JP2007044317A - 超音波診断装置、超音波診断装置の制御プログラム、及び超音波診断装置の画像生成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来の超音波診断装置に設置されているデータ処理系ハードウェアと同程度のハードウェアを備えた超音波診断装置であっても、３次元空間内に立体的に存在する組織を適切に描出することができる超音波診断装置を提供する。
【解決手段】 ＥＣＧトリガ信号を受けてから、時間Δｔが経過した時点で、送受信部４はスキャン面を変えて２次元超音波プローブ２に変更後のスキャン面をスキャンさせる。ＥＣＧトリガ信号を受けるたびに、送受信部４は、スキャン面を変更して２次元超音波プローブ２にスキャンさせる。イメージ・プロセッサ８は、時間Δｔが経過した時点で収集された複数の画像データの画素値を加算し、さらに平均値を算出する。傾斜角が異なるスキャン面の画像が加算されるため、３次元空間内に立体的に存在する組織を描出することが可能となる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、２次元超音波プローブを備えて被検体内に超音波を送信し、被検体内からの反射波に基づいて被検体内の診断情報を得る超音波診断装置に関する。特に、心電信号（ＥＣＧ信号）に従ってスキャンを行なうことにより、３次元空間内に立体的に存在する組織の画像を生成する超音波診断装置に関する。

超音波診断装置は、心筋梗塞などの循環器病疾患を検査する装置として不可欠な診断装置である。この超音波診断装置を用いた冠動脈の画像作成のニーズがある。例えば、有意狭窄などの冠動脈病変の有無を診断する手法である冠血流速予備能を測定するために、冠動脈の画像を作成する必要があり、その画像作成に超音波診断装置が用いられる（例えば特許文献１）。

血流速を計測するために、ドプラスキャンが可能な超音波診断装置が用いられる。ドプラスキャンは、超音波ドプラ法の原理に基づいて被検体内の血流の情報を得る技術である。超音波診断装置では、パルスドプラ法（Ｐｕｌｓｅ Ｗａｖｅ：ＰＷドプラ法）又は連続波ドプラ法（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ：ＣＷドプラ法）などを実行して、血流情報の時間変化を観測する手法が一般的に実施されている。血流速を計測するためには、一般的にパルスドプラ法（Ｐｕｌｓｅ Ｗａｖｅ：ＰＷドプラ法）が実行されている。

パルスドプラ法を実行する場合、ドプラスキャンを実行すべき関心領域（サンプリングポジション）を、２次元画像としてのＢモード断層像上やカラードプラ画像上に設定する必要がある。

ここで、いわゆる１次元超音波プローブを用いてドプラスキャンを行なう場合について説明する。図１０に示すように、１次元超音波プローブ１００は、２次元の平面からなるスキャン面１０１内を超音波で走査（スキャン）することが可能となっている。この場合、その２次元のスキャン面１０１に対してスキャンを行うことにより２次元のＢモード断層像データが得られ、図１１に示すように、表示装置に２次元画像であるＢモード断層像１０５が表示される。また、Ｂモード断層像１０５と同時にカラードプラ画像１０７を表示する場合もある。そして、ドプラスキャンを行なう場合は、Ｂモード断層像１０５上に移動可能な血流観測点（マーカ）１０８を表示させ、操作者がその血流観測点（マーカ）１０８によって血流情報を収集する位置を指定していた。この血流観測点（マーカ）１０８はサンプルライン１０９上で超音波の送受信方向（矢印Ｂの方向）に移動可能となっている。また、サンプルライン１０８は走査方向（矢印Ａの方向）に移動可能となっている。

ところが、図１０に示すように、冠動脈１０３は心臓１０２の外壁に沿って存在している。換言すると、冠動脈１０３は３次元空間内に立体的に存在している。これに対して、１次元超音波プローブ１００は２次元のスキャン面１０１をスキャンするため、立体的な冠動脈１０３を断片的にしかスキャンすることができない。従って、冠動脈１０３については、冠動脈１０３とスキャン面１０１とが交差する冠動脈の一部分１０４しか画像化することができない。その冠動脈の一部分１０４を画像化すると、図１１に示すように、２次元画像としてのＢモード断層像１０５には、冠動脈については一部分１０６のみが表示され、冠動脈全体を捉えることが困難となっている。

このように、１次元超音波プローブでは、冠動脈を断片的にしかスキャンすることができないため、冠動脈の描出には検査者の高度な技量が必要になる。また、描出された冠動脈は断片的な画像として表示されるため、計測した血流が冠動脈の血流であるか否かの判断には熟練を要する。

以上のように、冠動脈の描出には検査者の高い技量が必要となり、また、冠動脈を描出するために時間がかかるため、検査が長時間になるおそれがある。

一方、超音波振動子が２次元的に配列された２次元超音波プローブを用いることにより、被検体内を空間的にスキャン（以下、ボリュームスキャンと称する場合もある）して３次元的な生体情報を収集することが可能となってきている。この２次元超音波プローブを備えた超音波診断装置を用いてボリュームスキャンを行なうことにより、３次元空間内に立体的に存在する冠動脈を描出することが可能となる。

特開２０００−３２５３４８号公報

しかしながら、２次元超音波プローブを用いてボリュームスキャンを行なう場合、同時受信ビーム数が多くなるため、データ処理系ハードウェアの規模が、１次元超音波プローブを備えた超音波診断装置に設置されているデータ処理系ハードウェアの規模と比べて大きくなってしまう。その結果、超音波診断装置が高価になってしまうため、医用現場への普及が困難になってしまう。

この発明は上記の問題を解決するものであり、同時受信ビーム数が少なくて済み、１次元超音波プローブを備えた従来の超音波診断装置に設置されているデータ処理系ハードウェアと同程度のハードウェアを備えた超音波診断装置であっても、３次元空間内に立体的に存在する組織を適切に描出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。

請求項１に記載の発明は、超音波振動子が２次元的に配列され、２次元のスキャン面を傾斜させてスキャン可能な超音波プローブと、所定のスキャン面を前記超音波プローブにスキャンさせるとともに、ＥＣＧトリガ信号を受け、前記ＥＣＧトリガ信号を受けてから予め設定された時間が経過するごとに、前記所定のスキャン面と異なる傾斜のスキャン面を前記超音波プローブにスキャンさせるスキャン制御部と、各スキャンの結果得られたデータに基づいて各２次元画像データを生成する画像生成部と、前記予め設定された時間が経過するごとにスキャンされて生成された複数の２次元画像データの画素値を加算する加算処理部と、前記画素値が加算された結果得られた２次元画像データに基づく画像を表示部に表示させる表示制御部と、を有することを特徴とする超音波診断装置である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の超音波診断装置であって、前記スキャン制御部は、次のＥＣＧトリガ信号を受け、前記次のＥＣＧトリガ信号を受けてから予め設定された時間が経過すると、前の傾斜のスキャン面と異なる傾斜のスキャン面を前記超音波プローブにスキャンさせ、前記画像生成部は、各スキャンの結果得られたデータに基づいて各２次元画像データを生成し、前記加算処理部は、前記前の傾斜のスキャン面がスキャンされることで生成された複数の２次元画像データの画素値に、新たな傾斜のスキャン面がスキャンされることで生成された２次元画像データの画素値を加算することを特徴とするものである。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２のいずれかに記載の超音波診断装置であって、前記表示制御部は、前記加算された２次元画像データに基づく画像を前記表示部に表示させるとともに、前記所定のスキャン面をスキャンすることで生成された２次元画像データに基づく画像を前記表示部に表示させることを特徴とするものである。

請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の超音波診断装置であって、前記加算処理部は、前記加算して得られた画素値を、加算した２次元画像データの数で除算して画素値の平均値を算出し、前記表示制御部は、前記画素値の平均値からなる２次元画像データに基づく画像を前記表示部に表示させることを特徴とするものである。

請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の超音波診断装置であって、前記加算処理部は、前記各２次元画像データを構成する各画素の画素値が予め設定された閾値よりも大きいか否かの判断を行い、前記閾値よりも大きい画素値のみを加算することを特徴とするものである。

