JP4820084B2 - 超音波診断装置および超音波画像表示方法 - Google Patents

Description

本発明は、超音波診断装置および超音波画像表示方法に関するものである。

超音波診断装置は、超音波を被検体に送信し、その被検体から反射され受信される超音波により得られるエコー信号に基づいて、被検体の断層についての画像を生成し、その断層の画像を画面に表示する。超音波診断装置は、Ｂモード、ＣＦＭ（Ｃｏｌｏｒ Ｆｌｏｗ Ｍａｐｐｉｎｇ）モード、ＰＷＤ（Ｐｕｌｓｅ Ｗａｖｅ Ｄｏｐｐｅｌｅｒ）モードなど様々な撮影モードがある。超音波診断装置は、画像をリアルタイムに生成して表示することができるため、特に、胎児検診や心臓検診などの医療分野において重用されている。

超音波診断装置は、診断部位を明確に観察可能にするために、たとえば、３次元的な立体画像と、その立体画像の内部を２次元的に示す平面画像との両者を、Ｂモードでリアルタイムに並べて表示する。ここでは、被検体における３次元的な領域に超音波を送信し、その領域から反射される超音波を受信して得られるエコー信号に基づいて、３次元的な立体画像を生成する。そして、その３次元的な立体画像を生成する際に用いたエコー信号を用いて、２次元的な平面画像も生成する（たとえば、特許文献１参照）。この場合、たとえば、被検体に送信した超音波の１音線当たりに複数の受信音線数になるように、被検体から反射される超音波を同時に受信しエコー信号を取得する。これにより、エコー信号を受信するスキャン時間を短縮化することができ、立体画像をリアルタイムに生成して表示させることを実現させている（たとえば、特許文献２）。
特開２００３−３２５５１２号公報 特開平１０−１１８０６３号公報

しかしながら、ここでは、立体画像の生成のためにリアルタイム性を重視して取得されたエコー信号に基づいて平面画像が生成されているため、低い分解能の平面画像となって、診断するに際して十分な画像品質でない場合があった。このため、効率的に診断することが困難な場合があった。

したがって、本発明の目的は、立体画像とその平面画像との両者を同時にリアルタイムに表示する場合において、画像品質を向上し、効率的に診断することが可能な超音波診断装置および超音波画像表示方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の超音波診断装置は、超音波プローブにおいて配列された超音波振動子から被検体へ超音波を送信し、前記被検体から反射される前記超音波を前記超音波振動子で受信することによって得られるエコー信号に基づいて、前記被検体についての画像を生成し表示する超音波診断装置であって、前記超音波振動子から前記被検体の第１領域に前記超音波を送信し前記第１領域から反射される前記超音波を、前記第１領域に送信した前記超音波の１音線当たりに第１の受信音線数で同時に受信する第１スキャンを実施して第１エコー信号を取得すると共に、前記超音波振動子から前記被検体の前記第１領域に含まれる第２領域に前記超音波を送信し前記第２領域から反射される前記超音波を、前記第２領域に送信した前記超音波の１音線当たりに前記第１の受信音線数より少ない第２の受信音線数で同時に受信する第２スキャンを実施して第２エコー信号を取得する送受信部と、前記送受信部による前記第１スキャンの実施に対してリアルタイムになるように前記第１領域の３次元的な第１画像を前記第１エコー信号に基づいて生成すると共に、前記送受信部による前記第２スキャンの実施に対してリアルタイムになるように前記第２領域の２次元的な第２画像を前記第２エコー信号に基づいて生成する画像生成部と、前記画像生成部により生成された前記第１画像と前記第２画像とを、前記送受信部による前記第１スキャンと前記第２スキャンとの実施に対してリアルタイムになるように並べて表示する表示部とを有する。

上記目的を達成するために、本発明の超音波画像表示方法は、超音波プローブにおいて配列された超音波振動子から被検体へ送信され、前記被検体から反射される超音波を前記超音波振動子で受信されるエコー信号に基づいて、前記被検体についての画像を生成し表示する超音波画像表示方法であって、前記超音波振動子から前記被検体の第１領域に前記超音波を送信し前記第１領域から反射される前記超音波を、前記第１領域に送信した前記超音波の１音線当たりに第１の受信音線数で同時に受信する第１スキャンを実施して第１エコー信号を取得すると共に、前記超音波振動子から前記被検体の前記第１領域に含まれる第２領域に前記超音波を送信し前記第２領域から反射される前記超音波を、前記第２領域に送信した前記超音波の１音線当たりに前記第１の受信音線数より少ない第２の受信音線数で同時に受信する第２スキャンを実施して第２エコー信号を取得する第１ステップと、前記第１ステップにおける前記第１スキャンの実施に対してリアルタイムになるように前記第１領域についての３次元的な第１画像を前記第１エコー信号に基づいて生成すると共に、前記第１ステップにおける前記第２スキャンの実施に対してリアルタイムになるように前記第２領域についての２次元的な第２画像を前記第２エコー信号に基づいて生成する第２ステップと、前記第２ステップにより生成された前記第１画像と前記第２画像とを、前記第１ステップにおける前記第１スキャンと前記第２スキャンとの実施に対してリアルタイムになるように並べて表示する第３ステップとを有する。

