(57)【要約】【課題】  超音波スキャンの終了後において、被検体内の音速値の解析を容易に行うことが可能な超音波信号処理装置および超音波信号処理方法を提供する。【解決手段】  操作部１４により信頼性指標の閾値の設定が受け付けられると（ステップＳ３２）、演算処理部２８は、信頼性指標が設定された閾値以上の最適音速値を用いて閾値未満の領域における最適音速値を算出する（ステップＳ３４）。表示演算部３４は、ステップＳ３４において算出した領域ごとの最適音速値を用いて、被検体ＯＢＪ内における音速の分布を示す音速マップを作成して（ステップＳ３６）、表示部１６に表示する（ステップＳ３８）。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波を被検体に送信するとともに、該被検体によって反射される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、
前記超音波検出信号に基づいて被検体内の領域ごとの音速を算出する音速算出手段と、
前記超音波検出信号に基づいて前記音速の信頼性を示す信頼性指標を算出する信頼性指標算出手段と、
前記音速と該音速の信頼性指標を関連付けて保存する保存手段と、
前記信頼性指標の閾値の設定を受け付ける閾値設定手段と、
前記設定された閾値以上の信頼性指標の音速を用いて、前記被検体内における音速の分布を算出する音速分布算出手段と、
を備える超音波信号処理装置。
【請求項２】
前記音速算出手段が、被検体内の着目領域における超音波画像のコントラストおよびシャープネスのうちの少なくとも一方が最も高くなる最適音速を算出する、請求項１記載の超音波信号処理装置。
【請求項３】
前記信頼性指標算出手段が、前記最適音速に基づいて算出された前記被検体内の領域ごとの局所音速を算出する、請求項２記載の超音波信号処理装置。
【請求項４】
前記音速分布算出手段が、前記設定された閾値以上の信頼性指標の音速を用いて、前記信頼性指標が閾値未満の領域における音速を補間して算出する、請求項１から３のいずれか１項記載の超音波信号処理装置。
【請求項５】
前記音速分布算出手段が、前記設定された閾値以上の信頼性指標の音速のみを用いて、前記被検体内における音速の分布を示す音速画像を作成する、請求項１から３のいずれか１項記載の超音波信号処理装置。
【請求項６】
超音波を被検体に送信するとともに、該被検体によって反射される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により検出された超音波検出信号に基づいて被検体内の領域ごとの音速を算出する音速算出工程と、
前記超音波検出信号に基づいて前記音速の信頼性を示す信頼性指標を算出する信頼性指標算出工程と、
前記音速と該音速の信頼性指標を関連付けて保存する保存工程と、
前記信頼性指標の閾値の設定を受け付ける閾値設定工程と、
前記設定された閾値以上の信頼性指標の音速を用いて、前記被検体内における音速の分布を算出する音速分布算出工程と、
を備える超音波信号処理方法。
【請求項７】
前記音速算出工程において、被検体内の着目領域における超音波画像のコントラストおよびシャープネスのうちの少なくとも一方が最も高くなる最適音速を算出する、請求項６記載の超音波信号処理方法。
【請求項８】
前記信頼性指標算出工程において、前記最適音速に基づいて算出された前記被検体内の領域ごとの局所音速を算出する、請求項７記載の超音波信号処理方法。
【請求項９】
前記音速分布算出工程において、前記設定された閾値以上の信頼性指標の音速を用いて、前記信頼性指標が閾値未満の領域における音速を補間して算出する、請求項６から８のいずれか１項記載の超音波信号処理方法。
【請求項１０】
前記音速分布算出工程において、前記設定された閾値以上の信頼性指標の音速のみを用いて、前記被検体内における音速の分布を示す音速画像を作成する、請求項６から８のいずれか１項記載の超音波信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は超音波信号処理装置および超音波信号処理方法に係り、特に被検体によって反射された超音波エコーを受信して超音波信号を記録する超音波信号処理装置および超音波信号処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、受信フォーカス処理におけるビーム集束度に基づいて被検体内の音速をＮ回（Ｎは２以上の整数）計測した後に、Ｎ回計測した音速の平均値および信頼度を算出して表示部に表示することが開示されている（段落［００５５］から［００５６］、［００６３］から［００６４］）。
【０００３】
特許文献２には、複数の音速に対応した複数の試行的遅延条件を変化させた場合における整相加算結果についての評価値の変化を表すプロファイルを、各参照領域ごとに生成することが開示されている（段落［００１２］、［００３７］および［００４７］）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−０７８１２４号公報
