超音波診断装置及び制御プログラム
【課題】静止観察モードが選択された場合における連続性に優れた最高流速データの生成
【解決手段】被検体に対する超音波送受信によって時系列的に得られたドプラスペクトラムデータに基づいて最高流速データを生成する超音波診断装置１００は、リアルタイム観察モードの途中で静止観察モードを選択する入力部１３と、静止観察モード開始タイミングに基づいて定まる所定の時相にて得られたドプラスペクトラムデータのノイズレベルに基づいて算出した閾値を保存する閾値記憶部６と、閾値記憶部６から読み出した前記閾値とリアルタイム観察モード再開タイミングに基づいて定まる所定の時相にて得られたドプラスペクトラムデータとに基づいて最高流速データを生成する画像データ生成部９を備える。
【解決手段】被検体に対する超音波送受信によって時系列的に得られたドプラスペクトラムデータに基づいて最高流速データを生成する超音波診断装置１００は、リアルタイム観察モードの途中で静止観察モードを選択する入力部１３と、静止観察モード開始タイミングに基づいて定まる所定の時相にて得られたドプラスペクトラムデータのノイズレベルに基づいて算出した閾値を保存する閾値記憶部６と、閾値記憶部６から読み出した前記閾値とリアルタイム観察モード再開タイミングに基づいて定まる所定の時相にて得られたドプラスペクトラムデータとに基づいて最高流速データを生成する画像データ生成部９を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、被検体に対する超音波送受信によって得られたドプラ信号の血流成分に基づいて画像データを生成する超音波診断装置及び制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、超音波プローブに内蔵された振動素子から発生する超音波パルスを被検体内に放射し、被検体組織の音響インピーダンスの差異によって生ずる反射波を前記振動素子により電気信号に変換してモニタ上に表示するものである。この診断方法は、超音波プローブを体表に接触させるだけの簡単な操作で各種の画像データを容易に収集することができるため、各種臓器の機能診断や形態診断に広く用いられている。
【０００３】
生体内の組織あるいは血球からの反射波により生体情報を得る超音波診断法は、超音波パルス反射法と超音波ドプラ法の技術開発により急速な進歩を遂げ、上記技術を用いて得られるＢモード画像データ及びカラードプラ画像データは、今日の超音波診断において不可欠なものとなっている。
【０００４】
一方、被検体の任意の位置における血流情報を定量的且つ正確に得る方法としてスペクトラムドプラ法がある。このスペクトラムドプラ法では、被検体の同一方向に対して複数回の超音波送受信を行ない、血球などの移動反射体において反射した超音波反射波に対し、超音波送受信に使用した圧電振動子の共振周波数と略等しい周波数の基準信号を用いた直交位相検波を行なってドプラ信号を検出する。そして、このドプラ信号の中から所望部位におけるドプラ信号をレンジゲートによって抽出し、得られたドプラ信号をＦＦＴ分析することによってドプラスペクトラムデータを時系列的に生成する。そして、このような手順により得られた複数のドプラスペクトラムデータを時間方向に配列することにより生成されるスペクトラム画像データでは、通常、縦軸に周波数（ｆ）、横軸に時間（ｔ）が示され、各周波数成分のパワー（強さ）が輝度（階調）によって示される。
【０００５】
一方、時系列的に得られるドプラスペクトラムデータの周波数軸方向に分布するドプラ信号成分の最高周波数を検出し、この最高周波数の値を時間軸方向に配列することによって生成した最高血流速の時間的変化を示す最高流速データを上述のスペクトラム画像データと共に表示する方法も行なわれている。
【０００６】
又、上述したドプラスペクトラムデータの最高周波数を正確に検出する方法として、前時相のドプラスペクトラムデータが有する所定ノイズレベル計測区間のノイズレベルに基づいて得られた閾値を後時相のドプラスペクトラムデータに設定することによりこのドプラスペクトラムデータの最高周波数を検出すると共に、得られた最高周波数に基づいて新たに設定したノイズレベル計測区間におけるノイズレベルを用いて更に後続する時相のドプラスペクトラムデータに対する閾値を設定する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−２２９０３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した前時相のドプラスペクトラムデータが有するノイズレベルに基づいて得られた閾値を後時相のドプラスペクトラムデータに設定することにより最高周波数を正確に検出することが可能となる。しかしながら、ドプラスペクトラムデータが連続して得られるリアルタイム観察モードがフリーズモード等の静止観察モードの選択によって中断され、更に、所定時間後に再開される場合、再開直後に得られたドプラスペクトラムデータの最高周波数を前時相の最高周波数に基づいた閾値を用いて検出することが不可能となるため、特に、再開直後のドプラスペクトラムデータに大きなノイズ成分が含まれている場合等においては、正確な最高周波数の検出が困難となり連続性に優れた最高流速データを生成することができないという問題点を有していた。
【０００９】
本開示は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、被検体に対する超音波送受信によって時系列的に得られるドプラスペクトラムデータの各々に対して閾値を設定することによりドプラスペクトラムデータの時間的変化を示すスペクトラム画像データや最高血流速の時間的変化を示す最高流速データを生成する際、静止観察モードの直前に計測されたリアルタイム観察モードのドプラスペクトラムデータにおけるノイズレベルあるいはこのノイズレベルに基づいて算出された閾値を静止観察モードの直後に収集されたリアルタイム観察モードのドプラスペクトラムデータに適用することにより、連続性に優れ折り返り現象が排除された良好なスペクトラム画像データや最高流速データを得ることが可能な超音波診断装置及び制御プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本開示の超音波診断装置は、被検体に対する超音波送受信によって時系列的に得られたドプラスペクトラムデータに基づいて最高流速データを生成する超音波診断装置において、前記ドプラスペクトラムデータのノイズレベルに基づいて閾値を算出する閾値算出手段と、前記閾値を保存する記憶手段と、前記閾値と前記ドプラスペクトラムデータとに基づいて前記最高流速データを生成する最高流速データ生成手段と、観察モードを選択する観察モード選択手段とを備え、前記観察モード選択手段によりリアルタイム観察モードの途中で静止観察モードが選択された場合、前記閾値算出手段は、静止観察モード開始タイミングに基づいて定まる所定の時相にて得られるドプラスペクトラムデータに基づいて算出した閾値を前記記憶手段に保存し、前記最高流速データ生成手段は、リアルタイム観察モード再開タイミングに基づいて定まる所定の時相にて得られるドプラスペクトラムデータと前記記憶手段から読み出した前記閾値とに基づいて前記最高流速データを生成することを特徴としている。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態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】本実施形態の超音波診断装置が備える送受信部の具体的な構成を示すブロック図。
【図３】本実施形態の超音波診断装置が備える受信信号処理部の具体的な構成を示すブロック図。
【図４】本実施形態の超音波診断装置が備える閾値算出部の具体的な構成を示すブロック図。
【図５】本実施形態における閾値の算出方法と最高周波数の検出方法を説明するための図。
【図６】本実施形態における閾値の算出手順と最高周波数の検出手順を示すフローチャート。
【図７】本実施形態の超音波診断装置が備える折り返り補正値算出部の具体的な構成を示すブロック図。
【図８】本実施形態の超音波診断装置が備える画像データ生成部及び表示データ生成部の構成を示すブロック図。
【図９】本実施形態におけるスペクトラム画像データ及び最高流速データの生成手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本開示の実施形態を説明する。
【００１３】
（実施形態）
以下に述べる本実施形態の超音波診断装置では、被検体に対する超音波送受信により時系列的なドプラスペクトラムデータを収集し、これらドプラスペクトラムデータの各々に閾値を設定することによりドプラスペクトラムデータの時間的変化を示すスペクトラム画像データや最高血流速の時間的変化を示す最高流速データを生成する際、フリーズモード等の静止観察モードの直前に計測されたリアルタイム観察モードにおけるドプラスペクトラムデータのノイズレベルに基づく閾値を一旦保存し、静止観察モードの直後に収集されたリアルタイム観察モードのドプラスペクトラムデータに上述の閾値を適用することにより、連続性に優れ折り返り現象が排除されたスペクトラム画像データや最高流速データを生成する。
【００１４】
尚、本実施形態では、静止観察モードの直前に収集されるドプラスペクトラムデータのノイズレベルに基づいて算出された閾値を静止観察モードの間保存し、この静止観察モードの直後に収集されるリアルタイム観察モードのドプラスペクトラムデータに上述の閾値を設定する場合について述べるが、静止観察モード直前におけるドプラスペクトラムデータのノイズレベルを保存し、このノイズレベルに基づいて算出された閾値を静止観察モード直後のドプラスペクトラムデータに設定してもよい。
【００１５】
（装置の構成）
本開示の実施形態における超音波診断装置の構成と機能につき図１乃至図８を用いて説明する。尚、図１は、本実施形態における超音波診断装置の全体構成を示すブロック図である。又、図２乃至図４と図７及び図８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、閾値算出部、折り返り補正値算出部及び画像データ生成部／表示データ生成部の具体的な構成を示すブロック図である。
【００１６】
図１に示す超音波診断装置１００は、被検体の体内に超音波パルス（送信超音波）を放射し、この送信超音波によって体内から得られた超音波反射波（受信超音波）を電気信号（受信信号）へ変換する複数個の振動素子が配列された超音波プローブ２と、前記被検体の所定方向に対して送信超音波を放射するための駆動信号を前記振動素子へ供給し、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３と、Ｂモード、カラードプラモード及びスペクトラムドプラモードの各撮影モードにて得られた整相加算後の受信信号を処理してＢモードデータ、カラードプラデータ及びドプラスペクトラムデータを時系列的に生成する受信信号処理部４と、ドプラスペクトラムデータに対してノイズレベル計測区間を設定し、このノイズレベル計測区間において計測した最大ノイズパワー値（ノイズレベル）に基づいて閾値を算出する閾値算出部５と、静止観察モードの直前に収集されたドプラスペクトラムデータのノイズレベルに基づいて算出された閾値を保存する閾値記憶部６と、受信信号処理部４から供給される前時相のドプラスペクトラムデータに基づいて閾値算出部５が算出した閾値を後時相のドプラスペクトラムデータに設定することによりこのドプラスペクトラムデータの最高周波数を検出する最高周波数検出部７と、受信信号処理部４から供給されるＢモードデータ、カラードプラデータ及びドプラスペクトラムデータに基づいてＢモード画像データ、カラードプラ画像データ、スペクトラム画像データを生成し、更に、最高周波数検出部７から時系列的に供給されるドプラスペクトラムデータの最高周波数に基づいて最高流速データを生成する画像データ生成部９と、画像データ生成部９において生成されたスペクトラム画像データ及び最高流速データに発生する折り返り現象を排除するための折り返り補正値をドプラスペクトラムデータに対する前記閾値の設定によって得られた後述のＳ−ＭＡＰデータに基づいて算出する折り返り補正値算出部８を備えている。
【００１７】
更に、超音波診断装置１００は、画像データ生成部９において生成された各種の画像データを合成することにより表示データを生成する表示データ生成部１０と、得られた表示データを表示する表示部１１と、被検体に対する超音波送受信の方向を制御する走査制御部１２と、撮影モードの選択、観察モードの選択、超音波送受信条件の設定、各種指示信号の入力等を行なう入力部１３と、上述の各ユニットを統括的に制御するシステム制御部１４を備えている。
【００１８】
超音波プローブ２は、配列されたＮ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、送信時には電気的な駆動信号を送信超音波に変換し、受信時には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Ｎチャンネルの多芯ケーブルを介して送受信部３に接続されている。尚、本実施形態では、Ｎ個の振動素子を有するセクタ走査用の超音波プローブ２を用いた場合について述べるが、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であってもよい。
