(57)【要約】      （修正有）【課題】血管や血流に関する正確な情報を容易に取得、表示できる音響波診断装置を得る。【解決手段】Ｂモードによる被検体の音響波画像を表示する機能および、Ｄモードによる血流速度表示機能を備えた音響波診断装置において、被検体の光音響画像を示す光音響データを取得する光音響画像化手段（レーザ光源２３、超音波深触子１０、受信回路１３等から構成される）を設ける。その上で、Ｄモード下で血流速度に関する情報を取得するためのパラメータを、光音響画像化手段により得られた血管部分に関する光音響データに基づいて決定する手段（例えばＤモード信号生成部３２）を設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｂモードによる被検体の音響波画像を表示する機能および、Ｄモードによる血流速度表示機能を備えた音響波診断装置において、
被検体の光音響画像を示す光音響データを取得する光音響画像化手段と、
Ｄモード下で血流速度に関する情報を取得するためのパラメータを、前記光音響画像化手段により得られた血管部分に関する光音響データに基づいて決定する手段とが設けられたことを特徴とする音響波診断装置。
【請求項２】
前記パラメータを決定する手段が、サンプルゲート位置、サンプルゲート幅、ビームステアリング方位およびアングル補正線のうちの少なくとも１つを前記光音響データに基づいて決定するものであることを特徴とする請求項１記載の音響波診断装置。
【請求項３】
前記光音響データを音響波の受信方向に沿ったデータとなるように位相整合させる手段と、位相整合された後の光音響データを検波／Log圧縮する手段とが設けられ、これらの手段を経た後の光音響データが、前記パラメータを決定する手段に入力されることを特徴とする請求項１または２記載の音響波診断装置。
【請求項４】
Ｂモードによる被検体の音響波画像を表示する機能および、ＣＦモードにより血流情報をカラーマッピングして表示する機能を備えた音響波診断装置において、
被検体の光音響画像を示す光音響データを取得する光音響画像化手段と、
ＣＦモード下で行うカラーマッピングの位置を、前記光音響画像化手段により得られた血管部分に関する光音響データに基づいて決定する手段とが設けられたことを特徴とする音響波診断装置。
【請求項５】
前記光音響データを音響波の受信方向に沿ったデータとなるように位相整合させる手段と、位相整合された後の光音響データを検波／Log圧縮する手段とが設けられ、これらの手段を経た後の光音響データが、前記カラーマッピングの位置を決定する手段に入力されることを特徴とする請求項４記載の音響波診断装置。
【請求項６】
前記血管部分に関する光音響データを閾値処理してノイズ成分を除去する手段がさらに設けられたことを特徴とする請求項１から５いずれか１項記載の音響波診断装置。
【請求項７】
Ｂモードによる被検体の音響波画像を表示する機能および、Ｄモードによる血流速度表示機能を備えた音響波診断装置における画像表示方法であって、
被検体の光音響画像を示す光音響データを取得し、
Ｄモード下で血流速度に関する情報を取得するためのパラメータを、血管部分に関する前記光音響データに基づいて決定することを特徴とする画像表示方法。
【請求項８】
前記パラメータが、サンプルゲート位置、サンプルゲート幅、ビームステアリング方位およびアングル補正線のうちの少なくとも１つであることを特徴とする請求項７記載の画像表示方法。
【請求項９】
Ｂモードによる被検体の音響波画像を表示する機能および、ＣＦモードにより血流情報をカラーマッピングして表示する機能を備えた音響波診断装置における画像表示方法であって、
被検体の光音響画像を示す光音響データを取得し、
ＣＦモード下で行うカラーマッピングの位置を、血管部分に関する前記光音響データに基づいて決定することを特徴とする画像表示方法。
【請求項１０】
前記音響波診断装置が、Ｄモードによる血流速度表示機能をさらに備えたものである場合において、
前記Ｄモードを実行するための音響波送信のタイミング、前記光音響データを取得するための光照射のタイミング、前記ＣＦモードを実行するための音響波送信のタイミング、および前記Ｂモードを実行するための音響波送信のタイミングを、この順序で優先度を高く設定することを特徴とする請求項９記載の画像表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は音響波診断装置、特に詳細には、通常のＢモード画像に加えて血管や血流に関する情報も表示可能にした音響波診断装置に関するものである。
