(57)【要約】【課題】微小血管の検出能及び描出能を従来に比べて向上させることが可能な超音波観測装置を提供する。【解決手段】本発明の超音波観測装置は、被検体へ送信された音響的出力信号の反射信号を電気信号として受信するとともに、該電気信号に対して各種の信号処理を施すことにより、前記被検体の血流画像を生成可能な超音波観測装置において、前記被検体へ送信される前記音響的出力信号の周波数帯域を、操作指示部から出力される指示信号に応じたものに切り替える送信周波数切替部と、前記血流画像が描出される際の色を、前記送信周波数切替部による周波数帯域の切り替えに連動して変更する血流色生成部と、を具備する。【選択図】図１
2009268734.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体へ送信された音響的出力信号の反射信号を電気信号として受信するとともに、該電気信号に対して各種の信号処理を施すことにより、前記被検体の血流画像を生成可能な超音波観測装置において、
前記被検体へ送信される前記音響的出力信号の周波数帯域を、操作指示部から出力される指示信号に応じたものに切り替える送信周波数切替部と、
前記血流画像が描出される際の色を、前記送信周波数切替部による周波数帯域の切り替えに連動して変更する血流色生成部と、
を具備することを特徴とする超音波観測装置。
【請求項２】
前記血流色生成部は、前記血流画像が描出される際の色相または色彩のいずれか一方を、前記送信周波数切替部による周波数帯域の切り替えに連動して変更することを特徴とする請求項１に記載の超音波観測装置。
【請求項３】
被検体へ送信された音響的出力信号の反射信号を電気信号として受信するとともに、該電気信号に対して各種の信号処理を施すことにより、前記被検体の血流画像を生成可能な超音波観測装置において、
前記被検体へ送信される前記音響的出力信号の周波数帯域を、操作指示部から出力される指示信号に応じたものに切り替える送信周波数切替部と、
前記血流画像の生成に際して空間フィルタ処理を行うとともに、該空間フィルタ処理の処理内容を、前記送信周波数切替部による周波数帯域の切り替えに連動して変更するフィルタ処理部と、
を具備することを特徴とする超音波観測装置。
【請求項４】
前記フィルタ処理部は、前記血流画像の座標形式を極座標から直交座標へ変換する座標変換処理部の前段側に設けられた第１の空間フィルタと、該座標変換処理部の後段側に設けられ、該第１の空間フィルタとは異なる機能を具備する第２の空間フィルタと、を有し、該第１の空間フィルタまたは該第２の空間フィルタにおける処理内容を、前記送信周波数切替部による周波数帯域の切り替えに連動して変更することを特徴とする請求項３に記載の超音波観測装置。
【請求項５】
前記フィルタ処理部は、前記血流画像の座標形式を極座標から直交座標へ変換する座標変換処理部の前段側に設けられた第１の空間フィルタと、該座標変換処理部の後段側に設けられ、該第１の空間フィルタとは異なる機能を具備する第２の空間フィルタと、を有し、該第１の空間フィルタ及び該第２の空間フィルタにおける処理内容を、前記送信周波数切替部による周波数帯域の切り替えに連動して変更することを特徴とする請求項３に記載の超音波観測装置。
【請求項６】
被検体へ送信された音響的出力信号の反射信号を電気信号として受信するとともに、該電気信号に対して各種の信号処理を施すことにより、前記被検体の血流画像を生成可能な超音波観測装置において、
前記被検体へ送信される前記音響的出力信号の周波数帯域を、操作指示部から出力される指示信号に応じたものに切り替える送信周波数切替部と、
前記血流画像が描出される際の色を、前記送信周波数切替部による周波数帯域の切り替えに連動して変更する血流色生成部と、
前記血流画像の生成に際して空間フィルタ処理を行うとともに、該空間フィルタ処理の処理内容を、前記送信周波数切替部による周波数帯域の切り替えに連動して変更するフィルタ処理部と、
を具備することを特徴とする超音波観測装置。
【請求項７】
前記血流色生成部は、前記血流画像が描出される際の色相または色彩のいずれか一方を、前記送信周波数切替部による周波数帯域の切り替えに連動して変更することを特徴とする請求項６に記載の超音波観測装置。
【請求項８】
前記フィルタ処理部は、前記血流画像の座標形式を極座標から直交座標へ変換する座標変換処理部の前段側に設けられた第１の空間フィルタと、該座標変換処理部の後段側に設けられ、該第１の空間フィルタとは異なる機能を具備する第２の空間フィルタと、を有し、該第１の空間フィルタまたは該第２の空間フィルタにおける処理内容を、前記送信周波数切替部による周波数帯域の切り替えに連動して変更することを特徴とする請求項６または請求項７に記載の超音波観測装置。
【請求項９】
