特許 6245853 超音波診断装置

(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】6245853

(24)【登録日】2017年11月24日

(45)【発行日】2017年12月13日

(54)【発明の名称】超音波診断装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 8/06 20060101AFI20171204BHJP

【ＦＩ】

   A61B8/06

【請求項の数】5

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2013-123124(P2013-123124)

(22)【出願日】2013年6月11日

(65)【公開番号】特開2014-239778(P2014-239778A)

(43)【公開日】2014年12月25日

【審査請求日】2016年3月17日

(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】内堀 孝信

(72)【発明者】

【氏名】藤掛 俊太

【審査官】 樋熊 政一

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００５−５２８９６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／０３６８９１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平０５−００３８７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−０７５９５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０４０５９８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ８／００−８／１５

Ａ６１Ｂ ５／００−５／０１

Ｇ０６Ｔ １／００−９／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被検体における走査領域について超音波によるドプラスキャンを行い、前記被検体からの反射波に基づくエコー信号を求める超音波診断装置であって、
前記エコー信号に基づくドプラ偏移データを逐次生成するデータ生成部と、
１以上の前記ドプラ偏移データを記憶し、最新の前記ドプラ偏移データと記憶した前記ドプラ偏移データとを平均化するフィルタ処理を施すことが可能に構成されたパーシスタンス処理部と、
前記パーシスタンス処理部に記憶された前記ドプラ偏移データを初期化するための初期化信号があった後、最初のフレームの出力を低減し、そしてその後に前記フィルタ処理されるフレームの出力を増加するように制御する出力制御部と、
を有することを特徴とする超音波診断装置。

【請求項2】

前記初期化信号は、前記走査領域の変更指示またはフリーズ解除指示に基づく信号であ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】

前記データ生成部は、前記ドプラ偏移データを生成するごとに、前記初期化信号があったときからの追番であるフレーム番号を当該ドプラ偏移データに付帯し、
前記パーシスタンス処理部は、前記フィルタ処理を施した前記ドプラ偏移データに出力係数を乗じて出力する構成であり、
前記出力制御部は、前記ドプラ偏移データに付帯された前記フレーム番号に基づいて、前記フィルタ処理が施された前記ドプラ偏移データに乗じる前記出力係数を決定することによって、前記パーシスタンス処理部からの出力を制御する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の超音波診断装置。

【請求項4】

前記出力制御部は、前記フレーム番号と前記出力係数とを関連付けて予め記憶し、前記ドプラ偏移データに付帯された前記フレーム番号に関連付けられた前記出力係数を前記フィルタ処理が施された当該ドプラ偏移データに乗じる前記出力係数として決定することを特徴とする請求項３に記載の超音波診断装置。

【請求項5】

前記エコー信号に出力係数を付帯させる送受信制御部をさらに有し、
前記パーシスタンス処理部は、前記フィルタ処理を施した前記ドプラ偏移データに出力係数を乗じて出力する構成であり、
前記出力制御部は、前記ドプラ偏移データに付帯された前記出力係数を前記フィルタ処理が施された前記ドプラ偏移データに乗じる前記出力係数として決定することによって、前記パーシスタンス処理部からの出力を制御する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の超音波診断装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明の実施形態は超音波診断装置に関する。

【背景技術】

【0002】

超音波診断装置は、超音波プローブを用いて被検体内に超音波を送信してその反射波を受信することにより、被検体の生体情報を取得するものである。

【0003】

超音波ドプラ法と超音波パルス反射法とを併用することで、１つの超音波プローブで被検体の断層像と血流情報とを求め、断層像に重ねて血流情報を逐次カラー表示する超音波診断装置が知られている。例えば超音波診断装置は、断層像をＢ（Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ）モード画像として表示する。

【0004】

超音波診断装置が血流情報を求める原理について説明する。超音波診断装置が被検体において血液が流れている位置（血流位置）に対して超音波を送信すると、この送信された超音波の中心周波数は、流動する血球によってドプラ偏移周波数だけ偏移する。送信された超音波の中心周波数（基準周波数）を「ｆｃ」、ドプラ偏移周波数を「ｆｄ」、超音波プローブが受信する受信周波数を「ｆ」とすると、
ｆ＝ｆｃ＋ｆｄとなる。

【0005】

また、血流速度を「Ｖ」、超音波ビームの方向と血流の方向とのなす角度を「θ」、音速を「ｃ」とすると、基準周波数ｆｃ及びドプラ偏移周波数ｆｄはおよそ以下の式で表される。
ｆｄ＝（２×Ｖ×ｃｏｓθ）×ｆｃ／ｃ
超音波診断装置は、このドプラ偏移周波数「ｆｄ」を検出し、前述の関係式に基づいて、血流速度「Ｖ」を求めることができる。

