JP2017140360A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】流速値の範囲の変更に伴って表示画像の画質を向上させること。【解決手段】実施形態の超音波診断装置は、制御部と、受付部と、割当部とを備える。制御部は、第１走査範囲内の血流情報を収集する第１超音波走査を超音波プローブに実行させ、第２走査範囲内の組織形状情報を収集する第２超音波走査を、前記第１超音波走査の間に時分割で前記超音波プローブに実行させる。受付部は、前記血流情報の表示において、表示される流速値を変更する指示を受け付ける。割当部は、前記指示による流速値の変更によって、前記第１超音波走査における走査線ごとの超音波送受信時間が変更前の送受信時間を超えた場合、超えた分の時間を前記第１超音波走査及び前記第２超音波走査のうち少なくとも一方に割り当てる。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、超音波診断装置に関する。

従来、超音波診断装置は、ドプラ（Doppler）効果に基づくドプラ法により、超音波の反射波から血流情報の生成及び表示を行う機能を備える。近年、血流を高速、高分解能、高フレームレートに映像化することにより、通常のドプラ法と比較して、動きの遅い組織に由来するクラッタ成分を大幅に抑制した血流情報を得る技術が提案されている。

特開２０１４−０４２８２３号公報 特開２０１４−１５８６９８号公報

本発明が解決しようとする課題は、流速値の範囲の変更に伴って表示画像の画質を向上させることができる超音波診断装置を提供することである。

実施形態の超音波診断装置は、制御部と、受付部と、割当部とを備える。制御部は、第１走査範囲内の血流情報を収集する第１超音波走査を超音波プローブに実行させ、第２走査範囲内の組織形状情報を収集する第２超音波走査を、前記第１超音波走査の間に時分割で前記超音波プローブに実行させる。受付部は、前記血流情報の表示において、表示される流速値を変更する指示を受け付ける。割当部は、前記指示による流速値の変更によって、前記第１超音波走査における走査線ごとの超音波送受信時間が変更前の送受信時間を超えた場合、超えた分の時間を前記第１超音波走査及び前記第２超音波走査のうち少なくとも一方に割り当てる。

図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成例を示すブロック図である。 図２は、第１の実施形態に係るドプラモード用の超音波走査の一例を示す図である。 図３は、第１の実施形態に係る割当機能の処理を説明するための図である。 図４は、第１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である。 図５は、第１の実施形態に係る超音波診断装置による効果を説明するための図である。 図６は、第１の実施形態の変形例１に係る割当機能の処理を説明するための図である。 図７は、第１の実施形態の変形例２に係る割当機能の処理を説明するための図である。 図８は、第１の実施形態の変形例３に係る割当機能の処理を説明するための図である。 図９は、その他の実施形態に係る超音波診断装置の処理を説明するための図である。

以下、図面を参照して、実施形態に係る超音波診断装置を説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置１の構成例を示すブロック図である。図１に示すように、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、超音波プローブ１０１と、入力装置１０２と、ディスプレイ１０３と、装置本体１００とを有する。超音波プローブ１０１、入力装置１０２、及びディスプレイ１０３は、装置本体１００と通信可能に接続される。なお、被検体Ｐは、超音波診断装置１の構成に含まれない。

超音波プローブ１０１は、超音波の送受信を行う。例えば、超音波プローブ１０１は、複数の圧電振動子を有する。これら複数の圧電振動子は、後述する装置本体１００が有する送受信回路１１０から供給される駆動信号に基づき超音波を発生する。また、超音波プローブ１０１が有する複数の圧電振動子は、被検体Ｐからの反射波を受信して電気信号に変換する。また、超音波プローブ１０１は、圧電振動子に設けられる整合層と、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する。なお、超音波プローブ１０１は、装置本体１００と着脱自在に接続される。

超音波プローブ１０１から被検体Ｐに超音波が送信されると、送信された超音波は、被検体Ｐの体内組織における音響インピーダンスの不連続面で次々と反射され、反射波信号として超音波プローブ１０１が有する複数の圧電振動子にて受信される。受信される反射波信号の振幅は、超音波が反射される不連続面における音響インピーダンスの差に依存する。なお、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反射波信号は、ドプラ効果により、移動体の超音波送信方向に対する速度成分に依存して、周波数偏移を受ける。

なお、第１の実施形態に係る超音波プローブ１０１は、被検体Ｐを２次元で走査する１Ｄアレイプローブであっても、被検体Ｐを３次元で走査するメカニカル４Ｄプローブや２Ｄアレイプローブであっても適用可能である。

入力装置１０２は、マウス、キーボード、ボタン、パネルスイッチ、タッチコマンドスクリーン、フットスイッチ、トラックボール、ジョイスティック等の装置に対応する。入力装置１０２は、超音波診断装置１の操作者からの各種設定要求を受け付け、装置本体１００に対して受け付けた各種設定要求を転送する。

ディスプレイ１０３は、超音波診断装置１の操作者が入力装置１０２を用いて各種設定要求を入力するためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示したり、装置本体１００において生成された超音波画像データ等を表示したりする。

装置本体１００は、超音波プローブ１０１が受信した反射波信号に基づいて超音波画像データを生成する装置である。図１に示す装置本体１００により生成される超音波画像データは、２次元の反射波信号に基づいて生成される２次元の超音波画像データであっても、３次元の反射波信号に基づいて生成される３次元の超音波画像データであってもよい。

装置本体１００は、図１に例示するように、送受信回路１１０と、Ｂモード処理回路１２０と、ドプラ処理回路１３０と、画像生成回路１４０と、画像メモリ１５０と、内部記憶回路１６０と、処理回路１７０とを備える。送受信回路１１０、Ｂモード処理回路１２０、ドプラ処理回路１３０、画像生成回路１４０、画像メモリ１５０、内部記憶回路１６０、及び処理回路１７０は、互いに通信可能に接続される。

送受信回路１１０は、後述する処理回路１７０の指示に基づいて、超音波プローブ１０１が行う超音波送受信を制御する。送受信回路１１０は、パルス発生器、送信遅延回路、パルサ等を有し、超音波プローブ１０１に駆動信号を供給する。パルス発生器は、所定の繰り返し周波数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。また、送信遅延回路は、超音波プローブ１０１から発生される超音波をビーム状に集束し、かつ送信指向性を決定するために必要な圧電振動子ごとの遅延時間を、パルス発生器が発生する各レートパルスに対し与える。また、パルサは、レートパルスに基づくタイミングで、超音波プローブ１０１に駆動信号（駆動パルス）を印加する。すなわち、送信遅延回路は、各レートパルスに対し与える遅延時間を変化させることで、圧電振動子面から送信される超音波の送信方向を任意に調整する。

なお、送受信回路１１０は、後述する処理回路１７０の指示に基づいて、所定のスキャンシーケンスを実行するために、送信周波数、送信駆動電圧等を瞬時に変更可能な機能を有している。特に、送信駆動電圧の変更は、瞬間にその値を切り替え可能なリニアアンプ型の発信回路、又は、複数の電源ユニットを電気的に切り替える機構によって実現される。

また、送受信回路１１０は、アンプ回路、Ａ／Ｄ（Analog／Digital）変換器、受信遅延回路、加算器、直交検波回路等を有し、超音波プローブ１０１が受信した反射波信号に対して各種処理を行って反射波データを生成する。アンプ回路は、反射波信号をチャンネル毎に増幅してゲイン補正処理を行う。Ａ／Ｄ変換器は、ゲイン補正された反射波信号をＡ／Ｄ変換する。受信遅延回路は、デジタルデータに受信指向性を決定するのに必要な受信遅延時間を与える。加算器は、受信遅延回路により受信遅延時間が与えられた反射波信号の加算処理を行う。加算器の加算処理により、反射波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る。

そして、直交検波回路は、加算器の出力信号をベースバンド帯域の同相信号（Ｉ信号、Ｉ：In-phase）と直交信号（Ｑ信号、Ｑ：Quadrature-phase）とに変換する。そして、直交検波回路は、Ｉ信号及びＱ信号（以下、ＩＱ信号と記載する）を反射波データとして、バッファ１１１に格納する。なお、直交検波回路は、加算器の出力信号を、ＲＦ（Radio Frequency）信号に変換した上で、バッファ１１１に格納してもよい。ＩＱ信号や、ＲＦ信号は、位相情報が含まれる信号（受信信号）となる。以下では、送受信回路１１０が出力する反射波データを、受信信号と記載する場合がある。