前記フィルタ処理部は、前記血流画像の座標形式を極座標から直交座標へ変換する座標変換処理部の前段側に設けられた第１の空間フィルタと、該座標変換処理部の後段側に設けられ、該第１の空間フィルタとは異なる機能を具備する第２の空間フィルタと、を有し、該第１の空間フィルタ及び該第２の空間フィルタにおける処理内容を、前記送信周波数切替部による周波数帯域の切り替えに連動して変更することを特徴とする請求項６または請求項７に記載の超音波観測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波観測装置に関し、特に、被検体の血流画像を生成可能な超音波観測装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
被検体としての生体内に超音波を送波し、該生体内の被検部位としての生体組織において超音波が反射した反射波を受波することにより、該生体の断層画像、及び、該断層画像の関心領域内の血流画像を得ることが可能な超音波観測装置が従来広く用いられている。また、前記超音波観測装置により得られた生体の断層画像及び血流画像は、例えば、術者等が病変の深達度の観測または臓器内部の状態の観察等を行う際に用いられている。そして、このような機能を有する装置としては、例えば、特許文献１の超音波診断装置が提案されている。
【０００３】
特許文献１によれば、超音波診断装置において、広帯域な周波数特性を有する超音波パルスを被検体へ送信し、該超音波パルスが該被検体において反射したエコー信号に対して所定の信号処理を行うことにより、該被検体内に存在する微小血管の血流画像を取得可能とするための構成が開示されている。
【特許文献１】ＵＳ  Ｐａｔｅｎｔ  Ｎｏ．６，４１９，６３２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１の超音波診断装置においては、取得した微小血管の血流画像を可視化する際に（エコー信号に対して）行われる信号処理により、実際に可視化された血流画像において滲みが生じてしまう場合がある。その結果、特許文献１の超音波診断装置によれば、可視化された血流画像における微小血管の分岐状態が判別し辛い、という課題が生じている。
【０００５】
一方、微小血管における血流の速度、及び、微小血管の構造に応じて血流画像の描出能を向上させるための方法としては、例えば、該血流画像の表示色を最適な色に調整する方法が考えられる。しかし、このような表示色の調整を手動により行う場合においては、被検体へ送信される超音波パルスの周波数特性に対して該表示色が適合するように調整を行う必要が生じるため、結果的に、操作者に対して過度な負担を課してしまう。
【０００６】
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、微小血管の検出能及び描出能を従来に比べて向上させることが可能な超音波観測装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明における超音波観測装置は、被検体へ送信された音響的出力信号の反射信号を電気信号として受信するとともに、該電気信号に対して各種の信号処理を施すことにより、前記被検体の血流画像を生成可能な超音波観測装置において、前記被検体へ送信される前記音響的出力信号の周波数帯域を、操作指示部から出力される指示信号に応じたものに切り替える送信周波数切替部と、前記血流画像が描出される際の色を、前記送信周波数切替部による周波数帯域の切り替えに連動して変更する血流色生成部と、を具備することを特徴とする。
【０００８】
本発明における超音波観測装置は、被検体へ送信された音響的出力信号の反射信号を電気信号として受信するとともに、該電気信号に対して各種の信号処理を施すことにより、前記被検体の血流画像を生成可能な超音波観測装置において、前記被検体へ送信される前記音響的出力信号の周波数帯域を、操作指示部から出力される指示信号に応じたものに切り替える送信周波数切替部と、前記血流画像の生成に際して空間フィルタ処理を行うとともに、該空間フィルタ処理の処理内容を、前記送信周波数切替部による周波数帯域の切り替えに連動して変更するフィルタ処理部と、を具備することを特徴とする。
【０００９】
本発明における超音波観測装置は、被検体へ送信された音響的出力信号の反射信号を電気信号として受信するとともに、該電気信号に対して各種の信号処理を施すことにより、前記被検体の血流画像を生成可能な超音波観測装置において、前記被検体へ送信される前記音響的出力信号の周波数帯域を、操作指示部から出力される指示信号に応じたものに切り替える送信周波数切替部と、前記血流画像が描出される際の色を、前記送信周波数切替部による周波数帯域の切り替えに連動して変更する血流色生成部と、前記血流画像の生成に際して空間フィルタ処理を行うとともに、該空間フィルタ処理の処理内容を、前記送信周波数切替部による周波数帯域の切り替えに連動して変更するフィルタ処理部と、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明における超音波観測装置によると、微小血管の検出能及び描出能を従来に比べて向上させることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００１２】
