(57)【要約】【課題】超音波の動画像の品質を向上させる改良技術を提供する。【解決手段】プローブ１０は、生体内の心臓を含む領域に超音波を送受波する。送受信部１２は、心臓の運動の複数周期に亘って各周期ごとに周期開始からフレーム開始までの時間を異ならせつつ複数の走査フレームを形成する。フレーム処理部５０は、各走査フレームを複数領域に分割し、互いに異なる周期に対応した複数の走査フレームから、周期開始からの時相が互いに等しい関係にあり且つ走査面内における位置が互いに異なる複数領域を集め、それら複数領域に基づいて各表示フレームを形成することにより複数の表示フレームを得る。表示処理部６０は、複数の表示フレームに基づいて超音波の動画像を形成する。【選択図】図１
2017035326.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周期的な運動をする診断対象を含む走査面内において超音波を送受するプローブと、
前記プローブを制御することにより、前記周期的な運動の複数周期に亘って各周期ごとに周期開始からフレーム開始までの時間を異ならせつつ、前記走査面内において複数の走査フレームを形成する送受信部と、
前記各走査フレームを複数領域に分割し、互いに異なる周期に対応した前記複数の走査フレームから、周期開始からの時相が互いに等しい関係にあり且つ前記走査面内における位置が互いに異なる複数領域を集め、当該複数領域に基づいて各表示フレームを形成することにより複数の表示フレームを得るフレーム処理部と、
前記複数の表示フレームに基づいて超音波の動画像を形成する表示処理部と、
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、
前記送受信部は、前記周期的な運動の複数周期に亘って各周期ごとに周期開始からフレーム開始までの時間を各走査フレーム期間の１／Ｎ（Ｎは自然数）ずつ異ならせて、前記走査面内において複数の走査フレームを形成し、
前記フレーム処理部は、前記各走査フレームをＮ個の領域に分割し、互いに異なる周期に対応したＮ枚の走査フレームの各々から１つずつ得られるＮ個の領域を組み合わせて前記各表示フレームを形成し、
前記表示処理部は、前記複数の表示フレームに基づいて、前記複数の走査フレームのＮ倍のフレームレートで超音波の動画像を形成する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の超音波診断装置において、
前記診断対象である心臓の心電波形に基づいて当該心臓の複数心拍を検出し、連続するＭ心拍（Ｍは自然数）を前記周期的な運動の１周期とする、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の超音波診断装置において、
前記送受信部は、前記周期的な運動の複数周期に亘って各周期の先頭走査フレームの走査方向を各周期ごとに反転させつつ、各周期内において各走査フレームごとに走査方向を反転させる、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の超音波診断装置において、
前記診断対象である心臓から得られる超音波の受信信号に基づいてドプラ情報を得るドプラ処理部と、
前記ドプラ情報に基づいて、前記心臓内における血流の運動ベクトル分布を得るベクトル演算部と、
を有し、
前記フレーム処理部は、運動ベクトル分布に基づいて得られる前記各走査フレームを複数領域に分割し、互いに異なる周期に対応した前記複数の走査フレームから、周期開始からの時相が互いに等しい関係にあり且つ前記走査面内における位置が互いに異なる複数領域を集めて組み合わせることにより前記各表示フレームを形成し、
前記表示処理部は、前記複数の表示フレームから運動ベクトル分布に基づく超音波の動画像を形成する、
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、超音波の動画像を形成する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置において、複数時相に対応した複数フレームの超音波画像を形成することにより超音波の動画像を表示することができる。超音波の動画像において、各フレームの超音波画像の画質は各フレームを構成する超音波ビームの本数に大きく依存する。一般に、各フレームを構成する超音波ビームの本数が多いほど超音波画像の画質が向上する。また、超音波の動画像におけるフレームレートも各フレームを構成する超音波ビームの本数に依存する。例えば、各フレームを構成する超音波ビームの本数が多いほどフレームレートが低下する。つまり、超音波の動画像において、画質とフレームレートは互いにトレードオフの関係にある。
【０００３】
こうした事情から、超音波の動画像において画質とフレームレートの向上に注目した様々な技術が提案されている。例えば、特許文献１には、カラードプラ画像などの動画像の画質を改善しつつ擬似的にフレームレートを高める画期的な技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１２９５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上述した背景技術に鑑みて成されたものであり、その目的は、超音波の動画像の品質を向上させる改良技術を提供することにある。また、本発明の他の目的は、超音波の動画像において、各フレーム内における時相差を軽減又は解消しつつフレームレートを高めることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的にかなう好適な超音波診断装置は、周期的な運動をする診断対象を含む走査面内において超音波を送受するプローブと、前記プローブを制御することにより、前記周期的な運動の複数周期に亘って各周期ごとに周期開始からフレーム開始までの時間を異ならせつつ、前記走査面内において複数の走査フレームを形成する送受信部と、前記各走査フレームを複数領域に分割し、互いに異なる周期に対応した前記複数の走査フレームから、周期開始からの時相が互いに等しい関係にあり且つ前記走査面内における位置が互いに異なる複数領域を集め、当該複数領域に基づいて各表示フレームを形成することにより複数の表示フレームを得るフレーム処理部と、前記複数の表示フレームに基づいて超音波の動画像を形成する表示処理部と、を有することを特徴とする。