請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の超音波診断装置であって、前記ＥＣＧトリガ信号は、心電計により心電波形のＲ波が検出された際に生成された信号であることを特徴とするものである。

請求項７に記載の発明は、超音波振動子が２次元的に配列され、２次元のスキャン面を傾斜させてスキャン可能な超音波プローブを備えた超音波診断装置に、所定のスキャン面を前記超音波プローブにスキャンさせるとともに、前記超音波診断装置がＥＣＧトリガ信号を受けると、前記ＥＣＧトリガ信号を受けてから予め設定された時間が経過するごとに、前記所定のスキャン面と異なる傾斜のスキャン面を前記超音波プローブにスキャンさせるスキャン制御機能と、各スキャンの結果得られたデータに基づいて各２次元画像データを生成する画像生成機能と、前記予め設定された時間が経過するごとにスキャンされて生成された複数の２次元画像データの画素値を加算する加算処理機能と、前記画素値が加算された結果得られた２次元画像データに基づく画素を表示部に表示させる表示制御機能と、を実行させることを特徴とする超音波診断装置の制御プログラムである。

請求項９に記載の発明は、超音波振動子が２次元的に配列された超音波プローブに、２次元の所定のスキャン面をスキャンさせる第１のスキャンステップと、超音波診断装置がＥＣＧトリガ信号を受けると、前記ＥＣＧトリガ信号を受けてから予め設定された時間が経過するごとに、前記所定のスキャン面と異なる傾斜のスキャン面を前記超音波プローブにスキャンさせる第２のスキャンステップと、各スキャンの結果得られたデータに基づいて各２次元画像データを生成する画像生成ステップと、前記予め設定された時間が経過するごとにスキャンされて生成された複数の２次元画像データの画素値を加算する加算処理ステップと、前記画素値が加算された結果得られた２次元画像データに基づく画像を表示部に表示させる表示制御ステップと、を含み、前記超音波診断装置が新たなＥＣＧトリガ信号を受けるたびに、前記第２のスキャンステップ、前記画像生成ステップ、前記加算処理ステップ、及び前記表示制御ステップを繰り返して行うことを特徴とする超音波診断装置の画像生成方法である。

この発明によると、３次元空間内に立体的に存在する組織の画像を簡単に描出することが可能となる。

この発明の実施形態に係る超音波診断装置、制御プログラム及び画像生成方法について、図１から図７を参照しつつ説明する。まず、この発明の実施形態に係る超音波診断装置の構成について図１を参照しつつ説明する。図１は、この発明の実施形態に係る超音波診断装置の概略構成を示すブロック図である。

この実施形態に係る超音波診断装置は、Ｂモード断層像を表示するＢモード、超音波ビーム方向の反射源の時間的位置変化を運動曲線として表示するＭモード、血流情報を表示するドプラモード（パルスドプラ（ＰＷ）又は連続波ドプラ（ＣＷ））、血流情報を２次元的に表示するＣＦＭ（カラーフローマッピング）モードなどの既知のモードに応じて動作可能な装置である。

２次元超音波プローブ２は、既知の２次元超音波プローブからなる。２次元超音波プローブ２は、超音波振動子がマトリックス（格子）状に配置され、走査（スキャン）することによって３次元的に超音波を送信し、プローブ表面から放射状に広がる形状の３次元データをエコー信号として受信することができる。また、２次元超音波プローブ２は、２次元のスキャン面内をスキャンして２次元データをエコー信号として受信することができ、そのスキャン面を傾斜してスキャンすることもできる。

ここで、２次元超音波プローブ２のスキャン可能な領域について、図２及び図３を参照しつつ説明する。図２は、この発明の実施形態に係る超音波診断装置がスキャンするスキャン面を説明するための模式図である。図３は、この発明の実施形態に係る超音波診断装置がスキャンするスキャン面と冠動脈との位置関係を説明するための模式図である。

図２に示すように、２次元超音波プローブ２がスキャンできる領域２０は、３次元的な空間である。２次元超音波プローブ２は、３次元的な領域２０内においては、２次元的な面内をスキャンすることもできる。つまり、２次元超音波プローブ２は、図２に示す２元のスキャン面２０ｃなどをスキャンして、２次元画像を得ることができる。なお、スキャン面２０ｃを２次元超音波プローブ２の直下にあるスキャン面とし、初期設定されたスキャン面とする。

また、２次元超音波プローブ２は、電子的にスキャン面をスキャン面２０ｃに直交する方向に傾けることもできる。ここではスキャン面２０ｃを中心とする。そして、スキャン面２０ｃを＋φ方向にチルト角φ１だけ傾斜させると、スキャン面はスキャン面２０ｂとなり、チルト角φ２だけ傾斜させると、スキャン面はスキャン面２０ａとなる。また、スキャン面２０ｃをスキャン面２０ｂの逆の方向（−φ方向）にチルト角φ１だけ傾斜させると、スキャン面はスキャン面２０ｄとなり、チルト角φ２だけ傾斜させると、スキャン面はスキャン面２０ｅとなる。

このように、２次元超音波プローブ２を用いると、超音波プローブを手で傾けなくても、２次元のスキャン面を電子的に傾けることが可能となる。これに対して、１次元超音波プローブを用いる場合は、操作者が手で超音波プローブを傾けることによりスキャン面の角度を変えてスキャンを実行する必要がある。

この実施形態においては、スキャン面を＋φ方向又は−φ方向に傾斜させて、３次元空間内に５つのスキャン面（スキャン面２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、及び２０ｅ）を設定し、それらのスキャン面上でＢモードスキャン、ドプラスキャン、又はＣＦＭモードスキャンなどを行なう例について説明する。なお、この発明においては、６つ以上のスキャン面を設定して２次元超音波プローブ２にスキャンさせても良い。

このように２次元のスキャン面を傾斜させてスキャンすることにより、複数のスキャン面上で冠状脈をとらえることが可能となる。この様子を図３に示す。図３に示すように、３次元空間内に立体的に存在する冠動脈２１が存在する場合、スキャン面２０ｃ上のみをスキャンすると、そのスキャン面２０ｃと冠動脈２１とが交差する部分にある冠動脈の一部分２１ａの画像のみしか描出できない。ところが、スキャン面を傾斜させて、スキャン面２０ｄ及びスキャン面２０ｅ上をスキャンすると、スキャン面２０ｄ及びスキャン面２０ｅと冠動脈２１とが交差する部分の画像も描出することができる。このように複数のスキャン面上をスキャンすることにより、３次元空間内に立体的に存在する冠動脈２１を描出することが可能となる。

この実施形態では、２次元のスキャン面を傾斜させて５つのスキャン面をスキャンすることにより、ボリュームスキャンを行なう場合と比べて、収集されるデータ量が少なくなる。その結果、データ処理系ハードウェアとして、１次元超音波プローブを備えた超音波診断装置に設置されているデータ処理系ハードウェアを用いて、データ処理を行うことができる。これにより、超音波診断装置の高価格化を抑えることができる。また、２次元のスキャン面をスキャンするため、ボリュームスキャンを行なう場合と比べて、スキャンのレートが速くなるため、いわゆるリアルタイムスキャンが可能となる。

また、スキャン面２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、及び２０ｅの５つのスキャン面をスキャンする場合、超音波診断装置の同時受信ビーム数が１次元超音波プローブを備えた超音波診断装置に比べて５倍であれば、従来の１スキャン面当たりの走査時間で５スキャン面分のスキャンが可能となる。しかしながら、５つのスキャン面を同時にスキャンするためには、スキャンにより得られたデータを処理するためのデータ処理系ハードウェアの性能も、従来技術に係る超音波診断装置に設置されているデータ処理系ハードウェアの性能に比べて５倍の処理能力が必要となる。その結果、５つのスキャン面を同時にスキャンするためには、超音波診断装置のコストが飛躍的に増加してしまう。