図１から図１１は、本発明の実施形態に係るものである。図１は、本発明の実施形態に係る超音波観測装置を具備する超音波観測システムの要部の構成の一例を示す図である。図２は、図１の超音波観測装置が具備するＢモード画像演算部の詳細な構成の一例を示すブロック図である。図３は、図１の超音波観測装置が具備する血流画像演算部の詳細な構成の一例を示すブロック図である。図４は、図３の血流画像演算部が具備する空間フィルタにおいて設定されるフィルタ係数の一例を示す図である。図５は、図３の血流画像演算部が具備する空間フィルタにおいて設定されるフィルタ係数の、図４とは異なる例を示す図である。図６は、図１の血流画像演算部の後段に設けられた空間フィルタにおいて設定されるフィルタ係数の一例を示す図である。図７は、図１の血流画像演算部の後段に設けられた空間フィルタにおいて設定されるフィルタ係数の、図６とは異なる例を示す図である。
【００１３】
図８Ａは、図１のカラーデータ生成部が具備するカラーパレットの一例を示す図である。図８Ｂは、図１のカラーデータ生成部が具備するカラーパレットの、図８Ａとは異なる例を示す図である。図９Ａは、図１のカラーデータ生成部が具備するカラーパレットの、図８Ａ及び図８Ｂとは異なる例を示す図である。図９Ｂは、図１のカラーデータ生成部が具備するカラーパレットの、図８Ａ、図８Ｂ及び図９Ａとは異なる例を示す図である。図１０は、図１の超音波観測装置からモニタへ出力される画像の一例を示す図である。図１１は、血流画像の表示モード間における遷移を説明するための図である。
【００１４】
超音波観測システム１００は、図１に示すように、超音波振動子１と、超音波振動子１からの電気的パルス信号に対して処理を施し、該処理後の電気的パルス信号を映像信号として出力する超音波観測装置２と、超音波観測装置２から出力される映像信号に基づいて画像表示を行うモニタ３と、超音波観測システム１００の各部に対する指示を行うための指示信号を出力可能な操作指示部４と、を有して要部が構成されている。
【００１５】
複数のアレイ振動子により構成される超音波振動子１は、超音波観測装置２から出力される電気的パルス信号を音響的パルス信号に変換し、該音響的パルス信号を被検体（図示せず）に対して送信する。また、超音波振動子１は、被検体に対して送信された音響的パルス信号が該被検体において反射することにより生じた音響的反射信号を受信し、該音響的反射信号に基づく各音線の走査情報を電気的パルス信号に変換して超音波観測装置２へ出力する。
【００１６】
なお、本実施形態の超音波振動子１は、複数のアレイ振動子以外の他の要素により構成されるものであってもよい。（この場合、後述する送受信回路１１は、ビームフォーミング回路を具備しない構成となる。）
超音波観測装置２は、図１に示すように、送信周波数切替部としての機能を具備する送受信回路１１と、Ｂモード画像演算部１２と、白黒データ生成部１３と、血流画像演算部１４と、フィルタ処理部の一部を構成する空間フィルタ１５と、血流色生成部としての機能を具備するカラーデータ生成部１６と、モニタ３に接続される画像合成部１７と、操作指示部４に接続されるＣＰＵ１８と、を有している。
【００１７】
送受信回路１１は、プリアンプ、Ａ／Ｄ変換回路、及び、ビームフォーミング回路を具備して構成されている。送受信回路１１は、ＣＰＵ１８の制御に応じた中心周波数及びパルス波数の電気的パルスを生成して超音波振動子１へ出力する。また、送受信回路１１は、超音波振動子１からの電気的パルス信号に対して増幅及びＡ／Ｄ変換処理を施すことにより、デジタルＲＦデータを生成する。そして、送受信回路１１は、生成したデジタルＲＦデータのうち、Ｂモード画像生成用のものをＢモード画像演算部１２へ出力し、血流画像生成用のものを血流画像演算部１４へ出力する。
【００１８】
Ｂモード画像演算部１２は、例えば図２に示すように、公知の技術を用いて夫々構築された、バンドパスフィルタ１２１と、Ｌｏｇ圧縮処理部１２２と、ゲイン／ＳＴＣ処理部１２３と、コントラスト処理部１２４と、ローパスフィルタ１２５と、Ｂモード座標変換処理部１２６と、を有している。そして、Ｂモード画像演算部１２へ出力されたデジタルＲＦデータは、前述した各部による処理が順次施されることにより、Ｂモード画像データに変換された状態として白黒データ生成部１３へ出力される。なお、Ｂモード画像演算部１２により算出されるＢモード画像データは、２次元のものであってもよく、また、３次元のものであってもよい。
【００１９】
白黒データ生成部１３は、Ｂモード画像データの値と、Ｒｅｄ、Ｇｒｅｅｎ及びＢｌｕｅからなる３つの色データとの対応を示すためのルックアップテーブル（以降、ＬＵＴと称する）がＲＡＭまたはＲＯＭに格納されたものとして構成されている。そして、Ｂモード画像演算部１２からのＢモード画像データは、前述した構成の白黒データ生成部１３を経ることにより、所定の階調の白黒データに変換された状態として画像合成部１７へ出力される。
