JP5461931B2 - 超音波診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、周期的に運動する対象組織の表示画像を形成する超音波診断装置に関する。

心臓などの運動を伴う組織の三次元超音波画像を形成する超音波診断装置が知られている。例えば、三次元空間内において超音波ビームをスキャン（走査）して三次元空間内からエコーデータを収集し、収集したエコーデータに基づいて三次元超音波画像を形成してリアルタイム表示する技術が知られている。但し、リアルタイム表示の場合には、スキャンレートとビーム密度とビーム範囲が互いにトレードオフの関係になるという原理的な制約がある。

三次元超音波画像のリアルタイム表示における原理的な制約を回避するための技術も提案されている。例えば、特許文献１には、心電信号などに同期させて三次元空間内において走査面を少しずつ移動させながら、走査面の各位置において複数の時相に亘って複数の断層画像データを収集し、収集された複数の断層画像データを並べ替えて再構成して三次元画像データを形成する技術（再構成処理）が記載されている。また、特許文献２には、心電信号を利用せずに、一定の時間間隔ごとに複数の断層画像データを抽出して再構成する技術が記載されている。

上述した再構成処理では、断層画像データを並べ替える際の時間間隔が心臓などの対象組織の運動に関する周期に一致していることが望ましい。仮に、この時間間隔が運動に関する周期からずれてしまうと、再構成により得られた動画像内において、心臓などの対象組織がゆがんで運動するように見えてしまう。

特許第３５３７５９４号公報 特開２００５−７４２２５号公報

上述した背景技術に鑑み、本願の発明者は、再構成処理により超音波画像を形成する技術について研究開発を重ねてきた。特に、再構成処理により得られる超音波画像の信頼性を高める技術に注目した。

本発明は、その研究開発の過程において成されたものであり、その目的は、対象組織に関する運動のゆがみを低減した再構成処理を実現することにある。

上記目的にかなう好適な超音波診断装置は、周期的に運動する対象組織を含む三次元空間に対して超音波を送受するプローブと、前記運動の複数の周期に亘って走査面を移動させつつ前記三次元空間内で複数の走査面を形成するようにプローブを制御する送受信制御部と、前記複数の走査面に対応した複数の画像の中から、前記運動の周期に対応した走査面間隔で複数の基準画像を探索する基準画像探索部と、前記複数の基準画像の各々を分割の単位とすることにより前記複数の画像を複数の画像群に分割し、複数の画像群の各々から互いに周期的に対応した複数の画像を抽出することにより、対象組織の再構成画像を形成する画像再構成部と、前記再構成画像内で前記走査面の移動方向に沿って並ぶ複数の位置において、前記運動に伴う対象組織の形態の時間変化を計測し、当該複数の位置から得られる複数の時間変化を比較することにより当該再構成画像のゆがみを評価するゆがみ評価部と、を有し、前記ゆがみが小さくなるように前記走査面間隔を調整する、ことを特徴とする。

望ましい具体例において、前記ゆがみ評価部は、前記対象組織の形態の時間変化として前記各位置に対応した走査面内における対象組織の径方向に関する長さの時間変化を計測する、ことを特徴とする。

望ましい具体例において、前記ゆがみ評価部は、前記複数の位置から得られる複数の時間変化を同一の時間軸上に揃えて比較することにより前記ゆがみを評価する、ことを特徴とする。

望ましい具体例において、前記ゆがみ評価部は、前記複数の時間変化の各々の波形と前記時間軸とに囲まれた複数の領域に関する重なりの程度に基づいて前記ゆがみを評価することを特徴とする。

望ましい具体例において、前記ゆがみ評価部は、対象組織内の中心点に基づいて対象組織内に基準線を設定し、前記径方向に関する長さの時間変化として、当該基準線から対象組織境界までの長さの時間変化を計測する、ことを特徴とする。

望ましい具体例において、前記超音波診断装置は、形成された再構成画像に関するゆがみの評価と、前記走査面間隔の修正と、修正された走査面間隔に基づいた再構成画像の形成と、を順に繰り返すことにより、前記ゆがみが最小となる前記走査面間隔を探索する、ことを特徴とする。

