JP6876869B2 - 超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法に係り、特に、Ｂモード画像において血管壁の検出を行う超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法に関する。

従来から、被検体の内部の画像を得るものとして、超音波診断装置が知られている。超音波診断装置は、一般的に、複数の素子が配列された振動子アレイが備えられた超音波プローブを備えている。この超音波プローブを被検体の体表に接触させた状態において、振動子アレイから被検体内に向けて超音波ビームが送信され、被検体からの超音波エコーを振動子アレイにおいて受信して素子データが取得される。さらに、超音波診断装置は、得られた素子データを電気的に処理して、被検体の当該部位に対する超音波画像を生成する。

例えば、特許文献１には、Ｂモード画像上にドプラゲートを設置し、ドプラゲートの中心点を中心とする円形の探索領域を設定し、探索領域の３６０°の全範囲にわたって半径線に沿って中心から外向きにＢモード強度データを探索することにより、血管壁を検出する超音波診断装置が開示されている。

特開２００２−５２０２６号公報

特許文献１の超音波診断装置によれば、検出した血管壁に基づいてドプラゲートの位置およびサイズを調整し、且つ最適なステアリング角を選択することができる。
しかしながら、Ｂモード画像上において、血管壁の近傍に多重反射に起因するＢモード強度の極大点が現れることがあり、例えば図２３に示されるように、このようなＢモード強度の極大点Ｍが血管前壁W１と血管後壁W２の間に位置する場合には、この極大点を血管壁として誤検出するおそれがあった。

本発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたものであり、血管壁を正確に検出することができる超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る超音波診断装置は、少なくとも血管領域が撮像されているＢモード画像を表示する表示部と、Ｂモード画像上における血管領域内にドプラゲートを設定するゲート設定部と、血管勾配を取得する血管勾配取得部と、血管勾配取得部により取得された血管勾配に対して垂直な方向で且つゲート設定部により設定されたドプラゲートの外側においてＢモード画像を画像解析することにより血管前壁および血管後壁を検出する血管壁検出部とを備えたことを特徴とする。

ドプラゲートは、それぞれドプラゲートの中心点を通る走査線に沿って互いに対向する上側ゲート点および下側ゲート点を有し、血管壁検出部は、上側ゲート点をドプラゲートの中心点を通り且つ血管勾配に対して垂直に延びる血流垂直線に射影した上側射影点よりも浅部方向において血管前壁を検出する前壁検出部と、下側ゲート点を血流垂直線に射影した下側射影点よりも深部方向において血管後壁を検出する後壁検出部とを有することが好ましい。

この場合、前壁検出部は、上側射影点から血流垂直線に沿って定められた距離だけ浅部方向の点までの範囲において血管前壁を検出し、後壁検出部は、下側射影点から血流垂直線に沿って定められた距離だけ深部方向の点までの範囲において血管後壁を検出するように構成することができる。
あるいは、前壁検出部は、上側射影点から血管垂直線に沿って浅部方向に延び且つ血管勾配に平行に延びる定められた範囲を有する上側検出領域を設定し、上側検出領域内において血管前壁境界線を検出し、血流垂直線と検出された血管前壁境界線との交点を血管前壁として検出し、後壁検出部は、下側射影点から血管垂直線に沿って深部方向に延び且つ血管勾配に平行に延びる定められた範囲を有する下側検出領域を設定し、下側検出領域内において血管後壁境界線を検出し、血流垂直線と検出された血管後壁境界線との交点を血管後壁として検出するように構成することもできる。

また、血管壁検出部は、血管領域が水平に延びるように、血管勾配取得部により取得された血管勾配だけＢモード画像を回転する画像回転部を含み、前壁検出部および後壁検出部は、画像回転部により回転されたＢモード画像上においてそれぞれ血管前壁および血管後壁を検出するようにしてもよい。
この場合、血管壁検出部は、画像回転部により回転されたＢモード画像に対して水平方向に沿った平滑化処理を行う平滑化部を含み、前壁検出部および後壁検出部は、平滑化部により平滑化されたＢモード画像上においてそれぞれ血管前壁および血管後壁を検出することが好ましい。

血管壁検出部により検出された血管前壁および血管後壁に基づいて血管の断面積を算出する断面積算出部をさらに備えることができる。
ドプラゲート内のドプラデータに基づいて血流速度を算出するドプラ処理部と、断面積算出部により算出された血管の断面積とドプラ処理部により算出された血流速度に基づいて血流量を計測し且つ計測結果を表示部に表示する血流量計測部とをさらに備えることもできる。
ドプラ処理部により算出された血流速度に基づいて１心拍期間の平均血流速度を算出する平均血流速度算出部を備え、血流量計測部は、断面積算出部により算出された血管の断面積と平均血流速度算出部により算出された平均血流速度とに基づいて血流量を計測することが好ましい。

ドプラ処理部は、ドプラゲート内のドプラデータに基づいてドプラ波形画像を生成し、表示部は、Ｂモード画像とドプラ波形画像とを表示することができる。
血管勾配取得部は、ドプラゲートの中心点を通る走査線の傾斜角度であるカーソルステア角度とドプラゲートの中心点を通る走査線に対する血管領域の傾斜角度を示す血流補正角度とに基づいて血管勾配を取得することができる。あるいは、血管勾配取得部は、Ｂモード画像を画像解析することにより血管領域を認識して血流補正角度を検出する血流補正角度検出部を含み、血流補正角度検出部により検出された血流補正角度を用いて血管勾配を算出してもよい。

本発明に係る超音波診断装置の制御方法は、少なくとも血管領域が撮像されているＢモード画像を表示し、Ｂモード画像上における血管領域内にドプラゲートを設定し、血管勾配を取得し、取得された血管勾配に対して垂直な方向で且つドプラゲートの外側においてＢモード画像を画像解析することにより血管前壁および血管後壁を検出することを特徴とする。

本発明によれば、Ｂモード画像上における血管領域内にドプラゲートを設定するゲート設定部と、血管勾配を取得する血管勾配取得部と、血管勾配に対して垂直な方向で且つゲート設定部により設定されたドプラゲートの外側においてＢモード画像を画像解析することにより血管前壁および血管後壁を検出する血管壁検出部とを備えているので、血管壁を正確に検出することが可能となる。

本発明の実施の形態１に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１における受信部の内部構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１におけるＢモード処理部の内部構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１におけるドプラ処理部の内部構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１においてゲート設定部により設定されるドプラゲートを模式的に示す図である。 本発明の実施の形態１において血管勾配取得部により血管勾配を取得する方法を模式的に示す図である。 本発明の実施の形態１における血管壁検出部の内部構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１において血管壁検出部により血管壁を検出する方法を模式的に示す図である。 本発明の実施の形態１に係る超音波診断装置の動作を表すフローチャートである。 本発明の実施の形態１において血管壁の検出を行うＢモード画像の例を示す図である。 本発明の実施の形態１における血管壁検出の動作を表すフローチャートである。 本発明の実施の形態１におけるＢモード画像とドプラ画像の表示例を模式的に示す図である。 本発明の実施の形態１の変形例における血管勾配取得部の内部構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態２における血管壁検出部の内部構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態２における血管壁検出の動作を表すフローチャートである。 本発明の実施の形態２において回転されたＢモード画像を模式的に示す図である。 本発明の実施の形態２において血管壁を検出する方法を模式的に示す図である。 回転後に水平方向に平滑化したＢモード画像のプロファイルを示す図である。 水平方向に平滑化した後に回転したＢモード画像のプロファイルを示す図である。 本発明の実施の形態３における血管壁検出部の内部構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態３において血管壁を検出する方法を模式的に示す図である。 本発明の実施の形態３における血管壁検出の動作を表すフローチャートである。 多重反射に起因するＢモード強度の極大点が現れたＢモード画像の例を示す図である。

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされるが、本発明はそのような実施態様に限定されるものではない。
なお、本明細書において、「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
また、本明細書において、「垂直」および「平行」とは、本発明が属する技術分野において許容される誤差の範囲を含むものとする。例えば、「垂直」および「平行」とは、厳密な垂直あるいは平行に対して±１０°未満の範囲内であることなどを意味し、厳密な垂直あるいは平行に対しての誤差は、５°以下であることが好ましく、３°以下であることがより好ましい。
本明細書において、「同一」、「同じ」は、技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含むものとする。また、本明細書において、「全部」、「いずれも」または「全面」などというとき、１００％である場合のほか、技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含み、例えば９９％以上、９５％以上、または９０％以上である場合を含むものとする。

