JP2014000290A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】同時に表示されるドプラモードを含む複数の動作モードの画像の画質を最適化することが可能な超音波診断装置を提供する。
【解決手段】送信処理部２１は、超音波プローブ１０を介して被検体に対して、ドプラモード及び他のモードの各々に対応する超音波を送信する。受信処理部２２は、被検体からの超音波反射波を、走査面に関するエコー信号として超音波プローブ１０を介して受信する。超音波画像生成部４０は、エコー信号に基づいてドプラモード及び他のモードの各々の画像を生成する。表示部５０は、ドプラモード及び他のモードの各々の画像を同時に表示する。検出部６０は、走査面に対応する被検体の血流の拍動性を検出する。制御部８０は、検出された拍動性の度合いに応じて、ドプラモードに対応する超音波の送信と他のモードに対応する超音波の送信との割合を変更する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、ドプラモードを含む複数の動作モードの画像を同時に表示する超音波診断装置に関する。

超音波診断装置は生体内情報の画像を表示する診断装置であり、Ｘ線診断装置やＸ線コンピュータ断層撮影装置などの他の画像診断装置に比べ、安価で被曝がなく、非侵襲性に実時間で観測するための有用な装置として利用されている。超音波診断装置の適用範囲は広く、心臓などの循環器から肝臓、腎臓などの腹部、抹消血管、産婦人科、乳癌の診断などに適用されている。

一般に、超音波診断装置では、超音波プローブを用いて被検体内に超音波を送信し、被検体内からの反射波を受信することにより、被検体内の診断情報（超音波画像）を得ることができる。また、超音波診断装置の動作モードとしては、例えば２次元形態像（Ｂモード画像）を表示するためのＢモード（Ｂ）、２次元血流像（カラードプラモード画像）を表示するためのカラーモード（Ｃ）及びドプラ波形（ドプラスペクトラム像）を表示するためのドプラモード（Ｄ）等がある。

ところで、このような超音波診断装置において複数の動作モードの画像を表示するためのモードの１つにＴｒｉｐｌｅｘモードがある。このＴｒｉｐｌｅｘモードによれば、例えばＢモード、カラーモード及びドプラモードの画像を同時に表示することができる。なお、このＴｒｉｐｌｅｘモードにおけるスキャン方式には、Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅ ＳｃａｎとＳｅｇｍｅｎｔ Ｓｃａｎとの２種類がある。

まず、Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅ Ｓｃａｎとは、Ｂモード、カラーモード及びドプラモードの各々に対応する超音波（ビーム）を交互に送信させるスキャン方式である。このＩｎｔｅｒｌｅａｖｅ Ｓｃａｎでは、Ｓｅｇｍｅｎｔ Ｓｃａｎと比較してドプラモードの画像の画質（以下、単にドプラモードの画質と表記）はよいが、血流の流速の上限値が制限される。

一方、Ｓｅｇｍｅｎｔ Ｓｃａｎとは、一定期間連続してドプラモードに対応する超音波を送信した後にＢモード及びカラーモードに対応する超音波を送信するスキャン方式である。なお、このＳｅｇｍｅｎｔ Ｓｃａｎによれば、Ｂモード及びカラーモードに対応する超音波の送信時は補間によりドプラ波形が生成される。Ｓｅｇｍｅｎｔ Ｓｃａｎでは、上記したＩｎｔｅｒｌｅａｖｅ Ｓｃａｎと比較して血流の流速の上限値を高く設定することができるが、ドプラモードにおけるドプラ波形を補間によって推定するために当該ドプラモードの画質が劣化する。

上記したＳｅｇｍｅｎｔ Ｓｃａｎの場合においてドプラモードの画質を向上させるためには、ドプラモードに対応する超音波を送信しない期間（Ｇａｐ期間）を短くする必要がある。換言すれば、ドプラモードのデータ数（つまり、ドプラモードに対応する超音波の送信回数）を増加させればよい。しかしながら、この場合、Ｂモード及びカラーモードのデータ数（つまり、Ｂモード及びカラーモードに対応する超音波の送信回数）が少なくなるため、当該Ｂモード及びカラーモードの画像の画質（以下、単にＢモード及びカラーモードの画質と表記）が劣化する。このため、例えば測定の条件により、Ｂモード、カラーモード及びドプラモードの各々の画質のバランスがよくなるように、それぞれのデータ配分を最適化する必要がある。

そこで、超音波診断装置にはＩＱ−Ｂａｌａｎｃｅというスイッチが設けられており、このスイッチにより検査者（ユーザ）がドプラモードの画質重視か、またはＢモード及びカラーモードの画質重視かを選択することができる。例えばドプラモードの画質を重視する場合には、ドプラモードのデータ数を多くし、Ｇａｐ期間を少なくすることにより、当該ドプラモードの画質を向上させることができる。一方、Ｂモード及びカラーモードの画質を重視する場合には、ドプラモードのデータ数を少なくし、Ｂモード及びカラーモードのデータ数を増加させることによって、Ｂモード及びカラーモードの画質を向上させることができる。

