JP4127827B2 - 超音波診断装置 - Google Patents

Description

この発明は、生体内に超音波を複数回照射するとともにそのエコーを順次受波して同一音線方向毎に超音波スキャンを繰り返し行い、この超音波スキャンによって得られた複数の超音波データをもとに、この生体内にて動く運動体の速度を示すカラー画像である速度画像を生成出力する超音波診断装置に関するものである。

従来から、生体内に超音波を照射するとともにそのエコーを受波する超音波スキャンを行ってこの生体内の超音波断層像とこの生体内にて動く運動体の速度を示す速度画像とを生成出力する超音波診断装置が、生体内の病変部等の関心領域の断層像または血液等の運動体の速度をリアルタイムに観察可能な医療用診断装置として普及されている。たとえば、超音波診断装置は、生体内の運動体に対する超音波スキャンを行って得られた超音波データを用いてドプラ法に基づく演算処理等を行えば、この運動体の速度を求めることができる。また、超音波診断装置は、操作者によって検査目的とする所望の関心速度レンジが予め設定され、この関心速度レンジ内の速度毎に輝度または色相等が割り当てられたカラースケールデータを用いることによって、この運動体の速度を示す速度画像を生成出力することができる。

しかし、超音波診断装置によって検出された運動体の速度がこの設定された関心速度レンジ外である場合、超音波診断装置には、この運動体の速度を誤った値および方向を示す色相または輝度の速度画像にて表示出力する現象（エリアジング）が発生する。このエリアジングは、サンプリングの定理によって決まる現象であり、この関心速度レンジを狭くするほどその発生頻度が高くなる。このエリアジングが発生した場合、超音波診断装置が運動体の実際の速度と異なる値および方向を示す速度画像を表示出力するので、操作者は、検査目的とする運動体の速度たとえば血流の流速値および血流方向を正確に認識できない。このエリアジングの発生を抑制可能な超音波診断装置として、関心領域内の運動体の速度たとえば関心血流の流速値が関心速度レンジ（すなわち流速レンジ）の上限値に達することによって飽和している画素数をもとにこの流速レンジがこの関心血流に対して適正か否かを判定し、その判定結果に応じて流速レンジを拡大する処理を自動的に行う超音波診断装置がある（特許文献１参照）。

特開平１１−１４６８７９号公報

しかしながら、上述した特許文献１に記載された超音波診断装置では、予め設定された関心速度レンジとしての流速レンジを拡大することによって上述したエリアジングの発生を抑制しているので、検査目的外の運動体の速度に対応する周波数成分を除去するフィルタ処理のカットオフ周波数がこの流速レンジの拡大に応じて増加する場合が多い。この場合、このフィルタ処理によって検査目的外の運動体の速度を除去する速度レンジ（除去速度レンジ）がこの流速レンジの拡大すなわちカットオフ周波数の増加に応じて拡大し、これによって、本来の検査目的としての流速レンジ内の低速度成分を検出することが困難になるという問題点があった。

この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、検査目的とする関心速度レンジ内の低速度成分の検出能力を損なうことなく、エリアジングの発生を抑制できる超音波診断装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる超音波診断装置は、被検体内に対して超音波の送受信を複数回繰り返し行って得た複数の超音波データをもとに、前記被検体内の超音波断層像を生成出力するとともに、前記被検体内にて動く運動体の速度を所定速度レンジ内の速度として算出し、該算出した速度とカラースケールデータとをもとに前記運動体の速度を示す速度画像を生成出力する超音波診断装置において、前記運動体の関心速度レンジを示す情報を指示入力する入力手段と、前記入力手段から入力された情報をもとに、前記関心速度レンジ以上に広い速度レンジであって該関心速度レンジを含む可変の検出可能速度レンジを前記所定速度レンジとして設定する速度レンジ設定制御手段と、前記検出可能速度レンジ内の速度毎に前記カラースケールデータを割り当て、該割り当てたカラースケールデータと前記算出した速度とをもとに前記速度画像を生成する画像処理制御手段と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかる超音波診断装置は、上記発明において、前記速度レンジ設定制御手段は、前記関心速度レンジに応じた零近傍の速度レンジ部分を除去する前記検出可能速度レンジを前記所定速度レンジとして設定することを特徴とする。

また、本発明にかかる超音波診断装置は、被検体内に対して超音波の送受信を複数回繰り返し行って得た複数の超音波データをもとに、前記被検体内の超音波断層像を生成出力するとともに、前記被検体内にて動く運動体の速度を所定速度レンジ内の速度として算出し、該算出した速度とカラースケールデータとをもとに前記運動体の速度を示す速度画像を生成出力する超音波診断装置において、前記運動体の関心速度レンジを示す情報を指示入力する入力手段と、前記入力手段から入力された情報をもとに、前記関心速度レンジ以上に広い速度レンジであって該関心速度レンジを含む可変の検出可能速度レンジを前記所定速度レンジとして設定し、さらに前記関心速度レンジに応じた零近傍の速度レンジ部分を除去する前記検出可能速度レンジを設定する速度レンジ設定制御手段と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかる超音波診断装置は、上記発明において、前記検出可能速度レンジ内の速度毎に割り当てられたカラースケールデータに対応するカラースケール画像と前記速度画像とを含む各種画像を複数同時に表示出力する表示手段を備え、前記画像処理制御手段は、前記表示手段に対して前記各種画像の表示制御を行うことを特徴とする。

また、本発明にかかる超音波診断装置は、上記発明において、前記画像処理制御手段は、前記表示手段に対し、前記関心速度レンジ内の前記カラースケール画像よりも前記関心速度レンジ外であって前記検出可能速度レンジ内の前記カラースケール画像を小さくする表示制御を行うことを特徴とする。

また、本発明にかかる超音波診断装置は、上記発明において、前記画像処理制御手段は、前記検出可能速度レンジ内の速度毎に前記カラースケールデータを割り当てる場合、前記関心速度レンジ外であって前記検出可能速度レンジ内の速度変化に対する前記カラースケールデータの色相変化または輝度変化よりも、前記関心速度レンジ内の速度変化に対する前記カラースケールデータの色相変化または輝度変化を大きくすることを特徴とする。

また、本発明にかかる超音波診断装置は、上記発明において、前記速度レンジ設定制御手段は、前記入力手段から入力された情報をもとに前記関心速度レンジを設定するとともに該関心速度レンジの最大速度値に対応する基準繰り返し周波数と前記超音波の送受信の繰り返し回数に関する仮の繰り返し周波数とを算出し、該仮の繰り返し周波数をスイープする周波数スイープ処理を行うとともに該周波数スイープ処理毎の仮の繰り返し周波数を用いて前記超音波の送受信制御を順次行う送受信制御手段と、前記送受信制御手段による前記超音波の送受信制御によって得られた前記複数の超音波データをもとに前記運動体の速度を順次算出する速度演算制御手段と、を備え、前記送受信制御手段は、前記速度演算制御手段から前記運動体の速度を順次検出するとともに、該順次検出した運動体の速度をもとにエリアジング現象の発生有無を順次判定するエリアジング判定処理を行い、該エリアジング判定処理の結果をもとに前記超音波の送受信制御を行う実際の繰り返し周波数と前記検出可能速度レンジとを設定し、前記速度演算制御手段は、前記基準繰り返し周波数を少なくとも用い、前記検出可能速度レンジから前記関心速度レンジに応じた零近傍の速度レンジ部分を除去する速度レンジを設定することを特徴とする。

この発明によれば、所望の低速度範囲の速度を検出する能力を損なうことなく、被検体内の所望の運動体の検出速度に対するエリアジングの発生を抑制可能な超音波診断装置を実現できるという効果を奏する。

また、この発明によれば、このエリアジングの発生を抑制できるとともに、被検体内から検出した運動体の速度を示す速度画像を確実に画面表示できる超音波診断装置を実現することができるという効果を奏する。

以下、添付図面を参照して、この発明にかかる超音波診断装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によって、この発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１である超音波診断装置の一構成例を例示するブロック図である。図１において、この超音波診断装置１は、入力部２、超音波振動子３、送受信回路４、Ｂモードデータ演算部５、グレー画像データ生成部６、速度データ演算部７、カラー画像データ生成部８、画像合成部９、モニタ１０、記憶部１１、および制御部１２を有する。

入力部２は、キーボード、タッチパネル、トラックボール、マウス、またはロータリスイッチ等を単一または組み合わせて用いることによって実現され、制御部１２と電気的に接続される。入力部２は、操作者による情報入力操作に応じ、超音波診断装置１の各構成部が行う動作の開始、終了、または切り替え等を指示する各種指示情報、超音波診断装置１の各構成部が行う演算処理の各種パラメータ情報、グレー画像データを生成する場合に用いられるグレースケールデータに関するグレースケール情報、あるいはカラー画像データを生成する場合に用いられるカラースケールデータに関するカラースケール情報等を制御部１２に入力する。

たとえば、入力部２は、操作者による情報入力操作に応じ、制御部１２の動作モードをＢモード、カラードプラ画像モード、またはティシュードプラ画像モードに切替指示する動作モード指示情報を制御部１２に入力する。また、入力部２は、操作者による情報入力操作に応じ、被検体内の関心領域にて動く所望の運動体の速度（関心速度）の速度レンジ（関心速度レンジ）を指示する関心速度レンジ指示情報を制御部１２に入力する。なお、このＢモードは、被検体内の超音波断層像すなわちＢモード画像をモニタ１０に表示出力する動作モードである。また、このカラードプラ画像モードは、血液等の比較的高速度で動く運動体の速度を検出するとともに速度画像として表示出力する速度表示モードであり、この速度画像としてカラードプラ画像を表示出力する動作モードである。さらに、このティシュードプラ画像モードは、生体組織等の比較的低速度で動く運動体の速度を検出するとともに速度画像として表示出力する速度表示モードであり、この速度画像としてティシュードプラ画像を表示出力する動作モードである。一方、この被検体内にて動く運動体は、たとえば血液、生体組織、または被検体内に入れられた超音波造影剤等であって、被検体内において超音波振動子３に対して動く各種物体である。

超音波振動子３は、チタン酸バリウムまたはチタン酸ジルコン酸鉛等の圧電材料が複数配列されたアレイ振動子を用いて実現され、送受信回路４と電気的に接続される。超音波振動子３は、送受信回路４から受信した電気的パルス信号を逆圧電効果によって音響的パルス信号すなわち超音波に変換出力する機能と、この変換出力した音響的パルス信号の反射信号（エコー信号）を圧電効果によって電気的パルス信号に変換するとともにこの電気的パルス信号を送受信回路４に出力する機能とを有する。この場合、超音波振動子３は、送受信回路４から順次受信した電気的パルス信号に基づき、たとえば被検体内に音響的パルス信号を順次送信するとともにこの被検体内からのエコー信号を順次受信し、このエコー信号に対応する電気的パルス信号を送受信回路４に順次送信する。すなわち、超音波振動子３は、被検体内の各音線方向について送受信回路４から電気的パルス信号を複数回繰り返し受信することによって、被検体内の音線方向毎に音響的パルス信号を同じ複数回送信するとともにこのエコー信号を同じ複数回受信する動作を繰り返す。この場合、超音波振動子３は、送受信回路４の制御のもと、被検体内の１断層面（１フレーム）毎に複数回の超音波スキャンを行うことができる。