【０００２】
また本発明は、その種の音響波診断装置における画像表示方法に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
従来、例えば特許文献１に示されているように、通常のＢ（輝度）モードによる画像表示に加えて、血管や血流に関する情報も表示可能にした超音波診断装置が公知となっている。ここで、Ｂモードとは、超音波エコーの振幅を輝度に変換して２次元断層画像を表示するモードのことである。
【０００４】
血管や血流に関する情報を表示するモードとしては、Ｄ（ドプラ）モードやＣＦ（カラー・フロー）モードが広く知られている。Ｄモードは、超音波エコー源の動きを超音波周波数の変化として検出して、その速度を表示するモードのことである。またＣＦモードは、平均血流速度、フロー変動、フロー信号の強さ、あるいはフローパワー等を種々の色にマッピングしてＢモード画像に重ねて表示するモードである。
【０００５】
他方、例えば特許文献２や非特許文献１に示されているように、光音響効果を利用して生体の内部を画像化する光音響画像化装置が知られている。この光音響画像化装置においては、例えばパルスレーザ光等のパルス光が生体内に照射される。このパルス光の照射を受けた生体内部では、パルス光のエネルギーを吸収した生体組織が熱によって体積膨張し、音響波（音響信号）を発生する。そこで、この音響波を超音波プローブなどで検出し、その検出信号に基づいて生体内部を可視像化することが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２１３５９３号公報
【特許文献２】特開２００５−２１３８０号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】A High-Speed Photoacoustic Tomography System based on a Commercial Ultrasound and a Custom Transducer Array, Xueding Wang, Jonathan Cannata, Derek DeBusschere, Changhong Hu, J. Brian Fowlkes, and Paul Carson, Proc. SPIE Vol. 7564, 756424 (Feb.23, 2010)
【非特許文献２】全偏波保持型高出力ＹｂファイバＭＯＰＡシステムの開発、住村和彦、吉田英次、藤田尚徳、中塚正大、電子情報通信学会論文誌Ｃ  vol.J91-C、No.4、pp.244-250、2008
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記ＤモードやＣＦモードによる情報表示は、前述した通り、従来、特に血管や血流に関する情報を表示するために広く採用されて来た。
【０００９】
しかし一般には、超音波診断画像において臓器部分と血管部分とを識別するのには熟練を要するので、ＤモードやＣＦモードを使いこなすのは難しいとされている。血管部分を識別するには、血流によるドプラ周波数遷移による位相変化量を自己相関処理により求めて、血管に関する情報を取得することもできる。ところが、検出されるドプラ位相変化量は極めて微弱であり、この情報から正確に血管領域を判断するのは困難となっている。
【００１０】
そこで近時、臨床や研究の場では、血管や血流に関する正確な情報を表示可能で、使いやすい超音波診断装置が要望されている。
【００１１】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、血管や血流に関する正確な情報を容易に取得、表示できる超音波診断装置等の音響波診断装置、および音響波診断装置における画像表示方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明による第１の音響波診断装置は、
Ｂモードによる被検体の音響波画像（超音波画像等）を表示する機能および、Ｄモードによる血流速度表示機能を備えた音響波診断装置において、
被検体の光音響画像を示す光音響データを取得する光音響画像化手段と、
Ｄモード下で血流速度に関する情報を取得するためのパラメータを、前記光音響画像化手段により得られた血管部分に関する光音響データに基づいて決定する手段とが設けられたことを特徴とするものである。
