JP2015053961A - 超音波測定装置、超音波画像装置、及び超音波測定方法 - Google Patents

超音波測定装置、超音波画像装置、及び超音波測定方法 Download PDF

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Abstract

【課題】素子の一部で信号を正しく受信できない場合でも、適応型ビームフォーミングの効果の低下を防ぐ。【解決手段】超音波測定装置は、対象物に対して送信された超音波についての超音波エコーを、複数のチャンネルを有する超音波素子アレイを介して前記チャンネル毎の受信信号として受信する受信処理部と、前記チャンネル毎にエラーを検出するエラー検出部と、前記エラーが検出されたエラーチャンネル以外の正常チャンネル毎の受信信号を、前記正常チャンネル毎の受信信号に応じた重みで、重み付き加算する信号処理部と、前記重み付き加算が行われた信号に基づいて画像を生成する画像生成部と、を有する。【選択図】図5

Description

本発明は、超音波測定装置、超音波画像装置、及び超音波測定方法に関する。
超音波測定装置において、送信した超音波についての超音波エコーの受信波に対して、適応型ビームフォーミングを行う技術が知られている。適応型ビームフォーミングは、所望の方向からの受信波の感度を最大化したり、所望の方向以外の方向からの不要波の感度を最小化したりすることができる。すなわち、適応的に受信波の感度特性を変化させ、方位分解能を向上することができる。
適応型ビームフォーミングの例として、特許文献1には、入力された超音波信号を観測空間上で複数の領域に分割し、領域別の加重値を計算し、それぞれの画素に対する画素加重値を計算し、ビーム形成値を計算する超音波ビーム形成方法が記載されている。
特開2012−170826号公報
しかしながら、超音波の受信を行う超音波トランスデューサー素子の一部で信号を正しく受信できない場合には、正しく感度特性を求めることができず適応型ビームフォーミングの効果を得ることができないという問題がある。素子が信号を正しく受信できないとは、例えば、素子自体や素子を制御する回路などに故障が発生した場合や、素子と被検体の間に気泡等の超音波を反射する障害物が存在する場合などである。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、素子の一部で信号を正しく受信できない場合でも、適応型ビームフォーミングの効果の低下を防ぐ技術を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するための本発明の第一の態様は、対象物に対して送信された超音波についての超音波エコーを、複数のチャンネルを有する超音波素子アレイを介して前記チャンネル毎の受信信号として受信する受信処理部と、前記チャンネル毎にエラーを検出するエラー検出部と、前記エラーが検出されたエラーチャンネル以外の正常チャンネル毎の受信信号を、前記正常チャンネル毎の受信信号に応じた重みで、重み付き加算する信号処理部と、前記重み付き加算が行われた信号に基づいて画像を生成する画像生成部と、を有することを特徴とする超音波測定装置である。本発明の第一の態様によれば、エラーチャンネルを検出し、エラーチャンネル以外の正常チャンネルの受信信号に対して、各正常チャンネルの受信信号に応じた重み付き加算処理を実行する。これにより、エラーチャンネルがある場合であっても、エラーチャンネルの受信信号の影響を避け、適応型ビームフォーミング等の重み付き加算処理の効果の低下を防ぐことができる。
前記受信処理部は、1ラインの画像を生成するための超音波が送信される度に、当該送信された超音波についての超音波エコーを、前記チャンネル毎の受信信号として受信し、前記エラー検出部は、前記チャンネル毎の受信信号が受信される度に、前記チャンネル毎のエラーを検出し、前記信号処理部は、前記チャンネル毎の受信信号が受信される度に、前記重み付き加算を行い、前記画像生成部は、前記チャンネル毎の受信信号が受信される度に、画像を生成する、ことを特徴としていてもよい。これにより、各チャンネルの経年劣化などにより発生する故障等を精度よく検出することができる。また、各ラインについて、正常チャンネルの受信信号に対して適応型ビームフォーミングが実行されるため、適応型ビームフォーミングの効果を低下しにくくすることができる。
前記エラー検出部は、前記受信されたチャンネル毎の受信信号の値に基づいて、受信信号の値が相対的に低いチャンネルをエラーチャンネルとして検出する、ことを特徴としていてもよい。これにより、チャンネル全体に経年劣化等が生じても、精度よくエラーチャンネルを検出することができる。
前記エラー検出部は、前記受信されたチャンネル毎の受信信号のうち、前記超音波アレイを含む超音波プローブ内の特定の対象物からの反射信号の値に基づいて、反射信号の値が相対的に低いチャンネルをエラーチャンネルとして検出する、ことを特徴としていてもよい。これにより、外部環境等の影響を受けずに、精度よくエラーチャンネルを検出することができる。
前記エラー検出部は、前記受信されたチャンネル毎の受信信号の値に基づいて、受信信号の値が所定値よりも小さいチャンネルをエラーチャンネルとして検出する、ことを特徴としていてもよい。これにより、他のチャンネルとの相対的な比較を行うための演算処理が不要となり、エラー検出の処理時間を減らすことができる。
前記信号処理部は、前記検出されたエラーチャンネルの数が所定数以下であるか否かを判定し、前記検出されたエラーチャンネルの数が前記所定数以下であると判定された場合には、前記正常チャンネル毎の受信信号を、前記正常チャンネル毎の受信信号に応じた重みで、重み付き加算し、前記検出されたエラーチャンネルの数が前記所定数以下でないと判定された場合には、前記エラーチャンネルおよび前記正常チャンネルの全チャンネル毎の受信信号を、予め定められた固定の重みで、重み付き加算する、ことを特徴としていてもよい。これにより、適応型ビームフォーミング等の重み付き加算を実行するとしたら却って分解能が低下する場合に、通常のビームフォーミングにより分解能を向上することができる。
前記信号処理部は、前記各正常チャンネルの重みと、前記各正常チャンネルの受信信号と、を乗算した値の分散が最小となる前記各正常チャンネルの重みを、前記受信信号に応じた重みとして求める、ことを特徴としていてもよい。これにより、各チャンネルの重みを到来波に応じて変えることができる。
上記の課題を解決するための本発明の第二の態様は、対象物に対して送信された超音波についての超音波エコーを、複数のチャンネルを有する超音波素子アレイを介して前記チャンネル毎の受信信号として受信する受信処理部と、前記チャンネル毎にエラーを検出するエラー検出部と、前記エラーが検出されたエラーチャンネル以外の正常チャンネル毎の受信信号を、前記正常チャンネル毎の受信信号に応じた重みで、重み付き加算する信号処理部と、前記重み付き加算が行われた信号に基づいて画像を生成する画像生成部と、前記生成された画像を表示する表示部と、を有することを特徴とする超音波画像装置である。これにより、エラーチャンネルがある場合であっても、エラーチャンネルの受信信号の影響を避け、適応型ビームフォーミング等の重み付き加算処理の効果の低下を防ぐことができる。その結果、方位分解能を向上した超音波画像を得ることができる。