本発明によれば、立体画像とその平面画像との両者を同時にリアルタイムに表示する場合において、画像品質を向上し、効率的に診断することが可能な超音波診断装置および超音波画像表示方法を提供することができる。

以下より、本発明にかかる実施形態について説明する。

図１は、本発明にかかる実施形態の超音波診断装置１の全体構成を示すブロック図である。

図１に示すように、超音波診断装置１は、超音波プローブ１１と、送受信部１２と、画像生成部１３と、記憶部１４と、表示部１２１と、制御部３０１と、操作部３０２とを有する。超音波診断装置１は、複数の超音波振動子１１ａが配列された超音波プローブ１１の超音波振動子１１ａから被検体へ超音波を送信する。そして、超音波診断装置１は、その被検体から反射される超音波を超音波振動子１１ａで受信することによって、エコー信号を得る。そして、超音波診断装置１は、そのエコー信号に基づいて、被検体の断層についての画像を生成し、その後、その画像を表示する。

超音波診断装置１の各部について、順次、説明する。

超音波プローブ１１は、複数の超音波振動子１１ａがマトリクス状に均等に配列されて形成されている。超音波振動子１１ａは、たとえば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）セラミックスなどにより構成されており、電気信号を音波に変換して送信し、そして、受信した音波を電気信号に変換する。超音波プローブ１１は、超音波振動子１１ａが形成された面を被検体の表面に当接して使用される。超音波プローブ１１は、制御部３０１からの指令によって送受信部１２から送信される駆動信号に基づいて、超音波振動子１１ａから超音波を被検体内に送信する。そして、その超音波が送信された被検体内から反射される超音波を受信して、エコー信号を出力する。

送受信部１２は、超音波を送受信する送受信回路を含むように構成されている。送受信部１２は、超音波プローブ１１に接続されており、制御部３０１からの指令に基づいて、超音波プローブ１１の超音波振動子１１ａから超音波を被検体へ送信し、その被検体から反射される超音波を超音波振動子１１ａで受信してエコー信号を得る。たとえば、送受信部１２は、電子コンベックス走査方式でスキャンを実施する。そして、送受信部１２は、生成したエコー信号を画像生成部１３に出力する。具体的には、送受信部１２は、超音波ビームを移動させてスキャンするように、超音波プローブ１１の超音波振動子１１ａを、順次、切り替えて超音波を受信し、その受信した超音波のよるデータに増幅、遅延、加算などの処理を実施してエコー信号を生成し、画像生成部１３に出力する。

本実施形態においては、詳細な動作については後述するが、送受信部１２は、被検体をスキャンする際においては、第１スキャンＳ１と第２スキャンＳ２との両者が交互になるように、それぞれを複数回実施する。

第１スキャンＳ１の実施においては、送受信部１２は、被検体の第１領域Ａ１に超音波振動子１１ａから超音波を送信する。具体的には、送受信部１２は、３次元領域である第１領域Ａ１に超音波を送信する。ここでは、送受信部１２は、超音波を第１の送信音線数Ｔ１で同時に第１領域Ａ１に送信する。そして、送受信部１２は、その第１領域Ａ１から反射される超音波を、第１領域Ａ１に送信した超音波の１音線当たりに第１の受信音線数Ｒ１で同時に受信し、第１エコー信号Ｅ１を取得する。

一方、第２スキャンＳ２の実施においては、送受信部１２は、被検体の第１領域Ａ１に含まれる第２領域Ａ２に超音波振動子１１ａから超音波を送信する。具体的には、送受信部１２は、２次元領域である第２領域Ａ２に超音波を送信する。ここでは、送受信部１２は、第１スキャンＳ１における第１の送信音線数Ｔ１よりも少ない第２の送信音線数Ｔ２で超音波を同時に第２領域Ａ２に送信する。そして、送受信部１２は、その第２領域Ａ２から反射される超音波を、第２領域Ａ２に送信した超音波の１音線当たりに第１の受信音線数Ｒ１より少ない受信音線数Ｒ２で同時に受信し、第２エコー信号を取得する。

そして、ここでは、送受信部１２は、第１スキャンＳ１にて割り当てる第１スキャン時間ｔ１と、第２スキャンＳ２にて割り当てる第２スキャン時間ｔ２とが同じになるように、第１スキャンＳ１と第２スキャンＳ２とのそれぞれを交互に複数回実施する。また、さらに、送受信部１２は、第１スキャンＳ１にて割り当てる第１スキャン時間ｔ１と、第２スキャンＳ２にて割り当てる第２スキャン時間ｔ２とが同じになるように調整された条件に基づいて第２スキャンＳ２を実施する。

画像生成部１３は、送受信部１２により得られるエコー信号に基づいて、被検体の画像を生成する。画像生成部１３は、たとえば、コンピュータとプログラムとによって構成されており、制御部３０１からの指令に基づいて、送受信部１２からのエコー信号を画像処理し、被検体の断層面についての画像を時系列順にフレームごとに生成する。具体的には、画像生成部１３は、送受信部１２が出力するエコー信号を対数増幅した後に包絡線を検波し、たとえば、Ｂモードによる画像をフレーム毎に生成する。そして、画像生成部１３は、記憶部１４に接続されており、前述のようにして生成したフレームの画像を、順次、記憶部１４に出力する。画像生成部１３は、たとえば、超音波プローブ１１を用いて妊婦の腹部内における胎児の頭部についてスキャンして得られるエコー信号に基づいて、胎児の頭部についての画像を生成し、記憶部１４へその胎児の頭部についての画像を出力して記憶させる。