本発明により、対象組織に関する運動のゆがみを低減した再構成処理が実現される。

本発明の実施において好適な超音波診断装置の全体構成を示す図である。 本実施形態における三次元的な走査を説明するための図である。 断面差分値の変化を示す図である。 再構成処理部による処理を説明するための図である。 再構成処理部による別の好適な処理を説明するための図である。 対象組織の形態に関する時間変化の計測を説明するための図である。 ゆがみ評価部２４によるゆがみの評価を説明するための図である。 再構成画像のゆがみを低減する処理を示すフローチャートである。

以下に本発明の好適な実施形態を説明する。

図１は、本発明の実施において好適な超音波診断装置の全体構成を示す図である。プローブ１０は、対象組織を含む三次元空間内において超音波を送受する。プローブ１０は、各々が超音波を送受する複数の振動素子を備えており、複数の振動素子がビームフォーマ１２によって送信制御されて送信ビームが形成される。また、複数の振動素子が対象組織から反射された超音波を受波し、これにより得られた信号がビームフォーマ１２へ出力され、ビームフォーマ１２が受信ビームを形成する。

本実施形態のプローブ１０は、超音波ビーム（送信ビームと受信ビーム）を三次元空間内において走査して立体的にエコーデータを収集する３Ｄプローブである。例えば、一次元的に配列された複数の振動素子（１Ｄアレイ振動子）によって電子的に形成される走査面を機械的に動かすことにより超音波ビームが三次元的に走査される。また、二次元的に配列された複数の振動素子（２Ｄアレイ振動子）を電子的に制御して超音波ビームを三次元的に走査してもよい。

ビームフォーマ１２は、プローブ１０が備える複数の振動素子の各々に対応した送信信号を供給することにより超音波の送信ビームを形成する。また、ビームフォーマ１２は、プローブ１０が備える複数の振動素子の各々から得られる受信信号に対して整相加算処理などを施すことにより超音波の受信ビームを形成し、受信ビームに沿って得られるエコーデータを出力する。本実施形態において、対象組織は、周期的に運動する組織であり、例えば胎児の心臓などである。

図２は、本実施形態における三次元的な走査を説明するための図である。図２において対象組織を含む三次元空間はＸＹＺ直交座標系で表現されている。本実施形態では、ＸＹ平面に対してほぼ平行となるように走査面Ｓが形成され、その走査面ＳをＺ軸方向にゆっくりと移動させつつ、Ｚ軸方向に沿って複数の走査面Ｓが形成される。走査面Ｓは、胎児の心臓などの周期的な運動に関する複数の周期に亘って、例えば約８秒で約２０心拍を含む期間に亘って、Ｚ軸方向にゆっくりと移動する。

図１に戻り、胎児の心拍の複数の周期に亘ってＺ軸方向に沿って複数の走査面が形成されると、各走査面ごとに断層画像データが収集され、複数の走査面に対応した複数の断層画像データが次々に前メモリ１４に記憶される。

エラー判定部１６は、前メモリ１４に記憶された複数の断層画像データから得られる画像間の差分量に基づいて、複数の断層画像データが良好か否かを判定する。例えば胎児や母体やプローブの動きにより画像内で胎児の心臓が大きく動いてしまい、良好な画像が得られない可能性がある。そこで、エラー判定部１６は、診断のための良好な画像が得られるか否かを判定する。その判定にあたって、エラー判定部１６は、次式で定義される断面差分値を利用する。

数１式におけるｘ，ｙ，ｚは、図２のＸＹＺ直交座標系における各軸上の座標値でありｐは断層画像データ内の各座標に対応した画素値である。数１式により、Ｚ軸方向に隣接する２つの断層画像データ間の差分値が算出される。

図３は、断面差分値の変化を示す図であり、図３の横軸は、各断層画像データの位置を示している。つまり、図３の横軸は、各走査面の位置と各走査面が得られた時間に対応しており、図２のＺ軸（時間の経過に伴う位置の変化方向）に対応している。

