超音波診断装置、及びこの装置の制御プログラム
【課題】 血流像とドプラスペクトラム像を同時又はほぼ同時に表示させる際に、フレームレートの低下を防止する超音波診断技術を提供する。
【解決手段】 被検体に対して超音波を送信し、反射波をエコー信号として受信する送受信手段と、前記エコー信号に対し、ドプラ偏位周波数成分の取り出し処理及びＦＦＴ処理を含むドプラスペクトラム像生成手段と、前記エコー信号に対し、自己相関処理を含む処理を施すことによって血流像を生成する血流像生成手段と、前記血流像を得るためと前記ドプラスペクトラム像を得るための送受信を交互に行うことにより、前記血流像と前記ドプラスペクトラム像とを同時又はほぼ同時に表示させる走査シーケンス設定手段と、を備え、前記走査シーケンス設定手段は、前記血流像のフレームレートが所定設定値を下回らないように、前記血流像を得るための送受信についてアンサンブル数を調節した走査シーケンスに変更するようにした。
【解決手段】 被検体に対して超音波を送信し、反射波をエコー信号として受信する送受信手段と、前記エコー信号に対し、ドプラ偏位周波数成分の取り出し処理及びＦＦＴ処理を含むドプラスペクトラム像生成手段と、前記エコー信号に対し、自己相関処理を含む処理を施すことによって血流像を生成する血流像生成手段と、前記血流像を得るためと前記ドプラスペクトラム像を得るための送受信を交互に行うことにより、前記血流像と前記ドプラスペクトラム像とを同時又はほぼ同時に表示させる走査シーケンス設定手段と、を備え、前記走査シーケンス設定手段は、前記血流像のフレームレートが所定設定値を下回らないように、前記血流像を得るための送受信についてアンサンブル数を調節した走査シーケンスに変更するようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波の送受信により超音波画像を得る技術に関し、特に少なくとも血流像とドプラスペクトラム像を同時又はほぼ同時に表示する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置による被検体の観察には、トリプレックスモードといわれる動作モードがある。トリプレックスモードは、二次元形態像と二次元血流像とドプラスペクトラム像を同時又はほぼ同時に表示する複合モードである。
【０００３】
二次元形態像は、反射した超音波の強さを輝度に変調した形態像である。二次元血流像は、血液の流れから生じるドプラシフト（周波数偏移）を抽出して血流を表示する二次元のカラー像であり、二次元形態像上にカラーマッピング（Ｃｏｌｏｒ Ｆｌｏｗ Ｍａｐｐｉｎｇ）としてオーバーレイ表示する。ドプラスペクトラム像は、血液の流れにより生じる超音波のドプラシフトを抽出して、ドプラシフトの経時変化を表示するグラフである。
【０００４】
すなわち、トリプレックスモードは、二次元形態像と二次元血流像によって血管位置及び血流を特定し、ドプラスペクトラム像によって血流速度を計測するモードである。二次元血流像とドプラスペクトラム像とをほぼ同時表示するためには、二次元血流像を得るための超音波送受信とドプラスペクトラム像を得るための超音波送受信を交互に行う必要がある。このトリプレックスモードにおける走査方法には、ドプラ交互スキャンが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
ドプラ交互スキャンは、二次元形態像のための走査（以下、「Ｂモード走査」という）又はカラー二次元血流像のための走査（以下、「ＣＦＭモード走査」という）と、ドプラスペクトラム像のための走査（以下、「Ｄモード走査」という）とを経時的に一本ずつ交互に行い、被検体を走査する方法である。ＣＦＭモード走査における超音波の送受信は、クラッタ成分除去のため同一走査線において複数回連続でなされる。同一走査線における超音波送受信の繰返し回数は、アンサンブル数と呼ばれる。
【０００６】
このドプラ交互スキャンでは、Ｄモード走査間にＢモード走査又はＣＦＭモード走査を挟む。従って、Ｄモード走査で行われる超音波の送受信では、繰返周波数（ＤｐＰＲＦ）を高く設定することはできない。ＤｐＰＲＦを高く設定できないと、高流速の血流を検出する際にドプラスペクトラム像にエイリアシング（折り返り）が生じてしまう。
【０００７】
そこで、ドプラセグメントスキャンという走査方法によって解決が図られる。このスキャンは、Ｂモード走査又はＣＦＭモード走査と、Ｄモード走査とを、経時的に一群のビーム群に分けて交互に行う方法である。つまり、ドプラセグメントスキャンは、Ｂモード走査又はＣＦＭモード走査を所定時間連続的に行うＢ／ＣＦＭセグメントと、Ｄモード走査を所定時間連続的に行うＤセグメントとを区別して交互に超音波送受信を行っている。ている。この二つのセグメントを複数繰り返すことにより二次元形態像１フレームが形成される。（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
このドプラセグメントスキャンによっては、Ｄモード走査のセグメントにおいて、ＤｐＰＲＦを高く設定することができ、高流速の血流であっても折り返しが生じず、ドプラスペクトラム像において良好な波形を得ることができる。
【０００９】
ここで、トリプレックスモードにおいて、ドップラセグメントスキャンを用いた場合、Ｂ／ＣセグメントとＤセグメントの時間比を、１：２以上とする必要がある。Ｂ／Ｃセグメント時は、Ｄモード走査がない。この時間、ドプラスペクトラム像にギャップが生じてしまう。このギャップは、Ｄセグメント時の収集データを利用して補完される。ドプラスペクトラム像の補完精度の関係上、時間比を１：２以上とすることが好ましいのである。
【００１０】
しかし、この時間比の１：２以上とすると、二次元形態像と二次元血流像の複合モードと比べて、フレームレートが１／３以下に低下してしまう。Ｄセグメント時においては、Ｂモード走査及びＣＦＭモード走査が行われないから、Ｄセグメント加入分だけフレームレートが低下してしまうものである。
【００１１】
従って、トリプレックスモードにおいて、ドプラセグメントスキャンを用いると、高流速の血流は検出することができるが、ドプラスペクトラム像の補完精度向上とフレームレートの向上を両立することができなくなってしまう。
【００１２】
【特許文献１】特開平６−７３４８号公報
【特許文献２】特開２００２−１４３１６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
少なくとも二次元血流像とドプラスペクトラム像を同時又はほぼ同時に表示する超音波診断装置は、高流速の血流の良好な検出、ドプラスペクトラム像の補完精度の向上、フレームレートの向上を両立することができなかった。
【００１４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、超音波診断の技術において、少なくとも血流像とドプラスペクトラム像を同時又はほぼ同時に表示する際に、高流速の血流の良好な検出とドプラスペクトラム像の補完精度を維持しながら、フレームレートの低下を防止する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、被検体に対して超音波を送信し、前記被検体から反射波をエコー信号として受信する送受信手段と、前記エコー信号に対し、ドプラ偏位周波数成分の取り出し処理及びＦＦＴ処理を含む処理を施すことによってドプラスペクトラム像を生成するドプラスペクトラム像生成手段と、前記エコー信号に対し、自己相関処理を含む処理を施すことによって血流像を生成する血流像生成手段と、前記血流像を得るための送受信と前記ドプラスペクトラム像を得るための送受信を交互に行うことにより、前記血流像と前記ドプラスペクトラム像とを同時又はほぼ同時に表示させる走査シーケンスを設定する走査シーケンス設定手段と、を備え、前記走査シーケンス設定手段は、前記血流像のフレームレートが所定設定値を下回らないように、前記血流像を得るための送受信についてアンサンブル数を調節した走査シーケンスに変更すること、を特徴とする。
【００１６】
また、請求項３記載の発明は、被検体に対して超音波を送信し、前記被検体から反射波をエコー信号として受信する送受信手段と、前記エコー信号に対し、ドプラ偏位周波数成分の取り出し処理及びＦＦＴ処理を含む処理を施すことによってドプラスペクトラム像を生成するドプラスペクトラム像生成手段と、前記エコー信号に対し、自己相関処理を含む処理を施すことによって血流像を生成する血流像生成手段と、前記血流像を得るための送受信と前記ドプラスペクトラム像を得るための送受信を交互に行うことにより、前記血流像と前記ドプラスペクトラム像とを同時又はほぼ同時に表示させる走査シーケンスを設定する走査シーケンス設定手段と、を備え、前記走査シーケンス設定手段は、前記血流像のフレームレートが所定下限値以下とならないように、前記血流像を得るための送受信について走査線密度を調節した走査シーケンスに変更すること、を特徴とする。
【００１７】
また、請求項９記載の発明は、被検体に対して超音波を送信し、前記被検体から反射波をエコー信号として受信する送受信手段と、前記エコー信号に対し、ドプラ偏位周波数成分の取り出し処理及びＦＦＴ処理を含む処理を施すことによってドプラスペクトラムを生成するドプラスペクトラム生成手段と、前記エコー信号に対し、自己相関処理を含む処理を施すことによって血流像を生成する血流像生成手段と、を備える超音波診断装置に対して、前記血流像を得るための送受信と前記ドプラスペクトラムを得るための送受信を交互に行うことにより、前記血流像と前記ドプラスペクトラム像とを同時又はほぼ同時に表示させる走査シーケンスを設定させ、前記血流像のフレームレートが所定設定値を下回らないように、前記血流像を得るための送受信についてアンサンブル数を調節した走査シーケンスに変更させること、を特徴とする。
【００１８】
また、請求項１０記載の発明は、被検体に対して超音波を送信し、前記被検体から反射波をエコー信号として受信する送受信手段と、前記エコー信号に対し、ドプラ偏位周波数成分の取り出し処理及びＦＦＴ処理を含む処理を施すことによってドプラスペクトラムを生成するドプラスペクトラム生成手段と、前記エコー信号に対し、自己相関処理を含む処理を施すことによって血流像を生成する血流像生成手段と、を備える超音波診断装置に対して、前記血流像を得るための送受信と前記ドプラスペクトラムを得るための送受信を交互に行うことにより、前記血流像と前記ドプラスペクトラム像とを同時又はほぼ同時に表示させる走査シーケンスを設定させ、前記血流像のフレームレートが所定設定値下回らないように、前記血流像を得るための送受信について走査線密度を調節した走査シーケンスに変更させること、を特徴とする。
【００１９】
また、前記走査シーケンス設定手段は、前記血流像のフレームレートが所定設定値を下回ることになる場合に、前記血流像を得るための送受信についてアンサンブル数を低下させた走査シーケンスに変更するようにしてもよい（請求項２記載の発明に相当）。
【００２０】
また、前記アンサンブル数が所定以下の時には、前記血流像生成手段に対し、前記エコー信号から血流パワー値を検出させ、前記血流パワー値に基づいた血流像を生成させる制御を行う血流像生成制御手段をさらに備えるようにしてもよい（請求項４記載の発明に相当）。
【００２１】
また、前記アンサンブル数が所定以下の時には、前記血流像を得るための送受信についてパルス波数を２以下とするパルス制御手段をさらに備え、前記血流像生成手段は、クラッタ成分を除去するウォールフィルタを含み、前記血流像生成制御手段は、前記アンサンブル数が所定以下の時には、前記血流像生成手段に対し、前記ウォールフィルタのフィルタ帯域を広げる制御をさらに行うようにしてもよい（請求項５記載の発明に相当）。