本実施形態においては、画像生成部１３は、送受信部１２による第１スキャンＳ１の実施に対してリアルタイムになるように、被検体の第１領域Ａ１の断層について３次元的に示す立体画像Ｐ１を、第１エコー信号Ｅ１に基づいて生成する。具体的には、多断面についての第１エコー信号Ｅ１に基づいて複数の２次元画像を生成する。そして、その２次元画像からボリュームデータを構築した後、レンダリング処理することにより３次元的な立体画像Ｐ１を生成する。そして、さらに、画像生成部１３は、その立体画像Ｐ１と共に、送受信部１２による第２スキャンＳ２の実施に対してリアルタイムになるように、被検体の第２領域Ａ２の断層について２次元的に示す平面画像Ｐ２を第２エコー信号に基づいて生成する。ここで、画像生成部１３は、送受信部１２が第１スキャンＳ１と第２スキャンＳ２とが交互になるようにそれぞれ複数回実施しているため、その第１スキャンＳ１のそれぞれにより取得される複数の第１エコー信号Ｅ１に基づいて立体画像Ｐ１を生成すると共に、第２スキャンＳ２のそれぞれにより取得される複数の第２エコー信号に基づいて平面画像Ｐ２を生成する。

記憶部１４は、たとえば、シネメモリとＨＤＤとを含むように構成されており、画像生成部１３により生成された画像を記憶する。記憶部１４は、画像生成部１３と接続されており、制御部３０１からの指令に基づいて、画像生成部１３により生成される複数フレームの画像をシネメモリで一時的に記憶した後、ＨＤＤに出力して記憶する。たとえば、記憶部１４は、シネメモリに２分間分の動画像に相当するフレームの画像を記憶し、その２分間分の動画像についてのフレームの画像をＨＤＤに出力して記憶する。また、記憶部１４のシネメモリは、表示部１２１に接続されており、シネメモリが記憶した動画像のフレームが表示部１２１によって順次リアルタイムに表示される。そして、記憶部１４のＨＤＤも同様に、表示部１２１に接続されており、オペレータによって操作部３０２に入力される指令に基づいて、ＨＤＤが記憶した動画像のフレームである画像の画像データを表示部１２１に出力し、表示部１２１がその画像を表示する。

表示部１２１は、画像生成部１３により生成された画像を、記憶部１４から取得して表示する。表示部１２１は、たとえば、グラフィックディスプレイ（ｇｒａｐｈｉｃ ｄｉｓｐｌａｙ）と、ＤＳＣ（Ｄｉｄｉｔａｌ Ｓｃａｎ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）とを含む。表示部１２１は、記憶部１４に接続されており、制御部３０１からの指令に基づいて、記憶部１４のシネメモリが記憶する画像をＤＳＣにより表示信号に変換し、グラフィックディスプレイの表示画面に、画像生成部１３が生成した画像をリアルタイムに表示する。本実施形態においては、表示部１２１は、画像生成部１３により生成された立体画像Ｐ１と平面画像Ｐ２とを、送受信部１２による第１スキャンＳ１と第２スキャンＳ２との実施に対してリアルタイムになるように並べて表示する。また、表示部１２１は、記憶部１４のＨＤＤに接続されており、オペレータにより操作部３０２に入力される指令に基づいて、ＨＤＤが記憶した動画像のフレームである画像の画像データを受けて、その画像を画面に表示する。たとえば、表示部１２１は、妊婦の腹部内における胎児の頭部についての断層の画像を記憶部１４から取得し、画面にその画像を表示する。

制御部３０１は、たとえば、コンピュータとプログラムとにより構成されており、各部にそれぞれ接続されている。制御部３０１は、操作部３０２からの操作信号に基づいて各部に制御信号を与え動作を制御する。

上述したように、本実施形態においては、制御部３０１は、送受信部１２が被検体をスキャンする際において、第１スキャンＳ１と第２スキャンＳ２との両者を交互にそれぞれ複数回実施するように制御する。

ここでは、制御部３０１は、第１スキャンＳ１の実施において、送受信部１２が超音波を第１の送信音線数Ｔ１で同時に第１領域Ａ１に送信し、その第１領域Ａ１から反射される超音波を、第１領域Ａ１に送信した超音波の１音線当たりに第１の受信音線数Ｒ１で同時に受信して、第１エコー信号Ｅ１を取得するように制御する。そして、制御部３０１は、第２スキャンＳ２の実施において、送受信部１２が、第１スキャンＳ１における第１の送信音線数Ｔ１よりも少ない第２の送信音線数Ｔ２で超音波を同時に第２領域Ａ２に送信し、その第２領域Ａ２から反射される超音波を、第２領域Ａ２に送信した超音波の１音線当たりに第１の受信音線数Ｒ１より少ない受信音線数Ｒ２で同時に受信して、第２エコー信号を取得するように制御する。そして、さらに、制御部３０１は、第１スキャンＳ１にて割り当てる第１スキャン時間ｔ１と、第２スキャンＳ２にて割り当てる第２スキャン時間ｔ２とが互いに同じになるように調整し、その第１スキャンＳ１とその第２スキャンＳ２とを送受信部１２が実施するように制御する。

