(57)【要約】【課題】  例えば超音波ガイド下における穿刺術において穿刺針の視認性を向上できる機能を有する超音波診断装置及びその制御方法を提供すること。【解決手段】  複数の超音波走査線の各々に対して、所定のレート周期を基準として、正、負、負の各極性にて３回の超音波送信を実行し、同レートにより、上記送信超音波のそれぞれに起因して発生したエコー信号を受信する。各走査線において、１回目の正極性の超音波に基づくエコー信号と２回目の負極性の超音波に基づくエコー信号とを加算することで、通常モード画像を生成する。また、各走査線において、１回目の正極性の超音波に基づくエコー信号と３回目の負極性の超音波に基づくエコー信号とを加算することで、穿刺モード画像データを生成する。生成された通常モード画像及び穿刺モード画像は、所定の形態にて表示される。【選択図】図３
2006150069.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体内部を映像化するために、前記被検体に対し第１の時間間隔で超音波送信を実行し第１の画像を得る超音波診断装置であって、
前記第１の時間間隔よりも長い第２の時間間隔で前記被検体に複数の超音波送信を行い、当該被検体から各送信超音波に対応するエコー信号を受信する送受信ユニットと、
各送信超音波に対応する前記エコー信号を互いに加算又は減算することにより、第２の画像データを生成する画像生成ユニットと、
前記第２の画像データに基づいて、第２の画像を表示する表示ユニットと、
を具備する超音波診断装置。
【請求項２】
前記第１の画像は、被検体の形態を映像化するための画像であり、
前記第２の画像は、前記被検体に刺入された穿刺針を映像化するための画像である請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記表示ユニットは、前記第１の画像と前記第２の画像とを同時に表示する請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記第２の時間間隔は、前記第１の時間間隔の定数倍である請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記第２の時間間隔を入力するための入力ユニットをさらに具備し、
前記送受信ユニットは、前記入力ユニットにより入力された前記第２の時間間隔で前記被検体に複数の超音波送信を行う請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記画像生成ユニットは、
前記第２の画像の輝度情報、前記第２の時間間隔以上離れた送信超音波に基づくドプラ情報及び位置情報のうち、少なくとも一つから前記被検体に挿入される穿刺針の先端部の位置を特定し、
特定された前記先端部の軌跡を含む前記第２の画像を生成する請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記画像生成ユニットは、特定された前記先端部の位置において当該先端部に対応する信号のピークホールド処理を行うことにより、特定された前記先端部の軌跡を含む前記第２の画像を生成する請求項６記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記画像生成ユニットは、前記第２の時間間隔以上離れた送信超音波に基づくドプラ情報を用いて、前記穿刺針が前記被検体表面に近づく移動変位を含む前記第２の画像を生成する場合には、前記ピークホールド処理に基づく前記先端部の軌跡を消去する請求項７記載の超音波診断装置。
【請求項９】
前記画像生成ユニットは、前記穿刺針の前記先端部の軌跡に基づいて、当該穿刺針の進行予測路である穿刺ガイドラインを含む前記第１の画像を生成する請求項６記載の超音波診断装置。
【請求項１０】
前記穿刺ガイドラインと前記穿刺針の前記先端部の軌跡とのずれが所定量を超えた場合において、当該ずれの発生を操作者に報告するための報告ユニットをさらに具備する請求項９記載の超音波診断装置。
【請求項１１】
印加される駆動信号に応答して、被検体における複数の超音波走査方向の各々に対して超音波の送受信を行なう超音波振動子を備えた超音波プローブと、
前記複数の超音波走査方向の各々に対して、所定のレート周期を基準とし且つ少なくとも１回の極性反転を含む複数回の超音波送信を行うように、前記超音波振動子に前記駆動信号を供給する送信制御ユニットと、
前記所定レート周期を基準として、送信された前記複数回の超音波送信に基づく複数の反射波を受信する受信ユニットと、
前記複数の反射波のうち、前記所定のレート周期において時間的に少なくとも２レート以上離れた二つの反射波を用いて加算又は減算処理を行うことで、第１の画像データを生成する画像生成ユニットと、
前記第１の画像データに基づいて、第１の画像を表示する表示ユニットと、
を具備する超音波診断装置。
【請求項１２】
前記第１の画像は、穿刺針を映像化するための画像である請求項１１記載の超音波診断装置。
【請求項１３】
前記画像生成ユニットは、前記複数の反射波のうちの所定の反射波、又は前記複数の反射波のうちの隣り合うレートに対応する少なくとも二つの反射波を用いて加算又は減算処理を行うことで、第２の画像データを生成し、
前記表示ユニットは、前記第２の画像データに基づいて、前記第１の画像及び前記第２の画像を並列的に又は重畳させて表示する請求項１１記載の超音波診断装置。
【請求項１４】
前記送信制御ユニットは、超音波を送信しないダミーレートを少なくとも１回含む前記複数回の超音波送信を実行し、
前記画像生成ユニットは、
前記複数の反射波のうち、前記所定のレート周期において時間的に少なくとも２レート以上離れ且つ異なる極性を有する二つの反射波を用いて加算処理を行うことで、前記第１の画像データを生成し、
前記複数の反射波のうちの所定の反射波に基づいて、第２の画像データを生成し、
前記表示ユニットは、前記第２の画像データに基づいて、前記第１の画像及び前記第２の画像を並列的に又は重畳させて表示する請求項１１記載の超音波診断装置。
【請求項１５】
前記画像生成ユニットは、ダイナミックレンジ、ゲイン、ポストプロセス、パーシスタンスその他の画像処理条件につき、前記第２の画像と異なる設定を用いて前記第１の画像を生成する請求項１１記載の超音波診断装置。
【請求項１６】
前記表示ユニットは、前記第１の画像の少なくとも一部を、前記第２の画像と異なる色彩にて表示する請求項１１記載の超音波診断装置。
【請求項１７】
前記送信制御ユニットは、少なくとも２回の極性反転を含む前記複数回の超音波送信を実行し、
前記画像生成ユニットは、前記複数の反射波のうち、前記所定のレート周期において時間的に少なくとも２レート以上離れ且つ同一極性を有する二つの反射波を用いて減算処理を行うことで、前記第１の画像データを生成する請求項１１記載の超音波診断装置。
【請求項１８】
前記送信制御ユニットは、超音波を送信しないダミーレートを少なくとも１回含む前記複数回の超音波送信を実行し、
前記画像生成ユニットは、前記複数の反射波のうち、前記所定のレート周期において時間的に少なくとも２レート以上離れ且つ同一極性を有する二つの反射波を用いて減算処理を行うことで、前記第１の画像データを生成する請求項１１記載の超音波診断装置。
【請求項１９】
前記送信制御ユニットは、超音波を送信しないダミーレートを少なくとも１回含む前記複数回の超音波送信を実行し、
前記画像生成ユニットは、前記複数の反射波のうち、前記所定のレート周期において時間的に少なくとも２レート以上離れ且つ異なる極性を有する二つの反射波を用いて加算処理を行うことで、前記第１の画像データを生成する請求項１１記載の超音波診断装置。
【請求項２０】
前記画像生成ユニットは、
前記第１の画像の輝度情報、前記所定のレート周期において時間的に少なくとも２レート以上離れた二つの反射波に基づくドプラ情報及び位置情報のうち、少なくとも一つから前記被検体に挿入される穿刺針の先端部の位置を特定し、
