(57)【要約】【課題】造影剤が浅部から深部に渡り広く分布する撮像領域で、全体的な造影剤の分布状況を、容易にしかも一回の撮像行為で確実に把握できる超音波撮像装置を実現する。【解決手段】ステップＳ３０４の部分的高輝度画像取得処理により、造影剤を破壊する音圧の超音波を被検体に照射しつつ、複数フレームのＢモード画像情報を取得し、ステップＳ３０５の合成画像形成処理により、これらＢモード画像情報から、合成画像情報である最大値投影画像情報またはパラメータ値画像情報を形成し、表示することとしているので、撮像領域の全領域における造影剤の密度分布情報を、一度の撮像行為で取得し、さらにこの撮像領域の密度分布情報を、一枚の合成画像情報として容易に把握することを実現させる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
造影剤が投与された被検体に超音波を照射し、前記被検体の撮像領域のＢモード画像情報を取得する画像取得部と、
造影剤が破壊される音圧で被検体に超音波を照射して取得される前記撮像領域の複数フレームのＢモード画像情報を保存する画像メモリ部と、
前記複数フレームのＢモード画像情報を用いて、前記撮像領域の一枚の合成画像情報を形成する合成画像形成手段と、
を備える超音波撮像装置。
【請求項２】
前記合成画像情報は、前記複数フレームのＢモード画像情報が有する同一画素位置にある画素値を比較し、前記画素値の中の最大値を前記画素位置の画素値とする最大値投影画像情報であることを特徴とする請求項１に記載の超音波撮像装置。
【請求項３】
前記Ｂモード画像情報は、前記複数フレームのフレームごとに、前記照射を開始してからフレームの取得が行われる迄の時間を示す時間情報を備えることを特徴とする請求項１に記載の超音波撮像装置。
【請求項４】
前記合成画像形成手段は、前記時間情報を用いて、前記Ｂモード画像情報を構成する画素ごとに、前記破壊音圧の超音波が照射を開始する時間を開始時間として、画素値の時間変化から算定されるパラメータ値を画素値とするパラメータ値画像情報を形成することを特徴とする請求項３に記載の超音波撮像装置。
【請求項５】
前記パラメータ値は、前記画素値がピークをなすピーク画素値および前記照射を開始してから前記ピークまでのピーク時間である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】
前記パラメータ値は、前記照射を開始してから前記輝度変化曲線の画素値が前記ピーク画素値を越えて低下する迄の破壊終了時間であ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】
前記パラメータ値は、前記破壊終了時間および前記ピーク時間の差分である破壊継続時間であ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８】
前記超音波撮像装置は、前記合成画像情報のカラー表示を行う表示部および前記カラー表示を制御する画像表示制御部を備えることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一つに記載の超音波撮像装置。
【請求項９】
前記合成画像形成手段は、前記合成画像情報の画素値を色相に対応させる色相対応手段を備えることを特徴とする請求項８に記載の超音波撮像装置。
【請求項１０】
前記超音波撮像装置は、前記色相に対応させられた前記合成画像情報を、カラー表示する画像表示制御部を備えることを特徴とする請求項９に記載の超音波撮像装置。
【請求項１１】
前記超音波撮像装置は、前記撮像領域の超音波が照射され深度方向に深さの異なる複数のＲＯＩを設定する入力部を備えることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか一つに記載の超音波撮像装置。
【請求項１２】
前記超音波撮像装置は、前記ＲＯＩごとの前記Ｂモード画像情報の画素値を用いて、実時間で前記ＲＯＩ内の画素値の最大値、前記ＲＯＩ内の画素値の加算値または前記ＲＯＩ内の画素値の加算平均値を代表画素値として算出する代表画素値算出手段を備えることを特徴とする請求項１１に記載の超音波撮像装置。
【請求項１３】
前記超音波撮像装置は、前記代表画素値を用いて、前記破壊音圧の超音波の照射により高輝度となるＲＯＩを検出するＲＯＩ検出手段を備えることを特徴とする請求項１２に記載の超音波撮像装置。
【請求項１４】
前記超音波撮像装置は、前記検出に基づいて、前記超音波の焦点位置を変更する焦点位置制御手段を備えることを特徴とする請求項１３に記載の超音波撮像装置。
【請求項１５】
前記超音波撮像装置は、前記検出に基づいて、前記超音波の励起周波数を変更する周波数制御手段を備えることを特徴とする請求項１３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の撮像領域を、Ｂモード（ｍｏｄｅ）を用いて観察する超音波撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、被検体に造影剤を投与し、その後、超音波撮像装置を用いて、組織部、例えば肝臓のクッパー（Ｋｕｐｆｆｅｒ）細胞等に貪食された状態にある造影剤の撮像が行われる。この撮像では、肝臓内の広い領域に渡って分布する造影剤の観察が求められる。
【０００３】
ここで、造影剤は、超音波の強散乱体として振る舞うことから、超音波の減衰効果をもたらし造影剤の背後での音圧が低下する。従って、超音波撮像装置を用いて、造影剤が広く分布する肝臓の様な臓器を観察する場合には、浅部においては、造影剤が鮮明に観察される一方で、深部においては、超音波音圧の低下により大幅な感度低下をもたらす。
【０００４】
高音圧の超音波を被検体に照射し、造影剤の破壊を行うフラッシュ（ｆｌａｓｈ）と呼ばれる超音波撮像法では、高音圧の超音波で、造影剤が破壊される時に発生する強い信号を受信することで、造影剤の分布を断層画像として高感度に表示する（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