【特許文献２】特開２０１０−１１９４８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ビームフォーミング前の素子データは、被検体内の音速の補正および音速マップの作成等に有用であるが、ビームフォーミング後のラインデータと比べてデータ量が膨大である。このため、素子データを記録するためには巨大な容量のメモリが必要になる。
【０００６】
例えば、受信チャンネル数が６４ｃｈ、サンプリング周波数が４０ＭＨｚ、受信データの振幅を２Ｂｙｔｅで記録する超音波信号処理装置で、２４０ライン、５ｃｍの深さのデータをとる場合、ビームフォーミング後のラインデータのデータ量は、
2(Byte)×0.05(m)×2／1,540(m/s)×40(MHz)×240(Line)＝1.23(MByte)
となる。一方、ビームフォーミング前の素子データのデータ量は、
1.23(MByte)×64(ch)＝78.72(MByte)
となる。
【０００７】
例えば、音速マップを作成するために１０点の送信フォーカスの素子データを保存する場合、素子データのデータ量は、
78.72(MByte)×10(点)＝787.2(MByte)
となる。上記のように、音速マップ用の素子データを１回の保存するごとに１（Giga Byte）程度のメモリ容量が必要になる。
【０００８】
例えば、１００フレームの音速動画像を保存する場合、該音速動画像に対応する素子データのデータ量は、
787.2(MByte)×100(フレーム)＝78.72(GByte)
となる。
【０００９】
このような膨大な素子データを保存しておくことは困難であるため、素子データを用いて超音波信号処理（例えば、音速補正、最適音速値および局所音速値の算出および表示）を行う場合には、処理を行いながら随時算出に使用した使用済みの素子データを消去することが行われている。しかしながら、素子データを消去した場合、超音波スキャンの終了後に画像（例えば、Ｂモード画像）をフリーズさせた後に、フリーズさせたフレームの前の動画フレームに戻って再度解析を行ったり、検査の終了後に解析を行ったりすることができなかった。
【００１０】
また、超音波スキャンにより得られたすべての素子データを保存しておいたとしても、このような膨大な素子データの解析には時間がかかるという問題があった。
【００１１】
特許文献１および２には、それぞれ音速の平均値の信頼度および位相整合加算結果の評価値に関する記載があるが、これらの値を過去に超音波撮像した被検体の音速値の再解析に利用するものではなかった。
【００１２】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、超音波スキャンの終了後において、被検体内の音速値の解析を容易に行うことが可能な超音波信号処理装置および超音波信号処理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】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様に係る超音波信号処理装置は、超音波を被検体に送信するとともに、被検体によって反射される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、超音波検出信号に基づいて被検体内の領域ごとの音速を算出する音速算出手段と、超音波検出信号に基づいて音速の信頼性を示す信頼性指標を算出する信頼性指標算出手段と、音速と音速の信頼性指標を関連付けて保存する保存手段と、信頼性指標の閾値の設定を受け付ける閾値設定手段と、設定された閾値以上の信頼性指標の音速を用いて、被検体内における音速の分布を算出する音速分布算出手段とを備える。
【００１４】
本発明の第２の態様に係る超音波信号処理装置は、上記第１の態様において、音速算出手段が、被検体内の着目領域における超音波画像のコントラストおよびシャープネスのうちの少なくとも一方が最も高くなる最適音速を算出するように構成したものである。
【００１５】
本発明の第３の態様に係る超音波信号処理装置は、上記第２の態様において、信頼性指標算出手段が、最適音速に基づいて算出された被検体内の領域ごとの局所音速を算出するように構成したものである。
【００１６】
本発明の第４の態様に係る超音波信号処理装置は、上記第１から第３の態様において、音速分布算出手段が、設定された閾値以上の信頼性指標の音速を用いて、信頼性指標が閾値未満の領域における音速を補間して算出するように構成したものである。
【００１７】
本発明の第５の態様に係る超音波信号処理装置は、上記第１から第３の態様において、音速分布算出手段が、設定された閾値以上の信頼性指標の音速のみを用いて、被検体内における音速の分布を示す音速画像を作成するように構成したものである。