特定された前記先端部の軌跡を含む前記第１の画像を生成する請求項１１記載の超音波診断装置。
【請求項２１】
前記画像生成ユニットは、特定された前記先端部の位置において当該先端部に対応する信号のピークホールド処理を行うことにより、特定された前記先端部の軌跡を含む前記第１の画像を生成する請求項１１記載の超音波診断装置。
【請求項２２】
前記画像生成ユニットは、前記所定のレート周期において時間的に少なくとも２レート以上離れた二つの反射波に基づくドプラ情報を用いて、前記穿刺針が前記被検体表面に近づく移動変位を含む前記第１の画像を生成する場合には、前記ピークホールド処理に基づく前記先端部の軌跡を消去する請求項２１記載の超音波診断装置。
【請求項２３】
前記画像生成ユニットは、前記穿刺針の前記先端部の軌跡に基づいて、当該穿刺針の進行予測路である穿刺ガイドラインを含む前記第１の画像を生成する請求項２０記載の超音波診断装置。
【請求項２４】
前記穿刺ガイドラインと前記穿刺針の前記先端部の軌跡とのずれが所定量を超えた場合において、当該ずれの発生を操作者に報告するための報告ユニットをさらに具備する請求項２３記載の超音波診断装置。
【請求項２５】
被検体内部を映像化するために、前記被検体に対し第１の時間間隔で超音波送信を実行し第１の画像を得る超音波診断装置の制御方法であって、
前記第１の時間間隔よりも長い第２の時間間隔で前記被検体に複数の超音波送信させると共に、当該被検体から各送信超音波に対応するエコー信号を受信させ、
各送信超音波に対応する前記エコー信号を互いに加算又は減算することにより、第２の画像データを生成させ、
前記第２の画像データに基づいて、第２の画像を表示させること、
を具備する超音波診断装置制御方法。
【請求項２６】
被検体における複数の超音波走査方向の各々に対して、所定のレート周期を基準とし且つ少なくとも１回の極性反転を含む複数回の超音波送信を行うように、超音波振動子に前記駆動信号を供給させ、
前記所定レート周期を基準として、送信された前記複数回の超音波送信に基づく複数の反射波を受信させ、
前記複数の反射波のうち、前記所定のレート周期において時間的に少なくとも２レート以上離れた二つの反射波を用いて加算又は減算処理を行うことで、第１の画像データを生成させ、
前記第１の画像データに基づいて、第１の画像を表示させること、
を具備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、例えば超音波ガイド下での穿刺術の信頼性と正確性の向上に関するもので、特に穿刺針の視認性の改善に使用される超音波診断装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は超音波パルス反射法により、体表から生体内の軟組織の断層像を無侵襲に得る医療用画像機器である。この超音波診断装置は、他の医療用画像機器に比べ、小型で安価、Ｘ線などの被爆がなく安全性が高い、血流イメージングが可能等の特長を有し、心臓、腹部、泌尿器、および産婦人科などで広く利用されている。
【０００３】
この超音波診断装置を利用した画像診断において、組織の非線形波形伝搬や造影剤の非線形振動で生じるハーモニック成分（基本周波数の整数倍に出現する高調波成分）を抽出して映像化することにより、高分解能にしてアーチファクト（偽像ノイズ）の少ない非常に質の高い画像を生成できる事は周知の通りである。この非線形振動で生じるハーモニック成分の様な非線形成分を取り出す方法としては、フィルタ法が代表的である。
【０００４】
また、上記フィルタ法よりも効果的に基本波成分を除去してハーモニック成分を抽出する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。これは、同じ超音波走査線に対して互いに位相を反転させた２種類の超音波パルスを交互に送信し、それに対応した２種類の受信信号を加算するものである。この方法は、フェーズインバージョン法と呼ばれ、基本波成分に対しては相殺作用を発生し、それによりフィルタ法では決して除去できないハーモニック帯域に入り込んだ基本波成分の除去を可能とするもので、しかもハーモニック成分に対しては逆に加算増強作用を発揮するという非常に有益な手法である。
【０００５】
一方、上記のフェーズインバージョン法はあくまで伝搬媒質である組織が静止している場合や組織内の伝搬経路が同じ場合にのみ正確に作用するものである。従って、心臓に代表される臓器の動きが存在する実際の生体で適用すれば、動きの影響により２レートの受信信号間の各部分に変位が生じ、その結果として基本波が消え残り、画像上にモーションアーチファクトを生じさせる結果となる。
【０００６】
また、超音波パルスを送信する間隔、すなわちＰＲＦ（Ｐｕｌｓｅ  Ｒｅｐｕｔａｉｏｎ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：パルス繰り返し周波数）が長くなると、より各部位の変位が大きくなり、モーションアーチファクトの影響も大きくなる。このモーションアーチファクトは、見たい部位を隠してしまうと同時に、画像を著しく劣化させる。従って、フェーズインバージョン法では、ＰＲＦを必要以上に長くしないように設定する等のモーションアーチファクトを発生させない工夫を行うのが一般的である。
【０００７】
ところで、肝細胞癌の局所治療法としてラジオ波焼灼療法(ＲＦＡ)や肝細胞組織を検査する生検において、超音波ガイド下における穿刺術は広く行われており、腫瘍などの関心部位に正確に穿刺を行うことは重要である。そのために、穿刺時に針が生体内のどの場所まで侵入しているかを超音波画像において明確に把握できることが必要とされている。
【特許文献１】阿比留巌、鎌倉友男著「超音波パルスの非線形伝搬」（信学技法、US89-23、p53）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、超音波ガイド下の穿刺術において、多くの場合、針の超音波画像が生体の画像に埋もれてしまう。そのため、どこまで針が侵入しているかの把握が難しいという問題点がある。
【０００９】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、例えば超音波ガイド下における穿刺術において穿刺針の視認性を向上できる機能を有する超音波診断装置及びその制御方法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】
【００１０】
本発明は、上記目的を達成するため、次のような手段を講じている。
【００１１】
本発明の第１の視点は、被検体内部を映像化するために、前記被検体に対し第１の時間間隔で超音波送信を実行し第１の画像を得る超音波診断装置であって、前記第１の時間間隔よりも長い第２の時間間隔で前記被検体に複数の超音波送信を行い、当該被検体から各送信超音波に対応するエコー信号を受信する送受信ユニットと、各送信超音波に対応する前記エコー信号を互いに加算又は減算することにより、第２の画像データを生成する画像生成ユニットと、前記第２の画像データに基づいて、第２の画像を表示する表示ユニットと、を具備する超音波診断装置である。
【００１２】
本発明の第２の視点は、印加される駆動信号に応答して、被検体における複数の超音波走査方向の各々に対して超音波の送受信を行なう超音波振動子を備えた超音波プローブと、前記複数の超音波走査方向の各々に対して、所定のレート周期を基準とし且つ少なくとも１回の極性反転を含む複数回の超音波送信を行うように、前記超音波振動子に前記駆動信号を供給する送信制御ユニットと、前記所定レート周期を基準として、送信された前記複数回の超音波送信に基づく複数の反射波を受信する受信ユニットと、前記複数の反射波のうち、前記所定のレート周期において時間的に少なくとも２レート以上離れた二つの反射波を用いて加算又は減算処理を行うことで、第１の画像データを生成する画像生成ユニットと、前記第１の画像データに基づいて、第１の画像を表示する表示ユニットと、を具備する超音波診断装置である。
