(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体内部を走査する走査部と、
前記走査部による走査結果に基づく線状の画像データであり、時間的に隣り合う第１ラインデータと第２ラインデータとを発生する画像データ発生部と、
前記第１ラインデータ上の第１対象と、前記第１対象と同一深さ位置の前記第２ラインデータ上の第２対象との類似性を示す指標値を算出する類似性判定部と、
前記類似性判定部により算出された前記指標値が閾値を超える場合、前記第１対象と前記第２対象との間の補間データを、時間方向のみを基準とする第１補間処理により発生する補間処理部と
を具備し、
前記類似性判定部は、前記類似性判定部により算出された前記指標値が前記閾値を超えない場合、前記第２対象の深さ位置を変更して、前記第１対象と変更後の前記第２対象との類似性を示す指標値を算出し、
前記補間処理部は、前記類似性判定部により算出された前記第１対象と変更後の前記第２対象との類似性を示す指標値に基づいて決定された前記第１対象とは深さ位置の異なる変更後の前記第２対象との間の補間データを、時間方向及び深さ方向を基準とする第２補間処理により発生する、医用画像診断装置。
【請求項２】
前記走査部は、超音波を送受信する超音波プローブを備え、
前記画像データ発生部は、前記超音波プローブによる超音波の送受信の結果に基づいて前記第１ラインデータ及び前記第２ラインデータを発生する請求項１記載の医用画像診断装置。
【請求項３】
前記画像データ発生部は、前記超音波プローブによる異なる複数の走査線に関する超音波の送受信の結果に基づいて２次元的な画像データを順次発生し、前記２次元的な画像データ上に設定された直線又は曲線の各位置のピクセル値に基づいて前記第１ラインデータ及び前記第２ラインデータを発生する請求項２に記載の医用画像診断装置。
【請求項４】
前記２次元的な画像データは、Ｂモード画像データである請求項３に記載の医用画像診断装置。
【請求項５】
前記２次元的な画像データは、カラードプラ画像、又は、Ｂモード画像データと前記カラードプラ画像との組み合わせである請求項３に記載の医用画像診断装置。
【請求項６】
前記画像データ発生部は、前記超音波プローブによる所定の１走査線に関する超音波の送受信の結果に基づいて、前記所定の１走査線に対応する前記第１ラインデータ及び前記第２ラインデータを発生する請求項２に記載の医用画像診断装置。
【請求項７】
前記画像データ発生部は、前記超音波プローブによる所定の観測点に関する超音波の送受信結果に基づいて、前記所定の観測点におけるスペクトラム画像データを前記第１及び第２ラインデータとして発生する請求項２に記載の医用画像診断装置。
【請求項８】
前記類似性判定部は、前記第１ラインデータに対して所定数のピクセルで構成されるターゲットウィンドウを設定し、前記第２ラインデータに対して所定数のピクセルで構成されるサンプルウィンドウを設定し、前記ターゲットウィンドウ及び前記サンプルウィンドウを構成する各ピクセルのピクセル値に基づいて前記指標値を算出する請求項１に記載の医用画像診断装置。
【請求項９】
前記類似性判定部は、前記ピクセル値を用いて相関係数又は共分散を計算することで、前記指標値を算出する請求項８に記載の医用画像診断装置。
【請求項１０】
前記類似性判定部は、前記ターゲットウィンドウ及びサンプルウィンドウを構成するピクセルの数を、前記第１ラインデータ及び前記第２ラインデータ上の位置に応じて変更する請求項８又は９に記載の医用画像診断装置。
【請求項１１】
前記類似性判定部は、前記ターゲットウィンドウ及びサンプルウィンドウを構成するピクセルの数を、前記第１ラインデータ及び前記第２ラインデータ上に表現される組織構造に応じて変更する請求項８又は９に記載の医用画像診断装置。
【請求項１２】
被検体内部を走査する走査部と、
前記走査部による走査結果に基づく線状の画像データであり、時間的に隣り合う第１ラインデータと第２ラインデータとを発生する画像データ発生部と、
複数の補間方法を用いて、前記第１ラインデータと前記第２ラインデータとの間の所定位置に関する複数の第１補間データを発生し、前記複数の第１補間データに基づいて前記所定位置に関する第２補間データを発生する補間処理部と
を具備する医用画像診断装置。
【請求項１３】
前記第１ラインデータ上の第１対象と、前記第２ラインデータ上の第２対象との類似性を示す指標値を算出する指標値算出部を備え、
前記補間処理部は、前記指標値の大きさに応じて決まる重み係数で前記複数の第１補間データを重み付けし、重み付け後の前記複数の第１補間データ同士を加算することで、前記第２補間データを発生する請求項１２に記載の医用画像診断装置。
【請求項１４】
被検体内部の走査結果に基づく１次元的な画像データであり、時間的に隣り合う第１ラインデータと第２ラインデータとを発生する画像データ発生部と、
前記第１ラインデータ上の第１対象と、前記第１対象と同一深さ位置の前記第２ラインデータ上の第２対象との類似性を示す指標値を算出する類似性判定部と、
前記類似性判定部により算出された前記指標値が閾値を超える場合、前記第１対象と前記第２対象との間の補間データを、時間方向のみを基準とする第１補間処理により発生する補間処理部と、
を具備し、
前記類似性判定部は、前記類似性判定部により算出された前記指標値が前記閾値を超えない場合、前記第２対象の深さ位置を変更して、前記第１対象と変更後の前記第２対象との類似性を示す指標値を算出し、
前記補間処理部は、前記類似性判定部により算出された前記第１対象と変更後の前記第２対象との類似性を示す指標値に基づいて決定された前記第１対象とは深さ位置の異なる変更後の前記第２対象との間の補間データを、時間方向及び深さ方向を基準とする第２補間処理により発生する補間処理部と
を具備する医用画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、医用画像診断装置、及び医用画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、医用画像診断装置は、目覚ましい発展を遂げている。医用画像診断装置には、例えば、超音波診断装置、Ｘ線診断装置、Ｘ線ＣＴ装置、核医学診断装置及びＭＲＩ装置が含まれる。医用画像診断装置によれば、被検体の内部を、外科的処置を経ずに測定することが可能となる。
【０００３】
医用画像診断装置のうち、例えば、超音波診断装置は、超音波プローブから発生される超音波を被検体へ送信する。超音波診断装置は、被検体で反射される反射信号に対して受信処理を施すことでいわゆる走査線についての受信信号を取得する。超音波診断装置は、取得した受信信号に基づいて画像データを取得する。
【０００４】
ところで、超音波診断装置には、走査線毎の画像データを、ラインデータとして取得し、取得したラインデータを時系列に並べて走査線における経時変化を表現するモードが存在する。この種のモードでは、所定の時間間隔で取得されるラインデータ間のデータを所定の補間処理により補間するようにしている。しかしながら、高速に動く対象を観測する場合、補間処理が効果的に機能せず、対象が時間方向に不連続な画像となる場合がある。
【０００５】
なお、このように、２つのラインデータの間のデータ補間を試みた場合に、好適な補間データが得られない現象は、超音波診断装置に限らず、その他の医用画像診断装置においても起こり得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−５８５８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで目的は、２つのラインデータの間の好適な補間データを得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態によれば、医用画像診断装置は、走査部、画像データ発生部及び補間処理部を具備する。走査部は、被検体内部を走査する。画像データ発生部は、前記走査部による走査結果に基づく線状の画像データである第１ラインデータと第２ラインデータとを発生する。補間処理部は、前記第１ラインデータと前記第２ラインデータとの間の類似性に応じて決定される補間データ発生方法を用いて、前記第１ラインデータと前記第２ラインデータとの間の補間データを発生する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態に係る超音波診断装置の機能構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示される画像発生部の機能構成を示す図である。
