(57)【要約】【課題】対象物に動きが存在する場合に、表示領域を確保し、かつ、表示される３Ｄ画像の画質を向上させることが可能な超音波撮影装置および超音波撮影方法を提供する。【解決手段】撮影領域内の対象物へ送信した超音波によるエコーを受信し、このエコーに基づくデータを用いた対象物の画像生成を単位時間あたりに複数のフレーム分繰り返す超音波撮影装置は、あるフレームにおいて３次元の撮影領域内のある領域におけるデータの収集に用いていた超音波の送受信を、他のフレームにおいて他の領域の前記データの収集のために行なわせ、３次元の撮影領域において超音波送受信領域の粗密を生じさせるＣＰＵ３３を有する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影領域内の対象物へ送信した超音波によるエコーを受信し、該エコーに基づくデータを用いた前記対象物の画像生成を単位時間あたりに複数のフレーム分繰り返す超音波撮影装置であって、
ある前記フレームにおいて３次元の前記撮影領域内のある領域における前記データの収集に用いていた超音波の送受信を、他の前記フレームにおいて他の領域の前記データの収集のために行なわせ、前記３次元の撮影領域において超音波送受信領域の粗密を生じさせる送受信領域変更手段
を有する超音波撮影装置。
【請求項２】
前記送受信領域変更手段は、前記３次元の撮影領域のうち、動きが存在する領域において超音波の送受信を自動的に相対的に密にさせる
請求項１に記載の超音波撮影装置。
【請求項３】
前記送受信領域変更手段は、同じ領域に対する前記データの大きさと１つ前の前記フレームにおける前記データの大きさとを比較して前記動きを判断する
請求項２に記載の超音波撮影装置。
【請求項４】
前記送受信領域変更手段は、前記フレームを第１のサブフレームとその後の第２のサブフレームとに分割し、
前記第１のサブフレームにおいて、予め決められた送受信回数のうちの所定回数分、所定の距離をあけて均等に超音波を送受信させ、
前記第２のサブフレームにおいて、前記動きが存在したと判断した領域に対して、前記送受信回数のうちで最大限残りの回数まで、前記第１のサブフレームにおいて送受信した超音波の領域の間に超音波を送受信させる
請求項２または３に記載の超音波撮影装置。
【請求項５】
前記動きが存在する領域の大きさに応じて前記フレームの数を自動的に変化させる
請求項４に記載の超音波撮影装置。
【請求項６】
撮影領域内の対象物へ送信した超音波によるエコーを受信して前記対象物の画像生成のためのデータの収集を単位時間あたりに複数のフレーム分繰り返す超音波撮影方法であって、
ある前記フレームにおいて３次元の前記撮影領域内のある領域における前記データの収集に用いていた超音波の送受信を、他の前記フレームにおいて他の領域の前記データの収集のために行ない、前記３次元の撮影領域において超音波送受信領域の粗密を生じさせる
超音波撮影方法。
【請求項７】
前記３次元の撮影領域のうち、動きが存在する領域において超音波の送受信を相対的に密にする
請求項６に記載の超音波撮影方法。
【請求項８】
同じ領域に対する前記データの大きさと１つ前の前記フレームにおける前記データの大きさとを比較して前記動きを判断する
請求項７に記載の超音波撮影方法。
【請求項９】
前記フレームを第１のサブフレームとその後の第２のサブフレームとに分割し、
前記第１のサブフレームにおいて、予め決めた送受信回数のうちの所定回数分、所定の距離をあけて均等に超音波を送受信し、
前記第２のサブフレームにおいて、前記動きが存在したと判断した領域に対して、前記送受信回数のうちで最大限残りの回数まで、前記第１のサブフレームにおいて送受信した超音波の領域の間に超音波を送受信する
請求項７または８に記載の超音波撮影方法。
【請求項１０】
前記動きが存在する領域の大きさに応じて前記フレームの数を変化させる
請求項９に記載の超音波撮影方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、対象物の３次元像を表示する超音波撮影装置、および超音波撮影方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
被検体の診断に用いる超音波画像を生成する超音波診断装置のように、超音波を利用して対象物の画像を生成する超音波撮影装置が知られている。
