JP4960013B2 - 超音波診断装置およびその画像処理プログラム - Google Patents

Description

本発明は超音波診断装置およびその画像処理プログラムに係り、特に、データ収集を簡便に行うことができるようにした超音波診断装置およびその画像処理プログラムに関する。

近年、超音波パルスを患者（以下、「被検体」という。）に照射して断層画像と血流情報をリアルタイムで表示することが可能な超音波診断装置が提案されている。

これまでの超音波診断装置においては、一般に、１次元にアレイ配列された複数の超音波振動子を有する超音波プローブを用いて２次元の断層画像データを収集して表示する方法が提案されていたが、最近では、２次元にマトリクス配列された複数の超音波振動子を有する超音波プローブを用いて３次元の領域にわたり複数の２次元の断層画像データを収集し、収集した複数の２次元の断層画像データに基づいて３次元の画像データを再構成して表示する方法が提案されている。

ところで、３次元の領域にわたり複数の２次元の断層画像データを収集して３次元の画像を表示する方法を用いる場合、高画質な３次元の画像を表示するためには、３次元の領域にわたり広く、かつ、均一にデータを収集しなければならない。

しかし、図１に示されるように、例えば医師や技師など（以下、「オペレータ」という。）が心臓Ｓを観察する場合、対象部位である心臓Ｓの周囲には肋骨Ｌなどの音響的な障害物が存在する。肋骨Ｌなどの音響的な障害物が存在しているにもかかわらず超音波を走査してしまうと、生成される画像にノイズやゴーストなどが発生してしまう。

そこで、肋骨などの音響的な障害物の存在下において超音波を走査した場合であっても、３次元の領域で広く、かつ、均一にデータを収集することができるように、超音波プローブから送出する超音波パルスの偏向角に合わせて超音波プローブの超音波送受波のときの口径の大きさを制御する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に提案されている方法によれば、送出する超音波の振り角の変化に応じて超音波プローブの超音波送受波チャンネル数を変化させ、超音波ビームを振らないときの偏向ビームの口径と超音波ビームを振ったときの口径とをほぼ等しくするように超音波プローブの超音波送受波チャンネルを変化させることができる。これにより、スキャンによる画質を均一にすることができるとともに、ノイズやゴーストが増大しない画像データを生成することができる。

また、超音波プローブを構成する多数の振動素子のうち、連続した任意の個数の振動素子を順次移動させて適宜駆動する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特許文献２に提案されている方法によれば、超音波ビームが肋骨や肺などを避けるように発生されるようにしたので、肋骨や肺などの影響を最小化することができる。
特開平５−１５４１４６号公報 特開平６−１８９号公報

ところで、例えばオペレータが心臓を観察する場合、超音波プローブと対象部位との間に音響的な障害物の１つである肋骨が存在すると、肋骨表面近傍では音響インピーダンスが大きく異なるため、肋骨表面近傍において超音波がほとんど反射されてしまう。これにより、肋骨内部よりも深い部位に超音波が伝播しなくなってしまい、その結果、肋骨内部よりも深い部位からの反射波を受波することができなくなってしまう。換言すれば、肋骨内部よりも深い部位の画像を生成して表示することができなくなってしまう。

図２は、超音波プローブと対象部位との間に肋骨などの音響的な障害物がある状態で超音波を走査した場合に生成・表示される３次元の画像の表示例を表している。

図２に示されるように、肋骨と肋骨の間（以下、「肋間」という。）で輝度が高くなって白く表示される一方、肋骨の後方で輝度が低くなって黒く表示されてしまう。これは、肋骨よりも深い部位の画像を生成することができず、画像として表示することができなかったことを示している。そのため、オペレータは、被検体の対象部位を正確に診断することができなくなってしまう。

そこで、オペレータは、超音波プローブと対象部位との間に肋骨などの音響的な障害物が極力少ない状態で超音波を走査させることができるように、図２に示されるような表示画面を見ながら、超音波プローブを被検体の体表面において繰り返し手動で煽って操作する必要がある。

ところが、特許文献１と特許文献２に提案されている方法では、オペレータが超音波プローブを煽った結果、最終的に肋骨などの音響的な障害物がある状態で超音波を走査させなければならない状況下において、音響的な障害物の影響を抑制した画像を生成することはできるが、そもそも、データ収集中に超音波プローブと対象部位との間に肋骨などの音響的な障害物があるか否かを示す情報を表示することはできず、オペレータは、データ収集中に超音波プローブと対象部位との間に音響的な障害物があるか否かを確認することは困難であるという課題があった。

そのため、オペレータは、依然として、表示画面を見ながら、超音波プローブを被検体の体表面において繰り返し手動で操作しなければならず、データ収集に多くの時間がかかってしまうだけでなく、このような操作はオペレータにとって煩わしいという課題があった。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、超音波プローブを用いてデータ収集を簡便に行うことができる超音波診断装置およびその画像処理プログラムを提供することを目的とする。

本発明の超音波診断装置は、上述した課題を解決するために、３次元領域に対して複数の超音波振動子を振動させて超音波を送信し、被検体からの反射波を複数の超音波振動子で変換して得られた受信信号に基づいてボリュームデータを生成し、ボリュームデータに基づいて複数の超音波振動子の配列面の面積と略同一の面積であり、複数の超音波振動子の配列面にほぼ平行関係にある断面のＣモード画像データを生成する画像データ生成手段と、複数の超音波振動子の中の各超音波振動子の位置に一致する、断面上の複数の領域の中の領域ごとに、予め設定された所定の信号強度基準値よりも大きい信号強度をもつ領域であるか否かを判定する領域判定手段と、領域判定手段による領域判定結果に基づいて、予め設定された所定の信号強度基準値よりも大きい信号強度をもつ領域に関する情報である領域情報を検知する領域情報検知手段と、領域情報を表示装置に表示させる表示制御手段と、を備えることを特徴とする。

本発明の超音波診断装置の画像処理プログラムは、上述した課題を解決するために、３次元領域に対して複数の超音波振動子を振動させて超音波を送信し、被検体からの反射波を複数の超音波振動子で変換して得られた受信信号に基づいてボリュームデータを生成し、ボリュームデータに基づいて複数の超音波振動子の配列面の面積と略同一の面積であり、複数の超音波振動子の配列面にほぼ平行関係にある断面のＣモード画像データを生成する画像データ生成ステップと、複数の超音波振動子の中の各超音波振動子の位置に一致する、断面上の複数の領域の中の領域ごとに、予め設定された所定の信号強度基準値よりも大きい信号強度をもつ領域であるか否かを判定する領域判定ステップと、領域判定ステップの処理による領域判定結果に基づいて、予め設定された所定の信号強度基準値よりも大きい信号強度をもつ領域に関する情報である領域情報を検知する領域情報検知ステップと、領域情報を表示装置に表示させる表示ステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とする。

本発明の超音波診断装置においては、３次元領域に対して複数の超音波振動子を振動させて超音波が送信され、被検体からの反射波を複数の超音波振動子で変換して得られた受信信号に基づいてボリュームデータが生成され、ボリュームデータに基づいて複数の超音波振動子の配列面の面積と略同一の面積であり、複数の超音波振動子の配列面にほぼ平行関係にある断面のＣモード画像データが生成され、複数の超音波振動子の中の各超音波振動子の位置に一致する、断面上の複数の領域の中の領域ごとに予め設定された所定の信号強度基準値よりも大きい信号強度をもつ領域であるか否かが判定され、領域判定結果に基づいて予め設定された所定の信号強度基準値よりも大きい信号強度をもつ領域に関する情報である領域情報が検知され、領域情報が表示される。

