JP5902558B2 - 超音波診断装置及びデータ処理方法 - Google Patents

Description

本発明は超音波診断装置及びデータ処理方法に関し、特に超音波を用いて被検体の超音波画像を撮影して表示する超音波診断装置及びデータ処理方法に関する。

医療分野において、超音波診断装置が診察や検査に広く用いられている。超音波診断装置は、超音波探触子から被検体に超音波を照射し、そのエコー（反響）信号から被検体の断層画像（以下、超音波画像という）を生成する装置である。

その超音波画像のフォーカスを向上させるため、様々な提案がなされている。例えば、特許文献１には、図１１のブロック図に示すように、整相加算部３が、受波遅延補正値の切替間隔を指定すれば瞬時にその切替間隔に応じた受波フォーカス動作ができるものであり、フォーカス切替間隔記憶部７に、観察部位毎や被検体の体格毎に予め最適な受波遅延補正値切替間隔の値を複数用意しておき、被検体の体格や観察部位までの超音波ビームパスの違い等により、想定した標準音速では十分良好なフォーカスが得られないときは、受波遅延補正値の切替間隔を設定し直すことが記載されている。

特開２００９−１４２６８０号公報

しかしながら、特許文献１では、複数の設定値を用意しても、超音波送受信部２で処理された受信信号のノイズが多いために質が悪ければ、その受信信号を処理して得た素子データの質も悪くなり、部分的にまたは全体的に位相がずれている素子データを整相加算することによって輝度値が低下するため、最適なフォーカスに調整することが難しいという問題があった。また、素子データを記憶していないので、再度超音波パルスを被検体内に送信しない限り、受波遅延補正値の切替間隔変更後の新たなＢモード画像データを生成することができないというという問題があった。

本発明は、上記事実に鑑みてなされたものであり、エコー信号をＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換して得た素子データを遅延補正した後、整相加算せずにその素子データに基づいて素子データの質を判定し、その判定結果に応じて素子データに異なる処理を行うことによって、Ｓ／Ｎ（信号／ノイズ）が良い超音波画像を表示する超音波診断装置及びデータ処理方法を提供することを第１の目的とする。

さらに、本発明は、素子データ保持部が素子データを記憶し、その素子データを使用することによって、再度送信部が超音波パルスを被検体内に送信することなしに、音速設定値の変更後の新たなＢモード画像データを生成することができる超音波診断装置及びデータ処理方法を提供することを第２の目的とする。

また、本発明は、予め設定された画質判定基準を満たすまで、音速設定値の変更後の新たなＢモード画像データを生成することを自動的に繰り返すことによって、最適なフォーカスに調整された超音波画像を表示する超音波診断装置及びデータ処理方法を提供することを第３の目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１の態様は、一方向に配列された複数の超音波送受信素子を用いて、超音波パルスを被検体に送信し、超音波パルスが被検体から反射した超音波エコーを受信して素子データを生成する超音波送受信部と、超音波送受信部によって生成された素子データを保持する素子データ保持部と、所定の音速設定値を用いて、素子データ保持部から供給された素子データにおける超音波エコーの到達時刻の差である遅延時間を補正し、素子データの位相を揃える遅延補正部と、超音波送受信素子の配列方向における遅延時間の補正後の素子データの振幅値の分布に基づいて、素子データの質を判定する素子データ判定部と、素子データ判定部による判定結果に応じて、素子データに異なる処理を行って超音波画像を生成する画像生成部と、を備えることを特徴とする超音波診断装置を提供するものである。

ここで、上記第１の態様においては、画像生成部は、素子データ判定部による判定結果に応じて、素子データの質が良い場合と質が悪い場合とで素子データに異なる処理を行うものであるのが好ましい。
素子データ判定部は、超音波送受信素子の配列方向における遅延時間の補正後の素子データの振幅値の平均値と所定の閾値とを比較して、平均値が閾値よりも大きい場合には素子データの質が良いと判定し、平均値が閾値以下の場合には素子データの質が悪いと判定するものであるのが好ましい。
画像生成部は、素子データ判定部によって素子データの質が良いと判定された場合には、振幅値の絶対値が最大値である素子データに処理を行い、素子データの質が悪いと判定された場合には、超音波送受信素子の配列方向における全ての遅延時間の補正後の素子データの振幅値の平均値に処理を行うものであるのが好ましい。
さらに、画像生成部によって生成された超音波画像の画質を判定する画質判定部を備えるのが好ましい。
画質判定部は、画像生成部によって生成された超音波画像の輝度値に基づいて、超音波画像の画質を判定するものであるのが好ましい。
画質判定部は、画像生成部によって生成された超音波画像の鮮鋭度に基づいて、超音波画像の画質を判定するものであるのが好ましい。
画質判定部は、所定の画質の超音波画像に対応する閾値以上の値を有するか否かに応じて、画像生成部によって生成された超音波画像の画質を判定するものであるのが好ましい。
さらに、画像生成部によって生成された超音波画像が所定の画質ではないと画質判定部によって判定された場合、画像生成部によって生成された超音波画像が所定の画質であると画質判定部によって判定されるまで、音速設定値の設定を変更して素子データの遅延時間を補正し直して超音波画像を生成することを繰り返すように制御する処理条件変更部を備えるのが好ましい。

