CN110575198B - 解析装置及解析方法 - Google Patents

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Abstract

实施方式涉及解析装置及解析方法。本发明解决的课题在于，提供能够生成能够使用户容易地判断被检体的各种状态的信息的解析装置及解析方法。实施方式的解析装置具备取得部及解析部。取得部取得时序的多普勒图像数据，该时序的多普勒图像数据描绘在血管中所形成的解析对象内的血流。解析部解析上述时序的多普勒图像数据，计算指标值，该指标值基于将上述解析对象内的上述血流包含在内的第1关注区域内的第1血流信号强度的时间变化。

Description

解析装置及解析方法
关联申请的参照
本申请享受2018年6月8日提出申请的日本国专利申请号2018－110502的优先权的利益，该日本国专利申请的全部内容引用于本申请。
技术领域
实施方式涉及解析装置及解析方法。
背景技术
颈动脉斑块形成于颈动脉的内壁，在破裂时会在破裂部位形成血栓。该血栓会成为使颈动脉闭塞的原因。另外，血栓游离并堵塞于末梢的脑动脉，还会成为引起脑梗塞的原因。颈动脉斑块有时会在手术中剥落。
因此，医师等的用户，有想要容易地把握颈动脉斑块的状态的愿望。此外，用户有除了颈动脉斑块的状态以外还想要容易地把握发现了肿瘤的被检体的肿瘤的状态及罹患糖尿病的被检体的末梢血管的状态等。
发明内容
本发明要解决的课题在于，提供能够生成能够使用户容易地判断被检体的各种状态的信息的解析装置及解析方法。
实施方式的解析装置具备取得部及解析部。取得部取得时序的多普勒图像数据，该时序的多普勒图像数据描绘形成于血管的解析对象内的血流。解析部解析上述时序的多普勒图像数据，计算指标值，该指标值基于将上述解析对象内的上述血流包含在内的第1关注区域内的第1血流信号强度的时间变化。
效果
根据实施方式的解析装置及解析方法，能够生成能够使用户容易地判断被检体的各种状态的信息。
附图说明
图1是表示第1实施方式的超声波诊断装置的构成例的框图。
图2是用于说明第1实施方式的第1超声波扫描及第2超声波扫描的一例的图。
图3是用于说明第1实施方式的第1超声波扫描及第2超声波扫描的一例的图。
图4是用于对第1实施方式的解析功能所执行的处理的一例进行说明的图。
图5是用于对第1实施方式的解析功能所执行的处理的一例进行说明的图。
图6是用于对第1实施方式的解析功能所执行的处理的一例进行说明的图。
图7是用于对第1实施方式的解析功能所执行的处理的一例进行说明的图。
图8是用于对第1实施方式的解析功能所执行的处理的一例进行说明的图。
图9是用于说明第1实施方式的控制电路及解析电路所执行的解析处理的流程的一例的流程图。
图10是表示第1实施方式的第3变形例的关注区域的一例的图。
图11是表示第2实施方式的医用图像处理装置的构成的一例的图。
具体实施方式
实施方式的解析装置具备取得部及解析部。取得部取得时序的多普勒图像数据，该时序的多普勒图像数据描绘形成于血管的解析对象内的血流。解析部解析上述时序的多普勒图像数据，计算指标值，该指标值基于将上述解析对象内的上述血流包含在内的第1关注区域内的第1血流信号强度的时间变化。
以下，一边参照附图，一边对实施方式的解析装置及程序进行说明。另外，一个实施方式或变形例中记载的内容，在其他的实施方式或其他的变形例中也同样应用。
(第1实施方式)
图1是表示第1实施方式的超声波诊断装置1的构成例的框图。如图1所例示那样，第1实施方式的超声波诊断装置1具有装置主体100、超声波探头101、输入装置102及显示器103。超声波诊断装置1是解析装置的一例。
超声波探头101例如具有压电振子等的多个元件。这多个元件基于从装置主体100具有的收发电路110的发送电路110a供给的驱动信号，产生超声波。另外，超声波探头101接收来自被检体P的反射波并变换为电信号。另外，超声波探头101例如具有设于压电振子的整合层、及防止从压电振子向后方的超声波的传播的密封部件等。另外，超声波探头101与装置主体100以装拆自如的方式连接。
在从超声波探头101向被检体P发送超声波时，所发送的超声波在被检体P的体内组织中的声阻抗的不连续面依次被反射，并作为反射波信号被超声波探头101具有的多个元件所接收。被接收的反射波信号的振幅，依赖于超声波被反射的不连续面上的声阻抗之差。另外，所发送的超声波脉冲在正在移动的血流、心脏壁等的表面被反射的情况下的反射波信号，由于多普勒效应，而依赖于移动体的相对于超声波发送方向的速度成分，并受频率偏移。并且，超声波探头101将反射波信号输出至后述的收发电路110的接收电路110b。
超声波探头101设置为能够与装置主体100装拆。在进行被检体P内的二维区域的扫描(二维扫描)的情况下，操作者例如将由多个压电振子配置为一列而成的1D阵列探头作为超声波探头101而与装置主体100连接。1D阵列探头是线型超声波探头、凸面型超声波探头、扇面型超声波探头等。另外，在进行被检体P内的三维区域的扫描(三维扫描)的情况下，操作者例如将机械4D探头、2D阵列探头作为超声波探头101而与装置主体100连接。机械4D探头能够使用如1D阵列探头那样以一列排列的多个压电振子进行二维扫描，并且通过使多个压电振子以规定的角度(摆动角度)摆动从而能够进行三维扫描。另外，2D阵列探头能够通过以矩阵状配置的多个压电振子进行三维扫描，并且通过使超声波会聚后发送从而能够进行二维扫描。
输入装置102例如通过鼠标、键盘、按钮、面板开关、触摸命令屏、脚踏开关、跟踪球、控制杆等的输入手段来实现。输入装置102受理来自超声波诊断装置1的操作者的各种设定请求，并将所受理的各种设定请求转送至装置主体100。
显示器103例如显示由超声波诊断装置1的操作者使用输入装置102输入各种设定请求所用的GUI(Graphical User Interface)、或者显示通过在装置主体100中生成的超声波图像数据表示的超声波图像等。显示器103通过液晶监视器、CRT(Cathode Ray Tube)监视器等来实现。
装置主体100基于由超声波探头101接收到的反射波信号，生成超声波图像数据。另外，超声波图像数据是图像数据的一例。装置主体100能够基于由超声波探头101接收到的与被检体P的二维区域对应的反射波数据，生成二维的超声波图像数据。另外，装置主体100能够基于由超声波探头101接收到的与被检体P的三维区域对应的反射波数据，生成三维的超声波图像数据。如图1所示那样，装置主体100具有收发电路110、缓冲存储器120、B模式处理电路130、多普勒处理电路140、图像生成电路150、图像存储器160、存储电路170、控制电路180及解析电路190。
收发电路110接受控制电路180的控制，使超声波探头101发送超声波，并且使超声波探头101接收超声波(超声波的反射波)。即，收发电路110经由超声波探头101执行超声波扫描(超声波扫描)。收发电路110具有发送电路110a及接收电路110b。
发送电路110a接受控制电路180的控制，从超声波探头101发送超声波。发送电路110a具有速率脉冲发生电路、发送延迟电路及发送脉冲发生器，并对超声波探头101供给驱动信号。在对被检体P内的二维区域进行扫描(scan)的情况下，发送电路110a使得用于扫描二维区域的超声波束从超声波探头101发送。另外，在对被检体P内的三维区域进行扫描的情况下，发送电路110a使得用于扫描三维区域的超声波束从超声波探头101发送。
速率脉冲发生电路以规定的速率频率(PRF：Pulse Repetition Frequency)反复产生用于形成发送超声波(发送束)的速率脉冲。速率脉冲通过经由发送延迟电路，从而以具有不同的发送延迟时间的状态对发送脉冲发生器施加电压。例如，发送延迟电路对由速率脉冲发生电路产生的各速率脉冲赋予如下的发送延迟时间，该发送延迟时间是将从超声波探头101产生的超声波会聚为束状并决定发送指向性所必要的每个压电振子的发送延迟时间。发送脉冲发生器以基于该速率脉冲的定时，对超声波探头101施加驱动信号(驱动脉冲)。另外，发送延迟电路通过使对各速率脉冲赋予的发送延迟时间变化，来任意地调整超声波的从压电振子面的发送方向。
驱动脉冲在从发送脉冲发生器经由线缆一直被传递到超声波探头101内的压电振子后，在压电振子中从电信号被变换为机械性振动。由于该机械性振动而产生的超声波被发送至生物体内部。这里，具有按每个压电振子而不同的发送延迟时间的超声波被会聚后、沿规定方向传播。
另外，发送电路110a为了接受控制电路180的控制来执行规定的扫描序列，而具有能够瞬时地变更发送频率、发送驱动电压等的功能。尤其是，发送驱动电压的变更通过能够瞬间地切换该值的线性放大器型的发信电路、或者对多个电源单元进行电气切换的机构来实现。
