超声波诊断装置的制作方法

本发明涉及超声波诊断装置，尤其涉及获得心脏的重建体积(reconstructionvolume)的技术。

背景技术：

已知形成心脏等伴有运动的组织的三维超声波图像的超声波诊断装置。例如，已知如下技术：在三维空间内立体地扫描(scan)超声波束并从三维空间内收集回波数据，基于所收集的回波数据形成三维超声波图像并进行实时显示。但是，实时显示中存在原理性制约，即扫描速率、波束密度及波束范围相互处于权衡(tradeoff)关系。

还提出了用于回避三维超声波图像的实时显示中的原理性制约的技术。例如，专利文献1中记载了如下划时代的技术(重建处理)：在包含胎儿的心脏等对象组织的三维空间内，使扫描面以低速移动的同时在多个扫描位置收集多个断层图像数据，排列并重构所收集的多个断层图像数据，由此形成对象组织的三维图像数据(重建体积数据)。另外，专利文献2、3中也记载了与重建处理(体积的重构)相关的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第5525748号公报

专利文献2：日本特开2014-23928号公报

专利文献3：日本特开2014-36848号公报

技术实现要素：

发明所要解决的课题

在通过上述的重建处理获得例如胎儿的心脏的三维图像的情况下，在包含该胎儿的多次心跳的期间内，例如在从几秒到20秒左右的比较长的期间执行重建扫描，该重建扫描重复一边使位置在扫描方向上变化一边形成扫描面的扫描。如此，由于重建扫描需要比较长的期间，因此优选不发生处理的重做等。

例如，若通过重建扫描获得的重建体积数据的质量不适合诊断，也存在为了该诊断而必须重做重建扫描的情况。因此，例如优选能够适当地设定重建扫描中的扫描条件，以便获得适合诊断的重建体积。

本发明鉴于上述的情况而作出，其目的在于提供适当地设定重建扫描中的扫描条件的改良技术。

用于解决课题的手段

作为本发明的具体例而优选的超声波诊断装置的特征在于，具有：扫描处理部，其在包含心脏的三维空间内执行重建扫描，该重建扫描在所述心脏的多次心跳中重复进行一边使位置在扫描方向上变化一边形成扫描面的扫描；重建处理部，其基于从通过所述扫描的重复而依次形成的扫描面获得的多个帧，来获得构成所述心脏的一次心跳期间的多个时相(timephase)的重建体积；以及条件设定部，其基于所述心脏的深度设定所述扫描的重复条件。

根据上述结构的超声波诊断装置，能够将与心脏的深度对应的重复条件设定为重建扫描中的扫描条件。例如，存在重建体积的扫描方向的分辨率受深度的影响的情况。该情况下，例如通过基于心脏的深度及目标分辨率设定适当的重复条件，可减轻心脏的深度的影响的同时能够期望不依赖于心脏的深度地实现目标分辨率。由于实现了目标分辨率，因此能够期待提高心脏的诊断精度。另外，由于利用适当的重复条件执行重建扫描，因此例如可减轻重建扫描的时间和劳力，能够期望消除重建扫描的重做而减轻检查负担。例如可减轻检查中的孕妇的负担。

在优选的具体例中，特征在于，所述条件设定部基于所述心脏的深度及重建体积的扫描方向的目标分辨率设定所述扫描的重复条件。

在优选的具体例中，特征在于，所述条件设定部基于所述心脏的深度、所述目标分辨率及所述重建扫描的扫描方向的扫描范围，设定所述扫描的重复次数或所述扫描的重复时间作为所述扫描的重复条件。

在优选的具体例中，特征在于，所述条件设定部基于所述心脏的深度及所述目标分辨率导出帧间角度，基于所述扫描范围及帧间角度导出构成重建体积的多个帧的目标帧数，基于目标帧数导出所述扫描的重复次数或所述扫描的重复时间。

在优选的具体例中，特征在于，所述超声波诊断装置还具有：扫描范围设定部，其基于通过在所述重建扫描之前执行预扫描而获得的数据设定所述重建扫描的扫描方向的扫描范围。

在优选的具体例中，特征在于，所述扫描范围设定部基于通过预扫描获得的数据形成所述心脏的投影数据，并基于该投影数据设定所述扫描范围。

在优选的具体例中，特征在于，所述超声波诊断装置还具有：触发生成部，其基于在多次心跳中从所述心脏获得的回波数据依次检测特征时相，由此生成表示在所述多次心跳中依次检测出的特征时相的定时的触发信号，所述扫描处理部在所述重建扫描中一边根据所述触发信号所表示的特征时相的定时使位置在扫描方向上阶段性地变化一边形成扫描面。

