(57)【要約】【課題】超音波画像の生成に際し、観察に適した表示をするための受信信号の調整を実現する技術の提供。【解決手段】被検体に入射した超音波の前記被検体からの反射波を受信した受信信号に基づいて超音波画像を生成する演算処理部を備えた画像生成装置であって、前記演算処理部が、前記受信信号に基づいて前記超音波の入射方向に沿った各位置における減衰特徴値を算出することと、前記減衰特徴値の前記入射方向に沿った微分値を算出することと、前記微分値を閾値判定することと、前記閾値判定の判定結果を用いて前記受信信号を調整した前記超音波画像を生成することと、を実行する画像生成装置である。【選択図】図８
2017184846.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に入射した超音波の前記被検体からの反射波を受信した受信信号に基づいて超音
波画像を生成する演算処理部を備えた画像生成装置であって、
前記演算処理部が、
前記受信信号に基づいて前記超音波の入射方向に沿った各位置における減衰特徴値を算
出することと、
前記減衰特徴値の前記入射方向に沿った微分値を算出することと、
前記微分値を閾値判定することと、
前記閾値判定の判定結果を用いて前記受信信号を調整した前記超音波画像を生成するこ
とと、
を実行する画像生成装置。
【請求項２】
閾値を入力するための操作部を備え、
前記閾値判定することは、前記閾値を用いて前記微分値を閾値判定することである、
請求項１に記載の画像生成装置。
【請求項３】
前記超音波画像を生成することは、前記判定結果に基づき前記入射方向における調整対
象部分を特定し、当該調整対象部分に係る受信信号を調整することを含む、
請求項１又は２に記載の画像生成装置。
【請求項４】
前記超音波画像を生成することは、前記調整対象部分に係る受信信号のゲインを相対的
に上げることである、
請求項３に記載の画像生成装置。
【請求項５】
前記超音波画像を生成することは、前記調整対象部分に係る受信信号のゲインを相対的
に下げることである、
請求項３に記載の画像生成装置。
【請求項６】
前記減衰特徴値を算出することは、前記超音波の入射信号強度と、前記反射波の受信信
号強度とを用いて、前記受信信号の減衰を相殺するための減衰補正値を算出することであ
る、
請求項１〜５の何れか一項に記載の画像生成装置。
【請求項７】
前記減衰特徴値を算出することは、前記超音波の入射信号強度と、前記反射波の受信信
号強度とを用いて、前記受信信号の減衰強度値を算出することである、
請求項１〜５の何れか一項に記載の画像生成装置。
【請求項８】
被検体に入射した超音波の前記被検体からの反射波を受信した受信信号に基づいて超音
波画像を生成する画像生成方法であって、
前記受信信号に基づいて前記超音波の入射方向に沿った各位置における減衰特徴値を算
出することと、
前記減衰特徴値の前記入射方向に沿った微分値を算出することと、
前記微分値を閾値判定することと、
前記閾値判定の判定結果を用いて前記受信信号を調整した前記超音波画像を生成するこ
とと、
を含む画像生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波画像を生成する画像生成装置および画像生成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置における超音波画像の表示にあたっては、その観察の目的や観察対象の
部位等に合った見易い（観察し易い）表示が求められる。そのための機能として、エコー
信号の増幅利得を調整するＳＴＣ（Sensitivity Time Control）機能がある。例えば特許
文献１には、予め輝度分布パターン（ヒストグラムセット）と対応付けて適用利得の補正
量情報を設定しておき、受信信号強度に基づき生成した画像の輝度分布と類似する輝度分
布パターンの補正量情報を用いて、適用利得を補正する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−５０６４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、あらゆる疾患や部位の観察に対応するためには、予めそれらを想定して輝度分
布パターンを設定しておく必要がある。加えて輝度分布パターンには個人差もあることか
ら、その事前設定は困難といえる。そこで本発明は、超音波画像の生成に際し、事前のデ
ータの用意を必要とすることなく観察に適した表示をするための受信信号の調整を実現す
る技術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】
【０００５】
上記課題を解決するための第１の発明は、被検体に入射した超音波の前記被検体からの
反射波を受信した受信信号に基づいて超音波画像を生成する演算処理部を備えた画像生成
装置であって、前記演算処理部が、前記受信信号に基づいて前記超音波の入射方向に沿っ
た各位置における減衰特徴値を算出することと、前記減衰特徴値の前記入射方向に沿った
微分値を算出することと、前記微分値を閾値判定することと、前記閾値判定の判定結果を