由超声波探头101所发送的超声波的反射波，在到达了超声波探头101内部的压电振子后，在压电振子中从机械性振动被变换为电信号(反射波信号)，并被输入至接收电路110b。接收电路110b具有前置放大器、A/D(Analog to Digital)变换器及正交检波电路等，对超声波探头101接收到的反射波信号进行各种处理而生成反射波数据。并且，接收电路110b将所生成的反射波数据保存于缓冲存储器120。
前置放大器将反射波信号按每个通道放大并进行增益调整(增益校正)。A/D变换器对增益校正过的反射波信号进行A/D变换从而将增益校正过的反射波信号变换为数字信号。正交检波电路将A/D变换过的反射波信号变换为基带频带的同相信号(I信号，I：In-phase)及正交信号(Q信号，Q：Quadrature-phase)。并且，正交检波电路将I信号及Q信号(IQ信号)作为反射波数据而保存于缓冲存储器120。
接收电路110b根据超声波探头101接收到的二维的反射波信号，生成二维的反射波数据。另外，接收电路110b根据超声波探头101接收到的三维的反射波信号，生成三维的反射波数据。
缓冲存储器120是将由收发电路110所生成的反射波数据暂时地存储的存储器。例如，缓冲存储器120存储几帧量的反射波数据或几体积量的反射波数据。例如，缓冲存储器120通过接收电路110b的控制，存储规定数的帧量的反射波数据。并且，缓冲存储器120，在以存储有规定数的帧量的反射波数据的状态下，在通过接收电路110b新生成1帧量的反射波数据的情况下，接受接收电路110b的控制，将被生成的时间最早的1帧量的反射波数据丢弃，并存储新生成的1帧量的反射波数据。例如，缓冲存储器120通过RAM(Random AccessMemory)、闪存存储器等的半导体存储器元件来实现。
B模式处理电路130及多普勒处理电路140，是从缓冲存储器120读出反射波数据，并对读出的反射波数据进行各种信号处理的信号处理部。
B模式处理电路130对于从缓冲存储器120读出的反射波数据，进行对数放大及包络线检波处理等，生成将每个采样点的信号强度(振幅强度)以亮度的明暗度来表现的数据(B模式数据)。B模式处理电路130将所生成的B模式数据输出至图像生成电路150。B模式处理电路130例如通过处理器来实现。
多普勒处理电路140对从缓冲存储器120读出的反射波数据进行频率解析，从而提取基于多普勒效应的移动体(血流、组织、造影剂回波成分等)的运动信息，生成对提取到的运动信息进行表示的数据(多普勒数据)。例如，多普勒处理电路140，遍及多点地提取平均速度、均方差值及平均功率值等，作为移动体的运动信息，生成对提取到的移动体的运动信息进行表示的多普勒数据。多普勒处理电路140将所生成的多普勒数据输出至图像生成电路150。
使用上述的多普勒处理电路140的功能，第1实施方式的超声波诊断装置1能够执行也被称为彩色血流成像(CFM：Color Flow Mapping)法的彩色多普勒法。在彩色血流成像法中，在多条扫描线上进行多次超声波的收发。并且，在彩色血流成像法中，对同一位置的数据串应用MTI(Moving Target Indicator)滤波器，从而从同一位置的数据串中，对来源于静止的组织或运动缓慢的组织的信号(杂波信号)进行抑制地提取来源于血流的信号。并且，在彩色血流成像法中，根据该血流信号，推断血流的平均速度、血流的均方差值、及血流的平均功率值等的血流信息。并且，在彩色血流成像法中，生成对推断出的血流信息进行表示的多普勒数据。并且，后述的图像生成电路150，生成将多普勒数据表示的血流信息的推断结果的分布例如以二维进行彩色显示的多普勒图像数据(彩色多普勒图像数据)。另外，图像生成电路150也可以生成将血流信息的推断结果的分布例如以灰度进行显示的多普勒图像数据。并且，显示器103显示多普勒图像数据表示的多普勒图像。
本实施方式的多普勒处理电路140，使用根据输入信号而使系数变化的自适应型的MTI滤波器，作为MTI滤波器。例如，多普勒处理电路140，使用被称为“EigenvectorRegression Filter，本征向量回归滤波器”的滤波器，作为自适应型的MTI滤波器。以下，将使用本征向量的自适应型MTI滤波器即“Eigenvector Regression Filter”，记载为“本征向量型MTI滤波器”。
本征向量型MTI滤波器，根据相关矩阵计算本征向量，根据计算出的本征向量，计算在杂波成分抑制处理中使用的系数。该方法使用了在主成分分析、卡洛变换(Karhunen-Loeve transform)、本征空间法中使用的方法。
使用本征向量型MTI滤波器的第1实施方式的多普勒处理电路140，根据同一位置(同一采样点)的连续的反射波数据的数据串，计算第1区域的相关矩阵。然后，多普勒处理电路140计算相关矩阵的本征值及与该本征值对应的本征向量。然后，多普勒处理电路140计算基于各本征值的大小使排列各本征向量而成的矩阵的秩降低后的矩阵，作为抑制杂波成分的滤波矩阵。
然后，多普勒处理电路140使用滤波矩阵，从同一位置(同一采样点)的连续的反射波数据的数据串中，确定杂波成分被抑制且被提取了来源于血流的血流信号的数据串。即，多普勒处理电路140使用滤波矩阵，从同一位置的连续的反射波数据的数据串中，提取血流信号，确定基于血流信号的数据串。然后，多普勒处理电路140，进行使用了所确定的数据串的自相关运算等的运算，推断血流信息。然后，多普勒处理电路140将表示推断出的血流信息的多普勒数据输出至图像生成电路150。另外，关于第1实施方式的多普勒处理电路140进行的具体的处理，在后面详细叙述。多普勒处理电路140例如通过处理器来实现。
B模式处理电路130及多普勒处理电路140，能够对二维的反射波数据及三维的反射波数据这两方进行处理。
图像生成电路150，根据B模式处理电路130及多普勒处理电路140输出的数据，生成超声波图像数据。图像生成电路150根据B模式处理电路130生成的二维的B模式数据，生成将反射波的强度用亮度来表示的二维B模式图像数据。另外，图像生成电路150根据多普勒处理电路140生成的二维的多普勒数据，生成将血流信息影像化而得到的二维多普勒图像数据。二维多普勒图像数据是速度图像数据、方差图像数据、功率图像数据或将它们组合而得到的图像数据。图像生成电路150，根据作为血流信息的多普勒数据，生产以彩色来显示血流信息的血流图像数据或生成以灰度来显示血流信息的血流图像数据，作为多普勒图像数据。图像生成电路150通过处理器来实现。
这里，一般而言，图像生成电路150将超声波扫描的扫描线信号串变换(扫描转换)为以电视等为代表的视频格式的扫描线信号串，并生成显示用的超声波图像数据。例如，图像生成电路150根据超声波探头101的超声波的扫描方式进行坐标变换，从而生成显示用的超声波图像数据。另外，图像生成电路150，除了扫描转换以外，例如进行使用扫描转换后的多个图像帧，重新生成亮度的平均值图像的图像处理(平滑化处理)、在图像内使用微分滤波器的图像处理(边缘强调处理)等，作为各种图像处理。另外，图像生成电路150将各种参数的字符信息、比例、***标记等合成于超声波图像数据。
进而，图像生成电路150对由B模式处理电路130生成的三维的B模式数据进行坐标变换，从而生成三维B模式图像数据。另外，图像生成电路150对由多普勒处理电路140生成的三维的多普勒数据进行坐标变换，从而生成三维多普勒图像数据。即，图像生成电路150生成“三维的B模式图像数据及三维多普勒图像数据”，作为“三维超声波图像数据(体数据)”。并且，图像生成电路150为了生成用于通过显示器103显示体数据的各种二维图像数据，而对体数据进行各种各样的绘制处理。
作为图像生成电路150进行的绘制处理，例如有执行多平面重建法(MPR：MultiPlaner Reconstruction)而根据体数据生成MPR图像数据的处理。另外，作为图像生成电路150进行的绘制处理，例如有生成反映了三维的信息的二维图像数据的体绘制(VR：VolumeRendering)处理。
B模式数据及多普勒数据是扫描转换处理前的超声波图像数据，图像生成电路150生成的数据，是扫描转换处理后的显示用的超声波图像数据。另外，B模式数据及多普勒数据也被称为原始数据(Raw Data)。另外，多普勒数据及多普勒图像数据这两个数据也存在被称为多普勒图像数据的情况。
图像存储器160是存储由图像生成电路150所生成的各种图像数据的存储器。另外，图像存储器160也存储B模式处理电路130及由多普勒处理电路140生成的数据。关于图像存储器160存储的B模式数据、多普勒数据，例如操作者能够在诊断后调出，并经由图像生成电路150而成为显示用的超声波图像数据。例如，图像存储器160通过RAM、闪存存储器等半导体存储器元件、硬盘或光盘来实现。
存储电路170存储用于进行超声波收发、图像处理及显示处理的控制程序、其他的各种程序、诊断信息(例如，患者ID、医师的意见等)、诊断记录及各种***标记等的各种数据。另外，存储电路170根据需要，还被使用于图像存储器160存储的数据的保管等。例如，存储电路170通过闪存存储器等的半导体存储器元件、硬盘或光盘来实现。