在优选的具体例中，特征在于，所述扫描处理部一边使位置在扫描方向上变化并在各位置通过并行接收形成多个扫描面一边执行所述重建扫描。

发明的效果

通过本发明，可提供适当地设定重建扫描中的扫描条件的改良技术。例如，根据本发明的优选方式，能够将与心脏的深度对应的重复条件设定为重建扫描中的扫描条件。

附图说明

图1是本发明实施中优选的超声波诊断装置的整体结构图。

图2是用于说明关注区域的具体例的图。

图3是用于说明三维的超声波的扫描的图。

图4是用于说明预扫描的图。

图5是表示通过预扫描获得的三维数据的具体例的图。

图6是表示投影图像及扫描范围的具体例的图。

图7是表示重建扫描的具体例1的图。

图8是用于说明帧数据的收集及重建处理的图。

图9是表示重建扫描的具体例2的图。

图10是用于说明重建扫描中的重复条件的图。

图11是用于说明与诊断对象的深度对应的重复条件的设定的图。

图12是表示触发信号的生成的具体例的图。

图13是表示触发生成部的内部结构例的图。

具体实施方式

图1是本发明实施中优选的超声波诊断装置的整体结构图。探头10是在包含作为诊断对象的胎儿的心脏的三维空间内收发超声波的超声波探头。探头10的优选具体例为具备二维排列的多个振动元件的2d阵列探头(矩阵阵列探头)。另外，探头10例如也可以是使由一维排列的多个振动元件(1d阵列振子)电子形成的扫描面的位置机械性移动的机械式3d探头。

收发处理部12用作通过控制探头10来执行重建扫描等扫描处理的扫描处理部。收发处理部12通过输出与探头10所具备的多个振动元件分别对应的发送信号来执行发送控制。通过该发送控制形成超声波的发送波束，并在三维空间内扫描发送波束。另外，收发处理部12对从探头10所具备的多个振动元件获得的信号(超声波的接收信号)实施整相相加处理等波束形成处理。由此，形成超声波的接收波束并在三维空间内进行扫描。

帧形成部20基于从收发处理部12获得的接收波束的数据形成帧数据。例如，基于从构成扫描面的多个接收波束获得的行数据(波束数据)形成与该扫描面对应的帧数据。此外，从收发处理部12获得的行数据通过适合超声波的收发的坐标系，例如通过以超声波束的深度方向r与扫描面内的扫描方向表示的坐标系来获得。帧形成部20可以根据坐标系的行数据形成坐标系的帧数据，但优选通过对坐标系的行数据实施扫描转换处理(坐标转换处理、插值处理等)来形成xy坐标系(正交坐标系)的帧数据。

图1的超声波诊断装置以包含胎儿的心脏的三维空间为对象执行重建扫描，并基于通过重建扫描获得的多个帧的帧数据执行重建处理来形成与胎儿的心脏相关的三维的动态图像。在该重建扫描之前执行关注区域的设定及预扫描。因此，以下按顺序说明图1的超声波诊断装置进行的关注区域的设定、预扫描以及重建扫描，进而说明重建扫描中的扫描条件的设定及触发信号的生成。此外，在以下说明中，对于图1所示的结构(部分)使用图1的符号。

<关注区域的设定>

在利用图1的超声波诊断装置诊断胎儿的心脏时，例如医生、检查技师等用户手持探头10，使探头10的收发波面接触孕妇(母体)的体表(例如，腹部)进行超声波的收发来确认胎儿的心脏的位置。在确认胎儿的心脏的位置时，例如使用在断层图像形成部30中形成的超声波的断层图像。

断层图像形成部30基于从帧形成部20获得的帧数据形成超声波的断层图像数据。断层图像形成部30例如形成母体内的b模式图像的图像数据。在断层图像形成部30中形成的超声波的断层图像在显示处理部60中被实施显示处理并被显示到显示部62。用户一边确认显示部62中显示的母体内的断层图像一边以在断层图像内映出胎儿的心脏的方式调整探头10的位置及朝向。并且，通过关注区域设定部32在包含胎儿的心脏的断层图像内设定关注区域。

图2是用于说明关注区域的具体例的图。图2的(a)中图示了用于关注区域的设定的扫描面s及探头10的具体例。探头10具备在三维空间内立体地收发超声波的功能，在关注区域的设定中使用通过在扫描方向上扫描深度方向r的超声波束(发送波束及接收波束)而形成的二维的(1张的)代表性扫描面s。

在设定关注区域时，医生、检查技师等用户以在扫描面s内包含整个胎儿心脏的剖面的方式适当地调整探头10的位置及姿势。例如，以胎儿的心脏的左心室、左心房、右心室及右心房的4个剖面进入在图2的(a)所示的代表性扫描面s内的方式调整探头10的位置及姿势。

图2的(b)中图示了与图2的(a)的扫描面s对应的断层图像30b的具体例。将胎儿的心脏(fh)的剖面映出在断层图像30b内，在断层图像30b内以包围胎儿的心脏的方式设定关注区域(roi)。在图2的(b)中，作为关注区域的具体例图示了梯形的关注区域。也就是，图示了上底及下底与扫描方向对应地变形为弓形的梯形的关注区域。