【0006】

超音波診断装置が前述の原理で血流情報を求めるときのドプラスキャンについて図６及び図７を参照して説明する。図６は、ドプラスキャンの概略を表す模式図である。図７は、従来技術に係る超音波診断装置の構成を表すブロック図である。例えば超音波診断装置は、超音波プローブから被検体おける定められた走査領域に対して、まず、方向Ａについて超音波パルスを複数回繰り返し送受信する。次に、超音波診断装置は、方向Ｂについて超音波パルスを複数回繰り返し送受信する。以下同様に、超音波診断装置は、例えば方向Ｚまで順次複数回ずつ超音波パルスの送受信を繰り返す。１つの方向（走査線）当たりの繰り返し送受信数は、予め設定される。

【0007】

図７に示す構成の超音波診断装置によって、前述のドプラスキャンが行われる。例えば超音波診断装置が方向Ａについて超音波パルスを複数回送信したとき、超音波プローブ１００は、被検体内の血流位置でドプラ偏移された反射波を受信する。超音波プローブ１００は、受信した反射波を電気信号に変換して受信回路２００へ出力する。受信回路２００は、電気信号を増幅し、位相検波回路３００へ出力する。位相検波回路３００は、受信信号についてドプラ偏移信号を検出する。位相検波回路３００は、超音波パルスの送信方向に沿って設定された観測点ＳＰごとにドプラ偏移信号を検出し、周波数分析器４００へ出力する。周波数分析器４００は、ドプラ偏移信号について周波数分析を行い、ドプラ偏移データとしてＤＳＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｃａｎ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）５００へ出力する。ＤＳＣ５００は、ドプラ偏移データについて走査変換を行い、画像データとして表示部６００へ出力する。表示部６００は、この画像データを方向Ａに沿った血流分布像として表示する。例えば超音波診断装置は、方向Ｂから方向Ｚまでの各方向について同じ動作をし、各方向に沿った血流分布像を表示部６００に表示させる。超音波診断装置は、以上の動作を設定された時間間隔（フレームレート）ごとに繰り返すことで、血流分布像をリアルタイムに表示部６００に表示させる。

【0008】

なお、ドプラ偏移データには、一定の時間間隔ごとに求められるドプラ偏移データごとに変化するノイズが含まれている。この時間変化するノイズを低減するため、超音波診断装置において、最新のドプラ偏移データと、複数フレーム分過去のドプラ偏移データとを重み付け加算して、これらのドプラ偏移データを平均化して１つのフレームの画像データとするパーシスタンス処理が知られている。このパーシスタンス処理によって、ドプラ偏移データに含まれるノイズを低減し、Ｓ／Ｎ比が向上された画像データを求めることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開２００４−１６６１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

しかしながら、フリーズ解除の後または走査領域を変更した後に、新たにドプラスキャンを開始したとき、前述したパーシスタンス処理のための過去のドプラ偏移データは求められていない。このとき、超音波診断装置は、前述のパーシスタンス処理が行われていないドプラ偏移データに基づく画像を表示部に表示させていた。この画像はノイズを多く表す画像なので、ユーザにとっては視認性が悪く、目障りでストレスを感じさせる画像であった。

【0011】

本発明が解決しようとする課題は、フリーズ解除後または走査領域変更後にドプラスキャンを開始したとき、ノイズを多く表す画像によってユーザへ与えるストレスを低減することができる超音波診断装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0012】

この実施形態に係る超音波診断装置は、被検体における走査領域について超音波によるドプラスキャンを行い、前記被検体からの反射波に基づくエコー信号を求める。超音波診断装置は、データ生成部と、パーシスタンス処理部と、出力制御部とを有する。データ生成部は、エコー信号に基づくドプラ偏移データを逐次生成する。パーシスタンス処理部は、１以上の前記ドプラ偏移データを記憶し、最新の前記ドプラ偏移データと記憶した前記ドプラ偏移データとを平均化するフィルタ処理を施すことが可能に構成される。出力制御部は、パーシスタンス処理部に記憶された前記ドプラ偏移データを初期化するための初期化信号があった後、最初のフレームの出力を低減し、そしてその後にフィルタ処理されるフレームの出力を増加するように制御する。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施形態の超音波診断装置の構成を表すブロック図。

【図2】実施形態の超音波診断装置の構成を表すブロック図。

【図3】実施形態の超音波診断装置の概略を表す模式図。

【図4】実施形態の超音波診断装置の動作を表すフローチャート。

【図5】実施形態の変形例に係る超音波診断装置の構成を表すブロック図。

【図6】従来の超音波診断装置の概略を表す模式図。

【図7】従来の超音波診断装置の構成を表すブロック図。

【発明を実施するための形態】

【0014】

［構成］
図１は、この実施形態の超音波診断装置１ａの構成を表すブロック図である。超音波診断装置１ａは、被検体における走査領域について超音波によるドプラスキャンを行う。超音波診断装置１ａは、超音波プローブ２と、電子走査部３と、直交検波部４と、ＭＴＩ（Ｍｏｖｉｎｇ Ｔａｒｇｅｔ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）演算部５と、出力制御部６と、表示制御部７と、システム制御部８と、表示部９と、操作部１０とを有する。

