JP2014027994A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】斜め走査における操作性を改善する。
【解決手段】超音波診断装置は、走査手段、断層像データ生成手段、スペクトラム像データ生成手段、表示制御手段、移動手段、角度変更手段を備える。走査手段は断層面を第１，第２の超音波ビームで走査する。各データ生成手段は各走査で得られる受信信号に基づき断層像データ，スペクトラム像データを生成する。表示制御手段は各データに対応する断層像及びドプラスペクトラム像を含み、断層像上にレンジゲートマーカを配置した画面を表示部に表示させる。移動手段は上記マーカを移動させることでレンジゲート位置を移動させる。角度変更手段はレンジゲート位置が第２の超音波ビームの走査可能領域外に移動したとき当該位置が当該走査可能領域内に含まれるように、プローブ面の法線方向に対する同ビームの傾斜角度を変更する。
【選択図】図５

Description

本発明の実施形態は、超音波のドプラ効果を利用して、血流等の運動体の運動状態を診断する超音波診断装置に関する。

従来、抹消血管疾患の検査等において、超音波プローブの送受信面に対する法線方向に沿う超音波ビームにて被検体を走査することで得られたＢモード像と、この法線方向に対して傾斜させた超音波ビームにて被検体を走査することで得られたカラードプラ像（ＣＦＭ像）とを重畳表示する、いわゆる斜め走査を実施する超音波診断装置がある。

さらに、斜め走査の実施時において、上記のようなＢモード像上にレンジゲート位置を示すレンジゲートマーカを配置し、このマーカにて示される部分の血流速度に対応するドプラスペクトラム像（ＰＷＤ像）を表示する場合もある。通常、ドプラスペクトラム像を得るための超音波ビームは、カラードプラ像を得るための超音波ビームと同じ傾斜角度で送信される。このような傾斜角度は、超音波スキャンを開始する前に、オペレータが予め設定しておくことが一般的である。

斜め走査においては、Ｂモード像を得るための超音波ビームによる走査可能領域と、カラードプラ像を得るための超音波ビームによる走査可能領域とに非重複部分が生じる。Ｂモード像上において、この非重複部分に対応する位置にレンジゲートマーカを移動させても、上記傾斜角度を維持したままではドプラスペクトラム像を得ることができない。

上記非重複部分に含まれる任意位置のドプラスペクトラム像を得るためには、例えば超音波プローブを移動させて当該任意位置を各超音波ビームによる走査可能領域の重複部分に入れたり、上記傾斜角度を変更したりするなどの面倒な作業が必要となる。
このように、従来の斜め走査には、操作性の面で課題が存在しており、超音波診断の効率を低下させる一因となっていた。

特開平６−９０９５２号公報 特開平６−１１４０５８号公報

本発明が解決しようとする課題は、斜め走査における操作性を改善し、超音波診断の効率を向上させることにある。

一実施形態に係る超音波診断装置は、走査手段と、断層像データ生成手段と、スペクトラム像データ生成手段と、表示制御手段と、移動手段と、角度変更手段とを備えている。

上記走査手段は、被検体の断層面を、超音波プローブにより第１の超音波ビームにて走査するとともに、当該断層面に設定されたレンジゲート位置を通り、かつ当該超音波プローブのプローブ面の法線方向に対し所定の傾斜角度で傾いた第２の超音波ビームにて走査する。上記断層像データ生成手段は、上記第１の超音波ビームによる走査で得られる受信信号に基づき上記断層面を表す断層像データを生成する。上記スペクトラム像データ生成手段は、上記第２の超音波ビームによる走査で得られる受信信号に基づき上記レンジゲート位置におけるドプラ偏移周波数のスペクトラムを表すスペクトラム像データを生成する。上記表示制御手段は、上記断層像データに対応する断層像及び上記スペクトラム像データに対応するドプラスペクトラム像を含み、上記断層像上に上記レンジゲート位置を示すレンジゲートマーカを配置した画面を表示部に表示させる。上記移動手段は、上記表示部に表示された上記レンジゲートマーカを上記断層像上で移動させることで、上記レンジゲート位置を移動させる。上記角度変更手段は、上記移動手段により上記レンジゲート位置が上記第２の超音波ビームによる走査可能領域外に移動されたとき、当該レンジゲート位置が上記第２の超音波ビームによる走査可能領域内に含まれるように上記第２の超音波ビームの傾斜角度を変更する。

第１の実施形態における超音波診断装置の要部構成を示すブロック図。 同実施形態における斜め走査を説明するための図。 同実施形態における診断画面の一例を示す図。 同実施形態におけるレンジゲート位置の移動を説明するためのフローチャート。 同実施形態におけるレンジゲート位置の移動に伴う係る診断画面の遷移例を示す図。 第２の実施形態におけるレンジゲート位置の移動を説明するためのフローチャート。 同実施形態におけるレンジゲート位置の移動に伴う係る診断画面の遷移例を示す図。

いくつかの実施形態について図面を参照しながら説明する。
（第１の実施形態）
先ず第１の実施形態につき、図１〜図５を用いて説明する。

［超音波診断装置の構成］
図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の要部構成を示すブロック図である。
超音波診断装置は、超音波プローブ１と、電子走査部２（走査手段）と、直交位相検波部３と、ＭＴＩ（Moving Target Indicator）演算部４と、スペクトラムドプラ演算部５と、表示制御部６と、モニタ７と、操作パネル８と、コントローラ９とを備えている。

