(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体内における複数の観測点のそれぞれに対して、複数回ずつ順番に超音波を送受信することでドプラスキャンを行なうドプラスキャン手段と、
前記ドプラスキャンによって取得された前記複数の観測点における受信信号に対して周波数解析を行なうことで、各観測点における運動体の流速を表すドプラスペクトラム画像を生成する処理手段と、
前記ドプラスキャン手段が前記複数の観測点に対して前記複数回ずつ超音波を送受信したことによって前記各観測点に対して超音波が送受信されていない時間帯の前記各観測点におけるドプラスペクトラム画像を、前記処理手段によって生成された前記各観測点におけるドプラスペクトラム画像に基づいて補間により求め、前記処理手段によって生成された前記各観測点におけるドプラスペクトラム画像と、前記補間によって求めた前記各観測点におけるドプラスペクトラム画像とを前記観測点ごとに結合する補間手段と、
前記補間手段によって結合された前記各観測点におけるドプラスペクトラム画像を表示手段に表示させる表示制御手段と、
を有し、
前記補間手段は、前記各観測点におけるドプラスペクトラム画像に基づいて、前記各観測点におけるドプラスペクトラム画像の特徴量をそれぞれ求め、前記被検体のＥＣＧ信号を受け付けて、前記ＥＣＧ信号と前記各観測点におけるドプラスペクトラム画像の特徴量とを用いたパラメトリックモデルによる回帰モデルによって、前記各観測点に対して超音波が送受信されていない時間帯の前記各観測点におけるドプラスペクトラム画像を推定すること、
を特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記補間手段は、前記各観測点におけるドプラスペクトラム画像に基づいて、前記運動体の平均流速、スペクトラムの分散、及びスペクトラムのトータルパワーを前記特徴量として前記各観測点のドプラスペクトラム画像ごとに求め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】
前記補間手段によって結合された前記各観測点におけるドプラスペクトラム画像ごとに異なる色を割り当てる配色手段を更に有し、
前記表示制御手段は、前記異なる色が割り当てられた前記各観測点におけるドプラスペクトラム画像を前記表示手段に同時に表示させることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記被検体の心臓を超音波で走査することで、前記被検体の心臓における僧坊弁先端と大動脈弁先端とが表される超音波画像データを取得する画像取得手段を更に有し、
前記表示制御手段は、前記超音波画像データに基づく超音波画像と、前記僧坊弁先端の位置と前記大動脈弁先端の位置とをそれぞれ指定するためのマーカとを重ねて前記表示手段に表示させ、
前記ドプラスキャン手段は、前記超音波画像上において前記マーカによって指定された前記僧坊弁先端の位置と前記大動脈弁先端の位置を受け付けて、前記僧坊弁先端の位置と前記大動脈弁先端の位置とをそれぞれ観測点として、２つの観測点に対して複数回ずつ交互に超音波を送受信することでドプラスキャンを行ない、
さらに、
前記僧坊弁先端におけるドプラスペクトラム画像に表された速度のうち正側の速度成分と、前記大動脈弁先端におけるドプラスペクトラム画像に表された速度のうち負側の速度成分とを結合して１つのドプラスペクトラム画像を生成する結合手段を有し、
前記表示制御手段は、前記１つのドプラスペクトラム画像を前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の超音波診断装置。
【請求項５】
被検体内に超音波を送信し、前記被検体内からの反射波を受信することでドプラスキャンを行なうドプラスキャン手段を備えた超音波診断装置を制御するコンピュータに、
前記被検体内における複数の観測点のそれぞれに対して、複数回ずつ順番に前記ドプラスキャン手段に送受信させることで前記ドプラスキャンを行なう制御機能と、
前記ドプラスキャンによって取得された前記複数の観測点における受信信号に対して周波数解析を行なうことで、各観測点における運動体の流速を表すドプラスペクトラム画像を生成する処理機能と、
前記複数の観測点に対して前記複数回ずつ超音波を送受信したことによって前記各観測点に対して超音波が送受信されていない時間帯の前記各観測点におけるドプラスペクトラム画像を、前記処理機能によって生成された前記各観測点におけるドプラスペクトラム画像に基づいて補間により求め、前記処理機能によって生成された前記各観測点におけるドプラスペクトラム画像と、前記補間により求めた前記各観測点におけるドプラスペクトラム画像とを前記観測点ごとに結合する補間機能と、
前記補間機能によって結合された前記各観測点におけるドプラスペクトラム画像を表示装置に表示させる表示制御機能と、
を実行させ、
前記補間機能は、前記各観測点におけるドプラスペクトラム画像に基づいて、前記各観測点におけるドプラスペクトラム画像の特徴量をそれぞれ求め、前記被検体のＥＣＧ信号を受け付けて、前記ＥＣＧ信号と前記各観測点におけるドプラスペクトラム画像の特徴量とを用いたパラメトリックモデルによる回帰モデルによって、前記各観測点に対して超音波が送受信されていない時間帯の前記各観測点におけるドプラスペクトラム画像を推定すること、
を特徴とする超音波診断装置の制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数箇所のドプラスペクトラム画像を取得する超音波診断装置、及び超音波診断装置の制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波ドプラ法を用いることで、診断部位の血流情報を得る超音波診断装置が知られている。被検体内の血流などの流れのある診断部位に向けて超音波を送信すると、ドプラ効果により、送信周波数に対して受信周波数が僅かに偏移する。この偏移周波数（ドプラ偏移周波数）は血流速度に比例し、ドプラ偏移周波数の周波数解析を行なうことにより血流情報が得られる。例えば、パルスドプラ法（Ｐｕｌｓｅ  Ｗａｖｅ：ＰＷドプラ法）又は連続波ドプラ法（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅ：ＣＷドプラ法）を実行して、血流情報の時間変化を観測する手法が実施されている。
【０００３】
超音波診断装置は、得られたドプラ信号に対して高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行い、その周波数分析の結果を、縦軸に周波数ｆ（速度ｖ）、横軸に時間ｔとしてスペクトラム表示を行い、そのドプラスペクトラム画像を対象として診断で用いる各種項目（パラメータ）の計測が行われる。
【０００４】
超音波ドプラ法を用いることで、心臓の機能（心機能）の評価が行われている。例えば、左室流入血流の速度と左室流出血流の速度とを測定することで、左室駆出率（Ｅ／Ｆ）、左室駆出分画、又は、Ｔｅｉ−Ｉｎｄｅｘ（Ｔｏｔａｌ  Ｅｊｅｃｔｉｏｎ  Ｉｓｏｖｏｌｕｍｅ  Ｉｎｄｅｘ）などの指標を求めて、心機能の評価を行う。
【０００５】
従来においては、被検体の心電波形を取得して、左室流入血流が発生する時相と左室流出血流が発生する時相とを特定し、左室流入血流の速度と左室流出血流の速度とをそれぞれ別々に測定することで、上述した左室駆出率（Ｅ／Ｆ）などの指標を求めていた。すなわち、左室流入血流の速度と左室流出血流の速度とをそれぞれ別々の心拍において求めて、上記の指標を求めていた。
【０００６】
左室流入血流と左室流出血流とをそれぞれ別々の心拍において求めた場合、左室流入血流の測定で求めた指標と左室流出血流の測定で求めた指標とを組み合わせて、上述した左室駆出率（Ｅ／Ｆ）などの指標を再計算する必要があったため、操作が非常に煩雑であった。また、異なる心拍で左室流入血流と左室流出血流とを測定していたため、心拍の周期に変動があると、左心室駆出率（Ｅ／Ｆ）などの指標が不安定になったり、指標の再現性が悪くなったりする問題があった。また、複数の心拍で求められた指標の平均値を求めても、その精度が不十分になるおそれがあった。
【０００７】
また、複数の箇所にレンジゲート（観測点）を設定してパルスドプラ法を実行することで、複数箇所の血流情報を取得することが行われている（例えば特許文献１、及び特許文献２）。例えば、２箇所にレンジゲートを設定し、交互にそれぞれの箇所に超音波を１回ずつ送受信することで、２箇所における血流情報を取得していた。例えば、観測点Ａに超音波を１回送受信することで観測点Ａの血流情報を取得し、その後、観測点Ｂに超音波を１回送受信することで観測点Ｂの血流情報を取得し、それ以降は、観測点Ａと観測点Ｂとに交互に１回ずつ超音波を送受信することで、各観測点における血流情報を交互に取得していた。
【０００８】
しかしながら、従来技術に係る方法のように、複数箇所に交互に１回ずつ超音波を送受信した場合、レンジゲート（観測点）の数に応じて、サンプリング周波数に相当するパルス繰り返し周波数（ＰＲＦ：Ｐｕｌｓｅ  Ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）が小さくなってしまうため、ドプラスペクトラム画像のドプラ速度レンジが小さくなってしまい、エイリアシング現象（折り返し現象）が起きてしまう問題があった。そのため、従来技術に係る方法は、循環器系の測定には適していなかった。
【０００９】
例えば、２箇所に交互に１回ずつ超音波を送受信した場合、パルス繰り返し周波数ＰＲＦが半分になってしまうため、それに応じてドプラ速度レンジが半分になり、折り返し現象が発生してしまう。具体的には、パルス繰り返し周波数ＰＲＦが４［ｋＨｚ］で視野深度が１５［ｃｍ］の場合に、血流速度が６０［ｃｍ／ｓ］であると、ドプラスペクトラム画像に折り返し現象が発生してしまう。
【００１０】
また、従来技術において、同一の走査線上に複数のレンジゲート（観測点）を設定することで、各観測点における血流情報を取得していた。この場合、同一の走査線上のみに観測点を設定することができるだけであるため、心腔内における複数の観測点の血流情報を取得することが困難であった。そのため、この方法も、循環器系の測定には適していなかった。
【００１１】
【特許文献１】特公平３−２０３７０６号公報
【特許文献２】特許第３１８０９５８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