送受信回路４は、上述した電気的パルス信号を超音波振動子３に順次送信するとともに超音波振動子３によって変換出力された電気的パルス信号を順次受信する送受信制御を行うビームフォーミング回路を用いて実現され、超音波振動子３、Ｂモードデータ演算部５、および速度データ演算部７とそれぞれ電気的に接続される。送受信回路４は、制御部１２から受信した制御信号に基づき、上述した被検体内の各音線方向について複数回繰り返し送信する電気的パルス信号の繰り返し周波数を設定する。また、送受信回路４は、制御部１２の制御のもと、上述した各音線方向について、予め設定された可変の繰り返し回数から電気的パルス信号の繰り返し回数を決定するとともに、この決定した繰り返し回数の電気的パルス信号を繰り返し送受信する。これによって、送受信回路４は、制御部１２の制御のもと、被検体内の１フレーム毎に上述した複数回の超音波スキャンによる複数の超音波データを得ることができる。さらに、送受信回路４は、制御部１２の動作モードがＢモードである場合、制御部１２の制御のもと、これら複数の超音波データをＢモードデータ演算部５に送信する。一方、送受信回路４は、制御部１２の動作モードが速度表示モードである場合、制御部１２の制御のもと、Ｂモードデータ演算部５および速度データ演算部７に対し、これら複数の超音波データを被検体内の１フレーム毎に交互に送信する。

なお、送受信回路４は、特公平６−２１３４号公報に開示されている方法とほぼ同様に、同一の音線方向に送受信される音響的パルス信号に対応する電気的パルス信号の送受信を繰り返し行うとともに他の音線方向に送受信される音響的パルス信号に対応する電気的パルス信号の送受信を行ってもよいし、同一の音線方向に送受信される音響的パルス信号に対応する電気的パルス信号の送受信を所定回数繰り返し行い、その後、別の音線方向に送受信される音響的パルス信号に対応する電気的パルス信号の送受信を繰り返すようにしてもよい。

Ｂモードデータ演算部５は、送受信回路４から受信した超音波データをもとに被検体内の超音波断層像（Ｂモード画像）に対応するＢモードデータを演算出力する周知の演算処理回路を用いて実現され、送受信回路４およびグレー画像データ生成部６とそれぞれ電気的に接続される。具体的には、Ｂモードデータ演算部５は、制御部１２の制御のもと、被検体内の１フレーム毎に送受信回路４から順次受信する複数の超音波データを用いてバンドパスフィルタ処理、ログ圧縮処理、ゲイン調整処理、コントラスト調整処理、およびフレーム相関処理等を行い、被検体内の１フレーム毎のＢモード画像に対応するＢモードデータを演算出力する。この場合、Ｂモードデータ演算部５は、被検体内の１フレーム毎に送受信回路４から受信した複数の超音波データを用い、被検体内の１フレーム毎のＢモードデータを順次演算出力してもよいし、被検体内の３次元領域に配列された複数のＢモード画像に対応するＢモードデータを順次演算出力してもよい。また、Ｂモードデータ演算部５は、得られたＢモードデータをグレー画像データ生成部６に送信する。

グレー画像データ生成部６は、Ｂモードデータ演算部５から受信したＢモードデータ、所定のグレースケールデータ、および所定のルックアップテーブルをもとにグレー画像データを生成出力する周知の演算処理回路を用いて実現され、Ｂモードデータ演算部５および画像合成部９とそれぞれ電気的に接続される。具体的には、グレー画像データ生成部６は、制御部１２に制御のもと、このグレースケールデータおよびルックアップテーブルを用い、Ｂモードデータ演算部５から受信したＢモードデータをグレー画像データに順次変換出力する。このグレー画像データは、このＢモードデータに対応するＢモード画像をグレー画像としてモニタ９に表示出力するための画像データである。グレー画像データ生成部６は、変換出力したグレー画像データを画像合成部９に順次送信する。

また、グレー画像データ生成部６は、ＲＡＭ（Random Access Memory）またはＲＯＭ（Read Only Memory）等を用いた記憶部（図示せず）を有し、このグレースケールデータおよびルックアップテーブルを更新可能に保持する。この場合、グレー画像データ生成部６は、操作者が入力部２を用いて所望のグレースケール情報の入力操作を行うことによって、制御部１２を介してこの所望のグレースケール情報に対応する所望のグレースケールデータを更新可能に保持することができる。このグレースケールデータは、上述したＢモードデータの値に応じて光の３原色（赤、緑、青）の各輝度を変えた色のデータであって、このＢモードデータに対する色の変化特性を変更可能である。すなわち、グレー画像データ生成部６は、この所望のグレースケールデータを用いることによって、上述したＢモードデータに対応する所望輝度のグレー画像データを生成出力できる。

速度データ演算部７は、送受信回路４およびカラー画像データ生成部８とそれぞれ電気的に接続され、制御部１２の制御のもと、送受信回路４から受信した超音波データと制御部１２から受信したパラメータ信号とをもとに上述した運動体の速度を演算出力するように機能する。すなわち、速度データ演算部７は、制御部１２の動作モードが速度表示モードである場合、制御部１２の制御のもと、被検体内の１フレーム毎に送受信回路４から順次受信する複数の超音波データと制御部１２からのパラメータ信号に基づく各種パラメータとをもとに、被検体内の１フレーム毎の各空間位置について、この運動体の速度を演算出力する。この場合、速度データ演算部７は、被検体内の１フレーム毎の各空間位置について、検査目的の運動体の速度に対応する速度データ（関心速度データ）または検査目的外の運動体の速度に対応する速度データ（目的外速度データ）をカラー画像データ生成部８に送信する。なお、速度データ演算部７の詳細な構成については、後述する。

カラー画像データ生成部８は、速度データ演算部７から受信した各種速度データ、所定のカラースケールデータ、および所定のルックアップテーブルをもとに各種カラー画像データを生成出力する演算処理回路を用いて実現され、速度データ演算部７および画像合成部９とそれぞれ電気的に接続される。すなわち、カラー画像データ生成部８は、制御部１２の動作モードが速度表示モードである場合、制御部１２の制御のもと、被検体内の１フレーム毎の各空間位置について、このカラースケールデータおよびルックアップテーブルを用い、速度データ演算部７から受信した関心速度データをカラー画像データに順次変換出力するとともに、速度データ演算部７から受信した目的外速度データを目的外カラー画像データに順次変換出力する。このカラー画像データは、この関心速度データに対応する運動体の速度をカラー表示するカラー画像すなわち速度画像をモニタ９に表示出力するための画像データである。一方、この目的外カラー画像データは、この目的外速度データに対応する運動体の速度に対して所定色たとえば黒色が割り当てられた画像データであって、モニタ９に表示出力させない画像データである。カラー画像データ生成部８は、被検体内の１フレーム毎の各空間位置について、変換出力したカラー画像データと変換出力した目的外カラー画像データとを画像合成部９に順次送信する。この場合、カラー画像データ生成部８は、この目的外速度データに対応する運動体の速度のカラー画像をモニタ９に表示出力させない制御信号として、この目的外カラー画像データを画像構成部９に送信する。

また、カラー画像データ生成部８は、ＲＡＭまたはＲＯＭ等を用いた記憶部（図示せず）を有し、このカラースケールデータおよびルックアップテーブルを更新可能に保持する。この場合、カラー画像データ生成部８は、操作者が入力部２を用いて所望のカラースケール情報の入力操作を行うことによって、制御部１２を介してこの所望のカラースケール情報に対応する所望のカラースケールデータを更新可能に保持することができる。このカラースケールデータは、光の３原色（赤、緑、青）の輝度または色相等に関する所定の組合せによって構成される色のデータであって、上述したカラースケール情報に基づきこの組合せが変更可能である。カラー画像データ生成部８は、保持するカラースケールデータと制御部１２からのパラメータ信号とを用い、上述したエリアジングを起こさずに被検体内の所望の運動体の速度を検出可能な速度レンジ（検出可能速度レンジ）内の速度毎にこのカラースケールデータの各輝度または各色相をそれぞれ割り当てる。この検出可能速度レンジは、上述した関心速度レンジ以上に広い速度レンジであって、この関心速度レンジを少なくとも含む速度レンジである。すなわち、カラー画像データ生成部８は、このパラメータ信号に基づく検出可能速度レンジ内の速度毎にこのカラースケールデータの各輝度または各色相を割り当てることによって、この検出可能速度レンジに含まれる関心速度レンジ内の速度毎にこのカラースケールデータの各輝度または各色相を割り当てるとともに、この検出可能速度レンジに含まれる関心速度レンジ外の速度毎にこのカラースケールデータの残りの各輝度または各色相を割り当てることができる。

画像合成部９は、制御部１２の動作モードが速度表示モードである場合、制御部１２の制御のもと、グレー画像データ生成部６から受信したグレー画像データとカラー画像データ生成部８から受信したカラー画像データまたは目的外カラー画像データとを上述した被検体内の１フレーム毎の各空間位置について合成し、合成画像データを得る。この場合、画像合成部９は、被検体内の１フレーム毎の各空間位置において、グレー画像データにカラー画像データを上書きするとともに目的外カラー画像データにグレー画像データを上書きする。すなわち、この合成画像データは、被検体内の１フレーム毎の各空間位置において、各カラー画像データに対応する各空間位置にカラー画像データがそれぞれ構成され、それ以外の各空間位置に各グレー画像データがそれぞれ構成される。その後、画像合成部９は、得られた合成画像データを表示画像データに変換するとともに、この表示画像データをモニタ１０に送信する。モニタ１０は、画像合成部９と電気的に接続され、画像合成部９から受信した表示画像データをもとに、この合成画像データに対応する超音波断層像および速度画像を表示出力する。すなわち、モニタ１０は、画像合成部９から順次受信した表示画像データ毎に合成画像データに対応する超音波断層像および速度画像をリアルタイムに順次更新する。

一方、画像合成部９は、制御部１２の動作モードがＢモードである場合、制御部１２の制御のもと、グレー画像データ生成部６から受信したグレー画像データを表示画像データに変換するとともに、この表示画像データをモニタ１０に送信する。この場合、モニタ１０は、画像合成部９から受信した表示画像データをもとに、このグレー画像データに対応する超音波断層像を表示出力する。すなわち、モニタ１０は、画像合成部９から順次受信した表示画像データ毎にグレー画像データに対応する超音波断層像をリアルタイムに順次更新する。

また、画像合成部９は、グレー画像データ生成部６から直接または制御部１２を介してグレースケールデータが入力された場合、このグレースケールデータを表示画像データに変換するとともに、この表示画像データをモニタ１０に送信する。この場合、モニタ１０は、画像合成部９から受信した表示画像データをもとに、このグレースケールデータに対応するグレースケールを表示出力する。これと同様に、画像合成部９は、カラー画像データ生成部８から直接または制御部１２を介してカラースケールデータが入力された場合、このカラースケールデータを表示画像データに変換するとともに、この表示画像データをモニタ１０に送信する。この場合、モニタ１０は、画像合成部９から受信した表示画像データをもとに、このカラースケールデータに対応するカラースケールを表示出力する。これによって、モニタ１０は、グレースケールと超音波断層像とを同一画面上に表示出力でき、またはグレースケールおよびカラースケールと超音波断層像および速度画像とを同一画面上に表示出力できる。

