(57)【要約】【課題】穿刺針の視認性を向上するとともに穿刺針の疑似強調による画質低下を防ぐ。【解決手段】超音波画像処理方法であって、２以上のフレーム受信信号に含まれる同一画素領域の受信信号から１のフレーム受信信号における当該画素領域における対象物の動きを示す動き量を画素領域毎に算出する動き量算出ステップＳ２０１と、画素領域毎の動き量を、超音波ビーム送信方向と概ね平行な方向に沿って超音波ビーム上流側端部に位置する画素領域から着目画素領域の位置まで累積して、１のフレーム受信信号に含まれる各画素領域の動き量累積値を算出するステップＳ２０２と、各画素領域の動き量と、各画素領域の動き量累積値とに基づき、フレーム受信信号に含まれる各画素領域の受信信号に対する強調量を算出するステップＳ２０４と、１のフレーム受信信号を強調量に基づき各画素領域毎に強調するステップＳ２０５とを有する。【選択図】図１
2015213578.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波探触子を介して被検体内の走査範囲に向けて超音波ビームを送信し反射超音波を受信する時系列な超音波走査に基づき生成されたフレーム受信信号を補正する超音波画像処理方法であって、
時系列に生成された２以上のフレーム受信信号を取得するステップと、
前記２以上のフレーム受信信号に含まれる１又は複数の画素からなる同一画素領域の受信信号から、１のフレーム受信信号における当該画素領域における対象物の動きを示す動き量を前記画素領域毎に算出する動き量算出ステップと、
前記画素領域毎の動き量を、前記超音波ビーム送信方向と概ね平行な方向に沿って前記超音波ビーム上流側端部に位置する画素領域から着目画素領域の位置まで累積して前記着目画素領域の動き量累積値を算出し、前記１のフレーム受信信号に含まれる各画素領域を前記着目画素領域として各画素領域の動き量累積値を算出するステップと、
前記各画素領域の動き量と、前記各画素領域の動き量累積値とに基づき、前記フレーム受信信号に含まれる各画素領域の受信信号に対する強調量を算出するステップと、
前記１のフレーム受信信号を前記強調量に基づき各画素領域毎に強調するステップと
を有する超音波画像処理方法。
【請求項２】
前記方向を第１方向としたとき、
前記動き量累積値を算出するステップでは、前記着目画素領域を通り前記第１方向と平行な直線上に存する画素領域の動き量を、前記超音波ビーム上流側端部に位置する画素領域から前記着目画素領域の位置まで累積することにより前記着目画素領域の動き量累積値を算出する
請求項１に記載の超音波画像処理方法。
【請求項３】
前記方向を第１方向としたとき、
前記画素領域毎の動き量累積値を算出するステップでは、前記第１方向と垂直な第２方向に存する画素領域の中で動き量が最大である画素領域の動き量を、前記第１方向に沿って前記超音波ビーム上流側端部に位置する画素領域から前記着目画素領域の位置まで累積することにより前記着目画素領域の動き量累積値を算出する
請求項１に記載の超音波画像処理方法。
【請求項４】
前記強調量を算出するステップでは、前記強調量は、補正対象の画素領域の動き量が大きいほど増加し、前記補正対象の画素領域に対する動き量累積値が所定基準値を超過したときに超過量が大きいほど減少するように算出される
請求項１から３の何れか１項に記載の超音波画像処理方法。
【請求項５】
前記動き量累積値を算出するステップでは、前記画素領域毎の動き量を、前記超音波ビームの送受信方向に沿って累積する
請求項１から３の何れか１項に記載の超音波画像処理方法。
【請求項６】
前記画素領域の動き量は、前記画素領域の受信信号が示す輝度と、当該画素領域の受信信号が取得された超音波走査より前の超音波走査により取得された同一画素領域の受信信号が示す輝度との差分に基づいて定められ、当該差分が大きいほど前記動き量は大きい
請求項１から３の何れか１項に記載の超音波画像処理方法。
【請求項７】
前記強調量が大きいほど前記画素領域の受信信号が示す輝度が増幅される
請求項１〜３の何れか１項に記載の超音波画像処理方法。
【請求項８】
前記強調量に基づき前記画素領域の受信信号が示す色が変更される
請求項１〜３の何れか１項に記載の超音波画像処理方法。
【請求項９】
前記強調量が大きいほど前記画素領域の受信信号に対する強調効果時間を増加する
請求項７又は８の何れか１項に記載の超音波画像処理方法。
【請求項１０】
前記被検体中の前記走査範囲には穿指針が刺入されており、
前記強調量は、前記フレーム受信信号中の穿指針が示される画素領域において大きい
請求項１から９の何れか１項に記載の超音波画像処理方法。
【請求項１１】
前記フレーム受信信号は、フレームＢモード画像信号、又はフレーム音響線信号の何れかである
請求項１から９の何れか１項に記載の超音波画像処理方法。
【請求項１２】
請求項１から１１の何れか１項に記載の超音波画像処理方法をコンピュータに実行させるプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な非一時的な記録媒体。
【請求項１３】
超音波探触子を介して被検体内の走査範囲に向けて超音波ビームを送信し反射超音波を受信する時系列な超音波走査に基づき生成されたフレーム受信信号を補正する超音波診断装置であって、
時系列に生成された２以上のフレーム受信信号を取得する受信信号取得部と、
前記２以上のフレーム受信信号に含まれる１又は複数の画素からなる同一画素領域の受信信号から１のフレーム受信信号における当該画素領域における対象物の動きを示す動き量を前記画素領域毎に算出する動き量算出部と、
前記画素領域毎の動き量を、前記超音波ビーム送信方向と概ね平行な方向に沿って前記超音波ビーム上流側端部に位置する画素領域から着目画素領域の位置まで累積して前記着目画素領域の動き量累積値を算出し、前記１のフレーム受信信号に含まれる各画素領域を前記着目画素領域として各画素領域の動き量累積値を算出する動き量累積値算出部と、
前記各画素領域の動き量と、前記各画素領域の動き量累積値とに基づき、前記フレーム受信信号に含まれる前記各画素領域の受信信号に対する強調量を算出する強調量算出部と、
前記１のフレーム受信信号を前記強調量に基づき各画素領域毎に強調する受信信号強調部と
を備えた超音波診断装置。
【請求項１４】
前記方向を第１方向としたとき、
動き量累積値算出部は、前記着目画素領域を通り前記第１方向と平行な直線上に存する画素領域の動き量を、前記超音波ビーム上流側端部に位置する画素領域から前記着目画素領域の位置まで累積することにより前記着目画素領域の動き量累積値を算出する
請求項１３に記載の超音波診断装置。
【請求項１５】
前記方向を第１方向としたとき、
動き量累積値算出部は、前前記第１方向と垂直な第２方向に存する画素領域の中で、動き量が最大である画素領域の動き量を、前記第１方向に沿って前記超音波ビーム上流側端部に位置する画素領域から前記着目画素領域の位置まで累積することにより前記着目画素領域の動き量累積値を算出する
請求項１３に記載の超音波診断装置。
【請求項１６】
前記強調量は、補正対象の画素領域の動き量が大きいほど増加し、前記補正対象の画素領域に対する動き量累積値が所定基準値を超過したときに超過量が大きいほど減少するように算出される
請求項１３から１５の何れか１項に記載の超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、超音波画像処理方法及びそれを用いた超音波診断装置に関し、特に穿刺針を用いた超音波画像診断のための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、被検体である患者の生体内に穿刺針を挿入して組織や体液を採取し、これを診断する生体組織診断が行われている。また、麻酔科、集中治療室、ペインクリニック科では、穿刺針を用いた麻酔治療が実施されている。これらの診断では、医師等の操作者は、超音波探触子にて取得した被検体内の超音波画像を見て穿刺針の位置を確認し穿刺針の穿刺を実施する。このとき、モニター上において、穿刺針、特にその先端部の位置を確認できることが必要であり、超音波診断装置における穿刺針の視認性向上が求められている。
【０００３】
