JP2013244162A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】血管等の構造物の影響を極力抑えた音速マップの生成を短時間で行う。
【解決手段】表示部に表示されているＢモード画像１１０上に着目領域１１２を設定する。ドプラ走査モードで超音波の送受信を実行して、着目領域１１２内のカラードプラ情報を生成する。カラードプラ情報に基づき、着目領域１１２内における運動体領域１１７を除いた領域を音速測定領域１１９として決定する。音速測定領域１１９内に複数の昇進焦点１２５を設定して超音波の送受信を行い、音速測定領域１１９に対応するＲＦデータを生成する。音速測定領域１１９に対応するＲＦデータに基づき局所音速値を算出することで、音速測定領域１１９の音速マップを生成する。
【選択図】図９

Description

本発明は、Ｂモード画像内に設定された着目領域の音速マップを生成する超音波診断装置に関する。

医療分野では、被検体の内部を観察して診断を行うために超音波診断装置がよく用いられている。超音波診断装置は、超音波の送受信を行う超音波探触子（プローブ）を有しており、超音波プローブから被検体内に向けて超音波を送信し、被検体内で反射された超音波を超音波探触子で受信することで、この受信信号に基づきＢモード画像を生成することができる。Ｂモード画像は、超音波エコーの振幅を点の明るさ（輝度）により表した画像である。このＢモード画像により、被検体内に存在する構造物（例えば、内臓や病変組織等）の輪郭を観察することができる。

近年、被検体内の診断部位を精度よく診断するために、Ｂモード画像上で医師が指定した着目領域（診断部位）における局所音速を測定し、この着目領域における音速分布を表す音速マップを生成して、Ｂモード画像に重畳して表示している。このような着目領域における局所音速を測定する方法は例えば特許文献１に開示されている。

特許文献１記載の局所音速の算出方法では、着目領域の格子点Ｘ_ＲＯＩと超音波探触子との間に複数の格子点Ａ１，Ａ２，…を設定して、各格子点（Ｘ_ＲＯＩ、Ａ１，Ａ２，…）における最適音速値を判定する。ここで、最適音速値とは、画像のコントラスト値、シャープネス値が最も高くなる音速値である。次いで、各格子点における最適音速値に基づいて、格子点Ｘ_ＲＯＩにおける局所音速を求める。具体的には、ホイヘンスの原理により、格子点Ｘ_ＲＯＩからの受信波と、格子点Ａ１，Ａ２，…からの受信波を仮想的に合成した受信波とが一致することを利用する（図１１参照）。これにより、局所音速を正確に測定することができるので、高精度な音速マップが得られる。

ところで、着目領域内において、血管や動きの大きい組織（臓器）などの構造物が存在する領域は、上述の音速計算を画像のコントラスト値やシャープネス値に基づいて行う関係上、音速誤差が生じやすい。その結果、音速計算の計算結果の信頼性が十分に得られず、血管等の構造物の影響を強く受けた音速マップが生成されてしまう。

特許文献２には、着目領域から血管等の構造物を除いた領域における弾性画像を生成する超音波診断装置が開示されている。この特許文献２の超音波診断装置では、着目領域内の歪み分布を求めるとともに、超音波の受信信号から血管内の血流等に起因するドプラ信号を抽出して、このドプラ信号に基づき血流の流速等を示すドプラデータを生成する。次いで、先に求めた歪み分布の中から、ドプラーデータに基づき所定の流速以上となっている部分の歪みを除外した歪み分布に基づき、弾性画像を生成している。また、特許文献３にも、弾性画像データから血流領域を検出して除去する旨が開示されている。このため、特許文献２及び３の記載に基づき、着目領域の局所音速の分布を求めるとともに、着目領域のドプラデータを生成して、このドプラデータに基づいて着目領域から血管等の構造物を除いた領域の局所音速値に基づいて音速マップを生成する方法も提案されている。

特開２０１０−９９４５２号公報 特開２０１２−６１０７５号公報 国際公開第２００９／１０４５２５号パンフレット

しかしながら、着目領域内の各点の局所音速値の算出に加えてドプラデータの生成まで行う場合には膨大な演算処理を要するので、音速マップの生成に時間がかかるという問題が生じる。また、音速マップの生成時間を短縮するためには、高性能な演算処理装置（ＣＰＵ）を超音波診断装置に搭載する必要があるので、超音波診断装置の製造コストが増加するという問題が生じる。

本発明の目的は、血管等の構造物の影響を極力抑えた音速マップの生成を短時間で行うことができる超音波診断装置を提供することにある。

本発明の目的を達成するための超音波診断装置は、超音波を被検体に送信し、かつ被検体によって反射された超音波を受信して超音波検出信号を出力する複数の素子を含む超音波探触子と、複数の素子をそれぞれ駆動する複数の駆動信号を複数の素子に供給し、かつ複数の素子から出力された超音波検出信号に基づき受信データを生成する送受信部であって、複数の素子に供給する複数の駆動信号の遅延量を調節することで超音波ビームを形成する送受信部と、被検体内に着目領域を設定する着目領域設定部と、送受信部を制御して、着目領域内の移動体の情報を得るための超音波の送受信を複数の素子に実行させる第１の送受信制御部と、移動体の情報を得るための超音波の送受信がなされたときに、移動体によりドプラ偏移されて反射された超音波の超音波検出信号に基づいて送受信部が生成した受信データから、移動体の動きに伴うドプラ信号を抽出して、この抽出結果に基づき着目領域内の移動体を含む移動体領域を判別する移動体領域判別部と、移動体領域判別部の判別結果に基づき、着目領域の中から移動体領域を除いた領域を、音速の分布を測定する音速測定領域として決定する音速測定領域決定部と、音速測定領域内に超音波ビームの送信焦点を複数設定し、各送信焦点に対する超音波ビームの送受信を送受信部に行わせることで、音速測定領域の音速測定用の受信データを送受信部に生成させる第２の送受信制御部と、音速測定用の受信データに基づき音速測定領域の音速の分布を示す音速マップを生成する音速マップ生成部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、着目領域の中から音速誤差が生じやすい移動体領域を除いた音速測定領域の音速マップを生成することができる。

送受信部を制御して、被検体内の断層像情報を得るための超音波の送受信を複数の素子に実行させる第３の送受信制御部と、断層像情報を得るための超音波の送受信がなされたときに送受信部が生成した受信データに基づきＢモード画像を生成する画像生成部と、Ｂモード画像を表示する表示部と、を備え、着目領域設定部は、Ｂモード画像上に着目領域を設定することが好ましい。Ｂモード画像を見ながら着目領域を設定することができる。

第１の送受信制御部による送受信部の制御と、移動体領域判別部による移動体領域の判別と、音速測定領域決定部による音速測定領域の決定と、第２の送受信制御部による送受信部の制御と、音速マップ生成部による音速マップの生成と、を含む音速マップ更新処理を実行させる更新制御部を備えることが好ましい。音速マップを再度生成する前に、移動体領域の判別や音速測定領域の決定を再度行うので、血管（血流）や動きの大きい組織等の各種移動体の影響を受けない音速マップを再生成（更新処理）することができる。

更新制御部は、予め定められたフレーム数のＢモード画像が画像生成部により生成される毎に、音速マップ更新処理を実行させることが好ましい。音速マップを定期的に更新することができる。

移動体には、着目領域内の血管を流れる血液が含まれており、移動体領域判別部は、ドプラ信号の抽出結果に基づき、着目領域内での血液の流れを示す血流情報を生成して、血流情報に基づき移動体領域を判別することが好ましい。血管（血流）の影響を受けない音速マップを生成することができる。

移動体には、着目領域内で移動する組織が含まれており、移動体領域判別部は、ドプラ信号の抽出結果に基づき、着目領域内での組織の移動を示す組織移動情報を生成して、組織移動情報に基づき移動体領域を判別することが好ましい。移動する組織の影響を受けない音速マップを生成することができる。

