(57)【要約】【課題】被検体内の造影剤分布情報と共に、被検体内の血流分布情報を、リアルタイム性を維持しつつ取得し、同時にこれら情報を容易に比較対照することができる超音波撮像装置を実現する。【解決手段】複数回数の送信パルスの受信エコー列を用いて、Ｂモード処理部１０３、造影モード処理部１１０およびＣＦＭ処理部１０９が各々最適化されたＢモード画像情報、造影モード画像情報およびＣＦＭ画像情報を取得し、表示部１０６に造影剤の画像と共にＣＦＭ画像およびＢモード画像を表示することとしているので、リアルタイム性を維持しつつ、Ｂモード画像情報との比較により造影剤の位置を正確に把握すると共に、ＣＦＭ画像情報との比較により、造影剤のこれ以後の移動を推察することを実現させる。【選択図】図１
2009119134.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
造影剤が投与された被検体における1つの音線情報を取得する際に、複数回数の超音波送受信を行う送受信部と、
前記複数回数の超音波送受信で取得される受信エコー列を用いて、前記造影剤が描出される造影モード画像情報を形成する造影モード処理部と、
前記複数回数の超音波送受信で取得される受信エコー列を用いて、前記造影モード画像情報の撮像領域におけるBモード画像情報を形成するBモード処理部と、
前記複数回数の超音波送受信で取得される受信エコー列を用いて、前記撮像領域におけるＣＦＭ画像情報を形成するＣＦＭ処理部と、
前記造影モード画像情報、前記Bモード画像情報および前記ＣＦＭ画像情報を、１つの表示画面に表示する表示部と、
を備える超音波撮像装置。
【請求項２】
前記ＣＦＭ処理部は、前記複数回数の超音波送受信で取得される前記複数回数の受信エコー列間の相関演算により前記ＣＦＭ画像情報を形成することを特徴とする請求項２に記載の超音波撮像装置。
【請求項３】
前記Ｂモード処理部は、前記複数回数の超音波送受信で取得される前記複数回数の中の１つの受信エコー列を用いて、前記Ｂモード画像情報を形成することを特徴とする請求項１または２に記載の超音波撮像装置。
【請求項４】
前記送受信部は、前記複数回数の超音波送受信で用いられる送信パルスの中に位相が反転した送信パルスを含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか1つに記載の超音波撮像装置。
【請求項５】
前記ＣＦＭ処理部は、前記反転された送信パルスによる受信エコー列の直交検波を、位相が反転した基準波形を用いて行うことを特徴とする請求項４に記載の超音波撮像装置。
【請求項６】
前記造影モード処理部は、前記反転された送信パルスの受信エコー列および前記反転が行われない送信パルスの受信エコー列を用いて、前記造影モード画像情報を形成することを特徴とする請求項５に記載の超音波撮像装置。
【請求項７】
前記表示部は、前記造影モード画像情報の造影モード画像、前記Ｂモード画像情報のＢモード画像および前記ＣＦＭ画像情報のＣＦＭ画像を重ねて表示することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか1つに記載の超音波撮像装置。
【請求項８】
前記表示部は、前記造影モード画像情報の造影モード画像、前記Ｂモード画像情報のＢモード画像および前記ＣＦＭ画像情報のＣＦＭ画像のいずれか２つを並べて表示することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか1つに記載の超音波撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、造影剤が投与された被検体における1つの音線情報を、複数回数の超音波送受信により取得する超音波撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、超音波撮像装置の検査において、造影剤が用いられつつある。造影剤は、数μｍ径の気泡からなり、超音波の照射により破壊されるもの、また超音波の繰り返し照射が可能で長時間観察が行われるもの等が存在する。
【０００３】
ここで、造影剤の分布画像を観察する際には、造影剤が位置する組織部または血管の形態を描出するＢモード（ｍｏｄｅ）画像が、背景画像として描出される。この描出により、オペレータ（ｏｐｅｒａｔｏｒ）は、造影剤の位置を、より正確に把握することができる。
【０００４】
造影剤の分布画像は、造影剤から反射される送信超音波の高調波成分を抽出し、画像化される。この際、造影剤を破壊することなく、造影剤に高調波成分を発生させるために、送信超音波の音圧は低く設定される。音圧の低い送信超音波を用いる場合、高調波を用いた造影剤の分布画像は、描出されるものの、背景画像をなすＢモード画像は、低感度となり、見にくいものとなる。
【０００５】
そこで、音圧の低い送信超音波を用いる場合に、受信エコー（ｅｃｈｏ）列を、別途Ｂモード処理部においてコントラスト（ｃｏｎｔｒａｓｔ）調整等を行い、造影剤の分布画像に重ねて表示することが行われる。これにより、音圧の低い送信超音波を用いる場合にも、背景画像が明瞭に描出される。