【００１９】
次に、図２に示す送受信部３は、被検体の所定方向に対し各種撮影モードの送信超音波を放射するための駆動信号を超音波プローブ２の振動素子へ供給する送信部３１と、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受信部３２を備え、送信部３１は、レートパルス発生器３１１、送信遅延回路３１２及び駆動回路３１３を備えている。
【００２０】
レートパルス発生器３１１は、被検体内に放射する送信超音波の繰り返し周期を決定するレートパルスを、システム制御部１４から供給される基準信号を分周することによって生成し、得られたレートパルスを送信遅延回路３１２へ供給する。この場合のレートパルス周波数（ＰＲＦ）は、入力部１３において初期設定される超音波送受信条件の標準レートパルス周波数と折り返り補正値算出部８からシステム制御部１４を介して供給されるＰＲＦ増減値に基づいて決定される。
【００２１】
送信遅延回路３１２は、例えば、超音波プローブ２に内蔵されたＮ個の振動素子の中から選択されたＮｔ個の送信用振動素子と同数の独立な遅延回路から構成され、送信において細いビーム幅を得るために所定の深さに送信超音波を集束するための集束用遅延時間と所定方向に対して前記送信超音波を放射するための偏向用遅延時間をレートパルス発生器３１１から供給された上述のレートパルスに与える。
【００２２】
駆動回路３１３は、超音波プローブ２に内蔵されたＮｔ個の送信用振動素子を駆動する機能を有し、送信遅延回路３１２から供給されるレートパルスに基づいて送信超音波を所定の深さ（距離）に収束するための集束用遅延時間と所定方向へ放射するための偏向用遅延時間を有する駆動用パルスを生成する。
【００２３】
一方、受信部３２は、超音波プローブ２に内蔵されたＮ個の振動素子の中から選択されたＮｒ個の受信用振動素子に対応するＮｒチャンネルのプリアンプ３２１、Ａ／Ｄ変換器３２２及び受信遅延回路３２３と加算器３２４を備え、Ｂモード／カラードプラモード／スペクトラムドプラモードにおいて受信用振動素子からプリアンプ３２１を介して供給されたＮｒチャンネルの受信信号はＡ／Ｄ変換器３２２にてデジタル信号に変換され、受信遅延回路３２３へ送られる。
【００２４】
受信遅延回路３２３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、所定方向に対して強い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３２２から出力されたＮｒチャンネルの受信信号の各々に与え、加算器３２４は、受信遅延回路３２３から出力されたＮｒチャンネルの受信信号を加算合成する。即ち、受信遅延回路３２３と加算器３２４により、所定方向からの受信超音波に対応した受信信号は整相加算される。
【００２５】
次に、図３に示す受信信号処理部４は、受信部３２の加算器３２４から出力されたＢモードの受信信号を処理してＢモードデータを生成するＢモードデータ生成部４１と、カラードプラモード及びスペクトラムドプラモードの受信信号を直交検波することによりこれらの受信信号に混在しているドプラ信号を検出するドプラ信号検出部４２と、カラードプラモードにおいて検出されたドプラ信号に基づいてカラードプラデータを生成するカラードプラデータ生成部４３と、スペクトラムドプラモードにおいて検出されたドプラ信号に基づいてドプラスペクトラムデータを生成するスペクトラムデータ生成部４４を備えている。
【００２６】
Ｂモードデータ生成部４１は、包絡線検波器４１１と対数変換器４１２を備え、包絡線検波器４１１は、受信部３２の加算器３２４から供給された整相加算後の受信信号を包絡線検波し、対数変換器４１２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。
【００２７】
ドプラ信号検出部４２は、π／２移相器４２１、ミキサ４２２−１及び４２２−２、ＬＰＦ（低域通過フィルタ）４２３−１及び４２３−２を備え、受信部３２の加算器３２４から供給された受信信号を直交検波して実部と虚部とからなる複素型のドプラ信号を検出する。
【００２８】
一方、カラードプラデータ生成部４３は、ドプラ信号記憶回路４３１、ＭＴＩフィルタ４３２及び自己相関演算器４３３を備え、同一方向に対する複数回の超音波送受信においてドプラ信号検出部４２のＬＰＦ４２３−１及びＬＰＦ４２３−２から出力されたドプラ信号の複素成分、即ち、実成分（Ｉ成分）と虚成分（Ｑ成分）はドプラ信号記憶部４３１に保存される。
【００２９】
低域成分除去用のデジタルフィルタであるＭＴＩフィルタ４３２は、当該被検体の同一部位にて収集された時系列的なドプラ信号をドプラ信号記憶部４３１から順次読み出す。そして、これらのドプラ信号に含まれている血流に起因した成分（血流成分）を抽出し、臓器の呼吸性移動や拍動性移動等に起因した成分（クラッタ成分）を除去する。具体的には、ＭＴＩフィルタ４３２のカットオフ周波数等を好適な値に設定することにより、上述の血流成分とこの血流成分より低い周波数を有するクラッタ成分とを分離する。
【００３０】
自己相関演算器４３３は、ＭＴＩフィルタ４３２によって抽出されたドプラ信号の血流成分に対し自己相関演算を行なって血流の平均流速値や血流速度の乱れを示す速度分散値、更には、血流成分の大きさを示すパワー値等をカラードプラデータとして算出する。
【００３１】
尚、ＭＴＩフィルタ４３２の周波数特性を決定するフィルタの次数やカットオフ周波数、更には、フィルタリング処理に用いる離散的なドプラ信号のデータ数等のフィルタ定数は画像データ生成条件として入力部１３において設定あるいは更新される。
【００３２】
次に、図３のスペクトラムデータ生成部４４は、ＳＨ（サンプルホールド回路）４４１、ＢＰＦ（帯域通過フィルタ）４４２及びＦＦＴ（Fast-Fourier-Transform）分析器４４３を備え、ドプラ信号検出部４２から供給されたスペクトラムドプラモードのドプラ信号を周波数分析してドプラスペクトラムデータを生成する機能を有している。
【００３３】
即ち、ＳＨ４４１は、ドプラ信号検出部４２のＬＰＦ４２３−１及び４２３−２から出力されたドプラ信号の実成分及び虚成分と、入力部１３において設定された関心領域（レンジゲート）の位置情報を受信する。そして、所定方向に対する複数回の超音波送受信によって時系列的に収集されるドプラ信号の中から前記関心領域に対応するドプラ信号を抽出（サンプリング）する。
【００３４】
ＢＰＦ４４２は、ＳＨ４４１から出力された関心領域におけるドプラ信号をフィルタリング処理することにより、このドプラ信号に含まれている臓器の呼吸性移動や拍動性移動等に起因した低周波のクラッタ成分や高周波のサンプリングノイズを除去する。
【００３５】
一方、ＦＦＴ分析器４４３は、図示しない演算回路と記憶回路を備え、ＨＰＦ４４２から出力された関心領域のドプラ信号は記憶回路に一旦保存される。一方、演算回路は、この記憶回路に保存された所定期間のドプラ信号を周波数分析してドプラスペクトラムデータを生成する。尚、ドプラスペクトラムデータの具体的な生成方法については特開２００５−８１０８１号公報等に記載されているため詳細な説明は省略する。
【００３６】
次に、図１の閾値算出部５は、図４に示すようにノイズレベル計測区間設定部５１、ノイズレベル計測部５２及び演算部５３を備えている。
【００３７】
ノイズレベル計測区間設定部５１は、先ず、入力部１３からシステム制御部１４を介して供給される基準周波数ｆｂ及び基準ノイズ計測幅ｆ０に基づき、受信信号処理部４のスペクトラムデータ生成部４４から供給される最初の時相（第１時相）のドプラスペクトラムデータに対してノイズレベル計測区間を設定する。
【００３８】
次いで、第１時相のドプラスペクトラムデータに後続して上述のスペクトラムデータ生成部４４から時系列的に供給される第２時相以降のドプラスペクトラムデータに対しては、上述の基準周波数ｆｂと最高周波数検出部７から供給される当該ドプラスペクトラムデータの最高周波数に基づいたノイズレベル計測区間を設定する。
【００３９】
一方、ノイズレベル計測部５２は、各時相にて収集されたドプラスペクトラムデータのノイズレベル計測区間における最大ノイズパワー値をノイズレベルとして計測し、演算部５３は、このノイズレベルに基づいて閾値を算出する。この場合、ノイズレベルよりαｄＢ（例えば、α＝２）だけ大きな値を有する閾値が演算部５３によって算出される。そして、フリーズモードのような静止観察モードによってリアルタイム観察モードが中断される場合、上述の演算部５３により静止観察モードの開始直前に算出された閾値はリアルタイム観察モードが再開されるまで閾値記憶部６に保存される。
【００４０】
最高周波数検出部７は、受信信号処理部４のスペクトラムデータ生成部４４から時系列的に供給されるドプラスペクトラムデータを受信し、時間方向に直接隣接あるいは静止観察モードの期間を介して隣接する前時相のドプラスペクトラムデータに基づいて閾値算出部５が算出した閾値を後時相のドプラスペクトラムデータに設定することによりこのドプラスペクトラムデータに含まれたドプラ信号成分の最高周波数（以下では、ドプラスペクトラムデータの最高周波数と呼ぶ。）を検出する。そして、得られた最高周波数の検出結果を図示しない自己の検出データ記憶部に保存する。
【００４１】
次に、上述の閾値算出部５による閾値の算出方法と最高周波数検出部７による最高周波数の検出方法につき図５及び図６を用いて説明する。尚、図５は、第１時相において収集されたドプラスペクトラムデータＤ（１）（図５（ａ））と第１時相に後続する第２時相において収集されたドプラスペクトラムデータＤ（２）（図５（ｂ））を示しており、ドプラスペクトラムデータＤ（１）及びＤ（２）には、超音波プローブ２の方向へ流れる血流の速度成分に対応したドプラ信号成分ｓ（１）及びｓ（２）と各種のノイズ成分ｎ（１）及びｎ（２）が含まれている。一方、図６は、ドプラスペクトラムデータＤ（１）及びＤ（２）に対する閾値の算出手順と最高周波数の検出手順を示すフローチャートである。
【００４２】
即ち、図５（ａ）に示すドプラ信号成分ｓ（１）とノイズ成分ｎ（１）とが混在した第１時相のドプラスペクトラムデータＤ（１）が受信信号処理部４のスペクトラムデータ生成部４４から閾値算出部５及び最高周波数検出部７へ供給された場合、閾値算出部５のノイズレベル計測区間設定部５１は、入力部１３において初期設定され（図６のステップＳ１）、システム制御部１４を介して供給された基準周波数ｆｂと基準ノイズ計測幅ｆ０によって決定されるノイズレベル計測区間［ｆｂ〜ｆｂ−ｆａ（１）］（ｆａ（１）＝ｆ０）をドプラスペクトラムデータＤ（１）に対して設定する（図６のステップＳ２）。
【００４３】
次いで、閾値算出部５のノイズレベル計測部５２は、上述のノイズレベル計測区間［ｆｂ〜ｆｂ−ｆａ（１）］に存在するノイズ成分の最大パワー値をノイズレベルＮ（１）として計測し（図６のステップＳ３）、演算部５３は、このノイズレベルＮ（１）よりαｄＢだけ大きな閾値Ｌ（１）を算出する（図６のステップＳ４）。
【００４４】
一方、最高周波数検出部７は、スペクトラムデータ生成部４４から供給された第１時相のドプラスペクトラムデータＤ（１）に対して閾値算出部５から供給された閾値Ｌ（１）を設定する（図６のステップＳ５）。そして、この閾値Ｌ（１）とドプラスペクトラムデータＤ（１）のドプラ信号成分Ｓ（１）との交点を計測することによりドプラスペクトラムデータＤ（１）の最高周波数ｆｍａｘ（１）を検出し、得られた最高周波数ｆｍａｘ（１）を自己の検出データ記憶部に保存する（図６のステップＳ６）。
【００４５】
次に、図５（ｂ）に示すドプラ信号成分ｓ（２）とノイズ成分ｎ（２）とが混在した第２時相のドプラスペクトラムデータＤ（２）がスペクトラムデータ生成部４４から閾値算出部５及び最高周波数検出部７へ供給された場合、最高周波数検出部７は、閾値算出部５が算出した上述の閾値Ｌ（１）をドプラスペクトラムデータＤ（２）に対して設定する（図６のステップＳ７）。そして、この閾値Ｌ（１）とドプラスペクトラムデータＤ（２）のドプラ信号成分Ｓ（２）との交点を計測することによりドプラスペクトラムデータＤ（２）の最高周波数ｆｍａｘ（２）を検出し、得られた最高周波数ｆｍａｘ（２）を上述の検出データ記憶部に保存する（図６のステップＳ８）。
【００４６】
一方、閾値算出部５のノイズレベル計測区間設定部５１は、上述の最高周波数ｆｍａｘ（２）と入力部１３からシステム制御部１４を介して供給された基準周波数ｆｂを次式（１）へ代入することによってノイズ計測幅ｆａ（２）を算出し、この算出結果に基づいたノイズレベル計測区間［ｆｂ〜（ｆｂ−ｆａ（２））］をドプラスペクトラムデータＤ（２）に対して設定する（図６のステップＳ９）。尚、式（１）に示したＫは比例定数であり、例えば、Ｋ＝０．８が用いられる。
【数１】
【００４７】
次いで、閾値算出部５のノイズレベル計測部５２は、ノイズレベル計測区間［ｆｂ〜（ｆｂ−ｆａ（２））］に存在するノイズ成分の最大パワー値をノイズレベルＮ（２）として計測し（図６のステップＳ１０）、演算部５３は、このノイズレベルＮ（２）よりαｄＢだけ大きな閾値Ｌ（２）を算出する（図６のステップＳ１１）。
