(57)【要約】【課題】任意の時相について正確な超音波画像を表示させることを可能とする超音波診断装置を提供する。【解決手段】超音波診断装置１は、超音波探触子３から送られる被検者の生体組織の超音波画像情報を記憶部１５に保存する。追跡処理部２５は指定された時相の前後の画像情報（フレーム）を記憶部１５から読出して小領域画像（ＲＯＩ）の移動量を算出する。中間仮想フレーム算出部２７は指定時相の前後の画像情報に対して時間方向内分を行って、指定された時相に時相のそろった中間仮想フレームを算出する。中間表示フレーム算出部２９は、算出された中間仮想フレームを基にして空間方向内分を行い、表示部１７の画素位置に対応した輝度情報を有する中間表示フレームを算出する。【選択図】図１
2008289632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に超音波を送受信する超音波探触子と、前記超音波探触子から出力される超音波受信信号に基づいて超音波画像を構成する画像構成部と、前記構成された超音波画像が表示される表示装置と、を備える超音波診断装置において、
前記被検体の各断面毎に前記超音波画像をフレーム情報として記憶装置に保持する保持手段と、
前記表示装置に表示させる超音波画像の時相を指定する時相指定手段と、
前記時相指定手段によって指定された指定時相の前後のフレーム情報を前記記憶装置から読み出すフレーム情報読出手段と、
前記読み出された前記指定時相の前後のフレーム情報に基づいて、前記指定時相の超音波画像を示す中間フレーム情報を算出する中間フレーム算出手段と、
前記算出された中間フレーム情報に基づいて前記指定時相の超音波画像を前記表示装置に表示する中間フレーム表示手段と、
を具備することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記指定時相の前後のフレーム情報間における前記被検体の生体組織の移動を追跡する追跡手段を具備し、
前記中間フレーム算出手段は、前記追跡手段によって取得された移動量に基づいて、前記指定時相の前後のフレーム情報の位置情報及び輝度情報を時間方向について内分して前記中間フレーム情報における位置情報及び輝度情報を算出することを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記中間フレーム算出手段は、前記算出された中間フレーム情報の位置情報及び輝度情報を空間方向について内分して前記中間フレーム情報における画素ラインの交点上の輝度情報を算出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記中間フレーム算出手段は、前記指定時相の前後のフレーム情報が含む計測情報に基づいて、前記中間フレーム情報における計測情報を算出することを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記被検体の生体信号を取得する生体信号取得手段と、
前記取得された生体信号から所定時相を検出する時相検出手段と、
を具備し、
前記時相指定手段は、前記検出された所定時相を前記表示装置に表示させる超音波画像の時相として指定することを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかに記載の超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体の生体組織を撮像して表示する超音波診断装置に関する。詳細には、動きのある生体組織の超音波画像の表示及び計測を行う超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、被検体の生体組織の断層像を撮像して表示装置に表示する。医療従事者は、表示された断層像を利用して、被検体の生体組織の診断を行う。例えば、心臓や血管の循環器系及びその他の動きのある臓器の場合、当該臓器を構成する生体組織の動きを断層像により観察して、臓器等の機能を診断することが行われている。
【０００３】
超音波診断装置は、超音波の音速で超音波送受信時間の最小値が決まっている。通常、超音波ビームの繰り返し周波数（ＰＲＦ：Ｐｕｌｓｅ  Ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）は、例えば８ｋＨｚであり、超音波ビーム１００本で構成する超音波断層像（Ｂモード像）のフレームレートは、８０フレーム毎秒である。心臓の超音波画像では、高速に運動する組織、例えば僧帽弁の動きをとらえて研究や診断情報として用いると、時間分解能が不足して画像が劣化するという問題点があった。
【０００４】
従来、時間分解能不足の問題点を、開口合成法で解決する方法がある。開口合成法は、送波ビームを絞らずに広い生体領域に照射し、受信ビームを送波ビーム内で走査することにより、一度の送受信で複数の受信ビームを作り出して超音波断層像を再構成する方法である。
【０００５】
