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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024084518
(43)【公開日】2024-06-25
(54)【発明の名称】超音波診断装置
(51)【国際特許分類】
A61B 8/14 20060101AFI20240618BHJP
【ＦＩ】
A61B8/14
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022198832
(22)【出願日】2022-12-13
(71)【出願人】
【識別番号】320011683
【氏名又は名称】富士フイルムヘルスケア株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001210
【氏名又は名称】弁理士法人ＹＫＩ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】丸山 美咲
【テーマコード（参考）】
4C601
【Ｆターム（参考）】
4C601EE04
4C601HH28
4C601HH38
4C601JB31
4C601JB45
4C601JB49
(57)【要約】
【課題】受信ビームデータのデータ空間における領域毎及び周波数区域毎のＳ／Ｎ指標に基づいて、超音波画像を高画質化させることが可能な超音波診断装置を提供する。
【解決手段】送受信部１４は、被検体からの反射波を受信した各振動素子からの、整相された複数の受信チャネル信号の加算数が互いに異なる複数の受信ビームデータを生成する。Ｓ／Ｎ推定部１８は、領域Ｒｅ毎に、検波処理前の、受信チャネル信号の加算数が互いに異なる複数の受信ビームデータＲｂそれぞれに対して周波数解析を実行する。Ｓ／Ｎ推定部１８は、領域Ｒｅと周波数区域Ｆとの組み合わせ毎に、各受信チャネルの信号の加算数に対するスペクトル強度の近似直線ＡＰの傾きを演算する。当該傾きがＳ／Ｎ指標となる。信号処理部２０は、領域Ｒｅ毎及び周波数区域Ｆ毎のＳ／Ｎ指標に基づいて、領域Ｒｅ毎にバンドパスフィルタを生成し、検波処理前の受信ビームデータＲｂに対して適用する。
【選択図】図１
【解決手段】送受信部１４は、被検体からの反射波を受信した各振動素子からの、整相された複数の受信チャネル信号の加算数が互いに異なる複数の受信ビームデータを生成する。Ｓ／Ｎ推定部１８は、領域Ｒｅ毎に、検波処理前の、受信チャネル信号の加算数が互いに異なる複数の受信ビームデータＲｂそれぞれに対して周波数解析を実行する。Ｓ／Ｎ推定部１８は、領域Ｒｅと周波数区域Ｆとの組み合わせ毎に、各受信チャネルの信号の加算数に対するスペクトル強度の近似直線ＡＰの傾きを演算する。当該傾きがＳ／Ｎ指標となる。信号処理部２０は、領域Ｒｅ毎及び周波数区域Ｆ毎のＳ／Ｎ指標に基づいて、領域Ｒｅ毎にバンドパスフィルタを生成し、検波処理前の受信ビームデータＲｂに対して適用する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
被検体に対して超音波を送受波することで得られた、複数の受信チャネルに対応する複数の受信チャネル信号であって整相処理により整相された複数の受信チャネル信号を加算して受信ビームデータを生成する加算データ生成部であって、前記受信チャネル信号の加算数が互いに異なる複数の前記受信ビームデータを生成する加算データ生成部と、
前記受信ビームデータのデータ空間において予め定められた領域毎に、検波処理前の、前記受信チャネル信号の加算数が互いに異なる複数の前記受信ビームデータそれぞれに対して周波数解析を実行し、前記領域毎及び周波数区域毎に、前記加算数の増加に伴うスペクトル強度の増加量に基づいてＳ／Ｎ指標を推定するＳ／Ｎ推定部と、
前記領域毎及び前記周波数区域毎に推定された前記Ｓ／Ｎ指標に基づいて、超音波画像を高画質化させるための、前記領域毎に異なる高画質化処理を実行する高画質化部と、
を備えることを特徴とする超音波診断装置。
前記受信ビームデータのデータ空間において予め定められた領域毎に、検波処理前の、前記受信チャネル信号の加算数が互いに異なる複数の前記受信ビームデータそれぞれに対して周波数解析を実行し、前記領域毎及び周波数区域毎に、前記加算数の増加に伴うスペクトル強度の増加量に基づいてＳ／Ｎ指標を推定するＳ／Ｎ推定部と、
前記領域毎及び前記周波数区域毎に推定された前記Ｓ／Ｎ指標に基づいて、超音波画像を高画質化させるための、前記領域毎に異なる高画質化処理を実行する高画質化部と、
を備えることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項2】
被検体に対して超音波を送受波することで得られた、複数の受信チャネルに対応する複数の受信チャネル信号に対する整相加算処理により受信ビームデータを生成する受信ビームデータ生成部と、
同一の走査線位置に対応する複数の前記受信ビームデータを加算して、加算受信ビームデータを生成する加算データ生成部であって、前記複数の受信ビームデータの加算数が互いに異なる複数の前記加算受信ビームデータを生成する加算データ生成部と、
前記受信ビームデータのデータ空間において予め定められた領域毎に、検波処理前の複数の前記加算受信ビームデータそれぞれに対して周波数解析を実行し、前記領域毎及び周波数区域毎に、前記加算数の増加に伴うスペクトル強度の増加量に基づいてＳ／Ｎ指標を推定するＳ／Ｎ推定部と、
前記領域毎及び前記周波数区域毎に推定された前記Ｓ／Ｎ指標に基づいて、超音波画像を高画質化させるための、前記領域毎に異なる高画質化処理を実行する高画質化部と、
を備えることを特徴とする超音波診断装置。
同一の走査線位置に対応する複数の前記受信ビームデータを加算して、加算受信ビームデータを生成する加算データ生成部であって、前記複数の受信ビームデータの加算数が互いに異なる複数の前記加算受信ビームデータを生成する加算データ生成部と、
前記受信ビームデータのデータ空間において予め定められた領域毎に、検波処理前の複数の前記加算受信ビームデータそれぞれに対して周波数解析を実行し、前記領域毎及び周波数区域毎に、前記加算数の増加に伴うスペクトル強度の増加量に基づいてＳ／Ｎ指標を推定するＳ／Ｎ推定部と、
前記領域毎及び前記周波数区域毎に推定された前記Ｓ／Ｎ指標に基づいて、超音波画像を高画質化させるための、前記領域毎に異なる高画質化処理を実行する高画質化部と、
を備えることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項3】
前記高画質化部は、前記領域毎及び前記周波数区域毎に推定された前記Ｓ／Ｎ指標に基づいて、バンドパスフィルタを前記領域毎に生成し、生成した前記領域毎の前記バンドパスフィルタを検波処理前の受信ビームデータに適用する、
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。
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。
【請求項4】
前記加算データ生成部は、送信間開口合成によって前記加算受信ビームデータを生成し、前記送信間開口合成における前記受信ビームデータの加算数が互いに異なる複数の前記加算受信ビームデータを生成する、
ことを特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。
ことを特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項5】
前記加算データ生成部は、１フレーム分の複数の前記受信ビームデータであるフレームデータを加算することによって前記加算受信ビームデータを生成し、前記フレームデータの加算数が互いに異なる複数の前記加算受信ビームデータを生成する、