【００４８】
即ち、上述のように、第１時相のドプラスペクトラムデータＤ（１）を用いて算出した閾値Ｌ（１）を第２時相のドプラスペクトラムデータＤ（２）に設定することによりその最高周波数ｆｍａｘ（２）を検出し、この最高周波数ｆｍａｘ（２）によって新たに設定されたノイズレベル計測区間におけるドプラスペクトラムデータＤ（２）のノイズレベルＮ（２）に基づき、ドプラスペクトラムデータＤ（３）の最高周波数ｆｍａｘ（３）を検出するための閾値Ｌ（２）を算出する。
【００４９】
そして、スペクトラムデータ生成部４４から時系列的に供給されるｎ時相（ｎ＞２）のドプラスペクトラムデータＤ（ｎ）に対して上述のステップＳ７乃至ステップＳ１１の手順を繰り返すことにより、ｎ−１時相の閾値Ｌ（ｎ−１）を用いたドプラスペクトラムデータＤ（ｎ）における最高周波数ｆｍａｘ（ｎ）の検出とこのドプラスペクトラムデータＤｎに基づいた閾値Ｌ（ｎ）の算出が順次行なわれ、このとき得られた最高周波数ｆｍａｘ（ｎ）は、最高周波数検出部７が備える検出データ記憶部に一旦保存された後、画像データ生成部９が備える後述の最高流速データ生成部９４へ供給される。
【００５０】
一方、各時相のドプラスペクトラムデータが時系列的に収集されるリアルタイム観察モードの途中でフリーズモード等の静止観察モードが選択された場合、リアルタイム観察モードの再開直後における最高周波数の検出は、このとき得られたドプラスペクトラムデータに静止観察モード開始直前に算出され閾値記憶部６において保存された閾値を設定することによって行なわれる。
【００５１】
ところで、上述の最高周波数検出部７における最高周波数の検出により測定可能な血流速の上限値（高流速検出能）Ｖmaxは、送受波繰り返し周波数（レート周波数）ｆｒの１／２で定義されるナイキスト周波数によって決定され、次式（２）によって示される。但し、Ｃは、被検体内の音速値、ｆ０は、受信超音波の中心周波数、ξは、超音波送受信方向と血流方向のなす角度である。
【数２】
【００５２】
そして、ドプラ周波数の偏移量が上記ナイキスト周波数を超えた場合、ドプラ信号の周波数スペクトラムに折り返り現象が発生し正確な血流計測が不可能となる。このような問題点を解決するために、レート周波数ｆｒを許容可能な範囲で増加させ、更に、画像データ生成部９において生成される後述のスペクトラム画像データや最高流速データにおける周波数軸をシフトさせる方法が従来から行なわれてきた。
【００５３】
上述した折り返り現象の排除を目的として図１の超音波診断装置１００に設けられた折り返り補正値算出部８は、図７に示すようにＭＡＰデータ生成部８１、ＰＲＦ増減値算出部８２及び周波数シフト量算出部８３を備えている。
【００５４】
ＭＡＰデータ生成部８１は、スペクトラムデータ生成部４４から時系列的に供給されるドプラスペクトラムデータの中から隣接する複数の時相におけるドプラスペクトラムデータを抽出し、これらドプラスペクトラムデータの各々を、閾値算出部５から直接あるいは閾値記憶部６を介して供給される各時相の閾値を用いて２値化処理することによりｓ−ＭＡＰデータを生成する。そして、得られた複数のｓ−ＭＡＰデータに対して論理和（ＯＲ）演算を行なうことによりＳ−ＭＡＰデータを生成する。
【００５５】
ＰＲＦ増減値算出部８２は、上述のＳ−ＭＡＰデータにおけるドプラ信号の存在領域と非存在領域との割合を示す信号存在比率を算出し、この信号存在比率が所定の値になるようなＰＲＦ増減値Δｆｒを算出する。
【００５６】
一方、周波数シフト量算出部８３は、ＰＲＦ増減値算出部８２が算出したＰＲＦ増減値Δｆｒに基づいて更新されたレート周波数ｆｒ＋Δｆｒによる超音波検査においてＭＡＰデータ生成部８１から供給されるＳ−ＭＡＰデータにおけるドプラ信号存在領域の中心が周波数軸の中央に位置するような周波数シフト量Δηを算出する。尚、上述のＰＲＦ増減値Δｆｒ及び周波数シフト量Δηの具体的な算出方法については特開平８−３０８８４３号公報等に記載されているため図面を用いた詳細な説明は省略する。
【００５７】
次に、図１に示した画像データ生成部９及び表示データ生成部１０の具体的な構成につき図８を用いて説明する。
【００５８】
画像データ生成部９は、受信信号処理部４において生成されたＢモードデータ、カラードプラデータ及びドプラスペクトラムデータと最高周波数検出部７によって検出されたドプラスペクトラムデータの最高周波数に基づいて各種の画像データを生成する機能を有し、Ｂモード画像データ生成部９１、カラードプラ画像データ生成部９２、スペクトラム画像データ生成部９３及び最高流速データ生成部９４を備えている。
【００５９】
Ｂモード画像データ生成部９１は、受信信号処理部４のＢモードデータ生成部４１から送受信方向単位で時系列的に供給される対数変換後の受信信号（Ｂモードデータ）を自己の記憶回路に保存してＢモード画像データを生成する。
【００６０】
カラードプラ画像データ生成部９２は、受信信号処理部４のカラードプラデータ生成部４３から供給されるカラードプラデータに基づいてカラードプラ画像データを生成する。例えば、血流の平均流速値に対応した明度情報と速度分散値に対応した色相情報を各々の画素値として設定することにより平均流速値と速度分散値の同時観測が可能なカラードプラ画像データを生成する。
【００６１】
スペクトラム画像データ生成部９３は、受信信号処理部４のスペクトラムデータ生成部４４が関心領域（レンジゲート）から得られるドプラ信号に基づいて生成した時系列的なドプラスペクトラムデータを時間軸方向に配列することによりスペクトラム画像データを生成する。
【００６２】
最高流速データ生成部９４は、最高周波数検出部７が検出した前記ドプラスペクトラムデータの最高周波数を時間軸方向に配列することにより最高血流速の時間的変化を示す最高流速データを生成する。
【００６３】
但し、上述のスペクトラム画像データ生成部９３及び最高流速データ生成部９４は、折り返り補正値算出部８の周波数シフト量算出部８３から供給される周波数シフト量Δηを受信し、この周波数シフト量Δηに基づいてスペクトラムデータ生成部４４から供給されるドプラスペクトラムデータ及び最高周波数検出部７から供給される最高周波数の周波数軸をシフトさせることにより折り返りの無いスペクトラム画像データ及び最高流速データを生成する。
【００６４】
一方、表示データ生成部１０はデータ合成部１０１を備え、画像データ生成部９から供給されたＢモード画像データ、カラードプラ画像データ、スペクトラム画像データ及び最高流速データを所定の表示フォーマットに変換した後合成して表示データを生成する。そして、表示部１１は、図示しない変換処理部とモニタを備え、前記変換処理部は、表示データ生成部１０において生成された表示データに対しＤ／Ａ変換やテレビフォーマット変換等の変換処理を行なって前記モニタに表示する。
【００６５】
走査制御部１２は、当該被検体の診断対象部位を含む２次元あるいは３次元の撮影領域に対してＢモード、カラードプラモード及びスペクトラムドプラモードの超音波送受信を行なうための遅延時間制御を送信部３１の送信遅延回路３１２及び受信部３２の受信遅延回路３２３に対して行なう。尚、カラードプラモード及びスペクトラムドプラモードにおける超音波送受信の具体例については特開２００４−３２９６０９号公報や特開２００５−８１０８１号公報等に記載されているため詳細な説明は省略する。
【００６６】
一方、入力部１３は、操作パネル上に表示パネルやキーボード、トラックボール、マウス、選択ボタン等の入力デバイスを備え、被検体情報の入力、撮影モード及び観察モードの選択、超音波送受信条件の設定、画像データ生成条件及び表示データ生成条件の設定、基準周波数ｆｂ及び基準ノイズ計測幅ｆ０の設定、各種指示信号の入力等を上述の表示パネルや入力デバイスを用いて行なう。尚、撮影モードとしてＢモード、カラードプラモード、スペクトラムドプラモード等があり、観察モードとしてリアルタイム観察モードや静止観察モード（フリーズモード）等がある。
【００６７】
システム制御部１４は、図示しないＣＰＵと記憶回路を備え、記憶回路には、入力部１３において入力／選択／設定された各種の情報が保存される。そして、ＣＰＵは、これらの情報に基づいて超音波診断装置１００の各ユニットを統括的に制御することによりＢモード、カラードプラモード及びスペクトラムドプラモードにおける各種画像データの生成及び表示と、スペクトラムドプラモードにて収集されたドプラスペクトラムデータの最高周波数に基づく最高流速データの生成及び表示を実行させる。
【００６８】
（画像データの生成手順）
次に、リアルタイム観察モードの途中で静止観察モードが選択された場合における画像データの生成手順につき図９のフローチャートを用いて説明する。但し、以下では、説明を簡単にするために、装置の初期設定においてスペクトラムドプラモードのみが選択された場合について述べるが、スペクトラムドプラモードの他にＢモードやカラードプラモードが選択されてもよい。又、折り返り補正値としての周波数シフト量Δηをｎ１＋１個のドプラスペクトラムデータに基づいて算出する場合について述べるが、これに限定されるものではなく、折り返り補正値は、ＰＲＦ増減値Δｆｒ等であってもよい。
【００６９】
即ち、図６のステップＳ１乃至ステップＳ１１の手順により所定期間（例えば、１心拍周期）の第１時相乃至第ｎ１時相において収集されたドプラスペクトラムデータＤ（１）乃至Ｄ（ｎ１）に基づく最高周波数ｆｍａｘ（１）乃至ｆｍａｘ（ｎ１）の算出及び保存、ノイズレベルＮ（１）乃至Ｎ（ｎ１）の計測及び閾値Ｌ（１）乃至Ｌ（ｎ１）の算出を行ない、更に、ドプラスペクトラムデータＤ（１）乃至Ｄ（ｎ１）への閾値Ｌ（１）乃至Ｌ（ｎ１）の設定によるｓ−ＭＡＰデータの生成を行なう（図９のステップＳ２０）。
【００７０】
そして、これらの計測や算出が終了したならば、受信信号処理部４のスペクトラムデータ生成部４４は、引き続いて行なわれる（ｎ１＋１）時相の超音波送受信によって得られた受信信号を処理してドプラスペクトラムデータＤ（ｎ１＋１）を生成する（図９のステップＳ２１）。
【００７１】
次いで、最高周波数検出部７は、スペクトラムデータ生成部４４から供給された（ｎ１＋１）時相のドプラスペクトラムデータＤ（ｎ１＋１）に対して閾値算出部５の演算部５３から供給された閾値Ｌ（ｎ１）を設定し（図９のステップＳ２２）、閾値Ｌ（ｎ１）とドプラスペクトラムデータＤ（ｎ１＋１）のドプラ信号成分Ｓ（ｎ１＋１）との交点を計測することによりドプラスペクトラムデータＤ（ｎ１＋１）の最高周波数ｆｍａｘ（ｎ１＋１）を検出する。そして、得られた最高周波数ｆｍａｘ（ｎ１＋１）を自己の検出データ記憶部に保存する（図９のステップＳ２３）。
【００７２】
一方、折り返り補正値算出部８のＭＡＰデータ生成部８１は、閾値算出部５から供給された閾値Ｌ（ｎ１）をドプラスペクトラムデータＤ（ｎ＋１）に設定して（ｎ１＋１）時相のｓ−ＭＡＰデータを生成し、更に、上述のステップＳ２０において得られた第１時相乃至ｎ１時相のｓ−ＭＡＰデータ及び（ｎ１＋１）時相のｓ−ＭＡＰデータに対して論理和（ＯＲ）演算を行なうことによりＳ−ＭＡＰデータを生成する。次いで、折り返り補正値算出部８の周波数シフト量算出部８３は、上述のＳ−ＭＡＰデータに基づいて折り返り補正値（周波数シフト量）Δηを算出する（図９のステップＳ２４）。
【００７３】
次に、画像データ生成部９のスペクトラム画像データ生成部９３は、スペクトラムデータ生成部４４によって収集されたドプラスペクトラムデータＤ１乃至Ｄ（ｎ１＋１）の周波数軸を折り返り補正値算出部８の周波数シフト量算出部８３から供給される折り返り補正値Δηに基づいて補正し、補正後のドプラスペクトラムデータＤ１乃至Ｄ（ｎ１＋１）を時間軸方向に配列することにより折り返りが無いスペクトラム画像データを生成する。
【００７４】
一方、画像データ生成部９の最高流速データ生成部９４は、最高周波数検出部７の検出データ記憶部から読み出した最高周波数ｆｍａｘ（１）乃至ｆｍａｘ（ｎ１＋１）を折り返り補正値算出部８の周波数シフト量算出部８３から供給された折り返り補正値Δηに基づいて補正し、補正後の最高周波数ｆｍａｘ（１）乃至ｆｍａｘ（ｎ１＋１）を時間軸方向に配列することにより折り返りの無い最高流速データを生成する。そして、得られたスペクトラム画像データ及び最高流速データは、表示データ生成部１０おいて合成され表示部１１のモニタに表示される（図９のステップＳ２５）。
【００７５】
一方、閾値算出部５のノイズレベル計測区間設定部５１は、上述の最高周波数ｆｍａｘ（ｎ１＋１）と入力部１３からシステム制御部１４を介して供給された基準周波数ｆｂに基づいてノイズ計測幅ｆａ（ｎ１＋１）を算出し、このノイズ計測幅ｆａ（ｎ１＋１）に基づいたノイズレベル計測区間［ｆｂ−（ｆｂ−ｆａ（ｎ１＋１））］をドプラスペクトラムデータＤ（ｎ１＋１）に設定する（図９のステップＳ２６）。
【００７６】
次いで、閾値算出部５のノイズレベル計測部５２は、上述のノイズレベル計測区間［ｆｂ−（ｆｂ−ｆａ（ｎ１＋１））］に存在するノイズ成分の最大パワー値（ノイズレベル）Ｎ（ｎ１＋１）を計測し、演算部５３は、このノイズレベルＮ（ｎ１＋１）よりαｄＢだけ大きな閾値Ｌ（ｎ＋１）を算出する（図９のステップＳ２７）。
