特許 6596907 超音波画像診断装置

(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】6596907

(24)【登録日】2019年10月11日

(45)【発行日】2019年10月30日

(54)【発明の名称】超音波画像診断装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 8/14 20060101AFI20191021BHJP

【ＦＩ】

   A61B8/14

【請求項の数】12

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2015-93793(P2015-93793)

(22)【出願日】2015年5月1日

(65)【公開番号】特開2016-209173(P2016-209173A)

(43)【公開日】2016年12月15日

【審査請求日】2018年4月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001270

【氏名又は名称】コニカミノルタ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001254

【氏名又は名称】特許業務法人光陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】右田 学

(72)【発明者】

【氏名】酒井 智仁

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 頂之

【審査官】 奥田 雄介

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−０３３５６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１１０４３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００２−５２６２２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０８２４６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１５４５６７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ８／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被検体に向けて超音波の送受信を行う超音波探触子を備え、当該超音波探触子により得られた受信信号から超音波画像データを生成する超音波画像診断装置であって、
複数の異なるステア角度に対応する送信信号を前記超音波探触子に出力する送信部と、
前記超音波探触子から複数の異なるステア角度に対応する受信信号を受信する受信部と、
前記複数の異なるステア角度に対応する受信信号からそれぞれ超音波画像データを生成する画像生成部と、
前記複数の異なるステア角度に対応する複数の超音波画像データの受信エネルギーの平均値Ｉavg及び当該複数の超音波画像データの受信エネルギーの最大値Ｉmaxに基づき、合成画像データを生成し、前記合成画像データを表示部へ出力する画像合成部と、
を備え、
前記画像合成部は、時間的に連続する第１の合成画像データと第２の合成画像データを生成する際に、第２の合成画像データの受信エネルギーの最大値Ｉmaxと第１の合成画像データの受信エネルギーの最大値との変化量の絶対値を算出し、変化量の絶対値に応じて平均値Iavgと最大値Imaxの重み係数を決定する超音波画像診断装置。

【請求項2】

前記受信エネルギーの最大値の変化量の絶対値の関数を用いて算出される重み係数をWmaxとし、合成後の受信エネルギーをIcompとし、
前記画像合成部は、以下の式に基づき算出される受信エネルギーＩcompに基づき、前記合成画像データを生成する請求項１に記載の超音波画像診断装置。
Ｉcomp＝Ｗmax×Ｉmax＋（１−Ｗmax）×Ｉavg

【請求項3】

前記画像合成部は、前記複数の異なるステア角度に対応する複数の超音波画像データの前記被検体上の同一位置の画素の受信エネルギーの平均値Ｉavgと当該画素の受信エネルギーの最大値Ｉmaxとに基づき、当該画素の合成画像データを生成する請求項１又は２に記載の超音波画像診断装置。

【請求項4】

前記関数は、受信エネルギーの最大値の変化量の絶対値が大きくなるほど重み係数Ｗmaxが小さくなる関数である請求項２に記載の超音波画像診断装置。

【請求項5】

前記関数は、重み係数Ｗmaxの上限値及び下限値の少なくとも一つを有する請求項２又は４に記載の超音波画像診断装置。

【請求項6】

前記画像合成部は、受信エネルギーの最大値Ｉmaxと受信エネルギーの最大値の変化量の絶対値とに対する重み係数Ｗmaxの制御特性を示し、受信エネルギーの最大値Ｉmaxが大きくなるほど重み係数Ｗmaxが小さくなる３次元の関数のうち、前記第２の合成画像データの受信エネルギーの最大値Ｉmaxに対応する受信エネルギーの最大値の変化量の絶対値に対する重み係数Ｗmaxを示す２次元の関数を用いて、前記算出した受信エネルギーの最大値の変化量の絶対値に対応する重み係数Ｗmaxを算出する請求項２、４、５のいずれか一項に記載の超音波画像診断装置。

【請求項7】

被検体に向けて超音波の送受信を行う超音波探触子を備え、当該超音波探触子により得られた受信信号から超音波画像データを生成する超音波画像診断装置であって、
複数の異なるステア角度に対応する送信信号を前記超音波探触子に出力する送信部と、
前記超音波探触子から複数の異なるステア角度に対応する受信信号を受信する受信部と、
前記複数の異なるステア角度に対応する受信信号からそれぞれ超音波画像データを生成する画像生成部と、
前記複数の異なるステア角度に対応する複数の超音波画像データの受信エネルギーの平均値Ｉavg及び当該複数の超音波画像データの受信エネルギーの最大値Ｉmaxに基づき、合成画像データを生成し、前記合成画像データを表示部へ出力する画像合成部と、
を備え、
前記画像合成部は、時間的に連続する第１の合成画像データと第２の合成画像データを生成する際に、第２の合成画像データの受信エネルギーの平均値Ｉavgと第１の合成画像データの受信エネルギーの平均値との変化量の絶対値を算出し、変化量の絶対値に応じて平均値Iavgと最大値Imaxの重み係数を決定する超音波画像診断装置。

【請求項8】

前記受信エネルギーの平均値の変化量の絶対値の関数を用いて算出される重み係数をWmaxとし、合成後の受信エネルギーをIcompとし、
前記画像合成部は、以下の式に基づき算出される受信エネルギーＩcompに基づき、前記合成画像データを生成する請求項７に記載の超音波画像診断装置。
Ｉcomp＝Ｗmax×Ｉmax＋（１−Ｗmax）×Ｉavg

【請求項9】

前記画像合成部は、前記複数の異なるステア角度に対応する複数の超音波画像データの前記被検体上の同一位置の画素の受信エネルギーの平均値Ｉavgと当該画素の受信エネルギーの最大値Ｉmaxとに基づき、当該画素の合成画像データを生成する請求項７又は８に記載の超音波画像診断装置。

【請求項10】

前記関数は、受信エネルギーの平均値の変化量の絶対値が大きくなるほど重み係数Ｗmaxが小さくなる関数である請求項８に記載の超音波画像診断装置。

【請求項11】

前記関数は、重み係数Ｗmaxの上限値及び下限値の少なくとも一つを有する請求項８又は１０に記載の超音波画像診断装置。

【請求項12】

前記画像合成部は、受信エネルギーの平均値Ｉavgと受信エネルギーの平均値の変化量の絶対値とに対する重み係数Ｗmaxの制御特性を示し、受信エネルギーの平均値Ｉavgが大きくなるほど重み係数Ｗmaxが小さくなる３次元の関数のうち、前記第２の合成画像データの受信エネルギーの平均値Ｉavgに対応する受信エネルギーの平均値の変化量の絶対値に対する重み係数Ｗmaxを示す２次元の関数を用いて、前記算出した受信エネルギーの平均値の変化量の絶対値に対応する重み係数Ｗmaxを算出する請求項８、１０、１１のいずれか一項に記載の超音波画像診断装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、超音波画像診断装置に関する。

【背景技術】

【0002】

超音波診断は、超音波探触子を体表から当てるという簡単な操作で心臓や胎児の様子が超音波画像として得られ、かつ安全性が高いため繰り返して検査を行うことができる。このような超音波診断を行うために用いられる超音波画像診断装置が知られている。超音波画像データは、超音波探触子から超音波が被検体に送信され、反射した超音波を超音波探触子が受信し、その受信した信号に様々な処理を行うことで得られる。

【0003】

超音波診断におけるＭＳＫ（Musculoskeletal：筋骨格）領域では、関節、腱、神経束等、例えば円形状やコの字型など多方向に境界成分をもつ、異方性が強い部位（組織）を撮像する場合が多く、描出能力は、ステア角度に依存する傾向がある。描出能力とは、本来ある被検体の部位を超音波画像に表現する能力である。ステア角度は、超音波探触子の振動子の配列の中心から配列方向に垂直な方向からの超音波ビームの出射方向の角度である。