移動体領域判別部は、送受信部が生成した受信データから、組織の中で動きの大きさが予め定めたしきい値以上となる組織に対応するドプラ信号を抽出して、ドプラ信号に基づき組織移動情報を生成することが好ましい。組織の中でも動きの大きい組織の影響を受けない音速マップを生成することができる。

表示部は、Ｂモード画像上に音速マップを重畳表示することが好ましい。

本発明の超音波診断装置は、Ｂモード画像上に設定された着目領域の中から移動体を含む移動体領域を除いた領域を音速測定領域として決定し、この音速測定領域の局所音速値を求めて音速マップを生成するので、着目領域内の全領域で局所音速値を求める必要が無くなる。その結果、音速マップの生成の際における演算処理を従来よりも低減させることができるので、血管（血流）や動きの大きい組織等の各種移動体の影響を受けない音速マップを従来よりも短時間で生成することができる。

第１実施形態の超音波診断装置の電気的構成を示すブロック図である。 送信回路の遅延回路の説明図である。 ドプラ信号処理部の機能ブロック図である。 フィルタ部によるフィルタリング処理を説明するための説明図である。 符号化演算部が用いる速度変換スケールの概略図である。 Ｂモード画像にＣＦＭ画像を重畳した重畳画像の概略図である。 着目領域の設定を説明するための説明図である。 ＣＰＵの機能ブロック図である。 送信焦点の設定処理を説明するための説明図である。 送信焦点に対する超音波の送受信を説明するための説明図である。 ホイヘンスの原理を利用した局所音速値の算出処理を説明するための説明図である。 局所音速算出処理の流れの概略を示したフローチャートである。 局所音速算出処理の流れの詳細を示したフローチャートである。 音速マップの生成及び表示処理の流れを示したフローチャートである。 音速マップのＢモード画像上への重畳表示を説明するための説明図である。 音速測定領域のＲＦデータの取得前に、ドプラモード走査による超音波の送受信が行われることを説明するための説明図である。 第２実施形態の超音波診断装置のＣＰＵの機能ブロック図である。 第２実施形態の音速マップの生成及び表示処理の流れを示したフローチャートである。 第２実施形態の送信焦点の設定処理を説明するための説明図である。 第２実施形態の局所音速値算出処理を説明するための説明図である。

［第１実施形態の超音波診断装置の装置構成］
図１に示すように、超音波診断装置１０は、超音波探触子３００から被検体ＯＢＪ（図１０参照）に超音波ビームを送信して、被検体ＯＢＪによって反射された超音波ビーム（超音波エコー）を受信して得られた超音波検出信号から超音波画像を作成・表示する装置である。超音波診断装置１０は、大別して、ＣＰＵ１００、格納部１０２、表示部１０４、表示制御部１０５、操作入力部（着目領域設定部）２００、超音波探触子３００、送受信部４００、画像信号生成部（画像生成部）５００、再生部６００、データ解析計測部７００、ドプラ信号処理部（移動体領域判別部）７０１、音速測定領域決定部７０２を備えている。

ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）１００は、操作入力部２００からの操作入力に応じて超音波診断装置１０の各ブロックの制御を行う。

操作入力部２００は、オペレータからの操作入力を受け付ける入力デバイスであり、操作卓２０２とポインティングデバイス２０４とを含んでいる。操作卓２０２は、文字情報（例えば、患者情報）の入力を受け付けるキーボードと、表示モードを切り替える表示モード切り替えボタンと、ライブモードとフリーズモードとの切り替えを指示するためのフリーズボタンと、シネメモリ再生を指示するためのシネメモリ再生ボタンと、超音波画像の解析・計測を指示するための解析・計測ボタンとを含んでいる。

表示モードには、Ｂモード画像を単独で表示するモードや、Ｂモード画像と、局所音速の分布を示す音速マップまたは血流や組織などの移動速度を示すカラーフローマッピング像とを表示するモードなどが含まれている。

ポインティングデバイス２０４は、表示部１０４の画面上における領域の指定の入力を受け付けるデバイスであり、例えば、トラックボール又はマウスである。ポインティングデバイス２０４は、Ｂモード画像上での着目領域（ＲＯＩ：Region of Interest、関心領域ともいう）の設定に用いられる。なお、ポインティングデバイス２０４としては、タッチパネルを用いることも可能である。

格納部１０２は、ＣＰＵ１００により超音波診断装置１０の各ブロックの制御を制御するための制御プログラム、パラメータを格納する記憶装置であり、例えば、ハードディスク又は半導体メモリである。

表示部１０４は、例えば、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ又は液晶ディスプレイであり、超音波画像（動画及び静止画）の表示、音速マップ、カラーフローマッピング像及び各種の設定画面などを表示する。表示制御部１０５は、画像信号生成部５００から出力された画像データに基づき表示部１０４に超音波画像等を表示させる。

超音波探触子３００は、被検体ＯＢＪに当接させて用いるプローブであり、１次元又は２次元の超音波トランスデューサアレイを構成する複数の素子３０２を備えている。各素子３０２は、送受信部４００から印加される駆動信号に基づいて超音波ビームを被検体ＯＢＪに送信するとともに、被検体ＯＢＪから反射される超音波エコーを受信して検出信号を出力する。

各素子３０２は、圧電性を有する材料（圧電体）の両端に電極が形成されて構成された振動子を含んでいる。振動子を構成する圧電体としては、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛：Pb (lead) zirconate titanate）のような圧電セラミック、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン：polyvinylidene difluoride）のような高分子圧電素子を用いることができる。振動子の電極に電気信号を送って電圧を印加すると圧電体が伸縮し、この圧電体の伸縮により各振動子において超音波が発生する。例えば、振動子の電極にパルス状の電気信号を送るとパルス状の超音波が発生し、振動子の電極に連続波の電気信号を送ると連続波の超音波が発生する。そして、各振動子において発生した超音波が合成されて超音波ビームが形成される。また、各振動子により超音波が受信されると、各振動子の圧電体が伸縮して電気信号を発生する。各振動子において発生した電気信号は、超音波検出信号として送受信部４００に出力される。

なお、素子３０２としては、超音波変換方式の異なる複数種類の素子を用いることも可能である。例えば、超音波を送信する素子として上述の圧電体により構成される振動子を用いて、超音波を受信する素子として光検出方式の超音波トランスデューサを用いるようにしてもよい。ここで、光検出方式の超音波トランスデューサとは、超音波信号を光信号に変換して検出するものであり、例えば、ファブリーペロー共振器又はファイバブラッググレーティングである。

送受信部４００は、超音波の送受信制御を行うものであり、送信回路４０２、受信回路４０４、及びＡ／Ｄ変換器４０６を備えている。送信回路４０２は、駆動信号をそれぞれ各素子３０２に送る。受信回路４０４は、各素子３０２から入力される検出信号を受信して音線信号を生成する。Ａ／Ｄ変換器４０６は、アナログの音線信号をデジタル信号（ＲＦデータ）に変換する。

画像信号生成部５００は、送受信部４００から入力されるＲＦデータに基づき、表示用の画像データ（例えばＢモード画像データ）を生成するものであり、信号処理部５０２、ＤＳＣ（Digital Scan Converter）５０４、画像処理部５０６、画像メモリ５０８、Ｄ／Ａ変換器５１０を備えている。信号処理部５０２は、ＲＦデータに基づきＢモード画像データを生成する。ＤＳＣ５０４は、Ｂモード画像データ等をテレビジョン信号の走査方式の画像データに変換する。画像処理部５０６は、画像データに各種の画像処理を施す。画像メモリ５０８は、画像処理後の画像データを一時的に格納する。Ｄ／Ａ変換器５１０は、デジタルの画像データをアナログの画像信号に変換する。

再生部６００は、後述のシネメモリ再生モード時に作動するものであり、シネメモリ６０２とシネメモリ再生部６０４とを有している。シネメモリ６０２は、Ａ／Ｄ変換器４０６に接続しており、Ａ／Ｄ変換器４０６から入力されたＲＦデータを格納する。シネメモリ再生部６０４は、シネメモリ６０２に格納されているＲＦデータを信号処理部５０２に送る。

