(57)【要約】  画像処理部（８）は、被検体断面を超音波ビームにて走査して得られる被検体断面の各点におけるエコー強度フレームｐｘ，ｙの時系列変化ｐｘ，ｙ（ｔｉ）またはドップラ速度フレームｑｘ，ｙの時系列変化ｑｘ，ｙ（ｔｉ）を周波数解析して特定周波数成分の振幅フレームＰＡおよび特定周波数成分の位相フレームＰＰを検出する周波数解析部（１２）と、検出した特定周波数成分の振幅および特定周波数成分の位相に基づく二次元画像を生成する画像生成部（１３）と、を有する。これにより、被検体の二次元形状、被検体の周期的な動きの強弱、および被検体の周期的な動きの位相の空間的連続性を観察できる画像処理装置を提供する。
2007114305.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体断面を超音波ビームにて走査して得られる被検体断面の各点におけるエコー強度またはドップラ速度の時系列変化を周波数解析して特定周波数成分の振幅および特定周波数成分の位相を検出する周波数解析手段と、
検出した特定周波数成分の振幅および特定周波数成分の位相に基づく二次元画像を生成する第１の画像生成手段と、を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
第１の画像生成手段は、特定周波数成分の振幅の値と特定周波数成分の位相の値との組み合わせに応じて二次元画像の色のグラデーション値が割り当てられた第１の二次元画像ルックアップテーブルを有していることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の画像処理装置。
【請求項３】
第１の二次元画像ルックアップテーブルには、特定周波数成分の振幅の値に応じた二次元画像の色のグラデーション値および特定周波数成分の位相の値に応じた二次元画像の色のグラデーション値がさらに割り当てられていることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の画像処理装置。
【請求項４】
第１の画像生成手段は、特定周波数成分の振幅の値に応じて二次元画像の色のグラデーション値が割り当てられた振幅ルックアップテーブルと、特定周波数成分の位相の値に応じて二次元画像の色のグラデーション値が割り当てられた位相ルックアップテーブルと、を有していることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の画像処理装置。
【請求項５】
特定周波数成分の振幅に基づき生成した二次元画像と特定周波数成分の位相に基づき生成した二次元画像とを切り替えて出力することを特徴とする請求の範囲第４項に記載の画像処理装置。
【請求項６】
第１の画像生成手段は、生成する二次元画像を繰り返し更新することを特徴とする請求の範囲第１項から第５項のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項７】
特定周波数成分の振幅および特定周波数成分の位相に基づいて、
被検体断面上の任意の曲線における画素値の時間履歴を画像化することにより、二次元画像を求める第２の画像生成手段と、をさらに備えていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の画像処理装置。
【請求項８】
特定周波数成分の振幅および特定周波数成分の位相に基づいて、
被検体断面上の任意の曲線における画素値群を決定し、この画素値群の時間履歴を画像化することにより二次元画像を求める第２の画像生成手段と、をさらに備えていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の画像処理装置。
【請求項９】
第２の画像生成手段は、特定周波数成分の振幅の値と特定周波数成分の位相の値との組み合わせに応じて二次元画像の色のグラデーション値が割り当てられた第２の二次元画像ルックアップテーブルを有していることを特徴とする請求の範囲第７項または第８項に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
特定周波数成分の振幅および特定周波数成分の位相に基づいて位相が連続している座標群を検出することにより任意の曲線を求める検出手段を備えていることを特徴とする請求の範囲第７項から第９項のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１１】
任意の曲線は外部から入力可能となっていることを特徴とする請求の範囲第７項から第１０項のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１２】
第２の画像生成手段は、生成する二次元画像を繰り返し更新することを特徴とする請求の範囲第７項から第１１項のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１３】
周波数解析手段は、特定周波数成分の振幅および特定周波数成分の位相の検出をフーリエ変換にて行なうフーリエ変換手段を有していることを特徴とする請求の範囲第１項から第１２項のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１４】
特定周波数成分は、心拍周期に相当する周波数成分であることを特徴とする請求の範囲第１項から第１３項のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１５】
請求の範囲第１項から第１４項のいずれか１項に記載の画像処理装置と、
被検体の断面を超音波ビームで走査してエコー信号を繰り返し受信する超音波送受信手段とを有することを特徴とする超音波撮像装置。
【請求項１６】
超音波撮像装置に用いる画像処理方法であって、
被検体断面を超音波ビームにて走査して得られる被検体断面の各点におけるエコー強度またはドップラ速度の時系列変化を周波数解析して特定周波数成分の振幅および特定周波数成分の位相を検出し、検出した特定周波数成分の振幅および特定周波数成分の位相に基づく二次元画像を生成することを特徴とする画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エコー強度を画像化する画像処理装置、およびそれを備えた超音波撮像装置、並びに画像処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、生体内の組織の運動や機能を超音波ビームを用いて画像化して観察する超音波撮像装置（超音波診断装置）が用いられている。【０００３】
画像化は、超音波ビームを被検体である生体組織に照射し、反射された超音波ビームから得たエコー信号を用いて行っていた。このような超音波撮像装置におけるエコー信号の画像化方法としては、超音波ビームを電子走査してエコー強度の二次元分布を静止画像化あるいは動画像化するＢ（Brightness）モード、および超音波ビームを固定して所定期間中のエコー強度の時系列変化を静止画像化するＭ（Motion）モードが用いられてきた。【０００４】
