JP2017148368A - Ultrasound diagnostic apparatus, method of controlling ultrasound diagnostic apparatus, and program - Google Patents

Ultrasound diagnostic apparatus, method of controlling ultrasound diagnostic apparatus, and program Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasound diagnostic apparatus, a method of controlling ultrasound diagnostic apparatus, and a program which use a simpler configuration to suitably smooth elasticity information.SOLUTION: An ultrasound diagnostic apparatus comprises: transmission/reception control means for causing an ultrasound probe to transmit an ultrasound wave to a subject and receiving a reception signal relating to the ultrasound wave; elasticity frame data generation means for generating elasticity frame data indicating elasticity information relating to the distortion of the subject, by using a first reception signal and a second reception signal relating to ultrasound waves reflected off the subject in a first pressurized state and a second pressurized state; correlation information generation means for generating correlation information relating to the first and second reception signals; addition coefficient acquisition means for acquiring an addition coefficient, based on at least one of the elasticity information and the correlation information; smoothing means for smoothing first elasticity frame data and second elasticity frame data generated at different times according to the addition coefficient; and display control means for causing smoothed elasticity information after smoothing to be displayed on display means.SELECTED DRAWING: Figure 8

Description

本発明は、超音波診断装置、超音波診断装置の制御方法及びプログラムに関する。   The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus, an ultrasonic diagnostic apparatus control method, and a program.

従来、超音波探触子から超音波を被検体内部に照射してその反射波を受信し、得られた受信信号を処理することにより被検体の内部構造が反映された超音波画像を生成して表示部に表示させることで当該内部構造の診断情報を提供する超音波診断装置がある。このような超音波診断装置は、非侵襲の診断装置として対人医療にも用いられる。   Conventionally, an ultrasound image is reflected to reflect the internal structure of the subject by irradiating the subject with ultrasound from the ultrasound probe, receiving the reflected wave, and processing the obtained received signal. There is an ultrasonic diagnostic apparatus that provides diagnostic information of the internal structure by displaying on a display unit. Such an ultrasonic diagnostic apparatus is also used for human medical care as a non-invasive diagnostic apparatus.

超音波診断装置では、被検体の内部構造の硬さを反映した弾性情報を生成して表示部に表示する技術がある。この弾性情報は、被検体を加圧しながら超音波を送信し、加圧状態が異なる2つの時点における反射波の受信信号から被検体の歪みを算出することによって生成される。弾性情報は、例えば被検体の各部位の硬さに応じた着色がなされた弾性画像として表示される。また、新たな受信信号に基づいて逐次弾性情報を算出することによりリアルタイムで弾性情報を表示することができる。   In the ultrasonic diagnostic apparatus, there is a technique for generating elasticity information reflecting the hardness of the internal structure of the subject and displaying it on a display unit. This elasticity information is generated by transmitting ultrasonic waves while applying pressure to the subject and calculating the distortion of the subject from the received signals of the reflected waves at two points in time when the pressurization states are different. The elasticity information is displayed as, for example, an elasticity image colored according to the hardness of each part of the subject. In addition, the elasticity information can be displayed in real time by sequentially calculating the elasticity information based on the new received signal.

しかしながら、受信信号が受信される2つの時点において被検体に印加される圧力の差が小さすぎたり大きすぎたりすると、歪みを適切に算出できず、適正な弾性情報が得られなくなる。この結果、弾性情報のリアルタイム表示を行う場合には、不適正な弾性情報が頻繁に表示されることによって表示が見にくくなり、適切な診断を行うことが困難となる。
これに対し、被検体に印加される圧力を検出し、適切な圧力が印加されたタイミングにおける弾性情報の重み付けが大きくなるように複数の弾性情報を加算して時間軸方向に平滑化することにより、信頼性の高い弾性情報を表示する技術がある(例えば特許文献1)。
However, if the difference in pressure applied to the subject is too small or too large at the two time points when the received signal is received, the strain cannot be calculated properly, and appropriate elasticity information cannot be obtained. As a result, when real-time display of elasticity information is performed, inappropriate elasticity information is frequently displayed, making it difficult to see the display, making it difficult to make an appropriate diagnosis.
On the other hand, by detecting the pressure applied to the subject and adding a plurality of elasticity information so as to increase the weighting of the elasticity information at the timing when an appropriate pressure is applied, and smoothing in the time axis direction There is a technique for displaying elastic information with high reliability (for example, Patent Document 1).

WO2008/010500号公報WO2008 / 010500 Publication

しかしながら、上記従来の技術では、弾性情報の平滑化処理における重み付けを定めるために、被検体に印加される圧力を検出する手段が必要となるため、装置の複雑化や大型化を招くという課題がある。   However, the above-described conventional technique requires a means for detecting the pressure applied to the subject in order to determine the weighting in the smoothing process of the elasticity information, and thus there is a problem that the apparatus becomes complicated and large. is there.

この発明の目的は、より簡易な構成で適切に弾性情報を平滑化することができる超音波診断装置、超音波診断装置の制御方法及びプログラムを提供することにある。   An object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus, a control method for the ultrasonic diagnostic apparatus, and a program capable of appropriately smoothing elasticity information with a simpler configuration.

上記目的を達成するため、請求項1に記載の超音波診断装置の発明は、
超音波を被検体に対して送信し、当該送信された超音波の反射波を受信する超音波探触子と、
前記超音波探触子により超音波を送信させ、前記超音波探触子により受信された超音波に係る受信信号を取得する送受信制御手段と、
第1加圧状態の前記被検体により反射された超音波に係る第1の受信信号と、第2加圧状態の前記被検体により反射された超音波に係る第2の受信信号とを用いて、前記被検体
の歪みに係る弾性情報を示す弾性フレームデータを生成する弾性フレームデータ生成手段と、
前記第1の受信信号と前記第2の受信信号との相関の程度を示す相関情報を生成する相関情報生成手段と、
前記弾性情報及び前記相関情報の少なくとも一方に基づいて、前記弾性情報の信頼性の程度を示し異なる時刻に生成された2つの弾性フレームデータの平滑化処理に用いられる加算係数を取得する加算係数取得手段と、
第1の弾性フレームデータと、前記第1の弾性フレームデータとは異なる時刻に生成された第2の弾性フレームデータとを前記第1の弾性フレームデータに対応する前記加算係数に応じて重み付けして加算することにより、平滑化された弾性フレームデータを生成する平滑化処理手段と、
前記平滑化された弾性フレームデータにより示される平滑化弾性情報を表示手段により表示させる表示制御手段と、
を備えることを特徴としている。
In order to achieve the above object, the invention of the ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1 comprises:
An ultrasonic probe that transmits ultrasonic waves to the subject and receives reflected waves of the transmitted ultrasonic waves;
Transmission / reception control means for transmitting an ultrasonic wave by the ultrasonic probe and acquiring a reception signal related to the ultrasonic wave received by the ultrasonic probe;
Using the first received signal related to the ultrasonic wave reflected by the subject in the first pressurized state and the second received signal related to the ultrasonic wave reflected by the subject in the second pressurized state Elastic frame data generating means for generating elastic frame data indicating elastic information relating to strain of the subject;
Correlation information generating means for generating correlation information indicating a degree of correlation between the first received signal and the second received signal;
Acquisition of an addition coefficient for acquiring an addition coefficient used for smoothing processing of two elastic frame data generated at different times indicating the degree of reliability of the elasticity information based on at least one of the elasticity information and the correlation information Means,
The first elastic frame data and the second elastic frame data generated at a time different from the first elastic frame data are weighted according to the addition coefficient corresponding to the first elastic frame data. Smoothing processing means for generating elastic frame data smoothed by adding, and
Display control means for causing the display means to display the smoothed elasticity information indicated by the smoothed elastic frame data;
It is characterized by having.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の超音波診断装置において、
予め前記弾性情報及び前記相関情報の少なくとも一方に対応付けてそれぞれ定められた複数の前記加算係数を記憶する記憶手段を備え、
前記加算係数取得手段は、前記記憶手段から前記加算係数を取得する
ことを特徴としている。
The invention according to claim 2 is the ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1,
Storage means for storing a plurality of the addition coefficients respectively determined in advance in association with at least one of the elasticity information and the correlation information;
The addition coefficient acquisition means acquires the addition coefficient from the storage means.

請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の超音波診断装置において、
前記相関情報生成手段は、前記弾性フレームデータごとに前記相関情報を生成し、
前記加算係数取得手段は、前記弾性フレームデータにおける前記弾性情報の所定の統計量、及び前記相関情報の少なくとも一方に基づいて前記弾性フレームデータごとに前記加算係数を取得する
ことを特徴としている。
The invention according to claim 3 is the ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1 or 2,
The correlation information generation means generates the correlation information for each elastic frame data,
The addition coefficient acquisition means acquires the addition coefficient for each elastic frame data based on at least one of the predetermined statistical amount of the elastic information in the elastic frame data and the correlation information.

請求項4に記載の発明は、請求項1又は2に記載の超音波診断装置において、
前記相関情報生成手段は、前記超音波探触子の同一の位置で受信された前記受信信号に係る音響線ごとに前記相関情報を生成し、
前記加算係数取得手段は、前記弾性フレームデータのうち前記音響線に対応する音響線対応領域における前記弾性情報の所定の統計量、及び前記相関情報の少なくとも一方に基づいて、前記音響線対応領域ごとに前記加算係数を取得し、
前記平滑化処理手段は、前記第1の弾性フレームデータと前記第2の弾性フレームデータとを、前記音響線対応領域ごとに前記加算係数に応じて重み付けして加算する
ことを特徴としている。
The invention according to claim 4 is the ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1 or 2,
The correlation information generating means generates the correlation information for each acoustic line related to the received signal received at the same position of the ultrasonic probe,
The addition coefficient acquisition means, for each acoustic line corresponding area, based on at least one of the predetermined statistical amount of the elastic information and the correlation information in the acoustic line corresponding area corresponding to the acoustic line in the elastic frame data To obtain the addition coefficient,
The smoothing processing means is characterized in that the first elastic frame data and the second elastic frame data are weighted and added according to the addition coefficient for each acoustic ray corresponding region.

請求項5に記載の発明は、請求項1又は2に記載の超音波診断装置において、
前記相関情報生成手段は、前記弾性フレームデータのうち所定の大きさの局所領域ごとに前記相関情報を生成し、
前記加算係数取得手段は、前記弾性フレームデータの前記局所領域における前記弾性情報の所定の統計量、及び前記相関情報の少なくとも一方に基づいて、前記局所領域ごとに前記加算係数を取得し、
前記平滑化処理手段は、前記第1の弾性フレームデータと前記第2の弾性フレームデータとを、前記局所領域ごとに前記加算係数に応じて重み付けして加算する
ことを特徴としている。
The invention according to claim 5 is the ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1 or 2,
The correlation information generation unit generates the correlation information for each local region having a predetermined size in the elastic frame data,
The addition coefficient acquisition means acquires the addition coefficient for each local region based on at least one of the predetermined statistical amount of the elasticity information in the local region of the elastic frame data and the correlation information,
The smoothing processing unit is characterized in that the first elastic frame data and the second elastic frame data are weighted and added according to the addition coefficient for each local region.

請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の超音波診断装置において、
前記加算係数取得手段は、前記局所領域における前記弾性情報の前記所定の統計量によ
り示される前記被検体の硬度が高いほど大きな前記加算係数を取得することを特徴としている。
The invention according to claim 6 is the ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 5,
The addition coefficient acquisition means acquires the addition coefficient that is larger as the hardness of the subject indicated by the predetermined statistic of the elasticity information in the local region is higher.

請求項7に記載の発明は、請求項3〜6の何れか一項に記載の超音波診断装置において、
前記弾性情報の所定の統計量は、当該弾性情報の平均値又は中央値であることを特徴としている。
The invention according to claim 7 is the ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 3 to 6, wherein
The predetermined statistic of the elasticity information is an average value or a median value of the elasticity information.

請求項8に記載の発明は、請求項1〜7の何れか一項に記載の超音波診断装置において、
前記加算係数取得手段は、前記相関情報生成手段により生成された複数の前記相関情報の所定の統計量に基づいて前記加算係数を取得することを特徴としている。
The invention according to claim 8 is the ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 7,
The addition coefficient acquisition unit acquires the addition coefficient based on a predetermined statistic of the plurality of correlation information generated by the correlation information generation unit.

請求項9に記載の発明は、請求項1〜8の何れか一項に記載の超音波診断装置において、
前記送受信制御手段は、前記超音波探触子により超音波を所定の走査方向に走査させながら送信させ、
前記加算係数取得手段は、前記走査の頻度を示すフレーム周波数が高いほど前記平滑化における前記第1の弾性フレームデータの重み付けが小さくなるような前記加算係数を取得する
ことを特徴としている。
The invention according to claim 9 is the ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 8,
The transmission / reception control means transmits the ultrasonic wave while scanning in a predetermined scanning direction by the ultrasonic probe,
The addition coefficient acquisition means acquires the addition coefficient such that the higher the frame frequency indicating the scanning frequency, the smaller the weighting of the first elastic frame data in the smoothing.

請求項10に記載の発明は、請求項1〜9の何れか一項に記載の超音波診断装置において、
前記平滑化処理手段は、前記平滑化された弾性フレームデータを、当該平滑化された弾性フレームデータに係る平滑化処理より後に行われる平滑化処理において前記第2の弾性フレームデータとして用いることを特徴としている。
The invention according to claim 10 is the ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 9,
The smoothing processing unit uses the smoothed elastic frame data as the second elastic frame data in a smoothing process performed after a smoothing process related to the smoothed elastic frame data. It is said.

また、上記目的を達成するため、請求項11に記載の超音波診断装置の制御方法の発明は、
超音波を被検体に対して送信し、当該送信された超音波の反射波を受信する超音波探触子を備える超音波診断装置の制御方法であって、
前記超音波探触子により超音波を送信させ、前記超音波探触子により受信された超音波に係る受信信号を取得する送受信ステップ、
第1加圧状態の前記被検体により反射された超音波に係る第1の受信信号と、第2加圧状態の前記被検体により反射された超音波に係る第2の受信信号とを用いて、前記被検体の歪みに係る弾性情報を示す弾性フレームデータを生成する弾性フレームデータ生成ステップ、
前記第1の受信信号と前記第2の受信信号との相関の程度を示す相関情報を生成する相関情報生成ステップ、
前記弾性情報及び前記相関情報の少なくとも一方に基づいて、前記弾性情報の信頼性の程度を示し異なる時刻に生成された2つの弾性フレームデータの平滑化処理に用いられる加算係数を取得する加算係数取得ステップ、
第1の弾性フレームデータと、前記第1の弾性フレームデータとは異なる時刻に生成された第2の弾性フレームデータとを前記第1の弾性フレームデータに対応する前記加算係数に応じて重み付けして加算することにより、平滑化された弾性フレームデータを生成する平滑化ステップ、
前記平滑化された弾性フレームデータにより示される平滑化弾性情報を表示手段により表示させる表示ステップ、
を含むことを特徴としている。
In order to achieve the above object, an invention of a method for controlling an ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 11 comprises:
A method for controlling an ultrasonic diagnostic apparatus including an ultrasonic probe that transmits ultrasonic waves to a subject and receives reflected waves of the transmitted ultrasonic waves,
A transmission / reception step of transmitting ultrasonic waves by the ultrasonic probe and acquiring a reception signal related to the ultrasonic waves received by the ultrasonic probe;
Using the first received signal related to the ultrasonic wave reflected by the subject in the first pressurized state and the second received signal related to the ultrasonic wave reflected by the subject in the second pressurized state An elastic frame data generating step for generating elastic frame data indicating elastic information relating to strain of the subject;
A correlation information generating step for generating correlation information indicating a degree of correlation between the first received signal and the second received signal;
Acquisition of an addition coefficient for acquiring an addition coefficient used for smoothing processing of two elastic frame data generated at different times indicating the degree of reliability of the elasticity information based on at least one of the elasticity information and the correlation information Step,
The first elastic frame data and the second elastic frame data generated at a time different from the first elastic frame data are weighted according to the addition coefficient corresponding to the first elastic frame data. A smoothing step of generating smoothed elastic frame data by adding,
A display step of displaying smoothed elasticity information indicated by the smoothed elastic frame data by a display means;
It is characterized by including.

