JP2019216880A - 超音波診断装置、超音波診断方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】動態変化に対する反応が遅れることなく、時間軸方向のノイズを抑制して、ＣＦＭ画像における動態描出の安定性を向上できる超音波診断装置、超音波診断方法及びプログラムを提供する。【解決手段】超音波診断装置は、超音波プローブによって得られた受信信号から１フレーム分の動態データからなるフレームデータを生成するフレームデータ生成部と、フレームデータに基づいて動態の状態を示すカラードプラ画像を生成するカラードプラ画像処理部と、カラードプラ画像を表示部に表示させる表示処理部と、を備える。カラードプラ画像処理部は、時間軸方向に連続する複数のフレームに対応するフレームデータを用いて、フレーム間メディアンフィルター処理を行うフレーム間メディアンフィルター処理部を有する。【選択図】図７

Description

本発明は、超音波診断装置、超音波診断方法及びプログラムに関し、特に、カラードプラ法を利用した動態解析に有用な技術に関する。

従来、医用画像診断装置の一つとして、超音波を被検体に向けて送信し、その反射波を受信して受信信号に所定の信号処理を行うことにより、被検体内部の形状、性状又は動態を超音波画像として可視化する超音波診断装置が知られている。超音波診断装置は、超音波プローブを体表に当てる又は体内に挿入するという簡単な操作で超音波画像を取得することができるので、安全であり、被検体にかかる負担も小さい。

このような超音波診断装置において、血流などの動態解析を行う場合、Ｂモード画像に生体内の動き情報（例えば、血流）を示すカラー画像を重ねて表示するカラードプラ法（ＣＦＭ：Color Flow Mapping）が有用である（例えば、特許文献１参照）。カラードプラ法では、例えば、血流の流速、方向、パワー（流量）及び分散（乱れ具合）の４つの情報を得ることができ、異常血流の位置や範囲を把握することができる。以下において、カラードプラ法により得られる超音波画像を「ＣＦＭ画像」と称する。

また、超音波診断装置では、生体組織の輪郭を鮮明に描出するために、ノイズ除去処理などの各種画像処理が行われる。例えば、特許文献２では、時間軸方向及び空間軸方向において多重解像度解析により画像処理することが開示されている。

国際公開第２０１１／０３６８９１号 特開２０１０−２５９６５８号公報

しかしながら、特許文献２に開示の手法は、動態描出の安定性（動きの滑らかさ）やノイズ抑制には有効であるが、空間軸方向に加えて時間軸方向にも多重解像度解析を行うため、処理負荷が大きいという課題がある。
また、特許文献２には、血流速度のデータが流速スケールを超える折り返し現象の対処について記載されておらず、折り返し現象が発生した場合に適切な表示が行えないという問題が生じる。

本発明の目的は、処理負荷の増加を抑制しつつ、時間軸方向のノイズを抑制して、ＣＦＭ画像における動態描出の安定性を向上できる超音波診断装置、超音波診断方法及びプログラムを提供することである。
また、本発明の別の目的は、動態描出の表現や安定性を向上でき、速度データが大きい場合でも適切な表示が行える超音波診断装置、超音波診断方法及びプログラムを提供することである。

本発明に係る超音波診断装置は、
被検体に向けて超音波を送信するように超音波プローブを駆動するとともに、被検体内で反射された反射波に基づく受信信号を前記超音波プローブから受信して、超音波画像を生成し、表示する超音波診断装置であって、
前記超音波プローブによって得られた受信信号から１フレーム分の動態データからなるフレームデータを生成するフレームデータ生成部と、
前記フレームデータに基づいて動態の状態を示すカラードプラ画像を生成するカラードプラ画像処理部と、
前記カラードプラ画像を表示部に表示させる表示処理部と、を備え、
前記カラードプラ画像処理部は、
時間軸方向に連続する複数のフレームに対応する複数の前記フレームデータを用いて、フレーム間メディアンフィルター処理を行うフレーム間メディアンフィルター処理部を有する、ことを特徴とする。

本発明に係る超音波診断装置は、
被検体に向けて超音波を送信するように超音波プローブを駆動するとともに、被検体内で反射された反射波に基づく受信信号を前記超音波プローブから受信して、超音波画像を生成し、表示する超音波診断装置であって、
前記超音波プローブによって得られた受信信号から１フレーム分の動態データからなるフレームデータを生成するフレームデータ生成部と、
前記フレームデータに基づいて動態の状態を示すカラードプラ画像を生成するカラードプラ画像処理部と、
前記カラードプラ画像を表示部に表示させる表示処理部と、を備え、
前記動態データは、動態の流速を示す速度データを含み、
前記カラードプラ画像処理部は、前記速度データに基づいて前記カラードプラ画像を生成する場合に、前記速度データの絶対値に対して多重解像度解析を利用した多重解像度処理を適用し、得られた結果に対して、元の速度データの符号を復元する多重解像度処理部を有する、ことを特徴とする。

本発明に係る超音波診断方法は、
被検体に向けて超音波を送信するように超音波プローブを駆動するとともに、被検体内で反射された反射波に基づく受信信号を前記超音波プローブから受信して、超音波画像を生成し、表示する超音波診断方法であって、
前記超音波プローブによって得られた受信信号から１フレーム分の動態データからなるフレームデータを生成する第１工程と、
前記フレームデータに基づいて動態の状態を示すカラードプラ画像を生成する第２工程と、
前記カラードプラ画像を表示部に表示させる第３工程と、を備え、
前記第２工程は、時間軸方向に連続する複数のフレームに対応する複数の前記フレームデータを用いて、フレーム間メディアンフィルター処理を行う工程を含む、ことを特徴とする。

本発明に係る超音波診断方法は、
被検体に向けて超音波を送信するように超音波プローブを駆動するとともに、被検体内で反射された反射波に基づく受信信号を前記超音波プローブから受信して、超音波画像を生成し、表示する超音波診断方法であって、
前記超音波プローブによって得られた受信信号から１フレーム分の動態データからなるフレームデータを生成する第１工程と、
前記フレームデータに基づいて動態の状態を示すカラードプラ画像を生成する第２工程と、
前記カラードプラ画像を表示部に表示させる第３工程と、を備え、
前記動態データは、動態の流速を示す速度データを含み、
前記第２工程は、前記速度データに基づいて前記カラードプラ画像を生成する場合に、前記速度データの絶対値に対して多重解像度解析を利用した多重解像度処理を適用し、得られた結果に対して、元の速度データの符号を復元する工程を含む、ことを特徴とする。

本発明に係るプログラムは、
被検体に向けて超音波を送信するように超音波プローブを駆動するとともに、被検体内で反射された反射波に基づく受信信号を前記超音波プローブから受信して、超音波画像を生成し、表示する超音波診断装置のコンピューターに、
前記超音波プローブによって得られた受信信号から１フレーム分の動態データからなるフレームデータを生成する第１処理と、
前記フレームデータに基づいて動態の状態を示すカラードプラ画像を生成する第２処理と、
前記カラードプラ画像を表示部に表示させる第３処理と、を実行させるためのプログラムであって、
前記第２処理は、時間軸方向に連続する複数のフレームに対応する複数の前記フレームデータを用いたフレーム間メディアンフィルター処理を含む、ことを特徴とする。

本発明に係るプログラムは、
被検体に向けて超音波を送信するように超音波プローブを駆動するとともに、被検体内で反射された反射波に基づく受信信号を前記超音波プローブから受信して、超音波画像を生成し、表示する超音波診断装置のコンピューターに、
前記超音波プローブによって得られた受信信号から１フレーム分の動態データからなるフレームデータを生成する第１処理と、
前記フレームデータに基づいて動態の状態を示すカラードプラ画像を生成する第２処理と、
前記カラードプラ画像を表示部に表示させる第３処理と、を実行させるためのプログラムであって、
前記動態データは、動態の流速を示す速度データを含み、
前記第２処理は、前記速度データに基づいて前記カラードプラ画像を生成する場合に、前記速度データの絶対値に対して多重解像度解析を利用した多重解像度処理を適用し、得られた結果に対して、元の速度データの符号を復元する処理を含む、ことを特徴とする。

本発明によれば、処理負荷の増加を抑制しつつ、時間軸方向のノイズを抑制して、ＣＦＭ画像における動態描出の安定性を向上することができる。
また、動態描出の表現や安定性を向上でき、速度データが大きい場合でも適切な表示を行うことができる。