記憶部１１は、ＥＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ等の各種ＩＣメモリ、ハードディスクドライブ、あるいは光磁気ディスクドライブ等のデータの書き込みおよび読み出しが可能な各種記憶装置を用いて実現される。記憶部１１は、制御部１２の制御のもと、制御部１２から入力された合成画像データ、グレー画像データ、またはカラー画像データ等の各種画像データを記憶する。また、記憶部１１は、制御部１２の制御のもと、各種パラメータ情報、グレースケール情報、またはカラースケール情報等の制御部１２から入力された各種情報を記憶する。さらに、記憶部１１は、制御部１２の制御のもと、これらの記憶した各種情報を制御部１２に送信する。

制御部１２は、処理プログラム等の各種データが予め記憶されたＲＯＭと、演算パラメータ等を一時的に記憶するＲＡＭと、この処理プログラムを実行するＣＰＵとを用いて実現される。制御部１２は、入力部２、送受信回路４、Ｂモードデータ演算部５、グレー画像データ生成部６、速度データ演算部７、カラー画像データ生成部８、画像合成部９、および記憶部１１と電気的に接続され、上述したように、これらの各構成部の動作および各種情報の入出力を制御する。

また、制御部１２は、入力部２から入力された動作モード指示情報に基づき、Ｂモード、カラードプラ画像モード、またはティシュードプラ画像モードに動作モードを切り替える。その後、制御部１２は、この動作モードに応じ、上述したように、送受信回路４、Ｂモードデータ演算部５、グレー画像データ生成部６、速度データ演算部７、カラー画像データ生成部８、および画像合成部９の各動作と情報入出力とを制御する。

さらに、制御部１２は、入力部２から入力された関心速度レンジ指示情報に基づき、被検体内の関心領域にて動く所望の運動体の関心速度レンジ±Ｖｉを一意的に設定するとともに、この関心速度レンジ±Ｖｉを関心速度の検出可能な速度レンジとして設定した場合の繰り返し周波数である基準繰り返し周波数ｆｉを算出する。なお、関心速度レンジ±Ｖｉは、その最小速度−Ｖｉからその最大速度Ｖｉまでの各速度を含む速度レンジとして定義する。その後、制御部１２は、この基準繰り返し周波数ｆｉを用い、送受信回路４が送受信する電気的パルス信号の繰り返し回数を制御するための実繰り返し周波数ｆｒを設定するとともに、この実繰り返し周波数ｆｒに対応する制御信号を送受信回路４に送信する。この場合、送受信回路４は、この制御部１２からの制御信号に基づき、上述した電気的パルス信号の繰り返し周波数を設定する。また、送受信回路４は、予め設定された可変の繰り返し回数をもとに、送受信する電気的パルス信号の繰り返し回数を決定する。

また、制御部１２は、この関心速度レンジ±Ｖｉを少なくとも用い、被検体内の関心領域にて動く所望の運動体の検出可能速度レンジ±Ｖｒを設定する。この場合、制御部１２は、検出可能速度レンジ±Ｖｒを関心速度レンジ±Ｖｉに対して可変に設定する。なお、検出可能速度レンジ±Ｖｒは、その最小速度−Ｖｒからその最大速度Ｖｒまでの各速度を含む速度レンジとして定義する。さらに、制御部１２は、被検体内の関心領域にて動く目的外の運動体の速度成分を除去するためのカットオフ周波数ｆｃを算出する。その後、制御部１２は、実繰り返し周波数ｆｒおよびカットオフ周波数ｆｃに対応する各パラメータ信号を速度データ演算部７に送信する。また、制御部１２は、関心速度レンジ±Ｖｉおよび検出可能速度レンジ±Ｖｒに対応する各パラメータ信号をカラー画像データ生成部８に送信する。

つぎに、速度データ演算部７の構成について詳細に説明する。図２は、速度データ演算部７の一構成を詳細に例示するブロック図である。図２において、速度データ演算部７は、複素信号化回路７１、フィルタ７２、自己相関回路７３、運動情報演算部７４、およびしきい値処理回路７５を有する。

複素信号化回路７１は、直交検波器を用いて実現され、送受信回路４から受信した超音波データに対応する電気的パルス信号を複素信号に変換するように機能する。具体的には、複素信号化回路７１は、互いに位相が９０度異なる正弦波信号とこの送受信回路４から受信した電気的パルス信号とを用いて乗算処理を行い、得られた電気信号をローパスフィルタに通すことによってこの複素信号を取得する。その後、複素信号化回路７１は、この取得した複素信号をフィルタ７２に送信する。

たとえば、制御部１２の動作モードがカラードプラ画像モードまたはティシュードプラ画像モードである場合に、送受信回路４は、制御部１２の制御のもと、所望の運動体を検出する音線方向毎に電気的パルス信号の送受信を上述した繰り返し回数（たとえば８回程度）ずつ繰り返し行う。この場合、複素信号化回路７１は、所望の運動体を検出する音線方向毎に、この繰り返し回数と同数（たとえば８つ）の超音波データ群に対応する電気的パルス信号群を送受信回路４から受信するとともに、この電気的パルス信号群を変換した複素信号群を取得する。すなわち、複素信号化回路７１は、被検体内の関心領域における２次元空間または３次元空間の各位置について、所望の運動体を検出した超音波データ群に対応する複素信号群を取得する。この場合、複素信号化回路７１は、この取得した複素信号群をフィルタ７２に送信する。

なお、複素信号化回路７１は、ＲＡＭ等のメモリ（図示せず）を有するようにし、この取得した複素信号群を保持してもよい。また、複素信号化回路７１は、この取得した複素信号群を制御部１２に送信し、制御部１２がこの複素信号群を保持管理してもよい。

フィルタ７２は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）またはＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等を用いたデジタルＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタまたはデジタルＩＩＲ（Infinite Impulse Response）フィルタを用いて実現される。フィルタ７２は、制御部１２の制御のもと、複素信号化回路７１から順次受信した複素信号群の実数信号群および虚数信号群についてそれぞれ個別にフィルタ処理を行う。

たとえば、制御部１２の動作モードがカラードプラ画像モードである場合、制御部１２は、上述したカットオフ周波数ｆｃに対応するパラメータ信号をフィルタ７２に送信する。フィルタ７２は、制御部１２からこのパラメータ信号を受信するとともに、受信したパラメータ信号に基づき、このフィルタ処理のカットオフ周波数ｆｃを設定する。この場合、フィルタ７２は、血液等に例示される比較的高速度運動の運動体の速度を検出する場合にこの複素信号群に対してフィルタ処理を行う周知のＭＴＩフィルタとして機能し、この複素信号群から低周波成分すなわち変動の少ない成分をノイズとして除去する。このことは、この複素信号群から比較的低速度運動の運動体の速度に対応する成分を除去することに相当する。その後、フィルタ７２は、このフィルタ処理によって低周波成分を除去した実数信号群および虚数信号群からなるフィルタ処理後の複素信号群を自己相関回路７３に送信する。

一方、制御部１２の動作モードがティシュードプラ画像モードである場合、フィルタ７２は、制御部１２の制御のもと、所定のフィルタ係数を設定するとともに、生体組織等に例示される比較的低速度運動の運動体の速度を検出する場合にこの複素信号群に対してフィルタ処理を行う周知のローパスフィルタとして機能する。この場合、フィルタ７２は、この複素信号群から高周波成分すなわち変動の大きい成分をノイズとして除去する。このことは、この複素信号群から比較的高速度運動の運動体の速度に対応する成分を除去することに相当する。その後、フィルタ７２は、このフィルタ処理によって低周波成分を除去した実数信号群および虚数信号群からなるフィルタ処理後の複素信号群を自己相関回路７３に送信する。なお、フィルタ７２は、制御部１２の動作モードがティシュードプラ画像モードである場合、制御部１２の制御のもと、フィルタとしての機能を停止させてもよい。この場合、フィルタ７２は、複素信号化回路７１から受信した複素信号群にフィルタ処理を行わずに、この複素信号群を自己相関回路７３に送信する。

自己相関回路７３は、ＤＳＰまたはＦＰＧＡ等を用いて実現され、フィルタ７２から受信した複素信号群をもとに、この複素信号群の複素自己相関値Ｒを算出する。たとえば、この複素信号群に含まれるＮ個（Ｎ：２以上の整数）の複素信号のうちのａ番目の複素信号を示す複素数Ｚ_aは、次式（１）によって表される。
Ｚ_a＝ｘ_a＋ｊｙ_a （ａ＝１〜Ｎ） ・・・（１）
この場合、自己相関回路７３は、次式（２）に基づき、この複素信号群の複素自己相関値Ｒを算出する。

なお、式（２）の複素数Ｚ_a ^*は、複素数Ｚ_aと共役な複素数である。自己相関回路７３は、式（２）に基づき算出した複素自己相関値Ｒに対応する電気信号を運動情報演算部７４に出力する。

運動情報演算部７４は、ＤＳＰまたはＦＰＧＡ等を用いて実現され、制御部１２の制御のもと、被検体内の１フレーム毎の各空間位置について所望の運動体の速度Ｖとエコー強度Ｉとをそれぞれ算出する。具体的には、運動情報演算部７４は、自己相関回路７３から受信した電気信号に基づく複素自己相関値Ｒと、制御部１２から受信したパラメータ信号に基づく実繰り返し周波数ｆｒと、音速ｃと、送受信回路４が送受信する電気的パルス信号の中心周波数ｆ₀とを用い、次式（３）に基づいて速度Ｖを算出する。また、運動情報演算部７４は、次式（４）に基づき、エコー強度Ｉを算出する。

Ｉ＝｜Ｒ｜ ・・・（４）
なお、式（３）において、運動情報演算部７４は、複素自己相関値Ｒに基づきその実数成分Ｒｘとその虚数成分Ｒｙとを取得する。また、運動情報演算部７４は、実繰り返し周波数ｆｒの逆数として周期Ｔを取得する。すなわち、周期Ｔは、送受信回路４が被検体内の同一音線方向毎に電気的パルス信号を繰り返し送受信する場合の動作周期である。

その後、運動情報演算部７４は、被検体内の１フレーム毎の各空間位置について、式（３）に基づき算出した速度Ｖに対応する電気信号と式（４）に基づき算出したエコー強度Ｉに対応する電気信号とをしきい値処理回路７５に出力する。また、運動情報演算部７４は、制御部１２の制御のもと、式（３）に基づき算出した速度Ｖに対応する電気信号を制御部１２に送信する。これによって、制御部１２は、運動情報演算部７４が算出した運動体の速度Ｖをリアルタイムにて検出できる。