本発明の超音波診断装置の画像処理プログラムにおいては、３次元領域に対して複数の超音波振動子を振動させて超音波が送信され、被検体からの反射波を複数の超音波振動子で変換して得られた受信信号に基づいてボリュームデータが生成され、ボリュームデータに基づいて複数の超音波振動子の配列面の面積と略同一の面積であり、複数の超音波振動子の配列面にほぼ平行関係にある断面のＣモード画像データが生成され、複数の超音波振動子の中の各超音波振動子の位置に一致する、断面上の複数の領域の中の領域ごとに予め設定された所定の信号強度基準値よりも大きい信号強度をもつ領域であるか否かが判定され、領域判定結果に基づいて予め設定された所定の信号強度基準値よりも大きい信号強度をもつ領域に関する情報である領域情報が検知され、領域情報が表示される。

本発明によれば、超音波プローブを用いてデータ収集を簡便に行うことができる。

本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

図３は、本発明を適用した超音波診断装置１の内部の構成を表している。

超音波診断装置１は、本体１１、その本体１１に電気ケーブルを介して接続されている超音波プローブ１２、入力部１３、および表示部１４により構成される。

図３に示されるように、超音波診断装置１の本体１１は、制御部２１、送信部２２、受信部２３、画像データ生成部２４、記憶部２５、画像再構成部２６、マーカ生成部２７、領域判定部２８、算出部２９、信号強度マップ生成部３０、比較判定部３１、送受信条件変更部３２、入力データ取得判定部３３、およびＤＳＣ（Digital Scan Converter）３４により構成される。

なお、制御部２１、送信部２２、受信部２３、画像データ生成部２４、記憶部２５、画像再構成部２６、マーカ生成部２７、領域判定部２８、算出部２９、信号強度マップ３０、比較判定部３１、送受信条件変更部３２、入力データ取得判定部３３、およびＤＳＣ３４は、超音診断装置１の本体１１内においてバスにより相互に接続されている。

制御部２１は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)またはＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、およびＲＡＭ（Random Access Memory）などからなり、ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されているプログラムまたは記憶部２５からＲＡＭにロードされた各種のアプリケーションプログラムに従って各種の処理を実行するとともに、種々の制御信号を生成し、各部に供給することにより超音波診断装置１の駆動を総括的に制御する。

送信部２２は、レートパルス発生器、送信遅延回路、およびパルサ（いずれも図示せず）からなり、レートパルス発生器は、制御部２１から供給された制御信号に基づいて、被検体の内部に入射する超音波パルスのパルス繰り返し周波数を決定するレートパルスを発生し、送信遅延回路に供給する。また、送信遅延回路は、送信時における超音波ビームの焦点位置や偏向角度を設定するための遅延回路であり、制御部２１から供給される制御信号に基づいて、送信時における超音波ビームの焦点位置と偏向角度が所定の焦点位置と偏向角度となるように、レートパルス発生器から供給されたレートパルスに遅延時間を加え、パルサに供給する。さらに、パルサは、超音波振動子を駆動するための高圧パルスを生成する駆動回路であり、送信遅延回路から供給されたレートパルスに基づいて、超音波振動子を駆動するための高圧パルスを生成し、生成された高圧パルスを超音波プローブ１２に出力する。

なお、送信部２２は、制御部２１の指示に従い、レートパルスに付加する遅延時間や送信周波数、送信駆動電圧などを瞬時に変更することができる。特に、送信駆動電圧を瞬時に変更することができるように、送信部２２には、例えばリニアアンプ型の発信回路、あるいは、複数の電源ユニットを電気的に切り替え可能な回路などが設けられる。

受信部２３は、プリアンプ、Ａ／Ｄ変換器、受信遅延回路、および加算器（いずれも図示せず）などからなり、プリアンプは、超音波プローブ１２から被検体に入射された超音波パルスの反射波に基づく受信信号を取得し、取得された受信信号を所定のレベルまで増幅し、増幅された受信信号をＡ／Ｄ変換器に供給する。Ａ／Ｄ変換器は、プリアンプから供給された受信信号をアナログ信号からディジタル信号に変換し、受信遅延回路に供給する。

受信遅延回路は、制御部２１から供給される制御信号に基づいて、Ａ／Ｄ変換器から供給されたＡ／Ｄ変換後の受信信号に受信指向性を決定するのに必要な遅延時間（各超音波振動子のフォーカス位置からの超音波の伝播時間の差に対応する遅延時間）を与え、加算器に供給する。加算器は、受信遅延回路から供給された各超音波振動子からの受信信号を加算し、加算された受信信号を画像データ生成部２４と記憶部２５に供給する。なお、加算器の加算により受信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。

画像データ生成部２４は、Ｂモード処理部３５とドプラモード処理部３６により構成される。Ｂモード処理部３５は、対数増幅器、包絡線検波回路、およびTGC（Time Gain Control）回路（いずれも図示せず）などからなり、制御部２１から供給された制御信号に基づいて、以下の処理を行う。

すなわち、Ｂモード処理部３５の対数増幅器は、受信部２３から供給された受信信号を対数増幅し、対数増幅された受信信号を包絡線検波回路に供給する。包絡線検波回路は、超音波周波数成分を除去して振幅のみを検出するための回路であり、対数増幅器から供給された受信信号について包絡線を検波し、検波された受信信号をＴＧＣ回路に供給する。ＴＧＣ回路は、包絡線検波回路から供給された受信信号の強度を最終的な画像の輝度が均一になるように調整し、調整後のＢモード画像データを記憶部２５に供給する。Ｂモード画像データはＤＳＣ３４を介して表示部１４に供給され、その後、受信信号の強度を輝度により表したＢモード画像として表示される。

ドプラモード処理部３６は、基準信号発生器、π/２位相器、ミキサ、ＬＰＦ（Low Pass Filter）、ドプラ信号記憶回路、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）分析器、および演算器（いずれも図示せず）などからなり、受信部２３から供給された受信信号について主に直交位相検波とＦＦＴ分析が行われ、生成されたドプラモード画像データを記憶部２５に供給する。ドプラモード画像データはＤＳＣ３４を介して表示部１４に供給され、その後、平均速度画像、分散画像、パワー画像などを組み合わせたドプラモード画像として表示される。

記憶部２５は、画像データ生成部２４のＢモード処理部３５とドプラモード処理部３６から供給されたＢモード画像データとドプラモード画像データを取得し、取得されたＢモード画像データとドプラモード画像データを記憶するとともに、適宜、超音波診断装置１の各部に供給する。

また、記憶部２５は、受信部２３から供給された出力信号（ＲＦ信号）などのＲＡＷデータ、画像再構成部２６から供給されたボリュームデータあるいは再構成された種々の画像データ、図示せぬネットワークを介して取得された画像データなどを適宜記憶し、必要に応じて各部に供給する。記憶部２５は、各種のデータを適宜記憶し、必要に応じて各部に供給する。

画像再構成部２６は、制御部２１の制御に従い、記憶部２５に記憶されているＢモード画像データとドプラモード画像データを読み出し、読み出されたＢモード画像データとドプラモード画像データを共通の座標軸をもつボリュームデータに変換するとともに、変換された後のボリュームデータを記憶部２５に供給する。画像再構成部２６は、ボリュームデータに基づいて再構成することにより所定の位置の２次元の断層画像データを生成し、生成された所定の位置の２次元の断層画像データを記憶部２５に供給する。

また、画像再構成部２６は、ボリュームデータに基づいて再構成することにより３次元の画像データを生成し、生成された３次元の画像データを記憶部２５に供給する。

マーカ生成部２７は、制御部２１の制御に従い、記憶部２６に記憶されている所定の位置の２次元の断層画像データに基づく断層画像と３次元の画像データに基づく３次元画像などを読み出し、読み出された所定の位置の２次元の断層画像データに基づく断層画像と３次元の画像データに基づく３次元画像などに基づいて、これらの相互の空間的な位置関係を示すマーカを生成し、生成されたマーカをＤＳＣ３４に供給する。

