(57)【要約】【課題】固定アーチファクトを除去するとともに弁のにじみの虚像部分を除去して超音波断層像を生成する超音波診断装置を提供する。【解決手段】被検体の断面を超音波でフレーム周期に対応して走査する超音波プローブ００１及び送受信部００２と、複数のフレームに対応して得られた時系列的な受信信号を用いて、断面内の複数の箇所に関する受信信号から低周波成分を減衰させるフィルタ処理部００５と、受信信号の振幅と低周波成分を減衰させた信号の振幅とを比較し、振幅が小さい方の信号を出力する比較部００６と、比較部００６からの出力信号に基づいて被検体の形態画像を生成する画像生成部００８とを備えた。【選択図】図１
2010125118.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の断面を超音波でフレーム周期に対応して走査する走査手段と、
前記走査手段からの複数のフレームに対応して得られた時系列的な受信信号を用いて、前記断面内の複数の箇所に関する受信信号から低周波成分を減衰させるフィルタ手段と、
前記受信信号の振幅と前記低周波成分を減衰させた信号の振幅とを比較し、前記振幅の小さい方の信号を出力する振幅比較手段と、
前記振幅比較手段からの出力信号に基づいて前記被検体の形態画像を生成する画像生成手段と、
を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記画像生成手段は、前記振幅比較手段から入力された信号に対し検波を行う検波器を有し、
前記フィルタ手段及び前記振幅比較手段は、前記走査手段と前記検波器との間に配置され、
前記フィルタ手段は前記検波器に前記信号を出力する、
ことを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記受信手段からの受信信号に対し検波を行う検波器をさらに備え、
前記フィルタ手段及び前記振幅比較手段は、前記検波器と前記画像生成手段との間に配置され、
前記フィルタ手段は、前記検波器から入力された検波後の受信信号の低周波成分を減衰させ、
前記振幅比較手段は、検波後の前記受信信号及び前記低周波成分を減衰させた信号の振幅を比較し、前記振幅の小さい方の信号を前記画像生成手段へ出力する、
ことを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
被検体の断面を超音波でフレーム周期に対応して走査する走査段階と、
前記走査段階における複数のフレームに対応して得られた時系列的な受信信号を用いて、前記断面内の複数の箇所に関する受信信号から低周波成分を減衰させるフィルタ段階と、
前記受信信号の振幅と前記低周波成分を減衰させた信号の振幅とを比較し、前記振幅の小さい方の信号を出力する振幅比較段階と、
前記振幅比較段階における出力信号に基づいて前記被検体の形態画像を生成する画像生成段階と、
を有することを特徴とする超音波診断装置制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体の断面を超音波で走査して得られる受信信号に含まれる位相情報と振幅情報との少なくとも一方に基づいて超音波断層像を生成する超音波診断装置及び超音波診断装置制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
組織分布を表す断層像、つまりＢモード像の生成には、受信信号の振幅検波と、対数圧縮という２つの非線形処理が必要である。被検体内に放射された超音波は音響インピーダンスの境界で反射する。この反射強度は音響インピーダンスの差に比例する。送信超音波を搬送波として見れば、反射現象は振幅変調に等価的である。したがって、受信信号の振幅を検波することにより、組織情報を取り出すことができる。なお、振幅検波としては、受信信号が非常に小さいことから非線形の２乗検波方式が採用されている。対数圧縮とは、例えば２20もある受信信号のダイナミックレンジを比較的小さい回路上のダイナミックレンジ、実質的にはモニタのダイナミックレンジに圧縮する処理である。
【０００３】
