(57)【要約】【課題】フレームレートを向上させることができる超音波診断装置を提供すること。【解決手段】本実施形態に係る超音波診断装置１は、複数の超音波振動子を有する超音波プローブ１１と、被検体の被走査領域へ超音波を送信する送信部２１と、被走査領域における複数の超音波送信方向ごとに実行される超音波の繰り返し送受信において、１回目の超音波送受信の繰り返し周波数と、ｎ回目の超音波送受信の繰り返し周波数とを相違させるために、送信部２１を制御する送信制御部２３と、各超音波振動子によって発生されたエコー信号に基づいて、繰り返し周波数にそれぞれ対応する複数の受信信号を発生する受信信号発生部２５と、被走査領域における深さを一致させて、繰り返し周波数にそれぞれ対応する複数の受信信号を、複数の超音波送信方向ごとに合成する合成部２９と、を具備することを特徴とする。【選択図】      図１
2013090866.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の超音波振動子を有する超音波プローブと、
前記超音波振動子各々に駆動信号を供給することにより、被検体の被走査領域へ超音波を送信する送信部と、
前記被走査領域における複数の超音波送信方向ごとに実行される超音波の繰り返し送受信において、１回目の超音波送受信の繰り返し周波数と、ｎ回目の超音波送受信の繰り返し周波数とを相違させるために、前記送信部を制御する送信制御部と、
前記各超音波振動子によって発生されたエコー信号に基づいて、前記繰り返し周波数にそれぞれ対応する複数の受信信号を発生する受信信号発生部と、
前記被走査領域における深さを一致させて、前記繰り返し周波数にそれぞれ対応する複数の受信信号を、前記複数の超音波送信方向ごとに合成する合成部と、
を具備することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記被走査領域を走査するフレームレートを入力する入力部をさらに具備し、
前記送信制御部は、前記フレームレートに基づいて、前記１回目の超音波送受信の繰り返し周波数と前記ｎ回目の超音波送受信の繰り返し周波数とを相違させること、
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】
前記被走査領域を走査するフレームレートを入力する入力部をさらに具備し、
前記送信制御部は、
前記フレームレートに基づいて前記被走査領域における浅部領域を決定し
前記浅部領域の深さと前記被走査領域の深さとに応じて、前記１回目の超音波送受信の繰り返し周波数と前記ｎ回目の超音波送受信の繰り返し周波数とを相違させること、
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】
前記被走査領域に関する受信信号を、前記被走査領域から前記浅部領域を除いた深部領域に関する受信信号と、前記浅部領域に関する受信信号とに分割する受信信号分割部をさらに具備し、
前記Ｂモードデータ発生部は、
前記浅部領域に関する受信信号に基づいて、浅部Ｂモードデータセットを発生し、
前記深部領域に関する受信信号に基づいて、深部Ｂモードデータセットを発生し、
前記合成部は、
前記浅部Ｂモードデータセットと前記深部Ｂモードデータセットとを、前記超音波送信方向を一致させて結合すること、
を特徴とする請求項３に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記被走査領域における関心領域を入力する入力部をさらに具備し、
前記送信制御部は、前記被走査領域の深さと前記関心領域の深さとに応じて、前記１回目の超音波送受信の繰り返し周波数と前記ｎ回目の超音波送受信の繰り返し周波数とを相違させること、
を特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記送信制御部は、前記入力されたフレームレートに応じて、前記超音波送信方向ごとの超音波の送信回数を制御すること、
を特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
複数の超音波振動子を有する超音波プローブと、
前記超音波振動子各々に駆動信号を供給することにより、被検体の被走査領域へ超音波を送信する送信部と、
前記被走査領域における複数の超音波送信方向ごとに実行される超音波の繰り返し送受信において、１回目の超音波送受信の繰り返し周波数と、ｎ回目の超音波送受信の繰り返し周波数とを相違させるために、前記送信部を制御する送信制御部と、
前記各超音波振動子によって発生されたエコー信号に基づいて、前記繰り返し周波数にそれぞれ対応する複数の受信信号を発生する受信信号発生部と、
前記受信信号に基づいて、前記繰り返し周波数にそれぞれ対応する複数のＢモードデータセットを、前記複数の超音波送信方向ごとに発生するＢモードデータ発生部と、
前記超音波方向ごとに、前記超音波送信方向ごとの前記複数のＢモードデータセットを合成する合成部と、
を具備することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項８】
複数の超音波振動子を有する超音波プローブと、
前記超音波振動子各々に駆動信号を供給することにより、被検体の被走査領域へ超音波を送信する送信部と、
前記被走査領域における複数の超音波送信方向ごとに実行される超音波の繰り返し送受信において、１回目の超音波送受信の繰り返し周波数と、ｎ回目の超音波送受信の繰り返し周波数とを相違させるために、前記送信部を制御する送信制御部と、
前記各超音波振動子によって発生されたエコー信号を、超音波の受信開始時間を一致させて、前記超音波送信方向ごとに合成する合成部と、
を具備することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項９】
