特許 5936857 超音波診断装置及びその画像処理プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5936857

(24)【登録日】2016年5月20日

(45)【発行日】2016年6月22日

(54)【発明の名称】超音波診断装置及びその画像処理プログラム

(51)【国際特許分類】

   A61B 8/06 20060101AFI20160609BHJP

【ＦＩ】

   A61B8/06

【請求項の数】2

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2011-280838(P2011-280838)

(22)【出願日】2011年12月22日

(65)【公開番号】特開2012-166008(P2012-166008A)

(43)【公開日】2012年9月6日

【審査請求日】2014年10月21日

(31)【優先権主張番号】特願2011-14917(P2011-14917)

(32)【優先日】2011年1月27日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】594164542

【氏名又は名称】東芝メディカルシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000866

【氏名又は名称】特許業務法人三澤特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】柴田 千尋

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 琢也

(72)【発明者】

【氏名】西原 財光

(72)【発明者】

【氏名】掛江 明弘

【審査官】 右▲高▼ 孝幸

(56)【参考文献】

【文献】 特開平2-268748（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平4-218143（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開2009-261436（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第2009/0326379（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ８／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被検体内における複数の観測点に対して複数回ずつ順番に超音波を送受信する送受信部と、
各観測点毎に前記複数回の送受信によって得られた複数のドプラ信号の自己相関を基に各観測点における運動体の速度ベクトルを求める速度ベクトル算出手段と、
各観測点毎に得られた前記複数の速度ベクトルの絶対値の和である第１パワー値を求める第１算出手段と、
各観測点毎に得られた前記複数の速度ベクトルの和の絶対値である第２パワー値を求める第２算出手段と、
前記各観測点における前記第１パワー値を前記第２パワー値に基づくしきい値を基に採用・不採用の判定を行うブランク処理手段と、
前記ブランク処理手段でブランク処理された各観測点における前記第１パワー値に基づいて、運動体の画像を作成する画像生成手段と、
前記作成された前記運動体の画像を表示手段に表示させる表示制御手段と、
を有する
ことを特徴とする超音波診断装置。

【請求項2】

被検体内における複数の観測点に対して複数回ずつ順番に超音波を送受信する送受信部を有する超音波診断装置に対して、
各観測点毎に前記複数回の送受信によって得られた複数のドプラ信号の自己相関を基に各観測点における運動体の速度ベクトルを求める速度ベクトル算出機能と、
各観測点毎に得られた前記複数の速度ベクトルの絶対値の和である第１パワー値を求める第１算出機能と、
各観測点毎に得られた前記複数の速度ベクトルの和の絶対値である第２パワー値を求める第２算出機能と、
前記各観測点における前記第１パワー値を前記第２パワー値に基づくしきい値を基に採用・不採用の判定を行うブランク処理機能と、
ブランク処理された各観測点における前記第１パワー値に基づいて、運動体の画像を作成する画像生成機能と、
前記作成された前記運動体の画像を表示手段に表示させる表示制御機能と、
を実行させることを特徴とする画像処理プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、超音波診断装置及びその画像処理プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来の超音波診装置には、断層像（Ｂモード像）に重ねて血流信号を２次元血流像としてカラー表示するものがある（例えば、特許文献１）。

【0003】

２次元血流像のカラー表示では、血流信号に色情報を対応させ、色情報により２次元血流像を表示する。それにより血流を可視化することができる。

【0004】

しかし、部位によっては例えば高周波領域の感度不足が起こり、十分な診断をするための血流信号を得られない。感度不足を補うためには、血流信号のゲイン調整が可能であるが、血流信号とノイズ信号も上昇してしまい。ノイズ信号に埋もれた血流ドップラ信号しか得られない。

【0005】

色情報により血流を可視化するとき、その色情報を求める方法として、自己相関法を用いるのが主流である。被検体内の断層像に対して１ラスタを作るために同一方向に複数回超音波の送受信を行う必要がある。複数回の送受信によって複数のデータが得られる。得られた複数のデータの絶対値の和である第１パワー値をスカラ、得られた複数のデータから求められる速度ベクトルの絶対値である第２パワー値をベクタ、両方のパワー値の比を分散という場合がある。

【0006】

従来、ノイズ信号はパワーが小さいことに着目し、スカラとベクタのどちらか一方をパワー値として選び、予め定められたしきい値を超えないパワー値を削除するブランク処理をし、しきい値を超えるパワー値を色情報として用いて血流を表示する表示処理をしていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開平４−２１８１４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、スカラを用いる場合、分散の影響を考慮しない信号の絶対値の和を用いているので、ブランク処理をしたとき、多くのノイズ信号が削除されずに残ってしまい、多くのノイズが表示されてしまうという問題点があった。

