(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
造影剤が投与された被検体の撮影部位の同一走査線上において、振幅を変調させた超音波送信、又は、振幅及び位相を変調させた超音波送信を複数回行なって反射波を受信する第１セットの超音波送受信と、前記第１セットの超音波送受信とは位相変調が異なる第２セットの超音波送受信とを、複数セット行なって複数セット分の反射波データを出力する送受信部と、
前記複数セット分の反射波データを加算又は減算する加減算部と、
前記加減算部から出力されたデータに基づいて、造影画像データを生成する画像生成部と、
を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記送受信部は、前記第１セットの超音波送受信では振幅及び位相の両方を変調させる振幅位相変調法を行ない、前記第２セットの超音波送受信では、振幅のみを変調させる振幅変調法を行ない、前記第１セットの超音波送受信と前記第２セットの超音波送受信とを、少なくとも２セット以上交互に行なう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】
前記送受信部は、前記第１セットの超音波送受信及び前記第２セットの超音波送受信それぞれにおいて、振幅変調の大きい送信超音波の極性を同じ極性とすることを特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記送受信部は、前記第２セットの超音波送受信で複数回行なわれる各送信超音波の極性を、前記第１セットの超音波送受信で複数回行なわれる各送信超音波の極性から各々反転させ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５】
前記送受信部は、前記第１セットの超音波送受信と前記第２セットの超音波送受信とを交互に４セット以上行なう場合、奇数番目に行なう第１セットの超音波送受信と偶数番目に行なう第１セットの超音波送受信との送信極性を反転させ、奇数番目に行なう第２セットの超音波送受信と偶数番目に行なう第２セットの超音波送受信との送信極性を反転させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の超音波診断装置。
【請求項６】
超音波造影を行なうために１種類の超音波送受信を行なう第１のモードから、前記第１セットの超音波送受信と前記第２セットの超音波送受信とを交互に複数セット行なう第２のモードへ切り替える切り替え要求を受け付け、更に、前記第２のモードで行なわれるセット数を受け付ける入力部と、
前記入力部が前記切り替え要求及び前記セット数を受け付けた場合に、前記第２モードにおける超音波送受信条件を設定する制御部と、
を更に備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の超音波診断装置。
【請求項７】
超音波造影を行なうために１種類の超音波送受信を行なう第１のモードから、前記第１セットの超音波送受信と前記第２セットの超音波送受信とを交互に複数セット行なう第２のモードへ切り替える切り替え要求を受け付け付ける入力部と、
前記入力部が前記切り替え要求を受け付けた場合に、前記第２モードのセット数を変化させることで生成される造影画像データの信号雑音比に基づいて、前記第２のモードでの送信セット数を設定する制御部と、
を更に備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記送受信部は、送信超音波として平面波または拡散波を用いて、並列同時受信処理を行なうことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の超音波診断装置。
【請求項９】
前記送受信部は、前記第１セットの超音波送受信と前記第２セットの超音波送受信との合計セット数に応じて、超音波の送信出力を調整することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の超音波診断装置。
【請求項１０】
前記送受信部は、前記第１セットの超音波送受信と前記第２セットの超音波送受信との合計セット数に応じて、深さ方向のゲインを調整することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の超音波診断装置。
【請求項１１】
造影剤が投与された被検体の撮影部位の同一走査線上において、振幅を変調させた超音波送信、又は、振幅及び位相を変調させた超音波送信を複数回行なって反射波を受信する第１セットの超音波送受信と、前記第１セットの超音波送受信とは位相変調が異なる第２セットの超音波送受信とを、複数セット行なって複数セット分の反射波データを出力する送受信手順と、
前記複数セット分の反射波データを加算又は減算する加減算手順と、
前記加減算手順から出力されたデータに基づいて、造影画像データを生成する画像生成手順と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする超音波イメージングプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、超音波診断装置及び超音波イメージングプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、静脈投与型の超音波造影剤が製品化され、超音波診断装置により、ＣＨＩ（Contrast  Harmonic  Imaging）と呼ばれる造影エコー法が行われている。造影エコー法は、例えば、心臓や肝臓等の検査において、静脈から超音波造影剤を注入して血流信号を増強し、血流動態の評価を行うことを目的としている。超音波造影剤の多くは、微小気泡（マイクロバブル）を反射源とするものである。しかし、気泡というデリケートな基材の性質上、通常の診断レベルの超音波照射であっても、超音波の機械的作用によって気泡が崩壊し、結果的にスキャン面からの信号強度が低下してしまう。
【０００３】
従って、還流の動的な様子をリアルタイムで観察するためには、低音圧の超音波送信によって画像化する等、スキャンによる気泡の崩壊を比較的低減させることが必要となる。この様な低音圧の超音波送信による画像化では、信号／雑音比（Ｓ／Ｎ比）も低下してしまう。これを補うため、位相変調法(ＰＭ：Phase  Modulation)や振幅変調法(ＡＭ：Amplitude  Modulation)、位相振幅変調法(ＡＭＰＭ)のように、様々な信号処理法が考案されている。これらの映像化手法により、リアルタイムで高いＳ／Ｎ比の造影画像を表示することが可能となっている。超音波造影は、リアルタイム性や高空間分解能から、Ｘ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置では視覚化できない微小構造（例えば、微小血管構造）の精査に利用される。また、超音波造影は、腫瘍血管の不規則な走行や栄養血管の観察が可能であることから、鑑別に有用な場合もある。また、超音波造影は、腹部の他に、表在領域でも用いられている。
【０００４】
