信焦点１２５を設定した後、送受信部４００を制御して超音波の送受信（送信フォーカス、受信フォーカス）を実行させる。これにより、各送信焦点１２５のＲＦデータが取得（生成・格納）される（ステップＳ１２）。
【００８６】
各送信焦点１２５のＲＦデータの取得後、局所音速値算出部１２１は、図１０から図１
２に示したように、ホイヘンスの原理を利用して、着目領域１１２内の各格子点ＸＲＯＩの局所音速値を算出する。次いで、音速マップ生成部１２２は、局所音速値算出部１２１による局所音速値の算出結果に基づき、音速マップ１３０を生成してＤＳＣ５０４に出力する（ステップＳ１３）。
【００８７】
音速マップ１３０は、ＤＳＣ５０４にてテレビジョン信号の走査方式の画像データに変換され、画像処理部５０６にて画像処理が施されて画像メモリ５０８に格納された後、Ｄ／Ａ変換器５１０にてアナログの画像信号に変換されて表示制御部１０５に出力される。
【００８８】
図１４（ａ）に示すように、表示制御部１０５は、Ｂモード画像の画像信号と、音速マップ１３０の画像信号とに基づき、Ｂモード画像１１０に音速マップ１３０を重畳して表示部１０４に表示させる（ステップＳ１４）。音速マップ１３０では、着目領域１１２内が局所音速の値に応じて色分けして表示される。
【００８９】
図１３に戻って、ステップＳ１０で説明したように新たなＢモード画像データが生成されて画像メモリ５０８に格納される（ステップＳ１５）。着目領域追跡部６０６は、新たに格納されたＢモード画像データを画像メモリ５０８から読み出して、図５及び図６に示したように特徴点６１３の抽出、追跡、代表値の算出、追跡結果の出力を行う（ステップＳ１６）。
【００９０】
ＣＰＵ１００の各部１２０〜１２２は、着目領域追跡部６０６の追跡結果に基づき、着目領域１１２の位置が変化（移動や傾きなど、以下、適宜「変位」という）しておらず（ステップＳ１７でＮＯ）、さらに先に音速マップ１５０を生成した時から一定時間が経過していない場合（ステップＳ１８でＮＯ）には、待機状態となる。この場合には、先に生成された音速マップ１３０がＢモード画像１１０上に重畳表示される。
【００９１】
一方、着目領域追跡部６０６の追跡結果に基づき、着目領域１１２が変位した場合（ステップＳ１７でＹＥＳ）には、上述のステップＳ１３からステップＳ１５が繰り返し実行される。これにより、新たな（変位後の）着目領域１１２のＲＦデータの取得、変位後の着目領域１１２に対応する音速マップ１３０の生成が行われて、図１４（ｂ）に示すように、この音速マップ１３０がＢモード画像１１０上に重畳表示される。
【００９２】
なお、着目領域１１２は変位していないが、先に音速マップ１３０を生成してから一定時間が経過した場合（ステップＳ１８でＹＥＳ）にも同様に、ステップＳ１２からステップＳ１５が繰り返し実行されて音速マップ１３０が再生成された後、Ｂモード画像１１０上に重畳表示される。
【００９３】
以下、Ｂモード画像１１０と音速マップ１３０との重畳表示が終了（ステップＳ１９）するまで、上述の各処理が繰り返し実行される。
【００９４】
＜作用効果＞
本発明では、着目領域１１２の位置の変化に応じて新たな音速マップ１３０を生成しているので、被検体ＯＢＪや超音波探触子３００の動きの影響により着目領域１１２の位置がずれた場合でも、この着目領域１１２の音速マップ１３０が表示される。その結果、正確な診断を行うことができる。また、医師が着目領域１１２の再設定を行う必要がなくなるので、診断を効率よくを行うことができる。
【００９５】
＜着目領域内のＲＦデータの取得の他実施例＞
上記第１実施形態では、着目領域１１２内のＲＦデータを一括取得しているが、複数フレームのＢモード画像データを取得する際に、フレーム毎に１ライン（図９参照）ずつＲ
Ｆデータを取得してもよい。
【００９６】
例えば、図１５（ａ）及び（ｂ）に示すように、Ｂモード画像を単独で表示するモード（（ａ）参照）からＢモード画像に音速マップ１３０を重畳して表示するモード（（ｂ）参照）に切り替えられると、Ｂモード画像データＢＳ１が生成される。１フレーム分のＢモード画像データＢＳ１は、複数のラインデータＢｌｉｎｅと、着目領域１１２の１ライン分の送信焦点１２５のＲＦ信号（ＲＦデータ）を含むラインデータＳｌｉｎｅとを含んで生成される。各フレームのＢモード画像データＢＳ１には、それぞれ着目領域１１２の異なるラインのラインデータＳｌｉｎｅが含まれる。従って、複数フレーム（図中で５フレーム）のＢモード画像データＢＳ１を取得したときに、着目領域１１２の全領域の送信焦点１２５のＲＦ信号（ＲＦデータ）が得られる。なお、Ｂモード画像を単独で表示するモード時には、Ｂモード画像データＢは全てラインデータＢｌｉｎｅで構成されている。