【非特許文献１】日本電子機械工業会編、「改訂  医用超音波機器ハンドブック」、コロナ社、１９９７年１月２０日、ｐ．２１２〜２１３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記背景技術によれば、造影剤の分布と血流との関係を、把握することができなかった。すなわち、造影剤は、血流により撮像領域にまで搬送されるので、その後の造影剤の移動先を知る上で、血流の分布情報は重要となる。しかしながら、上述した造影剤の分布画像および背景画像をなすＢモード画像上には、血流情報は全く含まれておらず、造影剤の分布画像のみからの移動先の予想は、確度の低いものとなる。
【０００７】
また、造影剤の分布画像を取得する際に、別途ＣＦＭ（Ｃｏｌｏｒ  Ｆｌｏｗ  Ｍａｐｐｉｎｇ）等の血流情報を取得する撮像を行うことは、撮像時間の延長をもたらし、これら画像情報のリアルタイム（ｒｅａｌ ｔｉｍｅ）性を損なう。これは、造影剤の分布画像に生じる時間変化を観察する際には、好ましいものではない。
【０００８】
これらのことから、被検体内の造影剤分布情報と共に、被検体内の血流分布情報を、リアルタイム性を維持しつつ取得し、同時にこれら情報を容易に比較対照することができる超音波撮像装置をいかに実現するかが重要となる。
【０００９】
この発明は、上述した背景技術による課題を解決するためになされたものであり、被検体内の造影剤分布情報と共に、被検体内の血流分布情報を、リアルタイム性を維持しつつ取得し、同時にこれら情報を容易に比較対照することができる超音波撮像装置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】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、第１の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、造影剤が投与された被検体における1つの音線情報を取得する際に、複数回数の超音波送受信を行う送受信部と、前記複数回数の超音波送受信で取得される受信エコー列を用いて、前記造影剤が描出される造影モード画像情報を形成する造影モード処理部と、前記複数回数の超音波送受信で取得される受信エコー列を用いて、前記造影モード画像情報の撮像領域におけるBモード画像情報を形成するBモード処理部と、前記複数回数の超音波送受信で取得される受信エコー列を用いて、前記撮像領域におけるＣＦＭ画像情報を形成するＣＦＭ処理部と、前記造影モード画像情報、前記Bモード画像情報および前記ＣＦＭ画像情報を、１つの表示画面に表示する表示部とを備える。
【００１１】
この第１の観点による発明では、送受信部により、1つの音線情報の取得に複数回数の送受信を行い、これらの受信エコー列を用いて、造影モード画像情報、Bモード画像情報およびＣＦＭ画像情報を形成し、これら画像情報を同時に１つの表示画面に表示する。
【００１２】
また、第２の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第２の観点に記載の超音波撮像装置において、前記ＣＦＭ処理部が、前記複数回数の超音波送受信で取得される前記複数回数の受信エコー列間の相関演算により前記ＣＦＭ画像情報を形成することを特徴とする。
【００１３】
この第２の観点の発明では、ＣＦＭ処理部は、1つの音線情報を取得する際に、超音波送受信を行う複数回数の相関演算を行う。
【００１４】
また、第３の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第１または２の観点に記載の超音波撮像装置において、前記Ｂモード処理部が、前記複数回数の超音波送受信で取得される前記複数回数の中の１つの受信エコー列を用いて、前記Ｂモード画像情報を形成することを特徴とする。
【００１５】
この第３の観点の発明では、簡易にＢモード画像情報を形成する。
【００１６】
また、第４の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第１ないし３の観点のいずれか1つに記載の超音波撮像装置において、前記送受信部が、前記複数回数の超音波送受信で用いられる送信パルスの中に位相が反転した送信パルスを含むことを特徴とする。
【００１７】
この第４の観点の発明では、複数回数の超音波送受信で用いられる送信パルスの中に、造影モード画像情報を形成するためのインバージョンパルスを含む。
【００１８】
また、第５の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第４の観点に記載の超音波撮像装置において、前記ＣＦＭ処理部が、前記反転された送信パルスによる受信エコー列の直交検波を、位相が反転した基準波形を用いて行うことを特徴とする。
【００１９】
この第５の観点の発明では、送信パルスの位相が反転した場合にも、ＣＦＭ処理を反転前と全く同様に行う。
【００２０】
