(57)【要約】【課題】フレーム相関中に超音波内視鏡先端が動いた時の画像乱れを軽減し、最適なフレームレートと画像を得る。【解決手段】画質優先モードの場合、コントロール部８はフレーム相関を行うフレーム数ｎの数を増やすように、フレーム相関回路５を制御する。また、コントロール部８は、同時に回転速度設定部２に対して、回転速度を上げる制御を行う。フレームレート優先モードの場合、コントロール部８はフレーム相関を行うフレーム数ｎの数を減らすようにフレーム相関回路５を制御する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波振動子により超音波を被検体に送受信して該被検体の超音波画像を得る超音波診断装置において、
前記超音波の送受信により得られた画像についてのフレーム相関を行うフレーム数を設定する設定手段と、
前記超音波を送受信する前記超音波振動子の駆動速度を設定する速度設定手段と
を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記フレーム相関を行う際に画質を優先するかフレームレートを優先するかを選択する選択手段
を更に備えた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】
前記超音波振動子の位置を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段により検出された位置情報に基づいて、前記設定手段により設定されたフレーム数を変更する変更手段と
を更に備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体に超音波を照射し、その反射波を受信して超音波画像を得る超音波診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
生体に超音波を照射し、その反射波を受信して超音波画像を得る超音波診断装置が知られている。
【０００３】
超音波診断装置と組み合わせて使用する機器として、体腔内に挿入し体内臓器を観察できる内視鏡の先端部に超音波振動子を備えた超音波内視鏡がある。この超音波内視鏡のひとつに超音波振動子を機械的に回転してラジアル走査を行う機械式ラジアル走査超音波内視鏡がある。この場合、超音波振動子が回転する速度によって超音波画像を表示するフレームレートが決定され、回転が速いほどフレームレートも早くなる。
【０００４】
超音波診断において、観察している臓器が動いたり、ランダムなノイズが混入したりした場合、画像のちらつきやＳ／Ｎ比向上のためにフレーム相関処理を行うことが一般的である。フレーム相関処理とは、１フレーム分の最新画像データに対して、過去の画像データとフレーム毎に平均処理を行うことである。
【０００５】
フレーム相関処理では、相関を行うフレーム枚数や、フレーム毎の相関係数を最適値に設定することが重要である。相関係数を最適化する技術は例えば特公第３０３８６１６号に開示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特公第３０３８６１６号
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
一般的にフレーム相関とは過去の画像（フレーム）と最新のフレームを加算平均するものであり、フレーム相関を行うフレーム数を増やすほど、Ｓ／Ｎ比は良くなるが、フレームレートが極端に遅くなるという問題がある。
【０００８】
また、フレーム相関を行っている間に超音波内視鏡の先端部が動くと、前のフレームの残像が多くなり見づらくなるという問題がある。
【０００９】
特に、体外式の超音波探触子と異なり、超音波内視鏡の場合は体腔内に挿入されるため、先端の超音波振動子を固定することができない。そのため、ユーザがその都度、フレーム相関の有無や設定を変更することは煩雑であった。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、フレーム相関中に超音波内視鏡先端が動いた時の画像乱れを軽減し、最適なフレームレートと画像を得ることのできる超音波診断装置を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の超音波診断装置は、超音波振動子により超音波を被検体に送受信して該被検体の超音波画像を得る超音波診断装置において、前記超音波の送受信により得られた画像についてのフレーム相関を行うフレーム数を設定する設定手段と、前記超音波を送受信する前記超音波振動子の駆動速度を設定する速度設定手段とを備えて構成される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について述べる。
【００１３】
図１は本発明の第１の実施の形態に係る超音波診断装置の構成を示す構成図である。
【００１４】
（構成）
図１に示すように、本実施の形態の超音波診断装置１は、回転速度設定部２と、送受信部３と、Ａ／Ｄ変換部４と、フレーム相関回路５と、フレームメモリ６と、ＤＳＣ（デジタルスキャンコンバータ）７と、コントロール部８と、操作設定部９と、で構成されている。
【００１５】
一方、超音波診断装置１と接続される超音波内視鏡１１は、患者の体腔内に挿入する挿入部１２と、ユーザが把持する操作部１３と、超音波診断装置１と接続する超音波ケーブル１４とで構成され、挿入部１２の先端部には超音波を送受信する超音波振動子１５が具備されており、操作部１３の内部にはモータ１６が具備されている。
【００１６】
モータ１６は、超音波ケーブル１４を介して超音波診断装置１の内部の回転速度設定部２と接続されている。
【００１７】
また、超音波振動子１５は、超音波を出力すると共に、対象物からの反射エコーを受信する。モータ１６と超音波振動子１５は屈曲自在なフレキシブルシャフト１７で接続されており、モータ１６の回転駆動力がフレキシブルシャフト１７を介して超音波振動子１５に伝わり、超音波振動子１５がラジアル回転するようになっている。
【００１８】
超音波振動子１５は、超音波を出力するための送信パルス信号や対象物からの受信信号が流れる送受信用信号線１８が接続され、該信号線１８は超音波ケーブル１４を介して超音波診断装置１の内部の送受信部３と接続されている。
【００１９】
超音波診断装置１の内部の送受信部３では、超音波振動子１５に送信パルス信号を送ると共に、超音波振動子１５からの受信信号を受信する。送受信部３が受信した受信信号はＡ／Ｄ変換部４に送られ、アナログ信号からデジタル信号に変換され、フレーム相関回路５に出力される。
【００２０】
フレーム相関回路５は、フレームメモリ６に相互に接続されており、フレームメモリ６はＤＳＣ７に接続され、ＤＳＣ７で映像信号に変換され、映像信号はモニタ１０に出力される。