控制电路180对超声波诊断装置1的处理整体进行控制。具体而言，控制电路180基于经由输入装置102从操作者输入的各种设定请求、从存储电路170读入的各种控制程序及各种数据，对收发电路110、B模式处理电路130、多普勒处理电路140、图像生成电路150及解析电路190的处理进行控制。另外，控制电路180具有显示控制功能，该显示控制功能为，对显示器103进行控制，以显示通过存储于图像存储器160的各种显示用的超声波图像数据表示的超声波图像。控制电路180是显示控制部的一例。控制电路180通过例如处理器来实现。
解析电路190进行各种解析。解析电路190如图1所示那样，具有取得功能190a及解析功能190b。这里，例如，作为图1所示的解析电路190的构成要素的、取得功能190a及解析功能190b的各处理功能，以计算机可执行的程序的方式被记录于存储电路170中。解析电路190从存储电路170读出各程序，并执行读出的各程序，从而实现与各程序对应的功能。换言之，已将各程序读出的状态的解析电路190，具有在图1的解析电路190内所示的各功能。解析电路190通过例如处理器来实现。
另外，取得功能190a及解析功能190b的全部的处理功能也可以以计算机可执行的1个程序的方式记录于存储电路170。该情况下，解析电路190，从存储电路170读出程序，并执行读出的程序，从而实现与程序对应的取得功能190a及解析功能190b。
另外，也可以是取得功能190a、解析功能190b及控制电路180的显示控制功能的全部的处理功能以计算机可执行的1个程序的方式记录于存储电路170。该情况下，控制电路180及解析电路190被整合于1个处理电路，该处理电路从存储电路170读出程序，并执行读出的程序，从而实现与程序对应的取得功能190a、解析功能190b及显示控制功能。处理电路通过例如处理器来实现。
取得功能190a是取得部的一例。解析功能190b是解析部的一例。显示控制功能是显示控制部的一例。
在上述说明中使用的“处理器”这一用语，例如是指CPU(Central ProcessingUnit)、GPU(Graphics Processing Unit)、特定用途集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit：ASIC)、或者可编程逻辑器件(例如，简单可编程逻辑器件(SimpleProgrammable Logic Device：SPLD)、复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable LogicDevice：CPLD)或现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array：FPGA))等的电路。处理器通过读出并执行保存在存储电路170中的程序来实现功能。另外，也可以采用代替在存储电路170中保存程序，而在处理器的电路内直接装入程序的构成。该情况下，处理器能够通过读出并执行装入到电路内的程序来实现功能。另外，本实施方式的各处理器，不限于按每个处理器构成为单一的电路的情况，也可以将多个独立的电路组合而构成为1个处理器，来实现该功能。进而，也可以将图1中的多个构成要素整合为1个处理器来实现该功能。
以上，对第1实施方式的超声波诊断装置1的整体构成进行了说明。超声波诊断装置1，为了生成能够使用户容易地判断颈动脉斑块(斑块)的状态的信息，而如以下说明那样，执行各种处理。
本实施方式的超声波诊断装置1，收集示出了斑块内的血流信息及颈动脉内的血流信息的血流图像及示出了组织形状的组织图像。另外，血流图像是通过多普勒图像数据表示的多普勒图像。另外，组织图像是通过组织图像数据即B模式图像数据表示的B模式图像。
并且，为了进行该收集，收发电路110以多普勒模式执行用于收集多普勒图像数据的超声波扫描(第1超声波扫描)，并且以B模式执行用于收集B模式图像数据的超声波扫描(第2超声波扫描)。第1超声波扫描是针对被检体P内的包括在颈动脉中形成的斑块的区域(第1区域)的超声波扫描，而且是取得第1区域内的血流信息(斑块内的血流信息及颈动脉内的血流信息)的超声波扫描。颈动脉是血管的一例。第2超声波扫描是取得被检体P内的区域(第2区域)内的组织形状的信息的超声波扫描。
第1区域与第2区域只要至少一部分重叠即可。第1区域的范围和第2区域的范围，可以是相同的范围，也可以是第1区域的范围比第2区域的范围小，还可以是第2区域的范围比第1区域的范围小。
在第1实施方式中，收发电路110经由超声波探头101，交替地执行第1超声波扫描及第2超声波扫描。另外，第1超声波扫描的扫描方式，是将以多条扫描线形成的第1区域中的超声波收发在各扫描线设为1次的扫描方式。通过该扫描方式，能够提高帧速率。以下，将上述的第1超声波扫描记载为“高帧速率用超声波扫描”，将通过“高帧速率用超声波扫描”进行的CFM法记载为“高帧速率法”。
这里，在通常的彩色多普勒法中，以同一方向进行多次超声波收发，并从由此接收到的信号提取血流信号。通过该超声波收发获得的来自同一位置的反射波信号(反射波数据)的数据串，被称为包。包尺寸是为了获得1帧的血流信息而以同一方向进行的超声波收发的次数。一般的彩色多普勒法中的包尺寸，是5～16左右。就本征向量型MTI滤波器的性能而言，包尺寸大者会提高，但在增大包尺寸时，帧速率降低。
另一方面，在高帧速率法中，能够针对各帧的相同位置的数据串以帧方向(时间方向)进行处理。例如，在高帧速率法中，能够将MTI滤波器处理设为，从包这一有限长的数据处理到针对无限长的数据的处理。其结果，通过高帧速率法，能够提高MTI滤波器的性能，结果，能够推断与低流速的血流有关的血流信息，能够推断与较细的血管内的血流有关的血流信息，而且，能够以较高的帧速率显示表示血流信息的血流图像。例如，通过高帧速率法，除了与颈动脉内的血流有关的血流信息以外，还能够推断与斑块内的微细的血流有关的血流信息。
第1实施方式的控制电路180，使第2超声波扫描与基于高帧速率用超声波扫描的第1超声波扫描一起，用以下说明的扫描方式来执行。
控制电路180将第2区域分割为多个分割区域，并在第1超声波扫描期间分时地使超声波探头101执行针对多个分割区域的每个分割区域的第2超声波扫描。即，收发电路110经由超声波探头101交替地执行第1超声波扫描、及针对分割出第2区域的多个分割区域的每个分割区域的第2超声波扫描。因此，在第1实施方式中，收发电路110在第1超声波扫描期间执行第2超声波扫描，在进行几帧量的第1超声波扫描的期间，使1帧量的第2超声波扫描完结。通过该扫描方式，第1实施方式的超声波诊断装置1在第1超声波扫描与第2超声波扫描间能够独立地设定超声波收发条件(画像质量条件)。另外，控制电路180也可以不分时地进行第2超声波扫描。即，控制电路180使超声波探头101执行不是针对分割区域而是针对第2区域整体的超声波扫描，作为第2超声波扫描。
对第1超声波扫描及第2超声波扫描进行说明。图2及图3是用于说明第1实施方式的第1超声波扫描及第2超声波扫描的一例的图。如图2所示那样，控制电路180基于来自操作者的指示、初始设定的信息等，将第2区域分割为4个分割区域(第1分割区域～第4分割区域)。图2所示的“B”，示出了使用B模式下的收发条件、进行第2超声波扫描的分割区域。分割区域通过至少1条扫描线来形成。
例如，收发电路110以在构成分割区域的各扫描线发送超声波，B模式处理电路130根据基于超声波的反射波的反射波数据，生成B模式数据。
另外，图2所示的“D”，示出了使用彩色血流成像用的收发条件来进行第1超声波扫描的第1区域。例如，图2所示的“D”，成为进行以上述的高帧速率法进行的超声波扫描的范围。即，第1超声波扫描，不是如一般的彩色多普勒法那样、将超声波在同一方向上多次发送、并多次接收反射波，而是在各扫描线进行1次超声波收发。收发电路110通过在形成第1区域的多条扫描线的每条扫描线进行各1次超声波收发，从而执行基于如下超声波扫描，作为第1超声波扫描，该超声波扫描基于使用多帧量的反射波来取得血流信息的方法(高帧速率法)。
如图2所示那样，首先，收发电路110执行针对第1分割区域的第2超声波扫描(步骤S1)，执行针对第1区域(1帧量)的第1超声波扫描(步骤S2)。然后，收发电路110执行针对第2分割区域的第2超声波扫描(步骤S3)，执行针对第1区域的第1超声波扫描(步骤S4)。然后，收发电路110执行针对第3分割区域的第2超声波扫描(步骤S5)，执行针对第1区域的第1超声波扫描(步骤S6)。然后，收发电路110执行针对第4分割区域的第2超声波扫描(步骤S7)，执行针对第1区域的第1超声波扫描(步骤S8)，返回到步骤S1。