図１は、実施の形態に係る超音波診断装置の外観を示す図である。 図２は、超音波プローブの構成を示す図である。 図３は、超音波診断装置の制御系の主要部を示すブロック図である。 図４は、ＣＦＭモード信号処理部を示すブロック図である。 図５は、ＣＦＭ画像処理部を示すブロック図である。 図６は、フレーム間メディアンフィルター処理を説明するための図である。 図７は、多重解像度処理を説明するための図である。 図８は、ＣＦＭモードで選択し得る多重解像度処理とフレーム間メディアンフィルター処理との組合せの一例を示す図である。 図９は、診断部位及び超音波プローブの種類に対応付けられる処理のデフォルト設定の一例を示す図である。 図１０は、超音波診断処理の一例を示すフローチャートである。 図１１は、ＣＦＭモード信号処理の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る超音波診断装置Ａの外観を示す図である。図２は、超音波プローブ２の構成を示す図である。図３は、超音波診断装置Ａの制御系の主要部を示すブロック図である。

図１に示すように、超音波診断装置Ａは、超音波診断装置本体１及び超音波プローブ２を備える。超音波診断装置本体１と超音波プローブ２は、ケーブル３を介して接続される。なお、超音波プローブ２は、超音波診断装置本体１と無線通信を介して接続されてもよい。

超音波診断装置Ａは、被検体内の形状、性状又は動態を超音波画像として可視化し、画像診断するために用いられる。超音波診断装置Ａは、表示モードとして、Ｂモード画像のみを表示させるモード（以下、「Ｂモード」と称する）、Ｂモード画像上にカラードプラ法によって得られるＣＦＭ画像を重畳して表示させるモード（以下、「ＣＦＭモード」と称する）を、有する。以下において、Ｂモード画像にＣＦＭ画像を重畳した画像を「ＣＦＭモード画像」と称する。超音波診断装置Ａは、ＣＦＭモード画像において、動態（例えば、血流）を鮮明に描出できることが特徴的である。

ＣＦＭモードには、例えば、動態の流速及び方向をカラー表示するＶ表示（速度表示）、動態の流速及び分散をカラー表示するＶ−Ｔ表示（速度―分散表示）、動態のパワーをカラー表示するＰ表示（パワー表示）がある。なお、ＣＦＭモードは、Ｔ表示（分散表示）、ｄＰ表示（方向付パワー表示）等を含んでもよい。

Ｖ表示及びＶ−Ｔ表示では、超音波プローブ２に近づく方向の流れが赤系統の色で表示され、遠ざかる流れが青系統の色で表示される。また、動体の速度が速いほど明るく表示され、遅いほど暗く表示される。Ｐ表示では、パワーが大きいほど明るく表示され、小さいほど暗く表示される。これにより、利用者は、動体の流速、方向、パワー及び分散を視覚的に把握することができる。

超音波プローブ２は、被検体に対して超音波を送信するとともに、被検体で反射された超音波エコーを受信し、受信信号に変換して超音波診断装置本体１に送信する。超音波プローブ２には、コンベックスプローブ、リニアプローブ、又はセクタプローブ等の任意の電子スキャン方式のプローブを適用することができる。

図２に示すように、超音波プローブ２は、超音波放射側から順に、音響レンズ２１、音響整合層２２、振動子アレイ２３、バッキング材２４を有する。なお、音響レンズ２１の表面（超音波放射面）には、保護層が配置されてもよい。

音響レンズ２１は、超音波をスライス方向に収束させるレンズであり、例えば、スライス方向における中央部が盛り上がったかまぼこ形状を有する。
音響整合層２２は、超音波を効率よく被検体内に進入させるための中間的物質であり、振動子（図示略）と被写体の音響インピーダンスを整合させる。

振動子アレイ２３は、スキャン方向に単列又は多列で配置された複数の短冊状の振動子（図示略）により構成される。
バッキング材２４は、振動子アレイ２３で発生する不要振動を減衰する。

超音波プローブ２によれば、スライス方向に収束する超音波のビームプロファイルが得られる。また、駆動する振動子を切り替えることにより、超音波をスキャン方向に収束させることもできる（いわゆる電子スキャン方式）。

超音波診断装置本体１は、超音波プローブ２からの受信信号を用いて、被検体の内部状態を超音波画像として可視化する。図３に示すように、超音波診断装置本体１は、送信部１１、受診部１２、ＲＯＩ設定部１３、フレームデータ記憶部１４、受信データ記憶部１５、表示処理部１６、表示部１７、操作入力部１８、Ｂモード信号処理部２０、ＣＦＭモード信号処理部３０、及び制御部４０等を備える。

送信部１１、受信部１２、ＲＯＩ設定部１３、Ｂモード信号処理部２０、ＣＦＭモード信号処理部３０及び表示処理部１６は、例えば、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）等の、各処理に応じた少なくとも一つの専用ハードウェア（電子回路）で構成される。

制御部４０は、演算／制御装置としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）４１、主記憶装置としてのＲＯＭ（Read Only Memory）４３及びＲＡＭ（Random Access Memory）４２等を有する。ＲＯＭ４３には、基本プログラムや基本的な設定データが記憶される。ＣＰＵ４１は、ＲＯＭ４３から処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭ４２に展開し、展開したプログラムを実行することにより、超音波診断装置本体１の各機能ブロック（送信部１１、受信部１２、ＲＯＩ設定部１３、フレームデータ記憶部１４、受信データ記憶部１５、表示処理部１６、表示部１７、Ｂモード信号処理部２０及びＣＦＭモード信号処理部３０）の動作を集中制御する。

本実施の形態では、機能ブロックを構成する各ハードウェアと制御部４０とが協働することにより、各機能ブロックの機能が実現される。なお、制御部４０がプログラムを実行することにより、各機能ブロックの一部又は全部の機能が実現されるようにしてもよい。

送信部１１は、制御部４０の指示に従って、送信信号（駆動信号）を生成して、超音波プローブ２に出力する。図示を省略するが、送信部１１は、例えば、クロック発生回路、パルス発生回路、パルス幅設定部及び遅延回路を有する。

クロック発生回路は、パルス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。パルス発生回路は、所定の周期で予め設定された電圧振幅のバイポーラー型の矩形波パルスを発生させる。パルス幅設定部は、パルス発生回路から出力される矩形波パルスのパルス幅を設定する。パルス発生回路で生成された矩形波パルスは、パルス幅設定部への入力前又は入力後に、超音波プローブ２の個々の振動子ごとに異なる配線経路に分離される。遅延回路は、生成された矩形波パルスを、振動子ごとの送信タイミングに応じて遅延させ、超音波プローブ２に出力する。

受信部１２は、制御部４０の指示に従って、超音波プローブ２からの受信信号を受信し、受信データ記憶部１５、Ｂモード信号処理部２０及びＣＦＭモード信号処理部３０へ出力する。図示を省略するが、受信部１２は、例えば、増幅器、Ａ／Ｄ変換回路、整相加算回路を有する。

増幅器は、超音波プローブ２の各振動子により受信された超音波に応じた受信信号を予め設定された所定の増幅率でそれぞれ増幅する。Ａ／Ｄ変換回路は、増幅された受信信号を所定のサンプリング周波数でデジタルデータに変換する。整相加算回路は、Ａ／Ｄ変換された受信信号に対して、振動子に対応した配線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）する。

送信部１１及び受信部１２による超音波の送受信処理は、Ｂモード画像の生成及びＣＦＭ画像の生成のそれぞれについて行われる。具体的には、Ｂモード画像を生成するための超音波の送受信は、全走査領域に対して行われ、ＣＦＭ画像を生成するための超音波の送受信は、後述する関心領域に対応する走査領域に対して行われる。一般に、ＣＦＭ画像を生成する場合、同じ音響線上において超音波の送受信が複数回行われる。

ＲＯＩ設定部１３は、制御部４０の指示に従って、超音波画像における関心領域（ＲＯＩ：Region of Interest）を設定する。ＲＯＩ設定部１３は、例えば、操作入力部１８の操作によりＢモード画像上で設定された領域を、関心領域として設定する。関心領域は、診断対象（例えば、血流部）を含むように設定され、Ｂモード画像上にＲＯＩ枠として表示される。このＲＯＩ枠内に、ＣＦＭ画像が重畳して表示される。