超音波プローブ１は、複数の圧電振動子、各圧電振動子に設けられる整合層、及び各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備える。各圧電振動子は、電子走査部２から供給される駆動パルスに基づき超音波を発生する。また、各圧電振動子は、被検体からの反射波を受信して電気信号（受信信号）に変換する。

電子走査部２は、基準信号発生器２１と、ディレーライン２２と、パルサ２３と、プリアンプ２４と、加算器２５と、検波器２６とを備えている。電子走査部２は、超音波プローブ１に超音波を送信させる送信部、及び、超音波プローブ１が受信した超音波エコーを処理する受信部の双方として機能する。

基準信号発生器２１は、基準信号及びクロックパルスを発生する。ディレーライン２２は、基準信号発生器２１が発生した基準信号を受けて、コントローラ９から指令される遅延時間に応じた遅延駆動信号を生成し、生成した遅延駆動信号をパルサ２３に供給する。パルサ２３は、ディレーライン２２から供給される遅延駆動信号に同期して、基準信号発生器２１の基準周波数ｆｃと同じ周波数を有する駆動パルスを、超音波プローブ１の超音波振動子に印加する。超音波プローブ１の超音波振動子は、この駆動パルスを受けて振動する。これにより基準周波数ｆｃを中心周波数とする超音波パルスが所定の繰り返し周波数（ＰＲＦ）で周期的に発生し、被検体に送信される。

超音波プローブ１から送信された超音波は被検体内を伝搬し、その途中にある音響インピーダンスの不連続面で次々と反射する。この反射によるエコーは超音波プローブ１により受信され、超音波振動子が受信信号を発生する。

超音波プローブ１から発生した受信信号は、プリアンプ２４に送られる。プリアンプ２４は、この受信信号を増幅してディレーライン２２に出力する。ディレーライン２２は、プリアンプ２４から入力される受信信号に、例えば送信時とは逆の遅延を施した後、加算器２５に出力する。加算器２５は、ディレーライン２２から入力される受信信号を加算する。これにより、受信指向性を持った１つのエコー信号が生成される。このエコー信号は、検波器２６と直交位相検波部３とにそれぞれ出力される。

検波器２６は、エコー信号を検波して反射成分を取り出し、その反射成分を対数増幅し、包絡線を検波することで、断面における組織を表すＢモード像信号（断層像データ）を生成する。検波器２６は、生成したＢモード像信号を表示制御部６に出力する。

直交位相検波部３は、ミキサ３１と、９０度移相器３２と、ローパスフィルタ３３とを備えている。

加算器２５から出力されたエコー信号は、ミキサ３１に送られる。ミキサ３１には、基準信号発生器２１にて発生した基準信号（基準周波数ｆｃ）が直接入力される。さらに、ミキサ３１には、９０度移相器３２を経て９０度の位相差が加えられた基準信号も入力される。ミキサ３１は、加算器２５から入力されるエコー信号、基準信号発生器２１から入力される基準信号、及び９０度移相器３２から入力される基準信号を合成し、合成後の信号をローパスフィルタ３３に出力する。その結果、ローパスフィルタ３３には、基準信号（基準周波数ｆｃ）とドプラ偏移信号（周波数ｆｄ）とが合成された周波数成分（２ｆｃ＋ｆｄ）が入力される。ローパスフィルタ３３は、周波数成分（２ｆｃ＋ｆｄ）のうち高周波成分（２ｆｃ）を除去する。このような直交位相検波により、ドプラ偏移周波数成分（ｆｄ）を有する位相検波出力信号が得られる。ローパスフィルタ３３は、この位相検波出力信号を、ＭＴＩ演算部４に出力する。

ＭＴＩ演算部４は、Ａ／Ｄ変換器４１と、ＭＴＩフィルタ４２と、自己相関演算部４３と、平均速度演算部４４と、分散演算部４５と、パワー演算部４６とを備えている。

Ａ／Ｄ変換器４１は、直交位相検波部３から入力される位相検波出力信号をデジタル化した後、ＭＴＩフィルタ４２に出力する。ＭＴＩフィルタ４２は、Ａ／Ｄ変換器４１から入力される位相検波出力信号から心臓壁などの比較的速度の遅い低周波成分（クラッタ成分）を除去することにより、血流などの比較的速度が速い高周波成分（血流成分）を抽出する。

自己相関演算部４３は、２次元の多点における周波数分析をリアルタイムに行う。自己相関演算部４３は、ＭＴＩフィルタ４２から出力された血流成分（高周波成分）を、予め設定されたゲイン値に従って増幅する。そして、自己相関演算部４３は、増幅された血流成分（高周波成分）を対象にして周波数解析を行うことでドプラ偏移周波数ｆｄを求める。自己相関演算部４３により求められたドプラ偏移周波数ｆｄは、平均速度演算部４４、分散演算部４５、及びパワー演算部４６に出力される。

平均速度演算部４４、分散演算部４５、及びパワー演算部４６は、自己相関演算部４３から入力されるドプラ偏移周波数ｆｄに基づいて各々所定の演算を行うことで、サンプル点ごとの血流情報を求める。具体的には、平均速度演算部４４は、各サンプル点のそれぞれにおける血流の平均速度を求める。また、分散演算部４５は、各サンプル点のそれぞれにおける血流速度の分散値を求める。また、パワー演算部４６は、各サンプル点のそれぞれにおける血流量を反映したパワー（強度）を求める。このようにして得られた血流の平均速度、分散値、及びパワーなどの血流情報を表す血流情報信号（ドプラ像データ）は、表示制御部６に出力される。

