(57)【要約】【課題】  超音波カラードプラ法において、空間分解能を劣化させることなく、黒抜けパターンの低減と乱流モザイクパターンの強調表示を可能とする。【解決手段】  カーネルデータ記憶回路４２は、被検体に対する超音波の送受波によって生成されたカラードプラ画像データの任意の画素を中心画素として所定範囲のカーネルデータを抽出し、画素値配列回路４３は、このカーネルデータの画素値を大きさ順に配列する。次いで、画素値選択回路４４は、配列された複数の画素値の中から所定配列順位の画素値を選択する。一方、特性判別回路４９は、前記カーネルデータの画素値の大きさや符号の情報から血流特性を判別し、この血流特性に好適な画素値選択方法を設定する。そして、出力選択回路５０は、前記画素値選択方法に基づいて、前記中心画素における画素値あるいは画素値選択回路４４が選択した画素値の何れかを選択して出力する。【選択図】  図３
2005204725.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に対して超音波の送受波を行なうための圧電振動子を備えた超音波プローブと、
前記圧電振動子に対して送受信を行う送受信手段と、
この送受信手段によって得られた受信信号から第１の画像データを生成する第１の画像データ生成手段と、
前記第１の画像データの所定画素を基準として設定した所定範囲における前記第１の画像データを抽出してカーネルデータを生成するカーネルデータ生成手段と、
前記カーネルデータにおける各画素の画素値を大きさの順に順位づけする画素値配列手段と、
配列された複数の前記画素値の中から所定配列順位の画素値を選択する画素値選択手段と、
前記第1の画像データの画素値に基づいて画像特性を判別する特性判別手段と、
この特性判別手段の判別結果に基づいて前記第１の画像データの所定画素における画素値あるいは前記画素値選択手段が選択した前記所定配列順位の画素値の何れかを選択して第２の画像データを生成する第２の画像データ生成手段を
備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
被検体に対して超音波の送受波を行なうための圧電振動子を備えた超音波プローブと、
前記圧電振動子に対して送受信を行う送受信手段と、
この送受信手段によって得られた受信信号から第１の画像データを生成する第１の画像データ生成手段と、
前記第１の画像データの所定画素を基準として設定した所定範囲における前記第１の画像データを抽出してカーネルデータを生成するカーネルデータ生成手段と、
前記カーネルデータにおける各画素の画素値を変調して得られた変調画素値を大きさの順に配列する画素値配列手段と、
配列された複数の前記変調画素値の中から所定配列順位の変調画素値を選択し、選択した変調画素値を復調する画素値選択手段と、
前記第1の画像データの画素値に基づいて画像特性を判別する特性判別手段と、
この特性判別手段の判別結果に基づいて前記第１の画像データの所定画素における画素値あるいは前記画素選択手段によって復調された画素値の何れかを選択して第２の画像データを生成する第２の画像データ生成手段を
備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項３】
前記第１の画像データ生成手段は、前記送受信手段によって得られた受信信号のドプラ成分から算出された血流の平均流速値、分散値、あるいはパワー値の少なくとも何れかの超音波物理量に基づいて前記第1の画像データを生成することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載した超音波診断装置。
【請求項４】
前記特性判別手段は、前記第1の画像データの所定画素における画素値の大きさと符号に基づいて前記被検体の血流特性を判別することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載した超音波診断装置。
【請求項５】
前記第１の画像データの所定画素における画素値と予め設定された閾値との比較を行なう比較手段と、前記所定画素を基準として設定した所定範囲における前記第１の画像データを抽出して生成された異符号判別用カーネルデータの画素における画素値の符号を判定する異符号判定手段を備え、
前記特性判別手段は、前記比較手段による比較結果と前記異符号判定手段による判定結果に基づいて前記被検体の血流特性を判別することを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項４の何れか１項に記載した超音波診断装置。
【請求項６】
入力手段を備え、前記カーネルデータや前記符号判定用カーネルデータの抽出範囲、前記画素値選択手段における配列順位、あるいは前記比較手段における閾値の少なくとも何れかは前記入力手段によって予め設定されることを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項５の何れか１項に記載した超音波診断装置。
【請求項７】
入力手段を備え、前記カーネルデータ及び前記符号判定用カーネルデータの抽出範囲、前記画素値選択手段における配列順位、あるいは前記比較手段における閾値の少なくとも何れかは前記入力手段において設定された診断部位、画像データ収集条件、画像データ表示条件の少なくとも何れかに基づいて設定されることを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項５の何れか１項に記載した超音波診断装置。
【請求項８】
前記第１の画像データ生成手段は、前記送受信手段によって得られた受信信号のドプラ成分を用いて算出された血流の平均流速値、分散値、あるいはパワー値の少なくとも２種類の超音波物理量に基づいて前記第１の画像データを生成し、前記比較手段は、前記複数種類の第１の画像データの前記所定画素における画素値と前記複数の超音波物理量の各々に対応して設定された閾値との比較を行なうことを特徴とする請求項５記載の超音波診断装置。
【請求項９】
表示手段を備え、この表示手段は、前記被検体に対する超音波の送受信によって得られた受信信号に基づいて前記第１の画像データ生成手段が生成したＢモード画像データと、前記第２の画像データ生成手段が生成した血流の平均流速値、分散値、あるいはパワー値の少なくとも何れかに関する前記第２の画像データを重畳表示することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載した超音波診断装置。
【請求項１０】
前記画素値配列手段は、前記カーネルデータの各画素における画素値から前記第１の画像データの所定画素における画素値を減算して得られた変調画素値を大きさの順に配列し、前記画素値選択手段は、配列された複数の前記変調画素値の中から選択して得られた所定配列順位の前記変調画素値に前記第１の画像データの所定画素における画素値を加算して復調することを特徴とする請求項２記載の超音波診断装置。
【請求項１１】
被検体に対して超音波の送受波を行ない、得られた受信信号から第１の画像データを生成するステップと、
生成された前記第１の画像データの所定画素を基準として設定した所定範囲における前記第１の画像データを抽出してカーネルデータを生成するステップと、
前記カーネルデータにおける各画素の画素値を大きさの順に配列するステップと、
配列された複数の前記画素値の中から所定配列順位の画素値を選択するステップと、
前記第１の画像データの画素値の情報から得られた画像特性の判別結果に基づいて前記第１の画像データの所定画素における画素値あるいは前記所定配列順位の画素値の何れかを選択して第２の画像データを生成するステップを