領域判定部２８は、制御部２１の制御に従い、記憶部２５に記憶されている所定の位置の２次元の断層画像データと予め設定された所定の信号強度基準値を読み出し、読み出された所定の位置の２次元の断層画像データと予め設定された所定の信号強度基準値に基づいて、超音波プローブ１２に設けられた超音波振動子の位置に対応する領域ごとに、予め設定された所定の信号強度基準値よりも大きい信号強度をもつ領域であるか否かを逐次判定するとともに、領域判定結果を記憶部２５に供給する。領域判定部２８は、予め設定された所定の信号強度基準値よりも大きい信号強度をもつ領域である場合、領域判定指示信号を生成し、生成された領域判定指示信号を算出部２９に供給する。領域判定指示信号には、予め設定された所定の信号強度基準値よりも大きい信号強度をもつ領域である旨の判定結果に関するデータが含まれている。

算出部２９は、制御部２１の制御に従い、領域判定部２８から逐次供給された領域判定指示信号に基づいて、予め設定された所定の信号強度基準値よりも大きい信号強度をもつ領域の数に対応する超音波振動子の数を逐次加算することにより算出するとともに、算出結果を記憶部２５と比較判定部３１に供給する。

信号強度マップ生成部３０は、制御部２１の制御に従い、記憶部２５に記憶されている領域判定結果に基づいて、予め設定された所定の基準値よりも大きい信号強度をもつ領域に対応する超音波振動子の位置を示す位置情報である信号強度マップを生成し、生成された信号強度マップをＤＳＣ３４に供給する。

比較判定部３１は、制御部２１の制御に従い、算出部２９から供給された算出結果を取得するとともに、記憶部２５に記憶されている予め設定された複数の所定の振動子数基準値を読み出し、取得された算出結果と読み出された予め設定された複数の所定の振動子数基準値とを比較して判定し、比較判定結果を記憶部２５に供給する。比較判定部３１は、比較判定結果に基づいて比較判定指示信号を生成し、生成された比較判定指示信号を制御部２１に供給する。比較判定指示信号には、比較判定結果に関するデータが含まれている。

送受信条件変更部３２は、制御部２１の制御に従い、記憶部２５に記憶されている比較判定結果を読み出し、読み出された比較判定結果に応じて、超音波プローブ１２から超音波を送受信するときの駆動電圧条件などの送受信条件を変更するとともに、送受信条件変更指示信号を生成し、生成された送受信変更指示信号を制御部２１に供給する。

入力データ取得判定部３３は、オペレータが入力部１３を操作することにより入力された種々のデータを取得し、取得された種々のデータを各部に適宜供給するとともに、取得された種々のデータに基づいて、超音波送受信条件を変更するとの変更指示データが取得されたか否かを判定する。入力データ取得判定部３３は、超音波送受信条件を変更するとの変更指示データが取得された場合、超音波送受信条件を変更するとの変更指示データが取得されたことを示す変更指示データ取得指示信号を生成し、生成された変更指示データ取得指示信号を制御部２１に供給する。

ＤＳＣ３４は、記憶部２５から供給されたＢモード画像データとドプラモード画像データ、所定の位置の２次元の断層画像データ、および３次元の画像データなどを取得し、取得されたＢモード画像データとドプラモード画像データ、所定の位置の２次元の断層画像データ、および３次元の画像データなどを、超音波スキャンの走査線信号列からビデオフォーマットの走査線信号列に変換し、所定の画像処理や演算処理を施し、表示部１４に供給する。

また、超音波プローブ１２は、本体１１に電気ケーブルを介して接続されており、被検体の表面に対してその前面を接触させ超音波の送受信を行う超音波トランスジューサであり、１次元にアレイ配列あるいは２次元にマトリクス配列された微小な超音波振動子をその先端部分に有している。この超音波振動子は圧電振動子としての電気音響変換素子である。超音波振動子の前方には、超音波を効率よく伝播させるための整合層が設けられ、超音波振動子の後方には、後方への超音波の伝播を防止するバッキング材が設けられる。

超音波プローブ１２は、送信時には本体１１の送信部２２から入射された電気パルスを超音波パルス（送信超音波）に変換し、また受信時には被検体により反射された反射波を電気信号に変換し、本体１１に出力する。なお、被検体内に送信された超音波の一部は、音響インピーダンスの異なる被検体内の臓器間の境界面あるいは組織にて反射される。また、送信された超音波が、移動している血流や心臓壁などの表面で反射されると、ドプラ効果により周波数偏移を受ける。

入力部１３は、電気ケーブルを介して本体１１と接続され、操作パネル上にオペレータの種々の指示を入力するための表示パネル（図示せず）、トラックボール、種々の操作スイッチ、種々のボタン、マウス、およびキーボードなどの入力デバイスを有しており、患者情報、計測パラメータ、物理パラメータ、テンプレートサイズ、および、画像再構成部２８において行われる演算処理の演算条件や、時相や格子間隔などをオペレータが入力するために用いられる。

表示部１４は、ケーブルを介して本体１１のＤＳＣ３４と接続され、図示せぬＬＣＤ(Liquid Crystal Display)やＣＲＴ(Cathode Ray Tube)が設けられており、超音波スキャンの走査線信号列からビデオフォーマットの走査線信号列に変換されたＤＳＣからのＢモード画像データとドプラモード画像データや３次元画像データなどを取得し、取得されたBモード画像データに基づく画像とドプラモード画像データに基づく画像や３次元画像データに基づく画像などを図示せぬＬＣＤやＣＲＴに表示する。

ところで、超音波プローブと対象部位との間に肋骨などの音響的な障害物がある状態で超音波を走査すると、肋骨内部よりも深い部位の画像を生成して表示することができなくなり、その結果、肋骨の後方では輝度が低くなって黒く表示されてしまう。これにより、肋間での輝度値（信号強度）は、肋骨の後方での輝度値（信号強度）よりも相対的に大きくなると考えられる。

そこで、例えば、ボリュームデータから任意の位置の２次元の断層画像を表示するＭＰＲ（multi-planar reconstruction）表示法などを用いて、超音波プローブ１２に設けられた複数の超音波振動子により形成される超音波振動子面に対してほぼ平行な所定の深さの断面画像データを生成し、生成された所定の深さの断面画像データに基づいて断面上の信号強度が所定の基準値よりも大きいか否かを判定する。これにより、超音波プローブと対象部位との間に肋骨などの音響的な障害物がどのくらいあるか否かを判定することが可能であり、また、超音波プローブと対象部位との間に肋骨などの音響的な障害物の量に関する情報（以下、「音響開口関連情報」という。）を表示することが可能である。従って、オペレータは、操作している超音波プローブと対象部位との間に肋骨などの音響的な障害物がどのくらいあるか否かを知ることができる。以下、この判定方法を用いた音響開口関連情報表示処理の詳細について説明する。

図４のフローチャートを参照して、図３の超音波診断装置１における音響開口関連情報表示処理について説明する。

ステップＳ１において、制御部２１は、オペレータが入力部１３に設けられた図示せぬ音響開口関連情報表示処理開始ボタンを操作することにより、音響開口関連情報表示処理を開始するとの指示がなされたか否かを判定し、音響開口関連情報表示処理を開始するとの指示がなされたと判定するまで待機する。

