JP6801337B2 - 超音波診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、カラーフローマッピング時の残像処理を行う超音波診断装置に関する。

超音波診断装置は、超音波を被検体に送信し、その反射エコーに含まれる情報を解析することにより、被検体内の画像を作成する。カラーフローマッピング（Color Flow Mapping、以下ＣＦＭと略す場合がある）と呼ばれる手法によって、被検体内の血流を画像化することが可能であり、医療分野全般において、血流状態を表示することのできる超音波診断装置が広く利用されている。

カラーフローマッピングはドップラ効果を利用する手法である。超音波が血流を照射すると、ドップラ効果により血流速度や反射強度に応じたドップラ偏移が反射エコーに生じる。このドップラ偏移の情報を直交検波によって検出し、ＭＴＩ（Moving Target Indicator）フィルタと呼ばれるハイパスフィルタ処理、自己相関処理およびノイズカット処理を施すことによって、血流速度、パワー（反射強度）、分散等に関する情報が得られる。

例えば得られた血流速度の情報を色情報に変換し、二次元的にＢモード断層画像（エコーの振幅を輝度として表した画像）に重畳すると、被検体内の血流状態を好適に表示することができる。このような表示形態は、一般にカラードップライメージング（Color Doppler Imaging、ＣＤＩ）や、カラードップラ法、カラーモード等と呼ばれる。

一方、ドップラ偏移を受けた成分のパワー（反射強度）の大小を輝度や色味で表した断層画像を生成することも可能である。このように血流のパワーを用いて断層画像を生成する方法は、パワードップライメージング（Power Doppler Imaging、ＰＤＩ）、あるいはパワードップラ法、パワーモード等と呼ばれる。パワーモードの画像を表示する超音波診断装置として、例えば特許文献１に開示された技術がある。

また、血流のパワーと方向を用いて、パワーと血流の方向とを同時に表示する表示形態があり、このような表示形態を、以下では方向付きパワーモードと称する。方向付きパワーモードでは、血流速度の符号に基づいて、血流方向を色づけ（カラーマッピング）して表す。一般的には、例えば近づいてくる血流が赤系の色で示され、遠ざかる血流が青系の色で示される。

特開２０１２−２５４３７３号公報

ところで、一定の時間間隔ごとに求められるドップラ偏移により得られる情報には、データごとに変化するノイズが含まれている。この時間変化するノイズを低減するため、最新のドプラ偏移データと、例えば複数フレーム分過去のドップラ偏移データとを重み付け加算して、これらのドプラ偏移データを平均化して１つのフレームの画像データとするパーシスタンス処理（残像処理）が行われることがある。このようなパーシスタンス処理によって、ドップラ偏移データに含まれるノイズを低減し、Ｓ／Ｎ比が向上された画像データを得ることができる。

方向付きパワーモードにおいては、パワーデータと速度データを用いて画像を生成しているため、パワーデータのパーシスタンス処理と速度データのパーシスタンス処理とを行う必要がある。しかしながら、パワーデータのパーシスタンス処理と速度データのパーシスタンス処理とを互いに独立して行ってしまうと、画像に不具合が生じることがある。具体的には、例えばパワーデータに対してのみパーシスタンス処理を行い、速度データに対してはパーシスタンス処理を行わず、常に最新フレームの速度データを使用して画像を生成した場合、残像表示されているパワーデータに対応する適切な速度データが存在しないため、血流方向が適切に表示されない場合がある。また、パワーデータと速度データの両方にパーシスタンス処理を行う場合であっても、互いに独立して処理した結果、例えばパワーデータは残像効果が残っているのに速度データは残像効果がなくなってしまい、パワーデータと速度データとに不整合が生じて血流方向が適切に表示されない場合がある。

本発明は、方向付きパワーモードにおいて、好適にパーシスタンス処理を行って不具合のない画像を生成することができる超音波診断装置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、探触子を繰り返し駆動し、前記探触子の駆動により送信された超音波が被検体において反射された反射エコーを前記探触子によって受信し、複数の受信信号を逐次生成する送受信部と、前記複数の受信信号に基づき、各フレームにおける前記被検体中の血流部分の血流速度データおよび血流パワーデータを逐次生成するカラーフローマッピング信号処理部と、前記各フレームにおける血流速度データおよび血流パワーデータに対して残像処理を行う残像処理部と、前記残像処理が行われた血流速度データおよび血流パワーデータを用いて、血流パワーおよび血流方向が同時に表示された表示画像を合成する画像合成部と、を備え、前記残像処理部は、最新より以前のフレームの血流パワーデータと、最新のフレームの血流パワーデータとを比較し、最新より以前のフレームの血流パワーデータが最新のフレームの血流パワーデータより大きい場合には、最新より以前のフレームの血流速度データを、残像処理された血流速度データとして出力し、そうでない場合には、最新のフレームの血流速度データを、残像処理された血流速度データとして出力する血流速度データ残像処理部と、最新のフレームの血流パワーデータと、最新より以前のフレームの血流パワーデータとに基づいて、残像効果を調整するためのパーシスタンス係数を決定するパーシスタンス係数決定部、および、最新のフレームの血流パワーデータと、最新より以前のフレームの血流パワーデータと、前記パーシスタンス係数と、に基づいてパーシスタンス演算を行い、演算結果を残像処理された血流パワーデータとして出力するパーシスタンス演算部を有する血流パワーデータ残像処理部と、前記最新のフレームの血流速度データおよび血流パワーデータを記憶する第１メモリ部と、前記最新より以前のフレームにおいて残像処理された血流速度データおよび血流パワーデータを記憶する第２メモリ部と、をさらに備え、前記血流速度データ残像処理部は、前記残像処理された血流速度データを前記第２メモリ部に出力し、前記血流パワーデータ残像処理部は、前記残像処理された血流パワーデータを前記第２メモリ部に出力し、前記血流パワーデータ残像処理部は、前記血流パワーデータの大きさに対応付けられた、異なる２つ以上の値のパーシスタンス係数を含む参照テーブルを記憶した第３メモリ部をさらに備える。