実施の形態１
図１に、本発明の実施の形態１に係る超音波診断装置１の構成を示す。図１に示すように、超音波診断装置１は、振動子アレイ２を備えており、振動子アレイ２に送信部３および受信部４がそれぞれ接続されている。受信部４には、Ｂモード処理部５およびドプラ処理部６が並列に接続され、これらＢモード処理部５およびドプラ処理部６に表示制御部７を介して表示部８が接続されている。Ｂモード処理部５およびドプラ処理部６は、画像生成部９を構成している。

Ｂモード処理部５にゲート設定部１０が接続され、ゲート設定部１０に、血管勾配取得部１１が接続されている。また、ゲート設定部１０および血管勾配取得部１１のそれぞれに血管壁検出部１２が接続され、血管壁検出部１２に、断面積算出部１３および血流量計測部１４が順次直列に接続されている。さらに、ドプラ処理部６に、平均血流速度算出部１５が接続され、平均血流速度算出部１５に血流量計測部１４が接続されている。また、ゲート設定部１０は、ドプラ処理部６にも接続され、ゲート設定部１０と血流量計測部１４が、表示制御部７に接続されている。

また、送信部３、受信部４、表示制御部７、画像生成部９、ゲート設定部１０、血管勾配取得部１１、血管壁検出部１２、断面積算出部１３、血流量計測部１４および平均血流速度算出部１５に、装置制御部１６が接続されており、装置制御部１６に、操作部１７および格納部１８が接続されている。さらに、操作部１７にカーソルステア角度受付部１９、血流補正角度受付部２０およびゲート位置受付部２１が接続され、これらカーソルステア角度受付部１９、血流補正角度受付部２０およびゲート位置受付部２１が装置制御部１６に接続されている。装置制御部１６と格納部１８は、互いに双方向の情報の受け渡しが可能に接続されている。

また、振動子アレイ２は、超音波プローブ２２に含まれており、送信部３、受信部４、表示制御部７、画像生成部９、ゲート設定部１０、血管勾配取得部１１、血管壁検出部１２、断面積算出部１３、血流量計測部１４、平均血流速度算出部１５、装置制御部１６、カーソルステア角度受付部１９、血流補正角度受付部２０およびゲート位置受付部２１により、プロセッサ２３が構成されている。

図１に示す超音波プローブ２２の振動子アレイ２は、１次元または２次元に配列された複数の振動子を有している。これらの振動子は、それぞれ送信部３から供給される駆動信号に従って超音波を送信すると共に、被検体からの超音波エコーを受信して、超音波エコーに基づく信号を出力する。各振動子は、例えば、ＰＺＴ（Lead Zirconate Titanate：チタン酸ジルコン酸鉛）に代表される圧電セラミック、ＰＶＤＦ（Poly Vinylidene Di Fluoride：ポリフッ化ビニリデン）に代表される高分子圧電素子およびＰＭＮ−ＰＴ（Lead Magnesium Niobate-Lead Titanate：マグネシウムニオブ酸鉛−チタン酸鉛固溶体）に代表される圧電単結晶等からなる圧電体の両端に電極を形成することにより構成される。

プロセッサ２３の送信部３は、例えば、複数のパルス発生器を含んでおり、装置制御部１６からの制御信号に応じて選択された送信遅延パターンに基づいて、振動子アレイ２の複数の振動子から送信される超音波が超音波ビームを形成するようにそれぞれの駆動信号を、遅延量を調節して複数の振動子に供給する。このように、振動子アレイ２の振動子の電極にパルス状または連続波状の電圧が印加されると、圧電体が伸縮し、それぞれの振動子からパルス状または連続波状の超音波が発生して、それらの超音波の合成波から、超音波ビームが形成される。

送信された超音波ビームは、例えば、被検体の部位等の対象において反射され、超音波プローブ２２の振動子アレイ２に向かって伝搬する。このように振動子アレイ２に向かって伝搬する超音波は、振動子アレイ２を構成するそれぞれの振動子により受信される。この際に、振動子アレイ２を構成するそれぞれの振動子は、伝搬する超音波エコーを受信することにより伸縮して電気信号を発生させ、これらの電気信号を受信部４に出力する。

プロセッサ２３の受信部４は、装置制御部１６からの制御信号に従って、振動子アレイ２から出力される信号の処理を行う。図２に示すように、受信部４は、増幅部２４、ＡＤ（Analog Digital：アナログデジタル）変換部２５およびビームフォーマ２６が直列接続された構成を有している。

増幅部２４は、振動子アレイ２を構成するそれぞれの振動子から入力された信号を増幅し、増幅した信号をＡＤ変換部２５に送信する。ＡＤ変換部２５は、増幅部２４から送信された信号をデジタルデータに変換し、これらのデータをビームフォーマ２６に送信する。ビームフォーマ２６は、装置制御部１６からの制御信号に応じて選択された受信遅延パターンに基づいて設定される音速または音速の分布に従い、ＡＤ変換部２５により変換された各データに対してそれぞれの遅延を与えて加算することにより、いわゆる受信フォーカス処理を行う。この受信フォーカス処理により、ＡＤ変換部２５により変換された各データが整相加算され且つ超音波エコーの焦点が絞り込まれた受信信号が取得される。

画像生成部９のＢモード処理部５は、図３に示されるように、信号処理部２７とＤＳＣ（Digital Scan Converter：デジタルスキャンコンバータ）２８と画像処理部２９が順次直列に接続された構成を有している。
信号処理部２７は、受信部４で生成された受信データに対し、超音波の反射位置の深度に応じて距離による減衰の補正を施した後、包絡線検波処理を施すことにより、被検体内の組織に関する断層画像情報であるＢモード画像信号を生成する。
ＤＳＣ２８は、信号処理部２７で生成されたＢモード画像信号を通常のテレビジョン信号の走査方式に従う画像信号に変換（ラスター変換）する。
画像処理部２９は、ＤＳＣ２８から入力されるＢモード画像信号に階調処理等の各種の必要な画像処理を施した後、Ｂモード画像信号を表示制御部７に出力する。

画像生成部９のドプラ処理部６は、いわゆるパルスドプラ法により血流速度を算出し、且つ、ドプラ波形画像を生成するもので、図４に示されるように、直交検波部３０とハイパスフィルタ３１と高速フーリエ変換部（Fast Fourier Transformer）３２とドプラ波形画像生成部３３が順次直列に接続されると共に直交検波部３０の出力端にデータメモリ３４が接続された構成を有している。
直交検波部３０は、受信部４で生成された受信データに参照周波数のキャリア信号を混合することで、受信データを直交検波して複素データに変換する。
ハイパスフィルタ３１は、いわゆるウォールフィルタ（Wall Filter）として機能するもので、直交検波部３０で生成された複素データから被検体の体内組織の運動に由来する周波数成分を除去する。

高速フーリエ変換部３２は、複数のサンプル点の複素データをフーリエ変換することにより周波数解析して血流速度を求め、スペクトル信号を生成する。
ドプラ波形画像生成部３３は、高速フーリエ変換部３２で生成されたスペクトル信号を時間軸上に揃えつつ各周波数成分の大きさを輝度で表すことによりドプラ波形画像信号を生成する。ドプラ波形画像は、横軸に時間軸を示し、縦軸にドプラシフト周波数すなわち流速を示し、波形の輝度が各周波数成分におけるパワーを表すものである。
また、データメモリ３４は、直交検波部３０で受信データから変換された複素データを保存する。

プロセッサ２３のゲート設定部１０は、カーソルステア角度受付部１９が受け付けたカーソルステア角度とゲート位置受付部２１が受け付けたゲート位置に基づいて、Ｂモード画像上における血管領域内にドプラゲートを設定する。図５に示されるように、ドプラゲートＤＧは、カーソルステア角度受付部１９が受け付けたカーソルステア角度を有する走査線ＳＬ上に沿って移動可能に配置される上側ゲート部Ｇ１と下側ゲート部Ｇ２を有している。上側ゲート部Ｇ１は、走査線ＳＬ上に位置する上側ゲート点Ｇ１Ｐと、上側ゲート点Ｇ１Ｐを通り且つ走査線ＳＬに垂直な線分Ｇ１Ｌから形成され、下側ゲート部Ｇ２は、走査線ＳＬ上に位置する下側ゲート点Ｇ２Ｐと、下側ゲート点Ｇ２Ｐを通り且つ走査線ＳＬに垂直な線分Ｇ２Ｌから形成されている。ドプラゲートＤＧは、上側ゲート点Ｇ１Ｐおよび下側ゲート点Ｇ２Ｐが、Ｂモード画像上の血管領域ＢＲの輪郭よりも、例えば、１〜２ｍｍ程度だけ血管領域ＢＲの内側に位置するように設定される。