【0009】

また、ベクタを用いる場合、パワー値の分散の影響を考慮しているため、ノイズ信号を効果的に削除することができるが、血流のパワー値も同時に下がるため、スカラ選択時のような力強い血流信号が得られないという問題点があった。

【0010】

この実施形態は、上記の問題を解決するものであり、不要なノイズ信号を有効に除去して、高精度の血流信号を得ることが可能な診断超音波診断装置及びその画像処理プログラムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記課題を解決するために、実施形態の超音波診断装置は、被検体内における複数の観測点に対して複数回ずつ順番に超音波を送受信する送受信部と、各観測点毎に前記複数回の送受信によって得られた複数のドプラ信号の自己相関を基に各観測点における運動体の速度ベクトルを求める速度ベクトル算出手段と、各観測点毎に得られた前記複数の速度ベクトルの絶対値の和である第１パワー値を求める第１算出手段と、各観測点毎に得られた前記複数の速度ベクトルの和の絶対値である第２パワー値を求める第２算出手段と、前記各観測点における前記第１パワー値を前記第２パワー値に基づくしきい値を基に採用・不採用の判定を行うブランク処理手段と、前記ブランク処理手段でブランク処理された各観測点における前記第１パワー値に基づいて、運動体の画像を作成する画像生成手段と、前記作成された前記運動体の画像を表示手段に表示させる表示制御手段と、を有する。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】第１の実施形態に係る超音波診断装置を示すブロック図である。

【図2】同じ場所に超音波を複数回送受信し、時間変化を見たときの図である。

【図3】複素数平面上に表された速度ベクトルを示す図である。

【図4】ログ圧縮部からポストフィルタ処理手段に出力されたスカラ及びベクタを示す図である。

【図5】実施形態と比較されるドプラ信号処理ユニットを示すブロック図である。

【図6】ドプラ信号処理ユニットの一例を示すブロック図である。

【図7】算出手段の一例を示すブロック図である。

【図8】ドプラ信号処理ユニットの他の例を示すブロック図である。

【図9】ドプラ信号処理ユニットの他の例を示すブロック図である。

【図10】実験用ファントムを用いたＢモード像を示す図である。

【図11】実施形態と比較される血流画像で、スカラのしきい値で、スカラをポストフィルタ処理し、スカラによる表示をシミュレーションしたものである。

【図12】実施形態と比較される血流画像で、ベクタのしきい値で、ベクタをポストフィルタ処理し、ベクタによる表示をシミュレーションしたものである。

【図13】実施形態に係る血流画像で、ベクタのしきい値で、ベクタをポストフィルタ処理し、スカラによる表示をシミュレーションしたものである。

【図14】血流画像の効果確認図である。

【図15】スカラ及びベクタを選択する処理の例を示す図である。

【図16】ブランク処理のみで構成されたポストフィルタ処理の例を示す図である。

【図17】平滑化処理のみで構成されたポストフィルタ処理の例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

［第１の実施形態］
この超音波診断装置の実施形態について各図を参照して説明する。

【0014】

超音波診断装置１は、被検体に対して超音波を送信し、被検体からの反射波に基づいて被検体内の運動体（血流）の流速を表すドプラスペクトラム画像を生成する。

【0015】

図１は、超音波診断装置を示すブロック図である。図１に示すように、超音波診断装置１は、超音波プローブ２、送信部３、受信部４、補間部５、Ｂモード信号処理ユニット６、ドプラ信号処理ユニット７、画像生成手段８、表示制御手段９、表示手段１０、ユーザインターフェース１１、及び制御手段１２を備えている。超音波プローブ２、送信部３及び受信部４が送受信部の一例である。

【0016】

超音波プローブ２には、複数の超音波振動子が所定方向（走査方向）に１列に配置された１次元アレイプローブ、又は、複数の超音波振動子が２次元的に配置された２次元アレイプローブを用いる。２次元アレイプローブを用いることで、３次元の領域を超音波で走査することができ、３次元の領域におけるボリュームデータを取得することが可能となる。また、超音波プローブ２には、複数の超音波振動子が走査方向に１列に配列された１次元アレイプローブであって、走査方向に直交する方向に超音波振動子を機械的に揺動させることで３次元領域の走査が可能な１次元アレイプローブを用いても良い。