有することを特徴とする超音波画像データ処理方法。
【請求項１２】
被検体に対して超音波の送受波を行ない、得られた受信信号から第１の画像データを生成するステップと、
生成された前記第１の画像データの所定画素を基準として設定した所定範囲における前記第１の画像データを抽出してカーネルデータを生成するステップと、
前記カーネルデータの各画素の画素値を前記第１の画像データの所定画素における画素値によって変調するステップと、
変調された画素値を大きさの順に配列するステップと、
配列された複数の変調後の画素値の中から所定配列順位の画素値を選択するステップと、
選択された画素値を前記第１の画像データの所定画素における画素値によって復調するステップと、
前記第１の画像データの画素値の情報から得られた画像特性の判別結果に基づいて前記第１の画像データの所定画素における画素値あるいは復調後の前記画素値の何れかを選択して第２の画像データを生成するステップを
有することを特徴とする超音波画像データ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体から得られる超音波ドプラ信号に基づいて画像化を行なう超音波診断装置及び超音波画像データ処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、超音波プローブに内蔵された圧電振動子から発生する超音波パルスを被検体内に放射し、被検体組織の音響インピーダンスの差異によって生ずる超音波反射波を前記圧電振動子によって受信してモニタ上に表示するものである。この診断方法は、超音波プローブを体表に接触させるだけの簡単な操作でリアルタイムの２次元画像が容易に観察できるため、生体の各種臓器の機能診断や形態診断に広く用いられている。
【０００３】
生体内の各組織あるいは血球からの反射波により生体情報を得る超音波診断法は、超音波パルス反射法と超音波ドプラ法の２つの大きな技術開発により急速な進歩を遂げ、上記技術を用いて得られるＢモード画像とカラードプラ画像は、今日の超音波画像診断において不可欠なものとなっている。
【０００４】
カラードプラ法は、超音波パルスにより生体内の所定断面を走査し、血液（血球）など移動する反射体に対して超音波が照射された場合に、上記反射体の速度（血流速度）に対応して生ずるドプラ周波数偏移を捉えて画像化を行うものである。このカラードプラ法は、当初、血流速度の速い心腔内血流状態の画像化に用いられたが、今日では、腹部臓器の組織血流など極めて遅い血流の画像化に対しても適用が可能となってきている。
【０００５】
上述のカラードプラ法における診断能を高めるためには、優れた計測精度（特に低流速検出能）や時間分解能、更には、空間分解能が要求される。
【０００６】
移動している反射体に対して超音波パルスを照射し、その反射波のドプラ周波数偏移から反射体の速度を計測する場合、この反射体に対して超音波による送受波をレート間隔Ｔｒで複数回（Ｌ回）繰り返して行い、得られた一連の反射波から反射体の移動速度を計測する必要がある。この場合、低流速の反射体に対する検出能（測定可能な流速の下限値）Ｖminは、上記ｎ回の超音波送受波によって得られる一連の反射波に対して行われる周波数分析の周波数分解能Δｆｄに依存し、この周波数分解能Δｆｄは、超音波の送受波繰り返し周波数（レート周波数）をｆｒ（ｆｒ＝１／Ｔｒ）とすれば、次式（１）で示される。
【０００７】
Δｆｄ＝ｆｒ／Ｌ                    ・・・（１）
即ち、カラードプラ法における第1の要求項目である低流速検出能を向上させるためにはレート周波数ｆｒを遅くするか、所定方向に対して繰り返し行う送受波回数Ｌを大きくする必要がある。
【０００８】
一方、第２の要求項目であるリアルタイム性は、単位時間当たりの表示画像枚数（フレーム周波数）Ｆｎによって決定され、このフレーム周波数Ｆｎは次式（２）によって示される。但し、Ｍは、１枚のカラードプラ画像データの構成に必要な走査線総数（ラスタ総数）であり、リアルタイム性を向上させるためには、前記送受波回数Ｌ、あるいは前記走査線総数Ｍを小さく設定しなくてはならない。
【０００９】
Ｆｎ＝ｆｒ／Ｌ／Ｍ＝Δｆｄ／Ｍ      ・・・（２）
又、第３の要求項目である空間分解能を向上させるためには、上記走査線総数Ｍを増加させる必要がある。即ち、フレーム周波数Ｆｎ、検出能Ｖmin及び空間分解能は相反する関係にあり、これらを同時に満足させることは困難である。このため、循環器領域における血流計測の場合にはフレーム周波数、又、腹部や・末梢臓器における血流計測の場合には低流速検出能が重要視され、何れの場合においても空間分解能は犠牲にされてきた。
【００１０】
そして、空間分解能の劣化に対しては、ローパスフィルタやメディアンフィルタ（中央値抽出フィルタ）などを用いて空間方向あるいは時間方向のフィルタリング処理を行ない、例えば、血管や血流分布の境界線の平滑化、あるいは超音波の干渉現象等によって生ずる画像抜け（所謂、黒抜けパターン）の低減が行なわれている。しかしながら、従来行なわれてきた上記フィルタリング法を適用した場合、上記境界線の平滑化や黒抜けパターンの低減に伴って、血流パターンの境界を鮮明に表示することが困難となり、診断能の低下を招いた。
【００１１】
このような問題点に対して、カラードプラ画像データ上の所定画素における画素値が黒抜けなどのような特異値であるか否かを判別する機能を有したメディアンフィルタが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１の方法では、ドプラ画像データの所定画素（注目画素）の画素値とその周囲の画素（参照画素）の画素値の差分をとり、この差分値が予め設定された閾値より小さい場合には、参照画素の画素値を注目画素の画素値に置き換えた後、参照画素及び注目画素の画素値の中から中央値（メディアン値）を抽出し、この中央値と前記注目画素の画素値との置換を行なっている。
【特許文献１】特開２０００−２６２５２０号公報（第２−３頁、第１−４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１の方法によれば、空間分解能を劣化することなく黒抜けパターンを低減することが可能となるが、この方法は、例えば、血管の狭窄部位に発生した乱流あるいは逆流に起因するモザイクパターン（以下、乱流モザイクパターンと呼ぶ。）の表示を困難にしている。
【００１３】
ところで、血管の狭窄部位においては、血流速度が極めて速くなるため乱流が発生し、超音波プローブに近づく血流と遠ざかる血流が入り混じる。更に、速い血流速の場合には、そのドプラ周波数はサンプリング周期によって決定されるナイキスト周波数を超え折り返り現象が発生する。
【００１４】
このような理由によって生ずる乱流モザイクパターンは狭窄部位の超音波診断において極めて重要な診断情報となるが、上述の特許文献１の方法によれば、この乱流モザイクパターンにおける各々の画素が特異点と判断されるため、画像の鮮明度あるいは明度が低下し観察を困難にしている。
【００１５】
更に、前記参照画素及び注目画素が正の符号を有する画素値の数と略等しい数の負の符号を有する画素値によって構成される場合には、前記中央値は零に近づくため乱流モザイクパターンの表示が不可能となる。