特に、被検体に対し穿刺針が鋭角に刺入される場合等、超音波ビームと穿刺針との角度が小さい条件では、穿刺針にて反射され超音波探触子に入信する反射超音波が弱くなり穿刺針の可視化が不十分となる。そのため、穿刺針の視認性向上に向けて各種検討がなされていた。例えば、超音波診断装置において超音波断層画像フレームデータの時間差分を計算し、空間変化を超音波断層画像フレームデータに加算処理する方法が提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２６９３３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、超音波診断装置は、超音波探触子から被検体内に向けて超音波ビームを送信し反射される反射超音波を可視化する手法である。したがって、金属からなる穿刺針等生体組織と屈折率が大きく異なる物質の超音波ビームが照射されると、超音波ビームが穿刺針と生体との境界で強く反射され、穿刺針より深部には超音波ビームが十分に届かない場合があり、これに伴う画質低下が課題となっていた。
【０００６】
本開示は、上記課題に鑑みてなされたものであり、超音波画像診断において穿刺針の視認性を向上するとともに、穿刺針の影響による画質低下を防ぎ、より使い勝手のよい超音波画像処理方法及びそれを用いた超音波診断装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一態様に係る超音波画像処理方法は、超音波探触子を介して被検体内の走査範囲に向けて超音波ビームを送信し反射超音波を受信する時系列な超音波走査に基づき生成されたフレーム受信信号を補正する超音波画像処理方法であって、時系列に生成された２以上のフレーム受信信号を取得するステップと、前記２以上のフレーム受信信号に含まれる１又は複数の画素からなる同一画素領域の受信信号から１のフレーム受信信号における当該画素領域における対象物の動きを示す動き量を前記画素領域毎に算出する動き量算出ステップと、前記画素領域毎の動き量を、前記超音波ビーム送信方向と概ね平行な方向に沿って前記超音波ビーム上流側端部に位置する画素領域から着目画素領域の位置まで累積して前記着目画素領域の動き量累積値を算出し、前記１のフレーム受信信号に含まれる各画素領域を前記着目画素領域として各画素領域の動き量累積値を算出するステップと、前記各画素領域の動き量と、前記各画素領域の動き量累積値とに基づき、前記フレーム受信信号に含まれる各画素領域の受信信号に対する強調量を算出するステップと、前記１のフレーム受信信号を前記強調量に基づき各画素領域毎に強調するステップとを有することを特徴とする。
【０００８】
また、本開示の一態様に係る超音波診断装置は、超音波探触子を介して被検体内の走査範囲に向けて超音波ビームを送信し反射超音波を受信する時系列な超音波走査に基づき生成されたフレーム受信信号を補正する超音波診断装置であって、時系列に生成された２以上のフレーム受信信号を取得する受信信号取得部と、前記２以上のフレーム受信信号に含まれる１又は複数の画素からなる同一画素領域の受信信号から１のフレーム受信信号における当該画素領域における対象物の動きを示す動き量を前記画素領域毎に算出する動き量算出部と、前記画素領域毎の動き量を、前記超音波ビーム送信方向と概ね平行な方向に沿って前記超音波ビーム上流側端部に位置する画素領域から着目画素領域の位置まで累積して前記着目画素領域の動き量累積値を算出し、前記１のフレーム受信信号に含まれる各画素領域を前記着目画素領域として各画素領域の動き量累積値を算出する動き量累積値算出部と、前記各画素領域の動き量と、前記各画素領域の動き量累積値とに基づき、前記フレーム受信信号に含まれる前記各画素領域の受信信号に対する強調量を算出する強調量算出部と、前記１のフレーム受信信号を前記強調量に基づき各画素領域毎に強調する受信信号強調部とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の一態様に係る超音波画像処理方法及びそれを用いた超音波診断装置によれば、上記構成により、穿刺針に対する疑似強調を軽減することができ、超音波画像診断において穿刺針の視認性を向上するとともに、穿刺針の影響による画質低下の防止が可能となる。そのため、超音波診断装置の使い勝手を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１に係る超音波診断装置１０の機能ブロック図である。
【図２】実施の形態１に係る超音波診断装置１０における強調処理部６の動作を示すフローチャートである。
【図３】実施の形態１に係る超音波診断装置１０の強調量算出部６２における入力と出力との関係を示した特性図である。
【図４】実施の形態１に係る超音波診断装置１０における深さ方向における穿刺針の動き量と動き量累積値を示した測定結果である。
【図５】実施の形態１に係る超音波診断装置１０の強調補正量算出部６５における入力と出力の関係を示した特性図である。
【図６】実施の形態１に係る超音波診断装置１０のＢモード画像強調部６３におけるＢモード画像信号の入力輝度と出力輝度の関係を示した特性図である。
【図７】実施の形態１に係る超音波診断装置１０により取得されたＢモード画像である。
【図８】実施の形態１に係る超音波診断装置１０により取得されたＢモード画像である。
【図９】（ａ）から（ｃ）は、実施の形態２に係る超音波診断装置における動き量累積値算出部６４の動作を説明するための模式図である。
【図１０】実施の形態２に係る超音波診断装置における強調処理部６Ａの動作を示すフローチャートである。
【図１１】実施の形態２に係る超音波診断装置により取得された穿刺針が強調されたＢモード画像である。
【図１２】実施の形態３に係る超音波診断装置１０Ａの機能ブロック図である。
【図１３】従来の超音波診断装置１０Ｘの機能ブロック図である。
【図１４】従来の超音波診断装置１０Ｘにおける強調処理部６Ｘの動作を示すフローチャートである。
【図１５】従来の超音波診断装置１０Ｘにより取得されたＢモード画像である。
【図１６】従来の超音波診断装置１０Ｘにより取得されたＢモード画像である。
【図１７】従来の超音波診断装置１０Ｘにおける穿刺針強調処理に伴う穿刺針陰部分の疑似強調について説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
≪発明を実施するための形態に至った経緯について≫
発明者らは超音波画像診断において穿刺針の視認性を向上するために各種の検討を行った。図１３は、従来の超音波診断装置１０Ｘの構成を示すブロック図である。超音波診断装置１０Ｘは、超音波送受信部２Ｘ、送受信制御部３Ｘ、Ｂモード画像生成部４Ｘ、Ｂモード画像取得部５Ｘ、強調処理部６Ｘ、及び表示制御部７Ｘから構成される。強調処理部は、動き量算出部６１Ｘ、強調量算出部６２Ｘ、Ｂモード画像強調部６３Ｘから構成されている。また、超音波診断装置１０Ｘの超音波送受信部２Ｘには超音波探触子１Ｘが、表示制御部７Ｘには表示器８Ｘが各々接続可能に構成されている。
【００１２】
超音波診断装置１０Ｘの動作について説明する。超音波送受信部２Ｘは、送受信制御部３Ｘからの送信制御信号に基づき、超音波探触子１Ｘに被検体内の走査範囲に向けて超音波ビームを送信させるためのパルス状の送信超音波信号を供給する送信処理を行う。超音波送受信部２Ｘは、さらに、超音波探触子１Ｘから取得した反射超音波に基づく超音波信号を増幅した後ＡＤ変換したＲＦ信号を整相加算して深さ方向に連なった音響線信号を生成し、Ｂモード画像取得部５Ｘに出力する時系列な超音波走査を行う。そして、超音波走査が行われるたびに時系列に音響線信号をＢモード画像生成部４Ｘに出力する。
【００１３】
Ｂモード画像生成部４Ｘは、音響線信号に対して包絡線検波、対数圧縮などの処理を実施して輝度変換し、その輝度信号を直交座標系に座標変換を施すことでＢモード画像信号を生成する。Ｂモード画像生成部４Ｘにて生成されたＢモード画像信号は、超音波走査を行う毎に時系列にＢモード画像取得部５Ｘに送信され記憶される。Ｂモード画像取得部５ＸはＢモード画像信号を記憶するバッファである。
【００１４】
次に、強調処理部６Ｘにおいて、Ｂモード画像信号に強調処理が施される。図１４は、超音波診断装置１０Ｘにおける強調処理部６Ｘの動作を示すフローチャートである。
ステップＳ２０１Ｘでは、動き量算出部６１Ｘは、Ｂモード画像取得部５Ｘから、現フレームと現フレームより前のフレームとの２フレーム分のＢモード画像信号を読み出し画素毎にフレーム間差分を行う。フレーム間差分とは、現フレームのＢモード画像信号が示す輝度と被検体の同一位置から取得された現フレームより前のフレームのＢモード画像信号が示す輝度との差分であり、対象物の動きを示す動き量とほぼ比例する。上記フレーム間差分等を用いることにより穿刺針の動きを示すＢモード画像信号の部分を抽出することができる。
【００１５】