【0015】

（超音波プローブ２）
超音波プローブ２は、被検体へ超音波を送信し、被検体からの反射波をエコー信号として受信する。超音波プローブ２は、複数の超音波振動子が走査方向に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が用いられる。また、超音波プローブ２の形態としては、リニア対応、セクタ対応、コンベックス対応などの中から適宜選択されてよい。

【0016】

（電子走査部３）
電子走査部３は、被検体の断層像を求めるためのスキャン及び被検体の血流情報を求めるためのドプラスキャンを行う。電子走査部３は、基準信号発生器３１と、ディレーライン３２と、パルサ回路３３と、プリアンプ３４と、加算器３５と、検波器３６とを有する。

【0017】

基準信号発生器３１は、基準周波数ｆｃを表す基準信号を、ディレーライン３２、ミキサ４２ａ、及び９０度移相器４１へ出力する。例えば、基準周波数ｆｃは、プリセットされている。また、基準信号発生器３１は、ユーザによる基準周波数ｆｃの指定を受けてもよい。

【0018】

ディレーライン３２は、超音波の送信時、受けた基準信号に、送信指向性を決定するための遅延時間を与えてパルサ回路３３へ出力する。また、ディレーライン３２は、超音波の受信時、プリアンプ３４から受けたエコー信号に、受信指向性を決定するための遅延時間を与えて加算器３５へ出力する。

【0019】

パルサ回路３３は、各超音波振動子に対応した経路（チャンネル）の数に応じたパルサを備え、ディレーライン３２によって与えられた遅延時間に基づく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。超音波振動子は、この駆動パルスに基づいて超音波を発生する。

【0020】

プリアンプ３４は、超音波プローブ２の各超音波振動子からのエコー信号を受信チャンネルごとに増幅し、ディレーライン３２へ出力する。加算器３５は、ディレーライン３２から受けたエコー信号を加算する。この加算によって、受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調される。加算器３５は加算したエコー信号を検波器３６、ミキサ４２ａ、及びミキサ４２ｂへ出力する。検波器３６は、加算器３５からのエコー信号の包絡線を検波し、被検体の断層像を表すＢモードデータを生成する。検波器３６はＢモードデータを第１のＤＳＣ７１へ出力する。

【0021】

（直交検波部４）
直交検波部４は、９０度移相器４１と、ミキサ４２ａと、ミキサ４２ｂと、ローパスフィルタ４３ａと、ローパスフィルタ４３ｂとを有する。９０度移相器４１は、基準信号発生器３１からの基準信号に９０度の位相差を加え、ミキサ４２ｂへ出力する。ミキサ４２ａは、基準信号発生器３１からの基準信号と、加算器３５からのエコー信号とを合成してローパスフィルタ４３ａへ出力する。ミキサ４２ｂは、９０度移相器４１によって９０度の位相差を加えられた基準信号と、加算器３５からのエコー信号とを合成してローパスフィルタ４３ｂへ出力する。ここで、ミキサ４２ａ及びミキサ４２ｂのそれぞれから出力される信号は、基準周波数ｆｃとドプラ偏移周波数ｆｄとが合成された周波数成分「２ｆｃ＋ｆｄ」を含んでいる。ローパスフィルタ４３ａ及びローパスフィルタ４３ｂのそれぞれは、ミキサ４２ａ及びミキサ４２ｂのそれぞれから受けた信号の周波数成分「２ｆｃ＋ｆｄ」のうちの高周波成分「２ｆｃ」を除去し、ＭＴＩフィルタ５２ａ及びＭＴＩフィルタ５２ｂのそれぞれへ位相検波出力信号として出力する。

【0022】

（ＭＴＩ演算部５）
ＭＴＩ演算部５は、Ａ／Ｄ変換器５１ａと、Ａ／Ｄ変換器５１ｂと、ＭＴＩフィルタ５２ａと、ＭＴＩフィルタ５２ｂと、データ生成部５３と、パーシスタンス処理部５４とを有する。Ａ／Ｄ変換器５１ａ及びＡ／Ｄ変換器５１ｂはそれぞれ、ローパスフィルタ４３ａ及びローパスフィルタ４３ｂのそれぞれから受けた位相検波出力信号をデジタル信号に変換し、ＭＴＩフィルタ５２ａ及びＭＴＩフィルタ５２ｂのそれぞれへ出力する。