なお、上側ゲート部Ｇ１の線分Ｇ１Ｌおよび下側ゲート部Ｇ２の線分Ｇ２Ｌは、ドプラゲートＤＧを見やすくするためのものであり、走査線ＳＬに対して垂直ではなく、表示部８の画面の水平方向に平行に延びる線分であってもよい。ゲート位置受付部２１が受け付けるゲート位置は、上側ゲート部Ｇ１および下側ゲート部Ｇ２のそれぞれの位置を含むものとすることができる。

ゲート設定部１０は、例えば、初期設定されたドプラゲートを有しており、カーソルステア角度を有する走査線ＳＬ上に初期設定されたドプラゲートを形成した後、ゲート位置受付部２１が受け付けたゲート位置に応じて、初期設定されたドプラゲートの上側ゲート部Ｇ１および下側ゲート部Ｇ２の位置を移動することにより、ユーザの操作に応じたドプラゲートＤＧの設定を行うことができる。
画像生成部９のドプラ処理部６は、ゲート設定部１０により設定されたドプラゲートＤＧ内、すなわち、上側ゲート部Ｇ１と下側ゲート部Ｇ２に挟まれた領域内におけるドプラデータに基づいて血流速度を算出し、ドプラ波形画像を生成する。

プロセッサ２３の血管勾配取得部１１は、カーソルステア角度受付部１９が受け付けたカーソルステア角度と血流補正角度受付部２０が受け付けた血流補正角度とに基づいて、血管勾配を取得する。ここで、図６に表示部８の画面の一例を示す。便宜上、表示部８の画面において、水平に延びる方向をＸ方向、鉛直に延びる方向をＹ方向とする。カーソルステア角度Ａ１は、ドプラゲートＤＧの中心点Ｃを通る走査線ＳＬの、表示部８の画面上における鉛直線ＳＶ、すなわち、Ｙ方向に対する傾斜角度を表し、血流補正角度Ａ２は、ドプラゲートＤＧの中心点Ｃを通る走査線ＳＬに対する血管領域ＢＲの傾斜角度を表すもので、血流補正角度受付部２０が受け付けた血流補正角度Ａ２に基づいてドプラゲートＤＧの中心点Ｃを通る血流補正角度線ＢＬが示されている。血流補正角度Ａ２は、走査線ＳＬと血流補正角度線ＢＬとの間の角度である。血管勾配Ａ３は、表示部８の画面上における水平線ＳＨ、すなわち、Ｘ方向に対する血流補正角度線ＢＬの角度を表すもので、血管角度とも称される。

プロセッサ２３の血管壁検出部１２は、Ｂモード画像を画像解析することにより血管前壁および血管後壁を検出する。
ここで、Ｂモード画像上における血管壁のうち上側の血管壁すなわち超音波プローブ２２が接触している被検体の体表に近い、浅部側の血管壁のことを血管前壁と呼び、Ｂモード画像上における血管壁のうち下側の血管壁すなわち超音波プローブ２２が接触している被検体の体表から遠い、深部側の血管壁のことを血管後壁と呼ぶ。例えば、図６に示される表示部８の画面において、Ｂモード画像ＵＢ上の血管領域ＢＲの境界である血管壁のうち、上側すなわち＋Ｙ方向側に血管前壁Ｗ１が位置し、下側すなわち−Ｙ方向側に血管後壁Ｗ２が位置している。

血管壁検出部１２は、血管前壁Ｗ１および血管後壁Ｗ２の近傍に多重反射に起因するＢモード強度の極大点が現れても、この極大点を血管前壁Ｗ１または血管後壁Ｗ２として誤検出することがないように、血管勾配Ａ３に対して垂直な方向で且つドプラゲートＤＧの外側において血管前壁Ｗ１および血管後壁Ｗ２を探索し検出する。
図７に示されるように、血管壁検出部１２は、血流垂直線取得部３５と、前壁検出部３６と、後壁検出部３７とが、順次直列に接続された構成を有している。
血流垂直線取得部３５は、図８に示されるように、ドプラゲートＤＧの中心点Ｃを通り且つ血流補正角度線ＢＬに対して垂直に延びる血流垂直線ＮＬを算出して取得する。

前壁検出部３６は、ドプラゲートＤＧの上側ゲート点Ｇ１Ｐを血流垂直線ＮＬに射影した上側射影点Ｐ１から血流垂直線ＮＬに沿って定められた距離Ｄ１だけ浅部方向の点Ｐ２までの範囲において画像解析により血管前壁Ｗ１を検出する。後壁検出部３７は、ドプラゲートＤＧの下側ゲート点Ｇ２Ｐを血流垂直線ＮＬに射影した下側射影点Ｐ３から血流垂直線ＮＬに沿って定められた距離Ｄ２だけ深部方向の点Ｐ４までの範囲において画像解析により血管後壁Ｗ２を検出する。ここで、距離Ｄ１およびＤ２は、互いに同一の値を有していてもよく、あるいは、互いに異なっていてもよい。上側ゲート点Ｇ１Ｐおよび下側ゲート点Ｇ２Ｐが、Ｂモード画像上の血管領域ＢＲの輪郭よりも１〜２ｍｍ程度だけ血管領域ＢＲの内側に位置するように設定されることから、距離Ｄ１およびＤ２は、それぞれ、３〜５ｍｍ程度に設定されることが好ましい。
また、距離Ｄ１およびＤ２は、それぞれ、ドプラゲートＤＧの上側ゲート点Ｇ１Ｐと下側ゲート点Ｇ２Ｐとの間の距離で定義されるゲート幅に対して、定められた比率の大きさを有するように設定されることもできる。
前壁検出部３６および後壁検出部３７は、血流垂直線ＮＬ上の各点のＢモード画像信号の強度（輝度）に基づいて、または、血流垂直線ＮＬ上の各点のＢモード画像信号の強度の変化量に基づいて、血管前壁Ｗ１および血管後壁Ｗ２を検出することができる。

プロセッサ２３の断面積算出部１３は、血管壁検出部１２により検出された血流垂直線ＮＬ上における血管前壁Ｗ１および血管後壁Ｗ２の位置から、血管の直径を算出し、血管が円形の断面を有するものとして、血管の直径から、血管の断面積を算出する。
プロセッサ２３の平均血流速度算出部１５は、ドプラ処理部６により算出された血流速度に基づいて１心拍期間の平均血流速度を算出する。
プロセッサ２３の血流量計測部１４は、断面積算出部１３により算出された血管の断面積と、平均血流速度算出部１５により算出された平均血流速度とに基づいて、血管内を流れる血液の単位時間当たりの体積を表す血流量を計測する。
なお、ゲート設定部１０により設定されたドプラゲートＤＧおよび血流量計測部１４により計測された血流量は、表示制御部７を介して表示部８に送られ、表示部８に表示される。

プロセッサ２３のカーソルステア角度受付部１９は、操作部１７を介してユーザにより選択されたカーソルステア角度Ａ１を受け付ける。
プロセッサ２３の血流補正角度受付部２０は、操作部１７を介してユーザにより設定された血流補正角度Ａ２を受け付ける。
プロセッサ２３のゲート位置受付部２１は、操作部１７を介してユーザにより設定されたドプラゲートＤＧの上側ゲート部Ｇ１および下側ゲート部Ｇ２のそれぞれの位置を受け付ける。

プロセッサ２３の装置制御部１６は、格納部１８等に予め記憶されているプログラムおよび操作部１７を介したユーザによる操作に基づいて、超音波診断装置１の各部の制御を行う。
プロセッサ２３の表示制御部７は、装置制御部１６の制御の下、画像生成部９により生成された超音波画像に所定の処理を施して、表示部８に表示可能な画像を生成する。
表示部８は、表示制御部７により生成された画像を表示するものであり、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display：液晶ディスプレイ）等のディスプレイ装置を含む。
操作部１７は、ユーザが入力操作を行うためのものであり、キーボード、マウス、トラックボール、タッチパッドおよびタッチパネル等を備えて構成することができる。

格納部１８は、超音波診断装置１の動作プログラム等を格納するもので、ＨＤＤ（Hard Disc Drive：ハードディスクドライブ）、ＳＳＤ（Solid State Drive：ソリッドステートドライブ）、ＦＤ（Flexible Disc：フレキシブルディスク）、ＭＯディスク（Magneto-Optical disc：光磁気ディスク）、ＭＴ（Magnetic Tape：磁気テープ）、ＲＡＭ（Random Access Memory：ランダムアクセスメモリ）、ＣＤ（Compact Disc：コンパクトディスク）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc：デジタルバーサタイルディスク）、ＳＤカード（Secure Digital card：セキュアデジタルカード）、ＵＳＢメモリ（Universal Serial Bus memory：ユニバーサルシリアルバスメモリ）等の記録メディア、またはサーバ等を用いることができる。

