JP5836241B2

JP5836241B2 - Ultrasonic inspection apparatus, signal processing method and program for ultrasonic inspection apparatus

Info

Publication number: JP5836241B2
Application number: JP2012216181A
Authority: JP
Inventors: 拓明山本
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2012-09-28
Filing date: 2012-09-28
Publication date: 2015-12-24
Anticipated expiration: 2032-09-28
Also published as: JP2014068755A

Description

本発明は、超音波ビームを送受信することにより生体内の臓器等の検査対象物の撮像を行って、検査対象物の検査や診断のために用いられる超音波画像を生成する超音波検査装置、超音波検査装置の信号処理方法およびプログラムに関する。 The present invention relates to an ultrasonic inspection apparatus that performs imaging of an inspection target such as an organ in a living body by transmitting and receiving an ultrasonic beam, and generates an ultrasonic image used for inspection and diagnosis of the inspection target. The present invention relates to a signal processing method and program for an ultrasonic inspection apparatus.

従来から、医療分野において、超音波画像を利用した超音波画像診断装置等の超音波検査装置が実用化されている。一般に、この種の超音波検査装置は、複数の素子（超音波トランスデューサ）を内蔵した超音波探触子（超音波プローブ）と、この超音波探触子に接続された装置本体とを有しており、超音波探触子の複数の素子から検査対象物（被検体）に向けて超音波ビームを送信し、被検体からの超音波エコーを超音波探触子で受信して、その受信した超音波エコー信号を装置本体で電気的に処理することにより超音波画像が生成される。 Conventionally, in the medical field, an ultrasonic inspection apparatus such as an ultrasonic diagnostic imaging apparatus using an ultrasonic image has been put into practical use. In general, this type of ultrasonic inspection apparatus has an ultrasonic probe (ultrasonic probe) including a plurality of elements (ultrasonic transducers), and an apparatus main body connected to the ultrasonic probe. The ultrasonic probe transmits the ultrasonic beam from the multiple elements of the ultrasonic probe toward the inspection object (subject), receives the ultrasonic echo from the subject, and receives the ultrasonic echo. An ultrasonic image is generated by electrically processing the ultrasonic echo signal thus processed in the apparatus main body.

超音波検査装置においては、超音波画像を生成するとき、被検体の検査対象領域、例えば、生体内の臓器やその臓器内の病巣等に探触子の複数の素子から焦点を合わせて超音波ビームを送信し、検査対象領域の反射体、例えば臓器や病巣等の表面や界面からの超音波エコーを複数の素子を介して受信しているが、同一の反射体で反射された超音波エコーを複数の素子で受信するので、送信素子から送信された超音波ビームの焦点位置に位置する反射体で反射され、送信素子で受信された超音波エコー信号に対して、同一の反射体で反射され、送信素子と異なるその他の素子で受信された超音波エコー信号は遅延することになるので、複数の素子で受信した超音波エコー信号をＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換して素子データとした後、素子データを受信フォーカス処理して、即ち遅延補正して位相を合わせ整相加算して音線信号を生成し、こうして得られた音線信号に基づいて超音波画像を生成している。 In an ultrasonic inspection apparatus, when generating an ultrasonic image, an ultrasonic wave is focused on a region to be inspected of a subject, for example, an organ in a living body or a lesion in the organ from a plurality of elements of the probe. Transmits a beam and receives ultrasonic echoes from the surface or interface of a reflector in the examination target area, for example, an organ or a lesion, via multiple elements, but is reflected by the same reflector. Are reflected by the reflector located at the focal position of the ultrasonic beam transmitted from the transmitting element, and reflected by the same reflector with respect to the ultrasonic echo signal received by the transmitting element. Since the ultrasonic echo signals received by other elements different from the transmitting element are delayed, the ultrasonic echo signals received by a plurality of elements are subjected to A / D (analog / digital) conversion to obtain element data and After the element And reception focusing processing over data, and generates an ultrasound image based on the generated sound ray signals by phasing and adding the combined phase, thus obtained sound ray signal or delay correction to.

ところで、超音波検査装置において、超音波画像を生成するときには、被検体の生体内の音速は一定であると仮定して、超音波画像を生成している。しかしながら、実際の生体内は、生体内組織の性状に依存して音速値が変化するため、音速値にはばらつきがあり、このばらつきによって、超音波画像には空間的な歪みやコントラストあるいは空間分解能の低下といった画質劣化を生じていた。
これに対して、近年、被検体内の診断部位をより精度よく診断するために、任意の診断部位における音速値を最適化し、このような画像の歪みや空間分解能の低下等を低減し、画質を向上することが行われている。 By the way, in the ultrasonic inspection apparatus, when generating an ultrasonic image, the ultrasonic image is generated on the assumption that the sound speed in the living body of the subject is constant. However, in the actual living body, the sound speed value changes depending on the properties of the tissue in the living body, so the sound speed value varies. Due to this variation, the ultrasonic image has spatial distortion, contrast, or spatial resolution. Image quality degradation such as lowering of image quality.
On the other hand, in recent years, in order to more accurately diagnose a diagnostic part in a subject, the sound velocity value at an arbitrary diagnostic part is optimized, and such image distortion and reduction in spatial resolution are reduced. Has been made to improve.

例えば、特許文献１には、着目領域を設定する着目領域設定手段と、超音波探触子に対して着目領域に超音波を送信フォーカスさせる送信フォーカス指示手段と、着目領域からの超音波検出信号に対して受信フォーカスするための複数の設定音速を指定する設定音速指定手段と、複数の設定音速毎に受信フォーカスして、超音波検出信号のフォーカス指標を算出するフォーカス指標算出手段と、複数の設定音速毎のフォーカス指標に基づき、着目領域の環境音速を決定する環境音速決定手段とを備える超音波診断装置が開示されている。
特許文献１では、フォーカス指標に基づいて、超音波画像を構成する画素レベル毎あるいはライン画像レベル毎に、適正に環境音速を決定し、高精度の超音波画像を構築することが開示している。 For example, Patent Document 1 discloses a focused area setting unit that sets a focused area, a transmission focus instruction unit that causes an ultrasonic probe to transmit focus to the focused area, and an ultrasonic detection signal from the focused area. A set sound speed designating unit for designating a plurality of set sound speeds for receiving focus, a focus index calculating unit for calculating a focus index of an ultrasonic detection signal by receiving focus for each of a plurality of set sound speeds, An ultrasonic diagnostic apparatus is disclosed that includes environmental sound speed determining means for determining the environmental sound speed of a region of interest based on a focus index for each set sound speed.
Patent Document 1 discloses that an environmental sound speed is appropriately determined for each pixel level or line image level constituting an ultrasonic image based on a focus index, and a high-accuracy ultrasonic image is constructed. .

特開２０１１−９２６８６号公報JP 2011-92686 A

しかしながら、特許文献１に開示の技術では、従来技術よりも高画質な画像が得られるが、画素レベル毎あるいはライン画像レベル毎に、複数の設定音速に基づいて、網羅的にフォーカス指標を求めて、フォーカス指標が最も良くなる設定音速を、最適な音速（環境音速）とするため、全ての画素（ライン）の環境音速を求めるためには、時間を要するという問題があった。また、その結果、フレームレートが低下するという問題があった。 However, with the technique disclosed in Patent Document 1, an image with higher image quality than that of the conventional technique can be obtained. However, a focus index is comprehensively obtained based on a plurality of set sound speeds for each pixel level or each line image level. There is a problem that it takes time to obtain the environmental sound speed of all the pixels (lines) so that the set sound speed at which the focus index is the best is the optimum sound speed (environmental sound speed). As a result, there is a problem that the frame rate is lowered.

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、画像内の領域ごとの適切な音速値を、短時間で求めることができ、フレームレートを低下させることなく、高精度な超音波画像を構築することができる超音波検査装置、超音波検査装置の信号処理方法およびプログラムを提供することにある。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to obtain an appropriate sound speed value for each region in the image in a short time, and to obtain a high-accuracy ultrasonic image without reducing the frame rate. Is to provide an ultrasonic inspection apparatus, a signal processing method of the ultrasonic inspection apparatus, and a program.

上記目的を達成するために、本発明は、超音波ビームを用いて検査対象物を検査する超音波検査装置であって、検査対象物内に複数の領域を設定する領域設定部と、領域の音速を算出する音速算出部と、予め設定された初期音速を記憶する初期音速記憶部と、領域設定部が設定した各領域において、初期音速記憶部に記憶されている初期音速に基づいた場合の画質を判定する画質判定部と、を備え、各領域において、画質判定部の判定結果が良の場合には、初期音速を該領域の音速として採用し、判定結果が否の場合には、音速算出部によって該領域の音速を算出することを特徴とする超音波検査装置を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides an ultrasonic inspection apparatus that inspects an inspection object using an ultrasonic beam, an area setting unit that sets a plurality of areas in the inspection object, A sound speed calculation unit that calculates a sound speed, an initial sound speed storage unit that stores a preset initial sound speed, and an area set by the region setting unit, based on the initial sound speed stored in the initial sound speed storage unit An image quality determination unit that determines image quality, and in each region, when the determination result of the image quality determination unit is good, the initial sound speed is adopted as the sound speed of the region, and when the determination result is negative, the sound speed Provided is an ultrasonic inspection apparatus characterized in that the sound speed of the region is calculated by a calculation unit.