【００１３】
なお上記のパラメータを決定する手段は、サンプルゲート位置、サンプルゲート幅、ビームステアリング方位およびアングル補正線のうちの少なくとも１つを光音響データに基づいて決定するものであることが望ましい。
【００１４】
また上記第１の音響波診断装置においては、光音響データを音響波の受信方向に沿ったデータとなるように位相整合させる手段と、位相整合された後の光音響データを検波／Log圧縮する手段とが設けられ、これらの手段を経た後の光音響データが、前記パラメータを決定する手段に入力されるようになっていることが望ましい。
【００１５】
一方、本発明による第２の音響波診断装置は、
Ｂモードによる被検体の音響波画像（超音波画像等）を表示する機能および、ＣＦモードにより血流情報をカラーマッピングして表示する機能を備えた音響波診断装置において、
被検体の光音響画像を示す光音響データを取得する光音響画像化手段と、
ＣＦモード下で行うカラーマッピングの位置を、前記光音響画像化手段により得られた血管部分に関する光音響データに基づいて決定する手段とが設けられたことを特徴とするものである。
【００１６】
この第２の音響波診断装置においては、光音響データを音響波の受信方向に沿ったデータとなるように位相整合させる手段と、位相整合された後の光音響データを検波／Log圧縮する手段とが設けられ、これらの手段を経た後の光音響データが、前記カラーマッピングの位置を決定する手段に入力されるようになっていることが望ましい。
【００１７】
また、本発明の音響波診断装置においては、血管部分に関する光音響データを閾値処理してノイズ成分を除去する手段がさらに設けられることが望ましい。
【００１８】
他方、本発明による第１の画像表示方法は、
Ｂモードによる被検体の音響波画像を表示する機能および、Ｄモードによる血流速度表示機能を備えた音響波診断装置における画像表示方法であって、
被検体の光音響画像を示す光音響データを取得し、
Ｄモード下で血流速度に関する情報を取得するためのパラメータを、血管部分に関する前記光音響データに基づいて決定することを特徴とするものである。
【００１９】
なお上記のパラメータは、サンプルゲート位置、サンプルゲート幅、ビームステアリング方位およびアングル補正線のうちの少なくとも１つであることが望ましい。
【００２０】
また、本発明による第２の画像表示方法は、
Ｂモードによる被検体の音響波画像を表示する機能および、ＣＦモードにより血流情報をカラーマッピングして表示する機能を備えた音響波診断装置における画像表示方法であって、
被検体の光音響画像を示す光音響データを取得し、
ＣＦモード下で行うカラーマッピングの位置を、血管部分に関する前記光音響データに基づいて決定することを特徴とするものである。
【００２１】
この本発明による第２の画像表示方法においては、音響波診断装置が、Ｄモードによる血流速度表示機能をさらに備えたものであるならば、前記Ｄモードを実行するための音響波送信のタイミング、前記光音響データを取得するための光照射のタイミング、前記ＣＦモードを実行するための音響波送信のタイミング、および前記Ｂモードを実行するための音響波送信のタイミングを、この順序で優先度を高く設定することが望ましい。
【００２２】
上述の「優先度が高い」とは、詳しくは下記の通りである。２つのタイミングとして各々の本来のタイミングを適用すると両者が一致してしまう場合、一つのタイミングを本来のものから外すことになるが、そのようにされないで本来のタイミングのままに維持される方が、「優先度が高い」ものとする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明による第１の音響波診断装置によれば、被検体の光音響画像を示す光音響データを取得する光音響画像化手段と、Ｄモード下で血流速度に関する情報を取得するためのパラメータを、前記光音響画像化手段により得られた血管部分に関する光音響データに基づいて決定する手段とが設けられたので、血管や血流に関する正確な情報を容易に取得、表示可能となる。その詳しい理由は、以下の通りである。
【００２４】
光音響データは、血液中のヘモグロビンの断熱膨張により発生する音響波を受信して得られるものであり、この音響波は本来、血管以外から発せられる可能性は極めて低い。よって、この光音響データに基づいて上記パラメータを決定するのであれば、特に熟練も必要としないで簡単に、極めて精度の高い血流速度情報を取得可能になる。
