(57)【要約】      （修正有）【課題】サイドローブによるアーチファクトを効果的に低減し、超音波画像の画質の劣化を抑制できる超音波診断装置を提供する。【解決手段】超音波画像装置１０の処理部２００において、超音波測定制御部２１０は、超音波送受信部１１０とともに超音波測定を行う超音波測定部２０を構成する。感度低減希望位置設定部２５０は、生成する超音波画像中の感度低減希望位置を設定する。画像生成部２３０は、超音波測定制御部２１０から入力される各素子の受信信号を加算するビームフォーミング処理を行って、超音波画像を生成する。このビームフォーミング処理に際し、ビームフォーミング処理部２４０は、感度低減希望位置に応じた超音波受信信号の信号強度を低減する低減制御を行う。【選択図】図４
2017093869.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波受信信号を加算するビームフォーミング処理を行って超音波画像を生成する超音波画像装置であって、
生成する超音波画像中の感度低減希望位置を設定する位置設定部と、
前記感度低減希望位置に応じた超音波受信信号の信号強度を低減する低減制御を行って前記ビームフォーミング処理を実行する演算処理部と、
を備えた超音波画像装置。
【請求項２】
前記ビームフォーミング処理は超音波の走査ライン毎に行い、
前記演算処理部は、処理対象の走査ラインにおける前記感度低減希望位置の対応箇所を特定し、当該対応箇所をビームフォーミング処理する際に前記低減制御を行う、
請求項１に記載の超音波画像装置。
【請求項３】
前記演算処理部は、前記処理対象の走査ラインの基点と前記感度低減希望位置との間の距離を検出し、当該距離に基づき前記処理対象の走査ラインにおける前記対応箇所を特定する、
請求項２に記載の超音波画像装置。
【請求項４】
前記演算処理部は、前記処理対象の走査ラインを基準とする前記感度低減希望位置の方向を検出し、前記超音波受信信号の受信感度のヌル点が前記感度低減希望位置の方向を向くように加算ウェイトを算出し、算出した加算ウェイトを用いて前記超音波受信信号を重み付き加算することで、前記低減制御を行う、
請求項２又は３に記載の超音波画像装置。
【請求項５】
前記位置設定部は、前記生成する超音波画像中の所定領域内に前記感度低減希望位置を複数設定する、
請求項１〜４の何れか一項に記載の超音波画像装置。
【請求項６】
前記超音波受信信号に基づいて仮の超音波画像を生成する仮画像生成部を更に備え、
前記位置設定部は、前記仮の超音波画像の中から強反射領域を抽出し、前記強反射領域に前記感度低減希望位置を設定する、
請求項１〜５の何れか一項に記載の超音波画像装置。
【請求項７】
前記超音波受信信号に基づいて仮の超音波画像を生成する仮画像生成部を更に備え、
前記位置設定部は、前記仮の超音波画像中の位置を指示する操作入力を受け付けて前記感度低減希望位置を設定する、
請求項１〜６の何れか一項に記載の超音波画像装置。
【請求項８】
超音波受信信号を加算するビームフォーミング処理を行って超音波画像を生成する超音波画像の生成方法であって、
生成する超音波画像中の感度低減希望位置を設定することと、
前記感度低減希望位置に応じた超音波受信信号の信号強度を低減する低減制御を行って前記ビームフォーミング処理を実行することと、
を含む生成方法。
【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超音波画像装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複数の超音波素子（振動子）が配列された探触子を用いて超音波ビームを走査し、生体内部の様子を画像化する超音波画像装置が知られている。画像化にあたっては、被検体の体表面から生体内に向けて超音波を送信し、その反射波の各素子の受信信号（超音波受信信号）を整相加算するビームフォーミング処理を行う。
【０００３】