超音波撮影装置においては、表示される画像は主として対象物の断層像であるが、３次元（３  Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ：３Ｄ）画像を擬似的に２次元モニターに表示させる３Ｄ表示も知られており、３Ｄ画像を動画として表示する４Ｄ表示も知られている（たとえば、特許文献１参照。）。
【０００３】
３Ｄ画像生成のためには、ある走査面内において複数の超音波ビーム（音線）に沿ってエコーデータを順次収集する走査を行ない、この走査作業を複数の走査面に対して行なうことにより３次元分のエコーデータを収集する。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−８５２１６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、４Ｄ表示を実現するためには、音速の制限からエコーデータ収集のための音線数をあまり増加させることはできない。
たとえば、音線の進行方向の距離を１６ｃｍ、生体内における音速を１５４０ｍ／ｓとすると、１つの音線に沿って超音波を送信および受信してエコーデータを入手するためには、約０．２１ｍｓｅｃ必要である。そして、たとえば、１９２音線により１つの走査面を走査するときには、約３９．９ｍｓｅｃ必要となる。したがって、たとえば、走査面を１９２枚集めて３次元分のエコーデータを収集するとすると、約７．７秒必要である。この時間は動画表示のためには長過ぎる。また、この時間内に対象物に動きが発生すると、動く前の状態と動いた後の状態が１つの画像生成に用いられるため、画像に歪みが生じる場合がある。
エコーデータ収集時間を短縮し画像の歪みを避けるためには、エコーデータを収集する３次元領域を狭くするか、音線を間引いて解像度を下げる必要がある。
このように、超音波撮影における３Ｄ表示および４Ｄ表示には未だに不都合が存在しており、更なる改良が望まれている。
【０００６】
本発明の目的は、対象物に動きが存在する場合に、表示領域を確保し、かつ、表示される３Ｄ画像の画質を向上させることが可能な超音波撮影装置を提供することにある。
また、上記の超音波撮影装置に用いる超音波撮影方法を提供することも本発明の目的である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る超音波撮影装置は、撮影領域内の対象物へ送信した超音波によるエコーを受信し、該エコーに基づくデータを用いた前記対象物の画像生成を単位時間あたりに複数のフレーム分繰り返す超音波撮影装置であって、ある前記フレームにおいて３次元の前記撮影領域内のある領域における前記データの収集に用いていた超音波の送受信を、他の前記フレームにおいて他の領域の前記データの収集のために行なわせ、前記３次元の撮影領域において超音波送受信領域の粗密を生じさせる送受信領域変更手段を有する。
【０００８】
また、本発明に係る超音波撮影方法は、撮影領域内の対象物へ送信した超音波によるエコーを受信して前記対象物の画像生成のためのデータの収集を単位時間あたりに複数のフレーム分繰り返す超音波撮影方法であって、この超音波撮影方法においては、ある前記フレームにおいて３次元の前記撮影領域内のある領域における前記データの収集に用いていた超音波の送受信を、他の前記フレームにおいて他の領域の前記データの収集のために行ない、前記３次元の撮影領域において超音波送受信領域の粗密を生じさせる。
【０００９】
本発明においては、撮影領域内の対象物へ超音波を送信し、対象物からの超音波のエコーを受信する。受信したエコーに基づくデータを用いて、対象物の画像が１フレーム分生成される。この１フレーム分の画像生成が、単位時間あたりに複数回繰り返される。
送受信領域変更手段は、あるフレームにおける画像生成のためのデータの収集用に、３次元の撮影領域内のある領域において行なっていた超音波の送受信を、他のフレームにおいては他の領域のデータの収集のために行なわせる。その結果、３次元の撮影領域において超音波送受信領域に粗密が生じる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しながら述べる。なお、以下では人間の胎児を撮影対象とする場合を一例に挙げて述べるが、本発明は人間以外の対象物に対しても適用可能である。
【００１１】