【図３】フレックスＭモード画像と、このフレックスＭモード画像を発生させるために表示されるＢモード画像を示す図である。
【図４】図３に示される指標値算出部による類似性判定の例を示す図である。
【図５】図３に示される補間処理部による第１の補間処理の例を示す図である。
【図６】図３に示される指標値算出部による類似性判定の例を示す図である。
【図７】図３に示される指標値算出部による類似性判定の例を示す図である。
【図８】図３に示される補間処理部によるオプティカルフローに基づいた第２の補間処理の例を示す図である。
【図９】図３に示される補間処理部によるパスフレームワークに基づいた第２の補間処理の例を示す図である。
【図１０】図１に示される超音波診断装置のフレックスＭモードにおける動作を示すフローチャートの例を示す図である。
【図１１】第１の実施形態に係る手法によりデータを補間して作成したフレックスＭモード画像を示す図である。
【図１２】最近傍法によりデータを補間して作成したフレックスＭモード画像を示す図である。
【図１３】１次元線形補間法によりデータを補間して作成したフレックスＭモード画像を示す図である。
【図１４】図１４（ａ）は最近傍法によりデータを補間して作成したフレックスＭモード画像を示す図であり、図１４（ｂ）はオプティカルフローのみに基づいてデータを補間して作成したフレックスＭモード画像を示す図である。
【図１５】図１５（ａ）は最近傍法によりデータを補間して作成したフレックスＭモード画像を示す図であり、図１５（ｂ）はオプティカルフローのみに基づいてデータを補間して作成したフレックスＭモード画像を示す図であり、図１５（ｃ）は第１の実施形態に係る手法によりデータを補間して作成したフレックスＭモード画像を示す図である。
【図１６】第１の実施形態に係る医用画像処理装置の機能構成を示す図である。
【図１７】第１の実施形態に係る超音波診断装置のその他の機能構成を示す図である。
【図１８】第２の実施形態に係る画像発生部の機能構成を示す図である。
【図１９】第２の実施形態に係る超音波診断装置のフレックスＭモードにおける動作を示すフローチャートの例を示す図である。
【図２０】第２の実施形態に係る超音波診断装置のフレックスＭモードにおける動作のその他の例を示すフローチャートを示す図である。
【図２１】第２の実施形態に係る医用画像処理装置の機能構成を示す図である。
【図２２】第２の実施形態に係る超音波診断装置のその他の機能構成を示す図である。
【図２３】第１又は第２の実施形態に係るラインデータ補間処理を実行する医用画像診断装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１１】
（第１の実施形態）  
図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置１０の機能構成の例を示すブロック図である。図１に示される超音波診断装置１０は、装置本体１１、超音波プローブ１２、入力部１３及び表示部１４を具備する。加えて超音波診断装置１０には、心電計、心音計、脈波計及び呼吸センサに代表される図示していない生体信号計測部、並びに、ネットワークが、インターフェース部１１６を介して接続されてもよい。
【００１２】
超音波プローブ１２は、圧電セラミックス等の音響／電気可逆的変換素子としての複数の圧電振動子を備える。複数の圧電振動子は並列され、超音波プローブ１２の先端に装備される。各圧電振動子は、後述する送受信部１１１から供給される駆動信号に応答して、超音波を発生する。また、各圧電振動子は、被検体の被走査領域からの反射波を受信し、エコー信号を発生する。なお、超音波プローブ１２は、装置本体１１と着脱自在に接続される。
【００１３】
入力部１３は、例えば、マウス、キーボード、ボタン、パネルスイッチ、タッチコマンドスクリーン、フットスイッチ、トラックボール、ジョイスティック等を有する。入力部１３は、装置本体１１に接続され、操作者からの各種指示・命令・情報を装置本体１１に取り込む。
【００１４】
表示部１４は、超音波診断装置の操作者が入力部１３を用いて各種設定要求を入力するためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示したり、装置本体１１において生成される超音波画像データ等を表示するモニター、ディスプレイである。
【００１５】
装置本体１１は、送受信部１１１、Ｂモードデータ発生部１１２、ドプラデータ発生部１１３、画像発生部１１４、記憶部１１５、インターフェース部１１６及び制御部１１７を備える。
【００１６】
送受信部１１１は、後述する制御部１１７の指示に基づき、超音波プローブ１２による超音波の送受信を制御する。送受信部１１１は、パルス発生器、送信遅延回路、パルサ等を有し、超音波プローブ１２に駆動信号を供給する。パルス発生器は、所定の繰り返し周波数（ＰＲＦ：Pulse Repetition Frequency）で送信超音波を形成するためのレートパルスを繰り返し発生する。送信遅延回路は、超音波プローブ１２から発生される超音波をビーム状に集束させ、かつ送信指向性を決定するために必要な圧電振動子毎の遅延時間を、パルス発生器が発生する各レートパルスに対して与える。パルサは、送信遅延回路からレートパルスを受けたタイミングで、超音波プローブ１２に駆動信号を印加する。これにより、超音波ビームが被検体に送信される。
【００１７】
また、送受信部１１１は、アンプ回路、アナログ−デジタル変換器、受信遅延回路及び加算器等を備える。アンプ回路は、エコー信号をチャンネル毎に増幅する。アナログ−デジタル変換器は、増幅されたエコー信号をデジタル信号に変換する。受信遅延回路は、デジタル信号に変換されたエコー信号に、受信指向性を決定するのに必要な受信遅延時間を与える。加算器は、受信遅延時間が与えられたエコー信号を加算する。この加算処理により、受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調され、受信ビームが形成される（また、この受信指向性により、いわゆる「超音波走査線」が決まる）。送受信部１１１は、被走査領域内の各走査線について、深さ毎に受信信号を発生する。
【００１８】
Ｂモードデータ発生部１１２及びドプラデータ発生部１１３は、送受信部１１１から出力される受信信号に対し、各種の信号処理を行なう信号処理部である。
【００１９】
Ｂモードデータ発生部１１２は、例えばメモリと所定のプロセッサによって実現され、図示していない包絡線検波器、対数変換器等を備える。包絡線検波器は、送受信部１１１から出力される受信信号に対して包絡線検波を実行する。対数変換器は、検波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。これらの処理を経て、反射波の強度を輝度で表した、異なる複数の走査線それぞれのＢモードデータが発生される。Ｂモードデータ発生部１１２は、発生したＢモードデータを画像発生部１１４へ出力する。
【００２０】
ドプラデータ発生部１１３は、例えばメモリと所定のプロセッサによって実現され、送受信部１１１から出力される受信信号からドプラデータ生成する。例えば、ドプラデータ発生部１１３は、多点についてのドプラ信号に基づき、血流の平均速度値、分散値及びパワー値等をそれぞれ算出する。ドプラデータ発生部１１３は、多点についてのドプラ信号に基づく血流の平均速度値、分散値及びパワー値等から、カラードプラデータ及びパワードプラデータを生成する。また、ドプラデータ発生部１１３は、ドプラスペクトラムモードにおいて、送受信部１１１から出力されるある観測点からの受信信号を周波数解析することで、ドプラスペクトラムデータを生成する。ここで、ドプラスペクトラムモードには、１本の走査線に関して超音波送受信を連続的に実行し、得られた受信信号を周波数解析する連続波ドプラモードと、画像内の血管部分に配置された観測点に関する超音波送受信を間歇的に実行し、得られた受信信号を周波数解析するパルスドプラモードとがある。なお、本実施形態においては、カラードプラデータ、パワードプラデータ、ドプラスペクトラムデータ（すなわち、カラードプラ画像、パワードプラ画像、ドプラスペクトラム画像の元となるデータ）を総称して、「ドプラデータ」と呼ぶ。