例如，用户一边观察显示部62中显示的断层图像30b一边操作操作设备80，由此在断层图像30b内以包围胎儿的心脏(fh)的方式指定关注区域(roi)的位置、形状及大小。根据该操作，关注区域设定部32在断层图像30b内设定关注区域。

此外，关注区域设定部32例如也可以通过针对断层图像30b的图像数据的图像处理来检测心脏(fh)的边界(例如，心腔与心肌的边界)并以包围心脏的边界的方式设定关注区域(roi)。

图2的(b)中图示了深度方向r的范围为d1～d2而扫描方向的范围为的梯形的关注区域(roi)。此外，在图2的(b)中，虽然作为形状的具体例而图示了梯形的关注区域，但是关注区域的形状也可以是梯形以外的形状(例如，矩形、椭圆形等)。当针对胎儿的心脏(fh)设定了关注区域(roi)时，在包含胎儿的三维空间内执行三维的超声波的扫描。

图3是用于说明三维的超声波的扫描的图。如图3所示，例如形成将r方向作为波束方向(深度方向)的超声波束(发送波束及接收波束)，在方向电子扫描该超声波束而形成扫描面s。也就是，使接收波束的波束地址(beamaddress)在方向上变化的同时在扫描面s内形成与多个波束地址对应的多个行数据。由扫描面s内的多个行数据构成与该扫描面s对应的帧数据。

进而，在使扫描面s在θ方向上移动的同时，也就是在使扫描面s的位置与角度(也可以是位置或角度)在θ方向上变化的同时在扫描面s内扫描超声波束。由此，在三维空间内立体地扫描超声波束，例如，如图3所示的具体例那样，形成在θ方向上排列的多个帧的帧数据。

图1的超声波诊断装置对在包含诊断对象即胎儿的心脏的三维空间内立体地扫描超声波束而得的多个帧的帧数据进行重建处理，由此形成映出胎儿的心脏的立体形态的三维图像。在该重建处理之前，也就是在收集重建处理所需的帧数据的重建扫描之前进行预扫描。

<预扫描>

图4是用于说明预扫描的图。在重建扫描之前进行预扫描。图4的(a)表示预扫描的具体例，图4的(b)表示重建扫描的具体例。

例如，如图4所示的具体例那样，在预扫描与重建扫描中均形成将r方向作为波束方向(深度方向)的超声波束，并电子扫描该超声波束形成扫描面s。进而，使扫描面s在θ方向上电子或机械性移动的同时在扫描面s内扫描超声波束。由此，依次形成在θ方向上排列的多个帧的帧数据。但是，预扫描与重建扫描在θ方向上的扫描范围及扫描密度(扫描速度)彼此不同。

预扫描目的在于确认三维空间内的胎儿的心脏(fh)的位置及大小，因此，根据该目的来决定扫描范围及扫描密度(扫描速度)。例如，在预扫描中，在角度θ方向上以宽于重建扫描的范围对扫描面s进行扫描并以低于重建扫描的扫描密度(较快的扫描速度)对扫描面s进行扫描。并且，例如以进行了关注区域的设定的代表性扫描面s(参照图2)的位置(θ方向的角度)为中心以比较宽的范围(θ方向的角度范围)对扫描面s进行扫描。此外，也可以在角度θ方向上以可通过探头10扫描的最大的扫描范围对扫描面s进行扫描。

另一方面，在根据预扫描中确认的胎儿的心脏(fh)的位置及大小设定的限定性扫描范围内执行重建扫描。例如，如图4的(b)所示的具体例那样，在包含胎儿的心脏的尽可能小的范围内在角度θ方向上对扫描面s进行扫描。此外，之后进一步详述重建扫描的具体例。

基于通过预扫描获得的多个帧的帧数据，也就是基于通过预扫描从三维空间内获得的三维数据决定重建扫描的扫描范围。

图5是表示通过预扫描获得的三维数据的具体例的图。例如，在包含胎儿的心脏(fh)的三维空间内进行预扫描(参照图4)，当使波束地址在φ方向及θ方向上变化的同时立体地扫描超声波束时(参照图3)，在收发处理部12中形成与多个波束地址对应的多个行数据。进而，在帧形成部20中，通过由r方向及φ方向形成的扫描面内的多个行数据构成与该扫描面对应的帧数据。

各行数据由在r方向上排列的多个数据构成，通过将各行数据配置在与该行数据的波束地址对应的位置，也就是通过将多个行数据配置在rφθ坐标系内来获得图5所示的三维数据。在图5所示的具体例中，各波束地址与φ方向及θ方向的二维坐标系内的坐标值相对应。

例如，将图5所示的三维数据作为预扫描的扫描结果存储在数据存储部22。例如，将在θ方向上排列的多个帧的帧数据按照各帧依次存储在数据存储部22。并且，基于通过预扫描获得的三维数据确认胎儿的心脏(fh)的位置及大小并决定重建扫描的扫描范围。也就是，投影数据形成部34基于通过预扫描获得的三维数据形成投影图像，扫描范围设定部36基于投影图像决定重建扫描的扫描范围。