【００１６】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、超音波カラードプラ法において、空間分解能を劣化させることなく、黒抜けパターンの低減と乱流モザイクパターンの強調表示を可能とした超音波診断装置及び超音波画像データ処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するために、請求項１に係る本発明の超音波診断装置は、被検体に対して超音波の送受波を行なうための圧電振動子を備えた超音波プローブと、前記圧電振動子に対して送受信を行う送受信手段と、この送受信手段によって得られた受信信号から第１の画像データを生成する第１の画像データ生成手段と、前記第１の画像データの所定画素を基準として設定した所定範囲における前記第１の画像データを抽出してカーネルデータを生成するカーネルデータ生成手段と、前記カーネルデータにおける各画素の画素値を大きさの順に配列する画素値配列手段と、配列された複数の前記画素値の中から所定配列順位の画素値を選択する画素値選択手段と、前記第1の画像データの画素値に基づいて画像特性を判別する特性判別手段と、この特性判別手段の判別結果に基づいて前記第１の画像データの所定画素における画素値あるいは前記画素値選択手段が選択した前記所定配列順位の画素値の何れかを選択して第２の画像データを生成する第２の画像データ生成手段を備えたことを特徴としている。
【００１８】
又、請求項２に係る本発明の超音波診断装置は、被検体に対して超音波の送受波を行なうための圧電振動子を備えた超音波プローブと、前記圧電振動子に対して送受信を行う送受信手段と、この送受信手段によって得られた受信信号から第１の画像データを生成する第１の画像データ生成手段と、前記第１の画像データの所定画素を基準として設定した所定範囲における前記第１の画像データを抽出してカーネルデータを生成するカーネルデータ生成手段と、前記カーネルデータにおける各画素の画素値を変調して得られた変調画素値を大きさの順に配列する画素値配列手段と、配列された複数の前記変調画素値の中から所定配列順位の変調画素値を選択し、選択した変調画素値を復調する画素値選択手段と、前記第1の画像データの画素値に基づいて画像特性を判別する特性判別手段と、この特性判別手段の判別結果に基づいて前記第１の画像データの所定画素における画素値あるいは前記画素選択手段によって復調された画素値の何れかを選択して第２の画像データを生成する第２の画像データ生成手段を備えたことを特徴としている。
【００１９】
一方、請求項１１に係る本発明の超音波画像データ処理方法は、被検体に対して超音波の送受波を行ない、得られた受信信号から第１の画像データを生成するステップと、生成された前記第１の画像データの所定画素を基準として設定した所定範囲における前記第１の画像データを抽出してカーネルデータを生成するステップと、前記カーネルデータにおける各画素の画素値を大きさの順に配列するステップと、配列された複数の前記画素値の中から所定配列順位の画素値を選択するステップと、前記第１の画像データの画素値の情報から得られた画像特性の判別結果に基づいて前記第１の画像データの所定画素における画素値あるいは前記所定配列順位の画素値の何れかを選択して第２の画像データを生成するステップを有することを特徴としている。
【００２０】
更に、請求項１２に係る本発明の超音波画像データ処理方法は、被検体に対して超音波の送受波を行ない、得られた受信信号から第１の画像データを生成するステップと、生成された前記第１の画像データの所定画素を基準として設定した所定範囲における前記第１の画像データを抽出してカーネルデータを生成するステップと、前記カーネルデータの各画素の画素値を前記第１の画像データの所定画素における画素値によって変調するステップと、変調された画素値を大きさの順に配列するステップと、配列された複数の変調後の画素値の中から所定配列順位の画素値を選択するステップと、選択された画素値を前記第１の画像データの所定画素における画素値によって復調するステップと、前記第１の画像データの画素値の情報から得られた画像特性の判別結果に基づいて前記第１の画像データの所定画素における画素値あるいは復調後の前記画素値の何れかを選択して第２の画像データを生成するステップを有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、超音波カラードプラ法において、空間分解能を劣化させることなく、黒抜けパターンの低減と乱流モザイクパターンの強調表示が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図1乃至図９を参照して本発明の実施例について説明する。
【実施例】
【００２３】
本実施例の第１の特徴は、被検体に対する超音波の送受波によって得られたカラードプラ画像データ（第１の画像データ）のフィルタリング処理に際して、前記カラードプラ画像データの所定画素を基準（例えば、中心）に設定された所定範囲の前記カラードプラ画像データを抽出してカーネルデータを生成し、次いで、大きさの順に配列された前記カーネルデータの各画素値の中から所定の配列順位における画素値を選択することにある。
【００２４】
又、本実施例の第２の特徴は、前記カラードプラ画像データに対して画像データ特性の判別を行ない、この判別結果に基づいて前記カラードプラ画像データの所定画素における画素値あるいは前記所定の配列順位における画素値の何れかを選択してフィルタリング処理後のカラードプラ画像データ（第２の画像データ）を生成することにある。
【００２５】
（装置の構成）
以下では、本実施例における超音波診断装置の構成につき図1乃至図６を用いて説明する。尚、図１は、本実施の形態における超音波診断装置の全体構成を示すブロック図であり、図２は、この超音波診断装置を構成する送受信部及び画像データ生成部のブロック図を示す。
【００２６】
図１に示す超音波診断装置１００は、被検体に対して超音波の送受波を行なう超音波プローブ１と、所定の走査方向に対して超音波の送受波を行なうために超音波プローブ１に対して電気信号の送受信を行なう送受信部２と、所定の走査方向から得られた受信超音波信号に基づいて超音波画像データを生成する画像データ生成部３と、画像データ生成部３において生成された超音波画像データに対してフィルタリング処理を行なう画像データ処理部４を備えている。
【００２７】
更に、超音波診断装置１００は、前記画像データ処理部４においてフィルタリング処理した超音波画像データを表示する表示部８と、超音波画像データの収集条件や画像データ処理条件、更には種々のコマンド信号の入力などを行なう入力部６と、上記各ユニットを統括して制御するシステム制御部７を備えている。
【００２８】
超音波プローブ１は、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なうものであり、例えば、１次元に配列された複数個（Ｎ個）の圧電振動子をその先端部分に有している。この圧電振動子は電気音響変換素子であり、送信時には電気パルス（駆動信号）を超音波パルス（送信超音波）に変換し、また受信時には超音波反射波（受信超音波）を電気信号（受信信号）に変換する機能を有している。この超音波プローブ１は小型、軽量に構成されており、Ｎチャンネルのケーブルを介して送受信部２に接続されている。超音波プローブ１は、セクタ走査対応、リニア走査対応、コンベックス走査対応等があり、これらの超音波プローブの中から診断部位に応じて任意に選択される。以下では、セクタ走査対応の超音波プローブ１について述べるが、コンベックス走査など他の走査に対応した超音波プローブであっても構わない。
【００２９】
