特許 7556643 超音波撮像装置、信号処理装置、および、信号処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-17

(45)【発行日】2024-09-26

(54)【発明の名称】超音波撮像装置、信号処理装置、および、信号処理方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 8/14 20060101AFI20240918BHJP

【ＦＩ】

A61B8/14

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2021106840

(22)【出願日】2021-06-28

(65)【公開番号】P2023005121

(43)【公開日】2023-01-18

【審査請求日】2023-10-19

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】306037311

【氏名又は名称】富士フイルム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000888

【氏名又は名称】弁理士法人山王坂特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】田中 千鶴枝

(72)【発明者】

【氏名】丸山 美咲

(72)【発明者】

【氏名】池田 貞一郎

(72)【発明者】

【氏名】網野 和宏

【審査官】永田 浩司

(56)【参考文献】

【文献】再公表特許第２０１６／１８１８６９（ＪＰ，Ａ１）

【文献】再公表特許第２０１６／１０３８３９（ＪＰ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ８／００ － ８／１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

超音波の照射を受けた被検体からの超音波を受信した複数の超音波素子が時系列に出力する受信信号を受け取る受信部と、
前記被検体内を超音波が伝搬することに伴う前記超音波の減衰の周波数依存特性を示す特徴量を、前記受信信号から算出する特徴量検出部と、
前記受信信号に対して１以上の受信信号処理用パラメータを用いて所定の処理を実行して画像を生成し、生成した前記画像を１以上の画像処理用パラメータを用いて画像処理する信号・画像処理部と、
前記信号・画像処理部の１以上の前記受信信号処理用パラメータおよび１以上の前記画像処理用パラメータの値を設定し、処理を実行させる制御部と、
送信部とを有し、
前記制御部は、前記特徴量検出部が算出した前記特徴量に基づいて、１以上の前記受信信号処理用パラメータおよび１以上の前記画像処理用パラメータのうちの１以上のパラメータの値を決定するパラメータ決定部を含み、
前記送信部は、１以上の送信パラメータに基づいて送信信号を生成して前記超音波素子に出力し、前記超音波素子により超音波に変換させ、前記被検体に照射させ、
前記パラメータ決定部は、前記特徴量に基づいて、前記送信部が送信信号の生成に用いる前記送信パラメータのうち１以上のパラメータの値を設定することを特徴とする超音波撮像装置。

【請求項2】

請求項１に記載の超音波撮像装置であって、前記制御部は、前記パラメータ決定部が決定した、１以上の前記受信信号処理用パラメータおよび１以上の前記画像処理用パラメータのうちの１以上のパラメータの値を、同一の前記受信信号を前記信号・画像処理部が処理する際に設定することにより、リアルタイムに前記特徴量を前記信号・画像処理部による画像の生成に反映させることを特徴とする超音波撮像装置。

【請求項3】

請求項１に記載の超音波撮像装置であって、前記特徴量検出部は、前記受信信号の深度方向に変化する周波数成分の情報を求め、前記情報に基づいて前記特徴量を算出することを特徴とする超音波撮像装置。

【請求項4】

請求項３に記載の超音波撮像装置であって、
前記特徴量検出部は、
前記受信信号を区切って複数の深度区間を設定し、前記複数の深度区間の受信信号を抽出する前処理部と、
前記前処理部が抽出した複数の深度区間の受信信号をそれぞれ周波数解析する周波数解析部と、
前記周波数解析部が解析した複数の前記深度区間の受信信号の周波数成分の示す情報から、予め定めておいた周波数成分の示す特徴の深度方向の変化を求め、特徴量として出力する深度方向分布算出部とを備えることを特徴とする超音波撮像装置。

【請求項5】

請求項４に記載の超音波撮像装置であって、前記受信部は、前記複数の超音波素子が出力する受信信号を所定のスキャンラインに沿って受信ビームフォーミングを行い、
前記特徴量検出部は、前記受信ビームフォーミングの後の受信信号について処理を行って前記特徴量を求めることを特徴とする超音波撮像装置。

【請求項6】

請求項３に記載の超音波撮像装置であって、前記特徴量検出部は、前記特徴量として、前記受信信号の中心周波数の深度方向における変化、前記受信信号の透過帯域の深度方向における変化、所定の周波数区間内の最大振幅の深度方向の変化、および、パワーおよびエネルギーのいずれかの深度方向の変化、のうちの１以上を算出することを特徴とする超音波撮像装置。

【請求項7】

請求項１に記載の超音波撮像装置であって、前記被検体に照射される超音波は、前記被検体の深度方向に照射され、
１以上の前記受信信号処理用パラメータは、前記受信信号を処理する深度可変バンドパスフィルタの値を変化させるパラメータ、深度可変受信開口の値を変化させるパラメータ、および、深度可変音速の値を変化させるパラメータを含むことを特徴とする超音波撮像装置。

【請求項8】

請求項１に記載の超音波撮像装置であって、前記被検体に照射される超音波は、前記被検体の深度方向に照射され、
前記画像処理用パラメータは、タイムゲインコントロールの値を変化させるパラメータであることを特徴とする超音波撮像装置。

【請求項9】

請求項２に記載の超音波撮像装置であって、前記制御部は、前記特徴量検出部の処理と、前記信号・画像処理部の処理とをパイプラン処理によって行わせ、前記特徴量検出部の処理を、前記信号・画像処理部よりも前段の処理とし、前記特徴量から求めた、１以上の前記受信信号処理用パラメータおよび１以上の前記画像処理用パラメータのうちの１以上のパラメータの値を、後段の前記信号・画像処理部のパラメータ値として設定することを特徴とする超音波撮像装置。

【請求項10】

請求項５に記載の超音波撮像装置であって、
前記特徴量検出部は、
前記受信信号から生成される前記画像の範囲内に深度方向に複数のＲＯＩを設定するＲＯＩ決定部と、
前記特徴量検出部は、複数の前記ＲＯＩ内の画像の生成に用いられる複数の前記スキャンラインの前記受信信号を抽出し、抽出した前記受信信号について、前記ＲＯＩの深度範囲に対応する深度に深度区間をそれぞれ設定する範囲算出部とを有し、
前記前処理部は、前記範囲算出部が設定した前記深度区間の受信信号を抽出した後、同じＲＯＩ内の前記深度区間の受信信号を加算平均し、
前記周波数解析部は、前記加算平均の後の前記受信信号を周波数解析し、
前記深度方向分布算出部は、前記加算平均の後の前記受信信号の周波数解析結果に基づいて前記ＲＯＩの特徴量を算出することを特徴とする超音波撮像装置。