特開２００５−１６８５８５号公報

ところで、超音波の診断では、被検者の様々な血流をドプラモードにおいて測定することができる。このドプラモードにおいて測定される血流には、心拍に伴って時間的に流速が変わる拍動性の血流（以下、拍動流と表記）と流速が一定の血流（以下、定常流と表記）がある。

測定される血流が拍動流の場合は、ドプラモードにおけるドプラ波形の劣化が目立つため、ドプラモードのデータ数を多くしてＧａｐ期間を短くする必要がある。

一方、測定される血流が定常流の場合は、上記したＧａｐ期間が多くても比較的ドプラモードにおけるドプラ波形の劣化が少ないため、Ｂモード及びカラーモードのデータ数（つまり、Ｂモード及びカラーモードのデータ配分）を増加させることができる。

このように拍動流と定常流とではドプラ波形（の劣化）の特徴が異なるものの、測定される血流が拍動流であるか定常流であるかにかかわらず、Ｂモード、カラーモード及びドプラモードのデータ数が同じ配分のまま検査を行うことが一般的である。また、検査者が拍動流及び定常流を判別し、上記したＩＱ−Ｂｌａｎｃｅを毎回変更することが考えられるが、この作業は検査者にとっては煩雑である。

したがって、上記したＴｒｉｐｌｅｘモードのようなドプラモードを含む複数の動作モードの画像が同時に表示される場合において、各動作モードの画質を自動的に最適化する仕組みが望まれている。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、同時に表示されるドプラモードを含む複数の動作モードの画像の画質を最適化することが可能な超音波診断装置を提供することにある。

本実施形態に係る超音波診断装置は、超音波プローブと、送信処理部と、受信処理部と、超音波画像生成部と、表示部と、検出部と、最適化部とを具備する。

送信処理部は、前記超音波プローブを介して被検体に対して、前記被検体の血流の流速値の時間変化を表すドプラ波形を表示するためのドプラモード及び当該ドプラモード以外の他のモードの各々に対応する超音波を送信する。

受信処理部は、前記被検体からの超音波反射波を、走査面に関するエコー信号として前記超音波プローブを介して受信する。

超音波画像生成部は、前記エコー信号に基づいて前記ドプラモード及び前記他のモードの各々の画像を生成する。

表示部は、前記ドプラモード及び前記他のモードの各々の画像を同時に表示する。

検出部は、前記走査面に対応する前記被検体の血流の拍動性を検出する。

最適化部は、前記検出された拍動性の度合いに応じて、前記ドプラモードに対応する超音波の送信と前記他のモードに対応する超音波の送信との割合を変更する。

第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成を示す図。 Ｔｒｉｐｌｅｘモードにおいて表示される超音波画像の一例を示す図。 本実施形態に係る超音波診断装置の処理手順を示すフローチャート。 走査面に対応する被検体の血流が拍動流であり、ドプラモードのデータ数が少ない場合の超音波画像の一例を示す図。 走査面に対応する被検体の血流が拍動流であり、ドプラモードのデータ数が多い場合の超音波画像の一例を示す図。 走査面に対応する被検体の血流が拍動流であり、ドプラモードのみで動作させた場合の超音波画像の一例を示す図。 走査面に対応する被検体の血流が定常流であり、ドプラモードのデータ数が少ない場合の超音波画像の一例を示す図。 走査面に対応する被検体の血流が定常流であり、ドプラモードのデータ数が多い場合の超音波画像の一例を示す図。 走査面に対応する被検体の血流が定常流であり、ドプラモードのみで動作させた場合の超音波画像の一例を示す図。 走査面に対応する被検体の血流が拍動流である場合の各動作モードのデータ配分の一例を示す図。 走査面に対応する被検体の血流が定常流である場合の各動作モードのデータ配分の一例を示す図。 第２の実施形態に係る超音波診断装置の処理手順を示すフローチャート。

以下、図面を参照して、各実施形態について説明する。

（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係る超音波診断装置について説明する。図１は、本実施形態に係る超音波診断装置の構成を示す。

本実施形態に係る超音波診断装置は、例えばＴｒｉｐｌｅｘモードのように、ドプラモードを含む複数の動作モードにおける画像を同時に表示する機能を有する。以下、本実施形態に係る超音波診断装置は、複数の動作モードとして、Ｂモード、カラーモード及びドプラモードにおける画像を同時に表示するものとして説明する。Ｂモードは、２次元形態像（Ｂモード画像）を表示するためのモードである。カラーモードは、２次元血流像（カラードプラモード画像）を表示するためのモードである。また、ドプラモードは、ドプラ波形（ドプラスペクトラム像）を表示するためのモードである。

なお、本実施形態に係る超音波診断装置では、一定期間連続してドプラモードに対応する超音波を送信した後にＢモード及びカラーモードに対応する超音波を送信するスキャン方式（Ｓｅｇｍｅｎｔ Ｓｃａｎ）が採用されているものとする。このＳｅｇｍｅｎｔ Ｓｃａｎによれば、Ｂモード及びカラーモードに対応する超音波の送信時は補間によりドプラモードにおけるドプラ波形が生成される。

