JP2020130728A - 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】ＣＦＭ画像における動態描出の安定性及び応答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複数の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と、最新の第１フレームデータとフレーム間メディアンフィルター処理後の第２フレームデータを重み付け加算してカラードプラ画像を生成する重み付け加算処理部と、を有する。【選択図】図５

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、時間軸方向に連続する複数のフレームのフレームデータを用いてメディアンフィルタ処理を行うことが開示されている。

国際公開第２０１１／０３６８９１号 米国特許第９９４３２８９号明細書

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、心臓や頸動脈などの拍動を伴う血流などの応答性が要求される場合に対応することは困難である。

本発明の目的は、ＣＦＭ画像における動態描出の安定性及び応答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。

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と、
最新の第１フレームデータと前記フレーム間メディアンフィルター処理後の第２フレームデータを重み付け加算して前記カラードプラ画像を生成する重み付け加算処理部と、を有する。

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と、
最新の第１フレームデータと前記フレーム間メディアンフィルター処理後の第２フレームデータを重み付け加算して前記カラードプラ画像を生成する工程と、を含む。

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所定の処理を実行させるプログラムであって、
前記所定の処理は、
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、を備え、
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処理と、
最新の第１フレームデータと前記フレーム間メディアンフィルター処理後の第２フレームデータを重み付け加算して前記カラードプラ画像を生成する処理と、を含む。

本発明によれば、ＣＦＭ画像における動態描出の安定性及び応答性を向上することができる。

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、血流確率を決定するためのテーブルの一例を示す図である。 図８Ａ〜図８Ｅは、重み付け加算係数を設定するためのルックアップテーブルの一例を示す図である。 図９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１０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。 図１１Ａ、図１１Ｂは、重み付け加算係数を設定するための判定テーブルの一例を示す図である。 図１２は、基準ＬＵＴの他の例を示す図である。

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ＲＡＭ（Random Access Memory）４２及びＲＯＭ（Read Only Memory）４３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、診断対象部位、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の有無）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、重み付け加算処理部３２３、空間フィルター処理部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Ｐ又は分散データＴ）の中央値を取得し、取得した中央値が格納された動態データを得る。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の詳細については、後述する。

重み付け加算処理部３２３は、最新フレームのフレームデータ（第１フレームデータ）とフレーム間メディアンフィルター処理後のフレームデータ（第２のフレームデータ）との重み付け加算処理（いわゆるαブレンド処理）を行う。本実施の形態では、重み付け加算処理に用いる重み付け加算係数αを適宜制御することにより、動態描出の安定性と応答性の向上が図られている。重み付け加算処理の詳細については、後述する。

空間フィルター処理部３２４は、いわゆる２次元の加重平均フィルターで構成され、重み付け加算処理後の速度データ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。

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（Digital Scan Convertor）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態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（現在のフレーム）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，Ｖ１〜Ｐ５，Ｖ５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、中央値が格納されたフレームデータを得る。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，Ｖ１〜Ｐ４，Ｖ４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である。

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。

さらに、本実施の形態では、ＣＦＭモードにおける動態描出の安定性及び応答性を向上すべく、最新のフレームデータ（第１フレームデータ）とフレーム間メディアンフィルター処理後のフレームデータ（第２フレームデータ）を用いて、重み付け加算処理が行われる。
具体的には、重み付け加算処理部３２３は、例えば、下式（１）、（２）に従って、パワーデータＰ及び速度データＶの重み付け加算処理を行う。
Ｐ＝α・Ｐ５＋（１−α）・Ｐ_Ｍｅｄ ・・・（１）
Ｖ＝α・Ｖ５＋（１−α）・Ｖ_Ｍｅｄ ・・・（２）
α：重み付け加算係数
Ｐ５：最新のパワーデータ
Ｖ５：最新の速度データ
Ｐ_Ｍｅｄ：フレーム間メディアンフィルター処理後のパワーデータ
Ｖ_Ｍｅｄ：フレーム間メディアンフィルター処理後の速度データ
上式（１）、（２）に従うと、重み付け加算係数αが大きいほど、最新のフレームのパワーデータＰ５及び速度データＶ５の比率が大きくなるので、応答性が向上する。一方、重み付け加算係数αがが小さい程、フレーム間メディアンフィルター処理後のパワーデータＰ_Ｍｅｄ及び速度データ_ＶＭｅｄの比率が大きくなるので、ノイズ除去効果が増大し、動態描出の安定性が向上する。

