超音波診断装置及び画像生成制御プログラム
【課題】関心領域の方位分解能が常に高くなる超音波画像を生成すること。
【解決手段】実施形態の超音波診断装置は、画像生成部１５ａ、検出部１５ｂ、決定部１５ｃ及び制御部１８を備える。画像生成部１５ａは、複数の設定音速から算出される各受信遅延時間を用いて加算された超音波の反射波データそれぞれから、複数の設定音速ごとの超音波画像を生成する。検出部１５ｂは、複数の設定音速ごとの超音波画像それぞれを複数の区画に分割し、同一の区画において輝度値、又は、コントラスト値が最適となる設定音速を、複数の区画ごとに検出する。決定部１５ｃは、最適であると検出された複数の区画ごとの設定音速に基づいて、関心領域を描出するために最適となる設定音速を決定する。制御部１８は、決定部１５ｃにより決定された設定音速に基づいた超音波画像が画像生成部１５ａにて生成されるように制御する。
【解決手段】実施形態の超音波診断装置は、画像生成部１５ａ、検出部１５ｂ、決定部１５ｃ及び制御部１８を備える。画像生成部１５ａは、複数の設定音速から算出される各受信遅延時間を用いて加算された超音波の反射波データそれぞれから、複数の設定音速ごとの超音波画像を生成する。検出部１５ｂは、複数の設定音速ごとの超音波画像それぞれを複数の区画に分割し、同一の区画において輝度値、又は、コントラスト値が最適となる設定音速を、複数の区画ごとに検出する。決定部１５ｃは、最適であると検出された複数の区画ごとの設定音速に基づいて、関心領域を描出するために最適となる設定音速を決定する。制御部１８は、決定部１５ｃにより決定された設定音速に基づいた超音波画像が画像生成部１５ａにて生成されるように制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、超音波診断装置及び画像生成制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、超音波診断装置を用いた画像撮影では、超音波画像の方位分解能を高めるために、ダイナミック集束法が用いられている。超音波を送信してから反射波が受信されるまでの時間は、反射エコー源の深さに比例する。そこで、ダイナミック集束法では、超音波送信からの経過時間に応じて、受信信号を加算（整相加算）するために用いる受信遅延時間を切り替えることで、深さ方向が異なる各集束点からの受信信号を集束させる。具体的には、超音波診断装置は、ダイナミック集束法の実行に際し、異なる集束点ごとに各振動子における受信遅延時間を算出しておき、算出した集束点ごとの受信遅延時間を用いて深さ方向が異なる各集束点からの受信信号を加算することで超音波画像を生成する。
【０００３】
ここで、ダイナミック集束法にて各集束点における受信遅延時間を算出する際には、生体内の音速として設定された値（以下、設定音速と記載する）が用いられる。しかし、設定音速と実際の生体音速とに差がある場合は、受信信号の集束点がずれてしまい、ダイナミック集束法を用いても、超音波画像の方位分解能が低下してしまう場合がある。
【０００４】
このため、近年、最適な設定音速を求める技術が知られている。かかる技術では、受信遅延時間の計算に用いる設定音速を変えながら各設定音速における超音波画像を取得し、取得した各超音波画像のコントラストや輝度を評価することで、最適となる設定音速（最適音速）を求める。具体的には、超音波診断装置は、各設定音速における超音波画像を複数の区画に分け、例えば、区画ごとに、コントラスト値が最適となる設定音速（最適音速）を求める。そして、超音波診断装置は、区画ごとの最適音速、又は、区画ごとの最適音速から算出した画像全体もしくは深さ方向ごとの最適音速を受信遅延回路へフィードバックする。
【０００５】
しかし、上記の技術で求められる設定音速は、必ずしも、関心領域を観察するために最適な値とはならない場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２６４５３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、関心領域の方位分解能が常に高くなる超音波画像を生成することが可能となる超音波診断装置及び画像生成制御プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態の超音波診断装置は、画像生成部と、検出部と、決定部と、制御部とを備える。画像生成部は、撮影対象部位内の音速として設定された複数の設定音速から算出される各受信遅延時間を用いて加算された超音波の反射波データそれぞれから、前記複数の設定音速ごとの超音波画像を生成する。検出部は、前記画像生成部により生成された前記複数の設定音速ごとの超音波画像それぞれを複数の区画に分割し、同一の区画において輝度値、又は、コントラスト値が最適となる設定音速を、前記複数の区画ごとに検出する。決定部は、前記検出部により最適であると検出された前記複数の区画ごとの設定音速に基づいて、関心領域を描出するために最適となる設定音速を決定する。制御部は、前記決定部により決定された設定音速に基づいた超音波画像が前記画像生成部にて生成されるように制御する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成を説明するための図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係る画像生成部が生成する超音波画像の一例を説明するための図である。
【図３】図３は、第１の実施形態に係る検出部による処理の一例を説明するための図である。
【図４】図４は、検出部の検出結果を用いた従来の技術を説明するための図である。
【図５】図５は、第１の実施形態に係る決定部を説明するための図（１）である。
【図６】図６は、第１の実施形態に係る決定部を説明するための図（２）である。
【図７】図７は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の処理を説明するためのフローチャートである。
【図８】図８は、第２の実施形態に係る決定部が用いる設定情報の一例を説明するための図である。
【図９】図９は、第２の実施形態に係る決定部を説明するための図である。
【図１０】図１０は、第２の実施形態に係る決定部が用いる設定情報の他の一例を説明するための図である。
【図１１】図１１は、第２の実施形態に係る超音波診断装置の処理を説明するためのフローチャートである。
【図１２】図１２は、第３の実施形態に係る決定部を説明するための図（１）である。
【図１３】図１３は、第３の実施形態に係る決定部を説明するための図（２）である。
【図１４】図１４は、第３の実施形態に係る超音波診断装置の処理を説明するためのフローチャートである。
【図１５】図１５は、第４の実施形態に係る決定部を説明するための図である。
【図１６】図１６は、第４の実施形態に係る超音波診断装置の処理を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して、超音波診断装置の実施形態を詳細に説明する。
【００１１】
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成について説明する。図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成を説明するための図である。図１に示すように、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と、モニタ２と、入力装置３と、装置本体１０とを有する。
【００１２】
超音波プローブ１は、装置本体１０と着脱自在に接続される。超音波プローブ１は、複数の圧電振動子を有し、これら複数の圧電振動子は、後述する装置本体１０が有する送信部１１から供給される駆動信号に基づき超音波を発生する。また、超音波プローブ１は、被検体Ｐからの反射波を受信して電気信号に変換する。また、超音波プローブ１は、圧電振動子に設けられる整合層や、圧電振動子から後方への超音波の伝播を防止するバッキング材などを有する。
【００１３】
超音波プローブ１から被検体Ｐに超音波が送信されると、送信された超音波は、被検体Ｐの体内組織における音響インピーダンスの不連続面で次々と反射され、反射波信号として超音波プローブ１が有する複数の圧電振動子にて受信される。受信される反射波信号の振幅は、超音波が反射される不連続面における音響インピーダンスの差に依存する。なお、送信された超音波パルスが、移動している血流や心臓壁などの表面で反射された場合の反射波信号は、ドプラ効果により、移動体の超音波送信方向に対する速度成分に依存して、周波数偏移を受ける。
【００１４】
ここで、本実施形態は、超音波プローブ１による超音波の走査形態が、リニア走査である場合であっても、セクタ走査である場合であっても適用可能である。
【００１５】
入力装置３は、マウス、キーボード、ボタン、パネルスイッチ、タッチコマンドスクリーン、フットスイッチ、トラックボールなどを有し、超音波診断装置の操作者からの各種設定要求を受け付け、装置本体１０に対して受け付けた各種設定要求を転送する。なお、第１の実施形態に係る入力装置３が操作者から受け付ける設定の内容については、後に詳述する。
【００１６】
モニタ２は、超音波診断装置の操作者が入力装置３を用いて各種設定要求を入力するためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示したり、装置本体１０において生成された超音波画像を表示したりする。
【００１７】
装置本体１０は、超音波プローブ１が受信した反射波に基づいて超音波画像を生成する装置である。装置本体１０は、図１に示すように、送信部１１と、受信部１２と、Ｂモード処理部１３と、ドプラ処理部１４と、画像処理部１５と、画像メモリ１６と、画像合成部１７と、制御部１８と、内部記憶部１９とを有する。
【００１８】
送信部１１は、トリガ発生回路、送信遅延回路及びパルサ回路などを有し、超音波プローブ１に駆動信号を供給する。パルサ回路は、所定のレート周波数で、送信超音波を形成するためのレートパルスを繰り返し発生する。また、送信遅延回路は、超音波プローブ１から発生される超音波をビーム状に集束して送信指向性を決定するために必要な圧電振動子ごとの送信遅延時間を、パルサ回路が発生する各レートパルスに対し与える。また、トリガ発生回路は、レートパルスに基づくタイミングで、超音波プローブ１に駆動信号（駆動パルス）を印加する。送信遅延回路は、各レートパルスに対し与える送信遅延時間を変化させることで、圧電振動子面からの送信方向を任意に調整する。
【００１９】
すなわち、送信遅延回路は、送信遅延時間をパルサ回路が発生する各レートパルスに対し与えることで、超音波送信の深さ方向における集束点（送信フォーカス）の位置を制御する。なお、第１の実施形態は、送信部１１が、同一スキャンライン上にて、送信フォーカス点の深度を変えて超音波ビームを複数回送信する多段フォーカス（multi focusing）を実行可能である場合であっても良い。多段フォーカスを行なう場合、送信部１１が有する送信遅延回路は、各送信フォーカス点の深度に応じた送信遅延時間を算出してパルサ回路に与える。
【００２０】
また、送信部１１は、後述する制御部１８の指示に基づいて、所定のスキャンシーケンスを実行するために、送信周波数、送信駆動電圧などを瞬時に変更可能な機能を有している。特に、送信駆動電圧の変更は、瞬間にその値を切り替え可能なリニアアンプ型の発信回路、又は、複数の電源ユニットを電気的に切り替える機構によって実現される。
【００２１】
受信部１２は、アンプ回路、Ａ／Ｄ変換器、受信遅延回路、加算器などを有し、超音波プローブ１が受信した反射波信号に対して各種処理を行なって反射波データを生成する。アンプ回路は、反射波信号をチャンネルごとに増幅してゲイン補正処理を行なう。Ａ／Ｄ変換器は、ゲイン補正された反射波信号をＡ／Ｄ変換する。受信遅延回路は、デジタルデータに受信指向性を決定するのに必要な受信遅延時間を与える。加算器は、受信遅延回路により受信遅延時間が与えられた反射波信号の加算処理を行なって反射波データを生成する。加算器の加算処理により、反射波信号の受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調される。
【００２２】
ここで、第１の実施形態に係る受信部１２が有する受信遅延回路は、ダイナミック集束法（dynamic focusing）を実行する際に、超音波画像の撮影対象である被検体Ｐの体内組織の音速として予め設定された「設定音速」に基づいて、複数の集束点ごとに各振動子に与えられる受信遅延時間の分布を算出する。そして、受信遅延回路は、算出した「受信遅延時間の分布」を加算器に与える。加算器は、受信遅延時間の分布に基づいて、時間とともに集束点が連続的に深さ方向に移動するように受信遅延時間制御を行なうことで、集束された領域からの反射波信号（デジタルデータ）の加算処理を行なう。
【００２３】
ここで、設定音速は、例えば、超音波診断装置における可変設定可能な可変範囲にて変更することができる。また、送信部１１が有する送信遅延回路は、受信遅延時間の算出に用いられた設定音速に基づいて、送信遅延時間を算出することもできる。
【００２４】
このように、送信部１１及び受信部１２は、超音波の送受信における送信指向性と受信指向性とを制御する。
【００２５】
Ｂモード処理部１３は、受信部１２から反射波データを受信し、対数増幅、包絡線検波処理などを行なって、信号強度が輝度の明るさで表現されるデータ（Ｂモードデータ）を生成する。
【００２６】
ドプラ処理部１４は、受信部１２から受信した反射波データから速度情報を周波数解析し、ドプラ効果による血流や組織、造影剤エコー成分を抽出し、平均速度、分散、パワーなどの移動体情報を多点について抽出したデータ（ドプラデータ）を生成する。
【００２７】
画像処理部１５は、超音波画像を生成する画像生成部１５ａと、画像生成部１５ａが生成した超音波画像の解析を行なう検出部１５ｂと、検出部１５ｂの解析結果を用いて処理を行なう決定部１５ｃとを有する。
【００２８】
画像生成部１５ａは、Ｂモード処理部１３及びドプラ処理部１４が生成したデータから超音波画像を生成する。すなわち、画像生成部１５ａは、Ｂモード処理部１３が生成したＢモードデータから反射波の強度を輝度にて表したＢモード画像を生成する。また、画像生成部１５ａは、ドプラ処理部１４が生成したドプラデータから移動体情報を表す平均速度画像、分散画像、パワー画像、又は、これらの組み合わせ画像としてのカラードプラ画像を生成する。
【００２９】
ここで、画像生成部１５ａは、一般的には、超音波走査の走査線信号列を、テレビなどに代表されるビデオフォーマットの走査線信号列に変換（スキャンコンバート）し、表示用画像としての超音波画像を生成する。具体的には、画像生成部１５ａは、超音波プローブ１による超音波の走査形態に応じて座標変換を行なうことで、表示用画像としての超音波画像を生成する。また、画像生成部１５ａは、スキャンコンバート以外に種々の画像処理として、例えば、スキャンコンバート後の複数の画像フレームを用いて、輝度の平均値画像を再生成する画像処理（平滑化処理）や、画像内で微分フィルタを用いる画像処理（エッジ強調処理）などを行なう。
【００３０】
なお、画像生成部１５ａが生成する超音波画像や、検出部１５ｂ及び決定部１５ｃの処理内容については、後に詳述する。
【００３１】
画像合成部１７は、画像生成部１５ａが生成した超音波画像に、種々のパラメータの文字情報、目盛り、ボディーマークなどを合成した合成画像を生成する。
【００３２】
画像メモリ１６は、画像生成部１５ａが生成した超音波画像や、画像合成部１７が生成した合成画像を記憶するメモリである。また、画像メモリ１６は、Ｂモード処理部１３やドプラ処理部１４が生成したデータを記憶することも可能である。なお、Ｂモード処理部１３やドプラ処理部１４が生成したデータは、生データ（Raw Data）とも呼ばれる。
【００３３】
内部記憶部１９は、超音波送受信、画像処理及び表示処理を行なうための制御プログラムや、診断情報（例えば、患者ＩＤ、医師の所見など）や、診断プロトコルや各種ボディーマークなどの各種データを記憶する。また、内部記憶部１９は、必要に応じて、画像メモリ１６が記憶する画像の保管などにも使用される。また、内部記憶部１９が記憶するデータは、図示しないインターフェースを経由して、外部の周辺装置へ転送することができる。
【００３４】
制御部１８は、超音波診断装置の処理全体を制御する。具体的には、制御部１８は、入力装置３を介して操作者から入力された各種設定要求や、内部記憶部１９から読込んだ各種制御プログラム及び各種データに基づき、送信部１１、受信部１２、Ｂモード処理部１３、ドプラ処理部１４、画像処理部１５、画像合成部１７の処理を制御する。また、制御部１８は、画像メモリ１６が記憶する超音波画像や、画像処理部１５により行われる各種処理を指定するためのＧＵＩ、画像処理部１５の処理結果などをモニタ２にて表示するように制御する。
【００３５】
以上、第１の実施形態に係る超音波診断装置の全体構成について説明した。かかる構成のもと、第１の実施形態に係る超音波診断装置は、超音波画像の方位分解能を高めるために、ダイナミック集束法を実行する。具体的には、図１に示す画像生成部１５ａは、撮影対象部位内の音速として設定された複数の設定音速から算出される各受信遅延時間を用いて加算された超音波の反射波データそれぞれから、複数の設定音速ごとの超音波画像を生成する。なお、以下では、超音波画像としてＢモード画像が生成される場合を一例として説明する。ただし、本実施形態は、超音波画像としてドプラ画像が生成される場合であっても適用可能である。図２は、第１の実施形態に係る画像生成部が生成する超音波画像の一例を説明するための図である。