ところで、超音波画像の生成において問題となるアーチファクト（虚像）の１つとして、サイドローブによるものがある。サイドローブの方向に強い反射体が存在すると、その反射体での反射波を不要波として受信してしまい画質の劣化を招く。この問題を解決するための技術として、例えば特許文献１には、方向に拘束をつけ、所望の方向以外の方向からの不要波に対して感度を持たないようにしたビームフォーミング処理が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−７１０２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の技術は、所望の方向以外の方向の不要波の感度を最小化するように受信信号の加算に用いる重みを決めるものであり、所望の方向以外には一様の処理が施されてしまう。そのため、サイドローブによるアーチファクトが生じた場合に、そのアーチファクトの部分に絞って処理を施すものではなかった。
【０００６】
本発明は、こうした事情を鑑みてなされたものであり、サイドローブによるアーチファクトを効果的に低減し、超音波画像の画質の劣化を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための第１の発明は、超音波受信信号を加算するビームフォーミング処理を行って超音波画像を生成する超音波画像装置であって、生成する超音波画像中の感度低減希望位置を設定する位置設定部と、前記感度低減希望位置に応じた超音波受信信号の信号強度を低減する低減制御を行って前記ビームフォーミング処理を実行する演算処理部と、を備えた超音波画像装置である。
【０００８】
また、他の発明として、超音波受信信号を加算するビームフォーミング処理を行って超音波画像を生成する超音波画像の生成方法であって、生成する超音波画像中の感度低減希望位置を設定することと、前記感度低減希望位置に応じた超音波受信信号の信号強度を低減する低減制御を行って前記ビームフォーミング処理を実行することと、を含む生成方法を構成してもよい。
【０００９】
第１の発明等によれば、超音波受信信号を加算するビームフォーミング処理に際し、感度低減希望位置に応じた超音波受信信号の信号強度を低減する低減制御を行うことができる。これによれば、感度低減希望位置が表す生体内の位置から到来した超音波受信信号の信号強度を低減させてビームフォーミング処理することができる。したがって、サイドローブによるアーチファクトを効果的に低減することができ、超音波画像の画質の劣化を抑制できる。
【００１０】
また、第２の発明として、前記ビームフォーミング処理は超音波の走査ライン毎に行い、前記演算処理部は、処理対象の走査ラインにおける前記感度低減希望位置の対応箇所を特定し、当該対応箇所をビームフォーミング処理する際に前記低減制御を行う、第１の発明の超音波画像装置を構成してもよい。
【００１１】
第２の発明によれば、処理対象の走査ラインにおける感度低減希望位置の対応箇所を特定することができる。そして、特定した対応箇所をビームフォーミング処理する際に、感度低減希望位置に応じた超音波受信信号の信号強度を低減する低減制御を行うことができる。
【００１２】
また、第３の発明として、前記演算処理部は、前記処理対象の走査ラインの基点と前記感度低減希望位置との間の距離を検出し、当該距離に基づき前記処理対象の走査ラインにおける前記対応箇所を特定する、第２の発明の超音波画像装置を構成してもよい。
【００１３】
第３の発明によれば、処理対象の走査ラインの基点から感度低減希望位置までの距離に基づいて、処理対象の走査ラインにおける感度低減希望位置の対応箇所を特定することができる。
【００１４】
また、第４の発明として、前記演算処理部は、前記処理対象の走査ラインを基準とする前記感度低減希望位置の方向を検出し、前記超音波受信信号の受信感度のヌル点が前記感度低減希望位置の方向を向くように加算ウェイトを算出し、算出した加算ウェイトを用いて前記超音波受信信号を重み付き加算することで、前記低減制御を行う、第２又は第３の発明の超音波画像装置を構成してもよい。
【００１５】
第４の発明によれば、処理対象の走査ラインにおける感度低減希望位置の対応箇所をビームフォーミング処理する際、超音波受信信号の受信感度のヌル点が、処理対象の走査ラインを基準とする感度低減希望位置の方向を向くように加算ウェイトを算出することができる。そして、算出した加算ウェイトを用いて、超音波受信信号を重み付き加算することができる。
【００１６】
また、第５の発明として、前記位置設定部は、前記生成する超音波画像中の所定領域内に前記感度低減希望位置を複数設定する、第１〜第４の発明の超音波画像装置を構成してもよい。
【００１７】
第５の発明によれば、生成する超音波画像中の所定領域に、複数の感度低減希望位置を設定することができる。