胎児の心臓が大きく移動してしまうことが無ければ、隣接する断層画像データは互いに似たものとなり、数１式により得られる差分値は比較的小さくなる。一方、例えば胎児自身の動き、母体の呼吸動作、プローブの位置の大きなずれなどがあると、断層画像内において胎児の心臓が大きく動いてしまい、隣接する断層画像データ間の差分値が比較的大きくなる。そこで、エラー判定部１６は、断面差分値が所定の閾値を超えた場合に、画像内において心臓が大きくずれてしまったと判断する。

図１に戻り、エラー判定部１６により心臓が大きくずれてしまったと判断されると、制御部４０は、例えば、ビームフォーマ１２などを制御して、断層画像データの収集を中止させる。なお、制御部４０は、図１内の各部を集中的に制御しており、例えば、エラー判定部１６によりエラーであると判断された場合に、エラーである旨を示す表示や警告などを表示部３０に表示させてもよい。エラー判定部１６によりエラーの判定が成されなければ、前メモリ１４に記憶された複数の断層画像データに基づいて、後述する処理が実行される。

基準画像探索部２２は、前メモリ１４に記憶された複数の断層画像データの中から、対象組織に関する運動の周期に対応したフレーム間隔（画像の間隔）で複数の基準画像を探索する。そして、複数の基準画像が探索されると、再構成処理部２０は、複数の基準画像の各々を分割の単位とすることにより、前メモリ１４に記憶された複数の断層画像データを複数の画像群に分割し、複数の画像群の各々から互いに周期的に対応した複数の断層画像データを抽出することにより、再構成処理（再構築処理）を実現する。再構成処理部２０は、前メモリ１４に記憶された複数の断層画像データを再構成して後メモリ２６に記憶する。

図４は、再構成処理部２０による処理を説明するための図であり、図４には、前メモリ１４に記憶されるデータと後メモリ２６に記憶されるデータの対応関係が示されている。図４において、「断層画像Ｚｎ（ｎ＝１，２，３，・・・，６０）」は、Ｚ軸（図２参照）上における座標Ｚｎの位置の断層画像データを意味している。

前メモリ１４には、Ｚ軸方向に沿って次々に形成される複数の走査面に対応した複数の断層画像データが形成された順に記憶されている。つまり、前メモリ１４には、いくつかの断層画像に続いて、断層画像Ｚ１，断層画像Ｚ２，・・・，断層画像Ｚ６０，・・・の順に複数の断層画像データが記憶されている。

再構成処理部２０は、複数の基準画像の各々を分割の単位とすることにより、前メモリ１４に記憶された複数の断層画像データを複数の画像群に分割する。そして、複数の画像群の各々から、互いに周期的に対応した複数の断層画像データが抽出される。

図４において、断層画像Ｚ１，断層画像Ｚ１５，・・・，断層画像Ｚ５１が基準画像探索部２２により探索された複数の基準画像である。再構成処理部２０は、互いに周期的に対応した複数の断層画像データとして、まず、基準画像である断層画像Ｚ１，断層画像Ｚ１５，・・・，断層画像Ｚ５１を抽出する。そして、抽出された断層画像Ｚ１，断層画像Ｚ１５，・・・，断層画像Ｚ５１が一つのデータブロックとなって後メモリ２６内に記憶される。

次に、再構成処理部２０は、互いに周期的に対応した複数の断層画像データとして、複数の基準画像の各々に対してＺ軸方向の正方向に隣接する複数の断層画像を抽出する。つまり、断層画像Ｚ２，断層画像Ｚ１６，・・・，断層画像Ｚ５２が抽出され、これらが一つのデータブロックとなって後メモリ２６内に記憶される。

さらに、再構成処理部２０は、断層画像Ｚ２，断層画像Ｚ１６，・・・，断層画像Ｚ５２の各々に対してＺ軸方向の正方向に隣接する複数の断層画像を抽出する。こうして、複数の基準画像の各々を起点として、互いに周期的に対応した複数の断層画像のデータブロックが次々に抽出されて、後メモリ２６内に記憶される。