また、上記目的を達成するため、請求項11に記載のプログラムの発明は、
コンピューターを、
超音波探触子により被検体に対して超音波を送信させ、前記超音波探触子により受信された前記超音波の反射波に係る受信信号を取得する送受信制御手段、
第1加圧状態の前記被検体により反射された超音波に係る第1の受信信号と、第2加圧状態の前記被検体により反射された超音波に係る第2の受信信号とを用いて、前記被検体の歪みに係る弾性情報を示す弾性フレームデータを生成する弾性フレームデータ生成手段、
前記第1の受信信号と前記第2の受信信号との相関の程度を示す相関情報を生成する相関情報生成手段、
前記弾性情報及び前記相関情報の少なくとも一方に基づいて、前記弾性情報の信頼性の程度を示し異なる時刻に生成された2つの弾性フレームデータの平滑化処理に用いられる加算係数を取得する加算係数取得手段、
第1の弾性フレームデータと、前記第1の弾性フレームデータとは異なる時刻に生成された第2の弾性フレームデータとを前記第1の弾性フレームデータに対応する前記加算係数に応じて重み付けして加算することにより、平滑化された弾性フレームデータを生成する平滑化処理手段、
前記平滑化された弾性フレームデータにより示される平滑化弾性情報を表示手段により表示させる表示制御手段、
として機能させることを特徴としている。
In order to achieve the above object, an invention of a program according to claim 11 is:
Computer
A transmission / reception control means for transmitting an ultrasonic wave to a subject by an ultrasonic probe and acquiring a reception signal related to the reflected wave of the ultrasonic wave received by the ultrasonic probe;
Using the first received signal related to the ultrasonic wave reflected by the subject in the first pressurized state and the second received signal related to the ultrasonic wave reflected by the subject in the second pressurized state Elastic frame data generating means for generating elastic frame data indicating elastic information relating to strain of the subject,
Correlation information generating means for generating correlation information indicating a degree of correlation between the first received signal and the second received signal;
Acquisition of an addition coefficient for acquiring an addition coefficient used for smoothing processing of two elastic frame data generated at different times indicating the degree of reliability of the elasticity information based on at least one of the elasticity information and the correlation information means,
The first elastic frame data and the second elastic frame data generated at a time different from the first elastic frame data are weighted according to the addition coefficient corresponding to the first elastic frame data. Smoothing processing means for generating elastic frame data smoothed by adding,
Display control means for displaying smoothed elasticity information indicated by the smoothed elastic frame data by a display means;
It is characterized by making it function as.

本発明に従うと、より簡易な構成で適切に弾性情報を平滑化することができるという効果がある。   According to the present invention, there is an effect that elastic information can be appropriately smoothed with a simpler configuration.

本発明の実施形態の超音波診断装置を示す全体図である。1 is an overall view showing an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention. 超音波診断装置の内部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the internal structure of an ultrasonic diagnosing device. 歪みの計測について説明する図である。It is a figure explaining measurement of distortion. 歪みの算出及び画像生成の流れについて説明する図である。It is a figure explaining the calculation of distortion and the flow of image generation. 超音波の中心周波数が同一である場合における歪みの大きさに応じた位相差の差異を示す図である。It is a figure which shows the difference of the phase difference according to the magnitude | size of distortion in case the center frequency of an ultrasonic wave is the same. 歪みの値の統計量及び相関係数の統計量と、加算係数αとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the statistics of the value of distortion, the statistics of the correlation coefficient, and the addition coefficient α. 弾性画像表示処理の制御手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control procedure of an elasticity image display process. 弾性画像生成処理の制御手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control procedure of an elasticity image generation process. 平滑化前の弾性フレームデータに係る弾性画像、及び平滑化後の弾性フレームデータに係る弾性画像の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the elastic image which concerns on the elastic frame data before smoothing, and the elastic frame data after smoothing. 印加圧力の差の変動が弾性フレームデータに与える影響を説明する図である。It is a figure explaining the influence which the fluctuation | variation of the difference of an applied pressure has on elastic frame data.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本実施形態の超音波診断装置Uの全体図である。図2は、超音波診断装置Uの内部構成を示すブロック図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an overall view of an ultrasonic diagnostic apparatus U according to the present embodiment. FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus U. As shown in FIG.

図1に示されるように、この超音波診断装置Uは、超音波診断装置本体1と、ケーブル22を介して超音波診断装置本体1に接続された超音波探触子2(超音波プローブ)とを備える。超音波診断装置本体1には、操作入力部18と出力表示部19(表示手段)とが
設けられている。超音波診断装置本体1の制御部15は、操作入力部18のキーボードやマウスといった入力デバイスに対する外部からの入力操作に基づき、超音波探触子2に駆動信号を出力して超音波を出力させ、また、超音波探触子2から超音波受信に係る受信信号を取得して各種処理を行い、必要に応じて出力表示部19の液晶画面などに結果などを表示させる。なお、出力表示部19は、超音波診断装置Uに含まれず超音波診断装置Uの外部に設けられていても良い。
As shown in FIG. 1, the ultrasonic diagnostic apparatus U includes an ultrasonic diagnostic apparatus main body 1 and an ultrasonic probe 2 (ultrasonic probe) connected to the ultrasonic diagnostic apparatus main body 1 via a cable 22. With. The ultrasonic diagnostic apparatus main body 1 is provided with an operation input unit 18 and an output display unit 19 (display means). The control unit 15 of the ultrasonic diagnostic apparatus main body 1 outputs a drive signal to the ultrasonic probe 2 and outputs an ultrasonic wave based on an external input operation to an input device such as a keyboard or a mouse of the operation input unit 18. In addition, a reception signal related to ultrasonic reception is acquired from the ultrasonic probe 2 and various processes are performed, and the result and the like are displayed on the liquid crystal screen of the output display unit 19 as necessary. Note that the output display unit 19 may be provided outside the ultrasound diagnostic apparatus U without being included in the ultrasound diagnostic apparatus U.

超音波診断装置本体1は、図2に示すように、送信部12と、受信部13と、送受信切替部14と、制御部15(表示制御手段、記憶手段)と、画像処理部16と、記憶部17と、操作入力部18と、出力表示部19などを備えている。このうち、送信部12、受信部13及び制御部15により送受信制御手段が構成される。   As shown in FIG. 2, the ultrasonic diagnostic apparatus main body 1 includes a transmission unit 12, a reception unit 13, a transmission / reception switching unit 14, a control unit 15 (display control unit, storage unit), an image processing unit 16, A storage unit 17, an operation input unit 18, an output display unit 19, and the like are provided. Among these, the transmission unit 12, the reception unit 13, and the control unit 15 constitute a transmission / reception control unit.

送信部12は、制御部15から入力される制御信号に従って超音波探触子2に供給するパルス信号を出力し、超音波探触子2により超音波を発生させる。送信部12は、例えば、クロック発生回路、パルス発生回路、パルス幅設定部、及び、遅延回路を備えている。クロック発生回路は、パルス信号の送信タイミングや中心周波数を決定するクロック信号を発生させる回路である。パルス発生回路は、所定の周期で予め設定された電圧振幅のバイポーラー型の矩形波パルスを発生させる回路である。パルス幅設定部は、パルス発生回路から出力される矩形波パルスのパルス幅を設定する。パルス発生回路で生成された矩形波パルスは、パルス幅設定部への入力前又は入力後に、超音波探触子2の個々の振動子21ごとに異なる配線経路に分離される。遅延回路は、生成された矩形波パルスを各振動子21に送信するタイミングに応じて、これらの配線経路ごとに設定された遅延時間それぞれ遅延させて出力させる回路である。   The transmission unit 12 outputs a pulse signal to be supplied to the ultrasonic probe 2 in accordance with a control signal input from the control unit 15, and causes the ultrasonic probe 2 to generate an ultrasonic wave. The transmission unit 12 includes, for example, a clock generation circuit, a pulse generation circuit, a pulse width setting unit, and a delay circuit. The clock generation circuit is a circuit that generates a clock signal that determines the transmission timing and center frequency of a pulse signal. The pulse generation circuit is a circuit for generating a bipolar rectangular wave pulse having a preset voltage amplitude at a predetermined cycle. The pulse width setting unit sets the pulse width of the rectangular wave pulse output from the pulse generation circuit. The rectangular wave pulse generated by the pulse generation circuit is separated into different wiring paths for each transducer 21 of the ultrasonic probe 2 before or after input to the pulse width setting unit. The delay circuit is a circuit that delays and outputs the delay time set for each wiring path in accordance with the timing of transmitting the generated rectangular wave pulse to each transducer 21.

受信部13は、制御部15の制御に従って超音波探触子2から入力された受信信号を取得する回路である。受信部13は、例えば、増幅器、A/D変換回路、整相加算回路を備えている。増幅器は、超音波探触子2の各振動子21により受信された超音波に応じた受信信号を予め設定された所定の増幅率でそれぞれ増幅する回路である。A/D変換回路は、増幅された受信信号を所定のサンプリング周波数でデジタルデータに変換する回路である。サンプリング周波数は、ナイキスト周波数が後述の受信周波数より高い必要があり、例えば、60MHzである。整相加算回路は、A/D変換された受信信号に対して、振動子21毎に対応した配線経路毎に遅延時間を与えて時相を整え、これらを加算(整相加算)して音線データを生成する回路である。   The receiving unit 13 is a circuit that acquires a received signal input from the ultrasound probe 2 under the control of the control unit 15. The receiving unit 13 includes, for example, an amplifier, an A / D conversion circuit, and a phasing addition circuit. The amplifier is a circuit that amplifies a reception signal corresponding to the ultrasonic wave received by each transducer 21 of the ultrasonic probe 2 with a predetermined amplification factor set in advance. The A / D conversion circuit is a circuit that converts an amplified received signal into digital data at a predetermined sampling frequency. As for the sampling frequency, the Nyquist frequency needs to be higher than the reception frequency described later, and is, for example, 60 MHz. The phasing addition circuit adjusts the time phase by giving a delay time to each wiring path corresponding to each transducer 21 with respect to the A / D converted received signal, and adds these (phasing addition) to generate a sound. A circuit for generating line data.

送受信切替部14は、制御部15の制御に基づいて、振動子21から超音波を発信する場合に駆動信号を送信部12から振動子21に送信させる一方、振動子21が出射した超音波に係る信号を取得する場合に受信信号を受信部13に出力させるための切り替え動作を行う。   Based on the control of the control unit 15, the transmission / reception switching unit 14 transmits a drive signal from the transmission unit 12 to the transducer 21 when transmitting an ultrasonic wave from the transducer 21, while changing the ultrasonic wave emitted from the transducer 21. When such a signal is acquired, a switching operation for causing the reception unit 13 to output the reception signal is performed.

制御部15は、CPU(Central Processing Unit)、HDD(Hard Disk Drive)及びRAM(Random Access Memory)などを備えている。CPUは、HDDに記憶されている各種プログラムを読み出してRAMにロードし、当該プログラムに従って超音波診断装置Uの各部の動作を統括制御する。HDDは、超音波診断装置Uを動作させる制御プログラム及び各種処理プログラムや、各種設定データ等を記憶する。これらのプログラムや設定データは、HDDの他、例えば、フラッシュメモリーなどの不揮発性メモリーを用いた補助記憶装置に読み書き更新可能に記憶させることとしても良い。RAMは、SRAMやDRAMなどの揮発性メモリーであり、CPUに作業用のメモリー空間を提供し、一時データを記憶する。
制御部15のHDDに記憶される上記設定データには、加算係数テーブル15aが含まれる。加算係数テーブル15aの詳細については、後述する。
The control unit 15 includes a central processing unit (CPU), a hard disk drive (HDD), a random access memory (RAM), and the like. The CPU reads out various programs stored in the HDD, loads them into the RAM, and performs overall control of operations of the respective units of the ultrasonic diagnostic apparatus U according to the programs. The HDD stores a control program and various processing programs for operating the ultrasonic diagnostic apparatus U, various setting data, and the like. These programs and setting data may be stored in an auxiliary storage device using a non-volatile memory such as a flash memory in addition to the HDD so as to be able to be read / written and updated. The RAM is a volatile memory such as SRAM or DRAM, provides a working memory space for the CPU, and stores temporary data.
The setting data stored in the HDD of the control unit 15 includes an addition coefficient table 15a. Details of the addition coefficient table 15a will be described later.

画像処理部16は、制御部15のCPUとは別個に、超音波の受信データに基づく診断用画像を作成するための演算処理を行うCPUやRAMなどを備えた処理制御部16a(弾性フレームデータ生成手段、相関情報生成手段、加算係数取得手段、平滑化処理手段)を有する。この診断用画像には、輝度分布により被検体の構造を示すBモード画像、ドップラー効果を利用して計測された血流状態などを示すDモード画像、及び被検体内部の歪みの分布を示す弾性画像などが含まれる。また、診断用画像には、出力表示部19に略リアルタイムで表示させる画像データやその一連の動画データ、スナップショットの静止画データなどが含まれる。
なお、処理制御部16aによる演算処理が制御部15のCPUにより行われる構成であっても良い。
Independent of the CPU of the control unit 15, the image processing unit 16 is a processing control unit 16a (elastic frame data) including a CPU, a RAM, and the like that perform arithmetic processing for creating a diagnostic image based on ultrasonic reception data. Generation means, correlation information generation means, addition coefficient acquisition means, smoothing processing means). This diagnostic image includes a B-mode image showing the structure of the subject by the luminance distribution, a D-mode image showing the blood flow state measured using the Doppler effect, and the elasticity showing the strain distribution inside the subject. Includes images. The diagnostic image includes image data to be displayed on the output display unit 19 in substantially real time, a series of moving image data thereof, snapshot still image data, and the like.
In addition, the structure by which the arithmetic processing by the process control part 16a is performed by CPU of the control part 15 may be sufficient.

記憶部17は、例えば、DRAM(Dynamic Random Access Memory)などの揮発性メモリーである。或いは、この記憶部17は、高速書き換えが可能な各種不揮発性メモリーであっても良い。記憶部17は、画像処理部16で処理されてリアルタイム表示やこれに準じた表示に用いられる診断用画像データをフレーム単位で記憶する。記憶部17に記憶された診断用画像データは、制御部15の制御に従って読み出され、出力表示部19に送信されたり、図示略の通信部を介して超音波診断装置Uの外部に出力されたりする。このとき、出力表示部19の表示方式がテレビジョン方式の場合には、記憶部17と出力表示部19との間にDSC(Digital Signal Converter)が設けられて、走査フォーマットが変換された後に出力されれば良い。   The storage unit 17 is a volatile memory such as a DRAM (Dynamic Random Access Memory), for example. Alternatively, the storage unit 17 may be various nonvolatile memories that can be rewritten at high speed. The storage unit 17 stores diagnostic image data in units of frames, which are processed by the image processing unit 16 and used for real-time display or display based thereon. The diagnostic image data stored in the storage unit 17 is read according to the control of the control unit 15 and transmitted to the output display unit 19 or output to the outside of the ultrasonic diagnostic apparatus U via a communication unit (not shown). Or At this time, when the display system of the output display unit 19 is a television system, a DSC (Digital Signal Converter) is provided between the storage unit 17 and the output display unit 19 to output after the scanning format is converted. It should be done.

操作入力部18は、押しボタンスイッチ、キーボード、マウス、若しくはトラックボール、又は、これらの組み合わせを備えており、ユーザーの入力操作を操作信号に変換し、超音波診断装置本体1に入力する。   The operation input unit 18 includes a push button switch, a keyboard, a mouse, a trackball, or a combination thereof, converts a user input operation into an operation signal, and inputs the operation signal to the ultrasonic diagnostic apparatus body 1.

出力表示部19は、LCD(Liquid Crystal Display)、有機EL(Electro-Luminescent)ディスプレイ、無機ELディスプレイ、プラズマディスプレイ、CRT(Cathode Ray Tube)ディスプレイといった種々の表示方式のうち、何れかを用いた表示画面とその駆動部を備える。出力表示部19は、CPU15から出力された制御信号や、画像処理部16で生成された診断用画像データに従って表示画面(各表示画素)の駆動信号を生成し、表示画面上に超音波診断に係るメニュー、ステータスや、受信された超音波に基づく計測データの表示を行う。   The output display unit 19 is a display using any one of various display methods such as an LCD (Liquid Crystal Display), an organic EL (Electro-Luminescent) display, an inorganic EL display, a plasma display, and a CRT (Cathode Ray Tube) display. A screen and its drive unit are provided. The output display unit 19 generates a drive signal for the display screen (each display pixel) according to the control signal output from the CPU 15 and the diagnostic image data generated by the image processing unit 16, and performs ultrasonic diagnosis on the display screen. The menu, status, and measurement data based on the received ultrasound are displayed.

これらの操作入力部18や出力表示部19は、超音波診断装置本体1の筐体に一体となって設けられたものであっても良いし、USBケーブルなどを介して外部に取り付けられるものであっても良い。また、超音波診断装置本体1に操作入力端子や表示出力端子が設けられていれば、これらの端子に従来の操作用及び表示用の周辺機器を接続して利用するものであっても良い。   The operation input unit 18 and the output display unit 19 may be provided integrally with the housing of the ultrasonic diagnostic apparatus main body 1 or attached to the outside via a USB cable or the like. There may be. Further, if the operation input terminal and the display output terminal are provided in the ultrasonic diagnostic apparatus main body 1, conventional peripheral devices for operation and display may be connected to these terminals for use.

