(57)【要約】【課題】スペクトラムドプラのサンプルマーカを所望の血管の３次元的な移動に合わせて簡便に、かつ、正確に追従させることができる。【解決手段】本発明の超音波診断装置においては、画像再構成部４７は、血流速度のボリュームデータを読み出し、多値化部４８は血流速度に関する基準値に基づいて血流速度のボリュームデータを多値化し、表面抽出部５０は多値化ボリュームデータに基づいて血流の表面を抽出し、重み付け部５１は血流表面により形成される血流空間の重心位置を算出する際の重み付けを行い、重心位置算出部５２は血流空間の重心位置を算出し、ドプラサンプルマーカ位置設定部５３はドプラサンプルマーカの位置を血流空間の重心位置に設定し、ドプラサンプルマーカ移動制御部５５はドプラサンプルマーカ位置設定データに基づいてドプラサンプルマーカの移動を制御する。【選択図】  図２
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【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、被検体から反射された反射波を受信する前記超音波振動子によって変換された受信信号に基づいて、前記被検体内の流体に関するボリュームデータを生成するボリュームデータ生成手段と、
前記ボリュームデータを用いて生成された前記被検体内の流体に関する画像データに基づく画像を表示する表示手段と、
前記被検体の流体の表面により形成される流体空間における所定の位置を算出する位置算出手段と、
前記被検体内の流体の観測位置に対応する、前記被検体内の流体に関する画像データに基づく画像に重畳表示されるサンプルマーカの位置を、前記位置算出手段により算出された前記所定の位置に設定するサンプルマーカ位置設定手段と、
前記サンプルマーカ位置設定手段により設定されたサンプルマーカ位置設定データに基づいて、前記サンプルマーカの位置の移動を制御するサンプルマーカ移動制御手段と、
前記サンプルマーカ移動制御手段により移動が制御された前記サンプルマーカの位置で超音波を送受信するように制御する送受信制御手段と、
前記送受信制御手段により制御された超音波の送受信による受信信号から、前記サンプルマーカ位置設定データに基づいて、設定された前記サンプルマーカの位置に対応する前記被検体内の流体の観測位置におけるドプラ信号を検出し、検出された前記ドプラ信号に所定の演算を施すことによりスペクトラム画像データを生成するスペクトラム画像データ生成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】
前記表示手段は、前記スペクトラム画像データに基づくスペクトラム画像をさらに表示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】
前記位置算出手段により算出される前記所定の位置は、前記被検体の流体の表面により形成される流体空間における重心であ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４】
前記ボリュームデータを多値化する多値化手段と、
前記多値化手段による前記ボリュームデータの多値化データに基づいて、前記被検体内の流体の表面を抽出する表面抽出手段とをさらに備え、
前記位置算出手段は、前記表面抽出手段により抽出された前記被検体の流体の表面により形成される流体空間における所定の位置を算出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】
前記表面抽出手段により抽出された前記被検体の流体の表面により形成される流体空間の形状と、表面抽出処理によりすでに抽出された流体空間の形状と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流体空間の形状がほぼ同一であるか否かを判定する流体空間形状判定手段をさらに備え、
前記位置算出手段は、前記流体空間形状判定手段により流体空間の形状がほぼ同一であると判定された流体空間における所定の位置を算出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】
前記多値化手段による前記ボリュームデータの多値化データに基づいて、前記位置算出手段により前記所定の位置を算出する際の重み付けを行う重み付け手段をさらに備え、
前記位置算出手段は、前記重み付け手段による重み付け結果を用いて、前記被検体の流体の表面により形成される流体空間における所定の位置を算出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７】
前記多値化手段は、前記被検体内の流体に関する前記ボリュームデータのうち、速度情報または信号強度の前記ボリュームデータを多値化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８】
前記被検体の流体の表面により形成される流体空間における長手方向と超音波のビーム方向が成す角度を用いて、角度補正係数を算出する補正係数算出手段と、
前記スペクトラム画像データに前記角度補正係数を乗じて、前記スペクトラム画像データのスケールを補正するスケール補正手段とをさらに備え、
前記表示手段は、前記スケール補正手段によりスケール補正された前記スペクトラム画像データに基づくスペクトラム画像をさらに表示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９】
前記サンプルマーカの追従制御処理を実行する関心領域に関するデータを取得するデータ取得手段と、
前記データ取得手段により取得された前記関心領域に関するデータに基づいて、前記サンプルマーカの追従制御処理を実行する関心領域を設定する関心領域設定手段とをさらに備え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１０】
前記被検体からＥＣＧ信号を検出する検出手段と、
前記ＥＣＧ信号に基づいて、前記被検体の心拍の時期に合わせて、サンプルマーカ追従制御処理を一心拍に所定の回数繰り返すように制御するサンプルマーカ追従制御手段とをさらに備え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１１】
複数のサンプルマーカ位置設定データに基づいて統計演算を施す統計演算手段と、
前記統計演算手段による前記統計演算結果に基づいて、前記サンプルマーカの幅を所定の幅に設定するサンプルマーカ幅設定手段とをさらに備え、
前記サンプルマーカ位置設定手段は、前記統計演算手段による前記統計演算結果に基づいて、前記サンプルマーカの位置を設定し、
前記サンプルマーカ移動制御手段は、前記サンプルマーカ位置設定手段により設定されたサンプルマーカ位置設定データに基づいて、前記サンプルマーカ幅設定手段により設定された前記所定の幅をもつ前記サンプルマーカの位置の移動を制御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１２】
前記送受信制御手段は、前記統計演算手段による前記統計演算結果に基づいて、超音波の送受信条件を制御することを特徴とする請求項１０に記載の超音波診断装置。
【請求項１３】
複数の超音波振動子を振動させて超音波を送信し、被検体から反射された反射波を受信する前記超音波振動子によって変換された受信信号に基づいて、前記被検体内の流体に関するボリュームデータを生成するボリュームデータ生成ステップと、
前記ボリュームデータを用いて生成された前記被検体内の流体に関する画像データに基づく画像を表示する表示ステップと、
前記被検体の流体の表面により形成される流体空間における所定の位置を算出する位置算出ステップと、
前記被検体内の流体の観測位置に対応する、前記被検体内の流体に関する画像データに基づく画像に重畳表示されるサンプルマーカの位置を、前記位置算出ステップの処理により算出された前記所定の位置に設定するサンプルマーカ位置設定ステップと、
前記サンプルマーカ位置設定ステップの処理により設定されたサンプルマーカ位置設定データに基づいて、前記サンプルマーカの位置の移動を制御するサンプルマーカ移動制御ステップと、
前記サンプルマーカ移動制御ステップの処理により移動が制御された前記サンプルマーカの位置で超音波を送受信するように制御する送受信制御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制御処理プログラム。
【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制御処理プログラムに係り、特に、スペクトラムドプラのサンプルマーカを血管の移動に合わせて追従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制御処理プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、超音波ドプラ法と超音波パルス反射法などを併用して、断層画像（Ｂモード断層画像）と血流情報をリアルタイムで表示することが可能な超音波診断装置が提案されている。
【０００３】
超音波パルス反射法と併用される超音波ドプラ法には、大きく分けると、血流の速度に対応するドプラ周波数の時間的変化を表示するスペクトラムドプラ法と、血流の速度や分散などの情報をカラーで表示するカラードプラ法の２つがある。
【０００４】
スペクトラムドプラ法を用いて血管内の血流情報などを観察する場合、所望の血管の血流情報を観察するために、所望の血管の移動に合わせて、所定の位置の血流情報を検出するためのサンプルマーカを追従させる必要がある。そのため、従来から、サンプルマーカの追従方法の１つとして、サンプルマーカの位置が観察を所望する血管の移動位置に合うように、医者や技師など（以下、「オペレータ」という。）が手動でサンプルマーカの位置の調整を行っていた。
【０００５】
しかし、オペレータによる手動追従方法を用いて例えば心臓の近傍に存在する冠状動脈（血管）を観察する場合、冠状動脈は心臓の拍動に伴って比較的大きく移動するため、オペレータは、冠状動脈（血管）の移動に合わせてサンプルマーカの位置を調整し、サンプルマーカを冠状動脈（血管）に追従させることが難しいという問題があった。
【０００６】
また、血管の位置は、患者（以下、「被検体」という。）の呼吸や体動などによっても移動するため、オペレータは、頻繁にサンプルマーカの位置の調整を行わなければならず、調整の操作が煩わしいという問題があった。
【０００７】
そこで、サンプルマーカを観察位置に自動追従させ、オペレータの操作上の負担を軽減し、診断時間の短縮を図ることが可能な超音波診断装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
特許文献１に提案されている超音波診断装置によれば、２次元の断層内のカラードプラの血流情報を用いてサンプルマーカを自動的に追従させ、血管が移動しても観察を所望する血管の血流情報を取得することができる。
【０００９】
また、サンプルマーカの自動追従に加え、血流の方向を自動的に検出し、検出された血流の方向に基づいてドプラ角度を算出し、超音波ビームと血流の方向の不一致による誤差を最小に抑えることが可能な超音波診断装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【００１０】
特許文献２に提案されている超音波診断装置によれば、血流速度の測定精度を向上させることができる。
【特許文献１】特開平６−２１７９７５号公報
【特許文献２】特表２００３−５２３２５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１および２に提案されている超音波診断装置では、１次元にアレイ配列された複数の超音波振動子を用いた２次元の断層面内での自動追従であるため、２次元の断層面内の血管の移動に対しては追従可能であるが、被検体内の血管は断層面に対する奥行き方向も含めて３次元的に移動するため、観察を所望する血管が断層面に対して奥行き方向に移動した場合には、血管の移動に合わせてサンプルマーカを追従させることが困難であるという課題があった。
【００１２】
特に、被検体に薬剤を投与した後に診断を行う場合、被検体内の血管は断層面に対する奥行き方向も含めて３次元的に通常時よりも大きく移動するため、観察を所望する血管の移動に合わせてサンプルマーカを追従させることがより困難となってしまう。
【００１３】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、スペクトラムドプラのサンプルマーカを所望の血管の３次元的な移動に合わせて簡便に、かつ、正確に追従させることができる超音波診断装置およびその制御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】
【００１４】
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、被検体から反射された反射波を受信する超音波振動子によって変換された受信信号に基づいて、被検体内の流体に関するボリュームデータを生成するボリュームデータ生成手段と、ボリュームデータを用いて生成された被検体内の流体に関する画像データに基づく画像を表示する表示手段と、被検体の流体の表面により形成される流体空間における所定の位置を算出する位置算出手段と、被検体内の流体の観測位置に対応する、被検体内の流体に関する画像データに基づく画像に重畳表示されるサンプルマーカの位置を、位置算出手段により算出された所定の位置に設定するサンプルマーカ位置設定手段と、サンプルマーカ位置設定手段により設定されたサンプルマーカ位置設定データに基づいて、サンプルマーカの位置の移動を制御するサンプルマーカ移動制御手段と、サンプルマーカ移動制御手段により移動が制御されたサンプルマーカの位置で超音波を送受信するように制御する送受信制御手段と、送受信制御手段により制御された超音波の送受信による受信信号から、サンプルマーカ位置設定データに基づいて、設定されたサンプルマーカの位置に対応する被検体内の流体の観測位置におけるドプラ信号を検出し、検出されたドプラ信号に所定の演算を施すことによりスペクトラム画像データを生成するスペクトラム画像データ生成手段とを備えることを特徴とする。