ここで、バッファ１１１は、送受信回路１１０が生成した反射波データ（ＩＱ信号）を一時的に記憶するバッファである。具体的には、バッファ１１１は、数フレーム分のＩＱ信号、又は、数ボリューム分のＩＱ信号を記憶する。例えば、バッファ１１１は、ＦＩＦＯ（First-In/First-Out）メモリであり、所定フレーム分のＩＱ信号を記憶する。そして、例えば、バッファ１１１は、新たに１フレーム分のＩＱ信号が送受信回路１１０にて生成された場合、生成時間が最も古い１フレーム分のＩＱ信号を破棄して、新たに生成された１フレーム分のＩ／Ｑ信号を記憶する。なお、バッファ１１１は、送受信回路１１０、Ｂモード処理回路１２０、及びドプラ処理回路１３０とそれぞれ通信可能に接続される。

なお、送受信回路１１０は、１回の超音波ビームの送信により得られる各圧電振動子の反射波信号から複数の受信フォーカスの反射波データを生成することができる。すなわち、送受信回路１１０は、並列同時受信処理を行うことが可能な回路である。なお、第１の実施形態は、送受信回路１１０が並列同時受信処理を実行できない場合であっても適用可能である。

Ｂモード処理回路１２０及びドプラ処理回路１３０は、送受信回路１１０が反射波信号から生成した反射波データに対して、各種の信号処理を行う信号処理部である。Ｂモード処理回路１２０は、バッファ１１１から読み出した反射波データ（ＩＱ信号）に対して、対数増幅、包絡線検波処理、対数圧縮などを行って、多点の信号強度が輝度の明るさで表現されるデータ（Ｂモードデータ）を生成する。

なお、Ｂモード処理回路１２０は、フィルタ処理により、検波周波数を変化させることで、映像化する周波数帯域を変えることができる。このＢモード処理回路１２０のフィルタ処理機能を用いることにより、コントラストハーモニックイメージング（ＣＨＩ：Contrast Harmonic Imaging）や、ティッシュハーモニックイメージング（ＴＨＩ：Tissue Harmonic Imaging）等のハーモニックイメージングを実行可能である。

また、このＢモード処理回路１２０のフィルタ処理機能を用いることにより、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、ティッシュハーモニックイメージング（ＴＨＩ：Tissue Harmonic Imaging）を実行可能である。

また、ＣＨＩやＴＨＩのハーモニックイメージングを行う際、Ｂモード処理回路１２０は、上述したフィルタ処理を用いた方法とは異なる方法により、ハーモニック成分を抽出することができる。ハーモニックイメージングでは、振幅変調（ＡＭ：Amplitude Modulation）法や位相変調（ＰＭ：Phase Modulation）法、ＡＭ法及びＰＭ法を組み合わせたＡＭＰＭ法と呼ばれる映像法が行われる。ＡＭ法、ＰＭ法及びＡＭＰＭ法では、同一の走査線に対して振幅や位相が異なる超音波送信を複数回行う。これにより、送受信回路１１０は、各走査線で複数の反射波データ（受信信号）を生成し出力する。そして、Ｂモード処理回路１２０は、各走査線の複数の反射波データ（受信信号）を、変調法に応じた加減算処理することで、ハーモニック成分を抽出する。そして、Ｂモード処理回路１２０は、ハーモニック成分の反射波データ（受信信号）に対して包絡線検波処理等を行って、Ｂモードデータを生成する。

ドプラ処理回路１３０は、バッファ１１１から読み出した反射波データを周波数解析することで、走査範囲内にある移動体のドプラ効果に基づく運動情報を抽出したデータ（ドプラデータ）を生成する。具体的には、ドプラ処理回路１３０は、移動体の運動情報として、平均速度、平均分散値、平均パワー値等を、複数のサンプル点それぞれで推定したドプラデータを生成する。ここで、移動体とは、例えば、血流や、心壁等の組織、造影剤である。本実施形態に係るドプラ処理回路１３０は、血流の運動情報（血流情報）として、血流の平均速度、血流の平均分散値、血流の平均パワー値等を、複数のサンプル点それぞれで推定したドプラデータを生成する。

上記のドプラ処理回路１３０の機能を用いて、本実施形態に係る超音波診断装置１は、カラーフローマッピング法（ＣＦＭ：Color Flow Mapping）とも呼ばれるカラードプラ法を実行可能である。ＣＦＭ法では、超音波の送受信が複数の走査線上で複数回行われる。そして、ＣＦＭ法では、同一位置のデータ列に対してＭＴＩ(Moving Target Indicator)フィルタを掛けることで、静止している組織、或いは、動きの遅い組織に由来する信号（クラッタ信号）を抑制して、血流に由来する信号を抽出する。そして、ＣＦＭ法では、この血流信号から血流の速度、血流の分散、血流のパワー等の血流情報を推定する。後述する画像生成回路１４０は、推定結果の分布を、例えば、２次元でカラー表示した超音波画像データ（カラードプラ画像データ）を生成する。そして、ディスプレイ１０３は、カラードプラ画像データを表示する。

ＭＴＩフィルタとしては、通常、バタワース型のＩＩＲ（Infinite Impulse Response）フィルタや、多項式回帰フィルタ（Polynomial Regression Filter）等、係数が固定されたフィルタが用いられる。一方、本実施形態に係るドプラ処理回路１３０は、ＭＴＩフィルタとして、入力信号に応じて係数を変化させる適応型のＭＴＩフィルタを用いる。具体的には、本実施形態に係るドプラ処理回路１３０は、適応型のＭＴＩフィルタとして、「Eigenvector Regression Filter」と呼ばれているフィルタを用いる。以下、固有ベクトルを用いた適応型ＭＴＩフィルタである「Eigenvector Regression Filter」を、「固有ベクトル型ＭＴＩフィルタ」と記載する。

固有ベクトル型ＭＴＩフィルタは、相関行列から固有ベクトルを計算し、計算した固有ベクトルから、クラッタ成分抑制処理に用いる係数を計算する。この方法は、主成分分析や、カルーネン・レーベル変換（Karhunen-Loeve transform）、固有空間法で使われている手法を応用したものである。

固有ベクトル型ＭＴＩフィルタを用いる第１の実施形態に係るドプラ処理回路１３０は、同一位置（同一サンプル点）の連続した反射波データのデータ列から、走査範囲の相関行列を計算する。例えば、ドプラ処理回路１３０は、相関行列の固有値及び当該固有値に対応する固有ベクトルを計算する。そして、ドプラ処理回路１３０は、例えば、各固有値の大きさに基づいて各固有ベクトルを並べた行列のランクを低減した行列を、クラッタ成分を抑制するフィルタ行列として計算する。ここで、ドプラ処理回路１３０は、例えば、予め設定された値、或いは、操作者が指定した値により、低減される主成分の数、すなわち、ランクカット数の値を決定する。しかし、心臓や血管等、拍動により移動速度が時間により変化する組織が走査範囲内に含まれる場合、ランクカット数の値は、固有値の大きさから適応的に決定されることが好適である。すなわち、ドプラ処理回路１３０は、相関行列の固有値の大きさに応じて、低減する主成分の数を変更する。本実施形態では、ドプラ処理回路１３０は、固有値の大きさに応じて、低減するランク数を変更する。

ドプラ処理回路１３０は、フィルタ行列を用いて、同一位置（同一サンプル点）の連続した反射波データのデータ列から、クラッタ成分が抑制され、血流に由来する血流信号が抽出されたデータ列を出力する。ドプラ処理回路１３０は、出力したデータを用いた自己相関演算等の演算を行って、血流情報を推定し、推定した血流情報をドプラデータとして出力する。

