JP2013244164A - 超音波画像生成方法および超音波画像診断装置 - Google Patents
超音波画像生成方法および超音波画像診断装置 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】最適音速値の測定・演算にかかる時間を短縮すると共に、着目領域においてより正確な最適音速値を求め、着目領域の画質が良好な超音波画像を得ることができる超音波画像生成方法および超音波画像診断装置を提供する。
【解決手段】超音波画像を生成するための第１の素子データを取得する際の第１の送信フォーカス条件とは異なる第２の送信フォーカス条件に基づく送信によって出力される第２の素子データを取得する第２素子データ取得ステップと、着目領域に対応する第２の素子データを用いて、着目領域の最適音速値を算出する最適音速算出ステップとを有する、ことにより前記課題を解決する。
【選択図】図１
【解決手段】超音波画像を生成するための第１の素子データを取得する際の第１の送信フォーカス条件とは異なる第２の送信フォーカス条件に基づく送信によって出力される第２の素子データを取得する第２素子データ取得ステップと、着目領域に対応する第２の素子データを用いて、着目領域の最適音速値を算出する最適音速算出ステップとを有する、ことにより前記課題を解決する。
【選択図】図１
Description
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。
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。
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、実際の生体内は、生体内組織の性状に依存して音速値が変化するため、音速値にはばらつきがあり、このばらつきによって、超音波画像には空間的な歪みやコントラストあるいは空間分解能の低下といった画質劣化を生じていた。
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を最適化し、このような画像の歪みや空間分解能の低下等を低減し、画質を向上することが行われている。
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を最適化し、このような画像の歪みや空間分解能の低下等を低減し、画質を向上することが行われている。
例えば、特許文献１には、遅延処理後且つ加算処理前の複数の受信信号の全部又は一部について求められる複数の位相情報に基づいて、それらのバラツキ度合いを示す評価値を演算する評価手段と、音速パラメータ値を可変させた場合における評価値の変化に基づいて、音速パラメータ値として最適値を判定する判定手段を有することにより、最適音速値を求めることが記載されており、この最適音速値を用いて超音波画像を生成することで超音波画像の空間分解能を向上することが記載されている。また、操作者が設定した着目領域（ＲＯＩ）において、遅延処理後かつ加算前の複数の受信信号の位相情報のバラツキ度合いに基づいて最適音速値を求めることが記載されている。
超音波画像に着目領域を設定して、着目領域において最適音速値を求める構成とすることにより、着目領域、すなわち、見たい組織や病変の画像の歪みを防止し、空間分解能を向上できると共に、算出に時間のかかる最適音速値を、短時間で求めることができ、演算にかかる時間を短縮することができる。
しかしながら、操作者が設定した着目領域に送信フォーカスが合っていない場合には、着目領域における受信データの歪みが大きくなり、最適な音速値が求まらない場合がある。そのため、求めた音速値で超音波画像を生成しても、着目領域の画像の品質は十分に向上しないおそれがある。
しかしながら、操作者が設定した着目領域に送信フォーカスが合っていない場合には、着目領域における受信データの歪みが大きくなり、最適な音速値が求まらない場合がある。そのため、求めた音速値で超音波画像を生成しても、着目領域の画像の品質は十分に向上しないおそれがある。
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、最適音速値の測定・演算にかかる時間を短縮すると共に、着目領域においてより正確な最適音速値を求め、着目領域の画質が良好な超音波画像を得ることができる超音波画像生成方法および超音波画像診断装置を提供することにある。
前記目的を達成するために、本発明は、複数の振動子を有する振動子アレイが、第１の送信フォーカス条件に基づいて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て、振動子ごとの受信信号である第１の素子データを出力し、第１の素子データから生成される音線信号に基づいて超音波画像を生成する画像生成ステップと、生成した超音波画像に着目領域を設定する着目領域設定ステップと、第１の素子データを取得するための第１の送信フォーカス条件とは異なる第２の送信フォーカス条件に基づく送信によって出力される第２の素子データを取得する第２素子データ取得ステップと、着目領域に対応する第２の素子データを用いて、着目領域の最適音速値を算出する最適音速算出ステップとを有することを特徴とする超音波画像生成方法を提供する。
ここで、着目領域設定ステップの後に、設定した着目領域に焦点を合わせた超音波を送信するための第２の送信フォーカス条件を決定する第２送信条件決定ステップを有し、第２素子データ取得ステップは、振動子アレイが、第２の送信フォーカス条件に基づいて被検体の着目領域に超音波を送信し被検体からの超音波エコーを受信して出力する第２の素子データを取得するものであることが好ましい。
あるいは、第２素子データ取得ステップは、着目領域設定ステップの前に行われ、取得した第２の素子データを、記憶部に記憶するものであり、最適音速算出ステップは、着目領域設定ステップの後に、記憶されている第２の素子データから、着目領域に対応する第２の素子データを読み出して、着目領域の最適音速値を算出するものであることが好ましい。
あるいは、第２素子データ取得ステップは、着目領域設定ステップの前に行われ、取得した第２の素子データを、記憶部に記憶するものであり、最適音速算出ステップは、着目領域設定ステップの後に、記憶されている第２の素子データから、着目領域に対応する第２の素子データを読み出して、着目領域の最適音速値を算出するものであることが好ましい。
また、算出した最適音速値に基づいて、第２の素子データから着目領域の画像を再構築して再構築画像を生成する画像再構築ステップを有することが好ましい。
また、算出した最適音速値に基づいて、着目領域に焦点を合わせた超音波を送信するための第３の送信フォーカス条件を決定する第３送信条件決定ステップと、振動子アレイが、第３の送信フォーカス条件に基づいて被検体の着目領域に超音波を送信し被検体からの超音波エコーを受信して第３の素子データを取得する第３素子データ取得ステップと、算出した最適音速値に基づいて、取得した第３の素子データから、着目領域の画像を再構築して再構築画像を生成する画像再構築ステップとを有することが好ましい。
また、算出した最適音速値に基づいて、着目領域に焦点を合わせた超音波を送信するための第３の送信フォーカス条件を決定する第３送信条件決定ステップと、振動子アレイが、第３の送信フォーカス条件に基づいて被検体の着目領域に超音波を送信し被検体からの超音波エコーを受信して第３の素子データを取得する第３素子データ取得ステップと、算出した最適音速値に基づいて、取得した第３の素子データから、着目領域の画像を再構築して再構築画像を生成する画像再構築ステップとを有することが好ましい。
また、第１の送信フォーカス条件と第２の送信フォーカス条件とは、送信遅延、送信開口、送信アポダイズおよび送信波形の少なくとも１つが異なることが好ましい。
また、画像再構築ステップにおいて、着目領域を含み、着目領域よりも広い再構築領域の画像を再構築して再構築画像を生成することが好ましい。
また、画像再構築ステップにおいて、着目領域を含み、着目領域よりも広い再構築領域の画像を再構築して再構築画像を生成することが好ましい。