【請求項11】

超音波の照射を受けた被検体からの超音波を受信した複数の超音波素子が時系列に出力する受信信号を受け取る受信部と、
前記被検体内を超音波が伝搬することに伴う前記超音波の減衰の周波数依存特性を示す特徴量を、前記受信信号から算出する特徴量検出部と、
前記受信信号に対して１以上の受信信号処理用パラメータを用いて所定の処理を実行して画像を生成し、生成した前記画像を１以上の画像処理用パラメータを用いて画像処理する信号・画像処理部と、
前記信号・画像処理部の１以上の前記受信信号処理用パラメータおよび１以上の前記画像処理用パラメータの値を設定し、処理を実行させる制御部と、
パラメータ値メモリとを有し、
前記制御部は、前記特徴量検出部が算出した前記特徴量に基づいて、１以上の前記受信信号処理用パラメータおよび１以上の前記画像処理用パラメータのうちの１以上のパラメータの値を決定するパラメータ決定部を含み、
前記特徴量検出部は、前記受信信号の深度方向に変化する周波数成分の情報を求め、前記情報に基づいて前記特徴量を算出し、
前記特徴量検出部は、
前記受信信号を区切って複数の深度区間を設定し、前記複数の深度区間の受信信号を抽出する前処理部と、
前記前処理部が抽出した複数の深度区間の受信信号をそれぞれ周波数解析する周波数解析部と、
前記周波数解析部が解析した複数の前記深度区間の受信信号の周波数成分の示す情報から、予め定めておいた周波数成分の示す特徴の深度方向の変化を求め、特徴量として出力する深度方向分布算出部とを備え、
前記パラメータ値メモリには、前記特徴量の深度方向の変化の仕方に応じて予め定めておいた複数のタイプと、前記複数のタイプごとに予め定めておいた、１以上の前記受信信号処理用パラメータおよび１以上の前記画像処理用パラメータのうちの１以上のパラメータの値とが、対応づけられて格納されており、
前記パラメータ決定部は、前記特徴量検出部が、前記受信信号について求めた前記特徴量の深度方向の変化が、前記複数のタイプのどのタイプに該当するかを判定するタイプ判定器と、判定したタイプに対応する、１以上の前記受信信号処理用パラメータおよび１以上の前記画像処理用パラメータのうちの１以上のパラメータ値を、前記パラメータ値メモリから選択する選択部とを有することを特徴とする超音波撮像装置。

【請求項12】

超音波の照射を受けた被検体からの超音波を受信した複数の超音波素子が時系列に出力する受信信号を受け取る受信部と、
前記被検体内を超音波が伝搬することに伴う前記超音波の減衰の周波数依存特性を示す特徴量を、前記受信信号から算出する特徴量検出部と、
前記受信信号に対して１以上の受信信号処理用パラメータを用いて所定の処理を実行して画像を生成し、生成した前記画像を１以上の画像処理用パラメータを用いて画像処理する信号・画像処理部と、
前記信号・画像処理部の１以上の前記受信信号処理用パラメータおよび１以上の前記画像処理用パラメータの値を設定し、処理を実行させる制御部とを有し、
前記制御部は、前記特徴量検出部が算出した前記特徴量に基づいて、１以上の前記受信信号処理用パラメータおよび１以上の前記画像処理用パラメータのうちの１以上のパラメータの値を決定するパラメータ決定部を含み、
前記パラメータ決定部は、前記特徴量を保存する特徴量保存メモリと、前回またはそれ以前の前記特徴量を前記特徴量保存メモリから読み出して、今回前記特徴量検出部が算出した前記特徴量との差を算出する差算出部と、その差が予め定めた第1閾値よりも大きい場合、今回の前記特徴量を補正する特徴量補正部と、前記特徴量補正部が補正した前記特徴量を用いて対応するパラメータの値を予め定めたおいた、１以上の前記受信信号処理用パラメータおよび１以上の前記画像処理用パラメータのうちの１以上のパラメータ値から選択する選択部とを有することを特徴とする超音波撮像装置。

【請求項13】

超音波の照射を受けた被検体からの超音波を受信した複数の超音波素子が時系列に出力する受信信号を受け取る受信部と、
前記被検体内を超音波が伝搬することに伴う前記超音波の減衰の周波数依存特性を示す特徴量を、前記受信信号から算出する特徴量検出部と、
前記受信信号に対して１以上の受信信号処理用パラメータを用いて所定の処理を実行して画像を生成し、生成した前記画像を１以上の画像処理用パラメータを用いて画像処理する信号・画像処理部と、
前記信号・画像処理部の１以上の前記受信信号処理用パラメータおよび１以上の前記画像処理用パラメータの値を設定し、処理を実行させる制御部と、
送信部とを有し、
前記制御部は、前記特徴量検出部が算出した前記特徴量に基づいて、１以上の前記受信信号処理用パラメータおよび１以上の前記画像処理用パラメータのうちの１以上のパラメータの値を決定するパラメータ決定部を含み、
前記送信部は、１以上の送信パラメータに基づいて送信信号を生成して前記超音波素子に出力し、前記超音波素子により超音波に変換させ、前記被検体に照射させ、
前記パラメータ決定部は、前記特徴量を保存する特徴量保存メモリと、前回またはそれ以前の前記特徴量を前記特徴量保存メモリから読み出して、今回前記特徴量検出部が算出した前記特徴量との差を算出する差算出部と、その差が予め定めた第２閾値よりも大きい場合、前記送信部の前記送信パラメータの値を、予め定めた送信パラメータ値から選択する選択部とを有することを特徴とする超音波撮像装置。

【請求項14】

超音波の照射を受けた被検体からの超音波を受信した複数の超音波素子が時系列に出力する受信信号を受け取る受信部と、
前記被検体内を超音波が伝搬することに伴う前記超音波の減衰の周波数依存特性を示す特徴量を、前記受信信号から算出する特徴量検出部と、
前記受信信号に対して１以上の受信信号処理用パラメータを用いて所定の処理を実行して画像を生成し、生成した前記画像を１以上の画像処理用パラメータを用いて画像処理する信号・画像処理部と、
前記信号・画像処理部の１以上の前記受信信号処理用パラメータおよび１以上の前記画像処理用パラメータの値を設定し、処理を実行させる制御部とを有し、
前記制御部は、前記特徴量検出部が算出した前記特徴量に基づいて、１以上の前記受信信号処理用パラメータおよび１以上の前記画像処理用パラメータのうちの１以上のパラメータの値を決定するパラメータ決定部を含み、
前記特徴量検出部は、前記受信信号の深度方向に変化する周波数成分の情報を求め、前記情報に基づいて前記特徴量を算出し、
前記特徴量検出部は、
前記受信信号を区切って複数の深度区間を設定し、前記複数の深度区間の受信信号を抽出する前処理部と、
前記前処理部が抽出した複数の深度区間の受信信号をそれぞれ周波数解析する周波数解析部と、
前記周波数解析部が解析した複数の前記深度区間の受信信号の周波数成分の示す情報から、予め定めておいた周波数成分の示す特徴の深度方向の変化を求め、特徴量として出力する深度方向分布算出部とを備え、
前記受信部は、前記複数の超音波素子が出力する受信信号を所定のスキャンラインに沿って受信ビームフォーミングを行い、
前記特徴量検出部は、前記受信ビームフォーミングの後の受信信号について処理を行って前記特徴量を求め、
前記特徴量検出部は、
前記受信信号から生成される前記画像の範囲内に深度方向に複数のＲＯＩを設定するＲＯＩ決定部と、
前記特徴量検出部は、複数の前記ＲＯＩ内の画像の生成に用いられる複数の前記スキャンラインの前記受信信号を抽出し、抽出した前記受信信号について、前記ＲＯＩの深度範囲に対応する深度に深度区間をそれぞれ設定する範囲算出部とを有し、
前記前処理部は、前記範囲算出部が設定した前記深度区間の受信信号を抽出した後、同じＲＯＩ内の前記深度区間の受信信号を加算平均し、
前記周波数解析部は、前記加算平均の後の前記受信信号を周波数解析し、
前記深度方向分布算出部は、前記加算平均の後の前記受信信号の周波数解析結果に基づいて前記ＲＯＩの特徴量を算出し、
前記パラメータ決定部は、前記特徴量を保存する特徴量保存メモリと、前回またはそれ以前の前記特徴量を前記特徴量保存メモリから読み出して、今回前記特徴量検出部が算出した前記特徴量との差を算出する差算出部とを有し、
前記差が予め定めた第２閾値よりも大きい場合、前記ＲＯＩ決定部は、前記ＲＯＩの設定領域および／または大きさを変更することを有することを特徴とする超音波撮像装置。