画像生成回路１４０は、Ｂモード処理回路１２０及びドプラ処理回路１３０が生成したデータから超音波画像データを生成する。画像生成回路１４０は、Ｂモード処理回路１２０が生成した２次元のＢモードデータから反射波の強度を輝度で表した２次元Ｂモード画像データを生成する。また、画像生成回路１４０は、ドプラ処理回路１３０が生成した２次元のドプラデータから血流情報が映像化された２次元ドプラ画像データを生成する。２次元ドプラ画像データは、速度画像データ、分散画像データ、パワー画像データ、又は、これらを組み合わせた画像データである。画像生成回路１４０は、ドプラ画像データとして、血流情報がカラーで表示されるカラードプラ画像データを生成したり、１つの血流情報がグレースケールで表示されるドプラ画像データを生成したりする。

ここで、画像生成回路１４０は、一般的には、超音波走査の走査線信号列を、テレビ等に代表されるビデオフォーマットの走査線信号列に変換（スキャンコンバート）し、表示用の超音波画像データを生成する。具体的には、画像生成回路１４０は、超音波プローブ１０１による超音波の走査形態に応じて座標変換を行うことで、表示用の超音波画像データを生成する。また、画像生成回路１４０は、スキャンコンバート以外に、種々の画像処理として、例えば、スキャンコンバート後の複数の画像フレームを用いて、輝度の平均値画像を再生成する画像処理（平滑化処理）や、画像内で微分フィルタを用いる画像処理（エッジ強調処理）等を行う。また、画像生成回路１４０は、超音波画像データに、種々のパラメータの文字情報、目盛り、ボディーマーク等を合成する。

すなわち、Ｂモードデータ及びドプラデータは、スキャンコンバート処理前の超音波画像データであり、画像生成回路１４０が生成するデータは、スキャンコンバート処理後の表示用の超音波画像データである。なお、Ｂモードデータ及びドプラデータは、生データ（Raw Data）とも呼ばれる。画像生成回路１４０は、スキャンコンバート処理前の２次元超音波画像データから、表示用の２次元超音波画像データを生成する。

更に、画像生成回路１４０は、Ｂモード処理回路１２０が生成した３次元のＢモードデータに対して座標変換を行うことで、３次元Ｂモード画像データを生成する。また、画像生成回路１４０は、ドプラ処理回路１３０が生成した３次元のドプラデータに対して座標変換を行うことで、３次元ドプラ画像データを生成する。

更に、画像生成回路１４０は、ボリュームデータをディスプレイ１０３にて表示するための各種の２次元画像データを生成するために、ボリュームデータに対してレンダリング処理を行う。画像生成回路１４０が行うレンダリング処理としては、例えば、断面再構成法（ＭＰＲ：Multi Planer Reconstruction）を行ってボリュームデータからＭＰＲ画像データを生成する処理がある。また、画像生成回路１４０が行うレンダリング処理としては、例えば、３次元の情報を反映した２次元画像データを生成するボリュームレンダリング（ＶＲ：Volume Rendering）処理がある。

画像メモリ１５０は、画像生成回路１４０が生成した表示用の画像データを記憶するメモリである。また、画像メモリ１５０は、Ｂモード処理回路１２０やドプラ処理回路１３０が生成したデータを記憶することも可能である。画像メモリ１５０が記憶するＢモードデータやドプラデータは、例えば、診断の後に操作者が呼び出すことが可能となっており、画像生成回路１４０を経由して表示用の超音波画像データとなる。また、画像メモリ１５０は、送受信回路１１０が出力した反射波データを記憶することも可能である。

内部記憶回路１６０は、超音波送受信、画像処理及び表示処理を行うための制御プログラムや、診断情報（例えば、患者ＩＤ、医師の所見等）や、診断プロトコルや各種ボディーマーク等の各種データを記憶する。また、内部記憶回路１６０は、必要に応じて、画像メモリ１５０が記憶する画像データの保管等にも使用される。また、内部記憶回路１６０が記憶するデータは、図示しないインターフェースを経由して、外部装置へ転送することができる。また、内部記憶回路１６０は、外部装置から図示しないインターフェースを経由して転送されたデータを記憶することも可能である。

処理回路１７０は、超音波診断装置１の処理全体を制御する。具体的には、処理回路１７０は、入力装置１０２を介して操作者から入力された各種設定要求や、内部記憶回路１６０から読込んだ各種制御プログラム及び各種データに基づき、送受信回路１１０、Ｂモード処理回路１２０、ドプラ処理回路１３０及び画像生成回路１４０の処理を制御する。また、処理回路１７０は、画像メモリ１５０や内部記憶回路１６０が記憶する表示用の超音波画像データをディスプレイ１０３にて表示するように制御する。

例えば、処理回路１７０は、送受信回路１１０を介して超音波プローブ１０１を制御することで、超音波走査の制御を行う。通常、ＣＦＭ法では、血流像データであるカラードプラ画像データとともに、組織像データであるＢモード画像データを表示する。かかる表示を行うため、処理回路１７０は、第１走査範囲内の血流情報を取得する第１超音波走査を超音波プローブ１０１に実行させる。第１超音波走査は、例えば、ドプラモードでカラードプラ画像データを収集するための超音波走査である。また、処理回路１７０は、第１超音波走査とともに、第２走査範囲内の組織形状情報を取得する第２超音波走査を超音波プローブ１０１に実行させる。第２超音波走査は、例えば、ＢモードでＢモード画像データを収集するための超音波走査である。

また、処理回路１７０は、受付機能１７１と、割当機能１７２とを実行する。ここで、処理回路１７０の構成要素である受付機能１７１及び割当機能１７２が実行する各処理機能は、例えば、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で内部記憶回路１６０に記録されている。処理回路１７０は、各プログラムを内部記憶回路１６０から読み出し、実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。すなわち、受付機能１７１は、処理回路１７０が受付機能１７１に対応するプログラムを内部記憶回路１６０から読み出し実行することで、実現される機能である。また、割当機能１７２は、処理回路１７０が割当機能１７２に対応するプログラムを内部記憶回路１６０から読み出し実行することで、実現される機能である。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路１７０は、図１の処理回路１７０内に示された各機能を有することとなる。受付機能１７１及び割当機能１７２が実行する各処理機能については、後述する。

また、上記の実施形態においては、単一の処理回路１７０にて、上述した各処理機能が実現されるものとして説明するが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより機能を実現するものとしても構わない。

上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ(Graphics Processing Unit)、或いは、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサは記憶回路に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、内部記憶回路１６０にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。更に、各図における複数の構成要素を１つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。

ここで、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、血流を高速、高分解能、高フレームレートに映像化することにより、通常のドプラ法と比較してクラッタ成分を大幅に抑制した血流情報を得るドプラモード用の超音波走査を実行する。具体的には、第１の実施形態で行なわれる第１超音波走査は、複数の走査線で形成される走査範囲での超音波送受信により、同一位置の反射波データを複数フレームにわたって収集可能な走査形態を繰り返すことで、実行される。より具体的には、第１の実施形態で行なわれる第１超音波走査は、複数の走査線で形成される走査範囲での超音波送受信を各走査線で１回とする走査形態を繰り返すことで、実行される。かかる走査形態は、通常のＢモードで行なわれる第２超音波走査と同じ走査形態であり、フレームレートを向上させるためにＣＦＭ法で行なわれている走査形態と同じ走査形態である。