ことを特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。
ことを特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項6】
前記Ｓ／Ｎ推定部は、前記領域毎及び前記周波数区域毎に、前記加算数と前記スペクトル強度との２次元データ空間における、各前記加算数に対する前記スペクトル強度に対する近似直線の傾きを演算し、演算された前記傾きを前記領域毎及び前記周波数区域毎の前記Ｓ／Ｎ指標として推定する、
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。
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。
【請求項7】
前記Ｓ／Ｎ推定部は、各加算数について予め定められた補正係数に基づいて、前記スペクトル強度を補正した補正スペクトル強度を演算し、前記２次元データ空間における、各前記加算数に対する前記補正スペクトル強度に対する近似直線の傾きを前記Ｓ／Ｎ指標として推定する、
ことを特徴とする請求項６に記載の超音波診断装置。
ことを特徴とする請求項６に記載の超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本明細書は、超音波診断装置の改良を開示する。
【背景技術】
【0002】
従来、被検体に向けて超音波が送受波され、それにより得られた受信信号に基づいて受信ビームデータを形成し、受信ビームデータから超音波画像を形成し、形成された超音波画像をディスプレイに表示する超音波診断装置が知られている。超音波診断装置においては、ノイズ低減などを目的として、受信信号に対して帯域通過フィルタ（バンドパスフィルタ）を施す処理が行われる。
【0003】
従来、被検体の深度毎に互いに異なるバンドパスフィルタを適用することが行われている。
【0004】
例えば、特許文献１には、深度毎の時間利得制御のゲインを調整する複数のＳＴＣコントロールを備える超音波診断装置であって、各ＳＴＣコントロールによって指定されたゲインに応じて、各深度に適用されるバンドパスフィルタを設定する超音波診断装置が開示されている。また、特許文献２には、超音波プローブから取得した受信信号に対して、深度毎に周波数解析を行うことで、深度毎の周波数特性を取得し、取得した深度毎の周波数特性に基づいて、深度毎にバンドパスフィルタを設定する超音波診断装置が開示されている。また、特許文献３には、超音波プローブから取得した受信信号を解析することで各深度に関する信号特性値（例えば周波数）を取得し、取得した深度毎の周波数に基づいて、深度毎にバンドパスフィルタを設定する超音波診断装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開平７－２５０８３３号広報
【特許文献2】特開２０２１－８３９５６号広報
【特許文献3】特開２０２１－１５９５１１号広報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、受信ビームデータのデータ空間において、領域毎、且つ、（受信ビームデータの）周波数区域毎にＳ／Ｎ比を推定することが有益となる場合がある。推定された領域毎且つ周波数区域毎のＳ／Ｎ比に基づいて、領域毎且つ周波数区域毎に適応的な超音波画像の高画質化処理を実行することが可能となる。適応的な高画質化処理の一例としては、領域毎に異なるバンドパスフィルタを適用することが挙げられる。
【0007】
本明細書で開示される超音波診断装置の目的は、受信ビームデータのデータ空間における領域毎及び周波数区域毎のＳ／Ｎ指標を推定し、推定したＳ／Ｎ指標に基づいて、超音波画像を高画質化させることが可能な超音波診断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本明細書で開示される超音波診断装置は、被検体に対して超音波を送受波することで得られた、複数の受信チャネルに対応する複数の受信チャネル信号であって整相処理により整相された複数の受信チャネル信号を加算して受信ビームデータを生成する加算データ生成部であって、前記受信チャネル信号の加算数が互いに異なる複数の前記受信ビームデータを生成する加算データ生成部と、前記受信ビームデータのデータ空間において予め定められた領域毎に、検波処理前の、前記受信チャネル信号の加算数が互いに異なる複数の前記受信ビームデータそれぞれに対して周波数解析を実行し、前記領域毎及び周波数区域毎に、前記加算数の増加に伴うスペクトル強度の増加量に基づいてＳ／Ｎ指標を推定するＳ／Ｎ推定部と、前記領域毎及び前記周波数区域毎に推定された前記Ｓ／Ｎ指標に基づいて、超音波画像を高画質化させるための、前記領域毎に異なる高画質化処理を実行する高画質化部と、を備えることを特徴とする。
【0009】
同一の送信ビームによって得られた、複数の受信チャネルに対応する整相処理された複数の受信チャネル信号の信号成分は、位相も振幅も概ね同じ信号となる。したがって、理想的には、受信チャネル信号をＮ個加算すると、各周波数区域の信号成分は、それぞれ約Ｎ倍となる。一方、各受信チャネル信号のノイズ成分は、位相も振幅もばらばらである。したがって、これらをＮ個加算しても、各周波数区域のノイズ成分は、Ｎ倍にはならず、それよりも小さい値にしかならない。一般に、相関のない複数のノイズが加わった場合の実効値は、各ノイズの実効値の２乗和の平方根で表され、各受信チャネルのノイズ成分をＮ個加算した場合、各周波数区域のノイズ成分は、近似的に√Ｎ倍となる。
【0010】
したがって、ある領域の受信ビームデータの信号成分が多い程、加算数を増やしていくにつれＳ／Ｎ指標がより大きくなる。すなわち、受信チャネルの信号の加算数に対するスペクトル強度の増加量が、Ｓ／Ｎ指標を表すことになる。Ｓ／Ｎ推定部が、各領域及び各周波数区域について、受信チャネルの信号の加算数に対するスペクトル強度の増加量を演算することで、領域毎及び周波数区域毎に、Ｓ／Ｎ指標を推定することができる。これにより、高画質化部が、領域毎及び周波数区域毎のＳ／Ｎ指標に基づいて、超音波画像の高画質化処理が可能となる。
【0011】
また、本明細書で開示される超音波診断装置は、被検体に対して超音波を送受波することで得られた、複数の受信チャネルに対応する複数の受信チャネル信号に対する整相加算処理により受信ビームデータを生成する受信ビームデータ生成部と、同一の走査線位置に対応する複数の前記受信ビームデータを加算して、加算受信ビームデータを生成する加算データ生成部であって、前記複数の受信ビームデータの加算数が互いに異なる複数の前記加算受信ビームデータを生成する加算データ生成部と、前記受信ビームデータのデータ空間において予め定められた領域毎に、検波処理前の複数の前記加算受信ビームデータそれぞれに対して周波数解析を実行し、前記領域毎及び周波数区域毎に、前記加算数の増加に伴うスペクトル強度の増加量に基づいてＳ／Ｎ指標を推定するＳ／Ｎ推定部と、前記領域毎及び前記周波数区域毎に推定された前記Ｓ／Ｎ指標に基づいて、超音波画像を高画質化させるための、前記領域毎に異なる高画質化処理を実行する高画質化部と、を備えることを特徴とする。
【0012】
当構成においても同様に、ある領域の受信ビームデータの信号成分が多い程、同一の走査線位置に対応する受信ビームデータの加算数を増やしていくにつれＳ／Ｎ指標がより大きくなる。すなわち、受信ビームデータの加算数に対するスペクトル強度の増加量が、Ｓ／Ｎ指標を表すことになる。Ｓ／Ｎ推定部が、各領域及び各周波数区域について、受信ビームデータの加算数に対するスペクトル強度の増加量を演算することで、領域毎及び周波数区域毎に、Ｓ／Ｎ指標を推定することができる。これにより、高画質化部が、領域毎及び周波数区域毎のＳ／Ｎ指標に基づいて、超音波画像の高画質化処理が可能となる。