特定の超音波画像診断では、胸壁や肋骨等の比較的動きの遅い部位を抑制し、心臓壁等の比較的動きの速い部位だけを強調することが望まれている。このため従来では、図６に示すように、高域通過型フィルタ（ＨＰＦ）０１４を検波器００９及び対数圧縮器０１０の後段に配置し、断面内の複数のサンプル点の各々に関するディジタル信号の時間変化から比較的低周波の固定エコー成分（以下では「固定アーチファクト」という。）を減衰し、比較的高周波の信号エコー成分を強調することが提案されている。ここで、図６は従来例に係る超音波師団装置のブロック図である。
【０００４】
しかし検波器００９および対数圧縮器０１０を透過した画像データは、既に非線形処理を受けているので、固定アーチファクトを除去して、信号エコー成分だけを高精度で取り出すことができず、したがって診断対象部分が明瞭に抽出されないという不具合があった。
【０００５】
一方、非線形処理を受ける前の受信信号に対してフィルタ手段でフィルタ処理を施すことにより、特定周波数成分を十分減衰することができ、固定のアーチファクトを除去し、診断上有益な部分だけを鮮明に表示することを目的とした技術（例えば、特許文献１参照。）がある。この超音波診断装置は心時相に応じてより最適なフィルタ特性を得ることも目的としており、ＥＣＧ信号に同期させて時間的にフィルタ特性を変化させるものであって、主に壁運動速度が大きい時相と壁運動が停止する時相とでは除去したい固定エコー成分と信号エコー成分の変動速度（周波数）が異なるという先験的な情報を利用し、予め設定されたフィルタ特性の時間変化パターンに従ってフィルタ特性を変化させるものである。
【０００６】
【特許文献１】特願平７−１７３３９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に記載されているような技術では、各フレームに対しフィルタ処理を施した後に、複数枚のフレームを重畳表示するために、動きの速い心臓の弁などの信号に対しては残像（これを「弁のにじみの虚像」ということがある。）が表示されてしまい、弁のにじみの虚像を含む画像が生成されてしまう。そのため、そのような画像を画像診断に用いた場合、弁機能の評価が困難になるという問題があった。そのため、医師や操作技師などの操作者は、心筋の評価の場合にはフィルタをＯｎにし、弁機能の評価の場合にはフィルタをＯｆｆにするといったように、診断の目的に応じてフィルタのＯｎ／Ｏｆｆを切り替える必要があり、操作が煩雑になってしまうという問題があった。
【０００８】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、固定アーチファクトを除去するとともに弁のにじみの虚像部分を除去して超音波断層像を生成する超音波診断装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の超音波診断装置は、被検体の断面を超音波でフレーム周期に対応して走査する走査手段と、前記走査手段からの複数のフレームに対応して得られた時系列的な受信信号を用いて、前記断面内の複数の箇所に関する受信信号から低周波成分を減衰させるフィルタ手段と、前記受信信号の振幅と前記低周波成分を減衰させた信号の振幅とを比較し、前記振幅の小さい方の信号を出力する振幅比較手段と、前記振幅比較手段からの出力信号に基づいて前記被検体の形態画像を生成する画像生成手段と、を備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項４に記載の超音波診断装置制御方法は、被検体の断面を超音波でフレーム周期に対応して走査する走査段階と、前記走査段階における複数のフレームに対応して得られた時系列的な受信信号を用いて、前記断面内の複数の箇所に関する受信信号から低周波成分を減衰させるフィルタ段階と、前記受信信号の振幅と前記低周波成分を減衰させた信号の振幅とを比較し、前記振幅の小さい方の信号を出力する振幅比較段階と、前記振幅比較段階における出力信号に基づいて前記被検体の形態画像を生成する画像生成段階と、を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の超音波診断装置及び請求項４に記載の超音波診断装置制御方法は、走査線上の各点において受信信号とフィルタ処理を施された信号のうちの振幅が小さい方の信号を使用して超音波断層像を生成する構成である。