JP2013244159A - Ultrasonic diagnostic equipment and method for estimating sound velocity - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately determine a local sound velocity even when the sound velocity distribution in a subject is uneven in an azimuth direction.SOLUTION: Ultrasonic diagnostic equipment includes: an ultrasonic probe; and a sound velocity value calculation means for calculating a local sound velocity by segmenting a predetermined region in a subject into a plurality of segmented regions. The sound velocity value calculation means includes: a sound velocity setting means for setting an assumed local sound velocity; a waveform calculation means for calculating a waveform of an ultrasonic echo on the basis of the assumed local sound velocity; and a local sound velocity determination means for determining the local sound velocity on the basis of an actual waveform of the ultrasonic echo and the calculated waveform.

Description

本発明は、超音波診断装置及び音速推定方法に係り、特に、被検体内の所望の領域における音速（局所音速）を正確に求める技術に関する。   The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus and a sound speed estimation method, and more particularly to a technique for accurately obtaining a sound speed (local sound speed) in a desired region within a subject.

医療分野においては、被検体の内部を観察して診断を行うために、様々な撮像技術が開発されている。特に、超音波を送受信することによって被検体の内部情報を取得する超音波撮像は、リアルタイムで画像観察を行うことができる上に、Ｘ線写真やＲＩ（radio isotope）シンチレーションカメラ等の他の医用画像技術と異なり、放射線による被曝がない。そのため、超音波撮像は、安全性の高い撮像技術として、産科領域における胎児診断の他、婦人科系、循環器系、消化器系等を含む幅広い領域において利用されている。   In the medical field, various imaging techniques have been developed in order to observe and diagnose the inside of a subject. In particular, ultrasonic imaging that acquires internal information of a subject by transmitting and receiving ultrasonic waves enables real-time image observation, and other medical uses such as X-ray photographs and RI (radio isotope) scintillation cameras. Unlike imaging technology, there is no radiation exposure. Therefore, ultrasonic imaging is used as a highly safe imaging technique in a wide range of areas including gynecological system, circulatory system, digestive system, etc. in addition to fetal diagnosis in the obstetrics field.

超音波撮像の原理は、次のようなものである。超音波は、被検体内における構造物の境界のように、音響インピーダンスが異なる領域の境界において反射される。そこで、超音波ビームを人体等の被検体内に送信し、被検体内において生じた超音波エコーを受信し、超音波エコーが生じた反射位置や反射強度を求めることにより、被検体内に存在する構造物（例えば、内臓や病変組織等）の輪郭を抽出することができる。   The principle of ultrasonic imaging is as follows. Ultrasound is reflected at the boundary between regions having different acoustic impedances, such as the boundary between structures in the subject. Therefore, by transmitting an ultrasonic beam into a subject such as a human body, receiving an ultrasonic echo generated in the subject, and determining the reflection position and reflection intensity where the ultrasonic echo is generated, It is possible to extract the contour of the structure (eg, internal organs or lesion tissue).

一般に、超音波診断装置においては、超音波の送受信機能を有する複数の超音波トランスデューサ（振動子）を含む超音波プローブが用いられる。送信フォーカス処理によって複数の超音波を合波して形成される超音波ビームを用いて被検体を走査し、被検体内部において反射された超音波エコーを受信して受信フォーカス処理を行うことにより、超音波エコーの強度に基づいて、被検体内に存在する構造物に関する画像情報が得られ、表示部に超音波画像が表示される。   In general, in an ultrasonic diagnostic apparatus, an ultrasonic probe including a plurality of ultrasonic transducers (vibrators) having an ultrasonic transmission / reception function is used. By scanning a subject using an ultrasonic beam formed by combining a plurality of ultrasonic waves by transmission focus processing, receiving an ultrasonic echo reflected inside the subject, and performing reception focus processing, Based on the intensity of the ultrasonic echo, image information relating to a structure existing in the subject is obtained, and an ultrasonic image is displayed on the display unit.

ところで、超音波画像の形態画像の１つとして、形状を表すＢモード画像（超音波エコーの振幅を点の輝度により表した画像）が用いられている。しかし、形状以外の情報も診断に用いたいとの要望があり、そのうちの１つとして音速が挙げられる。音速は、医師が超音波診断を行うにあたり、生体組織、病変およびその進行度等を診断するために有効な音響情報であることから、種々の計測手法によって被検体の音速を計測することが提案されている。また、被検体内の所望の領域における音速（以下、「局所音速」という）を測定する試みもなされている。   By the way, as one of the morphological images of the ultrasonic image, a B-mode image representing the shape (an image in which the amplitude of the ultrasonic echo is represented by the luminance of a point) is used. However, there is a desire to use information other than the shape for diagnosis, and one of them is the speed of sound. Since the speed of sound is effective acoustic information for diagnosing living tissues, lesions and their progress, etc., when doctors make an ultrasound diagnosis, it is proposed to measure the sound speed of a subject using various measurement methods. Has been. Attempts have also been made to measure the speed of sound in a desired region within the subject (hereinafter referred to as “local sound speed”).

例えば、特許文献１には、被検体内において反射された超音波エコーの受信信号に基づいて、被検体内の所望の領域における音速（局所音速）を求める方法が提案されている。この方法では、まず、被検体内の深さの異なる位置に２つの着目領域としてＲＯＩ１、ＲＯＩ２が設定される。次に、ＲＯＩ１を送信フォーカス位置として、設定音速値が順次変更されたときの受信フォーカス処理におけるビーム集束度が判定される。そして、その判定結果に基づいて、超音波プローブからＲＯＩ１に至る経路における第１の平均音速Ｃ１が求められる。同様に、ＲＯＩ２を送信フォーカス位置として、超音波プローブからＲＯＩ２に至る経路における第２の平均音速Ｃ２が求められる。次に、第１及び第２の平均音速Ｃ１、Ｃ２と、超音波プローブからＲＯＩ１及びＲＯＩ２までの距離とに基づいて、ＲＯＩ１からＲＯＩ２に至る経路における平均音速（局所音速）Ｃｘが求められる。 For example, Patent Document 1 proposes a method for obtaining a sound speed (local sound speed) in a desired region in a subject based on a reception signal of an ultrasonic echo reflected in the subject. In this method, ROI1 and ROI2 are first set as two regions of interest at positions with different depths in the subject. Next, with ROI1 as the transmission focus position, the beam focusing degree in the reception focus process when the set sound velocity value is sequentially changed is determined. Then, based on the determination result, the average acoustic velocity C 1 of the first in the path from the ultrasonic probe to ROI1 is required. Similarly, as the transmission focus position ROI2, average acoustic velocity C 2 of the second in a path from the ultrasonic probe to the ROI2 is required. Next, based on the first and second average sound speeds C 1 and C 2 and the distances from the ultrasonic probe to ROI 1 and ROI 2 , the average sound speed (local sound speed) C x in the path from ROI 1 to ROI 2 is obtained. It is done.

また、特許文献２には、ホイヘンスの原理を用いて、被検体内の着目領域よりも浅い領域に設定された格子点と、着目領域における最適音速値を判定し、着目領域における最適音速値に基づいて、超音波を着目領域に送信したときに着目領域から受信される受信波を演算し、着目領域における仮定音速を仮定して、仮定音速に基づいて各格子点における最適音速値から求めた各格子点からの受信波を合成して合成受信波を得て、受信波と合成受信波に基づいて着目領域における局所音速値を判定する方法が提案されている。   Patent Document 2 uses Huygens' principle to determine lattice points set in a region shallower than the region of interest in the subject and the optimum sound velocity value in the region of interest, and to obtain the optimum sound velocity value in the region of interest. On the basis of this, the received wave received from the region of interest when an ultrasonic wave is transmitted to the region of interest is calculated, the assumed sound speed in the region of interest is assumed, and the optimum sound speed value at each lattice point is obtained based on the assumed sound speed. A method has been proposed in which a received wave from each lattice point is synthesized to obtain a synthesized received wave, and a local sound velocity value in a region of interest is determined based on the received wave and the synthesized received wave.

特開２０１０−２０７４９０号公報JP 2010-207490 A 特開２０１０−９９４５２号公報JP 2010-99452 A

しかしながら、特許文献１に記載される方法では、例えば、図８に示すように、被検体内の音速分布が方位方向（Ｘ方向）に一定でない場合には、被検体内の着目領域（ＲＯＩ１又はＲＯＩ２）で反射した超音波エコーの波形ＷＰは、音速分布が方位方向に一定である場合に得られる波形ＷＱと比較して位相的なずれが生じる。このような位相的なずれが生じていると、受信フォーカス処理を適切に行うことができず、超音波プローブからＲＯＩ１及びＲＯ２に至る経路における第１及び第２の平均音速Ｃ１、Ｃ２を正確に求めることができなくなる。その結果、第１及び第２の平均音速Ｃ１、Ｃ２に基づいて算出される局所音速Ｃｘの算出精度が良くないという問題がある。 However, in the method described in Patent Document 1, for example, as shown in FIG. 8, when the sound velocity distribution in the subject is not constant in the azimuth direction (X direction), the region of interest (ROI1 or waveform W P of the ultrasonic echoes reflected by the ROI2), the phase lag caused as compared with the waveform W Q obtained when sound-velocity distribution is constant in the azimuthal direction. When such a phase shift occurs, the reception focus process cannot be performed properly, and the first and second average sound velocities C 1 and C 2 in the path from the ultrasonic probe to the ROI 1 and RO 2 are obtained. It cannot be obtained accurately. As a result, there is a problem that the calculation accuracy of the local sound velocity C x which is calculated on the basis of the average acoustic velocity C 1, C 2 of the first and second is not good.