この発明は上記の問題を解決するものであり、複数の観測点における運動体の流速の速度レンジを低下させることなく、各観測点における運動体の流速を測定することが可能な超音波診断装置、及び超音波診断装置の制御プログラム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】
【００１３】
請求項１に記載の発明は、被検体内における複数の観測点のそれぞれに対して、複数回ずつ順番に超音波を送受信することでドプラスキャンを行なうドプラスキャン手段と、前記ドプラスキャンによって取得された前記複数の観測点における受信信号に対して周波数解析を行なうことで、各観測点における運動体の流速を表すドプラスペクトラム画像を生成する処理手段と、前記ドプラスキャン手段が前記複数の観測点に対して前記複数回ずつ超音波を送受信したことによって前記各観測点に対して超音波が送受信されていない時間帯の前記各観測点におけるドプラスペクトラム画像を、前記処理手段によって生成された前記各観測点におけるドプラスペクトラム画像に基づいて補間により求め、前記処理手段によって生成された前記各観測点におけるドプラスペクトラム画像と、前記補間によって求めた前記各観測点におけるドプラスペクトラム画像とを前記観測点ごとに結合する補間手段と、前記補間手段によって結合された前記各観測点におけるドプラスペクトラム画像を表示手段に表示させる表示制御手段と、を有し、前記補間手段は、前記各観測点におけるドプラスペクトラム画像に基づいて、前記各観測点におけるドプラスペクトラム画像の特徴量をそれぞれ求め、前記被検体のＥＣＧ信号を受け付けて、前記ＥＣＧ信号と前記各観測点におけるドプラスペクトラム画像の特徴量とを用いたパラメトリックモデルによる回帰モデルによって、前記各観測点に対して超音波が送受信されていない時間帯の前記各観測点におけるドプラスペクトラム画像を推定すること、を特徴とする超音波診断装置である。
請求項５に記載の発明は、被検体内に超音波を送信し、前記被検体内からの反射波を受信することでドプラスキャンを行なうドプラスキャン手段を備えた超音波診断装置を制御するコンピュータに、前記被検体内における複数の観測点のそれぞれに対して、複数回ずつ順番に前記ドプラスキャン手段に送受信させることで前記ドプラスキャンを行なう制御機能と、前記ドプラスキャンによって取得された前記複数の観測点における受信信号に対して周波数解析を行なうことで、各観測点における運動体の流速を表すドプラスペクトラム画像を生成する処理機能と、前記複数の観測点に対して前記複数回ずつ超音波を送受信したことによって前記各観測点に対して超音波が送受信されていない時間帯の前記各観測点におけるドプラスペクトラム画像を、前記処理機能によって生成された前記各観測点におけるドプラスペクトラム画像に基づいて補間により求め、前記処理機能によって生成された前記各観測点におけるドプラスペクトラム画像と、前記補間により求めた前記各観測点におけるドプラスペクトラム画像とを前記観測点ごとに結合する補間機能と、前記補間機能によって結合された前記各観測点におけるドプラスペクトラム画像を表示装置に表示させる表示制御機能と、を実行させ、前記補間機能は、前記各観測点におけるドプラスペクトラム画像に基づいて、前記各観測点におけるドプラスペクトラム画像の特徴量をそれぞれ求め、前記被検体のＥＣＧ信号を受け付けて、前記ＥＣＧ信号と前記各観測点におけるドプラスペクトラム画像の特徴量とを用いたパラメトリックモデルによる回帰モデルによって、前記各観測点に対して超音波が送受信されていない時間帯の前記各観測点におけるドプラスペクトラム画像を推定すること、を特徴とする超音波診断装置の制御プログラムである。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によると、複数の観測点のそれぞれに対して、複数回ずつ順番に超音波を送受信することで、複数の観測点における運動体の流速の速度レンジを低下させることなく、各観測点における運動体の流速を測定することが可能となる。また、各観測点に対して超音波が送受信されていない時間帯の各観測点におけるドプラスペクトラム画像を補間することで、連続したドプラスペクトラム画像が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
この発明の実施形態に係る超音波診断装置について図１と図２を参照して説明する。図１は、この発明の実施形態に係る超音波診断装置を示すブロック図である。図２は、この発明の実施形態に係る超音波診断装置に設置されている補間部を示すブロック図である。
【００１６】
この実施形態に係る超音波診断装置１は、超音波プローブ２、送受信部３、信号処理部４、画像生成部５、補間部６、表示処理部７、演算部８、表示制御部９、ユーザインターフェース（ＵＩ）１０、及び制御部１３を備えている。
【００１７】
超音波診断装置１は、被検体に対して超音波を送信し、被検体からの反射波に基づいて被検体内の運動体（血流）の流速を表すドプラスペクトラム画像を生成する。この実施形態では、１例として心臓を撮影対象とし、収縮期において左心室から流出する血流のドプラスペクトラム画像と、拡張期において左心室へ流入する血流のドプラスペクトラム画像とを生成する場合について説明する。
【００１８】
超音波プローブ２には、複数の超音波振動子が所定方向（走査方向）に１列に配置された１次元アレイプローブ、又は、複数の超音波振動子が２次元的に配置された２次元アレイプローブを用いる。２次元アレイプローブを用いることで、３次元の領域を超音波で走査することができ、３次元の領域におけるボリュームデータを取得することが可能となる。また、超音波プローブ２には、複数の超音波振動子が走査方向に１列に配列された１次元アレイプローブであって、走査方向に直交する方向に超音波振動子を機械的に揺動させることで３次元領域の走査が可能な１次元アレイプローブを用いても良い。
【００１９】
送受信部３は送信部と受信部とを備え、超音波プローブ２に電気信号を供給して超音波を発生させるとともに、超音波プローブ２が受信したエコー信号を受信する。送受信部３は、所定のパルス繰り返し周波数（ＰＲＦ）に従って、超音波プローブ２に超音波を送受信させる。
【００２０】
送受信部３の送信部は、図示しないクロック発生回路、送信遅延回路、及びパルサ回路を備えている。クロック発生回路は、超音波信号の送信タイミングや送信周波数を決めるクロック信号を発生する回路である。送信遅延回路は、超音波の送信時に遅延を掛けて送信フォーカスを実施する回路である。パルサ回路は、各超音波振動子に対応した個別経路（チャンネル）の数に応じたパルサを内蔵し、遅延が掛けられた送信タイミングで駆動パルスを発生し、超音波プローブ２の各超音波振動子に供給するようになっている。
【００２１】
また、送受信部３の受信部は、図示しないプリアンプ回路、Ａ／Ｄ変換回路、受信遅延回路、及び加算回路を備えている。プリアンプ回路は、超音波プローブ２の各超音波振動子から出力されるエコー信号を受信チャンネルごとに増幅する。Ａ／Ｄ変換回路は、増幅されたエコー信号をＡ／Ｄ変換する。受信遅延回路は、Ａ／Ｄ変換後のエコー信号に対して受信指向性を決定するのに必要な遅延時間を与える。加算回路は、遅延時間が与えられたエコー信号を加算する。その加算により、受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調される。なお、この送受信部３によって加算処理された信号を「ＲＦ信号」と称する。送受信部３から出力されたＲＦ信号は、信号処理部４に出力される。
【００２２】
信号処理部４は、Ｂモード処理部４１とドプラ処理部４２とを備えている。送受信部３から出力された信号は、いずれかの処理部にて所定の処理が施される。
【００２３】
Ｂモード処理部４１は、エコーの振幅情報の映像化を行い、エコー信号からＢモード超音波ラスタデータを生成する。具体的には、Ｂモード処理部４１は、送受信部３から送られる信号に対してバンドパスフィルタ処理を行い、その後、出力信号の包絡線を検波し、検波されたデータに対して対数変換による圧縮処理を施す。
【００２４】
ドプラ処理部４２は、例えばパルスドプラ法（ＰＷドプラ法）により血流情報を生成する。パルスドプラ法によると、パルス波を用いているため、ある特定の深度のドプラ偏移周波数成分を検出することができる。このように距離分解能を有するため、特定部位の組織や血流の速度計測が可能となっている。ドプラ処理部４２は、送受信部３から送られる信号に対して、所定の大きさを有する観測点内における受信信号を位相検波することによりドプラ偏移周波数成分を取り出し、さらにＦＦＴ処理を施すことで、所定の大きさを有する観測点内の血流速度を表すドプラ周波数分布を生成する。
【００２５】
ドプラ処理部４２は、図示しない直交位相検波部、レンジゲート（ＲＧ）処理部、ウォールフィルタ、及びＦＦＴ演算部を備えている。直交位相検波部は、実部成分及び虚部成分にそれぞれ対応してデジタル方式のミキサ及びローパスフィルタを備え、ＲＦ信号を直交位相検波する。そして、直交位相検波部は、直交位相検波されたデジタル量のＩＱ信号を出力する。この検波によりＲＦ信号から、ベースバンドのドプラ信号（実部成分及び虚部成分：ＩＱ信号）が抽出される。レンジゲート（ＲＧ）処理部は、直交位相検波部から出力されたＩＱ信号を受けて、そのＩＱ信号の高周波成分を除去してドプラ偏移周波数成分のみからなるドプラ信号を得て、そのうち、被検体内の所望の深さのドプラ信号を抽出する。ウォールフィルタは、レンジゲート処理部からのレンジゲート（観測点）で指定された被検体内の所定位置のドプラ信号から、比較的動きの遅い血管壁、心臓壁などの不要低周波ドプラ信号を除去して、検出すべき血流のドプラ信号を抽出する。ＦＦＴ演算部は、ウォールフィルタで抽出されたドプラ信号に対して周波数解析を行なって、その解析結果であるドプラスペクトラム信号を得る。
【００２６】
表示制御部９は、ＦＦＴ演算部によって求められたドプラスペクトラム信号を表示部１１に表示させる。具体的には、表示制御部９は、縦軸に周波数ｆ（速度ｖ）、横軸に時間ｔが表されたドプラスペクトラム画像を表示部１１に表示させる。
【００２７】
画像生成部５は、Ｂモード処理部４１にて処理された後のデータに基づいて超音波画像データを生成する。例えば、画像生成部はＤＳＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｃａｎ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ：デジタルスキャンコンバータ）を備え、直交座標系で表される画像を得るために、Ｂモード処理部４１にて処理された後のデータを直交座標系で表される画像データに変換する（スキャンコンバージョン処理）。例えば、画像生成部５は、Ｂモード超音波ラスタデータに基づいて２次元情報としての断層像データを生成し、その断層像データを表示制御部９に出力する。表示制御部９は、その断層像データに基づく断層像を表示部１１に表示させる。