スペクトラムドプラ演算部５は、レンジゲート回路５１と、サンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ）５２と、バンドパスフィルタ５３と、周波数分析器（ＦＦＴ）５４とを備えている。

レンジゲート回路５１は、遅延時間を任意に設定可能な回路構成になっており、プローブ１と所望のレンジゲート（サンプリングポイント、サンプリングボリュームともいう）位置との間を超音波信号が往復するのに相当する時間だけレートパルスよりも遅延させ、かつ、設定幅を有するサンプリングパルスをサンプルホールド回路５２に供給する。レンジゲートの位置は、コントローラ９から指令される。

サンプルホールド回路５２は、ローパスフィルタ３３からの位相検波出力信号をサンプリングパルスでサンプルホールドする。このサンプルホールドされた位相検波信号は、その後、バンドパスフィルタ５３を通過する。バンドパスフィルタ５３は、サンプルホールドされた位相検波信号から、サンプルホールド回路５２でのサンプリングにより生じた高調波成分、血管壁などからの固定反射信号、さらには比較的遅い動きに拠るドプラ偏移周波数に相当した成分を除去することにより、血流に拠るドプラ信号のみを抽出する。

周波数分析器５４は、高速フーリエ変換回路を有し、バンドパスフィルタ５３を通過した後の位相検波信号に対してドプラ偏移周波数の周波数解析を行い、その解析結果である周波数スペクトルパターンを表すスペクトラム信号（スペクトラム像データ）を表示制御部６に出力する。

表示制御部６は、第１のＤＳＣ（デジタルスキャンコンバータ）６１と、第２のＤＳＣ６２と、カラー変換器６３と、マルチプレクサ（ＭＰＸ）６４と、Ｄ／Ａ変換器６５とを備えている。

検波器２６から出力されたＢモード像信号、及び、スペクトラムドプラ演算部５から出力されたスペクトラム信号は、第１のＤＳＣ６１に入力される。また、ＭＴＩ演算部４から出力された血流情報信号は、第２のＤＳＣ６２に入力される。

第１のＤＳＣ６１は、Ｂモード像信号及びスペクトラム信号の形式を超音波走査から標準ＴＶ走査に走査変換し、変換後の信号をマルチプレクサ６４に出力する。第２のＤＳＣ６２は、血流情報信号の形式を、超音波走査から標準ＴＶ走査に走査変換し、変換後の信号をカラー変換器６３に出力する。カラー変換器６３は、例えばカラー変換情報を記憶した図示しないメモリを備えている。カラー変換情報には、例えば超音波プローブ１に向かう流れを赤とし、遠ざかる流れを青とし、速度の大小は輝度に反映させ、また、分散は緑の色相でレベル分けするなどの情報が含まれている。カラー変換器６３は、このようなカラー変換情報に基づいて血流情報信号をカラー血流信号に変換した後、マルチプレクサ６４に出力する。マルチプレクサ６４は、第１のＤＳＣ６１から入力されるＢモード像信号に基づくＢモード像及びスペクトラム信号に基づくドプラスペクトラム像と、カラー変換器６３から入力されるカラー血流信号に基づくカラードプラ像とを所定位置に配置した診断画面の画面データ信号を生成し、この画面データ信号をＤ／Ａ変換器６５に出力する。Ｄ／Ａ変換器６５は、マルチプレクサ６４から入力される画面データ信号をアナログ化し、モニタ７に出力する。モニタ７は、Ｄ／Ａ変換器５５から入力される画面データ信号に基づく診断画面を表示する。

操作パネル８は、各種のボタンやマウス、トラックボール、モニタ７の表示面に対する接触操作を検知するタッチパネル等を備え、オペレータによる各種コマンドやスキャン条件の入力等に使用される。操作パネル８は、カラードプラ像を生成する関心領域（ＲＯＩ）やレンジゲート位置の設定にも使用される。

コントローラ９は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等で構成され、電子走査部２、直交位相検波部３、ＭＴＩ演算部４、スペクトラムドプラ演算部５、及び表示制御部６等を制御する。

なお、本実施形態においては、検波器２６等によって被検体の断層面の断層像データを生成する断層像データ生成手段が構成され、ＭＴＩ演算部４等によって血流の運動情報を示すドプラ像データを生成するドプラ像データ生成手段が構成され、スペクトラムドプラ演算部５等によってドプラ偏移周波数のスペクトラムを表すスペクトラム像データを生成するスペクトラム像データ生成手段が構成される。また、操作パネル８等によってレンジゲート位置を移動させる移動手段が構成され、表示制御部６によって診断画面をモニタ７に表示させる表示制御手段が構成される。

［斜め走査］
本実施形態に係る超音波診断装置は、いわゆる斜め走査により、被検体内の断層を表すＢモード像、被検体内の血流に関するカラードプラ像及びドプラスペクトラム像を生成する。

この斜め走査につき、図２を用いて説明する。この図は、リニアプローブである超音波プローブ１と、該プローブ１のプローブ面１１（圧電振動子の配列面）と、超音波ビームＢ（Ｂb，Ｂc，Ｂp）との関係を模式的に表したものである。

周知のように、ドプラ偏移周波数をｆｄ、血流速度をｖ、超音波ビームの中心周波数をｆｃ、超音波ビームと血流の成す角度をθ、音速をｃとすると、以下の関係式が成り立つ。

ｆｄ＝（２・ｖ・ｃｏｓθ・ｆｃ）／ｃ
平均速度演算部４４、分散演算部４５、及びパワー演算部４６は、この関係式に基づく演算によって、血流情報を求めている。この関係式からも明らかなように、角度θ＝９０°（ｃｏｓθ＝０）の場合には、血流速度ｖ等を得ることができない。