図１に示すように、本実施形態に係る超音波診断装置は、超音波プローブ１０、送受信処理部２０、信号処理部３０、ＤＳＣ（Digital Scan Converter：デジタルスキャンコンバータ）４０、表示部５０、拍動性検出部６０、入力部７０及び制御部８０を備える。

超音波プローブ１０は、送受信処理部２０からの駆動信号を受けて超音波を発生し、被検体からの反射波を電気信号に変換する複数の圧電振動子、当該圧電振動子に設けられる整合層及び当該圧電振動子から後方への超音波の伝播を防止するバッキング材等を有している。この超音波プローブ１０から被検体に超音波が送信されると、当該送信超音波は、体内組織の音響インピーダンスの不連続面で次々と反射され、エコー信号として超音波プローブ１０に受信される。このエコー信号は、送受信処理部２０に供給される。なお、エコー信号の振幅は、反射することになった不連続面における音響インピーダンスの差に依存する。また、送信された超音波パルスが移動している血流や心臓壁等の表面で反射された場合のエコーは、ドプラ効果により移動体の超音波送信方向の速度成分を依存して、周波数偏移を受ける。

送受信処理部２０は、後述するスキャンシーケンスに関するパラメータの変更に従って、超音波プローブ１０を介して超音波（ビーム）を繰り返し送受信する。送受信処理部２０は、送信処理部２１及び受信処理部２２を含む。

送信処理部２１は、超音波プローブ１０を介して被検体に対して、上記したＢモード、カラーモード及びドプラモードの各々に対応する超音波を送信する。送信処理部２１は、図示しないパルス発生器、送信遅延部及びパルサ等を有している。パルス発生器は、所定のレート周波数ｆｒ Ｈｚ（周期；１／ｆｒ秒）で、送信超音波を形成するためのレートパルスを繰り返し発生する。送信遅延部は、チャンネル毎に超音波をビーム状に収束し、かつ、送信指向性を決定するのに必要な遅延時間を、各チャンネルのレートパルスに与える。パルサは、チャンネル毎にレートパルスに基づくタイミングで超音波プローブ１０に駆動パルスを印加する。

受信処理部２２は、被検体からの超音波反射波を、走査面に関するエコー信号として超音波プローブ１０を介して受信する。受信処理部２２は、図示しないプリアンプ、受信遅延部及び加算器等を有している。プリアンプは、超音波プローブ１を介して取り込まれたエコー信号をチャンネル毎に増幅する。受信遅延部は、増幅されたエコー信号に対し受信指向性を決定するのに必要な遅延時間を与え、その後加算器において加算処理を行う。この加算により、エコー信号の受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調され、受信指向性と送信指向性とにより超音波送受信の総合的なビームが形成される。

信号処理部３０は、受信処理部２２からのエコー信号に基づいて、複数の動作モードにそれぞれ対応する複数の超音波信号処理を行う。具体的には、信号処理部３０は、Ｂモード処理部３１、カラーモード処理部３２及びドプラモード処理部３３を含む。

Ｂモード処理部３１は、受信処理部２２からのエコー信号（Ｂモードに対応する超音波を送受信して得られたエコー信号）をＢモード処理する。具体的には、Ｂモード処理部３１は、受信処理部２２からのエコー信号を包絡線検波し、包絡線検波されたエコー信号を対数圧縮する。これにより、エコー信号の強度を輝度で表現するＢモード画像のデータを生成する。Ｂモード処理部４によって生成されたＢモード画像のデータは、ＤＳＣ４０に供給される。

カラーモード処理部３２は、受信処理部２２からのエコー信号（カラーモードに対応する超音波を送受信して得られたエコー信号）をカラードプラモード処理し、関心領域内のカラーモード画像のデータを生成する。具体的には、カラーモード処理部３２は、受信処理部２２からのエコー信号を直交検波する。次に、カラーモード処理部３２は、直交検波されたエコー信号を自己相関法により周波数解析する。カラーモード処理部３２は、周波数解析により、サンプルの各点において血流の平均速度値や分散値を算出する。カラーモード処理部３２は、算出された平均流速値や分散値をカラーで表現するカラードプラモード画像のデータを生成する。また、カラーモード処理部３２は、直交検波されたエコー信号に基づいて血流のパワー値を算出する。カラーモード処理部３２は、算出されたパワー値をカラーで表現するカラードプラモード画像のデータを生成する。カラーモード処理部３２によって生成されたカラードプラモード画像のデータは、ＤＳＣ４０に供給される。

ドプラモード処理部３３は、受信処理部２２からのエコー信号（ドプラモードに対応する超音波を送受信して得られたエコー信号）をドプラモード処理し、レンジゲート内のドプラ波形（ドプラスペクトラム像）のデータを生成する。具体的には、ドプラモード処理部３３は、受信処理部２２からのエコー信号を直交検波する。ドプラモード処理部３３は、直交検波されたエコー信号の中から予め設定されたレンジゲート内の信号を抽出し、当該信号をＦＦＴ（Fast Fourier Transform）によりスペクトル解析し、流速値（流速スペクトラム）を算出する。ドプラモード処理部３３は、流速スペクトラムの計時的変化を示すドプラ波形のデータを生成する。ドプラモード処理部３３によって生成されたドプラ波形のデータは、ＤＳＣ４０に供給される。