这里，如图2所例示那样，对收发电路110的第1超声波扫描进行控制的控制电路180，将进行第1超声波扫描的间隔设为等间隔。即，第1区域的“某扫描线”上的“点X”，以图2的步骤S2、S4、S6及S8的第1超声波扫描各被扫描1次，但该扫描间隔被控制为一定的“T”。例如，控制电路180将第2超声波扫描所需要的时间设为相同，并将进行第1超声波扫描的间隔设为等间隔。例如，控制电路180进行控制，以使图2的步骤S1、S3、S5及S7中进行的第2超声波扫描所需要的时间成为相同的时间。控制电路180将分割第2区域而得到的各分割区域的大小、扫描线数、扫描线密度及深度等设为相同。例如，若扫描线数相同，则第2超声波扫描所需要的时间相同。多普勒处理电路140针对第1区域的帧间的相同的位置的数据串(图2所示的“Xn－3，Xn－2，Xn－1，Xn，···”)，进行后述的处理，输出“点X”的血流信息。另外，在上述的方法中，具有显示控制功能的控制电路180，不是以“4T”间隔来对显示于显示器103的组织图像进行更新，而是以“T”间隔来对与分割区域对应的组织图像的一部分进行更新。
在以往的彩色多普勒的处理中，针对在包内闭合的数据串，进行“MTI滤波器处理”及“速度·方差·功率推断处理”。因此，在以往的彩色多普勒的处理中，以1个包仅能够输出1个血流信息。相对于此，在以高帧速率法的扫描方式进行的彩色多普勒的处理中，扫描本身没有包这一概念。因此，在以上述的扫描方式进行的彩色多普勒的处理中，用于输出1个血流信息的处理中使用的数据串的数据长度，能够任意地变更。
并且，在以上述的扫描方式进行的彩色多普勒的处理中，能够使在用于输出在前的时相的血流信息的处理中使用的数据串与在用于输出下一时相的血流信息的处理中使用的数据串重复。
关于该点，使用图3进行说明。在图3中，例示出了第1区域与第2区域是相同的扫描范围，且该扫描范围通过第1扫描线至第8扫描线这8条扫描线形成的情况。另外，在图3中，将8条扫描线分别沿着方位方向(超声波探头101的振子的排列方向)示为“1，2，3，4，5，6，7，8”。另外，在图3中，以涂黑的矩形表示第2超声波扫描，以空心的矩形表示第1超声波扫描。图3是例示了对于图2所示的扫描范围以第1实施方式中进行的扫描方式进行扫描的情况的图。具体而言，在图3中示出了，图2所示的第1区域通过8条扫描线来形成、将与第1区域相同的区域即第2区域分割为4个而得到的分割区域通过2条扫描线来形成的情况。
在图3所例示的扫描中，按从第1扫描线到第2扫描线的顺序进行第2超声波扫描。在进行了第2扫描线的第2超声波扫描后，按从第1扫描线到第8扫描线的顺序进行第1超声波扫描(第1次的第1超声波扫描)。
然后，在进行了第1次的第1超声波扫描后，按从第3扫描线到第4扫描线的顺序进行第2超声波扫描。在进行了第4扫描线的第2超声波扫描后，再次按从第1扫描线到第8扫描线的顺序进行第1超声波扫描(第2次的第1超声波扫描)。
然后，按从第5扫描线到第6扫描线的顺序进行了第2超声波扫描后，再次按从第1扫描线到第8扫描线的顺序进行第1超声波扫描(第3次的第1超声波扫描)。
然后，按从第7扫描线到第8扫描线的顺序进行了第2超声波扫描后，再次，按从第1扫描线到第8扫描线的顺序进行第1超声波扫描(第4次的第1超声波扫描)。关于第4次的第1超声波扫描以后，也同样地交替地执行第2超声波扫描和第1超声波扫描。即，在第1实施方式中，收发电路110交替地执行针对第1区域的第1超声波扫描及针对第2区域的一部分(分割区域)的第2超声波扫描。
这里，例如，对数据串的数据长度被设定为“4”，且显示的帧间的数据串的重复数被设定为“3”的情况进行说明。在该情况下，多普勒处理电路140根据在从第1次的第1超声波扫描一直到第4次的第1超声波扫描为止收集到的反射波数据，生成第1帧用的多普勒数据。即，多普勒处理电路140，根据通过与数据串的数据长度“4”对应的4次量的第1超声波扫描所收集到的反射波数据，生成第1帧用的多普勒数据。该多普勒数据是成为多普勒图像数据(血流图像数据)的源的数据。并且，图像生成电路150根据第1帧用的多普勒数据，生成第1帧的多普勒图像数据。并且，控制电路180使显示器103显示第1帧的多普勒图像数据所表示的第1帧的多普勒图像。
接下来，多普勒处理电路140根据从第2次的第1超声波扫描一直到第5次的第1超声波扫描为止所收集到的反射波数据，生成第2帧用的多普勒数据。这里，从第2次的第1超声波扫描一直到第5次的第1超声波扫描为止所收集到的反射波数据、与上述的从第1次的第1超声波扫描一直到第4次的第1超声波扫描为止所收集到的反射波数据之间，从第2次的第1超声波扫描一直到第4次的第1超声波为止所收集到的反射波数据重复。即，反射波数据以与重复数“3”相当的数量重复。
然后，根据第2帧用的多普勒数据，生成第2帧的多普勒图像数据。然后，第2帧的多普勒图像数据所表示的第2帧的多普勒图像被显示于显示器103。同样地，根据从第3次的第1超声波扫描一直到第6次的第1超声波扫描为止所收集到的反射波数据，生成第3帧用的多普勒数据。即，在将N设为正的整数时，根据从第N次的第1超声波扫描一直到第(N+3)次的第1超声波扫描为止所收集到的反射波数据，生成第N帧用的多普勒数据。
另外，1帧量的第2超声波扫描，在图3所例示的情况下，在4帧量的第1超声波扫描完成时完结。在图3所例示的情况下，为在血流图像的1帧被进行显示期间，将第2区域分割为4个而得到的分割区域的图像(组织图像的一部分)被更新的显示方式。这里，控制电路180将血流图像叠加于组织图像，并将组织图像及血流图像显示于显示器103。
接下来，对第1超声波扫描的一例进行说明。在第1超声波扫描中，收发电路110经由超声波探头101、在各扫描线仅进行1次超声波收发。具体而言，收发电路110，在形成第1区域的多条扫描线的每条扫描线各1次地、发送超声波并接收超声波的反射波，而作为第1超声波扫描。然后，收发电路110按每条扫描线，生成基于超声波的反射波的反射波数据。然后，收发电路110反复多帧量进行这样地生成反射波数据的处理。然后，多普勒处理电路140根据基于多帧量的超声波的反射波的反射波数据，推断血流信息。然后，多普勒处理电路140生成对推断出的血流信息进行表示的多普勒数据。然后，图像生成电路150基于该多普勒数据，生成多普勒图像数据。
接下来，对第1实施方式的生成MTI滤波矩阵的方法的一例进行说明。首先，多普勒处理电路140，根据通过反复进行如下扫描方式而收集到的同一位置的连续的反射波数据的数据串，计算扫描范围的相关矩阵，该扫描方式为，将以多条扫描线形成的第1区域中的超声波收发在各扫描线设为1次。
具体而言，多普勒处理电路140通过以下所示的式(1)，计算相关矩阵“Rxx”。
Figure BDA0002087095760000171
这里，式(1)所示的“xm”，为将某位置“m”处的数据串设为列向量而得到的。列向量“xm”的长度“L”，是在1帧的多普勒数据(血流信息)的推断计算中使用的数据长度。例如，在图3所例示的情况下，“L”是“4”。另外，式(1)所示的“xm H”是取“xm”的各要素的复共轭而得到的矩阵的转置矩阵。
这里，位置“m”是在进行高帧速率用超声波扫描的整个空间中设定的采样点的位置。位置“m”在二维扫描的情况下以二维坐标系表示，在三维扫描的情况下以三维坐标系表示。另外，式(1)所示的“M”是位置“m”的总数。
即，多普勒处理电路140，通过式(1)，在多个采样点的每个采样点，计算数据串的自相关矩阵，并计算多个采样点的每个采样点的自相关矩阵的平均。由此，多普勒处理电路140计算出第1区域的相关矩阵。相关矩阵“Rxx”根据式(1)，而成为L行L列的矩阵。另外，如上所述，计算相关矩阵的数据串的数据长度“L”能够任意变更。另外，计算相关矩阵的数据串，在显示帧间能够重复设定。
然后，多普勒处理电路140计算相关矩阵的本征值及与该本征值对应的本征向量。即，多普勒处理电路140根据相关矩阵“Rxx”，计算L组的本征值及本征向量。然后，多普勒处理电路140设定基于各本征值的大小将L个本征向量排列而成的矩阵“V”。然后，多普勒处理电路140计算将矩阵“V”的秩降低后的矩阵，作为抑制杂波成分的MTI滤波矩阵。多普勒处理电路140将L个本征向量分别设为L个列向量，并将使L个列向量按本征值从大到小的顺序排列而成的矩阵设为“V”，通过以下的式(2)，计算MTI滤波矩阵“W”。
Figure BDA0002087095760000181
这里，式(2)所示的“VH”，是“V”的复共轭转置矩阵。另外，在式(2)的右边，“V”与“VH”之间的矩阵是L行L列的对角矩阵。MTI滤波矩阵“W”根据式(2)而成为L行L列的矩阵。这里，被降低的秩数，根据将L行L列的对角矩阵的对角要素设为几个“0”而确定。以下，将被降低的秩数记载为“秩剪切数(rank cut number)”。
本征值较大的列向量(本征向量)，与在多普勒用的扫描范围内、基于多普勒效应的频率偏移小的、即移动速度较低的杂波成分对应。式(2)中，计算从本征值较大者将矩阵“V”的秩减去了秩剪切数个量的成分而得到的矩阵，对于该矩阵进行基于“VH”的逆变换。通过该式(2)，能够获得作为将组织的运动成分(杂波成分)去除的高通滤波器发挥功能的MTI滤波矩阵“W”。