データ解析計測部７００は、ＲＦデータを用いてオペレータ指定の解析・計測を行う。ドプラ信号処理部７０１は、ＲＦデータに基づきカラードプライメージング（血流イメージング、組織ドプライメージング）用、すなわち、被検体ＯＢＪ内の血流や組織の移動状態を表すカラードプラ情報を生成する。さらに、ドプラ信号処理部７０１は、カラードプラ情報からカラーフローマッピング像（カラードプラ断層像ともいう、以下、「ＣＦＭ像」と略す）を生成する。音速測定領域決定部７０２は、音速マップ生成の際に、着目領域の中から局所音速値の算出を行う音速測定領域を決定する。

超音波診断装置１０は、動作モードとして、ライブモードとシネメモリ再生モードとを有している。ライブモードは、被検体ＯＢＪに超音波探触子３００を当接させて超音波の送受信を行うことによって得られた超音波画像（動画）の表示、解析・計測を行うモードである。シネメモリ再生モードは、シネメモリ６０２に格納されているＲＦデータに基づいて超音波診断画像の表示、解析・計測を行うモードである。

＜ライブモード＞
次に、ライブモード時における超音波診断処理について説明する。超音波探触子３００を被検体ＯＢＪに当接させた状態で、操作入力部２００からの指示入力により超音波診断が開始される。ＣＰＵ１００は、送受信部４００に制御信号を出力して、超音波ビームの被検体ＯＢＪへの送信、及び被検体ＯＢＪからの超音波エコーの受信を開始させる。また、ＣＰＵ１００は、素子３０２毎に超音波ビームの送信方向と超音波エコーの受信方向とを設定する。

次いで、ＣＰＵ１００は、超音波ビームの送信方向に応じて送信遅延パターンを選択するとともに、超音波エコーの受信方向に応じて受信遅延パターンを選択する。ここで、送信遅延パターンとは、各素子３０２から送信される超音波によって所望の方向に超音波ビームを形成するために駆動信号に与えられる遅延時間のパターンデータである。また、受信遅延パターンとは、複数の素子３０２によって受信される超音波によって所望の方向からの超音波エコーを抽出するために検出信号に与えられる遅延時間のパターンデータである。これら送信遅延パターン及び受信遅延パターンは予め格納部１０２に格納されている。ＣＰＵ１００は、格納部１０２の中から選択した送信遅延パターン及び受信遅延パターンに従って、送受信部４００に制御信号を出力して超音波の送受信制御を行う。

送信回路４０２は、ＣＰＵ１００からの制御信号に応じて各素子３０２の駆動信号を生成して、各駆動信号を各素子３０２にそれぞれ印加する。

図２に示すように、送信回路４０２は、素子３０２毎に遅延回路τ１〜τＮを有し、ＣＰＵ１００によって選択された送信遅延パターンに基づいて、各素子３０２に印加する駆動信号を遅延させる。ここで、送信回路４０２は、複数の素子３０２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、各素子３０２に駆動信号を印加するタイミングを調整（遅延）する。また、送信回路４０２は、超音波ビームの方向（ステア角α）を調整するように、各素子３０２に駆動信号を印加するタイミングを調整（遅延）する。なお、複数の素子３０２から一度に送信される超音波が被検体ＯＢＪの撮像領域全体に届くように、駆動信号を印加するタイミングを調節してもよい。

図１に戻って、受信回路４０４は、各素子３０２から出力される超音波検出信号を受信して増幅する。ここで、各素子３０２と被検体ＯＢＪ内の超音波反射源との間の距離がそれぞれ異なるため、各素子３０２に反射波が到達する時間が異なる。この際に受信回路４０４は、遅延回路を備えており、ＣＰＵ１００によって選択された音速（以下、「仮定音速」という）又は音速の分布に基づいて設定される受信遅延パターンに従って、反射波の到達時刻の差（遅延時間）に相当する分だけ、各検出信号を遅延させる。

さらに、受信回路４０４は、遅延時間を与えた検出信号を整合加算することにより受信フォーカス処理を行う。この際に、超音波反射源とは異なる位置に別の超音波反射源がある場合には、別の超音波反射源からの超音波検出信号は到達時刻が異なるので、別の超音波反射源からの超音波検出信号の位相が打ち消し合う。これにより、超音波反射源からの受信信号が最も大きくなり、フォーカスが合う。このような受信フォーカス処理によって、超音波エコーの焦点が絞り込まれた音線信号（以下、「ＲＦ信号」という）が形成される。

Ａ／Ｄ変換器４０６は、受信回路４０４から出力されるアナログのＲＦ信号をデジタルＲＦ信号であるＲＦデータに変換する。ここで、ＲＦデータは、受信波の位相情報を含んでいる。Ａ／Ｄ変換器４０６から出力されるＲＦデータは、信号処理部５０２とシネメモリ６０２にそれぞれ入力される。

シネメモリ６０２は、Ａ／Ｄ変換器４０６から入力されるＲＦデータを順次格納する。また、シネメモリ６０２は、ＣＰＵ１００から入力されるフレームレートに関する情報（例えば、超音波の反射位置の深度、走査線の密度、視野幅を示すパラメータ）をＲＦデータに関連付けて格納する。

信号処理部５０２は、ＲＦデータに対して、ＳＴＣ（Sensitivity Time gain Control）によって、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した後、包絡線検波処理を施す。これにより、Ｂモード画像データ（超音波エコーの振幅を点の明るさ（輝度）により表した画像データ）が生成される。

信号処理部５０２によって生成されたＢモード画像データは、通常のテレビジョン信号の走査方式と異なる走査方式によって得られたものである。このため、ＤＳＣ５０４は、Ｂモード画像データを通常の画像データ（例えば、テレビジョン信号の走査方式（ＮＴＳＣ方式）の画像データ）に変換（ラスター変換）する。画像処理部５０６は、ＤＳＣ５０４から入力される画像データに、各種の必要な画像処理（例えば、階調処理）を施す。

画像メモリ５０８は、画像処理部５０６から入力される画像データを格納する。Ｄ／Ａ変換器５１０は、画像メモリ５０８から読み出された画像データをアナログの画像信号に変換して表示制御部１０５に出力する。これにより、超音波探触子３００によって撮影された超音波画像（動画）が表示部１０４に表示される。

なお、本実施形態では、受信回路４０４において受信フォーカス処理が施された検出信号をＲＦ信号としたが、受信フォーカス処理が施されていない検出信号をＲＦ信号としてもよい。この場合、複数の素子３０２から出力される複数の超音波検出信号が、受信回路４０４において増幅され、増幅された検出信号、即ち、ＲＦ信号が、Ａ／Ｄ変換器４０６においてＡ／Ｄ変換されることによってＲＦデータが生成される。このＲＦデータは、信号処理部５０２に供給されるとともに、シネメモリ６０２に格納される。受信フォーカス処理は、信号処理部５０２においてデジタル的に行われる。

＜シネメモリ再生モード＞
次に、シネメモリ再生モードについて説明する。操作卓２０２のシネメモリ再生ボタンが押下されると、ＣＰＵ１００は、超音波診断装置１０の動作モードをシネメモリ再生モードに切り替える。シネメモリ再生モード時には、ＣＰＵ１００は、オペレータからの操作入力により指定されたＲＦデータの再生をシネメモリ再生部６０４に指令する。シネメモリ再生部６０４は、ＣＰＵ１００からの指令に従って、シネメモリ６０２からＲＦデータを読み出して信号処理部５０２に送信する。シネメモリ６０２から送信されたＲＦデータは、信号処理部５０２、ＤＳＣ５０４及び画像処理部５０６において所定の処理（ライブモード時と同様の処理）が施されて画像データに変換された後、画像メモリ５０８及びＤ／Ａ変換器５１０を経て表示部１０４に出力される。これにより、シネメモリ６０２に格納されたＲＦデータに基づく超音波画像（動画又は静止画）が表示部１０４に表示される。