【００３６】
例えば、第１の実施形態に係る超音波診断装置における設定音速（単位：ｍ／ｓ）の可変範囲が「１４００〜１６００」であるとする。かかる場合、一例を挙げると、制御部１８は、可変範囲にて「２０ｍ／ｓ」おきに設定音速を変更して超音波画像を生成するように、送信部１１、受信部１２、Ｂモード処理部１３及び画像生成部１５ａを制御する。すなわち、送信部１１は、超音波ビームを超音波プローブ１から送信させ、受信部１２は、「設定音速：１４００ｍ／ｓ」に基づく「受信遅延時間の分布」を用いて超音波プローブ１が受信した反射波信号の加算処理を行なって反射波データを生成する。そして、Ｂモード処理部１３は、受信部１２が生成した「設定音速：１４００ｍ／ｓ」の反射波データから、「設定音速：１４００ｍ／ｓ」のＢモードデータを生成する。
【００３７】
そして、画像生成部１５ａは、図２に示すように、Ｂモード処理部１３が生成した「設定音速：１４００ｍ／ｓ」のＢモードデータから、「設定音速：１４００ｍ／ｓ」のＢモード画像を生成する。同様の手順により、画像生成部１５ａは、図２に示すように、『「設定音速：１４２０ｍ／ｓ」のＢモード画像、「設定音速：１４４０ｍ／ｓ」のＢモード画像、・・・・・・・・、「設定音速：１６００ｍ／ｓ」のＢモード画像』を生成する。かかる処理により生成された複数の設定音速ごとの超音波画像は、画像生成部１５ａにより画像メモリ１６に格納される。なお、設定音速の変更範囲及び設定音速の間隔は、内部記憶部１９に予め格納されている場合であっても、画像生成処理を開始する際に、操作者が設定する場合であっても良い。
【００３８】
そして、図１に示す検出部１５ｂは、画像生成部１５ａにより生成された複数の設定音速ごとの超音波画像それぞれを複数の区画に分割し、同一の区画において輝度値、又は、コントラスト値が最適となる設定音速を、複数の区画ごとに検出する。具体的には、検出部１５ｂは、複数の設定音速ごとの超音波画像それぞれの各区画にて輝度値、又は、コントラスト値が最大となる超音波画像の生成に用いられた設定音速を、該当する区画にて「最適となる設定音速」として検出する。図３は、第１の実施形態に係る検出部による処理の一例を説明するための図である。
【００３９】
例えば、超音波プローブ１による超音波の走査形態がセクタ走査である場合、検出部１５ｂは、図３の（Ａ）の左図に示すように、超音波画像を、扇状に送信される超音波ビーム送信方向（深さ方向）に沿って「ｎ」個、圧電振動子の配列方向（方位方向）に沿って「ｍ」個の合計「ｎ×ｍ」個の区画に分割する。かかる場合、各区画の形状は、図３の（Ａ）の左図に示すように、円錐台の展開図のような形状となる。また、超音波プローブ１による超音波の走査形態がリニア走査である場合、検出部１５ｂは、図３の（Ａ）の右図に示すように、超音波画像を、直線状に送信される超音波ビーム送信方向（深さ方向）に沿って「ｎ」個、圧電振動子の配列方向（方位方向）に沿って「ｍ」個の合計「ｎ×ｍ」個の区画に分割する。かかる場合、各区画の形状は、図３の（Ａ）の右図に示すように、矩形となる。
【００４０】
なお、「ｎ」及び「ｍ」の値は、例えば、内部記憶部１９に予め格納されている場合であっても、検出部１５ｂの処理を開始する際に、操作者が任意の値を設定する場合であっても良い。一例を挙げると、「ｎ」及び「ｍ」により決定される各区画の大きさは、超音波画像のピクセルサイズを基準として設定される。例えば、各区画の大きさは、「５ピクセル×５ピクセル」のサイズに設定される。
【００４１】
そして、検出部１５ｂは、例えば、複数の超音波画像それぞれの同一の区画におけるコントラスト値（振幅値の分散値など）を算出する。
【００４２】
そして、検出部１５ｂは、区画ごとにコントラスト値が最適となる設定音速（最適音速）を検出する。例えば、検出部１５ｂは、図３の（Ｂ）に示すように、複数の設定音速ごとの超音波画像それぞれの「区画：Ａ」において算出した各コントラスト値を、受信遅延時間の算出に用いられた設定音速に対してプロットしたグラフを作成する。すなわち、検出部１５ｂは、図３の（Ｂ）に示すようなグラフを、区画ごとに作成する。そして、検出部１５ｂは、作成した各グラフにおいて、コントラスト値が最大となる設定音速を最適音速として検出する。図３の（Ｂ）に示す一例の場合、検出部１５ｂは、「区画：Ａ」における最適音速が「１４６０ｍ／ｓ」であると検出する。
【００４３】
なお、検出部１５ｂは、図３の（Ｂ）に示す処理を、区画ごとの輝度値を算出することで実行しても良い。各区画の最適音速を検出する際に、コントラスト値を用いるか、輝度値を用いるかは、内部記憶部１９に予め格納されている場合であっても、検出部１５ｂの処理を開始する際に、操作者が設定する場合であっても良い。
【００４４】
ここで、従来では、検出部１５ｂにより検出された区画ごとの最適音速は、図４に示すように、様々な形態で制御部１８を介して受信部１２に通知されていた。図４は、検出部の検出結果を用いた従来の技術を説明するための図である。
【００４５】
例えば、従来の技術では、図４の（Ａ）に示す各区画の最適音速全てが受信部１２に通知されていた。かかる場合、受信部１２は、各集束点の受信遅延時間を、各区画の最適音速に基づいて決定していた。
【００４６】
或いは、従来の技術では、図４の（Ｂ）に示すように、検出部１５ｂが、「ｎ」個の深さ方向の区画ごとに、統計学的に有意な最適音速を算出し、深さ方向ごとの最適音速が受信部１２に通知されていた。例えば、検出部１５ｂは、「ｎ」個の深さ方向の区画ごとに、「ｍ」個の最適音速の平均値や、「ｍ」個の最適音速の中で出現頻度が最高となる最適音速を算出していた。かかる場合、受信部１２は、各集束点の受信遅延時間を、深さ方向ごとの最適音速に基づいて決定していた。
【００４７】
或いは、従来の技術では、図４の（Ｃ）に示すように、検出部１５ｂが、検出した区画ごとの最適音速から代表的な１つの最適音速を算出し、代表的な１つの最適音速が受信部１２に通知されていた。例えば、検出部１５ｂは、「ｎ×ｍ」個の区画それぞれの最適音速の平均値や、「ｎ×ｍ」個の最適音速の中で出現頻度が最高となる最適音速を、画像全体における最適音速として算出していた。かかる場合、受信部１２は、各集束点の受信遅延時間を、１つの最適音速に基づいて決定していた。
【００４８】
しかしながら、上記の最適音速を用いて超音波画像を生成したとしても、当該超音波画像において、撮影対象部位の中でも、操作者が特に詳細に観察を行ないたい関心領域（ＲＯＩ：Region Of Interest）の方位分解能は、必ずしも向上していない場合があった。
【００４９】
例えば、各区画で検出された設定音速が空間的に分散していると、図４の（Ｃ）を用いて説明した「代表的な１つの最適音速」は、関心領域における最適な設定音速とは必ずしもならない。また、超音波プローブ１から送信される超音波の送信音場の焦域（焦点領域）が関心領域から外れていると、図４の（Ｂ）を用いて説明した「深さ方向ごとの最適音速」や、図４の（Ａ）を用いて説明した「各区画の最適音速」は、関心領域における最適な設定音速とは必ずしもならない。
【００５０】
なお、「深さ方向ごとの最適音速」や「各区画の最適音速」を用いる場合には、深さ方向に沿って複数の送信フォーカスを設定する多段フォーカスを用いることも考えられる。しかし、スキャンラインにて数ピクセル単位で送信フォーカス段数を設定することは、処理負荷が増大し、フレームレートが低下したりすることから、実用的ではない。また、関心領域が深さ方向において超音波プローブ１から近距離に位置する場合では、送信音場の乱れの影響によるサイドローブの発生に起因する超音波画像のアーチファクトによって、関心領域近傍での最適音速が検出できずに、逆に関心領域の方位分解能が低下する場合もある。
【００５１】
そこで、第１の実施形態に係る超音波診断装置は、関心領域の方位分解能が常に高くなる超音波画像を生成するために、図１に示す決定部１５ｃの処理を実行する。
【００５２】
決定部１５ｃは、検出部１５ｂにより最適であると検出された複数の区画ごとの設定音速に基づいて、関心領域を描出するために最適となる設定音速を決定する。具体的には、第１の実施形態に係る決定部１５ｃは、入力装置３を介して操作者が超音波画像上にて設定した関心領域を描出するために最適となる設定音速を決定する。
【００５３】
まず、制御部１８は、画像生成部１５ａにより画像メモリ１６に格納された超音波画像を読み出して、モニタ２にて表示させる。表示される超音波画像としては、例えば、初期設定されている設定音速（１５００ｍ／ｓなど）のＢモード画像などが挙げられる。図５及び図６は、第１の実施形態に係る決定部を説明するための図である。
【００５４】
そして、操作者は、モニタ２を参照して、入力装置３が有する描画機能を用いて、例えば、図５に示すように、矩形の関心領域２０を設定する。図５に示す一例では、乳房をリニア走査することで生成されたＢモード画像がモニタ２に表示されている。なお、関心領域の形状は、矩形に限定されるものではない。関心領域の形状は、入力装置３が有するフリーハンドの描画機能を用いて操作者が超音波画像上をトレースすることで、例えば、図５に示す関心領域２１のように、任意の形状に設定される場合であっても良い。
【００５５】
そして、第１の実施形態に係る決定部１５ｃは、検出部１５ｂにより検出された複数の区画ごとの最適音速に基づいて、操作者が設定した関心領域を描出するために最適となる設定音速を決定する。以下では、「関心領域を描出するために最適となる設定音速」を「関心領域音速」と記載する場合がある。
【００５６】
具体的には、決定部１５ｃは、関心領域を含む全区画それぞれにて「最適となる設定音速（最適音速）」から統計的に有意な値を求めることで、当該関心領域を描出するために最適となる設定音速（関心領域音速）を決定する。例えば、決定部１５ｃは、関心領域２０を含む区画をすべて抽出する（図６に示す網掛けされた矩形を参照）。そして、決定部１５ｃは、抽出した全区画それぞれの最適音速から統計的に有意な値を求めることで関心領域音速を決定する。例えば、決定部１５ｃは、図６に示すように、抽出した全区画それぞれの最適音速の平均値を算出し、算出した平均値を関心領域音速として決定する。
【００５７】
なお、複数の区画ごとの最適音速から関心領域音速を算出する方法は、上記の平均値算出処理に限定されるものではない。例えば、決定部１５ｃは、抽出した全区画それぞれの最適音速の出現頻度を示すヒストグラムから、出現数が最高となる最適音速を関心領域音速として決定しても良い。或いは、決定部１５ｃは、抽出した全区画それぞれの最適音速の中央値を関心領域音速として決定しても良い。
【００５８】
また、上記では、関心領域２０を含む区画の最適音速から関心領域音速を決定する場合について説明した。しかし、決定部１５ｃは、関心領域２０内にある区画の最適音速から関心領域音速を決定する場合であっても良い。なお、決定部１５ｃが行なう関心領域音速の決定方法は、内部記憶部１９に予め格納されている場合であっても、決定部１５ｃの処理を開始する際に、操作者が設定する場合であっても良い。
【００５９】
また、関心領域の設定は、画像生成部１５ａによる複数の設定音速ごとの画像生成処理の前に行なわれる場合であっても、検出部１５ｂによる複数の区画ごとの最適音速の検出処理の後に行なわれる場合であっても良い。
【００６０】
そして、図１に示す制御部１８は、決定部１５ｃにより決定された設定音速（関心領域音速）に基づいた超音波画像が画像生成部１５ａにて生成されるように制御する。具体的には、制御部１８は、決定部１５ｃにより決定された関心領域音速を、受信部１２の受信遅延回路に通知する。これにより、受信部１２の受信遅延回路は、関心領域音速を用いて受信遅延時間の分布を算出する。そして、制御部１８の制御により、送信部１１は、超音波プローブ１から超音波ビームを送信させる。そして、受信部１２は、関心領域音速から算出された受信遅延時間の分布を用いることで、関心領域に対して受信フォーカスがかけられた反射波データを生成する。そして、Ｂモード処理部１３は、受信部１２から受信した反射波データからＢモードデータを生成し、画像生成部１５ａは、Ｂモード処理部１３から受信したＢモードデータからＢモード画像を生成する。これにより、制御部１８は、Ｂモード画像をモニタ２に表示させる。
【００６１】
次に、図７を用いて、第１の実施形態に係る超音波診断装置の処理について説明する。図７は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の処理を説明するためのフローチャートである。なお、図７では、関心領域の設定が、画像生成部１５ａによる複数の設定音速ごとの画像生成処理の前に行なわれる場合について説明する。
【００６２】
図７に示すように、第１の実施形態に係る超音波診断装置は、操作者から入力装置３を介して関心領域の設定を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ここで、関心領域の設定を受け付けない場合（ステップＳ１０１否定）、第１の実施形態に係る超音波診断装置は、待機状態となる。
【００６３】
一方、関心領域の設定を受け付けた場合（ステップＳ１０１肯定）、関心領域音速設定の要求を受け付けたと判定した制御部１８は、複数の設定音速に基づいて、超音波の送受信が実行されるように制御する（ステップＳ１０２）。その後、制御部１８の制御により、画像生成部１５ａは、複数の設定音速ごとの超音波画像を生成する（ステップＳ１０３）。
【００６４】
そして、検出部１５ｂは、各区画の最適音速を検出し（ステップＳ１０４）、決定部１５ｃは、関心領域音速を決定する（ステップＳ１０５）。例えば、決定部１５ｃは、関心領域２０を含む区画すべての最適音速の平均値を算出し、算出した平均値を関心領域音速として決定する。
【００６５】
続いて、制御部１８は、関心領域音速に基づいて、超音波の送受信が実行されるように制御し（ステップＳ１０６）、制御部１８の制御により、画像生成部１５ａは、関心領域音速に基づく超音波画像を生成する（ステップＳ１０７）。
【００６６】
その後、制御部１８の制御により、モニタ２は、ステップＳ１０７で生成された超音波画像を表示し（ステップＳ１０８）、処理を終了する。
【００６７】
上述してきたように、第１の実施形態では、画像生成部１５ａは、撮影対象部位内の音速として設定された複数の設定音速から算出される各受信遅延時間を用いて加算された超音波の反射波データそれぞれから、複数の設定音速ごとの超音波画像を生成する。検出部１５ｂは、画像生成部１５ａにより生成された複数の設定音速ごとの超音波画像それぞれを複数の区画に分割し、同一の区画において輝度値、又は、コントラスト値が最適となる設定音速を、複数の区画ごとに検出する。具体的には、検出部１５ｂは、複数の設定音速ごとの超音波画像それぞれの各区画にて輝度値、又は、コントラスト値が最大となる超音波画像の生成に用いられた設定音速を、該当する区画の最適音速として検出する。
【００６８】
決定部１５ｃは、検出部１５ｂにより最適であると検出された複数の区画ごとの設定音速に基づいて、関心領域を描出するために最適となる設定音速を決定する。具体的には、決定部１５ｃは、入力装置３を介して操作者が超音波画像上にて設定した関心領域を描出するために最適となる設定音速を決定する。なお、決定部１５ｃは、例えば、関心領域を含む全区画それぞれの最適音速から統計的に有意な値を求めることで、当該関心領域を描出するために最適となる設定音速（関心領域音速）を決定する。制御部１８は、決定部１５ｃにより決定された設定音速に基づいた超音波画像が画像生成部１５ａにて生成されるように制御する。
【００６９】
すなわち、第１の実施形態では、操作者が特に詳細に観察を行ないたい関心領域における音速を決定したうえでダイナミック集束法により超音波画像を生成することができる。従って、第１の実施形態では、関心領域の方位分解能が常に高くなる超音波画像を生成することが可能となる。
【００７０】
なお、上記では、制御部１８が、決定部１５ｃにより決定された関心領域音速を、受信部１２の受信遅延回路に通知する場合について説明した。しかし、第１の実施形態に係る制御部１８は、決定部１５ｃにより決定された関心領域音速を、更に、送信部１１の送信遅延回路にも通知する場合であっても良い。かかる場合、送信部１１の送信遅延回路は、関心領域音速を用いて、送信遅延時間を算出する。そして、送信部１１は、関心領域音速に基づく送信遅延時間を用いて、送信フォーカスの位置に集束する超音波ビームを送信させる。これにより、超音波の受信だけでなく、超音波送信においても、関心領域を描出するために最適となる音速を用いて遅延時間制御を行なうことができるので、関心領域の方位分解能をより向上させることが可能となる。
【００７１】
（第２の実施形態）
第２の実施形態では、関心領域が自動的に設定される場合について説明する。
【００７２】
第２の実施形態に係る超音波診断装置は、図１を用いて説明した第１の実施形態に係る超音波診断装置と同様に構成されるが、決定部１５ｃによる処理が第１の実施形態とは異なる。以下、これを中心に説明する。
【００７３】
第２の実施形態では、第１の実施形態と同様に、複数の設定音速ごとの超音波画像が生成され、複数の区画ごとの最適音速が検出される。
【００７４】
そして、第２の実施形態に係る決定部１５ｃは、関心領域の少なくとも深さ方向における幅が設定された設定情報を用いる。かかる設定情報は、例えば、内部記憶部１９に予め格納される。すなわち、内部記憶部１９は、関心領域の少なくとも深さ方向における幅が設定された設定情報を記憶する。図８は、第２の実施形態に係る決定部が用いる設定情報の一例を説明するための図である。
【００７５】