【００１８】
また、第６の発明として、前記超音波受信信号に基づいて仮の超音波画像を生成する仮画像生成部を更に備え、前記位置設定部は、前記仮の超音波画像の中から強反射領域を抽出し、前記強反射領域に前記感度低減希望位置を設定する、第１〜第５の発明の超音波画像装置を構成してもよい。
【００１９】
第６の発明によれば、仮の超音波画像を生成し、生成した仮の超音波画像の中の強反射領域に感度低減希望位置を設定することができる。これによれば、生体内の強反射体で反射した超音波受信信号の信号強度を低減させてビームフォーミング処理が行える。
【００２０】
また、第７の発明として、前記超音波受信信号に基づいて仮の超音波画像を生成する仮画像生成部を更に備え、前記位置設定部は、前記仮の超音波画像中の位置を指示する操作入力を受け付けて前記感度低減希望位置を設定する、第１〜第６の発明の超音波画像装置を構成してもよい。
【００２１】
第７の発明によれば、仮の超音波画像を生成し、生成した仮の超音波画像中で操作入力により指示された位置を、感度低減希望位置として設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】超音波測定装置のシステム構成例を示す図。
【図２】実施形態におけるビームフォーミング処理の原理を説明する図。
【図３】超音波ビームの感度をグラフ化した図。
【図４】超音波画像装置の機能構成例を示すブロック図。
【図５】超音波画像の生成処理の流れを示すフローチャート。
【図６】感度低減希望位置を複数設定する場合の設定例を示す図。
【図７】感度低減希望位置を複数設定する場合の他の設定例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１は、本実施形態における超音波画像装置１０のシステム構成例を示す図である。超音波画像装置１０は、超音波を利用して被検体２の生体情報を取得する装置である。この超音波画像装置１０は、測定結果や操作情報を画像表示するための手段及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とを備える。
【００２４】
処理装置３０には、制御基板３１が搭載されており、タッチパネル１２、キーボード１４、超音波プローブ１６等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 Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、各種集積回路の他、ＩＣメモリーやハードディスク等による記憶媒体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、ＣＰＵ３２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、超音波画像装置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へ超音波ビームを送信し、その反射波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。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、カラー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】
［原理］
図２は、本実施形態における超音波画像の生成に際して行うビームフォーミング処理の原理を説明する図であり、超音波プローブ１６を被検体２の体表面に当てて超音波測定している状態を簡略的に示している。超音波プローブ１６は複数の超音波素子（不図示）を内蔵しており、例えば、超音波素子が配列された超音波プローブ１６の長手方向に超音波ビームの入射位置をずらしながら、互いに平行な複数の走査ラインＬに沿って超音波ビームを送受信する、いわゆるリニア走査方式で超音波測定を行う。
【００２８】
ここで、超音波ビームは、走査ラインＬに沿って放射される音圧の高いメインローブが主な放射ビームとなるが、超音波の特性上、メインローブの他に、走査ラインＬの方向から外れた斜めの方向に感度の低い超音波ビーム（サイドローブ）を生じさせる。このサイドローブの方向に強反射体が存在すると、その虚像が超音波画像内に現れる問題がある。強反射体としては、例えば骨等が挙げられる。