【００２１】
また、コントロール部８は、回転速度設定部２とフレーム相関回路５に接続されており、キーボード等の操作設定部９の設定内容に基づいて各部をコントロールする。
【００２２】
（作用）
最も単純なフレーム相関は、複数フレームを平均化するものである。例えば、超音波振動子１５が１回転する間のデータを１フレーム分の画像データとし、ｎフレーム目の画像データをＭｎで表し、ＤＳＣ７に送られるフレーム相関後の画像データをＭ’とすると、以下の式（１）で表すことができる。
【００２３】
【数１】
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フレーム数ｎの数が大きいほど、画像が平均化されＳ／Ｎ比も向上するが、フレームレートが遅くなる。逆にフレーム数ｎの数が小さいほど、フレームレートが早くなるが、フレーム相関の効果が小さくなる。
【００２４】
ユーザは操作設定部９によって、超音波振動子１５の回転数やフレーム相関を行うフレーム数ｎを任意に設定することができる。ただ、このときユーザがフレーム相関枚数を設定する際、操作設定部９で画質優先またはフレームレート優先の２モードの内のどちらかを選択する。選択後、その内容がコントロール部８に送られる。
【００２５】
画質優先モードの場合、コントロール部８はフレーム相関を行うフレーム数ｎの数を増やすように、フレーム相関回路５を制御する。また、コントロール部８は、同時に回転速度設定部２に対して、回転速度を上げる制御を行う。
【００２６】
超音波振動子が１秒間当たりの回転数をｗとすると
【数２】
ｗ＝α×ｎ　　　　　　（２）
の式に基づいて回転数を決定する。ここではαは回転制御係数であり、あらかじめ最適地に設定されている。
【００２７】
一方、フレームレート優先モードの場合、コントロール部８はフレーム相関を行うフレーム数ｎの数を減らすようにフレーム相関回路５を制御する。フレーム相関を行う枚数ｎは超音波振動子１５の回転数に応じて、
【数３】
ｎ＝β×ｗ　　　　　　（３）
で決定される。ここでβはフレーム相関枚数制御係数であり、あらかじめ最適値に設定されている。また、αとβの関係は（１／α）＞βである。
【００２８】
（効果）
本実施の形態によれば、フレーム相関を行う際に超音波振動１５の回転数を制御したり、回転数に応じてフレーム相関枚数を制御するのため、フレームレートが低くなりことは無く、回転数やフレーム相関の設定等を変更するという煩雑な作業をすることがない。
【００２９】
図２は本発明の第２の実施の形態に係超音波診断装置の構成を示す構成図である。
【００３０】
第２の実施の形態は、第１の実施の形態とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【００３１】
（構成）
本実施の形態では、図２に示すように、超音波診断装置１には超音波内視鏡１１の他に、位置検出カテーテル２１を超音波内視鏡１１の鉗子口１１ａから挿入することで、超音波内視鏡１１の先端部の位置検出を行う位置検出装置２２が接続されている。
【００３２】
位置検出装置２２には、先端部に磁気センサ２３を具備した上記位置検出カテーテル２１と患者体外近傍に配置された磁気ソース２４が接続されている。
【００３３】
本実施の形態の超音波診断装置１には、位置検出装置２２で検出された検出信号により超音波内視鏡１１の先端部の動き（先端のぶれ、ずれ、移動）を判定し、判定結果に基づきフレーム相関回路５を制御する先端部移動判定部２５が設けられている。
【００３４】
（作用）
超音波内視鏡１１の挿入部１２の先端部に磁気センサ２３が位置するように、超音波内視鏡１５の鉗子口１１ａから位置検出カテーテル２１を挿入する。
【００３５】
位置検出装置２２は、磁気ソース２４と磁気センサ２３の位置関係から超音波内視鏡１１の先端部の動きを測定することができ、超音波内視鏡１１の先端部の位置情報を超音波診断装置１に伝送する。
【００３６】
超音波診断装置１内の先端部移動判定部２５により、位置検出装置２２で検出された検出信号に基づく先端部の動きに応じてフレーム相関枚数を通常より少なくするようにフレーム相関回路５の制御を行う。
【００３７】
（効果）
本実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果に加え、超音波内視鏡１１が移動しても、フレーム相関後の画像に前のフレームの残像が表示される現象を抑えることができる。
【００３８】
［付記］
（付記項１）　超音波振動子を回転させ超音波を送受信することで超音波画像を得る超音波診断装置において、
前記超音波の送受信により得られた画像についてのフレーム相関を行う画像数を設定する設定手段と、
前記超音波振動子の回転速度を設定する回転速度設定手段と
を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【００３９】
（付記項２）　前記フレーム相関を行う際に画質を優先するかフレームレートを優先するかを選択する選択手段
を更に備えたことを特徴とする付記項１に記載の超音波診断装置。
【００４０】
（付記項３）　前記超音波振動子の位置を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段により検出された位置情報に基づいて、前記設定手段により設定されたフレーム数を変更する変更手段と
を更に備えたことを特徴とする付記項１または２に記載の超音波診断装置。
【００４１】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、フレーム相関中に超音波内視鏡先端が動いた時の画像乱れを軽減し、最適なフレームレートと画像を得ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る超音波診断装置の構成を示す構成図
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る超音波診断装置の構成を示す構成図
【符号の説明】
１…超音波診断装置
２…回転速度設定部
３…送受信部
４…Ａ／Ｄ変換部
５…フレーム相関回路
６…フレームメモリ
７…ＤＳＣ（デジタルスキャンコンバータ）
８…コントロール部
９…操作設定部
１０…モニタ
１１…超音波内視鏡
１２…挿入部
１３…操作部
１４…超音波ケーブル
１５…超音波振動子
１６…モータ
１７…フレキシブルシャフト
１８…送受信用信号線
【図１】
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【図２】
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