(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の超音波振動子を振動させて超音波を送信し、送信された超音波のうち、被検体から反射された反射波を受けて複数の超音波画像データを異なる生成条件で生成する画像データ生成手段と、
前記画像データ生成手段により異なる生成条件で生成された複数の超音波画像データに基づいて、特徴点を抽出する特徴点抽出手段と、
前記特徴点抽出手段により抽出された特徴点に基づいて、追跡可能な特徴点である追跡可能特徴点を設定する追跡可能特徴点設定手段と、
前記追跡可能特徴点設定手段により設定された追跡可能特徴点の移動を追跡演算する追跡演算手段と、
前記追跡演算手段による追跡演算結果に基づいて物理パラメータを算出する物理パラメータ算出手段とを備えることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記画像データ生成手段は、少なくとも、第１の生成条件と第２の生成条件でそれぞれ第１の超音波画像データと第２の超音波画像データを生成し、
前記特徴点抽出手段は、前記画像データ生成手段により生成された前記第１の超音波画像データから第１生成条件画像データ特徴点を抽出し、
前記追跡可能特徴点設定手段は、
前記画像データ生成手段により生成されたほぼ同時相の前記第１の超音波画像データと前記第２の超音波画像データに基づいて、前記特徴点抽出手段により抽出された第１生成条件画像データ特徴点を用いて、前記第１の超音波画像データと前記第２の超音波画像データの画像間の類似度を判定する類似度判定手段を備え、
前記追跡可能特徴点設定手段は、前記特徴点抽出手段により抽出された第１生成条件画像データ特徴点のうち、前記画像間類似度判定手段により画像間の類似度が高いと判定された特徴点を追跡可能特徴点と設定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】
前記追跡可能特徴点設定手段は、
前記画像データ生成手段により生成された前記第１の超音波画像データと前記第２の超音波画像データに基づいて、画像間の相互相関係数を算出する相互相関係数算出手段をさらに備え、
前記類似度判定手段は、前記相互相関係数算出手段により算出された前記相互相関係数が所定の基準値より大きいか否かを判定し、前記相互相関係数算出手段により算出された前記相互相関係数が所定の基準値より大きいと判定した場合、類似度が高いと判定し、前記相互相関係数算出手段により算出された前記相互相関係数が所定の基準値より小さいと判定した場合、類似度が低いと判定することを特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記画像データ生成手段は、少なくとも、第１の生成条件と第２の生成条件で第１の超音波画像データと第２の超音波画像データを生成し、
前記特徴点抽出手段は、前記画像データ生成手段により生成された前記第１の超音波画像データから第１生成条件画像データ特徴点を抽出し、前記画像データ生成手段により生成された前記第２の超音波画像データから第２生成条件画像データ特徴点を抽出し、
前記追跡可能特徴点設定手段は、
前記画像データ生成手段により生成された前記第１の超音波画像データのうち、時相の異なる複数の超音波画像データに基づいて、画像間の類似度を判定する第１の超音波画像データ画像間類似度判定手段と、
前記画像データ生成手段により生成された前記第２の超音波画像データのうち、時相の異なる複数の超音波画像データに基づいて、画像間の類似度を判定する第２の超音波画像データ画像間類似度判定手段とを備え、
前記追跡可能特徴点設定手段は、前記特徴点抽出手段により抽出された第１生成条件画像データ特徴点のうち、前記第１の超音波画像データ画像間類似度判定手段により所定の領域の画像間の類似度が高いと判定された特徴点を追跡可能特徴点と設定し、前記特徴点抽出手段により抽出された第２生成条件画像データ特徴点のうち、前記第２の超音波画像データ画像間類似度判定手段により所定の領域の画像間の類似度が高いと判定された特徴点を追跡可能特徴点と設定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５】
前記追跡可能特徴点設定手段は、
前記画像データ生成手段により生成された前記第１の超音波画像データのうち、時相の異なる複数の超音波画像データに基づいて、画像間の相互相関係数を算出する第１の超音波画像データ相互相関係数算出手段と、
前記画像データ生成手段により生成された前記第２の超音波画像データのうち、時相の異なる複数の超音波画像データに基づいて、画像間の相互相関係数を算出する第２の超音波画像データ相互相関係数算出手段をさらに備え、
前記第１の超音波画像データ画像間類似度判定手段は、前記第１の超音波画像データ相互相関係数算出手段により算出された相互相関係数が所定の基準値より大きいか否かを判定し、前記第１の超音波画像データ相互相関係数算出手段により算出された相互相関係数が所定の基準値より大きいと判定した場合、類似度が高いと判定し、前記第１の超音波画像データ相互相関係数算出手段により算出された相互相関係数が所定の基準値より小さいと判定した場合、類似度が低いと判定し、
前記第２の超音波画像データ画像間類似度判定手段は、前記第２の超音波画像データ相互相関係数算出手段により算出された相互相関係数が所定の基準値より大きいか否かを判定し、前記第２の超音波画像データ相互相関係数算出手段により算出された相互相関係数が所定の基準値より大きいと判定した場合、類似度が高いと判定し、前記第２の超音波画像データ相互相関係数算出手段により算出された相互相関係数が所定の基準値より小さいと判定した場合、類似度が低いと判定することを特徴とする請求項４に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記画像データ生成手段は、少なくとも、異なる２つの第１の生成条件と第２の生成条件でそれぞれ第１の超音波画像データと第２の超音波画像データを生成し、
前記特徴点抽出手段は、前記画像データ生成手段により生成された前記第１の超音波画像データから第１生成条件画像データ特徴点を抽出し、前記画像データ生成手段により生成された前記第２の超音波画像データから第２生成条件画像データ特徴点を抽出し、
前記追跡可能特徴点設定手段は、
前記特徴点抽出手段により抽出された前記第１生成条件画像データ特徴点と前記第２生成条件画像データ特徴点の座標がほぼ一致するか否かを判定する特徴点座標判定手段をさらに備え、
前記追跡可能特徴点設定手段は、前記特徴点座標判定手段により前記第１生成条件画像データ特徴点と前記第２生成条件画像データ特徴点の座標がほぼ一致すると判定された特徴点を追跡可能特徴点と設定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７】
前記画像データ生成手段により生成される複数の超音波画像データは、超音波画像データを生成するときの、超音波振動子から送受信される超音波の周波数帯域、または、超音波の送受信の方向が異な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８】
複数の超音波振動子を振動させて超音波を送信し、送信された超音波のうち、被検体から反射された反射波を受けて複数の超音波画像データを異なる生成条件で生成する画像データ生成ステップと、
異なる生成条件で生成された複数の超音波画像データに基づいて特徴点を抽出する特徴点抽出ステップと、
抽出された特徴点に基づいて追跡可能な特徴点である追跡可能特徴点を設定する追跡可能特徴点設定ステップと、
設定された追跡可能特徴点の移動を追跡演算する追跡演算ステップと、
追跡演算結果に基づいて物理パラメータを算出する物理パラメータ算出ステップとを含むことを特徴とする超音波診断装置の画像処理方法。
【請求項９】
複数の超音波振動子を振動させて超音波を送信し、送信された超音波のうち、被検体から反射された反射波を受けて複数の超音波画像データを異なる生成条件で生成する画像データ生成ステップと、
異なる生成条件で生成された複数の超音波画像データに基づいて特徴点を抽出する特徴点抽出ステップと、
抽出された特徴点に基づいて追跡可能な特徴点である追跡可能特徴点を設定する追跡可能特徴点設定ステップと、
設定された追跡可能特徴点の移動を追跡演算する追跡演算ステップと、
追跡演算結果に基づいて物理パラメータを算出する物理パラメータ算出ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする超音波診断装置の画像処理プログラム。
【請求項１０】
複数の超音波振動子を振動させて超音波を送信し、送信された超音波のうち、被検体から反射された反射波を受けて複数の超音波画像データを異なる生成条件で生成する画像データ生成手段と、
前記画像データ生成手段により異なる生成条件で生成された複数の超音波画像データに基づいて、特徴点を抽出する特徴点抽出手段と、
前記特徴点設定手段により設定された特徴点の移動を追跡演算する追跡演算手段と、
前記追跡演算手段による追跡演算結果に基づいて、追跡可能な特徴点である追跡可能特徴点を設定する追跡可能特徴点設定手段と、
前記追跡可能特徴点設定手段により設定された追跡可能特徴点の追跡演算結果に基づいて物理パラメータを算出する物理パラメータ算出手段とを備えることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１１】
複数の超音波振動子を振動させて超音波を送信し、送信された超音波のうち、被検体から反射された反射波を受けて複数の超音波画像データを異なる生成条件で生成する画像データ生成ステップと、
異なる生成条件で生成された複数の超音波画像データに基づいて特徴点を抽出する特徴点抽出ステップと、
設定された特徴点の移動を追跡演算する追跡演算ステップと、
追跡演算結果に基づいて追跡可能な特徴点である追跡可能特徴点を設定する追跡可能特徴点設定ステップと、
設定された追跡可能特徴点の追跡演算結果に基づいて物理パラメータを算出する物理パラメータ算出ステップとを含むことを特徴とする超音波診断装置の画像処理方法。
【請求項１２】
複数の超音波振動子を振動させて超音波を送信し、送信された超音波のうち、被検体から反射された反射波を受けて複数の超音波画像データを異なる生成条件で生成する画像データ生成ステップと、
異なる生成条件で生成された複数の超音波画像データに基づいて特徴点を抽出する特徴点抽出ステップと、
設定された特徴点の移動を追跡演算する追跡演算ステップと、
追跡演算結果に基づいて追跡可能な特徴点である追跡可能特徴点を設定する追跡可能特徴点設定ステップと、
設定された追跡可能特徴点の追跡演算結果に基づいて物理パラメータを算出する物理パラメータ算出ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする超音波診断装置の画像処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は超音波診断装置およびその画像処理方法、その画像処理プログラムに係り、特に、超音波の画像から抽出された特徴点を用いたトラッキング（追跡演算）の精度を向上させることができるようにした超音波診断装置およびその画像処理方法、その画像処理プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
心臓などの局所の動き（収縮や拡張能）を定量的に評価することは、その機能を知る上で非常に重要である。そこで、近年、パターンマッチング法を用いて、超音波のBモード画像などから心筋の動きを定量的に解析する方法が提案されている。
【０００３】
従来技術としては、例えば、２次元の相互相関係数のピーク位置から位置ベクトルを推定する方法や、画像の濃度勾配を利用したオプティカルフロー法が提案されている。この２つの方法における推定表示する情報量としては、移動ベクトル、軌跡、および相互相関値などが知られている。また、最近では、複数の特徴点（Tag）を超音波の画像上で自動的に抽出し、抽出された特徴点についてトラッキング（追跡演算）を行う方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