微小病変を観察する場合、空間分解能を得るために高周波(６ＭＨｚ以上)の超音波プローブが用いられるが、深部感度は低減する。また、腹壁の厚い患者を走査する場合でも、深部感度は低減する。これは、高周波で送信した超音波では、周波数依存減衰が大きく観察可能な領域(ペネトレーション：penetration)が浅い領域に留まってしまうことに起因する。観察深度を得るためには、一般的には、周波数を下げることとなるが、かかる場合、空間分解能が低下する。臨床的には、深部まで空間分解能を維持した状態で病変の観察を行う必要があるが、それを満たせない場合もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６６８２４８２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、超音波造影を高いバブル組織比と高い深部感度とで行なうことができる超音波診断装置及び超音波イメージングプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態の超音波診断装置は、送受信部と、加減算部と、画像生成部とを備える。送受信部は、造影剤が投与された被検体の撮影部位の同一走査線上において、振幅又は位相を変調させた超音波送信を複数回行なって反射波を受信する第１セットの超音波送受信と、前記第１セットの超音波送受信とは位相変調が異なる第２セットの超音波送受信とを、複数セット行なって複数セット分の反射波データを出力する。加減算部は、前記複数セット分の反射波データを加算又は減算する。画像生成部は、前記加減算部から出力されたデータに基づいて、造影画像データを生成する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係るＢモード処理部の構成例を示すブロック図である。
【図３】図３は、ＡＭ又はＡＭＰＭが行なわれる場合に行なわれる加減算部及び受信係数切替部の処理の一例を示す図である。
【図４】図４は、第１の実施形態に係る超音波送受信の一例を示す図（１）である。
【図５】図５は、第１の実施形態に係る超音波送受信の一例を示す図（２）である。
【図６】図６は、ＡＭＰＭ及びＡＭの併用により生じる残留エコーの一例を示す図である。
【図７】図７は、第１の実施形態に係る残留エコー対策用の超音波送受信の一例を示す図である。
【図８】図８は、第１の実施形態に係る超音波送受信による超音波造影結果の一例を示す図である。
【図９】図９は、第２の実施形態を説明するための図である。
【図１０】図１０は、第２の実施形態に係る超音波診断装置の処理例を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、第３の実施形態を説明するための図である。
【図１２】図１２は、第３の実施形態に係る超音波診断装置の処理例を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、第４の実施形態を説明するための図（１）である。
【図１４】図１４は、第４の実施形態を説明するための図（２）である。
【図１５】図１５は、第４の実施形態を説明するための図（３）である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して、超音波診断装置の実施形態を詳細に説明する。
【００１０】
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成について説明する。図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成例を示すブロック図である。図１に例示するように、第１の実施形態に係る超音波診断装置は、超音波プローブ１と、モニタ２と、入力装置３と、装置本体１０とを有する。
【００１１】
超音波プローブ１は、複数の圧電振動子を有し、これら複数の圧電振動子は、後述する装置本体１０が有する送受信部１１から供給される駆動信号に基づき超音波を発生する。また、超音波プローブ１が有する複数の圧電振動子は、被検体Ｐからの反射波を受信して電気信号に変換する。また、超音波プローブ１は、圧電振動子に設けられる整合層と、圧電振動子から後方への超音波の伝播を防止するバッキング材等を有する。なお、超音波プローブ１は、装置本体１０と着脱自在に接続される。
【００１２】
超音波プローブ１から被検体Ｐに超音波が送信されると、送信された超音波は、被検体Ｐの体内組織における音響インピーダンスの不連続面で次々と反射され、反射波信号として超音波プローブ１が有する複数の圧電振動子にて受信される。受信される反射波信号の振幅は、超音波が反射される不連続面における音響インピーダンスの差に依存する。なお、送信された超音波パルスが、移動している血流や心臓壁等の表面で反射された場合の反射波信号は、ドプラ効果により、移動体の超音波送信方向に対する速度成分に依存して、周波数偏移を受ける。
【００１３】
なお、第１の実施形態は、超音波プローブ１が、被検体Ｐを２次元で走査する１Ｄアレイプローブであっても、被検体Ｐを３次元で走査するメカニカル４Ｄプローブや２Ｄアレイプローブであっても適用可能である。
【００１４】
入力装置３は、マウス、キーボード、ボタン、パネルスイッチ、タッチコマンドスクリーン、フットスイッチ、トラックボール、ジョイスティック等を有する。入力装置３は、超音波診断装置の操作者からの各種設定要求を受け付け、装置本体１０に対して受け付けた各種設定要求を転送する。
【００１５】
モニタ２は、超音波診断装置の操作者が入力装置３を用いて各種設定要求を入力するためのＧＵＩ（Graphical  User  Interface）を表示したり、装置本体１０において生成された超音波画像データ等を表示したりする。
【００１６】
装置本体１０は、超音波プローブ１が受信した反射波信号に基づいて超音波画像データを生成する装置である。図１に示す装置本体１０は、２次元の反射波信号に基づいて２次元の超音波画像データを生成可能であり、３次元の反射波信号に基づいて３次元の超音波画像データを生成可能な装置である。ただし、第１の実施形態は、装置本体１０が、２次元データ専用の装置である場合であっても適用可能である。
【００１７】
装置本体１０は、図１に例示するように、送受信部１１と、Ｂモード処理部１２と、ドプラ処理部１３と、画像生成部１４と、画像メモリ１５と、内部記憶部１６と、制御部１７とを有する。
【００１８】
送受信部１１は、後述する制御部１７の指示に基づいて、超音波プローブ１が行なう超音波送受信を制御する。送受信部１１は、パルス発生器、送信遅延部、パルサ等を有し、超音波プローブ１に駆動信号を供給する。パルス発生器は、所定のレート周波数で、送信超音波を形成するためのレートパルスを繰り返し発生する。また、送信遅延部は、超音波プローブ１から発生される超音波をビーム状に集束し、かつ送信指向性を決定するために必要な圧電振動子ごとの遅延時間を、パルス発生器が発生する各レートパルスに対し与える。また、パルサは、レートパルスに基づくタイミングで、超音波プローブ１に駆動信号（駆動パルス）を印加する。すなわち、送信遅延部は、各レートパルスに対し与える遅延時間を変化させることで、圧電振動子面から送信される超音波の送信方向を任意に調整する。
【００１９】
なお、送受信部１１は、後述する制御部１７の指示に基づいて、所定のスキャンシーケンスを実行するために、送信周波数、送信駆動電圧等を瞬時に変更可能な機能を有している。特に、送信駆動電圧の変更は、瞬間にその値を切り替え可能なリニアアンプ型の発信回路、又は、複数の電源ユニットを電気的に切り替える機構によって実現される。
【００２０】
また、送受信部１１は、アンプ回路、Ａ／Ｄ（Analog／Digital）変換器、受信遅延回路、加算器、直交検波回路等を有し、超音波プローブ１が受信した反射波信号に対して各種処理を行って反射波データを生成する。アンプ回路は、反射波信号をチャンネル毎に増幅してゲイン補正処理を行う。Ａ／Ｄ変換器は、ゲイン補正された反射波信号をＡ／Ｄ変換する。受信遅延回路は、デジタルデータに受信指向性を決定するのに必要な受信遅延時間を与える。加算器は、受信遅延回路により受信遅延時間が与えられた反射波信号の加算処理を行う。加算器の加算処理により、反射波信号の受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調される。そして、直交検波回路は、加算器の出力信号をベースバンド帯域の同相信号（Ｉ信号、Ｉ：In-pahse）と直交信号（Ｑ信号、Ｑ：Quadrature-phase）とに変換する。そして、直交検波回路は、Ｉ信号及びＱ信号（以下、ＩＱ信号と記載する）を反射波データとして図示しないフレームバッファに格納する。なお、直交検波回路は、加算器の出力信号を、ＲＦ（Radio  Frequency）信号に変換した上で、図示しないフレームバッファに格納してもよい。