超音波探触子2は、超音波(ここでは、1〜30MHz程度)を発振して生体などの被検体に対して射出(発信)するとともに、射出した超音波のうち被検体で反射された反射波(エコー)を受信して電気信号に変換する音響センサーとして機能する。この超音波探触子2は、超音波を送受信する複数の振動子21の配列である振動子配列210と、ケーブル22とを備えている。ケーブル22は、その一端に超音波診断装置本体1とのコネクター(図示略)を有し、超音波探触子2は、このケーブル22により超音波診断装置本体1に対して着脱可能に構成されている。ユーザーは、この超音波探触子2における超音波の送受信面、即ち、振動子配列210から超音波を出射する方向の面を被検体に所定の圧力で接触させて超音波診断装置Uを動作させ、超音波診断を行う。   The ultrasonic probe 2 oscillates and emits (transmits) ultrasonic waves (here, about 1 to 30 MHz) to a subject such as a living body, and is reflected by the subject among the emitted ultrasonic waves. It functions as an acoustic sensor that receives reflected waves (echoes) and converts them into electrical signals. The ultrasonic probe 2 includes a transducer array 210 that is an array of a plurality of transducers 21 that transmit and receive ultrasonic waves, and a cable 22. The cable 22 has a connector (not shown) to the ultrasonic diagnostic apparatus main body 1 at one end, and the ultrasonic probe 2 is configured to be detachable from the ultrasonic diagnostic apparatus main body 1 by the cable 22. ing. The user operates the ultrasound diagnostic apparatus U by bringing the ultrasound transmitting / receiving surface of the ultrasound probe 2 into contact with the subject with a predetermined pressure, that is, the surface in the direction of emitting ultrasound from the transducer array 210. And perform an ultrasound diagnosis.

振動子配列210は、圧電体とその変形(伸縮)により電荷が現れる両端に設けられた電極とを有する圧電素子を備えた複数の振動子21の配列であり、本実施形態では、所定の走査方向SDへの一次元配列である。振動子21に電圧パルス(パルス信号)が順番に供給されることで各圧電体に生じる電界に応じて圧電体が変形し、超音波が発信される。また、振動子21に所定の周波数帯の超音波が入射すると、その音圧により圧電体の厚さが変動(振動)することで当該変動量に応じた電荷が生じ、当該電荷量に応じた電気信号に変換、出力される。   The vibrator array 210 is an array of a plurality of vibrators 21 each including a piezoelectric element having a piezoelectric body and electrodes provided at both ends where charges appear due to deformation (extension / contraction). In the present embodiment, a predetermined scan is performed. It is a one-dimensional array in the direction SD. By sequentially supplying voltage pulses (pulse signals) to the vibrator 21, the piezoelectric bodies are deformed according to the electric field generated in each piezoelectric body, and ultrasonic waves are transmitted. Further, when an ultrasonic wave having a predetermined frequency band is incident on the vibrator 21, the thickness of the piezoelectric body fluctuates (vibrates) due to the sound pressure, thereby generating a charge corresponding to the fluctuation amount. Converted to electrical signal and output.

超音波探触子2は、送信部12からのパルス信号に基づきこの振動子配列210における配列順に各振動子21から超音波を送信することで、振動子配列方向に平行な走査方向SDに超音波の走査(スキャン)を行う。本実施形態では、この超音波の走査が、所定のフレーム周波数で繰り返し行われる。また、受信部13では、各走査において、各振動子21により受信された反射波に係る受信信号(以下では、音響線とも記す)から、受信信号の二次元データ(以下では、フレームデータとも記す)が取得される。   The ultrasonic probe 2 transmits ultrasonic waves from the transducers 21 in the order of arrangement in the transducer array 210 based on the pulse signal from the transmission unit 12, so that the ultrasound probe 2 can be supersonic in the scanning direction SD parallel to the transducer array direction. A sound wave scan is performed. In the present embodiment, this ultrasonic scanning is repeatedly performed at a predetermined frame frequency. Further, in the receiving unit 13, in each scan, two-dimensional data (hereinafter also referred to as frame data) of the received signal from a reception signal (hereinafter also referred to as an acoustic line) related to the reflected wave received by each transducer 21. ) Is acquired.

超音波探触子2は、リニア電子走査方式、セクター電子走査方式、コンベックス電子走査方式等の各種電子走査方式や、リニア走査方式、セクター走査方式、アーク走査方式、ラジアル走査方式等の各種機械走査方式の何れの方式を採用したものであっても良い。
また、この超音波診断装置Uは、診断対象に応じて異なる複数の超音波探触子2の何れかを超音波診断装置本体1に接続して利用可能な構成とすることができる。
また、超音波探触子2は、圧力センサーを備え、超音波探触子2の被検体への圧力を計測して制御部15に出力する構成としても良い。超音波探触子2は、更に、超音波探触子2の送受信面を超音波の送受信方向に前後移動させるモーターを備え、予め設定された圧力で被検体に押し付けたり開放したりすることが可能であっても良い。
The ultrasonic probe 2 has various electronic scanning methods such as a linear electronic scanning method, a sector electronic scanning method, and a convex electronic scanning method, and various mechanical scanning methods such as a linear scanning method, a sector scanning method, an arc scanning method, and a radial scanning method. Any method may be adopted.
Further, the ultrasonic diagnostic apparatus U can be configured to be usable by connecting any one of a plurality of different ultrasonic probes 2 depending on the diagnosis target to the ultrasonic diagnostic apparatus main body 1.
The ultrasonic probe 2 may include a pressure sensor, measure the pressure of the ultrasonic probe 2 on the subject, and output the pressure to the control unit 15. The ultrasonic probe 2 further includes a motor that moves the transmission / reception surface of the ultrasonic probe 2 back and forth in the ultrasonic transmission / reception direction, and may be pressed against the subject or released with a preset pressure. It may be possible.

次に、本実施形態の超音波診断装置Uにおける歪みの計測動作について説明する。
本実施形態の超音波診断装置Uでは、輝度を用いて断層検査に係る一次元〜二次元表示を略リアルタイムで行うBモードや、ドップラー効果を利用して血流状態などを計測して表示させるDモードに加えて、内部構造の歪みの分布を表す弾性画像をBモード画像に重ねて表示する弾性情報表示モードを有する。超音波診断装置Uでは、このうち弾性情報表示モードにおいて被検体の歪みの計測動作が行われる。
Next, the distortion measurement operation in the ultrasonic diagnostic apparatus U of the present embodiment will be described.
In the ultrasonic diagnostic apparatus U of the present embodiment, the luminance is used to measure and display a B-mode in which one-dimensional or two-dimensional display related to tomographic examination is performed in substantially real time, or a blood flow state using the Doppler effect. In addition to the D mode, there is an elastic information display mode in which an elastic image representing the strain distribution of the internal structure is displayed superimposed on the B mode image. In the ultrasonic diagnostic apparatus U, the measurement operation of the strain of the subject is performed in the elasticity information display mode.

図3は、歪みの計測について説明する図である。
図3(a)に示すように、通常時の被検体S内には、当該被検体Sの上面であって超音波探触子2の超音波発信面との接触面から深さ方向(X方向)へ距離xrの位置に構造Tの上端がある。また、この構造TのX方向への幅がLである。図3(b)に示すように、上面側からこの被検体Sに圧力ρ(応力)が加えられた状態で、構造Tにも同様に圧力ρがかかるとすると、この構造Tの上端位置がX方向へ距離xsとなり、また、幅がL−ΔLとなるように変化する。
従って、これら2つの状態における構造Tを計測することで、歪みε=ΔL/Lが求められる。また、このとき、圧力センサーで計測された圧力ρ(応力)を用いて縦弾性係数(ヤング率)E=ρ/εを算出し、これを表示させることも出来る。
FIG. 3 is a diagram illustrating distortion measurement.
As shown in FIG. 3A, in the normal subject S, the depth direction (X) from the contact surface with the ultrasonic wave transmitting surface of the ultrasonic probe 2 on the upper surface of the subject S. The upper end of the structure T is at a position of distance xr in the direction). The width of the structure T in the X direction is L. As shown in FIG. 3 (b), when the pressure ρ (stress) is applied to the subject S from the upper surface side and the pressure ρ is similarly applied to the structure T, the upper end position of the structure T is The distance xs in the X direction and the width changes to L−ΔL.
Therefore, the strain ε = ΔL / L is obtained by measuring the structure T in these two states. At this time, the longitudinal elastic modulus (Young's modulus) E = ρ / ε can be calculated using the pressure ρ (stress) measured by the pressure sensor and displayed.

図4は、歪みの算出及び画像生成の流れについて説明する図である。
弾性情報表示モードでは、被検体に対して時間的に変化する圧力を加えながら超音波を送受信する。圧力の変化は、操作者の手により行われても良いし、超音波探触子2に押圧機構を設けて当該押圧機構により実現されても良い。また、被検体が生体である場合に、固定された超音波探触子2に対する被検体の呼吸等に応じた動きにより圧力の変化がもたらされる態様であっても良い。
超音波は、所定のフレーム周波数で繰り返し走査され、1フレームごとにフレームデー
タが取得される。ここで、本実施形態の弾性情報表示モードでは、奇数番目、即ち2n−1フレーム目(nは自然数)のフレームデータを用いて歪み(弾性情報)の算出が行われて弾性画像が生成され、偶数番目、即ち2nフレーム目のフレームデータを用いてそれぞれBモード画像が生成される。
FIG. 4 is a diagram for explaining the flow of distortion calculation and image generation.
In the elasticity information display mode, ultrasonic waves are transmitted and received while applying a temporally changing pressure to the subject. The pressure change may be performed by an operator's hand, or may be realized by providing a pressing mechanism to the ultrasonic probe 2 and the pressing mechanism. Further, when the subject is a living body, a mode in which a change in pressure is caused by a movement according to the breathing of the subject with respect to the fixed ultrasonic probe 2 may be employed.
The ultrasonic waves are repeatedly scanned at a predetermined frame frequency, and frame data is acquired for each frame. Here, in the elastic information display mode of the present embodiment, the distortion (elastic information) is calculated using the frame data of the odd number, that is, the 2n-1 frame (n is a natural number), and an elastic image is generated. B-mode images are generated using the even-numbered, ie, 2nth frame data.

奇数番目のフレーム群のうち隣り合う2フレーム(上記のnが1だけ異なる2フレーム)では、被検体は、それぞれ同一部位に対して異なる圧力が与えられた状態(第1加圧状態、第2加圧状態)となっている。そこで、本実施形態では、この2つのフレームのフレームデータを用いて弾性画像が生成される。即ち、奇数番目のフレーム群のうち最初と最後のフレームを除いた各フレームのフレームデータは、歪みの算出に2回用いられる。そして、算出された歪みの分布の二次元データ(以下では、弾性フレームデータとも記す)に対して、表示用に平滑化やダイナミックレンジの調整といった処理を行うことにより弾性画像が得られる。弾性画像は、例えば、カラー表示又はグレースケール表示で出力表示部19にBモード画像に重ねて表示される。
本実施形態では、フレームごとにBモード画像又は弾性画像が逐次生成されて表示されることにより、被検体の内部構造がリアルタイムで表示される。
In two frames adjacent to each other in the odd-numbered frame group (two frames in which n is different by 1), the subject is in a state in which different pressures are applied to the same part (first pressurization state, second frame). Pressurized state). Therefore, in this embodiment, an elastic image is generated using the frame data of these two frames. That is, the frame data of each frame excluding the first and last frames in the odd-numbered frame group is used twice for calculating the distortion. An elastic image is obtained by performing processing such as smoothing and dynamic range adjustment for display on the two-dimensional data (hereinafter, also referred to as elastic frame data) of the calculated strain distribution. The elastic image is displayed on the output display unit 19 so as to be superimposed on the B-mode image, for example, in color display or gray scale display.
In this embodiment, a B-mode image or an elasticity image is sequentially generated and displayed for each frame, thereby displaying the internal structure of the subject in real time.

次に、本実施形態の超音波診断装置Uにおける歪みの算出処理について説明する。
本実施形態の超音波診断装置Uでは、歪みの算出に用いられる2つのフレームのうち、被検体に対して加えられた圧力が相対的に小さいフレームにおける超音波の受信信号を伸展時波形r(t)(第1の受信信号)とし、また、圧力が相対的に大きいフレームにおける超音波の受信信号を圧縮時波形s(t)(第2の受信信号)として取得する。この伸展時波形r(t)及び圧縮時波形s(t)のうち、被検体の深さ方向についての同一の領域に対応する時間範囲の波形に基づいて、当該領域における歪みが以下のように算出される。以下では、伸展時波形r(t)のデータ及び圧縮時波形s(t)のデータのうち、一の歪みの算出に用いられるデータ範囲を相関演算領域Rと記す。
Next, a distortion calculation process in the ultrasonic diagnostic apparatus U of the present embodiment will be described.
In the ultrasonic diagnostic apparatus U of the present embodiment, an ultrasonic reception signal in a frame in which the pressure applied to the subject is relatively small out of the two frames used for distortion calculation is a waveform r ( t) (first received signal), and an ultrasonic received signal in a frame having a relatively high pressure is acquired as a compressed waveform s (t) (second received signal). Based on the waveform in the time range corresponding to the same region in the depth direction of the subject among the waveform r (t) at the time of extension and the waveform s (t) at the time of the compression, the distortion in the region is as follows. Calculated. Hereinafter, the data range used for calculating one distortion among the data of the waveform r (t) at the time of extension and the data of the waveform s (t) at the time of compression will be referred to as a correlation calculation region RC .

相関演算領域Rにおける各データ取得タイミング(経過時間t(時間))における伸展時波形r(t)は、
r(t)=A(t)cos(ωt+φ(t)) … (1)
と表される。ここで、ωは、受信超音波の中心周波数、A(t)は、振幅成分の時間変化(受信波形の包絡線)、φ(t)は、初期位相である。
この波形は、解析的に以下のように複素関数で表され得る。
(t)=A(t)exp(iωt+φ(t)) … (2)
The waveform r (t) during extension at each data acquisition timing (elapsed time t (time)) in the correlation calculation region RC is
r (t) = A (t) cos (ω 0 t + φ (t)) (1)
It is expressed. Here, ω 0 is the center frequency of the received ultrasonic wave, A (t) is the time variation of the amplitude component (envelope of the received waveform), and φ (t) is the initial phase.
This waveform can be analytically represented by a complex function as follows.
r a (t) = A (t) exp (iω 0 t + φ (t)) (2)

一方、圧縮時波形s(t)では、歪みε(即ち、伸展率、圧縮時にε<0)に応じて所定の構造に対する反射波が伸展時波形r(t)より短時間、即ち短周期で観測されることになる。また、被検体に対して間接的に圧力がかかるのに伴い、内部の被検体位置がxrからxsに移動しているので、反射波の検出タイミング、即ち、位相が変化する。圧縮時波形s(t)は、歪みεが微小な範囲(通常、例えば、5%以下)においては、以下の式(3)で示すように、歪みεの分だけ伸展時波形r(t)を圧縮させた波形で表される。
(t)=A(t(1−ε))exp(iωt(1−ε)+φ(t(1−ε)))
… (3)
On the other hand, in the waveform s (t) at the time of compression, the reflected wave with respect to a predetermined structure according to the strain ε (that is, the expansion rate, ε <0 at the time of compression) is shorter than the waveform r (t) at the time of extension, that is, in a short period. Will be observed. In addition, as the pressure is indirectly applied to the subject, the position of the inner subject moves from xr to xs, so the detection timing of the reflected wave, that is, the phase changes. -Compression waveform s (t) is distorted epsilon minute range (typically, e.g., 5% or less) in, as shown by the following equation (3), the distortion amount corresponding extension time waveform of epsilon r a (t ) Is represented by a compressed waveform.
s a (t) = A (t (1-ε)) exp (iω 0 t (1-ε) + φ (t (1-ε)))
(3)

これらの解析解(2)、(3)から以下の式(4)により伸展時波形r(t)と圧縮時波形s(t)との位相差F(t)(位相差成分)が求められる。
(t)=Im(log(r(t)s (t)))=εωt+δ … (4)
ここで、s (t)は、圧縮時波形s(t)の複素共役であり、δは、上述の距離xsと距離xrのずれに伴う位相ずれ(初期位相差)を表す。即ち、この位相差F(t
)は、傾きが歪みε及び中心周波数ωに比例し、切片が位相ずれδで表される一次関数となる。
従って、計測された伸展時波形r(t)の実数部及び虚数部と、圧縮時波形s(t)の実数部及び虚数部とから求められた各時間における位相差F(t)と、送信超音波の中心周波数ωとから、相関演算領域Rにおける歪みεを求めることができる。
From these analytical solutions (2) and (3), the phase difference F a (t) (phase difference component) between the waveform r a (t) at the time of expansion and the waveform s a (t) at the time of compression according to the following equation (4): Is required.
F a (t) = Im (log (r a (t) s a * (t))) = εω 0 t + δ (4)
Here, s a * (t) is a complex conjugate of the compressed waveform s a (t), and δ represents a phase shift (initial phase difference) associated with the above-described shift between the distance xs and the distance xr. That is, this phase difference F a (t
) Is a linear function in which the slope is proportional to the distortion ε and the center frequency ω 0 and the intercept is represented by the phase shift δ.
Therefore, the phase difference F a (t) at each time obtained from the real part and imaginary part of the measured waveform r (t) at extension and the real part and imaginary part of the waveform s (t) at compression, The distortion ε in the correlation calculation region RC can be obtained from the center frequency ω 0 of the transmission ultrasonic wave.

