JP2009005888A - 超音波撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】造影ハーモニックＢモード画像のリアルタイム性を損なうことなく、造影ハーモニックＢモード画像の位置ずれを確実に防止し、ひいては造影ハーモニックＢモード画像を用いた合成画像のぶれを防止する超音波撮像装置を実現する。
【解決手段】パルスインバージョン方式による送受信を行う際に、第１の送受信で受信される反射超音波パルス列を遅延部３４に入力すると共にＢモード処理部２１に入力し、造影ハーモニックＢモード画像と同時にＢモード画像を生成し、このＢモード画像に基づいて組織部の動き情報を検出し、合成画像を形成する時にこの動き情報を用いて画像の位置補正を行うこととしているので、造影ハーモニックＢモード画像のフレームレートを維持したままリアルタイム性を損なうこと無く、造影ハーモニックＢモード画像を用いた合成画像の動き補正を確実に行い、ぶれのない合成画像を形成することを実現させる。
【選択図】図３

Description

この発明は、被検体に超音波パルスの送信を複数の回数行い、反射される反射超音波パルス列をこの複数の回数受信し、この複数の反射超音波パルス列を用いて一本の音線情報を生成する超音波撮像装置に関する。

近年、造影剤を被検体に投与し、この造影剤を含み高輝度に描出される血流または組織を、超音波撮像装置を用いて観察することが行われる。この観測は、造影剤を明確に認識するために造影モードが選択される。造影モードでは、例えば、パルスインバージョン方式を用いた造影ハーモニックＢモード（ｈａｒｍｏｎｉｃ Ｂ ｍｏｄｅ）と呼ばれる撮像方法が用いられる。造影ハーモニックＢモードは、位相が１８０度異なる相似形の超音波パルスを、被検体に交互に送信し、被検体からの位相が１８０度異なる２つの反射超音波パルス列を受信し、加算の後に造影ハーモニックＢモード画像として表示する。

造影ハーモニックＢモード画像は、反射超音波パルス列の非線形応答部分のみを抽出するもので、被検体の組織部画像の画素値は、概ね零となる一方で、造影剤部分の画像は、高輝度に描出される（例えば、特許文献１参照）。

また、超音波撮像装置では、造影剤が存在する撮像領域の造影ハーモニックＢモード画像を、時系列を持って順次取得し、これら画像を合成することも行われる。この合成は、シネキャプチャ／アキュムレーション（Ｃｉｎｅ Ｃａｐｔｕｒｅ／Ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ）処理と呼ばれ、これら時間的に変化する画像情報の同一画素位置に存在する画素値を比較し、比較した画素値の中で最大の画素値を新たな画素値とする合成画像を形成する。
特開２００４―１４７８２３号公報、（第１頁、第１図）

しかしながら、上記背景技術によれば、シネキャプチャ／アキュムレーション処理で合成された合成画像は、ぶれた画像となり得る。すなわち、造影ハーモニックＢモードで取得された造影ハーモニックＢモード画像は、拍動等の体動を含むものであり、組織部は、撮像ごとに若干の位置ずれを生じる可能性がある。これら位置ずれを生じた画像情報を合成して形成される合成画像は、ぶれを含むものとなる。

なお、造影ハーモニックＢモード画像の位置ずれを補正し、ひいては合成画像のぶれを防止することも行われる。しかし、造影ハーモニックＢモード画像は、組織信号を抑制した画像であり、体動の検出を行うことが難しい。従って、画像情報の位置ずれ補正は、確度の低いものとなり、合成画像のぶれも軽減されない。

また、組織部の画像が鮮明なＢモード画像を、造影ハーモニックＢモード画像とは別途取得し、このＢモード画像により体動の正確な検出を行い、造影ハーモニックＢモード画像の位置ずれを補正することも行われる。しかし、この方法は、Ｂモード画像の取得に費やす時間だけ造影ハーモニックＢモード画像の取得時間が短いものとなり、造影ハーモニックＢモード画像のフレームレート（ｆｒａｍｅ ｒａｔｅ）が低下する要因となる。この造影ハーモニックＢモード画像のリアルタイム性の低下は、血流とともに流れる造影剤の時間変化を観察する場合に、特に好ましいものではない。

これらのことから、造影ハーモニックＢモード画像のリアルタイム性を損なうことなく、造影ハーモニックＢモード画像の位置ずれを確実に防止し、ひいては、造影ハーモニックＢモード画像を用いた合成画像のぶれを防止する超音波撮像装置をいかに実現するかが重要となる。