【００２９】
ところで、超音波ビームの感度（より詳細には、超音波の反射波を受信した際の感度のことであるが、分かり易く説明するために超音波ビームの感度として説明する。）には、走査ラインＬから外れた方向に複数のヌル点が存在する。図３は、走査ラインＬの方向を０度として各方向の超音波ビームの感度をグラフ化した図である。図３中に示す感度が急激に落ち込んで最小となる点ＮＰ（ＮＰ−１〜８）がヌル点である。したがって、強反射体の方向にヌル点ＮＰが向くように、すなわち、強反射体の方向にサイドローブが放射されないようにすれば、強反射体からの反射波の受信を抑制することが可能となる。
【００３０】
そこで、本実施形態では、超音波測定を行った後、先ず、生体内に存在する強反射体の、生成する超音波画像中の位置を感度低減希望位置として設定する。手順としては、例えば、超音波測定の結果を用いて通常の画像生成処理を実行し、仮の超音波画像を生成する。続いて、生成した仮の超音波画像の中から強反射領域を抽出する。強反射領域の抽出は、公知の手法を適用して行うことができる。例えば、仮の超音波画像中から高輝度領域を抽出して強反射領域としたり、超音波測定で得た受信信号の信号強度に基づき強反射領域を抽出することができる。そして、強反射領域内の１点を感度低減希望位置として設定する。感度低減希望位置の決め方は特に限定されるものではなく、強反射領域からランダムに１点を選んでもよいし、強反射領域の重心位置とする等としてもよい。
【００３１】
感度低減希望位置を設定したならば、感度低減希望位置に応じた受信信号の信号強度を低減する低減制御を行って、ビームフォーミング処理を実行する。具体的には、ビームフォーミング処理は、すべての走査ラインを順次処理対象とし、処理対象の走査ライン（以下「処理対象ライン」という）上のサンプリング点毎に各素子の受信信号を加算する処理である。ただし、このときの加算処理は、感度低減希望位置に対応する箇所として処理対象ライン上で特定される対応箇所を除くサンプリング点については、予め定められる固定の加算ウェイト（重み）を用いて各素子の受信信号を重み付き加算する。一方、対応箇所とされたサンプリング点については、感度低減希望位置の方向（この感度低減希望位置が表す生体内の強反射体の方向）にヌル点ＮＰが向くように、受信信号の加算に用いる加算ウェイトを動的に変えて重み付き加算を行う。いわゆる適応型ビームフォーミングを行う。
【００３２】
処理対象ラインにおける感度低減希望位置の対応箇所は、感度低減希望位置が表す強反射体からの反射波の影響を受ける処理対象ライン上のサンプリング点、すなわち、処理対象ライン上のサンプリング点のうち、その反射波の到来時刻が感度低減希望位置からの反射波と同時刻となるサンプリング点とする。具体的には、超音波ビームの入射位置である処理対象ラインの基点と感度低減希望位置との間の距離（希望位置間距離）を算出し、基点からの距離が希望位置間距離である処理対象ライン上のサンプリング点を対応箇所として特定する。
【００３３】
例えば、図２中に円形の実線で囲って示す位置Ｐ１１を感度低減希望位置としたとする。この場合に走査ラインＬ１１を処理対象ラインとする場合であれば、処理対象ラインＬ１１の基点Ｂ１１と感度低減希望位置Ｐ１１との間の希望位置間距離ｔｒを算出し、基点Ｂ１１からの距離が感度低減希望位置Ｐ１１と同距離ｔｒである処理対象ラインＬ１１上のサンプリング点を対応箇所Ｐ１３とする。
【００３４】
なお、対応箇所のビームフォーミング処理（適応型ビームフォーミング）の詳細については後述するが、その処理のために、希望位置間距離ｔｒと併せて、処理対象ラインを基準とする感度低減希望位置の方向（希望位置方位）を算出しておく。すなわち、図２に示すように、処理対象ラインＬ１１と感度低減希望位置Ｐ１１の方向との成す角度θを希望位置方位として算出し、対応箇所Ｐ１３のビームフォーミング処理に用いる。
【００３５】
［機能構成］
図４は、超音波画像装置１０の機能構成例を示すブロック図である。超音波画像装置１０は、超音波送受信部１１０と、操作入力部１２０と、表示部１３０と、通信部１４０と、処理部２００と、記憶部４００とを備える。
【００３６】
超音波送受信部１１０は、処理部２００の超音波測定制御部２１０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２１０へ出力する。この超音波送受信部１１０は複数の超音波素子を有しており、図１では超音波プローブ１６がこれに該当する。