上記の課題を解決するための本発明の第三の態様は、対象物に対して送信された超音波についての超音波エコーを、複数のチャンネルを有する超音波素子アレイを介して前記チャンネル毎の受信信号として受信する受信処理ステップと、前記チャンネル毎にエラーを検出するエラー検出ステップと、前記エラーが検出されたエラーチャンネル以外の正常チャンネル毎の受信信号を、前記正常チャンネル毎の受信信号に応じた重みで、重み付き加算する信号処理ステップと、前記重み付き加算が行われた信号に基づいて画像を生成する画像生成ステップと、を含むことを特徴とする超音波測定方法である。これにより、エラーチャンネルがある場合であっても、エラーチャンネルの受信信号の影響を避け、適応型ビームフォーミング等の重み付き加算処理の効果の低下を防ぐことができる。
本発明の実施の形態に係る超音波画像装置の外観の一例を示す図である。 超音波トランスデューサー素子の構成の一例を示す図である。 超音波トランスデューサーデバイス(素子チップ)の構成の一例を示す図である。 超音波トランスデューサー素子群UG(UG1〜UG64)の構成の例を示す図であり、(A)は素子列数が4列の場合を示し、(B)は素子列数が1列の場合を示す。 制御部の機能構成の一例を示すブロック図である。 メモリーに格納される各チャンネルのデータの構造の一例を説明する図である。 制御部の機能を実現するハードウェア構成の一例を示す図である。 各チャンネルに届く信号の遅延を説明する図である。 空間平均法におけるサブ開口を説明する図である。 超音波画像装置により実現される処理の一例を示すフローチャート(その1)である。 超音波画像装置により実現される処理の一例を示すフローチャート(その2)である。 超音波画像装置により実現される処理の一例を示すフローチャート(その3)である。 超音波画像装置により実現される処理の一例を示すフローチャート(その4)である。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図1は、本発明の実施の形態に係る超音波画像装置の外観の一例を示す図である。超音波画像装置1は、例えばハンディタイプの装置であり、超音波プローブ10と、超音波画像装置本体20とを有する。超音波プローブ10と超音波画像装置本体20とは、ケーブル15により接続される。なお、超音波画像装置1は、ハンディタイプには限定されず、例えば据え置きタイプでもよいし、超音波プローブが装置本体に内蔵された一体型でもよい。
超音波プローブ10は、超音波トランスデューサーデバイス11を有する。超音波トランスデューサーデバイス11は、走査面に沿って対象物をスキャンしながら、対象物に対して超音波ビームを送信するとともに、超音波ビームによる超音波エコーを受信する。
また、超音波プローブ10は、超音波トランスデューサーデバイス11の超音波の送受信が行われる側に、音響整合層と音響レンズとを有する(いずれも不図示)。音響整合層は、対象物の表面からの超音波の反射を少なくして効率よく超音波を対象物に入射するための部材である。音響レンズは、超音波トランスデューサーデバイス11から出射された超音波ビームが広がるのを防ぎスライス方向に集束させるための部材である。
圧電素子を用いるタイプを例にとれば、超音波トランスデューサーデバイス11は、複数の超音波トランスデューサー素子12(超音波素子アレイ、図2等参照)と、複数の開口がアレイ状に配置された基板とを有する。
図2に、超音波トランスデューサー素子の構成の一例を示す。本実施の形態では、超音波トランスデューサー素子12として、薄手の圧電素子と金属板(振動膜)とを張り合わせたモノモルフ(ユニモルフ)構造を採用する。
図2(A)は、基板(シリコン基板)60に形成された超音波トランスデューサー素子12の、素子形成面側の基板60に垂直な方向から見た平面図である。図2(B)は、図2(A)のA−A’に沿った断面を示す断面図である。図2(C)は、図2(A)のB−B’沿った断面を示す断面図である。
超音波トランスデューサー素子12は、圧電素子部と、振動膜(メンブレン、支持部材)50とを有する。圧電素子部は、圧電体層(圧電体膜)30と、第1電極層(下部電極)31と、第2電極層(上部電極)32とを有する。
圧電体層30は、例えばPZT(ジルコン酸チタン酸鉛)薄膜により形成され、第1電極層31の少なくとも一部を覆うように設けられる。なお、圧電体層30の材料は、PZTに限定されるものではなく、例えばチタン酸鉛(PbTiO)、ジルコン酸鉛(PbZrO)、チタン酸鉛ランタン((Pb、La)TiO)などを用いてもよい。
第1電極層31は、振動膜50の上層に、例えば金属薄膜で形成される。この第1電極層31は、図2(A)に示すように素子形成領域の外側へ延長され、隣接する超音波トランスデューサー素子12に接続される配線であってもよい。
第2電極層32は、例えば金属薄膜で形成され、圧電体層30の少なくとも一部を覆うように設けられる。この第2電極層32は、図2(A)に示すように、素子形成領域の外側へ延長され、隣接する超音波トランスデューサー素子12に接続される配線であってもよい。
超音波トランスデューサー素子12の下部電極(第1電極)は、第1電極層31により形成され、上部電極(第2電極)は、第2電極層32により形成される。具体的には、第1電極層31のうちの圧電体層30に覆われた部分が下部電極を形成し、第2電極層32のうちの圧電体層30を覆う部分が上部電極を形成する。即ち、圧電体層30は、下部電極と上部電極に挟まれて設けられる。
開口40は、基板60(シリコン基板)の裏面(素子が形成されない面)側から反応性イオンエッチング(RIE)等によりエッチングすることで形成される。この開口40のサイズによって超音波の共振周波数が決定され、その超音波は圧電体層30側(図2(A)において紙面奥から手前方向)に放射される。
振動膜(メンブレン)50は、例えばSiO薄膜とZrO薄膜との2層構造により開口40を塞ぐように設けられる。この振動膜50は、圧電体層30及び第1、第2電極層31、32を支持すると共に、圧電体層30の伸縮に従って振動し、超音波を発生させる。
図3に、超音波トランスデューサーデバイス(素子チップ)の構成の一例を示す。本構成例の超音波トランスデューサーデバイス11は、複数の超音波トランスデューサー素子群UG1〜UG64、駆動電極線DL1〜DL64(広義には第1〜第mの駆動電極線。nは2以上の整数)、コモン電極線CL1〜CL8(広義には第1〜第nのコモン電極線。mは2以上の整数)を含む。なお、駆動電極線の本数(m)やコモン電極線の本数(n)は、図3に示す本数には限定されない。