図８に例示する情報は、リニア走査が行なわれた場合の関心領域に関する設定情報である。図８に示す一例では、超音波画像の方位方向（左右方向）における長さが「Ｘ」であり、超音波画像の深さ方向（上下方向）における長さが「Ｙ」とすると、関心領域の方位方向における幅を「Ｘ／２」とし、関心領域の深さ方向における幅を「Ｙ／８」とする設定情報が内部記憶部１９により記憶されていることを示している。
【００７６】
ここで、超音波診断装置により超音波画像を撮像する際、操作者は、超音波の送信条件として、送信フォーカスの位置を設定する。通常、操作者は、自身が詳細に観察したい深さ方向の位置に送信フォーカスを設定する。なお、送信条件としては、送信フォーカスの位置の他に、各スキャンラインにおける超音波ビームを形成するために送信時に用いる圧電振動子の数（送信開口数）や、送信周波数などが設定される。
【００７７】
第２の実施形態に係る決定部１５ｃは、入力装置３を介して操作者が設定した送信フォーカスの位置に対して、内部記憶部１９が記憶する設定情報を参照して関心領域を設定する。そして、第２の実施形態に係る決定部１５ｃは、設定した関心領域を描出するために最適となる設定音速（関心領域音速）を決定する。図９は、第２の実施形態に係る決定部を説明するための図である。
【００７８】
例えば、図９の（Ａ）に示すように、画像合成部１７が超音波画像に合成した「深さ方向の目盛り：２」の位置に操作者が送信フォーカスを設定したとする。かかる場合、決定部１５ｃは、例えば、「深さ方向の目盛り：２」を通る方位方向の直線と、超音波画像の方位方向における中心線との交点を抽出する。そして、決定部１５ｃは、抽出した交点を中心として、図９の（Ａ）に示すように、方位方向における幅が「Ｘ／２」であり、深さ方向における幅が「Ｙ／８」となる関心領域３０を設定する。
【００７９】
そして、決定部１５ｃは、第１の実施形態と同様の処理により、関心領域３０における関心領域音速を決定する。そして、制御部１８の制御により、送信部１１は、「深さ方向の目盛り：２」の位置を送信フォーカスとする超音波ビームの送信を実行させ、受信部１２は、関心領域音速に基づいて、関心領域３０に受信フォーカスがかけられた反射波データを生成する。これにより、画像生成部１５ａは、関心領域音速に基づく超音波画像を生成し、モニタ２は、当該超音波画像を表示する。
【００８０】
なお、第２の実施形態に係る決定部１５ｃは、複数の送信フォーカスの位置に基づいて、複数の関心領域を設定することも可能である。
【００８１】
例えば、多段フォーカスが行なわれる場合、操作者は、超音波の送信条件として、送信フォーカス段数及び各送信フォーカスの位置を設定する。
【００８２】
例えば、図９の（Ｂ）に示すように、画像合成部１７が超音波画像に合成した「深さ方向の目盛り：２」及び「深さ方向の目盛り：３」の２つの位置に操作者が送信フォーカスを設定したとする。かかる場合、決定部１５ｃは、図９の（Ｂ）に示すように、「深さ方向の目盛り：２」に対する関心領域３０を設定する。更に、決定部１５ｃは、「深さ方向の目盛り：３」を通る方位方向の直線と、超音波画像の方位方向における中心線との交点を中心として、図９の（Ｂ）に示すように、方位方向における幅が「Ｘ／２」であり、深さ方向における幅が「Ｙ／８」となる関心領域３１を設定する。
【００８３】
そして、決定部１５ｃは、第１の実施形態と同様の処理により、関心領域３０における関心領域音速及び関心領域３１における関心領域音速をそれぞれ決定する。ここで、多段フォーカスが行なわれる場合、超音波診断装置は、各送信フォーカスにフォーカスされた超音波画像をそれぞれ生成する。
【００８４】
従って、図９の（Ｂ）に例示した場合、制御部１８の制御により、送信部１１は、「深さ方向の目盛り：２」の位置を送信フォーカスとする超音波ビームの送信を実行させ、受信部１２は、関心領域３０の関心領域音速に基づいて、関心領域３０に受信フォーカスがかけられた反射波データを生成する。また、制御部１８の制御により、送信部１１は、「深さ方向の目盛り：３」の位置を送信フォーカスとする超音波ビームの送信を実行させ、受信部１２は、関心領域３１の関心領域音速に基づいて、関心領域３１に受信フォーカスがかけられた反射波データを生成する。これにより、画像生成部１５ａは、関心領域３０における関心領域音速に基づく超音波画像と、関心領域３１における関心領域音速に基づく超音波画像とを生成する。以下、関心領域３０における関心領域音速に基づく超音波画像を「第１画像」と記載し、関心領域３１における関心領域音速に基づく超音波画像を「第２画像」と記載する。すなわち、第１画像は、関心領域３０の方位分解能が高い超音波画像となる。また、第２画像は、関心領域３１の方位分解能が高い超音波画像となる。
【００８５】
ここで、制御部１８の制御により、画像合成部１７は、関心領域３０を含む第１画像の上部領域と、関心領域３１を含む第２画像の下部領域とを合成した合成画像を生成する。そして、制御部１８の制御により、モニタ２は、画像合成部１７が生成した合成画像を表示する。或いは、第１画像と、第２画像とは、制御部１８の制御によりモニタ２にて並列表示される。
【００８６】
なお、決定部１５ｃは、送信フォーカスが複数設定されることにより、関心領域を複数設定した場合でも、複数の関心領域を１つの関心領域に再設定したうえで、１つの関心領域音速を決定しても良い。例えば、決定部１５ｃは、図９の（Ｃ）に示すように、関心領域３０と関心領域３１とを関心領域３２に再設定する。ここで、関心領域３２の深さ方向における幅は、関心領域３０の上辺と関心領域３１の下辺とで挟まれる範囲となる。また、関心領域３２の方位方向における幅は、関心領域３０及び関心領域３１の左辺と右辺とで挟まれる範囲となる。そして、決定部１５ｃは、第１の実施形態と同様の処理により、関心領域３２における関心領域音速を決定する。
【００８７】
かかる場合、制御部１８の制御により、送信部１１は、「深さ方向の目盛り：２」の位置を送信フォーカスとする超音波ビームの送信を実行させ、受信部１２は、関心領域３２の関心領域音速に基づいて、反射波データを生成する。また、制御部１８の制御により、送信部１１は、「深さ方向の目盛り：３」の位置を送信フォーカスとする超音波ビームの送信を実行させ、受信部１２は、関心領域３２の関心領域音速に基づいて、反射波データを生成する。これにより、画像生成部１５ａは、関心領域３０の方位分解能が高い超音波画像と、関心領域３１の方位分解能が高い超音波画像とを、関心領域３２の関心領域音速に基づいて生成する。ここで、複数の関心領域を一つの関心領域に再設定する場合の超音波画像の表示形態は、上述したように、合成画像の単独表示であっても、各超音波画像の並列表示であっても良い。
【００８８】
また、第２の実施形態は、複数の関心領域を１つの関心領域に再設定する場合に限定されるものではない。例えば、第２の実施形態は、４つの送信フォーカス位置から設定した４つの関心領域を、深度に応じて、２つずつ統合することで、２つの関心領域に再設定する場合であっても良い。かかる場合、決定部１５ｃは、２つの関心領域それぞれから関心領域音速を決定する。
【００８９】
このように、第２の実施形態に係る決定部１５ｃは、複数の送信フォーカス位置に基づいて、複数の関心領域を設定した際には、３つのパターンの処理を行なうことが可能である。すなわち、第１のパターンでは、決定部１５ｃは、複数の関心領域ごとに関心領域音速を決定する。また、第２のパターンでは、決定部１５ｃは、複数の関心領域を１つに再設定した後に、１つの関心領域音速を決定する。また、第３のパターンでは、決定部１５ｃは、複数の関心領域を送信フォーカス数より少ない数の関心領域に再設定した後に、再設定した各関心領域の関心領域音速を決定する。なお、第１〜第３のパターンのいずれかを実行するかの設定は内部記憶部１９に予め格納されている場合であっても、決定部１５ｃの処理を開始する際に、操作者が設定する場合であっても良い。また、多段フォーカスにおける表示形態についても、操作者により選択可能である。
【００９０】
また、上記では、図８及び図９に例示したように、矩形の関心領域が設定される場合について説明した。しかし、第２の実施形態は、設定情報にて設定される関心領域の形状が、例えば、楕円形など、任意の形状である場合であっても良い。また、上記では、図８に例示したように、送信フォーカスの位置に応じて、同一の大きさの関心領域が設定される場合について説明した。しかし、第２の実施形態は、例えば、送信フォーカスの深度が大きくなるに応じて、関心領域の大きさが大きくなるように設定情報が設定される場合であっても良い。
【００９１】
なお、セクタ走査が行なわれる場合の設定情報は、例えば、図１０に例示するように設定される。図１０は、第２の実施形態に係る決定部が用いる設定情報の他の一例を説明するための図である。
【００９２】
例えば、セクタ走査が行なわれる場合は、扇形に走査されるスキャンラインの中で、中央付近の２本のスキャンライン（図１０に示す点線を参照）により挟まれる範囲を、関心領域の方位方向の幅とする設定情報が内部記憶部１９に格納される。また、セクタ走査が行なわれる場合は、図１０に示すように、送信フォーカスの深度が大きくなるに応じて、関心領域の深さ方向の幅が大きくなるように設定された設定情報が内部記憶部１９に格納される。
【００９３】
また、上記では、関心領域の深さ方向及び方位方向の幅が設定情報にて設定されている場合について説明した。しかし、設定情報にて設定される幅は、関心領域の深さ方向のみである場合であっても良い。かかる場合、関心領域の方位方向の幅は、操作者により設定される。
【００９４】
また、送信フォーカスの設定に伴う関心領域の設定は、画像生成部１５ａによる複数の設定音速ごとの画像生成処理の前に行なわれる場合であっても、検出部１５ｂによる複数の区画ごとの最適音速の検出処理の後に行なわれる場合であっても良い。
【００９５】
次に、図１１を用いて、第２の実施形態に係る超音波診断装置の処理について説明する。図１１は、第２の実施形態に係る超音波診断装置の処理を説明するためのフローチャートである。なお、図１２では、送信フォーカスの設定に伴う関心領域の設定が、画像生成部１５ａによる複数の設定音速ごとの画像生成処理の前に行なわれる場合について説明する。
【００９６】
図１１に示すように、第２の実施形態に係る超音波診断装置は、操作者から入力装置３を介して送信フォーカスの設定を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ２０１）。ここで、送信フォーカスの設定を受け付けない場合（ステップＳ２０１否定）、第２の実施形態に係る超音波診断装置は、待機状態となる。
【００９７】
一方、送信フォーカスの設定を受け付けた場合（ステップＳ２０１肯定）、決定部１５ｃは、設定情報を参照して、送信フォーカスの位置に関心領域を設定する（ステップＳ２０２）。
【００９８】
そして、制御部１８は、複数の設定音速に基づいて、超音波の送受信が実行されるように制御する（ステップＳ２０２）。その後、制御部１８の制御により、画像生成部１５ａは、複数の設定音速ごとの超音波画像を生成する（ステップＳ２０４）。
【００９９】
そして、検出部１５ｂは、各区画の最適音速を検出し（ステップＳ２０５）、決定部１５ｃは、関心領域音速を決定する（ステップＳ２０６）。
【０１００】
続いて、制御部１８は、関心領域音速に基づいて、超音波の送受信が実行されるように制御し（ステップＳ２０７）、制御部１８の制御により、画像生成部１５ａは、関心領域音速に基づく超音波画像を生成する（ステップＳ２０８）。
【０１０１】
その後、制御部１８の制御により、モニタ２は、ステップＳ２０８で生成された超音波画像を表示し（ステップＳ２０９）、処理を終了する。
【０１０２】
上述してきたように、第２の実施形態では、内部記憶部１９は、関心領域の少なくとも深さ方向における幅が設定された設定情報を記憶する。そして、決定部１５ｃは、入力装置３を介して操作者が設定した送信フォーカスの位置に対して、内部記憶部１９が記憶する設定情報を参照して関心領域を設定し、当該設定した関心領域を描出するために最適となる設定音速を決定する。
【０１０３】
すなわち、第２の実施形態では、操作者が設定した送信フォーカスの情報に基づいて、関心領域音速を決定するための関心領域を自動的に設定できる。従って、第２の実施形態では、関心領域の方位分解能が高い超音波画像の撮影における操作者の負担を軽減することが可能となる。
【０１０４】
また、第２の実施形態では、決定部１５ｃは、複数の送信フォーカスの位置に基づいて、複数の関心領域を設定する。具体的には、第２の実施形態では、決定部１５ｃは、多段フォーカスによる撮影要求を受け付けたことにより、複数の関心領域を設定した場合、上述した第１〜第３のパターンのいずれかの処理により、１つ、又は、複数の関心領域音速を決定する。第１〜第３のパターンのいずれかが実行される場合であっても、第２の実施形態によれば、複数の関心領域の方位分解能が高い超音波画像を生成することが可能となる。
【０１０５】
（第３の実施形態）
第３の実施形態では、第２の実施形態とは異なる方法で、関心領域が自動的に設定される場合について説明する。
【０１０６】
第３の実施形態に係る超音波診断装置は、図１を用いて説明した第１の実施形態に係る超音波診断装置と同様に構成される。しかし、第３の実施形態に係る決定部１５ｃは、第２の実施形態に係る決定部１５ｃとは異なる方法で、関心領域を設定する。以下、これを中心に説明する。
【０１０７】
なお、第３の実施形態では、第１の実施形態と同様に、複数の設定音速ごとの超音波画像が生成され、複数の区画ごとの最適音速が検出される。
【０１０８】
そして、第３の実施形態に係る決定部１５ｃは、送信フォーカスの位置情報を含む超音波の送信条件から計算される送信音場に基づいて超音波プローブから送信される超音波の焦域を決定する。そして、第３の実施形態に係る決定部１５ｃは、決定した焦域内の領域を関心領域として設定する。
【０１０９】
ここで、上述したように、操作者が設定する超音波の送信条件としては、送信フォーカスの位置情報、送信開口数及び送信周波数が挙げられる。かかる送信条件が設定された場合、超音波プローブ１から送信される超音波ビームのプロファイルは、近似的に計算することができる。図１２及び図１３は、第３の実施形態に係る決定部を説明するための図である。
【０１１０】
例えば、操作者が入力装置３を介して設定した送信フォーカスの位置情報から、決定部１５ｃは、送信フォーカスの超音波プローブ１からの距離「F0」を算出する。すなわち、「F0」は、送信フォーカスの深さ方向の距離である。また、操作者が入力装置３を介して設定した送信開口数と、既知の値である「圧電振動子のピッチ幅」とから、送信開口幅「D」を算出する。また、操作者が入力装置３を介して設定した送信周波数から、超音波ビームの波長「λ」を算出する。
【０１１１】
そして、決定部１５ｃは、例えば、簡易作図法により、図１２に示すような、送信音場を近似した簡易音場を作図する。ここで、図１２に示す「W」は、「F0」における「−２０ｄＢ（デシベル）」のビーム幅であり、決定部１５ｃは、「W=2×F0×(λ/D)」を計算する。そして、決定部１５ｃは、図１２に示すように、送信開口幅の中心を始点とする深さ方向に平行な半直線４０上に、距離「F0」に基づいて送信フォーカス点４１を設定する。そして、決定部１５ｃは、送信フォーカス点４１を中心に幅が「W」となる線分を設定する（図１２に示す両端が矢印の線分を参照）。
【０１１２】
そして、決定部１５ｃは、図１２に示すように、送信開口幅の中心を始点とし、上記で設定した線分の両端それぞれを通る半直線４２及び半直線４３を設定する。ここで、半直線４０と半直線４２との角度（及び半直線４０と半直線４３との角度）は、指向角（directivity angle）となる。
【０１１３】
そして、決定部１５ｃは、図１２に示すように、送信開口の上端を始点とし、送信フォーカス点４１を通る半直線４４を設定する。また、決定部１５ｃは、図１２に示すように、送信開口の下端を始点とし、送信フォーカス点４１を通る半直線４５を設定する。そして、決定部１５ｃは、半直線４２〜半直線４５により決定される範囲のうち、外側に位置する線分群（図１２に示す太線を参照）を、送信音場を近似した簡易音場とする。
【０１１４】
そして、決定部１５ｃは、半直線４２と半直線４４との交点と、半直線４３と半直線４５との交点とを通る直線を焦域の最浅部として決定し、焦域の最浅部と送信開口幅の中心との距離を「X1」として計算する。また、決定部１５ｃは、半直線４２と半直線４５との交点と、半直線４３と半直線４４との交点とを通る直線を焦域の最深部として決定し、焦域の最浅部と送信開口幅の中心との距離を「X2」として計算する。すなわち、決定部１５ｃは、超音波プローブ１からの距離が「X1」から「X2」にある深さ方向の範囲を焦域として決定する。
【０１１５】
なお、図１２に示す簡易音場は、一本の超音波ビームにおける焦域を示している。従って、リニア走査である場合は、圧電振動子が配列される直線からの距離が「X1」から「X2」にある深さ方向の範囲が焦域とされる。また、セクタ走査である場合は、扇状に走査される超音波ビームの送信方向に合わせて、超音波ビームごとの送信開口の中心に位置する圧電振動子からの距離が「X1」から「X2」にある深さ方向の範囲が焦域とされる。
【０１１６】
そして、決定部１５ｃは、決定した焦域内の領域を関心領域として設定する。例えば、決定部１５ｃは、図１３に示すように、圧電振動子が配列される直線からの距離が「X1」から「X2」にある深さ方向の範囲を、関心領域の深さ方向の幅として設定する。なお、関心領域の方位方向の幅については、操作者により任意に設定可能である。例えば、決定部１５ｃは、超音波画像の方位方向における長さが「Ｘ」であるならば、関心領域の方位方向における幅を「Ｘ／２」として設定する。
【０１１７】