また、特許文献２に記載される方法においても同様に、被検体内の音速分布が方位方向（Ｘ方向）に一定でない場合には、正確に局所音速を求めることができない問題がある。   Similarly, in the method described in Patent Document 2, if the sound velocity distribution in the subject is not constant in the azimuth direction (X direction), there is a problem that the local sound velocity cannot be obtained accurately.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、被検体内の音速分布が方位方向に不均一な場合でも局所音速を精度良く求めることができる超音波診断装置及び音速推定方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and provides an ultrasonic diagnostic apparatus and a sound speed estimation method capable of accurately obtaining a local sound speed even when the sound speed distribution in a subject is not uniform in the azimuth direction. The purpose is to do.

前記目的を達成するために、本発明の第１の態様に係る超音波診断装置は、複数の駆動信号に従って超音波を被検体に送信すると共に、被検体から伝搬する超音波エコーを受信することにより複数の受信信号を出力する複数の超音波トランスデューサを含む超音波プローブと、被検体内の所定の領域を複数の分割領域に分割し、分割領域における局所的な音速である局所音速を計算する音速値計算手段と、を備え、音速値計算手段は、複数の分割領域に対してそれぞれ仮定局所音速を設定する音速設定手段と、複数の分割領域に対してそれぞれ設定された仮定局所音速に基づき、分割領域で反射された超音波エコーの波形を計算する波形計算手段と、受信信号に基づく分割領域で実際に反射した超音波エコーの実波形と、波形計算手段により計算された波形とに基づいて局所音速を判定する局所音速判定手段と、を含んで構成される態様である。   To achieve the above object, the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first aspect of the present invention transmits an ultrasonic wave to a subject according to a plurality of drive signals and receives an ultrasonic echo propagating from the subject. The ultrasonic probe including a plurality of ultrasonic transducers that output a plurality of received signals and a predetermined region in the subject are divided into a plurality of divided regions, and a local sound speed that is a local sound speed in the divided regions is calculated. A sound speed value calculating means, wherein the sound speed value calculating means is based on a sound speed setting means for setting an assumed local sound speed for each of the plurality of divided areas, and an assumed local sound speed set for each of the plurality of divided areas. The waveform calculation means for calculating the waveform of the ultrasonic echo reflected in the divided area, the actual waveform of the ultrasonic echo actually reflected in the divided area based on the received signal, and the waveform calculation means Is an aspect configured to include a local sound velocity determination means for determining a local sound velocity, the based on the calculated waveform.

本発明の第２の態様に係る超音波診断装置は、上記第１の態様において、局所音速判定手段は、分割領域で実際に反射した超音波エコーの実波形と、波形計算手段により計算された波形との誤差が最小になる仮定局所音速を局所音速と判定する態様である。   The ultrasonic diagnostic apparatus according to the second aspect of the present invention is the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first aspect, wherein the local sound speed determination means is calculated by the actual waveform of the ultrasonic echo actually reflected in the divided area and the waveform calculation means. This is an aspect in which the assumed local sound speed that minimizes the error from the waveform is determined as the local sound speed.

本発明の第３の態様に係る超音波診断装置は、複数の駆動信号に従って超音波を被検体に送信すると共に、被検体から伝搬する超音波エコーを受信することにより複数の受信信号を出力する複数の超音波トランスデューサを含む超音波プローブと、被検体内の所定の領域を複数の分割領域に分割し、分割領域における局所的な音速である局所音速を計算する音速値計算手段と、を備え、音速値計算手段は、複数の分割領域に対してそれぞれ仮定局所音速を設定する音速設定手段と、複数の分割領域に対してそれぞれ設定された仮定局所音速に基づき、分割領域で反射された超音波エコーの波形を計算する波形計算手段と、受信信号に基づく分割領域で実際に反射した超音波エコーの実波形と、波形計算手段により計算された波形との誤差が閾値以下か否かを判定する誤差判定手段と、誤差判定手段の判定結果に基づき、誤差が閾値よりも大きい場合には複数の分割領域にそれぞれ設定されている仮定局所音速を新たな音速値に更新し、誤差が閾値以下の場合には、複数の分割領域にそれぞれ設定されている音速を局所音速として決定する音速更新決定手段と、を含んで構成される態様である。   The ultrasonic diagnostic apparatus according to the third aspect of the present invention transmits an ultrasonic wave to a subject according to a plurality of drive signals and outputs a plurality of received signals by receiving an ultrasonic echo propagating from the subject. An ultrasonic probe including a plurality of ultrasonic transducers, and a sound velocity value calculating means for dividing a predetermined region in the subject into a plurality of divided regions and calculating a local sound velocity that is a local sound velocity in the divided regions. The sound speed value calculation means includes a sound speed setting means for setting the assumed local sound speed for each of the plurality of divided areas, and a supersonic wave reflected by the divided areas based on the assumed local sound speed set for each of the plurality of divided areas. The difference between the waveform calculation means for calculating the waveform of the sound echo, the actual waveform of the ultrasonic echo actually reflected in the divided area based on the received signal, and the waveform calculated by the waveform calculation means is a threshold. Based on the determination result of the error determination means and whether the error determination means is below or below, if the error is larger than the threshold, the assumed local sound speed set in each of the plurality of divided areas is updated to a new sound speed value. However, when the error is equal to or smaller than the threshold, the sound speed update determining means for determining the sound speed set in each of the plurality of divided regions as the local sound speed is included.

本発明の第４の態様に係る超音波診断装置は、上記第１〜第３の態様において、誤差は、分割領域で実際に反射した超音波エコーの実波形と、波形計算手段により計算された波形との位相差である態様である。   In the ultrasonic diagnostic apparatus according to the fourth aspect of the present invention, in the first to third aspects, the error is calculated by the actual waveform of the ultrasonic echo actually reflected in the divided area and the waveform calculation means. It is an aspect which is a phase difference with a waveform.

本発明の第５の態様に係る超音波診断装置は、上記第１〜第４の態様において、音速値計算手段は、被検体内の所定の領域を深さ方向にｍ行及び方位方向にｎ列（但し、ｍ、ｎは２以上の自然数とする。）からなる複数の分割領域に分割する態様である。   The ultrasonic diagnostic apparatus according to the fifth aspect of the present invention is the ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of the first to fourth aspects, wherein the sound velocity value calculating means includes n rows in the depth direction and n rows in the azimuth direction in a predetermined region in the subject. In this mode, the image is divided into a plurality of divided regions consisting of columns (where m and n are natural numbers of 2 or more).

本発明の第６の態様に係る超音波診断装置は、上記第５の態様において、音速値計算手段は、複数の分割領域に対する局所音速を被検体内の深さ方向に関して浅い側から順番に行毎に求める態様である。   The ultrasonic diagnostic apparatus according to a sixth aspect of the present invention is the ultrasonic diagnostic apparatus according to the fifth aspect, wherein the sound velocity value calculating means sequentially performs local sound velocities for a plurality of divided regions from the shallow side in the depth direction within the subject. This is a mode to be obtained every time.

本発明の第７の態様に係る超音波診断装置は、上記第５の態様において、音速値計算手段は、複数の分割領域に対する局所音速を全行同時に求める態様である。   The ultrasonic diagnostic apparatus according to a seventh aspect of the present invention is the aspect according to the fifth aspect, in which the sound velocity value calculating means obtains local sound velocities for a plurality of divided regions simultaneously for all rows.

本発明の第８の態様に係る超音波診断装置は、上記第１〜第７の態様において、複数の分割領域に対する局所音速に基づいて被検体内の音速分布を表示する表示手段と、表示手段に表示される音速分布の表示分解能に応じて分割領域の大きさを変化させる分割領域調整手段と、を備える態様である。   The ultrasonic diagnostic apparatus according to the eighth aspect of the present invention is the ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of the first to seventh aspects, wherein the display means displays the sound speed distribution in the subject based on the local sound speed for the plurality of divided regions, and the display means. And a divided region adjusting means for changing the size of the divided region in accordance with the display resolution of the sound velocity distribution displayed on the screen.

本発明の第９の態様に係る音速推定方法は、複数の駆動信号を超音波プローブ内の複数の超音波トランスデューサに供給すると共に、被検体から伝搬する超音波エコーを受信した複数の超音波トランスデューサから出力される複数の受信信号を検出する受信信号検出ステップと、被検体内の所定の領域を複数の分割領域に分割し、分割領域における局所的な音速である局所音速を計算する音速値計算ステップと、を備え、音速値計算ステップは、複数の分割領域に対してそれぞれ仮定局所音速を設定する音速設定ステップと、複数の分割領域に対してそれぞれ設定された仮定局所音速に基づき、分割領域で反射された超音波エコーの波形を計算する波形計算ステップと、受信信号検出ステップに基づく分割領域で実際に反射した超音波エコーの実波形と、波形計算ステップにより計算された波形とに基づいて局所音速を判定する局所音速判定ステップと、を含む態様である。   The sound speed estimation method according to the ninth aspect of the present invention supplies a plurality of drive signals to a plurality of ultrasonic transducers in an ultrasonic probe and receives a plurality of ultrasonic transducers propagating from a subject. A received signal detection step for detecting a plurality of received signals output from the sound, and a sound speed value calculation for dividing a predetermined area in the subject into a plurality of divided areas and calculating a local sound speed that is a local sound speed in the divided areas A sound speed value calculating step for setting a hypothetical local sound speed for each of the plurality of divided areas, and a divided area based on the assumed local sound speed set for each of the plurality of divided areas. Waveform calculation step to calculate the waveform of the ultrasonic echo reflected by the wave, and the ultrasonic echo actually reflected in the divided area based on the received signal detection step And the actual waveform is an aspect including a local sound velocity determination step of determining a local sound speed based on the waveforms calculated by the waveform calculation step.