また、前記目的を達成するために、本発明は、複数の振動子を有し、所定の送信条件に基づいて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て、振動子ごとの受信信号である素子データを出力する振動子アレイと、振動子アレイが第１の送信フォーカス条件に基づいて被検体に超音波を送信し被検体からの超音波エコーを受信して出力する第１の素子データから生成される音線信号に基づいて超音波画像を生成する画像生成部と、生成した超音波画像に着目領域を設定する着目領域設定部と、第１の送信フォーカス条件とは異なる第２の送信フォーカス条件に基づいて振動子アレイが被検体の着目領域に超音波を送信し被検体からの超音波エコーを受信して出力する第２の素子データを取得する第２素子データ取得部と、取得した第２の素子データを用いて、着目領域の最適音速値を算出する最適音速算出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。
ここで、設定した着目領域に焦点を合わせた超音波を送信するための第２の送信フォーカス条件を決定する第２送信条件決定部を有することが好ましい。
また、算出した最適音速値に基づいて、第２の素子データから着目領域の画像を再構築して再構築画像を生成する画像再構築部を有することが好ましい。
あるいは、算出した最適音速値に基づいて、着目領域に焦点を合わせた超音波を送信するための第３の送信フォーカス条件を決定する第３送信条件決定部と、振動子アレイが第３の送信フォーカス条件に基づいて被検体の着目領域に超音波を送信し被検体からの超音波エコーを受信して出力する第３の素子データを取得する第３素子データ取得部と、第３の素子データから着目領域の画像を再構築して再構築画像を生成する画像再構築部を有することが好ましい。
また、算出した最適音速値に基づいて、第２の素子データから着目領域の画像を再構築して再構築画像を生成する画像再構築部を有することが好ましい。
あるいは、算出した最適音速値に基づいて、着目領域に焦点を合わせた超音波を送信するための第３の送信フォーカス条件を決定する第３送信条件決定部と、振動子アレイが第３の送信フォーカス条件に基づいて被検体の着目領域に超音波を送信し被検体からの超音波エコーを受信して出力する第３の素子データを取得する第３素子データ取得部と、第３の素子データから着目領域の画像を再構築して再構築画像を生成する画像再構築部を有することが好ましい。
また、着目領域を含み、着目領域よりも広い再構築領域を設定する再構築領域設定部を有し、画像再構築部は、最適音速値に基づいて、再構築領域の画像を再構築して再構築画像を生成するとが好ましい。
上記構成を有する本発明の超音波画像診断装置によれば、最適音速値の測定・演算にかかる時間を短縮すると共に、着目領域においてより正確な最適音速値を求め、着目領域の画質が良好な超音波画像を得ることができる。
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。
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、Ａ／Ｄ変換部２０と、画像生成部１８と、素子データ記憶部２２と、着目領域設定部２４と、画像再生成部２６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、第２送信条件決定部６０と、最適音速取得部６２と、再構築画像生成部６４とを有する。
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、Ａ／Ｄ変換部２０と、画像生成部１８と、素子データ記憶部２２と、着目領域設定部２４と、画像再生成部２６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、第２送信条件決定部６０と、最適音速取得部６２と、再構築画像生成部６４とを有する。
超音波プローブ１２は、通常の超音波診断装置に用いられる振動子アレイ４２を有する。
振動子アレイ４２は、１次元又は２次元に配列された複数の超音波トランスデューサを有している。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。
振動子アレイ４２は、１次元又は２次元に配列された複数の超音波トランスデューサを有している。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。
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。
こ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。
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音速または音速の分布に基づいて設定される送信遅延パターンに従い、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。
なお、送信遅延パターンとは、各素子の送信タイミングのパターンのことであり、より具体的には、送信を行う素子の中心素子が送信した時間を０としたときの、各素子の送信までの時間（遅延）のパターンのことである。
なお、送信遅延パターンとは、各素子の送信タイミングのパターンのことであり、より具体的には、送信を行う素子の中心素子が送信した時間を０としたときの、各素子の送信までの時間（遅延）のパターンのことである。
ここで、送信回路１４は、超音波画像を生成するために、予め記憶されている第１の送信フォーカス条件に従って超音波ビームを形成するように振動子アレイ４２を駆動すると共に、超音波画像に着目領域が設定された際に、後述する第２送信条件決定部６０で決定された第２の送信フォーカス条件に従って、着目領域に焦点を合わせた超音波ビームを形成するように振動子アレイ４２を駆動する。この点に関しては後に詳述する。
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が被検体からの超音波エコーを受信して出力する受信信号である、超音波トランスデューサごとの素子データを受信して増幅し、アナログの素子データをＡ／Ｄ変換部２０に供給する。
Ａ／Ｄ変換部２０は、受信回路１６から供給されたアナログの素子データを、デジタルの素子データに変換する。
Ａ／Ｄ変換部２０は、受信回路１６から供給されたアナログの素子データを、デジタルの素子データに変換する。
ここで、超音波画像を生成するための第１の送信フォーカス条件に従って超音波を送信して得られる受信信号を第１の素子データとし、第２の送信フォーカス条件に従って超音波を送信して得られる受信信号を第２の素子データとする。
Ａ／Ｄ変換部２０は、第１の素子データを、画像生成部１８の第１素子データ取得部５４に供給する。また、Ａ／Ｄ変換部２０は、第２の素子データを、最適音速取得部６２の第２素子データ取得部７０に供給すると共に、素子データ記憶部２２に供給する。
なお、Ａ／Ｄ変換部２０は、第２の素子データのみならず、第１の素子データも素子データ記憶部２２に供給する構成としてもよい。
Ａ／Ｄ変換部２０は、第１の素子データを、画像生成部１８の第１素子データ取得部５４に供給する。また、Ａ／Ｄ変換部２０は、第２の素子データを、最適音速取得部６２の第２素子データ取得部７０に供給すると共に、素子データ記憶部２２に供給する。
なお、Ａ／Ｄ変換部２０は、第２の素子データのみならず、第１の素子データも素子データ記憶部２２に供給する構成としてもよい。
画像生成部１８は、Ａ／Ｄ変換部２０から供給された第１の素子データから音線信号（受信データ）を生成し、この音線信号から超音波画像を生成するものである。
画像生成部１８は、第１素子データ取得部５４、整相加算部４４、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。
画像生成部１８は、第１素子データ取得部５４、整相加算部４４、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。
第１素子データ取得部５４は、制御部３６の制御に応じて、Ａ／Ｄ変換部２０から供給される第１の素子データを取得し、整相加算部４４に供給する。
整相加算部４４は、制御部３６において設定された受信方向に応じて、予め記憶されている複数の、音速または音速の分布に基づく受信遅延パターンの中から１つの受信遅延パターンを選択し、選択された受信遅延パターンに従って、素子データ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。
整相加算部４４は、受信データを信号処理部４６に供給する。