これにより、フィルタ処理されたデータのうち現在の断層像データにはない弁のにじみの虚像部分は現在の断層像データでの対応する部分に比べて振幅が大きい（輝度が高い／信号の強度が強い）ため、フィルタ処理されたデータにおける弁のにじみの虚像部分のデータは使用されず、現在の断層像データでのなにも存在しない部分が表示されることで、弁のにじみの虚像部分を超音波断層像から除去することができる。これにより、医師などは診察目的に応じたフィルタ処理のＯｎ／Ｏｆｆを行う手間が省け、固定アーチファクトを除いた超音波断層像で且つ弁機能の評価に適した超音波断層像を容易に生成することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
〔第１の実施形態〕
以下、この発明の第１の実施形態に係る超音波診断装置について説明する。図１は本実施形態に係る超音波診断装置の機能を表すブロック図である。ここでは、スキャン方式（走査方式）としてセクタ電子スキャン方式が採用されているものとして説明するが、リニア電子スキャン方式やコンベックススキャン方式でもよい。
【００１３】
超音波プローブ００１の先端には、機械振動と電気信号とを可逆的に変換する複数の圧電素子が一次元的に配列され、装備される。この圧電素子１つに対し、被検体の断面を走査する時の１チャンネルが割り当てられている。これは、隣り合う複数の圧電素子が１つのチャンネルに相当するような構成でもよい。超音波プローブ００１は、送信時には後述する送受信部００２の送信系００３に接続され、受信時には受信系００４に接続される。
【００１４】
超音波プローブ００１は、後述する送信系００３からパルス電圧が圧電素子に印加されることにより、超音波ビームが送信系００３で決定された遅延時間に応じた方向に発射される。
【００１５】
超音波は被検体内の音響インピーダンスの境界で反射する。この反射波は超音波プローブ００１の圧電素子で受波され、電気信号（電圧信号）に変換される。超音波プローブ００１は、生成した電気信号を受信系００４へ出力する。
【００１６】
送受信部００２は、送信系００３及び受信系００４を有する。
【００１７】
送信系００３は、図示しないが、クロック発生機、分周器、送信遅延回路、パルサを有する。クロック発生機で発生されたクロックパルスは、分周器で例えば６ＫＨｚのレートパルスに分周される。分周器から出力されるレートパルスは、分配器でチャンネル数分に分配される。分配器から出力されるレートパルスは、送信遅延回路でチャンネル毎に異なる遅延時間を与えられる。各チャンネルの遅延時間は、超音波をビーム状に集束するために必要な遅延時間と、超音波ビームの送信方向に応じた遅延時間とで決定される。
【００１８】
後者の遅延時間を変化させていくことにより、被検体の扇状の断面を超音波ビームでスキャンすることが可能である。送信遅延回路から出力される各チャンネルのレートパルスは、チャンネル毎に設けられたパルサにトリガとして供給される。パルサは、レートパルスを受けたタイミングで、各々対応するチャンネルの圧電素子にパルス電圧を印加する。
【００１９】
受信系００４は、超音波プローブ００１の圧電素子から電気信号をチャンネル毎に入力を受ける。受信系００４は、図示しないが、プリアンプ、アナログディジタル（Ａ／Ｄ）変換器、受信遅延回路、及び加算器を有する。プリアンプ、アナログディジタル変換器、受信遅延回路、及び加算器はすべて線形回路として構成される。
【００２０】
プリアンプは、電気信号をチャンネル毎に増幅する。アナログディジタル変換器は、増幅された各チャンネルの電気信号を、１本の走査線に対して例えば、０．５ｍｍ間隔に相当するサンプリング周波数でサンプリングし、サンプル点毎にディジタル信号に変換する。ディジタル信号は、受信遅延回路でチャンネル毎に異なる遅延時間を与えられる。
【００２１】
各チャンネルの遅延時間は、超音波をビーム状に集束するために必要な遅延時間と、反射波の受信方向に応じた遅延時間とで決定される。通常、送信方向と受信方向とは同一に設定される。受信遅延回路から出力される各チャンネルのディジタル信号は、加算器で加算される。これにより特定方向からの反射成分が強調された受信信号が得られる。受信信号には、組織間の音響インピーダンスの差を反映した振幅情報と、反射体の動き（移動速度）を反映した位相情報とが含まれる。受信系００４から出力される受信信号は、画像生成部００８の検波器００９に送られる。