【０００７】
上記構成において、診断対象の好適な具体例は心臓（心臓内の血流）であるが、他の組織や器官、例えば血管（血管内の血流）などの循環器が診断対象とされてもよい。送受信部は、周期的な運動の複数周期に亘って、各周期ごとに周期開始からフレーム開始までの時間を異ならせつつ、走査面内において複数の走査フレームを形成する。例えば、周期的な運動において周期的に発生する特徴時相を基準として周期開始時相を決定し、周期開始時相からフレーム開始（例えば先頭フレームの走査開始）までの時間を異ならせつつ、各周期ごとに複数の走査フレームが形成される。診断対象が心臓であれば、例えば、心臓の心電波形から特定されるＲ波などの時相が特徴時相とされる。
【０００８】
また、上記構成において、フレーム処理部は、互いに異なる周期に対応した複数の走査フレームから、周期開始からの時相が互いに等しい関係にあり且つ走査面内における位置が互いに異なる複数領域を集め、それら複数領域に基づいて各表示フレームを形成することにより複数の表示フレームを得る。そして、表示処理部は、複数の表示フレームに基づいて超音波の動画像を形成する。フレーム処理部は、例えば、各走査フレームをＮ個（Ｎは自然数であり２以上が望ましい）の領域に分割し、互いに異なる周期に対応したＮ枚の走査フレームの各々から１つずつ得られるＮ個の領域を組み合わせて各表示フレームを形成して複数の表示フレームを得る。表示処理部は、例えば、複数の表示フレームに基づいて、フレームレートが複数の走査フレームのＮ倍となる超音波の動画像を形成する。
【０００９】
上記構成によれば、周期開始からの時相が互いに等しい関係にある複数領域に基づいて各表示フレームが形成されるため、各表示フレーム内における周期開始からの時相差が軽減され、望ましくは時相差が解消される。また、上記構成によれば、複数の走査フレームよりも高いフレームレートの動画像を形成することができる。
【００１０】
望ましい具体例において、前記送受信部は、前記周期的な運動の複数周期に亘って各周期ごとに周期開始からフレーム開始までの時間を各走査フレーム期間の１／Ｎ（Ｎは自然数）ずつ異ならせて、前記走査面内において複数の走査フレームを形成し、前記フレーム処理部は、前記各走査フレームをＮ個の領域に分割し、互いに異なる周期に対応したＮ枚の走査フレームの各々から１つずつ得られるＮ個の領域を組み合わせて前記各表示フレームを形成し、前記表示処理部は、前記複数の表示フレームに基づいて、前記複数の走査フレームのＮ倍のフレームレートで超音波の動画像を形成する、ことを特徴とする。
【００１１】
望ましい具体例において、前記超音波診断装置は、前記診断対象である心臓の心電波形に基づいて当該心臓の複数心拍を検出し、連続するＭ心拍（Ｍは自然数）を前記周期的な運動の１周期とすることを特徴とする。
【００１２】
望ましい具体例において、前記送受信部は、前記周期的な運動の複数周期に亘って各周期の先頭走査フレームの走査方向を各周期ごとに反転させつつ、各周期内において各走査フレームごとに走査方向を反転させることを特徴とする。
【００１３】
望ましい具体例において、前記超音波診断装置は、前記診断対象である心臓から得られる超音波の受信信号に基づいてドプラ情報を得るドプラ処理部と、前記ドプラ情報に基づいて、前記心臓内における血流の運動ベクトル分布を得るベクトル演算部と、を有し、前記フレーム処理部は、運動ベクトル分布に基づいて得られる前記各走査フレームを複数領域に分割し、互いに異なる周期に対応した前記複数の走査フレームから、周期開始からの時相が互いに等しい関係にあり且つ前記走査面内における位置が互いに異なる複数領域を集めて組み合わせることにより前記各表示フレームを形成し、前記表示処理部は、前記複数の表示フレームから運動ベクトル分布に基づく超音波の動画像を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、超音波の動画像の品質を向上させる改良技術が提供される。例えば、本発明の好適な態様によれば、超音波の動画像において、各フレーム内における時相差を軽減又は解消しつつフレームレートを高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施において好適な超音波診断装置の全体構成図である。
【図２】超音波画像の具体例を示す図である。
【図３】血流画像の具体例を示す図である。
【図４】各走査フレームの分割例を示す図である。
【図５】複数の表示フレームを形成する基本処理の具体例を示す図である。
【図６】複数の表示フレームを形成する処理の変形例１を示す図である。
【図７】複数の表示フレームを形成する処理の変形例２を示す図である。
【図８】複数の表示フレームを形成する処理の変形例３を示す図である。
【図９】走査方向を反転させる処理の具体例を示す図である。
【図１０】変形例３により形成される各表示フレームの具体例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、本発明の実施において好適な超音波診断装置の全体構成図である。図１の超音波診断装置の好適な診断対象は、周期的な運動をする組織や器官などであり、特に生体内の心臓（心臓内の血流）が好適な具体例である。
【００１７】
