JP7632056B2 - 超音波診断装置、超音波診断装置の制御方法、及び、超音波診断装置の制御プログラム - Google Patents

Description

本開示は、超音波診断装置、超音波診断装置の制御方法、及び、超音波診断装置の制御プログラムに関する。

超音波診断は、超音波探触子を体表から当てるという簡単な操作で心臓の拍動や胎児の動きの様子が超音波画像として得られ、かつ安全性が高いため繰り返して検査を行うことができる。超音波診断を行うために用いられ、超音波画像を生成して表示する超音波診断装置が知られている。また、超音波を被検体に送受信しドプラー法により被検体の血流の流れを色を付けて表示するＣ（カラーフロー（カラードプラー））モード画像を生成して表示する超音波診断装置が知られている。

図２２は、従来のＭＴＩ（Moving Target Indication）フィルタのパワーの周波数特性を示す図である。Ｃモード画像データの生成において、被検体で反射された超音波に基づく受信信号に対応するドプラー信号のパワーの周波数特性をとる。すると、図２２に示すように、ドプラー信号には、クラッタ成分２０１と、血流成分２０２と、ノイズ成分２０３と、が含まれる。クラッタ成分２０１は、被検体の組織の動きの信号成分である。血流成分２０２は、被検体の血流の信号成分である。ノイズ成分２０３は、装置固有のシステムノイズ（ランダムノイズ）の信号成分である。

一般に、Ｃモード画像では血流成分を画像化するため、ＭＴＩフィルタ２０４により、ドプラー信号のうちのクラッタ成分２０１を除去している。ＭＴＩフィルタ２０４は、クラッタ成分を除去しドプラー偏移成分のみを抽出するハイパスフィルタである。

このＭＴＩフィルタとしては、例えば、血流成分とクラッタ成分との平均速度の差を用いたＦＩＲフィルタのほか、入力信号に応じて係数を変化させる適用型のＭＴＩフィルタが知られている。適応型のＭＴＩフィルタは、ＭＴＩフィルタ入力前の信号から組織の速度を求めて、その位相差がキャンセルされた信号を得る。

特に、この種の適応型のＭＴＩフィルタとして、ＭＴＩフィルタ入力前のドプラー信号から相関行列を用いて主成分分析を行い、各次数の主成分（固有ベクトル）を基に、血流成分とクラッタ成分とを識別し、これにより、クラッタを除去した血流画像を得る固有ベクトル型ＭＴＩフィルタが注目されている（例えば、特許文献１を参照）。尚、固有ベクトル型ＭＴＩフィルタは、血流成分とクラッタ成分の周波数帯域が重複している場合にも、クラッタ成分を除去することができる点で、ＦＩＲフィルタ等と比較して有用である。

特開２０１４－１５８６９８号公報

従来、この種の固有ベクトル型ＭＴＩフィルタを利用する超音波診断装置においては、主成分分析で得られる各次数の固有ベクトル（即ち、主成分）の固有値を基に適切なランクカット次数（低減対象の固有ベクトル）を決定し、クラッタ成分を除去した血流画像を得る手法が取られている。

図１は、従来技術に係る固有ベクトル型ＭＴＩフィルタの処理について、説明する図である。図１は、０次成分の固有ベクトルのみを低減した血流画像、０次成分～１次成分の固有ベクトルを低減した血流画像、０次成分～２次成分の固有ベクトルを低減した血流画像…０次成分～ｎ次成分（図１では、０次成分～１３次成分まで）の固有ベクトルを低減した血流画像を、左上から右下に順に示している。

尚、主成分分析により算出された複数の固有ベクトルは、固有値の大きさによって降順に次数が大きくなるように固有ベクトルの次数が設定される。通常、クラッタ信号の方が血流信号よりも信号強度（即ち、固有値）が大きいため、低次数側の固有ベクトルが、クラッタ信号に係る固有ベクトルとなり、高次数側の固有ベクトルが、血流成分に係る固有ベクトルとなるように、固有ベクトルに次数が割り当てられる。

従来技術では、例えば、各次数の固有ベクトル（即ち、主成分）の固有値の大きさが、閾値以上となっている次数の固有ベクトル（即ち、主成分）については、クラッタ成分とみなして、ランクカット次数を決定している（例えば、図１では、４次成分をランクカット次数として決定した態様を示す）。

かかる従来技術の手法は、簡易な演算処理で、クラッタ成分を除去した血流画像を得ることができる点では有用である。しかしながら、固有値は主成分がどの程度の情報を保持しているかを表すにすぎず、０次成分～ｎ次成分の固有ベクトルそれぞれの固有値の分布は、Ｃモード画像の撮影対象の関心領域（ＲＯＩ）における血流信号の強弱や、組織の動きの強弱に大きく左右される。例えば、０次成分～ｎ次成分の固有ベクトルそれぞれの固有値の分布は、血流信号が多く存在する領域（例えば、頸動脈）と血流信号が少ない領域（例えば、甲状腺）とでは、異なっている（後述する図１１を参照）。そのため、血流成分とクラッタ成分とを識別するための固有値に係る適切な閾値を設定することは困難である。

加えて、クラッタ成分は固有値が大きい次数の固有ベクトルに大部分は集約されてはいるものの、クラッタ成分の一部は、血流成分を示す高い次数の固有ベクトルにも含まれてしまう。そして、血流成分を示す高い次数の固有ベクトルでは、次数間での固有値の変化が小さいため、クラッタ成分を多く含む次数の固有ベクトルと、血流成分を多く含む次数の固有ベクトルとの境界の次数を決定するのが困難である。

このような背景から、固有ベクトル型ＭＴＩフィルタを利用する超音波診断装置においては、実際には、ユーザーが超音波画像を確認しながら、適切なランクカット次数を模索する必要性が生じている。

本開示は、上記問題点に鑑みてなされたもので、適切なＭＴＩフィルタ特性を自動で設定することを可能とする超音波診断装置、超音波診断装置の制御方法、及び、超音波診断装置の制御プログラムを提供することを目的とする。

前述した課題を解決する主たる本開示は、
被検体内に向けて超音波を送信すると共にその反射波を受信することにより、前記被検体内の血流画像を生成する超音波診断装置であって、
カラーフローモード実行時に得られた前記被検体内の所定領域内における時系列の反射波データ群に対して主成分分析を実行して、複数の固有ベクトルを算出する主成分分析実行部と、
複数の前記固有ベクトルそれぞれを周波数解析することで、複数の前記固有ベクトルそれぞれが表す時間方向の主たる周波数成分を算出する周波数解析部と、
複数の前記固有ベクトルそれぞれの前記主たる周波数成分と、クラッタ成分を低減させる基準周波数を定めたクラッタ成分低減条件とに基づいて、複数の前記固有ベクトルそれぞれの低減率を決定する低減率決定部と、
複数の前記固有ベクトルと、複数の前記固有ベクトルそれぞれに対応する前記低減率と、に基づいて、クラッタ成分を低減するフィルタ係数を算出するフィルタ係数算出部と、
前記時系列の反射波データ群に対して前記フィルタ係数を適用して、血流画像データを生成する画像生成部と、
を備える超音波診断装置である。

又、他の局面では、
被検体内に向けて超音波を送信すると共にその反射波を受信することにより、前記被検体内の血流画像を生成する超音波診断装置の制御方法であって、
カラーフローモード実行時に得られた前記被検体内の所定領域内における時系列の反射波データ群に対して主成分分析を実行して、複数の固有ベクトルを算出する第１処理と、
複数の前記固有ベクトルそれぞれを解析することで、複数の前記固有ベクトルそれぞれが表す時間方向の主たる周波数成分を算出する第２処理と、
複数の前記固有ベクトルそれぞれの前記主たる周波数成分と、クラッタ成分を低減させる基準周波数を定めたクラッタ成分低減条件とに基づいて、複数の前記固有ベクトルそれぞれの低減率を決定する第３処理と、
複数の前記固有ベクトルと、複数の前記固有ベクトルそれぞれに対応する前記低減率と、に基づいて、クラッタ成分を低減するフィルタ係数を算出する第４処理と、
前記時系列の反射波データ群に対して前記フィルタ係数を適用して、血流画像データを生成する第５処理と、
を有する制御方法である。

又、他の局面では、
被検体内に向けて超音波を送信すると共にその反射波を受信することにより、前記被検体内の血流画像を生成する超音波診断装置の制御プログラムであって、
カラーフローモード実行時に得られた前記被検体内の所定領域内における時系列の反射波データ群に対して主成分分析を実行して、複数の固有ベクトルを算出する第１処理と、
複数の前記固有ベクトルそれぞれを解析することで、複数の前記固有ベクトルそれぞれが表す時間方向の主たる周波数成分を算出する第２処理と、
複数の前記固有ベクトルそれぞれの前記主たる周波数成分と、クラッタ成分を低減させる基準周波数を定めたクラッタ成分低減条件とに基づいて、複数の前記固有ベクトルそれぞれの低減率を決定する第３処理と、
複数の前記固有ベクトルと、複数の前記固有ベクトルそれぞれに対応する前記低減率と、に基づいて、クラッタ成分を低減するフィルタ係数を算出する第４処理と、
前記時系列の反射波データ群に対して前記フィルタ係数を適用して、血流画像データを生成する第５処理と、
を有する制御プログラムである。

本開示に係る超音波診断装置によれば、適切なＭＴＩフィルタ特性を自動で設定することが可能である。

従来技術に係る固有ベクトル型ＭＴＩフィルタの処理について、説明する図 第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成を示す概略ブロック図 第１の実施形態に係るＣモード画像生成部の機能構成を示すブロック図 第１の実施形態に係るＭＴＩフィルタの内部構成を示す図 ＭＴＩフィルタの入出力の関係を示す図 ＭＴＩフィルタのＭＴＩフィルタ係数の算出方法を示す図 １フレームのＣモード画像を得るために用いられるパケットデータのデータ構成を示す図 第１の実施形態に係る低減率決定部の処理を示す図 従来技術に係るランクカット次数の決定手法を示す図 本願発明に係るランクカット次数の決定手法を示す図 従来技術に係るランクカット次数の決定手法（図９Ａ）でランクカット次数を決定した場合に生成される血流画像 本願発明に係るランクカット次数の決定手法（図９Ｂ）でランクカット次数を決定した場合に生成される血流画像 関心領域（パケットデータ群の取得対象）をより局所的な領域に設定して主成分分析を実行した場合に得られる、各次数の固有ベクトルの固有値の分布及び固有ベクトル周波数の分布を示す図 第２の実施形態に係る低減率決定部の処理について、説明する図 第２の実施形態に係る低減率決定部の処理の他の手法について、説明する図 第３の実施形態に係る低減率決定部の処理について、説明する図 第３の実施形態に係る低減率決定部の処理の他の手法について、説明する図 第４の実施形態に係る低減率決定部の処理について、説明する図 第４の実施形態に係る低減率決定部の処理の他の手法について、説明する図 第５の実施形態に係るＭＴＩフィルタの内部構成を示す図 第５の実施形態に係る低減率決定部の処理について、説明する図 第６の実施形態に係る超音波診断装置の動作フローについて、説明する図 第６の実施形態に係る超音波診断装置の動作フローについて、説明する図 従来のＭＴＩ（Moving Target Indication）フィルタのパワーの周波数特性を示す図