ステップＳ２において、画像データ生成部２４は、複数の２次元の断層画像データを生成する。具体的には、以下のようにして複数の２次元の断層画像データが生成される。

送信部２２は、制御部２１から供給された送信制御信号に基づいて、超音波ビームを被検体に送信する。すなわち、送信部２２のレートパルス器は、制御部２１から供給された送信制御信号に基づいて、被検体の内部に入射する超音波パルスのパルス繰り返し周波数が所定のパルス繰り返し周波数になるように決定するレートパルスを発生し、送信遅延回路に供給する。また、送信遅延回路は、制御部２１から供給される送信制御信号に基づいて、送信時における超音波ビームの焦点位置と偏向角度が所定の焦点位置と偏向角度（θ１）となるように、レートパルス発生器から供給されたレートパルスに遅延時間を加え、パルサに供給する。さらに、パルサは、送信遅延回路から供給されたレートパルスに基づいて、超音波振動子を駆動するための高圧パルスを生成し、生成された高圧パルスを超音波プローブ１２に出力する。超音波プローブ１２は、送信部２２から入力された高圧パルス（電気パルス）を超音波パルスに変換し、変換された超音波パルスを被検体に送信する。被検体内に送信された超音波の一部は、音響インピーダンスの異なる被検体Ｐ内の臓器間の境界面あるいは組織にて反射される。

超音波プローブ１２は、被検体により反射された反射波を電気信号に変換し、本体１１に出力する。受信部２３は、制御部２１から供給された受信制御信号に基づいて、超音波プローブ１２から入力された受信信号を増幅し、所定の遅延時間を付加して、画像データ生成部２４のＢモード処理部３５とドプラモード処理部３６に供給する。すなわち、受信部２３のプリアンプは、超音波プローブ１２から被検体に入力された超音波の反射波に基づく受信信号を取得し、取得された受信信号を所定のレベルまで増幅し、増幅された受信信号をＡ／Ｄ変換器に供給する。Ａ／Ｄ変換器は、プリアンプから供給された受信信号をアナログ信号からディジタル信号に変換し、受信遅延回路に供給する。

受信遅延回路は、制御部２１から供給される受信制御信号に基づいて、Ａ／Ｄ変換器から供給されたＡ／Ｄ変換後の受信信号に受信指向性を決定するのに必要な遅延時間（各超音波振動子のフォーカス位置からの超音波の伝播時間の差に対応する遅延時間）を与え、加算器に供給する。加算器は、受信遅延回路から供給された各超音波振動子からの受信信号を加算し、加算された受信信号をＢモード処理部３５とドプラモード処理部３６に供給する。

Ｂモード処理部３５とドプラモード処理部３６は、受信部２３から供給された受信信号に種々の処理を施し、θ１方向のＢモード画像データとドプラモード画像データをそれぞれ生成し、記憶部２５に供給する。記憶部２５は、Ｂモード処理部３５とドプラモード処理部３６から供給されたθ１方向のＢモード画像データとドプラモード画像データを取得し、取得されたθ１方向のＢモード画像データとドプラモード画像データを記憶する。

次に、超音波の送受信方向をΔθずつ順次更新させながら[θ１＋（Ｎ−１）Δθ]まで変更してＮ方向の走査によって上記と同様な手順で超音波の送受信を行い、被検体内をリアルタイム走査する。このとき、制御部２１は、その制御信号によって送信部２２の送信遅延回路と受信遅延回路の遅延時間を、所定の超音波送受信方向に対応させて順次切り替えさせながら、[θ１＋Δθ]乃至[θ１＋（Ｎ−１）Δθ]方向のＢモード画像データとドプラモード画像データの各々を生成させる。

また、記憶部２５は、生成された[θ１＋Δθ]乃至[θ１＋（Ｎ−１）Δθ]方向のＢモード画像データとドプラモード画像データを、すでに記憶されているθ１方向のＢモード画像データとドプラモード画像データとともに、所定の時相の２次元のＢモード画像データとドプラモード画像データとして記憶する。

このようにして、所定の時相の１枚の２次元のＢモード画像データとドプラモード画像データを生成し、記憶することができる。

次に、空間的に異なる条件で同様の操作を行うことにより、複数の２次元の断層画像データ（２次元のＢモード画像データとドプラモード画像データ）により構成される３次元の領域にわたる断層画像データを収集する。

具体的には、１次元にアレイ配列された複数の超音波振動子を有する超音波プローブ１２を用いてオペレータの手動走査を行う場合、例えば、あおり走査や平行移動走査などを手動にて一定の速度で行うことにより、複数の２次元の断層画像データにより構成される３次元の領域にわたる断層画像データを収集する。勿論、１次元にアレイ配列された複数の超音波振動子を有する超音波プローブ１２を用いて機械的に走査を行うようにしてもよい。

また、２次元にマトリクス配列された複数の超音波振動子を有する超音波プローブ１２を用いて直接３次元的に走査することにより３次元の領域にわたる断層画像データを収集するようにしてもよい。本発明においては、３次元の領域にわたる断層画像データを収集することができさえすればよく、いずれの走査方式により３次元にわたる断層画像データを収集する場合にも本発明を適用することができる。

本発明の実施形態においては、図５に示されるように、２次元にマトリクス配列された複数の超音波振動子を有する超音波プローブ１２を用いて直接３次元的に走査することにより３次元の領域にわたる断層画像データを収集する。

このように収集（生成）された複数の２次元の断層画像データ（２次元のＢモード画像データとドプラモード画像データ）は、記憶部２６に順次記憶される。

ステップＳ３において、画像再構成部２６は、制御部２１の制御に従い、記憶部２５に記憶されている複数の２次元のＢモード画像データとドプラモード画像データを読み出し、読み出された複数の２次元のＢモード画像データとドプラモード画像データを共通の座標軸をもつボリュームデータに変換するとともに、変換後のボリュームデータを記憶部２５に供給する。

ステップＳ４において、画像再構成部２６は、制御部２１の制御に従い、変換後のボリュームデータに基づいて所定の位置の２次元の断層画像データを生成し、記憶部２５とＤＳＣ３４に供給する。具体的には、図５に示されるように、画像再構成部２６は、超音波プローブ１２に設けられた複数の超音波振動子により形成される超音波振動子面Ｍに対してほぼ平行で、かつ、超音波振動子面Ｍの面積とほぼ同じ面積となる所定の深さの断面Ｋにおける断層画像データ（いわゆるＣモード断層画像データを意味しており、以下、単に「Ｃモード断層画像データ」という。）を生成する。

また、画像再構成部２６は、制御部２１の制御に従い、変換後のボリュームデータに基づいて３次元の画像データを生成し、記憶部２５とＤＳＣ３４に供給する。記憶部２５は、画像再構成部２６から供給されたＣモード断層画像データと３次元の画像データを取得し、取得されたＣモード断層画像データと３次元の画像データを記憶する。

ＤＳＣ３４は、記憶部２５に記憶されている所定の位置のＢモード画像データ（例えば、図６の断面ＬにおけるＢモード画像データなど。以下、単に「Ｂモード画像データ」という。）を読み出すとともに、画像再構成部２６から供給されたＣモード断層画像データと３次元の画像データを取得する。ＤＳＣ３４は、読み出されたＢモード画像データおよび取得されたＣモード断層画像データと３次元の画像データを超音波スキャンの走査線信号列からビデオフォーマットの走査線信号列に変換し、所定の画像処理や演算処理を施し、表示部１４に供給する。

ステップＳ５において、マーカ生成部２７は、記憶部２５に記憶されているＢモード画像データ、Ｃモード断層画像データ、および３次元の画像データを読み出し、読み出されたＢモード画像データ、Ｃモード断層画像データ、および３次元の画像データに基づいて、これらの相互の空間的な位置関係を示すマーカを生成し、生成されたマーカをＤＳＣ３４に供給する。