【請求項15】

超音波の照射を受けた被検体からの超音波を受信した複数の超音波素子が時系列に出力する受信信号を受け取る受信部と、
前記被検体内を超音波が伝搬することに伴う前記超音波の減衰の周波数依存特性を示す特徴量を、前記受信信号から算出する特徴量検出部と、
前記受信信号に対して１以上の受信信号処理用パラメータを用いて所定の処理を実行して画像を生成し、前記画像を１以上の画像処理用パラメータを用いて画像処理する信号・画像処理部と、
前記信号・画像処理部の１以上の前記受信信号処理用パラメータおよび１以上の前記画像処理用パラメータの値を設定し、処理を実行させる制御部と、
送信部とを有し、
前記制御部は、前記特徴量検出部が算出した前記特徴量に基づいて１以上の前記受信信号処理用パラメータおよび１以上の前記画像処理用パラメータのうちの１以上のパラメータの値を決定するパラメータ決定部を含み、
前記送信部は、１以上の送信パラメータに基づいて送信信号を生成して前記超音波素子に出力し、前記超音波素子により超音波に変換させ、前記被検体に照射させ、
前記パラメータ決定部は、前記特徴量に基づいて、前記送信部が送信信号の生成に用いる前記送信パラメータのうち１以上のパラメータの値を設定する
ることを特徴とする信号処理装置。

【請求項16】

１以上の送信パラメータに基づいて送信信号を生成して超音波素子に出力し、前記超音波素子により超音波に変換させ、被検体に照射させる第１ステップと、
超音波の照射を受けた被検体からの超音波を受信した複数の超音波素子が時系列に出力する受信信号を受け取る第２ステップと、
前記被検体内を超音波が伝搬することに伴う前記超音波の減衰の周波数依存特性を示す特徴量を、前記受信信号から算出する第３ステップと、
前記受信信号に対して１以上の受信信号処理用パラメータを用いて所定の処理を実行して画像を生成し、前記画像を１以上の画像処理用パラメータを用いて画像処理する第４ステップとを有し、
前記第４ステップにおいて、１以上の前記受信信号処理用パラメータおよび１以上の画像処理用パラメータのうちの１以上のパラメータの値を、前記特徴量に基づいて定め、前記特徴量に基づいて、前記第１ステップにおいて前記送信信号の生成に用いる前記送信パラメータのうち１以上のパラメータの値を設定することを特徴とする信号処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、超音波撮像装置の撮像パラメータの設定に関する。

【背景技術】

【0002】

超音波撮像装置を用いて医用超音波検査を行う際には，検査者が、患者や撮像部位に応じて、超音波探触子や撮像装置の撮像パラメータを適切な値に調整することによってはじめて診断に適切な画像を得ることができる。調整すべきパラメータは、多数あるため，撮像パラメータの設定のために時間がかかるとともに、検査の煩雑さが増す。検査時間を短縮し、検査の煩雑さを低減する目的で，あらかじめ撮像パラメータセットを用意しておき、接続した探触子に応じて適切なパラメータセットを自動選択する装置が知られている。

【0003】

また、特許文献１には、あらかじめ登録されている患者データベースの患者の体重、体脂肪率、年齢、性別、体格および診断対象部位に基づいて、適切な撮像パラメータセットを自動選択する装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００７－１６７１１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

実際の患者の体内の組織や内臓の様態は、患者による差が大きい。また、検査者に依って、患者に対する探触子の押し当て方も異なる。さらに、同じ臓器であっても、検査したい内容によって、適切な画像が異なる。このため，従来の撮像の自動設定の技術によって、すべての患者、検査者および検査内容の組み合わせについて、診断に適切な画像を得ることは難しく、最終的には、検査ごとに撮像パラメータを手動で適切に設定する作業が必要となる。このパラメータの調整作業は，患者の様態や超音波の特性などを考慮しながら行う必要があり、知識と経験が要求される。

【0006】

また，医用超音波検査のビギナーにとっては、そもそも手動で装置の撮像パラメータを調整すること自体が困難な場合もある。
更に，手動で調整できるパラメータは，装置の持つ多数のパラメータのうち一部に限られる場合があり，内部的に決定されて可変できないパラメータも存在するため、診断に適した超音波画像を得ることに、限界が生じる。

【0007】

本発明は，検査ごとにパラメータの最適化を図りつつ、検査時間を短縮することができる超音波撮像装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するために、本発明の超音波撮像装置は、受信部と、特徴量検出部と、信号・画像処理部と、制御部とを備える。受信部は、超音波の照射を受けた被検体からの超音波を受信した複数の超音波素子が時系列に出力する受信信号を受け取る。特徴量検出部は、被検体内を超音波が伝搬することに伴う減衰の周波数依存特性を示す特徴量を、受信信号から算出する。信号・画像処理部は、受信信号に対して１以上の受信信号処理用パラメータを用いて所定の処理を実行して画像を生成し、生成した画像を１以上の画像処理用パラメータを用いて画像処理する。制御部は、信号・画像処理部の受信信号処理用パラメータおよび画像処理用パラメータの値を設定し、処理を実行させる。また、制御部は、特徴量検出部が算出した特徴量に基づいて受信信号処理用パラメータおよび画像処理用パラメータのうち１以上のパラメータの値を決定するパラメータ決定部を含む。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば，撮像対象の状態に合わせてリアルタイムにパラメータの最適化が行われ，検査時間を省きながら診断性能の高い画像を生成する超音波撮像装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施形態１の超音波撮像装置１００の全体構成を示すブロック図

【図2】実施形態１の特徴量検出部１０の構成を示すブロック図

【図3】実施形態１のパラメータ決定部２１とパラメータ値メモリ３０の構成を示すブロック図

【図4】実施形態１の信号処理装置１０１の各部の動作を示すフローチャート

【図5】実施形態２の信号処理装置１０１の構成を示すブロック図

【図6】実施形態２の信号処理装置１０１の動作を説明するフローチャート

【図7】実施形態３のパラメータ決定部２１の構成を説明するブロック図

【図8】実施形態３の信号処理装置１０１の動作を説明するフローチャート

【図9】実施形態４の超音波撮像装置１００の構成を説明するブロック図

【図10】実施形態４の超音波撮像装置の動作を説明するフローチャート

【図11】実施形態５のユーザーからＲＯＩの選択を受け付ける画面例を示す図

【発明を実施するための形態】

【0011】

本発明の実施形態の実施形態について説明する。

【0012】

音波は、伝搬過程で周波数依存減衰する特性があり、伝搬距離すなわち撮像深度（時刻）ごとに受信される超音波信号の特性が異なる。また、患者の様態や撮像部位によって，音波の伝搬する媒質（組織）の状態によって周波数依存減衰特性も異なるため、受信される超音波信号の特性も異なる。また、送信ビームをスキャンした場合には、送信ビームが照射される領域が変化するため、超音波信号の特性の時々刻々と変化する。

【0013】

発明者らは、これらの現象に着目し、超音波を受信した超音波素子から出力される時系列な受信信号の周波数依存減衰特性を解析することにより、網羅的かつ簡便に超音波が伝搬する組織の状態を把握する。その解析結果に応じて受信信号等の処理に用いるパラメータの値を設定する。これにより、検査ごとにパラメータの最適化を図りつつ、検査時間を短縮する。パラメータは，様々な被検体の状態を想定して予め複数用意し，その中から選択することで，網羅的かつ簡便にパラメータに基づく処理が可能となる。

【0014】

＜＜実施形態１＞＞
実施形態１の超音波撮像装置１００について図面を用いて説明する。図１は、超音波撮像装置１００の全体構成を示す。

【0015】

図１のように、超音波撮像装置１００は、送信部１０２と、信号処理装置１０１と、入力装置等のユーザーインターフェース（ＵＩ）５１と、表示装置５０とを備えて構成される。超音波撮像装置１００には、複数の超音波素子が配列されたアレイを備える超音波探触子１０８が接続されている。