【0023】

ＭＴＩフィルタ５２ａ及びＭＴＩフィルタ５２ｂはそれぞれ、Ａ／Ｄ変換器５１ａ及びＡ／Ｄ変換器５１ｂのそれぞれからの入力に含まれる周波数成分のうち、低周波成分を低減する。それにより、Ａ／Ｄ変換器５１ａ及びＡ／Ｄ変換器５１ｂのそれぞれからの入力に含まれる周波数成分のうち、高周波成分が抽出される。なお、ＭＴＩフィルタ５２ａ及びＭＴＩフィルタ５２ｂのフィルタ特性は、例えば心臓壁などの比較的遅い速度で動く組織からの反射波に基づく低周波成分を低減し、血球などの比較的速い速度で動く組織からの反射波に基づく高周波成分を抽出するように予め設定される。ＭＴＩフィルタ５２ａ及びＭＴＩフィルタ５２ｂはそれぞれ、抽出した高周波成分を自己相関演算部５３１へ出力する。

【0024】

データ生成部５３は、エコー信号に基づくドプラ偏移データを逐次生成する。ドプラ偏移データとは、後述する偏移周波数データ、速度データ、分散データ、またはパワーデータを表すデータである。また、データ生成部５３は、ドプラ偏移データを生成するごとに、初期化信号があったときからの追番であるフレーム番号を当該ドプラ偏移データに付帯してもよい。初期化信号は、走査領域の変更指示またはフリーズ解除指示に基づく信号である。例えば、システム制御部８は、操作部１０を介してユーザによる走査領域の変更指示またはフリーズ解除指示を受けたとき、初期化信号をパーシスタンス処理部５４へ出力するとともに、初期化信号を出力したことを表す制御信号をデータ生成部５３へ出力する。データ生成部５３は、この制御信号を受けたときからの追番をフレーム番号としてドプラ偏移データに付帯する。データ生成部５３は、自己相関演算部５３１と、速度演算部５３２と、分散演算部５３３と、パワー演算部５３４とを有する。

【0025】

自己相関演算部５３１は、ＭＴＩフィルタ５２ａ及びＭＴＩフィルタ５２ｂから受けた高周波成分に対して周波数分析を観測点ＳＰごとに行う。例えば、自己相関演算部５３１は、受けた高周波成分を、予め設定されたゲイン値に基づいて増幅する。自己相関演算部５３１は、増幅した高周波成分について周波数解析を観測点ＳＰごとに行うことによって、ドプラ偏移周波数ｆｄを求める。自己相関演算部５３１は、予め設定された時間間隔（フレームレート）ごとにドプラ偏移周波数ｆｄを求め、求めたドプラ偏移周波数ｆｄを偏移周波数データとして速度演算部５３２、分散演算部５３３、及びパワー演算部５３４へ逐次出力する。

【0026】

速度演算部５３２、分散演算部５３３、及びパワー演算部５３４は、受けた偏移周波数データに基づいてそれぞれ予め設定された演算を行い、観測点ＳＰごとの血流情報を求める。速度演算部５３２は、血流情報のうち、観測点ＳＰごとの血流速度を求める。速度演算部５３２は、求めた血流速度を速度データとしてパーシスタンス処理部５４へ出力する。分散演算部５３３は、血流情報のうち、観測点ＳＰごとの血流速度の分散値を求める。分散演算部５３３は、求めた分散値を分散データとしてパーシスタンス処理部５４へ出力する。パワー演算部５３４は、血流情報のうち、観測点ＳＰごとの血流量に基づく値であるパワーを求める。パワー演算部５３４は、求めたパワーをパワーデータとしてパーシスタンス処理部５４へ出力する。

【0027】

パーシスタンス処理部５４は、１以上のドプラ偏移データを記憶し、最新のドプラ偏移データと記憶したドプラ偏移データとを平均化するフィルタ処置を施すことが可能に構成される。例えば、パーシスタンス処理部５４は、フィルタ処理を施したドプラ偏移データに出力係数を乗じて出力する構成である。図２は、パーシスタンス処理部５４の構成を表すブロック図である。パーシスタンス処理部５４は、記憶部５４１と、第１の乗算部５４２と、第２の乗算部５４３と、第１の加算器５４４と、第３の乗算部５４５と、第２の加算器５４６と、第４の乗算部５４７とを有する。

【0028】

記憶部５４１は、１以上のドプラ偏移データを記憶することができる。ここで、１つのドプラ偏移データとは、１つのフレームのドプラ偏移データとする。記憶部５４１は、記憶したドプラ偏移データに替えて、後述する第１の加算器５４４から入力されたドプラ偏移データを新たに記憶する。また、記憶部５４１は、初期化信号があったとき、記憶していたドプラ偏移データを削除する。