ＤＳＣ３４は、マーカ生成部２７から供給されたマーカを取得し、取得されたマーカに所定の画像処理や演算処理を施し、表示部１４に供給する。

ステップＳ６において、表示部１４は、超音波スキャンの走査線信号列からビデオフォーマットの走査線信号列に変換されたＤＳＣ３４からのＢモード画像データ、Ｃモード断層画像データ、および３次元の画像データなどを取得するとともに、ＤＳＣ３４から供給された所定の画像処理や演算処理後のマーカを取得し、取得されたＢモード画像データに基づく断層画像、Ｃモード断層画像データに基づくＣモード断層画像、３次元の画像データに基づく３次元画像、およびマーカを図示せぬＬＣＤやＣＲＴに表示する。

図７は、表示部１４に表示されるＢモード画像データに基づく断層画像、Ｃモード断層画像データに基づくＣモード断層画像、３次元の画像データに基づく３次元画像、およびマーカの表示例を表している。

図７に示されるように、表示部１４の表示画面上には画像４１乃至４３が表示されており、それぞれ、Ｂモード画像データに基づく断層画像、Ｃモード断層画像データに基づくＣモード断層画像、および３次元の画像データに基づく３次元画像を示している。

これにより、オペレータは、所定の位置の断面の断層画像であるＣモード断層画像に基づいて、超音波プローブと対象部位との間に音響的な障害物があるか否かを確認することができる。

また、図７の例の場合、３次元画像を示す画像４３の所定の位置（深さ）にマーカ４４が重畳して表示されている。これにより、オペレータは、Ｃモード断層画像を示す画像４２が、３次元画像を示す画像４３のどの位置で切り出した画像であるかを容易に知ることができる。なお、マーカ４４は、図７のような形状などに限定されず、相互の空間的な位置関係を示すことができさえすればよく、例えば矢印のようなアイコンでもよい。

ステップＳ７において、算出部２９は、制御部２１の制御に従い、初期値を設定する。すなわち、予め設定された所定の基準値よりも大きい信号強度がある部分をもつ領域の数に対応する超音波振動子の数（すなわち、音響的に有効な超音波振動子の数。以下、単に「有効超音波振動子数」という。）Ｎの初期値０に設定する。

ステップＳ８において、領域判定部２８は、制御部２１の制御に従い、記憶部２５に記憶されているＣモード断層画像データと予め設定された所定の信号強度基準値を読み出す。領域判定部２８は、読み出されたＣモード断層画像データと予め設定された所定の信号強度基準値に基づいて、超音波プローブ１２に設けられた超音波振動子の位置に対応する領域ごとに、予め設定された所定の信号強度基準値よりも大きい信号強度をもつ領域であるか否かを逐次判定する。

すなわち、例えば超音波プローブに設けられた超音波振動子が１０×１０でマトリクス配列される場合、超音波振動子面Ｍの面積とほぼ同じ面積となる所定の深さの断面Ｋにおける断層画像データであるＣモード断層画像データは、図８に示されるように、各超音波振動子の位置に対応する１００個の領域に区分することができる。そして、超音波プローブ１２に設けられた１００個の超音波振動子の位置に対応して区分された１００個の領域ごとに、予め設定された所定の信号強度基準値よりも大きい信号強度をもつ領域であるか否かが順次判定される。具体的には、例えば、座標（Ｘ１，Ｙ１）の領域から始まり、座標（Ｘ１，Ｙ２）の領域、座標（Ｘ１，Ｙ３）の領域…と順次判定される。

ステップＳ８において予め設定された所定の信号強度基準値よりも大きい信号強度をもつ領域であると判定された場合、領域判定部２８は、現在の超音波振動子の位置に対応する領域（例えば、座標（Ｘ１，Ｙ２）の領域）が予め設定された所定の基準値よりも大きい信号強度をもつ領域である旨の領域判定結果を記憶部２５に供給するとともに、領域判定指示信号を生成し、算出部２９に供給する。領域判定指示信号には、現在の超音波振動子の位置に対応する領域が予め設定された所定の基準値よりも大きい信号強度をもつ領域である旨の領域判定結果に関するデータが含まれている。

記憶部２５は、領域判定部２８から供給された領域判定結果（すなわち、現在の超音波振動子の位置に対応する領域が予め設定された所定の信号強度基準値よりも大きい信号強度をもつ領域である旨の領域判定結果）を逐次取得し、取得された領域判定結果を逐次記憶する。

ステップＳ９において、算出部２９は、制御部２１の制御に従い、領域判定部２８から供給された領域判定指示信号に基づいて、現在の超音波振動子の位置に対応する領域が予め設定された所定の信号強度基準値よりも大きい信号強度をもつ領域であると認識し、有効超音波振動子Ｎを１だけインクリメントする。

ステップＳ８において予め設定された所定の信号強度基準値よりも大きい信号強度をもつ領域ではないと判定された場合、領域判定部２８は、現在の超音波振動子の位置に対応する領域（例えば、座標（Ｘ１，Ｙ１）の領域）が予め設定された所定の基準値よりも大きい信号強度をもつ領域である旨の領域判定結果を記憶部２５に供給する。

記憶部２５は、領域判定部２８から供給された領域判定結果（すなわち、現在の超音波振動子の位置に対応する領域が予め設定された所定の信号強度基準値よりも大きい信号強度をもつ領域ではない旨の領域判定結果）を逐次取得し、取得された領域判定結果を逐次記憶する。

その後、処理はステップＳ１０に進み、ステップＳ９の処理はスキップされる。これにより、予め設定された所定の信号強度基準値よりも大きい信号強度をもつ領域ではないと判定された場合、有効超音波振動子数Ｎはインクリメントされない。

ステップＳ１０において、領域判定部２８は、超音波プローブ１２に設けられたすべての超音波振動子の位置に対応する領域について判定処理を行ったか否かを判定する。

ステップＳ１０において超音波プローブ１２に設けられたすべての超音波振動子の位置に対応する領域について判定処理を行っていないと判定された場合、処理はステップＳ８に戻り、ステップＳ８以降の処理が同様に繰り返される。これにより、超音波プローブ１２に設けられたすべての超音波振動子の位置に対応する領域について、予め設定された所定の信号強度基準値よりも大きいか否かを判定することができる。

図８の例の場合、座標（Ｘ１，Ｙ１）乃至座標（Ｘ１０，Ｙ１０）の１００個の領域について、予め設定された所定の信号強度基準値よりも大きいか否かが判定される。

なお、本発明の実施形態においては、Ｃモード断層画像データに基づいて、超音波プローブ１２に設けられた超音波振動子の位置に対応する領域ごとに、予め設定された所定の信号強度基準値よりも大きい信号強度をもつ領域であるか否かを逐次判定した後、領域判定結果に基づいて有効超音波振動子数Ｎを算出するようにしたが、Ｃモード断層画像データに基づいて予め設定された所定の信号強度基準値よりも大きい信号強度をもつ領域の面積を算出することにより、有効超音波振動子数Ｎあるいは総数における有効超音波振動子数Ｎの割合などを算出するようにしてもよい。すなわち、予め設定された所定の信号強度基準値よりも大きい信号強度をもつ領域に関する情報（これを「領域情報」と定義する）であれば、本発明を適用することができる。また、領域情報のうち例えば有効超音波振動子数Ｎの場合、「有効超音波振動子数Ｎを算出する」と表現したが、有効超音波振動子数Ｎなどを含めた広義の領域情報の場合、「領域情報を検知する」と表現する。

ステップＳ１０において超音波プローブ１２に設けられたすべての超音波振動子の位置に対応する領域について判定処理を行ったと判定された場合、算出部２９はステップＳ１１で、ステップＳ８乃至Ｓ１０の処理で加算（インクリメント）された有効超音波振動子Ｎの最終的な加算結果を算出結果として記憶部２５と比較判定部３１に供給する。記憶部２５は、算出部２９から供給された算出結果を取得し、取得された算出結果を記憶する。

