(57)【要約】【課題】心拍同期３次元走査法のサブボリュームデータを効率よく収集する。【解決手段】心拍同期３次元走査法を適用して複数の３次元サブ領域におけるサブボリュームデータを順次収集し、得られたこれらのサブボリュームデータを心拍時相情報に基づいて合成することにより広範囲な３次元領域に対する時系列的な画像データを生成する際、トリガ間隔検出部１２は、被検体から計測された心電波形に基づいてトリガ信号生成部１１が生成した時系列的なトリガ信号のトリガ間隔を検出し、撮影条件更新部１３は、前記トリガ間隔に基づく心拍周期が所定期間に渉って予め設定された基準心拍周期に対し著しく異なる場合、前記心拍周期に基づいて３次元サブ領域のセグメント数や心拍時相数等の撮影条件を更新する。そして、走査制御部１５は、更新された撮影条件に基づいてサブボリュームデータの収集を行なう。【選択図】図１
2009240701.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の３次元領域に対して設定された複数の３次元サブ領域に対し心拍同期３次元走
査法を適用して前記３次元領域における画像データを収集する超音波診断装置において、
前記被検体の心電波形に基づいて生成されたトリガ信号のトリガ間隔を検出するトリガ間
隔検出手段と、
予め設定された前記３次元領域に対する撮影条件を前記トリガ間隔に基づいて更新する撮
影条件更新手段と、
更新された撮影条件に基づいて前記３次元サブ領域に対する３次元走査を制御する走査制
御手段とを
備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記撮影条件更新手段は、前記３次元サブ領域のセグメント数及び心拍時相数の少なく
とも何れかを前記トリガ間隔に基づいて更新することを特徴とする請求項１記載の超音波
診断装置。
【請求項３】
前記撮影条件更新手段は、前記トリガ間隔に基づいて前記心電波形のEarly Trigger状
態あるいはLate Trigger状態を判定するＥ／Ｌ状態判定手段と、前記Early Trigger状態
あるいは前記Late Trigger状態を計数するＥ／Ｌ状態計数手段と、この計数結果に基づい
て前記撮影条件を再設定する撮影条件設定手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載
の超音波診断装置。
【請求項４】
心拍周期の許容変動範囲を設定する許容変動範囲設定手段を備え、前記Ｅ／Ｌ状態判定
手段は、前記トリガ間隔検出手段によって検出された前記トリガ間隔と前記許容変動範囲
とを比較することにより前記Early Trigger状態あるいは前記Late Trigger状態を判定す
ることを特徴とする請求項３記載の超音波診断装置。
【請求項５】
Early Trigger回数あるいはLate Trigger回数を設定するＥ／Ｌ回数設定手段を備え、
前記撮影条件設定手段は、前記Ｅ／Ｌ状態計数手段よる前記計数結果が前記Early Trigge
r回数あるいは前記Late Trigger回数に達したならば、前記Early Trigger状態あるいは前
記Late Trigger状態のトリガ間隔に基づいて前記撮影条件を再設定することを特徴とする
請求項３記載の超音波診断装置。
【請求項６】
表示手段を備え、前記表示手段は、前記Ｅ／Ｌ状態判定手段によって判定された前記心
電波形のEarly Trigger状態あるいはLate Trigger状態において３次元走査される３次元
サブ領域の情報を表示することを特徴とする請求項３記載の超音波診断装置。
【請求項７】
撮影条件の更新を指示する更新指示手段を備え、前記走査制御手段は、前記更新指示手
段から供給される指示信号に従って更新後の撮影条件に基づいた前記３次元走査の制御を
行なうことを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項８】
被検体の３次元領域に対して設定された複数の３次元サブ領域に対し心拍同期３次元走
査法を適用して前記３次元領域における画像データを収集する超音波診断装置において、
前記被検体の心電波形に基づいて生成されたトリガ信号のトリガ間隔を検出するトリガ間
隔検出手段と、
前記トリガ間隔に基づいて前記心電波形のEarly Trigger状態あるいはLate Trigger状態
を判定するＥ／Ｌ状態判定手段と、
このＥ／Ｌ状態判定手段の判定結果に基づく前記心電波形のEarly Trigger状態あるいはL
ate Trigger状態において３次元走査される３次元サブ領域の情報を表示する表示手段と
を
備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項９】
前記Ｅ／Ｌ状態判定手段は、前記トリガ間隔検出手段によって検出された前記トリガ間
隔と予め設定された心拍周期の許容変動範囲とを比較することにより前記Early Trigger
状態あるいは前記Late Trigger状態を判定することを特徴とする請求項８記載の超音波診
断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波診断装置に係り、特に、心拍同期３次元走査法の適用により３次元領
域に対する画像データの収集を可能とする超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、複数の振動素子が配列された超音波プローブを用いて被検体の複数
方向に対し超音波送受信を行ない、このとき得られた反射波に基づいて生成した画像デー
タや時系列データをモニタ上に表示するものである。この装置は、超音波プローブの先端
部を体表に接触させるだけの簡単な操作で体内の２次元画像データや３次元画像データを
リアルタイムで観測することができるため各種臓器の形態診断や機能診断に広く用いられ
ている。
【０００３】
３次元画像データの収集を目的とした従来の３次元走査では、複数の振動素子が１次元
配列された超音波プローブをその配列方向に対して垂直な方向に移動あるいは回動させな
がら被検体の３次元領域に対して超音波を送受信し、このとき収集したボリュームデータ
をレンダリング処理することにより３次元画像データの生成を行なってきた。又、近年で
は、複数の振動素子が２次元配列された超音波プローブ（２次元アレイ超音波プローブ）
が実用化されている。この２次元アレイ超音波プローブの使用により３次元領域に対する
超音波送受信は全て電子的な制御で行なうことができるため、３次元走査に要する時間は
大幅に短縮され、検査における操作性は著しく向上した。
【０００４】
しかしながら、所望の３次元領域に対する超音波送受信によって３次元データ（ボリュ
ームデータ）を収集する場合、極めて多くの送受信を繰り返す必要があり、しかも夫々の
送受信に要する時間は、被検体の体内を伝播する超音波の音速、走査領域の大きさ、走査
密度等によって略決定されるため空間分解能に優れた広範囲なボリュームデータの収集に
多くの時間が要求される。
【０００５】
一方、被検体内の複数方向からの反射波を同時に受信する、所謂、並列同時受信法によ
って画像データのリアルタイム性を向上させる方法が開発され、この方法を上述の３次元
走査に適用することによりボリュームデータの収集に要する時間を短縮することが可能と
なる。しかしながら、心臓等の拍動性移動の有る臓器に対する３次元走査では多くの並列
受信数が要求され、これを実現するためには装置の回路構成が極めて複雑になるという問