【0013】
前記高画質化部は、前記領域毎及び前記周波数区域毎に推定された前記Ｓ／Ｎ指標に基づいて、バンドパスフィルタを前記領域毎に生成し、生成した前記領域毎の前記バンドパスフィルタを検波処理前の受信ビームデータに適用するとよい。
【0014】
当該構成によれば、領域毎に互いに異なるバンドパスフィルタを適用することができ、領域毎に適切なノイズ低減などを行うことができる。
【0015】
前記加算データ生成部は、送信間開口合成によって前記加算受信ビームデータを生成し、前記送信間開口合成における前記受信ビームデータの加算数が互いに異なる複数の前記加算受信ビームデータを生成するとよい。
【0016】
前記加算データ生成部は、１フレーム分の複数の前記受信ビームデータであるフレームデータを加算することによって前記加算受信ビームデータを生成し、前記フレームデータの加算数が互いに異なる複数の前記加算受信ビームデータを生成するとよい。
【0017】
前記Ｓ／Ｎ推定部は、前記領域毎及び前記周波数区域毎に、前記加算数と前記スペクトル強度との２次元データ空間における、各前記加算数に対する前記スペクトル強度に対する近似直線の傾きを演算し、演算された前記傾きを前記領域毎及び前記周波数区域毎の前記Ｓ／Ｎ指標として推定するとよい。
【0018】
当該構成によれば、受信チャネル信号又は受信ビームデータの加算数に対するスペクトル強度の近似直線の傾きを求めることで、領域毎及記周波数区域毎のＳ／Ｎ指標を推定することができる。
【0019】
前記Ｓ／Ｎ推定部は、各加算数について予め定められた補正係数に基づいて、前記スペクトル強度を補正した補正スペクトル強度を演算し、前記２次元データ空間における、各前記加算数に対する前記補正スペクトル強度に対する近似直線の傾きを前記Ｓ／Ｎ指標として推定するとよい。
【0020】
当該構成によれば、加算対象となった受信チャネル信号が互いに同じ信号ではない場合、あるいは、加算対象となった受信ビームデータが互いに同じ信号ではない場合に、受信チャネル間、又は、受信ビームデータ間のスペクトル強度の差異を影響を低減させつつ、Ｓ／Ｎ指標を推定することができる。
【発明の効果】
【0021】
本明細書で開示される超音波診断装置によれば、受信ビームデータのデータ空間における領域毎及び周波数区域毎のＳ／Ｎ指標に基づいて、超音波画像を高画質化させることが可能な超音波診断装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】第１実施形態に係る超音波診断装置の構成概略図である。
【図2A】加算対象の受信チャネルを示す第１の図である。
【図2B】加算対象の受信チャネルを示す第２の図である。
【図2C】加算対象の受信チャネルを示す第３の図である。
【図2D】加算対象の受信チャネルを示す第４の図である。
【図3A】加算対象の受信チャネルを示す第５の図である。
【図3B】加算対象の受信チャネルを示す第６の図である。
【図3C】加算対象の受信チャネルを示す第７の図である。
【図3D】加算対象の受信チャネルを示す第８の図である。
【図4】ビームデータメモリに記憶される、受信チャネル信号の加算数が互いに異なる複数の受信ビームデータを示す概念図である。
【図5】１つの領域における、１つの加算数に対応する受信ビームデータの周波数スペクトルを示す図である。
【図6】１つの領域及び１つの周波数区域における、受信チャネル信号加算数とスペクトル強度の関係を示す図である。
【図7】補正係数によって補正されたスペクトル強度を示す図である。
【図8】１つの領域における周波数区域毎のＳ／Ｎ指標を示す図である。
【図9】第２実施形態に係る超音波診断装置の構成概略図である。
【図10】送信間開口合成における走査線位置及びビーム内位置を示す図である。
【図11】第３実施形態に係る超音波診断装置の構成概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係る超音波診断装置１０の構成概略図である。超音波診断装置１０は、病院などの医療機関に設置され、超音波検査時に使用される医用装置である。
図１は、第１実施形態に係る超音波診断装置１０の構成概略図である。超音波診断装置１０は、病院などの医療機関に設置され、超音波検査時に使用される医用装置である。
【0024】
超音波診断装置１０は、被検体に対して超音波ビームを走査し、それにより得られた受信信号に基づいて超音波画像を形成する装置である。例えば、超音波診断装置１０は、受信信号に基づいて、走査面からの反射波の振幅強度が輝度に変換された断層画像（Ｂモード画像）を形成する。あるいは、超音波診断装置１０は、送信波と受信波の周波数の差分（ドプラシフト）に基づいて、被検体内の組織の運動速度を表す超音波画像であるドプラ画像を形成することもできる。本実施形態では、超音波診断装置１０がＢモード画像を形成する処理について説明する。
【0025】
超音波プローブ１２は、被検体に対して超音波の送受波を行う装置である。超音波プローブ１２は、被検体に対して超音波の送受波を行う複数の振動素子からなる振動素子アレイを有する。
【0026】
送受信部１４は、制御部３４（後述）からの制御によって、超音波プローブ１２（詳しくは振動素子アレイの各振動素子）に対して送信信号を送信する。これにより、各振動素子から被検体に向けて超音波が送信される。一度に複数の振動素子から超音波が送信され、送受信部１４は、各振動素子からの超音波の送信タイミングを制御することによって、複数の振動素子から複数の方向に超音波ビーム（送信ビーム）が送信される。また、送受信部１４は、被検体からの反射波を受信した各振動素子から受信信号を受信する。本明細書では、各振動素子から受信した受信信号を、各受信チャネルの受信信号と呼び、さらに、受信チャネルの受信信号を受信チャネル信号と呼ぶ。
【0027】
送受信部１４は、各受信チャネルに対応した複数の遅延器を有しており、当該複数の遅延器により、複数の受信チャネル信号の位相を揃える整相処理を行う。
【0028】
また、送受信部１４は、加算器を有しており、当該加算器により、同一の送信ビームによって得られ整相処理された複数の受信チャネル信号を加算して、受信ビームデータを生成する。１つの受信ビームデータは、１つの超音波の走査線（スキャンライン；換言すれば送信ビームの送信方向）に対応するデータであり、被検体の各深度からの反射波の信号強度を示す情報を含むデータである。
【0029】
送受信部１４は、制御部３４からの制御によって、整相された複数の受信チャネル信号の加算数が互いに異なる複数の受信ビームデータを生成する。図２Ａ～図２Ｄ及び図３Ａ～図３Ｄは、加算対象の受信チャネルＣｈを示す図である。図２Ａ～図２Ｄ及び図３Ａ～図３Ｄには、模擬的な例示として、有効受信開口に含まれる１２個の受信チャネルＣｈが示されている。一点鎖線は、有効受信開口の中心Ｍを示している。有効受信開口の中心Ｍは、送信ビームの送信方向（中心）でもある。図２Ａ～図２Ｄ及び図３Ａ～図３Ｄにおいては、黒で示された受信チャネルＣｈは、受信チャネル信号が加算対象である受信チャネルＣｈを示し、白で示された受信チャネルＣｈは、受信チャネル信号が加算対象ではない受信チャネルＣｈを示している。
【0030】
図２Ａ～図２Ｄに示されるように、例えば、送受信部１４は、２つの受信チャネルＣｈの受信チャネル信号を加算した受信ビームデータ（図２Ａ）、４つの受信チャネルＣｈの受信チャネル信号を加算した受信ビームデータ（図２Ｂ）、６つの受信チャネルＣｈの受信チャネル信号を加算した受信ビームデータ（図２Ｃ）、及び、８つの受信チャネルＣｈの受信チャネル信号を加算した受信ビームデータ（図２Ｄ）の複数の受信ビームデータを生成する。なお、各受信チャネルＣｈの受信チャネル信号は、それが受信ビームデータの生成のために加算されるか否かに関係なく、全て受信チャネルメモリ（不図示）に記憶されている。したがって、送受信部１４は、受信チャネルメモリに記憶されている複数の受信チャネル信号から、受信ビームデータの生成に用いる（すなわち加算の対象となる）受信チャネルを選択すればよい。