这里，多普勒处理电路140，例如根据预先设定的值或者操作者所指定的值，决定秩剪切数的值。如以上那样、生成自适应型MTI滤波器。然后，多普勒处理电路140通过对所生成的自适应型MTI滤波器输入数据串来取得血流信息。然后，图像生成电路150基于通过多普勒处理电路140所取得的血流信息，生成多普勒图像数据。
接下来，对第1实施方式的解析电路190所执行的处理的一例进行说明。这里，对通过上述的第1超声波扫描所收集到的时序的多普勒数据被存储于图像存储器160，并且从图像存储器160读出时序的多普勒数据，并由解析电路190对时序的多普勒数据进行脱机处理的情况进行说明。成为这样的脱机处理的对象的时序的多普勒数据，是与包括在被检体P的颈动脉中所形成的斑块的区域对应的多普勒数据，且为描绘出了斑块内的血流的多普勒数据。即，这种时序的多普勒数据，通过对如下自适应型MTI滤波器输入接收数据串而获得，该自适应型MTI滤波器即自适应型活动目标指示器滤波器基于接收数据串而生成，该接收数据串是由通过在帧方向上多次执行如下超声波扫描所收集到的、将斑块包含在内的区域内的同一位置的多个接收数据构成的，该超声波扫描是将斑块包含在内的区域内的在各扫描线将超声波的收发设为1次的超声波扫描。另外，斑块是解析对象的一例。为了提高灵敏度，存在对被检体P投放造影剂的情况。另外，时序的多普勒数据例如是多个心搏量的多普勒数据。
解析电路190的取得功能190a首先从图像存储器160取得时序的多普勒数据。然后，解析电路190的解析功能190b对时序的多普勒数据进行解析，生成对如下血流信号强度(第1血流信号强度)的时间变化进行表示的分布(第1分布)，该血流信号强度(第1血流信号强度)的时间变化进行表示的分布(第1分布)是将斑块内的血流包含在内的关注区域(解析ROI(Interest Of Region)内的血流信号强度(第1血流信号强度)。另外，这里所说的分布(第1分布)是表示分布的信息(分布信息)，该分布表示第1血流信号强度的时间变化。以下，存在将分布信息简单标记为分布的情况。
对解析功能190b所执行的处理的一例进行说明。解析功能190b使显示器103显示基于多普勒数据的多普勒图像数据所表示的多普勒图像。此时，在显示器103中，按时序顺序来显示多普勒图像，进行多普勒图像的动态图像显示。以下，作为多普勒图像数据，举出功率图像数据为例进行说明，但多普勒图像数据不限于此。
图4～8是用于对第1实施方式的解析功能190b所执行的处理的一例进行说明的图。解析功能190b将时序的多普勒数据发送至图像生成电路150，并使图像生成电路150生成基于时序的多普勒数据的时序的功率图像数据。然后，解析功能190b从图像生成电路150取得时序的功率图像数据，并如图4所示那样，使显示器103进行基于时序的功率图像数据的功率图像(多普勒图像)11的动态图像显示。
在功率图像11中，描绘出在颈动脉的内壁12所形成的斑块13。在图4中，斑块13对应于涂黑的部分。另外，在功率图像11中也描绘出斑块13内的血流14。另外，在功率图像11中也描绘出颈动脉及颈动脉内的血流(除了斑块13内的血流14)15。
这里，以包括血流14的至少一部分的方式设定关注区域(第1关注区域)16。关于关注区域16，通过用户对输入装置102进行操作，由此以多个功率图像11中的由用户所指定的功率图像11作为静止图像被显示于显示器103的状态，被手动设定。另外，解析功能190b可以自动地设定关注区域16。例如，解析功能190b对于表示功率图像11的功率图像数据实施2值化处理，并从功率图像数据中提取斑块13的区域。然后，解析功能190b将斑块13的区域中功率值高于规定的阈值的区域确定为斑块13内的血流14的区域。并且，解析功能190b将血流14的区域的轮廓设定为关注区域16。
另外，以将颈动脉内的血流15的至少一部分包含在内的方式设定关注区域(第2关注区域)17。关注区域17与关注区域16同样地，以手动或自动的方式设定。这里，解析功能190b对于被设定了关注区域16、17的功率图像11以外的功率图像11，在与被设定了关注区域16、17的功率图像11中的关注区域16、17的位置对应的位置，设定关注区域16、17。
设定关注区域16后，解析功能190b基于时序的多普勒数据，生成关注区域16内的时序的功率值。这里，解析功能190b针对时序的全部的多普勒数据，确定在功率图像11中设定的关注区域16的位置的功率值。关注区域16内的时序的功率值是对关注区域16内的血流14的信号强度(第1血流信号强度)的时间变化进行表示的分布(第1分布)21。然后，如图4所示那样，控制电路180使显示器103显示将横轴设为时间并将纵轴设为通过功率值来表示的信号强度的分布21。
这里，斑块内血流的信号强度(例如，内腔侧的血流的信号强度)成为斑块的剥落容易度的指标。因此，分布21是对于医师等的用户而言能够容易地判断斑块的状态的信息。
另外，设定关注区域17后，解析功能190b基于时序的多普勒数据，生成关注区域17内的时序的功率值。关注区域17内的时序的功率值，是对关注区域17内的血流15的信号强度(第2血流信号强度)的时间变化进行表示的分布(第4分布)22。然后，如图4所示那样，控制电路180使显示器103显示将横轴设为时间、并将纵轴设为通过功率值来表示的信号强度的分布22。这样，解析功能190b对时序的多普勒数据进行解析，生成对将颈动脉内的血流15包含在内的关注区域17内的血流15的信号强度的时间变化进行表示的分布22。这里，例如取通过颈动脉内的血流15来表示的心搏与通过斑块13内的血流14来表示的心搏的同步。
然后，解析功能190b从图4及图5所示的分布22，切割出如图6所示那样、具有成为1次心搏的基准的规定的时间宽度(在图6的例中，为大致0.92[sec])的分布23。然后，解析功能190b使分布23相对于分布22的时间方向的偏移即延迟变化，并且计算分布22与分布23的相关系数，从而计算出如图5所示那样、将横轴设为时间、将纵轴设为相关系数的相关系数分布24。相关系数为如下指标值，即，越接近1.0则表示分布22的波形与分布23的波形越类似的指标值。
在相关系数分布24中，以大致一定周期表现出相关系数接近1.0的拐点24a。解析功能190b对于全部的相邻的2个拐点24a，计算在时间方向上相邻的2个拐点24a的时间间隔。然后，解析功能190b计算所计算出的多个时间间隔的平均值或中央值，作为被检体P的1次心搏的周期。这样，解析功能190b根据基于分布22而计算出的相关系数分布24，确定1次心搏的周期。即，解析功能190b基于分布22，确定1次心搏的周期。
然后，解析功能190b按所确定的1次心搏的每个周期，从分布21中切割出对关注区域16内的血流14的信号强度(第1血流信号强度)的时间变化进行表示的分布(第2分布)25(参照图7)。这样，解析功能190b从分布21中切割出具有1次心搏的周期的时间宽度的多个分布25。即，解析功能190b通过将分布21分割而获得多个分布25。
同样地，解析功能190b按所确定的1次心搏的每个周期，从分布22中切割出对关注区域17内的血流15的信号强度(第2血流信号强度)的时间变化进行表示的分布(第5分布)26(参照图7)。这样，解析功能190b从分布22中切割出具有1次心搏的周期的时间宽度的多个分布26。即，解析功能190b通过将分布22分割而获得多个分布26。
另外，解析功能190b也可以使显示器103显示多个分布25及多个分布26。
然后，解析功能190b生成多个分布25的平均值或中央值，作为如图8所示那样、对1次心搏的周期量的关注区域16内的血流14的信号强度的时间变化进行表示的分布(第3分布)27。即，解析功能190b，对多个分布25进行平滑化处理，生成将横轴设为时间、并将纵轴设为信号强度的分布27。通过进行这样的平滑化处理，能够抑制例如多个分布25中的、由噪声等的影响带来的异常的分布25的影响。另外，分布27也是对1次心搏量的关注区域16内的血流14的信号强度的时间变化进行表示的曲线(第1曲线)。这样，解析功能190b，根据基于分布21计算出的多个分布25，生成第1曲线。即，解析功能190b根据分布21，生成第1曲线。如上所述那样，解析功能190b生成多个分布25的平均值或中央值等的统计值，作为分布27。另外，解析功能190b对多个心搏量的多普勒数据进行解析，并将通过对分布21进行分割而获得的多个分布25合成而生成分布27。
同样地，解析功能190b生成多个分布26的平均值或中央值，作为如图8所示那样、对1次心搏的周期量的关注区域17内的血流15的信号强度的时间变化进行表示的分布(第6分布)28。即，解析功能190b对于多个分布26进行平滑化处理，生成将横轴设为时间、并将纵轴设为信号强度的分布28。另外，分布28也是对1次心搏量的关注区域17内的血流15的信号强度的时间变化进行表示的曲线(第2曲线)。这样，解析功能190b根据基于分布22所生成的多个分布26，生成第2曲线。即，解析功能190b基于分布22，生成第2曲线。如上所述那样，解析功能190b生成多个分布26的平均值或中央值等的统计值作为分布28。另外，解析功能190b对多个心搏量的多普勒数据进行解析，并将对分布22进行分割而获得的多个分布26进行合成而生成分布28。