【００２２】
以上で説明した、超音波プローブ００１、及び送信系００３並びに受信系００４を含む送受信部００２を合わせたものが本発明における「走査手段」にあたる。
【００２３】
画像生成部００８は、検波器００９及び対数圧縮器０１０を備えている。検波器００９は、振幅変調を受けた受信信号の振幅を検波する。これにより、振幅情報が取り出される。なお、検波器００９としては、受信信号が非常に小さいことから非線形の２乗検波方式のものが採用される。検波器００９から出力される信号は、非線形回路としての対数圧縮器０１０に送られる。対数圧縮器０１０は、例えば２20もある受信信号のダイナミックレンジを比較的狭い回路上のダイナミックレンジ、実質的には表示制御部０１１及び表示部０１２が扱える比較的狭いダイナミックレンジに圧縮し、組織分布を反映したＢモード像の画像データを生成する。この画像生成部００８が本発明における「画像生成手段」にあたる。
【００２４】
画像生成部００８により生成される画像データは振幅情報のみ反映し、位相情報は反映していない。この点で画像データは、両情報を含む受信信号と完全に区別されるべきであり、振幅情報と位相情報とを有する受信信号は、非線形処理を受ける前の信号として定義される。画像データは表示制御部０１１へ出力される。
【００２５】
表示制御部０１１は、画像生成部００８より入力された画像データをＢモード像として表示部０１２に濃淡表示させる。
【００２６】
フィルタ処理部００５は、非線形回路を含む画像生成部００８の前段の、受信系００４と検波器００９との間に設けられる。またフィルタ処理部００５は、受信系００４から得られた時系列的な受信信号を用い、断面内の至る箇所に関する任意のフィルタ特性を算出し、特定の周波成分を減衰する高域通過型のディジタルフィルタとして構成される。このフィルタ処理部００５が本発明における「フィルタ手段」にあたる。
【００２７】
フィルタ処理部００５は、走査線上の複数のサンプル点の各々に関するディジタル信号の時間変化（時間信号）から低周波成分を減衰し、高周波成分を通過させるための高域通過型のディジタルフィルタとして構成される。このフィルタは受信信号のうち低周波成分を減衰することで固定アーチファクトを除去し、信号エコー成分だけを取り出すためのフィルタである。そして、フィルタ処理部００５は、図２（ａ）、（ｂ）に示すようなカットオフ周波数ｆｃｕｔとして定義される複数のフィルタ特性を有している。これは、図２（ａ）、（ｂ）に示すように固定エコー成分及び信号エコー成分のエリアが異なる場合があるため、そのような異なるエリアそれぞれで固定エコー成分を除去するために複数のフィルタ特性のフィルタを用意している。そして、フィルタ処理部００５は、その複数のフィルタ特性の任意の一つで動作可能に構成されている。
【００２８】
フィルタ処理部００５は、メモリなどの記憶領域を有している。そして、フィルタ処理部００５は、該記憶領域に現在のフレームから見て２フレーム前までの各フレームのディジタル信号を記憶している。そして、同じサンプル点に関する現在のディジタル信号ｘｉ、１フレーム前のディジタル信号ｘｉ−１、２フレーム前のディジタル信号ｘｉ−２、に対しカットオフ周波数ｆｃｕｔより低い周波数成分を減衰し、各信号を加算する。すなわち、このフィルタ処理は各フレーム間の同じサンプル点に対しフィルタをかける処理を行う。このフィルタ処理部００５による加算結果は、フィルタ特性に応じたカットオフ周波数ｆｃｕｔより低い低周波成分が減衰された当該サンプル点のディジタル信号ｙｉとして画像生成部００８に出力される（このフィルタ処理部００５によるフィルタ処理の詳細は本願出願人に係る特許第３８８７０４０に記載の超音波診断装置を参照。）。図３は現在のフレームの画像及び低周波部分を減衰した画像を説明するための図である。画像３００が現在のフレームの画像を示し、画像３０５が１つ前のフレームの画像、画像３０６が２つ前のフレームの画像を示す。この画像３００、画像３０５、及び画像３０６は、低周波成分を減衰させる前の画像であるため、固定アーチファクト３０９が残っている。そして、画像３０７は低周波部分を減衰した画像である。画像３０７は、画像３００、画像３０５、及び画像３０６のそれぞれの低周波部分を減衰したものに、係数を掛けて加算することで生成される。これにより、画像３０７は、固定アーチファクト３０９が除去されている。しかし、前述の加算の結果、画像３０７のように、低周波部分を減衰した画像は、現在のフレームの画像３００と異なり弁のにじみの虚像３０８が表示されてしまう。（詳細は後述する。）