題点を有していた。
【０００６】
このような問題点を解決するために、被検体の診断対象部位を含む３次元領域を複数の
３次元サブ領域に分割し、これらの３次元サブ領域から収集された時系列的なボリューム
データ（以下では、サブボリュームデータと呼ぶ。）を心拍時相に基づいて合成する心拍
同期３次元走査法（Triggered Volume Scan）が提案されている（例えば、特許文献１参
照。）。
【０００７】
上述の方法では、３次元領域を構成する複数の３次元サブ領域に対し所定期間（例えば
、１心拍期間）の３次元走査を順次行ない、このとき得られたサブボリュームデータに心
拍時相情報を付加して一旦保存する。そして、複数の３次元サブ領域に対するサブボリュ
ームデータの収集が完了したならば、同一の心拍時相において収集されたサブボリューム
データを合成することによって各心拍時相における３次元領域のボリュームデータを生成
し、更に、これらのボリュームデータを処理して時系列的なボリュームレンダリング画像
データ等の３次元画像データや所望スライス断面におけるＭＰＲ（Multi Planar Reconst
ruction）画像データを生成することにより、前記診断対象部位の所望心拍時相における
３次元的な情報を動画像あるいは静止画像として観察することが可能となる。
【特許文献１】特開２００１−１７００４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述の心拍同期３次元走査法では、被検体から得られる心電波形の心拍周期が時間的に
著しく変化する場合、あるいは、予め設定された基準心拍周期に対して著しく異なる場合
には、複数の３次元サブ領域から順次得られるサブボリュームデータを同期させて合成す
ることが困難となり、良質なボリュームデータや３次元画像データの生成が不可能となる
。
【０００９】
又、上述の問題点を解決するために、当該被検体の３次元サブ領域に対するサブボリュ
ームデータの収集と並行して計測された心電波形の心拍周期が予め設定された基準心拍周
期に対して著しく異なる場合、基準心拍周期と略等しい心拍周期の心電波形が再度計測さ
れるまで前記サブボリュームデータの収集を中断させる方法が従来行なわれてきたが、こ
のような心電波形が長時間に渉って得られない場合にはボリュームデータや３次元画像デ
ータの生成に多くの時間を要し、検査効率や診断効率が著しく低下するという問題点を有
していた。
【００１０】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、心拍同
期３次元走査法を適用して複数のサブボリュームデータを順次収集し、得られたこれらの
サブボリュームデータを心拍時相情報に基づいて合成することにより３次元領域に対する
時系列的な画像データを生成する際、前記サブボリュームデータの収集と並行して当該被
検体から時系列的に計測される心電波形の心拍周期が予め設定された基準心拍周期に対し
て著しく異なる場合においても、サブボリュームデータの合成を短時間かつ正確に行なう
ことが可能な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】
【００１１】
上記課題を解決するために、請求項１に係る本発明の超音波診断装置は、被検体の３次
元領域に対して設定された複数の３次元サブ領域に対し心拍同期３次元走査法を適用して
前記３次元領域における画像データを収集する超音波診断装置において、前記被検体の心
電波形に基づいて生成されたトリガ信号のトリガ間隔を検出するトリガ間隔検出手段と、
予め設定された前記３次元領域に対する撮影条件を前記トリガ間隔に基づいて更新する撮
影条件更新手段と、更新された撮影条件に基づいて前記３次元サブ領域に対する３次元走
査を制御する走査制御手段とを備えたことを特徴としている。
【００１２】
又、請求項８に係る本発明の超音波診断装置は、被検体の３次元領域に対して設定され
た複数の３次元サブ領域に対し心拍同期３次元走査法を適用して前記３次元領域における
画像データを収集する超音波診断装置において、前記被検体の心電波形に基づいて生成さ
れたトリガ信号のトリガ間隔を検出するトリガ間隔検出手段と、前記トリガ間隔に基づい
て前記心電波形のEarly Trigger状態あるいはLate Trigger状態を判定するＥ／Ｌ状態判
定手段と、このＥ／Ｌ状態判定手段の判定結果に基づく前記心電波形のEarly Trigger状
態あるいはLate Trigger状態において３次元走査される３次元サブ領域の情報を表示する
表示手段とを備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、心拍同期３次元走査法を適用して複数のサブボリュームデータを順次
収集し、得られたこれらのサブボリュームデータを心拍時相情報に基づいて合成すること
により３次元領域に対する時系列的な画像データを生成する際、前記サブボリュームデー
タの収集と並行して当該被検体から時系列的に計測される心電波形の心拍周期が予め設定
された基準心拍周期に対して著しく異なる場合においても、サブボリュームデータの合成
を短時間かつ正確に行なうことが可能となる。このため、診断効率や診断能が大幅に向上
すると共に被検体や操作者の負担が軽減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例】
【００１５】
本実施例の超音波診断装置における第１の特徴は、心拍同期３次元走査法を適用して複
数の３次元サブ領域におけるサブボリュームデータを順次収集し、得られたこれらのサブ
ボリュームデータを心拍時相情報に基づいて合成することにより広範囲な３次元領域に対
する時系列的な３次元画像データを生成する際、前記サブボリュームデータの収集と並行
して当該被検体から時系列的に計測される心電波形の心拍周期が予め設定された基準心拍
周期に対して著しく異なる場合、このとき３次元走査された３次元サブ領域を他の３次元
サブ領域と区別して表示部に表示することにある。
【００１６】
又、本実施例の超音波診断装置における第２の特徴は、上述の３次元画像データを生成
する際、前記サブボリュームデータの収集と並行して当該被検体から時系列的に計測され
る心電波形の心拍周期が所定期間に渉って予め設定された基準心拍周期に対し著しく異な
る場合、前記心拍周期に基づいて３次元サブ領域のセグメント数や心拍時相数等の撮影条
件を更新することにある。
【００１７】
尚、以下の実施例では、説明を簡単にするために、撮影条件更新前における４つの３次
元サブ領域Ｓｏ１乃至Ｓｏ４及び撮影条件更新後の６つの３次元サブ領域Ｓａ１乃至Ｓａ
６の各々に対して４つの心拍時相τ１乃至τ４のサブボリュームデータを収集する場合に
ついて述べるが、サブ領域数（セグメント数）及び心拍時相数はこれらに限定されない。
【００１８】
又、３次元領域に対する超音波送受信によって得られた受信信号を処理してＢモードデ
ータを生成し、このＢモードデータに基づいて前記３次元領域の３次元画像データを生成
する場合について述べるが、カラードプラデータ等の他の超音波データに基づいて３次元
画像データを生成してもよい。
【００１９】
（装置の構成）
本発明の実施例における超音波診断装置の構成と基本動作につき図１乃至図１０を用い
て説明する。尚、図１は、超音波診断装置の全体構成を示すブロック図であり、図２及び
図６は、この超音波診断装置が備える送受信部／受信信号処理部及びサブボリュームデー