【００２８】
また、超音波プローブ２と送受信部３とによってボリュームスキャンが実行されてボリュームデータが取得されると、画像生成部５は、そのボリュームデータにボリュームレンダリングを施すことにより、被検体の組織形状を立体的に表す３次元画像データを生成する。また、画像生成部５は、ボリュームデータにＭＰＲ処理（Ｍｕｌｔｉ  Ｐｌａｎｎａｒ  Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）を施すことにより、ボリュームデータを任意の断面で切断し、その切断面における画像データ（ＭＰＲ画像データ）を生成しても良い。画像生成部５は、３次元画像データやＭＰＲ画像データなどの超音波画像データを表示制御部９に出力する。表示制御部９は、３次元画像データに基づく３次元画像や、ＭＰＲ画像データに基づくＭＰＲ画像を表示部１１に表示させる。
【００２９】
（観測点の設定）
表示部１１に断層像や３次元画像などの超音波画像が表示されている状態で、操作者は操作部１２を用いて、血流情報を取得したい位置をその超音波画像上で指定する。具体的には、超音波画像上に観測点（レンジゲート）を設定することで、血流情報を取得したい位置を指定する。観測点（レンジゲート）は所定の大きさを有している。この観測点（レンジゲート）によって指定される範囲が、ドプラスキャンの対象となる範囲であり、その観測点における血流情報が取得される。
【００３０】
この実施形態では、複数の観測点（レンジゲート）を設定することで、複数箇所の血流情報を取得する。例えば、左室流入血流や左室流出血流の測定は、心機能の評価に適しているため、左室流入血流が発生する箇所と左室流出血流が発生する箇所とを、観測点（レンジゲート）によって指定する。左室流入血流は僧坊弁先端で発生し、左室流出血流は大動脈弁先端で発生する。そのため、僧坊弁先端と大動脈弁先端とが表された超音波画像を表示部１１に表示して、その超音波画像に表された僧坊弁先端と大動脈弁先端との位置に観測点（レンジゲート）を設定することで、左室流入血流と左室流出血流とを測定することが可能となる。以下、観測点（レンジゲート）の具体的な設定例について説明する。
【００３１】
（第１の設定例）
まず、第１の設定例について図４を参照して説明する。図４は、観測点の第１の設定例を説明するための図であって、断層像を模式的に示す図である。第１の設定例では、被検体の断層像を取得して表示部１１に表示し、その断層像に表された僧坊弁先端と大動脈弁先端との位置に観測点（レンジゲート）を設定する。
【００３２】
まず、超音波プローブ２と送受信部３とによって、被検体内の断面を超音波で走査することで、その断面における受信信号を取得する。Ｂモード処理部４１は、その受信信号に基づいてその断面におけるＢモード超音波ラスタデータを生成し、画像生成部５は、Ｂモード超音波ラスタデータに基づいて、その断面における組織を表す断層像データを生成する。図４に示すように、表示制御部９は、その断層像データに基づく断層像１００を表示部１１に表示させる。そして、僧坊弁先端と大動脈弁先端とが断層像１００に表されるように、被検体上における超音波プローブ２の位置と角度を変えて、超音波プローブ２と送受信部３とによって走査を行う。
【００３３】
操作者は表示部１１に表示された断層像１００を観察しながら、操作部１２を用いて、断層像１００に表された僧坊弁先端の位置と大動脈弁先端の位置とを指定する。例えば、表示制御部９は、断層像１００上において移動可能な観測点１０２と観測点１０４とを表示部１１に表示させる。観測点１０２と観測点１０４はそれぞれ所定の大きさを有し、観測点１０２と観測点１０４とによって、それぞれ所定の大きさの範囲を指定することができる。なお、操作者は操作部１２を用いることで、観測点１０２と観測点１０４の大きさを変更することができる。操作者は、観測点１０２と観測点１０４とによって、僧坊弁先端の位置と大動脈弁先端の位置とをそれぞれ指定する。表示制御部９は、超音波の送受信方向を示す線状のサンプルライン１０１とサンプルライン１０３とを断層像１００上に重ねて表示部１１に表示させる。操作者は操作部１２を用いることで、サンプルライン１０１とサンプルライン１０３とを走査方向（矢印Ａの方向）に移動させることができる。また、操作者は操作部１２を用いることで、観測点１０２をサンプルライン１０１上で超音波の送受信方向（矢印Ｂの方向）に移動させることができる。同様に、操作者は操作部１２を用いることで、観測点１０４をサンプルライン１０３上で超音波の送受信方向に移動させることができる。
【００３４】
例えば、操作者は操作部１２を用いることで、サンプルライン１０１を僧坊弁先端の位置に移動させ、さらに、観測点１０２を送受信方向（矢印Ｂの方向）に移動させることで、観測点１０２によって僧坊弁先端の位置を指定する。同様に、操作者は操作部１２を用いることで、サンプルライン１０３を大動脈弁先端の位置に移動させ、さらに、観測点１０４を送受信方向（矢印Ｂの方向）に移動させることで、観測点１０４によって大動脈弁先端の位置を指定する。このように、観測点（レンジゲート）によって血流を観測したい部分が指定されると、断層像１００上における観測点の位置を示す座標情報が、ユーザインターフェース（ＵＩ）１０から制御部１３に出力される。
【００３５】
なお、操作部１２を用いた観測点１０２と観測点１０４の設定においては、トグル動作によって、観測点１０２と観測点１０４の操作を切り替えるようにしても良い。例えば、操作部１２に切り替えスイッチを設けて、デフォルトの状態では、表示制御部９は観測点１０４を断層像上に固定して表示部１１に表示させる。この状態では、操作者は操作部１２を用いることで観測点１０２の操作が可能となる。そして、操作者が切り替えスイッチを押下することで、表示制御部９は観測点１０２を断層像上に固定して表示させ、操作者は操作部１２を用いることで観測点１０４の操作が可能になる。
【００３６】
（角度補正）
さらに、観測点１０２が設定された箇所における血流と、超音波ビームとがなす角度を断層像１００上で求める。同様に、観測点１０４が設定された箇所における血流と、超音波ビームとがなす角度を断層像１００上で求める。例えば、表示制御部９は、血流の方向を指定するための線状のアングルマーカを断層像１００に重ねて表示部１１に表示させる。操作者は操作部１２を用いてアングルマーカを血流の方向に一致させる。具体的には、操作者は操作部１２を用いて、観測点１０２が設定された箇所における血流の方向に、アングルマーカの向きを一致させる。同様に、操作者は操作部１２を用いて、観測点１０４が設定された箇所における血流の方向に、アングルマーカの向きを一致させる。このアングルマーカの向きが血流の方向を示している。制御部１３は、観測点１０２が設定された箇所における超音波ビームの方向とアングルマーカの向きとの間の角度を求め、その角度をドプラ処理部４２に出力する。同様に、制御部１３は、観測点１０４が設定された箇所における超音波ビームの方向とアングルマーカの向きとの間の角度を求め、その角度をドプラ処理部４２に出力する。ドプラ処理部４２は、それぞれの角度を用いて、観測点１０２と観測点１０４における血流の速度を求める。
【００３７】
制御部１３は、操作者によって指定された各観測点（レンジゲート）の座標情報をユーザインターフェース（ＵＩ）１０から受けると、各観測点の座標情報を送受信部３と信号処理部４のドプラ処理部４２に出力する。
【００３８】
送受信部３は、制御部１３によって設定された観測点（レンジゲート）の座標情報に従って、超音波プローブ２によって超音波ビームを偏向させ、パルスドプラ法によるドプラスキャンを行なうことで、各観測点のドプラ情報（血流情報）を取得する。そして、ドプラ処理部４２は、制御部１３によって設定された観測点（レンジゲート）に従って、各観測点における血流速度を求める。上述した例では、観測点１０２によって僧坊弁先端の位置が指定され、観測点１０４によって大動脈弁先端の位置が指定されているため、送受信部３は、僧坊弁先端のドプラ情報と大動脈弁先端のドプラ情報とを取得する。そして、ドプラ処理部４２は、観測点１０２によって指定された僧坊弁先端における血流速度と、観測点１０４によって指定された大動脈弁先端における血流速度とを求める。このとき、ドプラ処理部４２は、超音波ビームと血流とがなす角度を用いて、血流速度を求める。
【００３９】
（セグメントスキャン）
この実施形態では、送受信部３は制御部１３の制御の下、セグメントスキャンを実行することで、観測点１０２と観測点１０４とによって指定されたそれぞれの位置におけるドプラ情報を取得する。ここで、この実施形態で実行されるセグメントスキャンについて図５を参照して説明する。図５は、この実施形態に係る超音波診断装置が実行するスキャンのシーケンスを示す図である。図５において、横軸が時間（ｔ）を表している。
【００４０】
制御部１３は、図示しない記憶装置を有し、その記憶装置にはスキャン条件が予め記憶されている。この実施形態においては、送受信部３は制御部１３の制御の下、同一の観測点に複数回連続して超音波を送受信し、その後、別の観測点に複数回連続して超音波を送受信する。そして、送受信部３は、同一の観測点に複数回連続して超音波を送受信し、周期的に各観測点に超音波を送受信する。例えば、２つの観測点が指定された場合、送受信部３は制御部１３の制御の下、一方の観測点に複数回連続して超音波を送受信し、その後、他方の観測点に複数回連続して超音波を送受信し、引き続き、交互に各観測点を複数回連続して超音波を送受信する。スキャン条件には、同一の観測点に対して連続して超音波を送受信する回数や、パルス繰り返し周波数（ＰＲＦ）などが含まれている。操作者は操作部１２を用いて、その回数を任意に変更することができる。
【００４１】
例えば観測点１０２と観測点１０４とによって２箇所が指定された場合、図５に示すように、送受信部３は制御部１３の制御の下、観測点Ａ（観測点１０２）に対してＮ回連続して超音波を送受信し、その後、観測点Ｂ（観測点１０４）に対してＮ回連続して超音波を送受信し、引き続き、観測点Ａ（観測点１０２）と観測点Ｂ（観測点１０４）とに対して交互にＮ回ずつ超音波を送受信する。なお、図５に示す例では、送受信部３はパルス繰り返し周波数ｆｒで、各観測点に超音波を送受信している。
【００４２】