【００１８】
本発明の第６の態様に係る超音波信号処理方法は、超音波を被検体に送信するとともに、被検体によって反射される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により検出された超音波検出信号に基づいて被検体内の領域ごとの音速を算出する音速算出工程と、超音波検出信号に基づいて音速の信頼性を示す信頼性指標を算出する信頼性指標算出工程と、音速と音速の信頼性指標を関連付けて保存する保存工程と、信頼性指標の閾値の設定を受け付ける閾値設定工程と、設定された閾値以上の信頼性指標の音速を用いて、被検体内における音速の分布を算出する音速分布算出工程とを備える。
【００１９】
本発明の第７の態様に係る超音波信号処理方法は、上記第６の態様の音速算出工程において、被検体内の着目領域における超音波画像のコントラストおよびシャープネスのうちの少なくとも一方が最も高くなる最適音速を算出するように構成したものである。
【００２０】
本発明の第８の態様に係る超音波信号処理方法は、上記第７の態様の信頼性指標算出工程において、最適音速に基づいて算出された被検体内の領域ごとの局所音速を算出するように構成したものである。
【００２１】
本発明の第９の態様に係る超音波信号処理方法は、上記第６から第８の態様の音速分布算出工程において、設定された閾値以上の信頼性指標の音速を用いて、信頼性指標が閾値未満の領域における音速を補間して算出するように構成したものである。
【００２２】
本発明の第１０の態様に係る超音波信号処理方法は、上記第６から第８の態様の音速分布算出工程において、設定された閾値以上の信頼性指標の音速のみを用いて、被検体内における音速の分布を示す音速画像を作成するように構成したものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、超音波検出信号に基づいて求めた音速とその信頼性指標を関連づけて記憶しておくことにより、超音波スキャンの終了後であっても、信頼性指標を用いた音速分布の再計算および再計算結果に基づく音速分布を示す画像（音速マップ）の作成等を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る超音波信号処理装置を示すブロック図
【図２】最適音速値とその信頼性指標を格納するためのファイル構造の例を模式的に示す図
【図３】最適音速値とその信頼性指標を格納するためのファイル構造の別の例を模式的に示す図
【図４】本発明の第１の実施形態に係る超音波信号処理方法の処理を示すフローチャート
【図５】保存用メモリに保存した最適音速値およびその信頼性指標を用いた解析処理の第１の実施形態を示すフローチャート
【図６】超音波画像の例
【図７】超音波画像（Ｂモード画像）の上に音速マップを重畳表示する例
【図８】本発明の第２の実施形態に係る超音波信号処理方法の処理を示すフローチャート
【図９】本実施形態に係る局所音速値の算出処理を模式的に示す図
【図１０】保存用メモリに保存した最適音速値および最適音速値に基づいて求められた局所音速値の信頼性指標を用いた解析処理を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、添付図面に従って本発明に係る超音波信号処理装置および超音波信号処理方法の好ましい実施の形態について説明する。
【００２６】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る超音波信号処理装置を示すブロック図である。
【００２７】
図１に示す超音波信号処理装置１０は、超音波探触子１８から被検体ＯＢＪ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エコーを受信して記録し、超音波エコーの検出信号（超音波検出信号）から超音波画像を作成・表示する装置である。
【００２８】
制御部（制御用プロセッサ）１２は、操作部１４からの操作入力に応じて超音波信号処理装置１０の各ブロックの制御を行う。制御部１２は、超音波信号処理装置１０の各ブロックを制御するための制御プログラムを格納する記憶領域を含んでいる。
【００２９】
操作部１４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る。操作部１４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、表示部１６の画面上の領域の指定の入力を受け付けるポインティングデバイス（例えば、トラックボール、マウス、タッチパネル等）を含んでいる。さらに、操作部１４は、表示モードを切り替える表示モード切り替えボタンと、動画再生を指示するための動画再生ボタンと、超音波画像の解析・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、またはＩＭＴ（内膜中膜複合体厚：Intima-Media Thickness）値計測）を指示するための解析・計測ボタンを含んでいる。