また、本発明の第２の態様は、一方向に配列された複数の超音波送受信素子を用いて、超音波パルスを被検体に送信し、超音波パルスが被検体から反射した超音波エコーを受信して素子データを生成するステップと、生成した素子データを素子データ保持部に保持するステップと、所定の音速設定値を用いて、素子データ保持部から読み出した素子データにおける超音波エコーの到達時刻の差である遅延時間を補正し、素子データの位相を揃えるステップと、超音波送受信素子の配列方向における遅延時間の補正後の素子データの振幅値の分布に基づいて、素子データの質を判定するステップと、素子データの質の判定結果に応じて、素子データに異なる処理を行って超音波画像を生成するステップと、を含むことを特徴とするデータ処理方法を提供するものである。

ここで、上記第２の態様においては、さらに、生成した超音波画像が所定の画質ではないと判定した場合、生成した超音波画像が所定の画質であると判定するまで、音速設定値の設定を変更して素子データの遅延時間を補正し直して超音波画像を生成することを繰り返すように制御するステップを含むのが好ましい。

本発明によれば、エコー信号をＡ／Ｄ変換して得た素子データを遅延補正した後、整相加算せずにその素子データに基づいて素子データの質を判定し、その判定結果に応じて素子データに異なる処理を行うことによって、Ｓ／Ｎが良い超音波画像を表示することができる。

また、本発明によれば、素子データ保持部が素子データを記憶し、その素子データを使用することによって、再度送信部が超音波パルスを被検体内に送信することなしに、音速設定値の変更後の新たなＢモード画像データを生成することができる。

さらに、本発明によれば、予め設定された画質判定基準を満たすまで、音速設定値の変更後の新たなＢモード画像データを生成することを自動的に繰り返すことによって、最適なフォーカスに調整された超音波画像を表示することができる。

本発明に係る超音波診断装置の一実施形態を示す機能ブロック図である。 図１に示す超音波診断装置の素子データ処理部の詳細な構成を示す機能ブロック図である。 （ａ）は、ノイズの少ない質の良い素子データを示した説明図であり、（ｂ）はノイズの影響によって遅延補正がうまく機能しなかった質の悪い素子データを示した説明図である。 本発明に係るデータ処理方法の手順の一実施例を示すフローチャートである。 図１に示す超音波診断装置の実施例１を示す機能ブロック図である。 （ａ）は、ノイズの少ない質の良い素子データに対する処理内容を説明する説明図であり、（ｂ）はノイズの影響によって遅延補正がうまく機能しなかった質の悪い素子データに対する処理内容を説明する説明図である。 本発明に係るデータ処理方法の手順の実施例１を示すフローチャートである。 図１に示す超音波診断装置の実施例２を示す機能ブロック図である。 本発明に係るデータ処理方法の手順の実施例２を示すフローチャートである。 音速設定値に基づいて、素子データを遅延補正する様子を表す概念図である。 従来の超音波診断装置の実施形態を示すブロック図である。

本発明に係る超音波診断装置を添付の図面に示す好適実施形態に基づいて以下に詳細に説明する。

図１は、本発明に係る超音波診断装置の一実施形態を示す機能ブロック図である。同図に示す超音波診断装置は、送信部１０と、受信部１２と、素子データ保持部１４と、素子データ処理部１６と、検波処理部１８と、画像作成部２０と、表示部２２と、を備えている。

送信部１０は、被検体の診断部位に当接させて使用する超音波探触子（図示せず）が有する圧電素子（超音波送受信素子）を駆動して超音波パルス（超音波ビーム）を発生させ、その超音波パルスを被検体内に送信するものである。