【００２１】
送受信部１１は、被検体Ｐを２次元走査する場合、超音波プローブ１から２次元の超音波ビームを送信させる。そして、送受信部１１は、超音波プローブ１が受信した２次元の反射波信号から２次元の反射波データを生成する。また、送受信部１１は、被検体Ｐを３次元走査する場合、超音波プローブ１から３次元の超音波ビームを送信させる。そして、送受信部１１は、超音波プローブ１が受信した３次元の反射波信号から３次元の反射波データを生成する。
【００２２】
Ｂモード処理部１２及びドプラ処理部１３は、送受信部１１が反射波信号から生成した反射波データに対して、各種の信号処理を行なう信号処理部である。Ｂモード処理部１２は、送受信部１１から反射波データを受信し、対数増幅、包絡線検波処理等を行なって、信号強度が輝度の明るさで表現されるデータ（Ｂモードデータ）を生成する。また、ドプラ処理部１３は、送受信部１１から受信した反射波データから速度情報を周波数解析し、ドプラ効果による速度、分散、パワー等の移動体情報を多点について抽出したデータ（ドプラデータ）を生成する。ここで、移動体とは、例えば、血流や心壁等の組織、造影剤である。Ｂモード処理部１２やドプラ処理部１３は、上述したフレームバッファを介して反射波データを取得する。
【００２３】
なお、図１に例示するＢモード処理部１２及びドプラ処理部１３は、２次元の反射波データ及び３次元の反射波データの両方について処理可能である。すなわち、Ｂモード処理部１２は、２次元の反射波データから２次元のＢモードデータを生成し、３次元の反射波データから３次元のＢモードデータを生成する。また、ドプラ処理部１３は、２次元の反射波データから２次元のドプラデータを生成し、３次元の反射波データから３次元のドプラデータを生成する。
【００２４】
画像生成部１４は、Ｂモード処理部１２及びドプラ処理部１３が生成したデータから超音波画像データを生成する。画像生成部１４は、Ｂモード処理部１２が生成した２次元のＢモードデータから反射波の強度を輝度で表した２次元Ｂモード画像データを生成する。また、画像生成部１４は、ドプラ処理部１３が生成した２次元のドプラデータから移動体情報を表す２次元ドプラ画像データを生成する。２次元ドプラ画像データは、速度画像データ、分散画像データ、パワー画像データ、又は、これらを組み合わせた画像データである。
【００２５】
ここで、画像生成部１４は、一般的には、超音波走査の走査線信号列を、テレビ等に代表されるビデオフォーマットの走査線信号列に変換（スキャンコンバート）し、表示用の超音波画像データを生成する。具体的には、画像生成部１４は、超音波プローブ１による超音波の走査形態に応じて座標変換を行なうことで、表示用の超音波画像データを生成する。また、画像生成部１４は、スキャンコンバート以外に、種々の画像処理として、例えば、スキャンコンバート後の複数の画像フレームを用いて、輝度の平均値画像を再生成する画像処理（平滑化処理）や、画像内で微分フィルタを用いる画像処理（エッジ強調処理）等を行なう。また、画像生成部１４は、超音波画像データに、種々のパラメータの文字情報、目盛り、ボディーマーク等を合成する。
【００２６】
Ｂモードデータ及びドプラデータは、スキャンコンバート処理前の超音波画像データであり、画像生成部１４が生成するデータは、スキャンコンバート処理後の表示用の超音波画像データである。なお、Ｂモードデータ及びドプラデータは、生データ（Raw  Data）とも呼ばれる。画像生成部１４は、スキャンコンバート処理前の２次元超音波画像データから、表示用の２次元超音波画像データを生成する。
【００２７】
更に、画像生成部１４は、Ｂモード処理部１２が生成した３次元のＢモードデータに対して座標変換を行なうことで、３次元Ｂモード画像データを生成する。また、画像生成部１４は、ドプラ処理部１３が生成した３次元のドプラデータに対して座標変換を行なうことで、３次元ドプラ画像データを生成する。画像生成部１４は、「３次元のＢモード画像データや３次元ドプラ画像データ」を「３次元超音波画像データ（ボリュームデータ）」として生成する。
【００２８】
更に、画像生成部１４は、ボリュームデータをモニタ２にて表示するための各種の２次元画像データを生成するために、ボリュームデータに対してレンダリング処理を行なう。画像生成部１４が行なうレンダリング処理としては、例えば、断面再構成法（ＭＰＲ：Multi  Planer  Reconstruction）を行なってボリュームデータからＭＰＲ画像データを生成する処理がある。また、画像生成部１４が行なうレンダリング処理としては、例えば、３次元の情報を反映した２次元画像データを生成するボリュームレンダリング（ＶＲ：Volume  Rendering）処理がある。
【００２９】
画像メモリ１５は、画像生成部１４が生成した表示用の画像データを記憶するメモリである。また、画像メモリ１５は、Ｂモード処理部１２やドプラ処理部１３が生成したデータを記憶することも可能である。画像メモリ１５が記憶するＢモードデータやドプラデータは、例えば、診断の後に操作者が呼び出すことが可能となっており、画像生成部１４を経由して表示用の超音波画像データとなる。また、画像メモリ１５は、送受信部１１が出力した反射波データを記憶することも可能である。
【００３０】
内部記憶部１６は、超音波送受信、画像処理及び表示処理を行なうための制御プログラムや、診断情報（例えば、患者ＩＤ、医師の所見等）や、診断プロトコルや各種ボディーマーク等の各種データを記憶する。また、内部記憶部１６は、必要に応じて、画像メモリ１５が記憶する画像データの保管等にも使用される。また、内部記憶部１６が記憶するデータは、図示しないインターフェースを経由して、外部装置へ転送することができる。また、内部記憶部１６は、外部装置から図示しないインターフェースを経由して転送されたデータを記憶することも可能である。
【００３１】
制御部１７は、超音波診断装置の処理全体を制御する。具体的には、制御部１７は、入力装置３を介して操作者から入力された各種設定要求や、内部記憶部１６から読込んだ各種制御プログラム及び各種データに基づき、送受信部１１、Ｂモード処理部１２、ドプラ処理部１３及び画像生成部１４の処理を制御する。また、制御部１７は、画像メモリ１５や内部記憶部１６が記憶する表示用の超音波画像データをモニタ２にて表示するように制御する。
【００３２】
なお、装置本体１０に内蔵される送受信部１１等は、集積回路などのハードウェアで構成されることもあるが、ソフトウェア的にモジュール化されたプログラムである場合もある。
【００３３】
ここで、第１の実施形態に係る超音波診断装置は、超音波造影としてコントラストハーモニックイメージング（ＣＨＩ：Contrast  Harmonic  Imaging）を実行可能な装置である。上述したＢモード処理部１２は、検波周波数を変化させることで、映像化する周波数帯域を変えることができる。Ｂモード処理部１２は、上記の機能により、超音波造影剤が投与された被検体Ｐの撮像部位における反射波データを、撮像部位を流動する超音波造影剤（微小気泡、バブル）を反射源とする反射波データと、撮像部位に存在する組織を反射源とする反射波データとに分離する。これにより、画像生成部１４は、流動するバブルを高感度に映像化した造影画像データを生成することができる。
【００３４】
微小気泡からの反射波信号には、多くの非線形信号である高調波成分が含まれる。造影画像データは、主に、セカンドハーモニック（２次高調波）成分を元に生成される。例えば、Ｂモード処理部１２は、反射波データから高調波成分と基本波成分とをフィルタ処理により分離する。しかし、フィルタ処理では、基本波成分の除去が充分に行なわれず、基本波成分が抑制され高調波成分が強調された造影画像データが生成されない場合がある。また、ＣＨＩでは、微小気泡が崩壊しないように、低音圧での超音波送信を行なう必要がある。しかし、低音圧の超音波送信による画像化では、造影画像データの信号／雑音比（Ｓ／Ｎ比）が低下する。