複数の超音波トランスデューサー素子群UG1〜UG64は、第2の方向D2(スキャン方向)に沿って64列に配置される。UG1〜UG64の各超音波卜ランスデューサー素子群は、第1の方向D1(スライス方向)に沿って配置される複数の超音波トランスデューサー素子を有する。
図4(A)に、超音波トランスデューサー素子群UG(UG1〜UG64)の例を示す。図4(A)では、超音波トランスデューサー素子群UGは第1〜第4の素子列により構成される。第1の素子列は、第1の方向D1に沿って配置される超音波トランスデューサー素子UE11〜UE18により構成され、第2の素子列は、第1の方向D1に沿って配置される超音波トランスデューサー素子UE21〜UE28により構成される。第3の素子列(UE31〜UE38)、第4の素子列(UE41〜UE48)も同様である。これらの第1〜第4の素子列には、駆動電極線DL(DL1〜DL64)が共通接続される。また、第1〜第4の素子列の超音波卜ランスデューサー素子にはコモン電極線CL1〜CL8が接続される。
そして図4(A)の超音波トランスデューサー素子群UGが、超音波トランスデューサーデバイスの1チャンネルを構成する。即ち、駆動電極線DLが1チャンネルの駆動電極線に相当し、送信回路からの1チャンネルの送信信号は駆動電極線DLに入力される。また駆動電極線DLらの1チャンネルの受信信号は駆動電極線DLから出力される。なお、1チャンネルを構成する素子列数は図4(A)に示すような4列には限定されず、4列よりも少なくてもよいし、4列よりも多くてもよい。例えば図4(B)に示すように、素子列数は1列であってもよい。
図3の説明に戻る。駆動電極線DL1〜DL64(第1〜第mの駆動電極線)は、第1の方向D1に沿って配線される。駆動電極線DL1〜DL64のうちの第i(iは1≦i≦mである整数)の駆動電極線DLi(第iのチャンネル)は、第iの超音波トランスデューサー素子群UGiの超音波トランスデューサー素子が有する第1の電極(例えば下部電極)に接続される。
超音波を出射する送信期間には、送信信号VT1〜VT64が駆動電極線DL1〜DL64を介して超音波トランスデューサー素子に供給される。また、超音波エコー信号を受信する受信期間には、超音波トランスデューサー素子からの受信信号VR1〜VR64が駆動電極線DL1〜DL64を介して出力される。
コモン電極線CL1〜CL8(第1〜第nのコモン電極線)は、第2の方向D2に沿って配線される。超音波トランスデューサー素子が有する第2の電極は、コモン電極線CL1〜CL8のうちのいずれかに接続される。具体的には、例えば図3に示すように、コモン電極線CL1〜CL8のうちの第j(jは1≦j≦nである整数)のコモン電極線CLjは、第j行に配置される超音波トランスデユ一サー素子が有する第2の電極(例えば上部電極)に接続される。
コモン電極線CL1〜CL8には、コモン電圧VCOMが供給される。このコモン電圧VCOMは一定の直流電圧であればよく、0V、即ちグランド電位(接地電位)でなくてもよい。
そして送信期間では、送信信号電圧とコモン電圧との差の電圧が超音波トランスデューサー素子に印加され、所定の周波数の超音波が放射される。
なお、超音波トランスデユーサー素子の配置は、図3に示すマトリックス配置に限定されず、隣接する2例の素子が互い違いにジグザグに配置されるいわゆる千烏配置等であってもよい。また図4(A)、(B)では、1つの超音波トランスデューサー素子が送信素子及び受信素子の両方に兼用される場合について示したが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、送信素子用の超音波トランスデューサー素子、受信素子用の超音波トランスデューサー素子を別々に設けて、アレイ状に配置してもよい。
また、超音波トランスデューサー素子12は、圧電素子を用いる形態に限定されない。例えば、c−MUT(Capacitive Micro−machined Ultrasonic Transducers)等の容量性素子を用いるトランスデューサーを採用してもよいし、バルクタイプのトランスデューサーを採用してもよい。
図1の説明に戻る。超音波画像装置本体20には、表示部21が設けられる。表示部21は、超音波画像装置本体20内に設けられた制御部22(図5参照)により生成された表示用画像データを表示する。表示部21には、例えば、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、電子ペーパー等の表示装置を用いることができる。
図5は、制御部22の機能構成の一例を示すブロック図である。制御部22は、送信処理部110と、受信処理部120と、画像処理部130と、送信受信切り替えスイッチ140と、DSC(Digital Scan Converter)150と、制御回路160とを有する。なお、本実施の形態では、制御部22は超音波画像装置本体20に設けられているが、制御部22の少なくとも一部の構成は、超音波プローブ10内に設けられていてもよい。
送信処理部110は、対象物に対して超音波を送信する処理を行う。送信処理部110は、送信パルス発生器111と、送信遅延回路113とを有する。
送信パルス発生器111は、送信パルス電圧を印加して超音波プローブ10を駆動させる。
送信遅延回路113は、送波フォーカシング制御を行い、超音波プローブ10に、生成されたパルス電圧に対応する超音波ビームを対象物に対して出射させる。そのために、送信遅延回路113は、送信パルス電圧の印加タイミングに関して、チャンネル間で時間差を与え、複数の振動素子から発生した超音波を集束させる。このように、遅延時間を変化させることにより、焦点距離を任意に変化させることが可能である。
リニアスキャンの場合、全開口(図3に示す例では、64チャンネル)を分割し、分割した開口(使用開口)で送受信を行い、使用開口をずらしながら各ラインを生成していく。使用開口は、例えば8チャンネルとすることができる。なお、使用開口が大きいほど、ビーム幅が狭くなり、方位分解能が上がる。セクタスキャンの場合は、全開口を使用開口として使用し、ビームの方向を変えながら各ラインを生成していく。
送信受信切り替えスイッチ140は、超音波の送受信の切り替え処理を行う。送信受信切り替えスイッチ140は、送信時の振幅パルスが受信処理部120に入力されないように保護し、受信時の信号を受信処理部120に通す。
受信処理部120は、送信した超音波に対する超音披エコーの受信波(以下、受信波という)を受信する処理を行う。受信処理部120は、受信回路121と、フィルター回路123と、メモリー125とを有する。
受信回路121は、チャンネル毎の受信波(アナログ信号)を、デジタルの受信信号に変換し、フィルター回路123に出力する。なお、受信波のフォーカシング制御は、後述の画像処理部130にて行われる。
