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【発明の名称】 超音波撮像方法および装置
【発明者】 【氏名】片岡 宏章

【氏名】鈴木 陽一
【要約】 【課題】エコー源の移動速度の拍動強度を表す画像を撮像する超音波撮像方法および装置を実現する。

【解決手段】超音波エコーのドップラシフトに基づきエコー源の移動速度Ｖを検出し、拍動検出手段１３２で移動速度Ｖの現時相の値Ｖｎと過去時相の値Ｖｏを用いた演算により移動速度Ｖの拍動強度Ｐを検出する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 撮像範囲を超音波で繰り返し走査してエコーを受信し、前記受信したエコーのドップラシフトに基づきエコー源の移動速度を検出し、前記移動速度の現在の時相における値および過去の時相における値を用いた演算により前記移動速度の拍動の強度を検出し、前記検出した拍動の強度を表す画像を生成する、ことを特徴とする超音波撮像方法。
【請求項２】 撮像範囲を超音波で繰り返し走査してエコーを受信し、前記受信したエコーのドップラシフトに基づきエコー源の移動速度を検出し、前記移動速度の現在の時相における値および過去の時相から現在の時相までの平均値を用いた演算により前記移動速度の拍動の強度を検出し、前記検出した拍動の強度を表す画像を生成する、ことを特徴とする超音波撮像方法。
【請求項３】 撮像範囲を超音波で繰り返し走査してエコーを受信する超音波送受信手段と、前記受信したエコーのドップラシフトに基づきエコー源の移動速度を検出する速度検出手段と、前記移動速度の現在の時相における値および過去の時相における値を用いた演算により前記移動速度の拍動の強度を検出する拍動検出手段と、前記検出した拍動の強度を表す画像を生成する画像生成手段と、を具備することを特徴とする超音波撮像装置。
【請求項４】 前記拍動検出手段は、前記移動速度の現在の時相における値と過去の時相における値との差分値を用いて前記演算を行う、ことを特徴とする請求項３に記載の超音波撮像装置。
【請求項５】 前記拍動検出手段は、前記移動速度の現在の時相における値と過去の時相における値との平均値を用いて前記演算を行う、ことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の超音波撮像装置。
【請求項６】 撮像範囲を超音波で繰り返し走査してエコーを受信する超音波送受信手段と、前記受信したエコーのドップラシフトに基づきエコー源の移動速度を検出する速度検出手段と、前記移動速度の現在の時相における値および過去の時相から現在の時相までの平均値を用いた演算により前記移動速度の拍動の強度を検出する拍動検出手段と、前記検出した拍動の強度を表す画像を生成する画像生成手段と、を具備することを特徴とする超音波撮像装置。
【請求項７】 前記移動速度の分散を検出する分散検出手段を備えるとともに、前記拍動検出手段は、前記分散検出手段が検出した分散値を用いて前記演算を行う、ことを特徴とする請求項３ないし請求項６のうちのいずれか１つに記載の超音波撮像装置。
【請求項８】 前記拍動検出手段は、心臓の拍動周期中の特定の時期における前記演算の結果を出力する、ことを特徴とする請求項３ないし請求項７のうちのいずれか１つに記載の超音波撮像装置。
【請求項９】 撮像対象の心電信号を検出する心電信号検出手段を備えるとともに、前記拍動検出手段は、前記心電信号に基づいて前記特定の時期を定める、ことを特徴とする請求項８に記載の超音波撮像装置。
【請求項１０】 撮像範囲を超音波で繰り返し走査してエコーを受信する超音波送受信手段と、前記受信したエコーのドップラシフトに基づきエコー源の移動速度を検出する速度検出手段と、前記移動速度につき心臓の拍動周期を通した速度平均値を求める速度平均手段と、前記移動速度の現在の時相における値と過去の時相における値との差分値を求める差分手段と、前記速度平均値および前記差分値を用いた演算により前記移動速度の拍動の強度を検出する拍動検出手段と、前記検出した拍動の強度を表す画像を生成する画像生成手段と、を具備することを特徴とする超音波撮像装置。
【請求項１１】 撮像範囲を超音波で繰り返し走査してエコーを受信する超音波送受信手段と、前記受信したエコーのドップラシフトに基づきエコー源の移動速度を検出する速度検出手段と、前記移動速度につき心臓の拍動周期を通した速度平均値を求める速度平均手段と、前記移動速度の現在の時相における値と過去の時相における値との差分値を求める差分手段と、前記差分値につき心臓の拍動周期を通した差分平均値を求める差分平均手段と、前記速度平均値および前記差分平均値を用いた演算により前記移動速度の拍動の強度を検出する拍動検出手段と、前記検出した拍動の強度を表す画像を生成する画像生成手段と、を具備することを特徴とする超音波撮像装置。
【請求項１２】 前記移動速度の分散を検出する分散検出手段と、前記分散につき心臓の拍動周期を通した分散平均値を求める分散平均手段と、を備えるとともに、前記拍動検出手段は、前記分散平均値を用いて前記演算を行う、ことを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の超音波撮像装置。
【請求項１３】 前記拍動検出手段は、前記移動速度の現在の時相における値を用いて前記演算を行う、ことを特徴とする請求項１０ないし請求項１２のうちのいずれか１つに記載の超音波撮像装置。
【請求項１４】 前記拍動検出手段は、前記差分値の現在の時相における値を用いて前記演算を行う、ことを特徴とする請求項１１ないし請求項１３のうちのいずれか１つに記載の超音波撮像装置。
【請求項１５】 前記拍動検出手段は、前記分散値の現在の時相における値を用いて前記演算を行う、ことを特徴とする請求項１２ないし請求項１４のうちのうちのいずれか１つに記載の超音波撮像装置。
【請求項１６】 撮像範囲を超音波で繰り返し走査してエコーを受信する超音波送受信手段と、前記受信したエコーのドップラシフトに基づきエコー源の移動速度を検出する速度検出手段と、前記移動速度につき心臓の拍動周期を通した速度最大値を求める最大速度検出手段と、前記移動速度の現在の時相における値と過去の時相における値との差分値を求める差分手段と、前記速度最大値および前記差分値を用いた演算により前記移動速度の拍動の強度を検出する拍動検出手段と、前記検出した拍動の強度を表す画像を生成する画像生成手段と、を具備することを特徴とする超音波撮像装置。
【請求項１７】 撮像範囲を超音波で繰り返し走査してエコーを受信する超音波送受信手段と、前記受信したエコーのドップラシフトに基づきエコー源の移動速度を検出する速度検出手段と、前記移動速度につき心臓の拍動周期を通した速度最大値を求める最大速度検出手段と、前記移動速度の現在の時相における値と過去の時相における値との差分値を求める差分手段と、前記差分値につき心臓の拍動周期を通した差分最大値を求める最大差分検出手段と、前記速度最大値および前記差分最大値を用いた演算により前記移動速度の拍動の強度を検出する拍動検出手段と、前記検出した拍動の強度を表す画像を生成する画像生成手段と、を具備することを特徴とする超音波撮像装置。
【請求項１８】 前記移動速度の分散を検出する分散検出手段および前記分散につき心臓の拍動周期を通した分散最大値を求める最大分散検出手段を備えるとともに、前記拍動検出手段は、前記分散最大値を用いて前記演算を行う、ことを特徴とする請求項１６または請求項１７に記載の超音波撮像装置。