本発明によれば、方向付きパワーモードにおいて、好適にパーシスタンス処理を行って不具合のない画像を生成することができる超音波診断装置を提供することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る超音波診断装置の構成の一例を示すブロック図 最新のフレームにおける血流速度データ残像処理部の処理を説明するためのフローチャート 参照インデックスとパーシスタンス係数との対応関係の一例を示すグラフ 本発明の第２の実施の形態に係る超音波診断装置の構成の一例を示すブロック図 第１参照インデックスと第１パーシスタンス係数との対応関係の一例を示すグラフ 第２参照インデックスと第２パーシスタンス係数との対応関係の一例を示すグラフ 本発明の第３実施の形態に係る超音波診断装置の構成の一例を示すブロック図

（第１の実施の形態）
＜超音波診断装置の構成例＞
以下、図面を参照しながら本発明の第１の実施の形態に係る超音波診断装置について説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係る超音波診断装置の構成の一例を示すブロック図である。

図１に示す超音波診断装置１００は、探触子１０１と、超音波送受信部１０２と、ＣＦＭ信号処理部１０３と、残像処理部１０４と、ＣＦＭ ＤＳＣ部１０５と、断層画像信号処理部１０６と、断層画像ＤＳＣ部１０７と、画像合成部１０８と、表示部１０９とを備える。これらの構成のうち、探触子１０１および表示部１０９には汎用の探触子および表示装置を用いることが可能であり、超音波診断装置１００は、探触子１０１および表示部１０９を備えていなくてもよい。

超音波送受信部１０２は、探触子１０１を駆動する駆動信号を生成して探触子１０１へ出力する。これに応じて、探触子１０１は被検体に向けて超音波を送信する。また、探触子１０１は送信された超音波が被検体において反射することによって得られた反射エコーを受信し、受信信号を生成する。超音波送受信部１０２は、本発明の送受信部に対応する。

より具体的には、探触子１０１は複数の圧電素子を含み、各圧電素子から超音波が送信される。複数の圧電素子から送信された超音波により超音波ビームが構成される。超音波送受信部１０２は、被検体を複数の超音波ビームによって走査するように、各圧電素子の遅延制御を行いながら探触子１０１を駆動する。

被検体による反射エコーは各圧電素子によって受信される。超音波送受信部１０２は、各圧電素子の遅延制御を行うことにより、送信された超音波ビームに対応する受信信号を探触子１０１に生成させる。超音波ビームが被検体を１回走査すると、１フレーム分のデータが得られる。探触子１０１は、１秒間に数回〜数十回繰り返して被検体を走査することにより、毎秒数フレームから数十フレームの受信信号を逐次生成することができる。

本第１の実施の形態に係る超音波診断装置１００は、Ｂモード断層画像とカラーフローマッピング画像と生成し、これらを合成して表示部１０９に表示する。このため、超音波送受信部１０２の上述した超音波の送受信は、Ｂモード断層画像の生成およびカラーフローマッピング画像の生成のそれぞれについて行われる。Ｂモード断層画像の１秒当たりのフレーム数およびカラーフローマッピング画像の１秒当たりのフレーム数は同じであってもよいし、異なっていてもよい。フレーム数が同じである場合には、Ｂモード断層画像生成のための超音波の送受信およびカラーフローマッピング画像生成のための超音波の送受信を交互に繰り返し行ってもよい。

Ｂモード断層画像を生成する場合、超音波送受信部１０２は、Ｂモード断層画像の生成に適した送受信を行い、得られた受信信号を断層画像信号処理部１０６へ出力する。一方、カラーフローマッピング断層画像を生成する場合、超音波送受信部１０２は、カラーフローマッピング断層画像の生成に適した送受信を行い、得られた受信信号をＣＦＭ信号処理部１０３へ出力する。一般的に、カラーフローマッピング断層画像を生成する場合、安定したカラーフローマッピング断層画像を得るために、超音波送受信部１０２は、同じ音響線上において超音波の送受信を複数回行う。

ＣＦＭ信号処理部１０３は、受信信号に対して直交検波処理、ＭＴＩフィルタ処理および自己相関処理を行った後、血流速度および血流パワーを算出したのち、システムあるいは音響ノイズを排除するノイズカット処理を行ってＣＦＭフレームデータを生成する。すなわち、ＣＦＭフレームデータには、少なくとも血流速度および血流パワーに関するデータが含まれる。ＣＦＭ信号処理部１０３はこの処理を、各フレームを構成する受信信号ごとに逐次繰り返して行う。ＣＦＭ信号処理部１０３が生成したＣＦＭフレームデータは、フレームごとに残像処理部１０４へ出力される。ＣＦＭ信号処理部１０３は、本発明のカラーフローマッピング信号処理部に対応する。