実施する超音波診断の形態に応じて重み付け加算係数を制御することにより、ＣＦＭモード画像の最適化を図ることができる。本実施の形態では、診断対象部位、フレームレート、及び、最新のフレームデータ（第１フレームデータ）又はフレーム間メディアンフィルター処理後のフレームデータ（第２フレームデータ）から得られる血流情報に基づいて、重み付け加算係数αが適切に設定されるようになっている。

なお、重み付け加算係数αは、１フレームに対して値が設定されてもよいし、１フレームを細分化した小領域ごとに異なる値が設定されてもよい。本実施の形態では、一例として、ＣＦＭモード画像の１画素を構成する動態データＰ，Ｖに対して、当該画素が血流領域を構成している確率（以下、「血流確率」と称する）に応じた重み付け加算係数αが設定される場合について説明する。

血流確率は、例えば、図７に示すように、予め設定された２次元のテーブルを参照して、動態データＰ，Ｖに基づいて決定することができる。図７では、動態データＰ，Ｖが大きいほど、血流領域を構成している確率が高くなっている。
なお、図７では、パワーデータＰと速度データＶの２つの値を特徴量として血流確率を判定するが、これ以外のパラメーターを特徴量として判定してもよい。また、血流確率を判定するための特徴量は、１つ以上であればよく、Ｎ個のパラメーターによる判定を行う場合は、Ｎ次元のテーブルとなる。また、血流確率の判定には、最新のフレームデータ及びフレーム間メディアンフィルター処理後のフレームデータのいずれか一方を用いてもよいし、両方を用いてもよい。

図８Ａ〜図８Ｅは、重み付け加算係数αを設定するためのルックアップテーブルの一例を示す図である。図８Ａ〜図８Ｅに示すルックアップテーブルは、例えば、ＲＯＭ４３に予め記憶される。

図８Ａは、基準となるルックアップテーブル（以下、「基準ＬＵＴ」と称する）である。図８に示す基準ＬＵＴでは、重み付け加算係数αは、血流確率が０％である場合に０、血流確率が高くなるに伴い大きくなり、血流確率が１００％で１となるように設定されている。図８Ｂ〜図８Ｅでは、比較のため、基準ＬＵＴを一点鎖線で示している。なお、図８Ａに示す基準ＬＵＴだけをＲＯＭ４３に記憶しておき、ＣＦＭモード信号処理において、参照するルックアップテーブルを、都度、基準ＬＵＴを元に生成するようにしてもよい。

図８Ｂは、診断部位が心臓や頸動脈など、拍動による変動が大きい部位である場合に参照されるルックアップテーブルである。拍動による変動が大きい場合、応答性をよくして変動を適切に描出する必要があるので、血流確率が低い場合においても重み付け加算係数αが基準ＬＵＴよりも高く設定されている。

図８Ｃは、診断部位が甲状腺、整形（炎症性の血流）又は腫瘍である場合に参照されるルックアップテーブルである。拍動による変動が大きくない場合、高い応答性は要求されないので、ノイズ除去効果を大きくして安定した動態描出を得るために、血流確率が高い場合においても重み付け係数αが基準ＬＵＴよりも低く設定されている。

図８Ｄは、フレームレートが基準フレームレート（ＣＦＭモードにおけるフレームレートの初期設定）よりも低い場合に参照されるルックアップテーブルであり、図８Ｅは、フレームレートが基準フレームレートよりも高い場合に参照されるルックアップテーブルである。
フレームレートが低くなると応答性も低くなり、一方、フレームレートが高くなると応答性も高くなる。したがって、体感する応答性を一定に保持するために、フレームレートが基準フレームレートよりも低い場合は、重み付け加算係数αが基準ＬＵＴよりも全体的に高く設定され（図８Ｄ参照）、フレームレートが基準フレームレートよりも高い場合は、重み付け加算係数αが基準ＬＵＴよりも全体的に低く設定されている（図８Ｅ参照）。

