超音波診断装置
【課題】アーチファクトを防止しても超音波断層像の輝度が変化しない超音波診断装置を提供する。
【解決手段】超音波プローブ００１の振動子からの超音波ビームの振動子の配列方向の平面の法線に対する射出角度が予め決められた許容角度を超える超音波ビームを検出する検出手段と、超音波プローブ００１を介して超音波ビームを送受信する送受信部００２と、許容角度を超える法線に対する射出角度を有する超音波ビームの振幅を小さくするゲイン調整手段と、ゲインの調整の行われた超音波エコーに基づくデータに信号処理を施しラスタデータを作成する信号処理部００４と、作成されたラスタデータを直交座標系に変更して超音波断層像を生成する画像処理部００５と、生成された超音波断層像を表示手段に表示させる表示制御部００７とを備える。
【解決手段】超音波プローブ００１の振動子からの超音波ビームの振動子の配列方向の平面の法線に対する射出角度が予め決められた許容角度を超える超音波ビームを検出する検出手段と、超音波プローブ００１を介して超音波ビームを送受信する送受信部００２と、許容角度を超える法線に対する射出角度を有する超音波ビームの振幅を小さくするゲイン調整手段と、ゲインの調整の行われた超音波エコーに基づくデータに信号処理を施しラスタデータを作成する信号処理部００４と、作成されたラスタデータを直交座標系に変更して超音波断層像を生成する画像処理部００５と、生成された超音波断層像を表示手段に表示させる表示制御部００７とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２次元マルチプローブを有する超音波診断装置に関し、特にチルトや回転を加えた走査面に沿って走査を行う超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、超音波プローブに複数の超音波振動子がマトリクス状に配置された（以下では、この超音波振動子が配置された平面を「素子平面」という。）２次元マルチプローブを用いて、被検体の３次元領域内における、２つの異なる２次元平面の超音波断層像を生成するマルチプレーンモードを有する超音波診断装置が用いられている（例えば、特許文献１乃至３参照。）。このマルチプレーンモードでは、これら２つの画像平面のうち、一方の画像平面は、素子平面に対してその方位が固定されている。この方位が固定された画像平面を「基準面」と呼ぶ。基準面としては、通常２次元プローブの超音波振動子の素子平面に対して直交しかつ素子平面の中央と交差する平面が選択されるのが普通である。そして、もう一方の画像平面は、その基準面に対して、チルト（素子平面に対する傾斜）及び、チルト後の回転（チルトした平面における、素子平面の中央からの法線に対応する直線を軸とした回転）が可能となっている。このような画像平面を「交差面」と呼ぶ。
【０００３】
ここで、図２を参照して、チルト及び回転について具体的に説明する。図２はマルチプレーンモードでの超音波ビームの走査面を説明するための図である。素子平面２０１は２次元アレイプローブにおける振動子がマトリクス状に並んだ平面である。この素子平面２０１の中心２０６を基準に角度をつけて超音波ビームが射出される。また、法線２０４は素子平面の中心を通る法線である。そして、基準面２０２は素子平面２０１と直交し中心２０６を通る、すなわち法線２０４を含む平面である。さらに、基準面２０２とは異なる平面で、かつ法線２０４を含む平面２０８を角度θチルトさせた平面が交差面２０３である。この交差面２０３における素子平面２０１の法線２０４に対応する直線が直線２０５である。そして、チルトさせた交差面２０３を回転するとはこの直線２０５を回転軸として回転させることである。
【０００４】
超音波診断装置ではこれらの基準面内及び交差面内の超音波ビームの走査線に対応するエコー信号を受信し、受信したエコー信号に対して所定の信号処理を行い、その信号処理結果に画像処理を施して、各面内の超音波断層像の画像データを得ている。
【０００５】
ここで、超音波診断装置において高精度な診断を妨げるものの要因の１つに、グレーティングローブ（ＧｒａｔｉｎｇＬｏｂｅ）がある。グレーティングローブとは、回析格子により発生する光の強度分布に似た現象であり、各超音波振動子から発せられる超音波ビームとは別の方向に超音波ビームが発生する現象であり、これにより、描画される超音波断層像上にアーチファクト（虚像）が発生する。
【０００６】
このアーチファクト（虚像）は、グレーティングローブの性格上、２次元プローブの素子平面の法線からの超音波ビームの走査線の角度が大きい場合に発生しやすくなる。そこで従来、超音波診断装置では、グレーティングローブによるアーチファクトの発生を防止すべく、超音波ビームのスキャン角度を許容角度範囲内となるように制限している。
【０００７】
この許容角度について図２を参照して説明する。基準面２０２は法線２０４を含む平面であり、このような法線２０４を含む平面において予めアーチファクトが発生しないように超音波ビームを射出する法線２０４からの角度θ０が許容角度として設定されている。つまり、法線２０４からの角度がこの許容角度θ０を超える超音波ビームではアーチファクトが発生してしまうことになる。言い換えるならば、頂点を中心２０６及び中心の軸を法線２０４として底面を円２０７とする円錐の中に含まれる超音波ビームであればアーチファクトの発生は抑えられるが、該円錐に含まれない超音波ビームではアーチファクトが発生することになる。例えば、許容角度θ０は一般的には４５度に設定される。
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−５３７０７５号公報
【特許文献２】特開２００５−５３７０７９号公報
【特許文献３】特開２００５−５３７０７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、マルチプレーンモードを有する超音波診断装置では、交差面のチルト量が大きくなると、素子平面の法線からの超音波ビームの走査線の角度が大きくなる。ここで、チルト量とは素子平面の法線を含む素子平面と直交する平面に対する交差面の傾きの大きさである。さらに、チルトを加えた後に回転が加わることで、よりいっそう素子平面の法線からの超音波ビームの走査線の角度が大きくなってしまう。そのため、チルトや回転を加えた交差面では、グレーティングローブが発生し易くなるため、上記許容角度をそのチルトや回転にあわせて変更する必要がある。
【００１０】
ここで、マルチプレーンモードにおけるアーチファクトの発生について、図２を参照して説明する。上述のように、法線２０４を含む平面を基準に許容角度の範囲を決定しているため、チルト、又はチルトを加えた後に回転を行うと中心２０６を頂点とし円２０７を底面とする円錐からはみ出してしまう。たとえば、交差面２０３は、本来直線２０５から角度θまで超音波ビームを射出するはずであるが、その場合には領域２０９及び領域２１０の部分に射出される超音波ビームは前記円錐からはみ出すことになる。そのため、この部分の超音波ビームによりアーチファクトが発生してしまう。この円錐から超音波ビームがはみ出す現象はチルトによっても起こるが、チルトした平面に回転を加えた場合により大きな範囲がはみ出すことになる。そして、前記円錐からはみだす超音波ビームとは、法線２０４からの角度がθ０より大きな角度を有する超音波ビームである。
【００１１】