例えば心臓、肝臓、または脳などの主要組織では、医師が着目する組織動きの多くは、心拍や血流の拍動に関係しているので、周期的な組織動きの強弱分布や位相の空間的連続性を観察することが有用である。【０００５】
上記のＢモード静止画像およびＢモード動画像は、組織の二次元形状、および組織動きの直接観察に用いられている。しかし、Ｂモード動画像は、時々刻々と表示が更新されるため、組織動きの周期性が観察できない。また、Ｂモード静止画像およびＢモード動画像では、組織の二次元形状は観察できるが、組織動きの周期の強弱や位相を観察することができない。【０００６】
一方、Ｍモード静止画像は、超音波プローブに接近離散する組織動きの履歴が得られるので、例えば心臓弁の動きのパターンなど、周期的な組織動きの強弱や位相の観察に用いられている。しかし、Ｍモード静止画像は、超音波ビームを走査しないため、組織の二次元形状が観察できない、という問題がある。Ｍモード静止画像では組織動きの周期性は観察できるが、周期的な組織動きの強弱や位相が被検体内でどのように分布し、空間的連続性を持つのかを観察することはできない。【０００７】
つまり、Ｂモードを用いると、二次元形状は観察できるが、動きの周期性を観察することができず、一方、Ｍモードを用いると、動きの周期性は観察できるが、二次元形状は観察できないという問題があった。また、特許文献１に記載の超音波診断装置は、超音波ドップラ法という方法を用いて組織の瞬時速度を検出している。これにより、関心領域における組織の瞬時速度を表示している。しかし、特許文献１に記載の超音波診断装置では、組織の瞬時速度に基づいているため、動きの周期性を観察することができない。【０００８】
従って、医師はＢモード画像とＭモード画像を頭の中に多数記憶し、解剖学的知識を用いて組織形状と組織動きの関係を組み立てなければならなかった。そこで、組織の二次元形状を観察でき、かつ、動きの周期性を観察することができる画像処理が望まれていた。【０００９】
これに対して、本発明者らは、周期的な組織動きの強弱を二次元画像を用いて観察するため、Ｂモード動画像の複数フレーム間画像演算によって、エコー強度の特定周波数成分の強弱を抽出して画像化する方法を非特許文献１および非特許文献２において提案している。これにより、動きの周期性および二次元形状を観察することができ、上記したＢモードおよびＭモードの問題点を解決している。【００１０】
また、特許文献２に記載の超音波診断装置は、被検体内の運動体の速度を順次求め、このそれぞれの速度を基準速度を用いて補正し、この補正された速度データを表示する装置である。これにより、血流の補正速度を２次元的または３次元的に表示することができ、拍動性を簡便且つ効果的に表示することができる。【００１１】
また、特許文献３に記載の超音波画像処理装置は、組織追跡イメージング法において、体動等を原因とする並進速度成分や回転速度成分を取り除いた速度分布画像を、時相毎に生成し、この速度分布画像により、組織の所定位置に関する追跡処理を行い、運動情報画像を生成することで、より信憑性の高い診断画像を提供するものである。【００１２】
また、特許文献４に記載の超音波診断装置は、２Ｄ超音波探触子を用いた３Ｄ画像の生成に関するものであり、心臓のような動きの速い人体臓器の正常な拍動および／または不整脈の拍動を３次元動画像で観察できるようにすることを目的とするものである。特許文献４に記載の超音波診断装置は、具体的には、２Ｄ探触子で心臓を走査すると、走査時間内に心臓の収縮期と拡張期とが複数含まれることの解決にあたり、心電信号を使って断層面の位相を特定する手段を有している。【００１３】
また、特許文献５に記載の超音波診断画像の記録表示装置は、病状変化の様子を容易に把握することが可能な装置であり、具体的には、現在と過去とにおいて得られた超音波診断画像が切替表示され、それらの画像の動画が非同期の状態で観察される。【００１４】
さらに、特許文献６に記載の発明は、周期的動きの分布を表す画像を生成する画像生成方法および周期的動きの分布を表す画像を生成し表示することが出来る超音波診断装置を提供することを課題としており、空間に分布した複数のサンプリング点から時系列データを取得し、その時系列データから周期性を求め、サンプリング点の分布と周期性の関係を表現した画像を生成している。
【特許文献１】日本国公開特許公報「特開平８−８４７２９号公報（公開日：平成８年４月２日）」
【特許文献２】日本国公開特許公報「特開２００３−６１９５８号公報（公開日：平成１５年３月４日）」
【特許文献３】日本国公開特許公報「特開２００５−１２４６３６号公報（公開日：平成１７年５月１９日）」
【特許文献４】日本国公開特許公報「特開２００２−３３６２５５号公報（公開日：平成１４年１１月２６日）」
【特許文献５】日本国公開特許公報「特開平３−９７４５１号公報（公開日：平成３年４月２３日）」
【特許文献６】日本国公開特許公報「特開平８−１７３４１７号公報（公開日：平成８年７月９日）
【非特許文献１】Jpn.J.Appl.Phys.Vol.34,pp.2854-2856（平成７年３月１８日  公表）
【非特許文献２】Jpn.J.Appl.Phys.Vol.38,pp.3385-3387（平成１１年２月５日  公表）
【発明の開示】
【００１５】
しかしながら、上記特許文献６、非特許文献１、および非特許文献２の提案手法を用いた場合には、エコー強度の特定周波数成分の強弱を求めることができるが、特定周波数成分の強弱を求めるだけだと、それらのつながり（連続性）がわからない、という問題があった。
【００１６】
また、特許文献４、５には、ある断層画像全体の撮影時刻が、どの心拍位相かを同定する手段は記載されているが、周期的な動きが断層面内のどこにあるかを抽出する手段がなく、これを抽出できないという問題があった。さらに、特許文献２、３にも同じく周期的な動きが断層面内のどこにあるかを抽出する手段がなく、これを抽出できないという問題があった。
【００１７】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、被検体の二次元形状、被検体の周期的な動きの強弱、および被検体の周期的な動きの位相の空間的連続性を観察できる画像処理装置、および画像処理方法を提供することにある。
【００１８】
本発明の画像処理装置は、上記課題を解決するために、被検体断面を超音波ビームにて走査して得られる被検体断面の各点におけるエコー強度またはドップラ速度の時系列変化を周波数解析して特定周波数成分の振幅および特定周波数成分の位相を検出する周波数解析手段と、検出した特定周波数成分の振幅および特定周波数成分の位相に基づく二次元画像を生成する第１の画像生成手段と、を有することを特徴としている。
【００１９】
また、本発明の画像処理方法は、超音波撮像装置に用いる画像処理方法であって、被検体断面を超音波ビームにて走査して得られる被検体断面の各点におけるエコー強度またはドップラ速度の時系列変化を周波数解析して特定周波数成分の振幅および特定周波数成分の位相を検出し、検出した特定周波数成分の振幅および特定周波数成分の位相に基づく二次元画像を生成することを特徴としている。