プローブ１０は、生体内の心臓を含む領域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、複数の振動素子を備えており、複数の振動素子が電子的に走査制御されて、心臓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、医師等のユーザ（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。なお、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し、電子的な走査と機械的な走査とを組み合わせた探触子であってもよい。
【００１８】
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の機能を備えている。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出力することにより送信ビームを形成し、さらに、複数の振動素子から得られる複数の受波信号に対して整相加算処理などを施して受信ビームを形成する。これにより、超音波ビーム（送信ビームと受信ビーム）が走査面内において走査され、超音波ビームに対応した受信信号（受信データ）が収集されつつ、複数時相に対応した複数フレーム（複数の走査フレーム）が形成される。なお、超音波の受信信号を得るにあたって、超音波ビームが三次空間内で立体的に走査されてもよいし、送信開口合成等の技術が利用されてもよい。複数フレームの各フレームを構成する受信信号（受信データ）は、フレーム記憶部１４に記憶される。
【００１９】
画像形成部２０は、フレーム記憶部１４に記憶された各フレームを構成する超音波の受信信号（受信データ）に基づいて、超音波画像（画像データ）を形成する。画像形成部２０は例えば、超音波の受信信号に対して、検波処理やフィルタ処理やＡＤ変換処理等を施すことにより、複数フレームのＢモード画像を形成する。
【００２０】
図２は、超音波画像の具体例を示す図である。図２には、画像形成部２０（図１）において形成される超音波画像２２の具体例（Ｂモード画像）が図示されている。図２の超音波画像２２内には、周囲を心筋や弁によって囲まれた心臓左室の内腔（心腔）が含まれている。画像形成部２０は、複数フレームに亘って各フレーム（各走査フレーム）ごとに超音波画像２２であるＢモード画像を形成する。もちろん、Ｂモード画像以外の公知の超音波画像２２が形成されてもよい。
【００２１】
図１に戻り、画像形成部２０は、超音波の走査に対応した走査座標系、例えばビームの深さ方向に対応したｒ方向とビームの走査方向に対応したθ方向によるｒθ座標系において画像データを形成する。走査座標系（例えばｒθ座標系）において得られた画像データは、後に説明する複数の表示フレームに修正されてから、例えばデジタルスキャンコンバータにより座標変換処理等を施され、表示座標系（例えばｘｙ直交座標系）の画像データに変換されることが望ましい。デジタルスキャンコンバータの機能は、例えばフレーム処理部５０または表示処理部６０が備える。
【００２２】
ドプラ処理部３０は、フレーム記憶部１４に記憶された各フレームを構成する超音波の受信信号（受信データ）に含まれるドプラシフト量を計測する。ドプラ処理部３０は、例えば公知のドプラ処理により、血流によって超音波の受信信号内に生じるドプラシフト量（ドプラシフト周波数）を計測し、血流についての超音波ビーム方向の速度情報を得る。
【００２３】
フレーム処理部５０は、画像形成部２０から得られる複数フレーム（複数の走査フレーム）の超音波画像（画像データ）に基づいて、超音波画像に関する複数の表示フレームを形成する。また、フレーム処理部５０は、ドプラ処理部３０から得られる複数フレーム（複数の走査フレーム）のドプラ情報（ドプラシフト量）に基づいて、ドプラ情報に関する複数の表示フレームを形成する。なお、画像形成部２０から得られる超音波画像とドプラ処理部３０から得られるドプラ情報に基づいて複数フレーム（複数の走査フレーム）のカラードプラ画像が形成され、複数フレーム（複数の走査フレーム）のカラードプラ画像に基づいて、カラードプラ画像に関する複数の表示フレームが形成されてもよい。
【００２４】
速度ベクトル演算部４０は、血流についての超音波ビーム方向の速度情報から、走査面内の各フレーム（各表示フレーム）ごとに２次元の速度ベクトルの分布を形成する。速度ベクトル演算部４０は、例えば、参考文献１（特開２０１３−１９２６４３号公報）に説明されるように、血流についての超音波ビーム方向の速度情報と、心臓壁の運動情報を利用して、走査面内の各位置における血流の２次元速度ベクトルを得ることにより、走査面内における速度ベクトル分布を形成する。
【００２５】
なお、超音波ビーム方向に沿った１次元の速度情報から、走査面内における２次元の速度ベクトルの分布を形成するにあたっては、公知の様々な手法を利用することができる。もちろん、互いに方向が異なる２本の超音波ビームを形成して、２本の超音波ビームの各々から速度情報を得て、２次元の速度ベクトルを形成するようにしてもよい。
【００２６】
そして、各フレーム（各表示フレーム）ごとに得られた２次元の速度ベクトル分布に基づいて、各フレームごとに血流画像が形成される。血流画像は、例えば、速度ベクトル演算部４０とフレーム処理部５０と表示処理部６０のうちの少なくとも１つにおける処理により形成される。
【００２７】
図３は、血流画像の具体例を示す図である。図３には、２次元の速度ベクトル分布に基づいて形成される血流画像４２の具体例が図示されている。図３に示す血流画像４２は、超音波画像（図２の符号２２）内において、複数のサンプル点（複数座標）に対応した速度ベクトルＶを矢印で表現したものである。なお、複数のサンプル点に対応した速度ベクトルＶに基づいて血流の流れを示す複数の流線を形成し、超音波画像（図２の符号２２）内に複数の流線を示した血流画像４２が形成されてもよい。こうして、複数フレームに亘って各フレーム（各表示フレーム）ごとに血流画像４２が形成される。
【００２８】