フレームデータ記憶部１４は、例えば、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの揮発性メモリ又は高速書き換えが可能な不揮発性メモリで構成される。フレームデータ記憶部１４は、Ｂモード信号処理部２０及びＣＦＭモード信号処理部３０で生成されたフレームデータを、フレーム単位で記憶する。ＣＦＭ画像用のフレームデータは、ＣＦＭモード信号処理部３０で画像処理が行われる前の動態データで構成される。動態データは、動態の速度を示す速度データＶ、流量を示すパワーデータＰ及び乱れ具合を示す分散データＴを含む。フレームデータ記憶部１４に記憶されたフレームデータは、制御部４０の制御に従って読み出され、Ｂモード信号処理部２０及びＣＦＭモード信号処理部３０（ＣＦＭ画像処理部３２）において所定の画像処理が施される。

受信データ記憶部１５は、フレームデータ記憶部１４と同様に、例えば、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの揮発性メモリ又は高速書き換えが可能な不揮発性メモリで構成される。受信データ記憶部１５は、受信部１２からの受信信号に基づく受信データ（ＲＦデータ）を記憶する。なお、フレームデータ記憶部１４及び受信データ記憶部１５は、同じ記憶装置で構成されてもよい。

Ｂモード信号処理部２０は、制御部４０の指示に従って、受信部１２又は受信データ記憶部１５からのＢモード画像用の受信データに、包絡線検波処理、対数圧縮処理等を施して、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で、Ｂモード画像データを生成する。なお、Ｂモード信号処理部２０は、超音波プローブ２の種類に応じた座標変換及び画素補間を行うＤＳＣ（Digital Scan Converter）を含む。

ＣＦＭモード信号処理部３０は、制御部４０の指示に従って、受信部１２又は受信データ記憶部１５からのＣＦＭ画像用の受信データに基づいて、ＣＦＭ画像データを生成する。ＣＦＭ画像データは、輝度情報及び色情報を含む。ＣＦＭモード信号処理部３０の詳細については後述する。

表示処理部１６は、制御部４０の指示に従って、Ｂモード信号処理部２０及びＣＦＭモード信号処理部３０において生成された画像データを、表示部１７に対応する表示信号に変換して出力し、表示部１７にＢモード画像又はＣＦＭモード画像を表示させる。例えば、表示処理部１６は、Ｂモード選択時には、Ｂモード信号処理部２０からのＢモード画像データを表示信号に変換して表示部１７に出力する。また、表示処理部１６は、ＣＦＭモード選択時には、Ｂモード信号処理部２０からのＢモード画像データと、ＣＦＭモード信号処理部３０からのＣＦＭ画像データとを合成し、合成されたＣＦＭモード画像データを表示信号に変換して表示部１７に出力する。また、表示処理部１６は、ＲＯＩ設定部１３による関心領域の設定に応じて、Ｂモード画像又はＣＦＭモード画像にＲＯＩ枠を重畳する。

表示部１７は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＣＲＴディスプレイ等で構成される。表示部１７は、制御部４０の指示に従って、表示処理部１６からの表示信号に基づいて画像を表示する。

操作入力部１８は、例えば、診断に関する情報の入力を受け付ける。操作入力部１８は、例えば、複数の入力スイッチを有する操作パネル、キーボード、及びマウス等を有する。なお、操作入力部１８は、表示部１７と一体的に設けられるタッチパネルで構成されてもよい。利用者は、操作入力部１８を介して、関心領域、診断部位、超音波プローブ２の種類、及びＣＦＭモード信号処理部３０における画像処理方法（フレーム間メディアンフィルター処理と多重解像度処理の組合せ）などを設定することができる。

図４は、ＣＦＭモード信号処理部３０を示すブロック図である。図５は、ＣＦＭ画像処理部３２を示すブロック図である。図４に示すように、ＣＦＭモード信号処理部３０は、フレームデータ生成部３１、ＣＦＭ画像処理部３２及びＣＦＭ画像変換部３３を有する。

フレームデータ生成部３１は、受信部１２又は受信データ記憶部１５からのＣＦＭ画像用の受信データに基づいて、速度データＶ、パワーデータＰ及び分散データＴを含む１フレーム分の動態データからなるフレームデータを生成する。本実施の形態では、フレームデータ生成部３１は、直交検波処理部３１１、コーナーターン処理部３１２、ＭＴＩ（Moving Target Indicator）フィルター処理部３１３、相関演算部３１４及びデータ変換部３１５を有している。

直交検波処理部３１１は、制御部４０の指示に従い、ＣＦＭ画像用の受信データを直交検波することにより、複素ドプラ信号Ｉ（実部）、Ｑ（虚部）を取得する。
コーナーターン処理部３１２は、制御部４０の指示に従い、直交検波処理部３１１からの複素ドプラ信号Ｉ、Ｑに対して、同一音響線ごとに、コーナーターン処理（深さ方向／アンサンブル方向変換処理）を行う。
ＭＴＩフィルター処理部３１３は、制御部４０の指示に従い、コーナーターン処理部３１２からの複素ドプラ信号Ｉ、Ｑをフィルタリングして、不要な血管壁や組織等を示すクラッター成分を除去する。
相関演算部３１４は、制御部４０の指示に従い、ＭＴＩフィルター処理部３１３からの複素ドプラ信号Ｉ、Ｑに基づいて、ドプラ信号の自己相関演算の平均値（位相差ベクトルの平均値）を示す自己相関信号Ｄ（実部）、Ｎ（虚部）を算出する。
データ変換部３１５は、制御部４０の指示に従い、相関演算部３１４からの自己相関信号Ｄ、Ｎに基づいて、速度データＶ、パワーデータＰ及び分散データＴを算出する。算出された速度データＶ、パワーデータＰ及び分散データＴは、フレームデータとして、ＣＦＭ画像処理部３２に出力されるとともに、フレームデータ記憶部１４に記憶される。
なお、本実施の形態で示すフレームデータ生成部３１の構成は一例であり、これに限定されない。

ＣＦＭ画像処理部３２は、フレームデータ生成部３１（データ変換部３１５）又はフレームデータ記憶部１４からのフレームデータに基づいてＣＦＭ画像データを生成する。図５に示すように、ＣＦＭ画像処理部３２は、ノイズ除去フィルター処理部３２１、フレーム間メディアンフィルター処理部３２２、空間フィルター処理部３２３、多重解像度処理部３２４及びパーシスタンス処理部３２５を有する。

ノイズ除去フィルター処理部３２１は、いわゆるキーホールフィルターで構成され、ＣＦＭ画像のフレームデータをフィルタリングして、低速、低パワーの信号をノイズとして除去する。ノイズ除去フィルター処理は、例えば、Ｖ表示及びＶ−Ｔ表示では、速度データＶに対してのみ適用され、Ｐ表示では、パワーデータＰに対してのみ適用される。なお、ノイズ除去フィルター処理は、ノイズが検出されたときに、速度データＶ、パワーデータＰ及び分散データＴのすべてに対して適用されてもよい。

フレーム間メディアンフィルター処理部３２２は、連続する複数のフレーム間でフレーム間メディアンフィルター処理を行う。すなわち、フレーム間メディアンフィルター処理部３２２は、時間軸方向に連続する複数のフレームに対応するフレームデータを用いて、同一座標値（画素）ごとに動態データ（速度データＶ、パワーデータ又は分散データＴ）の中央値を取得し、最新フレームの動態データを、取得した中央値に変換する。フレーム間メディアンフィルター処理は、Ｖ表示及びＶ−Ｔ表示では、速度データＶに対してのみ適用され、Ｐ表示では、パワーデータＰに対してのみ適用されるのが好ましい。これにより、ＣＰＵ４１の処理負荷を軽減することができる。フレーム間メディアンフィルター処理部３２２の詳細については後述する。

空間フィルター処理部３２３は、いわゆる２次元の加重平均フィルターで構成され、速度データＶ、パワーデータＰ及び分散データＴをスムージングする。空間フィルター処理は、例えば、Ｖ表示及びＶ−Ｔ表示では、速度データＶ及び分散データＴに対して適用され、Ｐ表示では、パワーデータＰに対して適用される。