操作部３０２は、たとえば、キーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）、タッチパネル（ｔｏｕｃｈ ｐａｎｅｌ）、トラックボール（ｔｒａｃｋ ｂａｌｌ）、フットスイッチ（ｆｏｏｔ ｓｗｉｃｈ）、音声入力装置などの入力装置により構成されている。操作部３０２は、オペレータからの操作情報が入力され、それに基づいて制御部３０１に指令を出力する。

なお、上記の本実施形態の超音波診断装置１は、本発明の超音波診断装置に相当する。また、本実施形態の超音波プローブ１１は、本発明の超音波プローブに相当する。また、本実施形態の超音波振動子１１ａは、本発明の超音波振動子に相当する。また、本実施形態の送受信部１２は、本発明の送受信部に相当する。また、本実施形態の画像生成部１３は、本発明の画像生成部に相当する。また、本実施形態の表示部１２１は、本発明の表示部に相当する。また、本実施形態の第１領域Ａ１は、本発明の第１領域に相当する。また、本実施形態の第１の送信音線数Ｔ１は、本発明の第１の送信音線数に相当する。また、本実施形態の第１の受信音線数Ｒ１は、本発明の第１の受信音線数に相当する。また、本実施形態の第１スキャンＳ１は、本発明の第１スキャンに相当する。また、本実施形態の第１エコー信号Ｅ１は、本発明の第１エコー信号に相当する。また、本実施形態の第２領域Ａ２は、本発明の第２領域に相当する。また、本実施形態の第２の送信音線数Ｔ２は、本発明の第２の送信音線数に相当する。また、本実施形態の第２の受信音線数Ｒ２は、本発明の第２の受信音線数に相当する。また、本実施形態の第２スキャンＳ２は、本発明の第２スキャンに相当する。また、本実施形態の立体画像Ｐ１は、本発明の第１画像に相当する。また、本実施形態の平面画像Ｐ２は、本発明の第２画像に相当する。

以下より、本発明にかかる実施形態の超音波診断装置１の動作について説明する。

図２は、本実施形態において、超音波診断装置１が被検体をスキャンして被検体の画像を表示するまでの動作を示すフロー図である。

図２に示すように、まず、はじめに、スキャン条件を設定する（Ｓ１０）。

ここでは、オペレータにより操作部３０２に入力された操作データに基づいて、制御部３０１がスキャン条件を設定し各部に制御信号を出力する。

図３は、本実施形態において設定されるスキャン条件を示す図である。図３においては、横軸ｔは時間を示している。

図３に示すように、本実施形態においては、送受信部１２が第１スキャンＳ１と第２スキャンＳ２との両者を交互にそれぞれ複数回実施するように、制御部３０２が設定する。ここでは、被検体の撮影領域を複数に分割し、その分割された領域を順次スキャンするように、第１スキャンＳ１と第２スキャンＳ２とをそれぞれ設定する。

図４は、第１スキャンＳ１と第２スキャンＳ２とのそれぞれについてのスキャン条件を示す図である。図４において、図４（ａ）は、第１スキャンＳ１についてのスキャン条件を示す図である。一方、図４（ｂ）は、第２スキャンＳ２についてのスキャン条件を示す図である。

第１スキャンＳ１においては、被検体の３次元領域である第１領域Ａ１をスキャンするように設定する。たとえば、図４（ａ）に示すように、横の画素数Ｎ１ａが１２８画素で縦の画素数Ｎ１ｂが１６画素であって合計２０４８画素の総画素数Ｎ１からなる平面マトリクスから所定の深さの距離Ｚ１までで規定される被検体の第１領域Ａ１に、送受信部１２が超音波を送信するように、制御部３０２が設定する。そして、図４（ａ）に示すように、送受信部１２が第１の送信音線数Ｔ１として４つ音線Ｔ１１，Ｔ１２，Ｔ１３，Ｔ１４の超音波を、その第１領域Ａ１の異なる部位のそれぞれに同時に送信するように、制御部３０２が設定する。そして、さらに、図４（ａ）に示すように、第１の受信音線数Ｒ１として、第１領域Ａ１に送信した１つの音線Ｔ１１から４つの音線Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４を、異なる画素に対応するそれぞれの位置で送受信部１２が同時に受信するように、制御部３０２が設定する。つまり、送信した４つの音線Ｔ１１，Ｔ１２，Ｔ１３，Ｔ１４のそれぞれについて、４つの音線Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４を受信するように設定し、合計で１６音線数の超音波を送受信部１２が同時に受信して第１エコー信号Ｅ１を生成するように制御部３０１が設定する。なお、ここでは、１つの音線が送信された送信位置の周囲で、それぞれが等しい間隔になるように複数の受信位置を設定し、複数の受信位置からの音線についての超音波をそれぞれ受信する。

そして、第１スキャンＳ１にて割り当てる第１スキャン時間ｔ１と、第２スキャンＳ２にて割り当てる第２スキャン時間ｔ２とが同じになるように調整された条件に基づいて送受信部１２が第２スキャンＳ２を実施するように、制御部３０２が設定する。