なお、速度ベクトル分布に関する複数の走査フレームを形成してから、複数の表示フレームを形成して、速度ベクトル分布に関する各表示フレームに基づいて血流画像４２が形成されてもよい。
【００２９】
図１に戻り、速度ベクトル演算部４０は、超音波の走査に対応した走査座標系（例えばｒθ座標系）において、複数のサンプル点について各サンプル点ごとに速度ベクトルを得て２次元の速度ベクトルの分布を形成する。走査座標系（例えばｒθ座標系）において得られた速度ベクトルの分布は、座標変換処理や補間処理により、表示座標系（例えばｘｙ直交座標系）における２次元の速度ベクトルの分布に変換される。なお、２次元の速度ベクトルの分布に関する座標変換処理や補間処理は、例えばフレーム処理部５０または表示処理部６０において実行される。
【００３０】
表示処理部６０は、複数の表示フレームに基づいて超音波の動画像を形成する。表示処理部６０は、超音波画像に関する複数の表示フレームに基づいて超音波画像の動画像を形成する。また、表示処理部６０は、速度ベクトル分布に関する複数の表示フレームに基づいて血流画像の動画像を形成する。また、カラードプラ画像に関する複数の表示フレームに基づいて、カラードプラ画像の動画像が形成されてもよい。表示処理部６０において形成された超音波の動画像は表示部６２に表示される。
【００３１】
制御部１００は、図１に示す超音波診断装置内を全体的に制御する。制御部１００による全体的な制御には、操作デバイス８０を介して、医師や検査技師などのユーザから受け付けた指示も反映される。また、制御部１００は、診断対象である心臓から心電計７０を利用して得られる心電信号（心電波形）に基づいた送受信制御を実行する。
【００３２】
図１に示す構成（符号を付された各部）のうち送受信部１２，画像形成部２０，ドプラ処理部３０，速度ベクトル演算部４０，フレーム処理部５０，表示処理部６０の各部は、例えば電気電子回路やプロセッサ等のハードウェアを利用して実現することができ、その実現において必要に応じてメモリ等のデバイスが利用されてもよい。また、上記各部に対応した機能の少なくとも一部がコンピュータにより実現されてもよい。つまり、上記各部に対応した機能の少なくとも一部が、ＣＰＵやプロセッサやメモリ等のハードウェアとＣＰＵやプロセッサの動作を規定するソフトウェア（プログラム）との協働により実現されてもよい。
【００３３】
フレーム記憶部１４の好適な具体例は例えば半導体メモリ等であり、表示部６２の好適な具体例は液晶ディスプレイ等である。操作デバイス８０は、例えば、マウス、キーボード、トラックボール、タッチパネル、その他のスイッチ類等のうちの少なくとも一つにより実現できる。そして、制御部１００は、例えば、ＣＰＵやプロセッサやメモリ等のハードウェアと、ＣＰＵやプロセッサの動作を規定するソフトウェア（プログラム）との協働により実現することができる。
【００３４】
図１の超音波診断装置の全体構成は以上のとおりである。次に、図１の超音波診断装置により実現される機能の具体例について詳述する。なお、図１に示した構成（符号を付された各部）については、以下の説明において図１の符号を利用する。
【００３５】
図４は、各走査フレームの分割例を示す図である。フレーム処理部５０は、各走査フレームを空間的にＮ個（Ｎは自然数で２以上が望ましい）の領域に分割する。
【００３６】
図４＜Ａ＞は、各走査フレームが扇形状の場合における分割例を示している。図４＜Ａ＞に示すように、各走査フレームが例えばコンベックス走査やセクタ走査により得られた扇形状であれば、各走査フレームが例えば走査角度θをＮ等分するＮ個の領域に分割される。図４＜Ａ＞は、扇形状の各走査フレームを左側，中央，右側の３領域（Ｎ＝３）に分割する場合の具体例を示している。なお、Ｎは３以外の自然数であってもよい。
【００３７】
また、図４＜Ｂ＞は、各走査フレームが矩形状に場合における分割例を示している。図４＜Ｂ＞に示すように、各走査フレームが例えばリニア走査により得られた矩形状であれば、各走査フレームが走査方向のフレーム長をＮ等分するＮ個の矩形領域に分割される。図４＜Ｂ＞は、矩形状の各走査フレームを領域１〜領域４の４領域（Ｎ＝４）に分割する場合の具体例を示している。なお、Ｎは４以外の自然数であってもよい。
【００３８】
図５は、複数の表示フレームを形成する基本処理の具体例を示す図である。図５には、複数の走査フレームから複数の表示フレームを形成する具体例が示されている。図５に示す具体例では、各走査フレームが扇形状であり左側，中央，右側の３領域（Ｎ＝３）に分割されている。
【００３９】
送受信部１２は、周期的な運動の複数周期に亘って各周期ごとに周期開始からフレーム開始までの時間を各走査フレーム期間の１／Ｎ（Ｎは自然数）ずつ異ならせて、走査面内において複数の走査フレームを形成する。
【００４０】
図５に示す具体例では、心電計７０から得られる心電波形により心臓の複数心拍が検出され、検出された各心拍（１つの心拍）が１周期とされている。また、図５に示す基本例ではＮ＝３であり、心電波形内の特徴時相であるＲ波の出現タイミングが各心拍（各周期）の開始時相とされている。
【００４１】
送受信部１２は、複数心拍に亘って各心拍ごとに心拍開始からフレーム開始までの時間を１／３フレーム（各走査フレーム期間の１／３）ずつ異ならせて、走査面内において複数の走査フレームを形成する。
【００４２】
例えば、第１心拍において、心電波形から検出されるＲ波のタイミング（時相）から第１走査フレームの走査が開始され、第１走査フレームの形成後に第２走査フレームの走査が開始されて第２走査フレームが形成される。その後、第３走査フレーム以降の走査フレームが次々に形成される。
【００４３】
そして、第１心拍に対応したＲ波の後に最初に検出されるＲ波のタイミングから第２心拍が開始される。第２心拍においては、Ｒ波のタイミングから１／３フレームの期間が経過してから第１走査フレームの走査が開始され、第１走査フレームの形成後に第２走査フレームの走査が開始されて第２走査フレームが形成される。その後、第３走査フレーム以降の走査フレームが次々に形成される。