なお、上述した再構成処理において、前メモリ１４に記憶された複数の断層画像の中で再構成処理に利用されない断層画像があってもよい。例えば、前メモリ１４の中の断層画像Ｚ１０と断層画像Ｚ１５の間の断層画像（Ｚ１１〜Ｚ１４）などが再構成処理に利用されなくてもよい。

こうして、上述した再構成処理により、後メモリ２６内に、複数のデータブロックが形成される。例えば、断層画像Ｚ１，断層画像Ｚ１５，・・・，断層画像Ｚ５１が一つのデータブロックとなり、断層画像Ｚ２，断層画像Ｚ１６，・・・，断層画像Ｚ５２が次の一つのデータブロックとなる。なお、図４に示す例においては、基準画像に対応したデータブロックを複数のデータブロックの先頭としているが、基準画像に対応したデータブロックを中心として、複数のデータブロックを形成してもよい。

図５は、再構成処理部２０による別の好適な処理を説明するための図であり、図４と同様に、図５には、前メモリ１４に記憶されるデータと後メモリ２６に記憶されるデータの対応関係が示されている。

図５に示す例においても、再構成処理部２０は、複数の基準画像の各々を分割の単位とすることにより、前メモリ１４に記憶された複数の断層画像データを複数の画像群に分割する。その際、データブロック数をｅとした場合に、各基準画像の位置を中心として各基準画像からＺ軸の負方向へｅ／２枚の断層画像とＺ軸の正方向へｅ／２枚の断層画像とを一つの画像群とする。

例えば、図５に示す前メモリ１４内において、基準画像である断層画像Ｚ１５を中心として、Ｚ軸の負方向にあるｅ／２枚の断層画像Ｚ１４，断層画像Ｚ１３，・・・と、Ｚ軸の正方向にあるｅ／２枚の断層画像Ｚ１６，断層画像Ｚ１７，・・・と、により、断層画像Ｚ１５を中心としたｅ枚の断層画像からなる画像群が形成される。同様に、基準画像である断層画像Ｚ３２を中心としたｅ枚の断層画像からなる画像群が形成され、基準画像である断層画像Ｚ５１を中心としたｅ枚の断層画像からなる画像群が形成される。

そして、図５に示す例においても、複数の画像群の各々から、互いに周期的に対応した複数の断層画像データが抽出される。つまり、再構成処理部２０は、各画像群の各々から、まず、Ｚ軸上において最も小さい位置にある断層画像を抽出して一つのデータブロックとし、次に、Ｚ軸上において２番目に小さい位置にある断層画像を抽出して一つのデータブロックとする。この抽出処理をＺ軸上において最も小さい位置から順に最も大きい位置まで続けることにより、総数ｅ個のデータブロックが後メモリ２６内に形成される。

図５には、総数ｅ個のうちの３個のデータブロックが図示されている。つまり、各々が基準画像の一つ前にある断層画像Ｚ１４，断層画像３１，・・・，断層画像５０で構成されるデータブロックと、基準画像である断層画像Ｚ１５，断層画像３２，・・・，断層画像５１で構成されるデータブロックと、各々が基準画像の一つ後にある断層画像Ｚ１６，断層画像３３，・・・，断層画像５２で構成されるデータブロックが図示されている。

このように、図５の例においては、複数の基準画像の各々を中心として、互いに周期的に対応した複数の断層画像のデータブロックが次々に抽出されて、後メモリ２６内に記憶される。

なお、図５に示す例では、各基準画像の位置を中心として各基準画像からＺ軸の負方向へｅ／２枚の断層画像とＺ軸の正方向へｅ／２枚の断層画像とを一つの画像群としているが、各基準画像の位置を中心からずらして一つの画像群を形成してもよい。つまり、各基準画像に対してその前後に異なる枚数の断層画像を加えて一つの画像群を形成してもよい。この場合、後メモリ２６内において、基準画像に対応したデータブロックが全データブロックの中心からずれることになる。