被走査領域への超音波送受信に関する複数の繰り返し周波数にそれぞれ対応する複数の受信信号を記憶する記憶部と、
前記受信信号に基づいて、前記繰り返し周波数にそれぞれ対応する複数のＢモードデータセットを発生するＢモードデータ発生部と、
前記被走査領域における深さを一致させて、前記被走査領域における複数の走査線ごとの前記複数のＢモードデータセットを合成する合成部と、
前記合成されたＢモードデータセットに基づいてＢモード画像を発生する画像発生部と、
を具備することを特徴とする医用画像処理装置。
【請求項１０】
超音波診断装置に内蔵されたコンピュータに、
超音波振動子各々に駆動信号を供給することにより、被検体の被走査領域へ超音波を送信させる超音波送信機能と、
前記被走査領域における複数の超音波送信方向ごとに実行される超音波の繰り返し送受信において、１回目の超音波送受信の繰り返し周波数と、ｎ回目の超音波送受信の繰り返し周波数とを相違させるために、前記送信部を制御する送信制御機能と、
前記各超音波振動子によって発生されたエコー信号に基づいて、前記繰り返し周波数にそれぞれ対応する複数の受信信号を発生する受信信号発生機能と、
前記被走査領域における深さを一致させて、前記繰り返し周波数にそれぞれ対応する複数の受信信号を、前記複数の超音波送信方向ごとに合成する受信信号合成機能と、
を実現させることを特徴とする超音波診断装置制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、一つの超音波送信方向に所定回数にわたって超音波を送受信することができる超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、超音波診断装置において、一つの超音波送信方向に、所定回数にわたって超音波を送受信することができるモード（以下、複数レート送受信モードと呼ぶ）がある。このモードにおいて、エコーデータが得られる領域は、図１４に示すように被走査領域の０ｃｍから最深部（視野深度）までのＢモードデータである。図１４に示すように、一つ超音波送信方向に超音波が２回送受信される場合、１回目の超音波の送受信によるＢモードデータと、２回目の超音波の送受信によるＢモードデータとは、深さ０ｃｍから視野深度に対応する深さまで、すべて合成される。加えて、図１５に示すように、複数レートにそれぞれ対応して発生された複数の受信信号各々は、同一の信号処理回路で、処理される。
【０００３】
従来、視野深度が深いほど、一つの走査線に関するデータ数は増大する。このことは、複数レート送受信モードにおいて、視野深度が深いほど、被走査領域を走査するフレームレートを著しく低下させる。これにより、超音波画像の表示において、リアルタイム性が低下するという問題がある。
【０００４】
複数レート送受信モードにおけるフレームレートを向上させる方法として、例えば、以下のような方法がある。まず、被走査領域が、走査線方向（例えば、アジマス方向）に対して関心領域と関心領域とに分割される。次いで、非関心領域における超音波送受信の回数（以下、レート数と呼ぶ）を、関心領域におけるレート数より少なく変更させる方法である。しかしながら、上記方法では関心領域におけるレート数は変更されないため、関心領域に関する超音波スキャンは、フレームレートの向上に寄与しない。したがって、被走査領域に対する関心領域の占める割合が大きい場合、または、被走査領域に関心領域が設定されていない場合などは、フレームレートが向上せず、リアルタイム性が改善されない問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−９４２２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
目的は、複数レート送受信モードにおいて、フレームレート向上させることができ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】
本実施形態に係る超音波診断装置は、複数の超音波振動子を有する超音波プローブと、前記超音波振動子各々に駆動信号を供給することにより、被検体の被走査領域へ超音波を送信する送信部と、前記被走査領域における複数の超音波送信方向ごとに実行される超音波の繰り返し送受信において、１回目の超音波送受信の繰り返し周波数と、ｎ回目の超音波送受信の繰り返し周波数とを相違させるために、前記送信部を制御する送信制御部と、前記各超音波振動子によって発生されたエコー信号に基づいて、前記繰り返し周波数にそれぞれ対応する複数の受信信号を発生する受信信号発生部と、前記被走査領域における深さを一致させて、前記繰り返し周波数にそれぞれ対応する複数の受信信号を、前記複数の超音波送信方向ごとに合成する合成部と、を具備することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成を示す構成図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係り、第１、第２の超音波送信方向各々における１回目および２回目の超音波送信を、第１、第２繰り返し周波数に対応する時間と受信信号の深度とともに示す図である。
【図３】図３は、第１の実施形態に係り、相違する繰り返し周波数で超音波を２回送信し、それぞれ発生されたＢモードデータセットを合成する概略の一例を示す概略図である。
【図４】図４は、第１の実施形態に係り、視野深度の異なる第１、第２Ｂモードデータファイルを合成する概略の一例を示す概略図である。