図１は、本発明の一実施の形態に係る超音波撮影装置の概略的な構成図である。図１に示すように、本実施の形態に係る超音波撮影装置１は、超音波撮影装置本体３と、超音波プローブ５とを有する。
超音波撮影装置本体３と超音波プローブ５とは、プローブケーブル７を介して互いに接続される。
【００１２】
また、図２は超音波撮影装置本体３の概略的な構成を示すブロック図である。図２に示すように、超音波撮影装置本体３は、本発明における送受信領域変更手段としてのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）３３と、駆動部３５と、送受信部３７と、画像処理部３９と、画像表示装置３１と、記憶部４１と、操作コンソール４３とを有する。
【００１３】
ＣＰＵ３３は駆動部３５と画像処理部３９とに接続されており、また、送受信部３７も駆動部３５と画像処理部３９とに接続されている。送受信部３７はプローブケーブル７を介して超音波プローブ５に接続され、表示装置３１は画像処理部３９に接続される。
さらに、記憶部４１はＣＰＵ３３および画像処理部３９にそれぞれ接続され、ＣＰＵ３３および画像処理部３９から適宜アクセスされる。
また、操作コンソール４３はＣＰＵ３３に接続される。
【００１４】
操作コンソール４３は、キーボードやトラックボール等の各種操作デバイスを備えており、操作コンソール４３を介して超音波撮影装置１が操作される。
操作コンソール４３は、超音波撮影装置１を操作するオペレータからの指令を、各種操作デバイスからの出力信号としてＣＰＵ３３に送信する。
【００１５】
ＣＰＵ３３は、操作コンソール４３を介して入力されたオペレータからの指令に応じて、画像処理部３９および駆動部３５をそれぞれ制御する。たとえば、ＣＰＵ３３は、画像処理の開始または停止、画像表示装置３１への画像の表示・非表示等の状態を指示する指令信号を画像処理部３９に出力する。
また、ＣＰＵ３３は、撮影対象を超音波により走査する順番や撮影対象までの距離等の条件を指定し、この指定に応じて超音波プローブ５により超音波を送信させるようにする指令信号を駆動部３５に出力する。ＣＰＵ３３が駆動部３５に出力する指令信号の内容については後ほど詳述する。
【００１６】
駆動部３５は、たとえば、電気・電子的な回路を用いて実現する。
駆動部３５は、ＣＰＵ３３からの指令信号に応じた音線が形成されるように超音波プローブ５を駆動するための駆動信号を生成し、生成した駆動信号を送受信部３７に送信する。
音線の意味等の詳細な内容は後述する。
【００１７】
送受信部３７は、信号の送信および受信のためのポートである。送受信部３７は、超音波プローブ５の駆動のために駆動部３５から出力される駆動信号を、プローブケーブル７を介して超音波プローブ５に送信する。
また、送受信部３７は、撮影対象から反射し超音波プローブ５により受信される超音波のエコーに基づくエコー信号を、画像処理部３９に送信する。
【００１８】
画像処理部３９は、送受信部３７から送信されるエコー信号に基づいて、たとえば、エコー信号の波形の振幅を輝度の差として表わすいわゆるＢモード処理を行なう。この処理により得られる輝度データに基づいて、画像処理部３９は撮影対象の画像を生成する。
また、画像処理部３９は、生成した画像をＣＰＵ３３からの指令に応じて画像表示装置３１に表示・非表示させ、また、画像データを記憶部４１に送信して保存させる。
【００１９】
画像表示装置３１は、ブラウン管や液晶表示パネル等の各種モニターであり、画像処理部３９から送信された画像データに基づく画像を表示させる。
【００２０】
記憶部４１には、半導体メモリやハードディスクドライブ等の各種記憶装置が含まれる。記憶部４１は、画像処理部３９から画像データが送信されたときにはその画像データを保存する。また、記憶部４１は、音速や撮影対象までの距離等の各種パラメータも記憶する。
【００２１】
超音波プローブ５は、撮影対象からのエコー信号取得のための超音波を送信する。本実施の形態においては、図１に示すように、被検体１１中の胎児１２を撮影対象とする場合を一例に挙げる。このとき超音波プローブ５は、たとえばオペレータにより把持され、超音波を送受信する送受信面５Ｓを、胎児１２を有する被検体１１の体表に接触させられる。
【００２２】
図１に示すように、超音波プローブ５はその内部に超音波振動子アレイ９を備えており、この超音波振動子アレイ９がプローブケーブル７に連結されている。