【００３５】
一方、低音圧の超音波送信でも造影画像データのＳ／Ｎ比を向上できる超音波送受信法として、位相変調法(ＰＭ：Phase  Modulation)や、振幅変調法(ＡＭ：Amplitude  Modulation)、位相振幅変調法(ＡＭＰＭ)が知られている。第１の実施形態に係る超音波診断装置は、ＡＭ、ＰＭ及びＡＭＰＭを実行可能な装置である。
【００３６】
ＡＭでは、送受信部１１は、制御部１７が設定したスキャンシーケンスにより、例えば（０．５，１，０．５）のように、同じ位相極性で振幅の比率を「１：２：１」に変調させた超音波を各走査線で３回送信させる。そして、送受信部１１は、３つの反射波データをＢモード処理部１２に出力する。ここで、（０．５，１，０．５）の反射波データをＲ１、Ｒ２及びＲ３とする。Ｂモード処理部１２は、「Ｒ１−Ｒ２＋Ｒ３」の加減算処理を行なったデータに対して包絡線検波処理を行なってＢモードデータを生成し、画像生成部１４は、Ｂモード処理部１２から出力された１フレーム分のＢモードデータ、又は、１ボリューム分のＢモードデータから超音波画像データを生成する。
【００３７】
また、ＡＭＰＭでは、送受信部１１は、制御部１７が設定したスキャンシーケンスにより、例えば、（−０．５，１，−０．５）のように、振幅の比率を「１：２：１」に変調させ、更に、１回目及び３回目の送信超音波の極性と２回目の送信超音波の極性とを反転させた超音波を各走査線で３回送信させる。ここで、（−０．５，１，−０．５）の反射波データをＲ１、Ｒ２及びＲ３とする。Ｂモード処理部１２は、「Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３」の加算処理を行なったデータに対して包絡線検波処理を行なってＢモードデータを生成し、画像生成部１４は、Ｂモード処理部１２から出力された１フレーム分のＢモードデータ、又は、１ボリューム分のＢモードデータから超音波画像データを生成する。
【００３８】
上記のＡＭやＡＭＰＭを実行するため、第１の実施形態に係るＢモード処理部１２は、図２に例示するように構成される。図２は、第１の実施形態に係るＢモード処理部の構成例を示すブロック図である。また、図３は、ＡＭ又はＡＭＰＭが行なわれる場合に行なわれる加減算部及び受信係数切替部の処理の一例を示す図である。
【００３９】
図２に例示するように、第１の実施形態に係るＢモード処理部１２は、加減算部１２ａと、Ｂモードデータ生成部１２ｂと、受信係数切替部１２ｃとを有する。加減算部１２ａ及び受信係数切替部１２ｃは、ＡＭやＡＭＰＭによる超音波送受信が行なわれる場合に機能する処理部である。
【００４０】
例えば、図３の（Ａ）に示すように、（０．５，１，０．５）のＡＭが行なわれる場合、加減算部１２ａは、送受信部１１が出力した反射波データ「Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３」を受信する。反射波データは、位相情報を有するＩＱ信号やＲＦ信号である。受信係数切替部１２ｃは、ＡＭが行なわれている場合、制御部１７の制御により、受信係数（１，−１，１）を加減算部１２ａに出力する。加減算部１２ａは、受信係数（１，−１，１）により、図３の（Ａ）に示すように、３つの反射波データを「１×Ｒ１＋（−１）×Ｒ２＋１×Ｒ３」により合成する。そして、加減算部１２ａは、合成データをＢモードデータ生成部１２ｂに出力し、Ｂモードデータ生成部１２ｂは、合成データからＢモードデータを生成して、画像生成部１４に出力する。
【００４１】
また、例えば、図３の（Ｂ）に示すように、（−０．５，１，−０．５）のＡＭＰＭが行なわれる場合、加減算部１２ａは、送受信部１１が出力した反射波データ「Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３」を受信する。受信係数切替部１２ｃは、ＡＭＰＭが行なわれている場合、制御部１７の制御により、受信係数（１，１，１）を加減算部１２ａに出力する。加減算部１２ａは、受信係数（１，１，１）により、図３の（Ａ）に示すように、３つの反射波データを「１×Ｒ１＋１×Ｒ２＋１×Ｒ３」により合成する。そして、加減算部１２ａは、合成データをＢモードデータ生成部１２ｂに出力し、Ｂモードデータ生成部１２ｂは、合成データからＢモードデータを生成して、画像生成部１４に出力する。
【００４２】
ＡＭやＡＭＰＭは、造影剤の非線形応答を抽出する一方、組織からの線形信号をキャンセルし、造影剤を特異的に描出する映像法である。このため、ＡＭやＡＭＰＭで生成される超音波画像データは、低音圧であっても、組織由来の信号が抑制され、造影剤由来の高調波成分が強調された造影画像データとなる。すなわち、ＡＭやＡＭＰＭを行うことで、Ｓ／Ｎ比を改善することができる。
【００４３】
ここで、振幅変調は、送信音圧、又は、送信素子数の制御で実現される。しかし、送受信部１１を構成する回路の非線形性により、組織由来の信号も完全にはキャンセルできずに残存してしまう。例えば、送信素子数による振幅変調では、小振幅の超音波送信は、偶数チャネル又は奇数チャネルによる送信で実現される。（０．５，１，０．５）のＡＭが行なわれる場合、１回目の「０．５」の超音波送信は、偶数チャネルで行なわれ、２回目の「１」の超音波送信は、全チャネルで行なわれ、３回目の「０．５」の超音波送信は、奇数チャネルで行なわれる。また、（−０．５，１，−０．５）のＡＭＰＭが行なわれる場合、１回目の「−０．５」の超音波送信は、偶数チャネルで行なわれ、２回目の「１」の超音波送信は、全チャネルで行なわれ、３回目の「−０．５」の超音波送信は、奇数チャネルで行なわれる。
【００４４】
しかし、この間引き送信時における回路のクロストーク等により、「偶数チャネル＋奇数チャネル」の送信音圧は、「全チャネル」の送信音圧と必ずしも一致せず、振幅の比率が「１：２：１」とならない場合がある。かかる場合、組織信号が残存する。
【００４５】
また、微小病変を観察する場合、空間分解能を得るために高周波の超音波プローブ１を用いる必要があるが、周波数依存減衰が大きいため、深部感度は低減する。また、腹壁の厚い被検体Ｐを走査する場合でも、周波数依存減衰が大きいため、深部感度は低減する。深部感度を向上させるためには、送信超音波の周波数を下げる必要があるが、空間分解能が低下する。
【００４６】
そこで、Ｓ／Ｎ比を改善したうえで、空間分解能と深部感度とを両立するための手法が考案されている。かかる手法は、同一走査線に送受信するデータ数を増やすことで、空間分解能と深部感度とを両立させる手法である。かかる手法では、ＡＭやＡＭＰＭによる超音波送受信が同一走査線付近で複数回行なわれる。かかる手法により、深部領域での減衰度合いの高い、比較的高い周波数の超音波送受信を行なった場合であっても、Ｓ／Ｎ比と空間分解能とを維持したうえで、深部感度を向上させることができる。なお、上記の手法を、以下では、「従来手法」と記載する。
【００４７】
しかし、同じセットの超音波送受信を繰り返してデータ数を増加させる「従来手法」は、深部感度を改善することはできるが、造影剤由来の信号のみならず、組織由来の信号(消え残り成分)も増強され、造影剤の特異性が損なわれてしまう場合がある。すなわち、「従来手法」では、バブル組織比が低下する場合がある。
【００４８】
そこで、超音波造影を高いバブル組織比と高い深部感度とで行なうために、第１の実施形態に係る送受信部１１は、造影剤が投与された被検体Ｐの撮影部位の同一走査線上において、第１セットの超音波送受信と、第２セットの超音波送受信とを、複数セット行なって複数セット分の反射波データを出力する。なお、第１セットの超音波送受信と第２セットの超音波送受信とは、同一走査線付近において行なわれる。また、第１セットの超音波送受信と第２セットの超音波送受信とは、交互に行なわれる。
【００４９】