【請求項１９】 前記拍動検出手段は、前記移動速度の現在の時相における値を用いて前記演算を行う、ことを特徴とする請求項１６ないし請求項１８のうちのいずれか１つに記載の超音波撮像装置。
【請求項２０】 前記拍動検出手段は、前記差分値の現在の時相における値を用いて前記演算を行う、ことを特徴とする請求項１７ないし請求項１９のうちのいずれか１つに記載の超音波撮像装置。
【請求項２１】 前記拍動検出手段は、前記分散値の現在の時相における値を用いて前記演算を行う、ことを特徴とする請求項１８ないし請求項２０のうちのうちのいずれか１つに記載の超音波撮像装置。
【請求項２２】 撮像対象の心電信号を検出する心電信号検出手段を備えるとともに、前記拍動検出手段は、前記心電信号に基づいて前記拍動周期を求める、ことを特徴とする請求項１０ないし請求項２１のうちのうちのいずれか１つに記載の超音波撮像装置。
【請求項２３】 前記拍動検出手段は、前記ドップラシフトの周期的変化に基づいて前記拍動周期を求める、ことを特徴とする請求項１０ないし請求項２１のうちのうちのいずれか１つに記載の超音波撮像装置。
【請求項２４】 前記拍動検出手段は、自らが検出した拍動の強度の周期的変化に基づいて前記拍動周期を求める、ことを特徴とする請求項１０ないし請求項２１のうちのうちのいずれか１つに記載の超音波撮像装置。
【請求項２５】 前記拍動検出手段は、自らが出力した過去の時相における出力信号を用いて前記演算を行う、ことを特徴とする請求項３ないし請求項２４のうちのいずれか１つに記載の超音波撮像装置。
【請求項２６】 前記画像生成手段は、前記拍動の強度の瞬時値に基づいて画像を生成する、ことを特徴とする請求項３ないし請求項２５のうちのいずれか１つに記載の超音波撮像装置。
【請求項２７】 前記画像生成手段は、前記拍動の強度の時間的平均値に基づいて画像を生成する、ことを特徴とする請求項３ないし請求項２６のうちのいずれか１つに記載の超音波撮像装置。
【請求項２８】 前記画像生成手段は、前記拍動の強度のピークホールド値に基づいて画像を生成する、ことを特徴とする請求項３ないし請求項２５のうちのいずれか１つに記載の超音波撮像装置。
【請求項２９】 前記拍動の強度を示す画像を３次元像として表示する表示手段、を具備することを特徴とする請求項３ないし請求項２８のうちのいずれか１つに記載の超音波撮像装置。
【請求項３０】 前記受信したエコーに基づいてＢモード画像を生成するＢモード画像生成手段と、前記Ｂモード画像と前記拍動の強度を示す画像とを重ね合わせて表示する表示手段と、を具備することを特徴とする請求項３ないし請求項２８のうちのいずれか１つに記載の超音波撮像装置。
【請求項３１】 前記移動速度を表す画像を生成する速度画像生成手段と、前記速度画像と前記拍動の強度を示す画像とを重ね合わせて表示する表示手段と、を具備することを特徴とする請求項３ないし請求項２８のうちのいずれか１つに記載の超音波撮像装置。
【請求項３２】 前記ドップラシフト信号のパワーを表すパワードップラ画像を生成するパワードップラ画像生成手段と、前記パワードップラ画像と前記拍動の強度を示す画像とを重ね合わせて表示する表示手段と、を具備することを特徴とする請求項３ないし請求項２８のうちのいずれか１つに記載の超音波撮像装置。
【請求項３３】 前記表示手段は前記画像を３次元像として表示する、ことを特徴とする請求項３０ないし請求項３２のうちのいずれか１つに記載の超音波撮像装置。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波撮像方法および装置に関し、特に、超音波エコー（ｅｃｈｏ）のドップラシフト（Ｄｏｐｐｌｅｒ ｓｈｉｆｔ）を利用して、被検体内におけるエコー源の移動速度の拍動強度を表す画像を撮像する超音波撮像方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】超音波撮像では、超音波エコーのドップラシフトを利用して血流像を撮像することが行われる。血流像は血流速度の２次元分布を示すＣＦＭ（ｃｏｌｏｒ ｆｌｏｗ ｍａｐｐｉｎｇ）画像または血流の所在を示すパワードップラ（ｐｏｗｅｒ Ｄｏｐｐｌｅｒ）画像として表示される。関心領域（ＲＯＩ：ｒｅｇｉｏｎ ｏｆ ｉｎｔｅｒｅｓｔ）における血流像に基づいて、例えば腫瘍診断等が行われる。血流像に基づいて腫瘍診断等を行う場合は、その部分の血流が動脈性であるか静脈性であるかが診断上の重要な手がかりとなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のようなＣＦＭ像やパワードップラ像では血流の拍動性を検出できないので、動脈性か静脈性かを判断するのは困難であるという問題があった。このため、拍動性を調べるには、例えばポイントドップラ（ｐｏｉｎｔ Ｄｏｐｐｌｅｒ）法等により、あらためて注目点のドップラ信号を採取し、そのスペクトラム（ｓｐｅｃｔｒｕｍ）を観察するかあるいはドップラ音を聴くようにしなければならないという問題があった。
【０００４】本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、エコー源の移動速度の拍動強度を表す画像を撮像する超音波撮像方法および装置を実現することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】（１）上記の課題を解決する第１の発明は、撮像範囲を超音波で繰り返し走査してエコーを受信し、前記受信したエコーのドップラシフトに基づきエコー源の移動速度を検出し、前記移動速度の現在の時相における値および過去の時相における値を用いた演算により前記移動速度の拍動の強度を検出し、前記検出した拍動の強度を表す画像を生成する、ことを特徴とする超音波撮像方法である。
【０００６】第１の発明において、前記移動速度の現在の時相における値と過去の時相における値との差分値を用いて前記演算を行うことが、拍動強度を適切に検出する点で好ましい。
【０００７】また、第１の発明において、前記移動速度の現在の時相における値と過去の時相における値との平均値を用いて前記演算を行うことが、拍動強度を適切に検出する点で好ましい。
【０００８】（２）上記の課題を解決する第２の発明は、撮像範囲を超音波で繰り返し走査してエコーを受信し、前記受信したエコーのドップラシフトに基づきエコー源の移動速度を検出し、前記移動速度の現在の時相における値および過去の時相から現在の時相までの平均値を用いた演算により前記移動速度の拍動の強度を検出し、前記検出した拍動の強度を表す画像を生成する、ことを特徴とする超音波撮像方法である。
【０００９】第１の発明または第２の発明において、前記移動速度の分散を検出し、前記検出した分散値を用いて前記演算を行うことが拍動強度を適切に検出する点で好ましい。
【００１０】また、第１の発明または第２の発明において、心臓の拍動周期中の特定の時期における前記演算の結果を出力することが、拍動強度を適切に検出する点で好ましい。
【００１１】また、第１の発明または第２の発明において、撮像対象の心電信号を検出し、前記心電信号に基づいて前記特定の時期を定めることが、拍動強度を適切に検出する点で好ましい。