この発明は、上述した背景技術による課題を解決するためになされたものであり、造影ハーモニックＢモード画像のリアルタイム性を損なうことなく、造影ハーモニックＢモード画像の位置ずれを確実に防止し、ひいては造影ハーモニックＢモード画像を用いた合成画像のぶれを防止する超音波撮像装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、第１の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、被検体に超音波パルスの送信を複数の回数行い、前記被検体から反射される前記超音波パルスの反射超音波パルス列を前記複数の回数だけ受信し、前記複数の反射超音波パルス列を用いて一本の音線情報を生成し、前記送信および前記受信の位置または方向が異なる前記音線情報を配列した画像情報を形成する超音波撮像装置であって、前記超音波撮像装置は、前記複数の反射超音波パルス列のいずれか一つを用いて、Ｂモード画像情報を形成するＢモード処理部と、前記Ｂモード画像情報に基づいて、前記被検体の動態情報を検出する動態情報検出手段と、前記動態情報に基づいて、前記画像情報に動き補正を行う動き補正手段とを備えることを特徴とする。

この第１の観点による発明では、超音波撮像装置は、Ｂモード処理部により、複数の反射超音波パルス列のいずれか一つを用いてＢモード画像情報を形成し、動態情報検出手段により、Ｂモード画像情報に基づいて被検体の動態情報を検出し、動き補正手段により、動態情報に基づいて画像情報に動き補正を行う。

また、第２の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、被検体に超音波パルスの送信を行い、前記被検体から反射される前記超音波パルスの反射超音波パルス列を受信する第１の送受信、並びに、前記超音波パルスと位相が１８０度異なる相似形のインバージョンパルスの送信を行い、前記被検体から反射されるインバージョンパルスの反射インバージョンパルス列を受信する第２の送受信を行った後に、前記反射超音波パルス列および前記反射インバージョンパルス列に基づいて一本の音線情報を生成し、前記第１および第２の送受信の位置または方向が異なる前記音線情報を配列した画像情報を形成する超音波撮像装置であって、前記超音波撮像装置は、前記反射超音波パルス列または前記反射インバージョンパルス列を用いてＢモード画像情報を形成するＢモード処理部と、前記Ｂモード画像情報に基づいて、前記被検体の動態情報を検出する動態情報検出手段と、前記動態情報に基づいて、前記画像情報に動き補正を行う動き補正手段とを備えることを特徴とする。

この第２の観点の発明では、超音波撮像装置は、Ｂモード処理部により、反射超音波パルス列または反射インバージョンパルス列を用いてＢモード画像情報を形成し、動態情報検出手段により、Ｂモード画像情報に基づいて被検体の動態情報を検出し、動き補正手段により、動態情報に基づいて画像情報に動き補正を行う。

また、第３の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第２の観点に記載の超音波撮像装置において、前記一本の音線情報の生成に際して、前記第１の送受信および前記第２の送受信を複数の回数行うことを特徴とする。

この第３の観点の発明では、Ｓ／Ｎの良い画像情報を取得する。

また、第４の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第２または３の観点に記載の超音波撮像装置において、前記音線情報を、前記第１の送受信および前記第２の送受信の受信信号を加算して生成することを特徴とする。

この第４の観点の発明では、反射超音波パルスおよび反射インバージョンパルスから非線形応答部分のみを抽出する。

また、第５の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第１ないし４の観点のいずれか一つに記載の超音波撮像装置において、時間的な順序を持って形成される複数の前記画像情報の同一画素位置にある画素値を比較し、前記画素値の最大値からなる合成画像情報を形成する合成画像形成手段を備えることを特徴とする。

この第５の観点の発明では、画像情報の画像が時間変化する様子を、一枚の合成画像情報の合成画像でトレースする。

また、第６の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第５の観点に記載の超音波撮像装置において、前記合成画像形成手段が、前記動き補正が行われた画像情報を用いて前記合成画像情報を形成することを特徴とする。

この第６の観点の発明では、合成画像に生じるぶれを防止する。

また、第７の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第１ないし６の観点のいずれか一つに記載の超音波撮像装置において、前記画像情報を、形成された時間情報と共に時系列を持って保存するメモリ部を備えることを特徴とする。

この第７の観点の発明では、過去の画像情報を用いて、動き補正を行う。

また、第８の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第１ないし７の観点のいずれか一つに記載の超音波撮像装置において、前記動態情報検出手段が、前記Ｂモード画像情報のＢモード画像に含まれる前記被検体の組織部画像の動態情報を検出することを特徴とする。

この第８の観点の発明では、確実な動態情報の検出を行う。

また、第９の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第８の観点に記載の超音波撮像装置において、予め取得される前記組織部画像に前記動態情報の検出を行う領域であるマーカ領域の設定を行う入力部を備えることを特徴とする。

この第９の観点の発明では、組織部画像の中で、動態情報の検出に好都合な領域を選択する。

また、第１０の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第９の観点に記載の超音波撮像装置において、前記動態情報が、前記Ｂモード画像の中で前記マーカ領域が前記設定の時点から動いた移動量情報であることを特徴とする。