【0017】

送信部３は超音波プローブ２に電気信号を供給して超音波を発生させ、受信部４は、超音波プローブ２が受信したエコー信号を受信する。送信部３及び受信部４は、所定のパルス繰り返し周波数（ＰＲＦ）に従って、超音波プローブ２に超音波を送受信させる。

【0018】

送信部３は、図示しないクロック発生回路、送信遅延回路、及びパルサ回路を備えている。クロック発生回路は、超音波信号の送信タイミングや送信周波数を決めるクロック信号を発生する回路である。送信遅延回路は、超音波の送信時に遅延を掛けて送信フォーカスを実施する回路である。パルサ回路は、各超音波振動子に対応した個別経路（チャンネル）の数に応じたパルサを内蔵し、遅延が掛けられた送信タイミングで駆動パルスを発生し、超音波プローブ２の各超音波振動子に供給するようになっている。

【0019】

受信部４は、図示しないプリアンプ回路、Ａ／Ｄ変換回路、受信遅延回路、及び加算回路を備えている。プリアンプ回路は、超音波プローブ２の各超音波振動子から出力されるエコー信号を受信チャンネルごとに増幅する。Ａ／Ｄ変換回路は、増幅されたエコー信号をＡ／Ｄ変換する。受信遅延回路は、Ａ／Ｄ変換後のエコー信号に対して受信指向性を決定するのに必要な遅延時間を与える。加算回路は、遅延時間が与えられたエコー信号を加算する。その加算により、受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調される。なお、この受信部４によって加算処理された信号をＲＦ信号（Ｒａｄｉｏｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｓｉｇｎａｌ）という場合がある。

【0020】

受信部４から出力されたＲＦ信号は、補間部５に出力される。補間部５は、受信部４から出力されたＲＦ信号を用い、周期的に欠落した信号を推定することにより補間する。

【0021】

次に、超音波プローブ２、送信部３、受信部４及び補間部５の動作について図２及び図３を参照して簡単に説明する。

【0022】

被検体の計測部位の体表に超音波プローブ２を当てる。検査者は超音波プローブ２を被検体の体表に沿って連続的に走査する。その走査の間、送信部３から印加された送信信号が超音波プローブ２の各超音波振動子（図示省略）に与えられ、超音波プローブ２から被検体に向けて超音波パルスが送信される。送信された超音波パルスは被検体から随時反射され超音波プローブ２を介して受信部４に入り、受信部４内で増幅、Ａ／Ｄ変換、遅延演算、加算処理などが行われる。受信部４で各処理が行われた信号は補間部５に入力される。補間部５では、入力された信号を基に欠落した信号を補間する。

【0023】

図２は、被検体内における同じ位置（観測点）に対して超音波を４回送受信したとき、各回数間の送受信に要する所要時間の変化を示す図である。図２では横軸を時間（ｔ）軸とし、超音波を送受信したときの回数である１回目から４回目をＮ１〜Ｎ４で示す。

【0024】

図２に示すように、超音波の送受信に要する所要時間の変化は、１回目と２回目の間、２回目と３回目の間、及び、３回目と４回目の間でそれぞれΔ１、Δ２、Δ３となる。この所要時間の変化Δ１、Δ２、Δ３は、観測点における運動体の速度ベクトルに相当する。

【0025】

超音波の方向を実線とすると、観測点は実線上に多数設けられる。補間部５は、隣り同士となる実線間に補間線を想定し、想定した補間線に観測点を配置し、配置した観測点における所要時間の変化を補間する。

【0026】

例えば、補間部５は、補間線上の各観測点における所要時間の変化を、その補間線から等しい距離にある２つの補間線または実線の各観測点における所要時間の変化の平均値として補間する。

【0027】

次に、ＲＦ信号及び補間部５により補間された信号（所要時間の変化を含む）は直交検波の完了したＩＱデータに変換され、その後、Ｂモード信号処理ユニット６及びドプラ信号処理ユニット７に出力される。

【0028】

Ｂモード信号処理ユニット６は、エコーの振幅情報の映像化を行い、エコー信号からＢモード超音波ラスタデータを生成する。具体的には、Ｂモード信号処理ユニット６は、直交検波されたデータに対してフィルタ処理を行い、さらに、対数変換による圧縮処理を施す。