【図５】図５は、第１の実施形態に係り、一つの超音波送信方向において、相違する繰り返し周波数で超音波を複数送信する処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】図６は、第１の実施形態に係り、第１、第２Ｂモードデータセットを合成する処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】図７は、第１の実施形態の第１の変形例に係り、受信開始時間を一致させて、超音波送信方向ごとにエコー信号を合成することにより、Ｂモード画像を発生する処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】図８は、第１の実施形態の第２の変形例に係り、被走査領域における深さを一致させて、超音波送信方向ごとに受信信号を合成することにより、Ｂモード画像を発生する処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】図９は、第１の実施形態の第３の変形例に係り、相違する繰り返し周波数で超音波を２回送信し、それぞれ発生されたＢモードデータセットを関心領域について合成する概略の一例を示す概略図である。
【図１０】図１０は、第１の実施形態の第３の変形例に係り、Ｂモード画像を、関心領域の移動、調整方向とともに示した表示画像の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、第２の実施形態に係る超音波診断装置の構成を示す構成図である。
【図１２】図１２は、第２の実施形態に係り、被走査領域に関する受信信号を、浅部領域に関する受信信号と深部領域に関する受信信号とに分割し、それぞれの受信信号により発生されたＢモードデータセットを合成する処理の流れを示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、第２の実施形態に係り、分割された受信信号それぞれに対してそれぞれ異なる信号処理が実行され、信号処理されたＢモードデータセットを合成する概略の一例を示す概略図である。
【図１４】図１４は、従来の複数レート送受信モードにおけるＢモードデータの合成の概略の一例を示す概略図である。
【図１５】図１５は、複数レートにそれぞれ対応して発生された複数の受信信号各々を、同一の信号処理回路で処理される概略の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら本実施形態に係わる超音波診断装置を説明する。なお、以下の説明において、略同一の構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
【００１０】
図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置１のブロック構成図を示している。同図に示すように、超音波診断装置１は、超音波プローブ１１、装置本体１２、表示部１３、装置本体１２に接続され操作者からの各種指示・命令・情報を装置本体１２に取り込むための入力部１４を有する。加えて本超音波診断装置１には、心電計、心音計、脈波計、呼吸センサに代表される図示していない生体信号計測部およびネットワークが、インターフェース部３７を介して接続されてもよい。
【００１１】
本超音波診断装置１は、一つの超音波送信方向に、所定回数にわたって超音波を送受信することができるモード（以下、複数レート送受信モードと呼ぶ）を実行する機能を有する。以下、説明を簡単にするために、所定回数は、２回とする。複数レート送受信モードとは、例えば、レートコンパウンド、パルスサブトラクション、コンビネーションフォーカス、ディフェレンシャルＴＨＩ（Ｔｉｓｓｕｅ  Ｈａｒｍｏｎｉｃ  Ｉｍａｇｉｎｇ）、ハーモニック合成などである。なお、パルスサブトラクションにおける振幅変調法では、振幅の異なる３種類の超音波が送信される。
【００１２】
超音波プローブ１１は、圧電セラミックス等の音響／電気可逆的変換素子としての圧電振動子を有する。複数の圧電振動子は並列され、超音波プローブ１１の先端に装備される。なお、一つの圧電振動子が一チャンネルを構成するものとして説明する。圧電振動子は、後述する送信部２１から供給される駆動信号に応答して超音波を発生する。圧電振動子は、被検体の生体組織で反射された超音波（以下、エコー信号と呼ぶ）の受信に応答して、エコー信号を発生する。以下、超音波プローブ１１は、１次元アレイにより２次元走査するプローブとして説明する。なお、超音波プローブ１１は、１次元アレイを複数の振動子の配列方向と直交する方向に揺動させて３次元走査を実行するメカニカル４次元プローブであってもよい。また、超音波プローブ１１は、メカニカル４次元プローブに限定されず、２次元アレイプローブであってもよい。
【００１３】
装置本体１２は、送信部２１、送信制御部２３、受信信号発生部２５、Ｂモードデータ発生部２７、合成部２９、画像発生部３１、記憶部３３、制御プロセッサ（中央演算処理装置：Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ：以下ＣＰＵと呼ぶ）３５、インターフェース部３７を有する。なお、装置本体１２は、カラー乃至ドプラ信号を発生するカラー乃至ドプラ処理部（図示していない）を有していてもよい。
【００１４】
送信部２１は、図示していないトリガ発生回路、送信遅延回路、パルサ回路を有する。トリガ発生回路は、所定のレート周波数で送信超音波を形成するためのレートパルスを繰り返し発生する。トリガ発生回路は、例えば５ｋＨｚのレート周波数でレートパルスを繰り返し発生する。このレートパルスは、チャンネル数に分配され、送信遅延回路に送られる。送信遅延回路は、チャンネル毎に超音波をビーム状に収束し且つ送信指向性を決定するのに必要な遅延時間を、各レートパルスに与える。パルサ回路は、このレートパルスに基づくタイミングで、超音波プローブ１１の振動子ごとに電圧パルス（駆動信号）を印加する。これにより、超音波ビームが被検体に送信される。以下、超音波をビーム状に収束し且つ送信指向性を決定するためのチャンネルごとの遅延時間のセットを送信遅延パターンと呼ぶ。送信遅延パターンは、超音波送信方向及びフォーカス深度により異なる。