また、時相の異なる複数の超音波画像から、心臓などの生体組織の変位や歪みを表す運動情報画像を算出する超音波診断装置が提案されている（「特許文献１」参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１７５０４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、時間分解能不足の問題点を解決するための開口合成法による超音波断層像の再構成は、送受信信号がノイズに埋もれてしまうため信号の高速化には限界があった。
【０００８】
また、開口合成法を用いても、心臓の超音波画像では画面の左端と右端、上端と下端ではそれぞれ超音波ビームの走査時間が異なるため表示される超音波画像の１フレーム内の画素に時相ずれが生じている。従って僧帽弁のような、高速運動する組織の形が歪んで表示されたり、心臓の左右の壁の厚みが異なって表示されたりするという問題点があった。
【０００９】
また、「特許文献１」による超音波診断装置は、生体組織が運動した変位や歪みを複数の超音波画像のフレーム内の追跡点の移動を基にして算出するものである。表示する超音波画像の１フレーム内の画素の時相はずれており、時相ずれによって生じる組織の形の歪みや寸法等の表示は改善されないという問題点があった。
【００１０】
本発明は、このような問題を鑑みてなされたもので、その目的とするところは、任意の時相について正確な超音波画像を表示させることを可能とする超音波診断装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述した目的を達成するための本発明は、被検体に超音波を送受信する超音波探触子と、前記超音波探触子から出力される超音波受信信号に基づいて超音波画像を構成する画像構成部と、前記構成された超音波画像が表示される表示装置と、を備える超音波診断装置において、前記被検体の各断面毎に前記超音波画像をフレーム情報として記憶装置に保持する保持手段と、前記表示装置に表示させる超音波画像の時相を指定する時相指定手段と、前記時相指定手段によって指定された指定時相の前後のフレーム情報を前記記憶装置から読み出すフレーム情報読出手段と、前記読み出された前記指定時相の前後のフレーム情報に基づいて、前記指定時相の超音波画像を示す中間フレーム情報を算出する中間フレーム算出手段と、前記算出された中間フレーム情報に基づいて前記指定時相の超音波画像を前記表示装置に表示する中間フレーム表示手段と、を具備することを特徴とする超音波診断装置である。
【００１２】
フレーム情報は、超音波探触子から出力される超音波信号が被検体の断面を走査することにより得られる超音波画像情報である。フレーム情報は、画素毎に、位置情報と輝度情報と時間情報とを有する。尚、超音波画像は、超音波の音速で対象物を走査して得られるため、フレーム情報の各画素が有する時間情報の値は異なる（時相がそろっていない。）。
中間フレーム情報は、指定された時相の前後のフレーム情報を基にして、指定された時相において算出される位置情報と輝度情報である。従って、中間フレーム情報の各画素の時相はそろっている。
【００１３】
本発明の超音波診断装置は、被検体の各断面毎に超音波画像をフレーム情報として保持し、表示装置に表示させる超音波画像の時相を指定すると、指定時相の前後のフレーム情報を読み出して当該前後のフレーム情報に基づいて、指定時相の超音波画像を示す中間フレーム情報を算出し、当該中間フレーム情報に基づいて指定時相の超音波画像を表示する。
【００１４】
これにより、時相がそろった超音波画像を表示することができるので、形状や寸法情報が正確な超音波画像を得ることができる。また、正確な超音波画像を用いて医療従事者が診断を行うことにより、被検体の診断の信頼性を向上させることができる。
【００１５】
また、超音波診断装置は、指定時相の前後のフレーム情報間における被検体の生体組織の移動を追跡する追跡手段を備える。中間フレーム算出手段は、追跡手段によって取得された移動量に基づいて、指定時相の前後のフレーム情報の位置情報及び輝度情報を時間方向について内分して中間フレーム情報における位置情報及び輝度情報を算出してもよい。
【００１６】
追跡手段は、フレーム情報の所定の生体組織に注目領域（ＲＯＩ：Ｒｅｇｉｏｎ  Ｏｆ  Ｉｎｔｅｒｅｓｔ）を指定し、前後のフレーム情報間における当該注目領域意の移動を追跡し、注目領域の移動量を算出する手段である。注目領域の追跡には、ブロックマッチング法等の画像相関処理を用いることができる。
前後のフレームを指定時相に合わせて時間方向内分することにより、中間フレーム情報の時相を指定の時相にそろえることができる。
【００１７】
また、超音波診断装置の中間フレーム算出手段は、算出された中間フレーム情報の位置情報及び輝度情報を空間方向に内分して、中間フレーム情報における画素ラインの交点上の輝度情報を算出してもよい。
画素ラインの交点とは、表示装置の画素表示可能な座標位置である。例えば表示装置の、水平方向画素ラインと垂直方向画素ラインの交点を、画素ラインの交点とする。
指定時相にそろえた中間フレーム情報を、表示装置の画素ラインの交点に合わせて空間方向内分し、画素ラインの交点の輝度情報を算出して、表示装置に表示することができる。
【００１８】