図１に戻り、三次元画像形成部２８は、後メモリ２６に記憶された再構成後の複数の断層画像データに基づいて、胎児の心臓を立体的に映し出す三次元画像データを形成する。三次元画像形成部２８は、後メモリ２６に記憶された一つのデータブロックに基づいて各時相の三次元画像データを形成する。例えば、図４に示す後メモリ２６に記憶された断層画像Ｚ１，断層画像Ｚ１５，・・・，断層画像Ｚ５１に基づいて時相Ｔ１の三次元画像データが形成され、断層画像Ｚ２，断層画像Ｚ１６，・・・，断層画像Ｚ５２に基づいて時相Ｔ２の三次元画像データが形成される。または、図５に示す後メモリ２６に形成された総数ｅ個のデータブロックの各々に基づいて各時相の三次元画像データが形成されることにより、時相Ｔ１〜Ｔｅまでの三次元画像データが形成される。図５を利用して説明した再構成処理においては、心拍などの周期的な運動の時相的な基準となる基準画像に対応した三次元画像データが、時相Ｔ１〜Ｔｅまでの三次元画像データの中心に配置される。つまり、互いの時相関係が最も一致していると考えられる基準画像による三次元画像データを時相Ｔ１〜Ｔｅの中心に配置することが可能になる。

三次元画像形成部２８は、例えば、ボリュームレンダリング法や積算法や投影法などの各種の手法を適用して、各時相ごとに複数の時相に亘って三次元画像データを形成する。こうして、複数の時相に亘って形成された三次元画像データに対応した画像が表示部３０に表示され、擬似的にリアルタイムの三次元動画像が表示される。例えば、時相Ｔ１から最終時相Ｔｅまでの三次元画像データに対応した画像が繰り返し表示されてループ再生が実行されてもよい。

上述したように、本実施形態においては、対象組織に関する運動の周期に対応したフレーム間隔（画像の間隔）で複数の基準画像を探索し、探索された複数の基準画像に基づいて、前メモリ１４に記憶された複数の断層画像データを複数の画像群に分割して再構成処理を実現している。ところが、複数の基準画像の間隔となるフレーム間隔が、対象組織に関する運動の周期、例えば胎児の心拍の周期からずれてしまうと、再構成により得られた動画像内において、心臓などの対象組織がゆがんで運動するように見えてしまう。つまり対象組織内の部分ごとに運動の周期がずれてしまい、本来は全体的に同期されて運動する心臓などが、部分ごとに同期がずれて運動するように見えてしまう可能性がある。

そこで、本実施形態では、ゆがみ評価部２４により再構成画像のゆがみが評価され、そのゆがみが小さくなるように、基準画像を抽出する際のフレーム間隔が調整される。ゆがみ評価部２４は、再構成処理により得られた再構成画像内で走査面の移動方向に沿って並ぶ複数の位置において、運動に伴う対象組織の形態の時間変化を計測し、さらに、それら複数の位置から得られる複数の時間変化を比較することにより再構成画像のゆがみを評価する。

図６は、対象組織の形態に関する時間変化の計測を説明するための図である。図６（Ｉ）には、再構成画像に含まれる複数の断層画像Ｓｒが図示されている。図６（Ｉ）のＸＹＺ座標系は、再構成処理前の図２のＸＹＺ座標系に対応している。図２に示す複数の走査面Ｓに対応した複数の断層画像から、再構成処理により、互いに周期的に対応した図６の複数の断層画像Ｓｒが抽出される。これら複数の断層画像Ｓｒは、例えば、図４に示す後メモリ２６に記憶された断層画像Ｚ１，断層画像Ｚ１５，・・・，断層画像Ｚ５１であり、これら複数の断層画像Ｓｒにより、ある時相（例えば時相Ｔ１）の再構成画像（三次元画像データ）が形成されることは先に説明したとおりである。