【００２５】
また、本発明による第２の音響波診断装置も、上述のような音響波を検出して得られる光音響データに基づいてカラーマッピングの位置を決定するようにしているので、特に熟練も必要としないで簡単に、極めて精度の高い血流情報を取得可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態による超音波診断装置の概略構成を示すブロック図
【図２】超音波探触子と光照射部の例を示す斜視図
【図３】超音波探触子とそこからの信号を取り込む部分との接続例を示す概略図
【図４】図１の装置の一部の構成を示すブロック図
【図５】図１の装置における各部の動作タイミングを示すタイミングチャート
【図６】図１の装置により得られる音響波Ｂモード画像の一例を示す概略図
【図７】図１の装置により得られる血管領域判定用画像の一例を示す概略図
【図８】Ｄモードにおける画像表示の一例を示す概略図
【図９】血管領域判定用画像の利用の仕方を説明する図
【図１０】Ｄモードにおける画像表示の別の例を示す概略図
【図１１】ＣＦモードにおける画像表示の一例を示す概略図
【図１２】血管領域判定用画像の利用の仕方を説明する図
【図１３】ＣＦモードにおける画像表示の別の例を示す概略図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の音響波診断装置の一実施形態である超音波診断装置の基本構成を示すブロック図である。この超音波診断装置は、超音波深触子（プローブ）１０と、この超音波深触子１０に接続されたマルチプレクサ１１と、このマルチプレクサ１１にそれぞれ接続された送信回路１２および受信回路１３と、受信回路１３に接続されたＡＤ変換器１４と、このＡＤ変換器１４が出力するデジタル信号を受ける、例えば専用集積回路からなる超音波信号処理部１５と、この超音波信号処理部１５の出力を受けるＤＳＣ（Digital Scan Converter：デジタル・スキャン・コンバータ）１６と、このＤＳＣ１６の出力を受けて超音波画像Ｂモード画像等を表示する表示部１７とを有している。
【００２８】
また本装置は、画像表示モードをＢ（輝度）モード、Ｍ（モーション）モード、Ｄ（ドプラ）モード、ＣＦ（カラー・フロー）モードの中から選択し、また後述する光音響アシストのオン、オフを設定する操作部２０と、この操作部２０と接続されたＣＰＵ（中央処理装置）２１と、このＣＰＵ２１に接続されたタイミング制御部２２と、このタイミング制御部２２によってパルス駆動のタイミングが制御されるレーザ光源２３と、光音響信号処理部２４と、上記超音波信号処理部１５に接続されたシネメモリ２５とを有している。
【００２９】
超音波信号処理部１５は、ＡＤ変換器１４が出力したデジタルデータが入力される位相整合部３０と、Ｂ／Ｍモード信号生成部３１と、Ｄモード信号生成部３２と、ＣＦモード信号生成部３３と、これらの信号生成部３１〜３３の各出力信号を受けて、その信号のシネメモリ２５への格納等を制御するメモリコントロール３４とを有している。なお信号生成部３１〜３３の各出力信号は、前述したＤＳＣ１６にも入力される。
【００３０】
一方光音響信号処理部２４は、前記ＡＤ変換器１４が出力したデジタルデータが入力される光音響Ｂモード信号生成部４０と、この光音響Ｂモード信号生成部４０が出力した信号が入力される血管領域判定部４１とを有している。この血管領域判定部４１は、超音波信号処理部１５のＤモード信号生成部３２およびＣＦモード信号生成部３３に接続されている。
【００３１】
超音波深触子１０は、印加された駆動信号に従って超音波を送信すると共に、被検体で反射した反射超音波（超音波エコー）を受信して受信信号を出力する。この種の超音波深触子１０は図２に示すように、圧電体の両端に電極を形成してなる振動子１０ａを、例えば１次元方向に並設して構成されている。上記圧電体としては、例えばチタン酸ジルコン酸鉛（Pb(lead) zirconate titanate）系のＰＺＴ（登録商標）に代表される圧電セラミックや、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン：polyvinylidene difluoride）に代表される高分子圧電素子等が好適に用いられる。
【００３２】
