JP2009039240A - 超音波診断装置、及び超音波画像処理プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】被検体内における運動体の位置とその運動体の流速とが表された画像を生成することが可能な超音波診断装置を提供する。
【解決手段】超音波プローブ２と送受信部３とによって被検体に対して超音波を送信することで、被検体のボリュームデータを取得する。抽出部６１は、そのボリュームデータから血管の形態を表すボリュームデータを抽出する。観測点設定部９１は、３次元領域における血管の各部に対して観測点を設定する。超音波プローブ２と送受信部３とによって各観測点に対してドプラスキャンを行なうことで、各観測点の血流速度を取得する。色割当部６５は、血管の形態を表すボリュームデータの各部に、各観測点の血流速度の大きさに応じた色を割り当てる。３次元画像生成部６６は、色が割り当てられたボリュームデータに基づいて血管を立体的に表す３次元画像データを生成する。
【選択図】図１

Description

この発明は、被検体を超音波で走査することで、被検体内の形態を表す画像を取得し、被検体内を流れる血流などの運動体の流速を求める超音波診断装置、及び超音波画像処理プログラムに関する。

超音波診断装置は、ドプラスキャンを行なうことで、被検体内を流れる血流などの運動体の流速を求めることができる。従来においては、パワードプラ法（Ｐｏｗｅｒ Ａｎｇｉｏ）を用いることで、被検体内の血流を立体的に表す３次元画像を取得し、その３次元画像を表示することが行われていた。このパワードプラ法を用いて得られた３次元画像を観察することで、血管の走行を把握することができる。また、パワードプラ法によると、送受信する超音波の角度依存性を低減し、血流を表す画像の色の反転やノイズ比を改善することができる。

また、被検体内の組織を３次元的に表すボリュームデータから、血管の位置情報を抽出する技術が知られている（例えば特許文献１）。これによると、関心領域における血管の立体像を描出することができる。

特開平８−１３１４２９号公報

しかしながら、パワードプラ法では、血管の走行を把握することができるが、高い精度で血管の各部における血流値を得ることが困難であった。そのため、血管の各部における血流値をより正確に把握することが困難であった。

また、腫瘍の経過を診断するときや、腫瘍を摘出するときには、臓器における血管の情報を的確に把握することが要求されている。例えば、臓器における血管の位置や血流速度などを的確に把握することが求められている。そのため、臓器における血管の位置や血流速度の把握に供することが可能な情報が望まれている。さらに、血管については、血管狭窄が発生している位置を的確に把握できる情報が望まれている。

この発明は上記の問題を解決するものであり、被検体内における運動体の位置とその運動体の流速とが表された画像を生成することが可能な超音波診断装置、及び超音波画像処理プログラムを提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、被検体に対して超音波を送信し、前記被検体のボリュームデータを取得する画像取得手段と、前記被検体のボリュームデータから血管の形態を表すボリュームデータを抽出する抽出手段と、前記抽出された血管の形態を表すボリュームデータに基づいて、前記３次元領域における前記血管に沿って観測点を設定する観測点設定手段と、前記３次元領域において設定された各観測点が示す位置に超音波を送信してドプラスキャンを実行することで、前記血管の前記観測点が設定された箇所における運動体の流速を取得する流速取得手段と、前記取得された流速の大きさに応じた色を、前記血管の形態を表すボリュームデータにおける前記観測点が設定された箇所に割り当てることで、各箇所に色が割り当てられた色ボリュームデータを生成する配色手段と、前記色ボリュームデータに基づく画像を表示手段に表示させる表示制御手段と、を有することを特徴とする超音波診断装置である。
また、請求項１２に記載の発明は、コンピュータに、被検体に対して超音波を送信することで取得された前記被検体のボリュームデータを受け付け、前記被検体のボリュームデータから血管の形態を表すボリュームデータを抽出する抽出機能と、前記３次元空間における血管の各部において取得された運動体の流速を受け付けて、前記各部における流速の大きさに応じた色を、前記血管の形態を表すボリュームデータの各部に割り当てることで、各部に色が割り当てられた色ボリュームデータを生成する配色機能と、前記色ボリュームデータに基づく画像を表示装置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画像処理プログラムである。

この発明によると、血管の形態を表す画像に、運動体（血液）の流速の大きさに応じた色を割り当てることにより、操作者は、３次元空間における血管の位置と、その血管の各部における運動体（血流）の速度を明確に把握することが可能となる。そのことにより、操作者は、画像に割り当てられている色に基づいて、例えば血管狭窄が発生している位置を明確に特定することが可能となる。

（構成）
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を参照して説明する。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１は、超音波プローブ２、送受信部３、信号処理部４、データ記憶部５、画像処理部６、表示制御部７、ユーザインターフェース（ＵＩ）８、及び制御部９を備えている。

超音波プローブ２には、複数の超音波振動子が２次元的に配置された２次元アレイプローブが用いられる。２次元アレイプローブは、超音波の送受信によって３次元の領域を走査（スキャン）することができる。また、超音波プローブ２には、複数の超音波振動子が所定方向（走査方向）に１列に配置された１次元アレイプローブを用いても良い。さらに、超音波プローブ２には、走査方向に直交する方向（揺動方向）に超音波振動子を機械的に揺動させることで３次元の領域を走査することができる１次元アレイプローブを用いても良い。

送受信部３は送信部と受信部とを備え、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とともに、超音波プローブ２が受信したエコー信号を受信する。

送受信部３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、超音波プローブ２の各振動子に供給するようになっている。

また、送受信部３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、超音波プローブ２の各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３によって加算処理された信号を「ＲＦデータ」と称することとする。

信号処理部４は、Ｂモード処理部４１とドプラ処理部４２を備えている。

Ｂモード処理部４１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４１は、送受信部３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。

ドプラ処理部４２は、例えばパルスドプラ法（ＰＷドプラ法）により血流情報を生成する。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。ドプラ処理部４２は、送受信部３から送られる信号に対して、所定の大きさを有する観測点（サンプルポジション）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観測点（サンプルポジション）内の血流速度を表すドプラ周波数分布を生成する。

また、信号処理部４は、カラーモード処理部を備えていても良い。このカラーモード処理部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、パワー等の情報があり、血流情報は２値化情報として得られる。

なお、超音波プローブ２、送受信部３、及び信号処理部４が、この発明の「画像取得手段」の１例に相当する。

信号処理部４は、超音波ラスタデータを画像処理部６に出力する。また、信号処理部４は、超音波ラスタデータをデータ記憶部５に出力し、データ記憶部５は、その超音波ラスタデータを記憶する。また、超音波プローブ２と送受信部３とによってボリュームスキャンを実行することでボリュームデータが取得された場合、信号処理部４は、そのボリュームデータを画像処理部６に出力する。また、信号処理部４は、そのボリュームデータをデータ記憶部５に出力し、データ記憶部５はそのボリュームデータを記憶する。すなわち、超音波プローブ２と送受信部３とによって３次元の領域を走査することでボリュームデータが取得された場合、データ記憶部５にはその３次元の領域を表すボリュームデータが記憶される。

この実施形態においては、被検体の血管を撮影対象の１例とし、被検体に対してボリュームスキャンを実行することで、血管が含まれるボリュームデータを取得する場合について説明する。

次に、画像処理部６と制御部９について説明する。画像処理部６は、抽出部６１、配色部６２、及び３次元画像生成部６６を備えている。配色部６２は、色決定部６３、補間部６４、及び色割当部６５を備えている。また、制御部９は、観測点設定部９１と角度補正部９２を備えている。

抽出部６１は、信号処理部４からボリュームデータを受けて、そのボリュームデータから血管の形態を表すボリュームデータを抽出する。また、抽出部６１は、データ記憶部５からボリュームデータを読み込み、そのボリュームデータから血管の形態を表すボリュームデータを抽出しても良い。抽出部６１は、従来技術に係る抽出方法によって、血管の形態を表すボリュームデータを抽出する。例えば、抽出部６１は、ボリュームデータを構成する各点の画素値に基づいて、血管の形態を表すボリュームデータを抽出する。また、抽出部６１は、特開平８−１３１４２９号公報に開示されている抽出技術を用いて、血管の形態を表すボリュームデータを抽出しても良い。

ここで、血管の形態を表すボリュームデータについて図２を参照して説明する。図２は、血管の形態を表すボリュームデータを模式的に示す図である。抽出部６１は、超音波の送受信によって取得されたボリュームデータから、図２に示すように、３次元空間に分布する血管の形態を表すボリュームデータ１０を抽出する。

そして、抽出部６１は、血管の形態を表すボリュームデータを配色部６２の色割当部６５に出力する。さらに、抽出部６１は、３次元空間における血管の位置を示す情報（座標情報）を制御部９に出力する。

また、画像処理部６は、データ記憶部５からボリュームデータを読み込み、そのボリュームデータに基づいて、所定方向に沿った複数の断層像データを生成しても良い。この場合、画像処理部６は、それら複数の断層像データに基づいて、ボリュームデータを再構成する。抽出部６１は、再構成されたボリュームデータから血管の形態を表すボリュームデータを抽出しても良い。そして、抽出部６１は、血管の形態を表すボリュームデータを色割当部６５に出力する。さらに、抽出部６１は、３次元空間における血管の位置を示す情報（座標情報）を制御部９に出力する。

制御部９の観測点設定部９１は、抽出部６１から３次元空間における血管の座標情報を受けて、３次元空間における血管に沿って複数の観測点（サンプルポジション）を設定する。この観測点は３次元空間において所定の大きさを有し、３次元空間において所定の範囲を占めている。この観測点によって特定される範囲が、ドプラスキャンの対象となる範囲であり、その観測点における血流情報が取得される。そして、制御部９は、３次元空間における各観測点の座標情報を送受信部３に出力する。なお、観測点設定部９１が、この発明の「観測点設定手段」の１例に相当する。

送受信部３は、制御部９によって設定された観測点の座標情報に従って、超音波プローブ２によって超音波ビームを偏向させ、パルスドプラ法によるドプラスキャンを行なうことで、各観測点のドプラ情報（血流情報）を取得する。そして、送受信部３は、ドプラスキャンによって得られた各観測点のドプラ情報をドプラ処理部４２に出力する。ドプラ処理部４２は、送受信部３から出力されたドプラ情報に基づいて、各観測点における血流の速度を求める。そして、ドプラ処理部４２は、３次元空間における各観測点の位置を示す情報（座標情報）と各観測点の血流速度とを配色部６２に出力する。また、ドプラ処理部４２は、３次元空間における各観測点の座標情報と各観測点の血流速度とをデータ記憶部５に出力する。データ記憶部５は、各観測点の座標情報と血流速度を記憶する。

なお、超音波プローブ２、送受信部３、及び信号処理部４が、この発明の「流速取得手段」の１例に相当する。

配色部６２の色決定部６３は、ドプラ処理部４２から各観測点の血流速度を受けて、各観測点の血流速度の大きさに応じて、各観測点に対する色を決定する。例えば、血流速度の大きさと色とを対応付けた色テーブルを予め記憶部（図示しない）に記憶させておく。色決定部６３は、その記憶部に記憶されている対応付けに従って、各観測点における血流速度の大きさに応じて、各観測点に対する色を決定する。例えば、大きさが小さい血流速度（遅い血流速度）には青色を対応させ、大きさが大きい血流速度（速い血流速度）には赤色を対応させる。そして、血流速度の大きさが小さくなるほど（血流速度が遅くなるほど）青系統が強い色を徐々に対応させ、血流速度の大きさが大きくなるほど（血流速度が速くなるほど）赤系統が強い色を徐々に対応させる。そして、色決定部６３は、３次元空間における各観測点の位置を示す情報（座標情報）と、各観測点に対して決定した色を示す情報（色情報）とを、色割当部６５に出力する。なお、色決定部６３が決定する色には、色の種類の他、色の濃淡や明暗や強弱で表される色調の程度が含まれていても良い。