そして、決定部１５ｃは、関心領域音速を、第１の実施形態と同様に決定し、制御部１８は、関心領域音速に基づいて超音波画像が生成されるように制御する。
【０１１８】
なお、第３の実施形態に係る決定部１５ｃは、第２の実施形態と同様に、複数の送信フォーカスの位置に基づいて、複数の関心領域を設定することも可能である。
【０１１９】
例えば、送信フォーカスの位置が２つ設定された場合、決定部１５ｃは、各送信フォーカスの位置に基づく簡易音場を作図する。これにより、決定部１５ｃは、２つの送信フォーカスそれぞれにおける焦域を決定し、関心領域を２つ設定する。すなわち、決定部１５ｃは、２つの送信フォーカスのうち、一方の送信フォーカスについて決定した焦域の最浅部と最深部とで挟まれる範囲を、当該送信フォーカスに対応する関心領域の深さ方向の幅として設定する。また、決定部１５ｃは、２つの送信フォーカスのうち、他方の送信フォーカスについて決定した焦域の最浅部と最深部とで挟まれる範囲を、当該送信フォーカスに対応する関心領域の深さ方向の幅として設定する。これにより、決定部１５ｃは、例えば、図９の（Ｂ）に示すように、２つの関心領域を設定する。
【０１２０】
なお、決定部１５ｃは、複数の関心領域を設定した際には、第２の実施形態で説明したように、第１のパターン、第２のパターン、又は、第３のパターンのいずれかを行なう。
【０１２１】
また、上記では、焦域の最浅部と最深部とで挟まれる範囲を、送信フォーカスに対応する関心領域の深さ方向の幅として設定する場合について説明した。しかし、第２の実施形態に係る決定部１５ｃは、焦域の最浅部と最深部とで挟まれる範囲の一部の範囲を、送信フォーカスに対応する関心領域の深さ方向の幅として設定しても良い。例えば、決定部１５ｃは、「X1+a」から「X2-b」にある深さ方向の範囲を、送信フォーカスに対応する関心領域の深さ方向の幅として設定しても良い。なお、「a」及び「b」は、操作者により任意に設定可能な数値である。
【０１２２】
また、送信条件の設定に伴う関心領域の設定は、画像生成部１５ａによる複数の設定音速ごとの画像生成処理の前に行なわれる場合であっても、検出部１５ｂによる複数の区画ごとの最適音速の検出処理の後に行なわれる場合であっても良い。
【０１２３】
次に、図１４を用いて、第３の実施形態に係る超音波診断装置の処理について説明する。図１４は、第３の実施形態に係る超音波診断装置の処理を説明するためのフローチャートである。なお、図１４では、送信条件の設定に伴う関心領域の設定が、画像生成部１５ａによる複数の設定音速ごとの画像生成処理の前に行なわれる場合について説明する。
【０１２４】
図１４に示すように、第３の実施形態に係る超音波診断装置は、操作者から入力装置３を介して送信条件の設定を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ３０１）。ここで、送信条件の設定を受け付けない場合（ステップＳ３０１否定）、第３の実施形態に係る超音波診断装置は、待機状態となる。
【０１２５】
一方、送信条件の設定を受け付けた場合（ステップＳ３０１肯定）、決定部１５ｃは、送信条件から送信音場を計算し、焦域を決定する（ステップＳ３０２）。そして、決定部１５ｃは、焦域内の領域を関心領域として設定する（ステップＳ３０３）。
【０１２６】
そして、制御部１８は、複数の設定音速に基づいて、超音波の送受信が実行されるように制御する（ステップＳ３０４）。その後、制御部１８の制御により、画像生成部１５ａは、複数の設定音速ごとの超音波画像を生成する（ステップＳ３０５）。
【０１２７】
そして、検出部１５ｂは、各区画の最適音速を検出し（ステップＳ３０６）、決定部１５ｃは、関心領域音速を決定する（ステップＳ３０７）。
【０１２８】
続いて、制御部１８は、関心領域音速に基づいて、超音波の送受信が実行されるように制御し（ステップＳ３０８）、制御部１８の制御により、画像生成部１５ａは、関心領域音速に基づく超音波画像を生成する（ステップＳ３０９）。
【０１２９】
その後、制御部１８の制御により、モニタ２は、ステップＳ３０９で生成された超音波画像を表示し（ステップＳ３１０）、処理を終了する。
【０１３０】
上述してきたように、第３の実施形態では、決定部１５ｃは、送信フォーカスの位置情報を含む超音波の送信条件から計算される送信音場に基づいて超音波プローブから送信される超音波の焦域を決定し、当該決定した焦域内の領域を関心領域として設定する。
【０１３１】
このように、第３の実施形態では、送信フォーカスの位置に基づいて、単純に関心領域を設定するのではなく、関心領域の設定時に送信フォーカスがかかる焦域を決定し、決定した焦域内に関心領域の深さ方向の幅を設定する。すなわち、第３の実施形態では、送信フォーカスされている関心領域の関心領域音速を決定することができる。従って、第３の実施形態では、関心領域の方位分解能をより向上させることが可能となる。
【０１３２】
また、第３の実施形態では、決定部１５ｃは、複数の送信フォーカスの位置に基づいて、複数の関心領域を設定する。具体的には、第３の実施形態では、決定部１５ｃは、多段フォーカスによる撮影要求を受け付けた場合、各送信フォーカス点の焦域を決定したうえで、複数の関心領域を設定する。従って、第３の実施形態によれば、複数の関心領域の方位分解能が高い超音波画像を生成することが可能となる。
【０１３３】
（第４の実施形態）
第４の実施形態では、第１の実施形態や第２の実施形態において設定された関心領域に基づいて、最適音速の検出に用いられる超音波画像を生成する際の送信条件を決定する場合について説明する。
【０１３４】
第４の実施形態に係る超音波診断装置は、図１を用いて説明した第１の実施形態に係る超音波診断装置と同様に構成される。しかし、第４の実施形態に係る決定部１５ｃは、第１の実施形態、又は、第２の実施形態で説明した処理に加えて、更に、以下の処理を実行する。
【０１３５】
例えば、第４の実施形態では、第１の実施形態で説明したように、操作者が手動で関心領域を設定する。
【０１３６】
そして、第４の実施形態に係る決定部１５ｃは、複数の設定音速ごとの超音波画像を生成する際に、超音波プローブ１から送信される超音波の焦域が関心領域を含むように超音波の送信条件を決定する。図１５は、第４の実施形態に係る決定部を説明するための図である。
【０１３７】
例えば、図１５に示すように、操作者が超音波画像上に関心領域５０を設定したとする。かかる場合、決定部１５ｃは、第３の実施形態で説明した簡易音場の作図法を用いることで、焦域が関心領域５０の深さ方向の範囲内に含まれるように、送信フォーカス段数、送信フォーカスの位置及び送信開口を決定する。すなわち、決定部１５ｃは、送信周波数から算出される波長「λ」を固定したうえで、「D」及び「F0」を変化させた簡易音場を作図する。これにより、決定部１５ｃは、例えば、図１５に示すように、送信開口幅「Ｄ５３」及び送信フォーカス点「Ｆ５１」による第１焦域の深さ方向の範囲と、送信開口幅「Ｄ５４」及び送信フォーカス点「Ｆ５２」による第２焦域の深さ方向の範囲とを重ねることで、関心領域５０の深さ方向の範囲が網羅されることを求める。換言すると、決定部１５ｃは、第１焦域の最浅部と第２焦域の最深部とで挟まれる範囲が、関心領域５０の深さ方向の範囲と一致すると決定する。
【０１３８】
かかる場合、決定部１５ｃは、送信フォーカス段数を「２」と決定する。そして、決定部１５ｃは、送信開口幅「Ｄ５３」に基づく送信開口と、送信フォーカス点「Ｆ５１」の位置とに基づく送信フォーカスの位置とを第１送信条件として決定する。また、決定部１５ｃは、送信開口幅「Ｄ５４」に基づく送信開口と、送信フォーカス点「Ｆ５２」の位置とに基づく送信フォーカスの位置とを第２送信条件として決定する。なお、送信フォーカスの深度を送信開口幅で除算した値は、送信フォーカスの強さを示す値として用いられ、例えば、「送信Ｆｎｕｍｂｅｒ」と呼ばれる。
【０１３９】
第１送信条件及び第２送信条件は、決定部１５ｃから制御部１８に通知され、制御部１８は、第１送信条件及び第２送信条件を送信部１１に通知する。これにより、送信部１１は、各設定音速の超音波画像を生成する際に、第１送信条件及び第２送信条件に基づいて、超音波ビームの送信制御をそれぞれ行なう。そして、受信部１２は、第１送信条件の反射波データと、第２送信条件の反射波データとを、該当する設定音速を用いた受信遅延時間の分布により生成する。これにより、画像生成部１５ａは、複数の設定音速ごとに、第１送信条件の超音波画像と、第２送信条件の超音波画像とを生成する。そして、画像合成部１７は、複数の設定音速ごとに、第１送信条件の超音波画像と第２送信条件の超音波画像とを合成した合成画像を生成する。
【０１４０】
そして、検出部１５ｂは、複数の設定音速ごとの合成画像それぞれを複数の区画に分割し、同一の区画において輝度値、又は、コントラスト値が最適となる設定音速（最適音速）を、複数の区画ごとに検出する。
【０１４１】
そして、決定部１５ｃは、検出部１５ｂの検出結果から、関心領域５０を描出するために最適となる設定音速（関心領域音速）を決定し、制御部１８は、決定部１５ｃにより決定された設定音速に基づいた超音波画像が画像生成部１５ａにて生成されるように制御する。
【０１４２】
なお、関心領域５０の大きさによっては、送信フォーカスの位置は、１つとなる場合もあり、かかる場合は、１つの送信条件により複数の設定音速ごとの超音波画像から、各区画の最適音速が検出される。
【０１４３】
また、第４の実施形態に係る決定部１５ｃは、送信フォーカスの位置と、設定情報とに基づいて決定した関心領域に基づいて、設定音速ごとの超音波画像を生成する際の送信条件を決定して良い。かかる場合、決定部１５ｃは、操作者が設定した送信フォーカスの位置を固定したうえで、例えば、「D」や「λ」を変化させた簡易音場を作図することで、送信条件を決定する。また、操作者が複数の送信フォーカスの位置を設定した場合、決定部１５ｃは、複数の関心領域それぞれの送信条件を決定する。
【０１４４】
次に、図１６を用いて、第４の実施形態に係る超音波診断装置の処理について説明する。図１６は、第４の実施形態に係る超音波診断装置の処理を説明するためのフローチャートである。なお、図１６では、関心領域が操作者により手動で設定される場合について説明する。
【０１４５】
図１６に示すように、第４の実施形態に係る超音波診断装置は、操作者から入力装置３を介して関心領域の設定を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ４０１）。ここで、関心領域の設定を受け付けない場合（ステップＳ４０１否定）、第４の実施形態に係る超音波診断装置は、待機状態となる。
【０１４６】
一方、関心領域の設定を受け付けた場合（ステップＳ４０１肯定）、決定部１５ｃは、焦域が関心領域を含むように超音波の送信条件を決定する（ステップＳ４０２）。具体的には、送信音場の深さ方向の焦域が関心領域の深さ方向の幅を網羅するように、送信条件を決定する。
【０１４７】
そして、制御部１８は、決定部１５ｃにより決定された送信条件及び複数の設定音速に基づいて、超音波の送受信が実行されるように制御する（ステップＳ４０３）。その後、制御部１８の制御により、画像生成部１５ａは、複数の設定音速ごとの超音波画像を生成する（ステップＳ４０４）。
【０１４８】
そして、検出部１５ｂは、各区画の最適音速を検出し（ステップＳ４０７）、決定部１５ｃは、関心領域音速を決定する（ステップＳ４０６）。なお、送信条件が多段フォーカスである場合、検出部１５ｂの最適音速検出処理に用いられる画像は、合成画像となる。
【０１４９】
続いて、制御部１８は、関心領域音速に基づいて、超音波の送受信が実行されるように制御し（ステップＳ４０７）、制御部１８の制御により、画像生成部１５ａは、関心領域音速に基づく超音波画像を生成する（ステップＳ４０８）。
【０１５０】
その後、制御部１８の制御により、モニタ２は、ステップＳ４０８で生成された超音波画像を表示し（ステップＳ４０９）、処理を終了する。
【０１５１】
上述してきたように、第４の実施形態では、決定部１５ｃは、複数の設定音速ごとの超音波画像を生成する際に、超音波プローブ１から送信される超音波の焦域が関心領域を含むように超音波の送信条件を決定する。
【０１５２】
すなわち、第４の実施形態では、関心領域が超音波ビームの焦域となるように送信条件を設定したうえで、最適音速を検出するための超音波画像群を生成する。第４の実施形態では、かかる超音波画像群を用いることで、各区画の最適音速の検出精度が向上し、その結果、決定部１５ｃにより決定される関心領域音速の信頼性を向上させることが可能となる。
【０１５３】
なお、第１の実施形態〜第４の実施形態で説明した超音波診断装置が実行する画像生成制御方法は、あらかじめ用意された画像生成制御プログラムをパーソナルコンピュータやワークステーションなどのコンピュータで実行することによって実現することができる。この画像生成制御プログラムは、インターネットなどのネットワークを介して配布することができる。また、この画像生成制御プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤなどのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。
【０１５４】
以上、説明したとおり、第１の実施形態〜第４の実施形態によれば、関心領域の方位分解能が常に高くなる超音波画像を生成することが可能となる。
【０１５５】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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。
【符号の説明】
【０１５６】
１ 超音波プローブ
２ モニタ
３ 入力装置
１０ 装置本体
１１ 送信部
１２ 受信部
１３ Ｂモード処理部
１４ ドプラ処理部
１５ 画像処理部
１５ａ 画像生成部
１５ｂ 検出部
１５ｃ 決定部
１６ 画像メモリ
１７ 画像合成部
１８ 制御部
１９ 内部記憶部
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、超音波診断装置及び画像生成制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、超音波診断装置を用いた画像撮影では、超音波画像の方位分解能を高めるために、ダイナミック集束法が用いられている。超音波を送信してから反射波が受信されるまでの時間は、反射エコー源の深さに比例する。そこで、ダイナミック集束法では、超音波送信からの経過時間に応じて、受信信号を加算（整相加算）するために用いる受信遅延時間を切り替えることで、深さ方向が異なる各集束点からの受信信号を集束させる。具体的には、超音波診断装置は、ダイナミック集束法の実行に際し、異なる集束点ごとに各振動子における受信遅延時間を算出しておき、算出した集束点ごとの受信遅延時間を用いて深さ方向が異なる各集束点からの受信信号を加算することで超音波画像を生成する。
【０００３】
ここで、ダイナミック集束法にて各集束点における受信遅延時間を算出する際には、生体内の音速として設定された値（以下、設定音速と記載する）が用いられる。しかし、設定音速と実際の生体音速とに差がある場合は、受信信号の集束点がずれてしまい、ダイナミック集束法を用いても、超音波画像の方位分解能が低下してしまう場合がある。
【０００４】
このため、近年、最適な設定音速を求める技術が知られている。かかる技術では、受信遅延時間の計算に用いる設定音速を変えながら各設定音速における超音波画像を取得し、取得した各超音波画像のコントラストや輝度を評価することで、最適となる設定音速（最適音速）を求める。具体的には、超音波診断装置は、各設定音速における超音波画像を複数の区画に分け、例えば、区画ごとに、コントラスト値が最適となる設定音速（最適音速）を求める。そして、超音波診断装置は、区画ごとの最適音速、又は、区画ごとの最適音速から算出した画像全体もしくは深さ方向ごとの最適音速を受信遅延回路へフィードバックする。
【０００５】
しかし、上記の技術で求められる設定音速は、必ずしも、関心領域を観察するために最適な値とはならない場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２６４５３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、関心領域の方位分解能が常に高くなる超音波画像を生成することが可能となる超音波診断装置及び画像生成制御プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態の超音波診断装置は、画像生成部と、検出部と、決定部と、制御部とを備える。画像生成部は、撮影対象部位内の音速として設定された複数の設定音速から算出される各受信遅延時間を用いて加算された超音波の反射波データそれぞれから、前記複数の設定音速ごとの超音波画像を生成する。検出部は、前記画像生成部により生成された前記複数の設定音速ごとの超音波画像それぞれを複数の区画に分割し、同一の区画において輝度値、又は、コントラスト値が最適となる設定音速を、前記複数の区画ごとに検出する。決定部は、前記検出部により最適であると検出された前記複数の区画ごとの設定音速に基づいて、関心領域を描出するために最適となる設定音速を決定する。制御部は、前記決定部により決定された設定音速に基づいた超音波画像が前記画像生成部にて生成されるように制御する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成を説明するための図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係る画像生成部が生成する超音波画像の一例を説明するための図である。