【0031】
図２Ａ～図２Ｄでは、いずれも、有効受信開口の中心Ｍ側の受信チャネルＣｈの受信チャネル信号を加算しているが、必ずしもそうである必要はない。例えば、図３Ａ～図３Ｃに示されるように、有効受信開口の端から１又は複数個おきに、受信チャネル信号を加算する受信チャネルＣｈを選択するようにしてもよい。図３Ａ～図３Ｄに示される例では、送受信部１４は、３つの受信チャネルＣｈの受信チャネル信号を加算した受信ビームデータ（図３Ａ）、４つの受信チャネルＣｈの受信チャネル信号を加算した受信ビームデータ（図３Ｂ）、６つの受信チャネルＣｈの受信チャネル信号を加算した受信ビームデータ（図３Ｃ）、及び、１２個の受信チャネルＣｈの受信チャネル信号を加算した受信ビームデータ（図３Ｄ）の複数の受信ビームデータを生成している。
【0032】
本実施形態では、送受信部１４は、受信チャネル信号の加算数が互いに異なる、複数の１フレーム分の受信ビームデータを生成する。本明細書においては、１フレーム分の受信ビームデータをフレームデータと呼ぶ。フレームデータは、１枚の超音波画像に対応するものである。なお、送受信部１４は、１つの加算数について、必ずしも１フレーム全体分の受信ビームデータを生成する必要はなく、少なくとも超音波画像の高画質化の対象領域をカバーする受信ビームデータを生成すればよい。
【0033】
上述のように、第１実施形態では、送受信部１４が加算データ生成部に相当する。
【0034】
送受信部１４により生成された、受信チャネル信号の加算数が互いに異なる複数の受信ビームデータは、ビームデータメモリ１６に格納される。図４は、ビームデータメモリ１６に記憶される、受信チャネル信号の加算数が互いに異なる複数の受信ビームデータＲｂを示す概念図である。図４では、方位方向及び深度方向の２次元データ空間において、１つの加算数に対応する１フレーム分の受信ビームデータＲｂ（つまりフレームデータ）が表されている。また、図４では、方位方向及び深度方向に直交する加算数方向において、加算数が異なる複数のフレームデータが並んでいる。
【0035】
受信ビームデータＲｂのデータ空間においては、予め複数の領域Ｒｅが定義されている。本実施形態では、１フレーム分の受信ビームデータＲｂのデータ空間において隙間なく２次元方向に並ぶ複数の領域Ｒｅが定義されている。なお、領域Ｒｅは、必ずしも１フレーム分の受信ビームデータＲｂのデータ空間の全体をカバーする必要はなく、少なくとも超音波画像の高画質化の対象領域をカバーように定義されればよい。受信ビームデータＲｂのデータ空間における各領域Ｒｅは、超音波画像上の各領域に対応するものである。本明細書では、受信ビームデータＲｂのデータ空間における領域Ｒｅに対応する超音波画像上の領域も、便宜上、領域Ｒｅと記載する。
【0036】
Ｓ／Ｎ推定部１８は、領域Ｒｅ毎に、検波処理前の（すなわち周波数情報を有している）、受信チャネル信号の加算数が互いに異なる複数の受信ビームデータＲｂそれぞれに対して周波数解析（例えばＦＦＴ（Fast Fourier Transform））を実行する。図５は、１つの領域Ｒｅにおける、１つの加算数に対応する受信ビームデータＲｂの周波数スペクトルを示す図である。Ｓ／Ｎ推定部１８による周波数解析処理により、領域Ｒｅ毎及び受信チャネル信号の加算数毎に、周波数スペクトルが取得される。
【0037】
図５に示すように、複数の周波数区域Ｆが予め定義されている。周波数区域Ｆとは、ある一定の周波数範囲（例えば○○Ｈｚ～××Ｈｚなど）を示すものである。そして、Ｓ／Ｎ推定部１８は、取得した周波数スペクトルに基づいて、各周波数区域Ｆについてのスペクトル強度Ｓｉを演算する。スペクトル強度Ｓｉは、当該周波数区域Ｆに含まれるスペクトル強度の代表値（例えば平均値や中央値）であってよい。これにより、領域Ｒｅ毎、受信チャネル信号の加算数毎、及び、周波数区域Ｆ毎にスペクトル強度Ｓｉが取得される。
【0038】
図６は、１つの領域Ｒｅ及び１つの周波数区域Ｆにおける、加算数とスペクトル強度の関係を示す図である。Ｓ／Ｎ推定部１８は、受信チャネル信号の加算数、及び、スペクトル強度の２次元データ空間において、１つの領域Ｒｅ及び１つの周波数区域Ｆについての、各受信チャネルの信号の加算数に対するスペクトル強度をプロットする。そして、Ｓ／Ｎ推定部１８は、プロットされた各受信チャネルの信号の加算数に対するスペクトル強度の近似直線ＡＰを求め、近似直線ＡＰの傾きを演算する。
【0039】
ここで、近似直線ＡＰの傾きは、当該領域Ｒｅの当該周波数区域ＦにおけるＳ／Ｎ指標を示すパラメータとなる。Ｓ／Ｎ指標とは、ノイズ成分に対する信号成分の割合を示し、Ｓ／Ｎ指標が大きい程ノイズ成分が少なく信号成分が多いことを表し、Ｓ／Ｎ指標が小さい程ノイズ成分が多く信号成分が少ないことを表す。
【0040】
図２Ａ～図２Ｄ又は図３Ａ～図３Ｄを参照し、同一の送信ビームに対して有効受信開口に含まれる各受信チャネルＣｈの整相処理された受信チャネル信号の信号成分は、位相も振幅も概ね同じ信号となる。したがって、理想的には、これらをＮ個加算すると、各周波数区域Ｆの信号成分は、それぞれ約Ｎ倍となる。一方、各受信チャネル信号のノイズ成分は、位相も振幅もばらばらである。したがって、これらをＮ個加算しても、各周波数区域Ｆのノイズ成分は、Ｎ倍にはならず、それよりも小さい値にしかならない。各受信チャネルＣｈのノイズ成分をＮ個加算した場合、各周波数区域Ｆのノイズ成分は、近似的に√Ｎ倍となる。
【0041】
したがって、ある領域Ｒｅの受信ビームデータＲｂの信号成分が多い程、加算数を増やしていくにつれＳ／Ｎ指標がより大きくなる。すなわち、各受信チャネルの信号の加算数に対するスペクトル強度の近似直線ＡＰの傾きがＳ／Ｎ指標を表すことになる。例えば、理想的に、受信ビームデータＲｂが全て信号成分であった場合、加算数がＮの場合にスペクトル強度もＮ倍になるから、近似直線ＡＰの傾きは、Ｎ／Ｎすなわち１となる。逆に、受信ビームデータＲｂが全てノイズ成分であった場合、加算数がＮの場合にスペクトル強度は√Ｎ倍になるから、近似直線ＡＰの傾きは√Ｎ／Ｎ倍にしかならない。受信ビームデータＲｂの信号成分が増える（ノイズ成分が減る）につれ、近似直線ＡＰの傾きは、√Ｎ／Ｎから１に向かって大きくなっていく。
【0042】
上述のように、理想的には、同一の送信ビームに対して有効受信開口に含まれる各受信チャネルＣｈの整相処理された信号の信号成分は概ね同じ信号となる。しかしながら、各受信チャネルＣｈの整相処理された信号の信号成分が同じ信号とならない場合が考えられる。例えば、一般に、超音波プローブ１２の振動素子は、素子サイズと信号の周波数とに依存する感度指向性を有するため、送信ビームの中心から近い受信チャネルＣｈ（例えば図２Ｄの受信チャネルＣｈａ）の信号成分が、送信ビームの中心から遠い受信チャネルＣｈ（例えば図２Ｄの受信チャネルＣｈｂ）の信号成分よりも大きくなる場合がある。この場合、理想的に、受信ビームデータＲｂが全て信号成分であっても、加算数をＮとした場合、スペクトル強度はＮ倍にならない場合がある。
【0043】
したがって、Ｓ／Ｎ推定部１８は、受信チャネル信号の加算数毎に予め定義された補正係数に基づいて、各加算数に対するスペクトル強度を補正するとよい。補正係数は、受信チャネル信号の各加算数における、加算対象の受信チャネルＣｈの送信ビーム中心に対する位置などに基づいて予め定義され、メモリ３２に記憶させておけばよい。その上で、図７に示すように、Ｓ／Ｎ推定部１８は、各加算数に対する補正係数に基づいて、各加算数に対するスペクトル強度（図７において黒丸）を補正した補正スペクトル強度（図７において黒三角）を演算する。そして、Ｓ／Ｎ推定部１８は、受信チャネル信号の加算数、及び、スペクトル強度の２次元データ空間における、各加算数に対する補正スペクトル強度の近似直線ＡＰを求め、当該近似直線ＡＰの傾きをＳ／Ｎ指標として推定するとよい。