フィルター回路123は、受信回路121から出力されたチャンネル毎の受信信号に対して、帯域通過フィルターなどによりフィルター処理を行い、雑音を除去する。そして、フィルター回路123は、フィルター処理が適用されたチャンネル毎の受信信号を、メモリー125に出力する。
メモリー125は、フィルター回路123から出力されたチャンネル毎の受信信号を、チャンネル毎に記憶する。メモリー125の機能は、RAM(Random Access Memory)等の記憶装置を利用することにより実現できる。
図6は、メモリーに格納される各チャンネルのデータの構造の一例を説明する図である。メモリー125は、一回の超音波の送信とそれに対する超音波エコーの受信波を、M個のチャンネルそれぞれについて、N個のサンプル受信信号の波形データとして格納する。なお、Mは使用開口のチャンネル総数であり、Nはサンプリング総数である。サンプリング総数は、例えば、超音波画像装置1の規定のサンプリング周波数(例えば、50MHz)と、一回の受信波の観測時間により決まる。
図5の説明に戻る。受信処理部120の機能は、例えば、LNA(低雑音増幅器)、PGA(プログラマブルゲインアンプ)、フィルター回路、A/D変換器(アナログ/デジタルコンバータ)等により構成されるAFE(アナログフロントエンド)により実現できる。
なお、受信処理部120の構成は、図示した例に限られない。例えば、フィルター回路123を、画像処理部130の内部のMVB処理部132の前段に設け、チャンネル毎の受信信号に対してフィルター処理を施すようにしてもよい。この場合、フィルター回路の機能を、ソフトウェアで実現するようにしてもよい。
画像処理部130は、受信処理部120のメモリー125に格納されている受信信号を取得し、各種の画像処理を行う。画像処理部130は、エラー検出部131と、MVB(Minimum Variance Beamforming)処理部132と、検波処理部133と、対数変換処理部135と、ゲイン・ダイナミックレンジ調整部137と、STC(Sensitivity Time Control)139とを有する。なお、MVB処理部を信号処理部と呼んでもよい。また、画像処理部130の機能のうち画像生成に関する機能(検波処理部133、対数変換処理部135、ゲイン・ダイナミックレンジ調整部137、及びSTC139により実現される。)を、画像生成部と呼んでもよい。
エラー検出部131は、メモリー125に格納されているチャンネル毎の受信信号に基づいて、各チャンネルのエラーを検出する。エラー検出部131の詳細については、後述する。
MVB処理部132は、メモリー125に格納されているチャンネル毎の受信信号のうち、エラー検出部131によりエラーが検出されたチャンネル(以下、「エラーチャンネル」ともいう。)以外のチャンネル(以下、「正常チャンネル」ともいう。)の受信信号に基づいて、方向に拘束を付けた適応型ビームフォーミングであるMVB処理を行う。ただし、MVB処理部132は、エラーチャンネルの数が所定数よりも多い場合には、通常のビームフォーミング処理を行う。そのため、MVB処理部132は、受信フォーカス処理部1321と、空間平均法処理部1322と、ウェイト計算部1323と、重み付け加算部1324と、を有する。MVB処理部132の詳細については、後述する。
検波処理部133は、MVB処理後又は通常のビームフォーミング処理後の受信信号に対して、絶対値(整流)処理を行い、その後低域通過フィルターをかけて、非変調信号を抽出する。
対数変換処理部135は、抽出された非変調信号に対しLog圧縮を行い、受信信号の信号強度の最大部分と最小部分を同時に碓認しやすいように、表現形式を変換する。
ゲイン・ダイナミックレンジ調整部137は、信号強度及び関心領域を調整する。例えば、ゲイン調整処理では、Log圧縮後の入力信号に対して、直流成分を加える。また、ダイナミックレンジ調整処理では、Log圧縮後の入力信号に対して、任意の数を乗算する。
STC139は、深さに応じて増幅度(明るさ)を補正し、画面全体で一様な明るさの画像を取得する。
なお、画像処理部130の機能は、各種プロセッサー(CPU等)、ASIC(ゲートアレイ等)などのハードウェアや、プログラムなどにより実現できる。
DSC150は、Bモード画像データに走査変換処理を行う。例えば、DSC150は、バイリニアなどの補間処理により、ライン信号を画像信号に変換する。そして、DSC150は、画像信号を表示部21に出力する。これにより、画像が表示部21に表示される。
制御回路160は、送信パルス発生器111、送信遅延回路113、送信受信切り替えスイッチ140、受信回路121、メモリー125、MVB処理部132等の制御を行う。
以上の超音波画像装置1の構成は、本実施形態の特徴を説明するにあたって主要構成を説明したのであって、上記の構成に限られない。構成要素の分類の仕方や名称によって、本願発明が制限されることはない。超音波画像装置1の構成は、処理内容に応じて、さらに多くの構成要素に分類することもできる。また、1つの構成要素がさらに多くの処理を実行するように分類することもできる。また、各構成要素の処理は、1つのハードウェアで実行されてもよいし、複数のハードウェアで実行されてもよい。
図7は、制御部の機能を実現するハードウェア構成の一例を示す図である。図7に示すように、制御部22は、例えば、演算装置であるCPU(Central Processing Unit)221と、揮発性の記憶装置であるRAM(Random Access Memory)222と、不揮発性の記憶装置であるROM(Read Only Memory)223と、ハードディスクドライブ(HDD)224と、制御部22と他のユニットを接続するインターフェイス(I/F)回路225と、外部の装置と通信を行う通信装置226と、これらを互いに接続するバス227と、を備えるコンピューターにより実現することができる。
上記の制御部22の機能の少なくとも一部は、例えば、CPU221がROM223又はHDD224に格納された所定のプログラムをRAM222に読み出して実行することにより実現される。なお、所定のプログラムは、例えば、予めROM223又はHDD224にインストールされてもよいし、通信装置226を介してネットワークからダウンロードされてインストール又は更新されてもよい。
次に、エラー検出部131の詳細について説明する。
上述のように、超音波プローブ10は、超音波トランスデューサーデバイス11に加え、音響整合層と音響レンズを備える。ここで、超音波トランスデューサーデバイス11から送信された超音波は、対象物に対してだけでなく音響レンズなどの超音波プローブ10内部の部材に対しても反射する。すなわち、超音波トランスデューサーデバイス11の各チャンネルは、対象物からの反射波だけでなく、音響レンズなどの部材からの反射波も受信する。