このフラッシュを用いて、造影剤が広く分布する肝臓の組織部を観察する際には、当初、浅部の造影剤のみが高感度に画像化され、その後、浅部の造影剤が破壊されるにつれて、浅部の減衰効果が取り除かれ、順次深部超音波音圧が上昇し、造影剤の破壊をもたらし、造影剤の分布が高感度に画像化されて行く。この様に、造影剤の分布を示す高感度領域は、時間経過に伴い、浅部から深部方向に移動する。
【特許文献１】特開２００５―０７４０８４号公報、（第１頁、第１図）
【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、造影剤が浅部から深部に渡り広く分布する撮像領域で、全体的な造影剤の分布状況を把握することは、容易でない。すなわち、フラッシュの際には、高感度で造影剤の分布状況が把握されるものの、それは、超音波の走査方向に帯状に拡がる部分的な領域である。しかも、この帯状の高輝度領域は、数秒と言う短い時間の間に、浅部から深部に渡って移動する。この時間の間に、オペレータ（ｏｐｅｒａｔｏｒ）が全領域に渡る造影剤の分布を把握することは、容易なことではない。
【０００７】
一方、肝臓の組織部の様に、造影剤が広く分布する撮像領域の形成には、造影剤が被検体に投与されてから５〜１０分程度の時間を要する。この様な造影剤検査を、複数回繰り返すことは、被検体にとって負担となるばかりでなく、検査効率の点からも好ましいものではない。
【０００８】
これらのことから、造影剤が浅部から深部に渡り広く分布する撮像領域で、全体的な造影剤の分布状況を、容易にしかも一回の撮像行為で確実に把握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、造影剤が浅部から深部に渡り広く分布する撮像領域で、全体的な造影剤の分布状況を、容易にしかも一回の撮像行為で確実に把握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超音波を照射し、前記被検体の撮像領域のＢモード画像情報を取得する画像取得部と、造影剤が破壊される音圧で被検体に超音波を照射して取得される前記撮像領域の複数フレームのＢモード画像情報を保存する画像メモリ部と、前記超音波を破壊音圧とした後に取得される前記撮像領域の複数フレームのＢモード画像情報を保存する画像メモリ部と、前記複数フレームのＢモード画像情報を用いて、前記撮像領域の一枚の合成画像情報を形成する合成画像形成手段とを備える。
【００１１】
この第１の観点による発明では、合成画像形成手段により、時間変化する高輝度領域の位置情報を含む複数フレームのＢモード画像情報を用いて、造影剤の全体的な分布を示す一枚の合成画像情報を形成する。
【００１２】
また、第２の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第１の観点に記載の超音波撮像装置において、前記合成画像情報が、前記複数フレームのＢモード画像情報が有する同一画素位置にある画素値を比較し、前記画素値の中の最大値を前記画素位置の画素値とする最大値投影画像情報であることを特徴とする。
【００１３】
また、第３の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第１の観点に記載の超音波撮像装置において、前記Ｂモード画像情報が、前記複数フレームのフレームごとに、前記照射を開始してからフレームの取得が行われる迄の時間を示す時間情報を備えることを特徴とする。
【００１４】
また、第４の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第３の観点に記載の超音波撮像装置において、前記合成画像形成手段が、前記時間情報を用いて、前記Ｂモード画像情報を構成する画素ごとに、前記破壊音圧の超音波が照射を開始する時間を開始時間として、画素値の時間変化から算定されるパラメータ値を画素値とするパラメータ値画像情報を形成することを特徴とする。
【００１５】
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、前記パラメータ値が、前記画素値がピークをなすピーク画素値および前記照射を開始してから前記ピークまでのピーク時間であることを特徴とする。
【００１６】
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、前記パラメータ値が、前記照射を開始してから前記輝度変化曲線の画素値が前記ピーク画素値を越えて低下する迄の破壊終了時間であることを特徴とする。
【００１７】
また、第７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、前記パラメータ値が、前記破壊終了時間および前記ピーク時間の差分である破壊継続時間であることを特徴とする。
【００１８】
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７の観点のいずれか一つに記載の超音波撮像装置において、前記超音波撮像装置が、前記合成画像情報のカラー表示を行う表示部および前記カラー表示を制御する画像表示制御部を備えることを特徴とする。
【００１９】
この第８の観点の発明では、超音波撮像装置で、合成画像情報のカラー表示を行う。
【００２０】
また、第９の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第１ないし８の観点のいずれか一つに記載の超音波撮像装置において、前記合成画像形成手段が、前記合成画像情報の画素値を色相に対応させる色相対応手段を備えることを特徴とする。
【００２１】
また、第１０の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第９の観点に記載の超音波撮像装置において、前記超音波撮像装置が、前記色相に対応させられた前記合成画像情報を、カラー表示する画像表示制御部を備えることを特徴とする。
【００２２】