ここで、グレーティングローブによるアーチファクトを防止しようとして、チルトや回転によって法線２０４からの角度が許容角度θ０より大きな角度を有する超音波ビームを走査しないようにするには、交差面内の超音波ビームの走査線の本数を減らす必要がある。しかし、走査線の本数を減らすと、時間当たりの生成される超音波断層像の枚数であるフレームレート（Ｈｚ）が変化してしまう。ここで、振動子の発熱などの理由により被検体に入射することができる超音波の送信パワーには制約がある。この超音波の送信パワーは超音波ビームの繰返し周期、すなわちフレームレートに依存する。具体的には、フレームレートが２０Ｈｚの場合における単位面積あたりの超音波ビームの送信パワーが決定されているとすると、フレームレートを２０Ｈｚより高くした場合、同じ本数の超音波ビームを被検体に射出するためには超音波の送信パワーを落とす必要があり、また、フレームレートを２０Ｈｚより低くした場合、より鮮明な画像を得るために超音波の送信パワーを上げることになる。このように、フレームレートが変化すると、超音波断層像の時間分解能が変化するうえ、超音波ビームの送信パワーが変化して画像の輝度も変化してしまう。そのため、従来の超音波診断装置では、交差面のチルト量が変更された場合、グレーティングローブによるアーチファクトを防止しようとすると、交差面のチルト量や回転量が変化して超音波断層像の見え方が変化してしまい、正確な診断を行うことが困難であった。
【００１２】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、アーチファクトを防止しても超音波断層像の輝度が変化しない超音波診断装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の超音波診断装置は、走査面の位置情報の入力を受けて、超音波プローブの複数の振動子からの超音波ビームの前記複数の振動子の配列方向の平面の法線に対する射出角度が予め決められた許容角度を超える超音波ビームを検出する検出手段と、前記超音波プローブを介して、前記超音波ビームを被検体に送信し被検体で反射した超音波エコーを受信する送受信手段と、前記許容角度を超える法線に対する射出角度を有する前記受信された超音波エコーの振幅を小さくするゲイン調整手段と、前記ゲイン調整手段により調整の行われた前記超音波エコーに基づくデータに信号処理を施しラスタデータを作成する信号処理手段と、前記作成されたラスタデータを直交座標系に変更して超音波断層像を生成する画像処理手段と、前記生成された超音波断層像を表示手段に表示させる表示制御手段とを備えることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項２に記載の超音波診断装置は、走査面の位置情報の入力を受けて、超音波プローブの複数の振動子からの超音波ビームの前記複数の振動子の配列方向の平面の法線に対する射出角度が予め決められた許容角度を超える超音波ビームを検出する検出手段と、前記超音波プローブを介して、前記超音波ビームを被検体に送信し被検体で反射した超音波エコーを受信する送受信手段と、前記超音波エコーに基づくデータに信号処理を施しラスタデータを作成する信号処理部と、前記作成されたラスタデータを直交座標系に変更して超音波断層像を生成する画像処理手段と、生成した超音波断層像における前記許容角度を超える法線に対する射出角度を有する前記超音波ビームに対応する画素にマスクを施すマスク手段と、前記マスクが施された超音波断層像を表示手段に表示させる表示制御手段とを備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の超音波診断装置によると、素子平面の中心を通る法線からの角度が許容角度を超えている超音波ビームの超音波エコーの振幅を小さくするため、その超音波ビームによって作られる画像の表示を抑制することができる。これにより、グレーティングローブによるアーチファクトが発生し易い方向に射出された超音波エコーによって生成される画像の表示を抑制できる。さらに、射出する超音波ビーム本数は変化しないためフレームレートが変化することなく、超音波断層像毎の輝度も同じ輝度にすることが可能となる。したがって、アーチファクトによる乱れを抑制した高精度な見やすい超音波断層像の生成が可能となる。
【００１６】
請求項２に記載の超音波診断装置によると、素子平面の中心を通る法線からの角度が許容角度を超えている超音波ビームによる走査線に対応する画素にマスクを施す（輝度を下げるなど）ことによって、その超音波ビームによって作られる画像の表示を抑制することができる。これにより、グレーティングローブによるアーチファクトが発生し易い方向に射出された超音波エコーによって生成される画像の表示を抑制できる。さらに、射出する超音波ビーム本数は変化しないためフレームレートが変化することなく、超音波断層像毎の輝度も同じ輝度にすることが可能となる。したがって、アーチファクトによる乱れをマスクによって抑制した高精度な見やすい超音波断層像の生成が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
〔第１の実施形態〕
以下、この発明の第１の実施形態に係る超音波診断装置について説明する。図１は本発明に係る超音波診断装置の機能を表わすブロック図である。
【００１８】
超音波プローブ００１は、平面内にマトリクス状に配列された圧電セラミックなどの複数の圧電振動子を備えている。この圧電振動子は、送受信部００２から入力された電圧パルスを受けてその電圧により振動し指向性のある超音波ビームを発生する。そして、圧電素子は被検体に対してその超音波ビームを送信する。また超音波プローブ００１は、送信された超音波ビームが被検体の音響インピーダンスの不連続面で反射することにより得られる超音波エコーを圧電振動子で受信する。そして、圧電振動子は受信した超音波エコーを電気信号であるエコー信号に変換して、送受信部００２へ出力する。
【００１９】
次に図２を使用して、超音波プローブ００１による走査面について説明する。図２における基準面２０２及び交差面２０３は、操作者が走査しようとする被検体の３次元領域内における２つの異なる２次元平面である。そして、超音波プローブ００１の圧電振動子が並んだ平面が素子平面２０１である。図２ではこの素子平面２０１をＸＹ平面に平行な面として示している。この素子平面２０１からは、Ｚ側に超音波ビームが射出される。超音波プローブ００１から射出される超音波ビームは２つの走査面内を所定角度で走査する。この２つの平面のうちＸＺ平面に平行な走査面が基準面２０２である。この基準面２０２は素子平面２０１の中心２０６を通過する平面であり、中心２０６からの法線２０４を含む平面である。超音波プローブ００１から射出される超音波ビームは、この基準面２０２上で法線２０４からの角度±θ０の範囲内を走査する。このθ０が本発明における「許容角度」にあたる。ここで、許容角度はプローブ毎に予め決められているものであり、例えばθ０＝４５°などと決められている。そして、法線２０４からの角度がθ０より大きくなる走査線においてはアーチファクトが発生してしまう。すなわち、中心２０６を頂点とし、円２０７を有する円錐に含まれない走査線ではアーチファクトが発生することになる。また、超音波プローブ００１は、図３（Ａ）に示すように、基準面２０２内に複数の走査線３０１（ラスタ）を形成する。図３（Ａ）は基準面内の超音波ビームの走査線を示す図である。
【００２０】