【0029】

次にドプラ信号処理ユニット７について図５を参照して説明する。

【0030】

図５は、本実施形態と比較されるドプラ信号処理ユニット７のブロック図である。図５に示すように、ドプラ信号処理ユニット７は、ウォールフィルタ（Ｗａｌｌ Ｆｉｌｔｅｒ）７１、自己相関ブロック（ＡＣ：Ａｕｔｏ Ｃｏｒｒｅｌａｔｏｒ）７２、算出手段７３、ポストフィルタ処理手段７４、及びログ（Ｌｏｇ）圧縮部７５を備えている。流れてくるドプラ信号（実部成分及び虚部成分）はウォールフィルタ７１にてクラッタ成分を取り除き、自己相関ブロック７２を経て、算出手段７３にて、速度Ｖ、分散σ、パワー値Ｐを算出する。パワー値Ｐはログ圧縮部７５により、８ビット（ｂｉｔ）の信号に圧縮される。なお、ログ圧縮部７５により圧縮される前、圧縮された後においてもパワー値、スカラ、ベクタにＰ、Ｐ１、Ｐ２を付して説明する。

【0031】

ここで、ポストフィルタ処理とは、速度Ｖ、分散σ、パワー値Ｐが算出された後のフィルタ処理をいう。ポストフィルタ処理手段７４には、ブランク処理手段７４１及び／または平滑化処理手段７４２が含まれる。また、ポストフィルタ処理というときは、ブランク処理及び／または平滑化処理をいう場合がある。

【0032】

ポストフィルタ処理にブランク処理及び平滑化処理が含まれるとき、これらの手順はいずれの処理を先にしてもよい。

【0033】

なお、この実施形態のポストフィルタ処理手段７４について、ブランク処理手段７４１が含まれ、平滑化処理手段７４２が含まれないものとして説明する。

【0034】

速度Ｖ、分散σ、圧縮後のパワー値Ｐはブランク処理手段７４１を経てディジタルスキャンコンバータ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｃａｎ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）８１（以下、ＤＳＣと称する）へ送られる。ＤＳＣ８１にて、表示手段１０に表示するための情報へ変換され、表示手段１０に送られ、色情報として表示される。算出手段７３、ブランク処理手段７４１、速度、分散σ、及びパワー値Ｐの詳細は後述する。

【0035】

ただし、上記図５に示すドプラ信号処理ユニット７は、スカラＰ１またはベクタＰ２のいずれか一方のパワー値Ｐを算出手段７３から後段に流すものである。これに対して、本実施形態に係るドプラ信号処理ユニット７は、スカラおよびベクタの両方のパワー値Ｐを算出手段７３から後段に流すようにし、後段のパワー値を用いる全ての処理において、スカラまたはベクタのどちらかのパワー値を選択的に用いるようにしたものである。

【0036】

次に、本実施形態に係るドプラ信号処理ユニット７について図３及び図６を参照して説明する。

【0037】

ドプラ信号処理ユニット７の自己相関ブロック７２は、被検体内の各観測点における複数回の送受信により得られるドプラ信号を基に運動体（血流）の速度ベクトルを求める速度ベクトル算出部の一例である。ドプラ信号を複素データ（実部成分及び虚部成分を含む）という場合がある。

【0038】

図３は複数回の送受信に要した所要時間の変化を複素数平面上に表した図である。図３に示すΔ１、Δ２、Δ３は、複数回の送受信に要した所要時間の変化を示し、｜Δ１｜、｜Δ２｜、｜Δ３｜は、信号レベルの大きさを示し、θ１、θ２、θ３は、速度成分を示す。

【0039】

図６は、算出手段７３から後段にスカラＰ１およびベクタＰ２が流れるドプラ信号処理ユニットの一例を示す図、図７は算出手段の一例を示すブロック図である。図６及び図７に示すように、算出手段７３は、自己相関ブロック７２により求められた複数の速度ベクトルの絶対値の和であるスカラＰ１を求める第１算出手段７３１、自己相関ブロック７２により求められた速度ベクトルの和の絶対値であるベクタＰ２を求める第２算出手段７３２、スカラＰ１とベクタＰ２との比である分散σを求める分散算出手段７３３を有している。