図２は、第１の実施形態に係るドプラモード用の超音波走査の一例を示す図である。図２に示す例では、超音波診断装置１の処理回路１７０は、第２超音波走査として第２走査範囲を分割した複数の分割範囲それぞれの超音波走査を、第１超音波走査の間に時分割で超音波プローブ１０１に実行させる。換言すると、処理回路１７０は、第１超音波走査の間に第２超音波走査の一部分を行い、数フレーム分の第１超音波走査を行う期間で、１フレーム分の第２超音波走査を完結させる。かかる走査形態により、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、第１超音波走査と第２超音波走査とで超音波送受信条件を独立に設定可能となる。例えば、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、第２超音波走査をＴＨＩ法に基づく条件で実行させることができる。すなわち、第２超音波走査は、上述したフィルタ処理によりＴＨＩを行うための超音波送受信条件で実行することができる。また、第２超音波走査は、上述したＡＭ法、ＰＭ法、ＡＭＰＭ法、又は差音成分を用いた方法等、１本の走査線に対して複数レートの超音波送信を行う映像化法に基づくＴＨＩを行うための超音波送受信条件で実行することができる。なお、処理回路１７０は、制御部の一例である。ここで、制御部は、第１走査範囲内の血流情報を収集する第１超音波走査を超音波プローブ１０１に実行させ、第２走査範囲内の組織形状情報を収集する第２超音波走査として当該第２走査範囲を分割した複数の分割範囲それぞれの超音波走査を、第１超音波走査の間に時分割で超音波プローブ１０１に実行させる。言い換えると、処理回路１７０は、第１走査範囲内の血流情報を収集する第１超音波走査を超音波プローブ１０１に実行させ、第２走査範囲内の組織形状情報を収集する第２超音波走査を、第１超音波走査の間に時分割で超音波プローブ１０１に実行させる。

図２を用いて、上記の処理の一例について説明する。例えば、処理回路１７０は、操作者からの指示や、初期設定された情報等に基づいて、第２走査範囲を４つの分割範囲（第１分割範囲〜第４分割範囲）に分割する。なお、図２に示す破線の矩形は、Ｂモード用の送受信条件を用いて走査される第２走査範囲全体を示し、図２に示す「Ｂ」は、時分割で走査される分割範囲を示す。例えば、処理回路１７０は、第２走査範囲全体のうち「Ｂ」で示される分割範囲の超音波走査（第２超音波走査）を実行させる。また、図２に示す「Ｄ」は、カラードプラモード用の送受信条件を用いて走査される第１走査範囲を示す。例えば、処理回路１７０は、「Ｄ」で示される範囲の超音波走査（第１超音波走査）を、上記の高フレームレート法を用いて実行させる。すなわち、図２に例示する第１超音波走査は、一般的なカラードプラ法のように、超音波を同一方向に複数回送信して、複数回反射波を受信するのではなく、各走査線で超音波送受信を１回行う。処理回路１７０は、第１超音波走査として、第１走査範囲を形成する複数の走査線それぞれで１回ずつ超音波送受信を行い、複数フレーム分の反射波を用いて血流情報を取得する方法（高フレームレート法）に基づく超音波走査を実行させる。なお、図２では、第１超音波走査が行われる走査範囲「Ｄ」が、第２超音波走査が行われる全体の走査範囲（破線部）よりも小さい場合を説明するが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、第１超音波走査が行われる走査範囲「Ｄ」が、第２超音波走査が行われる全体の走査範囲（破線部）よりも大きい場合であってもよいし、両範囲が同じ大きさであってもよい。

まず、処理回路１７０は、第２超音波走査として第１分割範囲の超音波走査を実行させ（図２の（１）を参照）、第１走査範囲（１フレーム分）の第１超音波走査を実行させる（図２の（２）を参照）。そして、処理回路１７０は、第２超音波走査として第２分割範囲の超音波走査を実行させ（図２の（３）を参照）、第１走査範囲（１フレーム分）の第１超音波走査を実行させる（図２の（４）を参照）。そして、処理回路１７０は、第２超音波走査として第３分割範囲の超音波走査を実行させ（図２の（５）を参照）、第１走査範囲（１フレーム分）の第１超音波走査を実行させる（図２の（６）を参照）。そして、処理回路１７０は、第２超音波走査として第４分割範囲の超音波走査を実行させ（図２の（７）を参照）、第１走査範囲（１フレーム分）の第１超音波走査を実行させる（図２の（８）を参照）。このように、処理回路１７０は、複数の分割範囲それぞれの第２超音波走査を、第１超音波走査の間に時分割で実行させる。

ここで、処理回路１７０は、第１超音波走査が行われる間隔を等間隔とする。すなわち、第１走査範囲の「ある走査線」上の「点Ｘ」は、図２の（２）、（４）、（６）、及び（８）の第１超音波走査で１回ずつ走査されるが、その走査間隔は、一定の時間「Ｔ」となるように制御される。具体的には、処理回路１７０は、第２超音波走査で行われる各分割走査に要する時間を同一として、第１超音波走査が行われる間隔を等間隔とする。例えば、処理回路１７０は、図２の（１）、（３）、（５）、及び（７）で行われる第２超音波走査の分割走査に要する時間が同じ時間となるように制御する。処理回路１７０は、第２走査範囲を分割した各分割範囲の大きさや、走査線数、走査線密度及び深度等を同一とする。

図２に示す例では、組織像データ（組織形状情報）は、第１分割範囲「Ｂ」〜第４分割範囲「Ｂ」それぞれの第２超音波走査が行われるごとに生成される。例えば、図２の（１）において、第１分割範囲「Ｂ」の第２超音波走査が行われると、第１分割範囲「Ｂ」に対応する組織像データ（画像）が生成される。次に、図２の（３）において、第２分割範囲「Ｂ」の第２超音波走査が行われると、第２分割範囲「Ｂ」に対応する組織像データが生成される。続いて、図２の（５）において、第３分割範囲「Ｂ」の第２超音波走査が行われると、第３分割範囲「Ｂ」に対応する組織像データが生成される。そして、図２の（７）において、第４分割範囲「Ｂ」の第２超音波走査が行われると、第４分割範囲「Ｂ」に対応する組織像データが生成される。更に、第１分割範囲「Ｂ」の第２超音波走査が行われると、第１分割範囲「Ｂ」に対応する組織像データが生成（更新）され、第２分割範囲「Ｂ」の第２超音波走査が行われると、第２分割範囲「Ｂ」に対応する組織像データが生成（更新）される。このように、処理回路１７０は、各分割範囲「Ｂ」の第２超音波走査が行われるごとに、各分割範囲「Ｂ」の組織像データを更新する。なお、１本の走査線に対して複数レートの超音波送信を行う映像化法に基づくＴＨＩを行う場合は、１フレーム分の受信信号を得るための超音波送信回数が増えるため、通常のＢモード撮影や、フィルタ処理によりＴＨＩを行う場合と比較して、第２走査範囲の分割数を増やす必要がある。例えば、ＰＭ法を行う場合、第２走査範囲は、４分割から８分割に変更される。

また、移動体情報の画像（血流画像等）は、複数のフレームの同じ位置のそれぞれにおける反射波データのデータ列に対するフィルタ処理（例えば、固有ベクトル型ＭＴＩフィルタを用いたフィルタ処理）により生成される。ここで、１つの移動体情報を出力するために用いられるデータ列のデータ長は、任意に設定（変更）可能である。更に、前の時相の移動体情報を出力するために用いられるデータ列と、次の時相の移動体情報を出力するために用いられるデータ列とを重複させることが可能であり、この重複数も任意に設定（変更）可能である。

例えば、図２において、データ列のデータ長が「４」に設定され、表示されるフレーム間におけるデータ列の重複数が「２」に設定される場合について説明する。かかる場合、例えば、図２の（２）、（４）、（６）、及び（８）の第１超音波走査が行われると、（２）の位置Ｘ１、（４）の位置Ｘ２、（６）の位置Ｘ３、及び（８）の位置Ｘ４のデータ列に対してフィルタ処理を行うことで、第１フレームの位置Ｘの移動体情報が生成される。そして、走査範囲内の各位置について移動体情報を生成することで、第１フレームの移動体情報が生成される。そして、第１超音波走査が新たに２回実行されると、（６）の位置Ｘ３と、（８）の位置Ｘ４とを含め、４回分の位置Ｘのデータ列に対してフィルタ処理が行われ、第２フレームの位置Ｘの移動体情報が生成される。このように、処理回路１７０は、第１超音波走査が重複数「２」に対応する回数行われるごとに、データ長「４」のデータ列に対してフィルタ処理を行って、各フレームの移動体情報を生成する。