【0016】

送信部１０２は、送信信号を生成して、超音波探触子１０８の複数の超音波素子に出力する。これにより、超音波素子は、送信信号を超音波に変換し、被検体１２０に照射する。ここでは、被検体１２０の深度方向に超音波を送信する例について説明する。

【0017】

照射された超音波は、被検体１２０内を伝搬しながら被検体１２０内の物体によって一部が反射・散乱等されることによって減衰する。減衰する超音波の周波数は、被検体１２０を構成する組織や組織に含まれる反射・散乱体のサイズ等よって異なるため、減衰特性は、超音波の周波数および被検体１２０を構成する組織によって異なる。反射・散乱された超音波は、進行方向を変えてさらに伝搬し、その一部が超音波探触子１０８の超音波素子に到達し、受信される。超音波素子によって被検体１２０内に照射されてから、反射・散乱等されて、再び超音波素子に到達して受信信号に変換されるまでに要する時間は、反射・散乱等された深度に依存する。また、信号振幅には、被検体１２０内の反射・散乱等した位置の反射強度・散乱強度等を反映している。

【0018】

よって、被検体１２０で反射・散乱等された超音波を受信した複数の超音波素子が時系列に出力する受信信号には、反射・散乱等された深さの情報と、被検体１２０内の反射・散乱等した位置の反射強度・散乱強度等の情報が含まれる。これらの情報を用いて、信号処理装置１０１は、画像を生成する。

【0019】

さらに、受信信号には、上述したように被検体１２０を構成する組織によって異なる周波数依存減衰特性の情報が含まれている。信号処理装置１０１は、この周波数依存減衰特性を検出して、受信信号を処理する際のパラメータや、生成した画像を処理する際のパラメータを設定する。これにより、被検体１２０内の様態や撮像部位に適したパラメータを設定する。以下、信号処理装置１０１内での処理を具体的に説明する。

【0020】

信号処理装置１０１は、受信部１０４と、特徴量検出部１０と、信号・画像処理部４０と、制御部２０と、パラメータ値メモリ３０とを備えて構成される。

【0021】

受信部１０４は、超音波探触子１０８の複数の超音波素子から受信信号をそれぞれ受け取ってサンプリングし、デジタル信号に変換する。その後、受信部１０４は、超音波素子ごとの受信信号を予め定めた遅延時間で遅延させた後加算する等して、所定のスキャンラインに沿って受信ビームフォーミングを行う。受信部１０４は、受信ビームフォーミングを複数のスキャンラインについてそれぞれ行って、各スキャンラインについて受信ビームフォーミング後の受信信号を生成する。

【0022】

特徴量検出部１０は、被検体内を超音波が伝搬することに伴う超音波の減衰の周波数依存特性を示す特徴量を、素子ごとの受信信号，もしくは特定のスキャンライン上の受信ビームフォーミング後の受信信号から算出する。

【0023】

信号・画像処理部４０は、受信ビームフォーミング後の受信信号に対して、１以上の受信信号処理用パラメータを用いて所定の処理を実行して画像を生成した後、生成した画像を１以上の画像処理用パラメータを用いて画像処理する。

【0024】

制御部２０は、信号・画像処理部４０が処理に用いる受信信号処理用パラメータおよび画像処理用パラメータのうち１以上の値を設定し、処理を実行させる。このとき、制御部２０は、特徴量検出部１０が算出した特徴量を受け取って、これに基づいて受信信号処理用パラメータおよび画像処理用パラメータのうち１以上のパラメータの値を定めるパラメータ決定部２１を備えている。

【0025】

図２を用いて、特徴量検出部１０の構成についてさらに説明する。以下、特徴量検出部１０が、受信ビームフォーミング後の受信信号を処理することにより特徴量を算出する例について説明するが、受信ビームフォーミング前の超音波素子ごとの受信信号について特徴量を算出してもよい。

【0026】

特徴量検出部１０は、時系列データ前処理部１１と、周波数解析部１２と、深度方向分布算出部１３とを備えている。

【0027】

時系列データ前処理部１１は、受信部１０４が所定のスキャンラインに沿って受信ビームフォーミングした受信信号を受信部１０４から受け取って、所定の深度（時間）範囲の信号を抽出し、ノイズ除去等を行う。

【0028】

時系列データ前処理部１１は、時系列データ前処理部１１から受け取った受信信号の深度（時間）方向に，あらかじめ決められた間隔と幅で区切り、複数の深度区間（例えば深度区間Ａ，Ｂ，Ｃ）を設定する。

【0029】

周波数解析部１２は、各深度区間（Ａ，Ｂ，Ｃ）における受信信号に対してそれぞれフーリエ変換等の処理を行うことにより，深度方向に変化する周波数成分の情報を算出する。

【0030】

深度方向分布算出部１３は、周波数解析部１２が求めた深度方向に変化する周波数成分の情報から、予め定めておいた周波数成分の示す特徴の深度方向の変化を求め、特徴量として出力する。例えば、特徴量として、受信信号の中心周波数の深度（時間）方向の変化、受信信号の透過帯域の深度（時間）方向の変化、および、規定の周波数区間内の最大振幅の深度（時間）方向の変化、パワーおよびエネルギーのいずれかの深度（時間）方向の変化等を算出する。図２の例では、深度方向分布算出部１３は、特徴量１として、受信信号の中心周波数の深度方向の変化を、特徴量２として、周波数ｆ１（例えば１．５ＭＨｚ）から周波数ｆ２（例えば５．５ＭＨｚ）の周波数区間内の最大振幅の深度方向の変化を算出する。

【0031】

図３を用いて、パラメータ決定部２１とパラメータ値メモリ３０の構成について説明する。受信信号処理用パラメータとしては、例えば、受信信号を処理する、深度可変バンドパスフィルタ、深度可変受信開口、および、深度可変音速のうちの１以上の値を変化させるパラメータが挙げられる。また、画像処理用パラメータとしては、タイムゲインコントロールが挙げられる。

【0032】

パラメータ値メモリ３０内には、深度方向分布算出部１３が算出する特徴量について、深度方向の変化の仕方の異なる複数のタイプが予め設定され、特徴量ごとに格納されている。例えば、図３のように、特徴量１（受信信号の中心周波数の深度方向の変化）には、中心周波数の深度方向の変化量（傾斜や段差の有無）の異なるタイプ１～３が設定されている。特徴量２（周波数ｆ１から周波数ｆ２の区間内の最大振幅の深度方向の変化）には、最大振幅の変化量（傾斜）の異なるタイプ１～４が設定されている。

【0033】

パラメータ値メモリ３０内には、特徴量１，２の複数のタイプごとに、信号処理用パラメータまたは画像処理用パラメータの予め定めた値が、対応づけられて格納されている。

【0034】

例えば、図３に示す例では、特徴量１（受信信号の中心周波数の深度方向の変化）のタイプ１～３には、信号処理用パラメータである深度可変バンドパスフィルタの透過帯域を深度方向に変化させるパラメータ１の値がそれぞれ対応づけられている。具体的には図３の例では、特徴量１のタイプ１，２，３ごとに、深度可変バンドパスフィルタの－６ｄＢ透過帯域の上限値と下限値の周波数を深度方向に変化させるパラメータ１の値が予め定められている。パラメータ１の値は、タイプ１，２，３にそれぞれ対応づけられてパラメータ値メモリ３０に格納されている。