本発明の第１０の態様に係る音速推定方法は、上記第９の態様において、局所音速判定ステップは、分割領域で実際に反射した超音波エコーの実波形と、波形計算ステップにより計算された波形との誤差が最小になる仮定局所音速を局所音速と判定する態様である。   The sound speed estimation method according to a tenth aspect of the present invention is the sound speed estimation method according to the ninth aspect, wherein the local sound speed determination step includes the actual waveform of the ultrasonic echo actually reflected in the divided region and the waveform calculated by the waveform calculation step. This is a mode in which the assumed local sound speed that minimizes the error is determined as the local sound speed.

本発明の第１１の態様に係る音速推定方法は、複数の駆動信号を超音波プローブ内の複数の超音波トランスデューサに供給すると共に、被検体から伝搬する超音波エコーを受信した前記複数の超音波トランスデューサから出力される複数の受信信号を検出する受信信号検出ステップと、被検体内の所定の領域を複数の分割領域に分割し、分割領域における局所的な音速である局所音速を計算する音速値計算ステップと、を備え、音速値計算ステップは、複数の分割領域に対してそれぞれ仮定局所音速を設定する音速設定ステップと、複数の分割領域に対してそれぞれ設定された仮定局所音速に基づき、分割領域で反射された超音波エコーの波形を計算する波形計算ステップと、受信信号検出ステップに基づく分割領域で実際に反射した超音波エコーの実波形と、波形計算ステップにより計算された波形との誤差が閾値以下か否かを判定する誤差判定ステップと、誤差判定ステップの判定結果に基づき、誤差が閾値よりも大きい場合には複数の分割領域にそれぞれ設定されている仮定局所音速を新たな音速値に更新し、誤差が閾値以下の場合には、複数の分割領域にそれぞれ設定されている音速を局所音速として決定する音速更新決定ステップと、を含む態様である。   The sound speed estimation method according to the eleventh aspect of the present invention supplies the plurality of drive signals to the plurality of ultrasonic transducers in the ultrasonic probe and receives the ultrasonic echoes propagating from the subject. A received signal detection step for detecting a plurality of received signals output from the transducer, and a sound speed value for dividing a predetermined area in the subject into a plurality of divided areas and calculating a local sound speed that is a local sound speed in the divided area And a sound speed value calculating step is performed based on a sound speed setting step for setting an assumed local sound speed for each of the plurality of divided regions and a hypothetical local sound speed set for each of the plurality of divided regions. Waveform calculation step to calculate the waveform of the ultrasonic echo reflected from the region, and the ultrasonic wave actually reflected from the divided region based on the received signal detection step An error determination step for determining whether or not an error between the actual waveform of the waveform and the waveform calculated in the waveform calculation step is less than or equal to a threshold value, and a plurality of cases where the error is greater than the threshold value based on the determination result of the error determination step Update the assumed local sound speed set in each of the divided areas to a new sound speed value, and if the error is less than or equal to the threshold value, determine the sound speed update decision to determine the sound speed set in each of the divided areas as the local sound speed And a step.

本発明の第１２の態様に係る音速推定方法は、上記第９〜第１１の態様において、誤差は、分割領域で実際に反射した超音波エコーの実波形と、波形計算ステップにより計算された波形との位相差である態様である。   In the sound velocity estimation method according to the twelfth aspect of the present invention, in the ninth to eleventh aspects, the error includes the actual waveform of the ultrasonic echo actually reflected in the divided area and the waveform calculated by the waveform calculation step. Is a phase difference.

本発明の第１３の態様に係る音速推定方法は、上記第９〜第１２の態様において、音速値計算ステップは、被検体内の所定の領域を深さ方向にｍ行及び方位方向にｎ列（但し、ｍ、ｎは２以上の自然数とする。）からなる複数の分割領域に分割する態様である。   In the sound velocity estimation method according to the thirteenth aspect of the present invention, in the ninth to twelfth aspects, the sound velocity value calculating step includes m rows in the depth direction and n columns in the azimuth direction in a predetermined region in the subject. (Where m and n are natural numbers greater than or equal to 2).

本発明の第１４の態様に係る音速推定方法は、上記第１３の態様において、音速値計算ステップは、複数の分割領域に対する局所音速を被検体内の深さ方向に関して浅い側から順番に行毎に求める態様である。   The sound speed estimation method according to a fourteenth aspect of the present invention is the sound speed estimation method according to the thirteenth aspect, wherein the sound speed value calculating step calculates the local sound speeds for a plurality of divided regions in order from the shallow side in the depth direction within the subject. This is the mode to be obtained.

本発明の第１５の態様に係る音速推定方法は、上記第１３の態様において、音速値計算ステップは、複数の分割領域に対する局所音速を全行同時に求める態様である。   The sound speed estimation method according to a fifteenth aspect of the present invention is the sound speed estimation method according to the thirteenth aspect, wherein the sound speed value calculating step obtains local sound speeds for a plurality of divided regions simultaneously for all rows.

本発明の第１６の態様に係る音速推定方法は、上記第９〜第１５の態様において、複数の分割領域に対する局所音速に基づいて被検体内の音速分布を表示する表示ステップと、表示ステップで表示される音速分布の表示分解能に応じて分割領域の大きさを変化させる分割領域調整ステップと、を含む態様である。   A sound speed estimation method according to a sixteenth aspect of the present invention includes, in the ninth to fifteenth aspects, a display step of displaying a sound speed distribution in the subject based on local sound speeds for a plurality of divided regions, and a display step. A divided region adjustment step of changing the size of the divided region in accordance with the display resolution of the displayed sound speed distribution.

本発明によれば、被検体内を複数の分割領域に分割し、各分割領域の局所音速を仮定して逐次計算を行う。これにより、被検体内の音速分布が方位方向に不均一な場合においても局所音速を高精度に求めることができる。   According to the present invention, the inside of the subject is divided into a plurality of divided regions, and the sequential calculation is performed assuming the local sound speed of each divided region. Thereby, even when the sound velocity distribution in the subject is nonuniform in the azimuth direction, the local sound velocity can be obtained with high accuracy.

本発明の一実施形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention. 第１の実施形態に係る音速推定方法を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the sound speed estimation method which concerns on 1st Embodiment. 図２に示すフローチャートにおいて局所音速が求められる様子を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed a mode that a local sound speed was calculated | required in the flowchart shown in FIG. 超音波エコーの計算波形ＷＡと実波形ＷＲの関係の一例を示したグラフである。It is a graph showing an example of the relationship between the calculated waveform W A and the actual waveform W R of the ultrasonic echo. 音速マップの表示分解能に応じて分割領域のサイズが変化する様子を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed a mode that the size of a division area changed according to the display resolution of a sound speed map. 第２の実施形態に係る音速推定方法を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the sound speed estimation method which concerns on 2nd Embodiment. 図６に示すフローチャートにおいて局所音速が求められる様子を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed a mode that a local sound speed was calculated | required in the flowchart shown in FIG. 被検体内の音速分布が方位方向に一定でない場合の問題点を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the problem in case the sound velocity distribution in a subject is not constant in an azimuth | direction direction.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１は、本発明の一実施形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。この超音波診断装置は、超音波プローブ１０と、走査制御部１１と、送信遅延パターン記憶部１２と、送信制御部１３と、駆動信号発生部１４と、受信信号処理部２１と、受信遅延パターン記憶部２２と、受信制御部２３と、Ｂモード画像信号生成部３０と、音速値計算部４２と、音速マップ作成部４３と、画像表示制御部５１と、表示部５２と、操作卓６１と、制御部６２と、格納部６３とを有している。ここで、送信遅延パターン記憶部１２〜受信制御部２３は、信号処理手段を構成している。   FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention. The ultrasonic diagnostic apparatus includes an ultrasonic probe 10, a scanning control unit 11, a transmission delay pattern storage unit 12, a transmission control unit 13, a drive signal generation unit 14, a reception signal processing unit 21, and a reception delay pattern. Storage unit 22, reception control unit 23, B-mode image signal generation unit 30, sound speed value calculation unit 42, sound speed map creation unit 43, image display control unit 51, display unit 52, and console 61 The control unit 62 and the storage unit 63 are included. Here, the transmission delay pattern storage unit 12 to the reception control unit 23 constitute signal processing means.

超音波プローブ１０は、１次元又は２次元のトランスデューサアレイを構成する複数の超音波トランスデューサ１０ａを含んでいる。それらの超音波トランスデューサ１０ａは、印加される複数の駆動信号に基づいて超音波を被検体に送信すると共に、被検体から伝搬する超音波エコーを受信して複数の受信信号を出力する。   The ultrasonic probe 10 includes a plurality of ultrasonic transducers 10a constituting a one-dimensional or two-dimensional transducer array. These ultrasonic transducers 10a transmit ultrasonic waves to the subject based on a plurality of applied drive signals, receive ultrasonic echoes propagating from the subject, and output a plurality of received signals.

各超音波トランスデューサ１０ａは、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛：Pb(lead) zirconate titanate）に代表される圧電セラミックや、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン：polyvinylidene difluoride）に代表される高分子圧電素子等の圧電性を有する材料（圧電体）の両端に電極を形成した振動子によって構成される。そのような振動子の電極に、パルス状又は連続波の電圧を印加すると、圧電体が伸縮する。この伸縮により、それぞれの振動子からパルス状又は連続波の超音波が発生し、それらの超音波の合成によって超音波ビームが形成される。また、それぞれの振動子は、伝搬する超音波を受信することによって伸縮し、電気信号を発生する。それらの電気信号は、超音波の受信信号として出力される。   Each ultrasonic transducer 10a includes, for example, a piezoelectric ceramic represented by PZT (Pb (lead) zirconate titanate), a polymer piezoelectric element represented by PVDF (polyvinylidene difluoride), and the like. It is comprised by the vibrator | oscillator which formed the electrode at the both ends of the material (piezoelectric body) which has the piezoelectricity. When a pulsed or continuous wave voltage is applied to the electrodes of such a vibrator, the piezoelectric body expands and contracts. By this expansion and contraction, pulsed or continuous wave ultrasonic waves are generated from the respective vibrators, and an ultrasonic beam is formed by combining the ultrasonic waves. Each vibrator expands and contracts by receiving propagating ultrasonic waves and generates an electrical signal. These electrical signals are output as ultrasonic reception signals.