超音波探触子は、送信部１０によって被検体内に送信された超音波パルスが被検体から反射した反射エコー信号（超音波エコー）を圧電素子を用いて受信し、その反射エコー信号を電気信号（アナログ）に変換する。
受信部１２は、超音波探触子によって受信され、変換された反射エコー信号の電気信号を増幅し、ローパスフィルタで高周波成分をカットした後、Ａ／Ｄ変換することによって素子データ（デジタル）を出力するものである。即ち、素子データは、超音波探触子が受信し、変換した反射エコー信号（超音波エコー）の電気信号（アナログ）を増幅し、フィルタ処理し、Ａ／Ｄ変換して得たデータ（デジタル）である。
ここで、上記送信部１０、超音波探触子及び受信部１２は、本発明の超音波送受信部を構成する。

素子データ保持部１４は、受信部１２によって出力された素子データを記憶するものである。この素子データの記憶は、１回目の遅延補正処理で用いた音速設定値を変更し、別の音速設定値で再計算するために、所定の操作によって消去されるまで保たれるものである。

図２は、図１に示す超音波診断装置の素子データ処理部の詳細な構成を示す機能ブロック図である。素子データ処理部１６は、図２に示されるように、素子データ保持部１４に記憶された素子データに対して、遅延補正処理を行う遅延補正部１６ａと、遅延補正後の素子データの素子方向（一方向に配列された圧電素子の配列方向）の振幅値の分布から素子データの質を判定する素子データ判定部１６ｂと、その判定結果毎に素子データの質が良い場合と悪い場合とで素子データに異なる処理を行うＲＦデータ作成部１６ｃで構成される。ＲＦ（ラジオ周波数）データは、従来の超音波診断装置では、素子データを遅延補正し、整相加算して得たデータであるが、本発明に係る超音波診断装置では、素子データを遅延補正した後、整相加算せずに素子データの素子方向の振幅値の分布から素子データの質を判定し、その判定結果毎に素子データの質が良い場合と悪い場合とで素子データに異なる処理を行うことによって作成されたデータである。

遅延補正部１６ａは、遅延補正処理、即ち、素子データ保持部１４から供給された（読み出された）素子データに対して、超音波エコーの到達時刻の差である遅延時間を補正し、素子データの位相を所定の音速設定値を用いて揃えるものである。

図３（ａ）は、ノイズの少ない質の良い素子データを示した説明図であり、左側の図は、横軸を素子方向とし、縦軸を時間として、遅延補正後の素子データを示し、右側の図は、横軸を素子方向とし、縦軸を振幅として、高輝度の信号が映っているある時刻ｔ１における素子データの素子方向の振幅値の分布を示している。この場合の素子データは、同図（ａ）の左側に示すように、ある時刻ｔ１において素子方向に真っ直ぐになっており、同右側に示すように、その時刻ｔ１での振幅は中央の素子の付近が高く、両端の素子に行くほど小さくなっている。また、同右側に示すある時刻ｔ１における素子データの素子方向の振幅値は、正の領域に分布しているが、素子データは正の領域と負の領域を時間と共に往復するので、別の時刻における振幅値は、負の領域に分布することがある。

一方、図３（ｂ）はノイズの影響によって遅延補正がうまく機能しなかった質の悪い素子データを示した説明図であり、同様に、左側の図は、横軸を素子方向とし、縦軸を時間として、遅延補正後の素子データを示し、右側の図は、横軸を素子方向とし、縦軸を振幅として、高輝度の信号が映っているある時刻ｔ１における素子データの素子方向の振幅値の分布を示している。この場合の素子データは、同図（ｂ）の左側に示すように、ある時刻ｔ１において図３（ａ）の左側に示すように真っ直ぐになっておらず、かつ、同図（ｂ）の右側に示すように、その時刻ｔ１での素子方向の振幅値も大小ばらばらに分布し、滑らかな形には分布していない。

素子データ判定部１６ｂは、素子方向における遅延補正後の素子データの振幅値の分布に基づいて、素子データの質を判定する、即ち、図３（ａ）に示すような素子データの質が良い場合と図３（ｂ）に示すような素子データの質が悪い場合とを判定する処理を行うものである。素子データ判定部１６ｂは、本実施形態の場合、素子データの素子方向の全ての振幅値の平均値と所定の閾値とを比較して、平均値が閾値よりも大きい場合には素子データの質が良いと判定し、平均値が閾値以下の場合には素子データの質が悪いと判定する。なお、素子データ判定部１６ｂは、素子方向における遅延補正後の素子データに基づいて、素子データの質を判定するものであって、素子データの振幅値の分布に基づいて素子データの質を判定することは必須ではなく、素子データの質を判定する方法は何ら限定されるものではない。