【００３０】
表示部１６は、例えば、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイまたは液晶ディスプレイである。表示部１６は、超音波画像（動画および静止画）の表示、および各種の設定画面を表示する。
【００３１】
超音波探触子１８は、被検体ＯＢＪに当接させて用いるプローブであり、１次元または２次元のトランスデューサアレイを構成する複数の超音波トランスデューサ（素子）２０を含んでいる。素子２０は、送受信制御部２４から送受信部２２を介して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。そして、各素子２０は、被検体ＯＢＪによって反射される超音波エコーを受信して検出信号（素子データ）を出力する。
【００３２】
素子２０は、例えば、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。上記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。上記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２２に出力される。
【００３３】
なお、超音波トランスデューサとしては、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、上記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、超音波信号を光信号に変換して検出する光検出方式の超音波トランスデューサ（例えば、ファブリーペロー共振器、ファイバブラッググレーティング）を用いるようにしてもよい。
【００３４】
超音波探触子１８が被検体ＯＢＪに当接されて、操作部１４からの指示入力により超音波診断が開始されると、制御部１２は、送受信部２２および送受信制御部２４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、および被検体ＯＢＪからの超音波エコーの受信を開始させる。制御部１２は、素子２０ごと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。
【００３５】
さらに、制御部１２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、複数の素子２０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２０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。上記送信遅延パターンおよび受信遅延パターンはあらかじめ制御部１２に格納されている。制御部１２は、あらかじめ格納されているものの中から送信遅延パターンおよび受信遅延パターンを選択して、選択した送信遅延パターンおよび受信遅延パターンに従って、送受信制御部２４を介して送受信部２２に制御信号を出力して超音波の送受信制御を行う。
【００３６】
送受信制御部２４は、制御部１２からの制御信号に応じて駆動信号を生成して、送受信部２２を介して該駆動信号を素子２０に印加する。このとき、送受信制御部２４は、制御部１２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２０に印加する駆動信号を遅延させる（送信フォーカス）。ここで、送受信制御部２４は、複数の素子２０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２０に駆動信号を印加するタイミングを調整する（遅延させる）。なお、複数の素子２０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するようにしてもよい。
【００３７】
送受信部２２は、各素子２０から出力される超音波検出信号を受信して増幅する。各素子２０と被検体ＯＢＪ内の超音波反射源との間の距離はそれぞれ異なるため、各素子２０に反射波が到達する時間が異なる。送受信部２２は遅延回路を備えており、制御部１２によっ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（仮定音速）または音速の分布に従って、反射波の到達時刻の差（遅延時間）に相当する分、各検出信号を遅延させる。
【００３８】