【００１２】また、第１の発明または第２の発明において、前記移動速度につき心臓の拍動周期を通した速度平均値を求め、前記移動速度の現在の時相における値と過去の時相における値との差分値を求め、前記速度平均値および前記差分値を用いた演算により前記移動速度の拍動の強度を検出することが、拍動強度を適切に検出する点で好ましい。
【００１３】また、第１の発明または第２の発明において、前記移動速度につき心臓の拍動周期を通した速度平均値を求め、前記移動速度の現在の時相における値と過去の時相における値との差分値を求め、前記差分値につき心臓の拍動周期を通した差分平均値を求め、前記速度平均値および前記差分平均値を用いた演算により前記移動速度の拍動の強度を検出することが、拍動強度を適切に検出する点で好ましい。
【００１４】また、第１の発明または第２の発明において、前記移動速度の分散を検出し、前記検出した分散につき心臓の拍動周期を通した分散平均値を求め、前記分散平均値を用いて前記演算を行うことが、拍動強度を適切に検出する点で好ましい。
【００１５】また、第１の発明または第２の発明において、前記移動速度につき心臓の拍動周期を通した速度最大値を求め、前記移動速度の現在の時相における値と過去の時相における値との差分値を求め、前記速度最大値および前記差分値を用いた演算により前記移動速度の拍動の強度を検出することが、拍動強度を適切に検出する点で好ましい。
【００１６】また、第１の発明または第２の発明において、前記移動速度につき心臓の拍動周期を通した速度最大値を求め、前記移動速度の現在の時相における値と過去の時相における値との差分値を求め、前記差分値につき心臓の拍動周期を通した差分最大値を求め、前記速度最大値および前記差分最大値を用いた演算により前記移動速度の拍動の強度を検出することが、拍動強度を適切に検出する点で好ましい。
【００１７】また、第１の発明または第２の発明において、前記移動速度の分散を検出し、前記分散につき心臓の拍動周期を通した分散最大値を求め、前記分散最大値を用いて前記演算を行うことが、拍動強度を適切に検出する点で好ましい。
【００１８】また、第１の発明または第２の発明において、撮像対象の心電信号を検出し、前記心電信号に基づいて前記拍動周期を求めることが、拍動強度を適切に検出する点で好ましい。
【００１９】また、第１の発明または第２の発明において、前記ドップラシフトの周期的変化に基づいて前記拍動周期を求めることが、拍動強度を適切に検出する点で好ましい。
【００２０】また、第１の発明または第２の発明において、拍動の強度の周期的変化に基づいて前記拍動周期を求めることが、拍動強度を適切に検出する点で好ましい。また、第１の発明または第２の発明において、過去の時相における出力信号を用いて前記演算を行うことが、拍動強度を適切に検出する点で好ましい。
【００２１】また、第１の発明または第２の発明において、前記拍動の強度の瞬時値に基づいて画像を生成することが、拍動強度を適切に表示する点で好ましい。また、第１の発明または第２の発明において、前記拍動の強度の時間的平均値に基づいて画像を生成することが、拍動強度を適切に表示する点で好ましい。
【００２２】また、第１の発明または第２の発明において、前記拍動の強度のピークホールド値に基づいて画像を生成することが、拍動強度を適切に表示する点で好ましい。
【００２３】また、第１の発明または第２の発明において、前記受信したエコーに基づいてＢモード画像を生成し、前記Ｂモード画像と前記拍動の強度を示す画像とを重ね合わせて表示することが、拍動強度を適切に表示する点で好ましい。
【００２４】また、第１の発明または第２の発明において、前記移動速度を表す画像を生成し、前記速度画像と前記拍動の強度を示す画像とを重ね合わせて表示することが、拍動強度を適切に表示する点で好ましい。
【００２５】また、第１の発明または第２の発明において、前記ドップラシフト信号のパワーを表すパワードップラ画像を生成し、前記パワードップラ画像と前記拍動の強度を示す画像とを重ね合わせて表示することが、拍動強度を適切に表示する点で好ましい。
【００２６】また、第１の発明または第２の発明において、前記画像を３次元像として表示することが、拍動強度を適切に表示する点で好ましい。
（３）上記の課題を解決する第３の発明は、撮像範囲を超音波で繰り返し走査してエコーを受信する超音波送受信手段と、前記受信したエコーのドップラシフトに基づきエコー源の移動速度を検出する速度検出手段と、前記移動速度の現在の時相における値および過去の時相における値を用いた演算により前記移動速度の拍動の強度を検出する拍動検出手段と、前記検出した拍動の強度を表す画像を生成する画像生成手段と、を具備することを特徴とする超音波撮像装置である。
【００２７】（４）上記の課題を解決する第４の発明は、前記拍動検出手段は、前記移動速度の現在の時相における値と過去の時相における値との差分値を用いて前記演算を行う、ことを特徴とする（３）に記載の超音波撮像装置である。
【００２８】（５）上記の課題を解決する第５の発明は、前記拍動検出手段は、前記移動速度の現在の時相における値と過去の時相における値との平均値を用いて前記演算を行う、ことを特徴とする（３）または（４）に記載の超音波撮像装置である。
【００２９】（６）上記の課題を解決する第６の発明は、撮像範囲を超音波で繰り返し走査してエコーを受信する超音波送受信手段と、前記受信したエコーのドップラシフトに基づきエコー源の移動速度を検出する速度検出手段と、前記移動速度の現在の時相における値および過去の時相から現在の時相までの平均値を用いた演算により前記移動速度の拍動の強度を検出する拍動検出手段と、前記検出した拍動の強度を表す画像を生成する画像生成手段と、を具備することを特徴とする超音波撮像装置である。
【００３０】（７）上記の課題を解決する第７の発明は、前記移動速度の分散を検出する分散検出手段を備えるとともに、前記拍動検出手段は、前記分散検出手段が検出した分散値を用いて前記演算を行う、ことを特徴とする（３）ないし（６）のうちのいずれか１つに記載の超音波撮像装置である。
【００３１】（８）上記の課題を解決する第８の発明は、前記拍動検出手段は、心臓の拍動周期中の特定の時期における前記演算の結果を出力する、ことを特徴とする（３）ないし（７）のうちのいずれか１つに記載の超音波撮像装置である。
【００３２】（９）上記の課題を解決する第９の発明は、撮像対象の心電信号を検出する心電信号検出手段を備えるとともに、前記拍動検出手段は、前記心電信号に基づいて前記特定の時期を定める、ことを特徴とする（８）に記載の超音波撮像装置である。
【００３３】（１０）上記の課題を解決する第１０の発明は、撮像範囲を超音波で繰り返し走査してエコーを受信する超音波送受信手段と、前記受信したエコーのドップラシフトに基づきエコー源の移動速度を検出する速度検出手段と、前記移動速度につき心臓の拍動周期を通した速度平均値を求める速度平均手段と、前記移動速度の現在の時相における値と過去の時相における値との差分値を求める差分手段と、前記速度平均値および前記差分値を用いた演算により前記移動速度の拍動の強度を検出する拍動検出手段と、前記検出した拍動の強度を表す画像を生成する画像生成手段と、を具備することを特徴とする超音波撮像装置である。