色割当部６５は、抽出部６１から血管の形態を表すボリュームデータを受け、更に、色決定部６３から各観測点に対する色を示す情報（色情報）を受け、そのボリュームデータの各観測点に対して、色決定部６３によって決定された色を割り当てる。すなわち、色割当部６５は、血流速度の大きさに応じた色を、ボリュームデータの各観測点の位置に割り当てる。そして、色割当部６５は、血流速度の大きさに応じた色が割り当てられたボリュームデータを、３次元画像生成部６６に出力する。なお、血流速度の大きさに応じた色が各部に割り当てられたボリュームデータを、便宜的に「色ボリュームデータ」と称する。また、色割当部６５は、色ボリュームデータを図示しないデータ記憶部に出力し、そのデータ記憶部はその色ボリュームデータを記憶する。なお、色割当部６５は、ボリュームデータの各部に、色の種類の他、色決定部６３によって決定された色調の程度を割り当てても良い。

３次元画像生成部６６は、血流速度の大きさに応じた色が割り当てられたボリュームデータ（色ボリュームデータ）に対して、視点を設定し、その視点から色ボリュームデータに向けた視線方向に沿ってボリュームレンダリングを施すことで、血管を立体的に表す３次元画像データを生成する。そして、３次元画像生成部６６は、その３次元画像データを表示制御部７に出力する。なお、操作者は操作部８２を用いて任意の位置を指定することで、任意の位置に視点を設定することができる。また、３次元画像生成部６６は、３次元画像データを図示しないデータ記憶部に出力し、そのデータ記憶部はその３次元画像データを記憶する。

表示制御部７は、３次元画像データに基づく３次元画像を表示部８１に表示させる。これにより、血管を立体的に表す３次元画像が表示部８１に表示されるとともに、血管の各部に血流速度の大きさに応じた色が割り当てられて表示されることになる。なお、色割当部６５によってボリュームデータの各部に、血流速度の大きさに応じた色調の程度が割り当てられている場合は、その色調の程度で血流速度の大きさが表される。

また、色割当部６５によって色が割り当てられたボリュームデータ（色ボリュームデータ）や、３次元画像生成部６６によって生成された３次元画像データは、図示しないデータ記憶部に記憶される。３次元画像生成部６６は、そのデータ記憶部から色ボリュームデータを読み込み、その色ボリュームデータにボリュームレンダリングを施すことで、３次元画像データを生成しても良い。また、表示制御部７は、そのデータ記憶部から３次元画像データを読み込み、その３次元画像データに基づく３次元画像を表示部８１に表示させても良い。

なお、制御部９は、超音波診断装置１の各部の動作を制御する。例えば、制御部９は、送受信部３による超音波の送受信を制御する。送受信部３は、制御部９による制御の下、超音波プローブ２によってボリュームスキャンを行なうことで、被検体のボリュームデータを取得する。また、送受信部３は、制御部９による制御の下、超音波プローブ２によってドプラスキャンを行なうことで、被検体のドプラ情報を取得する。

ここで、観測点（サンプルポジション）の設定例について図３から図８を参照して説明する。この実施形態では、１例として、第１の設定方法から第４の設定方法について説明する。

（第１の設定方法）
まず、第１の設定方法について図３を参照して説明する。図３は、血管に対する観測点（サンプルポジション）の第１の設定方法を示す模式図である。各観測点は所定の大きさを有し、所定の領域を占めている。観測点設定部９１は、３次元空間における血管の座標情報に基づいて、３次元空間における血管１１に沿って、一部分を隣り合う観測点に重ねて複数の観測点１２Ａ、１２Ｂ、・・・、１２Ｎ、・・・を設定する。すなわち、観測点設定部９１は、血管１１に沿って隣り合う各観測点について、互いに一部分が重なるように各観測点を設定する。各観測点は所定の大きさを有しているため、互いに一部分が重なるように設定することができる。例えば、観測点設定部９１は、観測点１２Ａの一部分が、観測点１２Ａに隣り合う観測点１２Ｂの一部分と重なるように、観測点１２Ａと観測点１２Ｂを血管１１に沿って設定する。また、観測点設定部９１は、観測点１２Ｂの一部分が、観測点１２Ｂに隣り合う観測点１２Ｃの一部分と重なるように、観測点１２Ｂと観測点１２Ｃを血管１１に沿って設定する。このように、観測点設定部９１は、血管１１に沿って隣り合う各観測点を、互いに一部分が重なる位置に設定する。例えば、重ねる範囲を記憶部（図示しない）に記憶させておく。観測点設定部９１は、その記憶部に記憶されている重ねる範囲に従って、血管１１に沿って隣り合う各観測点を、互いに一部分が重なる位置に設定する。なお、操作者は操作部８２を用いて、重ねる範囲の大きさを任意に変更することができる。そして、制御部９は、３次元空間における各観測点の座標情報を送受信部３に出力する。

送受信部３は、制御部９によって設定された観測点の座標情報に従って、パルスドプラ法によるドプラスキャンを行なうことで、各観測点のドプラ情報（血流情報）を取得する。図３に示す例では、送受信部３は、隣り合う観測点と一部分が重なるようにして設定された観測点１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、・・・に対してドプラスキャンを行なうことで、観測点１２Ａなどのドプラ情報（血流情報）を取得する。ドプラ処理部４２は、そのドプラ情報に基づいて各観測点の血流速度を求める。そして、ドプラ処理部４２は、３次元空間における各観測点の位置を示す情報（座標情報）と各観測点の血流速度とを色決定部６３に出力する。

色決定部６３は、ドプラ処理部４２から各観測点の血流速度を受けて、各観測点の血流速度の大きさに応じて、各観測点に対する色を決定する。色決定部６３は、上述したように、図示しない記憶部に記憶されている色テーブルが示す対応付けに従って、各観測点における血流速度の大きさに応じて、各観測点に対する色を決定する。図３に示す例では、色決定部６３は、観測点１２Ａ、１２Ｂ、・・・、１２Ｎ、・・・の血流速度の大きさに応じて、観測点１２Ａなどに対する色を決定する。そして、色決定部６３は、各観測点の位置を示す情報（座標情報）と、各観測点に対して決定した色を示す情報（色情報）とを、色割当部６５に出力する。

色割当部６５は、抽出部６１から血管の形態を表すボリュームデータを受け、更に、色決定部６３から各観測点に対する色を示す情報（色情報）を受け、血管の形態を表すボリュームデータの各観測点に対して、色決定部６３によって決定された色を割り当てる。図３に示す例では、色割当部６５は、血管の形態を表すボリュームデータに対して、観測点１２Ａ、１２Ｂ、・・・、１２Ｎ、・・・の位置に、色決定部６３によって決定された色を割り当てる。

そして、色割当部６５は、血流速度の大きさに応じた色が割り当てられたボリュームデータ（色ボリュームデータ）を、３次元画像生成部６６に出力する。

なお、色割当部６５は、隣り合う観測点と重なる範囲のパターンと色とに基づいて、各観測点間の位置合わせを行って、ボリュームデータの各観測点に色を割り当てる。これにより、各観測点間の位置合わせを精度良く行うことが可能となる。

３次元画像生成部６６は、色ボリュームデータに対して視点を設定し、その視点から色ボリュームデータに向けた視線方向に沿ってボリュームレンダリングを施すことで、血管を立体的に表す３次元画像データを生成する。そして、３次元画像生成部６６は、その３次元画像データを表示制御部７に出力する。

表示制御部７は、３次元画像データに基づく３次元画像を表示部８１に表示させる。これにより、血管を立体的に表す３次元画像が表示部８１に表示されるとともに、血管の各部に血流速度の大きさに応じた色が割り当てられて表示されることになる。

ここで、この実施形態に係る超音波診断装置１によって生成される３次元画像の１例を図４に示す。図４は、この発明の実施形態に係る超音波診断装置によって生成される３次元画像の１例を示す図である。

表示制御部７は、図４に示すように、血管を立体的に表すとともに、血流速度の大きさに応じた色が各部に割り当てられた３次元画像２０を表示部８１に表示させる。また、表示制御部７は、血流速度の大きさと色との対応付けを示すカラーバー２２を表示部８１に表示させる。図４では、色を用いて血流速度の大きさを表す代わりに、便宜的に、血流速度の大きさに応じてハッチングの模様を変えている。例えば、血流速度の大きさが小さくなるほど（血流速度が遅くなるほど）青系統が強い色を徐々に対応させ、血流速度の大きさが大きくなるほど（血流速度が速くなるほど）赤系統が強い色を徐々に対応させる。すなわち、血流速度の大きさに応じて、グラデーションを徐々に変えて表示する。

操作者は、表示部８１に表示されている３次元画像２０を観察することで、血管の立体的な形態と、血管の各部における血流速度を一度に把握することが可能となる。すなわち、血管の形態を立体的に表す３次元画像２０に、血流速度の大きさに応じた色が割り当てられているため、３次元空間における血管の位置と、その血管を流れる血流の速度を明確に把握することが可能となる。

例えば、部位２１のように、他の箇所に比べて血流速度が遅い箇所については、血管狭窄が発生している可能性がある。そのため、この３次元画像２０を観察することで、操作者は、血管狭窄の可能性がある箇所を明確に特定することが可能となる。

また、この第１の設定方法によると、観測点の一部分を隣り合う観測点に重ねているため、隙間を空けずに血管の血流速度を取得することが可能となる。そのため、血管の各部における血流速度を精度良く求めることが可能となる。

（第２の設定方法）
次に、第２の設定方法について図５を参照して説明する。図５は、血管に対する観測点（サンプルポジション）の第２の設定方法を示す模式図である。観測点設定部９１は、３次元空間における血管の座標情報に基づいて、３次元空間における血管１１に沿って、予め設定された所定間隔をおいて観測点（サンプルポジション）１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、・・・を設定する。すなわち、観測点設定部９１は、血管１１に沿って隣り合う各観測点を、互いに所定間隔をおいて設定する。例えば、観測点設定部９１は、観測点１２Ａに隣り合う観測点１２Ｂを、観測点１２Ａから所定距離離れた位置に設定する。また、観測点設定部９１は、観測点１２Ｂに隣り合う観測点１２Ｃを、観測点１２Ｂから所定距離離れた位置に設定する。このように、観測点設定部９１は、血管１１に沿って隣り合う各観測点を、互いに所定距離離れた位置に設定する。例えば、観測点間の距離（所定間隔）を記憶部（図示しない）に記憶させておく。観測点設定部９１は、その記憶部に記憶されている所定間隔に従って、血管１１に沿って隣り合う各観測点を、互いに所定距離離れた位置に設定する。なお、操作者は操作部８２を用いて、観測点間の距離（所定間隔）を任意の距離（間隔）に変更することができる。そして、制御部９は、３次元空間における各観測点の座標情報を送受信部３に出力する。

送受信部３は、制御部９によって設定された観測点の座標情報に従って、パルスドプラ法によるドプラスキャンを行なうことで、各観測点のドプラ情報（血流情報）を取得する。図５に示す例では、送受信部３は、所定間隔をおいて設定された観測点１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、・・・に対してドプラスキャンを行なうことで、観測点１２Ａなどのドプラ情報（血流情報）を取得する。ドプラ処理部４２は、そのドプラ情報に基づいて各観測点の血流速度を求める。そして、ドプラ処理部４２は、３次元空間における各観測点の位置を示す情報（座標情報）と各観測点の血流速度とを色決定部６３に出力する。

色決定部６３は、上述したように、図示しない記憶部に記憶されている色テーブルが示す対応付けに従って、各観測点における血流速度の大きさに応じて、各観測点に対する色を決定する。図５に示す例では、色決定部６３は、観測点１２Ａの血流速度の大きさに応じて、観測点１２Ａに対する色を決定し、観測点１２Ｂの血流速度の大きさに応じて、観測点１２Ｂに対する色を決定し、観測点１２Ｃの血流速度の大きさに応じて、観測点１２Ｃに対する色を決定する。そして、色決定部６３は、各観測点の位置を示す情報（座標情報）と、各観測点に対して決定した色を示す情報（色情報）とを、色割当部６５に出力する。