用いて前記受信信号を調整した前記超音波画像を生成することと、を実行する画像生成装
置である。
【０００６】
また、他の発明として、被検体に入射した超音波の前記被検体からの反射波を受信した
受信信号に基づいて超音波画像を生成する画像生成方法であって、前記受信信号に基づい
て前記超音波の入射方向に沿った各位置における減衰特徴値を算出することと、前記減衰
特徴値の前記入射方向に沿った微分値を算出することと、前記微分値を閾値判定すること
と、前記閾値判定の判定結果を用いて前記受信信号を調整した前記超音波画像を生成する
ことと、を含む画像生成方法を構成してもよい。
【０００７】
第１の発明等によれば、超音波の受信信号から減衰特徴値を算出して用い、減衰特徴値
の変化に基づき受信信号を調整した超音波画像を生成することができる。よって、超音波
画像の生成に際し、事前のデータの用意を必要とすることなく観察に適した表示をするた
めの受信信号の調整を実現できる。
【０００８】
また、第２の発明として、閾値を入力するための操作部を備え、前記閾値判定すること
は、前記閾値を用いて前記微分値を閾値判定することである、第１の発明の画像生成装置
を構成してもよい。
【０００９】
第２の発明によれば、操作部を介して入力された閾値を用いて微分値を閾値判定するこ
とができる。
【００１０】
また、第３の発明として、前記超音波画像を生成することは、前記判定結果に基づき前
記入射方向における調整対象部分を特定し、当該調整対象部分に係る受信信号を調整する
ことを含む、第１又は第２の発明の画像生成装置を構成してもよい。
【００１１】
第３の発明によれば、入射方向に沿った減衰特徴値の変化に基づき調整対象部分を特定
し、調整対象部分に係る受信信号を調整することができる。
【００１２】
また、第４の発明として、前記超音波画像を生成することは、前記調整対象部分に係る
受信信号のゲインを相対的に上げることである、第３の発明の画像生成装置を構成しても
よい。
【００１３】
第４の発明によれば、調整対象部分に係る受信信号のゲインを相対的に上げることがで
きる。
【００１４】
また、第５の発明として、前記超音波画像を生成することは、前記調整対象部分に係る
受信信号のゲインを相対的に下げることである、第３の発明の画像生成装置を構成しても
よい。
【００１５】
第５の発明によれば、調整対象部分に係る受信信号のゲインを相対的に下げることがで
きる。
【００１６】
また、第６の発明として、前記減衰特徴値を算出することは、前記超音波の入射信号強
度と、前記反射波の受信信号強度とを用いて、前記受信信号の減衰を相殺するための減衰
補正値を算出することである、第１〜第５の何れかの発明の画像生成装置を構成してもよ
い。
【００１７】
第６の発明によれば、減衰特徴値として、受信信号の減衰を相殺するための減衰補正値
を算出することができる。
【００１８】
また、第７の発明として、前記減衰特徴値を算出することは、前記超音波の入射信号強
度と、前記反射波の受信信号強度とを用いて、前記受信信号の減衰強度値を算出すること
である、第１〜第５の何れかの発明の画像生成装置を構成してもよい。
【００１９】
第７の発明によれば、減衰特徴値として、受信信号の減衰強度値を算出することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】画像生成装置のシステム構成例を示す図。
【図２】超音波画像の一例を示す図。
【図３】減衰特徴値の算出を説明するための簡易的な超音波伝搬モデルを示す図。
【図４】図２中に破線で示す走査ラインに係るＡモード像を示す図。
【図５】図４のＡモード像から求めた減衰補正値を示す図。
【図６】図５の減衰補正値の一次微分結果を示す図。
【図７】図５の減衰補正値の二次微分結果を示す図。
【図８】画像生成装置の機能構成例を示すブロック図。
【図９】超音波画像の生成処理の流れを示すフローチャート。
【図１０】図４のＡモード像から求めた減衰強度値を示す図。
【図１１】図１０の減衰強度値の一次微分結果を示す図。
【図１２】図１０の減衰強度値の二次微分結果を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、以下説明す
る実施形態によって本発明が限定されるものではなく、本発明を適用可能な形態が以下の
実施形態に限定されるものでもない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符
号を付す。
【００２２】
［全体構成］
図１は、本実施形態における画像生成装置１０のシステム構成例を示す図である。画像
生成装置１０は、測定結果や操作情報を画像表示するための手段および操作入力のための
手段を兼ねるタッチパネル１２と、操作入力をするためのキーボード１４と、超音波プロ
ーブ（探触子）１６と、処理装置３０とを備え、超音波測定を利用して被検体２の生体情
報を取得する。
【００２３】
超音波プローブ１６は、超音波を送受信する複数の超音波素子（超音波振動子）を配列