また、第６の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第５の観点に記載の超音波撮像装置において、前記造影モード処理部が、前記反転された送信パルスの受信エコー列および前記反転が行われない送信パルスの受信エコー列を用いて、前記造影モード画像情報を形成することを特徴とする。
【００２１】
この第６の観点の発明では、造影モード処理部は、パルスインバージョン法を用いて、高調波成分を抽出する。
【００２２】
また、第７の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第１ないし６の観点のいずれか1つに記載の超音波撮像装置において、前記表示部が、前記造影モード画像情報の造影モード画像、前記Ｂモード画像情報のＢモード画像および前記ＣＦＭ画像情報のＣＦＭ画像を重ねて表示することを特徴とする。
【００２３】
この第７の観点の発明では、表示部は、造影モード画像、Ｂモード画像およびＣＦＭ画像の比較対照を、容易なものにする。
【００２４】
また、第８の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第１ないし６の観点のいずれか1つに記載の超音波撮像装置において、前記表示部が、前記造影モード画像情報の造影モード画像、前記Ｂモード画像情報のＢモード画像および前記ＣＦＭ画像情報のＣＦＭ画像のいずれか２つを並べて表示することを特徴とする。
【００２５】
この第８の観点の発明では、表示部は、造影モード画像、Ｂモード画像およびＣＦＭ画像の比較対照を、容易なものにする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、ＣＦＭ画像情報、Ｂモード画像情報、造影モード画像情報を同一の受信エコー列から形成し、表示部にＣＦＭ画像、Ｂモード画像、造影モード画像を表示することとしているので、撮像時間を延長することなく、Ｂモード画像と比較して認識される造影剤の位置情報に加え、ＣＦＭ画像と比較して推察される造影剤のこの比較以後の移動情報を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる超音波撮像装置を実施するための最良の形態について説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【００２８】
まず、本実施の形態にかかる超音波撮像装置１００の全体構成について、図１を用いて説明する。図１は、本実施の形態にかかる超音波撮像装置１００の全体構成を示すブロック（ｂｌｏｃｋ）図である。超音波撮像装置１００は、探触子部１０１、画像取得部１２２，Ｂモード処理部１０３、ＣＦＭ処理部１０９、造影モード処理部１１０、シネメモリ（ｃｉｎｅ  ｍｅｍｏｒｙ）部１０４、画像表示制御部１０５、表示部１０６、入力部１０７およびコントローラ（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）部１０８を含む。また、画像取得部１２２は、送受信部１０２およびビームフォーマー（ｂｅａｍ  ｆｏｒｍｅｒ）１１２を含む。
【００２９】
探触子部１０１は、超音波を送受信するための部分、つまり被検体１の撮像断面の特定方向に超音波を照射し、被検体１の内部から反射された超音波の受信エコー列を時系列的な音線として受信する。一方、探触子部１０１は、超音波の照射方向を順次切り替えながら電子走査を行う。探触子部１０１には、図示されない圧電素子がアレイ（ａｒｒａｙ）状に配置されている。
【００３０】
送受信部１０２は、探触子部１０１と同軸ケーブル（ｃａｂｌｅ）によって接続されており、探触子部１０１の圧電素子を駆動するための電気信号を発生する。一方、送受信部１０２は、反射した超音波の受信エコー列の初段増幅を行う部分でもある。
【００３１】
ビームフォーマ１１２は、コントローラ部１０８からの焦点深度情報および開口幅情報等に基づいて、圧電素子に印加される駆動波形を発生させるためのタイミング信号を形成する。また、ビームフォーマ１１２は、概ね同時受信される、開口幅を有する複数の圧電素子アレイ（ａｒｒａｙ）からの超音波信号を遅延加算し、一本の音線情報の形成を行う。
【００３２】
Ｂモード処理部１０３は、ビームフォーマ１１２から出力された受信エコー列に、被検体内での反射深度位置に応じた超音波減衰を補正する対数変換、コントラスト調整等を行い、Ｂモード画像情報の音線情報を画像表示制御部１０５にリアルタイムで出力する。
【００３３】
造影モード処理部１１０は、被検体１に投与された造影剤の分布画像を描出するモードであり、パルスインバージョン（ｐｕｌｓｅ  ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ）法を用いた構成等の詳細は、後に説明する。
【００３４】
ＣＦＭ処理部１０９は、送受信部１０２で増幅された受信エコー列から位相変化情報を抽出し、リアルタイムで、平均周波数、周波数偏移のパワー値、周波数偏移の分散といった、撮像領域の各撮像位置での血流の分布画像情報を算出する。なお、ＣＦＭ処理部１０９の構成等の詳細は、後に説明する。なお、Ｂモード処理部１０３、造影モード処理部１１０およびＣＦＭ処理部１０９は、後述するコントローラ部１０８からの指示によりＯＮ／ＯＦＦされ、ＯＮ状態では、Ｂモード処理、造影モード処理およびＣＦＭ処理は動作状態とされ、ＯＦＦ状態では、Ｂモード処理、造影モード処理およびＣＦＭ処理は停止状態とされる。