【0004】

このため、異なる複数の方向（ステア角度）にて超音波を送受信して得られた超音波画像データを合成する空間コンパウンドの方法が知られている。

【0005】

従来の空間コンパウンドでは、全ステア角度方向の超音波の反射強度（輝度）を単純平均（Simple Average Compound）する単純平均法を用いていた。このため、異方性が強い部位の描出が困難なステア方向の低輝度により輝度平均値が引きずられて、結果として合成画像データの描出能力が極端に低下してしまう課題があった。当該課題を解決する簡単な方法は、異方性が強い部位が最も描出されるステア角度方向の輝度を選択する方法である。ここで、異方性が強い部位の描出がなされているかどうかを判断する方法として、各ステア角度からの輝度値の中から最大値を選択する最大値選択法が知られている。

【0006】

また、実施される診断検査のタイプに応じて、単純平均、最大値選択等から結合方法を選択し、選択した結合方法で超音波画像データを結合（合成）して空間コンパウンドの超音波画像データを形成する超音波診断イメージングシステムが知られている（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特許第３９３５４３３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、上記輝度の最大値を用いる空間コンパウンドでは、異方性が強い部位の描出能力は向上したが、画素間で選択される輝度値の差が大きくなりぎらついた画像となってしまう。また、例えば動画表示としたときは、動画の超音波画像がとびとびの時間になるおそれがあった。図１３は、従来の空間コンパウンドにおける合成画像データの合成輝度値及び時間寄与度を示す図である。

【0009】

ここで、リニアの超音波探触子を用いて超音波画像データを生成し、ステア角度が０度の超音波画像データを超音波画像データＦＣとし、ステア角度が所定の負の角度（被検体から見て左方向）の超音波画像データを超音波画像データＦＬとし、ステア角度が所定の正の角度（被検体から見て右方向）の超音波画像データを超音波画像データＦＲとし、超音波画像データＦＣ，ＦＬ，ＦＲを合成して合成画像データを生成する場合を考える。動画表示する場合を例にとって考える。

【0010】

図１３に示すように、超音波の送受信のシーケンスは、超音波画像データＦＣ，ＦＬ，ＦＲを順に循環して生成するものとし、それらの超音波送受信の時刻をＴ０，Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５…とする。ここでは、超音波画像データＦＣを得るためのシーケンスをＣ、超音波画像データＦＬを得るためのシーケンスをＬ、超音波画像データＦＲを得るためのシーケンスをＲとしている。先ず、時刻Ｔ０の超音波画像データＦＣと時刻Ｔ１の超音波画像データＦＬと時刻Ｔ２の超音波画像データＦＲとが合成され（これを第１の合成画像データとよぶ）、次いで、時刻Ｔ１の超音波画像データＦＬと時刻Ｔ２の超音波画像データＦＲと時刻Ｔ３の超音波画像データＦＣとが合成され（これを第２の合成画像データとよぶ）、というように順に合成され、それらの合成画像データが動画として表示される。なお、静止画の場合は時刻Ｔ０の超音波画像データＦＣと時刻Ｔ１の超音波画像データＦＬと時刻Ｔ２の超音波画像データＦＲとが合成されたものが表示される。

【0011】

超音波画像データＦＣ，ＦＬ，ＦＲの同一位置（被検体上の位置）の画素の輝度値をＩｃ，Ｉｌ，Ｉｒとする。単純平均法による空間コンパウンドでは、合成画像データの画素の輝度値である合成輝度値は、各合成画像データ（図１３の例では第１の合成画像データから第４の合成画像データ）で（Ｉｃ＋Ｉｌ＋Ｉｒ）／３となり、合成画像データにおける時間寄与度は、第１の合成画像データから第４の合成画像データにおいて、それぞれ、（Ｔ０＋Ｔ１＋Ｔ２）／３，（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３）／３，（Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４）／３，（Ｔ３＋Ｔ４＋Ｔ５）／３…となる。つまり、合成画像データの動画において、合成画像データが飛び飛びに表示されるような時間の乱れは発生しない。

【0012】

しかし、最大値選択法による空間コンパウンドでは、仮に超音波画像データＦＣ，ＦＬ，ＦＲのうち画素の輝度値の最大値がＩｒであるとすると、合成輝度値は、第１の合成画像データから第４の合成画像データでＩｒとなり、合成画像データにおける時間寄与度は、第１の合成画像データから第４の合成画像データにおいて、それぞれ、Ｔ２，Ｔ２，Ｔ２，Ｔ５…となる。つまり、時刻Ｔ２，Ｔ５の２種の超音波画像データの合成画像データのみが動画表示され、Ｔ０，Ｔ１，Ｔ３，Ｔ４の超音波画像データの合成画像データが表示されない。このように、飛び飛びの時間の合成画像データが動画表示される。最大値選択法では、空間コンパウンドの実効フレームレートは、最悪の場合、フレームレート／コンパウンド数となる。また、静止画において画素ごとに最大輝度値を選択するため、画素間での輝度値の差が大きくなりぎらついた画像となってしまう場合がある。

【0013】

本発明の課題は、空間コンパウンドの超音波画像データの表示において、異方性が強い部位の描出能力を高めるとともに、高画質で表示することである。

【課題を解決するための手段】

【0014】

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、
被検体に向けて超音波の送受信を行う超音波探触子を備え、当該超音波探触子により得られた受信信号から超音波画像データを生成する超音波画像診断装置であって、
複数の異なるステア角度に対応する送信信号を前記超音波探触子に出力する送信部と、
前記超音波探触子から複数の異なるステア角度に対応する受信信号を受信する受信部と、
前記複数の異なるステア角度に対応する受信信号からそれぞれ超音波画像データを生成する画像生成部と、
前記複数の異なるステア角度に対応する複数の超音波画像データの受信エネルギーの平均値Ｉavg及び当該複数の超音波画像データの受信エネルギーの最大値Ｉmaxに基づき、合成画像データを生成し、前記合成画像データを表示部へ出力する画像合成部と、
を備え、
前記画像合成部は、時間的に連続する第１の合成画像データと第２の合成画像データを生成する際に、第２の合成画像データの受信エネルギーの最大値Ｉmaxと第１の合成画像データの受信エネルギーの最大値との変化量の絶対値を算出し、変化量の絶対値に応じて平均値Iavgと最大値Imaxの重み係数を決定する。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の超音波画像診断装置において、
前記受信エネルギーの最大値の変化量の絶対値の関数を用いて算出される重み係数をＷmaxとし、合成後の受信エネルギーをＩcompとし、
前記画像合成部は、以下の式に基づき算出される受信エネルギーＩcompに基づき、前記合成画像データを生成する。
Ｉcomp＝Ｗmax×Ｉmax＋（１−Ｗmax）×Ｉavg

【0016】

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の超音波画像診断装置において、
前記画像合成部は、前記複数の異なるステア角度に対応する複数の超音波画像データの前記被検体上の同一位置の画素の受信エネルギーの平均値Ｉavgと当該画素の受信エネルギーの最大値Ｉmaxとに基づき、当該画素の合成画像データを生成する。

【0018】

請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の超音波画像診断装置において、
前記関数は、受信エネルギーの最大値の変化量の絶対値が大きくなるほど重み係数Ｗmaxが小さくなる関数である。

【0019】

請求項５に記載の発明は、請求項２又は４に記載の超音波画像診断装置において、
前記関数は、重み係数Ｗmaxの上限値及び下限値の少なくとも一つを有する。

【0020】

請求項６に記載の発明は、請求項２、４、５のいずれか一項に記載の超音波画像診断装置において、
前記画像合成部は、受信エネルギーの最大値Ｉmaxと受信エネルギーの最大値の変化量の絶対値とに対する重み係数Ｗmaxの制御特性を示し、受信エネルギーの最大値Ｉmaxが大きくなるほど重み係数Ｗmaxが小さくなる３次元の関数のうち、前記第２の合成画像データの受信エネルギーの最大値Ｉmaxに対応する受信エネルギーの最大値の変化量の絶対値に対する重み係数Ｗmaxを示す２次元の関数を用いて、前記算出した受信エネルギーの最大値の変化量の絶対値に対応する重み係数Ｗmaxを算出する。