【００１５】
本発明の超音波診断装置の制御処理プログラムは、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、被検体から反射された反射波を受信する超音波振動子によって変換された受信信号に基づいて、被検体内の流体に関するボリュームデータを生成するボリュームデータ生成ステップと、ボリュームデータを用いて生成された被検体内の流体に関する画像データに基づく画像を表示する表示ステップと、被検体の流体の表面により形成される流体空間における所定の位置を算出する位置算出ステップと、被検体内の流体の観測位置に対応する、被検体内の流体に関する画像データに基づく画像に重畳表示されるサンプルマーカの位置を、位置算出ステップの処理により算出された所定の位置に設定するサンプルマーカ位置設定ステップと、サンプルマーカ位置設定ステップの処理により設定されたサンプルマーカ位置設定データに基づいて、サンプルマーカの位置の移動を制御するサンプルマーカ移動制御ステップと、サンプルマーカ移動制御ステップの処理により移動が制御されたサンプルマーカの位置で超音波を送受信するように制御する送受信制御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。
【００１６】
本発明の超音波診断装置においては、複数の超音波振動子を振動させて超音波が送信され、被検体から反射された反射波を受信する超音波振動子によって変換された受信信号に基づいて、被検体内の流体に関するボリュームデータが生成され、ボリュームデータを用いて生成された被検体内の流体に関する画像データに基づく画像が表示され、被検体の流体の表面により形成される流体空間における所定の位置が算出され、被検体内の流体の観測位置に対応する、被検体内の流体に関する画像データに基づく画像に重畳表示されるサンプルマーカの位置が、算出された所定の位置に設定され、設定されたサンプルマーカ位置設定データに基づいてサンプルマーカの位置の移動が制御され、移動が制御されたサンプルマーカの位置で超音波が送受信されるように制御され、制御された超音波の送受信による受信信号から、サンプルマーカ位置設定データに基づいて、設定されたサンプルマーカの位置に対応する被検体内の流体の観測位置におけるドプラ信号が検出され、検出されたドプラ信号に所定の演算が施されることによりスペクトラム画像データが生成される。
【００１７】
本発明の超音波診断装置の制御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が送信され、被検体から反射された反射波を受信する超音波振動子によって変換された受信信号に基づいて、被検体内の流体に関するボリュームデータが生成され、ボリュームデータを用いて生成された被検体内の流体に関する画像データに基づく画像が表示され、被検体の流体の表面により形成される流体空間における所定の位置が算出され、被検体内の流体の観測位置に対応する、被検体内の流体に関する画像データに基づく画像に重畳表示されるサンプルマーカの位置が、算出された所定の位置に設定され、サンプルマーカの位置の移動が制御され、サンプルマーカ位置設定データに基づいて、移動が制御されたサンプルマーカの位置で超音波が送受信されるように制御される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、スペクトラムドプラのサンプルマーカを所望の血管の３次元的な移動に合わせて簡便に、かつ、正確に追従させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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。
【００２０】
［第１実施形態］
図１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。
【００２１】
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により構成される。
【００２２】
図１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、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）２５、ＥＣＧ（Electrocardiogram）信号検出部２６、スペクトラムドプラ描画処理部２７、およびＤＳＣ（Digital Scan Converter）２８により構成される。
【００２３】
なお、制御部２１、送信部２２、受信部２３、画像データ生成部２４、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）２５、ＥＣＧ信号検出部２６、スペクトラムドプラ描画処理部２７、およびＤＳＣ２８は、超音診断装置１の本体１１内においてバスにより相互に接続されている。
【００２４】
制御部２１は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)２９、ＲＯＭ（Read Only Memory）３０、ＲＡＭ（Random Access Memory）３１、および画像メモリ３２などからなり、ＣＰＵ２９は、ＲＯＭ３０に記憶されているプログラムまたはＨＤＤ２５からＲＡＭ３１にロードされた各種のアプリケーションプログラムに従って各種の処理を実行するとともに、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。
【００２５】
また、ＲＡＭ３１は、ＣＰＵ２９が各種の処理を実行する上において必要なデータなどを適宜記憶する。画像メモリ３２は、画像データ生成部２４から供給されたＢモード画像データ、スペクトラムドプラモード画像データ、およびカラー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、スペクトラムドプラモード画像データ、およびカラードプラモード画像データを記憶する。これにより、オペレータは、例えば診断後において、診断中に記憶された画像データを読み出し、ＤＳＣ２８を介して表示部１４に静止画像または動画像として表示させることができる。
【００２６】
また、画像メモリ３２は、受信部２３から供給された出力信号（ＲＦ信号）などの生データなどの種々の画像データや、ネットワーク（図示せず）を介して取得された画像データなどを適宜記憶し、必要に応じて各部に供給する。
【００２７】
なお、ＣＰＵ２９に代えて、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）などを用いるようにしてもよい。
【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、制御部２１から供給された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波数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焦点位置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】
なお、送信部２２は、制御部２１の指示に従い、レートパルスに付加する遅延時間や送信周波数、送信駆動電圧などを瞬時に変更することができる。特に、送信駆動電圧を瞬時に変更することができるように、送信部２２には、例えばリニアアンプ型の発信回路、あるいは、複数の電源ユニットを電気的に切り替え可能な回路などが設けられる。
【００３０】
受信部２３は、プリアンプ、Ａ／Ｄ変換器、受信遅延回路、および加算器（いずれも図示せず）などからなり、プリアンプは、超音波プローブ１２から被検体に入射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Ａ／Ｄ変換器に供給する。Ａ／Ｄ変換器は、プリアンプから供給された受信信号をアナログ信号からディジタル信号に変換し、受信遅延回路に供給する。
【００３１】
受信遅延回路は、制御部２１から供給された制御信号に基づいて、Ａ／Ｄ変換器から供給されたＡ／Ｄ変換後の受信信号に受信指向性を決定するのに必要な遅延時間（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。なお、加算器の加算により受信信号の受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調される。
【００３２】
画像データ生成部２４は、Ｂモード処理部３３、スペクトラムドプラモード処理部３４、およびカラードプラモード処理部３５により構成される。Ｂモード処理部３３は、対数増幅器、包絡線検波回路、およびTGC（Time Gain Control）回路（いずれも図示せず）などからなり、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３３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ＴＧＣ回路に供給する。ＴＧＣ回路は、包絡線検波回路から供給された受信信号の強度を最終的な画像の輝度が均一になるように調整し、調整後のＢモード画像データを制御部２１の画像メモリ３２またはＨＤＤ２５に供給する。制御部２１の画像メモリ３２またはＨＤＤ２５に記憶されたＢモード画像データは、ＤＳＣ２８を介して表示部１４に供給され、その後、受信信号の強度を輝度により表したＢモード画像として表示される。
【００３４】
スペクトラムドプラモード処理部３４は、受信部２３から供給された受信信号からドプラ偏移信号を検出するドプラ偏移信号検出器（図示せず）、およびドプラ偏移信号検出器において検出されたドプラ偏移信号のスペクトラム分布を分析する分析部（図示せず）からなる。
【００３５】
ドプラ偏移信号検出部は、基準信号発生器、π/２位相器、ミキサ、ＬＰＦ（Low Pass Filter）（いずれも図示せず）などからなり、受信部２３から供給された受信信号について主に直交位相検波などが行われ、検出されたドプラ偏移信号を分析部に供給する。
【００３６】
分析部は、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）分析器と演算器などからなり、ＦＦＴ分析器は、ドプラサンプルマーカの位置に対応する所定の深さを中心に所定の幅で、ドプラ偏移信号検出部から供給されたドプラ偏移信号に対してＦＦＴ分析を行い、演算器はＦＦＴ分析器からの周波数スペクトラムに対して中心周波数や分散などを演算し、演算により生成されたスペクトラムドプラモード画像データを制御部２１の画像メモリ３２またはＨＤＤ２５に供給する。制御部２１の画像メモリ３２またはＨＤＤ２５に記憶されたスペクトラムドプラモード画像データは、スペクトラムドプラ描画処理部２７を介して表示部１４に供給され、その後、受信信号に含まれる周波数スペクトラムの分布を表したスペクトラムドプラモード画像として表示される。
【００３７】
カラードプラモード処理部３５は、受信部２３から供給された受信信号からドプラ偏移信号を検出するドプラ偏移信号検出器（図示せず）、およびドプラ偏移信号検出器において検出されたドプラ偏移信号から血流の平均速度、分散、パワーなどの血流情報を抽出する抽出演算部（図示せず）からなる。なお、カラードプラモード処理部３５の図示せぬドプラ偏移信号検出部については、スペクトラムドプラモード処理部３４の図示せぬドプラ偏移信号検出部の構成と同様であり、その説明は繰り返しになるので省略する。
【００３８】
抽出演算部は、ＭＴＩフィルタ（Moving Target Indication Filter）、自己相関器、平均速度演算器、分散演算器、パワー演算器（いずれも図示せず）などからなり、ＭＴＩフィルタは、ドプラ偏移信号処理部から供給されたドプラ偏移信号に対して固定反射体（例えば、血管壁や心臓壁など）からの不要な固定反射波の除去を行い、固定反射波が除去されたドプラ偏移信号を自己相関器に供給する。自己相関器は、ＭＴＩフィルタから供給された固定反射波除去後のドプラ偏移信号に対して、多点での周波数分析をリアルタイムで行い、平均速度演算器、分散演算器、およびパワー演算器に供給する。
【００３９】
平均速度演算器、分散演算器、およびパワー演算器は、それぞれ、血流の平均速度、分散、およびパワーを演算し、演算により生成されたカラードプラモード画像データを制御部２１の画像メモリ３２またはＨＤＤ２５に供給する。制御部２１の画像メモリ３２またはＨＤＤ２５に記憶されたカラードプラモード画像データは、ＤＳＣ２８を介して表示部１４に供給され、その後、血流の平均速度、分散、パワーなどの血流情報を表してカラードプラモード画像として表示される。
【００４０】
ＨＨＤ２５は、スキャンシーケンス、画像生成・表示処理、差分画像生成処理、輝度値保持演算処理、重畳表示などを実行する制御プログラムや、診断情報（患者ＩＤ、医師の所見など）、診断プロトコル、超音波の送受信条件、演算処理の演算条件などに関する種々のデータ群を格納している。また、ＨＤＤ２５は、必要に応じて、制御部２１の画像メモリ３２から供給された種々の画像データを保管する。ＨＤＤ２５は、必要に応じて、インタフェース部（図示せず）を介して外部装置（図示せず）へ種々のデータを転送することが可能である。
【００４１】
ＥＣＧ信号検出部２６は、制御部２１の制御に従い、被検体の体表に装着させてＥＣＧ信号を検出するセンサと、センサにより検出されたＥＣＧ信号をアナログ信号からディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器からなり、変換後のＥＣＧ信号を制御部２１の画像メモリ３２またはＨＤＤ２５に供給する。このＥＣＧ信号は、Ｂモード画像データとカラードプラモード画像データなどの付帯情報として制御部２１の画像メモリ３２またはＨＤＤ２５に記憶される。
【００４２】