ここで、初期音速記憶部は、複数の初期音速を記憶しておき、操作部からの入力に基づいて、画質判定部による画質判定に使用する初期音速を選択することが好ましい。
また、初期音速記憶部に記憶される初期音速は、生体内の音速に近い値であることが好ましい。
ここで、生体内の音速に近い値は、１４００〜１７００ｍ／ｓの間の値であることが好ましい。
また、生体内の音速に近い値は、１４５０〜１５５０ｍ／ｓの間の値であることが好ましい。 Here, it is preferable that the initial sound speed storage unit stores a plurality of initial sound speeds and selects an initial sound speed used for image quality determination by the image quality determination unit based on an input from the operation unit.
The initial sound speed stored in the initial sound speed storage unit is preferably a value close to the sound speed in the living body.
Here, the value close to the sound speed in the living body is preferably a value between 1400 and 1700 m / s.
Moreover, it is preferable that the value close | similar to the sound speed in a biological body is a value between 1450-1550 m / s.

また、画質判定部は、初期音速に基づいて生成した画像のシャープネス、輝度、コントラスト、周波数のいずれかに基づいて画質判定を行うことが好ましい。
また、画質判定部は、初期音速に基づいて生成した領域の整相加算後の受信データに基づいて生成した基準データと、整相加算前の受信データとの類似性を評価して画質判定を行うことが好ましい。 The image quality determination unit preferably performs image quality determination based on any of sharpness, brightness, contrast, and frequency of an image generated based on the initial sound speed.
The image quality determination unit evaluates the similarity between the reference data generated based on the reception data after the phasing addition of the region generated based on the initial sound velocity and the reception data before the phasing addition, and performs the image quality determination. Preferably it is done.

また、画質判定部の判定結果に基づいて、初期音速記憶部に記憶される初期音速を再設定することが好ましい。
また、振動子アレイの各素子が超音波エコーを受信して出力する素子データを記憶する素子データ記憶部を有することが好ましい。 Moreover, it is preferable to reset the initial sound speed stored in the initial sound speed storage unit based on the determination result of the image quality determination unit.
Moreover, it is preferable that each element of the transducer array has an element data storage unit that stores element data output by receiving and outputting ultrasonic echoes.

また、上記目的を達成するため、本発明は、超音波ビームを用いて検査対象物を検査する超音波検査装置の信号処理方法であって、検査対象物内に複数の領域を設定する領域設定ステップと、領域の音速を算出する音速算出ステップと、領域設定ステップで設定した各領域において、予め記憶されている初期音速に基づいた場合の画質を判定する画質判定ステップと、を備え、各領域において、画質判定ステップの判定結果が良の場合には、初期音速を該領域の音速として採用し、判定結果が否の場合には、音速算出ステップによって該領域の音速を算出することを特徴とする超音波検査装置の信号処理方法を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides a signal processing method for an ultrasonic inspection apparatus that inspects an inspection object using an ultrasonic beam, wherein the region setting sets a plurality of areas in the inspection object. A sound speed calculation step for calculating the sound speed of the area, and an image quality determination step for determining image quality based on the initial sound speed stored in advance in each area set in the area setting step. If the determination result of the image quality determination step is good, the initial sound speed is adopted as the sound speed of the area, and if the determination result is negative, the sound speed of the area is calculated by the sound speed calculation step. Provided is a signal processing method for an ultrasonic inspection apparatus.

また、上記目的を達成するため、本発明は、超音波ビームを用いて検査対象物を検査する超音波検査装置の信号処理をコンピュータに実行させるプログラムであって、検査対象物内に複数の領域を設定する領域設定ステップと、領域の音速を算出する音速算出ステップと、領域設定ステップで設定した各領域において、予め記憶されている初期音速に基づいた場合の画質を判定する画質判定ステップと、を備え、各領域において、画質判定ステップの判定結果が良の場合には、初期音速を該領域の音速として採用し、判定結果が否の場合には、音速算出ステップによって該領域の音速を算出することを特徴とする超音波検査装置の信号処理プログラムを提供する。 In order to achieve the above object, the present invention is a program for causing a computer to perform signal processing of an ultrasonic inspection apparatus that inspects an inspection object using an ultrasonic beam, and a plurality of regions in the inspection object. An area setting step for setting the sound speed, a sound speed calculation step for calculating the sound speed of the area, an image quality determination step for determining the image quality based on the initial sound speed stored in advance in each area set in the area setting step, In each area, when the determination result of the image quality determination step is good, the initial sound speed is adopted as the sound speed of the area, and when the determination result is negative, the sound speed of the area is calculated by the sound speed calculation step. A signal processing program for an ultrasonic inspection device is provided.

本発明によれば、撮像領域に複数の領域を設定し、設定した各領域において、予め設定されている初期音速に基づいて該領域の画質を判定し、判定結果が良の場合には、初期音速を該領域の音速として採用し、判定結果が否の場合には、音速算出部によって該領域の音速を算出すするので、領域ごとに適切な音速を短時間で求めることができるので、フレームレートを低下させることなく、高精度な超音波画像を構築することができる。 According to the present invention, a plurality of areas are set in the imaging area, and in each set area, the image quality of the area is determined based on a preset initial sound speed. When the sound speed is adopted as the sound speed of the area and the determination result is negative, the sound speed of the area is calculated by the sound speed calculation unit, so that an appropriate sound speed can be obtained for each area in a short time. A highly accurate ultrasonic image can be constructed without reducing the rate.

本発明に係る超音波検査装置の構成の一例を概念的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows notionally an example of a structure of the ultrasonic inspection apparatus which concerns on this invention. 図１に示す超音波検査装置の音速決定部の構成の一例を概念的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows notionally an example of a structure of the sound speed determination part of the ultrasonic inspection apparatus shown in FIG. 画質判定部による領域ごとの判定結果を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the determination result for every area | region by an image quality determination part. 図１に示す超音波検査装置の音速算出部の動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating operation | movement of the sound speed calculation part of the ultrasonic inspection apparatus shown in FIG. 図１に示す超音波検査装置の動作を説明するためのフローチャートである。3 is a flowchart for explaining the operation of the ultrasonic inspection apparatus shown in FIG. 1.

本発明に係る超音波検査装置、超音波検査装置の信号処理方法およびプログラムを添付の図面に示す好適実施形態に基づいて以下に詳細に説明する。 An ultrasonic inspection apparatus, a signal processing method of the ultrasonic inspection apparatus, and a program according to the present invention will be described in detail below based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.

図１は、本発明の超音波検査装置の構成の一実施例を概念的に示すブロック図である。
図１に示すように、超音波検査装置１０は、超音波プローブ１２と、超音波プローブ１２に接続される送信部１４及び受信部１６と、Ａ／Ｄ変換部１８と、素子データ記憶部２０と、画像生成部２４と、表示制御部２６と、表示部２８と、制御部３０と、操作部３２と、格納部３４と、領域設定部５０と、音速決定部５２と、初期音速記憶部６４とを有する。 FIG. 1 is a block diagram conceptually showing an embodiment of the configuration of the ultrasonic inspection apparatus of the present invention.
As shown in FIG. 1, the ultrasonic inspection apparatus 10 includes an ultrasonic probe 12, a transmission unit 14 and a reception unit 16 connected to the ultrasonic probe 12, an A / D conversion unit 18, and an element data storage unit 20. An image generation unit 24, a display control unit 26, a display unit 28, a control unit 30, an operation unit 32, a storage unit 34, an area setting unit 50, a sound speed determination unit 52, and an initial sound speed storage unit. 64.

超音波プローブ（超音波探触子）１２は、通常の超音波検査装置に用いられる振動子アレイ３６を有する。
振動子アレイ３６は、１次元又は２次元アレイ状に配列された複数の素子、即ち超音波トランスデューサを有している。これらの超音波トランスデューサは、検査対象物（以下、被検体という）の超音波画像の撮像の際に、それぞれ送信部１４から供給される駆動信号に従って超音波ビームを被検体に送信すると共に、被検体からの超音波エコーを受信して受信信号（アナログ素子信号）を出力する。本実施形態では、振動子アレイ３６の複数の超音波トランスデューサの内の一組を成す所定数の超音波トランスデューサの各々は、１つの超音波ビームの各成分を発生し、一組の所定数の超音波トランスデューサは、被検体に送信する１つの超音波ビームを発生する。 The ultrasonic probe (ultrasonic probe) 12 has a transducer array 36 used in a normal ultrasonic inspection apparatus.
The transducer array 36 includes a plurality of elements arranged in a one-dimensional or two-dimensional array, that is, ultrasonic transducers. These ultrasonic transducers transmit an ultrasonic beam to a subject in accordance with a drive signal supplied from the transmission unit 14 when an ultrasonic image of an object to be examined (hereinafter referred to as a subject) is captured. An ultrasonic echo from the specimen is received and a reception signal (analog element signal) is output. In the present embodiment, each of the predetermined number of ultrasonic transducers forming one set among the plurality of ultrasonic transducers of the transducer array 36 generates each component of one ultrasonic beam, and sets a predetermined number of ultrasonic transducers. The ultrasonic transducer generates one ultrasonic beam that is transmitted to the subject.

