(57)【要約】【課題】ナノオーダーサイズをもった粒子からなる造影剤を画像化するのに適する送信ビームを形成する。【解決手段】造影剤イメージングモードにおいて、断層画像４０と共にエリアマーカー５６が表示される。エリアマーカー５６を用いてユーザーによって指定された送信フォーカスエリアの深さ及び長さに基づいて、実際の送信フォーカスエリアを含む送信ビーム５８が形成される。エリアマーカー５６における上端辺５６ｃ及び下端辺５６ｄは送信フォーカスエリアの上端深さ６０Ａ及び下端深さ６０Ｂを表すものである。組織イメージンモードにおいてそのようなエリアマーカー５６を表示して造影剤イメージングモード用の送信条件が事前設定されるようにしてもよい。【選択図】図８
2015192709.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
断層画像中の観察対象に応じてビーム方向に伸長した送信フォーカスエリアについて深さ及び長さを指定するための入力手段と、
前記断層画像と共に、前記指定された深さ及び長さを表すエリアマーカーを表示するマーカー表示手段と、
前記指定された深さ及び長さに従う送信フォーカスエリアが形成されるように送信条件を設定する送信制御手段と、
を含むことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、
前記エリアマーカーは、前記送信フォーカスエリアの一方端の深さを表す第１グラフィック要素と、前記送信フォーカスエリアの他方端の深さを表す第２グラフィック要素と、を含む、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項３】
請求項２記載の装置において、
前記エリアマーカーは、前記深さ方向に伸びた２つの辺と、それらの辺の両端を繋ぐ２つの端辺と、を含み、
前記２つの端辺が前記第１グラフィック要素及び前記第２グラフィック要素である、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項４】
請求項３記載の装置において、
前記エリアマーカーは台形状の図形であり、
前記深さ方向に伸びた２つの辺は短辺及び長辺であり、
前記２つの端辺はそれぞれ斜辺である、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項５】
請求項１記載の装置において、
当該超音波診断装置は、組織イメージングモードと造影剤イメージングモードとを有し、
前記送信制御手段は、前記造影剤イメージングモードでの送信パワーを前記組織イメージングモードにおける送信パワーよりも増大させる、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項６】
請求項５記載の装置において、
前記送信制御手段は、前記送信パワーの増大に伴ってパルス繰り返し周期を大きくする、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は超音波診断装置に関し、特にフォーカスエリアを有する送信ビームの形成に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波造影法（コントラストイメージング法）は、生体内に注入された造影剤（超音波造影剤）を画像化するものである。造影剤は、多数の粒子からなり、各粒子は例えば１−５um程度の直径を有する。この手法によれば、血流その他の組織を鮮明に画像化することが可能であるので、同手法は腫瘍の鑑別などにおいて活用されている。
【０００３】
近時、分子イメージングについての研究が進められている。かなり細い血管や血液成分を取り込んだ組織を画像化するためには、より微小な粒子からなる造影剤を用いる必要がある。その粒子は、例えば３００nm程度の直径を有する。粒子サイズが小さくなればなるほど、反射波が弱くなる。粒子の微細化に伴って送信フォーカス点又はその付近に存在する造影剤しか画像化されなくなる。
【０００４】
具体的に説明すると、従来の超音波診断装置においては、基本的にある送信焦点（１点）において超音波ビームが十分に収束するように送信ビームが形成されている。すなわち、そのような送信ビームが形成されるように遅延条件等の送信条件が設定されている。そのような送信ビームを用いて、上記ナノサイズ粒子集団からなる造影剤を画像化した場合、送信フォーカス点又はその付近に存在する造影剤については画像化されるものの、それ以外の位置に存在する造影剤は受信感度が十分得られず画像化されなくなる。送信フォーカス点を深さ方向に移動させれば局所的な画像化部位も深さ方向に移動する。
【０００５】
