(57)【要約】  超音波診断装置（１）は、少なくとも血管領域が撮像されているＢモード画像を画像解析することにより血管領域内にドプラゲートを設定するゲート設定部（１１）と、ドプラゲート内のドプラデータに基づいてドプラ波形画像を生成するドプラ処理部（６）と、Ｂモード画像とドプラ波形画像とを表示する表示部（８）と、ユーザによりＢモード画像とドプラ波形画像の双方がフリーズされた場合に、ドプラゲートが含まれる血管領域を拡大した拡大Ｂモード画像を表示部（８）に表示させる画像拡大部（９）とを備える。
2020110500.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも血管領域が撮像されているＢモード画像を画像解析することにより前記血管領域内にドプラゲートを設定するゲート設定部と、
前記ドプラゲート内のドプラデータに基づいてドプラ波形画像を生成するドプラ処理部と、
前記Ｂモード画像と前記ドプラ波形画像とを表示する表示部と、
ユーザにより前記Ｂモード画像と前記ドプラ波形画像の双方がフリーズされた場合に、前記ドプラゲートが含まれる前記血管領域を拡大した拡大Ｂモード画像を前記表示部に表示させる画像拡大部と
を備える超音波診断装置。
【請求項２】
前記ドプラ処理部は、前記ドプラゲート内のドプラデータに基づいて血流速度を算出し、
前記Ｂモード画像を画像解析することにより血管前壁および血管後壁を検出する血管壁検出部と、
前記血管壁検出部により検出された前記血管前壁および前記血管後壁に基づいて前記血管の断面積を算出する断面積算出部と、
前記断面積算出部により算出された前記血管の断面積と前記ドプラ処理部により算出された前記血流速度とに基づいて前記血流量を計測する血流量計測部と
をさらに備える請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記画像拡大部は、前記血流量計測部により計測された前記血流量を、前記拡大Ｂモード画像と併せて前記表示部に表示させる請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記画像拡大部は、前記ドプラゲートの中心位置が前記拡大Ｂモード画像の中心位置となるように前記血管領域を拡大する請求項１〜３のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記画像拡大部は、拡大しようとする前記血管領域が前記Ｂモード画像の端部に接している場合に、前記Ｂモード画像の端部が前記拡大Ｂモード画像の端部となるように前記血管領域を拡大する請求項１〜３のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記画像拡大部は、前記拡大Ｂモード画像における前記ドプラゲートのゲート幅が定められた値を有するように前記血管領域を拡大する請求項１〜５のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記画像拡大部は、前記拡大Ｂモード画像における前記血管前壁と前記血管後壁との間の距離が定められた値を有するように前記血管領域を拡大する請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記表示部は、前記Ｂモード画像を表示するためのＢモード画像表示領域を有し、
前記画像拡大部は、互いに異なる複数の定められた拡大率を保持し、且つ、前記複数の定められた拡大率のうち、前記Ｂモード画像表示領域内に前記血管前壁および前記血管後壁が含まれる最大の拡大率により、前記血管領域を拡大する請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項９】
前記表示部は、前記Ｂモード画像を表示するためのＢモード画像表示領域と前記ドプラ波形画像を表示するためのドプラ波形画像表示領域とを有し、
前記拡大Ｂモード画像のサイズに基づいて前記Ｂモード画像表示領域と前記ドプラ波形画像表示領域のサイズ比率を変更するサイズ比率変更部をさらに備える請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項１０】
前記ユーザにより前記Ｂモード画像と前記ドプラ波形画像の双方がフリーズされた場合に、前記血流量計測部により自動的に前記血流量が計測される請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項１１】
少なくとも血管領域が撮像されているＢモード画像を画像解析することにより前記血管領域内にドプラゲートを設定し、
前記ドプラゲート内のドプラデータに基づいてドプラ波形画像を生成し、
前記Ｂモード画像と前記ドプラ波形画像とを表示部に表示し、
ユーザにより前記Ｂモード画像と前記ドプラ波形画像の双方がフリーズされた場合に、前記ドプラゲートが含まれる前記血管領域を拡大した拡大Ｂモード画像を前記表示部に表示する超音波診断装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法に係り、特に、被検体内の血流量を計測する超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、被検体の内部の画像を得るものとして、超音波診断装置が知られている。超音波診断装置は、一般的に、複数の素子が配列された振動子アレイが備えられた超音波プローブを備えている。この超音波プローブを被検体の体表に接触させた状態において、振動子アレイから被検体内に向けて超音波ビームが送信され、被検体からの超音波エコーを振動子アレイにおいて受信して素子データが取得される。さらに、超音波診断装置は、得られた素子データを電気的に処理して、被検体の当該部位に対する超音波画像を生成する。【０００３】
例えば、特許文献１には、Ｂモード画像上にドプラゲートを設置し、ドプラゲートの中心点を含む探索領域内を探索することにより、血管壁を検出すると共に血管径を算出する超音波診断装置が開示されている。この超音波診断装置は、さらに、ドプラゲート内のドプラデータに基づいて血管内の血流速度を算出し、算出された血流速度と血管径を用いて血管内の血流量を計測する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−５２０２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、被検体内の血流量が計測される際に、ユーザは、適切な計測が行われるように、例えば、ドプラゲートが適切な位置に配置されているか等、計測に用いられるＢモード画像およびドプラデータの双方を確認することが好ましい。
通常、特許文献１に開示されるような従来の超音波診断装置を用いて血流量の計測が行われる際には、血管領域だけでなく周辺の組織を含む広い領域が描出された超音波画像が用いられるが、Ｂモード画像の表示領域に比べて、計測対象である血管領域が比較的小さく描出されるため、ユーザがＢモード画像上の血管領域を明確に確認し難く、また、計測位置等に誤差が生じて計測精度が低下してしまうという問題があった。【０００６】
本発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたものであり、ユーザがＢモード画像上の血管領域を明確に確認することができ且つ血流量の計測精度を向上させることができる超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る超音波診断装置は、少なくとも血管領域が撮像されているＢモード画像を画像解析することにより血管領域内にドプラゲートを設定するゲート設定部と、ドプラゲート内のドプラデータに基づいてドプラ波形画像を生成するドプラ処理部と、Ｂモード画像とドプラ波形画像とを表示する表示部と、ユーザによりＢモード画像とドプラ波形画像の双方がフリーズされた場合に、ドプラゲートが含まれる血管領域を拡大した拡大Ｂモード画像を表示部に表示させる画像拡大部とを備えることを特徴とする。【０００８】
ドプラ処理部は、ドプラゲート内のドプラデータに基づいて血流速度を算出し、超音波診断装置は、Ｂモード画像を画像解析することにより血管前壁および血管後壁を検出する血管壁検出部と、血管壁検出部により検出された血管前壁および血管後壁に基づいて血管の断面積を算出する断面積算出部と、断面積算出部により算出された血管の断面積とドプラ処理部により算出された血流速度とに基づいて血流量を計測する血流量計測部とをさらに備えることできる。
この際に、画像拡大部は、血流量計測部により計測された血流量を、拡大Ｂモード画像と併せて表示部に表示させることが好ましい。【０００９】
また、画像拡大部は、ドプラゲートの中心位置が拡大Ｂモード画像の中心位置となるように血管領域を拡大することができる。
あるいは、画像拡大部は、拡大Ｂモード画像におけるドプラゲートのゲート幅が定められた値を有するように血管領域を拡大することもできる。