【００３５】
シネメモリ部１０４は、時間変化する画像を保存する画像メモリ（ｍｅｍｏｒｙ）であり、Ｂモード画像情報、造影モード画像情報およびＣＦＭ画像情報を、取得時間情報と共に保存する。
【００３６】
画像表示制御部１０５は、Ｂモード画像情報、造影モード画像情報およびＣＦＭ画像情報等の表示フレームレート（ｆｒａｍｅ  ｒａｔｅ）変換、並びに、表示画像の形状や位置制御を行う。なお、画像表示制御部１０５の構成等の詳細は、後に説明する。
【００３７】
表示部１０６は、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）あるいはＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）等からなり、Ｂモード画像、造影モード画像およびＣＦＭ画像等の表示を行う。これらの画像は、表示部１０６の表示画面上に並置あるいは重ねて表示される。
【００３８】
入力部１０７は、キーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）等からなり、オペレータにより、操作入力信号が入力される。例えば、Ｂモード画像情報の表示あるいはＣＦＭ画像情報の表示を選択するための操作入力等の情報を、コントローラ部１０８に送信する。
【００３９】
コントローラ部１０８は、入力部１０７から入力された操作入力信号および予め記憶したプログラム（ｐｒｏｇｒａｍ）やデータ（ｄａｔａ）に基づいて、上述した超音波撮像装置各部の動作を制御する。
【００４０】
図２は、ＣＦＭ処理部１０９、送受信部１０２およびコントローラ部１０８の構成を示すブロック（ｂｌｏｃｋ）図である。コントローラ部１０８は、発振器８１および位相反転手段８０を含み、送受信部１０２は、バースト（ｂｕｒｓｔ）発生器１２およびドライバー（ｄｒｉｖｅｒ）１１を含む。また、ＣＦＭ処理部１０９は、直交検波部２０１、利得調節器２０２、ウォールフィルタ（Ｗａｌｌ  ｆｉｌｔｅｒ）部２０３、自己相関器２０４および演算部２０５を含む。
【００４１】
発振器８１は、圧電素子に共鳴振動を励起する周波数の、正弦波発生回路である。この周波数は、超音波撮像装置１００に装着される探触子部１０１の種別の自動検出情報および入力部１０７からの指示入力情報等に基づいて決定される。
【００４２】
位相反転手段８０は、後述する直交検波部２０１、ウォールフィルタ部２０３およびバースト発生器１２に出力される正弦波形を有する基準波形の位相を反転させ、１８０度位相が異なる状態とする。この位相反転は、後述するスキャンシーケンステーブル（ｓｃａｎ  ｓｅｑｕｅｎｃｅ  ｔａｂｌｅ）に基づいて切り換えが行われる。
【００４３】
バースト発生器１２は、圧電素子に共鳴振動を励起する周波数からなる正弦波のバースト波形を発生する。
【００４４】
ドライバー（ｄｒｉｖｅｒ）１１は、バースト発生器１２で発生された波形を、圧電素子を駆動する電圧の波形とする。なお、送信超音波の音圧は、造影剤が破壊されず高調波を発生する低い音圧とされるので、この電圧も、造影剤を破壊しない低いものにされる。
【００４５】
直交検波部２０１は、送受信部１０２からの受信エコー列を、図示しない０度およびこれと９０度の位相差を持つ基準波形を用いて直交検波し、２つの検波出力ＩおよびＱからなる電気信号を出力する。２つの検波出力ＩおよびＱは、利得調節器２０２により利得調節され、ウォールフィルタ部２０３に送信される。
【００４６】
ウォールフィルタ部２０３は、デジタルフィルタ（ｄｉｇｉｔａｌ  ｆｉｌｔｅｒ）からなる高域通過型のフィルタで、血管壁や心臓弁の運動に含まれる低周波のクラッタ（ｃｌａｔｔｅｒ）成分を除去し、血流信号のみを通過させる。
【００４７】
自己相関器２０４は、ウォールフィルタ部２０３の出力を用いて、自己相関演算を行う。この自己相関演算は、高速で行われ、リアルタイムに血流情報、すなわち血流のパワー（ｐｏｗｅｒ）値、平均周波数およびその分散を算出する基となる複数の中間演算結果を出力する。
【００４８】
自己相関演算は、周期Ｔで繰り返し照射される超音波の受信エコー列間で行われるので、自己相関器２０４の内部には、周期Ｔの遅延回路および乗算器等を含む。また、自己相関器２０４は、相関演算のばらつきを少なくするために、１つの音線の血流情報を取得する際に、超音波の送信を８〜１０回程度繰り返し平均化処理を行う。
【００４９】
演算部２０５は、自己相関器２０４の出力である中間演算結果を用いて血流情報を算出する。この際、演算部２０５は、入力部１０７から選択されるモード指定によりパワー値、平均周波数およびその分散を算出し、画像表示制御部１０５に出力する。この出力は、表示部１０６にＢモード画像および造影モード画像と共に表示される。
【００５０】