そして、送受信部３は、ドプラスキャンによって取得した各観測点のドプラ情報をドプラ処理部４２に出力する。ドプラ処理部４２は制御部１３の制御の下、送受信部３から出力されたドプラ情報に周波数解析を行なうことで、各観測点におけるドプラスペクトラム画像を、順次、生成していく。この実施形態では、ドプラ処理部４２は制御部１３の制御の下、観測点１０２（観測点Ａ）におけるドプラスペクトラム画像と、観測点１０４（観測点Ｂ）におけるドプラスペクトラム画像とを順次、生成していく。そして、表示制御部９は、観測点１０２におけるドプラスペクトラム画像と観測点１０４におけるドプラスペクトラム画像とを表示部１１に表示させる。
【００４３】
なお、超音波プローブ２と送受信部３と制御部１３とによって、この発明の「ドプラスキャン手段」の１例を構成する。また、ドプラ処理部４２が、この発明の「処理手段」の１例に相当する。また、超音波プローブ２と送受信部３とＢモード処理部４１と画像生成部５とによって、この発明の「画像取得手段」の１例を構成する。
【００４４】
ここで、この実施形態に係るセグメントスキャンによって取得されたドプラスペクトラム画像について、図６を参照して説明する。図６は、この発明の実施形態に係る超音波診断装置によって取得されたドプラスペクトラム画像の１例を示す図である。図６において、横軸は時間（ｔ）を表し、縦軸は血流の速度（ｖ）を表している。
【００４５】
ドプラスペクトラム画像２１０は、観測点１０４における血流の速度を表している。観測点１０４は大動脈弁先端の位置に設定されているため、ドプラスペクトラム画像２１０は、大動脈弁先端における左室流出血流の速度を表している。一方、ドプラスペクトラム画像２２０は、観測点１０２における血流の速度を表している。観測点１０２は僧坊弁先端の位置に設定されているため、ドプラスペクトラム画像２２０は、僧坊弁先端における左室流入血流の速度を表している。
【００４６】
以上のように、この実施形態に係る超音波診断装置１によると、複数回（Ｎ回）ずつ交互に各観測点に超音波を送受信することで、ドプラ速度レンジ（ｆｒ）を低下させることなく、各観測点におけるドプラスペクトラム画像を取得することが可能となる。また、左室流入血流の速度と左室流出血流の速度とをそれぞれ同じ心拍において求めているため、心拍の周期に変動があっても、左室駆出率（Ｅ／Ｆ）などの指標が不安定になりにくく、また、指標の再現性の向上を図ることが可能となる。
【００４７】
（従来技術との比較）
ここで、図５と図１６とを参照して、この実施形態に係る超音波の送受信方法と、従来技術に係る送受信方法とを比較する。図１６は、従来技術に係るスキャンのシーケンスを示す図である。図１６において、横軸が時間（ｔ）を表している。
【００４８】
例えば、２つの観測点におけるドプラスペクトラム画像を取得する場合、従来技術においては、図１６に示すように、観測点Ａと観測点Ｂとに交互に１回ずつ超音波を送受信することで、観測点Ａにおけるドプラスペクトラム画像と観測点Ｂにおけるドプラスペクトラム画像とを取得していた。この従来技術に係る送受信方法によると、パルス繰り返し周波数ＰＲＦが半分になってしまい、それに応じてドプラ速度レンジが半分なり、ドプラスペクトラム画像において折り返し現象が発生してしまう問題があった。
【００４９】
これに対して、この実施形態に係る超音波診断装置１によると、観測点Ａと観測点Ｂとに交互にＮ回ずつ超音波を送受信することで、ドプラ速度レンジを低下させずに、観測点Ａにおけるドプラスペクトラム画像と観測点Ｂにおけるドプラスペクトラム画像とを取得することが可能となる。
【００５０】
しかしながら、この実施形態に係る超音波診断装置１によると、ある観測点に複数回連続して超音波を送受信している間は、他の観測点に対しては超音波を送受信していないため、各観測点におけるドプラスペクトラム画像には、周期的なデータの欠落が発生してしまう問題がある。例えば、観測点１０２（観測点Ａ）に対して超音波を送受信している時間帯においては、観測点１０４（観測点Ｂ）における血流情報は取得されず、同様に、観測点１０４（観測点Ｂ）に対して超音波を送受信している時間帯においては、観測点１０２（観測点Ｂ）における血流情報は取得されない。従って図６に示すように、観測点１０４におけるドプラスペクトラム画像２１０には、周期的なデータの欠落部２１１が発生し、観測点１０２におけるドプラスペクトラム画像２２０においても、周期的なデータの欠落部２２１が発生してしまう。
【００５１】
そして、各観測点に連続して超音波を送受信する時間の長さを長くするほど、各観測点において血流情報が取得されない時間が長くなってしまう。そこで、この実施形態においては、周期的に欠落したデータを補間することで、連続したドプラスペクトラム画像を生成する。この補間は補間部６が行う。補間部６については、後で説明する。
【００５２】
同一の観測点に対して連続して超音波を送受信する回数Ｎは、パルス繰り返し周波数ＰＲＦと、同一の観測点に対して連続して超音波を送受信する時間の長さとに従って決定することが好ましい。例えば、同一の観測点を連続して走査する時間の長さが１００［ｍｓ］以内となるように、パルス繰り返し周波数ＰＲＦに基づいて、回数Ｎを決定することが好ましい。１例として、パルス繰り返し周波数ＰＲＦが４［ｋＨｚ］で、同一の観測点に対して連続して超音波を送受信する時間の長さを１００［ｍｓ］とした場合、回数Ｎは最大で４００回になる。すなわち、パルス繰り返し周波数ＰＲＦが４［ｋＨｚ］の場合、４００回以下の回数で、同一の観測点に対して連続して超音波を送受信することが好ましい。また、同一の観測点に対して連続して超音波を送受信する時間の長さを１００［ｍｓ］以下にすることが好ましい。連続して同一の観測点に対して超音波を送受信している間は、他方の観測点におけるデータが欠落し、その欠落したデータを補間部６による補間処理によって求めるためには、１００［ｍｓ］以下であることが好ましい。従って、回数Ｎは、パルス繰り返し周波数ＰＲＦに依存するが、同一の観測点に対して連続して超音波を送受信する時間の長さを１００［ｍｓ］以下にするために、回数Ｎは、数十回〜数百回の間であることが好ましい。
【００５３】
（補間処理）
次に、補間部６による補間処理について図２、図７、図８及び図９を参照して説明する。図７は、ドプラスペクトラム画像においてデータが欠落している部分を補間する処理を説明するための図である。図７において、横軸は時間（ｔ）を表している。図８は、平均流速Ｖｍ、スペクトラムの分散σ、及びパワースペクトラムを表す図である。図８（ａ）は、平均流速Ｖｍを表し、図８（ｂ）はパワースペクトラムと分散とを表している。
【００５４】
上述したように、観測点１０２（観測点Ａ）におけるドプラスペクトラム画像２２０には、周期的なデータの欠落部２２１が発生し、観測点１０４（観測点Ｂ）におけるドプラスペクトラム画像２１０にも、周期的なデータの欠落部２１１が発生する。そこで、この実施形態では、周期的に欠落したデータを補間することで、連続したドプラスペクトラム画像を生成する。この実施形態においては、被検体のＥＣＧ信号を用い、ＡＲＭＡＸモデルなどのパラメトリックモデルによるシステム同定によって、データが欠落している部分のスペクトラムを推定する。
【００５５】
例えば図７に示すように、観測点Ｂ（観測点１０４）に超音波を送受信している時間帯においては、観測点Ａ（観測点１０２）におけるドプラスペクトラム画像には、その送受信に起因するギャップ（Ｂ）が発生する。このギャップ（Ｂ）が、ドプラスペクトラム画像２２０におけるデータの欠落部２２１に相当する。この実施形態では、補間部６は、データの欠落部（ギャップＢ）が発生する時間帯の手前における観測点Ａのドプラスペクトラム画像から特徴量を求め、その特徴量とＥＣＧ信号とを用いて、ＡＲＭＡＸモデルの前方予測係数列ａ（ｋ１）、ｂ（ｋ２）、・・・や、残差のバンド幅ＢＷ係数ｃ（ｋ３）、・・・を計算する（前方推定）。例えば、特徴量として、平均流速Ｖｍ、ドプラスペクトラムの分散σ、及びドプラスペクトラムのトータルパワーＴＰを求める。そして、補間部６は、欠落部（ギャップＢ）が発生する直前のドプラスペクトラム画像から求めたこれらの係数を用いて、欠落部（ギャップＢ）におけるドプラスペクトラム画像（推定データ）を予測する。また、欠落部（ギャップＢ）における推定データと、実際に取得された観測点Ａにおけるドプラスペクトラム画像（実データ）との繋がりを良好にするために、実データと推定データとをオーバーラップしてブレンド処理（合成処理）を行う。ブレンド処理としては、例えば、実データと推定データとを重み付けして加算することで、実データと推定データとの繋がりを良好にする。また、推定データの出力に要する時間が短い場合は、時間の逆方向（後方）からも推定処理を行っても良い（後方推定）。この場合、前方推定によって得られた推定データと、後方推定によって得られた推定データとをブレンド処理することで、欠落部（ギャップＢ）におけるスペクトラムを求める。
【００５６】
補間部６の具体的な処理について図２を参照して説明する。補間部６は、特徴量算出部６１、正規化部６２、システム同定部６３、ＢＰＦ６４、正規化部６５、モデル推定部６６、及び加算部６７を備えている。
【００５７】
この実施形態においては、超音波診断装置１の外部に設けられた心電計を用いて被検体の心電波形（ＥＣＧ信号）を取得し、超音波診断装置１に出力する。制御部１３は心電計から出力されたＥＣＧ信号を受け付けて、そのＥＣＧ信号を補間部６に出力する。
【００５８】
特徴量算出部６１は、ドプラ処理部４２から出力されたドプラスペクトラム画像ＳＰ（ｆ）を受けて、パワースペクトラムの時間変化を求め、データの欠落部（ギャップ）が発生する時間帯の直前における特徴量である平均流速Ｖｍ、スペクトラムの分散σ、及びスペクトラムのトータルパワーＴＰを求める。観測点Ａ（観測点１０２）において欠落したデータを補間するためには、観測点Ａにおけるドプラスペクトラム画像に基づいて、データの欠落部（ギャップＢ）が発生する時間帯の直前における平均流速Ｖｍ、分散σ、及びトータルパワーＴＰを求める。また、観測点Ｂ（観測点１０４）において欠落したデータを補間するためには、観測点Ｂにおけるドプラスペクトラム画像に基づいて、データの欠落部（ギャップＡ）が発生する時間帯の直前における平均流速Ｖｍ、分散σ、及びトータルパワーＴＰを求める。以下の説明では、観測点Ａのドプラスペクトラム画像において欠落したデータを補間する場合について説明する。平均流速Ｖｍ、スペクトラムの分散σ、及びトータルパワーＴＰを求めるための式を以下に示す。
【００５９】
【数１】
0005100343.tif 000002
【数２】
0005100343.tif 000003
【数３】
0005100343.tif 000004
0005100343.tif 000005
【００６０】