スペクトラムドプラ描画処理部２７は、制御部２１の画像メモリ３２から供給されたスペクトラムドプラモード画像データを取得し、取得されたスペクトラムドプラモード画像データを、ドプラ偏移周波数（速度）の時間的変化のスペクトラムとして表示部１４に表示させることができるように描画処理を施し、表示部１４に供給する。
【００４３】
ＤＳＣ２８は、制御部２１の画像メモリ３２から供給されたＢモード画像データとカラードプラモード画像データやＥＣＧ信号などを読み出し、読み出されたＢモード画像データとカラードプラモード画像データやＥＣＧ信号などを、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、所定の画像処理や演算処理を施し、表示部１４に供給する。
【００４４】
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。超音波振動子の前方には、超音波を効率よく伝播させるための整合層が設けられ、超音波振動子の後方には、後方への超音波の伝播を防止するパッキング材が設けられる。
【００４５】
超音波プローブ１２は、送信時には本体１１の送信部２２から入射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。なお、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。また、送信された超音波が、移動している血流や心臓壁などの表面で反射されると、ドプラ効果により周波数偏移を受ける。
【００４６】
入力部１３は、電気ケーブルを介して本体１１と接続され、操作パネル上にオペレータの種々の指示を入力するための表示パネル（図示せず）、トラックボール、種々の操作スイッチ、種々のボタン、マウス、およびキーボード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、物理パラメータなどの種々のデータをオペレータが入力するために用いられる。
【００４７】
表示部１４は、ケーブルを介して本体１１のスペクトラムドプラ描画処理部２７およびＤＳＣ２８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、スペクトラムドプラ描画処理部２７から描画処理後のスペクトラムドプラ画像データを取得するとともに、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ＤＳＣ２８からのＢモード画像データとカラードプラモード画像データやＥＣＧ信号などを取得し、取得されたスペクトラムドプラ画像データに基づくスペクトラムドプラ画像、Ｂモード画像データに基づくＢモード画像、およびカラードプラモード画像データに基づくカラードプラモード画像などを図示せぬＬＣＤやＣＲＴに表示するとともに、ＥＣＧ信号を付帯情報として図示せぬＬＣＤやＣＲＴ表示する。
【００４８】
図２は、図１の超音波診断装置１が実行することができる機能的な構成を表している。
【００４９】
主記憶部４１は、図１のＲＡＭ３１や画像メモリ３２などにより実現され、画像データ生成部２４から供給されたＢモード画像データ、スペクトラムドプラ画像データ、およびカラー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、スペクトラムドプラ画像データ、およびカラードプラモード画像データを記憶する。主記憶部４１は、ＥＣＧ信号取得部４４から供給されたＥＣＧ信号を取得し、取得されたＥＣＧ信号を記憶する。また、主記憶部４１は、ＣＰＵ２９が各種の処理を実行する上において必要なデータなどを適宜記憶し、記憶されたデータを各部に供給する。
【００５０】
データ取得部４２は、オペレータが入力部１３を操作することにより入力された種々のデータを取得し、取得された種々のデータを各部に適宜供給する。特に、データ取得部４２は、オペレータが入力部１３の図示せぬドプラサンプルマーカ追従開始ボタンを操作することにより、ドプラサンプルマーカ追従制御処理を開始するとの指示に関するデータを取得すると、取得されたドプラサンプルマーカ追従制御処理を開始するとの指示に関するデータに基づいて、ドプラサンプルマーカ追従制御処理を開始するとの指示信号を生成し、ドプラサンプルマーカ追従制御部４５に供給する。
【００５１】
また、データ取得部４２は、オペレータが入力部１３の図示せぬドプラサンプルマーカ追従終了ボタンを操作することにより、ドプラサンプルマーカ追従制御処理を終了するとの指示に関するデータを取得すると、取得されたドプラサンプルマーカ追従制御処理を終了するとの指示に関するデータに基づいて、ドプラサンプルマーカ追従制御処理を終了するとの指示信号を生成し、ドプラサンプルマーカ追従制御部４５に供給する。
【００５２】
追従関心領域設定部４３は、データ取得部４２から供給されたスペクトラムドプラのドプラサンプルマーカの追従を所望する追従関心領域に関するデータを取得し、取得された追従関心領域に関するデータに基づいて追従関心領域を設定し、設定された追従関心領域に関するデータである追従関心領域設定データを画像再構成部４７に供給する。
【００５３】
ＥＣＧ信号取得部４４は、ＥＣＧ信号検出部２６から供給されたＥＣＧ信号を取得し、取得されたＥＣＧ信号を主記憶部４１とドプラサンプルマーカ追従制御部４５に供給する。
【００５４】
ドプラサンプルマーカ追従制御部４５は、データ取得部４２から供給されたドプラサンプルマーカ追従制御処理を開始するとの指示信号を取得したか否かを判定し、ドプラサンプルマーカ追従制御処理を開始するとの指示信号を取得したと判定された場合、ドプラサンプルマーカ追従制御処理を開始する。
【００５５】
ドプラサンプルマーカ追従制御部４５は、ＥＣＧ信号取得部４４から供給されたＥＣＧ信号を取得し、取得されたＥＣＧ信号に基づいて被検体の心臓の拡張期であるか否かを判定する。被検体の心臓の拡張期であると判定された場合、ドプラサンプルマーカ追従制御部４５は、心臓の拡張期用のドプラサンプルマーカ追従制御処理を実行する。一方、被検体の心臓の収縮期であると判定された場合、心臓の収縮期用のドプラサンプルマーカ追従制御処理を実行する。
【００５６】
また、ドプラサンプルマーカ追従制御部４５は、データ取得部４２から供給されたドプラサンプルマーカ追従制御処理を終了するとの指示信号を取得したか否かを判定し、ドプラサンプルマーカ追従制御処理を終了するとの指示信号を取得したと判定された場合、ドプラサンプルマーカ追従制御処理を終了する。
【００５７】
ドプラサンプルマーカ移動範囲設定部４６は、データ取得部４２から供給されたスペクトラムドプラのドプラサンプルマーカ移動範囲に関するデータ（すなわち、オペレータがドプラサンプルマーカの移動の制限を所望する範囲に関するデータ）を取得し、取得されたドプラサンプルマーカ移動範囲に関するデータに基づいて、ドプラサンプルマーカの移動範囲を設定し、設定されたドプラサンプルマーカの移動範囲に関するデータであるドプラサンプルマーカ移動範囲設定データを画像再構成部４７に供給する。
【００５８】
画像再構成部４７は、主記憶部４１から供給された複数の２次元のカラードプラモード画像データを読み出し、読み出された複数の２次元のカラードプラモード画像データを共通の座標軸をもつボリュームデータに変換するとともに、変換後のボリュームデータを主記憶部４１に供給する。なお、変換後のボリュームデータには、血流の平均速度（以下、「血流速度」という。）のボリュームデータとパワー（信号強度）のボリュームデータなどが含まれる。
【００５９】
画像再構成部４７は、変換後のボリュームデータに基づいて、所定の演算処理を用いて再構成することにより３次元のカラードプラモード画像データを生成し、生成された３次元のカラードプラモード画像データを主記憶部４１に供給する。
【００６０】
また、画像再構成部４７は、ドプラサンプルマーカ追従制御部４５の制御に従い、主記憶部４１に記憶されている血流速度のボリュームデータを読み出し、読み出された血流速度のボリュームデータを多値化部４８に供給する。
【００６１】
多値化部４８は、画像再構成部４７から供給された血流速度のボリュームデータを取得するとともに、ＨＤＤ２５などからなる補助記憶部４９に予め記憶されている多値化処理を行うための血流速度に関する基準値を読み出し、読み出された血流速度に関する基準値に基づいて、取得された血流速度のボリュームデータを多値化し、多値化後のボリュームデータである多値化ボリュームデータを表面抽出部５０と重み付け部５１に供給する。
【００６２】
表面抽出部５０は、多値化部４８から供給された多値化ボリュームデータを取得し、取得された多値化ボリュームデータに基づいて血流の表面を抽出し、抽出された血流表面に関するデータである血流表面抽出データを重心位置算出部５２に供給する。
【００６３】
重み付け部５１は、多値化部４８から供給された多値化ボリュームデータを取得し、取得された多値化ボリュームデータに基づいて、重心位置算出部５２において血流表面により形成される血流空間（流体空間）の重心位置を算出する際の重み付けを行い、その重み付け結果を重心位置算出部５２に供給する。
【００６４】
重心位置算出部５２は、表面抽出部５０から供給された多値化ボリュームデータを取得するとともに、重み付け部５１から供給された重み付け結果を取得し、取得された多値化ボリュームデータと重み付け結果に基づいて、血流表面により形成される血流空間の重心位置を算出し、算出結果である重心位置算出データを主記憶部４１とドプラサンプルマーカ位置設定部５３に供給する。
【００６５】
ドプラサンプルマーカ位置設定部５３は、重心位置算出部５２から供給された重心位置算出データを取得し、取得された重心位置算出データに基づいて、ドプラサンプルマーカの位置を算出された血流空間の重心位置に設定し、設定されたドプラサンプルマーカの位置に関するデータであるドプラサンプルマーカ位置設定データをスペクトラムドプラモード処理部３４、ドプラサンプルマーカ生成部５４、ドプラサンプルマーカ移動制御部５５、および送受信制御部５６に供給する。
【００６６】
ドプラサンプルマーカ生成部５４は、ドプラサンプルマーカ位置設定部５３から供給されたドプラサンプルマーカ位置設定データを取得し、取得されたドプラサンプルマーカ位置設定データに基づいて、予め設定された所定の位置で所定の幅をもつドプラサンプルマーカを生成し、生成されたドプラサンプルマーカに関するデータであるドプラサンプルマーカ生成データを表示部１４に供給する。
【００６７】
ドプラサンプルマーカ移動制御部５５は、ドプラサンプルマーカ位置設定部５３から供給されたドプラサンプルマーカ位置設定データを取得し、取得されたドプラサンプルマーカ位置設定データに基づいて、表示部１４にすでに表示されているドプラサンプルマーカの移動を制御するドプラサンプルマーカ移動制御信号を生成し、表示部１４に供給する。
【００６８】
送受信制御部５６は、補助記憶部４９に予め記憶されているスキャンシーケンスや超音波を送受信する条件などを読み出し、読み出されたスキャンシーケンスや超音波を送受信する条件などに基づいて、Ｂモード画像データやカラードプラモード画像データを生成する場合における超音波の送受信を制御する送信制御信号と受信制御信号を生成し、生成された送信制御信号と受信制御信号を、それぞれ、送信部２２と受信部２３に供給する。
【００６９】
また、送受信制御部５６は、ドプラサンプルマーカ位置設定部５３から供給されたドプラサンプルマーカ位置設定データを取得し、取得されたドプラサンプルマーカ位置設定データに基づいて、スペクトラムドプラモード画像データを生成する場合に、設定されたドプラサンプルマーカの位置を含む走査線上に超音波を送受信する送信制御信号と受信制御信号を生成し、生成された送信制御信号と受信制御信号を、それぞれ、送信部２２と受信部２３に供給する。
【００７０】
送受信制御部５６は、設定されたドプラサンプルマーカの位置を含む走査線上に超音波を送受信する際の超音波のビーム方向に関するデータである超音波ビーム方向データをドプラ角度補正係数算出部５７に供給する。
【００７１】
ドプラ角度補正係数算出部５７は、表面抽出部５０から供給された血流表面抽出データを取得するとともに、送受信制御部５６から供給された超音波ビーム方向データを取得し、取得された血流表面抽出データと超音波ビーム方向データに基づいて、血流空間における長手方向と超音波のビーム方向が成す角度を算出する。ドプラ角度補正係数算出部５７は、算出された角度を用いて、正確な血流速度にするためのスペクトラムドプラモード画像データに乗じる角度補正係数を算出し、算出された角度補正係数に関するデータである角度補正係数データをスケール補正部５８に供給する。
【００７２】
スケール補正部５８は、主記憶部４１に記憶されているスペクトラムドプラモード画像データを読み出すとともに、ドプラ角度補正係数算出部５７から供給された角度補正係数データを取得し、読み出されたスペクトラムドプラモード画像データに取得された角度補正係数を乗じてスケールを補正し、補正後のスペクトラムドプラ画像データをスペクトラムドプラ描画処理部２７に供給する。
【００７３】
図３および図４のフローチャートを参照して、図２の超音波診断装置１におけるドプラサンプルマーカ追従制御処理について説明する。
【００７４】
ステップＳ１において、ドプラサンプルマーカ追従制御部４５は、データ取得部４２から供給されたドプラサンプルマーカ追従制御処理を開始するとの指示信号を取得したか否かを判定し、ドプラサンプルマーカ追従制御処理を開始するとの指示信号を取得したと判定されるまで待機する。
【００７５】
すなわち、データ取得部４２は、オペレータが入力部１３の図示せぬドプラサンプルマーカ追従開始ボタンを操作することにより、ドプラサンプルマーカ追従制御処理を開始するとの指示に関するデータを取得すると、取得された、ドプラサンプルマーカ追従制御処理を開始するとの指示に関するデータに基づいて、ドプラサンプルマーカ追従制御処理を開始するとの指示信号を生成し、ドプラサンプルマーカ追従制御部４５に供給する。
【００７６】