整相加算部４４は、制御部３６において設定された受信方向に応じて、予め記憶されている複数の、音速または音速の分布に基づく受信遅延パターンの中から１つの受信遅延パターンを選択し、選択された受信遅延パターンに従って、素子データ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。
整相加算部４４は、受信データを信号処理部４６に供給する。
信号処理部４６は、整相加算部４４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。
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。
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。
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、超音波画像を表示する。
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、超音波画像を表示する。
素子データ記憶部２２は、Ａ／Ｄ変換部２０から出力されるデジタルの素子データ（第１の素子データ、第２の素子データ）を順次格納する。また、素子データ記憶部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）を上記の素子データに関連付けて格納する。
着目領域設定部２４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。
図２は、着目領域ＲＯＩが設定された超音波画像の一例を模式的に示す図である。
図２に示す超音波画像においては、見たい組織（臓器）や病変といった、対象部位Ｐが撮像されており、この対象部位Ｐを囲むように着目領域ＲＯＩが設定されている。
着目領域設定部２４は、設定した着目領域ＲＯＩの情報を第２送信条件決定部６０に供給する。
図２は、着目領域ＲＯＩが設定された超音波画像の一例を模式的に示す図である。
図２に示す超音波画像においては、見たい組織（臓器）や病変といった、対象部位Ｐが撮像されており、この対象部位Ｐを囲むように着目領域ＲＯＩが設定されている。
着目領域設定部２４は、設定した着目領域ＲＯＩの情報を第２送信条件決定部６０に供給する。
なお、着目領域設定部２４は、操作部３８からの入力に応じて着目領域ＲＯＩを設定する構成に限定はされず、画像生成部１８で生成された超音波画像（Ｂモード画像信号）を解析して、着目領域ＲＯＩを設定する構成としてもよい。
例えば、着目領域設定部２４は、画像生成部１８で生成された超音波画像において、隣接する画素同士の輝度値の差に基づいて、構造領域を抽出してもよい。具体的には、隣接する画素同士の輝度値の差が所定の値以上となる位置（画素）を構造領域（組織や病変）の辺縁部（エッジ）と判定して、エッジに囲まれた領域、あるいは、エッジを多く含む領域を構造領域、すなわち、対象部位Ｐと判定して抽出し、対象部位Ｐを含み、かつ、所定の形状、大きさとなる領域を着目領域ＲＯＩに設定してもよい。
例えば、着目領域設定部２４は、画像生成部１８で生成された超音波画像において、隣接する画素同士の輝度値の差に基づいて、構造領域を抽出してもよい。具体的には、隣接する画素同士の輝度値の差が所定の値以上となる位置（画素）を構造領域（組織や病変）の辺縁部（エッジ）と判定して、エッジに囲まれた領域、あるいは、エッジを多く含む領域を構造領域、すなわち、対象部位Ｐと判定して抽出し、対象部位Ｐを含み、かつ、所定の形状、大きさとなる領域を着目領域ＲＯＩに設定してもよい。
なお、超音波画像を解析して着目領域ＲＯＩを設定する場合には、構造領域を１種類の領域とみなしても良く、あるいは、エッジの連続性や、輝度値のレベル等に応じて２種以上の領域とみなして、各領域を対象部位Ｐと判定して抽出し、対象部位Ｐごとに着目領域ＲＯＩを設定してもよい。
第２送信条件決定部６０は、着目領域設定部２４から供給される着目領域ＲＯＩの情報から、着目領域ＲＯＩ内に焦点を合わせた超音波ビームを送信するための第２の送信フォーカス条件を決定する部位である。
具体的には、第２送信条件決定部６０は、設定された着目領域ＲＯＩの位置および大きさに応じて、着目領域ＲＯＩ内に複数の焦点を設定し、設定した焦点それぞれに超音波ビームを送信するための送信遅延パターンを第２の送信フォーカス条件として決定する。また、第２の送信フォーカス条件での焦点間の間隔は、超音波画像を撮像するための第１の送信フォーカス条件での焦点間の間隔よりも密に設定されている。
具体的には、第２送信条件決定部６０は、設定された着目領域ＲＯＩの位置および大きさに応じて、着目領域ＲＯＩ内に複数の焦点を設定し、設定した焦点それぞれに超音波ビームを送信するための送信遅延パターンを第２の送信フォーカス条件として決定する。また、第２の送信フォーカス条件での焦点間の間隔は、超音波画像を撮像するための第１の送信フォーカス条件での焦点間の間隔よりも密に設定されている。
焦点の位置を設定する方法としては、例えば、着目領域ＲＯＩの深さが、１０ｍｍ〜４０ｍｍで、焦点間隔が４ｍｍに設定された場合には、着目領域ＲＯＩの上端側から、焦点を１０、１４、１８、２２、２６、３０、３４、３８ｍｍの深さにそれぞれ設定すればよい。あるいは、着目領域ＲＯＩの下端側から各焦点の深さを設定してもよい。
同様に、着目領域ＲＯＩの幅方向についても、設定された着目領域の幅と、設定された焦点間隔から、適宜、焦点の位置を設定すればよい。
同様に、着目領域ＲＯＩの幅方向についても、設定された着目領域の幅と、設定された焦点間隔から、適宜、焦点の位置を設定すればよい。
なお、第２の送信フォーカス条件での焦点間の間隔は、第１の送信フォーカス条件での焦点間の間隔よりも密に設定することに限定はされず、焦点の位置が着目領域内に設定されていれば、第１の送信フォーカス条件での焦点間の間隔と同じ間隔としてもよい。
また、着目領域ＲＯＩ内に複数の焦点を設定する構成にも限定はされず、着目領域ＲＯＩに１つの焦点を設定する構成としてもよい。着目領域ＲＯＩに１つの焦点を設定する場合には、着目領域の中心に焦点を設定してもよいし、あるいは、着目領域の端辺上に焦点を設定してもよい。
また、第２送信条件決定部６０は、送信遅延パターン以外に、着目領域に焦点を合わせるために、送信条件として送信開口数、送信アポダイズ（各素子の送信波の振幅）、送信波形を決定する構成としてもよい。
第２送信条件決定部６０は、決定した第２の送信フォーカス条件を制御部３６に供給する。
また、着目領域ＲＯＩ内に複数の焦点を設定する構成にも限定はされず、着目領域ＲＯＩに１つの焦点を設定する構成としてもよい。着目領域ＲＯＩに１つの焦点を設定する場合には、着目領域の中心に焦点を設定してもよいし、あるいは、着目領域の端辺上に焦点を設定してもよい。
また、第２送信条件決定部６０は、送信遅延パターン以外に、着目領域に焦点を合わせるために、送信条件として送信開口数、送信アポダイズ（各素子の送信波の振幅）、送信波形を決定する構成としてもよい。
第２送信条件決定部６０は、決定した第２の送信フォーカス条件を制御部３６に供給する。
最適音速取得部６２は、制御部３６の制御のもとで、設定された着目領域ＲＯＩの最適音速値を取得する部位である。
最適音速取得部６２は、第２素子データ取得部７０と、最適音速算出部７２とを有する。
最適音速取得部６２は、第２素子データ取得部７０と、最適音速算出部７２とを有する。
第２素子データ取得部７０は、送信回路１４が、第２送信条件決定部６０が決定した第２の送信フォーカス条件に基づいて振動子アレイ４２を駆動し、振動子アレイ４２が超音波エコーを受信して得られた第２の素子データを取得する部位である。
第２素子データ取得部７０は、取得した第２の素子データを最適音速算出部７２に供給する。
第２素子データ取得部７０は、取得した第２の素子データを最適音速算出部７２に供給する。
最適音速算出部７２は、設定された着目領域ＲＯＩ内の最適音速値を算出する部位である。
ここで、最適音速値とは、設定音速を種々変更し、それぞれの設定音速に基づいて、受信フォーカス処理をして超音波画像を形成した場合に、画像のコントラストおよび／またはシャープネスが最も高くなる設定音速値であり、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、分散等に基づいて最適音速値の判定を行うことができる。