【0040】

第１算出手段７３１は、自己相関ブロック７２により求められた速度ベクトルの絶対値の和としてスカラＰ１を求める。

【0041】

第１算出手段７３１は、求めたスカラＰ１をログ圧縮部７５に出力する。ログ圧縮部７５は、スカラＰ１を圧縮して、ブランク処理手段７４１に出力する。

【0042】

次に、第２算出手段７３２により求められるベクタＰ２を数式で表すと、次の式（１）となる。
Ｐ２＝｜Δ１＋Δ２＋Δ３｜ （１）

【0043】

第２算出手段７３２は、求めたベクタＰ２をログ圧縮部７５に出力する。ログ圧縮部７５は、ベクタＰ２を圧縮して、ブランク処理手段７４１に出力する。

【0044】

図４は、ログ圧縮部７５からブランク処理手段７４１に出力されたスカラＰ１及びベクタＰ２を示す図である。図４では、深さ方向の観測点を（Ｑ１ａ、Ｑ１ｂ、Ｑ１ｃ）、（Ｑ２ａ、Ｑ２ｂ、Ｑ２ｃ）、…で示し、ラスタ方向の観測点を（Ｑ１ａ、Ｑ２ａ、Ｑ３ａ、Ｑ４ａ、Ｑ５ａ）、（Ｑ１ｂ、Ｑ２ｂ、Ｑ３ｂ、Ｑ４ｂ、Ｑ５ｂ）、…で示している。また、各観測点のスカラＰ１をＰ１１ａ〜Ｐ１５ｃ、各観測点のベクタＰ２をＰ２１ａ〜Ｐ２５ｃで示している。

【0045】

記憶手段（図示省略）には、スカラＰ１、及び、ベクタＰ２にそれぞれ基づくしきい値が記憶されている。各しきい値は経験則に基づいて定められている。制御手段１２は、ユーザインターフェース１１の入力部の操作を受けて、しきい値を記憶手段に記憶させる。なお、制御手段１２がスカラＰ１、ベクタＰ２の入力を受けて、予め定められた式からしきい値を求め、しきい値を記憶手段に記憶させるようにしてもよい。

【0046】

算出手段７３は分散σを求めるための分散算出手段７３３を有している。分散σは、スカラＰ１及びベクタＰ２を基に求められる比であり、次の式で表される。
σ={Ｐ２/(Ｐ２を作るときのデータ数)}/{Ｐ１/(Ｐ１を作るときのデータ数)} （２）

【0047】

ドプラ信号処理ユニット７は、各観測点におけるパワー値をブランク処理するためのブランク処理手段７４１を有している。ブランク処理手段７４１には一または複数のブランク処理が含まれる。各ブランク処理において、ブランク処理されるパワー値としてスカラＰ１またはベクタＰ２を用い、パワー値を数値判定（しきい値判定）するときに用いるしきい値としてスカラＰ１またはベクタＰ２を用いる。この実施形態では、少なくとも一以上のブランク処理において、ブランク処理されるパワー値にスカラＰ１またはベクタＰ２のいずれか一方を選択したとき、選択したパワー値に対するしきい値としてスカラＰ１またはベクタＰ２の他方を用い、しきい値以下のパワー値を削除する。なお、他のブランク処理においては、ブランク処理されるパワー値としきい値判定に用いるパワー値とが同じスカラＰ１であっても、同じベクタＰ２であってもよい。

【0048】

次に、ブランク処理されるパワー値としてスカラＰ１を用い、ブランク処理されるパワー値に対するしきい値判定にベクタＰ２を用いるブランク処理の一例を示す。

【0049】

観測点Ｑ１ａ、Ｑ１ｂのスカラＰ１１ａ、Ｐ１１ｂがしきい値（輝度値：１００）以下で、他の観測点のスカラＰ１１ｃ〜Ｐ１５ｃがしきい値を超えるとき、ブランク処理手段７４１は、スカラＰ１１ａ、Ｐ１１ｂを記憶手段から削除し（その値を０とし）、その他のスカラＰ１１ｃ〜Ｐ１５ｃを記憶手段に残す。

【0050】

なお、上記実施形態では、しきい値としてベクタＰ２を用い、スカラＰ１をブランク処理するものを示したが、逆の態様、すなわち、しきい値としてスカラＰ１を用い、ベクタＰ２をブランク処理するようにしてもよい。

【0051】

（変形例１）
次に、ドプラ信号処理ユニットの他の例について図８を参照して説明する。なお、変形例のポストフィルタ処理手段７４について、ブランク処理手段７４１が含まれ、平滑化処理手段７４２が含まれないものとして説明する。

【0052】

図８は、ドプラ信号処理ユニットの他の例を示すブロック図である。図８に示すように、ドプラ信号処理ユニット７は、ベクタ算出部７６を有している。算出手段７３からスカラＰ１、分散σがベクタ算出部７６に入力され、ベクタ算出部７６は、スカラＰ１及び分散σを基に、ベクタＰ２を算出する。
ベクタＰ２は次の式から求める。
Ｐ２＝Ｐ１×σ
ここで、σは、上記式（２）により求められる。