【００１３】
本発明の第３の視点は、被検体内部を映像化するために、前記被検体に対し第１の時間間隔で超音波送信を実行し第１の画像を得る超音波診断装置の制御方法であって、前記第１の時間間隔よりも長い第２の時間間隔で前記被検体に複数の超音波送信させると共に、当該被検体から各送信超音波に対応するエコー信号を受信させ、各送信超音波に対応する前記エコー信号を互いに加算又は減算することにより、第２の画像データを生成させ、前記第２の画像データに基づいて、第２の画像を表示させること、を具備する超音波診断装置制御方法である。
【００１４】
本発明の第４の視点は、被検体における複数の超音波走査方向の各々に対して、所定のレート周期を基準とし且つ少なくとも１回の極性反転を含む複数回の超音波送信を行うように、超音波振動子に前記駆動信号を供給させ、前記所定レート周期を基準として、送信された前記複数回の超音波送信に基づく複数の反射波を受信させ、前記複数の反射波のうち、前記所定のレート周期において時間的に少なくとも２レート以上離れた二つの反射波を用いて加算又は減算処理を行うことで、第１の画像データを生成させ、前記第１の画像データに基づいて、第１の画像を表示させること、を具備する超音波診断装置制御方法である。
【発明の効果】
【００１５】
以上本発明によれば、例えば超音波ガイド下における穿刺術において穿刺針の視認性を向上できる機能を有する超音波診断装置及びその制御方法を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の第１実施形態乃至第４実施形態を図面に従って説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
【００１７】
（第１実施形態）
図１は、本実施形態に係る超音波診断装置のブロック構成図を示している。同図に示すように、本超音波診断装置は、超音波プローブ１、記憶部３０、入力部７、モニタ２５、装置本体５０とから構成されている。
【００１８】
超音波プローブ１は、超音波を発生して被検体に送信し、及び当該被検体内で反射した反射波を受信してエコー信号を発生するものであり、圧電セラミック等の音響／電気可逆的変換素子としての圧電振動子を有する。複数の圧電振動子は並列され、当該超音波プローブ１の先端に装備される。
【００１９】
記憶部３０は、過去に映像化した画像、ネットワークや脱着式記憶媒体によって本装置に取り込まれた画像、所定の映像化シーケンスを実行するための専用プログラム等を記憶している。
【００２０】
入力部７は、操作パネル上に液晶表示パネルやキーボード、トラックボール、マウス、後述する「穿刺モード」を実行するための専用のＩ／Ｆ等の入力デバイスを備える。操作者は、この入力部７より患者情報やレート周期Ｔｒ などの送受信条件の入力、あるいは画像表示モードの選択などを行なう。
【００２１】
モニタ２５は、装置本体５０からの受け取るビデオ信号に基づいて、生体内の形態学的情報や、血流情報を画像として表示する。このモニタ２５上に表示された画像等は、入力部７等からの所定の操作に応答して、装置本体５０内の記憶部に記憶される。
【００２２】
装置本体５０は、超音波プローブ１から送信される超音波の送信制御を行う超音波送信部２、超音波プローブ１によって受信されたエコー信号に対して前処理を行う超音波受信部３、前処理が施されたエコー信号からハーモニック成分を検出するハーモニック検出部４、検出されたハーモニック成分に対して所定の信号処理を施し画像データを生成する信号処理部５、画像データに基づいて超音波画像を生成し表示する画像生成部８、制御回路（ＣＰＵ）６を具備している。
【００２３】
超音波送信部２は、レートパルス発生器１１と、送信遅延回路１２と、パルサ１３を備えている。レートパルス発生器１１は、被検体内に放射する超音波パルスの繰り返し周期（レート周期）を決定するレートパルスを発生して送信遅延回路１２に供給する。次いで、送信遅延回路１２は、送信に使用される超音波振動子と同数のＭチャンネルの独立な遅延回路から構成され、超音波パルスを所定の深さに集束するための集束用遅延時間と、超音波パルスを所定の方向に送信するための偏向用遅延時間を受信したレートパルスに与え、このレートパルスをパルサ１３に供給する。又、パルサ１３は、送信遅延回路１２と同数のＭチャンネルの独立な駆動回路を有している。各駆動回路が発生する駆動信号を超音波プローブ１に装備された超音波振動子に印加することで各超音波振動子が駆動され、被検体内に超音波パルスを放射する。
【００２４】
超音波受信部３は、プリアンプ１４と、Ａ／Ｄ変換器１５と、ビームフォーマ１６と、加算器２８を備えている。プリアンプ１４は、超音波振動子によって電気的な受信信号に変換された微小信号を増幅し、十分なＳ ／Ｎを確保するように設計されており、このプリアンプ１４において所定の大きさに増幅された受信信号の基本波成分及び高調波成分は、Ａ／Ｄ変換器１５にてデジタル信号に変換され、ビームフォーマ１６に送られる。ビームフォーマ１６は、所定の深さからの超音波反射波を集束するための集束用遅延時間と、超音波反射波の受信指向性を順次変更して被検体を走査するための偏向用遅延時間をデジタル信号に変換された受信信号に与え、加算器２８は、これらビームフォーマ１６からの出力を整相加算（所定の方向から得られた受信信号を、位相を合わせて加算）する。
【００２５】
ハーモニック抽出部４は、波形メモリ１７と、加減算器１８と、フィルタ回路１９を備えており、波形メモリ１７ は、所定の方向における１回目の送受信によって得られる受信信号を一旦記憶する。加減算器１８は、前記所定の方向における２〜ｎ回目（ｎは二以上の自然数。ここでは、ｎ＝４とする。）の送受信によって得られる受信信号と、前記波形メモリ１７に保存されている受信信号を加算または減算する。一方、フィルタ回路１９は、臓器の動きや体動などが原因で、フェーズインバージョン法では消去させることができなかった基本波成分を低減するフィルタである。
【００２６】
信号処理部５は、包絡線検波器２０と対数変換器２１とパーシスタンス変換器２２を備えており、包絡線検波器２０は、入力されたデジタル信号に対して包絡線検波の演算を行ない、その包絡線を検出する。又、対数変換器２１は、入力値を対数変換して出力するルックアップテーブルを備え、この対数変換器２１において受信信号の振幅を対数変換して弱い信号を相対的に強調する。パーシスタンス変換器は、数フレーム分の走査線を一旦メモリに記憶しておき、輝度変化を平均化する処理を行う。
【００２７】
画像生成部８は、表示用画像メモリ２３と、画像生成回路２４とを備えている。表示用画像メモリ２３には、信号処理部５から供給される画像データと、この画像データに関連する文字や数字などの付帯データが合成されて一旦保存される。また、表示用画像メモリ２３には、後述する通常モード画像と穿刺モード画像とを所定の形態にて合成された画像データが一旦保存される。保存された画像データと付帯データは、画像生成回路２４においてＤ／Ａ変換とテレビフォーマット変換が行なわれてＣＲＴモニタ２５に表示される。
【００２８】
制御回路６は、ユーザの入力部７から入力されたモード選択、送信開始・終了等の指示に基づき、記憶部３０に記憶された送受信条件や専用プログラムを読み出し、これらに従って、各ユニットやシステム全体を静的又は動的に制御する。
【００２９】
特に本実施の形態では、制御回路６は、後述する穿刺モード機能を実現するための専用プログラムを記憶部３０から読み出して所定のメモリ上に展開し、これに従って各ユニットの制御を実行する。例えば、制御回路６は、パルサ１３における駆動パルスの極性の切り換え制御信号を超音波送信部２に、又、フィルタ回路１９における中心周波数や周波数帯域などのフィルタ特性を決定するための制御信号や、波形メモリ１７及び加減算器１８における加減算制御信号をハーモニック抽出部４に供給する。