【００３４】（１１）上記の課題を解決する第１１の発明は、撮像範囲を超音波で繰り返し走査してエコーを受信する超音波送受信手段と、前記受信したエコーのドップラシフトに基づきエコー源の移動速度を検出する速度検出手段と、前記移動速度につき心臓の拍動周期を通した速度平均値を求める速度平均手段と、前記移動速度の現在の時相における値と過去の時相における値との差分値を求める差分手段と、前記差分値につき心臓の拍動周期を通した差分平均値を求める差分平均手段と、前記速度平均値および前記差分平均値を用いた演算により前記移動速度の拍動の強度を検出する拍動検出手段と、前記検出した拍動の強度を表す画像を生成する画像生成手段と、を具備することを特徴とする超音波撮像装置である。
【００３５】（１２）上記の課題を解決する第１２の発明は、前記移動速度の分散を検出する分散検出手段と、前記分散につき心臓の拍動周期を通した分散平均値を求める分散平均手段と、を備えるとともに、前記拍動検出手段は、前記分散平均値を用いて前記演算を行う、ことを特徴とする（１０）または（１１）に記載の超音波撮像装置である。
【００３６】（１３）上記の課題を解決する第１３の発明は、前記拍動検出手段は、前記移動速度の現在の時相における値を用いて前記演算を行う、ことを特徴とする（１０）ないし（１２）のうちのいずれか１つに記載の超音波撮像装置である。
【００３７】（１４）上記の課題を解決する第１４の発明は、前記拍動検出手段は、前記差分値の現在の時相における値を用いて前記演算を行う、ことを特徴とする（１１）ないし（１３）のうちのいずれか１つに記載の超音波撮像装置である。
【００３８】（１５）上記の課題を解決する第１５の発明は、前記拍動検出手段は、前記分散値の現在の時相における値を用いて前記演算を行う、ことを特徴とする（１２）ないし（１４）のうちのうちのいずれか１つに記載の超音波撮像装置である。
【００３９】（１６）上記の課題を解決する第１６の発明は、撮像範囲を超音波で繰り返し走査してエコーを受信する超音波送受信手段と、前記受信したエコーのドップラシフトに基づきエコー源の移動速度を検出する速度検出手段と、前記移動速度につき心臓の拍動周期を通した速度最大値を求める最大速度検出手段と、前記移動速度の現在の時相における値と過去の時相における値との差分値を求める差分手段と、前記速度最大値および前記差分値を用いた演算により前記移動速度の拍動の強度を検出する拍動検出手段と、前記検出した拍動の強度を表す画像を生成する画像生成手段と、を具備することを特徴とする超音波撮像装置である。
【００４０】（１７）上記の課題を解決する第１７の発明は、撮像範囲を超音波で繰り返し走査してエコーを受信する超音波送受信手段と、前記受信したエコーのドップラシフトに基づきエコー源の移動速度を検出する速度検出手段と、前記移動速度につき心臓の拍動周期を通した速度最大値を求める最大速度検出手段と、前記移動速度の現在の時相における値と過去の時相における値との差分値を求める差分手段と、前記差分値につき心臓の拍動周期を通した差分最大値を求める最大差分検出手段と、前記速度最大値および前記差分最大値を用いた演算により前記移動速度の拍動の強度を検出する拍動検出手段と、前記検出した拍動の強度を表す画像を生成する画像生成手段と、を具備することを特徴とする超音波撮像装置である。
【００４１】（１８）上記の課題を解決する第１８の発明は、前記移動速度の分散を検出する分散検出手段および前記分散につき心臓の拍動周期を通した分散最大値を求める最大分散検出手段を備えるとともに、前記拍動検出手段は、前記分散最大値を用いて前記演算を行う、ことを特徴とする（１６）または（１７）に記載の超音波撮像装置である。
【００４２】（１９）上記の課題を解決する第１９の発明は、前記拍動検出手段は、前記移動速度の現在の時相における値を用いて前記演算を行う、ことを特徴とする（１６）ないし（１８）のうちのいずれか１つに記載の超音波撮像装置である。
【００４３】（２０）上記の課題を解決する第２０の発明は、前記拍動検出手段は、前記差分値の現在の時相における値を用いて前記演算を行う、ことを特徴とする（１７）ないし（１９）のうちのいずれか１つに記載の超音波撮像装置である。
【００４４】（２１）上記の課題を解決する第２１の発明は、前記拍動検出手段は、前記分散値の現在の時相における値を用いて前記演算を行う、ことを特徴とする（１８）ないし（２０）のうちのうちのいずれか１つに記載の超音波撮像装置である。
【００４５】（２２）上記の課題を解決する第２２の発明は、撮像対象の心電信号を検出する心電信号検出手段を備えるとともに、前記拍動検出手段は、前記心電信号に基づいて前記拍動周期を求める、ことを特徴とする（１０）ないし（２１）のうちのうちのいずれか１つに記載の超音波撮像装置である。
【００４６】（２３）上記の課題を解決する第２３の発明は、前記拍動検出手段は、前記ドップラシフトの周期的変化に基づいて前記拍動周期を求める、ことを特徴とする（１０）ないし（２１）のうちのうちのいずれか１つに記載の超音波撮像装置である。
【００４７】（２４）上記の課題を解決する第２４の発明は、前記拍動検出手段は、自らが検出した拍動の強度の周期的変化に基づいて前記拍動周期を求める、ことを特徴とする（１０）ないし（２１）のうちのうちのいずれか１つに記載の超音波撮像装置である。
【００４８】（２５）上記の課題を解決する第２５の発明は、前記拍動検出手段は、自らが出力した過去の時相における出力信号を用いて前記演算を行う、ことを特徴とする（３）ないし（２４）のうちのいずれか１つに記載の超音波撮像装置である。
【００４９】（２６）上記の課題を解決する第２６の発明は、前記画像生成手段は、前記拍動の強度の瞬時値に基づいて画像を生成する、ことを特徴とする（３）ないし（２５）のうちのいずれか１つに記載の超音波撮像装置である。
【００５０】（２７）上記の課題を解決する第２７の発明は、前記画像生成手段は、前記拍動の強度の時間的平均値に基づいて画像を生成する、ことを特徴とする（３）ないし（２５）のうちのいずれか１つに記載の超音波撮像装置である。
【００５１】（２８）上記の課題を解決する第２８の発明は、前記画像生成手段は、前記拍動の強度のピークホールド値に基づいて画像を生成する、ことを特徴とする（３）ないし（２５）のうちのいずれか１つに記載の超音波撮像装置である。
【００５２】（２９）上記の課題を解決する第２９の発明は、前記拍動の強度を示す画像を３次元像として表示する表示手段、を具備することを特徴とする（３）ないし（２８）のうちのいずれか１つに記載の超音波撮像装置である。
【００５３】（３０）上記の課題を解決する第３０の発明は、前記受信したエコーに基づいてＢモード画像を生成するＢモード画像生成手段と、前記Ｂモード画像と前記拍動の強度を示す画像とを重ね合わせて表示する表示手段と、を具備することを特徴とする（３）ないし（２８）のうちのいずれか１つに記載の超音波撮像装置である。
【００５４】（３１）上記の課題を解決する第３１の発明は、前記移動速度を表す画像を生成する速度画像生成手段と、前記速度画像と前記拍動の強度を示す画像とを重ね合わせて表示する表示手段と、を具備することを特徴とする（３）ないし（２８）のうちのいずれか１つに記載の超音波撮像装置である。
【００５５】（３２）上記の課題を解決する第３２の発明は、前記ドップラシフト信号のパワーを表すパワードップラ画像を生成するパワードップラ画像生成手段と、前記パワードップラ画像と前記拍動の強度を示す画像とを重ね合わせて表示する表示手段と、を具備することを特徴とする（３）ないし（２８）のうちのいずれか１つに記載の超音波撮像装置である。