【００２０】
上記画像処理装置および画像処理方法は、超音波撮像装置に用いることができる。そして、エコー強度またはドップラ速度の時系列変化を、自装置（画像処理装置）の外部から得ている。このエコー強度は、被検体断面を超音波ビームにて走査することにより得ることができる。特に、本発明では、このエコー強度またはドップラ速度の時系列変化を周波数解析して、特定周波数成分の振幅だけでなく、特定周波数成分の位相を検出している。特定周波数成分の振幅を検出して、この特定周波数成分の振幅に基づく二次元画像を生成することにより、被検体の周期的な組織動きの強弱分布を求めることができる。さらに、本発明では、特に、特定周波数成分の位相を検出しているので、この位相に基づいて二次元画像を生成することにより、特定周波数成分の強弱のつながりのある画像を生成することができる。従って、位相の空間的連続性のある二次元画像を得ることができる。
【００２１】
それゆえ、組織の動きの周期性および組織の二次元形状、および位相の空間的連続性を観察することができる。
【００２２】
本発明の他の目的、特徴、および優れた点は、以下に示す記載によって十分分かるであろう。また、本発明の利点は、添付図面を参照した次の説明で明白になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態を示すものであり、画像処理部の要部構成を示すブロック図である。
【図２（ａ）】Ｂモード画像の模式図およびこの画像における各点の輝度値と時刻との関係を示すグラフである。
【図２（ｂ）】図２（ａ）に示すグラフに振幅を求める周波数解析を行ったグラフである。
【図２（ｃ）】図２（ａ）に示すグラフに位相を求める周波数解析を行ったグラフである。
【図３】本発明の実施形態を示すものであり、超音波撮像装置の概略構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態を示すものであり、図３に示す超音波撮像装置の変形例を示すブロック図である。
【図５】本発明の他の実施形態を示すものであり、画像処理部の要部構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２４】
５              超音波送受信部（超音波送受信手段）
８              画像処理部（画像処理装置）
１２            周波数解析部（周波数解析手段）
１３            画像生成部（第１の画像生成手段）
２３            フーリエ変換部（フーリエ変換手段）
２５            振幅ＬＵＴ（振幅ルックアップテーブル）
２６            位相ＬＵＴ（位相ルックアップテーブル）
３６            画像生成部（第１の画像生成手段）
３７            二次元画像ＬＵＴ（二次元画像ルックアップテーブル）
４１            プロファイル画像生成部（第２の画像生成手段）
４３            プロファイルＬＵＴ（第２の二次元画像ルックアップテーブル）
４５            位相連続曲線検出部（検出手段）
ｐｘ，ｙ          エコー強度フレーム
ｑｘ，ｙ          ドップラ速度フレーム
ｐｘ，ｙ（ｔｉ）    エコー強度フレームの時間履歴（エコー強度フレームの時系列変化）
ｖｘ，ｙ（ｔｉ）    瞬時オプティカルフロー速度（エコー強度フレームの時系列変化）
ＰＡ            特定周波数成分の振幅フレーム
ＰＰ            特定周波数成分の位相フレーム
ｔＨＢ          心拍周期
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
〔実施の形態１〕
本発明の一実施の形態について図面を用いて説明する。【００２６】
図３は、本発明の超音波撮像装置の概略構成を示すブロック図である。超音波撮像装置は、例えば、母体内の胎児の様子などを超音波のエコーを用いて詳細に観察することができ、主に医療の現場で用いられている。【００２７】
本発明の超音波撮像装置は、同図に示すように、心電波形収集部１、制御部２、操作部３、超音波探触子４、超音波送受信部（超音波送受信手段）５、Ｂモード処理部（Ｂモード処理手段）６、フレームメモリ７、および画像処理部（画像処理装置）８を有している。さらに、Ｂモード処理部６は、同図に示すように、フィルタ９、対数圧縮器１０、および検波器１１を有している。また、画像処理部８は、同図に示すように、周波数解析部（周波数解析手段）１２および画像生成部（二次元画像生成部；第１の画像生成手段）１３を有している。【００２８】
操作部３は、医師などのユーザが、画像のモードを切り替えたりするインターフェースである。なお、図示しないが、画像処理部８の後段には、液晶ディスプレイなどの表示部が設けられている。【００２９】
心電波形収集部１は、外部から心電波形を収集し、該心電波形から心拍周期および時相を割り出して（求めて）、制御部２に送る。制御部２は、主に、この心拍周期および時相、または、操作部３から手動で指定された解析周波数および初期位相を周波数解析部１２に送る。画像処理部８は、既存の超音波撮像装置における画像処理部と取り替えることができると共に、既存の超音波撮像装置の内部に新機能として組み込むこともできる。なお、本発明の超音波撮像装置には、画像処理部８をもともと備えた超音波撮像装置も含まれることはいうまでもない。【００３０】
さらに、制御部２は、超音波探触子４に対して、走査方向を示す信号を送り、超音波送受信部５に対してパルス変調信号を送り、対数圧縮器１０に対してゲインを送り、画像生成部１３に対して、画像生成モードを指定する信号を送る。【００３１】
なお、制御部２は、ゲインを、操作部３におけるユーザの指定値を基準に決定し、画像生成モードを指定する信号を、操作部３におけるユーザの選択により生成する。【００３２】
超音波探触子４は、それぞれが別々の方向、例えば扇形の半径方向に放射状に超音波（超音波ビーム）を照射するように配された図示しない複数のトランスデューサーアレイを有している。各トランスデューサーアレイは、超音波を被検体断面（の組織）に対して送信し、送信した走査方向からの超音波を受信する。これらのトランスデューサーアレイは、制御部２からの走査方向を示す信号にて電子的にＯＮ・ＯＦＦの選択がされるようになっており、これにより、超音波探触子４が超音波を送受信する走査方向を順次切り替えることができる。なお、それぞれのトランスデューサーアレイは、超音波探触子４に固定されており、それぞれのトランスデューサーアレイの超音波送受信方向は、予め決まっている、それゆえ、トランスデューサーアレイが決まれば超音波送受信の走査方向が一義的に決まるようになっている。【００３３】
超音波送受信部５は、制御部２から受け取ったパルス変調信号に基づき、超音波探触子４のトランスデューサーアレイが被検体断面に向けて送信する超音波（送信超音波）をパルス変調して生成すると共に、トランスデューサーアレイが被検体から受け取った超音波（受信超音波）を増幅する役割を有している。【００３４】