残像処理部１０４は、パーシスタンス係数を用いて、フレームごとにＣＦＭフレームデータに対してパーシスタンス処理（残像処理）を行う。図１に示すように、残像処理部１０４は、フレームメモリ部１１１と、血流速度データ残像処理部１１２と、血流パワーデータ残像処理部１１３と、パーシスタンスメモリ部１１４と、を有する。残像処理部１０４の各構成が行う動作の詳細については、後述する。

ＣＦＭ ＤＳＣ部１０５は、残像処理部１０４から出力される血流速度データおよび血流パワーデータの座標を変換し、画像合成部１０８へ出力する。

断層画像信号処理部１０６は、受信信号に対してダイナミックフィルタ処理を施すことにより、不要なノイズをカットしたのち、包絡線検波処理およびダイナミックレンジ圧縮処理を施して断層画像ＤＳＣ部１０７に断層画像フレームデータを出力する。断層画像ＤＳＣ部１０７は、断層画像信号処理部１０６からの断層画像フレームデータの座標を変換し、画像合成部１０８へ出力する。

画像合成部１０８は、ＣＦＭ ＤＳＣ部１０５および断層画像ＤＳＣ部１０７から出力される各フレームデータを画素ごとに、あるいは、対応する測定点のデータごとに合成し、合成画像フレームデータを生成する。具体的には、血流速度あるいは血流パワーがゼロである場合は、断層画像フレームデータを表示し、そうでない場合は、ＣＦＭフレームデータを表示するように２つのデータを画素ごとに、あるいは、対応する測定点のデータごとに合成する。また、血流パワーや血流速度の符号に基づく血流の方向に応じてデータを色情報に変換し、表示部１０９に出力する。表示部１０９は、画像合成部１０８から受け取ったデータを表示する。

＜残像処理部の各構成の説明＞
次に、残像処理部１０４の各構成について詳細に説明する。

フレームメモリ部１１１は、ＣＦＭ信号処理部１０３から入力された、最新のフレームのＣＦＭフレームデータ（血流速度データおよび血流パワーデータ）を記憶する。なお、最新のフレームの血流速度データを、以下ではＶ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}と記載し、最新のフレームの血流パワーデータを、以下ではＰ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}と記載する。

一方、パーシスタンスメモリ部１１４は、最新より前のフレームのＣＦＭフレームデータを記憶する。最新より前のフレームのＣＦＭフレームデータとは、例えば最新より１フレーム前のＣＦＭフレームデータである。最新より１フレーム前のＣＦＭフレームデータは、血流速度データ残像処理部１１２および血流パワーデータ残像処理部１１３が１つ前のフレームにおいて出力したデータである。以下では、最新より１フレーム前の血流速度データをＶ_{ｏｕｔ−１}、最新より１フレーム前の血流パワーデータをＰ_{ｏｕｔ−１}と記載する。

血流速度データ残像処理部１１２は、最新のフレームの処理において、フレームメモリ部１１１からＶ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}およびＰ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}を、パーシスタンスメモリ部１１４からＶ_{ｏｕｔ−１}およびＰ_{ｏｕｔ−１}を、それぞれ読み出し、読み出したデータに基づいて最新フレームの血流速度データＶ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}に対するパーシスタンス処理（残像処理）を行う。血流速度データ残像処理部１１２が行う、Ｖ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}に対するパーシスタンス処理の詳細については後述する。

そして、血流速度データ残像処理部１１２は、最新のフレームにおいてパーシスタンス処理された血流速度データをパーシスタンスメモリ部１１４およびＣＦＭ ＤＳＣ部１０５に出力する。以下では、血流速度データ残像処理部１１２が生成した、最新のフレームにおいてパーシスタンス処理された血流速度データをＶ_ｏｕｔと記載する。

血流パワーデータ残像処理部１１３は、最新のフレームの処理において、フレームメモリ部１１１からＰ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}を、パーシスタンスメモリ部１１４からＰ_{ｏｕｔ−１}を、それぞれ読み出し、読み出したデータに基づいて最新フレームの血流パワーデータＰ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}に対するパーシスタンス処理（残像処理）を行う。血流パワーデータ残像処理部１１３が行う、Ｐ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}に対するパーシスタンス処理の詳細については後述する。

そして、血流パワーデータ残像処理部１１３は、最新のフレームにおいてパーシスタンス処理された血流パワーデータをパーシスタンスメモリ部１１４およびＣＦＭ ＤＳＣ部１０５に出力する。以下では、血流パワーデータ残像処理部１１３が生成した、最新のフレームにおいてパーシスタンス処理された血流パワーデータをＰ_ｏｕｔと記載する。

パーシスタンスメモリ部１１４は、最新のフレームにおいてパーシスタンス処理された血流速度データＶ_ｏｕｔと、最新のフレームにおいてパーシスタンス処理された血流パワーデータＰ_ｏｕｔと、を記憶する。パーシスタンスメモリ部１１４に記憶されたＶ_ｏｕｔおよびＰ_ｏｕｔは、次のフレームの処理において、Ｖ_{ｏｕｔ−１}およびＰ_{ｏｕｔ−１}として、血流速度データ残像処理部１１２および血流パワーデータ残像処理部１１３に出力される。