なお、送信部３、受信部４、表示制御部７、画像生成部９、ゲート設定部１０、血管勾配取得部１１、血管壁検出部１２、断面積算出部１３、血流量計測部１４、平均血流速度算出部１５、装置制御部１６、カーソルステア角度受付部１９、血流補正角度受付部２０およびゲート位置受付部２１を有するプロセッサ２３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）、および、ＣＰＵに各種の処理を行わせるための制御プログラムから構成されるが、デジタル回路を用いて構成されてもよい。また、これらの送信部３、受信部４、表示制御部７、画像生成部９、ゲート設定部１０、血管勾配取得部１１、血管壁検出部１２、断面積算出部１３、血流量計測部１４、平均血流速度算出部１５、装置制御部１６、カーソルステア角度受付部１９、血流補正角度受付部２０およびゲート位置受付部２１を部分的にあるいは全体的に１つのＣＰＵに統合させて構成することもできる。

次に、図９に示すフローチャートを用いて、実施の形態１における超音波診断装置１の動作を詳細に説明する。
まず、ステップＳ１において、少なくとも血管領域ＢＲが撮像されているＢモード画像を取得し、表示部８に表示させる。この際に、送信部３からの駆動信号に従って振動子アレイ２の複数の振動子から超音波ビームが送信され、被検体からの超音波エコーを受信した各振動子から受信信号が受信部４に出力され、増幅部２４で増幅され、ＡＤ変換部２５でＡＤ変換された後、ビームフォーマ２６で整相加算されて、受信データが生成される。この受信データは、Ｂモード処理部５において、信号処理部２７で包絡線検波処理が施されることでＢモード画像信号となり、ＤＳＣ２８および画像処理部２９を経て表示制御部７に出力され、表示制御部７によりＢモード画像が表示部８に表示される。

続くステップＳ２において、操作部１７を介したユーザの操作に基づいてカーソルステア角度Ａ１が選択されると、選択されたカーソルステア角度Ａ１がカーソルステア角度受付部１９により受け付けられ、装置制御部１６から表示制御部７に出力されて、表示部８に表示されているＢモード画像上に、カーソルステア角度Ａ１の走査線ＳＬが重畳表示される。さらに、カーソルステア角度Ａ１の走査線ＳＬの上に、初期設定されたドプラゲートＤＧが表示される。

この状態で、ユーザが操作部１７を操作して、ドプラゲートＤＧの上側ゲート部Ｇ１および下側ゲート部Ｇ２のそれぞれの位置を指定すると、指定された位置がゲート位置受付部２１により受け付けられ、装置制御部１６からゲート設定部１０に出力され、ゲート設定部１０により、初期設定されたドプラゲートＤＧの上側ゲート部Ｇ１および下側ゲート部Ｇ２が移動されて新たなドプラゲートＤＧが設定される。新たなドプラゲートＤＧは、ゲート設定部１０から表示制御部７に出力され、表示部８においてＢモード画像上に重畳表示される。このようにして、ドプラゲートＤＧが、Ｂモード画像上の血管領域ＢＲ内に設定される。

さらに、ゲート設定部１０により設定されたドプラゲートＤＧの情報は、ゲート設定部１０から画像生成部９のドプラ処理部６に出力され、ドプラ処理部６により、ドプラゲートＤＧの上側ゲート部Ｇ１と下側ゲート部Ｇ２に挟まれた領域内におけるドプラデータに基づいて血流速度が算出され、ドプラ波形画像が生成される。
ステップＳ３において、ユーザが、Ｂモード画像上の血管領域ＢＲの傾斜角度に合わせて操作部１７を操作することにより血流補正角度Ａ２を設定すると、設定された血流補正角度Ａ２が血流補正角度受付部２０により受け付けられ、装置制御部１６から表示制御部７に出力されて、表示部８に表示されているＢモード画像上に、血流補正角度Ａ２を有する線分である血流補正角度線ＢＬが重畳表示される。

このようにして、カーソルステア角度Ａ１の走査線ＳＬ、ドプラゲートＤＧ、血流補正角度線ＢＬが重畳表示されたＢモード画像ＵＢの一例を図１０に示す。ドプラゲートＤＧが、血管領域ＢＲ内に設定されている。
血管勾配取得部１１は、カーソルステア角度受付部１９が受け付けたカーソルステア角度Ａ１と血流補正角度受付部２０が受け付けた血流補正角度Ａ２とに基づいて、以下の式（１）により、血管勾配Ａ３を算出する。
Ａ３＝９０°−（Ａ１＋Ａ２） ・・・（１）

続くステップＳ４において、血管壁検出部１２により、Ｂモード画像が画像解析され、血管壁の検出が行われる。図１１は、血管壁検出の動作を表すフローチャートである。
まず、ステップＳ１１において、血管壁検出部１２の血流垂直線取得部３５により、図８に示されるように、ドプラゲートＤＧの中心点Ｃを通り且つ血流補正角度線ＢＬに対して垂直に延びる血流垂直線ＮＬが取得される。

次に、ステップＳ１２において、血管壁検出部１２の前壁検出部３６により、ドプラゲートＤＧの上側ゲート点Ｇ１Ｐを血流垂直線ＮＬに射影した上側射影点Ｐ１が設定され、さらに、上側射影点Ｐ１から血流垂直線ＮＬに沿って定められた距離Ｄ１だけ浅部方向に位置する点Ｐ２が設定される。
そして、ステップＳ１３において、前壁検出部３６により、上側射影点Ｐ１から点Ｐ２までの範囲において、血管前壁Ｗ１が検出される。血流垂直線ＮＬ上の各点のＢモード画像信号の強度（輝度）が最大となる点、または、各点のＢモード画像信号の強度の変化量が極大となる点を検出することにより、血管前壁Ｗ１を検出することができる。

同様に、ステップＳ１４において、血管壁検出部１２の後壁検出部３７により、ドプラゲートＤＧの下側ゲート点Ｇ２Ｐを血流垂直線ＮＬに射影した下側射影点Ｐ３が設定され、さらに、下側射影点Ｐ３から血流垂直線ＮＬに沿って定められた距離Ｄ２だけ深部方向に位置する点Ｐ４が設定される。
そして、ステップＳ１５において、後壁検出部３７により、下側射影点Ｐ３から点Ｐ４までの範囲において、血管後壁Ｗ２が検出される。血流垂直線ＮＬ上の各点のＢモード画像信号の強度（輝度）が最大となる点、または、各点のＢモード画像信号の強度の変化量が極大となる点を検出することにより、血管後壁Ｗ２を検出することができる。

このように、ドプラゲートＤＧの上側ゲート点Ｇ１Ｐを血流垂直線ＮＬに射影した上側射影点Ｐ１から血流垂直線ＮＬに沿って定められた距離Ｄ１だけ浅部方向に位置する点Ｐ２までの範囲において血管前壁Ｗ１が検出され、ドプラゲートＤＧの下側ゲート点Ｇ２Ｐを血流垂直線ＮＬに射影した下側射影点Ｐ３から血流垂直線ＮＬに沿って定められた距離Ｄ２だけ深部方向に位置する点Ｐ４までの範囲において血管後壁Ｗ２が検出されるため、ドプラゲートＤＧの内部に多重反射に起因するＢモード強度の極大点が現れたとしても、この極大点を誤って検出することなく、血管前壁Ｗ１および血管後壁Ｗ２を正確に検出することができる。
さらに、上側ゲート点Ｇ１Ｐおよび下側ゲート点Ｇ２Ｐが、Ｂモード画像上の血管領域ＢＲの輪郭よりも１〜２ｍｍ程度だけ血管領域ＢＲの内側に位置するように設定されるため、血管前壁Ｗ１および血管後壁Ｗ２の近傍に多重反射に起因するＢモード強度の極大点が現れた場合であっても、血管前壁Ｗ１および血管後壁Ｗ２を正確に検出することが可能となる。

