(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
穿刺針が刺入される被検体を撮像する超音波診断装置であって、
パルス信号の入力によって被検体に向けて送信超音波を出力するとともに、被検体からの反射超音波を受信することにより受信信号を出力する超音波探触子と、
第１のパルス信号と当該第１のパルス信号の極性を反転した第２のパルス信号とを交互に繰り返し生成して前記超音波探触子に出力する送信部と、
前記超音波探触子からの受信信号を受信して音線データを生成する受信部と、
前記第１のパルス信号に対応する第１の音線データを記憶する記憶部と、
前記記憶された第１の音線データと前記第２のパルス信号に対応する第２の音線データとを加算して高調波音線データを生成する加算部と、
前記生成された第１の音線データから基本波ラインデータを生成し、前記生成された高調波音線データから高調波ラインデータを生成するライン信号処理部と、
前記生成された基本波ラインデータから基本波画像データを生成する基本波画像生成部と、
前記生成された基本波画像データから前記穿刺針に対応する画像領域である穿刺針領域を強調した針画像データを生成する針画像生成部と、
前記生成された高調波ラインデータから高調波画像データを生成する高調波画像生成部と、
前記生成された針画像データと前記生成された高調波画像データとを合成して合成画像データを生成する合成部と、
前記生成された合成画像データを表示部に表示する表示制御部と、を備える超音波画像診断装置。
【請求項２】
前記記憶された第１の音線データと前記第２のパルス信号に対応する第２の音線データとが加算された高調波音線データと、
前記生成された第１の音線データと、を切り替えて出力するスイッチを有する請求項１に記載の超音波画像診断装置。
【請求項３】
前記ライン信号処理部は、前記生成された第１の音線データに基本波画像用の処理を行って基本波ラインデータを生成し、前記生成された高調波音線データに高調波画像用の処理を行って高調波ラインデータを生成する請求項１または２に記載の超音波画像診断装置。
【請求項４】
前記針画像生成部は、
前記生成された基本波画像データを平滑化して第１の平滑化画像データを生成する第１の平滑化処理部と、
前記基本波画像データを前記第１の平滑化画像データの平滑化より強く平滑化して第２の平滑化画像データを生成する第２の平滑化処理部と、
前記第１の平滑化画像データから、前記第２の平滑化画像データとの差分をとる減算部と、を備える請求項１から３までのいずれか１項に記載の超音波画像診断装置。
【請求項５】
前記第２の平滑化処理部は、前記基本波画像データの実サイズスケールで、垂直より水平方向に強く平滑化を行う請求項４に記載の超音波画像診断装置。
【請求項６】
前記針画像生成部は、前記第１の平滑化画像データを生成する第１の平滑化領域と、前記第２の平滑化画像データを生成する第２の平滑化領域とを設定し、
前記第１の平滑化領域は、前記第２の平滑化領域の略中央部に設定され、平滑化対象画素が、前記第１の平滑化領域の略中央部に設定される請求項４に記載の超音波画像診断装置。
【請求項７】
前記第１の平滑化領域は、前記第２の平滑化領域の基本波画像データの水平方向、または垂直方向の略中央部に設定される請求項６に記載の超音波画像診断装置。
【請求項８】
表示深度の入力を受け付ける第１の入力部を備え、
前記第１の平滑化処理部は、前記入力された表示深度が深いほど、より小さな前記第１の平滑化領域を用いて、前記第１の平滑化画像データを生成し、
前記第２の平滑化処理部は、前記入力された表示深度が深いほど、より小さな前記第２の平滑化領域を用いて、前記第２の平滑化画像データを生成する請求項６または７に記載の超音波画像診断装置。
【請求項９】
前記生成された針画像データに階調補正を行う第１のコントラスト補正処理を行う第１のコントラスト補正部を備えた請求項１から８のいずれか一項に記載の超音波画像診断装置。
【請求項１０】
前記生成された高周波画像データに階調補正を行う第２のコントラスト補正処理を行う第２のコントラスト補正部を備えた請求項１から９のいずれか一項に記載の超音波画像診断装置。
【請求項１１】
針画像データの合成率の入力を受け付ける第２の入力部と、
前記生成された針画像データの輝度値に前記入力された合成率を乗算する乗算部と、を備え、
前記合成部は、前記合成率が乗算された針画像データと前記生成された高調波画像データとを合成して前記合成画像データを生成する請求項１から１０のいずれか一項に記載の超音波画像診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波画像診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、超音波を被検体内部に照射し、その反射波（エコー）を受信して所定の信号データ処理を行うことにより被検体の内部構造の検査を行う超音波画像診断装置があった。このような超音波画像診断装置は、医療目的の検査、治療や建築構造物内部の検査といった種々の用途に広く用いられている。【０００３】
このような超音波画像診断装置において、送信信号の基本波成分（周波数ｆ０）に対する高調波成分（例えば、周波数２ｆ０，３ｆ０等）を画像化することによって、コントラストのよい画像が得られることが知られている。このような撮像法は、ティッシュ・ハーモニック・イメージング（Tissue Harmonic Imaging）と呼ばれている。【０００４】
上述した高調波成分は、主に超音波が被検体内を伝播する際に生ずる非線形歪みに起因して発生する。すなわち、生体内に照射された超音波は、組織の非線形応答により組織伝播中に信号が歪み、高調波成分が増大する。その結果、その受信信号には、例えば、基本波ｆ０の２倍の周波数２ｆ０や、３倍の周波数３ｆ０の成分が含まれることとなる。【０００５】
ティッシュ・ハーモニック・イメージングにおける高調波成分を抽出する方法としては、フィルター法とパルスインバージョン法が知られている。【０００６】
フィルター法は、中心周波数が、例えば、２ｆ０の帯域通過フィルターを用いて受信信号から２ｆ０の高調波成分を抽出するものである。一方、パルスインバージョン法は、極性あるいは時間反転させた第１及び第２の送信パルス信号を時間間隔をおいて送信し、それぞれの受信信号を合成して基本波成分を打ち消すことにより２次高調波成分を強調するものである。【０００７】
パルスインバージョン法を用いる超音波画像診断装置として、１回目の基本波の超音波の送受信で受信波から基本波の画像信号を生成し、２回目の基本波と反転した超音波の送受信により受信波を得て１回目の基本波の受信波と加算して高調波の画像信号を生成し、１回目の基本波の画像信号と２回目の高調波の画像信号とを深さに応じてライン（走査線）毎に重み付けして合成する超音波診断装置が知られている（特許文献１参照）。この合成画像は、浅部での高調波画像と深部での基本波画像とからなる画像とされ、アーチファクトが少なく、深部においても十分な感度が得られる。【０００８】