【００１５】
送信部２１は、後述する送信制御部２３から出力された超音波ビームの送信に関する繰り返し周波数に基づいて、一つの超音波送信方向に対して超音波ビームを２回送信する。以下、説明を簡単にするために、一つの超音波送信方向における１回目の超音波送受信の繰り返し周波数（以下、第１繰り返し周波数と呼ぶ）は、２回目の超音波送受信の繰り返し周波数（以下、第２繰り返し周波数と呼ぶ）より大きいものとする。なお、第１繰り返し周波数は、第２繰り返し周波数より小さくてもよい。第１、第２繰り返し周波数の決定については、送信制御部２３で詳述する。送信遅延回路は、超音波ビームが２回送信されると、超音波送信方向を変更するために新たな遅延時間を、各レートパルスに与える。送信部２１は、一つの超音波送信方向に対して超音波ビームを２回送信することを、被走査領域に亘って繰り返す。
【００１６】
送信制御部２３は、被走査領域における複数の超音波送信方向ごとに、超音波を２回繰り返し送受信させるために、送信部２１を制御する。送信制御部２３は、第１繰り返し周波数と、第２繰り返し周波数とを相違させる。なお、所定回数がｍ回の場合、送信制御部２３は、第１繰り返し周波数と、ｎ回目（１＜ｎ≦ｍ）の超音波送受信の繰り返し周波数とを相違させる。以下、送信制御部２３が、フレームレートと、被走査領域の視野深度とに基づいて、第１、第２繰り返し周波数を決定する手順の一例について説明する。
【００１７】
具体的には、送信制御部２３は、後述する入力部１４を介して入力された被走査領域を走査するフレームレートと、後述する記憶部３３に予め記憶された走査線本数とに基づいて、一つの超音波送信方向における送受信の時間間隔（以下、１方向送信間隔と呼ぶ）を決定する。１方向送信間隔は、例えば、フレームレートの逆数を、走査線本数で除することにより計算される。なお、走査線本数は、後述する入力部１４により入力された本数であってもよい。次いで、送信制御部２３は、第２繰り返し周波数を、被走査領域における視野深度（以下、被走査深度と呼ぶ）に基づいて決定する。この第２繰り返し周波数は、例えば、生体中の音速を視野深度の２倍で除することにより計算される。なお、第２繰り返し周波数は、被走査深度に対する対応表として、後述する記憶部３３に記憶されてもよい。このとき、第２繰り返し周波数は、入力された被走査深度に基づいて、上記対応表により決定される。
【００１８】
送信制御部２３は、１方向送信間隔から第２繰り返し周波数の逆数を差分した値の逆数を、第１繰り返し周波数として決定する。なお、第１繰り返し周波数は、フレームレートと被走査領域の視野深度と走査線本数と所定回数とにより、予め記憶部３３に記憶された対応表を用いて決定されてもよい。送受信制御部２３は、第１繰り返し周波数により、１回目の超音波送受信に関する視野深度（以下、第１視野深度と呼ぶ）を決定する。
【００１９】
なお、送信制御部２３は、後述する入力部１４を介して入力された第１視野深度と、フレームレートとに基づいて、第１、２繰り返し周波数を決定することも可能である。まず、送信制御部２３は、生体中の音速を第１視野深度の２倍で除することにより、第１繰り返し周波数を決定する。次いで、送受信制御部２３は、フレームレートと走査線本数とを用いて、１方向送信間隔を計算する。送受信制御部２３は、１方向送信間隔から第１繰り返し周波数の逆数を差分した値の逆数を、第２繰り返し周波数として決定する。
【００２０】
なお、送信制御部２３は、送信中心周波数を、被走査深度および第１視野深度にそれぞれ対応づけて異なる周波数となるように、送信部２１を制御してもよい。例えば、第１視野深度は被走査深度より浅いため、送信制御部２３は、第１視野深度に対応する送信超音波の送信中心周波数を、被走査深度に対応する送信超音波の送信中心周波数より高く設定してもよい。なお、送信制御部２３は、後述する入力部１４を介して入力された被走査深度と第１視野深度とに基づいて、第１、第２繰り返し周波数を決定してもよい。
【００２１】
受信信号発生部２５は、図示していないプリアンプ回路、アナログディジタル（Ａｎａｌｏｇ  ｔｏ  Ｄｉｇｉｔａｌ：以下Ａ／Ｄと呼ぶ）変換器、受信遅延回路、加算器等を有する。プリアンプ回路は、超音波プローブ１１を介して取り込まれた被検体からの受信エコー信号をチャンネル毎に増幅する。Ａ／Ｄ変換器は、増幅された受信エコー信号をディジタル信号に変換する。受信遅延回路は、ディジタル信号に変換された受信エコー信号に、受信指向性を決定するために必要な遅延時間を与える。加算器は、遅延時間が与えられた複数の受信エコー信号を加算する。この加算により、受信信号発生部２５は、受信指向性に応じた方向からの反射成分を強調した受信信号（ＲＦ（ｒａｄｉｏｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号ともいう）を発生する。この送信指向性と受信指向性とにより超音波送受信の総合的な指向性が決定される（この指向性により、いわゆる「超音波走査線」が決まる）。受信信号発生部２５は、１回目の超音波送受信による受信信号と２回目の超音波送受信による受信信号とをそれぞれ後述するＢモードデータ発生部２５に出力する。なお、受信信号には、被走査領域における深さ情報が付与されてもよい。以下、受信指向性を決定するためのチャンネルごとの遅延時間のセットを受信遅延パターンと呼ぶ。受信遅延パターンは、超音波送信方向及びフォーカス深度により異なる。
【００２２】
図２は、複数の超音波送信方向各々における１回目および２回目の超音波送信を、第１、第２繰り返し周波数に対応する時間（第１、第２繰り返し周波数の逆数：以下送信間隔と呼ぶ）と受信信号の深度とともに示す図である。受信信号の深度は、送信間隔に対応する。送信制御部２３による制御のもとで、送信部２１は、超音波送信方向ごとに、異なる送信間隔で超音波を送信することができる。