走査制御部１１は、超音波ビームの送信方向及び超音波エコーの受信方向を順次設定する。送信遅延パターン記憶部１２は、超音波ビームを形成する際に用いられる複数の送信遅延パターンを記憶している。送信制御部１３は、走査制御部１１において設定された送信方向に応じて、送信遅延パターン記憶部１２に記憶されている複数の遅延パターンの中から１つのパターンを選択し、そのパターンに基づいて、複数の超音波トランスデューサ１０ａの駆動信号にそれぞれ与えられる遅延時間を設定する。あるいは、送信制御部１３は、複数の超音波トランスデューサ１０ａから一度に送信される超音波が被検体の撮像領域全体に届くように遅延時間を設定しても良い。   The scanning control unit 11 sequentially sets the transmission direction of the ultrasonic beam and the reception direction of the ultrasonic echo. The transmission delay pattern storage unit 12 stores a plurality of transmission delay patterns used when forming an ultrasonic beam. The transmission control unit 13 selects one pattern from a plurality of delay patterns stored in the transmission delay pattern storage unit 12 according to the transmission direction set in the scanning control unit 11, and based on the pattern The delay times given to the drive signals of the plurality of ultrasonic transducers 10a are set. Alternatively, the transmission control unit 13 may set the delay time so that ultrasonic waves transmitted at a time from the plurality of ultrasonic transducers 10a reach the entire imaging region of the subject.

駆動信号発生部１４は、例えば、複数の超音波トランスデューサ１０ａに対応する複数のパルサによって構成されている。駆動信号発生部１４は、送信制御部１３によって設定された遅延時間に従って、複数の超音波トランスデューサ１０ａから送信される超音波が超音波ビームを形成するように複数の駆動信号を超音波プローブ１０に供給し、又は、複数の超音波トランスデューサ１０ａから一度に送信される超音波が被検体の撮像領域全体に届くように複数の駆動信号を超音波プローブ１０に供給する。   For example, the drive signal generator 14 includes a plurality of pulsars corresponding to the plurality of ultrasonic transducers 10a. The drive signal generation unit 14 sends a plurality of drive signals to the ultrasonic probe 10 so that the ultrasonic waves transmitted from the plurality of ultrasonic transducers 10a form an ultrasonic beam according to the delay time set by the transmission control unit 13. A plurality of drive signals are supplied to the ultrasonic probe 10 so that the ultrasonic waves supplied or transmitted from the plurality of ultrasonic transducers 10a at a time reach the entire imaging region of the subject.

受信信号処理部２１は、複数の超音波トランスデューサ１０ａに対応して、複数の増幅器（プリアンプ）２１ａと、複数のＡ／Ｄ変換器２１ｂとを含んでいる。超音波トランスデューサ１０ａから出力される受信信号は、増幅器２１ａにおいて増幅され、増幅器２１ａから出力されるアナログの受信信号は、Ａ／Ｄ変換器２１ｂによってディジタルの受信信号に変換される。Ａ／Ｄ変換器２１ｂは、ディジタルの受信信号を受信制御部２３に出力する。   The reception signal processing unit 21 includes a plurality of amplifiers (preamplifiers) 21a and a plurality of A / D converters 21b corresponding to the plurality of ultrasonic transducers 10a. The reception signal output from the ultrasonic transducer 10a is amplified by the amplifier 21a, and the analog reception signal output from the amplifier 21a is converted into a digital reception signal by the A / D converter 21b. The A / D converter 21 b outputs a digital reception signal to the reception control unit 23.

受信遅延パターン記憶部２２は、複数の超音波トランスデューサ１０ａから出力される複数の受信信号に対して受信フォーカス処理を行う際に用いられる複数の受信遅延パターンを記憶している。受信制御部２３は、走査制御部１１において設定された受信方向に基づいて、受信遅延パターン記憶部２２に記憶されている複数の受信遅延パターンの中から１つのパターンを選択し、その受信遅延パターンと設定音速値とに基づいて、複数の受信信号に遅延を与えて加算することにより、受信フォーカス処理を行う。この受信フォーカス処理により、超音波エコーの焦点が絞り込まれた受信信号（音線信号）が形成される。さらに、受信制御部２３は、形成された音線信号に対して包絡線検波処理を施す。   The reception delay pattern storage unit 22 stores a plurality of reception delay patterns used when receiving focus processing is performed on a plurality of reception signals output from the plurality of ultrasonic transducers 10a. The reception control unit 23 selects one pattern from the plurality of reception delay patterns stored in the reception delay pattern storage unit 22 based on the reception direction set in the scanning control unit 11, and the reception delay pattern Based on the set sound velocity value, a reception focus process is performed by adding a delay to a plurality of reception signals. By this reception focus processing, a reception signal (sound ray signal) in which the focus of the ultrasonic echo is narrowed is formed. Further, the reception control unit 23 performs envelope detection processing on the formed sound ray signal.

Ｂモード画像信号生成部３０は、受信制御部２３によって生成される音線信号に基づいて、被検体内の組織に関する断層画像情報であるＢモード画像信号を生成する。そのために、Ｂモード画像信号生成部３０は、ＳＴＣ（sensitivity time control）部３１と、ＤＳＣ（digital scan converter：ディジタル・スキャン・コンバータ）３２とを含んでいる。   The B-mode image signal generation unit 30 generates a B-mode image signal that is tomographic image information related to the tissue in the subject based on the sound ray signal generated by the reception control unit 23. For this purpose, the B-mode image signal generation unit 30 includes an STC (sensitivity time control) unit 31 and a DSC (digital scan converter) 32.

ＳＴＣ部３１は、受信制御部２３によって生成される音線信号に対して、超音波の反射位置の深度に応じて、距離による減衰の補正を施す。また、ＤＳＣ３２は、ＳＴＣ部３１によって補正された音線信号を通常のテレビジョン信号の走査方式に従う画像信号に変換（ラスター変換）し、階調処理等の必要な画像処理を施すことにより、Ｂモード画像信号を生成する。Ｂモード画像信号生成部３０によって生成されるＢモード画像信号に基づいて、表示部５２に超音波画像が表示される。   The STC unit 31 corrects the attenuation due to the distance on the sound ray signal generated by the reception control unit 23 according to the depth of the ultrasonic reflection position. Further, the DSC 32 converts the sound ray signal corrected by the STC unit 31 into an image signal in accordance with a normal television signal scanning method (raster conversion), and performs necessary image processing such as gradation processing to obtain B A mode image signal is generated. An ultrasonic image is displayed on the display unit 52 based on the B-mode image signal generated by the B-mode image signal generation unit 30.

音速値計算部４２は、被検体内の対象領域（観察領域）を複数の分割領域（微小領域）に分割し、各分割領域の局所音速を仮定して逐次計算を行うことにより、各分割領域の局所音速を求める。   The sound velocity value calculation unit 42 divides the target region (observation region) in the subject into a plurality of divided regions (microregions), and performs sequential calculation assuming the local sound speed of each divided region, thereby obtaining each divided region. Determine the local sound velocity of.

音速マップ作成部４３は、音速値計算部４２によって複数の分割領域について計算される局所音速に基づいて、被検体内における音速分布を表示する音速マップを表す画像信号を生成する。画像表示制御部５１は、操作卓６１を用いたオペレータの操作に従って、Ｂモード画像信号生成部３０によって生成されるＢモード画像信号と、音速マップ作成部４３によって生成される音速マップを表す画像信号との内の少なくとも１つを選択して、表示用の画像信号を生成する。表示部５２は、例えば、ＣＲＴやＬＣＤ等のディスプレイ装置を含んでおり、表示用の画像信号に基づいて超音波画像又は音速マップを表示する。   The sound speed map creation unit 43 generates an image signal representing a sound speed map that displays the sound speed distribution in the subject based on the local sound speeds calculated for the plurality of divided regions by the sound speed value calculation unit 42. The image display control unit 51 is a B-mode image signal generated by the B-mode image signal generation unit 30 and an image signal representing a sound speed map generated by the sound speed map generation unit 43 in accordance with an operation of the operator using the console 61. Is selected to generate an image signal for display. The display unit 52 includes, for example, a display device such as a CRT or LCD, and displays an ultrasonic image or a sound velocity map based on a display image signal.

制御部６２は、操作卓６１を用いたオペレータの操作に従って、走査制御部１１、Ｂモード画像信号生成部３０等を制御する。本実施形態においては、走査制御部１１、送信制御部１３、受信制御部２３〜画像表示制御部５１、及び、制御部６２が、ＣＰＵとソフトウェア（プログラム）によって構成されるが、それらをディジタル回路やアナログ回路で構成しても良い。上記のソフトウェア（プログラム）は、格納部６３に格納される。格納部６３における記録媒体としては、内蔵のハードディスクの他に、フレキシブルディスク、ＭＯ、ＭＴ、ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、又は、ＤＶＤ−ＲＯＭ等を用いることができる。   The control unit 62 controls the scanning control unit 11, the B-mode image signal generation unit 30, and the like according to the operation of the operator using the console 61. In the present embodiment, the scanning control unit 11, the transmission control unit 13, the reception control unit 23 to the image display control unit 51, and the control unit 62 are configured by a CPU and software (program). Or an analog circuit. The software (program) is stored in the storage unit 63. As a recording medium in the storage unit 63, a flexible disk, MO, MT, RAM, CD-ROM, DVD-ROM, or the like can be used in addition to the built-in hard disk.