ドプラサンプルマーカ追従制御部４５は、データ取得部４２から供給されたドプラサンプルマーカ追従制御処理を開始するとの指示信号を取得したか否かを判定し、ドプラサンプルマーカ追従制御処理を開始するとの指示信号を取得したと判定されるまで待機する。
【００７７】
ステップＳ１においてドプラサンプルマーカ追従制御処理を開始するとの指示信号を取得したと判定された場合、ドプラサンプルマーカ追従制御部４５はステップＳ２で、ドプラサンプルマーカ追従制御処理を開始する。すなわち、ドプラサンプルマーカ追従制御部４５は、送受信制御部５６を制御し、２次元のＢモード画像データと複数の２次元のカラードプラモード画像データを生成させる送信制御信号と受信制御信号を生成させる。
【００７８】
送受信制御部５６は、ドプラサンプルマーカ追従制御部４５の制御に従い、２次元のＢモード画像データと複数の２次元のカラードプラモード画像データを生成させる送信制御信号と受信制御信号を生成し、それぞれ、送信部２２と受信部２３に供給する。
【００７９】
ステップＳ３において、画像データ生成部２４のＢモード処理部３３は、２次元のＢモード画像データを生成する。すなわち、以下のような処理が行われる。
【００８０】
送信部２２は、送受信制御部５６から供給された送信制御信号に基づいて、Ｂモード画像データを生成するための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、送受信制御部５６から供給された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波数が所定のパルス繰り返し周波数になるように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、送受信制御部５６から供給された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。
【００８１】
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。受信部２３は、送受信制御部５６から供給された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のＢモード処理部３３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から被検体に入力された超音波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Ａ／Ｄ変換器に供給する。Ａ／Ｄ変換器は、プリアンプから供給された受信信号をアナログ信号からディジタル信号に変換し、受信遅延回路に供給する。
【００８２】
受信遅延回路は、送受信制御部５６から供給される受信制御信号に基づいて、Ａ／Ｄ変換器から供給されたＡ／Ｄ変換後の受信信号に受信指向性を決定するのに必要な遅延時間（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Ｂモード処理部３３に供給する。
【００８３】
Ｂモード処理部３３は、受信部２３から供給された受信信号に種々の処理を施し、θ１方向のＢモード画像データをそれぞれ生成し、主記憶部４１に供給する。主記憶部４１は、Ｂモード処理部３３から供給されたθ１方向のＢモード画像データを取得し、取得されたθ１方向のＢモード画像データを記憶する。
【００８４】
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、送受信制御部５６は、その制御信号によって送信部２２と受信部２３の送信遅延回路と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＋Δθ]乃至［θ１＋（Ｎ−１）Δθ]方向のＢモード画像データの各々を生成させる。
【００８５】
また、主記憶部４１は、生成された[θ１＋Δθ]乃至［θ１＋（Ｎ−１）Δθ]方向のＢモード画像データを、すでに記憶されているθ１方向のＢモード画像データとともに、所定の時相の２次元のＢモード画像データとして記憶する。
【００８６】
ステップＳ４において、画像データ生成部２４のカラードプラモード処理部３４は、複数の２次元のカラードプラモード画像データを生成する。すなわち、以下のような処理が行われる。
【００８７】
送信部２２は、送受信制御部５６から供給された送信制御信号に基づいて、カラードプラモード画像データを生成するための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、送受信制御部５６から供給された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波数が所定のパルス繰り返し周波数になるように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、送受信制御部５６から供給された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。
【００８８】
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。受信部２３は、送受信制御部５６から供給された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のカラードプラモード処理部３５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から被検体に入力された超音波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Ａ／Ｄ変換器に供給する。Ａ／Ｄ変換器は、プリアンプから供給された受信信号をアナログ信号からディジタル信号に変換し、受信遅延回路に供給する。
【００８９】
受信遅延回路は、送受信制御部５６から供給される受信制御信号に基づいて、Ａ／Ｄ変換器から供給されたＡ／Ｄ変換後の受信信号に受信指向性を決定するのに必要な遅延時間（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カラードプラモード処理部３５に供給する。
【００９０】
その後、カラードプラモード画像データを生成するために、同じ走査線上への超音波の送受信が所定の回数繰り返される。
【００９１】
カラードプラモード処理部３５のドプラ偏移信号検出部は、受信部２３から供給された受信信号について主に直交位相検波などが行われ、検出されたドプラ偏移信号を抽出演算部に供給する。
【００９２】
抽出演算部のＭＴＩフィルタは、ドプラ偏移信号検出部から供給されたドプラ偏移信号に対して固定反射体からの不要な固定反射波の除去を行い、固定反射波が除去されたドプラ偏移信号を自己相関器に供給する。自己相関器は、ＭＴＩフィルタから供給された固定反射波除去後のドプラ偏移信号に対して、多点での周波数分析をリアルタイムで行い、平均速度演算器、分散演算器、およびパワー演算器に供給する。
【００９３】
平均速度演算器、分散演算器、およびパワー演算器は、それぞれ、血流の平均速度、分散、およびパワーを演算し、演算により生成されたθ１方向のカラードプラモード画像データを主記憶部４１に供給する。主記憶部４１は、カラードプラモード処理部３５から供給されたθ１方向のカラードプラモード画像データを取得し、取得されたθ１方向のカラードプラモード画像データを記憶する。
【００９４】
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、送受信制御部５６は、その制御信号によって送信部２２と受信部２３の送信遅延回路と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＋Δθ]乃至［θ１＋（Ｎ−１）Δθ]方向のカラードプラモード画像データの各々を生成させる。
【００９５】
また、主記憶部４１は、生成された[θ１＋Δθ]乃至［θ１＋（Ｎ−１）Δθ]方向のカラードプラモード画像データを、すでに記憶されているθ１方向のカラードプラモード画像データとともに、所定の時相の２次元のカラードプラモード画像データとして記憶する。
【００９６】
このようにして、所定の時相の１枚の２次元のカラードプラモード画像データを生成し、記憶することができる。
【００９７】
なお、本発明の実施形態においては、同じ走査線に超音波を複数回送受信した後、順次、他の走査線に超音波を複数回送受信してカラードプラモード画像データを生成するようにしているが、このような場合に限られず、他のスキャン方法によりカラードプラモード画像データを生成するようにしてもよい。
【００９８】
次に、空間的に異なる条件で同様の操作を行うことにより、３次元の領域にわたり、複数の２次元のカラードプラモード画像データを生成する。
【００９９】
具体的には、１次元にアレイ配列された複数の超音波振動子を有する超音波プローブ１２を用いてオペレータの手動走査を行う場合、例えば、あおり走査や平行移動走査などを手動にて一定の速度で行うことにより、複数の２次元の断層画像データにより構成される３次元の領域にわたる断層画像データを収集する。勿論、１次元にアレイ配列された複数の超音波振動子を有する超音波プローブ１２を用いて機械的に走査を行うようにしてもよい。
【０１００】
また、２次元にマトリクス配列された複数の超音波振動子を有する超音波プローブ１２を用いて直接３次元的に走査することにより３次元の領域にわたる断層画像データを収集するようにしてもよい。本発明においては、３次元の領域にわたる断層画像データを収集することができさえすればよく、いずれの走査方式により３次元にわたる断層画像データを収集する場合にも本発明を適用することができる。
【０１０１】
このように生成された複数の２次元のカラードプラモード画像データは、主記憶部４１に順次記憶される。
【０１０２】
なお、ステップＳ３とステップＳ４の処理により２次元のＢモード画像データと複数の２次元のカラードプラモード画像データが生成されるときに、ＥＣＧ信号検出部２６は、被検体からＥＣＧ信号を検出し、検出されたＥＣＧ信号をＥＣＧ信号取得部４４に供給する。ＥＣＧ信号取得部４４は、ＥＣＧ信号検出部２６から供給されたＥＣＧ信号を取得し、取得されたＥＣＧ信号を主記憶部４１とドプラサンプルマーカ追従制御部４５に供給する。
【０１０３】
主記憶部４１は、ＥＣＧ信号取得部４４から供給されたＥＣＧ信号を取得し、取得されたＥＣＧ信号を、すでに記憶されているＢモード画像データとカラードプラモード画像データなどの付帯情報として記憶する。
【０１０４】
ステップＳ５において、画像再構成部４７は、主記憶部４１に記憶されている複数の２次元のカラードプラモード画像データを読み出し、読み出された複数の２次元のカラードプラモード画像データを共通の座標軸をもつボリュームデータに変換するとともに、主記憶部４１に供給する。主記憶部４１は、画像再構成部４７から供給されたボリュームデータを取得し、取得されたボリュームデータを記憶する。なお、変換後のボリュームデータには、血流速度のボリュームデータとパワー（信号強度）のボリュームデータなどが含まれる。
【０１０５】
ステップＳ６において、画像再構成部４７は、変換後のボリュームデータに基づいて、所定の演算処理を用いて再構成することにより３次元のカラードプラモード画像データを生成し、生成された３次元のカラードプラモード画像データを主記憶部４１に供給する。
【０１０６】
主記憶部４１は、画像再構成部４７から供給された３次元のカラードプラモード画像データを取得し、取得された３次元のカラードプラモード画像データを記憶する。
【０１０７】
ＤＳＣ２８は、主記憶部４１から２次元のＢモード画像データ、３次元のカラードプラモード画像データ、およびＥＣＧ信号を読み出し、読み出された２次元のＢモード画像データ、３次元のカラードプラモード画像データ、およびＥＣＧ信号を、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、所定の画像処理や演算処理を施し、表示部１４に供給する。
【０１０８】
ステップＳ７において、表示部１４は、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ＤＣＳ２８からの２次元のＢモード画像データ、３次元のカラードプラモード画像データ、およびＥＣＧ信号を取得し、取得された２次元のＢモード画像データに基づく２次元のＢモード画像と、３次元のカラードプラモード画像データに基づく３次元のカラードプラ画像を図示せぬＣＲＴやＬＣＤに重畳して表示するとともに、ＥＣＧ信号を付帯情報として図示せぬＣＲＴやＬＣＤに表示する。
【０１０９】
なお、本発明の実施形態においては、２次元のＢモード画像データに基づく２次元のＢモード画像と、３次元のカラードプラモード画像データに基づく３次元のカラードプラ画像を重畳して表示するようにしているが、例えば、３次元のＢモード画像と３次元のカラードプラモード画像を重畳して表示するようにしてもよい。
【０１１０】
次に、オペレータは、表示部１４に表示された２次元のＢモード画像データに基づく２次元のＢモード画像と３次元のカラードプラモード画像データに基づく３次元のカラードプラ画像を参照しながら、入力部１３を操作することにより、スペクトラムドプラのドプラサンプルマーカの追従を所望する３次元的な追従制御関心領域に関するデータを入力する。
【０１１１】
例えば、図５［Ａ］および［Ｂ］に示されるように、オペレータは、血管ＢＬが含まれるように、スペクトラムドプラのドプラサンプルマーカの追従を所望する３次元的な追従制御関心領域（以下、単に「追従制御関心領域」という。）に関するデータを入力する。
【０１１２】
なお、図５［Ａ］の場合、表示部１４に表示された２次元のＢモード画像データに基づく２次元のＢモード画像と３次元のカラードプラモード画像データに基づく３次元のカラードプラ画像は、簡略的な画像である。
【０１１３】
なお、オペレータは、入力部１３を操作することにより、スペクトラムドプラのドプラサンプルマーカの追従を所望する３次元的な追従制御関心領域に関するデータを何回でも入力することができる。
【０１１４】