以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施形態について詳細に説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

（第１の実施形態）
先ず、図２～図４を参照して、一実施の形態に係る超音波診断装置１の全体構成を説明する。

図２は、本実施形態に係る超音波診断装置１の構成を示す概略ブロック図である。図３は、本実施形態に係るＣモード画像生成部７の機能構成を示すブロック図である。

超音波診断装置１は、病院などの医療機関に設置され、被計測物である患者の生体などの被検体の超音波画像を生成する装置である。超音波診断装置１は、超音波診断装置本体１００に、超音波探触子１０１が接続されて構成されている。

超音波診断装置本体１００は、操作部２と、送信部３と、受信部４と、Ｂ（Brightness）モード画像生成部５と、ＲＯＩ（Region Of Interest：関心領域）設定部６と、Ｃモード画像生成部７と、表示処理部８と、制御部９と、記憶部１０と、表示部１１と、を備える。

超音波探触子１０１は、一次元方向に配列された複数の振動子（圧電変換素子）１０１ａを有し、振動子１０１ａそれぞれが後述する送信部３からの駆動信号（送信電気信号）を超音波へと変換し、超音波ビームを生成する。従って、ユーザーは、被検体表面に超音波探触子１０１を配置することで、被検体内部に超音波ビームを照射することができる。そして、超音波探触子１０１は、被検体内部からの反射超音波を受信し、複数の振動子１０１ａでその反射超音波を受信電気信号へと変換して後述する受信部４に供給する。

なお、本実施の形態においては、複数の振動子１０１ａが一次元方向に配列されたリニア型の超音波探触子１０１を例に説明するが、これに限定されるものではない。例えば、複数の振動子１０１ａが一次元方向に配列されたコンベックス型、セクター型などの超音波探触子１０１や、複数の振動子１０１ａが２次元に配列された超音波探触子１０１や、一次元方向に配列された複数の振動子１０１ａが揺動する超音波探触子１０１などを用いることも可能である。また、制御部９の制御に基づき、送信部３は、超音波探触子１０１が使用する振動子１０１ａを選択し、振動子１０１ａに電圧を与えるタイミングや電圧の値を個々に変化させることによって、超音波探触子１０１が送信する超音波ビームの照射位置や照射方向を制御することができる。

また、超音波探触子１０１は、後述する送信部３や受信部４の一部の機能を含んでいてもよい。例えば、超音波探触子１０１は、送信部３から出力された駆動信号を生成するための制御信号（以下、「送信制御信号」とする。）に基づき、超音波探触子１０１内で駆動信号を生成し、この駆動信号を振動子１０１ａにより超音波に変換するとともに、受信した反射超音波を受信電気信号に変換し、超音波探触子１０１内で受信電気信号に基づき後述する受信信号を生成する構成が挙げられる。

さらに、超音波探触子１０１は、超音波診断装置本体１００とケーブルを介して電気的に接続された構成が一般的であるが、これに限定されるものではなく、例えば、超音波探触子１０１は、超音波診断装置本体１００との間で、送信信号や受信信号の送受信をＵＷＢ（Ultra Wide Band）などの無線通信により行う構成であってもよい。ただし、かかる構成の場合は、超音波診断装置本体１００及び超音波探触子１０１に無線通信可能な通信部を備える構成となることは言うまでもない。

操作部２は、ユーザーから入力を受け取り、ユーザーの入力に基づく指令を制御部９に出力する。操作部２は、反射超音波の振幅を明るさ（輝度）で表したＢモード画像のみを表示させるモード（以下、「Ｂモード」とする。）、又は、Ｂモード画像上にＣモード（カラーフローモード）画像を重畳表示させるモード（以下、「Ｃモード」とする。）のいずれのモードを実行するかをユーザーが選択可能にする。そして、操作部２は、ユーザーがＢモード画像上のＣモード画像を表示させるＲＯＩの位置の指定入力を受け付ける機能も含まれる。また、表示させるＣモード画像としては、さらに、血流の状態を示す血流信号としての血流速度Ｖにより血流の流速及び方向をカラー表示するＶモードと、血流信号としての血流のパワーＰにより血流のパワーをカラー表示するＰモードと、血流速度Ｖ、血流信号としての分散Ｔにより血流の流速及び分散をカラー表示するＶ－Ｔモードと、の表示モードのＣモード画像があるものとする。操作部２は、ユーザーからＣモードの入力を受け付けた場合に、さらにその表示モードの入力も受け付けるものとする。なお、Ｃモード画像の表示モードには、Ｔ（分散）モード、ｄＰ（方向付パワー）モードなどを含めてもよい。このように、Ｃモードは、カラードプラーモード（Ｖモード、Ｖ－Ｔモードなど）、パワードプラーモード（Ｐモードなど）が含まれる。

また、操作部２は、表示部１１の表示画面上に設けられ、ユーザーのタッチ入力を受け付けるタッチパネルを含むものとしてもよい。

送信部３は、少なくとも駆動信号を生成し、超音波探触子１０１に超音波ビームを送信させる送信処理を行う。一例として、送信部３は、振動子１０１ａを有する超音波探触子１０１から超音波ビームを送信するための駆動信号を生成する送信処理を行い、この駆動信号に基づき超音波探触子１０１に対して所定のタイミングで発生する高圧の駆動信号を供給することで、超音波探触子１０１の振動子１０１ａを駆動させる。これにより、超音波探触子１０１は、駆動信号を超音波へと変換することで、被検体に超音波ビームを照射することができる。

送信部３は、制御部９の制御に従い、Ｃモードがオンされている場合には、Ｂモード画像を表示させるための送信処理に加え、Ｃモード画像を表示させるための送信処理が行われる。例えば、Ｂモード画像を表示させるための電気的な駆動信号を供給した後に、Ｃモード画像を表示させるための駆動信号を同一方向（同一ライン）にｎ（ｎは例えば１６など十数回）回繰り返し供給することを、ＲＯＩ設定部６で設定されたＲＯＩの全方位方向（全ライン）に対して行う。また、送信部３は、送信処理時にＢモード画像用の送信処理又はＣモード画像用の送信処理の付加情報を指定しておき、この付加情報を受信部４に供給する。

受信部４は、制御部９の制御に従い、反射超音波に基づく電気的なＲＦ（Radio Frequency）信号としての受信信号を生成する受信処理を行う。受信部４は、例えば、超音波探触子１０１で反射超音波を受信し、その反射超音波に基づき変換された受信電気信号に対し、受信電気信号を増幅してＡ／Ｄ変換、整相加算を行うことで受信信号（音線データ）を生成する。

受信部４は、送信部３から付加情報を取得し、取得した付加情報がＢモード画像用の付加情報であれば受信信号をＢモード画像生成部５に供給し、取得した付加情報がＣモード画像用の付加情報であれば受信信号をＣモード画像生成部７に供給する。以下、Ｂモード画像生成用の受信信号を「Ｂモード受信信号」、Ｃモード画像生成用の受信信号を「Ｃモード受信信号」と称することとする。

なお、本実施の形態においては、生成した画像フレームに係る受信信号を、受信部４が、Ｂモード画像用かＣモード画像用かを選別して各ブロックに供給する構成としたが、これに限定されるものではなく、例えば、生成した画像フレームに係る受信信号を、Ｂモード画像生成部５及びＣモード画像生成部７のそれぞれで選別する構成であってもよい。

Ｂモード画像生成部５は、制御部９の制御に従い、受信部４から入力されたＢモード受信信号に、包絡線検波、対数圧縮などを実施し、ダイナミックレンジやゲインの調整を行って輝度変換することで、Ｂモード画像データを生成し、表示処理部８に出力する。

ＲＯＩ設定部６は、制御部９の制御に従い、操作部２を介してユーザーから入力されたＲＯＩの指定情報に応じて、送信部３及び表示処理部８にＣモード画像のＲＯＩ（以下、「関心領域」とも称する）を設定する。

Ｃモード画像生成部７は、制御部９の制御に従い、受信部４から入力されたＣモード受信信号に応じて、Ｃモード画像データを生成し、表示処理部８に出力する。

Ｃモード画像生成部７は、直交検波回路７１と、コーナーターン制御部７２と、ＭＴＩフィルタ７３と、相関演算部７４と、データ変換部７５と、ノイズ除去空間フィルタ部７６と、フレーム間フィルタ７７と、Ｃモード画像変換部７８と、を有する（図３を参照）。尚、相関演算部７４、データ変換部７５、ノイズ除去空間フィルタ部７６、フレーム間フィルタ７７、及びＣモード画像変換部７８は、本発明の「画像生成部」として機能する。

直交検波回路７１は、制御部９の制御に従い、受信部４から入力されたＣモード受信信号を直交検波することにより、取得したＣモード受信信号と、参照信号との位相差を算出し、（複素）ドプラー信号Ｉ，Ｑを取得する。

コーナーターン制御部７２は、制御部９の制御に従い、直交検波回路７１から入力されたドプラー信号Ｉ，Ｑを、同一音響線（ライン）毎に、超音波探触子１０１から被検体への深さ方向と、超音波の送受信の繰り返し回数ｎ（以下、「繰り返し回数」と略称する）のアンサンブル方向と、に配列してメモリー（図示略）に格納し、深さ毎にドプラー信号Ｉ，Ｑをアンサンブル方向に読み出す。