ステップＳ２０２Ｘでは、強調量算出部６２Ｘは、動き量に基づき強調量を算出し、Ｂモード画像強調部６３Ｘは、画素毎にＢモード画像信号を強調量に基づき強調し、強調Ｂモード画像信号を表示制御部７Ｘに出力し、表示器８ＸにＢモード画像が表示される。フレーム間差分が示す動き量が大きいほどそのＢモード画像信号に対する強調量が大きくなる条件で画素に対する強調量を定めることができる。
【００１６】
図１５及び図１６は、従来の超音波診断装置１０Ｘにより取得されたＢモード画像である。図１５及び図１６において、破線で囲まれた領域Ａの上方に位置する白い斑点状の部分が強調された穿刺針の表示画像である。また、領域Ａ内の穿刺針の表示画像の下方に白く着色された部分が存在する。これは、穿刺針の陰影が疑似的に強調されたものであり、穿刺針強調処理に伴うノイズと考えられる。以下、穿刺針陰影の疑似強調の発生理由について、図面を用いて説明する。
【００１７】
図１７は、従来の超音波診断装置１０Ｘにおける穿刺針強調処理に伴う穿刺針陰部分の疑似強調について説明するための模式図である。穿刺針を用いた超音波診断では、超音波探触子から被検体内に向けて超音波ビームが送信されている走査範囲に穿刺針が刺入される（図１７（ａ））。このとき、穿刺針の刺入に伴って穿刺針の下方に超音波ビームが十分に照射されない陰影領域が発生する（図１７（ｂ））。上述のとおり、各画素の強調量は現在と、例えば直前の２フレーム分のＢモード画像信号における画素毎のフレーム間差分により導かれる動き量より算出される。そのため、図１７（ｂ）において穿刺針の刺入に伴い新たに陰影となった部分は、直前フレームとの対比において輝度が変化したと認識されるために輝度変化量に応じた動き量が検出される（図１７（ｃ））。その結果、穿刺針の刺入に伴い新たに陰影となった部分の画素に対し、輝度変化に応じた強調量が割り振られその画素のＢモード画像信号が強調される（図１７（ｄ））。
【００１８】
このような、穿刺針陰影の疑似強調は本来測定対象には存在しない虚像であり診断を効率的かつ適切に行う上で好ましくない。そこで、発明者らは、Ｂモード画像の穿刺針強調処理において穿刺針に対する強調処理を施す際に疑似強調の発生を防止する技術について鋭意検討を行い、本発明の実施の形態に係る超音波画像処理方法及びそれを用いた超音波診断装置に想到するに至ったものである。
【００１９】
以下、実施の形態に係る超音波画像処理方法及びそれを用いた超音波診断装置超について図面を用いて詳細に説明する。
≪本発明を実施するための形態の概要≫
本実施の形態に係る超音波画像処理方法は、超音波探触子を介して被検体内の走査範囲に向けて超音波ビームを送信し反射超音波を受信する時系列な超音波走査に基づき生成されたフレーム受信信号を補正する超音波画像処理方法であって、時系列に生成された２以上のフレーム受信信号を取得するステップと、前記２以上のフレーム受信信号に含まれる１又は複数の画素からなる同一画素領域の受信信号から、１のフレーム受信信号における当該画素領域における対象物の動きを示す動き量を前記画素領域毎に算出する動き量算出ステップと、前記画素領域毎の動き量を、前記超音波ビーム送信方向と概ね平行な方向に沿って前記超音波ビーム上流側端部に位置する画素領域から着目画素領域の位置まで累積して前記着目画素領域の動き量累積値を算出し、前記１のフレーム受信信号に含まれる各画素領域を前記着目画素領域として各画素領域の動き量累積値を算出するステップと、前記各画素領域の動き量と、前記各画素領域の動き量累積値とに基づき、前記フレーム受信信号に含まれる各画素領域の受信信号に対する強調量を算出するステップと、前記１のフレーム受信信号を前記強調量に基づき各画素領域毎に強調するステップと
を有することを特徴とする。
【００２０】
また、別の態様では、前記方向を第１方向としたとき、前記動き量累積値を算出するステップでは、前記着目画素領域を通り前記第１方向と平行な直線上に存する画素領域の動き量を、前記超音波ビーム上流側端部に位置する画素領域から前記着目画素領域の位置まで累積することにより前記着目画素領域の動き量累積値を算出する構成であってもよい。
また、別の態様では、前記方向を第１方向としたとき、前記画素領域毎の動き量累積値を算出するステップでは、前記第１方向と垂直な第２方向に存する画素領域の中で動き量が最大である画素領域の動き量を、前記第１方向に沿って前記超音波ビーム上流側端部に位置する画素領域から前記着目画素領域の位置まで累積することにより前記着目画素領域の動き量累積値を算出する構成であってもよい。
【００２１】
また、別の態様では、強調量を算出するステップでは、前記強調量は、補正対象の画素領域の動き量が大きいほど増加し、前記補正対象の画素領域に対する動き量累積値が所定基準値を超過したときに超過量が大きいほど減少するように算出される構成であってもよい。
また、別の態様では、前記動き量累積値を算出するステップでは、前記画素領域毎の動き量を、前記超音波ビームの送受信方向に沿って累積する構成であってもよい。
【００２２】
また、別の態様では、前記画素領域の動き量は、前記画素領域の受信信号が示す輝度と、当該画素領域の受信信号が取得された超音波走査より前の超音波走査により取得された同一画素領域の受信信号が示す輝度との差分に基づいて定められ、当該差分が大きいほど前記動き量は大きい構成であってもよい。
また、別の態様では、前記強調量が大きいほど前記画素領域の受信信号が示す輝度が増幅される構成であってもよい。
【００２３】
また、別の態様では、前記強調量に基づき前記画素領域の受信信号が示す色が変更される構成であってもよい。
また、別の態様では、前記強調量が大きいほど前記画素領域の受信信号に対する強調効果時間を増加する構成であってもよい。
また、別の態様では、前記被検体中の前記走査範囲には穿指針が刺入されており、前記強調量は、前記フレーム受信信号中の穿指針が示される画素領域において大きい
構成であってもよい。
【００２４】
また、別の態様では、前記フレーム受信信号は、フレームＢモード画像信号、又はフレーム音響線信号の何れかである構成であってもよい。
また、別の態様では、上記超音波画像処理方法をコンピュータに実行させるプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な非一時的な記録媒体であってもよい。
本実施の形態に係る超音波診断装置は、超音波探触子を介して被検体内の走査範囲に向けて超音波ビームを送信し反射超音波を受信する時系列な超音波走査に基づき生成されたフレーム受信信号を補正する超音波診断装置であって、時系列に生成された２以上のフレーム受信信号を取得する受信信号取得部と、前記２以上のフレーム受信信号に含まれる１又は複数の画素からなる同一画素領域の受信信号から１のフレーム受信信号における当該画素領域における対象物の動きを示す動き量を前記画素領域毎に算出する動き量算出部と、前記画素領域毎の動き量を、前記超音波ビーム送信方向と概ね平行な方向に沿って前記超音波ビーム上流側端部に位置する画素領域から着目画素領域の位置まで累積して前記着目画素領域の動き量累積値を算出し、前記１のフレーム受信信号に含まれる各画素領域を前記着目画素領域として各画素領域の動き量累積値を算出する動き量累積値算出部と、前記各画素領域の動き量と、前記各画素領域の動き量累積値とに基づき、前記フレーム受信信号に含まれる前記各画素領域の受信信号に対する強調量を算出する強調量算出部と、前記１のフレーム受信信号を前記強調量に基づき各画素領域毎に強調する受信信号強調部とを備えたことを特徴とする。
【００２５】
また、別の態様では、前記方向を第１方向としたとき、動き量累積値算出部は、前記着目画素領域を通り前記第１方向と平行な直線上に存する画素領域の動き量を、前記超音波ビーム上流側端部に位置する画素領域から前記着目画素領域の位置まで累積することにより前記着目画素領域の動き量累積値を算出する構成であってもよい。
また、別の態様では、前記方向を第１方向としたとき、動き量累積値算出部は、前前記第１方向と垂直な第２方向に存する画素領域の中で、動き量が最大である画素領域の動き量を、前記第１方向に沿って前記超音波ビーム上流側端部に位置する画素領域から前記着目画素領域の位置まで累積することにより前記着目画素領域の動き量累積値を算出する
構成であってもよい。
【００２６】
また、別の態様では、前記強調量は、補正対象の画素領域の動き量が大きいほど増加し、前記補正対象の画素領域に対する動き量累積値が所定基準値を超過したときに超過量が大きいほど減少するように算出される構成であってもよい。
≪実施の形態１≫
以下、実施の形態１に係る超音波診断装置について、図面を参照しながら説明する。