【００３０】
（穿刺モード機能）
次に、本超音波診断装置が有する、穿刺モード機能について説明する。この機能は、フェーズインバージョン法を利用して穿刺針の動きをモーションアーチファクトとして映像化するものである。なお、本実施形態では、ＰＲＦを伸ばしてモーションアーチファクトを積極的に発生させることにより、生体像の診断には不向きであるが穿刺針の視認性を向上させることができる画像条件を「穿刺モード」と呼ぶ。また、これまで通常の診断等で用いられていた画像条件を「通常モード」と呼ぶ。
【００３１】
図２は、本穿刺モード機能によって実行されるスキャンシーケンスを説明するための概念図である。同図に示すように、本穿刺モードによる映像化では、各走査線に対して正（時刻ｔ１）、負（時刻ｔ２）、負（時刻ｔ３）と極性を変換させた３回の超音波送信を所定のＰＲＦで実行する。なお、図２のＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３は、直前の超音波送信によって得られるエコー信号のスペクトラム波形を模擬的に示したものである。
【００３２】
図３は、本穿刺モード機能によって取得される超音波エコー信号の信号処理を説明するための概念図である。同図に示すように、各走査線に関して、１回目の超音波（すなわち、図２の時刻ｔ１における正極性を持った超音波）送信に対応するエコー信号と、２回目の超音波（すなわち、図２の時刻ｔ２における負極性を持った超音波）送信に対応するエコー信号とを加算することにより、診断に使用される超音波画像（通常モード画像）を生成するための通常モード画像データを、例えば加減算部１８において生成する。
【００３３】
これに対し、１回目の超音波送信に対応するエコー信号と、３回目の超音波（すなわち、図２の時刻ｔ３における負極性を持った超音波）送信に対応するエコー信号とを加算することにより、穿刺針の動きを把握するための超音波画像（穿刺モード画像）を生成するための穿刺モード画像データを、例えば加減算部１８において生成する。
【００３４】
ここで、通常モード画像データの生成と穿刺モード画像データの生成との間においては、次のような違いがある。すなわち、通常モード画像データは、通常の比較的短期間であるＰＲＦを用いて生成される。このため、１回目の超音波送信と２回目の超音波送信との間の体動等に起因するモーションアーチファクトが発生する可能性は低く、臓器等を好適に映像化可能な超音波画像データを生成することができる。一方、穿刺モード画像データは、通常モード画像データに比して倍の長さのＰＲＦを用いて生成される。このため、１回目の超音波送信と３回目の超音波送信との間に発生する体動や穿刺針の動きに起因するモーションアーチファクトを好適に映像化可能な超音波画像データを生成することができる。
【００３５】
通常モード画像データは、後段のフィルタ回路１９、信号処理部５において所定の信号処理が施され、通常モード画像としてモニタ５に表示される。また、穿刺モード画像データについても同様な処理が施され、穿刺モード画像としてモニタ５に表示される。
【００３６】
図４は、本穿刺モード機能によって実行される超音波画像表示の一例を示した図である。同図に示すように、モニタ５においては、例えば通常モード画像と穿刺モード画像とが同時に並列表示される。術者は、穿刺モード画像によって穿刺針の位置を確認しつつ、通常モード画像によって臓器の状態を観察し、治療を行うことができる。特に、術中においては、穿刺針を少し動かすことで超音波画像上の輝度変化を発生させ、これによって穿刺針の視認性を向上させる場合がある。穿刺モード画像は、通常よりも時間的に離間した二つの信号を用いて作成されているため、従来に比してモーションアーチファクトが顕著に表現される。従って、術者は、従来に比して、超音波画像上においてより明確に穿刺針の位置を視認することができる。
【００３７】
図５は、本穿刺モード機能によって実行される超音波画像表示の他の例を示した図である。同図に示すように、モニタ５においては、例えば通常モード画像と穿刺モード画像とを重畳表示することによっても、同様の目的を果たすことができる。
【００３８】
なお、穿刺モードにおいては、穿刺針の視認性を向上させるために、ダイナミックレンジ、ゲイン、ポストプロセス、パーシスタンス等の画像処理を通常モードとは異なるようにすることが好ましい。
【００３９】
また、針の動きが止まった場合でも視認性を維持するために、数フレーム分の画像を用いたピークホールド処理（最大輝度値保持処理）を別途行う構成であっても良い。
【００４０】
さらに、穿刺針の位置の認識し易くするために、穿刺モード画像の少なくとも一部（例えば穿刺針を含む領域）をその周囲又は通常モード画像と異なる色彩によって表示する構成としてもよい。
【００４１】
（動作）
次に、本超音波診断装置の穿刺モードにおける動作について説明する。図６は、穿刺モードにおいて実行される各処理の流れを示したフローチャートである。同図に示すように、まず、患者情報、診断部位等が入力され（ステップＳ１）、映像化モードの選択（ここでは、「穿刺モード」の選択）が実行される（ステップＳ２）。
【００４２】
次に、複数の超音波走査線（走査方向）の各々に対して、所定のレート周期を基準として、正、負、負の各極性にて３回の超音波送信を実行し（ステップＳ３）、同レートにより、上記送信超音波のそれぞれに起因して発生した反射波を受信する（ステップＳ４）。
【００４３】
次に、各走査線において、１回目の正極性の送信超音波に基づくエコー信号と２回面の負極性の送信超音波に基づくエコー信号とを加算することで、通常モード画像データを生成する。さらに、各走査線において、１回目の正極性の送信超音波に基づくエコー信号と３回目の負極性の送信超音波に基づくエコー信号とを加算することで、穿刺モード画像データを生成する（ステップＳ５）。
【００４４】
次に、生成された各画像データに基づいて、通常モード画像及び穿刺モード画像を所定の形態にて表示する（ステップＳ６）。
【００４５】
以上述べた構成によれば、以下の効果を得ることができる。
【００４６】
本超音波診断装置によれば、フェーズインバージョン法を利用した映像化において、診断画像（第１の画像）に用いられる少なくとも二つの反射波に比して、時間的に離間した少なくとも二つの反射波を用いて、モーションアーチファクトを積極的に映像化するための第２の画像を生成する。この画像を利用することにより、例えば穿刺針を用いる治療においては、並列して又は重畳して表示される第１の画像及び第２の画像を観察することにより、従来に比して穿刺針の位置をより明確に把握することができる。その結果、質の高い医療の提供に寄与することができる。
【００４７】
また、本超音波診断装置によれば、穿刺針を映像化するために、最初に穿刺モードを選択する以外の動作を必要としていない。従って、術者は、特別な動作を行うことなく、より穿刺針が明確に映像化された超音波画像を観察することができ、術中における作業負担を軽減させることができる。
【００４８】
また、本超音波診断装置によって実現される穿刺モード機能は、当該機能を実現する専用プログラムを既存の超音波システムにインストールすることでも実現することができる。従って、簡単且つ低コストにて、安全な穿刺針等を実現することが可能である。
【００４９】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態は、さらにレートサブトラクション法を利用して、穿刺針等の視認性を向上させる映像化を行うものである。なお、レートサブトラクション法とは、同位相（又は同極性）の画像の差分を利用して映像化を行う技術であり、例えば特開８−３３６５２７に記載されている。
【００５０】