ＤＳＣ４０は、Ｂモード処理部３１からのＢモード画像のデータを表示部５０に表示可能な画像データに変換する。また、ＤＳＣ４０は、カラーモード処理部３２からのカラードプラモード画像のデータを表示部５０に表示可能な画像データに変換する。同様に、ＤＳＣ４０は、ドプラモード処理部３３からのドプラ波形のデータを表示部５０に表示可能な画像データに変換する。

表示部５０は、ＤＳＣ４０からのＢモード画像、カラードプラモード画像、ドプラ波形を重ね合わせて表示デバイスに同時に表示する。表示デバイスとしては、例えばＣＲＴディスプレイ、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイ等が利用可能である。

拍動性検出部６０は、例えばドプラ波形等に基づいて、走査面に対応する被検体の血流の拍動性を検出する。具体的には、拍動性検出部６０は、走査面に対応する被検体の血流が心拍に伴って時間的に流速が変わる拍動性の血流（以下、拍動流と表記）であるか、または流速が一定の血流（以下、定常流と表記）であるかを判別する。拍動性検出部６０による判別結果は、制御部８０に渡される。

入力部７０は、ユーザからの入力デバイスを介し入力された各種指令や情報入力を制御部８０に入力する。具体的には、入力部７０は、超音波走査の開始指示や終了指示を入力する。また、入力部７０は、カラーモードのための関心領域の位置やドプラモードのためのレンジゲートの位置を入力する。入力デバイスとしては、例えばキーボード、マウス、各種ボタン、タッチパネル等が適宜利用可能である。

制御部８０は、超音波診断装置の中枢として機能する。具体的には、制御部８０は、図示しない記憶部から制御プログラムを読み出して自身が有するメモリに展開し、展開された制御プログラムに従って各部を制御する。

また、制御部８０は、拍動性検出部６０によって検出された拍動性に応じて、上記したスキャンシーケンスに関するパラメータを変更する。これにより、制御部８０は、上記したＴｒｉｐｌｅｘモードにおいて同時に表示されるＢモード画像、カラードプラモード画像及びドプラ波形の画質を最適化する。具体的には、制御部８０は、拍動性検出部６０による判別結果に基づいて、Ｔｒｉｐｌｅｘモードにおけるドプラモードに対応する超音波の送信とＢモード画像及びカラーモード画像に対応する超音波の送信との割合を変更する。換言すれば、制御部８０は、Ｂモード、カラーモード及びドプラモードの各々のデータ配分を変更する。なお、Ｂモード、カラーモード及びドプラモードのデータ配分が変更された場合、当該変更されたデータ配分に応じて各モードに対応する超音波が送信されることになる。

ここで、図２は、上記したＴｒｉｐｌｅｘモードにおいて表示される超音波画像の一例を示す。図２に示すように、Ｔｒｉｐｌｅｘモードにおける超音波画像では、Ｂモード画像Ｉ１、カラードプラモード画像Ｉ２及びドプラ波形（ドプラスペクトラム像）Ｉ３が同時に表示される。Ｂモード画像Ｉ１は、Ｂモード走査面に関する２次元の形態像である。また、カラードプラモード画像Ｉ２は、関心領域内の２次元の血流像であり、Ｂモード画像Ｉ１の関心領域上に重ねて表示される。なお、Ｂモード画像Ｉ１上にはドプラレンジゲートの位置を示すマークＭＲが重ねて表示されている。一方、Ｂモード画像Ｉ１の下部には、ドプラ波形Ｉ３が表示される。ドプラ波形Ｉ３は、マークＭＲが指し示すレンジゲート内のドプラスペクトラムを描出している。ドプラ波形は、縦軸を血流速、横軸を時間に規定して構成されたグラフである。換言すれば、ドプラ波形は、走査面に対応する被検体の血流の流速値の時間変化を表している。典型的には、Ｂモード画像Ｉ１、カラードプラモード画像Ｉ２及びドプラ波形Ｉ３は、リアルタイムに生成されて表示される。

次に、図３のフローチャートを参照して、本実施形態に係る超音波診断装置の処理手順について説明する。

まず、超音波診断装置において、Ｂモード、カラーモード及びドプラモードの画像を同時に表示するためのＴｒｉｐｌｅｘモードにおけるスキャン（上記したＳｅｇｍｅｎｔ Ｓｃａｎでのスキャン）が開始される（ステップＳ１）。なお、Ｓｅｇｍｅｎｔ Ｓｃａｎによれば、上記したように一定期間連続してドプラモードに対応する超音波が送信された後にＢモード及びカラーモードに対応する超音波が送信される。ここでは、例えば予め設定されているスキャンシーケンスに関するパラメータ（Ｂモード、カラーモード及びドプラモードのデータ配分）に基づいてＴｒｉｐｌｅｘモードにおけるスキャンが開始されることにより、Ｂモード画像、カラードプラモード画像及びドプラ波形が例えば表示部５０に同時に表示される。