受信信号（ドプラー信号Ｉ，Ｑ）には、Ｃモード画像生成に必要な血流の信号成分に加えて、不要な血管壁や組織などの情報（クラッタ成分）も混在している。ＭＴＩフィルタ７３は、制御部９の制御に従い、コーナーターン制御部７２から入力されたドプラー信号Ｉ，Ｑをフィルタリングしてクラッタ成分を除去する。

次に、図４～図１１を参照して、ＭＴＩフィルタ７３の内部構成を説明する。尚、ＭＴＩフィルタ７３は、上記した固有ベクトル型ＭＴＩフィルタである。

図４は、本実施形態に係るＭＴＩフィルタ７３の内部構成を示す図である。図５は、ＭＴＩフィルタ７３の入出力の関係を示す図である。図６は、ＭＴＩフィルタ７３のＭＴＩフィルタ係数の算出方法を示す図である。図７は、１フレームのＣモード画像を得るために用いられるパケットデータのデータ構成を示す図である。

ＭＴＩフィルタ７３は、主成分分析実行部７３１、フィルタ係数算出部７３２、周波数解析部７３３、低減率決定部７３４、及びフィルタリング処理部７３５を有する。

カラードプラー法では、超音波送受信を同一方向で複数回行いながら、関心領域内を超音波走査し、これにより受信した時系列の反射波データ群から、血流信号を抽出する。かかる超音波送受信により得られる同一位置からの反射波信号（反射波データ）のデータ列は、パケットと呼ばれる。パケットサイズは、１フレームの血流情報を得るために同一方向で行われる超音波送受信の回数となる。一般的なカラードプラー法でのパケットサイズは、５から１６程度である。

コーナーターン制御部７２から出力されるドプラー信号Ｉ，Ｑからなる繰り返し回数ｎ個（パケットサイズｎ）の複素数をパケットデータＳｐとする。このとき、パケットデータＳｐは、同一位置から得られる時系列のｎ個の入力データｘ(0)，ｘ(1)，…，ｘ(n-1)として表される。ｘ(0)，ｘ(1)，…，ｘ(n-1)は、生成された経時的な順又はその逆順に並べられているものとする。

ＭＴＩフィルタ７３の入出力は、例えば、次式（１）で表される（図５を参照）。
ｙ＝Ａ_reg×ｘ …（１）
ただし、ｙ：ＭＴＩフィルタから出力されるパケットデータｙ(0)，ｙ(1)，…，ｙ(n-1)を示す出力ベクトル、Ａ_reg：ＭＴＩフィルタ係数（ｎ×ｎのフィルタマトリクス）、ｘ：入力データｘ(0)，ｘ(1)，…，ｘ(n-1)を示す入力ベクトル、である。

ＭＴＩフィルタ７３は、例えば、次式（２）に示すように、ＭＴＩフィルタ係数Ａ_reg（ｎ×ｎ行列のフィルタマトリクス）で表される（図６を参照）。
Ａ_reg＝ｂ×Ｇ×ｂ^H …（２）
ただし、ｂ：正規直交基底（ｎ×ｎマトリクス）、Ｇ：ゲイン行列（ｎ×ｎマトリクス）、ｂ^H：ｂとエルミート転置の正規直交基底（ｎ×ｎマトリクス）、である。

ＭＴＩフィルタ７３を算出するための正規直交基底ｂ，ｂ^Hは、主成分分析によって得られる複数の固有ベクトルからなる。正規直交基底ｂ，ｂ^Hは、固有値の最も大きな固有ベクトルを０次として、固有値の大きさによって降順に次数が大きくなるように表される。即ち、正規直交基底ｂでは、列番号が大きくなると次数も大きくなる。正規直交基底ｂ^Hでは、行番号が大きくなると次数も大きくなる。

ゲイン行列Ｇの対角成分Ｇ₀，Ｇ₁，…，Ｇ_n-1は、ＭＴＩフィルタ７３のクラッタ低減率に対応する。この対角成分が０の場合に、低減率が１００％に対応し、対角成分が１の場合に、低減率が０％に対応する。対角成分Ｇ₀，Ｇ₁，…，Ｇ_n-1は、次数に応じて固有値を昇順に並べたものである。対角成分Ｇ₀，Ｇ₁，…，Ｇ_n-1は、例えば、ランクカット次数に対応する境界の次数で値が０と１とに分けて設定される。ＭＴＩフィルタ７３のクラッタ低減率が大きいほど、対角成分Ｇ₀，Ｇ₁，…，Ｇ_n-1に０が多くなる。ただし、対角成分Ｇ₀，Ｇ₁，…，Ｇ_n-1としては、０、１以外に、０～１の小数点を含む数値をとる構成としてもよい。

尚、本実施形態においては、正規直交基底ｂ，ｂ^Hは、主成分分析実行部７３１により求められ、ゲイン行列Ｇ（対角成分Ｇ₀，Ｇ₁，…，Ｇ_n-1）は、低減率決定部７３４により設定される。

主成分分析実行部７３１、フィルタ係数算出部７３２、周波数解析部７３３、低減率決定部７３４、及びフィルタリング処理部７３５は、例えば、上記の演算処理を実行する機能部である。

主成分分析実行部７３１は、カラーフローモード実行時に得られた関心領域内における時系列の反射波データ群に対して主成分分析を実行して、正規直交基底ｂ，ｂ^Hを構成する複数の固有ベクトルを算出する。

具体的には、主成分分析実行部７３１は、まず、コーナーターン制御部７２から、ＲＯＩ設定部６に設定された関心領域内の各観測点のパケットデータ（以下、「パケットデータ群Ｓｐ１」と称する）のデータを取得して、パケットデータ群Ｓｐ１に係る行列Ｃ（以下の式（３）を参照）と、行列Ｃのエルミート転置の行列Ｃ^Hを生成する。パケットデータ群Ｓｐ１には、関心領域内の各観測点に係る入力データｘ₀，ｘ₁，…，ｘ_Mがパケットサイズ分（即ち、繰り返し回数ｎ個分）含まれ、行列Ｃは、ｎ×Ｍの行列となる（図７を参照）。尚、パケットデータ群Ｓｐ１では、繰り返し回数ｎ回のうちのｋ回目の各観測点のパケットデータがＦ１（ｋ－１）として、フレーム単位で纏められている。

次に、主成分分析実行部７３１は、行列Ｃ，Ｃ^Hから共分散行列Ｒを式（４）により算出する。
Ｒ＝Ｃ×Ｃ^H …（４）

そして、主成分分析実行部７３１は、共分散行列Ｒに係る固有値問題（即ち、Ｒｂ＝λｂ）を解くことにより、固有値及び固有ベクトル（即ち、正規直交基底ｂ，ｂ^H）を算出する。このとき、主成分分析実行部７３１は、固有値及び固有ベクトルを、例えば、パケットサイズに対応するｎ次数分算出する。そして、主成分分析実行部７３１は、算出した固有値及び固有ベクトルを、周波数解析部７３３、及び、ＭＴＩフィルタ係数算出部７３２に送出する。

尚、主成分分析実行部７３１は、算出した複数の固有ベクトルについて、固有値の最も大きな固有ベクトルを０次として、固有値の大きさによって降順に次数が大きくなるように固有ベクトルの次数を設定する。通常、クラッタ信号の方が血流信号よりも信号強度（即ち、固有値）が大きいため、低次数側の固有ベクトルが、クラッタ信号に係る固有ベクトルとなり、高次数側の固有ベクトルが、血流成分に係る固有ベクトルとなるように、固有ベクトルに次数が割り当てられる。

周波数解析部７３３は、主成分分析実行部７３１により算出されたｎ次数分の固有ベクトルのそれぞれについて、固有ベクトルが表す時間方向の主たる周波数成分を算出する。

本願の発明者らは、上記したように、各次数の固有ベクトルの固有値の大きさからランクカット次数を決定する従来技術の手法を問題視し、当該従来技術の手法とは異なるアプローチで、各次数の固有ベクトルの低減率を決定する手法を模索した。そして、鋭意検討の結果、複数の固有ベクトルそれぞれを周波数解析することで複数の固有ベクトルそれぞれが表す時間方向の主たる周波数成分を算出し、かかる固有ベクトルが表す時間方向の主たる周波数成分を基に、当該固有ベクトルの低減率を決定する手法に想到した。

固有ベクトルは、主成分分析で得られた固有空間上において表現された時空間ベクトル（即ち、複数の周波数ベクトルの合成ベクトル）であるため、このままの形では、クラッタ成分の周波数帯域と比較することはできない。そこで、本願の発明者らは、以下の式（５）及び式（６）を用いて、数学的手法により、各次数の固有ベクトルを周波数解析し、各次数の固有ベクトルが表す時間方向の主たる周波数成分を算出した。尚、固有ベクトルが表す時間方向の主たる周波数成分（以下、「固有ベクトルが表す主たる周波数成分」又は「固有ベクトル周波数」と略称する）とは、例えば、固有ベクトルが表す観察対象位置の時間変化の平均的な周波数を意味する。

式（５）は、同一位置からの反射波信号に係る各次数の固有ベクトルの自己相関値（ここでは、繰り返し回数ｎ回の中で１回のラグ差の自己相関値）を算出する数式である。自己相関値は、信号がそれ自身を時間シフトした信号とどれくらい一致するかを測る尺度であり、時間シフトの大きさを表すことができる。ここでは、式（５）により、各次数の固有ベクトルが表す時間方向の位相差成分（即ち、位相の変化速度）を算出することができる。そして、式（６）により、各次数の固有ベクトルが表す時間方向の位相差成分を、時間方向の周波数成分（固有ベクトル周波数）に変換する。

このように、周波数解析部７３３は、各次数の固有ベクトルが表す時間方向の主たる周波数成分を算出することで、クラッタ成分の周波数帯域と比較可能とする。

尚、式（５）において、固有ベクトルｅ_ｋのｍ列目の値に対する重みｗ_ｍは、繰り返し回数ｎ回の超音波の複素ドプラー信号それぞれを重み付け平均するための係数である。重みｗ_ｍは、例えば、繰り返し回数ｎ回のうちの１回目とｎ回目の超音波の複素ドプラー信号が小さくなるように設定される。これによって、超音波の送受信位置の切り替えタイミングに該当し、得られる複素ドプラー信号が不安定になりやすい１回目とｎ回目の複素ドプラー信号の比重を小さくすることができる。但し、重みｗ_ｍの設定は任意である。