図７は、第２の実施形態に係る穿刺モード機能によって実行されるスキャンシーケンスを説明するための概念図である。また、図８は、第２の実施形態に係る穿刺モード機能によって実行される超音波エコー信号の信号処理を説明するための概念図である。
【００５１】
図７に示すように、例えば複数の超音波走査線の各々に対して、極性を反転させた正極、負極、正極という３回の超音波パルスを送信する。なお、同図において、各超音波送信によって得られるエコー信号をそれぞれＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３としてスペクトラム波形で示した。
【００５２】
本実施形態においては、通常モード画像は、第１の実施形態と同様にＳＰ１（正極）とＳＰ２（負極）との加算によって得られる画像データに基づいて生成される。一方、穿刺モード画像については、ＳＰ１（正極）とＳＰ３（正極）との減算によって得られる画像データに基づいて生成される。このとき穿刺モード画像では、１回目の超音波送信と３回目の超音波送信との間で動きがない部位等は、サブトラクション処理により映像化されない。しかしながら、この間に穿刺針が動いている場合には、当該差分によって残留するモーションアーチファクト成分として好適に映像化される。
【００５３】
このような構成であっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができ、目的を達成することができる。
【００５４】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態は、ダミーレートを利用して、穿刺針等の視認性を向上させる映像化を行うものである。なお、ダミーレートとは、超音波送信は行うが当該超音波送信によって得られる反射波を利用した映像化をしない、または超音波送信自体行わないレートである。
【００５５】
図９は、第３の実施形態に係る穿刺モード機能によって実行されるスキャンシーケンスを説明するための概念図である。また、図１０は、第３の実施形態に係る穿刺モード機能によって実行される超音波エコー信号の信号処理を説明するための概念図である。
【００５６】
本実施形態では、例えば図９に示すように、複数の超音波走査線の各々に対して、正極、負極、ダミーレート、負極という３回の超音波送信を行う。また、本実施形態では、図１０に示す様に、通常モード画像は、第１、第２の実施形態と同様に反射波ＳＰ１（正極）と反射波ＳＰ２（負極）との加算によって得られる画像データに基づいて生成される。一方、穿刺モード画像については、１回目の反射波ＳＰ１（正極）とダミーレートを挟んだ３回目の反射波ＳＰ３（負極）との加算によって得られる画像データに基づいて生成される。
【００５７】
この様にダミーレートを介在させることにより、第１又は第２の実施形態の場合に比してＰＲＦを超音波パルス１回分だけ長くすることができる。従って、その間に発生するより多くのモーションアーチファクトを映像化することができ、穿刺針の視認性を向上させることができる。
【００５８】
なお、本実施形態において、１回目と３回目の送信超音波の極性を同一のものとし、レートサブトラクション法を行うことによって穿刺モード画像を生成する構成としてもよい。
【００５９】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。本実施形態は、ダミーレートを利用する他の例である。
【００６０】
図１１は、第４の実施形態に係る穿刺モード機能によって実行されるスキャンシーケンスを説明するための概念図である。また、図１２は、第４の実施形態に係る穿刺モード機能によって実行される超音波エコー信号の信号処理を説明するための概念図である。
【００６１】
本実施形態では、例えば図１１に示すように、複数の超音波走査線の各々に対して、正極、ダミーレート、負極という２回の超音波送信を行う。通常モード画像は、１回目の正極のみでフェーズインバージョンを行わないＢモードで映像化を行い、穿刺モード画像は、１回目の正極超音波、ダミーレートを挟んだ３回目の負極超音波を用いて映像化を行う。
【００６２】
第３の実施形態と同様ダミーレートを介在させることにより、ＰＲＦを超音波パルス１回分だけ長くすることができる。従って、その間に発生するより多くのモーションアーチファクトを映像化することができ、穿刺針の視認性を向上させることができる。
【００６３】
なお、本実施形態において、１回目と２回目の送信超音波の極性を同一のものとし、レートサブトラクション法を行うことによって穿刺モード画像を生成する構成としてもよい。
【００６４】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。具体的な変形例としては、例えば次のようなものがある。
【００６５】
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。第１乃至第４の各本実施形態においては、生体像の診断には不向きであるが穿刺針の視認性を向上させるために、ＰＲＦを伸ばしてモーションアーチファクトを積極的に発生させる手法を採用した。これに対し、本実施形態は、フェーズインバージョン法において、各走査線につき、基準となる超音波送信から所望の遅延時間Ｔ経過後に穿刺針映像化用の超音波送信を行い、これを用いて、モーションアーチファクトを積極的に発生させる映像化手法について説明する。
【００６６】
以下、本実施形態では、遅延時間Ｔを設定してモーションアーチファクトを積極的に発生させることにより、生体像の診断には不向きであるが穿刺針の視認性を向上させることができる映像化様式を「穿刺マニュアルモード」と呼ぶ。
【００６７】
本実施形態に係る超音波診断装置１のブロック構成は、図２に示したものと実質的に同じである。以下、既述の実施形態と異なる機能を有する構成要素についてのみ説明する。
【００６８】
記憶部３０は、後述するマニュアル穿刺針映像化モードを実現するための専用プログラム、及び当該マニュアル穿刺針映像化モードにおいて用いられるパラメータ群を格納する。
【００６９】
制御回路６は、記憶部３０に格納された専用プログラムを読み出し、図示していないメモリ上に展開して、穿刺マニュアルモード機能を実現する。この内容については、後で詳しく説明する。
【００７０】
超音波送受信部２は、穿刺マニュアルモードにおいて、設定された送信条件に従って超音波送受信を実行する。
【００７１】
入力部７は、後述する遅延時間Ｔを所望の値に設定するためのインタフェースである。
【００７２】
（穿刺マニュアルモード機能）
次に、穿刺マニュアルモード機能について説明する。本モードにおいては、基準とする超音波送信が設定される。これは、遅延時間Ｔの開始時刻として選択されるものである。例えば、各走査線において、少なくとも一回の位相反転を含むｎ回（ｎは３以上の整数）の超音波送信を行う場合には、第１回目の超音波送信や穿刺針映像化用の超音波送信直前の超音波送信を採用することができる。
【００７３】
なお、本実施形態では、説明を具体的な物とするため、第１の実施形態に従うスキャンシーケンスに本穿刺マニュアルモードを適用する例、すなわち、各走査線につき一回の位相反転を含む３回の超音波送信（正極、負極、負極の超音波送信）を実行する場合において、第１回目の超音波送信を基準に設定される遅延時間Ｔに従って第３回目に穿刺針映像化用の超音波送信を実行するものとする。しかしながら、これに拘泥されず、例えば第２乃至第４の実施形態のいずれかに従うスキャンシーケンスに本穿刺マニュアルモードを適用してもよい。
【００７４】
図１３は、本穿刺マニュアルモード機能によって実行されるスキャンシーケンスを説明するための概念図である。同図に示すように、本穿刺マニュアルモードによる映像化では、各走査線に対して正（時刻ｔ１）、負（時刻ｔ２）、負（時刻ｔ３）と極性を変換させた３回の超音波送信を実行する。ここで、時刻ｔ１と時刻ｔ２との時間間隔は１レート間隔であり、時刻ｔ１と時刻ｔ３との時間間隔は遅延時間Ｔである。従って、操作者は、所定の操作により遅延時間Ｔを所望の値に設定することで、ＰＲＦ間隔に拘泥されない時間間隔で穿刺針映像化用の超音波送信を実行でき、これを用いて、モーションアーチファクトを積極的に発生させ穿刺針を映像化することができる。