ステップＳ８において、データ取得部４２は、新たな追従制御関心領域に関するデータを取得したか否かを判定する。すなわち、ドプラサンプルマーカ追従制御処理が開始された後、オペレータが入力部１３を操作することにより最初に追従制御関心領域に関するデータを入力した場合、新たな追従制御関心領域に関するデータが取得されたと判定される。また、オペレータが入力部１３を操作することにより最初に追従制御関心領域に関するデータを入力した後、オペレータが入力部１３をさらに操作することにより新たな追従制御関心領域に関するデータを入力した場合にも、新たな追従制御関心領域に関するデータが取得されたと判定される。
【０１１５】
ステップＳ８において新たな追従制御関心領域に関するデータが取得されたと判定された場合、データ取得部４２はステップＳ９で、オペレータが入力部１３を操作することにより入力された追従制御関心領域に関するデータを取得し、取得された追従制御関心領域に関するデータを追従制御関心領域設定部４３に供給する。
【０１１６】
ステップＳ１０において、追従制御関心領域設定部４３は、データ取得部４２から供給された追従制御関心領域に関するデータを取得し、取得された追従制御関心領域に関するデータに基づいて、スペクトラムドプラのドプラサンプルマーカの追従を所望する３次元的な追従制御関心領域を設定し、設定された追従制御関心領域に関するデータである追従制御関心領域設定データを画像再構成部４７に供給する。
【０１１７】
これにより、心臓の冠状動脈などの血管にドプラサンプルマーカを追従させる３次元的な追従制御関心領域を設定することができる。
【０１１８】
ここで、心臓の拍動には拡張期と収縮期があるが、心臓の拡張期においては、心臓の近傍の冠状動脈などの血管はゆっくりと移動することから、それほど頻繁にドプラサンプルマーカ追従制御処理を実行しなくても、オペレータが観察を所望する血管の実際の位置とドプラサンプルマーカの位置に大きな差異が生じることはない。しかし、心臓の収縮期においては、心臓の近傍の冠状動脈などの血管は比較的大きく移動することから、頻繁にドプラサンプルマーカ追従制御処理を行わないと、オペレータが観察を所望する血管の実際の位置とドプラサンプルマーカの位置に大きな差異が生じてしまう。
【０１１９】
そこで、まず、ＥＣＧ信号検出部２６により検出されたＥＣＧ信号を用いて、現在の心臓の拍動が拡張期または収縮期であるのかを判定し、現在の心臓の拍動が拡張期であると判定された場合、拡張期用のドプラサンプルマーカ追従制御処理（すなわち、それほど頻繁に行わないドプラサンプルマーカ追従制御処理）を実行する。一方、現在の心臓の拍動が収縮期であると判定された場合、収縮期用のドプラサンプルマーカ追従制御処理（すなわち、頻繁に行うドプラサンプルマーカ追従制御処理）を実行する。これにより、現在の心臓の拍動に好適なドプラサンプルマーカ追従制御処理を実行することが可能となる。以下、ＥＣＧ信号を用いたドプラサンプルマーカ追従制御処理について説明する。
【０１２０】
ステップＳ１１において、ドプラサンプルマーカ追従制御部４５は、ＥＣＧ信号取得部４４から供給されたＥＣＧ信号を取得する。
【０１２１】
ステップＳ１２において、ドプラサンプルマーカ追従制御部４５は、取得されたＥＣＧ信号に基づいて被検体の心臓の拡張期であるか否かを判定する。
【０１２２】
ステップＳ１２において被検体の心臓の拡張期であると判定された場合、ドプラサンプルマーカ追従制御部４５はステップＳ１３で、心臓の拡張期用のドプラサンプルマーカ追従制御処理を実行する。すなわち、心臓の拡張期においては、心臓の近傍の冠状動脈などの血管はゆっくりと移動することから、頻繁にドプラサンプルマーカ追従制御処理を行わず、一心拍の拡張期中において例えば３回のドプラサンプルマーカ追従制御処理を実行する。勿論、このような場合に限られず、オペレータの好みに合わせて、一心拍中の好適な回数を設定するようにしてもよい。
【０１２３】
一方、ステップＳ１２において被検体の心臓の収縮期であると判定された場合、ドプラサンプルマーカ追従制御部４５はステップＳ１４で、心臓の収縮期用のドプラサンプルマーカ追従制御処理を実行する。すなわち、心臓の収縮期においては、心臓の近傍の冠状動脈などの血管は比較的大きく移動することから、頻繁にドプラサンプルマーカ追従制御処理を行い、一心拍の収縮期中において例えば１０回のドプラサンプルマーカ追従制御処理を実行する。
【０１２４】
これにより、現在の心臓の拍動に好適なドプラサンプルマーカ追従制御処理を実行することができる。従って、不必要なドプラサンプルマーカ追従制御処理を抑制することができ、制御処理の効率を向上させることができる。
【０１２５】
図４のステップＳ１５において、超音波診断装置１は、ドプラサンプルマーカ位置設定処理を実行する。このドプラサンプルマーカ位置設定処理の詳細は、図６のフローチャートに示されている。
【０１２６】
図６のフローチャートを参照して、図２の超音波診断装置１におけるドプラサンプルマーカ位置設定処理の詳細について説明する。
【０１２７】
ステップＳ４１において、画像再構成部４７は、追従制御関心領域設定部４３から供給された追従制御関心領域設定データを取得し、ドプラサンプルマーカ追従制御部４５の制御に従い、取得された追従制御関心領域設定データに基づいて、主記憶部４１に記憶されている血流速度のボリュームデータのうち、設定された追従制御関心領域内の血流速度のボリュームデータを読み出し、読み出された追従制御関心領域内の血流速度のボリュームデータを多値化部４８に供給する。
【０１２８】
ステップＳ４２において、多値化部４８は、画像再構成部４７から供給された追従制御関心領域内の血流速度のボリュームデータを取得するとともに、補助記憶部４９に予め記憶されている多値化処理を行うための血流速度に関する基準値を読み出し、読み出された血流速度に関する基準値に基づいて、取得された追従制御関心領域内の血流速度のボリュームデータを多値化する。
【０１２９】
例えば、多値化処理を行うための血流速度に関する基準値として、１つの基準値Ａ１を予め補助記憶部４９に記憶させておいた場合、多値化部４８は、読み出された血流速度に関する基準値Ａ１に基づいて、取得された追従制御関心領域内の血流速度のボリュームデータを２値化する。
【０１３０】
具体的には、まず、取得された血流速度のボリュームデータが基準値Ａ１より大きいか否かが逐次判定される。次に、血流速度のボリュームデータのうち、基準値Ａ１より小さいと判定された部分が「０」とされ、基準値Ａ１より大きいと判定された部分が「１」とされる。
【０１３１】
血流速度に関するボリュームデータが例えば２７個の微小な部分により構成される場合、図７に示されるように、座標（Ｘ１、Ｙ２、Ｚ１）、座標（Ｘ１、Ｙ３、Ｚ１）、座標（Ｘ１、Ｙ２、Ｚ２）、座標（Ｘ１、Ｙ３、Ｚ２）、座標（Ｘ１、Ｙ２、Ｚ３）、および座標（Ｘ１、Ｙ３、Ｚ３）に位置する部分において基準値Ａ１より小さいと判定されると、座標（Ｘ１、Ｙ２、Ｚ１）乃至座標（Ｘ１、Ｙ３、Ｚ３）に位置する６個の部分が「０」とされ、それ以外の２１個の部分が「１」とされる。
【０１３２】
また、多値化処理を行うための血流速度に関する基準値として、３つの基準値Ａ１、Ａ２、およびＡ３（基準値Ａ１＜基準値Ａ２＜基準値Ａ３）を予め補助記憶部４９に記憶させておいた場合、多値化部４８は、読み出された血流速度に関する基準値Ａ１乃至Ａ３に基づいて、取得された追従制御関心領域内の血流速度のボリュームデータを４値化する。
【０１３３】
具体的には、まず、取得された血流速度のボリュームデータが基準値Ａ１より大きいか否かが逐次判定される。血流速度のボリュームデータのうち、基準値Ａ１より小さいと判定された部分が「００」とされる。次に、取得された血流速度のボリュームデータが基準値Ａ２より大きいか否かが判定される。血流速度のボリュームデータのうち、基準値Ａ１より大きいが基準値Ａ２より小さいと判定された部分が「０１」とされる。
【０１３４】
さらに、取得された血流速度のボリュームデータが基準値Ａ３より大きいか否かが判定される。血流速度のボリュームデータのうち、基準値Ａ２より大きいが基準値Ａ３より小さいと判定された部分が「１０」とされ、基準値Ａ３より大きいと判定された部分が「１１」とされる。
【０１３５】
血流速度に関するボリュームデータが例えば２７個の微小な部分により構成される場合、例えば図８に示されるように、座標（Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１）乃至座標（Ｘ３、Ｙ３、Ｚ３）に位置する２７個の部分が「００」乃至「１１」のいずれかとされる。
【０１３６】
勿論、１つおよび３つ以外の基準値（例えば、７つの基準値など）を予め補助記憶部４９に記憶させ、多値化処理を行うようにしてもよい。
【０１３７】
本発明の実施形態においては、補助記憶部４９に予め記憶されている３つの基準値Ａ１乃至Ａ３を用いて、取得された追従制御関心領域内の血流速度のボリュームデータを多値化する。
【０１３８】
多値化部４８は、多値化後の血流速度のボリュームデータである多値化ボリュームデータを表面抽出部５０と重み付け部５１に供給する。
【０１３９】
ステップＳ４３において、表面抽出部５０は、多値化部４８から供給された多値化ボリュームデータを取得し、取得された多値化ボリュームデータに基づいて、血流の表面を抽出する。
【０１４０】
ここで、多値化ボリュームデータに基づいて血流の表面を抽出する抽出方法の概念について説明する。
【０１４１】
一般に、被検体の血流の部分では、血流の移動（流れ）があるため、多値化処理前のボリュームデータに含まれる血流速度は比較的大きくなるが、血流ではない部分（例えば、血管壁や心臓壁など）では、血流の部分ほど移動が少ないため、血流速度はそれほど大きくならない。
【０１４２】
そこで、血流速度のボリュームデータの多値化処理を行った際に、３つの基準値Ａ１乃至Ａ３のうち最小の基準値Ａ１よりも小さいと判定された部分（多値化処理により「００」とされた部分）が連続する領域を、血流ではない部分の表面（以下、「非血流表面」）と定義する。図８の例の場合、図９に示されるように左側面の領域を非血流表面と定義することができる。これにより、多値化ボリュームデータに基づいて、非血流表面を抽出することが可能となる。
【０１４３】
なお、多値化処理により「００」とされた部分が連続する領域を非血流表面と定義する場合、例えば図９に示されるように、少なくとも例えば９個の「００」とされた部分が連続する領域を非血流表面と定義するようにする。これにより、血流速度のボリュームデータの多値化処理を行った際に、図１０のように、特異的に「００」が存在する領域（黒抜けと呼ばれる領域）を非血流表面として抽出することを防止することができる。勿論、「００」とされる部分の連続する数については、適宜、増減するようにしてもよい。
【０１４４】
このような非血流表面抽出処理を連続して繰り返すと、例えば図１１に示されるような非血流表面より形成される空間を抽出することが可能である。この空間内部は、血流速度のボリュームデータの多値化処理により「００」以外とされた部分（「０１」、「１０」、または「１１」とされた部分）の集合であると考えられ、血流の物理的な連続性を考慮すると、空間内部は血流の表面により形成される血流空間であると考えられる。
【０１４５】
従って、多値化ボリュームデータに基づいて血流表面を連続的に抽出することで、間接的に血流の表面を抽出し、抽出された血流の表面により形成される血流空間を抽出することができる。
【０１４６】
表面抽出部４８は、抽出された血流表面に関するデータである血流表面抽出データを重心位置算出部５２に供給する。
【０１４７】
なお、一般に血管はチューブ状であるため、血流速度のボリュームデータを用いて表面抽出処理を行うと、チューブ状の血流空間が抽出されるとも考えられるが、心臓の近傍の冠状動脈においては種々の原因により、図１１に示されるような閉じられた血流空間が抽出されることが予想される。そこで、本発明の実施形態においては、説明を簡単にするために、図１１に示されるような閉じられた血流空間が抽出される場合について説明する。勿論、本発明は、閉じられた血流空間だけではなく、チューブ状の閉じられていない血流空間が抽出された場合についても適用することができる。
【０１４８】
ステップＳ４４において、重み付け部５１は、多値化部４８から供給された多値化ボリュームデータを取得し、取得された多値化ボリュームデータに基づいて、重心位置算出部５２において血流表面により形成される血流空間（流体空間）の重心位置を算出する際の重み付けを行う。
【０１４９】
例えば、図９の場合、多値化処理を施した結果、領域αにおける各部分では、血流速度に関する基準値Ａ３よりも大きいと判定され、「１１」とされている。このことは、２７個の微小な部分により形成される３次元空間内の領域αにおいて血流速度が高速であることを示している。
【０１５０】
また、領域βにおける各部分では、血流速度に関する基準値Ａ２よりも大きいがＡ３よりも小さいと判定され、「１０」とされている。このことは、２７個の微小な部分により形成される３次元空間内の領域βにおいて血流速度が中速であることを示している。
【０１５１】
さらに、領域γにおける各部分では、血流速度に関する基準値Ａ１よりも大きいがＡ２よりも小さいと判定され、「０１」とされている。このことは、２７個の微小な部分により形成される３次元空間内の領域γにおいて血流速度が低速であることを示している。
【０１５２】
従って、多値化ボリュームデータを用いることで、血流表面により形成される血流空間（例えば、図１１の血流空間）内において、血流速度の高速領域、中速領域、および低速領域を判別することができる。
【０１５３】
なお、ステップＳ４２の多値化処理においてより多くの基準値を用いるようにすれば、血流表面により形成される血流空間内でより高精細な速度領域を判別することが可能である。
【０１５４】
そして、多値化ボリュームデータを用いることで判別された血流速度の高速領域、中速領域、および低速領域に対して、それぞれ、重心位置算出部５２において血流表面により形成される血流空間の重心位置を算出する際の重み付け係数として例えば「３」、「２」、および「１」を付与する。
【０１５５】
