JP2016096881A - 超音波診断装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】超音波の屈折の影響を補正して、超音波画像の画質を向上することができる超音波診断装置を提供すること。【解決手段】超音波診断装置は、超音波プローブ１を介して、被検体の超音波画像データを生成する超音波診断装置であって、特定部２５と、送受信条件変更部２６と、画像生成部２３とを有する。特定部２５は、予め生成された被検体の３次元画像データに基づいて、超音波画像データに係る走査範囲に含まれ、特徴的な音響特性を有する特徴部位を特定する。送受信条件変更部２６は、特定された特徴部位の音響特性に基づいて、超音波の送受信条件を変更する。画像生成部は２３、変更された送受信条件に基づいて、超音波画像データを生成する。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、超音波診断装置に関する。
超音波診断装置は、超音波プローブを用いて被検体へ超音波を送信して、その反射波を受信することにより、被検体の生体情報を取得するものである。超音波診断装置は、取得した生体情報に基づいて、例えば被検体の組織構造を表す超音波画像を生成する。
超音波診断装置は、頭蓋骨を通して超音波の送受信を行って、脳の超音波画像を生成するために用いられる場合がある。この場合、頭蓋骨は他の組織と比較して超音波の音速や減衰率等の音響特性が大きく異なる。骨のような音響特性が他の組織と大きく異なる組織が超音波の送受信が行なわれる範囲（走査範囲）に含まれている場合、超音波は、音響特性が他の組織と大きく異なる組織によって屈折される（音場が乱れる）。超音波診断装置が肋間に対して超音波の送受信を行う場合も同様である。また、該組織の形状は、被検体によって異なるので、反射及び屈折の態様は多様である。それにより、超音波画像の画質が低下するという問題があった。
特開平５−１４６４４５号公報
本発明が解決しようとする課題は、超音波の屈折の影響を補正して、超音波画像の画質を向上することができる超音波診断装置を提供することである。
実施形態に係る超音波診断装置は、超音波プローブを介して、被検体の超音波画像データを生成する超音波診断装置であって、特定部と、送受信条件変更部と、画像生成部とを有する。特定部は、予め生成された被検体の３次元画像データに基づいて、超音波画像データに係る走査範囲に含まれ、特徴的な音響特性を有する特徴部位を特定する。送受信条件変更部は、特定された特徴部位の音響特性に基づいて、超音波の送受信条件を変更する。画像生成部は、変更された送受信条件に基づいて、超音波画像データを生成する。
第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図。 第１の実施形態に係る信号処理部の構成を示すブロック図。 第１の実施形態に係る音響特性適用データの概略を示す模式図。 第１の実施形態に係る特徴部位の音響特性が適用されていない場合の音場の概略を示す模式図。 第１の実施形態に係る超音波診断装置の動作を示すフローチャート。 第１の実施形態の変形例に係る超音波診断装置の動作を示すフローチャート。 第２の実施形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図。 第２の実施形態に係る超音波診断装置の動作を示すフローチャート。 第３の実施形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図。 第３の実施形態に係る超音波診断装置の動作を示すフローチャート。 第３の実施形態の変形例に係る超音波診断装置の動作を示すフローチャート。 第４の実施形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図。 第４の実施形態に係る超音波診断装置の動作を示すフローチャート。
以下、実施形態の超音波診断装置について図面を参照して説明する。
〈第１の実施形態〉
図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。第１の実施形態に係る超音波診断装置は、超音波プローブ１を介して、被検体の超音波画像を生成する。該超音波診断装置は、超音波プローブ１と、本体部２と、表示部３と、操作部４とを有する。本体部２は、医用画像データベース５と通信可能に接続される。
医用画像データベース５は、予め生成された被検体の３次元画像データを記憶する。医用画像データベース５は、Ｘ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置、ＭＲＩ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）装置、及び、２次元アレイプローブを用いた超音波診断装置等の医用画像診断装置によって予め生成された被検体の３次元画像データを記憶する。医用画像データベース５は、例えば、ＤＩＣＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ）規格に準拠したシステムを形成する。
超音波プローブ１は、被検体へ超音波を送信して、該被検体からの反射波を受信する。超音波プローブ１は、受信された反射波を表すエコー信号を送受信部２１へ出力する。超音波プローブ１は、複数の超音波振動子を備える。超音波プローブ１としては、複数の超音波振動子が操作方向に１列に配置された１次元アレイプローブ、又は、複数の超音波振動子が２次元的に配置された２次元アレイプローブが用いられる。
本体部２は、送受信部２１と、信号処理部２２と、画像生成部２３と、表示制御部２４と、特定部２５と、送受信条件変更部２６と、システム制御部２７とを有する。送受信部２１は、超音波プローブ１へパルス信号を出力して、超音波を送信させる。このとき、送受信部２１は、各超音波振動子に対応した経路（チャンネル）ごとのパルサを備え、チャンネルごとに個別に遅延時間が付与されたタイミングでパルス信号を出力することによって、所定の焦点にビームフォームされた（送信ビームフォームされた）超音波を送信させる。遅延時間は、当該チャンネルに対応した超音波振動子と焦点との位置関係に基づいて算出される。送信ビームフォームは、超音波の走査範囲に含まれる焦点ごとに行われる。
また、送受信部２１は、超音波プローブ１の各超音波振動子からのエコー信号を受ける。送受信部２１は、一般的なプリアンプ回路及びＡ／Ｄ変換回路を含んで構成される。プリアンプ回路は、超音波プローブ１からのエコー信号をチャンネルごとに増幅し、Ａ／Ｄ変換回路へ出力する。Ａ／Ｄ変換回路は、プリアンプ回路により増幅されたエコー信号をチャンネルごとにデジタル信号（受信信号）に変換し、信号処理部２２へ出力する。
信号処理部２２は、送受信部２１からの受信信号に遅延処理及び加算処理を施して整相された（受信ビームフォームされた）受信信号を求める。図２は、第１の実施形態に係る信号処理部２２の構成を示すブロック図である。信号処理部２２は、ＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ Ｉｎ Ｆｉｒｓｔ Ｏｕｔ）メモリ２２１と、遅延処理部２２２と、重み付け処理部２２３と、加算部２２４とを有する。
ＦＩＦＯメモリ２２１は、チャンネルごとに設けられる。ＦＩＦＯメモリ２２１は、送受信部２１から受信信号を受け、記憶する。
遅延処理部２２２は、チャンネルごとに設けられる。遅延処理部２２２は、ＦＩＦＯメモリ２２１から受信信号を読み出す。このとき、遅延処理部２２２は、遅延時間に応じたアドレスに記憶された受信信号を読み出す。受信信号が当該アドレスから読み出されることは、受信信号に遅延時間が付与されることに相当する。遅延時間は、当該チャンネルに対応した超音波振動子と焦点との位置関係に基づいて算出される。遅延処理部２２２は、読み出された受信信号を重み付け処理部２２３へ出力する。
なお、遅延処理部２２２は、一般的な微小遅延回路を含んで構成されてもよい。この微小遅延回路は、読み出された受信信号に、ＦＩＦＯメモリ２２１のクロック・レートよりも短い遅延時間をさらに付与する。
重み付け処理部２２３は、チャンネルごとに設けられる。重み付け処理部２２３は、遅延処理部２２２から受けた受信信号に、チャンネルに応じた重み係数を乗算する。重み係数は、当該チャンネルに対応した超音波振動子と焦点との位置関係に基づいて算出される。重み付け処理部２２３は、重み係数が乗算された受信信号を加算部２２４へ出力する。