そこで、本実施形態では、音響レンズからの反射波の受信信号に基づいて、エラーチャンネルを判断する。例えば、トランスデューサー素子から音響レンズまでの距離をd(例えば、2mm)、音速をc(例えば、1000m/秒)とすると、各チャンネルからの超音波の送信後、2d/cマイクロ秒で、各チャンネルに反射波が届くことになる。このように、音響レンズからの反射波が各チャンネルで受信される時間帯は決まっているため、メモリー125に格納される各チャンネルの受信信号の各サンプリング点のデータから、音響レンズからの反射波に相当する期間のデータを特定して取得することができる。
ここで、図6で説明したように、使用開口のチャンネルの総数をM個、サンプリング総数をNサンプルとする。また、m(1〜M)番目のチャンネルの受信信号をxと表し、チャンネルmにおけるサンプリング点n(1〜N)における受信信号をx[n]と表す。また、音響レンズからの反射波に相当する期間(サンプリング点)を、サンプル番号1〜100とする(ただし、Nは100より十分大きい)。
エラー検出部131は、チャンネル毎に、音響レンズからの反射波に相当する期間のデータの合計値Sを、下記の式(1)により算出する。
Figure 2015053961
また、エラー検出部131は、各チャンネルの合計値Sに基づいて、各チャンネル間の標準偏差σを、下記の式(2)により算出する。
Figure 2015053961
そして、エラー検出部131は、式(3)に示すように、各チャンネルの合計値Sが、各チャンネルの合計値Sの平均値を基準に、当該平均値の上側2σより大きいか又は当該平均値の下側2σより小さいかを判定する。合計値Sが上側2σより大きい又は下側2σより小さい場合、エラー検出部131は、当該チャンネルをエラーチャンネルと判断する。なお、エラーの範囲は、2σの範囲に限らず、3σなど他の範囲としてもよい。
Figure 2015053961
このようにして、エラー検出部131は、各チャンネルにおける音響レンズからの反射波の信号によって定まる相対的な基準値に対して、音響レンズからの反射波の信号が大きい又は小さいチャンネルを、エラーと判断することができる。この方法では、主にチャンネルの故障などを検出することができる。なお、利用する超音波プローブ10内部の部材は、音響レンズに限られない。また、また、超音波プローブ10内部の部材に限らず超音波プローブ10外部の対象物からの反射波に基づいて、エラーチャンネルを特定するようにしもよい。
もちろん、エラー検出の方法は上記の方法に限定されない。例えば、上記の方法では相対的な基準に基づいてエラーを判断するようにしているが、絶対的な基準に基づいてエラーを判断するようにしてもよい。具体的には、音響整合層と音響レンズの音響インピーダンスは既知であるため、音響レンズの超音波の反射強度(反射率)は予め求めることができる。エラー検出部131は、チャンネル毎に、音響レンズからの反射波に相当する期間のデータの合計値を求め、反射強度に基づいて定めた所定値(例えば、送信波の強度に反射強度を掛け、さらに係数等により調整した値)よりも小さいか否かを判定する。音響レンズからの反射波の信号が、所定値よりも小さければ、エラーと判断することができる。この方法でも、主にチャンネル素子の故障などを検出することができる。なお、反射波の信号が第二の所定値よりも大きい場合に、エラーと判断するようにしてもよい。また、利用する超音波プローブ10内部の部材は、音響レンズに限られない。また、超音波プローブ10外部の対象物の反射強度に基づいて所定値を定め、当該対象物からの反射波に基づいて、エラーチャンネルを特定するようにしもよい。
また、例えば、上記の方法では、音響レンズからの反射波に相当する期間のデータを用いて相対的に各チャンネルのエラーを判定しているが、各チャンネルの全ての受信信号(1〜N)を用いるようにしてもよい。すなわち、式(1)において、n=1〜Nの合計値Sを求め、これに基づいて標準偏差σを求めるようにすればよい。この方法では、気泡等の影響により正しく受信波がチャンネルに届かない場合、すなわち、正常に超音波を受信できなかったチャンネルを、エラーチャンネルとして検出することができる。もちろん、チャンネル素子の故障も検出することができる。
次に、MVB処理部132の詳細について説明する。
MVB処理部132は、方向に拘束を付けた適応型ビームフォーミングであるMVB処理を行う。適応型ビームフォーミングとは、各チャンネルのウェイト(重み)を到来波に応じて変えることで、動的に感度特性を変化させ、不要波に関して感度を持たないようにする処理である。正面の音圧が強くなるような超音波ビームを送信しても、超音波は球面状に広がる特性を持つため、正面以外にある反射体にも超音波が届いてしまう。ターゲット以外の反射体で反射した不要波を受信してしまうと、不要波の影響により方位分解能が悪化してしまう。それに対し、適応型ビームフォーミングは、方向に拘束をつけ、不要波に関して感度を持たないようにするため、不要波による方位分解能の低下という問題を改善することができる。
本実施形態では、MVB処理部132は、エラー検出部131で検出されたエラーチャンネル以外の正常チャンネルについて、MVB処理を行う。MVB処理では、使用開口のチャンネルM個のうち、エラーチャンネルを除いた正常チャンネルの総数をM_fix個とする。また、m(1〜M_fix)番目のチャンネルの受信信号をx_fixと表し、チャンネルmにおけるサンプリング点n(1〜N)における受信信号をx_fix[n]と表す。
受信フォーカス処理部1321は、各正常チャンネルで受信した信号の位相がそろうように、各正常チャンネルで受信した信号に、当該チャンネルに対応する予め定められたディレイ時間(遅延時間)Dをかける。ある反射体からの反射波は球面上に広がるため、各振動子に到達する時間が同じになるように遅延時間を与え、遅延時間を考慮して反射波を加算する。
m番目の正常チャンネルの出力信号Xは数式(4)で求められる。また、各正常チャンネルの出力信号をベクトル表記で表すと、式(5)のようになる。
Figure 2015053961
Figure 2015053961
図8に示すように、超音波トランスデューサーデバイス11から深さ方向Zにある反射物(対象物)から反射した超音波は、球面波となって各チャンネルに到達する。従って、反射信号が各チャンネルの素子に到達する時間は、反射物から各チャンネルまでの直線距離qで決まり、反射物から遠い素子ほど超音波が遅延して届く。ディレイ時間Dは、式(6)に示すように幾何学的に求められ、超音波トランスデューサー素子12の位置pと、深さ距離Zによって決まる。cは音速(固定値)である。なお、本図の説明では、mは1〜Mである。
Figure 2015053961
受信フォーカス処理部1321で算出された各正常チャンネルの出力信号は、空間平均法処理部1322に出力される。
空間平均法処理部1322は、M_fix個の正常チャンネルで構成される開口から、複数のサブ開口を取り出し、それぞれ平均をとる処理を行う。空間平均法は、各チャンネルの値をそのまま用いたときに、相関性のある干渉波の影響により方位推定精度が悪くなることを防止するために行う処理である。