して有している。超音波素子（以下、単に「素子」ともいう）は、超音波と電気信号とを
変換する超音波トランスデューサーであり、数ＭＨｚ〜数十ＭＨｚの超音波のパルス信号
を送信するとともに、その反射波を受信する。超音波測定に先立ち、超音波プローブ１６
は、測定の目的に応じた被検体２の部位（対象部位）に当てられる。
【００２４】
処理装置３０は、制御基板３１を内蔵しており、タッチパネル１２、キーボード１４、
および超音波プローブ１６の装置各部と信号送受可能に接続されている。制御基板３１に
は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３２や、ＡＳＩＣ（Application Specific Inte
grated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、各種集積回路の他、
ＩＣ（Integrated Circuit）メモリーやハードディスク等の記憶媒体３３と、外部装置と
のデータ通信を実現する通信ＩＣ３４とが搭載されている。この処理装置３０は、ＣＰＵ
３２等が記憶媒体３３に記憶されているプログラムを実行することにより、超音波測定を
はじめとする生体情報の取得に必要な処理を行う。
【００２５】
具体的には、画像生成装置１０は、処理装置３０の制御により超音波プローブ１６から
被検体２へ超音波ビームを入射（送信）し、その反射波（超音波エコー）を受信して超音
波測定を行う。そして、反射波の受信信号を増幅・信号処理することにより、被検体２の
生体内構造の位置情報や経時変化等の反射波データを生成する。超音波測定は、所定周期
で繰り返し行われる。この所定周期での測定単位を「フレーム」と呼ぶ。
【００２６】
反射波データには、いわゆるＡモード、Ｂモード、Ｍモード、ドップラーモードの各モ
ードの画像が含まれる。Ａモードは、第１軸を超音波ビームの走査ライン方向（超音波の
入射方向）に沿った受信信号のサンプリング点列とし、第２軸を各サンプリング点での反
射波の受信信号強度として、反射波の振幅（Ａモード像）を表示するモードである。また
、Ｂモードは、超音波ビームを所定のプローブ走査範囲（走査角）内で走査させながら得
た反射波振幅（Ａモード像）を輝度値に変換することで可視化した、生体内構造の二次元
の超音波画像（Ｂモード像）を表示するモードである。
【００２７】
［概要］
図２は、Ｂモード像として得られた対象部位の超音波画像の一例を示す図である。図２
中上側が生体表面側（超音波の入射側）であり、例えば上層が脂肪層（皮下脂肪）Ａ１１
、その内側が筋肉層Ａ１３である。脂肪層Ａ１１と筋肉層Ａ１３との境界部分や、筋肉層
Ａ１３とその下層領域Ａ１５との境界部分には、筋肉層Ａ１３の筋肉を包む膜（筋膜）Ｂ
１１，Ｂ１３が介在する。
【００２８】
ところで、従来から、図２に示すような対象部位の超音波画像を見ながら穿刺針を刺す
位置（穿刺位置）を決定するといったことが行われている（穿刺モード）。この穿刺モー
ドにおける超音波画像の表示にあたっては、筋膜Ｂ１１，Ｂ１３を把握し易い表示が求め
られている。一方で、脂肪層Ａ１１や筋肉層Ａ１３については、その領域内がちらつくス
ペックルノイズを抑えた表示が求められている。
【００２９】
そこで本実施形態では、超音波の入射方向に沿った筋膜Ｂ１１，Ｂ１３や脂肪層Ａ１１
、筋肉層Ａ１３の入射方向位置（本実施形態では生体表面からの深さ方向の各位置）を特
定する。そして、筋膜Ｂ１１，Ｂ１３の入射方向位置では予め定められる基準値よりもゲ
インを上げて筋膜Ｂ１１，Ｂ１３を強調表示する一方、脂肪層Ａ１１および筋肉層Ａ１３
の入射方向位置では、ゲインを基準値より下げることでそれらの領域においてスペックル
ノイズの発生を抑制する。
【００３０】
［原理］
被検体２に入射した超音波は、被検体２内を減衰しながら伝搬してゆく。発生する減衰
には、主に、拡散減衰、吸収減衰、散乱減衰の３種類がある。拡散減衰は、音波が球面状
に拡がることによる減衰であり、吸収減衰は、音響エネルギーが媒質に吸収され、熱変換
されることによる減衰であり、散乱減衰は、媒質が不均一なことによる減衰である。本実
施形態では、散乱減衰に着目する。そのために先ず、超音波を伝搬させる媒質Ａが異なる
媒質Ｂを内在している場合を考える。但し、超音波の拡散減衰および吸収減衰はないもの
とする。
【００３１】
媒質Ａの音響インピーダンスＺ１は、媒質Ａの平均密度ρ１と平均音速ｃ１との積で求
められ、媒質Ｂの音響インピーダンスＺ２は、媒質Ｂの平均密度ρ２と平均音速ｃ２との
積で求められる（次式（１））。
【数１】
2017184846.tif 000003
【００３２】
また、媒質Ａを伝搬する超音波が媒質Ａ，Ｂの境界面で反射するときの反射率Ｓは、媒
質Ａ，Ｂの音響インピーダンスＺ１，Ｚ２を用いて、次式（２）で表される。
【数２】
2017184846.tif 000004
【００３３】
そして、媒質Ａ，Ｂの境界面を透過する超音波の透過率Ｔは、次式（３）で表される。
【数３】
2017184846.tif 000005
【００３４】