【００２９】
切替器００７は、受信系００４と検波器００９との間で、フィルタ処理部００５をバイパスするかしないかの切り替えを行うものである。すなわち、切替器００７は受信信号が受信系００４からフィルタ処理部００５を介して検波器００９に供給される第１の状態と、受信信号が受信系００４から検波器００９に直接的に供給される第２の状態とを切り替える。
【００３０】
比較部００６は、ＣＰＵで構成されている。比較部００６は、受信系００４より出力された特定のサンプル点のディジタル信号ｘｉとフィルタ処理部００５より出力された低周波成分が減衰された該特定のサンプル点のディジタル信号ｙｉとを取得する。そして、比較部００６は、ｘｉの振幅とｙｉの振幅とを比較する。ここで、各ディジタル信号の振幅は信号の強さであり、超音波断層像としてビジュアル化された場合における輝度にあたる。比較部００６は、ｘｉがｙｉより大きい（ｘｉ＞ｙｉ）場合、切替器００７を第１の状態に切り替えてフィルタ処理部００５を介したディジタル信号を画像生成部００８へ出力させる。また、比較部００６は、ｙｉがｘｉ以上（ｘｉ≦ｙｉ）の場合、切替器００７を第２の状態に切り替えて受信系００４からの直接のディジタル信号を画像生成部００８へ出力させる。ここで、ディジタル信号の振幅の比較の一例としては、具体的には受信系００４及びフィルタ処理部００５から出力された信号は同相成分と直交成分を含むＩ／Ｑ信号であり、それぞれの信号に対し（Ｉ２＋Ｑ２）１／２を算出し、その算出した値の大きさを比較することで比較を行うことが可能である。
【００３１】
本来同じサンプル点におけるディジタル信号の場合、フィルタ処理部００５を通過したディジタル信号は、低周波成分が減衰されているため、そのサンプル点が同じ状態であれば、元のディジタル信号と比較して振幅は小さくなっているはずである。（より詳しくは、フィルタ処理部００５でのフィルタ処理では各フレームにおけるサンプル点に係数を掛けて加算を行っているため、低周波成分が減衰した分が元の信号に比較して振幅が小さくなっているといえる。）しかし、弁は高速で動くため、現在のフレームでは存在しないはずの弁がフィルタ処理部００５での弁のにじみの虚像部分として表示される。そのため、弁のにじみの虚像部分ではフィルタ処理部００５を経由したディジタル信号のほうが直接受信系００４からうけたディジタル信号よりも振幅が大きくなる。そのため、振幅が小さい方の信号を使用することで、弁のにじみの虚像部分を除去することが可能となる。
【００３２】
ここで、図３を参照して各点における振幅の大きさの比較について具体的に説明する。画像３００と画像３０７における点３０１ａと点３０１ｂ、点３０２ａと点３０２ｂ、点３０３ａと点３０３ｂ、はそれぞれの画像における同じサンプル点である。そして、点３０１ａと点３０１ｂは心臓以外の何もない部分の点、点３０２ａと点３０２ｂは心臓の弁３０４の上の点、点３０３ａは心臓以外の何もない部分の点、点３０３ｂは心臓の弁のにじみの虚像３０８の上の点である。点３０１ａと点３０１ｂは心臓以外の何もない部分の点であるため、低周波成分が減衰されている分、点３０１ｂにおけるディジタル信号の振幅の方が小さくなる。したがって、比較部００６は、点３０１ａと点３０１ｂを比較した場合、切替器００７を第１の状態に切り替えて、画像３０７の点３０１ｂにおけるディジタル信号を画像生成部００８へ出力する。また、点３０２ａと点３０２ｂも同様にいずれも心臓の弁３０４の上の点であるため、低周波成分が減衰されている分、点３０２ｂにおけるディジタル信号の振幅の方が小さくなる。したがって、比較部００６は、点３０２ａと点３０２ｂを比較した場合、切替器００７を第１の状態に切り替えて、画像３０７の点３０２ｂにおけるディジタル信号を画像生成部００８へ出力する。これに対し、点３０３ａは心臓以外の何もない部分の点であるためディジタル信号の振幅は非常に小さいが、点３０３ｂは心臓の弁のにじみの虚像３０８の上の点であるためディジタル信号の振幅が大きい。そのため、比較部００６は、点３０３ａと点３０３ｂを比較した場合、切替器００７を第２の状態に切り替えて、画像３００の点３０３ａにおけるディジタル信号を画像生成部００８へ出力する。この様にすることで、弁のにじみの虚像部分では現在のフレームのデータが使用され、他の部分では低周波成分を減衰したデータが使用されるため、アーチファクトの影響を除くとともに弁のにじみの虚像部分を除いた超音波断層像が生成できることになる。