一般的に、人体の血管は体表と平行に走っている。したがって、超音波プローブ１を被検体の体表に接触させた状態で、図２中に実線で示すように超音波ビームＢbをプローブ面１１の法線方向に順次形成してリニア走査する場合、多くの箇所で超音波ビームＢbと血流とが略直角（θ≒９０°）となり、正確に血流情報を計測できない。

そこで本実施形態では、Ｂモード像を超音波ビームＢbのようにプローブ面１１の法線方向に沿うビームのリニア走査にて得るとともに、カラードプラ像をプローブ面１１の法線方向から傾斜角度φcだけ傾斜させた超音波ビームＢcのリニア走査にて得る。さらに、ドプラスペクトラム像を得るための超音波ビームＢpを、プローブ面１１の法線方向から傾斜角度φpだけ傾斜させて、被検体の断層面に設定されたレンジゲート位置を通るように形成する。但し、本実施形態ではφc＝φpとする。

すなわち、超音波ビームＢbは本実施形態に係る第１の超音波ビームであり、超音波ビームＢpは本実施形態に係る第２の超音波ビームであり、超音波ビームＢcは本実施形態に係る第３の超音波ビームである。

このような斜め走査の実施時においてモニタ７に表示される診断画面１００の一例を、図３に示す。この診断画面１００は、Ｂモード像１１０を含む。さらに、Ｂモード像１１０上には、ロイマーカ１１１やレンジゲートマーカ１１２等が配置されている。

ロイマーカ１１１は、ＭＴＩ演算部４によって血流情報を得る関心領域を表す。通常、ロイマーカ１１１は、Ｂモード像１１０の上下方向に対して傾斜角度φcに相当する角度だけ両側辺が傾いた平行四辺形となる。このロイマーカ１１１で示される関心領域についてＭＴＩ演算部４が得た血流情報に基づくカラードプラ像１２０は、ロイマーカ１１１内においてＢモード像１１０に重畳表示される。

レンジゲートマーカ１１２は、スペクトラムドプラ演算部５によって周波数スペクトルパターンを得るレンジゲート位置を表す。レンジゲートマーカ１１２は、超音波ビームＢpの軌跡を表す走査ラインマーカ１１２ａ上に配置される。走査ラインマーカ１１２ａは、Ｂモード像１１０の上下方向に対して傾斜角度φpに相当する角度だけ傾いた直線である。Ｂモード像１１０の下方には、このレンジゲートマーカ１１２で示される領域についてスペクトラムドプラ演算部５が得たスペクトルパターンに基づくドプラスペクトラム像１３０が配置される。

ロイマーカ１１１及びレンジゲートマーカ１１２は、操作パネル８の操作によって、Ｂモード像１１０上の任意の位置に移動させることができる。但し、図２からも明らかなように、Ｂモード像１１０を得るための超音波ビームＢbによる走査可能領域と、カラードプラ像１２０を得るための超音波ビームＢcによる走査可能領域とには、非重複部分が生じる。したがって、Ｂモード像１１０上でロイマーカ１１１を設定できない（カラードプラ像１２０を得ることができない）領域が生じる。また、φc＝φpの前提の下では、当該非重複部分にレンジゲートマーカ１１２を設定できない（ドプラスペクトラム像１３０を得ることができない）ことになる。

この非重複部分のカラードプラ像１２０やドプラスペクトラム像１３０を得るためには、傾斜角度φc，φpを再設定したり、超音波プローブ１を移動させたりする必要が生じる。このような作業を診断中に行うことは、オペレータにとって手間であり、診断の遅延を招く。

そこで、本実施形態に係る超音波診断装置は、レンジゲートマーカ１１２が上記のような非重複部分に設定された場合であっても、コントローラ９が傾斜角度φc，φpを自動的に調整することにより、当該位置におけるドプラスペクトラム像１３０を得ることを可能とする。すなわち、コントローラ９は、本実施形態に係る角度変更手段として機能する。

［レンジゲート位置の移動に関る動作］
レンジゲート位置の移動に関る動作の詳細につき、図４に示すフローチャート及び図５に示す画面遷移例を参照して説明する。
このフローチャートに示す処理は、例えば図３に示すような診断画面１００がモニタ７に表示された状態で、オペレータが操作パネル８を介してレンジゲートマーカ１１２の移動指示を入力したことに応じ、コントローラ９が実行する。なお、この処理の開始当初において、レンジゲートマーカ１１２は、図５（Ａ）に示すようにロイマーカ１１１内に設定されているものとする。また、レンジゲートマーカ１１２は、操作パネル８の操作によって、Ｂモード像１１０上で左右方向、及び、走査ラインマーカ１１２ａに沿う上下方向に移動可能であり、ロイマーカ１１１はＢモード像１１０上において超音波ビームＢcの走査可能領域に相当する範囲内でのみ移動可能であるとする。

処理開始当初において、先ずコントローラ９は、操作パネル８を介して入力される移動指示にて示される方向に、単位距離だけレンジゲートマーカ１１２を移動させる（ステップＳ１０１）。単位距離は、レンジゲートマーカ１１２の移動距離の最小単位であり、例えばモニタ７に表示されたＢモード像１１０の１画素分の距離とすることができる。なお、レンジゲートマーカ１１２の移動が左右方向への移動であれば、走査ラインマーカ１１２ａもレンジゲートマーカ１１２の移動に合せて移動する。