そのような振動子１０ａの電極にパルス状の電圧が印加されると、圧電体が振動する。それにより振動子１０ａから、パルス状の超音波が発生する。またこの振動子１０ａは上記反射超音波を受けると振動して、電気信号を発生する。その電気信号は、超音波検出信号として出力される。
【００３３】
超音波画像の取得時に超音波深触子１０は、例えば上記振動子１０ａの並設方向（Ｘ方向）と交わる方向（基本的にはＸ方向と直角なＹ方向）に機械的に、あるいはオペレータのマニュアル操作によって移動され、それにより被検体が超音波によって２次元的に走査される。なお図２において、１０ｂは基盤部である。また５０は、被検体に光を照射する光照射部としての導光板、５１はこの導光板５０の光入射端面５０ａに光学的に結合されて、該導光板５０に後述するパルスレーザ光を導入する複数の光ファイバである。こうして導光板５０内に導入されたパルスレーザ光はその中を全反射しながら伝搬し、光射出端面５０ｂから被検体に向けて射出する。なお、振動子１０ａの列を間に挟むようにして導光板５０を１対設けてもよい。
【００３４】
送信回路１２は例えばパルサによって構成されており、高圧パルスの駆動信号を生成し、この駆動信号を、マルチプレクサ１１を介して超音波深触子１０に供給する。受信回路１３はプリアンプ等を含むもので、超音波深触子１０の各振動子１０ａから個別に出力される超音波検出信号を受信して増幅する。なお本装置においては、超音波深触子１０は１列に並設された一例として１９２個の振動子１０ａを有して、１９２ｃｈ（チャンネル）のものとされている。
【００３５】
また本装置においては、後述する通り光音響画像も生成されるようになっており、その際に超音波深触子１０は、パルスレーザ光の照射を受けた被検体から発せられた音響波を検出して、各振動子１０ａから個別に音響波検出信号を出力する。この音響波検出信号も、受信回路１３によって上記と同様に受信、増幅される。
【００３６】
ＡＤ変換器１４はサンプリング手段であり、受信回路１３が受信した超音波検出信号および音響波検出信号をサンプリングして、それぞれデジタル信号である超音波データおよび光音響データに変換する。このサンプリングは、例えば外部から入力されるクロック信号に同期して、所定のサンプリング周期でなされる。
【００３７】
ＡＤ変換器１４が出力する超音波データは、超音波信号処理部１５に入力される。入力された超音波データは、位相整合部３０において各チャンネル間での位相整合がなされ、反射超音波の受信方向に沿ったデータとされる。位相整合された超音波データは、操作部２０によって選択的に設定されている画像表示モードに応じて、Ｂ／Ｍモード信号生成部３１、Ｄモード信号生成部３２、あるいはＣＦモード信号生成部３３に入力される。
【００３８】
Ｂ／Ｍモード信号生成部３１は、検波／Log圧縮回路３１ａを含み、入力された超音波データの包絡線を生成し、次いでその包絡線を対数変換してダイナミックレンジを広げ、被検体内の組織の断層画像情報であるＢモード画像あるいはＭモード画像を表す画像信号を生成する。
【００３９】
Ｄモード信号生成部３２は、目的とする部位にサンプルゲートを設け、そのサンプリング位置からのドプラシフトを取り出して解析することにより、血流速度を表示する信号を生成する。
【００４０】
ＣＦモード信号生成部３３は、ＣＦモード信号を生成する。ＣＦモードとは、平均血流速度、フロー変動、フロー信号の強さ、あるいはフローパワー等を様々な色にマッピングしてＢモード画像に重ねて表示するモードのことである。より詳しく説明するとＣＦモード信号生成部３３は、位相検波回路、ＭＴＩ（Moving Target Indication）フィルタ、自己相関器、流速・分散演算器などを含んで構成される。そして該ＣＦモード信号生成部３３は、生体組織の形態が反映された形態信号と、血流が反映された血流信号とをハイパスフィルタ処理（ＭＴＩフィルタ処理）により分離し、自己相関処理によって上記血流情報を複数の位置について求める。
【００４１】
ＤＳＣ１６は、上記各信号生成部３１〜３３によって生成された画像信号を一般的なテレビジョン信号の走査方式に従う画像信号に座標変換（ラスター変換）し、さらに補間処理等の画像処理やＤ／Ａ変換を施すことにより、表示用の画像信号を生成する。表示部１７は、例えば液晶表示装置等の表示手段を含んで構成されており、ＤＳＣ１６によって生成された表示用画像信号に基づいて、各モードの超音波画像を表示する。
【００４２】