【００２７】
＜全体構成＞
１．超音波診断装置１０
図１は、実施の形態１に係る超音波診断装置１０の機能ブロック図である。超音波診断装置１０は、超音波送受信部２、送受信制御部３、Ｂモード画像生成部４、Ｂモード画像取得部５、強調処理部６、及び表示制御部７から構成される。また、超音波診断装置１０の超音波送受信部２には超音波探触子１が、表示制御部７には表示器８が各々接続可能に構成されている。図１は超音波診断装置１０に、超音波探触子１、表示器８が接続された状態を示している。
【００２８】
次に、超音波診断装置１０に外部から接続される各要素について説明する。
２．超音波探触子１
超音波探触子１は、例えば一次元方向（以下、「振動子配列方向」とする）に配列された複数の振動子（不図示）を有する。超音波探触子１は、後述の超音波送受信部２から供給されたパルス状の電気信号（以下、「送信超音波信号」とする）をパルス状の超音波に変換する。超音波探触子１は、超音波探触子１の振動子側外表面を被検体の皮膚表面に接触させた状態で、複数の振動子から発せられる複数の超音波からなる超音波ビームを測定対象に向けて送信する。そして、超音波探触子１は、被検体からの複数の反射超音波を受信し、複数の振動子によりこれら反射超音波をそれぞれ電気信号（以下、「受信超音波信号」とする）に変換し、受信超音波信号を超音波送受信部２に供給する。
【００２９】
なお、実施の形態１においては、一次元方向に配列された複数の振動子を有する超音波探触子１を、例示しているが、本実施の形態に用いることができる超音波探触子１はこれに限定されない。例えば、振動子を二次元方向に配列した二次元配列振動子や、一次元方向に配列された複数の振動子を機械的に揺動させて三次元の断層画像を取得する揺動型超音波探触子を用いてもよく、測定に応じて適宜使い分けることができる。
【００３０】
また、超音波探触子１は、後述する超音波送受信部２の一部の機能を超音波探触子側に設けてもよい。例えば、超音波送受信部２から出力された送信電気信号を生成するための制御信号（以下、「送信制御信号」とする）に基づき超音波探触子１内で送信電気信号を生成し、この送信電気信号を超音波に変換する機能を超音波探触子側に設けてもよい。また、受信した反射超音波を受信電気信号に変換した後、この受信電気信号に基づき後述の受信信号を生成する機能を超音波探触子側に設けてもよい。
【００３１】
３．表示器８
表示器８は、いわゆる画像表示用の表示装置であって、後述する表示制御部７からの画像出力を表示画面に表示する。表示器８には、液晶ディスプレイ、ＣＲＴ、有機ＥＬディスプレイ等を用いることができる。
＜各部構成＞
次に、超音波診断装置１０に含まれる各ブロックの構成について説明する。
【００３２】
１．超音波送受信部２
超音波送受信部２は、超音波探触子１と接続される。超音波送受信部２は、送受信制御部３からの送信制御信号に基づき、超音波探触子１に超音波ビームを送信させるためのパルス状の送信超音波信号を供給する送信処理を行う。具体的には、超音波送受信部２は、例えば、クロック発生回路、パルス発生回路、遅延回路を備えている。クロック発生回路は、超音波ビームの送信タイミングを決定するクロック信号を発生させる回路である。パルス発生回路は、各振動子を駆動するパルス信号を発生させるための回路である。遅延回路は、超音波ビームの送信タイミングを各振動子毎に遅延時間を設定し、遅延時間だけ超音波ビームの送信を遅延させて超音波ビームのフォーカシングやステアリングを行うための回路である。
【００３３】
また、超音波送受信部２は、さらに、超音波探触子１から取得した反射超音波に基づく受信超音波信号を増幅した後ＡＤ変換したＲＦ信号を整相加算して深さ方向に連なった音響線信号を生成する。そして、サブ走査の順に時系列に音響線信号をＢモード画像生成部４に出力する受信処理を行う。
ＲＦ信号とは、例えば、振動子配列方向と超音波の送信方向であって振動子配列と垂直な方向からなる複数の信号からなり、各信号は反射超音波の振幅から変換された電気信号をＡ／Ｄ変換したデジタル信号である。
【００３４】
音響線信号とは、整相加算処理後のＲＦ信号を構成する深さ方向に連続したデータのことである。深さ方向とは被検者の体表から体内へ送信超音波信号の進む方向である。音響線信号は、例えば、振動子配列方向と超音波の送信方向であって、振動子配列と垂直な方向からなる複数の信号からなるフレームを構築する。１回の超音波走査により取得された音響線信号をフレーム音響線信号と称呼する。なお、「フレーム」とは、１枚の断層画像を構築する上で必要な１つのまとまった信号の単位をさす。
【００３５】
超音波送受信部２は、送信処理および受信処理を繰り返し連続して行う。
２．送受信制御部３
送受信制御部３は、送信制御信号及び受信制御信号を生成し、超音波送受信部２へ出力する。本実施の形態では、送信制御信号及び受信制御信号では、送受信のタイミング等を示す情報が超音波送受信部２に対し出力される。
【００３６】
３．Ｂモード画像生成部４
Ｂモード画像生成部４は、フレーム内のそれぞれの音響線信号を、その強度に対応した輝度信号へと変換し、その輝度信号を直交座標系に座標変換を施すことでフレームＢモード画像信号を生成する。Ｂモード画像生成部４はこの処理をフレーム毎に逐次行い、生成した断層画像をＢモード画像取得部５に出力する。具体的には、Ｂモード画像生成部４は、音響線信号に対して包絡線検波、対数圧縮などの処理を実施して輝度変換し、その輝度信号を直交座標系に座標変換を施すことでＢモード画像信号を生成する。すなわち、Ｂモード画像信号は、超音波受信信号の強さを輝度によって表したものである。Ｂモード画像生成部４にて生成されたフレームＢモード画像信号は、超音波走査が行われる毎に時系列にＢモード画像取得部５に送信される。
【００３７】
４．Ｂモード画像取得部５
Ｂモード画像取得部５は、Ｂモード画像生成部４にて生成されたＢモード画像信号を入力として、超音波走査が行われる毎に時系列に送信されるフレームＢモード画像信号を記憶するバッファである。
また、本明細書においては、Ｂモード画像信号、又はＢモード画像信号を生成するベースとなる音響線信号を、受信信号（超音波受信信号）と総称する。
【００３８】
５．強調処理部６
強調処理部６は、動き量算出部６１、強調量算出部６２、動き量累積値算出部６４、強調補正量算出部６５、及びＢモード画像強調部６３から構成されている。
（５．１）動き量算出部６１
動き量算出部６１は、Ｂモード画像取得部５から取得した複数フレームのＢモード画像信号が示す輝度をフレーム間差分することによりフレームＢモード画像信号における対象物の動きを示す動き量を算出する。ここで、「画素領域における対象物」とは、画素領域の画像が示す被検体の組織や被検体の組織に刺入された穿刺針等の人工物をさす。本実施の形態では、穿刺針の動きを示す動き量を算出する。具体的には、フレーム強調量マップ作成部６２は、Ｂモード画像取得部５から、現フレームを含む２以上のフレームＢモード画像信号を読み出し１又は複数の画素からなる同一の画素領域間で例えば輝度情報のフレーム間差分を行う。そして、そのフレーム間差分の値が大きいほど現フレームＢモード画像信号の同一画素領域の動き量が大きくなる条件で動き量を算出する。算出されたフレームＢモード画像信号に含まれる各画素領域の動き量は強調量算出部６２及び動き量累積値算出部６４に出力される。
【００３９】
（５．２）動き量累積値算出部６４
動き量累積値算出部６４は、画素領域毎の動き量を、フレームＢモード画像信号上における超音波ビーム送信方向と概ね平行な方向に沿って前記超音波ビーム上流側端部に位置する画素領域から着目画素領域の位置まで累積して着目画素領域の動き量累積値を算出し、現フレームＢモード画像信号に含まれる各画素領域を着目画素領域として各画素領域の動き量累積値を算出する。
【００４０】
ここで、「フレームＢモード画像信号上における超音波ビーム送信方向と概ね平行な方向」（以後、「第１方向」とする）とは、Ｂモード画像表示上における超音波ビーム送信方向との角度が±４５度以下である方向をさす。また、「超音波ビーム送信方向」とはＢモード画像表示上における音響線信号の深さ方向をさす。例えば、直交座標上にＢモード画像を表示したとき、Ｂモード画像上に任意に設定したｘ方向及びｙ方向のうちＢモード画像における音響線信号の深さ方向とのなす角度が小さい方向が第１方向となる。
【００４１】