【0053】

スカラＰ１、及び、求められたベクタＰ２は、ログ圧縮部７５に出力され、その後、ブランク処理手段７４１で、ブランク処理されることは、上記実施形態と同様であるので、その説明を省略する。なお、スカラＰ１に乗算される分散σは、そのものである必要はなく、例えば、Ｓ字、上凸、下凸に変換したものを使用してもよい。

【0054】

（変形例２）
上記変形例１では、分散σを記憶手段に記憶させたが、記憶手段の容量の制約で、分散σを記憶できない場合がある。

【0055】

次に、分散σを演算で求める方法の一例について図９を参照して説明する。

【0056】

図９は、スカラＰ１、ベクタＰ２を基に、分散σを求める方法の一例を示すブロック図である。図９に示すように、ＤＳＣ８１に送られてきたスカラＰ１、ベクタＰ２を分散算出部８２に送る。

【0057】

分散算出部８２は、次の式（３）により、スカラＰ１、ベクタＰ２をアンチログ（Ａｎｔｉ Ｌｏｇ）処理をした後に除算を行う。
σ＝ＡＬｏｇ（ベクタ）／ＡＬｏｇ（スカラ） （３）
ここで、ＡＬｏｇとは、アンチログ処理をいう。

【0058】

上記演算処理された分散σは、ＤＳＣ８１に送られ、分散σに応じて、スカラＰ１、ベクタＰ２を変換する。

【0059】

以上に説明したＢモード信号処理ユニット６及びドプラ信号処理ユニット７から出力された信号は、画像生成手段８に送られる。

【0060】

画像生成手段８は、Ｂモード信号処理ユニット６にて処理された後のデータに基づいて超音波画像データを生成する。例えば、画像生成手段８はＤＳＣ８１を備え、直交座標系で表される画像を得るために、Ｂモード信号処理ユニット６にて処理された後のデータを直交座標系で表される画像データに変換する。例えば、画像生成手段８は、Ｂモード超音波ラスタデータに基づいて２次元情報としての断層像データを生成し、その断層像データを表示制御手段９に出力する。表示制御手段９は、その断層像データに基づく断層像を表示手段１０に表示させる。

【0061】

画像生成手段８は、ドプラ信号処理ユニット７にて処理された後のデータに基づいて２次元血流像を生成する。画像生成手段８は、ドプラ信号処理ユニット７から送られるデータをカラー処理する。なお、ドプラ信号処理ユニット７から送られるデータには、ブランク処理により残された各観測点のスカラＰ１、及び、ブランク処理により削除された観測点のスカラＰ１（輝度値０に相当する）が含まれている。

【0062】

カラー処理では、例えば、平均速度−分散（Ｖ−σ）表示の場合には、超音波プローブ２に近づく血流の流れは赤色系の色に変換され、超音波プローブ２から遠ざかる血流の流れは青色系の色に変換される。また、平均速度Ｖの大きさは輝度の違いにより表現され、さらに、分散σは色相により表示される。２次元血流像を表示制御手段９に出力する。表示制御手段９は、２次元血流像を表示手段１０に上記断層像に重ねて表示させる。

【0063】

制御手段１２は、操作者によって指定された各観測点（レンジゲート）の座標情報をユーザインターフェース１１から受けると、各観測点の座標情報をプローブ２及び画像生成手段８に出力する。

【0064】

次に、シミュレーションにより示す血流の画像について、図１０から図１３を参照して説明する。

【0065】

図１０は、実験用ファントムを用いたＢモード像を示す図である。図１０に示すように、○で囲ってある部分が狭くなっており、血流のスムーズな流れをさえぎることで、乱流を起こし、分散値の高い領域を作っている。

【0066】

図１１は、スカラＰ１をしきい値に用いて、スカラＰ１をブランク処理し（スカラブランク）、スカラＰ１で表示（スカラ表示）することをシミュレーションした血流画像である。図１１に示すように、ＲＯＩ（Ｒｅｇｉｏｎ ｏｆ Ｉｎｔｅｒｅｓｔ）の下端部に多くのノイズが見えているのがわかる。このように、スカラブランク、スカラ表示では、血流を表示する代わりにノイズもまた多く出てしまい消すことが困難である。

【0067】

図１２は、ベクタＰ２をしきい値に用いて、ベクタＰ２をブランク処理し（ベクタブランク）、ベクタＰ２で表示（ベクタ表示）することをシミュレーションした血流画像である。図１２に示すように、ＲＯＩの下端部のノイズは少なくなり、血流成分のみが残っていることがわかる。しかし、肝心の血流成分もスカラ表示に比べ弱く（カラーマップ（Ｃｏｌｏｒ Ｍａｐ）上では暗く）なり、最適な血流情報が得られていないことがわかる。