まず、複数の断層画像Ｓｒにより構成される再構成画像に対して評価基準面Ｒが設定される。評価基準面Ｒは、ＹＺ平面に対して平行な面であり、対象組織の中央部分を含むように設定されることが望ましい。例えば、ユーザが再構成後の表示画像を見ながらその表示画像内に評価基準面Ｒの位置を指定してもよいし、ゆがみ評価部２４が二値化処理などにより再構成画像内の対象組織部分を識別し、その対象組織部分の重心を通るように評価基準面Ｒを設定してもよい。

図６（ＩＩ）には、評価基準面Ｒによる対象組織の断層像が示されている。つまり、評価基準面Ｒ内に、対象組織の境界Ｂが示されている。この評価基準面Ｒ内において、対象組織の中心点Ｐが設定される。例えば、ユーザが対象組織を含んだ評価基準面Ｒの表示画像を見ながらその表示画像内に中心点Ｐの位置を指定してもよいし、ゆがみ評価部２４が二値化処理などにより対象組織の境界Ｂを識別し、その境界Ｂで囲まれる領域の重心位置に中央点Ｐを設定してもよい。中央点Ｐが設定されると、ゆがみ評価部２４は、中心点Ｐを通りＺ軸に平行な基準線Ｋを設定する。なお、基準線Ｋをユーザが設定するようにしてもよい。

基準線Ｋが設定されると、基準線Ｋに沿って例えば等間隔に並ぶ複数の位置において、基準線Ｋから対象組織の境界Ｂまでの長さ（半径）が計測される。つまり、図６（ＩＩ）に示す線分Ｌ１〜Ｌ４の各々の長さが計測される。なお、対象組織の境界Ｂの位置（ＹＺ平面内における座標値）は、例えば二値化処理などを利用して対象組織を抽出し、対象組織とそれ以外の組織とを識別することにより特定される。ちなみに、対象組織が心臓であれば、心臓内（心腔）は他の組織に比べてエコー値が小さいため、二値化処理などによりエコー値の小さい部分を抽出して、他の組織から心臓内（心腔）を識別することができる。もちろん二値化処理に加えて公知のノイズ除去処理やラベリング処理などを利用して抽出の精度を高めてもよい。

ゆがみ評価部２４は、複数の時相に亘って、線分Ｌ１〜Ｌ４の各々の長さの時間変化を計測する。例えば、図５に示す後メモリ２６に形成された総数ｅ個のデータブロックの各々に基づいて形成される時相Ｔ１〜Ｔｅまでの再構成画像について、各時相ごとに図６（ＩＩ）に示す線分Ｌ１〜Ｌ４の各々の長さが計測される。そして、ゆがみ評価部２４は、線分Ｌ１〜Ｌ４の長さの時間変化を比較することにより再構成画像のゆがみを評価する。

図７は、ゆがみ評価部２４によるゆがみの評価を説明するための図である。図７（Ａ）は、ゆがみが大きい場合の具体例を示しており、図７（Ｂ）は、ゆがみが小さい場合の具体例を示している。

ゆがみが大きい場合における線分Ｌ１〜Ｌ４の長さの時間変化が（Ａ１）に示されており、（Ａ１）において横軸は時間軸で縦軸は各線分の長さである。ゆがみ評価部２４は、（Ａ１）に示すように、線分Ｌ１〜Ｌ４の長さの時間変化を同一の時間軸上に揃えて計測する。線分Ｌ１〜Ｌ４の長さの時間変化が計測されると、複数の時間変化の変化量が正規化される。ゆがみ評価部２４は、例えば、各時間変化の波形についてピーク値を抽出し、複数の波形のピーク値が同じ値に揃うように、長さ軸方向において各波形を拡大縮小させる。これにより、（Ａ２）に示すように、線分Ｌ１〜Ｌ４の各波形の高さ（長さ軸方向の大きさ）が揃えられる。