表示モードがライブモードの場合、送受信部２２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（ビームフォーミング）を行う。例えば、被検体ＯＢＪ内の超音波反射源と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。このため、上記送受信部２２の加算回路で加算することにより、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、上記超音波反射源にフォーカスが合う。上記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。
【００３９】
なお、本実施形態では、送受信部２２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、受信フォーカス処理は、演算処理部２８においてデジタル的に行われる。
【００４０】
送受信部２２から出力されるアナログのＲＦ信号は、デジタルＲＦ信号（以下、ＲＦデータという。）に変換される。ここで、ＲＦデータは、受信波（搬送波）の位相情報を含んでいる。上記ＲＦデータは、素子データメモリ２６に入力されて一時記憶される。
【００４１】
素子データメモリ２６は、上記ＲＦデータを順次格納する。また、素子データメモリ２６は、制御部１２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ＲＦデータに関連付けて格納する。
【００４２】
演算処理部（計算用プロセッサ）２８は、素子データメモリ２６に一次保存された素子データを一次保存用メモリ３２に転送して一次保存する。ここで、素子データメモリ２６と一次保存用メモリ３２としては、揮発性メモリを用いることが可能である。なお、素子データメモリ２６と一次保存用メモリ３２は、１つのメモリで兼用してもよい。そして、演算処理部２８は、上記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。
【００４３】
また、演算処理部２８は、被検体ＯＢＪ内の領域ごとに最適音速値および局所音速値を算出する。また、演算処理部２８は、被検体ＯＢＪ内の領域ごとに算出された最適音速値に対してその信頼性を示す信頼性指標を算出する。上記最適音速値およびその信頼性指標等は演算結果保持部３０に一時保存される。
【００４４】
ここで、最適音速値は、例えば、Ｂモード画像において、被検体ＯＢＪ内の着目領域（ＲＯＩ）における画像のコントラストおよびシャープネスのうちの少なくとも一方が最も高くなる音速値として求められる。すなわち、最適音速値は、超音波探触子１８から上記着目領域まで間の領域の平均音速値に対応して受信フォーカスを行うことにより求められる仮想的な音速値である。
【００４５】
局所音速値は、上記着目領域における音速値であり、上記最適音速値に基づいて、例えば、特開２０１０−０９９４５２号公報に記載の方法により求められる。
【００４６】
表示演算部３４は、演算処理部２８から出力されたＲＦデータから、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）を生成する。上記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ため、上記Ｂモード画像データは、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（National Television System Committee）方式）の画像データ）に変換（ラスター変換）される。上記画像データは、表示演算部３４によって、各種の必要な画像処理（例えば、階調処理）が施された後、アナログの画像信号に変換されて表示部１６に出力される。これにより、超音波探触子１８によって撮影された超音波画像（動画）が表示部１６に表示される。
【００４７】
操作部１４が動画再生の指示入力を受け付けると、制御部１２は、超音波信号処理装置１０の動作モードを動画再生モードに切り替える。動画再生モード時には、演算処理部２８は、制御部１２からの指令に従って、一次保存用メモリ３２からＲＦデータを読み出して、所定の処理（ライブモード時と同様の処理）を施して画像データに変換した後、アナログの画像信号に変換されて表示部１６に出力される。これにより、一次保存用メモリ３２に格納されたＲＦデータに基づく超音波画像（動画または静止画）が表示部１６に表示される。
【００４８】
ライブモードまたは動画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部１４からフリーズの指示が入力されると、フリーズボタン押下時に表示されている超音波画像が表示部１６に静止画表示される。これにより、オペレータは、着目領域（ＲＯＩ：Region of Interest）の静止画を表示させて観察することができる。
【００４９】