ＲＦデータ作成部１６ｃは、素子データ判定部１６ｂによる判定結果に応じて、素子データの質が良い場合と悪い場合とで素子データに異なる処理を行うことによってＲＦデータを作成するものである。具体的には、ＲＦデータ作成部１６ｃは、素子データ判定部１６ｂによって素子データの質が良いと判定された場合には、ノイズの少ない反射エコー信号のうちで最も質の良い素子データを選択するように、例えば、振幅値の絶対値が最大値である素子データをＲＦデータとして採用する。一方、ＲＦデータ作成部１６ｃは、素子データの質が悪いと判定された場合には、反射エコー信号に含まれるノイズを抑制するように、例えば、素子データの素子方向の全ての振幅値の平均値をＲＦデータとして採用する。従って、ノイズの少ない素子データの中で最も質の良い素子データを選択し、ノイズの影響を受けた素子データの平均値を求めて、その値をＲＦデータ値とすることによってＳ／Ｎを向上させることができる。
なお、ＲＦデータ作成部１６ｃは、素子データ判定部１６ｂによる判定結果に応じて、素子データに異なる処理を行うものであって、素子データの質が良い場合と質が悪い場合とで素子データに異なる処理を行うことは必須ではなく、ＲＦデータ作成部１６ｃが素子データからＲＦデータを作成する方法は何ら限定されるものではない。

時刻ｔ１以外の時刻の素子データも同様に、素子データを遅延補正した後、素子データの素子方向の振幅値の分布から素子データの質を判定し、その判定結果毎に素子データの質が良い場合と悪い場合とで素子データに異なる処理を行うことによって時刻ゼロから所定の時刻までのＲＦデータを作成する。

続いて、図１に示される検波処理部１８は、ＲＦデータ作成部１６ｃによって作成されたＲＦデータに対して、ＳＴＣ（Sensitivity Time gain Control）によって、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した後、ローパスフィルタ等によって包絡線検波処理を施すことにより、包絡線信号を生成するものである。

画像作成部２０は、検波処理部１８によって生成された包絡線信号に対して、対数圧縮やゲイン調整等の処理を施して画像データを生成し、この画像データを通常のテレビジョン信号の走査方式に従う画像データに変換（ラスター変換）することにより、エコーの信号強度に応じた輝度情報を有するＢモード画像データを生成するものである。
ここで、ＲＦデータ作成部１６ｃ、検波処理部１８及び画像作成部２０は、本発明の画像生成部を構成する。

表示部２２は、画像作成部２０によって生成されたＢモード画像データに対応する超音波画像を表示するものである。
本発明に係る超音波診断装置は、基本的に以上のように構成される。

次に、本発明に係るデータ処理方法について説明する。
図４は、本発明に係るデータ処理方法の手順の一実施例を示すフローチャートである。本発明は、エコー信号をＡ／Ｄ変換して得た素子データを遅延補正した後、整相加算せずにその素子データに基づいて素子データの質を判定し、その判定結果に応じて素子データに異なる処理を行うことによって、Ｓ／Ｎが良い超音波画像を表示することができるデータ処理方法である。また、本発明は、素子データ保持部が素子データを記憶し、その素子データを使用することによって、再度送信部が超音波パルスを被検体内に送信することなしに、音速設定値の変更後の新たなＢモード画像データを生成することができるデータ処理方法であり、ステップＳ１０〜Ｓ２６で構成される。

ステップＳ１０において、送信部１０が超音波探触子の圧電素子を駆動して超音波パルスを発生させ、その超音波パルスを被検体内に送信する。

ステップＳ１２において、超音波探触子がステップＳ１０で送信部１０によって被検体内に送信された超音波パルスの反射エコー信号を圧電素子を用いて受信し、その反射エコー信号を電気信号（アナログ）に変換する。そして、受信部１２が超音波探触子によって受信され、変換された超音波パルスの反射エコー信号の電気信号を増幅し、フィルタ処理し、Ａ／Ｄ変換して素子データを出力する。

ステップＳ１４において、素子データ保持部１４がステップＳ１２で出力された素子データを記憶する。

ステップＳ１６において、素子データ処理部１６の遅延補正部１６ａがステップＳ１４で記憶された素子データを所定の音速設定値を用いて遅延補正する。

ステップＳ１８において、素子データ判定部１６ｂがステップＳ１６で遅延補正された素子データのある時刻ｔ１における素子方向の振幅値の分布が、ノイズの少ない質の良いものかノイズの多い質の悪いものかを判定する。

ステップＳ２０において、ＲＦデータ作成部１６ｃがステップＳ１８の判定結果毎に素子データの質が良い場合と悪い場合とで素子データに異なる処理を行うことによってＲＦデータを作成する。また、時刻ｔ１以外の時刻の素子データも同様に、ステップＳ１６〜Ｓ２０を繰り返すことによって、時刻ゼロから所定の時刻までのＲＦデータを作成する。