［血流速度データ残像処理部の処理］
まず、血流速度データ残像処理部１１２の処理について説明する。血流速度データ残像処理部１１２は、フレームメモリ部１１１から読み出したＶ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}およびＰ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}、パーシスタンスメモリ部１１４から読み出したＶ_{ｏｕｔ−１}およびＰ_{ｏｕｔ−１}に基づいて、以下のような処理を行う。

図２は、最新のフレームにおける血流速度データ残像処理部１１２の処理を説明するためのフローチャートである。

まず、ステップＳ１０１において、血流速度データ残像処理部１１２は、最新のフレームにおける血流パワーデータＰ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}の大きさと、最新より１フレーム前の血流パワーデータＰ_{ｏｕｔ−１}の大きさと、を比較する。

ステップＳ１０２において、ステップＳ１０１の比較の結果、Ｐ_{ｏｕｔ−１}＞Ｐ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}であると判定された場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、血流速度データ残像処理部１１２は、処理をステップＳ１０３に進め、そうでない場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、ステップＳ１０４に進める。

なお、Ｐ_{ｏｕｔ−１}＞Ｐ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}である場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）とは、例えば、１フレーム前の残像効果が残っている状態が想定される。また、そうでない場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、すなわちＰ_{ｏｕｔ−１}≦Ｐ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}である場合とは、例えば拍動により超音波診断装置１００の走査部位に大量の血流が流れ込んだ場合等が想定される。

ステップＳ１０３において、血流速度データ残像処理部１１２は、最新より１フレーム前の血流速度データＶ_{ｏｕｔ−１}を、最新のフレームにおいてパーシスタンス処理された血流速度データＶ_ｏｕｔとして出力する。

一方、ステップＳ１０４において、血流速度データ残像処理部１１２は、最新のフレームの血流速度データＶ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}を、最新のフレームにおける、パーシスタンス処理された血流速度データＶ_ｏｕｔとして出力する。

このように、血流速度データ残像処理部１１２は、最新のフレームにおける血流パワーデータＰ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}の大きさと、最新より１フレーム前の血流パワーデータＰ_{ｏｕｔ−１}の大きさと、に基づいて、最新のフレームにおいてパーシスタンス処理された血流速度データＶ_ｏｕｔの値を決定する。このような処理により、１フレーム前の血流パワーデータＰ_{ｏｕｔ−１}にパーシスタンス処理の効果が残っている場合に、パーシスタンス処理された血流速度データＶ_ｏｕｔとして最新より１フレーム前の血流速度データＶ_{ｏｕｔ−１}を出力することで、残像表示されている血流パワーデータに対応する適切な血流速度データが存在せず、血流方向が適切に表示されていない画像が後段の構成（ＣＦＭ ＤＳＣ部１０５や画像合成部１０８）によって生成される事態を回避することができる。このため、超音波診断装置１００は、違和感のない画像を生成することができる。なお、本発明では、Ｐ_{ｏｕｔ−１}＞Ｐ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}であるか否かではなく、代わりにＰ_{ｏｕｔ−１}≧Ｐ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}であるか否かを判定してもよく、この場合も本発明の範囲に含まれる。

［血流パワーデータ残像処理部１１３の処理］
次に、血流パワーデータ残像処理部１１３の処理について説明する。図１に示すように、血流パワーデータ残像処理部１１３は、パーシスタンス係数決定部１１５と、パーシスタンス係数参照メモリ部１１６と、パーシスタンス演算部１１７と、を有する。

パーシスタンス係数決定部１１５は、フレームメモリ部１１１から読み出した、最新のフレームの血流パワーデータＰ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}に基づいて、パーシスタンス係数参照メモリ部１１６への参照インデックスを作成する。ここで、参照インデックスは、０から血流パワーデータの取り得る最大値Ｐ_ｍａｘまでのいずれかの値である。また、パーシスタンス係数決定部１１５は、パーシスタンス係数参照メモリ部１１６にアクセスし、参照インデックスに対応付けられたパーシスタンス係数を読み出して、読み出したパーシスタンス係数をパーシスタンス演算部１１７に出力する。

パーシスタンス係数参照メモリ部１１６には、予め血流パワーデータの大きさに対応付けられたパーシスタンス係数の参照テーブルが記憶されている。この参照テーブルには、血流パワーデータの大きさに応じて対応付けられた、異なる２つ以上の値のパーシスタンス係数が含まれる。

図３は、参照インデックスとパーシスタンス係数との対応関係の一例を示すグラフである。図３において、横軸は参照インデックスを示し、縦軸は、パーシスタンス係数を示している。上述したように、参照インデックスは、０からＰ_ｍａｘまでのいずれかの値である。Ｐ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}の増大にともなって単調に減少するパーシスタンス係数Ｃ_{ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｃｅ}が対応付けられている。つまり、図３に示すように、最新のフレームの血流パワーデータＰ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}の大きさにより異なるパーシスタンス係数Ｃ_{ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｃｅ}が対応付けられている。

パーシスタンス演算部１１７は、フレームメモリ部１１１から読み出したＰ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}と、パーシスタンスメモリ部１１４から読み出したＰ_{ｏｕｔ−１}と、パーシスタンス係数決定部１１５から出力されたパーシスタンス係数Ｃ_{ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｃｅ}（０≦Ｃ_{ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｃｅ}≦１）に基づいて、以下の式（１）を用いてパーシスタンス演算を行う。
Ｐ_ｏｕｔ＝（１−Ｃ_{ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｃｅ}）×Ｐ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}＋Ｃ_{ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｃｅ}×Ｐ_{ｏｕｔ−１}・・（１)