表示演算部３４は、ライブモードまたは動画再生モード時において、操作部１４からの操作入力に応じて、被検体ＯＢＪ内における音速の分布を示す画像（音速マップ）を作成して表示部１６に出力する。音速マップは、演算結果保持部３０に一時保存された最適音速値およびその信頼性指標に基づいて作成される。この音速マップの表示の態様は、操作部１４による表示モードの設定によりオペレータが選択可能となっている。表示モードとしては、例えば、超音波画像（断層像、Ｂモード画像）と音速マップを表示部１６の画面に並べて表示するモード、超音波画像と音速マップを重畳して表示するモード（例えば、音速値に応じて色分けまたは輝度を変化させる表示、音速値が等しい点を線で結ぶ表示）、Ｂモード画像を上に音速値を数値として表示するモード等がある。なお、音速マップを表示するときは、音速マップの近傍に、音速値と音速マップ中のコントラストまたは色相の対応関係を示すスケールが表示されるようにしてもよい。
【００５０】
保存用メモリ３６は、最適音速値とその信頼性指標を関連付けて保存する。
【００５１】
図２および図３は、最適音速値とその信頼性指標を格納するためのファイル構造の例を模式的に示す図である。
【００５２】
図２に示す例では、最適音速値およびその信頼性指標は、Ｂモード画像を格納するためのファイル（以下、検査済みデータ保存用ファイルＦ１という。）の中に、付属情報（例えば、ヘッダ情報）として格納されている。
【００５３】
図３に示す例では、最適音速値およびその信頼性指標は、専用の検査済みデータ保存用ファイルＦ２に格納されている。また、検査済みデータ保存用ファイルＦ２には、Ｂモード画像への格納場所情報（リンク情報）が付属情報の中に格納されている。なお、検査済みデータ保存用ファイルＦ２は、Ｂモード画像のファイルと関連づけられて保存されるようにしてもよいし、最適音速値が算出された領域ごとの輝度値を格納していてもよい。
【００５４】
なお、最適音速値とその信頼性指標を格納するためのファイル構造は、図２および図３の例に限定されるものではない。また、検査済みデータ保存用ファイルＦ１およびＦ２には、例えば、被検体ＯＢＪに関する情報（例えば、被検体ＯＢＪ（患者）の識別情報、素子データの保存日時等）、超音波の送受信条件に関する情報（例えば、送受信モード、周波数、送受信レート、送受信アドレス、各素子データに対応する送信フォーカス位置の座標および深度情報等）が付属情報として格納されるようにしてもよい。
【００５５】
［超音波信号処理］
図４は、本発明の第１の実施形態に係る超音波信号処理方法の処理を示すフローチャートである。
【００５６】
まず、超音波探触子１８から被検体ＯＢＪ内に超音波ビームが送信されて、被検体ＯＢＪ内から反射された超音波エコーが超音波探触子１８によって受信される。これにより、超音波検出信号が取得される（ステップＳ１０）。この超音波検出信号は、素子データメモリ２６に一時保存される。
【００５７】
次に、演算処理部２８は、超音波スキャンされた領域について、領域（点）ごとに最適音速値を算出する（ステップＳ１２）。最適音速値は、例えば、Ｂモード画像において、被検体ＯＢＪ内の着目領域（ＲＯＩ）における画像のコントラストおよびシャープネスのうちの少なくとも一方が最も高くなる音速値として算出される。
【００５８】
次に、演算処理部２８は、領域ごとの最適音速値の信頼性指標を算出する（ステップＳ１４）。ここで、信頼性指標は、例えば、超音波検出信号をビームフォーミングして得られるＲＦ信号の振幅値をその最適音速値を用いて規格化した指標、素子データの波形の歪み度を規格化した指標である。
【００５９】
表示演算部３４は、ステップＳ１２において算出した領域ごとの最適音速値を用いて、被検体ＯＢＪ内における音速の分布を示す音速マップを作成して（ステップＳ１６）、表示部１６に表示する（ステップＳ１８）。
【００６０】
また、演算処理部２８は、ステップＳ１２からＳ１４において算出した領域ごとの最適音速値とその信頼性指標を関連づけて保存用メモリ３６に保存する（ステップＳ２０）。
【００６１】
［信頼性指標を用いた解析処理］
図５は、保存用メモリ３６に保存した最適音速値およびその信頼性指標を用いた解析処理を示すフローチャートである。
【００６２】
被検体ＯＢＪに関する情報（例えば、被検体ＯＢＪ（患者）の識別情報、素子データの保存日時等）が操作部１４から入力されると、制御部１２は、該被検体ＯＢＪに関する情報に対応する検査済みデータ保存用ファイルを保存用メモリ３６から読み込んで、最適音速値およびその信頼性指標を読み込む（ステップＳ３０）。この最適音速値とその信頼性指標は、Ｂモード画像とともに、表示部１６に表示される。
【００６３】
操作部１４により信頼性指標の閾値の設定が受け付けられると（ステップＳ３２）、演算処理部２８は、信頼性指標が設定された閾値以上の最適音速値を用いて閾値未満の領域における最適音速値を算出する（ステップＳ３４）。
【００６４】
表示演算部３４は、ステップＳ３４において算出した領域ごとの最適音速値を用いて、被検体ＯＢＪ内における音速の分布を示す音速マップを作成して（ステップＳ３６）、表示部１６に表示する（ステップＳ３８）。
【００６５】