次に、図１に示す超音波診断装置において用いられる音速推定方法について詳しく説明する。   Next, the sound speed estimation method used in the ultrasonic diagnostic apparatus shown in FIG. 1 will be described in detail.

［第１の実施形態］
図２は、第１の実施形態に係る音速推定方法を示すフローチャートである。図３は、図２に示すフローチャートにおいて局所音速が求められる様子を示した説明図である。第１の実施形態に係る音速推定方法は、被検体内の対象領域を複数の分割領域（微小領域）に分割し、各分割領域の局所音速を被検体内の浅い側から順番に行毎に求める方法である。以下、図２に示したフローチャートに従って説明する。 [First Embodiment]
FIG. 2 is a flowchart showing the sound speed estimation method according to the first embodiment. FIG. 3 is an explanatory diagram showing how the local sound speed is obtained in the flowchart shown in FIG. The sound speed estimation method according to the first embodiment divides a target region in a subject into a plurality of divided regions (microregions), and determines the local sound speed of each divided region in order from the shallow side in the subject for each row. It is a method to seek. In the following, description will be given according to the flowchart shown in FIG.

まず、オペレータが、操作卓６１を操作することにより、被検体の超音波画像において音速マップを表示する対象領域（観察領域）が指定されると、音速値計算部４２は、図３（ａ）に示すように、被検体内の対象領域をｍ行ｎ列（ｍ、ｎは２以上の自然数とする）からなる複数の分割領域１００に分割する（ステップＳ１０）。なお、行方向（Ｙ方向）は被検体の深さ方向とし、列方向（Ｘ方向）は方位方向（複数の超音波トランスデューサ１０ａが配列される方位方向）とする。また、複数の分割領域１００のうち、被検体の深さ方向において一番浅い側となる１行目の各分割領域１００は超音波プローブ１０に接する領域とする。   First, when the operator operates the console 61 to designate a target region (observation region) for displaying a sound velocity map in the ultrasonic image of the subject, the sound velocity value calculation unit 42 performs the operation shown in FIG. As shown in FIG. 5, the target region in the subject is divided into a plurality of divided regions 100 having m rows and n columns (m and n are natural numbers of 2 or more) (step S10). The row direction (Y direction) is the depth direction of the subject, and the column direction (X direction) is the azimuth direction (azimuth direction in which the plurality of ultrasonic transducers 10a are arranged). In addition, among the plurality of divided regions 100, each divided region 100 in the first row on the shallowest side in the depth direction of the subject is a region in contact with the ultrasonic probe 10.

次に、音速値計算部４２は、変数ｋを１に初期設定する（ステップＳ１２）。以下では、ｋ＝１の場合について説明する。   Next, the sound velocity value calculation unit 42 initializes the variable k to 1 (step S12). Hereinafter, a case where k = 1 will be described.

次に、音速値計算部４２は、図３（ａ）に示すように、１行目の各分割領域１００に対してそれぞれ仮定局所音速ｖ11〜ｖ1ｎを設定する（ステップＳ１４）。 Next, as shown in FIG. 3A, the sound velocity value calculation unit 42 sets assumed local sound velocities v 11 to v 1n for each divided region 100 in the first row (step S14).

次に、音速値計算部４２は、１行目の各分割領域１００に設定された仮定局所音速ｖ11〜ｖ1ｎに基づき、１行目の各分割領域１００でそれぞれ反射した超音波エコーの波形（以下、「計算波形」という。）ＷＡを計算する（ステップＳ１６）。超音波エコーの計算波形ＷＡでは、各分割領域１００に設定された仮定局所音速ｖ11〜ｖ1ｎと各超音波トランスデューサ１０ａとの幾何学的な配置関係から、反射点となる分割領域１００から各超音波トランスデューサ１０ａに超音波エコーが到達するまでの伝搬時間を算出することにより求めることが可能である。 Next, the sound velocity value calculation unit 42 is based on the assumed local sound velocities v 11 to v 1n set in each divided region 100 in the first row, and the waveform of the ultrasonic echo reflected in each divided region 100 in the first row. (hereinafter, referred to as "calculated waveform".) calculate the W a (step S16). In calculating the waveform W A of the ultrasonic wave echo, the geometric positional relationship between the assumed local sound velocity v 11 to v 1n and the ultrasonic transducer 10a, which is set in each divided region 100, the divided area 100 to be the reflection point It can be obtained by calculating the propagation time until the ultrasonic echo reaches each ultrasonic transducer 10a.

次に、音速値計算部４２は、１行目の各分割領域１００に送信フォーカス位置を順次ずらしながら、複数の超音波トランスデューサ１０ａから超音波ビームを送信したときに、１行目の各分割領域１００でそれぞれ反射した超音波エコーの波形（以下、「実波形」という。）ＷＲを取得する（ステップＳ１８）。なお、超音波エコーの実波形ＷＲは、各超音波トランスデューサ１０ａから出力される超音波の受信信号から求められる。 Next, the sonic value calculation unit 42 sequentially transmits the ultrasonic beam from the plurality of ultrasonic transducers 10a while sequentially shifting the transmission focus position to each divided region 100 in the first row. 100 ultrasonic echo waveform reflected respectively (hereinafter, referred to as "actual waveform".) W R a is obtained (step S18). Incidentally, the actual waveform W R of the ultrasonic echoes is obtained from the ultrasonic reception signals outputted from each ultrasonic transducer 10a.

次に、音速値計算部４２は、１行目の各分割領域１００でそれぞれ反射した超音波エコーに関して、計算波形ＷＡと実波形ＷＲとの位相差を求める（ステップＳ２０）。 Then, sound velocity calculation unit 42, with respect to ultrasonic echoes reflected by the respective divided regions 100 in the first row, obtaining a phase difference between the calculated waveform W A and the actual waveform W R (step S20).

図４は、超音波エコーの計算波形ＷＡと実波形ＷＲの関係の一例を示したグラフである。各分割領域１００に設定された仮定局所音速ｖ11〜ｖ1ｎと実際の局所音速との間に誤差がある場合には、図４に示すように、Ｘ方向の各位置において、超音波エコーの計算波形ＷＡと実波形ＷＲとの間に位相差が生じる。すなわち、各分割領域１００に設定された仮定局所音速ｖ11〜ｖ1ｎが実際の局所音速と一致する場合には、超音波エコーの計算波形ＷＡと実波形ＷＲとの位相差はゼロとなる。したがって、超音波エコーの計算波形ＷＡと実波形ＷＲとの位相差を求めることにより、各分割領域１００に設定された仮定局所音速ｖ11〜ｖ1ｎと実際の局所音速との差を推定することが可能となる。 Figure 4 is a graph showing an example of the relationship between the calculated waveform W A and the actual waveform W R of the ultrasonic echo. When there is an error between the assumed local sound speeds v 11 to v 1n set in each divided region 100 and the actual local sound speed, as shown in FIG. phase difference between the calculated waveform W a and the actual waveform W R occurs. That is, when the assumed local sound velocity v 11 to v 1n set for each divided area 100 matches the actual local sound velocity, the phase difference between the calculated waveform W A and the actual waveform W R of the ultrasonic echo zero Become. Therefore, by obtaining the phase difference between the calculated waveform W A and the actual waveform W R of the ultrasonic echo, estimates the difference between the actual local sound velocity assumed local sound velocity v 11 to v 1n set for each divided region 100 It becomes possible to do.

次に、音速値計算部４２は、１行目の各分割領域１００でそれぞれ反射した超音波エコーに関して、計算波形ＷＡと実波形ＷＲとの位相差が閾値以内か否かを判定する（ステップＳ２２）。 Then, sound velocity calculation unit 42 determines with respect to ultrasonic echoes reflected respectively in the first row in each divided region 100, the phase difference between the calculated waveform W A and the actual waveform W R is whether within a threshold value ( Step S22).

ステップＳ２２にてＮｏの場合、すなわち、１行目の各分割領域１００でそれぞれ反射した超音波エコーに関して、計算波形ＷＡと実波形ＷＲとの位相差が閾値よりも大きい場合、音速値計算部４２は、１行目の各分割領域１００に設定された仮定局所音速ｖ11〜ｖ1ｎが実際の局所音速からずれていると判断し、例えば最小二乗法などの最適化手法を用いて上記位相差を最小にする局所音速分布を求める（ステップＳ２４）。そして、ステップＳ２４で求めた局所音速分布に基づき、１行目の各分割領域１００に設定されている仮定局所音速ｖ11〜ｖ1ｎを新たな音速値に更新する（ステップＳ２６）。その後、ステップＳ１６に戻り、更新後の仮定局所音速ｖ11〜ｖ1ｎに基づき、それ以降の処理を繰り返し実行する。 If at step S22 in No, i.e., with respect to ultrasonic echoes reflected by the respective divided regions 100 in the first row, when the phase difference between the calculated waveform W A and the actual waveform W R is greater than the threshold, sound velocity calculation The unit 42 determines that the assumed local sound velocities v 11 to v 1n set in each divided region 100 in the first row are deviated from the actual local sound velocities, and uses the optimization method such as the least square method, for example. A local sound velocity distribution that minimizes the phase difference is obtained (step S24). Then, based on the local sound speed distribution obtained in step S24, it updates the assumed local sound velocity v 11 to v 1n set in each divided area 100 in the first row to a new sound velocity (step S26). Thereafter, the process returns to step S16, on the basis of the assumed local sound velocity v 11 to v 1n updated to repeat the subsequent processing.