加算部２２４は、重み付け処理部２２３のそれぞれから受信信号を受け、受けた受信信号を加算する。この加算により、所定の焦点について受信ビームフォームされた受信信号が求められる。加算部２２４は、受信ビームフォームされた受信信号を画像生成部２３へ出力する。
なお、遅延処理部２２２、重み付け処理部２２３及び加算部２２４は、超音波の走査範囲に含まれる焦点ごとに上記の処理を行う。
画像生成部２３は、信号処理部２２からの受信信号に基づいて、超音波画像データを生成する。例えば、画像生成部２３は、信号処理部２２から受信信号を受け、受信信号の振幅のパラメータの映像化を行う。このとき、画像生成部２３は、受信信号にバンドパスフィルタ処理を施し、そしてバンドパスフィルタ処理後の受信信号の包絡線を検波する。画像生成部２３は、検波されたデータに対して対数変換フィルタ処理を施して、被検体の断層像を表す超音波ラスタデータを生成する。
また、画像生成部２３は、超音波ラスタデータに基づいて、超音波画像データを生成する。例えば、画像生成部２３は、ＤＳＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｃａｎ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）を含んで構成される。画像生成部２３は、超音波ラスタデータにおいて走査線の信号列で表されるデータを、表示用の座標系で表される超音波画像データに走査変換する。画像生成部２３は、被検体の断層像を表す超音波画像データ（Ｂモード画像データ）を生成し、生成された超音波画像データを表示制御部２４及び特定部２５へ出力する。
なお、ここでは、画像生成部２３が被検体の断層像を表す超音波画像データを生成する例について主に説明するが、画像生成部２３は、被検体の血流情報を表すデータを生成してもよい。例えば、画像生成部２３は、受信信号を位相検波することにより、ドプラ偏移周波数成分を求め、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）処理を施すことによって、血流速度を表すドプラ周波数分布データを生成してもよい。また、画像生成部２３は、血流の速度、分布、又はパワーを表すＣＦＭ（Ｃｏｌｏｒ Ｆｌｏｗ Ｍａｐｐｉｎｇ）画像データを生成してもよい。
表示制御部２４は、超音波画像データを画像生成部２３から受け、超音波画像データに基づく超音波画像を表示部３に表示させる。
表示部３は、超音波画像を表示する。表示部３は、例えば、液晶ディスプレイや有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイなどの表示デバイスで構成される。
特定部２５は、予め生成された被検体の３次元画像データに基づいて、超音波画像データに係る走査範囲に含まれ、特徴的な音響特性を有する特徴部位を特定する。特定部２５は、参照画像特定部２５１と、部位特定部２５２とを有する。
参照画像特定部２５１は、医用画像データベース５から、予め生成された被検体の３次元画像データを読み出す。また、参照画像特定部２５１は、画像生成部２３から超音波画像データを受ける。例えば、参照画像特定部２５１は、超音波画像データから、所定の閾値以上の輝度値を有する画素を特徴点として３つ以上抽出する。この所定の閾値は、適宜設計される。また、参照画像特定部２５１は、３次元画像データから、所定の閾値以上の輝度値を有する画素を特徴点として３つ以上抽出する。この所定の閾値は、適宜設計される。参照画像特定部２５１は、超音波画像データから抽出された特徴点と、３次元画像データから抽出された特徴点との位置合わせを行う。この位置合わせにより、３次元画像データと超音波画像とが位置合わせされ、超音波画像データの座標系すなわち超音波の走査範囲の座標系と３次元画像データの座標系とが対応する。
参照画像特定部２５１は、ＭＰＲ（Ｍｕｌｔｉ Ｐｌａｎａｒ Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）処理によって、３次元画像データのうち、超音波画像データの平面を断面とする画像データを参照画像データとして特定する。なお、超音波プローブ１が２次元アレイプローブであるとき、参照画像特定部２５１は、３次元画像データから、超音波画像データの範囲に対応する部分データを含む画像データを参照画像データとして特定する。参照画像特定部２５１は、特定された参照画像データ及び超音波画像データを部位特定部２５２へ出力する。また、参照画像特定部２５１は、特定された参照画像データを表示制御部２４へ出力してもよい。
部位特定部２５２は、参照画像特定部２５１からの参照画像データのうち、超音波画像に係る走査範囲に含まれ、特徴的な音響特性を有する特徴部位を特定する。特徴的な音響特性を有する特徴部位とは、音速や減衰率等の音響特性が、他の部位と大きく異なる部位である。特徴部位の例としては、骨などの硬組織部位が挙げられる。例えば、部位特定部２５２は、参照画像データのうち、特徴的な音響特性を有する部位を抽出する。このとき、部位特定部２５２は、参照画像データのうち、所定の閾値以上の輝度値を有する画素群を抽出する。そして、部位特定部２５２は、抽出された画素群の部位を特定する。通常、特徴部位は、参照画像データ（読み出された３次元画像データの部分データ）において、他の部位よりも高い輝度の画素で描出される。所定の閾値としては、特徴部位を抽出するための値が操作者により予め入力される。
部位特定部２５２は、抽出された画素群の部位（特徴的な音響特性を有する部位）と、超音波画像データに係る走査範囲とを照合することによって、抽出された画素群の部位のうち走査範囲に含まれる部位を特徴部位として特定する。それにより、走査範囲に含まれる特徴部位の位置及び形状が特定される。部位特定部２５２は、特定された特徴部位の位置及び形状を表す特徴部位データ及び超音波画像データを送受信条件変更部２６へ出力する。
送受信条件変更部２６は、特定された特徴部位の音響特性に基づいて、超音波の送受信条件を変更する。送受信変更部は、音響特性記憶部２６１と、音響特性適用部２６２と、算出部２６３とを有する。
音響特性記憶部２６１は、特徴部位の単位長さ当たりの音響特性を予め記憶する。例えば、音響特性記憶部２６１は、骨などの部位について、臨床的に知られている単位長さ当たりの音速及び減衰率を予め記憶する。音響特性記憶部２６１は、さらに、特徴部位の密度を予め記憶しておいてもよい。単位長さ当たりの音響特性の各値は、操作者によって予め入力される。
音響特性適用部２６２は、部位特定部２５２から特徴部位データ及び超音波画像データを受ける。音響特性適用部２６２は、音響特性記憶部２６１から単位長さ当たりの音響特性を読み出す。音響特性適用部２６２は、特徴部位データに表される位置（特徴部位の位置）に、読み出された単位長さ当たりの音響特性を適用する（反映させる）。それにより、超音波画像データに表される走査範囲において、特徴部位の音響特性が適用（反映）された特徴部位の位置及び形状が特定される。音響特性適用部２６２は、特徴部位の音響特性が超音波画像データの走査範囲に適用（反映）された音響特性適用データを算出部２６３へ出力する。
算出部２６３は、音響特性適用部２６２からの音響特性適用データに基づいて、変更する送受信条件を算出する。算出される送受信条件の例としては、超音波の送信及び受信に係るチャンネルごとの遅延時間、並びに、重み付け処理部２２３によるチャンネルごとの重み係数が挙げられる。
図３Ａは、第１の実施形態に係る音響特性適用データの概略を示す模式図である。ここでは、走査範囲ＳＲに含まれる１つの焦点ＦＰと超音波プローブ１の超音波振動子Ｕ（Ｕｃ、Ｕｅ）との超音波送受信について説明する。また、図３Ａの例では、走査範囲ＳＲに被検体の頭蓋骨ＳＫの一部が特徴部位ＣＰとして含まれている様子を示す。図３Ｂは、第１の実施形態に係る特徴部位の音響特性が適用（反映）されていない場合の音場の概略を示す模式図である。