色割当部６５は、上述したように、血管の形態を表すボリュームデータの各観測点に対して、色決定部６３によって決定された色を割り当てる。図５に示す例では、色割当部６５は、血管の形態を表すボリュームデータに対して、観測点１２Ａの位置に、色決定部６３によって決定された色を割り当て、観測点１２Ｂの位置に、色決定部６３によって決定された色を割り当て、観測点１２Ｃの位置に、色決定部６３によって決定された色を割り当てる。そして、色割当部６５は、血流速度の大きさに応じた色が割り当てられたボリュームデータ（色ボリュームデータ）を、３次元画像生成部６６に出力する。

３次元画像生成部６６は、色ボリュームデータに対して視点を設定し、その視点から色ボリュームデータに向けた視線方向に沿ってボリュームレンダリングを施すことで、血管を立体的に表す３次元画像データを生成する。そして、３次元画像生成部６６は、その３次元画像データを表示制御部７に出力する。

表示制御部７は、３次元画像データに基づく３次元画像を表示部８１に表示させる。これにより、血管を立体的に表す３次元画像が表示部８１に表示されるとともに、血管の各部に血流速度の大きさに応じた色が割り当てられて表示されることになる。

以上のように、血管の形態を立体的に表す３次元画像に、血流速度の大きさに応じた色が割り当てられているため、３次元空間における血管の位置と、その血管を流れる血流の速度を明確に把握することが可能となる。

また、第２の設定方法では、所定間隔をあけて各観測点（サンプルポジション）が設定されているため、血流速度の空間分解能は低下する。しかしながら、ドプラスキャンを行なう箇所が比較的少なくても済むため、スキャンから画像表示までに要する時間を短縮することが可能となる。すなわち、血管の形態を立体的に表す画像と各部の血流情報をリアルタイムに取得して表示することが可能となる。また、第２の設定方法は、超音波診断の初期段階において、血流情報を大まかに把握するときに有効である。血流情報を詳細に取得する場合は、観測点の数を増やすことで対応することが可能となる。例えば、超音波診断の初期段階においては、数が少ない観測点を設定することで血流速度を大まかに把握し、その後、観測点の数を増やすことで血流情報を詳細に取得する。

（血流速度の補間）
第２の設定方法においては、各観測点は互いに所定間隔をおいて設定されているため、血管に沿って隣り合う観測点の間の範囲（以下、「補間範囲」と称する場合がある）においては、血流速度が求められていない。その結果、その補間範囲に対しては、割り当てられる色が決定されていない。そこで、補間部６４は、各観測点の血流速度に基づいて、補間範囲における血流速度を補間によって求める。例えば、補間部６４は、血管に沿って隣り合う観測点の血流速度に基づき、直線補間やスプライン補間などの補間方法によって、隣り合う観測点間の補間範囲における血流速度を求める。そして、補間部６４は、補間範囲における血流速度を色決定部６３に出力する。

色決定部６３は、補間部６４から補間範囲の血流速度を受けて、補間範囲の血流速度の大きさに応じて、補間範囲に対する色を決定する。そして、色決定部６３は、３次元空間における補間範囲の位置を示す情報（座標情報）と、補間範囲に対して決定された色を示す情報（色情報）とを、色割当部６５に出力する。色割当部６５は、色決定部６３から補間範囲に対する色を示す情報（色情報）を受け、血管の形態を表すボリュームデータの補間範囲に対して、色決定部６３によって決定された色を割り当てる。これにより、血管の形態を表すボリュームデータにおいて、各観測点に対しては実測によって得られた色が割り当てられ、補間範囲に対しては補間によって得られた色が割り当てられることになる。そして、色割当部６５は、各部に色を割り当てたボリュームデータ（色ボリュームデータ）を３次元画像生成部６６に出力する。３次元画像生成部６６は、色ボリュームデータにボリュームレンダリングを施すことで３次元画像データを生成する。

ここで、補間の１例について図６を参照して説明する。図６は、観測点（サンプルポジション）間の補間方法を説明するための図である。例えば図６（ａ）に示すように、観測点１２Ａと観測点１２Ｂについては、それぞれ血流速度が求められて、それぞれ色が決定されている。一方、血管１１に沿って隣り合う観測点１２Ａと観測点１２Ｂとの間の補間範囲１１ａについては、血流速度が求められていない。その結果、補間範囲１１ａに対しては、割り当てられる色が決定されていない。

そこで、補間部６４は、ドプラ処理部４２から観測点１２Ａと観測点１２Ｂの座標情報と血流速度を受けて、血管１１に沿って隣り合う観測点１２Ａと観測点１２Ｂとの間の補間範囲１１ａにおける血流速度を求める。例えば、補間部６４は、直線補間やスプライン補間などの補間方法によって、補間範囲１１ａにおける血流速度を求める。このとき、補間部６４は、観測点１２Ａから観測点１２Ｂにかけて徐々に血流速度が変わるように、補間範囲１１ａに含まれる各部の血流速度を求めても良い。そして、補間部６４は、補間範囲１１ａの血流速度を色決定部６３に出力する。

色決定部６３は、補間範囲１１ａに対して、血流速度の大きさに応じた色を決定する。そして、色決定部６３は、３次元空間における補間範囲１１ａの位置を示す情報（座標情報）と、補間範囲１１ａに対して決定された色を示す情報（色情報）とを、色割当部６５に出力する。

色割当部６５は、色決定部６３から補間範囲１１ａに対する色を示す情報（色情報）を受け、血管の形態を表すボリュームデータの補間範囲１１ａに対して、色決定部６３によって決定された色を割り当てる。これにより、例えば図６（ｂ）に示すように、補間範囲１１ａに対して、補間によって求められた色が割り当てられることになる。

補間部６４は、補間範囲１１ａ以外の補間範囲についても、補間によって血流速度を求める。色決定部６３は、複数の補間範囲のそれぞれに対して、各補間範囲の血流速度に応じた色を決定する。そして、色割当部６５は、色決定部６３によって決定された色を、血管の形態を表すボリュームデータにおける補間範囲に割り当てる。これにより、血管の形態を表すボリュームデータの全ての範囲に対して、血流速度の大きさに応じた色が割り当てられることになる。

そして、３次元画像生成部６６は、各部に色が割り当てられたボリュームデータ（色ボリュームデータ）にボリュームレンダリングを施すことで、３次元画像データを生成する。表示制御部７は、その３次元画像データに基づく３次元画像を表示部８１に表示させる。例えば図４に示すように、表示制御部７は、血流速度に応じた色が各部に割り当てられた３次元画像２０を表示部８１に表示させる。

以上のように、観測点の数が少ない場合であっても、各観測点の間の血流速度を補間によって求めることで、血管の全体に対して色を割り当てて表示することが可能となる。

（第３の設定方法）
次に、第３の設定方法について図７を参照して説明する。図７は、血管に対する観測点（サンプルポジション）の第３の設定方法を示す模式図である。第３の設定方法においては、超音波によって走査される３次元空間内に予め関心領域（ＲＯＩ）を指定しておく。関心領域（ＲＯＩ）の指定は、操作者が操作部８２を用いて行うことができる。例えば、超音波によって被検体を予め走査することで、３次元画像生成部６６によって３次元画像データを予め生成しておく。そして、表示制御部７は、その３次元画像データに基づく３次元画像を表示部８１に表示させる。操作者はその３次元画像を観察しながら、操作部８２を用いて所望の位置に関心領域（ＲＯＩ）を指定する。そして、３次元空間における関心領域（ＲＯＩ）の位置を示す情報（座標情報）は、ユーザインターフェース（ＵＩ）８から制御部９に出力され、関心領域（ＲＯＩ）が制御部９に設定される。

観測点設定部９１は、３次元空間における血管の座標情報と関心領域の座標情報とに基づいて、３次元空間における血管１１に沿って観測点（サンプルポジション）を設定する。このとき、観測点設定部９１は、関心領域（ＲＯＩ）１３が設定された範囲については、上述した第１の設定方法と同様に、一部分を隣り合う観測点に重ねて観測点１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃを設定する。また、観測点設定部９１は、関心領域（ＲＯＩ）１３以外の範囲については、上述した第２の設定方法と同様に、予め設定された所定間隔をおいて観測点（サンプルポジション）１２Ｄ、１２Ｅ、・・・を設定する。

例えば、関心領域（ＲＯＩ）１３が設定された範囲については、観測点設定部９１は、観測点１２Ａの一部分が、観測点１２Ａに隣り合う観測点１２Ｂの一部分と重なるように、観測点１２Ａと観測点１２Ｂを血管１１に沿って設定する。また、観測点設定部９１は、観測点１２Ｂの一部分が、観測点１２Ｂに隣り合う観測点１２Ｃの一部分と重なるように、観測点１２Ｂと観測点１２Ｃを血管１１に沿って設定する。

一方、関心領域（ＲＯＩ）１３以外の範囲については、観測点設定部９１は、観測点１２Ｃに隣り合う観測点１２Ｄを、観測点１２Ｃから所定距離離れた位置に設定する。また、観測点設定部９１は、観測点１２Ｄに隣り合う観測点１２Ｅを、観測点１２Ｄから所定距離離れた位置に設定する。

そして、制御部９は、３次元空間における各観測点の座標情報を送受信部３に出力する。

送受信部３は、制御部９によって設定された観測点の座標情報に従って、パルスドプラ法によるドプラスキャンを行なうことで、各観測点のドプラ情報（血流情報）を取得する。図７に示す例では、送受信部３は、関心領域１３内においては、一部分が隣り合う観測点に重なる観測点１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃに対してドプラスキャンを行ない、更に、関心領域１３以外の範囲においては、所定間隔をおいて設定された観測点１２Ｄ、１２Ｅ、・・・に対してドプラスキャンを行なう。そして、送受信部３は、そのドプラスキャンで取得したドプラ情報（血流情報）をドプラ処理部４２に出力する。ドプラ処理部４２は、そのドプラ情報に基づいて各観測点の血流速度を求める。そして、ドプラ処理部４２は、３次元空間における各観測点の位置を示す情報（座標情報）と各観測点の血流速度とを色決定部６３に出力する。

色決定部６３は、上述したように、図示しない記憶部に記憶されている色テーブルが示す対応付けに従って、各観測点における血流速度の大きさに応じて、各観測点に対する色を決定する。そして、色決定部６３は、各観測点の位置を示す情報（座標情報）と、各観測点に対して決定した色を示す情報（色情報）とを、色割当部６５に出力する。

色割当部６５は、上述したように、血管の形態を表すボリュームデータの各観測点に対して、色決定部６３によって決定された色を割り当てる。そして、色割当部６５は、血流速度の大きさに応じた色が割り当てられたボリュームデータ（色ボリュームデータ）を、３次元画像生成部６６に出力する。

３次元画像生成部６６は、色ボリュームデータに対して視点を設定し、その視点から色ボリュームデータに向けた視線方向に沿ってボリュームレンダリングを施すことで、血流を立体的に表す３次元画像データを生成する。そして、３次元画像生成部６６は、その３次元画像データを表示制御部７に出力する。

表示制御部７は、３次元画像データに基づく３次元画像を表示部８１に表示させる。これにより、血管を立体的に表す３次元画像が表示部８１に表示されるとともに、血管の各部に血流速度の大きさに応じた色が割り当てられて表示されることになる。

以上のように、血管の形態を立体的に表す３次元画像に、血流速度の大きさに応じた色が割り当てられているため、３次元空間における血管の位置と、その血管を流れる血流の速度を明確に把握することが可能となる。

また、第３の設定方法によると、関心領域１３では、観測点の一部分が隣り合う観測点に重なっているため、隙間を空けずに血管の血流速度を取得することが可能となる。そのため、関心領域１３では、血管の各部における血流速度を精度良く求めることが可能となる。一方、関心領域１３以外の範囲では、所定間隔をあけて各観測点が設定されているため、ドプラスキャンを行なう箇所が比較的少なくて済む。ドプラスキャンを行なう箇所が少なくなる分、スキャンに要する時間を削減することができる。このように、第３の設定方法によると、血管の形態を立体的に表す画像と各部の血流情報をリアルタイムに取得して表示することが可能となり、更に、注目している箇所（関心領域）においては血流情報を精度良く求めることが可能となる。