そこで、この出願に係る発明者は、ＥＣＧ信号に基づいてスキャンを行なうことに着目した。ＥＣＧ信号を利用してスキャンを行なうことにより、従来技術のデータ処理系ハードウェアと同程度の処理能力を持ったデータ処理系ハードウェアであっても、３次元空間に立体的に存在する冠動脈を適切に描出することが可能となる。

制御部３は、超音波診断装置１の各部に接続され、超音波診断装置１の各部を制御する。制御部３は、計時部３１とスキャン面変更部３２とを備えて構成されている。また、制御部３には記憶装置３３が接続されている。記憶装置３３には、スキャン情報記憶部３３ａ及びプログラム記憶部３３ｂが備えられている。

また、超音波診断装置１の外部には、心電計（図示しない）が設置されている。この心電計は、被検体の心電波形（ＥＣＧ信号）を取得する。心電計には、Ｒ波を検出した際にトリガ信号（ＥＣＧトリガ信号と称する）を発生する信号発生器が備えられており、その信号発生器にて発生させられたＥＣＧトリガ信号は超音波診断装置１内の制御部３に出力される。なお、心電計を超音波診断装置１の内部に設置しても構わない。

計時部３１はタイマーであり、上記の心電計から出力されたＥＣＧトリガ信号を受けると、タイマーがリセットされ、ＥＣＧトリガ信号を検知した時からの時間を計測する。そして、ＥＣＧトリガ信号を検知した時から予め設定された時間が経過すると、スキャン面変更部３２はスキャン面を変更し、変更後のスキャン面を示す情報を送受信部４に出力する。この予め設定された時間は、Ｒ波が検出された時間から冠動脈の血流速度が最速になるまでの時間を表している。

ここで、冠動脈の血流速度が最速になる時相について図４を参照しつつ説明する。図４は、この発明の実施形態に係る超音波診断装置が行うスキャンのタイミングを説明するための図である。図４に示すように、Ｒ波が検出された時相を時相ｔ０とし、Ｒ波が検出されたから次のＲ波が検出されるまでの間を１心拍とする。上述したように、Ｒ波が検出されると、心電計に設置されている信号発生器がＥＣＧトリガ信号を発生して、超音波診断装置１の制御部３にそのＥＣＧトリガ信号を出力する。そして、Ｒ波が検出された時相ｔ０から時間Δｔが経過して時相ｔ１（＝時相ｔ０＋時間Δｔ）になると、冠動脈の血流速度が最速になる。この時間Δｔを遅延時間として、記憶装置３３に予め記憶させておく。なお、時相ｔ０から時相ｔ１までの間の時間Δｔは、患者によって異なるため、心電波形を参照することにより、予め時間Δｔを決めておき、決定した時間Δｔを記憶装置３３に記憶させておく。

そして、ＥＣＧトリガ信号が制御部３に出力されると、計時部３１は時間を計測し、予め設定された時間Δｔが経過すると、スキャン面変更部３２はスキャン面を変更し、変更後のスキャン面を示す情報を送受信部４に出力する。これにより、送受信部４は時相ｔ１になるたびにスキャン面を変更して２次元超音波プローブ２に変更後のスキャン面上をスキャンさせることになる。

スキャン情報記憶部３３ａに、スキャンのシーケンス情報を予め記憶させておく。このスキャンのシーケンス情報には、スキャン面のチルト角φを示す情報と各スキャン面を２次元超音波プローブ２にスキャンさせる順番とが含まれる。

ここで、この実施形態におけるスキャンのシーケンスについて図５を参照しつつ説明する。図５は、この発明の実施形態に係る超音波診断装置によるスキャンのシーケンスを説明するための図である。図５に示すシーケンスは、横軸が時相ｔとなっており、各時相においてスキャンするスキャン面を示している。この図５に示すシーケンスを、スキャン情報記憶部３３ａに予め記憶させておく。図５に示すシーケンスのように、この実施形態に係る超音波診断装置１では、通常、スキャン面２０ｃ上を２次元超音波プローブ２にスキャンさせ、時相が時相ｔ１になるとスキャン面を変えて、変更後のスキャン面を２次元超音波プローブ２にスキャンさせる。そして、時相が時相ｔ１以外になると、スキャン面２０ｃ上を２次元超音波プローブ２にスキャンさせる。つまり、時相ｔ１以外においては、スキャン面２０ｃ上をスキャンし続けることで、そのスキャン面２０ｃの２次元画像を動画として表示部１０に表示させる。

例えば、上記のスキャン面２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ及び２０ｅを２次元超音波プローブ２にスキャンさせる場合は、それらのチルト角φを示す情報を予めスキャン情報記憶部３３ａに記憶させておく。例えば、チルト角「＋φ１」、「＋φ２」、「０」、「−φ１」、及び「−φ２」を示す情報をスキャン情報記憶部３３ａに予め記憶させておく。さらに、各スキャン面を２次元超音波プローブ２にスキャンさせる順番を予め決めておき、その順番をスキャン面情報記憶部３３ｂに予め記憶させておく。このシーケンスの場合、時相ｔ１になるたびに、スキャン面を、スキャン面２０ｃ、スキャン面２０ｂ、スキャン面２０ｄ、スキャン面２０ａ、スキャン面２０ｅの順番で変更している。そして、時相ｔ１以外の時相においては、スキャン面をスキャン面２０ｃとしている。

計時部３１が時間を計測し、ＥＣＧトリガ信号を受けてから時間Δｔが経過すると、スキャン面変更部３２は、スキャン情報記憶部３３ａに記憶されているスキャン面の順番を示すシーケンスに従って、スキャン面を示す情報（チルト角φを示す情報）を送受信部４に出力する。これにより、スキャン面変更部３２は、時相ｔ１になるたびにスキャン面を、スキャン面２０ｃ、スキャン面２０ｂ、スキャン面２０ｄ、・・・の順番で変更し、そのスキャン面を示す情報（チルト角φを示す情報）を送受信部４に出力し、送受信部４は時相ｔ１になるたびにスキャン面を示す情報（チルト角φを示す情報）をスキャン面変更部３２から受けて、スキャン面を変更して２次元超音波プローブ２に変更後のスキャン面をスキャンさせることになる。また、時相ｔ１以外の時相においては、スキャン面はスキャン面２０ｃとなっているため、送受信部４はスキャン面２０ｃを２次元超音波プローブ２にスキャンさせることになる。

つまり、この実施形態に係る超音波診断装置１は、血流速度が最速となる時相ｔ１にスキャン面を変更し、変更後のスキャン面上を２次元超音波プローブ２にスキャンさせる。そして、次の時相ｔ１になると、スキャン面のチルト角φを異なる角度に変えて、変更後のスキャン面上を２次元超音波プローブ２にスキャンさせる。このように、時相ｔ１になるたびにスキャン面の角度を変えて２次元超音波プローブ２にスキャンさせ、時相ｔ１以外の時相においては、スキャン面をスキャン面２０ｃとし、そのスキャン面２０ｃを２次元超音波プローブ２にスキャンさせる。

なお、この実施形態では、時相が時相ｔ１になるとスキャン面変更部３２がスキャン面を変えて、変更後のスキャン面の情報を送受信部４に出力し、送受信部４は変更後のスキャン面を２次元超音波プローブ２にスキャンさせているが、この発明はその処理の順番に限定されない。例えば、シーケンスに従ったスキャン面の変更に関する情報を予め送受信部４に出力しておく。そして、時相が時相ｔ１になるたびに、制御部３が時相ｔ１を示す情報又はスキャン面変更命令を送受信部４に出力する。送受信部４は、その命令などを受けると、その命令などに従って、スキャン面を変更して変更後のスキャン面を２次元超音波プローブ２にスキャンさせる。このような処理の流れであっても、時相ｔ１になるたびにスキャン面の角度を変えて２次元超音波プローブ２にスキャンさせることができる。

プログラム記憶部３３ｂには、超音波診断装置１の制御プログラムが記憶されている。制御部３は例えばＣＰＵで構成され、プログラム記憶部３３ｃに記憶されている制御プログラムを実行することにより、超音波診断装置１の各部を制御して超音波の送受信、画像生成、及び画像表示を実行させる。この実施形態においては、制御部３はこの制御プログラムを実行することで、主に、スキャン面変更部３２の機能、ＤＳＣ７の機能、及びイメージ・プロセッサ８の機能を実行させることになる。