＜超音波診断装置の各種機能＞
ライブモード又はシネメモリ再生モード時において、超音波画像（動画）が表示されているときに操作卓２０２のフリーズボタンが押下されると、この押下時に表示されている超音波画像が表示部１０４に静止画表示される。これにより、オペレータは、着目領域の静止画を観察することができる。

操作卓２０２の計測ボタンが押下されると、オペレータからの操作入力により指定された解析・計測が行われる。データ解析計測部６０５は、各動作モード時に計測ボタンが押下された場合に、Ａ／Ｄ変換器４０６又はシネメモリ６０２から、画像処理が施される前のＲＦデータを取得し、このＲＦデータを用いてオペレータ指定の解析・計測（例えば、組織部の歪み解析（硬さ診断）、血流の計測、組織部の動き計測、又はＩＭＴ（内膜中膜複合体厚：Intima-Media Thickness）値計測）を行う。データ解析計測部６０５による解析・計測結果は、ＤＳＣ５０４に出力される。ＤＳＣ５０４は、データ解析計測部６０５による解析・計測結果を超音波画像の画像データに挿入して表示制御部１０５に出力する。これにより、超音波画像と解析・計測結果とが表示部１０４に表示される。

操作卓２０２の表示モード切り替えボタンが押下されると、表示モードが単独表示モード、ＣＦＭ像表示モード、音速マップ表示モード、並列表示モードの間で切り替わる。単独表示モードではＢモード画像を単独表示する。ＣＦＭ像表示モードでは、Ｂモード画像にＣＦＭ像（血流や組織などの移動速度の算出結果）を重畳して表示する（例えば、移動速度に応じて色分け）。音速マップ表示モードでは、Ｂモード画像に音速マップ（局所音速値の判定結果）を重畳して表示する（例えば、局所音速に応じて色分け又は輝度を変化させる表示、又は局所音速が等しい点を線で結ぶ表示）。並列表示モードでは、Ｂモード画像と、音速マップの画像またはＣＦＭ像とを並べて表示する。

音速マップを観察することで、例えば病変を発見することができる。なお、局所音速の判定結果に基づいて、送信フォーカス処理及び受信フォーカス処理の少なくとも一方を施すことにより得られたＢモード画像を表示部１０４に表示してもよい。また、ＣＦＭ像を観察することで、血流速度などの血行状態を診断することができる。

＜ＣＦＭ像表示モード＞
ＣＦＭ像表示モードが選択された場合に、送受信部４００は、被検体ＯＢＪの断層像情報（Ｂモード画像）を得るためのＢモード走査に対応した超音波の送受信と、カラードプラ情報（ＣＦＭ像）を得るためのドプラモード走査に対応した超音波の送受信とを各素子３０２に繰り返し実行させる。Ｂモード走査では、ライブモード時と同様の処理によりＢモード画像が生成されて、画像メモリ５０８及びＤ／Ａ変換器５１０を経て表示部１０４に出力される。

ドプラモード走査では、例えば、被検体ＯＢＪ内に連続的にドプラ計測用の超音波を送信し、その超音波エコー（エコー信号）を連続的に受信する。このように超音波の送信と受信とを連続的に行うために、送信用の素子３０２は送信のみ、受信用の素子３０２は受信のみに用いられる（例えば、特許３８７５９７号参照）。なお、ドプラモード走査時の超音波の送受信は、上述の方法に限定されず、各種の方法を用いることができる。

ドプラモード走査時の超音波の送受信によって、血管を流れる血液や移動する組織などの移動体によりドプラ偏移されて反射された超音波の検出信号に基づくＲＦデータが送受信部４００により生成される。このＲＦデータは、ドプラ信号処理部７０１に入力される。

〔ドプラ信号処理部〕
図３に示すように、ドプラ信号処理部７０１は、位相検波器７０５と、フィルタ部７０６と、周波数解析部７０７と、符号化演算部７０８と、を有しており、カラードプラ情報やＣＦＭ像を生成する。

位相検波器７０５は、ミキサ及びローパスフィルタを備える。血流や移動する組織などの移動体で反射したエコー信号は、ドプラ効果によって、その周波数にドプラ偏移を受けている。位相検波器７０５は、そのドプラ周波数について位相検波を行い、ＲＦデータからドプラ信号のみをフィルタ部７０６に出力する。

図４に示すように、フィルタ部７０６は、位相検波器７０５により位相検波されたドプラ信号から、比較的動きの小さい組織に対応するドプラ信号Ｄ１を除去し、比較的動きの大きい組織に対応するドプラ信号Ｄ２と、血流に対応するドプラ信号Ｄ３とを効率良く検出する。この場合に、フィルタ部７０６はハイパスフィルタとして機能する。なお、図中の符号「ＨＦ」はフィルタ部７０６のハイパスフィルタ特性を示す。このハイパスフィルタ特性ＨＦは本発明のしきい値に相当するものである。従って、被検体ＯＢＪ内の組織の中で、動きの大きさがハイパスフィルタ特性ＨＦで定められるしきい値以上となる組織に対応するドプラ信号が得られる。フィルタ部７０６でフィルタリングされたドプラ信号は周波数解析部７０７に出力される。

図３に戻って、周波数解析部７０７は、超音波ドプラ血流計測で用いられている周波数分析法である、ＦＦＴ法及び自己相関法などを応用するものであり、スキャンされる断層面内の個々のサンプル点における観測時間（時間窓）内での平均速度や最大速度を速度データとして演算する。具体的には、例えば、ＦＦＴ法又は自己相関法を用いてサンプル各点の平均ドプラ偏移周波数（即ち、その点での観測対象の移動の平均速度）や分散値（ドプラスペクトラムの乱れ度）を、さらにはＦＦＴ法を用いてドプラ偏移周波数の最大値（即ち、その点での観測対象の移動の最大速度）などをほぼリアルタイムで演算する。このドプラ周波数の解析結果は、カラードプラ情報（血流情報、組織移動情報（組織ドプラ情報ともいう））として次段の符号化演算部７０８に出力される。

符号化演算部７０８は、周波数解析部７０７から送られてくる、断層面の各サンプル点毎のドプラ偏移周波数ｆｄを、図５に示すような予め指定された速度変換スケールを使って所定ビット数の速度表示データに符号化する。これにより、サンプル点毎の速度表示であるＣＦＭ像データが得られる。このＣＦＭ像データは、ＤＳＣ５０４に出力される。

図３に戻って、ＤＳＣ５０４は、ＣＦＭ像データをテレビジョン信号の走査方式に変換する。ＤＳＣ５０４により変換処理されたＣＦＭ像データは、画像処理部５０６により画像処理が施された後、Ｄ／Ａ変換器５１０を経て表示制御部１０５に出力される。

図６（ａ）から図６（ｃ）に示すように、表示制御部１０５は、Ｂモード走査により得られたＢモード画像１１０上にドプラモード走査により得られたＣＦＭ像１１１を重畳した重畳画像１１０ａを表示部１０４に表示させる。ＣＦＭ像１１１（重畳画像１１０ａ）では、血管１１５や組織１１６の中で比較的に大きな（上述のしきい値以上の）動きをする組織（以下、高速移動組織という）１１６ａが、他の箇所とは異なる色で表示される。これにより、血管１１５内の血流１１５ａや高速移動組織１１６ａなどの移動体を含む移動体領域１１７を判別することができる。

なお、図６に示した例では、ドプラ信号処理部７０１がＢモード画像データの全領域に対応するＣＦＭ像データを生成しているが、例えば、後述の着目領域１１２に対応するＣＦＭ像データを生成してもよい。

＜音速マップ表示モード＞
音速マップ表示モードが選択された場合にも、送受信部４００は、Ｂモード走査に対応した超音波の送受信と、カラードプラ情報（ＣＦＭ像）を得るためのドプラモード走査に対応した超音波の送受信とを各素子３０２に実行させる。そして、ドプラ信号処理部７０１は、カラードプラ情報（またはＣＦＭ像データでも可）を音速測定領域決定部７０２に送る（図１、図３参照）。