また、超音波画像診断装置は、取得された反射波のデータを処理して被検体の超音波画像を表示させるだけではなく、被検体内の特定の部位（ターゲット）のサンプルを採取したり、水分等を排出したり、或いは、特定の部位に薬剤やマーカー等を注入、留置したりする際に、これらに用いられる穿刺針とターゲットの位置とを視認しながら当該穿刺針をターゲット位置に向けて刺入する場合にも用いられる。このような超音波画像の利用により、被検体内のターゲットに対する処置を迅速、確実且つ容易に行うことが出来る。【０００９】
例えば、穿刺針を用いた被検体撮像へのパルスインバージョン法の応用として、１回目の正極性の超音波の送受信、２回目の正極性の超音波と反転した負極性の超音波の送受信、３回目の負極性の超音波の送受信、を繰り返し行い、１回目のエコー信号（受信波）と２回目のエコー信号とを合成して通常モード画像を生成し、１回目のエコー信号と３回目のエコー信号とを合成して穿刺モード画像を生成する超音波診断装置が知られている（特許文献２参照）。通常モード画像では、比較的ＰＲＦ（Pulse Repetition Frequency：パルス繰り返し周波数）が小さいので体動等に起因するモーションアーチファクトを低減でき、穿刺モード画像では、比較的ＰＲＦが大きいので穿刺針の動き等に起因するモーションアーチファクトを好適に映像化できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１２−９６０９５号公報
【特許文献２】特開２００６−１５００６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、上記特許文献２に記載の超音波診断装置では、３回の超音波送受信で通常モード画像及び穿刺モード画像を得る。このため、２回の超音波送受信の場合に比べて、フレームレートが低下していた。【００１２】
また、上記特許文献２に記載の超音波診断装置では、穿刺モード画像が、パルスインバージョン法による高調波成分から生成される。高調波は、長軸方向だけでなく短軸方向（スライス方向）も超音波ビームが細いため、Ｂ（Brightness）モード画像（通常モード画像）には有利だが、穿刺モード画像については、スライス面からずれていく穿刺針が超音波ビームから外れやすく、穿刺針を検出しづらかった。【００１３】
さらに、上記特許文献２に記載の超音波診断装置では、穿刺モード画像が、体動に起因するモーションアーチファクトも併せて強調されるため、穿刺針以外の組織も強調されていた。【００１４】
本発明の課題は、穿刺針を検出しやすく空間分解能の高い超音波画像を得るとともに、フレームレートの低下を防ぐことである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明の超音波画像診断装置は、
穿刺針が刺入される被検体を撮像する超音波診断装置であって、
パルス信号の入力によって被検体に向けて送信超音波を出力するとともに、被検体からの反射超音波を受信することにより受信信号を出力する超音波探触子と、
第１のパルス信号と当該第１のパルス信号の極性を反転した第２のパルス信号とを交互に繰り返し生成して前記超音波探触子に出力する送信部と、
前記超音波探触子からの受信信号を受信して音線データを生成する受信部と、
前記第１のパルス信号に対応する第１の音線データを記憶する記憶部と、
前記記憶された第１の音線データと前記第２のパルス信号に対応する第２の音線データとを加算して高調波音線データを生成する加算部と、
前記生成された第１の音線データから基本波ラインデータを生成し、前記生成された高調波音線データから高調波ラインデータを生成するライン信号処理部と、
前記生成された基本波ラインデータから基本波画像データを生成する基本波画像生成部と、
前記生成された基本波画像データから前記穿刺針に対応する画像領域である穿刺針領域を強調した針画像データを生成する針画像生成部と、
前記生成された高調波ラインデータから高調波画像データを生成する高調波画像生成部と、
前記生成された針画像データと前記生成された高調波画像データとを合成して合成画像データを生成する合成部と、
前記生成された合成画像データを表示部に表示する表示制御部と、を備える。【００１６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の超音波画像診断装置において、
前記記憶された第１の音線データと前記第２のパルス信号に対応する第２の音線データとが加算された高調波音線データと、
前記生成された第１の音線データと、を切り替えて出力するスイッチを有する。【００１７】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の超音波画像診断装置において、
前記ライン信号処理部は、前記生成された第１の音線データに基本波画像用の処理を行って基本波ラインデータを生成し、前記生成された高調波音線データに高調波画像用の処理を行って高調波ラインデータを生成する。【００１８】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の超音波画像診断装置において、
前記針画像生成部は、
前記生成された基本波画像データを平滑化して第１の平滑化画像データを生成する第１の平滑化処理部と、
前記基本波画像データを前記第１の平滑化画像データの平滑化より強く平滑化して第２の平滑化画像データを生成する第２の平滑化処理部と、
前記第１の平滑化画像データから、前記第２の平滑化画像データとの差分をとる減算部と、を備える。【００１９】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の超音波画像診断装置において、
前記第２の平滑化処理部は、前記基本波画像データの実サイズスケールで、垂直より水平方向に強く平滑化を行う。【００２０】
請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の超音波画像診断装置において、
前記針画像生成部は、前記第１の平滑化画像データを生成する第１の平滑化領域と、前記第２の平滑化画像データを生成する第２の平滑化領域とを設定し、
前記第１の平滑化領域は、前記第２の平滑化領域の略中央部に設定され、平滑化対象画素が、前記第１の平滑化領域の略中央部に設定される。【００２１】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の超音波画像診断装置において、
前記第１の平滑化領域は、前記第２の平滑化領域の基本波画像データの水平方向、または垂直方向の略中央部に設定される。【００２２】
請求項８に記載の発明は、請求項６または７に記載の超音波画像診断装置において、
表示深度の入力を受け付ける第１の入力部を備え、
前記第１の平滑化処理部は、前記入力された表示深度が深いほど、より小さな前記第１の平滑化領域を用いて、前記第１の平滑化画像データを生成し、
前記第２の平滑化処理部は、前記入力された表示深度が深いほど、より小さな前記第２の平滑化領域を用いて、前記第２の平滑化画像データを生成する。【００２３】