【００３７】
操作入力部１２０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２００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。
【００３８】
表示部１３０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の表示装置によって実現され、処理部２００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。
【００３９】
通信部１４０は、処理部２００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１４０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。
【００４０】
処理部２００は、例えば、ＣＰＵやＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等のマイクロプロセッサーや、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、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２００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１２０からの操作入力信号、超音波送受信部１１０からの各素子の受信信号等に基づいて各種の演算処理を実行して被検体２の生体情報を算出する。図１では処理装置３０、制御基板３１がこれに該当する。
【００４１】
この処理部２００は、超音波測定制御部２１０と、画像生成部２３０と、感度低減希望位置設定部２５０とを含む。
【００４２】
超音波測定制御部２１０は、超音波送受信部１１０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２１０は、超音波送受信部１１０による超音波パルスの送信タイミングを制御し、送信タイミングでパルス電圧を発生させて超音波送受信部１１０へ出力する。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、超音波送受信部１１０から入力された各素子の受信信号の増幅やフィルター処理を行って、処理後の各素子の受信信号（測定結果）を画像生成部２３０へ出力する。
【００４３】
画像生成部２３０は、超音波測定制御部２１０から入力される各素子の受信信号に基づいて超音波画像を生成する。この画像生成部２３０は、希望位置関係算出部２３１と、対応箇所特定部２３３と、ビームフォーミング処理部２４０とを含む。
【００４４】
希望位置関係算出部２３１は、処理対象ラインの基点と感度低減希望位置との間の希望位置間距離ｔｒを算出するとともに、処理対象ラインを基準とする感度低減希望位置の希望位置方位θを算出する。
【００４５】
対応箇所特定部２３３は、希望位置間距離ｔｒに基づいて、処理対象ラインにおける感度低減希望位置の対応箇所を特定する。
【００４６】
ビームフォーミング処理部２４０は、ディレイ処理部２４１と、ウェイト算出部２４３と、重み付き加算部２４５とを備え、処理対象ライン毎にビームフォーミング処理を行う。
【００４７】
ディレイ処理部２４１は、各素子の受信信号に、該当する素子について予め定められるディレイ時間Ｄｍの遅延をかけるディレイ処理を行う。ディレイ処理後の各素子の受信信号は、ビームフォーミング処理部２４０に出力される。
【００４８】
ウェイト算出部２４３は、希望位置方位θを用い、対応箇所をビームフォーミング処理する際に用いる加算ウェイトを算出する。対応箇所のビームフォーミング処理は、このウェイト算出部２４３が算出する加算ウェイトを用い、重み付き加算部２４５がディレイ処理後の各素子の受信信号を重み付き加算することで行う。
【００４９】
