(57)【要約】  穿刺針が鮮明となる音響波画像生成装置およびその制御方法を提供する。第１の複数個の超音波振動子から得られる超音波エコー信号を用いて第１の超音波画像が生成される。第１の超音波画像から穿刺針（40）の画像について，針の途切れ具合を示す評価値が算出される。算出された評価値がしきい値未満であった場合には，第１の複数個よりも多い第２の複数個の超音波振動子から得られる超音波エコー信号を用いて第２の超音波画像が生成される。評価値がしきい値以上であると第１の超音波画像が表示され，評価値がしきい値未満であると第２の超音波画像が表示される。
2016143441.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の音響波振動子が少なくとも一方向に配列されている音響波プローブ，
上記音響波振動子を駆動して上記音響波振動子から被検体に音響波を送信させる送信駆動手段，
上記被検体からの音響波エコーにもとづいて，上記複数の音響波振動子の総数よりも少ない第１の複数個の上記音響波振動子から出力される音響波エコー信号を用いて上記被検体の第１の音響波画像を生成する第１の音響波画像生成手段，
上記第１の音響波画像に含まれている針の画像について，針の途切れ具合の評価値を算出する評価値算出手段，
上記評価値算出手段によって算出された評価値がしきい値未満であった場合に，上記第１の複数個の上記音響波振動子よりも多い第２の複数個の上記音響波振動子から出力される音響波エコー信号を用いて上記被検体の第２の音響波画像を生成する第２の音響波画像生成手段，および
上記評価値算出手段によって算出された評価値がしきい値以上であった場合には，上記第１の音響波画像を表示画面に表示させ，上記評価値算出手段によって算出された評価値がしきい値未満であった場合には，上記第２の音響波画像を表示画面に表示させる第１の表示制御手段，
を備えた音響波画像生成装置。
【請求項２】
上記第１の音響波画像から針の画像を抽出する針画像抽出手段をさらに備え，
上記評価値算出手段は，
上記針画像抽出手段により抽出された針の画像について，針の途切れ具合の評価値を算出する，
請求項１に記載の音響波画像生成装置。
【請求項３】
上記針画像抽出手段により針の画像が抽出されなかった場合に，
上記送信駆動手段による駆動にもとづく音響波の送信，上記第１の音響波画像生成手段による上記第１の音響波画像の生成および上記針画像抽出手段による針の画像の抽出を繰り返す第１の制御手段，
をさらに備えた請求項２に記載の音響波画像生成装置。
【請求項４】
更に、上記第１の制御手段は，
上記繰り返しの回数が第１の回数となった場合，または停止指令が与えられた場合に，上記送信駆動手段による駆動にもとづく音響波の送信，上記第１の音響波画像生成手段による音響波画像の生成および上記針画像抽出手段による針の画像の抽出を停止させる，
請求項３に記載の音響波画像生成装置。
【請求項５】
上記第１の音響波画像を上記表示画面に表示させる第２の表示制御手段をさらに備え，
上記第２の表示制御手段による第１の音響波画像が表示され，かつ，上記評価値算出手段による上記評価値の算出を開始する評価値算出指令が入力された場合に，上記評価値算出手段は，上記第１の音響波画像に含まれている針の画像について，針の途切れの具合の評価値を算出し，
上記第１の表示制御手段は，
上記評価値がしきい値以上であった場合には，上記第１の音響波画像を表示画面に表示させ，上記評価値算出手段によって算出された評価値がしきい値未満であった場合には，上記第２の音響波画像を表示画面に表示させる，
請求項１または２に記載の音響波画像生成装置。
【請求項６】
上記評価値算出手段によって算出された評価値がしきい値未満であった場合に，該評価値が該しきい値以上となるまで，上記第２の複数個の上記音響波振動子の数を所定の数増やす処理と，上記所定の数だけ増やした第２の複数個の上記音響波振動子から出力された音響波エコー信号を用いて上記被検体の第２の音響波画像を生成する処理と、該生成された第２の音響波画像を用いて上記針の途切れ具合の評価値を算出する処理と、を繰り返す第２の制御手段，
をさらに備えた請求項１から５のうち，いずれか一項に記載の音響波画像生成装置。
【請求項７】
上記第２の制御手段は，
繰り返し回数が第２の回数となった場合に，上記評価値算出手段における処理および上記第２の音響波画像生成制御手段における処理を停止させる，
請求項６に記載の音響波画像生成装置。
【請求項８】
上記第１の複数個の上記音響波振動子および上記第２の複数個の上記音響波振動子は，重複しており，かつ上記第１の複数個の上記音響波振動子の中心に存在する上記音響波振動子と，上記第２の複数個の上記音響波振動子の中心に存在する上記音響波振動子とが同一である，
請求項１から７のうち，いずれか一項に記載の音響波画像生成装置。
【請求項９】
上記第１の複数個および上記第２の複数個は，いずれも奇数個である，
請求項８に記載の音響波画像生成装置。
【請求項１０】
送信駆動手段が，複数の音響波振動子が少なくとも一方向に配列されている音響波プローブの上記音響波振動子を駆動して上記音響波振動子から被写体に音響波を送信させ，
第１の音響波画像生成手段が，上記被検体からの音響波エコーにもとづいて，上記複数の音響波振動子の総数よりも少ない第１の複数個の上記音響波振動子から出力される音響波エコー信号を用いて上記被検体の第１の音響波画像を生成し，
評価値算出手段が，上記第１の音響波画像に含まれている針の画像について，針の途切れ具合の評価値を算出し，
第２の音響波画像生成手段が，上記評価値算出手段によって算出された評価値がしきい値未満であった場合に，上記第１の複数個の上記音響波振動子よりも多い第２の複数個の上記音響波振動子から出力される音響波エコー信号を用いて上記被検体の第２の音響波画像を生成し，