上述した歪みεの算出を、被検体の深さ方向について複数の相関演算領域Rに対してそれぞれ行い、また、この処理を超音波の走査方向の各位置について行うことにより、被検体の歪みの二次元分布を示す弾性フレームデータが取得される。 The above-described calculation of the strain ε is performed for each of the plurality of correlation calculation regions RC in the depth direction of the subject, and this processing is performed for each position in the ultrasound scanning direction, whereby the strain of the subject is determined. Elastic frame data indicating the two-dimensional distribution of the.

ところで、上述の式(4)に示されるように、伸展時波形r(t)と圧縮時波形s(t)との位相差は、歪みεに比例し、位相差を示す一次関数の傾きは、歪みεが小さいほど小さくなる。   Incidentally, as shown in the above equation (4), the phase difference between the waveform r (t) during extension and the waveform s (t) during compression is proportional to the strain ε, and the slope of the linear function indicating the phase difference is The smaller the strain ε, the smaller.

図5は、超音波の中心周波数が同一である場合における歪みεの大きさに応じた位相差の差異を示す図である。図5(a)は、歪みεがωである場合の位相差を示し、図5(b)は、歪みεがεより大きいεである場合の位相差を示す。図5(a)及び図5(b)では、同一の相関演算領域Rに対応する時間範囲が−tからtまでの範囲で示されている。
図5(a)及び図5(b)の何れの場合においても、各時間の受信信号に含まれるノイズは同等である。よって、相関演算領域Rの大きさが等しい場合には、位相差を示す一次関数の傾きが小さい図5(a)の場合において、一次関数の傾き(即ち、歪み)の算出結果に係るS/N比が相対的に小さくなり正確な歪みの算出が困難となる。
FIG. 5 is a diagram illustrating the difference in phase difference according to the magnitude of the strain ε when the center frequencies of the ultrasonic waves are the same. FIG. 5A shows the phase difference when the strain ε is ω 1 , and FIG. 5B shows the phase difference when the strain ε is ε 2 that is larger than ε 1 . In FIG. 5A and FIG. 5B, the time range corresponding to the same correlation calculation region RC is shown in the range from −t C to t C.
In both cases of FIG. 5A and FIG. 5B, the noise included in the received signal at each time is the same. Therefore, when the magnitudes of the correlation calculation regions RC are equal, in the case of FIG. 5A where the slope of the linear function indicating the phase difference is small, the S related to the calculation result of the slope of the linear function (ie, distortion) is obtained. The / N ratio becomes relatively small, and it becomes difficult to calculate accurate distortion.

このため、適切に算出された歪みを含む信頼性の高い弾性フレームデータを得るためには、歪みの大きさが一定以上の値となっている必要がある。換言すれば、伸展時波形r(t)の取得時と圧縮時波形s(t)の取得時との間で、被検体に対する印加圧力の差が小さく歪みが小さい場合には、弾性フレームデータに含まれる歪みの値に含まれる誤差が大きくなり、弾性フレームデータの信頼性が低下する。
本実施形態では、弾性画像がリアルタイム表示されるため、信頼性の低い弾性フレームデータに係る弾性画像が頻繁に表示されると、弾性画像の表示が見にくくなり、適切な診断を行うことが困難となる。
他方で、被検体に対する圧力の印加を操作者の手により行う場合や、被検体が常に変動する生体である場合においては、上記の印加圧力の差を適正値に保つことは困難であり、一定以上の割合で信頼性が低い弾性フレームデータが生成されるのは避けられない。
For this reason, in order to obtain highly reliable elastic frame data including appropriately calculated strain, the magnitude of the strain needs to be a certain value or more. In other words, if the difference in applied pressure to the subject is small and the strain is small between the acquisition of the waveform r (t) during extension and the waveform s (t) during compression, the elastic frame data is included in the elastic frame data. The error included in the included strain value increases, and the reliability of the elastic frame data decreases.
In this embodiment, since the elasticity image is displayed in real time, if the elasticity image related to the elasticity frame data with low reliability is frequently displayed, it is difficult to see the elasticity image display, and it is difficult to perform an appropriate diagnosis. Become.
On the other hand, when the pressure is applied to the subject by the operator's hand, or when the subject is a living body that constantly fluctuates, it is difficult to maintain the difference between the applied pressures at an appropriate value. It is inevitable that elastic frame data with low reliability is generated at the above ratio.

そこで、本実施形態では、信頼性が高い弾性フレームデータの重み付けを大きくして複数の弾性フレームデータを加算する平滑化処理が行われ、このような時間軸方向についての平滑化がなされた弾性フレームデータに基づく弾性画像(平滑化弾性情報)を表示することにより、信頼性が低い弾性フレームデータが表示に与える影響を低減させる。
以下では、この平滑化処理について説明する。
Therefore, in the present embodiment, a smoothing process is performed in which the weighting of highly reliable elastic frame data is increased and a plurality of elastic frame data is added, and such an elastic frame that has been smoothed in the time axis direction is performed. By displaying the elastic image (smoothed elasticity information) based on the data, the influence of the elastic frame data with low reliability on the display is reduced.
Below, this smoothing process is demonstrated.

本実施形態の超音波診断装置Uでは、弾性画像の生成を行うフレームにおいて弾性フレームデータが取得されると、以下の式(5)に基づいて、取得タイミングが異なる2つの弾性フレームデータを加算して時間軸方向に平滑化する。即ち、2つの弾性フレームデータを、加算係数αにより重み付けして加算する。
Es=αE+(1−α)Et−1 … (5)
ここで、Eは、現在のフレームで取得された弾性フレームデータ(第1の弾性フレームデータ)の値を示し、Et−1は、現在のフレームに係る弾性フレームデータとは異なる時刻(本実施形態では、現在のフレームに係る弾性フレームデータの直前)に生成され
た他の弾性フレームデータ(第2の弾性フレームデータ)において対応する値を示し、Esは、平滑化された弾性フレームデータの値を示す。
式(5)により平滑化された弾性フレームデータが生成されると、当該平滑化された弾性フレームデータに係る弾性画像が出力表示部19に表示される。
また、次に弾性画像の生成が行われるフレームでは、上記平滑化された弾性フレームデータの値(Es)が式(5)におけるEt−1とされる。即ち、弾性フレームデータEt−1は、直前に平滑化処理がなされた弾性フレームデータがある場合には、当該平滑化された弾性フレームデータである。
In the ultrasonic diagnostic apparatus U of the present embodiment, when elastic frame data is acquired in a frame for generating an elastic image, two elastic frame data having different acquisition timings are added based on the following equation (5). To smooth in the time axis direction. That is, the two elastic frame data are weighted by the addition coefficient α and added.
Es t = αE t + (1 -α) E t-1 ... (5)
Here, E t represents the value of the elastic frame data (first elastic frame data) acquired in the current frame, and E t−1 represents a time (this time different from the elastic frame data related to the current frame). in the embodiment, shows the corresponding values in other elasticity frame data generated just before) the elasticity frame data of the current frame (the second elastic frame data), Es t is smoothed elasticity frame data Indicates the value of.
When the elastic frame data smoothed by Expression (5) is generated, an elastic image related to the smoothed elastic frame data is displayed on the output display unit 19.
Further, in the frame where the elastic image is generated next, the value (Es t ) of the smoothed elastic frame data is set to E t−1 in the equation (5). That is, the elastic frame data E t-1 is the smoothed elastic frame data when there is elastic frame data that has been smoothed immediately before.

加算係数αは、現在のフレームの弾性フレームデータにおける歪みの値の所定の統計量εと、当該歪みの算出に用いられた2つのフレームにおける受信信号の相関の程度を示す相関係数cの所定の統計量c(相関情報)と、超音波のフレーム周波数τとを変数とする関数fから求められ、α=f(ε,c,τ)と表される。
歪みの統計量εは、例えば弾性フレームデータにおける歪みの値の平均値や中央値とすることができる。
The addition coefficient α is a predetermined statistic ε t of the distortion value in the elastic frame data of the current frame and a correlation coefficient c indicating the degree of correlation between the received signals in the two frames used for the calculation of the distortion. It is obtained from a function f having a predetermined statistic ct (correlation information) and the ultrasonic frame frequency τ as variables, and is expressed as α = f (ε t , c t , τ).
The strain statistic ε t can be, for example, an average value or a median value of strain values in the elastic frame data.

相関係数cは、伸展時波形r(t)及び圧縮時波形s(t)から以下の式(6)により求められる。
c=(r(t)・s(t))/(|r(t)||s(t)|) … (6)
従って、相関係数cは、伸展時波形r(t)と圧縮時波形s(t)とのずれが小さいほど大きな値となる。
本実施形態では、相関演算領域Rごとに、即ち弾性フレームデータの画素ごとに相関係数cが算出される。また、相関係数cの統計量cは、例えば弾性フレームデータにおける複数の相関係数cの平均値や中央値とすることができる。
なお、フレームデータ全体の受信信号に係る伸展時波形r(t)及び圧縮時波形s(t)から一の相関係数cを算出しても良い。この場合には、加算係数αの算定には当該相関係数cがそのまま用いられ、また当該相関係数cが相関情報に対応する。
また、上記式(6)は、伸展時波形r(t)と圧縮時波形s(t)とのNCC(Normalized Cross-Correlation)によって相関係数cを算出するものであるが、これに限られず、SSD(Sum of Squared Difference)やSAD(Sum of Absolute Difference)によって相関係数cを算出しても良い。
The correlation coefficient c is obtained by the following equation (6) from the waveform at extension r (t) and the waveform at compression s (t).
c = (r (t) · s (t)) / (| r (t) || s (t) |) (6)
Therefore, the correlation coefficient c increases as the deviation between the waveform r (t) during extension and the waveform s (t) during compression decreases.
In the present embodiment, the correlation coefficient c is calculated for each correlation calculation region RC , that is, for each pixel of the elastic frame data. Also, statistics c t of the correlation coefficient c can be, for example, a mean or median value of a plurality of correlation coefficients c of the elastic frame data.
Note that one correlation coefficient c may be calculated from the expanded waveform r (t) and the compressed waveform s (t) related to the received signal of the entire frame data. In this case, the correlation coefficient c is used as it is for calculating the addition coefficient α, and the correlation coefficient c corresponds to the correlation information.
Further, the above equation (6) calculates the correlation coefficient c by NCC (Normalized Cross-Correlation) of the waveform at extension r (t) and the waveform at compression s (t), but is not limited thereto. The correlation coefficient c may be calculated by SSD (Sum of Squared Difference) or SAD (Sum of Absolute Difference).

図6は、歪みの値の統計量ε及び相関係数cの統計量cと、加算係数αとの関係を示す図である。図6では、歪みの値の統計量εを横軸、相関係数cの統計量cを縦軸にとった場合における各領域での加算係数αの大きさの傾向が示されている。
図6に示される領域r1は、歪みの値の統計量ε及び相関係数cの統計量cが何れも小さい領域であり、例えば超音波探触子2が被検体上を横滑りするといった不正な動きをしている場合に相当する。このため、このような領域r1では、弾性フレームデータの信頼性が著しく低くなるため、加算係数αは0に設定される。
領域r2は、歪みの値の統計量εが一定以上の値を有している一方で相関係数cの統計量cが小さい領域である。この領域r2では、相関係数cの統計量cが小さいことから歪みが正しく算出されていないことが示され、例えば、計算の誤差により歪の値が大きくなっているような場合に相当する。よって、弾性フレームデータの信頼性が低いため、加算係数αが小さく設定される。
領域r3は、相関係数cの統計量cが大きく、歪みの値の統計量ε小さい領域である。これは、弾性フレームデータの生成に用いられた2つのフレームの間での被検体への印加圧力の差が小さい結果、伸展時波形r(t)及び圧縮時波形s(t)が高い相関性を有し、算出される歪みが小さいことを示している。このような場合には、上述のように式(4)及び図5に示される位相差の傾きが小さいことから算出される歪みに係るS/N比が小さくなるため、歪みに含まれる誤差が大きくなる。よって、弾性フレームデータの信
頼性が低くなるため、加算係数αが小さく設定される。
領域r4は、歪みの値の統計量εが一定以上の大きさを有し、相関係数cの統計量cが領域r2よりも大きくかつ所定の範囲内に収まっている領域である。この領域r4では、弾性フレームデータの生成に用いられた2つのフレームの間での被検体への印加圧力の差が適切な大きさである結果、適度な大きさの歪みが生じ、かつ歪みが正しく算出されている。従って、弾性フレームデータの信頼性が高いため、加算係数αが大きく設定される。
また、図6には示されていないが、加算係数αは、フレーム周波数τが高いほど小さな値とされる。
FIG. 6 is a diagram illustrating the relationship between the distortion value statistic ε t and the correlation coefficient c statistic ct, and the addition coefficient α. 6, the horizontal axis statistics epsilon t the distortion values are shown size trend of the addition coefficient α in each region when taking statistics c t of the correlation coefficient c on the vertical axis .
Region r1 as shown in FIG. 6 is a statistic c t is smaller both regions statistics epsilon t and correlation coefficient c distortion values, for example, such as ultrasonic probe 2 to skid on the subject Corresponds to the case of illegal movement. For this reason, in such a region r1, the reliability of the elastic frame data is remarkably lowered, so the addition coefficient α is set to zero.
Region r2 is an area statistics c t of the correlation coefficient c is small while the statistic epsilon t the distortion values has a certain level of value. In this region r2, been shown to be distorted because the statistics c t of the correlation coefficient c is small not properly calculated, for example, corresponds to the case by the error of the calculation as the value of the distortion is large . Therefore, since the reliability of the elastic frame data is low, the addition coefficient α is set small.
Regions r3 has a large statistic c t of the correlation coefficient c, a statistic epsilon t small area of distortion values. This is because the difference in the applied pressure to the subject between the two frames used for generating the elastic frame data is small, so that the waveform r (t) during extension and the waveform s (t) during compression are highly correlated. The calculated distortion is small. In such a case, as described above, since the S / N ratio related to the distortion calculated is small because the slope of the phase difference shown in Equation (4) and FIG. 5 is small, an error included in the distortion is reduced. growing. Therefore, since the reliability of the elastic frame data is lowered, the addition coefficient α is set small.
Region r4 has statistics epsilon t is constant over the magnitude of the strain values, is a region statistic c t of the correlation coefficient c is within a large and a predetermined range than the region r2. In this region r4, the difference in the applied pressure to the subject between the two frames used for generating the elastic frame data is an appropriate magnitude, resulting in a moderately distorted distortion. Calculated correctly. Therefore, since the reliability of the elastic frame data is high, the addition coefficient α is set large.
Further, although not shown in FIG. 6, the addition coefficient α is set to a smaller value as the frame frequency τ is higher.

本実施形態では、歪みの値の統計量ε、相関係数cの統計量c及びフレーム周波数τの可能な組み合わせに対してそれぞれ加算係数αが予め定められ、制御部15のHDDにおいて加算係数テーブル15aとして記憶される。そして、弾性画像を生成する各フレームにおいて、統計量ε、統計量c及びフレーム周波数τに基づいて加算係数テーブル15aが参照されて、当該フレームにおける弾性フレームデータの信頼性に応じた適切な加算係数αが取得される。 In this embodiment, an addition coefficient α is predetermined for each possible combination of the distortion value statistic ε t , the correlation coefficient c statistic ct, and the frame frequency τ, and the addition coefficient α is added in the HDD of the control unit 15. It is stored as a coefficient table 15a. Then, in each frame to generate an elastic image, statistic epsilon t, addition coefficient table 15a is referred to based on statistics c t and frame frequency tau, suitable according to the reliability of the elastic frame data in the frame The addition coefficient α is acquired.