請求項９に記載の発明は、請求項１から８のいずれか一項に記載の超音波画像診断装置において、
前記生成された針画像データに階調補正を行う第１のコントラスト補正処理を行う第１のコントラスト補正部を備えた。【００２４】
請求項１０に記載の発明は、請求項１から９のいずれか一項に記載の超音波画像診断装置において、
前記生成された高周波画像データに階調補正を行う第２のコントラスト補正処理を行う第２のコントラスト補正部を備えた。【００２５】
請求項１１に記載の発明は、請求項１から１０のいずれか一項に記載の超音波画像診断装置において、
針画像データの合成率の入力を受け付ける第２の入力部と、
前記生成された針画像データの輝度値に前記入力された合成率を乗算する乗算部と、を備え、
前記合成部は、前記合成率が乗算された針画像データと前記生成された高調波画像データとを合成して前記合成画像データを生成する。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、穿刺針を検出しやすく空間分解能の高い超音波画像を得ることができるとともに、フレームレートの低下を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】超音波画像診断装置の外観構成を示す図である。
【図２】超音波画像診断装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】送信部の機能構成を示すブロック図である。
【図４】第１の穿刺針強調信号処理部、高調波用信号処理部の機能構成を示すブロック図である。
【図５】基本波画像における平滑化検出領域を示す図である。
【図６Ａ】第１の平滑化領域を示す図である。
【図６Ｂ】第２の平滑化領域を示す図である。
【図６Ｃ】第３の平滑化領域を示す図である。
【図７】超音波画像の合成の一例を示す図である。
【図８】第２の穿刺針強調信号処理部の機能構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
添付図面を参照して本発明に係る実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は、図示例に限定されるものではない。
【００２９】
先ず、図１〜図６Ｃを参照して、本実施の形態の装置構成を説明する。図１は、本実施の形態の超音波画像診断装置Ｕの全体図である。図２は、超音波画像診断装置Ｕの機能構成を示すブロック図である。図３は、送信部１２の機能構成を示すブロック図である。図４は、穿刺針強調信号処理部２３、高調波用信号処理部２５の機能構成を示すブロック図である。
【００３０】
図１に示すように、本実施の形態の超音波画像診断装置Ｕは、超音波画像診断装置本体１、ケーブル５または無線通信手段を介して超音波画像診断装置本体１に接続された超音波探触子２（超音波プローブ）、穿刺針３、超音波探触子２に取り付けられた取付部４（アタッチメント）等を備える。
【００３１】
超音波探触子２は、図示しない生体等の被検体に対して超音波（送信超音波）を送信するとともに、この被検体で反射した超音波の反射波（反射超音波：エコー）を受信する。超音波画像診断装置本体１は、超音波探触子２に電気信号の駆動信号を送信することによって超音波探触子２に被検体に対して送信超音波を送信させるとともに、超音波探触子２にて受信した被検体内からの反射超音波に応じて超音波探触子２で生成された電気信号である受信信号に基づいて被検体内の内部状態を超音波画像として画像化する。
【００３２】
超音波探触子２は、例えば、バッキング層、圧電層、音響整合層及び音響レンズ等を備えてこれらが積層されることにより構成されている。また、圧電層には、圧電素子を有する振動子（図示略）が備えられており、この振動子は、例えば、方位方向に一次元アレイ状に複数配列されている。本実施の形態では、例えば、１９２個の振動子を備えた超音波探触子２を用いている。なお、振動子は、二次元アレイ状に配列されたものであってもよい。また、振動子の個数は、任意に設定することができる。また、本実施の形態では、超音波探触子２について、リニア走査方式の電子スキャンプローブを採用したが、電子走査方式あるいは機械走査方式の何れを採用してもよく、また、リニア走査方式、セクタ走査方式あるいはコンベックス走査方式の何れの方式を採用することもできる。
【００３３】
穿刺針３は、ここでは、中空状の長針形状を有し、取付部４の設定により定められた角度で被検体に対して刺入される。穿刺針３は、採取のターゲット（検体）又は注入される薬剤などの種別や分量に応じて適宜な太さ、長さや先端形状を有したものに換装されることが可能となっている。
【００３４】
取付部４は、穿刺針３を設定された向き（方向）で保持する。取付部４は、超音波探触子２の側部に取り付けられ、被検体に対する穿刺針３の刺入角度に応じた穿刺針３の向きを適宜変更設定可能となっている。取付部４は、穿刺針３を単に刺入方向に移動させるだけではなく、穿刺針３の中心軸に対して当該穿刺針３を回転（スピン）させながら刺入させることが出来る。なお、取付部４の代わりに、超音波探触子２に穿刺針３を刺入方向に向けて保持する案内部が直接設けられていても良い。
【００３５】
図２に示すように、超音波画像診断装置本体１は、第１の入力部及び第２の入力部としての操作入力部１１と、表示部２９と、送受信部Ａと、ライン加算部Ｂと、ライン信号処理部Ｃと、フレーム信号処理部Ｄと、表示制御部としてのＤＳＣ（Digital Scan Converter）２８、制御部３０と、を備える。
【００３６】
送受信部Ａは、送信部１２、受信部１３を備える。ライン加算部Ｂは、記憶部としてのラインメモリー１４、加算部１５、スイッチ１６を備える。ライン信号処理部Ｃは、ダイナミックフィルター１７、係数メモリー１８、検波処理部１９、ログ圧縮処理部２０、係数メモリー２１を備える。フレーム信号処理部Ｄは、スイッチ２２、穿刺針強調信号処理部２３、フレームメモリー２４，２６、高調波用信号処理部２５、合成部２７を備える。
【００３７】
操作入力部１１は、押しボタンスイッチ、キーボード、マウス、若しくはトラックボール、又は、これらの組み合わせを備えており、ユーザー（例えば、技師、医師等の検査者）の入力操作を操作信号に変換し、超音波画像診断装置本体１に入力する。特に、操作入力部１１は、被検体の体表からのターゲットの部位の深さとしての表示深度と、穿刺針３の針画像データ及び高調波画像データの合成における針画像データの係数としての合成率と、の入力を受け付ける。
【００３８】
送信部１２は、制御部３０の制御に従って、超音波探触子２にケーブル５を介して電気信号である駆動信号を供給して超音波探触子２に送信超音波を発生させる回路である。特に、送信部１２は、ＴＨＩのパルスインバージョン法により、超音波画像の１ライン分の正極性の基本波のパルス信号と、当該正極性の基本波の極性を反転した同一ラインの負極性の基本波のパルス信号と、を駆動信号として交互に繰り返し出力して、複数ラインの正極性及び負極性の基本波のパルス信号を出力する。
【００３９】