ここで、検査者（操作者）は、例えば超音波診断装置を操作することによって、当該超音波診断装置に対してＴｒｉｐｌｅｘモードにおいて同時に表示されるＢモード、カラーモード及びドプラモードの画像の画質（Ｂモード画像、カラードプラモード画像及びドプラ波形の画質）を最適化する旨の指示（以下、最適化指示と表記）をすることができる。

入力部７０は、検査者の操作に応じて、最適化指示を入力する（ステップＳ２）。最適化指示のための検査者の操作には、例えばＱｕｉｃｋ Ｓｃａｎ ｆｏｒ ＤｏｐｐｌｅｒのスイッチをＯＮにする操作が含まれる。なお、Ｑｕｉｃｋ Ｓｃａｎ ｆｏｒ Ｄｏｐｐｌｅｒとは、ドプラ波形によって流速レンジ、Ｂａｓｅｌｉｎｅ等を最適化する技術である。ここでは、Ｑｕｉｃｋ Ｓｃａｎ ｆｏｒ ＤｏｐｐｌｅｒのスイッチをＯＮすることによって最適化指示が入力されるものとして説明したが、例えば単に最適化指示を入力するためのボタン等が設けられており、当該ボタンを押下するような操作に応じて最適化指示が入力されても構わない。

最適化指示が入力されると、拍動性検出部６０は、走査面に対応する被検体の血流（以下、単に被検体の血流と表記）の流速値の時間変化を示すドプラ波形（過去のドプラ波形）をトレースする（ステップＳ３）。なお、過去のドプラ波形には、例えば上記したステップＳ１において開始されたスキャン後（Ｑｕｉｃｋ Ｓｃａｎ ｆｏｒ ＤｏｐｐｌｅｒのスイッチをＯＮする前）に得られたドプラ波形等が含まれる。

次に、拍動性検出部６０は、トレースされたドプラ波形のデータから当該ドプラ波形の時間的変化を計測する。拍動性検出部６０は、計測されたドプラ波形の時間的変化に基づいて、単位時間あたりの流速値の変化量が予め定められた値（以下、閾値と表記）以上であるか否かを判定する（ステップＳ４）。

流速値の変化量が閾値以上であると判定された場合（ステップＳ４のＹＥＳ）、拍動性検出部６０は、被検体の血流が拍動流であると判別し、当該判別結果を制御部８０に渡す。

制御部８０は、被検体の血流が拍動流である場合、ドプラモードに対応する超音波の送信の割合を増加させ、他の動作モード（Ｂモード及びカラーモード）に対応する超音波の送信の割合を減少させる。つまり、制御部８０は、ドプラモードのデータ数を増加させ、Ｂモード及びカラーモードのデータ数を減少させるように、各動作モードのデータ配分を変更する（ステップＳ５）。

一方、流速値の変化量が閾値以上でないと判定された場合（ステップＳ４のＮＯ）、拍動性検出部６０は、被検体の血流が定常流であると判別し、当該判別結果を制御部８０に渡す。

制御部８０は、被検体の血流が定常流である場合、ドプラモードに対応する超音波の送信の割合を減少させ、他の動作モード（Ｂモード及びカラーモード）に対応する超音波の送信の割合を増加させる。つまり、制御部８０は、ドプラモードのデータ数を減少させ、Ｂモード及びカラーモードのデータ数を増加させるように、各動作モードのデータ配分を変更する（ステップＳ６）。

上記したステップＳ５またはＳ６の処理が実行されると、超音波診断装置において、変更されたデータ配分でスキャン（Ｔｒｉｐｌｅｘモードにおけるスキャン）が再開される（ステップＳ７）。

なお、上記したドプラモードのデータ数の増加及び減少は、例えばＢモードのＰＲＦ（パルス繰り返し周波数）、並列同時受信、カラーモードのＰＲＦ、並列同時受信、アンサンブル数等の条件を変更することによって実現されても構わない。具体的には、被検体の血流が拍動流である場合には、ＢモードのＰＲＦを高くする、並列同時受信をＯＮする、カラーモードのＰＲＦを高くする、並列同時受信をＯＮする、アンサンブル数を減らす等の変更を行うことで、Ｂモード及びカラーモードのフレームレートが上がり、代わりにドプラモードのデータ数を増加させることができる。なお、この場合にはＢモード画像及びカラードプラモード画像の画質は劣化する。

また、ここでは検査者の操作に応じて最適化指示が入力されるものとして説明したが、検査者の操作を必要とせず、例えば予め定められた間隔で随時上記したステップＳ３以降の処理が実行されるような構成とすることも可能である。

以下、本実施形態に係る超音波診断装置におけるＴｒｉｐｌｅｘモードにおいて同時に表示されるＢモード画像、カラードプラモード画像及びドプラ波形の画質の最適化について簡単に説明する。