続いて、超音波診断装置Uにより実行される弾性画像表示処理及び弾性画像生成処理について説明する。   Subsequently, an elastic image display process and an elastic image generation process executed by the ultrasonic diagnostic apparatus U will be described.

図7は、弾性画像表示処理の制御部15による制御手順を示すフローチャートである。
この弾性画像表示処理は、超音波診断に係る計測表示処理において、ユーザーの操作入力部18への入力操作などにより弾性情報表示モードが選択された場合に実行される。
FIG. 7 is a flowchart showing a control procedure by the control unit 15 of the elastic image display process.
This elasticity image display process is executed when the elasticity information display mode is selected by the user's input operation to the operation input unit 18 or the like in the measurement display process related to ultrasonic diagnosis.

弾性画像表示処理が開始されると、制御部15は、送受信設定に基づいてスキャン動作、即ち超音波の一回の走査に係る送受信動作を行わせる(ステップS101:送受信ステップ)。ここでは、制御部15は、送信部12から超音波探触子2にパルス信号を出力させて、所定の中心周波数及びフレーム周波数で超音波探触子2により超音波の走査及び送信を行わせる。また、制御部15は、超音波探触子2により受信された反射波に係る受信信号を所定のサンプリング周波数で受信部13により取得させ、得られたフレームデータを記憶部17に記憶させる。   When the elastic image display process is started, the control unit 15 performs a scanning operation based on the transmission / reception setting, that is, a transmission / reception operation related to one scan of the ultrasonic wave (step S101: transmission / reception step). Here, the control unit 15 outputs a pulse signal from the transmission unit 12 to the ultrasonic probe 2, and causes the ultrasonic probe 2 to scan and transmit ultrasonic waves at a predetermined center frequency and frame frequency. . Further, the control unit 15 causes the reception unit 13 to acquire a reception signal related to the reflected wave received by the ultrasound probe 2 at a predetermined sampling frequency, and causes the storage unit 17 to store the obtained frame data.

制御部15は、現在のフレームがスキャン開始から2n+1フレーム目であるか否かを判別する(ステップS102)。2n+1フレーム目であると判別された場合には(ステップS102で“YES”)、制御部15は、後述する弾性画像生成処理を実行して弾性画像を記憶部17に記憶させる(ステップS103)。また、2n+1フレーム目ではない(即ち、2nフレーム目又は1フレーム目である)と判別された場合には(ステップS102で“NO”)、制御部15は、取得されたフレームデータに基づいて画像処理部16によりBモード画像の画像データを生成させ、記憶部17に記憶させる(ステップS104)。なお、1フレーム目については、フレームデータの取得のみを行ってBモード画像の生成を行わないこととしても良い。   The control unit 15 determines whether or not the current frame is the 2n + 1 frame from the start of scanning (step S102). If it is determined that the frame is the 2n + 1th frame (“YES” in step S102), the control unit 15 executes an elastic image generation process to be described later and stores the elastic image in the storage unit 17 (step S103). If it is determined that the frame is not the 2n + 1th frame (that is, the 2nth frame or the first frame) (“NO” in step S102), the control unit 15 performs an image based on the acquired frame data. Image data of a B-mode image is generated by the processing unit 16 and stored in the storage unit 17 (step S104). For the first frame, only frame data acquisition may be performed and B-mode image generation may not be performed.

制御部15は、画像処理部16により直近の弾性画像及びBモード画像の合成画像データを生成させて、当該合成画像データに係る画像を出力表示部19に表示させる(ステップS105:表示ステップ)。   The control unit 15 causes the image processing unit 16 to generate composite image data of the latest elastic image and B-mode image, and causes the output display unit 19 to display an image related to the composite image data (step S105: display step).

制御部15は、スキャン動作の中止を指示する入力操作が操作入力部18に対して行われているか否かを判別する(ステップS106)。当該入力操作が行われていないと判別された場合には(ステップS106で“NO”)、制御部15は、処理をステップS101に移行させる。当該入力操作が行われていると判別された場合には(ステップS106
で“YES”)、制御部15は、弾性画像表示処理を終了させる。
The control unit 15 determines whether or not an input operation instructing to cancel the scanning operation is performed on the operation input unit 18 (step S106). When it is determined that the input operation has not been performed (“NO” in step S106), the control unit 15 shifts the process to step S101. If it is determined that the input operation is being performed (step S106)
The control unit 15 ends the elastic image display process.

図8は、弾性画像生成処理について、処理制御部16aによる制御手順を示すフローチャートである。
弾性画像生成処理が開始されると、処理制御部16aは、隣り合う2つの奇数番目のフレームにおける受信信号のフレームデータを取得し、超音波探触子2の走査方向への位置合わせを行う(ステップS201)。処理制御部16aは、予め設定された位置同士での調節やパターンマッチングなどにより同一位置に当たる走査位置の組み合わせを決定する。
FIG. 8 is a flowchart showing a control procedure by the process control unit 16a for the elastic image generation process.
When the elastic image generation processing is started, the processing control unit 16a acquires frame data of received signals in two adjacent odd-numbered frames, and aligns the ultrasound probe 2 in the scanning direction ( Step S201). The processing control unit 16a determines a combination of scanning positions corresponding to the same position by adjustment or pattern matching between preset positions.

処理制御部16aは、上記2つのフレームデータと送信超音波の中心周波数の値を用いて、上述のアルゴリズムに基づき相関演算領域Rごとに歪みを算出して弾性フレームデータを生成する。また、処理制御部16aは、弾性フレームデータの歪みの値の統計量εを算出する(ステップS202:弾性フレームデータ生成ステップ)。歪みの算出においては、処理制御部16aは、2つのフレームデータに係る受信波形データのうち、1つ目の受信波形データが圧縮時波形である場合に歪みの値の符号を反転させる。 The process control unit 16a uses the two frame data and the value of the center frequency of the transmission ultrasonic wave to calculate the distortion for each correlation calculation region RC based on the algorithm described above, and generates elastic frame data. Further, the processing control unit 16a calculates a statistic ε t of the distortion value of the elastic frame data (step S202: elastic frame data generation step). In the calculation of the distortion, the processing control unit 16a inverts the sign of the distortion value when the first received waveform data is a compressed waveform among the received waveform data related to the two frame data.

処理制御部16aは、ステップS202における弾性フレームデータの生成に用いられた2つのフレームに係る受信信号の相関係数cを上述のアルゴリズムに基づいて相関演算領域Rごとに算出する。また、処理制御部16aは、相関係数cの統計量cを算出する(ステップS203:相関情報生成ステップ)。 The processing control unit 16a calculates the correlation coefficient c of the received signals related to the two frames used for generating the elastic frame data in step S202 for each correlation calculation region RC based on the above algorithm. The processing control unit 16a calculates a statistic c t of the correlation coefficient c (step S203: correlation information generating step).

処理制御部16aは、現在のフレームがスキャン動作開始から5フレーム目以降(即ち奇数番目のフレームのうち3番目以降のフレーム)であるか否かを判別する(ステップS204)。5フレーム目以降のフレームであると判別された場合には(ステップS204で“YES”)、処理制御部16aは、弾性フレームデータの歪みの値の統計量ε、相関係数cの統計量c及びフレーム周波数τに基づいて加算係数テーブル15aを参照し、これらの値に対応する加算係数αを取得する(ステップS205:加算係数取得ステップ)。 The process control unit 16a determines whether or not the current frame is the fifth frame or later (that is, the third or later frame among the odd-numbered frames) from the start of the scanning operation (step S204). If it is determined that the frame is the fifth frame or later (“YES” in step S204), the processing control unit 16a determines the statistic ε t of the distortion value of the elastic frame data and the statistic of the correlation coefficient c. based on c t and frame frequency τ refers to the addition coefficient table 15a, and acquires the α-addition coefficient corresponding to these values (step S205: addition coefficient acquisition step).

処理制御部16aは、ステップS202で算出された現在のフレームの弾性フレームデータEと、弾性フレームデータEの直前に生成された弾性フレームデータEt−1とを、上述の式(5)に基づき加算係数αにより重み付けして加算し、平滑化された弾性フレームデータEsを生成する平滑化処理を行う(ステップS206:平滑化ステップ)。ステップS206の処理が終了すると、処理制御部16aは、処理をステップS207に移行させる。 Processing control unit 16a, an elastic frame data E t of the current frame calculated in step S202, and an elastic frame data E t-1 which is generated immediately before the elastic frame data E t, the above equation (5) adds weighted by addition coefficient α based on, it performs the smoothing processing for generating the smoothed elasticity frame data Es t (step S206: smoothing step). When the process of step S206 ends, the process control unit 16a shifts the process to step S207.

また、ステップS204において、現在のフレームが5フレーム目より前、即ち3フレーム目であると判別された場合には(ステップS204で“NO”)、処理制御部16aは、処理をステップS207に移行させる。これは、3フレーム目においては、平滑化の対象となる直前の弾性フレームデータ(Et−1)が存在しないためである。 If it is determined in step S204 that the current frame is before the fifth frame, that is, the third frame (“NO” in step S204), the process control unit 16a proceeds to step S207. Let This is because, in the third frame, there is no immediately preceding elastic frame data (E t-1 ) to be smoothed.

処理制御部16aは、平滑化された弾性フレームデータEsのダイナミックレンジに基づいて歪みの値のスケーリングを行う。また、処理制御部16aは、所定の表示設定に応じて、歪みのデータを歪みの大きさに応じた色データに変換する(ステップS207)。例えば、ダイナミックレンジにおいて最も大きい歪みを赤とし、最も小さい歪みを青とし、中間値の歪みを当該歪みの大きさに応じた赤と青の中間色とする。 Processing control unit 16a performs the scaling of the distortion value based on the dynamic range of the smoothed elasticity frame data Es t. Further, the processing control unit 16a converts the distortion data into color data corresponding to the magnitude of the distortion in accordance with a predetermined display setting (step S207). For example, the largest distortion in the dynamic range is red, the smallest distortion is blue, and the intermediate distortion is an intermediate color between red and blue corresponding to the magnitude of the distortion.

処理制御部16aは、スケーリング及び色変換された歪みに係る二次元画像(弾性画像)のデータを出力して記憶部17に記憶させる(ステップS208)。
ステップS208の処理が終了すると、処理制御部16aは、弾性画像生成処理を終了させる。
The processing control unit 16a outputs the data of the two-dimensional image (elastic image) related to the strain subjected to scaling and color conversion and stores the data in the storage unit 17 (step S208).
When the process of step S208 ends, the process control unit 16a ends the elasticity image generation process.

図9は、平滑化前の弾性フレームデータに係る弾性画像、及び平滑化後の弾性フレームデータに係る弾性画像の例を示す図である。
図9における弾性画像Pa1〜Pa5は、連続する5つの奇数番目のフレームにおいてそれぞれ生成された平滑化前の弾性フレームデータに基づく弾性画像であり、弾性画像Pb1〜Pb5は、当該5つのフレームにおいて平滑化処理がなされた弾性フレームデータに基づく弾性画像である。また、図9の各弾性画像では、歪みの値が小さい(即ち、被検体の硬度が高い)ほど濃度が大きくなるような色変換がなされている。
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of an elastic image related to elastic frame data before smoothing and an elastic image related to elastic frame data after smoothing.
Elastic images Pa1 to Pa5 in FIG. 9 are elastic images based on the unsmoothed elastic frame data respectively generated in five consecutive odd-numbered frames, and the elastic images Pb1 to Pb5 are smoothed in the five frames. It is the elasticity image based on the elasticity frame data by which the conversion processing was made. Further, in each elastic image of FIG. 9, color conversion is performed such that the density increases as the strain value decreases (that is, the hardness of the subject increases).

図9の各弾性画像では、被検体のうち、周囲より相対的に硬度が高い2つの略円形の構造T(生体組織)を含む範囲が表示されている。しかしながら、平滑化前の弾性画像Pa1〜Pa5のうち、特に2〜4番目のフレームにおける弾性画像Pa2〜Pa4では、歪みが小さいことに起因してノイズが大きくなっており、この結果、1番目及び5番目のフレームにおける弾性画像Pa1,Pa5と比較して構造Tが不明瞭となっている。
これに対し、平滑化後の弾性画像Pb1〜Pb5では、いずれのフレームにおいても構造Tが明瞭に表示されている。これは、ノイズが大きい2〜4番目のフレームにおいて小さな加算係数αが選択されて平滑化が行われたことにより、当該各フレームに係る信頼性が低い弾性フレームデータの影響が抑制されたためである。このように、本実施形態によれば、各フレームにおける弾性フレームデータの信頼性が低い場合であっても、加算係数αに基づく平滑化を行うことにより適切な弾性画像を表示させることができる。
In each elastic image in FIG. 9, a range including two substantially circular structures T (living tissue) whose hardness is relatively higher than that of the surroundings is displayed. However, among the elastic images Pa1 to Pa5 before smoothing, especially in the elastic images Pa2 to Pa4 in the second to fourth frames, noise is increased due to the small distortion. The structure T is unclear compared to the elasticity images Pa1 and Pa5 in the fifth frame.
On the other hand, in the elastic images Pb1 to Pb5 after smoothing, the structure T is clearly displayed in any frame. This is because the influence of the elastic frame data having low reliability related to each frame is suppressed by the smoothing performed by selecting the small addition coefficient α in the second to fourth frames where the noise is large. . Thus, according to this embodiment, even if the reliability of the elastic frame data in each frame is low, an appropriate elastic image can be displayed by performing smoothing based on the addition coefficient α.

以上のように、本実施形態の超音波診断装置Uは、超音波を被検体に対して送信し、当該送信された超音波の反射波を受信する超音波探触子2と、超音波探触子2により超音波を送信させ、超音波探触子2により受信された超音波に係る受信信号を取得する送信部12、受信部13及び制御部15(送受信制御手段)と、画像処理部16の処理制御部16aとを備え、処理制御部16aは、第1加圧状態の被検体により反射された超音波に係る第1の受信信号と、第2加圧状態の被検体により反射された超音波に係る第2の受信信号とを用いて、被検体の歪み(弾性情報)を示す弾性フレームデータを生成し(弾性フレームデータ生成手段)、第1の受信信号と第2の受信信号との相関の程度を示す相関係数cの統計量cを算出し(相関情報生成手段)、弾性情報に係る歪みの統計量ε及び相関係数cの統計量cに基づいて、弾性情報の信頼性の程度を示し異なる時刻に生成された2つの弾性フレームデータの平滑化処理に用いられる加算係数αを取得し(加算係数取得手段)、第1の弾性フレームデータ(E)と、第1の弾性フレームデータとは異なる時刻に生成された第2の弾性フレームデータ(Et−1)とを第1の弾性フレームデータに対応する加算係数αに応じて重み付けして加算することにより、平滑化された弾性フレームデータ(Es)を生成し(平滑化処理手段)、制御部15は、平滑化された弾性フレームデータにより示される平滑化弾性情報を出力表示部19により表示させる(表示制御手段)。
このような構成によれば、超音波の受信信号に基づいて弾性情報の信頼性に応じた加算係数αを取得することができる。よって、加算係数αを定めるために被検体への印加圧力を検知する手段といった他の手段を設ける必要がないため、より簡易な構成で適切に弾性情報を平滑化することができる。
As described above, the ultrasonic diagnostic apparatus U of the present embodiment transmits the ultrasonic wave to the subject and receives the reflected wave of the transmitted ultrasonic wave, the ultrasonic probe 2 and the ultrasonic probe. A transmitter 12, a receiver 13 and a controller 15 (transmission / reception control means) for transmitting an ultrasonic wave by the probe 2 and acquiring a reception signal related to the ultrasonic wave received by the ultrasonic probe 2, and an image processing unit 16 process control units 16a, and the process control unit 16a is reflected by the first received signal related to the ultrasound reflected by the subject in the first pressurization state and by the subject in the second pressurization state. Using the second received signal related to the ultrasonic wave, elastic frame data indicating strain (elastic information) of the subject is generated (elastic frame data generating means), and the first received signal and the second received signal are generated. calculating statistics c t of the correlation coefficient c which indicates the degree of correlation between the (correlation information Distribution generating means), based on statistics c t statistics epsilon t and correlation coefficient c strain according to elasticity information, the two elastic frame data of the degree of reliability shown generated at different times of the elasticity information An addition coefficient α used for the smoothing process is acquired (addition coefficient acquisition means), and the first elastic frame data (E t ) and the second elastic frame generated at a different time from the first elastic frame data The data (E t-1 ) is weighted according to the addition coefficient α corresponding to the first elastic frame data and added to generate smoothed elastic frame data (Es t ) (smoothing process) The control unit 15 causes the output display unit 19 to display the smoothed elasticity information indicated by the smoothed elastic frame data (display control unit).
According to such a configuration, the addition coefficient α corresponding to the reliability of the elastic information can be acquired based on the ultrasonic reception signal. Therefore, since it is not necessary to provide other means such as a means for detecting the pressure applied to the subject in order to determine the addition coefficient α, the elastic information can be appropriately smoothed with a simpler configuration.