ステップＳ２２において、検波処理部１８がステップＳ２０で作成されたＲＦデータから包絡線信号を生成する。

ステップＳ２４において、画像作成部２０がステップＳ２２で生成された包絡線信号からＢモード画像データを生成する。

ステップＳ２６において、表示部２２がステップＳ２４で生成されたＢモード画像データに対応する超音波画像を表示する。
本発明に係るデータ処理方法は、基本的に以上のようなステップで構成される。

まず、本発明に係る超音波診断装置の実施例１について説明する。
図５は、図１に示す超音波診断装置の実施例１を示す機能ブロック図である。また、図６（ａ）は、ノイズの少ない質の良い素子データに対する処理内容を説明する説明図であり、同図（ｂ）はノイズの影響によって遅延補正がうまく機能しなかった質の悪い素子データに対する処理内容を説明する説明図である。実施例１は、図２に示された素子データ処理部１６の各構成要素における処理内容をより具体的に示したものである。
その他の部分は、図１に示された本発明に係る超音波診断装置の一実施形態と同一である。

遅延補正部１６０は、図２の遅延補正部１６ａに相当するものであり、素子データ保持部１４によって記憶された素子データに対して遅延補正を行う。

素子方向の平均値算出部１６２及び素子データ判定部１６４は、図２の素子データ判定部１６ｂに相当するものである。
素子方向の平均値算出部１６２は、遅延補正部１６０によって補正された素子データに対して素子方向の振幅値の平均値Ａを算出する。以下の説明では、図６（ａ）に示す質の良い素子データ及び同図（ｂ）に示す質の悪い素子データの平均値をそれぞれＡａ、Ａｂとする。

素子データ判定部１６４は、素子方向の平均値算出部１６２によって算出された素子データの素子方向の振幅値の平均値Ａを予め設定された閾値Ｔと比較判定する。そして、図６（ａ）のように、平均値Ａ（Ａａ）が閾値Ｔよりも大きい場合（ＹＥＳ）には、素子データ判定部１６４がノイズの少ない質の良い素子データと判定して、ＲＦデータ算出部１６６が後述する素子データの質が良い場合に対応する処理１６６ｙを行う。一方、図６（ｂ）のように、平均値Ａ（Ａｂ）が閾値Ｔよりも小さいまたは等しい場合（ＮＯ）には、素子データ判定部１６４がノイズの多い質の悪い素子データと判定して、ＲＦデータ算出部１６６が後述する素子データの質が悪い場合に対応する処理１６６ｎを行う。

ＲＦデータ算出部１６６は、図２のＲＦデータ作成部１６ｃに相当するものであり、素子データ判定部１６４によって判定された素子データに対して、判定結果に応じて処理１６６ｙと処理１６６ｎの２つの処理のいずれかを行う。処理１６６ｙは、整相加算せずに振幅値の絶対値が最大値である素子データをＲＦデータとして採用する処理である。具体的な処理としては図６（ａ）に示すように、時刻ｔ１における素子データの素子方向の振幅値の最大値の絶対値と最小値の絶対値を比較して、|最大値|≧|最小値|の場合は、時刻ｔ１における素子データの素子方向の振幅値の最大値（図６のＭ）を、|最大値|＜|最小値|の場合は、時刻ｔ１における素子データの素子方向の振幅値の最小値をＲＦデータ値とする。一方、処理１６６ｎは、整相加算せずに素子データの素子方向の全ての振幅値の平均値をＲＦデータとして採用する処理である。具体的な処理としては図６（ｂ）に示すように、時刻ｔ１における素子データの素子方向の全ての振幅値の平均値（図６のＡｂ）をＲＦデータ値とするが、この平均値は、素子方向の平均値算出部１６２によって既に算出されたものを使用することができる。

時刻ｔ１以外の時刻の素子データも同様に、素子データを遅延補正した後、素子データの素子方向の振幅値の平均値を算出し、その平均値を予め設定された閾値と比較判定し、その判定結果に応じて処理１６６ｙと処理１６６ｎの２つの処理のいずれかを行うことによって、時刻ゼロから所定の時刻までのＲＦデータを作成する。

実施例１の超音波診断装置は、エコー信号をＡ／Ｄ変換して得た素子データを遅延補正した後、整相加算せずにその素子データに基づいて素子データの質を判定し、その判定結果に応じて素子データに異なる処理を行うことによって、Ｓ／Ｎが良い超音波画像を表示することができるという効果がある。また、素子データ保持部が素子データを記憶し、その素子データを使用することによって、再度送信部１０が超音波パルスを被検体内に送信することなしに、音速設定値の変更後の新たなＢモード画像データを生成することができるという効果がある。
本発明に係る超音波診断装置の実施例１は、基本的に以上のように構成される。