タ生成部の具体的な構成を示すブロック図である。
【００２０】
図１に示す超音波診断装置１００は、被検体の診断対象部位を含む３次元領域に対し超
音波パルス（送信超音波）を送信し、この送信によって得られた超音波反射波（受信超音
波）を電気信号（受信信号）に変換する複数個の振動素子が２次元配列された超音波プロ
ーブ３と、前記被検体の所定方向に対し超音波パルスを送信するための駆動信号を前記振
動素子に供給し、これらの振動素子から得られた複数チャンネルの受信信号を整相加算す
る送受信部２と、整相加算後の受信信号を処理してＢモードデータを生成する受信信号処
理部４と、前記３次元領域に設定された複数の３次元サブ領域の各々に対する３次元走査
によって得られた上述のＢモードデータを超音波送受信方向に対応させて配列することに
よりサブボリュームデータを生成し、得られたサブボリュームデータに３次元サブ領域の
識別情報（以下では、サブ領域情報と呼ぶ。）及び心拍時相情報を付加して自己の記憶回
路に保存するサブボリュームデータ生成部５と、サブボリュームデータ生成部５から供給
される複数のサブボリュームデータをサブ領域情報及び心拍時相情報に基づいて合成し時
系列的なボリュームデータを生成するボリュームデータ生成部６を備えている。
【００２１】
又、超音波診断装置１００は、ボリュームデータ生成部６から供給されるボリュームデ
ータに基づいて３次元画像データを生成する画像データ生成部７と、この画像データ生成
部７によって生成された３次元画像データの表示や後述のトリガ間隔検出部１２から供給
されるEarly Trigger情報やLate Trigger情報に基づいてEarly Trigger状態あるいはLate
Trigger状態にある３次元サブ領域の強調表示を行なう表示部８と、被検体情報の入力、
Early Trigger回数及びLate Trigger回数の設定、基準心拍周期に対する許容変動範囲の
設定、撮影条件更新方法の選択、撮影条件を更新する指示信号（更新指示信号）の入力、
各種コマンド信号の入力等を行なう入力部９を備え、更に、当該被検体の心電波形を計測
する生体信号計測ユニット１０と、この心電波形に基づいてトリガ信号を生成するトリガ
信号生成部１１と、トリガ信号生成部１１が生成したトリガ信号のトリガ間隔（即ち、心
拍周期）を検出するトリガ間隔検出部１２と、検出されたトリガ間隔に基づいて心電波形
のEarly Trigger状態やLate Trigger状態（Ｅ／Ｌ状態）を判定し、これらの状態が所定
のEarly Trigger回数あるいはLate Trigger回数だけ継続したならば予め設定された撮影
条件を前記トリガ間隔に基づいて更新する撮影条件更新部１３と、トリガ信号生成部１１
から供給されるトリガ信号に基づいて当該被検体の心拍時相を設定する心拍時相設定部１
４と、撮影条件更新部１３から供給される撮影条件に基づいて送受信部２による超音波走
査（即ち、超音波送受信方向）を制御する走査制御部１５と、超音波診断装置１００が備
えた上述の各ユニットを統括的に制御するシステム制御部１６を備えている。
【００２２】
超音波プローブ３は、２次元配列されたＭ個の図示しない振動素子をその先端部に有し
、前記先端部を被検体の体表に接触させて超音波の送受信を行なう。振動素子は電気音響
変換素子であり、送信時には電気パルス（駆動信号）を超音波パルス（送信超音波）に変
換し、又、受信時には超音波反射波（受信超音波）を電気的な受信信号に変換する機能を
有している。そして、これら振動素子の各々は、図示しないＭチャンネルの多芯ケーブル
を介して送受信部２に接続されている。尚、本実施例では、Ｍ個の振動素子が２次元配列
されたセクタ走査用の超音波プローブ３を用いた超音波診断装置１００について述べるが
、リニア走査やコンベックス走査等に対応した超音波プローブを用いても構わない。
【００２３】
次に、図２に示す送受信部２は、超音波プローブ３の振動素子に対して駆動信号を供給
する送信部２１と、振動素子から得られた受信信号に対して整相加算（位相を一致させて
加算）を行なう受信部２２を備えている。
【００２４】
送信部２１は、レートパルス発生器２１１と、送信遅延回路２１２と、駆動回路２１３
を備え、レートパルス発生器２１１は、送信超音波の繰り返し周期を決定するレートパル
スを生成して送信遅延回路２１２に供給する。送信遅延回路２１２は、送信に使用される
Ｍｔ個の振動素子と同数の独立な遅延回路から構成され、送信超音波を所定の深さに集束
するための集束用遅延時間と所定方向（θｐ、φｑ）に送信するための偏向用遅延時間を
上記レートパルスに与えて駆動回路２１３へ供給する。駆動回路２１３は、送信遅延回路
２１２と同数の独立な駆動回路を有しており、超音波プローブ３にて２次元配列されたＭ
個の振動素子の中から送信用として選択されたＭｔ（Ｍｔ≦Ｍ）個の振動素子を駆動し、
被検体の体内に送信超音波を放射する。
【００２５】
一方、受信部２２は、超音波プローブ３に内蔵されたＭ個の振動素子の中から受信用と
して選択されたＭｒ（Ｍｒ≦Ｍ）個の振動素子に対応するＭｒチャンネルのＡ／Ｄ変換器
２２１及び受信遅延回路２２２と加算器２２３を備えており、受信用の振動素子から供給
されたＭｒチャンネルの受信信号は、Ａ／Ｄ変換器２２１にてデジタル信号に変換され、
受信遅延回路２２２に送られる。
【００２６】
受信遅延回路２２２は、所定の深さからの受信超音波を集束するための集束用遅延時間
と、所定方向（θｐ、φｑ）に対して受信指向性を設定するための偏向用遅延時間をＡ／
Ｄ変換器２２１から出力されるＭｒチャンネルの受信信号の各々に与え、加算器２２３は
、受信遅延回路２２２からの受信信号を加算する。即ち、受信遅延回路２２２と加算器２
２３により、所定方向から得られた受信信号は整相加算される。又、受信部２２の受信遅
延回路２２２及び加算器２２３は、その遅延時間の制御によって複数方向に対する受信指
向性を同時に形成する所謂並列同時受信を可能とし、並列同時受信の適用により３次元走
査に要する時間は大幅に短縮される。尚、上述の送受信部２が備える送信部２１及び受信
部２２の一部は超音波プローブ３の内部に設けられていても構わない。
【００２７】
図３は、超音波プローブ３の中心軸をｚ軸とした直交座標（ｘ−ｙ−ｚ）における超音
波送受信方向（θｐ、φｑ）の具体例を示したものであり、振動素子はｘ軸方向及びｙ軸
方向に２次元配列され、θｐ及びφｑは、ｘ−ｚ平面及びｙ−ｚ平面に投影された超音波
送受信方向のｚ軸に対する角度を示している。そして、走査制御部１５から供給される走
査制御信号に従って送信部２１の送信遅延回路２１２及び受信部２２の受信遅延回路２２
２における遅延時間が制御され、複数の３次元サブ領域に対する超音波送受信が行なわれ
る。
【００２８】
次に、当該被検体の３次元領域に対して設定される複数の３次元サブ領域と、これらの
３次元サブ領域に対する超音波送受信につき図４及び図５を用いて説明する。
【００２９】
図４は、被検体の診断対象部位を含む３次元領域Ｓ０に設定された心拍同期３次元走査
における複数の３次元サブ領域を示しており、３次元領域Ｓ０をセグメント数Ｓｎ（例え
ば、Ｓｎ＝４）でｙ方向に分割することにより４つの３次元サブ領域Ｓ１乃至Ｓ４が設定
される。そして、走査制御部１５から供給される走査制御信号に基づいて送信部２１の送
信遅延回路２１２及び受信部２２の受信遅延回路２２２の遅延時間を制御することにより
、３次元サブ領域Ｓ１乃至Ｓ４の各々に対する３次元走査が行なわれる。