また、他方の走査面が交差面２０３である。この交差面２０３は素子平面２０１の中心２０６を通り法線２０４を含む平面２０８を素子平面２０１と交わったところの直線を中心に角度θ傾けたものである。角度θは法線２０４と直線２０５のなす角度である。平面２０８における法線２０４に対応する交差面２０３内の直線が直線２０５である。超音波プローブ００１から射出される超音波ビームは、この交差面２０３上で直線２０５からの角度±θ０の範囲を走査する。そして、超音波プローブ００１は図３（Ｂ）に示すように、交差面２０３内に複数の走査線３０２を形成する。図３（Ｂ）は交差面２０３内の超音波ビームの走査線を示す図である。ここで、本実施形態ではチルトのみをした場合で説明するが、角度θのチルト後に直線２０５を軸にして角度φの回転を加えた場合でも同様にチルト及び回転が加えられた交差面上で直線２０５からの角度±θ０の範囲を走査する。図２に示すように交差面２０３上の許容角度±θ０の範囲内を走査する場合、中心２０６を頂点とし円２０７を有する円錐から領域２０９及び領域２１０の部分がはみ出している。すなわち、領域２０９及び領域２１０の部分を走査する走査線ではアーチファクトが発生することになる。
【００２１】
図３（Ｂ）には、この交差面２０３内の超音波ビームの走査線３０２が示されている。上述のように、基準面２０２と交差面２０３との許容角度は±θ０で同一であり、図３（Ａ）に示される走査線３０１の本数及び密度と、図３（Ｂ）で示される走査線３０２の本数及び密度は同じである。なお、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）では、図面の錯綜を避けるために走査線３０１及び走査線３０２の数を少なめに記載しているが、実際には基準面２０２及び交差面２０３にはより多くの走査線が形成され、走査線密度は密になる。また、図３における点線部分の領域２０９及び領域２１０は交差面２０３上を許容角度±θ０の範囲内を走査する場合において中心２０６を頂点とし円２０７を有する円錐からはみ出す領域である。
【００２２】
なお、超音波プローブ００１からは、基準面２０２に沿った超音波ビームと、交差面２０３に沿った超音波ビームが交互に時分割で射出される。
【００２３】
システム制御部００８は、送受信部００２、信号処理部００４、画像処理部００５、表示制御部００７を統括制御する。システム制御部００８は、ユーザインタフェース００９を介して医師や検査技師（以下では、単に「操作者」という。）によって入力された基準面２０２及び交差面２０３の２つの走査面の位置情報を受信する。ここで、交差面２０３の位置情報は、素子平面の法線を含む交差面のチルト及び回転の基となる平面２０８の位置情報、すなわち基準面２０２からの角度や平面を表す座標など、該平面２０８からのチルトの角度（例えば図２における角度θ°）、及び回転の角度（例えば、図２における直線２０５を軸とした交差面２０３の回転角度。ここではφとする。）を指定することで決定される。システム制御部００８は、特定の交差面２０３内の走査線の直線２０５からの角度、受信したチルト角度θ、及び回転角度φを基に、各角度の回転行列を使用して法線２０４から該走査線までの角度αを求める。そして、システム制御部はこの角度αが許容角度θ０を超えるか否かを求める。システム制御部００８は、特定の走査線の射出方向の法線２０４からの角度αがθ０を超えるか否かを送受信部００２へ出力する。このシステム制御部００８が本発明における「検出手段」を含むものである。
【００２４】
送受信部００２は、送信パルス発生器、送信遅延回路、パルサ、受信遅延回路、加算器（いずれも不図示）、及びゲイン調整部００３（プリアンプ）が設けられている。この送受信部００２が本発明における「送受信手段」にあたる。
【００２５】
送信パルス発生器は、一定のパルス繰り返し周波数（ＰＲＦ：Ｐｕｌｓｅ Ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ Ｆｒｅａｑｅｎｃｙ）によるレートパルス（超音波送受信基準レート）毎に超音波ビームを形成するための送信パルス信号を発生する。送信パルス発生器は、所望の超音波ビームを形成するための送信パルス信号を発生する。送信パルス信号とは、超音波パルスを射出するための制御パルス信号である。この送信パルス信号は、送信チャンネル数分に分配されて送信遅延回路に送られる。送信遅延回路には、遅延時間を決めるタイミング制御データがシステム制御部００８から送信チャンネル毎に入力されるようになっている。このタイミング制御データに基づいて、送信遅延回路は、送信チャンネル毎に送信パルス信号を遅延させる。遅延された送信パルス信号は、送信チャンネル毎にパルサに入力される。パルサは、送信パルス信号を受けたタイミングで、圧電振動子（送信チャンネル）毎に電圧パルスを印加する。これにより、超音波ビームが超音波プローブ００１から射出される。この超音波ビームの射出方向はシステム制御部００８からの入力により決定され、これにより走査線の方向が決定する。
【００２６】
ゲイン調整部００３はプリアンプであり、超音波プローブ００１の各圧電素子（各受信チャンネル）によって受信されたエコー信号を増幅する。ゲイン調整部００３は、超音波送受信基準レートを受けたタイミングで、走査線の射出方向の法線２０４からの角度αが許容角度θ０を超えるか否かがシステム制御部００８より入力される。すなわち超音波送受信基準レートのタイミングで対応する走査線が許容角度θ０を超えるか否かが判断できる。このとき、ゲイン調整部００３は、システム制御部００８から入力された走査線の射出方向の法線２０４からの角度αが許容角度θ０を超えるという情報を基に、該走査線に対応するエコー信号のゲイン調整の設定値を小さくする（例えば乗算する値を小さくする。）ことで、該エコー信号の輝度を下げる。これにより、画像が生成されたときに画像上その走査線に対応する画像が操作者に見えないようになる。このゲイン調整部００３が本発明における「ゲイン調整手段」にあたる。
【００２７】
ここで、本実施形態ではゲイン調整部００３は送受信部００２に配置されているが、これは信号処理部００４に配置されてもよく、さらに、送受信部００２及び信号処理部００４とは別に配置されてもよい。
【００２８】
加算器は、受信遅延回路によって遅延させられた各受信チャンネルの信号を整相加算して、単一信号を生成する。
【００２９】
信号処理部００４は、ローパスフィルタ、包絡線検波回路、対数圧縮部（いずれも不図示）を備えており、２次元画像を生成する信号処理を実行する。ローパスフィルタは、送受信部００２より受信した信号の高周波成分を除去する。包絡線検波回路は、包絡線を検波し包絡線検波信号を求める。対数圧縮部は、包絡線検波信号に対して対数変換を施す。以上のような処理を行うことで、信号処理部は超音波エコーに基づくデータからラスタデータを作成する。この作成されたラスタデータは、画像処理部００５へ送信される。この信号処理部００４が本発明における「信号処理手段」にあたる。
【００３０】
画像処理部００５は、スキャンコンバータ（ＳＣ）００６を含み、信号処理部００４より入力されたデータを直交座標系の画像データに変換する。この画像処理部００５が本発明における「画像処理手段」にあたる。
【００３１】
表示制御部００７は、画像処理部００５によって生成された画像データを表示部（不図示）に表示させる。すなわち、表示制御部００７は、表示部の画面上に図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に模式的に示される基準面２０２及び交差面２０３を表示させる。この表示制御部００７が本発明における「表示制御手段」にあたる。
【００３２】
ユーザインタフェース００９は、操作者の操作を入力する入力ユーザインタフェースである。ユーザインタフェース００９を介して入力された操作内容に関する情報は、システム制御部００８に送られる。
【００３３】
次に、本実施形態に係る超音波診断装置における超音波断層像表示の動作について図４を参照して説明する。ここで、図４は本実施形態に係る超音波診断装置における超音波断層像表示のフローチャートの図である。
【００３４】
ステップＳ００１：操作者は、ユーザインタフェース００９を使用して、交差面の情報（チルト及び回転の基となる平面、チルト角、及び回転角）を入力する。