また、超音波診断装置Uは、予め歪みの統計量ε及び相関係数cの統計量cに対応付けてそれぞれ定められた複数の加算係数αを加算係数テーブル15aとして記憶するHDDを有する制御部15(記憶手段)を備え、処理制御部16aは、制御部15の加算係数テーブル15aから加算係数αを取得する(加算係数取得手段)。これにより、加算係数テーブル15aを参照することによって容易に適切な加算係数αを取得することができ
る。また、予め歪みの統計量ε及び相関係数cの統計量cの組み合わせに各々対応する加算係数αを求めておくことにより、弾性フレームデータの平滑化の処理を簡易化することができる。
The ultrasonic diagnostic apparatus U has an HDD for storing a plurality of addition coefficient α defined respectively in association with statistic c t pre distortion statistics epsilon t and correlation coefficient c as an addition coefficient table 15a A control unit 15 (storage unit) is provided, and the process control unit 16a acquires the addition coefficient α from the addition coefficient table 15a of the control unit 15 (addition coefficient acquisition unit). Thereby, an appropriate addition coefficient α can be easily obtained by referring to the addition coefficient table 15a. Further, by previously seeking each corresponding addition coefficient α on a combination of statistics c t pre distortion statistics epsilon t and correlation coefficient c, it is possible to simplify the process of smoothing the elasticity frame data .

また、処理制御部16aは、弾性フレームデータごとに相関係数cの統計量cを生成し(相関情報生成手段)、弾性フレームデータにおける歪みの値の統計量ε及び相関係数cの統計量cに基づいて弾性フレームデータごとに加算係数αを取得する(加算係数取得手段)。このような構成によれば、簡易な処理により統計量ε及び相関係数cの統計量cを算出して平滑化処理を行うことができる。 The processing control unit 16a generates a statistic c t of the correlation coefficient c for each elastic frame data (correlation information generating means), statistics epsilon t and correlation coefficient c strain values in the elastic frame data based on the statistic c t acquires the addition coefficient α for each elastic frame data (addition coefficient obtaining means). According to such a configuration, it is possible to perform a smoothing process by calculating the statistic c t statistics epsilon t and correlation coefficient c by a simple process.

また、上記歪みの値の統計量εを、歪みの値の平均値又は中央値とすることにより、歪みの分布を適切に反映した統計量εに基づいて加算係数αを取得することができる。 Further, the addition coefficient α can be acquired based on the statistic ε t that appropriately reflects the distribution of distortion by setting the statistic ε t of the distortion value as an average value or a median value of the distortion values. it can.

また、処理制御部16aは、複数の相関係数cの所定の統計量cに基づいて加算係数αを取得する(加算係数取得手段)。このような構成によれば、相関係数cの分布に応じた適切な加算係数αを取得することができる。 The processing control unit 16a obtains the addition coefficient α based on a predetermined statistical amount c t of the plurality of correlation coefficients c (addition coefficient obtaining means). According to such a configuration, an appropriate addition coefficient α corresponding to the distribution of the correlation coefficient c can be acquired.

また、送信部12は、超音波探触子2により超音波を所定の走査方向に走査させながら送信させ、処理制御部16aは、走査の頻度を示すフレーム周波数τが高いほど平滑化における第1の弾性フレームデータの重み付けが小さくなるような加算係数αを取得する(加算係数取得手段)。このような構成によれば、フレーム周波数τが高い場合に弾性画像のフレームごとの変化を抑えて弾性画像の表示を安定させることができる。   The transmitting unit 12 transmits the ultrasonic wave while scanning the ultrasonic probe 2 in a predetermined scanning direction, and the processing control unit 16a performs the first smoothing process as the frame frequency τ indicating the scanning frequency increases. The addition coefficient α is acquired so that the weighting of the elastic frame data is reduced (addition coefficient acquisition means). According to such a configuration, when the frame frequency τ is high, it is possible to suppress the change of the elastic image for each frame and stabilize the display of the elastic image.

また、処理制御部16aは、平滑化された弾性フレームデータを、当該平滑化された弾性フレームデータに係る平滑化処理より後に行われる平滑化処理において上記第2の弾性フレームデータとして用いる(平滑化処理手段)。このように、現在のフレームに係る第1の弾性フレームデータと、当該第1の弾性フレームデータより前に平滑化された第2の弾性フレームデータとを加算して平滑化する処理を、継続的に生成される複数の弾性フレームデータに対して順次行うことによって、簡易な処理により、過去の多数の弾性フレームデータの情報を反映させつつ直近の信頼性の高い弾性フレームデータの重み付けを大きくした弾性フレームデータを生成することができる。   Further, the process control unit 16a uses the smoothed elastic frame data as the second elastic frame data in the smoothing process performed after the smoothing process related to the smoothed elastic frame data (smoothed). Processing means). Thus, the process of adding and smoothing the first elastic frame data relating to the current frame and the second elastic frame data smoothed before the first elastic frame data is continuously performed. Elasticity with the weight of the most reliable elastic frame data increased while reflecting the information of a large number of past elastic frame data by simple processing by sequentially performing on the plurality of elastic frame data generated in Frame data can be generated.

また、本実施形態に係る超音波診断装置Uの制御方法は、超音波探触子2により超音波を送信させ、超音波探触子2により受信された超音波に係る受信信号を取得する送受信ステップ、第1加圧状態の被検体により反射された超音波に係る第1の受信信号と、第2加圧状態の被検体により反射された超音波に係る第2の受信信号とを用いて、被検体の歪み(弾性情報)を示す弾性フレームデータを生成する弾性フレームデータ生成ステップ、第1の受信信号と第2の受信信号との相関の程度を示す相関係数cの統計量cを算出する相関情報生成ステップ、弾性情報に係る歪みの統計量ε及び相関係数cの統計量cに基づいて、弾性情報の信頼性の程度を示し異なる時刻に生成された2つの弾性フレームデータの平滑化処理に用いられる加算係数αを取得する加算係数取得ステップ、第1の弾性フレームデータ(E)と、第1の弾性フレームデータとは異なる時刻に生成された第2の弾性フレームデータ(Et−1)とを第1の弾性フレームデータに対応する加算係数αに応じて重み付けして加算することにより、平滑化された弾性フレームデータ(Es)を生成する平滑化ステップ、平滑化された弾性フレームデータにより示される平滑化弾性情報を出力表示部19により表示させる表示ステップ、を含む。このような制御方法によれば、より簡易な構成で適切に弾性情報を平滑化することができる。 In addition, in the control method of the ultrasonic diagnostic apparatus U according to the present embodiment, the ultrasonic probe 2 transmits ultrasonic waves, and the transmission / reception for acquiring the reception signals related to the ultrasonic waves received by the ultrasonic probe 2 is performed. Step, using a first reception signal related to the ultrasound reflected by the subject in the first pressurization state and a second reception signal related to the ultrasound reflected from the subject in the second pressurization state , elasticity frame data generating step of generating elastic frame data indicating a distortion of the object (elasticity information), statistics of the correlation coefficient c which indicates the degree of correlation between the first received signal and second received signal c t correlation information generating step of calculating, based on the statistic c t statistics epsilon t and correlation coefficient c strain according to elasticity information, two elastic generated at different times indicates the degree of reliability of the elasticity information Used for smoothing frame data Addition coefficient acquisition step of acquiring addition coefficient alpha, the first elastic frame data (E t), the second elastic frame data generated at different times than the first elasticity frame data (E t-1) Is weighted in accordance with the addition coefficient α corresponding to the first elastic frame data, and is added by a smoothing step for generating smoothed elastic frame data (Es t ), by the smoothed elastic frame data A display step of displaying the displayed smoothed elasticity information by the output display unit 19. According to such a control method, elasticity information can be appropriately smoothed with a simpler configuration.

また、本実施形態に係るプログラムは、コンピューターとしての超音波診断装置Uを、超音波探触子2により被検体に対して超音波を送信させ、超音波探触子2により受信され
た超音波の反射波に係る受信信号を取得する送受信制御手段、第1加圧状態の被検体により反射された超音波に係る第1の受信信号と、第2加圧状態の被検体により反射された超音波に係る第2の受信信号とを用いて、被検体の歪み(弾性情報)を示す弾性フレームデータを生成する弾性フレームデータ生成手段、第1の受信信号と第2の受信信号との相関の程度を示す相関係数cの統計量cを算出する相関情報生成手段、弾性情報に係る歪みの統計量ε及び相関係数cの統計量cに基づいて、弾性情報の信頼性の程度を示し異なる時刻に生成された2つの弾性フレームデータの平滑化処理に用いられる加算係数αを取得する加算係数取得手段、第1の弾性フレームデータと、第1の弾性フレームデータとは異なる時刻に生成された第2の弾性フレームデータとを第1の弾性フレームデータに対応する加算係数に応じて重み付けして加算することにより、平滑化された弾性フレームデータを生成する平滑化処理手段、平滑化された弾性フレームデータにより示される平滑化弾性情報を出力表示部19により表示させる表示制御手段、として機能させる。このようなプログラムによれば、より簡易な構成の超音波診断装置Uにより適切に弾性情報を平滑化することができる。
Further, the program according to the present embodiment causes the ultrasonic diagnostic apparatus U as a computer to transmit ultrasonic waves to the subject using the ultrasonic probe 2 and receives the ultrasonic waves received by the ultrasonic probe 2. Transmission / reception control means for acquiring a reception signal related to the reflected wave of the first, a first reception signal related to the ultrasonic wave reflected by the subject in the first pressurization state, and an ultrasonic wave reflected by the subject in the second pressurization state Elastic frame data generating means for generating elastic frame data indicating strain (elastic information) of the subject using the second received signal related to the sound wave, correlation between the first received signal and the second received signal correlation information generating means for calculating a statistic c t of the correlation coefficient c showing the extent, based on statistics c t statistics epsilon t and correlation coefficient c strain according to elasticity information, the elasticity information of the reliability Two generated at different times indicating the degree Addition coefficient acquisition means for acquiring an addition coefficient α used for smoothing processing of the elasticity frame data, first elasticity frame data, and second elasticity frame data generated at a time different from the first elasticity frame data; Is weighted according to the addition coefficient corresponding to the first elastic frame data, and is added to the smoothing processing means for generating the smoothed elastic frame data, and the smoothing indicated by the smoothed elastic frame data It functions as display control means for displaying elasticity information on the output display unit 19. According to such a program, the elasticity information can be appropriately smoothed by the ultrasonic diagnostic apparatus U having a simpler configuration.

(変形例1)
続いて、上記実施形態の変形例1について説明する。
本変形例は、音響線ごとに加算係数αを設定して平滑化を行う点で上記実施形態と異なる。以下では、上記実施形態との相違点について説明する。
(Modification 1)
Subsequently, Modification 1 of the above embodiment will be described.
This modification is different from the above embodiment in that smoothing is performed by setting an addition coefficient α for each acoustic line. Hereinafter, differences from the above embodiment will be described.

超音波の走査のフレーム周波数や、被検体への印加圧力の時間変化率によっては、一のフレーム期間内において、直近のフレームとの間での被検体への印加圧力の差が変動する場合がある。   Depending on the frame frequency of the ultrasound scan and the temporal change rate of the pressure applied to the subject, the difference in the pressure applied to the subject may fluctuate from the most recent frame within one frame period. is there.

図10は、上記印加圧力の差の変動が弾性フレームデータに与える影響を説明する図である。
図10の上部には、一のフレーム期間における直近のフレームとの間での被検体への印加圧力の差の時間変化が示されている。図10では、印加圧力の差が周期的に変化している。また、圧力が印加される被検体は、硬度が均一であるものとする。
図10の下部には、各フレーム期間において生成される弾性フレームデータが示されている。弾性フレームデータは、超音波探触子2の同一の位置で(即ち、同一の振動子21により)受信された受信信号に係る音響線に各々対応する音響線対応領域a1,a2,a3,…からなる。本変形例では、被検体への印加圧力の差がフレーム期間内で変化しているため、各音響線が受信されたときの印加圧力の差が互いに異なっている。これに起因して、被検体の硬度が均一であるにも関わらず、算出された歪みの値が音響線ごと(即ち音響線対応領域ごとに)に異なることとなる。図10の弾性フレームデータでは、色が濃い部分ほど算出された歪みの値が小さいことを示す。図10から、印加圧力の差が0であるときに算出される歪みの値が最も小さくなり、印加圧力の差が大きくなるほど算出される歪みの値が大きくなることがわかる。
FIG. 10 is a diagram for explaining the influence of the variation in the applied pressure difference on the elastic frame data.
The upper part of FIG. 10 shows the time change of the difference in the applied pressure to the subject from the most recent frame in one frame period. In FIG. 10, the difference in applied pressure changes periodically. Further, it is assumed that the subject to which pressure is applied has a uniform hardness.
In the lower part of FIG. 10, elastic frame data generated in each frame period is shown. The elastic frame data is stored in the acoustic line corresponding areas a1, a2, a3,... Corresponding to the acoustic lines related to the received signals received at the same position of the ultrasound probe 2 (that is, by the same transducer 21). Consists of. In this modification, the difference in the applied pressure to the subject changes within the frame period, and therefore the difference in the applied pressure when each acoustic line is received is different. Due to this, although the hardness of the subject is uniform, the calculated distortion value is different for each acoustic line (that is, for each acoustic line corresponding region). The elastic frame data in FIG. 10 indicates that the darker the color, the smaller the calculated strain value. From FIG. 10, it can be seen that the strain value calculated when the applied pressure difference is 0 is the smallest, and the calculated strain value increases as the applied pressure difference increases.

このように、印加圧力の差がフレーム期間内で変動する場合には、弾性フレームデータにおいて被検体の硬度分布とは無関係な歪み分布を示すアーチファクトが発生する。従って、一の弾性フレームデータ内において、信頼性が高い音響線対応領域と、信頼性が低い音響線対応領域とが混在することとなる。   As described above, when the difference in applied pressure fluctuates within the frame period, an artifact indicating a strain distribution unrelated to the hardness distribution of the subject is generated in the elastic frame data. Therefore, in one elastic frame data, the acoustic line corresponding area with high reliability and the acoustic line corresponding area with low reliability are mixed.

そこで、本変形例では、音響線対応領域ごとに歪みの値の統計量ε及び相関係数cの統計量cが算出され、当該統計量ε、統計量c及びフレーム周波数τに基づいて音響線対応領域ごとに加算係数αが取得される。そして、弾性フレームデータの平滑化処理では、この加算係数αに基づいて音響線対応領域ごとに弾性フレームデータが加算される。
本変形例では、上記実施形態に係る図8のフローチャートにおけるステップS202の処理が、音響線対応領域ごとに歪みの値の統計量εを算出する処理に変更される。また、ステップS203の処理が、音響線対応領域ごとに相関係数cの統計量cを算出する処理に変更される。また、ステップS205の処理が、当該統計量ε、統計量c及びフレーム周波数τに基づいて音響線対応領域ごとに加算係数αを取得する処理に変更される。また、ステップS206の処理が、当該加算係数αを用いて音響線対応領域ごとに弾性フレームデータを加算する処理に変更される。
Therefore, in this modified example, statistics c t statistics epsilon t and correlation coefficient c distortion values for each acoustic line corresponding area is calculated, the statistic epsilon t, the statistic c t and frame frequency τ Based on this, the addition coefficient α is acquired for each acoustic line corresponding region. In the smoothing process of the elastic frame data, the elastic frame data is added for each acoustic ray corresponding region based on the addition coefficient α.
In the present modification, the process of step S202 in the flowchart of FIG. 8 according to the above embodiment is changed to a process of calculating a distortion value statistic ε t for each acoustic line corresponding region. Further, the process of step S203 is changed to the processing for calculating the statistic c t of the correlation coefficient c for each acoustic line corresponding region. Further, the process of step S205 is the statistic epsilon t, is changed to the process of acquiring the addition coefficient α for each acoustic line corresponding region based on statistics c t and frame frequency tau. Further, the process of step S206 is changed to a process of adding elastic frame data for each acoustic ray corresponding region using the addition coefficient α.