図３に示すように、最新のフレームの血流パワーデータＰ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}が小さくなればなるほど、パーシスタンス係数Ｃ_{ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｃｅ}は大きくなる。このような場合、上記式（１）を用いたパーシスタンス演算によれば、最新より１フレーム前の血流パワーデータＰ_{ｏｕｔ−１}の重みが大きくなったＰ_ｏｕｔが算出される。これにより、後段の構成（ＣＦＭ ＤＳＣ部１０５や画像合成部１０８）がＰ_ｏｕｔを用いて画像を生成するとき、時間による変化を滑らかなカラーフローマッピング画像を生成することができる。

そして、Ｐ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}が大きくなるにつれて、パーシスタンス係数Ｃ_{ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｃｅ}は小さくなる。すると、上記式（１）を用いたパーシスタンス演算により、最新より１フレーム前の血流パワーデータＰ_{ｏｕｔ−１}の重みが小さくなる。その結果、Ｐ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}が大きくなるにつれて、Ｐ_{ｏｕｔ−１}の影響が小さくなったＰ_ｏｕｔが算出される。これにより、後段の構成（ＣＦＭ ＤＳＣ部１０５や画像合成部１０８）がＰ_ｏｕｔを用いて画像を生成するとき、急激な血流パワーの増大をリアルタイムで反映させたカラーフローマッピング画像を生成することができる。

＜作用・効果＞
以上説明したように、本発明の第１の実施の形態に係る超音波診断装置１００において、残像処理部１０４は、最新のフレームの血流速度データＶ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}に対してパーシスタンス処理（残像処理）を行う際に、最新のフレームの血流パワーデータＰ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}と最新より１フレーム前の血流パワーデータＰ_{ｏｕｔ−１}との大きさを比較し、Ｐ_{ｏｕｔ−１}＞Ｐ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}であった場合には最新より１フレーム前の血流速度データＶ_{ｏｕｔ−１}をパーシスタンス処理された血流速度データＶ_ｏｕｔとして出力し、Ｐ_{ｏｕｔ−１}≦Ｐ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}であった場合にはＶ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}をパーシスタンス処理された血流速度データＶ_ｏｕｔとして出力する血流速度データ残像処理部１１２を有する。

このような構成により、本発明の第１の実施の形態に係る超音波診断装置１００によれば、１フレーム前の血流パワーデータのパーシスタンス処理の効果が残っている場合に、パーシスタンス処理された血流速度データとして最新より１フレーム前の血流速度データを出力することで、残像表示されているパワーデータに対応する適切な速度データが存在しないために血流方向が適切に表示されていない画像が生成される事態を回避することができる。

また、本第１の実施の形態に係る超音波診断装置１００では、残像処理部１０４は、最新のフレームの血流パワーデータの大きさに応じてパーシスタンス係数を決定するパーシスタンス係数決定部１１５を有する。すなわち、本第１の実施の形態に係る超音波診断装置１００では、最新のフレームの血流パワーデータＰ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}に対するパーシスタンス演算に用いられるパーシスタンス係数は一定ではなく、Ｐ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}の大きさに応じた動的な値である。これにより、血流パワーデータの大きさに応じてパーシスタンス係数を変化させ、残像効果を好適に調整することができる。

（第２の実施の形態）
以下、本発明の第２の実施の形態に係る超音波診断装置１００’について説明する。図４は、本発明の第２の実施の形態に係る超音波診断装置の構成の一例を示すブロック図である。

図４に示す超音波診断装置１００’は、残像処理部の血流パワーデータ残像処理部が、パーシスタンス係数決定部、パーシスタンス係数参照メモリ部、パーシスタンス演算部を２つずつ有する点において上記第１の実施の形態の超音波診断装置１００と異なっている。以下では、第１の実施の形態との相違点についてのみ説明する。

図４に示すように、残像処理部１０４’の血流パワーデータ残像処理部１１３’は、第１パーシスタンス係数決定部１１５Ａと、第２パーシスタンス係数決定部１１５Ｂと、第１パーシスタンス係数参照メモリ部１１６Ａと、第２パーシスタンス係数参照メモリ部１１６Ｂと、第１パーシスタンス演算部１１７Ａと、第２パーシスタンス演算部１１７Ｂと、最大値選択部１１８と、を有する。

第１パーシスタンス係数決定部１１５Ａは、フレームメモリ部１１１から読み出したＰ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}に基づいて、第１パーシスタンス係数参照メモリ部１１６Ａへの第１参照インデックスを作成する。第１参照インデックスの作成については後述する。

また、第１パーシスタンス係数決定部１１５Ａは、第１パーシスタンス係数参照メモリ部１１６Ａにアクセスし、第１参照インデックスに対応付けられた第１パーシスタンス係数を読み出し、第１パーシスタンス演算部１１７Ａに出力する。第１パーシスタンス係数参照メモリ部１１６Ａには、予め血流データの大きさに対応付けられた第１パーシスタンス係数を含む第１参照テーブルが記憶されている。この第１参照テーブルは、血流パワーデータの大きさに対応付けられた異なる２つ以上の値のパーシスタンス係数を含む。

