(57)【要約】【課題】血流や組織などの運動状態を反映させた物理量を求める。【解決手段】速度ベクトル演算部１８は、超音波ビームの走査領域内における各点のビーム方向速度成分の値から、心臓内の血流の速度ベクトルを演算する。運動エネルギー演算部３０は、心臓内の血流の速度ベクトルから血流の運動エネルギーを算出する。運動エネルギー演算部３０は、各微小領域ごとに血流の運動エネルギーを算出すると、さらに、複数の微小領域の各々から得られる運動エネルギーに基づいて、血流全体の運動エネルギーと左室から流出する方向へ流れる血流の運動エネルギーとを算出する。心機能評価部３２は、左室内の血流全体の運動エネルギーと左室から流出する方向へ流れる血流の運動エネルギーとに基づいて、左室の収縮機能評価値である左室収縮能を求める。【選択図】図１
2007244835.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波を送受波することにより血流からエコー情報を取得する送受波部と、
取得されたエコー情報に基づいて血流の速度を反映させた速度情報を求める速度情報演算部と、
前記速度情報に基づいて血流の運動状態を反映させた物理量を求める物理量演算部と、
を有する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
請求項１に記載の超音波診断装置において、
前記速度情報演算部は、前記速度情報として、血流の速さと方向を示す速度ベクトルを求める、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項３】
請求項２に記載の超音波診断装置において、
前記速度情報演算部は、血流内の複数の微小領域について各微小領域ごとに速度ベクトルを求める、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項４】
請求項３に記載の超音波診断装置において、
前記物理量演算部は、前記物理量として、各微小領域ごとの速度ベクトルに基づいて各微小領域ごとに血流の運動エネルギーを算出する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項５】
請求項４に記載の超音波診断装置において、
前記物理量演算部は、血流内の複数の微小領域の各々から得られる運動エネルギーに基づいて血流全体の運動エネルギーを算出する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項６】
請求項１に記載の超音波診断装置において、
取得されたエコー情報に基づいて血流を含む超音波画像を形成する画像形成部をさらに有し、
前記物理量演算部によって血流内の複数の微小領域について各微小領域ごとに血流の運動状態を反映させた物理量が求められ、
超音波画像の血流内の各微小領域にその微小領域の物理量に対応した表示処理を施す、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項７】
心臓に対して超音波を送受波することにより心室内の血流からエコー情報を取得する送受波部と、
取得されたエコー情報に基づいて心室内の複数の微小領域について各微小領域ごとに血流の速度ベクトルを求める速度ベクトル演算部と、
各微小領域ごとの速度ベクトルに基づいて各微小領域ごとに血流の運動エネルギーを算出し、複数の微小領域の各々から得られる運動エネルギーに基づいて心室内の血流全体の運動エネルギーを算出する運動エネルギー演算部と、
心室内の血流全体の運動エネルギーに基づいて心室の収縮拡張運動を反映させた心機能情報を求める心機能情報演算部と、
を有する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項８】
請求項７に記載の超音波診断装置において、
前記運動エネルギー演算部は、各微小領域ごとの速度ベクトルに基づいて、心室内の血流全体の運動エネルギーと心室から流出する方向へ流れる血流の運動エネルギーとを算出し、
前記心機能情報演算部は、心室内の血流全体の運動エネルギーと心室から流出する方向へ流れる血流の運動エネルギーとの比較に基づいて、前記心機能情報として心室の収縮機能評価値を求める、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項９】