上記問題に対処するために無造作に送信パワーを上げることは生体安全性の観点から許されない。深さを異ならせて複数の送信フォーカス点を形成することも可能であるが、その場合にはフレームレートが大きく低下する。また、そのような手法を利用しても深さ方向に離散的に複数の局所画像化部位が生じるだけである。
【０００６】
なお、特許文献１には、送信ビームにおいてフォーカスエリア（音響エネルギーを集中させる領域）を深さ方向に広げる技術が開示されている。特許文献２には、複数の送信ビームの電子的な合成により狭く長い送信ビームを形成する技術が開示されている。しかし、特許文献１、２には、観察対象に適合したフォーカスエリアを有する送信ビームの指定を簡便に行えるようにする技術は開示されていない。造影剤の画像化についても開示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−２２３６７３号公報
【特許文献２】特開２０１３−１５８６２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、観察対象に適合するフォーカスエリアをもった送信ビームが形成されるようにすることにある。あるいは、本発明の目的は、造影剤（特にナノレベルサイズをもった粒子からなる造影剤）の画像化に適する超音波診断装置を提供することにある。あるいは、本発明の目的は、生体安全性を確保しつつ観察対象に応じて最適な送信条件が設定されるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、断層画像中の観察対象に応じてビーム方向に伸長した送信フォーカスエリアについて深さ及び長さを指定するための入力手段と、前記断層画像と共に、前記指定された深さ及び長さを表すエリアマーカーを表示するマーカー表示手段と、前記指定された深さ及び長さに従う送信フォーカスエリアが形成されるように送信条件を設定する送信制御手段と、を含むことを特徴とする。
【００１０】
上記構成によれば、断層画像を観察しながら、つまり観察対象を認識しながら、送信フォーカスエリアを規定する基本的なパラメータの指定を行える。すなわち、断層画像と共に、送信フォーカスエリアの深さ及び長さ（深さ方向の幅）を表すエリアマーカーが表示されるので、それを利用して、観察対象の深さや大きさに応じて、送信フォーカスエリアの深さ及び長さを簡便に指定できる。例えば、観察対象の全部又は一部が送信フォーカスエリア内に取り込まれるように、その深さ及び長さを指定できる。それらの指定値を変更すると、直ちにエリアマーカーに反映される。指定途中において送信条件がリアルタイムで更新されてもよいし、指定完了時点で送信条件が更新されてもよい。
【００１１】
本発明によれば、深さ方向に伸長した送信フォーカスエリアを有する送信ビームが形成される。送信フォーカスエリアは音響エネルギーが集中する範囲である。送信フォーカスエリアが深さ方向に広がっているから、つまり、従来の点フォーカスに代えて線フォーカスを実現したので、深さ方向の所望範囲にわたって強い反射波の生成を促すことができる。つまり、所望範囲にわたって受信感度を高められる。よって、ナノレベルのサイズをもった粒子からなる造影剤を使用した場合においても必要な部位について造影剤を画像化することが可能となる。点フォーカスに代えて線フォーカスを適用するに際しては音響パワーを増大するのが望ましい。その場合、生体安全性を確保するために送信パルス繰り返し周期を大きくするのが望ましい。上記構成は特に造影剤を画像化する場合に適用するのが望ましい。その場合に高調波イメージング技術と組み合わされてもよい。
【００１２】
望ましくは、前記エリアマーカーは、前記送信フォーカスエリアの一方端の深さを表す第１グラフィック要素と、前記送信フォーカスエリアの他方端の深さを表す第２グラフィック要素と、を含む。例えば、第１のグラフィック要素は、送信フォーカスエリアの上端を示すものであり、第２のグラフィック要素は、送信フォーカスエリアの下端を示すものである。送信フォーカスエリアの長さを変えずに深さだけを変更する場合、２つのグラフィック要素が連動して深さ方向に運動する。送信フォーカスエリアの深さを変えずに長さだけを変更する場合、２つのグラフィック要素が連動して深さ方向に近接運動又は退避運動するように構成してもよい。個々のグラフィック要素が個別的に運動する構成が採用されてもよい。
【００１３】
望ましくは、前記エリアマーカーは、前記深さ方向に伸びた２つの辺と、それらの辺の両端を繋ぐ２つの端辺と、を含み、前記２つの端辺が前記第１グラフィック要素及び前記第２グラフィック要素である。２つの端辺は、第１グラフィック要素及び第２グラフィック要素として機能し、それらによって送信フォーカスエリアの両端を特定することができる。深さ方向に伸びた２つの辺は、送信フォーカスエリアの長さを表すものである。但し、両者の長さにずれがあってもよい。