従来技術や特許文献１に提案されている方法によれば、図１に示されるように、超音波の画像に基づいて特徴点を抽出し、図２に示されるように、抽出された特徴点を用いてフレーム間（図２の例の場合、時相１乃至時相５のフレーム間）において相互相関処理を行い、トラッキング（追跡演算）を行うことができる。
【特許文献１】特開２００３―２５０８０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術や特許文献１に提案されている方法では、特徴点を抽出する際に、追跡可能な構造体によるものと、複数の散乱体の干渉によるランダムなスペックルパターンによるものを区別して抽出することができなかった。そのため、抽出された特徴点の中に構造体によるものだけでなく、スペックルパターンによるものも含まれてしまい、その結果、抽出された特徴点を用いてトラッキング（追跡演算）を精度よく行うことができないという課題があった。
【０００６】
また、超音波の画像の生成条件（周波数や超音波の送受信方向など）によって抽出される特徴点も異なるため、超音波の画像の生成条件ごとにトラッキング（追跡演算）結果が異なってしまい、心臓などの局所の動きを精度よく定量的に評価することができないという課題があった。
【０００７】
本発明は、このような状況に鑑みてなされてものであり、超音波の画像から抽出された特徴点を用いたトラッキング（追跡演算）の精度を向上させることができる超音波診断装置およびその画像処理方法、その画像処理プログラムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の超音波診断装置は、上述した課題を解決するために、複数の超音波振動子を振動させて超音波を送信し、送信された超音波のうち、被検体から反射された反射波を受けて複数の超音波画像データを異なる生成条件で生成する画像データ生成手段と、画像データ生成手段により異なる生成条件で生成された複数の超音波画像データに基づいて、特徴点を抽出する特徴点抽出手段と、特徴点抽出手段により抽出された特徴点に基づいて、追跡可能な特徴点である追跡可能特徴点を設定する追跡可能特徴点設定手段と、追跡可能特徴点設定手段により設定された追跡可能特徴点の移動を追跡演算する追跡演算手段と、追跡演算手段による追跡演算結果に基づいて物理パラメータを算出する物理パラメータ算出手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
画像データ生成手段は、少なくとも、第１の生成条件と第２の生成条件でそれぞれ第１の超音波画像データと第２の超音波画像データを生成し、特徴点抽出手段は、画像データ生成手段により生成された第１の超音波画像データから第１生成条件画像データ特徴点を抽出し、追跡可能特徴点設定手段は、画像データ生成手段により生成されたほぼ同時相の第１の超音波画像データと第２の超音波画像データに基づいて、特徴点抽出手段により抽出された第１生成条件画像データ特徴点を用いて、第１の超音波画像データと第２の超音波画像データの画像間の類似度を判定する類似度判定手段を備え、追跡可能特徴点設定手段は、前記特徴点抽出手段により抽出された第１生成条件画像データ特徴点のうち、画像間類似度判定手段により画像間の類似度が高いと判定された特徴点を追跡可能特徴点と設定することを特徴とするようにすることができる。
【００１０】
追跡可能特徴点設定手段は、画像データ生成手段により生成された第１の超音波画像データと第２の超音波画像データに基づいて、画像間の相互相関係数を算出する相互相関係数算出手段をさらに備え、類似度判定手段は、相互相関係数算出手段により算出された相互相関係数が所定の基準値より大きいか否かを判定し、相互相関係数算出手段により算出された相互相関係数が所定の基準値より大きいと判定した場合、類似度が高いと判定し、相互相関係数算出手段により算出された相互相関係数が所定の基準値より小さいと判定した場合、類似度が低いと判定するようにすることができる。
【００１１】
画像データ生成手段は、少なくとも、第１の生成条件と第２の生成条件でそれぞれ第１の超音波画像データと第２の超音波画像データを生成し、特徴点抽出手段は、画像データ生成手段により生成された第１の超音波画像データから第１生成条件画像データ特徴点を抽出し、画像データ生成手段により生成された第２の超音波画像データから第２生成条件画像データ特徴点を抽出し、追跡可能特徴点設定手段は、画像データ生成手段により生成された第１の超音波画像データのうち、時相の異なる複数の超音波画像データに基づいて、画像間の類似度を判定する第１の超音波画像データ画像間類似度判定手段と、画像データ生成手段により生成された第２の超音波画像データのうち、時相の異なる複数の超音波画像データに基づいて、画像間の類似度を判定する第２の超音波画像データ画像間類似度判定手段とを備え、追跡可能特徴点設定手段は、特徴点抽出手段により抽出された第１生成条件画像データ特徴点のうち、第１の超音波画像データ画像間類似度判定手段により所定の領域の画像間の類似度が高いと判定された特徴点を追跡可能特徴点と設定し、特徴点抽出手段により抽出された第２生成条件画像データ特徴点のうち、第２の超音波画像データ画像間類似度判定手段により所定の領域の画像間の類似度が高いと判定された特徴点を追跡可能特徴点と設定するようにすることができる。
【００１２】
追跡可能特徴点設定手段は、画像データ生成手段により生成された前記第１の超音波画像データのうち、時相の異なる複数の超音波画像データに基づいて、画像間の相互相関係数を算出する第１の超音波画像データ相互相関係数算出手段と、画像データ生成手段により生成された第２の超音波画像データのうち、時相の異なる複数の超音波画像データに基づいて、画像間の相互相関係数を算出する第２の超音波画像データ相互相関係数算出手段をさらに備え、第１の超音波画像データ画像間類似度判定手段は、第１の超音波画像データ相互相関係数算出手段により算出された相互相関係数が所定の基準値より大きいか否かを判定し、第１の超音波画像データ相互相関係数算出手段により算出された相互相関係数が所定の基準値より大きいと判定した場合、類似度が高いと判定し、第１の超音波画像データ相互相関係数算出手段により算出された相互相関係数が所定の基準値より小さいと判定した場合、類似度が低いと判定し、第２の超音波画像データ画像間類似度判定手段は、前記第２の超音波画像データ相互相関係数算出手段により算出された相互相関係数が所定の基準値より大きいか否かを判定し、第２の超音波画像データ相互相関係数算出手段により算出された相互相関係数が所定の基準値より大きいと判定した場合、類似度が高いと判定し、第２の超音波画像データ相互相関係数算出手段により算出された相互相関係数が所定の基準値より小さいと判定した場合、類似度が低いと判定するようにすることができる。
【００１３】
画像データ生成手段は、少なくとも、異なる２つの第１の生成条件と第２の生成条件でそれぞれ第１の超音波画像データと第２の超音波画像データを生成し、特徴点抽出手段は、画像データ生成手段により生成された第１の超音波画像データから第１生成条件画像データ特徴点を抽出し、画像データ生成手段により生成された第２の超音波画像データから第２生成条件画像データ特徴点を抽出し、追跡可能特徴点設定手段は、特徴点抽出手段により抽出された第１生成条件画像データ特徴点と第２生成条件画像データ特徴点の座標がほぼ一致するか否かを判定する特徴点座標判定手段をさらに備え、追跡可能特徴点設定手段は、前記特徴点座標判定手段により第１生成条件画像データ特徴点と第２生成条件画像データ特徴点の座標がほぼ一致すると判定された特徴点を追跡可能特徴点と設定するようにすることができる。
【００１４】
画像データ生成手段により生成される複数の超音波画像データは、超音波画像データを生成するときの、超音波振動子から送受信される超音波の周波数帯域、または、超音波の送受信の方向が異なるようにすることができる。
【００１５】
本発明の超音波診断装置の画像処理方法は、上述した課題を解決するために、複数の超音波振動子を振動させて超音波を送信し、送信された超音波のうち、被検体から反射された反射波を受けて複数の超音波画像データを異なる生成条件で生成する画像データ生成ステップと、異なる生成条件で生成された複数の超音波画像データに基づいて特徴点を抽出する特徴点抽出ステップと、抽出された特徴点に基づいて追跡可能な特徴点である追跡可能特徴点を設定する追跡可能特徴点設定ステップと、設定された追跡可能特徴点の移動を追跡演算する追跡演算ステップと、追跡演算結果に基づいて物理パラメータを算出する物理パラメータ算出ステップとを含むことを特徴とする。
【００１６】
本発明の超音波診断装置の画像処理プログラムは、上述した課題を解決するために、複数の超音波振動子を振動させて超音波を送信し、送信された超音波のうち、被検体から反射された反射波を受けて複数の超音波画像データを異なる生成条件で生成する画像データ生成ステップと、異なる生成条件で生成された複数の超音波画像データに基づいて特徴点を抽出する特徴点抽出ステップと、抽出された特徴点に基づいて追跡可能な特徴点である追跡可能特徴点を設定する追跡可能特徴点設定ステップと、設定された追跡可能特徴点の移動を追跡演算する追跡演算ステップと、追跡演算結果に基づいて物理パラメータを算出する物理パラメータ算出ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００１７】
本発明の超音波診断装置は、上述した課題を解決するために、複数の超音波振動子を振動させて超音波を送信し、送信された超音波のうち、被検体から反射された反射波を受けて複数の超音波画像データを異なる生成条件で生成する画像データ生成手段と、画像データ生成手段により異なる生成条件で生成された複数の超音波画像データに基づいて、特徴点を抽出する特徴点抽出手段と、特徴点設定手段により設定された特徴点の移動を追跡演算する追跡演算手段と、追跡演算手段による追跡演算結果に基づいて、追跡可能な特徴点である追跡可能特徴点を設定する追跡可能特徴点設定手段と、追跡可能特徴点設定手段により設定された追跡可能特徴点の追跡演算結果に基づいて物理パラメータを算出する物理パラメータ算出手段とを備えることを特徴とする。
【００１８】
本発明の超音波診断装置の画像処理方法は、上述した課題を解決するために、複数の超音波振動子を振動させて超音波を送信し、送信された超音波のうち、被検体から反射された反射波を受けて複数の超音波画像データを異なる生成条件で生成する画像データ生成ステップと、異なる生成条件で生成された複数の超音波画像データに基づいて特徴点を抽出する特徴点抽出ステップと、設定された特徴点の移動を追跡演算する追跡演算ステップと、追跡演算結果に基づいて追跡可能な特徴点である追跡可能特徴点を設定する追跡可能特徴点設定ステップと、追跡可能特徴点設定ステップの処理により設定された追跡可能特徴点の追跡演算結果に基づいて物理パラメータを算出する物理パラメータ算出ステップとを含むことを特徴とする。
【００１９】
本発明の超音波診断装置の画像処理プログラムは、上述した課題を解決するために、複数の超音波振動子を振動させて超音波を送信し、送信された超音波のうち、被検体から反射された反射波を受けて複数の超音波画像データを異なる生成条件で生成する画像データ生成ステップと、異なる生成条件で生成された複数の超音波画像データに基づいて、特徴点を抽出する特徴点抽出ステップと、設定された特徴点の移動を追跡演算する追跡演算ステップと、追跡演算結果に基づいて追跡可能な特徴点である追跡可能特徴点を設定する追跡可能特徴点設定ステップと、設定された追跡可能特徴点の追跡演算結果に基づいて物理パラメータを算出する物理パラメータ算出ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００２０】