各超音波トランスデューサは、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）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）に代表される高分子圧電素子、ＰＭＮ−ＰＴ（マグネシウムニオブ酸・チタン酸鉛固溶体）に代表される圧電単結晶等からなる圧電体の両端に電極を形成した素子、即ち振動子によって構成される。 Each ultrasonic transducer is, for example, a piezoelectric ceramic represented by PZT (lead zirconate titanate), a polymer piezoelectric element represented by PVDF (polyvinylidene fluoride), or PMN-PT (magnesium niobate / lead titanate). It is constituted by an element in which electrodes are formed at both ends of a piezoelectric body made of a piezoelectric single crystal or the like typified by a solid solution, that is, a vibrator.

このような振動子の電極に、パルス状又は連続波状の電圧を印加すると、圧電体が伸縮し、それぞれの振動子からパルス状又は連続波状の超音波が発生して、それらの超音波の合成により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り伸縮して電気信号を発生し、それらの電気信号は、超音波の受信信号（アナログ素子信号）として出力される。 When a pulsed or continuous wave voltage is applied to the electrodes of such a vibrator, the piezoelectric material expands and contracts, and pulse or continuous wave ultrasonic waves are generated from the respective vibrators, and the synthesis of these ultrasonic waves. As a result, an ultrasonic beam is formed. In addition, each vibrator expands and contracts by receiving propagating ultrasonic waves to generate electric signals, and these electric signals are output as ultrasonic reception signals (analog element signals).

送信部１４は、例えば、複数のパルサを含んでおり、制御部３０からの制御信号に応じて選択された送信遅延パターンに従い、振動子アレイ３６の一組の所定数の超音波トランスデューサ（以下、超音波素子という）から送信される超音波ビーム成分が１つの超音波ビームを形成するようにそれぞれの駆動信号の遅延量を調節して組を成す複数の超音波素子に供給する。 The transmission unit 14 includes, for example, a plurality of pulsars, and according to a transmission delay pattern selected according to a control signal from the control unit 30, a set of a predetermined number of ultrasonic transducers (hereinafter, referred to as a transducer array 36). The delay amount of each drive signal is adjusted so that the ultrasonic beam component transmitted from the ultrasonic element forms one ultrasonic beam and is supplied to a plurality of ultrasonic elements forming a set.

受信部１６は、制御部３０からの制御信号に応じて、振動子アレイ３６から送信された超音波ビームと被検体との間の相互作用によって発生された超音波エコーを、振動子アレイ３６が受信して出力した、受信信号、即ち超音波素子毎のアナログ素子信号を増幅して出力する。 In response to a control signal from the control unit 30, the receiving unit 16 causes the transducer array 36 to transmit the ultrasonic echo generated by the interaction between the ultrasonic beam transmitted from the transducer array 36 and the subject. Received and output received signals, ie, analog element signals for each ultrasonic element are amplified and output.

ここで、受信部１６は、１回の超音波ビームの送信に対応して、複数の超音波素子が受信した複数のアナログ素子信号を、受信した超音波素子の情報および受信時間の情報を含む、１つのアナログの素子データとして出力する。すなわち、素子データは、素子の位置と受信時間とに対する受信信号の強度を表すデータである。
また、受信部１６は、送信部１４による１回の超音波ビームの送信ごとに、超音波エコーを受信してアナログの素子データを出力する。したがって、送信部１４が、複数回の超音波ビームの送信を行うことにより、各送信に対応した複数のアナログの素子データを出力する。
受信部１６は、アナログの素子データをＡ／Ｄ変換部１８に供給する。 Here, the reception unit 16 includes a plurality of analog element signals received by a plurality of ultrasonic elements, corresponding to one transmission of the ultrasonic beam, and includes information on the received ultrasonic elements and information on reception times. Output as one analog element data. That is, the element data is data representing the intensity of the received signal with respect to the position of the element and the reception time.
The receiving unit 16 receives an ultrasonic echo and outputs analog element data every time the transmitting unit 14 transmits one ultrasonic beam. Therefore, the transmitter 14 outputs a plurality of analog element data corresponding to each transmission by transmitting the ultrasonic beam a plurality of times.
The receiver 16 supplies analog element data to the A / D converter 18.

Ａ／Ｄ変換部１８は、受信部１６に接続され、受信部１６から供給されたアナログの素子データを、デジタルの素子データ（第１の素子データ）に変換する。Ａ／Ｄ変換部１８は、Ａ／Ｄ変換されたデジタルの素子データを素子データ記憶部２０および画像生成部２４に供給する。 The A / D conversion unit 18 is connected to the reception unit 16 and converts the analog element data supplied from the reception unit 16 into digital element data (first element data). The A / D conversion unit 18 supplies the A / D converted digital element data to the element data storage unit 20 and the image generation unit 24.

素子データ記憶部２０は、Ａ／Ｄ変換部１８から出力されるデジタルの素子データを順次格納する。また、素子データ記憶部２０は、制御部３０から入力されるフレームレートに関する情報（例えば、超音波の反射位置の深度、走査線の密度、視野幅を示すパラメータ）を上記のデジタルの素子データ（以下、単に素子データという）に関連付けて格納する。 The element data storage unit 20 sequentially stores digital element data output from the A / D conversion unit 18. In addition, the element data storage unit 20 stores information on the frame rate input from the control unit 30 (for example, parameters indicating the depth of the reflection position of the ultrasonic wave, the density of the scanning line, and the visual field width) in the digital element data ( Hereinafter, the data is stored in association with element data).

領域設定部５０は、操作者による操作部３２からの入力に応じて、あるいは、制御部３０からの指示に応じて、超音波による検査を行う撮像領域に、複数の領域を設定する。本装置においては、この領域単位で適切な音速を決定する。
図３に、設定した領域を模式的に表す図を示す。図３において、ｙ方向が超音波の送信方向に対応し、ｘ方向が超音波素子の配列方向に対応している。
図３に破線で示すように、撮像領域を複数の矩形状の部分ごとに分割して領域を設定する。
なお、図示例においては、領域は矩形状としたが、これに限定はされず、超音波ビームを送信するラインに対応するライン状の領域であってもよいし、１画素に対応する点であってもよい。また、撮像領域の形状に対応して、例えば、コンベックスプローブの場合であれば、各領域は扇型であってもよい。また、図示例においては、各領域の大きさは同じとしたが、これに限定はされず、領域ごとに異なる大きさとしてもよい。
また、設定する領域の大きさには特に限定はないが、領域を小さく設定するほど、超音波画像全体の精度は向上するものの、音速を決定する際の処理時間が長くなるおそれがある。
領域設定部５０は、設定した領域の情報を音速決定部５２（素子データ取得部５６）に供給する。 The region setting unit 50 sets a plurality of regions in the imaging region in which an inspection is performed using ultrasonic waves according to an input from the operation unit 32 by the operator or according to an instruction from the control unit 30. In this apparatus, an appropriate sound speed is determined for each region.
FIG. 3 schematically shows the set area. In FIG. 3, the y direction corresponds to the ultrasonic wave transmission direction, and the x direction corresponds to the arrangement direction of the ultrasonic elements.
As indicated by a broken line in FIG. 3, the imaging region is divided into a plurality of rectangular portions to set the region.
In the illustrated example, the area is rectangular. However, the area is not limited to this, and the area may be a line area corresponding to a line for transmitting an ultrasonic beam, or may correspond to one pixel. There may be. Further, for example, in the case of a convex probe, each region may have a fan shape corresponding to the shape of the imaging region. In the illustrated example, the size of each region is the same. However, the size is not limited to this, and the size may be different for each region.
The size of the area to be set is not particularly limited. However, as the area is set smaller, the accuracy of the entire ultrasonic image is improved, but the processing time for determining the sound speed may be longer.
The region setting unit 50 supplies information on the set region to the sound speed determination unit 52 (element data acquisition unit 56).

初期音速記憶部６４は、音速決定部５２で各領域の音速を決定するために使用する、予め設定された所定の音速値である初期音速を記憶する部位である。
初期音速記憶部６４が記憶する初期音速は、生体内の音速値に近い値であることが好ましく、１４００〜１７００ｍ／ｓの範囲、特に、１４５０〜１５５０ｍ／ｓの範囲であることが好ましい。 The initial sound speed storage unit 64 is a part that stores an initial sound speed, which is a predetermined sound speed value set in advance, used by the sound speed determination unit 52 to determine the sound speed of each region.
The initial sound speed stored in the initial sound speed storage unit 64 is preferably a value close to the sound speed value in the living body, and is preferably in the range of 1400 to 1700 m / s, particularly in the range of 1450 to 1550 m / s.