ここで図３に示すように、送信部１２は、例えば、クロック発生回路１２１、パルス発生回路１２２、電圧及びデューティー設定部１２３、遅延回路１２４を備えている。
【００４０】
クロック発生回路１２１は、駆動信号の送信タイミングや送信周波数を決定するクロック信号を発生させる回路である。パルス発生回路１２２は、所定の周期で駆動信号としてのパルス信号を発生させるための回路である。パルス発生回路１２２は、例えば、設定された５値（＋ＨＶ／＋ＭＶ／０／−ＭＶ／−ＨＶ）の電圧を切り替えて、設定されたデューティー比で出力することにより、矩形波によるパルス信号を発生させることができる。このとき、パルス信号の振幅については、正極性及び負極性で同一となるようにしたが、これに限定されない。本実施の形態では、５値の電圧を切り替えてパルス信号を出力するようにしたが、５値に限定されず、適宜の値に設定することができるが、５値以下が好ましい。これにより、低コストで周波数成分の制御の自由度を向上させることができ、より高分解能である送信超音波を得ることができる。
【００４１】
電圧及びデューティー設定部１２３は、パルス発生回路１２２から出力されるパルス信号の電圧及びデューティー比を設定する。すなわち、パルス発生回路１２２は、デューティー設定部１２３によって設定された電圧及びデューティー比に従ったパルス波形によるパルス信号を出力する。電圧及びデューティー比は、例えば、操作入力部１１による入力操作により可変とすることができる。
【００４２】
図２にもどり、受信部１３は、制御部３０の制御に従って、超音波探触子２からケーブル５または無線通信手段を介して電気信号の受信信号を受信する回路である。受信部１３は、例えば、増幅器、Ａ／Ｄ変換回路、整相加算回路を備えている。増幅器は、受信信号を、振動子毎に対応した個別経路毎に、予め設定された所定の増幅率で増幅させるための回路である。Ａ／Ｄ変換回路は、増幅された受信信号をアナログ−デジタル変換（Ａ／Ｄ変換）するための回路である。整相加算回路は、Ａ／Ｄ変換された受信信号に対して、振動子毎に対応した個別経路毎に遅延時間を与えて時相を整え、これらを加算（整相加算）して音線データを生成するための回路である。
【００４３】
ライン加算部Ｂは、ラインメモリー１４、加算部１５、スイッチ１６を備える。
ラインメモリー１４は、受信部１３から入力された１ライン分の正極性の基本波のパルス信号に対応する音線データを記憶する記憶部である。加算部１５は、制御部３０の制御に従って、ラインメモリー１４に記憶された１ライン分の正極性の基本波に対応する音線データを読み出して、受信部１３から入力された同一ラインの負極性の基本波のパルス信号に対応する音線データ（読み出された音線データに対応する正極性の基本波のパルス信号の次に送信部１２から出力された負極性の基本波に対応する音線データ）に加算する加算器である。加算部１５による加算により、正極性の基本波成分と負極性の基本波成分とが打ち消され、２次高調波を主体とした高調波成分の音線データを抽出できる。
【００４４】
スイッチ１６は、制御部３０の制御に従って、ライン信号処理部Ｃ（ダイナミックフィルター１７）へ出力する音線データの入力経路をラインごとに切り替える。より具体的には、スイッチ１６は、１ライン分の正極性の基本波のパルス信号に対応する音線データがライン加算部Ｂに入力されると、入力経路を受信部１３側に切り替えて当該入力された音線データを直接出力し、同一ライン分の負極性の基本波のパルス信号に対応する音線データがライン加算部Ｂに入力されると、入力経路を加算部１５側に切り替えて加算部１５で生成された高調波成分の音線データを出力する。
このようなライン加算部Ｂの構成により、２回の超音波送受信で、基本波成分と高調波成分音線データを出力することができるので、従来の３回の超音波送受信よりもフレームレートを向上させることができる。
【００４５】
ダイナミックフィルター１７は、制御部３０の制御に従って、ライン加算部Ｂ（スイッチ１６）から出力された音線データをフィルタリングするデジタルフィルターである。このデジタルフィルターは、複数のタップを有し、当該各タップの係数を調整することで、フィルタリングの特性を変化させることができる。係数メモリー１８は、基本波画像（穿刺針３検出用の針画像）用のタップの係数と、高調波画像用のタップの係数と、を記憶している。
【００４６】
ダイナミックフィルター１７は、ライン加算部Ｂから１ライン分の正極性の基本波のパルス信号に対応する音線データが入力されると、基本波画像用のタップの係数を係数メモリー１８から読み出して各タップの係数に設定し、入力された音線データの基本波成分を透過するフィルタリングを行い、ライン加算部Ｂから同一ラインの高調波成分の音線データが入力されると、高調波画像用のタップの係数を係数メモリー１８から読み出して各タップの係数に設定し、入力された音線データの２次高調波成分を透過するフィルタリングを行う。
【００４７】
検波処理部１９は、制御部３０の制御に従って、ダイナミックフィルター１７から入力された音線データに包絡線検波処理を行い、包絡線データを取り出す。
【００４８】
ログ圧縮処理部２０は、制御部３０の制御に従って、検波処理部１９から出力された包絡線データにログ圧縮処理を行ってゲイン調整し、画像の輝度値を示すラインデータとして出力する。係数メモリー２１は、ダイナミックレンジを狭くするための基本波画像のログ圧縮の係数と、ダイナミックレンジを広くするための高調波画像用のログ圧縮の係数と、を記憶している。
【００４９】
ログ圧縮処理部２０は、検波処理部１９から１ライン分の正極性の基本波のパルス信号に対応する包絡線データが入力されると、基本波画像用のログ圧縮の係数を係数メモリー２１から読み出し、読み出した係数に応じて、入力された包絡線データにログ圧縮処理を行いダイナミックレンジを狭くして基本波ラインデータとして出力する。ログ圧縮処理部２０は、検波処理部１９から同一ラインの高調波成分の包絡線データが入力されると、高調波画像用のログ圧縮の係数を係数メモリー２１から読み出し、読み出した係数に応じて、入力された包絡線データにログ圧縮処理を行いダイナミックレンジを広くして高調波ラインデータとして出力する。
【００５０】
スイッチ２２は、制御部３０の制御に従って、ライン信号処理部Ｃ（ログ圧縮処理部２０）から入力される画像データの出力経路をラインごとに切り替える。より具体的には、スイッチ２２は、１ライン分の正極性の基本波のパルス信号に対応する基本波ラインデータが入力されると、出力経路を穿刺針強調信号処理部２３に切り替えて当該基本波ラインデータを出力し、同一ライン分の高調波成分の高調波ラインデータが入力されると、出力経路を高調波用信号処理部２５に切り替えて当該高調波ラインデータを出力する。
穿刺針強調信号処理部２３は、フレームメモリー２４に格納されている画像データを利用して、入力画像背景を推定して、入力画像との差分を穿刺針強調信号として抽出する。
【００５１】
ＤＳＣ２８は、制御部３０の制御に従って、フレーム信号処理部Ｄ（合成部２７）から入力された合成画像データの座標変換等を行い、表示部２９用の画像信号に変換して出力する。