具体的には、以下の数式（１）の左辺に示すように第１スキャンＳ１にて割り当てる第１スキャン時間ｔ１と、数式(１)の右辺に示すように第２スキャンＳ２にて割り当てる第２スキャン時間ｔ２とが、同じになるように、制御部３０１が第２スキャンＳ２のスキャン条件を調整して、送受信部１２を制御する。なお、数式(１)においては、Ｎ１は、第１スキャンＳ１における平面マトリクスの総画素数であり、Ｚ１は、第１スキャンＳ１においてスキャンされる深さであり、超音波プローブ１１が被検体と接触する当接面からの距離である。そして、Ｔ１とＲ１とは、それぞれ、第１スキャンＳ１の実施において、第１領域Ａ１に同時に送信する第１の送信音線数と、その第１領域Ａ１に送信した超音波の１音線に対して同時に受信する第１の受信音線数とを示している。また、Ｎ２は、第２スキャンＳ２における直線状のマトリクスの総画素数である。そして、Ｚ２は、第２スキャンＳ２においてスキャンされる深さであり、超音波プローブ１１が被検体に接触する当接面からの距離である。また、Ｔ２とＲ２とは、それぞれ、第２スキャンＳ２の実施において、第２領域Ａ２に同時に送信する第２の送信音線数と、その第２領域Ａ２に送信した超音波の１音線に対して同時に受信する第２の受信音線数とを示している。また、Ｃは、音速度を示しており、１．５４ｍ／ｓで規定される。

｛（Ｎ１・Ｚ１）／（Ｔ１・Ｒ１・Ｃ）＝｛（Ｎ２・Ｚ２）／（Ｔ２・Ｒ２・Ｃ）｝ ・・・（１）

たとえば、第２スキャンＳ２においては、図４（ｂ）に示すように、たとえば、第１撮影領域Ａ１に含まれ、総画素数Ｎ２が１２８画素である直線状のマトリクスから、第１スキャンＳ１での深さの距離Ｚ１と同じように規定される第２スキャンＳ２での深さの距離Ｚ２までの被検体の第２領域Ａ２に、送受信部１２が超音波を送信するように、制御部３０２が設定し制御する。そして、図４（ｂ）に示すように、たとえば、送受信部１２が第２の送信音線数Ｔ２として１つ音線Ｔ２１の超音波を、その第２領域Ａ２に送信するように、制御部３０２が設定し制御する。そして、さらに、図４（ｂ）に示すように、第２の受信音線数Ｒ２として、第２領域Ａ２に送信した１つの音線Ｔ２１に対応する１つの音線Ｒ２１を、送信個所と同じ位置で送受信部１２が受信するように、制御部３０２が設定する。つまり、ここでは、送信した１つの音線Ｔ２１について、１つの音線Ｒ２１の超音波を送受信部１２が受信して第２エコー信号Ｅ２を生成するように、制御部３０１が設定する。このようにして、上記（１）を満足するように、第２スキャンＳ２を設定する。

そして、制御部３０１は、第１スキャンＳ１と第２スキャンＳ２とのそれぞれを送受信部１２が交互に複数回実施して、第１領域Ａ１と第２領域Ａ２との全画素に対応するようにスキャン条件を設定する。たとえば、第１領域Ａ１を１２８×１６個に分割すると共に第２領域Ａ２を１２８個の領域に分割し、合計で１６音線数の超音波を同時に受信する第１スキャンＳ１と、１音線数のみの超音波を受信する第２スキャンＳ２とをそれぞれの領域に対応するように、交互に合計で１２８回分、順次、実施するように設定する。

つぎに、スキャンを実施する（Ｓ１１）。

ここでは、オペレータが超音波プローブ１１の超音波振動子１１ａを被検体に接触させて、送信部１２がスキャンを実施する。本実施形態においては、前述のように設定されたスキャン条件に基づいて、第１スキャンＳ１と第２スキャンＳ２との両者を交互に複数回、送受信部１２が実施する。

第１スキャンＳ１の実施においては、送受信部１２が、第１の送信音線数Ｔ１で同時になるように、超音波を被検体の第１領域Ａ１に送信する。送受信部１２は、３次元領域である第１領域Ａ１に超音波を送信する。そして、送受信部１２が、その第１領域Ａ１から反射される超音波を、第１領域Ａ１に送信した超音波の１音線当たりに第１の受信音線数Ｒ１で同時に受信し、第１エコー信号Ｅ１を取得する。

具体的には、前述のように、被検体の３次元領域である第１領域Ａ１に超音波を送受信部１２が送信する。送受信部１２は、４音線数の第１の送信音線数Ｔ１で同時になるように、その第１領域Ａ１の異なる部位のそれぞれに送信する。そして、送受信部１２は、その第１領域Ａ１から反射される超音波を、第１領域Ａ１に送信した超音波の１音線当たりで４音線数の第１の受信音線数Ｒ１となるように同時に受信する。つまり、ここでは、合計で１６音線数の超音波を送受信部１２が受信して、第１エコー信号Ｅ１を取得する。