一般的な送受信条件は、走査範囲内の音速及び減衰率が一様であるとして予め定められている。この場合、図３Ｂの例のように、焦点と各超音波振動子との直線的な位置関係に基づいて、遅延時間及び重み係数が定められる。しかしながら、図３Ａの例のように、走査範囲ＳＲに特徴部位ＣＰが含まれている場合、超音波は、焦点と各超音波振動子との間で屈折しながら送受信される。図３Ａの例では、屈折しながら超音波が送受信される経路ＵＲが破線で示されている。また、超音波は、特徴部位ＣＰを通過することにより減衰する。
算出部２６３は、音響特性適用データを参照して、特徴部位ＣＰの形状及び音響特性を特定する。算出部２６３は、特定された形状及び音響特性と、一般的なスネルの法則とを用いて経路ＵＲを超音波振動子ごとに求める。そして、算出部２６３は、経路ＵＲの全体長さと、全体長さのうち特徴部位ＣＰを超音波が通過する長さと、特定された音響特性に含まれた特徴部位ＣＰの音速とに基づいて、超音波振動子ごとの遅延時間を算出する。また、算出部２６３は、経路ＵＲの全体長さと、全体長さのうち特徴部位ＣＰを超音波が通過する長さと、特定された音響特性に含まれた特徴部位ＣＰの減衰率とに基づいて、超音波振動子ごとの重み係数を算出する。算出部２６３は、遅延時間の算出と、重み係数の算出とを走査範囲に含まれる焦点ＦＰごとに行う。
算出部２６３は、焦点ＦＰと各超音波振動子と特徴部位との位置関係、及び、特徴部位の形状と音響特性によってチャンネルごと且つ焦点ごとに遅延時間及び重み係数を算出する。例えば、図３Ａの例のように、アーチ状の特徴部位ＣＰが焦点ＦＰ側から超音波プローブ１側へ凸となるように位置している場合、超音波振動子Ｕｅのチャンネルの遅延時間は、図３Ｂの例で示した超音波振動子Ｕｅのチャンネルの遅延時間よりも長く算出される。また、図３Ａの例のように、アーチ状の特徴部位ＣＰが焦点ＦＰ側から超音波プローブ１側へ凸となるように位置している場合、超音波振動子Ｕｅのチャンネルの重み係数は、図３Ｂの例で示した超音波振動子Ｕｅのチャンネルの重み係数よりも大きく算出される。
算出部２６３は、算出された送受信条件を送受信部２１及び信号処理部２２へ出力する。このとき、算出部２６３は、算出されたチャンネルごと且つ焦点ごとの遅延時間を送受信部２１へ出力する。また、算出部２６３は、算出されたチャンネルごと且つ焦点ごとの遅延時間及び重み係数を信号処理部２２へ出力する。それにより、送受信条件が算出された遅延時間及び重み係数に変更される。ここで、送受信条件とは、送受信部２１及び信号処理部２２の動作条件である。送受信条件の例としては、超音波の送信及び受信に係る遅延時間、並びに重み係数が挙げられる。
以下、送受信条件が変更された後に超音波画像データが生成される構成について説明する。送受信部２１は、算出部２６３から受けた遅延時間が付与されたタイミングでチャンネルごとにパルス信号を出力することによって、超音波プローブ１に超音波を送信させる。それにより、送受信条件変更部２６により変更された送受信条件に基づく送信ビームフォームが行なわれる。
また、信号処理部２２は、算出部２６３から受けた遅延時間及び重み係数に基づいて、受信信号に遅延処理及び加算処理を施す。このとき、遅延処理部２２２は、算出部２６３から受けた遅延時間に応じたアドレスに記憶された受信信号を読み出す。なお、遅延処理部２２２が微小遅延回路を含んでいるとき、ＦＩＦＯメモリ２２１のクロック・レートよりも短い遅延時間をさらに付与することによって、算出部２６３からの遅延時間を受信信号に付与してもよい。
重み付け処理部２２３は、算出部２６３による遅延時間が付与された受信信号に、算出部２６３から受けた重み係数をチャンネルに応じて乗算する。重み付け処理部２２３は、算出部２６３から受けた重み係数が乗算された受信信号を加算部２２４へ出力する。加算部２２４は、重み付け処理部２２３のそれぞれから受信信号を受け、受けた受信信号を加算する。この加算により、送受信条件変更部２６により変更された送受信条件に基づいて受信ビームフォームされた受信信号が求められる。
画像生成部２３は、信号処理部２２が変更された送受信条件に基づいて受信ビームフォームした受信信号に基づいて超音波画像データを生成する。このことは、画像生成部２３が、送受信条件変更部２６により変更された送受信条件に基づいて超音波画像データを生成することに相当する。画像生成部２３は、生成された超音波画像データを表示制御部２４へ出力する。
以上のように、超音波の走査範囲に含まれる特徴部位の形状及び音響特性に基づいて、超音波の送受信条件を変更することによって、特徴部位による超音波の屈折及び減衰の影響が補正される。また、特徴部位は、予め生成された被検体の３次元画像データに基づいて特定されるので、被検体ごとに異なる形状である特徴部位に対応した送受信条件の変更が行なわれる。
なお、超音波プローブ１が２次元アレイプローブであるとき、送受信条件変更部２６は、アジマス方向（方位方向）及びエレベーション方向（厚み方向）に係る送受信条件を変更する。このとき、音響特性適用部２６２は、特徴部位データに表される位置に３次元的に音響特性を適用する（反映させる）。算出部２６３は、アジマス方向及びエレベーション方向について、変更する送受信条件を算出し、送受信部２１及び信号処理部２２へ出力する。
操作部４は、医師や技師等の操作者による操作を受けて、この操作の内容に応じた信号や情報を装置各部に入力する。例えば、操作部４は、キーボード、マウス、タッチパネルなどによって構成される。
システム制御部２７は、超音波診断装置の各部を制御する。システム制御部２７は、超音波診断装置の各部の機能を実行するためのコンピュータプログラムを予め記憶する。システム制御部２７は、このコンピュータプログラムを実行することで、上記機能を実現する。例えば、システム制御部２７は、以下のフローチャートに示す動作に係るコンピュータプログラムを記憶し、実行する。
図４は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の動作を示すフローチャートである。
ステップＳ１０１：参照画像特定部２５１は、医用画像データベース５から、予め生成された被検体の３次元画像データを読み出す。
ステップＳ１０２：送受信部２１は、超音波プローブ１へパルス信号を出力して、超音波を送信させる。また、送受信部２１は、超音波プローブ１の各超音波振動子からのエコー信号を受ける。送受信部２１は、エコー信号をチャンネルごとにデジタル信号（受信信号）に変換し、信号処理部２２へ出力する。信号処理部２２は、送受信部２１からの受信信号に遅延処理及び加算処理を施して整相された（受信ビームフォームされた）受信信号を求める。信号処理部２２は、受信ビームフォームされた受信信号を画像生成部２３へ出力する。画像生成部２３は、信号処理部２２からの受信信号に基づいて、超音波画像データを生成する。このステップＳ１０２で生成される超音波画像データは、図３Ｂの例のように、特徴部位の音響特性が適用（反映）されていない、すなわち、走査範囲内の音速及び減衰率が一様であるとして予め定められた送受信条件に基づいて生成されたデータである。
ステップＳ１０３：参照画像特定部２５１は、画像生成部２３から超音波画像データを受ける。参照画像特定部２５１は、超音波画像データと、３次元画像データとの位置合わせを行う。そして、参照画像特定部２５１は、３次元画像データから参照画像データを特定する。参照画像特定部２５１は、特定された参照画像データ及び超音波画像データを部位特定部２５２へ出力する。
ステップＳ１０４：部位特定部２５２は、参照画像特定部２５１からの参照画像データのうち、特徴的な音響特性を有する部位を抽出する。部位特定部２５２は、抽出された特徴的な音響特性を有する部位と、超音波画像データに係る走査範囲とを照合することによって、抽出された部位のうち走査範囲に含まれる部位を特徴部位として特定する。部位特定部２５２は、特定された特徴部位の位置及び形状を表す特徴部位データ及び超音波画像データを送受信条件変更部２６へ出力する。
ステップＳ１０５：音響特性適用部２６２は、部位特定部２５２から特徴部位データ及び超音波画像データを受ける。音響特性適用部２６２は、音響特性記憶部２６１から単位長さ当たりの音響特性を読み出す。音響特性適用部２６２は、特徴部位データに表される位置（特徴部位の位置）に、読み出された単位長さ当たりの音響特性を適用する（反映させる）。音響特性適用部２６２は、特徴部位の音響特性が超音波画像データの走査範囲に適用（反映）された音響特性適用データを算出部２６３へ出力する。