【図３】図３は、第１の実施形態に係る検出部による処理の一例を説明するための図である。
【図４】図４は、検出部の検出結果を用いた従来の技術を説明するための図である。
【図５】図５は、第１の実施形態に係る決定部を説明するための図（１）である。
【図６】図６は、第１の実施形態に係る決定部を説明するための図（２）である。
【図７】図７は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の処理を説明するためのフローチャートである。
【図８】図８は、第２の実施形態に係る決定部が用いる設定情報の一例を説明するための図である。
【図９】図９は、第２の実施形態に係る決定部を説明するための図である。
【図１０】図１０は、第２の実施形態に係る決定部が用いる設定情報の他の一例を説明するための図である。
【図１１】図１１は、第２の実施形態に係る超音波診断装置の処理を説明するためのフローチャートである。
【図１２】図１２は、第３の実施形態に係る決定部を説明するための図（１）である。
【図１３】図１３は、第３の実施形態に係る決定部を説明するための図（２）である。
【図１４】図１４は、第３の実施形態に係る超音波診断装置の処理を説明するためのフローチャートである。
【図１５】図１５は、第４の実施形態に係る決定部を説明するための図である。
【図１６】図１６は、第４の実施形態に係る超音波診断装置の処理を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して、超音波診断装置の実施形態を詳細に説明する。
【００１１】
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成について説明する。図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成を説明するための図である。図１に示すように、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と、モニタ２と、入力装置３と、装置本体１０とを有する。
【００１２】
超音波プローブ１は、装置本体１０と着脱自在に接続される。超音波プローブ１は、複数の圧電振動子を有し、これら複数の圧電振動子は、後述する装置本体１０が有する送信部１１から供給される駆動信号に基づき超音波を発生する。また、超音波プローブ１は、被検体Ｐからの反射波を受信して電気信号に変換する。また、超音波プローブ１は、圧電振動子に設けられる整合層や、圧電振動子から後方への超音波の伝播を防止するバッキング材などを有する。
【００１３】
超音波プローブ１から被検体Ｐに超音波が送信されると、送信された超音波は、被検体Ｐの体内組織における音響インピーダンスの不連続面で次々と反射され、反射波信号として超音波プローブ１が有する複数の圧電振動子にて受信される。受信される反射波信号の振幅は、超音波が反射される不連続面における音響インピーダンスの差に依存する。なお、送信された超音波パルスが、移動している血流や心臓壁などの表面で反射された場合の反射波信号は、ドプラ効果により、移動体の超音波送信方向に対する速度成分に依存して、周波数偏移を受ける。
【００１４】
ここで、本実施形態は、超音波プローブ１による超音波の走査形態が、リニア走査である場合であっても、セクタ走査である場合であっても適用可能である。
【００１５】
入力装置３は、マウス、キーボード、ボタン、パネルスイッチ、タッチコマンドスクリーン、フットスイッチ、トラックボールなどを有し、超音波診断装置の操作者からの各種設定要求を受け付け、装置本体１０に対して受け付けた各種設定要求を転送する。なお、第１の実施形態に係る入力装置３が操作者から受け付ける設定の内容については、後に詳述する。
【００１６】
モニタ２は、超音波診断装置の操作者が入力装置３を用いて各種設定要求を入力するためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示したり、装置本体１０において生成された超音波画像を表示したりする。
【００１７】
装置本体１０は、超音波プローブ１が受信した反射波に基づいて超音波画像を生成する装置である。装置本体１０は、図１に示すように、送信部１１と、受信部１２と、Ｂモード処理部１３と、ドプラ処理部１４と、画像処理部１５と、画像メモリ１６と、画像合成部１７と、制御部１８と、内部記憶部１９とを有する。
【００１８】
送信部１１は、トリガ発生回路、送信遅延回路及びパルサ回路などを有し、超音波プローブ１に駆動信号を供給する。パルサ回路は、所定のレート周波数で、送信超音波を形成するためのレートパルスを繰り返し発生する。また、送信遅延回路は、超音波プローブ１から発生される超音波をビーム状に集束して送信指向性を決定するために必要な圧電振動子ごとの送信遅延時間を、パルサ回路が発生する各レートパルスに対し与える。また、トリガ発生回路は、レートパルスに基づくタイミングで、超音波プローブ１に駆動信号（駆動パルス）を印加する。送信遅延回路は、各レートパルスに対し与える送信遅延時間を変化させることで、圧電振動子面からの送信方向を任意に調整する。
【００１９】
すなわち、送信遅延回路は、送信遅延時間をパルサ回路が発生する各レートパルスに対し与えることで、超音波送信の深さ方向における集束点（送信フォーカス）の位置を制御する。なお、第１の実施形態は、送信部１１が、同一スキャンライン上にて、送信フォーカス点の深度を変えて超音波ビームを複数回送信する多段フォーカス（multi focusing）を実行可能である場合であっても良い。多段フォーカスを行なう場合、送信部１１が有する送信遅延回路は、各送信フォーカス点の深度に応じた送信遅延時間を算出してパルサ回路に与える。
【００２０】
また、送信部１１は、後述する制御部１８の指示に基づいて、所定のスキャンシーケンスを実行するために、送信周波数、送信駆動電圧などを瞬時に変更可能な機能を有している。特に、送信駆動電圧の変更は、瞬間にその値を切り替え可能なリニアアンプ型の発信回路、又は、複数の電源ユニットを電気的に切り替える機構によって実現される。
【００２１】
受信部１２は、アンプ回路、Ａ／Ｄ変換器、受信遅延回路、加算器などを有し、超音波プローブ１が受信した反射波信号に対して各種処理を行なって反射波データを生成する。アンプ回路は、反射波信号をチャンネルごとに増幅してゲイン補正処理を行なう。Ａ／Ｄ変換器は、ゲイン補正された反射波信号をＡ／Ｄ変換する。受信遅延回路は、デジタルデータに受信指向性を決定するのに必要な受信遅延時間を与える。加算器は、受信遅延回路により受信遅延時間が与えられた反射波信号の加算処理を行なって反射波データを生成する。加算器の加算処理により、反射波信号の受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調される。
【００２２】
ここで、第１の実施形態に係る受信部１２が有する受信遅延回路は、ダイナミック集束法（dynamic focusing）を実行する際に、超音波画像の撮影対象である被検体Ｐの体内組織の音速として予め設定された「設定音速」に基づいて、複数の集束点ごとに各振動子に与えられる受信遅延時間の分布を算出する。そして、受信遅延回路は、算出した「受信遅延時間の分布」を加算器に与える。加算器は、受信遅延時間の分布に基づいて、時間とともに集束点が連続的に深さ方向に移動するように受信遅延時間制御を行なうことで、集束された領域からの反射波信号（デジタルデータ）の加算処理を行なう。
【００２３】
ここで、設定音速は、例えば、超音波診断装置における可変設定可能な可変範囲にて変更することができる。また、送信部１１が有する送信遅延回路は、受信遅延時間の算出に用いられた設定音速に基づいて、送信遅延時間を算出することもできる。
【００２４】
このように、送信部１１及び受信部１２は、超音波の送受信における送信指向性と受信指向性とを制御する。
【００２５】
Ｂモード処理部１３は、受信部１２から反射波データを受信し、対数増幅、包絡線検波処理などを行なって、信号強度が輝度の明るさで表現されるデータ（Ｂモードデータ）を生成する。
【００２６】
ドプラ処理部１４は、受信部１２から受信した反射波データから速度情報を周波数解析し、ドプラ効果による血流や組織、造影剤エコー成分を抽出し、平均速度、分散、パワーなどの移動体情報を多点について抽出したデータ（ドプラデータ）を生成する。
【００２７】
画像処理部１５は、超音波画像を生成する画像生成部１５ａと、画像生成部１５ａが生成した超音波画像の解析を行なう検出部１５ｂと、検出部１５ｂの解析結果を用いて処理を行なう決定部１５ｃとを有する。
【００２８】
画像生成部１５ａは、Ｂモード処理部１３及びドプラ処理部１４が生成したデータから超音波画像を生成する。すなわち、画像生成部１５ａは、Ｂモード処理部１３が生成したＢモードデータから反射波の強度を輝度にて表したＢモード画像を生成する。また、画像生成部１５ａは、ドプラ処理部１４が生成したドプラデータから移動体情報を表す平均速度画像、分散画像、パワー画像、又は、これらの組み合わせ画像としてのカラードプラ画像を生成する。
【００２９】
ここで、画像生成部１５ａは、一般的には、超音波走査の走査線信号列を、テレビなどに代表されるビデオフォーマットの走査線信号列に変換（スキャンコンバート）し、表示用画像としての超音波画像を生成する。具体的には、画像生成部１５ａは、超音波プローブ１による超音波の走査形態に応じて座標変換を行なうことで、表示用画像としての超音波画像を生成する。また、画像生成部１５ａは、スキャンコンバート以外に種々の画像処理として、例えば、スキャンコンバート後の複数の画像フレームを用いて、輝度の平均値画像を再生成する画像処理（平滑化処理）や、画像内で微分フィルタを用いる画像処理（エッジ強調処理）などを行なう。
【００３０】
なお、画像生成部１５ａが生成する超音波画像や、検出部１５ｂ及び決定部１５ｃの処理内容については、後に詳述する。
【００３１】
画像合成部１７は、画像生成部１５ａが生成した超音波画像に、種々のパラメータの文字情報、目盛り、ボディーマークなどを合成した合成画像を生成する。
【００３２】
画像メモリ１６は、画像生成部１５ａが生成した超音波画像や、画像合成部１７が生成した合成画像を記憶するメモリである。また、画像メモリ１６は、Ｂモード処理部１３やドプラ処理部１４が生成したデータを記憶することも可能である。なお、Ｂモード処理部１３やドプラ処理部１４が生成したデータは、生データ（Raw Data）とも呼ばれる。
【００３３】
内部記憶部１９は、超音波送受信、画像処理及び表示処理を行なうための制御プログラムや、診断情報（例えば、患者ＩＤ、医師の所見など）や、診断プロトコルや各種ボディーマークなどの各種データを記憶する。また、内部記憶部１９は、必要に応じて、画像メモリ１６が記憶する画像の保管などにも使用される。また、内部記憶部１９が記憶するデータは、図示しないインターフェースを経由して、外部の周辺装置へ転送することができる。
【００３４】
制御部１８は、超音波診断装置の処理全体を制御する。具体的には、制御部１８は、入力装置３を介して操作者から入力された各種設定要求や、内部記憶部１９から読込んだ各種制御プログラム及び各種データに基づき、送信部１１、受信部１２、Ｂモード処理部１３、ドプラ処理部１４、画像処理部１５、画像合成部１７の処理を制御する。また、制御部１８は、画像メモリ１６が記憶する超音波画像や、画像処理部１５により行われる各種処理を指定するためのＧＵＩ、画像処理部１５の処理結果などをモニタ２にて表示するように制御する。
【００３５】
以上、第１の実施形態に係る超音波診断装置の全体構成について説明した。かかる構成のもと、第１の実施形態に係る超音波診断装置は、超音波画像の方位分解能を高めるために、ダイナミック集束法を実行する。具体的には、図１に示す画像生成部１５ａは、撮影対象部位内の音速として設定された複数の設定音速から算出される各受信遅延時間を用いて加算された超音波の反射波データそれぞれから、複数の設定音速ごとの超音波画像を生成する。なお、以下では、超音波画像としてＢモード画像が生成される場合を一例として説明する。ただし、本実施形態は、超音波画像としてドプラ画像が生成される場合であっても適用可能である。図２は、第１の実施形態に係る画像生成部が生成する超音波画像の一例を説明するための図である。
【００３６】
例えば、第１の実施形態に係る超音波診断装置における設定音速（単位：ｍ／ｓ）の可変範囲が「１４００〜１６００」であるとする。かかる場合、一例を挙げると、制御部１８は、可変範囲にて「２０ｍ／ｓ」おきに設定音速を変更して超音波画像を生成するように、送信部１１、受信部１２、Ｂモード処理部１３及び画像生成部１５ａを制御する。すなわち、送信部１１は、超音波ビームを超音波プローブ１から送信させ、受信部１２は、「設定音速：１４００ｍ／ｓ」に基づく「受信遅延時間の分布」を用いて超音波プローブ１が受信した反射波信号の加算処理を行なって反射波データを生成する。そして、Ｂモード処理部１３は、受信部１２が生成した「設定音速：１４００ｍ／ｓ」の反射波データから、「設定音速：１４００ｍ／ｓ」のＢモードデータを生成する。
【００３７】
そして、画像生成部１５ａは、図２に示すように、Ｂモード処理部１３が生成した「設定音速：１４００ｍ／ｓ」のＢモードデータから、「設定音速：１４００ｍ／ｓ」のＢモード画像を生成する。同様の手順により、画像生成部１５ａは、図２に示すように、『「設定音速：１４２０ｍ／ｓ」のＢモード画像、「設定音速：１４４０ｍ／ｓ」のＢモード画像、・・・・・・・・、「設定音速：１６００ｍ／ｓ」のＢモード画像』を生成する。かかる処理により生成された複数の設定音速ごとの超音波画像は、画像生成部１５ａにより画像メモリ１６に格納される。なお、設定音速の変更範囲及び設定音速の間隔は、内部記憶部１９に予め格納されている場合であっても、画像生成処理を開始する際に、操作者が設定する場合であっても良い。
【００３８】
そして、図１に示す検出部１５ｂは、画像生成部１５ａにより生成された複数の設定音速ごとの超音波画像それぞれを複数の区画に分割し、同一の区画において輝度値、又は、コントラスト値が最適となる設定音速を、複数の区画ごとに検出する。具体的には、検出部１５ｂは、複数の設定音速ごとの超音波画像それぞれの各区画にて輝度値、又は、コントラスト値が最大となる超音波画像の生成に用いられた設定音速を、該当する区画にて「最適となる設定音速」として検出する。図３は、第１の実施形態に係る検出部による処理の一例を説明するための図である。
【００３９】
例えば、超音波プローブ１による超音波の走査形態がセクタ走査である場合、検出部１５ｂは、図３の（Ａ）の左図に示すように、超音波画像を、扇状に送信される超音波ビーム送信方向（深さ方向）に沿って「ｎ」個、圧電振動子の配列方向（方位方向）に沿って「ｍ」個の合計「ｎ×ｍ」個の区画に分割する。かかる場合、各区画の形状は、図３の（Ａ）の左図に示すように、円錐台の展開図のような形状となる。また、超音波プローブ１による超音波の走査形態がリニア走査である場合、検出部１５ｂは、図３の（Ａ）の右図に示すように、超音波画像を、直線状に送信される超音波ビーム送信方向（深さ方向）に沿って「ｎ」個、圧電振動子の配列方向（方位方向）に沿って「ｍ」個の合計「ｎ×ｍ」個の区画に分割する。かかる場合、各区画の形状は、図３の（Ａ）の右図に示すように、矩形となる。
【００４０】
なお、「ｎ」及び「ｍ」の値は、例えば、内部記憶部１９に予め格納されている場合であっても、検出部１５ｂの処理を開始する際に、操作者が任意の値を設定する場合であっても良い。一例を挙げると、「ｎ」及び「ｍ」により決定される各区画の大きさは、超音波画像のピクセルサイズを基準として設定される。例えば、各区画の大きさは、「５ピクセル×５ピクセル」のサイズに設定される。
【００４１】
そして、検出部１５ｂは、例えば、複数の超音波画像それぞれの同一の区画におけるコントラスト値（振幅値の分散値など）を算出する。
【００４２】
そして、検出部１５ｂは、区画ごとにコントラスト値が最適となる設定音速（最適音速）を検出する。例えば、検出部１５ｂは、図３の（Ｂ）に示すように、複数の設定音速ごとの超音波画像それぞれの「区画：Ａ」において算出した各コントラスト値を、受信遅延時間の算出に用いられた設定音速に対してプロットしたグラフを作成する。すなわち、検出部１５ｂは、図３の（Ｂ）に示すようなグラフを、区画ごとに作成する。そして、検出部１５ｂは、作成した各グラフにおいて、コントラスト値が最大となる設定音速を最適音速として検出する。図３の（Ｂ）に示す一例の場合、検出部１５ｂは、「区画：Ａ」における最適音速が「１４６０ｍ／ｓ」であると検出する。
【００４３】
なお、検出部１５ｂは、図３の（Ｂ）に示す処理を、区画ごとの輝度値を算出することで実行しても良い。各区画の最適音速を検出する際に、コントラスト値を用いるか、輝度値を用いるかは、内部記憶部１９に予め格納されている場合であっても、検出部１５ｂの処理を開始する際に、操作者が設定する場合であっても良い。
【００４４】
ここで、従来では、検出部１５ｂにより検出された区画ごとの最適音速は、図４に示すように、様々な形態で制御部１８を介して受信部１２に通知されていた。図４は、検出部の検出結果を用いた従来の技術を説明するための図である。
【００４５】
例えば、従来の技術では、図４の（Ａ）に示す各区画の最適音速全てが受信部１２に通知されていた。かかる場合、受信部１２は、各集束点の受信遅延時間を、各区画の最適音速に基づいて決定していた。
【００４６】
或いは、従来の技術では、図４の（Ｂ）に示すように、検出部１５ｂが、「ｎ」個の深さ方向の区画ごとに、統計学的に有意な最適音速を算出し、深さ方向ごとの最適音速が受信部１２に通知されていた。例えば、検出部１５ｂは、「ｎ」個の深さ方向の区画ごとに、「ｍ」個の最適音速の平均値や、「ｍ」個の最適音速の中で出現頻度が最高となる最適音速を算出していた。かかる場合、受信部１２は、各集束点の受信遅延時間を、深さ方向ごとの最適音速に基づいて決定していた。