【0029】

第１の乗算部５４２は、データ生成部５３からドプラ偏移データを受ける。該ドプラ偏移データを最新のドプラ偏移データとする。第１の乗算部５４２は、最新のドプラ偏移データに設定された係数を乗じ、第１の加算器５４４へ出力する。第２の乗算部５４３は、記憶部５４１が記憶したドプラ偏移データを受け、該ドプラ偏移データに設定された係数を乗じ、第１の加算器５４４へ出力する。第１の加算器５４４は、第１の乗算部５４２からの入力と第２の乗算部５４３からの入力とを加算し、記憶部５４１及び第２の加算器５４６へ出力する。第３の乗算部５４５は、記憶部５４１が記憶したドプラ偏移データを受け、該ドプラ偏移データに設定された係数を乗じ、第２の加算器５４６へ出力する。

【0030】

第２の加算器５４６は、第１の加算器５４４からの入力と第３の乗算部５４５からの入力とを加算する。それにより、最新のドプラ偏移データと過去のドプラ偏移データとが重み付け加算され、これらのドプラ偏移データの移動平均を表すドプラ偏移データが求められる。該ドプラ偏移データは、最新のドプラ偏移データと記憶したドプラ偏移データとを平均化するフィルタ処置が施されたドプラ偏移データに相当する。第２の加算器５４６は、該ドプラ偏移データを第４の乗算部５４７へ出力する。

【0031】

第４の乗算部５４７は、第２の加算器５４６からの入力に出力係数を乗じ、第２のＤＳＣ７２へ出力する。パーシスタンス処理部５４は、以上の処理を速度データ、分散データ、及びパワーデータのそれぞれに施す。

【0032】

なお、第１の乗算部５４２、第２の乗算部５４３、及び第３の乗算部５４５における係数は、超音波診断装置１ａの動作条件ごとに設定される。この動作条件には、１つの走査線当たりの繰り返し送受信数やフレームレートなどが含まれる。例えばパーシスタンス処理部５４において、第１の乗算部５４２の係数が「１−α」として設定され、第２の乗算部５４３の係数が「α」として設定され、第３の乗算部５４５の係数が「β」として設定されている。これらの係数「１−α」、「α」、及び「β」は、第２の加算器５４６における重み付け加算の重み係数として作用する。また、係数「α」及び係数「β」各々の値は、動作条件ごとに適宜設定されてよい。

【0033】

（出力制御部６）
出力制御部６は、パーシスタンス処理部５４に記憶されたドプラ偏移データを初期化するための初期化信号があったとき、パーシスタンス処理部５４からの出力を制御する。例えば、出力制御部６は、ドプラ偏移データに付帯されたフレーム番号に基づいて、フィルタ処理が施されたドプラ偏移データに乗じる出力係数を決定する。出力制御部６は、決定した出力係数を第４の乗算部５４７に設定することによって、パーシスタンス処理部５４からの出力を制御する。この場合、出力制御部６は、フレーム番号と出力係数とを関連付けて予め記憶し、ドプラ偏移データに付帯されたフレーム番号に関連付けられた出力係数をフィルタ処理が施された当該ドプラ偏移データに乗じる出力係数として決定する。

【0034】

ここで、フレーム番号と出力係数との関係について説明する。図３は、フレーム番号と出力係数との関係を表す模式図である。まず、フレーム番号Ｆ１からフレーム番号Ｆｎまでの区間について説明する。フレーム番号Ｆ１は、初期化信号があった後、最初に生成されたドプラ偏移データに付帯されるフレーム番号である。出力係数γ１は、フレーム番号Ｆ１に関連付けられた出力係数である。フレーム番号Ｆｎは、初期化信号があった後、所定のｎ番目に生成されたドプラ偏移データに付帯されるフレーム番号である。なお、フレーム番号Ｆ１からフレーム番号Ｆｎまでのフレーム枚数ｎは、予め設定されてよい。出力係数γｎは、フレーム番号Ｆｎに関連付けられた出力係数である。このように、フレーム番号Ｆｉ（ｉ：１からｎまでの自然数）と出力係数γｉ（ｉ：１からｎまでの自然数）とが関連付けられる。また、フレーム番号Ｆ１からフレーム番号Ｆｎまでの区間において、出力係数γｉは、フレーム番号Ｆｉに対して単調増加するように関連付けられる。出力係数γ１の値としては、例えば零など、出力係数γｉの中で最も小さな値が設定される（図３では、説明のため、フレーム番号Ｆ１と出力係数γ１とを零の位置からずらして表している）。それにより、第４の乗算部５４７は、初期化信号があった後、フレーム番号Ｆ１が付帯されたドプラ偏移データに、最も小さな値である出力係数γ１を乗じて小さな強度のデータとし、そしてフレーム番号Ｆｎが付帯されたドプラ偏移データまで、徐々に出力係数の値を増加させながら乗じ、データの強度を徐々に増加させる。