【００７７】
そして、上述のステップＳ２１乃至ステップＳ２７を繰り返すことにより時相ｎ＝ｎ１＋１、ｎ１＋２、ｎ１＋３、・・・、ｎ２−１におけるドプラスペクトラムデータＤ（ｎ）の収集、ドプラスペクトラムデータＤ（ｎ）に対する閾値Ｌ（ｎ−１）の設定、ドプラスペクトラムデータＤ（ｎ）及び閾値Ｌ（ｎ−１）に基づく最高周波数ｆｍａｘ（ｎ）の検出／保存、折り返し補正値Δηの算出、スペクトラム画像データ及び最高流速データの生成／表示、ドプラスペクトラムデータＤ（ｎ）に対するノイズレベル計測区間の設定、ノイズレベルＮ（ｎ）の計測及び閾値Ｌ（ｎ）の算出が順次行なわれる。
【００７８】
次いで、上述の時相に後続する時相ｎ＝ｎ２において静止観察モードが入力部１３において選択された場合（図９のステップＳ２８）、静止観察モード直前の時相ｎ＝ｎ２−１において収集されたドプラスペクトラムデータＤ（ｎ２−１）に基づいて閾値算出部５が算出した閾値Ｌ（ｎ２−１）の値は閾値記憶部６に保存される（図９のステップＳ２９）。又、時相ｎ２−１において生成されたスペクトラム画像データ及び最高流速データは表示部１１のモニタに静止表示され、更に、これらの静止画像データを用いた各種の計測が必要に応じて行なわれる（図９のステップＳ３０）。
【００７９】
次いで、期間ΔＴにおいて静止観察モードの超音波検査が行なわれた後、時相ｎ＝ｎ３においてリアルタイム観察モードが選択されたならば（図９のステップＳ３１）、最高周波数検出部７は、図９のステップＳ３２において閾値記憶部６から読み出した上述の閾値Ｌ（ｎ２−１）をドプラスペクトラムデータＤ（ｎ３）に設定することにより時相ｎ３における最高周波数ｆｍａｘ（ｎ３）の検出／保存、折り返し補正値の算出、スペクトラム画像データ及び最高流速データの生成／表示、ドプラスペクトラムデータＤ（ｎ３）に対するノイズレベル計測区間の設定、ノイズレベルＮ（ｎ３）の計測及び閾値Ｌ（ｎ３）の算出が順次行なわれ、更に、ステップＳ２１乃至ステップＳ２８の手順を繰り返すことにより時相ｎ３＋１以降のドプラスペクトラムデータに対しても同様の処理が行なわれる。
【００８０】
以上述べた本実施形態によれば、被検体に対する超音波送受信により時系列的に得られるドプラスペクトラムデータの最高周波数に基づいて最高血流速の時間的変化を示す最高流速データを生成する際、静止観察モードの直前の時相において計測されるドプラスペクトラムデータのノイズレベルあるいはこのノイズレベルに基づいて算出される閾値を静止観察モードの直後の時相において収集されるリアルタイム観察モードのドプラスペクトラムデータに適用することにより、連続性に優れ正確な最高流速データを得ることができる。
【００８１】
更に、上述のドプラスペクトラムデータを用いたスペクトラム画像データや最高流速データの生成時に発生する折り返り現象を排除するための補正値（折り返り補正値）を算出する際、静止観察モードの直前の時相において計測される上述のノイズレベルあるいは閾値を静止観察モードの直後の時相において収集されるリアルタイム観察モードのドプラスペクトラムデータに適用することによりスペクトラム画像データや最高流速データにおける折り返り現象を安定して排除することが可能となる。
【００８２】
以上、本開示の実施形態について述べてきたが、本開示は、上述の実施形態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、上述の実施形態では、静止観察モードの直前の時相において収集されたドプラスペクトラムデータのノイズレベルに基づいて算出される閾値を一旦保存し、静止観察モードの直後の時相において収集されるリアルタイム観察モードのドプラスペクトラムデータに上述の閾値を設定することにより連続性に優れた最高流速データあるいは折り返り現象が排除された最高流速データやスペクトラム画像データを生成する場合について述べたが、静止観察モード直前のドプラスペクトラムデータにおけるノイズレベルを一旦保存し、このノイズレベルに基づいて設定された閾値を静止観察モード直後のドプラスペクトラムデータに設定することにより上述の画像データを生成してもよい。
【００８３】
又、最高周波数検出部７は、スペクトラムデータ生成部４４から供給されるドプラスペクトラムデータと閾値算出部５から供給される閾値に基づいて検出した前記ドプラスペクトラムデータの最高周波数を自己の検出データ記憶部に保存する場合について述べたが、最高周波数を保存する検出データ記憶部は、これらの最高周波数に基づいて最高流速データを生成する画像データ生成部９の最高流速データ生成部９４に備えられていてもよい。
【００８４】
更に、リアルタイム観察モードの各時相における閾値は、閾値算出部５から直接供給される場合について述べたが、静止観察モード前後の時相における閾値と同様に閾値記憶部６を介して供給されても構わない。
【００８５】
又、ドプラスペクトラムデータに対する基準周波数ｆｂの設定は、入力部１３の入力デバイスを用いて行なわれる場合について述べたが、上述のドプラスペクトラムデータのドプラ信号成分に基づいて基準周波数を自動設定する基準周波数設定部を新たに備えてもよい。
【００８６】
尚、本実施形態の超音波診断装置１００に含まれる各ユニットは、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、磁気記憶装置、入力装置、表示装置等で構成されるコンピュータをハードウェアとして用いることでも実現することができる。例えば、超音波診断装置１００のシステム制御部１４は、上記のコンピュータに搭載されたＣＰＵ等のプロセッサに所定の制御プログラムを実行させることにより各種機能を実現することができる。この場合、上述の制御プログラムをコンピュータに予めインストールしてもよく、又、コンピュータ読み取りが可能な記憶媒体への保存あるいはネットワークを介して配布された制御プログラムのコンピュータへのインストールであっても構わない。
【００８７】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。これらの実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００８８】
２…超音波プローブ
３…送受信部
３１…送信部
３２…受信部
４…受信信号処理部
４１…Ｂモードデータ生成部
４２…ドプラ信号検出部
４３…カラードプラデータ生成部
４４…スペクトラムデータ生成部
５…閾値算出部
６…閾値記憶部
７…最高周波数検出部
８…折り返り補正値算出部
９…画像データ生成部
１０…表示データ生成部
１１…表示部
１２…走査制御部
１３…入力部
１４…システム制御部
１００…超音波診断装置
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、被検体に対する超音波送受信によって得られたドプラ信号の血流成分に基づいて画像データを生成する超音波診断装置及び制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、超音波プローブに内蔵された振動素子から発生する超音波パルスを被検体内に放射し、被検体組織の音響インピーダンスの差異によって生ずる反射波を前記振動素子により電気信号に変換してモニタ上に表示するものである。この診断方法は、超音波プローブを体表に接触させるだけの簡単な操作で各種の画像データを容易に収集することができるため、各種臓器の機能診断や形態診断に広く用いられている。
【０００３】
生体内の組織あるいは血球からの反射波により生体情報を得る超音波診断法は、超音波パルス反射法と超音波ドプラ法の技術開発により急速な進歩を遂げ、上記技術を用いて得られるＢモード画像データ及びカラードプラ画像データは、今日の超音波診断において不可欠なものとなっている。
【０００４】
一方、被検体の任意の位置における血流情報を定量的且つ正確に得る方法としてスペクトラムドプラ法がある。このスペクトラムドプラ法では、被検体の同一方向に対して複数回の超音波送受信を行ない、血球などの移動反射体において反射した超音波反射波に対し、超音波送受信に使用した圧電振動子の共振周波数と略等しい周波数の基準信号を用いた直交位相検波を行なってドプラ信号を検出する。そして、このドプラ信号の中から所望部位におけるドプラ信号をレンジゲートによって抽出し、得られたドプラ信号をＦＦＴ分析することによってドプラスペクトラムデータを時系列的に生成する。そして、このような手順により得られた複数のドプラスペクトラムデータを時間方向に配列することにより生成されるスペクトラム画像データでは、通常、縦軸に周波数（ｆ）、横軸に時間（ｔ）が示され、各周波数成分のパワー（強さ）が輝度（階調）によって示される。
【０００５】
一方、時系列的に得られるドプラスペクトラムデータの周波数軸方向に分布するドプラ信号成分の最高周波数を検出し、この最高周波数の値を時間軸方向に配列することによって生成した最高血流速の時間的変化を示す最高流速データを上述のスペクトラム画像データと共に表示する方法も行なわれている。
【０００６】
又、上述したドプラスペクトラムデータの最高周波数を正確に検出する方法として、前時相のドプラスペクトラムデータが有する所定ノイズレベル計測区間のノイズレベルに基づいて得られた閾値を後時相のドプラスペクトラムデータに設定することによりこのドプラスペクトラムデータの最高周波数を検出すると共に、得られた最高周波数に基づいて新たに設定したノイズレベル計測区間におけるノイズレベルを用いて更に後続する時相のドプラスペクトラムデータに対する閾値を設定する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−２２９０３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した前時相のドプラスペクトラムデータが有するノイズレベルに基づいて得られた閾値を後時相のドプラスペクトラムデータに設定することにより最高周波数を正確に検出することが可能となる。しかしながら、ドプラスペクトラムデータが連続して得られるリアルタイム観察モードがフリーズモード等の静止観察モードの選択によって中断され、更に、所定時間後に再開される場合、再開直後に得られたドプラスペクトラムデータの最高周波数を前時相の最高周波数に基づいた閾値を用いて検出することが不可能となるため、特に、再開直後のドプラスペクトラムデータに大きなノイズ成分が含まれている場合等においては、正確な最高周波数の検出が困難となり連続性に優れた最高流速データを生成することができないという問題点を有していた。
【０００９】
本開示は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、被検体に対する超音波送受信によって時系列的に得られるドプラスペクトラムデータの各々に対して閾値を設定することによりドプラスペクトラムデータの時間的変化を示すスペクトラム画像データや最高血流速の時間的変化を示す最高流速データを生成する際、静止観察モードの直前に計測されたリアルタイム観察モードのドプラスペクトラムデータにおけるノイズレベルあるいはこのノイズレベルに基づいて算出された閾値を静止観察モードの直後に収集されたリアルタイム観察モードのドプラスペクトラムデータに適用することにより、連続性に優れ折り返り現象が排除された良好なスペクトラム画像データや最高流速データを得ることが可能な超音波診断装置及び制御プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本開示の超音波診断装置は、被検体に対する超音波送受信によって時系列的に得られたドプラスペクトラムデータに基づいて最高流速データを生成する超音波診断装置において、前記ドプラスペクトラムデータのノイズレベルに基づいて閾値を算出する閾値算出手段と、前記閾値を保存する記憶手段と、前記閾値と前記ドプラスペクトラムデータとに基づいて前記最高流速データを生成する最高流速データ生成手段と、観察モードを選択する観察モード選択手段とを備え、前記観察モード選択手段によりリアルタイム観察モードの途中で静止観察モードが選択された場合、前記閾値算出手段は、静止観察モード開始タイミングに基づいて定まる所定の時相にて得られるドプラスペクトラムデータに基づいて算出した閾値を前記記憶手段に保存し、前記最高流速データ生成手段は、リアルタイム観察モード再開タイミングに基づいて定まる所定の時相にて得られるドプラスペクトラムデータと前記記憶手段から読み出した前記閾値とに基づいて前記最高流速データを生成することを特徴としている。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態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】本実施形態の超音波診断装置が備える送受信部の具体的な構成を示すブロック図。
【図３】本実施形態の超音波診断装置が備える受信信号処理部の具体的な構成を示すブロック図。
【図４】本実施形態の超音波診断装置が備える閾値算出部の具体的な構成を示すブロック図。
【図５】本実施形態における閾値の算出方法と最高周波数の検出方法を説明するための図。
【図６】本実施形態における閾値の算出手順と最高周波数の検出手順を示すフローチャート。