本実施の形態では、着目画素領域の動き量累積値を、着目画素領域を通り第１方向と平行な直線上に存する画素領域の動き量を、超音波ビーム上流側端部に位置する画素領域から着目画素領域の位置まで累積することにより算出し、この処理を現フレームＢモード画像信号に含まれる各画素領域に対して行うことで各画素領域の動き量累積値を算出する。算出したフレームＢモード画像信号に含まれる各画素領域の動き量累積値は強調補正量算出部６５に出力される。
【００４２】
（５．３）強調補正量算出部６５
強調補正量算出部６５は、フレームＢモード画像信号の各画素領域の動き量累積値に基づき各画素領域に対する強調補正量を算出する。各画素領域に対する強調補正量は、各画素領域の動き量累積値の所定基準値を超過したときに超過量が大きいほど各画素領域に対する強調量が減少するように算出される。算出された各画素領域に対する強調補正量は強調量算出部６２に出力される。
【００４３】
（５．４）強調量算出部６２
強調量算出部６２は、動き量算出部６１から各画素領域の動き量を、強調補正量算出部６５から各画素領域の強調補正量を取得し、フレームＢモード画像信号の各画素領域の動き量に基づき各画素に対する強調量を算出する。各画素領域に対する強調量は、各画素領域の動き量が大きいほどその画素領域のＢモード画像信号に対する強調量が増加し、各画素領域に対する強調補正量に基づき強調量が減少するように算出される。
【００４４】
（５．５）Ｂモード画像強調部６３
Ｂモード画像強調部６３は、Ｂモード画像取得部５からフレームＢモード画像信号を、強調量算出部６２からフレームＢモード画像信号の各画素領域に対する強調量を取得し、フレームＢモード画像信号の各画素領域のＢモード画像信号に対し強調処理を施す。このとき、Ｂモード画像強調部６３は、強調量が大きいほど対象画素領域の受信信号が示す輝度が増幅されるようＢモード画像信号に対し強調処理を施す。強調された強調済フレームＢモード画像信号は表示制御部７に出力される。
【００４５】
６．表示制御部７
表示制御部７は、外部接続される表示器８に強調済フレームＢモード画像信号に基づくＢモード画像を表示させる。
＜動作について＞
以上の構成からなる超音波診断装置１０の動作について説明する。図２は、実施の形態１に係る超音波診断装置１０における強調処理部６の動作を示すフローチャートである。
【００４６】
１．ステップＳ２０１
ステップＳ２０１では、複数のフレームＢモード画像信号から各画素領域の動き量を算出する。フレームＢモード画像信号の各画素領域のフレーム間差分により、フレームＢモード画像信号上における対象物の動き量を検出する。具体的には、フレーム強調量マップ作成部６２は、Ｂモード画像取得部５から、現フレームを含む２以上のフレームＢモード画像信号を読み出し１又は複数の画素からなる同一の画素領域間で例えば輝度情報のフレーム間差分を行う。ここで、フレーム間差分とは、現フレームＢモード画像信号が示す輝度とそれより前に取得された１以上のフレームＢモード画像信号が示す輝度との、１又は複数の画素からなる同一画素領域同士の差分である。画素領域が複数の画素からなる場合には、複数画素の平均輝度を用いて画素領域間の輝度の差分を算出することができる。また、３以上のフレームＢモード画像信号を用いてフレーム間差分を行う場合には、例えば、２フレーム間で行った複数のフレーム間差分の結果の平均値や分散値を算出する構成としてもよい。そして、その算出値が大きいほど現ＢフレームＢモード画像信号の同一画素領域の動き量が大きくなるよう動き量を算出する。
【００４７】
２．ステップＳ２０２
ステップＳ２０３では、着目画素領域の動き量累積値を、着目画素領域を通り超音波ビーム送信方向と概ね平行な第１方向と平行な直線上に存する画素領域の動き量を、超音波ビーム上流側端部に位置する画素領域から着目画素領域の位置まで累積することにより算出し、この処理を、第１方向に対して垂直な第２方向の各位置で行い、現フレームＢモード画像信号に含まれる各画素領域に対して行うことで各画素領域の動き量累積値を算出する。
【００４８】
３．ステップＳ２０３
ステップＳ２０３では、強調補正量算出部６５は、フレームＢモード画像信号の各画素領域の動き量累積値に基づき各画素領域に対する強調補正量を算出する。各画素領域に対する強調補正量は、各画素領域の動き量累積値の所定基準値を超過したときに超過量が大きいほど各画素領域に対する強調量が減少するように算出される。
【００４９】
４．ステップＳ２０４
ステップＳ２０４では、強調量算出部６２は、動き量算出部６１から供給される各画素領域の動き量と、強調補正量算出部６５から供給される各画素領域の強調補正量に基づき、フレームＢモード画像信号の各画素に対する強調量を算出する。各画素領域に対する強調量は、各画素領域の動き量が大きいほどその画素領域のＢモード画像信号に対する強調量が増加し、各画素領域に対する強調補正量に基づき強調量が減少するように算出される。
【００５０】
５．ステップＳ２０５
Ｂモード画像強調部６３は、Ｂモード画像取得部５から供給されるフレームＢモード画像信号と、強調量算出部６２から供給されるフレームＢモード画像信号の各画素領域に対する強調量とに基づき、フレームＢモード画像信号の各画素領域のＢモード画像信号に対し強調処理を施す。このとき、Ｂモード画像強調部６３は、強調量が大きいほど対象画素領域の受信信号が示す輝度が増幅されるようＢモード画像信号に対し強調処理を施す。この処理が、第１方向と垂直な第２方向の各位置で行われ（Ｓ２０６）、強調された強調済フレームＢモード画像信号が生成される。
【００５１】
強調済フレームＢモード画像信号は表示制御部７に出力され、表示器８に強調済フレームＢモード画像信号が表示され、超音波走査が行われる毎に強調済フレームＢモード画像を更新して表示する処理が行われる。
＜穿刺針強調処理における疑似強調の防止について＞
次に、超音波診断装置１０における穿刺針強調処理における疑似強調の防止効果について、図面を用いて説明する。
【００５２】
図３は、超音波診断装置１０における強調量算出部６２における、入力である動き量と算出される強調量ｋ１との関係を示した特性図である。本実施の形態では、図３に示すように、強調量ｋ１は動き量と比例関係にある構成とした。
次に、被検体に穿刺針の刺入される際において取得したＢモード画像信号における、動き量と動き量累積値の音響線信号の深さ方向における分布について検討した。図４は、超音波診断装置１０における深さ方向の穿刺針の動き量と動き量累積値を示した測定結果である。図４に示すように、動き量（破線）は穿刺針がある深さ（４０画素近傍）にピークがあり、穿刺針よりも深い範囲（４０画素を超え１８０画素付近まで）にも分布している。穿刺針よりも深い範囲における動き量の分布は穿刺針の陰影の影響によるものである。上述のとおり、穿刺針の刺入に伴い新たに超音波ビーム照射における穿刺針の陰影領域となった部分は、前フレームとの対比において輝度が変化したと認識されるために、輝度変化量に応じた動き量があるものと認識されるからである。
【００５３】
動き量累積値（実線）の分布は、この動き量分布を深さ方向に積分して得たものである。動き量累積値は穿刺針がある深さ（４０画素近傍）において急激に立ち上がり、深さ４０画素を超えると傾斜が緩やかとなり、深さ１２０画素付近までは漸増したのち飽和するように分布している。また、発明者らの実験によると、穿刺針が存在する深さでの動き量累積値の立ち上がり量は、深さを変えた場合でもほぼ一定であった。その理由は、穿刺針は表面が滑らかな金属であり、基準によりその太さも規定範囲に限定されているので、被検体に穿刺針を刺入したときのＢモード画像信号上における輝度変化、及び輝度変化から導かれる動き量も一定であるためである。したがって、動き量累積値の立ち上がりを検出することにより、穿刺針の刺入深さを正しく検出することができる。
【００５４】
図５は、超音波診断装置１０の強調補正量算出部６５における入力である動き量累積値と出力である強調補正量ｋ２の関係を示した特性図である。図５に示すように、強調補正量ｋ２は０から１までの範囲の係数であり、所定基準値ｍは穿刺針の強調を残したい動き量累積値の範囲である。本実施の形態では、強調補正量ｋ２は、動き量累積値が所定基準値ｍまでの範囲では１とし、動き量累積値が所定基準値ｍを超えると０に向けて減少する構成とした。動き量累積値の所定基準値ｍは、図４等の実験結果から定めることができる。例えば、所定基準値ｍは、穿刺針がある深さ（図４における４０画素近傍）における急激な立ち上がり後の値を若干上回る動き量累積値とすることが好ましい。本実施の形態では、６から１０の範囲、より好ましくは６から８の範囲に含まれる値であることが好ましい。
【００５５】