然后，控制电路180使显示器103显示分布27及分布28。这里，分布27是对于医师等的用户而言能够容易地判断斑块的状态的信息。
然后，解析功能190b计算对用户而言能够容易地判断斑块的状态的信息即各种指标值。例如，解析功能190b计算基于关注区域16内的血流14的信号强度(第1血流信号强度)的时间变化的指标值。作为这样的指标值，解析功能190b计算与斑块13从内壁12剥离的可能性有关的指标值。内壁12是血管的一例。解析功能190b计算每一次心博的指标值。指标值例如表示颈动脉的活性。例如，解析功能190b确定分布27中的信号强度的最大值I1，作为指标值。另外，解析功能190b也可以确定分布27中的信号强度的最小值I2，作为指标值。另外，在图8的例子中，时间T1的信号强度的值为信号强度的最大值I1，时间T2的信号强度的值为信号强度的最小值I2。
另外，解析功能190b也可以计算信号强度的最大值I1与信号强度的最小值I2之间的比或差，作为指标值。例如，解析功能190b也可以计算将信号强度的最大值I1除以信号强度的最小值I2而得到的值(I1/I2)、或将信号强度的最小值I2除以信号强度的最大值I1而得到的值(I2/I1)，作为信号强度的最大值I1与信号强度的最小值I2之间的比。
另外，解析功能190b也可以计算从信号强度的最大值I1减去信号强度的最小值I2而得到的值(I1－I2)或从信号强度的最小值I2减去信号强度的最大值I1而得到的值(I2－I1)，作为信号强度的最大值I1与信号强度的最小值I2之差。
另外，解析功能190b也可以计算将分布27中的在与信号强度的最大值I1对应的时间T1之前规定时间T(例如，0.2[sec])这一时间T3的信号强度的值I3与最大值I1之差(I1－I3)除以规定时间T而得到的值((I1－I3)/T)，作为指标值。
另外，解析功能190b也可以计算对每单位时间(例如，1sec)的第1曲线(分布27)的斜率进行表示的值，作为指标值。例如，解析功能190b在计算上述的值((I1－I3)/T)作为指标值时，将规定时间T作为单位时间，从而能够计算对每单位时间的第1曲线的斜率进行表示的指标值。
另外，解析功能190b也可以计算规定的时间范围中的、通过第1曲线(分布27)和第1曲线的横轴所包围的面积的值，作为指标值。作为规定的时间范围，例如列举出从1次心搏的周期的开始到结束为止的范围。但是，规定的时间范围不限于此，也可以是任意的时间范围。
另外，解析功能190b可以如图8所示那样，确定分布28中的信号强度达到最大的时相T4，并确定所确定的时相T4的关注区域16内的血流14的信号强度的值I4从而计算信号强度的值I4，作为指标值。
另外，解析功能190b可以如图8所示那样，确定分布28中的信号强度达到最小的时相T5，并确定所确定的时相T5的关注区域16内的血流14的信号强度的值I5从而计算信号强度的值I5，作为指标值。
另外，解析功能190b也可以对于时序的功率图像数据计算斑块区域的大小与斑块内的血流区域的大小之间的比，作为指标值。例如，解析功能190b按每个功率图像数据，对功率图像数据实施2值化处理，从功率图像数据提取斑块13的区域。然后，解析功能190b将斑块13的区域中功率值高于规定的阈值的区域确定为斑块13内的血流14的区域。然后，解析功能190b计算斑块13的区域的像素的数量，作为斑块13的区域的大小(面积)Sp。另外，解析功能190b计算斑块13内的血流14的区域的像素的数量，作为血流14的区域的大小Sb。然后，解析功能190b按每个功率图像数据，计算将斑块13的区域的大小Sp除以血流14的区域的大小Sb而得到的值(Sp/Sb)或将血流14的区域的大小Sb除以斑块13的区域的大小Sp而得到的值(Sb/Sp)作为指标值。这样，解析功能190b计算斑块区域的大小与斑块内的血流区域的大小之间的比(时序的比)，作为时序的指标值。
通过上述的方法，解析功能190b基于上述的分布21，生成各种指标值。并且，控制电路180使显示器103显示各种指标值。
接下来，使用图9对控制电路180及解析电路190所执行的解析处理的流程的一例进行说明。图9是用于说明第1实施方式的控制电路180及解析电路190所执行的解析处理的流程的一例的流程图。另外，在通过上述的第1超声波扫描所收集到的时序的多普勒数据被存储于图像存储器160的状态下、输入装置102从用户受理了执行解析处理的指示的情况下执行解析处理。
如图9所示那样，解析电路190的取得功能190a从图像存储器160取得时序的多普勒数据(步骤S101)。然后，解析电路190的解析功能190b以将斑块13内的血流14的至少一部分包含在内的方式设定关注区域16(步骤S102)。另外，在步骤S102中，解析功能190b以将颈动脉内的血流15的至少一部分包含在内的方式设定关注区域17。
然后，解析功能190b基于时序的多普勒数据，生成对关注区域16内的血流14的信号强度的时间变化进行表示的分布(第1分布)21(步骤S103)。另外，在步骤103中，解析功能190b基于时序的多普勒数据，生成对关注区域17内的血流15的信号强度的时间变化进行表示的分布(第4分布)22。
然后，解析功能190b切割出具有成为1次心搏的基准的规定的时间宽度的分布23(步骤S104)。然后，解析功能190b使分布23相对于分布22的时间方向的偏移即延迟发生变化，并且计算分布22与分布23的相关系数，从而计算相关系数分布24(步骤S105)。
然后，解析功能190b基于相关系数分布24，确定1次心搏的周期(步骤S106)。然后，解析功能190b从分布21中切割出具有1次心搏的周期的时间宽度的多个分布25(步骤S107)。另外，在步骤S107中，解析功能190b从分布22中切割出具有1次心搏的周期的时间宽度的多个分布26。
解析功能190b基于多个分布25，生成分布(第3分布)27(步骤S108)。另外，在步骤S108中，解析功能190b基于多个分布26，生成分布(第6分布)28。
然后，解析功能190b计算指标值(步骤S109)。然后，控制电路180使分布27及分布28以及指标值显示于显示器103中(步骤S110)，并结束解析处理。即，在步骤S110中，控制电路180使各种分布等的生成结果及各种指标值等的计算结果显示于显示器103中。
以上，对第1实施方式的超声波诊断装置1进行了说明。在第1实施方式中，如上所述，生成对用户而言能够容易地判断斑块的状态的各种分布及各种指标值。例如，在第1实施方式中，生成用户能够容易地判断斑块的剥落容易度的各种分布及各种指标值。因此，根据第1实施方式的超声波诊断装置1，能够生成对用户而言能够容易地判断斑块的状态的信息。
另外，根据第1实施方式，使各种分布及各种指标值显示于显示器，因此用户能够容易地判断斑块的状态。例如，根据第1实施方式，能够使用户容易地进行斑块的剥落容易度的程度的判断、斑块剥落的风险的判定。
另外，在第1实施方式中，如果能够推断与斑块内的微细的血流有关的血流信息，则可以使用彩色多普勒模式、功率多普勒模式，作为拍摄模式。
(第1实施方式的第1变形例)
在第1实施方式中，对解析功能190b根据基于分布22计算出的相关系数分布24，来确定1次心搏的周期的情况进行了说明。但是，解析功能190b也可以根据基于分布21计算出的相关系数分布，确定1次心搏的周期。因此，将这样的变形例作为第1实施方式的第1变形例进行说明。
在第1实施方式的第1变形例中，解析功能190b，用与切割出上述的分布23的方法同样的方法，从图4所示的分布21中切割出具有成为1次心搏的基准的规定的时间宽度的分布(以下，称为切割分布)。然后，解析功能190b使切割分布相对于分布21的时间方向的偏移即延迟发生变化，并且计算分布21与切割分布的相关系数，从而计算相关系数分布。
在相关系数分布中，以大致一定周期表现出相关系数接近1.0的拐点。解析功能190b对于全部的相邻的2个拐点计算在时间方向上相邻的2个拐点的时间间隔。然后，解析功能190b计算所计算出的多个时间间隔的平均值或中央值，作为被检体P的1次心搏的周期。这样，解析功能190b根据基于分布21计算出的相关系数分布，确定1次心搏的周期。即，解析功能190b基于分布21来确定1次心搏的周期。
(第1实施方式的第2变形例)
另外，在第1实施方式中，对解析功能190b使用从分布21切割出的全部的分布25来生成分布27的情况进行了说明。但是，解析功能190b也可以不使用从分布21切割出的全部的分布25，而使用一部分的分布25来生成分布27。例如，解析功能190b也可以在生成分布27时，不使用缺乏重复性的分布25。因此，将这样的实施方式作为第1实施方式的第2变形例进行说明。