式（３）から、媒質Ａの音響インピーダンスＺ１と媒質Ｂの音響インピーダンスＺ２と
の差が大きいほど媒質Ａ，Ｂの境界面において超音波の反射率Ｓが大きくなり、透過率Ｔ
が小さくなることがわかる。よって、このような異なる媒質Ａ，Ｂの境界面では、反射率
Ｓが大きく（透過率Ｔが小さく）なる分だけ境界面を透過する超音波の信号強度は低下し
、減衰した信号となる。したがって、この減衰の程度から、筋膜Ｂ１１，Ｂ１３や脂肪層
Ａ１１、筋肉層Ａ１３等の調整対象部分の入射方向位置を特定することが可能である。す
なわち、信号の減衰が大きいところが、異なる媒質の境界面つまり筋膜Ｂ１１，Ｂ１３の
入射方向位置であり、減衰の小さいところが、同じ媒質の範囲、つまり脂肪層Ａ１１や筋
肉層Ａ１３等の入射方向位置である。
【００３５】
そこで、本実施形態では、減衰特徴値の１つである減衰補正値を算出する。図３は、減
衰特徴値の算出を説明するための簡易的な超音波伝搬モデルを示す図である。図３では、
複数の媒質境界面４０を有する被検体に対し、超音波プローブ１６から図３中右方向へと
入射信号強度Ｔ１の超音波を入射させた場合を示している。但し、超音波の拡散減衰およ
び吸収減衰はないものとする。
【００３６】
図３に示す被検体には、超音波の入射方向に相対するように複数の媒質境界面４０＿ｉ
（ｉ＝１，２，・・）が存在しており、超音波プローブ１６から入射させた超音波は、こ
れらの媒質境界面４０で反射或いは透過して伝搬してゆく。ｉ番目の媒質境界面４０＿ｉ
の反射率Ｓｉは、式（２）により、境界となる２つの媒質の音響インピーダンスＺによっ
て決まる。そして、ｉ番目の媒質境界面４０＿ｉからの超音波の反射波の受信信号強度（
反射強度）Ｒｉは、媒質境界面４０＿ｉへ入射する超音波の入射信号強度（入射強度）Ｔ
ｉと、媒質境界面４０＿ｉの反射率Ｓｉとの積で求められる（次式（４））。
【数４】
2017184846.tif 000006
【００３７】
詳細に説明すると、１番目の媒質境界面４０＿１への入射強度Ｔ１は、超音波プローブ
１６からの超音波の入射信号強度Ｔ１である。２番目以降の媒質境界面４０＿ｉ（ｉ＝２
，３，・・）への入射強度Ｔｉは、手前の（ｉ−１）番目の媒質境界面４０＿（ｉ−１）
の超音波の透過強度であり、媒質境界面４０＿（ｉ−１）への入射強度Ｔｉ−１と、媒質
境界面４０＿（ｉ−１）からの反射強度Ｒｉ−１との差で求められる（次式（５））。
【数５】
2017184846.tif 000007
【００３８】
つまり、各媒質境界面４０＿ｉ（ｉ＝１，２，・・）の入射強度Ｔｉは、次式（６）で
表すことができる。
【数６】
2017184846.tif 000008
【００３９】
そして、媒質境界面４０＿ｉそれぞれからの反射強度Ｒｉが、超音波プローブ１６にお
ける受信信号強度となる。このとき、ｉ番目の媒質境界面４０＿ｉからの反射波の受信信
号は、手前の（ｉ−１）番目までの媒質境界面４０＿ｊ（ｊ＝１，２、・・，ｉ−１）に
よって超音波の一部が反射して入射強度Ｔｉが低下していることで、減衰した信号となる
。
【００４０】
さて、ｉ番目の媒質境界面４０＿ｉについて、手前以前の媒質境界面４０＿ｊ（ｊ＝１
，２，・・，ｉ−１）が存在しない場合、すなわち、超音波プローブ１６からの入射強度
Ｔ１のままの超音波がｉ番目の媒質境界面４０＿ｉに入射した理想状態を考えると、媒質
境界面４０＿ｉからの反射強度Ｒｉは、次式（７）で表される。
【数７】
2017184846.tif 000009
【００４１】
しかし、ｉ番目の媒質境界面４０＿ｉからの実際の反射強度Ｒｉは上記式（４）で表さ
れることから、散乱減衰によって理想状態の反射強度Ｒｉよりも小さくなっている。そこ
で、次式（８）に示すように、実際の反射強度Ｒｉに所定の減衰補正値αｉを乗じ、理想
状態の反射強度Ｒｉに一致させるとする。
【数８】
2017184846.tif 000010
【００４２】
式（８）から、ｉ番目の媒質境界面４０＿ｉの減衰補正値αｉは、次式（９）で表され
る。
【数９】
2017184846.tif 000011
【００４３】
以上のようにして求まる減衰補正値αｉを実際の反射強度Ｒｉに乗じれば、該当する媒
質境界面４０＿ｉにおける受信信号の減衰が相殺される。したがって、減衰補正値αｉは
、実際の反射強度（受信信号強度）Ｒｉが、当該媒質境界面４０＿ｉにおける理想状態で
の反射強度Ｒｉと比べてどの程度小さくなっているのか、すなわち減衰の程度を表す。
【００４４】
図４は、図２中に破線で示す走査ラインＬ１に係るＡモード像を示す図である。また、
図５は、図４のＡモード像から各サンプリング点をｉとして式（９）に従い求めた減衰補
正値αｉを示す図である。なお、図４等では、横軸を超音波の入射位置（生体表面位置）
からの各サンプリング点の距離としている。また、図４等において、範囲Ｃ２１が図２に
示す脂肪層Ａ１１、範囲Ｃ２２が筋膜Ｂ１１、範囲Ｃ２３が筋肉層Ａ１３、範囲Ｃ２４が
筋膜Ｂ１３、範囲Ｃ２５が下層領域Ａ１５の入射方向位置にそれぞれ対応している。
【００４５】
図４に示すように、脂肪層Ａ１１と筋肉層Ａ１３とを隔てる筋膜Ｂ１１の入射方向位置