なお、初期音速記憶部６４は、少なくとも１つの初期音速値を記憶すればよいが、診断部位（臓器の種類）ごとに適切な初期音速値をそれぞれ記憶しておいてもよい。
初期音速記憶部６４は、初期音速の情報を音速決定部５２の音速取得部５８に供給する。 The initial sound speed storage unit 64 may store at least one initial sound speed value, but may store an appropriate initial sound speed value for each diagnosis site (organ type).
The initial sound speed storage unit 64 supplies information on the initial sound speed to the sound speed acquisition unit 58 of the sound speed determination unit 52.

音速決定部５２は、領域設定部５０が設定した領域ごとの適切な音速を順次、決定する部位である。
音速決定部５２は、素子データ取得部５６と、音速取得部５８と、画質判定部６０と、音速算出部６２とを有する。
なお、本発明において、領域の音速とは、この領域と超音波プローブ１２（振動子アレイ３６）との間が均一な物質で満たされていると仮定した場合の、超音波プローブ１２から領域までの音速を表すものである。すなわち、領域と超音波プローブ１２との間の平均的な音速であり、これを環境音速ともいう。 The sound speed determination unit 52 is a part that sequentially determines an appropriate sound speed for each region set by the region setting unit 50.
The sound speed determination unit 52 includes an element data acquisition unit 56, a sound speed acquisition unit 58, an image quality determination unit 60, and a sound speed calculation unit 62.
In the present invention, the sound velocity of the region is from the ultrasonic probe 12 to the region when it is assumed that the space between the region and the ultrasonic probe 12 (the transducer array 36) is filled with a uniform material. Represents the speed of sound. That is, the average sound speed between the region and the ultrasonic probe 12 is also referred to as ambient sound speed.

素子データ取得部５６は、領域設定部５０が設定した領域の情報に基づいて、音速を求める領域（以下、注目領域、ともいう）に対応する素子データを素子データ記憶部２０から読み出す部位である。
素子データ取得部５６は、読み出した素子データを画質判定部６０に供給する。 The element data acquisition unit 56 is a part that reads out element data corresponding to a region for obtaining a sound speed (hereinafter also referred to as a region of interest) from the element data storage unit 20 based on information on the region set by the region setting unit 50. .
The element data acquisition unit 56 supplies the read element data to the image quality determination unit 60.

音速取得部５８は、初期音速記憶部６４が記憶している初期音速値を読み出す部位である。
初期音速記憶部６４が、１つの初期音速値を記憶している場合には、この初期音速を取得すればよい。また、初期音速記憶部６４が、複数の初期音速値を記憶している場合には、操作部３２から入力された、あるいは、予め設定されている診断部位の情報等に応じて、適切な初期音速値を選択して取得すればよい。
音速取得部５８は、取得した初期音速値を画質判定部６０に供給する。 The sound speed acquisition unit 58 is a part that reads the initial sound speed value stored in the initial sound speed storage unit 64.
When the initial sound speed storage unit 64 stores one initial sound speed value, the initial sound speed may be acquired. In addition, when the initial sound speed storage unit 64 stores a plurality of initial sound speed values, an appropriate initial value is input according to the information on the diagnosis part input from the operation unit 32 or set in advance. What is necessary is just to select and acquire a sound speed value.
The sound speed acquisition unit 58 supplies the acquired initial sound speed value to the image quality determination unit 60.

画質判定部６０は、音速取得部５８が取得した初期音速に基づいて、素子データ取得部５６が取得した注目領域の素子データから注目領域の画像（注目画像）を生成して、この注目画像の画質を判定する部位である。
画質判定部６０は、まず、供給された素子データから注目領域の画像を生成する。画像の生成方法は、基本的には、後述する画像生成部２４と同様である。すなわち、音速取得部５８が取得した初期音速に基づく受信遅延パターンに従って、素子データに遅延を加えて加算することにより、受信フォーカス処理を行い、受信データ（音線信号）を生成する。生成した音線信号に対して、深度に応じた減衰の補正を施して、包絡線検波処理を施すことにより、Ｂモード画像データを生成する。 Based on the initial sound speed acquired by the sound speed acquisition unit 58, the image quality determination unit 60 generates an image of the region of interest (attention image) from the element data of the region of interest acquired by the element data acquisition unit 56. This is a part for determining image quality.
First, the image quality determination unit 60 generates an image of the attention area from the supplied element data. The image generation method is basically the same as that of the image generation unit 24 described later. That is, according to the reception delay pattern based on the initial sound speed acquired by the sound speed acquisition unit 58, the element data is added with a delay to perform reception focus processing and generate reception data (sound ray signal). B-mode image data is generated by correcting the attenuation in accordance with the depth of the generated sound ray signal and performing envelope detection processing.

次に、生成した注目領域のＢモード画像データのシャープネス値を評価して画質を判定する。シャープネス値が所定の閾値以上であれば、画質は良いと判定し、閾値より小さければ画質は低いと判定する。
なお、画像のシャープネス値の算出方法としては、公知の算出方法を利用すればよく、例えば、注目領域における最大輝度点の半値幅をシャープネス値として算出する算出方法等が利用可能である。 Next, the image quality is determined by evaluating the sharpness value of the generated B-mode image data of the attention area. If the sharpness value is greater than or equal to a predetermined threshold, it is determined that the image quality is good, and if it is less than the threshold, it is determined that the image quality is low.
As a method for calculating the sharpness value of the image, a known calculation method may be used. For example, a calculation method for calculating the half-value width of the maximum luminance point in the region of interest as the sharpness value can be used.

図３を用いて、画質判定部６０が行う画質判定の一例を説明する。
図３においては、一例として、撮像領域に５×５の領域が設定されている。画質判定部６０は、領域ごとに画質判定を行い、それぞれの領域で判定結果が良（ＯＫ）か否（ＮＧ）かが判断される。図示例のように、画質判定の結果、ＮＧと判定された領域（（２、３）〜（２、５）、（３、３）〜（３、５））については、音速算出部６２による詳細な音速の算出が行われる。 An example of image quality determination performed by the image quality determination unit 60 will be described with reference to FIG.
In FIG. 3, as an example, a 5 × 5 area is set as the imaging area. The image quality determination unit 60 performs image quality determination for each region, and determines whether the determination result is good (OK) or not (NG) in each region. As in the example shown in the figure, the sound speed calculation unit 62 applies to the regions ((2, 3) to (2, 5), (3, 3) to (3, 5)) determined as NG as a result of the image quality determination. Detailed sound speed calculation is performed.

なお、画質判定部６０が行う画質の判定方法は、シャープネス値による判定に限定はされず、コントラストや輝度値、画像の空間周波数、積分値、２乗積分値、ピーク値、半値幅、周波数スペクトル積分、最大値や直流成分で規格化された周波数スペクトル積分値や２乗積分値、自己相関値等の評価指標により画質の判定を行ってもよい。
また、画質判定部６０が行う画質の判定方法は、画像のシャープネス値（評価指標）を、所定の閾値と比較する構成に限定はされず、前回フレームの同じ領域の画像のシャープネス値と比較して、差が所定範囲以内であれば、良と判定する構成としてもよい。 Note that the image quality determination method performed by the image quality determination unit 60 is not limited to the determination based on the sharpness value, and the contrast, luminance value, image spatial frequency, integral value, square integral value, peak value, half-value width, frequency spectrum, and the like. The image quality may be determined by an evaluation index such as a frequency spectrum integrated value, a square integrated value, or an autocorrelation value standardized by integration, maximum value, or DC component.
Further, the image quality determination method performed by the image quality determination unit 60 is not limited to the configuration in which the sharpness value (evaluation index) of the image is compared with a predetermined threshold value, and is compared with the sharpness value of the image in the same region of the previous frame. If the difference is within a predetermined range, it may be determined to be good.

また、画質判定部６０は、注目領域の画像ではなく、音速取得部５８が取得した予備音速に基づく受信遅延パターンに従って、素子データに遅延を加えて加算することにより、受信フォーカス処理を行った受信データに基づいて画質判定を行うこともできる。具体的には、予備音速における整相加算後の受信データを整相加算前と同じ受信素子分並べた基準信号と、予備音速で遅延時間補正して整相加算を行う前の受信データ（遅延時間補正された素子データ）との類似性を評価し、類似性が所定の閾値以上であれば、画質は良いと判定し、閾値以下であれば画質は低いと判定する。 In addition, the image quality determination unit 60 performs reception focus processing by adding a delay to the element data according to a reception delay pattern based on the preliminary sound speed acquired by the sound speed acquisition unit 58 instead of the image of the region of interest. Image quality determination can also be performed based on the data. Specifically, the reference signal in which the received data after phasing addition at the preliminary sound speed is arranged for the same receiving elements as before the phasing addition, and the received data (delayed) before performing the phasing addition by correcting the delay time at the preliminary sound speed Similarity with time-corrected element data) is evaluated, and if the similarity is equal to or greater than a predetermined threshold, it is determined that the image quality is good, and if it is equal to or less than the threshold, it is determined that the image quality is low.