【００１４】
望ましくは、前記エリアマーカーは台形状の図形であり、前記深さ方向に伸びた２つの辺は短辺及び長辺であり、前記２つの端辺はそれぞれ斜辺である。送信フォーカスエリアの上端及び下端はビーム中心軸上において音圧がなだらかに変化し始めたところ又はその直前として観念されるが、いずれにしても厳密に位置を特定し難いものである。２つの斜辺によればそれを表現することが可能であるので、ユーザーにおける誤認等を防止可能である。望ましくは、エリアマーカーは断層画像の外側に表示される。それが台形のように表示される場合、短辺は断層画像に近い側の辺であり、長辺は断層画像から遠い側の辺となる。深さ範囲を示す２本のラインとして、エリアマーカーを構成することも可能である。
【００１５】
望ましくは、当該超音波診断装置は、組織イメージングモードと造影剤イメージングモードとを有し、前記送信制御手段は、前記造影剤イメージングモードでの送信パワーを前記組織イメージングモードにおける送信パワーよりも増大させる。これにより受信感度を高められる。望ましくは、前記送信制御手段は、前記送信パワーの増大に伴ってパルス繰り返し周期を大きくする。これにより生体安全性を確保できる。
【００１６】
望ましくは、点フォーカス（あるいは従来同様の小さい送信フォーカスエリア）を前提とする組織イメージングモードにおいて、断層画像と共にエリアマーカーを表示し、その後の造影剤イメージングモードのために送信フィーカスエリアの深さ及び長さを事前に指定できるようにしてもよい。つまり、モード切替前の断層画像においては組織が比較的に鮮明に表示されており、その断層画像において観察対象を特定し、それに合わせて送信フォーカスエリアの初期値を事前設定しておくものである。この構成によれば、造影剤イメージングモードへの切り替え時点で、観察対象とは無関係の部位に不適切な大きさをもって送信フォーカスエリアが設定されてしまい、観察対象を見失ってしまう、送信フォーカスエリアの最適化に時間がかかってしまう、等の問題を回避することが可能である。つまり、モード間でパラメータの引き渡しを行って双方の利点を活かすことが可能である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、観察対象に適合するフォーカスエリアを有する送信ビームを形成できる。あるいは、観察対象に含まれているあるいは観察対象に浸潤した造影剤（特にナノレベルのサイズをもった粒子からなる造影剤）を明瞭に画像化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る超音波診断装置の好適な実施形態を示すブロック図である。
【図２】組織イメージングモードにおける送信ビームの形成を説明するための図である。
【図３】組織イメージングモードにおける深さ方向の音圧分布を示す図である。
【図４】組織イメージングモードにおける断層画像を示す図である。
【図５】ナノオーダーサイズの粒子からなる造影剤を画像化した場合に生じる問題を説明するための図である。
【図６】造影剤イメージングモードにおける送信ビームの形成を説明するための図である。
【図７】造影剤イメージングモードにおける深さ方向の音圧分布を示す図である。
【図８】造影剤イメージングモードにおける断層画像を示す図である。
【図９】造影剤イメージングモードにおける送信ビームの設計方法を説明するための図である。
【図１０】造影剤イメージングモードにおける動作例を示すフローチャートである。
【図１１】超音波診断装置の動作例を示すフローチャートである。
【図１２】エリアマーカーの変形例を示す図である。
【図１３】ビーム走査に伴う送信ビーム形成条件の変更を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１には、本発明に係る超音波診断装置の好適な実施形態が示されており、図１はその全体構成を示すブロック図である。この超音波診断装置は病院等の医療機関において設置され、生体に対する超音波の送受波により超音波画像を形成する装置である。図１に示した超音波診断装置は、組織イメージングモード及び造影剤イメージングモードを有している。それらのモードは、いわゆる断層画像を形成するＢモードに属するものである。ただし、組織イメージングモードにおいては点フォーカス又は局所フォーカスが前提とされており、一方、造影剤イメージングモードにおいては深さ方向に伸長した送信フォーカスエリアを形成することが前提とされている。なお、Ｍモード等のその他の動作モードが実行されてもよい。
【００２１】