一方、ステップＳ２２にてＹｅｓの場合、すなわち、１行目の各分割領域１００でそれぞれ反射した超音波エコーに関して、計算波形ＷＡと実波形ＷＲとの位相差が閾値以下の場合、音速値計算部４２は、１行目の各分割領域１００に設定された仮定局所音速ｖ11〜ｖ1ｎが実際の局所音速と等しいものとみなして、１行目の各分割領域１００の仮定局所音速ｖ11〜ｖ1ｎを局所音速Ｖ11〜Ｖ1ｎとして決定する（ステップＳ２８）。 On the other hand, when Yes at step S22, i.e., with respect to ultrasonic echoes reflected by the respective divided regions 100 in the first row, when the phase difference between the calculated waveform W A and the actual waveform W R is less than or equal to the threshold, the sound velocity value The calculation unit 42 assumes that the assumed local sound speeds v 11 to v 1n set in each divided area 100 in the first row are equal to the actual local sound speed, and assumes the assumed local sound speed v in each divided area 100 in the first row. 11 to v 1n are determined as local sound speeds V 11 to V 1n (step S28).

次に、音速値計算部４２は、ｋ＝ｍが成り立つか否かを判断し（ステップＳ３０）、ｋ＝ｍが成り立たない場合にはｋに１を加算する（ステップＳ３２）。そして、ステップＳ１４に戻り、それ以降の処理を繰り返し実行する。   Next, the sound velocity value calculation unit 42 determines whether or not k = m holds (step S30). If k = m does not hold, 1 is added to k (step S32). Then, the process returns to step S14, and the subsequent processing is repeatedly executed.

例えば、先の例（ｋ＝１の場合）において、１行目の各分割領域１００の局所音速Ｖ11〜Ｖ1ｎが求められると、ステップＳ３０及びステップ３２を経て、ステップＳ１４に戻る。そして、音速値計算部４２は、図３（ｂ）に示すように、２行目の各分割領域１００に対して仮定局所音速ｖ21〜ｖ2ｎを設定する（ステップＳ１４）。 For example, in the previous example (when k = 1), when the local sound velocities V 11 to V 1n of each divided region 100 in the first row are obtained, the process returns to step S 14 via step S 30 and step 32. Then, as shown in FIG. 3B, the sound speed value calculation unit 42 sets assumed local sound speeds v 21 to v 2n for each divided region 100 in the second row (step S14).

次に、音速値計算部４２は、２行目の各分割領域１００に設定された仮定局所音速ｖ21〜ｖ2ｎに基づいて、２行目の各分割領域１００でそれぞれ反射した超音波エコーの計算波形ＷＡを計算する（ステップＳ１６）。その際、２行目より浅い領域、すなわち、１行目の各分割領域１００を通過する超音波エコーの伝搬時間については先に求めた局所音速Ｖ11〜Ｖ1ｎを用いて求める。 Next, the sound velocity value calculation unit 42 reflects the ultrasonic echoes reflected by the divided regions 100 in the second row based on the assumed local sound velocities v 21 to v 2n set in the divided regions 100 in the second row. calculating a calculated waveform W a (step S16). At that time, the propagation time of the ultrasonic echo that passes through the region shallower than the second row, that is, each divided region 100 in the first row, is obtained using the previously obtained local sound velocities V 11 to V 1n .

その後の処理についてはｋ＝１の場合と同様であり、音速値計算部４２は、計算波形ＷＡと実波形ＷＲの位相差が閾値以下となるまで仮定局所音速ｖ21〜ｖ2ｎを新たな音速値に更新し、その位相差が閾値以下となった場合には、２行目の各分割領域１００の仮定局所音速ｖ21〜ｖ2ｎを局所音速Ｖ21〜Ｖ2ｎとして決定する。 The subsequent process is the same as in the case of k = 1, sound velocity calculation unit 42, renew assumed local sound velocity v 21 to v 2n to the phase difference calculated waveform W A and the actual waveform W R is equal to or less than the threshold If the phase difference is equal to or smaller than the threshold value, the assumed local sound speeds v 21 to v 2n of the divided regions 100 in the second row are determined as the local sound speeds V 21 to V 2n .

その後、ｋ＝ｍとなるまでステップＳ１４〜ステップＳ３２の各処理が繰り返し行われ、図３（ｃ）に示すように、１〜ｍ行目までの全行の各分割領域１００の局所音速Ｖ11〜Ｖmnが求められる。そして、図２のステップＳ３０において、ｋ＝ｍが成り立つと判断されて終了となる。 Thereafter, each process of step S14 to step S32 is repeatedly performed until k = m, and as shown in FIG. 3C, the local sound speed V 11 of each divided region 100 of all rows from the 1st to mth rows. ~ V mn is determined. Then, in step S30 in FIG. 2, it is determined that k = m holds, and the process is terminated.

なお、このようにして求められた各分割領域１００の局所音速Ｖ11〜Ｖmnは音速マップ作成部４３に出力され、音速マップ作成部４３によって各分割領域１００の局所音速Ｖ11〜Ｖmnに基づく音速マップを表す画像信号が生成される。そして、画像表示制御部５１により表示用の画像信号が生成され、その画像信号に基づいて音速マップが表示部５２に表示される。 The local sound velocities V 11 to V mn of each divided region 100 obtained in this way are output to the sound velocity map creating unit 43, and the sound velocity map creating unit 43 changes the local sound velocities V 11 to V mn to each divided region 100. An image signal representing the sound speed map based on is generated. Then, the image display control unit 51 generates an image signal for display, and a sound speed map is displayed on the display unit 52 based on the image signal.

本実施形態によれば、被検体内の対象領域をｍ行ｎ列からなる複数の分割領域１００に分割し、各分割領域１００の局所音速を仮定して逐次計算を行う。その際、被検体の浅い側から順番に行毎に各分割領域１００の局所音速を求める。これにより、被検体内の音速分布が方位方向に不均一な場合においても局所音速を高精度に求めることができる。   According to the present embodiment, the target region in the subject is divided into a plurality of divided regions 100 having m rows and n columns, and the sequential calculation is performed assuming the local sound speed of each divided region 100. At this time, the local sound speed of each divided region 100 is obtained for each row in order from the shallow side of the subject. Thereby, even when the sound velocity distribution in the subject is nonuniform in the azimuth direction, the local sound velocity can be obtained with high accuracy.

また、本実施形態において、音速値計算部４２は、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、分割領域１００のサイズ（行方向及び列方向の大きさ）を、表示部５２に表示される音速マップの表示に必要な分解能（表示分解能）に応じて変化させる態様が好ましい。例えば、音速マップの表示分解能が高くなるにつれて分割領域１００のサイズを小さくする。これにより、被検体内の音速分布を精細に把握することが可能となり、診断精度の向上を図ることができる。また、音速マップの表示分解能が低い場合には、分割領域１００のサイズを大きくすることにより、処理速度の向上を図ることができる。なお、後述する第２の実施形態についても同様である。   In the present embodiment, the sound velocity value calculation unit 42 displays the size (the size in the row direction and the column direction) of the divided region 100 on the display unit 52 as shown in FIGS. It is preferable to change the resolution according to the resolution (display resolution) necessary for displaying the sound speed map. For example, the size of the divided area 100 is reduced as the display resolution of the sound speed map is increased. As a result, it is possible to precisely grasp the sound velocity distribution in the subject and improve the diagnostic accuracy. When the display resolution of the sound speed map is low, the processing speed can be improved by increasing the size of the divided region 100. The same applies to a second embodiment described later.

［第２の実施形態］
図６は、第２の実施形態に係る音速推定方法を示したフローチャートである。図７は、図６に示すフローチャートにおいて局所音速が求められる様子を示した説明図である。 [Second Embodiment]
FIG. 6 is a flowchart showing a sound speed estimation method according to the second embodiment. FIG. 7 is an explanatory diagram showing how the local sound speed is obtained in the flowchart shown in FIG.

第２の実施形態に係る音速推定方法は、複数の分割領域１００の局所音速を行毎ではなく、全行同時に求める方法である。   The sound speed estimation method according to the second embodiment is a method for obtaining local sound speeds of a plurality of divided regions 100 simultaneously for all lines, not for each line.

まず、第１の実施形態と同様にして図６に示したフローチャートが開始されると、音速値計算部４２は、被検体内の対象領域をｍ行ｎ列からなる複数の分割領域１００に分割する（ステップＳ３０）。   First, when the flowchart shown in FIG. 6 is started in the same manner as in the first embodiment, the sound velocity value calculation unit 42 divides the target region in the subject into a plurality of divided regions 100 having m rows and n columns. (Step S30).

次に、音速値計算部４２は、図７（ａ）に示すように、全ての分割領域１００に対してそれぞれ仮定局所音速ｖ11〜ｖmnを設定する（ステップＳ３２）。 Next, as shown in FIG. 7A, the sound speed value calculation unit 42 sets assumed local sound speeds v 11 to v mn for all the divided regions 100 (step S32).

次に、音速値計算部４２は、各分割領域１００に設定された仮定局所音速ｖ11〜ｖmnに基づき、各分割領域１００でそれぞれ反射した超音波エコーの計算波形ＷＡを計算する（ステップＳ３４）。 Then, sound velocity calculation unit 42, based on the assumed local sound velocity v 11 to v mn set for each divided region 100, calculates the calculated waveform W A of the ultrasonic echoes reflected by the respective divided areas 100 (step S34).

次に、音速値計算部４２は、各分割領域１００に送信フォーカス位置を順次ずらしながら、複数の超音波トランスデューサ１０ａから超音波ビームを送信したときに、各分割領域１００でそれぞれ反射した超音波エコーの実波形ＷＲを取得する（ステップＳ３６）。 Next, the sound velocity value calculation unit 42 sequentially reflects the ultrasonic echoes reflected in each divided region 100 when transmitting ultrasonic beams from the plurality of ultrasonic transducers 10 a while sequentially shifting the transmission focus position to each divided region 100. It acquires actual waveform W R of (step S36).

次に、音速値計算部４２は、各分割領域１００でそれぞれ反射した超音波エコーに関して、計算波形ＷＡと実波形ＷＲとの位相差を求める（ステップＳ３８）。 Then, sound velocity calculation unit 42, with respect to ultrasonic echoes reflected by the respective divided areas 100, obtains a phase difference between the calculated waveform W A and the actual waveform W R (step S38).