これに対し、第２パーシスタンス係数決定部１１５Ｂは、パーシスタンスメモリ部１１４から読み出したＰ_{ｏｕｔ−１}の大きさに基づいて、第２パーシスタンス係数参照メモリ部１１６Ｂへの第２参照インデックスを作成する。第２パーシスタンス係数決定部１１５Ｂにおける第２参照インデックスの作成については後述する。

また、第２パーシスタンス係数決定部１１５Ｂは、第２パーシスタンス係数参照メモリ部１１６Ｂにアクセスし、第２参照インデックスに対応付けられた第２パーシスタンス係数を読み出し、第２パーシスタンス演算部１１７Ｂに出力する。第２パーシスタンス係数参照メモリ部１１６Ｂには、予め血流パワーデータの大きさに対応付けられた第２パーシスタンス係数を含む第２参照テーブルが記憶されている。第２参照テーブルも、第１参照テーブルと同様に、血流パワーの値に応じて対応付けられた異なる２つ以上の値のパーシスタンス係数を含むが、以下において詳細に説明するように、同じ血流パワー値に対して対応付けられる第１パーシスタンス係数と第２パーシスタンス係数とは値が異なっている。

第１パーシスタンス演算部１１７Ａは、第１パーシスタンス係数決定部１１５Ａから出力されたパーシスタンス係数と、Ｐ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}およびＰ_{ｏｕｔ−１}と、に基づいて、第１の実施の形態のパーシスタンス演算部１１７と同様に、式（１）を用いてＰ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}に対してパーシスタンス演算を行う。

同様に、第２パーシスタンス演算部１１７Ｂは、第２パーシスタンス係数決定部１１５Ｂから出力されたパーシスタンス係数と、Ｐ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}およびＰ_{ｏｕｔ−１}と、に基づいて、式（１）を用いてＰ_{ｏｕｔ−１}に対してパーシスタンス演算を行う。

第１パーシスタンス演算部１１７Ａおよび第２パーシスタンス演算部１１７Ｂにおける演算は、設定されたパーシスタンス係数が異なる点を除いて同じである。

第１パーシスタンス演算部１１７Ａおよび第２パーシスタンス演算部１１７Ｂは、パーシスタンス演算の結果をそれぞれ最大値選択部１１８に出力する。

最大値選択部１１８は、第１パーシスタンス演算部１１７Ａおよび第２パーシスタンス演算部１１７Ｂからそれぞれ入力されたパーシスタンス演算の結果に基づいて、画素ごとに、あるいは、対応する測定点のデータごとにパーシスタンス演算の結果である血流パワーデータの絶対値を比較し、大きい方を選択して、最新のフレームにおいて残像処理された血流パワーデータＰ_ｏｕｔを生成する。

そして、最大値選択部１１８は、補正を行った補正したＰ_ｏｕｔをＣＦＭ ＤＳＣ部１０５およびパーシスタンスメモリ部１１４に出力する。

次に、第１および第２パーシスタンス係数の決定方法について詳細に説明する。上述したように、第１パーシスタンス係数決定部１１５Ａは、フレームメモリ部１１１から読み出したＰ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}の大きさに基づいて、第１パーシスタンス係数参照メモリ部１１６Ａへの第１参照インデックスを作成する。

図５Ａは、第１参照インデックスと第１パーシスタンス係数との対応関係の一例を示すグラフである。図５Ａにおいて、横軸は第１参照インデックスを示し、縦軸は、第１パーシスタンス係数を示している。第１の実施の形態において図３に例示した参照インデックスと同様に、第１参照インデックスは、０からＰ_ｍａｘまでのいずれかの値である。Ｐ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}の増大にともなって単調に減少する第１パーシスタンス係数Ｃ_{ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｃｅ}が対応付けられている。つまり、最新のフレームの血流パワーデータＰ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}の大きさに応じて異なるパーシスタンス係数Ｃ_{ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｃｅ}が対応付けられる。

一方、第２パーシスタンス係数決定部１１５Ｂは、パーシスタンスメモリ部１１４から読み出したＰ_{ｏｕｔ−１}の大きさに基づいて、第２パーシスタンス係数参照メモリ部１１６Ｂへの第２参照インデックスを作成する。第２参照インデックスも、０からＰ_ｍａｘまでのいずれかの値である。

図５Ｂは、第２参照インデックスと第２パーシスタンス係数との対応関係の一例を示すグラフである。図５Ｂにおいて、横軸は第２参照インデックスを示し、縦軸は、第２パーシスタンス係数を示している。上述したように、第２参照インデックスは、０からＰ_ｍａｘまでのいずれかの値である。Ｐ_{ｏｕｔ−１}の増大にともなって単調に増加する第２パーシスタンス係数Ｃ_{ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｃｅ}が対応付けられている。つまり、最新より１つ前のフレームの血流パワーデータＰ_{ｏｕｔ−１}に応じて異なるパーシスタンス係数Ｃ_{ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｃｅ}が対応付けられる。

図５Ａおよび図５Ｂに示すように、第１パーシスタンス係数は、最新のフレームの血流パワーＰ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}に対応付けられ、かつ、Ｐ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}が大きいほど小さな値である。第１パーシスタンス係数が小さくなれば、最新のフレームの血流パワーをより考慮した演算となるため、第１パーシスタンス演算部１１７Ａは、残像効果を抑制し、すみやかに血流パワーを変化させる演算を行うことになる。これに対し、第２パーシスタンス係数は、１つ前のフレームの血流パワーＰ_{ｏｕｔ−１}に対応付けられ、かつ、Ｐ_{ｏｕｔ−１}が大きいほど大きな値である。第２パーシスタンス係数が大きくなれば、１つ前のフレームの血流パワーをより考慮した演算となるため、第２パーシスタンス演算部１１７Ｂは、残像効果を高め、血流パワーの変化を抑制する演算を行うことになる。