また、超音波診断装置の中間フレーム算出手段は、指定時相の前後のフレーム情報が含む計測情報に基づいて、中間フレーム情報における計測情報を算出してもよい。
これにより、計測情報を有する領域について、指定時相に時相がそろった正確な超音波画像及び計測情報を表示させることができる。
【００１９】
また、超音波診断装置は、被検体の生体信号を取得して所定時相を検出し、検出された所定時相を表示装置に表示させる超音波画像の時相として指定してもよい。
これにより、時相の指定を自動的に行うことができる。また、生体信号等の有用な時相を検出し、当該時相における有用な超音波画像を正確に取得することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、任意の時相について正確な超音波画像を表示させることを可能とする超音波診断装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下添付図面を参照しながら、本発明に係る超音波診断装置の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００２２】
（１．超音波診断装置１の構成）
最初に、図１を参照しながら、超音波診断装置１の構成について説明する。
図１は、超音波診断装置１の構成図である。
【００２３】
超音波診断装置１は、被検体に超音波を送信して生体組織からの反射波を受信することにより診断部位の超音波画像を表示する装置である。超音波診断装置１は、超音波の送受信を行う超音波探触子３と、超音波探触子３への信号を送信する送信部５と、超音波探触子３が取得した信号を受信する受信部７と、超音波画像取得や計測等の処理を行う演算部９と、操作者が操作を行う操作部１１と、時間情報を演算部９に提供するタイマ信号発生部１３と、取得した超音波画像情報や被検者情報等を記憶する記憶部１５と、取得した超音波画像情報を表示する表示部１７等を備える。
【００２４】
超音波探触子３は、電気信号を超音波に変換する超音波振動子を備える。超音波探触子３は、送信部５から送られる電気信号を超音波振動子で超音波に変換して被検体に送信する。また、超音波探触子３は、生体組織からの反射波を受信して超音波振動子で電気信号に変換し受信部７に送る。
送信部５は、超音波振動子を駆動するための電気信号を発生し、駆動する複数の超音波振動子に対して設定された遅延時間を与えて出力する装置である。
受信部７は、生体組織から反射した超音波が超音波振動子で変換された電気信号を受信し、増幅してデジタル化する装置である。
【００２５】
演算部９は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）やメモリを備える。ＣＰＵは、記憶部１５等に格納される制御プログラム（図示せず。）をメモリにロードして実行する。演算部９は、整相加算部１９と、可視化部２１と、フレーム保存部２３と、追跡処理部２５と、中間仮想フレーム算出部２７と、中間表示フレーム算出部２９等を備える。
【００２６】
整相加算部１９は、受信部７から送られるデジタル信号の位相をそろえて加算することにより、超音波受信ビームを形成する。
可視化部２１は、整相加算部１９が形成した超音波受信ビームの信号を画像化し超音波画像を構成する処理を行う。可視化部２１は、超音波受信ビームの信号に対して検波、対数圧縮、γ補正の処理を行う。
【００２７】
フレーム保存部２３は、可視化部２１が可視化した超音波受信ビーム信号の画像情報（フレーム）を、一時的に少なくとも２フレーム分を保存する。例えば最新のフレームとその直前に取得したフレーム、または最新のフレームから数フレームさかのぼったフレームなどを保存する。尚、超音波受信ビーム信号の１画面分の画像情報を１フレームとして説明する。フレーム保存部２３は、フレームを記憶部１５に保存するようにしてもよい。
追跡処理部２５は、フレーム保存部２３により保存された２フレームを呼び出し、時相が前であるフレームを所定の小領域の画像ブロックに分割し、それぞれの画像ブロックの別のフレームへの移動先を算出する。
【００２８】
中間仮想フレーム算出部２７は、フレーム保存部２３に保存された２フレームと、追跡処理部２５が算出した小領域の画像ブロックの移動先とを基にして、時間方向内分を行うことにより、時相のそろった中間仮想フレームを算出する。
中間表示フレーム算出部２９は、中間仮想フレーム算出部２７が算出した時相のそろった中間仮想フレームを基にして、表示部１７に超音波画像を表示させるための中間表示フレームを再構成する。
操作部１１は、超音波診断装置１に配置されているキーボード、マウス、トラックボール、タッチパネル等の入力機器である。操作者は、操作部１１を操作して超音波装置１による超音波画像取得操作、計測操作の指示、情報の入力等を行う。
【００２９】
タイマ信号発生部１３は、時間情報を演算部９に供給する。タイマ信号発生部１３は、時相のそろった再構成フレームを算出して表示するタイミングを発生する。
【００３０】
記憶部１５は、例えば、ハードディスクや汎用メモリやフレームメモリ等である。記憶部１５は、取得した超音波画像情報（フレーム）、被検体情報、制御プログラム等を保存する。
【００３１】