送受信部４は、既知の送受信部からなり、２次元超音波プローブ２に電気信号を供給して超音波を発生させる送信部（図示しない）と、２次元超音波プローブ２からの信号を受信する受信部（図示しない）とを備えて構成されている。

この実施形態の場合、時相ｔ１になるたびに、スキャン面変更部３２からスキャン面を示す情報（チルト角φを示す情報）が出力されるため、送受信部４はスキャン面変更部３２から出力されたチルト角φだけスキャン面を傾斜させて、２次元超音波プローブ２に傾斜後のスキャン面上をスキャンさせる。また、時相ｔ１以外の時相においては、継続してスキャン面２０ｃ上を２次元超音波プローブ２にスキャンさせる。

送受信部４の送信部は、図示しないクロック発生回路、送信遅延回路、及びパルサ回路を備えている。クロック発生回路は、超音波信号の送信タイミングや送信周波数を決めるクロック信号を発生する回路である。送信遅延回路は、超音波の送信時に遅延を掛けて送信フォーカスを実施する回路である。パルサ回路は、各超音波振動子に対応した個別経路（チャンネル）の数分のパルサを内蔵し、遅延が掛けられた送信タイミングで駆動パルスを発生し、２次元超音波プローブ２の各超音波振動子に供給するようになっている。

また、送受信部４の受信部は、図示しないプリアンプ回路、Ａ／Ｄ変換回路、及び受信遅延・加算回路を備えている。プリアンプ回路は、２次元超音波プローブ２の各超音波振動子から出力されるエコー信号を受信チャンネルごとに増幅する。Ａ／Ｄ変換回路は、増幅されたエコー信号をＡ／Ｄ変換する。受信遅延・加算回路は、Ａ／Ｄ変換後のエコー信号に対して受信指向性を決定するのに必要な遅延時間を与え、加算する。その加算により、受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調される。なお、この送受信部４によって加算処理された信号を「ＲＦデータ（または、生データ）」と称する。送受信部４から出力されたＲＦデータは、信号処理部５に出力される。

また、送受信部４は、時相ｔ１に収集されたデータであることを示す情報を付帯情報として、時相ｔ１に収集されたＲＦデータに付して信号処理部５に出力する。ＤＳＣ７は、その付帯情報を参照することで、時相ｔ１が付されたデータをイメージ・プロセッサ８に出力することになる。

なお、制御部３と送受信部４がこの発明のスキャン制御部に相当する。

信号処理部５は、Ｂモード処理部５１、ドプラモード処理部５２及びＣＦＭ処理部５３を備えて構成されている。送受信部４から出力されたＲＦデータは、いずれかの処理部にて所定の処理が施される。

Ｂモード処理部５１は、エコーの振幅情報の映像化を行い、エコー信号からＢモード超音波ラスタデータを生成する。具体的には、Ｂモード処理部５１は、送受信部４から送られる信号に対してバンドパスフィルタ処理を行い、その後、出力信号の包絡線を検波し、検波されたデータに対して対数変換による圧縮処理を施す。

ドプラモード処理部５２は、パルスドプラ法（ＰＷドプラ法）又は連続波ドプラ法（ＣＷドプラ法）により血流情報を生成する。例えば、パルスドプラ法によると、パルス波を用いているため、ある特定の深度のドプラ偏移周波数成分を検出することができる。このように距離分解能を有するため、特定部位の組織や血流の速度計測が可能となっている。ドプラモード処理部５２は、送受信部４から送られる信号に対して、所定の大きさを有する血流観測点内における受信信号を位相検波することによりドプラ偏移周波数成分を取り出し、さらにＦＦＴ処理を施して、所定の大きさを有する血流観測点内の血流速度を表すドプラ周波数分布を生成する。

ＣＦＭ処理部５３は、動いている血流情報の映像化を行い、カラー超音波ラスタデータを生成する。血流情報には、速度、分散、パワーなどの情報があり、血流情報は２値化情報として得られる。具体的には、ＣＦＭ処理部５３は、位相検波回路、ＭＴＩフィルタ、自己相関器、及び流速・分散演算器から構成されている。このＣＦＭ処理部５３は、組織信号と血流信号とを分離するためのハイパスフィルタ処理（ＭＴＩフィルタ処理）が行われ、自己相関処理により血流の移動速度、分散、パワー等の血流情報を多点について求める。その他、組織信号を低減及び削減するための非線形処理が行われる場合もある。

記憶装置６は、ＲＡＭなどのメモリからなり、信号処理部５により処理が施された信号処理後のデータを一時的に保持する。

ＤＳＣ７（デジタルスキャンコンバータ）は、変換処理部７１とデータ選択部７２とを備えて構成されている。変換処理部７１は、記憶装置６に記憶されている走査線信号列で表される信号処理後のデータを読み込んで、空間情報に基づいた座標系のデータに変換する（スキャンコンバージョン処理）。つまり、超音波走査に同期した信号列をテレビ走査方式の表示部１０で表示できるようにするために、標準のテレビ走査に同期して読み出すことにより走査方式を変換している。

Ｂモード処理部５１から出力された信号処理後のデータに対してスキャンコンバージョン処理が施されると、被検体の組織形状を表すＢモード断層像データが得られる。また、ドプラモード処理部５２から出力された信号処理後のデータに対してスキャンコンバージョン処理が施されると、血流の速度情報等がドプラデータとして得られる。また、ＣＦＭ処理部５３から出力された信号処理後のデータに対してスキャンコンバージョン処理が施されると、カラードプラ画像データ（カラーフローマッピングデータ）が得られる。

データ選択部７２は、スキャンコンバージョン処理後のＢモード断層像データやカラードプラ画像データなどから、時相ｔ１に収集された画像データを選択してイメージ・プロセッサ８に出力する。時相ｔ１に収集された画像データには、送受信部４にて時相ｔ１に収集されたことを示す付帯情報が付されているため、データ選択部７２は、その付帯情報を参照することにより、時相ｔ１に収集された画像データを選択してイメージ・プロセッサ８に出力する。なお、データ選択部７２は、時相ｔ１以外の時相に収集された画像データを、イメージ・プロセッサ８に出力せずに、表示制御部９に出力する。

なお、信号処理部５とＤＳＣ７がこの発明の画像データ生成部に相当する。

イメージ・プロセッサ８は、時相ｔ１に収集された、Ｂモード断層像データやカラードプラ画像データなどの画像データを受け、それらの画像データを加算平均する。具体的には、イメージ・プロセッサ８は、加算処理部８１と平均値算出部８２とを備えて構成されている。

加算処理部８１は、ＤＳＣ７のデータ選択部７２から出力された、時相ｔ１に収集された複数の画像データの同一座標上の画素の画素値を加算し、加算して得られた画像データを平均値算出部８２に出力する。平均値算出部８２は、加算された画素値を、加算した画像データの数の分だけ除算して画素値の平均値を算出する。このようにして加算平均された画像データは表示制御部９に出力される。

例えば、同じ時相ｔ１にスキャン面２０ｃ及びスキャン面２０ｂをスキャンすることで得られた画像データの処理について説明する。加算処理部８１は、時相ｔ１にスキャン面２０ｃをスキャンすることで得られた画像データ（Ｂモード断層像データやカラードプラ画像データなど）を構成する画素の画素値と、時相ｔ１にスキャン面２０ｂをスキャンすることで得られた画像データ（Ｂモード断層像データやカラードプラ画像データなど）を構成する画素の画素値とを加算する。このとき、加算処理部８１は、同一座標上の画素の画素値を加算する。そして、平均値算出部８２は、加算された画素値の平均値を求め、これを加算平均後の画像データとし、表示制御部９に出力する。

表示制御部９は、ＤＳＣ７から出力されるＢモード断層像データ、ドプラデータ又はカラードプラ画像データを受けて、それらのデータに基づく画像を表示部１０に表示させる。また、表示制御部９は、イメージ・プロセッサ８から出力される加算平均処理が施された画像データ（Ｂモード断層像データやカラードプラ画像データなど）を受けて、加算平均処理が施された画像データに基づく画像を表示部１０に表示させる。