表示制御手段が，上記評価値算出手段によって算出された評価値がしきい値以上であった場合には，上記第１の音響波画像を表示画面に表示させ，上記評価値算出手段によって算出された評価値がしきい値未満であった場合には，上記第２の音響波画像を表示画面に表示させる，
音響波画像生成装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は，音響波画像生成装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
体表用超音波装置による超音波ガイド下の麻酔や超音波内視鏡における穿刺吸引細胞診では，穿刺針を超音波画像に映しながら手技を行っている。このとき，超音波画像に針が鮮明に映し出されていることが手技を成功させるために重要であるが，針が見えにくい場合がある。このために，プローブの厚み方向に針がずれて針が見えなくなった場合に，厚み方向にプローブの開口を広げることで針が見えるようにするものがある（特許文献１）。また，超音波が針で正反射して受信できずに針の画像が途切れてしまう場合に，正反射したものも受信できるように受信開口を専用に別途設定することで針の正反射成分を受信するものもある（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2008-237788号公報
【特許文献２】特開2012-192162号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら，受信開口を単に広げたのでは，本来必要である針の画像を得るための超音波エコー信号が多くなるだけでなく，ノイズも多くなってしまう。特に，コンベックス・タイプのプローブでは，受信開口を単に広げるのではプローブを構成する超音波振動子に対して斜め方向から入るノイズの影響を受けやすくなってしまう。受信開口を狭めすぎると，ノイズの影響を減るが，本来必要である針の画像を得るための超音波エコー信号が減ってしまうため，針の画像が途切れてしまい見づらくなる。特許文献１および２に記載のものでは，受信開口を単に広げただけなので，ノイズの影響を受けやすくなってしまう。【０００５】
この発明は，ノイズの影響を受けずに，かつ見やすい針の画像を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明による音響波画像生成装置は，複数の音響波振動子が少なくとも一方向に配列されている音響波プローブ，音響波振動子を駆動して音響波振動子から被検体に音響波を送信させる送信駆動手段，被検体からの音響波エコーにもとづいて，複数の音響波振動子の総数よりも少ない第１の複数個の音響波振動子から出力される音響波エコー信号を用いて被検体の第１の音響波画像を生成する第１の音響波画像生成手段，第１の音響波画像に含まれている針の画像について，針の途切れ具合の評価値を算出する評価値算出手段，評価値算出手段によって算出された評価値がしきい値未満であった場合に，第１の複数個の音響波振動子よりも多い第２の複数個の音響波振動子から出力される音響波エコー信号を用いて被検体の第２の音響波画像を生成する第２の音響波画像生成手段，および評価値算出手段によって算出された評価値がしきい値以上であった場合には，第１の音響波画像を表示画面に表示させ，評価値算出手段によって算出された評価値がしきい値未満であった場合には，第２の音響波画像を表示画面に表示させる第１の表示制御手段を備えていることを特徴とする。【０００７】
この発明は，音響波画像生成装置の制御方法も提供している。すなわち，この方法は，送信駆動手段が，複数の音響波振動子が少なくとも一方向に配列されている音響波プローブの音響波振動子を駆動して音響波振動子から被写体に音響波を送信させ，第１の音響波画像生成手段が，被検体からの音響波エコーにもとづいて，複数の音響波振動子の総数よりも少ない第１の複数個の音響波振動子から出力される音響波エコー信号を用いて被検体の第１の音響波画像を生成し，評価値算出手段が，第１の音響波画像に含まれている針の画像について，針の途切れ具合の評価値を算出し，第２の音響波画像生成手段が，評価値算出手段によって算出された評価値がしきい値未満であった場合に，第１の複数個の音響波振動子よりも多い第２の複数個の音響波振動子から出力される音響波エコー信号を用いて被検体の第２の音響波画像を生成し，表示制御手段が，評価値算出手段によって算出された評価値がしきい値以上であった場合には，第１の音響波画像を表示画面に表示させ，評価値算出手段によって算出された評価値がしきい値未満であった場合には，第２の音響波画像を表示画面に表示させるものである。【０００８】
第１の音響波画像から針の画像を抽出する針画像抽出手段をさらに備えてもよい。この場合，評価値算出手段は，たとえば，針画像抽出手段により抽出された針の画像について，針の途切れ具合の評価値を算出するものとなろう。【０００９】
針画像抽出手段により針の画像が抽出されなかった場合に，送信駆動手段による駆動にもとづく音響波の送信，第１の音響波画像生成手段による第１の音響波画像の生成および針画像抽出手段による針の画像の抽出を，送信駆動手段，第１の音響波画像生成手段および針画像抽出手段に繰り返す第１の制御手段をさらに備えてもよい。【００１０】
更に，第１の制御手段は，たとえば，繰り返し回数が第１の回数となった場合，または停止指令が与えられた場合(たとえば，ユーザからの一時停止指令，検査終了指令などが与えられた場合)に，送信駆動手段による駆動にもとづく音響波の送信，第１の音響波画像生成手段による音響波画像の生成および針画像抽出手段による針の画像の抽出を停止させる。【００１１】