ここで、第１セットの超音波送受信は、振幅又は位相を変調させた超音波送信を複数回行なって反射波を受信するスキャンシーケンスである。また、第２セットの超音波送受信は、第１セットの超音波送受信とは位相変調のみが異なる超音波送信を、第１セットの超音波送受信で行なわれる超音波送信回数と同じ回数行なって反射波を受信するスキャンシーケンスである。なお、セット数は、偶数となる。第１セットの超音波送受信と第２セットの超音波送受信とは、超音波送信を複数回行なって反射波を受信するスキャンシーケンスである。また、例えば、同一走査線付近において、第１セットの超音波送受信が１回行なわれ、第２セットの超音波送受信が１回行なわれた場合、合計２セットの超音波送受信が行なわれたこととなる。また、例えば、同一走査線付近において、第１セットの超音波送受信が１回行なわれ、第２セットの超音波送受信が１回行なわれ、第１セットの超音波送受信が１回行なわれ、第２セットの超音波送受信が１回行なわれた場合、合計４セットの超音波送受信が行なわれたこととなる。
【００５０】
そして、第１の実施形態に係る加減算部１２ａは、複数セット分の反射波データを加算又は減算する。そして、第１の実施形態に係る画像生成部１４は、加減算部１２ａから出力されたデータに基づいて、造影画像データを生成する。図４及び図５は、第１の実施形態に係る超音波送受信の一例を示す図である。
【００５１】
第１のスキャンシーケンスでは、送受信部１１は、第１セットの超音波送受信では振幅及び位相の両方を変調させる振幅位相変調法を行ない、第２セットの超音波送受信では、振幅のみを変調させる振幅変調法を行なう。そして、第１のスキャンシーケンスでは、送受信部１１は、第１セットの超音波送受信と第２セットの超音波送受信とを、少なくとも２セット以上交互に行なう。更に、第１のスキャンシーケンスでは、送受信部１１は、第１セットの超音波送受信及び第２セットの超音波送受信それぞれにおいて、振幅変調の大きい送信超音波の極性を同じ極性とする。
【００５２】
図４は、第１のスキャンシーケンスの一例を示している。図４では、（−０．５，１，−０．５）のＡＭＰＭが第１セットの超音波送受信とされ、（０．５，１，０．５）のＡＭが第２セットの超音波送受信とされている。更に、図４に例示する第１のスキャンシーケンスでは、「ＡＭＰＭ＋ＡＭ」が２回繰り返されることで、合計４セットの超音波送受信が行なわれる。これにより、送受信部１１は、１２個の反射波データを生成する。
【００５３】
加減算部１２ａは、（−０．５，１，−０．５）のＡＭＰＭの反射波データについては上述した（１，１，１）の受信係数を用い、（０．５，１，０．５）のＡＭの反射波データについては上述した（１，−１，１）の受信係数を用いることで、１２個の反射波データを合成する。
【００５４】
上述したように、間引き送信時における回路のクロストーク等により、組織信号が残存する。第１のスキャンシーケンスは、第１セットの超音波送受信と第２セットの超音波送受信とで小振幅の極性を交互に反転させる。これにより、第１のスキャンシーケンスは、組織信号の消え残りを抑制するシーケンスとなる。また、第１のスキャンシーケンスは、造影剤の挙動に支配的な大きい振幅の極性を、第１セットの超音波送受信と第２セットの超音波送受信とで同じにすることで、造影剤の感度を向上させるシーケンスとなる。
【００５５】
第２のスキャンシーケンスでは、第１のスキャンシーケンスと同様に、送受信部１１は、第１セットの超音波送受信ではＡＭＰＭを行ない、第２セットの超音波送受信では、ＡＭを行なう。そして、第２のスキャンシーケンスでは、第１のスキャンシーケンスと同様に、送受信部１１は、第１セットの超音波送受信と第２セットの超音波送受信とを、少なくとも２セット以上交互に行なう。
【００５６】
ただし、第２のスキャンシーケンスでは、第１セットの超音波送受信と第２セットの超音波送受信とで、大きい振幅の極性を交互に反転させ、第１セットの超音波送受信と第２セットの超音波送受信とで、小振幅の極性を同じにする。
【００５７】
図５の（Ａ）は、合計セット数が「２」の第２のスキャンシーケンスの一例を示している。図５の（Ａ）では、（−０．５，１，−０．５）のＡＭＰＭが第１セットの超音波送受信とされ、（−０．５，−１，−０．５）のＡＭが第２セットの超音波送受信とされている。なお、図５において、括弧内に示す値は、受信係数である。
【００５８】
図５の（Ａ）に示す場合、加減算部１２ａは、（−０．５，１，−０．５）のＡＭＰＭの反射波データについては、ＡＭＰＭであることから（１，１，１）の受信係数を用いて第１セットの反射波データを合成する。また、加減算部１２ａは、（−０．５，−１，−０．５）のＡＭの反射波データについては、ＡＭであることから（１，−１，１）の受信係数を用いることで、第２セットの反射波データを合成する。そして、図５の（Ａ）に示す場合、加減算部１２ａは、第１セットの反射波データから、第２セットの反射波データを減算する。第２のスキャンシーケンスは、小振幅のレートの極性を同じにし、第１セットの反射波データから第２セットの反射波データを減算することで、組織の消え残りをキャンセルさせるシーケンスである。
【００５９】
なお、加減算部１２ａは、（−０．５，−１，−０．５）のＡＭの反射波データについては、（−１，１，−１）の受信係数を用いることで、第１セットの反射波データと第２セットの反射波データとを加算しても良い。
【００６０】
第３のスキャンシーケンスでは、送受信部１１は、第２セットの超音波送受信で複数回行なわれる各送信超音波の極性を、第１セットの超音波送受信で複数回行なわれる各送信超音波の極性から各々反転させる。具体的には、第３のスキャンシーケンスとしては、第１セット及び第２セット双方をＡＭＰＭで行ない、第２セットのＡＭＰＭの極性が全て、第１セットのＡＭＰＭの極性から反転される第１の場合がある。また、第３のスキャンシーケンスとしては、第１セット及び第２セット双方をＡＭで行ない、第２セットのＡＭの極性が全て、第１セットのＡＭの極性から反転される第２の場合がある。
【００６１】
図５の（Ｂ）は、合計セット数が「２」である第１の場合を実行する第３のスキャンシーケンスの一例を示している。図５の（Ｂ）では、（−０．５，１，−０．５）のＡＭＰＭが第１セットの超音波送受信とされ、（０．５，−１，０．５）のＡＭＰＭが第２セットの超音波送受信とされている。
【００６２】
図５の（Ｂ）に示す場合、加減算部１２ａは、（−０．５，１，−０．５）のＡＭＰＭの反射波データについては、ＡＭＰＭであることから（１，１，１）の受信係数を用いて第１セットの反射波データを合成する。また、加減算部１２ａは、（０．５，−１，０．５）のＡＭの反射波データについても、ＡＭＰＭであることから（１，１，１）の受信係数を用いて第２セットの反射波データを合成する。そして、図５の（Ｂ）に示す場合、加減算部１２ａは、第１セットの反射波データと第２セットの反射波データとを加算する。第１の場合を実行する第３のスキャンシーケンスは、第１セットの超音波送受信と第２セットの超音波送受信とで小振幅の極性を交互に反転させることで、組織信号の消え残りを抑制するシーケンスとなる。
【００６３】
なお、加減算部１２ａは、（０．５，−１，０．５）のＡＭＰＭの反射波データについては、（−１，−１，−１）の受信係数を用いることで、第１セットの反射波データから第２セットの反射波データを減算しても良い。
【００６４】
図５の（Ｃ）は、合計セット数が「２」である第２の場合を実行する第３のスキャンシーケンスの一例を示している。図５の（Ｂ）では、（０．５，１，０．５）のＡＭが第１セットの超音波送受信とされ、（−０．５，−１，−０．５）のＡＭが第２セットの超音波送受信とされている。
【００６５】