図３は、造影モード処理部１１０の構成を示すブロック図である。造影モード処理部１１０は、一例として、パルスインバージョン法を用いて造影スキャン（ｓｃａｎ）を行う場合のブロック図を示した。造影モード処理部１１０は、スイッチ（ｓｗｉｔｃｈ）３３、遅延部３４、加算部３５および造影ハーモニック（ｈａｒｍｏｎｉｃ）Ｂモード処理部３６を含む。
【００５１】
造影ハーモニックＢモードでは、音圧が正から負に変化する正相の送信パルスの送信および受信、そして音圧が負から正に変化する逆相の送信パルスの送信および受信を連続して行い、各々の受信波形の和から造影剤が存在する時に発生する２次の高調波成分のみを抽出する。
【００５２】
図４は、造影ハーモニックＢモードで用いられる送信パルスおよび受信エコーを、模式的に示した説明図である。波形ａは、正相の送信パルスの一例であり、波形ｂは、波形ａを送信した後に取得される造影剤からの受信エコーである。波形ｃは、をなす逆相の送信パルスの一例であり、波形ｄは、波形ｃを送信した後に取得される造影剤からの受信エコーである。波形ｅは、波形ｂおよびｄの差分を図示したもので、造影剤により発生された２次の高調波成分である。この波形ｅは、輝度信号に変換されることにより、造影剤が描出された断層画像を形成する。
【００５３】
図３に戻り、遅延部３４は、送信パルスが送信された後に受信される一連の受信エコー列を、送信パルスの一周期分だけ遅延させる。遅延部３４は、受信エコー列がビームフォーマ１１２でＡ／Ｄ変換されている場合には、シフトレジスター（ｒｅｇｉｓｔｅｒ）等により構成される。スイッチ３３は、送信パルスが正相の場合と逆相の場合とで、接続位置の切り換えが行われる電子スイッチである。これにより、遅延部３４に入力された最初に取得された受信エコー列と、後に取得された受信エコー列とを加算部３５で加算し、受信エコー列から２次高調波成分のみを抽出する。
【００５４】
造影ハーモニックＢモード処理部３６は、加算された受信エコー列に、被検体内での反射深度位置に応じた超音波減衰を補正する対数変換、コントラスト調整等を行い、音線情報を画像表示制御部１０５に出力する。
【００５５】
図５は、画像表示制御部１０５の構成を示すブロック図である。画像表示制御部１０５は、書き込み部６１、画像メモリ６２および読み出し部６３を含む。画像メモリ６２は、高速にアクセス（ａｃｃｅｓｓ）可能なメモリで、所定のメモリ領域に１フレーム分のＣＦＭ画像情報、造影モード画像情報およびＢモード画像情報を有する。書き込み部６１は、Ｂモード処理部１０３、造影モード処理部１１０およびＣＦＭ処理部１０９から、１音線分の断層画像情報をリアルタイムに取得し、画像メモリ６２の所定領域に書き込む。読み出し部６３は、書き込み部６１とは独立に、画像メモリ６２のＣＦＭ画像情報、造影モード画像情報およびＢモード画像情報を、逐次読み出し表示部１０６に表示する。読み出し部６３は、表示部１０６の表示位置を制御することにより、同一位置に重ねてＣＦＭ画像情報、造影モード画像情報およびＢモード画像情報を表示することができる。
【００５６】
つぎに、本実施の形態にかかる超音波撮像装置１００の動作について説明する。図６は、造影剤が投与された被検体１の撮像を行う超音波撮像装置１００の動作を示すフローチャート（ｆｌｏｗｃｈａｒｔ）である。超音波撮像装置１００の動作は、造影剤撮像処理（ステップＳ５０１）およびこれに続く造影剤表示処理（ステップＳ５０２）を含む。
【００５７】
まず、ステップＳ５０１の造影剤撮像処理について説明する。
【００５８】
図７は、探触子部１０１の圧電素子アレイを走査する際に、コントローラ部１０８で行われる制御を示すスキャンシーケンステーブル５０の一例である。スキャンシーケンステーブル５０では、横軸は音線番号を示しており、テーブル中に書き込まれたスキャン番号は、１つの番号が一回の送信パルスの送信および反射超音波の受信エコー列の受信を意味している。このスキャン番号は、１枚の断層画像情報に当たる１フレームの画像情報を、すべてを取得し終わる迄、順番更新して行く。
【００５９】
ここで、音線は、超音波を被検体１の深さ方向に照射した際の，超音波の送受信方向に沿ったライン（ｌｉｎｅ）を示すもので、一回の超音波照射により、超音波撮像装置１００は、このライン上の断層画像情報を収集する。図８は、表示部１０６に表示される断層画像６０と、音線番号との関係を示す説明図である。断層画像６０の右側から順次、音線番号１，２・・・Ｎ−１、Ｎと番号付けされ、この音線番号のライン上の断層画像情報が逐次取得される。
【００６０】
図７に戻り、１フレーム内で行われる送受信の順序は、すべてのフレームで同様であり、スキャン番号がフレームごとに異なることはない。従って、図７に示すフレームＮｏ．１とＮｏ．２のスキャンシーケンステーブル５０は、全く同様のスキャン番号を有する。スキャンシーケンステーブル５０は、ＣＦＭ処理を行う際のスキャンシーケンステーブルと同様であり、簡単のため、ＣＦＭ処理を行う際の自己相関を行う平均化回数を４回とした場合を例示した。なお、この回数は、後述するように１つの音線情報を取得する際の送受信を行う回数であり、また受信される受信エコー列の回数でもある。
【００６１】