この第１０の観点の発明では、マーカ領域の移動を補正する。

また、第１１の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第９の観点に記載の超音波撮像装置において、前記移動量情報が、前記マーカ領域の前記Ｂモード画像内での平行移動量情報であることを特徴とする。

この第１１の観点の発明では、移動量情報を、簡便に求める。

また、第１２の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第９ないし１１の観点のいずれか一つに記載の超音波撮像装置において、前記動態情報検出手段が、前記マーカ領域に存在する組織部画像の形状に基づいて前記動態情報を求めることを特徴とする。

この第１２の観点の発明では、形状に特徴がある組織部の移動を求める。

また、第１３の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第１２の観点に記載の超音波撮像装置において、前記動態情報検出手段が、前記Ｂモード画像の中での前記形状の位置を、相関演算により求めることを特徴とする。

また、第１４の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第９ないし１１の観点のいずれか一つに記載の超音波撮像装置において、前記動態情報検出手段が、前記マーカ領域に存在する組織部画像の輝度情報に基づいて前記動態情報を求めることを特徴とする。

この第１４の観点の発明では、輝度に特徴がある組織部の移動を求める。

また、第１５の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第１１ないし１４の観点のいずれか一つに記載の超音波撮像装置において、前記動き補正手段が、前記画像情報の画像に前記移動量情報の移動量を打ち消す位置補正を行うことを特徴とする。

この第１５の観点の発明では、画像情報のマーカ領域を、動きのないものとする。

また、第１６の観点の発明にかかる超音波撮像装置は、第１０ないし１４の観点のいずれか一つに記載の超音波撮像装置において、前記動き補正手段が、前記画像情報を表示部に表示する際に、前記表示の表示位置に、前記移動量情報の移動量を打ち消す位置補正を行うことを特徴とする。

この第１６の観点の発明では、画像情報の表示を、位置ずれの無いものにする。

本発明によれば、複数の反射超音波パルス列の中の一つを用いてＢモード画像を形成し、このＢモード画像を用いて組織部の動態情報の検出およびこの動態情報を用いた画像情報の動き補正を正確に行い、画像情報を位置ずれのないものとすることができ、ひいては前記画像情報を合成して形成される合成画像をぶれの無い、画質の良いものとすることができる。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる超音波撮像装置を実施するための最良の形態について説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。

まず、本実施の形態にかかる超音波撮像装置１００の全体構成について説明する。図１は、本実施の形態にかかる超音波撮像装置１００の全体構成を示すブロック（ｂｌｏｃｋ）図である。超音波撮像装置１００は、探触子部１０１、送受信部１０２、画像処理部１０３、シネメモリ（ｃｉｎｅ ｍｅｍｏｒｙ）部１０４、画像表示制御部１０５、表示部１０６、入力部１０７、制御部１０８を含む。

探触子部１０１は、超音波を送受信するための部分、つまり被検体に超音波パルス（ｐｕｌｓｅ）を照射し、被検体内から都度反射された時系列をなす反射超音波パルス列を受信する。なお、反射超音波パルス列は、後述する表示部１０６の音線上に輝度信号に変換されて出力される。探触子部１０１は、超音波の照射方向を順次切り替えながら電子走査するための部分でもある。探触子部１０１は、圧電素子がアレイ（ａｒｒａｙ）状に配置される探触子アレイおよび圧電素子を選択し電子走査を行うアナログマルチプレクサ（ａｎａｌｏｇ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）を含む。

送受信部１０２は、探触子部１０１と同軸ケーブル（ｃａｂｌｅ）によって接続されており、探触子部１０１の圧電素子を駆動するための高電圧の電気信号を発生するパルサ（ｐｕｌｓｅｒ）および受信した反射超音波パルス列の初段増幅を行う増幅器を有する。送受信部１０２は、電子フォーカス（ｆｏｃｕｓ）を行う為に、概ね同時駆動される複数のパルサおよび同数の増幅器を有する。

図２は、入力部１０７から、造影モードの一例として造影ハーモニックＢモードが選択された場合に、送受信部１０２から被検体に送信される超音波パルスを模式的に示す説明図である。造影ハーモニックＢモードでは、位相が１８０度異なる相似形の超音波パルス６１およびインバージョンパルス６２を送信する第１および第２の送受信を繰り返し行う。第１の送受信では、超音波パルス６１を送信した後に、被検体から反射される反射超音波パルス列を、第１の受信期間の間受信し、第２の送受信では、インバージョンパルス６２を送信した後に、被検体から反射されるインバージョンパルス列を、第２の受信期間の間受信する。なお、圧電素子に印可される超音波パルス６１およびインバージョンパルス６２のタイミング（ｔｉｍｉｎｇ）は、パルサーごとに若干の時間差を有し、被検体内の所定深度位置で超音波パルスの位相が重なり合った電子フォーカス状態とされる。