図６は、超音波画像の例を示している。図６に示す例では、領域Ｒ１における最適音速値およびその信頼性指標がそれぞれ１４５０ｍ／ｓ、０．８、領域Ｒ２における最適音速値およびその信頼性指標がそれぞれ１８００ｍ／ｓ、０．２、領域Ｒ３における最適音速値およびその信頼性指標がそれぞれ１５５０ｍ／ｓ、０．９である。
【００６６】
ステップＳ３２において設定された閾値が０．５の場合、領域Ｒ２における最適音速値は、領域Ｒ２の周囲の領域Ｒ１、Ｒ３等における最適音速値と、領域Ｒ２と周囲の領域Ｒ１、Ｒ３等との距離に基づいて補間演算により求められる。そして、検査済みデータ保存用ファイルに格納されている領域Ｒ２の最適音速値１８００ｍ／ｓは、ステップＳ３６における音速マップの作成には使用されない。
【００６７】
図７は、超音波画像（Ｂモード画像）ＩＭＧ１の上に音速マップＩＭＧ２を重畳表示する例を示している。図７において、Ｘ軸はスキャン方向（素子２０の配列方向）を示しており、Ｚ軸は被検体ＯＢＪ内における深度方向を示している。なお、図中の符号Ｂ１は、音速マップＩＭＧ２における音速値と色の対応関係を示すスケールである。
【００６８】
図７に示す音速マップＩＭＧ２において、最適音速値の信頼性指標がステップＳ３２において設定された閾値以上の領域Ｒ１０には、最適音速値に対応する色が付されている。一方、最適音速値の信頼性指標が閾値未満の領域Ｒ１２には、最適音速値に対応する色が付されていない。
【００６９】
本実施形態によれば、最適音速値とその信頼性指標を関連づけて記憶しておくことにより、超音波スキャンの終了後であっても、信頼性指標を用いた最適音速値の再計算および再計算結果に基づく最適音速値の音速マップの作成等を行うことができる。
【００７０】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、上記第１の実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００７１】
図８は、本発明の第２の実施形態に係る超音波信号処理方法の処理を示すフローチャートである。
【００７２】
まず、超音波探触子１８から被検体ＯＢＪ内に超音波ビームが送信されて、被検体ＯＢＪ内から反射された超音波エコーが超音波探触子１８によって受信される。これにより、超音波検出信号が取得される（ステップＳ５０）。この超音波検出信号は、素子データメモリ２６に一時保存される。
【００７３】
次に、演算処理部２８は、超音波スキャンされた領域について、領域（点）ごとに最適音速値を算出する（ステップＳ５２）。そして、演算処理部２８は、上記領域ごとの最適音速値に基づいて、被検体ＯＢＪ内の着目領域（着目点）ＸＲＯＩごとの局所音速値を算出する（ステップＳ５４）。
【００７４】
図９は、本実施形態に係る局所音速値の算出処理を模式的に示す図である。図９（ａ）および図９（ｂ）において、Ｘ軸はスキャン方向（素子２０の配列方向）を示しており、Ｚ軸は被検体ＯＢＪ内における深度方向を示している。図９（ｂ）における着目点ＸＲＯＩと点Ａ１，Ａ２，…，Ａｎの間の領域Ａにおける音速Ｖａと、点Ａ１，Ａ２，…，Ａｎと超音波探触子１８の間の領域Ｂにおける音速Ｖｂはいずれも一定と仮定する。なお、図９（ｂ）において、領域Ａと領域Ｂの境界Ｓ１は直線状であるが、曲線状または不規則な形状であってもよい。
【００７５】
図９（ａ）に示す受信波Ｗｘは、着目点ＸＲＯＩ（局所音速値の算出対象）における最適音速値に基づいて、着目点ＸＲＯＩを反射点としたときに受信される受信波である。
【００７６】
図９（ｂ）に示す合成受信波ＷＳＵＭは、着目点ＸＲＯＩから伝播した超音波が点Ａ１，Ａ２，…，Ａｎを通って受信される受信波（それぞれＷＡ１，ＷＡ２，…，ＷＡｎ）を合成して得られる合成受信波である。着目点ＸＲＯＩから点Ａ１，Ａ２，…，Ａｎまでの距離をそれぞれＸＲＯＩＡ１，ＸＲＯＩＡ２，…，ＸＲＯＩＡｎとすると、着目点ＸＲＯＩからの超音波が点Ａ１，Ａ２，…，Ａｎに到達するまでの時間は、それぞれＸＲＯＩＡ１／Ｖａ，ＸＲＯＩＡ２／Ｖａ，…，ＸＲＯＩＡｎ／Ｖａとなる。また、点Ａ１，Ａ２，…，Ａｎから発した超音波が超音波探触子の素子面Ｓ２に到達するときの受信波形は、各点における最適音速値に基づいて算出される。合成受信波ＷＳＵＭは、点Ａ１，Ａ２，…，Ａｎからそれぞれ遅延ＸＲＯＩＡ１／Ｖａ，ＸＲＯＩＡ２／Ｖａ，…，ＸＲＯＩＡｎ／Ｖａで発した反射波（超音波エコー）を合成することにより求めることができる。
【００７７】
ホイヘンスの原理によれば、受信波Ｗｘと合成受信波ＷＳＵＭは一致する。このため、受信波Ｗｘと合成受信波ＷＳＵＭの差が最小になる音速値Ｖａを着目点ＸＲＯＩ（領域Ａ）における局所音速値とする。受信波Ｗｘと合成受信波ＷＳＵＭの差は、例えば、受信波Ｗｘと合成受信波ＷＳＵＭの各素子２０における受信波形ないし受信時刻の相互相関をとる方法等により求められる。
【００７８】