また、第２スキャンＳ２の実施においては、被検体の第１領域Ａ１に含まれる第２領域Ａ２に送受信部１２が超音波振動子１１ａから超音波を送信する。ここでは、第１スキャンＳ１における第１の送信音線数Ｔ１よりも少ない第２の送信音線数Ｔ２で同時になるように、送受信部１２が超音波を第２領域Ａ２に送信する。そして、その第２領域Ａ２から反射される超音波を、第２領域Ａ２に送信した超音波の１音線当たりに第１の受信音線数Ｒ１より少ない受信音線数Ｒ２で、送受信部１２が同時に受信し、第２エコー信号を取得する。そして、送受信部１２は、第１スキャンＳ１にて割り当てる第１スキャン時間ｔ１と、第２スキャンＳ２にて割り当てる第２スキャン時間ｔ２とが同じになるように調整された条件に基づいて第２スキャンＳ２を実施する。

具体的には、前述のように、被検体の２次元領域である第２領域Ａ２に、送受信部１２が超音波を送信する。たとえば、送受信部１２は、１音線数である第２の送信音線数Ｔ２で、その第２領域Ａ２の部位に送信する。そして、その第２領域Ａ２の部位から直接的に反射される超音波を、第２領域Ａ２に送信した超音波の１音線当たりで１音線数の第２の受信音線数Ｒ２となるように受信する。つまり、ここでは、送受信部１２は、合計で１音線数の超音波を送受信部１２が受信して、第２エコー信号Ｅ２を取得するように第２スキャンＳ２を実施する。

そして、上記のように、第１スキャンＳ１と第２スキャンＳ２とのそれぞれを交互に、送受信部１２が複数回実施する。たとえば、第１スキャンＳ１と第２スキャンＳ２とをそれぞれ１２８回ずつ交互に実施して、第１領域Ａ１と第２領域Ａ２との全画素に対応した音線をそれぞれ取得する。そして、送受信部１２が、第１スキャンにより第１エコー信号を生成すると共に、第２スキャンによって第２エコー信号を生成し、その第１エコー信号と第２エコー信号とを、順次、画像生成部１３に出力する。

つぎに、画像の生成を実施する（Ｓ２１）。

ここでは、送受信部１２による第１スキャンＳ１の実施に対してリアルタイムになるように、被検体の第１領域Ａ１の断層について３次元的に示す立体画像Ｐ１を、画像生成部１３が第１エコー信号Ｅ１に基づいて生成する。具体的には、データ収集を行って多断面についての２次元画像を生成し、その２次元画像からボリュームデータを構築した後、レンダリング処理することにより３次元的な立体画像Ｐ１を生成する。たとえば、サーフェスレンダリング処理が施され、表面に陰影が設けられた立体画像Ｐ１が生成される。そして、その立体画像Ｐ１と共に、送受信部１２による第２スキャンＳ２の実施に対してリアルタイムになるように、被検体の第２領域Ａ２の断層について２次元的に示す平面画像Ｐ２を、画像生成部１３が第２エコー信号に基づいて生成する。本実施形態においては、交互に複数回実施される第１スキャンＳ１と第２スキャンＳ２とのそれぞれにより取得される複数の第１エコー信号Ｅ１と複数の第２エコー信号に基づいて、立体画像Ｐ１と平面画像Ｐ２とを画像生成部１３がそれぞれ生成する。そして、生成した立体画像Ｐ１と平面画像Ｐ２とを、記憶部１４に出力する。

つぎに、画像の表示を実施する（Ｓ３１）。

ここでは、画像生成部１３により生成された画像を、表示部１２１が記憶部１４から取得してリアルタイムに表示する。

図５は、本実施形態において、表示部１２１が表示する画像を示す図である。

図５に示すように、本実施形態においては、画像生成部１３により生成された立体画像Ｐ１と平面画像Ｐ２とを、表示部１２１が並べて表示する。たとえば、サーフェスレンダリング処理が施されて表面に陰影が設けられた立体画像Ｐ１と、その立体画像Ｐ１の内部の断面を示す平面画像Ｐ２とを表示する。そして、ここでは、送受信部１２による第１スキャンＳ１と第２スキャンＳ２との実施に対してリアルタイムになるように、立体画像Ｐ１と平面画像Ｐ２とを表示部１２１が表示する。