次に、図２に示した送受信部２は、超音波プローブ１から送信超音波を発生するための駆動信号を生成する送信部２１と、超音波プローブ１の圧電振動子から得られる複数チャンネルの受信信号に対して整相加算を行なう受信部２２を備え、一方、画像データ生成部３は、整相加算された受信信号に対してＢモード画像データを生成するための信号処理を行なうＢモード画像データ生成部３１と、上記整相加算された受信信号からＩＱ信号を検出し、更に、このＩＱ信号に基づいてカラードプラ画像データを生成するための信号処理を行なうドプラ画像データ生成部３２を有している。
【００３０】
そして、送受信部２の送信部２１は、レートパルス発生器２１１と、送信遅延回路２１２と、パルサ２１３を備えている。レートパルス発生器２１１は、被検体に放射する超音波パルスの繰り返し周期（Ｔｒ）を決定するレートパルスを送信遅延回路２１２に供給する。
【００３１】
送信遅延回路２１２は、超音波プローブ１において送信に使用される圧電振動子と同数（Ｎチャンネル）の独立な遅延回路から構成され、送信において細いビーム幅を得るために所定の深さに超音波を収束するための集束用遅延時間と、所定の方向に超音波を送信するための偏向用遅延時間を前記レートパルスに与え、このレートパルスをパルサ２１３に供給する。
【００３２】
パルサ２１３は、送信に使用される圧電振動子と同数（Ｎチャンネル）の独立な駆動回路を有しており、超音波プローブ１に内蔵されたＮ個の圧電振動子を駆動し、被検体に対して送信超音波を放射するための駆動パルスを生成する。
【００３３】
一方、受信部２２は、Ｎチャンネルのプリアンプ２２１と、受信遅延回路２２２と、加算器２２３を備えている。プリアンプ２２１は、圧電振動子によって電気信号に変換された微小な受信信号を増幅し十分なＳ／Ｎを確保する。又、受信遅延回路２２２は、所定の深さからの受信超音波を集束して細い受信ビーム幅を得るための収束用遅延時間と、所定の方向に超音波ビームの受信指向性を設定するための偏向用遅延時間をプリアンプ２２１の出力に与えた後、加算器２２３に送り、加算器２２３において受信遅延回路２２２からのＮチャンネルの受信信号は加算合成される。
【００３４】
次に、画像データ生成部３は、Ｂモード画像データ生成部３１とドプラ画像データ生成部３２と画像データ記憶部３３を備え、Ｂモード画像データ生成部３１は、対数変換器３１１と、包絡線検波器３１２と、Ａ／Ｄ変換器３１３を有している。Ｂモード画像データ生成部３１の入力信号振幅は、対数変換器３１１において対数変換され、弱い信号が相対的に強調される。又、包絡線検波器３１２は、対数変換された受信信号に対して包絡線検波を行なって超音波周波数成分を除去し、Ａ／Ｄ変換器３１３は、包絡線検波器３１２の出力信号をＡ／Ｄ変換してＢモード画像データを生成する。
【００３５】
一方、ドプラ画像データ生成部３２は、基準信号発生器３２１、π／２移相器３２２、ミキサ３２３−１及び３２３−２、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）３２４−１及び３２４−２、Ａ／Ｄ変換器３２５−１及び３２５−２、更に、ドプラ信号記憶回路３２６を備え、超音波の受信信号に対して直交位相検波を行なってＩＱ信号を検出する。
【００３６】
即ち、受信部２２から供給されるドプラ画像データ生成部３２の入力信号は、ミキサ３２３−１及び３２３−２の第１の入力端子に入力される。一方、この入力信号の中心周波数とほぼ等しい周波数を有し、レートパルス発生器２１１のレートパルスに同期した基準信号発生器３２１の連続波出力は、ミキサ３２３−１の第２の入力端子に直接供給されると共に、π／２移相器３２２において位相が９０度シフトされてミキサ３２３−２の第２の入力端子に供給される。そして、ミキサ３２３−１及び３２３−２の出力は、ＬＰＦ３２４−１及び３２４−２に供給され、受信部２２の出力信号周波数と基準信号発生器３２１の出力信号周波数の差の成分のみが検出される。
【００３７】
次いで、Ａ／Ｄ変換器３２５−１及び３２５−２は、ＬＰＦ３２４−１及び３２４−２の出力信号、即ち、直交位相検波されたアナログ信号を所定のサンプリング周期でサンプリングした後デジタル信号に変換し、ドプラ信号記憶回路３２６に保存する。
【００３８】
この場合、ドプラ画像データ生成部３２は、所定の走査方向に対して行なわれる連続した複数回（Ｌ回）の超音波送受信において得られる受信信号に対して直交位相検波を行なう。そして、この直交位相検波によって得られたＩ成分（ドプラ信号の実数成分）及びＱ成分（ドプラ信号の虚数成分）を順次ドプラ信号記憶回路３２６に保存する。
【００３９】
更に、ドプラ画像データ生成部３２は、得られたＩＱ信号に対してカラードプラ画像データを生成するためのＭＴＩフィルタ３２７と、自己相関器３２８と、演算器３２９を備えており、ドプラ信号記憶回路３２６に保存されている同一走査方向の同一位置（深さ）における時間方向に連続したＬ個のＩＱ信号を用いて周波数解析を行ない、更に、この解析結果に基づいてカラードプラ画像データを生成する。
【００４０】
前記ＭＴＩフィルタ３２７は、高域通過用のデジタルフィルタであり、ドプラ信号記憶回路３２６に一旦保存されたＩＱ信号に対して臓器の呼吸性移動や拍動性移動などに起因するドプラ信号成分（クラッタ信号成分）の除去を行なう。
【００４１】
また、自己相関器３２８は、ＭＴＩフィルタ３２７によって血流情報のみが抽出されたドプラ信号に対して自己相関処理を行ない、演算器３２９は、この自己相関処理結果に基づいて血流の平均流速値や分散値、更にはパワー値などを２次元的に算出してカラードプラ画像データを生成する。
【００４２】
又、画像データ記憶部３３は、Ｂモード画像データ生成部３１のＡ／Ｄ変換器３１３から出力されたＢモード画像データやドプラ画像データ生成部３２の演算器３２９にて生成された血流の平均流速値や分散値、更にはパワー値に関する２次元のカラードプラ画像データを保存する。以下では、上記カラードプラ画像データを夫々、速度値画像データ、分散値画像データ、パワー値画像データと呼び、特に、速度値画像データに対してフィルタリング処理を行なう場合について説明するが、分散値画像データやパワー値画像データであってもよい。
【００４３】
次に、本実施例の主要ユニットである画像データ処理部４の構成につき、図３のブロック図を用いて説明する。図３に示した画像データ処理部４は、図２の画像データ記憶部３３に保存された流速値画像データの所定の画素を中心（以下、中心画素と呼ぶ。）とした所定の範囲から抽出された流速値画像データを保存するカーネルデータ記憶回路４２及び異符号判定用カーネルデータ記憶回路４７と、カーネルデータ記憶回路４２において保存された流速値画像データ（以下、カーネルデータと呼ぶ。）を画素値の大きさの順に配列する画素値配列回路４３と、配列された画素値の中から所定の配列順位にある画素値の選択を行なう画素値選択回路４４を有している。
【００４４】
又、画像データ処理部４は、前記カーネルデータにおける中心画素の画素値と予め設定された閾値との比較を行なう比較回路４６と、異符号判定用カーネルデータ記憶回路４７において保存された流速値画像データ（以下、異符号判定用カーネルデータと呼ぶ。）の画素値に対して同符号／異符号の判定を行なう異符号判定回路４８と、比較回路４６の比較結果と異符号判定回路４８の判定結果に基づいて画像データの特性を判別する特性判別回路４９を備え、更に、この特性判別回路４９の出力情報に基づいて前記画素値選択回路４４から出力される所定配列順位の画素値、あるいはカーネルデータ記憶回路４２のカーネルデータにおける中心画素の画素値の何れかを選択して出力する出力選択回路５０と、上記各ユニットを制御する制御回路５１及びカーネルデータ制御回路５２を備えている。
【００４５】