【0021】

請求項７に記載の発明は、
被検体に向けて超音波の送受信を行う超音波探触子を備え、当該超音波探触子により得られた受信信号から超音波画像データを生成する超音波画像診断装置であって、
複数の異なるステア角度に対応する送信信号を前記超音波探触子に出力する送信部と、
前記超音波探触子から複数の異なるステア角度に対応する受信信号を受信する受信部と、
前記複数の異なるステア角度に対応する受信信号からそれぞれ超音波画像データを生成する画像生成部と、
前記複数の異なるステア角度に対応する複数の超音波画像データの受信エネルギーの平均値Ｉavg及び当該複数の超音波画像データの受信エネルギーの最大値Ｉmaxに基づき、合成画像データを生成し、前記合成画像データを表示部へ出力する画像合成部と、
を備え、
前記画像合成部は、時間的に連続する第１の合成画像データと第２の合成画像データを生成する際に、第２の合成画像データの受信エネルギーの平均値Ｉavgと第１の合成画像データの受信エネルギーの平均値との変化量の絶対値を算出し、変化量の絶対値に応じて平均値Iavgと最大値Imaxの重み係数を決定する。
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の超音波画像診断装置において、
前記受信エネルギーの平均値の変化量の絶対値の関数を用いて算出される重み係数をWmaxとし、合成後の受信エネルギーをIcompとし、
前記画像合成部は、以下の式に基づき算出される受信エネルギーＩcompに基づき、前記合成画像データを生成する。
Ｉcomp＝Ｗmax×Ｉmax＋（１−Ｗmax）×Ｉavg
請求項９に記載の発明は、請求項７又は８に記載の超音波画像診断装置において、
前記画像合成部は、前記複数の異なるステア角度に対応する複数の超音波画像データの前記被検体上の同一位置の画素の受信エネルギーの平均値Ｉavgと当該画素の受信エネルギーの最大値Ｉmaxとに基づき、当該画素の合成画像データを生成する。

【0022】

請求項１０に記載の発明は、請求項８に記載の超音波画像診断装置において、
前記関数は、受信エネルギーの平均値の変化量の絶対値が大きくなるほど重み係数Ｗmaxが小さくなる関数である。

【0023】

請求項１１に記載の発明は、請求項８又は１０に記載の超音波画像診断装置において、
前記関数は、重み係数Ｗmaxの上限値及び下限値の少なくとも一つを有する。

【0024】

請求項１２に記載の発明は、請求項８、１０、１１のいずれか一項に記載の超音波画像診断装置において、
前記画像合成部は、受信エネルギーの平均値Ｉavgと受信エネルギーの平均値の変化量の絶対値とに対する重み係数Ｗmaxの制御特性を示し、受信エネルギーの平均値Ｉavgが大きくなるほど重み係数Ｗmaxが小さくなる３次元の関数のうち、前記第２の合成画像データの受信エネルギーの平均値Ｉavgに対応する受信エネルギーの平均値の変化量の絶対値に対する重み係数Ｗmaxを示す２次元の関数を用いて、前記算出した受信エネルギーの平均値の変化量の絶対値に対応する重み係数Ｗmaxを算出する。

【発明の効果】

【0025】

本発明によれば、空間コンパウンドの超音波画像データの表示において、異方性が強い部位の描出能力を高めることができるとともに、高画質で表示できる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明の実施の形態の超音波画像診断装置の外観図である。

【図2】超音波画像診断装置の機能構成を示すブロック図である。

【図3】空間コンパウンドの超音波画像データの合成を示す図である。

【図4】合成前の超音波画像データにおける受信エネルギーを示す図である。

【図5】画像合成部で実行される第１の画像合成処理を示すフローチャートである。

【図6】αブレンディングの空間コンパウンドにおける合成画像データの合成受信エネルギー及び時間寄与度を示す図である。

【図7】（ａ）は、従来の単純平均法による棘上筋腱の合成画像である。（ｂ）は、重み係数を０．７５としたαブレンディング法による棘上筋腱の合成画像である。（ｃ）は、従来の最大値選択法による棘上筋腱の合成画像である。

【図8】画像合成部で実行される第２の画像合成処理を示すフローチャートである。

【図9】受信エネルギーの最大値の変化量の絶対値に対する重み係数の第１の制御特性を示す関数の図である。

【図10】受信エネルギーの最大値の変化量の絶対値に対する重み係数の第２の制御特性を示す関数の図である。

【図11】受信エネルギーの最大値の変化量の絶対値に対する重み係数の第３の制御特性を示す関数の図である。

【図12】受信エネルギーの最大値と受信エネルギーの最大値の変化量の絶対値とに対する重み係数の制御特性を示す関数の図である。

【図13】従来の空間コンパウンドにおける合成画像データの合成輝度値及び時間寄与度を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

添付図面を参照して本発明に係る第１、第２の実施の形態を順に詳細に説明する。なお、本発明は、図示例に限定されるものではない。なお、以下の説明において、同一の機能及び構成を有するものについては、同一の符号を付し、その説明を省略する。

【0028】

（第１の実施の形態）
図１〜図７を参照して、本発明に係る第１の実施の形態を説明する。先ず、図１を参照して、本実施の形態の超音波画像診断装置１００の全体構成を説明する。図１は、本実施の形態の超音波画像診断装置１００の外観図である。

【0029】

図１に示すように、超音波画像診断装置１００は、超音波画像診断装置本体１と、超音波探触子２と、を備える。超音波探触子２は、図示しない生体等の被検体内に対して超音波（送信超音波）を送信するとともに、この被検体内で反射した超音波の反射波（反射超音波：エコー）を受信する。超音波画像診断装置本体１は、超音波探触子２とケーブル３を介して接続され、超音波探触子２に電気信号の駆動信号を送信することによって超音波探触子２に被検体に対して送信超音波を送信させるとともに、超音波探触子２にて受信した被検体内からの反射超音波に応じて超音波探触子２で生成された電気信号である受信信号に基づいて被検体内の内部状態を超音波画像データとして画像化する。

【0030】

超音波探触子２は、圧電素子からなる振動子２ａ（図２参照）を備えており、この振動子２ａは、例えば、方位方向（走査方向）に一次元アレイ状に複数配列されている。本実施の形態では、例えば、１９２個の振動子２ａを備えた超音波探触子２を用いている。なお、振動子２ａは、二次元アレイ状に配列されたものであってもよい。また、振動子２ａの個数は、任意に設定することができる。また、本実施の形態では、超音波探触子２としてリニア電子スキャンプローブを用いて、リニア走査方式による超音波の走査を行うものとするが、セクタ走査方式あるいはコンベックス走査方式の何れの方式を採用することもできる。超音波画像診断装置本体１と超音波探触子２との通信は、ケーブル３を介する有線通信に代えて、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａｗｉｄｅｂａｎｄ）等の無線通信により行うこととしてもよい。

【0031】

次いで、図２を参照して、超音波画像診断装置１００の機能構成を説明する。図２は、超音波画像診断装置１００の機能構成を示すブロック図である。

【0032】

図２に示すように、超音波画像診断装置本体１は、例えば、操作入力部１１と、送信部１２と、受信部１３と、画像生成部１４と、画像処理部１５と、ＤＳＣ（Digital Scan Converter）１６と、画像合成部１７と、表示部１８と、制御部１９と、を備える。

【0033】

操作入力部１１は、例えば、診断開始を指示するコマンド、被検体の個人情報等のデータ、及び、超音波画像データを表示部１８に表示するための各種パラメーターの入力などを行うための各種スイッチ、ボタン、トラックボール、マウス、キーボード等を備えており、操作信号を制御部１９に出力する。