【0068】

図１３は、この実施形態であって、ベクタＰ２をしきい値に用いて、スカラＰ１をブランク処理し（スカラブランク）、スカラＰ１で表示（スカラ表示）することをシミュレーションした血流画像である。図１３に示すように、ＲＯＩの下端部のノイズが少なく、また、本来ほしい血流成分のパワー値としても高く（カラーマップ上で明るく）なり、最適な血流情報が得られていることがわかる。

【0069】

次に、図１１に示すスカラブランク、スカラ表示の効果と、図１３に示すスカラブランク、スカラ表示の効果との比較について図１４を参照して説明する。図１４は血流画像の効果確認図である。図１４に示すように、スカラのしきい値ＡでスカラＰ１をブランク処理するスカラブランクでは、ノイズを削除するとき、弱血流を削除してしまう。

【0070】

これに対し、ベクタのしきい値ＢでスカラＰ１をブランク処理するスカラブランクでは、ノイズを完全に削除できないが、弱血流を残すことができる。この残った弱血流を含む血流をスカラ表示することで、最適な血流情報を得ることが可能となる。

【0071】

［第２の実施形態］
第２の実施形態において、第１の実施形態の構成と同じものについては同一番号を付してその説明を省略する。

【0072】

第１の実施形態のポストフィルタ処理手段７４について、ブランク処理手段７４１が含まれ、平滑化処理手段７４２が含まれないものとして説明した。これに対し、第２の実施形態のポストフィルタ処理手段７４について、ブランク処理手段７４１及び平滑化処理手段７４２が含まれるものとして説明する。また、以下の説明で、ポストフィルタ処理というときは、ブランク処理及び平滑化処理の両方を含むものとする。なお、第１の実施形態でも述べたように、ポストフィルタ処理にブランク処理及び平滑化処理が含まれるとき、これらの処理はいずれを先にしてもよい。

【0073】

上記ポストフィルタ処理手段７４において、パワー値を用いる演算では、スカラＰ１及びベクタＰ２を使い分けることが可能である。

【0074】

また、所定条件に応じて、しきい値として用いるパワー値（スカラ、ベクタ）と、ポストフィルタ処理されるパワー値（スカラ、ベクタ）とを切替え可能な切替手段（図示省略）をポストフィルタ処理手段７４に設けてもよい。

【0075】

次に、条件の一例として被検体の診断対象を用いる。切替手段は、被検体の診断対象に応じて、しきい値として用いるパワー値をスカラＰ１とベクタＰ２との一方から他方に切り替える。また、切替手段は、ポストフィルタ処理されるパワー値をスカラＰ１とベクタＰ２との一方から他方に切り替える。

【0076】

次に、条件の他の例として分散σを用い、分散σに応じて、パワー値を切り替えるようにしてもよい。例えば、表示制御手段９は、分散σを表示手段１０に表示させ、入力された分散σを受けて、切替手段は、分散σが大きければ、スカラＰ１からベクタＰ２に切り替え、分散σが小さければ、ベクタＰ２からスカラＰ１に切り替える。

【0077】

次に、ポストフィルタ処理手段７４において、スカラＰ１、ベクタＰ２を選択する処理の一例について図１５を参照して説明する。

【0078】

図１５は、スカラＰ１、ベクタＰ２を選択する処理の一例を示す図である。図１５にステップＳ１〜Ｓ３に示すように、ポストフィルタ処理手段７４には、ブランク処理手段７４１としてハイパワーブランク（Ｈｉｇｈ Ｐｏｗｅｒ Ｂｌａｎｋ）、ローパワーブランク（Ｌｏｗ Ｐｏｗｅｒ Ｂｌａｎｋ）、平滑化処理手段７４２として平滑化フィルタ（ｓｍｏｏｔｈｉｎｇ Ｆｉｌｔｅｒ）の各処理ブロックがある。

【0079】

本実施形態では、これら３つのポストフィルタ処理されるパワー値としてスカラＰ１またはベクタＰ２の一方を選択したとき、これら３つのポストフィルタ処理されるパワー値の少なくとも１つに対するしきい値判定にスカラＰ１またはベクタＰ２の他方を用いる。

【0080】

例えば、３つのポストフィルタ処理されるパワー値としてスカラＰ１を選択したとき、３つのポストフィルタ処理のうちのハイパワーブランクに対するしきい値判定にベクタＰ２を用い、他のポストフィルタ処理であるローパワーブランク及び平滑化フィルタに対するしきい値判定にスカラＰ１を用いる。