【００３３】
ここで、切替器００７として、図１では物理的な切り替え装置として図示しているが、実際の切り替え方法の一例としては、メモリなどの記憶領域を有し、受信系００４からの現在のフレームにおけるディジタル信号及びフィルタ処理部００５からの低周波成分を減衰したデータのディジタル信号を記憶しておき、比較部００６の指示に応じて現在のフレームにおけるディジタル信号又は低周波成分を減衰したデータのディジタル信号のいずれかを画像生成部００８に出力することで出力するディジタル信号の切り替えを行うといった方法が用いられる。
【００３４】
この比較部００６及び切替器００７を合わせたものが本発明における「振幅比較手段」にあたる。
【００３５】
制御部０１３は、ＣＰＵで構成されている。そして、制御部０１３を介して各機能部間のデータの送受信が行われる。さらに、制御部０１３は、各機能部の動作のタイミングなどの制御を行う。また、制御部０１３により、操作者により選択されたフィルタ特性がフィルタ処理部００５に適用されるようにフィルタ処理部００５を制御する。
【００３６】
次に、図４を参照して本実施形態に係る超音波診断装置による１フレーム分の超音波断層像の生成の動作について説明する。図４は、本実施形態に係る超音波診断装置による１フレーム分の超音波断層像の生成のフローチャートの図である。
【００３７】
ステップＳ００１：送受信部００２の送信系００３で生成したパルス信号を超音波プローブ００１に送信し、圧電素子で超音波に変換して被検体に照射し、音響インピーダンスの境界で反射した超音波エコーを圧電素子で受信し電気信号に変換して受信系００４に入力することで超音波の送受信を行う。
【００３８】
ステップＳ００２：フィルタ処理部００５は、受信系００４から出力されたディジタル信号Ｘｉに対しフィルタ処理を行う。
【００３９】
ステップＳ００３：比較部００６は、受信系００４から出力されたディジタル信号Ｘｉとフィルタ処理部００５から出力されたディジタル信号Ｙｉとを比較する。
【００４０】
ステップＳ００４：比較部００６は、ディジタル信号Ｘｉがディジタル信号Ｙｉより大きい（Ｘｉ＞Ｙｉ）か否かを判断する。Ｘｉ≦Ｙｉの場合には、ステップＳ００５に進む。Ｘｉ＞Ｙｉの場合には、ステップＳ００６に進む。
【００４１】
ステップＳ００５：比較部００６は、切替器００７を第１状態に切り替え、フィルタ処理部００５から出力されたディジタル信号Ｙｉを画像生成部００８へ出力する。
【００４２】
ステップＳ００６：比較部００６は、切替器００７を第２状態に切り替え、受信系００４から出力されたディジタル信号Ｘｉを画像生成部００８へ出力する。
【００４３】
ステップＳ００７：制御部０１３は、１フレーム分の走査が終了したか否かを判断する。１フレーム分の走査が終了した場合には、ステップＳ００８へ進む。１フレーム分の操作が終了していない場合には、ステップＳ００１へ戻る。
【００４４】
ステップＳ００８：画像生成部００８は、入力されたディジタル信号Ｘｉ及びディジタル信号Ｙｉを基に超音波断層像の画像データを生成する。画像生成部００８は、生成した画像データを表示制御部０１１へ出力する。
【００４５】
ステップＳ００９：表示制御部０１１は、画像生成部００８から入力された超音波断層像の画像データを基に、表示部０１２に超音波断層像を表示させる。
【００４６】