続いて、コントローラ９は、レンジゲートマーカ１１２がロイマーカ１１１の外側まで移動したか否かを判定する（ステップＳ１０２）。ロイマーカ１１１がレンジゲートマーカ１１２の内側に有る場合（ステップ１０２のＮｏ）、コントローラ９は、レンジゲートマーカ１１２の移動指示が継続して入力されているか否かを判定する（ステップＳ１０３）。

レンジゲートマーカ１１２の移動指示が継続して入力されている場合（ステップＳ１０３のＹｅｓ）、処理はステップＳ１０１に戻る。このように、レンジゲートマーカ１１２の移動指示が継続して入力されている間はステップＳ１０１〜Ｓ１０３が繰り返される。これに伴い、レンジゲートマーカ１１２は当該移動指示にて示される方向へ、単位距離ずつ移動する。

やがて、例えば図５（Ｂ）に示すようにレンジゲートマーカ１１２がロイマーカ１１１の端部に到達し、なお移動指示が継続して入力されると、レンジゲートマーカ１１２がロイマーカ１１１の外側に位置することとなる（ステップＳ１０２のＹｅｓ）。この場合、コントローラ９は、ロイマーカ１１１を現在の傾斜角度φcを維持したまま当該移動指示にて示される方向に上記単位距離だけ移動させることが可能であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。

図２に示すような斜め走査が実施されているとき、同図から明らかなように超音波ビームＢbの走査可能領域と超音波ビームＢcの走査可能領域との非重複部分は、同図における右側に生じる。したがって、レンジゲートマーカ１１２がロイマーカ１１１を超えて移動した場合であっても、当該移動が走査ラインマーカ１１２ａに沿う上下方向およびＢモード像１１０の左方向への移動であれば、これに追従してロイマーカ１１１を移動させることができる。一方、レンジゲートマーカ１１２がロイマーカ１１１を超えて移動した場合において、当該移動がＢモード像１１０の右方向への移動であれば、ロイマーカ１１１の右辺が超音波ビームＢcの走査可能領域の右端部に相当するラインに到達するまではレンジゲートマーカ１１２に追従してロイマーカ１１１を移動させることができるものの、それ以上はロイマーカ１１１を移動させることができない。このような状況を考慮し、ステップＳ１０４においては、レンジゲートマーカ１１２が超音波ビームＢcの走査可能領域の右端部に相当するラインを超えていない場合にロイマーカ１１１を移動でき、超えている場合にロイマーカ１１１を移動できないとコントローラ９に判定させる。

ステップＳ１０４においてロイマーカ１１１を移動できると判定した場合（ステップＳ１０４のＹｅｓ）、コントローラ９は、ステップＳ１０１におけるレンジゲートマーカ１１２の移動と同方向に、ロイマーカ１１１を上記単位距離だけ移動させる（ステップＳ１０５）。その後、処理はステップＳ１０３に移る。例えば図５（Ｂ）の状態からレンジゲートマーカ１１２をさらに右側へ移動させた場合には、図５（Ｃ）に示すようにロイマーカ１１１が一点鎖線で示す元の位置から右側へスライドする。

一方、ステップＳ１０４においてロイマーカ１１１を移動できないと判定した場合（ステップＳ１０４のＮｏ）、すなわち超音波ビームＢcの走査可能領域の右端部に相当するラインにロイマーカ１１１が到達している場合には、コントローラ９は、ロイマーカ１１１の表示態様（色や線種等）を変更する（ステップＳ１０６）。

ステップＳ１０６の後、コントローラ９は、レンジゲートマーカ１１２にて示されるレンジゲート位置に超音波ビームＢc，Ｂpが到達するように、傾斜角度φc，φpを変更する（ステップＳ１０７）。例えばコントローラ９は、傾斜角度φc，φpを予め定められた単位角度（例えば５°）だけ小さくすることにより、傾斜角度φc，φpを変更する。

ステップＳ１０７の後、コントローラ９は、変更後の傾斜角度φcに合せてロイマーカ１１１の形状を変更する（ステップＳ１０８）。例えばコントローラ９は、Ｂモード像１１０の上下方向に対するロイマーカ１１１の左右側辺の傾きを、変更後の傾斜角度φcに合わせる。また、この変形によってロイマーカ１１１の右辺と超音波ビームＢcによる走査可能領域の右端部に相当するラインとにズレが生じるならば、コントローラ９は、ロイマーカ１１１をその右辺と当該ラインとが一致するように移動する。

ステップＳ１０８の後、コントローラ９は、Ｂモード像１１０の上下方向に対する走査ラインマーカ１１２ａの傾きを変更後の傾斜角度φpに合せて変更するとともに、走査ラインマーカ１１２ａの表示態様を変更する（ステップＳ１０９）。

例えば図５（Ｃ）の状態からレンジゲートマーカ１１２をさらに右方に移動させたならば、ステップＳ１０６〜Ｓ１０９を経ることでロイマーカ１１１、レンジゲートマーカ１１２、及び走査ラインマーカ１１２ａは図５（Ｄ）のようになる。図５（Ｄ）においては、ステップＳ１０６にてロイマーカ１１１を破線に変更し、ステップＳ１０９にて走査ラインマーカ１１２ａを破線に変更した場合を例示している。走査ラインマーカ１１２ａは、ロイマーカ１１１の右辺と重なる。

ステップＳ１０９の後、処理はステップＳ１０３に移る。やがて、オペレータがレンジゲートマーカ１１２の移動指示の入力を停止すると（ステップＳ１０３のＮｏ）、当該フローチャートに示す処理が終了となる。