多重解像度処理部３２４は、フレームデータに対して多重解像度解析を利用した多重解像度処理を行う。多重解像度処理は、原画像からの多重解像度分解、各スケールにおける画像処理、及び原画像への再構成を含む。多重解像度分解には、例えば、ウェーブレット変換、カーブレット変換、又はピラミッド変換を適用することができる。多重解像度処理は、Ｖ表示及びＶ−Ｔ表示では、速度データＶに対してのみ適用され、Ｐ表示では、パワーデータＰに対してのみ適用されるのが好ましい。これにより、ＣＰＵ４１の処理負荷を軽減することができる。多重解像度処理部３２４の詳細については後述する。

パーシスタンス処理部３２５は、いわゆるＩＩＲフィルターで構成され、フレーム間で残像効果が現れるように、フレームデータを処理する。

ＣＦＭ画像変換部３３は、例えば、ＤＳＣで構成され、フレームデータを構成する速度データＶ、パワーデータＰ又は分散データＴのうち、ＣＦＭモードで使用する動体データを輝度値に変換するとともに、超音波プローブ２の種類に応じた座標変換及び画素補間を行う。

図６は、フレーム間メディアンフィルター処理を説明するための図である。図６に示すように、フレーム間メディアンフィルター処理部３２２は、最新フレームのフレームデータＦ５と、過去フレームのフレームデータＦ１〜Ｆ４を一時的に記憶しておき、これらのフレームデータＦ１〜Ｆ５の同じ画素の動態データＰ１〜Ｐ５に対してフレーム間メディアンフィルター処理を適用する。すなわち、最新フレームの動態データＰ５は、動態データＰ１〜Ｐ５のうちの中央値に変換される。このフレーム間メディアンフィルター処理が、全画素の動態データに対して行われる。なお、過去フレームのフレームデータＦ１〜Ｆ４の動態データＰ１〜Ｐ４は、過去フレームに対するフレーム間メディアンフィルター処理を適用する前の値を記憶しておく。

このように、フレーム間でフレーム間メディアンフィルター処理を行うことにより、１フレームにだけ局所的に現れるノイズが排除され、動態の状態変化が滑らかに描出されるので、動態描出の安定性が向上する。
Ｂモード画像は、動態ではなく生体組織で反射したＳ／Ｎ特性のよい受信信号に基づいて生成されるので、ＣＦＭ画像のような不安定さはなく、フレーム間でフレーム間メディアンフィルター処理を行う効果は少ない。これに対して、ＣＦＭ画像は、血流等の動態で反射したＳ／Ｎ特性の悪い受信信号に基づいて生成されるので、フレーム間でフレーム間メディアンフィルター処理を行うことが有効である。

ここで、フレーム間メディアンフィルター処理部３２２は、フレーム間メディアンフィルター処理を行うに際し、新しいフレームの動態データほど大きな重みを付与する重み付けメディアンフィルターとして構成することが好ましい。重み付けメディアンフィルターは公知の技術であり、フィルター処理の対象となる個々のデータが重みの数だけ繰り返されたものとして、メディアンフィルター処理を適用する。これにより、動態変化への対応が遅くなるというフレーム間メディアンフィルター処理の欠点を抑制することができる。

また、速度データＶを用いるＶ表示またはＶ−Ｔ表示では、動態の平均流速に相当する周波数がパルス繰り返し周波数ＰＲＦの１／２を超えると折り返し現象が生じて、動態の流れが反対方向の色で描出される。このような折り返し現象が起こっている場合でも適切に扱えるように、フレーム間メディアンフィルター処理部３２２で速度データＶに対してフレーム間メディアンフィルター処理を行う場合、以下のように行うことが好ましい。

すなわち、速度データＶの絶対値に対してフレーム間メディアンフィルター処理を適用し、得られた結果に対して元の速度データＶの符号を復元する。これにより、速度データＶのようにＣＦＭ画像に折り返しが生じうる場合でも、フレーム間メディアンフィルター処理において適切な結果が得られる。
なお、「フレーム間メディアンフィルター処理によって得られた結果に対して元の速度データＶの符号を復元する」とは、中央値として選択された速度データＶに対応する元の速度データＶを出力することも含む。

例えば、フレーム間メディアンフィルター処理の対象である３つのフレームの特定画素における速度データＶが−１２０、０、１２５である場合、フレーム間メディアンフィルター処理をそのまま適用すると、中央値は０になり、ＣＦＭ画像に黒抜けが生じる。これに対して、上述した手法によれば、中央値が１２０（−１２０の絶対値）となり、元の速度データＶの符号を復元した−１２０で当該画素における速度データＶが変換されるので、黒抜けは生じない。

または、速度データＶの折り返しの有無を判定し、折り返しがある場合に、折り返しを示す速度データＶに対してパルス繰り返し周波数ＰＲＦに相当する速度値を加算または減算して補正し、補正後の速度データＶに対してフレーム間メディアンフィルター処理を適用してもよい。これにより、速度データＶのようにＣＦＭ画像に折り返しが生じうる場合でも、フレーム間メディアンフィルター処理において適切な結果が得られる。

折り返しの有無は、例えば、フレーム間メディアンフィルター処理の対象である複数フレームの特定画素における速度データＶのうち、ＰＲＦ／２に相当する速度値を正方向または負方向に超えるデータ数によって判定することができる。例えば、半数以上の速度データＶがＰＲＦ／２に相当する速度値を超える場合に、折り返しがあると判定する。なお、折り返しの有無の判定には、特許第５６５２３９５号公報に開示されているような公知の技術を適用できる。
折り返しを示す速度データＶが負の値である場合、すなわち速度データＶが＋ＰＲＦ／２に相当する速度値を超えることにより折り返しが生じている場合は、折り返し周波数ＰＲＦをに相当する速度値を加算して補正し、補正後の速度データＶに対してフレーム間メディアンフィルター処理を適用する。
一方、折り返しを示す速度データＶが正の値である場合、すなわち速度データＶが−ＰＲＦ／２に相当する速度値を超えることにより折り返しが生じている場合は、折り返し周波数ＰＲＦに相当する速度値を減算して補正し、補正後の速度データＶに対してフレーム間メディアンフィルター処理を適用する。

図７は、多重解像度処理を説明するための図である。図７において、原画像ＬＬ（０）が、フレームデータに相当する。図７に示すように、原画像ＬＬ（０）に２次元ウェーブレット変換を適用すると、スケール１の低周波成分ＬＬ（１）及び垂直、水平、対角方向の高周波成分ＨＬ（１）、ＬＨ（１）、ＨＨ（１）に分解される。次に、スケール１の低周波成分ＬＬ（１）に２次元ウェーブレット変換を適用すると、スケール２の低周波成分ＬＬ（２）及び垂直、水平、対角方向の高周波成分ＨＬ（２）、ＬＨ（２）、ＨＨ（２）に分解される。
同様にして、スケール２の低周波成分ＬＬ（２）に２次元ウェーブレット変換を適用すると、スケール３の低周波成分ＬＬ（３）及び垂直、水平、対角方向の高周波成分ＨＬ（３）、ＬＨ（３）、ＨＨ（３）に分解される。
スケール１、２、３の低周波成分ＬＬ（１）、ＬＬ（２）、ＬＬ（３）は、それぞれ、原画像ＬＬ（0）を１／２、１／４、１／８に低解像度化した画像に相当する。

すなわち、原画像ＬＬ（０）に対してｎ（ｎは２以上の自然数）回の多重解像度分解を適用することで、スケールｎの低周波成分ＬＬ（ｎ）及び垂直、水平、対角方向の高周波成分ＨＬ（ｎ）、ＬＨ（ｎ）、ＨＨ（ｎ）が得られ、原画像ＬＬ（０）は、１／２^ｎに低解像度化される。

そして、多重解像度分解されたスケール画像ごとに画像処理が適用され、画像処理後のスケール画像に対して多重解像度分解とは逆向きのウェーブレット変換（逆ウェーブレット変換）が適用される。具体的には、スケール３の低周波成分ＬＬ（３）及び垂直、水平、対角方向の高周波成分ＨＬ（３）、ＬＨ（３）、ＨＨ（３）に対して画像処理を適用し、画像処理後のスケール３に対して逆ウェーブレット変換を適用すると、スケール２の低周波成分ＬＬ（２）が再構成される。画像処理には、例えば、低周波成分のスムージングやエッジ強調、高周波成分のゲイン増減がある。
同様にして、スケール２の低周波成分ＬＬ（２）及び垂直、水平、対角方向の高周波成分ＨＬ（２）、ＬＨ（２）、ＨＨ（２）に対して画像処理を適用し、画像処理後のスケール２に対して逆ウェーブレット変換を適用すると、スケール１の低周波成分ＬＬ（１）が再構成される。最終的に画像処理が適用された原画像ＬＬ（０）が再構成される。