本発明の超音波診断装置およびその画像処理方法、その画像処理プログラムにおいては、複数の超音波振動子を振動させて超音波を送信し、送信された超音波のうち、被検体から反射された反射波を受けて複数の超音波画像データが異なる生成条件で生成され、異なる生成条件で生成された複数の超音波画像データに基づいて特徴点が抽出され、抽出された特徴点に基づいて追跡可能な特徴点である追跡可能特徴点が設定され、設定された追跡可能特徴点の移動が追跡演算され、追跡演算結果に基づいて物理パラメータが算出される。
【００２１】
本発明の超音波診断装置およびその画像処理方法、その画像処理プログラムにおいては、複数の超音波振動子を振動させて超音波を送信し、送信された超音波のうち、被検体から反射された反射波を受けて複数の超音波画像データが異なる生成条件で生成され、異なる生成条件で生成された複数の超音波画像データに基づいて特徴点が抽出され、設定された特徴点の移動が追跡演算され、追跡演算結果に基づいて追跡可能な特徴点である追跡可能特徴点が設定され、設定された追跡可能特徴点の追跡演算結果に基づいて物理パラメータが算出される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、超音波の画像から抽出された特徴点を用いたトラッキング（追跡演算）の精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２４】
図３は、本発明を適用した超音波診断装置１の内部の構成を表している。
【００２５】
図３に示されるように、超音波診断装置１は、本体１１、その本体１１に電気ケーブルを介して接続されている超音波プローブ１２、入力部１３、および表示部１４により構成されている。
【００２６】
図３に示されるように、超音波診断装置１の本体１１は、制御部２１、送信部２２、受信部２３、画像データ生成部２４、データ記憶部２５、演算部２６、およびDSC（Digital Scan Converter）２７により構成されている。
【００２７】
制御部２１は、CPU(Central Processing Unit)またはMPU（Micro Processing Unit）などからなり、種々の制御信号を生成し、各部に供給することにより超音波診断装置１の駆動を総括的に制御する。
【００２８】
送信部２２は、レートパルス発生器、送信遅延回路、およびパルサ（いずれも図示せず）からなり、レートパルス発生器は被検体の内部に入射する超音波パルスの繰り返し周期を決定するレートパルスを発生し、送信遅延回路に供給する。また、送信遅延回路は、送信時における超音波ビームの収束距離や偏向角度を設定するための遅延回路であり、制御部２１から供給される制御信号に基づいて、送信時における超音波ビームの焦点位置と偏向角度が所定の焦点位置と偏向角度となるように、レートパルス発生器から供給されたレートパルスに遅延時間を加え、パルサに供給する。さらに、パルサは、超音波振動子を駆動するための高圧パルスを生成する駆動回路であり、送信遅延回路から供給されたレートパルスに基づいて、超音波振動子を駆動するための高圧パルスを生成し、生成された高圧パルスを超音波プローブ１２に出力する。
【００２９】
受信部２３は、プリアンプ、受信遅延回路、および加算器（いずれも図示せず）からなり、プリアンプは、超音波プローブ１２から被検体に送信された超音波パルスの反射波に基づく受信信号を取得し、取得された受信信号を所定のレベルまで増幅し、増幅された受信信号を受信遅延回路に供給する。
【００３０】
受信遅延回路は、制御部２１から供給される制御信号に基づいて、プリアンプから供給された増幅後の受信信号に各超音波振動子のフォーカス位置からの超音波の伝播時間の差に対応する遅延時間を与え、加算器に供給する。加算器は、受信遅延回路から供給された各超音波振動子からの受信信号を加算し、加算された受信信号を画像データ生成部２４に供給する。
【００３１】
また、受信部２３には、受信時において並列同時受信することができるように１つの超音波振動子に対して複数系統（例えば、４系統など）の受信遅延回路がそれぞれ設けられており、受信部２３は、複数方向からの受信を同時に行うことができる。例えば、１つの超音波振動子に受信遅延回路が２系統設けられた場合、送信時に超音波ビームを拡散して送信し、受信時に送信ビーム方向に対して例えば±Δα度だけずれた２方向から同時に受信することができる。
【００３２】
画像データ生成部２４は、Bモード処理部３１とドプラモード処理部３２により構成されている。Bモード処理部３１は、対数増幅器、包絡線検波回路、およびA/D変換器（いずれも図示せず）からなり、制御部２１から供給された制御信号に基づいて、以下の処理を行う。
【００３３】
すなわち、Bモード処理部３１の対数増幅器は、受信部２３から供給された受信信号を対数増幅し、対数増幅された受信信号を包絡線検波回路に供給する。包絡線検波回路は、超音波周波数成分を除去して振幅のみを検出するための回路であり、対数増幅器から供給された受信信号について包絡線を検波し、検波された受信信号をA/D変換器に供給する。A/D変換器は、包絡線検波回路殻供給された受信信号をディジタル信号に変換し、Bモード画像データを生成し、生成されたBモード画像データをデータ記憶部２５に供給する。
【００３４】
ドプラモード処理部３２は、基準信号発生器、π/２位相器、ミキサ、LPF（Low Pass Filter）、A/D変換器、ドプラ信号記憶回路、FFT（Fast Fourier Transform）分析器、および演算器（いずれも図示せず）からなり、主に直交位相検波とFFT分析が行われる。すなわち、ドプラモード処理部３２は、受信部２３から供給された受信信号を取得し、取得された受信信号をミキサの第１の入力端子に入力する。一方、基準信号発生器は、入力信号の中心周波数とほぼ等しい周波数をもった基準信号を発生させて、ミキサの第１の入力端子とπ/２位相器に供給する。π/２位相器は、基準信号発生器から供給された基準信号の位相を９０度シフトし、ミキサの第２の入力端子に供給する。
【００３５】
ミキサは、受信信号をLPFに供給し、LPFは、ミキサから供給された受信信号の高周波成分を除去し、A/D変換器に供給する。A/D変換器は、LPFから供給された受信信号をディジタル信号に変換し、FFT分析器に供給する。FFT分析器は、ディジタル化された受信信号の直交成分を一旦ドプラ信号記憶回路に記憶した後、FFT分析を行い、演算器に供給する。演算器は、FFT分析器から供給されたドプラ信号の周波数スペクトルに対して、その中心周波数や分散などを計算し、データ記憶部２５に供給する。
【００３６】
データ記憶部２５は、Bモード処理部３１とドプラモード処理部３２から供給されたBモード画像データとドプラモード画像データを取得し、取得されたBモード画像データとドプラモード画像データを記憶する。また、データ記憶部２５は、制御部２１からの指示に従い、必要に応じて、記憶されているBモード画像データとドプラモード画像データをDSC２７に供給する。さらに、データ記憶部２５は、演算部２６において演算された演算結果を記憶し、必要に応じて、記憶されている演算結果を本体１１の各部に供給する。
【００３７】
演算部２６は、特徴点抽出部３３、追跡可能特徴点設定部３４、追跡演算部３５、および物理パラメータ算出部３６からなり、特徴点抽出部３３は、データ記憶部２５に記憶されている複数の画像データの中から所望の画像データを読み出し、読み出された画像データに基づいて候補となる特徴点を抽出し、その抽出結果をデータ記憶部２５、追跡可能特徴点設定部３４、および追跡演算部３５に供給する。追跡可能特徴点設定部３４は、特徴点抽出部３３から供給された抽出結果に基づいて追跡可能な特徴点を設定し、その設定結果をデータ記憶部２５と追跡演算部３５に供給する。
【００３８】
追跡演算部３５は、データ記憶部２５に記憶されている複数の画像データの中から所望の画像データを読み出し、読み出された画像データに基づいて追跡演算を行い、その追跡演算結果をデータ記憶部２５と物理パラメータ算出部３６に供給する。物理パラメータ３６は、追跡演算部３５から供給された追跡演算結果に基づいて被検体の診断部位における各種パラメータを算出し、その算出結果をデータ記憶部２５に供給する。
【００３９】
DSC２７は、データ記憶部２５から供給されたBモード画像データとドプラモード画像データを取得し、取得されたBモード画像データとドプラモード画像データを、超音波スキャンの走査線信号列からビデオフォーマットの走査線信号列に変換し、表示部１４に供給する。
【００４０】
また、超音波プローブ１２は、本体１１に電気ケーブルを介して接続されており、被検体の表面に対してその前面を接触させ超音波の送受信を行う超音波トランスジューサであり、１次元にアレイ配列あるいは２次元にマトリクス配列された微小な超音波振動子（図示せず）をその先端部分に有している。この超音波振動子は圧電振動子としての電気音響変換素子である。超音波プローブ１２は、送信時には本体１１の送信部２２から入力された電気パルスを超音波パルス（送信超音波）に変換し、また受信時には被検体により反射された反射波を電気信号に変換し、本体１１に出力する。
【００４１】
入力部１３は、電気ケーブルを介して本体１１と接続され、操作パネル上にユーザの種々の指示を入力するための表示パネル、キーボード、トラックボール、マウスなどの入力デバイスを有しており、患者情報、計測パラメータ、物理パラメータ、テンプレートサイズ、および、画像演算に用いる画像の時相や格子間隔などをユーザが入力するために用いられる。
【００４２】
表示部１４は、ケーブルを介して本体１１のDSC２７と接続され、図示せぬLCD(Liquid Crystal Display)や図示せぬCRT(Cathode Ray Tube)が設けられており、超音波スキャンの走査線信号列からビデオフォーマットの走査線信号列に変換されたDSC２７からのBモード画像データとドプラモード画像データなどを取得し、取得されたBモード画像データとドプラモード画像データなどを図示せぬLCDや図示せぬCRTに表示する。
【００４３】
次に、図４のフローチャートを参照して、図３の超音波診断装置１における異生成条件複数画像データ生成処理について説明する。
【００４４】
ステップＳ１において、制御部２１は、ユーザが入力部１３を操作することにより異生成条件複数画像データ生成処理を開始するとの指示がなされたか否かを判定し、異生成条件複数画像データ生成処理を開始するとの指示がなされたと判定されるまで待機する。
【００４５】
ステップＳ１において異生成条件複数画像データ生成処理を開始するとの指示がなされたと判定された場合、制御部２１はステップＳ２で、超音波送信制御信号を生成し、生成された超音波送信制御信号を送信部２２に供給する。
【００４６】
ステップＳ３において、制御部２１は、異なる生成条件で超音波画像データを生成させるための異生成条件超音波受信制御信号を生成し、生成された異生成条件超音波受信制御信号を受信部２３に供給する。ここで、異生成条件超音波受信制御信号には、例えば、並列同時受信法を用いて、受信時に送信ビーム方向θに対して例えば±Δα度だけずれた２方向（左方向と右方向）から同時に受信するための制御信号が含まれている。
【００４７】
ステップＳ４において、送信部２２は、制御部２１から供給された超音波送信制御信号に基づいて超音波ビームを被検体に送信する。すなわち、送信部２２のレートパルス器は、制御部２１から供給された超音波送信制御信号に基づいて、被検体の内部に入射する超音波パルスのパルス繰り返し周期を決定するレートパルスを発生し、送信遅延回路に供給する。また、送信遅延回路は、制御部２１から供給される超音波送信制御信号に基づいて、送信時における超音波ビームの焦点位置と偏向角度が所定の焦点位置と偏向角度（θ１）となるように、レートパルス発生器から供給されたレートパルスに遅延時間を加え、パルサに供給する。さらに、パルサは、送信遅延回路から供給されたレートパルスに基づいて、超音波振動子を駆動するための高圧パルスを生成し、生成された高圧パルスを超音波プローブ１２に出力する。超音波プローブ１２は、送信部２２から入力された高圧パルス（電気パルス）を超音波パルスに変換し、変換された超音波パルスを被検体に送信する。被検体内に送信された超音波の一部は、音響インピーダンスの異なる被検体内の臓器間の境界面あるいは組織にて反射される。