次に、音速値計算部４２は、各分割領域１００でそれぞれ反射した超音波エコーに関して、計算波形ＷＡと実波形ＷＲの位相差が閾値以内か否かを判定する（ステップＳ４０）。 Then, sound velocity calculation unit 42, with respect to ultrasonic echoes reflected by the respective divided regions 100, determines the phase difference between the calculated waveform W A and the actual waveform W R is whether within the threshold (step S40).

ステップ４０にてＮｏの場合、すなわち、各分割領域１００でそれぞれ反射した超音波エコーに関して、計算波形ＷＡと実波形ＷＲとの位相差が閾値よりも大きい場合には、第１の実施形態と同様に、例えば最小二乗法などの最適化手法を用いて上記位相差が最小となる局所音速分布を求める（ステップＳ４２）。そして、ステップＳ４０で求めた局所音速分布に基づき、各分割領域１００に設定されている仮定局所音速ｖ11〜ｖmnを新たな音速値に更新する（ステップＳ４４）。その後、ステップＳ３４に戻り、更新後の仮定局所音速ｖ11〜ｖmnに基づき、それ以降の処理を繰り返し実行する。 If at step 40 of No, i.e., with respect to ultrasonic echoes reflected by the respective divided areas 100, when the phase difference between the calculated waveform W A and the actual waveform W R is larger than the threshold value, the first embodiment Similarly, the local sound velocity distribution that minimizes the phase difference is obtained by using an optimization method such as the least square method (step S42). Based on the local sound speed distribution obtained in step S40, the assumed local sound speeds v 11 to v mn set in each divided region 100 are updated to new sound speed values (step S44). Thereafter, the process returns to step S34, on the basis of the assumed local sound velocity v 11 to v mn after updating to repeat the subsequent processing.

一方、ステップＳ４０にてＹｅｓの場合、すなわち、各分割領域１００でそれぞれ反射した超音波エコーに関して、計算波形ＷＡと実波形ＷＲとの位相差が閾値以内の場合には、各分割領域１００に設定された仮定局所音速ｖ11〜ｖmnが実際の局所音速と等しいものとみなし、図７（ｂ）に示すように、全ての分割領域１００の仮定局所音速ｖ11〜ｖmnを局所音速Ｖ11〜Ｖmnとして決定する（ステップＳ４６）。 On the other hand, when Yes at step S40, i.e., with respect to ultrasonic echoes reflected by the respective divided areas 100, when the phase difference between the calculated waveform W A and the actual waveform W R is within the threshold value, the divided areas 100 regarded as being equal to have been assumed local sound velocity v 11 to v mn actual local sound speed setting, as shown in FIG. 7 (b), the local sound speed a assumed local sound velocity v 11 to v mn of all the divided areas 100 is determined as V 11 ~V mn (step S46).

第２の実施形態によれば、被検体内をｍ行ｎ列からなる複数の分割領域１００に分割し、各分割領域１００の局所音速を仮定して逐次計算を行う。その際、各分割領域１００の局所音速を全行同時に求める。これにより、被検体内の音速分布が方位方向に不均一な場合においても局所音速を高精度に求めることができる。また、第１の実施形態のように行毎に局所音速を求める場合に比べて、実際の局所音速との誤差が累積されることがなく、各分割領域１００の局所音速をより高精度に求めることができる。   According to the second embodiment, the subject is divided into a plurality of divided regions 100 each having m rows and n columns, and sequential calculation is performed assuming the local sound speed of each divided region 100. At that time, the local sound speed of each divided region 100 is obtained simultaneously for all lines. Thereby, even when the sound velocity distribution in the subject is nonuniform in the azimuth direction, the local sound velocity can be obtained with high accuracy. Further, as compared with the case of obtaining the local sound speed for each row as in the first embodiment, the error with the actual local sound speed is not accumulated, and the local sound speed of each divided region 100 is obtained with higher accuracy. be able to.

なお、上述した各実施形態においては、超音波エコーの計算波形ＷＡと実波形ＷＲとの誤差として位相差を比較することによって局所音速の判定を行っているが、これに限らず、例えば、これらの波形の時間差を比較することによって局所音速の判定を行ってもよいし、これらの波形を規格化した上で波形同士の振幅の差分を比較することによって局所音速の判定を行ってもよい。 In each embodiment described above, is performed determination of the local sound speed by comparing the phase difference as an error between the calculated waveform W A and the actual waveform W R of the ultrasonic echo, not limited to this, for example, The local sound speed may be determined by comparing the time difference between these waveforms, or the local sound speed may be determined by comparing the amplitude difference between the waveforms after normalizing these waveforms. Good.

以上、本発明に係る超音波診断装置及び音速推定方法について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。   The ultrasonic diagnostic apparatus and the sound speed estimation method according to the present invention have been described in detail above, but the present invention is not limited to the above examples, and various improvements and modifications can be made without departing from the gist of the present invention. Of course you can go.

１０…超音波プローブ、１０ａ…超音波トランスデューサ、１１…走査制御部、１２…送信遅延パターン記憶部、１３…送信制御部、１４…駆動信号発生部、２１…受信信号処理部、２１ａ…増幅器、２１ｂ…Ａ／Ｄ変換器、２２…受信遅延パターン記憶部、２３…受信制御部、３０…Ｂモード画像信号生成部、３１…ＳＴＣ部、３２…ＤＳＣ、４２…音速値計算部、４３…音速マップ作成部、５１…画像表示制御部、５２…表示部、６１…操作卓、６２…制御部、６３…格納部、１００…分割領域   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Ultrasonic probe, 10a ... Ultrasonic transducer, 11 ... Scan control part, 12 ... Transmission delay pattern memory | storage part, 13 ... Transmission control part, 14 ... Drive signal generation part, 21 ... Received signal processing part, 21a ... Amplifier, 21b ... A / D converter, 22 ... Reception delay pattern storage unit, 23 ... Reception control unit, 30 ... B mode image signal generation unit, 31 ... STC unit, 32 ... DSC, 42 ... Sonic value calculation unit, 43 ... Sonic velocity Map creation unit, 51 ... image display control unit, 52 ... display unit, 61 ... console, 62 ... control unit, 63 ... storage unit, 100 ... divided area

Claims (16)