図１において、プローブ１０は超音波の送受波を行う送受波器である。本実施形態におけるプローブ１０は複数の振動素子からなるアレイ振動子を備えている。アレイ振動子によって超音波ビームが形成され、その超音波ビームが電子的に走査される。電子走査方式として、電子セクタ走査方式、電子リニア走査方式等が周知である。１Ｄアレイ振動子に変えて２Ｄアレイ振動子を設けることも可能である。
【００２２】
本実施形態においてプローブ１０は体表面上に当接して用いられるものである。ただし、体腔内に挿入されるプローブを用いるようにしてもよい。
【００２３】
送信部１２は、送信時において、複数の送信信号を生成し、それらを複数の振動素子に対して供給する送信ビームフォーマーである。複数の送信信号に対しては遅延処理が適用されており、それらにより送信ビームが形成される。本実施形態においては、選択されたモードに応じて送信ビームが形成されている。
【００２４】
受信時において、生体内からの反射波がアレイ振動子にて受波されると、そこから複数の受信信号が並列的に受信部１４へ出力される。受信部１４は受信ビームフォーマーであり、入力される複数の受信信号に対して整相加算処理を適用し、これによって整相加算後の受信信号であるビームデータを生成する。そのビームデータは受信ビームに相当するものである。受信時においては受信ダイナミックフォーカスが適用されている。すなわち、深さ方向に沿って受信焦点を動的に可変する処理が実行される。
【００２５】
ビームデータ処理部１６は、検波部、対数変換部等の各種の信号処理回路を備えるものである。ビームデータ処理部１６から出力されたビームデータはデジタルスキャンコンバータ（ＤＳＣ）１８に入力されている。ＤＳＣ１８は座標変換機能、補間機能等を有し、複数のビームデータに基づいて表示画像を生成するものである。本実施形態においては断層画像が形成されている。その画像データは表示処理部２０を介して表示部２２へ送られており、表示部２２の表示画面上には断層画像が表示される。組織イメージングモードにおいては、従来同様の断層画像が表示されており、造影剤イメージングモードにおいては専ら造影剤が画像表示される。ただし、その場合においても組織はある程度画像化される。
【００２６】
造影剤イメージングモードにおいて、いわゆる高調波画像が表示されるようにしてもよい。その場合においては、受信信号処理あるいはビームデータ処理において高調波成分が抽出され、その成分が画像化されることになる。造影剤からの反射波には組織からの反射波よりもより高調波成分が含まれているので、高調波成分を画像化することにより造影剤を積極的に表現することが可能となる。
【００２７】
本実施形態においては、ナノレベルのサイズをもった粒子からなる造影剤が生体内に注入されており、その造影剤が造影剤イメージングモードにおいて画像化されている。一般に、そのような極めて小さな粒子からの反射波は弱く、従来同様の点フォーカス型の送信ビームを形成した場合、焦点位置でしか造影剤の画像化を行えないという問題を生じる。これに対し、本実施形態においては造影剤イメージングモードにおいて深さ方向に広がる且つパワーが引き上げられた送信フォーカスエリアを形成できるので、観察対象となった組織との関係において造影剤表示エリアを拡大あるいは最適化することが可能である。これについては後に詳述する。
【００２８】
制御部２４は、図１に示される各構成の動作制御を行うものであり、それはＣＰＵ及び動作プログラムによって構成される。制御部２４は送受信制御部２６を有しており、その送受信制御部２６によって送信条件及び受信条件が設定される。図１においては、送受信制御部２６が有するＰＲＴ（送信パルス繰り返し周期）設定機能がブロックとして示されており、具体的には、それがＰＲＴ設定部２８として表されている。ＰＲＴ設定部２８は、組織イメージングモードから造影剤イメージングモードへのモード変更が行われた時点でＰＲＴを必要に応じて増大する制御を実行する。すなわち、生体安全性が確保されるように、モード変更時の送信パワーの増大に合わせてＰＲＴの拡大を行っている。
【００２９】
送信ビーム形成条件設定部３０は、送受信制御部２６によって制御され、送信ビームを形成するための各種の条件を設定するモジュールである。送信ビーム形成条件設定部３０により送信部１２の動作が制御されている。具体的には、送信ビーム形成条件設定部３０は、個々の送信信号の波形条件、遅延条件、送信パワー条件等の設定を行っている。また、必要に応じて重み付け処理を適用している。送信ビーム形成条件設定部３０は、選択された動作モードに適合した送信ビームが形成されるように、また、ユーザー設定された送信フォーカスエリア条件が満たされるように、送信ビーム形成条件を設定している。なお、受信ビーム形成条件設定部については図示省略されている。