【００２３】
Ｂモードデータ発生部２５は、図示していない包絡線検波器、対数変換器などを有する。包絡線検波器は、受信信号発生部２３から出力された受信信号に対して包絡線検波を実行する。包絡線検波器は、包絡線検波された信号を、後述する対数変換器に出力する。対数変換器は、包絡線検波された信号に対して対数変換して弱い信号を相対的に強調する。Ｂモードデータ発生部２５は、対数変換器により強調された信号に基づいて、各走査線および各超音波送受信における深さごとの信号値（Ｂモードデータ）を発生する。以下、一つの走査線（一つの超音波送信方向）における第１繰り返し周波数に対応するＢモードデータの集合を第１Ｂモードデータセットと呼び、第２繰り返し周波数に対応するＢモードデータの集合を第２Ｂモードデータセットと呼ぶ。また、複数の走査線にわたる複数の第１Ｂモードデータセットの集合を、第１Ｂモードデータファイルと呼び、複数の第２Ｂモードデータセットの集合を、第２Ｂモードデータファイルとよぶ。
【００２４】
合成部２９は、各走査線における超音波送受信ごとに、第１、第２Ｂモードデータセットを、被走査領域における深さを一致させて合成する。合成部２９は、合成したＢモードデータセットを画像発生部３１に出力する。図３は、相違する繰り返し周波数で超音波を２回送信し、それぞれ発生された第１、第２Ｂモードデータセットを、超音波送信方向ごとに合成する概略の一例を示す概略図である。合成されたＢモードデータセットは、後述する画像発生部３１に出力される。図３の浅部領域は、第１視野深度で規定される被走査領域の一部領域である。深部領域は、被走査領域から浅部領域を除いた領域である。
【００２５】
なお、合成部２９は、同一座標における２つのＲＦ信号のうち一方の位相を反転し、反転したＲＦ信号と反転していないＲＦ信号とを加算してもよい（Ｐａｌｓｅ  Ｓｕｂｔｒａｃｔｉｏｎ：パルスサブトラクション）。また、合成部２９は、同一座標における２つのＢモードデータを加算平均してもよい（コンパウンド処理）。加えて、合成部２９は、異なる送信中心周波数で得られたＢモードデータを合成してもよい（レートコンパウンド）。また、合成部２９は、視野深度が異なる２つのＢモードデータを合成することも可能である（コンビネーションフォーカス）。さらに、合成部２９は、基本送信周波数で得られたＢモードデータに、基本送信周波数の高調波によるＢモードデータを合成してもよい（ハーモニック合成）。また、合成部２９は、異なる２つの送信中心周波数の差音成分の受信信号を計算することも可能である（ディフェレンシャルＴＨＩ）。
【００２６】
また、合成部２９は、走査線方向および深さ方向における座標（３次元の場合は、揺動方向における座標も付加）を用いて、浅部領域に対応するＢモードデータセットを深部領域に対応するＢモードデータセットと結合させてもよい。この結合により、合成部２９は、浅部領域と深部領域とを結合した結合領域に亘るＢモーデータセットを発生する。具体的には、合成部２９は、結合領域における座標上に、浅部領域に対応するＢモードデータセットと深部領域に対応するＢモードデータセットとを配置する。
【００２７】
なお、合成部２９は、第１Ｂモードデータファイルと第２Ｂモードデータファイルとを、被走査領域における深さを一致させて合成してもよい。図４は、第１視野深度を有する第１Ｂモードデータファイルと、被走査深度を有する第２Ｂモードデータファイルとを合成する概略の一例を示す概略図である。合成されたＢモードデータファイルは、後述する画像発生部３１に出力される。以下、合成されたＢモードデータセットと合成されたＢモードデータファイルとをまとめて合成されたＢモードデータと呼ぶ。
【００２８】
画像発生部３１は、合成されたＢモードデータにおける走査線間を補完することにより、Ｂモード画像を発生する。発生されたＢモード画像は、後述する表示部１３に出力される。
【００２９】
記憶部３３は、フォーカス深度の異なる複数の受信遅延パターンおよび複数の送信遅延パターン、本超音波診断装置１の制御プログラム、診断プロトコル、送受信条件等の各種データ群、Ｂモードデータ、Ｂモードデータセット、Ｂモードデータファイル、画像発生部３１で発生されたＢモード画像、超音波送信のアルゴリズムに関するプログラム、被走査深度に対する第２繰り返し周波数の対応表、フレームレートと被走査領域の視野深度と走査線本数と所定回数とにより決定される第１繰り返し周波数の対応表などを記憶する。
【００３０】
ＣＰＵ３５は、操作者により入力部１４から入力されたモード選択、フレームレート、被走査深度、第１視野深度、受信遅延パターンリストの選択、送信開始・終了に基づいて、記憶部３３に記憶された送受信条件と装置制御プログラムを読み出し、これらに従って装置本体１２を制御する。例えば、ＣＰＵ３５は、記憶部３３から読み出した制御プログラムに従って、送信制御部２３を制御する。
【００３１】
インターフェース部３７は、入力部１４、ネットワーク、図示していない外部記憶装置および生体信号計測部に関するインターフェースである。装置本体１２によって得られた超音波画像等のデータおよび解析結果等は、インターフェース部３７とネットワークとを介して他の装置に転送可能である。
【００３２】
表示部１３は、画像発生部３１からの出力に基づいて、Ｂモード画像および他の超音波画像などを表示する。なお、表示部１３は、画像発生部３１で発生されたＢモード画像に対して、ブライトネス、コントラスト、ダイナミックレンジ、γ補正などの調整および、カラーマップの割り当てを実行してもよい。
【００３３】