ここで、最適音速値とは、設定音速を種々変更し、それぞれの設定音速に基づいて、受信フォーカス処理をして超音波画像を形成した場合に、画像のコントラストおよび／またはシャープネスが最も高くなる設定音速値であり、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、分散等に基づいて最適音速値の判定を行うことができる。
最適音速算出部７２は、一例として、設定音速ｖを、１４００ｍ／ｓから１６５０ｍ／ｓまで、５０ｍ／ｓ刻みで変化させて、それぞれの設定速度ｖにおいて、設定速度ｖに基づいて、着目領域ＲＯＩに対応する第２の素子データを用いて受信フォーカス処理をして音線信号を生成し、この音線信号から超音波画像を形成し、それぞれの設定音速ｖでの着目領域ＲＯＩの画像のシャープネスを算出する。
各設定音速ｖでの画像のシャープネス値を比較して、得られたシャープネスの値が最も高い設定音速ｖを最適音速値として設定する。
最適音速算出部７２は、算出した最適音速値を再構築画像生成部６４の画像再構築部７６に供給する。
各設定音速ｖでの画像のシャープネス値を比較して、得られたシャープネスの値が最も高い設定音速ｖを最適音速値として設定する。
最適音速算出部７２は、算出した最適音速値を再構築画像生成部６４の画像再構築部７６に供給する。
再構築画像生成部６４は、制御部３６による制御の下で、最適音速値に基づいて着目領域の画像を再構築する部位である。
再構築画像生成部６４は、第２素子データ取得部７４と、画像再構築部７６とを有する。
再構築画像生成部６４は、第２素子データ取得部７４と、画像再構築部７６とを有する。
第２素子データ取得部７４は、素子データ記憶部２２に記憶されている素子データから、第２の素子データを読み出し、画像再構築部７６に供給する。
画像再構築部７６は、最適音速値に基づいて、第２の素子データを用いて着目領域ＲＯＩの画像を再構築する部位である。
画像再構築部６８は、第２素子データ取得部７４から供給された第２の素子データに、最適音速算出部７２から供給される最適音速値に基づいて受信フォーカス処理をして音線信号を生成し、この音線信号から着目領域ＲＯＩのＢモード画像信号を生成する。さらに、生成したＢモード画像信号をラスター変換すると共に、階調処理等の各種の必要な画像処理を施して、再構築画像を生成する。
画像再構築部７６は、生成した再構築画像を画像再生成部２６に供給する。
画像再構築部６８は、第２素子データ取得部７４から供給された第２の素子データに、最適音速算出部７２から供給される最適音速値に基づいて受信フォーカス処理をして音線信号を生成し、この音線信号から着目領域ＲＯＩのＢモード画像信号を生成する。さらに、生成したＢモード画像信号をラスター変換すると共に、階調処理等の各種の必要な画像処理を施して、再構築画像を生成する。
画像再構築部７６は、生成した再構築画像を画像再生成部２６に供給する。
前述のとおり、超音波画像を生成する際に、超音波画像に着目領域を設定して、着目領域において最適音速値を求める構成とすることにより、着目領域、すなわち、見たい組織や病変の画質を向上し、短時間で最適音速値を求めることができる。
しかしながら、操作者が設定した着目領域に送信フォーカスが合っていない場合には、着目領域における受信データの歪みが大きくなり、最適な音速値が求まらない場合がある。そのため、求めた音速値を用いて超音波画像を生成しても、着目領域の画像の品質は十分に向上しないおそれがある。
しかしながら、操作者が設定した着目領域に送信フォーカスが合っていない場合には、着目領域における受信データの歪みが大きくなり、最適な音速値が求まらない場合がある。そのため、求めた音速値を用いて超音波画像を生成しても、着目領域の画像の品質は十分に向上しないおそれがある。
これに対して、本発明は、超音波画像を生成するための第１の素子データを取得する際の第１の送信フォーカス条件とは異なる第２の送信フォーカス条件を設定し、第２の送信フォーカス条件に基づく送信によって出力される第２の素子データを取得し、着目領域に対応する第２の素子データを用いて、着目領域の最適音速値を算出するので、着目領域に焦点を合わせることができ、着目領域において、より正確な最適音速値を求めることができ、これにより、着目領域の画質が良好な超音波画像を得ることができる。
なお、図示例においては、画像再構築部７６は、最適音速値に基づいて、着目領域ＲＯＩの画像を再構築する構成としたが、本発明はこれに限定はされず、最適音速値に基づいて、着目領域ＲＯＩを含み、着目領域ＲＯＩよりも広い領域（再構築領域）の画像を再構築する構成としてもよい。
一例として、着目領域ＲＯＩの辺縁部に所定の幅の領域を加えた領域を再構築領域とし、この再構築領域について、最適音速値に基づいて、第２の素子データから画像を再構築する構成としてもよい。
着目領域ＲＯＩよりも広い領域の画像を再構築することにより、プローブの動きや組織の動きによって、見たい組織や病変が、設定した着目領域から外れたとしても、見たい組織や病変の画質が良好な超音波画像を得ることができる。
一例として、着目領域ＲＯＩの辺縁部に所定の幅の領域を加えた領域を再構築領域とし、この再構築領域について、最適音速値に基づいて、第２の素子データから画像を再構築する構成としてもよい。
着目領域ＲＯＩよりも広い領域の画像を再構築することにより、プローブの動きや組織の動きによって、見たい組織や病変が、設定した着目領域から外れたとしても、見たい組織や病変の画質が良好な超音波画像を得ることができる。
画像再生成部２６は、超音波画像に、画像再構築部６８から供給される再構築画像を合成して、超音波画像を再生成する部位である。
具体的には、画像再生成部２６は、画像メモリ５２に記憶されている超音波画像を読み出すと共に、画像再構築部６８から供給される再構築画像を取得し、超音波画像の着目領域ＲＯＩの画像を再構築画像に置き換えて、新たな超音波画像を生成する。
画像再生成部２６は、生成した新たな超音波画像を表示制御部３２に供給する。
具体的には、画像再生成部２６は、画像メモリ５２に記憶されている超音波画像を読み出すと共に、画像再構築部６８から供給される再構築画像を取得し、超音波画像の着目領域ＲＯＩの画像を再構築画像に置き換えて、新たな超音波画像を生成する。
画像再生成部２６は、生成した新たな超音波画像を表示制御部３２に供給する。
ここで、画像再生成部２６は、超音波画像の着目領域ＲＯＩの画像を再構築画像に置き換える構成に限定はされず、例えば、超音波画像の着目領域ＲＯＩの画像の各画素の輝度値と、再構築画像の対応する各画素の輝度値とを所定の比率で合成して各画素の輝度値を求め、得られた画像を着目領域ＲＯＩの画像として、新たな超音波画像を生成してもよい。
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。
ここで、制御部３６は、操作者が操作部３８から着目領域ＲＯＩを設定する入力を行った際に、操作部３８から入力された着目領域ＲＯＩの情報を着目領域設定部２４に供給する。
ここで、制御部３６は、操作者が操作部３８から着目領域ＲＯＩを設定する入力を行った際に、操作部３８から入力された着目領域ＲＯＩの情報を着目領域設定部２４に供給する。
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。
また、操作部３８は、操作者が着目領域ＲＯＩの情報を入力操作するための入力装置を備えている。
また、操作部３８は、操作者が着目領域ＲＯＩの情報を入力操作するための入力装置を備えている。
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、整相加算部４４、信号処理部４６、ＤＳＣ４８、画像処理部５０、表示制御部３２、最適音速取得部６２および再構築画像生成部６４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。
なお、整相加算部４４、信号処理部４６、ＤＳＣ４８、画像処理部５０、表示制御部３２、最適音速取得部６２および再構築画像生成部６４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。
なお、上記実施例においては、再構築画像を生成する画像再構築部７６と、超音波画像を生成する画像生成部１８とを別々の部位とする構成としたが、これに限定はされず、画像生成部１８が画像再構築部も兼ねる構成としてもよい。