なお上記各信号生成部３１〜３３によって生成された画像信号は、上述のように直ちに各モードの画像を表示するためにＤＳＣ１６に入力されると共に、一定時間分の動画データを記憶するシネメモリ２５に記憶される。このときの記憶動作は、メモリコントロール３４によって制御される。
【００４３】
以上、基本的な各モードの超音波画像を生成、表示する点について説明したが、次に、Ｄモード信号やＣＦモード信号を、血管領域を誤認識した結果不正に生成してしまうことを防止するための操作について説明する。なお以下では、この操作をＰＡＩアシスト（光音響画像による補助）と称することとする。このＰＡＩアシストは常時なされるようにしても構わないが、本実施形態では、このＰＡＩアシストをONにするかOFFにするか、操作部２０において選択的に設定可能となっている。
【００４４】
上記操作部２０は、公知のキーボードやマウス等の入力手段や、入力を確認するためのモニタなどから構成されている。そして上記入力手段で入力された情報に基づいて
ＣＰＵ２１がタイミング制御部２２の動作を制御する。すなわち、ＰＡＩアシストがONに設定されたとき、レーザ光源２３はタイミング制御部２２が設定する所定のタイミングで駆動して、パルスレーザ光を発生する。レーザ光源１３としては、例えばＮｄ：ＹＡＧレーザ、Ｔｉ：Ｓａｐｐｈｉｒｅレーザや、アレキサンドライトレーザ等からなるＱスイッチパルスレーザが好適に用いられる。
【００４５】
またＣＰＵ２１は、ライブモードとフリーズモードとを切り換えるライブ／フリーズ信号を、タイミング制御部２２に入力する。ここでライブモードとは、超音波の送受信を行うことによって、あるいは被検体へのパルスレーザ光照射とそのとき被検体で生じた音響波の検出を行うことによって順次得られる受信信号に基づいて動画像を表示するモードのことである。またフリーズモードとは、シネメモリ２５に格納されている画像信号に基づいて静止画像を表示するモードのことである。このフリーズモード時には、メモリコントロール３４により制御されてシネメモリ２５から画像信号が読み出される。そしてその画像信号がＤＳＣ１６に入力され、該画像信号が担持する静止画像が表示部１７において表示される。
【００４６】
先に述べた通り本実施形態では、１９２ｃｈ（チャンネル）の超音波深触子１０が適用されているが、これらのチャンネルは複数の領域単位で開口する（つまり受信回路１３に接続する）ように構成されてもよい。例えば図３に示す例では、６４ｃｈずつで領域Ａ、領域Ｂおよび領域Ｃが設定され、それらの３つの領域のチャンネルが互いに時間をずらして、１回のレーザ発光毎に順次開口するように構成されている。そのようにすれば、１９２ｃｈながらＡＤ変換器１４は６４個設けるだけで済むことになる。
【００４７】
マルチプレクサ１１は、上記のようにチャンネル開口を制御するために機能する。すなわちマルチプレクサ１１は、例えば領域Ａが選択されているときは、１９２ｃｈの振動子１０ａのうち領域Ａに対応する部分の振動子１０ａのみを受信回路１３に接続する。他の領域ＢあるいはＣが選択されているときも同様である。
【００４８】
ただし上述のようにすることは必ずしも必要ではなく、１回のレーザ発光毎に１９２ｃｈが全部開口するように構成されてもよい。ただしその場合は、１９２個のＡＤ変換器１４が必要になるので、回路構成はより複雑となる。なお以下では、このように１回のレーザ発光毎に１９２ｃｈが全部開口するものとして説明を続ける。
【００４９】
光音響Ｂモード信号生成部４０は図４に示すように、超音波深触子１０の各振動子１０ａ毎のデータを格納する素子データメモリ４２と、この素子データメモリ４２が出力する光音響データを受ける、前記位相整合部３０（図１参照）と同様の位相整合部４３と、この位相整合部４３により音響波の受信方向に沿った音線信号に変換された光音響データを格納する音線メモリ４４と、前記検波／Log圧縮回路３１ａと同様の検波／Log圧縮回路４５とから構成されている。
【００５０】
図１のタイミング制御部２２からのタイミング信号を受けてレーザ光源２３がパルスレーザ光を発すると、このパルスレーザ光は図２に示した光ファイバ５１および導光板５０を介して被検体に照射される。こうしてパルスレーザ光の照射を受けた被検体の部分からは、光音響効果により音響波が発せられる。なお本実施形態においてはレーザ光源１３として、血液に良く吸収される波長、例えば７５０ｎｍや８００ｎｍのパルスレーザ光を発するものが適用されている。そこで上記音響波は、主に血管部分から発せられるものとなる。