式（１）は、平均流速Ｖｍを求めるための式である。式（２）は、分散σを求めるための式である。式（３）は、トータルパワーＴＰを求めるための式である。式（１）〜式（３）において、Ｐ（ｆ）はパワースペクトラムを表し、ｆはＦＦＴのサンプリング周波数ｆｓで正規化された周波数であり、Ｃは音速を表している。この実施形態では、左室流入血流のドプラスペクトラム画像ＳＰ（ｆ）を入力としているため、正側の速度成分のみを用いて計算し、１例として、ＦＦＴにおける周波数のポイント数ｋをｋ＝０〜９５とした。
【００６１】
また、平均流速Ｖｍ、分散σ、及びパワースペクトラムを図８に示す。図８（ａ）に示すグラフにおいて、横軸は時間（ｔ）を表し、縦軸はＦＦＴのサンプリング周波数ｆｓで正規化された周波数（ｆ）を表している。図８（ａ）に示すグラフは、各時間における平均流速Ｖｍを表している。また、図８（ｂ）に示すグラフにおいて、横軸はＦＦＴのサンプリング周波数ｆｓで正規化された周波数（ｆ）を表し、縦軸はパワーを表している。図８（ｂ）に示すグラフは、各時間における平均流速Ｖｍと、分散σと、パワー［ｄＢ］とを表している。
【００６２】
特徴量算出部６１は、観測点Ａのドプラスペクトラム画像に基づいて各時相のＶｍ（ｎ）、σ（ｎ）、及びＴＰ（ｎ）を求め、正規化部６２に出力する。正規化部６２は、観測点Ａにおける各時相のＶｍ（ｎ）、σ（ｎ）、及びＴＰ（ｎ）を正規化し、さらに、外部確定の入力としてのＥＣＧ信号を制御部１３から受けて、そのＥＣＧ信号を正規化する。そして、正規化部６２は、正規化されたＶｍ（ｎ）、σ（ｎ）、ＴＰ（ｎ）、及びＥＣＧ信号をシステム同定部６３に出力する。
【００６３】
システム同定部６３は、観測点Ａにおける特徴量であるＶｍ（ｎ）、σ（ｎ）、及びＴＰ（ｎ）と、外部確定の入力であるＥＣＧ信号とを用いてシステム同定を行い、ＡＲＭＡＸモデルの前方予測係数列ａｋ、ｂｋ、及びｃｋを求める。ＡＲＭＡＸモデルなどのパラメトリックモデルによるシステム同定では、血流の心拍周期を基準として、ドプラスペクトラムの変動を表すモデルに回帰した係数列データを求める。
【００６４】
ここで、システム同定部６３の詳細な内容について、図３を参照して説明する。図３は、この発明の実施形態に係るシステム同定部の詳細な例を示すブロック図である。図３においては、左室流入血流のドプラスペクトラム画像ＳＰ（ｆ）とＥＣＧ信号とを示している。平均流速Ｖｍと分散σを模式的に示し、ドプラスペクトラムモデルプロセッサは、１例として図８（ａ）に示すスペクトラム画像中の時刻２秒付近のスペクトラムをモデル化している。ＡＲＭＡＸモデルによるシステム同定では、血流の心拍周期を基準としたスペクトラム変動を表すモデルに回帰した係数例データを計算する。
【００６５】
ＢＰＦ６４は、ＡＲＭＡＸモデルの係数ｃｋとホワイトノイズの入力を受けて、ノイズ源に対して帯域制限をかけて、その出力値ｎ（ｎ）をモデル推定部６６に出力する。また、正規化部６５は、外部確定の入力としてのＥＣＧ信号を制御部１３から受けて、そのＥＣＧ信号を正規化し、モデル推定部６６に出力する。
【００６６】
モデル推定部６６は、ＡＲＭＡＸモデルを用いたスペクトラム推定処理を行うことで、欠落したスペクトラムを推定する。この実施形態では、モデル推定部６６は前方推定のみを行い、入力としてノイズ以外に確定的なＥＣＧ信号を外部入力として加えている。ここで、ＡＲＭＡＸモデルの予測出力を式（４）に示す。
【００６７】
【数４】
0005100343.tif 000006
0005100343.tif 000007
【００６８】
式（４）において、ａｋ、ｂｋ、及びｃｋは、ＡＲＭＡＸモデルの係数であり、ｕ（ｎ）はＥＣＧ信号の時間軸と振幅とを正規化した波形である。なお、式（４）において、ドプラスペクトラム画像の特徴量を行列式で表している。
【００６９】
加算部６７は、ＡＲＭＡＸモデルにより推定した推定データと、実際に取得された観測点Ａにおけるドプラスペクトラム画像を表す実データとを結合することで、観測点Ａにおける連続したドプラスペクトラム画像を生成する。このとき、加算部６７は、図７に示す実データと推定データとの境界において、実データと推定データとをブレンドすることで、ブレンドデータを生成する。そして、補間部６は、補間処理が施されたドプラスペクトラム画像を表示処理部７に出力する。また、補間部６は、観測点Ｂにおけるドプラスペクトラム画像についても、同じ処理によって補間する。
【００７０】
また、補間部６は、ドプラ処理部４２からドプラスペクトラム画像を受けて、データが欠落している部分の前後のデータを時間方向に補間することで、欠落している部分のデータを求めても良い。例えば、補間部６は、ドプラスペクトラム画像２１０におけるデータの欠落部２１１の前後におけるデータを時間方向に補間することで、欠落部２１１におけるデータを求める。
【００７１】
補間部６による補間処理によって生成されたドプラスペクトラム画像を図９に示す。図９は、この発明の実施形態に係る超音波診断装置によって取得されたドプラスペクトラム画像の１例を示す図である。図９において、横軸は時間（ｔ）を表し、縦軸は血流の速度（ｖ）を表している。表示制御部９は、補間部６によって補間されたドプラスペクトラム画像を表示部１１に表示させる。
【００７２】
ドプラスペクトラム画像３１０は、観測点１０４における血流の速度を表している。観測点１０４は大動脈弁先端の位置に設定されているため、ドプラスペクトラム画像３１０は、大動脈弁先端における左室流出血流の速度を表している。一方、ドプラスペクトラム画像３２０は、観測点１０２における血流の速度を表している。観測点１０２は僧坊弁先端の位置に設定されているため、ドプラスペクトラム画像３２０は、僧坊弁先端における左室流入血流の速度を表している。
【００７３】
表示制御部９は、例えば図９に示すように、ドプラスペクトラム画像３１０とドプラスペクトラム画像３２０とを同時に表示部１１に表示させる。図９に示す例では、表示制御部９は、ドプラスペクトラム画像３１０とドプラスペクトラム画像３２０とを並べて表示部１１に表示させる。
【００７４】
補間部６による補間処理によって、各ドプラスペクトラム画像における周期的なデータの欠落が補間されるため、図９に示すように、連続したドプラスペクトラム画像３１０、３２０が得られる。
【００７５】
ここで、ＡＲＭＡＸモデルの動作をシミュレーションにより確認した。このシミュレーション結果について図１０を参照して説明する。図１０は、シミュレーション結果の１例を示す図である。図１０において、縦軸はｆｓで正規化した周波数を表し、横軸は時間を表している。シミュレーションに用いたデータは流速変化の激しい心臓の左室流入血流におけるドプラスペクトラム画像とし、セグメントスキャンのギャップを１００［ｍｓ］とした。時刻０秒から時刻１秒の間は、セグメントスキャンが行なわれず、連続したドプラスペクトラムである。時刻１秒から時刻２秒の間のドプラスペクトラム画像は、セグメントスキャン実行時の画像であり、推定により求められた補間画像である。図１０において、領域（１）、（３）、（５）、（７）、（９）におけるスペクトラムは、ＡＲＭＡＸモデルによる推定スペクトラムである。一方、領域（２）、（４）、（６）、（８）、（１０）におけるスペクトラムは、ドプラスキャンによって実際に取得された実スペクトラムである。このシミュレーション結果から、速度変化の激しい心臓内の血流画像において、セグメントスキャンによるギャップが大きい場合であっても、安定したドプラスペクトラム画像を得られることが分かる。
【００７６】
なお、制御部１３は心電計から受けたＥＣＧ信号を表示制御部９に出力し、表示制御部９は、ドプラスペクトラム画像３１０、３２０とともにそのＥＣＧ信号を表示部１１に表示させても良い。このとき表示制御部９は、時間軸のスケールを合わせて、ＥＣＧ信号とドプラスペクトラム画像３１０、３２０とを並べて表示部１１に表示させる。
【００７７】
また、表示処理部７は、補間部６から補間処理後のドプラスペクトラム画像を受けて、そのドプラスペクトラム画像の辺縁をトレースすることでトレース波形を生成する。具体的には、表示処理部７は、補間部６から出力されたドプラスペクトラム画像に表された波形の最大速度Ｖｐを時間方向にトレースして、Ｖｐのトレース波形を生成する。これにより、最大速度Ｖｐのトレース波形は、ドプラスペクトラム画像の辺縁部をトレースした波形となる。例えば、表示処理部７は、ドプラスペクトラム画像３１０に表された波形の辺縁をトレースすることで、左室流出血流の速度を表すトレース波形を生成する。また、表示処理部７は、ドプラスペクトラム画像３２０に表された波形の辺縁をトレースすることで、左室流入血流の速度を表すトレース波形を生成する。そして、表示制御部９は、左室流出血流のトレース波形と、左室流入血流のトレース波形とを表示部１１に表示させる。例えば、表示制御部９は、ドプラスペクトラム画像とトレース波形とを重ねて表示部１１に表示させる。また、表示処理部７は、ドプラスペクトラム画像３１０のトレース波形とドプラスペクトラム画像３２０のトレース波形とを演算部８に出力する。
【００７８】
（結合処理）
この実施形態においては、２つのドプラスペクトラム画像を結合して１つのドプラスペクトラム画像を生成し、そのドプラスペクトラム画像を表示部１１に表示しても良い。この結合処理について図１１を参照して説明する。図１１は、この発明の実施形態に係る超音波診断装置によって取得されたドプラスペクトラム画像の１例を示す図である。
【００７９】
表示処理部７は、補間部６から補間処理が施された２つのドプラスペクトラム画像を受けて、２つのドプラスペクトラム画像を合成して１つのドプラスペクトラム画像を生成する。この実施形態において、観測点１０２は僧坊弁先端に設定され、観測点１０２におけるドプラスペクトラム画像３２０は左室流入血流の速度を表している。そのため、ドプラスペクトラム画像３２０に表される速度成分は正側に偏っている。一方、観測点１０４は大動脈弁先端に設定され、観測点１０４におけるドプラスペクトラム画像３１０は左室流出血流の速度を表している。そのため、ドプラスペクトラム画像３１０に表される速度成分は負側に偏っている。
【００８０】
そこで、この実施形態においては、観測点１０２におけるドプラスペクトラム画像３２０については、正側の速度成分を用い、一方、観測点１０４におけるドプラスペクトラム画像３１０については、負側の速度成分を用いて、１つのドプラスペクトラム画像を生成する。表示処理部７は、観測点１０２におけるドプラスペクトラム画像３２０から速度成分の正側を表す画像を抽出し、観測点１０４におけるドプラスペクトラム画像３１０から速度成分の負側を表す画像を抽出する。そして、表示処理部７は、速度成分の正側を表すドプラスペクトラム画像と、速度成分の負側を表すドプラスペクトラム画像とを結合することで、１つのドプラスペクトラム画像を生成する。表示処理部７は、結合したドプラスペクトラム画像を表示制御部９に出力し、表示制御部９は、結合したドプラスペクトラム画像を表示部１１に表示させる。なお、表示処理部７が、この発明の「結合手段」の１例に相当する。