Ｂモード処理部６は、図３に示すように、超音波送受信部５の後段に配されており、フィルタ９、対数圧縮器１０、および検波器１１を超音波送受信部５側からこの順に備えている。このＢモード処理部６は、超音波探触子４のそれぞれの走査方向における被検体断面の各点のエコー強度を超音波探触子４から被検体断面までの距離ｄの関数にて示されるＢモード信号Ｉ（ｄ）として表す役割を有している。なお、Ｂモード信号Ｉ（ｄ）は、エコー強度を距離ｄの関数にて示したものであるため、エコー強度信号ともいう。【００３５】
フィルタ９は、超音波送受信部５から受け取った超音波のうち、エコー信号のみを選択して透過させる。対数圧縮器１０は、制御部２から入力されるゲインを用いてフィルタ９を透過したエコー信号に対して対数圧縮を行なう。検波器１１は、対数圧縮された超音波のパルス変調成分を検出して、Ｂモード信号Ｉ（ｄ）を生成し、出力する役割を有している。【００３６】
フレームメモリ７は、Ｂモード処理部６から受け取った超音波の異なる走査方向毎の複数のＢモード信号Ｉ（ｄ）を用いて、被検体の断面内の各点（ｘ、ｙ）におけるエコー強度フレームｐｘ，ｙを決定し、このエコー強度フレームｐｘ，ｙの二次元分布画像であるＢモード画像Ｆｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）を次々と生成し、更新する（図２（ａ）参照）。ここで、ｉは、二次元分布画像の生成順序を示す変数である。なお、上記したように、それぞれのトランスデューサーアレイの走査方向は予め決まっているため、被検体断面の各点（ｘ、ｙ）は、トランスデューサーアレイと、超音波探触子４から被検体までの距離ｄが決まれば一義的に決まる。また、フレームメモリ７には、制御部２から画像化範囲信号が入力される。ここで、画像化範囲信号とは、エコー強度信号（Ｂモード信号Ｉ（ｄ））のうち、Ｂモード画像として扇形に含める信号範囲を表している。【００３７】
すなわち、超音波探触子４が超音波を送受信可能な範囲、すなわち、Ｉ（ｄ）におけるｄの範囲と、Ｂモード画像として生成する扇形の半径ｒは、必ずしも一致せず、ｒ＜ｄと成り得る。【００３８】
次に、本発明の最重要部分である、画像処理部８について説明する。画像処理部８は、図１に示すように、周波数解析部１２および画像生成部１３を有している。周波数解析部１２は、同図に示すように、複数のメモリ（複数のメモリをマルチフレームメモリともいう）２０、オプティカルフロー抽出部２１、第１の選択機構（外部から入力される判定信号に基づいて２種類の信号のいずれかを後段に送る機構）２２、およびフーリエ変換部２３を有している。この周波数解析部１２は、フレームメモリ７にて次々と生成されるＢモード画像Ｆ１〜Ｆｉの全部または一部を受け取り、これらから求めたエコー強度フレームｐｘ，ｙの時系列変化（ｐｘ，ｙ（ｔｉ）または瞬時オプティカルフロー速度ｖｘ，ｙ（ｔｉ））を周波数解析し、制御部２から指定された特定周波数成分の振幅フレームＰＡ（Periodical Amplitude）ｘｙおよび位相フレームＰＰ（Periodical Phase）ｘｙを求めて、画像生成部１３へ出力する。【００３９】
マルチフレームメモリ２０は、フレームメモリ７から受け取ったＢモード画像Ｆ１〜Ｆｉの全部または一部を時系列に蓄積して、一定時間内でのエコー強度フレームｐｘ，ｙの時間履歴ｐｘ，ｙ（ｔｉ）を生成する。【００４０】
オプティカルフロー抽出部２１は、マルチフレームメモリ２０からエコー強度フレームｐｘ，ｙの時間履歴ｐｘ，ｙ（ｔｉ）を受け取り、例えばグラディエント法を用いてエコー強度フレームｐｘ，ｙの時間履歴ｐｘ，ｙ（ｔｉ）から瞬時オプティカルフロー速度ｖｘ，ｙ（ｔｉ）を抽出する。【００４１】
第１の選択機構２２は、マルチフレームメモリ２０とフーリエ変換部２３との接続と、オプティカルフロー抽出部２１とフーリエ変換部２３との接続とを切り替える役割を有している。【００４２】
第１の選択機構２２は、エコー強度フレームｐｘ，ｙのコントラストの被検体毎の変化が小さい場合には、マルチフレームメモリ２０とフーリエ変換部２３とを接続する。つまり、マルチフレームメモリ２０が生成したエコー強度の時間履歴ｐｘ，ｙ（ｔｉ）がフーリエ変換部２３に入力される。一方、第１の選択機構２２は、エコー強度フレームｐｘ，ｙのコントラストが被検体によって大きく変化する場合には、オプティカルフロー抽出部２１とフーリエ変換部２３とを接続する。つまり、オプティカルフロー抽出部２１が生成したオプティカルフロー速度ｖｘ，ｙ（ｔｉ）がフーリエ変換部２３に入力される。【００４３】
フーリエ変換部２３は、エコー強度の時間履歴ｐｘ，ｙ（ｔｉ）、または、オプティカルフロー速度ｖｘ，ｙ（ｔｉ）を受け取り、これらをフーリエ変換して、特定周波数成分の振幅および特定周波数成分の位相を検出する。また、オプティカルフロー速度ｖｘ，ｙ（ｔｉ）は、点（ｘ、ｙ）におけるエコー強度の時系列変化、および、点（ｘ、ｙ）の近傍におけるエコー強度の時系列変化を用いて、例えばグラディエント法によって求めることができる。【００４４】
また、特定周波数成分の振幅ＰＡおよび特定周波数成分の位相ＰＰの検出は、例えば、図１に示すように、エコー強度の時間履歴のフーリエ変換から、制御部２から周波数解析部１２のフーリエ変換部２３へ送られる解析周波数ωＨＢに相当する周波数成分を抽出することによって行われる。【００４５】
次に、周波数解析部１２の動作について、図２（ａ）〜図２（ｃ）を用いて説明する。なお、以下では、説明の便宜上、エコー強度の時間履歴ｐｘ，ｙ（ｔｉ）を用いた場合について説明するが、オプティカルフロー速度ｖｘ，ｙ（ｔｉ）を用いた場合も同様である。【００４６】
図２（ａ）に示すように、マルチフレームメモリ２０は、ｎ個（ｎ枚）のＢモード画像Ｆ１〜Ｆｎを蓄積する。さらに、マルチフレームメモリ２０は、これらのＢモード画像の座標（ｘ、ｙ）におけるエコー強度の時間履歴ｐｘ，ｙ（ｔ）を求める。ここで、座標（ｘ、ｙ）は、特許請求の範囲に記載の「被検体断面の各点」の座標に対応している。【００４７】
ここでは、一例として、図２（ａ）に示すように、点ａ（２０、１０）、点ｂ（２１、１０）、点ｃ（２２、１０）、点ｄ（２３、１０）における、輝度値ｐ（ｔ）と時間ｔとの関係を示す。点ａに対応する波形を波形（ｅ）、点ｂに対応する波形を波形（ｆ）、点ｃに対応する波形を波形（ｇ）、点ｄに対応する波形を波形（ｈ）とする。【００４８】
ここで、図２（ａ）に示すように、波形（ｅ）（ｈ）は、ノイズのような波形である。つまり、点（ａ）（ｄ）では、ランダムに動いていることが分かる。これに対して、波形（ｆ）（ｇ）は、一定の周期性を有している。この１周期は、図２（ｂ）に示すように、ｔＨＢ（ハートビート）で示され、心臓の１拍の周期とだいたい同じ周期である。波形（ｆ）と波形（ｇ）の周期は、共にｔＨＢで同じであるが、ｐ（ｔ）が０になる時刻がδｔ分ずれている。【００４９】