超音波を送受波することにより対象組織からエコー情報を取得する送受波部と、
取得されたエコー情報に基づいて対象組織の動きを反映させた速度情報を求める速度情報演算部と、
前記速度情報に基づいて対象組織の運動状態を反映させた物理量を求める物理量演算部と、
を有する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１０】
超音波を送受波することにより生体内からエコー情報を取得する送受波部と、
取得されたエコー情報に基づいて生体内の流体の動きを反映させた速度情報を求める速度情報演算部と、
前記速度情報に基づいて生体内の流体の運動状態を反映させた物理量を求める物理量演算部と、
を有する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１１】
請求項３に記載の超音波診断装置において、
前記物理量演算部は、前記物理量として、各微小領域ごとの速度ベクトルに基づいて各微小領域ごとに血流の運動量を算出する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の超音波診断装置において、
前記物理量演算部は、血流内の複数の微小領域の各々から得られる運動量に基づいて血流全体の運動量を算出する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の超音波診断装置において、
前記物理量演算部は、複数の時相に亘って各時相ごとに血流全体の総運動量ベクトルを算出し、
当該超音波診断装置は、各時相ごとに算出される総運動量ベクトルに基づいて総運動量ベクトルの時間変化の様子を視覚的に表現した運動量グラフを形成するグラフ形成部をさらに有する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の超音波診断装置において、
前記グラフ形成部は、各時相ごとに算出される総運動量ベクトルの始点を複数の時相に亘って重ね合わせることにより運動量グラフを形成する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の超音波診断装置において、
前記グラフ形成部は、複数の時相に亘って重ね合わせた総運動量ベクトルの終点の軌跡を表示した運動量グラフを形成する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波診断装置に関し、特に、血流や組織の速度情報を求める超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
血流や組織などに対して超音波を送受波してエコー情報を取得し、そのエコー情報から血流などの速度情報を取得する超音波診断装置が知られている。例えば、ドプラ法を利用して超音波ビーム方向の速度成分を求める技術がよく知られている。
【０００３】
また、特許文献１には、ドプラ法などによって得られる超音波ビーム方向の速度成分に基づいて、血流などの流れの情報を求める技術が開示されている。特許文献１に記載の技術を利用することにより、二次元的に血流などの速度情報を捉えることが可能になる。つまり、二次元領域内において、血流などの流れの情報として得られる流線から、血流などの速度ベクトルを求めることができる（特許文献１第７図参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１１０９３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように、血流などの速度情報を求める技術が従来から知られていた。本願の発明者らは、速度情報を利用して血流などの運動状態を観察する技術について研究を重ねてきた。
【０００６】
本発明は、このような背景において成されたものであり、その目的は、血流や組織などの運動状態を反映させた物理量を求める超音波診断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の好適な態様である超音波診断装置は、超音波を送受波することにより血流からエコー情報を取得する送受波部と、取得されたエコー情報に基づいて血流の速度を反映させた速度情報を求める速度情報演算部と、前記速度情報に基づいて血流の運動状態を反映させた物理量を求める物理量演算部と、を有することを特徴とする。