なお、本第２の実施の形態において、血流速度データ残像処理部１１２は上記した第１の実施の形態と同様の動作を行うため、説明を省略する。第２の実施の形態における血流データ残像処理部１１２の作用は、第１の実施の形態と同じであり、第１の実施の形態と同等の効果を有する。

従って、上述した第２の実施の形態に係る超音波診断装置１００’によれば、血流方向が適切に表示されていない画像が生成される事態を回避するとともに、血流パワーデータに対して好適なパーシスタンス処理を行うことができる。

（第３の実施の形態）
以下、本発明の第３の実施の形態に係る超音波診断装置１００’’について説明する。図６は、本発明の第３実施の形態に係る超音波診断装置の構成の一例を示すブロック図である。

図６に示す超音波診断装置１００’’は、残像処理部が２つのパーシスタンス係数決定部、２つのパーシスタンス係数参照メモリ部を２つずつ有し、２つのパーシスタンス係数決定部が決定したパーシスタンス係数のうちいずれかを選択するパーシスタンス係数選択部を有する点において上記第１の実施の形態の超音波診断装置１００と異なっている。以下では、第１および第２の実施の形態との相違点についてのみ説明する。

図６に示すように、残像処理部１０４’’血流パワーデータ残像処理部１１３’’は、第１パーシスタンス係数決定部１１５Ａと、第２パーシスタンス係数決定部１１５Ｂと、パーシスタンス係数選択部１１９と、第１パーシスタンス係数参照メモリ部１１６Ａと、第２パーシスタンス係数参照メモリ部１１６Ｂと、パーシスタンス演算部１１７と、を有する。

パーシスタンス係数選択部１１９は、フレームメモリ部１１１から最新のフレームの血流パワーデータＰ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}を、パーシスタンスメモリ部１１４から最新より１つ前のフレームの血流パワーデータＰ_{ｏｕｔ−１}を、それぞれ読み出し、Ｐ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}の大きさとＰ_{ｏｕｔ−１}の大きさとを比較し、比較結果に基づいて、第１パーシスタンス係数決定部１１５Ａが決定した第１パーシスタンス係数と、第２パーシスタンス係数決定部１１５Ｂが決定した第２パーシスタンス係数のいずれをパーシスタンス演算部１１７に出力するかを選択する。

具体的には、パーシスタンス係数選択部１１９は、Ｐ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}の方がＰ_{ｏｕｔ−１}より大きい場合は、第１パーシスタンス係数を選択し、そうでない場合は第２パーシスタンス係数を選択する。

従って、第２の実施の形態と同様に、第１パーシスタンス係数は、最新のフレームの血流パワーＰ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}に対応付けられ、かつ、Ｐ_{ｃｕｒｒｅｎｔ}が大きいほど小さな値となる。第１パーシスタンス係数が小さくなれば、最新のフレームの血流パワーをより考慮した演算となるため、第１パーシスタンス係数を用いた場合のパーシスタンス演算部１１７は、残像効果を抑制し、すみやかに血流パワーを変化させる演算を行うことができる。これに対し、第２パーシスタンス係数は、１つ前のフレームの血流パワーＰ_{ｏｕｔ−１}に対応付けられ、かつ、Ｐ_{ｏｕｔ−１}が大きいほど大きな値である。第２パーシスタンス係数が大きくなれば、１つ前のフレームの血流パワーをより考慮した演算となるため、第２パーシスタンス係数を用いた場合のパーシスタンス演算部１１７は、残像効果を高め、血流パワーの変化を抑制する演算を行うことができる。

なお、本第３の実施の形態において、血流速度データ残像処理部１１２は上記した第１の実施の形態と同様の動作を行うため、説明を省略する。第３の実施の形態における血流データ残像処理部１１２の作用は、第１の実施の形態と同じであり、第１の実施の形態と同等の効果を有する。

以上、図面を参照しながら各種実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。特許請求の範囲の記載範囲内において、当業者が想到できる各種の変更例または修正例についても、本発明の技術的範囲に含まれる。また、開示の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。

また、上記実施の形態では、最新のフレームおよび１つ前のフレームの血流速度データあるいは血流パワーデータを用いてパーシスタンス処理を行っているが、２つ前、あるいは３つ以上前のフレームの血流速度データや血流パワーデータを用いてパーシスタンス処理を行ってもよい。また、式（１）に限られず、他の演算式を用いてパーシスタンス処理を行ってもよい。

上記実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には、入力端子および出力端子を有する集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ（Integrated Circuit）、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。

また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサを用いて実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＬＳＩ内部の回路セルの接続または設定を再構成可能なリコンフィギュラブル プロセッサ（Reconfigurable Processor）を利用してもよい。

さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術により、ＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックを集積化してもよい。