低減率決定部７３４は、各次数の固有ベクトルが表す主たる周波数成分（固有ベクトル周波数）と、クラッタ成分を低減させる基準周波数を定めたクラッタ成分低減条件とに基づいて、各次数の固有ベクトルの低減率を決定する。そして、低減率決定部７３４は、決定した各次数の固有ベクトルの低減率から、式（２）のゲイン行列Ｇを設定して、ＭＴＩフィルタ係数算出部７３２に出力する。

基準周波数は、血流信号の周波数成分とクラッタ信号の周波数成分とを識別するための基準となる時間変化の周波数であり、典型的には、血流信号の典型的な周波数と、クラッタ信号の典型的な周波数との中間の周波数に設定される。クラッタ成分低減条件は、例えば、予め記憶部１０に格納されている。尚、ここでは、基準周波数を固定値として説明するが、基準周波数は、ユーザーの操作によって調整可能とするのが好ましい。又、基準周波数は、カラーフローモード実行時の超音波の送受信条件に基づいて、自動的に調整されるのが好ましい（第２乃至第６の実施形態を参照して後述）。

低減率決定部７３４は、例えば、各次数の固有ベクトルについて、固有ベクトル周波数と基準周波数とを比較して、固有ベクトル周波数が基準周波数を超える場合には、当該固有ベクトルの低減率を０とし、固有ベクトル周波数が基準周波数未満の場合には、当該固有ベクトルの低減率を１として決定する。尚、ここでは、基準周波数は、ランクカット次数を決定する際の閾値である（以下、「閾値」とも称する）。

図８は、本実施形態に係る低減率決定部７３４の処理の一例を示す図である。図８では、低減率決定部７３４が固有ベクトル周波数を基準としてランクカット次数を決定する手法を表している。尚、本実施形態に係るクラッタ成分低減条件においては、基準周波数の値として、「０．５」（絶対値表記で説明する。以下同じ）が設定されており、固有ベクトル周波数が「０．５」を超える固有ベクトルについては低減率を０とし、固有ベクトル周波数が「０．５」未満の固有ベクトルについては低減率を１とするように規定されている。ここでは、固有ベクトル周波数は、式（６）により、－１～＋１の値で算出されている。

ここで、図９Ａ、図９Ｂ、図１０Ａ、図１０Ｂ、図１１を参照して、従来技術に係るランクカット次数の決定手法と、本願発明に係るランクカット次数の決定手法との相違を具体的に説明する。

図９Ａは、従来技術に係るランクカット次数の決定手法を示す図である。図９Ｂは、本願発明に係るランクカット次数の決定手法を示す図である。図９Ａと図９Ｂとは、主成分分析実行部７３１により算出された同一のｎ（ここでは、１２）次数分の固有ベクトルに係るデータを示している。尚、図９Ａの縦軸は、各次数の固有ベクトルの固有値を示し、図９Ｂの縦軸は、各次数の固有ベクトルの固有ベクトル周波数を示している。

図１０Ａは、従来技術に係るランクカット次数の決定手法（図９Ａ）でランクカット次数を決定した場合に生成される血流画像を表し、図１０Ｂは、本願発明に係るランクカット次数の決定手法（図９Ｂ）でランクカット次数を決定した場合に生成される血流画像を表している。

図９Ａでは、「固有値：－５０」を閾値としてランクカット次数を決定する態様を示している。従来技術に係るランクカット次数の決定手法では、図９Ａにおいては、固有値が－５０よりも大きい次数の固有ベクトルについては、低減率を１と決定して、固有値が－５０以下の次数の固有ベクトルについては、低減率を０と決定する。これにより、図９Ａにおいては、第０次数～第４次数の固有ベクトルが、ＭＴＩフィルタ処理後のパケットデータ群（即ち、血流画像）からは除去されることになる。

図９Ｂでは、「固有ベクトル周波数：０．５」を閾値（ここでは、基準周波数を意味する）としてランクカット次数を決定する態様を示している。本願発明に係るランクカット次数の決定手法では、図９Ｂにおいては、固有ベクトル周波数が０．５よりも小さい次数の固有ベクトルについては、低減率を１と決定して、固有ベクトル周波数が０．５以上の次数の固有ベクトルについては、低減率を０と決定する。これにより、図９Ｂにおいては、第０次数～第５次数の固有ベクトルが、ＭＴＩフィルタ処理後のパケットデータ群（即ち、血流画像）からは除去されることになる。

従来技術に係るランクカット次数の決定手法を採用した場合と、本願発明に係るランクカット次数の決定手法を採用した場合との相違としては、図９Ａ及び図９Ｂの態様では、第５次数の固有ベクトルを、クラッタ信号に依拠した反射波成分とみなすか否かの相違として表れている。但し、図９Ｂから分かるように、第５次数の固有ベクトル周波数は、実際には、低周波数の成分を表しており、クラッタ信号を表している可能性が高い。そのため、従来技術に係るランクカット次数の決定手法を採用した場合、第５次数の固有ベクトル周波数に依拠したクラッタ信号を残存させた状態の血流画像（図１０Ａ）を生成してしまうことになり、本願発明に係るランクカット次数の決定手法（図９Ｂ）でランクカット次数を決定した場合に生成される血流画像（図１０Ｂ）よりも、血流信号を表す画質の鮮明さに劣るものとなる。

図１１は、関心領域（パケットデータ群の取得対象）をより局所的な領域に設定して主成分分析を実行した場合に得られる、各次数の固有ベクトルの固有値の分布及び固有ベクトル周波数の分布を示す図である。図１１Ｂ、図１１Ｃは、関心領域を太い血管の領域（図１１ＡのＲ１領域）に設定した場合に主成分分析で得られた、各次数の固有ベクトルの固有値の分布（図１１Ｂ）、及び、固有ベクトル周波数の分布（図１１Ｃ）を示す図であり、図１１Ｄ、図１１Ｅは、関心領域を細い血管の領域（図１１ＡのＲ２領域）に設定した場合に主成分分析で得られた、各次数の固有ベクトルの固有値の分布（図１１Ｄ）、及び、固有ベクトル周波数の分布（図１１Ｅ）を示す図である。

図１１Ａ～図１１Ｅからも、固有値は、観察対象の領域内の血流信号及びクラッタ信号それぞれの信号強度で大きく変化することが分かる（図１１Ｂと図１１Ｄを参照）。そのため、この例では、図１１Ｂの固有値分布にあわせて、ランクカット次数を決定するための閾値を設定しようとすると、図１１Ｄの固有値分布では、クラッタ信号を浮き上がらせてしまうことになる。

一方、クラッタ信号に係る固有ベクトル周波数及び血流信号に係る固有ベクトル周波数は、それぞれ、観察対象の領域内の血流信号及びクラッタ信号それぞれの信号強度に依拠することなく、ほぼ同程度の周波数帯域に表出することが分かる（図１１Ｃと図１１Ｅを参照）。

このように、０次成分～ｎ次成分の固有ベクトルそれぞれの固有値の分布は、Ｃモード画像の撮影対象の関心領域における血流信号の強弱や、組織の動きの強弱に大きく左右され、当該固有値の分布は、血流信号が多く存在する領域（例えば、頸動脈）と血流信号が少ない領域（例えば、甲状腺）とでは、異なる態様を示す。そして、血流信号を示す高い次数の固有ベクトルでは、次数間での固有値の変化が小さく、クラッタ成分を多く含む次数の固有ベクトルと、血流信号を多く含む次数の固有ベクトルと、の境界の次数を決定するのが困難となっている。

このようなことから、固有ベクトルの固有値の閾値をもとにして、当該固有ベクトルを低減するか否かを決定すると、クラッタ信号を多く残留させてしまったり、血流信号まで除去してしまったりするおそれがある。

この点、本願発明では、各次数の固有ベクトルを周波数解析し、各次数の固有ベクトルが表す主たる周波数成分を算出し、各次数の固有ベクトルが表す主たる周波数成分と、実際のクラッタ信号の周波数成分とを比較することで、各次数の固有ベクトルの低減率を決定する。これにより、各次数の固有ベクトルの低減率を適切に決定することが可能となる。

この際、周波数解析することにより得られる各次数の固有ベクトルが表す主たる周波数成分のうち、血流信号を表す固有ベクトルの周波数成分は、頸動脈や甲状腺等の観察対象の部位に依拠することなく、ほぼ同程度の高い周波数を示す（図９Ｂを参照）。そのため、観察対象の部位が異なる条件下でも、同一の閾値（即ち、基準周波数）を基準に、各次数の固有ベクトルの低減率を決定しても、安定した血流抽出性能を維持することが可能である。

尚、上記では、低減率決定部７３４が、各次数の固有ベクトルの低減率を、０又は１に決定する態様を示したが、低減率決定部７３４は、これに代えて、固有ベクトルが表す主たる周波数成分と基準周波数との差又は比に基づいて、当該固有ベクトルの低減率を、０以上で且つ１以下の値（但し、小数点を含む）で決定してもよい。主成分分析実行部７３１により算出された複数の固有ベクトルのうちには、クラッタ信号と血流信号との両方を含む周波数成分を表す固有ベクトルも存在する。このような固有ベクトルについては、超音波画像の高画質化の観点から、当該固有ベクトルの低減率を、０～１の間の小数点を含む形で微調整できるようにした方が好ましい。

ＭＴＩフィルタ係数算出部７３２は、制御部９の制御に従い、低減率決定部７３４から入力されるゲイン行列Ｇと、主成分分析実行部７３１から入力される固有ベクトルとから、式（２）により、ＭＴＩフィルタ７３のフィルタ係数（即ち、ＭＴＩフィルタ係数Ａ_Ｒｅｇ）を算出する。

ＭＴＩフィルタリング処理部７３５は、制御部９の制御に従い、コーナーターン制御部７２から入力されたパケットデータｘと、ＭＴＩフィルタ係数算出部７３２から入力されたフィルタ係数（即ち、ＭＴＩフィルタ係数Ａ_Ｒｅｇ）と、を用いて、式（１）により、複素ドプラー信号としてのパケットデータｙを算出し、算出したパケットデータｙを、クラッタ信号除去後の血流成分に係るドプラー信号Ｉ，Ｑとして相関演算部７４に出力する。