次に、本発明に係るデータ処理方法の実施例１の作用について説明する。
図７は、本発明に係るデータ処理方法の手順の実施例１を示すフローチャートである。実施例１は、図４に示されたステップＳ１６〜Ｓ２０における処理内容をより具体的に示したものである。
その他の部分は、図４に示された本発明に係るデータ処理方法の手順の一実施例と同一である。

ステップＳ１１６において、遅延補正部１６０がステップＳ１４で記憶された素子データを遅延補正する。

ステップＳ１１８ａにおいて、素子方向の平均値算出部１６２がステップＳ１１６で遅延補正された素子データの素子方向の振幅値の平均値を算出する。

ステップＳ１１８ｂにおいて、素子データ判定部１６４がステップＳ１１８ａで算出された素子データの素子方向の振幅値の平均値を閾値Ｔと比較判定する。

ステップＳ１２０ａにおいて、素子データ判定部１６４がステップＳ１１８ｂで比較判定した結果、素子データの素子方向の振幅値の平均値が閾値Ｔよりも大きい時、ＲＦデータ算出部１６６が時刻ｔ１における素子データの素子方向の振幅値の最大値の絶対値と最小値の絶対値を比較して、|最大値|≧|最小値|の場合は、時刻ｔ１における素子データの素子方向の振幅値の最大値を、|最大値|＜|最小値|の場合は、時刻ｔ１における素子データの素子方向の振幅値の最小値をＲＦデータ値とする。

ステップＳ１２０ｂにおいて、素子データ判定部１６４がステップＳ１１８ｂで比較判定した結果、素子データの素子方向の振幅値の平均値が閾値Ｔよりも小さい又は等しい時、ＲＦデータ算出部１６６が時刻ｔ１における素子データの素子方向の全ての振幅値の平均値をＲＦデータ値とする。
本発明に係るデータ処理方法の実施例１は、基本的に以上のようなステップで構成される。

次に、本発明に係る超音波診断装置の実施例２について説明する。
図８は、図１に示す超音波診断装置の実施例２を示す機能ブロック図である。実施例２は、図５に示された超音波診断装置の実施例１を示す機能ブロック図において、画像作成部２０と表示部２２の間に画質判定部２１を追加したものであり、判定結果が「ＯＫ」の場合には実施例１と同様に表示部２２の処理が行われ、判定結果が「ＮＧ」の場合には処理条件変更部２４を経て実施例１の遅延補正部１６０の処理に戻る。
その他の部分は、図５に示された本発明に係る超音波診断装置の処理方法の手順の実施例１と同一である。

画質判定部２１は、画像作成部２０によって生成されたＢモード画像データの画質が予め設定された画質判定基準を満たすか満たさないかについて判定するものである。そして、画質判定基準を満たす場合には、判定されたＢモード画像データに対して表示部２２の処理が行われる。一方、画質判定基準を満たさない場合には、処理条件変更部２４の処理が行われる。

画質判定部２１は、例えば、画像作成部２０によって生成されたＢモード画像データに対応する超音波画像の輝度値、鮮鋭度などに対して予め設定した閾値、例えば、所定の画質の超音波画像に対応する輝度値、鮮鋭度などの閾値以上の値を有するか否かに応じて、その画質を判定することができる。また、例えば異なる音速設定値を適用する度に音速設定値の差分を計算し、この差分に対して予め設定した音速設定値の収束度合いを示す閾値を画質判定基準として用いても良い。

処理条件変更部２４は、画像作成部２０によって生成されたＢモード画像データに対応する超音波画像が所定の画質ではないと画質判定部２１によって判定された場合、画像作成部２０によって生成されたＢモード画像データに対応する超音波画像が所定の画質であると画質判定部２１によって判定されるまで、現在設定されている音速設定値を別の音速設定値に変更して素子データの遅延時間を補正し直して超音波画像を生成することを繰り返すように制御する。音速設定値の変更方法は、例えば遅延補正部１６ａが使用頻度の最も高い音速設定値を初期設定し、処理条件変更部２４がこの音速設定値に対して予め設定された音速差分を１回ずつ加算したり減算したりする方法でも良い。また、例えば遅延補正部１６ａが前回用いた音速設定値をそのまま初期設定し、処理条件変更部２４が音速差分を加減算する方法でも良い。