（血流速度の補間）
また、第３の設定方法においては、関心領域（ＲＯＩ）１３以外の範囲では、各観測点は互いに所定間隔をおいて設定されている。そのため、関心領域（ＲＯＩ）１３以外の範囲では、上述した第２の設定方法と同様に、血管に沿って隣り合う観測点の間の範囲（補間範囲）において血流速度が求められていない。そこで、補間部６４は、関心領域（ＲＯＩ）１３以外の範囲を対象として、補間範囲における血流速度を補間によって求める。

例えば図７に示すように、観測点１２Ｄは関心領域１３に含まれていないため、観測点１２Ｄは、関心領域１３に含まれる観測点１２Ｃから所定間隔をおいて設定されている。そのため、観測点１２Ｃと、その観測点１２Ｃに隣り合う観測点１２Ｄとの間の範囲（補間範囲）については、血流速度は求められていない。また、観測点１２Ｅも関心領域１３に含まれていないため、血管１１に沿って隣り合う観測点１２Ｄと観測点１２Ｅとの間の範囲（補間範囲）についても、血流速度は求められていない。その結果、観測点１２Ｃと観測点１２Ｄとの間の範囲や、観測点１２Ｄと観測点１２Ｅとの間の範囲に対しては、割り当てられる色が決定されていない。

そこで、補間部６４は、血管１１に沿って隣り合う観測点１２Ｃと観測点１２Ｄとの間の補間範囲における血流速度を求める。同様に、補間部６４は、血管１１に沿って隣り合う観測点１２Ｄと観測点１２Ｅとの間の補間範囲における血流速度を求める。そして、補間部６４は、補間範囲における血流速度を色決定部６３に出力する。

色決定部６３は、補間範囲に対して、血流速度の大きさに応じた色を決定する。そして、色割当部６５は、血管の形態を表すボリュームデータの補間範囲に対して、色決定部６３によって決定された色を割り当てる。これにより、血管の形態を表すボリュームデータにおいて、各観測点に対しては実測によって得られた色が割り当てられ、補間範囲に対しては補間によって得られた色が割り当てられる。その結果、血管の形態を表すボリュームデータの全ての範囲に対して、血流速度の大きさに応じた色が割り当てられることになる。

第３の設定方法では、関心領域１３については、各観測点の一部分が隣り合う観測点と重なっているため、関心領域１３については、実測によって得られた色のみが割り当てられる。一方、関心領域１３以外の範囲については、各観測点が所定間隔をおいて設定されているため、実測によって得られた色と、補間によって得られた色とが混在して割り当てられる。そして、色割当部６５は、各部に色を割り当てたボリュームデータ（色ボリュームデータ）を３次元画像生成部６６に出力する。３次元画像生成部６６は、色ボリュームデータにボリュームレンダリングを施すことで３次元画像データを生成する。表示制御部７は、その３次元画像データに基づく３次元画像を表示部８１に表示させる。例えば図４に示すように、表示制御部７は、血流速度に応じた色が各部に割り当てられた３次元画像２０を表示部８１に表示させる。

以上のように、関心領域１３以外の範囲については、各観測点の間の血流速度を補間によって求めることで、血管の全体に対して色を割り当てて表示することが可能となる。

（第４の設定方法）
次に、第４の設定方法について図８を参照して説明する。図８は、血管に対する観測点（サンプルポジション）の第４の設定方法を示す模式図である。第４の設定方法では、血管の分岐点を含む所定範囲内で観測点を細かく設定し、それ以外の範囲では観測点を粗く設定する。以下、具体的な処理内容について説明する。

観測点設定部９１は、３次元空間における血管の座標情報に基づいて、３次元空間における血管１１に沿って観測点（サンプルポジション）を設定する。このとき、観測点設定部９１は、血管１１の分岐点を検出する。分岐点の検出方法としては、従来技術に係る方法を用いることができる。例えば、観測点設定部９１は、血管１１を細線化し、枝分れする箇所を特定する。そして、観測点設定部９１は、図８に示すように、血管１１の分岐点を含む範囲１４、１５を設定する。この範囲１４、１５の幅は、予め観測点設定部９１に設定しておく。なお、分岐点を含む所定範囲の幅は、操作者が操作部８２を用いて任意に変更できるようにしても良い。

そして、観測点設定部９１は、分岐点を含む範囲１４、１５内においては、各観測点間の間隔を比較的短く設定し、範囲１４、１５以外の範囲については、各観測点間の間隔を比較的長く設定する。例えば図８に示すように、観測点設定部９１は、分岐点を含む範囲１４内においては、上述した第１の設定方法と同様に、一部分を隣り合う観測点に重ねて観測点１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃを設定する。また、観測点設定部９１は、分岐点を含む範囲１５内においても、一部分を隣り合う観測点に重ねて観測点１２Ｄ、１２Ｅ、１２Ｆを設定する。一方、観測点設定部９１は、分岐点を含む範囲１４、１５以外の範囲においては、上述した第２の設定方法と同様に、予め設定された所定間隔をおいて各観測点を設定する。

例えば、分岐点を含む範囲１４については、観測点設定部９１は、観測点１２Ａの一部分が、観測点１２Ａに隣り合う観測点１２Ｂの一部分と重なるように、観測点１２Ａと観測点１２Ｂを血管１１に沿って設定する。また、観測点設定部９１は、観測点１２Ｂの一部分が、観測点１２Ｂに隣り合う観測点１２Ｃの一部分と重なるように、観測点１２Ｂと観測点１２Ｃを血管１１に沿って設定する。

また、分岐点を含む範囲１５については、観測点設定部９１は、観測点１２Ｄの一部分が、観測点１２Ｄに隣り合う観測点１２Ｅの一部分と重なるように、観測点１２Ｄと観測点１２Ｅを血管１１に沿って設定する。また、観測点設定部９１は、観測点１２Ｅの一部分が、観測点１２Ｅに隣り合う観測点１２Ｆの一部分と重なるように、観測点１２Ｅと観測点１２Ｆを血管１１に沿って設定する。

一方、分岐点を含む範囲１４、１５以外の範囲については、観測点設定部９１は、観測点１２Ａに隣り合う観測点１２Ｍを、観測点１２Ａから所定距離離れた位置に設定する。また、観測点設定部９１は、観測点１２Ｆに隣り合う観測点１２Ｎを、観測点１２Ｆから所定距離離れた位置に設定する。

そして、制御部９は、３次元空間における各観測点の座標情報を送受信部３に出力する。

送受信部３は、制御部９によって設定された観測点の座標情報に従って、パルスドプラ法によるドプラスキャンを行なうことで、各観測点のドプラ情報（血流情報）を取得する。図８に示す例では、送受信部３は、血管１１の分岐点を含む範囲１４内においては、一部分が隣り合う観測点に重なる観測点１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃに対してドプラスキャンを行ない、更に、血管１１の分岐点を含む範囲１５内においては、一部分が隣り合う観測点と重なる観測点１２Ｄ、１２Ｅ、１２Ｆに対してドプラスキャンを行なう。また、送受信部３は、分岐点を含む範囲１４、１５以外の範囲においては、所定間隔をおいて設定された観測点１２Ｍ、１２Ｎ、・・・に対してドプラスキャンを行なう。そして、送受信部３は、そのドプラスキャンで取得したドプラ情報（血流情報）をドプラ処理部４２に出力する。ドプラ処理部４２は、そのドプラ情報に基づいて各観測点の血流速度を求める。そして、ドプラ処理部４２は、３次元空間における各観測点の位置を示す情報（座標情報）と各観測点の血流速度とを色決定部６３に出力する。

色決定部６３は、上述したように、図示しない記憶部に記憶されている色テーブルが示す対応付けに従って、各観測点における血流速度の大きさに応じて、各観測点に対する色を決定する。そして、色決定部６３は、各観測点の位置を示す情報（座標情報）と,各観測点に対して決定した色を示す情報（色情報）とを、色割当部６５に出力する。

色割当部６５は、上述したように、血管の形態を表すボリュームデータの各観測点に対して、色決定部６３によって決定された色を割り当てる。そして、色割当部６５は、血流速度の大きさに応じた色が割り当てられたボリュームデータ（色ボリュームデータ）を、３次元画像生成部６６に出力する。

３次元画像生成部６６は、色ボリュームデータに対して視点を設定し、その視点から色ボリュームデータに向けた視線方向に沿ってボリュームレンダリングを施すことで、血管を立体的に表す３次元画像データを生成する。そして、３次元画像生成部６６は、その３次元画像データを表示制御部７に出力する。

表示制御部７は、３次元画像データに基づく３次元画像を表示部８１に表示させる。これにより、血管を立体的に表す３次元画像が表示部８１に表示されるとともに、血管の各部に血流速度の大きさに応じた色が割り当てられて表示されることになる。

以上のように、血管の形態を立体的に表す３次元画像に、血流速度の大きさに応じた色を割り当てられているため、３次元空間における血管の位置と、その血管を流れる血流の速度を明確に把握することが可能となる。

また、第４の設定方法によると、血管１１の分岐点を含む範囲１４、１５では、観測点の一部分が隣り合う観測点に重なっているため、隙間を空けずに血管の血流速度を取得することが可能となる。そのため、血管１１の分岐点付近では、血管の各部における血流速度を精度良く求めることが可能となる。一方、分岐点を含む範囲１４、１５以外の範囲では、所定間隔をあけて各観測点が設定されているため、ドプラスキャンを行なう箇所が比較的少なくて済む。ドプラスキャンを行なう箇所が少なくなる分、スキャンに要する時間を削減することができる。このように、第４の設定方法によると、血管の形態を立体的に表す画像と各部の血流情報をリアルタイムに取得して表示することが可能となり、更に、注目している箇所（血管の分岐点）においては血流情報を精度良く求めることが可能となる。

（血流速度の補間）
また、第４の設定方法においては、血管１１の分岐点を含む範囲１４、１５以外の範囲では、各観測点は互いに所定間隔をおいて設定されている。そのため、範囲１４、１５以外の範囲では、上述した第２の設定方法と同様に、血管に沿って隣り合う観測点の間の範囲（補間範囲）において血流速度が求められていない。そこで、補間部６４は、分岐点を含む範囲１４、１５以外の範囲を対象として、補間範囲における血流速度を補間によって求める。

例えば図８に示すように、観測点１２Ｍは分岐点を含む範囲１４、１５に含まれていないため、観測点１２Ｍは、範囲１４に含まれる観測点１２Ａから所定間隔をおいて設定されている。そのため、観測点１２Ａと、その観測点１２Ａに隣り合う観測点１２Ｍとの間の範囲（補間範囲）については、血流速度は求められていない。また、観測点１２Ｎも範囲１５に含まれていないため、血管１１に沿って隣り合う観測点１２Ｆと観測点１２Ｎとの間の範囲（補間範囲）についても、血流速度は求められていない。さらに、図８に示す例では、分岐点を含む範囲１４の端部に設定された観測点１２Ｃと、分岐点を含む範囲１５の端部に設定された観測点１２Ｄとの間には観測点が設定されていないため、観測点１２Ｃと観測点１２Ｄとの間の範囲（補間範囲）についても、血流速度は求められていない。その結果、観測点１２Ａと観測点１２Ｍとの間の範囲や、観測点１２Ｆと観測点１２Ｎとの間の範囲や、観測点１２Ｃと観測点１２Ｄとの間の範囲に対しては、割り当てられる色が決定されていない。

そこで、補間部６４は、血管１１に沿って隣り合う観測点１２Ａと観測点１２Ｍとの間の補間範囲における血流速度を求める。同様に、補間部６４は、血管１１に沿って隣り合う観測点１２Ｆと観測点１２Ｎとの間の補間範囲における血流速度を求める。さらに、補間部６４は、血管１１に沿って隣り合う観測点１２Ｃと観測点１２Ｄとの間の補間範囲における血流速度を求める。そして、補間部６４は、補間範囲における血流速度を色決定部６３に出力する。

色決定部６３は、補間範囲に対して、血流速度の大きさに応じた色を決定する。そして、色割当部６５は、血管の形態を表すボリュームデータの補間範囲に対して、色決定部６３によって決定された色を割り当てる。これにより、血管の形態を表すボリュームデータにおいて、各観測点に対しては実測によって得られた色が割り当てられ、補間範囲に対しては補間によって得られた色が割り当てられる。その結果、血管の形態を表すボリュームデータの全ての範囲に対して、血流速度の大きさに応じた色が割り当てられることになる。