スキャンシーケンステーブル５０は、自己相関の平均化回数が４回であるので、例えば音線番号１の断層画像情報を取得する際には、スキャン番号１〜４で示される４回の送受信を同一の音線番号位置で行い、その後次の音線番号に移動する。スキャンシーケンステーブル５０は、同一音線番号位置での４回の送受信を繰り返し、音線番号Ｎまでの断層画像情報を取得し、１枚のフレーム情報とする。そして、スキャンシーケンステーブル５０は、同様の送受信を繰り返しつつ、複数フレームの断層画像情報を取得する。
【００６２】
図９は、スキャンシーケンステーブル５０に基づいて、送受信の制御が行われる際の各処理部の動作を示す説明図である。図９は、横軸は時間を現し、縦軸は、共通の時間軸上でのＢモード処理部１０３、造影モード処理部１１０、ＣＦＭ処理部１０９および位相反転手段８０の各部でのＯＮ／ＯＦＦ動作を現している。図９の下部には、図７のスキャンシーケンステーブル５０で示されたスキャン番号が、時間軸に沿って表示されている。処理部のＯＮ／ＯＦＦ動作は、１つのスキャン番号で示される一回の送受信を、変化させる時間の最小単位として切り換えが行われる。なお、各処理部のＯＮ／ＯＦＦ状態は、スキャン番号が４つ増加するごとに全く同様の状態を繰り返す。
【００６３】
ＣＦＭ処理部１０９は、スキャン番号１〜４Ｎのすべての番号でＯＮ状態とされる。これにより、各音線ごとに４回の自己相関の平均化を行い、１〜Ｎのすべての音線で、ＣＦＭに最適化された血流のＣＦＭ画像情報を取得する。図１０は、スキャン番号１〜４が実行される場合の送信パルス８１〜８４を例示している。送信パルス８１〜８４は、概ね圧電素子の共鳴周波数を有する正弦波のバースト波形からなり、各々のパルスは、超音波が被検体１中の所定深度を往復する時間Ｔを周期として、繰り返し照射される。
【００６４】
ここで、送信パルス８１〜８４は、スキャン番号１〜４の送信パルスに対応し、特に送信パルス８１の波形は、スキャン番号１で位相反転手段８０がＯＮ状態とされているので、送信パルス８２〜８４の波形とは位相が１８０度異なる反転波形を有する。なお、上述したように位相反転手段８０は、バースト発生器１２の出力波形の位相を反転させると同時に、直交検波部２０１およびウォールフィルタ部２０３に入力される正弦波の位相も反転させるので、ＣＦＭ処理部１０９で行われるＣＦＭ処理の出力結果には、位相反転は何ら影響しない。
【００６５】
造影モード処理部１１０は、スキャン番号１および２でＯＮ状態とされる。スキャン番号１および２は、送信パルスが位相反転しており、送信パルス８１は、図４に示した波形ａに対応し、送信パルス８２は、図４に示した波形ｂに対応している。そして、造影モード処理部１１０は、スキャン番号１および２で取得される音線番号１の受信エコー列から、２次高調波成分を抽出し、音線番号１のライン上に位置する造影剤の画像情報を取得する。
【００６６】
Ｂモード処理部１０３は、スキャン番号１でＯＮ状態とされ、送信パルス８１の受信エコー列を用いてコントラスト調整等を行って、Ｂモード画像に最適化された音線番号１のラインに対応するＢモード画像情報を取得する。
【００６７】
コントローラ部１０８は、以上に述べた様なスキャン番号に対応した造影モード処理部１１０、Ｂモード処理部１０３および位相反転手段８０のＯＮ／ＯＦＦ状態の切り換えを、スキャン番号１〜４Ｎまで行い、音線番号１〜Ｎに対するＣＦＭ画像情報、造影モード画像情報およびＢモード画像情報を取得し、ひいては１フレーム分のＣＦＭ画像情報、造影モード画像情報およびＢモード画像情報が、一回のＣＦＭ画像取得スキャンで必要とされる時間内に取得される。
【００６８】
図７に示したスキャンシーケンステーブル５０を用いて取得されるＣＦＭ画像情報は、低速の血流の場合には、ウォールフィルタ部２０３の高域通過フィルタのカットオフ（ｃｕｔ  ｏｆｆ）周波数に周波数帯域を有する。この場合、血流情報に欠損が生じ、好ましいものではない。
【００６９】
ここで、コントローラ部１０８は、高域通過フィルタのカットオフ周波数を低くし、血流情報の欠損を低減させることを行う。カットオフ周波数を低くするには、例えば、ディジタルの高域通過フィルタが有する最高検出周波数を小さくすることにより行われる。最高検出周波数を低下させることにより、高域通過フィルタのカットオフ周波数も低下し、低速の血流情報の欠損が軽減される。
【００７０】
一方、ＣＦＭ処理を行う場合に、相関演算を繰り返し行って平均化を行う周期Ｔは、ドップラ（ｄｏｐｐｌｅｒ）効果により検出される血流の最高検出周波数ｆｍａｘと、
【００７１】
ｆｍａｘ∝１／Ｔ
の関係にあり、この最高検出周波数ｆｍａｘは、高域通過フィルタが有する最高検出周波数と一致させられる。
【００７２】
従って、カットオフ周波数を低くする際には、平均化を行う周期Ｔを長いものとし、同時に最高検出周波数ｆｍａｘも小さなものとされる。ここで、相関演算を繰り返し平均化を行う周期Ｔを、無駄なく長くする方法として、インターリーブ（ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅ）スキャンがある。
【００７３】