次に、フーリエ変換部２３は、波形（ｅ）〜（ｈ）に対して、特定周波数成分の振幅を検出する周波数解析を行なう。この結果を図２（ｂ）に示す。同図では、波形（ｅ）〜（ｈ）をそれぞれ周波数解析した結果を波形（ｉ）〜（ｌ）にて示している。図２（ｂ）では、縦軸が周波数成分｜Ｐ（ω）｜を示しており、横軸が角周波数ωを示している。【００５０】
同図に示すように、周期性を持たないノイズのような波形である波形（ｅ）（ｈ）を周波数解析した、波形（ｉ）（ｌ）は、周波数成分が突出したピークはなく、周波数成分の大きさがほぼ同じ波形となっている。これに対して、一定の周期性を有している波形（ｆ）（ｇ）を周波数解析した、波形（ｊ）（ｋ）は、角周波数がωＨＢのときにピーク（周波数成分が突出した部分）を有している。ここで、ピークの周波数成分の値をそれぞれ、振幅フレームＰＡ２１、１０、振幅フレームＰＡ２２、１０としている。また、ωＨＢは、超音波撮像装置を用いる医師が適当に決めることができる。また、ωＨＢは、心電図から同期をとる心電同期にて決めてもよい。【００５１】
さらに、フーリエ変換部２３は、波形（ｅ）〜（ｈ）に対して、特定周波数成分の位相を検出する周波数解析を行なう。この結果を図２（ｃ）に示す。同図では、波形（ｅ）〜（ｈ）をそれぞれ周波数解析し、波形（ｆ）を位相基準とする位相を検出した結果を波形（ｍ）〜（ｐ）にて示している。図２（ｃ）では、縦軸が位相ａｒｇＰを示しており、横軸が角周波数ωを示している。同図に示すように、周期性を持たないノイズのような波形である波形（ｅ）（ｈ）に対応する、波形（ｍ）（ｐ）は、ωＨＢでの位相の値は不定となるが、波形（ｆ）に対応する波形（ｎ）では、ωＨＢでの位相の値が０となる。一方、波形（ｇ）に対応する波形（ｏ）は、ωＨＢでの位相の値が非ゼロ値ＰＰ２２、１０を有している。【００５２】
このような非ゼロ値ＰＰ２２、１０は、図２（ａ）（ｂ）に示すように、波形（ｆ）（ｇ）が輝度値Ｐ（ｔ）が一定の周期性を有し、かつ、波形（ｆ）と波形（ｇ）との位相のずれδｔが発生しているために生じている。なお、上記の非ゼロ値ＰＰ２２、１０は、±１８０°の範囲内で周期的に変化するが、δｔがｔＨＢの１／２以下（以内）であれば、δｔの値に比例して大きくなる。【００５３】
画像生成部１３は、図１に示すように、振幅ＬＵＴ（ルックアップテーブル）２５、位相ＬＵＴ２６、振幅判定部２７、第２の選択機構２８、第３の選択機構２９、第４の選択機構３０、およびＤ／Ａ変換器３１を有している。【００５４】
そして、フレームメモリ７からエコー強度フレームｐを受け取ると共に、周波数解析部１２から特定周波数の振幅フレームＰＡおよび位相フレームＰＰを受け取り、これらのいずれかの値またはこれらの間の演算結果を評価値として、グレースケール階調画像またはカラーグラデーション画像を生成する。生成されたこれらの画像は、後段のディスプレイに送られる。より具体的には、振幅フレームＰＡは振幅ＬＵＴ２５および振幅判定部２７に入力され、位相フレームＰＰは位相ＬＵＴ２６に入力され、エコー強度フレームｐは、第２の選択機構２８および第３の選択機構２９に入力される。【００５５】
振幅ＬＵＴ２５は、振幅フレームＰＡの値に応じたカラーグラデーション値を格納している。制御部２は、このカラーグラデーション値に応じて、振幅フレームＰＡの値をカラーグラデーション値に変換する。一方、位相ＬＵＴ２６は、位相フレームＰＰの値に応じたカラーグラデーション値を格納している。制御部２は、このカラーグラデーション値に応じて、位相フレームＰＰの値をカラーグラデーション値に変換する。なお、振幅ＬＵＴ２５、および位相ＬＵＴ２６としては、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭなど振幅フレームＰＡまたは位相フレームＰＰの値に応じたカラーグラデーション値を格納できるものであれば、特に限定されない。【００５６】
振幅判定部２７には、制御部２から閾値ＴＨが送られ、振幅判定部２７はこの閾値ＴＨと振幅（振幅フレーム）ＰＡとを比較し、これらの大小に応じた切替信号を第２の選択機構２８および第３の選択機構２９に送り、これらの選択機構２８・２９の後段へ送る信号をフレーム上の各画素毎に切り替える。より具体的には、振幅フレームＰＡが閾値ＴＨ未満の場合には、エコー強度フレームｐが第２の選択機構２８および第３の選択機構２９からディスプレイ（後段）側へ送られ、振幅フレームＰＡおよび位相フレームＰＰは遮断される。一方、振幅フレームＰＡが閾値ＴＨ以上の場合には、第２の選択機構２８および第３の選択機構２９から振幅フレームＰＡおよび位相フレームＰＰがディスプレイ（後段）側に配された第４の選択機構３０へ送られ、エコー強度フレームｐは遮断される。なお、エコー強度フレームｐのフレームレートが最も高く、振幅フレームＰＡおよび位相フレームＰＰのフレームレートがエコー強度フレームｐのフレームレートよりも低くなることがある。つまり、エコー強度フレームｐ、振幅フレームＰＡ、および位相フレームＰＰのフレームレートは必ずしも一致するとは限らず、異なる場合もある。【００５７】
第２の選択機構２８は、振幅ＬＵＴ２５の後段に配されており、振幅判定部２７からの切替信号によって、この第２の選択機構２８からディスプレイ側へ送られる信号を、振幅フレームＰＡとエコー強度フレームｐとで切り替えられるようになっている。一方、第３の選択機構２９は、位相ＬＵＴ２６の後段に配されており、振幅判定部２７からの切替信号によって、この第３の選択機構２９からディスプレイ側へ送られる信号を位相フレームＰＰとエコー強度フレームｐとで切り替えられるようになっている。【００５８】
第４の選択機構３０は、第２の選択機構２８および第３の選択機構２９の後段に配されている。そして、第２の選択機構２８からの出力（各点（ｘ、ｙ）におけるエコー強度フレームｐまたは振幅フレームＰＡの値）、または、第３の選択機構２９からの出力（各点（ｘ、ｙ）におけるエコー強度フレームｐまたは位相フレームＰＰの値）のいずれをディスプレイ側へ出力するかを切り替える。この切り替えは、制御部２から第４の選択機構３０に入力される画像生成モード信号に基づいて行われる。
さらに、第４の選択機構３０の後段に配されたＤ／Ａ変換器３１にて、デジタルデータからアナログデータへと変換され、その後、ディスプレイ側へ出力される。【００５９】
ところで、図３に示す上記のＢモード処理部６は、Ｂモード信号Ｉ（ｄ）を次々に生成して、フレームメモリ７を常に最新のエコー強度フレームｐに更新する。マルチフレームメモリ２０は、フレームメモリ７が更新されるたびに最も古いエコー強度フレームｐを捨てて、新しいエコー強度フレームｐのデータを蓄積することにより、最も新しいｎ枚のエコー強度フレームｐを常に保持する。【００６０】
周波数解析部１２は、マルチフレームメモリ２０中の解析開始時点における最新のｍ枚（ｍ≦ｎ）のエコー強度フレームｐから特定周波数成分の振幅フレームＰＡと位相フレームＰＰとを生成する。ここで、ｍを周波数解析部１２の解析フレーム数という。【００６１】
なお、マルチフレームメモリ２０におけるエコー強度フレームｐの保持枚数ｎを、周波数解析部１２における解析フレーム数ｍよりも十分大きくすれば、振幅フレームＰＡおよび位相フレームＰＰを１組生成するのに要する時間は、フレームメモリ７が更新される時間と必ずしも一致する必要はない。【００６２】