ＤＳＣ７から出力される画像データは、時相ｔ１以外の時相で収集された画像データであり、スキャン面２０ｃをスキャンすることで得られた画像データである。従って、スキャン面２０ｃ上の画像のみが表示部１０に表示されることになる。時相ｔ１以外の時相においては、１心拍中、継続してスキャン面２０ｃをスキャンしているため、ＤＳＣ７から直接出力される画像データは動画として表示部１０に表示されることになる。

一方、イメージ・プロセッサ８から出力される画像データは、１心拍中の時相ｔ１に収集された画像データを加算平均することにより得られた画像データである。例えば、加算平均処理が施されたＢモード断層像データや、加算平均処理が施されたカラードプラ画像データなどである。これらの画像データは、１心拍中、時相ｔ１のみに収集された画像データであるため、静止画として表示部１０に表示されることになる。また、イメージ・プロセッサ８から出力される画像データは、異なるスキャン角でスキャンされた結果得られた画像データを加算平均処理することで得られたデータであるため、３次元空間内に立体的に存在する組織が描出された画像データとなる。

表示部１０はＣＲＴや液晶ディスプレイなどのモニタからなり、そのモニタ画面上にＢモード断層像、加算平均処理が施された画像データ、ドプラデータに基づくスペクトラム、又はカラードプラ画像などが表示される。

また、超音波診断装置１には操作部（図示しない）が設置されている。操作部は、超音波の送受信条件などに関する各種設定などを行うための入力装置である。この操作部で入力された情報又は命令は制御部３に出力され、制御部３はその命令に従って処理を行う。操作部は、例えば、ジョイスティックやトラックボールなどのポインティングデバイス、スイッチ、各種ボタン、マウス、キーボード又はＴＣＳ（Ｔｏｕｃｈ Ｃｏｍｍａｎｄ Ｓｃｒｅｅｎ）などからなる。

（作用）
次に、この発明の実施形態に係る超音波診断装置１の作用（超音波診断装置１の画像生成方法）について図５から図８を参照しつつ説明する。図６は、この発明の実施形態に係る超音波診断装置の動作を順番に示すフローチャートである。図７は、この発明の実施形態に係る超音波診断装置に設置されている表示部に表示される画像を示す図である。図８は、この発明の実施形態に係る超音波診断装置によるスキャンのシーケンスを説明するための図である。

図５に示すシーケンスに従い、まず、スキャン面２０ｃをスキャンする（ステップＳ０１）。制御部３の指示に従い、送受信部４は図２に示すスキャン面２０ｃを２次元超音波プローブ２にスキャンさせる。なお、上述したように、スキャン面２０ｃは２次元超音波プローブ２の直下にあるスキャン面であり、このスキャン面２０ｃがチルトの中心となる。

具体的には、制御部３は、送受信部４に対してビームフォーミングに必要な遅延パターン情報などのデータを出力する。送受信部４は制御部３の指示に従い、２次元超音波プローブ２に電気信号を供給して超音波を発生させ、被検体内に超音波を送信させる。このスキャンにより収集されたエコー信号は送受信部４に出力され、送受信部４にてＡ／Ｄ変換処理、遅延・加算処理などが施されてＲＦデータが生成される。そして、ＲＦデータは、Ｂモード処理部５１又はＣＦＭ処理部５３に送られ、Ｂモード超音波ラスタデータ、又はカラー超音波ラスタデータが生成される。これらの超音波ラスタデータは、一時的に記憶装置６に記憶、保持される。そして、ＤＳＣ７内の変換処理部７１は、それらの超音波ラスタデータに対してスキャンコンバージョン処理を施してＢモード断層像データ、又はカラードプラ画像データを生成し、データ選択部７２に出力する。そして、データ選択部７２は、時相ｔ１以外の時相で収集された画像データを表示制御部９に出力する。表示制御部９は、ＤＳＣ７から出力された画像データを受けて、その画像データに基づく画像を表示部１０に表示させる。

図５に示す時相ｔ１以外の時相においては、送受信部４は２次元超音波プローブ２にスキャン面２０ｃを継続してスキャンさせる。これにより、スキャン面２０ｃをスキャンすることで得られる画像は、表示部１０に動画として表示されることになる。

図７に、表示部１０のモニタ画面１０ａ上に表示される画像を示す。上述したように、スキャン面２０ｃが継続してスキャンされることにより、スキャン面２０ｃの画像２２は動画として表示部１０に表示される。この例においては、画像２２はＢモード断層像であるが、Ｂモード断層像とカラードプラ画像とを重畳させた画像を表示させても良い。図３を参照して説明したように、スキャン面２０ｃは冠動脈の一部と交差するため、表示部１０には、冠動脈の一部の画像が動画として表示されることになる。

このような走査シーケンスのなかで、心電計がＲ波を検出すると、心電計によりＥＣＧトリガ信号が生成され、そのＥＣＧトリガ信号が心電計から制御部３内の計時部３１に出力される（ステップＳ０２）。計時部３１がそのＥＣＧトリガ信号を受信すると、計時部３１がリセットされる。

制御部３がＥＣＧトリガ信号を受信し、時間Δｔが経過するまでの間は、送受信部４は２次元超音波プローブ２にスキャン面２０ｃを継続的にスキャンさせる（ステップＳ０３）。

計時部３１がそのＥＣＧトリガ信号を受けた時から予め設定された時間Δｔが経過し、時相が時相ｔ１（＝時相ｔ０＋時間Δｔ）になると（ステップＳ０４、Ｙｅｓ）、スキャン面変更部３２は、スキャン情報記憶部３３ａに記憶されているスキャンのシーケンスに従ってスキャン面を変更する（ステップＳ０５）。

図５に示すシーケンスのように、まずは、スキャン面変更部３２は、スキャン面をスキャン面２０ｃと決定し、そのスキャン面２０ｃを示す情報（スキャン角）を送受信部４に出力する。送受信部４はスキャン面２０ｃを２次元超音波プローブ２にスキャンさせる（ステップＳ０６）。この時相ｔ１に収集されたＲＦデータには、送受信部４にて、時相ｔ１に収集されたデータであることを示す情報が付帯情報として付される。そして、信号処理部５により処理が施され、ＤＳＣ７内の変換処理部７１によりスキャンコンバージョン処理が施される。そして、データ選択部７２は、付帯情報を参照することで、時相ｔ１に収集された画像データを選択してイメージ・プロセッサ８に出力する。

この段階においては、スキャン面２０ｃ上のみがスキャンされているため、イメージ・プロセッサ８は、ステップＳ０６における加算及び平均値算出処理を施さずに、スキャン面２０ｃ上をスキャンすることで収集された画像データを、そのまま表示制御部９に出力する。表示制御部９は、イメージ・プロセッサ８から出力された画像データに基づく画像を表示部１０に表示させる（ステップＳ０８）。

そして、時相が次の時相ｔ１になるまで、送受信部４は２次元超音波プローブ２にスキャン面２０ｃをスキャンさせる（ステップＳ０１）。つまり、時相ｔ１以外の時相においては、送受信部は２次元超音波プローブ２にスキャン面２０ｃを継続的にスキャンさせる。これにより、表示部１０には、スキャン面２０ｃの画像２２が動画として表示されることになる。

そして、心電計が再びＲ波を検出すると、心電計によりＥＣＧトリガ信号が生成され、そのＥＣＧトリガ信号が心電計から制御部３内の計時部３１に出力される（ステップＳ０２）。計時部３１がそのＥＣＧトリガ信号を受信すると、計時部３１がリセットされる。

制御部３がＥＣＧトリガ信号を受信し、時間Δｔが経過するまでの間は、送受信部４は２次元超音波プローブ２にスキャン面２０ｃを継続的にスキャンさせる（ステップＳ０３）。