プローブケーブル７には、超音波振動子アレイ９へ電力を供給するための給電線や、超音波振動子アレイ９と超音波撮影装置本体３との間における信号の送受信のための信号線が含まれる。
【００２３】
超音波振動子アレイ９は、超音波プローブ５の内部において、送受信面５Ｓ側に配置される。超音波振動子アレイ９から超音波が送信される。また、超音波振動子アレイ９は、撮影領域内へ送信された超音波のエコーを受信し、エコー信号を電気信号に変換する。電気信号に変換されたエコー信号は、超音波撮影装置本体３に送信される。
【００２４】
超音波振動子アレイ９と撮影領域との関係を、図３を参照して述べる。
本実施の形態に係る超音波振動子アレイ９は、圧電材料片である超音波振動子９０を複数個２次元的に配列して形成されている。
圧電材料としては、たとえば、ＰｂＺｒＯ３とＰｂＴｉＯ３の固溶体（チタン酸ジルコン酸鉛。略称ＰＺＴ）等の圧電性セラミックスを用いる。
【００２５】
２次元マトリクス的に配列された超音波振動子９０の行方向をｘ方向、列方向をｚ方向とする。ｘ方向に所定個配列された超音波振動子９０のあるまとまりを振動子列９Ａｉとすると、ｚ方向に沿って、１つ前には振動子列９Ａｉ−１、１つ後には振動子列９Ａｉ＋１というように、ｚ方向に所定数の振動子列が並ぶことになる。たとえば、振動子列９Ａｉについて考える。振動子列９Ａｉの超音波振動子９０は、複数個（たとえば４個）ずつまとめて駆動される。超音波振動子９０は、駆動のための電圧を印加されて各々超音波ＵＳを送信する。たとえば、４個単位で駆動される超音波振動子９０からの超音波ＵＳの合成波面が、音線５０となる。
【００２６】
各超音波振動子９０は、音線５０として表わされる超音波ＵＳが撮影対象に当たって反射したエコーを受信する。超音波は可聴周波数帯の音波よりも直進性が強いため、音線５０を送信した超音波振動子９０が主としてエコーを受信する。
超音波振動子９０はエコーを受信して振動し、この振動により電気信号が生じる。これにより、エコー信号が電気信号に変換される。
【００２７】
１つの音線５０に関する超音波ＵＳの送信および受信の終了後に、駆動単位がｘ方向に所定の超音波振動子９０の個数分ずれて、再び次の音線に関する超音波ＵＳの送受信が行なわれる。
このように、ｘ方向に沿った複数の音線５０によって、ある１つの走査面が走査される。振動子列９Ａｉにより走査される走査面を走査面Ｓｕｉとする。また、振動子列９Ａｉ−１，９Ａｉ＋１により走査される走査面をそれぞれ走査面Ｓｕｉ−１，Ｓｕｉ＋１とする。ｚ方向に沿って配列される複数の走査面により、図１に示すように３次元の撮影領域１４が形成される。
なお、超音波プローブ５を被検体１１に接触させたときの被検体１１への送受信面５Ｓの投影領域が、撮影領域１４における投影面１４ａとなる。
【００２８】
ここで、上述の超音波撮影装置１の各構成要素間の作用を、本実施の形態における超音波撮影方法と関連付けて図４を参照しながら述べる。
図４は、本実施の形態における超音波撮影方法の一例を示すフローチャートである。
まず、本実施の形態においては、撮影領域１４に対して送信する音線５０の最大数を求める（ステップＳＴ１）。
【００２９】
オペレータは、音線５０の音的なフォーカスポイントに関わる音線の進行方向の距離や、ｚ方向に並んだ走査面のうち何枚の走査面を用いるか等の条件を定め、３次元（３Ｄ）の撮影領域１４の大きさを決める。また、オペレータは、フレームレートも決める。フレームレートとは、ここでは、画像表示装置３１の画面３１Ｄに表示させるべき画像のデータの１秒間における更新レートを意味する。順次更新されて表示される各画像が表示される長さを、１フレームという。
オペレータは、操作コンソール４３を用いて撮影領域１４の大きさやフレームレート等の条件を入力する。これらの条件のデータは、ＣＰＵ３３に送信される。
ＣＰＵ３３は、入力された条件データに基づいて、送信可能な最大音線数を計算する。また、ＣＰＵ３３は、これらの条件データを記憶部４１に記憶させる。
【００３０】
最大音線数を計算した後には、ＣＰＵ３３は最大音線数のうちの所定の数の音線を用いて撮影領域１４を走査させる指令信号を駆動部３５に出力する。本実施の形態においては、たとえば、ＣＰＵ３３は最大音線数のうちの半数の音線を用いて走査させる（ステップＳＴ２）。
このステップＳＴ２は、本発明における第１のサブフレームの一実施態様に相当する。
【００３１】