ステップＳ１２において、信号強度マップ生成部３０は、制御部２１の制御に従い、記憶部２５に記憶されている領域判定結果を読み出し、読み出された領域判定結果に基づいて、予め設定された所定の基準値よりも大きい信号強度をもつ領域に対応する超音波振動子の位置を示す位置情報である信号強度マップを生成する。

図９は、信号強度マップ生成部３０において生成される信号強度マップの構成例を表している。

図９の例の場合、座標（Ｘ１，Ｙ１）、座標（Ｘ１，Ｙ９）、座標（Ｘ１，Ｙ１０）、座標（Ｘ２，Ｙ１）…の領域において予め設定された所定の信号強度基準値よりも小さいと判定されたことを示す斜線が付されており、それ以外の領域において斜線は付されていない。

信号強度マップ生成部３０は、生成された信号強度マップをＤＳＣ３４を介して表示部１４に供給する。表示部１４は、ＤＳＣ３４を介して信号強度マップ生成部３０から供給された信号強度マップを取得し、取得された信号強度マップを図示せぬＬＣＤや図示せぬＣＲＴに表示する。これにより、オペレータは、超音波プローブ１２に設けられた超音波振動子の位置に対応するどの領域において予め設定された所定の信号強度基準値よりも大きいか否かを視覚的に確認することができる。従って、オペレータは、超音波プローブ１２に設けられた超音波振動子の位置に対応するどの領域において音響的な障害物があるか否かを視覚的に確認することができる。

ステップＳ１３において、比較判定部３１は、制御部２１の制御に従い、算出部２９から供給された算出結果を取得するとともに、記憶部２５に記憶されている予め設定された複数の所定の振動子数基準値（第１の振動子数基準値と第２の振動子数基準値）を読み出し、取得された算出結果が予め設定された第１の振動子数基準値よりも小さいか否かを判定する。

なお、例えば超音波プローブに設けられた超音波振動子が（１０×１０）でマトリクス配列される場合（すなわち、超音波プローブ１２に１００個の超音波振動子が設けられている場合）、第１の振動子数基準値と第２の振動子数基準値として、例えば、６０と８５が予め設定され、記憶部２５に記憶されている。勿論、このような場合に限られず、オペレータの好みに応じて、複数の所定の振動子数基準値として１つまたは３つ以上設定するようにしてもよいし、振動子数基準値を適宜変更するようにしてもよい。

ステップＳ１３において算出結果が予め設定された第１の振動子数基準値よりも小さいと判定された場合、比較判定部３１は、算出結果が予め設定された第１の振動子数基準値よりも小さい旨の比較判定結果を記憶部２５に供給するとともに、算出結果が予め設定された第１の振動子数基準値よりも小さい旨の比較判定結果を示す比較判定指示信号を生成し、生成された比較判定指示信号を制御部２１に供給する。比較判定指示信号には、算出結果が予め設定された第１の振動子数基準値よりも小さい旨の比較判定結果に関するデータが含まれている。

記憶部２５は、比較判定部３１から供給された比較判定結果を取得し、取得された比較判定結果を記憶する。

制御部２１は、比較判定部３１から供給された比較判定指示信号に基づいて、算出結果が予め設定された第１の振動子数基準値よりも小さいと認識し、図７に示される表示画面上のインジケータ４５の赤４５−１を点灯表示させる赤点灯表示制御信号を生成する。制御部２１は、生成された赤点灯表示制御信号をＤＳＣ３４を介して表示部１４に供給する。

ステップＳ１４において、表示部１４は、ＤＳＣ３４を介して制御部２１から供給された赤点灯表示制御信号に基づいて、図７に示される表示画面上のインジケータ４５の赤４５−１を点灯表示する。これにより、オペレータは、現在、超音波プローブ１２と対象部位との間に音響的な障害物が多く存在し、超音波を走査しても音響的な障害物によりノイズやゴーストなどが発生しまう可能性が高いことを客観的に知ることができる。従って、オペレータは、超音波プローブ１２の被検体への接触の仕方を容易に修正することができる。

ステップＳ１３において算出結果が予め設定された第１の振動子数基準値よりも大きいと判定された場合、比較判定部３１はステップＳ１５で、算出結果が予め設定された第２の振動子数基準値よりも小さいか否かを判定する。

ステップＳ１５において算出結果が予め設定された第２の振動子数基準値よりも小さいと判定された場合、比較判定部３１は、算出結果が予め設定された第２の振動子数基準値よりも小さい旨の比較判定結果を記憶部２５に供給するとともに、算出結果が予め設定された第２の振動子数基準値よりも小さい旨の比較判定結果を示す比較判定指示信号を生成し、生成された比較判定指示信号を制御部２１に供給する。比較判定指示信号には、算出結果が予め設定された第２の振動子数基準値よりも小さい旨の比較判定結果に関するデータが含まれている。

記憶部２５は、比較判定部３１から供給された比較判定結果を取得し、取得された比較判定結果を記憶する。

制御部２１は、比較判定部３１から供給された比較判定指示信号に基づいて、算出結果が予め設定された第２の振動子数基準値よりも小さいと認識し、図７に示される表示画面上のインジケータ４５の黄４５−２を点灯表示させる黄点灯表示制御信号を生成する。制御部２１は、生成された黄点灯表示制御信号をＤＳＣ３４を介して表示部１４に供給する。

ステップＳ１６において、表示部１４は、ＤＳＣ３４を介して制御部２１から供給された黄点灯表示制御信号に基づいて、図７に示される表示画面上のインジケータ４５の黄４５−２を点灯表示する。これにより、オペレータは、現在、超音波プローブ１２と対象部位との間に音響的な障害物が多少存在し、超音波を走査すると、音響的な障害物により何らかのノイズやゴーストなどが発生しまう可能性があることを客観的に知ることができる。従って、オペレータは、超音波プローブ１２の被検体への接触の仕方を容易に修正することができる。

ステップＳ１５において算出結果が予め設定された第２の振動子数基準値よりも大きいと判定された場合、比較判定部３１は、算出結果が予め設定された第２の振動子数基準値よりも大きい旨の比較判定結果を記憶部２５に供給するとともに、算出結果が予め設定された第２の振動子数基準値よりも大きい旨の比較判定結果を示す比較判定指示信号を生成し、生成された比較判定指示信号を制御部２１に供給する。比較判定指示信号には、算出結果が予め設定された第２の振動子数基準値よりも大きい旨の比較判定結果に関するデータが含まれている。

記憶部２５は、比較判定部３１から供給された比較判定結果を取得し、取得された比較判定結果を記憶する。

制御部２１は、比較判定部３１から供給された比較判定指示信号に基づいて、算出結果が予め設定された第２の振動子数基準値よりも大きいと認識し、図７に示される表示画面上のインジケータ４５の青４５−３を点灯表示させる青点灯表示制御信号を生成する。制御部２１は、生成された青点灯表示制御信号をＤＳＣ３４を介して表示部１４に供給する。

ステップＳ１７において、表示部１４は、ＤＳＣ３４を介して制御部２１から供給された青点灯表示制御信号に基づいて、図７に示される表示画面上のインジケータ４５の青４５−３を点灯表示する。これにより、オペレータは、現在、超音波プローブ１２と対象部位との間に音響的な障害物がほとんど存在せず、超音波を走査してもノイズやゴーストなどが発生しないことを客観的に知ることができる。従って、オペレータは、超音波プローブ１２の被検体への接触の仕方を容易に修正することができる。

なお、本発明の実施形態においては、比較判定結果に応じて色調を変えたインジケータを表示するようにしたが、比較判定結果に応じた他のインジケータであればよく、例えば、予めレベル１、レベル２などの文字からなるインジケータを表示しておき、比較判定結果に応じてレベル１、レベル２などの文字をハイライト表示してもよい。