画像処理部１０３は、演算処理部およびメモリ等からなり、送受信部１０２で増幅された反射超音波パルス列およびインバージョンパルス列から造影ハーモニックＢモード画像およびＢモード画像をリアルタイムで生成するための処理を行う部分である。具体的な処理内容は、受信した反射超音波パルス列およびインバージョンパルス列のＡ／Ｄ（ａｎａｌｏｇ／ｄｉｇｉｔａｌ）変換処理および遅延加算処理等を行い一本の音線情報を生成し、この音線情報を画像表示制御部１０５あるいは後述のシネメモリ部１０４に書き込む処理等である。

シネメモリ部１０４は、時間情報と共に造影ハーモニックＢモード画像およびＢモード画像を保存する画像メモリ（ｍｅｍｏｒｙ）であり、画像処理部１０３で形成された画像情報を保存する。

画像表示制御部１０５は、画像処理部１０３で生成された画像情報あるいはシネメモリ部１０４に保存された画像情報を、表示フレームレート変換および画像表示の形状や位置制御等を行い表示部１０６に表示する。

表示部１０６は、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）あるいはＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）等からなり、造影ハーモニックＢモード画像およびＢモード画像等の表示を行う。

入力部１０７は、キーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）あるいはトラックボール（ｔｒａｃｋ ｂａｌｌ）等からなり、オペレータ（ｏｐｅｒａｔｏｒ）による制御情報等の入力が行われる。例えば、入力部１０７は、造影ハーモニックＢモードあるいはＢモードの選択を行う制御情報の入力あるいは表示部１０６に表示された画像上にＲＯＩ（Ｒｅｇｉｏｎ Ｏｆ Ｉｎｔｅｒｅｓｔ）の設定を行う設定情報の入力等を行う。

制御部１０８は、入力部１０７から入力された制御情報および予め記憶したプログラム（ｐｒｏｇｒａｍ）やデータ（ｄａｔａ）に基づいて、上述した超音波撮像装置各部の動作を制御する。

図３は、画像処理部１０３および画像表示制御部１０５の機能的な構成を示す機能ブロック図である。画像処理部１０３は、Ａ／Ｄ変換部３１、遅延加算部３２、スイッチ３３、遅延部３４、加算部３５、造影ハーモニックＢモード処理部３６、画像メモリ３７、Bモード処理部２１、画像メモリ２２および動態情報検出手段２３を含み、画像表示制御部１０５は、動き補正手段５１および合成画像形成手段５２を含む。

Ａ／Ｄ変換部３１は、図２に示した第１および第２の受信期間に、送受信部１０２で受信されるアナログ信号である反射超音波パルス列およびインバージョンパルス列を、デジタル信号に変換する。Ａ／Ｄ変換部３１は、送受信部１０２に存在する送受信器と同数のＡ／Ｄ変換器を有し、この数は、探触子部１０１で一度に送受信を行える最大数となる。

遅延加算部３２は、複数の圧電素子で受信した被検体からの反射超音波パルス列およびインバージョンパルス列を、遅延加算し、被検体の所定深度位置に電子フォーカスされたものとする。そして、遅延加算部３２は、一本の音線に対応する、時間軸上に並ぶ反射超音波パルス列およびインバージョンパルス列を生成する。

スイッチ３３は、制御部１０８からの制御信号により、第１の送受信を行っている場合には、遅延加算部３２の出力を、遅延部３４およびBモード処理部２１に接続するP端子に接続し、第２の送受信を行っている場合には、遅延加算部３２の出力を、加算部３５に接続するQ端子に接続する。

遅延部３４および加算部３５は、第１の受信期間の最中に受信された反射超音波パルス列を、第１および第２の送受信の周期Tだけ遅延させ、第２の受信期間で受信されたインバージョンパルス列と加算する。ここで、超音波パルス６１およびインバージョンパルス６２は、位相が１８０度異なるので、加算された超音波パルス列は、線形応答の部分は消去され、非線形応答の部分のみが残る。なお、造影剤は、反射超音波に非線形応答である高次高調波成分を多く含んでいる。従って、被検体内に造影剤が注入されている場合の造影ハーモニックＢモード画像では、造影剤が良好に抽出される。一方、組織部分からの反射超音波は、加算により消去され、不鮮明な画像として描出される。