【００３０】
操作パネル３２は、キーボード、トラックボール等の各種の入力デバイスを含むものである。操作パネル３２を利用してユーザーは、動作モードを選択することが可能であり、また造影剤イメージングモードにおいて送信フォーカスエリアの深さ及び長さ（幅）を指定することが可能である。その操作パネル３２によって指定された値が制御部２４に送られている。
【００３１】
次に、図２乃至図４を用いて組織イメージングモードを選択した場合の動作について説明する。この組織イメージングモードはＢモードそのものであり、すなわち点フォーカスあるいは局所フォーカスを前提とした送信ビームのスキャンによって断層画像を形成するモードである。
【００３２】
図２には、組織イメージングモードにおける送信ビームの形成方法が概念図として示されている。アレイ振動子３４は複数の振動素子により構成されている。ここにおいて送信開口が符号３６によって示されている。なお、ｘ方向は素子配列方向であり、ｙ方向は深さ方向を示している。Ｃは中心軸を表している。その中心軸Ｃ上にフォーカス点Ｆが設定されている。その深さはｙ１である。図示されるように、送信開口３６内の複数の振動素子によって一定の遅延関係をもった複数の送信波が送波されると、フォーカス点Ｆにおいてそれらが収束し、これによっていわゆる点フォーカスが構成される。ちなみに、受信時においては受信ダイナミックフォーカスが適用され、浅い方から深さの深い方に亘って受信焦点が動的に可変設定される。
【００３３】
図３には、組織イメージングモードにおける音圧分布３６が示されている。横軸は深さｙを示しており、縦軸は中心軸上の音圧を示している。音圧分布３６においてはフォーカス点深さｙ１においてピークが生じており、すなわちその部分において山状の形態が認められる。送信フォーカス点深さｙ１の両側において送信音圧がなだらかに低下している。生体安全性の観点から音圧最大値Ｐ２が定められており、それを超えないように音圧分布３６のピークレベルが設定される。すなわちその条件が満たされるように送信パワーが設定されることになる。ちなみに、Ｐ１はナノレベルのサイズをもった粒子からなる造影剤を画像化する場合における受信限界レベルを示している。
【００３４】
図４には組織イメージングモードにおいて形成される断層画像４０が示されている。すなわち、表示画面３８内には送信焦点マーカー４４と共に断層画像４０が表示されている。断層画像４０は観察対象となった組織像４２を有している。そのような組織像４２を観察する場合、一般にその組織像４２の中間深さに送信フォーカス点が設定されるように送信焦点マーカー４４の位置を設定する。すなわち、ユーザーによって送信焦点深さを自在に可変でき、その深さ指定値を反映するように送信焦点マーカー４４が表示されている。したがって、その送信焦点マーカー４４を見ながら送信焦点深さを調整することにより、観察対象との関係において所望の位置に送信フォーカス点深さを定めることが可能である。符号４６は送信ビームプロファイルを模式的に示している。
【００３５】
以上のような組織イメージングモードにおいては、走査面の全体に亘って組織のイメージングを行うことが可能である。しかしながら、上述したようなナノオーダーサイズをもった粒子からなる造影剤を画像化する場合、各粒子からの反射波は極めて微弱であるため、次のような問題が生じる。
【００３６】
図５の（Ａ）〜（Ｃ）にはそれぞれ断層画像が示されている。それらの断層画像は組織イメージングモードによって、すなわち点フォーカス型の送信ビームのスキャンによって形成された断層画像である。（Ａ）に示すように、送信焦点マーカー４４で示されているように、観察対象となった組織像４２において、比較的浅い位置に送信焦点深さが設定された場合、組織像４２の内で上部４８Ａに属する造影剤部分しか画像化を行えないことになる。すなわち送信焦点付近の音圧の高い部分しか画像化を行えない。これと同様に（Ｂ）に示すように、組織像４２の中間深さに送信焦点深さが設定された場合、組織像４２の内で中間部分４８Ｂに含まれている造影剤しか画像化されないことになる。また、（Ｃ）に示すように、組織像４２における下部に相当する深さに送信焦点深さが設定された場合、その下部４８Ｃに含まれる造影剤しか画像化されないことになる。
【００３７】
したがって、例えば分子イメージングにおいて、組織像４２の全体観察を行いたいような場合、造影剤の存在あるいは挙動を一枚の画像から把握することが困難となってしまうという問題が生じる。そこで、本実施形態においては以下に説明する造影剤イメージングモードが用意されている。もっとも、この造影剤イメージングモードは送信フォーカスエリアを調整できるモードであり、造影剤以外を画像化する場合においても適用可能なものである。組織を画像化する場合においても同モードを適用することが可能である。