ステップＳ１０６：算出部２６３は、音響特性適用部２６２からの音響特性適用データに基づいて、変更する送受信条件を算出する。算出部２６３は、音響特性適用データを参照して、特徴部位ＣＰの形状及び音響特性を特定する。算出部２６３は、特定された形状及び音響特性と、一般的なスネルの法則とを用いて経路ＵＲを超音波振動子ごとに求める。そして、算出部２６３は、超音波振動子ごとの遅延時間及び重み係数を算出する。算出部２６３は、遅延時間の算出と、重み係数の算出とを走査範囲に含まれる焦点ＦＰごとに行う。算出部２６３は、算出されたチャンネルごと且つ焦点ごとの遅延時間を送受信部２１へ出力する。また、算出部２６３は、算出されたチャンネルごと且つ焦点ごとの遅延時間及び重み係数を信号処理部２２へ出力する。それにより、送受信条件が算出された遅延時間及び重み係数に変更される。
ステップＳ１０７：送受信部２１は、算出部２６３から受けた遅延時間が付与されたタイミングでチャンネルごとにパルス信号を出力することによって、超音波プローブ１に超音波を送信させる。信号処理部２２は、算出部２６３から受けた遅延時間及び重み係数に基づいて、受信信号に遅延処理及び加算処理を施す。画像生成部２３は、信号処理部２２が変更された送受信条件に基づいて受信ビームフォームした受信信号に基づいて超音波画像データを生成する。画像生成部２３は、生成された超音波画像データを表示制御部２４へ出力する。
ステップＳ１０８：表示制御部２４は、超音波画像データを画像生成部２３から受け、超音波画像データに基づく超音波画像を表示部３に表示させる。
第１の実施形態に係る超音波診断装置によれば、超音波の走査範囲に含まれる特徴部位の形状及び音響特性に基づいて、超音波の送受信条件を変更する。したがって、超音波の屈折の影響を補正して、超音波画像の画質を向上することができる。
また、第１の実施形態に係る超音波診断装置によれば、特徴部位は、予め生成された被検体の３次元画像データに基づいて特定される。それにより、被検体ごとに異なる形状である特徴部位に対応した送受信条件の変更が行なわれる。したがって、被検体ごとに対応して超音波の屈折の影響を補正することができる。
〈第１の実施形態の変形例〉
第１の実施形態の変形例に係る超音波診断装置について説明する。この変形例に係る超音波診断装置は、送受信条件を手動によって新たに変更可能に構成される。以下、第１の実施形態に係る超音波診断装置と異なる内容について主に説明する。第１の実施形態に係る超音波診断装置と同様の内容については説明を省略する場合がある。
操作部４は、送受信条件を新たに変更するための操作入力を受け付ける。例えば、操作者は、表示部３に表示された超音波画像を視認し、そして操作部４を介して操作入力を行う。この操作入力は、音響特性適用部２６２により適用（反映）された音響特性（音速及び減衰率等）を増減させるために行われる。操作部４が受け付けた操作入力を表す操作信号は、システム制御部２７を介して送受信変更部へ出力される。
送受信変更部は、受け付けられた操作入力に基づいて送受信条件を新たに変更する。このとき、音響特性適用部２６２は、システム制御部２７からの操作信号を受け、該操作信号に基づいて、どの音響特性をどの程度増減させるか、すなわち増減させる音響特性及び増減量を特定する。音響特性適用部２６２は、特定された増減量に基づいて、特定された音響特性を増加又は減少させる。音響特性適用部２６２は、このように音響特性が増加又は減少された新たな音響特性適用データを算出部２６３へ出力する。
算出部２６３は、音響特性適用部２６２からの新たな音響特性適用データに基づいて、変更する送受信条件を新たに算出する。算出部２６３は、新たに算出された送受信条件を送受信部２１及び信号処理部２２へ出力する。それにより、送受信条件が新たに変更される。
送受信部２１は、新たに変更された送受信条件に基づいて超音波プローブ１を介して超音波を送受信する。信号処理部２２は、新たに変更された送受信条件に基づいて受信ビームフォームを行う。画像生成部２３は、新たに変更された送受信条件に基づいて新たな超音波画像データを生成する。画像生成部２３は、新たな超音波画像データを表示制御部２４へ出力する。表示制御部２４は、画像生成部２３からの新たな超音波画像データに基づく超音波画像を表示部３に表示させる。
図５は、第１の実施形態の変形例に係る超音波診断装置の動作を示すフローチャートである。
ステップＳ２０１〜ステップＳ２０８の処理は、図４の例のＳ１０１〜ステップＳ１０８の処理と同様である。
ステップＳ２０９：操作部４が、送受信条件を新たに変更するための操作入力を受け付けたとき（ステップＳ２０９；ＹＥＳ）、操作部４が受け付けた操作入力を表す操作信号は、システム制御部２７を介して送受信変更部へ出力される。操作部４が、送受信条件を新たに変更するための操作入力を受け付けないとき（ステップＳ２０９；ＮＯ）、この動作はステップＳ２１４へ進む。
ステップＳ２１０：音響特性適用部２６２は、システム制御部２７からの操作信号を受け、該操作信号に基づいて、増減させる音響特性及び増減量を特定する。音響特性適用部２６２は、特定された増減量に基づいて、特定された音響特性を増加又は減少させる。音響特性適用部２６２は、音響特性が増加又は減少された新たな音響特性適用データを算出部２６３へ出力する。
ステップＳ２１１：算出部２６３は、音響特性適用部２６２からの新たな音響特性適用データに基づいて、変更する送受信条件を新たに算出する。算出部２６３は、新たに算出された送受信条件を送受信部２１及び信号処理部２２へ出力する。それにより、送受信条件が新たに変更される。
ステップＳ２１２：送受信部２１は、新たに変更された送受信条件に基づいて超音波プローブ１を介して超音波を送受信する。信号処理部２２は、新たに変更された送受信条件に基づいて受信ビームフォームを行う。画像生成部２３は、新たに変更された送受信条件に基づいて新たな超音波画像データを生成する。画像生成部２３は、新たな超音波画像データを表示制御部２４へ出力する。
ステップＳ２１３：表示制御部２４は、画像生成部２３からの新たな超音波画像データに基づく超音波画像を表示部３に表示させる。
ステップＳ２１４：超音波検査が継続されるとき（ステップＳ２１４；ＹＥＳ）、この動作はステップＳ２０７へ戻る。超音波検査が継続されないとき（ステップＳ２１４；ＮＯ）、この動作は終了する。
第１の実施形態の変形例に係る超音波診断装置によれば、特徴部位に応じて適用（反映）された送受信条件を手動操作によって新たに変更することができる。このことは、予め記憶された特徴部位の単位長さ当たりの音響特性に基づいて変更された送受信条件によって生成された超音波画像データに基づく超音波画像の画質が、操作者の操作によって、新たに調整されることに相当する。したがって、超音波の屈折の影響をさらに補正して、超音波画像の画質を向上することができる。
〈第２の実施形態〉
第２の実施形態に係る超音波診断装置について説明する。第２の実施形態に係る超音波診断装置は、送受信条件を自動的に新たに変更可能に構成される。以下、第１の実施形態に係る超音波診断装置と異なる内容について主に説明する。第１の実施形態に係る超音波診断装置と同様の内容については説明を省略する場合がある。
図６は、第２の実施形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。画像生成部２３は、送受信条件変更部２６により変更された送受信条件に基づいて超音波画像データを生成する。画像生成部２３は、生成された超音波画像データを判定部２８へ出力する。なお、画像生成部２３は、生成された超音波画像データを表示制御部２４へ出力してもよい。
本体部２は、判定部２８をさらに有する。判定部２８は、生成された超音波画像データのコントラストに基づいて、送受信条件を新たに変更するか否か判定する。例えば、判定部２８は、所定のコントラスト閾値を予め記憶する。このコントラスト閾値は、操作者により予め入力される。コントラスト閾値は、上限値及び下限値を備えて予め記憶されてもよい。判定部２８は、画像生成部２３からの超音波画像データのコントラストを算出する。コントラストの算出には、一般的な算出法が適宜用いられる。
判定部２８は、算出されたコントラストとコントラスト閾値とを比較する。例えば、判定部２８は、算出されたコントラストがコントラスト閾値以上であるとき、送受信条件を新たに変更すると判定し、算出されたコントラストがコントラスト閾値未満であるとき、送受信条件を新たに変更しないと判定する。なお、判定部２８は、算出されたコントラストがコントラスト閾値より大きいとき、送受信条件を新たに変更すると判定し、算出されたコントラストがコントラスト閾値以下であるとき、送受信条件を新たに変更しないと判定してもよい。