また、第１１の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第１ないし１０の観点のいずれか一つに記載の超音波撮像装置において、前記撮像領域の超音波が照射され深度方向に深さの異なる複数のＲＯＩを設定する入力部を備えることを特徴とする。
【００２３】
また、第１２の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第１１の観点に記載の超音波撮像装置において、前記ＲＯＩごとの前記Ｂモード画像情報の画素値を用いて、実時間で前記ＲＯＩ内の画素値の最大値、前記ＲＯＩ内の画素値の加算値または前記ＲＯＩ内の画素値の加算平均値を代表画素値として算出する代表画素値算出手段を備えることを特徴とする。
【００２４】
また、第１３の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第１２の観点に記載の超音波撮像装置において、前記代表画素値を用いて、前記破壊音圧の超音波の照射により高輝度となるＲＯＩを検出するＲＯＩ検出手段を備えることを特徴とする。
【００２５】
また、第１４の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第１３の観点に記載の超音波撮像装置において、前記検出に基づいて、前記超音波の焦点位置を変更する焦点位置制御手段を備えることを特徴とする。
【００２６】
また、第１５の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第１４の観点に記載の超音波撮像装置において、前記検出に基づいて、前記超音波の励起周波数を変更する周波数制御手段を備えることを特徴とする。
【００２７】
この第１５の観点の発明では、ＲＯＩごとに、超音波の励起周波数を異なるものにする。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、撮像領域の浅部から深部にかけて分布する造影剤の全体の分布状況を、一回の撮像行為で取得される一枚の合成画像情報により、容易に把握し、特に深さ方向に変化する造影剤の分布を、一枚の合成画像情報の中の相互比較により、明瞭に認識することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
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。
（実施の形態１）
【００３０】
まず、本実施の形態１にかかる超音波撮像装置の全体構成について説明する。図１は、本実施の形態１にかかる超音波撮像装置の全体構成を示すブロック（ｂｌｏｃｋ）図である。この超音波撮像装置は、探触子部１０１、画像取得部１０９、画像メモリ部（ｍｅｍｏｒｙ）部１０４、画像表示制御部１０５、表示部１０６、入力部１０７および制御部１０８を含み、画像取得部１０９は、さらに送受信部１０２および画像処理部１０３を含む。
【００３１】
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繰り返し照射し、被検体１の内部から反射される超音波信号を、時系列的な音線として受信する。また、探触子部１０１は、同時に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。なお、図には明示していないが探触子部１０１には、圧電素子がアレイ（ａｒｒａｙ）状に配列されている。
【００３２】
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、探触子部１０１の圧電素子を駆動するための電気信号および受信した超音波信号の初段増幅を行う。また、送受信部１０２は、音圧変化手段１２を含む。音圧変化手段１２は、制御部１０８からの制御信号に応じて、圧電素子を駆動する電圧を変化させる。音圧変化手段１２は、被検体に照射される超音波の音圧を、被検体に投与された造影剤が破壊される破壊音圧となるように設定する。
【００３３】
画像処理部１０３は、送受信部１０２を駆動する電気信号の形成および送受信部１０２で増幅された超音波信号から断層画像情報の形成を行う。特に、被検体１に造影剤が投与される際には、造影モード画像をリアルタイム（ｒｅａｌ  ｔｉｍｅ）で生成するための造影モード処理を行う。
【００３４】
画像処理部１０３は、具体的な処理内容として、例えば、超音波の送信の場合には、送信信号を遅延させ焦点位置に焦点を結ばせる。また、超音波の受信の場合には、受信した超音波信号の遅延加算処理、Ａ／Ｄ（ａｎａｌｏｇ／ｄｉｇｉｔａｌ）変換処理、変換した後のデジタル（ｄｉｇｉｔａｌ）情報をＢモード画像情報として、後述の画像メモリ部１０４に書き込む処理等である。
【００３５】
画像メモリ部１０４は、造影モード処理で生成されるＢモード画像情報等を蓄積するための画像メモリ（ｍｅｍｏｒｙ）である。特に、画像メモリ部１０４は、時間的に変化するＢモード画像情報を、撮像領域の一枚の断層画像情報を構成するフレーム（ｆｒａｍｅ）を最小単位として、撮像が行われた取得の時間情報と共に保存する。
【００３６】
画像表示制御部１０５は、画像処理部１０３で生成されたＢモード画像情報等の表示フレームレート（ｆｒａｍｅ
ｒａｔｅ）変換、カラー表示制御、並びに、Ｂモード画像情報の表示画像の形状や位置制御を行う。また、Ｂモード画像情報等の表示画像上での関心領域を示すＲＯＩ（ｒｅｇｉｏｎ
ｏｆ ｉｎｔｅｒｅｓｔ）の表示も行う。
【００３７】
表示部１０６は、ＣＲＴ（ｃａｔｈｏｄｅ  ｒａｙ  ｔｕｂｅ）あるいはＬＣＤ（ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｄｉｓｐｌａｙ）等を用いて、画像表示制御部１０５から出力された画像情報を、オペレータに対して可視表示する。また、表示部１０６は、画像表示制御部１０５からの指示により、カラー（ｃｏｌｏｕｒ）表示を行うこともできる。
【００３８】