【００２２】
また、前記エコー信号に対して、検波処理及び対数変換処理を含む処理を施すことによって前記被検体の組織を輝度で示す形態像を生成する形態像生成手段を備え、前記血流像は、前記形態像と合成して表示されるようにしてもよい（請求項６記載の発明に相当）。
【００２３】
また、前記血流像生成手段は、前記アンサンブル数が所定以上の時には、血流情報をカラーで示す血流像を生成し、所定以下の時には血流情報を輝度で示す血流像を生成するようにしてもよい（請求項７記載の発明に相当）。
【００２４】
また、装置操作者による前記所定設定値の変更を受け付ける変更受付手段をさらに備えるようにしてもよい（請求項８記載の発明に相当）。
【発明の効果】
【００２５】
本発明では、超音波診断装置において、血流像を得るための送受信と前記ドプラスペクトラム像を得るための送受信を交互に行うことにより、血流像とドプラスペクトラム像とをほぼ同時に表示させる走査シーケンスを設定する走査シーケンス設定手段を備えるようにし、該走査シーケンス設定手段により、血流像のフレームレートが所定設定値を下回らないように、血流像を得るための送受信についてアンサンブル数を調節した走査シーケンスに変更するようにした。これにより、血流像のフレームレートが低下するような変更が行われた場合であっても良好なフレームレートを維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明に係る超音波診断装置及び超音波診断装置の制御プログラムの好適な実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００２７】
（第一の実施形態）
図１は、第一の実施形態に係る超音波診断装置のブロック構成図である。超音波診断装置１は、被検体に超音波を送受信する超音波探触子２と、超音波の送受信によって二次元形態像と二次元血流像とドプラスペクトラム像を表示する表示部６を備える。超音波探触子２と表示部６の間には、信号処理等を行うユニットとして、送受信部３と信号処理部４と画像処理部５とが介在して備えられている。また、これら各ユニット２，３，４，５，６を制御する制御部８を備え、この制御部８には、操作パネル７が接続されている。
【００２８】
超音波探触子２は、圧電セラミック等の圧電振動子を複数配列して備える。この超音波探触子２は、超音波を送受信する送受信手段であり、複数の圧電振動子に送受信部３から電圧パルスが印加されることで超音波ビームを発生させ、図示しない被検体に対して超音波ビームを送信し、反射した超音波を受信してエコー信号に変換する。
【００２９】
送受信部３は、送信部と受信部とにより構成される。送信部は、パルス発生器３ａ、送信遅延回路３ｂ、パルサ３ｃを少なくとも備える。受信部は、プリアンプ３ｄ、Ａ／Ｄ３ｅ、受信遅延回路３ｆ、加算器３ｇ、位相検波回路３ｈを備える。
【００３０】
パルス発生器３ａは、電圧パルスの送信タイミングを制御するもので、タイミング信号を所定時間毎に生成し、送信遅延回路３ｂに送信する。送信遅延回路３ｂは、超音波ビームの走査方向を決定し、電圧パルスの印加を圧電振動子毎に遅延させて時間差を設ける。パルサ３ｃは、送信遅延回路３ｂから受けたタイミングで各圧電振動子に各モードに応じたパルス幅の電圧パルスを印加する。
【００３１】
プリアンプ３ｄは、エコー信号を増幅する。Ａ／Ｄ３ｅは、増幅した信号をデジタル信号に変換する。受信遅延回路３ｅと加算器３ｆは、各振動子からの信号を整相加算して、単一信号を生成する。位相検波回路３ｈは、加算器３ｆを経た信号の所望中心周波数を０Ｈｚにする周波数シフトを行った後、直交位相検波した信号を信号処理部４に渡す。
【００３２】
信号処理部４は、送受信部３から信号が送信され、各像を生成するための信号処理を実行する生成処理手段である。
【００３３】
Ｂモード処理部４１は、エコーフィルタ４１ａ、包絡線検波回路４１ｂ、ＬＯＧ４１ｃを備えており、二次元形態像を生成する信号処理（以下、「Ｂモード信号処理」という）を実行する。エコーフィルタ４１ａは、送受信部３から受けた周波数シフトによる信号にローパスフィルタをかける。包絡線検波回路４１ｂは、包絡線を検波し、包絡線検波信号を得る。ＬＯＧ４１ｃは、包絡線検波信号に対して対数変換を施す。この処理工程を経て二次元形態像のデータが生成され、画像処理部５へ送信される。
【００３４】
カラードプラ処理部４２は、コーナーターニングバッファ４２ａ、ウォールフィルタ４２ｂ、自己相関器４２ｃ、演算部４２ｄを備えており、二次元血流像を生成する信号処理（以下、「ＣＦＭモード信号処理」という）を実行する。コーナーターニングバッファ４２ａは、位相検波回路３ｈからの直交位相検波による信号のデータ列を一時的に記憶した後、並べ替えを行う。ウォールフィルタ４２ｄは、コーナーターニングバッファ４２ａに記憶されたデータ列を所定順で読み出し、所定のフィルタ帯域をもって信号のクラッタ成分を除去する。自己相関器４２ｅは、二次元のドプラ信号処理をリアルタイムで行い、信号を周波数分析する。演算部４２ｆは、平均速度演算部、分散演算部、パワー演算部を有しており、それぞれ平均ドプラシフト周波数、分散値、または血流パワー値等の二次元血流像のデータを求める。例えば、演算部４２ｆは、信号に含まれる血流の速度成分を対応するカラー情報に変換する。
【００３５】
Ｄモード処理部４３は、ウォールフィルタ４３ａ、ＦＦＴ回路４３ｂ、ポストプロセス４３ｃを備えており、ドプラスペクトラム像を形成するための信号処理（以下、「Ｄモード信号処理」という）を実行する。ウォールフィルタ４２ｄは、検波出力信号に含まれるクラッタ成分を除去する。ＦＦＴ回路４３ｄは、クラッタ成分が除去された検波出力信号を周波数分析してスペクトラムデータを得て、ポストプロセス４３ｅによる処理を経た後、このスペクトラムデータが画像処理部５へ送信される。
【００３６】
画像処理部５は、ＤＳＣ（デジタルスキャンコンバータ）により構成される。この画像処理部５は、Ｂモード処理部４１、カラードプラ処理部４２及びＤモード処理部４３から出力される各データを表示部６に表示可能な画像データに変換して表示部６へ送信する。
【００３７】
表示部６は、モニタにより構成され、画像処理部５で処理された各画像を同時又はほぼ同時に表示する。図３は、表示部６が表示する表示画面の一例であり、トリプレックスモードを示す図である。図３に示すように、トリプレックスモードは、二次元形態像内のＲＯＩ（Ｒｅｇｉｏｎ Ｏｆ Ｉｎｔｅｒｅｓｔ）に二次元血流像をオーバーレイ表示し、かつ二次元形態像外に、ドプラスペクトラム像を表示する。
【００３８】
操作パネル７は、キーボード、トラックボール、マウス等により構成される。この操作パネル７は、装置操作者が各モードの切替えや、ＲＯＩの位置やレンジの切替え、ドプラスペクトラムを収集するポイントの変更等を入力するために用いられる。また、フレームレートの閾値を装置操作者により入力するために用いられ、後述する閾値記憶部８ａに閾値を記憶させる設定手段となる。
【００３９】
制御部８は、ＣＰＵ８１、ＲＡＭ８２、ＨＤＤ８３等のコンピュータとシーケンサ８４により構成される。ＨＤＤ８３には、超音波診断装置の制御プログラムが記憶されている。制御部８では、ＣＰＵ８１によりＲＡＭ８２に適宜演算結果を記憶しながら当該超音波診断装置の制御プログラムに基づき演算し、演算結果に基づきシーケンサ８４に各ユニットを制御させる。
【００４０】
図２は、制御部８の機能ブロック図である。図２に示すように、制御部８は、閾値記憶部８ａとフレームレート算出部８ｂと比較部８ｃと動作手順生成部８ｄとを備える。この制御部８は、フレームレートに応じて各ユニットが行う動作の手順を生成し、シーケンサ８４内の図示しないメモリに動作手順を記憶させるものである。これにより各ユニットに動作手順に従った走査や信号処理をさせる。動作手順生成部８ｄとシーケンサ８４により動作手順が設定又は変更される。
【００４１】
動作手順生成部８ｄは、動作手順を生成する。図４乃至７に示すように、動作手順は、各像生成のための走査シーケンスを規定し、被検体内の走査において、各像生成のための超音波送受信のタイミングや超音波送受信方向を規定する。また、送受信部３や信号処理部４に対する動作を規定している。送受信部３の動作規定には、パルス波数の規定が含まれ、信号処理部４の動作規定には、どのタイミングでどのモードの処理部４１，４２，４３が動作を行うかを規定し、特にカラードプラモード処理部４２に対してウォールフィルタのフィルタ帯域を規定し、信号から取得する値の種別を規定する。この動作手順は、二次元形態像、二次元血流像、及びドプラスペクトラム像の走査線密度、アンサンブル数、及びパルス繰返周波数の設定に基づいて生成されるものである。フレームレートを特に優先する状態にない通常状態においては、所定の通常生成ルーチンで動作手順が生成される。
【００４２】
また、フレームレートが所定の閾値と比較され、この閾値を下回った場合、動作手順生成部８ｄは、フレームレートを維持するための動作手順を生成し、シーケンサ８４のメモリを強制的に書き換える。フレームレートが閾値を上回る状態になった時は、強制変更を終了し、原則に則って生成される動作手順に戻す。
【００４３】
フレームレートを維持するための動作手順変更は、ＣＦＭモード走査における超音波送受信のアンサンブル数を低下させ、Ｂモード走査における超音波送受信をＣＦＭモード走査のアンサンブル数の減少により空いた時間に順次繰り上げていく変更である。すなわち、動作手順生成部８ｄは、ＣＦＭモード走査における超音波送受信のアンサンブル数を低下させた走査シーケンスに変更する走査シーケンス設定手段となる。
【００４４】
変更後のアンサンブル数は、予め所定の数に決められてもよく、またフレームレートの低下具合に応じて調整されてもよい。予め所定の数を定める場合は、フレームレート維持用の動作手順として予め定められたアンサンブル数を含んだ動作手順を超音波診断装置の制御プログラムの一構成、若しくはＬＵＴ(Ｌｏｏｋ Ｕｐ Ｔａｂｌｅ)としてＨＤＤ８３に記憶させておく。アンサンブル数の調整は、フレームレートが低下しようとする分だけアンサンブル数を減少させた動作手順を生成する。
【００４５】
図４は、動作手順生成部８ｄによるフレームレート維持のための動作手順変更を説明する図である。図４において、Ｂ０とは、番号０の走査線に対してＢモード走査を行うよう規定し、又信号処理においてＢモード処理部４１でＢモード信号処理を行うよう規定するものである。Ｃ０１とは、番号０の走査線に対してＣＦＭモード走査のうち１回目の超音波送受信を行うよう規定し、又信号処理においてカラードプラモード処理部４２でＣＦＭモード信号処理を行い自己相関処理の際の１本目のデータとするよう規定するものである。Ｄとは、所定関心位置に対してＤモード走査を行うよう規定し、又信号処理においてＤモード処理部４３でＤモード信号処理を行うよう規定するものである。
【００４６】
図４に示すように、動作手順の強制変更により、例えば、ＣＦＭモード走査における同一走査線に９回超音波送受信してからＢモード走査の次の走査線を走査させる走査シーケンスから、同一走査線に４回超音波送受信してからＢモード走査をさせる走査シーケンスに変更する。すなわち、ＣＦＭモード走査のアンサンブル数を９から４に低下させた走査シーケンスに強制変更される。
【００４７】
所定の閾値と比較されるフレームレートは、フレームレート算出部８ｂにて算出される。算出されるフレームレートは、フレームレート維持のための動作手順変更が行われているか否かに関らず、通常生成ルーチンによる動作手順の生成を想定して行われる。
【００４８】