なお、図８Ａ〜図８Ｅに示すルックアップテーブルは一例であり、ＣＦＭモード信号処理において参照されるルックアップテーブルはこれに限定されない。例えば、フレームレートに応じて、複数段階で変化するルックアップテーブルを用意してもよいし、診断対象部位とフレームレートの組合せ（例えば、［診断対象部位：心臓，フレームレート：高］など）に応じたルックアップテーブルを用意してもよい。また、図８Ａに示す基準ＬＵＴだけをＲＯＭ４３に記憶しておき、ＣＦＭモード信号処理において、都度、参照するルックアップテーブルを生成するようにしてもよい。

図９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９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。画像処理に関する設定情報とは、例えば、重み付け加算係数αを設定する際に参照されるテーブルを決定するための情報であり、診断対象部位やフレームレート、及びフレーム間メディアンフィルター処理の有無の設定などを含む。

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１０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１０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Ｓ４６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、重み付け加算処理部３２３を制御して、最新のフレームデータと、フレーム間メディアン処理後のフレームデータを用いて、重み付け加算処理を行う。ステップＳ４５では、小領域ごとに、血流確率が判定されるとともに、血流確率の判定結果に基づいて当該小領域に対する重み付け加算係数αが設定される。例えば、血流確率が高い場合には重み付け加算係数αが大きく設定され、血流確率が低い場合には、重み付け加算係数αが小さく設定される。

ステップＳ４６において、制御部４０は、空間フィルター処理部３２４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Ｓ４７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９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。なお、制御部４０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ステップＳ３〜Ｓ５に対応する処理を行うようにしてもよい。

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、フレームレートを変更する操作、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。フリーズ後に画像処理に関する設定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。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、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（カラードプラ画像処理部）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複数の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と、最新の第１フレームデータとフレーム間メディアンフィルター処理後の第２フレームデータを重み付け加算してＣＦＭ画像を生成する重み付け加算処理部３２３と、を有する。

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、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１０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１０のステップＳ４２〜Ｓ４７）と、ＣＦＭ画像を表示部１７に表示させる第３工程（図９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複数の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１０のステップＳ４４）と、最新の第１フレームデータとフレーム間メディアンフィルター処理後の第２フレームデータを重み付け加算してＣＦＭ画像を生成する工程（図１０のステップＳ４５）と、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、所定の処理を実行させるプログラムであって、所定の処理は、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第１処理（図１０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１０のステップＳ４２〜Ｓ４７）と、ＣＦＭ画像を表示部１７に表示させる第３処理（図９のステップＳ５）と、を備える。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複数の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１０のステップＳ４４）と、最新の第１フレームデータとフレーム間メディアンフィルター処理後の第２フレームデータを重み付け加算してＣＦＭ画像を生成する工程（図１０のステップＳ４５）と、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、第１フレームデータ（最新のフレームデータ）と第２フレームデータ（フレーム間メディアンフィルター処理後のフレームデータ）を用いて重み付け加算処理が行われるので、ＣＦＭ画像における動態描出の安定性及び応答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、重み付け加算処理部３２３は、診断対象部位（心臓、甲状腺、整形）、フレームレート、若しくは、第１フレームデータ又は第２フレームデータに基づく血流情報（血流確率）の少なくとも１つに基づいて、重み付け加算係数αを決定する。
これにより、要求される動態描出の安定性又は応答性に応じて、適切な重み付け加算係数αを決定することができる。

また、超音波診断装置Ａにおいて、重み付け加算処理部３２３は、診断対象部位に応じて重み付け加算係数αが予め設定されている第１のテーブル（図８Ｂ、図８Ｃ）を参照して、重み付け加算係数を決定する。
具体的には、第１のテーブルにおいて、反応性が要求される診断対象部位（心臓、頸動脈）に対する前記重み付け加算係数αは、動態描出の安定性が要求される診断対象部位（甲状腺、整形、腫瘍）に対する重み付け加算係数αよりも大きく設定されている。
これにより、診断対象部位が心臓や頸動脈である場合には、大きい重み付け加算係数αが設定されるので、最新のフレームデータの合成比率が大きくなり、反応性が向上する。また、診断対象部位が甲状腺、整形又は腫瘍である場合には、小さい重み付け加算係数αが設定されるので、メディアンフィルター処理後のフレームデータの合成比率が大きくなり、ノイズ除去効果が増大し、動態描出の安定性が向上する。