では、反射強度が大きい。また、筋肉層Ａ１３と下層領域Ａ１５とを隔てる筋膜Ｂ１３の
入射方向位置では、そこに到達するまでの減衰作用により筋膜Ｂ１１の入射方向位置ほど
大きくはないものの、周囲と比べて反射強度が大きくなっている。したがって、図５の減
衰補正値αｉでみれば、その変化は、理想状態と比べて減衰の程度が特に大きい内側（深
度の深い側）の筋膜Ｂ１３の入射方向位置で最も大きく、その次に外側（深度の浅い側）
の筋膜Ｂ１１の入射方向位置で大きくなる。一方、脂肪層Ａ１１や筋肉層Ａ１３、下層領
域Ａ１５の入射方向位置では、減衰補正値αｉの変化は小さい。
【００４６】
以上のようにして減衰補正値αｉを求めたならば、減衰補正値αｉを入射方向に沿って
微分し、所定のα判定用閾値を用いて微分値を閾値判定する。図６は、図５の減衰補正値
αｉの一次微分結果を示す図であり、図７は、二次微分結果を示す図である。本実施形態
では、例えば一次微分結果を閾値判定する。その際、例えば、図６に示すα判定用閾値Ｄ
３を用い、微分値がα判定用閾値Ｄ３を超えているサンプリング点を筋膜の入射方向位置
、α判定用閾値Ｄ３以下のサンプリング点を、脂肪層や筋肉層等の筋膜以外の入射方向位
置として特定する。
【００４７】
なお、閾値判定は、一次微分結果に対して行う場合に限らず、図７に示す二次微分結果
に対して行ってもよい。例えば、図７に示すα判定用閾値Ｄ４を用い、微分値がα判定用
閾値Ｄ４を超えているサンプリング点を筋膜の入射方向位置、α判定用閾値Ｄ４以下のサ
ンプリング点を筋膜以外の入射方向位置として特定してもよい。
【００４８】
［機能構成］
図８は、画像生成装置１０の機能構成例を示すブロック図である。画像生成装置１０は
、処理装置３０と、超音波プローブ１６とを備え、処理装置３０は、操作入力部３１０と
、表示部３２０と、通信部３４０と、演算処理部としての処理部３５０と、記憶部４００
とを備える。
【００４９】
超音波プローブ１６は、複数の超音波素子を備え、処理装置３０（処理部３５０の超音
波測定制御部３６０）から出力されるパルス電圧で超音波を送信する。そして、送信した
超音波の反射波を受信し、受信信号を超音波測定制御部３６０へ出力する。
【００５０】
操作入力部３１０は、ユーザーによる各種操作入力を受け付け、操作入力に応じた操作
入力信号を処理部３５０へ出力する。ボタンスイッチやレバースイッチ、ダイヤルスイッ
チ、トラックパッド、マウス等により実現できる。図１ではタッチパネル１２やキーボー
ド１４がこれに該当する。
【００５１】
この操作入力部３１０は、α判定用閾値の指示値（α閾値指示値）を入力するための閾
値調整ダイヤル３１１と、後述するゲイン調整値の指示値（ゲイン指示値）を入力するた
めのゲイン調整ダイヤル３１３とを備える。閾値調整ダイヤル３１１の目盛りには、その
α閾値指示値が、予め定められるα判定用閾値の最小値から最大値までの範囲で割り当て
られる。また、ゲイン調整ダイヤル３１３の目盛りには、そのゲイン指示値が、予め定め
られるゲイン調整値の最小値から最大値までの範囲で割り当てられる。なお、閾値調整ダ
イヤル３１１やゲイン調整ダイヤル３１３は、例えば「小」「中」「大」の３段階や、「
１」〜「５」の５段階等のように、α閾値指示値やゲイン指示値を段階的に上下させるも
のであってもよい。また、ダイヤルスイッチ等の物理的なスイッチで実現する場合に限ら
ず、表示部３２０を兼ねるタッチパネルを用いたソフトウェアによるキースイッチ等によ
り実現してもよい。この場合、ユーザーは、タッチパネルをタッチ操作してα閾値指示値
やゲイン指示値を入力する。
【００５２】
表示部３２０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の表示装置によって実現され、
処理部３５０からの表示信号に基づく各種表示を行う。図１ではタッチパネル１２がこれ
に該当する。
【００５３】
通信部３４０は、処理部３５０の制御のもと、外部との間でデータを送受するための通
信装置である。この通信部３４０の通信方式としては、所定の通信規格に準拠したケーブ
ルを介して有線接続する形式や、クレイドル等と呼ばれる充電器と兼用の中間装置を介し
て接続する形式、無線通信を利用して無線接続する形式等、種々の方式を適用可能である
。図１では通信ＩＣ３４がこれに該当する。
【００５４】
処理部３５０は、例えば、ＣＰＵやＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等のマイクロ
プロセッサーや、ＡＳＩＣ、ＩＣメモリー等の電子部品によって実現される。そして、処
理部３５０は、各機能部との間でデータの入出力制御を行い、所定のプログラムやデータ
、操作入力部３１０からの操作入力信号、超音波プローブ１６からの各素子の受信信号等
に基づき各種の演算処理を実行して、被検体２の生体情報を取得する。図１ではＣＰＵ３
２がこれに該当する。なお、処理部３５０を構成する各部は、専用のモジュール回路等の
ハードウェアで構成することとしてもよい。
【００５５】
この処理部３５０は、超音波測定制御部３６０と、閾値設定部３７０と、ゲイン設定部