【００２０】
血流画像演算部１４は、血流の速度値またはパワー値に基づいて画像データを生成することが可能な機能を有している。（なお、本実施形態の説明における血流とは、例えば超音波造影剤のように、血管に注入された人工的な反射体の流れも含む広義のものとして用いている。）具体的には、血流画像演算部１４は、図３に示すように、複素信号化処理部１４１と、ＭＴＩフィルタ１４２と、自己相関演算部１４３と、フィルタ処理部の一部を構成する空間フィルタ１４４と、速度／パワー演算部１４５と、しきい値処理部１４６と、血流画像座標変換処理部１４７と、を有している。
【００２１】
すなわち、本実施形態におけるフィルタ処理部は、空間フィルタ１４４と、空間フィルタ１５と、を具備して構成されている。
【００２２】
複素信号化処理部１４１は、送受信回路１１から出力されるデジタルＲＦデータを複素信号に変換して出力することが可能な構成を有している。具体的には、複素信号化処理部１４１は、互いに位相が９０度異なる正弦波信号を乗算してローパスフィルタを通す処理をデジタルＲＦデータに対して順次施すことにより複素信号を得ることが可能な、いわゆる直交検波器を具備して構成されている。
【００２３】
なお、複素信号化処理部１４１は、直交検波器を具備して構成されるものに限らず、例えば、デジタルＲＦデータの中心周波数において、互いに位相が９０度異なる関係にある時刻のデータを夫々実数信号及び虚数信号としてサンプリングする処理を行うことにより複素信号を得ることが可能な、いわゆる直交サンプリング器を具備して構成されるものであってもよい。また、複素信号化処理部１４１は、直交検波器を具備して構成されるものに限らず、例えば、ヒルベルト変換フィルタを用いた信号処理を行うことにより、デジタルＲＦデータから複素信号を得ることが可能な構成を具備するものであってもよい。さらに、複素信号化処理部１４１において複素信号を得るための処理は、ＦＰＧＡ等のハードウェアを用いて実現されるものであってもよく、また、ＤＳＰあるいはＣＰＵに書き込まれたソフトウェア（プログラム）を用いて実現されるものであってもよい。
【００２４】
ところで、超音波観測装置２が血流の速度値またはパワー値を表示するモードとして動作している場合、所定の周波数の音響的パルス信号が血流の検出対象となる一の音線方向に沿って所定の回数（例えば８回）送信された後、該一の音線方向において反射された該所定の回数分の音響的反射信号が受信される。このとき、前記一の音線方向においては、同一の深さの点において、前記所定の回数と等しい数（例えば８個）の複素信号群が得られる。そして、血流の検出対象となる音線方向を順次変更しつつ同様の処理を行うことにより、２次元の局所平面上、または、３次元の局所空間内の各点において、前記所定の回数と等しい数の複素信号群を夫々得ることができる。このようにして得られた複素信号群は、超音波観測装置２に設けられた図示しないメモリに一時的に格納される。
【００２５】
ＭＴＩフィルタ１４２は、ＤＳＰ、ＣＰＵまたはＦＰＧＡのいずれかを用いて構築された、デジタルＦＩＲフィルタまたはＩＩＲフィルタを具備している。なお、ＤＳＰによりＭＴＩフィルタ１４２が構築される場合においては、浮動小数点演算処理を行うものとしてもよい。
【００２６】
ＭＴＩフィルタ１４２は、一の音線上における所定の空間位置において取得された、１または複数の複素信号群を前記図示しないメモリから読み出した後、該１または複数の複素信号群を構成する実数信号群及び虚数信号群の夫々に対し、低周波成分（変動の少ない成分）を除去するためのフィルタ処理を行う。（このようなフィルタ処理は、運動速度の遅い成分を音響的反射信号から除去するための処理に相当する。）
そして、ＭＴＩフィルタ１４２は、前記フィルタ処理を施した後の実数信号群及び虚数信号群を組み合わせて生成した、入力時の信号個数からフィルタの過渡応答に相当する部分を除いた数の複素信号群を自己相関演算部１４３へ出力する。
【００２７】
自己相関演算部１４３は、ＭＴＩフィルタ１４２から出力される複素信号群に基づき、該複素信号群の複素自己相関値を算出する。なお、自己相関演算部１４３は、ＦＰＧＡ等のハードウェアにより前記複素自己相関値の算出を行うものであってもよく、また、ＤＳＰあるいはＣＰＵに書き込まれたソフトウェア（プログラム）を用いて前記複素自己相関値の算出を行うものであってもよい。
【００２８】
ここで、ＭＴＩフィルタ１４２から出力される複素信号群Ｚｉを下記数式（１）のように定義する（但し、ｉ＝１〜Ｎであるとする）。
【００２９】
2009268734.tif 000003
この場合、複素自己相関値Ｒは、下記数式（２）のように表される。
【００３０】
2009268734.tif 000004
なお、上記数式（２）において、＊は複素共役を表すものとする。
【００３１】
すなわち、自己相関演算部１４３は、ＭＴＩフィルタ１４２から出力される複素信号群に基づき、上記数式（２）として示される複素自己相関値Ｒを算出及び出力する。