【0081】

また、例えば、３つのポストフィルタ処理されるパワー値としてベクタＰ２を選択したとき、３つのポストフィルタ処理のうちのハイパワーブランク及びローパワーブランクに対するしきい値判定にスカラＰ１を用い、他のポストフィルタ処理である平滑化フィルタに対するしきい値判定にベクタＰ２を用いる。

【0082】

なお、パワー値によって、速度Ｖ、分散σ情報を修正することもできるため、速度Ｖや分散σに関してもフィルタのしきい値にベクタＰ２を用いることが可能である。

【0083】

図１５にステップＳ４〜Ｓ５に示すように、ＤＳＣ８１では、速度Ｖや分散σの座標変換も行っている。速度成分に関しては、ＤＳＣ８１内でもパワー値でしきい値判定を行い（Ｓ４）、パワー値に応じた重み付けをして補正することができる（Ｓ５）。

【0084】

重み付けのしきい値はスカラＰ１、ベクタＰ２のどちらを用いてもよい。変換された速度データ、分散データは、スカラＰ１、ベクタＰ２と同様に表示手段１０に送られる。

【0085】

ＤＳＣ８１にて、表示データが表示手段１０に送られる。表示手段１０で、パワー表示を行う際には、スカラＰ１を表示する（ステップＳ６）。以上のステップＳ１〜Ｓ６によって、分散値が高く、ノイズの疑いが高い成分を効率的に取り除き、正常流部に関しては、最適な血流表示を得ることが可能となる。

【0086】

なお、実施形態では、図１５に示すように、３つのポストフィルタ処理において、先にブランク処理（Ｓ１、Ｓ２）を行い、その後で平滑化処理（Ｓ３）を行うものを示したが、前述したように、これらの処理はいずれを先にしてもよい。例えば、先に平滑化処理を行い、その後でブランク処理を行うようにしてもよい。

【0087】

図１６はブランク処理のみで構成されたポストフィルタ処理の例を示す図である。図１６に示すように、ポストフィルタ処理としてブランク処理（Ｓ１’）を行い、平滑化処理を行わずに、パワー値でしき値判定を行うステップＳ４に移行するようにしてもよい。

【0088】

図１７は平滑化処理のみで構成されたポストフィルタ処理の例を示す図である。図１７に示すように、ポストフィルタ処理として平滑化処理（Ｓ２’）を行い、ブランク処理を行わずに、パワー値でしき値判定を行うステップＳ４に移行するようにしてもよい。

【0089】

また、実施形態では、ポストフィルタ処理されるパワー値として、スカラＰ１及び／またはベクタＰ２を示したが、これに限らず、自己相関係数をポストフィルタ処理するようにしてもよい。また実施形態では、ポストフィルタ処理の対象となる値としてパワー値を用いる態様を示したが、各実施形態ではパワー値と自己相関係数を含むものの総称として観測値と定義する。
自己相関係数は次の式のいずれかで表される。

（ｋ＝１、２、・・・、ｎ）

ここで、ｎは複数回の送受信によって得られたデータの数に相当する。自己相関係数（ＩＱデータからΔkを求めた後の複素データ)は、データ量も少なくデータとして保持するのに適している。
複素データをポストフィルタ処理することは、絶対値データをフィルタ処理するより精度が高くなるという利点を有する。

【0090】

前記実施形態に示すスカラＰ１またはベクタＰ２に対するしきい値は、表示手段１０に表示されたスカラＰ１、ベクタＰ２、分散σを基に、操作者がユーザインターフェース１１を用いて入力するようにしてもよい。また、スカラＰ１またはベクタＰ２を基に予め定められた式から求められたしきい値を自動的に入力するようにしてもよい。

【0091】

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、書き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるととともに、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】

【0092】

１ 超音波診断装置 ２ 超音波プローブ ３ 送信部 ４ 受信部
５ 補間部 ６ Ｂモード信号処理ユニット ７ ドプラ信号処理ユニット
７１ ウォールフィルタ ７２ 自己相関ブロック ７３ 算出手段
７３１ 第１算出手段 ７３２ 第２算出手段 ７３３ 分散算出手段
７４ ポストフィルタ処理手段 ７４１ ブランク処理 ７４２ 平滑化処理
７５ ログ圧縮部 ７６ ベクタ算出部
８ 画像生成手段 ８１ ディジタルスキャンコンバータ（ＤＳＣ）
８２ 分散算出部 ９ 表示制御手段 １０ 表示手段
１１ ユーザインターフェース １２ 制御手段

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図15】

【図16】

【図17】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】