造影ハーモニックＢモード処理部３６およびBモード処理部２１は、反射超音波パルス列およびインバージョンパルス列に、被検体内での反射深度位置に応じた超音波減衰を補正する対数変換等を行い、複数の音線情報が配列された一枚の画像情報であるフレームを、画像メモリ３７および画像メモリ２２に構成する。なお、造影ハーモニックＢモード処理部３６およびBモード処理部２１では、コントラスト調整等も行われる。また、画像メモリ３７および画像メモリ２２は、シネメモリ部１０４のメモリを用いることもできる。

動態情報検出手段２３は、画像メモリ２２に保存されたBモード画像情報に基づいて、被検体が有する組織部の動態情報を取得する。Bモード画像は、一様に不均一な音響インピーダンスを有する被検体の組織部を、鮮明な画像として描出するので、組織部の動態を検出するのに好適である。

動態情報検出手段２３は、一例として、表示部１０６に表示されるBモード画像上に入力部１０７からマーカ領域を指定し、このマーカ領域内の組織部の動きを検出する。

オペレータは、撮像部位のBモード画像を描出し、フリーズ（ｆｒｅｅｚｅ）されたこのBモード画像の特徴的な形状部分にマーカ領域を設定する。図４は、Bモード画像４１にマーカ領域４４を設定した例である。このBモード画像４１は、組織部４２の中を血管４３が分枝して走行する画像である。ここで、組織部４２の動態を検出するのに有効となる特徴的な形状を有する領域として、例えば血管４３が分岐する分岐点に存在する組織部４２の突出部を選択する。この選択では、突出部をマーカ領域４４で囲み、入力部１０７からのキー入力等により、基準画像として設定および登録する。

動態情報検出手段２３は、このマーカ領域４４の中心位置を基準位置、マーカ領域４４に囲まれた組織部の形状を基準画像として、動態情報を求める。ここで、動態情報検出手段２３が検出しようとする動きは、血管の拍動等による小さな体動であるので、第１近似としてマーカ領域４４で指定される組織部４２の形状の歪みおよび回転等は、軽微なものとして無視し、平行移動の大きさのみを求める。

また、動態情報検出手段２３は、マーカ領域４４で指定された組織部４２の形状を検索する検索領域４８を、手動あるいは自動により設定する。図４に破線で示された検索領域４４は、設定が行われたマーカ領域４４の移動範囲を充分に含む大きさとされる。そして、動態情報検出手段２３は、この検索領域４８の中に存在する、マーカ領域４４により指定された基準画像の位置を検出し、設定された当初の基準位置からの水平方向および垂直方向の平行移動距離を動態情報とする。図５は、基準画像の突出部が、斜め上方に移動した場合の図である。マーカ領域４４は、基準画像の移動とともに移動し、矢印により基準位置４７からの移動量が図示されている。

なお、検索領域４８内で基準画像の位置を検出する方法としては、例えば、検索領域４８内で基準画像との相関をとりつつ走査し、相関の最も高い位置を、基準画像の位置とする等がある。そして、この位置と当初の基準画像の位置である基準位置４７との差分から平行移動量を求める。

図３に戻り、画像表示制御部１０５の合成画像形成手段５２は、複数フレームの画像情報を比較し、同一画素位置にある画素値の最大値を求め、この最大値をこの画素位置の画素値とする一枚のフレームからなる合成画像情報を形成する。なお、合成画像情報は、比較する複数フレームの画像情報が、時間的に変化する同一撮像位置の断層画像情報である場合には、断層画像情報の時間変化を統合的に示すものとなる（シネキャプチャアキュミュレーション処理とも称する）。

図６は、被検体に造影剤を投与した際に、造影ハーモニックＢモードを用いて取得される合成画像情報の一例を示したものである。なお、造影ハーモニックＢモードでは、血液中の造影剤が、粒状の高輝度領域として描出される。図６（Ａ）および（Ｂ）は、血管内を流れる血液中の造影剤を、時間差を持って撮像した造影ハーモニックＢモード画像の例である。

図６（Ａ）は、被検体の組織部７４にあり、２つに分岐する血管７５を撮像した造影ハーモニックＢモード画像７１を模式的に示す説明図である。造影ハーモニックＢモード画像７１は、組織部７４が不鮮明に描出されるので、組織部７４と血流の境界を示す血管７５は、破線で示されている。血液中を流れる造影剤７６は、粒状の高輝度領域として明瞭に描出される。

図６（Ｂ）は、図６（Ａ）と同様の組織部７４および血管７５を、時間差を持って撮像した造影ハーモニックＢモード画像７２である。図６（Ａ）で撮像された造影剤７６は、血流の流れと共に血管７５内を移動し、造影剤７７として描出される。