【図７】本実施形態の超音波診断装置が備える折り返り補正値算出部の具体的な構成を示すブロック図。
【図８】本実施形態の超音波診断装置が備える画像データ生成部及び表示データ生成部の構成を示すブロック図。
【図９】本実施形態におけるスペクトラム画像データ及び最高流速データの生成手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本開示の実施形態を説明する。
【００１３】
（実施形態）
以下に述べる本実施形態の超音波診断装置では、被検体に対する超音波送受信により時系列的なドプラスペクトラムデータを収集し、これらドプラスペクトラムデータの各々に閾値を設定することによりドプラスペクトラムデータの時間的変化を示すスペクトラム画像データや最高血流速の時間的変化を示す最高流速データを生成する際、フリーズモード等の静止観察モードの直前に計測されたリアルタイム観察モードにおけるドプラスペクトラムデータのノイズレベルに基づく閾値を一旦保存し、静止観察モードの直後に収集されたリアルタイム観察モードのドプラスペクトラムデータに上述の閾値を適用することにより、連続性に優れ折り返り現象が排除されたスペクトラム画像データや最高流速データを生成する。
【００１４】
尚、本実施形態では、静止観察モードの直前に収集されるドプラスペクトラムデータのノイズレベルに基づいて算出された閾値を静止観察モードの間保存し、この静止観察モードの直後に収集されるリアルタイム観察モードのドプラスペクトラムデータに上述の閾値を設定する場合について述べるが、静止観察モード直前におけるドプラスペクトラムデータのノイズレベルを保存し、このノイズレベルに基づいて算出された閾値を静止観察モード直後のドプラスペクトラムデータに設定してもよい。
【００１５】
（装置の構成）
本開示の実施形態における超音波診断装置の構成と機能につき図１乃至図８を用いて説明する。尚、図１は、本実施形態における超音波診断装置の全体構成を示すブロック図である。又、図２乃至図４と図７及び図８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、閾値算出部、折り返り補正値算出部及び画像データ生成部／表示データ生成部の具体的な構成を示すブロック図である。
【００１６】
図１に示す超音波診断装置１００は、被検体の体内に超音波パルス（送信超音波）を放射し、この送信超音波によって体内から得られた超音波反射波（受信超音波）を電気信号（受信信号）へ変換する複数個の振動素子が配列された超音波プローブ２と、前記被検体の所定方向に対して送信超音波を放射するための駆動信号を前記振動素子へ供給し、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３と、Ｂモード、カラードプラモード及びスペクトラムドプラモードの各撮影モードにて得られた整相加算後の受信信号を処理してＢモードデータ、カラードプラデータ及びドプラスペクトラムデータを時系列的に生成する受信信号処理部４と、ドプラスペクトラムデータに対してノイズレベル計測区間を設定し、このノイズレベル計測区間において計測した最大ノイズパワー値（ノイズレベル）に基づいて閾値を算出する閾値算出部５と、静止観察モードの直前に収集されたドプラスペクトラムデータのノイズレベルに基づいて算出された閾値を保存する閾値記憶部６と、受信信号処理部４から供給される前時相のドプラスペクトラムデータに基づいて閾値算出部５が算出した閾値を後時相のドプラスペクトラムデータに設定することによりこのドプラスペクトラムデータの最高周波数を検出する最高周波数検出部７と、受信信号処理部４から供給されるＢモードデータ、カラードプラデータ及びドプラスペクトラムデータに基づいてＢモード画像データ、カラードプラ画像データ、スペクトラム画像データを生成し、更に、最高周波数検出部７から時系列的に供給されるドプラスペクトラムデータの最高周波数に基づいて最高流速データを生成する画像データ生成部９と、画像データ生成部９において生成されたスペクトラム画像データ及び最高流速データに発生する折り返り現象を排除するための折り返り補正値をドプラスペクトラムデータに対する前記閾値の設定によって得られた後述のＳ−ＭＡＰデータに基づいて算出する折り返り補正値算出部８を備えている。
【００１７】
更に、超音波診断装置１００は、画像データ生成部９において生成された各種の画像データを合成することにより表示データを生成する表示データ生成部１０と、得られた表示データを表示する表示部１１と、被検体に対する超音波送受信の方向を制御する走査制御部１２と、撮影モードの選択、観察モードの選択、超音波送受信条件の設定、各種指示信号の入力等を行なう入力部１３と、上述の各ユニットを統括的に制御するシステム制御部１４を備えている。
【００１８】
超音波プローブ２は、配列されたＮ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、送信時には電気的な駆動信号を送信超音波に変換し、受信時には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Ｎチャンネルの多芯ケーブルを介して送受信部３に接続されている。尚、本実施形態では、Ｎ個の振動素子を有するセクタ走査用の超音波プローブ２を用いた場合について述べるが、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であってもよい。
【００１９】
次に、図２に示す送受信部３は、被検体の所定方向に対し各種撮影モードの送信超音波を放射するための駆動信号を超音波プローブ２の振動素子へ供給する送信部３１と、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受信部３２を備え、送信部３１は、レートパルス発生器３１１、送信遅延回路３１２及び駆動回路３１３を備えている。
【００２０】
レートパルス発生器３１１は、被検体内に放射する送信超音波の繰り返し周期を決定するレートパルスを、システム制御部１４から供給される基準信号を分周することによって生成し、得られたレートパルスを送信遅延回路３１２へ供給する。この場合のレートパルス周波数（ＰＲＦ）は、入力部１３において初期設定される超音波送受信条件の標準レートパルス周波数と折り返り補正値算出部８からシステム制御部１４を介して供給されるＰＲＦ増減値に基づいて決定される。
【００２１】
送信遅延回路３１２は、例えば、超音波プローブ２に内蔵されたＮ個の振動素子の中から選択されたＮｔ個の送信用振動素子と同数の独立な遅延回路から構成され、送信において細いビーム幅を得るために所定の深さに送信超音波を集束するための集束用遅延時間と所定方向に対して前記送信超音波を放射するための偏向用遅延時間をレートパルス発生器３１１から供給された上述のレートパルスに与える。
【００２２】
駆動回路３１３は、超音波プローブ２に内蔵されたＮｔ個の送信用振動素子を駆動する機能を有し、送信遅延回路３１２から供給されるレートパルスに基づいて送信超音波を所定の深さ（距離）に収束するための集束用遅延時間と所定方向へ放射するための偏向用遅延時間を有する駆動用パルスを生成する。
【００２３】
一方、受信部３２は、超音波プローブ２に内蔵されたＮ個の振動素子の中から選択されたＮｒ個の受信用振動素子に対応するＮｒチャンネルのプリアンプ３２１、Ａ／Ｄ変換器３２２及び受信遅延回路３２３と加算器３２４を備え、Ｂモード／カラードプラモード／スペクトラムドプラモードにおいて受信用振動素子からプリアンプ３２１を介して供給されたＮｒチャンネルの受信信号はＡ／Ｄ変換器３２２にてデジタル信号に変換され、受信遅延回路３２３へ送られる。
【００２４】
受信遅延回路３２３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、所定方向に対して強い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３２２から出力されたＮｒチャンネルの受信信号の各々に与え、加算器３２４は、受信遅延回路３２３から出力されたＮｒチャンネルの受信信号を加算合成する。即ち、受信遅延回路３２３と加算器３２４により、所定方向からの受信超音波に対応した受信信号は整相加算される。
【００２５】
次に、図３に示す受信信号処理部４は、受信部３２の加算器３２４から出力されたＢモードの受信信号を処理してＢモードデータを生成するＢモードデータ生成部４１と、カラードプラモード及びスペクトラムドプラモードの受信信号を直交検波することによりこれらの受信信号に混在しているドプラ信号を検出するドプラ信号検出部４２と、カラードプラモードにおいて検出されたドプラ信号に基づいてカラードプラデータを生成するカラードプラデータ生成部４３と、スペクトラムドプラモードにおいて検出されたドプラ信号に基づいてドプラスペクトラムデータを生成するスペクトラムデータ生成部４４を備えている。
【００２６】
Ｂモードデータ生成部４１は、包絡線検波器４１１と対数変換器４１２を備え、包絡線検波器４１１は、受信部３２の加算器３２４から供給された整相加算後の受信信号を包絡線検波し、対数変換器４１２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。
【００２７】
ドプラ信号検出部４２は、π／２移相器４２１、ミキサ４２２−１及び４２２−２、ＬＰＦ（低域通過フィルタ）４２３−１及び４２３−２を備え、受信部３２の加算器３２４から供給された受信信号を直交検波して実部と虚部とからなる複素型のドプラ信号を検出する。
【００２８】
一方、カラードプラデータ生成部４３は、ドプラ信号記憶回路４３１、ＭＴＩフィルタ４３２及び自己相関演算器４３３を備え、同一方向に対する複数回の超音波送受信においてドプラ信号検出部４２のＬＰＦ４２３−１及びＬＰＦ４２３−２から出力されたドプラ信号の複素成分、即ち、実成分（Ｉ成分）と虚成分（Ｑ成分）はドプラ信号記憶部４３１に保存される。
【００２９】
低域成分除去用のデジタルフィルタであるＭＴＩフィルタ４３２は、当該被検体の同一部位にて収集された時系列的なドプラ信号をドプラ信号記憶部４３１から順次読み出す。そして、これらのドプラ信号に含まれている血流に起因した成分（血流成分）を抽出し、臓器の呼吸性移動や拍動性移動等に起因した成分（クラッタ成分）を除去する。具体的には、ＭＴＩフィルタ４３２のカットオフ周波数等を好適な値に設定することにより、上述の血流成分とこの血流成分より低い周波数を有するクラッタ成分とを分離する。
【００３０】
自己相関演算器４３３は、ＭＴＩフィルタ４３２によって抽出されたドプラ信号の血流成分に対し自己相関演算を行なって血流の平均流速値や血流速度の乱れを示す速度分散値、更には、血流成分の大きさを示すパワー値等をカラードプラデータとして算出する。
【００３１】
尚、ＭＴＩフィルタ４３２の周波数特性を決定するフィルタの次数やカットオフ周波数、更には、フィルタリング処理に用いる離散的なドプラ信号のデータ数等のフィルタ定数は画像データ生成条件として入力部１３において設定あるいは更新される。
【００３２】
次に、図３のスペクトラムデータ生成部４４は、ＳＨ（サンプルホールド回路）４４１、ＢＰＦ（帯域通過フィルタ）４４２及びＦＦＴ（Fast-Fourier-Transform）分析器４４３を備え、ドプラ信号検出部４２から供給されたスペクトラムドプラモードのドプラ信号を周波数分析してドプラスペクトラムデータを生成する機能を有している。
【００３３】
即ち、ＳＨ４４１は、ドプラ信号検出部４２のＬＰＦ４２３−１及び４２３−２から出力されたドプラ信号の実成分及び虚成分と、入力部１３において設定された関心領域（レンジゲート）の位置情報を受信する。そして、所定方向に対する複数回の超音波送受信によって時系列的に収集されるドプラ信号の中から前記関心領域に対応するドプラ信号を抽出（サンプリング）する。
【００３４】
ＢＰＦ４４２は、ＳＨ４４１から出力された関心領域におけるドプラ信号をフィルタリング処理することにより、このドプラ信号に含まれている臓器の呼吸性移動や拍動性移動等に起因した低周波のクラッタ成分や高周波のサンプリングノイズを除去する。
【００３５】
一方、ＦＦＴ分析器４４３は、図示しない演算回路と記憶回路を備え、ＨＰＦ４４２から出力された関心領域のドプラ信号は記憶回路に一旦保存される。一方、演算回路は、この記憶回路に保存された所定期間のドプラ信号を周波数分析してドプラスペクトラムデータを生成する。尚、ドプラスペクトラムデータの具体的な生成方法については特開２００５−８１０８１号公報等に記載されているため詳細な説明は省略する。
【００３６】
次に、図１の閾値算出部５は、図４に示すようにノイズレベル計測区間設定部５１、ノイズレベル計測部５２及び演算部５３を備えている。
【００３７】
ノイズレベル計測区間設定部５１は、先ず、入力部１３からシステム制御部１４を介して供給される基準周波数ｆｂ及び基準ノイズ計測幅ｆ０に基づき、受信信号処理部４のスペクトラムデータ生成部４４から供給される最初の時相（第１時相）のドプラスペクトラムデータに対してノイズレベル計測区間を設定する。
【００３８】