第１の音響波画像を表示画面に表示させる第２の表示制御手段をさらに備えてもよい。この場合，たとえば，第２の表示制御手段による第１の音響波画像が表示され，かつ評価値算出手段による評価値の算出を開始する評価値算出指令が入力された場合に，評価値算出手段は，第１の音響波画像に含まれている針の画像について，針の途切れの具合の評価値を算出するものとなろう。また，第１の表示制御手段は，たとえば，評価値がしきい値以上であった場合には，第１の音響波画像を表示画面に表示させ，評価値算出手段によって算出された評価値がしきい値未満であった場合には，第２の音響波画像を表示画面に表示させる。【００１２】
評価値算出手段によって算出された評価値がしきい値未満であった場合に，評価値がしきい値以上となるまで，第２の複数個の音響波振動子の数を所定の数増やす処理と，所定の数だけ増やした第２の複数個の音響波振動子から出力された音響波エコー信号を用いて被検体の第２の音響波画像を生成する処理と，生成された第２の音響波画像を用いて針の途切れ具合の評価値を算出する処理と，を繰り返す第２の制御手段をさらに備えてもよい。【００１３】
第２の制御手段は，たとえば，繰り返し回数が第２の回数となった場合に，評価値算出手段における処理および第２の音響波画像生成制御手段における処理を停止させる。【００１４】
たとえば，第１の複数個の音響波振動子および第２の複数個の音響波振動子は，重複しており，かつ第１の複数個の音響波振動子の中心に存在する音響波振動子と，第２の複数個の音響波振動子の中心に存在する音響波振動子とが同一である。【００１５】
第１の複数個および第２の複数個は，いずれも奇数個でもよい。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によると，音響波プローブに含まれている音響波振動子のうち，第１の複数個の音響波振動子から出力される音響波エコー信号を用いて第１の音響波画像生成手段によって被検体の音響波画像（第１の音響波画像）が生成される。生成された音響波画像に含まれている針の画像について針の途切れ具合の評価値が算出される。評価値がしきい値未満であった場合には，第１の複数個の音響波振動子よりも多い第２の複数個の音響波振動子から出力される音響波エコー信号を用いて第２の音響波画像生成手段によって被検体の音響波画像（第２の音響波画像）が生成される。評価値がしきい値未満であった場合には，第２の音響波画像生成手段によって生成された音響波画像が表示され，評価値がしきい値以上であった場合には，第１の音響波画像生成手段によって生成された音響波画像が表示される。第２の音響波画像生成手段によって生成された音響波画像は，第１の複数個の音響波振動子よりも多い第２の複数個の音響波振動子から出力される音響波エコー信号を用いて生成されたものであるから，途切れの無い針画像が映し出される。評価値がしきい値以上であった場合には，第２の複数個の音響波振動子よりも少ない第１の複数個の音響波振動子から出力される音響波エコー信号を用いて生成される音響波画像が表示されるから，ノイズの影響の少ない音響波画像が表示される。針の画像が途切れていない場合にはノイズの影響の少ない音響波画像を表示させることができ，針の画像が途切れている場合のように必要なときにのみ針の画像をより鮮明に表示させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】超音波診断装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】穿刺針からの超音波エコーを示している。
【図３】超音波診断装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】超音波診断装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】超音波画像の一例である。
【図６】超音波画像の一例である。
【図７】超音波画像の一例である。
【図８】超音波診断装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図９】超音波診断装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】超音波診断装置の処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は，この発明の実施例を示すもので超音波診断装置１（音響波画像生成装置）の電気的構成を示すブロック図である。
【００１９】
この実施例においては，音響波として超音波が用いられるが，超音波に限定されるものではなく，被検対象，測定条件などに応じて適切な周波数が選択されれば，可聴周波数の音響波を用いるようにしてもよい。
【００２０】
超音波診断装置１の全体の動作は，制御装置２によって統括される。
【００２１】
制御装置２には，超音波診断装置１を操作する医師によって操作される操作装置３および所定のデータ等が格納される格納装置４が接続されている。
【００２２】
超音波診断装置１には，超音波プローブ６（音響波プローブ）が含まれている。超音波プローブ６には，複数の超音波振動子（音響波振動子）が含まれている。
【００２３】
制御装置２から出力される制御信号は送信装置５に与えられる。すると，送信装置５から超音波プローブ６の超音波振動子に電気パルスが与えられる。送信装置５（送信駆動手段）によって超音波振動子が駆動させられる。超音波振動子によって電気パルスが超音波パルス（超音波）に変換され，被検体の体内を伝播し，超音波エコーが超音波プローブ６に戻る。
【００２４】
超音波エコーは，超音波振動子において電気信号（超音波エコー信号）に変換される。超音波エコー信号は，受信装置７に与えられる。受信装置７において超音波エコー信号が増幅され，アナログ／ディジタル変換回路８において，ディジタルの超音波エコー・データに変換される。超音波エコー・データは，超音波エコー・データ記憶装置９に与えられ，一時的に記憶される。
【００２５】