このようにして、血管前壁Ｗ１および血管後壁Ｗ２が検出されると、ステップＳ５において、断面積算出部１３により、血流垂直線ＮＬ上における血管前壁Ｗ１および血管後壁Ｗ２の位置から、血管の直径が算出され、血管が円形の断面を有するものとして、血管の直径から、血管の断面積が算出される。
さらに、ステップＳ６において、ドプラ処理部６により算出された血流速度に基づいて１心拍期間の平均血流速度が平均血流速度算出部１５により算出される。
続くステップＳ７において、断面積算出部１３により算出された血管の断面積と、平均血流速度算出部１５により算出された平均血流速度とに基づき、血流量計測部１４により、血管内を流れる血液の単位時間当たりの体積を表す血流量が計測される。
具体的には、血管の断面積をＣＳＡ（ｃｍ^２）、平均血流速度をＭＮＶ（ｍ／ｓ）とすると、血流量ＶＦ（ｍｌ／ｍｉｎ）は、次の式（２）により算出することができる。
ＶＦ＝ＣＳＡ×ＭＮＶ×６０（ｓ／ｍｉｎ）×１００（ｃｍ／ｍ） ・・・（２）

図１２に示されるように、表示部８に、ドプラ処理部６により生成されたドプラ波形画像ＵＤを、Ｂモード画像ＵＢと並べて表示することができる。さらに、血流量計測部１４により計測された血流量が、表示制御部７を介して表示部８に送られ、表示部８に表示される。
ユーザは、表示部８に表示されたＢモード画像ＵＢおよびドプラ波形画像ＵＤを観察しながら、血流量計測部１４により計測された血流量を確認することができる。

なお、上記の実施の形態１においては、操作部１７に接続された血流補正角度受付部２０を有し、ユーザが操作部１７を操作することにより設定された血流補正角度Ａ２が血流補正角度受付部２０により受け付けられるが、これに限るものではなく、血流補正角度Ａ２を自動的に検出するように構成することもできる。
図１３に、実施の形態１の変形例における血管勾配取得部１１Ａの内部構成を示す。血管勾配取得部１１Ａは、血流補正角度検出部３８と血管勾配算出部３９が直列に接続された構成を有している。実施の形態１の変形例に係る超音波診断装置は、図１に示した実施の形態１の超音波診断装置１において、血管勾配取得部１１の代わりに血管勾配取得部１１Ａを用いたものであり、血管勾配取得部１１Ａ以外は実施の形態１の超音波診断装置１と同様の構成を有している。

血流補正角度検出部３８は、Ｂモード処理部５により生成されたＢモード画像を画像解析することにより血管領域ＢＲを認識し、カーソルステア角度Ａ１の走査線ＳＬに対する血管領域ＢＲの傾斜角度を血流補正角度Ａ２として検出する。
具体的には、血流補正角度検出部３８は、
（１）ドプラゲートＤＧの近傍のＢモード画像を抜き出し、
（２）抜き出したＢモード画像の全体にぼかしを施してボケ画像を作成し、
（３）エッジ検出を行うことによりドプラゲートＤＧの上側および下側に血管前壁および血管後壁をそれぞれ検出し、
（４）検出された血管前壁および血管後壁をそれぞれ直線で近似し、これらの近似直線の平均角度を求めて血流補正角度Ａ２とすることができる。
あるいは、血流補正角度検出部３８は、
（１）ドプラゲートＤＧの近傍のＢモード画像を抜き出し、
（２）抜き出したＢモード画像の全体にぼかしを施してボケ画像を作成し、
（３）ドプラゲートＤＧの中心点Ｃの輝度に対して定められた階調以下の小さな輝度差を有する領域を検出し、この領域の上側の境界線および下側の境界線をそれぞれ血管前壁および血管後壁として検出し、
（４）検出された血管前壁および血管後壁をそれぞれ直線で近似し、これらの近似直線の平均角度を求めて血流補正角度Ａ２とすることもできる。

血管勾配算出部３９は、血流補正角度検出部３８により検出された血流補正角度Ａ２と、カーソルステア角度受付部１９により受け付けられたカーソルステア角度Ａ１とに基づいて、上記の式（１）により、血管勾配Ａ３を算出する。
このような血管勾配取得部１１Ａを用いることにより、ユーザが操作部１７を操作することにより血流補正角度Ａ２を設定することなく、自動的に血流補正角度Ａ２を検出して、血管壁検出部１２により血管前壁Ｗ１および血管後壁Ｗ２を検出することができる。

なお、血管勾配取得部１１Ａを用いた実施の形態１の変形例に係る超音波診断装置においては、血流補正角度検出部３８により血流補正角度Ａ２を自動的に検出するので、血流補正角度受付部２０を備えていなくてもよいが、ユーザが操作部１７を操作することにより、血流補正角度検出部３８が自動的に検出した血流補正角度Ａ２を微調整するように構成することもできる。
微調整された血流補正角度Ａ２は、血流補正角度受付部２０により受け付けられ、微調整された血流補正角度Ａ２に基づいて、血管壁検出部１２による血管前壁Ｗ１および血管後壁Ｗ２の検出、断面積算出部１３による血管の断面積の算出、血流量計測部１４による血流量の計測を再度行うことができる。

また、微調整された血流補正角度Ａ２に基づいて、ドプラ処理部６におけるパルスドプラのスケールを変更して平均血流速度算出部１５により平均血流速度を算出し直し、この平均血流速度と、血流補正角度Ａ２を微調整する前に断面積算出部１３により算出された血管の断面積とを用いて血流量計測部１４が血流量の計測を再度行うこともできる。
このようにして、微調整された血流補正角度Ａ２を反映させた血流量の計測を行うことが可能となる。

実施の形態２
図１４に、実施の形態２に係る超音波診断装置において用いられる血管壁検出部１２Ａの内部構成を示す。血管壁検出部１２Ａは、画像回転部４０と、平滑化部４１と、前壁検出部３６と、後壁検出部３７と、座標取得部４２とが、直列に接続された構成を有している。実施の形態２に係る超音波診断装置は、図１に示した実施の形態１の超音波診断装置１において、血管壁検出部１２の代わりに血管壁検出部１２Ａを用いたものであり、血管壁検出部１２Ａ以外は実施の形態１の超音波診断装置１と同様の構成を有している。

血管壁検出部１２Ａの画像回転部４０は、血管領域ＢＲが表示部８の画面上において水平に延びるように、血管勾配取得部１１により取得された血管勾配Ａ３だけＢモード画像ＵＢを回転させて、Ｂモード画像ＵＢ１を取得する。
血管壁検出部１２Ａの平滑化部４１は、画像回転部４０により取得されたＢモード画像ＵＢ１に対して水平方向に沿った平滑化処理を行う。
血管壁検出部１２Ａの前壁検出部３６および後壁検出部３７は、それぞれ、実施の形態１の超音波診断装置１における血管壁検出部１２の前壁検出部３６および後壁検出部３７と同様のものであり、血管勾配Ａ３だけ回転したＢモード画像ＵＢ１において血管前壁Ｗ１および血管後壁Ｗ２を検出する。
血管壁検出部１２Ａの座標取得部４２は、Ｂモード画像ＵＢ１を血管勾配Ａ３だけ逆回転させて当初のＢモード画像ＵＢに戻した場合における、前壁検出部３６および後壁検出部３７により検出された血管前壁Ｗ１および血管後壁Ｗ２のＢモード画像ＵＢ上の座標を取得する。

次に、実施の形態２に係る超音波診断装置の動作について説明する。
実施の形態１の超音波診断装置１と同様に、図９に示すフローチャートのステップＳ１において、少なくとも血管領域ＢＲが撮像されているＢモード画像ＵＢを取得し、表示部８に表示させる。
続くステップＳ２において、ユーザの操作に基づいてカーソルステア角度Ａ１がカーソルステア角度受付部１９により受け付けられ、且つ、ドプラゲートＤＧの上側ゲート部Ｇ１および下側ゲート部Ｇ２のそれぞれの位置がゲート位置受付部２１により受け付けられて、ゲート設定部１０によりドプラゲートＤＧが、Ｂモード画像上の血管領域ＢＲ内に設定される。
ステップＳ３において、ユーザの操作に基づいて血流補正角度Ａ２が血流補正角度受付部２０により受け付けられ、血管勾配取得部１１により血管勾配Ａ３が算出される。

続くステップＳ４において、血管壁の検出が行われるが、この実施の形態２の超音波診断装置の血管壁検出部１２Ａにおける血管壁検出の動作を、図１５のフローチャートに示す。
まず、ステップＳ２１において、血管壁検出部１２Ａの画像回転部４０により、血管領域ＢＲが表示部８の画面上において水平に延びるようにＢモード画像ＵＢを血管勾配Ａ３だけ回転して、Ｂモード画像ＵＢ１が取得される。例えば、図６に示されるように、Ｂモード画像ＵＢにおいては、血管領域ＢＲは、表示部８の画面上の水平方向、すなわち、Ｘ方向に対して血管勾配Ａ３だけ傾斜した方向に延びている。このため、図６に示されるＢモード画像ＵＢを、時計回りに血管勾配Ａ３だけ回転させると、図１６に示されるように、血管領域ＢＲが表示部８の画面上において水平方向、すなわち、Ｘ方向に延びるＢモード画像ＵＢ１が取得される。