【0034】

送信部１２は、制御部１９の制御に従って、超音波探触子２にケーブル３を介して電気信号である駆動信号を供給して超音波探触子２に送信超音波を発生させる回路である。また、送信部１２は、例えば、クロック発生回路、遅延回路、パルス発生回路を備えている。クロック発生回路は、駆動信号の送信タイミングや送信周波数を決定するクロック信号を発生させる回路である。遅延回路は、振動子２ａ毎に対応した個別経路毎に遅延時間を設定し、設定された遅延時間だけ駆動信号の送信を遅延させて送信超音波によって構成される送信ビームの集束（送信ビームフォーミング）や、送信ビームのステア角度の設定（ステアリング）を行うための回路である。パルス発生回路は、所定の周期で駆動信号としてのパルス信号を発生させるための回路である。上述のように構成された送信部１２は、例えば、超音波探触子２に配列された複数（例えば、１９２個）の振動子２ａのうちの連続する一部（例えば、６４個）を駆動して送信超音波を発生させる。そして、送信部１２は、送信超音波を発生させる毎に駆動する振動子２ａを方位方向にずらすことで走査（スキャン）を行う。また、送信部１２は、送信ビームのステア角度を変更しながら走査を行うことで、ステア角度の異なる複数の走査領域において超音波の走査を行うことができる。

【0035】

受信部１３は、制御部１９の制御に従って、超音波探触子２からケーブル３を介して電気信号である受信信号を受信する回路である。受信部１３は、例えば、増幅器、Ａ／Ｄ変換回路、整相加算回路を備えている。増幅器は、受信信号を、振動子２ａ毎に対応した個別経路毎に、予め設定された増幅率で増幅させるための回路である。Ａ／Ｄ変換回路は、増幅された受信信号をアナログ−デジタル変換（Ａ／Ｄ変換）するための回路である。整相加算回路は、Ａ／Ｄ変換された受信信号に対して、振動子２ａ毎に対応した個別経路毎に遅延時間を与えて時相を整え、これらを加算（整相加算）して音線データを生成するための回路である。すなわち、整相加算回路は、振動子２ａ毎の受信信号に対して受信ビームフォーミングを行って音線データを生成する。

【0036】

画像生成部１４は、受信部１３からの音線データに対して包絡線検波処理や対数圧縮などを実施し、ダイナミックレンジやゲインの調整を行って輝度変換することにより、受信エネルギーとしての輝度値を有する画素からなるＢ（Brightness）モード画像データを生成することができる。すなわち、Ｂモード画像データは、受信信号の強さを輝度によって表したものである。ここでは、音線データに対して包絡線検波処理や対数圧縮などを施した音線データを受信エネルギーとよび、受信エネルギーには音線データに対して包絡線検波処理や対数圧縮などを施したものを輝度変換した輝度値も含まれるものとする。

【0037】

画像処理部１５は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの半導体メモリーによって構成された画像メモリー部１５ａを備えている。画像処理部１５は、画像生成部１４から出力されたＢモード画像データをフレーム単位で画像メモリー部１５ａに記憶する。フレーム単位での画像データを超音波画像データ、あるいはフレーム画像データということがある。本実施の形態では、上述したようにして、ステア角度の異なる複数の走査領域のそれぞれについて超音波画像データを生成し、画像メモリー部１５ａに記憶する。この走査領域毎の超音波画像データをコンポーネント画像データということがある。この走査領域毎のコンポーネント画像データは、走査領域の一部又は全部が重複している。画像処理部１５は、上述したようにして生成された画像データ（コンポーネント画像データ）を順にＤＳＣ１６に出力する。

【0038】

ＤＳＣ１６は、画像処理部１５より受信した画像データを座標変換し、テレビジョン信号の走査方式による画像データに変換し、画像合成部１７に出力する。画像処理部１５から入力された画像データは、全て画像が矩形であるが、そのうちステア角度が０度でない画像データは、実際の画像形状としては平行四辺形となる。ＤＳＣ１６は、ステア角度が０度でない場合に、矩形の画像データをステア角度に応じて座標変換し平行四辺形の画像データを生成する。

【0039】

画像合成部１７は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの半導体メモリーによって構成された画像メモリー部１７ａを備えている。画像合成部１７は、ＤＳＣ１６から出力された画像データを画像メモリー部１７ａに記憶していき、空間コンパウンドの１つの合成画像データへの合成対象の複数の画像データが記憶されると、当該複数のコンポーネント画像データを画像メモリー部１７ａから読み出して合成し、合成画像データの画像信号を表示部１８に出力する。

【0040】

表示部１８は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＣＲＴ（Cathode-Ray Tube）ディスプレイ、有機ＥＬ（Electronic Luminescence）ディスプレイ、無機ＥＬディスプレイ及びプラズマディスプレイ等の表示装置が適用可能である。表示部１８は、画像合成部１７から出力された画像信号に従って表示画面上に超音波画像データの静止画又は動画の表示を行う。なお、本実施の形態では、表示部１８として、白色もしくはフルカラーＬＥＤ（Light-Emitting Diode）のバックライトを備えた１５インチのＬＣＤが適用されている。この場合、例えば、超音波画像データを分析してＬＥＤの輝度を調整するように構成されていてもよい。このとき、１画面を複数の領域に分割し、その領域毎にＬＥＤの輝度調整を実施するようにしてもよい。また、画面全体でＬＥＤの輝度調整を実施するようにしてもよい。また、表示部１８に適用される画面サイズについては任意のものを適用することができる。

【0041】

制御部１９は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を備え、ＲＯＭに記憶されているシステムプログラム等の各種処理プログラムを読み出してＲＡＭに展開し、展開したプログラムに従って超音波画像診断装置１００の各部の動作を集中制御する。ＲＯＭは、半導体等の不揮発メモリー等により構成され、超音波画像診断装置１００に対応するシステムプログラム及び該システムプログラム上で実行可能な各種処理プログラムや、ガンマテーブル等の各種データ等を記憶する。これらのプログラムは、コンピューターが読み取り可能なプログラムコードの形態で格納され、ＣＰＵは、当該プログラムコードに従った動作を逐次実行する。ＲＡＭは、ＣＰＵにより実行される各種プログラム及びこれらプログラムに係るデータを一時的に記憶するワークエリアを形成する。

【0042】

次いで、図３を参照して、空間コンパウンドの概要を説明する。図３は、空間コンパウンドの超音波画像データの合成を示す図である。

【0043】

図３に示すように、超音波画像診断装置１００は、空間コンパウンドにより、例えば、被検体の部位ＯＢを画像化する場合に、被検体から見て、ステア角度が０度の超音波画像データＦＣと、ステア角度の方向が左方向の超音波画像データＦＬと、ステア角度の方向が右方向の超音波画像データＦＲと、を生成し、合成して合成画像データＦＳを生成するものとする。超音波画像データＦＬ，ＦＣ，ＦＲの各ステア角度は、例えば、−８〜−１２°、０°、＋８〜＋１２°に設定される。被検体の部位ＯＢを円形とした場合に、超音波画像データＦＣは、左右の部分が薄く見えづらくなっている。同様にして、超音波画像データＦＬは、左上及び右下の部分が薄く見えづらく、超音波画像データＦＲは、右上及び左下の部分が薄く見えづらい。これらに対し、合成画像データＦＳは、被検体の部位ＯＢの円形が描出される。本実施の形態では、異方性が強い部位が単純平均法よりも明確に描出されるような描出能力が高い合成方法を採用し、その合成方法を後述する。

【0044】

また、超音波画像データＦＣ，ＦＬ，ＦＲは、それぞれスペックル（小斑点）パターンが現れている。スペックルパターンとは、超音波の波長に比べて十分小さな生体内の無数の反射体（群反射体）により、散乱波が様々な場所（位相）で生じ、これらの散乱波のうち超音波探触子に戻ってくる散乱波（後方散乱波）が干渉し、超音波画像に現れるランダムな小輝点群（まだらな点状の像）のパターンである。ステア角度が変化すると、スペックルパターンも変化している。このため、超音波画像データＦＣ，ＦＬ，ＦＲを合成すると、結果としてスペックルパターンが低減される。