【００７５】
図１４は、本穿刺マニュアルモード機能によって取得される超音波エコー信号の信号処理を説明するための概念図である。同図に示すように、各走査線に関して、１回目の超音波（すなわち、図１３の時刻ｔ１における正極性を持った超音波）送信に対応するエコー信号と、２回目の超音波（すなわち、図１３の時刻ｔ２における負極性を持った超音波）送信に対応するエコー信号とを加算することにより、診断に使用される超音波画像（通常モード画像）を生成するための通常モード画像データを、例えば加減算部１８において生成する。
【００７６】
これに対し、時刻ｔ１に送信される１回目の送信超音波に対応するエコー信号と、時刻ｔ１から遅延時間Ｔだけ経過した後に送信３回目の送信超音波（すなわち、図１３の時刻ｔ３における負極性を持った超音波）送信に対応するエコー信号とを加算することにより、穿刺針の動きを把握するための超音波画像（穿刺マニュアルモード画像）を生成するための画像データを、例えば加減算部１８において生成する。後段のフィルタ回路１９、信号処理部５は、生成された穿刺マニュアルモード画像データに所定の信号処理を施し、穿刺マニュアルモード画像を生成する。生成された穿刺マニュアルモード画像は、例えば図４に示す形態にてモニタ５に表示される。
【００７７】
ここで、例えば第１の実施形態において取得される穿刺モード画像データの生成と、本実施形態において取得される穿刺マニュアルモード画像データの生成との間においては、次のような違いがある。すなわち、穿刺モード画像データは、ＰＲＦの定数倍（第１の実施形態では、２倍）の時間間隔をもつ二つの送信超音波に対応するエコー信号を用いて生成される。一方、穿刺マニュアルモード画像データは、時刻ｔ１に送信される１回目の超音波に対応するエコー信号と、時刻ｔ１から遅延時間Ｔ経過後の時刻ｔ３に送信される３回目の超音波に対応するエコー信号とを用いて生成される。穿刺マニュアルモード画像データによれば、ＰＲＦの定数倍にとらわれない、所望の遅延時間Ｔの間に発生する動きに起因するモーションアーチファクトを好適に映像化することができる。
【００７８】
なお、穿刺マニュアルモードにおいても、穿刺モードの場合と同様に、穿刺針の視認性を向上させるために、ダイナミックレンジ、ゲイン、ポストプロセス、パーシスタンス等の画像処理、ピークホールド処理、画像中の少なくとも一部の色彩表示等を行うことが好ましい。
【００７９】
（動作）
次に、本超音波診断装置の穿刺マニュアルモードにおける動作について説明する。図１５は、穿刺マニュアルモードにおいて実行される各処理の流れを示したフローチャートである。同図に示すように、まず、患者情報、診断部位等が入力され（ステップＳ１１）、映像化モードの選択（ここでは、「穿刺マニュアルモード」の選択）が実行される（ステップＳ１２）。
【００８０】
次に、穿刺マニュアルモードにおける超音波送受信に関するパラメータ群を入力する（ステップＳ１３）。ここで、穿刺マニュアルモードにおける超音波送受信に関するパラメータ群とは、少なくとも走査線毎の送信回数ｎ、ＰＲＦ、遅延時間Ｔのうちのいずれかを含むパラメータ群を意味する。このパラメータ群の選択は、例えば予め設定された複数の設定値の組み合わせテーブルを記憶部３０に格納しておき、当該テーブルから所望の組み合わせを選択するようにしてもよい。
【００８１】
次に、複数の超音波走査線（走査方向）の各々に対して、所定のＰＲＦ、遅延時時間Ｔに従って、正、負、負の各極性にて３回の超音波送信を実行し（ステップＳ１４）、上記送信超音波のそれぞれに起因して発生した反射波を受信する（ステップＳ１５）。
【００８２】
次に、各走査線において、１回目の正極性の送信超音波に基づくエコー信号と２回面の負極性の送信超音波に基づくエコー信号とを加算することで、通常モード画像データを生成する。さらに、各走査線において、１回目の正極性の送信超音波に基づくエコー信号と３回目の負極性の送信超音波に基づくエコー信号とを加算することで、穿刺マニュアルモード画像データを生成する（ステップＳ１６）。生成された各画像データに基づいて、通常モード画像及び穿刺マニュアルモード画像を所定の形態にて表示する（ステップＳ１７）。
【００８３】
以上述べた構成によれば、以下の効果を得ることができる。
【００８４】
本超音波診断装置によれば、各走査線について少なくとも一回の位相反転を含むｎ回（ｎは３以上の整数）の超音波送信を行う場合に、基準となる超音波送信から遅延時間Ｔ経過後に穿刺針映像化用の超音波送信を実行するものである。従って、穿刺針映像のための超音波送信をＰＲＦの定数倍にとらわれないタイミング（すなわち、基準とする超音波送信から遅延時間Ｔ経過後）で実行することができ、遅延時間Ｔの間に発生する穿刺針の動きに起因するモーションアーチファクトを好適に映像化することができる。
【００８５】
また、遅延時間Ｔは、所定の操作により操作者の所望の値に設定することができる。従って、操作者は、所定の操作により所望の遅延時間Ｔに従う穿刺針映像化用の超音波送信を実行でき、これを用いて、モーションアーチファクトを積極的に発生させ穿刺針を映像化することができる。
【００８６】
また、本超音波診断装置によって実現される穿刺マニュアルモード機能は、当該機能を実現する専用プログラムを既存の超音波システムにインストールすることでも実現することができる。従って、簡単且つ低コストにて、安全な穿刺針等を実現することが可能である。
【００８７】
（第６の実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態について説明する。本実施形態は、画像上における穿刺針の視認性を向上させるものである。
【００８８】
図１６は、本実施形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。同図に示すように、本実施形態に係る超音波診断装置１は、図１に示す構成と比較して、画像処理部４０、ドプラ処理ユニット５０をさらに具備する点が異なる。以下、この画像処理部４０、及びその他既述の内容とは異なる機能を具備する構成要素について説明する。
【００８９】
画像処理部４０は、可変ゲイン増幅器４１、イメージプロセッサ４２を具備する。可変ゲイン増幅器４１は、前記ドプラ画像信号のゲインを増減させるためのもので、例えば乗算型Ｄ／Ａ変換器からなる。イメージプロセッサ４２は、信号処理部５から送信されたＢモード画像信号及びドプラ処理ユニット５０から送信されたドプラ画像信号を用いて、穿刺針と認識された信号についてピークホールド処理を行い、軌跡を表示する機能と、得られた軌跡から、穿刺針が通る道筋を予測し、穿刺ガイドラインのラインからずれたときにはガイドを自動的に補正する機能を有する画像生成補助ユニットである。ここで、イメージプロセッサ４２は、可変ゲイン増幅器４１のゲインを変化させてカラーフロー像のカラー感度を低減させる。
【００９０】
送信回路１３は、後述する診断シーケンスにおいては、プログラムされた種々の送信条件に従った電圧パルス、送信周波数等によって超音波を送信する。
【００９１】
画像生成回路２４は、走査線毎の情報からなる変換後の断層面を画素に分割して、それぞれの画素（ピクセル）をメモリアドレスに割り当てて、断層面の反射強度情報を記憶する。また、穿刺針が挿入される位置を示す穿刺ガイドラインを描くために、当該穿刺ガイドラインのドット位置をデータとして記憶している        。
【００９２】
ドプラ処理ユニット５０は、位相検波回路５１、アナログディジタルコンバータ５２、ＭＴＩフィルタ５３、自己相関器５４、演算部５５から構成され、ドプラ効果による血流成分及び穿刺針の先端部の移動成分を抽出し、平均速度、分散、パワー等のドプラ画像情報を多点について求める。このドプラ画像情報は画像生成部８を介してモニタ２５に送られ、平均速度画像、分散画像、パワー画像、これらの組み合わせ画像としてカラー表示される。