Ｂモード画像ＵＢ１が取得されると、ステップＳ２２において、Ｂモード画像ＵＢ１に対し、平滑化部４１により、水平方向に沿った平滑化処理が行われる。ここで、平滑化処理とは、Ｂモード画像ＵＢ１の各点における輝度値を滑らかにすることにより、Ｂモード画像ＵＢ１中のノイズを除去するための処理であり、例えば、移動平均フィルタ、ガウシアン平滑フィルタ、メディアンフィルタ等の平滑化フィルタを使用することにより実施することができる。
Ｂモード画像ＵＢ１においては、血管領域ＢＲが水平方向に延び、血管前壁Ｗ１および血管後壁Ｗ２も水平方向に延びており、また、血管は層構造を有しているため、水平方向に沿った平滑化処理により、効果的に且つ容易にノイズの除去を行うことが可能となる。

平滑化処理が終了すると、続くステップＳ１２〜Ｓ１５において、実施の形態１と同様にして、血管壁検出部１２Ａの前壁検出部３６および後壁検出部３７により、Ｂモード画像ＵＢ１上において、血管前壁Ｗ１および血管後壁Ｗ２が検出される。
すなわち、ステップＳ１２において、図１７に示されるように、血管壁検出部１２Ａの前壁検出部３６により、ドプラゲートＤＧの上側ゲート点Ｇ１Ｐを血流垂直線ＮＬに射影した上側射影点Ｐ１が設定され、さらに、上側射影点Ｐ１から血流垂直線ＮＬに沿って定められた距離Ｄ１だけ浅部方向に位置する点Ｐ２が設定される。ここで、Ｂモード画像ＵＢ１においては、血流補正角度線ＢＬは、水平方向であるＸ方向に延びており、血流垂直線ＮＬは、ドプラゲートＤＧの中心点Ｃを通り且つ鉛直方向であるＹ方向に延びる線分となる。

ステップＳ１３において、前壁検出部３６により、上側射影点Ｐ１から点Ｐ２までの範囲において、血管前壁Ｗ１が検出される。
同様に、ステップＳ１４において、後壁検出部３７により、ドプラゲートＤＧの下側ゲート点Ｇ２Ｐを血流垂直線ＮＬに射影した下側射影点Ｐ３が設定され、下側射影点Ｐ３から血流垂直線ＮＬに沿って定められた距離Ｄ２だけ深部方向に位置する点Ｐ４が設定される。さらに、ステップＳ１５において、後壁検出部３７により、下側射影点Ｐ３から点Ｐ４までの範囲において、血管後壁Ｗ２が検出される。

このようにして、Ｂモード画像ＵＢ１において血管前壁Ｗ１および血管後壁Ｗ２が検出されると、ステップＳ２３において、血管壁検出部１２Ａの座標取得部４２により、回転前のＢモード画像ＵＢ、すなわち、血管領域ＢＲが水平方向に対して血管勾配Ａ３だけ傾斜した方向に延びているＢモード画像ＵＢにおける血管前壁Ｗ１および血管後壁Ｗ２の座標が取得される。
座標取得部４２は、例えば、Ｂモード画像ＵＢ１における血管前壁Ｗ１および血管後壁Ｗ２の座標に対して座標変換演算を行うことにより、Ｂモード画像ＵＢ１を血管勾配Ａ３だけ逆回転させて当初のＢモード画像ＵＢに戻した場合における血管前壁Ｗ１および血管後壁Ｗ２の座標を算出することができる。

血管壁検出部１２Ａの座標取得部４２により血管前壁Ｗ１および血管後壁Ｗ２の座標が取得されると、図９のフローチャートのステップＳ５において、断面積算出部１３により、血管の断面積が算出され、続くステップＳ６において、平均血流速度算出部１５により１心拍期間の平均血流速度が算出され、さらに、ステップＳ７において、断面積算出部１３により算出された血管の断面積と、平均血流速度算出部１５により算出された平均血流速度とに基づき、血流量計測部１４により、血管内を流れる血液の単位時間当たりの体積を表す血流量が計測される。

ここで、実施の形態２の超音波診断装置を用い、Ｂモード画像ＵＢを血管勾配Ａ３だけ回転させ且つ水平方向に沿って平滑化処理を施したＢモード画像ＵＢ１における、血流垂直線ＮＬ上の輝度プロファイルおよび血流垂直線ＮＬ上の隣接する各点の輝度の差分（変化量）のプロファイルの一例を図１８に示す。輝度の差分に基づいて、血管前壁Ｗ１および血管後壁Ｗ２が検出されている。検出された血管前壁Ｗ１および血管後壁Ｗ２から、血管の直径が、３．６７ｍｍとして算出された。

これに対して、同一のＢモード画像ＵＢに対して水平方向に沿って平滑化処理を施した後に、血管勾配Ａ３だけ回転させた場合の、同一の血流垂直線ＮＬ上の輝度プロファイルおよび血流垂直線ＮＬ上の隣接する各点の輝度の差分（変化量）のプロファイルの一例を図１９に示す。輝度の差分に基づいて、血管前壁Ｗ１および血管後壁Ｗ２が検出され、検出された血管前壁Ｗ１および血管後壁Ｗ２から、血管の直径が、３．３９ｍｍとして算出された。
また、図１８に示される輝度プロファイルは、図１９に示される輝度プロファイルよりも、鋭い形状を有することがわかる。

このように、血管領域ＢＲが水平方向に対して血管勾配Ａ３だけ傾斜した方向に延びているＢモード画像ＵＢに対して、水平方向に沿った平滑化処理を施してから、Ｂモード画像ＵＢを回転させた場合には、実施の形態２のように、回転後のＢモード画像ＵＢ１に対して、水平方向に沿った平滑化処理を施す場合に比べて、血管の直径が小さく算出されている。その結果、血管の断面積も小さく算出され、血流量計測部１４により計測される血流量が約１５％も低下したものとなった。
上述した実施の形態２のように、Ｂモード画像ＵＢを血管勾配Ａ３だけ回転させて取得されたＢモード画像ＵＢ１に対して、水平方向の平滑化処理を施すことにより、血管前壁Ｗ１および血管後壁Ｗ２を正確に検出し、正確な血流量を計測することが可能となる。

なお、実施の形態２では、座標取得部４２が、Ｂモード画像ＵＢ１上の血管前壁Ｗ１および血管後壁Ｗ２の座標に対して座標変換を行うことにより、Ｂモード画像ＵＢ１を当初の血管勾配Ａ３だけ逆回転させた場合の血管前壁Ｗ１および血管後壁Ｗ２の座標を算出する例を説明したが、血管前壁Ｗ１および血管後壁Ｗ２の座標を算出する方法は、これに限定されない。例えば、Ｂモード画像ＵＢ１を当初の血管勾配Ａ３だけ逆回転させてＢモード画像ＵＢに戻し、Ｂモード画像ＵＢ上において血管前壁Ｗ１および血管後壁Ｗ２の座標を取得することもできる。

実施の形態３
図２０に、実施の形態３に係る超音波診断装置において用いられる血管壁検出部１２Ｂの内部構成を示す。血管壁検出部１２Ｂは、血流垂直線取得部３５と、上側検出領域設定部４３と、下側検出領域設定部４４と、前壁検出部４５と、後壁検出部４６とが、順次直列に接続された構成を有している。実施の形態３に係る超音波診断装置は、図１に示した実施の形態１の超音波診断装置１において、血管壁検出部１２の代わりに血管壁検出部１２Ｂを用いたものであり、血管壁検出部１２Ｂ以外は実施の形態１の超音波診断装置１と同様の構成を有している。

血管壁検出部１２Ｂの血流垂直線取得部３５は、実施の形態１の超音波診断装置１における血管壁検出部１２の血流垂直線取得部３５と同様のものであり、ドプラゲートＤＧの中心点Ｃを通り且つ血流補正角度線ＢＬに対して垂直に延びる血流垂直線ＮＬを算出して取得する。