なお、運動情報演算部７４は、ＲＡＭ等のメモリ（図示せず）を有するようにし、音速ｃおよび中心周波数ｆ₀等の演算パラメータを予め保持してもよい。また、運動情報演算部７４は、音速ｃおよび中心周波数ｆ₀等の演算パラメータを制御部１２からのパラメータ信号に基づき取得してもよい。

しきい値処理回路７５は、ＤＳＰまたはＦＰＧＡ等を用いて実現され、制御部１２の制御のもと、運動情報演算部７４が算出した運動体の速度Ｖが速度画像としてモニタ１０に表示すべき運動体の速度であるか否かを判定する表示判定処理を行う。この場合、しきい値処理回路７５は、運動情報演算部７４から受信した各電気信号に基づき、被検体内の１フレーム毎の各空間位置の速度Ｖおよびエコー強度Ｉをそれぞれ取得し、取得した各速度Ｖと速度に関する所定の速度しきい値とを比較するとともに、取得した各エコー強度Ｉとエコー強度に関する所定の強度しきい値とを比較することによって、この表示判定処理を行う。

たとえば、制御部１２の動作モードがカラードプラ画像モードである場合、しきい値処理回路７５は、制御部１２の制御のもと、被検体内の１フレーム毎の各空間位置の各速度Ｖと速度しきい値Ｖ_TH1とを比較し、これら各速度Ｖが次式（５）を満足するか否かを判定する。
｜Ｖ｜＞Ｖ_TH1 ・・・（５）
これと同時に、しきい値処理回路７５は、制御部１２の制御のもと、被検体内の１フレーム毎の各空間位置の各エコー強度Ｉと強度しきい値Ｉ_TH1，Ｉ_TH2とを比較し、これら各エコー強度Ｉが次式（６）を満足するか否かを判定する。
Ｉ_TH1＜Ｉ＜Ｉ_TH2 ・・・（６）
なお、速度しきい値Ｖ_TH1は、これらの各速度Ｖが血液等の比較的高速度にて動く運動体の速度であるか否かを判定するためのしきい値である。強度しきい値Ｉ_TH1は、取得したエコー強度Ｉがノイズであるか否かを判定するためのしきい値である。強度しきい値Ｉ_TH2は、これらの各速度Ｖにて動く運動体が生体組織等の固体であるか血液等の流体であるかを判定するためのしきい値である。

この場合、しきい値処理回路７５は、式（５）を満足する速度Ｖを検査目的の比較的高速度にて動く運動体の速度と判定する。また、しきい値処理回路７５は、強度しきい値Ｉ_TH1以下のエコー強度Ｉをノイズと判定し、強度しきい値Ｉ_TH2未満のエコー強度Ｉに関連する速度Ｖを血液等の流体の速度と判定し、強度しきい値Ｉ_TH2より大きいエコー強度Ｉに関連する速度Ｖを生体組織等の固体の速度と判定する。したがって、しきい値処理回路７５は、カラードプラ画像モードにおいて、式（５）を満足しかつ式（６）を満足するエコー強度Ｉに関連する速度Ｖを速度画像としてモニタ１０に表示すべき所望の運動体の速度と判定する。これによって、しきい値処理回路７５は、被検体内の１フレーム毎の各空間位置の速度Ｖが速度画像としてモニタ１０に表示すべき所望の運動体たとえば血液の速度であるか否かを判定できる。その後、しきい値処理回路７５は、被検体内の１フレーム毎の各空間位置について、式（５）を満足しかつ式（６）を満足するエコー強度Ｉに関連する速度Ｖを上述した関心速度データとしてカラー画像データ生成部８に送信し、それ以外の速度Ｖを上述した目的外速度データとしてカラー画像データ生成部８に送信する。この場合、しきい値処理回路７５は、式（５）を満足しない速度Ｖまたは式（６）を満足しないエコー強度Ｉに関連する速度Ｖを速度零に置き換え、この速度零のデータを上述した目的外速度データとしてカラー画像データ生成部８に送信してもよい。

なお、これらの速度しきい値Ｖ_TH1または強度しきい値Ｉ_TH1，Ｉ_TH2の各最適値は実験的に取得することができる。また、しきい値処理回路７５は、これらの速度しきい値Ｖ_TH1または強度しきい値Ｉ_TH1，Ｉ_TH2を適切に設定すれば、血液以外の運動体についても同様に表示判定処理を行うことができる。さらに、しきい値処理回路７５は、ＲＡＭ等のメモリ（図示せず）を有するようにし、速度しきい値Ｖ_TH1または強度しきい値Ｉ_TH1，Ｉ_TH2を予め保持してもよい。また、しきい値処理回路７５は、速度しきい値Ｖ_TH1または強度しきい値Ｉ_TH1，Ｉ_TH2を制御部１２からのパラメータ信号に基づき取得してもよい。

一方、制御部１２の動作モードがティシュードプラ画像モードである場合、しきい値処理回路７５は、制御部１２の制御のもと、被検体内の１フレーム毎の各空間位置の各速度Ｖと速度しきい値Ｖ_TH2とを比較し、これら各速度Ｖが次式（７）を満足するか否かを判定する。
｜Ｖ｜＜Ｖ_TH2 ・・・（７）
これと同時に、しきい値処理回路７５は、制御部１２の制御のもと、被検体内の１フレーム毎の各空間位置の各エコー強度Ｉと強度しきい値Ｉ_TH3とを比較し、これら各エコー強度Ｉが次式（８）を満足するか否かを判定する。
Ｉ＞Ｉ_TH3 ・・・（８）
なお、速度しきい値Ｖ_TH2は、これらの各速度Ｖが生体組織等の比較的低速度にて動く運動体の速度であるか否かを判定するためのしきい値である。強度しきい値Ｉ_TH3は、これらの各速度Ｖにて動く運動体が生体組織等の固体であるか否かを判定するためのしきい値である。

この場合、しきい値処理回路７５は、式（７）を満足する速度Ｖを検査目的の比較的低速度にて動く運動体の速度と判定する。また、しきい値処理回路７５は、強度しきい値Ｉ_TH3より大きいエコー強度Ｉに関連する速度Ｖを生体組織等の固体の速度と判定する。したがって、しきい値処理回路７５は、ティシュードプラ画像モードにおいて、式（７）を満足しかつ式（８）を満足するエコー強度Ｉに関連する速度Ｖを速度画像としてモニタ１０に表示すべき所望の運動体の速度と判定する。これによって、しきい値処理回路７５は、被検体内の１フレーム毎の各空間位置の速度Ｖが速度画像としてモニタ１０に表示すべき所望の運動体たとえば生体組織の速度であるか否かを判定できる。その後、しきい値処理回路７５は、被検体内の１フレーム毎の各空間位置について、式（７）を満足しかつ式（８）を満足するエコー強度Ｉに関連する速度Ｖを上述した関心速度データとしてカラー画像データ生成部８に送信し、それ以外の速度Ｖを上述した目的外速度データとしてカラー画像データ生成部８に送信する。この場合、しきい値処理回路７５は、式（７）を満足しない速度Ｖまたは式（８）を満足しないエコー強度Ｉに関連する速度Ｖを速度零に置き換え、この速度零のデータを上述した目的外速度データとしてカラー画像データ生成部８に送信してもよい。

なお、これらの速度しきい値Ｖ_TH2または強度しきい値Ｉ_TH3の各最適値は実験的に取得することができる。また、しきい値処理回路７５は、速度しきい値または強度しきい値を適切に設定すれば、生体組織以外の運動体についても同様に表示判定処理を行うことができる。さらに、しきい値処理回路７５は、速度しきい値Ｖ_TH2または強度しきい値Ｉ_TH3を予め保持してもよいし、制御部１２から受信したパラメータ信号に基づき取得してもよい。

つぎに、制御部１２が、カラードプラ画像モードにおいて被検体内の運動体の速度を示す速度画像すなわちカラードプラ画像をモニタ１０に表示出力させるまでの処理手順について詳細に説明する。図３は、被検体内の運動体の速度画像をモニタ１０に表示出力させるまでに制御部が行う処理手順を例示するフローチャートである。図４は、被検体内のＢモード画像とカラードプラ画像とを含むモニタ画像の一表示例を模式的に例示する模式図である。

図３において、まず、操作者は、入力部２を用い、被検体内にて動く所望の運動体についての関心のある速度レンジすなわち上述した関心速度レンジを選択する操作を行う。たとえば、入力部２には、この選択される関心速度レンジとして、超音波振動子３の種類、被検体の観察部位、または送受信する音響的パルス信号の周波数等によって決定する所望数の選択肢が設定される。操作者は、この入力部２に設定された選択肢たとえば５ｃｍ／ｓ、１０ｃｍ／ｓ、２０ｃｍ／ｓ、および４０ｃｍ／ｓ等の関心速度レンジを示す所望の速度間隔の選択肢の中から、所望の関心速度レンジを選択する操作を行う。この場合、入力部２は、操作者が選択した関心速度レンジを設定指示する関心速度レンジ指示情報を制御部１２に入力する。制御部１２は、入力部２から入力された関心速度レンジ指示情報を検知し（ステップＳ１０１，Ｙｅｓ）、検知した関心速度レンジ指示情報に基づき、上述した関心速度レンジ±Ｖｉを設定する。これと同時に、制御部１２は、次式（９）に基づき、上述した基準繰り返し周波数ｆｉを算出する（ステップＳ１０２）。

なお、式（９）において、最大速度Ｖｉは、上述したように、関心速度レンジ±Ｖｉ内の最大速度である。

一方、操作者が入力部２を用いて関心速度レンジを選択する操作を行わなければ、制御部１２は、関心速度レンジ指示情報を検知せずに（ステップＳ１０１，Ｎｏ）、このステップＳ１０１の処理手順を繰り返す。

つぎに、制御部１２は、ステップＳ１０２にて算出した基準繰り返し周波数ｆｉと予め設定された可変の係数パラメータα（α：１以上の実数）とを用い、上述した実繰り返し周波数ｆｒを設定する実繰り返し周波数設定処理を行う（ステップＳ１０３）。この場合、制御部１２は、次式（１０）に基づく実繰り返し周波数ｆｒを取得するとともに、上述したように、この取得した実繰り返し周波数ｆｒを示すパラメータ信号を運動情報演算部７４に送信する。
ｆｒ＝α×ｆｉ ・・・（１０）

その後、制御部１２は、ステップＳ１０３にて設定した実繰り返し周波数ｆｒと上述した中心周波数ｆ₀および音速ｃとを用いて上述した検出可能速度レンジ±Ｖｒの最大速度Ｖｒを算出し、この算出した最大速度Ｖｒとこの最大速度Ｖｒの符号を反転した最小速度−Ｖｒとによる検出可能速度レンジ±Ｖｒを設定する（ステップＳ１０４）。なお、制御部１２によって設定された関心速度レンジ±Ｖｉの最大速度Ｖｉが式（９）に基づき次式（１１）によって表されるので、制御部１２は、次式（１２）に基づき、この最大速度Ｖｒを算出できる。