３８０と、画像生成部３９０とを含む。
【００５６】
超音波測定制御部３６０は、超音波プローブ１６とともに超音波測定部２０を構成し、
この超音波測定部２０によって超音波測定が行われる。超音波測定制御部３６０は、駆動
制御部３６１と、送受信制御部３６３と、受信合成部３６５とを含み、超音波測定を統合
的に制御する。
【００５７】
駆動制御部３６１は、超音波プローブ１６からの超音波パルスの送信タイミングを制御
し、送信制御信号を送受信制御部３６３に出力する。
【００５８】
送受信制御部３６３は、駆動制御部３６１からの送信制御信号に従ってパルス電圧を発
生させて超音波プローブ１６に出力する。その際、送信遅延処理を行って各素子へのパル
ス電圧の出力タイミングの調整を行う。また、送受信制御部３６３は、超音波プローブ１
６から入力された受信信号のフィルター処理等を行い、処理結果を受信合成部３６５に出
力する。
【００５９】
受信合成部３６５は、必要に応じて遅延処理等を行っていわゆる受信信号のフォーカス
に係る処理等を行う。ここでの処理により、走査ライン毎に各サンプリング点の受信信号
強度が得られる。
【００６０】
閾値設定部３７０は、閾値調整ダイヤル３１１のダイヤル位置に従い、α判定用閾値４
３０を設定する。ゲイン設定部３８０は、ゲイン調整ダイヤル３１３のダイヤル位置に従
い、ゲイン調整値４４０を設定する。
【００６１】
画像生成部３９０は、超音波測定部２０による超音波測定の結果に基づいて、超音波画
像を生成する。この画像生成部３９０は、減衰特徴値算出部３９１と、微分値算出部３９
３と、閾値判定部３９５と、ゲイン調整部３９７とを備える。
【００６２】
減衰特徴値算出部３９１は、走査ライン毎に、超音波プローブ１６からの超音波の入射
信号強度Ｔ１と、各サンプリング点の受信信号強度とを用いて各サンプリング点の減衰補
正値αｉを算出する。
【００６３】
微分値算出部３９３は、減衰特徴値算出部３９１が走査ライン毎に求めた各サンプリン
グ点の減衰補正値αｉを、入射方向（つまり走査ラインの方向）に沿って微分する。
【００６４】
閾値判定部３９５は、走査ライン毎に、α判定用閾値４３０を用いて各サンプリング点
の減衰補正値αｉの微分値を閾値判定する。本実施形態では、微分値がα判定用閾値４３
０を超えているサンプリング点を筋膜の入射方向位置として特定する一方、微分値がα判
定用閾値４３０以下のサンプリング点を筋膜以外の入射方向位置として特定する。
【００６５】
ゲイン調整部３９７は、ゲイン調整値４４０を用い、各サンプリング点が筋膜の入射方
向位置なのか筋膜以外の入射方向位置なのかに応じて適用するゲイン値を調整する。本実
施形態では、筋膜の入射方向位置に対しては所定の基準値にゲイン調整値４４０を加算し
てゲイン値を調整する一方、筋膜以外の入射方向位置に対しては基準値からゲイン調整値
４４０を減算してゲイン値を調整する。
【００６６】
記憶部４００は、ＩＣメモリーやハードディスク、光学ディスク等の記憶媒体により実
現されるものである。記憶部４００には、画像生成装置１０を動作させ、画像生成装置１
０が備える種々の機能を実現するためのプログラムや、当該プログラムの実行中に使用さ
れるデータ等が事前に記憶され、或いは処理の都度一時的に記憶される。図１では、制御
基板３１に搭載されている記憶媒体３３がこれに該当する。なお、処理部３５０と記憶部
４００との接続は、装置内の内部バス回路による接続に限らず、ＬＡＮ（Local Area Net
work）やインターネット等の通信回線で実現してもよい。その場合、記憶部４００は、画
像生成装置１０とは別の外部記憶装置により実現されるとしてもよい。
【００６７】
この記憶部４００には、画像生成プログラム４１０と、反射波データ４２０と、α判定
用閾値４３０と、ゲイン調整値４４０と、減衰特徴値データ４５０と、微分結果データ４
６０とが格納される。
【００６８】
処理部３５０は、画像生成プログラム４１０を読み出して実行することにより、超音波
測定制御部３６０や閾値設定部３７０、ゲイン設定部３８０、画像生成部３９０等の機能
を実現する。なお、これらの機能部を電子回路等のハードウェアで実現する場合には、当
該機能を実現させるためのプログラムの一部を省略することができる。
【００６９】
反射波データ４２０は、フレーム毎に繰り返される超音波測定で得た反射波データを記
憶する。この反射波データ４２０は、フレーム毎に取得される各走査ラインのサンプリン
グ点毎の受信信号強度であるＡモード像データ４２１と、Ｂモード像であるフレーム毎の
超音波画像データ４２３とを含む。
【００７０】
α判定用閾値４３０には、閾値調整ダイヤル３１１のダイヤル位置に割り当てられたα
判定用閾値が閾値設定部３７０によって設定される。ゲイン調整値４４０には、ゲイン調
整ダイヤル３１３のダイヤル位置に割り当てられたゲイン調整値がゲイン設定部３８０に
よって設定される。
【００７１】
減衰特徴値データ４５０は、減衰特徴値算出部３９１が算出した減衰補正値αｉを各走
査ラインのサンプリング点毎に記憶する。微分結果データ４６０は、微分値算出部３９３