フレームレートは、１秒間に生成できるフレーム数をいう。すなわち、Ｂモード走査、ＣＦＭモード走査、Ｄモード走査の１送受信の時間をそれぞれＢ，Ｃ，Ｄとし、Ｂモード走査の走査線本数をＮｂ、ＣＦＭモード走査の走査線本数Ｎｃとし、ＣＦＭモード走査のアンサンブル数をＥｃとし、Ｂモード走査が１フレーム走査する間に行われるＤモード走査の回数をＭとすると、フレームレートは、１／（Ｂ＊Ｎｂ＋Ｃ＊Ｎｃ＊Ｅｃ＋Ｄ＊Ｍ）（ｆｐｓ）である。ドプラセグメントスキャンの場合、Ｄ＊Ｍ≧２＊（Ｂ＊Ｎｂ＋Ｃ＊Ｎｃ＊Ｅｃ）となる。
【００４９】
フレームレートの算出は、二次元血流像のレンジや深度の変更、ドプラスペクトラム像を形成する収集ポイントやレンジの変更等のフレームレートの変更を伴う操作をきっかけとして超音波診断装置の制御プログラムが起動されることにより行われる。尚、フレームレートの算出は常時行われるようにすることもできる。
【００５０】
フレームレートと比較される所定の閾値は、閾値記憶部８ａに記憶されている。この閾値は、動作手順の変更点となるフレームレートの閾値であり、装置操作者が操作パネル７を用いることで閾値記憶部８ｄに記憶される。記憶される閾値は、装置操作者の所望の値となるが、診断において被検体の正確な観察が可能な下限値となる３ｆｐｓ程度とすることが望ましい。すなわち、操作パネル７は、装置操作者によるフレームレートの閾値の変更を受け付ける変更受付手段となる。
【００５１】
フレームレートと閾値の比較は、比較部８ｃにて行われる。すなわち、比較部８ｃは、閾値記憶部８ａに記憶された閾値とフレームレート算出部８ｂにより算出されたフレームレートとを比較する比較手段である。
【００５２】
制御部８によるフレームレート維持のために生成した動作手順によると、１つのＢ／ＣＦＭセグメントにおいて、ＣＦＭモード走査における超音波送受信回数が減少し、Ｂモード走査における超音波送受信回数が増え、二次元形態像や二次元血流像１フレームのＢ／ＣＦＭセグメントの数が減少する走査シーケンスになり、二次元形態像や二次元血流像1フレーム分の形成時間が減少する。すなわち、閾値を被検体の観察が可能なフレームレートの下限とすることにより、当該フレームレート以下に下がることが阻止され、常に被検体の観察が可能となる。
【００５３】
このような超音波診断装置１の動作を図１２に基づき説明する。予め、超音波診断装置１の操作パネル７により、装置操作者が閾値を入力し、閾値記憶部８ａに入力された閾値を記憶しておく。装置操作者は、装置操作者が被検体の正確な観察が可能であるフレームレートの下限値を閾値記憶部８ａに設定記憶させる。
【００５４】
制御部８では、フレームレート算出部８ｂによってフレームレートを算出する（Ｓ１００）。算出されたフレームレートは、比較部８ｃが閾値記憶部８ａから閾値を読み出し（Ｓ１０１）、比較部８ｃにて当該閾値と比較される（Ｓ１０２）。
【００５５】
ここで、フレームレート変更を伴う入力を装置操作者が操作パネル７を用いて行った場合、その変更の程度によって、変更後のフレームレートが設定された閾値を下回る状態が生じる。
【００５６】
比較部８ｃにおいてフレームレートが閾値を下回っていた場合（Ｓ１０３，Ｙｅｓ）、具体的には、被検体の正確な観察が不可能であるフレームレートとなった場合、動作手順生成部８ｄは、フレームレート維持のための動作手順変更を行う。
【００５７】
動作手順生成部８ｄは、図４に示すように、ＣＦＭモード走査における超音波送受信についてアンサンブル数を下げた走査シーケンスとなる動作手順を生成し、シーケンサ８４のメモリを強制的変更する。シーケンサ８４は、強制変更された動作手順に従った制御信号を各ユニットに出力する（Ｓ１０４）。送受信回路３と超音波探触子２は、変更された動作手順に従い、ＣＦＭモード走査においてアンサンブル数を下げた超音波送受信を行う。
【００５８】
尚、フレームレートが閾値を上回っている場合は、設定した動作手順を維持し、又は通常生成ルーチンで生成される動作手順に戻すことで走査シーケンスをもとに戻す（Ｓ１０５）。
【００５９】
図８（ａ）は、通常生成ルーチンで生成される動作手順を示す図であり、（ｂ）は、フレームレート維持のために変更された動作手順を示す図である。尚、Ｄモード走査に関しては図示を省略する。図８に示すように、変更された動作手順により、ＣＦＭモード走査における同一走査線の超音波送受信回数が減少した走査シーケンスとなり、形態像や血流像のための全走査領域の走査完了時間が減少する。これにより、図４に示すトリプレックスモード等において、装置操作者がフレームレートの低下を伴う操作を行っても、被検体の観察が可能なフレームレートを維持することができる。
【００６０】
また、閾値を操作パネル７で設定させ、閾値記憶部８ａに記憶させることで、装置操作者の利用形態に合わせた走査に変更させることができ、利便性が向上する。
【００６１】
（第二の実施形態）
次に、第二の実施形態について説明する。本実施形態の超音波診断装置の構成は、図１及び図２に示す第一の実施形態と同様であり、詳細な説明を省略する。
【００６２】
本実施形態の動作手順生成部８ｄは、フレームレートが閾値を下回っていた場合、フレームレート維持のため、ＣＦＭモード走査における超音波送受信について走査線密度を低下させた走査シーケンスを規定する動作手順の生成を行う。
【００６３】
動作手順生成部８ｄは、ＣＦＭモード走査における超音波送受信の走査線密度を下げ、空いた時間にＢモード走査を繰り上げていく走査シーケンスを規定する動作手順を生成する。これにより、Ｂ／ＣＦＭセグメントにおいて、Ｂモード走査における超音波送受信回数は増えた走査シーケンスとなり、Ｂモード走査やＣＦＭモード走査による全走査領域の走査完了時間が短くなり、二次元形態像や二次元血流像１フレーム形成時間は短縮される。
【００６４】
このＣＦＭモード走査における走査線密度を下げる変更は、予め定められた走査線密度に変更しても、フレームレートの低下具合に応じて調整された度合いの変更にしてもよい。
【００６５】
図５は、本実施形態に係る動作手順の変更を示す図である。図５に示すように、動作手順生成部８ｄは、例えば、ＣＦＭモード走査における走査線の本数を６４本から３２本に間引くように走査線密度を低下させ、間引かれた空き時間にＢモード走査を繰り上げて走査する走査シーケンスを規定する動作手順に変更する。
【００６６】
このような超音波診断装置１の動作を図１３に基づき説明する。まず、フレームレート算出部８ｂによりフレームレートが算出される（Ｓ２００）。
【００６７】
フレームレートが算出されると、比較部８ｃは、閾値記憶部８ａに記憶された閾値を読み出し（Ｓ２０１）、フレームレートと閾値とを比較する（Ｓ２０２）。フレームレートが閾値を下回っていると判断すると（Ｓ２０３，Ｙｅｓ）、動作手順生成部８ｄにフレームレートを維持するための動作手順の変更を行わせる。
【００６８】
動作手順生成部８ｄは、図５に示すように、ＣＦＭモード走査における超音波送受信について走査密度を下げ、かつＢモード走査を順次繰り上げた走査シーケンスを規定する動作手順を新たに生成する。シーケンサ８４は、強制変更された動作手順に従った制御信号を各ユニットに出力する（Ｓ２０４）。特に超音波探触子２と送受信回路３は、変更された操作手順に従い、ＣＦＭモード走査における超音波送受信について走査密度を下げて行う走査シーケンスを実現する。
【００６９】
尚、フレームレートが閾値を上回っている場合は、動作手順を維持、又は通常生成ルーチンで生成される動作手順に戻すことで走査シーケンスをもとに戻す（Ｓ１０５）。
【００７０】
図９の（ａ）は、通常生成ルーチンで生成される動作手順を示す図であり、（ｂ）は、フレームレート維持のために変更された動作手順を示す図である。変更された動作手順により、ＣＦＭモード走査の走査線密度、すなわち一定領域内での走査線本数が減少する走査シーケンスとなり、形態像や血流像のための全領域走査の完了時間が減少する。これにより、図４に示すトリプレックスモード等において、良好なフレームレートを維持することができる。
【００７１】
（第三の実施形態）
次に、第三の実施形態について説明する。尚、本実施形態の超音波診断装置の構成は、図１及び図２に示す第一の実施形態と同様であり、詳細な説明を省略する。
【００７２】
本実施形態に係る超音波診断装置１では、動作手順生成部８ｄは、ＣＦＭモード信号処理から、パワードプラモードによる二次元血流像の生成を行うＰモード信号処理を行う動作手順に変更する。パワードプラモードは、ドプラシフトを検波して、ドプラシフトから求めた血流パワー値によって、血流を表示するモードである。
【００７３】
動作手順生成部８ｄは、比較部８ｃにてフレームレートが閾値を下回った場合、カラードプラモード処理部４２に血流パワー値に基づいて二次元血流像のデータを生成する、換言するとＰモード信号処理を行うように規定する動作手順を生成し、シーケンサ８４のメモリに書き込む。シーケンサ８４は、特にカラードプラモード処理部４２の演算部４２ｄに対し、Ｐモード信号処理を行うように制御信号を出力する。演算部４２ｄは、信号処理において血流パワー値を得るように規定された動作手順に従い、血流パワー値に基づく演算を行う動作を行う。すなわち、動作手順生成部８ｄは、カラードプラ信号処理部４２に対し、エコー信号から血流パワー値を検出させ、血流パワー値に基づいた血流像を生成させる制御を行う血流像生成制御手段となる。
【００７４】
図６は、動作手順生成部８ｄによりフレームレート維持のために変更された動作手順を示す図であり、図６に示すように、ＣＦＭモード信号処理をＰモード信号処理に切替える。すなわち、演算部４２ｄに血流のパワー値得て演算を行うように規定する動作手順に強制変更する。また、血流パワー値に基づく二次元血流像の生成は、アンサンブル数が低くても影響が少なく、アンサンブル数も同時に低下させた走査シーケンスを規定する動作手順に強制変更する。
【００７５】
このような超音波診断装置１の動作を図１４に基づき説明する。まず、フレームレート算出部８ｂによりフレームレートが算出される（Ｓ３００）。
【００７６】
フレームレートが算出されると、比較部８ｃは、閾値記憶部８ａに記憶された閾値を読み出す（Ｓ３０１）。比較部８ｃは、フレームレートと閾値とを比較し（Ｓ３０２）、フレームレートが閾値を下回っていると判断すると（Ｓ３０３，Ｙｅｓ）、動作手順生成部８ｄは、フレームレート維持のために動作手順を変更する。
【００７７】
動作手順生成部８ｄは、Ｐモード信号処理を行うと共に、アンサンブル数を低下させた動作手順を生成し、シーケンサ８４のメモリを強制的に書き換える（Ｓ３０４）。シーケンサ８４は、各ユニットに動作手順に従った制御信号を出力し、特に演算部４２ｄは、動作手順に従い血流パワー値を得るＰモード信号処理に変更し、血流パワー値を得る演算を行う。
【００７８】
尚、フレームレートが閾値を上回っている場合は、動作手順を維持、又は通常生成ルーチンで生成される動作手順に戻す（Ｓ３０５）。
【００７９】
図１０の（ａ）は、通常生成ルーチンで生成される動作手順による走査を示す図であり、（ｂ）は、フレームレート維持のために変更された動作手順による走査を示す。図中のＰは、信号処理においてＰモード信号処理を行う規定である。また、図１０に示すように、変更された動作手順により、走査についてはＣＦＭモード走査時に比べてアンサンブル数が低下した走査に変わり、形態像や血流像のための全走査領域の走査完了時間が減少する。
【００８０】
この動作により、超音波診断装置１の動作中にフレームレートの低下を伴う変更があっても、比較的高いフレームレートで表示することのできるパワードプラモードによって、被検体の観察が可能なフレームレートを維持することができる。
【００８１】
（第四の実施例）