画像生成部１３は、エコー強度フレームｐ、特定周波数成分の振幅フレームＰＡ、または特定周波数成分の位相フレームＰＰのいずれかが更新されるたびに表示フレームを再生成し、繰り返し表示する。これにより、超音波撮像装置を用いる医師に動画像を提供することができる。【００６３】
以上により、例えば液晶ディスプレイなどのディスプレイに表示される画像は、特定周波数成分の振幅（周期的な組織動きの強弱・強度）ＰＡが閾値ＴＨ未満の画素は、エコー強度ｐのモノクログラデーション値となる、つまり、Ｂモード画像となる。一方、特定周波数成分の振幅（周期的な組織動きの強弱・強度）ＰＡが閾値ＴＨ以上である画素は、位相フレームＰＰのカラーグラデーション値となる。従って、一定以上の周期的な組織動き強度を示す領域のみが色づけされ、組織間の位相関係が色のグラデーションとして表現される。それゆえ、周期的な組織動きの強弱だけでなく、位相の空間的連続性を二次元画像として表現することができる。【００６４】
特に、本発明では、特定周波数成分の位相フレームＰＰを求めて、色分けを行っている。そのため、例えば拍動組織などの血流のある組織の連続性（つながり）を観ることができるという効果を奏する。【００６５】
なお、上記は、特定周波数成分の振幅、および特定周波数成分の位相をフーリエ変換にて行っているが、これは単なる一例にすぎず、例えば自己回帰モデルにて求めてもよい。【００６６】
また、特定周波数成分としては、例えば、心拍周期に相当する周波数成分が挙げられるがこれに限定されず、心拍周期の２倍波や３倍波などの整数倍の第２次高調波や第３次高調波を用いた周波数成分も含まれる。つまり、特定周波数成分には、心拍周期以外の周波数成分も含まれる。【００６７】
また、本発明の画像処理装置および超音波撮像装置は、新生児の頭部などの拍動組織（周期的に動く組織）に特に好適に利用することができる。【００６８】
また、上記図１に示した画像生成部１３の代わりに、図５に示すような画像生成部（第１の画像生成手段）３６を用いてもよい。この画像生成部３６は、図５に示すように、二次元画像ＬＵＴ（第１の二次元画像ルックアップテーブル）３７、振幅判定部２７、および二次元画像合成部３８を備えている。【００６９】
二次元画像ＬＵＴ３７は、周波数解析部１２から振幅フレームＰＡおよび位相フレームＰＰを受け取ると共に、制御部２（図３）から二次元画像生成モードを示す信号を受け取る。【００７０】
二次元画像ＬＵＴ３７には、振幅フレームＰＡの値、位相フレームＰＰの値、またはこれらの値の組み合わせに応じたカラーグラデーション値がそれぞれ格納されており、これらのカラーグラデーション値は、二次元画像生成モードに応じて書き換えられる。ここで、振幅フレームＰＡの値および位相フレームＰＰの値の組み合わせによるカラーグラデーション値の例としては、振幅を色の明度で表し、位相を色の色相で表した場合のカラーグラデーション値が考えられる。【００７１】
二次元画像合成部３８は、周波数解析部１２からエコー強度フレームｐを受け取ると共に、振幅判定部２７から切替信号を受け取る。さらに、この切替信号に基づいて、二次元画像ＬＵＴ３７から上記のグラデーション値を取り出す。【００７２】
そして、切替信号に基づいて、二次元画像の各画素毎に、エコー強度フレームｐ、または、カラーグラデーション値のいずれかを選択し、二次元画像を合成し、出力する。この二次元画像合成部３８では、振幅フレームＰＡ、位相フレームＰＰ、またはエコー強度フレームｐのいずれかが更新されるたびに二次元画像を再合成する。なお、振幅フレームＰＡ、位相フレームＰＰ、またはエコー強度フレームｐの更新周期は必ずしも同一である必要はない。【００７３】
〔実施の形態２〕
さらに、本発明の他の実施の形態の超音波撮像装置について、図４を用いて説明する。なお、上記の実施の形態との相違点のみ説明し、同一の構成および機能については、その説明を省略する。【００７４】
本実施の形態の超音波撮像装置は、上記の図３に示す実施の形態１の構成に加えて、ドップラ処理部３５、ドップラ速度フレームメモリ４９、および選択機構５０を備えている。具体的には、図４に示すように、超音波送受信部５からの出力がＢモード処理部６だけでなく、ドップラ処理部３５にも入力されており、このドップラ処理部３５の後段にドップラ速度フレームメモリ４９が配されている。つまり、Ｂモード処理部６およびフレームメモリ７と並列にドップラ処理部３５およびドップラ速度フレームメモリ４９が設けられている。【００７５】
選択機構５０は、フレームメモリ７およびドップラ速度フレームメモリ４９の後段、かつ、周波数解析部１２の前段に配されており、フレームメモリ７の出力信号およびドップラ速度フレームメモリ４９の出力信号のうち、いずれか一方を周波数解析部１２に入力するようになっている。つまり、選択機構５０は、フレームメモリ７と周波数解析部１２との接続と、ドップラ速度フレームメモリ４９と周波数解析部１２との接続とを切り替え可能としている。【００７６】
ドップラ処理部３５は、超音波送受信部５から受け取った超音波エコー信号からドップラ偏移成分を検出することによって、被検体内の組織の移動速度に対応したドップラ速度信号ｖｄ（ｄ）を生成する。【００７７】
ドップラ速度フレームメモリ４９は、ドップラ処理部から受け取ったドップラ速度信号ｖｄ（ｄ）を用いて、被検体の断面内の各点（ｘ、ｙ）におけるドップラ速度フレームｑｘ，ｙを決定する。第５の選択機構５０は、制御部２からの制御に基づき、被検体組織が不均一で、組織動きがエコー強度のコントラストに反映されにくい場合には、ドップラ速度フレームメモリ４９と周波数解析部１２とを接続する。なお、第５の選択機構５０がフレームメモリ７と周波数解析部１２とを接続した場合には、実施の形態１と同じであるため、その説明を省略する。【００７８】
画像処理部８の構成は、実施の形態１と同様であり、異なるのは、周波数解析部１２の入力として、新たにドップラ速度フレームｑｘ，ｙが加わっている点である。【００７９】
エコー強度フレームｐｘ，ｙは被検体の超音波の反射率を反映するのに対し、ドップラ速度フレームｑｘ，ｙは被検体組織の移動速度を反映する。それゆえ、ドップラ速度フレームメモリ４９と周波数解析部１２とが接続された場合の周波数解析部１２の出力は、被検体組織の移動速度の周期的変化に基づく。従って、本実施の形態においても、被検体の二次元形状、被検体の周期的な動きの強弱、および被検体の動きの位相の空間的連続性を観察することができる。【００８０】
なお、本実施の形態において、第５の選択機構５０は、必ずしも必須の構成ではない。つまり、第５の選択機構５０を取り除き、フレームメモリ７と周波数解析部１２とを接続せずに、ドップラ速度フレームメモリ４９と周波数解析部１２とを接続してもよい。つまり、周波数解析部１２にドップラ速度フレームｑｘ，ｙのみを入力する構成としてもよい。【００８１】
〔実施の形態３〕
さらに、本発明の他の実施の形態の超音波撮像装置について、図５を用いて説明する。なお、上記の実施の形態と同一の構成・機能を有する部材についてはその説明を省略する。【００８２】