つぎに、制御部１２は、上述した関心速度レンジ±Ｖｉおよび検出可能速度レンジ±Ｖｒを取得した場合、この関心速度レンジ±Ｖｉの最大速度Ｖｉと検出可能速度レンジ±Ｖｒの最大速度Ｖｒと予め設定された係数パラメータβ（β：正の小数）とを用い、次式（１３）に基づき、上述したカットオフ周波数ｆｃを算出する。これと同時に、制御部１２は、この算出したカットオフ周波数ｆｃを示すパラメータ信号をフィルタ７２に送信することによって、フィルタ７２にカットオフ周波数ｆｃの設定指示を行う（ステップＳ１０５）。この場合、フィルタ７２は、このカットオフ周波数ｆｃをフィルタ処理のカットオフ周波数として設定するとともに、上述したＭＴＩフィルタとして機能するようになる。

なお、係数パラメータβは、速度検出の対象となる運動体に応じて可変に設定される。制御部１２は、操作者による入力部２の操作に応じて係数パラメータβを可変に設定する。たとえば、係数パラメータβは、速度検出の対象となる運動体が血液等の比較的高速度にて動く運動体である場合、０．１〜０．２程度の値に設定されることが望ましい。

その後、制御部１２は、上述した関心速度レンジ±Ｖｉおよび検出可能速度レンジ±Ｖｒを示す各パラメータ信号をカラー画像データ生成部８に送信することによって、カラー画像データ生成部８に対し、上述したカラースケールデータと速度との対応付けを指示する（ステップＳ１０６）。この場合、カラー画像データ生成部８は、上述したように、保持するカラースケールデータとこれらの各パラメータ信号に基づく関心速度レンジ±Ｖｉおよび検出可能速度レンジ±Ｖｒとを用い、関心速度レンジ±Ｖｉ内の各速度にこのカラースケールデータの各輝度または各色相をそれぞれ割り当てる。これにと同時に、カラー画像データ生成部８は、関心速度レンジ±Ｖｉ外の速度であって検出可能速度レンジ±Ｖｒ内の各速度にこのカラースケールデータの残りの各輝度または各色相をそれぞれ割り当てる。これによって、カラー画像データ生成部８は、このカラースケールデータと速度との対応付けを達成する。

上述したカットオフ周波数ｆｃを示すパラメータ信号がフィルタ７２に送信されかつ上述した関心速度レンジ±Ｖｉおよび検出可能速度レンジ±Ｖｒを示す各パラメータ信号がカラー画像データ生成部８に送信された場合、制御部１２は、ステップＳ１０５によるフィルタ７２のカットオフ周波数ｆｃの設定とステップＳ１０６によるカラー画像データ生成部８の速度と対応付けられたカラースケールデータの設定とがともに完了したか否かを確認する。この場合、制御部１２は、フィルタ７２がカットオフ周波数ｆｃを設定完了したことを示す応答信号に基づき、このカットオフ周波数ｆｃの設定完了を確認し、カラー画像データ生成部８がカラースケールデータと速度との対応付けを完了したことを示す応答信号に基づき、この速度と対応付けられたカラースケールデータの設定完了を確認する。したがって、制御部１２は、このフィルタ７２からの応答信号またはこのカラー画像データ生成部８からの応答信号を受信しなければ、このカットオフ周波数ｆｃの設定完了とこの速度と対応付けられたカラースケールデータの設定完了とをともに検知せず（ステップＳ１０７，Ｎｏ）、このステップＳ１０７の処理手順を繰り返す。

一方、制御部１２は、制御部１２は、このフィルタ７２からの応答信号とこのカラー画像データ生成部８からの応答信号とを受信した場合、このカットオフ周波数ｆｃの設定完了とこの速度と対応付けられたカラースケールデータの設定完了とをともに検知し（ステップＳ１０７，Ｙｅｓ）、上述したステップＳ１０３によって設定した実繰り返し周波数ｆｒを示す制御信号を送受信回路４に送信することによって、送受信回路４に上述した電気的パルス信号の送受信を指示する（ステップＳ１０８）。これによって、送受信回路４は、上述したように、この実繰り返し周波数ｆｒに基づく回数の電気的パルス信号を繰り返し送受信する。

つぎに、制御部１２は、画像合成部９に対し、速度データ演算部７が算出した運動体の速度Ｖを示すカラードプラ画像と被検体内のＢモード画像とを少なくとも含むモニタ画像をモニタ１０に表示するように指示する（ステップＳ１０９）。この場合、画像合成部９は、制御部１２の制御のもと、上述した合成画像データを生成するとともに、得られた合成画像データを上述した表示画像データに変換し、さらに、この表示画像データをモニタ１０に送信する。モニタ１０は、この画像合成部９から受信した表示画像データをもとに、図４に例示するモニタ画像１００を表示出力する。たとえば、モニタ１０は、図４に示すように、被検体内を示すＢモード画像１０１と、この被検体内の所望領域すなわち関心領域にて動く運動体のカラードプラ画像１０２と、Ｂモード画像１０１のグレースケール１０３と、カラードプラ画像１０２のカラースケール１０４とを含むモニタ画像１００を表示出力する。この場合、操作者は、カラードプラ画像１０２とカラースケール１０４とを参照することによって、被検体内を比較的高速度にて動く所望の運動体の速度たとえば血液等の流速およびその向きを把握できる。なお、操作者は、入力部２を操作することによって、Ｂモード画像１０１上のカラードプラ画像１０２の表示領域を所望の領域に設定できる。

その後、操作者が入力部２を用いて終了指示情報または関心速度レンジ指示情報の入力操作を行わなければ、制御部１２は、これらの指示情報を検知せず（ステップＳ１１０，Ｎｏ）、上述したステップＳ１０８以降の処理手順を繰り返す。なお、この終了指示情報は、この所望の運動体の速度検出を終了指示するための指示情報であり、たとえば送受信回路４に対して上述した電気的パルス信号の送受信終了を指示する指示情報である。

一方、制御部１２は、入力部２から入力された指示情報を検知し（ステップＳ１１０，Ｙｅｓ）、さらにこの検知した指示情報が上述した関心速度レンジ指示情報である場合（ステップＳ１１１、関心速度レンジ指示情報）、上述したステップＳ１０２以降の処理手順を繰り返す。また、制御部１２は、入力部２から入力された指示情報を検知し（ステップＳ１１０，Ｙｅｓ）、この検知した指示情報が上述した終了指示情報である場合（ステップＳ１１１、終了指示情報）、たとえば送受信回路４に対して上述した電気的パルス信号の送受信終了を指示し、この所望の運動体の速度検出に関する各種処理を終了させる。

なお、制御部１２は、ティシュードプラ画像モードにおいて上述したステップＳ１０１〜ステップＳ１１１の各処理手順を行うことによって、被検体内の運動体の速度を示す速度画像すなわちティシュードプラ画像をモニタ１０に表示出力させることができる。この場合、制御部１２は、上述したステップＳ１０５の処理手順に代えて、フィルタ７２に所定のフィルタ係数を設定させるとともにフィルタ７２をローパスフィルタとして機能させる処理手順またはフィルタ７２のフィルタとしての機能を停止させる処理手順を行う。これによって、モニタ１０は、図４に示したモニタ画像１００のカラードプラ画像１０２に代えてティシュードプラ画像を表示出力し、かつカラースケール１０４に代えてこのティシュードプラ画像のカラースケールを表示出力する。操作者は、このティシュードプラ画像とこのカラースケールとを参照することによって、被検体内を比較的低速度にて動く所望の運動体の速度たとえば生体組織等の運動速度を把握できる。

つぎに、制御部１２が上述したステップＳ１０３の実繰り返し周波数設定処理を達成するまでの処理手順について詳細に説明する。図５は、ステップＳ１０３の実繰り返し周波数設定処理を達成するまでの処理手順を例示するフローチャートである。図５において、制御部１２は、上述したステップＳ１０２において基準繰り返し周波数ｆｉを算出した場合、上述した式（１０）と同様に、この得られた基準繰り返し周波数ｆｉと可変の係数パラメータαの最大値である係数パラメータα_maxとを乗算することによって、仮の実繰り返し周波数ｆｒ'を算出する（ステップＳ２０１）。

その後、制御部１２は、得られた仮の実繰り返し周波数ｆｒ'を徐々に基準繰り返し周波数ｆｉに近づけるとともに、この得られた仮の実繰り返し周波数ｆｒ'を示す制御信号を送受信回路４に送信することによって、上述した送受信回路４による電気的パルス信号の送受信を制御する周波数スイープ処理を行う（ステップＳ２０２）。この場合、制御部１２は、この基準繰り返し周波数ｆｉに乗じた係数パラメータαを最大値（すなわちα＝α_max）から所定の数値間隔にてα＝１に近づけるように変化させ、仮の実繰り返し周波数ｆｒ'を順次変化させる。

さらに、制御部１２は、このステップＳ２０２の周波数スイープ処理を行う毎に、上述したステップＳ１０４とほぼ同様に、仮の実繰り返し周波数ｆｒ'に対応する検出可能速度レンジの最大値である仮の最大速度Ｖｒ'を算出し、この得られた仮の最大速度Ｖｒ'に基づく仮の検出可能速度レンジ±Ｖｒ'を設定する（ステップＳ２０３）。

なお、制御部１２は、カラードプラ画像モードであれば、仮の検出可能速度レンジ±Ｖｒ'を設定する毎に、上述したステップＳ１０５とほぼ同様の処理手順を行って、フィルタ７２にカットオフ周波数ｆｃを仮に設定させてもよい。また、制御部１２は、ティシュードプラ画像モードであれば、仮の検出可能速度レンジ±Ｖｒ'を設定した場合にフィルタ７２に対し、フィルタとしての機能を停止させるように制御する。

一方、制御部１２が仮の実繰り返し周波数ｆｒ'を示す制御信号を送受信回路４に送信した場合、送受信回路４は、制御部１２の制御のもと、この仮の実繰り返し周波数ｆｒ'に基づく回数の電気的パルス信号を繰り返し送受信する。この場合、運動情報演算部７４は、上述したように、この仮の実繰り返し周波数ｆｒ'に基づく回数の電気的パルス信号を繰り返し送受信することによって得られる超音波データ群に基づく被検体内の運動体の速度Ｖを算出する。制御部１２は、運動情報演算部７４に対してこの算出した速度Ｖをフィードバックするように制御し、運動情報演算部７４からこの算出した速度Ｖを検出する（ステップＳ２０４）。

その後、制御部１２は、運動情報演算部７４から検出した速度Ｖを用い、ステップＳ２０３において設定した仮の検出可能速度レンジ±Ｖｒ'において上述したエリアジングが発生したか否かを判定する。この場合、制御部１２は、この速度Ｖに符号の反転が発生したか否かによって、エリアジングが発生したか否かを判定する。ここで、係数パラメータαがステップＳ２０２の周波数スイープ処理において最大値（＝α_max）の近傍である場合、この係数パラメータαに基づく仮の実繰り返し周波数ｆｒ'が基準繰り返し周波数ｆｉよりも十分に大きいので、この仮の実繰り返し周波数ｆｒ'に基づく仮の検出可能速度レンジ±Ｖｒ'は、関心速度レンジ±Ｖｉに比して十分大きい速度レンジすなわち速度幅を有する。この場合、関心速度レンジ±Ｖｉ内の速度として推定される運動体の速度は、この仮の検出可能速度レンジ±Ｖｒ'の範囲内であると考えられる。したがって、制御部１２は、サンプリングの定理に基づき、この場合に運動情報演算部７４が算出した速度Ｖを正しい符号の速度として検出できる。