次に、本発明に係る超音波診断装置の他の実施形態について説明する。尚、本実施形態の超音波診断装置の構成は、図１及び図２に示す第一の実施形態と同様であり、詳細な説明を省略する。
【００８２】
本実施形態に係る超音波診断装置１では、動作手順変更部８ｄにおいて、ダイナミックフローに変更した動作手順に変更させるものである。
【００８３】
ダイナミックフローは、例えば特開２００１−２６９３４４号公報記載のモードである。尚、本実施形態においては、このダイナミックフローのうち、アンサンブル数を低下させるとともに二次元血流像を血流パワー値で得る変更と、ウォールフィルタ４２ｄのフィルタ帯域の変更と、パルス波数の変更を採用する。
【００８４】
図７は、動作手順生成部８ｄによりフレームレート維持のために変更された動作手順を示す。ＣＦＭモード信号処理を、ダイナミックフローによる二次元血流像生成のためのＤｆモード信号処理に切替える。演算部４２ｄに血流パワー値に基づく演算を行わせ、かつウォールフィルタ４２ｄのフィルタ帯域を広げてスルーに近い状態とし、かつ超音波送受信における超音波のパルス波数を２以下にするよう規定する動作手順に強制変更する。すなわち、動作手順生成部８ｄは、パルス制御手段でもある。
【００８５】
このような超音波診断装置１の動作を図１５に基づき説明する。まず、フレームレート算出部８ｂによりフレームレートが算出される（Ｓ４００）。
【００８６】
フレームレートが算出されると、比較部８ｃは、閾値記憶部８ａに記憶された閾値を読み出す（Ｓ４０１）。比較部８ｃは、フレームレートと閾値とを比較し（Ｓ４０２）、フレームレートが閾値を下回っていると判断すると（Ｓ４０３，Ｙｅｓ）、動作手順生成部８ｄは、フレームレート維持のために動作手順を変更する。
【００８７】
動作手順生成部８ｄは、アンサンブル数の低下に加えてＣＦＭモード信号処理をＤｆモード信号処理に切替えた動作手順を生成し、シーケンサ８４のメモリを強制的に書き換える（Ｓ４０４）。シーケンサ８４は、この動作手順に従い、各ユニットに制御信号を送信する。特に動作手順に従い、超音波探触子２と送受信回路３は、二次元血流像のための走査において２以下のパルス波数で超音波送受信を行い、演算部４２ｄは、血流パワー値を得る演算を行い、ウォールフィルタ４２ｄは、フィルタ帯域を広げてスルーに近い状態とする動作を行う。
【００８８】
尚、フレームレートが閾値を上回っている場合（Ｓ４０５，Ｎｏ）は、動作手順を維持、又は通常生成ルーチンで生成される動作手順に戻す（Ｓ４０５）。
【００８９】
図１１の（ａ）は、原則に則って生成される動作手順を示す図であり、（ｂ）は、フレームレート維持のために変更された動作手順を示す。図中のＤｆは、Ｄｆモード信号処理を示す。また、図１１に示すように、変更された動作手順により、ＣＦＭモード走査時よりアンサンブル数が低下し、形態像や血流像のための全走査領域の走査完了時間が減少する。
【００９０】
また、Ｄｆモード信号処理により、被検体の観察が可能なフレームレートを維持しつつ、良好な画像を得ることができる。
【００９１】
尚、第一乃至第四の実施形態で示した各フレームレートの向上の構成及び動作は、組み合わせて行うこともでき、効果的にフレームレートを向上させることができる。組合せは、装置操作者が操作パネル７により行うフレームレートの低下を伴う変更の度合いに応じて行うようにしてもよい。
【００９２】
また、動作手順生成部８ｄは、自らアンサンブル数を低下させた動作手順や走査密度を下げた動作手順等を生成した。しかし、これに限らず、シーケンサ８４に動作手順を組み立てるためのアドレス先を規定したインデックスとアンサンブル数等のパラメータを通知し、シーケンサ８４がリアルタイムで動作手順を組み立てるようにしてもよい。
【００９３】
例えば、ＣＦＭモード走査のアンサンブル数を９から４に低下させる場合、動作手順生成部８ｄは、シーケンサ８４に対し、インデックスとＣＦＭモードのアンサンブル数が４であることを示すパラメータを送信し、シーケンサ８４がこのインデックスとパラメータに基づいて動作手順を組み立てるようにしてもよい。
【００９４】
超音波診断装置１がドプラセグメントスキャンを行うものとして説明してきたが、ドプラ交互スキャンにおいても本発明を適用することができる。更に、本実施形態においては、主に二次元形態像や二次元血流像において説明したが、三次元形態像や三次元血流像においても同様の効果を奏するもので、三次元像のモードであっても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】第一乃至四の実施形態に係る超音波診断装置のブロック構成図である。
【図２】第一乃至四の実施形態に係る超音波診断装置が備える制御部の機能ブロック図である。
【図３】表示部の表示を示す図であり、トリプレックスモードを説明する図である。
【図４】第一の実施形態に係る動作手順の変更を説明する図である。
【図５】第二の本実施形態に係る動作手順の変更を説明する図である。
【図６】第三の実施形態に係る動作手順の変更を説明する図である。
【図７】第四の実施形態に係る動作手順の変更を説明する図である。
【図８】アンサンブル数を低下させた走査シーケンスを実現する動作手順を示す図である。
【図９】走査密度を低下させた走査シーケンスを実現する動作手順を示す図である。
【図１０】パワードプラモードによる走査及び信号処理を規定する動作手順を示す図である。
【図１１】ダイナミックフローによる走査及び信号処理を規定する動作手順を示す図である。
【図１２】第一の実施形態に係る超音波診断装置の動作を示す図である。
【図１３】第二の実施形態に係る超音波診断装置の動作を示す図である。
【図１４】第三の実施形態に係る超音波診断装置の動作を示す図である。
【図１５】第四の実施形態に係る超音波診断装置の動作を示す図である。
【符号の説明】
【００９６】
１ 超音波診断装置
２ 超音波探触子
３ 送受信部
４ 信号処理部
５ 画像処理部
６ 表示部
７ 操作パネル
８ 制御部
８４ シーケンサ
８ａ 閾値記憶部
８ｂ フレームレート算出部
８ｃ 比較部
８ｄ 動作手順生成部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波の送受信により超音波画像を得る技術に関し、特に少なくとも血流像とドプラスペクトラム像を同時又はほぼ同時に表示する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置による被検体の観察には、トリプレックスモードといわれる動作モードがある。トリプレックスモードは、二次元形態像と二次元血流像とドプラスペクトラム像を同時又はほぼ同時に表示する複合モードである。
【０００３】
二次元形態像は、反射した超音波の強さを輝度に変調した形態像である。二次元血流像は、血液の流れから生じるドプラシフト（周波数偏移）を抽出して血流を表示する二次元のカラー像であり、二次元形態像上にカラーマッピング（Ｃｏｌｏｒ Ｆｌｏｗ Ｍａｐｐｉｎｇ）としてオーバーレイ表示する。ドプラスペクトラム像は、血液の流れにより生じる超音波のドプラシフトを抽出して、ドプラシフトの経時変化を表示するグラフである。
【０００４】
すなわち、トリプレックスモードは、二次元形態像と二次元血流像によって血管位置及び血流を特定し、ドプラスペクトラム像によって血流速度を計測するモードである。二次元血流像とドプラスペクトラム像とをほぼ同時表示するためには、二次元血流像を得るための超音波送受信とドプラスペクトラム像を得るための超音波送受信を交互に行う必要がある。このトリプレックスモードにおける走査方法には、ドプラ交互スキャンが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
ドプラ交互スキャンは、二次元形態像のための走査（以下、「Ｂモード走査」という）又はカラー二次元血流像のための走査（以下、「ＣＦＭモード走査」という）と、ドプラスペクトラム像のための走査（以下、「Ｄモード走査」という）とを経時的に一本ずつ交互に行い、被検体を走査する方法である。ＣＦＭモード走査における超音波の送受信は、クラッタ成分除去のため同一走査線において複数回連続でなされる。同一走査線における超音波送受信の繰返し回数は、アンサンブル数と呼ばれる。
【０００６】
このドプラ交互スキャンでは、Ｄモード走査間にＢモード走査又はＣＦＭモード走査を挟む。従って、Ｄモード走査で行われる超音波の送受信では、繰返周波数（ＤｐＰＲＦ）を高く設定することはできない。ＤｐＰＲＦを高く設定できないと、高流速の血流を検出する際にドプラスペクトラム像にエイリアシング（折り返り）が生じてしまう。
【０００７】
そこで、ドプラセグメントスキャンという走査方法によって解決が図られる。このスキャンは、Ｂモード走査又はＣＦＭモード走査と、Ｄモード走査とを、経時的に一群のビーム群に分けて交互に行う方法である。つまり、ドプラセグメントスキャンは、Ｂモード走査又はＣＦＭモード走査を所定時間連続的に行うＢ／ＣＦＭセグメントと、Ｄモード走査を所定時間連続的に行うＤセグメントとを区別して交互に超音波送受信を行っている。ている。この二つのセグメントを複数繰り返すことにより二次元形態像１フレームが形成される。（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
このドプラセグメントスキャンによっては、Ｄモード走査のセグメントにおいて、ＤｐＰＲＦを高く設定することができ、高流速の血流であっても折り返しが生じず、ドプラスペクトラム像において良好な波形を得ることができる。
【０００９】
ここで、トリプレックスモードにおいて、ドップラセグメントスキャンを用いた場合、Ｂ／ＣセグメントとＤセグメントの時間比を、１：２以上とする必要がある。Ｂ／Ｃセグメント時は、Ｄモード走査がない。この時間、ドプラスペクトラム像にギャップが生じてしまう。このギャップは、Ｄセグメント時の収集データを利用して補完される。ドプラスペクトラム像の補完精度の関係上、時間比を１：２以上とすることが好ましいのである。
【００１０】
しかし、この時間比の１：２以上とすると、二次元形態像と二次元血流像の複合モードと比べて、フレームレートが１／３以下に低下してしまう。Ｄセグメント時においては、Ｂモード走査及びＣＦＭモード走査が行われないから、Ｄセグメント加入分だけフレームレートが低下してしまうものである。
【００１１】
従って、トリプレックスモードにおいて、ドプラセグメントスキャンを用いると、高流速の血流は検出することができるが、ドプラスペクトラム像の補完精度向上とフレームレートの向上を両立することができなくなってしまう。
【００１２】
【特許文献１】特開平６−７３４８号公報
【特許文献２】特開２００２−１４３１６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
少なくとも二次元血流像とドプラスペクトラム像を同時又はほぼ同時に表示する超音波診断装置は、高流速の血流の良好な検出、ドプラスペクトラム像の補完精度の向上、フレームレートの向上を両立することができなかった。