【００２１】
画像発生部１１４は、例えばメモリと所定のプロセッサによって実現され、Ｂモードデータ発生部１１２が生成した、異なる複数の走査線に関するＢモードデータから２次元的なＢモード画像データを生成する。
【００２２】
また、画像発生部１１４は、ドプラデータ発生部１１３が生成したカラードプラデータからカラードプラ画像データを生成する。カラードプラ画像データは、速度画像データ、分散画像データ、パワー画像データ又は、これらを組み合わせた画像データである。
【００２３】
また、画像発生部１１４は、所定の観測点について、ドプラデータ発生部１１３により生成されたドプラスペクトラムデータから、一本の線状のスペクトラム画像データを生成する。画像発生部１１４は、スペクトラム画像データを時系列に並べることでドプラスペクトラム画像データを生成する。
【００２４】
また、画像発生部１１４は、Ｂモードデータ発生部１１２が生成した所定の１走査線上のＢモードデータを時系列に並べてＭモード画像データを生成する。
【００２５】
また、画像発生部１１４は、フレックスＭモードによって生成された時間的に隣り合うラインデータ間において、各対象の類似性に関する指標値を計算する。さらに、画像発生部１１４は、時間的に隣り合うラインデータ間において、計算された指標値に応じて、時間方向のみのデータを補間する第１の補間処理と、深さ方向及び時間方向についてのデータを補間する第２の補間処理との少なくともいずれかにより、時間的に隣り合う複数のラインデータ間のデータを補間するラインデータ補間処理を実行し、フレックスＭモード画像を生成する。
【００２６】
記憶部１１５は、磁気ディスク、光磁気ディスク、又は半導体メモリ等によって構成され、フォーカス深度の異なる複数の受信遅延パターン、診断プロトコル、送受信条件等の各種データ群、Ｂモードデータ発生部１１２で発生されたＢモードデータ、ドプラデータ発生部１１３で発生されたカラードプラデータ及びドプラスペクトラムデータ、並びに、画像発生部１１４で発生されたＢモード画像データ、カラードプラ画像データ、ドプラスペクトラム画像データ、Ｍモード画像データ及びフレックスＭモード画像データ等を記憶する。
【００２７】
インターフェース部１１６は、入力部１３、ネットワーク、図示していない外部記憶装置及び生体信号計測部についてのインターフェースとなる。超音波診断装置１０によって得られた画像データ及び解析結果等は、インターフェース部１１６により接続されるネットワークを介して他の装置へ転送可能である。
【００２８】
制御部１１７は、例えば、プロセッサ、並びに、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等のプロセッサが処理を実行するためのプログラムやデータの記憶回路等を含んでいる。制御部１１７は、ＲＯＭに格納される、超音波診断装置１０の制御プログラムを、ＲＡＭを利用してプロセッサに実行させることで、超音波診断装置１０の全体の動作を制御する。具体的には、制御部１１７は、操作者により入力部１３から入力される各種要求、例えば、モード選択要求、ＲＯＩの設定要求、受信遅延パターンリストの選択要求、送信開始・終了要求に従い、送受信部１１１、Ｂモードデータ発生部１１２及びドプラデータ発生部１１３及び画像発生部１１４の処理を制御する。また、制御部１１７は、操作者により入力部１３から、フレックスＭモード画像を発生させる要求が入力されると、ＲＯＭに格納される医用画像処理プログラムを、ＲＡＭを利用してプロセッサに実行させることで、画像発生部１１４を制御する。
【００２９】
また、制御部１１７は、記憶部１１５が記憶するＢモード画像データ、カラードプラ画像データ、ドプラスペクトラム画像データ、Ｍモード画像データ及びフレックスＭモード画像データ等を表示部１４にて表示するように制御する。また、制御部１１７は、画像発生部１１４が生成したＢモード画像データ、カラードプラ画像データ、ドプラスペクトラム画像データ、Ｍモード画像データ及びフレックスＭモード画像データ等を記憶部１１５に格納するように制御する。
【００３０】
（ラインデータ補間処理）
次に、本実施形態に係る超音波診断装置が有するラインデータ補間処理について説明する。このラインデータ補間処理は、時間的に隣り合うラインデータ間において、計算された指標値に応じて、時間方向のみのデータを補間する第１の補間処理と、深さ方向及び時間方向についてのデータを補間する第２の補間処理との少なくともいずれかにより、時間的に隣り合う複数のラインデータ間のデータを補間する補間処理部を実行し、画像を生成するものである。このラインデータ補間処理は、画像発生部１１４において実行される。
【００３１】
なお、以下においては、説明を具体的にするため、フレックスＭモードに本ラインデータ補間処理を適用する場合を例とする。しかしながら、後述するように、本ラインデータ補間処理は、フレックスＭモードへの適用に拘泥されない。
【００３２】
図２は、画像発生部１１４の構成を示した図である。同図に示す様に、画像発生部１１４は、画像データ発生部１１４１、指標値算出部１１４２及び補間処理部１１４３を備える。
【００３３】
画像データ発生部１１４１は、Ｂモードデータ発生部１１２が生成した、異なる複数の走査線に関するＢモードデータから２次元的なＢモード画像データを生成する。画像データ発生部１１４１は、表示部１４に表示されるＢモード画像に対し、入力部１３を介して操作者により任意の線（ライン：任意の直線又は任意の曲線）が引かれた場合、引かれた線上の画像データ（ラインデータ）を生成し（読み出し）、時系列に配列する。
【００３４】
なお、以下の説明においては、説明を具体的にするため、図３の右側に示す様に、Ｂモード画像に対し操作者により任意の直線が引かれた場合を例とする。したがって、本実施形態においては、操作者により引かれた線におけるＢモードデータを時系列に並べ、類似性を判定するための指標値に応じた補間処理（後述）を実行することで、図３の左側に示す様なフレックスＭモード画像が生成されることになる。
【００３５】
指標値算出部１１４２は、時間的に隣り合う複数のラインデータを用いて、ラインデータ上の少なくとも一つの対象部位（ターゲット）につき、類似性を判定するための指標値を計算する。類似性を判定するための指標値としては、例えば、相関係数、共分散、又は、これらの絶対値、又は、これらのうち複数の組み合わせを採用することができる。なお、本実施形態においては、時間的に隣り合う二つラインデータを用いて、ラインデータ上の各位置をそれぞれ対象部位とし、類似性を判定するための指標値を共分散値として、後述する手法にて対象部位毎に計算するものとする。
【００３６】
補間処理部１１４３は、算出した指標値に応じて、ラインデータ上の各ターゲットにつき、時間方向のみを基準とする補間処理（第１の補間処理：例えば線形補間処理）と、深さ方向及び時間方向を基準とする補間処理（第２の補間処理：例えば、パスフレームワーク、オプティカルフロー等に基づいた補間処理）との少なくともいずれかにより、時間的に隣り合うラインデータ間での補間経路を決定する。また、補間処理部１１４３は、決定された補間経路上に存在する各ピクセルにつき、所定の補間処理（例えば、最近傍補間、線形補間、多項式補間、スプライン補間、その他の非線形補間処理等）により、画素値を決定する。
【００３７】
次に、画像発生部１１４において実行される、ラインデータ補間処理について、図４乃至図９を参照しながら説明する。
【００３８】
図４、図５は、ラインデータ上の各ターゲットにつき、類似性を判定するための指標値に応じて、時間方向のみを基準とする第１の補間処理を実行する場合を説明するための図である。画像データ発生部１１４１により、ラインデータが時系列に配列されると、指標値算出部１１４２は、図４に示す様に、時間的に連続するラインデータのうち一方のラインデータ（典型的には、時間的に古い方のラインデータ。本実施形態では「ラインデータＡ」と呼ぶ。）に、ターゲットウィンドウＴＷｉを設定する。このターゲットウィンドウＴＷｉは、当該一方のラインデータ上の類似性の判定対象となるターゲットピクセルＴＰｉ及びその近傍のピクセルを含むように、深さ方向について所定のサイズを持つように設定される。本実施形態では、図４乃至図９に示す様に、ターゲットピクセルＴＰｉを中心に、深さ方向に合計３ピクセル分を含むターゲットウィンドウＴＷｉを設定するものとする。しかしながら、ターゲットウィンドウＴＷｉのサイズは当該例に拘泥されず、例えば、ターゲットピクセルＴＰｉを含むように任意のサイズ（典型的には、ターゲットピクセルＴＰｉを中心に２Ｎ＋１ピクセル（ただし、Ｎは自然数））にて設定することができる。また、ターゲットウィンドウのサイズは、データの特徴、すなわち、被検体の組織構造、及び、被検体の深さに応じて設定可能である。さらに、ターゲットウィンドウのサイズは、データの特徴及び被検体の深さに応じて自動的に変更されても良いし、入力部１３からの操作者の入力に従い変更されても良い。