【００５６】（３３）上記の課題を解決する第３０の発明は、前記表示手段は前記画像を３次元像として表示する、ことを特徴とする（３０）ないし（３２）のうちのいずれか１つに記載の超音波撮像装置である。
【００５７】（作用）本発明では、超音波エコーのドップラシフトから求めたエコー源の移動速度の現在の時相における値および過去の時相における値を用いた演算により移動速度の拍動の強度を検出し、拍動の強度を表す画像を生成する。
【００５８】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態に限定されるものではない。図１に超音波撮像装置のブロック（ｂｌｏｃｋ）図を示す。本装置は本発明の実施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。本装置の動作によって、本発明の方法に関する実施の形態の一例が示される。
【００５９】図１に示すように、本装置は、超音波プローブ２（ｐｒｏｂｅ）を有する。超音波プローブ２は、図示しない複数の超音波トランスデューサ（ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）のアレイ（ａｒｒａｙ）を有する。個々の超音波トランスデューサは例えばＰＺＴ（チタン（Ｔｉ）酸ジルコン（Ｚｒ）酸鉛）セラミックス（ｃｅｒａｍｉｃｓ）等の圧電材料によって構成される。超音波プローブ２は、操作者により被検体４に当接して使用される。
【００６０】超音波プローブ２は送受信部６に接続されている。送受信部６は、超音波プローブ２に駆動信号を与えて超音波を送波させる。送受信部６は、また、超音波プローブ２が受波したエコー信号を受信する。超音波プローブ２および送受信部６は、本発明における超音波送受信手段の実施の形態の一例である。
【００６１】送受信部６のブロック図を図２に示す。同図に示すように、送受信部６は送波タイミング（ｔｉｍｉｎｇ）発生ユニット（ｕｎｉｔ）６０２を有する。送波タイミング発生ユニット６０２は、送波タイミング信号を周期的に発生して送波ビームフォーマ（ｂｅａｍｆｏｒｍｅｒ）６０４に入力する。
【００６２】送波ビームフォーマ６０４は、送波のビームフォーミング（ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ）を行うもので、送波タイミング信号に基づき、所定の方位の超音波ビームを形成するためのビームフォーミング信号を生じる。ビームフォーミング信号は、方位に対応した時間差が付与された複数の駆動信号からなる。送波ビームフォーマ６０４は、送波ビームフォーミング信号を送受切換ユニット６０６に入力する。
【００６３】送受切換ユニット６０６は、ビームフォーミング信号を超音波トランスデューサアレイに入力する。超音波トランスデューサアレイにおいて、送波アパーチャ（ａｐｅｒｔｕｒｅ）を構成する複数の超音波トランスデューサは、駆動信号の時間差に対応した位相差を持つ超音波をそれぞれ発生する。それら超音波の波面合成により、所定方位の音線に沿った超音波ビームが形成される。
【００６４】送受切換ユニット６０６には受波ビームフォーマ６１０が接続されている。送受切換ユニット６０６は、超音波トランスデューサアレイ中の受波アパーチャが受波した複数のエコー信号を受波ビームフォーマ６１０に入力する。受波ビームフォーマ６１０は、送波の音線に対応した受波のビームフォーミングを行うもので、複数の受波エコーに時間差を付与して位相を調整し、次いでそれら加算して所定方位の音線に沿ったエコー受信信号を形成する。
【００６５】超音波ビームの送波は、送波タイミング発生ユニット６０２が発生する送波タイミング信号により、所定の時間間隔で繰り返し行われる。それに合わせて、送波ビームフォーマ６０４および受波ビームフォーマ６１０により、音線の方位が所定量ずつ変更される。それによって、被検体４の内部が、音線によって順次に走査される。このような構成の送受信部６は、例えば図３に示すような走査を行う。すなわち、放射点２００からｚ方向に延びる音線２０２で扇状の２次元領域２０６をθ方向に走査し、いわゆるセクタスキャン（ｓｅｃｔｏｒ ｓｃａｎ）を行う。
【００６６】送波および受波のアパーチャを超音波トランスデューサアレイの一部を用いて形成するときは、このアパーチャをアレイに沿って順次移動させることにより、例えば図４に示すような走査を行うことができる。すなわち、放射点２００からｚ方向に発する音線２０２を直線状の軌跡２０４に沿って平行移動させることにより、矩形状の２次元領域２０６をｘ方向に走査し、いわゆるリニアスキャン（ｌｉｎｅａｒ ｓｃａｎ）を行う。
【００６７】なお、超音波トランスデューサアレイが、超音波送波方向に張り出した円弧に沿って形成されたいわゆるコンベックスアレイ（ｃｏｎｖｅｘ ａｒｒａｙ）である場合は、リニアスキャンと同様な音線走査により、例えば図５に示すように、音線２０２の放射点２００を円弧状の軌跡２０４に沿って移動させ、扇面状の２次元領域２０６をθ方向に走査して、いわゆるコンベックススキャンが行えるのはいうまでもない。
【００６８】送受信部６はＢモード（ｍｏｄｅ）処理部１０およびドップラ処理部１２に接続されている。送受信部６から出力される音線ごとのエコー受信信号は、Ｂモード処理部１０およびドップラ処理部１２に入力される。ドップラ処理部１２には心電信号検出部８が接続され、被検体４の心電信号が入力される。心電信号検出部８は、本発明における心電信号検出手段の実施の形態の一例である。
【００６９】Ｂモード処理部１０はＢモード画像データを形成するものである。Ｂモード処理部１０は、図６に示すように、対数増幅ユニット１０２と包絡線検波ユニット１０４を備えている。Ｂモード処理部１０は、対数増幅ユニット１０２でエコー受信信号を対数増幅し、包絡線検波ユニット１０４で包絡線検波して音線上の個々の反射点でのエコーの強度を表す信号、すなわちＡスコープ（ｓｃｏｐｅ）信号を得て、このＡスコープ信号の各瞬時の振幅をそれぞれ輝度値として、Ｂモード画像データを形成する。
【００７０】ドップラ処理部１２はドップラ画像データを形成するものである。ドップラ画像データには、後述する速度データ、分散データ、パワーデータおよび拍動強度データが含まれる。ドップラ処理部１２は、図７に示すように直交検波ユニット１２０、ＭＴＩフィルタ（ｍｏｖｉｎｇ ｔａｒｇｅｔ ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎｆｉｌｔｅｒ）１２２、自己相関演算ユニット１２４、平均流速演算ユニット１２６、分散演算ユニット１２８およびパワー（ｐｏｗｅｒ）演算ユニット１３０を備えている。
【００７１】直交検波ユニット１２０、ＭＴＩフィルタ１２２、自己相関演算ユニット１２４および平均流速演算ユニット１２６からなる部分は、本発明における速度検出手段の実施の形態の一例である。直交検波ユニット１２０、ＭＴＩフィルタ１２２、自己相関演算ユニット１２４および分散演算ユニット１２８からなる部分は、本発明における分散検出手段の実施の形態の一例である。
【００７２】ドップラ処理部１２は、直交検波ユニット１２０でエコー受信信号を直交検波し、ＭＴＩフィルタ１２２でＭＴＩ処理してエコー信号のドップラシフトを求める。また、自己相関演算ユニット１２４でＭＴＩフィルタ１２２の出力信号について自己相関演算を行い、平均流速演算ユニット１２６で自己相関演算結果から平均流速Ｖを求め、分散演算ユニット１２８で自己相関演算結果から流速の分散Ｔを求め、パワー演算ユニット１３０で自己相関演算結果からドップラ信号のパワーＰＷを求める。