【００３２】
空間フィルタ１４４は、ＣＰＵ１８により指定されたフィルタ形式、フィルタタップ数及びフィルタ係数を用いつつ、複素自己相関値Ｒに対する空間フィルタ処理を行う。また、空間フィルタ１４４は、ＣＰＵ１８からの指示により、前記空間フィルタ処理を施すことなく、入力された複素自己相関値Ｒをそのまま出力するという処理を行うこともできる。
【００３３】
なお、空間フィルタ１４４は、ＦＰＧＡ等のハードウェアにより前記空間フィルタ処理を行うものであってもよく、また、ＤＳＰあるいはＣＰＵに書き込まれたソフトウェア（プログラム）を用いて前記空間フィルタ処理を行うものであってもよい。
【００３４】
空間フィルタ１４４による前記空間フィルタ処理には、例えば、図４及び図５のような空間フィルタが用いられる。具体的には、図４は、線形平滑化フィルタかつフィルタタップ数が２×３である場合のフィルタ係数の一例を示すものである。また、図５は、線形平滑化フィルタかつフィルタタップ数が２×２の場合のフィルタ係数の一例を示すものである。なお、空間フィルタ１４４による前記空間フィルタ処理の際には、図４及び図５に一例として示したもの以外のフィルタ形式、フィルタタップ数及びフィルタ係数を具備するものが選択されてもよい。
【００３５】
以上に述べたような空間フィルタ処理が空間フィルタ１４４において行われることにより、複素自己相関値Ｒにおける空間的にランダムな値として出現する、電気的なノイズ成分を抑制することができる。
【００３６】
速度／パワー演算部１４５は、ＦＰＧＡ、ＤＳＰまたはＣＰＵ等により構成され、空間フィルタ１４４から出力される複素自己相関値Ｒに基づき、血流の速度値またはパワー値を算出する。具体的には、速度／パワー演算部１４５は、空間フィルタ１４４から出力される複素自己相関値Ｒと、下記数式（３）とに基づき、血流の速度値ｖを算出する。
【００３７】
2009268734.tif 000005
なお、上記数式（３）において、ｃは音速を示し、ｆ０は送受信した電気的パルスの中心周波数を示し、Ｔは同一の音線方向に送受信の繰り返しを行う際の時間周期を示し、Ｒｘは複素自己相関値Ｒの実数成分を示し、Ｒｙは複素自己相関値Ｒの虚数成分を示すものであるとする。
【００３８】
一方、速度／パワー演算部１４５は、空間フィルタ１４４から出力される複素自己相関値Ｒと、下記数式（４）とに基づき、血流のパワー値Ｉを複素自己相関値Ｒの絶対値として算出する。
【００３９】
2009268734.tif 000006
しきい値処理部１４６は、ＦＰＧＡ、ＤＳＰまたはＣＰＵ等により構成され、一の空間位置における血流の速度値またはパワー値をモニタ３にカラー表示するか否かを弁別する。具体的には、しきい値処理部１４６は、例えば、一の空間位置における速度値ｖ及びパワー値Ｉが、下記数式（５）、（６）及び（７）の全ての条件を満たすか否かを検出する。
【００４０】
2009268734.tif 000007
2009268734.tif 000008
2009268734.tif 000009
なお、上記数式（５）におけるＶＴＨは速度値に関するしきい値を示し、上記数式（６）におけるＩＴＨ１は受信した電気的パルスに含まれるノイズのパワーに相当するしきい値を示し、上記数式（７）におけるＩＴＨ２は受信した電気的パルスに含まれる生体組織のパワーに相当するしきい値を示すものであるとする。また、各しきい値における最適な値は、超音波振動子１の送受信感度、及び、超音波観測装置２の内部回路のノイズレベル等に応じて適宜定めることが可能である。
【００４１】
そして、しきい値処理部１４６は、一の空間位置における速度値ｖ及びパワー値Ｉが、上記数式（５）、（６）及び（７）の全ての条件を満たす場合、該一の空間位置の速度値ｖまたはパワー値Ｉをカラー表示させる。また、しきい値処理部１４６は、一の空間位置における速度値ｖ及びパワー値Ｉが、上記数式（５）、（６）及び（７）のうちの少なくともいずれか１つの条件を満たさない場合、該一の空間位置の速度値ｖ又はパワー値Ｉがカラー表示されないように、値を０に置換する処理を行う。
【００４２】
血流画像座標変換処理部１４７は、しきい値処理１４６から出力される速度値ｖまたはパワー値Ｉに対して座標変換処理を施すことにより、２次元または３次元の画像を生成する。
【００４３】
一般的に、しきい値処理１４６から出力される速度値ｖまたはパワー値Ｉは、極座標形式の画像データになっている。すなわち、血流画像座標変換処理部１４７は、前記座標変換処理を行うことにより、しきい値処理１４６から出力される極座標形式の画像データを、モニタ３における表示に適した直交座標形式の画像データに変換する。
【００４４】
空間フィルタ１５は、ＣＰＵ１８により指定されたフィルタ形式、フィルタタップ数及びフィルタ係数を用いつつ、血流画像座標変換処理部１４７から出力される血流画像の画像データに対する空間フィルタ処理を行う。
【００４５】