なお、図９（ａ）および図９（ｂ）に示す例では、超音波探触子１８から着目点ＸＲＯＩまでの領域をＺ方向の２層の領域に分けて局所音速値を求めているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、Ｚ方向に３層以上の領域に分けて、超音波探触子１８側の層から順番に局所音速値を求めるようにしてもよい。また、最適音速値が相互に異なる複数の領域をＸ方向に想定して局所音速値を求めるようにしてもよい。
【００７９】
次に、演算処理部２８は、着目点ＸＲＯＩごとの局所音速値の信頼性指標を算出する（ステップＳ５６）。ここで、局所音速値の信頼性指標は、例えば、上記１または複数の領域（点Ａ１，…，Ａｎ，ＸＲＯＩ（すなわち、上記着目点ＸＲＯＩにおける局所音速値を求めるために使用した点））における最適音速値を求めるときに取得した超音波検出信号をビームフォーミングして得られるＲＦ信号の振幅値の平均値を求め、上記着目点ＸＲＯＩにおける局所音速値を用いて規格化することにより算出することができる。また、上記１または複数の領域（点Ａ１，…，Ａｎ，ＸＲＯＩ）における最適音速値を求めるときに取得した素子データの波形の歪み度の平均値を規格化した指標である。
【００８０】
表示演算部３４は、ステップＳ１２において算出した領域ごとの局所音速値を用いて、被検体ＯＢＪ内における音速の分布を示す音速マップを作成して（ステップＳ５８）、表示部１６に表示する（ステップＳ６０）。
【００８１】
また、演算処理部２８は、ステップＳ５２からＳ１４において算出した領域ごとの最適音速値と局所音速値および該局所音速値の信頼性指標を関連づけて保存用メモリ３６に保存する（ステップＳ６２）。
【００８２】
図１０は、保存用メモリ３６に保存した最適音速値および最適音速値に基づいて求められた局所音速値の信頼性指標を用いた解析処理を示すフローチャートである。
【００８３】
被検体ＯＢＪに関する情報（例えば、被検体ＯＢＪ（患者）の識別情報、素子データの保存日時等）が操作部１４から入力されると、制御部１２は、該被検体ＯＢＪに関する情報に対応する検査済みデータ保存用ファイルを保存用メモリ３６から読み込んで、最適音速値および最適音速値に基づいて求められた局所音速値の信頼性指標を読み込む（ステップＳ７０）。この最適音速値とその信頼性指標は、Ｂモード画像とともに、表示部１６に表示される。
【００８４】
操作部１４により信頼性指標の閾値の設定が受け付けられると（ステップＳ７２）、演算処理部２８は、信頼性指標が設定された閾値以上の局所音速値を用いて閾値未満の領域における局所音速値を算出する（ステップＳ７４）。
【００８５】
表示演算部３４は、ステップＳ７４において算出した領域ごとの局所音速値を用いて、被検体ＯＢＪ内における音速の分布を示す音速マップを作成して（ステップＳ７６）、表示部１６に表示する（ステップＳ７８）。
【００８６】
なお、信頼性指標が閾値未満の局所音速値を音速マップに表示しないようにしてもよい。
【００８７】
本実施形態によれば、最適音速値と、その最適音速値を用いて算出した局所音速値およびその信頼性指標を関連づけて記憶しておくことにより、超音波スキャンの終了後であっても、信頼性指標を用いた局所音速値の再計算および再計算結果に基づく局所音速値の音速マップの作成等を行うことができる。
【００８８】
なお、上記の実施形態では、超音波トランスデューサ（素子２０）が１次元に配置されている例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、上記の各実施形態は、超音波トランスデユーサが２次元に配置されている場合や、超音波トランスデューサが平面でなく任意の曲面状（例えば、被検体ＯＢＪに対して凸のコンベックス面状）に配置されている場合にも適用できる。
【符号の説明】
【００８９】
１０…超音波信号処理装置、１２…制御部（制御用プロセッサ）、１４…操作部、１６…表示部、１８…超音波探触子（プローブ）、２０…超音波トランスデューサ（素子）、２２…送受信部、２４…送受信制御部、２６…素子データメモリ、２８…演算処理部（計算用プロセッサ）、３０…演算結果保持部、３２…一次保存用メモリ、３４…表示演算部、３６…保存用メモリ
【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８】
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【図９】
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【図１０】
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【図６】
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【図７】
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