【0044】
Ｓ／Ｎ推定部１８は、領域Ｒｅと周波数区域Ｆとの組み合わせ毎に、上記処理を行い、領域Ｒｅと周波数区域Ｆとの組み合わせ毎に近似直線ＡＰの傾きを演算する。つまり、Ｓ／Ｎ推定部１８は、受信チャネル信号の加算数の増加に伴うスペクトル強度の増加量に基づいて、領域Ｒｅと周波数区域Ｆとの組み合わせ毎に、Ｓ／Ｎ指標を推定する。
【0045】
図８は、１つの領域Ｒｅにおける周波数区域Ｆ毎のＳ／Ｎ指標を示す図である。上述のように、Ｓ／Ｎ推定部１８は、領域Ｒｅと周波数区域Ｆとの組み合わせ毎にＳ／Ｎ指標を推定するから、１つの領域Ｒｅについてみると、図８に示すように、各周波数区域Ｆ毎にＳ／Ｎ指標が推定されることになる。
【0046】
信号処理部２０は、送受信部１４からの受信ビームデータに対して、バンドパスフィルタを適用するフィルタ処理などを含む各種信号処理を実行する。特に、信号処理部２０は、Ｓ／Ｎ推定部１８が推定した、領域Ｒｅ毎及び周波数区域Ｆ毎のＳ／Ｎ指標に基づいて、領域Ｒｅ毎にバンドパスフィルタを生成する。
【0047】
図８を参照して、具体的には、信号処理部２０は、推定されたＳ／Ｎ指標が、予め定められたＳ／Ｎ閾値以上の周波数区域Ｆの信号を通過するようなバンドパスフィルタを領域Ｒｅ毎に生成する。例えば、図８に示された周波数区域Ｆ毎のＳ／Ｎ指標を有する領域Ｒｅに対しては、周波数ｆ１から周波数ｆ２までの信号を通すようなバンドパスフィルタを生成する。各領域Ｒｅ間において、周波数区域Ｆ毎のＳ／Ｎ指標は互いに異なるものとなり得るから、各領域Ｒｅに対して生成されるバンドパスフィルタも互いに異なるものとなり得る。
【0048】
信号処理部２０は、超音波画像を高画質化させるための高画質化処理として、各領域Ｒｅについて生成したバンドパスフィルタを、検波処理前の受信ビームデータＲｂに対して適用する。すなわち、周波数区域Ｆ毎のＳ／Ｎ指標が領域Ｒｅ毎に異なっていたとしても、各領域Ｒｅに適したバンドパスフィルタを適用することができる。これにより、超音波画像の各領域Ｒｅを適応的に高画質化させることができるようになる。例えば、超音波画像において、位置（領域Ｒｅ）毎に、過度にノイズ抑制を行って分解能を損なうことなく、適切なノイズ低減を実行できるようになる。このように、信号処理部２０は高画質化部に相当する。
【0049】
信号処理部２０は、ビームデータメモリ１６に記憶された、受信チャネル信号の加算数が互いに異なる複数の受信ビームデータＲｂと同一フレームの受信ビームデータＲｂ（つまり同一の送信ビームによって得られたフレームデータ）に対して、上述のバンドパスフィルタを適用することができる。
【0050】
また、受信チャネル信号の加算数が互いに異なる複数の受信ビームデータＲｂの生成処理、Ｓ／Ｎ推定部１８によるＳ／Ｎ指標の推定処理などによる遅延を抑制する観点から、信号処理部２０は、バンドパスフィルタの適用対象となる受信ビームデータＲｂを、当該バンドパスフィルタを生成するための、受信チャネル信号の加算数が互いに異なる複数の受信ビームデータＲｂの１又は複数後のフレームの受信ビームデータＲｂにしてもよい。
【0051】
さらに、超音波画像が示す被検体の断面に変更がなければ、各領域Ｒｅにおける各周波数区域ＦのＳ／Ｎ指標はそれほど大きな変化がないと考えられる。したがって、信号処理部２０は、１度生成した各領域Ｒｅのバンドパスフィルタを、超音波画像が示す被検体の断面が変更されるまで使用し続けるようにしてもよい。超音波画像が示す被検体の断面が変更されたか否かは、後述の画像形成部２４が形成した超音波画像をフレーム間で比較することで判定することができる。あるいは、超音波プローブ１２に加速度センサを設けて置き、加速度センサからの信号に基づいて超音波プローブ１２の姿勢を検出し、超音波プローブ１２の姿勢が変更されたことをもって、超音波画像が示す被検体の断面が変更されたと判定するようにしてもよい。
【0052】
検波処理部２２は、信号処理部２０による処理後の受信ビームデータＲｂに対して検波処理（例えば包絡線検波処理）、対数圧縮処理、などの処理を実行する。検波処理部２２による検波処理によって、受信ビームデータＲｂは位相情報（周波数情報）を失う。
【0053】
画像形成部２４は、検波処理部２２において検波処理などされたフレームデータに基づいて、超音波画像（Ｂモード画像）を形成する。
【0054】
表示制御部２６は、画像形成部２４で形成された超音波画像及びその他の種々の情報をディスプレイ２８に表示させる制御を行う。ディスプレイ２８は、例えば液晶ディスプレイや有機ＥＬ（Electro Luminescence）などから構成される表示器である。
【0055】
入力インターフェース３０は、例えばボタン、トラックボール、タッチパネルなどから構成される。入力インターフェース３０は、ユーザの命令を超音波診断装置１０に入力するために用いられる。
【0056】
メモリ３２は、（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、ｅＭＭＣ（embedded Multi Media Card）、あるいはＲＯＭ（Read Only Memory）などを含んで構成される。メモリ３２には、超音波診断装置１０の各部を動作させるための超音波診断プログラムが記憶される。なお、超音波診断プログラムは、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ又はＣＤ－ＲＯＭなどのコンピュータ読み取り可能な非一時的な記憶媒体に格納することもできる。超音波診断装置１０は、そのような記憶媒体から超音波診断プログラムを読み取って実行することができる。
【0057】
制御部３４は、汎用的なプロセッサ（例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）など）、及び、専用のプロセッサ（例えばＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、あるいは、プログラマブル論理デバイスなど）の少なくとも１つを含んで構成される。制御部３４としては、１つの処理装置によるものではなく、物理的に離れた位置に存在する複数の処理装置の協働により構成されるものであってもよい。制御部３４は、メモリ３２に記憶された超音波診断プログラムに従って、超音波診断装置１０の各部を制御する。
【0058】
なお、送受信部１４、Ｓ／Ｎ推定部１８、信号処理部２０、検波処理部２２、画像形成部２４、及び、表示制御部２６の各部は、１又は複数のプロセッサ、チップ、電気回路などによって構成されている。これらの各部がハードウェアとソフトウエアとの協働により実現されてもよい。
【0059】
＜第２実施形態＞
図９は、第２実施形態に係る超音波診断装置１０－２の構成概略図である。図９において、第１実施形態に係る超音波診断装置１０と同様の処理を実行する構成要素については、図１と同じ符号を付し、その説明を省略する。
図９は、第２実施形態に係る超音波診断装置１０－２の構成概略図である。図９において、第１実施形態に係る超音波診断装置１０と同様の処理を実行する構成要素については、図１と同じ符号を付し、その説明を省略する。
【0060】
受信ビームデータ生成部としての送受信部４０は、制御部３４からの制御によって、超音波プローブ１２に対して送信信号を送信する。これにより、各振動素子から被検体に向けて超音波が送信される。一度に複数の振動素子から超音波が送信され、送受信部１４は、各振動素子からの超音波の送信タイミングを制御することによって、複数の振動素子から複数の方向に超音波ビームが送信される。また、送受信部１４は、被検体からの反射波を受信した各振動素子から受信チャネル信号を受信する。送受信部４０は、複数の受信チャネルに対応する複数の受信チャネル信号に対して整相加算処理を実行し、これにより受信ビームデータＲｂを生成する。