本実施の形態の超音波撮像装置は、図５に示すように、実施の形態１・２の構成に加えて、周波数解析部１２の後段に画像生成部３６と並列に配されたプロファイル画像生成部（第２の画像生成手段）４１と、これら画像生成部３６およびプロファイル画像生成部４１の後段に配された表示画像合成部４２と、を備えている。【００８３】
なお、画像生成部３６の代わりに画像生成部１３を用いてもよい。なお、周波数解析部１２および画像生成部３６については、既に説明した内容と同一であるため、その説明を省略する。【００８４】
プロファイル画像生成部４１は、プロファイルＬＵＴ（第２の二次元画像ルックアップテーブル）４３、プロファイル入力切替部（入力切替部）４４、位相連続曲線検出部（曲線検出部；検出手段）４５、マルチプロファイルメモリ（プロファイルメモリ）４６、プロファイル曲線保持部（曲線保持部）４７、およびプロファイル履歴画像合成部（履歴画像合成部）４８を備えている。【００８５】
プロファイルＬＵＴ４３は、周波数解析部１２から振幅フレームＰＡおよび位相フレームＰＰを受け取ると共に、制御部２（図３）からプロファイル履歴画像生成モード信号を受け取る。【００８６】
このプロファイルＬＵＴ４３には、上記の二次元画像ＬＵＴ３７と同様に、振幅フレームＰＡの値、位相フレームＰＰの値、またはこれらの値の組み合わせに応じたカラーグラデーション値がそれぞれ格納されており、二次元画像ＬＵＴ３７と同様の機能を有する。但し、プロファイルＬＵＴ４３は、図５に示すように、二次元画像ＬＵＴ３７とは独立して配されており、カラーグラデーション値の書き換えは、二次元画像生成モード信号とは異なる信号である、プロファイル履歴画像生成モード信号に応じて行なわれる。【００８７】
入力切替部４４は、フレームメモリ７からエコー強度フレームｐを受け取り、制御部２からプロファイル履歴画像生成モード信号を受け取り、プロファイルＬＵＴ４３からカラーグラデーション値を受け取る。そして、この入力切替部４４は、プロファイル履歴画像生成モード信号に基づいて、エコー強度フレームｐとカラーグラデーション値によるフレームとのうちのいずれかのフレームを後段のマルチプロファイルメモリ４６へ送る。【００８８】
曲線検出部４５は、振幅フレームＰＡおよび位相フレームＰＰを受け取り、これら振幅フレームＰＡおよび位相フレームＰＰから、位相が連続する曲線（の座標群）を自動的に抽出する。なお、位相の連続性に加えて、振幅が一定以上の領域を検出することが有効な場合もあり、この場合には、図５に示すように、振幅フレームＰＡの代わりに、振幅判定部２７からの切替信号を入力してもよい。【００８９】
曲線保持部４７は、曲線検出部４５から受け取った位相が連続する曲線（の座標群）、または、操作者が手動で指定した曲線（の座標群）を保持し、これらの曲線をプロファイルメモリ４６に通知する。【００９０】
なお、操作者による曲線の指定は、診察上の関心領域に基づいて行なわれる。例えば、脳内出血児で出血塊付近に動脈がある場合、Ｂモード画像上で出血塊の周囲に曲線を描き、その線上に沿って動きを観察するなどにより行なうことができる。なお、実際の曲線の指定は、操作者がＢモード画像上にタッチペンで描くなどの操作にて実現することができる。【００９１】
プロファイルメモリ４６は、プロファイル入力切替部４４から受け取ったフレームを現在から遡って所定のフレーム数蓄積すると共に、これらのフレームについて曲線保持部４７から通知された曲線（の座標群）にあたる画素値群を保持する。【００９２】
履歴画像合成部４８は、プロファイルメモリ４６に格納された曲線における画素値群の時間履歴を二次元画像（プロファイル履歴画像）に合成し、出力する。例えば、プロファイル曲線に沿って画素値を取り出し、それらを画像の縦１ラインとする。【００９３】
履歴の各時刻における上記「縦１ライン」を現在から過去に遡って右から左に並べると、縦がプロファイル曲線に沿った空間座標、横が経過時間となるような画像が生成できる。【００９４】
このようにして生成した画像（出力画像）の特別な場合として、曲線として超音波ビームの方向に沿った直線を選び、プロファイル履歴画像生成モードとしてエコー強度ｐのモノクログラデーションを選んだ場合、履歴画像合成部４８の出力は、いわゆるＭモード画像と等価となる。【００９５】
履歴画像合成部４８は、振幅フレームＰＡ、位相フレームＰＰ、またはエコー強度フレームｐのいずれかが更新されるたびに出力画像の縦１ラインのみを再合成する。【００９６】
表示画像合成部４２は、画像生成部３６から二次元画像を受け取ると共に、プロファイル画像生成部４１からプロファイル履歴画像を受け取る。そして、制御部２から受け取った表示合成モード信号に基づき、いずれか一方の画像をディスプレイへ出力する。【００９７】
すなわち、上記構成では、Ｍモード画像（Ｍモードエコー画像）から動きを抽出するのではなく、Ｂモード動画像から抽出した動きの周期性（二次元分布）の中から１次元プロファイルを抜き出し、これを縦１ラインとして描き、該縦１ラインを時間の経過と共に、右側へ描き、これを繰り返すことにより、動きの周期性と位相の履歴を画像化することができる。【００９８】
また、Ｍモードにおける１次元プロファイルは超音波の照射方向に限られているが、本実施の形態では、１次元プロファイルの選び方は、超音波ビームの選び方は超音波ビームの照射方向に限定されない。また、画像化する曲線は、上記したように、曲線検出部４５にて位相が連続する曲線（の座標群）を自動的に抽出することによって求めるか、または、操作者が外部から手動で指定する。【００９９】
また、上記したように、入力切替部４４にて、エコー強度フレームｐ、もしくは、特定周波数成分の振幅フレームＰＡの値、位相フレームＰＰの値、またはこれらの値の組み合わせに応じたカラーグラデーション値によるフレームのいずれかを後段のプロファイルメモリ４６に送っている。【０１００】
まず、特定周波数成分の振幅フレームＰＡの値、位相フレームＰＰの値、またはこれらの値の組み合わせに応じたカラーグラデーション値によるフレームをプロファイルメモリ４６へ送る場合について説明する。【０１０１】
この場合、例えば、脳室内出血において出血塊周囲の血流阻害を観察する際に、出血塊周囲の関心領域に医師が曲線を描いて、この曲線上での組織動きの履歴を表示すれば、動画像の観察に比べて、より直感的に組織動きを把握することができる。従って、出血塊周囲などの局所的関心領域の診断に役立つ。さらに、位相の連続した曲線を抽出して曲線を設定する場合には、特に、Ｂモードの直接観察では関心領域の同定が困難な際でも、動脈周囲組織の探索を支援することができる。従って、医師による局所関心領域の探索を支援することができる。【０１０２】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。【０１０３】
また、本発明の画像処理装置では、第１の画像生成手段は、特定周波数成分の振幅の値と特定周波数成分の位相の値との組み合わせに応じて二次元画像の色のグラデーション値が割り当てられた第１の二次元画像ルックアップテーブルを有していることが好ましい。上記構成によれば、二次元画像を生成する際に、視覚的に周期的な組織動きの強弱および位相の空間的連続性を観察することができる。【０１０４】