また、図７に示すように音速マップ表示モードが選択された場合には、ポインティングデバイス２０４を用いて、表示部１０４に表示されているＢモード画像１１０上に着目領域１１２が設定される。これにより、音速測定領域決定部７０２による着目領域１１２内での音速測定領域１１９（図９参照）の決定と、ＣＰＵ１００による音速測定領域１１９の音速マップの生成とが行われる。

図８及び図９（ａ）から図９（ｃ）に示すように、音速測定領域決定部７０２は、カラードプラ情報またはＣＦＭ像データに基づき、音速測定領域１１９（図９（ｃ）中の斜線で表示）を決定する。カラードプラ情報またはＣＦＭ像データには、局所音速算出時に誤差が生じやすい移動体領域１１７の位置、形状、大きさ等が含まれている（図９（ｂ）参照）。なお、図９（ｂ），（ｃ）では、移動体領域１１７の位置、形状、大きさ等を判別し易くするため、カラードプラ情報またはＣＦＭ像データの代わりにＣＦＭ像１１１を図示している。

音速測定領域決定部７０２は、カラードプラ情報またはＣＦＭ像データに基づき、先に設定された着目領域１１２内に移動体領域１１７が含まれているか否かを判別する。そして、音速測定領域決定部７０２は、着目領域１１２内における移動体領域１１７を除いた領域を音速測定領域１１９として決定する。この決定結果（音速測定領域１１９の位置、形状、大きさ等）はＣＰＵ１００に入力される。

＜ＣＰＵの機能（音速マップの生成に係る構成）＞
ＣＰＵ１００は、格納部１０２から読み出した各種プログラムを実行することにより、送受信制御部（第１の送受信制御部、第２の送受信制御部、第３の送受信制御部）１２０、局所音速値算出部１２１、音速マップ生成部１２２、更新制御部１２３として機能する（図８参照）。

送受信制御部１２０は、単独表示モードが選択されたときには送受信部４００を制御してＢモード走査に対応した超音波の送受信を各素子３０２に実行させる。また、送受信制御部１２０は、ＣＦＭ像表示モードが選択されたときには送受信部４００を制御して、Ｂモード走査に対応した超音波の送受信と、ドプラモード走査に対応した超音波の送受信とを各素子３０２に繰り返し実行させる。

さらに、送受信制御部１２０は、音速マップ表示モードが選択されたときには送受信部４００を制御して、音速マップの生成前に、ドプラモード走査に対応した超音波の送受信と、音速測定領域１１９内の音速測定用のＲＦデータ（音速測定用の受信データ）を取得するための超音波の送受信とを各素子３０２に実行させる。音速マップの生成前に、ドプラモード走査に対応した超音波の送受信を実行させることで、ドプラ信号処理部７０１によるカラードプラ情報またはＣＦＭ像データの生成が実行される。これにより、音速マップ生成前に、音速測定領域決定部７０２により音速測定領域１１９が決定される。

〔音速測定用のＲＦデータの取得処理〕
送受信制御部１２０は、音速測定領域決定部７０２により決定された音速測定領域１１９内に、超音波ビームＢ（図１０参照）の送信焦点１２５を複数設定する。送信焦点１２５は、局所音速値算出部１２１による局所音速算出において格子点Ｘ_ＲＯＩ、格子点Ａ１、格子点Ａ２、・・・となる点である（図１１参照）。本実施形態では、送信焦点１２５は略格子状に設定される。

次いで、図１０に示すように、送受信制御部１２０は、各送信焦点１２５にそれぞれ送信フォーカスを行うための送信遅延パターンと、各送信焦点１２５からの超音波エコーを抽出するための受信遅延パターンを選択する。そして、送受信制御部１２０は、選択した各送信遅延パターン及び各受信遅延パターンに従って、送受信部４００に制御信号を出力して超音波の送受信制御を行う。これにより、各送信焦点１２５に超音波ビームの焦点を合わせつつ、各送信焦点１２５からの超音波エコーを各素子３０２で検出することで、各送信焦点１２５のＲＦ信号が形成される。なお、本実施形態では、図中の各直線Ｌｓに示すように、超音波ビームの焦点をＹ方向（被検体ＯＢＪの深さ方向）に変えながら１ラインずつ各送信焦点１２５のＲＦ信号を形成する。各送信焦点１２５のＲＦ信号は、Ａ／Ｄ変換器４０６によりＲＦデータ（音速測定用の受信データ）に変換された後、シネメモリ６０２に格納される。

〔音速測定領域内の局所音速値の算出処理〕
局所音速値算出部１２１は、特許文献１に開示されたホイヘンスの原理を利用した局所音速算出法を用いて、着目領域１１２内の個々の領域の局所音速値を求める。

図１１（ａ），（ｂ）は、局所音速値の算出処理を模式的に示す図である。被検体ＯＢＪ内の着目領域を代表する格子点をＸ_ＲＯＩ、格子点Ｘ_ＲＯＩよりも浅い（即ち、超音波探触子３００側の）位置にＸＹ方向に等間隔で配置された格子点をＡ１，Ａ２，…とし、少なくとも格子点Ｘ_ＲＯＩと各格子点Ａ１，Ａ２，…との間の領域Ｒ_ＸＡの音速はそれぞれ一定と仮定する。

本実施形態では、格子点Ａ１，Ａ２，…からの受信波（それぞれＷ_Ａ１，Ｗ_Ａ２，…）の（Ｔ及び遅延時間ΔＴ）が既知として、格子点Ｘ_ＲＯＩと格子点Ａ１，Ａ２，…の位置関係から格子点Ｘ_ＲＯＩにおける局所音速値を求める。具体的には、ホイヘンスの原理により、格子点Ｘ_ＲＯＩからの受信波Ｗ_Ｘと格子点Ａ１，Ａ２，…からの受信波を仮想的に合成した受信波Ｗ_ＳＵＭが一致することを利用する。

格子点Ｘ_ＲＯＩ及び格子点Ａ１，Ａ２，…の位置は、上述の送信焦点１２５の位置に基づき定められる。例えば、図１０に示した各送信焦点１２５の配列において、図中の下から２行目の送信焦点１２５の１つを格子点Ｘ_ＲＯＩと定めた場合に、図中の下から１行目の送信焦点１２５の中から格子点Ａ１，Ａ２，…が定められる。また、図中の下から３行目の送信焦点１２５の１つを格子点Ｘ_ＲＯＩと定めた場合に、図中の下から２行目の送信焦点１２５の中から格子点Ａ１，Ａ２，…が定められる。そして、各格子点Ｘ_ＲＯＩ，Ａ１，Ａ２，…（送信焦点１２５）について予め取得されてシネメモリ６０２に格納されているＲＦデータに基づき局所音速値の算出が行われる。

ここで、格子点Ｘ_ＲＯＩにおける局所音速値を求めるときの演算に使用する格子点Ａ１，Ａ２，…の範囲及び個数は予め決めておく。なお、局所音速値演算に使用する格子点の範囲が広いと局所音速値の誤差が大きくなり、狭いと仮想受信波との誤差が大きくなるため、格子点の範囲はこれらの兼ね合いで決める。

また、格子点Ａ１，Ａ２，…のＸ方向の間隔は、分解能と処理時間の兼ね合いで決定される。格子点Ａ１，Ａ２，…のＸ方向の間隔は一例で１ｍｍから１ｃｍである。なお、格子点Ａ１，Ａ２，…の間隔が広い場合には、合成波の演算（後述）が困難になるため、補間によって細かい格子点を生成すればよい。