あるいは、画像拡大部は、拡大Ｂモード画像における血管前壁と血管後壁との間の距離が定められた値を有するように血管領域を拡大することもできる。【００１０】
また、表示部は、Ｂモード画像を表示するためのＢモード画像表示領域を有し、画像拡大部は、互いに異なる複数の定められた拡大率を保持し、且つ、複数の定められた拡大率のうち、Ｂモード画像表示領域内に血管前壁および血管後壁が含まれる最大の拡大率により、血管領域を拡大することもできる。
あるいは、ドプラ処理部は、ドプラゲート内のドプラデータに基づいてドプラ波形画像を生成し、表示部は、Ｂモード画像を表示するためのＢモード画像表示領域とドプラ波形画像を表示するためのドプラ波形画像表示領域とを有し、超音波診断装置は、拡大Ｂモード画像のサイズに基づいてＢモード画像表示領域とドプラ波形画像表示領域のサイズ比率を変更するサイズ比率変更部をさらに備えることができる。【００１１】
また、ユーザによりＢモード画像とドプラ波形画像の双方がフリーズされた場合に、血流量計測部により自動的に血流量が計測されることができる。【００１２】
本発明に係る超音波診断装置の制御方法は、少なくとも血管領域が撮像されているＢモード画像を画像解析することにより血管領域内にドプラゲートを設定し、ドプラゲート内のドプラデータに基づいてドプラ波形画像を生成し、Ｂモード画像とドプラ波形画像とを表示部に表示し、ユーザによりＢモード画像とドプラ波形画像の双方がフリーズされた場合に、ドプラゲートが含まれる血管領域を拡大した拡大Ｂモード画像を表示部に表示することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、少なくとも血管領域が撮像されているＢモード画像を画像解析することにより血管領域内にドプラゲートを設定するゲート設定部と、ドプラゲート内のドプラデータに基づいてドプラ波形画像を生成するドプラ処理部と、Ｂモード画像と前記ドプラ波形画像とを表示する表示部と、ユーザによりＢモード画像とドプラ波形画像の双方がフリーズされた場合に、ドプラゲートが含まれる血管領域を拡大した拡大Ｂモード画像を表示部に表示させる画像拡大部とを備えるため、ユーザがＢモード画像上の血管領域を明確に確認することができ且つ血流量の計測精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１における受信部の内部構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１におけるＢモード処理部の内部構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態１におけるドプラ処理部の内部構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態１における血管壁検出部の内部構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態１においてユーザにより指定される指定点を模式的に示す図である。
【図７】本発明の実施の形態１において血管壁検出部により血管壁を検出する方法を模式的に示す図である。
【図８】本発明の実施の形態１におけるドプラゲートが設定されたＢモード画像を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態１におけるＢモード画像およびドプラ波形画像を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態１における拡大Ｂモード画像およびドプラ波形画像を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態１に係る超音波診断装置の動作を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の実施の形態１における血流量の自動計測の動作を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の実施の形態１において計測された血流量の表示例を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態２におけるＢモード画像およびドプラ波形画像を示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態２における拡大Ｂモード画像およびドプラ波形画像を示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態３に係る超音波診断装置の動作を示すフローチャートである。
【図１７】本発明の実施の形態３における拡大Ｂモード画像およびドプラ波形画像を示す図である。
【図１８】本発明の実施の形態３において、血管前壁と血管後壁が含まれる最大の拡大率で血管領域が拡大された拡大Ｂモード画像とドプラ波形画像とを示す図である。
【図１９】本発明の実施の形態４に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。
【図２０】本発明の実施の形態４におけるＢモード画像およびドプラ波形画像を示す図である。
【図２１】本発明の実施の形態４において表示領域のサイズ比率が変更されたＢモード画像表示領域およびドプラ波形画像表示領域を示す図である。
【図２２】本発明の実施の形態４の変形例における拡大Ｂモード画像およびドプラ波形画像を示す図である。
【図２３】本発明の実施の形態５に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
なお、本明細書において、「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
また、本明細書において、「垂直」および「平行」とは、本発明が属する技術分野において許容される誤差の範囲を含むものとする。例えば、「垂直」および「平行」とは、厳密な垂直あるいは平行に対して±１０°未満の範囲内であることなどを意味し、厳密な垂直あるいは平行に対しての誤差は、５°以下であることが好ましく、３°以下であることがより好ましい。
本明細書において、「同一」、「同じ」は、技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含むものとする。また、本明細書において、「全部」、「いずれも」または「全面」などというとき、１００％である場合のほか、技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含み、例えば９９％以上、９５％以上、または９０％以上である場合を含むものとする。
【００１６】
実施の形態１
図１に、本発明の実施の形態１に係る超音波診断装置１の構成を示す。図１に示すように、超音波診断装置１は、振動子アレイ２を備えており、振動子アレイ２に送信部３および受信部４がそれぞれ接続されている。受信部４には、Ｂモード処理部５およびドプラ処理部６が並列に接続され、Ｂモード処理部５およびドプラ処理部６に表示制御部７を介して表示部８が接続されている。
【００１７】
Ｂモード処理部５に画像拡大部９が接続され、画像拡大部９に血管壁検出部１０が接続されている。また、Ｂモード処理部５は、血管壁検出部１０にも接続している。また、血管壁検出部１０に、ゲート設定部１１および断面積算出部１２が接続されている。ゲート設定部１１は、ドプラ処理部６および画像拡大部９に接続されている。断面積算出部１２には、血流量計測部１３が接続されている。また、ドプラ処理部６に、平均血流速度算出部１４が接続され、平均血流速度算出部１４に、血流量計測部１３が接続されている。また、画像拡大部９、ゲート設定部１１および血流量計測部１３は、それぞれ表示制御部７に接続されている。
【００１８】
また、送信部３、受信部４、Ｂモード処理部５、ドプラ処理部６、表示制御部７、画像拡大部９、血管壁検出部１０、ゲート設定部１１、断面積算出部１２、血流量計測部１３、平均血流速度算出部１４に、装置制御部１５が接続されており、装置制御部１５に、入力部１６および格納部１７が接続されている。さらに、入力部１６に位置指定受付部１８が接続されており、位置指定受付部１８は装置制御部１５に接続されている。ここで、装置制御部１５と格納部１７とは、双方向に情報の受け渡しが可能に接続されている。
また、振動子アレイ２は、超音波プローブ２０に含まれており、送信部３、受信部４、Ｂモード処理部５、ドプラ処理部６、表示制御部７、画像拡大部９、血管壁検出部１０、ゲート設定部１１、断面積算出部１２、血流量計測部１３、平均血流速度算出部１４、装置制御部１５および位置指定受付部１８により、プロセッサ２１が構成されている。
【００１９】