以上で説明したように、本実施形態に係る超音波診断装置は、受信系から出力された各サンプル点におけるディジタル信号と対応するサンプル点におけるフィルタ処理部から出力された低周波成分の減衰が行われたディジタル信号とを比較し、振幅の小さいディジタル信号を超音波断層像の画像形成に使用する構成である。これにより、動きの速い弁以外の部分では低周波成分の減衰が行われた信号で画像が形成され固定アーチファクトが除去できるとともに、動きの速い弁の部分では現在のフレームのディジタル信号で画像が形成されるため弁のにじみによる弁のにじみの虚像を除去することが可能となる。したがって、医師は、固定アーチファクトが除去されさらに弁のにじみの虚像部分が除かれた画像を容易に参照することができ、診断の効率を向上させることが可能となる。
【００４７】
〔第２の実施形態〕
以下、この発明の第２の実施形態に係る超音波診断装置について説明する。本実施形態に係る超音波診断装置は検波をした後にフィルタ処理及びディジタル信号の比較を行う構成であることが第１の実施形態と異なるものである。そこで、以下では受信系から切替器までの信号の処理について主に説明する。以下の説明では、第１の実施形態と同一の符号を付された機能部は特に説明のない限り同じ機能を有するものとする。図５は、本実施形態に係る超音波診断装置の機能を表すブロック図である。
【００４８】
検波器００９は、受信系００４から現在のフレームにおけるディジタル信号Ｘｉの入力を受ける。検波器００９は、受信信号の振幅を検波する。これにより、振幅情報が取り出される。なお、検波器００９としては、受信信号が非常に小さいことから非線形の２乗検波方式のものが採用される。ここで、ディジタル信号Ｘｉは同相成分と直交成分を有するＩ／Ｑ信号であるので、ディジタル信号Ｘｉに対し（Ｉ２＋Ｑ２）１／２を求めることで検波を行う。すなわち、検波器００９は、同相成分であるＩ成分と直交成分であるＱ成分とに分離して検波を行うといった直交検波を行う。
【００４９】
フィルタ処理部００５は、検波器００９から入力された検波後のディジタル信号Ｘｉに対しフィルタ処理を行い、ディジタル信号Ｙｉを算出する。このディジタル信号Ｙｉは検波されたものである。
【００５０】
比較部００６は、検波器００９より出力された検波後の特定のサンプル点のディジタル信号ｘｉとフィルタ処理部００５より出力された検波後の低周波成分が減衰された該特定のサンプル点のディジタル信号ｙｉとを取得する。そして、比較部００６は、ｘｉの振幅とｙｉの振幅とを比較する。比較部００６は、ｘｉがｙｉより大きい（ｘｉ＞ｙｉ）場合、切替器００７を第１の状態に切り替えてフィルタ処理部００５を介したディジタル信号を画像生成部００８へ出力させる。また、比較部００６は、ｙｉがｘｉ以上（ｘｉ≦ｙｉ）の場合、切替器００７を第２の状態に切り替えて受信系００４からの直接のディジタル信号を画像生成部００８へ出力させる。ここで、本実施形態ではすでに検波器００９により各ディジタル信号が（Ｉ２＋Ｑ２）１／２に変換されているため、そのままの状態で振幅の比較が可能である。
【００５１】
以上で説明したように、本実施形態では検波後に各サンプル点におけるディジタル信号の振幅の比較を行う構成である。これにより、比較手段による振幅への変換の処理を除くことができるため、超音波断層像の形成の効率を向上させることが可能となる。
【００５２】
だたし、第１実施形態と第２実施形態とを比較した場合、第１実施形態では直接受信系から受けた受信信号に対してフィルタ処理を行うのに対し、第２実施形態では検波した後にフィルタ処理を行うため、第２実施形態では虚数部と実数部とを別々に処理することができず、第１実施形態の方がフィルタ処理の精度を向上させることができる。すなわち、第１実施形態の方がより正確な固定アーチファクトの除去及び弁のにじみの虚像部分の除去が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】第１の実施形態に係る超音波診断装置のブロック図
【図２】（ａ），（ｂ）フィルタ特性の説明図
【図３】現在のフレームの画像及び低周波部分を減衰した画像を説明するための図
【図４】第１の実施形態に係る超音波診断装置による１フレーム分の超音波断層像の生成のフローチャートの図
【図５】第２の実施形態に係る超音波診断装置のブロック図
【図６】従来例に係る超音波師団装置のブロック図
【符号の説明】
【００５４】
００１  超音波プローブ
００２  送受信部
００３  送信系
００４  受信系
００５  フィルタ処理部
００６  比較部
００７  切替器
００８  画像生成部