表示部１７は、ＣＲＴや液晶表示装置等である。表示部１７は、取得した超音波画像情報や、中間表示フレーム算出部２９が算出した中間表示フレームや、計測情報、被検体情報等を表示する。
【００３２】
（２．超音波画像の再構成処理）
次に、図２乃至図１１を参照しながら、超音波画像の再構成処理について説明する。
（２−１．超音波画像の再構成処理の概要）
まず、図２及び図３を参照しながら、超音波画像の再構成処理の概要について説明する。
図２は、超音波画像の再構成の手順を示すフローチャートである。
図３は、超音波画像の再構成を示す図である。
【００３３】
操作者は、被検者の検査を開始する際に、操作部１１を操作して時相のそろった画像を表示させる旨の指示操作を行う。操作者が操作部１１を操作し、被検者に超音波探触子３を当てて、生体組織の超音波画像の取得を指示すると、超音波診断装置１は、超音波画像の取得を開始する（ステップ１００１）。
【００３４】
超音波診断装置１の送信部５（図１）は、演算部９からの超音波画像の取得指示を得て超音波探触子３に送る。超音波探触子３は、送信部５から送られる電気信号を超音波に変換し被検体に超音波を駆出する。被検体の生体内に駆出された超音波は、生体内を伝播する過程で生体内の音響インピーダンスの異なる組織境界面でその一部を反射し、反射波が超音波探触子３へ戻ってくる。反射波は、生体内の浅い部分から深い部分へと送信された超音波が伝播していくのに応じて順次超音波探触子３へ戻る。超音波探触子３は、生体組織からの反射波を受信し、電気信号に変換して受信部７に送る。
【００３５】
受信部７は、超音波探触子３から送られる電気信号を増幅しデジタル信号に変換して整相加算部１９に送る。
整相加算部１９は、受信部７から送られるデジタル信号の位相をそろえて加算し超音波受信ビーム信号を形成する。更に整相加算部１９は、不要なノイズを低減する機能、及び必要な領域の信号を得るべくフィルタリング処理機能を備える。
【００３６】
可視化部２１は、整相加算部１９が形成した超音波受信ビーム信号に検波、対数圧縮及びγ補正などの信号処理を行って画像化し、超音波画像を生成する。尚、１フレームは、超音波受信ビーム信号の１画面分の超音波画像であるので、１フレームを構成する各画素の時間情報には時相のずれがある。
【００３７】
フレーム保存部２３は、可視化部２１が画像化した超音波画像の各フレームを記憶部１５に保存する（ステップ１００２）。或いはフレーム保存部２３が、所定の複数のフレームを保存するようにしてもよい。
次に、操作者が、超音波画像の時相、例えば時相ｔ２を指定する（ステップ１００３）。操作者は、操作部１１の入力機器、例えばスライダ操作のようなＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ  Ｕｓｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）や機械的なダイヤルを操作して、時相ｔ２の入力を行ってもよい。また、時相ｔ２は、事前にプログラムされ、タイマ信号発生部１３で生成されてもよい。
【００３８】
追跡処理部２５（図１）は、指定された時相ｔ２の前後のフレーム３１及びフレーム３３を記憶部１５から読み出す（ステップ１００４）。
【００３９】
追跡処理部２５の詳細な説明の前に、図３を参照しながら、指定された時相ｔ２における超音波画像の再構成について簡単に説明する。
図３は、超音波画像の再構成を示す図である。
図３は、指定時相（ｔ２）の前のフレーム３１と後のフレーム３３、フレーム３１とフレーム３３の時間方向内分を行って指定時相（ｔ２）で時相をそろえた中間仮想フレーム３５、及び中間仮想フレーム３５の空間方向内分を行って求める中間表示フレーム３７を示す。座標軸「ｔ」は、時相を示す。座標軸「θ」及び座標軸「ｒ」は、後述するが、超音波ビームの走査位置を示す。また、「Ｉ」は「θ」、「ｒ」、「ｔ」をパラメータとする輝度情報である。
【００４０】
指定された時相ｔ２の前のフレーム３１は、時刻ｔ０Ｓの時相を含み、フレーム３１を構成する各画素の時相は異なる。例えば、フレーム３１上のＲＯＩ３０３の代表点である点３００の時相はｔ０である。
指定された時相ｔ２の後のフレーム３３は、時刻ｔ１Ｓの時相を含み、フレーム３３を構成する各画素の時相は異なる。フレーム３３上のＲＯＩ３０４の代表点である点３０１の時相はｔ１である。
【００４１】
図２のフローチャートに戻り、追跡処理部２５は、フレーム３１を複数の小領域の注目領域（以下ＲＯＩ）に分割し、例えばＲＯＩ３０３の、フレーム３３への移動位置を追跡する（ステップ１００５）。ＲＯＩ３０３の移動位置を求めるには、ブロックマッチング法等の画像相関処理を用いてもよい。
フレーム３１におけるＲＯＩ３０３の、フレーム３３への移動位置であるＲＯＩ３０４が追跡処理の結果として得られる。
【００４２】
尚、追跡処理部２５は、追跡処理の結果、相関が低いＲＯＩをノイズ等の不要像であると判断し、該当箇所の輝度情報を小さくしてもよい。この処理により、不要像に対する生体組織の表示のコントラストを高め、明瞭な超音波画像を得ることができる。
【００４３】