このように、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、血流を高分解能、高フレームレートに映像化することにより、通常のドプラ法と比較してクラッタ成分を大幅に抑制した血流画像を得る高フレームレート法に基づく超音波走査を実行する。すなわち、超音波診断装置１は、走査範囲を形成する各走査線で１回ずつ超音波送受信を行う第１超音波走査の間に、各分割範囲の第２超音波走査を時分割で実行することにより、血流画像及び組織像を高分解能かつ高フレームレートで生成する。また、超音波診断装置１は、複数フレームの同じ位置のデータ列に対して固有ベクトル型ＭＴＩフィルタを用いたフィルタ処理を行うことにより、クラッタ成分を大幅に抑制した血流画像を生成する。

しかしながら、上記のドプラモード用の超音波走査では、例えば、流速値の範囲（以下、「流速レンジ」とも表記する）の変更に伴って表示画像の画質が低下してしまう場合があった。例えば、流速レンジの上限を低下させる指示を操作者から受け付けると、処理回路１７０は、第１超音波走査の繰り返し周波数（ＰＲＦ：Pulse Repetition Frequency）を低下させることで、流速レンジの上限を低下させる。このとき、ＰＲＦの低下に伴って第１超音波走査の走査間隔「Ｔ」が延長するので（図２参照）、第２超音波走査の走査間隔も延長する。このため、各分割範囲「Ｂ」の組織像データが更新される更新レート（更新速度）が低下してしまう。更新レートが低下すると、例えば、図２の例では、各分割領域が左から右へ更新される様子が目立つようになり、左から右に向かって波打つように見えてしまう。このように、流速値の範囲の変更に伴って表示画像の画質が低下してしまう場合があった。

そこで、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、流速値の範囲の変更に伴って表示画像の画質を向上させるために、以下の各処理機能を実行する。すなわち、超音波診断装置１は、流速値の範囲を変更する指示を受け付ける。そして、超音波診断装置１は、受け付けた指示による変更後の流速値の範囲の表示に要する走査線ごとの超音波の送受信時間が、変更前の送受信時間より長い場合に、その差分の時間を表示画像の画質を向上させるための時間に割り当てる。

図１の説明に戻る。第１の実施形態に係る処理回路１７０は、受付機能１７１と、割当機能１７２とを実行する。

受付機能１７１は、血流情報の表示において、表示される流速値の範囲を変更する指示を受け付ける。例えば、受付機能１７１は、入力装置１０２の操作に応じて、流速値の範囲（流速レンジ）の上限値を変更可能なＵＩ（User Interface）を提供する。なお、受付機能１７１は、受付部の一例である。言い換えると、処理回路１７０は、血流情報の表示において、表示される流速値を変更する指示を受け付ける。

一例として、入力装置１０２として、超音波診断装置１の操作パネル上のつまみを用いる場合を説明する。この場合、受付機能１７１には、つまみの回転方向と上限値の増減とが対応付けられ、つまみの回転量と上限値の変化量とが対応付けられている。ここで、上限値を増加させる方向に操作者がつまみを回転させると、受付機能１７１は、つまみの回転量に応じた上限値を増加させる旨の指示として受け付ける。これにより、処理回路１７０は、つまみの回転量に応じて流速レンジの上限値を増加させる。また、上限値を減少させる方向に操作者がつまみを回転させると、受付機能１７１は、つまみの回転量に応じた上限値を減少させる旨の指示として受け付ける。これにより、処理回路１７０は、つまみの回転量に応じて流速レンジの上限値を減少させる。

なお、第１の実施形態では、受付機能１７１が流速レンジの上限値を増加させる指示を受け付ける場合を説明するが、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、受付機能１７１は、流速レンジの上限値を増加させる指示を受け付けなくてもよい。この場合、操作者が上限値を増加させる方向につまみを回転させても、受付機能１７１が指示として受け付けないため、処理回路１７０は、上限値を増加させない（変更しない）。

また、受付機能１７１によって提供されるＵＩは、上記の例に限定されるものではなく、操作者の指示によってパラメータを変更するための如何なる技術が適用されてもよい。例えば、受付機能１７１は、つまみに限らず、ボタンの操作によって流速値の範囲の上限値を変更してもよい。

割当機能１７２は、第１超音波走査において、受付機能１７１が受け付けた指示による変更後の流速値の範囲の表示に要する走査線ごとの超音波の送受信時間が、変更前の送受信時間より長い場合には、変更後の送受信時間と変更前の送受信時間との差分の時間を、第１超音波走査及び第２超音波走査のうち少なくとも一方に割り当てる。言い換えると、処理回路１７０は、指示による流速値の変更によって、第１超音波走査における走査線ごとの超音波送受信時間が変更前の送受信時間を超えた場合、超えた分の時間を第１超音波走査及び第２超音波走査のうち少なくとも一方に割り当てる。例えば、割当機能１７２は、受付機能１７１が流速レンジの上限値を下げる指示を受け付けた場合に、差分の時間（超えた分の時間）を、分割範囲の方位方向の長さを長くするための時間に割り当てる。なお、割当機能１７２は、割当部の一例である。

図３は、第１の実施形態に係る割当機能１７２の処理を説明するための図である。図３には、第１超音波走査（ドプラモード用走査）及び第２超音波走査（Ｂモード用走査）の走査条件が、流速レンジの変更に伴って変更される様子を例示する。図３の上段、中段、及び下段において、左図には、超音波プローブ１０１により実行される第２超音波走査の全体の第２走査範囲１０と、分割範囲１１とを示す。また、右図には、超音波プローブ１０１により実行される第１超音波走査の第１走査範囲１２を示す。

図３の上段に示すように、流速レンジの変更が行われる前には、処理回路１７０は、分割範囲１１の第２超音波走査を行うとともに、第１走査範囲１２の第１超音波走査を行っている。ここで、分割範囲１１の方位方向の長さは、「ｗ１」である。また、第１走査範囲１２における各走査線の送受信時間は、「ｔ１」である。

そして、受付機能１７１が流速レンジの上限値を下げる指示を受け付けると、処理回路１７０は、第１超音波走査のＰＲＦを低下させることで、流速レンジの上限値を低下させる。このとき、割当機能１７２は、ＰＲＦの低下に伴って、指示により変更された流速値の範囲の表示に要する走査線ごとの超音波の送受信時間として、「ｔ１」より長い「ｔ２」を算出する（図３の中段）。

ここで、第１超音波走査の走査条件を送受信時間「ｔ２」に変更したとしても、血流画像として表示される第１走査範囲１２は変更されない。このため、変更後の送受信時間「ｔ２」のうち、変更前の送受信時間「ｔ１」から延長した部分の時間については、実際には画像化されない「待ち時間」となってしまう。

そこで、図３の下段に示すように、割当機能１７２は、この待ち時間を、Ｂモード用走査に割り当てる。例えば、割当機能１７２は、分割範囲１１の方位方向の長さ「ｗ１」を長くするための時間に割り当てる。これにより、処理回路１７０は、方位方向の長さ「ｗ１」が「ｗ２」に長くなった分割範囲１３で、第２超音波走査を実行する。

具体的には、割当機能１７２は、まず、下記の式（１）を用いて、第１走査範囲１２を１回走査するのに生じる待ち時間ΔＴ［ｓ］を算出する。なお、式（１）において、ＮｕｍＲａｓｔｅｒは、第１走査範囲１２に含まれる走査線（ラスタ）の数に対応する。

ΔＴ＝（ｔ２−ｔ１）×ＮｕｍＲａｓｔｅｒ ・・・（１）

そして、割当機能１７２は、下記の式（２）を用いて、第２超音波走査において、待ち時間ΔＴ［ｓ］の間に送受信可能な走査線の数ＮｕｍＡｄｄＲａｓｔｅｒを算出する。なお、式（２）において、Ｒｏｕｎｄは、各分割範囲１１に含まれる走査線の数に対応する。また、ＴｉｍｅＢは、各分割範囲１１の走査時間に対応する。また、式（２）の解は、小数点以下の値が切り捨てられる。

ＮｕｍＡｄｄＲａｓｔｅｒ＝Ｒｏｕｎｄ（ΔＴ／ＴｉｍｅＢ） ・・・（２）

このように、割当機能１７２は、待ち時間ΔＴから、第２超音波走査において追加可能な走査線の数ＮｕｍＡｄｄＲａｓｔｅｒを算出する。これにより、例えば、処理回路１７０は、割当機能１７２によって算出された走査線の数を分割範囲１１に追加することで、分割範囲１３とする。図３の下段の例では、処理回路１７０は、分割範囲１１の走査線密度を変えずに、算出された数の走査線を追加することで、分割範囲１３とする。