このように、フレームデータに対して空間軸方向に多重解像度処理を適用して、低解像度化したスケール画像ごとにスムージングやエッジ強調、ゲイン増減などの画像処理を行うことによって、ＣＦＭ画像において鮮明に動態を描出することができる。具体的には、血流などの動態の芯が明瞭になる、縁が滑らかになる、動態描出が安定するという効果が得られる。

多重解像度処理においても、フレーム間メディアンフィルター処理と同様に、速度データＶを用いるＶ表示またはＶ−Ｔ表示では、折り返し現象を考慮することが好ましい。
すなわち、速度データＶの絶対値に対して多重解像度処理を適用し、得られた結果に対して元の速度データの符号を復元する。
または、速度データＶの折り返しの有無を判定し、折り返しがある場合に、折り返しを示す速度データＶに対してパルス繰り返し周波数ＰＲＦに相当する速度値を加算または減算して補正し、補正後の速度データＶに対してフレーム間メディアンフィルター処理を適用してもよい。 これにより、速度データＶのようにＣＦＭ画像に折り返しが生じうる場合でも、多重解像度処理において適切な結果が得られる。

上述したように、超音波診断装置Ａでは、ＣＦＭ画像処理部３２において、フレーム間メディアンフィルター処理及び多重解像度処理を実行可能であるが、診断部位によっては、ＣＦＭモード画像に対する要求が異なる。
例えば、診断部位が整形（炎症性の血流）や甲状腺である場合は、空間軸方向及び時間軸方向の両方に対して高い安定性が要求されるので、フレーム間メディアンフィルター処理及び多重解像度処理の両方を実行することが好ましい。
これに対して、診断部位が心臓や頸動脈である場合は、空間軸方向には高い安定性が要求されるので、多重解像度処理は実行した方がよいが、時間軸方向には血流の変化に対する追従性が要求されるため、フレーム間メディアンフィルター処理を実行することが好ましいとはいえない。特に、診断部位が心臓である場合は、小さな逆流を捉えるために、空間軸方向にも動態データを強く加工しない、すなわち多重解像度処理を実行しないか弱い効果で適用することが望ましいとも考えられる。
そこで、本実施の形態では、ＣＦＭモードにおける画像処理方法（フレーム間メディアンフィルター処理と多重解像度処理の組合せ）を、利用者が選択できるようになっている。

図８は、ＣＦＭモードで選択し得る多重解像度処理とフレーム間メディアンフィルター処理との組合せの一例を示す図である。図８に示す組合せテーブルには、処理Ｎｏ．０〜６の７通りの組合せが登録されている。組合せテーブルは、例えば、制御部４０のＲＯＭ４３に予め記憶される。

図８に示すように、多重解像度処理は、ＯＦＦ、ＯＮ（設定１）、ＯＮ（設定２）の３段階から選択することができる。「ＯＦＦ」は、多重解像度処理を実行しないことを示すフラグであり、「ＯＮ（設定１）」及び「ＯＮ（設定２）」は、多重解像度処理を実行することを示すフラグである。「ＯＮ（設定１）」と「ＯＮ（設定２）」は、多重解像度処理における各スケール画像に対する画像処理（例えば、ゲインの増加／減少）のレベルが異なる。

フレーム間メディアンフィルター処理も同様に、ＯＦＦ、ＯＮ（設定１）、ＯＮ（設定２）の３段階から選択することができる。「ＯＦＦ」は、フレーム間メディアンフィルター処理を実行しないことを示すフラグであり、「ＯＮ（設定１）」及び「ＯＮ（設定２）」は、フレーム間メディアンフィルター処理を実行することを示すフラグである。「ＯＮ（設定１）」と「ＯＮ（設定２）」は、フレーム間メディアンフィルター処理の対象となるフレーム数や、重みが異なる。

例えば、利用者が操作入力部１８を操作して処理Ｎｏ．１を選択すると、設定１の多重解像度処理が実行され、フレーム間メディアンフィルター処理については実行されない。また例えば、利用者が操作入力部１８を操作して処理Ｎｏ．２を選択すると、設定１の多重解像度処理が実行されるとともに、設定１のフレーム間メディアンフィルター処理が実行される。

利用者は、操作入力部１８を操作することにより、図８に示す処理Ｎｏ．０〜６の中から、所望の処理を簡単に選択することができる。これにより、利用者は、診断に最適なＣＦＭモード画像の提供を受けることができる。

また、ＣＦＭモード画像に対する要求は、超音波プローブ２の種類によっても異なる。例えば、コンベックスプローブは、リニアプローブに比較して周波数帯域が一般的に低く、深い部位を描出するのに使用するため、フレームレートが遅くなりがちである。この場合、フレーム間メディアンフィルター処理による追従性の低下という欠点が強くなるため、フレーム間メディアンフィルター処理は実行しない方が好ましいということになる。
そこで、本実施の形態では、ＣＦＭモードにおける画像処理方法（フレーム間メディアンフィルター処理と多重解像度処理の組合せ）が、超音波プローブ２の種類に対応付けられている。

図９は、診断部位及び超音波プローブ２の種類に対応付けられる処理のデフォルト設定の一例を示す図である。図９は、診断部位及び超音波プローブ２の種類に処理Ｎｏ．（画像処理の組合せ）が対応付けられていることを示している。なお、診断部位及び超音波プローブ２の種類の何れか一方に、画像処理の組合せが対応付けられてもよい。
例えば、診断部位が「血管」で、超音波プローブ２の種類が「リニアプローブ」である場合、処理Ｎｏ．１に基づいて、多重解像度処理及びフレーム間メディアンフィルター処理が実行される。

このように、多重解像度処理とフレーム間メディアンフィルター処理との組合せは、診断部位及び超音波プローブ２の種類に応じて予め設定されているのが好ましい。これにより、利用者は、図８に示すような組合せテーブルの中から所望の組合せを選択しなくても、診断モードにおいて必須の設定項目である診断部位及び超音波プローブ２の種類を設定するだけで、最適な組合せが自動的に選択されるので、利便性が向上する。

また、診断部位及び超音波プローブ２の種類に応じて予め設定される画像処理の組合せは、操作入力部１８を介して、利用者が変更できるようにしてもよい。これにより、利用者は、実際に得られるＣＦＭモード画像を確認しながら、より好ましい動態描出が得られるように画像処理の組合せを設定することができる。この場合、変更後の設定は、ユーザー設定として記憶されてもよい。

図１０は、超音波診断処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、例えば、超音波診断装置Ａにおいて、ＣＦＭモードが選択されることに伴い、ＣＰＵ４１がＲＯＭ４３に格納されている所定のプログラムを実行することにより実現される。ＣＦＭモードの選択は、例えば、操作入力部１８における診断モードの選択によって行われる。

ここでは、ＣＦＭモードとして、動態の流速及び方向をカラー表示するＶ表示が選択された場合について説明する。また、超音波診断装置Ａは、ＣＦＭモード画像をリアルタイムで表示するリアルタイム再生機能及び記録したＣＦＭモード画像を読み出して表示するフリーズ再生機能を有しているものとする。

図１０のステップＳ１において、制御部４０は、ＣＦＭモードにおいて実行される画像処理に関する設定情報を取得する（設定部としての処理）。画像処理に関する設定情報とは、例えば、図８に示すような組合せテーブルの中から選択された処理に登録されている情報（多重解像度処理とフレーム間メディアンフィルター処理の組合せ）である。

ステップＳ２において、制御部４０は、送信部１１及び受信部１２を制御して、超音波プローブ２を介して超音波の送受信を行う。超音波の送受信処理は、Ｂモード画像の生成及びＣＦＭ画像の生成のそれぞれについて行われる。

ステップＳ３において、制御部４０は、Ｂモード信号処理部２０を制御して、Ｂモード信号処理を行う。この処理により、Ｂモード画像データが生成され、表示処理部１６に出力される。なお、Ｂモード信号処理では、Ｂモード画像用のフレームデータが中間生成され、フレームデータ記憶部１４に記憶される。フレームデータ記憶部１４に記憶されたフレームデータは、フリーズ再生時に用いられる。