例如，在第1实施方式的第2变形例中，解析功能190b对于各分布25，使用如计算重复性的程度所用的重复性函数那样的评价函数，计算重复性的程度。然后，解析功能190b不使用重复性的程度小于阈值的分布25，而使用重复性的程度为阈值以上的分布25，生成分布27。即，解析功能190b基于满足重复性的程度为阈值以上这一规定的条件的分布25，生成分布27。
另外，解析功能190b也可以不使用上述的相关系数小于阈值的分布25，而使用相关系数为阈值以上的分布25，生成分布27。即，解析功能190b也可以基于满足相关系数为阈值以上这一规定的条件的分布25，生成分布27。
进一步对其他的例子进行说明，例如，解析功能190b针对图7所示的全部的分布25的每个分布，确定最大的信号强度。然后，解析功能190b将针对全部的分布25所确定的最大的信号强度的和除以分布25的数量，由此计算出最大的信号强度的平均值。
然后，解析功能190b按每个分布25，计算最大的信号强度的平均值与分布25中的最大的信号强度之差。然后，解析功能190b在生成分布27时不使用所计算出的差为阈值以上的分布25。即，解析功能190b仅使用全部的分布25中的所计算出的差小于阈值的分布25，生成分布27。这样，解析功能190b在生成分布27时，不使用缺乏重复性的分布25。即，解析功能190b基于满足所计算出的差小于阈值这一规定的条件的分布25，生成分布27。
根据第1实施方式的第2变形例，解析功能190b不使用会使分布27的精度变低那样的缺乏重复性的分布25而生成分布27，所以能够抑制分布27的精度的降低。
(第1实施方式的第3变形例)
解析功能190b也可以基于在多个位置分别计算出的指标值，生成被分配了与指标值对应的颜色的解析结果图像(参数图像)。因此，将这样的实施方式作为第1实施方式的第3变形例进行说明。
在第3变形例中，解析功能190b例如以关注区域16将斑块13内的血流14包含在内的方式使关注区域16移动到功率图像11(参照图4)上的多个位置。图10是表示第1实施方式的第3变形例的关注区域16的一例的图。如图10所示那样，解析功能190b使3像素×3像素(合计9像素)的关注区域16以将斑块13内的血流14包含在内的方式移动到功率图像11上的多个位置。
然后，解析功能190b针对功率图像11上的各位置，计算上述的指标值。然后，解析功能190b针对各位置，将所计算出的指标值设为与关注区域16的中央像素16a的位置对应的指标值。然后，解析功能190b生成被分配了与在多个位置分别计算出的指标值对应的颜色的解析结果图像。即，解析功能190b基于在多个位置分布计算出的指标值，生成被分配了与指标值对应的颜色的解析结果图像。然后，控制电路180使解析结果图像显示于显示器103。解析结果图像是图像的一例。
在第3变形例中，生成对用户而言更直观地易于把握斑块的状态的解析结果图像。因此，根据第3变形例，能够生成对用户而言能够更容易地判断斑块的状态的信息。
(第1实施方式的第4变形例)
在第1实施方式中，对时序的多普勒数据被存储于图像存储器160，并且从图像存储器160读出时序的多普勒数据，并由解析电路190对时序的多普勒数据进行脱机处理的情况进行了说明。但是，解析电路190也可以进行联机处理。因此，将这样的实施方式作为第1实施方式的第4变形例进行说明。
在第4变形例中，每当通过接收电路110b生成反射波数据，多普勒处理电路140就基于反射波数据生成多普勒数据。然后，解析电路190的取得功能190a及解析功能190b，每当通过多普勒处理电路140生成多普勒数据，就使用多普勒数据，执行上述的各种处理。这样，在第4变形例中，实时地进行处理。
(第1实施方式的第5变形例)
接下来，对第1实施方式的第5变形例进行说明。在第1实施方式中，对解析对象是斑块13(斑块13内的血流)、且解析功能190b计算与斑块13从内壁12剥离的可能性有关的指标值的情况进行了说明。
但是，解析对象也可以是与肿瘤相连的营养血管。例如，在第5变形例中，成为处理的对象的时序的多普勒数据是与将与被检体P的肿瘤相连的营养血管包含在内的区域对应的多普勒数据，且为描绘出了营养血管内的血流的多普勒数据。
并且，解析功能190b对于上述多普勒数据进行与第1实施方式的处理同样的处理，计算与肿瘤的活性有关的各种指标值。这样的指标值，是对于用户而言能够容易地判断营养血管的状态、乃至肿瘤的状态的信息。
此外，解析对象也可以是罹患了糖尿病的被检体P的指尖的末梢血管。在此情况下，例如，成为处理的对象的时序的多普勒数据是与将被检体P的指尖的末梢血管包含在内的区域对应的多普勒数据，且为描绘出末梢血管内的血流的多普勒数据。
并且，解析功能190b对于上述多普勒数据进行与第1实施方式的处理同样的处理，计算与末梢血管的活性有关的各种指标值。这样的指标值是对于用户而言能够容易地判断末梢血管的状态的信息。
因此，根据第5变形例，能够生成能够使得用户容易地判断被检体P的肿瘤或末梢血管的状态的信息。
(第2实施方式)
接下来，对第2实施方式进行说明。图11是表示第2实施方式的医用图像处理装置300的构成的一例的图。如图11所示那样，医用图像处理装置300经由网络500而与超声波诊断装置200及图像保管装置400连接。另外，图11所示的构成只不过是一例，除了图示的超声波诊断装置200、图像保管装置400及医用图像处理装置300以外，终端装置等的各种装置也可以与网络500连接。
超声波诊断装置200与上述的超声波诊断装置1同样地，通过第1超声波扫描，来收集时序的多普勒数据(功率数据)及时序的多普勒图像数据(功率图像数据)。然后，超声波诊断装置200将所收集到的时序的多普勒数据及时序的多普勒图像数据，发送至图像保管装置400及医用图像处理装置300。
图像保管装置400保管通过超声波诊断装置200收集到的时序的多普勒数据及时序的多普勒图像数据。例如，图像保管装置400通过服务器装置等的计算机设备来实现。图像保管装置400经由网络500从超声波诊断装置200取得时序的多普勒数据及时序的多普勒图像数据，并将所取得的时序的多普勒数据及时序的多普勒图像数据存储于在装置内或装置外所设置的硬盘或光盘等的存储器。另外，图像保管装置400根据来自医用图像处理装置300的请求，将存储于存储器的时序的多普勒数据及时序的多普勒图像数据发送至医用图像处理装置300。
医用图像处理装置300经由网络500从超声波诊断装置200及图像保管装置400取得时序的多普勒数据及时序的多普勒图像数据，并对所取得的时序的多普勒数据及时序的多普勒图像数据进行处理。例如，医用图像处理装置300从超声波诊断装置200或图像保管装置400取得时序的多普勒数据及时序的多普勒图像数据，将所取得的时序的多普勒数据及时序的多普勒图像数据保存于后述的存储器320，并针对存储于存储器320的时序的多普勒数据及时序的多普勒图像数据进行各种处理。然后，医用图像处理装置300使处理后的各种分布及各种指标值等显示于后述的显示器340。医用图像处理装置300是解析装置的一例。
如图11所示那样，医用图像处理装置300具有通信接口310、存储器320、输入装置330、显示器340及处理电路350。
通信接口310与处理电路350连接，对在与经由网络500而连接的超声波诊断装置200及图像保管装置400之间进行的各种数据的传输及在与超声波诊断装置200及图像保管装置400之间进行的通信进行控制。例如，通信接口310通过网卡、网络适配器、NIC(NetworkInterface Controller)等来实现。例如，通信接口310从超声波诊断装置200或图像保管装置400接收时序的多普勒数据及时序的多普勒图像数据，并将接收到的时序的多普勒数据及时序的多普勒图像数据输出至处理电路350。
存储器320与处理电路350连接，并存储各种数据。例如，存储器320通过RAM、闪存存储器等的半导体存储器元件、硬盘或光盘来实现。在本实施方式中，存储器320存储从超声波诊断装置200或图像保管装置400接收到的时序的多普勒数据及时序的多普勒图像数据。
另外，存储器320存储在处理电路350的处理中使用的各种信息、处理电路350的处理结果等。例如，存储器320存储通过处理电路350所生成的显示用的图像数据等。存储器320是存储部的一例。
输入装置330与处理电路350连接，将从操作者受理的输入操作变换为电信号后输出至处理电路350。例如，输入装置330通过用于进行各种设定等的跟踪球、开关按钮、鼠标、键盘、通过触摸操作面而进行输入操作的触摸板、显示画面与触摸板一体化而成的触摸屏、使用光学传感器的非接触输入装置、或声音输入装置来实现。
显示器340与处理电路350连接，显示从处理电路350输出的各种信息及各种图像。例如，显示器340通过液晶监视器、CRT监视器等来实现。例如，显示器340显示用于受理操作者的指示的GUI、各种显示用的图像、处理电路350的各种处理结果。显示器340是显示部的一例。