【００３０】
一方、図５は、上述の３次元サブ領域Ｓ１乃至Ｓ４に対する超音波送受信（３次元走査
）の具体例を示したものであり、図５（ａ）は、生体信号計測ユニット１０によって計測
された均一な基準心拍周期Ｔｏを有する心電波形、図５（ｂ）は、この心電波形のＲ波を
基準にトリガ信号生成部１１が生成したトリガ信号、図５（ｃ）は、前記トリガ信号に基
づいて３次元サブ領域Ｓ１乃至Ｓ４（図４参照）の各々に対して行なわれる３次元走査の
順序を示している。
【００３１】
この場合、後述の撮影条件更新部１３は、トリガ間隔検出部１２から供給されるトリガ
信号のトリガ間隔Ｔｏと入力部９から供給される心拍時相数Ｈｎ（例えば、Ｈｎ＝４）に
基づいて心拍時相τ１乃至τ４の各々におけるサブボリュームデータのデータ収集時間δ
τを設定し、更に、このデータ収集時間δτに基づいて３次元領域Ｓ０に対する３次元サ
ブ領域のセグメント数Ｓｎ（Ｓｎ＝４）を撮影条件として設定する。但し、心拍時相τ１
は、３次元サブ領域Ｓ１に対する３次元走査が開始される心拍時相であり、心拍時相τ２
乃至τ４は、３次元サブ領域Ｓ２乃至Ｓ４の各々に対する３次元走査が開始される心拍時
相を示している。
【００３２】
そして、上述の設定情報がシステム制御部１６を介して供給された走査制御部１５は送
受信部２を制御し、期間［ｔ１−ｔ２］において心拍時相τ１乃至τ４の３次元サブ領域
Ｓ１に対し３次元走査を順次行ない、更に、期間［ｔ２−ｔ３］、期間［ｔ３−ｔ４］、
期間［ｔ４−ｔ５］の各々において心拍時相τ１乃至τ４の３次元サブ領域Ｓ２乃至Ｓ４
に対し３次元走査を行なう。
【００３３】
一方、後述のボリュームデータ生成部６は、期間［ｔ１−ｔ２］乃至期間［ｔ４−ｔ５
］の心拍時相τ１における超音波送受信に基づいて生成された３次元サブ領域Ｓ１乃至Ｓ
４のサブボリュームデータを合成して心拍時相τ１におけるボリュームデータを生成し、
同様にして、期間［ｔ１−ｔ２］乃至期間［ｔ４−ｔ５］の心拍時相τ２乃至τ４におけ
る超音波送受信に基づいて生成された３次元サブ領域Ｓ１乃至Ｓ４のサブボリュームデー
タを合成して心拍時相τ２乃至τ４の各々におけるボリュームデータを生成する。
【００３４】
尚、ここでは、均一な基準心拍周期Ｔｏを有する心電波形が３次元サブ領域Ｓ１乃至Ｓ
４のサブボリュームデータと共に得られる場合の心拍同期３次元走査法について述べたが
、Early Trigger状態あるいはLate Trigger状態の心電波形が計測された場合の心拍同期
３次元走査法については後述する。
【００３５】
図２へ戻って、受信信号処理部４は、超音波データとしてのＢモードデータを生成する
機能を有し包絡線検波器４１と対数変換器４２を備えている。包絡線検波器４１は、受信
部２２の加算器２２３から供給される整相加算後の受信信号を包絡線検波し、対数変換器
４２は、包絡線検波された受信信号の振幅を対数変換してＢモードデータを生成する。尚
、包絡線検波器４１と対数変換器４２は順序を入れ替えて構成してもよい。
【００３６】
次に、図１に示したサブボリュームデータ生成部５の具体的な構成につき図６のブロッ
ク図を用いて説明する。
【００３７】
サブボリュームデータ生成部５は、超音波データ記憶部５１、補間処理部５２及びサブ
ボリュームデータ記憶部５３を備え、超音波データ記憶部５１には、３次元サブ領域Ｓ１
乃至Ｓ４の各々に対する３次元走査によって得られた受信信号に基づいて受信信号処理部
４が生成したＢモードデータが超音波送受信方向（θｐ、φｑ）を付帯情報として順次保
存される。
【００３８】
一方、補間処理部５２は、超音波データ記憶部５１から３次元サブ領域単位及び心拍時
相単位で読み出した複数のＢモードデータを超音波送受信方向（θｐ、φｑ）に対応させ
て配列することにより３次元Ｂモードデータを形成し、更に、この３次元Ｂモードデータ
を構成する不等間隔のボクセルを補間処理してｘ方向、ｙ方向及びｚ方向に対し等方的な
ボクセルで構成されるサブボリュームデータを生成する。そして、３次元サブ領域の各々
に対して生成された時系列的なサブボリュームデータは、システム制御部１６から供給さ
れるサブ領域情報や心拍時相設定部１４から供給される心拍時相情報を付帯情報としてサ
ブボリュームデータ記憶部５３に保存される。
【００３９】
再び図１へ戻って、ボリュームデータ生成部６は、図示しない演算回路と記憶回路を備
えている。前記演算回路は、サブボリュームデータ生成部５のサブボリュームデータ記憶
部５３に保存されているサブボリュームデータとその付帯情報である心拍時相情報及びサ
ブ領域情報を読み出し、３次元サブ領域の各々にて収集された複数のサブボリュームデー
タを上述の付帯情報に基づいて合成し広範囲な３次元領域に対する時系列的なボリューム
データを生成する。そして、得られたボリュームデータは前記記憶回路に一旦保存される
。
【００４０】
次に、画像データ生成部７は、心拍同期３次元走査モードにおいてボリュームデータ生
成部６から順次供給されるボリュームデータをレンダリング処理してボリュームレンダリ
ング画像データやサーフィスレンダリング画像データ等の３次元画像データを生成する機
能を有し、例えば、図示しない不透明度・色調設定部とレンダリング処理部を備えている
。そして、前記不透明度・色調設定部は、ボリュームデータのボクセル値等に基づいて各
ボクセルの不透明度や色調を設定し、前記レンダリング処理部は、前記不透明度・色調設
定部によって設定された不透明度及び色調を有するボリュームデータを所定の処理プログ
ラムを用いてレンダリング処理し時系列的な３次元画像データを生成する。
【００４１】
表示部８は、図示しない表示データ生成部、データ変換部及びモニタを備え、前記表示
データ生成部は、撮影条件更新部１３において判定されたEarly Trigger状態あるいはLat
e Trigger状態の心電波形に対応する３次元サブ領域が強調されたモニタリング用の表示
データを生成し、更に、画像データ生成部７が生成した３次元画像データに被検体情報等
の付帯情報を付加して診断用の表示データを生成する。そして、前記データ変換部は、前
記表示データ生成部によって生成された表示データに対しＤ／Ａ変換と表示フォーマット
変換を行なって前記モニタに表示する。
【００４２】
一方、入力部９は、操作パネル上にキーボード、トラックボール、マウス、選択ボタン
、入力ボタン等の入力デバイスや表示パネルを備え、撮影条件の更新方法を選択する更新
方法選択部９１と、撮影条件の更新を決定するEarly Trigger回数Ｅｎ及びLate Trigger
回数Ｌｎを設定するＥ／Ｌ回数設定部９２と、基準心拍周期の許容変動範囲ΔＴを設定す
る許容変動範囲設定部９３と、撮影条件の更新を指示する更新指示部９４を備えている。
更に、被検体情報の入力、３次元領域Ｓ０の設定、各種コマンド信号の入力等が上述の入
力デバイスや表示パネルを用いて行なわれる。
【００４３】
尚、撮影条件として、３次元サブ領域のセグメント数Ｓｎ（あるいはセグメント幅）と
心拍時相数Ｈｎがあり、これら撮影条件の更新方法として撮影条件更新部１３にて更新さ
れた撮影条件を自動設定する方法と、Early Trigger状態あるいはLate Trigger状態の心
電波形に対応する３次元サブ領域の情報を表示部８にて観察した操作者によって上述の更
新指示部９４から入力される更新指示信号に基づいて前記更新された撮影条件をマニュア
ル設定する方法とがある。
【００４４】
図７は、更新方法選択部９１の具体例を示したものであり、この更新方法選択部９１に