【００４８】
ステップＳ５において、超音波プローブ１２は、被検体により反射された反射波を電気信号に変換し、本体１１に出力する。ステップＳ６において、受信部２３は、制御部２１から供給された異生成条件超音波受信制御信号に基づいて、超音波プローブ１２から入力された受信信号を増幅し、所定の遅延時間を付加して、画像データ生成部２４に供給する。すなわち、受信部２３のプリアンプは、超音波プローブ１２から入力された受信信号を取得し、取得された受信信号を所定のレベルまで増幅し、増幅された受信信号を受信遅延回路に供給する。
【００４９】
受信部２３の受信遅延回路は、１つの超音波振動子に対して複数系統、例えば２系統の受信遅延回路からなり、制御部２１から供給された異生成条件超音波受信制御信号に基づいて、プリアンプから供給された増幅後の受信信号に、それぞれ、各超音波振動子のフォーカス位置からの超音波の伝播時間の差に対応する遅延時間（所定の方向（θ１＋Δα）に強い受信指向性をもたせて受信するための遅延時間）と、各超音波振動子のフォーカス位置からの超音波の伝播時間の差に対応する遅延時間（所定の方向（θ１−Δα）に強い受信指向性をもたせて受信するための遅延時間）を与え、加算器に供給する。加算器は、受信遅延回路から供給された各超音波振動子からの異生成条件（左受信方向と右受信方向）の複数の受信信号を加算し、加算された異生成条件の複数の受信信号を画像データ生成部２４に供給する。
【００５０】
ステップＳ７において、制御部２１は、異なる生成条件で複数の画像データを生成するための異生成条件複数画像データ生成制御信号を生成し、生成された異生成条件複数画像データ生成制御信号を画像データ生成部２４に供給する。
【００５１】
ステップＳ８において、画像データ生成部２４のBモード処理部３１とドプラモード処理部３２は、制御部２１から供給された異生成条件複数画像データ生成制御信号に基づいて、受信部２３から供給された異生成条件の複数の受信信号に種々の処理を施し、θ１＋Δα方向の第１生成条件Bモード画像データと第１生成条件ドプラモード画像データを生成するとともに、θ１−Δα方向の第２生成条件Bモード画像データと第２生成条件ドプラモード画像データを生成し、生成されたθ１＋Δα方向の第１生成条件Bモード画像データと第１生成条件ドプラモード画像データとθ１−Δα方向の第２生成条件Bモード画像データと第２生成条件ドプラモード画像データをデータ記憶部２５に供給する。
【００５２】
ステップＳ９において、データ記憶部２５は、画像データ生成部２４のBモード処理部３１とドプラモード処理部３２から供給された生成されたθ１＋Δα方向の第１生成条件Bモード画像データと第１生成条件ドプラモード画像データとθ１−Δα方向の第２生成条件Bモード画像データと第２生成条件ドプラモード画像データを取得し、取得された生成されたθ１＋Δα方向の第１生成条件Bモード画像データと第１生成条件ドプラモード画像データとθ１−Δα方向の第２生成条件Bモード画像データと第２生成条件ドプラモード画像データをそれぞれ記憶する。
【００５３】
次に、超音波の送受信方向をΔθずつ順次更新させながらθ１＋（Ｎ−１）Δθまで変更してＮ方向の走査によって上記と同様な手順で超音波の送受信を行い、被検体内をリアルタイム走査する。このとき、制御部２１は、その制御信号によって送信部２２の送信遅延回路と受信部２３の受信遅延回路の遅延時間を、所定の超音波送受信方向に対応させて順次切り替えさせながら、θ１＋Δα＋Δθ乃至θ１＋Δα＋（Ｎ−１）Δθ方向の第１生成条件Bモード画像データと第１生成条件ドプラモード画像データの各々を生成させるとともに、θ１−Δα＋Δθ乃至θ１−Δα＋（Ｎ−１）Δθ方向の第１生成条件Bモード画像データと第１生成条件ドプラモード画像データの各々を生成させる。
【００５４】
データ記憶部２５は、生成されたθ１＋Δα＋Δθ乃至θ１＋Δα＋（Ｎ−１）Δθ方向の第１生成条件Bモード画像データと第１生成条件ドプラモード画像データを、すでに記憶されているθ１＋Δα方向の第１生成条件Bモード画像データと第１生成条件ドプラモード画像データとともに、時相T１の２次元の第１生成条件Bモード画像データと第１生成条件ドプラモード画像データとして記憶する。一方、データ記憶部２５は、生成されたθ１−Δα＋Δθ乃至θ１−Δα＋（Ｎ−１）Δθ方向の第２生成条件Bモード画像データと第２生成条件ドプラモード画像データを、すでに記憶されているθ１−Δα方向の第２生成条件Bモード画像データと第２生成条件ドプラモード画像データとともに、時相T１の２次元の第２生成条件Bモード画像データと第２生成条件ドプラモード画像データとして記憶する。
【００５５】
次に、時相T２乃至時相TMにおいても同様な手順により画像データ生成部２４において第１生成条件Bモード画像データと第１生成条件ドプラモード画像データを生成するとともに、第２生成条件Bモード画像データと第２生成条件ドプラモード画像データを生成する。また、データ記憶部２５は、生成されたT２乃至時相TMの第１生成条件Bモード画像データと第１生成条件ドプラモード画像データを記憶するとともに、生成されたT２乃至時相TMの第２生成条件Bモード画像データと第２生成条件ドプラモード画像データを記憶する。なお、上記M枚の第１生成条件Bモード画像データと第１生成条件ドプラモード画像データ、あるいは、第２生成条件Bモード画像データと第２生成条件ドプラモード画像データは、便宜上、心臓の１心拍期間において得られるものとする。勿論、１心拍以上の期間の画像データを生成し、記憶するようにしてもよい。
【００５６】
このように、本発明の実施形態に示された超音波診断装置１においては、異なる生成条件（超音波の送受信方向が異なる生成条件）により複数の画像データを生成することができる。なお、図４のフローチャートを参照して説明した異生成条件複数画像データ生成処理においては、並列同時受信法を用いて、左方向から受信した受信信号に基づいて第１生成条件Bモード画像データと第１生成条件ドプラモード画像データを生成し、右方向から受信した受信信号に基づいて第２生成条件Bモード画像データと第２生成条件ドプラモード画像データを生成するようにしたが、このような方法に限られず、異なる生成条件（例えば、送受信される超音波の周波数帯域や送受信方向など）で複数の画像を生成することができればよい。
【００５７】
例えば、画像データ生成部２４において、受信した受信信号を画像データ生成部により処理する場合に高周波と低周波の帯域にそれぞれ切り出し、高周波帯域の画像データと低周波帯域の画像データを生成するようにしてもよい。また、並列同時受信法を用いて左方向から受信した受信信号を高周波の帯域に切り出し、左受信方向、かつ、高周波帯域の画像データを生成するとともに、右方向から受信した受信信号を低周波の帯域に切り出し、右受信方向、かつ、低周波帯域の画像データを生成するようにしてもよい。勿論、並列同時受信法を用いずに、例えば、２回続けて同じ場所に高周波帯域の超音波と低周波帯域の超音波を送受信し、受信した受信信号を用いて高周波帯域の画像データと低周波帯域の画像データをそれぞれ生成するようにしてもよい。
【００５８】
なお、異なる生成条件で生成された複数の画像データにおいては、画像の生成条件が異なるため、複数の散乱体の干渉によるランダムなスペックルパターンは異なる状態で発生し、スペックルパターンの画像は変化する。一方、追跡可能な構造物については、画像の生成条件が異なっていても時間方向にほぼその構造を維持するため、構造物の画像は変化しない。
【００５９】
図５のフローチャートを参照して、図３の超音波診断装置１における物理パラメータ算出処理について説明する。なお、この物理パラメータ算出処理は、ユーザが入力部１３を操作することによりデータ記憶部２５に記憶されているBモード画像データの中から、例えば心臓の１心拍分（時相T１乃至時相TM）のM枚の画像データを選択することにより、開始される。
【００６０】
ステップＳ１１において、演算部２６の特徴点抽出部３３は、制御部２１の指示に従い、データ記憶部２５に記憶されている時相T１乃至時相TMの第１生成条件Bモード画像データA１乃至AMを読み出す。また同時に、制御部２１は、データ記憶部２５に記憶されている時相T１乃至時相TMの第１生成条件Bモード画像データA１乃至AMのうち、時相T１の第１生成条件Bモード画像データA１を表示部１４に表示させる。表示部１４は、制御部２１の指示に従い、データ記憶部２５に記憶されている時相T１の第１生成条件Bモード画像データA１を表示部１４に表示する。
【００６１】
ステップＳ１２において、特徴点抽出部３３は、読み出された時相T１の第１生成条件Bモード画像データA１に基づいて、第１生成条件Bモード画像データA１の特徴点である第１生成条件Bモード画像データ特徴点を抽出する。第１生成条件Bモード画像データ特徴点の抽出は、例えば、コーナー検出法などにより行われる。
【００６２】
図６は、表示部１４に表示される第１生成条件Bモード画像データA１を表している。
【００６３】
図６に示されるように、第１生成条件Bモード画像データA１には、予め所定の間隔の格子が配置され、第１生成条件Bモード画像データ特徴点が一般に不等間隔に配置されている。第１生成条件Bモード画像データA１が表示部１４に表示されると、ユーザは、入力部１３を操作することにより、追跡演算や物理パラメータの算出を行う所望の関心領域として、図６に示されるようなテンプレートを設定する。図６の例の場合、ユーザにより設定されたテンプレート内には、第１生成条件Bモード画像データ特徴点a１、a２、a３、a４、a５、およびa６が配置されている。
【００６４】
特徴点抽出部３３は、特徴点抽出結果を追跡可能特徴点抽出部３４に供給する。
【００６５】
ステップＳ１３において、追跡可能特徴点設定部３４は、データ記憶部２５に記憶されている時相T１乃至時相TMの第２生成条件Bモード画像データB１乃至BMを読み出す。ステップＳ１４において、追跡可能特徴点設定部３４は、特徴点抽出部３３から供給された特徴点抽出結果を取得し、取得された特徴点集出結果と、読み出された時相T１の第１生成条件Bモード画像データA１および時相T１の第２生成条件Bモード画像データB１に基づいて、設定されたテンプレート内の第１生成条件Bモード画像データ特徴点を用いてフレーム間（時相T１の第１生成条件Bモード画像データA１と時相T１の第２生成条件Bモード画像データB１）における相互相関係数を算出する。すなわち、異なる生成条件で生成された２つの画像データに基づいて、１つの生成条件により生成された画像データに基づいて抽出された特徴点を用いて、２つの画像データのフレーム間における相互相関係数を算出する。なお、算出される相互相関係数は、０から１までの値をもつ物理量である。
【００６６】
具体的には、図７に示されるように、まず、ユーザにより設定されたテンプレート内の１つの特徴点である第１生成条件Bモード画像データ特徴点a１が中心となるような第１生成条件Bモード画像データ特徴点a１用テンプレート（図７の点線のテンプレート）が、新たに所定の大きさで設定される。次に、新たに設定された第１生成条件Bモード画像データ特徴点a１用テンプレートについて、時相T１の第１生成条件Bモード画像データA１と第２生成条件Bモード画像データB１のフレーム間で相互相関処理を行う。この相互相関処理の過程において算出された複数個の相互相関係数のうちの最大値を、第１生成条件Bモード画像データ特徴点a１における相互相関係数として用いる。
【００６７】
図８の例の場合、第１生成条件Bモード画像データ特徴点a１における相互相関係数は、「０．５」である。同様の手順で第１生成条件Bモード画像データ特徴点a２、a３、a４、a５、およびa６における相互相関係数が算出される。図８の例の場合、第１生成条件Bモード画像データ特徴点a２、a３、a４、a５、およびa６における相互相関係数は、「０．２」、「０．７」、「０．６」、「０．８」、および「０．４」である。