入力部１０７は、キーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）およびポインティングデバイス（ｐｏｉｎｔｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅ）等からなり、オペレータにより、照射する超音波を破壊音圧にする操作指示信号、またはＢモード画像による表示を行うかどうかを選択する操作入力信号等を、制御部１０８に伝える。また、入力部１０７は、表示部１０６に表示された断層画像上に、ＲＯＩ等の関心領域を設定する位置設定および位置の確定入力も行う。
【００３９】
制御部１０８は、入力部１０７から与えら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し、表示部１０６にＢモード画像等を表示する。
【００４０】
図２は、制御部１０８の構成を示すブロック図である。制御部１０８は、画像取得制御部８８、合成画像形成手段８０、色相対応手段８５、スイッチ（ｓｗｉｔｃｈ）８６および８７を含む。また、合成画像形成手段８０は、ＭＩＰ（Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）手段８２、輝度変化曲線算出手段９３、パラメータ（ｐａｒａｍｅｔｅｒ）値算出手段８９を含む。
【００４１】
画像取得制御部８８は、入力部１０７からの撮像モード指定情報、駆動電圧情報、焦点位置情報、駆動周波数情報等のスキャン情報に基づいて、超音波スキャンを行い、断層画像情報を取得する。特に、画像取得制御部８８は、入力部１０７からの指定により、音圧変化手段１２を用いて、照射する超音波パルスを造影剤の破壊音圧とし、かつ、破壊音圧の超音波を被検体に照射しつつ、入力部１０７から停止の指示があるまで、取得されるＢモード画像情報を画像メモリ部１０４に保存する。
【００４２】
合成画像形成手段８０は、画像メモリ部１０４に保存される、超音波に造影剤の破壊音圧を用いた場合の複数フレームのＢモード画像情報に基づいて、撮像領域の全領域に渡る造影剤の分布を示す合成画像情報を形成する。合成画像情報の画素値は、画像メモリ部１０４に保存されたＢモード画像情報の画素値に基づいて決定される。
【００４３】
ＭＩＰ手段９２は、画像メモリ部１０４に保存された複数フレームのＢモード画像情報から、最大値投影画像情報を求める。ここでＭＩＰ手段９２は、複数フレームのＢモード画像情報の同一画素位置に位置する画素値を比較し、これら画素値のなかで最大の画素値を求め、この最大画素値を、この同一画素位置の画素値とする新たな最大値投影画像情報を求める。
【００４４】
輝度変化曲線算出手段９３は、画像メモリ部１０４に保存された複数フレームのＢモード画像情報から、各フレームに添付される時間情報を用いて、Ｂモード画像情報の各画素位置ごとに画素値の時間変化を示す輝度変化曲線を求める。
【００４５】
パラメータ値算出手段８９は、輝度変化曲線算出手段９３により求めた各画素位置の輝度変化曲線を用いて、ピーク（ｐｅａｋ）時間等のパラメータ値を求める。そして、これらパラメータ値を、画素値とするパラメータ値画像情報を求める。
【００４６】
なお、上述した最大値投影画像情報、輝度変化曲線およびパラメータ値画像情報の具体的な例は、後に制御部１０８の動作のところで詳述する。
【００４７】
スイッチ８６および８７は、入力部１０７からの指示により、合成画像形成手段８０で行われる画像形成および形成された合成画像情報の表示の選択を行う。また、合成画像情報をカラー表示する際には、色相対応手段８５が選択される。
【００４８】
つぎに、制御部１０８の動作を、図３〜５のフローチャートを用いて説明する。まず、オペレータは、被検体１の静脈に造影剤を投与する（ステップS３０１）。この造影剤は、径が数μｍ程度の気泡からなり、高音圧の超音波を照射し、この気泡の殻を破壊することにより、強い信号を生じる。
【００４９】
その後、被検体１は、所定時間放置される（ステップS３０２）。この放置時間は、概ね５〜１０分程度で、この時間の間に、静脈に投与された造影剤は、心臓を経由して全身を循環する。そして、肝臓等に流入した造影剤は、毛細血管から組織部のクッパー細胞に貪食される。組織部に吸収された造影剤の密度分布は、概ねクッパー細胞の密度分布を反映したものとなる。
【００５０】
その後、オペレータは、撮像を開始し（ステップS３０３）、Bモードの撮像を行いつつ、被検体１の目的とする撮像領域、例えば肝臓の撮像断面位置に探触子部１０１を密着させる。
【００５１】
その後、オペレータは、造影剤の部分的高輝度画像取得処理を行う（ステップS３０４）。図４は、部分的高輝度画像取得処理の動作を示すフローチャートである。オペレータは、入力部１０７から、部分的高輝度画像取得処理の動作を、キーボード等を用いて開始させる。まず、部分的高輝度画像取得処理は、探触子部１０から被検体１に照射される超音波の音圧を、音圧変化手段１２により、造影剤の破壊音圧とする（ステップＳ４０１）。
【００５２】
その後、部分的高輝度画像取得処理は、超音波の音圧を破壊音圧に保ったまま、複数フレームのＢモード画像情報を取得し、画像メモリ部１０４に保存する（ステップＳ４０２）。
【００５３】
図５は、画像メモリ部１０４に保存される複数フレームのＢモード画像情報を、取得開始からの時間軸に同期させて模式的に示したものである。横軸は、超音波の音圧を破壊音圧とした時間を開始時間として、Ｂモード画像情報の取得時間を示す時間軸である。Ｂモード画像情報４１〜４４は、この時間軸に沿った取得時間の位置に配列されており、取得時間と直交する方向がＢモード画像の深度方向となるように図示されている。なお、Ｂモード画像情報４１〜４４の撮像領域には、造影剤が概ね一様に分布しているとした。
【００５４】
Ｂモード画像情報４１は、超音波の音圧を破壊音圧とした直後に取得されるＢモード画像である。Ｂモード画像情報４１の深度方向の浅部には、破壊された造影剤からの信号による高輝度領域４５が描出される。一方、高輝度領域４５より深い深度方向の撮像領域には、高輝度領域４５の造影剤による超音波の反射により、音圧が低下する。従って、図中に斜線で示された高輝度領域４５より深い深度方向の撮像領域は、造影効果の乏しいイメージとなる。