ステップＳ４において、制御部４０は、ＣＦＭモード信号処理部３０を制御して、ＣＦＭモード信号処理を行う。この処理により、ＣＦＭ画像データが生成され、表示処理部１６に出力される。なお、ＣＦＭモード信号処理では、ＣＦＭ画像用のフレームデータが中間生成され、フレームデータ記憶部１４に記憶される。フレームデータ記憶部１４に記憶されたフレームデータは、フリーズ再生時に用いられる。

具体的には、図１１に示すフローチャートに従って、ＣＦＭモード信号処理が行われる。すなわち、図１１のステップＳ４１において、制御部４０は、フレームデータ生成部３１を制御して、速度データＶ、パワーデータＰ及び分散データＴを含む動態データからなるフレームデータを生成する。
ステップＳ４２において、制御部４０は、ノイズ除去フィルター処理部３２１を制御して、フレームデータをフィルタリングして、低速、低パワーの信号をノイズとして除去する。

ステップＳ４３において、制御部４０は、図１０のステップＳ１で取得した設定情報に基づいて、フレーム間メディアンフィルター処理を適用するか否かを判定する。フレーム間メディアンフィルター処理を適用する場合（ステップＳ４３で“ＹＥＳ”）、ステップＳ４４の処理に移行する。フレーム間メディアンフィルター処理を適用しない場合（ステップＳ４３で“ＮＯ”）、ステップＳ４５の処理に移行する。
ステップＳ４４において、制御部４０は、フレーム間メディアンフィルター処理部３２２を制御して、連続する複数のフレーム間でフレーム間メディアンフィルター処理を行う。

ステップＳ４５において、制御部４０は、空間フィルター処理部３２３を制御して、フレームデータをスムージングする。

ステップＳ４６において、制御部４０は、図１０のステップＳ１で取得した設定情報に基づいて、多重解像度処理を適用するか否かを判定する。多重解像度処理を適用する場合（ステップＳ４６で“ＹＥＳ”）、ステップＳ４７の処理に移行する。多重解像度処理を適用しない場合（ステップＳ４６で“ＮＯ”）、ステップＳ４８の処理に移行する。
ステップＳ４７において、制御部４０は、多重解像度処理部３２４を制御して、多重解像度処理を行う。

ステップＳ４８において、制御部４０は、パーシスタンス処理部３２５を制御して、フレーム間で残像効果が現れるように、フレームデータを処理する。以上により、ＣＦＭ画像用のフレームデータに対する画像処理が終了する。

図１０に戻り、ステップＳ５において、制御部４０は、表示処理部１６を制御して、Ｂモード画像データとＣＦＭ画像データを合成して、ＣＦＭモード画像を表示部１７に表示させる（リアルタイム再生）。ＣＦＭモード画像では、ＲＯＩ枠内にＣＦＭ画像が表示される。Ｖ表示では、超音波プローブ２に近づく方向の流れが赤系統の色で表示され、遠ざかる流れが青系統の色で表示される。また、動態の速度が速いほど明るく表示され、遅いほど暗く表示される。

ステップＳ６において、制御部４０は、操作入力部１８を介して、フリーズ操作が入力されたか否かを判定する。フリーズ操作が行われると、超音波の送受信処理が中断され、フレームデータ記憶部１４に記憶されたフレームデータを用いてＣＦＭモード画像のフリーズ再生が行われる。フリーズ操作が入力された場合（ステップＳ６で“ＹＥＳ”）、ステップＳ７の処理に移行する。フリーズ操作が入力されていない場合（ステップＳ６で“ＮＯ”）、ステップＳ２の処理に移行し、リアルタイム再生が継続される。

ステップＳ７において、制御部４０は、Ｂモード信号処理部２０、ＣＦＭモード信号処理部３０およびフレームデータ記憶部１４を制御して、フリーズ再生を行う。具体的には、フレームデータ記憶部１４からＢモード画像用のフレームデータとＣＦＭ画像用のフレームデータが読み出され、ステップＳ３〜Ｓ５に対応する処理が行われる。

ステップＳ８において、制御部４０は、操作入力部１８を介して、再生フレームの変更操作が入力されたか否かを判定する。例えば、操作入力部１８を操作することにより、ＣＦＭモード画像の再生状況を示すタイムライン上で、フリーズ再生を開始するフレームを指定することができる。再生フレームの変更操作が入力された場合（ステップＳ８で“ＹＥＳ”）、ステップＳ７の処理に移行し、指定されたフレームからフリーズ再生が開始される。再生フレームの変更操作が入力されていない場合（ステップＳ８で“ＮＯ”）、ステップＳ９の処理に移行する。

ステップＳ９において、制御部４０は、操作入力部１８を介して、ＣＦＭモードを変更する設定変更操作が入力されたか否かを判定する。この設定変更操作は、画像処理の組合せを変更する操作、ＣＦＭモードの表示（Ｖ表示／Ｖ−Ｔ表示／Ｐ表示）を変更する操作を含む。設定変更操作が行われた場合（ステップＳ９で“ＹＥＳ”）、ステップＳ７の処理に移行して、変更後の設定に基づいてＣＦＭ画像処理及びＣＦＭモード画像の表示が行われる。設定変更操作が行われていない場合（ステップＳ９で“ＮＯ”）、ステップＳ１０の処理に移行する。

ステップＳ１０において、制御部４０は、操作入力部１８を介して、超音波診断の終了を指示する終了操作が入力されたか否かを判定する。終了操作が行われた場合（ステップＳ１０で“ＹＥＳ”）、超音波診断処理を終了する。終了操作が行われていない場合（ステップＳ１０で“ＮＯ”）、ステップＳ８の処理に移行する。なお、フリーズ再生を解除する操作が入力されると、ステップＳ２に移行して、リアルタイム再生が行われる。

このように、実施の形態に係る超音波診断装置Ａは、被検体に向けて超音波を送信するように超音波プローブ２を駆動するとともに、被検体内で反射された反射波に基づく受信信号を超音波プローブ２から受信して、超音波画像を生成し、表示する。超音波診断装置Ａは、超音波プローブ２によって得られた受信信号から１フレーム分の動態データからなるフレームデータを生成するフレームデータ生成部３１と、フレームデータに基づいて動態の状態を示すＣＦＭ画像を生成するＣＦＭ画像処理部３２と、ＣＦＭ画像を表示部１７に表示させる表示処理部１６と、を備える。ＣＦＭ画像処理部３２は、時間軸方向に連続する複数のフレームに対応するフレームデータを用いて、フレーム間メディアンフィルター処理を行うフレーム間メディアンフィルター処理部３２２を有する。
具体的には、超音波診断装置Ａにおいて、フレーム間メディアンフィルター処理部３２２は、複数のフレームデータ間で、同一座標値ごとに動態データの中央値を取得し、最新フレームの動態データを中央値に変換する。

また、本実施の形態に係る超音波診断方法は、被検体に向けて超音波を送信するように超音波プローブ２を駆動するとともに、被検体内で反射された反射波に基づく受信信号を超音波プローブ２から受信して、超音波画像を生成し、表示する方法であって、超音波プローブ２によって得られた受信信号から１フレーム分の動態データからなるフレームデータを生成する第１工程（図１１のステップＳ４１）と、フレームデータに基づいて動態の状態を示すＣＦＭ画像を生成する第２工程（図１１のステップＳ４２〜Ｓ４８）と、ＣＦＭ画像を表示部１７に表示させる第３工程（図１０のステップＳ５）と、を備える。第２工程は、時間軸方向に連続する複数のフレームに対応するフレームデータを用いて、フレーム間メディアンフィルター処理を行う工程（図１１のステップＳ４４）を含む。

また、本実施の形態に係るプログラムは、被検体に向けて超音波を送信するように超音波プローブ２を駆動するとともに、被検体内で反射された反射波に基づく受信信号を超音波プローブ２から受信して、被検体の内部情報を超音波画像で表示する超音波診断装置のコンピューターに、超音波プローブ２によって得られた受信信号から１フレーム分の動態データからなるフレームデータを生成する第１処理（図１１のステップＳ４１）と、フレームデータに基づいて動態の状態を示すＣＦＭ画像を生成する第２処理（図１１のステップＳ４２〜Ｓ４８）と、ＣＦＭ画像を表示部１７に表示させる第３処理（図１０のステップＳ５）と、を実行させる。第２処理は、時間軸方向に連続する複数のフレームに対応するフレームデータを用いたフレーム間メディアンフィルター処理（図１１のステップＳ４４）を含む。
このプログラムは、例えば、当該プログラムが格納されたコンピューター読取可能な可搬型記憶媒体（光ディスク、光磁気ディスク、及びメモリカードを含む）を介して提供される。また例えば、このプログラムは、当該プログラムを保有するサーバーから、ネットワークを介してダウンロードにより提供することもできる。