図４〜図６は、走査面に対する被検体の血流が拍動流である場合にＴｒｉｐｌｅｘモードにおいて表示される超音波画像の一例を示す。なお、図４は、ドプラモードのデータ数が少なく、Ｂモード及びカラーモードのデータ数（ラスタ数）が多い場合の超音波画像である。図５は、ドプラモードのデータ数が多く、Ｂモード及びカラーモードのデータ数（ラスタ数）が少ない場合の超音波画像である。また、図６は、超音波診断装置をドプラモードのみで動作させた場合の超音波画像である。

図４及び図５に示すドプラ波形を比較すると、図６に示すドプラ波形と比べて、ドプラモードのデータ数を少なくした際のドプラ波形（つまり、図４に示すドプラ波形）の劣化が目立つ。このため、走査面に対する被検体の血流が拍動流である場合には、ドプラ波形の劣化を抑制するためにドプラモードのデータ数を増加させる必要がある。

一方、図７〜図９は、走査面に対する被検体の血流が定常流である場合にＴｒｉｐｌｅｘモードにおいて表示される超音波画像の一例を示す。なお、図７は、ドプラモードのデータ数が少なく、Ｂモード及びカラーモードのデータ数（ラスタ数）が多い場合の超音波画像である。図８は、ドプラモードのデータ数が多く、Ｂモード及びカラーモードのデータ数（ラスタ数）が少ない場合の超音波画像である。また、図９は、超音波診断装置をドプラモードのみで動作させた場合の超音波画像である。

図７及び図８に示すドプラ波形を比較すると、図９に示すドプラ波形と比べて、ドプラモードのデータ数を少なくしたとしてもドプラ波形の劣化が目立たない。このため、走査面に対する被検体の血流が定常流である場合には、Ｂモード画像及びカラードプラモード画像の画質を向上させるために、ドプラモードのデータ数を少なくし、Ｂモード及びカラーモードのデータ数を増加させる。

ここで、走査面に対応する被検体の血流が拍動流である場合及び定常流である場合のＢモード、カラーモード及びドプラモードのデータ配分について具体的に説明する。

図１０は、走査面に対する被検体の血流が拍動流である場合の各動作モードのデータ配分の一例を示す。図１１は、走査面に対応する被検体の血流が定常流である場合の各動作モードのデータ配分の一例を示す。

走査面に対する被検体の血流が拍動流である場合には、図１０に示すように、ドプラモードのデータ数を多くし、ドプラモードに対応する超音波を送信しない期間（Ｇａｐ期間）を短くすることによって、ドプラモードにおけるドプラ波形の画質の劣化を抑制する。具体的には、Ｂモードのラスタを１５０本、カラーモードのラスタを７０本、ドプラモードのデータ数を１２８（データ）のように設定する。

一方、走査面に対する被検体の血流が定常流である場合には、図１１に示すように、ドプラモードのデータ数を少なくし、ドプラモードに対応する超音波を送信しない期間（Ｇａｐ期間）を長くすることで、Ｂモード及びカラーモードのデータ数を多くしてＢモード画像及びカラードプラモード画像の画質を向上させる。具体的には、Ｂモードのラスタを３００本、カラーモードのラスタを１４０本、ドプラモードのデータ数を６４（データ）のように設定する。

上記したように本実施形態においては、走査面に対応する被検体の血流の拍動性（拍動流であるか定常流であるか）に応じてドプラモードに対応する超音波の送信と他の動作モードに対応する超音波の送信との割合を変更する構成により、ドプラモード及び他の動作モードのデータ配分を自動的に変更することができるため、検査者がＩＱ−Ｂａｌａｎｃｅのスイッチ等の操作を行うことなく、Ｔｒｉｐｌｅｘモードのように同時に表示されるドプラモードを含む複数の動作モードの画像の画質を最適化することができる。つまり、本実施形態によれば、例えばＴｒｉｐｌｅｘモードにおける画質の調整等を検査者が行う手間を削減することができることにより、検査時間が短縮され、被検者等の負担を軽減することができる。

なお、本実施形態においては、ドプラ波形によって示される流速値の時間変化をトレースし、単位時間当たりの流速値の変化量に基づいて被検者の血流の拍動性を検出する（拍動流であるか定常流であるかを判別する）ものとして説明したが、ドプラ計測指標であるＲＩ（Resistance Index）やＰＩ（Pulsatility Index）から拍動性を検出する構成としても構わない。

更に、例えばＢモード及びカラーモードの時間的変化で拍動性を検出する構成としてもよい。Ｂモードの場合には、Ｂモード画像のフレーム間の相関をとり、当該フレーム間の相関が小さければ拍動流、フレーム間の相関が大きければ定常流と判別することができる。一方、カラーモードの場合には、ある関心領域を指定してカラーモードのドプラ偏移周波数の時間的変化を測定し、当該ドプラ偏移周波数の時間的変化が大きければ拍動流、当該ドプラ偏移周波数の時間的変化が小さければ定常流と判別することができる。