图6是表示投影图像及扫描范围的具体例的图。投影数据形成部34基于作为预扫描的扫描结果而存储在数据存储部22中的三维数据(图5)形成投影图像。例如，如图6所示，在包含φ方向及θ方向的面上形成投影了胎儿的心脏(fh)的投影图像。

投影数据形成部34根据通过预扫描获得的构成三维数据的多个行数据，针对各行数据分别获得投影数据，由此基于与多个行数据对应的多个投影数据形成投影图像。投影数据形成部34例如对构成各行数据的多个数据进行累计(加法处理)，将其累计值作为该行数据的投影数据。此外，投影数据形成部34例如也可以从构成各行数据的多个数据中选择与最小的回波强度对应的最小数据来作为该行数据的投影数据。

当三维数据内行数据通过胎儿的心脏(fh)内的心腔时，在该行数据内包含与心腔对应的数据。由于心腔内主要为血流，因此与心肌等组织相比来自心腔内的超声波的反射较弱。也就是，与心肌等其他部分相比心腔中的回波强度较小。

因此，当各行数据通过胎儿的心脏(fh)内的心腔时，由于与心腔对应的回波强度较小，因此累计构成该行数据的多个数据而得的投影数据也比较小。另外，在从构成各行数据的多个数据中选择与最小的回波强度对应的最小数据来作为投影数据的情况下，也在该行数据通过胎儿心脏fh内的心腔时，选择与心腔对应的回波强度极小的数据，若该行数据不通过心腔，则选择与心肌等组织对应的比较强的回波强度的数据。

因此，形成由回波强度较小的数据群(像素群)构成胎儿的心脏(fh)内的心腔部分并由回波强度比较强的数据群(像素群)构成胎儿的心脏以外的部分的投影图像。

此外，优选在投影图像内实施将回波强度较小的图像部分(像素群)中的例如面积小于基准值的图像部分视为非胎儿心脏fh的噪声而去除等处理。在去除噪声时可使用公知的各种处理的任一种。

扫描范围设定部36基于从投影数据形成部34获得的投影图像决定重建处理中的重建处理中的重建扫描的扫描范围。扫描范围设定部36在投影图像内提取胎儿的心脏(fh)的图像区域，基于该图像区域决定扫描范围。例如，通过使用了识别与心腔对应的像素与除此以外的像素的阈值的二值化处理，在投影图像内确定胎儿的心脏(fh)的图像区域。

当确定了胎儿的心脏(fh)的图像区域时，扫描范围设定部36设定通过胎儿的心脏(fh)的图像区域的中心(例如，面积重心点或其附近)的搜索线l。例如，如图6所示，设定平行于θ方向的搜索线l。

然后，扫描范围设定部36在搜索线l上搜索胎儿的心脏(fh)的边界。例如，从胎儿的心脏(fh)的图像区域的中心(例如，面积重心点或其附近)开始在搜索线l上搜索θ方向的一侧及另一侧的各自的边界。例如，搜索从与胎儿的心脏(心腔)对应的像素变化为与心肌等对应的像素的像素位置。由此，在搜索线l上确定胎儿的心脏(fh)的一侧边界与另一侧边界这两个边界。在图6的具体例中，θ1的位置与θ2的位置为两个边界。

扫描范围设定部36根据通过在搜索线上确定的两个边界而确定的胎儿的心脏(fh)的投影范围来决定重建扫描的扫描范围。例如，在图6的具体例中，根据从θ1的位置到θ2的位置的心脏(fh)的投影范围来决定重建扫描中的θ方向的扫描范围(scanθ)。

由于胎儿的心脏(fh)周期性地重复扩张收缩运动，因此将心脏(fh)的投影范围加上空白区域而得的范围作为扫描范围，以使在持续多个周期的重建扫描中更加可靠地将心脏(fh)包含在扫描范围内。例如，如图6所示的具体例那样，将针对从θ1到θ2的投影范围在θ1侧与θ2侧分别附加作为余量的δ而得的从θs到θe的范围作为扫描范围(scanθ)。此外，也可以将图6所示的从θ1到θ2的投影范围直接作为θ方向的扫描范围。

另外，在上述的具体例中，虽然基于根据图6的投影图像获得的胎儿的心脏(fh)的θ方向的投影范围决定θ方向的扫描范围(scanθ)，但是也可以根据图6的投影图像确定胎儿的心脏(fh)的φ方向的投影范围来决定φ方向的扫描范围。例如，也可以决定由φ方向的扫描范围与θ方向的扫描范围构成的二维的扫描范围。此外，也可以将关注区域设定部32设定的关注区域(图2)的扫描方向φ的范围(φ1～φ2)用作φ方向的扫描范围。另外，将图6的投影图像显示在显示部62，用户也可以一边确认该显示一边在投影图像内指定θ方向的扫描范围及φ方向的扫描范围。