【００６８】
ステップＳ１５において、追跡可能特徴点抽出部３４は、算出された相互相関係数が予め設定された所定の基準値より大きいか否かを判定する。
【００６９】
ステップＳ１５において算出された相互相関係数が予め設定された所定の基準値より大きいと判定された場合、追跡可能特徴点設定部３４はステップＳ１６で、類似度が高いと判定する。ここで、「類似度」とは、画像間において変化がない部分であるか否かの高さを示す値である。すなわち、「類似度が高い」ということは、画像間において変化がない部分であるか否かの高さが高いこと（時間方向に構造物が維持されることにより画像間において変化がない部分であること）を示しており、「類似度が低い」ということは、画像間において変化がない部分であるか否かの高さが低いこと（時間方向に構造物が維持されないことにより画像間において変化がある部分であること）を示している。図８の例の場合、予め設定された所定の基準値が「０．６」であるとき、第１生成条件Bモード画像データ特徴点a３において算出された相互相関係数は「０．７」であることから、第１生成条件Bモード画像データ特徴点a３においては類似度が高い（時間方向に構造物が維持されることにより画像間において変化がない部分であること）と判定される。これにより、追跡可能な構造体によるものと、複数の散乱体の干渉によるランダムなスペックルパターンによるものを区別することができる。
【００７０】
ステップＳ１５において算出された相互相関係数が予め設定された所定の基準値より大きくないと判定された場合、追跡可能特徴点設定部３４はステップＳ１７で、類似度が低いと判定する。図８の例の場合、予め設定された所定の基準値が「０．６」であるとき、第１生成条件Bモード画像データ特徴点a１において算出された相互相関係数は「０．５」であることから、第１生成条件Bモード画像データ特徴点a１においては類似度が低いと判定される。
【００７１】
ステップＳ１８において、追跡可能特徴点設定部３４は、算出されたすべての相互相関係数について類似度判定処理を行ったかを判定する。ステップＳ１８において算出されたすべての相互相関係数について類似度判定処理を行っていないと判定された場合、処理はステップＳ１５に戻り、ステップＳ１５以降の処理が繰り返される。これにより、ユーザにより設定されたテンプレート内のすべての特徴点について類似度を判定することができる。
【００７２】
ステップＳ１８において算出されたすべての相互相関係数について類似度判定処理を行ったと判定された場合、追跡可能特徴点設定部３４はステップＳ１９で、類似度が高いと判定された特徴点を追跡可能特徴点として設定し、追跡可能特徴点フラグFを１に設定する。一方、追跡可能特徴点設定部３４は、類似度が低いと判定された特徴点を追跡可能特徴点として設定せず、追跡可能特徴点フラグFを０に設定する。
【００７３】
図９は、第１生成条件Bモード画像データ特徴点の特徴点番号、相互相関係数、類似度、および追跡可能特徴点フラグとの対応関係を表している。
【００７４】
図９のテーブルの第１列目乃至第４列目には、「特徴点番号」、「相互相関係数」、「類似度」、および「追跡可能特徴点フラグ」が記述されており、それぞれ、予め設定されたテンプレート内の第１生成条件Bモード画像データ特徴点の識別番号、予め設定されたテンプレート内の第１生成条件Bモード画像データ特徴点での相互相関係数の値、画像間において変化がない部分であるか否かの高さを示す値、および、追跡可能特徴点設定部３４により設定された追跡可能な特徴点であるか否かを表すフラグの値を示している。
【００７５】
図９の第１行目の場合、「特徴点番号」は「a１」であり、予め設定されたテンプレート内の第１生成条件Bモード画像データ特徴点の識別番号が「a１」であることを示している。「相互相関係数」は「０．５」であり、予め設定されたテンプレート内の第１生成条件Bモード画像データ特徴点での相互相関係数が「０．５」であることを示している。「類似度」は「低い」であり、画像間において変化がない部分であるか否かの高さを示す値が「低い」であること（すなわち、時間方向に構造物が維持されないことにより画像間において変化がある部分であること）を示している。「追跡可能特徴点フラグ」は「F＝０」であり、追跡可能特徴点設定部３４により設定された追跡可能な特徴点であるか否かを表すフラグの値が「F＝０」である（すなわち、追跡可能な特徴点ではないこと）を示している。
【００７６】
図９の第２行目の場合、「特徴点番号」は「a２」であり、予め設定されたテンプレート内の第１生成条件Bモード画像データ特徴点の識別番号が「a２」であることを示している。「相互相関係数」は「０．２」であり、予め設定されたテンプレート内の第１生成条件Bモード画像データ特徴点での相互相関係数が「０．２」であることを示している。「類似度」は「低い」であり、画像間において変化がない部分であるか否かの高さを示す値が「低い」であること（すなわち、時間方向に構造物が維持されないことにより画像間において変化がある部分であること）を示している。「追跡可能特徴点フラグ」は「F＝０」であり、追跡可能特徴点設定部３４により設定された追跡可能な特徴点であるか否かを表すフラグの値が「F＝０」である（すなわち、追跡可能な特徴点ではないこと）を示している。
【００７７】
図９の第３行目の場合、「特徴点番号」は「a３」であり、予め設定されたテンプレート内の第１生成条件Bモード画像データ特徴点の識別番号が「a３」であることを示している。「相互相関係数」は「０．７」であり、予め設定されたテンプレート内の第１生成条件Bモード画像データ特徴点での相互相関係数が「０．７」であることを示している。「類似度」は「高い」であり、画像間において変化がない部分であるか否かの高さを示す値が「高い」であること（すなわち、時間方向に構造物が維持されることにより画像間において変化がない部分であること）を示している。「追跡可能特徴点フラグ」は「F＝１」であり、追跡可能特徴点設定部３４により設定された追跡可能な特徴点であるか否かを表すフラグの値が「F＝１」である（すなわち、追跡可能な特徴点であること）を示している。
【００７８】
図９の第４行目の場合、「特徴点番号」は「a４」であり、予め設定されたテンプレート内の第１生成条件Bモード画像データ特徴点の識別番号が「a４」であることを示している。「相互相関係数」は「０．６」であり、予め設定されたテンプレート内の第１生成条件Bモード画像データ特徴点での相互相関係数が「０．６」であることを示している。「類似度」は「高い」であり、画像間において変化がない部分であるか否かの高さを示す値が「高い」であること（すなわち、時間方向に構造物が維持されることにより画像間において変化がない部分であること）を示している。「追跡可能特徴点フラグ」は「F＝１」であり、追跡可能特徴点設定部３４により設定された追跡可能な特徴点であるか否かを表すフラグの値が「F＝１」である（すなわち、追跡可能な特徴点であること）を示している。
【００７９】
図９の第５行目の場合、「特徴点番号」は「a５」であり、予め設定されたテンプレート内の第１生成条件Bモード画像データ特徴点の識別番号が「a５」であることを示している。「相互相関係数」は「０．８」であり、予め設定されたテンプレート内の第１生成条件Bモード画像データ特徴点での相互相関係数が「０．８」であることを示している。「類似度」は「高い」であり、画像間において変化がない部分であるか否かの高さを示す値が「高い」であること（すなわち、時間方向に構造物が維持されることにより画像間において変化がない部分であること）を示している。「追跡可能特徴点フラグ」は「F＝１」であり、追跡可能特徴点設定部３４により設定された追跡可能な特徴点であるか否かを表すフラグの値が「F＝１」である（すなわち、追跡可能な特徴点であること）を示している。
【００８０】
図９の第６行目の場合、「特徴点番号」は「a６」であり、予め設定されたテンプレート内の第１生成条件Bモード画像データ特徴点の識別番号が「a６」であることを示している。「相互相関係数」は「０．４」であり、予め設定されたテンプレート内の第１生成条件Bモード画像データ特徴点での相互相関係数が「０．４」であることを示している。「類似度」は「低い」であり、画像間において変化がない部分であるか否かの高さを示す値が「低い」であること（すなわち、時間方向に構造物が維持されないことにより画像間において変化がある部分であること）を示している。「追跡可能特徴点フラグ」は「F＝０」であり、追跡可能特徴点設定部３４により設定された追跡可能な特徴点であるか否かを表すフラグの値が「F＝０」である（すなわち、追跡可能な特徴点ではないこと）を示している。
【００８１】
本発明の実施形態に示された超音波診断装置１においては、第１生成条件により生成され第１生成条件Bモード画像データに基づいて追跡可能な特徴点の候補となる第１生成条件Bモード画像データ特徴点を抽出し、抽出された第１生成条件Bモード画像データ特徴点を用いて、第１生成条件と第２生成条件で生成されたほぼ同時相の第１生成条件Bモード画像データと第２生成条件Bモード画像データに基づいて、フレーム間の相互相関係数を算出し、算出された相互相関係数に基づいて追跡可能な特徴点を設定するようにしたので、抽出された追跡可能な特徴点の候補となる第１生成条件Bモード画像データ特徴点のうち、周波数や送受信ビーム方向によって画像に変化がない構造物によるものと、周波数や送受信ビーム方向によって画像に変化があるスペックルパターンによるものを区別した上で、周波数や送受信ビーム方向によって画像に変化がない構造物によるものだけを追跡可能な特徴点として設定することができる。
【００８２】
追跡可能特徴点設定部３４は、設定された設定結果を追跡演算部３５に供給する。
【００８３】
ステップＳ２０において、追跡演算部３５は、追跡可能特徴点設定部３５から供給された設定結果を取得し、取得された設定結果に含まれる追跡可能特徴点フラグFに基づいて追跡可能な特徴点であるか否かを判定するとともに、データ記憶部２５に記憶されている時相T１乃至時相TMの第１生成条件Bモード画像データA１乃至AMを読み出し、読み出された時相T１乃至時相TMの第１生成条件Bモード画像データA１乃至AMに基づいて、テンプレート内に設定された追跡可能特徴点を用いて追跡演算を行う。
【００８４】
具体的には、読み出された時相T１乃至時相TMの第１生成条件Bモード画像データA１乃至AMのうち、時相T１と時相T２の第１生成条件Bモード画像データA１とA２に基づいて、テンプレート内に設定された追跡可能特徴点（図８の例の場合、第１生成条件Bモード画像データ特徴点a３、a４、およびa６）を用いて画像間での相互相関処理を行い、この相互相関処理の過程において算出された複数個の相互相関係数のうちの最大値における変位量を、ユーザにより設定されたテンプレートにおける計測点（図６の例の場合、計測点P）における心筋の変位量として算出する。
【００８５】
同様に、読み出された第１生成条件Bモード画像データA２とA３を用いて、第１生成条件Bモード画像データA１に設定された計測点（図６の例の場合、計測点P）の第１生成条件Bモード画像データA２における移動先を中心とした新たなテンプレートを設定し、設定されたテンプレートと第１生成条件Bモード画像データA３との間で相互相関処理を行い、第１生成条件Bモード画像データA３における計測点の変位量を算出する。さらに、同様の手順を繰り返すことにより第１生成条件Bモード画像データA１において設定された計測点の第１生成条件Bモード画像データA３乃至AMにおける移動先、即ち変位量を算出する。
【００８６】
追跡演算部３５は、追跡演算された追跡演算結果を物理パラメータ算出部３６に供給する。
【００８７】