図６（Ｃ）は、造影ハーモニックＢモード画像７１および７２の合成画像７３を示す説明図である。組織部７４および血管７５は、造影ハーモニックＢモード画像７１および７２と同様に描出される。血液の流れと共に位置が変化する高輝度の造影剤７６および７７は、共に描出される。ここで、血管７５は、時間差を持って取得される造影ハーモニックＢモード画像７１および７２の、拍動等による位置ずれにより、重なり合わず、ぶれた画像となる。そして、合成画像７３は、さらに長い時間に渡って複数の造影ハーモニックＢモード画像を合成することにより、粒状の造影剤が点々と移動する画像となり、造影剤の移動をトレース（ｔｒａｃｅ）したものとなる。

動き補正手段５１は、取得された造影ハーモニックＢモード画像の位置ずれを正確に補正し、上述した合成画像のぶれを防止するものである。なお、動き補正手段５１の詳細は、以下の制御部１０８の動作で説明する。

図７は、本実施の形態にかかる超音波撮像装置１００の動作を示すフローチャートである。まず、オペレータは、造影モードを選択し（ステップＳ７００）、パルスインバージョン方式の造影ハーモニックＢモードの送受信を、制御部１０８に設定する。

その後、制御部１０８は、画像処理部１０３のスイッチ３３をＰ端子に接続し、図２に示した様な第１の送受信を行う（ステップＳ７０１）。この際、第１の受信期間に受信された反射超音波パルス列は、遅延部３４に入力され超音波パルスの周期Ｔだけ遅延させられる。また、この反射超音波パルス列は、同時にＢモード処理部２１に入力され、Ｂモード画像の音線情報の作成および画像メモリ２２への保存が行われる（ステップＳ７０４）。

その後、制御部１０８は、画像処理部１０３のスイッチ３３をＱ端子に接続し、図２に示した様な第２の送受信を行う（ステップＳ７０２）。この際、第２の受信期間に受信されたインバージョンパルス列は、加算部３５により、遅延部３４から出力される第１の受信期間に受信された反射超音波パルス列と加算され、造影ハーモニックＢモード処理部３６に入力される。造影ハーモニックＢモード処理部３６では、造影ハーモニックＢモード画像の音線情報の作成および画像メモリ３７への保存が行われる（ステップＳ７０３）。

その後、制御部１０８は、一つのフレームを構成するすべての音線情報を取得したかどうかを判定し（ステップＳ７０５）、すべての音線情報を取得していない場合には（ステップＳ７０５否定）、探触子部１０１に配列される圧電素子の送受信位置または送受信方向を変更し、ステップＳ７０１に移行し、第１の送受信および第２の送受信を繰り返す。

また、制御部１０８は、一つのフレームを構成するすべての音線情報を取得した場合には（ステップＳ７０５肯定）、動態情報検出手段２３により、画像メモリ２２に保存されたＢモード画像情報を用いて、動態情報を検出する（ステップＳ７０７）。この動態情報は、予めＢモード画像に設定されたマーカ領域４４の移動量４６の情報を含む。

その後、動き補正手段５１は、画像メモリ３７から入力される造影ハーモニックＢモード画像情報および動態情報検出手段２３から入力される移動量４６の情報に基づいて、造影ハーモニックＢモード画像の動き補正を行う（ステップＳ７０８）。

図８は、動き補正手段５１が行う動き補正を、模式的に示した説明図である。動き補正手段５１は、画像メモリ３７から取得した造影ハーモニックＢモード画像８１を、動態情報検出手段２３で検出された移動量４６と１８０度移動方向が異なる反移動量８６だけ移動した、新たな造影ハーモニックＢモード画像８２を形成する。これにより、マーカ領域４４で指定された画像部分の移動は、概ね打ち消され、静止したものとなる。なお、新たな造影ハーモニックＢモード画像８２の形成に際しては、反移動量８６の大きさに応じて音線情報の欠落部分が生じるので、この部分には、例えば零値データの読み込みが行われ、また音線位置の不一致が生じる場合には、データの補間等が行われる。

その後、制御部１０８は、動き補正が行われた造影ハーモニックＢモード画像８２に基づいて合成画像の形成を行う（ステップＳ７０９）。この合成画像の形成では、マーカ領域４４で指定された領域の基準画像は、概ね静止した状態となるので、図６に示す様な造影剤の描出を行う合成画像は、ぶれの無いものとなる。

図９は、図６（Ａ）および（Ｂ）に示す造影ハーモニックＢモード画像７１および７２を、動き補正を行った後に合成した合成画像７８を模式的に示すものである。合成画像７８の血管７５は、特に造影ハーモニックＢモード画像７１および７２の位置ずれによるぶれが無くなり明瞭となる。また、合成画像７８では、血管７５中の造影剤７６および７７の位置も、位置ずれが無くなり正確なものとなる。