【００４７】
或いは、従来の技術では、図４の（Ｃ）に示すように、検出部１５ｂが、検出した区画ごとの最適音速から代表的な１つの最適音速を算出し、代表的な１つの最適音速が受信部１２に通知されていた。例えば、検出部１５ｂは、「ｎ×ｍ」個の区画それぞれの最適音速の平均値や、「ｎ×ｍ」個の最適音速の中で出現頻度が最高となる最適音速を、画像全体における最適音速として算出していた。かかる場合、受信部１２は、各集束点の受信遅延時間を、１つの最適音速に基づいて決定していた。
【００４８】
しかしながら、上記の最適音速を用いて超音波画像を生成したとしても、当該超音波画像において、撮影対象部位の中でも、操作者が特に詳細に観察を行ないたい関心領域（ＲＯＩ：Region Of Interest）の方位分解能は、必ずしも向上していない場合があった。
【００４９】
例えば、各区画で検出された設定音速が空間的に分散していると、図４の（Ｃ）を用いて説明した「代表的な１つの最適音速」は、関心領域における最適な設定音速とは必ずしもならない。また、超音波プローブ１から送信される超音波の送信音場の焦域（焦点領域）が関心領域から外れていると、図４の（Ｂ）を用いて説明した「深さ方向ごとの最適音速」や、図４の（Ａ）を用いて説明した「各区画の最適音速」は、関心領域における最適な設定音速とは必ずしもならない。
【００５０】
なお、「深さ方向ごとの最適音速」や「各区画の最適音速」を用いる場合には、深さ方向に沿って複数の送信フォーカスを設定する多段フォーカスを用いることも考えられる。しかし、スキャンラインにて数ピクセル単位で送信フォーカス段数を設定することは、処理負荷が増大し、フレームレートが低下したりすることから、実用的ではない。また、関心領域が深さ方向において超音波プローブ１から近距離に位置する場合では、送信音場の乱れの影響によるサイドローブの発生に起因する超音波画像のアーチファクトによって、関心領域近傍での最適音速が検出できずに、逆に関心領域の方位分解能が低下する場合もある。
【００５１】
そこで、第１の実施形態に係る超音波診断装置は、関心領域の方位分解能が常に高くなる超音波画像を生成するために、図１に示す決定部１５ｃの処理を実行する。
【００５２】
決定部１５ｃは、検出部１５ｂにより最適であると検出された複数の区画ごとの設定音速に基づいて、関心領域を描出するために最適となる設定音速を決定する。具体的には、第１の実施形態に係る決定部１５ｃは、入力装置３を介して操作者が超音波画像上にて設定した関心領域を描出するために最適となる設定音速を決定する。
【００５３】
まず、制御部１８は、画像生成部１５ａにより画像メモリ１６に格納された超音波画像を読み出して、モニタ２にて表示させる。表示される超音波画像としては、例えば、初期設定されている設定音速（１５００ｍ／ｓなど）のＢモード画像などが挙げられる。図５及び図６は、第１の実施形態に係る決定部を説明するための図である。
【００５４】
そして、操作者は、モニタ２を参照して、入力装置３が有する描画機能を用いて、例えば、図５に示すように、矩形の関心領域２０を設定する。図５に示す一例では、乳房をリニア走査することで生成されたＢモード画像がモニタ２に表示されている。なお、関心領域の形状は、矩形に限定されるものではない。関心領域の形状は、入力装置３が有するフリーハンドの描画機能を用いて操作者が超音波画像上をトレースすることで、例えば、図５に示す関心領域２１のように、任意の形状に設定される場合であっても良い。
【００５５】
そして、第１の実施形態に係る決定部１５ｃは、検出部１５ｂにより検出された複数の区画ごとの最適音速に基づいて、操作者が設定した関心領域を描出するために最適となる設定音速を決定する。以下では、「関心領域を描出するために最適となる設定音速」を「関心領域音速」と記載する場合がある。
【００５６】
具体的には、決定部１５ｃは、関心領域を含む全区画それぞれにて「最適となる設定音速（最適音速）」から統計的に有意な値を求めることで、当該関心領域を描出するために最適となる設定音速（関心領域音速）を決定する。例えば、決定部１５ｃは、関心領域２０を含む区画をすべて抽出する（図６に示す網掛けされた矩形を参照）。そして、決定部１５ｃは、抽出した全区画それぞれの最適音速から統計的に有意な値を求めることで関心領域音速を決定する。例えば、決定部１５ｃは、図６に示すように、抽出した全区画それぞれの最適音速の平均値を算出し、算出した平均値を関心領域音速として決定する。
【００５７】
なお、複数の区画ごとの最適音速から関心領域音速を算出する方法は、上記の平均値算出処理に限定されるものではない。例えば、決定部１５ｃは、抽出した全区画それぞれの最適音速の出現頻度を示すヒストグラムから、出現数が最高となる最適音速を関心領域音速として決定しても良い。或いは、決定部１５ｃは、抽出した全区画それぞれの最適音速の中央値を関心領域音速として決定しても良い。
【００５８】
また、上記では、関心領域２０を含む区画の最適音速から関心領域音速を決定する場合について説明した。しかし、決定部１５ｃは、関心領域２０内にある区画の最適音速から関心領域音速を決定する場合であっても良い。なお、決定部１５ｃが行なう関心領域音速の決定方法は、内部記憶部１９に予め格納されている場合であっても、決定部１５ｃの処理を開始する際に、操作者が設定する場合であっても良い。
【００５９】
また、関心領域の設定は、画像生成部１５ａによる複数の設定音速ごとの画像生成処理の前に行なわれる場合であっても、検出部１５ｂによる複数の区画ごとの最適音速の検出処理の後に行なわれる場合であっても良い。
【００６０】
そして、図１に示す制御部１８は、決定部１５ｃにより決定された設定音速（関心領域音速）に基づいた超音波画像が画像生成部１５ａにて生成されるように制御する。具体的には、制御部１８は、決定部１５ｃにより決定された関心領域音速を、受信部１２の受信遅延回路に通知する。これにより、受信部１２の受信遅延回路は、関心領域音速を用いて受信遅延時間の分布を算出する。そして、制御部１８の制御により、送信部１１は、超音波プローブ１から超音波ビームを送信させる。そして、受信部１２は、関心領域音速から算出された受信遅延時間の分布を用いることで、関心領域に対して受信フォーカスがかけられた反射波データを生成する。そして、Ｂモード処理部１３は、受信部１２から受信した反射波データからＢモードデータを生成し、画像生成部１５ａは、Ｂモード処理部１３から受信したＢモードデータからＢモード画像を生成する。これにより、制御部１８は、Ｂモード画像をモニタ２に表示させる。
【００６１】
次に、図７を用いて、第１の実施形態に係る超音波診断装置の処理について説明する。図７は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の処理を説明するためのフローチャートである。なお、図７では、関心領域の設定が、画像生成部１５ａによる複数の設定音速ごとの画像生成処理の前に行なわれる場合について説明する。
【００６２】
図７に示すように、第１の実施形態に係る超音波診断装置は、操作者から入力装置３を介して関心領域の設定を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ここで、関心領域の設定を受け付けない場合（ステップＳ１０１否定）、第１の実施形態に係る超音波診断装置は、待機状態となる。
【００６３】
一方、関心領域の設定を受け付けた場合（ステップＳ１０１肯定）、関心領域音速設定の要求を受け付けたと判定した制御部１８は、複数の設定音速に基づいて、超音波の送受信が実行されるように制御する（ステップＳ１０２）。その後、制御部１８の制御により、画像生成部１５ａは、複数の設定音速ごとの超音波画像を生成する（ステップＳ１０３）。
【００６４】
そして、検出部１５ｂは、各区画の最適音速を検出し（ステップＳ１０４）、決定部１５ｃは、関心領域音速を決定する（ステップＳ１０５）。例えば、決定部１５ｃは、関心領域２０を含む区画すべての最適音速の平均値を算出し、算出した平均値を関心領域音速として決定する。
【００６５】
続いて、制御部１８は、関心領域音速に基づいて、超音波の送受信が実行されるように制御し（ステップＳ１０６）、制御部１８の制御により、画像生成部１５ａは、関心領域音速に基づく超音波画像を生成する（ステップＳ１０７）。
【００６６】
その後、制御部１８の制御により、モニタ２は、ステップＳ１０７で生成された超音波画像を表示し（ステップＳ１０８）、処理を終了する。
【００６７】
上述してきたように、第１の実施形態では、画像生成部１５ａは、撮影対象部位内の音速として設定された複数の設定音速から算出される各受信遅延時間を用いて加算された超音波の反射波データそれぞれから、複数の設定音速ごとの超音波画像を生成する。検出部１５ｂは、画像生成部１５ａにより生成された複数の設定音速ごとの超音波画像それぞれを複数の区画に分割し、同一の区画において輝度値、又は、コントラスト値が最適となる設定音速を、複数の区画ごとに検出する。具体的には、検出部１５ｂは、複数の設定音速ごとの超音波画像それぞれの各区画にて輝度値、又は、コントラスト値が最大となる超音波画像の生成に用いられた設定音速を、該当する区画の最適音速として検出する。
【００６８】
決定部１５ｃは、検出部１５ｂにより最適であると検出された複数の区画ごとの設定音速に基づいて、関心領域を描出するために最適となる設定音速を決定する。具体的には、決定部１５ｃは、入力装置３を介して操作者が超音波画像上にて設定した関心領域を描出するために最適となる設定音速を決定する。なお、決定部１５ｃは、例えば、関心領域を含む全区画それぞれの最適音速から統計的に有意な値を求めることで、当該関心領域を描出するために最適となる設定音速（関心領域音速）を決定する。制御部１８は、決定部１５ｃにより決定された設定音速に基づいた超音波画像が画像生成部１５ａにて生成されるように制御する。
【００６９】
すなわち、第１の実施形態では、操作者が特に詳細に観察を行ないたい関心領域における音速を決定したうえでダイナミック集束法により超音波画像を生成することができる。従って、第１の実施形態では、関心領域の方位分解能が常に高くなる超音波画像を生成することが可能となる。
【００７０】
なお、上記では、制御部１８が、決定部１５ｃにより決定された関心領域音速を、受信部１２の受信遅延回路に通知する場合について説明した。しかし、第１の実施形態に係る制御部１８は、決定部１５ｃにより決定された関心領域音速を、更に、送信部１１の送信遅延回路にも通知する場合であっても良い。かかる場合、送信部１１の送信遅延回路は、関心領域音速を用いて、送信遅延時間を算出する。そして、送信部１１は、関心領域音速に基づく送信遅延時間を用いて、送信フォーカスの位置に集束する超音波ビームを送信させる。これにより、超音波の受信だけでなく、超音波送信においても、関心領域を描出するために最適となる音速を用いて遅延時間制御を行なうことができるので、関心領域の方位分解能をより向上させることが可能となる。
【００７１】
（第２の実施形態）
第２の実施形態では、関心領域が自動的に設定される場合について説明する。
【００７２】
第２の実施形態に係る超音波診断装置は、図１を用いて説明した第１の実施形態に係る超音波診断装置と同様に構成されるが、決定部１５ｃによる処理が第１の実施形態とは異なる。以下、これを中心に説明する。
【００７３】
第２の実施形態では、第１の実施形態と同様に、複数の設定音速ごとの超音波画像が生成され、複数の区画ごとの最適音速が検出される。
【００７４】
そして、第２の実施形態に係る決定部１５ｃは、関心領域の少なくとも深さ方向における幅が設定された設定情報を用いる。かかる設定情報は、例えば、内部記憶部１９に予め格納される。すなわち、内部記憶部１９は、関心領域の少なくとも深さ方向における幅が設定された設定情報を記憶する。図８は、第２の実施形態に係る決定部が用いる設定情報の一例を説明するための図である。
【００７５】
図８に例示する情報は、リニア走査が行なわれた場合の関心領域に関する設定情報である。図８に示す一例では、超音波画像の方位方向（左右方向）における長さが「Ｘ」であり、超音波画像の深さ方向（上下方向）における長さが「Ｙ」とすると、関心領域の方位方向における幅を「Ｘ／２」とし、関心領域の深さ方向における幅を「Ｙ／８」とする設定情報が内部記憶部１９により記憶されていることを示している。
【００７６】
ここで、超音波診断装置により超音波画像を撮像する際、操作者は、超音波の送信条件として、送信フォーカスの位置を設定する。通常、操作者は、自身が詳細に観察したい深さ方向の位置に送信フォーカスを設定する。なお、送信条件としては、送信フォーカスの位置の他に、各スキャンラインにおける超音波ビームを形成するために送信時に用いる圧電振動子の数（送信開口数）や、送信周波数などが設定される。
【００７７】
第２の実施形態に係る決定部１５ｃは、入力装置３を介して操作者が設定した送信フォーカスの位置に対して、内部記憶部１９が記憶する設定情報を参照して関心領域を設定する。そして、第２の実施形態に係る決定部１５ｃは、設定した関心領域を描出するために最適となる設定音速（関心領域音速）を決定する。図９は、第２の実施形態に係る決定部を説明するための図である。
【００７８】
例えば、図９の（Ａ）に示すように、画像合成部１７が超音波画像に合成した「深さ方向の目盛り：２」の位置に操作者が送信フォーカスを設定したとする。かかる場合、決定部１５ｃは、例えば、「深さ方向の目盛り：２」を通る方位方向の直線と、超音波画像の方位方向における中心線との交点を抽出する。そして、決定部１５ｃは、抽出した交点を中心として、図９の（Ａ）に示すように、方位方向における幅が「Ｘ／２」であり、深さ方向における幅が「Ｙ／８」となる関心領域３０を設定する。
【００７９】
そして、決定部１５ｃは、第１の実施形態と同様の処理により、関心領域３０における関心領域音速を決定する。そして、制御部１８の制御により、送信部１１は、「深さ方向の目盛り：２」の位置を送信フォーカスとする超音波ビームの送信を実行させ、受信部１２は、関心領域音速に基づいて、関心領域３０に受信フォーカスがかけられた反射波データを生成する。これにより、画像生成部１５ａは、関心領域音速に基づく超音波画像を生成し、モニタ２は、当該超音波画像を表示する。
【００８０】
なお、第２の実施形態に係る決定部１５ｃは、複数の送信フォーカスの位置に基づいて、複数の関心領域を設定することも可能である。
【００８１】
例えば、多段フォーカスが行なわれる場合、操作者は、超音波の送信条件として、送信フォーカス段数及び各送信フォーカスの位置を設定する。
【００８２】
例えば、図９の（Ｂ）に示すように、画像合成部１７が超音波画像に合成した「深さ方向の目盛り：２」及び「深さ方向の目盛り：３」の２つの位置に操作者が送信フォーカスを設定したとする。かかる場合、決定部１５ｃは、図９の（Ｂ）に示すように、「深さ方向の目盛り：２」に対する関心領域３０を設定する。更に、決定部１５ｃは、「深さ方向の目盛り：３」を通る方位方向の直線と、超音波画像の方位方向における中心線との交点を中心として、図９の（Ｂ）に示すように、方位方向における幅が「Ｘ／２」であり、深さ方向における幅が「Ｙ／８」となる関心領域３１を設定する。
【００８３】
そして、決定部１５ｃは、第１の実施形態と同様の処理により、関心領域３０における関心領域音速及び関心領域３１における関心領域音速をそれぞれ決定する。ここで、多段フォーカスが行なわれる場合、超音波診断装置は、各送信フォーカスにフォーカスされた超音波画像をそれぞれ生成する。
【００８４】
従って、図９の（Ｂ）に例示した場合、制御部１８の制御により、送信部１１は、「深さ方向の目盛り：２」の位置を送信フォーカスとする超音波ビームの送信を実行させ、受信部１２は、関心領域３０の関心領域音速に基づいて、関心領域３０に受信フォーカスがかけられた反射波データを生成する。また、制御部１８の制御により、送信部１１は、「深さ方向の目盛り：３」の位置を送信フォーカスとする超音波ビームの送信を実行させ、受信部１２は、関心領域３１の関心領域音速に基づいて、関心領域３１に受信フォーカスがかけられた反射波データを生成する。これにより、画像生成部１５ａは、関心領域３０における関心領域音速に基づく超音波画像と、関心領域３１における関心領域音速に基づく超音波画像とを生成する。以下、関心領域３０における関心領域音速に基づく超音波画像を「第１画像」と記載し、関心領域３１における関心領域音速に基づく超音波画像を「第２画像」と記載する。すなわち、第１画像は、関心領域３０の方位分解能が高い超音波画像となる。また、第２画像は、関心領域３１の方位分解能が高い超音波画像となる。
【００８５】
ここで、制御部１８の制御により、画像合成部１７は、関心領域３０を含む第１画像の上部領域と、関心領域３１を含む第２画像の下部領域とを合成した合成画像を生成する。そして、制御部１８の制御により、モニタ２は、画像合成部１７が生成した合成画像を表示する。或いは、第１画像と、第２画像とは、制御部１８の制御によりモニタ２にて並列表示される。
【００８６】
なお、決定部１５ｃは、送信フォーカスが複数設定されることにより、関心領域を複数設定した場合でも、複数の関心領域を１つの関心領域に再設定したうえで、１つの関心領域音速を決定しても良い。例えば、決定部１５ｃは、図９の（Ｃ）に示すように、関心領域３０と関心領域３１とを関心領域３２に再設定する。ここで、関心領域３２の深さ方向における幅は、関心領域３０の上辺と関心領域３１の下辺とで挟まれる範囲となる。また、関心領域３２の方位方向における幅は、関心領域３０及び関心領域３１の左辺と右辺とで挟まれる範囲となる。そして、決定部１５ｃは、第１の実施形態と同様の処理により、関心領域３２における関心領域音速を決定する。