【００７３】これによって、被検体４内で移動するエコー源、例えば血液等の平均流速Ｖとその分散Ｔおよびドップラ信号のパワーＰＷを表すそれぞれのデータが音線ごとに得られる。これら画像データは、音線上の各点（ピクセル：ｐｉｘｅｌ）の平均流速、分散およびパワーを示す。以下、平均流速を単に速度という。なお、速度は音線方向の成分として得られる。また、超音波プローブ２に近づく方向と遠ざかる方向とが区別される。なお、エコー源は血液に限るものではなく、例えば血管等に注入されたマイクロバルーン（ｍｉｃｒｏ ｂａｌｌｏｏｎ）造影剤等であって良い。以下、血液の例で説明するがマイクロバルーン造影剤の場合も同様である。
【００７４】ドップラ処理部１２は、また、図８に示すように、拍動検出ユニット１３２およびメモリ１３４を有する。拍動検出ユニット１３２は、例えばＤＳＰ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）やＭＰＵ（ｍｉｃｒｏ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）等で構成される。拍動検出ユニット１３２は、本発明における拍動検出手段の実施の形態の一例である。
【００７５】拍動検出ユニット１３２およびメモリ１３４には、平均流速演算ユニット１２６の出力データすなわち速度Ｖがピクセルごとに入力される。また、拍動検出ユニット１３２には、分散演算ユニット１２８から分散Ｔがピクセルごとに入力され、心電信号検出部８から心電信号のＲ波タイミング信号Ｒが入力される。
【００７６】メモリ１３４は音線走査の１フレーム（ｆｒａｍｅ）分の入力速度データＶを記憶する。記憶された速度データは、入力速度データＶのピクセルと同一ピクセルに関する１フレーム前のデータが読み出され、拍動検出ユニット１３２に入力される。これにより、速度データＶがメモリ１３４を介して１フレーム遅れで拍動検出ユニット１３２に入力される。
【００７７】なお、メモリ１３４は１フレームに限らず数フレーム分の速度データを記憶し、数フレーム遅れで読み出すようにしても良い。以下、１フレーム遅れの例で説明するが数フレーム遅れの場合も同様である。また、メモリ１３４は必ずしも記憶装置である必要なく、１フレーム時間ないし数フレーム時間に相当する遅延時間を持つ遅延ユニットであって良い。以下、メモリの例で説明するが遅延ユニットの場合も同様である。１フレーム時間は例えば１／３０秒である。
【００７８】拍動検出ユニット１３２は、平均流速演算ユニット１２６から入力された速度データＶｎ、メモリ１３４から読み出された速度データＶｏおよび分散Ｔを用いた演算に基づいて血流速度の拍動の強度を検出する。速度データＶｎは、本発明における移動速度の現在の時相における値の実施の形態の一例である。速度データＶｏは、本発明における移動速度の過去の時相における値の実施の形態の一例である。拍動検出ユニット１３２は、検出した拍動強度データＰを出力する。拍動強度データＰは音線上のピクセルごとの拍動強度を表す。拍動強度の検出は次のようにして行う。
【００７９】図９に、心臓の拍動に伴う血流の速度変化すなわち血流速度の拍動を模式的に示す。同図の（ａ）は心電信号を示し、（ｂ）は動脈性流速、（ｃ）は静脈性流速を示す。（ｂ）に示すように、動脈性流速は心電信号のＲ波の発生から少し遅れた時刻ｔ１からｔ２にかけて急激に増加し、ピーク（ｐｅａｋ）を過ぎた後は時刻ｔ４からｔ５にかけて速やかに減少し、その後、残り期間中に緩やかに減少するという変化を繰り返す。静脈性流速は（ｃ）に示すように、時刻ｔ２より遅い時刻ｔ３から速度の増加が始まるが、速度の増加は小幅にとどまる。
【００８０】このような流速の変化に応じて、速度データＶｎも（ｂ）または（ｃ）のように変化する。また、メモリ１３４から読み出された速度データＶｏは、１フレーム時間の遅れを持って同様に変化する。以下、速度データＶｎを現速度Ｖｎ、速度データＶｏを過去速度Ｖｏと呼ぶ。
【００８１】拍動検出ユニット１３２は、これら入力データを用いて次式により拍動の強度Ｐを検出する。
【００８２】
【数１】

【００８３】ここで、ｋ：定数すなわち、図１０に模式的に示すように、現速度Ｖｎと過去速度Ｖｏの差に基づいて拍動の強度を検出する。そして、差分値ΔＶが大きいほど拍動強度が大きいとする。
【００８４】あるいは、差分値ΔＶを現速度Ｖｎで除算し、次式によって拍動強度Ｐを検出するようにしても良い。
【００８５】
【数２】

【００８６】ここで、ｍ：定数（２）式を用いれば、拍動性強度Ｐを正規化して表現できるので便利である。定数ｍを例えば図１１に示すように、現速度Ｖｎに応じて変化する可変定数とし、現速度Ｖｎに応じた重み付けを行うようにしても良い。すなわち、所定値Ｖｔｈを下回る速度については定数ｍの値を小さくして重み付けを減らす。これによって、一般的に速度が遅い静脈性血流に対する拍動検出の感度を下げることができ、動脈性血流の拍動検出を確実に行うことができる。なお、可変定数ｍの特性曲線は図示のものに限らず適宜に設定して良い。
【００８７】拍動検出ユニット１３２は、上式による演算に加えて、分散値Ｔを参照して拍動強度の検出を行う。動脈性流速は静脈性流速に比べて速度の分散が大きいので、分散値Ｔを参照することにより確実性の高い拍動強度検出を行うことができる。すなわち、例えば、（１）式または（２）式によるＰの値が大きい場合でも、分散値Ｔが小さい場合はそれに対応してＰの値を縮小し、拍動強度検出が過度に行われるのを抑制する。
【００８８】また、動脈性流速の特徴を利用することによっても、確実性の高い拍動強度検出を行うことができる。すなわち、図９の（ｂ）に示したように、時刻ｔ１からｔ２における速度の急増が動脈性血流の特徴であるから、この時期を選んで上記のような拍動検出を行う。この期間は動脈性流速の変化率がもっとも大きい部分であり、かつ静脈性流速の変化が緩やかな時期であるから、静脈性流速を動脈性流速と混同せず確実にその拍動を検出することができる。拍動検出期間は、時刻ｔ１からｔ２の期間に代えて、またはそれに加えて、時刻ｔ４からｔ５の期間を利用するようにしても良い。なお、時期の設定はＲ波タイミング信号Ｒを基準として行う。あるいは、拍動に伴って周期的に変化するドップラ信号に基づいて行うようにしても良く、また、自らが検出した拍動強度Ｐに現れる周期的変化に基づいて行うようにしても良い。
【００８９】拍動強度Ｐの正規化には、現速度Ｖｎの代わりに現速度Ｖｎと過去速度Ｖｏとの平均値を用いるようにしても良い。これは拍動強度の検出値Ｐをノイズ（ｎｏｉｓｅ）等に対して安定化する点で好ましい。その場合、定数ｍは平均速度に応じて変化させる。なお、現速度Ｖｎと過去速度Ｖｏとの平均値は、拍動検出ユニット１３２によって求められる。
【００９０】また、速度の平均値は心電信号の１周期ないし数周期を通じての平均値であって良い。これは拍動強度の検出値Ｐをさらに安定化する点で好ましい。その場合、定数ｍは平均速度に応じて変化させる。なお、心電信号の１周期ないし数周期を通じての平均値は、拍動検出ユニット１３２によって求められる。また、心電信号の周期はＲ波タイミング信号Ｒに基づいて検出する。あるいは、ドップラシフトの周期的な変化に基づいて検出しても良く、また、自らが検出した拍動強度Ｐに現れる周期的変化に基づいて検出するようにしても良い。