ステップＳ１８において、入力データ取得判定部３３は、オペレータが入力部１３に設けられた図示せぬ超音波送受信条件変更ボタンを操作することにより、超音波の送受信条件を変更するとの変更指示データを取得したか否かを判定する。

ステップＳ１８において超音波の送受信条件を変更するとの指示データを取得したと判定された場合、入力データ取得判定部３３は、超音波の送受信条件を変更するとの変更指示データを取得したことを示す変更指示データ取得指示信号を生成し、送受信条件変更部３２に供給する。

ステップＳ１９において、送受信条件変更部３２は、入力データ取得判定部３３から供給された変更指示データ取得指示信号に基づいて、記憶部２５に記憶されている比較判定結果を読み出し、読み出された比較判定結果に応じて、超音波プローブ１２から超音波を送受信するときの駆動電圧条件などの送受信条件を変更する。すなわち、比較判定処理により算出結果が予め設定された第１の振動子数基準値よりも小さいと判定された場合と、比較判定処理により算出結果が予め設定された第２の振動子数基準値よりも小さいと判定された場合、音響的に有効な超音波振動子の数が少なくなることにより生じる超音波の強さの低下や伝播量の減少を駆動電圧で補うため、超音波プローブ１２から超音波を送受信するときの駆動電圧を予め設定された駆動電圧よりも所定の値大きくなるように変更する。一方、比較判定処理により算出結果が予め設定された第２の振動子数基準値よりも大きいと判定された場合、超音波プローブ１２から超音波を送受信するときの駆動電圧をそのまま用いる。

送受信条件変更部３２は、変更された超音波の送受信条件に基づいて送受信条件変更指示信号を生成し、生成された送受信条件変更指示信号を制御部２１に供給する。なお、送受信条件変更指示信号には、変更された超音波の送受信条件に関するデータが含まれている。

その後、制御部２１は、送受信条件変更部３２から供給された送受信条件変更指示信号に基づいて、送受信時に送受信条件を制御する送信制御信号と受信制御信号を生成し、生成された送信制御信号と受信制御信号を送信部２２と受信部２３にそれぞれ供給する。これにより、変更された送受信条件下において超音波を送受信することが可能となる。従って、例えば超音波プローブと対象部位との間に音響的な障害物がある状態で超音波を走査しなければならない場合であっても、その状況に合わせた超音波の送受信が可能となる。

なお、本発明の実施形態においては、変更する送受信条件として、超音波プローブ１２から超音波を送受信するときの駆動電圧条件を明示的に記載したが、これに限定されず、他の送受信条件を変更するようにしてもよい。

また、本発明の実施形態においては、オペレータにより入力部１３に設けられた図示せぬ送受信条件変更ボタンが操作された後、送受信条件を変更するようにしているが、常時、比較判定結果に応じて送受信条件を変更するようにしてもよい。

さらに、本発明の実施形態においては、比較判定結果に応じて超音波を送受信するときの送受信条件を変更するようにしているが、領域判定結果あるいは算出結果に応じて超音波を送受信するときの送受信条件をより精細に変更するようにしてもよい。

ステップＳ１８において超音波の送受信条件を変更するとの変更指示データを取得していないと判定された場合、ステップＳ１９の処理はスキップされ、その後、処理はステップＳ２０に進む。これにより、オペレータにより入力部１３に設けられた図示せぬ超音波送受信条件変更ボタンが操作されない場合、超音波の送受信条件を変更せず、現在に用いている送受信条件で超音波を走査することができる。

ステップＳ２０において、制御部２１は、オペレータが入力部１３を操作することにより、音響開口関連情報表示処理を終了するとの指示がなされたか否かを判定する。ステップＳ２０において音響開口関連情報表示処理を終了するとの指示がなされたと判定された場合、音響開口関連情報表示処理は終了する。

ステップＳ２０において音響開口関連情報表示処理を終了するとの指示がなされていないと判定された場合、処理はステップＳ２に戻り、その後、ステップＳ２以降の処理が繰り返される。これにより、オペレータは、音響開口関連情報表示処理を終了するとの指示をするまで、音響開口関連情報を表示させることができる。

本発明の実施形態に示された超音波診断装置１においては、超音波振動子面に対してほぼ平行な所定の深さの断面画像データに基づいて断面上の信号強度が所定の信号強度基準値よりも大きいか否かを判定するようにしているので、超音波プローブ１２と対象部位との間に肋骨などの音響的な障害物がどのくらいあるか否かを判定し、信号強度マップやインジケータなどの音響開口関連情報を表示することができる。これにより、オペレータは、現在、超音波プローブ１２と対象部位との間に肋骨などの音響的な障害物がどのくらいあるか否かを客観的に知ることができるとともに、超音波プローブ１２の被検体への接触の仕方を容易に修正することができる。従って、データ収集の際の要する時間を短縮することができ、超音波プローブ１２を用いてデータ収集を簡便に行うことができる。

なお、本発明の実施形態に示された超音波診断装置１においては、Ｃモード断層画像やマーカなどを生成して表示する場合、図７に示されるような画像４１乃至４３（Ｂモード画像データに基づく断層画像、Ｃモード断層画像データに基づくＣモード断層画像、および３次元の画像データに基づく３次元画像）、マーカ４４、およびインジケータ４５を生成して表示するようにしたが、このような場合に限られず、図１０に示されるように、３次元の画像データを生成せず、画像４１と画像４２（Ｂモード画像データに基づく断層画像とＣモード断層画像データに基づくＣモード断層画像）、およびマーカ５１を生成して表示してもよい。

また、本発明の実施形態に示された超音波診断装置１においては、Ｃモード断層画像データを生成するとき、超音波プローブ１２に設けられた複数の超音波振動子により形成される超音波振動子面Ｍに対してほぼ平行で、かつ、超音波振動子面Ｍの面積とほぼ同じ面積となる所定の深さの断面Ｋにおける断層画像データを生成するようにしたが、このような場合に限られず、オペレータの好みや診断部位に応じて所定の深さや超音波振動子面Ｍに対する傾きなどを変更するようにしてもよい。

例えば、超音波振動子面Ｍに対してほぼ平行で、かつ、超音波振動子面Ｍの面積の２．２５倍の面積となる所定の深さの断面Ｋにおける断層画像データを生成するようにしてもよい（すなわち、深さを例えば２ｃｍから３ｃｍに変更するようにしてもよい）。なお、この場合、超音波振動子の位置の対応する領域の大きさは、超音波振動子面Ｍの面積とほぼ同じ面積となる所定の深さの断面Ｋを用いた場合に比べて２．２５倍となる。

さらに、本発明の実施形態に示された超音波診断装置１においては、オペレータが入力部１３に設けられた図示せぬ送受信条件変更ボタンを操作することにより、比較判定結果に応じて超音波を送受信するときの送受信条件を変更するようにしているが、超音波を送受信するときの送受信条件を変更すると同時に、あるいは、それに代えて、信号強度が所定の信号強度基準値より小さいと判定された領域に対応する超音波振動子の駆動を一時的に停止するようにしてもよい。

なお、本発明の実施形態においては、超音波プローブとの間に音響的な障害物がある対象部位として心臓を明示的に記載したが、このような場合に限られず、超音波プローブとの間に音響的な障害物がある対象部位であれば本発明を適用することができる。

また、本発明の実施形態に示された超音波診断装置１においては、算出結果に基づいて比較判定処理をした後、その比較判定結果に応じてインジケータで表示するようにしたが、算出結果をそのまま表示するようにしてもよい。例えば、超音波プローブ１２に設けられた超音波振動子の総数１００個のうち有効超音波振動子数は６４個であると表示してもよいし、その割合を表示するようにしてもよい。