另外，也可以基于通过预扫描获得的行数据决定胎儿的心脏的深度。例如，也可以沿着通过预扫描获得的行数据从较浅侧(探头10侧)朝向较深侧搜索回波数据小于阈值的部分(与心腔对应的部分)并将所搜索的位置作为心脏的深度。例如，也可以在通过预扫描获得的多个行数据中针对各行数据分别决定心脏的深度并将根据多个行数据获得的多个深度的统计值(例如，平均值等)作为心脏的深度。

<重建扫描>

图7是表示重建扫描的具体例1的图。图7中图示了探头10为2d阵列探头时的重建扫描的具体例。收发处理部12通过控制探头10在包含胎儿的心脏(fh)的三维空间内执行重建扫描，该重建扫描在心脏(fh)的多次心跳中重复进行一边使位置在θ方向(扫描方向)上变化一边形成扫描面的扫描。

在重建扫描中，形成将r方向作为波束方向(深度方向)的超声波束，通过电子扫描该超声波束形成扫描面。进而，在2d阵列探头的情况下，在θ方向上阶段性地电子移动扫描面并在扫描面内扫描超声波束。

在通过扫描范围设定部36设定的扫描范围内执行重建扫描。例如，在通过扫描范围设定部36设定的φ方向的角度范围内形成扫描面。此外，φ方向的角度范围也可以是关注区域设定部32设定的关注区域(图2)的扫描方向φ的范围(φ1～φ2)。进而，在通过扫描范围设定部36设定的θ方向的从θs到θe的扫描范围(图6的scanθ)内，一边使扫描面在θ方向上阶段性地移动一边执行重建扫描。

在图7所示的具体例1中，也就是在2d阵列探头的情况下的重建扫描中，将θ方向的扫描范围划分为多个扫描区域(r1～r8)。并且，针对各扫描区域分别通过并行接收形成多个扫描面。例如，一边进行从1根发送波束获得多个接收波束的并行接收一边向φ方向(参照图2、图3)扫描超声波束(发送波束及接收波束)，由此针对各扫描区域分别集中地(并列地)形成构成该扫描区域的多个(例如，4个)扫描面。

并且，根据从触发生成部70输出的触发信号(之后详述)所表示的触发的定时切换扫描区域，在多个扫描区域(r1～r8)中依次形成扫描面并收集帧数据。进而，基于所收集的帧数据执行重建处理。

图8是用于说明帧数据(帧组)的收集及重建处理的图。图8的(a)中图示了通过2d阵列探头的重建扫描(图7)收集的帧数据的具体例。

在图8的(a)所示的具体例中，从触发(1)的定时开始在扫描区域r1中通过并行接收集中地形成例如4个扫描面，获得与4个扫描面对应的4个帧数据构成的帧组。并且，在扫描区域r1内不移动4个扫描面的位置地在持续多个时相收集帧组直到下一触发(2)的定时。

由此，例如，如图8的(a)所示，在扫描区域r1中依次获得与时相1对应的4个帧数据构成的帧组r1(t1)、与时相2对应的4个帧数据构成的帧组r1(t2)、与时相3对应的4个帧数据构成的帧组r1(t3)以及与时相4对应的4个帧数据构成的帧组r1(t4)。

并且，在触发(2)的定时将扫描面的位置从扫描区域r1移动到扫描区域r2。另外，从触发(2)的定时开始在扫描区域r2中通过并行接收集中地形成例如4个扫描面，获得与4个扫描面对应的4个帧数据构成的帧组。进而，在扫描区域r2内不移动4个扫描面的位置地在持续多个时相收集帧组直到下一触发(3)的定时。

由此，例如，如图8的(a)所示，在扫描区域r2中依次获得与时相1对应的4个帧数据构成的帧组r2(t1)、与时相2对应的4个帧数据构成的帧组r2(t2)、与时相3对应的4个帧数据构成的帧组r2(t3)、与时相4对应的4个帧数据构成的帧组r2(t4)以及与时相5对应的4个帧数据构成的帧组r2(t5)。

在触发(3)以后也一边根据触发的定时来切换扫描区域，一边在各扫描区域内不移动4个扫描面的位置地在持续多个时相收集帧组直到下一触发的定时。如此，例如，如图8的(a)所示的具体例那样，在多个扫描区域(r1～r8)中，也就是在θ方向的扫描范围内(图7的从θs到θe)针对各扫描区域分别在持续多个时相收集帧组。将所收集的帧组存储到数据存储部22。

此外，按照胎儿的心跳周期生成触发信号(之后详述)所表示的触发。有时胎儿的心跳周期在多次心跳内会变动。因此，例如，如图8的(a)所示的具体例那样，相互相邻的触发之间的时相数(t1、t2、……)也存在变动的情况。