【００１４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、超音波診断の技術において、少なくとも血流像とドプラスペクトラム像を同時又はほぼ同時に表示する際に、高流速の血流の良好な検出とドプラスペクトラム像の補完精度を維持しながら、フレームレートの低下を防止する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、被検体に対して超音波を送信し、前記被検体から反射波をエコー信号として受信する送受信手段と、前記エコー信号に対し、ドプラ偏位周波数成分の取り出し処理及びＦＦＴ処理を含む処理を施すことによってドプラスペクトラム像を生成するドプラスペクトラム像生成手段と、前記エコー信号に対し、自己相関処理を含む処理を施すことによって血流像を生成する血流像生成手段と、前記血流像を得るための送受信と前記ドプラスペクトラム像を得るための送受信を交互に行うことにより、前記血流像と前記ドプラスペクトラム像とを同時又はほぼ同時に表示させる走査シーケンスを設定する走査シーケンス設定手段と、を備え、前記走査シーケンス設定手段は、前記血流像のフレームレートが所定設定値を下回らないように、前記血流像を得るための送受信についてアンサンブル数を調節した走査シーケンスに変更すること、を特徴とする。
【００１６】
また、請求項３記載の発明は、被検体に対して超音波を送信し、前記被検体から反射波をエコー信号として受信する送受信手段と、前記エコー信号に対し、ドプラ偏位周波数成分の取り出し処理及びＦＦＴ処理を含む処理を施すことによってドプラスペクトラム像を生成するドプラスペクトラム像生成手段と、前記エコー信号に対し、自己相関処理を含む処理を施すことによって血流像を生成する血流像生成手段と、前記血流像を得るための送受信と前記ドプラスペクトラム像を得るための送受信を交互に行うことにより、前記血流像と前記ドプラスペクトラム像とを同時又はほぼ同時に表示させる走査シーケンスを設定する走査シーケンス設定手段と、を備え、前記走査シーケンス設定手段は、前記血流像のフレームレートが所定下限値以下とならないように、前記血流像を得るための送受信について走査線密度を調節した走査シーケンスに変更すること、を特徴とする。
【００１７】
また、請求項９記載の発明は、被検体に対して超音波を送信し、前記被検体から反射波をエコー信号として受信する送受信手段と、前記エコー信号に対し、ドプラ偏位周波数成分の取り出し処理及びＦＦＴ処理を含む処理を施すことによってドプラスペクトラムを生成するドプラスペクトラム生成手段と、前記エコー信号に対し、自己相関処理を含む処理を施すことによって血流像を生成する血流像生成手段と、を備える超音波診断装置に対して、前記血流像を得るための送受信と前記ドプラスペクトラムを得るための送受信を交互に行うことにより、前記血流像と前記ドプラスペクトラム像とを同時又はほぼ同時に表示させる走査シーケンスを設定させ、前記血流像のフレームレートが所定設定値を下回らないように、前記血流像を得るための送受信についてアンサンブル数を調節した走査シーケンスに変更させること、を特徴とする。
【００１８】
また、請求項１０記載の発明は、被検体に対して超音波を送信し、前記被検体から反射波をエコー信号として受信する送受信手段と、前記エコー信号に対し、ドプラ偏位周波数成分の取り出し処理及びＦＦＴ処理を含む処理を施すことによってドプラスペクトラムを生成するドプラスペクトラム生成手段と、前記エコー信号に対し、自己相関処理を含む処理を施すことによって血流像を生成する血流像生成手段と、を備える超音波診断装置に対して、前記血流像を得るための送受信と前記ドプラスペクトラムを得るための送受信を交互に行うことにより、前記血流像と前記ドプラスペクトラム像とを同時又はほぼ同時に表示させる走査シーケンスを設定させ、前記血流像のフレームレートが所定設定値下回らないように、前記血流像を得るための送受信について走査線密度を調節した走査シーケンスに変更させること、を特徴とする。
【００１９】
また、前記走査シーケンス設定手段は、前記血流像のフレームレートが所定設定値を下回ることになる場合に、前記血流像を得るための送受信についてアンサンブル数を低下させた走査シーケンスに変更するようにしてもよい（請求項２記載の発明に相当）。
【００２０】
また、前記アンサンブル数が所定以下の時には、前記血流像生成手段に対し、前記エコー信号から血流パワー値を検出させ、前記血流パワー値に基づいた血流像を生成させる制御を行う血流像生成制御手段をさらに備えるようにしてもよい（請求項４記載の発明に相当）。
【００２１】
また、前記アンサンブル数が所定以下の時には、前記血流像を得るための送受信についてパルス波数を２以下とするパルス制御手段をさらに備え、前記血流像生成手段は、クラッタ成分を除去するウォールフィルタを含み、前記血流像生成制御手段は、前記アンサンブル数が所定以下の時には、前記血流像生成手段に対し、前記ウォールフィルタのフィルタ帯域を広げる制御をさらに行うようにしてもよい（請求項５記載の発明に相当）。
【００２２】
また、前記エコー信号に対して、検波処理及び対数変換処理を含む処理を施すことによって前記被検体の組織を輝度で示す形態像を生成する形態像生成手段を備え、前記血流像は、前記形態像と合成して表示されるようにしてもよい（請求項６記載の発明に相当）。
【００２３】
また、前記血流像生成手段は、前記アンサンブル数が所定以上の時には、血流情報をカラーで示す血流像を生成し、所定以下の時には血流情報を輝度で示す血流像を生成するようにしてもよい（請求項７記載の発明に相当）。
【００２４】
また、装置操作者による前記所定設定値の変更を受け付ける変更受付手段をさらに備えるようにしてもよい（請求項８記載の発明に相当）。
【発明の効果】
【００２５】
本発明では、超音波診断装置において、血流像を得るための送受信と前記ドプラスペクトラム像を得るための送受信を交互に行うことにより、血流像とドプラスペクトラム像とをほぼ同時に表示させる走査シーケンスを設定する走査シーケンス設定手段を備えるようにし、該走査シーケンス設定手段により、血流像のフレームレートが所定設定値を下回らないように、血流像を得るための送受信についてアンサンブル数を調節した走査シーケンスに変更するようにした。これにより、血流像のフレームレートが低下するような変更が行われた場合であっても良好なフレームレートを維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明に係る超音波診断装置及び超音波診断装置の制御プログラムの好適な実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００２７】
（第一の実施形態）
図１は、第一の実施形態に係る超音波診断装置のブロック構成図である。超音波診断装置１は、被検体に超音波を送受信する超音波探触子２と、超音波の送受信によって二次元形態像と二次元血流像とドプラスペクトラム像を表示する表示部６を備える。超音波探触子２と表示部６の間には、信号処理等を行うユニットとして、送受信部３と信号処理部４と画像処理部５とが介在して備えられている。また、これら各ユニット２，３，４，５，６を制御する制御部８を備え、この制御部８には、操作パネル７が接続されている。
【００２８】
超音波探触子２は、圧電セラミック等の圧電振動子を複数配列して備える。この超音波探触子２は、超音波を送受信する送受信手段であり、複数の圧電振動子に送受信部３から電圧パルスが印加されることで超音波ビームを発生させ、図示しない被検体に対して超音波ビームを送信し、反射した超音波を受信してエコー信号に変換する。
【００２９】
送受信部３は、送信部と受信部とにより構成される。送信部は、パルス発生器３ａ、送信遅延回路３ｂ、パルサ３ｃを少なくとも備える。受信部は、プリアンプ３ｄ、Ａ／Ｄ３ｅ、受信遅延回路３ｆ、加算器３ｇ、位相検波回路３ｈを備える。
【００３０】
パルス発生器３ａは、電圧パルスの送信タイミングを制御するもので、タイミング信号を所定時間毎に生成し、送信遅延回路３ｂに送信する。送信遅延回路３ｂは、超音波ビームの走査方向を決定し、電圧パルスの印加を圧電振動子毎に遅延させて時間差を設ける。パルサ３ｃは、送信遅延回路３ｂから受けたタイミングで各圧電振動子に各モードに応じたパルス幅の電圧パルスを印加する。
【００３１】
プリアンプ３ｄは、エコー信号を増幅する。Ａ／Ｄ３ｅは、増幅した信号をデジタル信号に変換する。受信遅延回路３ｅと加算器３ｆは、各振動子からの信号を整相加算して、単一信号を生成する。位相検波回路３ｈは、加算器３ｆを経た信号の所望中心周波数を０Ｈｚにする周波数シフトを行った後、直交位相検波した信号を信号処理部４に渡す。
【００３２】
信号処理部４は、送受信部３から信号が送信され、各像を生成するための信号処理を実行する生成処理手段である。
【００３３】
Ｂモード処理部４１は、エコーフィルタ４１ａ、包絡線検波回路４１ｂ、ＬＯＧ４１ｃを備えており、二次元形態像を生成する信号処理（以下、「Ｂモード信号処理」という）を実行する。エコーフィルタ４１ａは、送受信部３から受けた周波数シフトによる信号にローパスフィルタをかける。包絡線検波回路４１ｂは、包絡線を検波し、包絡線検波信号を得る。ＬＯＧ４１ｃは、包絡線検波信号に対して対数変換を施す。この処理工程を経て二次元形態像のデータが生成され、画像処理部５へ送信される。
【００３４】
カラードプラ処理部４２は、コーナーターニングバッファ４２ａ、ウォールフィルタ４２ｂ、自己相関器４２ｃ、演算部４２ｄを備えており、二次元血流像を生成する信号処理（以下、「ＣＦＭモード信号処理」という）を実行する。コーナーターニングバッファ４２ａは、位相検波回路３ｈからの直交位相検波による信号のデータ列を一時的に記憶した後、並べ替えを行う。ウォールフィルタ４２ｄは、コーナーターニングバッファ４２ａに記憶されたデータ列を所定順で読み出し、所定のフィルタ帯域をもって信号のクラッタ成分を除去する。自己相関器４２ｅは、二次元のドプラ信号処理をリアルタイムで行い、信号を周波数分析する。演算部４２ｆは、平均速度演算部、分散演算部、パワー演算部を有しており、それぞれ平均ドプラシフト周波数、分散値、または血流パワー値等の二次元血流像のデータを求める。例えば、演算部４２ｆは、信号に含まれる血流の速度成分を対応するカラー情報に変換する。
【００３５】
Ｄモード処理部４３は、ウォールフィルタ４３ａ、ＦＦＴ回路４３ｂ、ポストプロセス４３ｃを備えており、ドプラスペクトラム像を形成するための信号処理（以下、「Ｄモード信号処理」という）を実行する。ウォールフィルタ４２ｄは、検波出力信号に含まれるクラッタ成分を除去する。ＦＦＴ回路４３ｄは、クラッタ成分が除去された検波出力信号を周波数分析してスペクトラムデータを得て、ポストプロセス４３ｅによる処理を経た後、このスペクトラムデータが画像処理部５へ送信される。
【００３６】
画像処理部５は、ＤＳＣ（デジタルスキャンコンバータ）により構成される。この画像処理部５は、Ｂモード処理部４１、カラードプラ処理部４２及びＤモード処理部４３から出力される各データを表示部６に表示可能な画像データに変換して表示部６へ送信する。
【００３７】
表示部６は、モニタにより構成され、画像処理部５で処理された各画像を同時又はほぼ同時に表示する。図３は、表示部６が表示する表示画面の一例であり、トリプレックスモードを示す図である。図３に示すように、トリプレックスモードは、二次元形態像内のＲＯＩ（Ｒｅｇｉｏｎ Ｏｆ Ｉｎｔｅｒｅｓｔ）に二次元血流像をオーバーレイ表示し、かつ二次元形態像外に、ドプラスペクトラム像を表示する。
【００３８】
操作パネル７は、キーボード、トラックボール、マウス等により構成される。この操作パネル７は、装置操作者が各モードの切替えや、ＲＯＩの位置やレンジの切替え、ドプラスペクトラムを収集するポイントの変更等を入力するために用いられる。また、フレームレートの閾値を装置操作者により入力するために用いられ、後述する閾値記憶部８ａに閾値を記憶させる設定手段となる。
【００３９】
制御部８は、ＣＰＵ８１、ＲＡＭ８２、ＨＤＤ８３等のコンピュータとシーケンサ８４により構成される。ＨＤＤ８３には、超音波診断装置の制御プログラムが記憶されている。制御部８では、ＣＰＵ８１によりＲＡＭ８２に適宜演算結果を記憶しながら当該超音波診断装置の制御プログラムに基づき演算し、演算結果に基づきシーケンサ８４に各ユニットを制御させる。