【００９７】
そして、図１５（ｃ）に示すように、着目領域１１２の変位が検出されると、１フレーム分のＢモード画像データＢＳ２が、複数のラインデータＢｌｉｎｅと、新たな着目領域１１２の１ライン分の送信焦点１２５のＲＦ信号（ＲＦデータ）を含むラインデータＳｌｉｎｅとを含んで生成される。この場合にも数フレーム（図中で５フレーム）のＢモード画像データＢＳ２を取得したときに、新たな着目領域１１２の全領域の送信焦点１２５のＲＦ信号（ＲＦデータ）が得られる。
【００９８】
送信焦点１２５の設定、超音波の送受信（送信フォーカス、受信フォーカス）、ＲＦデータの生成を含む一連の処理には長い処理時間を要するが、図１５に示した実施形態の場合には１フレームあたり１ライン分の処理を行えばよいので、１フレームあたりの処理負荷を減らすことができる。その結果、Ｂモード画像データの生成などの他の処理に及ぼす影響が抑えられる。なお、第２実施形態以降の各実施形態についても同様の方法でＲＦデータを取得することができる。
【００９９】
［第２実施形態の超音波診断装置］
次に、図１６を用いて本発明の第２実施形態の超音波診断装置２０について説明を行う。上記第１実施形態では、着目領域１１２の特徴点６１３の抽出及び追跡等を行うことで着目領域１１２の追跡を行っているが、第２実施形態の超音波診断装置２０では磁気センサ（変位検出センサ）３０５を用いて着目領域１１２の追跡を行う。なお、超音波診断装置２０は、超音波探触子３００に磁気センサ３０５が設けられている点を除けば第１実施形態と基本的に同じ構成であるので、第１実施形態と機能・構成上同一のものについては、同一符号を付してその説明は省略する。
【０１００】
磁気センサ３０５は超音波探触子３００に設けられている。この磁気センサ３０５は、超音波診断装置２０に超音波探触子３００とは別体に設けられた磁気発生部３０６から発生する磁気を検出して、検出信号を着目領域追跡部６１５に送る。
【０１０１】
着目領域追跡部６１５は、磁気センサ３０５の検出信号に基づいて、磁気発生部３０６を原点とする３次元空間の座標系における超音波探触子３００の位置及び傾きを算出する。これにより、超音波探触子３００の変位量（移動量、傾き量）を検出することができる。
【０１０２】
図１７（ａ），（ｂ）及び図１８（ａ），（ｂ）に示すように、超音波探触子３００の変位（移動、傾き）が発生すると、この変位に応じて着目領域１１２も変位する。従って、磁気センサ３０５の検出信号に基づいて超音波探触子３００の変位を検出することで、第１実施形態と同様に着目領域１１２を追跡することができる。
【０１０３】
以下、第１実施形態と同様に、着目領域１１２のＲＦデータの取得、音速マップ１３０の生成・重畳表示、着目領域１１２の追跡、着目領域１１２のＲＦデータの再取得、音速マップ１３０の再生成などが実行される。着目領域１１２の追跡方法が異なる点を除けば、基本的には第１実施形態と同じ処理（図１３参照）を行うので、超音波診断装置２０の作用については説明を省略する。第２実施形態の超音波診断装置２０においても、第１実施形態で説明した効果と同様の効果が得られる。
【０１０４】
なお、第２実施形態では、着目領域１１２の外周付近の局所音速値を補間処理により求める。具体的には図１８（ｂ）に示すように、送受信制御部１２０は、着目領域１１２内に送信焦点１２５（図中の黒丸で表示）を設定する他に、着目領域１１２よりも外側にも送信焦点１２５’（図中の白丸で表示）を設定してＲＦデータの取得を行う。
【０１０５】
次いで、局所音速値算出部１２１が、着目領域１１２の内側・外側のＲＦデータに基づいて、着目領域１１２の内側・外側の局所音速値を算出する。そして、局所音速値算出部１２１は、着目領域１１２の内側の局所音速値と、外側の局所音速値とに基づいて、着目領域１１２の外周付近の局所音速値を補間処理により求める。以下、第１実施形態と同様に音速マップ１３０が生成される。着目領域１１２の変位量が大きい場合でも着目領域１１２の外周付近の局所音速値を求めることができる。なお、上記第１実施形態についても同様にして、着目領域１１２の外側に送信焦点１２５’を設定して補間処理により着目領域１１２の外周付近の局所音速値を求めてもよい。