重建处理部50通过对存储在数据存储部22中的帧组进行重建处理来形成重建体积。图8的(b)中表示了根据图8的(a)的帧组(所收集的帧数据)获得的重建体积的具体例。

在重建处理中，从多个扫描区域(r1～r8)汇集与相互相同的时相对应的帧组，构成与该时相对应的重建体积。例如，如图8的(b)所示的具体例那样，从多个扫描区域(r1～r8)汇集与时相t1对应的帧组r1(t1)、帧组r2(t1)、帧组r3(t1)、…帧组r8(t1)。并且，将所汇集的这些帧组与对应的扫描区域的位置相对应地配置，形成与时相t1对应的重建体积t1。

与时相1中的重建处理同样，在时相2以后也从多个扫描区域(r1～r8)汇集与相互相同的时相对应的帧组，构成与该时相对应的重建体积。如此，在图8的(b)所示的具体例中，形成与构成胎儿的心脏的一次心跳期间的多个时相(t1～t4)对应的多个时相的重建体积(t1～t4)。

图9是表示重建扫描的具体例2的图。图9中图示了探头10为机械式3d探头时的重建扫描的具体例。收发处理部12通过控制探头10在包含胎儿的心脏(fh)的三维空间内执行重建扫描，该重建扫描在心脏(fh)的多次心跳中重复一边使位置在θ方向(扫描方向)上变化一边形成扫描面的扫描。

在重建扫描中，形成将r方向作为波束方向(深度方向)的超声波束，通过电子扫描该超声波束形成扫描面。进而，在机械式3d探头的情况下，使通过一维排列的多个振动元件(1d阵列振子)电子形成的扫描面在θ方向上比较缓慢地机械性移动并在扫描面内扫描超声波束。

在通过扫描范围设定部36设定的扫描范围内执行重建扫描。例如，在通过扫描范围设定部36设定的φ方向的角度范围内形成扫描面。此外，φ方向的角度范围也可以是通过关注区域设定部32设定的关注区域(图2)的扫描方向φ的范围(φ1～φ2)。进而，在通过扫描范围设定部36设定的θ方向的从θs到θe的扫描范围(图6的scanθ)内，一边使扫描面在θ方向上连续性(或阶段性)缓慢地移动一边执行重建扫描。

在图9所示的具体例2中，也就是在机械式3d探头的情况下的重建扫描中，一边在胎儿的心脏(fh)的多次心跳中使扫描面在θ方向的扫描范围即从θs到θe比较缓慢地机械性地移动，一边收集多个帧的帧数据并存储到数据存储部22。

此外，在机械式3d探头的情况下也可以通过并行接收集中地(并列地)形成多个(例如，4个)扫描面(扫描面组)。并且，例如一边使扫描面组在θ方向上连续性(或阶段性)缓慢地移动一边执行重建扫描。

重建处理部50通过对存储在数据存储部22中的多个帧的帧数据进行重建处理来形成重建体积。作为机械式3d探头的情况下的重建处理，例如使用专利文献1等中记载的公知的处理。也就是，排列通过重建扫描获得的多个帧的帧数据来重建三维数据(重建体积)，通过三维图像形成部52基于所重建的三维数据形成立体地表现胎儿的心脏的重建图像。

<扫描条件的设定>

扫描条件设定部40设定重建扫描(图7、图9)中的扫描条件(scancondition)。例如在预扫描之后且在重建扫描之前进行扫描条件的设定。

作为重建扫描(图7、图9)中的扫描条件，扫描条件设定部40设定一边使位置在扫描方向(θ方向)上变化一边形成扫描面的扫描的重复条件。在2d阵列探头的情况下，作为扫描的重复条件设定扫描的重复次数(扫描次数)，在机械式3d探头的情况下，作为扫描的重复条件设定扫描的重复时间(扫描时间)。

图10是用于说明重建扫描中的重复条件的图。图10的(a)中图示了扫描方向(θ方向)的扫描范围及深度相同而扫描次数或扫描时间不同时的比较例。

在图10的(a)的比较例中，当扫描次数较少时或扫描时间较短时，构成重建处理后所获得的重建体积的帧总数较少，相邻的帧间隔较宽。与之相对，当扫描次数较多时或扫描时间较长时，构成重建处理后所获得的重建体积的帧总数较多，相邻的帧间隔较窄。若构成重建体积的多个帧的帧间隔较窄，则基于该重建体积获得的三维图像的扫描方向的分辨率提高。

图10的(b)中图示了扫描方向(θ方向)的扫描范围及扫描次数(扫描时间)相同而诊断对象(胎儿的心脏)的深度不同时的比较例。在图10的(b)的比较例中，当诊断对象较浅时，构成重建处理后所获得的重建体积的多个帧的帧间隔比较窄，但当诊断对象较深时，该帧间隔比较宽。因此，当诊断对象较深时，与较浅的情况相比，基于重建体积获得的三维图像的扫描方向的分辨率降低。因此，扫描条件设定部40根据作为诊断对象的胎儿的心脏的深度设定重建扫描中的重复条件。