【００３８】
図６には、造影剤イメージングモードにおける送信ビームの形成方法が模式的に示されている。造影剤イメージングモードにおいては、ユーザーにより指定された深さ及び長さ（幅）にしたがうフォーカスエリアＦＡを設定することが可能である。そのフォーカスエリアＦＡは中心軸上においてほぼ同じような音圧しかも高い音圧をもっているエリアである。このような深さ方向に伸長したフォーカスエリアを有する送信ビームを形成すれば、少なくとも送信フォーカスエリア内に属する造影剤を明瞭に画像化することが可能である。
【００３９】
フォーカスエリアＦＡにおける中央位置がｙ２で示されており、それはフォーカスエリアＦＡの代表深さである。ｙ３はフォーカスエリアＦＡの上端深さを示しており、ｙ４はフォーカスエリアＦＡの下端深さを示している。それらの一方又は両方が代表深さとして定義されてもよい。本実施形態においては後に図９を用いて説明するように、深さｙ３から深さｙ４にかけて複数の送信焦点が形成されるように複数の振動素子に与えるディレイデータが計算されている。一例を挙げると、例えば符号１００で示される開口あるいはその両端の素子群を使って深さｙ３の地点に送信フォーカスが形成されるようにディレイデータが計算され、また符号１０２で示される範囲の両端に存在する素子群を使って深さｙ４において送信焦点が形成されるようにディレイデータが計算される。深さｙ３から深さｙ４にかけて以上のようなディレイデータの計算を行えば結果として深さ方向に広がったフォーカスエリアＦＡを形成することが可能である。もっとも、他の手法を用いてフォーカスエリアＦＡが形成されてもよい。
【００４０】
図７には、造影剤イメージングモードにおける音圧分布５４が示されている。音圧分布５４においてはフォーカスエリアＦＡの範囲内においてかなり高い音圧が生じている。すなわち山状態のピークではなく平坦な盛り上がりが認められる。ただし音圧上限値Ｐ２を超えるものとはなっていない。このような音圧分布５４によれば、造影剤画像化にあたっての受信感度限界Ｐ１よりも高い音圧が生じている範囲を拡大でき、すなわちフォーカスエリアＦＡの全体に亘って造影剤の画像化を良好に行うことが可能となる。その一方において、フォーカスエリアＦＡの手前側あるいは奥側において音圧の落ち込みあるいは感度の低下が生じるが、観察対象組織が特定されている場合において造影剤を特に画像化したいような場合にはこのような音圧分布５４が効果的に機能する。
【００４１】
図８には造影剤イメージングモードにおける断層画像４０が示されている。表示画面３８内には断層画像４０と共にエリアマーカー５６が表示されている。このエリアマーカー５６はユーザーにより指定されたあるいはデフォルト設定値としてのフォーカスエリアの深さ及び長さを表すものである。本実施形態において、エリアマーカー５６は台形状の形態を有している。具体的には、エリアマーカー５６は、短辺５６ａ、長辺５６ｂ、上端辺５６ｃ及び下端辺５６ｄを有している。短辺５６ａは断層画像４０に近い側の辺であり、長辺５６ｂは断層画像４０から遠い側の辺である。上端辺５６ｃ及び下端辺５６ｄはいずれも斜辺である。
【００４２】
例えば、ユーザーがフォーカスエリアの深さを指定すると、表示画面３８上において、その指定された深さに応じてエリアマーカー５６が上下方向に移動する。またユーザーがフォーカスエリアの長さ（深さ方向の幅）を指定すると、それに応じてエリアマーカー５６の上下方向の大きさが伸縮する。ここで、上端辺５６ｃは実際のフォーカスエリアにおける上端深さを表しており、下端辺５６ｄは実際の送信フォーカスエリアの下端深さを表している。図７に示したように、フォーカスエリアの両端においては音圧がなだらかに変化しており、フォーカスエリアの上端及び下端を画一的にあるいは明確に定めることは不適切であるので、エリアマーカー５６においては２つの斜辺が採用されている。よって、上端辺５６ｃ及び下端辺５６ｄにおいて短辺５６ａ側の連結点の深さ又は長辺５６ｂ側の連結点の深さあるいはそれらの中間的な深さがユーザーにおいてフォーカスエリアの端として大まかに認識されることになる。
【００４３】
上記の上端辺５６ｃは送信フォーカスエリアの上端深さを表現するグラフィック要素であり、同様に、下端辺５６ｄは送信フォーカスエリアの下端深さを表現するグラフィック要素である。なお、図８に示したエリアマーカー５６においては送信フォーカスエリアの中央深さを表すグラフィック要素を格別備えていないが、それを付加するようにしてもよい。
【００４４】