以上のように、本実施形態においては、超音波振動子１１ａから被検体の第１領域Ａ１に超音波を送信し、その第１領域Ａ１から反射される超音波を、第１領域Ａ１に送信した超音波の１音線当たりに複数の第１の受信音線数Ｒ１で同時に受信するように、送受信部１２が第１スキャンＳ１を実施し第１エコー信号Ｅ１を取得する。そして、超音波振動子１１ａから被検体の第１領域Ａ１に含まれる第２領域Ａ２に超音波を送信し、その第２領域Ａ２から反射される超音波を、第２領域Ａ２に送信した超音波の１音線当たりに第１の受信音線数Ｔ１より少ない第２の受信音線数Ｔ２で同時に受信するように、送受信部１２が第２スキャンＳ２を実施して第２エコー信号Ｅ２を取得する。その後、送受信部１２による第１スキャンＳ１の実施に対してリアルタイムになるように第１領域Ａ１の断層についての立体画像Ｐ１を第１エコー信号Ｅ１に基づいて画像生成部１３が３次元的に生成する。そして、これと共に、送受信部１２による第２スキャンＳ２の実施に対してリアルタイムになるように、第２領域Ａ２の断層についての平面画像Ｐ２を、画像生成部１３が第２エコー信号Ｅ２に基づいて２次元的に生成する。そして、画像生成部１３により生成された立体画像Ｐ１と平面画像Ｐ２とを、送受信部１２による第１スキャンＳ１と第２スキャンＳ２との実施に対してリアルタイムになるように、表示部１２１が並べて表示する。このように、立体画像Ｐ１を形成するための第１エコー信号Ｅ１とは別に、第１エコー信号Ｅ１の取得時における第１の受信音線数Ｔ１よりも少ない第２の受信音線数Ｔ２で同時に受信し得られた第２エコー信号Ｅ２に基づいて、画像生成部１３が平面画像Ｐ２を生成する。つまり、第１エコー信号Ｅ１よりも、クロストークが少なく、送信位置に近い個所から反射した超音波により得られる第２エコー信号Ｅ２に基づいて、画像生成部１３が平面画像Ｐ２を生成する。このため、立体画像Ｐ１をリアルタイムに生成し表示すると共に、高い分解能の平面画像Ｐ２を表示でき、画像品質を向上することができる。よって、本実施形態は、診断を効率的に実施することができる。

また、本実施形態においては、第１スキャンＳ１と第２スキャンＳ２とが交互になるように、送受信部１２がそれぞれ複数回実施する。そして、第１スキャンＳ１のそれぞれにより取得される複数の第１エコー信号Ｅ１に基づいて、画像生成部１３が立体画像Ｐ１を生成する。そして、これと共に、第２スキャンＳ２のそれぞれにより取得される複数の第２エコー信号Ｅ２に基づいて、画像生成部１３が平面画像Ｐ２を生成する。このため、立体画像Ｐ１と平面画像Ｐ２とを生成し表示する際に、立体画像Ｐ１と平面画像Ｐ２との間での時間差が少なくなるため、立体画像Ｐ１と第２画像Ｐ２とを、より正確にリアルタイムに生成し表示することができる。よって、本実施形態は、診断を効率的に実施することができる。

また、本実施形態においては、第１スキャンＳ１にて割り当てる第１スキャン時間ｔ１と、第２スキャンＳ２にて割り当てる第２スキャン時間ｔ２とが同じになるように、送受信部１２が第１スキャンＳ１と第２スキャンＳ２とのそれぞれを交互に複数回実施する。このように、立体画像Ｐ１と平面画像Ｐ２とをそれぞれ生成するために必要な第１エコー信号Ｅ１と第２エコー信号Ｅ２とを、それぞれ分割して交互に取得するように、第１スキャンＳ１と第２スキャンＳ２とを実施している。これにより、立体画像Ｐ１と第２画像Ｐ２とが同じタイミングで交互にリアルタイムに生成され表示される。よって、本実施形態は、立体画像Ｐ１と第２画像Ｐ２とをより正確にリアルタイムに生成し表示することができ、診断を効率的に実施することができる。

また、本実施形態においては、超音波を第１の送信音線数Ｔ１で同時に第１領域Ａ１に送信するように、送受信部１２が第１スキャンＳ１を実施する。そして、これと共に、第１の送信音線数Ｔ１よりも少ない第２の送信音線数Ｔ２で超音波を同時に第２領域Ａ２に送信するように、送受信部１２が第２スキャンＳ２を実施する。このため、立体画像Ｐ１を、より正確にリアルタイムに生成し表示することができ、診断を効率的に実施することができる。

なお、本発明の実施に際しては、上記した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形形態を採用することができる。

たとえば、第１スキャンＳ１と第２スキャンＳ２とを交互に実施する際には、上記のほか、第１領域Ａ１の１フレームに対応するエコー信号を取得する第１スキャンと、第２領域Ａ２の１フレームに対応するエコー信号を取得する第２スキャンとを送受信部が実施してもよい。

図１は、本発明にかかる実施形態の超音波診断装置の全体構成を示すブロック図である。 図２は、本発明にかかる実施形態において、超音波診断装置が被検体をスキャンして被検体の画像を表示するまでの動作を示すフロー図である。 図３は、本発明にかかる実施形態において、設定されるスキャン条件を示す図である。 図４は、本発明にかかる実施形態において、第１スキャンと第２スキャンとのそれぞれについてのスキャン条件を示す図である。 図５は、本発明にかかる実施形態において、表示部が表示する画像を示す図である。

符号の説明

１…超音波診断装置
１１…超音波プローブ（超音波プローブ）
１１ａ…超音波振動子（超音波振動子）
１２…送受信部（送受信部）
１３…画像生成部（画像生成部）
１４…記憶部
１２１…表示部（表示部）
３０１…制御部
３０２…操作部
Ａ１…第１領域（第１領域）
Ｔ１…第１の送信音線数（第１の送信音線数）
Ｒ１…第１の受信音線数（第１の受信音線数）
Ｓ１…第１スキャン（第１スキャン）
Ｅ１…第１エコー信号（第１エコー信号）
Ａ２…第２領域（第２領域）
Ｔ２…第２の送信音線数（第２の送信音線数）
Ｒ２…第２の受信音線数（第２の受信音線数）
Ｓ２…第２スキャン（第２スキャン）
Ｐ１…立体画像（第１画像）
Ｐ２…平面画像（第２画像）