【００８１】
図１１に、結合されたドプラスペクトラム画像の１例を示す。図１１において、横軸は時間（ｔ）を表し、縦軸が血流の速度（ｖ）を表している。ドプラスペクトラム画像４１０が、観測点１０４におけるドプラスペクトラム画像３１０から抽出された速度成分の負側を表す画像である。一方、ドプラスペクトラム画像４２０は、観測点１０２におけるドプラスペクトラム画像３２０から抽出された速度成分の正側を表す画像である。表示処理部７は、速度成分の正側を表すドプラスペクトラム画像４２０と、速度成分の負側を表すドプラスペクトラム画像４１０とを結合することで１つのドプラスペクトラム画像４００を生成し、表示制御部９は、そのドプラスペクトラム画像４００を表示部１１に表示させる。なお、表示制御部９は制御部１３から出力されたＥＣＧ信号を受け付けて、ドプラスペクトラム画像４００とそのＥＣＧ信号とを同時に表示部１１に表示させても良い。このとき表示制御部９は、時間軸のスケールを合わせて、ＥＣＧ信号とドプラスペクトラム画像４００とを並べて表示部１１に表示させる。
【００８２】
以上のように、左室流出血流の速度を表すドプラスペクトラム画像４１０と、左室流入血流の速度を表すドプラスペクトラム画像４２０とを１つのドプラスペクトラム画像に結合して表示することで、操作者は、同じ時相における左室流出血流の速度と左室流入血流の速度とを容易に認識することが可能となる。すなわち、別々のドプラスペクトラム画像を観察せずに、１つのドプラスペクトラム画像を観察するだけで、左室流出血流の速度と左室流入血流の速度とを把握することが可能となる。また、心機能の評価に用いられる左室駆出率（Ｅ／Ｆ）などの指標の算出がより容易になるという効果がある。
【００８３】
また、表示処理部７は、ドプラスペクトラム画像３１０の辺縁を表すトレース波形をドプラスペクトラム画像４１０に重ね、ドプラスペクトラム画像３２０の辺縁を表すトレース波形をドプラスペクトラム画像４２０に重ねて、表示部１１に表示させても良い。さらに、表示処理部７は、ドプラスペクトラム画像３１０のトレース波形と、ドプラスペクトラム画像３２０のトレース波形とを結合したトレース波形を演算部８に出力する。
【００８４】
また、表示処理部７は、２つのドプラスペクトラム画像にそれぞれ異なる色を割り当てても良い。例えば、速度成分の符号によって割り当てる色を表示処理部７に予め設定しておき、表示処理部７はその設定に従って、２つのドプラスペクトラム画像に色を割り当てる。
【００８５】
１例として、表示処理部７は、速度成分がマイナスになるドプラスペクトラム画像に青色を割り当て、速度成分がプラスになるドプラスペクトラム画像に赤色を割り当てる。左室流出血流の速度を表すドプラスペクトラム画像４１０は速度成分がマイナスになるため、表示処理部７は、ドプラスペクトラム画像４１０に青色を割り当てる。一方、左室流入血流の速度を表すドプラスペクトラム画像４２０は速度成分がプラスになるため、表示処理部７は、ドプラスペクトラム画像４２０に赤色を割り当てる。これにより、ドプラスペクトラム画像４１０は青色で表示され、ドプラスペクトラム画像４２０は赤色で表示される。これにより、操作者は、左室流出血流の速度を表すドプラスペクトラム画像４１０と、左室流入血流の速度を表すドプラスペクトラム画像４２０とを、明確に区別して認識することが可能となる。なお、表示処理部７が、この発明の「配色手段」の１例に相当する。
【００８６】
（指標の算出）
演算部８は、表示処理部７からドプラスペクトラム画像のトレース波形を受けて、そのトレース波形に基づいて心機能の評価に用いられる指標を求める。例えば、左室流出血流のドプラスペクトラム画像３１０の辺縁を表すトレース波形と、左室流入血流のドプラスペクトラム画像３２０の辺縁を表すトレース波形とを受けて、指標を求める。具体的には、演算部８は、左室駆出率（Ｅ／Ｆ）や、左室駆出分画や、Ｔｅｉ−Ｉｎｄｅｘなどの指標を求める。ここで、指標の１例について図１２を参照して説明する。図１２は、ドプラスペクトラム画像のトレース波形を模式的に示す図である。
【００８７】
例えば図１２に示すように、表示処理部７は、ドプラスペクトラム画像３１０のトレース波形５１０と、ドプラスペクトラム画像３２０のトレース波形５２０とを結合したトレース波形５００を演算部８に出力する。演算部８は、そのトレース波形５００に基づいて指標を求める。なお、図１２において、横軸が時間（ｔ）を表し、トレース波形５００の縦軸が血流の速度（ｖ）を表している。
【００８８】
制御部１３は心電計から受けたＥＣＧ信号を演算部８に出力し、演算部８はそのＥＣＧ信号に基づいて、Ｅ波の時相、Ａ波の時相、及びＳ波の時相を特定する。そして、演算部８は、血流の速度成分の正側を表すドプラスペクトラム画像４２０のトレース波形５２０に基づいて、Ｅ波が検出された時相における速度（Ｅ波ピーク値）を求める。また、演算部８は、トレース波形５２０に基づいて、Ａ波が検出された時相における速度（Ａ波ピーク値）を求める。そして、演算部８は、Ｅ波ピーク値をＡ波ピーク値で除算した値（Ｅ／Ａ）を求める。さらに、演算部８は、Ｅ波の減衰時間（ＤｃＴ）を求める。
【００８９】
また、演算部８は、血流の速度成分の負側を表すドプラスペクトラム画像４１０のトレース波形５１０に基づいて、Ｓ波が検出された時相における速度（Ｓ波ピーク値）を求める。また、演算部８は、大動脈駆出血流速度の面積（ＶＴＩ値）を求める。
【００９０】
さらに、演算部８は、トレース波形５００に基づいて、左室流入血流の終了から再開始までの時間ａ、左室駆出血流の持続時間ｂ＝ＥＴ、等容収縮期の時間（ＩＣＴ）、等容拡張期の時間（ＩＲＴ）を求める。
【００９１】
演算部８は、求めた指標を表示制御部９に出力する。表示制御部９は、演算部８によって求められた指標の数値を表示部１１に表示させる。例えば、表示制御部９は、ドプラスペクトラム画像とともに指標の数値を表示部１１に表示させる。
【００９２】
なお、上述した指標は１例であり、演算部８は他の指標を求めても良い。また、演算部８は、上述した指標のすべてを求めても良いし、操作者が指定した指標を求めても良い。操作者は操作部１２を用いることで所望の指標を指定し、演算部８は指定された指標を求める。
【００９３】
この実施形態に係る超音波診断装置１によると、左室流入血流の速度と左室流出血流の速度とをそれぞれ同じ心拍において求めているため、心拍の周期に変動があっても、上述した指標を安定して求めることができ、また、指標の再現性の向上を図ることが可能となる。
【００９４】
なお、ユーザインターフェース（ＵＩ）１０は、表示部１１と操作部１２とを備えている。表示部１１は、ＣＲＴや液晶ディスプレイなどのモニタで構成されており、画面上に断層像、３次元画像又はドプラスペクトラム画像などが表示される。操作部１２は、キーボード、マウス、トラックボール、又はＴＣＳ（Ｔｏｕｃｈ  Ｃｏｍｍａｎｄ  Ｓｃｒｅｅｎ）などで構成されている。操作者は、操作部１２を用いることで、観測点（レンジゲート）を設定することができる。
【００９５】
また、制御部１３は、超音波診断装置１の各部に接続され、各部の動作を制御する。例えば、制御部１３は送受信部３による超音波の送受信を制御することで、複数の観測点に対して複数回ずつ超音波を送受信させる。
【００９６】
（第２の設定例）
次に、第２の設定例について図１３と図１４を参照して説明する。図１３は、超音波によって走査する断面を模式的に示す図である。図１４は、観測点の第２の設定例を説明するための図であって、断層像を模式的に示す図である。第２の設定例では、互いに異なる断面における２つの断層像を取得して表示部１１に表示し、それぞれの断層像上で観測点（レンジゲート）を設定することで、複数の観測点を設定する。
【００９７】
上述した第１の設定例では、１つの断層像上で複数の観測点（レンジゲート）を設定している。例えば、僧坊弁先端と大動脈弁先端とが表された１つの断層像を取得して表示部１１に表示し、その断層像上で、僧坊弁先端と大動脈弁先端とを指定している。このように、１つの断層像に、血流を測定したい複数の箇所が表されている場合は、その１つの断層像上で複数の観測点（レンジゲート）を設定すれば良い。
【００９８】
一方、１つの断層像に、血流を測定したい複数の箇所が表されておらず、１つの断層像で複数の観測点（レンジゲート）を設定することが困難な場合は、この第２の設定例のように、互いに異なる断面における２つの断層像を取得して表示部１１に表示し、それぞれの断層像上で観測点（レンジゲート）を設定することで、複数の観測点（レンジゲート）を設定する。
【００９９】
超音波プローブ２に２次元アレイプローブを用いることにより、複数の断面を超音波で走査することができる。例えば図１３に示すように、互いに交差する２つの断面２ａと断面２ｂとを超音波で走査することで、断面２ａにおける断層像データと断面２ｂにおける断層像データとを取得することができる（マルチプレーンスキャン）。
【０１００】
例えば、超音波の走査対象となる断面の座標情報をスキャン条件として制御部１３の記憶装置に予め記憶しておく。操作者は操作部１２を用いることで、超音波の走査対象となる断面を任意に選択することができる。そして、制御部１３は各断面を送受信部３に交互に走査させる。送受信部３は制御部１３の制御の下、断面２ａと断面２ｂとを交互に超音波で走査することで、断面２ａにおける受信信号と断面２ｂにおける受信信号とを取得する。各断面における受信信号は、Ｂモード処理部４１によって所定の処理が施され、画像生成部５に出力される。画像生成部５は、断面２ａにおける断層像データと断面２ｂにおける断層像データを生成し、表示制御部９は、各断面における断層像を表示部１１に表示させる。
【０１０１】
例えば図１４に示すように、表示制御部９は、断面２ａにおける断層像データに基づく断層像１１０と、断面２ｂにおける断層像データに基づく断層像１２０とを、並べて同時に表示部１１に表示させる。この第２の設定例においては、２つの断層像１１０、１２０のうち一方の断層像に僧坊弁先端が表され、他方の断層像に大動脈弁先端が表されれば良い。すなわち、１つの断層像に僧坊弁先端と大動脈弁先端とを表すことが困難な場合に、２つの断層像を用いて、僧坊弁先端と大動脈弁先端とを表示し、それぞれに観測点（レンジゲート）を設定する。従って、２つの断層像１１０、１２０のうち一方の断層像に僧坊弁先端が表され、他方の断層像に大動脈弁先端が表されるように、被検体上における超音波プローブ２の位置と角度を変えたり、走査対象の断面の位置を変えたりする。