第４の設定方法では、血管１１の分岐点を含む範囲１４、１５については、各観測点の一部分が隣り合う観測点と重なっているため、その範囲１４、１５については、実測によって得られた色のみが割り当てられる。一方、分岐点を含む範囲１４、１５以外の範囲については、各観測点が所定間隔をおいて設定されているため、実測によって得られた色と、補間によって得られた色とが混在して割り当てられる。そして、色割当部６５は、各部に色を割り当てたボリュームデータ（色ボリュームデータ）を３次元画像生成部６６に出力する。３次元画像生成部６６は、色ボリュームデータにボリュームレンダリングを施すことで３次元画像データを生成する。表示制御部７は、その３次元画像データに基づく３次元画像を表示部８１に表示させる。例えば図４に示すように、表示制御部７は、血流速度に応じた色が各部に割り当てられた３次元画像２０を表示部８１に表示させる。

以上のように、分岐点を含む範囲１４、１５以外の範囲については、各観測点の間の血流速度を補間によって求めることで、血管の全体に対して色を割り当てて表示することが可能となる。

なお、上述した第１から第４の設定方法は、操作者が任意に指定することができる。例えば、表示制御部７は、第１から第４の設定方法を選択させるための選択画面を表示部８１に表示させ、操作者が操作部８２を用いて所望の設定方法を指定する。操作者によって設定方法が指定されると、制御部９の観測点設定部９１は、その指定に対応する設定方法に従って、血管１１に沿って観測点を設定する。

（角度補正）
次に、超音波ビームの角度補正について図９を参照して説明する。図９は、超音波ビームの角度補正を説明するための血管の模式図である。血管に対して超音波ビームを直角に近い角度で送信した場合、その箇所の血流速度を正確に測定することが困難となる。例えば、その箇所における実際の血流速度が数ｍ／ｓｅｃであったとしても、取得される血流速度が０ｍ／ｓｅｃ（流速値なし）となってしまう可能性がある。従って、血管の３次元画像には、本来、赤系統の色が割り当てられる箇所に、青系統の色が割り当てられてしまう可能性がある。その結果、診断をより正確に行うことが困難になる。

例えば図９（ａ）に示すように、血管１１が走行する方向と超音波ビームの送受信方向３０とがほぼ直交する場合、その観測点１７においては血流速度が正確に測定されない。その結果、３次元画像における観測点１７の位置には、本来とは異なる色が割り当てられて表示されてしまう。例えば、観測点１７の位置において血管狭窄が発生してしない場合であっても、観測点１７における血流速度が０ｍ／ｓｅｃとなってしまう。そのことにより、３次元画像における観測点１７の位置には、遅い血流速度に対応する青系統の色が割り当てられて表示されてしまう。このように、観測点１７の位置に青系統の色が割り当てられてしまうと、血管狭窄が発生している位置を明確に操作者に提供することが困難になってしまう。

そこで、この実施形態に係る超音波診断装置１は、超音波ビームの送受信方向と血管が走行する方向とがほぼ直交する箇所（補正箇所）を特定し、その補正箇所に対しては、送受信方向を変えて超音波ビームを送受信する。

制御部９の角度補正部９２は、抽出部６１から３次元空間における血管の座標情報を受けて、その血管の座標情報に基づいて、超音波ビームの送受信方向とほぼ直交する血管の箇所（補正箇所）を特定する。例えば、角度補正部９２は、超音波ビームの送受信方向と、血管に直交する方向との角度が、予め設定された所定角度未満の箇所（補正箇所）を特定する。１例として、角度補正部９２は、超音波ビームの送受信方向と、血管に直交する方向との角度が±３０°未満の箇所（補正箇所）を特定する。そして、角度補正部９２は、補正箇所に対する超音波ビームの送信角度を、血管に直交する方向に対して±３０°以上の角度に設定する。このとき、設定する角度は、操作者が操作部８２を用いて予め指定することができる。例えば、操作者によって３５°が指定された場合、角度補正部９２は、補正箇所に対する超音波ビームの送信角度を、血管に直交する方向に対して３５°に設定する。

制御部９は、３次元空間における各観測点の座標情報と、補正箇所に対する超音波ビームの送信角度を示す情報（補正角度情報）を送受信部３に出力する。

送受信部３は、制御部９によって設定された観測点の座標情報に従って、超音波ビームを偏向させてパルスドプラ法によるドプラスキャンを行なうことで、各観測点のドプラ情報（血流情報）を取得する。このとき、送受信部３は、制御部９によって設定された補正角度情報に従って超音波ビームを偏向させることで、補正箇所のドプラ情報を取得する。図９（ｂ）に示す例では、送受信部３は、観測点１７に対して、３０°以上の角度に設定された送受信方向３１から超音波ビームを送信することで、観測点１７のドプラ情報を取得する。そして、送受信部３は、ドプラスキャンで取得したドプラ情報（血流情報）をドプラ処理部４２に出力する。ドプラ処理部４２は、そのドプラ情報に基づいて各観測点の血流速度を求める。そして、ドプラ処理部４２は、３次元空間における各観測点の位置を示す情報（座標情報）と各観測点の血流速度とを色決定部６３に出力する。

そして、上述したように、色決定部６３は、各観測点における血流速度の大きさに応じて、各観測点に対する色を決定する。色割当部６５は、血管の形態を表すボリュームデータに対して、色決定部６３によって決定された色を割り当てる。そして、３次元画像生成部６６は、血流速度の大きさに応じた色が割り当てられたボリュームデータ（色ボリュームデータ）にボリュームレンダリングを施すことで、血管を立体的に表す３次元画像データを生成する。表示制御部７は、その３次元画像データに基づく３次元画像を表示部８１に表示させる。

以上のように、観測点１７に対する超音波ビームの送受信方向を変えることで、図９（ｂ）に示すように、観測点１７には、本来の血流速度の大きさに応じた色が割り当てられる。その結果、血流速度に基づいた診断をより的確に行うことが可能となる。例えば、血管狭窄が発生している位置を明確に画像として表示することが可能となるため、血管狭窄の発生の有無をより的確に判断することが可能となる。

なお、角度補正部９２による角度補正は、上述した第１の設定方法から第４の設定方法のいずれの方法に対しても適用することができる。

（心時相に対応する３次元画像の取得）
また、被検体の心電波形（ＥＣＧ信号）を利用することで、各心時相における血流速度を取得して、各心時相における３次元画像を生成しても良い。心時相に対応する３次元画像データの取得例について図１０を参照して説明する。図１０は、心時相に対応する３次元画像を示す図である。

例えば、心電計を用いて被検体の心電波形（ＥＣＧ信号）を取得し、制御部９が超音波診断装置１の外部からトリガ信号を受信し、その信号に応じて送受信部３による超音波の送受信を制御する。例えば、心電計によってＲ波が検出された際にトリガ信号を発生する信号発生器を設け、そのトリガ信号を制御部９に出力する。制御部９は、トリガ信号に応じて送受信部３による超音波の送受信を制御する。また、心電波形（ＥＣＧ信号）を制御部９に入力し、制御部９がＲ波を検出しても良い。この場合、制御部９は、Ｒ波の検出に応じて送受信部３による超音波の送受信を制御する。

例えば、Ｒ波が検出された心時相を基準時相とし、制御部９は、その基準時相から所定の遅延時間を設定して、各心時相に対応して送受信部３による超音波の送受信を制御する。具体的には、制御部９は、Ｒ波に対応するトリガ信号を受けると、送受信の指示を送受信部３に出力する。送受信部３は制御部９から送受信の指示を受けると、その指示に従って、制御部９によって設定された観測点に対してドプラスキャンを実行することで、各観測点のドプラ情報（血流情報）を取得する。そして、ドプラ処理部４２は、そのドプラ情報に基づいて各観測点の血流速度を求める。これにより、Ｒ波の心時相における血流速度が取得されたことになる。なお、各観測点は、上述した第１の設定方法から第４の設定方法のいずれかの方法によって設定される。

そして、制御部９は、基準時相から所定の遅延時間を設け、心時相ごとに送受信の指示を送受信部３に出力する。送受信部３は、各心時相に対応した送受信の指示を受けるたびに、観測点に対してドプラスキャンを実行することで、各観測点のドプラ情報（血流情報）を心時相ごとに取得する。そして、ドプラ処理部４２は、各心時相のドプラ情報に基づいて各心時相における各観測点の血流速度を求める。これにより、各心時相における血流速度が取得されたことになる。ドプラ処理部４２は、各心時相における各観測点の血流速度を色決定部６３に出力する。また、ドプラ処理部４２は、各心時相における各観測点の血流速度をデータ記憶部５に出力し、データ記憶部５はその血流速度を記憶する。

例えば図１０に示すように、制御部９による送受信部３の制御によって、送受信部３は、Ｐ波の心時相においてドプラスキャンを行ない、Ｐ波の心時相における各観測点のドプラ情報（血流情報）を取得する。同様に、送受信部３は、Ｑ波、Ｒ波、Ｓ波、及びＴ波にそれぞれ対応する心時相における各観測点のドプラ情報（血流情報）を取得する。そして、ドプラ処理部４２は、Ｐ波、Ｑ波、Ｒ波、Ｓ波、及びＴ波のそれぞれに対応する心時相における各観測点の血流速度を求める。

そして、色決定部６３は、各心時相における各観測点の血流速度の大きさに応じて、各心時相の各観測点に対する色を決定する。色割当部６５は、血管の形態を表すボリュームデータの各観測点に、各心時相における色を割り当てる。これにより、それぞれの心時相ごとに、各観測点に血流速度の大きさに応じた色が割り当てられたボリュームデータ（色ボリュームデータ）が生成される。そして、３次元画像生成部６６は、各心時相における色が割り当てられたボリュームデータ（色ボリュームデータ）にボリュームレンダリングを施すことで、各心時相の３次元画像データを生成する。これにより、血管の形態を立体的に表す３次元画像に、各心時相において取得された血流速度の大きさに応じた色が割り当てられた画像が得られる。

各心時相における色が割り当てられたボリュームデータ（色ボリュームデータ）や、各心時相における３次元画像データは、図示しないデータ記憶部に記憶される。そして、表示制御部７は、操作者によって指定された心時相における３次元画像データをデータ記憶部から読み込み、その３次元画像データに基づく３次元画像を表示部８１に表示させる。また、表示制御部７は、各心時相の３次元画像データに基づく３次元画像を、心時相ごとに順番に表示部８１に表示させても良い。

例えば図１０に示すように、３次元画像２０Ｐは、血管の形態を立体的に表す３次元画像に、Ｐ波の心時相において取得された血流速度の大きさに応じた色が割り当てられている。また、３次元画像２０Ｑは、血管の形態を表す３次元画像に、Ｑ波の心時相において取得された血流速度の大きさに応じた色が割り当てられている。３次元画像２０Ｒ、２０Ｓ、２０Ｔもそれぞれ、血管の形態を表す３次元画像に、Ｒ波、Ｓ波、Ｔ波のそれぞれの心時相において取得された血流速度の大きさに応じた色が割り当てられている。

例えば、操作者が操作部８２を用いてＲ波の心時相を指定すると、表示制御部７はその指定を受け付けて、Ｒ波の心時相における３次元画像データをデータ記憶部（図示しない）から読み込み、その３次元画像データに基づく３次元画像２０Ｒを表示部８１に表示させる。また、表示制御部７は、３次元画像２０Ｐ、２０Ｑ、２０Ｒ、２０Ｓ、２０Ｔを順番に表示部８１に表示させても良い。

以上のように、心時相ごとに３次元画像データを生成することで、各心時相における血流速度を把握することができ、各心時相における血管狭窄の有無を把握することが可能となる。