【００３９】
また、指標値算出部１１４２は、時間的に連続するラインデータのうち他方のラインデータ（典型的には、時間的に新しい方のラインデータ。本実施形態では「ラインデータＢ」と呼ぶ。）において、ターゲットウィンドウＴＷｉと同じ位置（深さ）にサンプルウィンドウＳＷｉを設定する。このサンプルウィンドウＳＷｉは、当該他方のラインデータＢ上において、上記ターゲットウィンドウＴＷｉと同じサイズを持つように設定される。
【００４０】
指標値算出部１１４２は、まず、ラインデータＡ上のターゲットウィンドウＴＷｉ内の各画素値とラインデータＢ上の（ターゲットウィンドウＴＷｉと同じ深さの）サンプルウィンドウＳＷｉ内の各画素値とを用いて指標値（共分散値）を計算する。指標値算出部１１４２は、当該指標値が予め設定した閾値（本実施形態では、例えば共分散値の絶対値＝２５５と設定）を超えるか否かを判断する。図４の例では、計算された共分散値は３２７２であり閾値である絶対値２５５よりも大きい。このため、指標値算出部１１４２は、ターゲットウィンドウＴＷｉ内の各ピクセルとサンプルウィンドウＳＷｉ内の各ピクセルとの類似性が高いと判断し、サンプルウィンドウＳＷｉ内においてターゲットピクセルＴＰｉに対応するピクセル（対応ピクセル）ＣＰｉを特定する。
【００４１】
補間処理部１１４３は、ターゲットピクセルＴＰｉと対応ピクセルＣＰｉとを基準として、補間経路を決定する。今の場合、ターゲットピクセルＴＰｉと対応ピクセルＣＰｉとは、同じ深さに位置する。したがって、補間処理部１１４３は、図５の左側に示す様に、ターゲットピクセルＴＰｉと対応ピクセルＣＰｉとを端点とし、時間方向のみを基準とした補間経路が決定される。
【００４２】
また、補間処理部１１４３は、ラインデータＡ上におけるターゲットピクセルＴＰｉの画素値「２５５」と、ラインデータＢ上における対応ピクセルＣＰｉの画素値「２００」とを用いて、ターゲットピクセルＴＰｉと対応ピクセルＣＰｉとの間の少なくとも一つの画素の値を補間する。
【００４３】
図５の例では、例えば、ターゲットピクセルＴＰｉと対応ピクセルＣＰｉとの間のピクセルＡ〜Ｃについて、以下の線形補間を実行する。
【００４４】
ピクセルＡの輝度値＝２５５−１／４＊（２５５−２００）
ピクセルＢの輝度値＝２５５−２／４＊（２５５−２００）
ピクセルＣの輝度値＝２５５−３／４＊（２５５−２００）
なお、ここで、４とは、補間ライン数プラス１を意味する。
【００４５】
図６乃至９は、ラインデータ上の各ターゲットにつき、類似性を判定するための指標値に応じて、深さ方向及び時間方向を基準とする第２の補間処理を実行する場合を説明するための図である。指標値算出部１１４２は、図６に示すラインデータＡ上に設定されたターゲットウィンドウＴＷｉ内の各画素値と、ラインデータＢ上に（ターゲットウィンドウＴＷｉと同じ深さで）設定されたサンプルウィンドウＳＷｉ内の各画素値とを用５）を超えるか否かを判断する。図６の例では、計算された共分散値は１０３であいて指標値を計算する。指標値算出部１１４２は、当該指標値が予め設定した閾値（２５り閾値である絶対値２５５よりも小さいため、指標値算出部１１４２は、ターゲットウィンドウＴＷｉ内のターゲットピクセルＴＰｉと、サンプルウィンドウＳＷｉ内においてターゲットピクセルＴＰｉに対応するピクセルとの類似性が低いと判断する。
【００４６】
類似性が低いと判断すると、指標値算出部１１４２は、ラインデータＡ上のターゲットウィンドウＴＷｉを固定したまま、ラインデータＢ上のサンプルウィンドウＳＷｉの位置を深さ方向に１ピクセル分移動させ、新たなサンプルウィンドウＳＷｉ＋１を設定し、ターゲットウィンドウＴＷｉとサンプルウィンドウＳＷｉ＋１との間で、上述した指標値を計算する。以降、指標値算出部１１４２は、ラインデータＡ上のターゲットウィンドウＴＷｉを固定したまま、ラインデータＢ上のサンプルウィンドウＳＷｉを所定の深さまで逐次移動させ、深さ毎に設定された各サンプルウィンドウＳＷｉとターゲットウィンドウＴＷｉとを用いて、深さ毎の指標値を計算する。なお、サンプルウィンドウＳＷをＳＷｉからＳＷｉ＋７まで移動させた場合において、深さ毎に計算された指標値の例を図７に示した。しかしながら、図７の例に拘泥されず、サンプルウィンドウＳＷを移動させる深さについて限定はない。
【００４７】
所定の深さまでの各指標値が得られると、指標値算出部１１４２は、算出した深さ毎の指標値のうち、その値が最大となるサンプルウィンドウＳＷの位置を特定し、特定されたサンプルウィンドウＳＷ内のターゲットピクセルＴＰｉに対応するピクセルを特定する。図７では、共分散３２７２に対応するサンプルウィンドウＳＷｉ＋４内においてターゲットピクセルＴＰｉに対応するピクセル（すなわち、サンプルウィンドウＳＷｉ＋４内で中央に位置するピクセル）を、ターゲットピクセルＴＰｉの対応ピクセルＣＰｉ＋４として特定する。
【００４８】
補間処理部１１４３は、ターゲットピクセルＴＰｉと対応ピクセルＣＰｉ＋４とを基準として、補間経路を決定する。今の場合、対応ピクセルＣＰｉ＋４は、ターゲットピクセルＴＰｉに対して深さ方向に４ピクセルだけ移動している。したがって、補間処理部１１４３は、図８の左側に示す様に、ターゲットピクセルＴＰｉと対応ピクセルＣＰｉ＋４とを端点とし、時間方向と深さ方向を基準とした補間経路が決定される。この時間方向と深さ方向を基準とした補間経路の決定には、例えば、パスフレームワーク、オプティカルフロー等を採用することができる。ここで、パスフレームワークとは、補間したい点から出発し、前後のラインデータにおいて対応するピクセルを利用し、補間したい点を含む経路を決定する手法である。また、オプティカルフローとは、前後のラインデータにおいて対応するピクセルをつないだ線（２次元ベクトル）を経路として決定する手法である。いずれの補間処理を採用するかは、データの特徴等によって予め設定される。なお、図８の左側にオプティカルフローに基づいて決定された補間経路を、図９の左側にパスフレームワークに基づいて決定された補間経路を、それぞれ示した。
【００４９】
補間処理部１１４３は、ラインデータＡ上におけるターゲットピクセルＴＰｉの画素値「２５５」と、ラインデータＢ上における対応ピクセルＣＰｉ＋４の画素値「２００」とを用いて、ターゲットピクセルＴＰｉと対応ピクセルＣＰｉ＋４との間の少なくとも一つの画素の値を補間する。
【００５０】
図８の例では、ターゲットピクセルＴＰｉと対応ピクセルＣＰｉ＋４との間で、オプティカルフローに基づいて決定された補間経路上のピクセルＡ〜Ｃについて、例えば、以下の線形補間を実行する。
【００５１】
ピクセルＡの輝度値＝２５５−１／４＊（２５５−２００）
ピクセルＢの輝度値＝２５５−２／４＊（２５５−２００）
ピクセルＣの輝度値＝２５５−３／４＊（２５５−２００）
なお、ここで、４とは、補間パスの数プラス１を意味する。
【００５２】
また、図９の例では、ターゲットピクセルＴＰｉと対応ピクセルＣＰｉ＋４との間で、パスフレームワークに基づいて決定された補間経路上のピクセルＡ〜Ｃについて、例えば、ピクセルＡの輝度値：１００、ピクセルＢの輝度値：２２８、ピクセルＣの輝度値：９０と算出される。
【００５３】
（フレックスＭモードにおける動作）
次に、上述したラインデータ補間処理を用いた、フレックスＭモードにおける動作について説明する。図１０は、フレックスＭモードにおける本超音波診断装置の動作を示すフローチャートの例を示す図である。
【００５４】
まず、画像発生部１１４に含まれる画像データ発生部１１４１は、入力部１３を介して操作者によりＢモード画像に対し引かれた線について、時系列のラインデータを発生する。画像発生部１１４は、更新されるラインデータに対し、以下の処理を実施する。
【００５５】
まず、画像発生部１１４に含まれる指標値算出部１１４２は、ラインデータＡにおいて設定された所定の領域内において、最も浅い位置のピクセルを処理対象点であるターゲットピクセルＴＰｉとして設定し、当該ターゲットピクセルＴＰｉを含み所定のサイズをもつターゲットウィンドウＴＷｉをラインデータＡ上に設定する（ステップＳ１０１）。