計時部３１がそのＥＣＧトリガ信号を受けた時から時間Δｔが経過し、時相が時相ｔ１（＝時相ｔ０＋時間Δｔ）になると（ステップＳ０４、Ｙｅｓ）、スキャン面変更部３２は、スキャン情報記憶部３３ａに記憶されているシーケンスに従ってスキャン面を変更する（ステップＳ０５）。

図５に示すシーケンスのように、スキャン面変更部３２は、スキャン面をスキャン面２０ｂと決定し、そのスキャン面２０ｂを示す情報（スキャン角φ）を送受信部４に出力する。送受信部４はスキャン面２０ｂを２次元超音波プローブ２にスキャンさせる（ステップＳ０６）。この時相ｔ１に収集されたＲＦデータには、送受信部４にて、時相ｔ１に収集されたデータであることを示す情報が付帯情報として付される。そして、信号処理部５により処理が施され、ＤＳＣ７内の変換処理部７１によりスキャンコンバージョン処理が施される。そして、データ選択部７２は、付帯情報を参照することで、時相ｔ１に収集された画像データを選択してイメージ・プロセッサ８に出力する。

イメージ・プロセッサ８内の加算処理部８１は、データ選択部７２から出力された時相ｔ１にスキャン面２０ｂをスキャンすることで収集された画像データと、先に時相ｔ１にスキャン面２０ｃをスキャンすることで収集された画像データとを、加算する（ステップＳ０７）。具体的には、加算処理部８１は、スキャン面２０ｂの画像データを構成する各画素の画素値と、スキャン面２０ｃの画像データを構成する各画素の画素値を加算する。このとき、加算処理部８１は、各画像データの同一座標上の画素の画素値を加算する。そして、加算処理部８１は、画素値を加算した画像データを平均値算出部８２に出力する。この平均値算出部８２は、画素値が加算された画像データの平均値を算出し（ステップＳ０７）、その画像データを表示制御部９に出力する。

表示制御部９は、イメージ・プロセッサ８から加算平均処理が施された画像データを受けると、その画像データに基づく画像を表示部１０に表示させる（ステップＳ０８）。

図７に示すように、表示制御部９は、スキャン面２０ｃを繰り返しスキャンすることで動画として得られる、スキャン面２０ｃの画像２２を表示部１０に表示させるとともに、時相ｔ１にスキャン面２０ｃとスキャン面２０ｂとをスキャンすることで得られた画像データを加算平均処理することで得られた、加算平均処理後の画像２４を表示部１０に表示させる。スキャン面２０ｃ上をスキャンすることで得られる画像と、スキャン面２０ｂ上をスキャンすることで得られる画像とは、チルト角が異なるスキャン面上をスキャンすることで得られた画像であるため、それらの画像を加算平均処理して得られた画像２４は、３次元的な広がりをもった画像となる。これにより、冠動脈を３次元的に捉えることが可能となる。

そして、時相ｔ１になるたびに、ステップＳ０３からステップＳ０７の処理を行い、以後、これらの処理を繰り返して、加算平均処理後の画像２４を更新していく。

なお、この実施形態では、時相が時相ｔ１になるとスキャン面変更部３２がスキャン面を変えて、変更後のスキャン面の情報を送受信部４に出力し、送受信部４は変更後のスキャン面を２次元超音波プローブ２にスキャンさせているが、この発明はその処理の順番に限定されない。例えば、シーケンスに従ったスキャン面の変更に関する情報を予め送受信部４に出力しておいても良い。そして、時相が時相ｔ１になるたびに、制御部３が時相ｔ１を示す情報又はスキャン面変更命令を送受信部４に出力する。送受信部４は、その命令などを受けると、その命令などに従って、スキャン面を変更して変更後のスキャン面を２次元超音波プローブ２にスキャンさせる。このような処理の流れであっても、時相ｔ１になるたびにスキャン面の角度を変えて２次元超音波プローブ２にスキャンさせることができる。

上述したスキャン面２０ｂのスキャンが終了すると、時相が次の時相ｔ１になるまで、送受信部４は２次元超音波プローブ２にスキャン面２０ｃを継続的にスキャンさせる（ステップＳ０１）。これにより、表示部１０には、スキャン面２０ｃの画像２２が動画として表示される。

そして、心電計が再びＲ波を検出すると、ＥＣＧトリガ信号が心電計から制御部３内の計時部３１に出力され（ステップＳ０２）、時間Δｔが経過するまでスキャン面２０ｃをスキャンし（ステップＳ０３）、計時部３１がＥＣＧトリガ信号を受信した時から時間Δｔが経過すると（ステップＳ０４、Ｙｅｓ）、スキャン面変更部３２は、スキャン情報記憶部３３ａに記憶されているシーケンスに従ってスキャン面を変更する（ステップＳ０５）。

図５に示すシーケンスのように、スキャン面変更部３２は、スキャン面をスキャン面２０ｄと決定し、そのスキャン面２０ｄを示す情報（スキャン角φ）を送受信部４に出力する。送受信部４はスキャン面２０ｄを２次元超音波プローブ２にスキャンさせる（ステップＳ０６）。

スキャン面２０ｄをスキャンすることで得られたデータは、信号処理部５及びＤＳＣ７を経由してイメージ・プロセッサ８の加算処理部８１に出力される。そして、スキャン面２０ｄをスキャンすることで得られた画像データは、加算処理部８１にて、先の時相ｔ１においてスキャン面２０ｃ及びスキャン面２０ｂをスキャンすることで得られた画像データと加算される（ステップＳ０７）。つまり、加算処理部８１は、時相ｔ１においてスキャン面２０ｃ、スキャン面２０ｂ及びスキャン面２０ｄをスキャンすることで得られた画像データを構成する各画素の画素値を加算する。このとき、同一座標上の画素の画素値が加算される。そして、平均値算出部８２は、加算された画素値の平均値を算出し（ステップＳ０７）、これを加算平均処理後の画像データとして表示制御部９に出力する。

表示制御部９は、先に表示部１０に表示させておいた、スキャン面２０ｃ及びスキャン面２０ｂの画像データを加算平均処理して得られた画像を更新して、新たに生成された、スキャン面２０ｃ、スキャン面２０及びスキャン面２０ｄの画像データを加算平均処理して得られた画像２４を表示部１０に表示させる（ステップＳ０８）。また、時相ｔ１以外の時相においては、スキャン面２０ｃ上が継続してスキャンされるため、スキャン面２０ｃの画像２２は動画として表示部１０に表示されることになる。

上述したスキャン面２０ｄのスキャンが終了すると、時相が次の時相ｔ１になるまで、送受信部４は２次元超音波プローブ２にスキャン面２０ｃを継続的にスキャンさせる（ステップＳ０１）。

そして、計時部３１がＥＣＧトリガ信号を受信し（ステップＳ０２）、時間Δｔが経過するまでスキャン面２０ｃをスキャンし（ステップＳ０３）、時相が時相ｔ１になると（ステップＳ０４、Ｙｅｓ）、図５のシーケンスに示すように、スキャン面変更部３２はスキャン面を変更してスキャン面２０ａとし（ステップＳ０５）、送受信部４は２次元超音波プローブ２にスキャン面２０ａをスキャンさせる（ステップＳ０６）。

スキャン面２０ａをスキャンすることにより得られたデータは、信号処理部５及びＤＳＣ７を経由してイメージ・プロセッサ８の加算処理部８１に出力される。そして、スキャン面２０ａをスキャンすることで得られた画像データは、加算処理部８１にて、先の時相ｔ１においてスキャン面２０ｃ、スキャン面２０ｂ、及びスキャン面２０ｄをスキャンすることで得られた画像データと加算される（ステップＳ０７）。つまり、加算処理部８１は、時相ｔ１においてスキャン面２０ｃ、スキャン面２０ｂ、スキャン面２０ｄ、及びスキャン面２０ａをスキャンすることで得られた画像データを構成する各画素の画素値を加算する。このとき、同一座標上の画素の画素値が加算される。そして、平均値算出部８２は、加算された画素値の平均値を算出し（ステップＳ０７）、これを加算平均処理後の画像データとして表示制御部９に出力する。