【００３５】
ステップＳ００２：システム制御部００８は、ユーザインタフェース００９より入力された交差面の情報を基に、交差面上を走査する各走査線の素子平面の法線からの角度を求め、その角度と許容角度を比較し、許容角度を超える走査線を求める。さらに、システム制御部００８は、許容角度を超える走査線の情報を送受信部００２のゲイン調整部００３へ出力する。
【００３６】
ステップＳ００３：送受信部００２は、超音波プローブ００１を介して超音波ビームを被検体に向けて送信し、さらに被検体で反射された超音波エコーを受信する。
【００３７】
ステップＳ００４：ゲイン調整部００３は、システム制御部００８から受信した情報をもとに、受信した超音波エコー毎に、対応する走査線の法線２０４からの角度αが許容角度θ０を超えるか否かを判断する。角度αが許容角度θ０を超える場合にはステップＳ００５に進み、角度αが許容角度θ０を超えない場合にはステップＳ００６に進む。
【００３８】
ステップＳ００５：ゲイン調整部００３は、許容角度を超える走査線に対応する超音波ビームによって得られた信号データの振幅を小さくする。送受信部００２は、ゲイン調整をおこなった信号データを信号処理部００４に出力する。
【００３９】
ステップＳ００６：信号処理部００４は、送受信部００２から入力された信号データに対し包絡線検波などの信号処理を行いラスタデータを生成する。信号処理部００４は、信号処理を施しラスタデータを画像処理部００５へ出力する。
【００４０】
ステップＳ００７：画像処理部００５は、信号処理部００４から入力されたラスタデータに直交座標系への座標変換などを施し超音波断層像を生成する。画像処理部００５は、生成した超音波断層像を表示制御部００７へ出力する。
【００４１】
ステップＳ００８：表示制御部００７は、画像処理部００５から入力された超音波断層像を表示手段に表示させる。
【００４２】
上述した動作を繰り返すことにより、本実施形態に係る超音波診断装置では交差面のチルト角又は回転角が変更させるたびに、許容角度を超える走査線が求められ、その走査線に対応する信号データの振幅を抑えることができ、その走査線に対応する画像が表示部の画面上に表示されなくなる。
【００４３】
以上のように、本実施形態に係る超音波診断装置は、許容角度を超える走査線に対応した超音波エコーに基づく信号データの振幅を小さくすることができる。これにより、射出する超音波ビームの本数を変えずに、すなわちフレームレートを変えることなく、許容角度を超える走査線によるアーチファクトの発生を抑制することが可能となる。このため、操作者はアーチファクトの発生を抑えた画像でかつ、どの画像も同じ輝度を有する画像を参照して診断することができ、本実施形態に係る超音波診断装置は正確な超音波診断に寄与することができる。
【００４４】
〔第２の実施形態〕
本発明の第２の実施形態に係る超音波診断装置について説明する。本実施形態に係る超音波診断装置の構成は、図１に示される第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成と同一であり、ゲイン調整部００３、及び画像処理部００５の動作が異なる。
【００４５】
上述の第１の実施形態では、送受信部００２の信号データのゲインを調整したが、本実施形態では、生成された超音波断層像に対しマスク処理を施すことで、アーチファクトの表示を抑える。
【００４６】
システム制御部００８は、超音波送受信基準レートを送るタイミングを基に、その超音波送受信基準レートに対応する走査線が素子平面２０１の中心２０６を通る法線２０４からの角度αが許容角度θ０を超えるか否かの情報を送受信部００２へ出力する。
【００４７】
送受信部００２は、超音波送受信基準レートを受けたタイミングを基に、その超音波送受信基準レートに対応する走査線に対し許容角度θ０を超えるか否かという情報を付加し信号処理部００４へ出力する。
【００４８】
ゲイン調整部００３は、送受信部００２で受信された超音波エコーに基づく信号データの全てに同様のゲインの調整を行う。
【００４９】
画像処理部００５に含まれるＳＣ００６は、走査線に付加された該走査線が許容角度θ０を超えるか否かの情報を参照して、システム制御部００８から受信した素子平面２０１の中心２０６における法線２０４からの角度αが許容角度θ０を超える走査線に対応する画素に対しマスク処理を施す。ここでのマスクとは、例えば、対応する画素における輝度を暗くするなどである。これは、もともと画像処理部００５は各走査線に対応する画素の位置を記憶しているので、走査線が特定されればその走査線に対応する画素を求めることができる。これにより、該走査線に対応する画像が表示されなくなる。このＳＣ００６が本発明における「マスク手段」を含む。
【００５０】
以上で説明したように、本実施形態に係る超音波診断装置では、生成した超音波断層像に対しマスクを施し画像として表示することを抑えることができる。これにより、射出する超音波ビームの本数を変えずに、すなわちフレームレートを変えることなく、許容角度を超える走査線によるアーチファクトの発生を抑制することが可能となる。このため、操作者はアーチファクトの発生を抑えた画像でかつ、どの画像も同じ輝度を有する画像を参照して診断することができ、本実施形態に係る超音波診断装置は正確な超音波診断に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明に係る超音波診断装置のブロック図
【図２】マルチプレーンモードでの超音波ビームの操作面を説明するための図
【図３】（Ａ）基準面内の超音波ビームの走査線を示す図、（Ｂ）交差面内の超音波ビームの走査線を示す図
【図４】第１の実施形態に係る超音波診断装置の画像生成のフローチャートの図
【符号の説明】
【００５２】
００１ 超音波プローブ
００２ 送受信部
００３ ゲイン調整部
００４ 信号処理部
００５ 画像処理部
００６ ＳＣ（スキャンコンバータ）
００７ 表示制御部
００８ システム制御部
００９ ユーザインタフェース
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２次元マルチプローブを有する超音波診断装置に関し、特にチルトや回転を加えた走査面に沿って走査を行う超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、超音波プローブに複数の超音波振動子がマトリクス状に配置された（以下では、この超音波振動子が配置された平面を「素子平面」という。）２次元マルチプローブを用いて、被検体の３次元領域内における、２つの異なる２次元平面の超音波断層像を生成するマルチプレーンモードを有する超音波診断装置が用いられている（例えば、特許文献１乃至３参照。）。このマルチプレーンモードでは、これら２つの画像平面のうち、一方の画像平面は、素子平面に対してその方位が固定されている。この方位が固定された画像平面を「基準面」と呼ぶ。基準面としては、通常２次元プローブの超音波振動子の素子平面に対して直交しかつ素子平面の中央と交差する平面が選択されるのが普通である。そして、もう一方の画像平面は、その基準面に対して、チルト（素子平面に対する傾斜）及び、チルト後の回転（チルトした平面における、素子平面の中央からの法線に対応する直線を軸とした回転）が可能となっている。このような画像平面を「交差面」と呼ぶ。
【０００３】