次に中間仮想フレーム算出部２７（図１）は、追跡処理部２５によって算出されたフレーム３１のＲＯＩ３０３の、フレーム３３への移動位置を基にして、指定された時相ｔ２について、中間仮想フレーム３５を算出する（ステップ１００６）。中間仮想フレーム３５は、フレーム３１のＲＯＩ３０３と、当該ＲＯＩ３０３のフレーム３３への移動位置であるＲＯＩ３０４の位置情報及び輝度情報を、時相ｔ２における時間方向内分を行うことにより算出される。中間仮想フレーム３５の算出の詳細については後述する。
【００４４】
次に中間表示フレーム算出部２９（図１）は、中間仮想フレーム算出部２７によって算出された中間仮想フレーム３５に基づいて、表示用のフレームである中間表示フレーム３７を算出する（ステップ１００７）。中間表示フレーム３７は、中間仮想フレーム３５を基にして表示部１７に表示するための情報として算出される。中間表示フレーム３７は、中間仮想フレーム３５の画素に空間方向内分を行うことにより算出される。中間表示フレーム３７の算出の詳細については後述する。
【００４５】
超音波診断装置１は、中間表示フレーム３７に基づいて、指定された時相ｔ２における超音波画像を表示部１７に表示する（ステップ１００８）。
【００４６】
（２−２．時間方向内分）
次に、図４及び図５を参照しながら、セクタ像３９の時間方向内分について説明する。但し、図５ではＲＯＩの追跡処理は行わず、同一位置情報の点を例に、時間方向内分を説明する。
【００４７】
図４は、セクタ像３９を示す図である。
図４は扇状の超音波走査によって得られるセクタ像３９を示す。超音波探触子３から送出される超音波の走査ビーム４１は、被検体の生体組織に対して走査ビーム角度（θ）４３、走査ビーム深度（ｒ）４５で、例えば右端（走査開始点）から左端（走査終了点）へと、ビーム走査方向４７に走査される。
【００４８】
点４９は、所定の走査ビーム角度（θ）及び所定の走査ビーム深度（ｒ）の位置における走査情報を示す。点４９は位置情報（θ、ｒ）の他、時間情報（ｔ０）（図５）と輝度情報を有する。
【００４９】
図５は、中間仮想フレーム３５の算出を示す図である。
図５は、セクタ像３９の所定の走査ビーム深度（ｒ）４５において、走査ビーム４１が指示する点の時刻ｔと方位方向位置θとの関係を示す図である。走査ビーム４１が右端（走査開始点）から左端（走査終了点）まで走査してフレーム３１を取得し、次の走査ビーム４１がフレーム３３を取得する。走査ビーム４１により取得された走査情報は、右端（走査開始点）から左端（走査終了点）へと走査するにつれ徐々に時相がずれてくる。
【００５０】
例えばフレーム３１の点４９は、所定の方位方向位置（θ）にあり、点４９の時相は時刻ｔ０である。次の走査ビーム４１の走査によるフレーム３３では、フレーム３１の点４９と同じ方位方向位置（θ）にある点５０の時相は、時刻ｔ１である。
【００５１】
所定の時刻ｔ２に時相のそろった中間仮想フレーム３５を算出する際、例えば所定の方位方向位置（θ）において、時刻ｔ２の前後のフレームであるフレーム３１及びフレーム３３からそれぞれ点４９及び点５０を抽出する。点４９から点５０への輝度情報の値の変化と、時刻ｔ０と時刻ｔ１との差を時刻ｔ２で内分した値を用いて、中間仮想フレーム３５上の点５１の輝度情報を算出する（時間方向内分）。フレーム３１の全ての点（或いは領域）について、所定時相である時刻ｔ２の輝度情報を算出することにより、全ての画素について時相のそろった中間仮想フレーム３５を算出することができる。
【００５２】
尚、図５では、フレーム３１及びフレーム３３のそれぞれの点４９及び点５０は、同一の走査ビーム角度（θ）及び同一の走査ビーム深度（ｒ）における点、即ち位置情報は同一であるものとして説明した。
【００５３】
（２−３．中間仮想フレーム３５の算出手順）
次に、図３及び図６を参照しながら、中間仮想フレーム３５の算出手順（図２のステップ１００６の詳細）について説明する。中間仮想フレーム３５は、時相ｔ２に時相がそろったフレームであり、時相ｔ２の前後のフレームであるフレーム３１及びフレーム３３を基にして算出される。
【００５４】
図６は、中間仮想フレーム３５の算出手順を示すフローチャートである。
超音波診断装置１の追跡処理部２５はステップ１００５（図２）においてフレーム３１におけるＲＯＩ３０３の、フレーム３３への移動位置であるＲＯＩ３０４を追跡処理の結果として得る。
【００５５】
中間仮想フレーム算出部２７は、フレーム３１においてＲＯＩ３０３を代表する点３００と、フレーム３３においてＲＯＩ３０４を代表する点３０１の、位置情報及び輝度情報をそれぞれ算出する。ＲＯＩを代表する点の位置情報はＲＯＩの中心座標として算出してもよい。また、ＲＯＩを代表する点の輝度情報は、ＲＯＩの平均輝度として算出してもよい。
【００５６】
例えば図３において、ＲＯＩ３０３を代表する点３００の位置情報はＲＯＩの中心座標（θ０，ｒ０）、輝度情報はＲＯＩ３０３の平均輝度Ｉ０として算出される。輝度Ｉ０は位置情報（θ０，ｒ０）及び時間情報ｔ０に関連する値としてＩ０（θ０，ｒ０，ｔ０）と表される。同様にして、ＲＯＩ３０４を代表する点３０１の位置情報はＲＯＩの中心座標（θ１，ｒ１）、輝度情報はＲＯＩ３０４の平均輝度Ｉ１として算出される。輝度Ｉ１はＩ１（θ１，ｒ１，ｔ１）と表される。