【0035】

また、特徴量２（周波数ｆ１から周波数ｆ２の区間内の最大振幅）のタイプ１～４には、画像処理用パラメータであるタイムゲインコントロールの増幅率を深度（時間）方向に変化させるパラメータ２の値がそれぞれ予め定められている。パラメータ２の値は、タイプ１～４にそれぞれ対応づけられてパラメータ値メモリ３０に格納されている。

【0036】

さらに詳しく説明すると、パラメータ値メモリ３０内のパラメータの値は、図３に示すよう、特徴量の深度方向分布（時間方向の変化）のタイプごとに対応づけられている。例えば、特徴量１（受信信号の中心周波数の深度方向の変化）は、中心周波数が深度の経過とともに階段状に低下していくタイプ１と、滑らかに低下していくタイプ２と、一定勾配で低下するタイプ３の３種類が設定されている。タイプ１～３のそれぞれに、異なるパラメータ１（深度可変バンドパスフィルタの透過帯域の深度変化）が割り当てられている。また、特徴量２（周波数ｆ１から周波数ｆ２の区間内の最大振幅）には、深度方向の減衰の傾斜量が異なるタイプ１～４が設定され、それぞれにタイムゲインコントロールの増幅率を深度方向に増加させる傾斜量の異なるパラメータ２の値が割り当てられている。

【0037】

パラメータ決定部２１は、図３に示すように、特徴量の種類ごとにタイプ判定器２６－１，２６－２等と選択部２４－１，２４－２等を備える。タイプ判定器２６－１，２６－２等は、特徴量検出部１０が検出した特徴量が、パラメータ値メモリ３０に格納されている特徴量の複数のタイプのいずれに該当するかを判定する。選択部２４－１，２４－２等は、判定したタイプに対応するパラメータの値を選択することにより、特徴量を抽出した受信信号の処理に適切なパラメータの値を求めることができる。

【0038】

具体的には、タイプ判定器２６－１，２６－２等は，特徴量の深度方向分布と、パラメータ値メモリ３０に予め格納されている特徴量の深度方向分布の複数のタイプを比較して，もっとも適したタイプを判定する。タイプ判定器２６－１，２６－２等によるタイプの判定方法としては、例えば、特徴量検出部１０から受け付けた特徴量の深度方向分布と，複数のタイプの特徴量の深度推移の曲線の一致度の高いものを解析的に選ぶ方法を用いる。また、例えば，予め設定されたタイプ分けルールに従って決定する方法が実装されたプログラムなどに従って選択する方法を用いることもできる。また，特徴量の深度方向分布を入力データとし、それに対応するタイプを正解データとする学習データセットを用いて、機械学習により学習させた学習モデルをタイプ判定器として用いることも可能である。

【0039】

また、本実施形態の信号処理装置１０１では、特徴量検出部１０の処理と、信号・画像処理部４０の処理とをパイプラン処理によって行う構成としている。そして、特徴量検出部１０の処理を、信号・画像処理部４０よりも前段の処理としている。これにより、特徴量検出部１０が、ある受信信号について検出した特徴量からパラメータ決定部２１が求めたパラメータの値を、制御部２０が後段の信号・画像処理部のパラメータ値として設定し、その受信信号の処理に用いることができる。

【0040】

これにより、制御部２０は、受信信号の特徴量をリアルタイムに信号・画像処理部４０による画像の生成に反映させることができる。よって、信号・画像処理部４０は、その受信信号が得られた被検体１２０の部位の態様に適したパラメータを用いて、診断に適した画像を生成することができる。

【0041】

具体的には、信号・画像処理部４０は、図１に示したように、受信信号を処理して画像を生成する信号処理部４１と、生成された画像を処理する画像処理部４２とを含む。制御部２０は、特徴量検出部１０と、信号処理部４１と、画像処理部４２にそれぞれ制御信号を出力して、並行して処理を実行させるパイプライン処理を実行する。これにより、制御部２０は、特徴量検出部１０に特徴量の検出を指示し、特徴量を受け取ってパラメータ決定部２１により、その特徴量に対応する信号処理用パラメータと、画像処理用パラメータとをそれぞれ決定する。そして、制御部２０は、受信信号が特徴量検出部１０から信号処理部４１に受け渡されるタイミングで、信号処理用パラメータと信号処理を指示する制御信号とを信号処理部４１に出力する。さらに制御部２０は、信号処理部４１が生成した画像が、画像処理部４２に受け渡されるタイミングで、画像処理用パラメータと画像処理を指示する制御信号を画像処理部４２に出力する。

【0042】

次に、図４のフローチャートを用いて、信号処理装置１０１の各部の動作を説明する。ここでは、信号処理装置１０１は、ハードウエアにより構成することができる。例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）のようなカスタムＩＣや、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）のようなプログラマブルＩＣを用いて、各部の機能を実現するように回路設計を行えばよい。また、信号処理装置１０１の一部および全部をソフトウエアでその機能を実現することも可能である。その場合、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等のプロセッサーと、メモリとを備えたコンピュータ等によって信号処理装置１０１の一部または全部を構成し、ＣＰＵが、メモリに格納されたプログラムを読み込んで実行することにより、それらの機能を実現する。

【0043】

送信部１０２が送信信号を超音波探触子１０８の複数の超音波素子に出力すると、超音波探触子１０８が超音波を被検体１２０に送信する。被検体１２０内を伝搬しながら被検体１２０内で一部が反射・散乱等され、超音波は周波数依存減衰する。反射・散乱等した超音波は、超音波素子に到達し、受信信号に変換され、超音波素子は、時系列な受信信号を出力する。

【0044】

（ステップＳ５０１）
受信部１０４は、超音波素子から時系列な受信信号を受け取り、予め定めたスキャンラインに沿って受信ビームフォーミングを行う。

【0045】

（ステップＳ５０２）
時系列データ前処理部１１は、受信ビームフォーミング後の受信信号データの所定の深度（時間）範囲を抽出し、予め定めておいた間隔と幅で複数の深度区間（例えば区間Ａ，Ｂ，Ｃ）を設定する。

【0046】

（ステップＳ５０３）
周波数解析部１２は、各区間（Ａ，Ｂ，Ｃ）における受信信号を周波数解析し、深度区間ごと（深度ごと）に変化する周波数成分の情報について求める。

【0047】

（ステップＳ５０４）
深度方向分布算出部１３は、深度区間ごと（深度ごと）に変化する周波数成分の情報から、予め定めた１以上の特徴量を算出する。ここでは、特徴量検出部１０は、特徴量１として、受信信号の中心周波数の深度（時間）方向の変化を算出し、特徴量２として、予め定めた周波数Aから周波数Bの周波数区間の最大振幅を算出する（図２参照）。

【0048】

（ステップＳ５０５）
パラメータ決定部２１のタイプ判定器２６－１，２６－２は、特徴量検出部１０から特徴量１おおよび特徴量２を受け取って、特徴量の種類（特徴量１，特徴量２）ごとに、予め定めておいたタイプのいずれに該当するか判別する。

【0049】

（ステップＳ５０６）
選択部２４－１，２４－２等は、特徴量の種類（特徴量１，特徴量２）ごとに、判別したタイプに対応するパラメータの値を、パラメータ値メモリ３０から読み出し、特徴量に対応するパラメータの値として決定する（図４参照）。これをすべての特徴量１，２について行うことにより、例えば、特徴量１から深度可変バンドパスフィルタの透過帯域を深度（時間）方向に変化させるパラメータ１の値を決定する。特徴量２から、タイムゲインコントロールの増幅率を深度（時間）方向に変化させるパラメータ２の値を決定する。