また、本実施形態においては、Ｂモード画像、カラードプラモード画像及びドプラ波形が同時に表示されるＴｒｉｐｌｅｘモードについて主に説明したが、本実施形態はドプラモードを含む複数の動作モードの画像を同時に表示する超音波診断装置であれば適用可能である。具体的には、Ｂモード画像及びドプラ波形が同時に表示されるＤｕｐｌｅｘモードで動作する超音波診断装置にも適用可能である。この場合、上記したＧａｐ期間のスキャンがＢモードのみになる点以外は上記説明したＴｒｉｐｌｅｘモードの場合と同様である。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る超音波診断装置について説明する。本実施形態に係る超音波診断装置は、前述した第１の実施形態と同様に、ドプラモードを含む複数の動作モードとして、Ｂモード、カラーモード及びドプラモードにおける画像を同時に表示するものとして説明する。

なお、本実施形態に係る超音波診断装置の構成は、前述した第１の実施形態と同様であるため、適宜、図１を用いて説明する。ここでは、前述した第１の実施形態と異なる部分について主に述べる。

前述した第１の実施形態においては被検体の血流が拍動流であるか定常流であるかの判別結果に応じて各動作モードのデータ配分を変更するものとして説明したが、本実施形態においては、拍動流の中でも拍動性の度合いに応じて更にデータ配分（ドプラモードに対応する超音波の送信の割合）を変更する点が、前述した第１の実施形態とは異なる。

なお、本実施形態に係る超音波診断装置において、制御部８０は、拍動性の度合い対応づけてドプラモードに対応する超音波の送信と他のモード（Ｂモード及びカラーモード）に対応する超音波の送信との割合（つまり、Ｂモード、カラーモード及びドプラモードのデータ配分）を予め保持するテーブルを有している。具体的には、制御部８０が有するテーブルには、拍動性の度合いが高い拍動流（以下、第１の拍動流と表記）のインデックスに対応づけて当該第１の拍動流に対応する各動作モードのデータ配分（以下、第１のデータ配分と表記）が保持されている。同様に、制御部８０が有するテーブルには、拍動性の度合いが低い拍動流（以下、第２の拍動流と表記）のインデックスに対応づけて当該第２の拍動流に対応する各動作モードのデータ配分（以下、第２のデータ配分と表記）が保持されており、定常流のインデックスに対応づけて当該定常流に対応する各動作モードのデータ配分（以下、第３のデータ配分と表記）が保持されている。つまり、本実施形態においては、拍動性の度合い（第１の拍動流、第２の拍動流及び定常流）に応じて３つのＩＱ−Ｂａｌａｎｃｅが設定されている。

なお、第２の拍動流と比較して第１の拍動流の方が拍動性の度合いが高いため、ドプラ波形の劣化が目立つ。したがって、第１のデータ配分では、第２のデータ配分と比較して、ドプラモードに対応する超音波の送信の割合が高い。

以下、本実施形態に係る超音波診断装置の動作について説明する。図１２は、本実施形態に係る超音波診断装置の処理手順を示すフローチャートである。

まず、前述した図３に示すステップＳ１〜Ｓ４の処理に相当するステップＳ１１〜Ｓ１４の処理が実行される。

ステップＳ１４において流速値の変化量が閾値（以下、第１の閾値と表記）以上であると判定された場合、拍動性検出部６０は、流速値の変化量を第１の閾値とは異なる閾値（第２の閾値と表記）と比較することによって、当該流速値の変化の程度が大きいか否かを判定する（ステップＳ１５）。

流速値の変化の程度が大きいと判定された場合（ステップＳ１５のＹＥＳ）、拍動性検出部６０は、被検体の血流が第１の拍動流であると判別し、当該判別結果を制御部８０に渡す。

制御部８０は、被検体の血流が第１の拍動流である場合、当該制御部８０が有するテーブルを参照して、当該第１の拍動流（のインデックス）に対応づけて当該テーブルに保持されている第１のデータ配分（第１の拍動流時のデータ配分）を選択する（ステップＳ１６）。なお、ステップＳ１６において選択された第１のデータ配分の一例としては、例えばＢモードのラスタを１５０本、カラーモードのラスタを７０本、ドプラモードのデータ数を１２８（データ）とする。

一方、流速値の変化の程度が大きくないと判定された場合（ステップＳ１５のＮＯ）、拍動性検出部６０は、被検体の血流が第２の拍動流であると判別し、当該判別結果を制御部８０に渡す。

制御部８０は、被検体の血流が第２の拍動流である場合、当該制御部８０が有するテーブルを参照して、当該第２の拍動流（のインデックス）に対応づけて当該テーブルに保持されている第２のデータ配分（第２の拍動流時のデータ配分）を選択する（ステップＳ１７）。なお、ステップＳ１７において選択された第２のデータ配分の一例としては、例えばＢモードのラスタを２００本、カラーモードのラスタを１００本、ドプラモードのデータ数を９６（データ）とする。第２のデータ配分では、上記した第１のデータ配分と比較して、ドプラモードのデータ数（ドプラモードに対応する超音波の送信の割合）が少なくなっている。