【００５５】
Ｂモード画像情報４２は、浅部の高輝度領域４５に存在する造影剤が破壊された後で取得されるＢモード画像である。Ｂモード画像情報４２は、高輝度領域４５の深度方向に接する位置に新たな高輝度領域４６を有する。高輝度領域４６には、破壊されていない造影剤が存在し、これら造影剤が破壊される際に放出される信号により、高輝度領域４６が形成される。なお、高輝度領域４６の浅部方向には、Ｂモード画像が生成される一方で、高輝度領域４６の深部方向では、造影効果の乏しいイメージとなる。
【００５６】
Ｂモード画像情報４３は、高輝度領域４６に存在する造影剤が破壊された後で取得されるＢモード画像である。Ｂモード画像情報４３は、高輝度領域４６の深度方向に接する位置に新たな高輝度領域４７を有する。高輝度領域４７は、破壊されていない造影剤が存在し、これら造影剤が破壊される際に放出される信号により、高輝度領域４７が形成される。
【００５７】
Ｂモード画像情報４４は、高輝度領域４７に存在する造影剤が破壊された後で取得されるＢモード画像である。Ｂモード画像情報４４は、高輝度領域４７の深度方向に接する位置に新たな高輝度領域４８を有する。高輝度領域４８には、破壊されていない造影剤が存在し、これら造影剤が破壊される際に放出される信号により、高輝度領域４８が形成される。なお、高輝度領域４８は、Ｂモード画像情報４４の深度方向の最深部に位置する。
【００５８】
部分的高輝度画像取得処理では、Ｂモード画像情報４１〜４４に例示される様に、取得時間の経過に伴い、高輝度領域４５〜４８が深度方向の浅部から深部に移動するＢモード画像が取得される。なお、高輝度領域４５〜４８の深度方向の幅は、撮像領域に存在する造影剤の密度および超音波の音圧等により、異なるものとなる。また、超音波の音圧を破壊音圧としてから、高輝度領域が撮像領域の最深部に到達するまで、概ね数秒程度の時間を要し、この間に取得される実際のＢモード画像情報の数は、数十フレーム程度のものとなる。図５は、分かり易くするために、フレーム数を少なくし高輝度領域の時間変化を簡略化して示したものである。
【００５９】
その後、図４に戻り、オペレータは、表示部１０６のＢモード画像から高輝度領域が消滅したかどうかを判定する（ステップＳ４０３）。オペレータは、Ｂモード画像に高輝度領域が存在する場合には（ステップＳ４０３肯定）、ステップＳ４０２に移行し、Ｂモード画像情報の取得および画像メモリ部１０４への保存を繰り返す。また、オペレータは、Ｂモード画像から高輝度領域が消滅した場合には（ステップＳ４０３否定）、入力部１０７から、送信超音波の音圧の降下およびＢモード画像情報の画像メモリ部への保存の停止を行い（ステップＳ４０４）、部分的高輝度画像取得処理の停止を行い主ルーチンに戻る。
【００６０】
その後、図３に戻り、オペレータは、合成画像形成処理を行う（ステップＳ３０５）。図６は、合成画像形成処理の動作を示すフローチャートである。まず、オペレータは、画像メモリ部１０４に保存される、図５に示した様なＢモード画像情報４１〜４４に対して、ＭＩＰ処理を行うかどうかを判定する（ステップＳ６０１）。そして、オペレータは、ＭＩＰ処理を行う場合には（ステップＳ６０１肯定）、スイッチ８６および８７を用いて、入力部１０７からＭＩＰ手段９２の選択を行い（ステップＳ６０２）、画像メモリ部１０４に保存されたＢモード画像情報４１〜４４から、合成画像情報である最大値投影画像情報を求める（ステップＳ６０３）。
【００６１】
図７は、Ｂモード画像情報４１〜４４を用いて求めた最大値投影画像情報７１を、模式的に示す説明図である。ＭＩＰ手段９２は、Ｂモード画像情報４１〜４４の同一画素位置にある画素値（輝度値）の中の最大値を求め、この最大値を新たな画素値とする最大値投影画像情報７１を形成する。従って、造影剤の破壊に起因する高輝度領域４５〜４８を有するＢモード画像情報４１〜４４は、ＭＩＰ処理により、高輝度領域４５〜４８が組み合わされた一枚の合成画像情報である最大値投影画像情報７１を形成する。なお、図中の破線は、高輝度領域４５〜４８の境界を示している。また、高輝度領域４５〜４８には、図示しない輝度むらが存在し、これら輝度むらは、撮像領域に存在する造影剤の密度分布を反映したものである。なお、図７の最大値投影画像情報７１に含まれる各高輝度領域４５〜４８の中に示した画素位置５１〜５４については、図８で説明する。
【００６２】
その後、図６に戻り、オペレータは、ＭＩＰ処理を行わない場合には（ステップＳ６０１否定）、スイッチ８６および８７を用いて、入力部１０７から輝度変化曲線算出手段９３を選択し（ステップＳ６０４）、輝度変化曲線を算出する。この輝度変化曲線は、同一撮像領域の画像であるＢモード画像情報４１〜４４の同一画素位置ごとに、この画素位置の輝度が時間変化する様子を示した曲線である。
【００６３】
図８は、浅部から深部に渡る代表的な画素位置における輝度変化曲線を例示したものである。この画素位置としては、例えば、図７に示された高輝度領域４５〜４８の中に示された画素位置５１〜５４が用いられ、画素位置５１〜５４における輝度変化曲線が図８（Ａ）〜（Ｄ）に示されている。
【００６４】
図８（Ａ）は、画素位置が深度方向の浅部に位置する、高輝度領域４５の輝度変化曲線を例示したものである。輝度変化曲線は、撮像を開始した直後には、超音波の音圧が破壊音圧とされ、浅部の造影剤を破壊するので、浅部の輝度値は最高値を示す。その後、輝度変化曲線は、浅部領域に造影剤が存在しなくなるので、浅部組織からの反射超音波エコーが示す輝度のみからなる、低い輝度となる。
【００６５】