図１１は、インターリーブスキャンを行う場合のスキャンシーケンステーブル９０を、図７に示したスキャンシーケンステーブル５０と同様の条件の元で行った場合を例示する説明図である。スキャンシーケンステーブル９０では、当初行われるスキャン番号１〜４のスキャンが、音線番号を１〜４番と変えつつ行われる。その後、スキャン番号５〜８のスキャンは、再度音線番号を１〜４番と変えつつ繰り返し行う。この様なスキャンを４回繰り返した後に、つぎの音線番号５〜８のスキャンに進む。
【００７４】
図１２は、コントローラ部１０８でスキャンシーケンステーブル９０に基づいて送受信の制御が行われる際の各処理部の動作を示す説明図である。図１２の横軸は時間を現し、縦軸は、共通の時間軸上でのＢモード処理部１０３、造影モード処理部１１０、ＣＦＭ処理部１０９および位相反転手段８０の各部でのＯＮ／ＯＦＦ動作を現している。図１２の下部には、図１１のスキャンシーケンステーブル９０で示されたスキャン番号が、時間軸に沿って表示されている。
【００７５】
図１２は、図の下部に、時間と共に番号が増加する、図１１のスキャンシーケンステーブル９０に示されたスキャン番号が示されている。図１２は、このスキャン番号に応じた各処理部のＯＮ／ＯＦＦ状態が図示されている。なお、各処理部のＯＮ／ＯＦＦ状態は、スキャン番号が１６だけ増加するごとに全く同様の状態を繰り返す。なお、図１２に示す各処理部のＯＮ／ＯＦＦ状態は、図９に示したスキャン番号１〜Ｎの各番号の状態を、連続する４つのスキャン番号で置き換えたものと全く同様である。
【００７６】
ここで、音線番号１のＣＦＭ画像情報の取得では、スキャン番号１，５，９、１３の４つの送受信が行われる。相関演算が行われるこれらスキャン番号の繰り返し周期は、一回のスキャン繰り返し周期をＴとすると４Ｔとなり、取得時間を無駄にすることなく、繰り返し周期が４倍にされる。そして、高域通過フィルタが有する最高検出周波数ｆｍａｘは、自動的に１／４とされカットオフ周波数が低下する。
【００７７】
なお、送信パルスの位相は、スキャン番号１〜４では同一とされ、スキャン番号５〜８に移行する際に位相の反転が行われる。そして、造影モード画像情報の形成は、音線番号が同一のスキャン番号１および５、スキャン番号２および６、・・・の間で行われる。
【００７８】
つぎに、ステップＳ５０２の造影剤表示処理について説明する。スキャンシーケンステーブル５０または９０を実行することにより取得されるＣＦＭ画像情報、造影モード画像情報およびＢモード画像情報は、画像表示制御部１０５の画像メモリ６２に読み込まれる。
【００７９】
図１３は、画像メモリ６２のＣＦＭ画像情報６４、造影モード画像情報６５およびＢモード画像情報６６の一例を示した説明図である。図１３（Ａ）は、Ｂモード画像情報６６の一例を示す図である。図中には、組織部７０を背景にして走行する血管６７および血管６７の分岐が示されている。図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）と同様の位置におけるＣＦＭ画像の一例である。図１３（Ｂ）には、血管６７の中を流れる血流６８が、速度に応じた明暗を有する青色〜赤色で表示されている。図１３（Ｃ）は、血流６８と共に撮像断面に流入する造影剤６９が示されている。
【００８０】
図１４は、表示部１０６に表示されるＣＦＭ画像情報６４、造影モード画像情報６５およびＢモード画像情報６６の例を示す説明図である。図１４（A）は、ＣＦＭ画像情報６４および造影モード画像情報６５を重ね合わした重畳画像情報７１に、Bモード画像情報６６を並べて表示した例である。図１４（A）の左側にはBモード画像情報６６が表示され、図１４（A）の右側には重畳画像情報７１が表示されている。
【００８１】
オペレータは、図１４（A）の左側に表示されたBモード画像情報６６により、撮像領域の形態を認識し、図１４（A）の右側に表示された重畳画像情報７１により、血流の流れおよび造影剤の位置を認識する。ここで、オペレータは、Bモード画像情報６６および重畳画像情報７１の比較対照により、造影剤６９の位置を正確に把握し、また重畳画像情報７１に示されるＣＦＭ画像情報６４および造影モード画像情報の比較対照により、造影剤６９のこれ以後の移動を推察することができる。例えば、ＣＦＭ画像情報６４の造影剤位置における色相が赤色である場合に、造影剤６９は、探触子部１０１が存在する図１４（A）の上方に向かって移動する。
【００８２】
図１４（B）は、Ｂモード画像情報６６に、ＣＦＭ画像情報６４および造影モード画像情報６５を重ねて一枚の断層画像情報として表示した例である。この場合、オペレータにとって、血管６７、血流６８および造影剤６９の比較対照が一層容易になり、造影剤６９のこれ以後の移動も、より正確に把握することができる。
【００８３】
上述してきたように、本実施の形態では、送信パルス８１〜８４の受信エコー列を用いて、Ｂモード処理部１０３、造影モード処理部１１０およびＣＦＭ処理部１０９が各々最適化されたＢモード画像情報６６、造影モード画像情報６５およびＣＦＭ画像情報６４を取得し、表示部１０６に造影剤６９の画像と共にＣＦＭ画像およびＢモード画像を表示することとしているので、リアルタイム性を維持しつつ、Ｂモード画像情報６６との比較により造影剤６９の位置を正確に把握すると共に、ＣＦＭ画像情報６４との比較により、造影剤６９のこれ以後の移動を推察することができる。