すなわち、最適音速算出部７２が着目領域ＲＯＩの最適音速値を算出した後、画像生成部１８の整相加算部４４が、着目領域の最適音速値に基づいて、第２の素子データに受信フォーカス処理を施して音線信号を生成し、信号処理部４６がこの音線信号からＢモード画像信号を生成し、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、再構築画像を生成する構成としてもよい。
すなわち、最適音速算出部７２が着目領域ＲＯＩの最適音速値を算出した後、画像生成部１８の整相加算部４４が、着目領域の最適音速値に基づいて、第２の素子データに受信フォーカス処理を施して音線信号を生成し、信号処理部４６がこの音線信号からＢモード画像信号を生成し、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、再構築画像を生成する構成としてもよい。
また、上記実施例では、第２の素子データが素子データ記憶部２２に記憶され、再構築画像生成部６４は、記憶された第２の素子データを読み出して着目領域の画像を再構築する構成としたが、これに限定はされず、素子データ記憶部２２が第１の素子データを記憶しておき、再構築画像生成部６４は、記憶された第１の素子データを読み出して着目領域の画像を再構築する構成としてもよい。
次に超音波診断装置１０の動作について図３のフローチャートを参照して具体的に説明する。
操作者が、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、送信回路１４から供給される駆動信号に従って、第１の送信フォーカス条件に基づいて、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、第１の素子データを出力する。
受信回路１６は、アナログの第１の素子データを増幅してＡ／Ｄ変換部２０に供給し、Ａ／Ｄ変換部２０は、アナログの第１の素子データをデジタルに変換して画像生成部１８の整相加算部４４に供給すると共に、素子データ記憶部２２に供給する。
画像生成部１８の整相加算部４４は、第１の素子データに受信フォーカス処理を施して受信データ（音線信号）を生成し、信号処理部４６に供給する。信号処理部４６は、音線信号を処理して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（Ｓ１０２）。
操作者が、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、送信回路１４から供給される駆動信号に従って、第１の送信フォーカス条件に基づいて、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、第１の素子データを出力する。
受信回路１６は、アナログの第１の素子データを増幅してＡ／Ｄ変換部２０に供給し、Ａ／Ｄ変換部２０は、アナログの第１の素子データをデジタルに変換して画像生成部１８の整相加算部４４に供給すると共に、素子データ記憶部２２に供給する。
画像生成部１８の整相加算部４４は、第１の素子データに受信フォーカス処理を施して受信データ（音線信号）を生成し、信号処理部４６に供給する。信号処理部４６は、音線信号を処理して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（Ｓ１０２）。
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２４は、操作部３８からの入力指示に応じて着目領域ＲＯＩを設定する（Ｓ１０４）。
着目領域ＲＯＩが設定されると、第２送信条件決定部６０は、設定された着目領域ＲＯＩの情報に基づいて、第２の送信フォーカス条件を決定し、制御部３６に供給する（Ｓ１０６）。
着目領域ＲＯＩが設定されると、第２送信条件決定部６０は、設定された着目領域ＲＯＩの情報に基づいて、第２の送信フォーカス条件を決定し、制御部３６に供給する（Ｓ１０６）。
第２の送信フォーカス条件が決定されると、制御部３６は、第２の送信フォーカス条件を送信回路１４に供給し、送信回路１４は、第２の送信フォーカス条件に基づいて、被検体の着目領域に超音波を送信するように振動子アレイ４２を駆動する。振動子アレイ４２は、被検体からの超音波エコーを受信し、第２の素子データを出力する。
受信回路１６は、アナログの第２の素子データを増幅してＡ／Ｄ変換部２０に供給し、Ａ／Ｄ変換部２０は、アナログの第２の素子データをデジタルに変換して最適音速取得部６２の第２素子データ取得部７０に供給すると共に、素子データ記憶部２２に供給する（Ｓ１０８）。
受信回路１６は、アナログの第２の素子データを増幅してＡ／Ｄ変換部２０に供給し、Ａ／Ｄ変換部２０は、アナログの第２の素子データをデジタルに変換して最適音速取得部６２の第２素子データ取得部７０に供給すると共に、素子データ記憶部２２に供給する（Ｓ１０８）。
最適音速算出部７２は、第２素子データ取得部７０が取得した第２の素子データを用いて、設定音速ｖを１４００ｍ／ｓから１６５０ｍ／ｓまで、５０ｍ／ｓ刻みで変更して、それぞれの設定速度ｖにおいて、受信フォーカス処理をして音線信号を生成し、この音線信号から着目領域ＲＯＩの超音波画像を形成し、それぞれの設定音速ｖでの着目領域ＲＯＩの画像のシャープネスを算出する（Ｓ１０８〜Ｓ１１４）。
各設定音速ｖでの画像のシャープネス値を比較して、得られたシャープネスの値が最も高い設定音速ｖを最適な音速値Ｖ（最適音速値Ｖ）として設定し、再構築画像生成部６４の画像再構築部７６に供給する（Ｓ１１６）。
各設定音速ｖでの画像のシャープネス値を比較して、得られたシャープネスの値が最も高い設定音速ｖを最適な音速値Ｖ（最適音速値Ｖ）として設定し、再構築画像生成部６４の画像再構築部７６に供給する（Ｓ１１６）。
最適音速値Ｖが算出されると、再構築画像生成部６４の第２素子データ取得部７４は、素子データ記憶部２２に記憶されている第２の素子データを読み出し、画像再構築部７６に供給する。
画像再構築部７６は、最適音速値Ｖに基づいて、第２の素子データに受信フォーカス処理をして音線信号を生成し、この音線信号から着目領域ＲＯＩの画像（再構築画像）を形成し、画像再生成部２６に供給する（Ｓ１２０）。
画像再生成部２６は、画像メモリ５２から超音波画像を読み出し、超音波画像の着目領域ＲＯＩを再構築画像に置き換えて新たな超音波画像を生成する（Ｓ１２２）。
画像再構築部７６は、最適音速値Ｖに基づいて、第２の素子データに受信フォーカス処理をして音線信号を生成し、この音線信号から着目領域ＲＯＩの画像（再構築画像）を形成し、画像再生成部２６に供給する（Ｓ１２０）。
画像再生成部２６は、画像メモリ５２から超音波画像を読み出し、超音波画像の着目領域ＲＯＩを再構築画像に置き換えて新たな超音波画像を生成する（Ｓ１２２）。
このように本発明の超音波画像生成方法を実施する超音波画像診断装置１０は、超音波画像を生成するための第１の素子データを取得する際の第１の送信フォーカス条件とは異なる第２の送信フォーカス条件を設定し、第２の送信フォーカス条件に基づく送信によって出力される第２の素子データを取得し、着目領域に対応する第２の素子データを用いて、着目領域の最適音速値を算出するので、着目領域に焦点を合わせることができ、着目領域においてより正確な最適音速値を求めることができ、これにより、着目領域の画質が良好な超音波画像を得ることができる。
なお、図示例の超音波画像診断装置１０においては、求めた最適音速値Ｖに基づいて、着目領域ＲＯＩの画像を再構築する際に、最適音速値Ｖを算出するために取得した第２の素子データを用いたが、これに限定はされず、求めた最適音速値Ｖに基づいて、再度、着目領域ＲＯＩ内に焦点を合わせた超音波ビームを送信して、着目領域ＲＯＩの画像を再構築するための素子データを新たに取得する構成としてもよい。
図４は、本発明の超音波画像生成方法を実施する超音波画像診断装置の他の一例を概念的に示すブロック図である。
なお、図４に示す超音波診断装置１００は、第３送信条件決定部１０２を有し、再構築画像生成部６４に代えて、再構築画像生成部１０４を有する以外は、超音波診断装置１０と同じ構成を有するので、同じ部位には、同じ符号を付し、以下の説明は異なる部位を主に行う。
なお、図４に示す超音波診断装置１００は、第３送信条件決定部１０２を有し、再構築画像生成部６４に代えて、再構築画像生成部１０４を有する以外は、超音波診断装置１０と同じ構成を有するので、同じ部位には、同じ符号を付し、以下の説明は異なる部位を主に行う。