【0050】

制御部２０は、パラメータ決定部２１が決定したパラメータのうち、特徴量１のタイプに基づいて決定した受信信号処理用のパラメータの値（深度可変バンドパスフィルタの透過帯域を深度方向の変化）を信号処理部４１に設定する。また、制御部２０は、特徴量２のタイプに基づいて決定した画像処理用のパラメータの値（タイムゲインコントロールの増幅率の深度方向の変化）を画像処理部４２に設定する。なお、制御部２０は、パラメータ１，２以外の受信信号処理に必要なパラメータの値は、予め定めた値、もしくは、操作者が設定した値を設定する。

【0051】

（ステップＳ５０７）
信号処理部４１は、ステップＳ５０６で設定されたパラメータ１（深度可変バンドパスフィルタの透過帯域）により、受信ビームフォーミング後の受信信号を深度ごとに設定された周波数帯域のみを透過させるフィルタ処理を行う。処理後の受信信号は、画像処理部４２に出力する。
なお、深度可変バンドパスフィルタ処理は，各スキャンラインの受信信号について特徴量１を算出して、パラメータ１を決定し、決定したパラメータ１によってその受信信号を処理してもよい。深度可変バンドパスフィルタ処理は，１つのスキャンラインの受信信号について特徴量１を算出してパラメータ１を決定し、そのパラメータ１によって、フレームを生成するのに使われる全スキャンラインの受信信号に同一の深度可変バンドパスフィルタ処理を行ってもよい。

【0052】

（ステップＳ５０８）
画像処理部４２は、受け取ったスキャンラインごとの受信ビームフォーミング後の信号を並べて１フレームの画像を生成する。画像処理部４２は、ステップＳ５０６で設定された画像処理用のパラメータ２（タイムゲインコントロールの増幅率の深度方向の変化）によって、生成した画像の画像処理を行う。具体的には、画像処理部４２は、パラメータ２として設定されたタイムゲインコントロールの増幅率により、生成した画像を処理する。

【0053】

パラメータ決定部２１が特徴量から画像処理用パラメータを決定していない場合には、制御部２０は、画像処理部４２に画像生成を指示する制御信号のみを出力する。画像処理部４２は、受け取ったスキャンラインごとの受信ビームフォーミング後の信号を並べて１フレームの画像を生成した後、予め定めたられたパラメータの値を用いて画像処理を行う。

【0054】

いずれの場合も、画像処理部４２は、生成した画像を表示装置５０に出力し、表示させる。

【0055】

本実施形態によれば，被検体１２０の深さ方向の情報を反映した時系列な受信信号データを使って、特徴量の深度方向分布を得ることにより、網羅的かつ簡便に受信信号の状態を把握することができる。よって、特徴量の深度方向分布を用いることにより、患者・撮像部位の特性に対応したパラメータの値を決定するとすることでる。

【0056】

また，本実施形態の超音波撮像装置は，複数の処理をパイプライン処理で実施しているため、上流の受信信号から，最適化の必要なパラメータに対して最適値を求め，それより後段の処理に対し同時に最適化できる。これにより、超音波撮像装置は、フレーム毎に最適な撮像パラメータを使用した診断画像を提供できる。したがって，撮像対象の状態に合わせてリアルタイムにパラメータの最適化が行われ，検査時間を省きながら，診断性能の高い画像を提供することができる。

【0057】

なお、送信部１０２は、１以上のパラメータに基づいて送信信号を生成する構成としてもより。この場合、制御部２０のパラメータ決定部２１は、特徴量検出部１０が算出した特徴量の深度方向分布に基づいて、送信部１０２のパラメータの値を決定してもよい。

【0058】

＜＜実施形態２＞＞
本発明の実施形態２の超音波撮像装置について図５および図６を用いて説明する説明する。図５は、特徴量検出部１０を中心に信号処理装置１０１の構成を説明する図であり、図６は、信号処理装置１０１の動作を説明するフローチャートである。

【0059】

実施形態２の超音波撮像装置は、実施形態１と同様の構成であるが、ＲＯＩ（Region of Interest）を設定し、ＲＯＩ内の画像生成に用いられる受信ビームフォーミング後の受信信号から特徴量の深度方向分布を算出する点が実施形態１とは異なっている。患者特性が表れている領域にＲＯＩを設定することにより、患者特性が表れている領域に適したパラメータ値を設定することが可能になる。以下、実施形態１の超音波撮像装置とは、異なる点を中心に説明する。

【0060】

図５に示すように、特徴量検出部１０は、実施形態１の特徴量検出部１０の構成に加えてＲＯＩ決定部１５と、時系列データ範囲算出部１６とを備えている。ＲＯＩ決定部１５は、ユーザから受け付けた情報を元に，特徴量を検出するＲＯＩ１７を決定する。時系列データ範囲算出部１６は、決定されたＲＯＩ１７から，各スキャンラインの受信ビームフォーミング後の受信信号に深度区間を設定する。

【0061】

図６のフローを用いて実施形態２の超音波撮像装置の動作について説明する。図６のフローは、図４のフローのステップＳ５０１とステップＳ５０２との間に、ステップＳ６０１およびＳ６０２が追加され、ステップＳ５０８の後にステップＳ６０３が追加されている。図４と異なるステップを中心に説明する。

【0062】

（ステップＳ５０１）
受信部１０４は、超音波素子から時系列な受信信号を受け取り、予め定めたスキャンラインに沿って受信ビームフォーミングを行う。

【0063】

（ステップＳ６０１）
ＲＯＩ決定部１５は，ＵＩ５１および制御部２０を介してユーザーが選択した領域に，特徴量を検出するＲＯＩ１７を決定する。例えば，ユーザーが被検者の特性が現れている代表領域（特定の深度およびサイズ）を選択し，その選択した領域を含む，撮像領域の最浅部から最深部の領域を自動的に決定し，ＲＯＩ１７を決定する。また，ＲＯＩ１７内には、特徴量を検出するに適切な深度幅で小さいＲＯＩ（図５の例ではＲＯＩ１７ａ～１７ｃ）を決定する。なお，代表領域は，予め定めておいた位置（例えば画像の中央）およびサイズとしてもよい。

【0064】

（ステップＳ６０２）
時系列データ範囲算出部１６は，ＲＯＩ決定部１５が決定した各ＲＯＩ１７ａ～１７ｃの横方向（方位方向）に含まれるＮ本のスキャンラインの受信信号を抽出し、複数のスキャンラインの受信信号の各ＲＯＩ１７ａ～１７ｃの深度範囲に対応する深度の範囲に、それぞれ深度区間を設定する。すなわち、ＲＯＩ１７ａ～１７ｃの深さ方向（縦方向）の範囲は時系列データの深度区間に反映され，ＲＯＩの横方向（方位方向）の範囲は、スキャンラインの本数に反映される。

【0065】

（ステップＳ５０２）
時系列データ前処理部１１は、ステップＳ６０２においてＮ本のスキャンラインの受信信号にそれぞれ設定された、ＲＯＩ１７ａ～１７ｃに対応する複数の深度区間内の信号を抽出する。さらに時系列データ前処理部１１は、Ｎ本のスキャンラインの受信信号のＲＯＩ１７ａ～１７ｃに対応する深度区間の受信信号を、スキャンライン方向に平均加算する。すなわち、Ｎ本のスキャンラインの受信信号から同じＲＯＩ１７ａの深度区間について抽出された受信信号を加算平均することにより、ノイズを除去する。これをＲＯＩ１７ｂ，１７ｃについてもそれぞれ行う。加算平均処理後の受信信号（図５の例では，信号１８ａ、１８ｂ、１８ｃ）を周波数解析部１２に送る。

【0066】

（ステップＳ５０３～Ｓ５０６）
ステップＳ５０３～Ｓ５０６は、実施形態１と同様に、周波数解析部１２が、深度区間ごとに加算平均後の受信信号の周波数解析を行い、特徴量検出部１０が特徴量１，２を算出し、パラメータ決定部２１がパラメータ１，２を決定する。