【０１０２】
操作者は表示部１１に表示された断層像１１０と断層像１２０とを観察しながら、操作部１２を用いて、僧坊弁先端の位置と大動脈弁先端の位置とを指定する。例えば、表示制御部９は、断層像１１０上において移動可能な観測点１１２を表示部１１に表示させ、断層像１２０上において移動可能な観測点１２２を表示部１１に表示させる。観測点１１２と観測点１２２はそれぞれ所定の大きさを有し、観測点１１２と観測点１２２とによって、それぞれ所定の大きさの範囲を指定することができる。操作者は、観測点１１２と観測点１２２とによって、僧坊弁先端の位置と大動脈弁先端の位置とをそれぞれ指定する。表示制御部９は、超音波の送受信方向を示す線状のサンプルライン１１１を断層像１１０上に重ね、サンプルライン１２１を断層像１２０上に重ねて表示部１１に表示させる。操作者は操作部１２を用いることで、サンプルライン１１１とサンプルライン１２１とを走査方向（矢印Ａの方向）に移動させることができる。また、操作者は操作部１２を用いることで、観測点１１２をサンプルライン１１１上で超音波の送受信方向（矢印Ｂの方向）に移動させることができる。同様に、操作者は操作部１２を用いることで、観測点１２２をサンプルライン１２１上で送受信方向に移動させることができる。
【０１０３】
例えば、断層像１１０に僧坊弁先端が表され、断層像１２０に大動脈弁先端が表されるように、被検体上における超音波プローブ２の位置と角度を変えたり、走査対象の断面の位置を変えたりする。そして、操作者は断層像１１０を観察しながら操作部１２を用いることで、サンプルライン１１１を僧坊弁先端の位置に移動させ、さらに、観測点１１２を送受信方向（矢印Ｂの方向）に移動させることで、観測点１１２によって僧坊弁先端の位置を指定する。同様に、操作者は断層像１２０を観察しながら操作部１２を用いることで、サンプルライン１２１を大動脈弁先端の位置に移動させ、さらに、観測点１２２を送受信方向（矢印Ｂの方向）に移動させることで、観測点１２２によって大動脈弁先端の位置を指定する。このように、観測点１１２、１２２によって血流を観測したい部分が指定されると、断層像１１０上における観測点１１２の位置を示す座標情報と、断層像１２０上における観測点１２２の位置を示す座標情報とが、ユーザインターフェース（ＵＩ）１０から制御部１３に出力される。
【０１０４】
また、第１の設定例と同様に、断層像１１０と断層像１２０とにアングルマーカを重ねて表示し、そのアングルマーカによって血流の向きを指定することで、観測点１１２が設定された箇所における血流と、超音波ビームとがなす角度を断層像１１０上で求め、観測点１２２が設定された箇所における血流と、超音波ビームとがなす角度を断層像１２０上で求める。ドプラ処理部４２は、それぞれの角度を用いて、観測点１１２と観測点１２２における血流の速度を求める。
【０１０５】
断層像１１０は断面２ａを走査することで取得された画像であり、断層像１２０は断面２ｂを走査することで取得された画像である。断面２ａの３次元空間における座標情報は制御部１３に設定されているため、制御部１３は、断層像１１０（断面２ａ）上における観測点１１２の座標情報に基づいて、３次元空間における観測点１１２の座標を特定する。同様に、断面２ｂの３次元空間における座標情報は制御部１３に設定されているため、制御部１３は、断層像１２０（断面２ｂ）上における観測点１２２の座標情報に基づいて、３次元空間における観測点１２２の座標を特定する。そして、制御部１３は、観測点１１２と観測点１２２の座標情報を送受信部３とドプラ処理部４２に出力する。
【０１０６】
そして、上述した第１の設定例と同様に、送受信部３は、観測点１１２におけるドプラ情報と観測点１２２におけるドプラ情報とを取得し、ドプラ処理部４２は、送受信部３によって取得されたドプラ情報に基づいて、観測点１１２における血流速度と観測点１２２における血流速度とを求める。第２の設定例においても、上述した第１の設定例と同様に、送受信部３は制御部１３の制御の下、セグメントスキャンを実行する。すなわち、図５に示すように、送受信部３は制御部１３の制御の下、観測点Ａ（観測点１１２）に対してＮ回連続して超音波を送受信し、その後、観測点Ｂ（観測点１２２）に対してＮ回連続して超音波を送受信し、引き続き、観測点Ａ（観測点１１２）と観測点Ｂ（観測点１２２）とに対して交互にＮ回ずつ超音波を送受信する。そして、ドプラ処理部４２は制御部１３の制御の下、観測点１１２（観測点Ａ）におけるドプラスペクトラム画像と、観測点１２２（観測点Ｂ）におけるドプラスペクトラム画像とを順次、生成していく。
【０１０７】
以上のように、１つの断層像に僧坊弁先端と大動脈弁先端とを表すことが困難な場合に、２つの断層像を用いて僧坊弁先端と大動脈弁先端とを表すことで、それぞれに観測点を設定できるようになる。このように、１つの断層像に、血流速度を測定したい複数の部位を表すことが困難な場合は、２つの断層像によって各部位を表し、それぞれの断層像において観測点を設定すれば良い。第２の設定例においても、第１の設定例と同様に、複数回（Ｎ回）ずつ交互に各観測点に超音波を送受信することで、ドプラ速度レンジを低下させることなく、各観測点におけるドプラスペクトラム画像を取得することが可能となる。
【０１０８】
そして、第１の設定例と同様に、補間部６によってドプラスペクトラム画像におけるデータの欠落部分を補間し、表示制御部９は、補間処理が施されたドプラスペクトラム画像を表示部１１に表示させる。第２の設定例では、観測点１１２におけるドプラスペクトラム画像と観測点１２２におけるドプラスペクトラム画像とが生成されて、表示部１１に表示される。さらに、表示処理部７は、補間処理が施された各観測点におけるドプラスペクトラム画像のトレース波形を生成し、演算部８は各観測点におけるトレース波形に基づいて、心機能の評価に用いる指標を求める。また、表示処理部７は、補間処理が施された各観測点におけるドプラスペクトラム画像を結合して１つのドプラスペクトラム画像を生成しても良い。
【０１０９】
また、超音波プローブ２と送受信部３とによってボリュームスキャンを実行することでボリュームデータを取得し、画像生成部５が、そのボリュームデータにＭＰＲ処理を施すことにより、僧坊弁先端が表されたＭＰＲ画像データと大動脈弁先端が表されたＭＰＲ画像データとを生成しても良い。
【０１１０】
例えば、画像生成部５はボリュームデータにボリュームレンダリングを施すことで、被検体の心臓を立体的に表す３次元画像データを生成し、表示制御部９はその３次元画像データに基づく３次元画像を表示部１１に表示させる。操作者は表示部１１に表示されている３次元画像を観察しながら、操作部１２を用いて任意の断面を指定する。第２の設定例においては、操作者は操作部１２を用いて、一方の断面内に僧坊弁先端が含まれ、他方の断面内に大動脈弁先端が含まれるように、２つの断面の位置を指定する。そして、画像生成部５は、２つの断面の座標情報をユーザインターフェース（ＵＩ）１０から受けて、ボリュームデータにＭＰＲ処理を施すことにより、各断面における断層像データ（ＭＰＲ画像データ）を生成し、表示制御部９は、各断面における断層像を表示部１１に表示させる。操作者は２つの断層像を観察して、一方の断層像に僧坊弁先端が含まれ、他方の断層像に大動脈弁先端が含まれるように、２つの断面の位置を調整する。
【０１１１】
そして、図１４に示すように、表示制御部９は、僧坊弁先端が表された断層像１１０（ＭＰＲ画像）と大動脈弁先端が表された断層像１２０（ＭＰＲ画像）とを表示部１１に表示させ、操作者は操作部１２を用いて、観測点１１２と観測点１２２とによって僧坊弁先端の位置と大動脈弁先端の位置とを指定する。
【０１１２】
また、画像生成部５がボリュームデータにボリュームレンダリングを施すことで、被検体の心臓を立体的に表す３次元画像データを生成しても良い。そして、表示制御部９は、その３次元画像データに基づく３次元画像に、２つの観測点（レンジゲート）を重ねて表示部１１に表示させる。操作者は、表示部１１に表示されている心臓の３次元画像を観察しながら操作部１２を用いて、僧坊弁先端の位置と大動脈弁先端の位置とを２つの観測点によって指定する。
【０１１３】
（第３の設定例）
上述した第１の設定例と第２の設定例では、２つの観測点（レンジゲート）によって２箇所を指定する場合について説明した。第３の設定例では、３個以上の観測点によって複数箇所を指定する場合について、図１５を参照して説明する。図１５は、観測点の第３の設定例を説明するための図であって、断層像を模式的に示す図である。ここでは１例として、４個の観測点によって４箇所を指定する場合について説明する。例えば、互いに異なる断面における４つの断層像を取得して表示部１１に表示し、それぞれの断層像上で観測点を設定することで、複数の観測点を設定する。
【０１１４】
左室流入血流と左室流出血流の測定の他、肺静脈血流と肺動脈血流の測定も心機能の評価に適している。そして、左室流入血流と左室流出血流の測定に加えて、肺静脈血流と肺動脈血流を測定するためには、合計で４箇所に観測点を設定する必要がある。１つの断層像に、それら４箇所が表されておらず、１つの断層像で複数の観測点（レンジゲート）を設定することが困難な場合は、この第３の設定例のように、互いに異なる断面における４つの断層像を取得して表示部１１に表示し、それぞれの断層像上で観測点を設定することで、４つの観測点を設定する。
【０１１５】
超音波プローブ２と送受信部３とによってボリュームスキャンを実行することでボリュームデータを取得し、画像生成部５が、そのボリュームデータにＭＰＲ処理を施すことにより、互いに異なる断面における断層像データ（ＭＰＲ画像データ）を生成する。第３の設定例においては、画像生成部５は、１例として、互いに交差する４つの断面によってボリュームデータを切断することで、僧坊弁先端が表されたＭＰＲ画像データ、大動脈弁先端が表されたＭＰＲ画像データ、肺静脈血流が表されたＭＰＲ画像データ、及び肺動脈血流が表されたＭＰＲ画像データを生成する。
【０１１６】