【０１０６】
＜その他＞
上記第２実施形態では、磁気センサ３０５及び磁気発生部３０６を用いて着目領域１１２（超音波探触子３００）の変位を検出（追跡）しているが、例えば３次元加速度センサなどの公知の各種の変位検知センサを超音波探触子３００に設けて着目領域１１２（超音波探触子３００）の変位を検出（追跡）してもよい。
【０１０７】
［第３実施形態の超音波診断装置］
次に、図１９を用いて本発明の第３実施形態の超音波診断装置３０について説明を行う。上記第１実施形態では、着目領域１１２内に送信焦点１２５を設定して取得したＲＦデータに基づき、着目領域１１２内の局所音速値を算出している。これに対して、第３実施形態の超音波診断装置３０では、Ｂモード画像１１０内の全領域に送信焦点１２５を設定して取得したＲＦデータに基づき、着目領域１１２内の局所音速値を算出する。
【０１０８】
超音波診断装置３０は、ＣＰＵ１００が送受信制御部１２０ａ、局所音速値算出部１２１ａとして機能する点を除けば、第１実施形態と基本的に同じ構成であるので、第１実施形態と機能・構成上同一のものについては、同一符号を付してその説明は省略する。
【０１０９】
送受信制御部１２０ａは、Ｂモード画像１１０内の全領域（包含領域）に送信焦点１２５を設定して超音波の送受信を送受信部４００に実行させる。これにより、Ｂモード画像１１０の全領域のＲＦデータが得られる。局所音速値算出部１２１ａは、着目領域追跡部６０６の追跡結果に基づき、Ｂモード画像１１０の全領域のＲＦデータの中から着目領域１１２内のＲＦデータを取得して、着目領域１１２内の局所音速値を算出する。
【０１１０】
＜第３実施形態の超音波診断装置の作用＞
図２０に示すフローチャート及び図２１から図２３に示す説明図を用いて、上記構成の超音波診断装置３０の作用について具体的に説明する。なお、着目領域１１２の設定がなされるまでの処理（ステップＳ１０，Ｓ１１）は、第１実施形態と同じであるので説明は省略する。
【０１１１】
図２１に示すように、着目領域１１２の設定後、送受信制御部１２０ａは、Ｂモード画像１１０の全領域に超音波ビームＢの送信焦点１２５を格子状に複数設定する。そして、送受信制御部１２０ａは、送受信部４００を制御して超音波の送受信（送信フォーカス、受信フォーカス）を実行させる。これにより、Ｂモード画像１１０の全領域の各送信焦点１２５に対応するＲＦデータが取得（生成・格納）される（ステップＳ２１）。
【０１１２】
次いで、図２２に示すように、局所音速値算出部１２１ａは、ステップＳ１１で設定された着目領域１１２の範囲に基づき、ステップＳ２１で取得されたＲＦデータの中から着目領域１１２内の送信焦点１２５に対応するＲＦデータを選択する。なお、図中の符号「１２５’」は着目領域１１２外の送信焦点（図中で白丸で表示）である。そして、局所音速値算出部１２１ａは、第１実施形態と同様に着目領域１１２内の各格子点ＸＲＯＩの局所音速値を算出する。この局所音速値の算出後、音速マップ生成部１２２は、局所音速値算出部１２１ａの算出結果に基づき、音速マップ１３０を生成する（ステップＳ２２）。
【０１１３】
以下、第１実施形態と同様に、音速マップ１３０の重畳表示（ステップＳ１４）と、新たなＢモード画像データの生成（ステップＳ１５）と、着目領域１１２の追跡（ステップＳ１６）とが実行される。そして、着目領域１１２が変位しておらず（ステップＳ１７でＮＯ）、さらに先の音速マップ１５０の生成時から一定時間が経過していない場合（ステップＳ１８でＮＯ）には、先の音速マップ１３０がＢモード画像１１０上に重畳表示される。
【０１１４】
一方、着目領域１１２が変位した場合（ステップＳ１７でＹＥＳ）又は先に音速マップ１３０を生成してから一定時間が経過した場合（ステップＳ１８でＹＥＳ）には、上述のステップＳ２１，Ｓ２２，Ｓ１４等が繰り返し実行される。これにより、図２３に示すように、Ｂモード画像１１０の全領域のＲＦデータの取得、変位後の着目領域１１２に対応するＲＦデータの選択、着目領域１１２の局所音速値の算出、着目領域１１２の音速マップ１３０の生成・重畳表示が行われる。以下、Ｂモード画像１１０と音速マップ１３０との重畳表示が終了（ステップＳ１９）するまで、上述の各処理が繰り返し実行される。