その後、制御部１０８は、フレームの取得を繰り返すかどうかを判定し（ステップＳ７１０）、フレームの取得を繰り返す場合には（ステップＳ７１０肯定）、ステップＳ７０１に移行し、駆動パルスの送受信を繰り返す。また、制御部１０８は、フレームの取得を繰り返さない場合には（ステップＳ７１０否定）、本処理を終了する。

上述してきたように、本実施の形態では、造影ハーモニックＢモードが選択され、パルスインバージョン方式による送受信を行う際に、第１の送受信で受信される反射超音波パルス列を遅延部３４に入力すると共にＢモード処理部２１に入力し、造影ハーモニックＢモード画像と同時にＢモード画像を生成し、このＢモード画像に基づいて被検体の組織部の動き情報を検出し、造影ハーモニックＢモード画像の合成画像を形成する時にこの動き情報を用いて画像の位置補正を行うこととしているので、造影ハーモニックＢモード画像のフレームレートを維持したままリアルタイム性を損なうこと無く、造影ハーモニックＢモード画像を用いた合成画像の動き補正を確実に行い、ぶれのない合成画像を形成することができる。

また、本実施の形態では、動態情報検出手段２３を用いて、被検体の動態情報を検出する際に、特徴的な形状の組織部４２をマーカ領域４４として指定することとしたが、組織部４２の高輝度領域をマーカ領域４４として指定し、この高輝度領域の動きを、輝度のピーク検出等の方法を用いて検出することもできる。

また、本実施の形態では、第１の送受信を行う際に、第１の受信期間の反射超音波パルス列をＢモード画像の音線情報として用いることとしたが、同様に第２の送受信を行う際の第２の受信期間に受信されるインバージョンパルス列を用いてＢモード画像の音線情報を生成することもできる。

また、本実施の形態では、第１および第２の送受信を行った後に画像情報を形成する一本の音線情報を生成することとしたが、複数回の第１および第２の送受信の後に一本の音線情報を生成する様にすることもできる。この際も、同様にいずれかの送受信で取得される反射超音波パルス列あるいはインバージョンパルス列を用いてＢモード画像の音線情報を生成することができる。

また、本実施の形態では、造影ハーモニックＢモード画像の位置補正を行い合成画像７８を形成することとしたが、例えば造影ハーモニックＢモード画像７１，７２、８１等を表示部１０６に表示する際に、検出された移動量４６等を用いて位置補正を行い位置ずれの無い画像とすることもできる。

また、本実施の形態では、画像表示制御部１０５の動き補正手段５１で造影ハーモニックＢモード画像の動き補正を行うこととしたが、動き補正手段５１を画像処理部１０３に移動し、そこで動き補正を行うこともできる。

また、本実施の形態では、造影モードの際に用いられるパルスインバージョン方式の造影ハーモニックＢモードの例を示したが、一本の音線情報を取得するのに複数の駆動パルスを用いる他のモードの場合にも、同様の動き補正を行うことができる。例えば、超音波パルスを送信する際に、圧電素子に印加される駆動パルスをコード（ｃｏｄｅ）化された複数の時間差を有する駆動パルスとするコード化励起（ｃｏｄｅｄ ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ）の方式を用いる場合にも、同様の動き補正を行うことができる。

超音波撮像装置の全体構成を示すブロック図である。 造影ハーモニックＢモードの送受信を説明する説明図である。 実施の形態の画像処理部および画像表示制御部を示すブロック図である。 動態情報検出手段の動作を示す説明図である（その１）。 動態情報検出手段の動作を示す説明図である（その２）。 合成画像形成手段の動作を示す説明図である。 実施の形態にかかる制御部の動作を示すフローチャートである。 実施の形態にかかる動き補正手段の動作を示す説明図である。 実施の形態にかかる動き補正を行った合成画像の一例を模式的に示す説明図である。

符号の説明

２１ Ｂモード処理部
２２、３７ 画像メモリ
２３ 動態情報検出手段
３１ Ａ／Ｄ変換部
３２ 遅延加算部
３３ スイッチ
３４ 遅延部
３５ 加算部
３６ 造影ハーモニックＢモード処理部
４１ Ｂモード画像
４２、７４ 組織部
４３、７５ 血管
４４ マーカ領域
４６ 移動量
４７ 基準位置
４５ 検索領域
５１ 動き補正手段
５２ 合成画像形成手段
６１ 超音波パルス
６２ インバージョンパルス
７１、７２、８１、８２ 造影ハーモニックＢモード画像
７３ 合成画像
７６、７７ 造影剤
７８ 合成画像
８６ 反移動量
１００ 超音波撮像装置
１０１ 探触子部
１０２ 送受信部
１０３ 画像処理部
１０４ シネメモリ部
１０５ 画像表示制御部
１０６ 表示部
１０７ 入力部
１０８ 制御部