表示制御部９は、先に表示部１０に表示させておいた、加算平均処理後の画像を更新して、新たに生成された加算平均処理後の画像２４を表示部１０に表示させる（ステップＳ０８）。

そして、時相が次の時相ｔ１になると、送受信部４は２次元超音波プローブ２にスキャン面２０ｅをスキャンさせる（ステップＳ０５、Ｓ０６）。そのスキャンにより得られた画像データは、加算処理部８１にて、先の時相ｔ１においてスキャン面２０ｃ、スキャン面２０ｂ、スキャン面２０ｄ、及びスキャン面２０ａをスキャンすることで得られた画像データと加算される（ステップＳ０７）。つまり、加算処理部８１は、時相ｔ１においてスキャン面２０ｃ、スキャン面２０ｂ、スキャン面２０ｄ、スキャン面２０ａ及びスキャン面２０ｅをスキャンすることで得られた画像データを構成する各画素の画素値を加算する。このとき、同一座標上の画素の画素値が加算される。そして、平均値算出部８２は、加算された画素値の平均値を算出し（ステップＳ０７）、これを加算平均処理後の画像データとして表示制御部９に出力する。

表示制御部９は、先に表示部１０に表示させておいた、加算平均処理後の画像を更新して、新たに生成された加算平均処理後の画像を表示部１０に表示させる（ステップＳ０８）。

以上のように、時相ｔ１にスキャンすることで得られた画像データは、順次、イメージ・プロセッサ８にて加算平均処理が施されて、表示制御部９に出力される。そして、表示制御部９は、加算平均処理後の画像を順次、更新して表示部１０に表示させる。

以上のように、冠動脈の血流速度が最速になる時相において、スキャン面を傾斜させてスキャンし、得られた画像データを加算することにより、冠動脈を３次元的に捉えることが可能となる。さらに、１つのスキャン面をスキャンするだけでは、断片的にしか捉えることができなかった冠動脈が、加算平均処理後の画像では、３次元的な広がりをもって描出される。

また、加算平均処理後の画像と、スキャン面２０ｃの画像とを見比べることにより、スキャン面２０ｃ上で捕捉された断片的な画像が、３次元的に存在している冠動脈の一部であることが確認できる。これにより、パルスドプラ法などによりドプラスキャンを実行する際に、適切にドプラデータを収集する部位を指定することが可能となる。

また、３次元のボリュームスキャンを行なわずに、２次元のスキャン面をスキャンするため、ボリュームスキャンを行なう場合に比べて、収集されるデータ量が少なくて済む。従って、１次元超音波プローブを備えた超音波診断装置に設置されているデータ処理系ハードウェアを利用することができるため、超音波診断装置のコストを抑えることが可能となる。つまり、１次元超音波プローブを備えた超音波診断装置に設置されているデータ処理系ハードウェアを用いた場合であっても、上記のようにスキャンすることで、３次元空間内に立体的に存在する冠動脈を３次元的に捉えて描出することが可能となる。

また、スキャンを継続する場合について図８を参照しつつ説明する。上記のステップＳ０１からステップＳ０７を繰り返して実施することで、スキャン面２０ａ、スキャン面２０ｂ、スキャン面２０ｄ、スキャン面２０ａ、及びスキャン面２０ｅが一通りスキャンされて、加算平均処理後の画像が得られると、図８のシーケンスに示すように、次の時相ｔ１においては、スキャン面２０ｃがスキャンされる。そして、加算処理部８１は、古い時相ｔ１に得られたスキャン面２０ｃの画像データを、新たに得られたスキャン面２０ｃの画像データに換え、スキャン面２０ｃ、２０ｂ、２０ｄ、２０ａ及び２０ｅの画像データを構成する画素の画素値を加算する。そして、平均値算出部８２は、加算された画素値の平均値を算出し、これを加算平均処理後の画像データとして表示制御部９に出力する。

表示制御部９は、先に表示部１０に表示させておいた、加算平均処理後の画像を更新して、新たに生成された加算平均処理後の画像を表示部１０に表示させる。これにより、図７に示す加算処理後の画像２４のうち、スキャン面２０ｃの画像に相当する部分が、新たに収集された画像に更新されることになる。

そして、上記のステップＳ０１からステップＳ０７を繰り返して実施することで、次の時相ｔ１においては、スキャン面２０ｂがスキャンされる。イメージ・プロセッサ８は、古い時相ｔ１に得られたスキャン面２０ｂの画像データを、新たに得られたスキャン面２０ｂの画像データに換えて、加算平均処理を行う。これにより、図７に示す加算処理後の画像２４のうち、スキャン面２０ｂの画像に相当する部分が、新たに収集された画像に更新されることになる。

以後、スキャン面を変えて、スキャン面２０ｄ、スキャン面２０ａ、・・・をスキャンすることにより、スキャン面２０ｄの画像、スキャン面２０ａの画像を次々と更新して表示部１０に表示する。その結果、加算平均処理後の画像２４が、時相ｔ１になるたびに、部分的に新しい画像に更新されることになる。

また、イメージ・プロセッサ８は、Ｂモード画像データとカラードプラ画像データの両方の画像データについて加算平均処理を行っても良く、カラードプラ画像データのみを加算平均処理しても良い。カラードプラ画像データのみを加算平均処理する場合、スキャン面２０ｃのＢモード断層像上に加算平均処理が施されたカラードプラ画像を重畳させて表示部１０に表示させることになる。

さらに、カラードプラ画像データをイメージ・プロセッサ８にて加算平均処理する場合、予め画素値の閾値を設定しておき、加算処理部８１が、カラードプラ画像データを構成する各画素の画素値がその閾値を超えるか否かの判断を行い、閾値を超える画素のみ加算処理を行っても良い。

例えば、血流と臓器の動きとを区別するために、閾値を設ける。画素値がその閾値以下であれば、カラードプラ画像は臓器の動きを表しているものとして、加算平均処理を行わず、画素値がその閾値を超えている場合は、カラードプラ画像は血流を表しているものとして、加算平均処理を行う。

これにより、加算処理部８１が複数のカラードプラ画像データを加算する際に、臓器の動きを表す画像を排除して、血流を表す画像のみを加算処理することが可能となる。そして、平均値算出部８２にて加算処理された画素値の平均値が算出され、加算平均処理後の画像データとして表示制御部９に出力される。これにより、表示部１０には、閾値を超える画素値のカラードプラ画像が表示されるため、臓器の動きを表す画像が排除されて、血流を表す画像のみが表示されることになる。

なお、この実施形態においては、イメージ・プロセッサ８にて、画素値の加算処理と平均値算出処理とを行ったが、画素値の平均値を算出せずに、加算処理のみを行った画像データを表示制御部９に出力しても良い。画素値の平均値を算出しなくても、チルト角が異なるスキャン面の画像を加算しているため、冠動脈を３次元的な広がりをもって描出することが可能となる。

（変形例）
次に、この発明の変形例に係る超音波診断装置について図９を参照しつつ説明する。この発明の変形例に係る超音波診断装置によるスキャンのシーケンスを説明するための図である。この変形例に係る超音波診断装置の構成は、上述した実施形態に係る超音波診断装置１の構成と同じであるが、スキャンのシーケンスが一部異なる。

上述した実施形態においては、時相ｔ１にスキャン面を変えて１つのスキャン面をスキャンし、時相ｔ１以外の時相では中心となるスキャン面２０ｃをスキャンして、動画像と加算平均処理された静止画像とを生成した。これに対して、この変形例では、時相ｔ１にスキャン面を変えて、２つのスキャン面をスキャンする。

図９に示すシーケンスのように、例えば、時相ｔ１になると、スキャン面２０ｃをスキャンし、引き続き、スキャン面２０ｂをスキャンする。そして、加算処理部８１は、スキャン面２０ｃの画像データの画素値とスキャン面２０ｂの画像データの画素値とを加算し、平均値算出部８２は加算された画素値の平均値を算出し、これを加算平均処理後の画像データとして表示制御部９に出力する。表示制御部９は、その加算平均処理後の画像データに基づく画像を表示部１０に表示させる。これにより、スキャン面２０ｃの画像とスキャン面２０ｂの画像とが加算平均処理された画像が表示部１０に表示されることになる。