【0061】
信号処理部４２は、送受信部４０からの受信ビームデータＲｂに対して、バンドパスフィルタを適用するフィルタ処理などを含む各種信号処理を実行する。特に、信号処理部４２は、後述のＳ／Ｎ推定部４８が推定した、領域Ｒｅ毎及び周波数区域Ｆ毎のＳ／Ｎ指標に基づいて、領域Ｒｅ毎にバンドパスフィルタを生成する。バンドパスフィルタ生成処理の詳細については後述する。
【0062】
また、信号処理部４２は、後述のＳ／Ｎ推定部４８が用いる受信ビームデータＲｂに対しては、バンドパスフィルタ処理を行わない（スキップ）ようにしてもよい。又は、事前処理として、ＤＣ（直流）近傍成分のみをカットする広帯域な特性を持つバンドパスフィルタ処理を行ってもよい。
【0063】
信号処理部４２によって信号処理された受信ビームデータＲｂは、ＬＲＩメモリと呼ばれるメモリ（不図示）に保持される。ＬＲＩメモリは、少なくとも、後述の開口合成処理によって１フレーム分の加算受信ビームデータを生成できる程度の受信ビームデータＲｂを記憶可能なメモリ容量を有している。
【0064】
開口合成処理部４４は、互いに異なる送信ビームに基づいて得られた複数の受信ビームデータを加算する送信間開口合成を実行する。図１０を参照しつつ、送信間開口合成について説明する。図１０においては、横方向に走査線位置が示されており、走査線位置は、番号が端から順番に振られている。本明細書では、走査線位置を変数ｊで表す。
【0065】
送受信部４０は、第１の送信ビーム（以後、「送信ビーム＃１」というように記載する）を送信し、それに対する、複数の走査線位置に対応する複数の受信ビームデータＲｂ（以後、送信ビーム＃１に対応する複数の受信ビームデータＲｂを「受信ビーム＃１」というように記載する）を生成する。図１０の例では、送受信部４０は、走査線位置ｊ＝５を中心に送信ビーム＃１を送信し、これにより、走査線位置ｊ＝１～９に対応する受信ビーム＃１を生成している。本明細書では、１回の送信ビームに対する複数の受信ビームデータＲｂにおいて、ビーム内位置を示す番号が端から順番に振られている。本明細書では、ビーム内位置を変数ｋで表す。受信ビーム＃１においては、ｋ＝ｊとなっている。なお、図１０の例は、開口合成処理を模擬的に示した図であり、実際には、開口合成処理部４４は、１つの送信ビームに対して、８～４８程度の走査線位置についての受信ビームデータＲｂを生成する。
【0066】
次いで、送受信部４０は、送信ビーム＃１に対して位置が走査方向にずれた送信ビーム＃２を送信し、それに対する受信ビーム＃２を受信する。図１０の例では、走査線位置ｊ＝６を中心に送信ビーム＃２を送信し、これにより、走査線位置ｊ＝２～１０に対応する受信ビーム＃２を受信している。受信ビーム＃２においては、ｋ＝ｊ－１となっている。その後、送受信部４０は、送信ビーム＃２に対して、さらに位置が走査方向にずれた送信ビーム＃３を送信し、それに対する受信ビーム＃３を受信する。図１０の例では、走査線位置ｊ＝７を中心に送信ビーム＃３を送信し、これにより、走査線位置ｊ＝３～１１に対応する受信ビーム＃３を受信している。受信ビーム＃３においては、ｋ＝ｊ－２となっている。
【0067】
このような処理を繰り返していくことにより、１つの走査線位置ｊに対して複数の受信ビームデータＲｂが得られることになる。１つの走査線位置ｊに対して得られる受信ビームデータＲｂの最大数は、送信ビームの送信回数と同じとなる。送信ビーム番号（受信ビーム番号）をｈとし、受信ビーム＃ｈにおけるビーム内位置ｋに対応する受信ビームデータＲｂをＬＲＩ（ｈ，ｋ）と表わすとすると、受信ビーム＃ｈに含まれる受信ビームデータＲｂの数が９本の場合、例えば、ｊ＝１２の走査線位置に対応する受信ビームデータＲｂは、以下の９本である。
ＬＲＩ（４，９）、ＬＲＩ（５，８）、ＬＲＩ（６，７）、ＬＲＩ（７，６）、ＬＲＩ（８，５）、ＬＲＩ（９，４）、ＬＲＩ（１０，３）、ＬＲＩ（１１，２）、ＬＲＩ（１２，１）
ＬＲＩ（４，９）、ＬＲＩ（５，８）、ＬＲＩ（６，７）、ＬＲＩ（７，６）、ＬＲＩ（８，５）、ＬＲＩ（９，４）、ＬＲＩ（１０，３）、ＬＲＩ（１１，２）、ＬＲＩ（１２，１）
【0068】
開口合成処理部４４は、同一の走査線位置ｊに対応する複数の受信ビームデータＲｂを加算（合成）することで、各走査線位置ｊに対応する加算受信ビームデータを生成する。なお、開口合成処理により、Ｓ／Ｎ比又は方位方向の分解能が向上するというような効果が得られる。
【0069】
本実施形態では、開口合成処理部４４は、制御部３４からの制御によって、同一の走査線位置ｊに対応する複数の受信ビームデータＲｂの加算数が互いに異なる複数の加算受信ビームデータを生成する。例えば、開口合成処理部４４は、受信ビームデータＲｂの加算数が、３、５、７、９である複数の加算受信ビームデータを生成する。例えば、ｊ＝１２の走査線位置における加算受信ビームデータをＲＦＪ＝１２（Ｎ）と記載する場合（Ｎは加算数）、上述のように、ｊ＝１２の走査線位置に対応する受信ビームデータＲｂが９本取得されている場合、加算数が３、５、７、９である場合の加算受信ビームデータＲＦＪ＝１２（Ｎ）は、例えば以下のようになる。
ＲＦＪ＝１２（３）＝ＬＲＩ（７，６）＋ＬＲＩ（８，５）＋ＬＲＩ（９，４）
ＲＦＪ＝１２（５）＝ＬＲＩ（６，７）＋ＬＲＩ（７，６）＋ＬＲＩ（８，５）＋ＬＲＩ（９，４）＋ＬＲＩ（１０，３）
ＲＦＪ＝１２（７）＝ＬＲＩ（５，８）＋ＬＲＩ（６，７）＋ＬＲＩ（７，６）＋ＬＲＩ（８，５）＋ＬＲＩ（９，４）＋ＬＲＩ（１０，３）＋ＬＲＩ（１１，２）
ＲＦＪ＝１２（９）＝ＬＲＩ（４，９）＋ＬＲＩ（５，８）＋ＬＲＩ（６，７）＋ＬＲＩ（７，６）＋ＬＲＩ（８，５）＋ＬＲＩ（９，４）＋ＬＲＩ（１０，３）＋ＬＲＩ（１１，２）＋ＬＲＩ（１２，１）
もちろん、加算対象の受信ビームデータＲｂは上記に限られず、例えば加算数が３である場合、ＬＲＩ（６，７）とＬＲＩ（８，５）とＬＲＩ（１０，３）を加算するようにしてもよい。
ＲＦＪ＝１２（３）＝ＬＲＩ（７，６）＋ＬＲＩ（８，５）＋ＬＲＩ（９，４）
ＲＦＪ＝１２（５）＝ＬＲＩ（６，７）＋ＬＲＩ（７，６）＋ＬＲＩ（８，５）＋ＬＲＩ（９，４）＋ＬＲＩ（１０，３）
ＲＦＪ＝１２（７）＝ＬＲＩ（５，８）＋ＬＲＩ（６，７）＋ＬＲＩ（７，６）＋ＬＲＩ（８，５）＋ＬＲＩ（９，４）＋ＬＲＩ（１０，３）＋ＬＲＩ（１１，２）
ＲＦＪ＝１２（９）＝ＬＲＩ（４，９）＋ＬＲＩ（５，８）＋ＬＲＩ（６，７）＋ＬＲＩ（７，６）＋ＬＲＩ（８，５）＋ＬＲＩ（９，４）＋ＬＲＩ（１０，３）＋ＬＲＩ（１１，２）＋ＬＲＩ（１２，１）
もちろん、加算対象の受信ビームデータＲｂは上記に限られず、例えば加算数が３である場合、ＬＲＩ（６，７）とＬＲＩ（８，５）とＬＲＩ（１０，３）を加算するようにしてもよい。
【0070】
本実施形態では、開口合成処理部４４は、受信ビームデータＲｂの加算数が互いに異なる、複数の１フレーム分の加算受信ビームデータ（加算フレームデータ）を生成する。なお、開口合成処理部４４は、１つの加算数について、必ずしも１フレーム全体分の加算受信ビームデータを生成する必要はなく、少なくとも超音波画像の高画質化の対象領域をカバーする加算受信ビームデータを生成すればよい。
【0071】
上述のように、第２実施形態では、開口合成処理部４４が加算データ生成部に相当する。
【0072】
開口合成処理部４４により生成された、受信ビームデータＲｂの加算数が互いに異なる複数の加算受信ビームデータは、ビームデータメモリ４６に格納される。図４には、ビームデータメモリ４６に記憶される、受信ビームデータＲｂの加算数が互いに異なる複数の加算受信ビームデータＳＲｂが示されている。第１実施形態同様、第２実施形態においても、加算受信ビームデータＳＲｂのデータ空間において、予め複数の領域Ｒｅが定義されている。なお、加算受信ビームデータＳＲｂのデータ空間は、受信ビームデータＲｂのデータ空間同様、方位方向と深度方向によって規定されるデータ空間であるため、加算受信ビームデータＳＲｂのデータ空間と、受信ビームデータＲｂのデータ空間とは、実質的に同義である。