超音波画像診断装置１００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、Ａ／Ｄ変換部２０と、画像生成部１８と、素子データ記憶部２２と、着目領域設定部２４と、画像再生成部２６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、第２送信条件決定部６０と、最適音速取得部６２と、第３送信条件決定部１０２と、再構築画像生成部１０４とを有する。
第３送信条件決定部１０２は、最適音速算出部７２が算出した最適音速値を取得し、最適音速値に基づいて、着目領域ＲＯＩ内に焦点を合わせた超音波ビームを送信するための第３の送信フォーカス条件を決定する部位である。
具体的には、第３送信条件決定部６０は、最適音速値に基づいて、設定された着目領域ＲＯＩの位置および大きさに応じて、着目領域ＲＯＩ内に複数の焦点を設定し、設定した焦点それぞれに超音波ビームを送信するための送信遅延パターンを第３の送信フォーカス条件として決定する。
具体的には、第３送信条件決定部６０は、最適音速値に基づいて、設定された着目領域ＲＯＩの位置および大きさに応じて、着目領域ＲＯＩ内に複数の焦点を設定し、設定した焦点それぞれに超音波ビームを送信するための送信遅延パターンを第３の送信フォーカス条件として決定する。
なお、第３の送信フォーカス条件での焦点間の間隔は、第２の送信フォーカス条件での焦点間の間隔と同じであっても、異なっていてもよい。
また、第３送信条件決定部１０２は、送信遅延パターン以外に、着目領域に焦点を合わせるために、送信条件として送信開口数、送信アポダイズ、送信波形を決定する構成としてもよい。
第３送信条件決定部１０２は、決定した第３の送信フォーカス条件を制御部３６に供給する。
また、第３送信条件決定部１０２は、送信遅延パターン以外に、着目領域に焦点を合わせるために、送信条件として送信開口数、送信アポダイズ、送信波形を決定する構成としてもよい。
第３送信条件決定部１０２は、決定した第３の送信フォーカス条件を制御部３６に供給する。
再構築画像生成部１０４は、制御部３６による制御の下で、最適音速値に基づいて着目領域の画像を再構築する部位である。
再構築画像生成部１０４は、第３素子データ取得部１０６と、画像再構築部７６とを有する。
再構築画像生成部１０４は、第３素子データ取得部１０６と、画像再構築部７６とを有する。
第３素子データ取得部１０６は、送信回路１４が、第３送信条件決定部１０２が決定した第３の送信フォーカス条件に基づいて振動子アレイ４２を駆動し、振動子アレイ４２が超音波エコーを受信して得られた第３の素子データを取得する部位である。
第３素子データ取得部１０４は、取得した第３の素子データを画像再構築部７６に供給する。
画像再構築部７６は、最適音速値に基づいて、第３の素子データを用いて着目領域ＲＯＩの画像を再構築し、再構築画像を画像再生成部２６に供給する。
第３素子データ取得部１０４は、取得した第３の素子データを画像再構築部７６に供給する。
画像再構築部７６は、最適音速値に基づいて、第３の素子データを用いて着目領域ＲＯＩの画像を再構築し、再構築画像を画像再生成部２６に供給する。
次に超音波診断装置１００の動作について図５のフローチャートを参照して具体的に説明する。
なお、図５に示すフローチャートにおいて、図１に示すフローチャートと同じ工程には、同じ符号を付す。
なお、図５に示すフローチャートにおいて、図１に示すフローチャートと同じ工程には、同じ符号を付す。
操作者が、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、第１の送信フォーカス条件に基づいて、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、第１の素子データを出力する。
受信回路１６は、アナログの第１の素子データを増幅し、Ａ／Ｄ変換部２０は、アナログの第１の素子データをデジタルに変換して画像生成部１８の整相加算部４４に供給すると共に、素子データ記憶部２２に供給する。
画像生成部１８の整相加算部４４は、第１の素子データに受信フォーカス処理を施して受信データ（音線信号）を生成し、信号処理部４６に供給する。信号処理部４６は、音線信号を処理して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（Ｓ１０２）。
受信回路１６は、アナログの第１の素子データを増幅し、Ａ／Ｄ変換部２０は、アナログの第１の素子データをデジタルに変換して画像生成部１８の整相加算部４４に供給すると共に、素子データ記憶部２２に供給する。
画像生成部１８の整相加算部４４は、第１の素子データに受信フォーカス処理を施して受信データ（音線信号）を生成し、信号処理部４６に供給する。信号処理部４６は、音線信号を処理して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（Ｓ１０２）。
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２４は、操作部３８からの入力指示に応じて着目領域ＲＯＩを設定する（Ｓ１０４）。
着目領域ＲＯＩが設定されると、第２送信条件決定部６０は、設定された着目領域ＲＯＩの情報に基づいて、第２の送信フォーカス条件を決定し、制御部３６に供給する（Ｓ１０６）。
着目領域ＲＯＩが設定されると、第２送信条件決定部６０は、設定された着目領域ＲＯＩの情報に基づいて、第２の送信フォーカス条件を決定し、制御部３６に供給する（Ｓ１０６）。
第２の送信フォーカス条件が決定されると、送信回路１４は、第２の送信フォーカス条件に基づいて、被検体の着目領域に超音波を送信するように振動子アレイ４２を駆動する。振動子アレイ４２は、被検体からの超音波エコーを受信し、第２の素子データを出力し、受信回路１６で増幅され、Ａ／Ｄ変換部２０でデジタルに変換された第２の素子データが、最適音速取得部６２の第２素子データ取得部７０に供給されると共に、素子データ記憶部２２に供給される（Ｓ１０８）。
最適音速算出部７２は、第２素子データ取得部７０が取得した第２の素子データを用いて、設定音速ｖを種々変更して、それぞれの設定速度ｖにおいて、超音波画像を形成して、画像のシャープネスを算出し、得られたシャープネスの値が最も高い設定音速ｖを最適な音速値（最適音速値Ｖ）として設定し、第３送信条件決定部１０２、および、再構築画像生成部１０４の画像再構築部７６に供給する（Ｓ１３０）。
最適音速値Ｖが算出されると、第３送信条件決定部１０２は、最適音速値Ｖに基づいて、着目領域ＲＯＩに超音波を送信するための第３の送信フォーカス条件を決定し、制御部３６に供給する（Ｓ１３２）。
第３の送信フォーカス条件が決定されると、送信回路１４は、第３の送信フォーカス条件に基づいて、被検体の着目領域に超音波を送信するように振動子アレイ４２を駆動する。振動子アレイ４２は、被検体からの超音波エコーを受信し、第３の素子データを出力し、受信回路１６で増幅され、Ａ／Ｄ変換部２０でデジタルに変換された第３の素子データが、再構築画像生成部の第３素子データ取得部１０６に供給されると共に、素子データ記憶部２２に供給される（Ｓ１３４）。
画像再構築部７６は、最適音速値Ｖに基づいて、第３の素子データに受信フォーカス処理をして音線信号を生成し、この音線信号から着目領域ＲＯＩの画像（再構築画像）を形成し、画像再生成部２６に供給する（Ｓ１３６）。
画像再生成部２６は、画像メモリ５２から超音波画像を読み出し、超音波画像の着目領域ＲＯＩを再構築画像に置き換えて新たな超音波画像を生成する（Ｓ１２２）。
画像再生成部２６は、画像メモリ５２から超音波画像を読み出し、超音波画像の着目領域ＲＯＩを再構築画像に置き換えて新たな超音波画像を生成する（Ｓ１２２）。
このように、超音波画像を生成するための超音波の送信フォーカス条件とは、異なる第２の送信フォーカス条件で素子データを取得して着目領域の最適音速値を取得して、さらに、この最適音速値に基づいて、着目領域ＲＯＩに焦点を合わせた第３の送信フォーカス条件を設定して、第３の送信フォーカス条件に基づく送信によって出力される第３の素子データを取得して、着目領域の画像を再構築することにより、画像を再構築する際の素子データがより正確なものとなるので、着目領域において、正確な最適音速値を求めることができると共に、着目領域の画質がさらに良好な超音波画像を得ることができる。