【0035】

次に、フレーム番号Ｆｎ以降の区間について説明する。この区間のフレーム番号にはすべて、出力係数γｎが関連付けられる。それにより、第４の乗算部５４７は、初期化信号があった後、フレーム番号Ｆｎ以降のフレーム番号が付帯されたドプラ偏移データに一定の値を乗じる。出力係数γｎの値として、例えば「１」が予め設定されてよい。

【0036】

例えば、出力制御部６は、パーシスタンス処理部５４がドプラ偏移データを受けるごとに、当該ドプラ偏移データに付帯されたフレーム番号を読み、該フレーム番号に関連付けられた出力係数をパーシスタンス処理部５４の第４の乗算部５４７に設定する。

【0037】

なお、出力制御部６は、パーシスタンス処理部５４がドプラ偏移データを受けるごとに、受けたドプラ偏移データの数をフレーム番号としてカウントし、カウントしたフレーム番号に関連付けられた出力係数を第４の乗算部５４７に設定してもよい。このとき、出力制御部６は、初期化信号があった後、フレーム番号を最初から新たにカウントする。また、出力制御部６は、係数「α」若しくは係数「β」又はこれら双方を出力係数と同様に制御してもよい。

【0038】

（表示制御部７）
表示制御部７は、第１のＤＳＣ７１と、第２のＤＳＣ７２と、表示処理部７３と、ＭＰＸ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）７４と、Ｄ／Ａ変換器７５とを有する。第１のＤＳＣ７１は、検波器３６からＢモードデータを受け、超音波の走査線の信号列で表されたＢモードデータを表示用の座標系に走査変換する。第１のＤＳＣ７１は走査変換したＢモードデータを表示処理部７３へ出力する。

【0039】

第２のＤＳＣ７２は、パーシスタンス処理部５４からドプラ偏移データを受け、超音波の走査線の信号列で表されたドプラ偏移データを表示用の座標系に走査変換する。第２のＤＳＣ７２は、走査変換したドプラ偏移データを表示処理部７３へ出力する。

【0040】

表示処理部７３は、第１のＤＳＣ７１からＢモードデータを受け、Ｂモードデータの振幅を輝度で表す輝度情報を付加し、被検体の断層像を表すＢモード画像データとしてＭＰＸ７４へ出力する。また、表示処理部７３は、第２のＤＳＣ７２からドプラ偏移データを受ける。表示処理部７３は、ドプラ偏移データをカラー表示するためのカラー情報を予め記憶する。例えばカラー情報は、超音波プローブ２へ近づく血流を赤とし、超音波プローブ２から遠ざかる血流を青とし、速度の大きさを輝度で表し、分散を緑の色相で段階的に表す情報を含む。表示処理部７３は、ドプラ偏移データにカラー情報を付加し、被検体の血流情報を表すドプラ画像データとしてＭＰＸ７４へ出力する。

【0041】

ＭＰＸ７４は、表示処理部７３からＢモード画像データ及びドプラ画像データを受ける。ＭＰＸ７４は、Ｂモード画像にドプラ画像を重畳させた画像を表示するための表示画像データを生成する。ＭＰＸ７４は、表示画像データの各画素について、Ｂモード画像データの輝度情報又はドプラ画像データのカラー情報を割り当て、Ｂモード画像にドプラ画像を重畳させた画像を表す表示画像データを生成し、Ｄ／Ａ変換器７５へ出力する。Ｄ／Ａ変換器７５は、ＭＰＸ７４から受けた表示画像データをアナログ信号に変換し、表示部９へ出力する。

【0042】

（システム制御部８）
システム制御部８は、超音波診断装置１ａの各部の動作を制御する。システム制御部８は、出力制御部６を制御して、出力係数の設定をさせる。また、システム制御部８は、電子走査部３を制御して超音波の送受信条件及び走査領域を設定する。システム制御部８は、操作部１０を介しユーザによるフリーズ解除指示または走査領域の変更指示を受けたとき、初期化信号をパーシスタンス処理部５４へ出力する。システム制御部８は、超音波診断装置１ａの各部の機能を実行するためのコンピュータプログラムを予め記憶する。システム制御部８は、これらコンピュータプログラムを実行することで、上記機能を実現する。

【0043】

（表示部９）
表示部９は、Ｄ／Ａ変換器７５からの入力に基づく画像を表示する。表示部９は、例えば、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）やＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）などの表示デバイスで構成される。

【0044】

（操作部１０）
操作部１０は、ユーザによる操作を受けて、この操作の内容に応じた信号や情報を装置各部に入力する。操作部１０は、例えば、キーボード、マウス、タッチパネルなどによって構成される。