図３に戻り、ＭＴＩフィルタ７３の処理に続く、Ｃモード画像生成部７（相関演算部７４、データ変換部７５、ノイズ除去空間フィルタ部７６、フレーム間フィルタ７７、Ｃモード画像変換部７８）の処理について、説明する。

相関演算部７４は、制御部９の制御に従い、ＭＴＩフィルタ７３によりフィルタリングされたドプラー信号Ｉ，Ｑ（複素ドプラー信号ｚ）から、次式（７）のドプラー信号の自己相関演算の平均値Ｓ（位相差ベクトルの平均値）の実部Ｄ及び虚部Ｎを算出する。

データ変換部７５は、制御部９の制御に従い、ＭＴＩフィルタ７３によりフィルタリングされたドプラー信号Ｉ，Ｑや、ドプラー信号の自己相関演算の平均値Ｓの実部Ｄ及び虚部Ｎから、血流速度Ｖ、パワーＰ、分散Ｔを算出する。より具体的には、データ変換部７５は、次式（８）により、ドプラー信号の自己相関演算の平均値Ｓの実部Ｄ及び虚部Ｎから、血流速度Ｖを算出する。

また、データ変換部７５は、次式（９）により、ドプラー信号Ｉ，Ｑ（複素ドプラー信号ｚ）から、ドプラー信号の強度の平均値としてのパワーＰを算出する。

また、データ変換部７５は、次式（１０）により、ドプラー信号の自己相関演算の平均値Ｓの実部Ｄ及び虚部Ｎから、位相差ベクトルの大きさとパワーとの比（ただし、１から引いて大小を逆転したもの）としての分散Ｔを算出する。

ノイズ除去空間フィルタ部７６は、データ変換部７５により算出されたパワーＰと、血流速度Ｖ、分散Ｔと、をフィルタリングする。ノイズ除去空間フィルタ部７６は、例えば、キーホールフィルタ、及び空間フィルタ（いずれも図示略）を有する。

キーホールフィルタは、Ｃモード画像のフレームを構成するパワーＰ、血流速度Ｖ、分散Ｔをフィルタリングして、ノイズを除去する。Ｖモード、Ｖ－Ｔモードにおいて、キーホールフィルタは、データ変換部７５により算出された血流速度ＶとパワーＰにより設定された除去する領域の血流速度Ｖを除去して、血流速度Ｖをフィルタリングする。Ｖモード、Ｖ－Ｔモードにおいて、血流速度Ｖは、画像表示（色付け）に使用される。Ｐモードにおいて、キーホールフィルタは、データ変換部７５により算出された血流速度ＶとパワーＰにより設定された除去する領域のパワーＰを除去して、パワーＰをフィルタリングする。Ｐモードにおいて、パワーＰは、画像表示（色付け）に使用される。

より具体的には、Ｖモード、Ｖ－Ｔモードにおいて、キーホールフィルタは、血流速度Ｖが所定閾値より小さい領域の血流信号を、クラッタノイズとみなし、パワーＰが所定閾値より小さい領域の血流信号を、背景ノイズとみなして、これらの領域の血流速度Ｖを除去する。また、Ｐモードにおいて、キーホールフィルタは、血流速度Ｖが所定閾値より小さい領域の血流信号を、クラッタノイズとみなし、パワーＰが所定閾値より小さい領域の血流信号を、背景ノイズとみなして、これらの領域のパワーＰを除去する。

空間フィルタは、Ｃモード画像のフレームを構成する血流速度Ｖ、パワーＰ、分散Ｔのデータをスムージングするための２次元の加重平均フィルタである。Ｖモード又はＶ－Ｔモードにおいて、空間フィルタは、キーホールフィルタによりフィルタリングされた血流速度Ｖと、データ変換部７５により算出された分散Ｔとをフィルタリングする。Ｐモードにおいて、空間フィルタは、キーホールフィルタによりフィルタリングされたパワーＰをフィルタリングする。

フレーム間フィルタ７７は、ノイズ除去空間フィルタ部７６によりフィルタリングされた血流速度Ｖ、パワーＰと、分散Ｔと、のうち、操作部２で操作入力された表示モードに対応して、Ｃモード画像を構成する各フレームの血流成分について、フレーム間の変化を滑らかにし、残像を残すようにフィルタリングを行う。

Ｃモード画像変換部７８は、フレーム間フィルタ７７によりフィルタリングされた血流速度Ｖ、パワーＰ、分散Ｔをカラーマッピングして、Ｃモード画像データに変換して生成する。

図２に戻り、表示処理部８は、表示部１１に表示させる表示画像データを構築し、表示部１１にその表示画像データを表示させる処理を行う。特に、Ｂモードが選択されている場合は、超音波画像として、Ｂモード画像生成部５で生成したＢモード画像データのＢモード画像を表示画像データ中に含める処理を行う。また、Ｃモードが選択されている場合は、超音波画像として、Ｂモード画像生成部５で生成したＢモード画像上に選択されたＲＯＩの位置に、Ｃモード画像生成部７で生成したＣモード画像データのＣモード画像を重畳させた合成画像データを生成し、これを表示画像データ中に含める処理を行う。

制御部９は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を備えて構成され、ＲＯＭに記憶されているシステムプログラムなどの各種処理プログラムを読み出してＲＡＭに展開し、展開したプログラムに従って超音波診断装置１各部の動作を制御する。ＲＡＭは、ＣＰＵにより実行される各種プログラム及びこれらプログラムに係るデータを一時的に記憶するワークエリアを形成する。ＲＯＭは、半導体などの不揮発メモリーなどにより構成され、超音波診断装置１に対するシステムプログラム及び該システムプログラム上で実行可能な各種処理プログラムや、各種データなどを記憶する。これらのプログラムは、コンピューターが読み取り可能なプログラムコードの形態で格納され、ＣＰＵは、当該プログラムコードに従った動作を逐次実行する。

記憶部１０は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの大容量記録媒体によって構成されており、超音波画像データ（Ｂモード画像データ、Ｃモード画像データ、合成画像データ）、後述するクラッタ除去テーブル１１０、フレームレートテーブル１２０、ゲイン行列、フレームレートなどを記憶する。

表示部１１は、表示処理部８から出力された画像データを表示する、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイなどのいわゆるモニターである。

超音波診断装置１が備える各部について、各々の機能ブロックの一部又は全部の機能は、集積回路などのハードウェア回路として実現することができる。集積回路とは、例えばＬＳＩ（Large Scale Integration）であり、ＬＳＩは集積度の違いにより、ＩＣ（Integrated Circuit）、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサーで実現してもよいし、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用してもよい。また、各々の機能ブロックの一部又は全部の機能をソフトウェアにより実行するようにしてもよい。この場合、このソフトウェアは一つ又はそれ以上のＲＯＭなどの記憶媒体、光ディスク、又はハードディスクなどに記憶されており、このソフトウェアが演算処理器により実行される。

［効果］
以上のように、本実施形態に係る超音波診断装置１によれば、反射波データ群の主成分分析により得られた複数の固有ベクトルそれぞれについて、当該固有ベクトルが表す主たる周波数成分を算出し、当該固有ベクトルが表す主たる周波数成分を基準として、超音波画像中から当該固有ベクトル成分を低減する低減率を決定する。

これによって、関心領域内の血流情報の大小や、観察対象の部位に依存することなく、パケットデータ群（即ち、カラーフローモード実行時に得られた関心領域内における時系列の反射波データ群）からクラッタ成分を適切に低減し、ＳＮ比の高い血流情報の抽出が可能となる。これにより、ユーザーによるＭＴＩフィルタのフィルタ特性の設定を要することなく、超音波画像の高画質化を図ることが可能となる。

（第２の実施形態）
次に、図１２、図１３を参照して、第２の実施形態に係る超音波診断装置１の構成について説明する。本実施形態に係る超音波診断装置１は、低減率決定部７３４が、カラーフローモード実行時の超音波の送受信条件（ここでは、超音波の繰り返し周波数）に基づいて、クラッタ成分低減条件を設定変更する点で、第１の実施形態に係る超音波診断装置１と相違する。尚、第１の実施形態と共通する構成については、説明を省略する（以下、他の実施形態についても同様）。

図１２は、本実施形態に係る低減率決定部７３４の処理の一例について、説明する図である。

カラーフローモード実行時の超音波の繰り返し周波数は、観察対象の部位の種別や、観察対象の部位の深度、及び、所望するフレームレート等に基づいて、適宜設定変更される。但し、一般に、カラーフローモード実行時に得られるドプラー偏移周波数は、超音波の繰り返し周波数に依拠して、全体として高周波数側又は低周波数側にシフトする傾向にある（図１２を参照）。具体的には、超音波の繰り返し周波数を上昇させると、ドプラー偏移周波数は、全体として低周波数側にシフトし、超音波の繰り返し周波数を低下させると、ドプラー偏移周波数は、全体として高周波数側にシフトする。

これは、一般に、超音波診断装置１においては、ドプラー偏移周波数の測定値（即ち、血流速度の測定値）は、超音波の送受信条件から規定される観測可能な最大流速値に対する相対値として算出され、この観測可能な最大流速値が繰り返し周波数に比例するからである。尚、観測可能な最大流速Ｖｍａｘは、超音波の送受信条件（即ち、超音波の繰り返し周波数、超音波の送信周波数）から、エイリアシング現象（折り返り）が生じない血流速度の臨界速度であり、例えば、従来公知の以下の式（１１）を用いて、算出される。
Ｖｍａｘ＝ｃ×ｆｔ／（４×ｆｓ）×１０^－１ …（１１）
（但し、Ｖｃ [ｃｍ／ｓ]：観測可能な最大流速、ｃ [ｍ／ｓ]：被検体内における超音波の音速、ｆｔ [ｋＨｚ]：パルス繰り返し周波数の臨界周波数、ｆｓ [ＭＨｚ]：超音波ビームの送信周波数）

即ち、ここでは、観測可能な最大流速Ｖｍａｘが、例えば、上記した式(６)の「１．０」に設定されることになる。そして、血流速度の測定値（即ち、ドプラー偏移周波数の測定値）は、超音波の送受信条件（即ち、超音波の繰り返し周波数、超音波の送信周波数）によって正規化された周波数の軸上において定められることになる。