次に、カーネルデータ記憶回路４２及び異符号判定用カーネルデータ記憶回路４７に記憶されるカーネルデータと異符号判定用カーネルデータにつき図４を用いて説明する。図４（ａ）は、画像データ記憶部３３に保存された速度値画像データの画素アドレスを示しており、ドプラ画像データ生成部３２の演算器３２９において算出された血流の平均流速値は、例えば５ビット（−１６〜＋１５）で画像データ記憶部３３に保存されている。尚、ここでは説明を簡単にするために、超音波の送受波方向に１５画素、この送受波方向に垂直な走査方向に５画素で構成される速度値画像データＡ１を用いて以下の説明を行なう。
【００４６】
図４（ｂ）及び図４（ｃ）は、画像データ記憶部３３の流速値画像データから抽出されカーネルデータ記憶回路４２及び異符号判定用カーネルデータ記憶回路４７に夫々保存されるカーネルデータＡ２及び異符号判定用カーネルデータＡ３を示している。例えば、流速値画像データＡ１の画素ａ７３に対してフィルタリング処理を行なう場合、画像データ記憶部３３の流速値画像データＡ１の中から画素ａ７３を中心として画素ａ３２、ａ３４、ａｂ２、ａｂ４で囲まれた３画素ｘ９画素（２７画素）のカーネルデータＡ２（図４（ｂ））が抽出されてカーネルデータ記憶回路４２に保存され、同様にして、画素ａ６２、ａ６４、ａ８２、ａ８４で囲まれた３画素ｘ３画素（９画素）の異符号判定用カーネルデータＡ３（図４（ｃ））が異符号判定用カーネルデータ記憶回路４７に保存される。尚、異符号判定用カーネルデータＡ３の画素数は、ノイズあるいは生体組織の移動によって生ずるドプラ信号（クラッタ信号）等の影響を避けるためにカーネルデータＡ２の画素数より少なく設定されることが望ましい。
【００４７】
次に、図５を用いて、画素値配列回路４３及び画素値選択回路４４について説明する。図５（ａ）に示した数値は、上述のカーネルデータＡ２における各画素の画素値（流速値）であり、超音波プローブ１に対して近づく血流の流速値を＋６乃至＋８で、又、血流の無い生体組織の流速値を０で模式的に示している。
【００４８】
画素値配列回路４３は、カーネルデータ記憶回路４２に保存されているカーネルデータＡ２を読み出し、図５（ｂ）に示すように画素値の大きさの順に配列し直す。即ち、画素値順配列回路４３には画素値「８」から画素値「０」までの配列順位が設定される。一方、画素値選択回路４４は、画素値配列回路４３において大きさの順に配列された複数の画素値の中から予め設定された配列順位の画素値（ここでは、１０番目の画素値「６」）を選択する。そして、この画素値「６」を画素ａ７３におけるフィルタリング処理後の画素値として仮設定する。
【００４９】
一方、比較回路４６は、カーネルデータＡ２における中心画素ａ７３の画素値と予め設定された閾値との比較を行ない、「閾値以下」あるいは「閾値以上」に対応した信号を出力する。
【００５０】
又、異符号判定回路４８は、異符号判定用カーネルデータ記憶回路４７に保存されている３画素ｘ３画素の異符号判定用カーネルデータＡ３を読み出して各画素値における符号ビットを比較する。そして、全ての画素値が正の値あるいは負の値の場合には「同符号」に対応した信号を出力し、正の画素値と負の画素値が混在している場合には「異符号」に対応した信号を出力する。
【００５１】
次に、特性判別回路４９は、比較回路４６から供給される比較結果「閾値以下」及び「閾値以上」と異符号判定回路４８から供給される判別結果「同符号」及び「異符号」に基づいて流速値画像データＡ１の血流特性を判別し、この血流特性に好適な画素値選択方法を設定する。
【００５２】
例えば、特性判別回路４９は、図６に示した内容が予め保存されたルックアップテーブルを備え、異符号判定回路４８から供給される符号判定情報と比較回路４６から供給される閾値比較情報によって判別される流速値画像データＡ１の血流特性に基づいて画素値の選択方法を設定する。
【００５３】
以下、上述の流速値画像データにおける血流特性の判別と画素値選択方法の具体例につき図６を用いて説明する。図６の分類「Ａ」及び分類「Ｃ」に示すように、カーネルデータＡ２における中心画素の画素値が予め設定された閾値より小さい場合（あるいは閾値以下の場合）には、符号判定用カーネルデータＡ３の符号の如何にかかわらず前記中心画素の血流情報は血管辺縁部等における遅い血流を示しており、システムノイズやクラッタ信号（クラッタノイズ）等の影響を受け易いために血管辺縁部との境界や流速分布を滑らかに表示することが困難となる。このような場合には、特性判別回路４９は、画素値選択回路４４において仮設定された画素値を出力選択回路５０から出力するための画素値選択制御信号を生成する。
【００５４】
一方、図６の分類「Ｂ」に示すように、カーネルデータＡ２における中心画素の画素値が前記閾値より大きく（あるいは閾値以上）、符号判定用カーネルデータＡ３の符号が同符号の場合には、前記中心画素の血流情報は同一方向に流れる高流速の血流状態を示しており、ノイズの影響をあまり受けないためフィルタリング処理を必要としない。このような場合には、特性判別回路４９は、カーネルデータＡ２における中心画素の画素値を出力選択回路５０より出力させるための画素値選択制御信号を生成する。
【００５５】
更に、図６の分類「Ｄ」に示すように、カーネルデータＡ２における中心画素の画素値が前記閾値より大きく（あるいは閾値以上）、符号判定用カーネルデータＡ３の符号が異符号の場合には、前記中心画素の血流情報は折り返り現象あるいは逆流が混入した速い血流状態を示しており、ノイズの影響をあまり受けていない。このような場合には、特性判別回路４９は、折り返り現象や逆流現象を更に強調して表示するための処理を行なう。即ち、画素値選択回路４４において仮設定された画素値の絶対値とカーネルデータＡ２の中心画素における画素値の絶対値を比較し、絶対値の大きな方の画素値を選択して出力選択回路５０より出力するための画素値選択制御信号を生成する。
【００５６】
一方、出力選択回路５０は、特性判別回路４９にて生成された画素値選択制御信号に基づいて、前記画素値選択回路４４において仮設定された所定配列順位の画素値、あるいはカーネルデータＡ２の中心画素における画素値の何れかを選択して出力する。この場合、画素値配列回路４３及び画素値選択回路４４における動作速度が十分速くない場合には、タイミング調整用の遅延回路４５をカーネルデータ記憶回路４２と出力選択回路５０の間に設けることが望ましい。
【００５７】
次に、制御回路５１は、ＣＰＵと記憶回路を備え、上述の画像データ処理部４における各ユニットを制御する。特に、前記記憶回路に予め保存されている画素値の閾値に関する情報の比較回路４６への供給や画素値の配列順位に関する情報の画素値選択回路４４への供給を行なう。
【００５８】
一方、カーネルデータ制御回路５２は、カーネルデータＡ２の画素数（例えば、３画素ｘ９画素）に関する情報のカーネルデータ記憶回路４２への供給と、異符号判定用カーネルデータの画素数（例えば、３画素ｘ３画素）に関する情報の異符号判定用カーネルデータ記憶回路４７への供給を行なう。
【００５９】
図1に戻って、表示部８は、ＤＳＣ（Digital Scan Converter）８１とカラーモニタ８２を備え、画像データ処理部４の出力選択回路５０より供給されるフィルタリング処理後の流速値画像データと画像データ記憶部３３より供給されるＢモード画像データを合成して表示する。
【００６０】