【0067】

（ステップＳ５０７～Ｓ５０８）
ステップＳ５０３～Ｓ５０６は、ＲＯＩ１７に対応する受信信号だけでなく、画像全体の受信信号に対して、決定されたパラメータ１，２の値を用いて信号処理と画像処理を行って、画像を生成する。制御部２０は、生成した画像を表示装置５０に表示する。

【0068】

（ステップＳ６０３）
制御部２０は、生成した画像を見たユーザーに対して、ＲＯＩ１７の位置や大きさの変更をするかどうかを尋ねる画面を表示装置５０に表示する等して、ユーザーに確認する。ユーザーがＵＩ５１を介して、ＲＯＩ１７の変更を選択した場合には、ステップＳ６０２に戻って、ＲＯＩ１７の位置やサイズを変更する。変更後のＲＯＩ１７に基づきステップＳ５０２～Ｓ５０８が再び実行される。

【0069】

実施形態２の超音波撮像装置によれば、スキャン範囲全体の受信信号の中から、患者特性が表れている代表的な領域に設定したＲＯＩ１７の受信信号のみを特徴量の検出に用いることで，安定した特徴量のデータの検出が可能となり、パラメータの値を安定して決定することができる。

【0070】

＜＜実施形態３＞＞
本発明の実施形態３の超音波撮像装置について図７および図８を用いて説明する説明する。図７は、実施形態３のパラメータ決定部２１の構成を説明する図であり、図８は、信号処理装置１０１の動作を説明するフローチャートである。

【0071】

実施形態３の超音波撮像装置は、実施形態１と同様の構成であるが、パラメータ決定部２１は、特徴量保存メモリ２５と、差算出部２２と、特徴量補正部２３と、タイプ判定器２６と、選択部２４を有する。特徴量保存メモリ２５は、過去の特徴量の深度方向分布を保存する。差算出部２２は、現在と過去の特徴量の深度方向分布を比較して差を算出する。特徴量補正部２３は、差が大きい場合に現在の特徴量の深度方向分布を過去の特徴量の深度方向分布から極端に変化しないデータに補正する。

【0072】

図８のフローを用いて実施形態３の超音波撮像装置の動作について説明する。図８のフローは、図４のフローのステップＳ５４１とステップＳ５０５との間に、ステップＳ９０１～Ｓ９０４が追加されている。以下、図４と異なるステップを中心に説明する。

【0073】

（ステップＳ５０１～Ｓ５０４）
受信部１０４は、超音波素子から時系列な受信信号を受け取り、特徴量検出部１０の予め定めた特徴量１，２の深度方向分布を算出する。

【0074】

（ステップＳ９０１）
特徴量検出部１０は、今回算出した特徴量１，２の深度方向分布データを特徴量保存メモリ２５に保存する。

【0075】

（ステップＳ９０２，Ｓ９０３）
差算出部２２は、前回またはそれ以前の特徴量１，２の深度方向分布を特徴量保存メモリ２５から読み出して、今回の特徴量検出部１０が算出した特徴量１，２の深度方向分布との差を算出する。差算出部２２はその差が予め定めた第１閾値以上かどうか判定する。差算出部２２は、その差が予め定めた第１閾値以上の特徴量がある場合、ステップＳ９０４に進む。差が予め定めた第１閾値未満の場合、ステップＳ５０５に進む。

【0076】

（ステップＳ９０４）
特徴量補正部２３は、差が第１閾値以上の特徴量１および／または特徴量２の今回の深度方向分布を、前回以前の特徴量の深度方向分布に近づける補正をする。例えば、今回の深度方向分布の分布曲線と前回の分布曲線の平均値をとって，今回の特徴量の深度方向分布を補正する。

【0077】

（ステップＳ５０５）
パラメータ決定部２１のタイプ判定器２６は、実施形態１のタイプ判定器２６－１，２６－２と同様に、特徴量検出部１０から特徴量を受け取って、特徴量の種類ごとに、予め定めておいたタイプのいずれに該当するか判別する。

【0078】

（ステップＳ５０６）
選択部２４は、実施形態１の選択部２４－１，２４－２等と同様に、該当するタイプに対応するパラメータの値を、パラメータ値メモリ３０から読み出し、特徴量１、２に対応するパラメータ１，２の値として決定する（図４参照）。

【0079】

上記ステップＳ９０１～９０４、Ｓ５０５およびＳ５０６は、特徴量ごとに行う。

【0080】

制御部２０は、パラメータ決定部２１が決定したパラメータ値１，２を信号処理部４１および／または画像処理部４２に設定する。

【0081】

（ステップＳ５０７、Ｓ５０８）
ステップＳ５０７およびＳ５０８は、実施形態１と同様に行って、画像を生成する。画像処理部４２は、生成した画像を表示装置５０に出力し、表示させる。

【0082】

実施形態３の超音波撮像装置は、特徴量の深度方向分布が大きく変化し、パラメータ値がフレーム間で大きく変化することを抑制できるため、生成されるフレーム間の画像の連続性を保ち，診断しやすい動画を生成することができる。

【0083】

なお、実施形態３では、特徴量の深度方向分布を特徴量保存メモリ２５に格納して、前回以前と今回の特徴量の深度方向分布の差を算出したが、決定したパラメータ値をメモリに格納して、前回以前と今回のパラメータ値の差を算出してもよい。この場合も、パラメータ値がフレーム間で大きく変化することを抑制できるため、生成されるフレーム間の画像の連続性を保ち，診断しやすい動画を生成することができる。

【0084】

＜＜実施形態４＞＞
本発明の実施形態４の超音波撮像装置について図９および図１０を用いて説明する説明する。図９は、実施形態４の超音波撮像装置１００の構成を説明する図であり、図１０は、超音波撮像装置の動作を説明するフローチャートである。

【0085】

実施形態４の超音波撮像装置１００は、実施形態２の構成の特徴量検出部１０と、実施形態３の構成のパラメータ決定部２１とを備えている。また、実施形態４の送信部１０２は、１以上のパラメータに基づいて送信信号を生成して超音波探触子の超音波素子に出力する。さらに、制御部２０は、変更対象選択部６０を備えている。

【0086】

パラメータ決定部２１は、差算出部２２が、実施形態３と同様に、前回またはそれ以前の特徴量を特徴量保存メモリ２５から読み出して、今回、特徴量検出部１０が算出した特徴量との差を算出する。その差が予め定めた第２閾値よりも大きい場合、制御部２０は、送信部１０２のパラメータの値または、ＲＯＩ１７の設定領域および／または大きさを変更する。変更対象選択部６０は、送信部１０２のパラメータ値を変更するか、ＲＯＩ１７を変更するかを、ユーザーからＵＩ５１を介して受け付けた指示等に基づいて選択する。

【0087】

図１０のフローを用いて実施形態３の超音波撮像装置の動作について説明する。図１０のフローは、実施形態３の図８のフローのステップＳ５０１とステップＳ５０２との間に、実施形態２の図６のステップＳ６０１とＳ６０２が追加されている。また、図８のフローのステップＳ５０１の前に送信のステップＳ１００１が追加され、ステップＳ９０２とステップＳ９０３の間に、判定のステップＳ１００２がさらに追加され、このステップＳ１００２からステップＳ１００１へステップＳ１００、Ｓ１００４を介して戻るループが追加されている。以下、図８と異なるステップを中心に説明する。

【0088】

（ステップＳ１００１）
送信部１０２は、１以上のパラメータに基づいて送信信号を生成し、超音波探触子１０８の超音波素子に出力に出力する。超音波素子は、送信信号を超音波に変換し、被検体１２０に照射する。