これにより、重心位置算出部５２において血流表面により形成される血流空間の重心位置を算出する際に、血流速度の高速領域が血流空間の重心位置に算出されるようにすることができる。勿論、血流速度の中速領域が血流空間の重心位置に算出されるようにするために、血流速度の高速領域、中速領域、および低速領域に対して、それぞれ、重み付け係数として例えば「２」、「３」、および「１」を付与するようにしてもよいし、オペレータの好みに合わせて、オペレータが入力部１３を操作することにより、予め設定された重み付け係数を変更するようにしてもよい。
【０１５６】
なお、本発明の実施形態においては、血流速度の高速領域が血流空間の重心位置に算出されるようにオペレータにより予め設定された場合について説明する。
【０１５７】
重み付け部５１は、その重み付け結果を重心位置算出部５２に供給する。
【０１５８】
ステップＳ４５において、重心位置算出部５２は、表面抽出部５０から供給された血流表面抽出データを取得するとともに、重み付け部５１から供給された重み付け結果を取得し、取得された多値化ボリュームデータと重み付け結果に基づいて、血流表面により形成される血流空間の重心位置を算出する。
【０１５９】
図１１の例の場合、ステップＳ４４の重み付け処理を行わないようにすると、血流空間の重心位置として位置Ｇの座標が算出されるが、重み付け処理を行うと、血流空間の重心位置として例えば位置Ｇ´の座標が算出される。
【０１６０】
ステップＳ４６において、重心位置算出部５２は、重心位置が算出されたか否かを判定する。すなわち、ステップＳ４３の表面抽出処理により血流空間が抽出されないために、重心位置を算出することができない場合、ステップＳ４６において重心位置が算出されていないと判定される。一方、ステップＳ４３の表面抽出処理により血流空間が抽出され、重心位置を算出することができた場合、ステップＳ４６において重心位置が算出されたと判定される。
【０１６１】
ステップＳ４６において重心位置が算出されたと判定された場合、重心位置算出部５２は、算出結果である重心位置算出データを主記憶部４１とドプラサンプルマーカ位置設定部５３に供給する。
【０１６２】
ステップＳ４７において、主記憶部４１は、重心位置算出部５２から供給された重心位置算出データを取得し、取得された重心位置算出データを記憶する。
【０１６３】
ステップＳ４６において重心位置が算出されていないと判定された場合（すなわち、表面抽出処理により血流空間が抽出されず、重心位置を算出することができなかった場合）、重心位置算出部５２はステップＳ４８で、主記憶部４１に記憶されている重心位置算出データのうち、直前の重心位置算出データを読み出し、読み出された直前の重心位置算出データをドプラサンプルマーカ位置設定部５３に供給する。
【０１６４】
なお、最初に実行されたドプラサンプルマーカ追従制御処理において重心位置が算出されていないと判定されると、直前の重心位置算出データは主記憶部４１には記憶されていないため、主記憶部４１から読み出すことができない。そこで、このような場合には、オペレータが手動入力した最後のドプラサンプルマーカ位置に関する位置データをドプラサンプルマーカ位置設定部５３に供給するようにようにする。これにより、手動入力した最後のドプラサンプルマーカ位置にドプラサンプルマーカを設定することができる。
【０１６５】
ステップＳ４９において、ドプラサンプルマーカ位置設定部５３は、重心位置算出部５２から供給された重心位置算出データを取得し、取得された重心位置算出データに基づいて、算出された血流空間の重心位置にドプラサンプルマーカの位置を設定し、設定されたドプラサンプルマーカの位置に関するデータであるドプラサンプルマーカ位置設定データをスペクトラムドプラモード処理部３４、ドプラサンプルマーカ生成部５４、ドプラサンプルマーカ移動制御部５５、および送受信制御部５６に供給する。
【０１６６】
本発明の実施形態においては、ボリュームデータ（例えば、血流速度のボリュームデータ）に基づいて、血流表面により形成される血流空間を抽出し、抽出された血流空間の所望の重心位置を算出し、算出された血流空間の所望の重心位置にドプラサンプルマーカ位置を設定するようにしているので、血管内の所望の位置にドプラサンプルマーカを設定することができる。
【０１６７】
なお、ステップＳ４３における表面抽出処理において複数の血流空間が抽出される場合も考えられるが、このような場合、抽出された血流空間のうち、より体積が大きい血流空間を用いてドプラサンプルマーカ位置設定処理を行うように予め設定するようにしてもよいし、オペレータの好みに合わせて、いずれかの血流空間を用いてドプラサンプルマーカ位置設定処理を行うかを選択させるようにしてもよい。
【０１６８】
また、複数の血流空間が抽出された場合、すでに実行されたドプラサンプルマーカ追従制御処理により抽出された血流空間の形状（例えば、Ｓ字形状やチューブ形状など）を記憶しておき、記憶されている血流空間の形状と新たに抽出された血流空間の形状との相互相関係数（類似度合い）を算出し、算出された相互相関係数を用いてほぼ同一の血流空間であるか否かを判定し、ほぼ同一の血流空間であると判定された場合にのみ、後述するドプラサンプルマーカの移動制御処理を行うようにしてもよい。
【０１６９】
図４に戻り、ステップＳ１６において、送受信制御部５６は、ドプラサンプルマーカ位置設定部５３から供給されたドプラサンプルマーカ位置設定データを取得し、取得されたドプラサンプルマーカ位置設定データに基づいて、スペクトラムドプラモード画像データを生成する場合に、設定されたドプラサンプルマーカの位置を含む走査線上に超音波を送受信する送信制御信号と受信制御信号を生成し、生成された送信制御信号と受信制御信号を、それぞれ、送信部２２と受信部２３に供給する。
【０１７０】
なお、送受信制御部５６は、設定されたドプラサンプルマーカの位置を含む走査線上に超音波を送受信する際の超音波のビーム方向に関するデータである超音波ビーム方向データをドプラ角度補正係数算出部５７に供給する。
【０１７１】
ステップＳ１７において、ドプラサンプルマーカ生成部５４は、すでにドプラサンプルマーカを生成したか否かを判定する（すなわち、最初のドプラサンプルマーカ追従制御処理が実行されたか否かを判定する）。
【０１７２】
ステップＳ１７においてまだドプラサンプルマーカを生成していないと判定された場合、ドプラサンプルマーカ生成部５４はステップＳ１８で、ドプラサンプルマーカ位置設定部５３から供給されたドプラサンプルマーカ位置設定データを取得し、取得されたドプラサンプルマーカ位置設定データに基づいて、ドプラサンプルマーカの位置を中心にして予め設定された所定の幅をもつドプラサンプルマーカを生成し、生成されたドプラサンプルマーカに関するデータであるドプラサンプルマーカ生成データを表示部１４に供給する。
【０１７３】
ステップＳ１８において、表示部１４は、ドプラサンプルマーカ生成部５４から供給されたドプラサンプルマーカ生成データを取得し、取得されたドプラサンプルマーカ生成データに基づいて、設定された所定の位置にドプラサンプルマーカを、図１２［Ａ］および［Ｂ］に示されるように、すでに表示されている２次元のＢモード画像データに基づくＢモード画像と３次元のカラードプラモード画像データに基づく３次元のカラードプラモード画像に重畳して表示する。
【０１７４】
これにより、ドプラサンプルマーカ位置設定処理により設定された所定の位置（すなわち、血流空間の重心位置）にドプラサンプルマーカを表示することができる。従って、スペクトラムドプラサンプルマーカを所望の血管の３次元的な移動に合わせて簡便に、かつ、正確に追従させることができる。
【０１７５】
一方、ステップＳ１７においてすでにドプラサンプルマーカを生成したと判定された場合（すなわち、すでにドプラサンプルマーカ追従制御処理が１回実行され、ドプラサンプルマーカが生成され、表示部１４にすでに表示されている場合）、ドプラサンプルマーカ生成部５４は、ドプラサンプルマーカを新たに生成せず、すでにドプラサンプルマーカを生成したことを示す指示信号を生成し、ドプラサンプルマーカ移動制御部５５に供給する。
【０１７６】
ステップＳ２０において、ドプラサンプルマーカ移動制御部５５は、ドプラサンプルマーカ生成部５４から供給された指示信号に基づいてすでにドプラサンプルマーカを生成したと認識するとともに、ドプラサンプルマーカ位置設定部５３から供給されたドプラサンプルマーカ位置設定データを取得し、取得されたドプラサンプルマーカ位置設定データに基づいて、表示部１４にすでに表示されているドプラサンプルマーカの移動を制御するドプラサンプルマーカ移動制御信号を生成する。ドプラサンプルマーカ移動制御部５５は、生成されたドプラサンプルマーカ移動制御信号を表示部１４に供給する。
【０１７７】
表示部１４は、ドプラサンプルマーカ移動制御部５５から供給されたドプラサンプルマーカ移動制御信号に基づいて、図１３［Ａ］および［Ｂ］に示されるように、すでに表示されているドプラサンプルマーカを移動して表示する。
【０１７８】
これにより、ドプラサンプルマーカ位置設定処理により新たに設定されたドプラサンプルマーカの位置に、ドプラサンプルマーカを移動することができる。従って、スペクトラムドプラサンプルマーカを所望の血管の３次元的な移動に合わせて簡便に、かつ、正確に追従させることができる。
【０１７９】
ステップＳ２１において、スペクトラムドプラモード処理部３４は、スペクトラムドプラ画像データを生成する。すなわち、以下のような処理が行われる。
【０１８０】
送信部２２は、送受信制御部５６から供給された送信制御信号に基づいて、スペクトラムドプラモード画像データを生成するための超音波ビームを被検体に送信する。すなわち、設定されたドプラサンプルマーカの位置を含む走査線上に超音波を送受信する。
【０１８１】
具体的には、送信部２２のレートパルス器は、送受信制御部５６から供給された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波数が所定のパルス繰り返し周波数になるように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、送受信制御部５６から供給された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（θα）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や血流にて反射される。
【０１８２】
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。受信部２３は、送受信制御部５６から供給された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のスペクトラムドプラモード処理部３４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から被検体に入力された超音波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Ａ／Ｄ変換器に供給する。Ａ／Ｄ変換器は、プリアンプから供給された受信信号をアナログ信号からディジタル信号に変換し、受信遅延回路に供給する。
【０１８３】
受信遅延回路は、送受信制御部５６から供給される受信制御信号に基づいて、Ａ／Ｄ変換器から供給されたＡ／Ｄ変換後の受信信号に受信指向性を決定するのに必要な遅延時間（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スペクトラムドプラモード処理部３４に供給する。
【０１８４】
その後、スペクトラムドプラ画像データを生成するために、設定されたドプラサンプルマーカの位置を含む同じ走査線上への超音波の送受信が所定の回数繰り返される。
【０１８５】
スペクトラムドプラモード処理部３４のドプラ偏移信号検出部は、受信部２３から供給された受信信号について主に直交位相検波などが行われ、検出されたドプラ偏移信号を分析部に供給する。
【０１８６】
スペクトラムドプラモード処理部３４のＦＦＴ分析器は、ドプラサンプルマーカ位置設定部５３から供給されたドプラサンプルマーカ位置設定データを取得し、取得されたドプラサンプルマーカ位置設定データに基づいて、設定されたドプラサンプルマーカ位置を中心にした所定の幅で、ドプラ偏移信号検出部から供給されたドプラ偏移信号に対してＦＦＴ分析を行い、演算器はＦＦＴ分析器からの周波数スペクトラムに対して中心周波数や分散などを演算し、演算により生成されたスペクトラムドプラモード画像データを主記憶部４１に供給する。
【０１８７】
これにより、ドプラサンプルマーカ位置設定処理により設定されたドプラサンプルマーカ位置を中心にした所定の幅におけるスペクトラムドプラモード画像データを生成することができる。従って、オペレータが観察を所望する血管のスペクトラムドプラモード画像データを生成することができ、その結果、超音波診断装置１を用いた心臓の冠状動脈診断における信頼性や安定性を向上させることができる。
【０１８８】
主記憶部４１は、スペクトラムドプラモード処理部３４から供給されたスペクトラムドプラ画像データを取得し、取得されたスペクトラムドプラ画像データを記憶する。
【０１８９】
ところで、スペクトラムドプラモード処理部３４において検出される血流速度は、実際に被検体の血流から受けるドプラ偏移のうち、超音波ビーム方向の成分のみで検出される血流速度である。そのため、正確な血流速度を表示するには、血流の流れの方向と超音波ビーム方向と成す角度を算出し、算出された角度を用いて、正確な血流速度になるように検出された血流速度を補正する必要がある。以下、ドプラ角度補正処理について説明する。
【０１９０】
ステップＳ２２において、ドプラ角度補正係数算出部５７は、表面抽出部５０から供給された血流表面抽出データを取得するとともに、送受信制御部５６から供給された超音波ビーム方向データを取得し、取得された血流表面抽出データと超音波ビーム方向データに基づいて、血流空間における長手方向と超音波のビーム方向が成す角度βを算出する。
【０１９１】