【００９１】正規化は、また、心電信号の１周期ないし数周期を通じての速度の最大値を用いて行うようにしても良い。これも検出値Ｐの安定化に寄与する。その場合、定数ｍは最大速度に応じて変化させる。なお、心電信号の１周期ないし数周期を通じての最大値は、拍動検出ユニット１３２によって求められる。
【００９２】上記において、差分値ΔＶは、各時点における値を用いる代わりに、またはそれに加えて、心電信号の１周期ないし数周期を通じての平均値または最大値を用いるようにしても良い。これも検出値Ｐの安定化に寄与する。心電信号の１周期ないし数周期を通じての平均値または最大値は、拍動検出ユニット１３２によって求められる。
【００９３】また、参照する分散値Ｔも、各時点における値を用いる代わりに、またはそれに加えて、心電信号の１周期ないし数周期を通じての平均値または最大値を用いるようにしても良い。心電信号の１周期ないし数周期を通じての平均値または最大値は、拍動検出ユニット１３２によって求められる。これも検出値Ｐの安定化に寄与する。
【００９４】拍動検出ユニット１３２は、例えば図１２に示すように、拍動検出フラグ（ｆｌａｇ）ＦＬＧをも出力するものとし、これをメモリ１３４を介して１フレーム遅れで回帰入力し、入力フラグＦＬＧｏをも参照して拍動の強度を検出するようにしても良い。拍動検出フラグＦＬＧは、拍動を検出したか否かを示す信号であり、これを１フレーム遅れで入力することにより１フレーム前の検出結果を参照することができる。拍動検出フラグＦＬＧは、本発明における拍動検出手段の出力信号の実施の形態の一例である。
【００９５】拍動検出フラグＦＬＧは次のように利用される。すなわち、例えば１フレーム前に拍動の存在を否定する結果が得られているとすると、現フレームで拍動を検出したとしてもノイズ（ｎｏｉｓｅ）等による誤りである可能性がある。そこで、そのような場合は現フレームで検出した拍動を無効化するようにする。このようにすることにより、拍動検出の安定性を保つことができる。
【００９６】拍動検出ユニット１３２は、過去速度Ｖｏの代わりに、それまでの速度の平均値を用いて拍動の強度を検出するようにしても良い。そのように構成した例を図１３に示す。同図に示すように、平均演算ユニット１３６を設け、現速度Ｖｎとメモリ１３４から読み出された１フレーム前の平均速度データＶｍｏとの平均値Ｖｍを求めて拍動検出ユニット１３２に入力する。平均値Ｖｍはメモリ１３４に記憶され、次のフレームで読み出されて平均演算ユニット１３６に入力される。これにより、平均演算ユニット１３６の出力データは音線上のピクセルごとにそれまで検出した速度の平均値となる。
【００９７】拍動検出ユニット１３２は、速度データＶｎ、平均値Ｖｍおよび分散Ｔを用いた演算により拍動の強度を検出する。演算式は上記の（１）式または（２）式において過去速度Ｖｏを平均値Ｖｍに置き換えたものになる。差分値を求めるベース（ｂａｓｅ）を現在まで検出した速度の平均値Ｖｍとしたことにより、ノイズ等に影響されにくい安定な拍動強度検出を行うことができる。このような構成により、例えば図１４に示すように、動脈性の血流についてはＶｎとＶｍの差が明確化され拍動の強度の検出が容易になる。また、図１５に示すように拍動の強度が比較的弱い場合でも確実に拍動の強度をとらえることができる。
【００９８】図１３に示した例でも、図８に示した例と同様に、速度、差分値および分散値について、心電信号の１周期または数周期を通じての平均値または最大値を利用するようにしても良いのはもちろんである。さらに、図１２に示した例に倣って拍動検出フラグＦＬＧをメモリ１３４を介して回帰的に拍動検出ユニット１３２入力し、それを参照するようにして良いのはもちろんである。
【００９９】Ｂモード処理部１０およびドップラ処理部１２は画像処理部１４に接続されている。画像処理部１４は、本発明における画像生成手段の実施の形態の一例である。画像処理部１４は、Ｂモード処理部１０およびドップラ処理部１２からそれぞれ入力されるデータに基づいて、それぞれＢモード画像、ドップラ画像および拍動強度画像を生成するものである。
【０１００】Ｂモード処理部１０および画像処理部１４からなる部分は、本発明におけるＢモード画像生成手段の実施の形態の一例である。直交検波ユニット１２０、ＭＴＩフィルタ１２２、自己相関演算ユニット１２４、平均流速演算ユニット１２６および画像処理部１４からなる部分は、本発明における速度画像生成手段の実施の形態の一例である。直交検波ユニット１２０、ＭＴＩフィルタ１２２、自己相関演算ユニット１２４、パワー演算ユニット１３０および画像処理部１４からなる部分は、本発明におけるパワードップラ画像生成手段の実施の形態の一例である。
【０１０１】画像処理部１４は、図１６に示すように、バス（ｂｕｓ）１４０によって接続された音線データメモリ（ｄａｔａ ｍｅｍｏｒｙ）１４２、ディジタル・スキャンコンバータ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｃａｎ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１４４、画像メモリ１４６および画像処理プロセッサ（ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）１４８を備えている。
【０１０２】Ｂモード処理部１０およびドップラ処理部１２から音線ごとに入力されたＢモード画像データおよびドップラ画像データは、音線データメモリ１４２にそれぞれ記憶される。音線データメモリ１４２には、それぞれ画像データによる音線データ空間が形成される。ディジタル・スキャンコンバータ１４４は、走査変換により音線データ空間のデータを物理空間のデータに変換するものである。これによって、音線データ空間は物理データ空間に変換される。ディジタル・スキャンコンバータ１４４によって変換された画像データは、画像メモリ１４６に記憶される。画像処理プロセッサ１４８は、音線データメモリ１４２および画像メモリ１４６のデータについてそれぞれ所定のデータ処理を施すものである。データ処理の詳細については後述する。
【０１０３】画像処理部１４には表示部１６が接続されている。表示部１６は本発明における表示手段の実施の形態の一例である。表示部１６は、画像処理部１４から画像信号が与えられ、それに基づいて画像を表示するようになっている。なお、表示部１６は、カラー（ｃｏｌｏｒ）画像が表示可能なグラフィックディスプレー（ｇｒａｐｈｉｃ ｄｉｓｐｌａｙ）等で構成される。
【０１０４】以上の送受信部６、Ｂモード処理部１０、ドップラ処理部１２、画像処理部１４および表示部１６には制御部１８が接続されている。制御部１８は、それら各部に制御信号を与えてその動作を制御する。また、被制御の各部から各種の報知信号が入力される。
【０１０５】制御部１８の制御の下で、Ｂモード動作およびドップラモード動作が実行される。制御部１８には操作部２０が接続されている。操作部２０は操作者によって操作され、制御部１８に適宜の指令や情報を入力するようになっている。操作部２０は、例えばキーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）やその他の操作具を備えた操作パネル（ｐａｎｅｌ）で構成される。