制御部１２は、この正しい符号の速度として検出した速度Ｖについて、ステップＳ２０２の周波数スイープ処理毎にその符号の反転が生じたか否かを確認する。この速度Ｖの符号の反転が確認されていない場合、制御部１２は、この仮の検出可能速度レンジ±Ｖｒ'においてエリアジング発生を検知せず（ステップＳ２０５，Ｎｏ）、上述したステップＳ２０２以降の処理手順を繰り返す。一方、この速度Ｖの符号の反転が確認された場合、制御部１２は、この仮の検出可能速度レンジ±Ｖｒ'においてエリアジング発生を検知し（ステップＳ２０５，Ｙｅｓ）、このエリアジング発生を検知していない最後の周波数スイープ処理によって設定した係数パラメータαと基準繰り返し周波数ｆｉとを乗算した仮の実繰り返し周波数ｆｒ'を上述した実繰り返し周波数ｆｒとして設定する（ステップＳ２０６）。

なお、制御部１２は、上述したステップＳ２０１に代えて、上述した式（１０）と同様に、基準繰り返し周波数ｆｉと可変の係数パラメータαの最小値（すなわち１）とを乗算することによって仮の実繰り返し周波数ｆｒ'を算出し、さらに、上述したステップＳ２０２に代えて、この仮の実繰り返し周波数ｆｒ'を徐々に大きくするとともに、この仮の実繰り返し周波数ｆｒ'を示す制御信号を送受信回路４に送信することによって、上述した送受信回路４による電気的パルス信号の送受信を制御する周波数スイープ処理を行ってもよい。すなわち、制御部１２は、この基準繰り返し周波数ｆｉに乗じた係数パラメータαを最小値（すなわちα＝１）から所定の数値間隔にて徐々に大きくなるように変化させ、仮の実繰り返し周波数ｆｒ'を順次変化させてもよい。

この場合、制御部１２は、係数パラメータαが最小値近傍であれば、反転した符号である場合が多い速度Ｖを運動情報演算部７４から検出する。したがって、制御部１２は、上述したステップＳ２０５に代えて、この運動情報演算部７４から検出した速度Ｖの符号の反転を確認した場合すなわちエリアジング発生を検知した場合に、上述した周波数スイープ処理以降の処理手順を繰り返し、この速度Ｖの符号の反転を確認しなくなった場合すなわちエリアジング発生を検知しなくなった場合に、実繰り返し周波数ｆｒを設定する。また、制御部１２は、この実繰り返し周波数ｆｒを設定する場合、上述したステップＳ２０６に代えて、このエリアジング発生を検知しなくなった最初の周波数スイープ処理によって設定した係数パラメータαと基準繰り返し周波数ｆｉとを乗算した仮の実繰り返し周波数ｆｒ'を上述した実繰り返し周波数ｆｒとして設定する。

ここで、制御部１２は、上述したように、入力部２から入力された関心速度レンジ指示情報に基づき関心速度レンジ±Ｖｉを一意的に設定するとともに、この設定した関心速度レンジ±Ｖｉについて一意的に基準繰り返し周波数ｆｉを取得する。また、制御部１２は、上述した周波数スイープ処理を行って仮の実繰り返し周波数ｆｒ'を徐々に変化させ、エリアジング発生を検知しない最後の周波数スイープ処理による係数パラメータα言い換えればエリアジング発生を検知しなくなった最初の周波数スイープ処理による係数パラメータαを検出するとともに、この基準繰り返し周波数ｆｉとこの係数パラメータαとを乗算することによって実繰り返し周波数ｆｒを取得している。したがって、制御部１２は、この実繰り返し周波数ｆｒをもとに最大速度Ｖｒを算出することによって、関心速度レンジ±Ｖｉを変化させずに、関心速度レンジ±Ｖｉに比して適度に大きい検出可能速度レンジ±Ｖｒを設定することができる。この場合、検出可能速度レンジ±Ｖｒは、関心速度レンジ±Ｖｉに対して過度に大きくなく、この関心速度レンジ±Ｖｉ内と推定される速度がオーバーレンジしない程度に十分大きい速度幅を有する。したがって、カラードプラ画像、ティシュードプラ画像、またはカラースケール等の各画像表示に支障を来たすことなく、運動体の速度を示すカラードプラ画像またはティシュードプラ画像を表示出力する場合のエリアジング発生を抑制できる。

なお、制御部１２は、係数パラメータαを２から４までの範囲の実数として設定することが望ましく、これによって、上述した適度な大きさの速度幅を有する検出可能速度レンジを設定することができる。この場合、制御部１２は、上述した周波数スイープ処理を行う場合、係数パラメータαを１から５程度の範囲において変化させることが望ましい。

また、カットオフ周波数ｆｃは、式（１３）に示すように、基準繰り返し周波数ｆｉと係数パラメータα，βとを用いて表される。すなわち、制御部１２は、フィルタ７２にカットオフ周波数ｆｃを設定させることによって、検出可能速度レンジ±Ｖｒのノイズとして除去する速度範囲として、関心速度レンジ±Ｖｉのノイズとして除去する本来の速度範囲を設定することができる。これによって、制御部１２は、関心速度レンジ±Ｖｉの本来検出すべき低速度範囲の速度の検出能力を損なうことなく、関心速度レンジ±Ｖｉ以上に広い速度幅を有する検出可能速度レンジ±Ｖｒを設定できる。

つぎに、カラー画像データ生成部８が上述したカラースケールデータと速度とを対応付ける処理について詳細に説明する。図６は、検出可能速度レンジ±Ｖｒ内の各速度と対応付けられたカラースケールデータの一例を模式的に例示する模式図である。図７は、速度変化に対するカラースケールデータの輝度変化の一例を示す模式図である。図８は、速度変化に対するカラースケールデータの別の輝度変化を例示する模式図である。図９は、速度変化に対するカラースケールデータの色相変化の一例を例示する模式図である。

カラー画像データ生成部８は、上述したように、保持するカラースケールデータと制御部１２からの各パラメータ信号に基づく関心速度レンジ±Ｖｉおよび検出可能速度レンジ±Ｖｒとを用い、検出可能速度レンジ±Ｖｒ内の各速度すなわち関心速度レンジ±Ｖｉ内の各速度と関心速度レンジ±Ｖｉ外であって検出可能速度レンジ±Ｖｒ内の各速度とに対し、このカラースケールデータの各輝度または各色相をそれぞれ割り当てる。これによって、カラー画像データ生成部８は、たとえば図６に示すカラースケールデータ１１０を生成する。

カラースケールデータ１１０は、図６に示すように、運動体の正の速度すなわち検出可能速度レンジ±Ｖｒの正の速度に対応するカラースケール要素１１０ａと、運動体の負の速度すなわち検出可能速度レンジ±Ｖｒの負の速度に対応するカラースケール要素１１０ｂとによって構成される。この場合、カラースケール要素１１０ａは、０〜Ｖｉの速度範囲すなわち関心速度レンジ±Ｖｉ内の正の速度とＶｉ〜Ｖｒの速度範囲すなわち関心速度レンジ±Ｖｉ外であって検出可能速度レンジ±Ｖｒ内の正の速度とに対応する。また、カラースケール要素１１０ｂは、０〜−Ｖｉの速度範囲すなわち関心速度レンジ±Ｖｉ内の負の速度と−Ｖｉ〜−Ｖｒの速度範囲すなわち関心速度レンジ±Ｖｉ外であって検出可能速度レンジ±Ｖｒ内の負の速度とに対応する。

たとえば、カラースケール要素１１０ａは、速度０近傍すなわちノイズとして除去される速度範囲に黒色が割り当てられ、検出可能速度レンジ±Ｖｒ内の正の速度範囲に赤色から黄色に変化する過程の各色が割り当てられる。また、カラースケール要素１１０ｂは、速度０近傍すなわちノイズとして除去される速度範囲に黒色が割り当てられ、検出可能速度レンジ±Ｖｒ内の負の速度範囲に濃紫色から水色に変化する過程の各色が割り当てられる。

ここで、カラー画像データ生成部８は、検出可能速度レンジ±Ｖｒの正の各速度に対してカラースケール要素１１０ａの各輝度または各色相をそれぞれ割り当てる場合、関心速度レンジ±Ｖｉ外であって検出可能速度レンジ±Ｖｒ内の正の速度の速度変化に対する輝度変化または色相変化よりも、関心速度レンジ±Ｖｉ内の正の速度の速度変化に対する輝度変化または色相変化を大きくする。

たとえば、カラー画像データ生成部８は、図７に示すように、速度０から速度Ｖｉまで変化する速度範囲において、カラースケール要素１１０ａの輝度Ｌを０から輝度Ｌｉまでリニアに単調増加させ、速度Ｖｉから速度Ｖｒまで変化する速度範囲において、輝度Ｌを輝度Ｌｉから輝度Ｌｒまでリニアに単調増加させる。この場合、カラー画像データ生成部８は、速度Ｖｉを境界として、速度Ｖｉから速度Ｖｒまで変化する速度範囲の速度変化に対する輝度変化よりも、速度０から速度Ｖｉまで変化する速度範囲の速度変化に対する輝度変化を大きくする。これによって、カラー画像データ生成部８は、関心速度レンジ±Ｖｉ外であって検出可能速度レンジ±Ｖｒ内の正の各速度にそれぞれ割り当てる各輝度の隣接する速度間の輝度変化を小さくするとともに、関心速度レンジ±Ｖｉ内の正の各速度にそれぞれ割り当てる各輝度の隣接する速度間の輝度変化を大きくすることができる。

また、カラー画像データ生成部８は、図８に示すように、速度０から速度Ｖｉまで変化する速度範囲において、カラースケール要素１１０ａの輝度Ｌを０から輝度Ｌｉまで曲線的に単調増加させ、速度Ｖｉから速度Ｖｒまで変化する速度範囲において、輝度Ｌを輝度Ｌｉから輝度Ｌｒまで曲線的に単調増加させ、さらに、速度Ｖｉを境界として、速度Ｖｉから速度Ｖｒまで変化する速度範囲の速度変化に対する輝度変化よりも、速度０から速度Ｖｉまで変化する速度範囲の速度変化に対する輝度変化を大きくしてもよい。この場合も、カラー画像データ生成部８は、関心速度レンジ±Ｖｉ外であって検出可能速度レンジ±Ｖｒ内の正の各速度にそれぞれ割り当てる各輝度の隣接する速度間の輝度変化を小さくするとともに、関心速度レンジ±Ｖｉ内の正の各速度にそれぞれ割り当てる各輝度の隣接する速度間の輝度変化を大きくすることができる。