は、自動更新選択部９１１とマニュアル更新選択部９１２が備えられている。そして、初
期設定等において自動更新選択部９１１が選択された場合、撮影条件更新部１３は、トリ
ガ間隔検出部１２から供給されるトリガ間隔の検出結果に基づいて更新した撮影条件（例
えば、セグメント数Ｓｎ）をシステム制御部１６に供給することにより更新後の撮影条件
に基づいた３次元サブ領域の各々に対する３次元走査が開始される。
【００４５】
この場合、撮影条件更新部１３は、トリガ間隔検出部１２から供給されるトリガ信号の
トリガ間隔に基づいて心電波形がEarly Trigger状態あるいはLate Trigger状態にあるか
否かを判定し、これらのトリガ状態が所定のEarly Trigger回数ＥｎあるいはLate Trigge
r回数Ｌｎだけ継続したならばそのトリガ間隔に基づいて撮影条件を更新する。
【００４６】
一方、マニュアル更新選択部９１２が選択された場合、撮影条件更新部１３は、上述と
同様の手順によって撮影条件を更新し、入力部９の更新指示部９４からシステム制御部１
６を介して供給される上述の更新指示信号に従って更新後の撮影条件をシステム制御部１
６に供給することにより更新後の撮影条件に基づいた３次元サブ領域の各々に対する３次
元走査が開始される。具体的には、Early Trigger状態あるいはLate Trigger状態にある
心電波形の心拍周期にて３次元走査が行なわれた３次元サブ領域の情報が表示部８のモニ
タに強調表示され、更に、前記３次元サブ領域の強調表示が所定期間継続して行なわれた
場合、撮影条件を更新するための指示信号が更新指示部９４にて入力される。
【００４７】
生体信号計測ユニット１０は、当該被検体の心電波形を計測する機能を有し、被検体体
表面に装着され心電波形を検出するＥＣＧ電極と、このＥＣＧ電極によって検出された心
電波形を所定の振幅に増幅する増幅回路と、増幅された心電波形をデジタル信号に変換す
るＡ／Ｄ変換器（何れも図示せず）を備えている。
【００４８】
一方、トリガ信号生成部１１は、例えば、心電波形の振幅と所定の閾値とを比較するこ
とにより心電波形のＲ波を検出し、このＲ波に基づいてトリガ信号を生成する。このトリ
ガ信号の生成は、通常、Ｒ波と同一のタイミングにおいて行なわれるが、Ｒ波より所定時
間遅れたタイミングであってもよい。そして、トリガ間隔検出部１２は、トリガ信号生成
部１１から供給される時系列的なトリガ信号におけるトリガ間隔を検出する。
【００４９】
次に、撮影条件更新部１３は、Ｅ／Ｌ状態判定部１３１、Ｅ／Ｌ状態計数部１３２及び
撮影条件設定部１３３を備え、Ｅ／Ｌ状態判定部１３１は、トリガ間隔検出部１２にて検
出された前記トリガ信号のトリガ間隔と予め設定された心拍周期の下限値及び上限値とを
比較することにより前記トリガ信号の生成に用いられた心電波形がEarly Trigger状態あ
るいはLate Trigger状態にあるか否かを判定する。一方、Ｅ／Ｌ状態計数部１３２は、Ｅ
／Ｌ状態判定部１３１によって判定されたEarly Trigger状態あるいはLate Trigger状態
を計数する。そして、Early Trigger状態に対する判定が連続した複数の心拍周期におい
て所定回数（Ｅｎ回）繰り返された場合、撮影条件設定部１３３は、予め設定された撮影
条件をEarly Trigger状態の心拍周期に好適な撮影条件に更新する。同様にして、Late Tr
igger状態に対する判定が連続した複数の心拍周期において所定回数（Ｌｎ回）繰り返さ
れた場合、撮影条件設定部１３３は、予め設定された撮影条件をLate Trigger状態の心拍
周期に好適な撮影条件に更新する。
【００５０】
図８は、Early Trigger状態あるいはLate Trigger状態にある心電波形の心拍周期を説
明するための図であり、図８（ａ）は、心電波形の基準心拍周期Ｔｏと入力部９から供給
される基準心拍周期の許容変動範囲ΔＴに基づいて前記基準心拍周期Ｔｏを中心として設
定された下限値Ｔｍｉｎ及び上限値Ｔｍａｘを示している。一方、図８（ｂ）は、下限値
Ｔｍｉｎより小さな心拍周期Ｔｘａを有したEarly Trigger状態の心電波形を、又、図８
（ｃ）は、上限値Ｔｍａｘより大きな心拍周期Ｔｘｂを有したLate Trigger状態の心電波
形を夫々示している。
【００５１】
即ち、撮影条件更新部１３は、当該被検体の心電波形に基づいて生成されたトリガ信号
のトリガ間隔と心拍周期の下限値Ｔｍｉｎ及び上限値Ｔｍａｘとを比較する。そして、ト
リガ間隔が下限値Ｔｍｉｎより小さな場合にはこのトリガ信号の生成に用いられた心電波
形はEarly Trigger状態にあると判定し、トリガ間隔が上限値Ｔｍａｘより大きな場合に
はこのトリガ信号の生成に用いられた心電波形はLate Trigger状態にあると判定する。
【００５２】
次に、図１の心拍時相設定部１４は、トリガ信号生成部１１から供給されるトリガ信号
と入力部９において初期設定される撮影条件あるいは撮影条件更新部１３にて更新される
撮影条件に基づきセグメント数Ｓｎ（Ｓｎ＝４）の３次元サブ領域Ｓ１乃至Ｓ４の各々に
対して心拍時相数Ｈｎ（Ｈｎ＝４）の心拍時相τ１乃至τ４を設定する。そして、心拍時
相τ１乃至τ４の情報はサブボリュームデータ生成部５に供給され、３次元サブ領域Ｓ１
乃至Ｓ４の各々から得られた時系列的なサブボリュームデータに付加される。
【００５３】
一方、走査制御部１５は、システム制御部１６を介して撮影条件更新部１３あるいは入
力部９から供給される撮影条件に基づき、当該被検体の３次元領域Ｓ０に設定された複数
の３次元サブ領域に対して超音波走査を行なうための走査制御を送信部２１の送信遅延回
路２１２及び受信部２２の受信遅延回路２２２に対して行なう。
【００５４】
システム制御部１６は、図示しないＣＰＵと記憶回路を備え、前記記憶回路には、入力
部９にて入力／設定／選択された各種情報が保存される。そして、前記ＣＰＵは、上述の
入力／設定／選択情報に基づいて超音波診断装置１００の各ユニットを制御し、広範囲な
３次元画像データの生成を目的とした心拍同期３次元走査モードの制御を心電波形から得
られたトリガ信号に基づいて行なう。
【００５５】
次に、当該被検体から時系列的に得られる心電波形の心拍周期が基準心拍周期Ｔｏから
Early Trigger状態の心拍周期Ｔｘａへ変化した場合（図８参照）における撮影条件の更
新方法につき図９を用いて説明する。
【００５６】
図９（ａ）は、生体信号計測ユニット１０によって計測された心電波形、図９（ｂ）は
、この心電波形のＲ波を基準にトリガ信号生成部１１が生成したトリガ信号、図９（ｃ）
は、前記トリガ信号のトリガ間隔に基づいて設定あるいは更新された撮影条件の３次元サ
ブ領域にて収集されるサブボリュームデータ、図９（ｄ）は、更新前及び更新後の撮影条
件における３次元サブ領域を夫々示している。
【００５７】
例えば、時刻ｔ２まで継続して計測された基準心拍周期Ｔｏを有する心電波形は、被検
体の体動等に起因して心拍周期の下限値Ｔｍｉｎより小さな心拍周期Ｔｘａを有するEarl
y Trigger状態の心電波形に変化した場合、このEarly Trigger状態が所定のEarly Trigge
r回数Ｅｎ（例えば、Ｅｎ＝２）だけ繰り返された時刻ｔ４においてセグメント数Ｓｎｏ
（Ｓｎｏ＝４）の撮影条件からセグメント数Ｓｎａ（Ｓｎａ＝６）の撮影条件へ更新され
る。
【００５８】
この場合、撮影条件更新前の期間［ｔ１−ｔ２］にて３次元サブ領域Ｓｏ１における心