そして、ゆがみ評価部２４は、正規化された線分Ｌ１〜Ｌ４の各波形と時間軸とに囲まれた複数の領域に関する重なりの程度に基づいてゆがみを評価する。ゆがみ評価部２４は各波形と時間軸で囲まれた領域を特定し、複数の波形に関する複数の領域の論理積（ＡＮＤ）の領域部分を抽出する。これにより、（Ａ３）に示すように、線分Ｌ１〜Ｌ４に対応した４つの領域が全て重なる領域部分が抽出される。ゆがみ評価部２４は、（Ａ３）のように抽出された領域部分の面積Ｓを算出し、算出された面積Ｓが小さいほど、ゆがみが大きいと評価する。例えば、面積Ｓに基づいて、ゆがみ値Ｄ（＝１／Ｓ）を算出する。

一方、ゆがみが小さい場合における線分Ｌ１〜Ｌ４の長さの時間変化が（Ｂ１）に示されている。（Ａ１）と比較すると、（Ｂ１）では４つの時間変化の波形が時間軸上でほぼ揃っている。（Ｂ１）に示す波形に対して、（Ａ２）の場合と同様にピーク値を揃えるように正規化を行うと（Ｂ２）に示す波形となる。そして、（Ｂ２）に示す４つの波形に関する４つの領域が全て重なる領域部分が抽出されて（Ｂ３）に示す領域部分となる。ゆがみ評価部２４は、（Ｂ３）に示す領域部分の面積Ｓに基づいて、ゆがみ値Ｄ（＝１／Ｓ）を算出する。

なお、線分Ｌ１〜Ｌ４に対応した４つの領域の論理和（ＯＲ）の領域を抽出し、この領域の面積が大きいほど、ゆがみが大きいと評価してもよい。

線分Ｌ１〜Ｌ４は、再構成画像内の対象組織に関する複数の位置（部位）における径方向の長さである（図６参照）。そのため、各線分に対応した位置における対象組織の動きが線分Ｌ１〜Ｌ４の時間変化に反映される。その線分Ｌ１〜Ｌ４の時間変化の波形が図７（Ａ）のように時間軸上において互いに大きくずれている場合には、対象組織の複数の位置における運動の周期がずれており、再構成画像の動画内において、対象組織が全体的にゆがんで運動するように見えてしまう。これに対し、線分Ｌ１〜Ｌ４の時間変化の波形が図７（Ｂ）のように時間軸上においてほぼ揃っている場合には、対象組織の複数の位置における運動の周期が揃えられており、再構成画像の動画内において、対象組織が全体的に同期して運動するように見える。

そして、本実施形態においては、複数の基準画像の探索のための利用されるフレーム間隔を段階的に変更し、変更された各フレーム間隔ごとに再構成画像を形成し、形成された再構成画像のゆがみを評価し、ゆがみが小さくなるようにフレーム間隔を調整して再構成画像のゆがみを低減させている。

図８は、再構成画像のゆがみを低減する処理を示すフローチャートである。図１に示した部分（構成）については図１の符号を利用し、図８に示す各ステップの処理について説明する。

まず、図２を利用して説明したように、対象組織の運動に関する複数の周期に亘ってＺ軸方向に沿って複数の走査面が形成され、各走査面ごとに断層画像データが収集されて前メモリ１４に記憶される（Ｓ８０１）。なお、エラー判定部１６により、前メモリ１４に記憶された複数の断層画像データから得られる画像間の差分量に基づいて、複数の断層画像データが良好か否かを判定してもよい。

次に、複数の基準画像を抽出するためのフレーム間隔が設定される（Ｓ８０２）。例えば、予め設定された初期値にフレーム間隔が設定される。そして、設定されたフレーム間隔に基づいて、図４と図５を利用して説明したように、再構成処理が実行されて再構成画像が形成される（Ｓ８０３）。

再構成画像が形成されると、図６を利用して説明したように、再構成画像内の対象組織に関する複数の位置に対応した線分Ｌ１〜Ｌ４が設定され、線分Ｌ１〜Ｌ４の各々の長さの時間変化が計測される（Ｓ８０４）。そして、図７を利用して説明したように、線分Ｌ１〜Ｌ４の各々の長さの時間変化が比較されてゆがみが評価される（Ｓ８０５）。このゆがみの評価において、ゆがみが小さいと判断された場合には、その際のフレーム間隔が最適フレーム間隔とされる。本フローチャートの開始後の初回のゆがみ評価においては、初回のフレーム間隔が最適フレーム間隔とされる。