ここで、加算ウェイトの算出について説明する。各素子の加算ウェイトをＷｍとすると、重み付き加算部２４５の出力ｚ［ｎ］は、ディレイ処理部２４１から入力されるディレイ処理後の各素子の受信信号ｘｍ［ｎ−Ｄｍ［ｎ］］に、該当する素子の加算ウェイトＷｍを乗算して足し合わせた結果であり、次式（１）で表される。ｍは、素子（チャンネル）の数を表す。本実施形態では素子単位で加算ウェイトを算出することとしているが、複数の素子群が１つのチャンネルを構成して超音波の送受信を行う場合は、超音波測定制御部２１０からは受信信号がチャンネル毎に出力される。その場合には、チャンネル毎に加算ウェイトを算出して各チャンネルの受信信号に乗じることとなる。また、ｎはサンプリング総数であり、ｍ番目の素子のサンプリング点ｎにおける受信信号をｘｍ［ｎ］と表す。
【数１】
2017093869.tif 000003
【００５０】
ベクトル表記で表すと、次式（２），（３）のようになる。Ｈは複素共役転置を表し、＊は複素共役を表す。
【数２】
2017093869.tif 000004
【００５１】
相関行列Ｒ［ｎ］は、次式（４），（５）で与えられる。
【数３】
2017093869.tif 000005
【００５２】
対応箇所のビームフォーミングに用いる加算ウェイトは、上記式（４），（５）においてｚ［ｎ］の分散を最小化する値として、次式（６），（７）に示す条件付き最小化問題を解くことで求める。ラグランジュ（Lagrange）の未定乗数法を用いると、各素子の加算ウェイトは、次式（８）で表される。
【数４】
2017093869.tif 000006
【００５３】
ここで、ａはステアリングベクトルであり、Ｈは拘束応答ベクトルである。本実施形態では、既に整相されているため、所望波（メインローブ）の方向を０度とする。加えて、希望位置方位θにヌル点ＮＰを向けるため、不要波の方向をθとして、次式（９），（１０），（１１）で示す拘束条件をつける。
【数５】
2017093869.tif 000007
【００５４】
図４の説明に戻る。重み付き加算部２４５は、対応箇所以外のサンプリング点については固定の加算ウェイトを用いて各素子の受信信号を重み付き加算し、対応箇所については、ウェイト算出部２４３が算出した加算ウェイトを用いて各素子の受信信号を重み付き加算する。
【００５５】
感度低減希望位置設定部２５０は、仮の超音波画像を生成して強反射領域を抽出し、強反射領域内の１点を選ぶことで、生成する超音波画像中の感度低減希望位置を設定する。
【００５６】
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、超音波画像装置１０を動作させ、超音波画像装置１０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２００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 Network）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、超音波画像装置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。
【００５７】
この記憶部４００には、画像生成プログラム４１０や反射波データ４２０、感度低減希望位置データ４３０等が格納される。
【００５８】
処理部２００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２１０や画像生成部２３０、感度低減希望位置設定部２５０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。
【００５９】
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、超音波画像であるフレーム毎のＢモード像のデータを含む。感度低減希望位置データ４３０は、感度低減希望位置設定部２５０によって設定された感度低減希望位置を記憶する。
【００６０】
［処理の流れ］
図５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、例えば、ユーザーにより超音波プローブ１６が体表面に当てられて、所定の測定開始操作が入力されると開始される。なお、本処理は、処理部２００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、超音波画像装置１０の各部を動作させることで実現できる。
【００６１】