空間フィルタ１５において扱われるデータは、空間フィルタ１４４において扱われるデータとは異なり、スカラー量である。また、空間フィルタ１５は、血流画像座標変換処理部１４７の前段に配置されている空間フィルタ１４４とは異なり、血流画像座標変換処理部１４７の後段に配置されている。
【００４６】
空間フィルタ１５による前記空間フィルタ処理には、例えば、図６及び図７のような空間フィルタが用いられる。具体的には、図６は、線形平滑化フィルタかつフィルタタップ数が５×５である場合のフィルタ係数の一例を示すものである。また、図７は、線形平滑化フィルタかつフィルタタップ数が３×３の場合のフィルタ係数の一例を示すものである。なお、空間フィルタ１５による前記空間フィルタ処理の際には、メディアンフィルタ等の他の形式の平滑化フィルタが用いられてもよく、図６及び図７に一例として示したもの以外のフィルタタップ数及びフィルタ係数を具備するものが選択されてもよい。
【００４７】
以上に述べたような空間フィルタ処理が空間フィルタ１５において行われることにより、直交座標形式に変換された後の血流画像のエッジが丸められ、該血流画像における画素が滑らかに接続される。
【００４８】
カラーデータ生成部１６は、Ｒｅｄ、Ｇｒｅｅｎ及びＢｌｕｅの中から少なくとも１つの色を用いて表現可能な色の組み合わせからなる複数のカラーパレットに相当する、複数のＬＵＴがＲＡＭまたはＲＯＭに格納されたものとして構成されている。そして、カラーデータ生成部１６は、ＣＰＵ１８の指示に基づき、前記複数のカラーパレットのうちから一のカラーパレットを選択した後、該一のカラーパレットを参照しつつ、空間フィルタ１５から出力される血流画像の画像データを表示用のカラーデータに変換して出力する。
【００４９】
具体例としては、カラーデータ生成部１６は、ＣＰＵ１８の指示に基づき、血流の速度値を主に色相の変化に割り当てる場合には図８Ａに示すカラーパレットを用い、また、血流の速度値を主に彩度（色彩）の変化に割り当てる場合には図８Ｂに示すカラーパレットを用いてカラーデータを生成する。また、カラーデータ生成部１６は、ＣＰＵ１８の指示に基づき、血流のパワー値を主に色相の変化に割り当てる場合には図９Ａに示すカラーパレットを用い、血流のパワー値を主に彩度（色彩）の変化に割り当てる場合には図９Ｂに示すカラーパレットを用いてカラーデータを生成する。
【００５０】
画像合成部１７は、白黒データ生成部１３から出力される白黒データと、カラーデータ生成部１６から出力されるカラーデータとを合成することにより、表示用画像データを生成する。
【００５１】
具体的には、画像合成部１７は、カラーデータ生成部１６から出力されるカラーデータのうち、速度値またはパワー値のいずれかが０に相当するデータ値以外の他のデータ値を具備する各位置において、白黒データに該カラーデータを上書きすることにより、表示用画像データを生成する。
【００５２】
なお、画像合成部１７は、カラーデータと白黒データとの大小関係を比較した比較結果、または、カラーデータ及び白黒データを夫々個別のしきい値と比較した比較結果に基づき、所定の条件を満たす場合において、カラーデータの白黒データへの上書きを禁止するものであってもよい。また、画像合成部１７は、超音波観測装置２の表示モードが血流の速度値またはパワー値のいずれのモードにも設定されていない場合においては、白黒データとカラーデータとの合成を行わず、白黒データを表示用画像データとして生成する。
【００５３】
モニタ３は、画像合成部１７から出力される表示用画像データに応じた、例えば図１０に示す画像を画面上に表示する。
【００５４】
モニタ３に表示される表示用画像５０は、図１０に示すように、超音波画像表示部５１と、グレースケール表示部５２と、カラースケール表示部５３と、を少なくとも具備して構成されている。
【００５５】
超音波画像表示部５１には、画像合成部１７から出力される表示用画像データと、図示しない文字情報等とが併せて表示される。
【００５６】
グレースケール表示部５２には、白黒データ生成部１３によりＢモード画像データがモニタ表示用の白黒データに変換される際に用いられたグレースケールが表示される。
【００５７】
カラースケール表示部５３には、カラーデータ生成部１６により血流の速度値またはパワー値がモニタ表示用のカラーデータに変換される際に用いられた一のカラーパレットが表示される。
【００５８】
操作指示部４は、超音波観測システム１００の各部に対する指示を行うための指示信号をＣＰＵ１８へ出力可能な、キーボード、押しボタンスイッチ、トラックボール及びタッチパネル等を具備している。
【００５９】
次に、本実施形態の超音波観測装置２を具備する超音波観測システム１００の作用について説明を行う。
【００６０】
まず、操作者は、操作指示部４の操作により、血流情報の表示モードをカラーフローモード及びパワーフローモードのいずれか一方を選択し、かつ、血流画像の分解能を選択する。
【００６１】
以降においては、血流画像の分解能として、深達度優先モード及び高分解能モードの２つのモードを切り替え可能な例について主に説明を行う。換言すると、本実施形態においては、血流情報の表示モードと分解能との組み合わせを、図１１に示す４つの組み合わせの中から選択及び切替可能な例について主に説明を行う。