【００９３】
モニタ２５は、断層像に付加合成された前記穿刺針の先端部や前記穿刺ガイドライン等を後述する形態にて表示する。
【００９４】
（動作）
次に、本発明に係る超音波診断装置の動作について図面を参照して以下に説明する。
【００９５】
図１７は、本発明に係る超音波診断装置の実施形態における動作を示すフローチャートである。また、図１８Ａは、本実施形態において、穿刺術が行われている時のモニタ２５に表示される超音波画像を示す図である。また、参考までに、穿刺術が行われている時のモニタ２５に表示される従来の超音波画像を図１８Ｂに示す。
【００９６】
図１７に示すように、まず、穿刺針を移動させたとき（Ｓ１）、信号処理部５及びドプラ処理ユニット５０から画像生成部８にドプラ信号が送信される。ドプラ処理ユニット５０は、当該信号が穿刺針の移動によって生じる信号であるか否かを判定する（Ｓ２）。
【００９７】
これは、図１８Ｂに示すように、従来では、穿刺針の画像は生体の画像に埋もれてしまい、穿刺針がどこにあるかの把握が難しいので、図１８Ａに示すように、信号処理部５及びドプラ処理ユニット５０から画像生成部８に送信される信号のうち、Ｂモードの輝度及び位置の情報と、ドプラモードの速度、パワー及び進行方向の情報などとを用いて、イメージプロセッサ４２で閾値判定を行って穿刺針を認識する。
【００９８】
穿刺針を認識するために、イメージプロセッサ４２が判定する閾値としては、例えば、
（１）Ｂモードの輝度が高い
（２）穿刺ガイドライン付近の信号である
（３）ドプラモードで速度成分をもっている
（４）ドプラの方向と穿刺ガイドラインが示す方向とがほぼ一致する
（５）パワー値が大きい
が挙げられ、少なくともいずれか１つの条件を満たす信号をイメージプロセッサ４２が穿刺針と認識する。また、この閾値は、記憶部３０に記憶され、前記閾値判定の際にイメージプロセッサ４２が記憶部３０から読み出す。
【００９９】
一般に、穿刺針は、その針先（先端部）のみが比較的強い輝度を持つが、それ以外の部分は輝度が弱いので生体の画像に埋もれてしまう。従って、上記の条件を満たす前記ドプラ信号が認識された（Ｓ２−Ｙｅｓ）場合、それは、穿刺針の移動によって生じたものであると認識され、穿刺針の先端部のＢモード画像信号をイメージプロセッサ４２がピークホールド処理する。これにより、当該穿刺針の先端部の軌跡を穿刺針全体の画像とみなすので、穿刺針の画像がより明確になり、穿刺針の動きが止まってドプラ成分が無くなった場合でも穿刺針の先端部がどこにあり、また、穿刺針全体がどのような状態にあるのかがわかる。なお、イメージプロセッサ４２によるピークホールド処理は、穿刺針が穿刺されている状態（穿刺針の挿入時、停止時、抜去時の全ての状態）において行われている。そして、穿刺針が移動しているときには、従来のドプラ測定は行われていない。
【０１００】
ここで、本実施形態では、認識された穿刺針をイメージプロセッサ４２が色付け処理することにより、視認性を高めてもよい。
【０１０１】
また、Ｂモード画像信号で認識された穿刺針の先端部分のみをイメージプロセッサ４２が別の色に表示する処理を行えば、穿刺針先のみを強調することができ、穿刺針がどこまで進んでいるかがより明確になる。
【０１０２】
図１９は、穿刺針が被検体内を進むときと戻るときにおいて前述の処理でピークホールドされた穿刺針の画像を示す図である。
【０１０３】
穿刺術では、穿刺対象部位（図中、「穿刺のターゲットとなる腫瘍」）に穿刺針を刺してから抜くという一連の動作が行われるが、上記（３）に示したように、穿刺針を刺すときにはドプラ画像信号が被検体の体表から遠ざかる成分を持ち、穿刺針を抜くときにはドプラ画像信号が近づく成分を持つ。
【０１０４】
そこで穿刺針を刺すとき、すなわちドプラ画像信号が遠ざかる成分を持つとき（図１７中、Ｓ３−Ｙｅｓ）には上記のように穿刺針（先端部）の軌跡を残し（図１７中、Ｓ４）、穿刺針を抜くとき（図１７中、Ｓ３−Ｎｏ）、すなわち、ドプラ画像信号が被検体の体表に近づく成分を持つことを検出したときには、前述の処理でピークホールド表示された穿刺針の先端部の軌跡に対して、その移動変位分を消す（図１７中、Ｓ５）という処理をイメージプロセッサ４２が行う。
【０１０５】
これにより、穿刺針を抜いた後でも穿刺針の軌跡が残ってしまうことがなくなる。
【０１０６】
図２０は、穿刺針が穿刺ガイドラインの表示角度とずれた場合に穿刺ガイドラインの角度を自動補正して再表示するときの図を示している。
【０１０７】
通常、穿刺時には、穿刺ガイドラインと呼ばれるライン（例えば点線）を画像処理部４０が画像生成処理し、それを制御回路６がモニタ２５（超音波画像上）に重畳表示させ、穿刺針の挙動（被検体への挿抜）表示と対比できるようにしている。
【０１０８】
しかしながら、生体内の組織の影響により、穿刺針に歪みが生じ、穿刺ガイドラインが示す方向と同じ方向に穿刺針が進まない場合がある。
【０１０９】
そのため、前記処理で表示された穿刺針の先端部の軌跡から、直線回帰演算等の処理をイメージプロセッサ４２で行い、それによって得られた結果を制御回路６が、穿刺針が進む方向を予測して穿刺ガイドラインとのずれを補正しモニタ２５に再表示させる。
【０１１０】
具体的に、穿刺ガイドラインは、Ｂモード画像信号によって特定された超音波画像上での穿刺針の経時的な位置に基づいて制御回路６が直線回帰演算を行い、穿刺ガイドラインが表示されるべき位置を求めた上で、表示用イメージメモリ２３に穿刺ガイドラインを書き込むことによって行われる。すなわち、Ｂモード画像信号によって特定された経時的な穿刺針の先端の位置（ドット）を、統計学的なデータと考え、統計処理の一つである直線回帰演算を行うことで、ドットの関係を示す直線を近似して穿刺針が進行していくと予測できる直線が穿刺ガイドラインとして表示される。
【０１１１】
このようにすることにより、被検者に穿刺を実施する前に行う穿刺針の超音波画像と穿刺針が挿入される位置を示す穿刺ガイドラインの位置と角度の補正処理を手動で行っていた工数の削減を行うことができる。また直線回帰演算回路を設けるだけで、穿刺ガイドラインの補正を行うことができるため、安価なユニットで補正を行うことができる。
【０１１２】
また、本実施形態の穿刺ガイドラインは、一本の直線ではなく、ある任意の角度を持った二本の直線として表示されても良い。ここで補正された穿刺ガイドラインの位置と角度が、補正する値として予想しうる最大のガイドラインの位置と角度を超えていた場合には、検者にエラーメッセージを表示し、再度補正をし直すように促しても良い。
【０１１３】
例えば、最初に、イメージプロセッサ４２によって生成された穿刺ガイドラインを６７ｄｅｇで制御回路６がモニタ２５に表示し、後に、穿刺針が６７ｄｅｇから６３ｄｅｇにずれた場合でも、その穿刺針の角度を検知してイメージプロセッサ４２が穿刺ガイドラインを６３ｄｅｇに補正処理し、その結果を制御回路６がモニタ２５に再表示するので、穿刺針が進む方向を穿刺ガイドラインとして表示できる。
【０１１４】
また、穿刺針が穿刺ガイドラインに対して６７ｄｅｇから５０ｄｅｇのように大きくずれた場合には、イメージプロセッサ４２が「正確に穿刺できません」等のメッセージを超音波画像上に表示するようにモニタに指示する。従って、このメッセージを認知した検者は、穿刺をやり直す機会を得る。
【０１１５】
このような表示をすることにより、検者は、穿刺針が穿刺ガイドラインから著しくずれたことを確認できるため、被検者に危害を加えることを未然に防ぐことができる。
【０１１６】
図２１は、本実施形態において、穿刺針が曲線状に曲がったときにモニタに表示する穿刺ガイドラインを示す図である。
【０１１７】