拍時相τ１乃至τ４のサブボリュームデータＳｏ１１乃至Ｓｏ１４が順次生成される。次
いで、時刻ｔ４における撮影条件の更新に伴なって心拍周期Ｔｘａが新たな基準心拍周期
に設定され、セグメント数Ｓｎａ＝６で形成された３次元サブ領域Ｓａ２乃至Ｓａ６とＳ
ａ１における心拍時相τ１乃至τ４のサブボリュームデータＳａ２１乃至Ｓａ２４、Ｓａ
３１乃至Ｓａ３４、・・・Ｓａ６１乃至Ｓａ６４及びＳａ１１乃至Ｓａ１４が順次生成さ
れる。
【００５９】
尚、図９では、期間［ｔ１−ｔ２］において３次元サブ領域Ｓｏ１のサブボリュームデ
ータＳｏ１１乃至Ｓｏ１４を収集し、撮影条件更新後の期間［ｔ４−ｔ５］において３次
元サブ領域Ｓｏ１に隣接した３次元サブ領域Ｓａ２のサブボリュームデータを収集する場
合を示したが、これに限定されるものではなく、例えば、期間［ｔ４−ｔ５］、期間［ｔ
５−ｔ６］、期間［ｔ６−ｔ７］・・・において撮影条件更新後の３次元サブ領域Ｓａ１
、Ｓａ２、Ｓａ３・・・におけるサブボリュームデータを順次収集してもよい。
【００６０】
次に、表示部８のモニタに表示されたEarly Trigger状態における３次元サブ領域の具
体例を図１０に示す。
【００６１】
この場合、表示部８には、図４のｘ方向から観察した撮影条件更新前の３次元サブ領域
Ｓｏ１乃至Ｓｏ４及び撮影条件更新後の３次元サブ領域Ｓａ１乃至Ｓａ６に対する走査状
態が示される。
【００６２】
例えば、図９に示したように、期間［ｔ１−ｔ２］においてトリガ信号生成部１１から
供給されるトリガ信号のトリガ間隔が基準心拍周期Ｔｏの許容変動範囲内にある場合、３
次元サブ領域Ｓｏ１に対して更新前の撮影条件による３次元走査が行なわれ、３次元走査
が行なわれた３次元サブ領域Ｓｏ１は色彩Ａによって表示部８のモニタに表示される。次
いで、３次元サブ領域Ｓｏ１に隣接した３次元サブ領域Ｓｏ２に対する３次元走査が開始
される時刻ｔ２以降において下限値Ｔｍｉｎより小さな心拍周期Ｔｘａを有するトリガ信
号がトリガ信号生成部１１から供給された場合、Early Trigger回数Ｅｎ（Ｅｎ＝２）に
渉るEarly Trigger状態の計数とこの計数結果に基づく撮影条件の更新が行なわれる期間
［ｔ２−ｔ４］において表示部８の３次元サブ領域Ｓｏ２はEarly Trigger状態（即ち、
サブボリュームデータの収集中断）を示す色彩Ｂによって表示される。
【００６３】
更に、期間［ｔ４−ｔ５］において、心拍周期Ｔｘａを基準心拍周期として更新された
撮影条件の３次元サブ領域Ｓａ２に対して３次元走査が行なわれ、同様にして、期間［ｔ
５−ｔ６］、［ｔ６−ｔ７］、［ｔ７−ｔ８］・・・の各々にて更新後の撮影条件におけ
る３次元サブ領域Ｓａ３、Ｓａ４、Ｓａ５・・・に対する３次元走査が順次行なわれる。
そして、３次元走査が行なわれた３次元サブ領域Ｓａ２、Ｓａ３、Ｓａ４・・・は期間［
ｔ１−ｔ２］における３次元サブ領域Ｓｏ１と同様な色彩Ａによって表示部８のモニタに
表示される。
【００６４】
この場合、撮影条件更新前の表示部８にはセグメント数Ｓｎｏ（Ｓｎｏ＝４）を有する
３次元領域Ｓ０が表示され、撮影条件更新後の表示部８にはセグメント数Ｓｎａ（Ｓｎａ
＝６）を有する３次元領域Ｓ０が表示される。そして、３次元領域Ｓ０の中のEarly Trig
ger状態となった３次元サブ領域Ｓｏ２が色彩Ｂによって強調表示される。
【００６５】
尚、図９及び図１０では、心電波形がEarly Trigger状態になった場合について示した
が、Late Trigger状態の場合においても同様の手順によって撮影条件の更新と３次元サブ
領域の表示が行なわれる。
【００６６】
（３次元画像データの生成／表示手順）
次に、心拍同期３次元走査モードが適用された当該被検体に対する３次元画像データの
生成／表示手順につき図１１のフローチャートを用いて説明する。尚、ここでも説明を簡
単にするために撮影条件更新前の３次元サブ領域Ｓｏ１乃至Ｓｏ４及び撮影条件更新後の
３次元サブ領域Ｓａ１乃至Ｓａ６において心拍時相τ１乃至τ４のサブボリュームデータ
を収集する場合について述べるがこれに限定されない。
【００６７】
心拍同期３次元走査モードによる３次元画像データの生成に先立ち、超音波診断装置１
００の操作者は、入力部９において被検体情報を入力した後、３次元領域Ｓ０の設定、Ea
rly Trigger回数Ｅｎ及びLate Trigger回数Ｌｎの設定、基準心拍周期に対する許容変動
範囲ΔＴの設定、更には、撮影条件更新方法の選択を必要に応じて行なう。そして、これ
らの入力情報、設定情報及び選択情報は、システム制御部１６の記憶回路に保存される（
図１１のステップＳ１）。
【００６８】
上述の初期設定が終了したならば、操作者は、生体信号計測ユニット１０に備えられた
ＥＣＧ電極を被検体体表面に装着して心電波形を計測し、トリガ信号生成部１１は、この
心電波形と所定閾値との比較によって検出したＲ波に基づいてトリガ信号を生成する。そ
して、トリガ間隔検出部１２は、トリガ信号生成部１１から供給された時系列的なトリガ
信号のトリガ間隔を検出し、撮影条件更新部１３あるいはシステム制御部１６は、このト
リガ間隔を基準心拍周期Ｔｏとして最初の撮影条件（即ち、３次元サブ領域Ｓｏ１乃至Ｓ
ｏ４と心拍時相τ１乃至τ４）を設定する。
【００６９】
次いで、操作者は、３次元画像データの生成開始コマンドを入力部９にて入力し、この
コマンド信号がシステム制御部１６へ供給されることにより３次元画像データの生成が開
始される（図１１のステップＳ２）。
【００７０】
３次元画像データの生成に際し、システム制御部１６を介して上述の撮影条件を受信し
た走査制御部１５は、送信部２１の送信遅延回路２１２及び受信部２２の受信遅延回路２
２２に対し３次元サブ領域Ｓｏ１乃至Ｓｏ４に対応した走査制御信号を供給する。
【００７１】
即ち、トリガ信号生成部１１が発生したトリガ信号をシステム制御部１６を介して受信
した送信部２１のレートパルス発生器２１１は、システム制御部１６から別途供給される
基準信号を前記トリガ信号に同期させて分周することにより心電波形に同期したレートパ
ルスを生成して送信遅延回路２１２に供給する。送信遅延回路２１２は、走査制御部１５
から供給された走査制御信号に基づいて所定の深さに超音波を集束するための集束用遅延
時間と、心拍時相τ１の３次元サブ領域Ｓｏ１における最初の超音波送受信方向（θ１、
φ１）に超音波を送信するための偏向用遅延時間を前記レートパルスに与え、このレート
パルスをＭｔチャンネルの駆動回路２１３に供給する。次いで、駆動回路２１３は、送信
遅延回路２１２から供給されたレートパルスに基づいて駆動信号を生成し、この駆動信号
を超音波プローブ３に設けられたＭｔ個の送信用振動素子に供給して被検体内に送信超音
波を放射する。
【００７２】
放射された送信超音波の一部は、音響インピーダンスの異なる被検体の臓器境界面や組
織にて反射し、超音波プローブ３に設けられたＭｒ個の受信用振動素子によって受信され
てＭｒチャンネルの電気的な受信信号に変換される。次いで、この受信信号は、受信部２
２のＡ／Ｄ変換器２２１においてデジタル信号に変換され、更に、Ｍｒチャンネルの受信
遅延回路２２２において所定の深さからの受信超音波を収束するための集束用遅延時間と
超音波送受信方向（θ１、φ１）からの受信超音波に対し強い受信指向性を設定するため
の偏向用遅延時間が走査制御部１５から供給された上述の走査制御信号に基づいて与えら