図１２に示すフローチャートにおいて、局所音速値算出部１２１は、上述のように格子点Ｘ_ＲＯＩ、格子点Ａ１，Ａ２，…の設定を行った後（ステップＳ１）、各格子点（Ｘ_ＲＯＩ、Ａ１，Ａ２，…）における最適音速値を判定する（ステップＳ２）。ここで、最適音速値とは、画像のコントラスト、シャープネスが最も高くなる音速値であり、各格子点における実際の局所音速値とは必ずしも一致しない。ステップＳ２における最適音速値の判定方法としては、例えば、画像のコントラスト、スキャン方向の空間周波数、分散などから判定する方法（例えば、特開平８−３１７９２６号公報）を適用することができる。

次いで、各格子点における最適音速値に基づいて、各格子点における局所音速値の判定が行われる（ステップＳ３）。以下、最適音速値に基づいて局所音速値を判定する方法を説明する。

最初に、図１３に示すように、局所音速値算出部１２１は、格子点Ｘ_ＲＯＩにおける最適音速値に基づいて、格子点Ｘ_ＲＯＩを反射点とした時の仮想的な受信波（以下、仮想受信波という）Ｗ_Ｘの波形を算出する（ステップＳ４）。

次いで、局所音速値算出部１２１は、格子点Ｘ_ＲＯＩにおける仮定音速の初期値を設定する（ステップＳ５）。そして、局所音速値算出部１２１は、下記のように仮想的な合成受信波（以下、仮想合成受信波という）Ｗ_ＳＵＭを算出する（ステップＳ６）。格子点Ｘ_ＲＯＩにおける局所音速値をＶと仮定すると、格子点Ｘ_ＲＯＩから伝播した超音波が格子点Ａ１，Ａ２，…に到達するまでの時間はＸ_ＲＯＩＡ１／Ｖ，Ｘ_ＲＯＩＡ２／Ｖ，…となる。ここで、Ｘ_ＲＯＩＡ１，Ｘ_ＲＯＩＡ２，…は、それぞれ格子点Ａ１，Ａ２，…と格子点Ｘ_ＲＯＩとの間の距離である。格子点Ａ１，Ａ２，…における最適音速値はステップＳ２により既知のため、各格子点Ａ１，Ａ２，…からの受信波は予め求めることができる。従って、格子点Ａ１，Ａ２，…からそれぞれ遅延Ｘ_ＲＯＩＡ１／Ｖ，Ｘ_ＲＯＩＡ２／Ｖ，…で発した反射波（超音波エコー）を合成することにより、仮想合成受信波Ｗ_ＳＵＭを求めることができる。

なお、実際には、素子データ（ＲＦ信号）上で上記処理を行うため、格子点Ｘ_ＲＯＩから格子点Ａ１，Ａ２，…に到達するまでの時間（それぞれＴ１，Ｔ２，…）は下記の式（１）により表される。ここで、Ｘ_Ａ１，Ｘ_Ａ２，…は、それぞれ格子点Ａ１，Ａ２，…と格子点Ｘとの間のスキャン方向（Ｘ方向）の距離である。また、Δｔは格子点のＹ方向時間間隔である。

上記Ｔ１，Ｔ２，…に、格子点Ｘ_ＲＯＩと同一の走査線上の格子点Ａｎから格子点Ｘ_ＲＯＩに到達するまでの時間（Δt／２）を足した遅延で各格子点Ａ１，Ａ２，…からの受信波を合成することにより、仮想合成受信波Ｗ_ＳＵＭを求めることができる。

ここで、格子点をＹ方向に時間軸で等間隔（Δｔ）に設定する場合に、空間上での間隔は必ずしも等間隔にはならない。従って、各格子点に超音波が到達するまでの時間を計算するときに、式（１）においてΔｔ／２の代わりに補正したΔｔ／２を用いてもよい。ここで、補正したΔｔ／２は、例えば、格子点Ｘ_ＲＯＩと同音線の格子点Ａｎに比べたＡ１，Ａ２，…の深さ（Ｙ方向の距離）の差をＶで除算した値をΔｔ／２から加算・減算した値である。各格子点Ａ１，Ａ２，…の深さはそれより浅い格子点において局所音速が既知であることから求められる。

また、仮想合成受信波Ｗ_ＳＵＭの算出は、実際に格子点Ａ１，Ａ２，…から遅延Ｘ_ＲＯＩＡ１／Ｖ，Ｘ_ＲＯＩＡ２／Ｖ，…で発した既定のパルス波（それぞれＷ_Ａ１，Ｗ_Ａ２，…）を重ね合わせることにより行う。

次に、局所音速値算出部１２１は、仮想受信波Ｗ_Ｘと仮想合成受信波Ｗ_ＳＵＭとの誤差を算出する（ステップＳ７）。仮想受信波Ｗ_Ｘと仮想合成受信波Ｗ_ＳＵＭとの誤差は、互いの相互相関をとる方法、仮想受信波Ｗ_Ｘに仮想合成受信波Ｗ_ＳＵＭから得られる遅延を掛けて位相整合加算する方法、又は逆に仮想合成受信波Ｗ_ＳＵＭに仮想受信波Ｗ_Ｘから得られる遅延を掛けて位相整合加算する方法により算出される。ここで、仮想受信波Ｗ_Ｘから遅延を得るには、格子点Ｘ_ＲＯＩを反射点とし、音速Ｖで伝播した超音波が各素子３０２に到着する時刻を遅延とすればよい。また、仮想合成受信波Ｗ_ＳＵＭから遅延を得るには、隣り合う素子３０２間での合成受信波の位相差から等位相線を抽出し、その等位相線を遅延とするか、又は単に各素子３０２の合成受信波の最大（ピーク）位置の位相差を遅延としてもよい。また、各素子３０２からの合成受信波の相互相関ピーク位置を遅延としてもよい。位相整合加算時の誤差は、整合加算後の波形のpeak to peakとする方法、又は包絡線検波した後の振幅の最大値とする方法により求められる。

次いで、仮定音速が１ステップ変更された後（ステップＳ８）、ステップＳ６からＳ７が繰り返される。そして、全ての仮定音速の値での演算が終了すると、局所音速値算出部１２１は、格子点Ｘ_ＲＯＩにおける局所音速値を判定する（ステップＳ９）。ホイヘンスの原理を厳密に適用した場合に、上記のステップＳ６において求めた仮想合成受信波Ｗ_ＳＵＭの波形は、格子点Ｘ_ＲＯＩにおける局所音速値をＶと仮定した場合の仮想受信波（反射波）Ｗ_Ｘの波形と等しくなる。ステップＳ９では、仮想受信波Ｗ_Ｘと仮想合成受信波Ｗ_ＳＵＭとの差が最小になる仮定音速の値を格子点Ｘ_ＲＯＩにおける局所音速値と判定する。これにより、着目領域１１２内の１つの格子点Ｘ_ＲＯＩにおける局所音速値が求められる。

以下同様にして、局所音速値算出部１２１は、上述の送信焦点１２５の位置に基づき定められる着目領域１１２内の他の複数の格子点Ｘ_ＲＯＩの局所音速値を算出する。

＜音速マップ生成処理＞
図８に戻って、音速マップ生成部１２２は、局所音速値算出部１２１が算出した着目領域１１２内の各格子点Ｘ_ＲＯＩの局所音速値に基づき、着目領域１１２内の局所音速の分布を示す音速マップ１３０（図１６参照）を生成する。

＜音速マップ更新処理＞
更新制御部１２３は、一定期間経過毎、例えば所定フレーム数（１０フレームなど）のＢモード画像データの生成が行われる毎に、送受信制御部１２０、ドプラ信号処理部７０１、音速測定領域決定部７０２、局所音速値算出部１２１、音速マップ生成部１２２を制御して、音速マップ１３０の更新処理を行う。具体的には、ドプラモード走査、カラードプラ情報またはＣＦＭ像データの生成と、音速測定領域１１９の決定と、音速測定領域１１９内のＲＦデータの取得及び局所音速値の算出と、音速マップ１３０の生成とが行われる。