次いで、第１時相のドプラスペクトラムデータに後続して上述のスペクトラムデータ生成部４４から時系列的に供給される第２時相以降のドプラスペクトラムデータに対しては、上述の基準周波数ｆｂと最高周波数検出部７から供給される当該ドプラスペクトラムデータの最高周波数に基づいたノイズレベル計測区間を設定する。
【００３９】
一方、ノイズレベル計測部５２は、各時相にて収集されたドプラスペクトラムデータのノイズレベル計測区間における最大ノイズパワー値をノイズレベルとして計測し、演算部５３は、このノイズレベルに基づいて閾値を算出する。この場合、ノイズレベルよりαｄＢ（例えば、α＝２）だけ大きな値を有する閾値が演算部５３によって算出される。そして、フリーズモードのような静止観察モードによってリアルタイム観察モードが中断される場合、上述の演算部５３により静止観察モードの開始直前に算出された閾値はリアルタイム観察モードが再開されるまで閾値記憶部６に保存される。
【００４０】
最高周波数検出部７は、受信信号処理部４のスペクトラムデータ生成部４４から時系列的に供給されるドプラスペクトラムデータを受信し、時間方向に直接隣接あるいは静止観察モードの期間を介して隣接する前時相のドプラスペクトラムデータに基づいて閾値算出部５が算出した閾値を後時相のドプラスペクトラムデータに設定することによりこのドプラスペクトラムデータに含まれたドプラ信号成分の最高周波数（以下では、ドプラスペクトラムデータの最高周波数と呼ぶ。）を検出する。そして、得られた最高周波数の検出結果を図示しない自己の検出データ記憶部に保存する。
【００４１】
次に、上述の閾値算出部５による閾値の算出方法と最高周波数検出部７による最高周波数の検出方法につき図５及び図６を用いて説明する。尚、図５は、第１時相において収集されたドプラスペクトラムデータＤ（１）（図５（ａ））と第１時相に後続する第２時相において収集されたドプラスペクトラムデータＤ（２）（図５（ｂ））を示しており、ドプラスペクトラムデータＤ（１）及びＤ（２）には、超音波プローブ２の方向へ流れる血流の速度成分に対応したドプラ信号成分ｓ（１）及びｓ（２）と各種のノイズ成分ｎ（１）及びｎ（２）が含まれている。一方、図６は、ドプラスペクトラムデータＤ（１）及びＤ（２）に対する閾値の算出手順と最高周波数の検出手順を示すフローチャートである。
【００４２】
即ち、図５（ａ）に示すドプラ信号成分ｓ（１）とノイズ成分ｎ（１）とが混在した第１時相のドプラスペクトラムデータＤ（１）が受信信号処理部４のスペクトラムデータ生成部４４から閾値算出部５及び最高周波数検出部７へ供給された場合、閾値算出部５のノイズレベル計測区間設定部５１は、入力部１３において初期設定され（図６のステップＳ１）、システム制御部１４を介して供給された基準周波数ｆｂと基準ノイズ計測幅ｆ０によって決定されるノイズレベル計測区間［ｆｂ〜ｆｂ−ｆａ（１）］（ｆａ（１）＝ｆ０）をドプラスペクトラムデータＤ（１）に対して設定する（図６のステップＳ２）。
【００４３】
次いで、閾値算出部５のノイズレベル計測部５２は、上述のノイズレベル計測区間［ｆｂ〜ｆｂ−ｆａ（１）］に存在するノイズ成分の最大パワー値をノイズレベルＮ（１）として計測し（図６のステップＳ３）、演算部５３は、このノイズレベルＮ（１）よりαｄＢだけ大きな閾値Ｌ（１）を算出する（図６のステップＳ４）。
【００４４】
一方、最高周波数検出部７は、スペクトラムデータ生成部４４から供給された第１時相のドプラスペクトラムデータＤ（１）に対して閾値算出部５から供給された閾値Ｌ（１）を設定する（図６のステップＳ５）。そして、この閾値Ｌ（１）とドプラスペクトラムデータＤ（１）のドプラ信号成分Ｓ（１）との交点を計測することによりドプラスペクトラムデータＤ（１）の最高周波数ｆｍａｘ（１）を検出し、得られた最高周波数ｆｍａｘ（１）を自己の検出データ記憶部に保存する（図６のステップＳ６）。
【００４５】
次に、図５（ｂ）に示すドプラ信号成分ｓ（２）とノイズ成分ｎ（２）とが混在した第２時相のドプラスペクトラムデータＤ（２）がスペクトラムデータ生成部４４から閾値算出部５及び最高周波数検出部７へ供給された場合、最高周波数検出部７は、閾値算出部５が算出した上述の閾値Ｌ（１）をドプラスペクトラムデータＤ（２）に対して設定する（図６のステップＳ７）。そして、この閾値Ｌ（１）とドプラスペクトラムデータＤ（２）のドプラ信号成分Ｓ（２）との交点を計測することによりドプラスペクトラムデータＤ（２）の最高周波数ｆｍａｘ（２）を検出し、得られた最高周波数ｆｍａｘ（２）を上述の検出データ記憶部に保存する（図６のステップＳ８）。
【００４６】
一方、閾値算出部５のノイズレベル計測区間設定部５１は、上述の最高周波数ｆｍａｘ（２）と入力部１３からシステム制御部１４を介して供給された基準周波数ｆｂを次式（１）へ代入することによってノイズ計測幅ｆａ（２）を算出し、この算出結果に基づいたノイズレベル計測区間［ｆｂ〜（ｆｂ−ｆａ（２））］をドプラスペクトラムデータＤ（２）に対して設定する（図６のステップＳ９）。尚、式（１）に示したＫは比例定数であり、例えば、Ｋ＝０．８が用いられる。
【数１】
【００４７】
次いで、閾値算出部５のノイズレベル計測部５２は、ノイズレベル計測区間［ｆｂ〜（ｆｂ−ｆａ（２））］に存在するノイズ成分の最大パワー値をノイズレベルＮ（２）として計測し（図６のステップＳ１０）、演算部５３は、このノイズレベルＮ（２）よりαｄＢだけ大きな閾値Ｌ（２）を算出する（図６のステップＳ１１）。
【００４８】
即ち、上述のように、第１時相のドプラスペクトラムデータＤ（１）を用いて算出した閾値Ｌ（１）を第２時相のドプラスペクトラムデータＤ（２）に設定することによりその最高周波数ｆｍａｘ（２）を検出し、この最高周波数ｆｍａｘ（２）によって新たに設定されたノイズレベル計測区間におけるドプラスペクトラムデータＤ（２）のノイズレベルＮ（２）に基づき、ドプラスペクトラムデータＤ（３）の最高周波数ｆｍａｘ（３）を検出するための閾値Ｌ（２）を算出する。
【００４９】
そして、スペクトラムデータ生成部４４から時系列的に供給されるｎ時相（ｎ＞２）のドプラスペクトラムデータＤ（ｎ）に対して上述のステップＳ７乃至ステップＳ１１の手順を繰り返すことにより、ｎ−１時相の閾値Ｌ（ｎ−１）を用いたドプラスペクトラムデータＤ（ｎ）における最高周波数ｆｍａｘ（ｎ）の検出とこのドプラスペクトラムデータＤｎに基づいた閾値Ｌ（ｎ）の算出が順次行なわれ、このとき得られた最高周波数ｆｍａｘ（ｎ）は、最高周波数検出部７が備える検出データ記憶部に一旦保存された後、画像データ生成部９が備える後述の最高流速データ生成部９４へ供給される。
【００５０】
一方、各時相のドプラスペクトラムデータが時系列的に収集されるリアルタイム観察モードの途中でフリーズモード等の静止観察モードが選択された場合、リアルタイム観察モードの再開直後における最高周波数の検出は、このとき得られたドプラスペクトラムデータに静止観察モード開始直前に算出され閾値記憶部６において保存された閾値を設定することによって行なわれる。
【００５１】
ところで、上述の最高周波数検出部７における最高周波数の検出により測定可能な血流速の上限値（高流速検出能）Ｖmaxは、送受波繰り返し周波数（レート周波数）ｆｒの１／２で定義されるナイキスト周波数によって決定され、次式（２）によって示される。但し、Ｃは、被検体内の音速値、ｆ０は、受信超音波の中心周波数、ξは、超音波送受信方向と血流方向のなす角度である。
【数２】
【００５２】
そして、ドプラ周波数の偏移量が上記ナイキスト周波数を超えた場合、ドプラ信号の周波数スペクトラムに折り返り現象が発生し正確な血流計測が不可能となる。このような問題点を解決するために、レート周波数ｆｒを許容可能な範囲で増加させ、更に、画像データ生成部９において生成される後述のスペクトラム画像データや最高流速データにおける周波数軸をシフトさせる方法が従来から行なわれてきた。
【００５３】
上述した折り返り現象の排除を目的として図１の超音波診断装置１００に設けられた折り返り補正値算出部８は、図７に示すようにＭＡＰデータ生成部８１、ＰＲＦ増減値算出部８２及び周波数シフト量算出部８３を備えている。
【００５４】
ＭＡＰデータ生成部８１は、スペクトラムデータ生成部４４から時系列的に供給されるドプラスペクトラムデータの中から隣接する複数の時相におけるドプラスペクトラムデータを抽出し、これらドプラスペクトラムデータの各々を、閾値算出部５から直接あるいは閾値記憶部６を介して供給される各時相の閾値を用いて２値化処理することによりｓ−ＭＡＰデータを生成する。そして、得られた複数のｓ−ＭＡＰデータに対して論理和（ＯＲ）演算を行なうことによりＳ−ＭＡＰデータを生成する。
【００５５】
ＰＲＦ増減値算出部８２は、上述のＳ−ＭＡＰデータにおけるドプラ信号の存在領域と非存在領域との割合を示す信号存在比率を算出し、この信号存在比率が所定の値になるようなＰＲＦ増減値Δｆｒを算出する。
【００５６】
一方、周波数シフト量算出部８３は、ＰＲＦ増減値算出部８２が算出したＰＲＦ増減値Δｆｒに基づいて更新されたレート周波数ｆｒ＋Δｆｒによる超音波検査においてＭＡＰデータ生成部８１から供給されるＳ−ＭＡＰデータにおけるドプラ信号存在領域の中心が周波数軸の中央に位置するような周波数シフト量Δηを算出する。尚、上述のＰＲＦ増減値Δｆｒ及び周波数シフト量Δηの具体的な算出方法については特開平８−３０８８４３号公報等に記載されているため図面を用いた詳細な説明は省略する。
【００５７】
次に、図１に示した画像データ生成部９及び表示データ生成部１０の具体的な構成につき図８を用いて説明する。
【００５８】
画像データ生成部９は、受信信号処理部４において生成されたＢモードデータ、カラードプラデータ及びドプラスペクトラムデータと最高周波数検出部７によって検出されたドプラスペクトラムデータの最高周波数に基づいて各種の画像データを生成する機能を有し、Ｂモード画像データ生成部９１、カラードプラ画像データ生成部９２、スペクトラム画像データ生成部９３及び最高流速データ生成部９４を備えている。
【００５９】
Ｂモード画像データ生成部９１は、受信信号処理部４のＢモードデータ生成部４１から送受信方向単位で時系列的に供給される対数変換後の受信信号（Ｂモードデータ）を自己の記憶回路に保存してＢモード画像データを生成する。
【００６０】
カラードプラ画像データ生成部９２は、受信信号処理部４のカラードプラデータ生成部４３から供給されるカラードプラデータに基づいてカラードプラ画像データを生成する。例えば、血流の平均流速値に対応した明度情報と速度分散値に対応した色相情報を各々の画素値として設定することにより平均流速値と速度分散値の同時観測が可能なカラードプラ画像データを生成する。
【００６１】
スペクトラム画像データ生成部９３は、受信信号処理部４のスペクトラムデータ生成部４４が関心領域（レンジゲート）から得られるドプラ信号に基づいて生成した時系列的なドプラスペクトラムデータを時間軸方向に配列することによりスペクトラム画像データを生成する。
【００６２】
最高流速データ生成部９４は、最高周波数検出部７が検出した前記ドプラスペクトラムデータの最高周波数を時間軸方向に配列することにより最高血流速の時間的変化を示す最高流速データを生成する。
【００６３】
但し、上述のスペクトラム画像データ生成部９３及び最高流速データ生成部９４は、折り返り補正値算出部８の周波数シフト量算出部８３から供給される周波数シフト量Δηを受信し、この周波数シフト量Δηに基づいてスペクトラムデータ生成部４４から供給されるドプラスペクトラムデータ及び最高周波数検出部７から供給される最高周波数の周波数軸をシフトさせることにより折り返りの無いスペクトラム画像データ及び最高流速データを生成する。
【００６４】
一方、表示データ生成部１０はデータ合成部１０１を備え、画像データ生成部９から供給されたＢモード画像データ、カラードプラ画像データ、スペクトラム画像データ及び最高流速データを所定の表示フォーマットに変換した後合成して表示データを生成する。そして、表示部１１は、図示しない変換処理部とモニタを備え、前記変換処理部は、表示データ生成部１０において生成された表示データに対しＤ／Ａ変換やテレビフォーマット変換等の変換処理を行なって前記モニタに表示する。
【００６５】
走査制御部１２は、当該被検体の診断対象部位を含む２次元あるいは３次元の撮影領域に対してＢモード、カラードプラモード及びスペクトラムドプラモードの超音波送受信を行なうための遅延時間制御を送信部３１の送信遅延回路３１２及び受信部３２の受信遅延回路３２３に対して行なう。尚、カラードプラモード及びスペクトラムドプラモードにおける超音波送受信の具体例については特開２００４−３２９６０９号公報や特開２００５−８１０８１号公報等に記載されているため詳細な説明は省略する。
【００６６】
一方、入力部１３は、操作パネル上に表示パネルやキーボード、トラックボール、マウス、選択ボタン等の入力デバイスを備え、被検体情報の入力、撮影モード及び観察モードの選択、超音波送受信条件の設定、画像データ生成条件及び表示データ生成条件の設定、基準周波数ｆｂ及び基準ノイズ計測幅ｆ０の設定、各種指示信号の入力等を上述の表示パネルや入力デバイスを用いて行なう。尚、撮影モードとしてＢモード、カラードプラモード、スペクトラムドプラモード等があり、観察モードとしてリアルタイム観察モードや静止観察モード（フリーズモード）等がある。