ステップＳＴ２においては、たとえば、ＣＰＵ３３は３Ｄの撮影領域１４がある程度の距離をあけて均等に送信された音線５０により走査されるように指令信号を出力する。
駆動部３５は、ＣＰＵ３３からの指令信号に従って音線５０が送信されるように超音波振動子アレイ９を駆動する駆動信号を生成する。送受信部３７を介して入力されるこの駆動信号に従って超音波振動子アレイ９は駆動される。詳細には、たとえば、ある走査面においてｘ方向に所定間隔をおいて音線５０が送信されて走査が行なわれ、この走査がｚ方向において走査面毎に順次行われて３Ｄ撮影領域１４が走査される。
【００３２】
音線５０の送信により得られるエコー信号はプローブケーブル７および送受信部３７を介して順次画像処理部３９に送信される。画像処理部３９は、送信されたエコー信号に基づいて輝度データを生成する。この輝度データは、ＣＰＵ３３に送信される。
ＣＰＵ３３は、送信された輝度データに基づいて胎児１２の動きを判定する（ステップＳＴ３）。
たとえば、ある輝度データと１つ前のループにおける同じ位置の輝度データとを比較し、これら２つのデータの差分の値が所定の閾値を越えていた場合には動きが存在したと判断する。閾値の値は、所定の定数としてもよいし、たとえば、１つ前の輝度データの１／２の値というように変数にしてもよい。
【００３３】
ＣＰＵ３３は、ステップＳＴ２，ＳＴ３までにおいて得られた半数の音線による輝度データに基づいて、撮影領域１４のうちで動きが存在する領域と存在しない領域とを判定する（ステップＳＴ４）。
図５（ａ）〜（ｆ）は、動きのある領域を判定する基準の一例について述べるために、投影面１４ａを拡大して示した図であり、図５（ａ），（ｂ）は動きが存在しないと判定する場合を、図５（ｃ）〜（ｆ）は動きが存在すると判定する場合をそれぞれ表わしている。
【００３４】
図５（ａ）〜（ｆ）に示す実線および点線の交点の位置から音線５０が送信される。図５において、○印により表わされる位置Ｐ１は、ステップＳＴ２において音線５０が送信され、かつ、輝度データの差分が閾値を越えておらず、動きが無いと判断された位置を示している。また、□印により表わされる位置Ｍ１は、送信された音線による輝度データに基づき、動きがあると判断された位置を示している。
たとえば図５（ａ）から、音線５０はｘ方向およびｙ方向の両方において１つおきに送信されていることが分かる。
図５（ａ）に示すように、いずれの音線５０の位置においても動きが存在しない場合、および、図５（ｂ）に示すように、１つの音線５０にのみ動きが存在する場合には、ＣＰＵ３３はその領域は動きの無い領域だと判定する。
【００３５】
動きが存在しないと判定した領域において、ステップＳＴ２において音線５０を送信しなかった位置の輝度データとしては、ＣＰＵ３３は１つ前のループにおいて得られたデータか、もしくは、補間データを用いる（ステップＳＴ５）。
たとえば、図５（ｂ）における位置ａ１，ａ２の輝度データには、位置ａ１，ａ２をそれぞれ挟む位置Ｐ１および位置Ｍ１の輝度データから計算した補間データを用いる。
位置ａ３，ａ４の輝度データには、位置ａ３，ａ４をそれぞれ挟む位置Ｐ１の輝度データから計算した補間データを用いる。
また、３つの位置Ｐ１および位置Ｍ１の輝度データの平均を、これらの位置により囲まれる位置の輝度データとして用いる。
なお、１つ前のループにおける輝度データ、またはＣＰＵ３３により計算される補間データは、記憶部４１に一時保存される。
【００３６】
ＣＰＵ３３は、図５（ｃ）〜（ｆ）に示すように位置Ｍ１が２つ以上存在していた場合には、複数の位置Ｍ１に挟まれる領域を動きのある領域と判定する。図５（ｃ），（ｄ）は位置Ｍ１が２箇所存在する場合を、図５（ｅ）は位置Ｍ１が３箇所存在する場合を、図５（ｆ）は位置Ｍ１が４箇所存在する場合をそれぞれ表わしている。
【００３７】
ＣＰＵ３３は、動きがあると判定した領域に対しては、ステップＳＴ２において送信した音線５０の隙間を新たな音線５０により走査させる（ステップＳＴ６）。
このステップＳＴ６は、本発明における第２のサブフレームの一実施態様に相当する。
ステップＳＴ６において音線５０を送信する位置Ｐ２を、図５（ｃ）〜（ｆ）において△印として示している。
図５（ｅ）に示すように対角線上の位置Ｍ１に挟まれた位置ａ５については、音線５０を送信するか否かは、得られる画像の画質等の条件を考慮して適宜設計すればよい。
【００３８】