【００５２】
表示部２９は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＣＲＴ（Cathode-Ray Tube）ディスプレイ、有機ＥＬ（Electronic Luminescence）ディスプレイ、無機ＥＬディスプレイ及びプラズマディスプレイ等の表示装置が適用可能である。表示部２９は、ＤＳＣ２８から出力された画像信号に従って表示画面上に超音波画像の表示を行う。
【００５３】
制御部３０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を備えて構成され、ＲＯＭに記憶されているシステムプログラム等の各種処理プログラムを読み出してＲＡＭに展開し、展開したプログラムに従って超音波画像診断装置Ｕの各部の動作を集中制御する。ＲＯＭは、半導体等の不揮発メモリー等により構成され、超音波画像診断装置Ｕに対応するシステムプログラム及び該システムプログラム上で実行可能な各種処理プログラムや、各種データ等を記憶する。これらのプログラムは、コンピューターが読み取り可能なプログラムコードの形態で格納され、ＣＰＵは、当該プログラムコードに従った動作を逐次実行する。ＲＡＭは、ＣＰＵにより実行される各種プログラム及びこれらプログラムに係るデータを一時的に記憶するワークエリアを形成する。但し、図２上で、制御部３０から各部への制御線は、適宜省略している。
【００５４】
超音波画像診断装置Ｕが備える送受信部Ａ、ライン加算部Ｂ、ライン信号処理部Ｃ、フレーム信号処理部Ｄ、ＤＳＣ２８等について、各々の機能ブロックの一部又は全部の機能は、集積回路などのハードウェア回路として実現することができる。集積回路とは、例えばＬＳＩ（Large Scale Integration）であり、ＬＳＩは集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよいし、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用してもよい。また、各々の機能ブロックの一部又は全部の機能をソフトウェアにより実行するようにしてもよい。この場合、このソフトウェアは一つ又はそれ以上のＲＯＭなどの記憶媒体、光ディスク、又はハードディスクなどに記憶されており、このソフトウェアが演算処理器により実行される。
【００５５】
次に、図４に示すように、穿刺針強調信号処理部２３は、基本波画像生成部２３１、分岐部２３２，２３３、第１の平滑化処理部としての弱平滑化処理部２３４、第２の平滑化処理部としての強平滑化処理部２３５、減算部２３６、第１のコントラスト補正部としてのコントラスト補正部２３７、乗算部２３８を備える。高調波用信号処理部２５は、高調波画像生成部２５１、第２のコントラスト補正部としてのコントラスト補正部２５２を備える。
【００５６】
基本波画像生成部２３１は、制御部３０の制御に従って、スイッチ２２から入力される基本波ラインデータをフレームメモリー２４に記憶していき、１フレーム分の基本波ラインデータが記憶されると、当該１フレーム分の基本波ラインデータを１フレームの基本波画像データとしてフレームメモリー２４から読み出して出力する。フレームメモリー２４は、基本波ラインデータを少なくとも１フレーム分記憶する記憶部である。
【００５７】
分岐部２３２は、基本波画像生成部２３１から入力された基本波画像データを弱平滑化処理部２３４及び強平滑化処理部２３５に出力する。分岐部２３３は、ユーザーから操作入力部１１に操作入力されて制御部３０を介して入力された表示深度を弱平滑化処理部２３４及び強平滑化処理部２３５に出力する。
【００５８】
弱平滑化処理部２３４は、分岐部２３３から入力された表示深度に応じて、分岐部２３２から入力された基本波画像データに弱めの平滑化処理を行って出力する。強平滑化処理部２３５は、分岐部２３３から入力された表示深度に応じて、分岐部２３２から入力された基本波画像データに強めの平滑化処理を行って出力する。すなわち、弱平滑化処理部２３４の平滑化処理は、強平滑化処理部２３５での平滑化処理よりも弱い平滑化処理を行い、強平滑化処理部２３５の平滑化処理は、弱平滑化処理部２３４での平滑化処理よりも強い平滑化処理を行う。
【００５９】
次に、図５、図６Ａ〜図６Ｃを用いて平滑化処理について説明する。ここでは一例として平均化処理による平滑化処理を説明する。
図５は、基本波画像４０における平滑化検出領域と平滑化対象との位置関係を示す図である。
以下超音波画像において、水平方向とは、超音波探触子２のエレメント（振動子）が配列されている方向であって、図５では、図５の上部に超音波探触子２のエレメントが左右に配列されているときの画像をしており、図５における検出領域５０は水平方向に長い形態となっている。
一方で、垂直方向とは超音波探触子２のエレメントとは垂直の方向であって図５においては上下方向を意味する。
図５に示すように、基本波画像４０は、基本波画像データに基づく超音波画像（Ｂモード画像）であり、被検体を表す被検体領域４１、被検体に刺入された穿刺針３を示す穿刺針領域４２、を有する。被検体領域４１の上辺（基本波画像４０の上辺）が被検体の体表とする。弱平滑化処理部２３４、強平滑化処理部２３５は、制御部３０の制御に従って、基本波画像４０の全画素について、平滑化対象画素５１を中心とした検出領域５０を用いた平滑化処理を行い、平滑化処理後の基本波画像データを生成する。
平均値での平滑化処理は、図５の検出領域５０に示すような矩形領域で平滑化を行う。
【００６０】
図６Ａに示した検出領域５０は、扱う画像が実サイズスケールの場合、垂直方向よりも水平方向の幅が長い矩形領域であり、平滑化対象画素５１が中央部付近に含むように設定される。
検出領域５０は、検出領域５０の水平方向の略中央部分に、矩形領域であり、その幅がＷ１である弱めの平滑化処理用の弱平滑化領域５２Ａと、検出領域５０全体の矩形領域であり、その幅がＷ２である強めの平滑化処理用の強平滑化領域５３Ａと、からなる。
【００６１】
弱平滑化領域５２Ａ、強平滑化領域５３Ａは、基本波画像中の穿刺針３の穿刺針領域を強調のために検出する領域となる。また、画像解像度が表示深度により変わらない場合、表示深度が深いほど、基本波画像中の穿刺針領域も細くなっていく。このため、表示深度が深いほど、弱平滑化領域５２Ａ、強平滑化領域５３Ａは、形状は変えず、サイズを小さく設定するものとし、後述する弱平滑化領域５２Ｂ，５２Ｃ、強平滑化領域５３Ｂ，５３Ｃでも同様である。
【００６２】
弱平滑化処理部２３４は、弱い平滑化処理として、入力された基本波画像データから１つの平滑化対象画素５１を選択し、平滑化対象画素５１を囲う弱平滑化領域５２Ａの平均値を算出する。そして、弱平滑化処理部２３４は、入力された基本波画像データからの未選択の１つの画素の選択と平均値の算出を繰り返して、弱い平滑化処理後の基本波画像データを生成する。
【００６３】
強平滑化処理部２３５は、強い平滑化処理として、入力された基本波画像データから１つの平滑化対象画素５１を選択し、平滑化対象画素５１を囲う強平滑化領域５３Ａの平均値を算出する。そして、強平滑化処理部２３５は、入力された基本波画像データからの未選択の１つの画素の選択と平均値の算出を繰り返して、強い平滑化処理後の基本波画像データを生成する。