また、図示例の超音波画像診断装置１０においては、着目領域ＲＯＩを設定した後に、最適音速値を算出するための第２の素子データを取得するために、第２の送信フォーカス条件を決定し、超音波の送受信を行う構成としたが、本発明はこれに限定はされず、着目領域ＲＯＩを設定する前に、第２の送信フォーカス条件に基づく送受信を行い、第２の素子データを取得する構成としてもよい。
図６は、本発明の超音波画像生成方法を実施する超音波画像診断装置の他の一例を概念的に示すブロック図である。
なお、図６に示す超音波診断装置１２０は、最適音速取得部６２に代えて、最適音速取得部１２２を有し、第２送信条件決定部６０を有さない以外は、超音波診断装置１０と同じ構成を有するので、同じ部位には、同じ符号を付し、以下の説明は異なる部位を主に行う。
なお、図６に示す超音波診断装置１２０は、最適音速取得部６２に代えて、最適音速取得部１２２を有し、第２送信条件決定部６０を有さない以外は、超音波診断装置１０と同じ構成を有するので、同じ部位には、同じ符号を付し、以下の説明は異なる部位を主に行う。
超音波画像診断装置１２０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、Ａ／Ｄ変換部２０と、画像生成部１８と、素子データ記憶部２２と、着目領域設定部２４と、画像再生成部２６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、再構築画像生成部６４と、最適音速取得部１２２とを有する。
送信回路１４は、超音波画像を生成するために、予め記憶されている第１の送信フォーカス条件に従って超音波ビームを形成するように振動子アレイ４２を駆動すると共に、着目領域ＲＯＩが設定される前に、最適音速値を算出するために、予め記憶されている第２の送信フォーカス条件に従って超音波ビームを形成するように振動子アレイ４２を駆動する。
ここで、第２の送信フォーカス条件は、第１の送信フォーカス条件よりも細密な送信フォーカスを行うように設定されている。
ここで、第２の送信フォーカス条件は、第１の送信フォーカス条件よりも細密な送信フォーカスを行うように設定されている。
最適音速取得部１２２は、制御部３６の制御のもとで、設定された着目領域ＲＯＩの最適音速値を取得する部位である。
最適音速取得部１２２は、第２素子データ取得部１３０と、最適音速算出部７２とを有する。
最適音速取得部１２２は、第２素子データ取得部１３０と、最適音速算出部７２とを有する。
第２素子データ取得部１３０は、着目領域設定部２４から着目領域ＲＯＩの情報を取得し、素子データ記憶部２２に記憶されている第２の素子データから、着目領域ＲＯＩに対応する位置の素子データを読み出し、最適音速算出部７２に供給する。
次に超音波診断装置１２０の動作について図７のフローチャートを参照して具体的に説明する。
なお、図７に示すフローチャートにおいて、図１および図５に示すフローチャートと同じ工程には、同じ符号を付す。
なお、図７に示すフローチャートにおいて、図１および図５に示すフローチャートと同じ工程には、同じ符号を付す。
操作者が、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、第１の送信フォーカス条件に基づいて、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、第１の素子データを出力する。
受信回路１６は、アナログの第１の素子データを増幅し、Ａ／Ｄ変換部２０は、アナログの第１の素子データをデジタルに変換して画像生成部１８の整相加算部４４に供給すると共に、素子データ記憶部２２に供給する（Ｓ１５０）。
受信回路１６は、アナログの第１の素子データを増幅し、Ａ／Ｄ変換部２０は、アナログの第１の素子データをデジタルに変換して画像生成部１８の整相加算部４４に供給すると共に、素子データ記憶部２２に供給する（Ｓ１５０）。
また、第１の送信フォーカス条件に基づく超音波の送受信に続いて、第２の送信フォーカス条件に基づいて、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、第２の素子データを出力する。
受信回路１６は、アナログの第２の素子データを増幅し、Ａ／Ｄ変換部２０は、アナログの第２の素子データをデジタルに変換して画像生成部１８の整相加算部４４に供給すると共に、素子データ記憶部２２に供給する（Ｓ１５２）。
受信回路１６は、アナログの第２の素子データを増幅し、Ａ／Ｄ変換部２０は、アナログの第２の素子データをデジタルに変換して画像生成部１８の整相加算部４４に供給すると共に、素子データ記憶部２２に供給する（Ｓ１５２）。
画像生成部１８の整相加算部４４は、第１の素子データに受信フォーカス処理を施して受信データ（音線信号）を生成し、信号処理部４６に供給する。信号処理部４６は、音線信号を処理して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（Ｓ１５４）。
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２４は、操作部３８からの入力指示に応じて着目領域ＲＯＩを設定する（Ｓ１０４）。
着目領域ＲＯＩが設定されると、第２素子データ取得部１３０は、着目領域ＲＯＩの情報に基づいて、素子データ記憶部２２に記憶されている第２の素子データから、着目領域ＲＯＩに対応する位置の素子データを読み出し、最適音速算出部７２に供給する（Ｓ１５６）。
着目領域ＲＯＩが設定されると、第２素子データ取得部１３０は、着目領域ＲＯＩの情報に基づいて、素子データ記憶部２２に記憶されている第２の素子データから、着目領域ＲＯＩに対応する位置の素子データを読み出し、最適音速算出部７２に供給する（Ｓ１５６）。
最適音速算出部７２は、第２素子データ取得部１３０が取得した着目領域ＲＯＩの第２の素子データを用いて、設定音速ｖを種々変更して、それぞれの設定速度ｖにおいて、超音波画像を形成して、画像のシャープネスを算出し、得られたシャープネスの値が最も高い設定音速ｖを最適な音速値（最適音速値Ｖ）として設定し、再構築画像生成部６４の画像再構築部７６に供給する（Ｓ１３０）。
最適音速値Ｖが算出されると、再構築画像生成部６４の第２素子データ取得部７４は、素子データ記憶部２２に記憶されている第２の素子データを読み出し、画像再構築部７６に供給する。
画像再構築部７６は、最適音速値Ｖに基づいて、第２の素子データに受信フォーカス処理をして音線信号を生成し、この音線信号から着目領域ＲＯＩの画像（再構築画像）を形成し、画像再生成部２６に供給する（Ｓ１２０）。
画像再生成部２６は、画像メモリ５２から超音波画像を読み出し、超音波画像の着目領域ＲＯＩを再構築画像に置き換えて新たな超音波画像を生成する（Ｓ１２２）。
画像再構築部７６は、最適音速値Ｖに基づいて、第２の素子データに受信フォーカス処理をして音線信号を生成し、この音線信号から着目領域ＲＯＩの画像（再構築画像）を形成し、画像再生成部２６に供給する（Ｓ１２０）。
画像再生成部２６は、画像メモリ５２から超音波画像を読み出し、超音波画像の着目領域ＲＯＩを再構築画像に置き換えて新たな超音波画像を生成する（Ｓ１２２）。
このように、超音波画像を生成するための超音波の送信フォーカス条件とは異なる第２の送信フォーカス条件で第２の素子データを取得した後に、着目領域ＲＯＩを設定し、着目領域ＲＯＩに対応する第２の素子データを取得して最適音速値を算出する構成とした場合にも、着目領域において、正確な最適音速値を求めることができると共に、着目領域の画質が良好な超音波画像を得ることができる。
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。
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。
１０、１００、１２０ 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 画像生成部
２０ Ａ／Ｄ変換部
２２ 素子データ記憶部
２４ 着目領域設定部
２６ 画像再生成部
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
４４ 整相加算部
４６ 信号処理部
４８ ＤＳＣ
５０ 画像処理部
５２ 画像メモリ
５４ 第１素子データ取得部
６０ 第２送信条件決定部
６２、１２２ 最適音速取得部
６４、１０４ 再構築画像生成部
７０、７４、１３０ 第２素子データ取得部
７２ 最適音速算出部
７６ 画像再構築部
１０２ 第３送信条件決定部
１０６ 第３素子データ取得部
１２ 超音波プローブ
１４ 送信回路