次に、評価の終了が判定される（Ｓ８０６）。ゆがみの評価は、フレーム間隔を段階的に変更させて各段階ごとに行われる。例えば、フレーム間隔に関する上限値と下限値が予め設けられており、その上限値と下限値の間においてフレーム間隔が段階的に変更される。フレーム間隔の変更が終了していなければ、Ｓ８０６からＳ８０２に戻り、フレーム間隔が変更されてＳ８０３からＳ８０５までの処理が実行される。

一方、全てのフレーム間隔に関する評価が終了すると、Ｓ８０６からＳ８０７に進み、全てのフレーム間隔のうちでゆがみが最小であると判断された最適フレーム間隔で再構成処理が実行されて再構成画像が形成される。そして、その再構成画像が表示部３０に表示される（Ｓ８０８）。こうして、対象組織に関する運動のゆがみを低減した再構成処理が実現される。

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、上述した実施形態は、あらゆる点で単なる例示にすぎず、本発明の範囲を限定するものではない。本発明は、その本質を逸脱しない範囲で各種の変形形態を包含する。

１０ プローブ、１２ ビームフォーマ、１６ エラー判定部、２０ 再構成処理部、２２ 基準画像探索部、２４ ゆがみ評価部、２８ 三次元画像形成部。

Claims (6)

1. 周期的に運動する対象組織を含む三次元空間に対して超音波を送受するプローブと、
   前記運動の複数の周期に亘って走査面を移動させつつ前記三次元空間内で複数の走査面を形成するようにプローブを制御する送受信制御部と、
   前記複数の走査面に対応した複数の画像の中から、前記運動の周期に対応した走査面間隔で複数の基準画像を探索する基準画像探索部と、
   前記複数の基準画像の各々に基づいて前記複数の画像を複数の画像群に分割し、複数の画像群の各々から互いに周期的に対応した複数の画像を抽出することにより、対象組織の再構成画像を形成する画像再構成部と、
   前記再構成画像内で前記走査面の移動方向に沿って並ぶ複数の位置において、前記運動に伴う対象組織の形態の時間変化を計測し、当該複数の位置から得られる複数の時間変化を比較することにより当該再構成画像のゆがみを評価するゆがみ評価部と、
   を有し、
   前記ゆがみが小さくなるように前記走査面間隔を調整する、
   ことを特徴とする超音波診断装置。
2. 請求項１に記載の超音波診断装置において、
   前記ゆがみ評価部は、前記対象組織の形態の時間変化として、前記各位置に対応した走査面内における対象組織の径方向に関する長さの時間変化を計測する、
   ことを特徴とする超音波診断装置。
3. 請求項２に記載の超音波診断装置において、
   前記ゆがみ評価部は、前記複数の位置から得られる複数の時間変化を同一の時間軸上に揃えて比較することにより前記ゆがみを評価する、
   ことを特徴とする超音波診断装置。
4. 請求項３に記載の超音波診断装置において、
   前記ゆがみ評価部は、前記複数の時間変化の各々の波形と前記時間軸とに囲まれた複数の領域に関する重なりの程度に基づいて前記ゆがみを評価する、
   ことを特徴とする超音波診断装置。
5. 請求項２から４のいずれか１項に記載の超音波診断装置において、
   前記ゆがみ評価部は、対象組織内の中心点に基づいて対象組織内に基準線を設定し、前記径方向に関する長さの時間変化として、当該基準線から対象組織境界までの長さの時間変化を計測する、
   ことを特徴とする超音波診断装置。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の超音波診断装置において、
   形成された再構成画像に関するゆがみの評価と、前記走査面間隔の修正と、修正された走査面間隔に基づいた再構成画像の形成と、を順に繰り返すことにより、前記ゆがみが最小となる前記走査面間隔を探索する、
   ことを特徴とする超音波診断装置。

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