また、コントラスト閾値が、上限値及び下限値を備える場合、判定部２８は、算出されたコントラストが上限値と下限値との間に含まれないとき、送受信条件を新たに変更すると判定し、算出されたコントラストが上限値と下限値との間に含まれるとき、送受信条件を新たに変更しないと判定する。判定部２８は、送受信条件を新たに変更すると判定したとき、算出されたコントラストとコントラスト閾値との差分を表す差分データを音響特性適用部２６２へ出力する。判定部２８は、送受信条件を新たに変更しないと判定したとき、超音波画像データを表示制御部２４へ出力する。
音響特性適用部２６２は、判定部２８からの差分データに基づいて、音響特性を増減させる。この増減には、一般的なコントラスト制御アルゴリズムが用いられてよい。音響特性部は、変更された音響特性が適用（反映）された新たな音響特性適用データを算出部２６３へ出力する。
算出部２６３は、音響特性適用部２６２からの新たな音響特性適用データに基づいて、変更する送受信条件を新たに算出する。算出部２６３は、新たに算出された送受信条件を送受信部２１及び信号処理部２２へ出力する。それにより、送受信条件が新たに変更される。そして、新たな送受信条件に基づく超音波画像データが生成される。そして、判定部２８は、送受信条件を新たに変更しないと判定したとき、超音波画像データを表示制御部２４へ出力する。表示制御部２４は、判定部２８からの超音波画像データを表示部３に表示させる。
図７は、第２の実施形態に係る超音波診断装置の動作を示すフローチャートである。
ステップＳ３０１〜ステップＳ３０６の処理は、図４の例のステップＳ１０１〜ステップＳ１０６の処理と同様である。
ステップＳ３０７：画像生成部２３は、送受信条件変更部２６により変更された送受信条件に基づいて超音波画像データを生成する。画像生成部２３は、生成された超音波画像データを判定部２８へ出力する。
ステップＳ３０８：判定部２８は、画像生成部２３からの超音波画像データのコントラストを算出する。判定部２８は、算出されたコントラストとコントラスト閾値とを比較して、送受信条件を新たに変更するか否か判定する。判定部２８は、送受信条件を新たに変更すると判定したとき（ステップＳ３０８；ＹＥＳ）、算出されたコントラストとコントラスト閾値との差分を表す差分データを音響特性適用部２６２へ出力する。判定部２８は、送受信条件を新たに変更しないと判定したとき（ステップＳ３０８；ＮＯ）、超音波画像データを表示制御部２４へ出力する。
ステップＳ３０９：音響特性適用部２６２は、判定部２８からの差分データに基づいて、音響特性を増減させる。音響特性部は、変更された音響特性が適用（反映）された新たな音響特性適用データを算出部２６３へ出力する。
ステップＳ３１０：算出部２６３は、音響特性適用部２６２からの新たな音響特性適用データに基づいて、変更する送受信条件を新たに算出する。算出部２６３は、新たに算出された送受信条件を送受信部２１及び信号処理部２２へ出力する。それにより、送受信条件が新たに変更される。
ステップＳ３１１：送受信部２１は、新たに変更された送受信条件に基づいて超音波プローブ１を介して超音波を送受信する。信号処理部２２は、新たに変更された送受信条件に基づいて受信ビームフォームを行う。画像生成部２３は、新たに変更された送受信条件に基づいて新たな超音波画像データを生成する。画像生成部２３は、新たな超音波画像データを判定部２８へ出力される。
ここで、新たな超音波画像データが判定部２８へ出力されることにより、判定部２８が送受信条件を新たに変更しないと判定するまで、ステップＳ３０９〜ステップＳ３１１の処理が繰り返される。
ステップＳ３１２：表示制御部２４は、画像生成部２３からの超音波画像データに基づく超音波画像を表示部３に表示させる。
第２の実施形態に係る超音波診断装置によれば、特徴部位に応じて適用（反映）された送受信条件を自動的に新たに変更することができる。このことは、予め記憶された特徴部位の単位長さ当たりの音響特性に基づいて変更された送受信条件によって生成された超音波画像データの超音波画像の画質が、自動的に判定され、新たに調整されることに相当する。したがって、超音波の屈折の影響をさらに補正して、超音波画像の画質を向上することができる。
〈第３の実施形態〉
第３の実施形態に係る超音波診断装置について説明する。第３の実施形態に係る超音波診断装置は、超音波プローブ１の移動に追随して特徴部位を特定することが可能に構成される。以下、以下、第１の実施形態に係る超音波診断装置と異なる内容について主に説明する。第１の実施形態に係る超音波診断装置と同様の内容については説明を省略する場合がある。
図８は、第３の実施形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。超音波プローブ１は、位置センサ１１を有する。本体部２は、位置検出部２９をさらに有する。位置センサ１１及び位置検出部２９は、互いに通信可能に接続される。
位置センサ１１及び位置検出部２９は、超音波プローブ１の位置及び角度を検出可能に設けられる。位置センサ１１及び位置検出部２９としては、磁気センサや光学センサ及びこれらに対応する検出器が適宜用いられる。位置検出部２９は、位置センサ１１の位置を検出することによって、超音波プローブ１の位置及び角度を所定の時間間隔ごとに検出する。位置検出部２９は、検出された位置及び角度を表す位置角度データを参照画像特定部２５１へ逐次出力する。
特定部２５は、検出された超音波プローブ１が移動したとき、検出された位置に基づいて特徴部位を新たに特定する。例えば、参照画像特定部２５１は、３次元画像データと位置合わせされた超音波画像を生成するための超音波が送受信されたときの位置角度データを記憶する。該位置角度データを基準位置角度データと称する。また、参照画像特定部２５１は、基準位置角度データを記憶したときより後に受けた位置角度データと基準位置角度データとを比較する。参照画像特定部２５１は、この比較によって、超音波プローブ１が移動したか否かを判定する。
参照画像特定部２５１は、超音波プローブ１が移動したと判定したとき、この判定がなされたときの位置角度データが表す位置及び角度に基づいて、超音波プローブ１が移動した後の位置及び角度を特定する。参照画像特定部２５１は、特定された位置及び角度と３次元データとを位置合わせする。この位置合わせにより、３次元画像データと移動した後の超音波プローブ１とが位置合わせされ、３次元画像データの座標系と、超音波の走査範囲の座標系とが対応する。
そして、参照画像特定部２５１は、ＭＰＲ処理によって、３次元画像データのうち、超音波の走査範囲の平面を断面とする画像データを新たな参照画像データとして特定する。参照画像特定部２５１は、特定された新たな参照画像データと超音波の走査範囲を表す走査範囲データとを部位特定部２５２へ出力する。なお、参照画像特定部２５１は、超音波プローブ１が移動していないと判定したとき、新たな参照画像データの特定を行わずに待機する。
部位特定部２５２は、参照画像特定部２５１からの新たな参照画像データと走査範囲データとに基づいて、新たない参照画像データのうち、超音波の走査範囲に含まれる新たな特徴部位を特定する。部位特定部２５２は、新たに特定された特徴部位の位置及び形状を表す新たな特徴部位データ及び走査範囲データを送受信条件変更部２６へ出力する。
送受信条件変更部２６は、新たに特定された特徴部位の音響特性に基づいて、送受信条件を新たに変更する。例えば、音響特性適用部２６２は、部位特定部２５２から新たな特徴部位データ及び走査範囲データを受ける。音響特性適用部２６２は、音響特性記憶部２６１から単位長さ当たりの音響特性を読み出す。音響特性適用部２６２は、新たな特徴部位データに表される位置（新たな特徴部位の位置）に、読み出された単位長さ当たりの音響特性を適用する（反映させる）。音響特性適用部２６２は、新たな特徴部位の音響特性が走査範囲に適用（反映）された新たな音響特性適用データを算出部２６３へ出力する。
算出部２６３は、音響特性適用部２６２からの新たな音響特性適用データに基づいて、新たに変更する送受信条件を算出する。算出部２６３は、新たに算出された送受信条件を送受信部２１及び信号処理部２２へ出力する。それにより送受信条件が新たに算出されたものに変更される。