先ず、超音波測定部２０が、超音波測定を行う（ステップＳ１）。そして、画像生成部２３０が、仮画像生成部として通常画像生成処理を行い、仮の超音波画像を生成する（ステップＳ３）。通常画像生成処理は従来の手法で超音波画像を生成する処理であり、ビームフォーミング処理に際し、各走査ラインの全てのサンプリング点について固定の加算ウェイトを用いる。具体的には先ず、ディレイ処理部２４１がステップＳ１の超音波測定で得た各素子の受信信号をディレイ処理する。そして、重み付き加算部２４５が、各素子の加算ウェイトＷｍとして固定の加算ウェイトを用い、上記式（１）に従ってディレイ処理後の各素子の受信信号を重み付き加算する。
【００６２】
続いて、感度低減希望位置設定部２５０が、仮の超音波画像の中から強反射領域を抽出し（ステップＳ５）、強反射領域内に１つの感度低減希望位置を設定する（ステップＳ７）。
【００６３】
感度低減希望位置を設定したならば、走査ライン毎にループＡの処理を繰り返してビームフォーミング処理を行う（ステップＳ９〜ステップＳ２９）。
【００６４】
ループＡでは先ず、希望位置関係算出部２３１が、処理対象ラインの基点と感度低減希望位置との間の希望位置間距離ｔｒを算出するとともに（ステップＳ１１）、処理対象ラインを基準とする感度低減希望位置の希望位置方位θを算出する（ステップＳ１３）。そして、対応箇所特定部２３３が、ステップＳ１１で算出した希望位置間距離ｔｒに基づいて、処理対象ラインにおける感度低減希望位置の対応箇所を特定する（ステップＳ１５）。
【００６５】
続いて、ステップＳ１の超音波測定の結果を用いて処理対象ラインについて一定時間のサンプリングを行い、各サンプリング点についてループＢの処理を行う（ステップＳ１７〜ステップＳ２７）。
【００６６】
ループＢでは先ず、ディレイ処理部２４１が、各素子の受信信号にディレイ時間Ｄｍの遅延をかけるディレイ処理を行う（ステップＳ１８）。続いて、サンプリング点が対応箇所か否かによって処理を分岐する。サンプリング点が対応箇所でなければ（ステップＳ１９：ＮＯ）、重み付き加算部２４５が、各素子の加算ウェイトＷｍとして固定の加算ウェイトを用い、上記式（１）に従ってステップＳ１８でのディレイ処理後の各素子の受信信号を重み付き加算する（ステップＳ２１）。一方、サンプリング点が対応箇所の場合は（ステップＳ１９：ＹＥＳ）、ウェイト算出部２４３が、ステップＳ１３で算出した希望位置方位θを用い、上記した要領で各素子の加算ウェイトを算出する（ステップＳ２３）。そして、重み付き加算部２４５は、各素子の加算ウェイトＷｍとしてステップＳ２３で算出した加算ウェイトを用い、上記式（１）に従ってステップＳ１８でのディレイ処理後の各素子の受信信号を重み付き加算する（ステップＳ２５）。
【００６７】
このループＢの処理を繰り返し、処理対象ラインのサンプリングを終えたならば、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、全ての走査ラインを処理対象としてループＡの処理を行ったならば、得られた各サンプリング点の出力ｚ［ｎ］に対し必要な処理を行って超音波画像を生成し（ステップＳ３１）、本処理を終える。生成された超音波画像は、適宜表示部１３０に表示制御される。
【００６８】
以上説明したように、本実施形態によれば、事前に仮の超音波画像を生成して強反射領域を抽出し、強反射領域に感度低減希望位置を設定することができる。そして、処理対象ラインにおける感度低減希望位置の対応箇所をビームフォーミング処理する際、感度低減希望位置の方向にヌル点ＮＰが向くように加算ウェイトを算出し、算出した加算ウェイトを用いて各素子の受信信号を重み付き加算することができる。これによれば、感度低減希望位置が表す生体内の強反射体から到来した受信信号の信号強度を確実に低減させてビームフォーミング処理することができる。したがって、サイドローブによるアーチファクトを効果的に低減することができ、超音波画像の画質の劣化を抑制できる。
【００６９】
なお、感度低減希望位置は、上記実施形態のように仮の超音波画像から抽出した強反射領域内に自動的に設定する構成に限らず、ユーザーの操作入力に従って手動で設定するようにしてもよい。例えば、図５のステップＳ３で生成した仮の超音波画像を表示部１３０に表示する制御を行い、操作入力部１１０を介して仮の超音波画像内の１点を指定する操作を受け付けることで実現できる。あるいは、強反射領域を抽出する処理にかえて、仮の超音波画像中の強反射領域の範囲をユーザーが手動で指定する構成としてもよい。また、ＣＴ（Computed Tomography）スキャンやＭＲＩ(Magnetic Resonance Imaging）等を用いて得た同一部位の撮影画像から強反射領域を抽出し、感度低減希望位置を設定するのでもよい。