【0045】

次に、図４〜図７を参照して、本実施の形態における画像合成部１７の動作を説明する。図４は、合成前の超音波画像データＦＣ，ＦＬ，ＦＲにおける受信エネルギー（輝度値）Ｉｃ，Ｉｌ，Ｉｒを示す図である。図５は、画像合成部１７で実行される第１の画像合成処理を示すフローチャートである。図６は、αブレンディングの空間コンパウンド（α Blending Compound）における合成画像データの合成受信エネルギー（合成輝度値）及び時間寄与度を示す図である。αブレンディングとは、２つの画像データを係数（α値）を用いて重みづけをして合成する方法である。

【0046】

送信部１２及び受信部１３は、超音波画像データＦＣ用の超音波の送受信、超音波画像データＦＬ用の超音波の送受信、超音波画像データＦＲ用の超音波の送受信、を循環して繰り返し行う。画像生成部１４は、受信部１３から入力される音線データにより、画像データ（コンポーネント画像データ）を生成する。この画像データは、画像処理部１５の記憶を介して、ＤＳＣ１６により、座標変換が行われ、超音波画像データＦＣ，ＦＬ，ＦＲとして、画像合成部１７に出力される。画像合成部１７は、ＤＳＣ１６から出力された画像データを画像メモリー部１７ａに３画像分貯まるまで記憶していき、３つの超音波画像データＦＣ，ＦＬ，ＦＲが貯まると、それらを読み出して合成し、合成した空間コンパウンドの合成画像データを表示部１８に出力する。表示部１８は、画像合成部１７から次々に入力される空間コンパウンドの合成画像データを静止画又は動画として表示する。

【0047】

図４に示すように、ＤＳＣ１６により座標変換された超音波画像データＦＣ，ＦＬ，ＦＲの同一位置（被検体上の同一位置）の画素における輝度値を、それぞれ受信エネルギーＩｃ，Ｉｌ，Ｉｒと表す。

【0048】

図５に示すように、画像合成部１７は、αブレンディングを用いた空間コンパウンドのアルゴリズムとしての第１の画像合成処理を行う。先ず、画像メモリー部１７ａに経時的に連続する超音波画像データＦＣ，ＦＬ，ＦＲが記憶されたことをトリガとして、画像合成部１７は、記憶された超音波画像データＦＣ，ＦＬ，ＦＲを画像メモリー部１７ａから読み出し、読み出した超音波画像データＦＣ，ＦＬ，ＦＲで重複する画素のうち、同一位置に対応する未選択の１つの画素を選択する（ステップＳ１）。そして、画像合成部１７は、全ステア方向（Ｃ，Ｌ，Ｒ）の超音波画像データＦＣ，ＦＬ，ＦＲの選択画素の受信エネルギーＩｃ，Ｉｌ，Ｉｒを取得する（ステップＳ２）。

【0049】

そして、画像合成部１７は、次式（１）により、ステップＳ２で取得した選択画素の受信エネルギーＩｃ，Ｉｌ，Ｉｒから受信エネルギーの単純平均としての平均値Ｉavgを算出する（ステップＳ３）。
Ｉavg＝（Ｉｃ＋Ｉｌ＋Ｉｒ）／３ …（１）

【0050】

そして、画像合成部１７は、次式（２）により、ステップＳ２で取得した選択画素の受信エネルギーＩｃ，Ｉｌ，Ｉｒから受信エネルギーの最大値Ｉmaxを取得する（ステップＳ４）。
Ｉmax＝ｍａｘ（Ｉｃ，Ｉｌ，Ｉｒ） …（２）

【0051】

そして、画像合成部１７は、次式（３）、（４）により、ステップＳ３，Ｓ４で算出した受信エネルギーの平均値Ｉavg、最大値Ｉmaxと、予め設定したα値としての重み係数Ｗmaxと、を用いて受信エネルギーのαブレンディングの加重平均値を算出し、合成画像データの選択画素の受信エネルギーＩcompとする（ステップＳ５）。
Ｗmax＝constant（但し、１＞Ｗmax＞０） …（３）
Ｉcomp＝Ｗmax×Ｉmax＋（１−Ｗmax）×Ｉavg …（４）

【0052】

そして、画像合成部１７は、ステップＳ１で超音波画像データＦＣ，ＦＬ，ＦＲで重複する全ての画素が選択されたか否かを判別する（ステップＳ６）。全ての画素が選択されていない場合（ステップＳ６；ＮＯ）、画像合成部１７は、ステップＳ１に移行する。全ての画素が選択された場合（ステップＳ６；ＹＥＳ）、画像合成部１７は、受信エネルギーＩcompの画素からなる合成画像データＦＳを生成して表示部１８に出力し（ステップＳ７）、第１の画像合成処理を終了する。

【0053】

このアルゴリズムでは、予め設定した重み係数Ｗmaxを用いてαブレンディングを行うので、最大値選択法における輝度値より小さくなるが、１つの画素に対応する受信エネルギーＩcompを合成する際に必ず異なるステア方向の超音波画像データの受信エネルギーの値が合成成分として含まれるため、隣り合う画素間での受信エネルギーの差を小さくすることができ、一つのフレーム画像データにおいてぎらつきを抑制することができる。

【0054】

図６に示すように、超音波の送受信のシーケンスは、超音波画像データＦＣ，ＦＬ，ＦＲを順に循環して生成するものとし、それらの超音波送受信の時刻をＴ０，Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５…とする。ここでは、超音波画像データＦＣを得るためのシーケンスをＣ、超音波画像データＦＬを得るためのシーケンスをＬ、超音波画像データＦＲを得るためのシーケンスをＲとしている。先ず、時刻Ｔ０の超音波画像データＦＣと時刻Ｔ１の超音波画像データＦＬと時刻Ｔ２の超音波画像データＦＲとが合成され（これを第１の合成画像データとよぶ）、次いで、時刻Ｔ１の超音波画像データＦＬと時刻Ｔ２の超音波画像データＦＲと時刻Ｔ３の超音波画像データＦＣとが合成され（これを第２の合成画像データとよぶ）、というように順に合成され、それらの合成画像データが順に動画として表示される。また、仮に時刻Ｔ０〜Ｔ５の超音波画像データＦＣ，ＦＬ，ＦＲのうち画素の受信エネルギーの最大値がＩｒであるとする。

【0055】

αブレンディングを用いた空間コンパウンド（加重平均コンパウンド）では、合成画像データの画素の合成受信エネルギーは、各合成画像データ（図６の例では第１の合成画像データから第４の合成画像データ）でＷmaxＩｒ＋（１−Ｗmax）（（Ｉｃ＋Ｉｌ＋Ｉｒ）／３）となる。合成画像データにおける時間寄与度は、第１の合成画像データから第４の合成画像データにおいて、それぞれ、ＷmaxＴ２＋（１−Ｗmax）（Ｔ０＋Ｔ１＋Ｔ２）／３（第１の合成画像データの時間寄与度）、ＷmaxＴ２＋（１−Ｗmax）（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３）／３（第２の合成画像データの時間寄与度）、ＷmaxＴ２＋（１−Ｗmax）（Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４）／３（第３の合成画像データの時間寄与度）、ＷmaxＴ５＋（１−Ｗmax）（Ｔ３＋Ｔ４＋Ｔ５）／３（第４の合成画像データの時間寄与度）…となる。なお、時間寄与度とは、どの時間でとった画像データが合成画像データにどのくらいの割合で寄与するかを示すものである。

【0056】

このように、合成画像データにおける時間寄与度において、重み付け分の時間の乱れが発生する。しかし、重み係数Ｗmaxの値を大きくすることで、最大値選択法の描出能力に近づける一方で、最大値以外の値も合成画像データに混ぜることで時間乱れを軽減する。すなわち、最大値以外の値の画像成分も合成されるため、時間的に連続する合成画像データにおいて、コンパウンド送受信シーケンスのうち時間連続性のない受信エネルギー成分のみからなる画像が表示されるということがなくなる。