以上のような処理が実行されている間、電子走査部２は、超音波ビームＢb，Ｂc，Ｂpによる各走査を時分割で繰り返し実行するスキャンシーケンスにて動作しており、診断画面１００のＢモード像１１０、カラードプラ像１２０、及びドプラスペクトラム像１３０がリアルタイムで更新されている。

このスキャンシーケンスに関し、図４のフローチャートの処理が開始された当初において、コントローラ９は、予め定められた傾斜角度φcの超音波ビームＢcを得るための遅延時間をディレーライン２２に指令して、電子走査部２にカラードプラ像１２０を得るための走査を実行させる。また、コントローラ９は、予め定められた傾斜角度φpの超音波ビームＢpを得るための遅延時間をディレーライン２２に指令して、電子走査部２にドプラスペクトラム像１３０を得るための走査を実行させる。

その後、ステップＳ１０７にて傾斜角度φc，φpが変更されたならば、コントローラ９は、当該変更後の傾斜角度φcの超音波ビームＢcを得るための遅延時間をディレーライン２２に指令して、電子走査部２にカラードプラ像１２０を得るための走査を実行させる。また、コントローラ９は、当該変更後の傾斜角度φpの超音波ビームＢpを得るための遅延時間をディレーライン２２に指令して、電子走査部２にドプラスペクトラム像１３０を得るための走査を実行させる。このように遅延時間を変更することで、傾斜角度φc，φpの超音波ビームＢc，Ｂpを形成することができる。

以上説明した本実施形態の構成によれば、斜め走査の実施時において、ドプラスペクトラム像１３０を得るための超音波ビームＢpによる走査可能領域の外にレンジゲート位置が移動された場合であっても、超音波診断装置が自動的に傾斜角度φpを変更して当該レンジゲート位置を超音波ビームＢpによる走査可能領域に収める。したがって、オペレータが傾斜角度φpを手動で変更したり、被検体の体表に接した超音波プローブ１を移動させたりする必要がない。

また、本実施形態では、傾斜角度φpが変更された際に、カラードプラ像１２０を得るための超音波ビームＢcの傾斜角度φcも合せて変更し、この変更に合せてロイマーカ１１１の形状を変更するとともに、ロイマーカ１１１や走査ラインマーカ１１２ａの表示態様を変更する。このようにロイマーカ１１１や走査ラインマーカ１１２ａの形状や表示態様が変更されれば、オペレータは、傾斜角度φp，φcが変更されたことを容易に認識できる。

また、本実施形態ではレンジゲートマーカ１１２がロイマーカ１１１の外に出ることがないので、オペレータは、傾斜角度φp，φcの変更前後のいずれにおいても、カラードプラ像１２０にて示される血流の運動状態を確認しながらレンジゲートマーカ１１２の位置を定めることができる。

このように、本実施形態の構成によれば、斜め走査における操作性が改善され、超音波診断の効率を向上させることができる。その他にも、本実施形態の構成からは種々の好適な作用が得られる。

（第２の実施形態）
続いて、第２の実施形態について説明する。
第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。

本実施形態では、ドプラスペクトラム像１３０を得るための超音波ビームＢpの傾斜角度φpが変更された場合であっても、カラードプラ像１２０を得るための超音波ビームＢcの傾斜角度φcを変更しない。但し、移動後のレンジゲートマーカ１１２がカラードプラ像上から外れることを防ぐべく、傾斜角度φp以下の傾斜角度φc´の超音波ビームＢc´（第４の超音波ビーム）による走査にて当該レンジゲートマーカ１１２の位置を含む領域のカラードプラ像を生成し、このカラードプラ像をカラードプラ像１２０とともにＢモード像１１０上に重畳表示する。

超音波診断装置の構成、斜め走査の手法、及び診断画面１００の構成は、図１〜図３を用いて第１の実施形態にて説明した通りである。

但し、本実施形態では図４のフローチャートに代えて、図６のフローチャート示す処理をコントローラ９が実行する。以下、図６のフローチャート及び図７に示す画面遷移例を参照して、レンジゲート位置の移動に関る動作の詳細につき説明する。

このフローチャートに示す処理は、第１の実施形態と同じく診断画面１００がモニタ７に表示された状態で、オペレータが操作パネル８を介してレンジゲートマーカ１１２の移動指示を入力したことに応じ、コントローラ９が実行する。なお、この処理の開始当初において、レンジゲートマーカ１１２は、図７（Ａ）に示すようにロイマーカ１１１内に設定されているものとする。

処理開始当初において、先ずコントローラ９は、ステップＳ１０１と同様に、操作パネル８を介して入力される移動指示にて示される方向に、単位距離だけレンジゲートマーカ１１２を移動させる（ステップＳ２０１）。続いて、コントローラ９は、ステップＳ１０２と同様に、レンジゲートマーカ１１２がロイマーカ１１１の外側まで移動したか否かを判定する（ステップＳ２０２）。ロイマーカ１１１がレンジゲートマーカ１１２の内側に有る場合（ステップ２０２のＮｏ）、コントローラ９は、ステップＳ１０３と同様に、レンジゲートマーカ１１２の移動指示が継続して入力されているか否かを判定する（ステップＳ２０３）。レンジゲートマーカ１１２の移動指示が継続して入力されている場合（ステップＳ２０３のＹｅｓ）、処理はステップＳ２０１に戻る。このように、レンジゲートマーカ１１２の移動指示が継続して入力されている間はステップＳ２０１〜Ｓ２０３が繰り返される。これに伴い、レンジゲートマーカ１１２は当該移動指示にて示される方向へ、単位距離ずつ移動する。