血管壁検出部１２Ｂの上側検出領域設定部４３は、図２１に示されるように、ドプラゲートＤＧの上側ゲート点Ｇ１Ｐを血流垂直線ＮＬに射影した上側射影点Ｐ１を基準として、上側検出領域Ｒ１を設定する。上側検出領域Ｒ１は、血管前壁Ｗ１を探索するための領域であり、上側射影点Ｐ１から血流垂直線ＮＬに沿って長さＨ１だけ浅部方向に延び、且つ、上側射影点Ｐ１が中央となるように長さＬ１だけ血流補正角度線ＢＬに平行（血管勾配Ａ３に平行）に延びる、定められた範囲を有する矩形の形状を有している。
血管壁検出部１２Ｂの下側検出領域設定部４４は、ドプラゲートＤＧの下側ゲート点Ｇ２Ｐを血流垂直線ＮＬに射影した下側射影点Ｐ３を基準として、下側検出領域Ｒ２を設定する。下側検出領域Ｒ２は、血管後壁Ｗ２を探索するための領域であり、下側射影点Ｐ３から血流垂直線ＮＬに沿って長さＨ２だけ深部方向に延び、且つ、下側射影点Ｐ３が中央となるように長さＬ２だけ血流補正角度線ＢＬに平行（血管勾配Ａ３に平行）に延びる、定められた範囲を有する矩形の形状を有している。

血管壁検出部１２Ｂの前壁検出部４５は、上側検出領域Ｒ１内において血管前壁Ｗ１を検出するもので、上側検出領域Ｒ１内を探索することにより血管前壁境界線を検出し、血流垂直線ＮＬと検出された血管前壁境界線との交点を血管前壁Ｗ１として検出する。
血管壁検出部１２Ｂの後壁検出部４６は、下側検出領域Ｒ２内において血管後壁Ｗ２を検出するもので、下側検出領域Ｒ２内を探索することにより血管後壁境界線を検出し、血流垂直線ＮＬと検出された血管後壁境界線との交点を血管後壁Ｗ２として検出する。

前壁検出部４５および後壁検出部４６は、それぞれ、上側検出領域Ｒ１内および下側検出領域Ｒ２内の各点のＢモード画像信号の強度（輝度）、各点のＢモード画像信号の強度の変化量に基づいて血管前壁境界線および血管後壁境界線を検出することができる。例えば、図示しないが、前壁検出部４５は、上側検出領域Ｒ１内において、血流垂直線ＮＬに平行な探索線を想定し、探索線を血流補正角度線ＢＬに平行な方向に移動させながら、この探索線上を浅部方向に探索することにより、Ｂモード強度の変化量が極大となる箇所を血管前壁Ｗ１として検出することができる。同様に、後壁検出部４６は、下側検出領域Ｒ２内において、血流垂直線ＮＬに平行な探索線を、血流補正角度線ＢＬに平行な方向に移動させながら、この探索線上を深部方向に探索することにより、Ｂモード強度の変化量が極大となる箇所を血管後壁Ｗ２として検出することができる。

また、各点のＢモード画像信号の強度、各点のＢモード画像信号の強度の変化量を含む評価関数をもとに、動的計画法を用いて血管前壁境界線および血管後壁境界線を検出することもできる。さらに、国際公開２０１１／０９９１０２Ａ１に開示されているように、血管壁の基準パターンを示すテンプレートに基づくパターン類似度を利用して血管前壁境界線および血管後壁境界線を検出することもできる。

また、上側検出領域Ｒ１内および下側検出領域Ｒ２内に血流垂直線ＮＬと平行に延びる複数の探索線を想定し、例えば、特許第５８４４３２５号に開示されているように、各探索線上において血管壁境界候補点を決定し、輝度情報、特に強度情報、エッジ情報を用いて、決定された血管壁境界候補点の血管壁境界点としての確度を表す第１の評価値を算出し、決定された血管壁境界候補点を含み且つ隣接する探索線との類似度を表す第２の評価値を算出し、第１の評価値と第２の評価値とに基づいて血管壁境界候補点の中から血管壁境界点を決定するための第３の評価値を算出して、血管前壁境界線および血管後壁境界線を検出することもできる。
ここで、上記の「第２の評価値」として、類似度の代わりに、決定された血管壁境界候補点の探索線間の深さ方向の飛び量を用いることもできる。すなわち、各探索線上において血管壁境界候補点を決定し、決定された血管壁境界候補点の血管壁境界点としての確度を表す第１の評価値を算出し、決定された血管壁境界候補点の探索線間の深さ方向の飛び量に基づく第２の評価値を算出し、第１の評価値と第２の評価値とに基づいて血管壁境界候補点の中から血管壁境界点を決定するための第３の評価値を算出して、血管前壁境界線および血管後壁境界線を検出することもできる。

次に、実施の形態３に係る超音波診断装置の動作について説明する。
実施の形態１の超音波診断装置１と同様に、図９に示すフローチャートのステップＳ１において、少なくとも血管領域ＢＲが撮像されているＢモード画像ＵＢを取得し、表示部８に表示させる。
続くステップＳ２において、ユーザの操作に基づいてカーソルステア角度Ａ１がカーソルステア角度受付部１９により受け付けられ、且つ、ドプラゲートＤＧの上側ゲート部Ｇ１および下側ゲート部Ｇ２のそれぞれの位置がゲート位置受付部２１により受け付けられて、ゲート設定部１０によりドプラゲートＤＧが、Ｂモード画像上の血管領域ＢＲ内に設定される。
ステップＳ３において、ユーザの操作に基づいて血流補正角度Ａ２が血流補正角度受付部２０により受け付けられ、血管勾配取得部１１により血管勾配Ａ３が算出される。

続くステップＳ４において、血管壁の検出が行われるが、実施の形態２の超音波診断装置の血管壁検出部１２Ｂにおける血管壁検出の動作を、図２２のフローチャートに示す。
まず、ステップＳ１１において、血管壁検出部１２Bの血流垂直線取得部３５により、ドプラゲートＤＧの中心点Ｃを通り且つ血流補正角度線ＢＬに対して垂直に延びる血流垂直線ＮＬが取得される。

ステップＳ３１において、血管壁検出部１２Ｂの上側検出領域設定部４３により、ドプラゲートＤＧの上側ゲート点Ｇ１Ｐを血流垂直線ＮＬに射影した上側射影点Ｐ１を基準として、上側検出領域Ｒ１が設定され、ステップＳ３２において、血管壁検出部１２Ｂの前壁検出部４５により、上側検出領域Ｒ１内において血管前壁境界線が検出され、検出された血管前壁境界線と血流垂直線ＮＬとの交点が、血管前壁Ｗ１として検出される。
同様に、ステップＳ３３において、血管壁検出部１２Ｂの下側検出領域設定部４４により、ドプラゲートＤＧの下側ゲート点Ｇ２Ｐを血流垂直線ＮＬに射影した下側射影点Ｐ３を基準として、下側検出領域Ｒ２が設定され、ステップＳ３４において、血管壁検出部１２Ｂの後壁検出部４６により、下側検出領域Ｒ２内において血管後壁境界線が検出され、検出された血管後壁境界線と血流垂直線ＮＬとの交点が、血管後壁Ｗ２として検出される。

このようにして、血管前壁Ｗ１および血管後壁Ｗ２が検出されると、図９のフローチャートのステップＳ５において、断面積算出部１３により、血管の断面積が算出され、続くステップＳ６において、平均血流速度算出部１５により１心拍期間の平均血流速度が算出され、さらに、ステップＳ７において、断面積算出部１３により算出された血管の断面積と、平均血流速度算出部１５により算出された平均血流速度とに基づき、血流量計測部１４により、血管内を流れる血液の単位時間当たりの体積を表す血流量が計測される。

この実施の形態３によれば、血流垂直線ＮＬ上のみでなく、上側検出領域Ｒ１内および下側検出領域Ｒ２内を探索することにより、それぞれ、血管前壁Ｗ１および血管後壁Ｗ２を検出するため、血管前壁Ｗ１および血管後壁Ｗ２の検出精度が向上し、血流量をより正確に計測することが可能となる。
なお、上側検出領域Ｒ１の長さＨ１および長さＬ１と、下側検出領域Ｒ２の長さＨ２および長さＬ２は、互いに同一の値を有していてもよく、あるいは、互いに異なっていてもよい。また、血流垂直線ＮＬに沿った上側検出領域Ｒ１の長さＨ１および下側検出領域Ｒ２の長さＨ２は、実施の形態１における距離Ｄ１および距離Ｄ２と同じ値にすることもでき、異なる値であってもよい。長さＨ１およびＨ２は、それぞれ、ドプラゲートＤＧの上側ゲート点Ｇ１Ｐと下側ゲート点Ｇ２Ｐとの間の距離で定義されるゲート幅に対して、定められた比率の大きさを有するように設定されることもできる。
さらに、上側検出領域Ｒ１および下側検出領域Ｒ２は、矩形形状に限るものではなく、上側検出領域Ｒ１および下側検出領域Ｒ２の形状には限定されない。