この結果、流速レンジの変更後には、処理回路１７０は、方位方向の長さ「ｗ２」の分割範囲１３で第２超音波走査を行うとともに、各走査線の送受信時間「ｔ１」で第１超音波走査を行う。これにより、処理回路１７０は、各分割範囲の大きさを拡大するので、Ｂモード用走査の更新レートを向上させることが可能となる。

なお、図３では、流速レンジの変更によって分割範囲１１の走査線数が「３本」から「６本（分割範囲１３）」に変更される場合を例示したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、式（２）の算出結果が「ＮｕｍＡｄｄＲａｓｔｅｒ＝１」であれば、分割範囲１３の走査線数は「４本」となり、「ＮｕｍＡｄｄＲａｓｔｅｒ＝２」であれば、分割範囲１３の走査線数は「５本」となる。つまり、分割範囲１１の走査線数は、式（２）の算出結果に応じて、１本単位で追加され得るものである。また、式（２）の算出結果が「１未満」であれば、１本も追加されない場合もあり得る。

図４は、第１の実施形態に係る超音波診断装置１の処理手順を示すフローチャートである。図４に示す処理手順は、例えば、ドプラモード用の超音波走査を開始する旨の開始指示を操作者から受け付けた場合に開始される。

ステップＳ１０１において、処理回路１７０は、ドプラモード用の超音波走査を開始する旨の開始指示を受け付けたか否かを判定する。ここで、ドプラモード用の超音波走査を開始する旨の開始指示を受け付けると、処理回路１７０は、ステップＳ１０２以降の処理を開始する。なお、ステップＳ１０１が否定される場合には、ステップＳ１０２以降の処理は開始されず、処理回路１７０の各処理機能は待機状態である。

ステップＳ１０１が肯定されると、ステップＳ１０２において、処理回路１７０は、ドプラモード用の超音波走査を実行する。例えば、処理回路１７０は、送受信回路１１０、Ｂモード処理回路１２０、及びドプラ処理回路１３０等を制御することで、超音波走査の制御を行う。

ステップＳ１０３において、処理回路１７０は、画像を表示する。例えば、処理回路１７０は、ドプラモード用の超音波走査によって収集した反射波データに基づき、画像生成回路１４０によって生成された画像をディスプレイ１０３に表示する。具体的には、処理回路１７０は、組織像を表示するとともに、組織像上の指定された領域（ＲＯＩ）に血流画像を重畳表示する。

ステップＳ１０４において、受付機能１７１は、流速レンジの変更を受け付けたか否かを判定する。ここで、流速レンジの変更を受け付けると、受付機能１７１は、ステップＳ１０５以降の処理を実行する。なお、ステップＳ１０４が否定される場合には、ステップＳ１１０の処理へ移行する。

ステップＳ１０４が肯定されると、ステップＳ１０５において、割当機能１７２は、指示による変更後の流速値の範囲の表示に要する走査線ごとの超音波の送受信時間を算出する。例えば、割当機能１７２は、受付機能１７１が流速レンジを変更する指示を受け付けると、ＰＲＦの低下に伴って、指示による変更後の流速値の範囲の表示に要する各走査線の送受信時間（変更後の送受信時間）「ｔ２」を算出する。

ステップＳ１０６において、割当機能１７２は、変更後の送受信時間「ｔ２」が変更前の送受信時間「ｔ１」より大きいか否かを判定する。ここで、変更後の送受信時間「ｔ２」が変更前の送受信時間「ｔ１」より小さい場合には、割当機能１７２は、ステップＳ１０７の処理を実行する。一方、変更後の送受信時間「ｔ２」が変更前の送受信時間「ｔ１」より大きい場合には、割当機能１７２は、ステップＳ１０８の処理を実行する。

ステップＳ１０６が否定されると、ステップＳ１０７において、処理回路１７０は、送受信時間を変更する。具体的には、処理回路１７０は、変更前の送受信時間「ｔ１」を変更後の送受信時間「ｔ２」に変更するとともに、第１超音波走査の走査条件に含まれる他のパラメータを変更する。

ステップＳ１０６が肯定されると、ステップＳ１０８において、割当機能１７２は、送受信時間を変更せずに、Ｂモード用の走査範囲（分割範囲）の方位方向を拡大する。つまり、割当機能１７２は、変更前の送受信時間「ｔ１」と変更後の送受信時間「ｔ２」との差分の時間を、分割範囲の方位方向の長さを長くするための時間に割り当てる。具体的には、割当機能１７２は、変更前の送受信時間「ｔ１」と変更後の送受信時間「ｔ２」との差分から、待ち時間ΔＴを算出する。そして、割当機能１７２は、算出した待ち時間ΔＴの間に送受信可能な走査線の数ＮｕｍＡｄｄＲａｓｔｅｒを算出する。そして、割当機能１７２は、算出された数の走査線をＢモード用走査の分割範囲に追加することで、分割範囲の方位方向の長さを長くする。

ステップＳ１０９において、処理回路１７０は、流速レンジを変更する。例えば、処理回路１７０は、受付機能１７１が受け付けた指示に応じて、流速レンジの上限を変更する。

ステップＳ１１０において、処理回路１７０は、ドプラモード用の超音波走査を終了する旨の終了指示を受け付けたか否かを判定する。ここで、ドプラモード用の超音波走査を終了する旨の終了指示を受け付けると、処理回路１７０は、図４の処理手順を終了する。なお、ステップＳ１１０が否定される場合には、ステップＳ１０２の処理へ移行する。

上述してきたように、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、流速値の範囲を変更する指示を受け付ける。そして、超音波診断装置１は、受け付けた指示による変更後の流速値の範囲の表示に要する走査線ごとの超音波の送受信時間が、変更前の送受信時間より長い場合に、その差分の時間を表示画像の画質を向上させるための時間に割り当てる。このため、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、流速値の範囲の変更に伴って表示画像の画質を向上させることができる。

図５は、第１の実施形態に係る超音波診断装置１による効果を説明するための図である。図５には、図２に示したドプラモード用の超音波走査において、流速レンジの上限値を低下させる指示が行われた後の超音波走査を例示する。

図５に示すように、超音波診断装置１において、割当機能１７２は、流速レンジの上限値を低下させる指示が行われると、指示による変更後の送受信時間が変更前の送受信時間より長い場合に、その差分の時間を分割範囲の方位方向の長さを長くするための時間に割り当てる。図５に示す例では、処理回路１７０は、図２の分割範囲「Ｂ」の２倍の大きさの分割範囲「Ｂ」で第２超音波走査（Ｂモード用走査）を実行する。この場合、処理回路１７０は、図２の場合と比較して２倍の更新レートで第２超音波走査を実行する。

例えば、図５の（１）及び（３）において、各分割範囲「Ｂ」の第２超音波走査が行われると、第２走査範囲の全体に対応する組織像データ（画像）が生成される。そして、図５の（５）、（７）・・・と、各分割範囲「Ｂ」の第２超音波走査が行われるごとに、組織像データが半面ずつ更新される。このように、処理回路１７０は、２回の第２超音波走査で第２走査範囲の全体の組織像データを更新するので、更新レートを向上させることができる。更新レートが向上すると、例えば、各分割領域が左から右へ更新される様子が目立たなくなり、波打つような見え方が改善する。このように、超音波診断装置１は、流速値の範囲の変更に伴って表示画像の画質を向上させることができる。

なお、第１の実施形態では、変更後の送受信時間と変更前の送受信時間との差分の時間が、分割範囲の方位方向の長さを長くするための時間に割り当てられる場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。そこで、以下、第１の実施形態の変形例１〜３について説明する。