【0057】

上記合成画像データの動画表示の前に予め、表示される合成画像データの動画において、空間コンパウンドの描出能力の効果と、経時的な画像表示の滑らかさの効果と、の相反する要素を見ながら、設定者が操作入力部１１への設定入力により、適宜重み係数Ｗmaxの設定を行う。重み係数Ｗmaxは、例えば、０．６〜０．８の値に設定される。また、合成画像データの静止画表示の場合にも、合成画像のぎらつきを抑えるように重み係数Ｗmaxが適切な値に設定される。

【0058】

図７（ａ）は、従来の単純平均法による棘上筋腱の合成画像データを表示部１８に表示したときの画像（合成画像）である。図７（ｂ）は、重み係数Ｗmaxを０．７５としたαブレンディング法による棘上筋腱の合成画像である。図７（ｃ）は、従来の最大値選択法による棘上筋腱の合成画像である。

【0059】

図７（ａ）に示すように、従来の単純平均法による棘上筋腱の合成画像では、描出能力が低く、囲い線の内部で見えなければならない部位の輝度が低いため、見えていない部分が存在する。図７（ｂ）に示すように、重み係数Ｗmaxを０．７５とした本実施の形態のαブレンディング法による棘上筋腱の合成画像では、単純平均法の超音波画像よりも描出能力が比較的高く、囲い線の内部で見えなければならない部位が多く明確に視認できる。図７（ｃ）に示すように、従来の最大値選択法による棘上筋腱の合成画像は、Ｗmax＝０．７５のものよりもぎらついた画像となっていることがわかる。

【0060】

なお、重み係数Ｗmaxを０．７５としたαブレンディング法による合成画像データの動画は、従来の最大値選択法による合成画像データの動画よりも、経時的な画像表示の滑らかさが向上する。

【0061】

以上、本実施の形態によれば、超音波画像診断装置１００は、複数の異なるステア角度に対応する送信信号を超音波探触子２に出力する送信部１２と、超音波探触子２から複数の異なるステア角度に対応する受信信号を受信する受信部１３と、複数の異なるステア角度に対応する受信信号からそれぞれ超音波画像データを生成する画像生成部１４と、複数の異なるステア角度に対応する複数の超音波画像データの受信エネルギーの単純平均の平均値Ｉavgを算出し、複数の超音波画像データの受信エネルギーの最大値Ｉmaxを取得し、算出した平均値Ｉavgと、取得した最大値Ｉmaxと、重み係数Ｗmaxと、を用いて、式（４）により、合成後の受信エネルギーＩcompを算出し、受信エネルギーＩcompからなる合成画像データを生成し、合成画像データを表示部１８へ出力する画像合成部１７と、を備える。

【0062】

このため、空間コンパウンドの超音波画像データの表示において、式（４）の複数の超音波画像データの受信エネルギーの最大値Ｉmaxに対応する項により、異方性が強い部位の描出能力を高めることができるとともに、高画質で表示できる。また、空間コンパウンドの超音波画像データの動画表示において、式（４）の受信エネルギーの最大値Ｉmaxに対応する項により、異方性が強い部位の描出能力を高めることができるとともに、式（４）の受信エネルギーの平均値Ｉavgに対応する項により、経時的に滑らかに表示できる。

【0063】

また、画像合成部１７は、複数の異なるステア角度に対応する複数の超音波画像データの被検体上の同一位置の画素の受信エネルギーの平均値Ｉavgを算出し、当該画素の受信エネルギーの最大値Ｉmaxを取得し、当該画素の合成後の受信エネルギーＩcompを算出する。このため、被検体上の位置が正確に合成された空間コンパウンドの合成画像データを生成できる。

【0064】

また、重み係数Ｗmaxは、一定値である。このため、空間コンパウンドの超音波画像データの表示において、異方性が強い部位の描出能力を高める度合いを一定にすることができる。また、空間コンパウンドの超音波画像データの動画表示において、異方性が強い部位の描出能力を高める度合いと、経時的に滑らかにする度合いと、を一定にすることができる。また、空間コンパウンドの超音波画像データの動画表示において、異方性が強い部位の描出能力を高める度合いと、経時的に滑らかにする度合いと、の必要性に応じて、設定者が自在に重み係数Ｗmaxを予め設定できる。

【0065】

（第２の実施の形態）
図８〜図１２を参照して、本発明に係る第２の実施の形態を説明する。本実施の形態では、第１の実施の形態と同様に、超音波画像診断装置１００を用いるものとする。超音波画像診断装置１００において、画像合成部１７のみが第１の実施の形態と異なる動作を行う。具体的には、画像合成部１７における空間コンパウンドの超音波画像データの合成方法が第１の実施の形態と異なる。このため、当該異なる動作を主として説明し、他の要素の説明を省略する。

【0066】

図８〜図１２を参照して、本実施の形態における画像合成部１７の動作を説明する。図９は、受信エネルギー（輝度）の最大値の変化量の絶対値Ａｂｓ（Ｉmax−Ｉmaxprev）に対する重み係数Ｗmaxの第１の制御特性を示す関数の図である。図１０は、受信エネルギーの最大値の変化量の絶対値Ａｂｓ（Ｉmax−Ｉmaxprev）に対する重み係数Ｗmaxの第２の制御特性を示す関数の図である。図１１は、受信エネルギーの最大値の変化量の絶対値Ａｂｓ（Ｉmax−Ｉmaxprev）に対する重み係数Ｗmaxの第３の制御特性を示す関数の図である。図１２は、受信エネルギーの最大値Ｉmaxと受信エネルギーの最大値の変化量の絶対値Ａｂｓ（Ｉmax−Ｉmaxprev）とに対する重み係数Ｗmaxの制御特性を示す関数の図である。

【0067】

図８に示すように、画像合成部１７は、αブレンディングを用いた空間コンパウンドのアルゴリズムとしての第２の画像合成処理を行う。先ず、画像メモリー部１７ａに経時的に連続する超音波画像データＦＣ，ＦＬ，ＦＲが記憶されたことをトリガとして、画像合成部１７は、記憶された超音波画像データＦＣ，ＦＬ，ＦＲを画像メモリー部１７ａから読み出し、読み出した超音波画像データＦＣ，ＦＬ，ＦＲで重複する画素のうち、同一位置に対応する未選択の１つの画素を選択する（ステップＳ１１）。そして、画像合成部１７は、全ステア方向（Ｃ，Ｌ，Ｒ）の超音波画像データＦＣ，ＦＬ，ＦＲの選択画素の受信エネルギー（輝度値）Ｉｃ，Ｉｌ，Ｉｒを取得する（ステップＳ１２）。

【0068】

そして、画像合成部１７は、式（１）により、ステップＳ１２で取得した選択画素の受信エネルギーＩｃ，Ｉｌ，Ｉｒから受信エネルギーの単純平均の平均値Ｉavgを算出する（ステップＳ１３）。そして、画像合成部１７は、式（２）により、ステップＳ１２で取得した選択画素の受信エネルギーＩｃ，Ｉｌ，Ｉｒから受信エネルギーの最大値Ｉmaxを取得する（ステップＳ１４）。

【0069】

そして、画像合成部１７は、ステップＳ１４で算出した受信エネルギーの最大値Ｉmaxを、次回の演算で利用するために、受信エネルギーの前回最大値Ｉmaxprevとして画像メモリー部１７ａに記憶する（ステップＳ１５）。ステップＳ１５において、例えば、画像メモリー部１７ａには、選択画素の受信エネルギーの前回最大値Ｉmaxprevが、前回最大値Ｉmaxprevからなる合成画像データとして選択画素と対応付けて記憶される。そして、画像合成部１７は、前回生成された合成画像データ（１つ前のフレームの合成画像データ）の生成時のステップＳ１５において記憶された選択画素の受信エネルギーの前回最大値Ｉmaxprevを画像メモリー部１７ａから読み出し、次式（５）により、ステップＳ１４で算出した現在の受信エネルギーの最大値Ｉmaxと、読み出した前回最大値Ｉmaxprevとを用いて、受信エネルギーの最大値の変化量の絶対値Ａｂｓ（Ｉmax−Ｉmaxprev）を算出する（ステップＳ１６）。
Ａｂｓ（Ｉmax−Ｉmaxprev）＝｜Ｉmax−Ｉmaxprev｜ …（５）