【0045】

なお、ＭＴＩ演算部５は、パーシスタンス処理部５４の後段にブランク処理部５５を有してもよい。ブランク処理部５５は、受けたドプラ偏移データについて、予め設定された閾値以下の強度の信号を表示させないためのブランク処理を行う。

【0046】

また、この実施形態の超音波診断装置１ａにおいて、パーシスタンス処理部５４は、速度演算部５３２、分散演算部５３３、及びパワー演算部５３４からの入力にフィルタ処理を施しているが、自己相関演算部５３１からの入力にフィルタ処理を施し、そして速度演算部５３２、分散演算部５３３、及びパワー演算部５３４へフィルタ処理を施したドプラ偏移データを出力してもよい。

【0047】

［動作］
この実施形態の超音波診断装置１ａの動作について説明する。図４は、超音波診断装置１ａが初期化信号を受けてからの動作を表すフローチャートである。

【0048】

（Ｓ００１）
データ生成部５３は、初期化信号を出力したことを表す制御信号を受けたときからの追番をフレーム番号としてドプラ偏移データに付帯する。データ生成部５３は、該ドプラ偏移データをパーシスタンス処理部５４へ出力する。

【0049】

（Ｓ００２）
出力制御部６は、パーシスタンス処理部５４がドプラ偏移データを受けたとき、当該ドプラ偏移データに付帯されたフレーム番号を読み、該フレーム番号に関連付けられた出力係数をパーシスタンス処理部５４の第４の乗算部５４７に設定する。

【0050】

（Ｓ００３）
パーシスタンス処理部５４は、受けたドプラ偏移データにフィルタ処理を施し、設定された出力係数を乗じて表示制御部７へ出力する。表示制御部７は、パーシスタンス処理部５４によって出力係数が乗じられたドプラ偏移データに基づくドプラ画像を電子走査部３からの入力に基づく断層画像に重畳させた画像を表示部９に表示させる。

【0051】

（Ｓ００４）
当該ドプラ偏移データのフレーム番号が所定のフレーム番号Ｆｎでないとき、ステップＳ００１へ戻る。当該ドプラ偏移データのフレーム番号が所定のフレーム番号Ｆｎであるとき、ステップＳ００５へ進む。

【0052】

（Ｓ００５）
出力制御部６は、所定のフレーム番号Ｆｎ以降のドプラ偏移データについて、出力係数を一定の値である出力係数γｎに設定する。パーシスタンス処理部５４は、所定のフレーム番号Ｆｎ以降のドプラ偏移データにフィルタ処理を施し、出力係数γｎを乗じたドプラ偏移データを出力する。表示制御部７は、電子走査部３からの入力に基づく断層画像とパーシスタンス処理部５４によって出力係数γｎが乗じられたドプラ偏移データに基づくドプラ画像とを重畳させた画像を表示部９に表示させる。

【0053】

［効果］
この実施形態の超音波診断装置１ａの効果について説明する。超音波診断装置１ａは、データ生成部５３と、パーシスタンス処理部５４と、出力制御部６とを有する。データ生成部５３は、エコー信号に基づくドプラ偏移データを逐次生成する。パーシスタンス処理部５４は、１以上のドプラ偏移データを記憶し、最新のドプラ偏移データと記憶したドプラ偏移データとを平均化するフィルタ処理を施すことが可能に構成される。出力制御部６は、パーシスタンス処理部５４に記憶されたドプラ偏移データを初期化するための初期化信号があったとき、パーシスタンス処理部５４からの出力を制御する。この超音波診断装置１ａは、初期化信号があった後、最初にパーシスタンス処理されるフレームのドプラ偏移データの出力を低減し、そしてその後にパーシスタンス処理されるフレームの出力を徐々に増加させる。このことは、初期化信号があった後に表示される所定枚数のノイズを多く含んだ画像は、その出力が弱められて表示されることに相当する。それにより、フリーズ解除後または走査領域変更後にドプラスキャンを開始したとき、ノイズを多く含んだ画像によってユーザへ与えるストレスを低減することができる超音波診断装置１ａを提供することができる。

【0054】

〈変形例〉
上述した実施形態の超音波診断装置１ｂの変形例について説明する。図５は、この変形例の超音波診断装置１ｂの構成を表すブロック図である。この変形例の超音波診断装置１ｂは、システム制御部８及び出力制御部６における処理内容が上述した実施形態の超音波診断装置１ａと異なる。以下、上述した実施形態と異なる事項について主に説明する。