【００６４】
弱平滑化処理部２３４による弱い平滑化処理により、基本波画像のスペックル等の細かいノイズが除去される。また、強平滑化処理部２３５による強い平滑化処理により、基本波画像の穿刺針領域以外の背景領域の輝度値が推定される。
【００６５】
図４に示すように、減算部２３６は、制御部３０の制御に従って、弱平滑化処理部２３４から入力された弱い平滑化処理後の基本波画像データから、強平滑化処理部２３５から入力された強い平滑化処理後の基本波画像データを減算して、穿刺針３を強調した基本波画像データ（針画像データ）を生成して出力する。減算部２３６の減算処理により、基本波画像データから穿刺針３の太さ相当の周波数成分が抽出される。
【００６６】
ユーザーは、多くの場合、被検体の体表に対し、斜め方向に穿刺針３を刺入する。この場合、弱平滑化処理部２３４、強平滑化処理部２３５において、図６Ａに示す検出領域５０が用いられ、減算部２３６の減算処理により、検出領域５０のうち弱平滑化領域５２Ａを通る穿刺針領域が強調される（減算値が大きくなる）。つまり、基本波画像上で、垂直方向、斜め方向に刺入された穿刺針３は強調され、水平方向に刺入された穿刺針３や、水平方向に存在する被検体の組織等は強調されない。
【００６７】
これに対して、ユーザーが、被検体の体表に対し水平方向に穿刺針３を刺入する場合、図６Ａに示す検出領域５０を用いると、基本波画像上で、水平方向に刺入された穿刺針３の穿刺針領域が強調されない。このため、弱平滑化処理部２３４、強平滑化処理部２３５において、検出領域５０を、図６Ｂに示すように弱平滑化領域５２Ｂと強平滑化領域５３Ｂとで構成するようにしてもよい。
【００６８】
図６Ｂにおける検出領域５０は、その中央部付近に平滑化対象画素５１を有し、検出領域５０の垂直方向の中央部分のみの矩形領域であり弱い平滑化処理用の弱平滑化領域５２Ｂと、検出領域５０全体の矩形領域であり強い平滑化処理用の強平滑化領域５３Ｂと、からなる。
【００６９】
弱平滑化処理部２３４、強平滑化処理部２３５において、図６Ｂに示す検出領域５０が用いられ、減算部２３６の減算処理により、検出領域５０のうち弱平滑化領域５２Ｂを通る穿刺針領域が強調される。つまり、基本波画像上で、水平方向や斜め方向に刺入された穿刺針３は強調される。但し、水平方向に存在する被検体の組織等も強調され、垂直方向に刺入された穿刺針３や、垂直方向に存在する被検体の組織等が強調されない。
【００７０】
また、弱平滑化処理部２３４、強平滑化処理部２３５において、検出領域５０を、図６Ｃに示すように弱平滑化領域５２Ｃと強平滑化領域５３Ｃとで構成するようにしてもよい。
【００７１】
検出領域５０は、その中心に平滑化対象画素５１を有し、検出領域５０の水平方向及び垂直方向の中央部分のみの矩形領域であり弱い平滑化処理用の弱平滑化領域５２Ｃと、検出領域５０全体の矩形領域であり強い平滑化処理用の強平滑化領域５３Ｃと、からなる。
【００７２】
弱平滑化処理部２３４、強平滑化処理部２３５において、図６Ｃに示す検出領域５０が用いられ、減算部２３６の減算処理により、検出領域５０のうち弱平滑化領域５２Ｃを通る穿刺針領域が強調される。つまり、基本波画像上で、垂直方向、水平方向、斜め方向に刺入された穿刺針３は強調される。但し、垂直方向、水平方向に存在する被検体の組織等も強調される。
【００７３】
平均化で平滑化を行う場合、弱平滑化処理部２３４の平滑化処理は、強平滑化処理部２３５での平滑化処理よりも狭い領域で、強平滑化処理部２３５での平滑化処理よりも弱い平滑化処理を行い、強平滑化処理部２３５の平滑化処理は、弱平滑化処理部２３４での平滑化処理よりも広い領域で、弱平滑化処理部２３４での平滑化処理よりも強い平滑化処理を行うことで実現することができる。
【００７４】
なお、画像の平滑化には、ガウシアン等を用いても良い。ガウシアンの分散値を大きくすることによって、平滑化強度を強くすることができる。
ここで、ガウシアンによる平滑化処理の場合は、水平、垂直の分散値のうち、水平の分散値を利用して平滑化を行う。
【００７５】
図４に示すように、コントラスト補正部２３７は、制御部３０の制御に従って、減算部２３６から入力された針画像データに対して、例えば、シグモイド関数を用いた階調補正を行うコントラスト処理により、穿刺針領域と非穿刺針領域のコントラストを付ける。
【００７６】
乗算部２３８は、制御部３０の制御に従って、コントラスト補正部２３７から入力されたコントラスト補正処理後の針画像データの各画素の輝度値に、ユーザーから操作入力部１１に操作入力されて制御部３０を介して入力された合成率を乗算し、合成率乗算後の針画像データを生成して出力する。
【００７７】
高調波画像生成部２５１は、制御部３０の制御に従って、スイッチ２２から入力される高調波ラインデータをフレームメモリー２６に記憶していき、１フレーム分の高調波ラインデータが記憶されると、当該１フレーム分の高調波ラインデータを１フレームの高調波画像データとしてフレームメモリー２６から読み出して出力する。フレームメモリー２６は、高調波ラインデータを少なくとも１フレーム分記憶する記憶部である。
【００７８】
コントラスト補正部２５２は、制御部３０の制御に従って、高調波画像生成部２５１から入力された高調波画像データに階調補正を行う高調波画像用のコントラスト補正処理を行って出力する。高調波画像用のコントラスト補正処理は、高調波画像の輝度値を低くし、暗めにするコントラスト処理であって、高調波画像に比べて針画像（特に穿刺針領域）を強調させるための処理である。
【００７９】
合成部２７は、制御部３０の制御に従って、穿刺針強調信号処理部２３（乗算部２３８）から入力された針画像データの各画素の輝度値と、高調波用信号処理部２５（コントラスト補正部２５２）から入力された高調波画像データの各画素の輝度値と、を加算して合成して合成画像データを生成し出力する。
【００８０】
次に、図７を参照して、超音波画像診断装置Ｕの動作を説明する。図７は、超音波画像の合成の一例を示す図である。
【００８１】
超音波画像診断装置Ｕにおいて、ユーザーから表示深度及び合成率が入力され、穿刺針３が被検体に適宜刺入されて、超音波画像診断処理が開始される。超音波画像診断装置Ｕにおいて、送受信部Ａにより、ラインごとのＴＨＩの正極性の基本波と負極性の基本波との駆動信号が交互に繰り返し生成されて、これらの駆動信号により超音波探触子２を介して超音波送受信がなされ受信信号の音線データが得られる。
【００８２】
そして、送受信部Ａから出力された正極性のパルス信号に対応する音線データは、ライン加算部Ｂにより、そのまま出力されるとともに、ラインメモリー１４に記憶される。そして、ライン信号処理部Ｃにより、ライン加算部Ｂから出力された正極性のパルス信号に対応する音線データに、基本波画像用のフィルタリング、包絡線検波処理、ログ圧縮処理が行われ基本波ラインデータとされる。そして、フレーム信号処理部Ｄにより、ライン信号処理部Ｃから出力された基本波ラインデータは、フレームメモリー２４に記憶される。