【００４４】
さらに、第２心拍に対応したＲ波の後に最初に検出されるＲ波のタイミングから第３心拍が開始される。第３心拍においては、Ｒ波のタイミングから２／３フレームの期間が経過してから第１走査フレームの走査が開始され、第１走査フレームの形成後に第２走査フレームの走査が開始されて第２走査フレームが形成される。その後、第３走査フレーム以降の走査フレームが次々に形成される。
【００４５】
フレーム処理部５０は、形成された各走査フレームをＮ個の領域に分割し、互いに異なる周期に対応したＮ枚の走査フレームの各々から１つずつ得られるＮ個の領域を組み合わせて各表示フレームを形成する。
【００４６】
図５に示す具体例（Ｎ＝３）において、フレーム処理部５０は、互いに異なる３心拍（第１心拍〜第３心拍）に対応した３枚の走査フレームの各々から左側，中央，右側の３領域を集め、それら３領域を組み合わせて各表示フレームを形成する。
【００４７】
例えば、第１心拍における第１走査フレームの左側領域と、第２心拍における第１走査フレームの中央領域と、第３心拍における第１走査フレームの右側領域が集められ、それら左側領域と中央領域と右側領域を組み合わせて（接続して）第１表示フレームが形成される。
【００４８】
また、例えば第１心拍における第２走査フレームの右側領域と、第２心拍における第１走査フレームの左側領域と、第３心拍における第１走査フレームの中央領域が集められ、それら左側領域と中央領域と右側領域を組み合わせて（接続して）第２表示フレームが形成される。
【００４９】
さらに、図５に示すように、互いに異なる３心拍に対応した３枚の走査フレームの各々から左側，中央，右側の３領域が集められ、それら３領域を組み合わせて第３表示フレーム以降の各表示フレームが次々に形成される。
【００５０】
なお、第４心拍以降も複数の走査フレームを形成する場合には、図５に示す第１心拍から第３心拍までの処理と同じ処理が３心拍ごとに繰り返される。
【００５１】
各表示フレームは、各走査フレームと同形状であり、心拍内における時相が互いに揃えられた（望ましくは時相が一致した）複数領域で構成される。例えば、第１表示フレームを構成する左側，中央，右側の３領域は、周期開始に対応したＲ波からの時相が互いに等しい関係にある。つまり、第１表示フレームを構成する左側，中央，右側の３領域は、図５の横軸上（時間軸上）において互いに同じ時相に対応しており、Ｒ波からの経過時間が同じ時間帯に得られている。第２表示フレーム以降の各表示フレームも、第１表示フレームと同様に、Ｒ波からの時相が互いに等しい関係にある左側，中央，右側の３領域で構成される。
【００５２】
図５に示す基本処理によれば、周期開始からの時相が互いに等しい関係にある複数領域（３領域）に基づいて各表示フレームが形成されるため、各表示フレーム内における周期開始からの時相差が軽減され、望ましくは時相差が解消される。
【００５３】
また、図５に示す基本処理によれば、複数の走査フレームのフレーム間隔に比べて複数の表示フレームのフレーム間隔が１／Ｎ（Ｎ＝３）となるため、複数の走査フレームのフレームレートに比べて複数の表示フレームのフレームレートがＮ倍（Ｎ＝３）となり、複数の表示フレームに基づいて形成される動画像のフレームレートが高められる。
【００５４】
図６は、複数の表示フレームを形成する処理の変形例１を示す図である。図６には、複数の走査フレームから複数の表示フレームを形成する処理の具体例が示されている。図６に示す変形例１では、基本処理（図５）と同様に、各走査フレームが左側（左），中央（中），右側（右）の３領域（Ｎ＝３）に分割されている。
【００５５】
また、図６に示す変形例１では、基本処理（図５）と同様に、心電計７０から得られる心電波形により心臓の複数心拍が検出される。但し、図６の変形例１では連続する２心拍が１周期とされる。つまり、第１心拍と第２心拍により第１周期が構成され、第３心拍と第４心拍により第２周期が構成され、第５心拍と第６心拍により第３周期が構成される。
【００５６】
送受信部１２は、複数周期に亘って各周期ごとに周期開始からフレーム開始までの時間を１／３フレーム（各走査フレーム期間の１／３）ずつ異ならせて、走査面内において複数の走査フレームを形成する。
【００５７】
例えば、第１周期において、心電波形から検出される第１心拍のＲ波のタイミング（時相）から第１走査フレーム（１Ｆｒ）の走査が開始され、第１走査フレームの形成後に第２走査フレーム（２Ｆｒ）の走査が開始されて第２走査フレームが形成される。その後、第３走査フレーム（３Ｆｒ）以降の走査フレームが次々に形成される。
【００５８】
そして、第３心拍のＲ波のタイミング（時相）から第２周期が開始される。第２周期では、心電波形から検出される第３心拍のＲ波のタイミング（時相）から１／３フレームの期間が経過してから第１走査フレーム（１Ｆｒ）の走査が開始され、第１走査フレームの形成後に第２走査フレーム（２Ｆｒ）の走査が開始されて第２走査フレームが形成され、その後、第３走査フレーム（３Ｆｒ）以降の走査フレームが次々に形成される。
【００５９】
さらに、第５心拍のＲ波のタイミング（時相）から第３周期が開始される。第３周期では、心電波形から検出される第５心拍のＲ波のタイミング（時相）から２／３フレームの期間が経過してから第１走査フレーム（１Ｆｒ）の走査が開始され、第１走査フレームの形成後に第２走査フレーム（２Ｆｒ）の走査が開始されて第２走査フレームが形成され、その後、第３走査フレーム（３Ｆｒ）以降の走査フレームが次々に形成される。
【００６０】
図６に示す変形例１において、フレーム処理部５０は、互いに異なる３周期に対応した３枚の走査フレームの各々から左側，中央，右側の３領域を集め、それら３領域を組み合わせて各表示フレームを形成する。
【００６１】