例えば、図9に示すように、正常チャンネル総数がM_fixの開口から、チャンネルの数がSのサブ開口をK個(K=M_fix−S+1)取り出す場合を考える。この場合、s番目の各サブ開口の入力ベクトルは、数式(7)のように表せる。
Figure 2015053961
なお、空間平均法に加えて、各チャンネルの時間方向に平均をとる時間平均法という処理を行ってもよい。空間平均法処理部1322により処理が行われた信号は、ウェイト計算部1323及び重み付け加算部1324に出力される。
なお、空間平均法処理部1322は必須の構成ではない。空間平均法という処理を行わない場合には、受信フォーカス処理部1321により処理が行われた信号を、ウェイト計算部1323及び重み付け加算部1324に出力するようにすればよい。
ウェイト計算部1323は、各正常チャンネルの出力にかけるウェイト(重み)を算出する。ここで、ウェイトの算出について説明する。
まず、空間平均法を用いない場合について説明する。重み付け加算部1324により出力される出力zは、各正常チャンネルのウェイトwと、受信フォーカス処理部1321から出力される各正常チャンネルのディレイ処理後の信号x_fixとを乗算して足し合わせた結果であり、式(8)で表わされる。
Figure 2015053961
これをベクトル表記で表すと、数式(9)、(10)のようになる。Hは複素共役転値であり、*は複素共役である。
Figure 2015053961
Figure 2015053961
相関行列Rは数式(11)、(12)で与えられる。
Figure 2015053961
Figure 2015053961
数式(11)、(12)においてz[n]の分散を最小化するようなウェイトを算出するため、数式(13)、(14)に示すような条件付き最小化問題を解くと、数式(15)に示すようにウェイトが求められる。
Figure 2015053961
Figure 2015053961
Figure 2015053961
ここで、aはステアリングベクトルである。本実施の形態では、すでに整相されているため、方向は0度である。したがって、aを1とすればよい。
重み付け加算部1324は、ウェイト計算部1323で算出された各正常チャンネルのウェイトと、受信フォーカス処理部1321で算出された各正常チャンネルの受信信号とを用いて、重み付け加算を行う。すなわち、式(8)による演算を行って、出力zを得る。重み付け加算部1324で算出された信号は、検波処理部133に出力される。
次に、空間平均法を用いる場合について説明する。この場合、相関行列は、数式(16)のように表せる。
Figure 2015053961
このとき、最適なウェイトは、式(17)で求められる。
Figure 2015053961
重み付け加算部1324は、ウェイト計算部1323で算出された各正常チャンネルのウェイトと、空間平均法処理部1322で算出された各正常チャンネルの受信信号とを用いて、重み付け加算を行う。すなわち、式(18)による演算を行って、出力zを得る。重み付け加算部1324で加算された信号は、検波処理部133に出力される。
Figure 2015053961
次に、超音波画像装置により実現される動作の流れを説明する。
図10〜図13は、超音波画像装置により実現される処理の一例を示すフローチャート(その1〜その4)である。なお、図10〜図13のフローチャートは、1フレーム分の画像を生成する流れを示している。
まず、制御回路160は、画像を生成するラインを示す番号である走査線番号lを1に初期設定(l=1)する(ステップS100)。走査線番号lは、図3に示すような超音波トランスデューサーデバイスを構成する超音波トランスデューサー素子群UG1〜UG64のうちのどの素子群であるかを示す番号である。例えば、任意の端に設けられた素子群、ここでは超音波トランスデューサー素子群UG1の走査線番号lを「1」とする。また、走査線番号「1」の素子群に隣接する素子群、ここでは超音波トランスデューサー素子群UG2の走査線番号lを「2」とする。このようにして、全ての素子群に走査線番号lを付与する。超音波トランスデューサー素子群UG1〜UG64と走査線番号lとの関係は、ROM等のメモリーに記憶しておけばよい。
次に、制御回路160は、ステップS100で初期設定された走査線番号l又は後述するステップS128で更新された走査線番号lに対応する使用開口の全チャンネルを介して、周波数1fで位相が0°の超音波パルスの送受信を行う(ステップS101〜ステップS106)。例えば、走査線番号「1」のときの使用開口のチャンネルは、超音波トランスデューサー素子群UG1〜UG8であり、走査線番号「2」のときの使用開口のチャンネルは、超音波トランスデューサー素子群UG2〜UG9である。走査線番号と対応する使用開口のチャンネルとの関係は、ROM等のメモリーに記憶しておけばよい。
送信パルス発生器111は、周波数1fで位相が0°の超音波パルスを送信するためのパルス電圧を生成する(ステップS101)。送信遅延回路113は、送波フォーカシング制御を行い(ステップS102)、超音波プローブ10は、ステップS101で生成されたパルス電圧に対応する超音波ビームを対象物に対して出射する(ステップS103)。
制御回路160は、送信受信切り替えスイッチ140を介して送受信の切り替え処理を行う。超音波プローブ10は、出射した超音波ビームが音響レンズ及び対象物で反射し、帰ってきた受信波を使用開口の全チャンネルで受信して、受信した信号を受信処理部120に通す。受信回路121は、使用開口のチャンネル毎の受信波(アナログ信号)を、デジタルの受信信号に変換し、フィルター回路123に出力する(ステップS104)。
フィルター回路123は、使用開口のチャンネル毎の受信信号に対してバンドパスフィルター処理を行う(ステップS105)。制御回路160は、フィルター回路123から出力された使用開口のチャンネル毎の受信信号をメモリー125に保存する(ステップS106)。そして、処理をステップS111に進める(図11)。
次に、制御回路160はエラー検出部131に指示を出し、エラー検出部131は、使用開口のチャンネル毎に、ステップS106でメモリー125に保存された受信信号を取得し、取得した受信信号に基づいてエラーを検出する(ステップS111)。図12を参照して、ステップS111の処理を説明する。
まず、エラー検出部131は、チェック対象のチャンネル数及び番号を示すカウンターiに1を設定するとともに、正常チャンネルの数及び番号を示すカウンターjに0を設定する(ステップS1111)。なお、カウンターiは、走査線番号lに対応する使用開口の全チャンネルMのそれぞれのチャンネルを示す。
それから、エラー検出部131は、ステップS1111で初期設定されたカウンターi又は後述するステップS1116で更新されたカウンターiに対応するチャンネルに、エラーがあるか否かを判定する(ステップS1112)。エラーの検出方法の詳細は上述したとおりである。