【００６７】
システム制御部１４は、図示しないＣＰＵと記憶回路を備え、記憶回路には、入力部１３において入力／選択／設定された各種の情報が保存される。そして、ＣＰＵは、これらの情報に基づいて超音波診断装置１００の各ユニットを統括的に制御することによりＢモード、カラードプラモード及びスペクトラムドプラモードにおける各種画像データの生成及び表示と、スペクトラムドプラモードにて収集されたドプラスペクトラムデータの最高周波数に基づく最高流速データの生成及び表示を実行させる。
【００６８】
（画像データの生成手順）
次に、リアルタイム観察モードの途中で静止観察モードが選択された場合における画像データの生成手順につき図９のフローチャートを用いて説明する。但し、以下では、説明を簡単にするために、装置の初期設定においてスペクトラムドプラモードのみが選択された場合について述べるが、スペクトラムドプラモードの他にＢモードやカラードプラモードが選択されてもよい。又、折り返り補正値としての周波数シフト量Δηをｎ１＋１個のドプラスペクトラムデータに基づいて算出する場合について述べるが、これに限定されるものではなく、折り返り補正値は、ＰＲＦ増減値Δｆｒ等であってもよい。
【００６９】
即ち、図６のステップＳ１乃至ステップＳ１１の手順により所定期間（例えば、１心拍周期）の第１時相乃至第ｎ１時相において収集されたドプラスペクトラムデータＤ（１）乃至Ｄ（ｎ１）に基づく最高周波数ｆｍａｘ（１）乃至ｆｍａｘ（ｎ１）の算出及び保存、ノイズレベルＮ（１）乃至Ｎ（ｎ１）の計測及び閾値Ｌ（１）乃至Ｌ（ｎ１）の算出を行ない、更に、ドプラスペクトラムデータＤ（１）乃至Ｄ（ｎ１）への閾値Ｌ（１）乃至Ｌ（ｎ１）の設定によるｓ−ＭＡＰデータの生成を行なう（図９のステップＳ２０）。
【００７０】
そして、これらの計測や算出が終了したならば、受信信号処理部４のスペクトラムデータ生成部４４は、引き続いて行なわれる（ｎ１＋１）時相の超音波送受信によって得られた受信信号を処理してドプラスペクトラムデータＤ（ｎ１＋１）を生成する（図９のステップＳ２１）。
【００７１】
次いで、最高周波数検出部７は、スペクトラムデータ生成部４４から供給された（ｎ１＋１）時相のドプラスペクトラムデータＤ（ｎ１＋１）に対して閾値算出部５の演算部５３から供給された閾値Ｌ（ｎ１）を設定し（図９のステップＳ２２）、閾値Ｌ（ｎ１）とドプラスペクトラムデータＤ（ｎ１＋１）のドプラ信号成分Ｓ（ｎ１＋１）との交点を計測することによりドプラスペクトラムデータＤ（ｎ１＋１）の最高周波数ｆｍａｘ（ｎ１＋１）を検出する。そして、得られた最高周波数ｆｍａｘ（ｎ１＋１）を自己の検出データ記憶部に保存する（図９のステップＳ２３）。
【００７２】
一方、折り返り補正値算出部８のＭＡＰデータ生成部８１は、閾値算出部５から供給された閾値Ｌ（ｎ１）をドプラスペクトラムデータＤ（ｎ＋１）に設定して（ｎ１＋１）時相のｓ−ＭＡＰデータを生成し、更に、上述のステップＳ２０において得られた第１時相乃至ｎ１時相のｓ−ＭＡＰデータ及び（ｎ１＋１）時相のｓ−ＭＡＰデータに対して論理和（ＯＲ）演算を行なうことによりＳ−ＭＡＰデータを生成する。次いで、折り返り補正値算出部８の周波数シフト量算出部８３は、上述のＳ−ＭＡＰデータに基づいて折り返り補正値（周波数シフト量）Δηを算出する（図９のステップＳ２４）。
【００７３】
次に、画像データ生成部９のスペクトラム画像データ生成部９３は、スペクトラムデータ生成部４４によって収集されたドプラスペクトラムデータＤ１乃至Ｄ（ｎ１＋１）の周波数軸を折り返り補正値算出部８の周波数シフト量算出部８３から供給される折り返り補正値Δηに基づいて補正し、補正後のドプラスペクトラムデータＤ１乃至Ｄ（ｎ１＋１）を時間軸方向に配列することにより折り返りが無いスペクトラム画像データを生成する。
【００７４】
一方、画像データ生成部９の最高流速データ生成部９４は、最高周波数検出部７の検出データ記憶部から読み出した最高周波数ｆｍａｘ（１）乃至ｆｍａｘ（ｎ１＋１）を折り返り補正値算出部８の周波数シフト量算出部８３から供給された折り返り補正値Δηに基づいて補正し、補正後の最高周波数ｆｍａｘ（１）乃至ｆｍａｘ（ｎ１＋１）を時間軸方向に配列することにより折り返りの無い最高流速データを生成する。そして、得られたスペクトラム画像データ及び最高流速データは、表示データ生成部１０おいて合成され表示部１１のモニタに表示される（図９のステップＳ２５）。
【００７５】
一方、閾値算出部５のノイズレベル計測区間設定部５１は、上述の最高周波数ｆｍａｘ（ｎ１＋１）と入力部１３からシステム制御部１４を介して供給された基準周波数ｆｂに基づいてノイズ計測幅ｆａ（ｎ１＋１）を算出し、このノイズ計測幅ｆａ（ｎ１＋１）に基づいたノイズレベル計測区間［ｆｂ−（ｆｂ−ｆａ（ｎ１＋１））］をドプラスペクトラムデータＤ（ｎ１＋１）に設定する（図９のステップＳ２６）。
【００７６】
次いで、閾値算出部５のノイズレベル計測部５２は、上述のノイズレベル計測区間［ｆｂ−（ｆｂ−ｆａ（ｎ１＋１））］に存在するノイズ成分の最大パワー値（ノイズレベル）Ｎ（ｎ１＋１）を計測し、演算部５３は、このノイズレベルＮ（ｎ１＋１）よりαｄＢだけ大きな閾値Ｌ（ｎ＋１）を算出する（図９のステップＳ２７）。
【００７７】
そして、上述のステップＳ２１乃至ステップＳ２７を繰り返すことにより時相ｎ＝ｎ１＋１、ｎ１＋２、ｎ１＋３、・・・、ｎ２−１におけるドプラスペクトラムデータＤ（ｎ）の収集、ドプラスペクトラムデータＤ（ｎ）に対する閾値Ｌ（ｎ−１）の設定、ドプラスペクトラムデータＤ（ｎ）及び閾値Ｌ（ｎ−１）に基づく最高周波数ｆｍａｘ（ｎ）の検出／保存、折り返し補正値Δηの算出、スペクトラム画像データ及び最高流速データの生成／表示、ドプラスペクトラムデータＤ（ｎ）に対するノイズレベル計測区間の設定、ノイズレベルＮ（ｎ）の計測及び閾値Ｌ（ｎ）の算出が順次行なわれる。
【００７８】
次いで、上述の時相に後続する時相ｎ＝ｎ２において静止観察モードが入力部１３において選択された場合（図９のステップＳ２８）、静止観察モード直前の時相ｎ＝ｎ２−１において収集されたドプラスペクトラムデータＤ（ｎ２−１）に基づいて閾値算出部５が算出した閾値Ｌ（ｎ２−１）の値は閾値記憶部６に保存される（図９のステップＳ２９）。又、時相ｎ２−１において生成されたスペクトラム画像データ及び最高流速データは表示部１１のモニタに静止表示され、更に、これらの静止画像データを用いた各種の計測が必要に応じて行なわれる（図９のステップＳ３０）。
【００７９】
次いで、期間ΔＴにおいて静止観察モードの超音波検査が行なわれた後、時相ｎ＝ｎ３においてリアルタイム観察モードが選択されたならば（図９のステップＳ３１）、最高周波数検出部７は、図９のステップＳ３２において閾値記憶部６から読み出した上述の閾値Ｌ（ｎ２−１）をドプラスペクトラムデータＤ（ｎ３）に設定することにより時相ｎ３における最高周波数ｆｍａｘ（ｎ３）の検出／保存、折り返し補正値の算出、スペクトラム画像データ及び最高流速データの生成／表示、ドプラスペクトラムデータＤ（ｎ３）に対するノイズレベル計測区間の設定、ノイズレベルＮ（ｎ３）の計測及び閾値Ｌ（ｎ３）の算出が順次行なわれ、更に、ステップＳ２１乃至ステップＳ２８の手順を繰り返すことにより時相ｎ３＋１以降のドプラスペクトラムデータに対しても同様の処理が行なわれる。
【００８０】
以上述べた本実施形態によれば、被検体に対する超音波送受信により時系列的に得られるドプラスペクトラムデータの最高周波数に基づいて最高血流速の時間的変化を示す最高流速データを生成する際、静止観察モードの直前の時相において計測されるドプラスペクトラムデータのノイズレベルあるいはこのノイズレベルに基づいて算出される閾値を静止観察モードの直後の時相において収集されるリアルタイム観察モードのドプラスペクトラムデータに適用することにより、連続性に優れ正確な最高流速データを得ることができる。
【００８１】
更に、上述のドプラスペクトラムデータを用いたスペクトラム画像データや最高流速データの生成時に発生する折り返り現象を排除するための補正値（折り返り補正値）を算出する際、静止観察モードの直前の時相において計測される上述のノイズレベルあるいは閾値を静止観察モードの直後の時相において収集されるリアルタイム観察モードのドプラスペクトラムデータに適用することによりスペクトラム画像データや最高流速データにおける折り返り現象を安定して排除することが可能となる。
【００８２】
以上、本開示の実施形態について述べてきたが、本開示は、上述の実施形態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、上述の実施形態では、静止観察モードの直前の時相において収集されたドプラスペクトラムデータのノイズレベルに基づいて算出される閾値を一旦保存し、静止観察モードの直後の時相において収集されるリアルタイム観察モードのドプラスペクトラムデータに上述の閾値を設定することにより連続性に優れた最高流速データあるいは折り返り現象が排除された最高流速データやスペクトラム画像データを生成する場合について述べたが、静止観察モード直前のドプラスペクトラムデータにおけるノイズレベルを一旦保存し、このノイズレベルに基づいて設定された閾値を静止観察モード直後のドプラスペクトラムデータに設定することにより上述の画像データを生成してもよい。
【００８３】
又、最高周波数検出部７は、スペクトラムデータ生成部４４から供給されるドプラスペクトラムデータと閾値算出部５から供給される閾値に基づいて検出した前記ドプラスペクトラムデータの最高周波数を自己の検出データ記憶部に保存する場合について述べたが、最高周波数を保存する検出データ記憶部は、これらの最高周波数に基づいて最高流速データを生成する画像データ生成部９の最高流速データ生成部９４に備えられていてもよい。
【００８４】
更に、リアルタイム観察モードの各時相における閾値は、閾値算出部５から直接供給される場合について述べたが、静止観察モード前後の時相における閾値と同様に閾値記憶部６を介して供給されても構わない。
【００８５】
又、ドプラスペクトラムデータに対する基準周波数ｆｂの設定は、入力部１３の入力デバイスを用いて行なわれる場合について述べたが、上述のドプラスペクトラムデータのドプラ信号成分に基づいて基準周波数を自動設定する基準周波数設定部を新たに備えてもよい。
【００８６】
尚、本実施形態の超音波診断装置１００に含まれる各ユニットは、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、磁気記憶装置、入力装置、表示装置等で構成されるコンピュータをハードウェアとして用いることでも実現することができる。例えば、超音波診断装置１００のシステム制御部１４は、上記のコンピュータに搭載されたＣＰＵ等のプロセッサに所定の制御プログラムを実行させることにより各種機能を実現することができる。この場合、上述の制御プログラムをコンピュータに予めインストールしてもよく、又、コンピュータ読み取りが可能な記憶媒体への保存あるいはネットワークを介して配布された制御プログラムのコンピュータへのインストールであっても構わない。
【００８７】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。これらの実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００８８】
２…超音波プローブ
３…送受信部
３１…送信部
３２…受信部
４…受信信号処理部
４１…Ｂモードデータ生成部
４２…ドプラ信号検出部
４３…カラードプラデータ生成部
４４…スペクトラムデータ生成部
５…閾値算出部
６…閾値記憶部
７…最高周波数検出部
８…折り返り補正値算出部
９…画像データ生成部
１０…表示データ生成部
１１…表示部
１２…走査制御部
１３…入力部
１４…システム制御部
１００…超音波診断装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に対する超音波送受信によって時系列的に得られたドプラスペクトラムデータに基づいて最高流速データを生成する超音波診断装置において、
前記ドプラスペクトラムデータのノイズレベルに基づいて閾値を算出する閾値算出手段と、
前記閾値を保存する記憶手段と、
前記閾値と前記ドプラスペクトラムデータとに基づいて前記最高流速データを生成する最高流速データ生成手段と、
観察モードを選択する観察モード選択手段とを備え、
前記観察モード選択手段によりリアルタイム観察モードの途中で静止観察モードが選択された場合、前記閾値算出手段は、静止観察モード開始タイミングに基づいて定まる所定の時相にて得られるドプラスペクトラムデータに基づいて算出した閾値を前記記憶手段に保存し、前記最高流速データ生成手段は、リアルタイム観察モード再開タイミングに基づいて定まる所定の時相にて得られるドプラスペクトラムデータと前記記憶手段から読み出した前記閾値とに基づいて前記最高流速データを生成することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記ドプラスペクトラムデータに対し前記閾値を設定することにより折り返り補正値を算出する折り返り補正値算出手段を備え、前記観察モード選択手段によりリアルタイム観察モードの途中で静止観察モードが選択された場合、前記折り返り補正値算出手段は、リアルタイム観察モード再開タイミングに基づいて定まる所定の時相にて得られたドプラスペクトラムデータに前記記憶手段から読み出した前記閾値を設定することにより前記折り返り補正値を算出し、前記最高流速データ生成手段は、前記折り返り補正値に基づいて前記ドプラスペクトラムデータの最高周波数を処理することにより前記最高流速データを生成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】