【0073】
Ｓ／Ｎ推定部４８は、領域Ｒｅ毎に、検波処理前の（すなわち周波数情報を有している）、受信ビームデータＲｂの加算数が互いに異なる複数の加算受信ビームデータＳＲｂそれぞれに対して周波数解析を実行する。これにより、領域Ｒｅ毎及び受信ビームデータＲｂの加算数毎に、周波数スペクトル（図５参照）が取得される。
【0074】
Ｓ／Ｎ推定部４８は、第１実施形態同様、取得した周波数スペクトルに基づいて、各周波数区域Ｆについてのスペクトル強度Ｓｉを演算し、領域Ｒｅ毎、受信ビームデータＲｂの加算数毎、及び、周波数区域Ｆ毎にスペクトル強度Ｓｉを取得する。そして、Ｓ／Ｎ推定部４８は、受信ビームデータＲｂの加算数、及び、スペクトル強度の２次元データ空間において、１つの領域Ｒｅ及び１つの周波数区域Ｆについての、各受信ビームデータＲｂの加算数に対するスペクトル強度をプロットする（図６参照）。そして、Ｓ／Ｎ推定部４８は、プロットされた各受信ビームデータＲｂの加算数に対するスペクトル強度の近似直線ＡＰを求め、近似直線ＡＰの傾きを演算する。
【0075】
ここでも、近似直線ＡＰの傾きは、当該領域Ｒｅの当該周波数区域ＦにおけるＳ／Ｎ指標を示すパラメータとなる。第１実施形態における受信チャネル信号と同様に、同一の走査線位置に対応する複数の受信ビームデータＲｂの信号成分は、位相も振幅も概ね同じ信号となる。したがって、理想的には、これらをＮ個加算すると、各周波数区域Ｆの信号成分は、それぞれ約Ｎ倍となる。一方、同一の走査線位置に対応する複数の受信ビームデータＲｂのノイズ成分は、位相も振幅もばらばらである。したがって、これらをＮ個加算しても、各周波数区域Ｆのノイズ成分は、Ｎ倍にはならず、それよりも小さい値（近似的に√Ｎ倍）にしかならない。
【0076】
したがって、同一の走査線位置に対応する複数の受信ビームデータＲｂの信号成分が多い程、加算数を増やしていくにつれＳ／Ｎ指標がより大きくなる。すなわち、各受信ビームデータＲｂの加算数に対するスペクトル強度の近似直線ＡＰの傾きがＳ／Ｎ指標を表すことになる。
【0077】
上述のように、理想的には、同一の走査線位置に対応する複数の受信ビームデータＲｂの信号成分をＮ個加算すると、各周波数区域Ｆの信号成分はＮ倍となる。しかしながら、そのようにならない場合が考えられる。例えば、送信ビームの中心から近い走査線位置に対応する受信ビームデータＲｂ（例えば図１０の受信ビーム＃１における走査線位置５に対応する受信ビームデータＲｂ）の信号成分が、送信ビームの中心から遠い走査線位置に対応する受信ビームデータＲｂ（例えば図１０の受信ビーム＃１における走査線位置が１に対応する受信ビームデータＲｂ）の信号成分よりも大きくなる場合がある。したがって、例えば、加算数が２の場合に、送信ビームの中心から近い２つの受信ビームデータＲｂ（例えばＬＲＩ（８，５）とＬＲＩ（９，４））を加算し、加算数が４の場合に、送信ビームの中心から遠い受信ビームデータＲｂを含む受信ビームデータＲｂ（例えばＬＲＩ（５，８）と、ＬＲＩ（８，５）と、ＬＲＩ（９，４）と、ＬＲＩ（１２，１））を加算すると、受信ビームデータＲｂが全て信号成分であっても、加算数が２の場合に比して、加算数が４の場合のスペクトル強度は２倍にならない場合がある。
【0078】
したがって、Ｓ／Ｎ推定部４８は、受信ビームデータＲｂの加算数毎に予め定義された補正係数に基づいて、各加算数に対するスペクトル強度を補正するとよい。補正係数は、受信ビームデータＲｂの各加算数における加算対象の受信ビームデータＲｂのビーム内位置ｋなどに基づいて予め定義され、メモリ３２に記憶させておけばよい。その上で、Ｓ／Ｎ推定部４８は、各加算数に対する補正係数に基づいて、各加算数に対するスペクトル強度を補正した補正スペクトル強度を演算し、各加算数に対する補正スペクトル強度の近似直線ＡＰを求め（図７参照）、当該近似直線ＡＰの傾きをＳ／Ｎ指標として推定するとよい。
【0079】
Ｓ／Ｎ推定部４８は、領域Ｒｅと周波数区域Ｆとの組み合わせ毎に、上記処理を行い、領域Ｒｅと周波数区域Ｆとの組み合わせ毎に近似直線ＡＰの傾きを演算する。つまり、Ｓ／Ｎ推定部４８は、受信ビームデータＲｂの加算数の増加に伴うスペクトル強度の増加量に基づいて、領域Ｒｅと周波数区域Ｆとの組み合わせ毎に、Ｓ／Ｎ指標を推定する（図８参照）。
【0080】
信号処理部４２は、推定されたＳ／Ｎ指標が、予め定められたＳ／Ｎ閾値以上の周波数区域Ｆの信号を通過するようなバンドパスフィルタを領域Ｒｅ毎に生成する。例えば、図８に示された周波数区域Ｆ毎のＳ／Ｎ指標を有する領域Ｒｅに対しては、周波数ｆ１から周波数ｆ２までの信号を通すようなバンドパスフィルタを生成する。各領域Ｒｅ間において、周波数区域Ｆ毎のＳ／Ｎ指標は互いに異なるものとなり得るから、各領域Ｒｅに対して生成されるバンドパスフィルタも互いに異なるものとなり得る。
【0081】
信号処理部４２は、超音波画像を高画質化させるための高画質化処理として、各領域Ｒｅについて生成したバンドパスフィルタを、検波処理前の受信ビームデータＲｂに対して適用する。すなわち、周波数区域Ｆ毎のＳ／Ｎ指標が領域Ｒｅ毎に異なっていたとしても、各領域Ｒｅに適したバンドパスフィルタを適用することができる。これにより、超音波画像の各領域Ｒｅを適応的に高画質化させることができるようになる。例えば、超音波画像において、位置（領域Ｒｅ）毎に、過度にノイズ抑制を行って分解能を損なうことなく、適切なノイズ低減を実行できるようになる。このように、第２実施形態においても、信号処理部４２が高画質化部に相当する。
【0082】
信号処理部４２は、ビームデータメモリ４６に記憶された、複数の加算受信ビームデータＳＲｂの元となった受信ビームデータＲｂと同一フレームの受信ビームデータＲｂに対して、上述のバンドパスフィルタを適用することができる。また、受信ビームデータＲｂの加算数が互いに異なる複数の加算受信ビームデータＳＲｂの生成処理、Ｓ／Ｎ推定部４８によるＳ／Ｎ指標の推定処理などによる遅延を抑制する観点から、信号処理部４２は、バンドパスフィルタの適用対象となる受信ビームデータＲｂを、複数の加算受信ビームデータＳＲｂの元となった受信ビームデータＲｂの１つ後のフレームの受信ビームデータＲｂにしてもよい。さらに、超音波画像が示す被検体の断面に変更がなければ、各領域Ｒｅにおける各周波数区域ＦのＳ／Ｎ指標はそれほど大きな変化がないと考えられる。したがって、第２実施形態においても、信号処理部４２は、１度生成した各領域Ｒｅのバンドパスフィルタを、超音波画像が示す被検体の断面が変更されるまで使用し続けるようにしてもよい。
【0083】
＜第３実施形態＞
図１１は、第３実施形態に係る超音波診断装置１０－３の構成概略図である。図１１において、第１実施形態に係る超音波診断装置１０と同様の処理を実行する構成要素については、図１と同じ符号を付し、その説明を省略する。
図１１は、第３実施形態に係る超音波診断装置１０－３の構成概略図である。図１１において、第１実施形態に係る超音波診断装置１０と同様の処理を実行する構成要素については、図１と同じ符号を付し、その説明を省略する。
【0084】
受信ビームデータ生成部としての送受信部５０は、制御部３４からの制御によって、超音波プローブ１２に対して送信信号を送信する。これにより、各振動素子から被検体に向けて超音波が送信される。一度に複数の振動素子から超音波が送信され、送受信部１４は、各振動素子からの超音波の送信タイミングを制御することによって、複数の振動素子から複数の方向に超音波ビームが送信される。また、送受信部１４は、被検体からの反射波を受信した各振動素子から受信チャネル信号を受信する。送受信部５０は、複数の受信チャネルに対応する複数の受信チャネル信号に対して整相加算処理を実行し、これにより受信ビームデータＲｂを生成する。