超音波エコー・データは，整相加算装置11に与えられる。整相加算装置11において，整相加算（超音波プローブ６に含まれている超音波振動子の位置の違い等により生じる超音波エコー・データの位相を合わせた後に加算する処理）が行われる。整相加算が行なわれることにより，Ｓ／Ｎが向上する。
【００２６】
整相加算装置11において整相加算された超音波エコー・データは，ＤＳＣ（ディジタル・スキャン・コンバータ）13に入力する。ＤＳＣ13において，通常のテレビジョン信号の走査方式に従う画像データにラスタ変換される。ＤＳＣ13から出力された画像データは，画像作成装置14において，階調処理等の画像処理が行われる。重畳信号から被検体の輝度を表わす超音波画像（Ｂモード画像）が生成される。画像作成装置14から出力された画像データは表示制御装置16に与えられ，表示装置17の表示画面に超音波画像が表示されることとなる。画像作成装置14から出力された画像データは画像メモリ15にも与えられ，画像メモリ15に，超音波画像を表わす画像データが記憶される。画像メモリ15に記憶された画像データが表示制御装置16に与えられることにより，超音波画像が表示装置17の表示画面に表示される。
【００２７】
この実施例による超音波診断装置１は，医師などのユーザが被検体に穿刺針を刺して被検体内の細胞などを取り診断などを行うために使用するものである。
【００２８】
図２は，被検体内に穿刺針40が刺されている様子を示している。
【００２９】
上述したように，超音波プローブ６には120個の超音波振動子が含まれている。もっとも，超音波振動子は，120個よりも多くても少なくともよい。図２においては，120個の超音波振動子のうち，超音波の１回の送受信に同時に使用する超音波振動子Ｄ１からＤ61が示されているが，超音波の１回の送受信に同時に使用する超音波振動子の数は61個未満でも61個より多くてもよい。また，図２に示す超音波振動子Ｄ１からＤ61は，一方向に直線状に配列されているが，コンベックス型超音波プローブのように円弧状に一方向に配列されていてもよい。
【００３０】
この実施例では，後述するように，走査線(走査するべき線)を中心に駆動される超音波振動子の数が変更させられるが，そのような変更が無い場合には，走査線を中心に左右に30個ずつの計61個(左右に30個に走査線に対応する部分に１個)の超音波振動子が駆動させられる。但し，超音波画像の端部の走査線は，61個の超音波振動子よりも少ない超音波振動子が駆動させられる。たとえば，走査線No１の走査線は，超音波振動子Ｄ１からＤ31が駆動させられ，走査線No２の走査線は，超音波振動子Ｄ１からＤ32が駆動させられる。以下，走査線Noが増加するごとに駆動させられる超音波振動子の数が増加し，走査線No31の走査線は，超音波振動子Ｄ１からＤ61が駆動させられる。走査線No32の走査線は，Ｄ２からＤ62が駆動させられ，超音波画像の端部の走査線No120の走査線は，Ｄ90からＤ120が駆動させられる。
【００３１】
図２は，このようにして駆動させられる120個の超音波振動子のうち，超音波振動子Ｄ１からＤ61を示しているものである。超音波プローブ６には，超音波振動子Ｄ62からＤ120も存在するが，図２では省略されている。駆動される超音波振動子の数に変更が無い場合には，走査線No31の走査線で図２に示す超音波振動子Ｄ１からＤ61が駆動させられる。
【００３２】
走査線No31の走査線の場合，被検体内に穿刺針40が刺された状態で，送信装置５（送信駆動手段）によって超音波振動子Ｄ１−Ｄ61が駆動され，超音波振動子Ｄ１−Ｄ61から超音波が送信させられる。すると被検体内に刺されている穿刺針40で超音波が反射し，超音波エコー40Ａが超音波振動子Ｄ１−Ｄ61に入力する。超音波振動子Ｄ１−Ｄ61から超音波信号が出力する。これらの操作が走査線No31以外の各走査線においても行われる。上述したように，各走査線での超音波振動子の駆動により得られた超音波信号を用いて穿刺針40を含む超音波画像が表示装置17の表示画面に表示される。
【００３３】
この実施例では，最初に，超音波プローブ６に配列されている複数（120個）の超音波振動子のうち、超音波の送受信で一度に駆動する61個(最大の受信開口数)の超音波振動子よりも少ない第１の複数個（41個）の超音波振動子Ｄ11からＤ51から出力される超音波エコー信号を用いて上述のようにして被検体の超音波画像（第１の超音波画像）が生成される。最大の受信開口数である61個の超音波振動子から得られる超音波エコー信号を用いて超音波画像が生成されると，ノイズ信号も超音波振動子が受信してしまい，生成される超音波画像もノイズの影響を受けてしまう。このために，ノイズの影響をできるだけ排除するために最大の受信開口数61個の全ての超音波振動子から得られる超音波エコー信号を利用して第１の超音波画像を生成するのではなく，第１の複数個（41個）の超音波振動子Ｄ11からＤ51を用いて第１の超音波画像が生成される。走査線No31を例にとると、図２より、最大の受信開口数61個は、超音波振動子Ｄ1からＤ61を示し、第１の複数個（41個）の超音波振動子はD11〜D51を示す。第１の複数個の数は41個でなくとも最大の受信開口数61個の数よりも少なければよい。このようにして得られた第１の超音波画像において穿刺針40について針の途切れ具合の評価が行われ，その評価の結果，穿刺針40の画像が見えづらいと判断されると，第１の複数個の数よりも多く，かつ最大の受信開口数61個の数以下の第２の複数個（この実施例では61個）の超音波振動子Ｄ１−Ｄ61から出力される超音波エコー信号を用いて被検体の超音波画像（第２の超音波画像）が生成される。第２の超音波画像は，多くの超音波振動子から得られた超音波エコー信号を用いて生成されたものであるから，穿刺針40が見やすいものとなる。
【００３４】