図１に示す超音波プローブ２０の振動子アレイ２は、１次元または２次元に配列された複数の振動子を有している。これらの振動子は、それぞれ送信部３から供給される駆動信号に従って超音波を送信すると共に、被検体からの超音波エコーを受信して、超音波エコーに基づく信号を出力する。各振動子は、例えば、ＰＺＴ（Lead Zirconate Titanate：チタン酸ジルコン酸鉛）に代表される圧電セラミック、ＰＶＤＦ（Poly Vinylidene Di Fluoride：ポリフッ化ビニリデン）に代表される高分子圧電素子およびＰＭＮ−ＰＴ（Lead Magnesium Niobate-Lead Titanate：マグネシウムニオブ酸鉛−チタン酸鉛固溶体）に代表される圧電単結晶等からなる圧電体の両端に電極を形成することにより構成される。
【００２０】
プロセッサ２１の送信部３は、例えば、複数のパルス発生器を含んでおり、装置制御部１５からの制御信号に応じて選択された送信遅延パターンに基づいて、振動子アレイ２の複数の振動子から送信される超音波が超音波ビームを形成するようにそれぞれの駆動信号を、遅延量を調節して複数の振動子に供給する。このように、振動子アレイ２の振動子の電極にパルス状または連続波状の電圧が印加されると、圧電体が伸縮し、それぞれの振動子からパルス状または連続波状の超音波が発生して、それらの超音波の合成波から、超音波ビームが形成される。
【００２１】
送信された超音波ビームは、例えば、被検体の部位等の対象において反射され、超音波プローブ２０の振動子アレイ２に向かって伝搬する。このように振動子アレイ２に向かって伝搬する超音波は、振動子アレイ２を構成するそれぞれの振動子により受信される。この際に、振動子アレイ２を構成するそれぞれの振動子は、伝搬する超音波エコーを受信することにより伸縮して電気信号を発生させ、これらの電気信号を受信部４に出力する。
【００２２】
プロセッサ２１の受信部４は、装置制御部１５からの制御信号に従って、振動子アレイ２から出力される信号の処理を行う。図２に示すように、受信部４は、増幅部２２、ＡＤ（Analog Digital：アナログデジタル）変換部２３およびビームフォーマ２４が直列接続された構成を有している。
【００２３】
増幅部２２は、振動子アレイ２を構成するそれぞれの振動子から入力された信号を増幅し、増幅した信号をＡＤ変換部２３に送信する。ＡＤ変換部２３は、増幅部２２から送信された信号をデジタルデータに変換し、これらのデータをビームフォーマ２４に送信する。ビームフォーマ２４は、装置制御部１５からの制御信号に応じて選択された受信遅延パターンに基づいて設定される音速または音速の分布に従い、ＡＤ変換部２３により変換された各データに対してそれぞれの遅延を与えて加算することにより、いわゆる受信フォーカス処理を行う。この受信フォーカス処理により、ＡＤ変換部２３により変換された各データが整相加算され且つ超音波エコーの焦点が絞り込まれた受信信号が取得される。
【００２４】
プロセッサ２１のＢモード処理部５は、図３に示されるように、信号処理部２５とＤＳＣ（Digital Scan Converter：デジタルスキャンコンバータ）２６と画像処理部２７が順次直列に接続された構成を有している。
信号処理部２５は、受信部４で生成された受信データに対し、超音波の反射位置の深度に応じて距離による減衰の補正を施した後、包絡線検波処理を施すことにより、被検体内の組織に関する断層画像情報であるＢモード画像信号を生成する。
ＤＳＣ２６は、信号処理部２５で生成されたＢモード画像信号を通常のテレビジョン信号の走査方式に従う画像信号に変換（ラスター変換）する。
画像処理部２７は、ＤＳＣ２６から入力されるＢモード画像信号に階調処理等の各種の必要な画像処理を施した後、Ｂモード画像信号を表示制御部７に出力する。
【００２５】
プロセッサ２１のドプラ処理部６は、いわゆるパルスドプラ法により血流速度を算出し、且つ、ドプラ波形画像を生成するものであり、図４に示されるように、直交検波部２８とハイパスフィルタ２９と高速フーリエ変換部（Fast Fourier Transformer）３０とドプラ波形画像生成部３１が順次直列に接続されると共に直交検波部２８の出力端にデータメモリ３２が接続された構成を有している。
直交検波部２８は、受信部４で生成された受信データに参照周波数のキャリア信号を混合することで、受信データを直交検波して複素データに変換する。
ハイパスフィルタ２９は、いわゆるウォールフィルタ（Wall Filter）として機能するもので、直交検波部２８で生成された複素データから被検体の体内組織の運動に由来する周波数成分を除去する。
【００２６】
高速フーリエ変換部３０は、複数のサンプル点の複素データをフーリエ変換することにより周波数解析して血流速度を求め、スペクトル信号を生成する。
ドプラ波形画像生成部３１は、高速フーリエ変換部３０で生成されたスペクトル信号を時間軸上に揃えつつ各周波数成分の大きさを輝度で表すことによりドプラ波形画像信号を生成する。ドプラ波形画像は、横軸に時間軸を示し、縦軸にドプラシフト周波数すなわち流速を示し、波形の輝度が各周波数成分におけるパワーを表すものである。
また、データメモリ３２は、直交検波部２８で受信データから変換された複素データを保存する。
【００２７】
プロセッサ２１の装置制御部１５は、格納部１７等に予め記憶されているプログラムおよび入力部１６を介したユーザによる操作に基づいて、超音波診断装置１の各部の制御を行う。
プロセッサ２１の表示制御部７は、装置制御部１５の制御の下、Ｂモード処理部５により生成されたＢモード画像信号およびドプラ処理部６により生成されたドプラ波形画像信号に所定の処理を施して、表示部８にＢモード画像およびドプラ波形画像を表示させる。
【００２８】
超音波診断装置１の表示部８は、表示制御部７の制御の下、により生成された画像を表示するものであり、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display：液晶ディスプレイ）等のディスプレイ装置を含む。
超音波診断装置１の入力部１６は、ユーザが入力操作を行うためのものであり、キーボード、マウス、トラックボール、タッチパッドおよびタッチパネル等を備えて構成することができる。
【００２９】
プロセッサ２１の位置指定受付部１８は、表示部８に表示されたＢモード画像上において、入力部１６を介してユーザによりなされた血管領域の位置の指定を受け付ける。例えば、入力部１６がタッチパネルにより構成されている場合には、位置指定受付部１８は、ユーザの指およびスタイラスペン等によりタッチされた血管領域の位置の指定を受け付けることができる。
【００３０】
プロセッサ２１の血管壁検出部１０は、位置指定受付部１８が受け付けたユーザによる血管領域の位置の指定に基づいて、Ｂモード画像を画像解析することにより、血管前壁および血管後壁を検出する。図５に示すように、血管壁検出部１０は、血管領域検出部３３、閉区間設定部３４および閉区間探索部３５が直列に接続された構成を有している。
【００３１】
ここで、Ｂモード画像上における血管壁のうち上側の血管壁すなわち超音波プローブ２０が接触している被検体の体表に近い、浅部側の血管壁のことを血管前壁と呼び、Ｂモード画像上における血管壁のうち下側の血管壁すなわち超音波プローブ２０が接触している被検体の体表から遠い、深部側の血管壁のことを血管後壁と呼ぶ。例えば、便宜上、図６に示すように、表示部８の画面において、水平に延びる方向をＸ方向、鉛直に延びる方向をＹ方向とすると、Ｂモード画像ＵＢ上の血管領域ＢＲの境界である血管壁のうち、上側すなわち＋Ｙ方向側に血管前壁Ｗ１が位置し、下側すなわち−Ｙ方向側に血管後壁Ｗ２が位置している。
【００３２】
血管壁検出部１０の血管領域検出部３３は、Ｂモード処理部５により生成されたＢモード画像ＵＢに対して画像解析を施すことにより、Ｂモード画像ＵＢ上の血管領域を検出する。この際に、血管領域検出部３３は、公知のアルゴリズムを用いてＢモード画像ＵＢ上の血管領域を検出することができる。例えば、血管領域検出部３３は、血管領域の典型的なパターンデータをテンプレートとして予め記憶しておき、画像内をテンプレートでサーチしながらパターンデータに対する類似度を算出し、類似度が閾値以上かつ最大となった場所に血管領域が存在するとみなすことができる。
【００３３】
類似度の算出には、単純なテンプレートマッチングの他に、例えば、Csurka et al.: Visual Categorization with Bags of Keypoints, Proc. of ECCV Workshop on Statistical Learning in Computer Vision, pp.59-74 （2004）に記載されている機械学習手法、あるいは、Krizhevsk et al.: ImageNet Classification with Deep Convolutional Neural Networks, Advances in Neural Information Processing Systems 25, pp.1106-1114 （2012）に記載されているディープラーニングを用いた一般画像認識手法等を用いることができる。
【００３４】