【0070】

そして、画像合成部１７は、次式（６）により、ステップＳ１６で算出した受信エネルギーの最大値の変化量の絶対値Ａｂｓ（Ｉmax−Ｉmaxprev）の関数を用いて、重み係数Ｗmaxを算出する（ステップＳ１７）。
Ｗmax＝Ｆｕｎｃ（Ａｂｓ（Ｉmax−Ｉmaxprev）） …（６）

【0071】

そして、画像合成部１７は、式（４）により、ステップＳ１３，Ｓ１４で算出した受信エネルギーの平均値Ｉavg、最大値Ｉmaxと、ステップＳ１６で算出した重み係数Ｗmaxと、を用いて受信エネルギーのαブレンディングの加重平均値を算出し、合成画像データの選択画素の受信エネルギーＩcompとする（ステップＳ１８）。

【0072】

そして、画像合成部１７は、ステップＳ１１で超音波画像データＦＣ，ＦＬ，ＦＲで重複する全ての画素が選択されたか否かを判別する（ステップＳ１９）。全ての画素が選択されていない場合（ステップＳ１９；ＮＯ）、画像合成部１７は、ステップＳ１１に移行する。全ての画素が選択された場合（ステップＳ１９；ＹＥＳ）、画像合成部１７は、受信エネルギーＩcompの画素からなる合成画像データＦＳを生成して表示部１８に出力し（ステップＳ２０）、第２の画像合成処理を終了する。

【0073】

本実施の形態のアルゴリズムは、第１の実施の形態のアルゴリズムにおける重み係数Ｗmaxを適応的に変化させながら、αブレンディングを行う。重み係数Ｗmaxを適応的に変化させる引数には、現在の受信エネルギーの最大値Ｉmaxと前回最大値Ｉmaxprevとの変化量の絶対値（Ａｂｓ（Ｉmax−Ｉmaxprev））を用いる。これは、超音波画像が変化する場合は、受信エネルギー（輝度）が変化する性質を用いている。また、超音波画像が変化する場合には、受信エネルギーの平均値を用いた方が時間の乱れを少なくでき、超音波画像が変化しない場合には、受信エネルギーの最大値を用いた方が異方性が強い部位の描出能力を向上できるといった両方の利点を包含することができる。

【0074】

式（６）の関数Ｆｕｎｃ（Ａｂｓ（Ｉmax−Ｉmaxprev））は、受信エネルギーの最大値の変化量の絶対値Ａｂｓ（Ｉmax−Ｉmaxprev）が小さいほど重み係数Ｗmaxが大きい値をとり、受信エネルギーの最大値の変化量の絶対値Ａｂｓ（Ｉmax−Ｉmaxprev）が大きいほど重み係数Ｗmaxが小さい値をとる関数とする。これは、超音波画像が動いた場合、受信エネルギーの最大値Ｉmaxと前回最大値Ｉmaxprevとの差が変化することになるが、大きく動いた場合には、受信エネルギーの最大値の変化量が大きくなり、あまり動かない場合には、受信エネルギーの最大値の変化量が小さくなる傾向があることを利用している。

【0075】

関数Ｆｕｎｃ（Ａｂｓ（Ｉmax−Ｉmaxprev））としては、例えば、図９に示すグラフの関係を有する一次関数が使用される。画像合成部１７は、図９に示すグラフを反映したテーブルを予め画像メモリー部１７ａに記憶しておき、重み係数Ｗmaxの算出時に当該テーブルを読み出して使用する構成としてもよく、あるいは図９に示すグラフの式を用いて重み係数Ｗmaxの算出をする構成としてもよい。

【0076】

また、画像データの合成において、関数Ｆｕｎｃ（Ａｂｓ（Ｉmax−Ｉmaxprev））として、図１０又は図１１に示すグラフの関係を有する関数を使用してもよい。図１０、図１１に示すグラフは、重み係数Ｗmaxの上限及び下限を設定することで、受信エネルギーの最大値の変化量の絶対値Ａｂｓ（Ｉmax−Ｉmaxprev）がある範囲内である場合に、重み係数Ｗmaxを一定とすることが可能となる。例えば、図１０に示す重み係数Ｗmaxの上限（０≦重み係数Ｗmaxの上限値、下限値≦１．０）は、式（４）の受信エネルギーの最大値Ｉmaxの項によるぎらつきを抑制する効果を奏する。図１０に示す重み係数Ｗmaxの上限及び下限は、超音波画像が動いた場合の受信エネルギーと超音波画像が動かない場合の受信エネルギーとの変化が極端にならないようにする効果を奏する。図１１に示す重み係数Ｗmaxの上限（Ｗmax＝１．０）は、超音波画像に少々受信エネルギー変化が見られても安定して異方性が強い部位を描出することを可能とする。なお、関数Ｆｕｎｃ（Ａｂｓ（Ｉmax−Ｉmaxprev））は、重み係数Ｗmaxの上限値又は下限値を有する構成としてもよい。

【0077】

上記の図９、図１０、図１１に示すグラフを用いた算出ポリシーでは、受信エネルギーの最大値の変化量の絶対値Ａｂｓ（Ｉmax−Ｉmaxprev）と、重み係数Ｗmaxと、の２軸の関係のグラフを用いて重み係数Ｗmaxを算出したが、受信エネルギーの最大値Ｉmaxと、受信エネルギーの最大値の変化量の絶対値Ａｂｓ（Ｉmax−Ｉmaxprev）と、重み係数Ｗmaxと、の３軸の関係のグラフを用いてもよい。

【0078】

３軸の関係のグラフとして、図１２に示すグラフを使用してもよい。図１２に示すグラフでは、受信エネルギーの最大値Ｉmaxが大きくなるほど重み係数Ｗmaxが小さくなる。画像合成部１７は、図１２に示すグラフから、現在の受信エネルギーの最大値Ｉmaxに対応する、受信エネルギーの最大値の変化量の絶対値Ａｂｓ（Ｉmax−Ｉmaxprev）と、重み係数Ｗmaxと、の２軸の関係のグラフを抽出して、抽出したグラフを関数Ｆｕｎｃ（Ａｂｓ（Ｉmax−Ｉmaxprev））として、式（６）の算出を行う。

【0079】

受信エネルギーの最大値Ｉmaxが比較的大きい値である場合には、受信エネルギーの平均値Ｉavgの比率を大きく（図１２のグラフのように重み係数Ｗmaxを小さく）しても、合成画像データの受信エネルギーＩcompを超音波画像上識別できる輝度に保つことが可能となり、且つ動画の時間乱れを抑制することが可能となる。逆に受信エネルギーの最大値Ｉmaxが比較的小さい値である場合には、受信エネルギーの平均値Ｉavgの比率を大きくしても、合成画像データの受信エネルギーＩcompが超音波画像上識別できる輝度とならないので、受信エネルギーの最大値Ｉmaxの比率を大きく（図１２のグラフのように重み係数Ｗmaxを大きく）することで、動画の時間乱れは大きくなるが、合成画像データの受信エネルギーＩcompを超音波画像上識別できる輝度に保つことが可能となる。

【0080】

以上、本実施の形態によれば、送信部１２は、複数の異なるステア角度に対応する送信信号を順次送信し、画像合成部１７は、時間的に連続する第１の合成画像データと第２の合成画像データを生成する際に第２の合成画像データの受信エネルギーの最大値Ｉmaxと第１の合成画像データを生成したときに算出した受信エネルギーの前回最大値との変化量の絶対値Ａｂｓ（Ｉmax−Ｉmaxprev）を算出し、受信エネルギーの最大値の変化量の絶対値Ａｂｓ（Ｉmax−Ｉmaxprev）に対する重み係数Ｗmaxの制御特性を示す関数Ｆｕｎｃ（Ａｂｓ（Ｉmax−Ｉmaxprev））を用いて、当該算出した受信エネルギーの最大値の変化量の絶対値Ａｂｓ（Ｉmax−Ｉmaxprev）に対応する重み係数Ｗmaxを算出する。このため、空間コンパウンドの超音波画像データの動画表示において、超音波画像が変化する場合には、受信エネルギーの平均値Ｉavgを用いて、経時的に滑らかに表示でき、超音波画像が変化しない場合に、受信エネルギーの最大値Ｉmaxを用いて、異方性が強い部位の描出能力を向上でき、両方の利点を包含できる。