【００５６】
また、指標値算出部１１４２は、ラインデータＢにおいて、ラインデータＡ上のターゲットウィンドウＴＷｉに対応する位置に、同じ大きさのサンプルウィンドウＳＷｉを設定する。指標値算出部１１４２は、既述の手法により、ターゲットウィンドウに含まれる複数のピクセルとサンプルウィンドウ内に含まれる複数のピクセル（複数のサンプル）との類似性を判定するための指標値を算出する（ステップＳ１０２）。
【００５７】
指標値算出部１１４２は、算出した指標値が予め設定した閾値（２５５）を超えるか否かを判断する（ステップＳ１０３）。超える場合（ステップＳ１０３のＹｅｓ）、指標値算出部１１４２は、ラインデータＡ上のターゲットウィンドウＴＷｉに含まれる複数のピクセルとラインデータＢ上のサンプルウィンドウＳＷｉに含まれる複数のピクセルとの類似性が高いと判断し、類似性が高い旨を補間処理部１１４３へ通知する。補間処理部１１４３は、類似性が高い旨の通知を受けると、ターゲットピクセルＴＰｉとラインデータＢ上のサンプルウィンドウＳＷｉ内において同一位置にあるピクセルを、対応ピクセルＣＰｉとして特定する。また、補間処理部１１４３は、ラインデータＡ上のターゲットピクセルＴＰｉとラインデータＢ上の対応ピクセルＣＰｉとを端点として、時間方向のみを基準とした補間経路を決定し、ターゲットピクセルＴＰｉの画素値と、対応ピクセルＣＰｉの画素値とを用いて、ターゲットピクセルＴＰｉと対応ピクセルＣＰｉとの間の各ピクセルの値を例えば線形補間によって補間する（ステップＳ１０４）。
【００５８】
一方、算出した指標値が予め設定した閾値を超えない場合（ステップＳ１０３のＮｏ）、指標値算出部１１４２は、ラインデータＡ上のターゲットウィンドウＴＷｉに含まれる複数のピクセルとラインデータＢ上のサンプルウィンドウＳＷｉに含まれる複数のピクセルとの類似性が低いと判断し、ターゲットウィンドウＴＷｉを固定したままサンプルウィンドウＳＷｉを逐次移動させ、所定の深さまでの各深さにおける指標値を計算する（ステップＳ１０５）。指標値算出部１１４２は、算出した複数の指標値のうち、指標値が最大となるサンプルウィンドウＳＷ内において、ターゲットピクセルＴＰｉに対応するピクセルを対応ピクセルＣＰとして特定する（ステップＳ１０６）。
【００５９】
補間処理部１１４３は、第２の補間処理の中で、ターゲットピクセルＴＰｉと対応ピクセルＣＰとを用いて、深さ方向と時間方向とを基準とした補間経路をオプティカルフロー、パスフレームワーク等によって決定し（ステップＳ１０７）、決定した経路についての値を例えば線形補間により算出する（ステップＳ１０８）。
【００６０】
指標値算出部１１４２は、ステップＳ１０４及びステップＳ１０８の処理の後、ターゲットピクセルＴＰｉが設定した探索範囲の最深か否かを判断する（ステップＳ１０９）。ターゲットピクセルＴＰｉが最深のピクセルでない場合（ステップＳ１０９のＮｏ）、指標値算出部１１４２は、ターゲットピクセルＴＰｉを１ピクセル分だけ深部へ移動させ（ステップＳ１０１０）、処理をステップＳ１０２へ移行し、同様の処理を繰り返す。一方、ターゲットピクセルＴＰｉが最深のピクセルである場合（ステップＳ１０９のＹｅｓ）、指標値算出部１１４２は、処理を終了させる。
【００６１】
以上述べたステップＳ１０１〜Ｓ１０９までの各処理を経て、一枚のフレックスＭモード画像が生成されることになる。生成されたフレックスＭモード画像は、表示部１４において所定の形態にて表示される。
【００６２】
図１１乃至図１３は、高速に上下動する、例えば、心臓の弁、及び、その周囲の組織におけるフレックスＭモード画像の例を示す図である。図１１は、発生されるラインデータ間の値を、上述した本実施形態に係る処理を用いて補間した場合のフレックスＭモード画像の例を示す。図１２は、画像データ発生部１１４１により発生されるラインデータを、次の更新タイミングまで維持する場合のフレックスＭモード画像の例を示す。なお、図１２の横軸方向に点在する三角のタイミングでラインデータが発生される。図１３は、発生されるラインデータ間の値を、線形補間した場合のフレックスＭモード画像の例を示す。
【００６３】
図１３に示されるように、線形補間のみでは、上下動の激しい弁の動きを滑らかに繋げることは困難なことがわかる（ただし、一般的には、動きの少ない組織においては、線形補間のみであっても比較的滑らかに繋がる）。一方、図１１では、弁の繋がりが改善されると共に、弁以外の組織における良好な繋がりも維持されている。
【００６４】
図１４（ａ）、図１５（ａ）は、画像データ発生部１１４１により発生されるラインデータを、次の更新タイミングまで維持する場合のフレックスＭモード画像の例を示す。図１４（ｂ）、図１５（ｂ）は、発生されるラインデータ間の値を、オプティカルフローで補間した場合のフレックスＭモード画像の例を示す。図１５（ｃ）は、発生されるラインデータ間の値を、本実施形態に係る補間処理で補間した場合のフレックスＭモード画像の例を示す。なお、図１４（ａ）、（ｂ）、図１５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のいずれにおいても、横軸方向に点在する三角のタイミングでラインデータが発生される。
【００６５】
図１４（ａ）と図１４（ｂ）とを比較して解るように、時間方向に類似性の低いラインデータ間を補間する場合には、オプティカルフローによって好適に補間することができる。しかしながら、図１５（ｂ）から解るように、類似性の高いデータが近接するラインデータ間でオプティカルフローに基づいて補間経路を決定した場合、類似するデータ間が必要以上に繋がってしまい、適切に補間することができない。
【００６６】
これに対し、本実施形態に係る補間処理によれば、図１５（ｃ）に示す様に、類似性の高いデータが近接する場合であっても、類似するデータ間で不要な繋がりを排除することができる。
【００６７】
以上のように、本実施形態に係る超音波診断装置によれば、時間的に隣り合うラインデータを用いて、まず、同一の深さにおいて、時間方向の類似性を所定の指標値に基づいて判定し、類似性が高いと判定した場合には、時間方向のみを基準としてデータを補間する第１の補間処理を実行する。一方、同一の深さにおいて、時間方向の類似性が低いと判定した場合には、深さ方向と時間方向とを考慮してデータを補間する第２の補間処理を実行する。
【００６８】
Ｍモード及びフレックスＭモード等、組織を時系列に表示するモードでは、超音波診断装置がデータを取得するデータ量が、画像を更新するのに必要なデータ量よりも少ない場合がある。このような場合、従来の超音波診断装置は、所定の走査線において取得したラインデータに対して１次元線形補間法を採用し、ラインデータの時間方向に補間データを発生させるようにしている。
【００６９】
しかしながら、フレックスＭモードでは、一本の走査線におけるデータを更新するのにＢモード画像をまず作成する必要があるため、Ｂモード画像を作成するのに必要な回数の超音波を送受信しなくてはならない。そのため、フレックスＭモード画像は、通常のＭモード画像と比較して時間分解能が低い。フレックスＭモードは時間分解能が低いため、従来のように１次元線形補間法を採用してラインデータの時間方向に補間データを発生させても、フレックスＭモード画像において、高速に動く対象の表示が時間方向に不連続となってしまう。
【００７０】
第１の実施形態によれば、ラインデータの時間方向の類似性に応じて、適切な補間処理を適宜選択するようにしている。その結果、フレックスＭモードにおいて、高速に動く対象を観察する場合であっても、フレックスＭモード画像におけるこの対象の表示が時間方向に不連続になることを抑えることができる。また、例えば、心臓の弁等の動きの多い対象と、層構造をなす体表付近の組織等の動きの少ない対象とが混在する場合であっても、自然な時系列方向の繋がりを有したフレックスＭモード画像を生成できる。
【００７１】
（変形例）
第１の実施形態の変形例として、本ラインデータ補間処理を医用画像処理装置で実現する場合、医用画像処理装置は、図１６に示される構成となる。
【００７２】
また、第１の実施形態に係る超音波診断装置１０が具備する画像発生部１１４は、図１７に示されるように、プロセッサによりアプリケーション・プログラムが実行されることにより実現される機能であっても構わない。