图11是用于说明与诊断对象的深度对应的重复条件的设定的图。扫描条件设定部40以构成重建体积的多个帧的帧间隔为与目标分辨率对应的目标帧间隔d的方式设定重复条件。也就是，无论是在作为诊断对象的胎儿的心脏较浅时还是较深时，均以构成重建体积的多个帧的帧间隔为目标帧间隔d的方式设定重复条件。

在重复条件的设定中，首先，例如利用公式1基于目标帧间隔d及深度d决定与构成重建处理后的重建体积的多个帧相关的帧间隔的角度δθ。

〔公式1〕δθ＝arcsin(d/d)

以基于重建体积获得的三维图像的扫描方向的分辨率为目标分辨率的方式决定目标帧间隔d。例如，将断层图像形成部30中形成的断层图像(b模式图像)的分辨率作为目标帧间隔d。例如，优选在切换b模式图像的分辨率时也与其对应地变更目标帧间隔d的设定值。另外，例如也可以是医生、检查技师等用户能够根据诊断内容以获得期望的分辨率的方式调整目标帧间隔d。

深度d为胎儿的心脏的深度，例如基于针对胎儿的心脏设定的关注区域(图2)决定深度d。例如，将关注区域的下底的深度(图2的深度d2)作为胎儿的心脏的深度d。此外，例如也可以根据关注区域的上底的深度(图2的深度d1)、关注区域的中心位置等基于关注区域的其他位置来决定胎儿的心脏的深度d。

接着，例如利用公式2基于扫描方向(θ方向)的扫描范围(scanθ)及帧间隔的角度δθ决定重建体积所需的目标帧数fn。通过扫描范围设定部36设定扫描方向的扫描范围(scanθ)(参照图6)。

〔公式2〕fn＝(scanθ/δθ)+1

并且，扫描条件设定部40设定重建扫描中的扫描次数或扫描时间作为重复条件以实现重建体积所需的目标帧数fn。当探头10为2d阵列探头时，扫描条件设定部40利用公式3决定扫描次数，当探头10为机械式3d探头时，扫描条件设定部40利用公式4决定扫描时间。

〔公式3〕扫描次数＝(fn/并行接收数)+1

〔公式4〕扫描时间＝fn×平均周期/并行接收数

公式3及公式4的并行接收数为重建扫描中通过并行接收集中地形成的扫描面的数量(例如，4)。另外，公式4的平均周期为与胎儿的心跳相关的平均的(通常的)周期时间，例如使用预定的预设值。当然，也可以适当地变更该预设值。

控制部100控制收发处理部12以在通过扫描范围设定部36设定的扫描范围内按照通过扫描条件设定部40设定的扫描条件执行重建扫描(图7、图9)。

例如，当探头10为2d阵列探头时，在通过扫描范围设定部36设定的θ方向的从θs到θe的扫描范围(参照图7)内，以与通过扫描条件设定部40设定的扫描次数(公式3)对应的触发数执行重建扫描。另外，图7、图8的具体例与从触发(1)到触发(9)的触发数(扫描次数)9的重建扫描对应。另外，在2d阵列探头的情况下，将重建扫描中的θ方向的扫描范围划分为(触发数-1)个扫描区域。例如，优选将θ方向的扫描范围等分为(触发数-1)个扫描区域。并且，针对各扫描区域分别形成与并行接收数对应的张数的扫描面。例如，在各扫描区域内以等间隔(相同扫描面间距)形成多个扫描面。此外，各扫描区域内的扫描面间隔(扫描面间距)并非必须相同(等间隔)，优选跨多个扫描区域按照一定规则决定扫描面间隔(扫描面间距)。

当探头10为机械式3d探头时，在通过扫描范围设定部36设定的θ方向的从θs到θe的扫描范围(参照图7)内以通过扫描条件设定部40设定的扫描时间(公式4)执行重建扫描。

<触发信号的生成>

在探头10为2d阵列探头时的重建扫描(图7、图8)中，一边执行重建扫描，一边基于在多次心跳中从胎儿的心脏获得的行数据(由多个回波数据构成)依次检测特征时相并生成表示在多次心跳中依次检测出的特征时相的定时的触发信号。通过触发生成部70生成触发信号。

从中心帧(例如，进行关注区域的设定(参照图2)的代表性扫描面)或中心波束(例如，位于关注区域(参照图2)内的中央并通过胎儿的心脏的超声波束)获得用于生成触发信号的行数据。

图12是表示触发信号的生成的具体例的图。收发处理部12一边控制探头10(2d阵列探头)执行重建扫描(图7、图8)，一边例如与重建扫描的波束形成同时或定期地中断重建扫描的波束形成地形成中心帧(或中心波束)来获得行数据。触发生成部70基于从收发处理部12获得的中心帧(或中心波束)的行数据生成触发信号。