そして、次の時相ｔ１になると、スキャン面２０ｄをスキャンし、引き続き、スキャン面２０ａをスキャンする。スキャン面２０ｄ及びスキャン面２０ａをスキャンすることで得られた画像データは、イメージ・プロセッサ８にて、先の時相ｔ１で収集されたスキャン面２０ｃ及びスキャン面２０ｂの画像データと加算され、画素値の平均値が算出される。そして、加算平均処理後の画像データは表示制御部９に出力され、その画像データに基づく画像が表示部１０に表示される。これにより、スキャン面２０ｃ、２０ｂ、２０ｄ及び２０ａの画像が加算平均処理された画像が表示部１０に表示されることになる。

次の時相ｔ１以降においても、時相ｔ１になるとスキャン面を変えて、続けて２つのスキャン面をスキャンし、加算平均処理された画像を表示部１０に表示させる。時相ｔ１以外の時相においては、上述した実施形態と同様に、スキャン面２０ｃを継続的にスキャンし、スキャン面２０ｃの画像を動画として表示部１０に表示させる。

なお、時相ｔ１にスキャン面を変えて、３つ以上のスキャン面をスキャンしても構わない。

以上のように、この変形例に係る超音波診断装置であっても、上述した実施形態に係る超音波診断装置１と同様に、冠動脈を３次元的に捉えることができ、３次元的な広がりをもって描出することが可能となる。

この発明の実施形態に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。 この発明の実施形態に係る超音波診断装置がスキャンするスキャン面を説明するための模式図である。 この発明の実施形態に係る超音波診断装置がスキャンするスキャン面と冠動脈との位置関係を説明するための模式図である。 この発明の実施形態に係る超音波診断装置が行なうスキャンのタイミングを説明するための図である。 この発明の実施形態に係る超音波診断装置によるスキャンのシーケンスを説明するための図である。 この発明の実施形態に係る超音波診断装置の動作を順番に示すフローチャートである。 この発明の実施形態に係る超音波診断装置に設置されている表示部に表示される画像を示す図である。 この発明の実施形態に係る超音波診断装置によるスキャンのシーケンスを説明するための図である。 この発明の変形例に係る超音波診断装置によるスキャンのシーケンスを説明するための図である。 スキャン面と冠動脈との位置関係を説明するための模式図である。 ２次元のＢモード断層像上で血流速度観察点（マーカ）を設定する例を説明するための模式図である。

符号の説明

１ 超音波診断装置
２ ２次元超音波プローブ
３ 制御部
４ 送受信部
５ 信号処理部
６、３３ 記憶装置
７ ＤＳＣ
８ イメージ・プロセッサ
９ 表示制御部
１０ 表示部
３１ 計時部
３２ スキャン面変更部
３３ａ スキャン情報記憶部
３３ｂ プログラム記憶部
７１ 変換処理部
７２ データ選択部
８１ 加算処理部
８２ 平均値算出部

Claims (9)

1. 超音波振動子が２次元的に配列され、２次元のスキャン面を傾斜させてスキャン可能な超音波プローブと、
   所定のスキャン面を前記超音波プローブにスキャンさせるとともに、ＥＣＧトリガ信号を受け、前記ＥＣＧトリガ信号を受けてから予め設定された時間が経過するごとに、前記所定のスキャン面と異なる傾斜のスキャン面を前記超音波プローブにスキャンさせるスキャン制御部と、
   各スキャンの結果得られたデータに基づいて各２次元画像データを生成する画像生成部と、
   前記予め設定された時間が経過するごとにスキャンされて生成された複数の２次元画像データの画素値を加算する加算処理部と、
   前記画素値が加算された結果得られた２次元画像データに基づく画像を表示部に表示させる表示制御部と、
   を有することを特徴とする超音波診断装置。
2. 前記スキャン制御部は、次のＥＣＧトリガ信号を受け、前記次のＥＣＧトリガ信号を受けてから予め設定された時間が経過すると、前の傾斜のスキャン面と異なる傾斜のスキャン面を前記超音波プローブにスキャンさせ、
   前記画像生成部は、各スキャンの結果得られたデータに基づいて各２次元画像データを生成し、
   前記加算処理部は、前記前の傾斜のスキャン面がスキャンされることで生成された複数の２次元画像データの画素値に、新たな傾斜のスキャン面がスキャンされることで生成された２次元画像データの画素値を加算することを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
3. 前記表示制御部は、前記加算された２次元画像データに基づく画像を前記表示部に表示させるとともに、前記所定のスキャン面をスキャンすることで生成された２次元画像データに基づく画像を前記表示部に表示させることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の超音波診断装置。
4. 前記加算処理部は、前記加算して得られた画素値を、加算した２次元画像データの数で除算して画素値の平均値を算出し、
   前記表示制御部は、前記画素値の平均値からなる２次元画像データに基づく画像を前記表示部に表示させることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の超音波診断装置。
5. 前記加算処理部は、前記各２次元画像データを構成する各画素の画素値が予め設定された閾値よりも大きいか否かの判断を行い、前記閾値よりも大きい画素値のみを加算することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の超音波診断装置。
6. 前記ＥＣＧトリガ信号は、心電計により心電波形のＲ波が検出された際に生成された信号であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の超音波診断装置。
7. 超音波振動子が２次元的に配列され、２次元のスキャン面を傾斜させてスキャン可能な超音波プローブを備えた超音波診断装置に、
   所定のスキャン面を前記超音波プローブにスキャンさせるとともに、前記超音波診断装置がＥＣＧトリガ信号を受けると、前記ＥＣＧトリガ信号を受けてから予め設定された時間が経過するごとに、前記所定のスキャン面と異なる傾斜のスキャン面を前記超音波プローブにスキャンさせるスキャン制御機能と、
   各スキャンの結果得られたデータに基づいて各２次元画像データを生成する画像生成機能と、
   前記予め設定された時間が経過するごとにスキャンされて生成された複数の２次元画像データの画素値を加算する加算処理機能と、
   前記画素値が加算された結果得られた２次元画像データに基づく画素を表示部に表示させる表示制御機能と、
   を実行させることを特徴とする超音波診断装置の制御プログラム。
8. 前記スキャン機能は、前記超音波診断装置が次のＥＣＧトリガ信号を受けると、前記次のＥＣＧトリガ信号を受けてから予め設定された時間が経過すると、前記傾斜のスキャン面と異なる傾斜のスキャン面を前記超音波プローブにスキャンさせ、
   前記画像生成機能は、各スキャンの結果得られたデータに基づいて各２次元画像データを生成し、
   前記加算処理機能は、前記前の傾斜のスキャン面がスキャンされることで生成された複数の２次元画像データの画素値に、新たな傾斜のスキャン面がスキャンされることで生成された２次元画像データの画素値を加算することを特徴とする請求項７に記載の超音波診断装置の制御プログラム。
9. 超音波振動子が２次元的に配列された超音波プローブに、２次元の所定のスキャン面をスキャンさせる第１のスキャンステップと、
   超音波診断装置がＥＣＧトリガ信号を受けると、前記ＥＣＧトリガ信号を受けてから予め設定された時間が経過するごとに、前記所定のスキャン面と異なる傾斜のスキャン面を前記超音波プローブにスキャンさせる第２のスキャンステップと、
   各スキャンの結果得られたデータに基づいて各２次元画像データを生成する画像生成ステップと、
   前記予め設定された時間が経過するごとにスキャンされて生成された複数の２次元画像データの画素値を加算する加算処理ステップと、
   前記画素値が加算された結果得られた２次元画像データに基づく画像を表示部に表示させる表示制御ステップと、
   を含み、
   前記超音波診断装置が新たなＥＣＧトリガ信号を受けるたびに、前記第２のスキャンステップ、前記画像生成ステップ、前記加算処理ステップ、及び前記表示制御ステップを繰り返して行うことを特徴とする超音波診断装置の画像生成方法。
   
   

Images