处理电路350根据经由输入装置330从操作者受理的输入操作，控制医用图像处理装置300具有的各构成要素。例如，处理电路350通过处理器来实现。在本实施方式中，处理电路350将从通信接口310输出的时序的多普勒数据及时序的多普勒图像数据存储于存储器320。
如图11所示那样，处理电路350具有取得功能351、解析功能352及显示控制功能353。这里，例如，图11所示的处理电路350的构成要素即取得功能351、解析功能352及显示控制功能353的各处理功能，以计算机可执行的程序的方式存储于存储器320。处理电路350将各程序从存储器320读出，并执行读出的各程序，从而实现与各程序对应的功能。换言之，读出了各程序的状态下的处理电路350具有图11的处理电路350内所示的各功能。
另外，取得功能351、解析功能352及显示控制功能353的全部的处理功能可以以计算机可执行的1个程序的方式存储于存储器320。在该情况下，处理电路350将程序从存储器320读出，并执行读出的程序，从而实现与程序对应的取得功能351、解析功能352及显示控制功能353。
取得功能351与上述的取得功能190a对应。取得功能351使用存储于存储器320的时序的多普勒数据及时序的多普勒图像数据，进行与取得功能190a同样的处理。取得功能351是取得部的一例。
解析功能352与上述的解析功能190b对应。解析功能352进行与解析功能190b同样的处理。解析功能352是解析部的一例。
显示控制功能353与上述的控制电路180的显示控制功能对应。显示控制功能353进行与控制电路180的显示控制功能同样的处理。显示控制功能353是显示控制部的一例。
以上，对第2实施方式的医用图像处理装置300进行了说明。根据第2实施方式的医用图像处理装置300，与上述的超声波诊断装置1同样地，能够生成能够使用户容易地判断斑块、肿瘤或末梢血管的状态的信息。
根据以上所述的至少1个实施方式或变形例，能够生成能够使用户容易地判断被检体P的各种状态的信息。
对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子提示的，意图不是限定发明的范围。这些实施方式能够以其他的各种各样的方式实施，在不脱离发明的主旨的范围内，能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形，包含在发明的范围及主旨中，同样包含在权利要求书所记载的发明及其等同的范围。

Claims (30)

1.一种解析装置，具备：
取得部，取得多次心搏量的时序的多普勒图像数据，该时序的多普勒图像数据描绘出在血管中所形成的解析对象内的血流；以及
解析部，解析上述时序的多普勒图像数据，计算指标值，该指标值基于将上述解析对象内的上述血流包含在内的第1关注区域内的第1血流信号强度的时间变化，
上述解析部生成表示上述第1血流信号强度的时间变化的第1分布信息，使用上述第1分布信息和从上述第1分布信息切割出的具有规定时间宽度的分布信息来确定1次心搏的周期，并使用上述1次心搏的周期来计算上述指标值。
2.如权利要求1所述的解析装置，其中，
上述解析部计算对上述血管的活性进行表示的上述指标值。
3.如权利要求1所述的解析装置，其中，
上述解析对象是斑块，
上述解析部计算与上述斑块从血管壁剥离的可能性有关的上述指标值。
4.如权利要求1所述的解析装置，其中，
上述解析对象是与肿瘤相连的营养血管，
上述解析部计算与上述肿瘤的活性有关的上述指标值。
5.如权利要求1所述的解析装置，其中，
上述解析对象是末梢血管，
上述解析部计算与上述末梢血管的活性有关的上述指标值。
6.如权利要求1所述的解析装置，其中，
上述解析部计算每1次心搏的上述指标值。
7.如权利要求1所述的解析装置，其中，
上述解析部基于上述第1分布信息，生成对上述第1血流信号强度的时间变化进行表示的第1曲线。
8.如权利要求7所述的解析装置，其中，
上述解析部计算对每单位时间的上述第1曲线的斜率进行表示的上述指标值。
9.如权利要求1所述的解析装置，其中，
上述解析部基于上述第1分布信息，计算上述指标值。
10.如权利要求1所述的解析装置，其中，
上述解析部基于在多个位置分别计算出的上述指标值，生成被分配了与上述指标值对应的颜色的图像。
11.如权利要求1所述的解析装置，其中，
上述解析部对多次心搏量的上述多普勒图像数据进行解析，将对上述第1分布信息进行分割而获得的多个第2分布信息合成而生成第3分布信息。
12.如权利要求11所述的解析装置，其中，
上述解析部计算上述第3分布信息中的上述第1血流信号强度的最大值或最小值，作为上述指标值。
13.如权利要求11所述的解析装置，其中，
上述解析部计算上述第3分布信息中的上述第1血流信号强度的最大值与最小值之间的比或差，作为上述指标值。
14.如权利要求11所述的解析装置，其中，
上述解析部计算上述第3分布信息中的从与上述第1血流信号强度的最大值对应的时间往前规定时间的时间的上述第1血流信号强度与上述最大值之间的差除以上述规定时间而得到的值，作为上述指标值。
15.如权利要求7所述的解析装置，其中，
上述解析部生成将横轴设为时间并将纵轴设为上述第1血流信号强度的上述第1曲线，并计算规定的时间范围中的被上述第1曲线与上述横轴包围的面积的值，作为上述指标值。
16.如权利要求3所述的解析装置，其中，
上述解析部针对上述时序的多普勒图像数据，计算上述斑块的区域的大小与上述斑块内的血流区域的大小之间的比，作为上述指标值。
17.如权利要求11所述的解析装置，其中，
上述解析部生成对上述1次心搏的周期量的上述第1血流信号强度的时间变化进行表示的上述第3分布信息。
18.如权利要求17所述的解析装置，其中，
上述解析部将基于上述1次心搏的周期对上述第1分布信息进行分割而获得的多个上述第2分布信息合成，生成上述第3分布信息。
19.如权利要求11所述的解析装置，其中，
上述解析部生成多个上述第2分布信息的统计值，作为上述第3分布信息。
20.如权利要求18所述的解析装置，其中，
上述解析部基于多个上述第2分布信息中的满足规定的条件的第2分布信息，生成上述第3分布信息。
21.如权利要求1所述的解析装置，其中，
上述时序的多普勒图像数据中还描绘出上述血管，
上述解析部解析上述时序的多普勒图像数据，生成对将上述血管内的血流包含在内的第2关注区域内的第2血流信号强度的时间变化进行表示的第4分布信息。
22.如权利要求21所述的解析装置，其中，
上述解析部基于上述第4分布信息，生成对上述第2血流信号强度的时间变化进行表示的第2曲线。
23.如权利要求21所述的解析装置，其中，
上述解析部解析多次心搏量的上述多普勒图像数据，并将对上述第4分布信息进行分割而获得的多个第5分布信息合成，生成第6分布信息。
24.如权利要求23所述的解析装置，其中，
上述解析部确定上述第6分布信息中的上述第2血流信号强度达到最大或最小的时相，并计算上述时相下的上述第1血流信号强度的值，作为上述指标值。
25.如权利要求1所述的解析装置，其中，
还具备显示控制部，该显示控制部使显示部显示上述指标值。
26.如权利要求7所述的解析装置，其中，
还具备显示控制部，该显示控制部使显示部显示上述第1曲线。
27.如权利要求1所述的解析装置，其中，
上述解析部解析上述多次心搏量的多普勒图像数据，生成对将上述血管内的血流包含在内的第2关注区域内的第2血流信号强度的时间变化进行表示的第4分布信息，基于上述第4分布信息，确定1次心搏的周期，生成对上述1次心搏的周期量的上述第1血流信号强度的时间变化进行表示的第3分布信息。
28.如权利要求1所述的解析装置，其中，
上述取得部取得通过对如下自适应型MTI滤波器输入接收数据串而获得的上述时序的多普勒图像数据，该自适应型MTI滤波器即自适应型活动目标指示器滤波器基于上述接收数据串而被生成，该接收数据串是由通过在帧方向上多次执行如下超声波扫描而收集到的将上述解析对象包含在内的区域内的同一位置的多个接收数据构成的，该超声波扫描是在上述区域内的各扫描线将超声波的收发设为1次的超声波扫描。
29.如权利要求1所述的解析装置，其中，
上述取得部取得上述时序的多普勒图像数据，上述时序的多普勒图像数据描绘出在被投放了造影剂的被检体的上述血管中所形成的上述解析对象内的血流。
30.一种解析方法，包括如下步骤：
取得多次心搏量的时序的多普勒图像数据，该时序的多普勒图像数据描绘出在血管中所形成的解析对象内的血流；以及
解析上述时序的多普勒图像数据，计算指标值，该指标值基于将上述解析对象内的上述血流包含在内的第1关注区域内的第1血流信号强度的时间变化，
计算上述指标值的步骤为，生成表示上述第1血流信号强度的时间变化的第1分布信息，使用上述第1分布信息和从上述第1分布信息切割出的具有规定时间宽度的分布信息来确定1次心搏的周期，并使用上述1次心搏的周期来计算上述指标值。
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