【００７０】
また、感度低減希望位置の数は１つに限らず、複数設定してもよい。図６及び図７は、感度低減希望位置を複数設定する場合の設定例を示す図である。図６では、強反射領域Ａ２内に複数の感度低減希望位置Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３，・・・を設定する様子を示している。これら複数の感度低減希望位置Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３，・・・は、所定数個を自動的に設定する構成でもよいし、ユーザーが手動で指定することで設定してもよい。
【００７１】
一方、図７に示すように、生成する超音波画像中に離散的に複数の感度低減希望位置Ｐ３１，Ｐ３２，Ｐ３３，・・・を設定してもよい。この場合も、各感度低減希望位置Ｐ３１，Ｐ３２，Ｐ３３，・・・は、ユーザーが手動で指定することで設定してもよいし、あるいは、仮の超音波画像の中から抽出した強反射領域が複数ある場合に各強反射領域に１つ又は所定数個ずつ設定する等、自動的に行うのでもよい。
【００７２】
そして、複数の感度低減希望位置を設定する場合は、各感度低減希望位置の方向にヌル点ＮＰが向くように加算ウェイトを算出する。図３に示したように、ヌル点ＮＰは複数存在する。本変形例では、各感度低減希望位置が別個のヌル点ＮＰに向くように加算ウェイトを算出する処理となる。具体的には、ウェイト算出部２４３は、上記式（８）で加算ウェイトを算出するときに、上記式（９），（１０），（１１）で示した拘束条件にかえて、不要波の方向をθｋとして次式（１２），（１３），（１４）に示す拘束条件をつける。ｋは、感度低減希望位置の数を表す。
【数６】
2017093869.tif 000008
【００７３】
本変形例によれば、処理対象ラインにおける各感度低減希望位置の対応箇所をビームフォーミング処理する際、感度低減希望位置の各々の方向にヌル点ＮＰが向くように加算ウェイトを算出することができ、算出した加算ウェイトを用いて各素子の受信信号を重み付き加算することができる。これによれば、各感度低減希望位置に応じた受信信号の信号強度を確実に低減させてビームフォーミング処理することができ、上記実施形態と同様の効果を奏することができる。また、図６のように、生成する超音波画像内の強反射領域に複数の感度低減希望位置を設定する場合には、強反射領域にヌル点ＮＰを集中させることができるので、該当する反射体からの反射波の影響をより効果的に低減させてその虚像の発生を抑止できる。
【００７４】
また、上記実施形態では、感度低減希望位置の方向にヌル点ＮＰを向けるための手法として適応型ビームフォーミングを例示したが、これに限定されるものではない。例えば、シェルクノフのアレー多項式を用い、感度低減希望位置の方向にヌル点ＮＰが向くように加算ウェイトを算出することもできる。
【００７５】
また、上記実施形態では、リニア走査方式で超音波測定を行う場合を例に挙げて説明したが、セクタ走査やオフセットセクタ走査等、別の方式で走査する場合にも同様に適用できる。
【符号の説明】
【００７６】
１０…超音波画像装置、２０…超音波測定部、１１０…超音波送受信部、１２０…操作入力部、１３０…表示部、１４０…通信部、２００…処理部、２１０…超音波測定制御部、２３０…画像生成部、２３１…希望位置関係算出部、２３３…対応箇所特定部、２４０…ビームフォーミング処理部、２４１…ディレイ処理部、２４３…ウェイト算出部、２４５…重み付き加算部、２５０…感度低減希望位置設定部、４００…記憶部、４１０…画像生成プログラム、４２０…反射波データ、４３０…感度低減希望位置データ
【図１】
2017093869.tif 000009
【図２】
2017093869.tif 000010
【図３】
2017093869.tif 000011
【図４】
2017093869.tif 000012
【図５】
2017093869.tif 000013
【図６】
2017093869.tif 000014
【図７】
2017093869.tif 000015