【００４０】
図２は、制御部８の機能ブロック図である。図２に示すように、制御部８は、閾値記憶部８ａとフレームレート算出部８ｂと比較部８ｃと動作手順生成部８ｄとを備える。この制御部８は、フレームレートに応じて各ユニットが行う動作の手順を生成し、シーケンサ８４内の図示しないメモリに動作手順を記憶させるものである。これにより各ユニットに動作手順に従った走査や信号処理をさせる。動作手順生成部８ｄとシーケンサ８４により動作手順が設定又は変更される。
【００４１】
動作手順生成部８ｄは、動作手順を生成する。図４乃至７に示すように、動作手順は、各像生成のための走査シーケンスを規定し、被検体内の走査において、各像生成のための超音波送受信のタイミングや超音波送受信方向を規定する。また、送受信部３や信号処理部４に対する動作を規定している。送受信部３の動作規定には、パルス波数の規定が含まれ、信号処理部４の動作規定には、どのタイミングでどのモードの処理部４１，４２，４３が動作を行うかを規定し、特にカラードプラモード処理部４２に対してウォールフィルタのフィルタ帯域を規定し、信号から取得する値の種別を規定する。この動作手順は、二次元形態像、二次元血流像、及びドプラスペクトラム像の走査線密度、アンサンブル数、及びパルス繰返周波数の設定に基づいて生成されるものである。フレームレートを特に優先する状態にない通常状態においては、所定の通常生成ルーチンで動作手順が生成される。
【００４２】
また、フレームレートが所定の閾値と比較され、この閾値を下回った場合、動作手順生成部８ｄは、フレームレートを維持するための動作手順を生成し、シーケンサ８４のメモリを強制的に書き換える。フレームレートが閾値を上回る状態になった時は、強制変更を終了し、原則に則って生成される動作手順に戻す。
【００４３】
フレームレートを維持するための動作手順変更は、ＣＦＭモード走査における超音波送受信のアンサンブル数を低下させ、Ｂモード走査における超音波送受信をＣＦＭモード走査のアンサンブル数の減少により空いた時間に順次繰り上げていく変更である。すなわち、動作手順生成部８ｄは、ＣＦＭモード走査における超音波送受信のアンサンブル数を低下させた走査シーケンスに変更する走査シーケンス設定手段となる。
【００４４】
変更後のアンサンブル数は、予め所定の数に決められてもよく、またフレームレートの低下具合に応じて調整されてもよい。予め所定の数を定める場合は、フレームレート維持用の動作手順として予め定められたアンサンブル数を含んだ動作手順を超音波診断装置の制御プログラムの一構成、若しくはＬＵＴ(Ｌｏｏｋ Ｕｐ Ｔａｂｌｅ)としてＨＤＤ８３に記憶させておく。アンサンブル数の調整は、フレームレートが低下しようとする分だけアンサンブル数を減少させた動作手順を生成する。
【００４５】
図４は、動作手順生成部８ｄによるフレームレート維持のための動作手順変更を説明する図である。図４において、Ｂ０とは、番号０の走査線に対してＢモード走査を行うよう規定し、又信号処理においてＢモード処理部４１でＢモード信号処理を行うよう規定するものである。Ｃ０１とは、番号０の走査線に対してＣＦＭモード走査のうち１回目の超音波送受信を行うよう規定し、又信号処理においてカラードプラモード処理部４２でＣＦＭモード信号処理を行い自己相関処理の際の１本目のデータとするよう規定するものである。Ｄとは、所定関心位置に対してＤモード走査を行うよう規定し、又信号処理においてＤモード処理部４３でＤモード信号処理を行うよう規定するものである。
【００４６】
図４に示すように、動作手順の強制変更により、例えば、ＣＦＭモード走査における同一走査線に９回超音波送受信してからＢモード走査の次の走査線を走査させる走査シーケンスから、同一走査線に４回超音波送受信してからＢモード走査をさせる走査シーケンスに変更する。すなわち、ＣＦＭモード走査のアンサンブル数を９から４に低下させた走査シーケンスに強制変更される。
【００４７】
所定の閾値と比較されるフレームレートは、フレームレート算出部８ｂにて算出される。算出されるフレームレートは、フレームレート維持のための動作手順変更が行われているか否かに関らず、通常生成ルーチンによる動作手順の生成を想定して行われる。
【００４８】
フレームレートは、１秒間に生成できるフレーム数をいう。すなわち、Ｂモード走査、ＣＦＭモード走査、Ｄモード走査の１送受信の時間をそれぞれＢ，Ｃ，Ｄとし、Ｂモード走査の走査線本数をＮｂ、ＣＦＭモード走査の走査線本数Ｎｃとし、ＣＦＭモード走査のアンサンブル数をＥｃとし、Ｂモード走査が１フレーム走査する間に行われるＤモード走査の回数をＭとすると、フレームレートは、１／（Ｂ＊Ｎｂ＋Ｃ＊Ｎｃ＊Ｅｃ＋Ｄ＊Ｍ）（ｆｐｓ）である。ドプラセグメントスキャンの場合、Ｄ＊Ｍ≧２＊（Ｂ＊Ｎｂ＋Ｃ＊Ｎｃ＊Ｅｃ）となる。
【００４９】
フレームレートの算出は、二次元血流像のレンジや深度の変更、ドプラスペクトラム像を形成する収集ポイントやレンジの変更等のフレームレートの変更を伴う操作をきっかけとして超音波診断装置の制御プログラムが起動されることにより行われる。尚、フレームレートの算出は常時行われるようにすることもできる。
【００５０】
フレームレートと比較される所定の閾値は、閾値記憶部８ａに記憶されている。この閾値は、動作手順の変更点となるフレームレートの閾値であり、装置操作者が操作パネル７を用いることで閾値記憶部８ｄに記憶される。記憶される閾値は、装置操作者の所望の値となるが、診断において被検体の正確な観察が可能な下限値となる３ｆｐｓ程度とすることが望ましい。すなわち、操作パネル７は、装置操作者によるフレームレートの閾値の変更を受け付ける変更受付手段となる。
【００５１】
フレームレートと閾値の比較は、比較部８ｃにて行われる。すなわち、比較部８ｃは、閾値記憶部８ａに記憶された閾値とフレームレート算出部８ｂにより算出されたフレームレートとを比較する比較手段である。
【００５２】
制御部８によるフレームレート維持のために生成した動作手順によると、１つのＢ／ＣＦＭセグメントにおいて、ＣＦＭモード走査における超音波送受信回数が減少し、Ｂモード走査における超音波送受信回数が増え、二次元形態像や二次元血流像１フレームのＢ／ＣＦＭセグメントの数が減少する走査シーケンスになり、二次元形態像や二次元血流像1フレーム分の形成時間が減少する。すなわち、閾値を被検体の観察が可能なフレームレートの下限とすることにより、当該フレームレート以下に下がることが阻止され、常に被検体の観察が可能となる。
【００５３】
このような超音波診断装置１の動作を図１２に基づき説明する。予め、超音波診断装置１の操作パネル７により、装置操作者が閾値を入力し、閾値記憶部８ａに入力された閾値を記憶しておく。装置操作者は、装置操作者が被検体の正確な観察が可能であるフレームレートの下限値を閾値記憶部８ａに設定記憶させる。
【００５４】
制御部８では、フレームレート算出部８ｂによってフレームレートを算出する（Ｓ１００）。算出されたフレームレートは、比較部８ｃが閾値記憶部８ａから閾値を読み出し（Ｓ１０１）、比較部８ｃにて当該閾値と比較される（Ｓ１０２）。
【００５５】
ここで、フレームレート変更を伴う入力を装置操作者が操作パネル７を用いて行った場合、その変更の程度によって、変更後のフレームレートが設定された閾値を下回る状態が生じる。
【００５６】
比較部８ｃにおいてフレームレートが閾値を下回っていた場合（Ｓ１０３，Ｙｅｓ）、具体的には、被検体の正確な観察が不可能であるフレームレートとなった場合、動作手順生成部８ｄは、フレームレート維持のための動作手順変更を行う。
【００５７】
動作手順生成部８ｄは、図４に示すように、ＣＦＭモード走査における超音波送受信についてアンサンブル数を下げた走査シーケンスとなる動作手順を生成し、シーケンサ８４のメモリを強制的変更する。シーケンサ８４は、強制変更された動作手順に従った制御信号を各ユニットに出力する（Ｓ１０４）。送受信回路３と超音波探触子２は、変更された動作手順に従い、ＣＦＭモード走査においてアンサンブル数を下げた超音波送受信を行う。
【００５８】
尚、フレームレートが閾値を上回っている場合は、設定した動作手順を維持し、又は通常生成ルーチンで生成される動作手順に戻すことで走査シーケンスをもとに戻す（Ｓ１０５）。
【００５９】
図８（ａ）は、通常生成ルーチンで生成される動作手順を示す図であり、（ｂ）は、フレームレート維持のために変更された動作手順を示す図である。尚、Ｄモード走査に関しては図示を省略する。図８に示すように、変更された動作手順により、ＣＦＭモード走査における同一走査線の超音波送受信回数が減少した走査シーケンスとなり、形態像や血流像のための全走査領域の走査完了時間が減少する。これにより、図４に示すトリプレックスモード等において、装置操作者がフレームレートの低下を伴う操作を行っても、被検体の観察が可能なフレームレートを維持することができる。
【００６０】
また、閾値を操作パネル７で設定させ、閾値記憶部８ａに記憶させることで、装置操作者の利用形態に合わせた走査に変更させることができ、利便性が向上する。
【００６１】
（第二の実施形態）
次に、第二の実施形態について説明する。本実施形態の超音波診断装置の構成は、図１及び図２に示す第一の実施形態と同様であり、詳細な説明を省略する。
【００６２】
本実施形態の動作手順生成部８ｄは、フレームレートが閾値を下回っていた場合、フレームレート維持のため、ＣＦＭモード走査における超音波送受信について走査線密度を低下させた走査シーケンスを規定する動作手順の生成を行う。
【００６３】
動作手順生成部８ｄは、ＣＦＭモード走査における超音波送受信の走査線密度を下げ、空いた時間にＢモード走査を繰り上げていく走査シーケンスを規定する動作手順を生成する。これにより、Ｂ／ＣＦＭセグメントにおいて、Ｂモード走査における超音波送受信回数は増えた走査シーケンスとなり、Ｂモード走査やＣＦＭモード走査による全走査領域の走査完了時間が短くなり、二次元形態像や二次元血流像１フレーム形成時間は短縮される。
【００６４】
このＣＦＭモード走査における走査線密度を下げる変更は、予め定められた走査線密度に変更しても、フレームレートの低下具合に応じて調整された度合いの変更にしてもよい。
【００６５】
図５は、本実施形態に係る動作手順の変更を示す図である。図５に示すように、動作手順生成部８ｄは、例えば、ＣＦＭモード走査における走査線の本数を６４本から３２本に間引くように走査線密度を低下させ、間引かれた空き時間にＢモード走査を繰り上げて走査する走査シーケンスを規定する動作手順に変更する。
【００６６】
このような超音波診断装置１の動作を図１３に基づき説明する。まず、フレームレート算出部８ｂによりフレームレートが算出される（Ｓ２００）。
【００６７】
フレームレートが算出されると、比較部８ｃは、閾値記憶部８ａに記憶された閾値を読み出し（Ｓ２０１）、フレームレートと閾値とを比較する（Ｓ２０２）。フレームレートが閾値を下回っていると判断すると（Ｓ２０３，Ｙｅｓ）、動作手順生成部８ｄにフレームレートを維持するための動作手順の変更を行わせる。
【００６８】
動作手順生成部８ｄは、図５に示すように、ＣＦＭモード走査における超音波送受信について走査密度を下げ、かつＢモード走査を順次繰り上げた走査シーケンスを規定する動作手順を新たに生成する。シーケンサ８４は、強制変更された動作手順に従った制御信号を各ユニットに出力する（Ｓ２０４）。特に超音波探触子２と送受信回路３は、変更された操作手順に従い、ＣＦＭモード走査における超音波送受信について走査密度を下げて行う走査シーケンスを実現する。