血管壁検出部１０の閉区間設定部３４は、位置指定受付部１８を介してユーザにより指定された位置を含み且つ血管領域検出部３３により検出された血管領域が内部を通る閉区間を設定する。例えば、閉区間設定部３４は、図６に示すように、Ｂモード画像ＵＢ上において入力部１６を介してユーザにより指定された指定位置ＳＰを中心とする円形の閉区間Ｒを設定することができる。図６に示す例において、血管領域ＢＲが閉区間Ｒの内部を通っている。なお、閉区間設定部３４により設定される閉区間は、閉じた形状を有していれば、図６に示すような円形であることに限られず、任意の形状を有することができる。
【００３５】
血管壁検出部１０の閉区間探索部３５は、閉区間設定部３４により設定された閉区間の内部を探索することにより、血管前壁Ｗ１および血管後壁Ｗ２を検出する。この際に、例えば、閉区間探索部３５は、特許第４７４９５９２号に開示されているような方法を用いて閉区間Ｒ内を探索し、血管前壁Ｗ１および血管後壁Ｗ２を検出することができる。具体的には、図７に示すように、入力部１６を介してユーザにより指定された指定位置ＳＰを中心とする３６０°の全範囲にわたって、指定位置ＳＰと閉区間Ｒの境界とを結ぶ探索線ＲＬに沿って指定位置ＳＰから外向きにＢモード強度データを探索することにより、Ｂモード強度の変化量が極大となる位置を血管前壁Ｗ１または血管後壁Ｗ２の位置として検出する。ここで、Ｂモード強度データとしては、例えば、Ｂモード画像信号の輝度値を用いることができる。
【００３６】
図７に示す例は、指定位置ＳＰと閉区間Ｒの境界とを結ぶ探索線ＲＬを、指定位置ＳＰを中心として３６０°にわたって時計回りに定められた角度ずつ走査させながら、血管前壁Ｗ１および血管後壁Ｗ２の探索を行う様子を示しており、探索線ＲＬ１上において血管前壁Ｗ１に対応するエッジ点ＥＰ１が検出され、探索線ＲＬ２上において血管前壁Ｗ１に対応するエッジ点ＥＰ２が検出されている。
【００３７】
プロセッサ２１のゲート設定部１１は、血管壁検出部１０により検出された血管前壁Ｗ１および血管後壁Ｗ２に基づいて、Ｂモード画像ＵＢ上における血管領域ＢＲ内にドプラゲートを設定する。この際に、ゲート設定部１１は、例えば、特許第４７４９５９２号に開示されている方法を用いて、ドプラゲートを設定することができる。より具体的には、ゲート設定部１１は、図８に示すように、検出された血管前壁Ｗ１と血管後壁Ｗ２の位置に基づいて、指定位置ＳＰを通る鉛直線ＳＶ上における血管領域ＢＲの中心位置Ｃを検出し、この中心位置ＣとドプラゲートＤＧの中心が重なるようにドプラゲートＤＧを設置することができる。この際に、ゲート設定部１１は、例えば、図示しないが、血管前壁Ｗ１と鉛直線ＳＶとの交点、血管後壁Ｗ２と鉛直線ＳＶとの交点をそれぞれ検出し、検出された２つの交点の中点を中心位置Ｃとして検出することができる。
【００３８】
ここで、鉛直線ＳＶとは、表示部８に鉛直な方向すなわちＹ方向に沿って延びる仮想的な線である。また、ゲート設定部１１により設定されたドプラゲートＤＧは、表示部８の画面上における鉛直線ＳＶからカーソルステア角度Ａ１だけ傾いているが、このカーソルステア角度Ａ１は、ドプラゲートＤＧの中心位置Ｃを通る走査線ＳＬの傾斜角度に等しい。
【００３９】
プロセッサ２１の画像拡大部９は、入力部１６等を介してユーザによりＢモード画像ＵＢとドプラ波形画像の双方がフリーズされた場合に、ドプラゲートＤＧが含まれる血管領域ＢＲを拡大した拡大Ｂモード画像を表示部８に表示させる。ここで、Ｂモード画像ＵＢをフリーズするとは、Ｂモード処理部５により連続的に生成されたＢモード画像ＵＢが、順次、表示部８に表示されている状態において、Ｂモード画像ＵＢの表示を一時停止させ、静止した１枚のＢモード画像ＵＢを表示部８に表示させることをいう。また、ドプラ波形画像をフリーズするとは、Ｂモード画像ＵＢのフリーズと同様に、ドプラ処理部６により連続的に生成されたドプラ波形画像が、順次、表示部８に表示されている状態において、ドプラ波形画像の表示を一時停止し、静止した１枚のドプラ波形画像を表示部８に表示させることをいう。また、画像拡大部９は、血管領域ＢＲを拡大する際に、例えば、Ｂモード画像ＵＢの縦方向およびそれに直交する横方向において同一の拡大率により、血管領域ＢＲを拡大する。
【００４０】
ここで、例えば、ユーザは、被検体内の血管領域ＢＲを計測対象として描出する際に、通常、図９に示すように、血管領域ＢＲだけでなく、その周辺の組織を含む広い領域を描出する。このようなＢモード画像ＵＢが表示部８に表示されている状態において、例えば、Ｂモード画像ＵＢ上にドプラゲートＤＧが設定され、ユーザによりＢモード画像ＵＢとドプラ波形画像ＵＤの双方がフリーズされると、画像拡大部９は、図１０に示すように、血管領域ＢＲを拡大した拡大Ｂモード画像ＵＣを表示部８に表示する。この際に、画像拡大部９は、例えば、設定されたドプラゲートの中心位置Ｃが拡大Ｂモード画像ＵＣの中心位置となるように血管領域ＢＲを拡大することができる。
【００４１】
プロセッサ２１の断面積算出部１２は、Ｂモード処理部５により生成されたＢモード画像ＵＢおよび画像拡大部９により血管領域ＢＲが拡大された拡大Ｂモード画像ＵＣに対して、血管壁検出部１０により検出された血管前壁Ｗ１および血管後壁Ｗ２の位置から、血管径ＤＢを算出し、血管が円形の断面を有するものとして、血管径ＤＢから、血管の断面積を算出する。
プロセッサ２１の平均血流速度算出部１４は、ドプラ処理部６により算出された血流速度に基づいて１心拍期間の平均血流速度を算出する。
【００４２】
プロセッサ２１の血流量計測部１３は、断面積算出部１２により算出された血管の断面積と、平均血流速度算出部１４により算出された平均血流速度とに基づいて、血管内を流れる血液の単位時間当たりの体積を表す血流量を計測する。
なお、ゲート設定部１１により設定されたドプラゲートＤＧと、血流量計測部１３により計測された血流量の情報は、表示制御部７を介して表示部８に送られ、表示部８に表示される。
【００４３】
格納部１７は、超音波診断装置１の動作プログラム等を格納するもので、ＨＤＤ（Hard Disc Drive：ハードディスクドライブ）、ＳＳＤ（Solid State Drive：ソリッドステートドライブ）、ＦＤ（Flexible Disc：フレキシブルディスク）、ＭＯディスク（Magneto-Optical disc：光磁気ディスク）、ＭＴ（Magnetic Tape：磁気テープ）、ＲＡＭ（Random Access Memory：ランダムアクセスメモリ）、ＣＤ（Compact Disc：コンパクトディスク）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc：デジタルバーサタイルディスク）、ＳＤカード（Secure Digital card：セキュアデジタルカード）、ＵＳＢメモリ（Universal Serial Bus memory：ユニバーサルシリアルバスメモリ）等の記録メディア、またはサーバ等を用いることができる。
【００４４】
なお、送信部３、受信部４、Ｂモード処理部５、ドプラ処理部６、表示制御部７、画像拡大部９、血管壁検出部１０、ゲート設定部１１、断面積算出部１２、血流量計測部１３、平均血流速度算出部１４、装置制御部１５および位置指定受付部１８を有するプロセッサ２１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）、および、ＣＰＵに各種の処理を行わせるための制御プログラムから構成されるが、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array：フィードプログラマブルゲートアレイ）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor：デジタルシグナルプロセッサ）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit：アプリケーションスペシフィックインテグレイテッドサーキット）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit：グラフィックスプロセッシングユニット）、その他のＩＣ（Integrated Circuit：集積回路）を用いて構成されてもよく、もしくはそれらを組み合わせて構成されてもよい。
また、プロセッサ２１の送信部３、受信部４、Ｂモード処理部５、ドプラ処理部６、表示制御部７、画像拡大部９、血管壁検出部１０、ゲート設定部１１、断面積算出部１２、血流量計測部１３、平均血流速度算出部１４、装置制御部１５および位置指定受付部１８は、部分的にあるいは全体的に１つのＣＰＵ等に統合させて構成させることもできる。
【００４５】
次に、図１１に示すフローチャートを用いて、実施の形態１における超音波診断装置１の動作を詳細に説明する。