画質判定部６０は、注目領域の画質判定の結果、画質が良と判定された場合には、画質判定に利用した初期音速を注目領域の音速として採用して、画像生成部２４の整相加算部３８に供給し、判定の結果画質が悪いと判定された場合には、音速算出部６２に判定結果を供給する。 When the image quality determination unit 60 determines that the image quality of the region of interest is good, the image quality determination unit 60 adopts the initial sound speed used for the image quality determination as the sound velocity of the region of interest, and performs the phasing addition of the image generation unit 24. When it is determined that the image quality is poor, the determination result is supplied to the sound speed calculation unit 62.

音速算出部６２は、画質判定部６０の画質判定の結果、画質が悪いと判定された注目領域について、詳細に音速を算出する部位である。
音速算出部６２は、画質判定部６０から画質が悪いとの判定結果が供給されると、素子データ取得部５６が取得した、注目領域に対応する素子データを取得し、この素子データに対して、音速値（以下、設定音速という）を種々変更し、それぞれの設定音速に基づいて、受信フォーカス処理をして超音波画像を形成し、画像のコントラストおよび／またはシャープネスが最も高くなる設定音速を、注目領域の最適な音速値として算出する。
最適な音速値の判定方法としては、例えば、特開平８−３１７９２６号公報に記載のように、画像のコントラスト、スキャン方向の空間周波数、分散等に基づいて最適音速値の判定を行うことができる。 The sound speed calculation unit 62 is a part that calculates the sound speed in detail for a region of interest that is determined to have poor image quality as a result of image quality determination by the image quality determination unit 60.
When the determination result that the image quality is bad is supplied from the image quality determination unit 60, the sound speed calculation unit 62 acquires the element data corresponding to the region of interest acquired by the element data acquisition unit 56, and the element data The sound speed value (hereinafter referred to as the set sound speed) is changed in various ways, and based on the set sound speed, a reception focus process is performed to form an ultrasonic image, and the set sound speed at which the contrast and / or sharpness of the image is the highest is obtained. And calculated as the optimum sound speed value of the attention area.
As a method for determining the optimum sound speed value, for example, as described in JP-A-8-317926, the optimum sound speed value can be determined based on the contrast of the image, the spatial frequency in the scanning direction, the variance, and the like. .

音速算出部６２について、図４に示すフローチャートを用いてより詳細に説明する。
音速算出部６２は、注目領域の素子データを取得すると、設定音速Ｖを、ＶｓｔからＶｅｎｄまで、ΔＶ刻みで変化させて、それぞれの設定音速Ｖにおいて、設定音速Ｖに基づいて、素子データ取得部から供給された注目領域の素子データに対して受信フォーカス処理をして音線信号を生成し、この音線信号から超音波画像を形成し、それぞれの設定音速Ｖでの注目領域の画像のシャープネスを算出する。
各設定音速Ｖでの画像のシャープネス値を比較して、得られたシャープネスの値が最も高い設定音速Ｖを最適な音速値として採用する。
なお、設定音速Ｖの探索範囲としては、Ｖｓｔは１４００ｍ／ｓ、Ｖｅｎｄは１７００ｍ／ｓ、ΔＶは１０〜５０ｍ／ｓ程度とすればよい。
音速算出部６２は、算出した音速値を注目領域の音速値として、画像生成部２４の整相加算部３８に供給する。 The sound speed calculation unit 62 will be described in more detail using the flowchart shown in FIG.
When the sound speed calculation unit 62 acquires the element data of the attention area, the sound speed calculation unit 62 changes the set sound speed V in increments of ΔV from Vst to Vend, and at each set sound speed V, based on the set sound speed V, the element data acquisition unit. Is subjected to reception focus processing on the element data of the region of interest supplied from, to generate a sound ray signal, an ultrasonic image is formed from the sound ray signal, and the sharpness of the image of the region of interest at each set sound velocity V Is calculated.
The sharpness value of the image at each set sound speed V is compared, and the obtained set sound speed V having the highest sharpness value is adopted as the optimum sound speed value.
As a search range for the set sound speed V, Vst may be 1400 m / s, Vend may be 1700 m / s, and ΔV may be about 10 to 50 m / s.
The sound speed calculation unit 62 supplies the calculated sound speed value as the sound speed value of the region of interest to the phasing addition unit 38 of the image generation unit 24.

なお、音速算出部６２は、シャープネス値が最も高くなる設定音速を最適な音速値とする構成に限定はされず、コントラストや輝度値、あるいは、画像の空間周波数等の評価指標に基づいて、画質が最も良くなる設定音速を最適な音速値とすればよい。 The sound speed calculation unit 62 is not limited to a configuration in which the set sound speed at which the sharpness value is the highest is set to the optimum sound speed value, and the image quality is determined based on an evaluation index such as contrast, luminance value, or spatial frequency of the image. The optimum sound speed value may be set to the set sound speed that provides the best sound.

また、音速算出部６２による最適な音速の算出方法は、所定の探索範囲で設定音速を順次、変更して画質が最も良くなる音速値を求める構成に限定はされず、各種の、領域ごとの最適な音速値の算出方法が利用可能である。例えば、各設定音速における整相加算後の受信データを整相加算前と同じ受信素子分並べた基準信号と、各設定音速で遅延時間補正して整相加算を行う前の受信データ（遅延時間補正された素子データ）とを、それぞれ各設定音速で類似性を評価し、類似性の高いときの音速を最適な音速値とする方法が利用可能である。 Further, the optimum sound speed calculation method by the sound speed calculation unit 62 is not limited to the configuration in which the sound speed value that provides the best image quality is obtained by sequentially changing the set sound speed in a predetermined search range, An optimal sound speed value calculation method can be used. For example, the reference signal in which the received data after phasing addition at each set sound speed is arranged for the same receiving elements as before phasing addition, and the received data (delay time before performing phasing addition by correcting the delay time at each set sound speed) It is possible to use a method of evaluating the similarity of the corrected element data) at each set sound speed and setting the sound speed when the similarity is high to the optimum sound speed value.

前述のとおり、超音波検査装置において、より高画質な画像を得るために、領域（画素、ライン）ごとに、複数の設定音速に基づいて、網羅的に画質を判定するための指標（フォーカス指標等）を求めて、画質の判定結果が最も良くなる設定音速を、最適な音速値として求めていた。そのため、全ての領域で最適な音速を求めるためには、時間を要するという問題があった。また、その結果、フレームレートが低下するという問題があった。 As described above, in order to obtain a higher quality image in an ultrasonic inspection apparatus, an index (focus index) for comprehensively determining image quality based on a plurality of set sound speeds for each region (pixel, line). Etc.) and the set sound speed at which the image quality determination result is the best is obtained as the optimum sound speed value. Therefore, there is a problem that it takes time to obtain the optimum sound speed in all regions. As a result, there is a problem that the frame rate is lowered.

これに対して、本発明は、設定された複数の領域ごとに、予め設定されている初期音速値に基づいて画像を生成した場合の画質を判定して、画質判定の結果が良であれば、初期音速値を該当する領域の音速として採用するので、複数の設定音速で、網羅的に画質判定のための指標を求めて、判定結果が最も良くなる設定音速を求める必要がないため、短時間で、領域ごとの適切な音速値を求めることができる。
また、初期音速に基づく画質判定の結果が否となった場合には、該当する領域の最適な音速を求めるので、高画質な画像を得ることができる。
以上から、本発明の超音波検査装置は、領域ごとの適切な音速値を短時間で求めることができ、フレームレートを低下させることなく、高精度な超音波画像を構築することができる。 In contrast, the present invention determines the image quality when an image is generated for each of a plurality of set areas based on a preset initial sound velocity value, and if the image quality determination result is good. Since the initial sound speed value is adopted as the sound speed of the corresponding area, it is not necessary to obtain an index for image quality determination comprehensively at a plurality of set sound speeds to obtain a set sound speed that provides the best determination result. In time, an appropriate sound speed value can be obtained for each region.
Further, when the result of the image quality determination based on the initial sound speed is negative, the optimum sound speed in the corresponding area is obtained, so that a high-quality image can be obtained.
As described above, the ultrasonic inspection apparatus of the present invention can obtain an appropriate sound speed value for each region in a short time, and can construct a highly accurate ultrasonic image without reducing the frame rate.

画像生成部２４は、制御部３０による制御下で、Ａ／Ｄ変換部１８あるいは素子データ記憶部２０から供給された素子データから音線信号（受信データ）を生成し、この音線信号から超音波画像を生成するものである。
画像生成部２４は、整相加算部３８、検波処理部４０、ＤＳＣ４２、画像作成部４４、および、画像メモリ４６を有する。 The image generation unit 24 generates a sound ray signal (reception data) from the element data supplied from the A / D conversion unit 18 or the element data storage unit 20 under the control of the control unit 30, and superimposes the sound ray signal from the sound ray signal. A sound image is generated.
The image generation unit 24 includes a phasing addition unit 38, a detection processing unit 40, a DSC 42, an image creation unit 44, and an image memory 46.