【００５７】
中間仮想フレーム算出部２７は、移動元の点３００と移動先の点３０１とを結ぶ移動ベクトルを算出する（図６のステップ２００１）。当該移動ベクトルの、時相ｔ２における点３０２が、中間仮想フレーム３５を構成する点の１つとして算出される。点３０２の輝度情報をＩ２（θ２，ｒ２，ｔ２）とする。
【００５８】
中間仮想フレーム算出部２７は、当該移動ベクトルについて指定された時相ｔ２の時間方向内分比Ａを算出する（ステップ２００２）。
Ａ＝（ｔ２―ｔ０）／（ｔ１―ｔ０）    ・・・・・・（１）
【００５９】
次に中間仮想フレーム算出部２７は、移動ベクトル及び時間方向内分比Ａから、点３０２の位置情報を算出する（ステップ２００３）。即ち、位置情報θ２、ｒ２は以下のように算出される。
θ２＝θ０＋Ａ×（θ１―θ０）        ・・・・・・（２）
ｒ２＝ｒ０＋Ａ×（ｒ１―ｒ０）        ・・・・・・（３）
【００６０】
次に中間仮想フレーム算出部２７は、移動ベクトル及び時間方向内分比Ａから、点３０２の輝度情報を算出する（ステップ２００４）。即ち、輝度情報Ｉ２は以下のように算出される。
Ｉ２＝Ｉ０＋Ａ×（Ｉ１―Ｉ０）        ・・・・・・（４）
尚、輝度情報Ｉ０及び輝度情報Ｉ１は、それぞれＲＯＩ３０３及びＲＯＩ３０４の平均輝度としたが、輝度情報Ｉ０及び輝度情報Ｉ１を、それぞれＲＯＩ３０３の中心座標（θ０，ｒ０）の輝度及びＲＯＩ３０４の中心座標（θ１，ｒ１）の輝度としても良い。
【００６１】
中間仮想フレーム算出部２７は、フレーム３１を分割した全ての小領域（ＲＯＩ３０３）に関して、点３０２の位置情報と輝度情報の算出が終了するまで（ステップ２００５のＮＯ）、ステップ２００１からの処理を繰り返す。
中間仮想フレーム算出部２７は、フレーム３１を分割した全ての小領域（ＲＯＩ３０３）に関して、点３０２の位置情報と輝度情報が算出されると（ステップ２００５のＹＥＳ）、中間仮想フレーム３５を得る（ステップ２００６）。
【００６２】
尚、フレーム３１を分割した各小領域（ＲＯＩ３０３）は、それぞれ時相がずれているので、各ＲＯＩの中心座標の時間情報ｔ０は異なる。また、同様に各ＲＯＩ３０４の中心座標の時間情報ｔ１は異なる。従って、ステップ２００２で算出される時間方向内分比Ａは、ＲＯＩ３０３ごとに異なる。
【００６３】
（２−４．中間表示フレーム３７の算出手順）
次に、図７乃至図９を参照しながら、中間表示フレーム３７の算出手順（図２のステップ１００７の詳細）について説明する。
中間表示フレーム算出部２９（図１）は、中間仮想フレーム３５として算出された画素（点３０２）の位置情報と輝度情報を基にして、表示部１７に表示可能な中間表示フレーム３７を算出する。即ち、中間表示フレーム算出部２９は、表示部１７である表示装置の水平方向画素ラインと垂直方向画素ラインの交点の輝度情報を算出する。
【００６４】
図７は、中間表示フレーム３７の算出手順を示すフローチャートである。
超音波診断装置１は、中間仮想フレーム算出部２７によるステップ１００６の処理により、中間仮想フレーム３５を得る。中間仮想フレーム３５は、時相ｔ２の前後のフレーム３１及びフレーム３３を基にして算出された、時相ｔ２に時相のそろったフレームである。
【００６５】
図８は、中間仮想フレーム３５を示す図である。
画素ライン５７−１及び画素ライン５７−２は、表示部１７の表示装置の画素表示可能なライン位置を示し、表示装置の水平方向画素ラインと垂直方向画素ラインに相当する。図８では、走査ビーム角度（θ３）を示す軸を画素ライン５７−１、走査ビーム深度（ｒ３）を示す軸を画素ライン５７−２とした。画素ライン５７−１及び画素ライン５７−２は直交していなくてもよい。また、画素ライン５７−１及び画素ライン５７−２は直線に限定されない。
【００６６】
点５１−１乃至点５１−４等の点は、ステップ１００６において算出された中間仮想フレーム３５を構成する走査情報を示す点であり、それぞれ位置情報及び輝度情報を有する。
【００６７】
図７のフローチャートに戻る。まず、中間表示フレーム算出部２９は、画素ライン５７−１及び画素ライン５７−２の交点である点５３を輝度情報算出点として選定する（ステップ３００１）。尚、点５３は位置情報（θ３，ｒ３）である。
【００６８】
次に中間表示フレーム算出部２９は、点５３の近傍領域５５にある、点５１−１乃至点５１−４を抽出する。点５１−１乃至点５１−４の画素の輝度情報は、それぞれＩａ（θａ，ｒａ）、Ｉｂ（θｂ，ｒｂ）、Ｉｃ（θｃ，ｒｃ）、Ｉｄ（θｄ，ｒｄ）とする。中間表示フレーム算出部２９は、選定した点５３の近傍の複数の点の位置情報を基にして空間内分比を求め、当該空間内分比と複数の点の輝度情報を用いて点５３の輝度情報を算出する（ステップ３００２、ステップ３００３）。
【００６９】
点５３の輝度情報の算出方法の一例を具体的に説明する。
図９は、中間表示フレーム３７の作成を示す図である。