第１の複数個の超音波振動子Ｄ11−Ｄ51と第２の複数個の超音波振動子Ｄ１−Ｄ61とは重複することが好ましい。また，第１の複数個の超音波振動子Ｄ11−Ｄ51の中心に存在する超音波振動子と第２の複数個の超音波振動子Ｄ１−Ｄ61の中心に存在する超音波振動子とが同一であってもよい。超音波振動子にて受信する超音波エコー信号の感度は指向性があり、超音波エコー信号の感度は垂直入射の方が斜め入射よりも高い。受信開口の中で端の方に位置する超音波振動子には斜めに超音波エコー40Ａが入射されるから、それらの超音波振動子から出力される超音波エコー信号には、中央に位置する超音波振動子に比べて、ノイズ成分の割合が大きくなる。よって、第１の複数個の超音波振動子の中心に位置する超音波振動子と第２の複数個の超音波振動子の中心に位置する超音波振動子は一致している事が好ましく、更に走査線とも一致している事が好ましい。また、上述のように規定される第１の複数個および第２の複数個は奇数に限らず偶数でもよい。この場合は、中心の超音波振動子がないので、中心付近の超音波振動子２つの中間を中心となるように規定してもよい。
【００３５】
図２に示す例は，走査線No31についてのものであるが，走査線No31以外の走査線についても同様に走査線ごとに第１の複数個の超音波振動子の駆動と第２の複数個の超音波振動子の駆動とが切り替えられるのはいうまでもない。
【００３６】
図３および図４は，超音波診断装置１の処理手順を示すフローチャートである。
【００３７】
上述したように，第１の超音波画像に含まれる穿刺針40の評価が行われるが，この実施例では，第１の超音波画像から穿刺針40の画像が抽出され，抽出された穿刺針40の画像について穿刺針40の途切れ具合の評価が行われる。その際に，穿刺針40の画像の抽出ができなかった場合には，第１の繰り返し回数（第１の回数）となるまで繰り返される。その第１の繰り返し回数となったかどうかの判断のための第１の変数ｎ（繰り返し回数）が１にセットされる（ステップ21）。第１の繰り返し回数とならなくとも，ユーザから，操作装置３を用いて一時停止指令，検査終了指令などの停止指令が与えられたことにより，後述するように超音波画像の生成および針の画像の抽出が停止させられる。
【００３８】
つづいて，超音波プローブ６の超音波振動子Ｄ１−Ｄ120から各走査線にて超音波が送信され，穿刺針40からの超音波エコー40Ａが各走査線にて超音波振動子Ｄ１−Ｄ120において受信される（ステップ22）。上述したように，走査線ごとに駆動させられる超音波振動子は異なる。各走査線において、最大の受信開口数61のうち，上述のように，第１の複数個の超音波振動子(例えば、走査線No31であれば、超音波振動子Ｄ１1−Ｄ51)から出力される超音波エコー信号を用いて，整相加算装置11，ＤＳＣ13および画像作成装置14（第１の音響波画像生成手段）によって被検体の超音波画像（第１の超音波画像）が生成される（ステップ23）。
【００３９】
つづいて，生成された被検体の第１の超音波画像から穿刺針40の画像が制御装置２（針画像抽出手段）によって抽出される（ステップ24）。穿刺針40の画像の抽出には，Hough変換などによる直線成分の抽出，挿入されて動いている穿刺針40からの超音波エコー40Ａから得られる超音波エコー信号の変動を利用した抽出，超音波診断装置１を操作している医師による穿刺針40の画像の直接の指定による抽出などがある。また，角度センサ，穿刺針40のガイドなどを利用して，穿刺針40の実際の挿入角度から穿刺針40の位置を特定したり，穿刺針40の先端に磁気センサなどが取り付けられている場合には，その磁気センサを検出することにより穿刺針40の位置を特定したりすることもできる。もっとも，後述のように針の途切れ具合を示す評価値が算出されればよいので，穿刺針40の画像は必ずしも抽出されなくともよい。
【００４０】
穿刺針40の画像が制御装置２によって抽出されなければ（ステップ25でＮＯ），第１の変数ｎが第１の繰り返し回数となったかどうかが制御装置２によって確認される（ステップ26）。第１の変数ｎが第１の繰り返し回数となっていなければ（ステップ26でＮＯ），第１の変数が制御装置２によってインクレメントされ（ステップ27），ステップ22からの処理が繰り返される（送信駆動手段にもとづく音響波の送信，第１の音響波画像生成手段による音響波画像の生成画像抽出手段による針の画像の抽出を，送信駆動手段，第１の音響波画像生成手段および針画像抽出手段に繰り返させる）。第１の変数ｎが第１の繰り返し回数となっても穿刺針40の画像が第１の超音波画像から抽出されなければ（ステップ26でＹＥＳ），穿刺針40の画像の抽出処理は停止させられる（ステップ28）（繰り返し回数が第１の回数となった場合に，送信駆動手段による駆動にもとづく音響波の送信，第１の音響波画像生成手段による音響波画像の生成および針画像抽出手段による針の画像の抽出の中止）。
【００４１】
穿刺針40の画像が第１の超音波画像から抽出されると（ステップ25でＹＥＳ），制御装置２（評価値算出手段）によって穿刺針40の途切れ具合の評価値が算出され（ステップ29），算出された評価値がしきい値未満かどうかが判断される（ステップ30）。穿刺針40の途切れ具合の評価値の一例として、たとえば，抽出された穿刺針40の画像において穿刺針40に沿った方向の標準偏差（この標準偏差が評価値の一例である）を取り，基準値（しきい値）より下であれば，評価値がしきい値未満であると判断され，基準値より上であれば，評価値がしきい値以上と判断される。また，穿刺針40の途切れ具合の評価値の別の一例として、第１の複数個の超音波振動子(例えば、走査線No31であれば、超音波振動子Ｄ１1−Ｄ51)から得られた超音波振動子ごとの超音波エコー・データの振幅レベルの平均（この平均が評価値の一例である）が所定のしきい値未満であれば，算出された評価値がしきい値未満であると判断され，その平均が所定のしきい値以上であれば，算出された評価値がしきい値以上であると判断される。