【００５１】
ここで上記パルスレーザ光の発光タイミング等を、図５のタイミングチャートに示す。なお、これは、前述したライブモード時のタイミングを示すものである。このチャートの一番上はフレーム同期信号の発生タイミングを示しており、ここでは一例として、１秒間当たり３０フレームの周期でフレーム同期信号が発せられる。その下の送信タイミングは、１フレーム内で超音波送信あるいはパルスレーザ光の発光がなされ得るように設定されたタイミングを示しており、本例では１フレーム当たり１９２回のレートとされている。
【００５２】
その下のＰＷタイミングは、前述したＤモードでの情報を得るために、超音波深触子１０からパルス状の超音波を所定周期Ｔで発生させるタイミングである。そしてその下のＰＡＩタイミングが、上記パルスレーザ光の発光タイミングである。図５の例では、前述したように１回のレーザ発光毎に１９２ｃｈが全部開口する場合に対応させて、１フレーム当たり１回で発光タイミングが設定される。
【００５３】
また、その下のＣＦタイミングは、前述したＣＦモード信号を生成するために、所定方向にまとめて複数の超音波（パケット）を送信するタイミングである。その下のＢタイミングは、前述したＢモード画像を生成するために、複数の超音波を送信するタイミングである。
【００５４】
以上説明したＰＷタイミング、ＰＡＩタイミング、ＣＦタイミングおよびＢタイミングはこの順に、つまり図５中で上から順に優先度が高いものとされている。すなわち、ＰＷタイミングは、所定の周期Ｔが乱れるようなことが有ると血流速の検出誤差が大きくなるという事情があるので、最優先とされている。具体例として例えば図中の左から３番目のフレームにおいては、それまでのフレームと同じにしていてはＰＷタイミングとＰＡＩタイミングとが一致してしまうので、このような場合は、ＰＡＩタイミングをＰＷタイミングと一致しないように１送信タイミング分だけ後方にずらして、ＰＷタイミングの周期Ｔが維持できるように優先させている。
【００５５】
またＰＡＩタイミングは、そのタイミングが乱れると血管領域の判定に誤差が生じやすいので、ＣＦタイミングおよびＢタイミングよりも優先させている。そしてＣＦタイミングおよびＢタイミングは、ＰＷタイミングおよびＰＡＩタイミングと一致することを避けた、適宜のタイミングに設定されている。なおＣＦタイミングは、パケット内のパルス間隔を等間隔に維持したいという事情があるため、Ｂタイミングよりも優先とされている。
【００５６】
以上の通りのビームシーケンスとすることにより、Ｄモード、ＣＦモードおよびＢモードのTriplexモードをＰＡＩアシスト付きで実現可能となる。
【００５７】
上記のＰＡＩタイミングでパルスレーザ光が被検体に照射されたとき、主に血管部分から発生した音響波は、超音波深触子１０によって検出される。この超音波深触子１０が出力する音響波検出信号は、マルチプレクサ１１、受信回路１３およびＡＤ変換器１４によって前記超音波検出信号と同様に処理される。それによって得られたデジタルの光音響データは、光音響信号処理部２４の光音響Ｂモード信号生成部４０に入力され、そこでこの光音響データに基づいて、血管部の音響波Ｂモード画像を示す信号が生成される。その処理は基本的に、先に説明した超音波Ｂモード画像を示す信号を生成する場合と同様である。
【００５８】
図６は、こうして得られた血管部の音響波Ｂモード画像Ｑを概略的に示すものである。図中Ｂが、血管部分を示す。この音響波Ｂモード画像Ｑは、被検体に照射するパルスレーザ光の波長が前述の通りに選択されているため、基本的に血管部分Ｂのみを示すものとなるが、クラッタノイズ等のノイズＮが含まれることも多い。そこで好ましくは、この音響波Ｂモード画像を示す信号が血管領域判定部４１に入力される。血管領域判定部４１はこの信号に例えば閾値処理をした後、２値化処理を施す。それらの処理を受けた後の信号が担持する画像は、図７に概略的に示すように、上記ノイズＮも除去されて、極めて明瞭に血管部分Ｂのみを示すものとなる。以下、この画像を血管領域判定用画像Ｊと称する。
【００５９】
この血管領域判定用画像Ｊを示す信号は、図１のＤモード信号生成部３２およびＣＦモード信号生成部３３に入力される。Ｄモード信号生成部３２およびＣＦモード信号生成部３３は、この血管領域判定用画像Ｊを利用して血管部分を正しく判定し、その判定した部分に関する各モード信号を生成する。
【００６０】