投影面１４ａにおける上述のステップＳＴ２およびステップＳＴ６による走査の位置の例を図６に示す。図６において、□印が位置Ｐ１または位置Ｍ１を表わしており、■印が位置Ｐ２を表わしている。
ステップＳＴ２において、ステップＳＴ１により得られた最大音線数の半数を用いて走査を行なっているため、ステップＳＴ６において最大限送信可能な音線５０の数は、最大音線数の半分となる。
【００３９】
ステップＳＴ６において送信された音線５０によるエコー信号が画像処理部３９に送信され、画像処理部３９はこのエコー信号に基づいて、ステップＳＴ６において音線５０が送信された位置の輝度データを生成する（ステップＳＴ７）。
【００４０】
画像処理部３９は、ステップＳＴ２における音線５０の送信により得られていた輝度データを記憶部４１から読み出し、ステップＳＴ７により得られた輝度データと合成し、撮影領域１４全体の輝度データを生成する（ステップＳＴ８）。
なお、この撮影領域１４全体の輝度データは、記憶部４１に保存しておくことが可能である。
【００４１】
画像処理部３９は、ステップＳＴ８における合成の結果得られた輝度データに基づきボリュームレンダリング等の公知の画像処理を実行し、たとえば、所定の方向から見た胎児１２の３Ｄ画像１２Ｉの画像データを生成する（ステップＳＴ９）。
画像処理部３９は、生成した画像データに基づく３Ｄ画像を画像表示装置３１に表示させる。
【００４２】
以上により、１フレーム分の画像が生成されて画像表示装置３１に表示される。上述のように、１フレーム分の画像は第１のサブフレームとしてのステップＳＴ２における走査によって得られた輝度データと、第２のサブフレームとしてのステップＳＴ６における走査によって得られる輝度データとを合成したデータから生成される。
【００４３】
ＣＰＵ３３は、オペレータから撮影停止の指令が入力されるまで、ステップＳＴ２〜９の作業を１秒間に所定のフレーム分繰り返す（ステップＳＴ１０）。
動きの領域は変化するため、あるフレームにおいてステップＳＴ６の輝度データ収集のために用いられていた音線５０は、別のフレームにおいては送信されないこともあるし、この用いられなかった送信回数分、ステップＳＴ６において他の領域の輝度データ取得のために音線５０が送信される場合もある。
操作コンソール４３を介して撮影停止の指令が入力されたときに、ＣＰＵ３３は駆動部３５への指令信号出力を停止し、撮影が終了する。
【００４４】
以上のように、本実施の形態においては、胎児１２に対してまず均等に音線５０を送信し、得られたエコー信号から胎児１２の動いている領域を判定する。そして、動いている領域に対しては、最初に送信した音線５０の間に新たに音線５０を送信してエコー信号を取得する。これにより、３Ｄの撮影領域１４において、送信する音線５０に相対的な粗密を生じさせることができる。
動いている領域に対し新たに音線５０を送信するため、特に動きが存在する領域における音線密度が高くなる。したがって、たとえば、胎児１２の口や腕の動き、心臓の弁の開閉等の動作のような動作に対して詳細なエコー信号を得ることができる。したがって、撮影対象に動きが存在する場合の３Ｄ画像の歪みを防止して画質を向上させることができる。この音線５０の粗密の発生は、ＣＰＵ３３によって自動的に行なわれるため、オペレータの負担を軽くすることができる。
【００４５】
また、このような動きが存在する領域以外には上述のステップＳＴ６において音線５０を送信しない。したがって、送信する全体的な音線５０の数を減らすことができる。その結果、１つの画面を生成するために必要な時間が減り、フレームレートを向上させることができる。ステップＳＴ６において送信する音線５０の数に応じたこのフレームレートの変更は、ＣＰＵ３３により自動的に行わせることができる。ＣＰＵ３３は、ステップＳＴ６において送信する音線５０の数に応じて、ステップＳＴ１において入力されたフレームレートの範囲内で、フレームレートを自動的に増減させる。
また、必要な領域の音線密度のみを上げることができるため、撮影領域１４の大きさをある程度広く確保することができる。
【００４６】
変形形態
本発明は、上述の実施の形態に限らず種々の変形が可能である。
たとえば、ステップＳＴ６において送信する音線５０の数が最大音線数の半分よりも少なくなる場合に、上述の実施の形態のように動きがない領域には音線５０を送信しないかわりに、動きが存在する領域の音線密度をさらに上げてもよい。その一例を図７に示す。