【0085】
信号処理部５２は、送受信部５０からの受信ビームデータＲｂに対して、バンドパスフィルタを適用するフィルタ処理などを含む各種信号処理を実行する。特に、信号処理部５２は、後述のＳ／Ｎ推定部５８が推定した、領域Ｒｅ毎及び周波数区域Ｆ毎のＳ／Ｎ指標に基づいて、領域Ｒｅ毎にバンドパスフィルタを生成する。バンドパスフィルタ生成処理の詳細については後述する。
【0086】
また、信号処理部５２は、後述のＳ／Ｎ推定部５８が用いるフレームデータを構成する受信ビームデータＲｂに対しては、バンドパスフィル処理を行わないようにしてもよい。又は、事前処理として、ＤＣ近傍成分のみをカットする広帯域な特性を持つバンドパスフィルタ処理を行ってもよい。
【0087】
信号処理部５２によって信号処理された受信ビームデータＲｂは、ＬＲＩメモリと呼ばれるメモリ（不図示）に保持される。ＬＲＩメモリは、少なくとも、複数フレーム分の受信ビームデータＲｂを記憶可能なメモリ容量を有している。
【0088】
フレーム加算部５４は、１フレーム分の複数の受信ビームデータＲｂであるフレームデータを加算することによって、１フレーム分の加算受信ビームデータを生成する。具体的には、フレーム加算部５４は、同一の走査線位置に対応する受信ビームデータＲｂが加算されるように、複数のフレームデータを加算して、１フレーム分の加算受信ビームデータを生成する。また、フレーム加算部５４は、フレームデータの加算数が互いに異なる複数の１フレーム分の加算受信ビームデータ（以後「加算フレームデータ」と記載する）を生成する。
【0089】
フレーム加算部５４によって加算される複数のフレームデータは、互いに同一の走査面に対して送信された送信ビームに基づいて得られたフレームデータである。つまり、各フレームデータは、互いに同一の走査線位置に対応する受信ビームデータＲｂを含んで構成されている。例えば、フレーム加算部５４によって加算される複数のフレームデータは、超音波プローブ１２の姿勢が維持されている間において、時系列において連続して取得されたフレームデータである。
【0090】
上述のように、第３実施形態では、フレーム加算部５４が加算データ生成部に相当する。
【0091】
フレーム加算部５４により生成された、フレームデータの加算数が互いに異なる複数の加算フレームデータは、フレームデータメモリ５６に格納される。第１実施形態同様、第３実施形態においては、フレームデータ（すなわち受信ビームデータＲｂ）のデータ空間において、予め複数の領域Ｒｅが定義されている。
【0092】
Ｓ／Ｎ推定部５８は、領域Ｒｅ毎に、検波処理前の（すなわち周波数情報を有している）、フレームデータの加算数が互いに異なる複数の加算フレームデータを構成する受信ビームデータＲｂそれぞれに対して周波数解析を実行する。これにより、領域Ｒｅ毎及びフレームデータの加算数毎に、周波数スペクトル（図５参照）が取得される。
【0093】
Ｓ／Ｎ推定部５８は、第１実施形態同様、取得した周波数スペクトルに基づいて、各周波数区域Ｆについてのスペクトル強度Ｓｉを演算し、領域Ｒｅ毎、フレームデータの加算数毎、及び、周波数区域Ｆ毎にスペクトル強度Ｓｉを取得する。そして、Ｓ／Ｎ推定部５８は、フレームデータの加算数、及び、スペクトル強度の２次元データ空間において、１つの領域Ｒｅ及び１つの周波数区域Ｆについての、各フレームデータの加算数に対するスペクトル強度をプロットする（図６参照）。そして、Ｓ／Ｎ推定部５８は、プロットされた各フレームデータの加算数に対するスペクトル強度の近似直線ＡＰを求め、近似直線ＡＰの傾きを演算する。
【0094】
ここでも、近似直線ＡＰの傾きは、当該領域Ｒｅの当該周波数区域ＦにおけるＳ／Ｎ指標を示すパラメータとなる。第１実施形態における受信チャネル信号と同様に、同一の走査線位置に対応する複数の受信ビームデータＲｂの信号成分は、位相も振幅も概ね同じ信号となる。したがって、理想的には、これらをＮ個加算すると、各周波数区域Ｆの信号成分は、それぞれ約Ｎ倍となる。一方、同一の走査線位置に対応する複数の受信ビームデータＲｂのノイズ成分は、位相も振幅もばらばらである。したがって、これらをＮ個加算しても、各周波数区域Ｆのノイズ成分は、Ｎ倍にはならず、それよりも小さい値（近似的に√Ｎ倍）にしかならない。
【0095】
したがって、同一の走査線位置に対応する複数の受信ビームデータＲｂの信号成分が多い程、加算数を増やしていくにつれＳ／Ｎ指標がより大きくなる。すなわち、各フレームデータの加算数に対するスペクトル強度の近似直線ＡＰの傾きがＳ／Ｎ指標を表すことになる。
【0096】
Ｓ／Ｎ推定部５８は、領域Ｒｅと周波数区域Ｆとの組み合わせ毎に、上記処理を行い、領域Ｒｅと周波数区域Ｆとの組み合わせ毎に近似直線ＡＰの傾きを演算する。つまり、Ｓ／Ｎ推定部５８は、フレームデータの加算数の増加に伴うスペクトル強度の増加量に基づいて、領域Ｒｅと周波数区域Ｆとの組み合わせ毎に、Ｓ／Ｎ指標を推定する（図８参照）。
【0097】
信号処理部５２は、推定されたＳ／Ｎ指標が、予め定められたＳ／Ｎ閾値以上の周波数区域Ｆの信号を通過するようなバンドパスフィルタを領域Ｒｅ毎に生成する。例えば、図８に示された周波数区域Ｆ毎のＳ／Ｎ指標を有する領域Ｒｅに対しては、周波数ｆ１から周波数ｆ２までの信号を通すようなバンドパスフィルタを生成する。各領域Ｒｅ間において、周波数区域Ｆ毎のＳ／Ｎ指標は互いに異なるものとなり得るから、各領域Ｒｅに対して生成されるバンドパスフィルタも互いに異なるものとなり得る。
【0098】
信号処理部５２は、超音波画像を高画質化させるための高画質化処理として、各領域Ｒｅについて生成したバンドパスフィルタを、検波処理前の受信ビームデータＲｂに対して適用する。すなわち、周波数区域Ｆ毎のＳ／Ｎ指標が領域Ｒｅ毎に異なっていたとしても、各領域Ｒｅに適したバンドパスフィルタを適用することができる。これにより、超音波画像の各領域Ｒｅを適応的に高画質化させることができるようになる。例えば、超音波画像において、位置（領域Ｒｅ）毎に、過度にノイズ抑制を行って分解能を損なうことなく、適切なノイズ低減を実行できるようになる。このように、第３実施形態においても、信号処理部５２が高画質化部に相当する。
【0099】
信号処理部５２は、フレームデータメモリ５６に記憶された、複数のフレームデータを構成する受信ビームデータＲｂの次のフレームの受信ビームデータＲｂに対して、上述のバンドパスフィルタを適用することができる。また、超音波画像が示す被検体の断面に変更がなければ、各領域Ｒｅにおける各周波数区域ＦのＳ／Ｎ指標はそれほど大きな変化がないと考えられる。したがって、第３実施形態においても、信号処理部４２は、１度生成した各領域Ｒｅのバンドパスフィルタを、超音波画像が示す被検体の断面が変更されるまで使用し続けるようにしてもよい。
【0100】
以上、本発明に係る実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【0101】
１０，１０－２，１０－３ 超音波診断装置、１２ 超音波プローブ、１２ａ 振動素子、１４，４０，５０ 送受信部、１６，４６ ビームデータメモリ、１８，４８，５８ Ｓ／Ｎ推定部、２０，４２，５２ 信号処理部、２２ 検波処理部、２４ 画像形成部、２６ 表示制御部、２８ ディスプレイ、３０ 入力インターフェース、３２ メモリ、３４ 制御部、４４ 開口合成処理部、５６ フレームデータメモリ、５４ フレーム加算部、Ｃｈ 受信チャネル、Ｒｂ 受信ビームデータ、Ｒｅ 領域、Ｆ 周波数区分、ＡＰ 近似直線。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