また，穿刺針40の途切れ具合の評価値の更なる別の一例として、理想的な穿刺針の画像と抽出された穿刺針40の画像との相関値（この相関値が評価値の別の一例である）を制御装置２によって算出し，算出された相関値がしきい値未満であれば，算出された評価値がしきい値未満であると判断され，その相関値がしきい値以上であれば，算出された評価値がしきい値以上であると判断される。たとえば，理想的な穿刺針の画像のデータをSt（ｔ），抽出された穿刺針40の画像のデータをSi（ｔ）とし，ｉを画像の画素数とすると，相関値Ｒｉは，Ｒｉ＝［Σ｛St（ｔ）×Si（ｔ）｝］／［√Σ｛St（ｔ）｝２×√Σ｛Sｉ（ｔ）｝２］で得られる。いずれにしても，評価値がしきい値未満と制御装置２によって判断されると（ステップ30でＹＥＳ），穿刺針40の針が途切れていると制御装置２によって判断される。しきい値を表すデータは，たとえば，格納装置４に格納されており，評価値との比較される場合には，制御装置２によって読み出されるのはいうまでもない。
【００４２】
図５は，受信開口数が第１の複数個の超音波振動子(例えば、走査線No31であれば、超音波振動子Ｄ１1−Ｄ51)から出力された超音波エコー信号にもとづいて生成された第１の超音波画像50である。
【００４３】
第１の超音波画像50には，穿刺針40の画像41が含まれている。この穿刺針40の画像41は，第１の針画像部分41Ａ，第２の針画像部分41Ｂおよび第３の針画像部分41Ｃの三つに分かれており，途切れている。このような画像41が抽出され，上述したようにして評価値が算出されると，算出された評価値はしきい値未満となり，穿刺針40の画像は途切れていると制御装置２によって判断される。
【００４４】
図６は，受信開口数が第１の複数個の超音波振動子(例えば、走査線No31であれば、超音波振動子Ｄ１1−Ｄ51)から出力された超音波エコー信号にもとづいて生成された第１の超音波画像51である。
【００４５】
図６に示す第１の超音波画像51に含まれている穿刺針40の画像42は，穿刺針40のエッジが直線ではなく，曲線となってしまっている。このような画像42であっても上述したようにして評価値が算出されると，しきい値未満となる。このように，穿刺針40の画像42が，完全に途切れている穿刺針40を表すものでなくとも評価値がしきい値未満となる。もっとも，図５に示すように，穿刺針40の画像41が完全に途切れていなければ評価値がしきい値未満とならないようにしてもよい。
【００４６】
図７は，受信開口数が第１の複数個の超音波振動子(例えば、走査線No31であれば、超音波振動子Ｄ１1−Ｄ51)から出力された超音波エコー信号にもとづいて生成された第１の超音波画像52である。
【００４７】
図７に示す第１の超音波画像52に含まれている穿刺針40の画像43は，穿刺針40が途切れていず，かつエッジも曲線ではなく直線となっている。このように，穿刺針40が途切れていない画像43について評価値が算出されると，しきい値以上となる。
【００４８】
図４を参照して，評価値がしきい値以上であれば（ステップ30でＮＯ），図７に示したように穿刺針40の画像は，穿刺針40が途切れていないと考えられるので，穿刺針40を観察しながら診断が可能となる。このために，生成された第１の超音波画像（第１の超音波画像52）が制御装置２および表示制御装置16（第１の表示制御手段によって）表示装置17の表示画面に表示される。医者は第１の超音波画像を見ながら穿刺針40を操作して診断することとなる。
【００４９】
評価値がしきい値未満であれば（ステップ30でＹＥＳ），走査線ごとに，超音波プローブ６の超音波振動子のうち，第２の複数個の超音波振動子から超音波が送信され(走査線No31であれば、超音波振動子Ｄ１−Ｄ61から送信される)，穿刺針40からの超音波エコー40Ａが最大の受信開口数である、61個の超音波振動子において受信される（ステップ31）(走査線No31であれば、超音波振動子Ｄ１−Ｄ61で受信される)。すると，第２の複数個の超音波振動子から出力される超音波エコー信号を用いて上述したように整相加算装置11，ＤＳＣ13および画像作成装置14（第２の音響波画像生成手段）によって第２の超音波画像が生成される（ステップ32）。生成された第２の超音波画像が制御装置２および表示制御装置16（第１の表示制御手段）表示装置17の表示画面に表示されるようになる（ステップ33）。第２の超音波画像は，第１の超音波画像の生成に利用された第１の複数個の超音波振動子よりも多い第２の超音波振動子から出力された超音波エコー信号を用いて生成されたものであるから，穿刺針40の画像は，図７に示す画像43のように途切れの無いものとなる。
【００５０】
図８から図10は，他の実施例を示すもので，超音波診断装置１の処理手順を示すフローチャートである。
【００５１】
上述のように，第１の変数ｎが１にセットされ（ステップ61），超音波の送信および超音波エコー40Ａの受信が行われ（ステップ62），走査線ごとに第１の複数個の超音波振動子（例えば、走査線No31ならＤ11−Ｄ51）から出力される超音波エコー信号を用いて第１の超音波画像が生成される（ステップ63）。この実施例は，第１の超音波画像が生成されると，生成された第１の超音波画像が制御装置２および表示制御装置16（第２の表示制御手段）によって表示装置17の表示画面に表示される（ステップ64）。医師は，表示画面に表示されている第１の超音波画像に含まれている穿刺針40の画像を見て，もう少し鮮明な穿刺針40の画像が見たい場合には操作装置３を用いて超音波診断装置１に評価値算出指令を入力する（ステップ65でＹＥＳ）。評価値算出指令は、評価値算出手段による針の途切れ具合の評価値の算出を開始する機能を持ち、例えば、入力信号の様な態様を持つ。すると，上述したように，生成された第１の超音波画像から穿刺針40の画像が抽出される（ステップ66）。穿刺針40の画像が抽出されない場合には（ステップ67でＮＯ），第１の変数ｎが第１の繰り返し回数となっていなければ（ステップ68でＮＯ），第１の変数ｎがインクレメントされ（ステップ69），ステップ62から66の処理が繰り返される。第１の変数ｎが第１の繰り返し回数となっていると（ステップ68でＹＥＳ），針画像の抽出は停止する（ステップ70）。