（第１の実施形態の変形例１）
第１の実施形態の変形例１として、差分の時間が、第２走査範囲の走査線密度を上げるための時間に割り当てられる場合を説明する。

図６は、第１の実施形態の変形例１に係る割当機能１７２の処理を説明するための図である。図６には、第１超音波走査（ドプラモード用走査）及び第２超音波走査（Ｂモード用走査）の走査条件が、流速レンジの変更に伴って変更される様子を例示する。図６の上段及び下段において、左図には、超音波プローブ１０１により実行される第２超音波走査の全体の第２走査範囲１０と、分割範囲１１とを示す。また、右図には、超音波プローブ１０１により実行される第１超音波走査の第１走査範囲１２を示す。なお、図６において、流速レンジの上限値を下げる指示により、割当機能１７２が変更後の送受信時間「ｔ２」を算出する処理は、図３と同様であるので、説明を省略する。

図６の上段に示すように、割当機能１７２は、ＰＲＦの低下に伴って、指示により変更された流速値の範囲の表示に要する走査線ごとの送受信時間「ｔ２」を算出する。ここで、算出した変更後の送受信時間「ｔ２」は、変更前の送受信時間「ｔ１」より長いので、図３と同様に待ち時間が生じている。

そこで、図６の下段に示すように、割当機能１７２は、この待ち時間を、Ｂモード画像の走査線密度を上げるための時間に割り当てる。これにより、処理回路１７０は、走査線密度が増加した分割範囲１４で、第２超音波走査を実行する。

具体的には、割当機能１７２は、まず、上記の式（１）及び式（２）を用いて、第２超音波走査において、待ち時間ΔＴ［ｓ］の間に送受信可能な走査線の数ＮｕｍＡｄｄＲａｓｔｅｒを算出する。これにより、例えば、処理回路１７０は、割当機能１７２によって算出された走査線の数を分割範囲１１に追加することで、分割範囲１４とする。図６の下段の例では、処理回路１７０は、分割範囲１１の方位方向の長さ「ｗ１」を変えずに、算出された数の走査線を追加することで、走査線密度が増加した分割範囲１４とする。

この結果、流速レンジの変更後には、処理回路１７０は、走査線密度が増加した分割範囲１４で第２超音波走査を行うとともに、各走査線の送受信時間「ｔ１」で第１超音波走査を行う。これにより、処理回路１７０は、各分割範囲の走査線密度が増加するので、Ｂモード用走査の方位分解能を向上させることが可能となる。

（第１の実施形態の変形例２）
第１の実施形態の変形例２として、差分の時間が、第１走査範囲の走査線密度を上げるための時間に割り当てられる場合を説明する。

図７は、第１の実施形態の変形例２に係る割当機能１７２の処理を説明するための図である。図７には、第１超音波走査（ドプラモード用走査）及び第２超音波走査（Ｂモード用走査）の走査条件が、流速レンジの変更に伴って変更される様子を例示する。図７の上段及び下段において、左図には、超音波プローブ１０１により実行される第２超音波走査の全体の第２走査範囲１０と、分割範囲１１とを示す。また、右図には、超音波プローブ１０１により実行される第１超音波走査の第１走査範囲１２を示す。なお、図７において、流速レンジの上限値を下げる指示により、割当機能１７２が変更後の送受信時間「ｔ２」を算出する処理は、図３と同様であるので、説明を省略する。

図７の上段に示すように、割当機能１７２は、ＰＲＦの低下に伴って、指示により変更された流速値の範囲の表示に要する走査線ごとの送受信時間「ｔ２」を算出する。ここで、算出した変更後の送受信時間「ｔ２」は、変更前の送受信時間「ｔ１」より長いので、図３と同様に待ち時間が生じている。

そこで、図７の下段に示すように、割当機能１７２は、この待ち時間を、血流画像の走査線密度を上げるための時間に割り当てる。これにより、処理回路１７０は、走査線密度が増加した第１走査範囲１５で、第１超音波走査を実行する。

具体的には、割当機能１７２は、まず、上記の式（１）を用いて、待ち時間ΔＴ［ｓ］を算出する。そして、割当機能１７２は、下記の式（３）を用いて、第１超音波走査において、待ち時間ΔＴ［ｓ］の間に送受信可能な走査線の数ＮｕｍＡｄｄＲａｓｔｅｒＤを算出する。なお、式（３）の解は、小数点以下の値が切り捨てられる。

ＮｕｍＡｄｄＲａｓｔｅｒ＝ΔＴ／ｔ１ ・・・（３）

このように、割当機能１７２は、待ち時間ΔＴから、第１超音波走査において追加可能な走査線の数ＮｕｍＡｄｄＲａｓｔｅｒを算出する。例えば、処理回路１７０は、割当機能１７２によって算出された走査線の数を第１走査範囲１２に追加することで、走査範囲１５とする。図７の下段の例では、処理回路１７０は、第１走査範囲１２と同じ大きさの範囲に、算出された数の走査線を追加することで、走査線密度が増加した走査範囲１５とする。

この結果、流速レンジの変更後には、処理回路１７０は、変更前と同様の分割範囲１１で第２超音波走査を行うとともに、走査線密度が増加した走査範囲１５で第１超音波走査を行う。これにより、処理回路１７０は、ドプラモードの走査範囲の走査線密度が増加するので、ドプラモード用走査の方位分解能を向上させることが可能となる。

（第１の実施形態の変形例３）
第１の実施形態の変形例３として、差分の時間が、分割範囲の方位方向の長さを長くするための時間、第１走査範囲の走査線密度を上げるための時間、及び、第２走査範囲の走査線密度を上げるための時間のうちの複数に割り当てられる場合を説明する。

図８は、第１の実施形態の変形例３に係る割当機能１７２の処理を説明するための図である。図８には、第１超音波走査（ドプラモード用走査）及び第２超音波走査（Ｂモード用走査）の走査条件が、流速レンジの変更に伴って変更される様子を例示する。図８の上段及び下段において、左図には、超音波プローブ１０１により実行される第２超音波走査の全体の第２走査範囲１０と、分割範囲１１とを示す。また、右図には、超音波プローブ１０１により実行される第１超音波走査の第１走査範囲１２を示す。なお、図８において、流速レンジの上限値を下げる指示により、割当機能１７２が変更後の送受信時間「ｔ２」を算出する処理は、図３と同様であるので、説明を省略する。

図８の上段に示すように、割当機能１７２は、ＰＲＦの低下に伴って、指示により変更された流速値の範囲の表示に要する走査線ごとの送受信時間「ｔ２」を算出する。ここで、算出した変更後の送受信時間「ｔ２」は、変更前の送受信時間「ｔ１」より長いので、図３と同様に待ち時間が生じている。

そこで、図８の下段に示すように、割当機能１７２は、この待ち時間を、例えば、分割範囲の方位方向の長さ「ｗ１」を長くするための時間と、血流画像の走査線密度を上げるための時間とに割り当てる。例えば、処理回路１７０は、走査線を追加することで方位方向の長さを「ｗ３」に長くした分割範囲１６を用いて第２超音波走査を行うとともに、走査線密度がに増加した走査範囲１７で第１超音波走査を行う。これによれば、処理回路１７０は、Ｂモード用走査の更新レートとドプラモード用走査の方位分解能を向上させることが可能となる。

なお、図８では、待ち時間が、分割範囲の方位方向の長さを長くするための時間と、血流画像の走査線密度を上げるための時間とに割り当てられる場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、割当機能１７２は、差分の時間を、分割範囲の方位方向の長さを長くするための時間、第１走査範囲の走査線密度を上げるための時間、及び、第２走査範囲の走査線密度を上げるための時間のうち、少なくとも一つの時間に割り当てられてよい。

（その他の実施形態）
上述した実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてもよい。

（割当比率の指定）
例えば、上記の第１の実施形態の変形例３では、差分の時間が、Ｂモード走査の更新レート、Ｂモード走査の方位分解能、及びドプラモード走査の方位分解能のうち、少なくとも一つを向上させる時間に割り当てられる場合を説明したが、この割り当ての比率（割当比率）は、操作者が表示画像を閲覧しながら適宜調整可能である。

図９は、その他の実施形態に係る超音波診断装置１の処理を説明するための図である。図９には、操作者が組織像２０上に表示された血流画像２１を閲覧しながら割当比率を調整する場合を例示する。