実施の形態に係る超音波診断装置Ａ、超音波診断方法及びプログラムによれば、処理負荷の増加を抑制しつつ、時間軸方向のノイズを抑制して、ＣＦＭ画像における動態描出の安定性を向上することができる。

また、超音波診断装置Ａにおいて、フレーム間メディアンフィルター処理部３２２は、フレーム間メディアンフィルター処理を行うに際し、新しいフレームの動態データほど大きな重みを付与する。
これにより、動態変化への対応が遅くなるというフレーム間メディアンフィルター処理の欠点を抑制することができる。

また、超音波診断装置Ａにおいて、動態データは、動態の流速を示す速度データＶ及び流量を示すパワーデータＰの少なくとも一方を含み、ＣＦＭ画像処理部３２は、速度データＶ及びパワーデータＰの少なくとも一方に基づいてＣＦＭ画像を生成する。
これにより、Ｖ表示、Ｖ−Ｔ表示、又はＰ表示において、ＣＦＭ画像における動態描出の表現や安定性を向上することができる。

また、超音波診断装置Ａにおいて、フレーム間メディアンフィルター処理部３２２は、速度データＶに基づいてＣＦＭ画像を生成する場合に、速度データＶの絶対値に対してフレーム間メディアンフィルター処理を適用し、得られた結果に対して元の速度データの符号を復元する。
これにより、速度データＶのようにＣＦＭ画像に折り返しが生じうる場合でも、フレーム間メディアンフィルター処理において適切な結果が得られる。

また、超音波診断装置Ａにおいて、フレーム間メディアンフィルター処理部３２２は、速度データＶに基づいてＣＦＭ画像を生成する場合に、速度データＶの折り返しの有無を判定し、折り返しがある場合に、折り返しを示す速度データＶに対してパルス繰り返し周波数ＰＲＦに相当する速度値を加算又は減算して補正し、補正後の速度データＶに対してフレーム間メディアンフィルター処理を適用する。
これにより、速度データＶのようにＣＦＭ画像に折り返しが生じうる場合でも、フレーム間メディアンフィルター処理において適切な結果が得られる。

また、超音波診断装置Ａにおいて、ＣＦＭモード信号処理部３０は、フレームデータに対して多重解像度解析を利用した多重解像度処理を行う多重解像度処理部３２４を有し、フレーム間メディアンフィルター処理と多重解像度処理の何れか一方が択一的に、又は２つの処理の両方が施される。
これにより、利用者は、診断に最適なＣＦＭモード画像の提供を受けることができる。

また、超音波診断装置Ａは、フレーム間メディアンフィルター処理部３２２と多重解像度処理部３２４の組合せのうち、適用する組合せを選択する操作を受け付ける操作入力部１８と、操作入力部１８を介して受け付けた操作に対応する組合せを、適用する組合せとして設定する制御部４０（設定部）と、を備える。
また、超音波診断装置Ａにおいて、操作入力部１８は、組合せが予め登録された組合せテーブルの中から適用する組合せを選択可能である。
これにより、利用者は、操作入力部１８を操作することにより、所望の画像処理を簡単に選択することができる。

また、超音波診断装置Ａにおいて、フレーム間メディアンフィルター処理と多重解像度処理の組合せは、診断部位及び／又は超音波プローブ２の種類に対応付けられている。
これにより、診断モードにおいて必須の設定項目である診断部位及び／又は超音波プローブ２の種類を設定するだけで、最適な組合せが自動的に選択されるので、利便性が向上する。

また、超音波診断装置Ａにおいて、操作入力部１８を介して、フレーム間メディアンフィルター処理と多重解像度処理の組合せと、診断部位及び／又は超音波プローブ２の種類の対応付けを変更可能である。
これにより、利用者は、実際に得られるＣＦＭモード画像を確認しながら、より好ましい動態描出が得られるように画像処理の組合せを設定することができる。

また、超音波診断装置Ａは、フレームデータを順次記憶するフレームデータ記憶部１４を備え、ＣＦＭ画像処理部３２は、フリーズ状態において、フレームデータ記憶部１４からフレームデータを読み出して処理を行う。
これにより、フリーズ後に画像処理の組合せを変更することができるので、超音波の送受信を改めて行うことなく、診断に適したＣＦＭ画像を得ることができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

例えば、実施の形態では、ＣＦＭモード信号処理部３０は、前段から順に、ノイズ除去フィルター処理部３２１、フレーム間メディアンフィルター処理部３２２、空間フィルター処理部３２３、多重解像度処理部３２４及びパーシスタンス処理部３２５を有しているが、これらの機能が実行される順番はこれに限定されない。また、すべての要素が必須ではなく、例えば、多重解像度処理部３２４においてスムージングを行う場合は、空間フィルター処理部３２３はなくてもよい。

また例えば、実施の形態では、フリーズ状態において、フレームデータ記憶部１４からフレームデータを読み出してＣＦＭ画像処理が行われる場合について説明したが、ＣＦＭモード信号処理部３０は、フリーズ時に、受信データ記憶部１５から受信データを読み出して処理を行うようにしてもよい。
これにより、フリーズ後に画像処理の組合せを変更することができるので、超音波の送受信を改めて行うことなく、診断に適したＣＦＭ画像を得ることができる。

上記実施の形態では、以下の発明も開示されている。
すなわち、超音波診断装置Ａは、被検体に向けて超音波を送信するように超音波プローブ２を駆動するとともに、被検体内で反射された反射波に基づく受信信号を超音波プローブ２から受信して、超音波画像を生成し、表示する。超音波診断装置Ａは、超音波プローブ２によって得られた受信信号から１フレーム分の動態データからなるフレームデータを生成するフレームデータ生成部３１と、フレームデータに基づいて動態の状態を示すＣＦＭ画像を生成するＣＦＭ画像処理部３２と、ＣＦＭ画像を表示部１７に表示させる表示処理部１６と、を備える。動態データは、動態の流速を示す速度データＶを含み、ＣＦＭ画像処理部３２は、速度データＶに基づいてＣＦＭ画像を生成する場合に、速度データＶの絶対値に対して多重解像度解析を利用した多重解像度処理を適用し、得られた結果に対して、元の速度データの符号を復元する。
また、超音波診断装置Ａにおいて、多重解像度処理は、原画像ＬＬ（０）からの多重解像度分解、各スケールにおける画像処理、及び原画像ＬＬ（０）への再構成を含み、多重解像度分解は、ウェーブレット変換、カーブレット変換、ピラミッド変換のいずれか一つによって行われる。
これにより、速度データＶのようにＣＦＭ画像に折り返しが生じうる場合でも、多重解像度処理において適切な結果が得られる。したがって、空間軸方向に安定したＣＦＭ画像を得ることができる。すなわち、動態描出の表現や安定性を向上でき、速度データが大きい場合でも適切なＣＦＭ表示を行うことができる。

本発明は、超音波を利用してＣＦＭ画像により診断を行う場合に好適であるが、しこりの硬さを画像化したエラストグラフィー画像により診断を行う場合にも応用できる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

Ａ 超音波診断装置
１ 超音波診断装置本体
２ 超音波プローブ
１１ 送信部
１２ 受信部
１３ ＲＯＩ設定部
１４ フレームデータ記憶部
１５ 受信データ記憶部
１６ 表示処理部
１７ 表示部
１８ 操作入力部
２０ Ｂモード信号処理部
３０ ＣＦＭモード信号処理部
３１ フレームデータ生成部
３２ ＣＦＭ画像処理部
３３ ＣＦＭ画像変換部
４０ 制御部
３２１ ノイズ除去フィルター部
３２２ フレーム間メディアンフィルター処理部
３２３ 空間フィルター処理部
３２４ 多重解像度処理部
３２５ パーシスタンス処理部

Claims (21)