【００５２】
上述したように，第１の超音波画像から穿刺針40の画像が抽出されると（ステップ67でＹＥＳ），穿刺針40の途切れ具合の評価値が算出され（ステップ71），評価値がしきい値未満かどうかが判断される（ステップ72）。しきい値以上であれば（ステップ72でＮＯ），生成された第１の超音波画像が表示装置17の表示画面に表示される（ステップ84）。
【００５３】
評価値がしきい値未満であると（ステップ72でＹＥＳ），制御装置２によって第２の変数ｍが１にセットされる（ステップ73）。上述したのと同様に，走査線ごとに超音波が送信され，穿刺針40からの超音波エコー40Ａが各走査線において受信される（ステップ74）。第２の複数個の超音波振動子（例えば、走査線No31ならＤ11−Ｄ51）から出力される超音波エコー信号を用いて第２の超音波画像が生成される（ステップ75）。生成された第２の超音波画像から穿刺針40の画像が抽出される（ステップ76）。
【００５４】
第２の超音波画像から穿刺針40の画像が抽出されれば（ステップ77でＹＥＳ），穿刺針の途切れ具合の評価値が算出される（ステップ78）。算出された評価値がしきい値以上であれば（ステップ79でＮＯ），生成された第２の超音波画像が表示装置17の表示画面に表示させられる（ステップ85）。算出された評価値がしきい値未満であるか（ステップ79  でＹＥＳ），第２の超音波画像から穿刺針40の画像が抽出されなかった場合には（ステップ97でＮＯ），第２の変数ｍが第２の繰り返し回数となったかどうかが確認される（ステップ80）。
【００５５】
第２の変数ｍが第２の繰り返し回数となると（ステップ80でＹＥＳ），第２の超音波画像には鮮明な穿刺針40の画像は含まれていないと考えられ，第１の超音波画像が表示装置17に表示される（ステップ83）。この場合には，エラー処理が行われ，第１の超音波画像の表示をしなくともよいし，穿刺針40の画像が第２の超音波画像から抽出されている場合には，評価値がしきい未満であったとしても第２の超音波画像を表示するようにしてもよい。第２の変数ｍが第２の繰り返し回数となっていなければ（ステップ80でＮＯ），第２の変数ｍが制御装置２によってインクレメントされ（ステップ81），第２の複数個の数を所定数増やす。所定の数は，例えば，２つである。第２の複数個の数の増やし方は、好ましくは、受信開口の両端に均等に増やす。走査線No31の場合は、第１の複数個の超音波振動子Ｄ11−Ｄ51の両端にそれぞれ隣接している超音波振動子Ｄ10およびＤ52を増やす（ステップ82）。数が増えた超音波振動子から出力される超音波エコー信号を用いて第２の超音波画像が生成される（ステップ74−76）。第２の超音波画像から抽出される穿刺針40の画像の評価値がしきい値以上となるか，第２の変数ｍが第２の繰り返し回数となるまでステップ82，74−76の処理が繰り返される。このようにして，制御装置２（第２の制御手段）によって，評価値がしきい値以上となるまで，第２の複数個の超音波振動子の数を増やしながら，第２の音響波画像を生成する処理と、評価値算出処理とが繰り返させられる。また，第２の変数ｍで示される繰り返し回数が第２の繰り返し回数（第２の回数）となった場合に，第２の音響波画像を生成する処理と、評価値算出処理とが停止させられる。なお、第２の複数個を増加する個数は、２つに限らず、例えば４つでも６つでも構わなく、偶数が好ましい。
【００５６】
図３および図４に示す処理手順では，第１の複数個の超音波振動子は，たとえば，走査線No31なら、Ｄ11−Ｄ51であり，第２の複数個の超音波振動子は，たとえば，最大の受信開口である超音波振動子Ｄ１−Ｄ61であるが，図８から図10に示す処理手順では，第２の複数個の数を増やすため，数を増やす前の第２の複数個の超音波振動子を，最大の受信開口である超音波振動子(走査線No31の場合には，超音波振動子Ｄ１−Ｄ61)とすることはできない。このため，図８から図10に示す処理手順では，数を増やす前の第２の超音波振動子の数を超音波振動子61個未満にする必要がある。また，数を増やす前の第２の複数個の超音波振動子の数を，第１の複数個の超音波振動子の数と同じとしてもよい。
【００５７】
また，図８から図10に示す上述の実施例では，評価値算出指令が与えられた場合に第１の超音波画像から穿刺針40の画像を抽出し，評価値を算出しているが，評価値算出指令が与えられた場合には，医師は第１の超音波画像では穿刺針40の画像が鮮明には見えないということであるから，第１の超音波画像から穿刺針40の画像の抽出，評価値の算出をスキップし，第２の超音波画像を生成するようにしてもよい。
【００５８】
さらに，上述の実施例では，第２の超音波画像を生成するために，超音波を再び送信しているが，第１の超音波画像を生成する場合に超音波振動子で受信されたされたすべての超音波エコー信号がディジタル変換されたすべての超音波エコー・データを超音波エコー・データ記憶装置９において記憶しておけば，その記憶されている超音波エコー・データのうち，第２の複数個の超音波振動子の超音波エコー信号がディジタル変換された超音波エコー・データを用いて，超音波を再び送信することなく第２の超音波画像を生成することができる。
【符号の説明】
【００５９】
２  制御装置（評価値算出手段，第１の表示制御手段，針画像抽出手段，第１の制御手段，第２の表示制御手段，第２の制御手段）
５  送信装置（送信駆動手段）
６  超音波プローブ（音響波プローブ）
11  整相加算装置（第１の音響波画像生成手段，第２の音響波画像生成手段）
16  表示制御装置（第１の表示制御手段，第２の表示制御手段）  