ステップＳ２１において、物理パラメータ算出部３６は、追跡演算部３５から供給された追跡演算結果を取得し、取得された追跡演算結果に基づいて物理パラメータを算出する。具体的には、物理パラメータ算出部３６は、追跡演算結果に含まれる変位量に基づいて移動速度（変位の時間に対する１次微分）や移動加速度（変位の時間に対する２次微分）などの物理パラメータを算出する。
【００８８】
ステップＳ２２において、物理パラメータ算出部３６は、算出された物理パラメータの算出結果をデータ記憶部２５に供給する。ステップＳ２３において、データ記憶部２５は、物理パラメータ算出部３６から供給された物理パラメータの算出結果を取得し、取得された物理パラメータの算出結果を記憶する。
【００８９】
本発明の実施形態に示された超音波診断装置１においては、追跡可能な特徴点を設定したあと、追跡可能な特徴点のみを用いてフレーム間において追跡演算を行うようにしたので、ランダムなスペックルパターンによる影響を受けない追跡演算結果を取得することができる。これにより、超音波の画像から抽出された特徴点を用いたトラッキング（追跡演算）の精度を向上させることができる。
【００９０】
なお、図５のフローチャートを参照して説明した物理パラメータ算出処理においては、１つの生成条件により生成された画像データに基づいて追跡可能な特徴点の候補となる第１生成条件Bモード画像データ特徴点を抽出するようにしたが、異なる生成条件により生成された２つの画像データに基づいて候補となる特徴点をそれぞれ抽出するようにしてもよい。この場合における物理パラメータ算出処理は、図１０のフローチャートに示されている。
【００９１】
図１０のフローチャートを参照して、図３の超音波診断装置１における他の物理パラメータ算出処理について説明する。なお、図１０のステップＳ４２乃至Ｓ４５の処理は、図５のステップＳ２０乃至Ｓ２３の処理と同様であり、その説明は繰り返しになるので省略する。
【００９２】
ステップＳ３１において、演算部２６の特徴点抽出部３３は、制御部２１の指示に従い、データ記憶部２５に記憶されている時相T１乃至時相TMの第１生成条件Bモード画像データA１乃至AMを読み出す。また同時に、制御部２１は、データ記憶部２５に記憶されている時相T１乃至時相TMの第１生成条件Bモード画像データA１乃至AMのうち、時相T１の第１生成条件Bモード画像データA１を表示部１４に表示させる。表示部１４は、制御部２１の指示に従い、データ記憶部２５に記憶されている時相T１の第１生成条件Bモード画像データA１を表示部１４に表示する。
【００９３】
ステップＳ３２において、特徴点抽出部３３は、読み出された時相T１の第１生成条件Bモード画像データA１に基づいて、第１生成条件Bモード画像データA１の特徴点である第１生成条件Bモード画像データ特徴点を抽出する。第１生成条件Bモード画像データ特徴点の抽出は、例えば、コーナー検出法などにより行われる。
【００９４】
図１１[A]は、表示部１４に表示される第１生成条件Bモード画像データA１を表している。
【００９５】
図１１[A]の例の場合、ユーザにより設定されたテンプレート内には、第１生成条件Bモード画像データ特徴点a１、a２、a３、a４、a５、およびa６が配置されている。
【００９６】
特徴点抽出部３３は、特徴点抽出結果を追跡可能特徴点抽出部３４に供給する。
【００９７】
ステップＳ３３において、追跡可能特徴点設定部３４は、特徴点抽出部３３から供給された特徴点抽出結果を取得し、取得された特徴点抽出結果と、読み出された時相T１の第１生成条件Bモード画像データA１および時相T２の第１生成条件Bモード画像データA１に基づいて、設定されたテンプレート内の第１生成条件Bモード画像データ特徴点を用いてフレーム間の相互相関係数を算出する。なお、具体的な相互相関係数の算出方法については、図７を用いて説明した方法と同様であり、その説明は繰り返しになるので省略する。
【００９８】
図１２[A]の例の場合、第１生成条件Bモード画像データ特徴点a１、a２、a３、a４、a５、およびa６における相互相関係数は、「０．７」、「０．４」、「０．６」、「０．５」、「０．７」、および「０．３」である。
【００９９】
ステップＳ３４において、演算部２６の特徴点抽出部３３は、制御部２１の指示に従い、データ記憶部２５に記憶されている時相T１乃至時相TMの第２生成条件Bモード画像データB１乃至BMを読み出す。また同時に、制御部２１は、データ記憶部２５に記憶されている時相T１乃至時相TMの第２生成条件Bモード画像データB１乃至BMのうち、時相T１の第２生成条件Bモード画像データB１を表示部１４に表示させる。表示部１４は、制御部２１の指示に従い、データ記憶部２５に記憶されている時相T１の第２生成条件Bモード画像データB１を表示部１４に表示する。
【０１００】
ステップＳ３５において、特徴点抽出部３３は、読み出された時相T１の第２生成条件Bモード画像データB１に基づいて、第２生成条件Bモード画像データB１の特徴点である第２生成条件Bモード画像データ特徴点を抽出する。第２生成条件Bモード画像データ特徴点の抽出は、例えば、コーナー検出法などにより行われる。
【０１０１】
図１１[B]は、表示部１４に表示される第２生成条件Bモード画像データB１を表している。
【０１０２】
図１１[B]の例の場合、ユーザにより設定されたテンプレート内には、第２生成条件Bモード画像データ特徴点b１、b２、b３、b４、b５、およびb６が配置されている。
【０１０３】
特徴点抽出部３３は、特徴点抽出結果を追跡可能特徴点抽出部３４に供給する。
【０１０４】
ステップＳ３６において、追跡可能特徴点設定部３４は、特徴点抽出部３３から供給された特徴点抽出結果を取得し、取得された特徴点抽出結果と、読み出された時相T１の第２生成条件Bモード画像データB１および時相T２の第２生成条件Bモード画像データB２に基づいて、設定されたテンプレート内の第１生成条件Bモード画像データ特徴点を用いてフレーム間の相互相関係数を算出する。なお、具体的な相互相関係数の算出方法については、図７を用いて説明した方法と同様であり、その説明は繰り返しになるので省略する。
【０１０５】
図１２[B]の例の場合、第２生成条件Bモード画像データ特徴点b１、b２、b３、b４、b５、およびb６における相互相関係数は、「０．２」、「０．８」、「０．５」、「０．１」、「０．６」、および「０．９」である。
【０１０６】
ステップＳ３７において、追跡可能特徴点設定部３４は、抽出された第１生成条件Bモード画像データ特徴点と第２生成条件Bモード画像データ特徴点のうち、相互相関係数が上位の特徴点であるか否かを判定する。
【０１０７】
ステップＳ３７において抽出された第１生成条件Bモード画像データ特徴点と第２生成条件Bモード画像データ特徴点のうち、相互相関係数が上位の特徴点であると判定された場合、追跡可能特徴点設定部３４はステップＳ３８で、類似度が高いと判定する。図１２[A]の例の場合、第１生成条件Bモード画像データ特徴点a1、a３、およびa５が６つの第１生成条件Bモード画像データ特徴点のうち上位３つであるため、第１生成条件Bモード画像データ特徴点a1、a３、およびa５について類似度が高いと判定される。同様に、図１２[B]の例の場合、第２生成条件Bモード画像データ特徴点b２、b５、およびb６が６つの第２生成条件Bモード画像データ特徴点のうち上位３つであるため、第２生成条件Bモード画像データ特徴点b２、b５、およびb６について類似度が高いと判定される。
【０１０８】
ステップＳ３７においてそれぞれの第１生成条件Bモード画像データ特徴点と第２生成条件Bモード画像データ特徴点のうち、相互相関係数が上位の特徴点であると判定された場合、追跡可能特徴点設定部３４はステップＳ３９で、類似度が低いと判定する。図１２[A]の例の場合、第１生成条件Bモード画像データ特徴点a1、a３、およびa５が６つの第１生成条件Bモード画像データ特徴点のうち下位３つであるため、第１生成条件Bモード画像データ特徴点a２、a４、およびa６について類似度が低いと判定される。同様に、図１２[B]の例の場合、第２生成条件Bモード画像データ特徴点b１、b３、およびb４が６つの第２生成条件Bモード画像データ特徴点のうち下位３つであるため、第２生成条件Bモード画像データ特徴点b１、b３、およびb４について類似度が低いと判定される。
【０１０９】
ステップＳ４０において、追跡可能特徴点設定部３４は、算出されたすべての相互相関係数について類似度判定処理を行ったか否かを判定する。ステップＳ４０において算出されたすべての相互相関係数について類似度判定処理を行っていないと判定された場合、処理はステップＳ３７に戻り、ステップＳ３７以降の処理が繰り返される。これにより、ユーザにより設定されたテンプレート内のすべての特徴点について類似度を判定することができる。
【０１１０】
ステップＳ４０において算出されたすべての相互相関係数について類似度判定処理を行ったと判定された場合、追跡可能特徴点設定部３４はステップＳ４１で、類似度が高いと判定された特徴点を追跡可能特徴点として設定し、追跡可能特徴点フラグFを１に設定する。一方、追跡可能特徴点設定部３４は、類似度が低いと判定された特徴点を追跡可能特徴点として設定せず、追跡可能特徴点フラグFを０に設定する。
【０１１１】
図１３[A]と[B]は、第１生成条件Bモード画像データ特徴点または第２生成条件Bモード画像データ特徴点の特徴点番号、相互相関係数、類似度、および追跡可能特徴点フラグとの対応関係を表している。なお、図１３[A]と[B]の第１列目乃至第４列目の「特徴点番号」、「相互相関係数」、「類似度」、および「追跡可能特徴点フラグ」は、図９の第１列目乃至第４列目の「特徴点番号」、「相互相関係数」、「類似度」、および「追跡可能特徴点フラグ」と同様であり、その説明は繰り返しになるので省略する。
【０１１２】
図１３[A]の第１行目の場合、「特徴点番号」は「a１」であり、予め設定されたテンプレート内の第１生成条件Bモード画像データ特徴点の識別番号が「a１」であることを示している。「相互相関係数」は「０．７」であり、予め設定されたテンプレート内の第１生成条件Bモード画像データ特徴点での相互相関係数が「０．７」であることを示している。「類似度」は「高い」であり、画像間において変化がない部分であるか否かの高さを示す値が「高い」であること（すなわち、時間方向に構造物が維持されることにより画像間において変化がない部分であること）を示している。「追跡可能特徴点フラグ」は「F＝１」であり、追跡可能特徴点設定部３４により設定された追跡可能な特徴点であるか否かを表すフラグの値が「F＝１」である（すなわち、追跡可能な特徴点であること）を示している。
【０１１３】
図１３[A]の第２行目の場合、「特徴点番号」は「a２」であり、予め設定されたテンプレート内の第１生成条件Bモード画像データ特徴点の識別番号が「a２」であることを示している。「相互相関係数」は「０．４」であり、予め設定されたテンプレート内の第１生成条件Bモード画像データ特徴点での相互相関係数が「０．４」であることを示している。「類似度」は「低い」であり、画像間において変化がない部分であるか否かの高さを示す値が「低い」であること（すなわち、時間方向に構造物が維持されないことにより画像間において変化がある部分であること）を示している。「追跡可能特徴点フラグ」は「F＝０」であり、追跡可能特徴点設定部３４により設定された追跡可能な特徴点であるか否かを表すフラグの値が「F＝０」である（すなわち、追跡可能な特徴点ではないこと）を示している。
【０１１４】
図１３[A]の第３行目の場合、「特徴点番号」は「a３」であり、予め設定されたテンプレート内の第１生成条件Bモード画像データ特徴点の識別番号が「a３」であることを示している。「相互相関係数」は「０．６」であり、予め設定されたテンプレート内の第１生成条件Bモード画像データ特徴点での相互相関係数が「０．６」であることを示している。「類似度」は「高い」であり、画像間において変化がない部分であるか否かの高さを示す値が「高い」であること（すなわち、時間方向に構造物が維持されることにより画像間において変化がない部分であること）を示している。「追跡可能特徴点フラグ」は「F＝１」であり、追跡可能特徴点設定部３４により設定された追跡可能な特徴点であるか否かを表すフラグの値が「F＝１」である（すなわち、追跡可能な特徴点であること）を示している。