入力部１４は、インターフェース部３７に接続され操作者からの各種指示・命令・情報・選択・設定を装置本体１２に取り込む。入力部１４は、図示していないトラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード等の入力デバイスを有する。入力デバイスは、表示画面上に表示されるカーソルの座標を検出し、検出した座標をＣＰＵ３５に出力する。なお、入力デバイスは、表示画面を覆うように設けられたタッチコマンドスクリーンでもよい。この場合、入力部１４は、電磁誘導式、電磁歪式、感圧式等の座標読み取り原理でタッチ指示された座標を検出し、検出した座標をＣＰＵ３５に出力する。また、操作者が入力部１４の終了ボタンまたはフリーズボタンを操作すると、超音波の送受信は終了し、装置本体１２は一時停止状態となる。入力部１４は、操作者の指示に従って、装置本体１２にフレームレート、被走査深度、第１視野深度、送信回数などを入力してもよい。
【００３４】
なお、フレームレートを変更する設定は、例えば、フレームレートを直接指定するためのインターフェース（例えば、つまみなど）を操作することにより、装置本体１２に入力される。フレームレートが入力されると、装置本体１２は、入力されたフレームレートを満たすように、並列同時受信数および走査線密度、Ｂｏｏｓｔ送受信数等を増減させる。
【００３５】
（送信制御機能）  
送信制御機能とは、超音波送信方向ごとに超音波の送信を繰り返す周波数を、１回目と２回目で相違させるように送信部２１を制御する機能である。以下、送信制御機能に関する処理（以下、送信制御処理と呼ぶ）を説明する。
【００３６】
図５は、送信制御処理の流れを示すフローチャートである。  
フレームレートと被走査深度が入力される（ステップＳａ１）。フレームレートに基づいて、１方向送信間隔が決定される。被走査深度に基づいて、第２繰り返し周波数が決定される（ステップＳａ２）。１方向送信間隔と、第２繰り返し周波数とに基づいて、第１繰り返し周波数が決定される（ステップＳａ３）。決定された第１、第２繰り替え周波数を用いて、超音波が送信される（ステップＳａ４）。
【００３７】
（Ｂモードデータセット合成機能）  
Ｂモードデータセット合成機能とは、第１、第２Ｂモードデータセットを、被走査領域における深さを一致させて、超音波送信方向ごとに合成する機能である。以下、Ｂモードデータセット合成機能に関する処理（以下、Ｂモードデータセット合成処理と呼ぶ）を説明する。
【００３８】
図６は、Ｂモードデータセット合成処理の流れを示すフローチャートである。  
浅部領域に関する受信信号に基づいて、超音波送信方向ごとに、第１Ｂモードデータセットが発生される（ステップＳｂ１）。被走査領域に関する受信信号に基づいて、超音波送信方向ごとに、第２Ｂモードデータセットが発生される（ステップＳｂ２）。被走査領域における深さを一致させて、第１Ｂモードデータセットと第２Ｂモードデータセットとが、超音波送信方向ごとに合成される（ステップＳｂ３）。被走査領域にわたる合成されたＢモードデータに基づいて、Ｂモード画像が発生される（ステップＳｂ４）。発生されたＢモード画像が、表示部１３に表示される（ステップＳｂ５）。
【００３９】
（第１の変形例）  
第１の実施形態との相違は、各超音波振動子によって発生されたエコー信号を、超音波の受信開始時間を一致させて、超音波送信方向ごとに合成することにある。
【００４０】
記憶部３３は、第１繰り返し周波数の逆数に対応する時間間隔に受信されたエコー信号（以下、第１エコー信号と呼ぶ）と、第２繰り返し周波数の逆数に対応する時間間隔に受信されたエコー信号（以下、第２エコー信号と呼ぶ）とを、超音波送信方向に対応付けて記憶する。
【００４１】
合成部２９は、第１、第２エコー信号を、超音波送信方向ごとに、記憶部３３から読み出す。合成部２９は、読み出した第１、第２エコー信号を、超音波の受信開始時間を一致させて合成する。
【００４２】
受信信号発生部２５は、合成されたエコー信号に基づいて、受信信号を発生する。Ｂモードデータ発生部２７は、上記受信信号に基づいて、Ｂモードデータを発生する。画像発生部３１は、上記発生されたＢモードデータに基づいて、Ｂモード画像を発生する。
【００４３】
（エコー信号合成機能）  
エコー信号合成機能とは、超音波送信方向ごとに、記憶部３３から読み出した第１、第２エコー信号を、超音波の受信開始時間を一致させて合成する機能である。
【００４４】
図７は、超音波送信方向ごとに受信開始時間を一致させてエコー信号を合成することにより、Ｂモード画像を発生する処理の流れを示すフローチャートである。
【００４５】
第１エコー信号と、第２エコー信号とが、超音波送信方向に対応付けて記憶される。（ステップＳｃ１）。超音波送信方向ごとに、第１、第２エコー信号が読み出される。読み出された第１、第２エコー信号が、超音波の受信開始時間を一致させて超音波送信方向ごとに、合成される（ステップＳｃ２）。合成されたエコー信号に基づいて、受信信号が発生される（ステップＳｃ３）。受信信号に基づいて、Ｂモードデータが発生される（ステップＳｃ４）。発生されたＢモードデータに基づいて、Ｂモード画像が発生される（ステップＳｃ５）。発生されたＢモード画像が、表示部１３に表示される（ステップＳｃ６）。
【００４６】
（第２の変形例）  
第１の実施形態との相違は、被走査領域における深さを一致させて、超音波送信方向ごとに複数の受信信号を合成することにある。
【００４７】
記憶部３３は、浅部領域に関する受信信号（以下、第１受信信号と呼ぶ）と、被走査領域に関する受信信号（以下、第２受信信号と呼ぶ）とを、超音波送信方向に対応付けて記憶する。
【００４８】
合成部２９は、第１、第２受信信号を、超音波送信方向ごとに、記憶部３３から読み出す。合成部２９は、読み出した第１、第２受信信号を、被走査領域の深さを一致させて合成する。
【００４９】
Ｂモードデータ発生部２７は、上記合成された受信信号に基づいて、Ｂモードデータを発生する。画像発生部３１は、上記発生されたＢモードデータに基づいて、Ｂモード画像を発生する。