これにより、強調量（ｋ１×ｋ２）は、補正対象の画素領域の動き量が大きいほど増加し、補正対象の画素領域に対する動き量累積値が所定基準値を超過したときに超過量が大きいほど減少するように算出される。
図６は、超音波診断装置１０のＢモード画像強調部６３におけるＢモード画像信号の入力輝度と出力輝度の関係を示した特性図である。本実施の形態におけるＢモード画像信号に対する強調処理では、入力信号は強調量（ｋ１×ｋ２）に基づき増幅されて出力される。
【００５６】
次に、超音波診断装置１０における穿刺針強調処理における疑似強調の防止効果についてＢモード画像を表示させて評価を行った。図７及び図８は、超音波診断装置１０により取得されたＢモード画像である。図７及び図８において、破線で囲まれた領域Ａの上方に位置する白い部分が強調された穿刺針の表示画像である。超音波診断装置１０Ｘにより取得されたＢモード画像である図１５と同等に穿刺針が強調されていることがわかる。一方、領域Ａ内の穿刺針の表示画像の下方に白く着色された部分は、図１５と比較して軽減され目立たなくなっていることがわかる。図１５に見られた上記白く着色された部分は、穿刺針の陰影が疑似的に強調されたものであり穿刺針強調処理に伴うノイズである。これにより、超音波診断装置１０では、上記構成を採ることにより、穿刺針強調処理に伴う穿刺針陰影の疑似的強調が軽減されていることがわかる。
【００５７】
＜小  括＞
以上、説明したとおり、実施の形態１に係る超音波画像処理方法及びそれを用いた超音波診断装置では、上記した構成により、穿刺針に対する疑似強調を軽減することができる。そのため、超音波画像診断において穿刺針の視認性を向上するとともに、穿刺針の影響による画質低下の防止が可能となり、超音波診断装置の使い勝手を向上させることができる。
【００５８】
≪実施の形態２≫
実施の形態１に係る超音波診断装置１０では、動き量累積値算出部６４は、着目画素領域の動き量累積値を、着目画素領域を通り第１方向と平行な直線上に存する画素領域の動き量を、超音波ビーム上流側端部に位置する画素領域から着目画素領域の位置まで累積することにより算出し、この処理を現フレームＢモード画像信号に含まれる各画素領域に対して行うことで各画素領域の動き量累積値を算出する構成とした。しかしながら、動き量累積値算出部６４は、画素領域毎の動き量を、フレームＢモード画像信号上における超音波ビーム送信方向と概ね平行な方向に沿って前記超音波ビーム上流側端部に位置する画素領域から着目画素領域の位置まで累積して、現フレームＢモード画像信号に含まれる各画素領域の動き量累積値を算出するものであればよく、動き量累積値算出部６４の構成は適宜変更することができる。
【００５９】
実施の形態２では、動き量累積値算出部６４は、第１方向と垂直な第２方向に存する画素領域の中で動き量が最大である画素領域の動き量を、第１方向に沿って前記超音波ビーム上流側端部に位置する画素領域から着目画素領域の位置まで累積することにより前記着目画素領域の動き量累積値を算出し、この処理を現フレームＢモード画像信号に含まれる各画素領域に対して行うことで各画素領域の動き量累積値を算出する構成とした。動き量累積値算出部６４以外の構成については、実施の形態１に示した各要素と同じであり説明を省略する。
【００６０】
＜構  成＞
以下、実施の形態１に係る超音波診断装置について、図面を参照しながら説明する。
図９（ａ）から（ｃ）は、実施の形態２に係る超音波診断装置における動き量累積値算出部６４の構成を説明するための模式図である。
図９（ａ）は、実施の形態１に係る動き量累積値算出部６４の構成を示す模式図である。本図に示すように、実施の形態１では、動き量を第１方向に超音波ビームの上流側端部に位置する画素領域から着目画素領域まで累積して着目画素領域の動き量累積値を算出する。そのため、フレームＢモード画像信号上における超音波ビーム送信方向と第１方向とが平行でなく一定の角度をなしている場合には、穿刺針の第１方向下方にある部分から外れた位置では動き量累積値が減少し、この部分に対する強調補正量は減少する。
【００６１】
したがって、穿刺針の超音波ビーム送信方向下流側に生じる陰影領域の一部が、Ｂモード画像信号上における穿刺針から第１方向の下方にある部分からはみ出し、はみ出した部分に擬似強調がなされるという課題があった。図９（ａ）の扇形状内の右下方に位置する白色斑は擬似強調が残った部分である。
また、フレームＢモード画像信号上における超音波ビーム送信方向と第１方向とが平行であっても、超音波ビームが渦中側に向けて拡がる形状のビームである場合には、穿刺針の超音波ビーム送信方向下流側に生じる陰影領域の一部が、Ｂモード画像信号上における穿刺針から第１方向下方領域からはみ出すことがあり、同様の課題があった。
【００６２】
一方、図９（ｂ）、（ｃ）は、実施の形態２に係る動き量累積値算出部６４の構成を示す模式図である。本図に示すように、実施の形態２では、各垂直方向（第１方向）の位置において、水平方向（第２方向）に各画素領域の動き量の最大値を算出する（図９（ｂ））。そして、この最大値を、第１方向に超音波ビームの上流側端部に位置する画素領域から着目画素領域まで累積して着目画素領域の動き量累積値を算出する（図９（ｃ））。この処理を、この処理を現フレームＢモード画像信号に含まれる各画素領域に対して行うことで各画素領域の動き量累積値を算出する。
【００６３】
これにより、第１方向に沿った動き量累積値は、第２方向における各第１方向位置における動き量の最大値を第１方向に累積したものとなる。そのため、穿刺針の超音波ビーム送信方向下流側に生じる陰影領域の一部が、穿刺針の第１方向下方から外れた位置にある場合でも、この陰影領域の一部における動き量累積値は、穿刺針の第１方向下方にある場合と同じ値になる。したがって、穿刺針の超音波ビーム送信方向下流側に生じる陰影領域のうち穿刺針の第１方向下方からはみ出した部分に擬似強調がなされることを防止できる。
【００６４】
＜動作について＞
図２は、実施の形態２に係る超音波診断装置における強調処理部６の動作を示すフローチャートである。
１．ステップＳ２０１
ステップＳ２０１は、実施の形態１と同じである。複数のフレームＢモード画像信号のフレーム間差分によりフレームＢモード画像信号における対象物の動き量を検出する。
【００６５】
２．ステップＳ２０２Ａ
ステップＳ２０２Ａは、サブステップＳ２０２１Ａ、及びサブステップＳ２０２２Ａを有する。
サブステップＳ２０２１Ａでは、動き量累積値算出部６４は、第１方向と垂直な第２方向に存する画素領域の中で動き量が最大である画素領域の動き量を、第２方向の動き量最大値として算出する。
【００６６】
サブステップＳ２０２２Ａでは、第２方向の動き量最大値を、第１方向に沿って超音波ビーム上流側端部に位置する画素領域から着目画素領域の位置まで累積することにより着目画素領域の動き量累積値を算出する。以上の処理を現フレームＢモード画像信号に含まれる全ての画素領域に対して行うことで各画素領域の動き量累積値を算出する。
３．ステップＳ２０３
ステップＳ２０３は、実施の形態１と同じである。強調補正量算出部６５は、フレームＢモード画像信号の各画素領域の動き量累積値に基づき各画素領域に対する強調補正量を算出する。
【００６７】
４．ステップＳ２０４
ステップＳ２０４は、実施の形態１と同じである。強調量算出部６２は、動き量算出部６１から供給される各画素領域の動き量と、強調補正量算出部６５から供給される各画素領域の強調補正量に基づき、フレームＢモード画像信号の各画素に対する強調量を算出する。
【００６８】
５．ステップＳ２０５
Ｂモード画像強調部６３は、実施の形態１と同じである。Ｂモード画像取得部５から供給されるフレームＢモード画像信号と、強調量算出部６２から供給されるフレームＢモード画像信号の各画素領域に対する強調量とに基づき、フレームＢモード画像信号の各画素領域のＢモード画像信号に対し強調処理を施す。強調された強調済フレームＢモード画像信号が生成され、表示制御部７を介して表示器８に表示される。
【００６９】
＜疑似強調の防止効果について＞
次に、実施の形態２における疑似強調の防止効果をＢモード画像表示から評価した。図１１は、実施の形態２に係る超音波診断装置により取得されたＢモード画像である。図８は、実施の形態１に係る超音波診断装置１０により取得されたＢモード画像である。図８において、破線で囲まれた領域Ａの右下方の破線付近に位置する白色斑は、穿刺針の超音波ビーム送信方向下流側に生じる陰影領域の一部がＢモード画像上の穿刺針の第１方向下方領域からはみ出し擬似強調されたものである。これに対し、図１１において、破線で囲まれた領域Ａ内に位置する白色斑は淡色化し目立たなくなっている。すなわち、実施の形態２に係る構成では、穿刺針の超音波ビーム送信方向下流側に生じる陰影領域のうち穿刺針の第１方向下方からはみ出した部分に対して動き量累積値に基づく強調補正がなされ、実施の形態１で生じていた擬似強調が軽減されたことがわかる。