このように、超音波プローブ１が移動する場合であっても、移動した後の超音波の走査範囲に含まれる新たな特徴部位を特定し、音響特性を新たに適用（反映）することによって、超音波プローブ１の移動に追随して送受信条件を変更することができる。したがって、超音波プローブ１を移動させる超音波検査においても、超音波の屈折の影響を補正して、超音波画像の画質を向上することができる。
図９は、第３の実施形態に係る超音波診断装置の動作を示すフローチャートである。
ステップＳ４０１及びステップＳ４０２の処理は、図４の例のステップＳ１０１及びステップＳ１０２の処理と同様である。
ステップＳ４０３：位置検出部２９は、位置センサ１１の位置を検出することによって、超音波プローブ１の位置及び角度を検出する。位置検出部２９は、検出された位置及び角度を表す位置角度データを参照画像特定部２５１へ出力する。参照画像特定部２５１は、該位置角度データ（基準位置角度データ）を記憶する。
ステップＳ４０４〜ステップＳ４０９の処理は、図４の例のステップＳ１０３〜ステップＳ１０８の処理と同様である。
ステップＳ４１０：超音波検査が継続されるとき（ステップＳ４１０；ＹＥＳ）、この動作はステップＳ４１１へ進む。超音波検査が継続されないとき（ステップＳ４１０；ＮＯ）、この動作は終了する。
ステップＳ４１１：位置検出部２９は、位置センサ１１の位置を検出することによって、超音波プローブ１の位置及び角度を検出する。位置検出部２９は、検出された位置及び角度を表す位置角度データを参照画像特定部２５１へ出力する。
ステップＳ４１２：参照画像特定部２５１は、基準位置角度データを記憶したときより後に受けた位置角度データと基準位置角度データとを比較する。参照画像特定部２５１は、この比較によって、超音波プローブ１が移動したか否かを判定する。参照画像特定部２５１は、超音波プローブ１が移動したと判定したとき（ステップＳ４１２；ＹＥＳ）、この判定がなされたときの位置角度データが表す位置及び角度に基づいて、超音波プローブ１が移動した後の位置及び角度を特定する。参照画像特定部２５１により、超音波プローブ１が移動していないと判定されたとき（ステップＳ４１２；ＮＯ）、この動作はステップＳ４０８へ戻る。それにより、超音波検査中において、超音波プローブ１が移動しない間、ステップＳ４０８〜ステップＳ４１１の処理が繰り返される。
ステップＳ４１３：参照画像特定部２５１は、特定された位置及び角度と３次元データとを位置合わせする。参照画像特定部２５１は、ＭＰＲ処理によって、３次元画像データのうち、超音波の走査範囲の平面を断面とする画像データを新たな参照画像データとして特定する。参照画像特定部２５１は、特定された新たな参照画像データと超音波の走査範囲を表す走査範囲データとを部位特定部２５２へ出力する。
ステップＳ４１４：部位特定部２５２は、参照画像特定部２５１からの新たな参照画像データと走査範囲データとに基づいて、新たない参照画像データのうち、超音波の走査範囲に含まれる新たな特徴部位を特定する。部位特定部２５２は、新たに特定された特徴部位の位置及び形状を表す新たな特徴部位データ及び走査範囲データを送受信条件変更部２６へ出力する。
ステップＳ４１５：音響特性適用部２６２は、部位特定部２５２から新たな特徴部位データ及び走査範囲データを受ける。音響特性適用部２６２は、音響特性記憶部２６１から単位長さ当たりの音響特性を読み出す。音響特性適用部２６２は、新たな特徴部位データに表される位置（新たな特徴部位の位置）に、読み出された単位長さ当たりの音響特性を適用する（反映させる）。音響特性適用部２６２は、新たな特徴部位の音響特性が走査範囲に適用（反映）された新たな音響特性適用データを算出部２６３へ出力する。
ステップＳ４１６：算出部２６３は、音響特性適用部２６２からの新たな音響特性適用データに基づいて、新たに変更する送受信条件を算出する。算出部２６３は、新たに算出された送受信条件を送受信部２１及び信号処理部２２へ出力する。それにより送受信条件が新たに算出されたものに変更される。
ステップＳ４１７：送受信部２１は、新たに変更された送受信条件に基づいて超音波プローブ１を介して超音波を送受信する。信号処理部２２は、新たに変更された送受信条件に基づいて受信ビームフォームを行う。画像生成部２３は、新たに変更された送受信条件に基づいて新たな超音波画像データを生成する。画像生成部２３は、新たな超音波画像データを表示制御部２４へ出力する。
ステップＳ４１８：表示制御部２４は、新たな超音波画像データの超音波画像を表示部３に表示させる。そして、この動作はステップＳ４１０へ戻る。それにより、ステップＳ４１０〜ステップＳ４１８の処理が繰り返される。このことは、超音波検査中において、超音波プローブ１の移動に追随して送受信条件が逐次変更されて超音波画像データが逐次生成されることに相当する。
第３の実施形態に係る超音波診断装置によれば、超音波プローブ１が移動する場合であっても、移動した後の超音波の走査範囲に含まれる新たな特徴部位を特定し、音響特性を新たに適用（反映）することによって、超音波プローブ１の移動に追随して送受信条件を変更することができる。したがって、超音波プローブ１を移動させる超音波検査においても、超音波の屈折の影響を補正して、超音波画像の画質を向上することができる。
〈第３の実施形態の変形例〉
第３の実施形態の変形例に係る超音波診断装置について説明する。この変形例に係る超音波診断装置は、送受信条件を手動によって新たに変更可能に構成される。以下、第３の実施形態に係る超音波診断装置と異なる内容について主に説明する。第３の実施形態に係る超音波診断装置と同様の内容については説明を省略する場合がある。
操作部４は、送受信条件を新たに変更するための操作入力を受け付ける。例えば、操作者は、表示部３に表示された超音波画像を視認し、そして操作部４を介して操作入力を行う。この操作入力は、音響特性適用部２６２により適用（反映）された音響特性（音速及び減衰率等）を増減させるために行われる。操作部４が受け付けた操作入力を表す操作信号は、システム制御部２７を介して送受信変更部へ出力される。
送受信変更部は、受け付けられた操作入力に基づいて送受信条件を新たに変更する。このとき、音響特性適用部２６２は、システム制御部２７からの操作信号を受け、該操作信号に基づいて、どの音響特性をどの程度増減させるか、増減させる音響特性及び増減量を特定する。音響特性適用部２６２は、特定された増減量に基づいて、特定された音響特性を増加又は減少させる。音響特性適用部２６２は、このように音響特性が増加又は減少された新たな音響特性適用データを算出部２６３へ出力する。
算出部２６３は、音響特性適用部２６２からの新たな音響特性適用データに基づいて、変更する送受信条件を新たに算出する。算出部２６３は、新たに算出された送受信条件を送受信部２１及び信号処理部２２へ出力する。それにより、送受信条件が新たに変更される。
図１０は、第３の実施形態の変形例に係る超音波診断装置の動作を示すフローチャートである。
ステップＳ５０１〜ステップＳ５０９の処理は、図９の例のステップＳ４０１〜ステップＳ４０９の処理と同様である。
ステップＳ５１０：操作部４が、送受信条件を新たに変更するための操作入力を受け付けたとき（ステップＳ５１０；ＹＥＳ）、操作部４が受け付けた操作入力を表す操作信号は、システム制御部２７を介して送受信変更部へ出力される。操作部４が、送受信条件を新たに変更するための操作入力を受け付けないとき（ステップＳ５１０；ＮＯ）、この動作はステップＳ５１５へ進む。
ステップＳ５１１：音響特性適用部２６２は、システム制御部２７からの操作信号を受け、該操作信号に基づいて、増減させる音響特性及び増減量を特定する。音響特性適用部２６２は、特定された増減量に基づいて、特定された音響特性を増加又は減少させる。音響特性適用部２６２は、音響特性が増加又は減少された新たな音響特性適用データを算出部２６３へ出力する。
ステップＳ５１２：算出部２６３は、音響特性適用部２６２からの新たな音響特性適用データに基づいて、変更する送受信条件を新たに算出する。算出部２６３は、新たに算出された送受信条件を送受信部２１及び信号処理部２２へ出力する。それにより、送受信条件が新たに変更される。