が算出した減衰補正値αｉの微分値を各走査ラインのサンプリング点毎に記憶する。
【００７２】
［処理の流れ］
図９は、本実施形態における超音波画像の生成処理の流れを示すフローチャートである
。ここで説明する処理は、処理部３５０が記憶部４００から画像生成プログラム４１０を
読み出して実行し、画像生成装置１０の各部を動作させることで実現できる。測定に先立
ち、ユーザーによって超音波プローブ１６が被検体２の体表面に当てられる。
【００７３】
先ず、操作入力部３１０によるユーザーの操作入力を受け付ける。ここでは、閾値調整
ダイヤル３１１およびゲイン調整ダイヤル３１３の操作を受け付けるとともに（ステップ
Ｓ１）、所定の測定開始操作が入力されるまで待機状態となる（ステップＳ３：ＮＯ）。
【００７４】
そして、測定開始操作が入力されたならば（ステップＳ３：ＹＥＳ）、閾値設定部３７
０が、閾値調整ダイヤル３１１のダイヤル位置に基づいて、そのα閾値指示値をα判定用
閾値４３０として設定する（ステップＳ５）。また、ゲイン設定部３８０が、ゲイン調整
ダイヤル３１３のダイヤル位置に基づいて、そのゲイン指示値をゲイン調整値４４０とし
て設定する（ステップＳ７）。
【００７５】
その後、超音波測定部２０が超音波測定を行う（ステップＳ９）。
【００７６】
続いて、全ての走査ラインを順次処理対象ラインとし、ループＡの処理を繰り返す（ス
テップＳ１１〜ステップＳ２９）。すなわち、ループＡでは先ず、減衰特徴値算出部３９
１が、超音波の入射側のサンプリング点から順番に、全てのサンプリング点について減衰
補正値αｉを算出する（ステップＳ１３）。具体的には、式（９）に従い、超音波プロー
ブ１６からの超音波の入射信号強度Ｔ１と、入射方向手前側のサンプリング点までの各サ
ンプリング点の反射強度（受信信号強度）Ｒｊとから、対象のサンプリング点の減衰補正
値αｉを算出する。
【００７７】
そして、微分値算出部３９３が、ステップＳ１３で求めた処理対象ラインの減衰補正値
αｉを微分する（ステップＳ１５）。
【００７８】
続いて、処理対象ラインの各サンプリング点を順次処理対象点とし、ループＢの処理を
繰り返す（ステップＳ１７〜ステップＳ２７）。すなわち、ループＢでは先ず、閾値判定
部３９５が、α判定用閾値４３０を用いて処理対象点の微分値を閾値判定する（ステップ
Ｓ１９）。そして、微分値がα判定用閾値４３０を超えている場合は処理対象点を筋膜の
入射方向位置として特定し（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、続いてゲイン調整部３９７が、
所定の基準値にゲイン調整値４４０を加算して処理対象点のゲイン値を調整する（ステッ
プＳ２３）。一方、微分値がα判定用閾値４３０以下であれば処理対象点を筋膜以外の入
射方向位置として特定し（ステップＳ２１：ＮＯ）、ゲイン調整部３９７は、基準値から
ゲイン調整値４４０を減算して処理対象点のゲイン値を調整する（ステップＳ２５）。
【００７９】
このループＢの処理を処理対象ラインの全てのサンプリング点について行ったならば、
処理対象ラインについてのループＡの処理を終える。そして、全ての走査ラインについて
ループＡの処理を行ったならば、ステップＳ２３，Ｓ２５でサンプリング点毎に調整した
ゲイン値を各サンプリング点に適用して受信信号の増幅を行い、超音波画像を生成する（
ステップＳ３１）。ここで生成された超音波画像は、適宜表示部３２０に表示制御される
。
【００８０】
以上説明したように、本実施形態によれば、超音波画像中で筋膜を強調表示するととも
に、脂肪層や筋肉層等の領域においてはスペックルノイズの発生を抑制することができる
。したがって、筋膜の把握がし易く、且つ脂肪層や筋肉層等の領域でちらつきを抑えた超
音波画像の表示が実現できるので、例えば穿刺モードに合った超音波画像の見易さを向上
させることができる。
【００８１】
なお、上記した実施形態では、減衰特徴値として減衰補正値αｉを算出することとした
。これに対し、別の減衰特徴値である減衰強度値βｉを用いる変形例を構成してもよい。
減衰強度値βｉは、次式（１０）によって表され、超音波プローブ１６からの超音波の入
射信号強度Ｔ１と、減衰補正値αｉとから算出できる。
【数１０】
2017184846.tif 000012
【００８２】
図１０は、図４のＡモード像からサンプリング点をｉとして式（１０）に従い求めた減
衰強度値βｉを示す図である。図１０に示すように、減衰強度値βｉの変化は、符号は逆
であるが減衰補正値αｉと同様に、内側の筋膜Ｂ１３（範囲Ｃ２４）の入射方向位置で最
も大きく、その次に外側の筋膜Ｂ１１（範囲Ｃ２２）の入射方向位置で大きくなる。一方
、脂肪層Ａ１１や筋肉層Ａ１３、下層領域Ａ１５の入射方向位置では減衰強度値βｉの変
化は小さい。
【００８３】
本変形例では、減衰強度値βｉを入射方向に沿って微分し、所定のβ判定用閾値を用い
て微分値を閾値判定する。図１１は、図１０の減衰強度値βｉの一次微分結果を示す図で
あり、図１２は、二次微分結果を示す図である。一次微分結果を閾値判定するのであれば