即ち、ＤＳＣ８１は、図示しないＣＰＵと記憶回路を備え、画像データ記憶部３３から直接出力されたＢモード画像データはＤＳＣ８１のＢモード画像データ記憶領域に、又、このＢモード画像データと略同時に収集され出力選択回路５０から出力されたフィルタリング処理後の流速値画像データはＤＳＣ８１のカラードプラ画像データ記憶領域に一旦保存される。更に、ＤＳＣ８１は、上記流速値画像データとＢモード画像データとの合成を行なって表示用画像データを生成する。一方、カラーモニタ８２は、ＤＳＣ８１において生成された表示用画像データの表示を行なう。
【００６１】
この場合、ＤＳＣ８１は、背景画像としてのＢモード画像データに流速値画像データが重畳された１枚の表示用画像データを生成し、カラーモニタ８２は、白黒のＢモード画像データを背景に流速値画像データをカラー表示する。
【００６２】
次に、入力部６は、入力パネル上にキーボード、トラックボール、マウス等の入力デバイスと表示パネルを備え、患者情報、診断部位、画像データ収集モード、画像データ処理方法、画像データ表示方法、更には各種コマンド信号の入力が行なわれる。又、この入力部６において、カーネルデータ記憶回路４２及び異符号判定用カーネルデータ記憶回路４７における画素数や比較回路４６における閾値、更には、画素値選択回路４４における配列順位の設定を行なう。
【００６３】
そして、システム制御部７は、図示しないＣＰＵと記憶回路を備え、超音波診断装置１００の上記各ユニットの制御やシステム全体を統括的に制御する。特に、入力部６において設定されたカーネルデータＡ２及び異符号判定用カーネルデータＡ３における画素数や比較回路４６における閾値、更には、画素値選択回路４４における配列順位に関する情報を前記記憶回路に一旦保存した後、これらの情報を当該ユニットに供給する。
【００６４】
（画像データの処理手順）
次に、図１乃至図９を用いて本発明の実施例における画像データの処理手順を説明する。尚、図７は、本実施例における画像データの処理手順を示すフローチャートである。
【００６５】
画像データの収集に先立って、操作者は入力部６にて患者情報、診断部位、画像データ収集モード、画像データ処理方法、画像データ表示方法等に関する初期設定を行ない、これらの設定情報をシステム制御部７の記憶回路に保存する。本実施例では、画像データ収集モードとして、セクタ走査によるＢモード画像データとカラードプラ画像データの収集モードを設定する。又、画像データ処理方法として、血流の平均速度値に関するカラードプラ画像データ（即ち、流速値画像データ）に対するフィルタリング処理の設定を行ない、このフィルタリング処理に必要なカーネルデータＡ２及び異符号判定用カーネルデータＡ３の画素数や比較回路４６における閾値、更には、画素値選択回路４４における配列順位の設定を行う。（図７のステップＳ１）。
【００６６】
上述の初期設定が終了したならば、操作者は、超音波プローブ１の先端（超音波送受信面）を被検体の体表面上の所定の位置に固定して超音波画像データの収集を開始する。超音波の送信に際して、図２のレートパルス発生器２１１は、システム制御部７からの制御信号に同期し、被検体内に放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送信遅延回路２１２に供給する。
【００６７】
送信遅延回路２１２は、送信において細いビーム幅を得るために所定の深さに超音波を収束するための遅延時間と、第１の走査方向（θ１）に超音波を送信するための遅延時間をレートパルスに与え、このレートパルスをパルサ２１３に供給する。次いで、パルサ２１３は、前記レートパルスの供給によって生成される圧電振動子駆動パルスを用い、超音波プローブ１に内蔵されている圧電振動子を駆動して被検体内に超音波パルス（送信超音波）を放射する。
【００６８】
被検体内に放射された超音波パルスの一部は、音響インピーダンスの異なる臓器間の境界面あるいは組織にて反射する。又、この超音波が心臓壁や血球などの動きのある反射体で反射する場合、その超音波周波数はドプラ偏移を受ける。
【００６９】
被検体の組織や血球にて反射した超音波反射波（受信超音波）は、超音波プローブ１の圧電振動子によって受信されて電気信号（受信信号）に変換され、この受信信号は、送受信部２の受信部２２におけるＮチャンネルの独立なプリアンプ２２１にて増幅され、更に、Ｎチャンネルの受信遅延回路２２２に供給される。
【００７０】
受信遅延回路２２２は、所定の深さからの超音波を収束するための集束用遅延時間と、前記第１の走査方向（θ１）に強い受信指向性をもたせて受信するための偏向用遅延時間を前記受信信号に与えた後、この受信信号を加算器２２３に供給する。そして、加算器２２３は、受信遅延回路２２２から出力されるＮチャンネルの受信信号を加算合成し、１つの受信信号に纏めた後、画像データ生成部３のＢモード画像データ生成部３１とドプラ画像データ生成部３２に供給する。
【００７１】
Ｂモード画像データ生成部３１に供給された加算器２２３の出力信号は、対数変換、包絡線検波、Ａ／Ｄ変換がなされた後、画像データ記憶部３３におけるＢモード画像データ記憶領域に保存される。
【００７２】
一方、流速値画像データの生成においては、受信信号のドプラ偏移を求めるために上述と同様な手順によって、前記第１の走査方向に対して連続した複数回（Ｌ回）の超音波送受波を行ない、このとき得られる受信信号に対して周波数解析を行なう。
【００７３】
即ち、図２のドプラ画像データ生成部３２に供給された加算器２２３の出力信号は、ミキサ３２３−１、３２３−２及びＬＰＦ３２４−１、３２４−２によって直交位相検波されて２チャンネルのＩＱ信号に変換される。そして、このＩＱ信号のＩ成分及びＱ成分の各々は、Ａ／Ｄ変換器３２５−１、３２５−２にてデジタル信号に変換された後、ドプラ信号記憶回路３２６に保存される。次いで、前記第１の走査方向（θ１）に対するＬ回の超音波送受波によって得られた受信信号についても同様な手順によってＩＱ信号を検出し、ドプラ信号記憶回路３２６に保存する。
【００７４】
そして、第１の走査方向（θ１）に対するＬ回の超音波送受波によって得られたＩＱ信号のドプラ信号記憶回路３２６への保存が終了したならば、システム制御部７は、ドプラ信号記憶回路３２６に保存されているL個のＩＱ信号の中から所定位置（深さ）に対応したＩ成分及びＱ成分を順次読み出してＭＴＩフィルタ３２７に供給する。ＭＴＩフィルタ３２７は、供給されたＬ個のＩ成分及びＱ成分に対して時間方向でフィルタ処理を行ない、例えば、心筋などの組織の運動によって生ずる組織ドプラ成分（クラッタ成分）を排除して血流の流れによって生ずる血流ドプラ成分のみを抽出する。
【００７５】
血流成分のＩＱ信号が供給された自己相関器３２８は、このＩＱ信号を用いて自己相関演算を行ない、演算器３２９は、自己相関演算結果に基づいて血流の平均速度や分散値、更にはパワー値を算出する。次いで、同様の演算を、前記所定位置（深さ）以外の反射体から得られるＩＱ信号に対しても行ない、生成された前記第１の走査方向における流速値画像データ、分散値画像データ、パワー値画像データを画像データ記憶部３３における各々の記憶領域に保存する。
【００７６】
次いで、システム制御部７は、第２の走査方向（θ２方向）乃至第Ｍの走査方向（θＭ方向）に対しても超音波送受波を行なう。そして、このとき得られたＢモード画像データ、流速値画像データ、分散値画像データ及びパワー値画像データを画像データ記憶部３３における前記記憶領域に保存する（図７のステップＳ２）。
【００７７】
上記４種類の画像データの収集と保存が終了したならば、システム制御部７は、カーネルデータＡ２や異符号判定用カーネルデータＡ３の画素数に関する初期設定データを画像データ処理部４のカーネルデータ制御回路５２に供給し、更に、比較回路４６の閾値や画素値選択回路４４の配列順位に関する初期設定データを制御回路５１に供給すると共に、流速値画像データのフィルタリング処理を開始するためのコマンド信号を画像データ処理部４の各ユニットに供給する。