【０００８】
望ましい態様において、前記速度情報演算部は、前記速度情報として、血流の速さと方向を示す速度ベクトルを求めることを特徴とする。望ましい態様において、前記速度情報演算部は、血流内の複数の微小領域について各微小領域ごとに速度ベクトルを求めることを特徴とする。
【０００９】
望ましい態様において、前記物理量演算部は、前記物理量として、各微小領域ごとの速度ベクトルに基づいて各微小領域ごとに血流の運動エネルギーを算出することを特徴とする。望ましい態様において、前記物理量演算部は、血流内の複数の微小領域の各々から得られる運動エネルギーに基づいて血流全体の運動エネルギーを算出することを特徴とする。
【００１０】
望ましい態様において、本発明の好適な態様である超音波診断装置は、取得されたエコー情報に基づいて血流を含む超音波画像を形成する画像形成部をさらに有し、前記物理量演算部によって血流内の複数の微小領域について各微小領域ごとに血流の運動状態を反映させた物理量が求められ、超音波画像の血流内の各微小領域にその微小領域の物理量に対応した表示処理を施す、ことを特徴とする。
【００１１】
また上記目的を達成するために、本発明の好適な態様である超音波診断装置は、心臓に対して超音波を送受波することにより心室内の血流からエコー情報を取得する送受波部と、取得されたエコー情報に基づいて心室内の複数の微小領域について各微小領域ごとに血流の速度ベクトルを求める速度ベクトル演算部と、各微小領域ごとの速度ベクトルに基づいて各微小領域ごとに血流の運動エネルギーを算出し、複数の微小領域の各々から得られる運動エネルギーに基づいて心室内の血流全体の運動エネルギーを算出する運動エネルギー演算部と、心室内の血流全体の運動エネルギーに基づいて心室の収縮拡張運動を反映させた心機能情報を求める心機能情報演算部と、を有することを特徴とする。
【００１２】
望ましい態様において、前記運動エネルギー演算部は、各微小領域ごとの速度ベクトルに基づいて、心室内の血流全体の運動エネルギーと心室から流出する方向へ流れる血流の運動エネルギーとを算出し、前記心機能情報演算部は、心室内の血流全体の運動エネルギーと心室から流出する方向へ流れる血流の運動エネルギーとの比較に基づいて、前記心機能情報として心室の収縮機能評価値を求める、ことを特徴とする。
【００１３】
また上記目的を達成するために、本発明の好適な態様である超音波診断装置は、超音波を送受波することにより対象組織からエコー情報を取得する送受波部と、取得されたエコー情報に基づいて対象組織の動きを反映させた速度情報を求める速度情報演算部と、前記速度情報に基づいて対象組織の運動状態を反映させた物理量を求める物理量演算部と、を有することを特徴とする。
【００１４】
また上記目的を達成するために、本発明の好適な態様である超音波診断装置は、超音波を送受波することにより生体内からエコー情報を取得する送受波部と、取得されたエコー情報に基づいて生体内の流体の動きを反映させた速度情報を求める速度情報演算部と、前記速度情報に基づいて生体内の流体の運動状態を反映させた物理量を求める物理量演算部と、を有することを特徴とする。上記構成により、例えば、体液が充満した臓器（尿が溜まった膀胱など）からエコー情報を取得して、臓器内の運動状態を反映させた物理量を得ることが可能になる。
【００１５】
また上記目的を達成するために、本発明の好適な態様である超音波診断装置は、超音波を送受波することにより血流からエコー情報を取得する送受波部と、取得されたエコー情報に基づいて血流の速度を反映させた速度情報を求める速度情報演算部と、前記速度情報に基づいて血流の運動状態を反映させた物理量を求める物理量演算部と、を有し、前記速度情報演算部は、血流内の複数の微小領域について各微小領域ごとに速度ベクトルを求め、前記物理量演算部は、前記物理量として、各微小領域ごとの速度ベクトルに基づいて各微小領域ごとに血流の運動量を算出することを特徴とする。
【００１６】