ここで、図２を参照して、チルト及び回転について具体的に説明する。図２はマルチプレーンモードでの超音波ビームの走査面を説明するための図である。素子平面２０１は２次元アレイプローブにおける振動子がマトリクス状に並んだ平面である。この素子平面２０１の中心２０６を基準に角度をつけて超音波ビームが射出される。また、法線２０４は素子平面の中心を通る法線である。そして、基準面２０２は素子平面２０１と直交し中心２０６を通る、すなわち法線２０４を含む平面である。さらに、基準面２０２とは異なる平面で、かつ法線２０４を含む平面２０８を角度θチルトさせた平面が交差面２０３である。この交差面２０３における素子平面２０１の法線２０４に対応する直線が直線２０５である。そして、チルトさせた交差面２０３を回転するとはこの直線２０５を回転軸として回転させることである。
【０００４】
超音波診断装置ではこれらの基準面内及び交差面内の超音波ビームの走査線に対応するエコー信号を受信し、受信したエコー信号に対して所定の信号処理を行い、その信号処理結果に画像処理を施して、各面内の超音波断層像の画像データを得ている。
【０００５】
ここで、超音波診断装置において高精度な診断を妨げるものの要因の１つに、グレーティングローブ（ＧｒａｔｉｎｇＬｏｂｅ）がある。グレーティングローブとは、回析格子により発生する光の強度分布に似た現象であり、各超音波振動子から発せられる超音波ビームとは別の方向に超音波ビームが発生する現象であり、これにより、描画される超音波断層像上にアーチファクト（虚像）が発生する。
【０００６】
このアーチファクト（虚像）は、グレーティングローブの性格上、２次元プローブの素子平面の法線からの超音波ビームの走査線の角度が大きい場合に発生しやすくなる。そこで従来、超音波診断装置では、グレーティングローブによるアーチファクトの発生を防止すべく、超音波ビームのスキャン角度を許容角度範囲内となるように制限している。
【０００７】
この許容角度について図２を参照して説明する。基準面２０２は法線２０４を含む平面であり、このような法線２０４を含む平面において予めアーチファクトが発生しないように超音波ビームを射出する法線２０４からの角度θ０が許容角度として設定されている。つまり、法線２０４からの角度がこの許容角度θ０を超える超音波ビームではアーチファクトが発生してしまうことになる。言い換えるならば、頂点を中心２０６及び中心の軸を法線２０４として底面を円２０７とする円錐の中に含まれる超音波ビームであればアーチファクトの発生は抑えられるが、該円錐に含まれない超音波ビームではアーチファクトが発生することになる。例えば、許容角度θ０は一般的には４５度に設定される。
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−５３７０７５号公報
【特許文献２】特開２００５−５３７０７９号公報
【特許文献３】特開２００５−５３７０７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、マルチプレーンモードを有する超音波診断装置では、交差面のチルト量が大きくなると、素子平面の法線からの超音波ビームの走査線の角度が大きくなる。ここで、チルト量とは素子平面の法線を含む素子平面と直交する平面に対する交差面の傾きの大きさである。さらに、チルトを加えた後に回転が加わることで、よりいっそう素子平面の法線からの超音波ビームの走査線の角度が大きくなってしまう。そのため、チルトや回転を加えた交差面では、グレーティングローブが発生し易くなるため、上記許容角度をそのチルトや回転にあわせて変更する必要がある。
【００１０】
ここで、マルチプレーンモードにおけるアーチファクトの発生について、図２を参照して説明する。上述のように、法線２０４を含む平面を基準に許容角度の範囲を決定しているため、チルト、又はチルトを加えた後に回転を行うと中心２０６を頂点とし円２０７を底面とする円錐からはみ出してしまう。たとえば、交差面２０３は、本来直線２０５から角度θまで超音波ビームを射出するはずであるが、その場合には領域２０９及び領域２１０の部分に射出される超音波ビームは前記円錐からはみ出すことになる。そのため、この部分の超音波ビームによりアーチファクトが発生してしまう。この円錐から超音波ビームがはみ出す現象はチルトによっても起こるが、チルトした平面に回転を加えた場合により大きな範囲がはみ出すことになる。そして、前記円錐からはみだす超音波ビームとは、法線２０４からの角度がθ０より大きな角度を有する超音波ビームである。
【００１１】
ここで、グレーティングローブによるアーチファクトを防止しようとして、チルトや回転によって法線２０４からの角度が許容角度θ０より大きな角度を有する超音波ビームを走査しないようにするには、交差面内の超音波ビームの走査線の本数を減らす必要がある。しかし、走査線の本数を減らすと、時間当たりの生成される超音波断層像の枚数であるフレームレート（Ｈｚ）が変化してしまう。ここで、振動子の発熱などの理由により被検体に入射することができる超音波の送信パワーには制約がある。この超音波の送信パワーは超音波ビームの繰返し周期、すなわちフレームレートに依存する。具体的には、フレームレートが２０Ｈｚの場合における単位面積あたりの超音波ビームの送信パワーが決定されているとすると、フレームレートを２０Ｈｚより高くした場合、同じ本数の超音波ビームを被検体に射出するためには超音波の送信パワーを落とす必要があり、また、フレームレートを２０Ｈｚより低くした場合、より鮮明な画像を得るために超音波の送信パワーを上げることになる。このように、フレームレートが変化すると、超音波断層像の時間分解能が変化するうえ、超音波ビームの送信パワーが変化して画像の輝度も変化してしまう。そのため、従来の超音波診断装置では、交差面のチルト量が変更された場合、グレーティングローブによるアーチファクトを防止しようとすると、交差面のチルト量や回転量が変化して超音波断層像の見え方が変化してしまい、正確な診断を行うことが困難であった。
【００１２】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、アーチファクトを防止しても超音波断層像の輝度が変化しない超音波診断装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の超音波診断装置は、走査面の位置情報の入力を受けて、超音波プローブの複数の振動子からの超音波ビームの前記複数の振動子の配列方向の平面の法線に対する射出角度が予め決められた許容角度を超える超音波ビームを検出する検出手段と、前記超音波プローブを介して、前記超音波ビームを被検体に送信し被検体で反射した超音波エコーを受信する送受信手段と、前記許容角度を超える法線に対する射出角度を有する前記受信された超音波エコーの振幅を小さくするゲイン調整手段と、前記ゲイン調整手段により調整の行われた前記超音波エコーに基づくデータに信号処理を施しラスタデータを作成する信号処理手段と、前記作成されたラスタデータを直交座標系に変更して超音波断層像を生成する画像処理手段と、前記生成された超音波断層像を表示手段に表示させる表示制御手段とを備えることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項２に記載の超音波診断装置は、走査面の位置情報の入力を受けて、超音波プローブの複数の振動子からの超音波ビームの前記複数の振動子の配列方向の平面の法線に対する射出角度が予め決められた許容角度を超える超音波ビームを検出する検出手段と、前記超音波プローブを介して、前記超音波ビームを被検体に送信し被検体で反射した超音波エコーを受信する送受信手段と、前記超音波エコーに基づくデータに信号処理を施しラスタデータを作成する信号処理部と、前記作成されたラスタデータを直交座標系に変更して超音波断層像を生成する画像処理手段と、生成した超音波断層像における前記許容角度を超える法線に対する射出角度を有する前記超音波ビームに対応する画素にマスクを施すマスク手段と、前記マスクが施された超音波断層像を表示手段に表示させる表示制御手段とを備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の超音波診断装置によると、素子平面の中心を通る法線からの角度が許容角度を超えている超音波ビームの超音波エコーの振幅を小さくするため、その超音波ビームによって作られる画像の表示を抑制することができる。これにより、グレーティングローブによるアーチファクトが発生し易い方向に射出された超音波エコーによって生成される画像の表示を抑制できる。さらに、射出する超音波ビーム本数は変化しないためフレームレートが変化することなく、超音波断層像毎の輝度も同じ輝度にすることが可能となる。したがって、アーチファクトによる乱れを抑制した高精度な見やすい超音波断層像の生成が可能となる。