図９の上段に示すように、操作者が流速レンジのスケール２２の上限値「１．０ｃｍ／ｓ」を下げる指示を行うと、第１超音波走査のＰＲＦを低下させることで、スケール２２の上限値を「０．７ｃｍ／ｓ」に低下させる。このとき、割当機能１７２は、ＰＲＦの低下に伴って、指示により変更された流速値の範囲の表示に要する走査線ごとの超音波の送受信時間として、「ｔ１」より長い「ｔ２」を算出する。そして、割当機能１７２は、例えば、図３で説明した処理により、「ｔ２」と「ｔ１」との差分の時間を、Ｂモード走査の更新レートを向上させるための時間に割り当てる。

流速レンジが変更されると、受付機能１７１は、図９の中段に示すように、割当比率を調整可能なＧＵＩとして、割当比率表示領域２３，２４，２５をディスプレイ１０３に表示させる。ここで、割当比率表示領域２３は、Ｂモード走査の更新レート（Ｂ更新レート）を向上させるための時間に割り当てられる比率を表示する領域である。この割当比率表示領域２３は、割当比率の程度を表す目盛りと、目盛り上のポインタ２６とを含む。また、割当比率表示領域２４は、Ｂモード走査の方位分解能（Ｂ分解能）を向上させるための時間に割り当てられる比率を表示する領域である。この割当比率表示領域２４は、割当比率の程度を表す目盛りと、目盛り上のポインタ２７とを含む。また、割当比率表示領域２５は、ドプラモード走査の方位分解能（Ｄ分解能）を向上させるための時間に割り当てられる比率を表示する領域である。この割当比率表示領域２５は、割当比率の程度を表す目盛りと、目盛り上のポインタ２８とを含む。なお、図９において、ポインタ２６，２７，２８は、右側に位置するほど割当比率が高いことを示し、左側に位置するほど割当比率が低いことを示す。図９の中段では、差分の時間が全てＢモード走査の更新レートに割り当てられているので、ポインタ２６が目盛りの右端に位置し、ポインタ２７，２８が目盛りの左端に位置する。

ここで、操作者が各ポインタ２６，２７，２８の位置を左右に移動させる操作を行うと、受付機能１７１は、割当比率を変更する指示として受け付ける。例えば、操作者は、図９の下段に示すように、組織像２０及び血流画像２１を閲覧しながら、ポインタ２６を左へ目盛り３つ分移動させ、ポインタ２７を右へ目盛り１つ分移動させ、ポインタ２８を右へ目盛り２つ分移動させる。この操作により、受付機能１７１は、図９の中段に示す割当比率を、図９の下段に示す割当比率に変更する指示として受け付ける。

そして、割当機能１７２は、受付機能１７１が受け付けた割当比率に応じて、差分の時間を割り当てる。図９の下段の例では、割当機能１７２は、Ｂモード走査の更新レートへの割当比率を目盛り３つ分低下させ、Ｂモード走査の方位分解能への割当比率を目盛り１つ分上昇させ、ドプラモード走査の方位分解能への割当比率を目盛り２つ分上昇させる。そして、割当機能１７２は、変更した割当比率で、差分の時間を、Ｂモード走査の更新レート、Ｂモード走査の方位分解能、及びドプラモード走査の方位分解能のそれぞれの時間に割り当てる。

このように、受付機能１７１は、差分の時間が、分割範囲の方位方向の長さを長くするための時間、第１走査範囲の走査線密度を上げるための時間、及び、第２走査範囲の走査線密度を上げるための時間のうち少なくとも二つの時間に割り当てられる場合に、それぞれの時間に割り当てられる割当比率を変更する指示を更に受け付ける。そして、割当機能１７２は、割当比率に応じて、差分の時間を割り当てる。これによれば、操作者は、組織像２０や血流画像２１等の表示画像を閲覧しながら、割当比率を適宜調整することが可能となる。

なお、図９は一例に過ぎず、例えば、割当比率は、予め設定されていてもよい。この場合、例えば、割当機能１７２は、予め設定された割当比率に基づいて、差分の時間を、Ｂモード走査の更新レート、Ｂモード走査の方位分解能、及びドプラモード走査の方位分解能のそれぞれの時間に割り当てる。

（割り当て先の切り替え）
また、例えば、差分の時間の割り当て先となるＢモード走査の更新レート、Ｂモード走査の方位分解能、及びドプラモード走査の方位分解能は、外部からのトリガーによって切り替えられてもよい。

例えば、割当機能１７２は、操作者からのＵＩ操作によって、これから生じる差分の時間の割り当て先を、Ｂモード走査の更新レート、Ｂモード走査の方位分解能、ドプラモード走査の方位分解能の順に切り替えることができる。また、例えば、超音波診断装置１がＥＣＧ信号を検知可能な場合には、所定のＥＣＧ信号（例えば、拡張期、収縮期等）に応じて、差分の時間の割り当て先を切り替えることができる。また、例えば、割当機能１７２は、時間方向の断層像（Ｂモード画像）の相関値をモニタし、相関値が所定の変化を示した時に、差分の時間の割り当て先を切り替えることができる。

また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。更に、各装置にて行われる各処理機能は、その全部又は任意の一部が、ＣＰＵ及び当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、或いは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。

また、上記の実施形態において説明した各処理のうち、自動的に行われるものとして説明した処理の全部又は一部を手動的に行うこともでき、或いは、手動的に行われるものとして説明した処理の全部又は一部を公知の方法で自動的に行うこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。

また、上記の実施形態で説明した超音波イメージング方法は、予め用意された超音波イメージングプログラムをパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することによって実現することができる。この超音波イメージング方法は、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。また、この超音波イメージング方法は、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、流速値の範囲の変更に伴って表示画像の画質を向上させることができる。

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。

１ 超音波診断装置
１００ 装置本体
１７０ 処理回路
１７１ 受付機能
１７２ 割当機能

Claims (5)

1. 第１走査範囲内の血流情報を収集する第１超音波走査を超音波プローブに実行させ、第２走査範囲内の組織形状情報を収集する第２超音波走査を、前記第１超音波走査の間に時分割で前記超音波プローブに実行させる制御部と、
   前記血流情報の表示において、表示される流速値を変更する指示を受け付ける受付部と、
   前記指示による流速値の変更によって、前記第１超音波走査における走査線ごとの超音波送受信時間が変更前の送受信時間を超えた場合、超えた分の時間を前記第１超音波走査及び前記第２超音波走査のうち少なくとも一方に割り当てる割当部と
   を備える、超音波診断装置。
2. 前記制御部は、前記第２超音波走査として当該第２走査範囲を分割した複数の分割範囲それぞれの超音波走査を、前記第１超音波走査の間に時分割で前記超音波プローブに実行させる、
   請求項１に記載の超音波診断装置。
3. 前記受付部は、前記流速値の範囲の上限値を下げる指示を受け付け、
   前記割当部は、前記受付部が前記上限値を下げる指示を受け付けた場合に、前記超えた分の時間を、前記分割範囲の方位方向の長さを長くするための時間、前記第１走査範囲の走査線密度を上げるための時間、及び、前記第２走査範囲の走査線密度を上げるための時間のうち少なくとも一つの時間に割り当てる、
   請求項２に記載の超音波診断装置。
4. 前記受付部は、前記超えた分の時間が、前記分割範囲の方位方向の長さを長くするための時間、前記第１走査範囲の走査線密度を上げるための時間、及び、前記第２走査範囲の走査線密度を上げるための時間のうち少なくとも二つの時間に割り当てられる場合に、それぞれの時間に割り当てられる割当比率を変更する指示を更に受け付け、
   前記割当部は、前記割当比率に応じて、前記超えた分の時間を前記少なくとも二つの時間に割り当てる、
   請求項３に記載の超音波診断装置。
5. 前記割当部は、前記超えた分の時間が、前記分割範囲の方位方向の長さを長くするための時間、前記第１走査範囲の走査線密度を上げるための時間、及び、前記第２走査範囲の走査線密度を上げるための時間のうち少なくとも二つの時間に割り当てられる場合に、予め設定された割り当ての比率に基づいて、前記超えた分の時間を前記少なくとも二つの時間に割り当てる、
   請求項３に記載の超音波診断装置。