図８（Ｂ）および（Ｃ）は、Ｂモード画像情報４１〜４４が有する撮像領域にあって、深度方向の深さが中間的な領域に位置する高輝度領域４６および４７の画素が示す輝度変化曲線を例示したものである。輝度変化曲線は、撮像を開始した直後には、浅部領域に造影剤が存在しているために、それより深部では、造影効果が乏しく、輝度は低くなる。一方、撮像を開始してしばらく経過した後には、浅部の造影剤が破壊され、中間領域の音圧が上昇し、中間領域に位置する造影剤は、高輝度領域４６および４７を形成し、輝度変化曲線はピークを示す。その後、輝度変化曲線は、浅部領域および中間領域に造影剤が存在しなくなるので、中間領域の組織からの反射超音波エコーが示す低い輝度となる。
【００６６】
図８（Ｄ）は、Ｂモード画像情報４１〜４４が有する撮像領域にあって、深度方向の末端に位置する高輝度領域４８の画素が示す輝度変化曲線を例示したものである。輝度変化曲線は、撮像を開始してしばらくは、浅部領域および中間領域に造影剤が存在し、深部領域では造影効果が乏しく、輝度は低くなる。一方、浅部および中間領域の造影剤が破壊され、深部領域の音圧が上昇し始めると、深部領域に位置する造影剤は、高輝度領域４８を形成し、輝度変化曲線は、ピークを示す。
【００６７】
その後、図６に戻り、オペレータは、画素位置ごとに求めた輝度変化曲線に基づいて、輝度変化曲線から算出されるパラメータ値を用いて、合成画像情報であるパラメータ値画像情報を求める（ステップＳ６０５）。このパラメータ値は、オペレータにより、入力部１０７から指定されるもので、組織内に分布する造影剤の分布状況を反映するものである。
【００６８】
図９は、輝度変化曲線に基づいて求められるパラメータ値の具体例を示した説明図である。図９には、一例として、深度方向の中間領域に位置する画素の輝度変化曲線８３が図示されている。輝度変化曲線８３は、浅部領域および中間領域の一部に存在する造影剤が破壊された時点にピークを有する。このピークを中心にして、輝度変化曲線８３の種々のパラメータ値が求められる。輝度変化曲線８３のパラメータ値としては、ピーク値Ｂｐ、ピーク時間Ｔｐ、破壊終了時間Ｔｔｈおよび破壊継続時間ΔＴ等が存在する。
【００６９】
ピーク値Ｂｐは、輝度変化曲線８３のピークが有する輝度値であり、この画素位置における造影剤の密度に概ね比例する値である。ピーク時間Ｔｐは、超音波の音圧を破壊音圧にしてから、この画素位置の造影剤が概ね破壊されるまでの時間で、この画素位置の深度方向の位置およびこの深度位置までの造影剤の密度分布等に依存する。破壊終了時間Ｔｔｈは、超音波の音圧を破壊音圧にしてから、この画素位置の造影剤の破壊が概ね終了するまでの時間であり、輝度変化曲線８３のピーク幅を反映した量となる。破壊終了時間Ｔｔｈは、輝度変化曲線８３のピーク値Ｂｐから係数ｋ（＜１）だけ低下した輝度値Ｂｐ×ｋにおける２つの取得時間の内、長い時間を有する方の取得時間とする。破壊継続時間ΔＴは、破壊終了時間Ｔｔｈからピーク時間Ｔｐを減算した値で、この画素位置において造影剤を破壊するのに要した時間を反映した量となる。なお、これらのパラメータ値は、オペレータにより、入力部１０７から選択されたものが算出され、選択されたパラメータ値に応じて、ピーク値Ｂｐを画素値として有するパラメータ値画像情報、ピーク時間Ｔｐを画素値として有するパラメータ値画像情報、破壊終了時間Ｔｔｈを画素値として有するパラメータ値画像情報および破壊継続時間ΔＴを画素値として有するパラメータ値画像情報が形成される。
【００７０】
また、オペレータにより、パラメータ値としてピーク時間Ｔｐが選択された場合には、深度方向に深くなるに従いに輝度が上昇する画像となる。
【００７１】
なお、上記説明では、分かり易くするために、これらパラメータ値を輝度変化曲線から求める場合を例示した。しかし、これらパラメータ値は、輝度変化曲線を求めなくとも、輝度の時間変化をトラッキング（ｔｒａｃｋｉｎｇ）することにより、このトラッキングの最中に求まるものである。
【００７２】
その後、図６に戻り、オペレータは、ＭＩＰ画像情報またはパラメータ値画像情報を、カラー表示するかどうかを判定する（ステップＳ６０７）。オペレータは、ＭＩＰ画像情報またはパラメータ値画像情報を、カラー表示しない場合には（ステップS６０７否定）、ＭＩＰ画像情報またはパラメータ値画像情報の画素値を輝度情報とする画像情報を表示する（ステップS６０９）。また、オペレータは、ＭＩＰ画像情報またはパラメータ値画像情報を、カラー表示する場合には（ステップS６０７肯定）、色相対応手段８５を起動し、ＭＩＰ画像情報またはパラメータ値画像情報の画素値と、色相との対応付けを行う（ステップS６０８）。色相対応手段８５は、例えば図１０に示す様な対照テーブルを用いて、ＭＩＰ画像情報またはパラメータ値画像情報の画素値と色相とを対応させる。対照テーブルとしては、一例として、画素値の最小値〜最大値を、可視光の青紫〜赤色に対応させるテーブルを示した。なお、色相は、ＲＧＢ表現等のコード（ｃｏｄｅ）を用いて指定され、画像表示制御部１０５から表示部１０６に指示する色相のコードと一致させられる。
【００７３】
その後、制御部１０８は、カラー表示のコードを画素値とするＭＩＰ画像情報またはパラメータ値画像情報を、表示部１０６に表示し（ステップＳ６０９）、本合成画像形成処理および図３に示す主ルーチンを終了する。
【００７４】
図１１は、表示部１０６に表示されるカラー画像情報を、模式的に示した説明図である。図１１（Ａ）は、ＭＩＰ画像情報をカラー表示した場合に、表示部１０６に表示されるカラー画像情報９０の一例を示す図である。カラー画像情報９０は、撮像領域の全面に渡って、造影剤が分布し、造影剤が高い密度で分布する位置ほど赤色に近い色となり、造影剤が低い密度で分布する位置ほど青紫色に近い色となる。カラー画像情報９０は、深度方向の浅い位置から深い位置に渡る全断面に渡って、造影剤の密度分布を、カラー表示したものとなっている。
【００７５】
図１１（Ｂ）は、パラメータ値としてピーク時間Ｔｐを用いた場合のパラメータ値画像情報を、カラー表示した例を示す図である。ピーク時間Ｔｐは、概ね深度方向の浅い位置ほど短く、深度方向の深い位置ほど長くなるので、カラー画像情報９１は、浅い位置から深い位置に移行するに伴い、概ね青紫からから赤色に変色し、深度方向の造影剤分布の変化を、カラー表示したものとなっている。
【００７６】