、例えば図１１に示すβ判定用閾値Ｄ５を用い、微分値がβ判定用閾値Ｄ５以下のサンプ
リング点を筋膜の入射方向位置、β判定用閾値Ｄ５を超えているサンプリング点を筋膜以
外の入射方向位置として特定する。また、二次微分結果を閾値判定する場合には、例えば
図１２に示すβ判定用閾値Ｄ６を用い、微分値がβ判定用閾値Ｄ６以下のサンプリング点
を筋膜の入射方向位置、β判定用閾値Ｄ６を超えているサンプリング点を筋膜以外の入射
方向位置として特定する。
【００８４】
また、上記した実施形態では、ゲイン調整ダイヤル３１３で入力されたゲイン調整値を
用いて筋膜の入射方向位置に適用するゲイン値を高くし、筋膜以外の入射方向位置に適用
するゲイン値を低くすることとした。これに対し、筋膜用と筋膜以外用の２つのゲイン調
整ダイヤルを設け、別個にゲイン調整値を入力できるようにしてもよい。そして、筋膜用
のゲイン調整ダイヤルで入力されたゲイン調整値を用いて筋膜の入射方向位置に適用する
ゲイン値を高く調整し、筋膜以外用のゲイン調整ダイヤルで入力されたゲイン調整値を用
いて筋膜以外の入射方向位置に適用する低くゲイン値を調整するようにしてもよい。
【００８５】
また、上記した実施形態では、筋膜の入射方向位置に適用するゲイン値を高く調整する
ことで筋膜を強調表示することとした。これに対し、筋膜の入射方向位置の受信信号強度
を補正することで筋膜の強調表示を行う（鮮明に表示する）ようにしてもよい。補正は、
例えば、筋膜の入射方向位置として特定したサンプリング点の反射強度（受信信号強度）
に、該当するサンプリング点に係る減衰補正値αｉを乗じることで行う。
【００８６】
減衰特徴値として減衰強度値βｉを用いる場合も同様に、筋膜の入射方向位置において
その反射強度（受信信号強度）を補正してもよい。具体的には、次式（１１）に従い、超
音波プローブ１６からの超音波の入射信号強度Ｔ１と、筋膜の入射方向位置として特定し
たサンプリング点の反射強度（受信信号強度）Ｒｉと、減衰強度値βｉとを用いて、補正
した受信信号強度Ｒｉ´を算出する。
【数１１】
2017184846.tif 000013
【００８７】
また、上記した実施形態では、閾値調整ダイヤル３１１のダイヤル位置に従ってα判定
用閾値を設定する構成とした。これに対し、α判定用閾値は、減衰補正値αｉから算出し
て設定してもよい。例えば、減衰補正値αｉの平均値を走査ライン毎に求め、その所定倍
（例えば１０倍）の値を、該当する走査ラインに適用するα判定用閾値としてもよい。減
衰特徴値として減衰強度値βｉを用いる場合も、同様の要領で減衰強度値βｉの平均値を
走査ライン毎に求め、各々の所定倍の値を各走査ラインに適用するβ判定用閾値としても
よい。
【００８８】
また、上記した実施形態では、穿刺モードを例示し、筋膜の入射方向位置を強調表示す
る一方で、脂肪層や筋肉層等の筋膜以外の入射方向位置ではスペックルノイズを抑制する
こととした。しかし、超音波画像を観察する目的が変われば、超音波画像内で目立たせた
り、あるいは鮮明に表示させたい箇所も変わる。例えば、上記した実施形態の場合とは逆
に筋膜以外のところを鮮明に表示させたい場合もある。例えば、筋肉層の病変の有無を観
察する場合等である。このような場合、注目すべきは筋膜ではないため、上記した実施形
態とは反対に筋膜の入射方向位置に適用するゲイン値を低くし、筋膜以外の入射方向位置
に適用するゲイン値を高くして超音波画像を生成するようにしてもよい。あるいは、減衰
補正値αｉや減衰強度値βｉを用い、筋膜以外の入射方向位置の受信信号強度を上記の要
領で補正するのでもよい。
【符号の説明】
【００８９】
１０…画像生成装置、１６…超音波プローブ、２０…超音波測定部、３０…処理装置、
３１０…操作入力部、３２０…表示部、３４０…通信部、３５０…処理部、３６０…超音
波測定制御部、３６１…駆動制御部、３６３…送受信制御部、３６５…受信合成部、３７
０…閾値設定部、３８０…ゲイン設定部、３９０…画像生成部、３９１…減衰特徴値算出
部、３９３…微分値算出部、３９５…閾値判定部、３９７…ゲイン調整部、４００…記憶
部、４１０…画像生成プログラム、４２０…反射波データ、４２１…Ａモード像データ、
４２３…超音波画像データ、４３０…α判定用閾値、４４０…ゲイン調整値、４５０…減
衰特徴値データ、４６０…微分結果データ
【図１】
2017184846.tif 000014
【図２】
2017184846.tif 000015
【図３】
2017184846.tif 000016
【図４】
2017184846.tif 000017
【図５】
2017184846.tif 000018
【図６】
2017184846.tif 000019
【図７】
2017184846.tif 000020
【図８】
2017184846.tif 000021
【図９】
2017184846.tif 000022
【図１０】
2017184846.tif 000023
【図１１】
2017184846.tif 000024
【図１２】
2017184846.tif 000025