ステップＳ５１３：送受信部２１は、新たに変更された送受信条件に基づいて超音波プローブ１を介して超音波を送受信する。信号処理部２２は、新たに変更された送受信条件に基づいて受信ビームフォームを行う。画像生成部２３は、新たに変更された送受信条件に基づいて新たな超音波画像データを生成する。画像生成部２３は、新たな超音波画像データを表示制御部２４へ出力する。
ステップＳ５１４：表示制御部２４は、画像生成部２３からの新たな超音波画像データに基づく超音波画像を表示部３に表示させる。
ステップＳ５１５：超音波検査が継続されるとき（ステップＳ５１５；ＹＥＳ）、この動作はステップＳ５１６へ進む。超音波検査が継続されないとき（ステップＳ５１５；ＮＯ）、この動作は終了する。
ステップＳ５１６：位置検出部２９は、位置センサ１１の位置を検出することによって、超音波プローブ１の位置及び角度を検出する。位置検出部２９は、検出された位置及び角度を表す位置角度データを参照画像特定部２５１へ出力する。
ステップＳ５１７：参照画像特定部２５１は、基準位置角度データを記憶したときより後に受けた位置角度データと基準位置角度データとを比較する。参照画像特定部２５１は、この比較によって、超音波プローブ１が移動したか否かを判定する。参照画像特定部２５１は、超音波プローブ１が移動したと判定したとき（ステップＳ５１７；ＹＥＳ）、この判定がなされたときの位置角度データが表す位置及び角度に基づいて、超音波プローブ１が移動した後の位置及び角度を特定する。参照画像特定部２５１により、超音波プローブ１が移動していないと判定されたとき（ステップＳ５１７；ＮＯ）、この動作はステップＳ５０８へ戻る。それにより、超音波検査中において、超音波プローブ１が移動しない間、ステップＳ５０８〜ステップＳ５１６の処理が繰り返される。
ステップＳ５１８：参照画像特定部２５１は、特定された位置及び角度と３次元データとを位置合わせする。参照画像特定部２５１は、ＭＰＲ処理によって、３次元画像データのうち、超音波の走査範囲の平面を断面とする画像データを新たな参照画像データとして特定する。参照画像特定部２５１は、特定された新たな参照画像データと超音波の走査範囲を表す走査範囲データとを部位特定部２５２へ出力する。
ステップＳ５１９：部位特定部２５２は、参照画像特定部２５１からの新たな参照画像データと走査範囲データとに基づいて、新たない参照画像データのうち、超音波の走査範囲に含まれる新たな特徴部位を特定する。部位特定部２５２は、新たに特定された特徴部位の位置及び形状を表す新たな特徴部位データ及び走査範囲データを送受信条件変更部２６へ出力する。
ステップＳ５２０：音響特性適用部２６２は、部位特定部２５２から新たな特徴部位データ及び走査範囲データを受ける。音響特性適用部２６２は、音響特性記憶部２６１から単位長さ当たりの音響特性を読み出す。音響特性適用部２６２は、新たな特徴部位データに表される位置（新たな特徴部位の位置）に、読み出された単位長さ当たりの音響特性を適用する（反映させる）。音響特性適用部２６２は、新たな特徴部位の音響特性が走査範囲に適用（反映）された新たな音響特性適用データを算出部２６３へ出力する。
ステップＳ５２１：算出部２６３は、音響特性適用部２６２からの新たな音響特性適用データに基づいて、変更する送受信条件を新たに算出する。算出部２６３は、新たに算出された送受信条件を送受信部２１及び信号処理部２２へ出力する。それにより、送受信条件が新たに変更される。
第３の実施形態の変形例に係る超音波診断装置によれば、超音波プローブ１が移動する場合であっても、移動した後の超音波の走査範囲に含まれる新たな特徴部位を特定し、音響特性を新たに適用（反映）することによって、超音波プローブ１の移動に追随して送受信条件を変更することができる。また、第３の実施形態の変形例に係る超音波診断装置によれば、特徴部位に応じて適用（反映）された音響特性を手動操作によって新たに変更することができる。このことは、予め記憶された特徴部位の単位長さ当たりの音響特性に基づいて変更された送受信条件によって生成された超音波画像データの超音波画像の画質が、操作者の操作によって、新たに調整されることに相当する。したがって、超音波プローブ１を移動させる超音波検査においても、超音波の屈折の影響をさらに補正して、超音波画像の画質を向上することができる。
〈第４の実施形態〉
第４の実施形態に係る超音波診断装置について説明する。第４の実施形態に係る超音波診断装置は、送受信条件を自動的に新たに変更可能に構成される。以下、第３の実施形態に係る超音波診断装置と異なる内容について主に説明する。第３の実施形態に係る超音波診断装置と同様の内容については説明を省略する場合がある。
図１１は、第４の実施形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。画像生成部２３は、送受信条件変更部２６により変更された送受信条件に基づいて超音波画像データを生成する。画像生成部２３は、生成された超音波画像データを判定部２８へ出力する。なお、画像生成部２３は、生成された超音波画像データを表示制御部２４へ出力してもよい。
本体部２は、判定部２８をさらに有する。判定部２８は、生成された超音波画像データのコントラストに基づいて、送受信条件を新たに変更するか否か判定する。例えば、判定部２８は、所定のコントラスト閾値を予め記憶する。このコントラスト閾値は、操作者により予め入力される。コントラスト閾値は、上限値及び下限値を備えて予め記憶されてもよい。判定部２８は、画像生成部２３からの超音波画像データのコントラストを算出する。コントラストの算出には、一般的な算出法が適宜用いられる。
判定部２８は、算出されたコントラストとコントラスト閾値とを比較する。例えば、判定部２８は、算出されたコントラストがコントラスト閾値以上であるとき、送受信条件を新たに変更すると判定し、算出されたコントラストがコントラスト閾値未満であるとき、送受信条件を新たに変更しないと判定する。なお、判定部２８は、算出されたコントラストがコントラスト閾値より大きいとき、送受信条件を新たに変更すると判定し、算出されたコントラストがコントラスト閾値以下であるとき、送受信条件を新たに変更しないと判定してもよい。
また、コントラスト閾値が、上限値及び下限値を備える場合、判定部２８は、算出されたコントラストが上限値と下限値との間に含まれないとき、送受信条件を新たに変更すると判定し、算出されたコントラストが上限値と下限値との間に含まれるとき、送受信条件を新たに変更しないと判定する。判定部２８は、送受信条件を新たに変更すると判定したとき、算出されたコントラストとコントラスト閾値との差分を表す差分データを音響特性適用部２６２へ出力する。判定部２８は、送受信条件を新たに変更しないと判定したとき、超音波画像データを表示制御部２４へ出力する。
音響特性適用部２６２は、判定部２８からの差分データに基づいて、音響特性を増減させる。この増減には、一般的なコントラスト制御アルゴリズムが用いられてよい。音響特性部は、変更された音響特性が適用（反映）された新たな音響特性適用データを算出部２６３へ出力する。
算出部２６３は、音響特性適用部２６２からの新たな音響特性適用データに基づいて、変更する送受信条件を新たに算出する。算出部２６３は、新たに算出された送受信条件を送受信部２１及び信号処理部２２へ出力する。それにより、送受信条件が新たに変更される。そして、新たな送受信条件に基づく超音波画像データが生成される。そして、判定部２８は、送受信条件を新たに変更しないと判定したとき、超音波画像データを表示制御部２４へ出力する。表示制御部２４は、判定部２８からの超音波画像データを表示部３に表示させる。
図１２は、第４の実施形態に係る超音波診断装置の動作を示すフローチャートである。
ステップＳ６０１〜ステップＳ６０８の処理は、図９の例のステップＳ４０１〜ステップＳ４０８の処理と同様である。
ステップＳ６０９：判定部２８は、画像生成部２３からの超音波画像データのコントラストを算出する。判定部２８は、算出されたコントラストとコントラスト閾値とを比較して、送受信条件を新たに変更するか否か判定する。判定部２８は、送受信条件を新たに変更すると判定したとき（ステップＳ６０９；ＹＥＳ）、算出されたコントラストとコントラスト閾値との差分を表す差分データを音響特性適用部２６２へ出力する。判定部２８は、送受信条件を新たに変更しないと判定したとき（ステップＳ６０９；ＮＯ）、超音波画像データを表示制御部２４へ出力する。