【００１６】
請求項２に記載の超音波診断装置によると、素子平面の中心を通る法線からの角度が許容角度を超えている超音波ビームによる走査線に対応する画素にマスクを施す（輝度を下げるなど）ことによって、その超音波ビームによって作られる画像の表示を抑制することができる。これにより、グレーティングローブによるアーチファクトが発生し易い方向に射出された超音波エコーによって生成される画像の表示を抑制できる。さらに、射出する超音波ビーム本数は変化しないためフレームレートが変化することなく、超音波断層像毎の輝度も同じ輝度にすることが可能となる。したがって、アーチファクトによる乱れをマスクによって抑制した高精度な見やすい超音波断層像の生成が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
〔第１の実施形態〕
以下、この発明の第１の実施形態に係る超音波診断装置について説明する。図１は本発明に係る超音波診断装置の機能を表わすブロック図である。
【００１８】
超音波プローブ００１は、平面内にマトリクス状に配列された圧電セラミックなどの複数の圧電振動子を備えている。この圧電振動子は、送受信部００２から入力された電圧パルスを受けてその電圧により振動し指向性のある超音波ビームを発生する。そして、圧電素子は被検体に対してその超音波ビームを送信する。また超音波プローブ００１は、送信された超音波ビームが被検体の音響インピーダンスの不連続面で反射することにより得られる超音波エコーを圧電振動子で受信する。そして、圧電振動子は受信した超音波エコーを電気信号であるエコー信号に変換して、送受信部００２へ出力する。
【００１９】
次に図２を使用して、超音波プローブ００１による走査面について説明する。図２における基準面２０２及び交差面２０３は、操作者が走査しようとする被検体の３次元領域内における２つの異なる２次元平面である。そして、超音波プローブ００１の圧電振動子が並んだ平面が素子平面２０１である。図２ではこの素子平面２０１をＸＹ平面に平行な面として示している。この素子平面２０１からは、Ｚ側に超音波ビームが射出される。超音波プローブ００１から射出される超音波ビームは２つの走査面内を所定角度で走査する。この２つの平面のうちＸＺ平面に平行な走査面が基準面２０２である。この基準面２０２は素子平面２０１の中心２０６を通過する平面であり、中心２０６からの法線２０４を含む平面である。超音波プローブ００１から射出される超音波ビームは、この基準面２０２上で法線２０４からの角度±θ０の範囲内を走査する。このθ０が本発明における「許容角度」にあたる。ここで、許容角度はプローブ毎に予め決められているものであり、例えばθ０＝４５°などと決められている。そして、法線２０４からの角度がθ０より大きくなる走査線においてはアーチファクトが発生してしまう。すなわち、中心２０６を頂点とし、円２０７を有する円錐に含まれない走査線ではアーチファクトが発生することになる。また、超音波プローブ００１は、図３（Ａ）に示すように、基準面２０２内に複数の走査線３０１（ラスタ）を形成する。図３（Ａ）は基準面内の超音波ビームの走査線を示す図である。
【００２０】
また、他方の走査面が交差面２０３である。この交差面２０３は素子平面２０１の中心２０６を通り法線２０４を含む平面２０８を素子平面２０１と交わったところの直線を中心に角度θ傾けたものである。角度θは法線２０４と直線２０５のなす角度である。平面２０８における法線２０４に対応する交差面２０３内の直線が直線２０５である。超音波プローブ００１から射出される超音波ビームは、この交差面２０３上で直線２０５からの角度±θ０の範囲を走査する。そして、超音波プローブ００１は図３（Ｂ）に示すように、交差面２０３内に複数の走査線３０２を形成する。図３（Ｂ）は交差面２０３内の超音波ビームの走査線を示す図である。ここで、本実施形態ではチルトのみをした場合で説明するが、角度θのチルト後に直線２０５を軸にして角度φの回転を加えた場合でも同様にチルト及び回転が加えられた交差面上で直線２０５からの角度±θ０の範囲を走査する。図２に示すように交差面２０３上の許容角度±θ０の範囲内を走査する場合、中心２０６を頂点とし円２０７を有する円錐から領域２０９及び領域２１０の部分がはみ出している。すなわち、領域２０９及び領域２１０の部分を走査する走査線ではアーチファクトが発生することになる。
【００２１】
図３（Ｂ）には、この交差面２０３内の超音波ビームの走査線３０２が示されている。上述のように、基準面２０２と交差面２０３との許容角度は±θ０で同一であり、図３（Ａ）に示される走査線３０１の本数及び密度と、図３（Ｂ）で示される走査線３０２の本数及び密度は同じである。なお、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）では、図面の錯綜を避けるために走査線３０１及び走査線３０２の数を少なめに記載しているが、実際には基準面２０２及び交差面２０３にはより多くの走査線が形成され、走査線密度は密になる。また、図３における点線部分の領域２０９及び領域２１０は交差面２０３上を許容角度±θ０の範囲内を走査する場合において中心２０６を頂点とし円２０７を有する円錐からはみ出す領域である。
【００２２】
なお、超音波プローブ００１からは、基準面２０２に沿った超音波ビームと、交差面２０３に沿った超音波ビームが交互に時分割で射出される。
【００２３】
システム制御部００８は、送受信部００２、信号処理部００４、画像処理部００５、表示制御部００７を統括制御する。システム制御部００８は、ユーザインタフェース００９を介して医師や検査技師（以下では、単に「操作者」という。）によって入力された基準面２０２及び交差面２０３の２つの走査面の位置情報を受信する。ここで、交差面２０３の位置情報は、素子平面の法線を含む交差面のチルト及び回転の基となる平面２０８の位置情報、すなわち基準面２０２からの角度や平面を表す座標など、該平面２０８からのチルトの角度（例えば図２における角度θ°）、及び回転の角度（例えば、図２における直線２０５を軸とした交差面２０３の回転角度。ここではφとする。）を指定することで決定される。システム制御部００８は、特定の交差面２０３内の走査線の直線２０５からの角度、受信したチルト角度θ、及び回転角度φを基に、各角度の回転行列を使用して法線２０４から該走査線までの角度αを求める。そして、システム制御部はこの角度αが許容角度θ０を超えるか否かを求める。システム制御部００８は、特定の走査線の射出方向の法線２０４からの角度αがθ０を超えるか否かを送受信部００２へ出力する。このシステム制御部００８が本発明における「検出手段」を含むものである。
【００２４】
送受信部００２は、送信パルス発生器、送信遅延回路、パルサ、受信遅延回路、加算器（いずれも不図示）、及びゲイン調整部００３（プリアンプ）が設けられている。この送受信部００２が本発明における「送受信手段」にあたる。