以上のように、本変形例に係る超音波診断装置Uでは、処理制御部16aは、超音波探触子2の同一の位置で受信された受信信号に係る音響線ごとに相関係数cの統計量cを算出し(相関情報生成手段)、弾性フレームデータのうち音響線に対応する音響線対応領域における歪みの値の統計量ε及び相関係数cの統計量cに基づいて、音響線対応領域ごとに加算係数αを取得し(加算係数取得手段)、第1の弾性フレームデータと第2の弾性フレームデータとを、音響線対応領域ごとに加算係数αに応じて重み付けして加算する(平滑化処理手段)。このような構成によれば、フレーム期間内における被検体への印加圧力の差の変動に起因するアーチファクトの発生を抑制することができる。この結果、より信頼性の高い弾性画像を表示させることができ、また、アーチファクトが抑制された高画質の弾性画像を表示させることができる。 As described above, in the ultrasonic diagnostic apparatus U according to the present modification, the processing control unit 16a sets the correlation coefficient c for each acoustic line related to the received signal received at the same position of the ultrasonic probe 2. calculating statistics c t (correlation information generating means), based on statistics c t statistics epsilon t and correlation coefficient c strain values in the acoustic line corresponding region corresponding to the acoustic line of the elasticity frame data Then, the addition coefficient α is acquired for each acoustic line corresponding area (addition coefficient acquiring means), and the first elastic frame data and the second elastic frame data are weighted according to the addition coefficient α for each acoustic line corresponding area. Are added (smoothing processing means). According to such a configuration, it is possible to suppress the occurrence of artifacts due to fluctuations in the difference in pressure applied to the subject within the frame period. As a result, a more reliable elastic image can be displayed, and a high-quality elastic image in which artifacts are suppressed can be displayed.

(変形例2)
続いて、上記実施形態の変形例2について説明する。
本変形例は、弾性フレームデータにおける所定の大きさの局所領域ごとに加算係数αを設定して平滑化を行う点で上記実施形態と異なる。以下では、上記実施形態との相違点について説明する。
(Modification 2)
Then, the modification 2 of the said embodiment is demonstrated.
This modification is different from the above-described embodiment in that smoothing is performed by setting the addition coefficient α for each local region having a predetermined size in the elastic frame data. Hereinafter, differences from the above embodiment will be described.

被検体の硬度が均一でない場合には、受信信号から算出される歪みの値は、硬度が小さい部位ほど大きくなる。歪みが大きい部位は、印加圧力が変動した場合における歪みの値の変動量が大きくなるため、歪みが小さい部位よりも弾性画像の画質や視認性を変動させる要因となりやすい。従って、硬度が小さい部位、即ち歪みが大きい部位に係る加算係数を選択的に小さくして平滑化を行うことにより、弾性フレームデータにおける当該部位のフレームごとの変動を抑えて、弾性画像の画質や視認性を安定させることができる。   When the hardness of the subject is not uniform, the distortion value calculated from the received signal increases as the hardness decreases. Since the amount of variation in the strain value when the applied pressure varies is large at a portion where the distortion is large, the image quality and the visibility of the elastic image are more likely to fluctuate than the portion where the distortion is small. Therefore, by performing smoothing by selectively reducing the addition coefficient relating to a part having a low hardness, that is, a part having a large strain, the fluctuation of the part in the elastic frame data for each frame can be suppressed, and the image quality of the elastic image can be reduced. Visibility can be stabilized.

上記のような平滑化を行うため、本変形例では、弾性フレームデータの局所領域ごとに歪みの値の統計量ε及び相関係数cの統計量cが算出され、当該統計量ε、統計量c及びフレーム周波数τに基づいて局所領域ごとに加算係数αが取得される。ここで、加算係数αは、歪みが大きい局所領域ほど加算係数αが大きくなるように選択される。そして、弾性フレームデータの平滑化処理では、この加算係数αに基づいて局所領域ごとに弾性フレームデータが加算される。
局所領域の大きさは、特には限られないが、局所領域を小さくするほど被検体の硬度分布により的確に対応した平滑化処理を行うことができる。よって、局所領域の大きさを弾性フレームデータの1画素とすることが最も望ましい。局所領域が1画素である場合には、加算係数αの算定には、歪みの値の統計量εに代えて一の相関演算領域Rに対応する一の画像の歪みの値そのものが用いられ、また、相関係数cの統計量cに代えて当該画素における相関係数cそのものが用いられる。この場合には、当該相関係数cが相関情報に対応する。
本変形例では、上記実施形態に係る図8のフローチャートにおけるステップS202の処理が、局所領域ごとに歪みの値の統計量εを算出する処理に変更される。また、ステップS203の処理が、局所領域ごとに相関係数cの統計量cを算出する処理に変更される。また、ステップS205の処理が、当該統計量ε、統計量c及びフレーム周波数τに基づいて局所領域ごとに加算係数αを取得する処理に変更される。また、ステップ
S206の処理が、当該加算係数αを用いて局所領域ごとに弾性フレームデータを加算する処理に変更される。
To perform the smoothing as described above, in this modification, the calculated statistic c t statistics epsilon t and correlation coefficient c distortion value for each local region of the elastic frame data, the statistic epsilon t The addition coefficient α is acquired for each local region based on the statistic ct and the frame frequency τ. Here, the addition coefficient α is selected so that the addition coefficient α increases in the local region where the distortion is larger. In the elastic frame data smoothing process, the elastic frame data is added for each local region based on the addition coefficient α.
Although the size of the local region is not particularly limited, the smoothing process more accurately corresponding to the hardness distribution of the subject can be performed as the local region is reduced. Therefore, it is most desirable that the size of the local region is one pixel of the elastic frame data. When the local area is one pixel, the distortion coefficient of one image corresponding to one correlation calculation area RC is used instead of the distortion value statistic ε t for the calculation of the addition coefficient α. is also the correlation coefficient c itself in the pixel is used instead of the statistic c t of the correlation coefficient c. In this case, the correlation coefficient c corresponds to the correlation information.
In the present modification, the process of step S202 in the flowchart of FIG. 8 according to the above embodiment is changed to a process of calculating a distortion value statistic ε t for each local region. Further, the process of step S203 is changed to the processing for calculating the statistic c t of the correlation coefficient c for each local region. Further, the process of step S205 is the statistic epsilon t, is changed to the process of obtaining the α addition coefficient for each local region on the basis of the statistic c t and frame frequency tau. Further, the process of step S206 is changed to a process of adding elastic frame data for each local region using the addition coefficient α.

以上のように、本変形例に係る超音波診断装置Uでは、処理制御部16aは、弾性フレームデータのうち所定の大きさの局所領域ごとに相関係数cの統計量cを算出し(相関情報生成手段)、弾性フレームデータの局所領域における歪みの値の統計量ε及び相関係数cの統計量cに基づいて、局所領域ごとに加算係数αを取得し(加算係数取得手段)、第1の弾性フレームデータと第2の弾性フレームデータとを、局所領域ごとに加算係数αに応じて重み付けして加算する(平滑化処理手段)。このような構成によれば、弾性フレームデータの局所領域ごとに適切な加算係数が設定されて平滑化が行われるため、フレーム間の弾性画像における局所領域の変化が円滑になり、弾性画像をより安定させることができる。この結果、出力表示部19における弾性画像の表示をより視認しやすくすることができる。 As described above, in the ultrasonic diagnostic apparatus U according to this modification, the processing control unit 16a calculates the statistic c t of the correlation coefficient c for each local region of a predetermined size of the elasticity frame data ( correlation information generating means), based on statistics c t statistics epsilon t and correlation coefficient c strain values in a local region of the elasticity frame data to get the addition coefficient α for each local region (addition coefficient acquiring means ) The first elastic frame data and the second elastic frame data are weighted and added according to the addition coefficient α for each local region (smoothing processing means). According to such a configuration, since an appropriate addition coefficient is set for each local region of the elastic frame data and smoothing is performed, the change of the local region in the elastic image between frames becomes smooth, and the elastic image is more It can be stabilized. As a result, the display of the elastic image on the output display unit 19 can be made easier to visually recognize.

また、処理制御部16aは、局所領域における歪みの値の統計量εにより示される被検体の硬度が高いほど大きな加算係数αを取得する(加算係数取得手段)。これにより、被検体の硬度が不均一な場合に、弾性フレームデータのうち相対的に硬度が小さい部位に対応する領域(歪みが大きい領域)のフレームごとの変動を抑えて、弾性画像の画質や視認性を安定させることができる。 Further, the processing control unit 16a acquires the larger addition coefficient α as the hardness of the subject indicated by the statistic ε t of the distortion value in the local region is higher (addition coefficient acquisition unit). As a result, when the hardness of the subject is not uniform, the variation of the region corresponding to the relatively low hardness portion of the elastic frame data (region with high strain) is suppressed for each frame, and the image quality of the elastic image Visibility can be stabilized.

(変形例3)
続いて、上記実施形態の変形例3について説明する。本変形例は、上記の変形例1又は変形例2と組み合わされても良い。
本変形例は、現在のフレームの弾性フレームデータの信頼性に加えて、当該弾性フレームデータの直前に生成された弾性フレームデータの信頼性を加味して加算係数αを設定する点で上記実施形態と異なる。以下では、上記実施形態との相違点について説明する。
(Modification 3)
Subsequently, Modification 3 of the above embodiment will be described. This modification may be combined with Modification 1 or Modification 2 described above.
In this modification, the addition coefficient α is set in consideration of the reliability of the elastic frame data generated immediately before the elastic frame data in addition to the reliability of the elastic frame data of the current frame. And different. Hereinafter, differences from the above embodiment will be described.

上記実施形態では、現在のフレームに係る弾性フレームデータの信頼性を示す加算係数αに基づいて平滑化を行うが、当該弾性フレームデータの信頼性と、加算の対象となる直前の弾性フレームデータ(平滑化処理前の弾性フレームデータ)の信頼性との相対的な関係を加味して加算係数αを定めることによって、より適切な平滑化を行うことができる。例えば、直前の弾性フレームデータの信頼性が小さいほど、当該直前の弾性フレームデータに対する現在のフレームの弾性フレームデータの信頼性が相対的に大きくなるため、加算係数αを大きくすることが適切となる。   In the above embodiment, smoothing is performed based on the addition coefficient α indicating the reliability of the elastic frame data related to the current frame. However, the reliability of the elastic frame data and the elastic frame data immediately before the addition target ( More appropriate smoothing can be performed by determining the addition coefficient α in consideration of the relative relationship with the reliability of the elastic frame data before smoothing). For example, the smaller the reliability of the immediately preceding elastic frame data, the greater the reliability of the elastic frame data of the current frame with respect to the immediately preceding elastic frame data. Therefore, it is appropriate to increase the addition coefficient α. .

そこで、本変形例では、関数f(ε,c,τ)によって定められた現在のフレームの弾性フレームデータに係る加算係数を加算係数α、1つ前のフレームにおける平滑化処理に用いられた加算係数を加算係数αt−1とした場合に、以下の式(7)により最終的な加算係数αを決定する。
α=α/(α+αt−1) …(7)
なお、上記に代えて、直前の弾性フレームデータに係る歪みの値の統計量εt−1及び相関係数cの統計量ct−1を変数に加えた関数gを用いて、α=g(ε,c,εt−1,ct−1,τ)により加算係数αを決定しても良い。
Therefore, in the present modification, the addition coefficient related to the elastic frame data of the current frame determined by the function f (ε t , c t , τ) is used for the smoothing process in the previous frame by the addition coefficient α t . When the obtained addition coefficient is the addition coefficient α t−1 , the final addition coefficient α is determined by the following equation (7).
α = α t / (α t + α t−1 ) (7)
Instead of the above, by using the function g plus statistics c t-1 of the statistic epsilon t-1 and the correlation coefficient c strain values according to the elastic frame data in a variable immediately before, alpha = g The addition coefficient α may be determined from (ε t , c t , ε t−1 , c t−1 , τ).

以上、本発明の実施形態及び変形例を説明したが、本発明は、上記実施形態及び各変形例に限られるものではなく、様々な変更が可能である。
例えば、上記実施形態及び各変形例では、現在の弾性フレームデータに係る歪みの統計量ε及び相関係数cの統計量cの双方を用いて加算係数αを定める例を挙げて説明したが、これに限定する趣旨ではない。たとえば、現在の弾性フレームデータに係る歪みの統計量ε及び相関係数cの統計量cのうち何れか一方とフレーム周波数τとに基づい
て加算係数αを取得する態様であっても良く、また、統計量ε及び統計量cのうち何れか一方のみに基づいて加算係数αを取得する態様であっても良い。
As mentioned above, although embodiment and the modification of this invention were demonstrated, this invention is not restricted to the said embodiment and each modification, Various changes are possible.
For example, in the above embodiment and the modifications, an example was described in which determining the addition coefficient α using both statistics c t distortion statistics epsilon t and correlation coefficient c of the current elastic frame data However, it is not intended to be limited to this. For example, may be a mode for acquiring addition coefficient α based on either one and the frame frequency τ of statistics c t of the current elastic frame data distortion statistics epsilon t and correlation coefficient c of the or it may be a mode for acquiring addition coefficient α based on only one of the statistic epsilon t and statistic c t.

また、上記実施形態及び各変形例では、相関係数cを伸展時波形r(t)及び圧縮時波形s(t)から算出する例を用いて説明したが、これに限られない。例えば2つのフレーム間でのBモード画像の画素データの比較、又は算出された歪みの値(弾性情報)の比較から相関係数cを算出しても良い。   Moreover, although the said embodiment and each modification demonstrated using the example which calculates the correlation coefficient c from the waveform r (t) at the time of extension, and the waveform s (t) at the time of compression, it is not restricted to this. For example, the correlation coefficient c may be calculated from comparison of pixel data of a B-mode image between two frames or comparison of calculated strain values (elastic information).

また、上記実施形態及び各変形例では、制御部15のHDDに加算係数テーブル15aを記憶させ、当該加算係数テーブル15aを参照して演算パラメーターを取得する例を挙げて説明したが、これに代えて、予め定められた関数f(又は関数g)に基づいて制御部15(又は処理制御部16a)により加算係数αを算出しても良い。
また、超音波診断装置Uの外部の記憶装置に加算係数テーブル15aを記憶し、図示略の通信部を介して当該記憶装置から加算係数αを取得しても良い。
In the above embodiment and each modification, the addition coefficient table 15a is stored in the HDD of the control unit 15, and the calculation parameter is obtained with reference to the addition coefficient table 15a. Then, the addition coefficient α may be calculated by the control unit 15 (or the processing control unit 16a) based on a predetermined function f (or function g).
Alternatively, the addition coefficient table 15a may be stored in a storage device outside the ultrasound diagnostic apparatus U, and the addition coefficient α may be acquired from the storage device via a communication unit (not shown).

また、上記実施形態及び各変形例では、数式(4)により位相差の一次関数の傾きから歪みを算出する例を用いて説明したが、歪みは、他の方式により算出しても良い。例えば、超音波の走査方向及び深さ方向についての二次元の相関演算領域Rを設定し、圧縮前のフレームデータにおける各相関演算領域Rが、圧縮後のフレームデータの所定の探索領域のうち何れの位置に変位しているかを特定して当該変位から歪みを算出する方法を用いても良い。 Moreover, although the said embodiment and each modification demonstrated using the example which calculates distortion from the inclination of the linear function of a phase difference by Numerical formula (4), distortion may be calculated by another system. For example, a two-dimensional correlation calculation region RC in the ultrasonic scanning direction and depth direction is set, and each correlation calculation region RC in the frame data before compression is a predetermined search region of the frame data after compression. A method may be used in which the position is displaced and the distortion is calculated from the displacement.

また、上記実施形態及び各変形例では、歪みの二次元分布を示す弾性画像を例に挙げて説明したが、弾性画像は、被検体に対する加圧に応じた被検体の歪みに係る他の画像、例えば弾性率の分布や各部の変位の分布を示す画像であっても良い。即ち、弾性画像により示される弾性情報は、歪みの他、弾性率や変位であっても良い。   In the above-described embodiment and each modification, an elastic image showing a two-dimensional distribution of strain has been described as an example. However, the elastic image is another image related to the strain of the subject in response to pressurization on the subject. For example, an image showing a distribution of elastic modulus and a distribution of displacement of each part may be used. That is, the elasticity information indicated by the elasticity image may be an elastic modulus or a displacement in addition to the strain.

また、上記実施形態及び各変形例では、弾性情報を弾性画像として出力表示部19に表示させる例を用いて説明したが、弾性情報の表示の態様は、このような弾性画像に限られない。例えば、弾性情報は、歪み分布のヒストグラム、標準偏差、及び代表値(平均値や中央値)といった統計情報を示すグラフやテキストとして出力表示部19に表示されても良い。   Moreover, although the said embodiment and each modification demonstrated using the example which displays the elasticity information on the output display part 19 as an elasticity image, the display aspect of elasticity information is not restricted to such an elasticity image. For example, the elasticity information may be displayed on the output display unit 19 as a graph or text indicating statistical information such as a strain distribution histogram, standard deviation, and representative value (average value or median value).