【００８７】
かかる場合、制御部１８の制御により、送信部１１は、「深さ方向の目盛り：２」の位置を送信フォーカスとする超音波ビームの送信を実行させ、受信部１２は、関心領域３２の関心領域音速に基づいて、反射波データを生成する。また、制御部１８の制御により、送信部１１は、「深さ方向の目盛り：３」の位置を送信フォーカスとする超音波ビームの送信を実行させ、受信部１２は、関心領域３２の関心領域音速に基づいて、反射波データを生成する。これにより、画像生成部１５ａは、関心領域３０の方位分解能が高い超音波画像と、関心領域３１の方位分解能が高い超音波画像とを、関心領域３２の関心領域音速に基づいて生成する。ここで、複数の関心領域を一つの関心領域に再設定する場合の超音波画像の表示形態は、上述したように、合成画像の単独表示であっても、各超音波画像の並列表示であっても良い。
【００８８】
また、第２の実施形態は、複数の関心領域を１つの関心領域に再設定する場合に限定されるものではない。例えば、第２の実施形態は、４つの送信フォーカス位置から設定した４つの関心領域を、深度に応じて、２つずつ統合することで、２つの関心領域に再設定する場合であっても良い。かかる場合、決定部１５ｃは、２つの関心領域それぞれから関心領域音速を決定する。
【００８９】
このように、第２の実施形態に係る決定部１５ｃは、複数の送信フォーカス位置に基づいて、複数の関心領域を設定した際には、３つのパターンの処理を行なうことが可能である。すなわち、第１のパターンでは、決定部１５ｃは、複数の関心領域ごとに関心領域音速を決定する。また、第２のパターンでは、決定部１５ｃは、複数の関心領域を１つに再設定した後に、１つの関心領域音速を決定する。また、第３のパターンでは、決定部１５ｃは、複数の関心領域を送信フォーカス数より少ない数の関心領域に再設定した後に、再設定した各関心領域の関心領域音速を決定する。なお、第１〜第３のパターンのいずれかを実行するかの設定は内部記憶部１９に予め格納されている場合であっても、決定部１５ｃの処理を開始する際に、操作者が設定する場合であっても良い。また、多段フォーカスにおける表示形態についても、操作者により選択可能である。
【００９０】
また、上記では、図８及び図９に例示したように、矩形の関心領域が設定される場合について説明した。しかし、第２の実施形態は、設定情報にて設定される関心領域の形状が、例えば、楕円形など、任意の形状である場合であっても良い。また、上記では、図８に例示したように、送信フォーカスの位置に応じて、同一の大きさの関心領域が設定される場合について説明した。しかし、第２の実施形態は、例えば、送信フォーカスの深度が大きくなるに応じて、関心領域の大きさが大きくなるように設定情報が設定される場合であっても良い。
【００９１】
なお、セクタ走査が行なわれる場合の設定情報は、例えば、図１０に例示するように設定される。図１０は、第２の実施形態に係る決定部が用いる設定情報の他の一例を説明するための図である。
【００９２】
例えば、セクタ走査が行なわれる場合は、扇形に走査されるスキャンラインの中で、中央付近の２本のスキャンライン（図１０に示す点線を参照）により挟まれる範囲を、関心領域の方位方向の幅とする設定情報が内部記憶部１９に格納される。また、セクタ走査が行なわれる場合は、図１０に示すように、送信フォーカスの深度が大きくなるに応じて、関心領域の深さ方向の幅が大きくなるように設定された設定情報が内部記憶部１９に格納される。
【００９３】
また、上記では、関心領域の深さ方向及び方位方向の幅が設定情報にて設定されている場合について説明した。しかし、設定情報にて設定される幅は、関心領域の深さ方向のみである場合であっても良い。かかる場合、関心領域の方位方向の幅は、操作者により設定される。
【００９４】
また、送信フォーカスの設定に伴う関心領域の設定は、画像生成部１５ａによる複数の設定音速ごとの画像生成処理の前に行なわれる場合であっても、検出部１５ｂによる複数の区画ごとの最適音速の検出処理の後に行なわれる場合であっても良い。
【００９５】
次に、図１１を用いて、第２の実施形態に係る超音波診断装置の処理について説明する。図１１は、第２の実施形態に係る超音波診断装置の処理を説明するためのフローチャートである。なお、図１２では、送信フォーカスの設定に伴う関心領域の設定が、画像生成部１５ａによる複数の設定音速ごとの画像生成処理の前に行なわれる場合について説明する。
【００９６】
図１１に示すように、第２の実施形態に係る超音波診断装置は、操作者から入力装置３を介して送信フォーカスの設定を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ２０１）。ここで、送信フォーカスの設定を受け付けない場合（ステップＳ２０１否定）、第２の実施形態に係る超音波診断装置は、待機状態となる。
【００９７】
一方、送信フォーカスの設定を受け付けた場合（ステップＳ２０１肯定）、決定部１５ｃは、設定情報を参照して、送信フォーカスの位置に関心領域を設定する（ステップＳ２０２）。
【００９８】
そして、制御部１８は、複数の設定音速に基づいて、超音波の送受信が実行されるように制御する（ステップＳ２０２）。その後、制御部１８の制御により、画像生成部１５ａは、複数の設定音速ごとの超音波画像を生成する（ステップＳ２０４）。
【００９９】
そして、検出部１５ｂは、各区画の最適音速を検出し（ステップＳ２０５）、決定部１５ｃは、関心領域音速を決定する（ステップＳ２０６）。
【０１００】
続いて、制御部１８は、関心領域音速に基づいて、超音波の送受信が実行されるように制御し（ステップＳ２０７）、制御部１８の制御により、画像生成部１５ａは、関心領域音速に基づく超音波画像を生成する（ステップＳ２０８）。
【０１０１】
その後、制御部１８の制御により、モニタ２は、ステップＳ２０８で生成された超音波画像を表示し（ステップＳ２０９）、処理を終了する。
【０１０２】
上述してきたように、第２の実施形態では、内部記憶部１９は、関心領域の少なくとも深さ方向における幅が設定された設定情報を記憶する。そして、決定部１５ｃは、入力装置３を介して操作者が設定した送信フォーカスの位置に対して、内部記憶部１９が記憶する設定情報を参照して関心領域を設定し、当該設定した関心領域を描出するために最適となる設定音速を決定する。
【０１０３】
すなわち、第２の実施形態では、操作者が設定した送信フォーカスの情報に基づいて、関心領域音速を決定するための関心領域を自動的に設定できる。従って、第２の実施形態では、関心領域の方位分解能が高い超音波画像の撮影における操作者の負担を軽減することが可能となる。
【０１０４】
また、第２の実施形態では、決定部１５ｃは、複数の送信フォーカスの位置に基づいて、複数の関心領域を設定する。具体的には、第２の実施形態では、決定部１５ｃは、多段フォーカスによる撮影要求を受け付けたことにより、複数の関心領域を設定した場合、上述した第１〜第３のパターンのいずれかの処理により、１つ、又は、複数の関心領域音速を決定する。第１〜第３のパターンのいずれかが実行される場合であっても、第２の実施形態によれば、複数の関心領域の方位分解能が高い超音波画像を生成することが可能となる。
【０１０５】
（第３の実施形態）
第３の実施形態では、第２の実施形態とは異なる方法で、関心領域が自動的に設定される場合について説明する。
【０１０６】
第３の実施形態に係る超音波診断装置は、図１を用いて説明した第１の実施形態に係る超音波診断装置と同様に構成される。しかし、第３の実施形態に係る決定部１５ｃは、第２の実施形態に係る決定部１５ｃとは異なる方法で、関心領域を設定する。以下、これを中心に説明する。
【０１０７】
なお、第３の実施形態では、第１の実施形態と同様に、複数の設定音速ごとの超音波画像が生成され、複数の区画ごとの最適音速が検出される。
【０１０８】
そして、第３の実施形態に係る決定部１５ｃは、送信フォーカスの位置情報を含む超音波の送信条件から計算される送信音場に基づいて超音波プローブから送信される超音波の焦域を決定する。そして、第３の実施形態に係る決定部１５ｃは、決定した焦域内の領域を関心領域として設定する。
【０１０９】
ここで、上述したように、操作者が設定する超音波の送信条件としては、送信フォーカスの位置情報、送信開口数及び送信周波数が挙げられる。かかる送信条件が設定された場合、超音波プローブ１から送信される超音波ビームのプロファイルは、近似的に計算することができる。図１２及び図１３は、第３の実施形態に係る決定部を説明するための図である。
【０１１０】
例えば、操作者が入力装置３を介して設定した送信フォーカスの位置情報から、決定部１５ｃは、送信フォーカスの超音波プローブ１からの距離「F0」を算出する。すなわち、「F0」は、送信フォーカスの深さ方向の距離である。また、操作者が入力装置３を介して設定した送信開口数と、既知の値である「圧電振動子のピッチ幅」とから、送信開口幅「D」を算出する。また、操作者が入力装置３を介して設定した送信周波数から、超音波ビームの波長「λ」を算出する。
【０１１１】
そして、決定部１５ｃは、例えば、簡易作図法により、図１２に示すような、送信音場を近似した簡易音場を作図する。ここで、図１２に示す「W」は、「F0」における「−２０ｄＢ（デシベル）」のビーム幅であり、決定部１５ｃは、「W=2×F0×(λ/D)」を計算する。そして、決定部１５ｃは、図１２に示すように、送信開口幅の中心を始点とする深さ方向に平行な半直線４０上に、距離「F0」に基づいて送信フォーカス点４１を設定する。そして、決定部１５ｃは、送信フォーカス点４１を中心に幅が「W」となる線分を設定する（図１２に示す両端が矢印の線分を参照）。
【０１１２】
そして、決定部１５ｃは、図１２に示すように、送信開口幅の中心を始点とし、上記で設定した線分の両端それぞれを通る半直線４２及び半直線４３を設定する。ここで、半直線４０と半直線４２との角度（及び半直線４０と半直線４３との角度）は、指向角（directivity angle）となる。
【０１１３】
そして、決定部１５ｃは、図１２に示すように、送信開口の上端を始点とし、送信フォーカス点４１を通る半直線４４を設定する。また、決定部１５ｃは、図１２に示すように、送信開口の下端を始点とし、送信フォーカス点４１を通る半直線４５を設定する。そして、決定部１５ｃは、半直線４２〜半直線４５により決定される範囲のうち、外側に位置する線分群（図１２に示す太線を参照）を、送信音場を近似した簡易音場とする。
【０１１４】
そして、決定部１５ｃは、半直線４２と半直線４４との交点と、半直線４３と半直線４５との交点とを通る直線を焦域の最浅部として決定し、焦域の最浅部と送信開口幅の中心との距離を「X1」として計算する。また、決定部１５ｃは、半直線４２と半直線４５との交点と、半直線４３と半直線４４との交点とを通る直線を焦域の最深部として決定し、焦域の最浅部と送信開口幅の中心との距離を「X2」として計算する。すなわち、決定部１５ｃは、超音波プローブ１からの距離が「X1」から「X2」にある深さ方向の範囲を焦域として決定する。
【０１１５】
なお、図１２に示す簡易音場は、一本の超音波ビームにおける焦域を示している。従って、リニア走査である場合は、圧電振動子が配列される直線からの距離が「X1」から「X2」にある深さ方向の範囲が焦域とされる。また、セクタ走査である場合は、扇状に走査される超音波ビームの送信方向に合わせて、超音波ビームごとの送信開口の中心に位置する圧電振動子からの距離が「X1」から「X2」にある深さ方向の範囲が焦域とされる。
【０１１６】
そして、決定部１５ｃは、決定した焦域内の領域を関心領域として設定する。例えば、決定部１５ｃは、図１３に示すように、圧電振動子が配列される直線からの距離が「X1」から「X2」にある深さ方向の範囲を、関心領域の深さ方向の幅として設定する。なお、関心領域の方位方向の幅については、操作者により任意に設定可能である。例えば、決定部１５ｃは、超音波画像の方位方向における長さが「Ｘ」であるならば、関心領域の方位方向における幅を「Ｘ／２」として設定する。
【０１１７】
そして、決定部１５ｃは、関心領域音速を、第１の実施形態と同様に決定し、制御部１８は、関心領域音速に基づいて超音波画像が生成されるように制御する。
【０１１８】
なお、第３の実施形態に係る決定部１５ｃは、第２の実施形態と同様に、複数の送信フォーカスの位置に基づいて、複数の関心領域を設定することも可能である。
【０１１９】
例えば、送信フォーカスの位置が２つ設定された場合、決定部１５ｃは、各送信フォーカスの位置に基づく簡易音場を作図する。これにより、決定部１５ｃは、２つの送信フォーカスそれぞれにおける焦域を決定し、関心領域を２つ設定する。すなわち、決定部１５ｃは、２つの送信フォーカスのうち、一方の送信フォーカスについて決定した焦域の最浅部と最深部とで挟まれる範囲を、当該送信フォーカスに対応する関心領域の深さ方向の幅として設定する。また、決定部１５ｃは、２つの送信フォーカスのうち、他方の送信フォーカスについて決定した焦域の最浅部と最深部とで挟まれる範囲を、当該送信フォーカスに対応する関心領域の深さ方向の幅として設定する。これにより、決定部１５ｃは、例えば、図９の（Ｂ）に示すように、２つの関心領域を設定する。
【０１２０】
なお、決定部１５ｃは、複数の関心領域を設定した際には、第２の実施形態で説明したように、第１のパターン、第２のパターン、又は、第３のパターンのいずれかを行なう。
【０１２１】
また、上記では、焦域の最浅部と最深部とで挟まれる範囲を、送信フォーカスに対応する関心領域の深さ方向の幅として設定する場合について説明した。しかし、第２の実施形態に係る決定部１５ｃは、焦域の最浅部と最深部とで挟まれる範囲の一部の範囲を、送信フォーカスに対応する関心領域の深さ方向の幅として設定しても良い。例えば、決定部１５ｃは、「X1+a」から「X2-b」にある深さ方向の範囲を、送信フォーカスに対応する関心領域の深さ方向の幅として設定しても良い。なお、「a」及び「b」は、操作者により任意に設定可能な数値である。
【０１２２】
また、送信条件の設定に伴う関心領域の設定は、画像生成部１５ａによる複数の設定音速ごとの画像生成処理の前に行なわれる場合であっても、検出部１５ｂによる複数の区画ごとの最適音速の検出処理の後に行なわれる場合であっても良い。
【０１２３】
次に、図１４を用いて、第３の実施形態に係る超音波診断装置の処理について説明する。図１４は、第３の実施形態に係る超音波診断装置の処理を説明するためのフローチャートである。なお、図１４では、送信条件の設定に伴う関心領域の設定が、画像生成部１５ａによる複数の設定音速ごとの画像生成処理の前に行なわれる場合について説明する。
【０１２４】
図１４に示すように、第３の実施形態に係る超音波診断装置は、操作者から入力装置３を介して送信条件の設定を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ３０１）。ここで、送信条件の設定を受け付けない場合（ステップＳ３０１否定）、第３の実施形態に係る超音波診断装置は、待機状態となる。
【０１２５】
一方、送信条件の設定を受け付けた場合（ステップＳ３０１肯定）、決定部１５ｃは、送信条件から送信音場を計算し、焦域を決定する（ステップＳ３０２）。そして、決定部１５ｃは、焦域内の領域を関心領域として設定する（ステップＳ３０３）。
【０１２６】
そして、制御部１８は、複数の設定音速に基づいて、超音波の送受信が実行されるように制御する（ステップＳ３０４）。その後、制御部１８の制御により、画像生成部１５ａは、複数の設定音速ごとの超音波画像を生成する（ステップＳ３０５）。
【０１２７】
そして、検出部１５ｂは、各区画の最適音速を検出し（ステップＳ３０６）、決定部１５ｃは、関心領域音速を決定する（ステップＳ３０７）。
【０１２８】
続いて、制御部１８は、関心領域音速に基づいて、超音波の送受信が実行されるように制御し（ステップＳ３０８）、制御部１８の制御により、画像生成部１５ａは、関心領域音速に基づく超音波画像を生成する（ステップＳ３０９）。
【０１２９】
その後、制御部１８の制御により、モニタ２は、ステップＳ３０９で生成された超音波画像を表示し（ステップＳ３１０）、処理を終了する。
【０１３０】
上述してきたように、第３の実施形態では、決定部１５ｃは、送信フォーカスの位置情報を含む超音波の送信条件から計算される送信音場に基づいて超音波プローブから送信される超音波の焦域を決定し、当該決定した焦域内の領域を関心領域として設定する。
【０１３１】
このように、第３の実施形態では、送信フォーカスの位置に基づいて、単純に関心領域を設定するのではなく、関心領域の設定時に送信フォーカスがかかる焦域を決定し、決定した焦域内に関心領域の深さ方向の幅を設定する。すなわち、第３の実施形態では、送信フォーカスされている関心領域の関心領域音速を決定することができる。従って、第３の実施形態では、関心領域の方位分解能をより向上させることが可能となる。
【０１３２】
また、第３の実施形態では、決定部１５ｃは、複数の送信フォーカスの位置に基づいて、複数の関心領域を設定する。具体的には、第３の実施形態では、決定部１５ｃは、多段フォーカスによる撮影要求を受け付けた場合、各送信フォーカス点の焦域を決定したうえで、複数の関心領域を設定する。従って、第３の実施形態によれば、複数の関心領域の方位分解能が高い超音波画像を生成することが可能となる。
【０１３３】
（第４の実施形態）
第４の実施形態では、第１の実施形態や第２の実施形態において設定された関心領域に基づいて、最適音速の検出に用いられる超音波画像を生成する際の送信条件を決定する場合について説明する。