【００７０】
＜小括＞
以上、説明したとおり、実施の形態２に係る超音波画像処理方法及びそれを用いた超音波診断装置では、実施の形態１における効果に加えて以下の効果を奏する。
すなわち、フレームＢモード画像信号上における超音波ビーム送信方向と第１方向とが平行でなく一定の角度をなしている場合、穿刺針の超音波ビーム送信方向下流側に生じる陰影領域の一部が、Ｂモード画像信号上における穿刺針から第１方向に沿った下方からはみ出し、はみ出した部分に擬似強調がされ擬似強調が残るという課題があった。超音波ビームが渦中側に向けて拡がる形状のビームである場合にも同様の課題があった。
【００７１】
これに対し、実施の形態２においては、上記した構成により、上記のはみ出した部分に対しても、動き量累積値に基づく強調補正量が算出され、実施の形態１において生じていた擬似強調を軽減することができる。
≪実施の形態３≫
実施の形態１では、複数のフレームＢモード画像信号に含まれる画素領域のＢモード画像信号から算出した動き量に基づき、画素領域のＢモード画像信号に対する強調量を算出して、フレームＢモード画像信号を強調する構成とした。
【００７２】
しかしながら、複数のフレーム受信信号に含まれる画素領域の受信信号から算出した特性値に基づき、画素領域の受信信号に対する強調量を算出して、複数のフレーム受信信号に対する強調処理がされていればよく、強調処理を施す対象は適宜変更することができる。
実勢の形態３に係る超音波診断装置１０Ａでは、複数のフレームの音響線信号に含まれる１又は複数の画素からなる画素領域の音響線信号から算出した動き量に基づき、画素領域の音響線信号に対する強調量を算出し、フレームの音響線信号に対して強調処理を行う構成とした点に特徴がある。
【００７３】
＜構  成＞
以下、超音波診断装置１０Ａの構成について説明する。図１２は、実施の形態３に係る超音波診断装置１０Ａの機能ブロック図である。超音波診断装置１０Ａは、超音波送受信部２、送受信制御部３、Ｂモード画像生成部４、音響線信号取得部５Ａ、強調処理部６Ａ、及び表示制御部７から構成される。このうち、音響線信号取得部５Ａ、強調処理部６Ａ以外の構成については、実施の形態１に示した各要素と同じであり説明を省略する。
【００７４】
１．音響線信号取得部５Ａ
音響線信号取得部５Ａは、超音波送受信部２にて生成された音響線信号を入力として、走査が行われる毎に時系列に送信されるフレーム音響線信号を記憶するバッファである。フレーム音響線信号は、強調処理部６Ａに出力される。
２．強調処理部６Ａ
強調処理部６Ａは、動き量算出部６１、強調量算出部６２、動き量累積値算出部６４、強調補正量算出部６５、及び音響線信号強調部６３Ａから構成されている。このうち、音響線信号強調部６３Ａ以外の構成は実施の形態１と同じであり説明を省略する。また、音響線信号強調部６３Ａにおいては、強調処理の対象が、モード画像信号から音響線信号に置換わる他構成及び動作は同じである。
【００７５】
音響線信号強調部６３Ａは、音響線信号取得部５Ａからフレーム音響線信号を、強調量算出部６２からフレーム音響線信号の各画素領域に対する強調量を取得し、フレーム音響線信号の各画素領域の音響線信号に対し強調処理を施す。強調された強調済フレーム音響線信号はＢモード画像生成部４に出力される。強調済フレーム音響線信号は、Ｂモード画像信号に変換され、表示制御部７を介して表示器８に表示される。
【００７６】
超音波診断装置１０Ａにおける強調処理動作は、図２のフローチャートにおいて、Ｂモード画像信号が音響線信号に置換わる以外は同じである。
＜小  括＞
以上、説明したとおり、超音波診断装置１０Ａは、実施の形態１において示した超音波診断装置１０の効果に加えて、以下の効果を奏する。
【００７７】
超音波診断装置１０Ａでは、複数のフレームの音響線信号に含まれる画素領域の音響線信号から算出した特性値に基づき画素領域毎の強調量を作成する。これにより、Ｂモード画像信号に変えて音響線信号に強調処理を行うことで、、Ｂモード画像生成時に含まれる操作者固有の画質調整の影響を排除して音響線信号の段階で穿刺針に対する強調量を決定することができる。そのため、操作者固有の調整に依存しない強調量の決定が可能となる。
【００７８】
また、上述のとおりフレームＢモード画像信号上における超音波ビーム送信方向と第１方向とが平行ではなく一定の角度をなしている場合には、穿刺針の超音波ビーム送信方向下流側に生じる陰影領域の一部が、Ｂモード画像信号上における穿刺針の第１方向下方領域からはみ出し、はみ出した部分に擬似強調がなされるという課題があった。実施の形態３においては、上記した構成により、動き量累積値を算出する第１方向が音響線信号の方向となるために、第１方向と超音波ビームの送信方向とが常に平行となる。そのため、はみ出した部分自体が存在せず、当該部分に擬似強調がなされるという課題も発生しない。そのため、実施の形態１と同じ処理方法を用いても、擬似強調を解消することができる。
【００７９】
＜その他の変形例＞
以上、各実施の形態に係る超音波診断装置について説明した。なお、本発明は、各実施の形態に限定されるものではなく実施の態様に基づき適宜変更可能である。
上記実施形態では、Ｂモード画像強調部６３は、強調量が大きいほど対象画素領域の受信信号が示す輝度が増幅されるようＢモード画像信号に対し強調処理を施す構成とした。しかしながら、強調量の表示態様はこれに限定されず、適宜変更してもよい、例えば、Ｂモード画像強調部６３は、強調量に基づき対象画素領域の受信信号に基づき表示器に表示される色が変更されるようにＢモード画像信号に対し強調処理を施す構成としてもよい。また、強調量が大きいほど対象画素領域の受信信号に対する強調効果時間を増加するように時系列的にＢモード画像信号に対し強調処理を施す構成としてもよい。これにより、強調効果をより目立つように表現することができる。
【００８０】
また、上記実施の形態においては、超音波探触子は、複数の圧電素子が一次元方向に配列された超音波探触子構成を示した。しかしながら、超音波探触子の構成は、これに限定されるものではなく、例えば、複数の圧電変換素子が２次元に配列された超音波探触子を用いることも可能である。２次元に配列された超音波探触子を用いた場合、圧電変換素子に電圧を与えるタイミングや電圧の値を個々に変化させることによって、送信する超音波ビームの照射位置や照射方向を制御することができる。
【００８１】
また、超音波探触子は、送受信処理部の一部の機能を含んでいてもよい。例えば、送受信処理部から出力された送信電気信号を生成するための制御信号に基づき、超音波探触子内で送信電気信号を生成し、この送信電気信号を超音波に変換する。併せて、受信した反射超音波を受信電気信号に変換し、超音波探触子内で受信電気信号に基づき受信信号を生成する構成を採ることができる。
【００８２】
また、各実施の形態に係る超音波診断装置に含まれる各処理部は典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部又は全てを含むように１チップ化されてもよい。
また、実施の形態では、各ブロックは、独立したハードウエアによる構成として説明した。しかしながら、超音波診断装置を構成する各ブロックは、必ずしも独立したハードウエアによって構成される必要はなく、例えば、各ブロックを必要に応じて一体としたＣＰＵおよびソフトウエアによって、その機能を実現する構成であってもよい。
【００８３】
また、超音波診断装置の各機能ブロックは、各々の機能ブロックの一部又は全部の機能を、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現することもできる。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように１チップ化されてもよい。なお、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。
【００８４】
なお、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能な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（ＲｅＣｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｌｅ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）を利用してもよい。