また、本発明の画像処理装置では、第１の二次元画像ルックアップテーブルには、特定周波数成分の振幅の値に応じた二次元画像の色のグラデーション値および特定周波数成分の位相の値に応じた二次元画像の色のグラデーション値がさらに割り当てられていることが好ましい。上記構成によれば、二次元画像を生成する際に、視覚的に周期的な組織動きの強弱および位相の空間的連続性を観察することができる。【０１０５】
また、本発明の画像処理装置では、画像生成手段は特定周波数成分の振幅の値に応じて二次元画像の色のグラデーション値が割り当てられた振幅ルックアップテーブルと、位相の値に応じて二次元画像の色のグラデーション値が割り当てられた位相ルックアップテーブルと、を有していることが好ましい。【０１０６】
上記構成によれば、画像解析手段にて求めた振幅および位相の値に応じて、これらの値を二次元画像の色のグラデーション値に変換することができる。それゆえ、二次元画像を生成する際に、視覚的に周期的な組織動きの強弱および位相の空間的連続性を観察することができる。【０１０７】
また、本発明の画像処理装置では、特定周波数成分の振幅に基づき生成した二次元画像と特定周波数成分の位相に基づき生成した二次元画像とを切り替えて出力することが好ましい。上記構成によれば、特定周波数成分の振幅を用いた二次元画像と特定周波数成分の位相を用いた二次元画像とを切り替えて出力することができるので、ユーザが所望の映像を得ることができる。【０１０８】
また、本発明の画像処理装置では、第１の画像生成手段は、生成する二次元画像を繰り返し更新することが好ましい。上記構成によれば、更新のたびに新しい二次元画像を表示することができる。【０１０９】
また、本発明の画像処理装置では、特定周波数成分の振幅および特定周波数成分の位相に基づいて、被検体断面上の任意の曲線における画素値の時間履歴を画像化することにより、二次元画像を求める第２の画像生成手段と、をさらに備えていることが好ましい。【０１１０】
また、本発明の画像処理装置では、第２の画像生成手段は、特定周波数成分の振幅および特定周波数成分の位相に基づいて、被検体断面上の任意の曲線における画素値群を決定し、この画素値群の時間履歴を画像化することが好ましい。【０１１１】
上記構成では、いわゆるＭモードエコー画像から動きを抽出するのではなくて、Ｂモード画像から動きを抽出している。また、上記構成によれば、任意の曲線における、動きを画像化することができる。【０１１２】
また、本発明の画像処理装置では、第２の画像生成手段は、特定周波数成分の振幅の値と特定周波数成分の位相の値との組み合わせに応じて二次元画像の色のグラデーション値が割り当てられた第２の二次元画像ルックアップテーブルを有していることが好ましい。上記構成によれば、二次元画像を生成する際に、視覚的に周期的な組織動きの強弱および位相の空間的連続性を観察することができる。【０１１３】
また、本発明の画像処理装置では、特定周波数成分の振幅および特定周波数成分の位相に基づいて位相が連続している座標群を検出することにより任意の曲線を求める検出手段を備えていることが好ましい。上記構成によれば、Ｂモードの直接観察では、関心領域の同定が困難な場合でも、位相の連続した曲線を検出することができるので、例えば新生児頭部における動脈周囲組織の検索をより容易に行なうことができる。【０１１４】
また、本発明の画像処理装置では、任意の曲線は外部から入力可能となっていることが好ましい。上記構成によれば、操作者が曲線を入力することができるので、例えば新生児頭部における出血塊周囲などの局所的関心領域の診断を行なうことができる。【０１１５】
また、本発明の画像処理装置では、第２の画像生成手段は、生成する二次元画像を繰り返し更新することが好ましい。上記構成によれば、更新のたびに新しい二次元画像を表示することができる。【０１１６】
また、本発明の画像処理装置では、周波数解析手段は、特定周波数成分の振幅および特定周波数成分の位相の検出をフーリエ変換にて行なうフーリエ変換手段を有していることが好ましい。【０１１７】
また、本発明の画像処理装置では、上記特定周波数成分は、心拍周期に相当する周波数成分であることが好ましい。上記構成によれば、特定周波数成分は心拍周期に相当する周波数成分であるので、動脈血流に伴う周期的な動きを示す組織を見つけることができる。【０１１８】
また、本発明の超音波撮像装置では、上記いずれの画像処理装置と、被検体の断面を超音波ビームで走査してエコー信号を繰り返し受信する超音波送受信手段とを有することが好ましい。上記構成によれば、被検体の二次元形状、被検体の周期的な動きの強弱、被検体の周期的な動きの位相の空間的連続性を観察できる超音波撮像装置を実現することができる。【０１１９】
本発明の画像処理装置は、以上のように、被検体断面を超音波ビームにて走査して得られる被検体断面の各点におけるエコー強度またはドップラ速度の時系列変化を周波数解析して特定周波数成分の振幅および特定周波数成分の位相を検出する周波数解析手段と、検出した特定周波数成分の振幅および特定周波数成分の位相に基づく二次元画像を生成する第１の画像生成手段と、を有している。【０１２０】
本発明の画像処理方法は、以上のように、超音波撮像装置に用いる画像処理方法であって、被検体断面を超音波ビームにて走査して得られる被検体断面の各点におけるエコー強度またはドップラ速度の時系列変化を周波数解析して特定周波数成分の振幅および特定周波数成分の位相を検出し、検出した特定周波数成分の振幅および特定周波数成分の位相に基づく二次元画像を生成している。【０１２１】
従って、被検体の二次元形状、被検体の周期的な動きの強弱、および被検体の周期的な動きの位相の空間的連続性を観察できる。【０１２２】
発明の詳細な説明の項においてなされた具体的な実施形態または実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本発明の精神と次に記載する請求の範囲内で、いろいろと変更して実施することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【０１２３】
本発明の画像処理装置は、医療現場にて用いることができ、特に、新生児の頭部の観察に好適に用いることができる。
【図１】
2007114305.tif 000003
【図２（ａ）】
2007114305.tif 000004
【図２（ｂ）】
2007114305.tif 000005
【図２（ｃ）】
2007114305.tif 000006
【図３】
2007114305.tif 000007
【図４】
2007114305.tif 000008
【図５】
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【国際調査報告】
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