整相加算部３８は、制御部３０において設定された受信方向に応じて、音速取得部５８（画質判定部６０および音速算出部６２）から供給される各領域の音速（音速マップ）に基づいて、予め記憶されている複数の受信遅延パターンの中から１つの受信遅延パターンを選択し、選択された受信遅延パターンに基づいて、素子データの素子ごとの信号にそれぞれの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データ（音線信号）が生成される。
ここで、整相加算部３８は、音速取得部５８が取得した領域ごとの適切な音速を利用して、素子データの受信フォーカス処理を行うので、高精度な受信データを得ることができる。
整相加算部３８は、受信データを検波処理部４０に供給する。 The phasing addition unit 38 is based on the sound speed (sound speed map) of each region supplied from the sound speed acquisition unit 58 (image quality determination unit 60 and sound speed calculation unit 62) according to the reception direction set in the control unit 30. , Selecting one reception delay pattern from a plurality of reception delay patterns stored in advance, and adding the respective delays to the signal for each element of the element data based on the selected reception delay pattern In this way, reception focus processing is performed. By this reception focus processing, reception data (sound ray signal) in which the focus of the ultrasonic echo is narrowed is generated.
Here, the phasing addition unit 38 performs reception focus processing of the element data using an appropriate sound speed for each region acquired by the sound speed acquisition unit 58, so that highly accurate reception data can be obtained.
The phasing addition unit 38 supplies the received data to the detection processing unit 40.

検波処理部４０は、整相加算部３８で生成された受信データに対し、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した後、包絡線検波処理を施すことにより、被検体内の組織に関する断層画像情報であるＢモード画像データを生成する。
ＤＳＣ（digital scan converter）４８は、検波処理部４０で生成されたＢモード画像データを通常のテレビジョン信号の走査方式に従う画像データに変換（ラスター変換）する。 The detection processing unit 40 corrects attenuation by distance according to the depth of the reflection position of the ultrasonic wave on the reception data generated by the phasing addition unit 38, and then performs envelope detection processing to perform detection. B-mode image data that is tomographic image information related to the tissue in the specimen is generated.
A DSC (digital scan converter) 48 converts (raster conversion) the B-mode image data generated by the detection processing unit 40 into image data according to a normal television signal scanning method.

画像作成部４４は、ＤＳＣ４２から入力されるＢモード画像データに階調処理等の各種の必要な画像処理を施して検査や表示に供するためのＢモード画像データを作成した後、作成された検査用又は表示用Ｂモード画像データを表示のために表示制御部２６に出力する、或いは画像メモリ４６に格納する。
画像メモリ４６は、画像作成部４４で作成された検査用Ｂモード画像データを一旦格納する。画像メモリ４６に格納された検査用Ｂモード画像データは、必要に応じて、表示部２８で表示するために表示制御部２６に読み出される。 The image creation unit 44 performs various necessary image processing such as gradation processing on the B-mode image data input from the DSC 42 to create B-mode image data for use in inspection and display, and then creates the created inspection. Or display B-mode image data is output to the display control unit 26 for display or stored in the image memory 46.
The image memory 46 temporarily stores the inspection B-mode image data created by the image creation unit 44. The inspection B-mode image data stored in the image memory 46 is read to the display control unit 26 for display on the display unit 28 as necessary.

表示制御部２６は、画像作成部４４によって画像処理が施された検査用Ｂモード画像信号に基づいて、表示部２８に超音波画像を表示させる。
表示部２８は、例えば、ＬＣＤ等のディスプレイ装置を含んでおり、表示制御部２６の制御の下で、超音波画像を表示する。 The display control unit 26 causes the display unit 28 to display an ultrasonic image based on the inspection B-mode image signal subjected to the image processing by the image creation unit 44.
The display unit 28 includes a display device such as an LCD, for example, and displays an ultrasonic image under the control of the display control unit 26.

制御部３０は、操作者により操作部３２から入力された指令に基づいて超音波検査装置１０の各部の制御を行う。
ここで、制御部３０は、操作者によって操作部３２を介して種々の情報、特に、領域設定部５０で領域を設定するために必要な情報、および、音速決定部５２で音速を決定するために必要な情報の入力が行われた際に、操作部３２から入力された上述の種々の情報を、必要に応じて、送信部１４、受信部１６、素子データ記憶部２０、画像生成部２４、表示制御部２６、領域設定部５０および音速決定部５２等の各部に供給する。 The control unit 30 controls each unit of the ultrasonic inspection apparatus 10 based on a command input from the operation unit 32 by the operator.
Here, the control unit 30 determines various information by the operator via the operation unit 32, particularly information necessary for setting a region by the region setting unit 50, and sound speed by the sound speed determination unit 52. When the necessary information is input, the above-described various information input from the operation unit 32 is transmitted as necessary to the transmission unit 14, the reception unit 16, the element data storage unit 20, and the image generation unit 24. The display control unit 26, the region setting unit 50, the sound speed determination unit 52, and the like are supplied.

操作部３２は、操作者が入力操作を行うためのものであり、キーボード、マウス、トラックボール、タッチパネル等から形成することができる。
また、操作部３２は、操作者が必要に応じて各種の情報、特に上述の領域の設定に用いられる情報、ならびに、音速決定に用いられる情報等を入力操作するための入力装置を備えている。 The operation unit 32 is for an operator to perform an input operation, and can be formed from a keyboard, a mouse, a trackball, a touch panel, and the like.
In addition, the operation unit 32 includes an input device for an operator to input various information as required, particularly information used for setting the above-described region, information used for sound speed determination, and the like. .

格納部３４は、操作部３２から入力された各種の情報等や、送信部１４、受信部１６、素子データ記憶部２０、画像生成部２４、表示制御部２６、領域設定部５０および音速決定部５２等の制御部３０で制御される各部の処理や動作に必要な情報、並びに、各部の処理や動作を実行させるための動作プログラムや処理プログラム等を格納するもので、ハードディスク、フレキシブルディスク、ＭＯ、ＭＴ、ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ等の記録媒体を用いることができる。
なお、整相加算部３８、検波処理部４０、ＤＳＣ４２、画像作成部４４、音速取得部５８、画質判定部６０、音速算出部６２及び表示制御部２６は、ＣＰＵと、ＣＰＵに各種の処理を行わせるための動作プログラムから構成されるが、それらをデジタル回路で構成してもよい。 The storage unit 34 includes various information input from the operation unit 32, the transmission unit 14, the reception unit 16, the element data storage unit 20, the image generation unit 24, the display control unit 26, the region setting unit 50, and the sound speed determination unit. 52 stores information necessary for processing and operation of each unit controlled by the control unit 30 and the like, and an operation program and processing program for executing the processing and operation of each unit. , MT, RAM, CD-ROM, DVD-ROM and other recording media can be used.
In addition, the phasing addition part 38, the detection process part 40, DSC42, the image creation part 44, the sound speed acquisition part 58, the image quality determination part 60, the sound speed calculation part 62, and the display control part 26 perform various processes to CPU and CPU. The program is composed of operation programs to be executed, but may be composed of a digital circuit.

本発明の超音波検査装置の動作、作用について説明する。
まず、領域設定部５０は、操作部３２からの入力、あるいは、制御部３０からの指示に応じて、超音波による走査を行う撮像領域に、複数の領域を設定する。また、初期音速記憶部６４には、予め設定された初期音速が記憶されている。 The operation and action of the ultrasonic inspection apparatus of the present invention will be described.
First, the region setting unit 50 sets a plurality of regions in an imaging region where scanning with ultrasound is performed in response to an input from the operation unit 32 or an instruction from the control unit 30. The initial sound speed storage unit 64 stores a preset initial sound speed.

操作者が、超音波プローブ１２を被検体の表面に当接し、測定を開始すると、送信部１４から供給される駆動信号に従って振動子アレイ３６から超音波ビームが送信され、被検体からの超音波エコーを、振動子アレイ３６が受信し、受信信号としてアナログ素子信号を出力する。
受信部１６は、各素子が出力するアナログ素子信号を１つのアナログの素子データとして出力し、Ａ／Ｄ変換部１８に供給する。Ａ／Ｄ変換部１８は、アナログの素子データをデジタルの素子データに変換して素子データ記憶部２０に供給して、記憶保持させる。 When the operator abuts the ultrasonic probe 12 on the surface of the subject and starts measurement, an ultrasonic beam is transmitted from the transducer array 36 according to the drive signal supplied from the transmission unit 14, and the ultrasonic wave from the subject is transmitted. The transducer array 36 receives the echo and outputs an analog element signal as a reception signal.
The receiving unit 16 outputs an analog element signal output from each element as one analog element data, and supplies it to the A / D converter 18. The A / D conversion unit 18 converts analog element data into digital element data, supplies the element data to the element data storage unit 20, and stores and holds the data.