【0081】

また、関数Ｆｕｎｃ（Ａｂｓ（Ｉmax−Ｉmaxprev））は、受信エネルギーの最大値の変化量の絶対値Ａｂｓ（Ｉmax−Ｉmaxprev）が大きくなるほど重み係数Ｗmaxが小さくなる関数である。このため、超音波画像が大きく動いた場合に、受信エネルギーの最大値の変化量が大きくなり、受信エネルギーの平均値Ｉavgを用いて、経時的に滑らかに表示でき、あまり動かない場合に、受信エネルギーの最大値の変化量が小さくなり、異方性が強い部位の描出能力を向上できる。

【0082】

また、図１０、図１１のように、関数Ｆｕｎｃ（Ａｂｓ（Ｉmax−Ｉmaxprev））は、重み係数Ｗmaxの上限値及び下限値の少なくとも一つを有する。このため、空間コンパウンドの超音波画像データの動画表示において、重み係数Ｗmaxの上限値により、受信エネルギーの最大値成分によるぎらつきを抑制でき、重み係数Ｗmaxの上限値及び下限値により、超音波画像が動いた場合の受信エネルギーと超音波画像が動かない場合の受信エネルギーとの変化が極端にならないようにすることができる。

【0083】

また、画像合成部１７は、受信エネルギーの最大値Ｉmaxと受信エネルギーの最大値の変化量の絶対値Ａｂｓ（Ｉmax−Ｉmaxprev）とに対する重み係数Ｗmaxの制御特性を示し、受信エネルギーの最大値Ｉmaxが大きくなるほど重み係数Ｗmaxが小さくなる図１２のような３次元の関数のうち、現在の受信エネルギーの最大値Ｉmaxに対応する受信エネルギーの最大値の変化量の絶対値Ａｂｓ（Ｉmax−Ｉmaxprev）に対する重み係数Ｗmaxを示す２次元の関数Ｆｕｎｃ（Ａｂｓ（Ｉmax−Ｉmaxprev））を用いて、算出した受信エネルギーの最大値の変化量の絶対値Ａｂｓ（Ｉmax−Ｉmaxprev）に対応する重み係数Ｗmaxを算出する。このため、空間コンパウンドの超音波画像データの動画表示において、受信エネルギーの最大値Ｉmaxが比較的大きい値の場合に、合成画像データの受信エネルギーＩcompを超音波画像上識別できる輝度に保つことができ且つ滑らかにでき、受信エネルギーの最大値Ｉmaxが比較的小さい値の場合に、受信エネルギーの最大値Ｉmaxの比率を大きくすることで、動画の時間乱れは大きくなるが、合成画像データの受信エネルギーＩcompを超音波画像上識別できる輝度に保つことができる。

【0084】

なお、上記各実施の形態における記述は、本発明に係る好適な超音波画像診断装置の一例であり、これに限定されるものではない。

【0085】

例えば、上記各実施の形態において、ステア角度が異なる３つの超音波画像データＦＣ，ＦＬ，ＦＲを合成して空間コンパウンドの合成画像データＦＳを生成する構成としたが、これに限定されるものではない。ステア角度が異なる２つ、又は３つ以上の超音波画像データを合成して空間コンパウンドの合成画像データを生成する構成としてもよい。例えば、ステア角度が異なる５つの超音波画像データを合成する場合に、各ステア角度は、例えば、−１２°、−８°、０°、＋８°、＋１２°に設定される。

【0086】

また、上記各実施の形態において、受信エネルギーの平均値Ｉavgは、単純平均（相加平均）の平均値として説明したが、これに限定されるものではない。例えば、受信エネルギーの平均値Ｉavgは、相乗平均等、他の平均法の平均値としてもよい。

【0087】

また、上記各実施の形態において、画像合成部１７が画像データの合成を行う構成としたが、これに限定されるものではない。画像合成部１７に代えて、制御部１９が、画像合成部１７と同様の画像データの合成処理を行うための画像合成プログラムの実行により、ＤＳＣ１６から出力された超音波画像データの合成を行い、その合成画像データを表示部１８に表示させる構成としてもよい。

【0088】

また、上記第２の実施の形態において、受信エネルギーの最大値Ｉmaxと受信エネルギーの最大値の変化量の絶対値Ａｂｓ（Ｉmax−Ｉmaxprev）と、を用いる構成としたが、これに限定されるものではない。受信エネルギーの最大値Ｉmaxを受信エネルギーの平均値Ｉavg、受信エネルギーの最大値の変化量の絶対値Ａｂｓ（Ｉmax−Ｉmaxprev）を受信エネルギーの平均値の変化量の絶対値Ａｂｓ（Ｉavg−Ｉavgprev）、のように代える構成としてもよい。受信エネルギーの平均値の変化量の絶対値Ａｂｓ（Ｉavg−Ｉavgprev）は、時間的に連続する第１の合成画像データと第２の合成画像データを生成する際に第２の合成画像データの受信エネルギーの平均値Ｉavgと第１の合成画像データを生成したときに算出した受信エネルギーの前回平均値との変化量の絶対値である。式（５）、（６）は、次式（７）、（８）に代えられる。
Ａｂｓ（Ｉavg−Ｉavgprev）＝｜Ｉavg−Ｉavgprev｜ …（７）
Ｗmax＝Ｆｕｎｃ（Ａｂｓ（Ｉavg−Ｉavgprev）） …（８）

【0089】

この構成によれば、受信エネルギーの最大値の変化量の絶対値Ａｂｓ（Imax−Imaxprev）での結果が極端に変化する場合があった場合に、それと比べて、受信エネルギーの平均値Ｉavg、受信エネルギーの平均値の変化量の絶対値Ｉavgprevを利用することでちらつきをより緩和することができる。なお、受信エネルギーの最大値Ｉmax、受信エネルギーの最大値の変化量の絶対値Ｉmaxprevを用いる構成と同様、受信エネルギーの平均値Ｉavg、受信エネルギーの平均値の変化量の絶対値Ｉavgprevを用いても超音波画像が動いたことを検出できる。

【0090】

また、上記各実施の形態において、画像合成部１７が、画像生成部１４により生成されＤＳＣ１６で変換された複数の超音波画像データの受信エネルギーとしての輝度値を合成する構成としたが、これに限定するものではない。画像合成部は、画像生成部１４により包絡線検波処理、対数圧縮等が施された音線データから表示部１８に入力する画像データまでのいずれかの段階の超音波画像のデータを受信エネルギーとして合成してもよい。例えば、画像合成部が、画像生成部１４により包絡線検波処理、対数圧縮等が施された音線データを（合成後の画像データにおける同一位置の画素毎に）合成して合成音線データを生成し、画像生成部１４が、当該生成された合成音線データを輝度変換することにより合成画像データを生成する構成としてもよい。

【0091】

また、以上の実施の形態における超音波画像診断装置１００を構成する各部の細部構成及び細部動作に関して本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。

【符号の説明】

【0092】

１００ 超音波画像診断装置
１ 超音波画像診断装置本体
１１ 操作入力部
１２ 送信部
１３ 受信部
１４ 画像生成部
１５ 画像処理部
１５ａ 画像メモリー部
１６ ＤＳＣ
１７ 画像合成部
１７ａ 画像メモリー部
１８ 表示部
１９ 制御部
２ 超音波探触子
２ａ 振動子
３ ケーブル

【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】