【００８５】
さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。
また、各実施の形態に係る、超音波診断装置の機能の一部又は全てを、ＣＰＵ等のプロセッサがプログラムを実行することにより実現してもよい。
さらに、本発明は上記プログラムであってもよいし、上記プログラムが記録された非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体であってもよい。また、上記プログラムは、インターネット等の伝送媒体を介して流通させることができるのは言うまでもない。
【００８６】
また、ブロック図における機能ブロックの分割は一例であり、複数の機能ブロックを一つの機能ブロックとして実現したり、一つの機能ブロックを複数に分割したり、一部の機能を他の機能ブロックに移してもよい。また、類似する機能を有する複数の機能ブロックの機能を単一のハードウェア又はソフトウェアが並列又は時分割に処理してもよい。
また、上記のステップが実行される順序は、本発明を具体的に説明するために例示するためのものであり、上記以外の順序であってもよい。また、上記ステップの一部が、他のステップと同時（並列）に実行されてもよい。
【００８７】
また、各実施の形態に係る超音波診断装置、及びその変形例の機能のうち少なくとも一部を組み合わせてもよい。
さらに、本実施の形態に対して当業者が思いつく範囲内の変更を施した各種変形例も本発明に含まれる。
≪まとめ≫
以上、説明したとおり、本実施の形態に係る超音波画像処理方法は、超音波探触子を介して被検体内の走査範囲に向けて超音波ビームを送信し反射超音波を受信する時系列な超音波走査に基づき生成されたフレーム受信信号を補正する超音波画像処理方法であって、時系列に生成された２以上のフレーム受信信号を取得するステップと、２以上のフレーム受信信号に含まれる１又は複数の画素からなる同一画素領域の受信信号から１のフレーム受信信号における当該画素領域における対象物の動きを示す動き量を画素領域毎に算出する動き量算出ステップＳ２０１と、画素領域毎の動き量を、超音波ビーム送信方向と概ね平行な方向に沿って超音波ビーム上流側端部に位置する画素領域から着目画素領域の位置まで累積して着目画素領域の動き量累積値を算出し、１のフレーム受信信号に含まれる各画素領域を着目画素領域として各画素領域の動き量累積値を算出するステップＳ２０２と、各画素領域の動き量と、各画素領域の動き量累積値とに基づき、フレーム受信信号に含まれる各画素領域の受信信号に対する強調量を算出するステップＳ２０４と、１のフレーム受信信号を強調量に基づき各画素領域毎に強調するステップＳ２０５とを有することを特徴とする。
【００８８】
また、本実施の形態に係る超音波診断装置は、超音波探触子を介して被検体内の走査範囲に向けて超音波ビームを送信し反射超音波を受信する時系列な超音波走査に基づき生成されたフレーム受信信号を補正する超音波診断装置であって、時系列に生成された２以上のフレーム受信信号を取得する受信信号取得部５と、２以上のフレーム受信信号に含まれる１又は複数の画素からなる同一画素領域の受信信号から１のフレーム受信信号における当該画素領域における対象物の動きを示す動き量を画素領域毎に算出する動き量算出部６１と、画素領域毎の動き量を、超音波ビーム送信方向と概ね平行な方向に沿って超音波ビーム上流側端部に位置する画素領域から着目画素領域の位置まで累積して着目画素領域の動き量累積値を算出し、１のフレーム受信信号に含まれる各画素領域を着目画素領域として各画素領域の動き量累積値を算出する動き量累積値算出部６４と、各画素領域の動き量と、各画素領域の動き量累積値とに基づき、フレーム受信信号に含まれる各画素領域の受信信号に対する強調量を算出する強調量算出部６２と、１のフレーム受信信号を強調量に基づき各画素領域毎に強調する受信信号強調部６３とを備えたことを特徴とする。
【００８９】
また、方向を第１方向としたとき、動き量累積値算出部６３は、着目画素領域を通り第１方向と平行な直線上に存する画素領域の動き量を、超音波ビーム上流側端部に位置する画素領域から着目画素領域の位置まで累積することにより着目画素領域の動き量累積値を算出する構成であってもよい。
また、動き量累積値算出部６３は、前第１方向と垂直な第２方向に存する画素領域の中で、動き量が最大である画素領域の動き量を、第１方向に沿って超音波ビーム上流側端部に位置する画素領域から着目画素領域の位置まで累積することにより着目画素領域の動き量累積値を算出する構成であってもよい。
【００９０】
係る構成により、穿刺針に対する疑似強調を軽減することができ、超音波画像診断において穿刺針の視認性を向上するとともに、穿刺針の影響による画質低下の防止が可能となる。そのため、超音波診断装置の使い勝手を向上させることができる。
≪補足≫
以上で説明した実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、工程、工程の順序などは一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない工程については、より好ましい形態を構成する任意の構成要素として説明される。
【００９１】
また、発明の理解の容易のため、上記各実施の形態で挙げた各図の構成要素の縮尺は実際のものと異なる場合がある。また本発明は上記各実施の形態の記載によって限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
さらに、超音波診断装置においては基板上に回路部品、リード線等の部材も存在するが、電気的配線、電気回路について当該技術分野における通常の知識に基づいて様々な態様を実施可能であり、本発明の説明として直接的には無関係のため、説明を省略している。尚、上記示した各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示したものではない。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本開示に係る超音波画像処理方法及びそれを用いた超音波診断装置によれば、上記構成とすることで、操作者にとって使い勝手を向上させることが可能となる。したがって、超音波画像処理方法及びそれを用いた超音波診断装置において広く活用することができる。
【符号の説明】
【００９３】
１、１Ｘ        超音波探触子
２、２Ｘ        超音波送受信部
３、３Ｘ        送受信制御部
４、４Ｘ        Ｂモード画像生成部（受信信号生成部）
５、５Ｘ        Ｂモード画像取得部（受信信号取得部）
５Ａ            音響線信号取得部（受信信号取得部）
６、６Ａ、６Ｙ  強調処理部
７、７Ｘ        表示制御部
８、８Ｘ        表示器
１０、１０Ａ、１０Ｘ    超音波診断装置
６１、６１Ａ，６１Ｘ  動き量算出部
６２、６２Ｘ  強調量算出部  ６３、６３Ｘ  Ｂモード画像強調部（受信信号強調部）
６３Ａ  音響線信号強調部（受信信号強調部）
６４  動き量累積値算出部
６５  強調補正量算出部
Ｓ２０１、Ｓ２０１Ｘ  動き量算出ステップ
Ｓ２０２、Ｓ２０２Ａ  動き量累積値を算出するステップ
Ｓ２０２１Ａ    第１方向に第２方向の動き量最大値を算出するステップ
Ｓ２０２２Ａ    第２方向の動き量最大値を第１方向に累積するステップ
Ｓ２０３        強調補正量を算出するステップ
Ｓ２０４        強調量を算出するステップ
Ｓ２０５、Ｓ２０２Ｘ  フレームＢモード画像信号（受信信号）を強調するステップ
【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１０】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１７】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１１】
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【図１５】
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【図１６】
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