【０１１５】
図１３[A]の第４行目の場合、「特徴点番号」は「a４」であり、予め設定されたテンプレート内の第１生成条件Bモード画像データ特徴点の識別番号が「a４」であることを示している。「相互相関係数」は「０．５」であり、予め設定されたテンプレート内の第１生成条件Bモード画像データ特徴点での相互相関係数が「０．５」であることを示している。「類似度」は「低い」であり、画像間において変化がない部分であるか否かの高さを示す値が「低い」であること（すなわち、時間方向に構造物が維持されないことにより画像間において変化がある部分であること）を示している。「追跡可能特徴点フラグ」は「F＝０」であり、追跡可能特徴点設定部３４により設定された追跡可能な特徴点であるか否かを表すフラグの値が「F＝０」である（すなわち、追跡可能な特徴点ではないこと）を示している。
【０１１６】
図１３[A]の第５行目の場合、「特徴点番号」は「a５」であり、予め設定されたテンプレート内の第１生成条件Bモード画像データ特徴点の識別番号が「a５」であることを示している。「相互相関係数」は「０．７」であり、予め設定されたテンプレート内の第１生成条件Bモード画像データ特徴点での相互相関係数が「０．７」であることを示している。「類似度」は「高い」であり、画像間において変化がない部分であるか否かの高さを示す値が「高い」であること（すなわち、時間方向に構造物が維持されることにより画像間において変化がない部分であること）を示している。「追跡可能特徴点フラグ」は「F＝１」であり、追跡可能特徴点設定部３４により設定された追跡可能な特徴点であるか否かを表すフラグの値が「F＝１」である（すなわち、追跡可能な特徴点であること）を示している。
【０１１７】
図１３[A]の第６行目の場合、「特徴点番号」は「a６」であり、予め設定されたテンプレート内の第１生成条件Bモード画像データ特徴点の識別番号が「a６」であることを示している。「相互相関係数」は「０．３」であり、予め設定されたテンプレート内の第１生成条件Bモード画像データ特徴点での相互相関係数が「０．３」であることを示している。「類似度」は「低い」であり、画像間において変化がない部分であるか否かの高さを示す値が「低い」であること（すなわち、時間方向に構造物が維持されないことにより画像間において変化がある部分であること）を示している。「追跡可能特徴点フラグ」は「F＝０」であり、追跡可能特徴点設定部３４により設定された追跡可能な特徴点であるか否かを表すフラグの値が「F＝０」である（すなわち、追跡可能な特徴点ではないこと）を示している。
【０１１８】
次に、図１３[B]の第１行目の場合、「特徴点番号」は「b１」であり、予め設定されたテンプレート内の第２生成条件Bモード画像データ特徴点の識別番号が「b１」であることを示している。「相互相関係数」は「０．２」であり、予め設定されたテンプレート内の第２生成条件Bモード画像データ特徴点での相互相関係数が「０．２」であることを示している。「類似度」は「低い」であり、画像間において変化がない部分であるか否かの高さを示す値が「低い」であること（すなわち、時間方向に構造物が維持されないことにより画像間において変化がある部分であること）を示している。「追跡可能特徴点フラグ」は「F＝０」であり、追跡可能特徴点設定部３４により設定された追跡可能な特徴点であるか否かを表すフラグの値が「F＝０」である（すなわち、追跡可能な特徴点ではないこと）を示している。
【０１１９】
図１３[B]の第２行目の場合、「特徴点番号」は「b２」であり、予め設定されたテンプレート内の第２生成条件Bモード画像データ特徴点の識別番号が「b２」であることを示している。「相互相関係数」は「０．８」であり、予め設定されたテンプレート内の第２生成条件Bモード画像データ特徴点での相互相関係数が「０．８」であることを示している。「類似度」は「高い」であり、画像間において変化がない部分であるか否かの高さを示す値が「高い」であること（すなわち、時間方向に構造物が維持されることにより画像間において変化がない部分であること）を示している。「追跡可能特徴点フラグ」は「F＝１」であり、追跡可能特徴点設定部３４により設定された追跡可能な特徴点であるか否かを表すフラグの値が「F＝１」である（すなわち、追跡可能な特徴点であること）を示している。
【０１２０】
図１３[B]の第３行目の場合、「特徴点番号」は「b３」であり、予め設定されたテンプレート内の第２生成条件Bモード画像データ特徴点の識別番号が「b３」であることを示している。「相互相関係数」は「０．５」であり、予め設定されたテンプレート内の第２生成条件Bモード画像データ特徴点での相互相関係数が「０．５」であることを示している。「類似度」は「低い」であり、画像間において変化がない部分であるか否かの高さを示す値が「低い」であること（すなわち、時間方向に構造物が維持されないことにより画像間において変化がある部分であること）を示している。「追跡可能特徴点フラグ」は「F＝０」であり、追跡可能特徴点設定部３４により設定された追跡可能な特徴点であるか否かを表すフラグの値が「F＝０」である（すなわち、追跡可能な特徴点ではないこと）を示している。
【０１２１】
図１３[B]の第４行目の場合、「特徴点番号」は「b４」であり、予め設定されたテンプレート内の第２生成条件Bモード画像データ特徴点の識別番号が「b４」であることを示している。「相互相関係数」は「０．１」であり、予め設定されたテンプレート内の第２生成条件Bモード画像データ特徴点での相互相関係数が「０．１」であることを示している。「類似度」は「低い」であり、画像間において変化がない部分であるか否かの高さを示す値が「低い」であること（すなわち、時間方向に構造物が維持されないことにより画像間において変化がある部分であること）を示している。「追跡可能特徴点フラグ」は「F＝０」であり、追跡可能特徴点設定部３４により設定された追跡可能な特徴点であるか否かを表すフラグの値が「F＝０」である（すなわち、追跡可能な特徴点ではないこと）を示している。
【０１２２】
図１３[B]の第５行目の場合、「特徴点番号」は「b５」であり、予め設定されたテンプレート内の第２生成条件Bモード画像データ特徴点の識別番号が「b５」であることを示している。「相互相関係数」は「０．６」であり、予め設定されたテンプレート内の第２生成条件Bモード画像データ特徴点での相互相関係数が「０．６」であることを示している。「類似度」は「高い」であり、画像間において変化がない部分であるか否かの高さを示す値が「高い」であること（すなわち、時間方向に構造物が維持されることにより画像間において変化がない部分であること）を示している。「追跡可能特徴点フラグ」は「F＝１」であり、追跡可能特徴点設定部３４により設定された追跡可能な特徴点であるか否かを表すフラグの値が「F＝１」である（すなわち、追跡可能な特徴点であること）を示している。
【０１２３】
図１３[B]の第６行目の場合、「特徴点番号」は「b６」であり、予め設定されたテンプレート内の第２生成条件Bモード画像データ特徴点の識別番号が「b６」であることを示している。「相互相関係数」は「０．９」であり、予め設定されたテンプレート内の第２生成条件Bモード画像データ特徴点での相互相関係数が「０．９」であることを示している。「類似度」は「高い」であり、画像間において変化がない部分であるか否かの高さを示す値が「高い」であること（すなわち、時間方向に構造物が維持されることにより画像間において変化がない部分であること）を示している。「追跡可能特徴点フラグ」は「F＝１」であり、追跡可能特徴点設定部３４により設定された追跡可能な特徴点であるか否かを表すフラグの値が「F＝１」である（すなわち、追跡可能な特徴点であること）を示している。
【０１２４】
本発明の実施形態に示された超音波診断装置１においては、第１生成条件により生成され第１生成条件Bモード画像データと第２生成条件により生成され第２生成条件Bモード画像データに基づいて追跡可能な特徴点の候補となる第１生成条件Bモード画像データ特徴点と第２生成条件Bモード画像データ特徴点を抽出し、抽出された第１生成条件Bモード画像データ特徴点と第２生成条件Bモード画像データ特徴点を用いて、それぞれ、異なる２つの時相の第１生成条件Bモード画像データまたは第２生成条件Bモード画像データに基づいてフレーム間の相互相関係数を算出し、算出された相互相関係数に基づいて追跡可能な特徴点を設定するようにしたので、抽出された候補となる特徴点のうち、周波数や送受信ビーム方向によって画像に変化がない構造物によるものと、周波数や送受信ビーム方向によって画像に変化があるスペックルパターンによるものを区別した上で、周波数や送受信ビーム方向によって画像に変化がない構造物によるものだけを追跡可能な特徴点として設定することができる。
【０１２５】
その後、ステップＳ４２以降の処理が行われ、設定された追跡可能特徴点を用いて追跡演算が行われ、その追跡演算結果に基づいて物理パラメータが算出される。
【０１２６】
これにより、ランダムなスペックルパターンによる影響を受けない追跡演算結果を取得することができ、その結果、超音波の画像から抽出された特徴点を用いたトラッキング（追跡演算）の精度を向上させることができる。
【０１２７】
なお、生成条件が異なる第１生成条件Bモード画像データと第２生成条件Bモード画像データに基づいて、それぞれ、追跡可能な特徴点の候補となる第１生成条件Bモード画像データ特徴点と第２生成条件Bモード画像データ特徴点を抽出し、抽出された第１生成条件Bモード画像データ特徴点と第２生成条件Bモード画像データ特徴点のうち、共通する特徴点（例えば、空間的な位置がほぼ一致している特徴点など）を追跡可能特徴点として設定するようにしてもよい。この場合における物理パラメータ算出処理は、図１４のフローチャートに示されている。
【０１２８】
図１４のフローチャートを参照して、図３の超音波診断装置１における他の物理パラメータ算出処理について説明する。なお、図１８のステップＳ５１乃至Ｓ５４、およびステップＳ５９乃至Ｓ６２の処理は、図１２のステップＳ３１、ステップＳ３２、ステップＳ３４、ステップＳ３５、ステップＳ４１乃至Ｓ４５の処理と同様であり、その説明は繰り返しになるので省略する。
【０１２９】
ステップＳ５５において、追跡可能特徴点設定部３４は、抽出された第１生成条件Bモード画像データ特徴点と第２生成条件Bモード画像データ特徴点の座標がほぼ一致するか否かを判定する。
【０１３０】
ステップＳ５５において抽出された第１生成条件Bモード画像データ特徴点と第２生成条件Bモード画像データ特徴点の座標がほぼ一致すると判定された場合、追跡可能特徴点設定部３４はステップＳ５６で、座標がほぼ一致すると判定された特徴点を追跡可能特徴点として設定し、追跡可能特徴点フラグFを１に設定する。図１５の例の場合、第１生成条件Bモード画像データ特徴点a１乃至a１７と第２生成条件Bモード画像データ特徴点b１乃至b１７の座標がほぼ一致しており、テンプレート内の第１生成条件Bモード画像データ特徴点a１とa３（第１生成条件Bモード画像データ特徴点b１とb３）が追跡可能特徴点として設定される。
【０１３１】
ステップＳ５５において抽出された第１生成条件Bモード画像データ特徴点と第２生成条件Bモード画像データ特徴点の座標がほぼ一致しないと判定された場合（座標がずれていると判定された場合）、追跡可能特徴点設定部３４はステップＳ５７で、座標がほぼ一致しないと判定された（座標がずれていると判定された）特徴点を追跡可能特徴点として設定せず、追跡可能特徴点フラグFを０に設定する。図１５の例の場合、図１５の例の場合、第１生成条件Bモード画像データ特徴点a１乃至a１７と第２生成条件Bモード画像データ特徴点b１乃至b１７以外の特徴点の座標は一致しておらず、追跡可能特徴点として設定されない。
【０１３２】