また、超音波診断装置Ａにおいて、重み付け加算処理部３２３は、フレームレートに応じて重み付け加算係数αが予め設定されている第２のテーブル（図８Ｄ、図８Ｅ）を参照して、重み付け加算係数を決定する。
具体的には、第２テーブルにおいて、低フレームレートに対する重み付け加算係数αは、高フレームレートに対する重み付け加算係数αよりも大きく設定されている。
これにより、低フレームレートの場合には、大きい重み付け加算係数αが設定されるので、最新のフレームデータの合成比率が大きくなり、反応性が向上する。また、高フレームレートの場合には、小さい重み付け加算係数αが設定されるので、最新のフレームデータの合成比率が小さくなり、反応性が低下する。したがって、体感の反応性を一定に保持することができる。

また、超音波診断装置Ａにおいて、重み付け加算処理部３２３は、血流情報に応じて重み付け加算係数が予め設定されている第３のテーブル（図８Ａ〜図８Ｅ）を参照して、重み付け加算係数αを決定する。
具体的には、重み付け加算処理部３２３は、最新のフレームデータ（第１フレームデータ）及びフレーム間メディアンフィルター処理後のフレームデータ（第２フレームデータ）の少なくとも一方に基づいて、１フレームを細分化した小領域（例えば、ＣＦＭ画像の１画素に相当する領域）ごとに、血流領域を構成するか否かの確率を示す血流確率を算出し、血流確率に応じて重み付け加算係数αを決定する。
また、第３のテーブルにおいて、血流確率が高い場合の重み付け加算係数αは、血流確率が低い場合の重み付け加算係数よりも大きく設定されている。
これにより、血流確率が高い領域である場合には、大きい重み付け加算係数αが設定され、血流確率が低い領域である場合には、小さい重み付け加算係数αが設定される。すなわち、血流領域においては最新のフレームデータの合成比率が高くなり、非血流領域においてはフレーム間メディアンフィルタ処理後のフレームデータの合成比率が高くなる。したがって、血流領域における反応性と、非血流領域における動態描出の安定性（高いノイズ除去効果）を両立させたＣＦＭ画像を得ることができる。

また、超音波診断装置Ａにおいて、最新のフレームデータ（第１フレームデータ）及びフレーム間メディアンフィルタ処理後のフレームデータ（第２フレームデータ）は、動態の流量を示すパワーデータＰ及び流速を示す速度データＶの少なくとも一方を含む。
これにより、Ｖ表示、Ｖ−Ｔ表示、又はＰ表示において、ＣＦＭ画像における反応性及び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、重み付け加算処理部３２３は、最新のフレームデータ（第１フレームデータ）及びフレーム間メディアンフィルター処理後のフレームデータ（第２フレームデータ）の少なくとも一方を入力として、血流確率を出力する血流判定部（図７の判定テーブル）を有する。
これにより、小領域の血流確率を容易に判定することができる。

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は、速度データに基づいてＣＦＭ画像を生成する場合に、速度データ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及び重み付け加算処理において適切な結果が得られる。

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、重み付け係数αを決定するに際して、血流確率が０％、５０％、１００％の３区分のいずれにはいるか判定しているが、血流領域であるか否か（血流確率が０％又は１００％）を判定してもよい。
さらには、血流確率を演算により連続的に算出できるようにしてもよい。この場合、例えば、血流判定部として、機械学習により構築された学習モデルを用いた識別器を利用することができる。識別器には、例えば、ニューラルネットワークや、ＳＶＭ（Support Vector Machine）の仕組みを適用することができる。

また例えば、実施の形態では、診断対象部位やフレームレートに応じて、基準ＬＵＴを変動させたルックアップテーブルを参照する場合について説明したが、図１１Ａ、図１１Ｂに示すように、診断対象部位やフレームレートに応じて予め重み付け加算係数αが設定されたテーブルを参照するようにしてもよい。

また、実施の形態では、基準ＬＵＴとして、応答性を重視すべく、５０％の血流確率を境に下に凸から上に凸に変化する形状の関数（図１２のＬＵＴ１参照）を用いたが、その他の関数を用いてもよい。例えば、応答性とノイズ除去効果を均等に重視する場合は、血流確率と重み付け加算係数αが比例する関数（図１２のＬＵＴ２参照）を基準ＬＵＴとして用いることができ、ノイズ除去効果を重視する場合は、血流確率が０％〜１００％にわたって下に凸の形状を有する関数（図１２のＬＵＴ３参照）を基準ＬＵＴとすることができる。