【００７８】
フィルタリング処理の開始コマンドを受けたカーネルデータ制御回路５２は、カーネルデータ記憶回路４２及び異符号判定用カーネルデータ記憶回路４７に対し、入力部６にて設定されたカーネルデータＡ２及び異符号判定用カーネルデータＡ３の画素数に関する情報と第１の中心画素の位置情報を供給する。
【００７９】
そして、カーネルデータ記憶回路４２は、画像データ生成部３の画像データ記憶部３３に保存された流速値画像データＡ１の中から前記第１の中心画素を中心とした所定範囲（例えば、３画素ｘ９画素）のカーネルデータを抽出して保存する。
【００８０】
同様にして、異符号判定用カーネルデータ記憶回路４７は、画像データ記憶部３３の流速値画像データＡ１の中から前記第１の中心画素を中心とした所定範囲（例えば、３画素ｘ３画素）の異符号判定用カーネルデータを抽出して保存する（図７のステップＳ３）。
【００８１】
次に、画素値配列回路４３は、カーネルデータ記憶回路４２に保存されたカーネルデータの２７個の画素値（流速値）を大きい順に配列する（図７のステップＳ４）。そして、画素値選択回路４４は、配列されたこれらの画素値の中から、予め設定された配列順位の画素値を選択し、フィルタリング処理後の画素値として仮設定する（図７のステップＳ５）。
【００８２】
一方、比較回路４６は、入力部６において予め設定され制御回路５１を介して供給された閾値とカーネルデータ記憶回路４２のカーネルデータＡ２における中心画素の画素値を比較し、この画素値が閾値以上の場合は「閾値以上」、閾値より小さい場合は「閾値以下」の比較結果を特性判別回路４９に出力する（図７のステップＳ６）。
【００８３】
又、異符号判定回路４８は、異符号判定用カーネルデータ記憶回路４７に保存されている異符号判定用カーネルデータＡ３の画素値を読み出し、その符号ビットを比較する。そして、全ての画素値が、正の値あるいは負の値の場合には「同符号」の判定結果を、又、正の画素値と負の画素値が混在している場合には「異符号」の判定結果を特性判別回路４９に出力する（図７のステップＳ７）。
【００８４】
次に、特性判別回路４９は、比較回路４６から供給された「閾値以下」あるいは「閾値以上」の比較結果と異符号判定回路４８から供給された「同符号」あるいは「異符号」の判定結果を図６に示したテーブルに入力してカーネルデータＡ２の血流特性を判別し、この血流特性に好適な画素値選択方法を設定する。そして、設定した画素値選択方法に基づいた画素値選択制御信号を出力選択回路５０に供給する（図７のステップＳ８）。
【００８５】
画素値選択制御信号を特性判別回路４９から受信した出力選択回路５０は、
画素値選択回路４４において仮設定された画素値、あるいはカーネルデータ記憶回路４２のカーネルデータＡ２における中心画素の画素値の何れかを選択して出力し、出力された画素値は、表示部８のＤＳＣ８１におけるカラードプラ画像データ記憶領域に保存される。
【００８６】
以下、同様の手順によって流速値画像データＡ１の他の画素に対しても順次フィルタリング処理を行ない、処理後の画素値を上記カラードプラ画像データ記憶領域に保存する。即ち、ＤＳＣ８１のカラードプラ画像データ記憶領域にはフィルタリング処理後の２次元流速値画像データが生成される（図７のステップＳ９）。
【００８７】
一方、画像データ生成部３の画像データ記憶部３３に保存されたＢモード画像データは、直接表示部８に供給され、ＤＳＣ８１のＢモード画像データ記憶領域に保存される。そして、ＤＳＣ８１は、カラードプラ画像データ記憶領域に保存された流速値画像データに対してカラー情報を付加した後Ｂモード画像データと合成して表示用画像データを生成し、更に、標準テレビフォーマット信号に変換してカラーモニタ８２に表示する（図７のステップＳ１０）。
【００８８】
次に、本実施例におけるフィルタリング処理の効果につき図８及び図９を用いて説明する。図８及び図９は、図６の分類Ａ及び分類Ｃに夫々対応しており、何れも辺縁部が滑らかに表示されていない場合を想定している。即ち、図８（ａ）の流速値画像データＡ１は、超音波プローブ１に対して近づく血流の流速値を＋６乃至＋９で、又、血流の無い生体組織を０で模式的に示している。
【００８９】
画像データ生成部３の画像データ記憶部３３に保存された流速値画像データＡ１に対して、カーネルデータ記憶回路４２は、任意の画素（例えば、太枠で囲われた画素Ｂ１）を中心画素として予め設定された範囲（例えば、３画素ｘ９画素）のカーネルデータＡ２を抽出して保存し、次いで、画素値配列回路４３は、このカーネルデータＡ２の各画素値を図８（ｂ）に示すように大きさの順に配列する。そして、画素値選択回路４４は、配列された画素値の中から予め設定された配列順位（例えば、１４番目（中間値））の画素値「６」を選択し、前記カーネルデータＡ２の中心画素における画素値「０」を画素値「６」に置換える。
【００９０】
同様な処理（フィルタリング処理）をカーネルデータＡ２の他の画素についても繰り返し行ない、図８（ｃ）に示したフィルタリング処理後の流速値画像データＡ１０を生成する。このようなフィルタリング処理によって、血流が存在する血管と血流の無い生体組織との境界を滑らかに表示することができ、血流分布を正確に把握することが可能となる。
【００９１】
一方、図９（ａ）は、超音波プローブ１に近づく血流の流速値（＋６乃至＋９）と遠ざかる血流の流速値（−６乃至−８）によって構成された流速値画像データＡ１を示しており、図９（ｃ）は、この流速値画像データＡ１に対して同様の処理（図９（ｂ））を行って生成されたフィルタリング処理後の流速値画像データＡ１０を示している。この場合も図８の場合と同様に、異なる方向に流れる血流の境界を滑らかに表示することが可能となる。
【００９２】
尚、上述の実施例における比較回路４６は、流速値画像データＡ１から抽出したカーネルデータＡ２の中央画素の画素値と予め設定された閾値との比較を行なったが、前記中央画素と同一の位置にある分散値画像データやパワー値画像データの画素の画素値についても予め設定した分散値の閾値あるいはパワー値の閾値との比較を行ない、特性判別回路４９は、これらの比較結果を加味して画素値選択方法を設定してもよい。
【００９３】
例えば、比較回路４６においてカーネルデータＡ２の中央画素における流速値と、この中央画素に対応したパワー値画像データの画素における画素値（パワー値）の何れもが夫々の閾値より小さい場合には、血管辺縁部の処理として、画素値配列回路４３において配列された複数の画素値（流速値）の中から中央値より遅い画素値を選択し、一方、カーネルデータＡ２の中央画素における流速値と、この中央画素に対応した分散値画像データの画素における画素値（分散値）の何れもが夫々の閾値より大きい場合には、乱流の処理として、前記画素値配列回路４３において配列された画素値（流速値）の中から中央値より速い流速値を選択して出力選択回路５０に供給する。
【００９４】
（変形例）
次に、本実施例の変形例につき図１０乃至図１２を用いて説明する。この変形例の特徴は、流速値画像データが正の流速値の画素と負の流速値の画素によりモザイク状に構成されている場合、臨床的に有用な乱流モザイクパターンや折り返りパターンを強調して表示するために画素値配列回路４３及び画素値選択回路４４に変調−復調機能を設けたことにある。
【００９５】