【０１１５】
＜作用効果＞
本発明の第３実施形態では、第１実施形態と同様に、着目領域１１２の位置の変化に応じて新たな音速マップ１３０を生成しているので、第１実施形態で説明した効果と同様の効果が得られる。
【０１１６】
＜第３−１実施形態＞
なお、上記第３実施形態では、着目領域１１２が変位した場合には、Ｂモード画像１１０の全領域のＲＦデータを再取得して音速マップ１３０を再生成している（ステップＳ１７，Ｓ２１，Ｓ２２）。この際に、先に取得したＢモード画像１１０の全領域のＲＦデータに、新たな（変位後の）着目領域１１２に対応するＲＦデータが含まれている場合には、Ｂモード画像１１０の全領域のＲＦデータの再取得を行わくなくてもよい。
【０１１７】
例えば、図２４に示すように、着目領域１１２が変位した場合（ステップＳ１７でＹＥＳ）に、送受信制御部１２０ａは、着目領域追跡部６０６の追跡結果に基づきシネメモリ６０２を参照して、先に取得されたＢモード画像１１０の全領域のＲＦデータに、変位後の着目領域１１２に対応するＲＦデータが含まれているか否かを判定する（ステップＳ２３）。そして、送受信制御部１２０ａは、変位後の着目領域１１２に対応するＲＦデータが含まれていると判定した場合（ステップＳ２３でＹＥＳ）には、ＲＦデータの再取得を実行せずに待機状態となる。
【０１１８】
次いで、局所音速値算出部１２１ａは、着目領域追跡部６０６の追跡結果に基づき、先
のステップＳ２１で取得されたＲＦデータの中から着目領域１１２内の送信焦点１２５に対応するＲＦデータを選択して、変位後の着目領域１１２の局所音速値を算出する。そして、音速マップ生成部１２２は、局所音速値算出部１２１ａの算出結果に基づき、音速マップ１３０を生成する（ステップＳ２２）。以降の処理（ステップＳ１７でＮＯの場合も含む）は、上記第３実施形態と基本的には同じであるので説明は省略する。着目領域１１２が変位した場合でも、Ｂモード画像１１０の全領域のＲＦデータの再取得を毎回実行する必要がなくなるので、超音波診断装置３０の処理負荷を減らすことができる。
【０１１９】
［第４実施形態の超音波診断装置］
次に、図２５を用いて本発明の第４実施形態の超音波診断装置４０について説明を行う。上記第１実施形態では着目領域１１２内に送信焦点１２５を設定し、上記第３実施形態ではＢモード画像１１０の全領域に送信焦点を設定している。これに対して、第４実施形態の超音波診断装置４０では、着目領域１１２を包含する包含領域１３２（図２６、図２７参照）に送信焦点１２５を設定する。第４実施形態の包含領域１３２は、着目領域１１２よりは広くかつＢモード画像１１０の全領域よりは狭い領域である。
【０１２０】
超音波診断装置４０は、ＣＰＵ１００が送受信制御部１２０ｂ、局所音速値算出部１２１ｂとして機能する点を除けば、上記第１及び第３実施形態と基本的に同じ構成であるので、第１及び第３実施形態と機能・構成上同一のものについては、同一符号を付してその説明は省略する。
【０１２１】
図２６に示すように、送受信制御部１２０ｂは、包含領域１３２に送信焦点１２５を設定して超音波の送受信を送受信部４００に実行させる点を除けば、第３実施形態の送受信制御部１２０ａと基本的に同じである。これにより、包含領域１３２内の送信焦点１２５，１２５’のＲＦデータが得られる。包含領域１３２は、例えば、前回設定していた着目領域１１２よりも広め（具体的には着目領域１１２の四辺よりも＋３０％ずつ広い領域）に設定される。
【０１２２】
局所音速値算出部１２１ｂは、着目領域追跡部６０６の追跡結果に基づき、包含領域１３２内のＲＦデータの中から着目領域１１２に対応するＲＦデータを取得して、着目領域１１２の局所音速値を算出する。これにより、上記各実施形態と同様に、音速マップ生成部１２２により着目領域１１２の音速マップ１３０が生成されて、Ｂモード画像１１０上に重畳表示される。
【０１２３】