具体的には、血流は流れの方向により連続性を多く有しており、血流の表面により形成される血流空間における長手方向のいずれかの方向が血流の移動方向であると考えられる。例えば図１１の場合、血流空間における長手方向のいずれかの方向は、直線Ｌと平行となるいずれかの方向と考えられる。
【０１９２】
これにより、血流空間における長手方向と、送受信制御部５６から供給された超音波ビーム方向データに含まれる超音波ビーム方向とが既知となることから、血流空間における長手方向と超音波のビーム方向が成す角度βを算出することができる。
【０１９３】
次に、算出された角度βを用いて、正確な血流速度になるように、生成されたスペクトラムドプラモード画像データに乗じる角度補正係数を算出する。図１４に示されるように、スペクトラムドプラモード処理部３４において検出される血流速度ｖを、正確な血流速度Ｖに補正する角度補正係数（１／cosβ）を算出する。ドプラ角度補正係数算出部５７は、算出された角度補正係数に関するデータである角度補正係数データをスケール補正部５８に供給する。
【０１９４】
ステップＳ２３において、スケール補正部５８は、主記憶部４１に記憶されているスペクトラムドプラモード画像データを読み出すとともに、ドプラ角度補正係数算出部５７から供給された角度補正係数データを取得し、読み出されたスペクトラムドプラモード画像データに取得された角度補正係数を乗じてスケールを補正し、補正後のスペクトラムドプラ画像データをスペクトラムドプラ描画処理部２７に供給する。
【０１９５】
なお、ドプラ角度補正処理は常時行うようにしてもよいが、カラードプラモード画像データのフレームレートごとに行うようにしてもよいし、オペレータにより予め設定された所定の時間間隔ごとに行うようにしてもよい。勿論、適宜、オペレータの好みに合わせて、ドプラサンプルマーカ追従制御処理中に変更することができるようにしてもよい。
【０１９６】
本発明の実施形態においては、抽出された血流空間における長手方向から実際の血流の流れの方向を正確に推測し、推測された血流の流れの方向と超音波のビーム方向を用いて角度補正係数を算出するようにしているので、実際の血流速度をより高精度に算出することができる。
【０１９７】
スペクトラムドプラ描画処理部２７は、スケール補正部５８から供給されたスケール補正後のスペクトラムドプラモード画像データを取得し、取得されたスケール補正後のスペクトラムドプラモード画像データを、ドプラ偏移周波数（速度対応する値）の時間的変化のスペクトラムとして表示部１４に表示させることができるように、描画処理を施し、表示部１４に供給する。
【０１９８】
ステップＳ２４において、表示部１４は、スペクトラムドプラ描画処理部２７から供給された補正後のスペクトラムドプラモード画像データを取得し、取得された補正後のスペクトラムドプラモード画像データに基づくスペクトラムドプラモード画像を表示する。
【０１９９】
これにより、オペレータは、観察を所望する血管のスペクトラムドプラモード画像を見ながら、観察を所望する血管について診断をすることができる。従って、超音波診断装置１を用いた心臓の冠状動脈診断における信頼性や安定性を向上させることができる。
【０２００】
ステップＳ２５において、ドプラサンプルマーカ追従制御部４５は、拡張期または収縮期の場合に予め設定された所定の回数のドプラサンプルマーカ追従制御処理が実行されたか否かを判定する。すなわち、現在、拡張期用のドプラサンプルマーカ追従制御処理が実行されている場合であって、一心拍の拡張期中において例えば３回、ドプラサンプルマーカ追従制御処理を実行するように予め設定されているとき、一心拍の拡張期中に３回、ドプラサンプルマーカ追従制御処理が実行されたか否かが判定される。
【０２０１】
また、現在、収縮期用のドプラサンプルマーカ追従制御処理が実行されている場合であって、一心拍の収縮期中において例えば１０回、ドプラサンプルマーカ追従制御処理を実行するように予め設定されているとき、一心拍の収縮期中に１０回、ドプラサンプルマーカ追従制御処理が実行されたか否かが判定される。
【０２０２】
ステップＳ２５において拡張期または収縮期の場合に予め設定された所定の回数のドプラサンプルマーカ追従制御処理が実行されていないと判定された場合、ドプラサンプルマーカ追従制御部４５は、予め設定された所定の回数のうち、残りの回数、ドプラサンプルマーカ追従制御処理が実行されるように画像再構成部４７を制御し、処理はステップＳ１５に戻り、その後、ステップＳ１５以降の処理が繰り返される。これにより、一心拍の拡張期中または収縮期中において予め設定された所定の回数、ドプラサンプルマーカ追従制御処理を繰り返すことができる。
【０２０３】
ステップＳ２５において拡張期または収縮期の場合に予め設定された所定の回数のドプラサンプルマーカ追従制御処理が実行されたと判定された場合、ドプラサンプルマーカ追従制御部４５はステップＳ２６で、データ取得部４２から供給されたドプラサンプルマーカ追従制御処理を終了するとの指示信号を取得したか否かを判定する。
【０２０４】
すなわち、データ取得部４２は、オペレータが入力部１３の図示せぬドプラサンプルマーカ追従終了ボタンを操作することにより、ドプラサンプルマーカ追従制御処理を終了するとの指示に関するデータを取得すると、取得されたドプラサンプルマーカ追従制御処理を終了するとの指示に関するデータに基づいて、ドプラサンプルマーカ追従制御処理を終了するとの指示信号を生成し、ドプラサンプルマーカ追従制御部４５に供給する。
【０２０５】
ドプラサンプルマーカ追従制御部４５は、データ取得部４２から供給されたドプラサンプルマーカ追従制御処理を終了するとの指示信号を取得したか否かを判定する。
【０２０６】
ステップＳ２６においてドプラサンプルマーカ追従制御処理を終了するとの指示信号を取得していないと判定された場合、処理は図３のステップＳ３に戻り、その後、ステップＳ３以降の処理が同様に繰り返される。
【０２０７】
これにより、現在、拡張期用のドプラサンプルマーカ追従制御処理が実行されている場合であって、取得されたＥＣＧ信号に基づいて心臓の収縮期であると判定されると、それ後、収縮期用のドプラサンプルマーカ追従制御処理が実行される。以降同様の処理が繰り返され、オペレータが入力部１３の図示せぬドプラサンプルマーカ追従終了ボタンを操作することにより、ドプラサンプルマーカ追従終了を指示するまで、ドプラサンプルマーカ追従制御処理が繰り返し実行される。
【０２０８】
ところで、本発明の実施形態においては、ドプラサンプルマーカ追従制御処理を開始するにあたり、オペレータの好みに合わせて、ドプラサンプルマーカの追従制御を所望する追従制御関心領域を予め設定するようにしている。しかし、図１５［Ａ］および［Ｂ］に示されるように追従制御関心領域内に例えば血管ＢＬ−１と血管ＢＬ−２が存在する場合、ドプラサンプルマーカ追従制御処理を繰り返すと、血管ＢＬ−１と血管ＢＬ−２のいずれにもドプラサンプルマーカ位置が移動することが考えられる。血管ＢＬ−１と血管ＢＬ−２などの複数の血管にドプラサンプルマーカ位置が頻繁に移動すると、オペレータが診断に利用する場合に実用的でないだけでなく、ドプラサンプルマーカ追従制御処理時のＣＰＵ２９の負荷が大きくなり、ドプラサンプルマーカ追従制御処理により多くの時間がかかってしまう。
【０２０９】
そこで、ドプラサンプルマーカ追従制御処理が繰り返し実行される中で、オペレータがドプラサンプルマーカの移動範囲（追従制御範囲）の制限を所望する場合（すなわち、オペレータが、観察を所望する血管を限定する場合）、オペレータが入力部１３を操作することにより、より狭い範囲の新たな追従制御関心領域に関するデータを入力し、ドプラサンプルマーカの追従制御関心領域を制限するようにしてもよい。
【０２１０】
この場合、図３のステップＳ８において新たな追従制御関心領域に関するデータが取得されたと判定され、ステップＳ９乃至Ｓ１０の処理により、取得された新たな追従制御関心領域に関するデータに基づいて新たな追従制御関心領域が設定される。以降、新たな追従制御関心領域内においてドプラサンプルマーカ追従制御処理が繰り返し実行される。
【０２１１】
これにより、追従制御関心領域内に複数の血管が存在する場合であっても、新たにドプラサンプルマーカの追従制御関心領域を制限することにより、オペレータが観察を所望する血管（例えば、図１５［Ａ］の場合、血管ＢＬ−１など）近傍にのみ、ドプラサンプルマーカが移動するようにすることができる。
【０２１２】
従って、ドプラサンプルマーカ追従制御処理時のＣＰＵ２９の負荷が少なくすることができ、ドプラサンプルマーカ追従制御処理に費やす時間を少なくすることができる。また、オペレータが観察を所望する血管についてのみドプラサンプルマーカを追従させることができる。その結果、超音波診断装置１を用いた心臓の冠状動脈診断における信頼性や安定性を向上させることができる。
【０２１３】
なお、オペレータは、入力部１３を操作することにより新たな追従制御関心領域に関するデータを何回でも入力し、ドプラサンプルマーカ追従制御処理が実行される追従制御関心領域を超音波診断装置１に設定させることができる。
【０２１４】
また、オペレータが入力部１３を操作することにより超音波診断装置１に新たな追従制御関心領域を設定させるようにしているが、このような場合に限られず、繰り返し実行されたドプラサンプルマーカ追従制御処理により得られた血管の移動距離などによりドプラサンプルマーカの追従制御関心領域を自動的に設定するようにしてもよい。
【０２１５】
なお、オペレータにより入力部１３が操作されることにより新たな追従制御関心領域に関するデータが入力されない場合、ステップＳ８において新たな追従制御関心領域に関するデータが取得されていないと判定され、ステップＳ９乃至Ｓ１０の処理がスキップされ、設定されている最新の追従制御関心領域においてドプラサンプルマーカ追従制御処理が繰り返し実行される。
【０２１６】
一方、ステップＳ３３においてドプラサンプルマーカ追従制御処理を終了するとの指示信号を取得したと判定された場合、ドプラサンプルマーカ追従制御部４５は、ドプラサンプルマーカ追従制御処理を終了する。
【０２１７】
なお、本発明の実施形態においては、オペレータが入力部１３に設けられたドプラサンプルマーカ追従制御開始ボタンまたは終了ボタン（いずれも図示せず）を操作することにより、ドプラサンプルマーカ追従制御処理を開始または終了させるようにしているが、常時、ドプラサンプルマーカ追従制御処理を実行するようにしてもよい。
【０２１８】
本発明の第１の実施形態においては、ボリュームデータ（例えば、血流速度のボリュームデータ）を用いて血流表面により形成される血流空間を抽出し、抽出された血流空間の所望の重心位置にドプラサンプルマーカ位置を設定し、設定されたドプラサンプルマーカ位置にドプラサンプルマーカを表示・移動するとともに、設定されたドプラサンプルマーカ位置を用いてスペクトラムドプラモード画像データを生成するようにしたので、スペクトラムドプラサンプルマーカを所望の血管の３次元的な移動に合わせて簡便に、かつ正確に追従させることができる。これにより、オペレータは、観察を所望する血管のスペクトラムドプラモード画像を見ながら、観察を所望する血管について診断をすることができる。従って、超音波診断装置１を用いた心臓の冠状動脈診断における信頼性や安定性を向上させることができる。
【０２１９】
ところで、心臓の近傍に存在する冠状動脈を観察する場合、これらの冠状動脈は、心臓の拍動に合わせて周期的に移動をするが、図１７に示されるように、一心拍内の所定の時相（例えば、被検体の呼吸時など）においては冠状動脈の移動速度は比較的遅くなるが一方、一心拍内の所定の時相においては冠状動脈の移動速度は最も速くなる。
【０２２０】
また、冠状動脈の移動速度が最速となる時相を観察することは臨床的に重要であり、特に、薬剤の投与前後の最高速度を正確に比較して観察可能となることが臨床的に強く望まれている。そこで、少なくとも冠状動脈の移動速度が最速となる時相を観察することができるように、冠状動脈の移動速度が最速となる時相のみ、ドプラサンプルマーカ追従制御処理を実行するようにしてもよい。
【０２２１】
具体的には、ドプラサンプルマーカ追従制御部４５は、ＥＣＧ信号取得部４４から供給されたＥＣＧ信号に基づいて、冠状動脈の移動速度が最速となる時相であるか否かを判定し、冠状動脈の移動速度が最速となる時相であると判定された場合、ドプラサンプルマーカ追従制御処理を実行させるようにしてもよい。
【０２２２】
勿論、１心拍ごとに限られず、さらに間隔をおいて複数の心拍ごとに、冠状動脈の移動速度が最速となる時相のみ、ドプラサンプルマーカ追従制御処理を行うようにしてもよい。また、このような心拍に同期させる場合、オペレータの好みや血管の種類に合わせて、１心拍中にドプラサンプルマーカ追従制御処理を複数回行うようにしてもよい。
【０２２３】
これにより、少なくとも冠状動脈の移動速度が最速となる時相を観察することができるとともに、ドプラサンプルマーカ追従制御処理の処理効率を向上させることができる。
【０２２４】
なお、本発明の第１の実施形態においては、図１８［Ａ］に示されるように、ドプラサンプルマーカの幅を予め設定された所定の幅（固定された幅）で生成し、所定の幅をもつドプラサンプルマーカの位置を血管ＢＬの移動（矢印の方向への移動）に合わせて追従させるようにしているが、図１８［Ｂ］に示されるように、繰り返し実行されたドプラサンプルマーカ追従制御処理による追従結果に関して統計演算処理を行った結果、血管ＢＬが幅Ｑの範囲内でしか移動しない場合、その統計演算処理結果に基づいて、ドプラサンプルマーカの幅（スペクトラムドプラモード処理部３４でドプラ演算をする窓関数の長さ）を変更するとともに、ドプラサンプルマーカ位置を設定するようにしてもよい。以下、この処理を用いた本発明の第２実施形態について説明する。
【０２２５】
［第２実施形態］
図１９は、図１の超音波診断装置１が実行可能な機能の第２実施形態における構成を表している。なお、図１の超音波診断装置１の構成については同様であり、その説明は繰り返しになるので省略する。また、図２の超音波診断装置１の構成と対応するものについては、同一の符号を付してあり、その説明は繰り返しになるので省略する。
【０２２６】