また、送受信部３は制御部９による制御の下、ボリュームデータを心時相ごとに取得しても良い。そして、抽出部６１は、各心時相にて取得されたボリュームデータのそれぞれから、各心時相における血管の形態を表すボリュームデータを抽出する。そして、色割当部６５は、各心時相における血管の形態を表すボリュームデータに、同じ心時相において取得された血流速度の大きさに応じた色を割り当てることで、各心時相の色ボリュームデータを生成する。例えば、色割当部６５は、Ｒ波の心時相にて取得された血管の形態を表すボリュームデータの各観測点に、Ｒ波の心時相において取得された血流速度の大きさに応じた色を割り当てることで、Ｒ波の心時相における色ボリュームデータを生成する。同様に、色割当部６５は、Ｐ波、Ｑ波、Ｓ波、及びＴ波の心時相においてそれぞれ取得された血管の形態を表すボリュームデータの各観測点に、同じ心時相で取得された血流速度の大きさに応じた色を割り当てることで、各心時相における色ボリュームデータを生成する。そして、３次元画像生成部６６は、各心時相における色ボリュームデータにボリュームレンダリングを施すことで、各心時相における３次元画像データを生成する。上述したように、表示制御部７は、操作者によって指定された心時相の３次元画像データに基づく３次元画像を表示部８１に表示させる。このように、心時相ごとにボリュームデータと血流速度を取得して、心時相ごとに３次元画像データを生成することで、操作者は、各心時相における血管の位置と血流速度をより正確に把握することが可能となる。

なお、ユーザインターフェース８は表示部８１と操作部８２を備えて構成されている。表示部８１はＣＲＴや液晶ディスプレイなどのモニタで構成されており、画面上に３次元画像などの超音波画像が表示される。この実施形態においては、血流速度の大きさに応じた色が血管の各部に割り当てられた３次元画像が、表示部８１に表示される。操作部８２はキーボード、マウス、トラックボール又はＴＣＳ（Ｔｏｕｃｈ Ｃｏｍｍａｎｄ Ｓｃｒｅｅｎ）などで構成されており、操作者の操作によって観測点（サンプルポジション）間の間隔などの各種条件が指定される。

また、画像処理部６は、ＣＰＵと、ＲＯＭ、ＲＡＭなどの記憶装置を備えて構成されている。記憶装置には、抽出部６１の機能を実行するための抽出プログラム、配色部６２の機能を実行するための配色プログラム、及び、３次元画像生成部６６の機能を実行するための画像生成プログラムが記憶されている。また、配色プログラムには、色決定部６３の機能を実行するための色決定プログラム、補間部６４の機能を実行するための補間プログラム、及び、色割当部６５の機能を実行するための色割当プログラムが含まれている。

ＣＰＵが抽出プログラムを実行することで、超音波による走査によって取得されたボリュームデータから血管を表すボリュームデータを抽出する。また、ＣＰＵが色決定プログラムを実行することで、各観測点の血流速度の大きさに応じた色を決定する。また、ＣＰＵが補間プログラムを実行することで、補間によって補間範囲の血流速度を求める。また、ＣＰＵが色割当プログラムを実行することで、血流を表すボリュームデータにおける各観測点の位置に対して、決定された色を割り当てる。また、補間範囲の血流速度が求められている場合は、ボリュームデータにおける補間範囲にも、決定された色を割り当てる。そして、ＣＰＵが画像生成プログラムを実行することで、ボリュームデータにボリュームレンダリングを施す。これにより、血管の形態を立体的に表し、さらに、血管の各部に色が割り当てられた３次元画像データが生成される。

また、表示制御部７は、ＣＰＵと、ＲＯＭ、ＲＡＭなどの記憶装置を備えて構成されている。記憶装置には、表示制御部７の機能を実行するための表示制御プログラムが記憶されている。ＣＰＵが表示制御プログラムを実行することで、画像処理部６によって生成された３次元画像データなどの超音波画像データに基づく超音波画像を表示部８１に表示させる。

また、制御部９は、ＣＰＵと、ＲＯＭ、ＲＡＭなどの記憶装置を備えて構成されている。記憶装置には、制御部９の機能を実行するための制御プログラムが記憶されている。この制御プログラムには、観測点設定部９１の機能を実行するための設定プログラムと、角度補正部９２の機能を実行するための角度補正プログラムとが含まれている。ＣＰＵが設定プログラムを実行することで、血管に沿って観測点を設定する。また、ＣＰＵが角度補正プログラムを実行することで、超音波ビームの送信方向を補正する。また、ＣＰＵが制御プログラムを実行することで、超音波診断装置１の各部の動作を制御する。例えば、ＣＰＵが制御プログラムを実行することで、送受信部３に超音波を送受信させ、その結果、被検体のボリュームデータや被検体のドプラ情報を取得する。

なお、抽出プログラム、配色プログラム、及び表示制御プログラムによって、この発明の「超音波画像処理プログラム」の１例を構成する。

（動作）
次に、この発明の第１実施形態に係る超音波診断装置１による一連の動作について、図１１を参照して説明する。図１１は、この発明の第１実施形態に係る超音波診断装置による一連の動作を示すフローチャートである。

（ステップＳ０１）
まず、超音波プローブ２と送受信部３とによって３次元の領域を走査することで、被検体のボリュームデータを取得する。信号処理部４は、ボリュームデータを抽出部６１に出力する。また、このボリュームデータは、データ記憶部５に記憶される。

（ステップＳ０２）
次に、抽出部６１は信号処理部４からボリュームデータを受けて、そのボリュームデータから、図２に示すように、３次元空間に分布する血管の形態を表すボリュームデータ１０を抽出する。また、抽出部６１は、データ記憶部５からボリュームデータを読み込み、そのボリュームデータから血管の形態を表すボリュームデータ１０を抽出しても良い。例えば、抽出部６１は、特開平８−１３１４２９号公報に記載の抽出技術を用いて血管の形態を表すボリュームデータを抽出する。そして、抽出部６１は、血管の形態を表すボリュームデータを配色部６２の色割当部６５に出力し、更に、３次元空間における血管の位置を示す座標情報を制御部９に出力する。

（ステップＳ０３）
制御部９の観測点設定部９１は、抽出部６１から３次元空間における血管の座標情報を受けて、その座標情報に基づいて、３次元空間における血管に沿って複数の観測点（サンプルポジション）を設定する。例えば、観測点設定部９１は、上述した第１から第４の設定方法のうち操作者によって予め指定された設定方法に従って、血管に沿って複数の観測点を設定する。

（ステップＳ０４）
さらに、角度補正部９２は、抽出部６１から３次元空間における血管の座標情報を受けて、その血管の座標情報に基づいて、超音波ビームの送受信方向とほぼ直交する血管の箇所（補正箇所）を特定する。例えば、角度補正部９２は、超音波ビームの送受信方向と、血管に直交する方向との角度が±３０°未満の箇所（補正箇所）を特定する。そして、角度補正部９２は、補正箇所に対する超音波ビームの送信角度を、血管に直交する方向に対して±３０°以上の角度に設定する。

（ステップＳ０５）
そして、制御部９は、３次元空間における各観測点の座標情報と、補正箇所に対する超音波ビームの送信角度を示す情報（補正角度情報）を送受信部３に出力する。送受信部３は、制御部９によって設定された観測点の座標情報に従って、パルスドプラ法によるドプラスキャンを行なうことで、各観測点のドプラ情報（血流情報）を取得する。このとき、送受信部３は、制御部９によって設定された補正角度情報に従って、超音波プローブ２によって超音波ビームを偏向させることで、補正箇所のドプラ情報を取得する。ドプラ処理部４２は、ドプラスキャンによって取得されたドプラ情報に基づいて各観測点の血流速度を求める。そして、ドプラ処理部４２は、３次元空間における各観測点の位置を示す情報（座標情報）と各観測点の血流速度とを配色部６２に出力する。

（ステップＳ０６）
配色部６２の色決定部６３は、ドプラ処理部４２から各観測点の血流速度を受けて、各観測点の血流速度の大きさに応じて、各観測点に対する色を決定する。例えば、色決定部６３は、血流速度の大きさが小さくなるほど（血流速度が遅くなるほど）、観測点に対する色を青系統が強い色に決定する。一方、色決定部６３は、血流速度の大きさが大きくなるほど（血流速度が速くなるほど）、観測点に対する色を赤系統の強い色に決定する。そして、色決定部６３は、３次元空間における各観測点の位置を示す情報（座標情報）と、各観測点に対して決定した色を示す情報（色情報）とを、色割当部６５に出力する。

（ステップＳ０７）
また、第２から第４の設定方法によって観測点を設定した場合、補間部６４は、各観測点の血流速度に基づいて、血管に沿って隣り合う観測点の間の範囲（補間範囲）における血流速度を補間によって求める。そして、色決定部６３は、補間部６４によって求められた補間範囲の血流速度の大きさに応じて、補間範囲に対する色を決定する。そして、色決定部６３は、３次元空間における補間範囲の位置を示す情報（座標情報）と、補間範囲に対して決定された色を示す情報（色情報）とを、色割当部６５に出力する。

（ステップＳ０８）
色割当部６５は、血管の形態を表すボリュームデータの各観測点に対して、色決定部６３によって決定された色を割り当てる。さらに、第２から第４の設定方法によって観測点を設定した場合、色割当部６５は、血管の形態を表すボリュームデータの補間範囲に対して、色決定部６３によって決定された補間範囲の色を割り当てる。そして、色割当部６５は、血流速度の大きさに応じた色が割り当てられたボリュームデータ（色ボリュームデータ）を、３次元画像生成部６６に出力する。

（ステップＳ０９）
３次元画像生成部６６は、色ボリュームデータにボリュームレンダリングを施すことで、血管を立体的に表す３次元画像データを生成する。

（ステップＳ１０）
表示制御部７は、３次元画像生成部６６によって生成された３次元画像データに基づく３次元画像を表示部８１に表示させる。例えば図４に示すように、血管を立体的に表すとともに、血流速度の大きさに応じた色が各部に割り当てられた３次元画像２０が表示部８１に表示される。操作者は、表示部８１に表示されている３次元画像２０を観察することで、血管の立体的な形態と、血管の各部における血流速度を一度に把握することが可能となる。すなわち、３次元空間における血管の位置と、その血管を流れる血流の速度を明確に把握することが可能となる。例えば、操作者は３次元画像２０を観察することで、血管狭窄が発生している箇所を明確に特定することが可能となる。

（超音波画像処理装置）
また、血管の形態を表すボリュームデータに血流速度の大きさに応じた色を割り当てる超音波画像処理装置を、超音波診断装置の外部に設けても良い。この超音波画像処理装置は、上述したデータ記憶部５、画像処理部６、表示制御部７、及びユーザインターフェース（ＵＩ）８を備えている。そして、超音波画像処理装置は、データ記憶部５に記憶されているボリュームデータと血流速度とに基づいて、血管を表すボリュームデータに血流速度の大きさに応じた色を割り当てる。

具体的には、抽出部６１が、データ記憶部５からボリュームデータを読み込み、そのボリュームデータから血管の形態を表すボリュームデータを抽出する。また、色決定部６３は、データ記憶部５から各観測点の血流速度を読み込み、血流速度の大きさに応じて、各観測点に割り当てる色を決定する。そして、色割当部６５は、抽出部６１によって抽出された血管の形態を表すボリュームデータに、色決定部６３によって決定された色を割り当てることで、色ボリュームデータを生成する。３次元画像生成部６６は、その色ボリュームデータにボリュームレンダリングを施すことで、３次元画像データを生成する。表示制御部７は、その３次元画像データに基づく３次元画像を表示部８１に表示させる。

［変形例］
次に、上述した実施形態の変形例について図１２及び図１３を参照して説明する。図１２は、変形例に係る超音波診断装置を示すブロック図である。図１３は、複数の３次元画像データのマッチング処理を説明するための模式図である。

変形例に係る超音波診断装置１Ａは、超音波プローブ２、送受信部３、信号処理部４、データ記憶部５、画像処理部６Ａ、表示制御部７、ユーザインターフェース（ＵＩ）８、及び制御部９を備えている。この変形例では、上述した実施形態の画像処理部６の代わりに画像処理部６Ａを設けている。画像処理部６Ａは、抽出部６１、配色部６２Ａ、及び３次元画像生成部６６を備えている。そして、この変形例では、上述した配色部６２の代わりに配色部６２Ａを備えている。配色部６２Ａ以外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ため、配色部６２Ａの構成について説明し、配色部６２Ａ以外の構成については説明を省略する。配色部６２Ａは、色決定部６３、補間部６４、色割当部６５、マッチング部６７、及び流速決定部６８を備えている。