【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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【手続補正書】
【提出日】平成29年4月17日(2017.4.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の音響波振動子が少なくとも一方向に配列されている音響波プローブ，
上記音響波振動子を駆動して上記音響波振動子から被検体に音響波を送信させる送信駆動手段，
上記被検体からの音響波エコーにもとづいて，上記複数の音響波振動子の総数よりも少ない第１の複数個の上記音響波振動子から出力される音響波エコー信号を用いて上記被検体の第１の音響波画像を生成する第１の音響波画像生成手段，
上記第１の音響波画像に含まれている針の画像について，針の途切れ具合の評価値を算出する評価値算出手段，
上記評価値算出手段によって算出された評価値がしきい値未満であった場合に，上記第１の複数個の上記音響波振動子よりも多い第２の複数個の上記音響波振動子から出力される音響波エコー信号を用いて上記被検体の第２の音響波画像を生成する第２の音響波画像生成手段，および
上記評価値算出手段によって算出された評価値がしきい値以上であった場合には，上記第１の音響波画像を表示画面に表示させ，上記評価値算出手段によって算出された評価値がしきい値未満であった場合には，上記第２の音響波画像を表示画面に表示させる第１の表示制御手段，
を備えた音響波画像生成装置。
【請求項２】
上記第１の音響波画像から針の画像を抽出する針画像抽出手段をさらに備え，
上記評価値算出手段は，
上記針画像抽出手段により抽出された針の画像について，針の途切れ具合の評価値を算出する，
請求項１に記載の音響波画像生成装置。
【請求項３】
上記針画像抽出手段により針の画像が抽出されなかった場合に，
上記送信駆動手段による駆動にもとづく音響波の送信，上記第１の音響波画像生成手段による上記第１の音響波画像の生成および上記針画像抽出手段による針の画像の抽出を繰り返す第１の制御手段，
をさらに備えた請求項２に記載の音響波画像生成装置。
【請求項４】
更に、上記第１の制御手段は，
上記繰り返しの回数が第１の回数となった場合，または停止指令が与えられた場合に，上記送信駆動手段による駆動にもとづく音響波の送信，上記第１の音響波画像生成手段による音響波画像の生成および上記針画像抽出手段による針の画像の抽出を停止させる，
請求項３に記載の音響波画像生成装置。
【請求項５】
上記第１の音響波画像を上記表示画面に表示させる第２の表示制御手段をさらに備え，
上記第２の表示制御手段による第１の音響波画像が表示され，かつ，上記評価値算出手段による上記評価値の算出を開始する評価値算出指令が入力された場合に，上記評価値算出手段は，上記第１の音響波画像に含まれている針の画像について，針の途切れの具合の評価値を算出し，
上記第１の表示制御手段は，
上記評価値がしきい値以上であった場合には，上記第１の音響波画像を表示画面に表示させ，上記評価値算出手段によって算出された評価値がしきい値未満であった場合には，上記第２の音響波画像を表示画面に表示させる，
請求項１または２に記載の音響波画像生成装置。
【請求項６】
上記評価値算出手段によって算出された評価値がしきい値未満であった場合に，該評価値が該しきい値以上となるまで，上記第２の複数個の上記音響波振動子の数を所定の数増やす処理と，上記所定の数だけ増やした第２の複数個の上記音響波振動子から出力された音響波エコー信号を用いて上記被検体の第２の音響波画像を生成する処理と、該生成された第２の音響波画像を用いて上記針の途切れ具合の評価値を算出する処理と、を繰り返す第２の制御手段，
をさらに備えた請求項１から５のうち，いずれか一項に記載の音響波画像生成装置。
【請求項７】
上記第２の制御手段は，
繰り返し回数が第２の回数となった場合に，上記評価値算出手段における処理および上記第２の音響波画像生成制御手段における処理を停止させる，
請求項６に記載の音響波画像生成装置。
【請求項８】
上記第１の複数個の上記音響波振動子および上記第２の複数個の上記音響波振動子は，重複しており，かつ上記第１の複数個の上記音響波振動子の中心に存在する上記音響波振動子と，上記第２の複数個の上記音響波振動子の中心に存在する上記音響波振動子とが同一である，
請求項１から７のうち，いずれか一項に記載の音響波画像生成装置。
【請求項９】
上記第１の複数個および上記第２の複数個は，いずれも奇数個である，
請求項８に記載の音響波画像生成装置。
【請求項１０】
送信駆動手段が，複数の音響波振動子が少なくとも一方向に配列されている音響波プローブの上記音響波振動子を駆動して上記音響波振動子から被検体に音響波を送信させ，
第１の音響波画像生成手段が，上記被検体からの音響波エコーにもとづいて，上記複数の音響波振動子の総数よりも少ない第１の複数個の上記音響波振動子から出力される音響波エコー信号を用いて上記被検体の第１の音響波画像を生成し，
評価値算出手段が，上記第１の音響波画像に含まれている針の画像について，針の途切れ具合の評価値を算出し，
第２の音響波画像生成手段が，上記評価値算出手段によって算出された評価値がしきい値未満であった場合に，上記第１の複数個の上記音響波振動子よりも多い第２の複数個の上記音響波振動子から出力される音響波エコー信号を用いて上記被検体の第２の音響波画像を生成し，
表示制御手段が，上記評価値算出手段によって算出された評価値がしきい値以上であった場合には，上記第１の音響波画像を表示画面に表示させ，上記評価値算出手段によって算出された評価値がしきい値未満であった場合には，上記第２の音響波画像を表示画面に表示させる，
音響波画像生成装置の制御方法。
【国際調査報告】
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