まず、ステップＳ１において、Ｂモード処理部５は、少なくとも血管領域ＢＲが撮像されているＢモード画像ＵＢを順次取得し、取得されたＢモード画像ＵＢを表示部８に表示させる。例えば、図９に示すように、表示部８は、Ｂモード画像ＵＢを表示するためのＢモード画像表示領域ＡＢとドプラ波形画像ＵＤを表示するためのドプラ波形画像表示領域ＡＤを有しており、Ｂモード処理部５により順次取得されたＢモード画像ＵＢが、Ｂモード画像表示領域ＡＢに表示されている。
【００４６】
次に、ステップＳ２において、ゲート設定部１１により、Ｂモード画像ＵＢ上にドプラゲートＤＧが設定される。この際に、例えば、ユーザによりＢモード画像ＵＢにおける血管領域ＢＲ上の位置が入力部１６を介して指定されると、指定された位置に基づいて血管壁検出部１０により血管前壁Ｗ１と血管後壁Ｗ２が検出され、検出された血管前壁Ｗ１と血管後壁Ｗ２に基づいて、ゲート設定部１１によりドプラゲートＤＧが設定される。
ステップＳ３において、ドプラ処理部６により、ステップＳ２で設定されたドプラゲートＤＧに基づいて、ドプラ波形画像ＵＤが順次生成され、生成されたドプラ波形画像ＵＤが、図９に示すように、表示部８のドプラ波形画像表示領域ＡＤに表示される。
【００４７】
このようにして、Ｂモード画像ＵＢがＢモード画像表示領域ＡＢに表示され、ドプラ波形画像ＵＤがドプラ波形画像表示領域ＡＤに表示されている状態の下、ステップＳ４において、ユーザにより、表示部８に表示されているＢモード画像ＵＢとドプラ波形画像ＵＤの双方がフリーズされる。より具体的には、例えば、ユーザにより、入力部１６を介してＢモード画像ＵＢとドプラ波形画像ＵＤの双方をフリーズする旨の指示情報が入力され、入力された指示情報が装置制御部１５を介して表示制御部７に伝送されると、表示制御部７の制御の下で、Ｂモード画像ＵＢとドプラ波形画像ＵＤの双方がフリーズされる。
【００４８】
このようにしてＢモード画像ＵＢとドプラ波形画像ＵＤの双方がフリーズされると、ステップＳ５に進み、図１０に示すように、画像拡大部９により、ドプラゲートＤＧが含まれる血管領域ＢＲを拡大した拡大Ｂモード画像ＵＣが表示部８のＢモード画像表示領域ＡＢに表示される。画像拡大部９は、例えば、ドプラゲートＤＧの中心位置Ｃが拡大Ｂモード画像ＵＣの中心位置となるように血管領域ＢＲを拡大することができる。
【００４９】
さらに、画像拡大部９は、例えば、拡大Ｂモード画像ＵＣにおけるドプラゲートＤＧのゲート幅ＧＷが定められた値を有するように血管領域ＢＲを拡大することができる。例えば、画像拡大部９は、拡大Ｂモード画像ＵＣにおけるドプラゲートＤＧのゲート幅ＧＷが、Ｂモード画像表示領域ＡＢのサイズに対して、例えば縦方向の長さＬ１に対して、５０％、９０％等の一定の比率を乗じた長さとなるように、血管領域ＢＲを拡大することができる。画像拡大部９が血管領域ＢＲを拡大する際の拡大率は、画像拡大部９により予め記憶されることができる。また、この拡大率は、例えば入力部１６を介してユーザにより設定されることもできる。
このようにして血管領域ＢＲが拡大された拡大Ｂモード画像ＵＣが表示部８に表示されることにより、ユーザは、計測対象である血管領域ＢＲを明確に確認することができる。
【００５０】
続くステップＳ６において、血管領域ＢＲ内の血流量が自動計測される。このステップＳ６については、図１２に示すフローチャートを用いて説明する。
まず、ステップＳ８において、血管壁検出部１０により、拡大Ｂモード画像ＵＣ内の血管前壁Ｗ１と血管後壁Ｗ２が検出される。この際に、血管壁検出部１０は、例えば、拡大前のＢモード画像ＵＢにおいてユーザに指定された指定位置ＳＰを再び用いて、拡大Ｂモード画像ＵＣ内の血管前壁Ｗ１と血管後壁Ｗ２を検出することができる。
【００５１】
ステップＳ９において、断面積算出部１２により、ステップＳ８で算出された拡大Ｂモード画像ＵＣ内の血管前壁Ｗ１と血管後壁Ｗ２に基づいて血管径ＤＢが算出され、さらに、血管が円形の断面を有するものとして、算出された血管径ＤＢから、血管の断面積が算出される。
ステップＳ１０において、ドプラ処理部６により、拡大Ｂモード画像ＵＣ上に配置されているドプラゲートＤＧ内のドプラデータに基づいて血流速度が算出され、ドプラ波形画像ＵＤが新たに生成される。さらに、このようにして算出された血流速度に基づいて、平均血流速度算出部１４により、１心拍期間の平均血流速度が算出される。
【００５２】
最後に、ステップＳ１１において、血流量計測部１３により、ステップＳ９で算出された血管の断面積とステップＳ１０で算出された平均血流速度とに基づいて、血管内を流れる血液の単位時間当たりの体積を表す血流量が計測される。
このように、ステップＳ６では、拡大Ｂモード画像ＵＣに対して、ステップＳ８〜ステップＳ１１の一連の処理が自動的に行われる。
【００５３】
ここで、通常、ユーザは、被検体内の血管領域ＢＲを計測対象としてＢモード画像ＵＢに描出する際に、血管領域ＢＲだけでなく、その周辺の組織を含む広い領域を描出する。このように、広い領域が描出されたＢモード画像ＵＢを用いて被検体内の血流量の計測が行われる場合には、例えば、Ｂモード画像ＵＢの解像度に起因して、血管前壁Ｗ１および血管後壁Ｗ２の位置、ドプラゲートＤＧの配置位置等に誤差が生じることがあり、その結果として、血流量の計測精度が低下してしまうことがある。例えば、拡大されていないＢモード画像ＵＢの解像度が０．１８ｍｍ／ピクセルであるとすると、血管径ＤＢが４ｍｍである場合には、血管前壁Ｗ１または血管後壁Ｗ２の位置が１ピクセルずれるだけで、血管径ＤＢにおいて０．１８／４の誤差すなわち約４．５％の誤差が生じる。これは、血流量に換算すると、約９％の誤差となる。一方、例えば、Ｂモード画像ＵＢが２．５倍に拡大された場合は、拡大Ｂモード画像ＵＣの解像度は０．０７ｍｍ／ピクセルとなるため、４ｍｍの血管径ＤＢに対して、血管前壁Ｗ１または血管後壁Ｗ２の位置が１ピクセルずれることにより、血管径ＤＢにおいて０．０７／４すなわち約１．８％の誤差しか生じない。これを血流量に換算すると、約３．６％の誤差に過ぎない。
【００５４】
本発明の実施の形態１の超音波診断装置１では、ドプラゲートＤＧを含む血管領域ＢＲが拡大された拡大Ｂモード画像ＵＣに対して、ステップＳ３の血流量の自動計測が行われるため、誤差の発生を抑制し、血流量の計測精度を向上することができる。
【００５５】
次に、ステップＳ７において、ステップＳ６で得られた血流量の計測結果が表示部８に表示される。例えば、図１３に示すように、血流量の計測値ＭＶが、拡大Ｂモード画像ＵＣ、ドプラ波形画像ＵＤと共に表示部８に表示される。
このようにして、血流量の計測結果が表示部８に表示されると、超音波診断装置１の動作が終了する。
【００５６】
以上から、本発明の実施の形態１に係る超音波診断装置１によれば、ユーザによりＢモード画像ＵＢとドプラ波形画像ＵＤの双方がフリーズされた場合に、ドプラゲートＤＧが含まれる血管領域ＢＲが拡大された拡大Ｂモード画像ＵＣが表示部８に表示され、血管壁検出部１０、断面積算出部１２、ドプラ処理部６、平均血流速度算出部１４および血流量計測部１３により、拡大Ｂモード画像ＵＣを用いて血流量の計測が行われるため、ユーザが拡大Ｂモード画像ＵＣ上の血管領域ＢＲを明確に確認することができ、且つ、血流量の計測精度を向上させることができる。
【００５７】
なお、実施の形態１では、特許第４７４９５９２号に開示されている方法と同様に、Ｂモード画像ＵＢに対して画像解析を施すことにより、血管前壁Ｗ１と血管後壁Ｗ２を検出することが示されているが、血管前壁Ｗ１と血管後壁Ｗ２が検出できる方法であれば、これに限定されない。例えば、図示しないが、Ｂモード画像ＵＢに画像解析を施すことにより、血管勾配を表す血管勾配線を検出し、血管勾配線に垂直な勾配垂直線に沿って血管前壁Ｗ１および血管後壁Ｗ２の検出がなされることもできる。
【００５８】
また、実施の形態１では、ユーザが入力部１６を介してＢモード画像ＵＢ上の位置を指定すると、血管壁検出部１０により、Ｂモード画像ＵＢ内の血管前壁Ｗ１と血管後壁Ｗ２が検出され、ゲート設定部１１により、血管前壁Ｗ１と血管後壁Ｗ２に基づいてドプラゲートＤＧが自動的に設定されるが、ドプラゲートＤＧは、入力部１６を介してユーザにより手動で設定されることもできる。
【００５９】
また、ドプラゲートＤＧの中心位置Ｃが血管領域ＢＲを拡大する際の基準点として使用される例、すなわち、ドプラゲートＤＧの中心位置Ｃが拡大Ｂモード画像ＵＣの中心位置となるように血管領域ＢＲが拡大される例が挙げられているが、ドプラゲートＤＧを含む血管領域ＢＲが拡大されるのであれば、血管領域ＢＲを拡大する際の基準点は、ドプラゲートＤＧの中心位置Ｃに限定されない。例えば、Ｂモード画像ＵＢ上の血管領域ＢＲ内の位置がユーザにより指定され、Ｂモード画像ＵＢとドプラ波形画像ＵＤの双方がフリーズされることにより、ユーザにより指定された指定位置ＳＰを拡大の基準として、血管領域ＢＲが拡大されることもできる。
【００６０】
また、実施の形態１では、Ｂモード画像ＵＢ上にドプラゲートＤＧが設定されることをトリガとしてドプラ処理部６によりドプラ波形画像ＵＤが取得されることが例示されているが、ドプラ波形画像ＵＤが取得されるトリガは、これに限定されない。