1. 被検体に向けて超音波を送信するように超音波プローブを駆動するとともに、被検体内で反射された反射波に基づく受信信号を前記超音波プローブから受信して、超音波画像を生成し、表示する超音波診断装置であって、
   前記超音波プローブによって得られた受信信号から１フレーム分の動態データからなるフレームデータを生成するフレームデータ生成部と、
   前記フレームデータに基づいて動態の状態を示すカラードプラ画像を生成するカラードプラ画像処理部と、
   前記カラードプラ画像を表示部に表示させる表示処理部と、を備え、
   前記カラードプラ画像処理部は、
   時間軸方向に連続する複数のフレームに対応する複数の前記フレームデータを用いて、フレーム間メディアンフィルター処理を行うフレーム間メディアンフィルター処理部を有する、超音波診断装置。
2. 前記フレーム間メディアンフィルター処理部は、前記複数のフレームデータ間で、同一座標値毎に、前記動態データの中央値を取得し、最新フレームの前記動態データを前記中央値に変換する、請求項１に記載の超音波診断装置。
3. 前記フレーム間メディアンフィルター処理部は、前記フレーム間メディアンフィルター処理を行うに際し、新しいフレームの前記動態データほど大きな重みを付与する、請求項１または２に記載の超音波診断装置。
4. 前記動態データは、動態の流速を示す速度データ及び流量を示すパワーデータの少なくとも一方を含み、
   前記カラードプラ画像処理部は、前記速度データ及び前記パワーデータの少なくとも一方に基づいて前記カラードプラ画像を生成する、請求項１から３のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
5. 前記フレーム間メディアンフィルター処理部は、前記速度データに基づいて前記カラードプラ画像を生成する場合に、前記速度データの絶対値に対して前記フレーム間メディアンフィルター処理を適用し、得られた結果に対して元の速度データの符号を復元する、請求項４に記載の超音波診断装置。
6. 前記フレーム間メディアンフィルター処理部は、前記速度データに基づいて前記カラードプラ画像を生成する場合に、前記速度データの折り返しの有無を判定し、折り返しがある場合に、折り返しを示す速度データに対してパルス繰り返し周波数ＰＲＦに相当する速度値を加算又は減算して補正し、補正後の速度データに対して前記フレーム間メディアンフィルター処理を適用する、請求項４に記載の超音波診断装置。
7. 前記カラードプラ信号処理部は、
   前記フレームデータに対して多重解像度解析を利用した多重解像度処理を行う多重解像度処理部を有し、
   前記フレーム間メディアンフィルター処理と前記多重解像度処理が択一的に施される、請求項１から６のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
8. 前記カラードプラ信号処理部は、
   前記フレームデータに対して多重解像度解析を利用した多重解像度処理を行う多重解像度処理部を有し、
   前記フレーム間メディアンフィルター処理及び前記多重解像度処理の両方が施される、請求項１から６のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
9. 前記フレーム間メディアンフィルター処理部と前記多重解像度処理部の組合せのうち、適用する組合せを選択する操作を受け付ける操作入力部と、
   前記操作入力部を介して受け付けた操作に対応する組合せを、適用する組合せとして設定する設定部と、を備える、請求項７又は８に記載の超音波診断装置。
10. 前記操作入力部は、前記組合せが予め登録された組合せテーブルの中から適用する組合せを選択可能である、請求項９に記載の超音波診断装置。
11. 前記組合せは、診断部位及び／又は前記超音波プローブの種類に対応付けられている、請求項１０に記載の超音波診断装置。
12. 前記操作入力部を介して、前記組合せと、前記診断部位及び／又は前記超音波プローブの種類の対応付けを変更可能である、請求項１１に記載の超音波診断装置。
13. 前記フレームデータを順次記憶するフレームデータ記憶部を備え、
    前記カラードプラ画像処理部は、フリーズ状態において、前記フレームデータ記憶部から前記フレームデータを読み出して処理を行う、請求項１から１２のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
14. 前記受信信号のデータを順次記憶する受信データ記憶部を備え、
    前記フレームデータ生成部及び前記カラードプラ画像処理部は、フリーズ状態において、前記受信データ記憶部から前記受信データを読み出して処理を行う、請求項１から１２のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
15. 被検体に向けて超音波を送信するように超音波プローブを駆動するとともに、被検体内で反射された反射波に基づく受信信号を前記超音波プローブから受信して、超音波画像を生成し、表示する超音波診断装置であって、
    前記超音波プローブによって得られた受信信号から１フレーム分の動態データからなるフレームデータを生成するフレームデータ生成部と、
    前記フレームデータに基づいて動態の状態を示すカラードプラ画像を生成するカラードプラ画像処理部と、
    前記カラードプラ画像を表示部に表示させる表示処理部と、を備え、
    前記動態データは、動態の流速を示す速度データを含み、
    前記カラードプラ画像処理部は、前記速度データに基づいて前記カラードプラ画像を生成する場合に、前記速度データの絶対値に対して多重解像度解析を利用した多重解像度処理を適用し、得られた結果に対して、元の速度データの符号を復元する多重解像度処理部を有する、超音波診断装置。
16. 前記多重解像度処理は、原画像からの多重解像度分解、各スケールにおける画像処理、及び原画像への再構成を含み、
    前記多重解像度分解は、ウェーブレット変換、カーブレット変換、ピラミッド変換のいずれか一つによって行われる、請求項７〜１２及び１５のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
17. 前記表示処理部は、Ｂモード画像と前記カラードプラ画像を合成して前記表示部に表示させる、請求項１から１６のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
18. 被検体に向けて超音波を送信するように超音波プローブを駆動するとともに、被検体内で反射された反射波に基づく受信信号を前記超音波プローブから受信して、超音波画像を生成し、表示する超音波診断方法であって、
    前記超音波プローブによって得られた受信信号から１フレーム分の動態データからなるフレームデータを生成する第１工程と、
    前記フレームデータに基づいて動態の状態を示すカラードプラ画像を生成する第２工程と、
    前記カラードプラ画像を表示部に表示させる第３工程と、を備え、
    前記第２工程は、時間軸方向に連続する複数のフレームに対応する複数の前記フレームデータを用いて、フレーム間メディアンフィルター処理を行う工程を含む、超音波診断方法。
19. 被検体に向けて超音波を送信するように超音波プローブを駆動するとともに、被検体内で反射された反射波に基づく受信信号を前記超音波プローブから受信して、超音波画像を生成し、表示する超音波診断方法であって、
    前記超音波プローブによって得られた受信信号から１フレーム分の動態データからなるフレームデータを生成する第１工程と、
    前記フレームデータに基づいて動態の状態を示すカラードプラ画像を生成する第２工程と、
    前記カラードプラ画像を表示部に表示させる第３工程と、を備え、
    前記動態データは、動態の流速を示す速度データを含み、
    前記第２工程は、前記速度データに基づいて前記カラードプラ画像を生成する場合に、前記速度データの絶対値に対して多重解像度解析を利用した多重解像度処理を適用し、得られた結果に対して、元の速度データの符号を復元する工程を含む、超音波診断方法。
20. 被検体に向けて超音波を送信するように超音波プローブを駆動するとともに、被検体内で反射された反射波に基づく受信信号を前記超音波プローブから受信して、超音波画像を生成し、表示する超音波診断装置のコンピューターに、
    前記超音波プローブによって得られた受信信号から１フレーム分の動態データからなるフレームデータを生成する第１処理と、
    前記フレームデータに基づいて動態の状態を示すカラードプラ画像を生成する第２処理と、
    前記カラードプラ画像を表示部に表示させる第３処理と、を実行させるためのプログラムであって、
    前記第２処理は、時間軸方向に連続する複数のフレームに対応する複数の前記フレームデータを用いたフレーム間メディアンフィルター処理を含む、プログラム。
21. 被検体に向けて超音波を送信するように超音波プローブを駆動するとともに、被検体内で反射された反射波に基づく受信信号を前記超音波プローブから受信して、超音波画像を生成し、表示する超音波診断装置のコンピューターに、
    前記超音波プローブによって得られた受信信号から１フレーム分の動態データからなるフレームデータを生成する第１処理と、
    前記フレームデータに基づいて動態の状態を示すカラードプラ画像を生成する第２処理と、
    前記カラードプラ画像を表示部に表示させる第３処理と、を実行させるためのプログラムであって、
    前記動態データは、動態の流速を示す速度データを含み、
    前記第２処理は、前記速度データに基づいて前記カラードプラ画像を生成する場合に、前記速度データの絶対値に対して多重解像度解析を利用した多重解像度処理を適用し、得られた結果に対して、元の速度データの符号を復元する処理を含む、プログラム。

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