望ましい態様において、前記物理量演算部は、血流内の複数の微小領域の各々から得られる運動量に基づいて血流全体の運動量を算出することを特徴とする。望ましい態様において、前記物理量演算部は、複数の時相に亘って各時相ごとに血流全体の総運動量ベクトルを算出し、当該超音波診断装置は、各時相ごとに算出される総運動量ベクトルに基づいて総運動量ベクトルの時間変化の様子を視覚的に表現した運動量グラフを形成するグラフ形成部をさらに有することを特徴とする。望ましい態様において、前記グラフ形成部は、各時相ごとに算出される総運動量ベクトルの始点を複数の時相に亘って重ね合わせることにより運動量グラフを形成することを特徴とする。望ましい態様において、前記グラフ形成部は、複数の時相に亘って重ね合わせた総運動量ベクトルの終点の軌跡を表示した運動量グラフを形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明により、血流や組織などの運動状態を反映させた物理量を求めることができる。本発明の好適な態様によれば、例えば、各微小領域ごとに血流の運動エネルギーを求めることや血流全体の運動エネルギーを算出することができる。また、本発明の好適な態様によれば、例えば、心室内の血流全体の運動エネルギーに基づいて心室の収縮拡張運動を反映させた心機能情報を求めることができる。また、本発明の好適な態様によれば、例えば、各微小領域ごとに血流の運動量を求めることや血流全体の運動量を算出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１には、本発明に係る超音波診断装置の好適な実施形態が示されており、図１はその全体構成を示すブロック図である。本発明の超音波診断装置は、血流や組織などの運動状態を反映させた物理量を求めることができる装置である。そこで、図１に示す実施形態では、対象組織の一例として心臓を挙げ、心臓内の血流から物理量を求める例を説明する。
【００１９】
プローブ１０は、対象組織である心臓を含む空間内に超音波を送受波する超音波探触子である。プローブ１０は、図示しない複数の振動素子を備えており、複数の振動素子が電子走査制御され、対象組織を含む空間内で超音波ビームが走査される。プローブ１０は、例えば、ユーザ（検査者）に把持されて被検者の体表面上に当接して用いられる。プローブ１０は、被検者の体腔内に挿入して用いられるものであってもよい。
【００２０】
送受信部１２は、送信ビームフォーマーおよび受信ビームフォーマーとして機能する。つまり、送受信部１２は、プローブ１０が備える複数の振動素子の各々に対して送信信号を供給することによって超音波ビームを形成する一方、複数の振動素子の各々から受信信号を取得し、得られた複数の受信信号に対して整相加算処理などを実行する。これにより各超音波ビームごとにエコー信号が形成され、送受信部１２から出力される。
【００２１】
なお、送受信部１２は、送受信制御部１４によって制御されて超音波ビームを走査し、走査面内の全域からエコー信号を取得する。
【００２２】
断層画像形成部１６は、送受信部１２から供給されるエコー信号に基づいて、対象組織である心臓の断層画像を形成する。つまり、断層画像形成部１６は、周知のＢモード画像の画像形成処理を実行して、各フレームごとに心臓の断層画像（Ｂモード画像）を形成する。なお、断層画像形成部１６は、送受信部１２から供給されるエコー信号に基づいて、カラードプラ画像の画像データを形成してもよい。カラードプラ画像の形成には、周知の技術が利用される。つまり、エコー信号から心臓内の各点における血流の超音波ビーム方向の速度成分が抽出され、心臓の断層画像上の各部に、その速度成分に応じた色が施されてカラードプラ画像が形成される。
【００２３】
速度ベクトル演算部１８は、超音波ビームの走査領域内における各点のビーム方向速度成分の値から、心臓内の血流の２次元速度ベクトルを演算する。２次元速度ベクトルの演算には、例えば、特許文献１（特開２００５−１１０９３９号公報）に記載された手法が利用される。この文献に記載された演算の概要は次のとおりである。
【００２４】
まず、各点のビーム方向速度成分をビームに直交する経路に沿って積分することで血流の流量関数を計算する。そして、その経路に沿ってビーム方向速度成分の正の値のみの積分値と負の値のみの積分値とを求め、両者のうちの小さい方を渦流の流量とみなし、両者のうちの大きい方に対する渦流の流量の割合から、渦流のビーム方向の速度成分を求める。この成分の値から渦流の流れ関数が計算でき、さらに、その流れ関数からビームに直交する方向の渦流の速度成分が計算できる。また、流れ関数を流量関数から引くことにより基本流量関数が求められる。こうして、基本流量関数から血流の基本流の各方向の速度成分が求められ、２次元速度ベクトルが求められる。