【００７３】
（第２の実施形態）  
第１の実施形態では、超音波診断装置１０に具備される画像発生部１１４が、時間方向のみのデータを補間する第１の補間処理と、深さ方向及び時間方向についてのデータを補間する第２の補間処理とのいずれかを択一的に採用することで、時間的に隣り合う複数のラインデータ間のデータを補間する場合を例に説明した。しかしながら、画像発生部が実行するラインデータ補間処理はこれに限定されない。
【００７４】
画像発生部は、第１の補間処理と、第２の補間処理とを実行し、時間的に隣り合うラインデータ間において計算された指標値に応じ、第１の補間処理の中で求められた補間経路及びその経路についての画素値、第２の補間処理の中で求められた補間経路及びその経路についての画素値、又は、これら補間経路及びこれらの経路についての画素値の組み合わせを採用することで、時間的に隣り合う複数のラインデータ間のデータを補間するようにしても構わない。
【００７５】
以下に、第２の実施形態に係る超音波診断装置が有するラインデータ補間処理について説明する。このラインデータ補間処理は、超音波診断装置が具備する画像発生部１１８において実行される。図１８は、画像発生部１１８の機能構成の例を示す図である。同図に示すように、画像発生部１１８は、画像データ発生部１１８１、指標値算出部１１８２及び補間処理部１１８３を備える。
【００７６】
画像データ発生部１１８１は、表示部１４に表示されるＢモード画像に対し、入力部１３を介して操作者により任意の線（ライン：任意の直線又は任意の曲線）が引かれた場合、引かれた線上の画像データ（ラインデータ）を生成し（読み出し）、時系列に配列する。
【００７７】
なお、以下の説明においては、説明を具体的にするため、第１の実施形態での説明と同様に、図３の右側に示す様に、Ｂモード画像に対し操作者により任意の直線が引かれた場合を例とする。
【００７８】
指標値算出部１１８２は、時間的に隣り合う複数のラインデータを用いて、ラインデータ上の少なくとも一つの対象部位（ターゲット）につき、類似性を判定するための指標値を計算する。類似性を判定するための指標値としては、例えば、相関係数、共分散、又は、これらの絶対値、又は、これらのうち複数の組み合わせを採用することができる。なお、本実施形態においては、時間的に隣り合う二つラインデータを用いて、ラインデータ上の各位置をそれぞれ対象部位とし、類似性を判定するための指標値を共分散値として、後述する手法にて対象部位毎に計算するものとする。
【００７９】
具体的には、画像データ発生部１１８１によりラインデータが時系列に配列されると、指標値算出部１１８２は、時間的に連続するラインデータのうち一方のラインデータ（典型的には、時間的に古い方のラインデータ。本実施形態では「ラインデータＡ」と呼ぶ。）に、ターゲットウィンドウＴＷｉを設定する。このターゲットウィンドウＴＷｉは、当該一方のラインデータ上の類似性の判定対象となるターゲットピクセルＴＰｉ及びその近傍のピクセルを含むように、深さ方向について所定のサイズを持つように設定される。
【００８０】
また、指標値算出部１１８２は、時間的に連続するラインデータのうち他方のラインデータ（典型的には、時間的に新しい方のラインデータ。本実施形態では「ラインデータＢ」と呼ぶ。）において、ターゲットウィンドウＴＷｉと同じ位置（深さ）にサンプルウィンドウＳＷｉを設定する。このサンプルウィンドウＳＷは、当該他方のラインデータＢ上において、上記ターゲットウィンドウＴＷと同じサイズを持つように設定される。
【００８１】
指標値算出部１１８２は、まず、ラインデータＡ上のターゲットウィンドウＴＷｉ内の各画素値とラインデータＢ上の（ターゲットウィンドウＴＷｉと同じ深さの）サンプルウィンドウＳＷｉ内の各画素値とを用いて指標値（共分散値）を計算する。続いて指標値算出部１１８２は、ラインデータＡ上のターゲットウィンドウＴＷｉを固定したまま、ラインデータＢ上のサンプルウィンドウＳＷｉの位置を深さ方向に１ピクセル分移動させ、新たなサンプルウィンドウＳＷｉ＋１を設定し、ターゲットウィンドウＴＷｉとサンプルウィンドウＳＷｉ＋１との間で、上述した指標値を計算する。以降、指標値算出部１１８２は、ラインデータＡ上のターゲットウィンドウＴＷｉを固定したまま、ラインデータＢ上のサンプルウィンドウＳＷｉを所定の深さまで逐次移動させ、深さ毎に設定された各サンプルウィンドウＳＷｉとターゲットウィンドウＴＷｉとを用いて、深さ毎の指標値を計算する。
【００８２】
所定の深さまでの各指標値が得られると、指標値算出部１１８２は、算出した深さ毎の指標値のうち、その値が最大となるサンプルウィンドウＳＷの位置を特定し、特定されたサンプルウィンドウＳＷ内のターゲットピクセルＴＰｉに対応するピクセルを特定する。
【００８３】
補間処理部１１８３は、ラインデータ上の各ターゲットにつき、時間方向のみを基準とする補間処理（第１の補間処理：例えば線形補間処理）と、深さ方向及び時間方向を基準とする補間処理（第２の補間処理：例えば、パスフレームワーク、オプティカルフロー等に基づいた補間処理）とにより、時間的に隣り合うラインデータ間での補間経路を決定する。また、補間処理部１１８３は、決定された補間経路上に存在する各ピクセルにつき、所定の補間処理（例えば、最近傍補間、線形補間、多項式補間、スプライン補間、その他の非線形補間処理等）により、画素値を決定する。
【００８４】
具体的には、補間処理部１１８３は、ラインデータＡのサンプルウィンドウＳＷｉ内におけるターゲットピクセルＴＰｉと、ラインデータＢにおいて、ターゲットピクセルＴＰｉと同じ深さに位置する対応ピクセルＣＰｉとを端点とし、時間方向のみを基準とした補間経路を決定する。また、補間処理部１１８３は、ラインデータＡ上におけるターゲットピクセルＴＰｉの画素値と、ラインデータＢ上における対応ピクセルＣＰｉの画素値とを用いて、ターゲットピクセルＴＰｉと対応ピクセルＣＰｉとの間の少なくとも一つの画素の値を補間する。
【００８５】
また、補間処理部１１８３は、ラインデータＡのサンプルウィンドウＳＷｉ内におけるターゲットピクセルＴＰｉと、指標値算出部１１８２により特定された対応ピクセルＣＰｉ＋ｎとを端点とし、時間方向と深さ方向を基準とした補間経路を決定する。また、補間処理部１１８３は、ラインデータＡ上におけるターゲットピクセルＴＰｉの画素値と、ラインデータＢ上における対応ピクセルＣＰｉ＋ｎの画素値とを用いて、ターゲットピクセルＴＰｉと対応ピクセルＣＰｉ＋ｎとの間の少なくとも一つの画素の値を補間する。
【００８６】
また、補間処理部１１８３は、指標値算出部１１８２により算出された指標値に基づき、第１の補間処理の中で決定された補間経路に含まれるピクセルと、第２の補間処理の中で決定された補間経路に含まれるピクセルとについての重み係数を算出する。
【００８７】
具体的には、補間処理部１１８３は、第１の補間処理の中で決定された補間経路に含まれるピクセルについての重み係数を、ラインデータＡ上のターゲットウィンドウＴＷｉ内の各画素値とラインデータＢ上の（ターゲットウィンドウＴＷｉと同じ深さの）サンプルウィンドウＳＷｉ内の各画素値とを用いて計算される指標値に基づいて算出する。
【００８８】
また、補間処理部１１８３は、第２の補間処理の中で決定された補間経路に含まれるピクセルについての重み係数を、指標値算出部１１８２において深さ毎に算出された指標値のうち最大となる指標値に基づいて算出する。
【００８９】
これにより、補間処理部１１８３は、指標値が高い対象部位が、隣接するラインデータにおける同一深さ近傍に存在する場合には、第１の補間処理による補間結果が支配的になるような重み係数を算出する。また、補間処理部１１８３は、指標値が高い対象部位が、隣接するラインデータにおける異なる深さに存在する場合には、第２の補間処理による補間結果が支配的になるような重み係数を算出する。なお、補間処理部１１８３は、重み係数を、指標値を用いて算出しても構わない。また、補間処理部１１８３は、指標値に応じ、予め用意される段階的な数値のいずれかから重み係数を選択しても構わない。
【００９０】
また、補間処理部１１８３は、第１の補間処理の中で決定された補間経路について算出された画素値に、この経路に含まれるピクセルについて算出された重み係数を掛け合わせる。また、補間処理部１１８３は、第２の補間処理の中で決定された補間経路について算出された画素値に、この経路に含まれるピクセルについて算出された重み係数を掛け合わせる。補間処理部１１８３は、重み係数が掛け合わされたデータを足し合わせ、ラインデータ間の値を補間する。