本発明は、方向付きパワーモードの断層画像を表示することができる超音波診断装置に好適である。

１００，１００’，１００’’ 超音波診断装置
１０１ 探触子
１０２ 超音波送受信部
１０３ ＣＦＭ信号処理部
１０４，１０４’，１０４’’ 残像処理部
１０５ ＣＦＭ ＤＳＣ部
１０６ 断層画像信号処理部
１０７ 断層画像ＤＳＣ部
１０８ 画像合成部
１０９ 表示部
１１１ フレームメモリ部
１１２ 血流速度データ残像処理部
１１３ 血流パワーデータ残像処理部
１１４ パーシスタンスメモリ部
１１５ パーシスタンス係数決定部
１１５Ａ 第１パーシスタンス係数決定部
１１５Ｂ 第２パーシスタンス係数決定部
１１６ パーシスタンス係数参照メモリ部
１１６Ａ 第１パーシスタンス係数参照メモリ部
１１６Ｂ 第２パーシスタンス係数参照メモリ部
１１７ パーシスタンス演算部
１１７Ａ 第１パーシスタンス演算部
１１７Ｂ 第２パーシスタンス演算部
１１８ 最大値選択部
１１９ パーシスタンス係数選択部

Claims (3)

1. 探触子を繰り返し駆動し、前記探触子の駆動により送信された超音波が被検体において反射された反射エコーを前記探触子によって受信し、複数の受信信号を逐次生成する送受信部と、
   前記複数の受信信号に基づき、各フレームにおける前記被検体中の血流部分の血流速度データおよび血流パワーデータを逐次生成するカラーフローマッピング信号処理部と、
   前記各フレームにおける血流速度データおよび血流パワーデータに対して残像処理を行う残像処理部と、
   前記残像処理が行われた血流速度データおよび血流パワーデータを用いて、血流パワーおよび血流方向が同時に表示された表示画像を合成する画像合成部と、
   を備え、
   前記残像処理部は、
   最新より以前のフレームの血流パワーデータと、最新のフレームの血流パワーデータとを比較し、最新より以前のフレームの血流パワーデータが最新のフレームの血流パワーデータより大きい場合には、最新より以前のフレームの血流速度データを、残像処理された血流速度データとして出力し、そうでない場合には、最新のフレームの血流速度データを、残像処理された血流速度データとして出力する血流速度データ残像処理部と、
   最新のフレームの血流パワーデータと、最新より以前のフレームの血流パワーデータとに基づいて、残像効果を調整するためのパーシスタンス係数を決定するパーシスタンス係数決定部、および、最新のフレームの血流パワーデータと、最新より以前のフレームの血流パワーデータと、前記パーシスタンス係数と、に基づいてパーシスタンス演算を行い、演算結果を残像処理された血流パワーデータとして出力するパーシスタンス演算部を有する血流パワーデータ残像処理部と、
   前記最新のフレームの血流速度データおよび血流パワーデータを記憶する第１メモリ部と、
   前記最新より以前のフレームにおいて残像処理された血流速度データおよび血流パワーデータを記憶する第２メモリ部と、
   をさらに備え、
   前記血流速度データ残像処理部は、前記残像処理された血流速度データを前記第２メモリ部に出力し、
   前記血流パワーデータ残像処理部は、前記残像処理された血流パワーデータを前記第２メモリ部に出力し、
   前記血流パワーデータ残像処理部は、前記血流パワーデータの大きさに対応付けられた、異なる２つ以上の値のパーシスタンス係数を含む参照テーブルを記憶した第３メモリ部をさらに備える、
   超音波診断装置。
2. 前記血流パワーデータ残像処理部は、
   前記最新のフレームの血流パワーデータに基づいて第１パーシスタンス係数を決定する第１パーシスタンス係数決定部と、
   前記最新より以前のフレームの血流パワーデータに基づいて第２パーシスタンス係数を決定する第２パーシスタンス係数決定部と、
   前記第１パーシスタンス係数に基づいて、前記最新のフレームの血流パワーデータおよ
   び前記最新より以前のフレームの血流パワーデータに対してパーシスタンス演算を行う第１パーシスタンス演算部と、
   前記第２パーシスタンス係数に基づいて、前記最新のフレームの血流パワーデータおよび前記最新より以前のフレームの血流パワーデータに対してパーシスタンス演算を行う第２パーシスタンス演算部と、
   前記第１パーシスタンス演算部から出力される演算結果と、前記第２パーシスタンス演算部から出力される演算結果とを比較し、大きい方の演算結果を前記残像処理された血流パワーデータとして出力する最大値選択部と、
   をさらに備える、請求項１に記載の超音波診断装置。
3. 前記血流パワーデータ残像処理部は、
   前記最新のフレームの血流パワーデータに基づいて第１パーシスタンス係数を決定する第１パーシスタンス係数決定部と、
   前記最新より以前のフレームの血流パワーデータに基づいて第２パーシスタンス係数を決定する第２パーシスタンス係数決定部と、
   前記最新のフレームの血流パワーデータと前記最新より以前のフレームの血流パワーデータとを比較し、前記最新のフレームの血流パワーデータの方が大きい場合は第１パーシスタンス係数を選択し、そうでない場合は第２パーシスタンス係数を選択するパーシスタンス係数選択部と、
   をさらに備え、
   前記パーシスタンス演算部は、前記選択されたパーシスタンス係数に基づいて、前記最新のフレームの血流パワーデータと、前記最新より以前のフレームの血流パワーデータと、前記パーシスタンス係数と、を用いてパーシスタンス演算を行う、
   請求項１に記載の超音波診断装置。

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