【００６９】
尚、フレームレートが閾値を上回っている場合は、動作手順を維持、又は通常生成ルーチンで生成される動作手順に戻すことで走査シーケンスをもとに戻す（Ｓ１０５）。
【００７０】
図９の（ａ）は、通常生成ルーチンで生成される動作手順を示す図であり、（ｂ）は、フレームレート維持のために変更された動作手順を示す図である。変更された動作手順により、ＣＦＭモード走査の走査線密度、すなわち一定領域内での走査線本数が減少する走査シーケンスとなり、形態像や血流像のための全領域走査の完了時間が減少する。これにより、図４に示すトリプレックスモード等において、良好なフレームレートを維持することができる。
【００７１】
（第三の実施形態）
次に、第三の実施形態について説明する。尚、本実施形態の超音波診断装置の構成は、図１及び図２に示す第一の実施形態と同様であり、詳細な説明を省略する。
【００７２】
本実施形態に係る超音波診断装置１では、動作手順生成部８ｄは、ＣＦＭモード信号処理から、パワードプラモードによる二次元血流像の生成を行うＰモード信号処理を行う動作手順に変更する。パワードプラモードは、ドプラシフトを検波して、ドプラシフトから求めた血流パワー値によって、血流を表示するモードである。
【００７３】
動作手順生成部８ｄは、比較部８ｃにてフレームレートが閾値を下回った場合、カラードプラモード処理部４２に血流パワー値に基づいて二次元血流像のデータを生成する、換言するとＰモード信号処理を行うように規定する動作手順を生成し、シーケンサ８４のメモリに書き込む。シーケンサ８４は、特にカラードプラモード処理部４２の演算部４２ｄに対し、Ｐモード信号処理を行うように制御信号を出力する。演算部４２ｄは、信号処理において血流パワー値を得るように規定された動作手順に従い、血流パワー値に基づく演算を行う動作を行う。すなわち、動作手順生成部８ｄは、カラードプラ信号処理部４２に対し、エコー信号から血流パワー値を検出させ、血流パワー値に基づいた血流像を生成させる制御を行う血流像生成制御手段となる。
【００７４】
図６は、動作手順生成部８ｄによりフレームレート維持のために変更された動作手順を示す図であり、図６に示すように、ＣＦＭモード信号処理をＰモード信号処理に切替える。すなわち、演算部４２ｄに血流のパワー値得て演算を行うように規定する動作手順に強制変更する。また、血流パワー値に基づく二次元血流像の生成は、アンサンブル数が低くても影響が少なく、アンサンブル数も同時に低下させた走査シーケンスを規定する動作手順に強制変更する。
【００７５】
このような超音波診断装置１の動作を図１４に基づき説明する。まず、フレームレート算出部８ｂによりフレームレートが算出される（Ｓ３００）。
【００７６】
フレームレートが算出されると、比較部８ｃは、閾値記憶部８ａに記憶された閾値を読み出す（Ｓ３０１）。比較部８ｃは、フレームレートと閾値とを比較し（Ｓ３０２）、フレームレートが閾値を下回っていると判断すると（Ｓ３０３，Ｙｅｓ）、動作手順生成部８ｄは、フレームレート維持のために動作手順を変更する。
【００７７】
動作手順生成部８ｄは、Ｐモード信号処理を行うと共に、アンサンブル数を低下させた動作手順を生成し、シーケンサ８４のメモリを強制的に書き換える（Ｓ３０４）。シーケンサ８４は、各ユニットに動作手順に従った制御信号を出力し、特に演算部４２ｄは、動作手順に従い血流パワー値を得るＰモード信号処理に変更し、血流パワー値を得る演算を行う。
【００７８】
尚、フレームレートが閾値を上回っている場合は、動作手順を維持、又は通常生成ルーチンで生成される動作手順に戻す（Ｓ３０５）。
【００７９】
図１０の（ａ）は、通常生成ルーチンで生成される動作手順による走査を示す図であり、（ｂ）は、フレームレート維持のために変更された動作手順による走査を示す。図中のＰは、信号処理においてＰモード信号処理を行う規定である。また、図１０に示すように、変更された動作手順により、走査についてはＣＦＭモード走査時に比べてアンサンブル数が低下した走査に変わり、形態像や血流像のための全走査領域の走査完了時間が減少する。
【００８０】
この動作により、超音波診断装置１の動作中にフレームレートの低下を伴う変更があっても、比較的高いフレームレートで表示することのできるパワードプラモードによって、被検体の観察が可能なフレームレートを維持することができる。
【００８１】
（第四の実施例）
次に、本発明に係る超音波診断装置の他の実施形態について説明する。尚、本実施形態の超音波診断装置の構成は、図１及び図２に示す第一の実施形態と同様であり、詳細な説明を省略する。
【００８２】
本実施形態に係る超音波診断装置１では、動作手順変更部８ｄにおいて、ダイナミックフローに変更した動作手順に変更させるものである。
【００８３】
ダイナミックフローは、例えば特開２００１−２６９３４４号公報記載のモードである。尚、本実施形態においては、このダイナミックフローのうち、アンサンブル数を低下させるとともに二次元血流像を血流パワー値で得る変更と、ウォールフィルタ４２ｄのフィルタ帯域の変更と、パルス波数の変更を採用する。
【００８４】
図７は、動作手順生成部８ｄによりフレームレート維持のために変更された動作手順を示す。ＣＦＭモード信号処理を、ダイナミックフローによる二次元血流像生成のためのＤｆモード信号処理に切替える。演算部４２ｄに血流パワー値に基づく演算を行わせ、かつウォールフィルタ４２ｄのフィルタ帯域を広げてスルーに近い状態とし、かつ超音波送受信における超音波のパルス波数を２以下にするよう規定する動作手順に強制変更する。すなわち、動作手順生成部８ｄは、パルス制御手段でもある。
【００８５】
このような超音波診断装置１の動作を図１５に基づき説明する。まず、フレームレート算出部８ｂによりフレームレートが算出される（Ｓ４００）。
【００８６】
フレームレートが算出されると、比較部８ｃは、閾値記憶部８ａに記憶された閾値を読み出す（Ｓ４０１）。比較部８ｃは、フレームレートと閾値とを比較し（Ｓ４０２）、フレームレートが閾値を下回っていると判断すると（Ｓ４０３，Ｙｅｓ）、動作手順生成部８ｄは、フレームレート維持のために動作手順を変更する。
【００８７】
動作手順生成部８ｄは、アンサンブル数の低下に加えてＣＦＭモード信号処理をＤｆモード信号処理に切替えた動作手順を生成し、シーケンサ８４のメモリを強制的に書き換える（Ｓ４０４）。シーケンサ８４は、この動作手順に従い、各ユニットに制御信号を送信する。特に動作手順に従い、超音波探触子２と送受信回路３は、二次元血流像のための走査において２以下のパルス波数で超音波送受信を行い、演算部４２ｄは、血流パワー値を得る演算を行い、ウォールフィルタ４２ｄは、フィルタ帯域を広げてスルーに近い状態とする動作を行う。
【００８８】
尚、フレームレートが閾値を上回っている場合（Ｓ４０５，Ｎｏ）は、動作手順を維持、又は通常生成ルーチンで生成される動作手順に戻す（Ｓ４０５）。
【００８９】
図１１の（ａ）は、原則に則って生成される動作手順を示す図であり、（ｂ）は、フレームレート維持のために変更された動作手順を示す。図中のＤｆは、Ｄｆモード信号処理を示す。また、図１１に示すように、変更された動作手順により、ＣＦＭモード走査時よりアンサンブル数が低下し、形態像や血流像のための全走査領域の走査完了時間が減少する。
【００９０】
また、Ｄｆモード信号処理により、被検体の観察が可能なフレームレートを維持しつつ、良好な画像を得ることができる。
【００９１】
尚、第一乃至第四の実施形態で示した各フレームレートの向上の構成及び動作は、組み合わせて行うこともでき、効果的にフレームレートを向上させることができる。組合せは、装置操作者が操作パネル７により行うフレームレートの低下を伴う変更の度合いに応じて行うようにしてもよい。
【００９２】
また、動作手順生成部８ｄは、自らアンサンブル数を低下させた動作手順や走査密度を下げた動作手順等を生成した。しかし、これに限らず、シーケンサ８４に動作手順を組み立てるためのアドレス先を規定したインデックスとアンサンブル数等のパラメータを通知し、シーケンサ８４がリアルタイムで動作手順を組み立てるようにしてもよい。
【００９３】
例えば、ＣＦＭモード走査のアンサンブル数を９から４に低下させる場合、動作手順生成部８ｄは、シーケンサ８４に対し、インデックスとＣＦＭモードのアンサンブル数が４であることを示すパラメータを送信し、シーケンサ８４がこのインデックスとパラメータに基づいて動作手順を組み立てるようにしてもよい。
【００９４】
超音波診断装置１がドプラセグメントスキャンを行うものとして説明してきたが、ドプラ交互スキャンにおいても本発明を適用することができる。更に、本実施形態においては、主に二次元形態像や二次元血流像において説明したが、三次元形態像や三次元血流像においても同様の効果を奏するもので、三次元像のモードであっても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】第一乃至四の実施形態に係る超音波診断装置のブロック構成図である。
【図２】第一乃至四の実施形態に係る超音波診断装置が備える制御部の機能ブロック図である。
【図３】表示部の表示を示す図であり、トリプレックスモードを説明する図である。
【図４】第一の実施形態に係る動作手順の変更を説明する図である。
【図５】第二の本実施形態に係る動作手順の変更を説明する図である。
【図６】第三の実施形態に係る動作手順の変更を説明する図である。
【図７】第四の実施形態に係る動作手順の変更を説明する図である。
【図８】アンサンブル数を低下させた走査シーケンスを実現する動作手順を示す図である。
【図９】走査密度を低下させた走査シーケンスを実現する動作手順を示す図である。
【図１０】パワードプラモードによる走査及び信号処理を規定する動作手順を示す図である。
【図１１】ダイナミックフローによる走査及び信号処理を規定する動作手順を示す図である。
【図１２】第一の実施形態に係る超音波診断装置の動作を示す図である。
【図１３】第二の実施形態に係る超音波診断装置の動作を示す図である。
【図１４】第三の実施形態に係る超音波診断装置の動作を示す図である。
【図１５】第四の実施形態に係る超音波診断装置の動作を示す図である。
【符号の説明】
【００９６】
１ 超音波診断装置
２ 超音波探触子
３ 送受信部
４ 信号処理部
５ 画像処理部
６ 表示部
７ 操作パネル
８ 制御部
８４ シーケンサ
８ａ 閾値記憶部
８ｂ フレームレート算出部
８ｃ 比較部
８ｄ 動作手順生成部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に対して超音波を送信し、前記被検体から反射波をエコー信号として受信する送受信手段と、
前記エコー信号に対し、ドプラ偏位周波数成分の取り出し処理及びＦＦＴ処理を含む処理を施すことによってドプラスペクトラム像を生成するドプラスペクトラム像生成手段と、
前記エコー信号に対し、自己相関処理を含む処理を施すことによって血流像を生成する血流像生成手段と、
前記血流像を得るための送受信と前記ドプラスペクトラム像を得るための送受信を交互に行うことにより、前記血流像と前記ドプラスペクトラム像とを同時又はほぼ同時に表示できるように走査シーケンスを設定する走査シーケンス設定手段と、
を備え、
前記走査シーケンス設定手段は、
前記血流像のフレームレートが所定設定値を下回らないように、前記血流像を得るための送受信についてアンサンブル数を調節した走査シーケンスに変更すること、
を特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記走査シーケンス設定手段は、