上述してきたように、本実施の形態１では、造影剤を破壊する音圧の超音波を被検体１に照射しつつ、複数フレームのＢモード画像情報４１〜４４を取得し、これら画像情報から合成画像情報である最大値投影画像情報またはパラメータ値画像情報を形成し、表示することとしているので、撮像領域の全領域における造影剤の密度分布情報を、一度の撮像行為で取得し、さらにこの撮像領域の密度分布情報を、一枚の合成画像情報として容易に把握することができる。
【００７７】
また、本実施の形態１では、ステップＳ４０３において、表示部１０６のＢモード画像から高輝度領域が消滅したかどうかを、オペレータが目視により判定することとしたが、これを自動で行うこともできる。自動で行う際には、例えば、Ｂモード画像の画素値に閾値を設け、画素値が閾値を越える場合には、高輝度領域が存在し、画素値が閾値以下の場合には、高輝度領域が消滅したとする。
（実施の形態２）
【００７８】
ところで、上記実施の形態１では、超音波の音圧を破壊音圧として複数フレームのＢモード画像情報を取得する部分的高輝度画像取得処理において、Ｂモード画像情報を取得する際の撮像条件、例えば深度方向の超音波のフォーカス位置等は、固定としたが、これら撮像条件を、取得されるＢモード画像情報に応じて最適なものとし、一層明瞭な合成画像情報を形成することもできる。そこで、本実施の形態２では、取得されるＢモード画像情報に応じて、撮像条件を最適化する場合を示すことにする。
【００７９】
ここで、本実施の形態２で用いられる超音波撮像装置は、図１に示す制御部１０８の代わりに制御部１１０を含む。超音波撮像装置のその他の構成は、図１に示したものと全く同様であるので、説明を省略する。
【００８０】
制御部１１０は、画像取得制御部１４、ＲＯＩ設定手段２０、代表画素値算出手段２１、ＲＯＩ検出手段２２、合成画像形成手段８０および色相対応手段８５を含み、画像取得制御部１４は、焦点位置制御手段１５および周波数制御手段１６を含む。ここで、合成画像形成手段８０および色相対応手段８５は、図２に示したものと全く同様であり、説明を省略する。なお、ＲＯＩ設定手段２０、代表画素値算出手段２１、ＲＯＩ検出手段２２、焦点位置制御手段１５および周波数制御手段１６の機能については、後述する制御部１１０の動作のところで詳述する。
【００８１】
つぎに、制御部１１０の動作について図１３を用いて説明する。図１３は、制御部１１０の部分的高輝度画像取得処理の動作を示すフローチャートである。なお、制御部１１０の合成画像形成処理等の動作は、図３に示したフローチャートの動作と全く同じであり、説明を省略する。
【００８２】
まず、オペレータは、入力部１０７から、撮像領域の深度方向に、複数のＲＯＩを設定する（ステップＳ１３０１）。図１４は、撮像領域３９の深度方向に設定される複数のＲＯＩの一例を示す説明図である。撮像領域３９は、Ｂモード画像情報が取得される被検体１内の撮像断面を示すものであり、深度方向に概ね均等な間隔で区分されたＲＯＩ３１〜３４が、入力部１０７から設定される。
【００８３】
入力部１０７から設定されたＲＯＩ情報は、焦点位置制御手段１５、周波数制御手段１６およびＲＯＩ設定手段２０に読み込まれる。
【００８４】
焦点位置制御手段１５は、画像処理部１０３の遅延回路を制御し、超音波を送信する深度方向の焦点位置を変化させる。焦点位置制御手段１５は、入力部１０７から設定されたＲＯＩ３１〜３４のＲＯＩ情報に基づいて、焦点位置を算定する。焦点位置は、例えばＲＯＩの深度方向中心位置から深度の大きい方向よりの位置に設定される。焦点位置制御手段１５は、ＲＯＩ検出手段２２からの起動信号に基づいて、焦点位置の切り換えを行う。
【００８５】
周波数制御手段１６は、送受信部１０２の駆動波形発生回路を制御し、圧電素子を励起する矩形パルスの周波数を制御する。周波数制御手段１６は、入力部１０７から設定される複数のＲＯＩ情報に基づいて、これらＲＯＩに最適な励起周波数を設定する。例えば、深度方向の深い位置にあるＲＯＩでは、浅い位置にあるＲＯＩよりも、低周波数の超音波を送信することにより、減衰の少ない好ましいＢモード画像情報が取得される様にする。
【００８６】
その後、制御部１１０は、初期値として、最浅のＲＯＩ３１が有する焦点位置３５の値を送受信部１０２に設定する（ステップＳ１３０２）。また、制御部１１０は、音圧変化手段１２に、超音波の音圧を破壊音圧とする信号を送信し、送信超音波を造影剤の破壊音圧にし（ステップＳ１３０３）、目的とする撮像領域に探触子部１０１を密着させ、Ｂモード画像情報を取得し、画像メモリ部１０４に取得されたＢモード画像情報を保存する（ステップＳ１３０４）。
【００８７】
ここで、制御部１１０は、Ｂモード画像情報が保存されるごとにＲＯＩ３１〜３４を代表する代表画素値を、実時間で算出し（ステップＳ１３０５）、この代表画素値が、ピークを越えたかどうかを判定する（ステップＳ１３０６）。この判定では、制御部１１０のＲＯＩ設定手段２０は、入力部１０７から設定されたＲＯＩ３１〜３４のＲＯＩ情報および画像メモリ部１０４からのＢモード画像情報を用いて、Ｂモード画像情報をＲＯＩ３１〜３４ごとに区分し、取得する。そして、制御部１１０の代表画素値算出手段２１は、区分されたＲＯＩ３１〜３４の画像情報を用いて、代表画素値を求める。この代表画素値は、ＲＯＩ３１〜３４ごとに算出されるＲＯＩ３１〜３４の画素値の加算値、最大画素値または平均画素値等の値であり、ＲＯＩ３１〜３４を代表する輝度の値を示している。
【００８８】
また、制御部１１０のＲＯＩ検出手段２２は、代表画素値算出手段２１で算出されたＲＯＩ３１〜３４ごとの代表画素値を実時間で取得し、これら代表画素値の時間変化を求める。図１５は、ＲＯＩ３２が示す代表画素値、例えば最大値の時間変化を示す説明図である。横軸は、撮像を開始してからの時間を示し、縦軸は、代表画素値の値を示している。ＲＯＩ３２の代表画素値は、図８に示した輝度変化曲線８２と同様の時間変化を示し、概ね高輝度領域４６が高輝度になる時間にピーク値Ｒｐを有する。
【００８９】