例えば、Ｂモード画像ＵＢ上にドプラゲートＤＧが設定され、入力部１６を介してユーザによりＢモード画像ＵＢがフリーズされることをトリガとして、ドプラ処理部６により、ドプラ波形画像ＵＤが取得されてもよい。これにより、Ｂモード画像ＵＢのみがフリーズされ、ドプラ波形画像ＵＤは表示部８に表示されている状態となるが、例えば、入力部１６を介してユーザによりドプラ波形画像ＵＤがフリーズされ、Ｂモード画像ＵＢとドプラ波形画像ＵＤの双方がフリーズされた状態となった場合に、画像拡大部９により、ドプラゲートＤＧが含まれる血管領域ＢＲが拡大された拡大Ｂモード画像ＵＣが表示部８に表示される。
【００６１】
また、例えば、Ｂモード処理部５によりＢモード画像ＵＢが取得されて表示部８に表示された状態でＢモード画像ＵＢがフリーズされ、フリーズされたＢモード画像ＵＢ上にドプラゲートＤＧが設定されることをトリガとして、ドプラ処理部６により、ドプラ波形画像ＵＤが取得されてもよい。この場合も、Ｂモード画像ＵＢがフリーズされることをトリガとしてドプラ波形画像ＵＤが取得される場合と同様に、例えば、入力部１６を介してユーザによりドプラ波形画像ＵＤがフリーズされ、Ｂモード画像ＵＢとドプラ波形画像ＵＤの双方がフリーズされた状態となると、画像拡大部９により、ドプラゲートＤＧが含まれる血管領域ＢＲが拡大された拡大Ｂモード画像ＵＣが表示部８に表示される。
【００６２】
また、Ｂモード画像ＵＢとドプラ波形画像ＵＤのうち、Ｂモード画像ＵＢのみがフリーズされている状態と、ドプラ波形画像ＵＤのみがフリーズされている状態とを互いに切り替えて、表示部８にＢモード画像ＵＢとドプラ波形画像ＵＤとを表示させることもできる。例えば、図示しないが、表示部８においてＢモード画像ＵＢのみがフリーズされている状態とドプラ波形画像ＵＤのみがフリーズされている状態とを互いに切り替えるための表示切り替えボタンを表示部８に表示させ、入力部１６を介してユーザにより表示切り替えボタンが押されることにより、Ｂモード画像ＵＢのみがフリーズされている状態とドプラ波形画像ＵＤのみがフリーズされている状態とが切り替わって表示部８に表示されることができる。この場合には、例えば、表示部８においてフリーズされているＢモード画像ＵＢまたはドプラ波形画像ＵＤが不鮮明である等、血流量の計測を適切に行うことができないとユーザが判断した場合等に、ユーザが表示切り替えボタンを押すことにより、新たに取得されたＢモード画像ＵＢまたはドプラ波形画像ＵＤをフリーズさせ、血流量の計測に使用するＢモード画像ＵＢまたはドプラ波形画像ＵＤを新たに決定し直すことができる。
なお、入力部１６を介してユーザにより、Ｂモード画像ＵＢおよびドプラ波形画像ＵＤのフリーズ状態を個別に解除してもよい。
【００６３】
また、画像拡大部９により、血管領域ＢＲ内に配置されたドプラゲートＤＧのゲート幅ＧＷが定められた値となるように血管領域ＢＲが拡大される例が挙げられているが、例えば、拡大Ｂモード画像ＵＣにおける血管前壁Ｗ１と血管後壁Ｗ２との距離が定められた値となるように血管領域ＢＲが拡大されることもできる。例えば、画像拡大部９は、拡大Ｂモード画像ＵＣにおける血管前壁Ｗ１と血管後壁Ｗ２との距離が、Ｂモード画像表示領域ＡＢのサイズに対して、例えば縦方向の長さＬ１に対して、５０％、９０％等の一定の比率を乗じた長さとなるように、血管領域ＢＲを拡大することができる。画像拡大部９が血管領域ＢＲを拡大する際の拡大率は、画像拡大部９により予め記憶されることができる。また、この拡大率は、例えば入力部１６を介してユーザにより設定されることもできる。
【００６４】
また、血管領域ＢＲの拡大率がユーザにより設定される場合には、画像拡大部９は、例えば、ユーザにより設定された血管領域ＢＲの拡大率を保持し、次回以降の血流量の計測の際に、保持している拡大率を使用して血管領域ＢＲを拡大した拡大Ｂモード画像ＵＣを表示部８に表示することができる。これにより、ユーザが被検体の血流量の計測を行う度に血管領域ＢＲの拡大率を再設定する手間を省くことができる。
【００６５】
また、実施の形態１では、血管内の血流量が自動計測されることが例示されているが、例えば、入力部１６を介したユーザによる手動の指示入力をトリガとして、ステップＳ５〜ステップＳ８の処理、すなわち、血管壁の検出、血管の断面積の算出、平均血流速度の算出および血流量の計測が行われてもよい。また、例えば、入力部１６を介してユーザにより、血管前壁Ｗ１上および血管後壁Ｗ２上に、血管径を計測するための２点を指定するための計測キャリパが手動で配置され、配置された計測キャリパに基づいて、断面積算出部１２により、血管の断面積が算出されることもできる。
【００６６】
実施の形態２
実施の形態１では、画像拡大部９により、ドプラゲートＤＧの中心位置Ｃが拡大Ｂモード画像ＵＣの中心位置となるように血管領域ＢＲが拡大される例が挙げられているが、血管領域ＢＲを拡大する方法は、これに限定されない。
例えば、図１４に示すように、ドプラゲートＤＧがＢモード画像ＵＢの左側端部ＥＢ１付近に位置しているため、拡大しようとする血管領域ＢＲがＢモード画像ＵＢの左側端部ＥＢ１に接している場合に、画像拡大部９は、図１５に示すように、Ｂモード画像ＵＢの左側端部ＥＢ１が拡大Ｂモード画像ＵＣの左側端部ＥＣ１となるように、血管領域ＢＲを拡大することができる。
【００６７】
図１４に示す例では、拡大しようとする血管領域ＢＲがＢモード画像ＵＢの左側端部ＥＢ１に接しているが、拡大しようとする血管領域ＢＲがＢモード画像ＵＢの下側端部ＥＢ２に接している場合はＢモード画像ＵＢの下側端部ＥＢ２が拡大Ｂモード画像ＵＣの下側端部ＥＣ２となるように、拡大しようとする血管領域ＢＲがＢモード画像ＵＢの右側端部ＥＢ３に接している場合はＢモード画像ＵＢの右側端部ＥＢ３が拡大Ｂモード画像ＵＣの右側端部ＥＣ３となるように、拡大しようとする血管領域ＢＲがＢモード画像ＵＢの上側端部ＥＢ４に接している場合はＢモード画像ＵＢの上側端部ＥＢ４が拡大Ｂモード画像ＵＣの上側端部ＥＣ４となるように、それぞれ、血管領域ＢＲが拡大される。また、拡大しようとする血管領域ＢＲが、Ｂモード画像ＵＢの互いに隣接する２つの端部、例えばＢモード画像ＵＢの左側端部ＥＢ１と下側端部ＥＢ２の双方に接している場合には、Ｂモード画像ＵＢの左側端部ＥＢ１および下側端部ＥＢ２が拡大Ｂモード画像ＵＣの左側端部ＥＣ１および下側端部ＥＣ２となるように、血管領域ＢＲが拡大される。
【００６８】
このように、実施の形態２では、拡大しようとする血管領域ＢＲがＢモード画像ＵＢの端部に接している場合に、画像拡大部９により、Ｂモード画像ＵＢの端部が拡大Ｂモード画像ＵＣの端部となるようにドプラゲートＤＧを含む血管領域ＢＲが拡大されるため、ドプラゲートＤＧがＢモード画像ＵＢの端部付近に位置している場合でも、Ｂモード画像表示領域ＡＢの全域にドプラゲートＤＧを含む拡大Ｂモード画像ＵＣが表示され、ユーザが血管領域ＢＲを明確に確認することができる。
【００６９】
実施の形態３
実施の形態１および実施の形態２において、画像拡大部９は、唯１つの拡大率を保持しており、この拡大率によりＢモード画像ＵＢ上の血管領域ＢＲを拡大しているが、互いに異なる複数の定められた拡大率を保持していてもよい。実施の形態３において、画像拡大部９は、例えば、Ｂモード画像ＵＢの拡大率として、１．５倍、２．０倍、２．５倍、３．０倍、３．５倍、４．０倍等の複数の拡大率を保持しているとする。
【００７０】
まず、ステップＳ１において、Ｂモード処理部５により、少なくとも血管領域ＢＲが撮像されているＢモード画像ＵＢが順次取得され、取得されたＢモード画像ＵＢが表示部８に表示される。
次に、ステップＳ２において、ゲート設定部１１により、Ｂモード画像ＵＢ上にドプラゲートＤＧが設定される。
続くステップＳ３において、ドプラ処理部６により、ステップＳ２で設定されたドプラゲートＤＧに基づいて、ドプラ波形画像ＵＤが順次生成され、生成されたドプラ波形画像ＵＤが、表示部８のドプラ波形画像表示領域ＡＤに表示される。
【００７１】
ステップＳ４において、入力部１６を介してユーザにより、表示部８のＢモード画像表示領域ＡＢに表示されているＢモード画像ＵＢとドプラ波形画像ＵＤの双方がフリーズされる。
このようにしてＢモード画像ＵＢとドプラ波形画像ＵＤの双方がフリーズされると、ステップＳ５において、画像拡大部９により、図１７に示すように、ドプラゲートＤＧを含む血管領域ＢＲが拡大された拡大Ｂモード画像ＵＣが表示部８のＢモード画像表示領域ＡＢに表示される。この際に、画像拡大部９は、保持している複数の拡大率のうちの１つ、例えば、最も低い拡大率を用いて血管領域ＢＲを拡大した拡大Ｂモード画像ＵＣを表示部８に表示する。
次に、ステップＳ６において、血管内の血流量が自動計測される。ステップＳ６における血流量の計測が完了すると、ステップＳ１２に進む。
【００７２】