れた後加算器２２３にて整相加算される。そして、整相加算後の受信信号が供給された受
信信号処理部４の包絡線検波器４１及び対数変換器４２は、この受信信号に対して包絡線
検波と対数変換を行なってＢモードデータを生成し、得られたＢモードデータは、超音波
送受信方向（θ１、φ１）を付帯情報としてサブボリュームデータ生成部５の超音波デー
タ記憶部５１に保存される。
【００７３】
次いで、走査制御部１５は、送信部２１の送信遅延回路２１２及び受信部２２の受信遅
延回路２２２における遅延時間を制御してθ方向にΔθ、φ方向にΔφずつ順次更新され
た３次元サブ領域Ｓ１の超音波送受信方向（θｐ、φｑ）（θｐ＝θ１＋（ｐ−１）Δθ
（ｐ＝１〜Ｐ）、φｑ＝φ１＋（ｑ−１）Δφ（ｑ＝１〜Ｑ）、但し、超音波送受信方向
（θ１、φ１）を除く）の各々に対し同様の手順で超音波を送受信して３次元走査を行な
う。そして、各々の送受信方向にて得られたＢモードデータも上述の超音波送受信方向を
付帯情報としてサブボリュームデータ生成部５の超音波データ記憶部５１に保存される。
【００７４】
同様の手順によって心拍時相τ２乃至τ４の３次元サブ領域Ｓｏ１におけるＢモードデ
ータの生成と保存が終了したならば、サブボリュームデータ生成部５の補間処理部５２は
、超音波データ記憶部５１から読み出した複数のＢモードデータを超音波送受信方向（θ
ｐ、φｑ）（θｐ＝θ１＋（ｐ−１）Δθ（ｐ＝１〜Ｐ）、φｑ＝φ１＋（ｑ−１）Δφ
（ｑ＝１〜Ｑ））に対応させて配列することにより３次元Ｂモードデータを形成し、更に
、この３次元Ｂモードデータを構成する不等間隔のボクセルを補間処理して等方的なボク
セルで構成されるサブボリュームデータＳｏ１１乃至Ｓｏ１４を生成する（図１１のステ
ップＳ３）。
【００７５】
一方、トリガ間隔検出部１２は、トリガ信号生成部１１から供給された時系列的なトリ
ガ信号におけるトリガ間隔を検出し（図１１のステップＳ４）、撮影条件更新部１３のＥ
／Ｌ状態判定部１３１は、トリガ間隔検出部１２にて検出された前記トリガ信号のトリガ
間隔と許容変動範囲ΔＴに基づいて予め設定された心拍周期の下限値Ｔｍｉｎ及び上限値
Ｔｍａｘとを比較することにより前記トリガ信号の生成に用いられた心電波形がEarly Tr
igger状態あるいはLate Trigger状態にあるか否かを判定する（図１１のステップＳ５）
。
【００７６】
そして、このとき計測された心電波形がEarly Trigger状態及びLate Trigger状態の何
れにも該当しない場合、３次元サブ領域Ｓｏ１の心拍時相τ１乃至τ４にて生成されたサ
ブボリュームデータＳｏ１１乃至Ｓｏ１４は、心拍時相設定部１４から供給される心拍時
相τ１乃至τ４の心拍時相情報及びシステム制御部１６から供給される３次元サブ領域Ｓ
ｏ１のサブ領域情報を付帯情報として（図１１のステップＳ８）サブボリュームデータ生
成部５のサブボリュームデータ記憶部５３に保存される（図１１のステップＳ９）。更に
、３次元サブ領域Ｓｏ１に隣接した３次元サブ領域Ｓｏ２乃至Ｓｏ４の心拍時相τ１乃至
τ４におけるサブボリュームデータの収集及び保存が同様の手順により行なわれる。
【００７７】
３次元領域Ｓ０（即ち、３次元サブ領域Ｓｏ１乃至Ｓｏ４）の心拍時相τ１乃至τ４に
おけるサブボリュームデータの収集と保存が終了したならば、ボリュームデータ生成部６
は、サブボリュームデータ生成部５のサブボリュームデータ記憶部５３に保存されている
サブボリュームデータと心拍時相情報及びサブ領域情報を読み出す。そして、これらのサ
ブボリュームデータを上述の付帯情報に基づいて合成し広範囲な３次元領域Ｓ０に対する
時系列的なボリュームデータを生成する（図１１のステップＳ１０）。
【００７８】
次いで、画像データ生成部７は、心拍同期３次元走査モードにおいてボリュームデータ
生成部６から順次供給されるボリュームデータをレンダリング処理して３次元画像データ
を生成し、得られた３次元画像データを表示部８のモニタに表示する（図１１のステップ
Ｓ１１）。
【００７９】
一方、上述の３次元サブ領域Ｓｏ１乃至Ｓｏ４は順次更新され、更新された３次元サブ
領域にて新たに得られたサブボリュームデータを用いて更新されたボリュームデータに基
づき３次元画像データの生成とその表示が行なわれる（図１１のステップＳ１２）。
【００８０】
一方、上述のステップＳ５において、例えば、期間［ｔ２−ｔ３］にて得られた心電波
形がEarly Trigger状態にあると判定された場合、撮影条件更新部１３のＥ／Ｌ状態計数
部１３２は、Ｅ／Ｌ状態判定部１３１によって判定されたEarly Trigger状態を計数する
。そして、Early Trigger状態に対する判定が連続した複数の心拍周期において所定回数
（Ｅｎ回）繰り返された場合、既に設定されている撮影条件をEarly Trigger状態の心拍
周期に好適な撮影条件に更新する。又、心電波形がLate Trigger状態にあると判定された
場合、撮影条件更新部１３のＥ／Ｌ状態計数部１３２は、Ｅ／Ｌ状態判定部１３１によっ
て判定されたLate Trigger状態を計数する。そして、Late Trigger状態に対する判定が連
続した複数の心拍周期において所定回数（Ｌｎ回）繰り返された場合、既に設定されてい
る撮影条件をLate Trigger状態の心拍周期に好適な撮影条件に更新する（図１１のステッ
プＳ６）。
【００８１】
一方、表示部８のモニタには、上述のステップＳ３においてサブボリュームデータが生
成された３次元サブ領域が、例えば、図１０に示すような表示フォーマットによって表示
され、特に、ステップＳ５において被検体から得られる心電波形がEarly Trigger状態あ
るいはLate Trigger状態にあると判定された場合あるいはこれらの状態が所定期間継続し
て発生した場合、このとき３次元走査された３次元サブ領域Ｓｏ２は表示部８において強
調表示される（図１１のステップＳ７）。
【００８２】
次いで、更新後の撮影条件に基づいて３次元サブ領域Ｓａ１乃至Ｓａ６の心拍時相τ１
乃至τ４におけるサブボリュームデータの生成、トリガ間隔の検出及びＥ／Ｌ状態の判定
を繰り返し行なう（図１１のステップＳ３乃至Ｓ５）。そして、心電波形のＥ／Ｌ状態が
再び所定回数発生した場合には、ステップＳ３乃至Ｓ７を繰り返し、Ｅ／Ｌ状態が所定回
数発生しなかった場合には、ステップＳ３乃至Ｓ５及びステップＳ８乃至ステップＳ１２
を繰り返すことにより３次元画像データの生成と表示を行なう。
【００８３】
（変形例）
次に、本実施例の変形例につき図１２を用いて説明する。上述の実施例では、当該被検
体から計測された心電波形がEarly Trigger状態あるいはLate Trigger状態と判定された
場合、前記心電波形の心拍周期に基づいて３次元サブ領域のセグメント数Ｓｎを更新する
場合について述べたが、この変形例では、心拍時相数Ｈｎを前記心拍周期に基づいて更新
する場合について述べる。
【００８４】
尚、図９と同様にして図１２（ａ）は、生体信号計測ユニット１０によって計測された
心電波形、図１２（ｂ）は、この心電波形のＲ波を基準にトリガ信号生成部１１が生成し
たトリガ信号、図１２（ｃ）は、前記トリガ信号のトリガ間隔に基づいて設定あるいは更
新された心拍時相にて収集されるサブボリュームデータ、図１２（ｄ）は、サブボリュー
ムデータの収集が行なわれる３次元サブ領域を夫々示している。
【００８５】
そして、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示すように、例えば、時刻ｔ２まで継続して