ＲＯＩ検出手段２２は、代表画素値の時間変化が、ピークを越えた時間Ｔｓを実時間で検出する。ＲＯＩ検出手段２２は、実時間で取得される代表画素値の値を、事前に設定される初期値零の最大値と比較し、大きい方の値を新たな最大値として設定する。同時にＲＯＩ検出手段２２は、既に設定された最大値に所定の乗率ｍ、例えば０．８程度の値を乗算した乗算値を算出し、実時間で取得される代表画素値の値が、この乗算値以下になった場合に、この代表画素値が取得された時間を、ピークを越えた時間Ｔｓとする。
【００９０】
その後、図１３に戻り、ＲＯＩ検出手段２２は、この代表画素値が、ピークを越えていない場合には（ステップＳ１３０６否定）、ステップＳ１３０４に移行し、Ｂモード画像情報の取得および画像メモリ部１０４への保存を繰り返す。また、ＲＯＩ検出手段２２は、この代表画素値が、ピークを越えた場合には（ステップＳ１３０６肯定）、ＲＯＩが、最も深い最深の領域にあるかどうかを判定し（ステップＳ１３０７）、最深の領域にない場合には（ステップＳ１３０７否定）、焦点位置制御手段１５に焦点位置切り換え信号を送信し、焦点位置をもう一段深い位置に変更する（ステップＳ１３０８）。
【００９１】
また、ＲＯＩ検出手段２２は、ＲＯＩが、最も深い最深の領域にある場合には（ステップＳ１３０７肯定）、オペレータによる入力部１０７からの指示により、撮像領域に存在する高輝度領域が消滅したかどうかの判定を行い（ステップＳ１３０９）、撮像領域から高輝度領域が消滅していない場合には（ステップＳ１３０９否定）、ステップＳ１３０４に移行し、Ｂモード画像情報の取得および保存を繰り返す。また、ＲＯＩ検出手段２２は、撮像領域から高輝度領域が消滅した場合には（ステップＳ１３０９肯定）、オペレータによる入力部１０７からの指示により、送信超音波の音圧の降下およびＢモード画像情報の画像メモリ部への保存の停止を行い（ステップＳ１３１０）、本部分的高輝度画像取得処理を終了し、主ルーチンに戻る。
【００９２】
上述してきたように、本実施の形態２では、部分的高輝度画像取得処理において、撮像領域の深度方向に、複数のＲＯＩ３１〜３４およびＲＯＩ３１〜３４ごとの焦点位置３５〜３８を設定し、深度方向に移動する高輝度領域が存在するＲＯＩをＲＯＩ検出手段２２により検出し、このＲＯＩの焦点位置を送信する超音波の焦点位置にすることとしているので、高輝度領域を高い分解能のＢモード画像情報とし、かつ音圧を集中させることができ、一層明瞭な合成画像情報を形成することができる。
【００９３】
また、本実施の形態２では、ＲＯＩ検出手段２２により検出された高輝度のＲＯＩに、焦点位置制御手段１５を用いて、照射される超音波の焦点位置を合わせることとしたが、全く同様に、周波数制御手段１６を用いて、検出された高輝度のＲＯＩごとに照射される超音波の励起周波数を変化させることもできる。例えば、高輝度のＲＯＩが、浅いＲＯＩから深いＲＯＩに移るに従い、照射される超音波の励起周波数を、高い周波数から低い周波数に変化させることにより、浅いＲＯＩでは、より高分解能のＢモード画像情報が取得される一方で、深いＲＯＩでは、減衰の少ない高感度のＢモード画像情報が取得される。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【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】実施の形態１にかかる制御部の構成を示すブロック図である。
【図３】実施の形態１にかかる超音波撮像装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】実施の形態１にかかる部分的高輝度画像取得処理の動作を示すフローチャートである。
【図５】部分的高輝度画像取得処理で取得されるＢモード画像を模式的に示す説明図である。
【図６】実施の形態２にかかる合成画像形成処理の動作を示すフローチャートである。
【図７】合成画像形成手段で形成されるＭＩＰ画像を模式的に示す説明図である。
【図８】合成画像形成手段で算出される画素ごとの輝度変化曲線を例示する説明図である。
【図９】輝度変化曲線から算出されるパラメータ値を説明する説明図である。
【図１０】画素値と色相との対応テーブルの一例を示す説明図である。
【図１１】合成画像形成手段で形成されるカラー画像情報を模式的に示す説明図である。
【図１２】実施の形態２にかかる制御部の構成を示すブロック図である。
【図１３】実施の形態２にかかる部分的高輝度画像取得処理の動作を示すフローチャートである。
【図１４】実施の形態２にかかる撮像領域に設定されるＲＯＩの一例を示す説明図である。
【図１５】ＲＯＩの代表画素値が示す時間変化およびこの代表画素値がピークを越える時間を求める方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００９５】
１  被検体
１０  探触子部
１２  音圧変化手段
１４、８８  画像取得制御部
１５  焦点位置制御手段
１６  周波数制御手段
２０  ＲＯＩ設定手段
２１  代表画素値算出手段
２２  ＲＯＩ検出手段
３１〜３４  ＲＯＩ
３５〜３８  焦点位置
３９  撮像領域
４１〜４４  Ｂモード画像
４５〜４８  高輝度領域
７１  最大値投影画像情報
８０  合成画像形成手段
８１〜８４  輝度変化曲線
８５  色相対応手段
８６、８７  スイッチ
８９  パラメータ値算出手段
９０、９１  カラー画像情報
９２  ＭＩＰ手段
９３  輝度変化曲線算出手段
１０１  探触子部
１０２  送受信部
１０３  画像処理部
１０４  画像メモリ部
１０５  画像表示制御部
１０６  表示部
１０７  入力部
１０８、１１０  制御部
１０９  画像取得部
【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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【図１５】
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