さらに、カラー画像データ生成部８は、図９に示すように、速度０から速度Ｖｉまで変化する速度範囲において、カラースケール要素１１０ａの色相ＣＬを色相ＣＬ１から色相ＣＬ２までリニアに単調変化させ、速度Ｖｉから速度Ｖｒまで変化する速度範囲において、色相ＣＬを色相ＣＬ２から色相ＣＬ３までリニアに単調変化させ、さらに、速度Ｖｉを境界として、速度Ｖｉから速度Ｖｒまで変化する速度範囲の速度変化に対する色相変化よりも、速度０から速度Ｖｉまで変化する速度範囲の速度変化に対する色相変化を大きくしてもよい。この場合、カラー画像データ生成部８は、関心速度レンジ±Ｖｉ外であって検出可能速度レンジ±Ｖｒ内の正の各速度にそれぞれ割り当てる各色相の隣接する速度間の色相変化を小さくするとともに、関心速度レンジ±Ｖｉ内の正の各速度にそれぞれ割り当てる各色相の隣接する速度間の色相変化を大きくすることができる。

なお、カラースケール要素１１０ｂは、カラースケール要素１１０ａと対応付けられる各速度の符号を反転したデータである。したがって、カラー画像データ生成部８は、カラースケール要素１１０ｂについてもカラースケール要素１１０ａの場合とほぼ同様に、関心速度レンジ±Ｖｉ外であって検出可能速度レンジ±Ｖｒ内の負の各速度にそれぞれ割り当てる各輝度または各色相の隣接する速度間の輝度変化または色相変化を小さくするとともに、関心速度レンジ±Ｖｉ内の負の各速度にそれぞれ割り当てる各輝度または各色相の隣接する速度間の輝度変化または色相変化を大きくすることができる。

カラー画像データ生成部８は、かかるカラースケール要素１１０ａとカラースケール要素１１０ｂとによって構成したカラースケールデータ１１０を用いることによって、関心速度レンジ±Ｖｉ外であって検出可能速度レンジ±Ｖｒ内の各速度に比較的緩やかな変化の各輝度または各色相を対応付けるとともに、関心速度レンジ±Ｖｉ内の各速度にダイナミックに変化する各輝度または各色相を対応付けることができる。これによって、カラー画像データ生成部８は、モニタ１０に表示出力された場合に操作者が運動体の関心速度を認識し易い速度画像に対応するカラー画像データを生成できる。

なお、この発明の実施の形態１では、検出可能速度レンジ±Ｖｒの全速度範囲すなわち関心速度レンジ±Ｖｉの速度範囲と関心速度レンジ±Ｖｉ外であって検出可能速度レンジ±Ｖｒ内の速度範囲とにおいて速度変化のスケールを同じにした場合を例示したが、この発明はこれに限定されるものではなく、関心速度レンジ±Ｖｉ外であって検出可能速度レンジ±Ｖｒ内の速度範囲内の速度変化のスケールよりも、関心速度レンジ±Ｖｉの速度範囲内の速度変化のスケールを大きくしてもよい。

図１０は、関心速度レンジ±Ｖｉの速度範囲内の速度変化のスケールを大きくしたカラースケールデータの一例を模式的に例示する模式図である。このカラースケールデータ１２０は、図１０に示すように、関心速度レンジ±Ｖｉ内の正の速度に対応するカラースケール要素１２０ａと、関心速度レンジ±Ｖｉ内の負の速度に対応するカラースケール要素１２０ｂと、関心速度レンジ±Ｖｉ外であって検出可能速度レンジ±Ｖｒ内の正の速度に対応するカラースケール要素１２０ｃと、関心速度レンジ±Ｖｉ外であって検出可能速度レンジ±Ｖｒ内の負の速度に対応するカラースケール要素１２０ｄとによって構成される。

カラー画像データ生成部８は、検出可能速度レンジ±Ｖｒの各速度にカラースケールデータ１２０の各輝度または各色相をそれぞれ割り当てる場合、カラースケール要素１２０ｃ，１２０ｄと対応付ける速度の速度変化のスケールを縮小するとともに、カラースケール要素１２０ａ，１２０ｂと対応付ける速度の速度変化のスケールを拡大する。これによって、カラー画像データ生成部８は、図１０に示すように、関心速度レンジ±Ｖｉ外であって検出可能速度レンジ±Ｖｒ内の速度に対応する部分に比して、関心速度レンジ±Ｖｉ内の速度に対応する部分の速度幅を十分大きくしたカラースケールデータ１２０を生成できる。すなわち、カラー画像データ生成部８は、関心速度レンジ±Ｖｉに比してさらに大きい検出可能速度レンジ±Ｖｒが設定された場合であっても、関心速度レンジ±Ｖｉ内の速度に対応する部分の占める割合が他の部分よりも十分高いカラースケールデータを確実に生成できる。

この場合、モニタ１０には、カラースケールデータ１２０に例示される関心速度レンジ±Ｖｉ内の速度に対応する部分の占める割合が他の部分よりも十分高いカラースケールデータを示すカラースケールの画像を表示出力できる。操作者は、この表示出力されたカラースケールを参照することによって、関心速度レンジ±Ｖｉ外であって検出可能速度レンジ±Ｖｒ内の速度を認識できるとともに、関心速度レンジ±Ｖｉ内の速度を容易にかつ確実に認識できる。

なお、カラー画像データ生成部８は、最大速度Ｖｉを境界にしてカラースケール要素１２０ａとカラースケール要素１２０ｃとを分割してもよい。これと同様に、カラー画像データ生成部８は、最小速度−Ｖｉを境界にしてカラースケール要素１２０ｂとカラースケール要素１２０ｄとを分割してもよい。

また、この発明の実施の形態１では、アレイ振動子を用いて実現された超音波振動子３が設けられた場合を例示したが、この発明はこれに限定されるものではなく、回転駆動系が設けられ、機械的な駆動を伴った超音波スキャンを行う超音波振動子を超音波振動子３に代えて用いてもよい。

さらに、この発明の実施の形態１では、演算パラメータ等の各種情報が各構成部にそれぞれ格納されていたが、この発明はこれに限定されるものではなく、制御部１２がこれらの各種情報を一括して記憶し管理してもよい。

また、この発明の実施の形態１では、制御部１２が、カットオフ周波数ｆｃを算出するとともに、このカットオフ周波数ｆｃを示すパラメータ信号をフィルタ７２に送信していたが、この発明はこれに限定されるものではなく、制御部１２が基準繰り返し周波数ｆｉおよび最大速度Ｖｉ，Ｖｒを示す各パラメータ信号をフィルタ７２に送信し、フィルタ７２が、制御部１２から受信した各パラメータ信号に基づき、カットオフ周波数ｆｃを算出してもよい。

さらに、この発明の実施の形態１では、制御部１２は、フィルタ７２にカットオフ周波数ｆｃを設定指示し、その後、カラー画像データ生成部８にカラースケールデータと速度との対応付けを指示していたが、この発明はこれに限定されるものではなく、制御部１２は、カラー画像データ生成部８にカラースケールデータと速度との対応付けを指示し、その後またはこれと同時に、フィルタ７２にカットオフ周波数ｆｃを設定指示してもよい。

また、この発明の実施の形態１では、関心速度レンジ±Ｖｉ外であって検出可能速度レンジ±Ｖｒ内の速度変化に応じてカラースケールデータの輝度または色相を変化させていたが、この発明はこれに限定されるものではなく、関心速度レンジ±Ｖｉ外であって検出可能速度レンジ±Ｖｒ内の速度変化に対してカラースケールデータの輝度または色相を一定にしてもよい。

さらに、この発明の実施の形態１では、検出可能速度レンジ±Ｖｒ内の速度変化に対して色相をリニアに変化させていたが、この発明はこれに限定されるものではなく、関心速度レンジ±Ｖｉ外であって検出可能速度レンジ±Ｖｒ内の速度変化に対する色相変化に比して関心速度レンジ±Ｖｉ内の速度変化に対する色相変化が大きければ、検出可能速度レンジ±Ｖｒ内の速度変化に対して色相を曲線的に変化させてもよい。

以上に説明したように、この発明の実施の形態１では、操作者の入力操作によって指示入力された関心速度レンジ指示情報をもとに関心速度レンジを一意的に設定するとともに、この関心速度レンジ以上に広い速度レンジであってこの関心速度レンジを含む可変の検出可能速度レンジを設定し、さらに、この関心速度レンジに応じた速度零近傍の速度レンジを除くこの検出可能速度レンジ内の速度を被検体内にて動く所望の運動体の速度として算出するように構成したので、この関心速度レンジ内の所望の低速度範囲の速度を検出する能力を損なうことなく、この所望の運動体の速度を検出する場合のエリアジングの発生を抑制できる超音波診断装置を実現することができる。

また、この検出可能速度レンジ内の各速度に所望のカラースケールデータの各輝度または各色相をそれぞれ割り当て、この割り当てたカラースケールデータと所望の運動体の速度として算出した速度とをもとに、この所望の運動体の速度を示す速度画像を生成出力するように構成したので、エリアジングを発生させずに、この検出可能速度レンジ内の速度を示す速度画像を確実に画面表示できる超音波診断装置を実現することができる。

さらに、この関心速度レンジ外であってこの検出可能速度レンジ内の各速度にそれぞれ割り当てる各輝度または各色相よりも、この関心速度レンジ内の各速度にそれぞれ割り当てる各輝度または各色相の隣接する速度間の輝度変化または色相変化を大きくしているので、この関心速度レンジ内の速度を容易に認識できる速度画像を画面表示することができる。

また、関心速度レンジ外であって検出可能速度レンジ内の速度変化のスケールを縮小するとともに、関心速度レンジ内の速度変化のスケールを拡大することによって、関心速度レンジ外であって検出可能速度レンジ内の速度に対応するカラースケールデータに比して、関心速度レンジ内の速度に対応するカラースケールデータの速度幅を十分大きくすることができ、関心速度レンジ内の速度に対応するカラースケールデータの占める割合が他の部分よりも十分高いカラースケールの画像を画面表示できる。操作者は、このカラースケールの画像を参照することによって、関心速度レンジ外であって検出可能速度レンジ内の速度を認識できるとともに、関心速度レンジ内の速度を容易にかつ確実に認識できる。

（実施の形態２）
つぎに、この発明の実施の形態２について詳細に説明する。上述した実施の形態１では、検出可能速度レンジ±Ｖｒ内の全ての速度にカラースケールデータの各輝度または各色相をそれぞれ割り当て、この検出可能速度レンジ±Ｖｒ内の全ての速度に対応するカラースケールの画像を表示出力していたが、この実施の形態２では、関心速度レンジ±Ｖｉ外であって検出可能速度レンジ±Ｖｒ内の各速度にカラースケールデータの各輝度および各色相を割り当てずに、関心速度レンジ±Ｖｉ内の各速度にカラースケールデータの各輝度または各色相をそれぞれ割り当て、この関心速度レンジ±Ｖｉ内の全ての速度に対応するカラースケールの画像を表示出力するように構成している。

図１１は、この発明の実施の形態２である超音波診断装置の一構成例を例示するブロック図である。この超音波診断装置２１は、カラー画像データ生成部８に代えてカラー画像データ生成部２２が設けられる。その他の構成は実施の形態１と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。