被検体に対する超音波送受信によって時系列的に得られたドプラスペクトラムデータに基づいて最高流速データを生成する超音波診断装置において、
前記ドプラスペクトラムデータのノイズレベルを計測するノイズレベル計測手段と、
前記ノイズレベルを保存する記憶手段と、
前記ノイズレベルに基づいて算出した閾値と前記ドプラスペクトラムデータとに基づいて前記最高流速データを生成する最高流速データ生成手段と、
観察モードを選択する観察モード選択手段とを備え、
前記観察モード選択手段によりリアルタイム観察モードの途中で静止観察モードが選択された場合、前記ノイズレベル計測手段は、静止観察モード開始タイミングに基づいて定まる所定の時相にて得られるドプラスペクトラムデータに基づいて計測したノイズレベルを前記記憶手段に保存し、前記最高流速データ生成手段は、リアルタイム観察モード再開タイミングに基づいて定まる所定の時相にて得られるドプラスペクトラムデータと前記記憶手段から読み出した前記ノイズレベルとに基づいて前記最高流速データを生成することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項４】
前記ドプラスペクトラムデータに対し前記閾値を設定することにより折り返り補正値を算出する折り返り補正値算出手段を備え、前記観察モード選択手段によりリアルタイム観察モードの途中で静止観察モードが選択された場合、前記折り返り補正値算出手段は、リアルタイム観察モード再開タイミングに基づいて定まる所定の時相にて得られたドプラスペクトラムデータに前記記憶手段から読み出した前記ノイズレベルに基づく前記閾値を設定することにより前記折り返り補正値を算出し、前記最高流速データ生成手段は、前記折り返り補正値に基づいて前記ドプラスペクトラムデータの最高周波数を処理することにより前記最高流速データを生成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】
最高周波数検出手段を備え、前記最高周波数検出手段は、時間方向に直接あるいは前記静止観察モードの期間を介して隣接する前時相のドプラスペクトラムデータに基づいて得られた前記閾値を後時相のドプラスペクトラムデータへ設定することにより前記ドプラスペクトラムデータの最高周波数を検出することを特徴とする請求項２又は請求項４に記載した超音波診断装置。
【請求項６】
前記折り返り補正値算出手段は、前記閾値を用いた前記ドプラスペクトラムデータの２値化処理によりＭＡＰデータを生成するＭＡＰデータ生成手段と、前記ＭＡＰデータにおけるドプラ信号の存在領域と非存在領域との比率が所定の値になるようなレート周波数の増減値を算出するＰＲＦ増減値算出手段あるいはＭＡＰデータにおけるドプラ信号存在領域の中心が周波数軸の中央に位置するような周波数シフト量を算出する周波数シフト量算出手段の少なくとも何れかを有していることを特徴とする請求項２又は請求項４に記載した超音波診断装置。
【請求項７】
前記時系列的に得られたドプラスペクトラムデータに基づいてスペクトラム画像データを生成するスペクトラム画像データ生成手段を備え、前記スペクトラム画像データ生成手段は、前記折り返り補正値算出手段が算出した前記折り返り補正値に基づいて前記ドプラスペクトラムデータを処理することにより前記スペクトラム画像データを生成することを特徴とする請求項２又は請求項４に記載した超音波診断装置。
【請求項８】
被検体に対する超音波送受信によって時系列的に得られたドプラスペクトラムデータに基づいて最高流速データを生成する超音波診断装置に対し、
リアルタイム観察モードの途中で静止観察モードを選択する観察モード選択機能と、
静止観察モード開始タイミングに基づいて定まる所定の時相にて得られたドプラスペクトラムデータのノイズレベルに基づいて算出した閾値を保存する記憶機能と、
保存された前記閾値を読み出し、この閾値とリアルタイム観察モード再開タイミングに基づいて定まる所定の時相にて得られたドプラスペクトラムデータとに基づいて最高流速データを生成する最高流速データ生成機能を
実行させることを特徴とする制御プログラム。
【請求項９】
被検体に対する超音波送受信によって時系列的に得られたドプラスペクトラムデータに基づいて最高流速データを生成する超音波診断装置に対し、
リアルタイム観察モードの途中で静止観察モードを選択する観察モード選択機能と、
静止観察モード開始タイミングに基づいて定まる所定の時相にて得られたドプラスペクトラムデータにおいて計測したノイズレベルを保存する記憶機能と、
保存された前記ノイズレベルを読み出し、このノイズレベルに基づいて算出した閾値とリアルタイム観察モード再開タイミングに基づいて定まる所定の時相にて得られたドプラスペクトラムデータとに基づいて最高流速データを生成する最高流速データ生成機能を
実行させることを特徴とする制御プログラム。
【請求項１】
被検体に対する超音波送受信によって時系列的に得られたドプラスペクトラムデータに基づいて最高流速データを生成する超音波診断装置において、
前記ドプラスペクトラムデータのノイズレベルに基づいて閾値を算出する閾値算出手段と、
前記閾値を保存する記憶手段と、
前記閾値と前記ドプラスペクトラムデータとに基づいて前記最高流速データを生成する最高流速データ生成手段と、
観察モードを選択する観察モード選択手段とを備え、
前記観察モード選択手段によりリアルタイム観察モードの途中で静止観察モードが選択された場合、前記閾値算出手段は、静止観察モード開始タイミングに基づいて定まる所定の時相にて得られるドプラスペクトラムデータに基づいて算出した閾値を前記記憶手段に保存し、前記最高流速データ生成手段は、リアルタイム観察モード再開タイミングに基づいて定まる所定の時相にて得られるドプラスペクトラムデータと前記記憶手段から読み出した前記閾値とに基づいて前記最高流速データを生成することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記ドプラスペクトラムデータに対し前記閾値を設定することにより折り返り補正値を算出する折り返り補正値算出手段を備え、前記観察モード選択手段によりリアルタイム観察モードの途中で静止観察モードが選択された場合、前記折り返り補正値算出手段は、リアルタイム観察モード再開タイミングに基づいて定まる所定の時相にて得られたドプラスペクトラムデータに前記記憶手段から読み出した前記閾値を設定することにより前記折り返り補正値を算出し、前記最高流速データ生成手段は、前記折り返り補正値に基づいて前記ドプラスペクトラムデータの最高周波数を処理することにより前記最高流速データを生成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】
被検体に対する超音波送受信によって時系列的に得られたドプラスペクトラムデータに基づいて最高流速データを生成する超音波診断装置において、
前記ドプラスペクトラムデータのノイズレベルを計測するノイズレベル計測手段と、
前記ノイズレベルを保存する記憶手段と、
前記ノイズレベルに基づいて算出した閾値と前記ドプラスペクトラムデータとに基づいて前記最高流速データを生成する最高流速データ生成手段と、
観察モードを選択する観察モード選択手段とを備え、
前記観察モード選択手段によりリアルタイム観察モードの途中で静止観察モードが選択された場合、前記ノイズレベル計測手段は、静止観察モード開始タイミングに基づいて定まる所定の時相にて得られるドプラスペクトラムデータに基づいて計測したノイズレベルを前記記憶手段に保存し、前記最高流速データ生成手段は、リアルタイム観察モード再開タイミングに基づいて定まる所定の時相にて得られるドプラスペクトラムデータと前記記憶手段から読み出した前記ノイズレベルとに基づいて前記最高流速データを生成することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項４】
前記ドプラスペクトラムデータに対し前記閾値を設定することにより折り返り補正値を算出する折り返り補正値算出手段を備え、前記観察モード選択手段によりリアルタイム観察モードの途中で静止観察モードが選択された場合、前記折り返り補正値算出手段は、リアルタイム観察モード再開タイミングに基づいて定まる所定の時相にて得られたドプラスペクトラムデータに前記記憶手段から読み出した前記ノイズレベルに基づく前記閾値を設定することにより前記折り返り補正値を算出し、前記最高流速データ生成手段は、前記折り返り補正値に基づいて前記ドプラスペクトラムデータの最高周波数を処理することにより前記最高流速データを生成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】
最高周波数検出手段を備え、前記最高周波数検出手段は、時間方向に直接あるいは前記静止観察モードの期間を介して隣接する前時相のドプラスペクトラムデータに基づいて得られた前記閾値を後時相のドプラスペクトラムデータへ設定することにより前記ドプラスペクトラムデータの最高周波数を検出することを特徴とする請求項２又は請求項４に記載した超音波診断装置。
【請求項６】
前記折り返り補正値算出手段は、前記閾値を用いた前記ドプラスペクトラムデータの２値化処理によりＭＡＰデータを生成するＭＡＰデータ生成手段と、前記ＭＡＰデータにおけるドプラ信号の存在領域と非存在領域との比率が所定の値になるようなレート周波数の増減値を算出するＰＲＦ増減値算出手段あるいはＭＡＰデータにおけるドプラ信号存在領域の中心が周波数軸の中央に位置するような周波数シフト量を算出する周波数シフト量算出手段の少なくとも何れかを有していることを特徴とする請求項２又は請求項４に記載した超音波診断装置。
【請求項７】
前記時系列的に得られたドプラスペクトラムデータに基づいてスペクトラム画像データを生成するスペクトラム画像データ生成手段を備え、前記スペクトラム画像データ生成手段は、前記折り返り補正値算出手段が算出した前記折り返り補正値に基づいて前記ドプラスペクトラムデータを処理することにより前記スペクトラム画像データを生成することを特徴とする請求項２又は請求項４に記載した超音波診断装置。
【請求項８】
被検体に対する超音波送受信によって時系列的に得られたドプラスペクトラムデータに基づいて最高流速データを生成する超音波診断装置に対し、
リアルタイム観察モードの途中で静止観察モードを選択する観察モード選択機能と、
静止観察モード開始タイミングに基づいて定まる所定の時相にて得られたドプラスペクトラムデータのノイズレベルに基づいて算出した閾値を保存する記憶機能と、
保存された前記閾値を読み出し、この閾値とリアルタイム観察モード再開タイミングに基づいて定まる所定の時相にて得られたドプラスペクトラムデータとに基づいて最高流速データを生成する最高流速データ生成機能を
実行させることを特徴とする制御プログラム。
【請求項９】
被検体に対する超音波送受信によって時系列的に得られたドプラスペクトラムデータに基づいて最高流速データを生成する超音波診断装置に対し、
リアルタイム観察モードの途中で静止観察モードを選択する観察モード選択機能と、
静止観察モード開始タイミングに基づいて定まる所定の時相にて得られたドプラスペクトラムデータにおいて計測したノイズレベルを保存する記憶機能と、
保存された前記ノイズレベルを読み出し、このノイズレベルに基づいて算出した閾値とリアルタイム観察モード再開タイミングに基づいて定まる所定の時相にて得られたドプラスペクトラムデータとに基づいて最高流速データを生成する最高流速データ生成機能を
実行させることを特徴とする制御プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−９９３８８（Ｐ２０１３−９９３８８Ａ）
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４３９９１（Ｐ２０１１−２４３９９１）
【出願日】平成２３年１１月７日（２０１１．１１．７）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【出願人】（５９４１６４５３１）東芝医用システムエンジニアリング株式会社 (892)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月７日（２０１１．１１．７）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【出願人】（５９４１６４５３１）東芝医用システムエンジニアリング株式会社 (892)
【Ｆターム（参考）】
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