したがって、造影剤イメージングモードにおいては、断層画像において観察対象となった組織を確認しながら送信フォーカスエリアの深さ及び長さをユーザーにより指定することにより、観察対象に適合した送信フォーカスエリアを形成することが可能となる。例えば組織像の全体に広がっている造影剤を画像化することが可能となる。上記構成によれば、観察対象組織の深さや大きさに適合した送信フォーカス条件を実現できるという利点がある。本実施形態においては、造影剤イメージングモードにおいてエリアマーカー５６が表示され、同モードにおいて送信フォーカスエリアの条件を指定可能であったが、そのモードの前に実行されている組織イメージングモードにおいてエリアマーカ５６を表示させて送信フォーカスエリアを事前設定できるように構成してもよい。これについては後に図１１を用いて説明する。
【００４５】
図９を用いて個々の素子ごとの遅延量の計算例について説明する。図９にはアレイ振動子３２が示されている。アレイ振動子３２において、中心線Ｃを中心として、左右にそれぞれｎ個の振動素子が存在している。アレイ振動子３２はそれ全体として２ｎ個の振動素子からなる。図９において、注目する振動素子の番号がｉで示されている。送信フォーカスエリアの深さ方向の幅をFwidthと表現すると、その幅内における１つの振動素子当たりの長さ（素子相当区間）Δdは、Δd=Fwidth／n（(1)式）によって計算される。ｉ番目の振動素子に対応する中心線Ｃ上のｉ番目の送信フォーカス位置Fe(i)は、Fe(i)=Fstart+Δd×i（(2)式）によって計算される。ｉ番目の振動素子とｉ番目の送信フォーカス位置Fe(i)との間の距離をDe(i)と表現すると、ｉ番目の振動素子に与える遅延量delay(i)が、delay(i)=(De(i)―Fe(i))／Ｖ（(3)式）によって求められる。但しＶは生体中の音速である。振動素子ごとに送信フォーカス点を深さ方向にシフトさせることにより深さ方向に伸長した送信フォーカスエリアを形成することが可能である。もっとも、送信ビームの設計方法としては各種の手法を採用することが可能である。送信条件の設定時点で計算を行うようにしてもよいし、事前に計算された結果を選択するようにしてもよい。
【００４６】
図１０には、造影剤イメージングモードにおける動作例がフローチャートとして示されている。Ｓ１０においては、送受信条件の初期設定が行われる。すなわち送信フォーカスエリアの深さ及び長さとして初期値が与えられる。それにしたがって送信ビームが形成され、これにより断層画像が形成される。この場合においては、断層画像の一方側近傍にエリアマーカーが表示される。それは、上述したように送信ビームにおける送信フォーカスエリアの深さ及び両端を大凡表すものである。
【００４７】
Ｓ１２においては、ユーザーによるエリア変更があったか否かが判定されている。そのようなエリア変更があった場合、Ｓ１４において送受信条件が再計算される。計算に換えて予め計算された結果を選択するようにしてもよい。Ｓ１４においては、特に、送信条件として、送信ビームを規定するための送信波形条件、遅延条件、送信カバー条件が設定される。その場合においてはユーザーにより指定されたフォーカスエリアの深さ及び長さが参照される。
【００４８】
組織イメージングモードから造影剤イメージングモードへの切替時点で、本実施形態においては送信パワーの増大が図られている。すなわち、フォーカスエリアの全体に亘って十分な音圧が生成されるように送信エネルギーがアレイ振動子に対して注入されている。これに伴い、送信繰り返し周期（ＰＲＴ）が変更される。送信繰り返し周期を長くすることにより一定時間内における送信パワーが抑制される。これによって生体安全性が確保される。ちなみに、送信繰り返し周期（ＰＲＴ）の逆数が送信繰り返し周波数ＰＲＦである。ＰＲＴの増大はＰＲＦの引き下げに相当する。
【００４９】
以上のように送受信条件の計算が行われると、Ｓ１６において送受信条件が更新される。すなわち送受信条件の再設定が行われる。
【００５０】
Ｓ１８においては、本処理を続行するか否かが判断され、続行する場合にはＳ１２からの各工程が繰り返し実行される。すなわち、ユーザーにおいて観察対象となった組織に適合するようにユーザー自身により送受信フォーカスエリアの条件が定められることになる。もちろん、信号処理あるいは画像解析によりそのような設定を自動化することも可能である。図１０に示した動作例によれば、観察対象となった組織に含まれる造影剤を一度に画像化することが可能である。よって、分子イメージング等において特定の細胞に捕獲された粒子を広く画像化することが可能となる。
【００５１】
図１１には、図１に示した装置の動作例が示されており、それは２つの動作モードに対応したものである。