例えば、第１周期における第１走査フレーム（１Ｆｒ）の左側領域（左）と、第２周期における第１走査フレーム（１Ｆｒ）の中央領域（中）と、第３周期における第１走査フレーム（１Ｆｒ）の右側領域（右）が集められ、それら左側領域と中央領域と右側領域を組み合わせて（接続して）第１表示フレームが形成される。
【００６２】
また、例えば第１周期における第２走査フレーム（１Ｆｒ）の右側領域（右）と、第２周期における第１走査フレーム（１Ｆｒ）の左側領域（左）と、第３周期における第１走査フレーム（１Ｆｒ）の中央領域（中）が集められ、それら左側領域と中央領域と右側領域を組み合わせて（接続して）第２表示フレームが形成される。さらに、図示省略するものの、互いに異なる３周期に対応した３枚の走査フレームの各々から左側，中央，右側の３領域が集められ、それら３領域を組み合わせて第３表示フレーム以降の各表示フレームが次々に形成される。
【００６３】
なお、第７心拍以降も複数の走査フレームを形成する場合には、図６に示す第１心拍から第６心拍までの処理と同じ処理が６心拍ごとに（３周期ごとに）繰り返される。
【００６４】
図６に示す変形例１によれば、基本処理（図５）の場合と同様に、各表示フレーム内における周期開始からの時相差が軽減（望ましくは時相差が解消）され、複数の走査フレームのフレームレートに比べて複数の表示フレームのフレームレートがＮ倍（Ｎ＝３）となり、複数の表示フレームに基づいて形成される動画像のフレームレートが高められる。
【００６５】
さらに、図６に示す変形例１によれば、Ｒ波が含まれる期間に対応した表示フレーム（Ｒ波表示フレーム）を得ることができる。例えば、図６に示す変形例１において、第１周期における第５走査フレーム（５Ｆｒ）の左側領域（左）が第２心拍のＲ波の期間に対応し、第２周期における第５走査フレーム（５Ｆｒ）の中央領域（中）が第４心拍のＲ波の期間に対応し、第３周期における第５走査フレーム（５Ｆｒ）の右側領域（右）が第６心拍のＲ波の期間に対応しており、それら左側領域と中央領域と右側領域を組み合わせてＲ波表示フレームが形成される。
【００６６】
図７は、複数の表示フレームを形成する処理の変形例２を示す図である。図７には、複数の走査フレームから複数の表示フレームを形成する処理の具体例が示されている。図７に示す変形例２では、基本処理（図５）と同様に、各走査フレームが左側（左），中央（中），右側（右）の３領域（Ｎ＝３）に分割されている。
【００６７】
また、図７に示す変形例２では、基本処理（図５）と同様に、心電計７０から得られる心電波形により心臓の複数心拍が検出され、検出された各心拍（１つの心拍）が１周期とされている。心電波形内の特徴時相であるＲ波の出現タイミングが各心拍（各周期）の開始時相とされている。
【００６８】
送受信部１２は、複数心拍に亘って各心拍ごとに心拍開始からフレーム開始までの時間を１／３フレーム（各走査フレーム期間の１／３）ずつ異ならせて、走査面内において複数の走査フレームを形成する。
【００６９】
例えば、第１心拍において、心電波形から検出されるＲ波のタイミング（時相）から第１走査フレーム（１Ｆｒ）の走査が開始され、第１走査フレームの形成後に第２走査フレーム（２Ｆｒ）の走査が開始されて第２走査フレームが形成される。その後、第３走査フレーム（３Ｆｒ）以降の走査フレームが次々に形成される。
【００７０】
そして、第１心拍に対応したＲ波の後に最初に検出されるＲ波のタイミングから第２心拍が開始される。図７の変形例２では、第１心拍の第５走査フレーム（５Ｆｒ）が形成（走査）されている途中に、第２心拍のＲ波が検出されている。送受信部１２は、第２心拍のＲ波が検出されたタイミング（時相）が、形成中（走査中）である各走査フレームのフレーム期間の２／３以上を経過している場合に、その走査フレームの形成が完了するまで走査を継続させる。なお、第２心拍のＲ波が検出されたタイミング（時相）が、形成中である各走査フレームのフレーム期間の２／３以上を経過していない場合には、その走査フレームの走査を途中で終了させることが望ましい。
【００７１】
図７に示す例において、第２心拍のＲ波が検出された時相は、第１心拍の第５走査フレーム（５Ｆｒ）の走査が開始されてから、走査フレーム期間の２／３以上が経過しているため、送受信部１２は、第１心拍の第５走査フレーム（５Ｆｒ）の走査を継続させて第５走査フレーム（５Ｆｒ）を形成する。
【００７２】
また、第２心拍においては、Ｒ波のタイミングから１／３フレームの期間が経過してから第１走査フレーム（１Ｆｒ）の走査が開始され、第１走査フレームの形成後に第２走査フレーム（２Ｆｒ）の走査が開始されて第２走査フレームが形成される。その後、第３走査フレーム（３Ｆｒ）以降の走査フレームが次々に形成される。
【００７３】
そして、第２心拍に対応したＲ波の後に最初に検出されるＲ波のタイミングから第３心拍が開始される。図７の変形例２では、第２心拍の第５走査フレーム（５Ｆｒ）が形成（走査）されている途中に、第３心拍のＲ波が検出されている。送受信部１２は、第３心拍のＲ波が検出されたタイミング（時相）が、形成中（走査中）である各走査フレームのフレーム期間の１／３以上を経過している場合に、その走査フレームの形成が完了するまで走査を継続させる。なお、第３心拍のＲ波が検出されたタイミング（時相）が、形成中である各走査フレームのフレーム期間の１／３以上を経過していない場合には、その走査フレームの走査を途中で終了させることが望ましい。
【００７４】
図７に示す例において、第３心拍のＲ波が検出された時相は、第２心拍の第５走査フレーム（５Ｆｒ）の走査が開始されてから、走査フレーム期間の１／３以上が経過しているため、送受信部１２は、第２心拍の第５走査フレーム（５Ｆｒ）の走査を継続させて第５走査フレーム（５Ｆｒ）を形成する。
【００７５】
さらに、第３心拍においては、Ｒ波のタイミングから２／３フレームの期間が経過してから第１走査フレーム（１Ｆｒ）の走査が開始され、第１走査フレームの形成後に第２走査フレーム（２Ｆｒ）の走査が開始されて第２走査フレームが形成される。その後、第３走査フレーム（３Ｆｒ）以降の走査フレームが次々に形成される。第３心拍に対応したＲ波の後に最初に検出されるＲ波のタイミングから第４心拍が開始されるが、送受信部１２は、第４心拍のＲ波が検出されたタイミング（時相）において形成中（走査中）である各走査フレームの形成が完了するまで走査を継続させる。