また、実施の形態３においても、上述した実施の形態２と同様に、Ｂモード画像ＵＢを血管勾配Ａ３だけ回転させて取得されたＢモード画像ＵＢ１に対して、水平方向の平滑化処理を施した後に、上側検出領域Ｒ１および下側検出領域Ｒ２内を探索して血管前壁Ｗ１および血管後壁Ｗ２を検出することもできる。このようにすれば、血管前壁Ｗ１および血管後壁Ｗ２をより正確に検出し、正確な血流量を計測することが可能となる。

上述した実施の形態１〜３に係る超音波診断装置は、表示部８にタッチセンサを組み合わせて、タッチセンサを操作部１７として使用する可搬型の超音波診断装置に適用することもできる。このような可搬型の超音波診断装置とすれば、緊急治療等の際に、屋外における診断にも有効なものとなる。

１ 超音波診断装置、２ 振動子アレイ、３ 送信部、４ 受信部、５ Ｂモード処理部、６ ドプラ処理部、７ 表示制御部、８ 表示部、９ 画像生成部、１０ ゲート設定部、１１，１１Ａ 血管勾配取得部、１２，１２Ａ，１２Ｂ 血管壁検出部、１３ 断面積算出部、１４ 血流量計測部、１５ 平均血流速度算出部、１６ 装置制御部、１７ 操作部、１８ 格納部、１９ カーソルステア角度受付部、２０ 血流補正角度受付部、２１ ゲート位置受付部、２２ 超音波プローブ、２３ プロセッサ、２４ 増幅部、２５ ＡＤ変換部、２６ ビームフォーマ、２７ 信号処理部、２８ ＤＳＣ、２９ 画像処理部、３０ 直交検波部、３１ ハイパスフィルタ、３２ 高速フーリエ変換部、３３
ドプラ波形画像生成部、３４ データメモリ、３５ 血流垂直線取得部、３６，４５ 前壁検出部、３７，４６ 後壁検出部、３８ 血流補正角度検出部、３９ 血管勾配算出部、４０ 画像回転部、４１ 平滑化部、４２ 座標取得部、４３ 上側検出領域設定部、４４ 下側検出領域設定部、ＢＲ 血管領域、ＳＬ 走査線、ＤＧ ドプラゲート、Ｇ１ 上側ゲート部、Ｇ１Ｐ 上側ゲート点、Ｇ１Ｌ，Ｇ２Ｌ 線分、Ｇ２ 下側ゲート部、Ｇ２Ｐ 下側ゲート点、ＢＬ 血流補正角度線、Ｃ 中心点、Ａ１ カーソルステア角度、Ａ２ 血流補正角度、Ａ３ 血管勾配、ＳＶ 鉛直線、ＳＨ 水平線、Ｗ１ 血管前壁、Ｗ２ 血管後壁、ＮＬ 血流垂直線、Ｐ１ 上側射影点、Ｐ２，Ｐ４ 点、Ｐ３ 下側射影点、Ｄ１，Ｄ２ 距離、ＵＢ Ｂモード画像，ＵＢ１ 回転されたＢモード画像、ＵＤ ドプラ波形画像、Ｒ１ 上側検出領域、Ｒ２ 下側検出領域、Ｈ１，Ｈ２，Ｌ１，Ｌ２ 長さ、Ｍ 極大点。

Claims (13)

1. 少なくとも血管領域が撮像されているＢモード画像を表示する表示部と、
   前記Ｂモード画像上における前記血管領域内にドプラゲートを設定するゲート設定部と、
   血管勾配を取得する血管勾配取得部と、
   前記血管勾配取得部により取得された前記血管勾配に対して垂直な方向で且つ前記ゲート設定部により設定された前記ドプラゲートの外側に血管壁検出範囲を設定し、前記血管壁検出範囲において前記Ｂモード画像を画像解析することにより血管前壁および血管後壁を検出する血管壁検出部と
   を備えた超音波診断装置。
2. 前記ドプラゲートは、それぞれ前記ドプラゲートの中心点を通る走査線に沿って互いに対向する上側ゲート点および下側ゲート点を有し、
   前記血管壁検出部は、
   前記上側ゲート点を前記ドプラゲートの中心点を通り且つ前記血管勾配に対して垂直に延びる血流垂直線に射影した上側射影点よりも浅部方向において前記血管前壁を検出する前壁検出部と、
   前記下側ゲート点を前記血流垂直線に射影した下側射影点よりも深部方向において前記血管後壁を検出する後壁検出部とを有する請求項１に記載の超音波診断装置。
3. 前記前壁検出部は、前記上側射影点から前記血流垂直線に沿って定められた距離だけ前記浅部方向の点までの範囲において前記血管前壁を検出し、
   前記後壁検出部は、前記下側射影点から前記血流垂直線に沿って前記定められた距離だけ前記深部方向の点までの範囲において前記血管後壁を検出する請求項２に記載の超音波診断装置。
4. 前記前壁検出部は、前記上側射影点から前記血管垂直線に沿って前記浅部方向に延び且つ前記血管勾配に平行に延びる定められた範囲を有する上側検出領域を設定し、前記上側検出領域内において血管前壁境界線を検出し、前記血流垂直線と検出された前記血管前壁境界線との交点を前記血管前壁として検出し、
   前記後壁検出部は、前記下側射影点から前記血管垂直線に沿って前記深部方向に延び且つ前記血管勾配に平行に延びる定められた範囲を有する下側検出領域を設定し、前記下側検出領域内において血管後壁境界線を検出し、前記血流垂直線と検出された前記血管後壁境界線との交点を前記血管後壁として検出する請求項２に記載の超音波診断装置。
5. 前記血管壁検出部は、前記血管領域が水平に延びるように、前記血管勾配取得部により取得された前記血管勾配だけ前記Ｂモード画像を回転する画像回転部を含み、
   前記前壁検出部および前記後壁検出部は、前記画像回転部により回転された前記Ｂモード画像上においてそれぞれ前記血管前壁および前記血管後壁を検出する請求項２〜４のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
6. 前記血管壁検出部は、前記画像回転部により回転された前記Ｂモード画像に対して水平方向に沿った平滑化処理を行う平滑化部を含み、
   前記前壁検出部および前記後壁検出部は、前記平滑化部により平滑化された前記Ｂモード画像上においてそれぞれ前記血管前壁および前記血管後壁を検出する請求項５に記載の超音波診断装置。
7. 前記血管壁検出部により検出された前記血管前壁および前記血管後壁に基づいて血管の断面積を算出する断面積算出部をさらに備える請求項１〜６のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
8. 前記ドプラゲート内のドプラデータに基づいて血流速度を算出するドプラ処理部と、
   前記断面積算出部により算出された前記血管の断面積と前記ドプラ処理部により算出された前記血流速度に基づいて血流量を計測し且つ計測結果を前記表示部に表示する血流量計測部とをさらに備える請求項７に記載の超音波診断装置。
9. 前記ドプラ処理部により算出された前記血流速度に基づいて１心拍期間の平均血流速度を算出する平均血流速度算出部を備え、
   前記血流量計測部は、前記断面積算出部により算出された前記血管の断面積と前記平均血流速度算出部により算出された前記平均血流速度とに基づいて血流量を計測する請求項８に記載の超音波診断装置。
10. 前記ドプラ処理部は、前記ドプラゲート内のドプラデータに基づいてドプラ波形画像を生成し、
    前記表示部は、前記Ｂモード画像と前記ドプラ波形画像とを表示する請求項８または９に記載の超音波診断装置。
11. 前記血管勾配取得部は、前記ドプラゲートの中心点を通る走査線の傾斜角度であるカーソルステア角度と前記ドプラゲートの中心点を通る走査線に対する前記血管領域の傾斜角度を示す血流補正角度とに基づいて前記血管勾配を取得する請求項１〜１０のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
12. 前記血管勾配取得部は、前記Ｂモード画像を画像解析することにより前記血管領域を認識して前記血流補正角度を検出する血流補正角度検出部を含み、前記血流補正角度検出部により検出された前記血流補正角度を用いて前記血管勾配を算出する請求項１〜１０のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
13. 少なくとも血管領域が撮像されているＢモード画像を表示し、
    前記Ｂモード画像上における前記血管領域内にドプラゲートを設定し、
    血管勾配を取得し、
    取得された前記血管勾配に対して垂直な方向で且つ前記ドプラゲートの外側に血管壁検出範囲を設定し、前記血管壁検出範囲において前記Ｂモード画像を画像解析することにより血管前壁および血管後壁を検出する
    超音波診断装置の制御方法。

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