【００８４】
また、本実施の形態では、Ｂモード画像情報６６、ＣＦＭ画像情報６４および造影モード画像情報６５を表示部１０に表示することとしたが、この際、Ｂモード画像情報６６、ＣＦＭ画像情報６４および造影モード画像情報６５の各画素値に閾値を設け、この閾値を越えるもの、あるいはこの閾値以下のもの、あるいは２つの閾値を設け、この閾値の間にあるもののみを表示することもできる。これにより、Ｂモード画像情報６６、ＣＦＭ画像情報６４および造影モード画像情報６５の特に関心のある画素値領域を、抽出して表示することができる。また、この閾値を用いて、Ｂモード画像情報６６、ＣＦＭ画像情報６４および造影モード画像情報６５を重畳する際の重畳比率等の調整を行うこともできる。
【００８５】
また、本実施の形態では、ＣＦＭ画像情報６４に造影モード画像情報６５が重畳された重畳画像情報７１、７２を表示する例を示したが、造影モード画像情報６５の画素値に、ＣＦＭ画像情報６４で取得される同一位置の血流方向の情報を付加し、表示することもできる。例えば、造影モード画像情報６５にＣＦＭ画像情報６４と同様の色分けを行い、造影剤６９の強度情報と共に、血流方向を視覚化することもできる。
【００８６】
また、本実施の形態では、血管６７中を移動する造影剤６９の例を示したが、造影剤が組織部７０のクッパー（Ｋｕｐｆｆｅｒ）細胞等に貪食される場合にも、全く同様に重畳画像情報を形成することができる。
【００８７】
また、本実施の形態では、断層画像６１を構成するすべての音線１〜ＮのＣＦＭ画像情報、造影モード画像情報およびＢモード画像情報を取得することとしたが、画像情報を取得する音線番号を表示画面上のＲＯＩ（Ｒｅｇｉｏｎ  Ｏｆ  Ｉｎｔｅｒｅｓｔ；関心領域）等により限定し、撮像時間の短縮を計ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】超音波撮像装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】ＣＦＭ処理部、送受信部およびコントローラ部の構成を示すブロック図である。
【図３】造影モード処理部の構成を示すブロック図である。
【図４】送信パルスの位相を反転および非反転させた場合の受信エコーおよびその差分を模式的に示す説明図である。
【図５】画像表示制御部の構成を示すブロック図である。
【図６】超音波撮像装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】スキャンシーケンステーブルの一例を示す説明図である（その１）。
【図８】断層画像の音線および音線番号を示す説明図である。
【図９】スキャン番号と各処理部のＯＮ／ＯＦＦ動作との対応を示す説明図である（その１）。
【図１０】1つの音線情報を取得する際に用いられる、複数回数の送信パルスの一例を示す説明図である。
【図１１】スキャンシーケンステーブルの一例を示す説明図である（その２）。
【図１２】スキャン番号と各処理部のＯＮ／ＯＦＦ動作との対応を示す説明図である（その２）。
【図１３】Ｂモード画像情報、ＣＦＭ画像情報および造影モード画像情報の一例を示す説明図である。
【図１４】表示部に表示されるＢモード画像情報、ＣＦＭ画像情報および造影モード画像情報の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００８９】
１  被検体
１０  表示部
１２  バースト発生器
３３  スイッチ
３４  遅延部
３５  加算部
３６  造影ハーモニックＢモード処理部
５０、９０  スキャンシーケンステーブル
６０  断層画像
６１  書き込み部
６２  画像メモリ
６３  読み出し部
６４  画像情報
６５  造影モード画像情報
６６  Ｂモード画像情報
６７  血管
６８  血流
６９  造影剤
７０  組織部
７１  重畳画像情報
８１  発振器
８０  位相反転手段
８１〜８４  送信パルス
１００  超音波撮像装置
１０１  探触子部
１０２  送受信部
１０３  Ｂモード処理部
１０４  シネメモリ部
１０５  画像表示制御部
１０６  表示部
１０７  入力部
１０８  コントローラ部
１０９  ＣＦＭ処理部
１１０  造影モード処理部
１１２  ビームフォーマ
１２２  画像取得部
２０１  直交検波部
２０２  利得調節器
２０３  ウォールフィルタ部
２０４  自己相関器
２０５  演算部
【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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【図１３】
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【図１４】
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