前記血流像のフレームレートが所定設定値を下回ることになる場合に、前記血流像を得るための送受信についてアンサンブル数を低下させた走査シーケンスに変更すること、
を特徴とする請求項1に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
被検体に対して超音波を送信し、前記被検体から反射波をエコー信号として受信する送受信手段と、
前記エコー信号に対し、ドプラ偏位周波数成分の取り出し処理及びＦＦＴ処理を含む処理を施すことによってドプラスペクトラム像を生成するドプラスペクトラム像生成手段と、
前記エコー信号に対し、自己相関処理を含む処理を施すことによって血流像を生成する血流像生成手段と、
前記血流像を得るための送受信と前記ドプラスペクトラム像を得るための送受信を交互に行うことにより、前記血流像と前記ドプラスペクトラム像とを同時又はほぼ同時に表示できるように走査シーケンスを設定する走査シーケンス設定手段と、
を備え、
前記走査シーケンス設定手段は、
前記血流像のフレームレートが所定下限値以下とならないように、前記血流像を得るための送受信について走査線密度を調節した走査シーケンスに変更すること、
を特徴とする超音波診断装置。
【請求項４】
前記アンサンブル数が所定以下の時には、前記血流像生成手段に対し、前記エコー信号から血流パワー値を検出させ、前記血流パワー値に基づいた血流像を生成させる制御を行う血流像生成制御手段をさらに備えること、
を特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項５】
請求項４記載の超音波診断装置であって、
前記アンサンブル数が所定以下の時には、前記血流像を得るための送受信についてパルス波数を２以下とするパルス制御手段をさらに備え、
前記血流像生成手段は、クラッタ成分を除去するウォールフィルタを含み、
前記血流像生成制御手段は、前記アンサンブル数が所定以下の時には、前記血流像生成手段に対し、前記ウォールフィルタのフィルタ帯域を広げる制御をさらに行うこと、
を特徴とする超音波診断装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の超音波診断装置であって、
前記エコー信号に対して、検波処理及び対数変換処理を含む処理を施すことによって前記被検体の組織を輝度で示す形態像を生成する形態像生成手段を備え、
前記血流像は、前記形態像と合成して表示されること、
を特徴とする超音波診断装置。
【請求項７】
前記血流像生成手段は、
前記アンサンブル数が所定以上の時には、血流情報をカラーで示す血流像を生成し、所定以下の時には血流情報を輝度で示す血流像を生成すること、
を特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の超音波診断装置であって、
装置操作者による前記所定設定値の変更を受け付ける変更受付手段をさらに備えること、
を特徴とする超音波診断装置。
【請求項９】
被検体に対して超音波を送信し、前記被検体から反射波をエコー信号として受信する送受信手段と、前記エコー信号に対し、ドプラ偏位周波数成分の取り出し処理及びＦＦＴ処理を含む処理を施すことによってドプラスペクトラムを生成するドプラスペクトラム生成手段と、前記エコー信号に対し、自己相関処理を含む処理を施すことによって血流像を生成する血流像生成手段と、を備える超音波診断装置に対して、
前記血流像を得るための送受信と前記ドプラスペクトラムを得るための送受信を交互に行うことにより、前記血流像と前記ドプラスペクトラム像とを同時又はほぼ同時に表示できるように走査シーケンスを設定させ、
前記血流像のフレームレートが所定設定値を下回らないように、前記血流像を得るための送受信についてアンサンブル数を調節した走査シーケンスに変更させること、
を特徴とする超音波診断装置の制御プログラム。
【請求項１０】
被検体に対して超音波を送信し、前記被検体から反射波をエコー信号として受信する送受信手段と、前記エコー信号に対し、ドプラ偏位周波数成分の取り出し処理及びＦＦＴ処理を含む処理を施すことによってドプラスペクトラムを生成するドプラスペクトラム生成手段と、前記エコー信号に対し、自己相関処理を含む処理を施すことによって血流像を生成する血流像生成手段と、を備える超音波診断装置に対して、
前記血流像を得るための送受信と前記ドプラスペクトラムを得るための送受信を交互に行うことにより、前記血流像と前記ドプラスペクトラム像とを同時又はほぼ同時に表示できるように走査シーケンスを設定させ、
前記血流像のフレームレートが所定設定値下回らないように、前記血流像を得るための送受信について走査線密度を調節した走査シーケンスに変更させること、
を特徴とする超音波診断装置の制御プログラム。
【請求項１】
被検体に対して超音波を送信し、前記被検体から反射波をエコー信号として受信する送受信手段と、
前記エコー信号に対し、ドプラ偏位周波数成分の取り出し処理及びＦＦＴ処理を含む処理を施すことによってドプラスペクトラム像を生成するドプラスペクトラム像生成手段と、
前記エコー信号に対し、自己相関処理を含む処理を施すことによって血流像を生成する血流像生成手段と、
前記血流像を得るための送受信と前記ドプラスペクトラム像を得るための送受信を交互に行うことにより、前記血流像と前記ドプラスペクトラム像とを同時又はほぼ同時に表示できるように走査シーケンスを設定する走査シーケンス設定手段と、
を備え、
前記走査シーケンス設定手段は、
前記血流像のフレームレートが所定設定値を下回らないように、前記血流像を得るための送受信についてアンサンブル数を調節した走査シーケンスに変更すること、
を特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記走査シーケンス設定手段は、
前記血流像のフレームレートが所定設定値を下回ることになる場合に、前記血流像を得るための送受信についてアンサンブル数を低下させた走査シーケンスに変更すること、
を特徴とする請求項1に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
被検体に対して超音波を送信し、前記被検体から反射波をエコー信号として受信する送受信手段と、
前記エコー信号に対し、ドプラ偏位周波数成分の取り出し処理及びＦＦＴ処理を含む処理を施すことによってドプラスペクトラム像を生成するドプラスペクトラム像生成手段と、
前記エコー信号に対し、自己相関処理を含む処理を施すことによって血流像を生成する血流像生成手段と、
前記血流像を得るための送受信と前記ドプラスペクトラム像を得るための送受信を交互に行うことにより、前記血流像と前記ドプラスペクトラム像とを同時又はほぼ同時に表示できるように走査シーケンスを設定する走査シーケンス設定手段と、
を備え、
前記走査シーケンス設定手段は、
前記血流像のフレームレートが所定下限値以下とならないように、前記血流像を得るための送受信について走査線密度を調節した走査シーケンスに変更すること、
を特徴とする超音波診断装置。
【請求項４】
前記アンサンブル数が所定以下の時には、前記血流像生成手段に対し、前記エコー信号から血流パワー値を検出させ、前記血流パワー値に基づいた血流像を生成させる制御を行う血流像生成制御手段をさらに備えること、
を特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項５】
請求項４記載の超音波診断装置であって、
前記アンサンブル数が所定以下の時には、前記血流像を得るための送受信についてパルス波数を２以下とするパルス制御手段をさらに備え、
前記血流像生成手段は、クラッタ成分を除去するウォールフィルタを含み、
前記血流像生成制御手段は、前記アンサンブル数が所定以下の時には、前記血流像生成手段に対し、前記ウォールフィルタのフィルタ帯域を広げる制御をさらに行うこと、
を特徴とする超音波診断装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の超音波診断装置であって、
前記エコー信号に対して、検波処理及び対数変換処理を含む処理を施すことによって前記被検体の組織を輝度で示す形態像を生成する形態像生成手段を備え、
前記血流像は、前記形態像と合成して表示されること、
を特徴とする超音波診断装置。
【請求項７】
前記血流像生成手段は、
前記アンサンブル数が所定以上の時には、血流情報をカラーで示す血流像を生成し、所定以下の時には血流情報を輝度で示す血流像を生成すること、
を特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の超音波診断装置であって、
装置操作者による前記所定設定値の変更を受け付ける変更受付手段をさらに備えること、
を特徴とする超音波診断装置。
【請求項９】
被検体に対して超音波を送信し、前記被検体から反射波をエコー信号として受信する送受信手段と、前記エコー信号に対し、ドプラ偏位周波数成分の取り出し処理及びＦＦＴ処理を含む処理を施すことによってドプラスペクトラムを生成するドプラスペクトラム生成手段と、前記エコー信号に対し、自己相関処理を含む処理を施すことによって血流像を生成する血流像生成手段と、を備える超音波診断装置に対して、
前記血流像を得るための送受信と前記ドプラスペクトラムを得るための送受信を交互に行うことにより、前記血流像と前記ドプラスペクトラム像とを同時又はほぼ同時に表示できるように走査シーケンスを設定させ、
前記血流像のフレームレートが所定設定値を下回らないように、前記血流像を得るための送受信についてアンサンブル数を調節した走査シーケンスに変更させること、
を特徴とする超音波診断装置の制御プログラム。
【請求項１０】
被検体に対して超音波を送信し、前記被検体から反射波をエコー信号として受信する送受信手段と、前記エコー信号に対し、ドプラ偏位周波数成分の取り出し処理及びＦＦＴ処理を含む処理を施すことによってドプラスペクトラムを生成するドプラスペクトラム生成手段と、前記エコー信号に対し、自己相関処理を含む処理を施すことによって血流像を生成する血流像生成手段と、を備える超音波診断装置に対して、
前記血流像を得るための送受信と前記ドプラスペクトラムを得るための送受信を交互に行うことにより、前記血流像と前記ドプラスペクトラム像とを同時又はほぼ同時に表示できるように走査シーケンスを設定させ、
前記血流像のフレームレートが所定設定値下回らないように、前記血流像を得るための送受信について走査線密度を調節した走査シーケンスに変更させること、
を特徴とする超音波診断装置の制御プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００６−１１６１４９（Ｐ２００６−１１６１４９Ａ）
【公開日】平成１８年５月１１日（２００６．５．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３０８６４２（Ｐ２００４−３０８６４２）
【出願日】平成１６年１０月２２日（２００４．１０．２２）
【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)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年５月１１日（２００６．５．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月２２日（２００４．１０．２２）
【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)
【Ｆターム（参考）】
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