素子データが記憶されると、音速決定部５２により、領域ごとの音速が決定される。
音速決定部５２の動作を、図５のフローチャートを用いて説明する。
音速決定部５２の音速取得部５８は、初期音速記憶部６４に記憶されている初期音速を読み出して、画質判定部６０に供給する。また、素子データ取得部５６は、画質を判断する領域（注目領域）に対応する素子データを読み出し、画質判定部６０に供給する。
画質判定部６０は、まず、音速取得部５８が取得した初期音速に基づく受信遅延パターンに従って、素子データ取得部５６が取得した注目領域の素子データの受信フォーカス処理を行い、受信データを生成し、深度に応じた減衰の補正を施して、包絡線検波処理を施すことにより、Ｂモード画像データを生成する。次に、生成した注目領域のＢモード画像データのシャープネス値を評価して画質を判定し、画質が良と判定された場合には、画質判定に利用した初期音速を注目領域の音速として採用し、画像生成部２４の整相加算部３８に供給する。また、画質判定の結果が否の場合には、判定結果を音速算出部６２に供給する。
音速算出部６２は、画質判定の結果が否の場合に、設定音速を網羅的に変更して、最も画質が良くなる音速を、注目領域の音速として算出し、整相加算部３８に供給する。 When the element data is stored, the sound speed determining unit 52 determines the sound speed for each region.
The operation of the sound speed determination unit 52 will be described with reference to the flowchart of FIG.
The sound speed acquisition unit 58 of the sound speed determination unit 52 reads the initial sound speed stored in the initial sound speed storage unit 64 and supplies it to the image quality determination unit 60. In addition, the element data acquisition unit 56 reads out element data corresponding to an area for determining image quality (a region of interest) and supplies the element data to the image quality determination unit 60.
The image quality determination unit 60 first performs reception focus processing of the element data of the attention area acquired by the element data acquisition unit 56 according to the reception delay pattern based on the initial sound speed acquired by the sound speed acquisition unit 58, and generates reception data. B-mode image data is generated by correcting the attenuation according to the depth and performing envelope detection processing. Next, the sharpness value of the generated B-mode image data of the attention area is evaluated to determine the image quality. If the image quality is determined to be good, the initial sound speed used for the image quality determination is adopted as the sound speed of the attention area. , And supplied to the phasing addition unit 38 of the image generation unit 24. If the image quality determination result is negative, the determination result is supplied to the sound speed calculation unit 62.
When the image quality determination result is negative, the sound speed calculation unit 62 comprehensively changes the set sound speed, calculates the sound speed that provides the best image quality as the sound speed of the region of interest, and supplies it to the phasing addition unit 38. .

画像生成部２４の整相加算部３８は、素子データ記憶部２０から素子データを読み出して、素子データ対して、画質判定部６０および音速算出部６２から供給された領域ごとの音速に基づいて、受信遅延パターンを選択して、受信フォーカス処理を施して受信データ（音線信号）を生成し、検波処理部４０に供給する。検波処理部４０は、音線信号を処理してＢモード画像信号を生成する。Ｂモード画像信号を、ＤＳＣ４２がラスター変換し、画像作成部４４が画像処理を施し、超音波画像が生成される。生成された超音波画像は、画像メモリ４６に格納されると共に、表示制御部２６により超音波画像が表示部２８に表示される。 The phasing addition unit 38 of the image generation unit 24 reads out the element data from the element data storage unit 20, and based on the sound speed for each region supplied from the image quality determination unit 60 and the sound speed calculation unit 62 with respect to the element data, A reception delay pattern is selected, reception focus processing is performed, reception data (sound ray signal) is generated, and supplied to the detection processing unit 40. The detection processing unit 40 processes the sound ray signal and generates a B-mode image signal. The DSC 42 performs raster conversion on the B-mode image signal, and the image creation unit 44 performs image processing to generate an ultrasonic image. The generated ultrasonic image is stored in the image memory 46, and the ultrasonic image is displayed on the display unit 28 by the display control unit 26.

このように本発明の超音波検査装置は、設定された複数の領域ごとに、予め設定されている初期音速値に基づいて画像を生成した場合の画質を判定して、画質判定の結果が良であれば、初期音速値を該当する領域の音速として採用するので、複数の設定音速で、網羅的に画質判定のための指標を求めて、判定結果が最も良くなる設定音速を求める必要がないため、短時間で、領域ごとの適切な音速値を求めることができる。
また、初期音速に基づく画質判定の結果が否となった場合には、該当する領域の最適な音速を求めるので、高画質な画像を得ることができる。
以上から、本発明の超音波検査装置は、領域ごとの適切な音速値を短時間で求めることができ、フレームレートを低下させることなく、高精度な超音波画像を構築することができる。 As described above, the ultrasonic inspection apparatus of the present invention determines the image quality when an image is generated based on the preset initial sound velocity value for each of a plurality of set areas, and the result of the image quality determination is good. If so, since the initial sound speed value is adopted as the sound speed of the corresponding region, it is not necessary to obtain an index for comprehensive image quality determination with a plurality of set sound speeds and to obtain a set sound speed that provides the best determination result. Therefore, an appropriate sound speed value for each region can be obtained in a short time.
Further, when the result of the image quality determination based on the initial sound speed is negative, the optimum sound speed in the corresponding area is obtained, so that a high-quality image can be obtained.
As described above, the ultrasonic inspection apparatus of the present invention can obtain an appropriate sound speed value for each region in a short time, and can construct a highly accurate ultrasonic image without reducing the frame rate.

なお、上記実施例においては、画質判定部６０は、注目領域の画像を生成して、画像に基づく評価指標（シャープネス値等）を求めて画質を評価する構成としたが、本発明はこれに限定はされず、注目領域の画像を生成せずに、注目領域の素子データから画質の判定を行ってもよい。すなわち、複数の設定音速毎に、素子データに受信フォーカス処理を施して、フォーカス指標を求めて、フォーカス指標に基づいて最適な音速を決定する構成としてもよい。
フォーカス指標の算出方法および判定方法としては、例えば、特開２０１１−９２６８６号公報に記載の方法を利用することができる。 In the above embodiment, the image quality determination unit 60 is configured to generate an image of the region of interest and obtain an evaluation index (sharpness value, etc.) based on the image to evaluate the image quality. There is no limitation, and the image quality may be determined from the element data of the attention area without generating the image of the attention area. That is, a configuration may be adopted in which reception focus processing is performed on element data for each of a plurality of set sound speeds, a focus index is obtained, and an optimum sound speed is determined based on the focus index.
As a focus index calculation method and determination method, for example, a method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-92686 can be used.

また、上記実施例においては、画質判定部６０は、画質の判定を行うための画像を生成する機能を有する構成としたが、本発明はこれに限定はされず、画像生成部２４において、画質判定用の画像を生成して、画質判定部６０において判定する構成としてもよい。この場合は、画質判定の結果ＮＧとされた領域については、音速算出部６２が算出した音速に基づいて、再度、画像生成部２４が画像を生成し、全体の超音波画像を生成すればよい。
また、画質判定部による判定結果が良の領域では、画質の判定に利用した画像を、超音波画像に利用してもよい。 In the above embodiment, the image quality determination unit 60 has a function of generating an image for determining the image quality. However, the present invention is not limited to this, and the image generation unit 24 performs image quality determination. It is good also as a structure which produces | generates the image for determination and determines in the image quality determination part 60. FIG. In this case, with respect to the region determined to be NG as a result of the image quality determination, the image generation unit 24 may generate an image again based on the sound speed calculated by the sound speed calculation unit 62 to generate the entire ultrasonic image. .
In an area where the determination result by the image quality determination unit is good, an image used for determining the image quality may be used for the ultrasonic image.

また、上記実施例においては、初期音速記憶部６４が記憶する初期音速は、予め設定されているものとしたが、本発明はこれに限定はされず、初期音速記憶部６４が記憶されている初期音速を、適宜、更新するようにしてもよい。例えば、音速決定部５２が決定した各領域の音速の平均値等を、次フレームでの初期音速に設定してもよい。
また、記憶される初期音速を更新するタイミングにも、特に限定はなく、毎フレームごとや所定のフレーム間隔で、初期音速の更新を行ってもよいし、画質判定部６０による画質判定の結果ＮＧとなった領域の数が所定数を超えた場合に、初期音速を更新するようにしてもよい。 In the above embodiment, the initial sound speed stored in the initial sound speed storage unit 64 is set in advance. However, the present invention is not limited to this, and the initial sound speed storage unit 64 is stored. The initial sound speed may be updated as appropriate. For example, the average value of the sound speed of each region determined by the sound speed determination unit 52 may be set as the initial sound speed in the next frame.
Also, the timing for updating the stored initial sound speed is not particularly limited, and the initial sound speed may be updated every frame or at a predetermined frame interval, or the result of image quality determination by the image quality determination unit 60 is NG. The initial sound speed may be updated when the number of regions that have become more than a predetermined number.

また、上記実施例においては、初期音速を取得して画質判定を行い、判定結果が否の場合には、音速算出部６２により、注目領域の最適な音速を算出する構成としたが、これに限定はされず、判定結果が否の場合には、判定結果を表示部２８に表示して、操作者に警告を行う構成としてもよい。この場合は、音速の算出を行わせるか否かは、操作者が決定すればよい。 In the above embodiment, the initial sound speed is acquired and the image quality is determined. If the determination result is negative, the sound speed calculation unit 62 calculates the optimum sound speed of the attention area. There is no limitation, and if the determination result is negative, the determination result may be displayed on the display unit 28 to warn the operator. In this case, the operator may determine whether or not to calculate the sound speed.