ステップＳ５８において、追跡可能特徴点設定部３４は、すべての特徴点について設定したか否かを判定する。ステップＳ５８においてすべての特徴点について設定していないと判定された場合、処理はステップＳ５５に戻り、ステップＳ５５以降の処理が繰り返される。これにより、ユーザにより設定されたテンプレート内のすべての特徴点について座標がほぼ一致するか否かを判定し、追加可能特徴点か否かを設定することができる。
【０１３３】
ステップＳ５８においてすべての特徴点について設定したと判定された場合、処理はステップＳ５９に進む、その後、追跡可能特徴点を用いて追跡演算が行われ、その追跡演算結果に基づいて物理パラメータが算出される。
【０１３４】
これにより、周波数や送受信ビーム方向によって画像に変化がない構造物によるものと、周波数や送受信ビーム方向によって画像に変化があるスペックルパターンによるものを区別した上で、周波数や送受信ビーム方向によって画像に変化がない構造物によるものだけを追跡可能な特徴点として設定することができる。従って、ランダムなスペックルパターンによる影響を受けない追跡演算結果を取得することができ、その結果、超音波の画像から抽出された特徴点を用いたトラッキング（追跡演算）の精度を向上させることができる。
【０１３５】
なお、異なる生成条件により生成された画像データについてそれぞれ追跡演算を行い、その２つの追跡演算結果から矛盾のないもの、すなわち、統計的に大きく外れていない結果を採用し、統計的に大きく外れてしまうような結果を除外するようにしてもよい。この場合における物理パラメータ算出処理は、図１６のフローチャートに示されている。
【０１３６】
図１６のフローチャートを参照して、図３の超音波診断装置１における他の物理パラメータ算出処理について説明する。
【０１３７】
ステップＳ７１において、演算部２６の特徴点抽出部３３は、制御部２１の指示に従い、データ記憶部２５に記憶されている時相T１乃至時相TMの第１生成条件Bモード画像データA１乃至AMを読み出す。また同時に、制御部２１は、データ記憶部２５に記憶されている時相T１乃至時相TMの第１生成条件Bモード画像データA１乃至AMのうち、時相T１の第１生成条件Bモード画像データA１を表示部１４に表示させる。表示部１４は、制御部２１の指示に従い、データ記憶部２５に記憶されている時相T１の第１生成条件Bモード画像データA１を表示部１４に表示する。
【０１３８】
ステップＳ７２において、特徴点抽出部３３は、読み出された時相T１の第１生成条件Bモード画像データA１に基づいて、第１生成条件Bモード画像データA１の特徴点である第１生成条件Bモード画像データ特徴点を抽出する。第１生成条件Bモード画像データ特徴点の抽出は、例えば、コーナー検出法などにより行われる。なお、具体的な抽出方法については、図６で説明した抽出方法と同様であり、その説明は繰り返しになるので省略する。
【０１３９】
特徴点抽出部３３は、特徴点抽出結果を追跡演算部３５に供給する。
【０１４０】
ステップＳ７３において、追跡演算部３５は、特徴点抽出部３３から供給された抽出結果を取得し、データ記憶部２５に記憶されている時相T１乃至時相TMの第１生成条件Bモード画像データA１乃至AMを読み出し、読み出された時相T１乃至時相TMの第１生成条件Bモード画像データA１乃至AMに基づいて、第１生成条件Bモード画像データ特徴点を用いて追跡演算を行う。なお、具体的な方法については、図５のステップＳ２０の処理において説明した方法と同様であり、その説明は繰り返しになるので省略する。
【０１４１】
ステップＳ７４において、追跡演算部３５は、第１生成条件Bモード画像データ特徴点を用いた追跡演算結果である第１生成条件追跡結果をデータ記憶部２５に供給する。ステップＳ７５において、データ記憶部２５は、追跡演算部３３から供給された第１生成条件追跡結果を取得し、取得された第１生成条件追跡結果を記憶する。
【０１４２】
ステップＳ７６において、演算部２６の特徴点抽出部３３は、制御部２１の指示に従い、データ記憶部２５に記憶されている時相T１乃至時相TMの第２生成条件Bモード画像データB１乃至BMを読み出す。また同時に、制御部２１は、データ記憶部２５に記憶されている時相T１乃至時相TMの第２生成条件Bモード画像データB１乃至BMのうち、時相T１の第２生成条件Bモード画像データB１を表示部１４に表示させる。表示部１４は、制御部２１の指示に従い、データ記憶部２５に記憶されている時相T１の第２生成条件Bモード画像データB１を表示部１４に表示する。
【０１４３】
ステップＳ７７において、特徴点抽出部３３は、読み出された時相T１の第２生成条件Bモード画像データB１に基づいて、第２生成条件Bモード画像データB１の特徴点である第２生成条件Bモード画像データ特徴点を抽出する。第２生成条件Bモード画像データ特徴点の抽出は、例えば、コーナー検出法などにより行われる。なお、具体的な抽出方法については、図６で説明した抽出方法と同様であり、その説明は繰り返しになるので省略する。
【０１４４】
特徴点抽出部３３は、特徴点抽出結果を追跡演算部３５に供給する。
【０１４５】
ステップＳ７８において、追跡演算部３５は、特徴点抽出部３３から供給された抽出結果を取得し、データ記憶部２５に記憶されている時相T１乃至時相TMの第２生成条件Bモード画像データB１乃至BMを読み出し、読み出された時相T１乃至時相TMの第２生成条件Bモード画像データB１乃至BMに基づいて、第２成条件Bモード画像データ特徴点を用いて追跡演算を行う。なお、具体的な方法については、図５のステップＳ２０の処理において説明した方法と同様であり、その説明は繰り返しになるので省略する。
【０１４６】
ステップＳ７９において、追跡演算部３５は、第２生成条件Bモード画像データ特徴点を用いた追跡演算結果である第２生成条件追跡結果をデータ記憶部２５に供給する。ステップＳ８０において、データ記憶部２５は、追跡演算部３３から供給された第１生成条件追跡結果を取得し、取得された第２生成条件追跡結果を記憶する。
【０１４７】
ステップＳ８１において、追跡可能特徴点設定部３４は、データ記憶部２５に記憶されている第１生成条件追跡結果と第２生成条件追跡結果を読み出す。ステップＳ８２において、追跡可能特徴点設定部３４は、読み出された第１生成条件追跡結果と第２生成条件追跡結果に基づいて統計処理を行う。
【０１４８】
ステップＳ８３において、追跡可能特徴点設定部３４は、統計的に大きく外れているか否かを判定する。例えば、統計的に平均値から大きくずれているものが統計的に外れていると判定される。
【０１４９】
ステップＳ８３において統計的に大きく外れていないと判定された場合、追跡可能特徴点設定部３４はステップＳ８４で、統計的に大きく外れていないと判定された特徴点を追跡可能特徴点として設定し、追跡可能特徴点フラグFを１に設定する。また、追跡可能特徴点設定部３４は、設定された設定結果を物理パラメータ算出部３６に供給する。
【０１５０】
ステップＳ８３において統計的に大きく外れていると判定された場合、追跡可能特徴点設定部３４はステップＳ８５で、統計的に大きく外れていると判定された特徴点を追跡可能特徴点として設定せず、追跡可能特徴点フラグFを０に設定する。また、追跡可能特徴点設定部３４は、設定された設定結果を物理パラメータ算出部３６に供給する。
【０１５１】
ステップＳ８６において、追跡可能特徴点設定部３４は、すべての特徴点について設定したかを判定する。ステップＳ８６においてすべての特徴点について設定していないと判定された場合、処理はステップＳ８３に戻り、その後、ステップＳ８３以降の処理が繰り返される。これにより、ユーザにより設定されたテンプレート内のすべての特徴点について統計的に外れているか否かを判定し、追加可能特徴点か否かを設定することができる。
【０１５２】
ステップ８６においてすべての特徴点について設定したと判定された場合、処理はステップＳ８７に進み、物理パラメータ算出部３６は、追跡可能特徴点設定部３４から供給された設定結果を取得し、取得された設定結果に基づいて追跡可能特徴点であるか否かを判定するとともに、データ記憶部２５に記憶されている第１生成条件追跡演算結果と第２生成条件追跡演算結果を読み出し、読み出された第１生成条件追跡演算結果と第２生成条件追跡演算結果のうち、追跡可能特徴点についての追跡演算結果に基づいて物理パラメータを算出する。
【０１５３】
これにより、ランダムなスペックルパターンによる影響を受けない追跡演算結果を取得することができるとともに、その追跡演算結果に基づいて物理パラメータを算出することができる。従って、超音波の画像から抽出された特徴点を用いたトラッキング（追跡演算）の精度を向上させることができる。
【０１５４】
なお、本発明の実施形態に示された超音波診断装置１においては、２次元断層像について用いているようにしているが、例えば、３次元断層像について用いるようにしてもよい。
【０１５５】
また、本発明の実施形態に示された超音波診断装置１においては、異なる生成条件で生成された画像を表示部１４に表示させるようにしたが、装置内部において追跡可能特徴点の設定に用いられればよく、表示させないようにしてもよい。
【０１５６】
さらに、本発明の実施形態に示された超音波診断装置１においては、ユーザが設定したテンプレート内の関心領域においてのみ追跡可能特徴点を設定するようにしたが、表示部１４に表示される画像全体について追跡可能特徴点を設定するようにしてもよい。
【０１５７】
なお、本発明の実施形態では、フローチャートのステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理の例を示したが、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
【図面の簡単な説明】
【０１５８】
【図１】従来の特徴点抽出方法を説明する概念図。
【図２】従来の追跡演算における相互相関処理を説明する概念図。
【図３】本発明を適用した超音波診断装置１の内部の構成を示すブロック図。
【図４】図３の超音波診断装置における異生成条件複数画像データ生成処理を説明するフローチャート。
【図５】図３の超音波診断装置における物理パラメータ算出処理を説明するフローチャート。
【図６】図３の表示部に表示される第１生成条件Bモード画像データの表示例を示す図。
【図７】図５のステップＳ１４における相互相関係数の算出方法を説明する図。
【図８】テンプレート内の第１生成条件Bモード画像データ特徴点における相互相関係数の例を説明する図。
【図９】特徴点番号、相互相関係数、類似度、および追跡可能特徴点フラグの対応関係の例を説明する図。
【図１０】図３の超音波診断装置における他の物理パラメータ算出処理を説明するフローチャート。
【図１１】図３の表示部に表示される第１生成条件Bモード画像データと第２生成条件Bモード画像データの表示例を示す図。
【図１２】テンプレート内の第１生成条件Bモード画像データ特徴点における相互相関係数と、テンプレート内の第２生成条件Bモード画像データ特徴点における相互相関係数の例を説明する図。
【図１３】特徴点番号、相互相関係数、類似度、および追跡可能特徴点フラグの対応関係の例を説明する図。
【図１４】図３の超音波診断装置における他の物理パラメータ算出処理を説明するフローチャート。
【図１５】図３の表示部に表示される第１生成条件Bモード画像データと第２生成条件Bモード画像データの表示例を示す図。
【図１６】図３の超音波診断装置における他の物理パラメータ算出処理を説明するフローチャート。
【符号の説明】
【０１５９】
１  超音波診断装置
１１  本体
１２  超音波プローブ
１３  入力部
１４  表示部
２１  制御部
２２  送信部
２３  受信部
２４  画像データ生成部
２５  データ記憶部
２６  演算部
２７  DSC
３１  Bモード処理部
３２  ドプラモード処理部
３３  特徴点抽出部
３４  追跡可能特徴点設定部
３５  追跡演算部
３６  物理パラメータ算出部
【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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