実施例２の超音波診断装置は、実施例１の効果に加えて、さらに、予め設定された画質判定基準を満たすまで、音速設定値の変更後の新たなＢモード画像データを生成することを自動的に繰り返すことによって、最適なフォーカスに調整された超音波画像を表示することができるという効果がある。
本発明に係る超音波診断装置の実施例２は、基本的に以上のように構成される。

次に、本発明に係るデータ処理方法の実施例２の作用について説明する。
図９は、本発明に係るデータ処理方法の手順の実施例２を示すフローチャートである。実施例２は、図７に示されたステップＳ２４とＳ２６の間にステップＳ２５ａを追加したものであり、ステップＳ２５の判定結果が「ＯＫ」の場合には実施例１と同様にステップＳ２６の処理が行われ、判定結果が「ＮＧ」の場合にはステップＳ２５ｂを経て実施例１のステップＳ１６の処理に戻る。
その他の部分は、図７に示された本発明に係るデータ処理方法の実施例１と同一である。

ステップＳ２５ａにおいて、画質判定部２１がステップＳ２４で生成されたＢモード画像データの画質を判定する。

ステップＳ２５ｂにおいて、画質判定部２１がステップＳ２５ａでＢモード画像データの画質が画質判定基準を満たさないと判定した場合、処理条件変更部２４が現在設定されている音速設定値を別の音速設定値に変更する。そして、ステップＳ１４で記憶された素子データに対して、ステップＳ２５ｂで設定された別の音速設定値を用いてステップＳ１６以降の処理がやり直される。

ここで、音速設定値の設定を変更した場合の素子データの遅延補正について説明する。
図９は、音速設定値に基づいて、素子データを遅延補正する様子を表す概念図である。同図に示すように、超音波探触子が有する複数の圧電素子が、同図中左右方向に一列に配列されている場合を考える。

ここで、圧電素子の配列方向における各々の圧電素子の幅をＬとすると、配列方向の中心の圧電素子から端部に向かってｎ番目の圧電素子までの距離はｎＬとなる。
同図に示すように、超音波の反射点が、中心の圧電素子から配列方向に対して垂直な距離（深さ）ｄの位置にあるとすると、ｎ番目の圧電素子と反射点との間の距離（長さ）ｄ_ｎは、式（１）により算出される。
ｄ_ｎ＝（（ｎＬ）^２＋ｄ^２）^１／２ … （１）
従って、音速設定値Ｖを用いて、超音波が反射点からｎ番目の圧電素子で受信されるまでの時間ｔ_ｎは、式（２）により算出される。
ｔ_ｎ＝ｄ_ｎ／Ｖ＝（（ｎＬ）^２＋ｄ^２）^１／２／Ｖ … （２）

上記のように、各々の圧電素子と反射点との間の距離はそれぞれ異なるため、この例の場合、同図上部のグラフに示すように、配列方向の端部側の圧電素子になればなるほど、時間ｔ_ｎは長くなる。

つまり、ｎ番目の圧電素子で受信される超音波は、超音波が反射点から中心の圧電素子で受信されるまでの時間をｔ_１とすると、中心の圧電素子で受信される超音波に対して、時間Δｔ＝ｔ_ｎ−ｔ_１だけ遅れる。遅延補正部１６０は、各々の圧電素子に対応する素子データについて、上記時間Δｔで表される遅延時間を補正する。この遅れた遅延時間Δｔを受信遅延パターンと呼ぶ。以上のように、各々の素子データの遅延時間Δｔは、反射点と圧電素子の幾何学的な配置から求めた距離と音速設定値から算出される。

なお、上記例は、超音波探触子がリニアプローブの場合であるが、コンベックスプローブの場合もプローブ形状が違うだけで考え方は同じである。
本発明に係るデータ処理方法の実施例２は、基本的に以上のようなステップで構成される。

以上、本発明に係る超音波診断装置について実施形態及び実施例を挙げて詳細に説明したが、本発明は上記実施形態及び実施例に限定されず、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良いのはもちろんである。
例えば、遅延補正部１６ａが初期設定する音速設定値は、予め設定された値ではなく、その都度オペレータが図示しない入力手段を操作して入力した値でも良い。また、素子データ判定部１６４が素子データの素子方向の振幅値の平均値Ａａ、Ａｂと比較判定する閾値Ｔは、予め設定された値ではなく、その都度オペレータが図示しない入力手段を操作して入力した値でも良い。さらに、画質判定部２１がＢモード画像データの画質を判定する画質判定基準も同様に、予め設定された値ではなく、その都度オペレータが図示しない入力手段を操作して入力した値でも良い。