また、実施の形態では、重み付け加算処理部３２３は、診断対象部位（心臓、甲状腺、整形）、フレームレート、及び、最新のフレームデータ（第１フレームデータ）又はフレーム間メディアンフィルター処理後のフレームデータ（第２フレームデータ）に基づく血流情報（血流確率）のすべてに基づいて、重み付け加算係数αを決定しているが、少なくとも１つに基づいて重み付け加算係数αを決定してもよい。

また、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、重み付け加算処理部３２３、空間フィルター処理部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。ただし、重み付け加算処理部３２３は、フレーム間メディアンフィルター処理部３２２の後段に設けられる。また、フレーム間メディアンフィルター処理部３２２及び重み付け加算処理以外の処理部は、必須ではない。

また、重み付け加算係数αは、診断対象部位、フレームレート又は血流情報（血流確率）の他の要素（例えば、超音波プローブ２の種類）に応じて決定されてもよい。

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 重み付け加算処理部
３２４ 空間フィルター処理部
３２５ パーシスタンス処理部

Claims (15)

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と、
   最新の第１フレームデータと前記フレーム間メディアンフィルター処理後の第２フレームデータを重み付け加算して前記カラードプラ画像を生成する重み付け加算処理部と、を有する、
   超音波診断装置。
2. 前記重み付け加算処理部は、診断対象部位、フレームレート、若しくは、前記第１フレームデータ又は前記第２フレームデータに基づく血流情報の少なくとも１つに基づいて、重み付け加算係数を決定する、
   請求項１に記載の超音波診断装置。
3. 前記重み付け加算処理部は、前記診断対象部位に応じて前記重み付け加算係数が予め設定されている第１のテーブルを参照して、前記重み付け加算係数を決定する、
   請求項２に記載の超音波診断装置。
4. 前記第１のテーブルにおいて、反応性が要求される診断対象部位に対する前記重み付け加算係数は、動態描出の安定性が要求される診断対象部位に対する前記重み付け加算係数よりも大きく設定されている、
   請求項３に記載の超音波診断装置。
5. 前記重み付け加算処理部は、前記フレームレートに応じて前記重み付け加算係数が予め設定されている第２のテーブルを参照して、前記重み付け加算係数を決定する、
   請求項２から４に記載の超音波診断装置。
6. 前記第２テーブルにおいて、低フレームレートに対する前記重み付け加算係数は、高フレームレートに対する前記重み付け加算係数よりも大きく設定されている、
   請求項５に記載の超音波診断装置。
7. 前記重み付け加算処理部は、前記血流情報に応じて前記重み付け加算係数が予め設定されている第３のテーブルを参照して、前記重み付け加算係数を決定する、
   請求項２から６のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
8. 前記重み付け加算処理部は、前記第１フレームデータ及び前記第２フレームデータの少なくとも一方に基づいて、１フレームを細分化した小領域ごとに、血流領域を構成するか否かの確率を示す血流確率を算出し、前記血流確率に応じて前記重み付け加算係数を決定する、
   請求項７に記載の超音波診断装置。
   
9. 前記第３のテーブルにおいて、前記血流確率が高い場合の前記重み付け加算係数は、前記血流確率が低い場合の前記重み付け加算係数よりも大きく設定されている、
   請求項８に記載の超音波診断装置。
10. 前記第１フレームデータ及び前記第２フレームデータは、動態の流量を示すパワーデータ及び流速を示す速度データの少なくとも一方を含む、
    請求項７から９のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
11. 前記重み付け加算処理部は、前記第１フレームデータ及び前記第２フレームデータの少なくとも一方を入力として、前記血流確率を出力する血流判定部を有する、
    請求項７から１０のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
12. 前記血流判定部は、機械学習により構築された学習モデルを用いた識別器である、
    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は、動態の流速を示す速度データを含み、
    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１から１２のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
14. 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と、
    最新の第１フレームデータと前記フレーム間メディアンフィルター処理後の第２フレームデータを重み付け加算して前記カラードプラ画像を生成する工程と、を含む、
    超音波診断方法。
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のコンピューターに所定の処理を実行させるプログラムであって、
    前記所定の処理は、
    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、を備え、
    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処理と、
    最新の第１フレームデータと前記フレーム間メディアンフィルター処理後の第２フレームデータを重み付け加算して前記カラードプラ画像を生成する処理と、を含む、
    プログラム。

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