【００２５】
なお、速度ベクトルの演算として、特許文献１に記載の手法に換えて、複数の超音波ビームにより複数方向の速度成分を求める手法を利用してもよい。つまり、例えば、走査領域内における各点ごとに、互いに異なる方向から２本の超音波ビームを形成し、２本の超音波ビームの各々の速度成分から、各点の２次元速度ベクトルを求めてもよい。
【００２６】
運動エネルギー演算部３０は、心臓内の血流の速度ベクトルから血流の運動エネルギーを算出する。流体の運動エネルギーは、流体の速度をｕとすると単位体積当たりで、（１／２）ρｕ2で表される。ここでρは流体の密度である。そこで、本実施形態の装置では、速度ベクトル演算部１８において、心臓の心室内、例えば左室内の複数の微小領域について各微小領域ごとに血流の速度ベクトルを求め、その微小領域ごとに、運動エネルギー演算部３０において運動エネルギーを算出する。
【００２７】
つまり、図２に示すように、例えば左室内を複数の微小領域に区分けする。複数の微小領域は、互いに同じ大きさでありその面積（または体積）をｓとする。そして、各微小領域ごとに求められる速度ベクトルの大きさをｕiとし、血流（血液）の密度ρから、各微小領域の運動エネルギーＥi＝（１／２）ρｕi2ｓを求める。なお、血液の密度ρは、例えばρ＝１０５０ｋｇ／ｍ3とする。
【００２８】
図１に戻り、運動エネルギー演算部３０は、各微小領域ごとに血流の運動エネルギーを算出すると、さらに、複数の微小領域の各々から得られる運動エネルギーに基づいて心室内の血流全体の運動エネルギーを算出する。つまり、例えば左室内の全ての微小領域の運動エネルギーを加算して左室内の血流全体の運動エネルギーを算出する。また、運動エネルギー演算部３０は、各微小領域ごとの速度ベクトルに基づいて、左室から流出する方向へ流れる血流の運動エネルギーを算出する。これらの算出については後に詳述する。
【００２９】
左室流出路設定部２６は、左室から流出する方向へ流れる血流の運動エネルギーを求める際の基準線となる左室流出路を設定する。左室流出路設定部２６は、マウスやキーボードやトラックボールなどの入力デバイス２４を介したユーザ操作に応じて左室流出路を設定する。また、生体信号計測器２８は、生体から心電信号を取得する。
【００３０】
表示画像形成部２０は、断層画像形成部１６で形成される断層画像などに基づいて表示画像を形成する。また、形成された表示画像は表示部２２に表示される。
【００３１】
図３は、本実施形態の超音波診断装置によって表示される画像の一例を示す図である。以下に図３の表示画像４０について説明するが、以下の説明において図１に示した部分については図１の符号を利用する。
【００３２】
表示画像４０は、表示画像形成部２０において形成される。つまり、表示画像形成部２０は、断層画像形成部１６において形成される心臓左室のＢモード断層画像４２や心電信号に基づいて形成される心電波形４６を含んだ表示画像４０を形成する。なお、心電信号は、生体信号計測器２８から運動エネルギー演算部３０を介して供給される。
【００３３】
さらに、表示画像形成部２０は、Ｂモード断層画像４２内に、運動エネルギー表示４４を施す。運動エネルギー表示４４は、各微小領域にその微小領域の運動エネルギーの大きさに応じた表示処理を施したものである。つまり、運動エネルギー演算部３０において各微小領域の運動エネルギーが演算され、表示画像形成部２０によって、Ｂモード断層画像４２内の各微小領域の位置に、その微小領域の運動エネルギーの大きさに応じた表示処理が施される。
【００３４】
運動エネルギー表示４４の一例はカラー表示である。つまり、各微小領域の位置にその微小領域の運動エネルギーの大きさに応じた色を対応させる。これにより、例えば、色相や輝度の相違によって、運動エネルギー表示４４から、各微小領域の運動エネルギーの大きさを読み取ることが可能になる。なお、カラー表示に換えて、例えば、輝度の相違のみによって運動エネルギーの大きさを表現するようにしてもよい。
【００３５】