【００２５】
送信パルス発生器は、一定のパルス繰り返し周波数（ＰＲＦ：Ｐｕｌｓｅ Ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ Ｆｒｅａｑｅｎｃｙ）によるレートパルス（超音波送受信基準レート）毎に超音波ビームを形成するための送信パルス信号を発生する。送信パルス発生器は、所望の超音波ビームを形成するための送信パルス信号を発生する。送信パルス信号とは、超音波パルスを射出するための制御パルス信号である。この送信パルス信号は、送信チャンネル数分に分配されて送信遅延回路に送られる。送信遅延回路には、遅延時間を決めるタイミング制御データがシステム制御部００８から送信チャンネル毎に入力されるようになっている。このタイミング制御データに基づいて、送信遅延回路は、送信チャンネル毎に送信パルス信号を遅延させる。遅延された送信パルス信号は、送信チャンネル毎にパルサに入力される。パルサは、送信パルス信号を受けたタイミングで、圧電振動子（送信チャンネル）毎に電圧パルスを印加する。これにより、超音波ビームが超音波プローブ００１から射出される。この超音波ビームの射出方向はシステム制御部００８からの入力により決定され、これにより走査線の方向が決定する。
【００２６】
ゲイン調整部００３はプリアンプであり、超音波プローブ００１の各圧電素子（各受信チャンネル）によって受信されたエコー信号を増幅する。ゲイン調整部００３は、超音波送受信基準レートを受けたタイミングで、走査線の射出方向の法線２０４からの角度αが許容角度θ０を超えるか否かがシステム制御部００８より入力される。すなわち超音波送受信基準レートのタイミングで対応する走査線が許容角度θ０を超えるか否かが判断できる。このとき、ゲイン調整部００３は、システム制御部００８から入力された走査線の射出方向の法線２０４からの角度αが許容角度θ０を超えるという情報を基に、該走査線に対応するエコー信号のゲイン調整の設定値を小さくする（例えば乗算する値を小さくする。）ことで、該エコー信号の輝度を下げる。これにより、画像が生成されたときに画像上その走査線に対応する画像が操作者に見えないようになる。このゲイン調整部００３が本発明における「ゲイン調整手段」にあたる。
【００２７】
ここで、本実施形態ではゲイン調整部００３は送受信部００２に配置されているが、これは信号処理部００４に配置されてもよく、さらに、送受信部００２及び信号処理部００４とは別に配置されてもよい。
【００２８】
加算器は、受信遅延回路によって遅延させられた各受信チャンネルの信号を整相加算して、単一信号を生成する。
【００２９】
信号処理部００４は、ローパスフィルタ、包絡線検波回路、対数圧縮部（いずれも不図示）を備えており、２次元画像を生成する信号処理を実行する。ローパスフィルタは、送受信部００２より受信した信号の高周波成分を除去する。包絡線検波回路は、包絡線を検波し包絡線検波信号を求める。対数圧縮部は、包絡線検波信号に対して対数変換を施す。以上のような処理を行うことで、信号処理部は超音波エコーに基づくデータからラスタデータを作成する。この作成されたラスタデータは、画像処理部００５へ送信される。この信号処理部００４が本発明における「信号処理手段」にあたる。
【００３０】
画像処理部００５は、スキャンコンバータ（ＳＣ）００６を含み、信号処理部００４より入力されたデータを直交座標系の画像データに変換する。この画像処理部００５が本発明における「画像処理手段」にあたる。
【００３１】
表示制御部００７は、画像処理部００５によって生成された画像データを表示部（不図示）に表示させる。すなわち、表示制御部００７は、表示部の画面上に図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に模式的に示される基準面２０２及び交差面２０３を表示させる。この表示制御部００７が本発明における「表示制御手段」にあたる。
【００３２】
ユーザインタフェース００９は、操作者の操作を入力する入力ユーザインタフェースである。ユーザインタフェース００９を介して入力された操作内容に関する情報は、システム制御部００８に送られる。
【００３３】
次に、本実施形態に係る超音波診断装置における超音波断層像表示の動作について図４を参照して説明する。ここで、図４は本実施形態に係る超音波診断装置における超音波断層像表示のフローチャートの図である。
【００３４】
ステップＳ００１：操作者は、ユーザインタフェース００９を使用して、交差面の情報（チルト及び回転の基となる平面、チルト角、及び回転角）を入力する。
【００３５】
ステップＳ００２：システム制御部００８は、ユーザインタフェース００９より入力された交差面の情報を基に、交差面上を走査する各走査線の素子平面の法線からの角度を求め、その角度と許容角度を比較し、許容角度を超える走査線を求める。さらに、システム制御部００８は、許容角度を超える走査線の情報を送受信部００２のゲイン調整部００３へ出力する。
【００３６】
ステップＳ００３：送受信部００２は、超音波プローブ００１を介して超音波ビームを被検体に向けて送信し、さらに被検体で反射された超音波エコーを受信する。
【００３７】
ステップＳ００４：ゲイン調整部００３は、システム制御部００８から受信した情報をもとに、受信した超音波エコー毎に、対応する走査線の法線２０４からの角度αが許容角度θ０を超えるか否かを判断する。角度αが許容角度θ０を超える場合にはステップＳ００５に進み、角度αが許容角度θ０を超えない場合にはステップＳ００６に進む。
【００３８】
ステップＳ００５：ゲイン調整部００３は、許容角度を超える走査線に対応する超音波ビームによって得られた信号データの振幅を小さくする。送受信部００２は、ゲイン調整をおこなった信号データを信号処理部００４に出力する。
【００３９】
ステップＳ００６：信号処理部００４は、送受信部００２から入力された信号データに対し包絡線検波などの信号処理を行いラスタデータを生成する。信号処理部００４は、信号処理を施しラスタデータを画像処理部００５へ出力する。
【００４０】
ステップＳ００７：画像処理部００５は、信号処理部００４から入力されたラスタデータに直交座標系への座標変換などを施し超音波断層像を生成する。画像処理部００５は、生成した超音波断層像を表示制御部００７へ出力する。
【００４１】
ステップＳ００８：表示制御部００７は、画像処理部００５から入力された超音波断層像を表示手段に表示させる。
【００４２】
上述した動作を繰り返すことにより、本実施形態に係る超音波診断装置では交差面のチルト角又は回転角が変更させるたびに、許容角度を超える走査線が求められ、その走査線に対応する信号データの振幅を抑えることができ、その走査線に対応する画像が表示部の画面上に表示されなくなる。
【００４３】
以上のように、本実施形態に係る超音波診断装置は、許容角度を超える走査線に対応した超音波エコーに基づく信号データの振幅を小さくすることができる。これにより、射出する超音波ビームの本数を変えずに、すなわちフレームレートを変えることなく、許容角度を超える走査線によるアーチファクトの発生を抑制することが可能となる。このため、操作者はアーチファクトの発生を抑えた画像でかつ、どの画像も同じ輝度を有する画像を参照して診断することができ、本実施形態に係る超音波診断装置は正確な超音波診断に寄与することができる。
【００４４】
〔第２の実施形態〕
本発明の第２の実施形態に係る超音波診断装置について説明する。本実施形態に係る超音波診断装置の構成は、図１に示される第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成と同一であり、ゲイン調整部００３、及び画像処理部００５の動作が異なる。