【００５０】
（受信信号合成機能）  
受信信号合成機能とは、超音波送信方向ごとに、記憶部３３から読み出した第１、第２受信信号を、被走査領域の深さを一致させて合成する機能である。
【００５１】
図８は、超音波送信方向ごとに受信開始時間を一致させてエコー信号を合成することにより、Ｂモード画像を発生する処理の流れを示すフローチャートである。
【００５２】
第１受信信号と、第２受信信号とが、超音波送信方向に対応付けて記憶される。（ステップＳｄ１）。超音波送信方向ごとに、第１、第２受信信号が読み出される。読み出された第１、第２受信信号が、被走査領域の深さを一致させて超音波送信方向ごとに合成される（ステップＳｄ２）。合成された受信信号に基づいて、Ｂモードデータが発生される（ステップＳｄ３）。発生されたＢモードデータに基づいて、Ｂモード画像が発生される（ステップＳｄ４）。発生されたＢモード画像が、表示部１３に表示される（ステップＳｄ５）。
【００５３】
（第３の変形例）  
第１の実施形態との相違は、入力部１４により入力された関心領域（Ｒｅｇｉｏｎ  Ｏｆ  Ｉｎｔｅｒｅｓｔ：以下ＲＯＩと呼ぶ）における第１Ｂモードデータセットを、被走査領域の深さを一致させて、第２Ｂモードデータセットに合成することにある。なお、ＲＯＩの代わりに被走査領域における浅部領域であってもよい。
【００５４】
図９は、相違する繰り返し周波数で超音波を２回送信し、それぞれ発生されたＢモードデータセットを関心領域について合成する概略の一例を示す概略図である。
【００５５】
入力部１４は、操作者による指示にしたがって、被走査領域上にＲＯＩを入力する。なお、ＲＯＩは、図１０に示すように、入力部１４を介した操作者の指示により、任意に移動、調整可能である。
【００５６】
合成部２９は、第１Ｂモードデータセットから、ＲＯＩに含まれる第１Ｂモードデータを抽出する。合成部２９は、抽出された第１Ｂモードデータセットを、被走査領域の深さを一致させて、第２Ｂモードデータセットに合成する。なお、図９に示すように、被検体体表面近傍の非関心領域におけるＢモードデータセットにおいて、第１、第２Ｂモードデータセットのうちいずれのデータセットを用いるかは、任意に選択可能である。
【００５７】
以上に述べた構成によれば、以下の効果を得ることができる。  
本超音波診断装置１によれば、複数レート送受信モードにおいて、１回目の超音波送受信の繰り返し周波数と、ｎ回目の超音波送受信の繰り返し周波数とを相違させることができる。これにより、浅部領域または関心領域の画質を確保し、かつフレームレートを向上させることができる。加えて、１回目の超音波送信が第１視野深度までとなるので、送信中心周波数を上げることにより、関心領域の感度を向上させることができる。なお、本超音波診断装置１における各機能は、レートコンパウンド、パルスサブトラクション、コンビネーションフォーカス、ディフェレンシャルＴＨＩ（Ｔｉｓｓｕｅ  Ｈａｒｍｏｎｉｃ  Ｉｍａｇｉｎｇ）、ハーモニック合成、合成される超音波ビーム同士の並列同時受信位置が同じ送信合成、重みづけが１対１のリアルタイムコンパウンドなどに適用可能である。
【００５８】
以上のことから、画質を維持もしくは向上させ、かつフレームレートが向上することにより、リアルタイム性および診断のスループットを向上させることができる。
【００５９】
また、上記実施形態の変形例として、本超音波診断装置１の技術的思想を医用画像処理装置で実現する場合には、例えば図１の構成図における実線内の構成要素を有するものとなる。この時、Ｂモードデータセット合成機能、エコー信号合成機能、受信信号合成機能に関する各々の処理については、第１の実施形態と同様である。また、医用画像処理装置において、超音波診断装置から出力された３次元Ｂモードデータなどを読み込んで、上記処理を実行することも可能である。
【００６０】
加えて、実施形態に係る各機能は、当該処理を実行するプログラムをワークステーション等のコンピュータにインストールし、これらをメモリ上で展開することによっても実現することができる。このとき、コンピュータに当該手法を実行させることのできるプログラムは、磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスクなど）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなど）、半導体メモリなどの記憶媒体に格納して頒布することも可能である。
【００６１】
（第２の実施形態）  
第１の実施形態との相違は、被走査領域に関する受信信号を、浅部領域に関する受信信号（以下、浅部受信信号と呼ぶ）と、深部領域に関する受信信号（以下、深部受信信号と呼ぶ）とに分割し、それぞれＢモードデータセットを発生し合成させることにある。
【００６２】
図１１は、第２の実施形態に係る超音波診断装置の構成を示す構成図である。
【００６３】
送信制御部２３は、浅部領域と深部領域とを区別する深さに関する情報（または、浅部領域と深部領域の境界に関する位置情報）（以下、境界情報と呼ぶ）を、後述する受信信号分割部２４に出力する。具体的には、送信制御部２３は、入力部１４を介して入力されたＲＯＩに基づいて、境界情報を決定する。なお、第１、第２繰り返し周波数および、１方向送信間隔は、後述する受信信号の分割およびＢモードデータセットの合成が実行可能な時間間隔であるとする。
【００６４】
受信信号分割部２４は、被走査領域に関する受信信号を、浅部受信信号と深部受信信号とに分割する。具体的には、受信信号分割部２４は、境界情報に基づいて、被走査領域に関する受信信号を、浅部受信信号と深部受信信号とに分割する。受信信号分割部２４は、浅部受信信号と深部受信信号とをそれぞれＢモードデータ発生部２７に出力する。
【００６５】