やがて、例えば図７（Ｂ）に示すようにレンジゲートマーカ１１２がロイマーカ１１１の端部に到達し、なお移動指示が継続して入力されるとレンジゲートマーカ１１２がロイマーカ１１１の外側に位置することとなる（ステップＳ２０２のＹｅｓ）。この場合、コントローラ９は、ステップＳ１０４と同様に、現在の傾斜角度φcを維持したままロイマーカ１１１を当該移動指示にて示される方向に上記単位距離だけ移動させることが可能であるか否かを判定する（ステップＳ２０４）。

ステップＳ２０４においてロイマーカ１１１を移動できると判定した場合（ステップＳ２０４のＹｅｓ）、コントローラ９は、ステップＳ１０５と同様に、ステップＳ２０１におけるレンジゲートマーカ１１２の移動と同方向にロイマーカ１１１を上記単位距離だけ移動させる（ステップＳ２０５）。その後、処理はステップＳ２０３に移る。例えば図６（Ｂ）の状態からレンジゲートマーカ１１２をさらに右側へ移動させた場合には、図６（Ｃ）に示すようにロイマーカ１１１が一点鎖線で示す元の位置から右側へスライドする。

一方、ステップＳ２０４においてロイマーカ１１１を移動できないと判定した場合（ステップＳ２０４のＮｏ）、コントローラ９は、ステップＳ１０６と同様に、ロイマーカ１１１の表示態様（色や線種等）を変更する（ステップＳ２０６）。

ステップＳ２０６の後、コントローラ９は、レンジゲートマーカ１１２にて示されるレンジゲート位置に超音波ビームＢpが到達するように、傾斜角度φpを変更する（ステップＳ２０７）。例えばコントローラ９は、傾斜角度φpを予め定められた単位角度（例えば５°）だけ小さくすることにより、傾斜角度φpを変更する。

ステップＳ２０７の後、コントローラ９は、ステップＳ１０９と同様に、Ｂモード像１１０の上下方向に対する走査ラインマーカ１１２ａの傾きを変更後の傾斜角度φpに合せて変更するとともに、走査ラインマーカ１１２ａの表示態様を変更する（ステップＳ２０８）。

ステップＳ２０８の後、コントローラ９は、傾斜角度φc´を設定する（ステップＳ２０９）。傾斜角度φc´は、少なくとも変更後の傾斜角度φp以下の値に設定する。

ステップＳ２０９の後、コントローラ９は、図７（Ｄ）に示すように、超音波ビームＢc´の走査にてカラードプラ像を生成する関心領域を示すロイマーカ１１３を、新たにＢモード像１１０上に配置する（ステップＳ２１０）。図７（Ｄ）の例では、このロイマーカ１１３の形状をロイマーカ１１１の右辺を長辺とした直角三角形としているが、ロイマーカ１１３は、超音波ビームＢc´による走査可能領域内においてレンジゲートマーカ１１２を含む形状であれば他の形状でもよい。

ステップＳ２１０の後、コントローラ９は、超音波ビームＢc´による走査を電子走査部２のスキャンシーケンスに追加する（ステップＳ２１１）。ステップＳ２１１の後、電子走査部２は、超音波ビームＢb，Ｂc，Ｂp，Ｂc´による各走査を時分割で繰り返し実行するスキャンシーケンスにて動作する。

このスキャンシーケンスに関し、超音波ビームＢc´による走査においてコントローラ９は、傾斜角度φc´の超音波ビームＢc´を得るための遅延時間をディレーライン２２に指令して、少なくともロイマーカ１１３で示される関心領域の走査を電子走査部２に実行させる。この走査によって得られた信号に基づき、ＭＴＩ演算部４がロイマーカ１１３内の血流情報信号を生成し、表示制御部６によりこの血流情報信号に基づくカラードプラ像がロイマーカ１１３内に配置された診断画面１００がモニタ７に表示される。

ステップＳ２１１の後、処理はステップＳ２０３に移る。やがて、オペレータがレンジゲートマーカ１１２の移動指示の入力を停止すると（ステップＳ２０３のＮｏ）、当該フローチャートに示す処理が終了となる。

以上説明したように、本実施形態においては、超音波ビームＢpによる走査可能領域からレンジゲート位置が外れた場合に傾斜角度φpを変更するとともに、当該レンジゲート位置を含む領域を超音波ビームＢc´にて別途走査することにより当該レンジゲート位置を含む領域のカラードプラ像を生成し、Ｂモード像１１０に重畳表示する。このようにした場合であっても、第１の実施形態と同様に、レンジゲートマーカ１１２がカラードプラ像上に配置されることになる。したがってオペレータは、傾斜角度φp，φcの変更前後のいずれにおいても、カラードプラ像にて示される血流の運動状態を確認しながらレンジゲートマーカ１１２の位置を定めることができる。

また、第１の実施形態のように傾斜角度φcを変更すると、ＭＴＩ演算部４にて演算される血流速度、分散、パワー等が同一箇所においても傾斜角度φcの変更前後で異なってしまうが、本実施形態のように傾斜角度φcを変更しなければそのような問題も生じない。
これらの他にも、本実施形態の構成からは種々の好適な作用が得られる。