図６に示した分類Ｄにおいて、上述の実施例によるフィルタリング法を適用した場合、出力選択回路５０は、画素値選択回路４４によって選択された所定配列順位の画素値の絶対値とカーネルデータＡ２の中心画素における画素値の絶対値を比較し、絶対値の大きな方の画素値を表示部８に出力した。しかしながら、カーネルデータＡ２において正の流速値と負の流速値が略等しい頻度で発生する場合には、画素値配列回路４３によって配列された画素値の中間値近傍には小さな画素値が配置される。従って、出力選択回路５０は、常にカーネルデータＡ２の中心画素における画素値を出力することになり、フィルタリング処理の効果を得ることが不可能となる。
【００９６】
このような問題点に対して、画素値配列回路４３は、カーネルデータ記憶回路４２において保存されたカーネルデータＡ２における中心画素の流速値に基づいて、このカーネルデータＡ２の各画素値を変調し、変調後の画素値（変調画素値）を大きさの順に配列する。そして、画素値選択回路４４は、配列された変調画素値の中から所定配列順位の画素値を選択し、この画素値を前記カーネルデータＡ２の中心画素の画素値に基づいて復調してフィルタリング処理後の画素値（流速値）として仮設定する。次いで、出力選択回路５０は、図６の分類Ｄに示した画素値選択方法に基づいて、画素値選択回路４４が仮設定したフィルタリング処理後の画素値あるいは前記カーネルデータＡ２の中心画素における画素値の何れかを表示部８に出力する。
【００９７】
具体的には、前記カーネルデータＡ２の各画素における画素値から中心画素における画素値を減算（変調）し、減算された画素値を大きさの順に配列する。次いで配列された複数の画素値の中から所定配列順位の画素値を選択し、この画素値に前記中心画素の画素値を加算（復調）してフィルタリング処理後の画素値を求める。但し、本変形例の変調−復調処理は、上述の方法に限定されない。
【００９８】
図１０は、本変形例における画素値の配列方法を、上記実施例における配列方法と比較して示したものであり、図１０（ｂ）に示した上記実施例の配列順位と図１０（ａ）に示した本変形例の配列順位を、折り返りの連続性が明確になるように円グラフ上で定義し、特に、本変形例の場合には、カーネルデータＡ１の中心画素における画素値を基準にして他の画素値の配列を行なう。尚、この変形例による変調―復調処理は、比較回路４６による閾値との比較結果と異符号判定回路４８による判定結果によって設定される特性判別回路４９の出力信号によって制御される。
【００９９】
次に、本変形例の効果を図１１及び図１２に示す。図１１（ａ）は、折り返りあるいは逆流が発生した場合に得られる流速値画像データＡ１を示したものであり、正の画素値と負の画素値がモザイク状に分布して構成されている。このような流速値画像データＡ１に対して破線で示した３画素ｘ９画素のカーネルデータＡ２を設定して上記変形例のフィルタリング処理を適用した場合、出力選択回路５０から得られるフィルタ処理後の流速値画像データＡ１０を図１１（ｂ）に示す。即ち、本変形例のフィルタリング法によって太枠で囲われた黒抜けの画素は消滅し、折り返りあるいは逆流によるモザイクパターンは強調して表示される。尚、この場合、画素値選択回路４４は、画素値配列回路４３が配列した変調後の複数の画素値の中から中間値（１４番目）の画素値を選択している。
【０１００】
一方、図１２（ａ）は、同一方向に流れる血流の流速値画像データＡ１において黒抜けパターン等の特異点が発生した場合であり、負の流速値に対して太枠で囲まれた部分に特異点が見られる。図１２（ｂ）は、上記流速値画像データに対して本変形例のフィルタリング処理を適用した場合に得られるフィルタリング処理後の流速値画像データＡ１０であり、上記特異点を消滅させることが可能となる。尚、この場合のカーネルデータの画素数や変調後の画素値に対する配列順位は図１１の場合と同様である。
【０１０１】
以上述べた本実施例によれば、大きさの順に配列されたカーネルデータの画素値の中から所定の配列順位の画素値を選択することによって、空間分解能を劣化することなく黒抜けパターンのような特異点の低減が可能となり、更に、乱流や折り返り現象によって発生するモザイクパターンを強調表示することが可能となる。更に、上記変形例に拠れば、カーネルデータの画素値から所定順位の画素値を選択する場合に変調―復調処理を行うことによって、折り返りにおける連続性が維持され、高い頻度で発生したモザイクパターンに対しても強調表示することができる。
【０１０２】
以上、本発明の実施例について述べてきたが、本発明は上記の実施例に限定されるものでは無く、変形して実施することが可能である。例えば、カラードプラ画像データは、流速値画像データについて述べたが、分散値画像データやパワー値画像データであってもよく、更に、流速値と分散値を明度と色相によって合成表示する方法のように複数種類のカラードプラ画像データを合成表示する際に、これらの画像データの少なくとも１つに対して上述の実施例あるいは変形例に述べたフィルタリング法を適用してもよい。
【０１０３】
尚、比較回路における閾値や画素値選択回路における配列順位は、診断部位や画像データ収集モード、更には画像データ表示方法などの情報に基づいて設定されてもよい。
【０１０４】
又、本発明の実施例によるフィルタリング法あるいは変形例によるフィルタリング法の選択は操作者が随時行なってもよいが、初期設定された診断部位や画像データ収集モードなどの情報によって自動的に選択されてもよい。
【０１０５】
ところで、本発明の実施例では、圧電振動子が１次元配列された超音波プローブとアナログ方式の受信部を備えた超音波診断装置について説明したが、この実施例に限定されるものではなく、例えば、２次元配列の圧電振動子を備えた超音波プローブに対応した超音波診断装置であってもよく、又、デジタル方式の受信部を備えた超音波診断装置であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】本発明の実施例における超音波診断装置の全体構成を示すブロック図。
【図２】同実施例における送受信部及び画像データ生成部の構成を示すブロック図。
【図３】同実施例における画像データ処理部の構成を示すブロック図。
【図４】同実施例におけるカーネルデータと異符号判定用カーネルデータを説明するための図。
【図５】同実施例における画素値配列回路及び画素値選択回路の機能を示す図。
【図６】同実施例の特性判別回路による血流特性の判別と画素値選択方法の具体例を示す図。
【図７】同実施例における画像データ処理手順を示すフローチャート。
【図８】同実施例の画像データ処理による効果を示す図。
【図９】同実施例の画像データ処理による他の効果を示す図。
【図１０】同実施例及びその変形例における画素値の配列方法を示す図。
【図１１】同実施例の変形例における画像データ処理の効果を示す図。
【図１２】同変形例における画像データ処理の他の効果を示す図。
【符号の説明】
【０１０７】
１…超音波プローブ
２…送受信部
３…画像データ生成部
４…画像データ処理部
６…入力部
８…表示部
２１…送信部
２２…受信部
３１…Ｂモード画像データ生成部
３２…ドプラ画像データ生成部
４２…カーネルデータ記憶回路
４３…画素値配列回路
４４…画素値選択回路
４５…遅延回路
４６…比較回路
４７…異符号判定用カーネルデータ記憶回路
４８…異符号判定回路
４９…特性判別回路
５０…出力選択回路
５１…制御回路
５２…カーネルデータ制御回路
８１…ＤＳＣ
８２…カラーモニタ
１００…超音波診断装置
【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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