【００６２】
なお、本実施形態においては、血流画像の分解能として、深達度優先モード及び高分解能モードの２つのモードに加え、例えば、該２つのモードの中間的なモードであるノーマルモードがさらに設けられてもよい。
【００６３】
ＣＰＵ１８は、血流情報の表示モード及び血流画像の分解能の選択に応じて操作指示部４から出力される指示信号に基づき、血流画像取得用として超音波振動子１へ出力される電気的パルスの中心周波数及びパルス波数の設定に係る制御を送受信回路１１に対して行う。
【００６４】
具体的には、ＣＰＵ１８は、例えば、カラーフローモードと深達度優先モードとの組み合わせが選択された場合においては、中心周波数５ＭＨｚ及びパルス波数３波の送信を行うように設定し、また、カラーフローモードと高分解能モードとの組み合わせが選択された場合においては、中心周波数７．５ＭＨｚ及びパルス波数２波の送信を行うように設定する。
【００６５】
そして、以上に述べたような中心周波数及びパルス波数の切り替えが行われることにより、高分解能モードの場合においては、超音波振動子１から被検体へ送信される音響的パルス信号の周波数帯域が広くなり、かつ、高周波側にシフトするため、該音響的パルスの伝搬方向に対する分解能が向上する。すなわち、超音波観測装置２が高分解能モードに切り替えられた場合においては、被検体に存在する微小血管の検出能が向上する。また、中心周波数及びパルス波数の設定をカラーフローモードとパワーフローモードとにおいて夫々異なるものとすることにより、両モード間の微小血管の検出能を変えることも可能である。
【００６６】
なお、本実施形態の超音波観測装置２においては、Ｂモード画像の分解能を、血流画像の分解能と別個に切り替えることが可能である。具体的には、ＣＰＵ１８は、Ｂモード画像の分解能の選択に応じて操作指示部４から出力される指示信号に基づき、Ｂモード画像取得用として、例えば、中心周波数７．５ＭＨｚ及びパルス波数１波の電気的パルスが超音波振動子１へ出力されるように送受信回路１１に対する設定を行う。
【００６７】
次に、ＣＰＵ１８は、血流画像演算部１４内の速度／パワー演算部１４５に対し、上記数式（３）の演算の際に用いるｆ０の値の設定を行う。
【００６８】
具体的には、ＣＰＵ１８は、深達度優先モードが選択された場合においてはｆ０＝５ＭＨｚとして設定し、また、高分解能モードが選択された場合においてはｆ０＝７．５ＭＨｚとして設定する。
【００６９】
その後、ＣＰＵ１８は、血流画像の分解能に応じたフィルタ形式、フィルタタップ数及びフィルタ係数の設定に係る指示を空間フィルタ１４４に対して行う。
【００７０】
具体的には、ＣＰＵ１８は、カラーフローモードと深達度優先モードとの組み合わせが選択された場合においては、図４に示した係数を具備する２×３の線形平滑化フィルタを用いるように指示を行い、また、カラーフローモードと高分解能モードとの組み合わせが選択された場合においては、空間フィルタ処理を行うことなく、入力されたデータをそのまま出力させるように指示を行う。
【００７１】
さらに、ＣＰＵ１８は、パワーフローモードと深達度優先モードとの組み合わせが選択された場合においては、図５に示した係数を具備する２×２の線形平滑化フィルタを用いるように指示を行い、また、パワーフローモードと高分解能モードとの組み合わせが選択された場合においては、空間フィルタ処理を行うことなく、入力されたデータをそのまま出力させるように指示を行う。
【００７２】
そして、空間フィルタ１４４において、前述したようなフィルタの切り替えが行われることにより、深達度優先モードの場合においては、受信した電気的パルスに含まれるノイズを低減させることができる。また、空間フィルタ１４４において、前述したような空間フィルタの切り替えが行われることにより、高分解能モードの場合においては、空間的な分解能の劣化が生じず、その結果、被検体に存在する微小血管の検出能を向上させることができる。
【００７３】
一方、ＣＰＵ１８は、血流画像の分解能に応じたフィルタ形式、フィルタタップ数及びフィルタ係数の設定に係る指示を空間フィルタ１５に対して行う。
【００７４】
具体的には、ＣＰＵ１８は、カラーフローモードと深達度優先モードとの組み合わせが選択された場合においては、図６に示した係数を具備する５×５の線形平滑化フィルタを用いるように指示を行い、また、カラーフローモードと高分解能モードとの組み合わせが選択された場合においては、３×３のメディアンフィルタを用いるように指示を行う。
【００７５】
さらに、ＣＰＵ１８は、パワーフローモードと深達度優先モードとの組み合わせが選択された場合においては、図７に示した係数を具備する３×３の線形平滑化フィルタを用いるように指示を行い、また、パワーフローモードと高分解能モードとの組み合わせが選択された場合においては、３×３のメディアンフィルタを用いるように指示を行う。
【００７６】