この変形例では、被検体に対して複数の方向から超音波を送信することで、それぞれ異なる方向のボリュームデータを取得する。例えば図１３に示すように、被検体２００に対して、Ａ方向、Ｂ方向、及びＣ方向のそれぞれから超音波を送信することで、Ａ方向のボリュームデータ、Ｂ方向のボリュームデータ、及びＣ方向のボリュームデータを取得する。図１３に示す例では、Ａ方向、Ｂ方向、及びＣ方向は、それぞれ互いに直交している。従って、Ａ方向のボリュームデータ、Ｂ方向のボリュームデータ、及びＣ方向のボリュームデータは、それぞれ互いに直交する方向から取得されたボリュームデータである。

なお、図１３に示す例は１例である。この変形例では、２方向以上のそれぞれの方向から超音波を送信して、それぞれの方向のボリュームデータを取得すれば良い。また、超音波を送信する複数の方向は、互いに直交している必要はない。

具体的には、超音波プローブ２をＡ方向に向けて被検体２００に当接し、その状態で超音波プローブ２と送受信部３とによって被検体２００を超音波で走査し、Ａ方向のボリュームデータを取得する。このＡ方向のボリュームデータは、データ記憶部５に記憶される。

抽出部６１は、上述した実施形態と同様に、Ａ方向のボリュームデータから血管の形態を表すボリュームデータを抽出する。そして、抽出部６１は、血管の形態を表すボリュームデータを色割当部６５に出力し、３次元空間における血管の位置を示す情報（座標情報）を制御部９に出力する。

観測点設定部９１は、上述した実施形態と同様に、第１から第４の設定方法のうちいずれかの設定方法に従って、３次元空間における血管に沿って複数の観測点を設定する。そして、制御部９は、３次元空間における各観測点の座標情報を送受信部３に出力する。

そして、超音波プローブ２を図１３に示すＡ方向に向けた状態で、送受信部３は、制御部９によって設定された観測点の座標情報に従って、パルスドプラ法によるドプラスキャンを行なうことで、各観測点のドプラ情報（血流情報）を取得する。ドプラ処理部４２は、各観測点のドプラ情報（血流情報）に基づいて、各観測点の血流速度を求める。そして、ドプラ処理部４２は、３次元空間における各観測点の位置を示す座標情報と各観測点の血流速度とを配色部６２に出力する。

色決定部６３は、上述した実施形態と同様に、各観測点の血流速度の大きさに応じて、各観測点に対する色を決定する。そして、色割当部６５は、Ａ方向から取得された血管の形態を表すボリュームデータに、色決定部６３によって決定された色を割り当てる。これにより、Ａ方向から取得された血管の形態を表すボリュームデータに、Ａ方向から取得された各観測点の血流速度の大きさに応じた色が割り当てられたことになる。例えば、図１３に示す色ボリュームデータ１００が、Ａ方向から取得された色ボリュームデータである。この色ボリュームデータ１００には、Ａ方向から取得された各観測点の血流速度の大きさに応じた色が割り当てられている。そして、色割当部６５は、Ａ方向から取得された色ボリュームデータ１００をマッチング部６７に出力する。また、色割当部６５は、色ボリュームデータ１００を図示しないデータ記憶部に出力し、データ記憶部は色ボリュームデータ１００を記憶する。

Ｂ方向とＣ方向についても、Ａ方向と同様に、Ｂ方向から取得された色ボリュームデータと、Ｃ方向から取得された色ボリュームデータが生成される。例えば図１３に示すように、Ａ方向から取得された色ボリュームデータ１００、Ｂ方向から取得された色ボリュームデータ１１０、及びＣ方向から取得された色ボリュームデータ１２０がマッチング部６７に出力される。また、色ボリュームデータ１１０、１２０は、図示しないデータ記憶部に記憶される。

マッチング部６７は、色割当部６５から複数の色ボリュームデータを受けて、複数の色ボリュームデータのパターンマッチングを行うことで、複数の色ボリュームデータのそれぞれに表されている血管の形態の位置を合わせる。例えば、マッチング部６７は、Ａ方向から取得された色ボリュームデータ１００、１１０、１２０のパターンマッチングを行うことで、Ａ方向から取得された色ボリュームデータ１００に表されている血管の形態の位置と、Ｂ方向から取得された色ボリュームデータ１１０に表されている血管の形態の位置と、Ｃ方向から取得された色ボリュームデータ１２０に表されている血管の形態の位置とを合わせる。

流速決定部６８は、マッチング部６７によって位置が合わされた複数の色ボリュームデータに基づき、それぞれの色ボリュームデータにおいて血管の同じ箇所の血流速度の値を比較し、血管の各箇所における血流速度を決定する。

例えば、流速決定部６８は、全ての色ボリュームデータにおいて、血管の同じ箇所の血流速度が０ｍ／ｓｅｃであった場合に、その箇所における血流速度を０ｍ／ｓｅｃに決定する。全ての色ボリュームデータにおいて血流速度が０ｍ／ｓｅｃであれば、その箇所で血管狭窄が発生している可能性が高いため、流速決定部６８は、その箇所の血流速度を０ｍ／ｓｅｃに決定する。

一方、複数の色ボリュームデータのうち、ある色ボリュームデータにおいては、血管の同じ個所の血流速度が０ｍ／ｓｅｃであり、別の色ボリュームデータにおいては、その個所の血流速度がｘｍ／ｓｅｃ（ｘ＞０）であった場合、流速決定部６８は、その箇所の血流速度をｘｍ／ｓｅｃに決定する。この場合、血流速度が０ｍ／ｓｅｃの箇所では、血管に直交する方向から超音波ビームが送信されている可能性があるため、実際にはその箇所で血管狭窄が発生している可能性は低い。すなわち、別の方向から取得された血流速度がｘｍ／ｓｅｃ（ｘ＞０）となっているため、血流速度が０ｍ／ｓｅｃとなっているのは、血管に直交する方向から超音波ビームが送信されたことに起因している可能性が高い。そこで、その箇所で血管狭窄が発生している可能性が低いため、流速決定部６８は、その箇所の血流速度をｘｍ／ｓｅｃに決定する。すなわち、流速決定部６８は、複数の色ボリュームデータのうち少なくとも１つの色ボリュームデータにおいて、血管の同じ箇所の血流速度が０ｍ／ｓｅｃ以外の値の場合、その箇所の血流速度をその値に決定する。

なお、全ての色ボリュームデータにおいて、血管の同じ箇所の血流速度が０ｍ／ｓｅｃでなくても、その血流速度が血管狭窄とみなせる所定速度未満の場合に、流速決定部６８は、その箇所における血流速度をその所定速度未満の値に決定しても良い。例えば、流速決定部６８は、全ての色ボリュームデータにおいて、血管の同じ箇所の血流速度が予め設定された所定値未満の血流速度であった場合に、その箇所における血流速度をその所定値未満の血流速度に決定する。この所定値は、血管狭窄の発生の有無を判断するための閾値である。全ての色ボリュームデータにおいて血流速度がこの所定値未満の場合には、その箇所で血管狭窄が発生している可能性がある。

一方、複数の色ボリュームデータのうち少なくとも１つの色ボリュームデータにおいて、血管の同じ箇所の血流速度がその所定値以上の血流速度の場合には、その箇所の血流速度を、所定値以上の血流速度に決定する。この場合、血流速度がその所定値未満の箇所では、血管にほぼ直交する方向から超音波ビームが送信されている可能性があるため、実際にはその箇所で血管狭窄が発生している可能性は低い。そこで、流速決定部６８は、その箇所の血流速度を所定値以上の血流速度に決定する。

また、全ての色ボリュームデータにおいて、血管の同じ箇所の血流速度がそれぞれ異なる値（＞０）であった場合、流速決定部６８は、それら複数の血流速度の平均値を求め、その平均値をその箇所の血流速度に決定しても良い。

そして、流速決定部６８は、３次元空間における血管の各部の位置を示す座標情報と、血管の各部における血流速度を色決定部６３に出力する。色決定部６３は、流速決定部６８によって決定された血流速度の大きさに応じて、血管の各部に対する色を決定する。

色割当部６５は、色決定部６３によって決定された色に従って、血管の形態を表すボリュームデータの各箇所に色を割り当てる。このとき、色割当部６５は、処理対象となっている複数のボリュームデータのうち、いずれか１つのボリュームデータに色を割り当てる。または、色割当部６５は、複数のボリュームデータに基づき、平均的な形態を有する血管のボリュームデータを生成し、そのボリュームデータの各箇所に色を割り当てても良い。そして、色割当部６５は、色を割り当てたボリュームデータ（色ボリュームデータ）を３次元画像生成部６６に出力する。３次元画像生成部６６は、その色ボリュームデータにボリュームレンダリングを施すことで、血管の各部に血流速度の大きさに応じた色が割り当てられた３次元画像データを生成する。そして、表示制御部７は、その３次元画像データに基づく３次元画像を表示部８１に表示させる。

以上のように、複数の方向から取得されたボリュームデータや血流速度に基づいて、血管の各部の血流速度を決定することで、より正確な血流速度を求め、その血流速度に応じた色を３次元画像に割り当てて表示することが可能となる。例えば、超音波ビームの送受信方向によっては、血管に対して直交する方向から超音波ビームを送信することになり、その箇所の正確な血流速度を測定することは困難となる。特に、超音波ビームの送受信方向と血管が走行する方向とが直交する箇所では、血管狭窄が発生してないにもかかわらず、血流速度が０ｍ／ｓｅｃとなってしまう。一方、この変形例によると、複数の方向から取得されたボリュームデータや血流速度に基づいて、血管の各部の血流速度を求めることができるため、血管狭窄が発生している箇所をより的確に特定することが可能となる。その結果、操作者は、血管狭窄の有無を的確に判断することが可能となる。

１例について図１３を参照して説明する。流速決定部６８は、マッチング部６７によって位置が合わされた色ボリュームデータ１００、１１０、１２０に基づき、それぞれの色ボリュームデータ１００、１１０、１２０において、血管の同じ箇所の血流速度を比較し、血管の各箇所における血流速度を決定する。

例えば、Ａ方向から取得された色ボリュームデータ１００においては、部位１０１や部位１０２に、遅い血流速度に対応する色が割り当てられている。また、Ｂ方向から取得された色ボリュームデータ１１０においては、部位１１１と部位１１２に、遅い血流速度に対応する色が割り当てられている。さらに、Ｃ方向から取得された色ボリュームデータ１２０においては、部位１２１に、遅い血流速度に対応する色が割り当てられている。例えば、血流速度が０ｍ／ｓｅｃに対応する色が、部位１０１、１０２、１１１、１１２、１２１に割り当てられている。

マッチング部６７によって色ボリュームデータ１００、１１０、１２０の位置合わせが行われる。図１３に示す例では、部位１０１と部位１１１と部位１２１とが、それぞれ同じ箇所となっている。これらの部位においては、血流速度が０ｍ／ｓｅｃとなっているため、流速決定部６８は、その部位における血流速度を０ｍ／ｓｅｃに決定する。すなわち、全ての色ボリュームデータ１００、１１０、１２０において、その部位の血流速度が０ｍ／ｓｅｃとなっているため、血管狭窄が実際に発生している可能性が高い。そのため、流速決定部６８は、部位１０１、１１１、１２１に対応する部位における血流速度を０ｍ／ｓｅｃに決定する。

一方、部位１０２における血流速度が０ｍ／ｓｅｃとなっているが、色ボリュームデータ１１０、１２０においては、部位１０２に対応する箇所の血流速度がｘｍ／ｓｅｃ（ｘ＞０）となっているため、流速決定部６８は、その部位における血流速度をｘｍ／ｓｅｃに決定する。すなわち、色ボリュームデータ１１０、１２０においては、部位１０２に対応する箇所の血流速度がｘｍ／ｓｅｃとなっているため、その部位において血管狭窄が発生している可能性が低い。また、部位１０２においては、血管に直交する方向から超音波ビームが送信されている可能性が高い。そのため、流速決定部６８は、部位１０２に対応する部位における血流速度をｘｍ／ｓｅｃに決定する。