【００４５】
上述の第１の実施形態では、送受信部００２の信号データのゲインを調整したが、本実施形態では、生成された超音波断層像に対しマスク処理を施すことで、アーチファクトの表示を抑える。
【００４６】
システム制御部００８は、超音波送受信基準レートを送るタイミングを基に、その超音波送受信基準レートに対応する走査線が素子平面２０１の中心２０６を通る法線２０４からの角度αが許容角度θ０を超えるか否かの情報を送受信部００２へ出力する。
【００４７】
送受信部００２は、超音波送受信基準レートを受けたタイミングを基に、その超音波送受信基準レートに対応する走査線に対し許容角度θ０を超えるか否かという情報を付加し信号処理部００４へ出力する。
【００４８】
ゲイン調整部００３は、送受信部００２で受信された超音波エコーに基づく信号データの全てに同様のゲインの調整を行う。
【００４９】
画像処理部００５に含まれるＳＣ００６は、走査線に付加された該走査線が許容角度θ０を超えるか否かの情報を参照して、システム制御部００８から受信した素子平面２０１の中心２０６における法線２０４からの角度αが許容角度θ０を超える走査線に対応する画素に対しマスク処理を施す。ここでのマスクとは、例えば、対応する画素における輝度を暗くするなどである。これは、もともと画像処理部００５は各走査線に対応する画素の位置を記憶しているので、走査線が特定されればその走査線に対応する画素を求めることができる。これにより、該走査線に対応する画像が表示されなくなる。このＳＣ００６が本発明における「マスク手段」を含む。
【００５０】
以上で説明したように、本実施形態に係る超音波診断装置では、生成した超音波断層像に対しマスクを施し画像として表示することを抑えることができる。これにより、射出する超音波ビームの本数を変えずに、すなわちフレームレートを変えることなく、許容角度を超える走査線によるアーチファクトの発生を抑制することが可能となる。このため、操作者はアーチファクトの発生を抑えた画像でかつ、どの画像も同じ輝度を有する画像を参照して診断することができ、本実施形態に係る超音波診断装置は正確な超音波診断に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明に係る超音波診断装置のブロック図
【図２】マルチプレーンモードでの超音波ビームの操作面を説明するための図
【図３】（Ａ）基準面内の超音波ビームの走査線を示す図、（Ｂ）交差面内の超音波ビームの走査線を示す図
【図４】第１の実施形態に係る超音波診断装置の画像生成のフローチャートの図
【符号の説明】
【００５２】
００１ 超音波プローブ
００２ 送受信部
００３ ゲイン調整部
００４ 信号処理部
００５ 画像処理部
００６ ＳＣ（スキャンコンバータ）
００７ 表示制御部
００８ システム制御部
００９ ユーザインタフェース
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査面の位置情報の入力を受けて、超音波プローブの複数の振動子からの超音波ビームの前記複数の振動子の配列方向の平面の法線に対する射出角度が予め決められた許容角度を超える超音波ビームを検出する検出手段と、
前記超音波プローブを介して、前記超音波ビームを被検体に送信し被検体で反射した超音波エコーを受信する送受信手段と、
前記許容角度を超える法線に対する射出角度を有する前記受信された超音波エコーの振幅を小さくするゲイン調整手段と、
前記ゲイン調整手段により調整の行われた前記超音波エコーに基づくデータに信号処理を施しラスタデータを作成する信号処理手段と、
前記作成されたラスタデータを直交座標系に変更して超音波断層像を生成する画像処理手段と、
前記生成された超音波断層像を表示手段に表示させる表示制御手段と
を備えることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
走査面の位置情報の入力を受けて、超音波プローブの複数の振動子からの超音波ビームの前記複数の振動子の配列方向の平面の法線に対する射出角度が予め決められた許容角度を超える超音波ビームを検出する検出手段と、
前記超音波プローブを介して、前記超音波ビームを被検体に送信し被検体で反射した超音波エコーを受信する送受信手段と、
前記超音波エコーに基づくデータに信号処理を施しラスタデータを作成する信号処理部と、
前記作成されたラスタデータを直交座標系に変更して超音波断層像を生成する画像処理手段と、
生成した超音波断層像における前記許容角度を超える法線に対する射出角度を有する前記超音波ビームに対応する画素にマスクを施すマスク手段と、
前記マスクが施された超音波断層像を表示手段に表示させる表示制御手段と
を備えることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１】
走査面の位置情報の入力を受けて、超音波プローブの複数の振動子からの超音波ビームの前記複数の振動子の配列方向の平面の法線に対する射出角度が予め決められた許容角度を超える超音波ビームを検出する検出手段と、
前記超音波プローブを介して、前記超音波ビームを被検体に送信し被検体で反射した超音波エコーを受信する送受信手段と、
前記許容角度を超える法線に対する射出角度を有する前記受信された超音波エコーの振幅を小さくするゲイン調整手段と、
前記ゲイン調整手段により調整の行われた前記超音波エコーに基づくデータに信号処理を施しラスタデータを作成する信号処理手段と、
前記作成されたラスタデータを直交座標系に変更して超音波断層像を生成する画像処理手段と、
前記生成された超音波断層像を表示手段に表示させる表示制御手段と
を備えることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
走査面の位置情報の入力を受けて、超音波プローブの複数の振動子からの超音波ビームの前記複数の振動子の配列方向の平面の法線に対する射出角度が予め決められた許容角度を超える超音波ビームを検出する検出手段と、
前記超音波プローブを介して、前記超音波ビームを被検体に送信し被検体で反射した超音波エコーを受信する送受信手段と、
前記超音波エコーに基づくデータに信号処理を施しラスタデータを作成する信号処理部と、
前記作成されたラスタデータを直交座標系に変更して超音波断層像を生成する画像処理手段と、
生成した超音波断層像における前記許容角度を超える法線に対する射出角度を有する前記超音波ビームに対応する画素にマスクを施すマスク手段と、
前記マスクが施された超音波断層像を表示手段に表示させる表示制御手段と
を備えることを特徴とする超音波診断装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−９５４４６（Ｐ２００９−９５４４６Ａ）
【公開日】平成２１年５月７日（２００９．５．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２６８９６９（Ｐ２００７−２６８９６９）
【出願日】平成１９年１０月１６日（２００７．１０．１６）
【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２１年５月７日（２００９．５．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月１６日（２００７．１０．１６）
【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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