このような背景から、クラッタ信号の周波数成分と血流信号の周波数成分も、共に、超音波の繰り返し周波数に依拠して、全体として高周波数側又は低周波数側に変化することになる。仮に、この際、超音波の繰り返し周波数を考慮することなく、固有ベクトルの低減率を決定した場合、血流画像中にクラッタ成分が多く残留してしまったり、逆に、血流画像から過度に血流成分を除去してしまうおそれがある。

かかる観点から、本実施形態に係る低減率決定部７３４は、カラーフローモード実行時の超音波の繰り返し周波数が低いほど、基準周波数（即ち、血流成分とクラッタ成分とを識別するための周波数）が高周波側にシフトするように、クラッタ成分低減条件を設定変更する。

具体的には、本実施形態に係る低減率決定部７３４は、基準周波数を、カラーフローモード実行時の超音波の繰り返し周波数に基づいて設定変更しており、典型的には、カラーフローモード実行時の超音波の繰り返し周波数が低いほど、基準周波数を高周波数側の値に設定変更する（図１２を参照）。尚、記憶部１０には、予め、カラーフローモード実行時の超音波の繰り返し周波数が標準値から偏位した分だけ、基準周波数をシフト補正するための補正データが記憶されており、低減率決定部７３４は、当該補正データを用いて、基準周波数を設定する。そして、低減率決定部７３４は、各次数の固有ベクトルについて、補正後の基準周波数を用いて、低減率を決定する。

これによって、超音波の繰り返し周波数に連動して変わるクラッタ成分の周波数帯域と血流成分の周波数帯域に合わせるように、固有ベクトルの低減率を適切に決定することが可能となる。

尚、この際、本実施形態に係る低減率決定部７３４は、基準周波数を補正する代わりに／又はこれと共に、固有ベクトル周波数を補正してもよい。図１３は、本実施形態に係る低減率決定部７３４の処理の他の手法について、説明する図である。例えば、図１３では、基準周波数の値については「０．５」のままとし、固有ベクトル周波数の値を、「固有ベクトル周波数×超音波の繰り返し周波数（ここでは、ＰＲＦ／２）」の値に変換することを表している。ここで、固有ベクトル周波数に対して乗算する「超音波の繰り返し周波数」の値は、正規化値であり、例えば、繰り返し周波数の標準値を「１．０」として、カラーフローモード実行時の繰り返し周波数が標準値から偏位した分だけ、「１．０」から大きい側又は小さい側に設定される。

かかる手法によっても、上記と同様に、カラーフローモード実行時の超音波の繰り返し周波数が低いほど、相対的に基準周波数が高周波側にシフトするように、クラッタ成分低減条件が設定変更されることになる。

以上のように、本実施形態に係る超音波診断装置１によれば、カラーフローモード実行時の超音波の送受信条件（ここでは、超音波の繰り返し周波数）に基づいて、固有ベクトルの低減率を適切に決定することが可能となるため、超音波画像の画質の更なる向上を図ることが可能である。

（第３の実施形態）
次に、図１４、図１５を参照して、第３の実施形態に係る超音波診断装置１の構成について説明する。本実施形態に係る超音波診断装置１は、低減率決定部７３４が、カラーフローモード実行時の超音波の送受信条件（ここでは、超音波の送信周波数）に基づいて、自動的に、クラッタ成分低減条件を設定変更する点で、第１の実施形態に係る超音波診断装置１と相違する。尚、本実施形態に係る低減率決定部７３４は、第２の実施形態で説明した低減率決定部７３４と同様の設計思想で設計されている。

図１４は、本実施形態に係る低減率決定部７３４の処理の一例について、説明する図である。

カラーフローモード実行時の超音波の送信周波数は、観察対象の部位の種別や、観察対象の部位の深度、及び、所望するフレームレート等に基づいて、適宜設定変更される。但し、一般に、カラーフローモード実行時に得られるドプラー偏移周波数は、超音波の送信周波数に依拠して、全体として高周波数側又は低周波数側にシフトする傾向にある（図１４を参照）。具体的には、超音波の送信周波数を上昇させると、ドプラー偏移周波数は、全体として高周波数側にシフトし、超音波の送信周波数を低下させると、ドプラー偏移周波数は、全体として低周波数側にシフトする。

これは、一般に、超音波診断装置１においては、ドプラー偏移周波数の測定値（即ち、血流速度の測定値）は、超音波の送受信条件から規定される観測可能な最大流速値に対する相対値として算出され、この観測可能な最大流速値が送信周波数の逆数に比例するからである。

尚、観測可能な最大流速値と送信周波数の関係については、上記の式（１１）を参照して説明した通りである。式（１１）において、超音波ビームの送信周波数は、超音波ビームとして送信するバースト波の周波数である。パルスドプラモードにおいては、ドプラ偏移周波数は、ｎ番目の送信波とｎ＋１番目の送信波の位相差により算出される。そのため、超音波ビームの送信周波数が大きくなるほど、ドプラ偏移周波数の分解能は上昇する反面、観測可能な最大流速値は、小さくなる。

このような背景から、クラッタ信号の周波数成分と血流信号の周波数成分も、共に、超音波の送信周波数に依拠して、全体として高周波数側又は低周波数側に変化することになる。

かかる観点から、本実施形態に係る低減率決定部７３４は、カラーフローモード実行時の超音波の送信周波数が低いほど、基準周波数（即ち、血流成分とクラッタ成分とを識別するための周波数）が低周波側にシフトするように、クラッタ成分低減条件を設定変更する。

具体的には、本実施形態に係る低減率決定部７３４は、クラッタ成分低減条件に設定される基準周波数を、カラーフローモード実行時の超音波の送信周波数に基づいて設定変更しており、典型的には、カラーフローモード実行時の超音波の送信周波数が低いほど、基準周波数を低周波数側の値に設定変更する（図１４を参照）。尚、記憶部１０には、予め、カラーフローモード実行時の超音波の送信周波数が標準周波数から偏位した分だけ、基準周波数をシフト補正するための補正データが記憶されており、低減率決定部７３４は、当該補正データを用いて、基準周波数を設定する。そして、低減率決定部７３４は、各次数の固有ベクトルについて、補正後の基準周波数を用いて、低減率を決定する。

これによって、超音波の送信周波数に連動して変わるクラッタ成分の周波数帯域と血流成分の周波数帯域に合わせるように、固有ベクトルの低減率を適切に決定することが可能となる。

尚、この際、本実施形態に係る低減率決定部７３４は、基準周波数を補正する代わりに／又はこれと共に、固有ベクトル周波数を補正してもよい。図１５は、本実施形態に係る低減率決定部７３４の処理の他の手法について、説明する図である。例えば、図１５では、基準周波数の値については「０．５」のままとし、固有ベクトル周波数の値を、「固有ベクトル周波数×送信周波数」の値に変換することを表している。ここで、固有ベクトル周波数に対して乗算する「送信周波数」の値は、正規化値であり、例えば、送信周波数の標準値を「１．０」として、カラーフローモード実行時の送信周波数が標準値から偏位した分だけ、「１．０」から大きい側又は小さい側に設定される。

かかる手法によっても、上記と同様に、カラーフローモード実行時の超音波の送信周波数が低いほど、相対的に基準周波数が高周波側にシフトするように、クラッタ成分低減条件が設定変更されることになる。

以上のように、本実施形態に係る超音波診断装置１によれば、カラーフローモード実行時の超音波の送受信条件（ここでは、超音波の送信周波数）に基づいて、固有ベクトルの低減率を適切に決定することが可能となるため、超音波画像の画質の更なる向上を図ることが可能である。

（第４の実施形態）
次に、図１６、図１７を参照して、第４の実施形態に係る超音波診断装置１の構成について説明する。本実施形態に係る超音波診断装置１は、低減率決定部７３４が、カラーフローモード実行時の超音波の送受信条件（ここでは、観察対象の流速スケール）に基づいて、自動的に、クラッタ成分低減条件を設定変更する点で、第１の実施形態に係る超音波診断装置１と相違する。尚、本実施形態に係る低減率決定部７３４は、第２の実施形態で説明した低減率決定部７３４と同様の設計思想で設計されている。

図１６、図１７は、本実施形態に係る低減率決定部７３４のクラッタ成分低減条件について、説明する図である。

流速スケールは、表示可能な血流速度のレンジ及び分解能を規定するものであり、ユーザーにより手動設定されるか、又は、所定期間中の血流速度に基づいて自動設定される。典型的には、流速スケールの設定情報は、自動的に、サンプリング周波数に相当する超音波ビームを送信するパルス繰り返し周波数に反映される。具体的には、流速スケールが低速スケール範囲（即ち、観察対象のレンジが低速のみ）に設定されている場合には、パルス繰り返し周波数は、低周波数に設定され、流速スケールが高速スケール範囲（即ち、観察対象のレンジが低速から高速まで含む）に設定されている場合には、パルス繰り返し周波数は、高周波数に設定されることになる。尚、かかる処理は、典型的には、制御部９が実施する。

このように、流速スケールの設定が、パルス繰り返し周波数を定めるため、一般に、カラーフローモード実行時に得られるドプラー偏移周波数は、流速スケールの設定に依拠して、全体として高周波数側又は低周波数側にシフトする傾向にある（図１６を参照）。具体的には、一般に、流速スケールの設定を上昇させると、流速スケール設定が高速スケール範囲（即ち、広域スケール）とすると、ドプラー偏移周波数は、全体として低周波数側にシフトし、流速スケール設定が低速スケール範囲とすると、ドプラー偏移周波数は、全体として高周波数側にシフトする。

かかる観点から、本実施形態に係る低減率決定部７３４は、第２の実施形態と同様に、クラッタ成分低減条件に設定される基準周波数を、カラーフローモード実行時の流速スケール設定に基づいて設定変更しており、典型的には、カラーフローモード実行時の流速スケール設定が低速スケール範囲であるほど、基準周波数を高周波数側の値に設定変更する（図１６を参照）。尚、記憶部１０には、予め、カラーフローモード実行時の流速スケール設定が標準スケールから偏位した分だけ、基準周波数をシフト補正するための補正データが記憶されており、低減率決定部７３４は、当該補正データを用いて、基準周波数を設定する。そして、低減率決定部７３４は、各次数の固有ベクトルについて、補正後の基準周波数を用いて、低減率を決定する。

これによって、流速スケール設定に連動して変わるクラッタ成分の周波数帯域と血流成分の周波数帯域に合わせるように、固有ベクトルの低減率を適切に決定することが可能となる。