同様に、部位１１２における血流速度が０ｍ／ｓｅｃとなっているが、色ボリュームデータ１００、１２０においては、部位１１２に対応する箇所の血流速度がｘｍ／ｓｅｃ（ｘ＞０）となっているため、流速決定部６８は、その部位における血流速度をｘｍ／ｓｅｃに決定する。

そして、流速決定部６８は、３次元空間における血管の各部の位置を示す座標情報と、血管の各部における血流速度を色決定部６３に出力する。色決定部６３は、流速決定部６８によって決定された血管の各部の血流速度の大きさに応じて、各部に割り当てる色を決定する。

色割当部６５は、血管の形態を表すボリュームデータの各部に、色決定部６３によって決定された色を割り当てる。図１３に示す色ボリュームデータ１３０は、色割当部６５によって色が割り当てられた後のボリュームデータである。部位１３１は、部位１０１、部位１１１、部位１２１に対応する部位である。部位１３１には、血流速度が０ｍ／ｓｅｃに対応する色が割り当てられている。

なお、色割当部６５は、処理対象となっているＡ方向から取得された血管の形態を表すボリュームデータ、Ｂ方向から取得された血管の形態を表すボリュームデータ、及びＣ方向から取得された血管の形態を表すボリュームデータのうち、いずれか１つのボリュームデータの各部に、色決定部６３によって決定された色を割り当てることで、図１３に示す色ボリュームデータ１３０を生成する。または、色割当部６５は、Ａ方向から取得された血管の形態を表すボリュームデータ、Ｂ方向から取得された血管の形態を表すボリュームデータ、及びＣ方向から取得された血管の形態を表すボリュームデータに基づき、平均的な形態を有する血管のボリュームデータを生成し、そのボリュームデータの各部に色を割り当てることで、色ボリュームデータ１３０を生成しても良い。そして、色割当部６５は、その色ボリュームデータ１３０を３次元画像生成部６６に出力する。

３次元画像生成部６６は、色ボリュームデータ１３０にボリュームレンダリングを施すことで、血流速度の大きさに応じた色が各部に割り当てられた３次元画像データを生成する。表示制御部７は、その３次元画像データに基づく３次元画像を表示部８１に表示させる。図１３に示す例では、色ボリュームデータ１３０に基づく３次元画像が表示部８１に表示させられる。

なお、この変形例においても、上述した実施形態と同様に、補間部６４が補間範囲における血流速度を補間によって求める。また、角度補正部９２が超音波ビームの送受信方向を補正する。

また、画像処理部６Ａは、ＣＰＵと、ＲＯＭ、ＲＡＭなどの記憶装置を備えて構成されている。記憶装置には、抽出部６１の機能を実行するための抽出プログラム、配色部６２Ａの機能を実行するための配色プログラム、及び、３次元画像生成部６６の機能を実行するための画像生成プログラムが記憶されている。また、配色プログラムには、色決定部６３の機能を実行するための色決定プログラム、補間部６４の機能を実行するための補間プログラム、色割当部６５の機能を実行するためのプログラム、マッチング部６７の機能を実行するためのマッチングプログラム、及び、流速決定部６８の機能を実行するための血流速度決定プログラムが含まれている。

この変形例では、ＣＰＵがマッチングプログラムを実行することで、複数の色ボリュームデータの位置合わせを行う。また、ＣＰＵが血流速度決定プログラムを実行することで、位置が合わせられた複数の色ボリュームデータの各部における血流速度を、色ボリュームデータ間で比較して、各部における血流速度を決定する。

（マーカの表示）
また、上述した実施形態や変形例において、血流速度が０ｍ／ｓｅｃとなる箇所に、血管狭窄を表すマーカを表示しても良い。例えば、３次元画像生成部６６は、３次元画像データを表示制御部７に出力するとともに、その３次元画像データにおいて、０ｍ／ｓｅｃに対応する色が割り当てられている箇所の座標情報を表示制御部７に出力する。表示制御部７は、その３次元画像データに基づく３次元画像を表示部８１に表示させ、更に、その座標情報が示す箇所に、血管狭窄を表すマーカを３次元画像に重ねて表示部８１に表示させる。マーカの形状は、円状や矩形状であっても良い。このように、血流速度が０ｍ／ｓｅｃとなる箇所にマーカを表示することで、操作者は、血管狭窄が発生している箇所を容易に特定することが可能となる。

なお、血流速度が０ｍ／ｓｅｃでなくても、血流速度が血管狭窄とみなせる速度未満の箇所にマーカを表示しても良い。例えば、３次元画像生成部６６は、３次元画像データを表示制御部７に出力するとともに、その３次元画像データにおいて、所定値未満の血流速度に対応する色が割り当てられている箇所の座標情報を表示制御部７に出力する。この所定値は、血管狭窄の発生の有無を判断するための閾値である。血流速度がこの所定値未満の場合には、その箇所で血管狭窄が発生している可能性がある。表示制御部７は、その３次元画像データに基づく３次元画像を表示部８１に表示させ、更に、その座標情報が示す箇所に、血管狭窄を表すマーカを３次元画像に重ねて表示部８１に表示させる。これにより、操作者は、血管狭窄のおそれがある箇所を容易に特定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を示すブロック図である。 血管の形態を表すボリュームデータを模式的に示す図である。 血管に対する観測点（サンプルポジション）の第１の設定方法を示す模式図である。 この発明の実施形態に係る超音波診断装置によって生成される３次元画像の１例を示す図である。 血管に対する観測点（サンプルポジション）の第２の設定方法を示す模式図である。 観測点（サンプルポジション）間の補間方法を説明するための図である。 血管に対する観測点（サンプルポジション）の第３の設定方法を示す模式図である。 血管に対する観測点（サンプルポジション）の第４の設定方法を示す模式図である。 超音波ビームの角度補正を説明するための血管の模式図である。 心時相に対応する３次元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一連の動作を示すフローチャートである。 変形例に係る超音波診断装置を示すブロック図である。 複数の３次元画像データのマッチング処理を説明するための模式図である。

符号の説明

１、１Ａ 超音波診断装置
２ 超音波プローブ
３ 送受信部
４ 信号処理部
５ データ記憶部
６、６Ａ 画像処理部
７ 表示制御部
８ ユーザインターフェース（ＵＩ）
９ 制御部
４１ Ｂモード処理部
４２ ドプラ処理部
６１ 抽出部
６２、６２Ａ 配色部
６３ 色決定部
６４ 補間部
６５ 色割当部
６６ ３次元画像生成部
６７ マッチング部
６８ 流速決定部
８１ 表示部
８２ 操作部
９１ 観測点設定部
９２ 角度補正部

Claims (12)

1. 被検体に対して超音波を送信し、前記被検体のボリュームデータを取得する画像取得手段と、
   前記被検体のボリュームデータから血管の形態を表すボリュームデータを抽出する抽出手段と、
   前記抽出された血管の形態を表すボリュームデータに基づいて、前記３次元領域における前記血管に沿って観測点を設定する観測点設定手段と、
   前記３次元領域において設定された各観測点が示す位置に超音波を送信してドプラスキャンを実行することで、前記血管の前記観測点が設定された箇所における運動体の流速を取得する流速取得手段と、
   前記取得された流速の大きさに応じた色を、前記血管の形態を表すボリュームデータにおける前記観測点が設定された箇所に割り当てることで、各箇所に色が割り当てられた色ボリュームデータを生成する配色手段と、
   前記色ボリュームデータに基づく画像を表示手段に表示させる表示制御手段と、
   を有することを特徴とする超音波診断装置。
2. 前記流速取得手段は、前記ドプラスキャンとしてパルスドプラスキャンを実行し、前記パルスドプラスキャンによって取得された信号にＦＦＴ処理を施すことで前記運動体の流速を取得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. 前記観測点設定手段は、前記３次元領域における前記血管に沿って所定間隔ごとに前記観測点を設定することを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかにに記載の超音波診断装置。
4. 前記配色手段は、前記血管に沿って隣り合う観測点にて取得された流速に基づいて、前記隣り合う観測点間における流速を補間によって求め、前記血管を表すボリュームデータにおける前記観測点が設定された箇所には、前記観測点にて取得された流速の大きさに応じた色を割り当て、更に、前記血管に沿って隣り合う観測点間には、前記補間によって求められた流速の大きさに応じた色を割り当てることを特徴とする請求項３に記載の超音波診断装置。
5. 前記観測点設定手段は、前記３次元領域における前記血管に沿って、所定の大きさを有する前記観測点の一部分を、隣り合う観測点に重ねて複数の観測点を設定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。
6. 前記観測点設定手段は、前記３次元領域における前記血管のうち、予め設定された関心領域に含まれる箇所については、所定の大きさを有する前記観測点の一部分を、隣り合う観測点に重ねて複数の観測点を設定し、前記関心領域に含まれない箇所については、所定間隔ごとに前記観測点を設定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。
7. 前記観測点設定手段は、前記抽出された血管の形態を表すボリュームデータに基づいて、前記血管が分岐する箇所を特定し、前記分岐する箇所を含む所定範囲については、所定の大きさを有する前記観測点の一部分を、隣り合う観測点に重ねて複数の観測点を設定し、前記所定範囲以外の範囲については、所定間隔ごとに前記観測点を設定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。
8. 前記観測点設定手段は、設定した前記観測点のうち、前記３次元領域における前記血管と超音波の送受信方向とがほぼ直交する観測点を特定し、
   前記流速取得手段は、前記特定された観測点に対しては、直交する方向以外の方向から超音波を送信してドプラスキャンを実行することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の超音波診断装置。
9. 前記流速取得手段は、前記３次元領域において設定された前記各観測点が示す位置に異なる時間ごとに超音波を送信してドプラスキャンを実行することで、前記血管の前記観測点が設定された箇所における前記運動体の流速を、前記異なる時間ごとに取得し、
   前記配色手段は、前記血管の形態を表すボリュームデータにおける前記観測点が設定された箇所に、それぞれの時間ごとに取得された流速の大きさに応じた色を割り当てることで、前記異なる時間ごとの前記色ボリュームデータを生成することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の超音波診断装置。
10. 前記被検体に対してそれぞれ異なる方向から超音波を送信することで取得された複数の色ボリュームデータを記憶する記憶手段と、
    前記記憶手段に記憶されている複数の色ボリュームデータのパターンマッチングを行うことで、前記複数の色ボリュームデータのそれぞれに表されている前記血管の形態の位置を合わせるマッチング手段と、
    前記位置が合わされた複数の色ボリュームデータのそれぞれの同じ箇所において前記流速取得手段によって取得された各運動体の流速に基づいて、その同じ箇所における流速を求める流速決定手段と、
    を更に有し、
    前記配色手段は、前記血管の形態を表すボリュームデータの各箇所に、前記流速決定手段によって決定された色を割り当てることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の超音波診断装置。
11. 前記流速決定手段は、前記同じ箇所における前記運動体の流速が、前記全ての色ボリュームデータにおいて０ｍ／ｓｅｃの場合は、その箇所の流速を０ｍ／ｓｅｃに決定し、また、前記複数の色ボリュームデータのうち少なくとも１つの色ボリュームデータにおいて、前記同じ箇所における前記運動体の流速が０ｍ／ｓｅｃ以外の値の場合、その箇所の流速を前記値に決定することを特徴とする請求項１０に記載の超音波診断装置。
12. コンピュータに、
    被検体に対して超音波を送信することで取得された前記被検体のボリュームデータを受け付け、前記被検体のボリュームデータから血管の形態を表すボリュームデータを抽出する抽出機能と、
    前記３次元空間における血管の各部において取得された運動体の流速を受け付けて、前記各部における流速の大きさに応じた色を、前記血管の形態を表すボリュームデータの各部に割り当てることで、各部に色が割り当てられた色ボリュームデータを生成する配色機能と、
    前記色ボリュームデータに基づく画像を表示装置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画像処理プログラム。