図５の（Ｃ）に示す場合、加減算部１２ａは、（０．５，１，０．５）のＡＭの反射波データについては、ＡＭであることから（１，−１，１）の受信係数を用いて第１セットの反射波データを合成する。また、加減算部１２ａは、（−０．５，−１，−０．５）のＡＭの反射波データについても、ＡＭであることから（１，−１，１）の受信係数を用いて第２セットの反射波データを合成する。そして、図５の（Ｃ）に示す場合、加減算部１２ａは、第１セットの反射波データと第２セットの反射波データとを加算する。第２の場合を実行する第３のスキャンシーケンスも、第１セットの超音波送受信と第２セットの超音波送受信とで小振幅の極性を交互に反転させることで、組織信号の消え残りを抑制するシーケンスとなる。
【００６６】
ここで、送信周波数にもよるが、セット間の位相変調が要因でバブルの応答が弱まる場合がある。特に、第２の場合を実行する第３のスキャンシーケンスでは、位相変調が大きいため、バブルの応答が弱まる可能性が高い。このため、組織信号の残存が上昇する可能性があるが、あえて造影剤の感度を向上させるために、図５の（Ｄ）に示すように、第１セットの反射波データから第２セットの反射波データを減算しても良い。
【００６７】
第１のスキャンシーケンス〜第３のスキャンシーケンスは、送信周波数や造影剤の種類により、適宜好適なシーケンスを選択することが可能である。シーケンスの選択は、操作者により手動で設定される場合であっても良いし、例えば、制御部１７により自動設定される場合であっても良い。
【００６８】
ところで、第１のスキャンシーケンスや第２のスキャンシーケンスのように、ＡＭＰＭ及びＡＭを併用する場合、残留エコーによるアーチファクトが発生する場合がある。近年の造影剤は、低音圧で映像化されるため、残留エコーによるアーチファクトの影響は少ないが、高エコーが存在する場合に、多重反射が起こり、残留エコーによるアーチファクトが顕著となる場合がある。位相変調を行わないＡＭを第２セットにする場合、ひとつ前の送信によるエコー（残留エコー）が現在の受信期間に入り、残留エコーがキャンセルされずにアーチファクトとなる。図６は、ＡＭＰＭ及びＡＭの併用により生じる残留エコーの一例を示す図である。
【００６９】
図６は、図４に示す第１のスキャンシーケンスが行なわれる場合に生じる残留エコーを示す図である。図６に示すように、２セット目及び４セット目のＡＭにおける残留エコーは、（−０．５，０．５，１）となる。受信係数が（１，−１，１）であることから、２セット目及び４セット目の残留エコーそれぞれは、図６に示すように、「−０．５−０．５＋１＝０」となる。一方、図６に示すように、１セット目及び３セット目のＡＭＰＭにおける残留エコーは（０．５，−０．５，１）となる。受信係数が（１，１，１）であることから、１セット目及び３セット目の残留エコーそれぞれは、図６に示すように、「０．５−０．５＋１＝１」となる。すなわち、第１のスキャンシーケンスでは、残留エコーの影響が生じる。なお、第２のスキャンシーケンスでも同様に、残留エコーの影響が生じる。特に、第１及び第２のスキャンシーケンスを合計４セット以上行なう場合、残留エコーの影響が大きくなる。
【００７０】
そこで、送受信部１１は、第１セットの超音波送受信と第２セットの超音波送受信とを交互に４セット以上行なう場合、奇数番目に行なう第１セットの超音波送受信と偶数番目に行なう第１セットの超音波送受信との送信極性を反転させる。更に、送受信部１１は、奇数番目に行なう第２セットの超音波送受信と偶数番目に行なう第２セットの超音波送受信との送信極性を反転させる。図７は、第１の実施形態に係る残留エコー対策用の超音波送受信の一例を示す図である。
【００７１】
図７は、図４に示す第１のスキャンシーケンスを残留エコー対策用のスキャンシーケンスとした場合を示す。図７に示すように、３セット目（２番目）のＡＭＰＭは、１セット目（１番目）のＡＭＰＭを反転したシーケンスであり、４セット目（２番目）のＡＭは、２セット目（１番目）のＡＭを反転したシーケンスとなる。
【００７２】
図７に示すように、１セット目のＡＭＰＭにおける残留エコーは（−０．５，−０．５，１）となる。受信係数が（１，１，１）であることから、１セット目の残留エコーは、図７に示すように、「−０．５−０．５＋１＝０」となる。また、図７に示すように、２セット目のＡＭにおける残留エコーは（−０．５，０．５，１）となる。受信係数が（１，−１，１）であることから、２セット目の残留エコーは、図７に示すように、「−０．５−０．５＋１＝０」となる。また、図７に示すように、３セット目のＡＭＰＭにおける残留エコーは（０．５，０．５，−１）となる。受信係数が（１，１，１）であることから、３セット目の残留エコーは、図７に示すように、「０．５＋０．５−１＝０」となる。また、図７に示すように、４セット目のＡＭにおける残留エコーは（０．５，−０．５，−１）となる。受信係数が（１，−１，１）であることから、２セット目の残留エコーは、図７に示すように、「０．５＋０．５−１＝０」となる。
【００７３】
すなわち、図７に示すスキャンシーケンスでは、残留エコーの影響を軽減できる。なお、第２のスキャンシーケンスを残留エコー対策用のスキャンシーケンスとした場合にも、上記と同様の反転を行なうことで、残留エコーの影響を軽減できる。ただし、残留エコー対策用のスキャンシーケンスでは、合計セット数が４の倍数であることが必要となる。
【００７４】
図８は、第１の実施形態に係る超音波送受信による超音波造影結果の一例を示す図である。図８の左図は、１回のＡＭＰＭにより生成された造影画像データ１００を示し、図８の中図は、「従来手法」でＡＭＰＭを４回（４セット）繰り返すことで生成された造影画像データ２００を示す。また、図８の右図は、図４に例示した「ＡＭＰＭ＋ＡＭ」により生成された造影画像データ３００を示す。造影画像データ１００と造影画像データ２００とを比較すると、造影画像データ２００の方が、造影剤に由来する信号強度が、深部まで高くなっているが、組織由来の信号強度も全体的に高くなっている。一方、造影画像データ３００は、造影剤に由来する信号強度が造影画像データ２００と同様に深部まで高くなっており、且つ、組織由来の信号強度が造影画像データ１００と同程度まで抑制されている。
【００７５】
このように、第１の実施形態では、上述した様々なスキャンシーケンスを用いることで、組織由来の信号の増加を極力抑えながら、超音波造影を高いバブル組織比と高い深部感度とで行なうことができる。なお、第１の実施形態は、受信係数切替部１２ｃの機能が加減算部１２ａの機能として組み込まれている場合であっても適用可能である。
【００７６】
（第２の実施形態）
第２の実施形態では、操作者の切り替え要求により、従来の超音波造影から第１の実施形態で説明した超音波造影へと切り替わる場合について、図９等を用いて説明する。図９は、第２の実施形態を説明するための図である。
【００７７】
第２の実施形態では、入力装置３は、超音波造影を行なうために１種類の超音波送受信を行なう第１のモードから、第１セットの超音波送受信と第２セットの超音波送受信とを交互に複数セット行なう第２のモードへ切り替える切り替え要求を受け付ける。更に、入力装置３は、第２のモードで行なわれるセット数を受け付ける。
【００７８】
例えば、操作者は、第１モードとして初期設定されている「１セットのＡＭＰＭ」により、超音波造影を行なう。図９の左図に示す第１モードの造影画像を参照して、観察深度の造影感度が悪いと判断した場合、操作者は、例えば、入力装置３が有するタッチコマンドスクリーン上のスイッチを操作して、第２のモードへ切り替える切り替え要求を入力する。なお、第２モードは、例えば、第１のスキャンシーケンスが初期設定されている。そして、操作者は、第２のモードで行なわれるセット数を、例えば、観察深度に応じて設定する。なお、操作者は、観察深度とリアルタイム性とのバランスから好適なセット数を選択しても良い。また、操作者は、第２モードのスキャンシーケンスを第１の実施形態で説明した種々のスキャンシーケンスから選択することも可能である。
【００７９】