チャンネルiにエラーがない場合(ステップS1112でNO)、エラー検出部131は、カウンターjに1を追加してカウンターjを更新する(ステップS1113)。また、エラー検出部131は、チャンネルiの受信信号のデータxを取得し、RAMなどのメモリー上に、正常チャンネルの受信信号のデータx_fixとして格納する(ステップS1114)。
チャンネルiにエラーがある場合(ステップS1112でYES)、又は、ステップS1114の後、エラー検出部131は、チェック対象のチャンネル番号を示すカウンターiが、総チャンネル数Mよりも小さいか否かを判断する(ステップS1115)。
カウンターiが、総チャンネル数Mより小さい場合(ステップS1115でYES)は、エラー検出部131は、カウンターiに1を追加してカウンターiを更新する(ステップS1116)。そして、処理をステップS1112に戻す。
一方、カウンターiが、総チャンネル数Mより小さくない場合(ステップS1115でNO)は、すなわちカウンターiが総チャンネル数Mと一致する場合、エラー検出部131は、正常チャンネル数M_fixに、カウンターjの値を設定する(ステップS1117)。そして、エラー検出部131は、処理をステップS112(図11)に進める。
図11の説明に戻る。MVB処理部132は、エラーチャンネル数が所定数以下であるか否かを判定する(ステップS112)。具体的には、MVB処理部132は、ステップS1117(図12)で設定された正常チャンネル数M_fixと、使用開口の総チャンネル数Mとの差分(エラーチャンネル数)を計算する。そして、エラーチャンネル数が、所定数以下であるか否かを判定する。所定数には、例えば、適応型ビームフォーミングの効果が十分得られる値を予め設定され、ROMなどのメモリーに格納されている。
エラーチャンネル数が所定数以下である場合(ステップS112でYES)、MVB処理部132は、使用開口の全チャンネルのうち、ステップS1114(図12)で取得された正常チャンネル毎の受信信号に基づいて、方向に拘束を付けた適応型ビームフォーミングであるMVB処理を行う(ステップS121)。詳細は上述したとおりである。すなわち、受信フォーカス処理部1321は、各正常チャンネルの受信信号に対して各正常チャンネルについて予め定められたディレイ処理を施し、空間平均法処理部1322は、受信フォーカス処理部1321がディレイ処理を施した信号に対して空間平均法処理を行う。そして、ウェイト計算部1323は、各正常チャンネルに対するウェイトを算出し、重み付け加算部1324は、算出されたウェイトを用いて、各正常チャンネルの信号を重み付け加算する。
一方、エラーチャンネル数が所定数を超える場合(ステップS112でNO)、MVB処理部132は、使用開口の全チャンネルの受信信号に基づいて、通常のビームフォーミング処理を行う(ステップS122)。具体的には、受信フォーカス処理部1321は、各チャンネルの受信信号に対して各チャンネルについて予め定められたディレイ処理を施し、重み付け加算部1324に出力する。そして、重み付け加算部1324は、各チャンネルについて予め定められた固定のウェイトを用いて、各チャンネルの信号を重み付け加算する。
次に、検波処理部133は、ステップS121又はステップS121でMVB処理部132により出力された走査線番号lについての出力信号に対して、絶対値(整流)処理後に、低域通過フィルターをかけて、非変調信号を抽出する、すなわち包絡線検波を行う(ステップS123)。それから、対数変換処理部135は、対数変換処理を行う(ステップS124)。
それから、ゲイン・ダイナミックレンジ調整部137は、信号強度及び関心領域を調整する(ステップS125)。それから、STC139は、深さに応じて増幅度(明るさ)を補正する(ステップS126)。
次に、制御回路160は、画像を生成するラインを示す番号である走査線番号lが、走査線数Lより小さいか否かを判断する(ステップS127)。走査線数Lは、図3に示すような超音波トランスデューサーデバイスの場合、超音波トランスデューサー素子群UG1〜UG64の数である。
走査線番号lが、走査線数Lより小さい場合(ステップS127でYES)は、制御回路160は、走査線番号lに「1」を追加して、走査線番号lを更新する(ステップS128)。そして、処理をステップS101(図10)に戻す。
一方、走査線番号lが、走査線数Lより小さくない場合(ステップS127でNO)は、すなわち走査線番号lが走査線数Lと一致する場合、制御回路160は画像処理部130に指示を出し、画像処理部130はステップS121〜ステップS126で処理された全ての走査線の信号からフレーム画像を生成し、処理をステップS131(図13)に進める。
DSC150は、画像処理部130により生成された全ての走査線の信号(フレーム画像)に基づいて、走査変換処理を行ってBモード画像データ(表示用画像データ)を生成して表示部21に出力する(ステップS131)。表示部21は、生成された表示用画像データを表示する(ステップS132)。これにより、図10〜図13に示すフローチャートの処理が終了する。
以上、本発明の実施の形態について説明した。本実施形態によれば、素子の一部で信号を正しく受信できない場合でも、適応型ビームフォーミングの効果の低下を防ぐことができる。
すなわち、本実施形態では、エラーチャンネルを検出し、エラーチャンネル以外の正常チャンネルの受信信号に対して適応型ビームフォーミングを実行する。これにより、正しく信号を受信できていないチャンネルの受信信号の影響を避け、適応型ビームフォーミングの効果(高い方位分解能など)を低下しにくくすることができる。
また、本実施形態では、1ラインの画像を生成する際に、エラーチャンネルの検出を行う。これにより、素子の経年劣化などにより発生する故障等を精度よく検出することができる。また、各ラインについて、正常チャンネルの受信信号に対して適応型ビームフォーミングが実行されるため、適応型ビームフォーミングの効果を低下しにくくすることができる。
また、本実施形態では、複数チャンネルの受信信号の値を用いて、相対的にエラーチャンネルを検出する。これにより、チャンネル全体に経年劣化等が生じても、精度よくエラーチャンネルを検出することができる。
また、本実施形態では、音響レンズといったプローブ内部の特定の部材の反射波を用いて、エラーチャンネルの検出を行う。これにより、外部環境等の影響を受けずに、精度よくエラーチャンネルを検出することができる。