また、ステップＳ１４において流速値の変化量が第１の閾値以上でないと判定された場合、拍動性検出部６０は、被検体の血流が定常流であると判別し、当該判別結果を制御部８０に渡す。

制御部８０は、被検体の血流が定常流である場合、当該制御部８０が有するテーブルを参照して、当該定常流（のインデックス）に対応づけて当該テーブルに保持されている第３のデータ配分（定常流時のデータ配分）を選択する（ステップＳ１８）。なお、ステップＳ１８において選択された第３のデータ配分の一例としては、例えばＢモードのラスタを３００本、カラーモードのラスタを１４０本、ドプラモードのデータ数を６４（データ）とする。

上記したステップＳ１６、Ｓ１７またはＳ１８の処理が実行されると、超音波診断装置において、選択されたデータ配分でスキャン（Ｔｒｉｐｌｅｘモードにおけるスキャン）が再開される（ステップＳ１９）。

上記したように本実施形態においては、検出された拍動性の度合いに対応づけて予め用意されたテーブルに保持されているドプラモードに対応する超音波の送信と他の動作モードに対応する超音波の送信との割合（つまり、各動作モードのデータ配分）を選択し、現在の各動作モードのデータ配分を当該選択された各動作モードのデータ配分に変更する構成により、前述した第１の実施形態と比較して、拍動性の度合いに応じてより詳細な設定の変更をすることができる。

以上説明した実施形態によれば、同時に表示されるドプラモードを含む複数の動作モードの画像の画質を最適化することが可能な超音波診断装置を提供することが可能となる。

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同様に、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ものである。

１０…超音波プローブ、２０…送受信処理部、２１…送信処理部、２２…受信処理部、３０…信号処理部、３１…Ｂモード処理部、３２…カラーモード処理部、３３…ドプラモード処理部、４０…ＤＳＣ（超音波画像生成部）、５０…表示部、６０…拍動性検出部、７０…入力部、８０…制御部（最適化部）。

Claims (9)

1. 超音波プローブと、
   前記超音波プローブを介して被検体に対して、前記被検体の血流の流速値の時間変化を表すドプラ波形を表示するためのドプラモード及び当該ドプラモード以外の他のモードの各々に対応する超音波を送信する送信処理部と、
   前記被検体からの超音波反射波を、走査面に関するエコー信号として前記超音波プローブを介して受信する受信処理部と、
   前記エコー信号に基づいて前記ドプラモード及び前記他のモードの各々の画像を生成する超音波画像生成部と、
   前記ドプラモード及び前記他のモードの各々の画像を同時に表示する表示部と、
   前記走査面に対応する前記被検体の血流の拍動性を検出する検出部と、
   前記検出された拍動性の度合いに応じて、前記ドプラモードに対応する超音波の送信と前記他のモードに対応する超音波の送信との割合を変更する最適化部と
   を具備することを特徴とする超音波診断装置。
2. 前記検出部は、前記検出された拍動性の度合いに応じて、前記走査面に対応する前記被検体の血流が拍動流であるか定常流であるかを判別し、
   前記最適化部は、前記拍動流であると判別された場合、前記ドプラモードに対応する超音波の送信の割合を増加させ、前記定常流であると判別された場合、前記ドプラモードに対応する超音波の送信の割合を減少させる
   ことを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
3. 前記検出部は、前記ドプラ波形によって示される流速値の時間変化をトレースし、単位時間あたりの流速値の変化量が予め定められた値以上であるか否かに基づいて前記拍動性を検出する
   ことを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
4. 前記他のモードは、前記被検体のＢモード画像を表示するためのＢモードを含み、
   前記検出部は、前記Ｂモード画像のフレーム間の相関に応じて前記拍動性を検出する
   ことを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
5. 前記他のモードは、前記被検体のカラードプラモード画像を表示するためのカラーモードを含み、
   前記検出部は、前記カラーモードにおいて得られるドプラ偏移周波数の時間的変化に応じて前記拍動性を検出する
   ことを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
6. 前記拍動性の度合いに対応づけて前記ドプラモードに対応する超音波の送信と前記他のモードに対応する超音波の送信との割合を予め保持するテーブルを更に具備し、
   前記最適化部は、前記ドプラモードに対応する超音波の送信と前記他のモードに対応する超音波の送信との割合を、前記検出された拍動性の度合いに対応づけて前記テーブルに保持されている割合に変更する
   ことを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
7. 前記他のモードは、前記被検体のＢモード画像を表示するためのＢモード及び前記被検体のカラードプラモード画像を表示するためのカラーモードを含み、
   前記最適化部は、前記Ｂモードの繰り返し周波数、並列同時受信、前記カラーモードの繰り返し周波数、並列同時受信、アンサンブル数を変更することによって、前記ドプラモードに対応する超音波の送信と前記他のモードに対応する超音波の送信との割合を変更する
   ことを特徴とする請求項１記載の超音波診断装置。
8. 前記検出部は、検査者からの指示に応じて前記拍動性を検出することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の超音波診断装置。
9. 前記検出部は、予め定められた間隔で前記拍動性を検出することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の超音波診断装置。

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