さらに、表示画像形成部２０は、線分ＡＡ´で示される左室流出路を表示する。ユーザは、表示画像４０を確認しながら、入力デバイス２４を利用して、左室の出口の近傍に左室流出路を設定する。例えば、Ｂモード断層画像４２内に二つの点Ａと点Ａ´を設定することにより、その二点を結ぶ線分として、左室流出路設定部２６によって左室流出路が設定される。
【００３６】
ちなみに、表示画像形成部２０は、速度ベクトル演算部１８によって求められた速度ベクトルに基づいて、血流の速度ベクトル画像を形成してもよい。速度ベクトル画像としては、例えば、Ｂモード断層画像４２上に各微小領域の速度ベクトルを矢印で表現した画像が形成される。つまり、血流の各点における速度が矢印で表現された画像を形成してもよい。
【００３７】
図１に戻り、心機能評価部３２は、運動エネルギー演算部３０で得られる運動エネルギーに基づいて、左室の収縮拡張運動を反映させた心機能情報を求める。前述したように、運動エネルギー演算部３０は、左室内の全ての微小領域の運動エネルギーを加算して左室内の血流全体の運動エネルギーを算出する。
【００３８】
さらに運動エネルギー演算部３０は、左室から流出する方向へ流れる血流の運動エネルギーを算出する。その際、運動エネルギー演算部３０は、左室内の各計測点から左室流出路である線分ＡＡ´（図３参照）へ向かうベクトルを、左室から流出する方向へ流れる血流とする。そして、左室から流出する方向へ流れる全ての血流の運動エネルギーを加算して運動エネルギーを算出する。
【００３９】
心機能評価部３２は、運動エネルギー演算部３０で算出される左室内の血流全体の運動エネルギーと左室から流出する方向へ流れる血流の運動エネルギーとに基づいて、左室の収縮機能評価値である左室収縮能を求める。
【００４０】
図４は、左室収縮能を求める手順を説明するためのフローチャートである。以下、図４のフローチャートを利用して、本実施形態の超音波診断装置によって左室収縮能を求める手順を説明する。なお、以下の説明において、図１に示した部分については図１の符号を利用する。
【００４１】
超音波が送受波されて左室内からエコー信号が取得されると、速度ベクトル演算部１８によって、左室内の各微小領域ごとに血流の速度ベクトルが求められる（Ｓ４０１）。そして、以下に説明するように、求められた速度ベクトルに基づいて、左室流出路に向かう血流の総運動エネルギーの算出と、左室内の血流の総運動エネルギーの算出が並行して行われる。
【００４２】
まず、左室流出路に向かう血流の総運動エネルギーの算出手順について説明する。左室流出路設定部２６によって左室流出路である線分ＡＡ´が設定されると（Ｓ４０２）、運動エネルギー演算部３０は、左室内の各計測点から線分ＡＡ´へ向かうベクトルを、左室から流出する方向へ流れる血流とする（Ｓ４０３）。
【００４３】
そして、左室から流出する方向へ流れる全ての血流の運動エネルギーを加算して総運動エネルギーを算出する（Ｓ４０４）。なお、Ｓ４０４における総運動エネルギーの算出は、各フレームごとに実行され、その結果、時間の経過に伴って複数のフレームについて、各フレームごとに総運動エネルギーが算出される。
【００４４】
さらに、運動エネルギー演算部３０は、左室の収縮期間内における複数のフレームの総運動エネルギーを加算して総和を求める（Ｓ４０５）。つまり、例えば、生体信号計測器２８から得られる心電波形を利用し、心電波形に含まれるＲ波やＴ波といった特徴波を検出し、Ｒ波からＴ波の終わりまでを収縮期間とする。そして収縮期間内の全てのフレームの総運動エネルギーを加算することにより総和が求められる。
【００４５】
次に、左室内の血流の総運動エネルギーの算出手順について説明する。運動エネルギー演算部３０は、左室内の全ての微小領域の運動エネルギーを加算して左室内の血流全体の総運動エネルギーを算出する（Ｓ４０６）。Ｓ４０６における総運動エネルギーの算出は、各フレームごとに実行され、その結果、時間の経過に伴って複数のフレームについて、各フレームごとに総運動エネルギーが算出される。そして、運動エネルギー演算部３０は、左室の収縮期間内における複数のフレームの総運動エネルギーを加算して総和を求める（Ｓ４０７）。つまり、Ｓ４０５における総和と同様に、例えば、心電波形に含まれるＲ波やＴ波から収縮期間を検出し、その収縮期間内の全てのフレームの総運動エネルギーを加算することにより総和が求められる。
【００４６】