計測された基準心拍周期Ｔｏを有する心電波形は、被検体の体動等に起因して下限値Ｔｍ
ｉｎより小さな心拍周期Ｔｘａを有するEarly Trigger状態の心電波形に変化した場合、
このEarly Trigger状態が所定のEarly Trigger回数Ｅｎ（Ｅｎ＝２）だけ繰り返された時
刻ｔ４において心拍時相数Ｈｎｏ（Ｈｎｏ＝４）の撮影条件から心拍時相数Ｈｎａ（Ｈｎ
ａ＝６）の撮影条件へ更新される。
【００８６】
この場合、更新前の基準心拍周期Ｔｏにおいて３次元サブ領域Ｓ１における心拍時相τ
１乃至τ４のサブボリュームデータＳ１１乃至Ｓ１４が順次生成される。次いで、時刻ｔ
４における撮影条件の更新に伴なって心拍周期Ｔｘａが新たな基準心拍周期に設定され、
心拍時相数Ｈｎａ＝３で設定された心拍時相τ１乃至τ３の３次元サブ領域Ｓ２乃至Ｓ４
とＳ１におけるサブボリュームデータＳ２１乃至Ｓａ２３、Ｓ３１乃至Ｓ３３、Ｓ４１乃
至Ｓ４３及びＳ１１乃至Ｓ１３が順次生成される。
【００８７】
この場合も、期間［ｔ１−ｔ２］において３次元サブ領域Ｓ１のサブボリュームデータ
Ｓ１１乃至Ｓｏ１４を収集し、撮影条件更新後の期間［ｔ４−ｔ５］において３次元サブ
領域Ｓ１に隣接した３次元サブ領域Ｓ２のサブボリュームデータＳ２１乃至Ｓ２３を収集
する場合を示したが、これに限定されるものではなく、例えば、期間［ｔ４−ｔ５］にお
いて３次元サブ領域Ｓ１のサブボリュームデータＳ１１乃至Ｓ１３を収集しても構わない
。
【００８８】
以上述べた本発明の実施例によれば、心拍同期３次元走査法を適用して複数のサブボリ
ュームデータを順次収集し、得られたこれらのサブボリュームデータを心拍時相情報に基
づいて合成することにより広範囲な３次元領域に対する時系列的な３次元画像データを生
成する際、前記サブボリュームデータの収集と並行して当該被検体から時系列的に計測さ
れる心電波形の心拍周期が予め設定された基準心拍周期に対して著しく異なる場合におい
ても、サブボリュームデータの合成を短時間かつ正確に行なうことが可能となる。このた
め、診断効率や診断能が大幅に向上すると共に被検体や操作者の負担が軽減される。
【００８９】
特に、上述の実施例では、心電波形がEarly Trigger状態あるいはLate Trigger状態に
ある場合に３次元走査が行なわれた３次元サブ領域は表示部において強調表示されるため
、３次元サブ領域の各々に対するサブボリュームデータの生成が正常に行なわれているか
否かを容易に把握することができる。
【００９０】
更に、心電波形がEarly Trigger状態あるいはLate Trigger状態にある場合、撮影条件
としての３次元サブ領域のセグメント数あるいは心拍時相数を前記心電波形の心拍周期に
基づいて更新することにより診断に有効なサブボリュームデータを短時間で収集すること
が可能となる。
【００９１】
以上、本発明の実施例について述べてきたが、本発明は、上述の実施例に限定されるも
のではなく、変形して実施することが可能である。例えば、上述の実施例では、入力部９
の許容変動範囲設定部９３において設定された基準心拍時相に対する許容変動範囲ΔＴに
基づいて心拍時相の下限値Ｔｍｉｎ及び上限値Ｔｍａｘが決定される場合について述べた
が、下限値Ｔｍｉｎ及び上限値Ｔｍａｘを許容変動範囲設定部９３にて直接設定しても構
わない。
【００９２】
又、心電波形がEarly Trigger状態あるいはLate Trigger状態にある期間にて３次元走
査された３次元サブ領域を図１０に示すような表示フォーマットに従って表示部８に強調
表示する場合について述べたが、これに限定されるものではなく、前記３次元サブ領域の
情報を表示する他の方法であってもよい。又、前記３次元サブ領域の強調表示は、図１０
のようにEarly Trigger状態あるいはLate Trigger状態が所定回数連続して発生した場合
に行なってもよいが、Early Trigger状態あるいはLate Trigger状態の発生と共に行なっ
てもよい。
【００９３】
更に、心拍周期に基づいて更新する撮影条件として３次元サブ領域のセグメント数及び
心拍時相数について述べたが、他の撮影条件であっても構わない。
【００９４】
一方、上述の実施例では、３次元領域に対する超音波送受信によって得られた受信信号
を処理してＢモードデータを生成し、このＢモードデータに基づいて前記３次元領域のボ
リュームデータを生成する場合について述べたが、カラードプラデータ等の他の超音波デ
ータに基づいて３次元画像データを生成してもよい。
【００９５】
又、上述のボリュームデータをレンダリング処理してボリュームレンダリング画像デー
タやサーフィスレンダリング画像データ等の３次元画像データを生成する場合について述
べたが、前記ボリュームデータに基づいて所望スライス断面のＭＰＲ(Multi Planar Reco
nstruction)画像データやＭＩＰ(Maximum Intensity Projection)画像データ等を生成し
ても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の実施例における超音波診断装置の全体構成を示すブロック図。
【図２】同実施例の超音波診断装置が備える送受信部及び受信信号処理部の具体的な構成を示すブロック図。
【図３】同実施例の３次元走査における超音波送受信方向を説明するための図。
【図４】同実施例の心拍同期３次元走査モードにおける３次元サブ領域を示す図。
【図５】同実施例の３次元サブ領域に対する超音波走査の具体例を示す図。
【図６】同実施例の超音波診断装置が備えるサブボリュームデータ生成部の具体的な構成を示すブロック図。
【図７】同実施例の超音波診断装置が備える更新方法選択部の具体例を示す図。
【図８】同実施例においてEarly Trigger状態あるいはLate Trigger状態にある心電波形の心拍周期を説明するための図。
【図９】同実施例における撮影条件の更新方法を説明するための図。
【図１０】同実施例の表示部８に強調表示されたEarly Trigger状態発生時の３次元サブ領域を示す図。
【図１１】同実施例における３次元画像データの生成／表示手順を示すフローチャート。
【図１２】同実施例の変形例における撮影条件の更新方法を説明するための図。
【符号の説明】
【００９７】
２…送受信部
２１…送信部
２１１…レートパルス発生器
２１２…送信遅延回路
２１３…駆動回路
２２…受信部
２２１…Ａ／Ｄ変換器
２２２…受信遅延回路
２２３…加算器
３…超音波プローブ
４…受信信号処理部
４１…包絡線検波器
４２…対数変換器
５…サブボリュームデータ生成部
５１…超音波データ記憶部
５２…補間処理部
５３…サブボリュームデータ記憶部
６…ボリュームデータ生成部
７…画像データ生成部
８…表示部
９…入力部
９１…更新方法選択部
９２…Ｅ／Ｌ回数設定部
９３…許容変動範囲設定部
９４…更新指示部
１０…生体信号計測ユニット
１１…トリガ信号生成部
１２…トリガ間隔検出部
１３…撮影条件更新部
１３１…Ｅ／Ｌ状態判定部
１３２…Ｅ／Ｌ状態計数部
１３３…撮影条件設定部
１４…心拍時相設定部
１５…走査制御部
１６…システム制御部
１００…超音波診断装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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