１６ 受信回路
１８ 画像生成部
２０ Ａ／Ｄ変換部
２２ 素子データ記憶部
２４ 着目領域設定部
２６ 画像再生成部
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
４４ 整相加算部
４６ 信号処理部
４８ ＤＳＣ
５０ 画像処理部
５２ 画像メモリ
５４ 第１素子データ取得部
６０ 第２送信条件決定部
６２、１２２ 最適音速取得部
６４、１０４ 再構築画像生成部
７０、７４、１３０ 第２素子データ取得部
７２ 最適音速算出部
７６ 画像再構築部
１０２ 第３送信条件決定部
１０６ 第３素子データ取得部
Claims (13)
- 複数の振動子を有する振動子アレイが、第１の送信フォーカス条件に基づいて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て、振動子ごとの受信信号である第１の素子データを出力し、前記第１の素子データから生成される音線信号に基づいて超音波画像を生成する画像生成ステップと、
生成した前記超音波画像に着目領域を設定する着目領域設定ステップと、
前記第１の素子データを取得するための前記第１の送信フォーカス条件とは異なる第２の送信フォーカス条件に基づく送信によって出力される第２の素子データを取得する第２素子データ取得ステップと、
前記着目領域に対応する第２の素子データを用いて、前記着目領域の最適音速値を算出する最適音速算出ステップとを有することを特徴とする超音波画像生成方法。 - 前記着目領域設定ステップの後に、設定した着目領域に焦点を合わせた超音波を送信するための第２の送信フォーカス条件を決定する第２送信条件決定ステップを有し、
前記第２素子データ取得ステップは、前記振動子アレイが、前記第２の送信フォーカス条件に基づいて被検体の前記着目領域に超音波を送信し被検体からの超音波エコーを受信して出力する第２の素子データを取得するものである請求項１に記載の超音波画像生成方法。 - 前記第２素子データ取得ステップは、前記着目領域設定ステップの前に行われ、取得した第２の素子データを、記憶部に記憶するものであり、
前記最適音速算出ステップは、前記着目領域設定ステップの後に、記憶されている第２の素子データから、前記着目領域に対応する第２の素子データを読み出して、前記着目領域の最適音速値を算出するものである請求項１に記載の超音波画像生成方法。 - 算出した前記最適音速値に基づいて、前記第２の素子データから前記着目領域の画像を再構築して再構築画像を生成する画像再構築ステップを有する請求項１〜３のいずれかに記載の超音波画像生成方法。
- 算出した前記最適音速値に基づいて、着目領域に焦点を合わせた超音波を送信するための第３の送信フォーカス条件を決定する第３送信条件決定ステップと、
前記振動子アレイが、前記第３の送信フォーカス条件に基づいて被検体の前記着目領域に超音波を送信し被検体からの超音波エコーを受信して第３の素子データを取得する第３素子データ取得ステップと、
算出した前記最適音速値に基づいて、取得した前記第３の素子データから、前記着目領域の画像を再構築して再構築画像を生成する画像再構築ステップとを有する請求項１〜３のいずれかに記載の超音波画像生成方法。 - 前記第１の送信フォーカス条件と前記第２の送信フォーカス条件とは、送信遅延、送信開口、送信アポダイズおよび送信波形の少なくとも１つが異なる請求項１〜５のいずれかに記載の超音波画像生成方法。
- 前記画像再構築ステップにおいて、前記着目領域を含み、前記着目領域よりも広い領域の画像を再構築して再構築画像を生成する請求項４〜６のいずれかに記載の超音波画像生成方法。
- 複数の振動子を有し、所定の送信条件に基づいて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て、振動子ごとの受信信号である素子データを出力する振動子アレイと、
前記振動子アレイが第１の送信フォーカス条件に基づいて被検体に超音波を送信し被検体からの超音波エコーを受信して出力する第１の素子データから生成される音線信号に基づいて超音波画像を生成する画像生成部と、
生成した前記超音波画像に着目領域を設定する着目領域設定部と、
前記第１の送信フォーカス条件とは異なる第２の送信フォーカス条件に基づいて前記振動子アレイが被検体の前記着目領域に超音波を送信し被検体からの超音波エコーを受信して出力する第２の素子データを取得する第２素子データ取得部と、
取得した前記第２の素子データを用いて、前記着目領域の最適音速値を算出する最適音速算出部とを有することを特徴とする超音波画像診断装置。 - 設定した着目領域に焦点を合わせた超音波を送信するための第２の送信フォーカス条件を決定する第２送信条件決定部を有する請求項８に記載の超音波画像診断装置。
- 算出した前記最適音速値に基づいて、前記第２の素子データから前記着目領域の画像を再構築して再構築画像を生成する画像再構築部を有する請求項８または９に記載の超音波画像診断装置。
- 算出した前記最適音速値に基づいて、着目領域に焦点を合わせた超音波を送信するための第３の送信フォーカス条件を決定する第３送信条件決定部と、
前記振動子アレイが前記第３の送信フォーカス条件に基づいて被検体の前記着目領域に超音波を送信し被検体からの超音波エコーを受信して出力する第３の素子データを取得する第３素子データ取得部と、
前記第３の素子データから前記着目領域の画像を再構築して再構築画像を生成する画像再構築部を有する請求項８または９に記載の超音波画像診断装置。 - 前記第１の送信フォーカス条件と前記第２の送信フォーカス条件とは、送信遅延、送信開口、送信アポダイズおよび送信波形の少なくとも１つが異なる請求項８〜１１のいずれかに記載の超音波画像診断装置。
- 前記着目領域を含み、前記着目領域よりも広い再構築領域を設定する再構築領域設定部を有し、
前記画像再構築部は、前記最適音速値に基づいて、前記再構築領域の画像を再構築して再構築画像を生成する請求項１０〜１２のいずれかに記載の超音波画像診断装置。
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|---|---|---|---|---|
| WO2016204447A1 (ko) * | 2015-06-16 | 2016-12-22 | 삼성메디슨 주식회사 | 초음파 장치 및 그 동작 방법 |
| WO2019077937A1 (ja) * | 2017-10-19 | 2019-04-25 | 株式会社日立製作所 | 超音波撮像装置、および、超音波撮像方法 |
| WO2019216508A1 (ko) * | 2018-05-09 | 2019-11-14 | 삼성메디슨 주식회사 | 초음파 영상 장치 및 그의 제어 방법 |
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|---|---|---|---|---|
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| JP5467922B2 (ja) * | 2010-04-30 | 2014-04-09 | 日立アロカメディカル株式会社 | 超音波診断装置 |
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2012
- 2012-05-25 JP JP2012119599A patent/JP2013244164A/ja active Pending
-
2013
- 2013-05-21 WO PCT/JP2013/064046 patent/WO2013176112A1/ja active Application Filing
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| JP2019072423A (ja) * | 2017-10-19 | 2019-05-16 | 株式会社日立製作所 | 超音波撮像装置、および、超音波撮像方法 |
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| WO2019216508A1 (ko) * | 2018-05-09 | 2019-11-14 | 삼성메디슨 주식회사 | 초음파 영상 장치 및 그의 제어 방법 |
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