尚、この際、本実施形態に係る低減率決定部７３４は、基準周波数を補正する代わりに／又はこれと共に、固有ベクトル周波数を補正してもよい。図１７は、本実施形態に係る低減率決定部７３４の処理の他の手法について、説明する図である。例えば、図１７では、基準周波数の値については「０．５」のままとし、固有ベクトル周波数の値を、「固有ベクトル周波数×流速スケール設定」の値に変換することを表している。ここで、固有ベクトル周波数に対して乗算する「流速スケール設定」の値は、正規化値であり、例えば、流速スケール設定の標準値を「１．０」として、カラーフローモード実行時の流速スケール設定が標準値から偏位した分だけ、「１．０」から大きい側又は小さい側に設定される。

かかる手法によっても、上記と同様に、カラーフローモード実行時の流速スケール設定が低速スケール範囲であるほど、相対的に基準周波数が高周波側にシフトするように、クラッタ成分低減条件が設定変更されることになる。

以上のように、本実施形態に係る超音波診断装置１によれば、カラーフローモード実行時の超音波の送受信条件（ここでは、流速スケール設定）に基づいて、固有ベクトルの低減率を適切に決定することが可能となるため、超音波画像の画質の更なる向上を図ることが可能である。

（第５の実施形態）
次に、図１８、図１９を参照して、第５の実施形態に係る超音波診断装置１の構成について説明する。

図１８は、本実施形態に係るＭＴＩフィルタ７３の内部構成を示す図である。図１９は、本実施形態に係る低減率決定部７３４の処理について、説明する図である。

本実施形態に係る超音波診断装置１は、時系列の反射波データ群に基づいて、クラッタ成分の表出する周波数帯域を解析する組織成分解析部７３６を有し、低減率決定部７３４が、クラッタ成分の表出する周波数帯域に基づいて、基準周波数の周波数帯域をオフセットするように、自動的に、クラッタ成分低減条件を設定変更する点で、第１の実施形態に係る超音波診断装置１と相違する。

観察対象の血管は、必ずしもクラッタ成分の元となっている組織構造（例えば、心臓）と完全に独立して存在している訳ではなく、かかる組織構造上に、かかる組織構造と連動するようにして存在する場合が多い。このような場合、観察対象の血管内の血流は、かかる組織構造の動きに重畳する形となるため、血流からのドプラー信号は、かかる組織構造の動きの速度分だけドプラシフトすることになる。従って、主成分分析で算出される血流を表す固有ベクトルの周波数帯域についても、かかる組織構造の動きの速度分だけシフトすることになる。

かかる観点から、本実施形態に係る超音波診断装置１では、観察対象の血管に重畳する組織構造の動きに対応する速度分だけ、基準周波数（即ち、血流成分とクラッタ成分とを識別するための周波数）をオフセットする（図１９を参照）。

具体的には、組織成分解析部７３６は、カラーフローモード実行時に観察対象の血流領域において得られた時系列の反射波データ群を、コーナーターン制御部７２より取得する。そして、組織成分解析部７３６は、観察対象の血流領域において得られた時系列の反射波データ群に対してＦＦＴや自己相関演算等を用いた従来公知の周波数解析を施すことにより、観察対象の血流領域に含まれる周波数成分を算出し、これより、観察対象の血流領域におけるクラッタ成分に係る周波数成分を求める。尚、このとき、組織成分解析部７３６は、例えば、観察対象の血流領域に含まれる周波数成分のうち、最も信号強度が強い低周波数帯域の周波数成分を、クラッタ成分に係る周波数成分として推定してもよいし、又は、観察対象の血流領域に含まれる周波数成分の平均周波数を、クラッタ成分に係る周波数成分として推定してもよい。

低減率決定部７３４は、組織成分解析部７３６が推定したクラッタ成分に係る周波数成分に基づいて、基準周波数の周波数帯域をオフセットする（図１９を参照）。尚、記憶部１０には、予め、クラッタ成分に係る周波数成分に対応して、基準周波数をシフト補正するための補正データが記憶されており、低減率決定部７３４は、当該補正データを用いて、基準周波数を設定する。例えば、図１９では、低減率決定部７３４は、基準周波数を、初期値「０．５」から、クラッタ成分に係る周波数成分「０．１」だけオフセットした値「０．６」として設定変更する態様を示している。そして、低減率決定部７３４は、オフセット後の基準周波数を用いて、各次数の固有ベクトルの低減率を決定する。

以上のように、本実施形態に係る超音波診断装置１によれば、観察対象の血流領域のクラッタ成分の周波数帯域に基づいて、基準周波数の周波数帯域をオフセットすることによって、固有ベクトルの低減率を適切に決定することが可能となる。これにより、超音波画像の画質の更なる向上を図ることが可能である。

尚、組織成分解析部７３６にて周波数解析を行う対象の時系列の反射波データ群は、典型的には、カラーフローモード実行時にＲＯＩ領域で得られた反射波データ群（即ち、主成分分析実行部７３１が主成分分析で用いる反射波データ群）である。但し、当該反射波データ群は、必ずしも、主成分分析実行部７３１が主成分分析で用いる反射波データ群と同一タイミングで得られたものでなくともよい。例えば、当該反射波データ群は、主成分分析実行部７３１が主成分分析で用いる反射波データ群よりも、一時刻前に得られた反射波データ群であってもよい。

（第６の実施形態）
次に、図２０、図２１を参照して、第６の実施形態に係る超音波診断装置１の構成について説明する。

本実施形態に係る超音波診断装置１は、基準周波数をより正確な値に設定し得るように、第２乃至第５の実施形態で説明した基準周波数の自動設定機能すべてを有する構成となっている。但し、超音波の送信周波数、超音波の繰り返し周波数、及び流速スケール設定は、超音波診断装置１の動作設定によっては、互いに連動して自動設定される場合もある。そのため、本実施形態に係る超音波診断装置１では、これらの自動設定機能それぞれを、ユーザーの操作によって、有効又は無効に切り替え可能となっている。尚、これらの自動設定機能それぞれの有効又は無効に係る設定情報は、例えば、記憶部１０に記憶される。

図２０、図２１は、本実施形態に係る超音波診断装置１の動作フローについて、説明する図である。尚、ここでは、既に、第２乃至第５の実施形態で説明した基準周波数の自動設定機能それぞれの有効又は無効が、ユーザーの操作によって設定された状態となっているものとする。

図２０は、本実施形態に係る超音波診断装置１が、カラーフローモード実行時に、最初に、超音波の送受信条件に基づいて、ランクカット次数を定める閾値（即ち、基準周波数）を設定する処理を示す図である。

ステップＳａ１において、超音波診断装置１（低減率決定部７３４）は、記憶部１０から固有ベクトル周波数の閾値を取得する。尚、この際に取得される閾値は、調整前の初期値を意味し、図８では「０．５」に相当する。

ステップＳａ２において、超音波診断装置１（低減率決定部７３４）は、ユーザーの設定情報に基づいて、ランクカット次数を定める閾値を送信周波数に連動させるか否かを判定する。そして、当該閾値を送信周波数に連動させる場合（Ｓａ２：ＹＥＳ）、ステップＳａ３に処理を進め、一方、当該閾値を送信周波数に連動させない場合（Ｓａ２：ＮＯ）、ステップＳａ４に処理を進める。

ステップＳａ３において、超音波診断装置１（低減率決定部７３４）は、カラーフローモード実行時の超音波の送信周波数に応じて閾値を調整する。尚、この際、超音波診断装置１（低減率決定部７３４）は、カラーフローモード実行時の超音波の送信周波数が低いほど、閾値を低周波側にシフト補正する。

ステップＳａ４において、超音波診断装置１（低減率決定部７３４）は、ユーザーの設定情報に基づいて、ランクカット次数を定める閾値を超音波の繰り返し周波数（ＲＰＦ）に連動させるか否かを判定する。そして、当該閾値を超音波の繰り返し周波数に連動させる場合（Ｓａ４：ＹＥＳ）、ステップＳａ５に処理を進め、一方、当該閾値を超音波の繰り返し周波数に連動させない場合（Ｓａ４：ＮＯ）、ステップＳａ６に処理を進める。

ステップＳａ５において、超音波診断装置１（低減率決定部７３４）は、カラーフローモード実行時の超音波の繰り返し周波数に応じて閾値を調整する。尚、この際、超音波診断装置１（低減率決定部７３４）は、カラーフローモード実行時の超音波の繰り返し周波数が低いほど、閾値を高周波側にシフト補正する。

ステップＳａ６において、超音波診断装置１（低減率決定部７３４）は、ユーザーの設定情報に基づいて、ランクカット次数を定める閾値を流速スケールに連動させるか否かを判定する。そして、当該閾値を流速スケールに連動させる場合（Ｓａ６：ＹＥＳ）、ステップＳａ７に処理を進め、一方、当該閾値を流速スケールに連動させない場合（Ｓａ６：ＮＯ）、図２０のフローチャートの処理を終了する。

ステップＳａ７において、超音波診断装置１（低減率決定部７３４）は、カラーフローモード実行時の流速スケールに応じて閾値を調整する。尚、この際、超音波診断装置１（低減率決定部７３４）は、カラーフローモード実行時の流速スケールが低速スケール範囲であるほど、閾値を高周波側にシフト補正する。

図２１は、本実施形態に係る超音波診断装置１が、カラーフローモード実行中に、血流画像の各フレームを生成する際に毎回実行する処理を示す図である。

ステップＳ１において、超音波診断装置１は、カラーフローモード実行時、超音波送受信を同一方向で複数回行いながら、関心領域内を超音波走査する。そして、これにより受信した時系列の反射波データ群を、主成分分析の分析対象（即ち、パケットデータ群）として取得する。

ステップＳ２において、超音波診断装置１（主成分分析実行部７３１）は、ステップＳ１で取得したパケットデータ群に対して主成分分析を行い（即ち、共分散行列Ｒに係る固有値問題を解く）、固有ベクトルを計算する。