制御部１７は、入力装置３が切り替え要求及びセット数を受け付けた場合に、第２モードにおける超音波送受信条件を設定する。例えば、図４に例示した「ＡＭＰＭ＋ＡＭ」が設定された場合、設定されたセット数による「ＡＭＰＭ＋ＡＭ」のスキャンシーケンスに基づいて、制御部１７は、送受信部１１が行なう送受信条件を設定する。これにより、操作者は、図９の右図に示す第２モードの造影画像を参照することができる。図９の右図に示す第２モードの造影画像では、第１モードの造影画像と比較して、バブル組織比が維持された状態で、観察深度の造影感度が向上している。
【００８０】
なお、第２の実施形態は、リアルタイム性を優先したいと判断した操作者により、再度、第２モードから第１モードへの切り替えが行なわれても良い。
【００８１】
次に、図１０を用いて、第２の実施形態に係る超音波診断装置の処理の一例について説明する。図１０は、第２の実施形態に係る超音波診断装置の処理例を示すフローチャートである。
【００８２】
図１０に例示するように、第２の実施形態に係る超音波診断装置の制御部１７は、造影モードの撮影要求を受け付けたか否かを判断する（ステップＳ１０１）。ここで、造影モードの撮影要求を受け付けない場合（ステップＳ１０１否定）、制御部１７は、要求を受け付けるまで待機する。
【００８３】
一方、造影モードの撮影要求を受け付けた場合（ステップＳ１０１肯定）、制御部１７は、第１モードの超音波送受信に基づいて、スキャン条件を初期化し（ステップＳ１０２）、第１モードのスキャンを開始する（ステップＳ１０３）。
【００８４】
そして、制御部１７は、スキャン条件の変更要求を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１０４）。なお、上記のステップＳ１０４では、制御部１７は、第１モードから第２モードへの変更要求を受け付けたか否かを判定する。ここで、スキャン条件の変更要求を受け付けた場合（ステップＳ１０４肯定）、制御部１７は、第２のモードで行なわれるセット数が選択されたか否かを判定する（ステップＳ１０５）。
【００８５】
ここで、セット数が選択されない場合（ステップＳ１０５否定）、制御部１７は、セット数が選択されるまで待機する。一方、セット数が選択された場合（ステップＳ１０５肯定）、制御部１７は、スキャン条件を再設定し、新たなスキャン条件でスキャンを開始する（ステップ１０６）。上記のステップＳ１０６では、制御部１７は、第２モードのスキャンを開始させる。
【００８６】
ステップＳ１０６の後、或いは、第２モードへのスキャン条件の変更要求を受け付けない場合（ステップＳ１０４否定）、制御部１７は、終了要求を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１０７）。ここで、終了要求を受け付けない場合（ステップＳ１０７否定）、制御部１７は、ステップＳ１０４に戻って、スキャン条件の変更要求を受け付けたか否かを判定する。なお、ステップＳ１０６の後に、ステップＳ１０７が否定であったために、ステップＳ１０４に戻った場合、制御部１７は、第２モードから第１モードへの変更要求を受け付けたか否かを判定する。第２モードから第１モードへの変更要求を受け付けたことでステップＳ１０４が肯定であった後に、制御部１７がステップＳ１０５で受け付けるセット数は、「１」、又は、複数（「従来手法」でセット送受信を行なう際のセット数）となる。また、制御部１７がステップＳ１０６でスキャン条件を再設定して開始するスキャンは、第１モードのスキャンとなる。なお、第２モードから第１モードへの変更要求を受け付けた後に、受け付けたセット数が複数であった場合には、制御部１７は、第２モードを実行させても良い。
【００８７】
一方、終了要求を受け付けた場合（ステップＳ１０７肯定）、制御部１７は、処理を終了する。
【００８８】
上述したように、第２の実施形態では、操作者の要求に応じて第１モードと第２モードとを切り替えるユーザインタフェースを提供することができる。
【００８９】
（第３の実施形態）
第３の実施形態では、第１モードから第２モードへ切り替わる場合に、第２モードの送信セット数が自動で設定される場合について、図１１等を用いて説明する。図１１は、第３の実施形態を説明するための図である。
【００９０】
第３の実施形態に係る入力装置３は、第１のモードから、第２のモードへ切り替える切り替え要求を受け付ける。制御部１７は、入力装置３が切り替え要求を受け付けた場合に、第２モードのセット数を変化させることで生成される造影画像データの信号雑音比に基づいて、第２のモードでの送信セット数を設定する。
【００９１】
例えば、送受信部１１を制御することで、制御部１７は、第１のスキャンシーケンスの送信セット数を「２、４、６、・・・」と順次変化させて、超音波送受信を行なった場合の造影画像データと、超音波送信を行なわずに超音波受信のみを行なった場合の造影画像データとを画像生成部１４に生成させる。制御部１７は、送信セット数ごとに生成された造影画像データのペアから、送信セット数ごとのＳ／Ｎ比を算出する。そして、制御部１７は、図１１に例示するように、Ｓ／Ｎ比が最も高くなる最適セット数を推定する。そして、制御部１７は、最適セット数により、第２モードのスキャン条件を設定する。なお、制御部１７は、例えば、操作者がＢモード画像データで設定した関心領域に限定してＳ／Ｎ比を算出しても良い。
【００９２】
次に、図１２を用いて、第３の実施形態に係る超音波診断装置の処理の一例について説明する。図１２は、第３の実施形態に係る超音波診断装置の処理例を示すフローチャートである。
【００９３】
図１２に例示するように、第３の実施形態に係る超音波診断装置の制御部１７は、造影モードの撮影要求を受け付けたか否かを判断する（ステップＳ２０１）。ここで、造影モードの撮影要求を受け付けない場合（ステップＳ２０１否定）、制御部１７は、要求を受け付けるまで待機する。
【００９４】
一方、造影モードの撮影要求を受け付けた場合（ステップＳ２０１肯定）、制御部１７は、第１モードの超音波送受信に基づいて、スキャン条件を初期化し（ステップＳ２０２）、第１モードのスキャンを開始する（ステップＳ２０３）。
【００９５】
そして、制御部１７は、スキャン条件の変更要求を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ２０４）。なお、上記のステップＳ２０４では、制御部１７は、第１モードから第２モードへの変更要求を受け付けたか否かを判定する。ここで、スキャン条件の変更要求を受け付けた場合（ステップＳ２０４肯定）、制御部１７は、第２モードにおける送信セット数を変化させながら造影画像データのＳ／Ｎ比を算出し（ステップＳ２０５）、最適送信セット数を推定することで、送信セット数を設定する（ステップＳ２０６）。
【００９６】
そして、制御部１７は、スキャン条件を再設定し、新たなスキャン条件でスキャンを開始する（ステップ２０７）。上記のステップＳ２０７では、制御部１７は、第２モードのスキャンを開始させる。
【００９７】
ステップＳ２０７の後、或いは、スキャン条件の変更要求を受け付けない場合（ステップＳ２０４否定）、制御部１７は、終了要求を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ２０８）。ここで、終了要求を受け付けない場合（ステップＳ２０８否定）、制御部１７は、ステップＳ２０４に戻って、スキャン条件の変更要求を受け付けたか否かを判定する。なお、ステップＳ２０７の後に、ステップＳ２０８が否定であったために、ステップＳ２０４に戻った場合、制御部１７は、第２モードから第１モードへの変更要求を受け付けたか否かを判定する。
【００９８】
ここで、第２モードから第１モードへの変更要求を受け付けた後に、制御部１７がステップＳ２０５で算出するＳ／Ｎ比は、例えば、１種類のＡＭＰＭの送信セット数を変化させた場合の造影画像データのＳ／Ｎ比である。また、第２モードから第１モードへの変更要求を受け付けた後に、制御部１７がステップＳ２０６で設定した送信セット数が複数の場合、ステップＳ２０７でスキャン条件が再設定されて開始されるスキャンは、「従来手法」での第１モードのスキャンとなる。なお、第２モードから第１モードへの変更要求を受け付けた後、制御部１７は、ステップＳ２０５において、第１モードとともに第２モードでのＳ／Ｎ比も算出し、算出結果に基づいて、ステップＳ２０６において、第２モードでセット送受信を行なう際のセット数によりスキャン条件を再設定しても良い。かかる場合、ステップＳ２０７でスキャン条件が再設定されて開始されるスキャンは、第２モードのスキャンとなる。