図９（ａ）は、中間仮想フレーム３５を示す。図９（ａ）の中間仮想フレーム３５は、画素ライン５７の全ての交点が輝度情報を持っているとは限らず、いずれかの輝度情報を画素ライン５７の交点の輝度情報として代用した場合には画質が劣化する。図９（ｂ）は中間表示フレーム３７を示す。中間表示フレーム３７の画素ライン５７の交点の輝度情報は、中間仮想フレーム３５を基にして算出される。中間表示フレーム３７は、画素ライン５７の交点における輝度情報を有するフレームである。
【００７０】
図９（ａ）において、点５１−１と点５１−２を結んだ直線と軸θ３の交点を５４−１、点５１−２と点５１−３を結んだ直線と軸ｒ３の交点を５４−２、点５１−３と点５１−４を結んだ直線と軸θ３の交点を５４−３、点５１−４と点５１−１を結んだ直線と軸ｒ３の交点を５４−４とする。また、点５４−１及び点５４−３の画素輝度値をそれぞれＩｅ（θ３，ｒｅ）、Ｉｆ（θ３，ｒｆ）とする。
【００７１】
点５４−１の、点５１−１と点５１−２による空間方向内分比Ｂ１は、
Ｂ１＝（θ３―θａ）／（θｂ―θａ）    ・・・・・・（５）
である。従って点５４−１のｒ座標ｒｅは、以下のように算出される。
ｒｅ＝ｒａ＋Ｂ１×（ｒｂ―ｒａ）        ・・・・・・（６）
従って点５４−１の輝度情報Ｉｅは、以下のように算出される。
Ｉｅ＝Ｉａ＋Ｂ１×（Ｉｂ―Ｉａ）        ・・・・・・（７）
【００７２】
次に、点５４−３の、点５１−４と点５１−３による空間方向内分比Ｂ２は、
Ｂ２＝（θ３―θｄ）／（θｃ―θｄ）    ・・・・・・（８）
である。従って点５４−３のｒ座標ｒｆは、以下のように算出される。
ｒｆ＝ｒｄ＋Ｂ２×（ｒｃ―ｒｄ）        ・・・・・・（９）
従って点５４−３の輝度情報Ｉｆは、以下のように算出される。
Ｉｆ＝Ｉｄ＋Ｂ２×（Ｉｃ―Ｉｄ）        ・・・・・・（１０）
【００７３】
次に、点５３の、点５４−１と点５４−３による空間方向内分比Ｂ３は、
Ｂ３＝（ｒ３―ｒｅ）／（ｒｆ―ｒｅ）    ・・・・・・（１１）
である。従って、点５３の輝度情報Ｉ３は、以下のように算出される。
Ｉ３＝Ｉｅ＋Ｂ３×（Ｉｅ―Ｉｆ）        ・・・・・・（１２）
【００７４】
このようにして、中間表示フレーム算出部２９は、点５１−１乃至点５１−４の画素の輝度情報を用いて、画素ライン５７の交点上の点５３の輝度情報Ｉ３を算出する。
中間表示フレーム算出部２９は、中間仮想フレーム３５の画素ライン５７の交点全てについて輝度情報の算出が終了するまで（ステップ３００４のＮＯ）、ステップ３００１からの処理を繰り返す。
中間表示フレーム算出部２９は、中間仮想フレーム３５の画素ライン５７の交点全てについて輝度情報が算出されると（ステップ３００４のＹＥＳ）、中間表示フレーム３７（図９（ｂ））を得る（ステップ３００５）。
【００７５】
尚、画素ライン５７の交点上の点５３の輝度情報Ｉ３の算出方法は、図９（ａ）の点５４−２及び点５４−４による空間方向内分比を利用する方法でもよい。また、交点上の点５３の近傍の参照点の数は上述した４点に限定されない。
【００７６】
以上説明したように、超音波診断装置１は、時相をそろえた画像を表示することができるので、心臓等の動きのある臓器の正確な超音波画像を表示させることができる。
【００７７】
（２−５．超音波画像の表示）
図１０及び図１１は、心臓の心臓左室６１の超音波画像を示す図である。
図１０（ａ）に示すように、従来の超音波診断装置により取得された超音波画像５９ａでは、僧帽弁６３ａの動きが早いので僧帽弁６３ａの形状が歪んで表示される。一方、図１０（ｂ）に示すように、本発明の超音波診断装置１により取得された超音波画像５９ｂでは、時相がそろった正確な僧帽弁６３ｂの形状を表示することができる。
【００７８】
図１１（ａ）に示すように、従来の超音波診断装置により取得された超音波画像６５ａでは、心筋壁６７が動いていると同時に走査ビーム４１の左右位置では時相が異なるため、左右の心筋壁６７−１及び心筋壁６７−２の幅が正確に表示されない。一方、図１１（ｂ）に示すように、本発明の超音波診断装置１により取得された超音波画像６５ｂでは、時相がそろった正確な心筋壁６９−１及び心筋壁６９−２の形状を表示することができる。
【００７９】
本発明の超音波診断装置１は、任意の時相の超音波画像を再構成して表示することができる。また、本発明の超音波診断装置１は、任意の時相の超音波画像を表示させ、画像計測等を行うことができる。
尚、本発明の超音波診断装置１は、タイマ信号発生部１３から演算部９にタイマ信号が送られるタイミングで時相を設定し、再構成画像の作成と表示を行うようにしてもよい。また、画像表示する時相を、事前に実行プログラムにプログラミングしてもよい。
【００８０】
（３．他の実施形態）
次に図１２を参照しながら、他の実施形態による超音波診断装置１ｂについて説明する。
図１２は、超音波診断装置１ｂの構成図である。図１２による超音波診断装置１ｂは、図１に示す超音波診断装置１の可視化部２１を、計測値算出部７１に置き換えた構成を有する。計測値算出部７１は、カラー化ドップラ信号分布や、任意方向の輝度分布時間変化像、画像追跡等による心筋壁厚変化などを可視化する画像を出力するものである。
【００８１】