（変形例）
なお、各実施形態にて開示した構成は、種々の変形実施が可能である。
例えば、上記各実施形態ではＢモード像１１０に重畳するカラードプラ像１２０の表示種別（速度表示、速度−分散表示、パワー表示等）について特に言及していないが、通常これらは操作パネル８の操作にてオペレータが任意に切り替えることができる。上述の通り、傾斜角度φcを変更すると、ＭＴＩ演算部４にて演算される血流速度、分散、パワー等が同一箇所においても異なってしまう。そこで、第１の実施形態において、例えばカラードプラ像１２０を速度表示や速度−分散表示に設定した状態で傾斜角度φcが変更された場合に、カラードプラ像１２０がパワー表示に変更されるようにしてもよい。このように表示種別が変更されれば、傾斜角度φcの変更をより容易に認識できるので、誤診等の防止に寄与する。

また、パワー表示は速度表示等に比べて超音波ビームと血流がなす角度θに関する角度依存性が低い点に着目し、第２の実施形態においてロイマーカ１１３内に配置するカラードプラ像をパワー表示としてもよい。

また、第２の実施形態において、レンジゲートマーカ１１２の移動に伴い傾斜角度φc´を単位角度（例えば５°）ずつ増加させてもよい。さらにこの場合に、傾斜角度φc´の増加に合せて、ロイマーカ１１３の形状を変形させてもよい。

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、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。

１…超音波プローブ、２…電子走査部、３…直交位相検波部、４…ＭＴＩ演算部、５…スペクトラムドプラ演算部、６…表示制御部、７…モニタ、８…操作パネル、９…コントローラ、１００…診断画面、１１０…Ｂモード像、１１１，１１３…ロイマーカ、１１２…レンジゲートマーカ、１１２ａ…走査ラインマーカ、１２０…カラードプラ像、１３０…ドプラスペクトラム像、Ｂb，Ｂc，Ｂp…超音波ビーム、φc，φp…傾斜角度。

Claims (7)

1. 被検体の断層面を、超音波プローブにより第１の超音波ビームにて走査するとともに、当該断層面に設定されたレンジゲート位置を通り、かつ当該超音波プローブのプローブ面の法線方向に対し所定の傾斜角度で傾いた第２の超音波ビームにて走査する走査手段と、
   前記第１の超音波ビームによる走査で得られる受信信号に基づき前記断層面を表す断層像データを生成する断層像データ生成手段と、
   前記第２の超音波ビームによる走査で得られる受信信号に基づき前記レンジゲート位置におけるドプラ偏移周波数のスペクトラムを表すスペクトラム像データを生成するスペクトラム像データ生成手段と、
   前記断層像データに対応する断層像及び前記スペクトラム像データに対応するドプラスペクトラム像を含み、前記断層像上に前記レンジゲート位置を示すレンジゲートマーカを配置した画面を表示部に表示させる表示制御手段と、
   前記表示部に表示された前記レンジゲートマーカを前記断層像上で移動させることで、前記レンジゲート位置を移動させる移動手段と、
   前記移動手段により前記レンジゲート位置が前記第２の超音波ビームによる走査可能領域外に移動されたとき、当該レンジゲート位置が前記第２の超音波ビームによる走査可能領域内に含まれるように前記第２の超音波ビームの傾斜角度を変更する角度変更手段と、
   を備えることを特徴とする超音波診断装置。
2. 前記走査手段は、前記プローブ面の法線方向に対し前記傾斜角度で傾いた第３の超音波ビームにて前記断層面をさらに走査し、
   前記第３の超音波ビームによる走査で得られる受信信号に基づき前記断層面における流体の運動情報を表すドプラ像データを生成するドプラ像データ生成手段をさらに備え、
   前記表示制御手段は、前記断層像上に前記ドプラ像データに対応するカラードプラ像をさらに重畳した前記画面を前記表示部に表示させることを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
3. 前記ドプラ像データ生成手段は、前記断層面に設定された関心領域について前記ドプラ像データを生成し、
   前記表示制御手段は、前記画面に含まれる前記断層像上に前記関心領域を示すロイマーカを配置し、このロイマーカ内に前記ドプラ像データに対応するカラードプラ像を配置することを特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。
4. 前記表示制御手段は、前記ロイマーカ内に所在する前記レンジゲートマーカが前記移動手段により前記ロイマーカの外へ移動されようとしたとき、前記ロイマーカが前記第３の超音波ビームの走査可能領域内に所在する限りは前記レンジゲートマーカの移動に合せて前記ロイマーカをそのままの形状で移動させることを特徴とする請求項３に記載の超音波診断装置。
5. 前記表示制御手段は、前記角度変更手段により前記傾斜角度が変更されたとき、変更後の前記傾斜角度に合せて前記ロイマーカの形状を変形することを特徴とする請求項３又は４に記載の超音波診断装置。
6. 前記表示制御手段は、前記角度変更手段により前記傾斜角度が変更されたとき、前記ロイマーカ又は前記レンジゲートマーカの表示態様を変更することを特徴とする請求項３乃至５のうちいずれか１に記載の超音波診断装置。
7. 前記走査手段は、前記角度変更手段により前記第２の超音波ビームの傾斜角度が変更されたとき、前記第３の超音波ビームの傾斜角度は変えずに、移動後の前記レンジゲート位置を含む領域を走査可能な傾斜角度で前記プローブ面の法線方向に対して傾いた第４の超音波ビームにて前記断層面を走査し、
   前記ドプラ像データ生成手段は、前記第４の超音波ビームによる走査で得られる受信信号に基づくドプラ像データをさらに生成し、
   前記表示制御手段は、このドプラ像データに基づくカラードプラ像を前記断層像上にさらに重畳した前記画面を前記表示部に表示させることを特徴とする請求項３又は４に記載の超音波診断装置。

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