【0055】

システム制御部８は、送受信制御部を有する。送受信制御部は、電子走査部３から直交検波部４へ出力されるエコー信号に出力係数を付帯させる。例えば送受信制御部は、電子走査部３を制御して、１フレーム分のエコー信号が出力されるごとに、出力係数を表す情報を付帯させる。出力係数を表す情報が付帯されたエコー信号は、後段の処理を経てデータ生成部５３へ入力される。該情報は、後段のローパスフィルタ４３ａ、ローパスフィルタ４３ｂ、ＭＴＩフィルタ５２ａ、及びＭＴＩフィルタ５２ｂを通過する周波数帯域の信号に設定される。また出力係数を表す情報は、後段の処理において、出力係数の値を表すビット列となるように設定される。

【0056】

送受信制御部は、フレーム番号と出力係数とを関連付けて予め記憶する。フレーム番号と出力係数との関係は、図３に表す関係と同様である。送受信制御部は、電子走査部３を制御して、初期化信号があった後、最初の１フレームのエコー信号に、フレーム番号Ｆ１に関連付けられた出力係数γ１を表す情報を付帯させる。そして、所定のフレーム枚数（フレーム番号Ｆｎ）のフレームのエコー信号まで、出力係数の値が単調増加させながら、１フレーム分のエコー信号に逐次付帯させる。なお、送受信制御部は、電子走査部３を制御して、所定のフレーム枚数以降のエコー信号には設定された出力係数γｎを表す情報を付帯させる。

【0057】

出力係数を表す情報が付帯されたエコー信号は、後段の直交検波部４、Ａ／Ｄ変換器５１ａ、Ａ／Ｄ変換器５１ｂ、ＭＴＩフィルタ５２ａ、ＭＴＩフィルタ５２ｂ、及びデータ生成部５３による処理の後、出力係数を表すビット列が付帯されたドプラ偏移データとして、パーシスタンス処理部５４へ入力される。

【0058】

出力制御部６は、ドプラ偏移データに付帯された出力係数をフィルタ処理が施されたドプラ偏移データに乗じる出力係数として決定することによって、パーシスタンス処理部５４からの出力を制御する。このとき出力制御部６は、パーシスタンス処理部５４がドプラ偏移データを受けるごとに、当該ドプラ偏移データに付帯された出力係数を読み、該出力係数を第４の乗算部５４７に設定する。それにより、パーシスタンス処理部５４からの出力が制御される。

【0059】

この変形例の超音波診断装置１ｂによれば、出力制御部６は、ドプラ偏移データに付帯された出力係数を読み、該出力係数をパーシスタンス処理部５４からの出力係数に設定する。それにより、初期化信号があった後に表示される所定枚数のノイズを多く含んだ画像は、その出力が弱められて表示される。従って、フリーズ解除後または走査領域変更後にドプラスキャンを開始したとき、ノイズを多く表す画像によってユーザへ与えるストレスを低減することができる超音波診断装置１ｂを提供することができる。

【0060】

〈実施形態及び変形例に共通の効果〉
以上述べた実施形態又は変形例の超音波診断装置によれば、初期化信号があった後、最初にパーシスタンス処理されるフレームのドプラ偏移データの出力を低減し、そしてその後にパーシスタンス処理されるフレームの出力を徐々に増加させる。それにより、フリーズ解除後または走査領域変更後にドプラスキャンを開始したとき、ノイズを多く表す画像によってユーザへ与えるストレスを低減することができる超音波診断装置を提供することができる。

【0061】

この発明の実施形態を説明したが、上記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を意図していない。例えばパーシスタンス処理部には速度演算部、分散演算部、パワー演算部の出力信号を入力しているが、自己相関演算部の出力信号を入力し、パーシスタンス処理した後の自己相関係数から速度、分散、パワーを求めるようにしても良い。

【0062】

また、これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。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】

【0063】

１ａ、１ｂ 超音波診断装置
２ 超音波プローブ
３ 電子走査部
４ 直交検波部
５ ＭＴＩ演算部
６ 出力制御部
７ 表示制御部
８ システム制御部
９ 表示部
１０ 操作部
３１ 基準信号発生器
３２ ディレーライン
３３ パルサ回路
３４ プリアンプ
３５ 加算器
３６ 検波器
４１ ９０度移相器
４２ａ、４２ｂ ミキサ
４３ａ、４３ｂ ローパスフィルタ
５１ａ、５１ｂ Ａ／Ｄ変換器
５２ａ、５２ｂ ＭＴＩフィルタ
５３ データ生成部
５４ パーシスタンス処理部
５５ ブランク処理部
７１ 第１のＤＳＣ
７２ 第２のＤＳＣ
７３ 表示処理部
７４ ＭＰＸ
７５ Ｄ／Ａ変換器
５３１ 自己相関演算部
５３２ 速度演算部
５３３ 分散演算部
５３４ パワー演算部
５４１ 記憶部
５４２ 第１の乗算部
５４３ 第２の乗算部
５４４ 第１の加算器
５４５ 第３の乗算部
５４６ 第２の加算器
５４７ 第４の乗算部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】