首先，计算构成从中心帧(或中心波束)获得的行数据的回波数据的总和(亮度和)。触发生成部70持续在多个时相(多个时刻)生成表示各时相(各时刻)的每一个的亮度和的亮度和信号(s1)。接着，触发生成部70针对亮度和信号(s1)应用例如截止频率为3hz左右的低通滤波(lpf)，获得lpf后的亮度和信号。

并且，触发生成部70在lpf后的亮度和信号(s2)内检测亮度和为极大值(峰值)的时相。例如，参照针对各时相t分别获得的lpf后的亮度和i(t)，将i(t-2)≤i(t-1)＞i(t)的亮度和i(t-1)检测为峰值。此外，在该具体例中，检测出峰值的定时为时刻(t-1)之后的时刻t。

由于胎儿的心脏内(心腔)存在许多血流，因此心脏内回波数据比较小。因此，当胎儿的心脏扩张为比较大时，回波数据的总和(亮度和)比较小，当胎儿的心脏较小地收缩时，回波数据的总和(亮度和)比较大。因此，通过检测回波数据的总和(亮度和)为极大值(峰值)的时相来检测与胎儿的心脏的收缩末期对应的时相。

触发生成部70在lpf后的亮度和信号(s2)内依次检测亮度和为极大值(峰值)的时相。并且，触发生成部70生成表示依次检测出的时相的(在该时相上升的)触发信号(s3)。由此，作为胎儿的心跳的特征时相的定时，例如生成表示收缩末期的定时的触发信号。此外，例如也可以生成表示从亮度和为极大值(峰值)的时相偏离一定时间的定时的触发信号。

通过使用了如此生成的触发信号的重建扫描收集帧数据(帧组)(参照图8)。也就是，一边通过触发信号所表示的触发(信号的上升)切换扫描区域一边执行重建扫描。

图13是表示触发生成部70的内部结构例的图。触发生成部70基于从中心帧或中心波束获得的行数据生成触发信号。从收发处理部12输出行数据。另外，时钟(clk)是表示多个时相的各时相(图12的时相t)的定时的触发。

加法电路计算构成从中心帧(或中心波束)获得的行数据的回波数据的总和(亮度和)。加法电路中持续在多个时相(多个时刻)针对各时相(各时刻)分别计算出的亮度和在后级的3个缓冲器中被阶段性地逐次位移一个时相，从该3个缓冲器输出的与三个时相对应的亮度和被发送给lpf电路。

lpf电路从与三个时相对应的亮度和获得lpf(低通滤波)处理后的亮度和。例如，将与三个时相对应的亮度和的加法值或平均值输出为lpf后的亮度和。lpf电路中持续在多个时相(多个时刻)针对各时相(各时刻)分别计算出的lpf后的亮度和在后级的3个缓冲器中被阶段性地逐次位移一个时相，从该3个缓冲输出的与三个时相对应的lpf后的亮度和被发送给峰值检测电路。

峰值检测电路根据与三个时相对应的lpf后的亮度和检测亮度和为极大值(峰值)的时相。在峰值检测电路中，依次检测lpf后的亮度和为极大值的时相，并输出表示该检测定时的检测触发。脉冲电路基于从峰值检测电路获得的检测触发生成在检测定时上升的触发信号。

返回至图1，控制部100对图1的超声波诊断装置内进行整体控制。控制装置100所进行的整体控制中还反映了经由操作设备80从医生、检查技师等用户接收的指示。

图1所示的结构(标注了符号的各部)中，收发处理部12、帧形成部20、断层图像形成部30、关注区域设定部32、投影数据形成部34、扫描范围设定部36、扫描条件设定部40、重建处理部50、三维图像形成部52、显示处理部60、触发生成部70的各部例如可以使用电气电子电路、处理器等硬件来实现，在其实现中也可以根据需要使用存储器等设备。另外，也可以通过计算机来实现与上述各部对应的功能的至少一部分。也就是，也可以通过cpu、处理器、存储器等硬件与规定cpu、处理器的动作的软件(程序)的协作来实现与上述各部对应的功能的至少一部分。

数据存储部22可通过半导体存储器、硬盘驱动器等存储设备来实现。显示部62的优选具体例为液晶显示器等。操作设备80例如可通过鼠标、键盘、轨迹球、触摸面板、其他开关类等中的至少一个来实现。并且，控制部100例如可通过cpu、处理器、存储器等硬件与规定cpu、处理器的动作的软件(程序)的协作来实现。

以上说明了本发明的优选实施方式，但上述的实施方式其所有的点只不过是简单的例示并不限定本发明的范围。本发明在不脱离其根本的范围内包含各种变形方式。

符号说明

10探头、12收发处理部、20帧形成部、22数据存储部、30断层图像形成部、32关注区域设定部、34投影数据形成部、36扫描范围设定部、40扫描条件设定部、50重建处理部、52三维图像形成部、60显示处理部、62显示部、70触发生成部、80操作设备、100控制部。