【００８３】
また、送受信部Ａから次に出力された負極性のパルス信号に対応する音線データは、ライン加算部Ｂにより、ラインメモリー１４に記憶された正極性のパルス信号に対応する音線データと加算されて出力される。そして、ライン信号処理部Ｃにより、ライン加算部Ｂから出力された高調波成分を有する音線データに、高調波画像用のフィルタリング、包絡線検波処理、ログ圧縮処理が行われ高調波ラインデータとされる。そして、フレーム信号処理部Ｄにより、ライン信号処理部Ｃから出力された高調波ラインデータは、フレームメモリー２６に記憶される。
【００８４】
上記の動作の繰り返しにより、フレームメモリー２４に１フレーム分の基本波ラインデータが記憶されると、穿刺針強調信号処理部２３により、１フレームの基本波画像データとして読み出され、当該基本波画像データから針画像データが生成され、合成率が乗算される。同様に、フレームメモリー２６に１フレーム分の高調波ラインデータが記憶されると、高調波用信号処理部２５により、１フレームの高調波ラインデータとして読み出され、高調波画像用のコントラスト補正処理が行われる。
【００８５】
そして、フレーム信号処理部Ｄ（合成部２７）により、１フレームの針画像データと高調波画像データとから、合成画像データが生成され、ＤＳＣ２８を介して表示部２９に合成画像が表示される。
【００８６】
例えば、図７に示すように、フレームメモリー２４から基本波画像６０の基本波画像データが読み出され、検出領域５０を用いた弱平滑化処理部２３４、強平滑化処理部２３５、減算部２３６により、針画像７０の針画像データが生成されたものとする。また、フレームメモリー２６から高調波画像８０の高周波画像データが読み出されたものとする。針画像７０は、基本波画像６０に比べて、斜め方向に刺入された穿刺針３の穿刺針領域の輝度値が明るく強調されているとともに、穿刺針領域以外の背景領域の輝度値が暗くされている。さらに、基本波画像６０内の下方に位置する水平方向に位置する筋組織は、針画像７０では強調されていない。高調波画像８０は、基本波画像６０に比べて、空間分解能が高い。
【００８７】
そして、針画像７０の針画像データに任意の合成率が乗算され、合成部２７により、高調波画像８０の高調波画像データと加算されて合成画像９０の合成画像データが生成される。合成画像９０は、穿刺針領域が針画像７０のように強調されて輝度値が高く、しかも穿刺針領域以外の背景領域が高調波画像８０のように空間分解能が高くなっている。
【００８８】
以上、本実施の形態によれば、超音波画像診断装置Ｕは、穿刺針３が刺入される被検体を撮像する超音波診断装置であって、と、パルス信号の入力によって被検体に向けて送信超音波を出力するとともに、被検体からの反射超音波を受信することにより受信信号を出力する超音波探触子２と、正極性のパルス信号とこの極性を反転した負極性のパルス信号とを交互に繰り返し生成して超音波探触子２に出力する送信部１２と、超音波探触子２からの受信信号を受信して音線データを生成する受信部１３と、を備える。また、超音波画像診断装置Ｕは、正極性のパルス信号に対応する第１の音線データを記憶するラインメモリー１４と、記憶された第１の音線データと負極性のパルス信号に対応する第２の音線データとを加算して高調波ラインデータを生成する加算部１５と、生成された第１の音線データから基本波ラインデータを生成し、生成された高調波音線データから高調波ラインデータを生成するライン信号処理部Ｃと、を備える。さらに、超音波画像診断装置Ｕは、生成された基本波ラインデータから基本波画像データを生成する基本波画像生成部２３１と、生成された基本波画像データから穿刺針３に対応する画像領域である穿刺針領域を強調した針画像データを生成する針画像生成部と、生成された高調波ラインデータから高調波画像データを生成する高調波画像生成部２５１と、生成された針画像データと生成された高調波画像データとを合成して合成画像データを生成する合成部２７と、生成された合成画像データを表示部２９に表示する制御部３０と、を備える。
【００８９】
このため、針画像データに基づく穿刺針領域により穿刺針を検出しやすく高調波画像データに基づく空間分解能の高い超音波画像の合成画像データを得ることができるとともに、正極性のパルス信号及び負極性のパルス信号の２回のパルス信号送信で１ラインのラインデータが得られるので、フレームレートの低下を防ぐことができる。
【００９０】
また、超音波画像診断装置Ｕは、ラインメモリー１４に記憶された第１の音線データと前記第２のパルス信号に対応する第２の音線データとが加算された高調波音線データと、生成された第１の音線データと、を切り替えて出力するスイッチ１６を有する。このため、高調波音線データと第１の音線データとを遅延なく切り替えて出力でき、２回の超音波送受信で、基本波成分と高調波成分の音線データを出力することができるので、従来の３回の超音波送受信よりもフレームレートを向上させることができる。
【００９１】
また、ライン信号処理部Ｃは、生成された第１の音線データに基本波画像用の処理（フィルタリング、ログ圧縮）を行って基本波ラインデータを生成し、生成された高調波音線データに高調波画像用の処理（フィルタリング、ログ圧縮）を行って高調波ラインデータを生成する。このため、基本波画像用の処理が行われた適切な基本波ラインデータと、高調波画像用の処理が行われた適切な高調波ラインデータと、を生成できるとともに、ラインデータの経路の構成を基本波用と高調波用とで一部共通化でき、装置構成を簡単にできる。
【００９２】
また、超音波画像診断装置Ｕは、針画像生成部として、生成された基本波画像データを平滑化して第１の平滑化画像データを生成する弱平滑化処理部２３４と、基本波画像データを第１の平滑化画像データの平滑化より強く平滑化して第２の平滑化画像データを生成する強平滑化処理部２３５と、第１の平滑化画像データから、第２の平滑化画像データとの差分をとる減算部２３６と、を備える。このため、針画像データにおいて、穿刺針３の穿刺針領域をより強調できる。
【００９３】
また、上記先行技術文献としての特許文献２等の穿刺針撮像において、被検体の体表に対して特に斜め方向に刺入された穿刺針を強調することが要求されている。
【００９４】
これに対し、強平滑化処理部２３５は、基本波画像データの実サイズスケールで、垂直より水平方向に強く平滑化を行う。また、弱平滑化処理部２３４、強平滑化処理部２３５は、第１の平滑化画像データを生成する第１の平滑化領域と、第２の平滑化画像データを生成する第２の平滑化領域とを設定し、第１の平滑化領域は、第２の平滑化領域の略中央部に設定され、平滑化対象画素が、第１の平滑化領域の略中央部に設定される。また、第１の平滑化領域は、第２の平滑化領域の基本波画像データの水平方向、垂直方向の略中央部に設定される。このため、針画像データにおいて、被検体の体表から少なくとも垂直方向及び斜め方向、又は水平方向及び斜め方向に刺入された穿刺針３の穿刺針領域をより強調できるとともに、体表に対し水平方向又は垂直方向の組織等が強調されることを防ぐことができる。