【００７６】
図７に示す例において、第３心拍の第５走査フレーム（５Ｆｒ）の走査が開始されてから第４心拍のＲ波が検出されているが、送受信部１２は、第３心拍の第５走査フレーム（５Ｆｒ）の走査を継続させて第５走査フレーム（５Ｆｒ）を形成する。
【００７７】
図７に示す変形例２においても、フレーム処理部５０は、互いに異なる３周期に対応した３枚の走査フレームの各々から左側，中央，右側の３領域を集め、それら３領域を組み合わせて各表示フレームを形成する。
【００７８】
例えば、第１心拍における第１走査フレーム（１Ｆｒ）の左側領域（左）と、第２心拍における第１走査フレーム（１Ｆｒ）の中央領域（中）と、第３心拍における第１走査フレーム（１Ｆｒ）の右側領域（右）が集められ、それら左側領域と中央領域と右側領域を組み合わせて（接続して）第１表示フレームが形成される。
【００７９】
また、例えば第１心拍における第２走査フレーム（２Ｆｒ）の右側領域（右）と、第２心拍における第１走査フレーム（１Ｆｒ）の左側領域（左）と、第３心拍における第１走査フレーム（１Ｆｒ）の中央領域（中）が集められ、それら左側領域と中央領域と右側領域を組み合わせて（接続して）第２表示フレームが形成される。さらに、図示省略するものの、互いに異なる３周期に対応した３枚の走査フレームの各々から左側，中央，右側の３領域が集められ、それら３領域を組み合わせて第３表示フレーム以降の各表示フレームが次々に形成される。
【００８０】
なお、図７に示す変形例２において、第３心拍以降も複数の走査フレームを形成する場合には、第４心拍の期間における走査を行わず、第５心拍から、図７に示す第１心拍から第３心拍までの処理と同様な処理を実行すればよい。
【００８１】
図７に示す変形例２によれば、基本処理（図５）の場合と同様に、各表示フレーム内における周期開始からの時相差が軽減（望ましくは時相差が解消）され、複数の走査フレームのフレームレートに比べて複数の表示フレームのフレームレートがＮ倍（Ｎ＝３）となり、複数の表示フレームに基づいて形成される動画像のフレームレートが高められる。
【００８２】
さらに、図７に示す変形例２によれば、Ｒ波が含まれる期間に対応した表示フレーム（Ｒ波表示フレーム）を得ることができる。例えば、図７に示す変形例２において、第１心拍における第５走査フレーム（５Ｆｒ）の左側領域（左）が第２心拍のＲ波の期間に対応し、第２心拍における第５走査フレーム（５Ｆｒ）の中央領域（中）が第３心拍のＲ波の期間に対応し、第３心拍における第５走査フレーム（５Ｆｒ）の右側領域（右）が第４心拍のＲ波の期間に対応しており、それら左側領域と中央領域と右側領域を組み合わせてＲ波表示フレームが形成される。
【００８３】
なお、図７に示す変形例２において、第３心拍における第５走査フレーム（５Ｆｒ）の中央領域（中）と、第２心拍における第５走査フレーム（５Ｆｒ）の左側領域（左）と、第１心拍における第１走査フレーム（１Ｆｒ）の右側領域（右）が集められ、それら左側領域と中央領域と右側領域を組み合わせて、Ｒ波表示フレームの次の表示フレームが形成されてもよい。
【００８４】
図８は、複数の表示フレームを形成する処理の変形例３を示す図である。図８には、複数の走査フレームから複数の表示フレームを形成する処理の具体例が示されている。図８に示す変形例３では、基本処理（図５）と同様に、各走査フレームが左側，中央，右側の３領域（Ｎ＝３）に分割されている。
【００８５】
また、図８に示す変形例３では、基本処理（図５）と同様に、心電計７０から得られる心電波形により心臓の複数心拍が検出され、検出された各心拍（１つの心拍）が１周期とされている。心電波形内の特徴時相であるＲ波の出現タイミングが各心拍（各周期）の開始時相とされている。
【００８６】
送受信部１２は、複数心拍に亘って各心拍ごとに心拍開始からフレーム開始までの時間を１／３フレーム（各走査フレーム期間の１／３）ずつ異ならせて、走査面内において複数の走査フレームを形成する。
【００８７】
但し、図８の変形例３において、送受信部１２は、周期的な運動の複数周期に亘って各周期の先頭走査フレームの走査方向を各周期ごとに反転させつつ、各周期内において各走査フレームごとに走査方向を反転させる。
【００８８】
図９は、走査方向を反転させる処理の具体例を示す図である。図９には、第１心拍から第３心拍までの各心拍における第１走査フレームから第３走査フレームの具体例が図示されている。また、図９には、各心拍ごとに、Ｒ波を基準（ｔ０）とする心拍内における時相（ｔ１，ｔ２，ｔ３，・・・）が図示されている。
【００８９】
第１心拍において、第１走査フレームは、Ｒ波の時相ｔ０から走査が開始され、フレームの右端から左端に向かう方向に超音波ビームが走査（右から走査）されて形成される。つまり、第１走査フレームは、右側領域（右），中央領域（中），左側領域（左１）の順に形成される。時相ｔ３において第１走査フレームの形成が終了すると、その時相ｔ３から第２走査フレームの走査が開始される。第２走査フレームは、フレームの左端から右端に向かう方向に超音波ビームが走査（左から走査）されて形成される。つまり、第２走査フレームは、左側領域（左４），中央領域（中７），右側領域（右１０）の順に形成される。そして、時相ｔ６において第２走査フレームの形成が終了すると、その時相ｔ６から第３走査フレームの走査が開始される。第３走査フレームは、フレームの右端から左端に向かう方向に超音波ビームが走査（右から走査）されて形成される。つまり、第３走査フレームは右側領域（右１３），中央領域（中１６），左側領域（左）の順に形成される。その後も、各走査フレームごとに走査方向を反転させながら、複数の走査フレームが次々に形成される。