図２７に示すように、着目領域１１２が変位した場合には、着目領域追跡部６０６の追跡結果に基づき、新たな包含領域１３２内の送信焦点１２５，１２５’の設定と、超音波の送受信と、各送信焦点１２５，１２５’に対応するＲＦデータの取得と、新たな着目領域１１２の局所音速値の算出と、音速マップ１３０の生成・表示と、着目領域１１２の追跡とが実行される。
【０１２４】
なお、図２８に示すように、着目領域１１２が変位した場合であっても、先に取得した包含領域１３２のＲＦデータに、変位後の着目領域１１２に対応するＲＦデータが含まれている場合には、包含領域１３２のＲＦデータの再取得を行わくなくてもよい。この場合には、図２４に示した第３−１実施形態と同様に、先に取得された包含領域１３２のＲＦデータの中から変位後の着目領域１１２に対応するＲＦデータを選択して、局所音速値の算出と、音速マップ１３０の生成・表示等を実行すればよい。
【０１２５】
＜作用効果＞
本発明の第４実施形態では、第３実施形態よりは送信焦点１２５の設定範囲（ＲＦデータの取得範囲）を狭くすることができるので、超音波診断装置４０の処理負荷を第３実施
形態よりも減らすことができる。
【０１２６】
＜第４−１実施形態＞
上記第４実施形態では、局所音速値算出部１２１ｂは着目領域１１２内の局所音速値を算出し、音速マップ生成部１２２は着目領域１１２に対応する音速マップ１３０を生成している。これに対して、例えば図２９に示すように、包含領域１３２内のＲＦデータに基づき局所音速値算出部１２１ｂにより包含領域１３２内の局所音速値を算出して、この算出結果に基づき、音速マップ生成部１２２により包含領域１３２に対応する音速マップ１３０ａを生成してもよい。これにより、着目領域１１２の追跡結果に誤差が含まれていたとしても、着目領域１１２の音速マップを確実に表示することができる。
【０１２７】
［その他］
上記各実施形態では、Ｂモード画像１１０の面内での着目領域１１２の変位（移動、傾き）を追跡することで新たな音速マップを生成しているが、ここでいう着目領域１１２の変位には、超音波探触子３００と着目領域１１２との間の距離が変化することに伴うＢモード画像１１０内での着目領域１１２の拡大縮小も含まれる。この着目領域１１２の拡大縮小についても上記構成の着目領域追跡部６０６等により追跡することができる。従って、着目領域１１２の拡大縮小に応じて音速マップを拡大縮小して重畳表示することができる。
【０１２８】
上記各実施形態の局所音速値算出部１２１（１２１ａ，１２１ｂ）は、特許文献１に開示されたホイヘンスの原理を利用した局所音速算出法を用いて着目領域１１２内の局所音速値を求めているが、例えば特許文献１に開示された屈折率モデル計算を利用した局所音速算出法を用いて着目領域１１２内の局所音速値を求めてもよく、局所音速算出法は特に限定はされない。
【０１２９】
上記各実施形態では、着目領域１１２を矩形状に設定しているが、例えば円形状等の各種形状に着目領域を設定してもよい。
【０１３０】
上記各実施形態では、着目領域１１２の変位に伴い、変位後の着目領域１１２に対応するＲＦデータを用いて音速マップ１３０を生成している。これに対して、例えば、Ｂモード画像１１０の全領域（または前述の包含領域１３２でも可）に対応する音速マップを生成しておき、この音速マップから着目領域追跡部６０６により追跡されている着目領域１１２に対応する音速マップを抽出（切り出し）してもよい。なお、Ｂモード画像１１０の全領域（または包含領域１３２）に対応する音速マップは定期的に更新することが好ましい。
【符号の説明】
【０１３１】
１０，２０，３０…超音波診断装置，１００…ＣＰＵ，１１０…Ｂモード画像，１１２…着目領域，１２０…送受信制御部，１２１…局所音速値算出部，１２２…音速マップ生成部，１２５…送信焦点，１３０…音速マップ，２００…操作入力部，３００…超音波探触子，３０５…磁気センサ，３０６…磁気発生部，４００…送受信部，５００…画像信号生成部，６０６…着目領域追跡部
【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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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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