【０１３４】
第４の実施形態に係る超音波診断装置は、図１を用いて説明した第１の実施形態に係る超音波診断装置と同様に構成される。しかし、第４の実施形態に係る決定部１５ｃは、第１の実施形態、又は、第２の実施形態で説明した処理に加えて、更に、以下の処理を実行する。
【０１３５】
例えば、第４の実施形態では、第１の実施形態で説明したように、操作者が手動で関心領域を設定する。
【０１３６】
そして、第４の実施形態に係る決定部１５ｃは、複数の設定音速ごとの超音波画像を生成する際に、超音波プローブ１から送信される超音波の焦域が関心領域を含むように超音波の送信条件を決定する。図１５は、第４の実施形態に係る決定部を説明するための図である。
【０１３７】
例えば、図１５に示すように、操作者が超音波画像上に関心領域５０を設定したとする。かかる場合、決定部１５ｃは、第３の実施形態で説明した簡易音場の作図法を用いることで、焦域が関心領域５０の深さ方向の範囲内に含まれるように、送信フォーカス段数、送信フォーカスの位置及び送信開口を決定する。すなわち、決定部１５ｃは、送信周波数から算出される波長「λ」を固定したうえで、「D」及び「F0」を変化させた簡易音場を作図する。これにより、決定部１５ｃは、例えば、図１５に示すように、送信開口幅「Ｄ５３」及び送信フォーカス点「Ｆ５１」による第１焦域の深さ方向の範囲と、送信開口幅「Ｄ５４」及び送信フォーカス点「Ｆ５２」による第２焦域の深さ方向の範囲とを重ねることで、関心領域５０の深さ方向の範囲が網羅されることを求める。換言すると、決定部１５ｃは、第１焦域の最浅部と第２焦域の最深部とで挟まれる範囲が、関心領域５０の深さ方向の範囲と一致すると決定する。
【０１３８】
かかる場合、決定部１５ｃは、送信フォーカス段数を「２」と決定する。そして、決定部１５ｃは、送信開口幅「Ｄ５３」に基づく送信開口と、送信フォーカス点「Ｆ５１」の位置とに基づく送信フォーカスの位置とを第１送信条件として決定する。また、決定部１５ｃは、送信開口幅「Ｄ５４」に基づく送信開口と、送信フォーカス点「Ｆ５２」の位置とに基づく送信フォーカスの位置とを第２送信条件として決定する。なお、送信フォーカスの深度を送信開口幅で除算した値は、送信フォーカスの強さを示す値として用いられ、例えば、「送信Ｆｎｕｍｂｅｒ」と呼ばれる。
【０１３９】
第１送信条件及び第２送信条件は、決定部１５ｃから制御部１８に通知され、制御部１８は、第１送信条件及び第２送信条件を送信部１１に通知する。これにより、送信部１１は、各設定音速の超音波画像を生成する際に、第１送信条件及び第２送信条件に基づいて、超音波ビームの送信制御をそれぞれ行なう。そして、受信部１２は、第１送信条件の反射波データと、第２送信条件の反射波データとを、該当する設定音速を用いた受信遅延時間の分布により生成する。これにより、画像生成部１５ａは、複数の設定音速ごとに、第１送信条件の超音波画像と、第２送信条件の超音波画像とを生成する。そして、画像合成部１７は、複数の設定音速ごとに、第１送信条件の超音波画像と第２送信条件の超音波画像とを合成した合成画像を生成する。
【０１４０】
そして、検出部１５ｂは、複数の設定音速ごとの合成画像それぞれを複数の区画に分割し、同一の区画において輝度値、又は、コントラスト値が最適となる設定音速（最適音速）を、複数の区画ごとに検出する。
【０１４１】
そして、決定部１５ｃは、検出部１５ｂの検出結果から、関心領域５０を描出するために最適となる設定音速（関心領域音速）を決定し、制御部１８は、決定部１５ｃにより決定された設定音速に基づいた超音波画像が画像生成部１５ａにて生成されるように制御する。
【０１４２】
なお、関心領域５０の大きさによっては、送信フォーカスの位置は、１つとなる場合もあり、かかる場合は、１つの送信条件により複数の設定音速ごとの超音波画像から、各区画の最適音速が検出される。
【０１４３】
また、第４の実施形態に係る決定部１５ｃは、送信フォーカスの位置と、設定情報とに基づいて決定した関心領域に基づいて、設定音速ごとの超音波画像を生成する際の送信条件を決定して良い。かかる場合、決定部１５ｃは、操作者が設定した送信フォーカスの位置を固定したうえで、例えば、「D」や「λ」を変化させた簡易音場を作図することで、送信条件を決定する。また、操作者が複数の送信フォーカスの位置を設定した場合、決定部１５ｃは、複数の関心領域それぞれの送信条件を決定する。
【０１４４】
次に、図１６を用いて、第４の実施形態に係る超音波診断装置の処理について説明する。図１６は、第４の実施形態に係る超音波診断装置の処理を説明するためのフローチャートである。なお、図１６では、関心領域が操作者により手動で設定される場合について説明する。
【０１４５】
図１６に示すように、第４の実施形態に係る超音波診断装置は、操作者から入力装置３を介して関心領域の設定を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ４０１）。ここで、関心領域の設定を受け付けない場合（ステップＳ４０１否定）、第４の実施形態に係る超音波診断装置は、待機状態となる。
【０１４６】
一方、関心領域の設定を受け付けた場合（ステップＳ４０１肯定）、決定部１５ｃは、焦域が関心領域を含むように超音波の送信条件を決定する（ステップＳ４０２）。具体的には、送信音場の深さ方向の焦域が関心領域の深さ方向の幅を網羅するように、送信条件を決定する。
【０１４７】
そして、制御部１８は、決定部１５ｃにより決定された送信条件及び複数の設定音速に基づいて、超音波の送受信が実行されるように制御する（ステップＳ４０３）。その後、制御部１８の制御により、画像生成部１５ａは、複数の設定音速ごとの超音波画像を生成する（ステップＳ４０４）。
【０１４８】
そして、検出部１５ｂは、各区画の最適音速を検出し（ステップＳ４０７）、決定部１５ｃは、関心領域音速を決定する（ステップＳ４０６）。なお、送信条件が多段フォーカスである場合、検出部１５ｂの最適音速検出処理に用いられる画像は、合成画像となる。
【０１４９】
続いて、制御部１８は、関心領域音速に基づいて、超音波の送受信が実行されるように制御し（ステップＳ４０７）、制御部１８の制御により、画像生成部１５ａは、関心領域音速に基づく超音波画像を生成する（ステップＳ４０８）。
【０１５０】
その後、制御部１８の制御により、モニタ２は、ステップＳ４０８で生成された超音波画像を表示し（ステップＳ４０９）、処理を終了する。
【０１５１】
上述してきたように、第４の実施形態では、決定部１５ｃは、複数の設定音速ごとの超音波画像を生成する際に、超音波プローブ１から送信される超音波の焦域が関心領域を含むように超音波の送信条件を決定する。
【０１５２】
すなわち、第４の実施形態では、関心領域が超音波ビームの焦域となるように送信条件を設定したうえで、最適音速を検出するための超音波画像群を生成する。第４の実施形態では、かかる超音波画像群を用いることで、各区画の最適音速の検出精度が向上し、その結果、決定部１５ｃにより決定される関心領域音速の信頼性を向上させることが可能となる。
【０１５３】
なお、第１の実施形態〜第４の実施形態で説明した超音波診断装置が実行する画像生成制御方法は、あらかじめ用意された画像生成制御プログラムをパーソナルコンピュータやワークステーションなどのコンピュータで実行することによって実現することができる。この画像生成制御プログラムは、インターネットなどのネットワークを介して配布することができる。また、この画像生成制御プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤなどのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。
【０１５４】
以上、説明したとおり、第１の実施形態〜第４の実施形態によれば、関心領域の方位分解能が常に高くなる超音波画像を生成することが可能となる。
【０１５５】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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。
【符号の説明】
【０１５６】
１ 超音波プローブ
２ モニタ
３ 入力装置
１０ 装置本体
１１ 送信部
１２ 受信部
１３ Ｂモード処理部
１４ ドプラ処理部
１５ 画像処理部
１５ａ 画像生成部
１５ｂ 検出部
１５ｃ 決定部
１６ 画像メモリ
１７ 画像合成部
１８ 制御部
１９ 内部記憶部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影対象部位内の音速として設定された複数の設定音速から算出される各受信遅延時間を用いて加算された超音波の反射波データそれぞれから、前記複数の設定音速ごとの超音波画像を生成する画像生成部と、
前記画像生成部により生成された前記複数の設定音速ごとの超音波画像それぞれを複数の区画に分割し、同一の区画において輝度値、又は、コントラスト値が最適となる設定音速を、前記複数の区画ごとに検出する検出部と、
前記検出部により最適であると検出された前記複数の区画ごとの設定音速に基づいて、関心領域を描出するために最適となる設定音速を決定する決定部と、
前記決定部により決定された設定音速に基づいた超音波画像が前記画像生成部にて生成されるように制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記決定部は、所定の入力部を介して操作者が超音波画像上にて設定した関心領域を描出するために最適となる設定音速を決定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。
【請求項３】
前記検出部は、前記複数の設定音速ごとの超音波画像それぞれの各区画にて輝度値、又は、コントラスト値が最大となる超音波画像の生成に用いられた設定音速を、該当する区画にて最適となる設定音速として検出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。
【請求項４】
前記決定部は、前記関心領域を含む全区画それぞれにて最適となる設定音速から統計的に有意な値を求めることで、当該関心領域を描出するために最適となる設定音速を決定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。
【請求項５】
前記関心領域の少なくとも深さ方向における幅が設定された設定情報を記憶する設定情報記憶部を更に備え、
前記決定部は、所定の入力部を介して操作者が設定した送信フォーカスの位置に対して、前記設定情報記憶部が記憶する前記設定情報を参照して関心領域を設定し、当該設定した関心領域を描出するために最適となる設定音速を決定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。
【請求項６】
前記決定部は、送信フォーカスの位置情報を含む超音波の送信条件から計算される送信音場に基づいて超音波プローブから送信される超音波の焦域を決定し、当該決定した焦域内の領域を前記関心領域として設定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。
【請求項７】
前記決定部は、複数の送信フォーカスの位置に基づいて、複数の関心領域を設定することを特徴とする請求項５又は６に記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記決定部は、前記複数の設定音速ごとの超音波画像を生成する際に、超音波プローブから送信される超音波の焦域が前記関心領域を含むように超音波の送信条件を決定することを特徴とする請求項２又は５に記載の超音波診断装置。
【請求項９】
撮影対象部位内の音速として設定された複数の設定音速から算出される各受信遅延時間を用いて加算された超音波の反射波データそれぞれから生成された前記複数の設定音速ごとの超音波画像を複数の区画に分割し、同一の区画において輝度値、又は、コントラスト値が最適となる設定音速を、前記複数の区画ごとに検出する検出手順と、
前記検出手順により最適であると検出された前記複数の区画ごとの設定音速に基づいて、関心領域を描出するために最適となる設定音速を決定する決定手順と、
前記決定手順により決定された設定音速に基づいた超音波画像が生成されるように制御する制御手順と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする画像生成制御プログラム。
【請求項１】
撮影対象部位内の音速として設定された複数の設定音速から算出される各受信遅延時間を用いて加算された超音波の反射波データそれぞれから、前記複数の設定音速ごとの超音波画像を生成する画像生成部と、
前記画像生成部により生成された前記複数の設定音速ごとの超音波画像それぞれを複数の区画に分割し、同一の区画において輝度値、又は、コントラスト値が最適となる設定音速を、前記複数の区画ごとに検出する検出部と、
前記検出部により最適であると検出された前記複数の区画ごとの設定音速に基づいて、関心領域を描出するために最適となる設定音速を決定する決定部と、
前記決定部により決定された設定音速に基づいた超音波画像が前記画像生成部にて生成されるように制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記決定部は、所定の入力部を介して操作者が超音波画像上にて設定した関心領域を描出するために最適となる設定音速を決定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。
【請求項３】
前記検出部は、前記複数の設定音速ごとの超音波画像それぞれの各区画にて輝度値、又は、コントラスト値が最大となる超音波画像の生成に用いられた設定音速を、該当する区画にて最適となる設定音速として検出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。
【請求項４】
前記決定部は、前記関心領域を含む全区画それぞれにて最適となる設定音速から統計的に有意な値を求めることで、当該関心領域を描出するために最適となる設定音速を決定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。
【請求項５】
前記関心領域の少なくとも深さ方向における幅が設定された設定情報を記憶する設定情報記憶部を更に備え、
前記決定部は、所定の入力部を介して操作者が設定した送信フォーカスの位置に対して、前記設定情報記憶部が記憶する前記設定情報を参照して関心領域を設定し、当該設定した関心領域を描出するために最適となる設定音速を決定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。
【請求項６】
前記決定部は、送信フォーカスの位置情報を含む超音波の送信条件から計算される送信音場に基づいて超音波プローブから送信される超音波の焦域を決定し、当該決定した焦域内の領域を前記関心領域として設定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。
【請求項７】
前記決定部は、複数の送信フォーカスの位置に基づいて、複数の関心領域を設定することを特徴とする請求項５又は６に記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記決定部は、前記複数の設定音速ごとの超音波画像を生成する際に、超音波プローブから送信される超音波の焦域が前記関心領域を含むように超音波の送信条件を決定することを特徴とする請求項２又は５に記載の超音波診断装置。
【請求項９】
撮影対象部位内の音速として設定された複数の設定音速から算出される各受信遅延時間を用いて加算された超音波の反射波データそれぞれから生成された前記複数の設定音速ごとの超音波画像を複数の区画に分割し、同一の区画において輝度値、又は、コントラスト値が最適となる設定音速を、前記複数の区画ごとに検出する検出手順と、
前記検出手順により最適であると検出された前記複数の区画ごとの設定音速に基づいて、関心領域を描出するために最適となる設定音速を決定する決定手順と、
前記決定手順により決定された設定音速に基づいた超音波画像が生成されるように制御する制御手順と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする画像生成制御プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
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【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
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【図１０】
【図１１】
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【図１６】
【公開番号】特開２０１２−１５７３８７（Ｐ２０１２−１５７３８７Ａ）
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７１４３（Ｐ２０１１−１７１４３）
【出願日】平成２３年１月２８日（２０１１．１．２８）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２８日（２０１１．１．２８）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【Ｆターム（参考）】
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