ステップＳ１２において、ステップＳ２で表示部８に表示された拡大Ｂモード画像ＵＣを、ステップＳ５で使用された拡大率よりも１段階大きい拡大率で拡大しても血管前壁Ｗ１と血管後壁Ｗ２がＢモード画像表示領域ＡＢ内に収まるか否かの判定がなされる。ここで、血管前壁Ｗ１と血管後壁Ｗ２がＢモード画像表示領域ＡＢ内に収まると判定された場合には、ステップＳ１３に進む。
ステップＳ１３において、画像拡大部９は、ステップＳ５で使用した拡大率よりも１段階大きい拡大率でＢモード画像ＵＢを拡大し直した拡大Ｂモード画像ＵＣを表示部８に表示させる。このようにして拡大Ｂモード画像ＵＣが表示部８に表示されると、ステップＳ６に戻る。
【００７３】
ステップＳ６において、ステップＳ１３で表示部８に表示された拡大Ｂモード画像ＵＣを使用して、血流量が自動計測される。
続くステップＳ１２において、Ｂモード画像ＵＢを、ステップＳ１３で使用された拡大率よりもさらに１段階大きい拡大率で拡大しても血管前壁Ｗ１と血管後壁Ｗ２がＢモード画像表示領域ＡＢ内に収まるか否かの判定がなされる。Ｂモード画像ＵＢがステップＳ１３で使用された拡大率よりもさらに１段階大きい拡大率で拡大されたとしても血管前壁Ｗ１と血管後壁Ｗ２がＢモード画像表示領域ＡＢ内に収まると判定された場合には、ステップＳ１３に進む。
【００７４】
ステップＳ１３において、画像拡大部９は、前回のステップＳ１３で使用した拡大率よりもさらに１段階大きい拡大率でＢモード画像ＵＢを拡大し直した拡大Ｂモード画像ＵＣを表示部８に表示させる。
ステップＳ１３において拡大Ｂモード画像ＵＣが表示部８に表示されると、ステップＳ６に進み、ステップＳ１３で表示部８に表示された拡大Ｂモード画像ＵＣを用いて血流量が自動計測される。このようにして、ステップＳ１３で、Ｂモード画像ＵＢをさらに１段階拡大した場合には、血管前壁Ｗ１および血管後壁Ｗ２がＢモード画像表示領域ＡＢ内に収まらないと判定されるまで、ステップＳ６、ステップＳ１２、ステップＳ１３の処理が繰り返される。
【００７５】
ステップＳ６、ステップＳ１２、ステップＳ１３の処理が繰り返された結果、例えば図１８に示すように、Ｂモード画像表示領域ＡＢ内に血管前壁Ｗ１と血管後壁Ｗ２が含まれる最大の拡大率によりＢモード画像ＵＢが拡大された拡大Ｂモード画像ＵＣが表示部８に表示され、ステップＳ１２において、Ｂモード画像ＵＢをさらに１段階拡大した場合には、血管前壁Ｗ１および血管後壁Ｗ２がＢモード画像表示領域ＡＢ内に収まらないと判定されると、ステップＳ７に進む。このようにして血管領域ＢＲが拡大された拡大Ｂモード画像ＵＣを用いた場合でも、例えば、血管径を計測するための２つの計測点ＭＰ１、ＭＰ２が血管前壁Ｗ１上および血管後壁Ｗ２上に配置されて血管径が算出され、算出された血管径から血管の断面積が算出され、ドプラゲートＤＧ内のドプラデータに基づいて平均血流速度が算出され、算出された血管の断面積と平均血流速度により血流量が算出される。
ステップＳ７において、ステップＳ３で計測された血流量が表示部８に表示されると、実施の形態３における超音波診断装置１の動作が終了する。
【００７６】
以上から、本発明の実施の形態３の超音波診断装置１によれば、画像拡大部９が、互いに異なる複数の定められた拡大率を保持し、複数の定められた拡大率のうち、Ｂモード画像表示領域ＡＢ内に血管前壁Ｗ１および血管後壁Ｗ２が含まれる最大の拡大率により、血管領域ＢＲを拡大することにより、血流量の計測が可能な範囲内で、最大の拡大率を用いて血管領域ＢＲを拡大した拡大Ｂモード画像ＵＣを表示部８に表示することができるため、ユーザが血管領域ＢＲをさらに明確に確認することができ、また、血流量の計測精度をさらに向上させることができる。
【００７７】
なお、画像拡大部９によりＢモード画像ＵＢが拡大し直される度に、拡大Ｂモード画像ＵＣを用いて血流量が自動計測される例が挙げられているが、血管壁検出部１０、断面積算出部１２、ドプラ処理部６、平均血流速度算出部１４および血流量計測部１３は、Ｂモード画像表示領域ＡＢに血管前壁Ｗ１と血管後壁Ｗ２が含まれる最大の拡大率を決定した後に、初めて拡大Ｂモード画像ＵＣを用いて血流量を自動計測することもできる。
【００７８】
実施の形態４
実施の形態１〜実施の形態３では、表示部８は、それぞれ定められたサイズのＢモード画像表示領域ＡＢとドプラ波形画像表示領域ＡＤを有しているが、例えば、拡大Ｂモード画像ＵＣの拡大に応じて、これらの領域のサイズ比率が変更されてもよい。
【００７９】
図１９に、本発明の実施の形態４に係る超音波診断装置１Ａの構成を示す。超音波診断装置１Ａは、図１に示す実施の形態１の超音波診断装置１において、装置制御部１５の代わりに装置制御部１５Ａが備えられ、サイズ比率変更部３６が追加されたものである。超音波診断装置１Ａにおいて、画像拡大部９にサイズ比率変更部３６が接続され、サイズ比率変更部３６に、表示制御部７が接続されている。また、サイズ比率変更部３６に、装置制御部１５Ａが接続されており、送信部３、受信部４、Ｂモード処理部５、ドプラ処理部６、表示制御部７、画像拡大部９、血管壁検出部１０、ゲート設定部１１、断面積算出部１２、血流量計測部１３、平均血流速度算出部１４、装置制御部１５Ａ、位置指定受付部１８およびサイズ比率変更部３６により、プロセッサ２１Ａが構成されている。
【００８０】
プロセッサ２１Ａのサイズ比率変更部３６は、画像拡大部９により生成される拡大Ｂモード画像ＵＣのサイズに基づいて、表示制御部７を介してＢモード画像表示領域ＡＢとドプラ波形画像表示領域ＡＤのサイズ比率を変更する。例えば、サイズ比率変更部３６は、図２０に示すＢモード画像ＵＢの血管領域ＢＲが拡大された拡大Ｂモード画像ＵＣにおける血管前壁Ｗ１、血管後壁Ｗ２、ドプラゲートＤＧのいずれかがＢモード画像表示領域ＡＢに収まらない場合に、血管前壁Ｗ１、血管後壁Ｗ２、ドプラゲートＤＧをＢモード画像表示領域ＡＢ内に収めるために、図２１に示すように、Ｂモード画像表示領域ＡＢのサイズを大きくし、ドプラ波形画像表示領域ＡＤのサイズを小さくすることができる。
【００８１】
この際に、サイズ比率変更部３６は、Ｂモード画像表示領域ＡＢとドプラ波形画像表示領域ＡＤの定められたサイズ比率を予め保持しており、Ｂモード画像表示領域ＡＢとドプラ波形画像表示領域ＡＤのサイズ比率を、予め保持されたサイズ比率に変更することができる。
ここで、Ｂモード画像表示領域ＡＢとドプラ波形画像表示領域ＡＤのサイズ比率として、図２０に示すように、Ｂモード画像表示領域ＡＢの縦方向の長さＬ１とドプラ波形画像表示領域ＡＤの縦方向の長さＬ２の比率を用いることができる。図２１に示す例では、Ｂモード画像表示領域ＡＢとドプラ波形画像表示領域ＡＤのサイズ比率を変更することにより、Ｂモード画像表示領域ＡＢの縦方向の長さをＬ１からＬ３に変更し、ドプラ波形画像表示領域ＡＤの縦方向の長さをＬ２からＬ４に変更している。
【００８２】
実施の形態４に係る超音波診断装置１Ａでは、このようにして、拡大Ｂモード画像ＵＣのサイズに基づいて、表示制御部７を介してＢモード画像表示領域ＡＢとドプラ波形画像表示領域ＡＤのサイズ比率を変更し、Ｂモード画像表示領域ＡＢをより大きく表示することができるため、ユーザがＢモード画像上の血管領域ＢＲをさらに明確に確認することができ且つ血流量の計測精度を向上させることができる。
【００８３】
なお、サイズ比率変更部３６は、Ｂモード画像表示領域ＡＢとドプラ波形画像表示領域ＡＤのサイズ比率を予め保持しているが、このサイズ比率は、ユーザにより設定されることもできる。例えば、入力部１６を介してユーザによりサイズ比率の値が入力され、入力されたサイズ比率が、サイズ比率変更部３６により保持されることができる。
【００８４】
また、サイズ比率変更部３６は、Ｂモード画像表示領域ＡＢとドプラ波形画像表示領域ＡＤのサイズ比率として、Ｂモード画像表示領域ＡＢの縦方向の長さＬ１とドプラ波形画像表示領域ＡＤの縦方向の長さＬ２の比率を用いているが、例えば、Ｂモード画像表示領域ＡＢとドプラ波形画像表示領域ＡＤの面積比を用いることもできる。
【００８５】
また、サイズ比率変更部３６は、拡大Ｂモード画像ＵＣにおける血管前壁Ｗ１、血管後壁Ｗ２、ドプラゲートＤＧのいずれかがＢモード画像表示領域ＡＢに収まらない場合に、Ｂモード画像表示領域ＡＢとドプラ波形画像表示領域ＡＤのサイズ比率をしているが、サイズ比率変更部３６がサイズ比率を変更するトリガは、これに限定されない。例えば、図２２に示すように、拡大Ｂモード画像ＵＣの拡大率が大きく、血管領域ＢＲの外側の領域と血管領域ＢＲとの位置関係がユーザにより把握され難くなる場合に、Ｂモード画像表示領域ＡＢとドプラ波形画像表示領域ＡＤのサイズ比率を変更して、Ｂモード画像表示領域ＡＢをさらに大きく表示部８に表示することができる。具体的には、例えば、サイズ比率変更部３６は、Ｂモード画像表示領域ＡＢの縦方向の長さＬ１に対する、血管前壁Ｗ１と血管後壁Ｗ２との間の長さＬ５の比率が、８割または９割等の定められた値以上である場合に、Ｂモード画像表示領域ＡＢとドプラ波形画像表示領域ＡＤのサイズ比率を変更することができる。
【００８６】
実施の形態５