そして、空間フィルタ１５において、前述したようなフィルタの切り替えが行われることにより、高分解能モードの場合においては、モニタ３の画面上に表示される血流画像のエッジが滲みにくくなり、微小血管の描出能が向上するため、微小血管の分岐状態を忠実に表現することができる。
【００７７】
ＣＰＵ１８は、血流画像の分解能に応じたカラーパレットの切り替えに係る指示をカラーデータ生成部１６に対して行う。
【００７８】
具体的には、ＣＰＵ１８は、カラーフローモードと深達度優先モードとの組み合わせが選択された場合においては、図８Ａのカラーパレットを用いるように指示を行い、また、カラーフローモードと高分解能モードとの組み合わせが選択された場合においては、図８Ｂのカラーパレットを用いるように指示を行う。
【００７９】
さらに、ＣＰＵ１８は、パワーフローモードと深達度優先モードとの組み合わせが選択された場合においては、図９Ａのカラーパレットを用いるように指示を行い、また、パワーフローモードと高分解能モードとの組み合わせが選択された場合においては、図９Ｂのカラーパレットを用いるように指示を行う。なお、本実施形態においては、ＣＰＵ１８によるカラーパレットの切替の指示に伴い、カラースケール表示部５３の表示状態が連動して変更される。
【００８０】
そして、カラーデータ生成部１６において、前述したようなカラーパレットの切り替えが行われることにより、高分解能モードの場合における微小血管の描出能を向上させることができる。また、本実施形態においては、分解能の選択に連動してカラースケール表示部５３の表示状態が切り替わるため、現在選択されている分解能の設定を操作者が容易に認識することができる。
【００８１】
以上に述べたように、本実施形態に係る超音波観測装置２によれば、送信パルスの周波数帯域、２つの空間フィルタ夫々における処理内容、及び、カラーデータの着色状態の各要素が、血流画像の分解能の切替操作に連動して各々切り替わる。その結果、本実施形態に係る超音波観測装置２によれば、簡易な操作により、微小血管の検出能及び描出能を従来に比べて向上させることができる。
【００８２】
なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更や応用が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の実施形態に係る超音波観測装置を具備する超音波観測システムの要部の構成の一例を示す図。
【図２】図１のＢモード画像演算部の詳細な構成の一例を示すブロック図。
【図３】図１の血流画像演算部の詳細な構成の一例を示すブロック図。
【図４】図３の血流画像演算部が具備する空間フィルタにおいて設定されるフィルタ係数の一例を示す図。
【図５】図３の血流画像演算部が具備する空間フィルタにおいて設定されるフィルタ係数の、図４とは異なる例を示す図。
【図６】図１の血流画像演算部の後段に設けられた空間フィルタにおいて設定されるフィルタ係数の一例を示す図。
【図７】図１の血流画像演算部の後段に設けられた空間フィルタにおいて設定されるフィルタ係数の、図６とは異なる例を示す図。
【図８Ａ】図１のカラーデータ生成部が具備するカラーパレットの一例を示す図。
【図８Ｂ】図１のカラーデータ生成部が具備するカラーパレットの、図８Ａとは異なる例を示す図。
【図９Ａ】図１のカラーデータ生成部が具備するカラーパレットの、図８Ａ及び図８Ｂとは異なる例を示す図。
【図９Ｂ】図１のカラーデータ生成部が具備するカラーパレットの、図８Ａ、図８Ｂ及び図９Ａとは異なる例を示す図。
【図１０】図１の超音波観測装置からモニタへ出力される画像の一例を示す図。
【図１１】血流画像の表示モード間における遷移を説明するための図。
【符号の説明】
【００８４】
１  超音波振動子
２  超音波観測装置
３  モニタ
４  操作指示部
１１  送受信回路
１２  Ｂモード画像演算部
１３  白黒データ生成部
１４  血流画像演算部
１５  空間フィルタ
１６  カラーデータ生成部
１７  画像合成部
５０  表示用画像
５１  超音波画像表示部
５２  グレースケール表示部
５３  カラースケール表示部
１００  超音波観測システム
【図１】
2009268734.tif 000010
【図２】
2009268734.tif 000011
【図３】
2009268734.tif 000012
【図４】
2009268734.tif 000013
【図５】
2009268734.tif 000014
【図６】
2009268734.tif 000015
【図７】
2009268734.tif 000016
【図１１】
2009268734.tif 000017
【図８Ａ】
2009268734.tif 000018
【図８Ｂ】
2009268734.tif 000019
【図９Ａ】
2009268734.tif 000020
【図９Ｂ】
2009268734.tif 000021
【図１０】
2009268734.tif 000022