Claims (16)

1. 被検体に超音波パルスの送信を複数の回数行い、前記被検体から反射される前記超音波パルスの反射超音波パルス列を前記複数の回数だけ受信し、前記複数の反射超音波パルス列を用いて一本の音線情報を生成し、前記送信および前記受信の位置または方向が異なる前記音線情報を配列した画像情報を形成する超音波撮像装置であって、
   前記超音波撮像装置は、前記複数の反射超音波パルス列のいずれか一つを用いて、Ｂモード画像情報を形成するＢモード処理部と、
   前記Ｂモード画像情報に基づいて、前記被検体の動態情報を検出する動態情報検出手段と、
   前記動態情報に基づいて、前記画像情報に動き補正を行う動き補正手段と、
   を備えることを特徴とする超音波撮像装置。
2. 被検体に超音波パルスの送信を行い、前記被検体から反射される前記第１の超音波パルスの反射超音波パルス列を受信する第１の送受信、並びに、前記超音波パルスと位相が１８０度異なる相似形のインバージョンパルスの送信を行い、前記被検体から反射されるインバージョンパルスの反射インバージョンパルス列を受信する第２の送受信を行った後に、前記反射超音波パルス列および前記反射インバージョンパルス列に基づいて一本の音線情報を生成し、前記第１および第２の送受信の位置または方向が異なる前記音線情報を配列した画像情報を形成する超音波撮像装置であって、
   前記超音波撮像装置は、前記反射超音波パルス列または前記反射インバージョンパルス列を用いてＢモード画像情報を形成するＢモード処理部と、
   前記Ｂモード画像情報に基づいて、前記被検体の動態情報を検出する動態情報検出手段と、
   前記動態情報に基づいて、前記画像情報に動き補正を行う動き補正手段と、
   を備えることを特徴とする超音波撮像装置。
3. 前記超音波撮像装置は、前記一本の音線情報の生成に際して、前記第１の送受信および前記第２の送受信を複数の回数行うことを特徴とする請求項２に記載の超音波撮像装置。
4. 前記超音波撮像装置は、前記音線情報を、前記反射超音波パルス列および前記反射インバージョンパルス列を加算して生成することを特徴とする請求項２または３に記載の超音波撮像装置。
5. 前記超音波撮像装置は、時間的な順序を持って形成される複数の前記画像情報の同一画素位置にある画素値を比較し、前記画素値の最大値からなる合成画像情報を形成する合成画像形成手段を備えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一つに記載の超音波撮像装置。
6. 前記合成画像形成手段は、前記動き補正が行われた画像情報を用いて前記合成画像情報を形成することを特徴とする請求項５に記載の超音波撮像装置。
7. 前記超音波撮像装置は、前記画像情報を、形成された時間情報と共に時系列を持って保存するメモリ部を備えることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一つに記載の超音波撮像装置。
8. 前記動態情報検出手段は、前記Ｂモード画像情報のＢモード画像に含まれる前記被検体の組織部画像の動態情報を検出することを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一つに記載の超音波撮像装置。
9. 前記超音波撮像装置は、予め取得される前記組織部画像に前記動態情報の検出を行う領域であるマーカ領域の設定を行う入力部を備えることを特徴とする請求項８に記載の超音波撮像装置。
10. 前記動態情報は、前記Ｂモード画像の中で前記マーカ領域の画像が前記設定の時点から動いた移動量情報であることを特徴とする請求項９に記載の超音波撮像装置。
11. 前記移動量情報は、前記マーカ領域の画像の前記Ｂモード画像内での平行移動量情報であることを特徴とする請求項１０に記載の超音波撮像装置。
12. 前記動態情報検出手段は、前記マーカ領域に存在する組織部画像の形状に基づいて前記動態情報を求めることを特徴とする請求項９ないし１１のいずれか一つに記載の超音波撮像装置。
13. 前記動態情報検出手段は、前記Ｂモード画像の中での前記形状の位置を、相関演算により求めることを特徴とする請求項１２に記載の超音波撮像装置。
14. 前記動態情報検出手段は、前記マーカ領域に存在する組織部画像の輝度に基づいて前記動態情報を求めることを特徴とする請求項９ないし１１のいずれか一つに記載の超音波撮像装置。
15. 前記動き補正手段は、前記画像情報の画像に前記移動量情報の移動量を打ち消す位置補正を行うことを特徴とする請求項１０ないし１４のいずれか一つに記載の超音波撮像装置。
16. 前記動き補正手段は、前記画像情報を表示部に表示する際に、前記表示の表示位置に前記移動量情報の移動量を打ち消す位置補正を行うことを特徴とする請求項１０ないし１４のいずれか一つに記載の超音波撮像装置。
    

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