【００９０】
第２心拍において、第１走査フレームは、Ｒ波の時相ｔ０から１／３フレーム（各走査フレーム期間の１／３）経過後の時相ｔ１から走査が開始される。第２心拍の第１走査フレームは、フレームの左端から右端に向かう方向に超音波ビームが走査（左から走査）されて形成される。第１心拍における先頭の第１走査フレームは右から走査であるのに対して、第２心拍における先頭の第１走査フレームは左から走査に反転される。第２心拍においても、各走査フレームごとに走査方向を反転させながら複数の走査フレームが次々に形成される。
【００９１】
第３心拍において、第１走査フレームは、Ｒ波の時相ｔ０から２／３フレーム（各走査フレーム期間の２／３）経過後の時相ｔ２から走査が開始される。第３心拍の第１走査フレームは、フレームの右端から左端に向かう方向に超音波ビームが走査（右から走査）されて形成される。第２心拍における先頭の第１走査フレームは左から走査であるのに対して、第３心拍における先頭の第１走査フレームは右から走査に反転される。第３心拍においても、各走査フレームごとに走査方向を反転させながら複数の走査フレームが次々に形成される。
【００９２】
図８に戻り、変形例３においても、フレーム処理部５０は、互いに異なる３心拍（第１心拍〜第３心拍）に対応した３枚の走査フレームの各々から左側，中央，右側の３領域を集め、それら３領域を組み合わせて各表示フレームを形成する。
【００９３】
例えば、第１心拍における第１走査フレームの左側領域（左側１）と、第２心拍における第１走査フレームの中央領域（中央２）と、第３心拍における第１走査フレームの右側領域（右側３）が集められ、それら左側領域と中央領域と右側領域を組み合わせて（接続して）第１表示フレームが形成される。
【００９４】
また、例えば第１心拍における第２走査フレームの左側領域（左側４）と、第２心拍における第１走査フレームの右側領域（右側５）と、第３心拍における第１走査フレームの中央領域（中央６）が集められ、それら左側領域と中央領域と右側領域を組み合わせて（接続して）第２表示フレームが形成される。
【００９５】
さらに、図８に示すように、互いに異なる３心拍に対応した３枚の走査フレームの各々から左側，中央，右側の３領域が集められ、それら３領域を組み合わせて第３表示フレーム以降の各表示フレームが次々に形成される。
【００９６】
なお、第４心拍以降も複数の走査フレームを形成する場合には、図８に示す第１心拍から第３心拍までの処理と同じ処理が３心拍ごとに繰り返される。
【００９７】
図１０は、変形例３により形成される各表示フレームの具体例を示す図である。図１０には、図８の処理例により得られる第１表示フレームから第６表示フレームの具体例が図示されている。なお、図１０に示す時相（ｔ３，ｔ４，ｔ５，・・・）は、図８，図９に示した時相、つまり、Ｒ波を基準とする各心拍内における時相である。
【００９８】
図１０の具体例において、第１表示フレームは、第１心拍における第１走査フレームの左側領域（左１）と、第２心拍における第１走査フレームの中央領域（中２）と、第３心拍における第１走査フレームの右側領域（右３）を接続して形成される。その際、フレーム処理部５０は、接続箇所における時相を一致させつつ領域と領域を接続する。例えば、第１表示フレームの右側領域（右３）と中央領域（中２）の接続箇所は時相ｔ３に対応しており、第１表示フレームの中央領域（中２）と左側領域（左１）の接続箇所は時相ｔ２に対応している。
【００９９】
第２表示フレームは、第１心拍における第２走査フレームの左側領域（左４）と、第２心拍における第１走査フレームの右側領域（右５）と、第３心拍における第１走査フレームの中央領域（中６）を接続して形成される。また、第２表示フレームの右側領域（右５）と中央領域（中６）の接続箇所は時相ｔ３に対応しており、第２表示フレームの中央領域（中６）と左側領域（左４）の接続箇所は時相ｔ４に対応している。
【０１００】
第３表示フレーム以降においても、互いに異なる３心拍に対応した３枚の走査フレームの各々から左側，中央，右側の３領域が集められ、さらに、接続箇所における時相を一致させつつ領域と領域を接続して各表示フレームが次々に形成される。
【０１０１】
図８〜図１０に示す変形例３によれば、基本処理（図５）の場合と同様に、各表示フレーム内における周期開始からの時相差が軽減（望ましくは時相差が解消）され、複数の走査フレームのフレームレートに比べて複数の表示フレームのフレームレートがＮ倍（Ｎ＝３）となり、複数の表示フレームに基づいて形成される動画像のフレームレートが高められる。さらに、変形例３によれば、図１０に示すように、各表示フレーム内における領域と領域の接続箇所における時相が一致しており、各表示フレーム内の接続箇所（つなぎ目）における時間的な不連続性が軽減または解消される。
【０１０２】
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。本発明は、その本質を逸脱しない範囲で各種の変形形態を包含する。
【符号の説明】
【０１０３】
１０  プローブ、１２  送受信部、１４  フレーム記憶部、２０  画像形成部、３０  ドプラ処理部、４０  速度ベクトル演算部、５０  フレーム処理部、６０  表示処理部、６２  表示部、７０  心電計、８０  操作デバイス、１００  制御部。
【図１】
2017035326.tif 000003
【図２】
2017035326.tif 000004
【図３】
2017035326.tif 000005
【図４】
2017035326.tif 000006
【図５】
2017035326.tif 000007
【図６】
2017035326.tif 000008
【図７】
2017035326.tif 000009
【図８】
2017035326.tif 000010
【図９】
2017035326.tif 000011
【図１０】
2017035326.tif 000012