【０１０６】本装置の動作を説明する。操作者は超音波プローブ２を被検体４の所望の個所に当接し、操作部２０を操作して、例えばＢモードとドップラモードを併用した撮像動作を行う。これによって、制御部１８による制御の下で、Ｂモード撮像とドップラモード撮像が時分割で行われる。これにより、例えばドップラモードのスキャンを数回行う度にＢモードのスキャンを１回行う割合で、Ｂモードとドップラモードの混合スキャンが行われる。
【０１０７】Ｂモードにおいては、送受信部６は、超音波プローブ２を通じて音線順次で被検体４の内部を走査して逐一そのエコーを受信する。Ｂモード処理部１０は、送受信部６から入力されるエコー受信信号を対数増幅ユニット１０２で対数増幅し包絡線検波ユニット１０４で包絡線検波してＡスコープ信号を求め、それに基づいて音線ごとのＢモード画像データを形成する。画像処理部１４は、Ｂモード処理部１０から入力される音線ごとのＢモード画像データを音線データメモリ１４２に記憶する。これによって、音線データメモリ１４２内に、Ｂモード画像データについての音線データ空間が形成される。
【０１０８】ドップラモードにおいては、送受信部６は超音波プローブ２を通じて音線順次で被検体４の内部を走査して逐一そのエコーを受信する。その際、１音線当たり複数回の超音波の送波とエコーの受信が行われる。ドップラ処理部１２は、エコー受信信号を直交検波ユニット１２０で直交検波し、ＭＴＩフィルタ１２２でＭＴＩ処理し、自己相関演算ユニット１２４で自己相関を求め、自己相関結果から、平均流速演算ユニット１２６で平均流速を求め、分散演算ユニット１２８で分散を求め、パワー演算ユニット１３０でパワーを求める。また、拍動検出ユニット１３２により前述のようにして拍動の強度を求める。これらの算出値は、それぞれ、例えば血流等の平均速度とその分散、ドップラ信号のパワーおよび血流等の拍動強度を音線ごとかつピクセルごとに表す画像データとなる。なお、ＭＴＩフィルタ１２２でのＭＴＩ処理は１音線当たりの複数回のエコー受信信号を用いて行われる。
【０１０９】画像処理部１４は、ドップラ処理部１２から入力される音線ごとかつピクセルごとの各ドップラ画像データを音線データメモリ１４２に記憶する。これによって、音線データメモリ１４２内に、各ドップラ画像データについての音線データ空間がそれぞれ形成される。画像処理プロセッサ１４８は、音線データメモリ１４２のＢモード画像データとドップラ画像データをディジタル・スキャンコンバータ１４４でそれぞれ走査変換して画像メモリ１４６に書き込む。
【０１１０】その際、ドップラ画像データを、速度に分散を加味したＣＦＭ画像データ、パワードップラ画像データおよび拍動強度画像データとしてそれぞれ書き込む。あるいは、速度に拍動強度を加味したＣＦＭ類似画像データとして書き込むようにしても良い。また、パワードップラ画像データに拍動強度を加味したパワードップラ類似画像データとして書き込むようにしても良い。
【０１１１】画像処理プロセッサ１４８は、Ｂモード画像データ、ＣＦＭ画像データ、パワードップラ画像データ、拍動強度画像データ、ＣＦＭ類似画像データおよびパワードップラ類似画像データを別々な領域に書き込む。Ｂモード画像は、音線走査面における体内組織の断層像を示すものとなる。ＣＦＭ画像は、音線走査面における血流速度等の２次元分布を示す画像となる。この画像では血流の方向に応じて表示色を異ならせる。また、速度に応じて表示色の輝度を異ならせる。また、分散に応じて所定の色の混色率を高め表示色の純度を変える。
【０１１２】パワードップラ画像は、音線走査面における血流等の存在を示す画像となる。パワードップラ画像では、血流の方向を区別しないので表示色は一色とする。表示色はＣＦＭ画像に用いる色とは異ならせる。信号強度に応じて表示色の輝度を変える。この画像は実質的に血管等を示すものとなる。
【０１１３】拍動強度画像は、音線走査面における血流等の拍動強度の２次元分布を示す画像となる。拍動強度画像は一色で表される。表示色はＣＦＭ画像およびパワードップラ画像に用いる色とは異ならせる。拍動の強度に応じて表示色の輝度を変える。拍動強度画像を拍動強度の瞬時値に基づいて構成することにより、拍動強度の変化をリアルタイム（ｒｅａｌ ｔｉｍｅ）で示す画像を得ることができる。拍動強度画像を拍動強度の時間平均値に基づいて構成することにより、拍動強度の変化を平滑化して示す画像を得ることができる。拍動強度画像を拍動強度のピークホールド（ｐｅａｋ−ｈｏｌｄ）値に基づいて構成することにより、拍動強度をちらつきの少ない見易い画像として表示することができる。ピークホールド値は時間とともに減衰するものであって良い。
【０１１４】拍動強度画像をＣＦＭ類似画像またはパワードップラ類似画像として生成するときは、拍動の強度に応じて速度またはパワーの表示色の純度を変える。ただし、分散との区別が明確になるように、混入する色の種類を変える。
【０１１５】これらの画像を表示部１６に表示させる場合には、例えばＢモード画像とＣＦＭ画像を重ね合わせて表示する。これにより、体内組織との位置関係が明確な血流速度分布像を観察することができる。また、Ｂモード画像とパワードップラ画像を重ね合わせて表示する。この場合は、体内組織との位置関係が明確な血管走行状態を観察することができる。
【０１１６】また、Ｂモード画像と拍動強度画像を重ね合わせて表示する。この場合は、体内組織との位置関係が明確な動脈走行状態を観察することができる。これによって、ＲＯＩにおける血管が動脈性か否かを一目で確認することができる。特に、ＣＦＭ類似画像またはパワードップラ類似画像で表示した場合は、速度分布とその拍動強度、または、流動するエコー源の分布と速度の拍動強度を一挙に視認することができる。
【０１１７】超音波プローブ２を例えば音線走査面と垂直な方向に移動させることにより、被検体４の内部を３次元走査することができる。その場合、３次元走査によって得られた３次元空間の上記の各画像データについて、例えば最大値投影（ＭＩＰ：ｍａｘｉｍｕｍ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）等を行うことにより、それぞれ３次元画像を得ることができる。そして、それら画像を表示部１６に表示させることにより、拍動強度像等を３次元表示することができる。
【０１１８】以上、拍動強度に基づいて動脈性血流を表示する例について説明したが、拍動強度の小さい流速に着目することにより静脈性血流を表示することができるのはいうまでもない。従って、動脈性血流に代えて、あるいは、それに加えて静脈性血流を表示することができるのはもちろんである。
【０１１９】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によれば、エコー源の移動速度の拍動強度を表す画像を撮像する超音波撮像方法および装置を実現することができる。
【出願人】 【識別番号】０００１２１９３６
【氏名又は名称】ジーイー横河メディカルシステム株式会社
【出願日】 平成１０年１１月１８日（１９９８．１１．１８）
【代理人】 【識別番号】１０００８５１８７
【弁理士】
【氏名又は名称】井島 藤治 （外１名）
【公開番号】 特開２０００−１５２９３５（Ｐ２０００−１５２９３５Ａ）
【公開日】 平成１２年６月６日（２０００．６．６）
【出願番号】 特願平１０−３２８１５０