図１２は、関心速度レンジ±Ｖｉ内の各速度と対応付けられたカラースケールデータの一例を模式的に例示する模式図である。カラー画像データ生成部２２は、上述したカラー画像データ生成部８とほぼ同様の機能および構成を有する。また、カラー画像データ生成部２２は、関心速度レンジ±Ｖｉおよび検出可能速度レンジ±Ｖｒを示す各パラメータ信号を制御部１２から受信した場合、制御部１２の制御のもと、保持するカラースケールデータとこのパラメータ信号に基づき、関心速度レンジ±Ｖｉ内の各速度にこのカラースケールデータの各輝度または各色相をそれぞれ割り当てる。これによって、カラー画像データ生成部２２は、たとえば図１２に示すカラースケールデータ１３０を生成する。

カラースケールデータ１３０は、図１２に示すように、０〜Ｖｉの速度範囲すなわち関心速度レンジ±Ｖｉの正の速度に対応するカラースケール要素１３０ａと、０〜−Ｖｉの速度範囲すなわち関心速度レンジ±Ｖｉｒの負の速度に対応するカラースケール要素１１０ｂとによって構成される。たとえば、カラースケール要素１３０ａは、速度０近傍すなわちノイズとして除去される速度範囲に黒色が割り当てられ、関心速度レンジ±Ｖｉ内の正の速度範囲に赤色から黄色に変化する過程の各色が割り当てられる。また、カラースケール要素１３０ｂは、速度０近傍すなわちノイズとして除去される速度範囲に黒色が割り当てられ、関心速度レンジ±Ｖｉ内の負の速度範囲に濃紫色から水色に変化する過程の各色が割り当てられる。この場合、カラー画像データ生成部２２は、関心速度レンジ±Ｖｉ内に対し、保持するカラースケールデータのほぼ全ての輝度またはほぼ全ての色相を割り当てる。

また、カラー画像データ生成部２２は、上述した関心速度データを速度データ演算部７から受信した場合、この関心速度データに基づく運動体の速度を関心速度レンジ±Ｖｉ内の速度と関心速度レンジ±Ｖｉ外であって検出可能速度レンジ±Ｖｒ内の速度とに分類する。さらに、カラー画像データ生成部２２は、この関心速度データに基づく運動体の速度を関心速度レンジ±Ｖｉ内の速度として取得した場合、この関心速度レンジ±Ｖｉ内の各速度と対応付けたカラースケールデータとこの関心速度データとを用い、この取得した速度に対応するカラー画像データを取得する。この場合、カラー画像データ生成部２２は、この取得したカラー画像データを画像合成部９に送信する。これによって、モニタ１０は、この取得した速度を示す速度画像すなわちカラードプラ画像またはティシュードプラ画像を表示出力できる。さらに、カラー画像データ生成部２２がカラースケールデータ１３０に例示されるこの関心速度レンジ±Ｖｉ内の各速度と対応付けたカラースケールデータに対応する画像データを画像合成部９に送信することによって、モニタ１０は、この取得した速度を示すカラードプラ画像またはティシュードプラ画像と同一画面上に、このカラースケールデータを示すカラースケールの画像を表示出力できる。

一方、カラー画像データ生成部２２は、関心速度レンジ±Ｖｉ外であって検出可能速度レンジ±Ｖｒ内の各速度に所定色たとえば黒色を割り当てる。したがって、カラー画像データ生成部２２は、関心速度レンジ±Ｖｉ外であって検出可能速度レンジ±Ｖｒ内の速度として、速度データ演算部７から受信した関心速度データに基づく運動体の速度を取得した場合、この関心速度データを変換し、この取得した速度に黒色を割り当てた画像データを取得する。この場合、カラー画像データ生成部２２は、この運動体の速度を関心速度レンジ±Ｖｉ内の速度と関心速度レンジ±Ｖｉ外であって検出可能速度レンジ±Ｖｒ内の速度とに分類するとともに、上述した関心速度レンジ±Ｖｉ内の各速度と対応付けたカラースケールデータを用いず、この関心速度データに基づく速度に黒色を割り当てる。したがって、カラー画像データ生成部２２は、関心速度レンジ±Ｖｉ外であって検出可能速度レンジ±Ｖｒ内の速度を速度データ演算部７から取得した場合であっても上述したエリアジングを発生させない。

また、カラー画像データ生成部２２は、この取得した画像データを上述した目的外カラー画像データとして画像合成部９に送信する。画像合成部９は、上述したように、この目的外カラー画像データに上述したグレー画像データを上書きすることによって合成画像データを取得する。この場合、モニタ１０は、関心速度レンジ±Ｖｉ外であって検出可能速度レンジ±Ｖｒ内の運動体の速度を示すカラードプラ画像またはティシュードプラ画像を表示しない。

以上に説明したように、この発明の実施の形態２では、上述した実施の形態１とほぼ同様の機能および構成を有し、また、設定した関心速度レンジ内の速度に対してカラースケールデータの全ての輝度または全ての色相を割り当てるとともに、この関心速度レンジ外であって設定した検出可能速度レンジ内の各速度に所定色たとえば黒色を割り当てるようにし、さらに、算出した運動体の速度をこの関心速度レンジ内の速度とこの関心速度レンジ外であってこの検出可能速度レンジ内の速度とに分類し、この関心速度レンジ内の速度として分類した運動体の速度を示す速度画像を生成出力し、かつこの関心速度レンジ外であってこの検出可能速度レンジ内の速度として分類した運動体の速度を速度画像として表示出力しないように構成している。したがって、この算出した運動体の速度についてエリアジングの発生を抑制できるとともに、この関心速度レンジ外であってこの検出可能速度レンジ内の運動体の速度を示す速度画像を画面表示せずに、この関心速度レンジ内の運動体の速度を示す速度画像を画面表示でき、上述した実施の形態１とほぼ同様の作用効果を享受するとともに、この関心速度レンジ内である所望の運動体の速度を容易に認識できる超音波診断装置を実現することができる。

この発明の実施の形態１である超音波診断装置の一構成例を例示するブロック図である。 速度データ演算部の一構成を詳細に例示するブロック図である。 運動体の速度画像をモニタ表示するまでの処理手順を例示するフローチャートである。 被検体内のＢモード画像とカラードプラ画像とを含むモニタ画像の一表示例を模式的に例示する模式図である。 実繰り返し周波数設定処理を達成するまでの処理手順を例示するフローチャートである。 検出可能速度レンジ内の各速度と対応付けられたカラースケールデータの一例を模式的に例示する模式図である。 速度変化に対するカラースケールデータの輝度変化の一例を示す模式図である。 速度変化に対するカラースケールデータの別の輝度変化を例示する模式図である。 速度変化に対するカラースケールデータの色相変化の一例を例示する模式図である。 関心速度レンジ内の速度変化のスケールを大きくしたカラースケールデータの一例を模式的に例示する模式図である。 この発明の実施の形態２である超音波診断装置の一構成例を例示するブロック図である。 関心速度レンジ内の各速度と対応付けられたカラースケールデータの一例を模式的に例示する模式図である。

符号の説明

１，２１ 超音波診断装置
２ 入力部
３ 超音波振動子
４ 送受信回路
５ Ｂモードデータ演算部
６ グレー画像データ生成部
７ 速度データ演算部
８，２２ カラー画像データ生成部
９ 画像合成部
１０ モニタ
１１ 記憶部
１２ 制御部
７１ 複素信号化回路
７２ フィルタ
７３ 自己相関回路
７４ 運動情報演算部
７５ しきい値処理回路
１００ モニタ画像
１０１ Ｂモード画像
１０２ カラードプラ画像
１０３ グレースケール
１０４ カラースケール
１１０，１２０，１３０ カラースケールデータ
１１０ａ，１１０ｂ，１２０ａ〜１２０ｄ，１３０ａ，１３０ｂ カラースケール要素

Claims (6)

1. 被検体内に対して超音波の送受信を複数回繰り返し行って得た複数の超音波データをもとに、前記被検体内の超音波断層像を生成出力するとともに、前記被検体内にて動く運動体の速度を所定速度レンジ内の速度として算出し、該算出した速度とカラースケールデータとをもとに前記運動体の速度を示す速度画像を生成出力する超音波診断装置において、
   前記運動体の関心速度レンジを示す情報を指示入力する入力手段と、
   前記入力手段から入力された情報によって指示される関心速度レンジに比して広い速度レンジであって該関心速度レンジを含む可変の検出可能速度レンジを前記所定速度レンジとして設定し、この設定した前記検出可能速度レンジの零近傍に、前記関心速度レンジに応じた零近傍の速度レンジ部分を除去する速度レンジを設定する速度レンジ設定制御手段と、
   を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
2. 前記検出可能速度レンジ内の速度毎に前記カラースケールデータを割り当て、該割り当てたカラースケールデータと前記算出した速度とをもとに前記速度画像を生成する画像処理制御手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
3. 前記検出可能速度レンジ内の速度毎に割り当てられたカラースケールデータに対応するカラースケール画像と前記速度画像とを含む各種画像を複数同時に表示出力する表示手段を備え、前記画像処理制御手段は、前記表示手段に対して前記各種画像の表示制御を行うことを特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。
4. 前記画像処理制御手段は、前記表示手段に対し、前記関心速度レンジ内の前記カラースケール画像よりも前記関心速度レンジ外であって前記検出可能速度レンジ内の前記カラースケール画像を小さくする表示制御を行うことを特徴とする請求項３に記載の超音波診断装置。
5. 前記画像処理制御手段は、前記検出可能速度レンジ内の速度毎に前記カラースケールデータを割り当てる場合、前記関心速度レンジ外であって前記検出可能速度レンジ内の速度変化に対する前記カラースケールデータの色相変化または輝度変化よりも、前記関心速度レンジ内の速度変化に対する前記カラースケールデータの色相変化または輝度変化を大きくすることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一つに記載の超音波診断装置。
6. 前記速度レンジ設定制御手段は、
   前記入力手段から入力された情報をもとに前記関心速度レンジを設定するとともに該関心速度レンジの最大速度値に対応する基準繰り返し周波数と前記超音波の送受信の繰り返し回数に関する仮の繰り返し周波数とを算出し、該仮の繰り返し周波数をスイープする周波数スイープ処理を行うとともに該周波数スイープ処理毎の仮の繰り返し周波数を用いて前記超音波の送受信制御を順次行う送受信制御手段と、
   前記送受信制御手段による前記超音波の送受信制御によって得られた前記複数の超音波データをもとに前記運動体の速度を順次算出する速度演算制御手段と、
   を備え、前記送受信制御手段は、前記速度演算制御手段から前記運動体の速度を順次検出するとともに、該順次検出した運動体の速度をもとにエリアジング現象の発生有無を順次判定するエリアジング判定処理を行い、該エリアジング判定処理の結果をもとに前記超音波の送受信制御を行う実際の繰り返し周波数と前記検出可能速度レンジとを設定し、前記速度演算制御手段は、前記基準繰り返し周波数を少なくとも用い、前記検出可能速度レンジから前記関心速度レンジに応じた零近傍の速度レンジ部分を除去する速度レンジを設定することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の超音波診断装置。

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