まず、Ｄモード信号生成部３２による処理について、図８〜１０を参照して説明する。図８は、前述の通りにして作成されたＢモードの超音波画像Ｐを概略的に示すものである。このＢモード超音波画像Ｐにも、先に述べたようなノイズＮが生じることが多い。装置使用者は、図８に示すようにＤモード下でＢモード超音波画像Ｐの測定箇所にカーソルおよびゲートＧの位置（高さ位置）を合わせ、操作部２０のオートスイッチをONにする。それによりＤモード信号生成部３２は図９に示すように、入力されている血管領域判定用画像Ｊにおいて、上記ゲート位置での血管位置ｄおよび血管幅Ｄを検出する。またこのとき、ゲートＧを血管中心に合わせ、ゲート幅＝２Ｄ／３となるようにゲート幅を自動調整する。さらに、カーソル位置での血管壁面接線（図９中の破線）も検出できるので、アングル補正線も自動調整可能である。
【００６１】
次いでＤモード信号生成部３２は図１０に示すようにＢモード超音波画像Ｐ上で、ゲート幅＝２Ｄ／３、アングル補正線＝［血管壁面接線と平行］、ビームステアリング方位＝［アングル補正線となす仰角が６０°となる方位］に自動設定し、これらの条件で血流速度を表示するＤモード信号を自動生成する。このＤモード信号は、正確に血管部分を示している血管領域判定用画像Ｊに基づいて生成されたものであるので、血流速度を正確に表示可能なものとなる。なお、上記ゲート幅やアングル補正線、ビームステアリング方位等のパラメータは、システム設定等でユーザが設定可能である。以上の通り本実施形態では、Ｄモード信号生成部３２が、血流速度に関する情報を取得するためのパラメータを、血管部分に関する光音響データに基づいて決定する手段を構成している。
【００６２】
次に、ＣＦモード信号生成部３３による処理について、図１１〜１３を参照して説明する。図１１は、前述の通りにして作成されたＢモードの超音波画像Ｐに、ＣＦモードにより血流部分としてカラーマッピングがなされた状態を示すものである。ここではカラーマッピングされた部分を横線、あるいは縦線を入れた楕円で示してあるが、それら両者は実際は、互いにマッピングの色が異なるものである。ここに示す通り、前述したクラッタノイズ等の影響で、血管部分ではない箇所にもマッピングされることがある。
【００６３】
この不具合を無くすためにＣＦモード信号生成部３３は、図１２に示すようにＣＦモードによるカラーマッピングと血管領域判定用画像Ｊと重ね合わせ、血管領域判定用画像Ｊの血管部分Ｂと重ね合わさらない領域についてはＣＦモード信号を、Ｂモードの超音波画像Ｐが透過する値に置き換える。この処理により、実際の血管部分Ｂから外れた領域において血流成分としてカラーマッピングがなされていた部分、つまり図１２中において１点鎖線で囲まれている領域のカラーマッピング部分が削除される。以上の通り本実施形態では、ＣＦモード信号生成部３３が、カラーマッピングの位置を血管部分に関する光音響データに基づいて決定する手段を構成している。
【００６４】
上記の処理がなされた後にＢモードの超音波画像ＰにＣＦモードによるカラーマッピングを実施させると、実際に血管部分が有る領域にのみカラーマッピングがなされる状態になり、診断に有用な超音波画像が得られる。
【００６５】
なお、上記のように血管領域判定用画像Ｊと重ね合わせられるＣＦモードの画像領域は、画像全体としてもよいし、あるいはカラーマッピングがなされている領域（例えば図１１中に四角形で囲まれている領域）のみとしてもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１０    超音波深触子
１１    マルチプレクサ
１２    送信回路
１３    受信回路
１４    ＡＤ変換器
１５    超音波信号処理部
１６    ＤＳＣ
１７    表示部
２０    操作部
２１    ＣＰＵ
２２    タイミング制御部
２３    レーザ光源
２４    光音響信号処理部
３０    位相整合部
３１    Ｂ／Ｍモード信号生成部
３２    Ｄモード信号生成部
３３    ＣＦモード信号生成部
４０    光音響Ｂモード信号生成部
４１    血管領域判定部
５０    導光板
５１    光ファイバ
【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３】
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