統計演算部５９は、ドプラサンプルマーカ追従制御部４５の制御に従い、主記憶部４１に記憶されているドプラサンプルマーカ位置設定データを読み出し、読み出されたドプラサンプルマーカ位置設定データに基づいて統計演算処理を施す。
【０２２７】
具体的には、ドプラサンプルマーカ追従制御処理が２０回実行されることにより、例えば２０個のドプラサンプルマーカ位置が設定され、ドプラサンプルマーカの移動が制御された場合、統計演算部５９は、２０個のドプラサンプルマーカ位置設定データに基づいて統計演算処理を施し、２０個のドプラサンプルマーカ位置の平均位置や標準偏差などを演算する。
【０２２８】
統計演算部５９は、その統計演算結果をドプラサンプルマーカ位置設定部５３とドプラサンプルマーカ幅設定部６０に供給する。
【０２２９】
ドプラサンプルマーカ幅設定部６０は、統計演算部５９から供給された統計演算結果を取得し、取得された統計演算結果に基づいてドプラサンプルマーカの幅を設定し、設定されたドプラサンプルマーカ幅に関するデータであるドプラサンプルマーカ幅設定データをドプラサンプルマーカ生成部５３に供給する。
【０２３０】
次に、図２０と図２１のフローチャーを参照して、図１９の超音波診断装置１におけるドプラサンプルマーカ追従制御処理について説明する。なお、図２０と図２１のステップＳ７１乃至Ｓ９６の処理については、図３と図４のステップＳ１乃至Ｓ２６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。
【０２３１】
ステップＳ９６においてドプラサンプルマーカ追従制御処理を終了するとの指示信号を取得していないと判定された場合、ドプラサンプルマーカ追従制御部４５はステップＳ９７で、統計演算部５９においてすでに統計演算が施されたか否かを判定する。
【０２３２】
ステップＳ９７において統計演算部５９においてまだ統計演算が施されていないと判定された場合、ドプラサンプルマーカ追従制御部４５はステップＳ９８で、統計演算処理を行うことが可能な所定の回数以上、ドプラサンプルマーカ追従制御理がすでに実行されたか否かを判定する。
【０２３３】
ステップＳ９８において統計演算処理を行うことが可能な所定の回数以上、ドプラサンプルマーカ追従制御理がまだ実行されていないと判定された場合、処理はステップＳ７３に戻り、その後、ステップＳ７３以降の処理が繰り返される。これにより、統計演算処理を行うことが可能な所定の回数まで、ドプラサンプルマーカ追従制御処理を実行することができる。
【０２３４】
ステップＳ９８において統計演算処理を行うことが可能な所定の回数以上、ドプラサンプルマーカ追従制御理がすでに実行されたと判定された場合、ドプラサンプルマーカ追従制御部４５は、超音波診断装置１の各部を制御し、統計演算処理を実行させる。
【０２３５】
ステップＳ９９において、超音波診断装置１は、ドプラサンプルマーカ追従制御部４５の制御に従い、統計演算処理を実行する。この統計演算処理の詳細は、図２２のフローチャートに示されている。
【０２３６】
図２２のフローチャートを参照して、図１９の超音波診断装置１における統計演算処理について説明する。
【０２３７】
ステップＳ１１１において、統計演算部５９は、ドプラサンプルマーカ追従制御部４５の制御に従い、主記憶部４１に記憶されている複数のドプラサンプルマーカ位置設定データを読み出し、読み出された複数のドプラサンプルマーカ位置設定データに基づいて統計演算処理を施し、複数のドプラサンプルマーカ位置の平均位置（空間的に平均となる位置）と標準偏差などを演算する。
【０２３８】
統計演算部５９は、統計演算処理を施した結果、複数のドプラサンプルマーカ位置の平均位置に関するデータである平均位置データをドプラサンプルマーカ位置設定部５３に供給するとともに、複数のドプラサンプルマーカ位置の標準偏差に関するデータである標準偏差データをドプラサンプルマーカ幅設定部６０に供給する。
【０２３９】
ステップＳ１１２において、ドプラサンプルマーカ位置設定部５３は、統計演算部５９から供給された平均位置データを取得し、取得された平均位置データに基づいて、演算された平均位置にドプラサンプルマーカ位置を設定し、設定されたドプラサンプルマーカ位置に関するデータであるドプラサンプルマーカ位置設定データをスペクトラムドプラモード処理部３４とドプラサンプルマーカ生成部５４に供給する。
【０２４０】
ステップＳ１１３において、ドプラサンプルマーカ幅設定部６０は、統計演算部５９から供給された標準偏差データを取得し、取得された標準偏差データに基づいてドプラサンプルマーカの幅を設定する。すなわち、図１８［Ｂ］に示されるように、取得された標準偏差に基づいて血管ＢＬが幅Ｑの範囲内でしか移動しないと判定された場合、ドプラサンプルマーカの幅を例えば幅Ｒに設定する。
【０２４１】
ドプラサンプルマーカ幅設定部６０は、設定されたドプラサンプルマーカの幅に関するデータであるドプラサンプルマーカ幅設定データをドプラサンプルマーカ生成部５４に供給する。
【０２４２】
ステップＳ１１４において、ドプラサンプルマーカ生成部５４は、ドプラサンプルマーカ位置設定部５３から供給されたドプラサンプルマーカ位置設定データを取得するとともに、ドプラサンプルマーカ幅設定部６０から供給されたドプラサンプルマーカ幅設定データを取得し、取得されたドプラサンプルマーカ位置設定データとドプラサンプルマーカ幅設定データに基づいて、新たなドプラサンプルマーカを生成し、生成された新たなドプラサンプルマーカ生成データをＤＳＣ２８を介して表示部１４に供給する。
【０２４３】
ステップＳ１１５において、表示部１４は、生成された新たなドプラサンプルマーカ生成データに基づいて、新たに生成されたドプラサンプルマーカを、すでに表示されている２次元のＢモード画像データに基づくＢモード画像と３次元のカラードプラモード画像データに基づく３次元のカラードプラモード画像に重畳して表示する。
【０２４４】
その後、処理は図２１のステップＳ９１に進み、ステップＳ９１以降の処理が繰り返される。
【０２４５】
これにより、統計演算処理が実行されると、表示されるドプラサンプルマーカの位置は平均位置に固定されるとともに、ドプラサンプルマーカの幅は設定された所定の幅に固定され、また、スペクトラムドプラモード処理部３４においては、平均位置を中心に設定された所定の幅Ｒでドプラ偏移信号に対してＦＦＴ分析などが行われ、スペクトラムドプラ画像データが生成される。
【０２４６】
一方、ステップＳ９７において統計演算部５９においてすでに統計演算が施されたと判定された場合、処理はステップＳ９１に進み、その後、ステップＳ９１以降の処理が繰り返される。すなわち、統計演算処理後において固定されたドプラサンプルマーカ位置と幅のままで、Ｂモード画像データ、カラードプラモード画像データ、およびスペクトラムドプラモード画像データなどが繰り返し生成されて表示される。
【０２４７】
本発明の第２の実施形態においては、繰り返し実行されるドプラサンプルマーカ追従制御処理により得られる複数のドプラサンプルマーカ位置設定データに基づいて、統計演算処理を実行するようにしたので、ドプラサンプルマーカの位置と幅を最適化することができる。これにより、オペレータが観察を所望する血管をより観察がしやすくすることができる。従って、超音波診断装置１を用いた心臓の冠状動脈診断における信頼性や安定性を向上させることができる。
【０２４８】
なお、本発明の第２の実施形態においては、統計演算処理の結果に基づいてドプラサンプルマーカの位置や幅を固定するようにしたが、このような場合に限られず、統計演算処理の結果を用いてドプラサンプルマーカ追従制御処理における種々の処理に利用することができる。
【０２４９】
例えば、統計演算処理の結果に基づいて、血管の移動が激しい所定の時相においてのみ、ドプラサンプルマーカ追従制御処理を実行し、血管の移動が緩やかな所定の時相においてはドプラサンプルマーカ追従制御処理を実行しないようにしてもよい。これにより、ドプラサンプルマーカ追従制御処理の処理効率を向上させることができる。
【０２５０】
また、統計演算処理を実行した後にもドプラサンプルマーカ位置設定処理などを並行して行い、最初の統計演算処理の実行した後、所定の回数ごとに繰り返して統計演算処理を実行し、その都度得られた統計演算結果に基づいてドプラサンプルマーカの位置や幅を設定するようにしてもよい。これにより、ドプラサンプルマーカ追従制御処理を実行すればするほど、ドプラサンプルマーカ追従制御処理の精度を向上させることができる。
【０２５１】
さらに、統計演算部５９における統計演算処理の結果に基づいて、ドプラサンプルマーカの幅を設定するだけでなく、例えば、ドプラサンプルマーカの位置に設定される平均位置において好適な送受信条件（例えば、送信パルス波長、送信開口、送信焦点、送信周波数、受信フィルタ帯域、受信中心周波数など）などの超音波診断装置１における種々の制御情報を変更するようにしてもよい。
【０２５２】
なお、本発明の第１および第２の実施形態においては、３次元の領域にわたり、複数のカラードプラモード画像データを収集し、変換後のボリュームデータを用いてドプラサンプルマーカ追従制御処理を行うようにしたが、このような場合に限られず、図２３に示されるように、例えば離散的に超音波ビームを送受信する多断面走査を用いてドプラサンプルマーカ追従制御処理を行うようにしてもよい。
【０２５３】
また、本発明の第１および第２の実施形態においては、血流表面により形成される血流空間内の重心位置を算出するようにしているが、このような場合に限られず、抽出された血流空間内のいずれかの位置を算出することができさえすればよい。例えば、重心以外の、数学上「○○心」などのように呼ばれる位置を算出するようにしてもよい。
【０２５４】
さらに、本発明の第１および第２の実施形態においては、血流速度のボリュームデータを用いてドプラサンプルマーカ追従制御処理を実行するようにしているが、このような場合に限られず、例えば血流情報に関するボリュームデータのうち、パワー（信号強度）のボリュームデータを用いてドプラサンプルマーカ追従制御処理を実行するようにしてもよい。
【０２５５】
なお、本発明の第１および第２の実施形態においては、オペレータが心臓の冠状動脈を診断する場合に適用するようにしているが、このような場合に限られず、被検体のあらゆる部位の血管を診断する場合にも適用することができる。
【０２５６】
なお、本発明の第１および第２の実施形態において説明した一連の処理は、ソフトウェアにより実行させることもできるが、ハードウェアにより実行させることもできる。
【０２５７】
また、本発明の第１および第２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】
【０２５８】
【図１】本発明を適用した超音波診断装置の内部の構成を示すブロック図。
【図２】図１の超音波診断装置が実行可能な機能の第１実施形態における構成を示すブロック図。
【図３】図２の超音波診断装置におけるドプラサンプルマーカ追従制御処理について説明するフローチャート。
【図４】図２の超音波診断装置におけるドプラサンプルマーカ追従制御処理について説明するフローチャート。
【図５】［Ａ］および［Ｂ］はドプラサンプルマーカの追従を所望する３次元的な追従制御関心領域に関するデータの入力方法を説明する説明図。
【図６】図４のステップＳ１５におけるドプラサンプルマーカ位置設定処理の詳細について説明するフローチャート。
【図７】図２の多値化部における多値化方法について説明する説明図。
【図８】図２の多値化部における多値化方法について説明する説明図。
【図９】図２の表面抽出部における表面抽出方法について説明する説明図。
【図１０】図２の表面抽出部における表面抽出方法について説明する説明図。
【図１１】図６のステップＳ４３における表面抽出処理で抽出される血流空間の例を示す図。
【図１２】図１の表示部に表示されるドプラサンプルマーカの表示例を示す図。
【図１３】図１の表示部に表示されるドプラサンプルマーカの移動方法を説明する説明図。
【図１４】図２のドプラ角度補正係数算出部におけるドプラ角度補正係数算出方法について説明する説明図。
【図１５】図１の表示部に表示される追従制御関心領域内に複数の血管が存在する場合について説明する説明図。
【図１６】［Ａ］および［Ｂ］はドプラサンプルマーカ移動範囲に関するデータの入力方法を説明する説明図。
【図１７】心臓の拍動に合わせて変化する冠状動脈の移動速度について説明する説明図。
【図１８】ドプラサンプルマーカ幅の設定方法について説明する説明図。
【図１９】図１の超音波診断装置が実行可能な機能の第２実施形態における構成を示すブロック図。
【図２０】図１９の超音波診断装置におけるドプラサンプルマーカ追従制御処理について説明するフローチャート。
【図２１】図１９の超音波診断装置におけるドプラサンプルマーカ追従制御処理について説明するフローチャート。
【図２２】図２１のステップＳ９９の統計演算処理の詳細について説明するフローチャート。
【図２３】超音波の多断面走査方法について説明する説明図。
【符号の説明】
【０２５９】
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…ＨＤＤ、２６…ＥＣＧ信号検出部、２７…スペクトラムドプラ描画処理部、２８…ＤＳＣ、２９…ＣＰＵ、３０…ＲＯＭ、３１…ＲＡＭ、３２…画像メモリ、３３…Ｂモード処理部、３４…スペクトラムドプラモード処理部、３５…カラードプラモード処理部、４１…主記憶部、４２…データ取得部、４３…追従制御関心領域設定部、４４…ＥＣＧ信号取得部、４５…ドプラサンプルマーカ追従制御部、４７…画像再構成部、４８…多値化部、４９…補助記憶部、５０…表面抽出部、５１…重み付け部、５２…重心位置算出部、５３…ドプラサンプルマーカ位置設定部、５４…ドプラサンプルマーカ生成部、５５…ドプラサンプルマーカ移動制御部、５６…送受信制御部、５７…ドプラ角度補正係数算出部、５８…スケール補正部、５９…統計演算部、６０…ドプラサンプルマーカ幅設定部。
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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