Claims (6)

1. 超音波プローブにおいて配列された超音波振動子から被検体へ超音波を送信し、前記被検体から反射される前記超音波を前記超音波振動子で受信することによって得られるエコー信号に基づいて、前記被検体についての画像を生成し表示する超音波診断装置であって、
   前記超音波振動子から前記被検体の３次元領域である第１領域に前記超音波を送信し前記第１領域から反射される前記超音波を、前記第１領域に送信した前記超音波の１音線当たりに２以上の第１の受信音線数で同時に受信する第１スキャンを実施して第１エコー信号を取得すると共に、前記超音波振動子から前記被検体の前記３次元領域に含まれる断層面に相当する第２領域に前記超音波を送信し前記第２領域から反射される前記超音波を、前記第２領域に送信した前記超音波の１音線当たりに前記第１の受信音線数より少ない１以上の第２の受信音線数で受信する第２スキャンを実施して第２エコー信号を取得する送受信部と、
   前記送受信部による前記第１スキャンの実施に対してリアルタイムになるように前記第１領域の３次元的な第１画像を前記第１エコー信号に基づいて生成すると共に、前記送受信部による前記第２スキャンの実施に対してリアルタイムになるように前記第２領域の２次元的な第２画像を前記第２エコー信号に基づいて生成する画像生成部と、
   前記画像生成部により生成された前記第１画像と前記第２画像とを、前記送受信部による前記第１スキャンと前記第２スキャンとの実施に対してリアルタイムになるようにして並べて表示する表示部とを有し、
   前記送受信部は、前記第１スキャンにて割り当てる第１スキャン時間と、前記第２スキャンにて割り当てる第２スキャン時間とが同じになるように、前記第１スキャンと前記第２スキャンとのそれぞれを交互に複数回実施し、
   前記画像生成部は、前記第１スキャンのそれぞれにより取得される複数の前記第１エコー信号に基づいて前記第１画像を生成すると共に、前記第２スキャンのそれぞれにより取得される複数の前記第２エコー信号に基づいて前記第２画像を生成する
   超音波診断装置。
2. 前記第１領域の３次元的な第１画像は、サーフェスレンダリング処理が施された画像である
   請求項１に記載の超音波診断装置。
3. 前記送受信部は、前記超音波を第１の送信音線数で同時に前記第１領域に送信するように前記第１スキャンを実施すると共に、前記超音波を前記第１の送信音線数よりも少ない第２の送信音線数で前記第２領域に送信するように前記第２スキャンを実施する
   請求項１又は請求項２に記載の超音波診断装置。
4. 超音波プローブにおいて配列された超音波振動子から被検体へ超音波を送信し、前記被検体から反射される前記超音波を前記超音波振動子で受信することによって得られるエコー信号に基づいて、前記被検体についての画像を生成し表示する超音波画像表示方法であって、
   前記超音波振動子から前記被検体の３次元領域である第１領域に前記超音波を送信し前記第１領域から反射される前記超音波を、前記第１領域に送信した前記超音波の１音線当たりに２以上の第１の受信音線数で同時に受信する第１スキャンを実施して第１エコー信号を取得すると共に、前記超音波振動子から前記被検体の前記３次元領域に含まれる断層面に相当する第２領域に前記超音波を送信し前記第２領域から反射される前記超音波を、前記第２領域に送信した前記超音波の１音線当たりに前記第１の受信音線数より少ない１以上の第２の受信音線数で受信する第２スキャンを実施して第２エコー信号を取得する第１ステップであって、前記第１スキャンにて割り当てる第１スキャン時間と、前記第２スキャンにて割り当てる第２スキャン時間とが同じになるように、前記第１スキャンと前記第２スキャンとのそれぞれを交互に複数回実施する第１ステップと、
   前記第１ステップにおける前記第１スキャンの実施に対してリアルタイムになるように前記第１領域の３次元的な第１画像を前記第１エコー信号に基づいて生成すると共に、前記第１ステップにおける前記第２スキャンの実施に対してリアルタイムになるように前記第２領域の２次元的な第２画像を前記第２エコー信号に基づいて生成する第２ステップであって、前記第１スキャンのそれぞれにより取得される複数の前記第１エコー信号に基づいて前記第１画像を生成すると共に、前記第２スキャンのそれぞれにより取得される複数の前記第２エコー信号に基づいて前記第２画像を生成する第２ステップと、
   前記第２ステップにより生成された前記第１画像と前記第２画像とを、前記第１ステップにおける前記第１スキャンと前記第２スキャンとの実施に対してリアルタイムになるようにして並べて表示する第３ステップと
   を有する超音波画像表示方法。
5. 前記第１領域の３次元的な第１画像は、サーフェスレンダリング処理が施された画像である
   請求項４に記載の超音波画像表示方法。
6. 前記第１ステップにおいては、前記超音波を第１の送信音線数で同時に前記第１領域に送信するように前記第１スキャンを実施すると共に、前記超音波を前記第１の送信音線数よりも少ない第２の送信音線数で前記第２領域に送信するように前記第２スキャンを実施する
   請求項４又は請求項５に記載の超音波画像表示方法。

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