また、本実施形態では、エラーチャンネルが所定数よりも多い場合には、適応型ビームフォーミングではなく、通常のビームフォーミングを行う。これにより、適応型ビームフォーミングを実行するとしたら却って分解能が低下する場合に、通常のビームフォーミングにより分解能を向上することができる。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者には明らかである。また、そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。また、本発明は、超音波画像装置に限らず、超音波画像装置の画像処理方法、超音波画像装置のプログラム、当該プログラムが格納された記憶媒体など、様々な態様で提供することができる。また、本発明は、超音波画像装置本体20が表示部21を有さず、生成した表示用画像データを外部の表示部へ出力する、超音波測定装置として提供することもできる。また、超音波測定装置の画像処理方法、超音波測定装置のプログラム、当該プログラムが格納された記憶媒体など、様々な態様で提供することができる。なお、本発明では、超音波プローブを含めずに、超音波画像装置本体を超音波画像装置と呼んでもよいし、超音波測定装置本体を超音波測定装置と呼んでもよい。
なお、本発明は、プローブの開口を分割してサブ開口によりラインを生成するリニアスキャン、各チャンネルの遅延時間を調整することにより超音波ビームに角度を付けたセクタスキャン、コンベックス形プローブに使用されるオフセットセクタスキャン等、いずれのスキャン方式についても適用することができる。また、開口合成法といった、ライン毎に送受信を行わないスキャン方式であっても適用することができる。
1:超音波画像装置、10:超音波プローブ、11:超音波トランスデューサーデバイス、12:超音波トランスデューサー素子、15:ケーブル、20:超音波画像装置本体、21:表示部、22:制御部、30:圧電体層、31:第1電極層、32:第2電極層、40:開口、50:振動膜、60:基板、110:送信処理部、111:送信パルス発生器、113:送信遅延回路、120:受信処理部、121:受信回路、123:フィルター回路、125:メモリー、130:画像処理部、131:エラー検出部、132:MVB処理部、1321:受信フォーカス処理部、1322:空間平均法処理部、1323:ウェイト計算部、1324:重み付け加算部、133:検波処理部、135:対数変換処理部、137:ゲイン・ダイナミックレンジ調整部、139:STC、140:送信受信切替スイッチ、150:DSC、160:制御回路、221:CPU、222:RAM、223:ROM、224:HDD、225:I/F回路、226:通信装置、227:バス、CL:コモン電極線、DL:駆動電極線、UE:超音波トランスデューサー素子、UG:超音波トランスデューサー素子群、VCOM:コモン電圧、VR:受信信号、VT:送信信号

Claims (9)

  1. 対象物に対して送信された超音波についての超音波エコーを、複数のチャンネルを有する超音波素子アレイを介して前記チャンネル毎の受信信号として受信する受信処理部と、
    前記チャンネル毎にエラーを検出するエラー検出部と、
    前記エラーが検出されたエラーチャンネル以外の正常チャンネル毎の受信信号を、前記正常チャンネル毎の受信信号に応じた重みで、重み付き加算する信号処理部と、
    前記重み付き加算が行われた信号に基づいて画像を生成する画像生成部と、
    を有することを特徴とする超音波測定装置。
  2. 請求項1に記載の超音波測定装置であって、
    前記受信処理部は、1ラインの画像を生成するための超音波が送信される度に、当該送信された超音波についての超音波エコーを、前記チャンネル毎の受信信号として受信し、
    前記エラー検出部は、前記チャンネル毎の受信信号が受信される度に、前記チャンネル毎のエラーを検出し、
    前記信号処理部は、前記チャンネル毎の受信信号が受信される度に、前記重み付き加算を行い、
    前記画像生成部は、前記チャンネル毎の受信信号が受信される度に、画像を生成する、
    ことを特徴とする超音波測定装置。
  3. 請求項1又は2に記載の超音波測定装置であって、
    前記エラー検出部は、前記受信されたチャンネル毎の受信信号の値に基づいて、受信信号の値が相対的に低いチャンネルをエラーチャンネルとして検出する、
    ことを特徴とする超音波測定装置。
  4. 請求項3に記載の超音波測定装置であって、
    前記エラー検出部は、前記受信されたチャンネル毎の受信信号のうち、前記超音波アレイを含む超音波プローブ内の特定の対象物からの反射信号の値に基づいて、反射信号の値が相対的に低いチャンネルをエラーチャンネルとして検出する、
    ことを特徴とする超音波測定装置。
  5. 請求項1又は2に記載の超音波測定装置であって、
    前記エラー検出部は、前記受信されたチャンネル毎の受信信号の値に基づいて、受信信号の値が所定値よりも小さいチャンネルをエラーチャンネルとして検出する、
    ことを特徴とする超音波測定装置。
  6. 請求項1から5のいずれか一項に記載の超音波測定装置であって、
    前記信号処理部は、
    前記検出されたエラーチャンネルの数が所定数以下であるか否かを判定し、
    前記検出されたエラーチャンネルの数が前記所定数以下である場合には、前記正常チャンネル毎の受信信号を、前記正常チャンネル毎の受信信号に応じた重みで、重み付き加算し、
    前記検出されたエラーチャンネルの数が前記所定数以下でない場合には、前記エラーチャンネルおよび前記正常チャンネルの全チャンネル毎の受信信号を、予め定められた固定の重みで、重み付き加算する、
    ことを特徴とする超音波測定装置。
  7. 請求項1から6のいずれか一項に記載の超音波測定装置であって、
    前記信号処理部は、前記各正常チャンネルの重みと、前記各正常チャンネルの受信信号と、を乗算した値の分散が最小となる前記各正常チャンネルの重みを、前記受信信号に応じた重みとして求める、
    ことを特徴とする超音波測定装置。
  8. 対象物に対して送信された超音波についての超音波エコーを、複数のチャンネルを有する超音波素子アレイを介して前記チャンネル毎の受信信号として受信する受信処理部と、
    前記チャンネル毎にエラーを検出するエラー検出部と、
    前記エラーが検出されたエラーチャンネル以外の正常チャンネル毎の受信信号を、前記正常チャンネル毎の受信信号に応じた重みで、重み付き加算する信号処理部と、
    前記重み付き加算が行われた信号に基づいて画像を生成する画像生成部と、
    前記生成された画像を表示する表示部と、
    を有することを特徴とする超音波画像装置。
  9. 対象物に対して送信された超音波についての超音波エコーを、複数のチャンネルを有する超音波素子アレイを介して前記チャンネル毎の受信信号として受信する受信処理ステップと、
    前記チャンネル毎にエラーを検出するエラー検出ステップと、
    前記エラーが検出されたエラーチャンネル以外の正常チャンネル毎の受信信号を、前記正常チャンネル毎の受信信号に応じた重みで、重み付き加算する信号処理ステップと、
    前記重み付き加算が行われた信号に基づいて画像を生成する画像生成ステップと、
    を含むことを特徴とする超音波測定方法。
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