複数の駆動信号に従って超音波を被検体に送信すると共に、被検体から伝搬する超音波エコーを受信することにより複数の受信信号を出力する複数の超音波トランスデューサを含む超音波プローブと、
被検体内の所定の領域を複数の分割領域に分割し、前記分割領域における局所的な音速である局所音速を計算する音速値計算手段と、を備え、
前記音速値計算手段は、
前記複数の分割領域に対してそれぞれ仮定局所音速を設定する音速設定手段と、
前記複数の分割領域に対してそれぞれ設定された仮定局所音速に基づき、前記分割領域で反射された超音波エコーの波形を計算する波形計算手段と、
前記受信信号に基づく前記分割領域で実際に反射した超音波エコーの実波形と、前記波形計算手段により計算された波形とに基づいて局所音速を判定する局所音速判定手段と、
を含んで構成される超音波診断装置。 An ultrasonic probe including a plurality of ultrasonic transducers that transmit ultrasonic waves to a subject according to a plurality of drive signals and output a plurality of received signals by receiving ultrasonic echoes propagating from the subject;
A sound velocity value calculating means for dividing a predetermined region in the subject into a plurality of divided regions and calculating a local sound speed that is a local sound speed in the divided region;
The sound speed value calculating means includes:
A sound speed setting means for setting an assumed local sound speed for each of the plurality of divided regions;
Waveform calculating means for calculating the waveform of the ultrasonic echo reflected by the divided area based on the assumed local sound velocity set for each of the divided areas;
A local sound speed determining means for determining a local sound speed based on an actual waveform of an ultrasonic echo actually reflected in the divided area based on the received signal and a waveform calculated by the waveform calculating means;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising the above. 前記局所音速判定手段は、前記分割領域で実際に反射した超音波エコーの実波形と、前記波形計算手段により計算された波形との誤差が最小になる前記仮定局所音速を局所音速と判定する請求項１に記載の超音波診断装置。   The local sound speed determination means determines the hypothetical local sound speed at which an error between the actual waveform of the ultrasonic echo actually reflected in the divided region and the waveform calculated by the waveform calculation means is minimum as the local sound speed. Item 2. The ultrasonic diagnostic apparatus according to Item 1. 複数の駆動信号に従って超音波を被検体に送信すると共に、被検体から伝搬する超音波エコーを受信することにより複数の受信信号を出力する複数の超音波トランスデューサを含む超音波プローブと、
被検体内の所定の領域を複数の分割領域に分割し、前記分割領域における局所的な音速である局所音速を計算する音速値計算手段と、を備え、
前記音速値計算手段は、
前記複数の分割領域に対してそれぞれ仮定局所音速を設定する音速設定手段と、
前記複数の分割領域に対してそれぞれ設定された仮定局所音速に基づき、前記分割領域で反射された超音波エコーの波形を計算する波形計算手段と、
前記受信信号に基づく前記分割領域で実際に反射した超音波エコーの実波形と、前記波形計算手段により計算された波形との誤差が閾値以下か否かを判定する誤差判定手段と、
前記誤差判定手段の判定結果に基づき、前記誤差が閾値よりも大きい場合には前記複数の分割領域にそれぞれ設定されている仮定局所音速を新たな音速値に更新し、前記誤差が閾値以下の場合には、前記複数の分割領域にそれぞれ設定されている音速を局所音速として決定する音速更新決定手段と、
を含んで構成される超音波診断装置。 An ultrasonic probe including a plurality of ultrasonic transducers that transmit ultrasonic waves to a subject according to a plurality of drive signals and output a plurality of received signals by receiving ultrasonic echoes propagating from the subject;
A sound velocity value calculating means for dividing a predetermined region in the subject into a plurality of divided regions and calculating a local sound speed that is a local sound speed in the divided region;
The sound speed value calculating means includes:
A sound speed setting means for setting an assumed local sound speed for each of the plurality of divided regions;
Waveform calculating means for calculating the waveform of the ultrasonic echo reflected by the divided area based on the assumed local sound velocity set for each of the divided areas;
An error determination unit that determines whether an error between an actual waveform of the ultrasonic echo actually reflected in the divided region based on the received signal and a waveform calculated by the waveform calculation unit is equal to or less than a threshold;
Based on the determination result of the error determination means, when the error is larger than a threshold value, the assumed local sound speed set in each of the plurality of divided regions is updated to a new sound speed value, and the error is equal to or less than the threshold value. The sound speed update determining means for determining the sound speed set in each of the plurality of divided areas as the local sound speed,
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising the above. 前記誤差は、前記分割領域で実際に反射した超音波エコーの実波形と、前記波形計算手段により計算された波形との位相差である請求項１〜３のいずれか１項に記載の超音波診断装置。   The ultrasonic wave according to any one of claims 1 to 3, wherein the error is a phase difference between an actual waveform of an ultrasonic echo actually reflected in the divided region and a waveform calculated by the waveform calculating means. Diagnostic device. 前記音速値計算手段は、前記被検体内の所定の領域を深さ方向にｍ行及び方位方向にｎ列（但し、ｍ、ｎは２以上の自然数とする。）からなる複数の分割領域に分割する請求項１〜４のいずれか１項に記載の超音波診断装置。   The sound velocity value calculating means is configured to divide a predetermined area in the subject into a plurality of divided areas having m rows in the depth direction and n columns in the azimuth direction (where m and n are natural numbers of 2 or more). The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the ultrasonic diagnostic apparatus is divided. 前記音速値計算手段は、前記複数の分割領域に対する局所音速を前記被検体内の深さ方向に関して浅い側から順番に行毎に求める請求項５に記載の超音波診断装置。   The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 5, wherein the sound velocity value calculation unit obtains local sound velocities for the plurality of divided regions for each row in order from a shallow side with respect to a depth direction in the subject. 前記音速値計算手段は、前記複数の分割領域に対する局所音速を全行同時に求める請求項５に記載の超音波診断装置。   The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 5, wherein the sound velocity value calculation unit obtains local sound velocities for the plurality of divided regions simultaneously for all rows. 前記複数の分割領域に対する局所音速に基づいて被検体内の音速分布を表示する表示手段と、
前記表示手段に表示される音速分布の表示分解能に応じて前記分割領域の大きさを変化させる分割領域調整手段と、
を備える請求項１〜７のいずれか１項に記載の超音波診断装置。 Display means for displaying a sound velocity distribution in the subject based on a local sound velocity for the plurality of divided regions;
A divided area adjusting means for changing the size of the divided area according to the display resolution of the sound velocity distribution displayed on the display means;
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, comprising: 複数の駆動信号を超音波プローブ内の複数の超音波トランスデューサに供給すると共に、被検体から伝搬する超音波エコーを受信した前記複数の超音波トランスデューサから出力される複数の受信信号を検出する受信信号検出ステップと、
被検体内の所定の領域を複数の分割領域に分割し、前記分割領域における局所的な音速である局所音速を計算する音速値計算ステップと、を備え、
前記音速値計算ステップは、
前記複数の分割領域に対してそれぞれ仮定局所音速を設定する音速設定ステップと、
前記複数の分割領域に対してそれぞれ設定された仮定局所音速に基づき、前記分割領域で反射された超音波エコーの波形を計算する波形計算ステップと、
前記受信信号検出ステップに基づく前記分割領域で実際に反射した超音波エコーの実波形と、前記波形計算ステップにより計算された波形とに基づいて局所音速を判定する局所音速判定ステップと、
を含む音速推定方法。 A reception signal for supplying a plurality of drive signals to a plurality of ultrasonic transducers in the ultrasonic probe and detecting a plurality of reception signals output from the plurality of ultrasonic transducers that have received an ultrasonic echo propagating from a subject. A detection step;
A sound velocity value calculating step for dividing a predetermined region in the subject into a plurality of divided regions, and calculating a local sound speed that is a local sound speed in the divided region, and
The sound velocity value calculating step includes:
A sound speed setting step for setting an assumed local sound speed for each of the plurality of divided regions;
Based on the assumed local sound velocity set for each of the plurality of divided regions, a waveform calculating step for calculating a waveform of an ultrasonic echo reflected by the divided regions;
A local sound speed determination step for determining a local sound speed based on the actual waveform of the ultrasonic echo actually reflected in the divided region based on the received signal detection step, and the waveform calculated by the waveform calculation step;
Sound velocity estimation method including 前記局所音速判定ステップは、前記分割領域で実際に反射した超音波エコーの実波形と、前記波形計算ステップにより計算された波形との誤差が最小になる前記仮定局所音速を局所音速と判定する請求項９に記載の音速推定方法。   The local sound speed determination step determines the assumed local sound speed at which an error between the actual waveform of the ultrasonic echo actually reflected in the divided region and the waveform calculated by the waveform calculation step is the local sound speed. Item 10. The sound speed estimation method according to Item 9. 複数の駆動信号を超音波プローブ内の複数の超音波トランスデューサに供給すると共に、被検体から伝搬する超音波エコーを受信した前記複数の超音波トランスデューサから出力される複数の受信信号を検出する受信信号検出ステップと、
被検体内の所定の領域を複数の分割領域に分割し、前記分割領域における局所的な音速である局所音速を計算する音速値計算ステップと、を備え、
前記音速値計算ステップは、
前記複数の分割領域に対してそれぞれ仮定局所音速を設定する音速設定ステップと、
前記複数の分割領域に対してそれぞれ設定された仮定局所音速に基づき、前記分割領域で反射された超音波エコーの波形を計算する波形計算ステップと、
前記受信信号検出ステップに基づく前記分割領域で実際に反射した超音波エコーの実波形と、前記波形計算ステップにより計算された波形との誤差が閾値以下か否かを判定する誤差判定ステップと、
前記誤差判定ステップの判定結果に基づき、前記誤差が閾値よりも大きい場合には前記複数の分割領域にそれぞれ設定されている仮定局所音速を新たな音速値に更新し、前記誤差が閾値以下の場合には、前記複数の分割領域にそれぞれ設定されている音速を局所音速として決定する音速更新決定ステップと、
を含む音速推定方法。 A reception signal for supplying a plurality of drive signals to a plurality of ultrasonic transducers in the ultrasonic probe and detecting a plurality of reception signals output from the plurality of ultrasonic transducers that have received an ultrasonic echo propagating from a subject. A detection step;
A sound velocity value calculating step for dividing a predetermined region in the subject into a plurality of divided regions, and calculating a local sound speed that is a local sound speed in the divided region, and
The sound velocity value calculating step includes:
A sound speed setting step for setting an assumed local sound speed for each of the plurality of divided regions;
Based on the assumed local sound velocity set for each of the plurality of divided regions, a waveform calculating step for calculating a waveform of an ultrasonic echo reflected by the divided regions;
An error determination step for determining whether or not an error between an actual waveform of the ultrasonic echo actually reflected in the divided region based on the reception signal detection step and a waveform calculated by the waveform calculation step is equal to or less than a threshold;
Based on the determination result of the error determination step, when the error is larger than a threshold, the assumed local sound speed set in each of the plurality of divided regions is updated to a new sound speed value, and the error is equal to or less than the threshold The sound speed update determination step for determining the sound speed set in each of the plurality of divided areas as the local sound speed,
Sound velocity estimation method including 前記誤差は、前記分割領域で実際に反射した超音波エコーの実波形と、前記波形計算ステップにより計算された波形との位相差である請求項９〜１１に記載の音速推定方法。   The sound speed estimation method according to claim 9, wherein the error is a phase difference between an actual waveform of an ultrasonic echo actually reflected in the divided region and a waveform calculated by the waveform calculation step. 前記音速値計算ステップは、前記被検体内の所定の領域を深さ方向にｍ行及び方位方向にｎ列（但し、ｍ、ｎは２以上の自然数とする。）からなる複数の分割領域に分割する請求項９〜１２に記載の音速推定方法。   In the sound velocity value calculating step, a predetermined region in the subject is divided into a plurality of divided regions having m rows in the depth direction and n columns in the azimuth direction (where m and n are natural numbers of 2 or more). The sound speed estimation method according to claim 9 to 12, which is divided. 前記音速値計算ステップは、前記複数の分割領域に対する局所音速を前記被検体内の深さ方向に関して浅い側から順番に行毎に求める請求項１３に記載の音速推定方法。   The sound speed estimation method according to claim 13, wherein the sound speed value calculating step obtains local sound speeds for the plurality of divided regions for each row in order from a shallow side with respect to a depth direction in the subject. 前記音速値計算ステップは、前記複数の分割領域に対する局所音速を全行同時に求める請求項１３に記載の音速推定方法。   The sound speed estimation method according to claim 13, wherein in the sound speed value calculating step, local sound speeds for the plurality of divided regions are simultaneously obtained for all lines. 前記複数の分割領域に対する局所音速に基づいて被検体内の音速分布を表示する表示ステップと、
前記表示ステップに表示される音速分布の表示分解能に応じて前記分割領域の大きさを変化させる分割領域調整ステップと、
を含む請求項９〜１５のいずれか１項に記載の音速推定方法。 A display step of displaying a sound velocity distribution in the subject based on a local sound velocity for the plurality of divided regions;
A divided region adjustment step of changing the size of the divided region according to the display resolution of the sound velocity distribution displayed in the display step;
The sound speed estimation method according to claim 9, comprising:
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