Ｂモードデータ発生部２７は、浅部領域に関する受信信号と深部領域に関する受信信号とを独立に信号処理する。以下、浅部領域に関する信号処理を浅部信号処理、深部領域に関する信号処理を深部信号処理と呼ぶ。Ｂモードデータ発生部２７は、例えば、浅部領域に関する受信信号と深部領域に関する受信信号とを独立に信号処理するための対応表を記憶する。この対応表は、例えば、検体体表面からの深さに対応した信号処理に用いられるフィルタなどである。具体的には、Ｂモードデータ発生部２７は、浅部受信信号に基づいて、浅部信号処理により、浅部Ｂモードデータセットを発生する。浅部Ｂデータデータセットは、例えば、第１の実施形態における第２Ｂモードデータセットのうち、浅部領域におけるデータセットに対応する。加えて、第１の実施形態における第１Ｂモードデータセットは、浅部信号処理により発生される。Ｂモードデータ発生部２７は、深部受信信号に基づいて、深部信号処理により、深部Ｂモードデータセットを発生する。
【００６６】
合成部２９は、浅部領域の深さに一致させて、超音波送信方向ごとに、浅部Ｂモードデータと第１Ｂモードデータとを合成する。以下、浅部Ｂモードデータセットと第１Ｂモードデータセットとを合成したＢモードデータセットを、浅部合成Ｂモードデータセットと呼ぶ。合成部２９は、超音波送信方向ごとに、浅部合成Ｂモードデータセットと、深部Ｂモードデータセットとを結合して結合Ｂモードデータセットを生成する。
【００６７】
合成部２９は、結合Ｂモードデータセットを、画像発生部３１に出力する。なお、合成部２９は、浅部Ｂモードデータセットと深部Ｂモードデータセットとを結合してもよい。また、受信信号が分割されない場合、合成部２９は、Ｂデータデータセットの合成などを実行しないバイパス回路を有していてもよい。
【００６８】
画像発生部３１は、被走査領域に亘る結合Ｂモードデータセットに基づいて、Ｂモード画像を発生する。表示部１３は、Ｂモード画像を表示する。
【００６９】
（分割合成機能）  
分割合成機能とは、超音波送信方向ごとに、被走査領域に関する受信信号を、浅部受信信号と深部受信信号とに分割し、次いで浅部、第１Ｂモードデータセットを合成し、さらに深部Ｂモードデータセットを結合する機能である。以下、分割合成機能に関する処理（以下、分割合成処理と呼ぶ）を説明する。
【００７０】
図１２は、分割合成処理の流れを示すフローチャートである。  
境界情報に基づいて、被走査領域に関する受信信号が、浅部受信信号と深部受信信号とに分割される（ステップＳｅ１）。浅部受信信号に基づいて、浅部信号処理により、浅部Ｂモードデータセットが発生される（ステップＳｅ２）。深部受信信号に基づいて、深部信号処理により、深部Ｂモードデータセットが発生される（ステップＳｅ３）。浅部領域における深さを一致させて、浅部Ｂモードデータセットと第１Ｂモードデータセットとが合成される（ステップＳｅ４）。合成された浅部合成Ｂモードデータセットに、深部Ｂモードデータセットが結合される（ステップＳｅ５）。上記処理が、被走査領域における超音波送信方向ごとに実行される。
【００７１】
図１３は、上記処理に係り、分割された受信信号それぞれに対してそれぞれ異なる信号処理が実行され、信号処理されたＢモードデータを合成する概略の一例を示す概略図である。
【００７２】
以上に述べた構成によれば、以下の効果を得ることができる。  
本超音波診断装置１によれば、複数レート送受信モードにおいて、１回目の超音波送受信の繰り返し周波数と、ｎ回目の超音波送受信の繰り返し周波数とを相違させることができる。加えて、被走査領域に関する受信信号を、浅部受信信号と深部受信信号とに分割することができる。続けて、それぞれ異なる信号処理により、合成されるＢモードセットと非合成のＢモードデータセットとを発生することができる。これらのことから、複数レート送受信モードにおいて、Ｂモード画像における浅部領域または関心領域の画質を確保し、かつフレームレートを向上させることができる。加えて、合成部分のＢモードデータセットと被合成部分のＢモードデータセットとの境界を滑らかにすることができる。画質を維持もしくは向上させ、かつフレームレートが向上することにより、リアルタイム性および診断のスループットが向上する。
【００７３】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００７４】
１…超音波診断装置、１１…超音波プローブ、１２…装置本体、１３…表示部、１４…入力部、２１…送信部、２３…送信制御部、２４…受信信号分割部、２５…受信信号発生部、２７…Ｂモードデータ発生部、２９…合成部、３１…画像発生部、３３…記憶部、３５…制御プロセッサ（ＣＰＵ）、３７…インターフェース部
【図１】
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【図２】
2013090866.tif 000004
【図３】
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【図４】
2013090866.tif 000006
【図５】
2013090866.tif 000007
【図６】
2013090866.tif 000008
【図７】
2013090866.tif 000009
【図８】
2013090866.tif 000010
【図９】
2013090866.tif 000011
【図１０】
2013090866.tif 000012
【図１１】
2013090866.tif 000013
【図１２】
2013090866.tif 000014
【図１３】
2013090866.tif 000015
【図１４】
2013090866.tif 000016
【図１５】
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