図２１に示すように、穿刺針が曲線状に曲がった場合には、穿刺ガイドラインのずれの補正法として、制御回路６が２次回帰演算等を行なって得られた画像データ（超音波画像上の座標情報）により、曲線化された穿刺ガイドラインを表す。
【０１１８】
このときも、制御回路６は、前記Ｂモード画像信号によって特定された超音波画像上での穿刺針の経時的な位置（座標）に基づいて２次回帰演算を実行する。また、制御回路６は、この演算によって得られた超音波画像上における座標を曲線状の穿刺ガイドラインとして表示用イメージメモリ２３に書き込み、その情報を制御回路６がモニタ２５に表示させるのである。このようにすることにより、穿刺針が曲線状に曲がっても、制御回路６が予測される穿刺針の経路を算出し、これをモニタ２５が表示するので、安価なユニットで補正を行うことができる。
【０１１９】
（第７の実施形態）
次に、第７の実施形態について説明する。本実施形態に係る超音波診断装置は、第１乃至第５のいずれかの実施形態に係る穿刺モード又は穿刺マニュアルモードに従う映像化において、第６の実施形態に係る穿刺ガイドライン強調表示を行うものである。
【０１２０】
すなわち、制御回路６は、第１乃至第５のいずれかの実施形態に係る映像化モード（オート穿刺モード又は穿刺マニュアルモード）に従って取得された画像データを用いて、第６の実施形態に係る穿刺ガイドライン強調表示を実行するように、可変ゲイン増幅器４１、イメージプロセッサ４２、表示用イメージメモリ２３、画像生成回路２４等を制御する。
【０１２１】
例えば、第１の実施形態に係る穿刺モードを用いた映像化において穿刺ガイドライン強調表示を行う場合には、図６のステップＳ６において、図１７に示した処理が実行される。すなわち、制御回路６、イメージプロセッサ４２等は、穿刺モード画像データ、穿刺マニュアルモード画像データを用いて、ピークホールド処理、穿刺ガイドラインの角度補正処理等を行う。また、ドプラ処理ユニット５０は、各走査線につき少なくとも２レート以上離れた二つの反射波（第１及び第３の送信超音波のそれぞれに対応する反射波）を少なくとも用いて、ドプラモードでの速度成分検出を行う。制御回路６、イメージプロセッサ４２等は、得られた速度成分を用いて、穿刺針の認識等を実行する。
【０１２２】
この様な構成によれば、第１乃至第５のいずれかの実施形態に係る映像化モードにより、穿刺針の動きに起因するモーションアーチファクトを好適に映像化させつつ、穿刺ガイドラインを強調表示により、正確且つ視認性の高い穿刺ガイドラインを超音波画像上に表示することができる。その結果、医療行為のさらなる質の向上に寄与することができる。
【０１２３】
（１）本実施形態に係る各機能は、当該処理を実行するプログラムをワークステーション等のコンピュータにインストールし、これらをメモリ上で展開することによって実現することができる。このとき、コンピュータに当該手法を実行させることのできるプログラムは、磁気ディスク（フロッピー(登録商標)ディスク、ハードディスクなど）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなど）、半導体メモリなどの記録媒体に格納して頒布することも可能である。
【０１２４】
（２）上記各実施形態においては、穿刺針視認性向上を例に説明した。しかしながら、これに限定する趣旨ではなく、生体の動き等のその他の臨床に有益な情報を観察する場合にも活用することができる。
【０１２５】
（３）上記各実施形態においては、複数の超音波走査線の各々に対して、３回の超音波送信（又はダミーレートを含む３回の超音波送信）を行う場合を例に説明を行った。しかしながら、各走査線に対して行う超音波送信を３回に限定する趣旨ではなく、より多くの超音波送信を実行する構成であってもよい。係る構成の場合であっても、少なくとも２レート以上時間的に離れた二つの送信超音波に基づくエコー信号を利用することにより、従来に比して穿刺針等をより好適に映像化することが可能である。
【０１２６】
（４）上記全ての実施形態において、超音波の特性から、送信超音波の極性の入れ替え（全ての正極性を負極性とし、全ての負極性を正極性とする入れ替え）については対称性が成立することは、言うまでもない。
【０１２７】
また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１２８】
以上本発明によれば、例えば超音波ガイド下における穿刺術において穿刺針の視認性を向上できる機能を有する超音波診断装置及びその制御方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置のブロック構成の一例を示した図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係る穿刺モード機能によって実行されるスキャンシーケンスを説明するための概念図である。
【図３】図３は、第１の実施形態に係る穿刺モード機能によって取得される超音波エコー信号の信号処理を説明するための概念図である。
【図４】図４は、本穿刺モード機能によって実行される超音波画像表示の一例を示した図である。
【図５】図５は、本穿刺モード機能によって実行される超音波画像表示の他の例を示した図である。
【図６】図６は、穿刺モードにおいて実行される各処理の流れを示したフローチャートである。
【図７】図７は、第２の実施形態に係る穿刺モード機能によって実行されるスキャンシーケンスを説明するための概念図である。
【図８】図８は、第２の実施形態に係る穿刺モード機能によって取得される超音波エコー信号の信号処理を説明するための概念図である。
【図９】図９は、第３の実施形態に係る穿刺モード機能によって実行されるスキャンシーケンスを説明するための概念図である。
【図１０】図１０は、第３の実施形態に係る穿刺モード機能によって実行される超音波エコー信号の信号処理を説明するための概念図である。
【図１１】図１１は、第４の実施形態に係る穿刺モード機能によって実行されるスキャンシーケンスを説明するための概念図である。
【図１２】図１２は、第４の実施形態に係る穿刺モード機能によって実行される超音波エコー信号の信号処理を説明するための概念図である。
【図１３】図１３は、第５の実施形態に係る穿刺マニュアルモード機能によって実行されるスキャンシーケンスを説明するための概念図である。
【図１４】図１４は、第５の実施形態に係る穿刺マニュアルモード機能によって取得される超音波エコー信号の信号処理を説明するための概念図である。
【図１５】図１５は、第５の実施形態に係る穿刺マニュアルモードにおいて実行される各処理の流れを示したフローチャートである。
【図１６】図１６は、第６の実施形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。
【図１７】図１７は、第６の実施形態に係る超音波診断装置の実施形態における動作を示すフローチャートである。
【図１８Ａ】図１８Ａは、第６の実施形態において、穿刺術が行われている時のモニタ２５に表示される超音波画像を示す図である。
【図１８Ｂ】図１８Ｂは、穿刺術が行われている時のモニタ２５に表示される従来の超音波画像を示した図である。
【図１９】図１９は、穿刺針が被検体内を進むときと戻るときにおいて前述の処理でピークホールドされた穿刺針の画像を示す図である。
【図２０】図２０は、穿刺針が穿刺ガイドラインの表示角度とずれた場合に穿刺ガイドラインの角度を自動補正して再表示するときの図を示している。
【図２１】図２１は、第６の実施形態において、穿刺針が曲線状に曲がったときにモニタに表示する穿刺ガイドラインを示す図である。
【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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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