また、上記実施形態及び各変形例では、奇数番目のフレームの受信信号に基づいて弾性画像を生成し、偶数番目のフレームの受信信号に基づいてBモード画像を生成する例を用いて説明したが、これに代えて、各フレームの受信信号を、弾性画像の生成及びBモード画像の生成の双方に用いても良い。   In the above-described embodiment and each modification, the elastic image is generated based on the odd-numbered frame reception signal, and the B-mode image is generated based on the even-numbered frame reception signal. Instead of this, the reception signal of each frame may be used for both the generation of the elastic image and the generation of the B-mode image.

また、上記実施形態及び各変形例では、出力表示部19の表示画面に限られず、外部機器や外部ディスプレイであっても良い。また、印刷出力に直接出力可能としても良いし、画像データとしてではなく、数値データを外部機器に出力可能としても良い。   Moreover, in the said embodiment and each modification, it is not restricted to the display screen of the output display part 19, An external apparatus and an external display may be sufficient. Further, it may be possible to output directly to a print output, or numerical data may be output to an external device instead of as image data.

また、上記実施形態及び各変形例の画像処理部16は、超音波探触子2や超音波診断装置本体1の他の部分とは独立に設けられても良い。即ち、専用の信号処理装置であっても良い。また、本発明の信号処理は、通常のソフトウェア処理で実現可能であるので、通常のPCなどのコンピューターにソフトウェアをインストールし、当該コンピューターの制御部(CPU)が入力された波形データを用いて実行しても良い。   In addition, the image processing unit 16 of the above embodiment and each modification may be provided independently of the ultrasonic probe 2 and other parts of the ultrasonic diagnostic apparatus main body 1. That is, a dedicated signal processing device may be used. In addition, since the signal processing of the present invention can be realized by ordinary software processing, the software is installed in a computer such as an ordinary PC, and is executed using the waveform data input by the control unit (CPU) of the computer. You may do it.

また、上記実施形態及び各実施形態では、医療機器として生体組織の歪みを求める場合を例に挙げて説明したが、歪みの算出対象としては、生体組織に限られない。内部の対象
物に対して適切に圧力が加えられるものであれば、本発明は、建築構造物や小型の構造を有する各種製品などに適宜利用可能である。
Moreover, in the said embodiment and each embodiment, although the case where the distortion | strain of a biological tissue was calculated | required was mentioned as an example as a medical device, the calculation object of distortion is not restricted to a biological tissue. As long as pressure is appropriately applied to the internal object, the present invention can be appropriately used for a building structure, various products having a small structure, and the like.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明の範囲は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲とその均等の範囲を含む。   Although several embodiments of the present invention have been described, the scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof. .

1 超音波診断装置本体
2 超音波探触子
12 送信部(送受信制御手段)
13 受信部(送受信制御手段)
14 送受信切替部
15 制御部(表示制御手段、記憶手段)
15a 加算係数テーブル
16 画像処理部
16a 処理制御部(弾性フレームデータ生成手段、相関情報生成手段、加算係数取得手段、平滑化処理手段)
17 記憶部
18 操作入力部
19 出力表示部(表示手段)
21 振動子
210 振動子配列
22 ケーブル
a1,a2,a3 音響線対応領域
相関演算領域
S 被検体
T 構造
U 超音波診断装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ultrasonic diagnostic apparatus main body 2 Ultrasonic probe 12 Transmission part (transmission / reception control means)
13 Receiver (Transmission / reception control means)
14 Transmission / reception switching unit 15 Control unit (display control unit, storage unit)
15a addition coefficient table 16 image processing section 16a processing control section (elastic frame data generation means, correlation information generation means, addition coefficient acquisition means, smoothing processing means)
17 Storage Unit 18 Operation Input Unit 19 Output Display Unit (Display Unit)
21 transducer 210 transducer array 22 cable a1, a2, a3 acoustic line corresponding region RC correlation calculation region S subject T structure U ultrasonic diagnostic apparatus

Claims (12)

超音波を被検体に対して送信し、当該送信された超音波の反射波を受信する超音波探触子と、
前記超音波探触子により超音波を送信させ、前記超音波探触子により受信された超音波に係る受信信号を取得する送受信制御手段と、
第1加圧状態の前記被検体により反射された超音波に係る第1の受信信号と、第2加圧状態の前記被検体により反射された超音波に係る第2の受信信号とを用いて、前記被検体の歪みに係る弾性情報を示す弾性フレームデータを生成する弾性フレームデータ生成手段と、
前記第1の受信信号と前記第2の受信信号との相関の程度を示す相関情報を生成する相関情報生成手段と、
前記弾性情報及び前記相関情報の少なくとも一方に基づいて、前記弾性情報の信頼性の程度を示し異なる時刻に生成された2つの弾性フレームデータの平滑化処理に用いられる加算係数を取得する加算係数取得手段と、
第1の弾性フレームデータと、前記第1の弾性フレームデータとは異なる時刻に生成された第2の弾性フレームデータとを前記第1の弾性フレームデータに対応する前記加算係数に応じて重み付けして加算することにより、平滑化された弾性フレームデータを生成する平滑化処理手段と、
前記平滑化された弾性フレームデータにより示される平滑化弾性情報を表示手段により表示させる表示制御手段と、
を備えることを特徴とする超音波診断装置。
An ultrasonic probe that transmits ultrasonic waves to the subject and receives reflected waves of the transmitted ultrasonic waves;
Transmission / reception control means for transmitting an ultrasonic wave by the ultrasonic probe and acquiring a reception signal related to the ultrasonic wave received by the ultrasonic probe;
Using the first received signal related to the ultrasonic wave reflected by the subject in the first pressurized state and the second received signal related to the ultrasonic wave reflected by the subject in the second pressurized state Elastic frame data generating means for generating elastic frame data indicating elastic information relating to strain of the subject;
Correlation information generating means for generating correlation information indicating a degree of correlation between the first received signal and the second received signal;
Acquisition of an addition coefficient for acquiring an addition coefficient used for smoothing processing of two elastic frame data generated at different times indicating the degree of reliability of the elasticity information based on at least one of the elasticity information and the correlation information Means,
The first elastic frame data and the second elastic frame data generated at a time different from the first elastic frame data are weighted according to the addition coefficient corresponding to the first elastic frame data. Smoothing processing means for generating elastic frame data smoothed by adding, and
Display control means for causing the display means to display the smoothed elasticity information indicated by the smoothed elastic frame data;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
予め前記弾性情報及び前記相関情報の少なくとも一方に対応付けてそれぞれ定められた複数の前記加算係数を記憶する記憶手段を備え、
前記加算係数取得手段は、前記記憶手段から前記加算係数を取得する
ことを特徴とする請求項1に記載の超音波診断装置。
Storage means for storing a plurality of the addition coefficients respectively determined in advance in association with at least one of the elasticity information and the correlation information;
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the addition coefficient acquisition unit acquires the addition coefficient from the storage unit.
前記相関情報生成手段は、前記弾性フレームデータごとに前記相関情報を生成し、
前記加算係数取得手段は、前記弾性フレームデータにおける前記弾性情報の所定の統計量、及び前記相関情報の少なくとも一方に基づいて前記弾性フレームデータごとに前記加算係数を取得する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の超音波診断装置。
The correlation information generation means generates the correlation information for each elastic frame data,
The said addition coefficient acquisition means acquires the said addition coefficient for every said elastic frame data based on the predetermined statistic of the said elasticity information in the said elastic frame data, and at least one of the said correlation information. The ultrasonic diagnostic apparatus according to 1 or 2.
前記相関情報生成手段は、前記超音波探触子の同一の位置で受信された前記受信信号に係る音響線ごとに前記相関情報を生成し、
前記加算係数取得手段は、前記弾性フレームデータのうち前記音響線に対応する音響線対応領域における前記弾性情報の所定の統計量、及び前記相関情報の少なくとも一方に基づいて、前記音響線対応領域ごとに前記加算係数を取得し、
前記平滑化処理手段は、前記第1の弾性フレームデータと前記第2の弾性フレームデータとを、前記音響線対応領域ごとに前記加算係数に応じて重み付けして加算する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の超音波診断装置。
The correlation information generating means generates the correlation information for each acoustic line related to the received signal received at the same position of the ultrasonic probe,
The addition coefficient acquisition means, for each acoustic line corresponding area, based on at least one of the predetermined statistical amount of the elastic information and the correlation information in the acoustic line corresponding area corresponding to the acoustic line in the elastic frame data To obtain the addition coefficient,
The smoothing processing unit adds the first elastic frame data and the second elastic frame data by weighting according to the addition coefficient for each acoustic ray corresponding region. The ultrasonic diagnostic apparatus according to 1 or 2.
前記相関情報生成手段は、前記弾性フレームデータのうち所定の大きさの局所領域ごとに前記相関情報を生成し、
前記加算係数取得手段は、前記弾性フレームデータの前記局所領域における前記弾性情報の所定の統計量、及び前記相関情報の少なくとも一方に基づいて、前記局所領域ごとに前記加算係数を取得し、
前記平滑化処理手段は、前記第1の弾性フレームデータと前記第2の弾性フレームデータとを、前記局所領域ごとに前記加算係数に応じて重み付けして加算する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の超音波診断装置。
The correlation information generation unit generates the correlation information for each local region having a predetermined size in the elastic frame data,
The addition coefficient acquisition means acquires the addition coefficient for each local region based on at least one of the predetermined statistical amount of the elasticity information in the local region of the elastic frame data and the correlation information,
The smoothing processing unit adds the first elastic frame data and the second elastic frame data by weighting according to the addition coefficient for each local region. 2. The ultrasonic diagnostic apparatus according to 2.
前記加算係数取得手段は、前記局所領域における前記弾性情報の前記所定の統計量により示される前記被検体の硬度が高いほど大きな前記加算係数を取得することを特徴とする請求項5に記載の超音波診断装置。   6. The method according to claim 5, wherein the addition coefficient acquisition unit acquires the larger addition coefficient as the hardness of the subject indicated by the predetermined statistic of the elasticity information in the local region is higher. Ultrasonic diagnostic equipment. 前記弾性情報の所定の統計量は、当該弾性情報の平均値又は中央値であることを特徴とする請求項3〜6の何れか一項に記載の超音波診断装置。   The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 3, wherein the predetermined statistic of the elasticity information is an average value or a median value of the elasticity information. 前記加算係数取得手段は、前記相関情報生成手段により生成された複数の前記相関情報の所定の統計量に基づいて前記加算係数を取得することを特徴とする請求項1〜7の何れか一項に記載の超音波診断装置。   The said addition coefficient acquisition means acquires the said addition coefficient based on the predetermined statistic of the said some correlation information produced | generated by the said correlation information production | generation means, The any one of Claims 1-7 characterized by the above-mentioned. An ultrasonic diagnostic apparatus according to 1. 前記送受信制御手段は、前記超音波探触子により超音波を所定の走査方向に走査させながら送信させ、
前記加算係数取得手段は、前記走査の頻度を示すフレーム周波数が高いほど前記平滑化における前記第1の弾性フレームデータの重み付けが小さくなるような前記加算係数を取得する
ことを特徴とする請求項1〜8の何れか一項に記載の超音波診断装置。
The transmission / reception control means transmits the ultrasonic wave while scanning in a predetermined scanning direction by the ultrasonic probe,
The said addition coefficient acquisition means acquires the said addition coefficient so that the weight of the said 1st elastic frame data in the said smoothing becomes small, so that the frame frequency which shows the frequency of the said scanning is high. The ultrasonic diagnostic apparatus as described in any one of -8.
前記平滑化処理手段は、前記平滑化された弾性フレームデータを、当該平滑化された弾性フレームデータに係る平滑化処理より後に行われる平滑化処理において前記第2の弾性フレームデータとして用いることを特徴とする請求項1〜9の何れか一項に記載の超音波診断装置。   The smoothing processing unit uses the smoothed elastic frame data as the second elastic frame data in a smoothing process performed after a smoothing process related to the smoothed elastic frame data. The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 9. 超音波を被検体に対して送信し、当該送信された超音波の反射波を受信する超音波探触子を備える超音波診断装置の制御方法であって、
前記超音波探触子により超音波を送信させ、前記超音波探触子により受信された超音波に係る受信信号を取得する送受信ステップ、
第1加圧状態の前記被検体により反射された超音波に係る第1の受信信号と、第2加圧状態の前記被検体により反射された超音波に係る第2の受信信号とを用いて、前記被検体の歪みに係る弾性情報を示す弾性フレームデータを生成する弾性フレームデータ生成ステップ、
前記第1の受信信号と前記第2の受信信号との相関の程度を示す相関情報を生成する相関情報生成ステップ、
前記弾性情報及び前記相関情報の少なくとも一方に基づいて、前記弾性情報の信頼性の程度を示し異なる時刻に生成された2つの弾性フレームデータの平滑化処理に用いられる加算係数を取得する加算係数取得ステップ、
第1の弾性フレームデータと、前記第1の弾性フレームデータとは異なる時刻に生成された第2の弾性フレームデータとを前記第1の弾性フレームデータに対応する前記加算係数に応じて重み付けして加算することにより、平滑化された弾性フレームデータを生成する平滑化ステップ、
前記平滑化された弾性フレームデータにより示される平滑化弾性情報を表示手段により表示させる表示ステップ、
を含むことを特徴とする超音波診断装置の制御方法。
A method for controlling an ultrasonic diagnostic apparatus including an ultrasonic probe that transmits ultrasonic waves to a subject and receives reflected waves of the transmitted ultrasonic waves,
A transmission / reception step of transmitting ultrasonic waves by the ultrasonic probe and acquiring a reception signal related to the ultrasonic waves received by the ultrasonic probe;
Using the first received signal related to the ultrasonic wave reflected by the subject in the first pressurized state and the second received signal related to the ultrasonic wave reflected by the subject in the second pressurized state An elastic frame data generating step for generating elastic frame data indicating elastic information relating to strain of the subject;
A correlation information generating step for generating correlation information indicating a degree of correlation between the first received signal and the second received signal;
Acquisition of an addition coefficient for acquiring an addition coefficient used for smoothing processing of two elastic frame data generated at different times indicating the degree of reliability of the elasticity information based on at least one of the elasticity information and the correlation information Step,
The first elastic frame data and the second elastic frame data generated at a time different from the first elastic frame data are weighted according to the addition coefficient corresponding to the first elastic frame data. A smoothing step of generating smoothed elastic frame data by adding,
A display step of displaying smoothed elasticity information indicated by the smoothed elastic frame data by a display means;
A method for controlling an ultrasonic diagnostic apparatus.
コンピューターを、
超音波探触子により被検体に対して超音波を送信させ、前記超音波探触子により受信された前記超音波の反射波に係る受信信号を取得する送受信制御手段、
第1加圧状態の前記被検体により反射された超音波に係る第1の受信信号と、第2加圧
状態の前記被検体により反射された超音波に係る第2の受信信号とを用いて、前記被検体の歪みに係る弾性情報を示す弾性フレームデータを生成する弾性フレームデータ生成手段、
前記第1の受信信号と前記第2の受信信号との相関の程度を示す相関情報を生成する相関情報生成手段、
前記弾性情報及び前記相関情報の少なくとも一方に基づいて、前記弾性情報の信頼性の程度を示し異なる時刻に生成された2つの弾性フレームデータの平滑化処理に用いられる加算係数を取得する加算係数取得手段、
第1の弾性フレームデータと、前記第1の弾性フレームデータとは異なる時刻に生成された第2の弾性フレームデータとを前記第1の弾性フレームデータに対応する前記加算係数に応じて重み付けして加算することにより、平滑化された弾性フレームデータを生成する平滑化処理手段、
前記平滑化された弾性フレームデータにより示される平滑化弾性情報を表示手段により表示させる表示制御手段、
として機能させることを特徴とするプログラム。
Computer
A transmission / reception control means for transmitting an ultrasonic wave to a subject by an ultrasonic probe and acquiring a reception signal related to the reflected wave of the ultrasonic wave received by the ultrasonic probe;
Using the first received signal related to the ultrasonic wave reflected by the subject in the first pressurized state and the second received signal related to the ultrasonic wave reflected by the subject in the second pressurized state Elastic frame data generating means for generating elastic frame data indicating elastic information relating to strain of the subject,
Correlation information generating means for generating correlation information indicating a degree of correlation between the first received signal and the second received signal;
Acquisition of an addition coefficient for acquiring an addition coefficient used for smoothing processing of two elastic frame data generated at different times indicating the degree of reliability of the elasticity information based on at least one of the elasticity information and the correlation information means,
The first elastic frame data and the second elastic frame data generated at a time different from the first elastic frame data are weighted according to the addition coefficient corresponding to the first elastic frame data. Smoothing processing means for generating elastic frame data smoothed by adding,
Display control means for displaying smoothed elasticity information indicated by the smoothed elastic frame data by a display means;
A program characterized by functioning as
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