【００５２】
Ｓ２０においては、ユーザーにより選択されたモードが判定される。組織表示モードが選択された場合、Ｓ２２において当該モードが実行される。Ｓ２４においては、エリアマーカーの表示が要求されたか否か、すなわち次に選択する造影剤表示モードにおける送信フォーカスエリアのプリセットが求められたか否かが判断される。そのような要求があった場合、Ｓ２６において、組織表示モードによって形成された断層画像の一方側近傍に造影剤表示モード用のエリアマーカーが表示され、ユーザーはそれを参照しながら送信フォーカスエリアの深さ及び長さを自在に設定することが可能である。その設定値は次に造影剤表示モードを実行する場合において参照される。Ｓ２８においては、処理を継続するか否かが判断されている。
【００５３】
一方、Ｓ２０において造影剤表示モードが選択されたと判断された場合、Ｓ３０において当該モードが実行される。すなわち、図１０に示したように、事前に設定されたあるいはユーザーにより設定された送信フォーカスエリア条件にしたがって実際に送受信フォーカスエリアが形成されるように送信ビームの形成が制御される。また、その際において必要に応じて送信パワーアップ制御及びＰＲＴ拡大制御が実行される。モード変更時において、本実施形態においては、送信フォーカスエリアについてのプリセットが行われている場合、そのプリセットされた結果にしたがって送信ビームの形成条件が初期設定される。したがって、事前に送信フォーカスエリアについての条件を定めておけば、造影剤表示モードへの移行開始時点から良好な送信フォーカスエリアを形成することが可能となる。例えば、組織表示モードでの断層画像上において特定し易い組織について造影剤表示モードにおいて当該組織に含まれる造影剤を観察したいような場合、送信フォーカスエリア条件の事前設定を行うようにするのが望ましい。そのような事前設定を行わずに造影剤表示モードの実行を行った場合、初期設定に従う送信フォーカスエリアが形成されることになるが、その場合においては観察対象組織を見失ってしまったり、またそれを特定するのに時間が掛かったりするという問題が生じるが、上述のような事前設定によれば、それらの問題を回避することができる。
【００５４】
なお、Ｓ３０において送信パワーアップ制御を行う場合、メディカルインデックス（ＭＩ）やサーマルインデックス（ＴＩ）に対する条件あるいは許容範囲が満たされるように送信電圧あるいは送信電力を定めるのが望ましい。
【００５５】
図１２には、エリアマーカーの変形例が示されている。（Ａ）に示す変形例においては、エリアマーカーは、送受信フォーカスエリアの全体を表す台形状の図形６２と、送受信フォーカスエリアの中間深さを示す三角形状の図形６４とにより構成されている。（Ｂ）に示す変形例においては、送受信フォーカスエリアの全体を表す矩形の図形６６と、その中央部に表されているライン６８と、を有している。（Ｃ）に示す変形例においては、送信フォーカスエリアの全体を表す楕円形状をもった図形７０と、その中央レベルを示すライン７２と、を有している。
【００５６】
図１３には、超音波ビーム走査における変形例が示されている。水平方向はビーム走査方向であり、垂直方向が深さ方向である。区間Ｓ２は造影剤イメージングモードが適用される範囲である。区間Ｓ１−１及びＳ１−２は組織イメージングモードが適用される範囲である。すなわちその範囲においては従来同様の点フォーカス型の送信ビームが形成される。一方、区間Ｓ２においては深さ方向に伸長した送受信フォーカスエリアを有する送信ビームが形成される。ここにおいて、区間Ｓ２−２においては、送信フォーカスエリアの深さ方向のサイズが維持されている。一方、区間Ｓ２−１及び区間Ｓ２−３においては外側に近づくにしたがって送信フォーカスエリアサイズが狭められている。このように、観察対象となった組織４２の形態に応じて、送信ビームの走査において送信フォーカスエリアのサイズあるいは送信ビームの形態を動的に可変設定するようにしてもよい。区間Ｓ２の両端に着目すると、そこにおいては造影剤イメージングモードと組織イメージングモードとが両立しており、それらのモードは本質的には同一なものである。すなわち送信フォーカスエリアのサイズを最も小さくしたものが組織イメージングモードにおける送信フォーカス形成条件である。
【符号の説明】
【００５７】
２４  制御部、２６  送受信制御部、２８  ＰＲＴ設定部、３０  送信ビーム形成条件設定部、５６  エリアマーカー、５８  送信ビーム。
【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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