ステップＳ３において、超音波診断装置１（周波数解析部７３３）は、上記した式（５）及び式（６）を用いて、各次数の固有ベクトルが表す主たる周波数成分を計算する。

ステップＳ４において、超音波診断装置１（低減率決定部７３４）は、ユーザーの設定情報に基づいて、ランクカット次数を定める閾値をパケットデータ群の平均周波数（即ち、クラッタ成分）に連動させるか否かを判定する。そして、当該閾値をパケットデータ群の平均周波数（即ち、クラッタ成分の周波数帯域）に連動させる場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、ステップＳ５に処理を進め、一方、当該閾値をパケットデータ群の平均周波数（即ち、クラッタ成分の周波数帯域）に連動させない場合（Ｓ４：ＮＯ）、ステップＳ７に処理を進める。

ステップＳ５において、超音波診断装置１（組織成分解析部７３６）は、パケットデータ群の平均周波数（即ち、クラッタ成分の周波数帯域）を計算する。

ステップＳ６において、超音波診断装置１（低減率決定部７３４）は、ステップＳ５で算出されたパケットデータ群の平均周波数に基づいて、閾値を調整する。尚、このステップＳ６で参照する閾値は、図２０のフローチャートの処理で確定された後の閾値である。

ステップＳ７において、超音波診断装置１（低減率決定部７３４）は、閾値に基づいて、固有ベクトルの周波数から各次数の固有ベクトルの低減率を決定する。

ステップＳ８において、超音波診断装置１（フィルタ係数算出部７３２）は、ステップＳ７で決定された各次数の固有ベクトルの低減率を参照して、上記した式（２）を用いて、ＭＴＩフィルタ７３のフィルタ係数を計算する。

ステップＳ９において、超音波診断装置１（フィルタリング処理部７３５）は、テップＳ８で計算されたＭＴＩフィルタ７３を参照して、上記した式（１）を用いて、ステップＳ１で取得したパケットデータ群に対してフィルタリング処理を行い、算出したパケットデータ群を、クラッタ信号除去後の血流成分に係るドプラー信号とする。

ステップＳ１０において、超音波診断装置１（相関演算部７４）は、ステップＳ９で得られたドプラー信号に対して、自己相関演算処理を行う。

ステップＳ１１において、超音波診断装置１（データ変換部７５、ノイズ除去空間フィルタ部７６、フレーム間フィルタ７７、Ｃモード画像変換部７８）は、ステップＳ１０で得られたドプラー信号に基づいて、血流情報を推定する。

本実施形態に係る超音波診断装置１は、このような処理によって、高画質な血流画像を生成することが可能である。

以上のように、本実施形態に係る超音波診断装置１によれば、カラーフローモード実行時の超音波の送受信条件等に基づいて、固有ベクトルの低減率を適切に決定することが可能となるため、超音波画像の画質の更なる向上を図ることが可能である。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

本開示に係る超音波診断装置によれば、適切なＭＴＩフィルタ特性を自動で設定することが可能である。

１ 超音波診断装置
２ 操作部
３ 送信部
４ 受信部
５ Ｂモード画像生成部
６ ＲＯＩ設定部
７ Ｃモード画像生成部
８ 表示処理部
９ 制御部
１０ 記憶部
７１ 直交検波回路
７２ コーナーターン制御部
７３ ＭＴＩフィルタ
７３１ 主成分分析実行部
７３２ フィルタ係数算出部
７３３ 周波数解析部
７３４ 低減率決定部
７３５ フィルタリング処理部
７３６ 組織成分解析部
７４ 相関演算部
７５ データ変換部
７６ ノイズ除去空間フィルタ部
７７ フレーム間フィルタ
７８ Ｃモード画像変換部
１００ 音波診断装置本体
１０１ 超音波探触子
１０１ａ 振動子

Claims (12)

1. 被検体内に向けて超音波を送信すると共にその反射波を受信することにより、前記被検体内の血流画像を生成する超音波診断装置であって、
   カラーフローモード実行時に得られた前記被検体内の所定領域内における時系列の反射波データ群に対して主成分分析を実行して、複数の固有ベクトルを算出する主成分分析実行部と、
   自己相関演算を用いて、複数の前記固有ベクトルそれぞれを周波数解析することで、複数の前記固有ベクトルそれぞれが表す時間方向の主たる周波数成分を算出する周波数解析部と、
   複数の前記固有ベクトルそれぞれの前記主たる周波数成分と、クラッタ成分を低減させる基準周波数を定めたクラッタ成分低減条件とに基づいて、複数の前記固有ベクトルそれぞれの低減率を決定する低減率決定部と、
   複数の前記固有ベクトルと、複数の前記固有ベクトルそれぞれに対応する前記低減率と、に基づいて、クラッタ成分を低減するフィルタ係数を算出するフィルタ係数算出部と、
   前記時系列の反射波データ群に対して前記フィルタ係数を適用して、血流画像データを生成する画像生成部と、
   を備え、
   複数の前記固有ベクトルそれぞれの前記主たる周波数成分は、複数の前記固有ベクトルそれぞれが表す観察対象位置の時間変化の平均的な周波数であり、
   前記低減率決定部は、前記カラーフローモード実行時の超音波の送受信条件に基づいて、前記基準周波数を高周波側又は低周波数側にシフトするように、前記クラッタ成分低減条件を設定変更する、
   超音波診断装置。
2. 前記低減率決定部は、前記固有ベクトルの前記主たる周波数成分が前記基準周波数を超える場合には、当該固有ベクトルの前記低減率を０とし、前記固有ベクトルの前記主たる周波数成分が前記基準周波数未満の場合には、当該固有ベクトルの前記低減率を１として決定する、
   請求項１に記載の超音波診断装置。
3. 前記低減率決定部は、前記固有ベクトルの前記主たる周波数成分と前記基準周波数との差又は比に基づいて、前記固有ベクトルの前記低減率を０以上で且つ１以下の値に決定する、
   請求項１に記載の超音波診断装置。
4. 前記周波数解析部は、以下の式（１）及び式（２）に従って、前記固有ベクトルの自己相関値に基づいて、前記固有ベクトルの前記主たる周波数成分を算出する、
   請求項１乃至３のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
   

   

   
5. 超音波の前記送受信条件は、超音波の送信周波数を含む、
   請求項１に記載の超音波診断装置。
6. 超音波の前記送受信条件は、超音波の繰り返し周波数を含む、
   請求項１に記載の超音波診断装置。
7. 超音波の前記送受信条件は、流速スケール設定を含む、
   請求項１に記載の超音波診断装置。
8. カラーフローモード実行時に得られた前記被検体内の所定領域内における時系列の反射波データ群に基づいて、クラッタ成分の周波数帯域を解析する組織成分解析部を有し、
   前記低減率決定部は、前記クラッタ成分の周波数帯域に基づいて、前記基準周波数をオフセットするように、前記クラッタ成分低減条件を設定変更する、
   請求項１に記載の超音波診断装置。
9. 前記低減率決定部は、前記カラーフローモード実行時における、超音波の送信周波数に係る第１情報、超音波の繰り返し周波数に係る第２情報、血流速スケール設定に係る第３情報、及び、クラッタ成分の表出する周波数帯域に係る第４情報に基づいて、前記クラッタ成分低減条件を変更可能に構成され、
   前記低減率決定部は、ユーザーの設定操作に基づいて、前記クラッタ成分低減条件を変更する際に参照する情報として、前記第１乃至第４情報それぞれの有効又は無効を決定する、
   請求項１に記載の超音波診断装置。
10. 前記低減率決定部は、ユーザーの設定操作に基づいて、前記基準周波数を調整可能に構成されている、
    請求項１乃至９のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
11. 被検体内に向けて超音波を送信すると共にその反射波を受信することにより、前記被検体内の血流画像を生成する超音波診断装置の制御方法であって、
    カラーフローモード実行時に得られた前記被検体内の所定領域内における時系列の反射波データ群に対して主成分分析を実行して、複数の固有ベクトルを算出する第１処理と、
    自己相関演算を用いて、複数の前記固有ベクトルそれぞれを解析することで、複数の前記固有ベクトルそれぞれが表す時間方向の主たる周波数成分を算出する第２処理と、
    複数の前記固有ベクトルそれぞれの前記主たる周波数成分と、クラッタ成分を低減させる基準周波数を定めたクラッタ成分低減条件とに基づいて、複数の前記固有ベクトルそれぞれの低減率を決定する第３処理と、
    複数の前記固有ベクトルと、複数の前記固有ベクトルそれぞれに対応する前記低減率と、に基づいて、クラッタ成分を低減するフィルタ係数を算出する第４処理と、
    前記時系列の反射波データ群に対して前記フィルタ係数を適用して、血流画像データを生成する第５処理と、
    を有し、
    複数の前記固有ベクトルそれぞれの前記主たる周波数成分は、複数の前記固有ベクトルそれぞれが表す観察対象位置の時間変化の平均的な周波数であり、
    前記第４処理では、前記カラーフローモード実行時の超音波の送受信条件に基づいて、前記基準周波数を高周波側又は低周波数側にシフトするように、前記クラッタ成分低減条件を設定変更する、
    制御方法。
12. 被検体内に向けて超音波を送信すると共にその反射波を受信することにより、前記被検体内の血流画像を生成する超音波診断装置の制御プログラムであって、
    カラーフローモード実行時に得られた前記被検体内の所定領域内における時系列の反射波データ群に対して主成分分析を実行して、複数の固有ベクトルを算出する第１処理と、
    自己相関演算を用いて、複数の前記固有ベクトルそれぞれを解析することで、複数の前記固有ベクトルそれぞれが表す時間方向の主たる周波数成分を算出する第２処理と、
    複数の前記固有ベクトルそれぞれの前記主たる周波数成分と、クラッタ成分を低減させる基準周波数を定めたクラッタ成分低減条件とに基づいて、複数の前記固有ベクトルそれぞれの低減率を決定する第３処理と、
    複数の前記固有ベクトルと、複数の前記固有ベクトルそれぞれに対応する前記低減率と、に基づいて、クラッタ成分を低減するフィルタ係数を算出する第４処理と、
    前記時系列の反射波データ群に対して前記フィルタ係数を適用して、血流画像データを生成する第５処理と、
    を有し、
    複数の前記固有ベクトルそれぞれの前記主たる周波数成分は、複数の前記固有ベクトルそれぞれが表す観察対象位置の時間変化の平均的な周波数であり、
    前記第４処理では、前記カラーフローモード実行時の超音波の送受信条件に基づいて、前記基準周波数を高周波側又は低周波数側にシフトするように、前記クラッタ成分低減条件を設定変更する、
    制御プログラム。

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