このように、超音波診断装置１ｂでは、時相の異なる計測結果画像について、時相をそろえて計測結果画像を表示させることができる。従って、医療従事者は時相のそろった正確な計測結果画像を得ることができ、診断の信頼性を向上させることができる。
【００８２】
次に図１３を参照しながら、超音波診断装置１ｃについて説明する。
図１３は、超音波診断装置１ｃの構成図である。図１３による超音波診断装置１ｃは、図１に示す超音波診断装置１に、生体信号取得部７３と再構成時相検出部７５の構成を加えたものである。
【００８３】
生体信号取得部７３は、心電信号や心音信号などの生体信号を取得する生体信号取得装置である。再構成時相検出部７５は、時相のそろった超音波画像を再構成するために、生体信号取得部７３から得られる信号から、検査者に有用な時相を同定して演算部９に出力する装置である。
【００８４】
このような構成にすることで、超音波診断装置１ｃは、生体から発せられる信号と同期させて超音波画像の時相をそろえて表示することができる。また、検査者が注目したい時相の画像を表示することができる。また、所定の時相区間の再構成動画を表示することができる。従って例えば、血液の逆流、弁開閉、不整脈などの心臓の動作に関する時相を限定して、病態を観察したい場合に有用な超音波画像を得ることができる。
【００８５】
（４．その他）
本発明の超音波診断装置は、超音波の時間分解能の不足に起因する画像劣化を低減することができる。特に、動きのある心臓等の臓器の場合、時相のそろった正確な生体組織の超音波画像を表示させることができるので、医療従事者による医療診断の信頼性を向上させる効果がある。
また、任意の時相について時相のそろった超音波画像を表示させ、画像計測等を行うことができるので、信頼性のある正確な計測値を得ることができる。
【００８６】
また、本発明の超音波診断装置は、ＲＯＩの追跡処理の結果、相関の低いＲＯＩをノイズと判断して輝度を下げ、超音波画像の表示コントラストを高めて、生体組織領域の視認性を向上させることができる。
【００８７】
尚、本発明の超音波診断装置は、生体組織の静止画像だけではなく、時相のそろった動画像を表示させることができる。例えば、タイマ信号発生部１３から一定周波数の信号を演算部９に提供することにより、タイマ信号毎に時相のそろった画像を再構成して動画像を表示させることができる。
尚、本発明の超音波診断装置は、２次元の超音波画像に限定せず、３次元超音波画像に適用することができる。
【００８８】
尚、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に限られるものではない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】超音波診断装置１の構成図
【図２】超音波画像の再構成の手順を示すフローチャート
【図３】超音波画像の再構成を示す図
【図４】セクタ像３９を示す図
【図５】中間仮想フレーム３５の算出を示す図
【図６】中間仮想フレーム３５の算出手順を示すフローチャート
【図７】中間表示フレーム３７の作成を示すフローチャート
【図８】中間仮想フレーム３５を示す図
【図９】中間表示フレーム３７の作成を示す図
【図１０】僧帽弁６３の超音波画像を示す図
【図１１】心筋壁６７の超音波画像を示す図
【図１２】超音波診断装置１ｂの構成図
【図１３】超音波診断装置１ｃの構成図
【符号の説明】
【００９０】
１、１ｂ、１ｃ………超音波診断装置
３………超音波探触子
５………送信部
７………受信部
９………演算部
１１………操作部
１３………タイマ信号発生部
１５………記憶部
１７………表示部
１９………整相加算部
２１………可視化部
２３………フレーム保存部
２５………追跡処理部
２７………中間仮想フレーム算出部
２９………中間表示フレーム算出部
３１、３３………フレーム
３５………中間仮想フレーム
３７………中間表示フレーム
３９………セクタ像
４１………走査ビーム
４３………走査ビーム角度（θ）
４５………走査ビーム深度（ｒ）
４７………ビーム走査方向
４９、５０、５１、５１−１〜５１−４、５３、５４−１〜５４−４、３００、３０１、３０２………点
５５………領域
５７−１、５７−２………画素ライン
５９、６５………超音波画像
６１………心臓左室
６３………僧帽弁
６９−１、６９−２………心筋壁
７１………計測値算出部
７３………再構成時相検出部
７５………生体信号取得部
３０３、３０４………ＲＯＩ
【図１】
2008289632.tif 000003
【図２】
2008289632.tif 000004
【図３】
2008289632.tif 000005
【図４】
2008289632.tif 000006
【図５】
2008289632.tif 000007
【図６】
2008289632.tif 000008
【図７】
2008289632.tif 000009
【図８】
2008289632.tif 000010
【図９】
2008289632.tif 000011
【図１０】
2008289632.tif 000012
【図１１】
2008289632.tif 000013
【図１２】
2008289632.tif 000014
【図１３】
2008289632.tif 000015