さらに、本発明の実施形態においては、生成されたＣモード断層画像データに基づいて、予め設定された所定の信号強度基準値よりも大きい信号強度をもつ領域であるか否かを逐次判定するようにしたが、このような場合に限られず、その他の２次元画像データや３次元画像データを用いて信号強度を判定するようにしてもよい。

なお、本発明の第１および第２の実施形態において説明した一連の処理は、ソフトウェアにより実行させることもできるが、ハードウェアにより実行させることもできる。

なお、本発明の実施形態では、フローチャートのステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理の例を示したが、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。

心臓の周囲における音響的な障害物の空間的な位置を説明する説明図。 超音波プローブと対象部位との間に肋骨などの音響的な障害物がある状態で超音波を走査した場合に生成・表示される３次元の画像の表示例を示す図。 本発明を適用した超音波診断装置の内部の構成を示すブロック図。 図３の超音波診断装置における音響開口関連情報表示処理を説明するフローチャート。 直接３次元的に走査することにより３次元の領域にわたる断層画像データを収集する収集方法について説明する説明図。 直接３次元的に走査することにより３次元の領域にわたる断層画像データを収集する収集方法について説明する説明図。 図３の表示部に表示されるＣモード断層画像、マーカ、およびインジケータなどの表示例を示す図。 Ｃモード断層画像上において各超音波振動子の位置に対応する領域に区分する区分方法について説明する説明図。 図３の信号強度マップ生成部において生成される信号強度マップの構成例を示す図。 図３の表示部に表示されるＣモード断層画像、マーカ、およびインジケータなどの他の表示例を示す図。

符号の説明

１ 超音波診断装置
１１ 本体
１２ 超音波プローブ
１３ 入力部
１４ 表示部
２１ 制御部
２２ 送信部
２３ 受信部
２４ 画像データ生成部
２５ 記憶部
２６ 画像再構成部
２７ マーカ生成部
２８ 領域判定部
２９ 算出部
３０ 信号強度マップ生成部
３１ 比較判定部
３２ 送受信条件変更部
３３ 入力データ取得部
３４ ＤＳＣ
３５ Ｂモード処理部
３６ ドプラモード処理部

Claims (13)

1. ３次元領域に対して複数の超音波振動子を振動させて超音波を送信し、被検体からの反射波を前記複数の超音波振動子で変換して得られた受信信号に基づいてボリュームデータを生成し、前記ボリュームデータに基づいて前記複数の超音波振動子の配列面の面積と略同一の面積であり、前記複数の超音波振動子の配列面にほぼ平行関係にある断面のＣモード画像データを生成する画像データ生成手段と、
   前記複数の超音波振動子の中の各超音波振動子の位置に一致する、前記断面上の複数の領域の中の領域ごとに、予め設定された所定の信号強度基準値よりも大きい信号強度をもつ領域であるか否かを判定する領域判定手段と、
   前記領域判定手段による領域判定結果に基づいて、予め設定された所定の信号強度基準値よりも大きい信号強度をもつ領域に関する情報である領域情報を検知する領域情報検知手段と、
   前記領域情報を表示装置に表示させる表示制御手段と、を備えることを特徴とする超音波診断装置。
2. 前記画像データ生成手段は、前記Ｃモード画像データとして、前記複数の超音波振動子の配列面の面積と略同一の面積となる深さの断面のＣモード画像データを生成す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. 前記領域情報に含まれる、予め設定された所定の信号強度基準値よりも大きい信号強度をもつ領域の数に対応する超音波振動子の数と、予め設定された少なくとも１つ以上の所定の振動子数基準値とを比較して判定する比較判定手段をさらに備え、
   前記表示制御手段は、前記比較判定手段による比較判定結果に応じた指示情報をさらに表示させることを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波診断装置。
4. 前記比較判定手段による比較判定結果に応じた指示情報には、前記比較判定手段による比較判定結果に応じた所定の数値情報、または、前記比較判定手段による比較判定結果に応じた所定の色調が含まれ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. 予め設定された複数の所定の振動子数基準値には、少なくとも、第１の振動子数基準値と第２の振動子数基準値が含まれており、
   前記比較判定手段は、
   前記超音波振動子の数が前記第１の振動子数基準値よりも小さいか否かを判定し、前記超音波振動子の数が前記第１の振動子数基準値より大きいと判定された場合、前記超音波振動子の数が前記第２の振動子数基準値よりも小さいか否かを判定することを特徴とする請求項３に記載の超音波診断装置。
6. 前記領域判定手段による領域判定結果に基づいて、予め設定された所定の基準値よりも大きい信号強度をもつ領域に対応する前記超音波振動子の位置を示す位置情報を生成する位置情報生成手段をさらに備え、
   前記表示制御手段は、前記位置情報生成手段により生成された前記位置情報をさらに表示させることを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波診断装置。
7. 前記領域判定手段による領域判定結果、または前記領域情報に応じて超音波の送受信条件を変更する変更手段をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波診断装置。
8. 前記領域判定手段による領域判定結果、または前記領域情報に応じて超音波の送受信条件を変更するとの指示データを取得したか否かを判定するデータ取得判定手段をさらに備え、
   前記データ取得判定手段により前記指示データを取得したと判定された場合、前記変更手段は、前記領域判定手段による領域判定結果、前記領域情報に応じて超音波の送受信条件を変更することを特徴とする請求項７に記載の超音波診断装置。
9. 前記領域判定手段による領域判定結果、前記領域情報、または前記比較判定手段による比較判定結果に応じて超音波の送受信条件を変更する変更手段をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の超音波診断装置。
10. 前記領域判定手段による領域判定結果、前記領域情報、または前記比較判定手段による比較判定結果に応じて超音波の送受信条件を変更するとの指示データを取得したか否かを判定するデータ取得判定手段をさらに備え、
    前記データ取得判定手段により前記指示データを取得したと判定された場合、前記変更手段は、前記領域判定手段による領域判定結果、前記領域情報、または前記比較判定手段による比較判定結果に応じて超音波の送受信条件を変更することを特徴とする請求項９に記載の超音波診断装置。
11. 前記表示制御手段は、前記Ｃモード画像データに基づくＣモード画像をさらに表示させることを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波診断装置。
12. 前記Ｃモード画像データを第１の画像データとすると、前記受信信号に基づいて、前記第１の画像データと異なる断面の第２の画像データを生成する第２の画像データ生成手段と、
    前記第１の画像データに基づく画像と前記第２の画像データに基づく画像との位置関係を示すマーカを生成するマーカ生成手段をさらに備え、
    前記表示制御手段は、さらに、前記マーカを表示させることを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波診断装置。
13. ３次元領域に対して複数の超音波振動子を振動させて超音波を送信し、被検体からの反射波を前記複数の超音波振動子で変換して得られた受信信号に基づいてボリュームデータを生成し、前記ボリュームデータに基づいて前記複数の超音波振動子の配列面の面積と略同一の面積であり、前記複数の超音波振動子の配列面にほぼ平行関係にある断面のＣモード画像データを生成する画像データ生成ステップと、
    前記複数の超音波振動子の中の各超音波振動子の位置に一致する、前記断面上の複数の領域の中の領域ごとに、予め設定された所定の信号強度基準値よりも大きい信号強度をもつ領域であるか否かを判定する領域判定ステップと、
    前記領域判定ステップの処理による領域判定結果に基づいて、予め設定された所定の信号強度基準値よりも大きい信号強度をもつ領域に関する情報である領域情報を検知する領域情報検知ステップと、
    前記領域情報を表示装置に表示させる表示ステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とする超音波診断装置の画像処理プログラム。

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