＜第１実施形態の超音波診断装置の作用＞
次に、図１４に示すフローチャートを用いて上記構成の超音波診断装置１０の作用について具体的に説明する。単独表示モードでの超音波診断が開始されると、ＣＰＵ１００は、送受信部４００に制御信号を出力して、超音波ビームの被検体ＯＢＪへの送信、及び被検体ＯＢＪからの超音波エコーの受信を開始させる。各素子３０２で検出された超音波検出信号は送受信部４００にてデジタルなＲＦデータに変換される。

送受信部４００にて生成されたＲＦデータは、シネメモリ６０２に格納されるとともに、画像信号生成部５００に出力される。そして、画像信号生成部５００にてＲＦデータに基づきＢモード画像データが生成されてアナログの画像信号に変換された後に表示制御部１０５に出力される。この画像信号に基づき、表示制御部１０５は、表示部１０４にＢモード画像１１０を表示させる（ステップＳ１０）。

操作卓２０２の表示モード切り替えボタンが押下されて、単独表示モードから音速マップ表示モードに切り替えられると（ステップＳ１１）、ＣＰＵ１００は、表示部１０４に着目領域１１２の設定を促すメッセージ等を表示させる。医師は、表示部１０４に表示されるＢモード画像１１０を見ながら、ポインティングデバイス２０４を操作してＢモード画像１１０上に着目領域１１２を設定する（ステップＳ１２）。

着目領域１１２の設定がなされると、送受信制御部１２０は、送受信部４００を制御してドプラモード走査に対応した超音波の送受信を各素子３０２に実行させる。この超音波の送受信により送受信部４００にてＲＦデータが生成され（ステップＳ１３）、このＲＦデータがドプラ信号処理部７０１に入力される。なお、ドプラモード走査に対応した超音波の送受信が行われた後は、Ｂモード走査に対応した超音波の送受信、Ｂモード画像データの生成・出力が繰り返し実行される。

ドプラ信号処理部７０１は、図３から図５に示したように、ドプラモード走査時に得られたＲＦデータからカラードプラ情報またはＣＦＭ像データを生成する（ステップＳ１４）。このカラードプラ情報またはＣＦＭ像データは、音速測定領域決定部７０２に入力される。

音速測定領域決定部７０２は、ドプラ信号処理部７０１からのカラードプラ情報またはＣＦＭ像データに基づき、先に設定された着目領域１１２の中から移動体領域１１７を除いた音速測定領域１１９を決定する（図９（ａ）〜図９（ｃ）参照、ステップＳ１５）。音速測定領域決定部７０２の決定結果はＣＰＵ１００に入力される。

音速測定領域決定部７０２からの音速測定領域１１９の決定結果を受けて、送受信制御部１２０は、図９及び図１０に示したように、音速測定領域１１９内に送信焦点１２５を設定した後、送受信部４００を制御して超音波の送受信（送信フォーカス、受信フォーカス）を各素子３０２に実行させる。これにより、各送信焦点１２５のＲＦデータが取得（生成・格納）される（ステップＳ１６）。

各送信焦点１２５のＲＦデータの取得後、局所音速値算出部１２１は、図１１から図１３に示したように、ホイヘンスの原理を利用して、音速測定領域１１９内の各格子点Ｘ_ＲＯＩの局所音速値を算出する。次いで、音速マップ生成部１２２は、局所音速値算出部１２１による局所音速値の算出結果に基づき、音速マップ１３０を生成してＤＳＣ５０４に出力する（ステップＳ１７）。

音速マップ１３０は、ＤＳＣ５０４にてテレビジョン信号の走査方式の画像データに変換され、画像処理部５０６にて画像処理が施されて画像メモリ５０８に格納された後、Ｄ／Ａ変換器５１０にてアナログの画像信号に変換されて表示制御部１０５に出力される。

図１５に示すように、表示制御部１０５は、音速マップ１３０の画像信号と、Ｂモード走査で得られたＢモード画像の画像信号とに基づき、Ｂモード画像１１０に音速マップ１３０を重畳して表示部１０４に表示させる（ステップＳ１８）。音速マップ１３０では、音速測定領域１１９内が局所音速の値に応じて色分けして表示される。

図１４に戻って、ステップＳ１０で説明したように新たなＢモード画像データが生成されて画像メモリ５０８に格納される。先の音速マップ１３０の生成から一定期間が経過していない場合、具体的には所定フレーム数（１０フレームなど）のＢモード画像データが生成されていない場合（ステップＳ１９でＮＯ）には、更新制御部１２３による音速マップ１３０の更新処理は実行されない。このため、新たに生成されたＢモード画像上には、先に生成された音速マップ１３０が重畳して表示される。

一方、先の音速マップ１３０の生成から一定期間が経過した場合、具体的には所定フレーム数（１０フレームなど）のＢモード画像データが生成された場合（ステップＳ１９でＹＥＳ）に、更新制御部１２３は、音速マップ１３０の更新処理を実行させる。これにより、上述のステップＳ１３からステップＳ１８までの処理が繰り返し実行される。これにより、新たな音速マップ１３０がＢモード画像１１０上に重畳表示される。

以下、音速マップ表示モードが終了（ステップＳ２０でＹＥＳ）するまで、上述の各処理が繰り返し実行される。

なお、図１６（ａ）に示すように、上記第１実施形態では、図中「Ｓ」で示した音速測定領域１１９のＲＦデータ取得のための超音波の送受信の直前に、図中「Ｄ」に示したドプラモード走査に対応した超音波の送受信を行っている。なお、図中「Ｂ」は、Ｂモード走査に対応した超音波の送受信である。この際に、例えば、図１６（ｂ）に示すように、ドプラモード走査に対応した超音波の送受信と、音速測定領域１１９のＲＦデータ取得のための超音波の送受信との間に、Ｂモード走査に対応した超音波の送受信を行ってもよい。

＜作用効果＞
以上のように、本発明では、着目領域１１２内の音速測定領域１１９内に送信焦点１２５を設定し、各送信焦点１２５に対して超音波の送受信を行って得られたＲＦデータに基づき音速測定領域１１９内の局所音速値を求めて音速マップ１３０を生成しているので、着目領域１１２内の全領域のＲＦデータを取得する必要がなくなる。その結果、音速マップ１３０の生成の際における演算処理を従来よりも低減させることができるので、高性能な演算処理装置（ＣＰＵ）を用いることなく、音速マップ１３０の生成並びに表示に要する時間を短縮することができる。さらに、血管（血流）や動きの大きい組織等の各種移動体の影響を受けない音速マップ１３０を生成することができる。

［第２実施形態の超音波診断装置の構成］
次に、図１７を用いて本発明の第２実施形態の超音波診断装置２０について説明を行う。上記第１実施形態では、音速測定領域１１９内に送信焦点１２５を設定して取得したＲＦデータに基づき、音速測定領域１１９内の局所音速値を算出している。これに対して、第２実施形態の超音波診断装置２０では、着目領域１１２内に送信焦点１２５を設定して取得したＲＦデータに基づき、音速測定領域１１９内の局所音速値を算出する。

なお、超音波診断装置２０は、ＣＰＵ１００が第１実施形態とは異なる送受信制御部１２０ａ、局所音速値算出部１２１ａとして機能する点を除けば、第１実施形態と基本的に同じ構成であるので、第１実施形態と機能・構成上同一のものについては、同一符号を付してその説明は省略する。

送受信制御部１２０ａは、着目領域１１２内の全領域に送信焦点１２５を設定して超音波の送受信を送受信部４００（各素子３０２）に実行させることで、着目領域１１２内のＲＦデータを取得する。また、局所音速値算出部１２１ａは、着目領域１１２内のＲＦデータの中から音速測定領域１１９内の送信焦点１２５に対応するＲＦデータを選択して、局所音速値を算出する。

＜第２実施形態の超音波診断装置の作用＞
図１８に示すフローチャート及び図１９及び図２０に示す説明図を用いて、上記構成の超音波診断装置２０の作用について具体的に説明する。なお、音速測定領域１１９の決定がなされるまでの処理（ステップＳ１０からステップＳ１５まで）は、第１実施形態と同じであるので説明は省略する。