【００９１】
次に、ラインデータ補間処理を用いた、フレックスＭモードにおける超音波診断装置の動作について説明する。図１９は、フレックスＭモードにおける本超音波診断装置の動作を示すフローチャートの例を示す図である。
【００９２】
まず、画像発生部１１８に含まれる画像データ発生部１１８１は、入力部１３を介して操作者によりＢモード画像に対し線が引かれた場合、時系列のラインデータを発生する。画像発生部１１８は、更新されるラインデータに対し、以下の処理を実施する。
【００９３】
まず、画像発生部１１８に含まれる指標値算出部１１８２は、ラインデータＡにおいて設定された所定の領域内において、最も浅い位置のピクセルを処理対象点であるターゲットピクセルＴＰｉとして設定し、当該ターゲットピクセルＴＰｉを含み所定のサイズをもつターゲットウィンドウＴＷｉをラインデータＡ上に設定する（ステップＳ１７１）。
【００９４】
また、指標値算出部１１８２は、ラインデータＢにおいて、ラインデータＡ上のターゲットウィンドウＴＷｉに対応する位置に、同じ大きさのサンプルウィンドウＳＷｉを設定する。指標値算出部１１８２は、既述の手法により、ターゲットウィンドウに含まれる複数のピクセルとサンプルウィンドウ内に含まれる複数のピクセル（複数のサンプル）との類似性を判定するための指標値を算出する。また、指標値算出部１１８２は、ターゲットウィンドウＴＷｉを固定したままサンプルウィンドウＳＷｉを逐次移動させ、所定の深さまでの各深さにおける指標値を計算する。また、所定の深さまでの各指標値が得られると、指標値算出部１１８２は、算出した深さ毎の指標値のうち、その値が最大となるサンプルウィンドウＳＷの位置を特定し、特定されたサンプルウィンドウＳＷ内のターゲットピクセルＴＰｉに対応するピクセルを特定する（ステップＳ１７２）。
【００９５】
ステップＳ１７１の後、補間処理部１１８３は、ターゲットピクセルＴＰｉと、ターゲットピクセルＴＰｉと同じ深さに位置する対応ピクセルＣＰｉとを端点とし、第１の補間処理を用いて補間経路を決定し、決定した経路についての値を線形補間により算出する（ステップＳ１７３）。補間処理部１１８３は、第１の補間処理の中で決定された補間経路及びこの経路における画素値を記憶部１１５に記憶させる（ステップＳ１７４）。
【００９６】
また、ステップＳ１７１の後、補間処理部１１８３は、ターゲットピクセルＴＰｉと、指標値算出部１１８２により特定された対応ピクセルＣＰｉ＋ｎとを端点とし、第２の補間処理を用いて補間経路を決定し、決定した経路についての値を線形補間により算出する（ステップＳ１７５）。補間処理部１１８３は、第２の補間処理の中で決定された補間経路及びこの経路における画素値を記憶部１１５に記憶させる（ステップＳ１７６）。
【００９７】
ステップＳ１７２の後、補間処理部１１８３は、指標値算出部１１８２により算出された指標値に基づき、第１の補間処理の中で決定された補間経路に含まれるピクセルと、第２の補間処理の中で決定された補間経路に含まれるピクセルとについての重み係数を算出し、算出した重み係数を記憶部１１５に記憶させる（ステップＳ１７７）。
【００９８】
ステップＳ１７４、ステップＳ１７６及びステップＳ１７７の処理の後、ターゲットピクセルＴＰｉが設定した探索範囲の最深か否かを判断する（ステップＳ１７８）。ターゲットピクセルＴＰｉが最深のピクセルでない場合（ステップＳ１７８のＮｏ）、指標値算出部１１８２は、ターゲットピクセルＴＰｉを１ピクセル分だけ深部へ移動させ（ステップＳ１７９）、処理をステップＳ１７２、ステップＳ１７３及びステップＳ１７５へ移行し、同様の処理を繰り返す。
【００９９】
一方、ターゲットピクセルＴＰｉが最深のピクセルである場合（ステップＳ１７８のＹｅｓ）、補間処理部１１８３は、記憶部１１５に記憶されている重み係数のうち、同一のピクセルについて算出されている複数の重み係数を合成し、合成重み係数を算出する。補間処理部１１８３は、記憶部１１５に記憶されている第１及び第２の補間処理の中で決定された補間経路についての画素値に合成重み係数を掛け合わせる。補間処理部１１８３は、重み付けしたデータを足し合わせ、ラインデータＡ及びラインデータＢの間の値を補間し（ステップＳ１７１０）、処理を終了させる。
【０１００】
以上のように、第２の実施形態では、画像発生部１１８に含まれる指標値算出部１１８２は、時系列に連続するラインデータの対象部位間の類似性を判定する指標値を算出する。補間処理部１１８３は、ラインデータ間のデータを、時間方向のみを基準としてデータを補間する第１の補間処理と、深さ方向と時間方向とを考慮してデータを補間する第２の補間処理とを用いて取得する。補間処理部１１８３は、指標値算出部１１８２にて算出される指標値に基づき、第１及び第２の補間処理の中で決定された補間経路に含まれるピクセルについての重み係数を算出する。そして、補間処理部１１８３は、重み係数により第１及び第２の補間処理により算出された画素値を重み付けし、重み付け後のデータを足し合わせてラインデータ間のデータを補間するようにしている。これにより、算出する指標値に応じ、第１及び第２の補間処理が補間値に与える影響を適宜変化させることが可能となる。
【０１０１】
したがって、第２の実施形態に係る超音波診断装置によれば、フレックスＭモードにおいて、高速に動く対象を観察する場合であっても、フレックスＭモード画像におけるこの対象の表示が時間方向に不連続になることを抑えることができる。また、例えば、心臓の弁等の動きの多い対象と、層構造をなす体表付近の組織等の動きの少ない対象とが混在する場合であっても、自然な時系列方向の繋がりを有したフレックスＭモード画像を生成できる。
【０１０２】
なお、第２の実施形態では、超音波診断装置が、図１９に示されるフローチャートに従って動作する場合を例に説明した。しかしながら、これに限定されない。超音波診断装置は、図２０に示されるフローチャートに従って動作しても構わない。
【０１０３】
まず、画像発生部１１８に含まれる画像データ発生部１１８１は、入力部１３を介して操作者によりＢモード画像に対し線が引かれた場合、時系列のラインデータを発生する。画像発生部１１８は、更新されるラインデータに対し、以下の処理を実施する。
【０１０４】
まず、画像発生部１１８に含まれる指標値算出部１１８２は、ラインデータＡにおいて設定された所定の領域内において、最も浅い位置のピクセルを処理対象点であるターゲットピクセルＴＰｉとして設定し、当該ターゲットピクセルＴＰｉを含み所定のサイズをもつターゲットウィンドウＴＷｉをラインデータＡ上に設定する（ステップＳ１８１）。
【０１０５】
また、指標値算出部１１８２は、ラインデータＢにおいて、ラインデータＡ上のターゲットウィンドウＴＷｉに対応する位置に、同じ大きさのサンプルウィンドウＳＷｉを設定する。指標値算出部１１８２は、既述の手法により、ターゲットウィンドウに含まれる複数のピクセルとサンプルウィンドウ内に含まれる複数のピクセル（複数のサンプル）との類似性を判定するための指標値を算出する。また、指標値算出部１１８２は、ターゲットウィンドウＴＷｉを固定したままサンプルウィンドウＳＷｉを逐次移動させ、所定の深さまでの各深さにおける指標値を計算する。また、所定の深さまでの各指標値が得られると、指標値算出部１１８２は、算出した深さ毎の指標値のうち、その値が最大となるサンプルウィンドウＳＷの位置を特定し、特定されたサンプルウィンドウＳＷ内のターゲットピクセルＴＰｉに対応するピクセルを特定する（ステップＳ１８２）。
【０１０６】
ステップＳ１８１の後、補間処理部１１８３は、第１の補間処理の中で、ターゲットピクセルＴＰｉと、ターゲットピクセルＴＰｉと同じ深さに位置する対応ピクセルＣＰｉとを端点として補間経路を決定し、決定した経路についての値を線形補間により算出する（ステップＳ１８３）。また、ステップＳ１８１の後、補間処理部１１８３は、第２の補間処理の中で、ターゲットピクセルＴＰｉと、指標値算出部１１８２により特定された対応ピクセルＣＰｉ＋ｎとを端点として補間経路を決定し、決定した経路についての値を線形補間により算出する（ステップＳ１８４）。
【０１０７】
ステップＳ１８２の後、補間処理部１１８３は、指標値算出部１１８２により算出された指標値に基づき、第１の補間処理の中で決定された補間経路に含まれるピクセルと、第２の補間処理の中で決定された補間経路に含まれるピクセルとについての重み係数を算出する（ステップＳ１８５）。