実施の形態１〜３の超音波診断装置１は、表示部８、入力部１６、超音波プローブ２０がプロセッサ２１に直接的に接続される構成を有しているが、例えば、表示部８、入力部１６、超音波プローブ２０、プロセッサ２１がネットワークを介して間接的に接続されることもできる。
【００８７】
図２３に示すように、実施の形態５における超音波診断装置１Ｂは、表示部８、入力部１６および超音波プローブ２０がネットワークＮＷを介して超音波診断装置本体４１に接続されたものである。超音波診断装置本体４１は、図１に示す実施の形態１の超音波診断装置１において、表示部８、入力部１６、超音波プローブ２０を除いたものであり、プロセッサ２１および格納部１７により構成されている。
【００８８】
超音波診断装置１Ｂがこのような構成を有している場合でも、実施の形態１の超音波診断装置１と同様に、ユーザによりＢモード画像ＵＢとドプラ波形画像ＵＤの双方がフリーズされた場合に、ドプラゲートＤＧが含まれる血管領域ＢＲが拡大された拡大Ｂモード画像ＵＣが表示部８に表示され、拡大Ｂモード画像ＵＣを用いて血流量の計測が行われる。そのため、超音波診断装置１Ｂによれば、ユーザが拡大Ｂモード画像ＵＣ上の血管領域ＢＲを明確に確認することができ、且つ、血流量の計測精度を向上させることができる。
【００８９】
また、表示部８、入力部１６、超音波プローブ２０がネットワークＮＷを介して超音波診断装置本体４１と接続されているため、超音波診断装置４１を、いわゆる遠隔サーバとして使用することができる。これにより、例えば、ユーザは、表示部８、入力部１６、超音波プローブ２０をユーザの手元に用意することにより、被検体の診断を行うことができるため、超音波診断の際の利便性を向上させることができる。
また、例えば、いわゆるタブレットと呼ばれる携帯型の薄型コンピュータが表示部８および入力部１６として使用される場合には、ユーザは、より手軽に被検体の超音波診断を行うことができ、超音波診断の際の利便性をさらに向上させることができる。
【００９０】
なお、表示部８、入力部１６、超音波プローブ２０がネットワークＮＷを介して超音波診断装置本体４１に接続されているが、この際に、表示部８、入力部１６、超音波プローブ２０は、ネットワークＮＷに有線接続されていてもよく、無線接続されていてもよい。
【００９１】
また、実施の形態５の態様は、実施の形態１に適用されることが説明されているが、実施の形態２〜実施の形態４についても、同様に適用されることができる。
【符号の説明】
【００９２】
１，１Ａ  超音波診断装置、２  振動子アレイ、３  送信部、４  受信部、５  Ｂモード処理部、６  ドプラ処理部、７  表示制御部、８  表示部、９  画像拡大部、１０  血管壁検出部、１１  ゲート設定部、１２  断面積算出部、１３  血流量計測部、１４  平均血流速度算出部、１５  装置制御部、１６  入力部、１７  格納部、１８  位置指定受付部、２０  超音波プローブ、２１，２１Ａ  プロセッサ、２２  増幅部、２３  ＡＤ変換部、２４  ビームフォーマ、２５  信号処理部、２６  ＤＳＣ、２７  画像処理部、２８  直交検波部、２９  ハイパスフィルタ、３０  高速フーリエ変換部、３１  ドプラ波形画像生成部、３２  データメモリ、３３  血管領域検出部、３４  閉区間設定部、３５  閉区間探索部、３６  サイズ比率変更部、４１  診断装置本体、ＡＢ  Ｂモード画像表示領域、Ａ１  ステア角度、ＡＤ  ドプラ波形画像表示領域、ＢＲ  血管領域、Ｃ  中心位置、ＤＢ  血管径、ＤＧ  ドプラゲート、ＥＢ１，ＥＣ１  左側端部、ＥＢ２，ＥＣ２  下側端部、ＥＢ３，ＥＣ３  右側端部、ＥＢ４，ＥＣ４  上側端部、ＧＷ  ゲート幅、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５  長さ、ＭＶ  計測値、ＭＰ１，ＭＰ２  計測点、ＮＷ  ネットワーク、Ｒ  閉区間、ＳＬ  走査線、ＳＰ  指定位置、ＳＶ  鉛直線、ＵＢ  Ｂモード画像、ＵＣ  拡大Ｂモード画像、ＵＤ  ドプラ波形画像、Ｗ１  血管前壁、Ｗ２  血管後壁、Ｘ，Ｙ  方向。
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【手続補正書】
【提出日】令和3年5月10日(2021.5.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも血管領域が撮像されているＢモード画像を画像解析することにより前記血管領域内にドプラゲートを設定するゲート設定部と、
前記ドプラゲート内のドプラデータに基づいてドプラ波形画像を生成するドプラ処理部と、
前記Ｂモード画像と前記ドプラ波形画像とを表示する表示部と、
ユーザにより前記Ｂモード画像と前記ドプラ波形画像の双方がフリーズされた場合に、前記Ｂモード画像と前記ドプラ波形画像の双方がフリーズされた時点において前記表示部に表示されていた前記Ｂモード画像の、前記ドプラゲートが含まれる前記血管領域を拡大した拡大Ｂモード画像を前記表示部に表示させる画像拡大部と
を備える超音波診断装置。
【請求項２】
前記ドプラ処理部は、前記ドプラゲート内のドプラデータに基づいて血流速度を算出し、
前記Ｂモード画像を画像解析することにより血管前壁および血管後壁を検出する血管壁検出部と、
前記血管壁検出部により検出された前記血管前壁および前記血管後壁に基づいて前記血管の断面積を算出する断面積算出部と、
前記断面積算出部により算出された前記血管の断面積と前記ドプラ処理部により算出された前記血流速度とに基づいて前記血流量を計測する血流量計測部と
をさらに備える請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記画像拡大部は、前記血流量計測部により計測された前記血流量を、前記拡大Ｂモード画像と併せて前記表示部に表示させる請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記画像拡大部は、前記ドプラゲートの中心位置が前記拡大Ｂモード画像の中心位置となるように前記血管領域を拡大する請求項１〜３のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記画像拡大部は、拡大しようとする前記血管領域が前記Ｂモード画像の端部に接している場合に、前記Ｂモード画像の端部が前記拡大Ｂモード画像の端部となるように前記血管領域を拡大する請求項１〜３のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記画像拡大部は、前記拡大Ｂモード画像における前記ドプラゲートのゲート幅が定められた値を有するように前記血管領域を拡大する請求項１〜５のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記画像拡大部は、前記拡大Ｂモード画像における前記血管前壁と前記血管後壁との間の距離が定められた値を有するように前記血管領域を拡大する請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記表示部は、前記Ｂモード画像を表示するためのＢモード画像表示領域を有し、
前記画像拡大部は、互いに異なる複数の定められた拡大率を保持し、且つ、前記複数の定められた拡大率のうち、前記Ｂモード画像表示領域内に前記血管前壁および前記血管後壁が含まれる最大の拡大率により、前記血管領域を拡大する請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項９】
前記表示部は、前記Ｂモード画像を表示するためのＢモード画像表示領域と前記ドプラ波形画像を表示するためのドプラ波形画像表示領域とを有し、
前記拡大Ｂモード画像のサイズに基づいて前記Ｂモード画像表示領域と前記ドプラ波形画像表示領域のサイズ比率を変更するサイズ比率変更部をさらに備える請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項１０】
前記ユーザにより前記Ｂモード画像と前記ドプラ波形画像の双方がフリーズされた場合に、前記血流量計測部により自動的に前記血流量が計測される請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項１１】
少なくとも血管領域が撮像されているＢモード画像を画像解析することにより前記血管領域内にドプラゲートを設定し、
前記ドプラゲート内のドプラデータに基づいてドプラ波形画像を生成し、
前記Ｂモード画像と前記ドプラ波形画像とを表示部に表示し、
ユーザにより前記Ｂモード画像と前記ドプラ波形画像の双方がフリーズされた場合に、前記Ｂモード画像と前記ドプラ波形画像の双方がフリーズされた時点において前記表示部に表示されていた前記Ｂモード画像の、前記ドプラゲートが含まれる前記血管領域を拡大した拡大Ｂモード画像を前記表示部に表示する超音波診断装置の制御方法。
【国際調査報告】
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