【００９９】
一方、終了要求を受け付けた場合（ステップＳ２０８肯定）、制御部１７は、処理を終了する。
【０１００】
上述したように、第３の実施形態では、第２モードの送信セット数が自動設定されるので、第２モードへの切り替え時における操作者の負担を低減させることができる。
【０１０１】
（第４の実施形態）
第４の実施形態では、上述した第１〜第３の実施形態における３つの変形例について、図１３〜図１５を用いて説明する。図１３〜図１５は、第４の実施形態を説明するための図である。
【０１０２】
まず、第１の変形例について説明する。第２の実施形態では、第１セットの超音波送受信と第２セットの超音波送受信との合計セット数が手動で設定される。また、第３の実施形態では、第１セットの超音波送受信と第２セットの超音波送受信との合計セット数が、Ｓ／Ｎ比により推定された最適セット数に自動設定される。いずれの場合も、バブル組織比が維持された状態で、深部の造影感度が向上している。
【０１０３】
そこで、第１の変形例に係る送受信部１１は、合計セット数に応じて、超音波の送信出力を調整する。具体的には、送受信部１１は、合計セット数に応じて、超音波の送信音圧を低下させる。例えば、送受信部１１は、図１３に示すように、Ｓ／Ｎ比の算出から推定された最適セット数に応じて、送信音圧を低下させる。或いは、送受信部１１は、操作者により設定されたセット数に応じて、送信音圧を低下させる。
【０１０４】
第１の変形例では、バブル組織比が維持された状態で、深部の造影感度が向上している場合に、音圧を低下することで、造影剤が崩壊する可能性を低減できる。
【０１０５】
次に、第２の変形例について説明する。一般的に、同じ反射源であっても、反射源が位置する深さにより、反射波強度は、異なる。具体的には、反射源の位置が深いほど、反射波強度は、減衰する。このため、従来の超音波診断装置では、深さ方向に比例して、換言すると、受信時間に比例して、徐々にゲインを上げる感度補正が行なわれている。かかるゲイン補正は、ＳＴＣ（Sensitivity  Time  Control）と呼ばれる。ＳＴＣは、例えば、操作者が入力した設定に基づいて、送受信部１１が有するアンプ回路により行なわれる。
【０１０６】
ここで、第１モードであるＡＭＰＭにおいて、バブル由来の信号「Ｓ（ＡＭＰＭ）」は、図１４に例示するように、深さ方向における送信フォーカス付近をピークとする上に凸の形状となる。また、ＡＭＰＭでは、システムノイズ「Ｎ」は、図１４に例示するように、深さ方向に沿って略一定となる。一方、第２モードである第１のスキャンシーケンスの「ＡＭＰＭ＋ＡＭ」では、図１４に例示するように、「Ｎ」が維持された状態で、バブル由来の信号「Ｓ（ＡＭＰＭ＋ＡＭ）」が、「Ｓ（ＡＭＰＭ）」より高くなる。
【０１０７】
すなわち、第２モードのＳ／Ｎ比は、深部において、第１モードのＳ／Ｎ比より向上している。そこで、第２の変形例では、送受信部１１が有するアンプ回路は、合計セット数に応じて、深さ方向のゲインを調整する。具体的には、制御部１７の制御により、アンプ回路は、ＡＭＰＭでのゲイン曲線「Ｃ（ＡＭＰＭ）」の形状を調整する。これにより、アンプ回路は、「ＡＭＰＭ＋ＡＭ」でのゲイン曲線「Ｃ（ＡＭＰＭ＋ＡＭ）」を設定する。より具体的には、アンプ回路は、深部のゲインを上げてもノイズが強調されないことから、「Ｃ（ＡＭＰＭ）」の深部におけるゲインを上げて、「Ｃ（ＡＭＰＭ＋ＡＭ）」を設定する。
【０１０８】
例えば、最適セット数が制御部１７により推定されている場合、当該最適セット数における深さ方向のＳ／Ｎ比は算出されている。制御部１７は、算出した深さ方向のＳ／Ｎ比から、深部におけるノイズが強調されない範囲で、Ｃ（ＡＭＰＭ＋ＡＭ）の深部における形状を設定し、アンプ回路に通知する。
【０１０９】
また、「ＡＭＰＭ＋ＡＭ」では、図１４に例示するように、浅い部位においても、バブル由来の信号が向上している。このため、「Ｃ（ＡＭＰＭ）」によりゲイン補正を行なうと、浅い部位では、輝度が飽和して、逆に、造影信号の視認性が低減する場合がある。そこで、アンプ回路は、輝度が飽和しないように、「Ｃ（ＡＭＰＭ）」の浅い部位におけるゲインを下げた「Ｃ（ＡＭＰＭ＋ＡＭ）」を設定しても良い。
【０１１０】
次に、第３の変形例について説明する。第１の実施形態で説明した第２モードの各種スキャンシーケンスは、１本の走査線上で、複数回超音波送受信を行なうために、フレームレートが低下する。そこで、第３の変形例では、送受信部１１は、送信超音波として平面波または拡散波を用いて、並列同時受信処理を行なう。
【０１１１】
図１５は、平面波により８ビーム並列同時受信を行なう場合を示している。図１５では、送信される平面波の深さ方向における中心軸を実線の矢印で示し、１回目で同時受信される反射波ビームを破線の矢印で示している。送受信部１１は、図１５に示すように、１回の超音波送受信で、８本の走査線上の反射波信号を受信する。これにより、送受信部１１は、１回の超音波送受信で、８本の走査線上の反射波でデータを生成することができる。従って、第３の変形例では、第２モードの各種スキャンシーケンスを実行する際に、フレームレートが低下することを回避できる。
【０１１２】
なお、上記の第１〜第４の実施形態で説明した超音波イメージング方法は、予め用意された超音波イメージングプログラムをパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することによって実現することができる。この超音波イメージングプログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。また、この超音波イメージングプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な非一時的な記録媒体に記録され、コンピュータによって非一時的な記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。
【０１１３】
以上、説明したとおり、第１の実施形態〜第４の実施形態によれば、超音波造影を高いバブル組織比と高い深部感度とで行なうことができる。
【０１１４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１１５】
１  超音波プローブ
２  モニタ
３  入力装置
１０  装置本体
１１  送受信部
１２  Ｂモード処理部
１２ａ  加減算部
１２ｂ  Ｂモードデータ生成部
１２ｃ  受信係数切替部
１３  ドプラ処理部
１４  画像生成部
１５  画像メモリ
１６  内部記憶部
１７  制御部
【図１】
0005944749.tif 000002
【図２】
0005944749.tif 000003
【図３】
0005944749.tif 000004
【図４】
0005944749.tif 000005
【図５】
0005944749.tif 000006
【図６】
0005944749.tif 000007
【図７】
0005944749.tif 000008
【図１０】
0005944749.tif 000009
【図１１】
0005944749.tif 000010
【図１２】
0005944749.tif 000011
【図１３】
0005944749.tif 000012
【図１４】
0005944749.tif 000013
【図１５】
0005944749.tif 000014
【図８】
0005944749.tif 000015
【図９】
0005944749.tif 000016