【０１０８】
ステップＳ１８３、ステップＳ１８４及びステップＳ１８５の処理の後、補間処理部１１８３は、第１及び第２の補間処理を用いて取得された輝度値に重み係数を掛け合わせる。補間処理部１１８３は、重み付けしたデータを足し合わせ、ラインデータＡにおけるターゲットピクセルＴＰｉと、ラインデータＢのピクセルとの間の値を補間する（ステップＳ１８６）。
【０１０９】
ステップＳ１８６の処理の後、指標値算出部１１８２は、ターゲットピクセルＴＰｉが設定した探索範囲の最深か否かを判断する（ステップＳ１８７）。ターゲットピクセルＴＰｉが最深のピクセルでない場合（ステップＳ１８７のＮｏ）、指標値算出部１１８２は、ターゲットピクセルＴＰｉを１ピクセル分だけ深部へ移動させ（ステップＳ１８８）、処理をステップＳ１８２、ステップＳ１８３及びステップＳ１８４へ移行し、同様の処理を繰り返す。
【０１１０】
一方、ターゲットピクセルＴＰｉが最深のピクセルである場合（ステップＳ１８７のＹｅｓ）、画像発生部１１８は処理を終了させる。
【０１１１】
画像発生部１１８は、図２０に示される処理を実施することで、図１９に示される処理と比較し、記憶容量を削減させることが可能となる。
【０１１２】
（変形例）  
第２の実施形態の変形例として、超音波診断装置１０の技術的思想を医用画像処理装置で実現する場合、医用画像処理装置は、図２１に示される構成となる。
【０１１３】
また、第２の実施形態に係る超音波診断装置１０が具備する画像発生部１１８は、図２２に示されるように、プロセッサによりアプリケーション・プログラムが実行されることにより実現される機能であっても構わない。
【０１１４】
（第３の実施形態）
第１或いは第２の実施形態に係るラインデータ補間処理は、超音波診断装置に限らず、Ｘ線ＣＴ装置、Ｘ線診断装置、磁気共鳴イメージング装置、核医学診断装置等の医用画像診断装置についても、適用可能である
図２３は、第１或いは第２の実施形態に係るラインデータ補間処理を実行する医用画像診断装置２の構成を示したブロック図である。同図に示すように、医用画像診断装置２は、データ収集系としての走査部２１と、データ処理系２２とを具備する。
【０１１５】
走査部２１は、医用画像診断装置２がＸ線ＣＴ装置である場合にはＸ線管、Ｘ線検出器、データ収集システム（ＤＡＳ）、回転リング等を有する架台に、医用画像診断装置２がＸ線診断装置である場合にはＸ線管、平面検出器、Ｃアーム（及びΩアーム）等を備えた撮影機構に、医用画像診断装置２が磁気共鳴イメージング装置である場合には静磁場発生部及び傾斜磁場発生部を有する架台、送信コイル、受信コイル等を有する撮影系に、医用画像診断装置２が核医学診断装置である場合にはガンマ線検出部、検出部保持機構、回転駆動装置等を有する架台に、それぞれ対応する。
【０１１６】
データ処理系２２は、制御部２４、記憶部２５、インターフェース部２６、表示部２７及び入力部２８を有する。これらの各構成要素は、例えば図１に示した制御部１１７、記憶部１１５、インターフェース部１１６、入力部１３及び表示部１４、と実質的に同じである。
【０１１７】
画像発生部２３の画像データ発生部２３１は、走査部２１による走査結果を用いて少なくとも二つの時系列なラインデータを発生する。例えば、医用画像診断装置２がＸ線診断装置である場合には、画像データ発生部２３１は、走査部２１によって収集された投影データを用いて画像再構成（或いは逐次再構成）を実行し、得られた再構成画像から、少なくとも二つの時系列なラインデータを発生する。指標値算出部２３２は、少なくとも二つの時系列なラインデータを用いて類似性を判定するための指標値を算出する。補間処理部２３３は、指標値算出部２３２で算出される指標値に基づいて判断されるラインデータ間の類似性に基づき、ラインデータ間の補間データを発生させる。
【０１１８】
以上述べた構成によれば、第１又は第２の実施形態に係るラインデータ補間処理を、Ｘ線ＣＴ装置、Ｘ線診断装置、磁気共鳴イメージング装置、核医学診断装置等の医用画像診断装置においても実現することができる。
【０１１９】
（その他の変形例）  
第１及び第２の実施形態では、超音波診断装置は、フレックスＭモードにおいて、ラインデータ間の類似性に応じて補間データの発生方法を決定する場合を例に説明した。しかしながら、これに限定されない。超音波診断装置は、フレックスＭモード以外の手法によって２つのラインデータを取得し、当該２つのラインデータ間の類似性に応じて補間データの発生方法を決定することが可能である。
【０１２０】
例えば、超音波診断装置は、通常のＭモードにおいて、ラインデータ間の類似性に応じて補間データの発生方法を決定してもよい。このとき、超音波診断装置の画像データ発生部１１４１は、１走査線におけるＢモードデータから生成されるＢモード画像データをラインデータとする。
【０１２１】
また、超音波診断装置は、ドプラデータから得られるラインデータ間の類似性に応じて補間データの発生方法を決定してもよい。例えば、超音波診断装置は、カラードプラ画像、又は、Ｂモード画像とカラードプラ画像との組み合わせに対して引かれる線上の画像データをラインデータとして生成し、時間的に隣り合うラインデータ間の類似性に応じて補間データの発生方法を決定してもよい。このとき、超音波診断装置の画像データ発生部１１４１は、ドプラデータ発生部１１３が生成したカラードプラデータから２次元的なカラードプラ画像データを生成し、Ｂモード画像とカラードプラ画像との組み合わせに対して引かれる線上の画像データをラインデータとする。さらに、超音波診断装置は、ドプラスペクトラムモードにおいて、ラインデータ間の類似性に応じて補間データの発生方法を決定してもよい。このとき、超音波診断装置の画像データ発生部１１４１は、所定の観測点におけるドプラスペクトラムデータから発生される一本の線上のスペクトラム画像データをラインデータとする。また、超音波診断装置は、隣り合う２つの２次元画像それぞれの縁部分のラインデータ間の類似性に応じて補間データの発生方法を決定してもよい。
【０１２２】
また、第１及び第２の実施形態において、Ｂモード或いはＭモードにて超音波走査を実行する場合、基本波成分による画像データに拘泥されず、高調波成分による画像データを用いて、ラインデータを生成するようにしてもよい。
【０１２３】
また、第１乃至第３の実施形態において指標値を計算し類似性を判定する際、ラインデータ上の全位置におけるデータを必ずしも用いなくてよい。例えば、ラインデータ上において補間処理が必要な範囲内のデータを用いて指標値を計算し、ラインデータ間の類似性（部分的な類似性）を判定するようにしてもよい。
【０１２４】
また、第１乃至第３の実施形態における各プロセッサは、例えば、ＣＰＵ（central processing unit）、ＧＰＵ(Graphics Processing Unit)、或いは、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ））、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。
【０１２５】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１２６】
１０…超音波診断装置、１１…装置本体、１１１…送受信部、１１２…Ｂモードデータ発生部、１１３…ドプラデータ発生部、１１４…画像発生部、１１４１…画像データ発生部、１１４２…指標値算出部、１１４３…補間処理部、１１５…記憶部、１１６…インターフェース部、１１７…制御部、１１８…画像発生部、１１８１…画像データ発生部、１１８２…指標値算出部、１１８３…補間処理部、１２…超音波プローブ、１３…入力部、１４…表示部、２…医用画像診断装置、２１…走査部、２２…データ処理系、２３…画像発生部、２３１…画像データ発生部、２３２…指標値算出部、２３３…補間処理部、２４…制御部、２５…記憶部、２６…インターフェース部、２７…表示部、２８…入力部
【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１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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