例えば、画像生成部５はボリュームデータにボリュームレンダリングを施すことで、被検体の心臓を立体的に表す３次元画像データを生成し、表示制御部９はその３次元画像データに基づく３次元画像を表示部１１に表示させる。操作者は表示部１１に表示されている３次元画像を観察しながら、操作部１２を用いて４つの断面を指定する。第３の設定例においては、操作者は操作部１２を用いて、４つの断面のうち、第１の断面内に僧坊弁先端が含まれ、第２の断面内に大動脈弁先端が含まれ、第３の断面内に肺静脈血流が含まれ、第４の断面内に肺動脈血流が含まれるように、４つの断面の位置を指定する。そして、画像生成部５は、４つの断面の座標情報をユーザインターフェース（ＵＩ）１０から受けて、ボリュームデータにＭＰＲ処理を施すことにより、各断面における断層像データ（ＭＰＲ画像データ）を生成し、表示制御部９は、各断面における断層像を表示部１１に表示させる。操作者は４つの断層像を観察して、第１の断層像に僧坊弁先端が含まれ、第２の断層像に大動脈弁先端が含まれ、第３の断層像に肺静脈血流が含まれ、第４の断層像に肺動脈血流が含まれるように、４つの断面の位置を調整する。
【０１１７】
そして、図１５に示すように、表示制御部９は、第１の断面における断層像１３０と、第２の断面における断層像１４０と、第３の断面における断層像１５０と、第４の断面における断層像１５０とを、表示部１１に表示させる。この第３の設定例においては、４つの断層像１３０、１４０、１５０、１６０のそれぞれに、僧坊弁先端、大動脈弁先端、肺静脈血流、及び肺動脈血流のうちいずれか１つが含まれるように、操作者は４つの断面の位置を調整する。例えば、断層像１３０に僧坊弁先端が表され、断層像１４０に大動脈弁先端が表され、断層像１５０に肺静脈血流が表され、断層像１５０に肺動脈血流が表されるように、操作者は４つの断面の位置を調整する。そして、各断層像において観測点（レンジゲート）を設定する。すなわち、４つの断層像を用いて、僧坊弁先端、大動脈弁先端、肺静脈血流、及び肺動脈血流を表示し、それぞれに観測点を設定する。
【０１１８】
操作者は表示部１１に表示されている断層像１３０、１４０、１５０、１６０を観察しながら、操作部１２を用いて、僧坊弁先端の位置、大動脈弁先端の位置、肺静脈血流の位置、及び肺動脈血流の位置を指定する。例えば、表示制御部９は、断層像１３０上にサンプルライン１３１と観測点１３２とを重ねて表示部１１に表示させ、操作者は、観測点１３２によって僧坊弁先端の位置を指定する。同様に、表示制御部９は、断層像１４０上にサンプルライン１４１と観測点１４２とを重ね、断層像１５０上にサンプルライン１５１と観測点１５２とを重ね、断層像１６０上にサンプルライン１６１と観測点１６２とを重ねて表示部１１に表示させる。操作者は操作部１２を用いることで、各サンプルラインを走査方向（矢印Ａの方向）に移動させ、さらに、各観測点を超音波の送受信方向（矢印Ｂの方向）に移動させることで、各断層像上の観測点によって、僧坊弁先端の位置、大動脈弁先端の位置、肺静脈血流の位置、及び肺動脈血流の位置を指定する。
【０１１９】
また、第１の設定例と同様に、断層像１３０、１４０、１５０、１６０のそれぞれにアングルマーカを重ねて表示し、そのアングルマーカによって血流の向きを指定することで、各観測点が設定された箇所における血流と、超音波ビームとがなす角度を各断層像上で求める。ドプラ処理部４２は、それぞれの角度を用いて、観測点１３２、１４２、１５２、１６２における血流の速度を求める。
【０１２０】
このように、観測点１３２、１４２、１５２、１６２によって血流を観測したい部分が指定されると、各断層像上における観測点の位置を示す座標情報がユーザインターフェース（ＵＩ）１０から制御部１３に出力される。制御部１３は、４つの観測点の座標情報を送受信部３とドプラ処理部４２に出力する。
【０１２１】
そして、上述した第１の設定例と同様に、送受信部３は、観測点１３２、１４２、１５２、１６２におけるドプラ情報を取得し、ドプラ処理部４２は、送受信部３によって取得されたドプラ情報に基づいて、観測点１３２、１４２、１５２、１６２における血流速度を求める。第３の設定例においても、上述した第１の設定例と同様に、送受信部３は制御部１３の制御の下、セグメントスキャンを実行する。例えば、送受信部３は制御部１３の制御の下、観測点１３２に対してＮ回連続して超音波を送受信し、その後、観測点１４２に対してＮ回連続して超音波を送受信し、その後、観測点１５２に対してＮ回連続して超音波を送受信し、その後、観測点１６２に対してＮ回連続して超音波を送受信し、引き続き、観測点１３２、１４２、１５２、１６２に順番にＮ回ずつ超音波を送受信する。そして、ドプラ処理部４２は制御部１３の制御の下、観測点１３２におけるドプラスペクトラム画像、観測点１４２におけるドプラスペクトラム画像、観測点１５２におけるドプラスペクトラム画像、及び観測点１６２におけるドプラスペクトラム画像を順次、生成していく。
【０１２２】
以上のように、１つの断層像に僧坊弁先端、大動脈弁先端、肺静脈血流、及び肺動脈血流を表すことが困難な場合に、４つの断層像を用いて僧坊弁先端、大動脈弁先端、肺静脈血流、及び肺動脈血流を表すことで、それぞれに観測点を設定できるようになる。第３の設定例においても、第１の設定例と同様に、複数回（Ｎ回）ずつ順番に各観測点に超音波を送受信することで、ドプラ速度レンジを低下させることなく、各観測点におけるドプラスペクトラム画像を取得することが可能となる。
【０１２３】
そして、第１の設定例と同様に、補間部６によってドプラスペクトラム画像におけるデータの欠落部分を補間し、表示制御部９は、補間処理が施されたドプラスペクトラム画像を表示部１１に表示させる。第３の設定例では、観測点１３２、観測点１４２、観測点１５２及び観測点１６２のそれぞれにおけるドプラスペクトラム画像が生成されて、表示部１１に表示される。すなわち、４箇所のドプラスペクトラム画像が生成されて表示部１１に表示される。さらに、表示処理部７は、補間処理が施された各観測点におけるドプラスペクトラム画像のトレース波形を生成し、演算部８は各観測点におけるトレース波形に基づいて、心機能の評価に用いる指標を求める。
【０１２４】
なお、上述した信号処理部４、画像生成部５、補間部６、表示処理部７、演算部８、表示制御部９、及び制御部１３は、ＣＰＵとＲＯＭやＲＡＭなどの記憶装置とによって構成されている。記憶装置には、信号処理部４の機能を実行するための信号処理プログラム、画像生成部５の機能を実行するための画像生成プログラム、補間部６の機能を実行するための補間プログラム、表示処理部７の機能を実行するための表示処理プログラム、演算部８の機能を実行するための演算プログラム、表示制御部９の機能を実行するための表示制御プログラム、及び、制御部１３の機能を実行するための制御プログラムが記憶されている。ＣＰＵが、記憶装置に記憶されている信号処理プログラムを実行することで、Ｂモード超音波ラスタデータや、ドプラスペクトラム画像を生成する。また、ＣＰＵが、記憶装置に記憶されている画像生成プログラムを実行することで、断層像データやＭＰＲ画像データや３次元画像データなどの超音波画像データを生成する。また、ＣＰＵが、記憶装置に記憶されている補間プログラムを実行することで、ドプラスペクトラム画像においてデータが欠落した部分を補間する。また、ＣＰＵが、記憶装置に記憶されている表示処理プログラムを実行することで、トレース波形を求め、また、２つのドプラスペクトラム画像を結合する。また、ＣＰＵが、記憶装置に記憶されている演算プログラムを実行することで、心機能の評価に用いる指標を求める。また、ＣＰＵが、記憶装置に記憶されている表示制御プログラムを実行することで、断層像やドプラスペクトラム画像を表示部１１に表示させる。また、ＣＰＵが記憶装置に記憶されている制御プログラムを実行することで、超音波診断装置１の各部の動作を制御する。なお、信号処理プログラムと、補間プログラムと、表示制御プログラムと、制御プログラムとによって、この発明の「超音波診断装置の制御プログラム」の１例を構成している。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】この発明の実施形態に係る超音波診断装置を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施形態に係る超音波診断装置に設置されている補間部を示すブロック図である。
【図３】この発明の実施形態に係るシステム同定部の詳細な例を示すブロック図である。
【図４】観測点の第１の設定例を説明するための図であって、断層像を模式的に示す図である。
【図５】この発明の実施形態に係る超音波診断装置が実行するスキャンのシーケンスを示す図である。
【図６】この発明の実施形態に係る超音波診断装置によって取得されたドプラスペクトラム画像の１例を示す図である。
【図７】ドプラスペクトラム画像においてデータが欠落している部分を補間する処理を説明するための図である。
【図８】平均流速Ｖｍ、スペクトラムの分散σ、及びパワースペクトラムを表す図である。
【図９】この発明の実施形態に係る超音波診断装置によって取得されたドプラスペクトラム画像の１例を示す図である。
【図１０】シミュレーション結果の１例を示す図である。
【図１１】この発明の実施形態に係る超音波診断装置によって取得されたドプラスペクトラム画像の１例を示す図である。
【図１２】ドプラスペクトラム画像のトレース波形を模式的に示す図である。
【図１３】超音波によって走査する断面を模式的に示す図である。
【図１４】観測点の第２の設定例を説明するための図であって、断層像を模式的に示す図である。
【図１５】観測点の第３の設定例を説明するための図であって、断層像を模式的に示す図である。
【図１６】従来技術に係るスキャンのシーケンスを示す図である。
【符号の説明】
【０１２６】
１  超音波診断装置
２  超音波プローブ
３  送受信部
４  信号処理部
５  画像生成部
６  補間部
７  表示処理部
８  演算部
９  表示制御部
１０  ユーザインターフェース（ＵＩ）
１１  表示部
１２  操作部
１３  制御部
４１  Ｂモード処理部
４２  ドプラ処理部
６１  特徴量算出部
６２  正規化部
６３  システム同定部
６４  ＢＰＦ
６５  正規化部
６６  モデル推定部
【図１】
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【図２】
0005100343.tif 000009
【図３】
0005100343.tif 000010
【図４】
0005100343.tif 000011
【図５】
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【図６】
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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７】
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