【００９５】
また、超音波画像診断装置Ｕは、表示深度の入力を受け付ける操作入力部１１と、弱平滑化処理部２３４は、入力された表示深度が深いほど、より小さな第１の平滑化領域を用いて、第１の平滑化画像データを生成し、強平滑化処理部２３５は、入力された表示深度が深いほど、より小さな第２の平滑化領域を用いて、第２の平滑化画像データを生成する。このため、表示深度が深くなっても、基本波画像中の穿刺針領域が細くなるのを防ぎ、適切な大きさ（太さ）にすることができる。
【００９６】
また、超音波画像診断装置Ｕは、生成された針画像データの穿刺針領域と非穿刺針領域のコントラストをつける階調補正を行う第１のコントラスト補正処理を行うコントラスト補正部２３７を備える。このため、針画像上の穿刺針領域と非穿刺針領域とのコントラストをつけることができる。
【００９７】
また、超音波画像診断装置Ｕは、生成された高周波画像データに輝度値を低下する階調補正を行う第２のコントラスト補正処理を行うコントラスト補正部２５２を備える。このため、高調波画像の輝度値を低下することができる。合成部２７は、第１のコントラスト補正処理が行われた針画像データと第２のコントラスト補正処理が行われた高調波画像データとを合成して合成画像データを生成することで、合成画像上の穿刺針領域を、穿刺針領域以外の背景領域に比べて、より明るく強調することができる。
【００９８】
また、超音波画像診断装置Ｕは、針画像データの合成率の入力を受け付ける操作入力部１１と、生成された針画像データの輝度値に、入力された合成率を乗算する乗算部２３８と、を備える。合成部２７は、合成率が乗算された針画像データと生成された高調波画像データとを合成して合成画像データを生成する。このため、高調波画像に対する針画像の合成率を自在に設定することができる。
【００９９】
なお、上記実施の形態における記述は、本発明に係る好適な超音波画像診断装置の一例であり、これに限定されるものではない。
【０１００】
例えば、上記実施の形態では、正極性の基本波のパルス信号と当該正極性の基本波を反転した負極性の基本波のパルス信号とを駆動信号として交互に繰り返し生成し、当該正極性の基本波のパルス波に対応する受信信号に基づいて針画像データを生成する構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、負極性の基本波のパルス信号と当該負極性の基本波を反転した正極性の基本波のパルス信号とを駆動信号として交互に繰り返し生成し、当該負極性の基本波のパルス波に対応する受信信号に基づいて針画像データを生成する構成としてもよい。
【０１０１】
また、上記実施の形態では、穿刺針強調信号処理部２３が（正極性の）基本波のパルス信号に対応する受信信号に基づく基本波ラインデータから針画像データを生成する構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、高調波画像生成部２５１が正極性及び負極性の基本波のパルス信号に対応する受信信号に基づく基本波ラインデータから高調波画像データを生成し、当該高調波画像データをフレームメモリー２６に記憶するとともに、基本波画像生成部２３１を除く穿刺針強調信号処理部２３が当該生成された高調波画像データから針画像データを生成し、当該針画像データと前記記憶されコントラスト補正部２５２により階調処理された高調波画像データとを、入力された任意の合成率で合成して合成画像データを生成する構成としてもよい。この構成によれば、スイッチ２２、基本波画像生成部２３１、フレームメモリー２４が不要となり、超音波画像診断装置Ｕの構成を簡単にできる。この構成では、例えば、基本波ラインデータが使用されないため、ライン加算部Ｂでは、基本波のパルス信号に対応する音線データが出力されず高調波成分の音線データが出力され、ライン信号処理部Ｃでは、高調波成分の音線データに各種処理が行われて高調波ラインデータが出力される。
【０１０２】
また、穿刺針強調信号処理部としては、図８に示す穿刺針強調信号処理部３００の構成もとることができる。図８は、穿刺針強調信号処理部３００の機能構成を示すブロック図である。
図８において、穿刺針強調信号処理部３００は、図４における穿刺針強調信号処理部２３における基本波画像生成部２３１を画像生成部３０１に置き換えたものであり、この画像生成部３０１には、ライン信号処理部等から、超音波画像のラインデータが入力される。
この入力されたラインデータから、画像生成部３０１で１フレーム画像データが生成され、穿刺針強調信号処理部２３と同様に、強調された針画像データが出力される。
【０１０３】
また、以上の実施の形態における超音波画像診断装置Ｕを構成する各部の細部構成及び細部動作に関して本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
以上のように、本発明の超音波画像診断装置は、穿刺針を用いた超音波画像診断に適用できる。
【符号の説明】
【０１０５】
Ｕ  超音波画像診断装置
２  超音波探触子
３  穿刺針
４  取付部
５  ケーブル
１  超音波画像診断装置本体
１１  操作入力部
Ａ  送受信部
１２  送信部
１２１  クロック発生回路
１２２  パルス発生回路
１２３  電圧及びデューティー設定部
１２４  遅延回路
１３  受信部
Ｂ  ライン加算部
１４  ラインメモリー
１５  加算部
１６  スイッチ
Ｃ  ライン信号処理部
１７  ダイナミックフィルター
１８  係数メモリー
１９  検波処理部
２０  ログ圧縮処理部
２１  係数メモリー
Ｄ  フレーム信号処理部
２２  スイッチ
２３，３００  穿刺針強調信号処理部
２３１  基本波画像生成部
２３２，２３３  分岐部
２３４  弱平滑化処理部
２３５  強平滑化処理部
２３６  減算部
２３７  コントラスト補正部
２３８  乗算部
３０１  画像生成部
２４，２６  フレームメモリー
２５  高調波用信号処理部
２５１  高調波画像生成部
２５２  コントラスト補正部
２７  合成部
２８  ＤＳＣ
２９  表示部
３０  制御部
【要約】
超音波画像診断装置Ｕは、第１のパルス信号と極性を反転した第２のパルス信号とを交互に繰り返し超音波探触子２に出力する送信部１２と、受信部１３と、第１のパルス信号に対応する第１の音線データを記憶するラインメモリー１４と、第１の音線データと第２のパルス信号に対応する第２の音線データとを加算する加算部１５と、基本波ラインデータ、高調波ラインデータを生成するライン信号処理部Ｃと、基本波画像データを生成し、基本波画像データから穿刺針の針画像データを生成する穿刺針強調信号処理部２３と、高調波画像データを生成する高調波用信号処理部２５と、針画像データ、高調波画像データを合成する合成部２７と、合成画像データを表示する制御部３０と、を備える。【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【図８】
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