１０ 送信部
１２ 受信部
１４ 素子データ保持部
１６ 素子データ処理部
１６ａ 遅延補正部
１６ｂ 素子データ判定部
１６ｃ ＲＦデータ作成部
１８ 検波処理部
２０ 画像作成部
２１ 画質判定部
２２ 表示部
２４ 処理条件変更部
１６０ 遅延補正部
１６２ 素子方向の平均値算出部
１６４ 素子データ判定部
１６６ ＲＦデータ算出部
１６６ｙ、１６６ｎ 処理

Claims (11)

1. 一方向に配列された複数の超音波送受信素子を用いて、超音波パルスを被検体に送信し、該超音波パルスが該被検体から反射した超音波エコーを受信して素子データを生成する超音波送受信部と、
   前記超音波送受信部によって生成された素子データを保持する素子データ保持部と、
   所定の音速設定値を用いて、前記素子データ保持部から供給された素子データにおける超音波エコーの到達時刻の差である遅延時間を補正し、該素子データの位相を揃える遅延補正部と、
   前記超音波送受信素子の配列方向における前記遅延時間の補正後の素子データの振幅値の分布に基づいて、該素子データの質を判定する素子データ判定部と、
   前記素子データ判定部による判定結果に応じて、前記素子データに異なる処理を行って超音波画像を生成する画像生成部と、を備えることを特徴とする超音波診断装置。
2. 前記画像生成部は、前記素子データ判定部による判定結果に応じて、前記素子データの質が良い場合と質が悪い場合とで該素子データに異なる処理を行うものである請求項１に記載の超音波診断装置。
3. 前記素子データ判定部は、前記超音波送受信素子の配列方向における前記遅延時間の補正後の素子データの振幅値の平均値と所定の閾値とを比較して、該平均値が該閾値よりも大きい場合には前記素子データの質が良いと判定し、該平均値が該閾値以下の場合には前記素子データの質が悪いと判定するものである請求項１または２に記載の超音波診断装置。
4. 前記画像生成部は、前記素子データ判定部によって前記素子データの質が良いと判定された場合には、振幅値の絶対値が最大値である素子データに処理を行い、該素子データの質が悪いと判定された場合には、前記超音波送受信素子の配列方向における全ての前記遅延時間の補正後の素子データの振幅値の平均値に処理を行うものである請求項３に記載の超音波診断装置。
5. さらに、前記画像生成部によって生成された超音波画像の画質を判定する画質判定部を備える請求項１〜４のいずれか１項に記載の超音波診断装置。
6. 前記画質判定部は、前記画像生成部によって生成された超音波画像の輝度値に基づいて、該超音波画像の画質を判定するものである請求項５に記載の超音波診断装置。
7. 前記画質判定部は、前記画像生成部によって生成された超音波画像の鮮鋭度に基づいて、該超音波画像の画質を判定するものである請求項５に記載の超音波診断装置。
8. 前記画質判定部は、所定の画質の超音波画像に対応する閾値以上の値を有するか否かに応じて、前記画像生成部によって生成された超音波画像の画質を判定するものである請求項６または７に記載の超音波診断装置。
9. さらに、前記画像生成部によって生成された超音波画像が所定の画質ではないと前記画質判定部によって判定された場合、該画像生成部によって生成された超音波画像が所定の画質であると前記画質判定部によって判定されるまで、前記音速設定値の設定を変更して前記素子データの遅延時間を補正し直して超音波画像を生成することを繰り返すように制御する処理条件変更部を備える請求項５〜８のいずれか１項に記載の超音波診断装置。
10. 一方向に配列された複数の超音波送受信素子を用いて、超音波パルスを被検体に送信し、該超音波パルスが該被検体から反射した超音波エコーを受信して素子データを生成するステップと、
    前記生成した素子データを素子データ保持部に保持するステップと、
    所定の音速設定値を用いて、前記素子データ保持部から読み出した素子データにおける超音波エコーの到達時刻の差である遅延時間を補正し、該素子データの位相を揃えるステップと、
    前記超音波送受信素子の配列方向における前記遅延時間の補正後の素子データの振幅値の分布に基づいて、該素子データの質を判定するステップと、
    前記素子データの質の判定結果に応じて、該素子データに異なる処理を行って超音波画像を生成するステップと、を含むことを特徴とするデータ処理方法。
11. さらに、前記生成した超音波画像が所定の画質ではないと判定した場合、該生成した超音波画像が所定の画質であると判定するまで、前記音速設定値の設定を変更して前記素子データの遅延時間を補正し直して超音波画像を生成することを繰り返すように制御するステップを含む請求項１０に記載のデータ処理方法。

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