こうして、収縮期間内の総和として、左室流出路に向かう血流の総運動エネルギーと左室内の血流の総運動エネルギーが算出される。そして、心機能評価部３２において、左室収縮能＝（左室流出路に向かう血流の総運動エネルギー）／（左室内の血流の総運動エネルギー）が求められる（Ｓ４０８）。左室収縮能は、左室の収縮機能を反映させた収縮機能評価値であり、例えば、心臓の駆出能を評価する指標値となる。
【００４７】
次に、本発明に係る超音波診断装置の別の実施形態について説明する。
【００４８】
図５には、本発明に係る超音波診断装置の別の好適な実施形態が示されており、図５はその全体構成を示すブロック図である。図１に示した装置と同様に、図５に示す装置は、血流や組織などの運動状態を反映させた物理量を求めることができる装置である。そこで、図１との相違点を中心に、図５に示す装置について、心臓内の血流から物理量を求める例を説明する。なお、図５において、図１の装置と同じ構成部分については図１の符号と同じ符号を利用する。
【００４９】
プローブ１０は、対象組織である心臓を含む空間内に超音波を送受波する超音波探触子である。プローブ１０は、図示しない複数の振動素子を備えており、複数の振動素子が電子走査制御され、対象組織を含む空間内で超音波ビームが走査される。送受信部１２は、送信ビームフォーマーおよび受信ビームフォーマーとして機能する。送受信部１２は、送受信制御部１４によって制御されて超音波ビームを走査し、走査面内の全域からエコー信号を取得する。
【００５０】
断層画像形成部１６は、送受信部１２から供給されるエコー信号に基づいて、対象組織である心臓の断層画像を形成する。なお、断層画像形成部１６は、送受信部１２から供給されるエコー信号に基づいて、カラードプラ画像の画像データを形成してもよい。
【００５１】
速度ベクトル演算部１８は、超音波ビームの走査領域内における各点のビーム方向速度成分の値から、心臓内の血流の２次元速度ベクトルを演算する。２次元速度ベクトルの演算には、例えば、特許文献１（特開２００５−１１０９３９号公報）に記載された手法が利用される。この文献に記載された演算の概要は先に説明したとおりである。なお、速度ベクトルの演算として、特許文献１に記載の手法に換えて、複数の超音波ビームにより複数方向の速度成分を求める手法を利用してもよい。
【００５２】
運動量演算部３１は、心臓内の血流の速度ベクトルから血流の運動量を算出する。流体の密度をρとすると、単位体積当たりの流体の運動量はベクトル量として次のように算出される。
【数１】
2007244835.tif 000003
そこで、本実施形態の装置では、速度ベクトル演算部１８において、心臓の心室内、例えば左室内の複数の微小領域について各微小領域ごとに血流の速度ベクトルを求め（図２参照）、その微小領域ごとに、運動量演算部３１が数１式から運動量を算出する。
【００５３】
さらに、運動量演算部３１は、各微小領域ごとに求められた運動量ベクトルから左室内全域の総運動量ベクトルを算出する。総運動量ベクトルは、各微小領域の体積などから次のように算出される。
【数２】
2007244835.tif 000004
なお、各微小領域の厚さが一定であるとすると、数２式が次のように変形される。
【数３】
2007244835.tif 000005
さらに、血流の密度ρが一定（例えばρ＝１０５０ｋｇ／ｍ3）であるとすると、数３式が次のように変形される。
【数４】
2007244835.tif 000006
そして、各微小領域の断面積が一定値Δｓであるとすると、数４式が次のように変形される。
【数５】
2007244835.tif 000007
【００５４】
運動量演算部３１は、数５式に基づいて、血流の速度ベクトルから総運動量ベクトルを算出する。なお、総運動量ベクトルは、数２式から求められてもよい。また、運動量演算部３１は、複数の時相に亘って各時相ごとに総運動量ベクトルを算出する。
【００５５】
表示画像形成部２０は、断層画像形成部１６で形成される断層画像、速度ベクトル演算部１８で求められる各微小領域の速度ベクトル、運動量演算部３１で求められる総運動量ベクトルなどに基づいて表示画像を形成する。また、形成された表示画像は表示部２２に表示される。
【００５６】
図６は、本実施形態の超音波診断装置によって表示される画像の一例を示す図である。以下、図５に示した部分については図５の符号を利用して、図６の表示態様を説明する。