【0089】

（ステップＳ５０１）
受信部１０４は、超音波素子から時系列な受信信号を受け取る。

【0090】

（ステップＳ６０１）
ＲＯＩ決定部１５は、実施形態２と同様に、受信信号から信号・画像処理部４０が生成する１フレームの画像もしくは画像の範囲を演算により求める。
（ステップＳ６０２）
ＲＯＩ決定部１５は、画像の範囲内にＲＯＩ１７を設定する。ＲＯＩ１７を設定する領域は、予め定めておいた位置（例えば画像の中央）およびサイズであってもよいし、ＵＩ５１を介してユーザーから受け付けた領域でもよい。

【0091】

（ステップＳ５０２～Ｓ５０４）
特徴量検出部１０は、ＲＯＩ１７内の画像生成に用いられる受信信号から、予め定めた１以上の特徴量の深度方向分布を算出する。

【0092】

（ステップＳ９０１）
特徴量検出部は、今回算出した特徴量の深度方向分布データを特徴量保存メモリ２５に保存する。

【0093】

（ステップＳ９０２）
差算出部２２は、前回またはそれ以前の特徴量の深度方向分布を特徴量保存メモリ２５から読み出して、今回特徴量検出部１０が算出した特徴量の深度方向分布との差を算出する。

【0094】

（ステップＳ１００２）
差算出部２２は、その差が予め定めた第２閾値以上の場合、特徴量が前フレームから大きく変化しているので、ステップＳ１００３に進む。

【0095】

（ステップＳ１００３）
変更対象選択部６０は、特徴量の大きな変化に対応するため、送信部１０２のパラメータ値を変更するか、または、ＲＯＩ１７を変更するかをユーザーに選択するように促し、ユーザによる選択をＵＩ５１を介して受け付ける。なお、ユーザーから選択を受け付ける以外に、変更対象選択部６０が、送信部１０２のパラメータ値の変更またはＲＯＩ１７の変更の一方を選択してもよい。

【0096】

変更対象選択部６０は、ＲＯＩ１７の変更を選択した場合、ステップＳ６０２に戻り、ＲＯＩ１７の位置や大きさを変更した後、ステップＳ５０２以降に進む。

【0097】

このように、ＲＯＩ１７の位置や大きさを変更することにより、患者特性のあらわれた領域にＲＯＩ１７を設定して特徴量の検出をやり直すことができる。

【0098】

一方、変更対象選択部６０は、ＲＯＩ１７の変更を選択しなかった場合、すなわち、送信部１０２のパラメータ値を選択した場合、ステップＳ１００４に進む。

【0099】

（ステップＳ１００４）
ステップＳ１００４において、選択部２４は、ユーザーの選択もしくは自動的に送信に用いるパラメータ値をパラメータ値メモリ３０から選択し、変更対象選択部６０に出力する。例えば、送信周波数帯域を狭め、狭周波数帯域の送信信号を送信することにより、受信信号に含まれるノイズを低減する。また，より低い中心周波数の送信波形を使った送信ビームを送信することで，受信信号の振幅を向上させる。これにより，受信信号の信号対雑音比が向上し，特徴検出の精度が向上する。

【0100】

変更対象選択部６０は、送信部１０２にパラメータ値を送信部１０２に設定し、ステップＳ１００１に戻る。

【0101】

これにより、ステップＳ１００１において、送信部１０２は、変更対象選択部６０から設定されたパラメータ値を用いて送信信号を生成して、超音波探触子１０８に出力し、送信を行う。

【0102】

これにより、患者特性が受信信号に表れやすい送信ビームに切り替えて、特徴量の検出ができる。

【0103】

（ステップＳ１００２）
上述のステップＳ１００２において、差算出部２２は、その差が予め定めた第２閾値未満の場合、ステップＳ９０３に進む。

【0104】

（ステップＳ９０３、Ｓ９０４）
差算出部２２は、ステップＳ９０２で算出した差が、予め定めた第１閾値以上第２閾値未満かどうかを判定する。第１閾値以上第２閾値未満の場合、差算出部２２は、ステップＳ９０４に進み、実施形態３と同様に、今回の特徴量の深度方向分布を前回以前の特徴量の深度方向分布に近づける補正をした後、ステップＳ５０５に進む。

【0105】

差算出部２２は、ステップＳ９０２で算出した差が、予め定めた第１閾値未満の場合、そのままステップＳ５０５に進む。

【0106】

（ステップＳ５０５～Ｓ５０８）
実施形態１～３と同様に、パラメータ決定部２１は、特徴量検出部１０が算出した特徴量の深度方向分布に基づいてパラメータの値を決定する。そのパラメータ値を用いて、信号処理部４１および画像処理部４２は、画像を生成し、画像処理を行う。画像処理部４２は、生成した画像を表示装置５０に出力し、表示させる。

【0107】

実施形態４の超音波撮像装置は、特徴量の深度方向分布が極端に大きく変化した場合、送信パラメータを変化させて送信ビームを切り替える。もしくは、ＲＯＩ１７の位置やサイズを変化させることにより、被検体の特性が特徴量の深度方向分布に現れやすくすることができる。よって、被検体の特徴量の検出の精度が高め、ロバスト性のより高い方法で特徴量検出が行うことができ、安定した深度方向分布の検出が可能となる。

【0108】

＜＜実施形態５＞＞
実施形態５として、表示装置５０に表示する画面の例について図１１を用いて説明する。図１１の画面は、実施形態２および実施形態４のステップＳ６０１において、ＲＯＩ決定部１５がＲＯＩ１７の決定のために，表示装置５０に表示する画面の例である。ＲＯＩ決定部１５は、ユーザーは、図１１の画面上で操作を行うことにより、特徴量のタイプと代表ＲＯＩの位置を選択することができる。

【0109】

撮像中の受信信号に基づいてタイプ判定された結果をタイプ選択画面１５２に表示し，ユーザーは超音波画像とその判定結果を照らし合わせて，判定結果に基づいて適用されているパラメータの適正度の判断を行うことができる。より診断に適した超音波画像を描画するために，ユーザーは，タイプ選択画面１５２のカーソルを移動させ，別の判定タイプによるパラメータを適用した画像を見ることができる。またユーザーは，患者特性が表れている代表的な領域に代表ＲＯＩを，ＲＯＩ選択画面１５１のカーソルを移動させ、ＯＫボタン５３を押下することで選択できる。図１１の例のように，番号とＲＯＩの大きさが予め対応づけられているものから選択する方法や，操作パネルを使って領域を手動で囲む方法でもよい。

【符号の説明】

【0110】

１０ 特徴量検出部
１１ 時系列データ前処理部
１２ 周波数解析部
１３ 深度方向分布算出部
１５ ＲＯＩ決定部
１６ 時系列データ範囲算出部
１７ ＲＯＩ
１７ａ，１７ｂ、１７ｃ ＲＯＩ
１８ａ，１８ｂ，１８ｃ 信号
２０ 制御部
２１ パラメータ決定部
２２ 差算出部
２３ 特徴量補正部
２４ 選択部
２４－１，２４－２ 選択部
２５ 特徴量保存メモリ
２６－１，２６－２ タイプ判定器
３０ パラメータ値メモリ
４０ 信号・画像処理部
４１ 信号処理部
４２ 画像処理部
５３ ＯＫボタン
５０ 表示装置
５１ ＵＩ（ユーザーインターフェース）
６０ 変更対象選択部
１００ 超音波撮像装置
１０１ 信号処理装置
１０２ 送信部
１０４ 受信部
１０８ 超音波探触子
１２０ 被検体
１５１ ＲＯＩ選択画面
１５２ タイプ選択画面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】