図７は、図５と同様の撮影領域１４の投影面１４ａの部分拡大図である。図５においては位置Ｍ１の間における音線５０を送信する位置Ｐ２は１箇所であるが、図７においては位置Ｐ２を２箇所としている。
【００４７】
撮影領域１４は複数の走査面からなる３Ｄ空間である。また、ステップＳＴ２においては、最大音線数の半数の音線５０を撮影領域１４に均等に送信している。このため、位置Ｐ１または位置Ｍ１の位置は１つ置きに設定されていたとしても、残りの半数の音線数のうち、ステップＳＴ６において音線５０を送信しない走査面に割り当てられていると考えられる音線５０を用いれば、ステップＳＴ６において１つの走査面に送信する音線５０の密度をある程度高めることができる。その結果、動きのある領域をさらに詳細に画像化することができる。なおかつ、最大音線数は変わらないため、フレームレートの低下を抑制することができる。
上記実施の形態においては動きのある領域における音線５０の密度を自動的に高くするようにしたが、たとえば、操作コンソール４３を操作して、音線５０を密にする領域をオペレータが任意に指定できるようにすることも可能である。
【００４８】
また、たとえば、上述の実施の形態のように音線５０を１つ１つ順次走査するかわりに、同時に送信するようにすれば、輝度データの取得時間を短縮することができ、フレームレートをさらに高めることができる。
【００４９】
ステップＳＴ５において補間データを計算する代わりに、位置Ｐ１の輝度データをコピーして用いれば、計算時間を減らしてフレームレートをさらに高めることができる。
【００５０】
また、２次元マトリクス的に構成した超音波振動子アレイ９の代わりに、たとえば、１本の振動子アレイ９Ａｉを、ｘ方向に沿った軸を回転中心として機械的に回転させて３Ｄ撮影領域１４を走査する超音波プローブを用いることもできる。
【００５１】
上述の実施の形態においてはステップＳＴ３，４における動きの判定やステップＳＴ５における計算をＣＰＵ３３に行なわせたが、これらの処理を画像処理部３９が実行するようにしてもよい。
【００５２】
なお、上述のステップＳＴ２において、撮影領域１４に送信する音線５０の間隔は、均等にする必要はなく、適宜不均等な間隔やランダムな間隔にしてもよい。また、本発明は、胎児１２の撮影に限らず生体の超音波撮影に適宜適用可能である。さらに、生体に限らず、超音波撮影が可能であれば無機対象物の撮影にも用いることができる。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、対象物に動きが存在する場合に、表示領域を確保し、かつ、表示される３Ｄ画像の画質を向上させることが可能な超音波撮影装置を提供することができる。
また、本発明によれば、上記の超音波撮影装置に用いる超音波撮影方法を提供することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る超音波撮影装置の概略的な構成図である。
【図２】図１に示す超音波撮影装置の本体の概略的な構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施の形態における超音波振動子アレイと撮影領域との関係を述べるための図である。
【図４】本実施の形態における超音波撮影方法の一例を示すフローチャートである。
【図５】３Ｄ撮影領域のうち動きのある領域を判定する基準の一例について述べるための撮影領域の部分拡大図である。
【図６】音線の粗密の一例を示す図である。
【図７】図５と同様の撮影領域の一部の拡大図である。
【符号の説明】
１…超音波撮影装置
３…超音波撮影装置本体
５…超音波プローブ
９…超音波振動子アレイ
９Ａｉ−１〜９Ａｉ＋１…振動子列
１２…胎児（撮影対象）
１４…撮影領域
３１…画像表示装置
３３…ＣＰＵ（送受信領域変更手段）
３５…駆動部
３７…送受信部
３９…画像処理部
４１…記憶部
９０…超音波振動子
Ｓｕｉ−１〜Ｓｕｉ＋１…走査面
【図１】
2005000427.tif 000003
【図２】
2005000427.tif 000004
【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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