ステップＳ６１０：音響特性適用部２６２は、判定部２８からの差分データに基づいて、音響特性を増減させる。音響特性部は、変更された音響特性が適用（反映）された新たな音響特性適用データを算出部２６３へ出力する。
ステップＳ６１１：算出部２６３は、音響特性適用部２６２からの新たな音響特性適用データに基づいて、変更する送受信条件を新たに算出する。算出部２６３は、新たに算出された送受信条件を送受信部２１及び信号処理部２２へ出力する。それにより、送受信条件が新たに変更される。
ステップＳ６１２：送受信部２１は、新たに変更された送受信条件に基づいて超音波プローブ１を介して超音波を送受信する。信号処理部２２は、新たに変更された送受信条件に基づいて受信ビームフォームを行う。画像生成部２３は、新たに変更された送受信条件に基づいて新たな超音波画像データを生成する。画像生成部２３は、新たな超音波画像データを判定部２８へ出力される。
ここで、新たな超音波画像データが判定部２８へ出力されることにより、判定部２８が送受信条件を新たに変更しないと判定するまで、ステップＳ６１０〜ステップＳ６１２の処理が繰り返される。
ステップＳ６１３：表示制御部２４は、画像生成部２３からの超音波画像データに基づく超音波画像を表示部３に表示させる。
ステップＳ６１４：超音波検査が継続されるとき（ステップＳ６１４；ＹＥＳ）、この動作はステップＳ６１５へ進む。超音波検査が継続されないとき（ステップＳ６１４；ＮＯ）、この動作は終了する。
ステップＳ６１５：位置検出部２９は、位置センサ１１の位置を検出することによって、超音波プローブ１の位置及び角度を検出する。位置検出部２９は、検出された位置及び角度を表す位置角度データを参照画像特定部２５１へ出力する。
ステップＳ６１６：参照画像特定部２５１は、基準位置角度データを記憶したときより後に受けた位置角度データと基準位置角度データとを比較する。参照画像特定部２５１は、この比較によって、超音波プローブ１が移動したか否かを判定する。参照画像特定部２５１は、超音波プローブ１が移動したと判定したとき（ステップＳ６１６；ＹＥＳ）、この判定がなされたときの位置角度データが表す位置及び角度に基づいて、超音波プローブ１が移動した後の位置及び角度を特定する。参照画像特定部２５１により、超音波プローブ１が移動していないと判定されたとき（ステップＳ６１６；ＮＯ）、この動作はステップＳ６０８へ戻る。それにより、超音波検査中において、超音波プローブ１が移動しない間、ステップＳ６０８〜ステップＳ６１５の処理が繰り返される。
ステップＳ６１７：参照画像特定部２５１は、特定された位置及び角度と３次元データとを位置合わせする。参照画像特定部２５１は、ＭＰＲ処理によって、３次元画像データのうち、超音波の走査範囲の平面を断面とする画像データを新たな参照画像データとして特定する。参照画像特定部２５１は、特定された新たな参照画像データと超音波の走査範囲を表す走査範囲データとを部位特定部２５２へ出力する。
ステップＳ６１８：部位特定部２５２は、参照画像特定部２５１からの新たな参照画像データと走査範囲データとに基づいて、新たない参照画像データのうち、超音波の走査範囲に含まれる新たな特徴部位を特定する。部位特定部２５２は、新たに特定された特徴部位の位置及び形状を表す新たな特徴部位データ及び走査範囲データを送受信条件変更部２６へ出力する。
ステップＳ６１９：音響特性適用部２６２は、部位特定部２５２から新たな特徴部位データ及び走査範囲データを受ける。音響特性適用部２６２は、音響特性記憶部２６１から単位長さ当たりの音響特性を読み出す。音響特性適用部２６２は、新たな特徴部位データに表される位置（新たな特徴部位の位置）に、読み出された単位長さ当たりの音響特性を適用する（反映させる）。音響特性適用部２６２は、新たな特徴部位の音響特性が走査範囲に適用（反映）された新たな音響特性適用データを算出部２６３へ出力する。
ステップＳ６２０：算出部２６３は、音響特性適用部２６２からの新たな音響特性適用データに基づいて、変更する送受信条件を新たに算出する。算出部２６３は、新たに算出された送受信条件を送受信部２１及び信号処理部２２へ出力する。それにより、送受信条件が新たに変更される。
第４の実施形態に係る超音波診断装置によれば、超音波プローブ１が移動する場合であっても、移動した後の超音波の走査範囲に含まれる新たな特徴部位を特定し、音響特性を新たに適用（反映）することによって、超音波プローブ１の移動に追随して送受信条件を変更することができる。また、第４の実施形態に係る超音波診断装置によれば、特徴部位に応じて適用（反映）された音響特性を自動的に新たに変更することができる。このことは、予め記憶された特徴部位の単位長さ当たりの音響特性に基づいて変更された送受信条件によって生成された超音波画像データの超音波画像の画質が、自動的に判定され、新たに調整されることに相当する。したがって、超音波プローブ１を移動させる超音波検査においても、超音波の屈折の影響をさらに補正して、超音波画像の画質を向上することができる。
以上述べた少なくともひとつの実施形態の超音波診断装置によれば、特徴部位に応じて送受信条件を変更することにより、超音波の屈折の影響をさらに補正して、超音波画像の画質を向上することができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これら実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
１ 超音波プローブ
２ 本体部
３ 表示部
４ 操作部
５ 医用画像データベース
１１ 位置センサ
２１ 送受信部
２２ 信号処理部
２３ 画像生成部
２４ 表示制御部
２５ 特定部
２６ 送受信条件変更部
２７ システム制御部
２８ 判定部
２９ 位置検出部
２２１ ＦＩＦＯメモリ
２２２ 遅延処理部
２２３ 重み付け処理部
２２４ 加算部
２５１ 参照画像特定部
２５２ 部位特定部
２６１ 音響特性記憶部
２６２ 音響特性適用部
２６３ 算出部

Claims (5)

  1. 超音波プローブを介して、被検体の超音波画像データを生成する超音波診断装置であって、
    予め生成された前記被検体の３次元画像データに基づいて、前記超音波画像データに係る走査範囲に含まれ、特徴的な音響特性を有する特徴部位を特定する特定部と、
    特定された前記特徴部位の音響特性に基づいて、超音波の送受信条件を変更する送受信条件変更部と、
    変更された前記送受信条件に基づいて、前記超音波画像データを生成する画像生成部と、
    を有する超音波診断装置。
  2. 前記超音波プローブの位置を検出する位置検出部をさらに有し、
    前記特定部は、前記超音波プローブが移動したとき、検出された前記位置に基づいて前記特徴部位を新たに特定し、
    前記送受信条件変更部は、新たに特定された前記特徴部位の音響特性に基づいて、前記送受信条件を新たに変更する
    ことを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
  3. 生成された前記超音波画像データのコントラストに基づいて、前記送受信条件を新たに変更するか否か判定する判定部をさらに有し、
    前記送受信条件変更部は、前記判定部が前記送受信条件を新たに変更すると判定したとき、前記送受信条件を新たに変更する
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波診断装置。
  4. 前記送受信条件を新たに変更するための操作入力を受け付ける操作部をさらに有し、
    前記送受信条件変更部は、受け付けられた前記操作入力に基づいて、前記送受信条件を新たに変更する
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波診断装置。
  5. 前記超音波プローブは、２次元アレイプローブであり、
    前記送受信条件変更部は、前記２次元アレイプローブのアジマス方向及びエレベーション方向に係る前記送受信条件を変更する
    ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の超音波診断装置。
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