図１９に示すように、音速測定領域１１９の決定後、送受信制御部１２０ａは、着目領域１１２内の全領域に送信焦点１２５を設定した後、送受信部４００を制御して超音波の送受信（送信フォーカス、受信フォーカス）を実行させる。これにより、着目領域１１２の全領域内の各送信焦点１２５のＲＦデータが取得（生成・格納）される（ステップＳ２１）。なお、本実施形態では、送信焦点１２５を格子状に設定しているが、送信焦点１２５の設定パターンは適宜変更してもよい。また、ステップＳ２１は、ステップＳ１３からステップＳ１５の間で適宜実施してもよい。

送信焦点１２５の設定後、局所音速値算出部１２１ａは、音速測定領域決定部７０２からＣＰＵ１００に入力される音速測定領域１１９の決定結果に基づき、着目領域１１２内の音速測定領域１１９を判別する。

次いで、図２０に示すように、局所音速値算出部１２１ａは、着目領域１１２内の各送信焦点１２５に対応するＲＦデータの中から、音速測定領域１１９内の送信焦点１２５（図中、黒丸で表示）に対応するＲＦデータを選択した後、第１実施形態と同様にして局所音速値を算出する。これにより、音速測定領域１１９内の局所音速値が得られる。なお、図２０中の符号「１２５’」は音速測定領域１１９外の送信焦点（図中で白丸で表示）である。音速マップ生成部１２２は、局所音速値算出部１２１ａによる局所音速値の算出結果に基づき、音速マップ１３０を生成する（ステップＳ２２）。

以下、第１実施形態と同様に、音速マップ１３０がＢモード画像１１０上に重畳表示される。また、先の音速マップ１３０の生成から一定期間が経過した場合（例えば１０フレーム毎）には、上述のステップＳ１３〜Ｓ１５，Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ１８までの処理が繰り返し実行されることで、音速マップ１３０が更新される。

超音波診断装置２０では、着目領域１１２の全領域に送信焦点１２５を設定してＲＦデータの取得を行うので、音速マップ１３０の生成のための演算処理や生成時間が増加するものの、血管（血流）等の影響を受けない音速マップ１３０を生成することができる。

［その他］
上記各実施形態の局所音速値算出部１２１，１２１ａは、特許文献１に開示されたホイヘンスの原理を利用した局所音速算出法を用いて音速測定領域１１９内の局所音速値を求めているが、例えば特許文献１に開示された屈折率モデル計算を利用した局所音速算出法を用いて音速測定領域１１９内の局所音速値を求めてもよく、局所音速算出法は特に限定はされない。

上記各実施形態では、着目領域１１２を矩形状に設定しているが、例えば円形状等の各種形状に着目領域を設定してもよい。

上記各実施形態では、所定フレーム数毎（例えば１０フレーム）毎に音速マップ１３０の更新処理を行っているが、例えば先の音速マップ１３０の生成時から一定時間経過後などの各種一定期間が経過した後に音速マップ１３０の更新処理を行ってもよい。

上記各実施形態では、ドプラ信号処理部７０１によりカラードプラ情報やＣＦＭ像データを生成しているが、ドプラ信号処理部７０１の構成は、カラードプラ情報やＣＦＭ像データを生成可能であれば図３に示した構成に限定されるものではなく適宜変更してもよい。

上記各実施形態では、Ｂモード走査とドプラモード走査とで各素子３０２の駆動（超音波の送受信）を異ならせているが、カラードプラ情報やＣＦＭ像データを取得可能であれば各素子３０２の駆動を同じにしてもよい。この場合には、Ｂモード画像データの生成と、カラードプラ情報やＣＦＭ像データの生成とを同時に行うことができる。

１０，２０…超音波診断装置，１００…ＣＰＵ，１１０…Ｂモード画像，１１２…着目領域，１１９…音速測定領域，１２０…送受信制御部，１２１…局所音速値算出部，１２２…音速マップ生成部，１２３…更新制御部，１２５…送信焦点，１３０…音速マップ，２００…操作入力部，３００…超音波探触子，４００…送受信部，７０１…ドプラ信号処理部，７０２…音速測定領域決定部

Claims (8)

1. 超音波を被検体に送信し、かつ前記被検体によって反射された超音波を受信して超音波検出信号を出力する複数の素子を含む超音波探触子と、
   前記複数の素子をそれぞれ駆動する複数の駆動信号を前記複数の素子に供給し、かつ当該複数の素子から出力された前記超音波検出信号に基づき受信データを生成する送受信部であって、前記複数の素子に供給する前記複数の駆動信号の遅延量を調節することで超音波ビームを形成する送受信部と、
   前記被検体内に着目領域を設定する着目領域設定部と、
   前記送受信部を制御して、前記着目領域内の移動体の情報を得るための超音波の送受信を前記複数の素子に実行させる第１の送受信制御部と、
   前記移動体の情報を得るための超音波の送受信がなされたときに、前記移動体によりドプラ偏移されて反射された超音波の前記超音波検出信号に基づいて前記送受信部が生成した前記受信データから、前記移動体の動きに伴うドプラ信号を抽出して、この抽出結果に基づき前記着目領域内の前記移動体を含む移動体領域を判別する移動体領域判別部と、
   前記移動体領域判別部の判別結果に基づき、前記着目領域の中から前記移動体領域を除いた領域を、音速の分布を測定する音速測定領域として決定する音速測定領域決定部と、
   前記音速測定領域内に前記超音波ビームの送信焦点を複数設定し、各前記送信焦点に対する前記超音波ビームの送受信を前記送受信部に行わせることで、前記音速測定領域の音速測定用の受信データを前記送受信部に生成させる第２の送受信制御部と、
   前記音速測定用の受信データに基づき前記音速測定領域の音速の分布を示す音速マップを生成する音速マップ生成部と、
   を備える超音波診断装置。
2. 前記送受信部を制御して、前記被検体内の断層像情報を得るための超音波の送受信を前記複数の素子に実行させる第３の送受信制御部と、
   前記断層像情報を得るための超音波の送受信がなされたときに前記送受信部が生成した前記受信データに基づきＢモード画像を生成する画像生成部と、
   前記Ｂモード画像を表示する表示部と、を備え、
   前記着目領域設定部は、前記Ｂモード画像上に前記着目領域を設定する請求項１記載の超音波診断装置。
3. 前記第１の送受信制御部による前記送受信部の制御と、前記移動体領域判別部による前記移動体領域の判別と、前記音速測定領域決定部による前記音速測定領域の決定と、前記第２の送受信制御部による前記送受信部の制御と、前記音速マップ生成部による前記音速マップの生成と、を含む音速マップ更新処理を実行させる更新制御部を備える請求項２記載の超音波診断装置。
4. 前記更新制御部は、予め定められたフレーム数の前記Ｂモード画像が前記画像生成部により生成される毎に、前記音速マップ更新処理を実行させる請求項３記載の超音波診断装置。
5. 前記移動体には、前記着目領域内の血管を流れる血液が含まれており、
   前記移動体領域判別部は、前記ドプラ信号の抽出結果に基づき、前記着目領域内での前記血液の流れを示す血流情報を生成して、前記血流情報に基づき前記移動体領域を判別する請求項１から４のいずれか１項記載の超音波診断装置。
6. 前記移動体には、前記着目領域内で移動する組織が含まれており、
   前記移動体領域判別部は、前記ドプラ信号の抽出結果に基づき、前記着目領域内での前記組織の移動を示す組織移動情報を生成して、前記組織移動情報に基づき前記移動体領域を判別する請求項１から５のいずれか１項記載の超音波診断装置。
7. 前記移動体領域判別部は、前記送受信部が生成した前記受信データから、前記組織の中で動きの大きさが予め定めたしきい値以上となる組織に対応する前記ドプラ信号を抽出して、当該ドプラ信号に基づき前記組織移動情報を生成する請求項６記載の超音波診断装置。
8. 前記表示部は、前記Ｂモード画像上に前記音速マップを重畳表示する請求項２から４のいずれか１項記載の超音波診断装置。

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