００９  検波器
０１０  対数圧縮器
０１１  表示制御部
０１２  表示部
０１３  制御部
【図１】
2010125118.tif 000003
【図２】
2010125118.tif 000004
【図４】
2010125118.tif 000005
【図５】
2010125118.tif 000006
【図６】
2010125118.tif 000007
【図３】
2010125118.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成21年9月9日(2009.9.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の断面を超音波でフレーム周期に対応して走査する走査手段と、
前記走査手段からの複数のフレームに対応して得られた時系列的な受信信号を用いて、前記断面内の複数の箇所に関する受信信号から低周波成分を減衰させるフィルタ手段と、
前記受信信号の振幅と前記低周波成分を減衰させた信号の振幅とを比較し、前記振幅の小さい方の信号を出力する振幅比較手段と、
前記振幅比較手段からの出力信号に基づいて前記被検体の形態画像を生成する画像生成手段と、
を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記画像生成手段は、前記振幅比較手段から入力された信号に対し検波を行う検波器を有し、
前記フィルタ手段及び前記振幅比較手段は、前記走査手段と前記検波器との間に配置され、
前記フィルタ手段は前記検波器に前記信号を出力する、
ことを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記走査手段からの受信信号に対し検波を行う検波器をさらに備え、
前記フィルタ手段及び前記振幅比較手段は、前記検波器と前記画像生成手段との間に配置され、
前記フィルタ手段は、前記検波器から入力された検波後の受信信号の低周波成分を減衰させ、
前記振幅比較手段は、検波後の前記受信信号及び前記低周波成分を減衰させた信号の振幅を比較し、前記振幅の小さい方の信号を前記画像生成手段へ出力する、
ことを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
被検体の断面を超音波でフレーム周期に対応して走査する走査段階と、
前記走査段階における複数のフレームに対応して得られた時系列的な受信信号を用いて、前記断面内の複数の箇所に関する受信信号から低周波成分を減衰させるフィルタ段階と、
前記受信信号の振幅と前記低周波成分を減衰させた信号の振幅とを比較し、前記振幅の小さい方の信号を出力する振幅比較段階と、
前記振幅比較段階における出力信号に基づいて前記被検体の形態画像を生成する画像生成段階と、
を有することを特徴とする超音波診断装置制御方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
特定の超音波画像診断では、胸壁や肋骨等の比較的動きの遅い部位を抑制し、心臓壁等の比較的動きの速い部位だけを強調することが望まれている。このため従来では、図６に示すように、高域通過型フィルタ（ＨＰＦ）０１４を検波器００９及び対数圧縮器０１０の後段に配置し、断面内の複数のサンプル点の各々に関するディジタル信号の時間変化から比較的低周波の固定エコー成分（以下では「固定アーチファクト」という。）を減衰し、比較的高周波の信号エコー成分を強調することが提案されている。ここで、図６は従来例に係る超音波診断装置のブロック図である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−１０７８９６号公報
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
【図１】第１の実施形態に係る超音波診断装置のブロック図
【図２】（ａ），（ｂ）フィルタ特性の説明図
【図３】現在のフレームの画像及び低周波部分を減衰した画像を説明するための図
【図４】第１の実施形態に係る超音波診断装置による１フレーム分の超音波断層像の生成のフローチャートの図
【図５】第２の実施形態に係る超音波診断装置のブロック図
【図６】従来例に係る超音波診断装置のブロック図