【００５７】
表示画像形成部２０は、断層画像形成部１６において形成される心臓左室のＢモード断層画像４２や心電信号に基づいて形成される心電波形４６を含んだ表示画像を形成する。なお、心電信号は、生体信号計測器２８から運動量演算部３１を介して供給される。
【００５８】
そして、表示画像形成部２０は、Ｂモード断層画像４２内に、速度ベクトル表示４５を施す。速度ベクトル表示４５は、Ｂモード断層画像４２内の各微小領域の位置に、その微小領域の速度ベクトルに対応した矢印を挿入したものである。速度ベクトル表示４５により、血流の流れが視覚的に容易に把握できるようになる。
【００５９】
さらに、表示画像形成部２０は、総運動量ベクトルの時間変化の様子を視覚的に表現した運動量グラフ５０を形成する。運動量グラフ５０は、横軸を方位方向として縦軸を距離方向としたグラフである。表示画像形成部２０は、運動量演算部３１において各時相ごとに算出される総運動量ベクトルの始点をグラフの原点にとり、複数の時相に亘って各時相の運動量ベクトルをグラフに重ねていく。そして、複数の時相に亘って重ね合わせた総運動量ベクトルの終点の軌跡５２を表示することによって運動量グラフ５０が形成される。
【００６０】
また、運動量グラフ５０内には、複数の時相のうちの特徴的な時相として、左室収縮期や等容収縮期や左室拡張期のグラフ内の表示位置が示されている。これらの時相は、例えば、心電波形４６から確認される。なお、軌跡５２のうちの収縮期部分を赤色で表現して拡張期部分を青色で表現するなど、軌跡５２の色によって時相の相違を表現してもよい。また、軌跡５２のうちの最新の時相部分の輝度を上げて古い時相部分の輝度を徐々に下げるなどの表示態様でもよい。
【００６１】
このように、運動量グラフ５０には、複数の時相に亘って総運動量ベクトルの終点の軌跡５２が表示されるため、例えば、心臓内の血流全体の流れの特徴を視覚的に容易に認識することが可能になる。また、速度ベクトル表示４５を併用すれば、心臓内の各微小領域ごとの微視的な流れの特徴を確認しながら、運動量グラフ５０によって血流全体の特徴を確認することができる。
【００６２】
なお、図６に示した運動量グラフ５０は、総運動量ベクトルの時間変化の様子を示す表示態様の一例であり、例えば、各時相ごとに得られる総運動量ベクトルを矢印で表示し、各時相ごとに得られる矢印の原点（ベクトルの始点）を複数の時相に亘って重ね合わせて、複数の矢印をそのまま表現した表示態様を採用してもよい。
【００６３】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、上述した実施形態は、あらゆる点で単なる例示にすぎず、本発明の範囲を限定するものではない。例えば、上述した実施形態では速度ベクトルの大きさから運動エネルギーや運動量を算出しているが、他の物理量を算出してもよい。また、上述した実施形態では心臓内の血流から物理量を求める例を示したが、血流に換えて、例えば、心筋の速度ベクトルから心筋の運動状態を反映させた物理量を求めてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明に係る超音波診断装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】微小領域と速度ベクトルを説明するための図である。
【図３】本実施形態の装置によって表示される画像の一例を示す図である。
【図４】左室収縮能を求める手順を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明に係る別の超音波診断装置の全体構成を示すブロック図である。
【図６】本実施形態の装置によって表示される画像の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００６５】
１８  速度ベクトル演算部、２６  左室流出路設定部、３０  運動エネルギー演算部、３１  運動量演算部、３２  心機能評価部。
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図３】
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