また、本実施形態の超音波検査装置は、図示を省略した制御部に付属したメモリに格納された信号処理プログラムによって制御される。すなわち、制御部によってメモリから信号処理プログラムが読み出され、該信号処理プログラムに従って、領域が設定され、設定された領域に対して順次、画質判定を行って音速を決定する機能が実行される。 Further, the ultrasonic inspection apparatus of the present embodiment is controlled by a signal processing program stored in a memory attached to a control unit (not shown). That is, the signal processing program is read from the memory by the control unit, the area is set according to the signal processing program, and the function of determining the sound speed by sequentially determining the image quality for the set area is executed.

なお、超音波検査装置の信号処理プログラムは、このように制御部に付属のメモリに格納されるものに限定されず、該信号処理プログラムを、例えば、ＣＤ−ＲＯＭなど、本超音波検査装置に着脱可能に構成されるメモリ媒体（リムーバブル媒体）に記録しておき、リムーバブル媒体に対応するインターフェイスを介して本装置に読み込むように構成してもよい。 Note that the signal processing program of the ultrasonic inspection apparatus is not limited to the one stored in the memory attached to the control unit in this way, and the signal processing program is stored in the ultrasonic inspection apparatus such as a CD-ROM. The information may be recorded on a memory medium (removable medium) configured to be detachable and read into the apparatus via an interface corresponding to the removable medium.

以上、本発明の超音波検査装置、超音波検査装置の信号処理方法およびプログラム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。 As described above, the ultrasonic inspection apparatus of the present invention, the signal processing method of the ultrasonic inspection apparatus, and the program have been described in detail, but the present invention is not limited to the above examples, and in a range not departing from the gist of the present invention. Of course, various improvements and modifications may be made.

１０超音波検査装置
１２超音波プローブ
１４送信部
１６受信部
１８Ａ／Ｄ変換部
２０素子データ記憶部
２４画像生成部
２６表示制御部
２８表示部
３０制御部
３２操作部
３４格納部
３６振動子アレイ
３８整相加算部
４０検波処理部
４２ＤＳＣ
４４画像作成部
４６画像メモリ
５０領域設定部
５２音速決定部
５６素子データ取得部
５８音速取得部
６０画質判定部
６２音速算出部
６４初期音速記憶部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Ultrasonic inspection apparatus 12 Ultrasonic probe 14 Transmission part 16 Reception part 18 A / D conversion part 20 Element data storage part 24 Image generation part 26 Display control part 28 Display part 30 Control part 32 Operation part 34 Storage part 36 Vibrator array 38 Phase adjusting and adding unit 40 Detection processing unit 42 DSC
44 Image creation section 46 Image memory 50 Area setting section 52 Sound speed determination section 56 Element data acquisition section 58 Sound speed acquisition section 60 Image quality determination section 62 Sound speed calculation section 64 Initial sound speed storage section

Claims

超音波ビームを用いて検査対象物を検査する超音波検査装置であって、
前記検査対象物内に複数の領域を設定する領域設定部と、
前記領域の音速を算出する音速算出部と、
予め設定された初期音速を記憶する初期音速記憶部と、
前記領域設定部が設定した各前記領域において、前記初期音速記憶部に記憶されている前記初期音速に基づいた場合の画質を判定する画質判定部と、を備え、
各前記領域において、前記画質判定部の判定結果が良の場合には、前記初期音速を該領域の音速として採用し、判定結果が否の場合には、前記音速算出部によって該領域の音速を算出することを特徴とする超音波検査装置。 An ultrasonic inspection apparatus that inspects an inspection object using an ultrasonic beam,
An area setting unit for setting a plurality of areas in the inspection object;
A sound speed calculation unit for calculating the sound speed of the region;
An initial sound speed storage section for storing a preset initial sound speed;
An image quality determination unit that determines image quality based on the initial sound speed stored in the initial sound speed storage unit in each of the areas set by the area setting unit;
In each region, when the determination result of the image quality determination unit is good, the initial sound speed is adopted as the sound speed of the region, and when the determination result is negative, the sound speed calculation unit calculates the sound speed of the region. An ultrasonic inspection apparatus characterized by calculating.

前記初期音速記憶部は、複数の前記初期音速を記憶しておき、操作部からの入力に基づいて、前記画質判定部による画質判定に使用する前記初期音速を選択する請求項１に記載の超音波検査装置。 The supersonic sound storage unit according to claim 1, wherein the initial sound speed storage unit stores a plurality of the initial sound speeds, and selects the initial sound speed used for image quality determination by the image quality determination unit based on an input from an operation unit. Sonographic equipment.

前記初期音速記憶部に記憶される前記初期音速は、生体内の音速に近い値である請求項１または２に記載の超音波検査装置。 The ultrasonic inspection apparatus according to claim 1, wherein the initial sound speed stored in the initial sound speed storage unit is a value close to a sound speed in a living body.

前記生体内の音速に近い値は、１４００〜１７００ｍ／ｓの間の値である請求項３に記載の超音波検査装置。 The ultrasonic inspection apparatus according to claim 3, wherein the value close to the sound speed in the living body is a value between 1400 and 1700 m / s.

前記生体内の音速に近い値は、１４５０〜１５５０ｍ／ｓの間の値である請求項３または４に記載の超音波検査装置。 The ultrasonic inspection apparatus according to claim 3 or 4, wherein the value close to the sound speed in the living body is a value between 1450 and 1550 m / s.

前記画質判定部は、前記初期音速に基づいて生成した画像のシャープネス、輝度、コントラスト、周波数のいずれかに基づいて画質判定を行う請求項１〜５のいずれかに記載の超音波検査装置。 The ultrasonic inspection apparatus according to claim 1, wherein the image quality determination unit performs image quality determination based on any one of sharpness, brightness, contrast, and frequency of an image generated based on the initial sound velocity.

前記画質判定部は、前記初期音速に基づいて生成した前記領域の整相加算後の受信データに基づいて生成した基準データと、整相加算前の受信データとの類似性を評価して画質判定を行う請求項１〜６のいずれかに記載の超音波検査装置。 The image quality determination unit evaluates the similarity between the reference data generated based on the reception data after the phasing addition of the region generated based on the initial sound velocity and the reception data before the phasing addition, and determines the image quality. The ultrasonic inspection apparatus according to claim 1, wherein:

前記画質判定部の判定結果に基づいて、前記初期音速記憶部に記憶される前記初期音速を再設定する請求項１〜７のいずれかに記載の超音波検査装置。 The ultrasonic inspection apparatus according to claim 1, wherein the initial sound speed stored in the initial sound speed storage unit is reset based on a determination result of the image quality determination unit.

振動子アレイの各素子が超音波エコーを受信して出力する素子データを記憶する素子データ記憶部を有する請求項１〜８のいずれかに記載の超音波検査装置。 The ultrasonic inspection apparatus according to claim 1, further comprising an element data storage unit that stores element data that each element of the transducer array receives and outputs an ultrasonic echo.

超音波ビームを用いて検査対象物を検査する超音波検査装置の信号処理方法であって、
前記検査対象物内に複数の領域を設定する領域設定ステップと、
前記領域の音速を算出する音速算出ステップと、
前記領域設定ステップで設定した各前記領域において、予め記憶されている初期音速に基づいた場合の画質を判定する画質判定ステップと、を備え、
各前記領域において、前記画質判定ステップの判定結果が良の場合には、前記初期音速を該領域の音速として採用し、判定結果が否の場合には、前記音速算出ステップによって該領域の音速を算出することを特徴とする超音波検査装置の信号処理方法。 A signal processing method of an ultrasonic inspection apparatus that inspects an inspection object using an ultrasonic beam,
An area setting step for setting a plurality of areas in the inspection object;
A sound speed calculating step for calculating the sound speed of the area;
In each of the areas set in the area setting step, an image quality determination step for determining image quality based on an initial sound speed stored in advance is provided.
In each of the areas, when the determination result of the image quality determination step is good, the initial sound speed is adopted as the sound speed of the area, and when the determination result is negative, the sound speed of the area is determined by the sound speed calculation step. A signal processing method for an ultrasonic inspection apparatus, characterized by:

超音波ビームを用いて検査対象物を検査する超音波検査装置の信号処理をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記検査対象物内に複数の領域を設定する領域設定ステップと、
前記領域の音速を算出する音速算出ステップと、
前記領域設定ステップで設定した各前記領域において、予め記憶されている初期音速に基づいた場合の画質を判定する画質判定ステップと、を備え、
各前記領域において、前記画質判定ステップの判定結果が良の場合には、前記初期音速を該領域の音速として採用し、判定結果が否の場合には、前記音速算出ステップによって該領域の音速を算出することを特徴とする超音波検査装置の信号処理プログラム。 A program that causes a computer to execute signal processing of an ultrasonic inspection apparatus that inspects an inspection object using an ultrasonic beam,
An area setting step for setting a plurality of areas in the inspection object;
A sound speed calculating step for calculating the sound speed of the area;
In each of the areas set in the area setting step, an image quality determination step for determining image quality based on an initial sound speed stored in advance is provided.
In each of the areas, when the determination result of the image quality determination step is good, the initial sound speed is adopted as the sound speed of the area, and when the determination result is negative, the sound speed of the area is determined by the sound speed calculation step. A signal processing program for an ultrasonic inspection apparatus, characterized by: