JP4079392B2 - Ultrasonic diagnostic equipment - Google Patents

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JP4079392B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波を用いて被検体の断層像等の画像診断情報を得る超音波診断装置に係り、特に診断対象が動きのある臓器等の組織であるとき、その態様を容易に把握できるようにした超音波診断装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
超音波装置において、被検体内の臓器の運動状況を診断する画像表示モードとしては、血流の運動情報を表示するドプラモード,カラーフローマッピングモード,Mモードなどが知られている。この中で断層画像中のある特定の超音波送受信方向の超音波ビーム上の輝度変化を経時的に表示するMモードや、超音波送受信方向に依存しない任意のライン上の輝度変化を経時的に表示する任意方向Mモード(Omni Directional M mode、ODMモード、という)は、ライン上の画像データ(輝度データ)と,時間の経過を、それぞれグラフの軸に取った形のため、2次元画像の任意の領域を確認しようとする場合には、Mモード,ODMモードを数度繰り返す必要があり、任意のライン上に設定されていない部分の経時的変化を見落とす可能性があった。
【0003】
また、カラーフローマッピングモードは、二次元的な表示方法であるが、基本的に血流情報を表示するものであり、組織の運動状況を表示するものではない。
【0004】
特開平3−121058号においては時系列的に隣接する画像同士の差分処理をし、または時系列に並んだ画像データから任意の時相の2画像を抽出しそれらの画像間で差分処理をし、これらにより得られた差分画像をカラー表示する超音波装置が提案されているが、抽出画面のノイズが大きな場合には、ノイズが強調されて表示されることになる。SCC(走査相関)などと呼ばれる平均情報の使用例では、腹部領域では加算平均を取ることで、ノイズを低減する技術が用いられてきた。しかし循環器計測分野などのフレーム間で相関が低い(フレーム間の画像の変化の著しい)画像では、加算平均の手法では前フレームの影響が残ってしまい、画像が尾引き状態になるため用いられていなかった。
【0005】
また、心臓の拍動などの組織の経時的に大きな運動は、Bモード走査により簡単に見つけられるので、その部分に対してMモードの診断を行えばよかった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、急性期の心筋梗塞や心室瘤などによって、本来の拍動が妨げられることで生じる組織の微少な運動の場合には、Bモード像やMモード像で判断することが困難であるという問題があった。
【0007】
具体的に説明すると、MモードにあってはMモードの走査を複数方向にわたって行い見つけだす必要がある。またBモード走査で見つけ出すには多くの臨床経験と熟練を要する。たとえば、血管の弾性が無くなり血管の収縮拡張運動が緩慢になるような動脈硬化の状態や心筋の部分的な壊死による運動状態の変化を見つける等の場合には、この疾患に注意しながら診断を行わなければならない。この場合において、特開平3−121058号に開示されている方法では、スペックルノイズのような成分までもが抽出され、ノイズ成分をもカラー表示した画像になる場合がある。
【0008】
また、循環器分野において、心臓弁の描出時には、非運動組織の反射強度が高く、相対的に運動組織の輝度が低く見えるため、注目したい組織の運動状況がつかみにくいという問題があった。
【0009】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、組織の微少な動態を容易に診断可能とした超音波診断装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、被検体内に対し超音波を送受信する探触子と、該探触子に超音波を送信させる超音波送信部と、前記被検体内からの反射エコー信号を受信して増幅する超音波受信部と、前記反射エコー信号をフレーム毎に複数のフレームメモリに時系列に記録するフレームメモリと、前記記録された反射エコー信号を時系列に読み出し画像として表示する画像表示部と、前記超音波送信部乃至前記画像表示部の動作を制御する制御手段と、前記複数のフレームメモリに記録され、前記被検体内の組織に対応する複数のアドレスの画素データを読み出し、読み出された複数のアドレスの画素データ毎に平均値を算出する相関情報算出手段と、を備えた超音波装置において、前記相関情報算出手段は、前記算出された平均値を用いて複数のアドレスの画素毎に分散値を算出し、前記制御手段は、前記相関情報算出手段によって算出された平均値と分散値によって計算される画素値が前記被検体内の組織に対応する複数の画素のうちの注目される画素(「注目画素」という)の値であって、該注目画素の値が所定の画素値の範囲に存在するか否かを判定する手段を含み、前記判定手段の判定結果に基づいて前記相関情報算出手段によって算出された分散値に応じて前記注目画素の色相及び輝度を設定することで達成される。
【0011】
また、被検体内に対し超音波を送受信する探触子と,該探触子を駆動する超音波を発生し前記被検体内に送信する超音波送信部と,前記被検体内からの反射エコー信号を受信して増幅する超音波受信部と,前記反射エコー信号を複数のフレームメモリに時系列で記録する手段と,前記反射エコー信号を時系列に読み出し画像として表示する画像表示部と,前記超音波送信部乃至前記画像表示部の動作を制御する手段とを備えた超音波装置において、前記複数フレームメモリから時系列の連続したフレームの反射エコー信号をそれぞれ読み出し各フレームに対応した画素毎に経時的な相関情報を計算する手段と,前記相関情報に基づいた画像を生成し表示する手段を備えたことを特徴とする超音波診断装置によって達成される。
【0012】
また、被検体内に対し超音波を送受信する探触子と,この探触子を駆動して超音波を発生させると共に受信した反射エコー信号を処理する超音波送受信部と,この超音波送受信部からの反射エコー信号をデジタル化し運動含む被検体内の超音波画像データを時系列に複数フレームを記録するメモリ部と,前記メモリ部からのデジタル信号を超音波ビームの走査線毎に書き込んで画像データを形成するデジタルスキャンコンバータ部と,このデジタルスキャンコンバータ部からの画像データをアナログ変換し画像として表示する画像表示部と,前記各構成要素の動作を制御する制御回路部と,前記メモリ部から連続した複数フレームの画像データを並列に読み出し、経時的な相関関係を把握する相関回路部からなる超音波診断装置において、前記相関回路部で得られた情報をもとに現在表示使用している画像に相関関係情報を付加して前記画像表示部によって表示することを特徴とした超音波診断装置によって達成される。
【0013】
また、超音波本体部のメモリ部から複数フレームの画像データを読み出す際に連続する画像を並列に同時に読み出したことを特徴とする超音波診断装置によって達成される。
また、複数フレームの画像データを読み出す際に複数フレーム後の画像を並列に同時に読み出すことを特徴とする超音波診断装置によって達成される。
【0014】
具体的には、Bモード走査において、組織の運動情報が付加されたような診断画像(たとえばカラー表示画像)を表示する事によって先の問題を解決する。運動情報は、時間の経過に伴う画像の変化であるから、複数フレームにわたる画像の各画素の相互相関(平均や分散)を演算し、数値化して、その度合いに応じてカラー表示する。相互関係の数値に応じて色相を与えても良いし、その数値にある閾値を設定してその部分は同じ色相としても良い。この方法が特開平3−121058号と異なる点は、特願平9−51413号の中で述べられている手法である、複数フレームのデータを、統計的手法を用いて比較し、データ欠損,スペックルノイズ,などの判定を行い、それに応じた表示をできる。
【0015】
循環器計測では、平均値からの距離をパラメータとし、その閾値以下の画素については、目に付きづらい色相(例えば青)とし、その他の部分を通常の白色とすることで、運動状況の強調した表示とすることができ、動態の把握が容易になる。
【0016】
複数フレームにわたる組織(画素)の各画素の相互相関を取り、その組織(画素)の相関に応じた色相を与えることにより、組織の運動状態を把握し易くする。また、従来のように隣接した画像の差分を描画するのではなく、統計的に処理するため、特願平9−51413号で提案されている手法を基に、スペックルノイズと考えられる成分は除去可能となり、ノイズ成分を抽出表示したカラー画像を描画する可能性を低くすることができる。また、平均からの距離(分散)を用いて、注目すべき画素と、そうでない画素とを分離し、変化状況を把握したい場合には、分散の少ない画素を、分散の大きな画素に比べて目に付きにくい色相とすることで、組織の運動状況を観察しやすくできる。
【0017】
【発明の実施の形態】
本発明の超音波診断装置の一実施の形態について、図面を用いて説明する。
図1は本発明の実施の一形態を説明する超音波診断装置のブロック図,図2は図1の超音波診断装置の動作を説明するフローチャート,図3は図2の動作で得られた画像で正常所見と異常所見を対比する表示例である。
【0018】
まず、本発明の超音波診断装置の構成例について、図1を用いて説明する。
超音波診断装置は、探触子1と,探触子1と電気的に接続された超音波送受信回路2と,超音波送受信回路2とそれぞれ電気的に接続された画像メモリ3,4と,画像メモリ3,4とそれぞれ電気的に接続された輝度色相変換部6,相関情報検出回路部8と,輝度色相変換部6と電気的に接続される画像処理部7と,画像処理部7と電気的に接続されるデジタルスキャンコンバータ(DSC)部9と,DSC部9と電気的に接続される画像表示部10と,超音波送受信回路2と輝度色相変換部6と画像処理部7と相関情報検出回路部8とDSC部9と電気的に接続される制御回路部5とを有している。
【0019】
探触子1は被検体(図示しない)に超音波を送信し、被検体からの反射エコー信号を受信する。超音波送受信回路2は探触子1に超音波を発射させる信号を供給する送信部分と,探触子1が受信した反射エコー信号を増幅する等の信号処理を行う受信部分を備えている。画像メモリ3はBモードで得た反射エコー信号を一旦記録する。画像メモリ4も画像メモリ3と同じことをするが、複数のフレームの画像データを記録するフレームメモリ41〜4nを有しており、例えば連続した画像を得る場合に従前に得た過去画像(前画像)を少なくとも1つは記録されている。輝度色相変換部6は画像メモリ3から反射エコー信号を読み出しBモード像にあっては輝度情報に変換しドプラモード像にあっては色相情報に変換する。画像処理部7は前記輝度情報と前記色相情報をいわゆる画像処理を施して診断しやすい画像データに変換する。相関情報検出回路部8は画像メモリ4から複数の各画素(組織)情報を同時に並列に読み出し、これから表示しようする(最新の)画像データにおける対応画素との相関関係(平均との距離や、分散値と距離との差や比)を計算し、表示する画素の色相を決定する。これはマイクロコンピュータ等を利用することで容易に作成できる。DSC部9は超音波の走査信号をTVモニタの走査線に変換する。画像表示部10は画像表示フォーマットに変換された前記輝度情報及び前記色相情報をモニタに表示する。
【0020】
また、相関関係は単純な加減算による方法の他に、特願平9−51413号で説明されている手法を取ることで、より良質な画像を描出できるようになる。そして得られた相関関係情報から演算を行うか、相関情報に従い、あらかじめ用意しているデータテーブルを利用して、画素の相関情報から色相情報を付加した画像に加工し、表示する。データテーブルは、例えば読み出し専用メモリ(ROM)等を用いる。
【0021】
ところで、組織の運動は、画素の輝度パターンの移動が表示されることで認識できるが、フレーム間の差として表示される部分が運動によって生ずる差となってその各画素の輝度変化の有無によって認識されるので、輝度変化のない部分は運動の少ない組織であると考えることができる。この考え方を利用すれば、先に述べた相関関係情報を利用して、たとえば循環器の検査時に輝度の高い心壁に比べて輝度の低い弁を見やすくすることができる。
【0022】
次に、上記の如く構成された超音波診断装置の動作について、図2を用いて説明する。
【0023】
最新のBモード画像を画像メモリ3と画像メモリ4に入力しフレームメモリ4nに記録する(ステップ201)。
前記各フレームメモリのデータから画像のアドレス(画素)毎に平均値Aを算出する(ステップ202)。
前記各フレームメモリのデータから画像のアドレス(画素)毎に分散値Dを算出する(ステップ203)。
【0024】
上記ステップで算出した平均値Aおよび分散値Dに基づきフレームメモリ内のデータを特願平9−51413号で説明されている手法の様に正規曲線をグラフ化して、注目画素iが正規分布の所定の範囲内であるかどうかを判定する。ここでは、A−2D<i<A+2Dであるかどうかを判定し、範囲内でなければ次のステップに進み、範囲内であればステップ206に飛ぶ(ステップ204)。
【0025】
この判定よってスペックルノイズなどの平均値を演算するのに相応しくないと考えられるデータは予め排除して平均値A’を演算する。ノイズの中でも影響の大きな因子を排除できるため誤差範囲の小さなデータが供給可能となる。平均値として演算するのに相応しくない情報を削除する方法としては、予めデータテーブルを用意し、入力された相応しくない情報である削除すべきデータを、結果に悪影響を与えない形に加工するフィルタ(たとえばROM)を用いて取り除けばよい(ステップ205)。
【0026】
制御回路部5は分散値Dに応じて輝度色相変換部6に輝度を与えさせる。例えば、心臓弁を見やすくする画像変換は、分散値Dが小さいほど青色に近く、分散値Dが大きいほど白色に近くなる等の設定を行う。また閾値を設けてその値以下の場合は青色,閾値以上の場合は白色としても良い(ステップ206)。
【0027】
制御回路部5は分散値Dに応じて輝度色相変換部6に色相を与えさせる。例えば、分散値Dとグラフ化されたデータを元に制御回路部5によって選ばれたデータテーブルに従い、例えば三原色のデータを入力してあるROM等により実現すればよい。データテーブルの選択も、先に利用したグラフを利用して決定する(ステップ207)。
【0028】
制御回路部5はDSC部9に前記輝度情報及び前記色相情報を画像表示フォーマットに変換する制御を行う(ステップ208)。
【0029】
制御回路部5は画像表示部10に画像表示フォーマットに変換された前記輝度情報及び前記色相情報をモニタに表示する制御を行う(ステップ209)。
【0030】
グラフデータの判定は、特願平9−51413号で説明されている様にROMなどに記録されたファームウエアで構築すると、経験的に把握した情報パターンを判定基準とすることが可能となる。ステップ204で説明した平均値として演算するのに相応しくない情報を削除する方法は、この方法で実現する。この場合ROMの入力は、与えられるグラフの形態を判断するに必要な情報量があれば良いのだから、全フレームの輝度情報を入れる必要はなく、輝度情報を圧縮するなどにより必要な入力ビット数を減らすことができる。例えば輝度情報を3ビットとした場合、8フレームで24ビットの入力が必要となる。
【0031】
表示画像の色相の与え方は次のような方法がとれる。画素のデータ幅を8ビットとした場合、24ビットカラーでは、8ビット出力のROM3個で、三原色の割合で色相情報を表示する。走査モードなどを加味してn個のパターン(例えば256パターン)を用意したとしても256kビットROMを用いればよい。またこのROMに先のグラフデータ判定部分を持たせてもよい。フラッシュROMなどを用いたときには、走査モードが変わる度にROMテーブルの内容を再計算するか、他の記憶装置に記録してあるデータを読み出すなどによってROMの内容を変更することで、小容量のROMとハードディスクのような安価の記憶装置で構成することができる。
【0032】
色相を与えるデータテーブルの選択信号は、先に述べた心臓弁を見やすくするような色相を設定した場合、運動の少ない心壁の部位は青く、運動の大きな弁は白く描出されるようなデータテーブルを用意すればよい。
【0033】
収縮のある血管を観察したような場合には、血管の硬化は、平均値との距離の差として色で表現され、周りと違う色になるため容易に発見できることになり、動脈硬化の発見等に有用であると考えられる。
【0034】
例えば、図3(a)には、正常な所見の心臓の動態のパターンを示し、図3(b)には、心筋梗塞や心室瘤の病変部がある場合の所見の心臓の動態のパターンを示し、動態部分のみ膨張するために斜線の部分が、正常所見と異なった色付けがされる。
【0035】
また、上記説明において、正規分布の範囲がA±2Dで説明したが、要は平均値から大きく外れる数値の除外を目的とするので、この種の数値を除外する方法のあらゆるものを含むことはいうまでもない。
【0036】
また、上記実施の形態は複数フレームが時系列の連続したフレームであるに基づいて説明したが、例えば連続するフレームで使用するフレームが何らかの原因で連続フレームとして使用できなかった不良フレームが生じたときは当該不良フレームを読み飛ばした状態の複数フレームにて、上記平均値,分散等の相関処理を行ってもよい。
【0037】
以上説明した実施の形態により、明らかにBモード像のみの場合よりも疾患が発見されやすくなる。この場合でも本発明では、グラフ化したデータを元に色相情報を与えるので、ノイズを抑えた画像や、時相関パターンを考慮した色調を与えることができ、従来の手法に比べ質の良い画像が提供できる。
【0038】
また、心電同期などのトリガ回路を併せ持つ場合、同期トリガー時のフレームなどの同じタイミングのフレーム間で平均を求め、その平均値に対する分散を画像表示すれば、周期的な運動が崩れた場合には、崩れた運動がカラー画像化されその症状をとらえることができる。
【0039】
また、先のような周期的な運動に対し、平均周期を数等分化し、平均に対する分散を輝度で、また時間的な変化を色相で表示することにより、周期的な変異を色で確認することができるようになる。
【0040】
また、Bモード像のフレーム間の差を見易い形で提供できるようになるため、今まで見落としがちであったと思われる組織運動の観察や、画素輝度の平均値や分散を表示するという新しい診断画像が提供できるようになる。
【0041】
【発明の効果】
本発明は、組織の微少な動態を容易に診断可能とした超音波診断装置を提供するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態を説明する超音波診断装置のブロック図。
【図2】図1の超音波診断装置の動作を説明するフローチャート。
【図3】図2の動作で得られた画像で正常所見と異常所見を対比する表示例。
【符号の説明】
3,4 画像メモリ
8 相関情報検出回路
10 画像表示部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus that obtains image diagnostic information such as a tomographic image of a subject using ultrasonic waves. In particular, when a diagnostic target is a tissue such as a moving organ, the aspect can be easily grasped. The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus.
[0002]
[Prior art]
In an ultrasonic apparatus, as an image display mode for diagnosing the motion state of an organ in a subject, a Doppler mode for displaying blood flow motion information, a color flow mapping mode, an M mode, and the like are known. Among these, the M mode for displaying the luminance change on the ultrasonic beam in a specific ultrasonic transmission / reception direction in the tomographic image over time, or the luminance change on an arbitrary line independent of the ultrasonic transmission / reception direction over time. The arbitrary direction M mode (Omni Directional M mode, ODM mode) to be displayed is the shape of the image data (luminance data) on the line and the passage of time on the axis of the graph, respectively. In order to confirm an arbitrary area, it is necessary to repeat the M mode and the ODM mode several times, and there is a possibility of overlooking a change over time of a portion not set on an arbitrary line.
[0003]
In addition, the color flow mapping mode is a two-dimensional display method, but basically displays blood flow information and does not display the motion state of the tissue.
[0004]
In Japanese Patent Laid-Open No. 3-121058, difference processing between adjacent images in time series is performed, or two images of arbitrary time phases are extracted from image data arranged in time series, and difference processing is performed between these images. Although an ultrasonic apparatus for displaying the difference image obtained in these colors is proposed, when the noise on the extraction screen is large, the noise is emphasized and displayed. In an example of using average information called SCC (scanning correlation) or the like, a technique for reducing noise by taking an addition average in an abdominal region has been used. However, for images with low correlation between frames (such as in the field of cardiovascular measurement) (with significant changes in images between frames), the averaging method is used because the effect of the previous frame remains and the image becomes tailed. It wasn't.
[0005]
In addition, since a large movement of the tissue over time such as a heartbeat can be easily found by B-mode scanning, it is only necessary to perform M-mode diagnosis on that portion.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of minute movements of tissue caused by an original myocardial infarction or ventricular aneurysm being hindered by the original pulsation, it is difficult to determine with a B-mode image or an M-mode image. was there.
[0007]
More specifically, in the M mode, it is necessary to find out by scanning the M mode in a plurality of directions. Also, finding a B-mode scan requires a lot of clinical experience and skill. For example, when diagnosing arteriosclerosis where the elasticity of the blood vessel is lost and the vasoconstriction / expansion of the blood vessel is slow, or changes in the motion state due to partial necrosis of the myocardium It must be made. In this case, in the method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-121058, even components such as speckle noise are extracted, and an image in which noise components are also displayed in color may be obtained.
[0008]
In the circulatory organ field, when the heart valve is depicted, there is a problem in that it is difficult to grasp the motion state of the tissue to be noticed because the reflection intensity of the non-motion tissue is high and the brightness of the motion tissue is relatively low.
[0009]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus that can easily diagnose minute dynamics of a tissue.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The object is to receive and amplify a probe that transmits and receives ultrasonic waves into the subject, an ultrasonic transmitter that transmits ultrasonic waves to the probe, and a reflected echo signal from within the subject. An ultrasonic receiver, a frame memory that records the reflected echo signal in a plurality of frame memories for each frame in a time series, an image display unit that displays the recorded reflected echo signals in a time series as a read image, and Control means for controlling the operation of the ultrasonic transmission unit to the image display unit, and a plurality of read pixel data recorded in the plurality of frame memories and read from a plurality of addresses corresponding to the tissues in the subject. Correlation information calculation means for calculating an average value for each pixel data of the address of the address, wherein the correlation information calculation means uses a plurality of addresses using the calculated average value. Calculating a variance value for each pixel, wherein, among the plurality of pixels pixel value calculated by the variance value and the average value calculated by the correlation information calculation means corresponds to the tissue in the subject A value of a pixel of interest (referred to as a “pixel of interest”), and means for determining whether the value of the pixel of interest is within a predetermined pixel value range , based on the determination result of the determination unit It is accomplished by setting the hue and luminance of the pixel of interest in accordance with the variance value calculated by the correlation information calculation unit Te.
[0011]
A probe that transmits and receives ultrasonic waves into the subject; an ultrasonic transmitter that generates and transmits ultrasonic waves that drive the probe; and a reflected echo from within the subject. An ultrasonic receiving unit for receiving and amplifying a signal; means for recording the reflected echo signal in a plurality of frame memories in time series; an image display unit for displaying the reflected echo signal in time series as a read image; In an ultrasonic apparatus comprising an ultrasonic transmission unit or a means for controlling the operation of the image display unit, the reflected echo signals of successive frames in time series are read from the plurality of frame memories, and each pixel corresponding to each frame is read out. This is achieved by an ultrasonic diagnostic apparatus comprising means for calculating correlation information over time and means for generating and displaying an image based on the correlation information.
[0012]
Also, a probe that transmits / receives ultrasonic waves to / from the subject, an ultrasonic transmission / reception unit that drives the probe to generate ultrasonic waves and processes the received reflected echo signals, and the ultrasonic transmission / reception unit A memory unit that records a plurality of frames of ultrasonic image data in a subject including a motion by digitizing a reflected echo signal from the object and writing a digital signal from the memory unit for each scanning line of the ultrasonic beam A digital scan converter unit for forming data, an image display unit for converting the image data from the digital scan converter unit into an analog image and displaying it as an image, a control circuit unit for controlling the operation of each component, and the memory unit In an ultrasonic diagnostic apparatus comprising a correlation circuit unit that reads out continuous multiple frames of image data in parallel and grasps the correlation over time. It is achieved by the ultrasonic diagnostic apparatus and displaying the information obtained by the correlation circuit adds the correlation information to the image currently displayed using the original by the image display unit.
[0013]
Also, the present invention is achieved by an ultrasonic diagnostic apparatus characterized in that consecutive images are simultaneously read out in parallel when reading out image data of a plurality of frames from the memory unit of the ultrasonic body.
In addition, the present invention is achieved by an ultrasonic diagnostic apparatus that simultaneously reads out images after a plurality of frames in parallel when reading a plurality of frames of image data.
[0014]
Specifically, the previous problem is solved by displaying a diagnostic image (for example, a color display image) to which tissue motion information is added in B-mode scanning. Since the motion information is a change in the image with the passage of time, the cross-correlation (average or variance) of each pixel of the image over a plurality of frames is calculated, digitized, and displayed in color according to the degree. Hue may be given according to the numerical value of the correlation, or a threshold value set in the numerical value may be set, and the portion may have the same hue. This method differs from Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-121058, which is the method described in Japanese Patent Application No. 9-51413, which compares a plurality of frames of data using a statistical method, Speckle noise, etc. can be determined and displayed accordingly.
[0015]
In cardiovascular measurement, the distance from the average value is used as a parameter, and the pixels below the threshold value are set to a hue that is difficult to see (for example, blue), and the other parts are set to normal white to emphasize the exercise situation. It can be displayed, and it becomes easy to grasp the dynamics.
[0016]
By taking the cross-correlation of each pixel of the tissue (pixel) over a plurality of frames and giving a hue according to the correlation of the tissue (pixel), it is easy to grasp the motion state of the tissue. In addition, since the difference between adjacent images is not drawn as in the prior art, it is statistically processed. Therefore, based on the method proposed in Japanese Patent Application No. 9-51413, the component considered as speckle noise is Therefore, the possibility of drawing a color image in which noise components are extracted and displayed can be reduced. In addition, when it is desired to separate the pixels of interest from those that are not using the distance (dispersion) from the average and grasp the change state, the pixels with less dispersion are compared with the pixels with larger dispersion. By making the hue difficult to adhere to, it is possible to easily observe the movement state of the tissue.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 is a block diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus for explaining an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the ultrasonic diagnostic apparatus of FIG. 1, and FIG. 3 is an image obtained by the operation of FIG. This is a display example comparing normal findings and abnormal findings.
[0018]
First, a configuration example of the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention will be described with reference to FIG.
The ultrasonic diagnostic apparatus includes a probe 1, an ultrasonic transmission / reception circuit 2 electrically connected to the probe 1, image memories 3 and 4 electrically connected to the ultrasonic transmission / reception circuit 2, respectively. Luminance hue conversion unit 6, correlation information detection circuit unit 8 electrically connected to image memories 3 and 4, image processing unit 7 electrically connected to luminance hue conversion unit 6, image processing unit 7, Correlation between an electrically connected digital scan converter (DSC) unit 9, an image display unit 10 electrically connected to the DSC unit 9, an ultrasonic transmission / reception circuit 2, a luminance hue conversion unit 6, and an image processing unit 7 An information detection circuit unit 8 and a control circuit unit 5 electrically connected to the DSC unit 9 are provided.
[0019]
The probe 1 transmits an ultrasonic wave to a subject (not shown) and receives a reflected echo signal from the subject. The ultrasonic transmission / reception circuit 2 includes a transmission part that supplies a signal for emitting ultrasonic waves to the probe 1 and a reception part that performs signal processing such as amplifying a reflected echo signal received by the probe 1. The image memory 3 once records the reflected echo signal obtained in the B mode. The image memory 4 also performs the same operation as the image memory 3, but includes frame memories 41 to 4n that record image data of a plurality of frames. For example, a past image (previous image) previously obtained when obtaining continuous images is used. At least one image is recorded. The luminance hue conversion unit 6 reads the reflected echo signal from the image memory 3 and converts it into luminance information for a B-mode image, and converts it to hue information for a Doppler mode image. The image processing unit 7 converts the luminance information and the hue information into image data that is easy to diagnose by performing so-called image processing. The correlation information detection circuit unit 8 simultaneously reads a plurality of pieces of pixel (tissue) information from the image memory 4 in parallel and correlates with the corresponding pixels in the (latest) image data to be displayed (the distance from the average and the variance). The difference or ratio between the value and the distance is calculated, and the hue of the pixel to be displayed is determined. This can be easily created by using a microcomputer or the like. The DSC unit 9 converts an ultrasonic scanning signal into a TV monitor scanning line. The image display unit 10 displays the luminance information and the hue information converted into the image display format on a monitor.
[0020]
Further, in addition to the simple addition / subtraction method, the correlation can be drawn by adopting the method described in Japanese Patent Application No. 9-51413. Then, calculation is performed from the obtained correlation information, or an image to which hue information is added from the correlation information of the pixel is processed and displayed according to the correlation information using a data table prepared in advance. For example, a read-only memory (ROM) is used as the data table.
[0021]
By the way, the movement of the tissue can be recognized by displaying the movement of the luminance pattern of the pixel, but the portion displayed as the difference between frames becomes a difference caused by the movement and is recognized by the presence or absence of the luminance change of each pixel. Therefore, it can be considered that the portion where there is no change in luminance is a tissue with little motion. If this concept is used, the correlation information described above can be used to make it easier to see a valve having a lower brightness than a heart wall having a higher brightness, for example, when examining a circulatory organ.
[0022]
Next, the operation of the ultrasonic diagnostic apparatus configured as described above will be described with reference to FIG.
[0023]
The latest B-mode image is input to the image memory 3 and the image memory 4 and recorded in the frame memory 4n (step 201).
An average value A is calculated for each image address (pixel) from the data in each frame memory (step 202).
A dispersion value D is calculated for each address (pixel) of the image from the data of each frame memory (step 203).
[0024]
Based on the average value A and the variance value D calculated in the above step, the data in the frame memory is graphed as a normal curve as in the method described in Japanese Patent Application No. 9-51413. It is determined whether it is within a predetermined range. Here, it is determined whether or not A-2D <i <A + 2D. If not within the range, the process proceeds to the next step, and if within the range, the process jumps to step 206 (step 204).
[0025]
By this determination, data considered to be unsuitable for calculating the average value such as speckle noise is excluded in advance and the average value A ′ is calculated. Since it is possible to eliminate factors that have a large influence even in noise, it is possible to supply data with a small error range. As a method of deleting information that is not suitable for calculation as an average value, a filter that prepares a data table in advance and processes data to be deleted, which is input inappropriate information, in a form that does not adversely affect the results ( For example, it may be removed using ROM) (step 205).
[0026]
The control circuit unit 5 causes the luminance hue conversion unit 6 to give luminance in accordance with the dispersion value D. For example, the image conversion that makes the heart valve easier to see is set such that the smaller the variance value D is, the closer it is to blue, and the larger the variance value D is, the closer it is to white. Further, a threshold value is provided, and blue may be set when the value is equal to or lower than the threshold value, and white may be set when the value is equal to or higher than the threshold value (step 206).
[0027]
The control circuit unit 5 causes the luminance hue conversion unit 6 to give a hue according to the dispersion value D. For example, according to a data table selected by the control circuit unit 5 based on the variance value D and the graphed data, for example, it may be realized by a ROM or the like to which data of three primary colors are input. The selection of the data table is also determined using the previously used graph (step 207).
[0028]
The control circuit unit 5 controls the DSC unit 9 to convert the luminance information and the hue information into an image display format (step 208).
[0029]
The control circuit unit 5 controls the image display unit 10 to display the luminance information and the hue information converted into the image display format on a monitor (step 209).
[0030]
As described in Japanese Patent Application No. 9-51413, the determination of the graph data can be based on an empirically grasped information pattern as a determination criterion when constructed with firmware recorded in a ROM or the like. The method for deleting information not suitable for calculation as the average value described in step 204 is realized by this method. In this case, the ROM input need only have the amount of information necessary to determine the form of the given graph, so it is not necessary to include luminance information for all frames, and the number of input bits required by compressing the luminance information, etc. Can be reduced. For example, if the luminance information is 3 bits, it is necessary to input 24 bits in 8 frames.
[0031]
The following method can be used to give the hue of the display image. When the pixel data width is 8 bits, in 24-bit color, hue information is displayed at the ratio of the three primary colors with three 8-bit output ROMs. Even if n patterns (for example, 256 patterns) are prepared in consideration of the scanning mode, a 256 kbit ROM may be used. Further, this ROM may have the previous graph data determination part. When a flash ROM or the like is used, the contents of the ROM table are recalculated each time the scanning mode changes, or the contents of the ROM are changed by reading the data recorded in another storage device. An inexpensive storage device such as a ROM and a hard disk can be used.
[0032]
The data table selection signal that gives the hue is such that when the hue is set so as to make the heart valve easier to see, the part of the heart wall with less movement is blue and the valve with large movement is drawn white. Should be prepared.
[0033]
When observing blood vessels with contraction, the hardening of the blood vessels is expressed in color as the difference in distance from the average value, and because it becomes a different color from the surroundings, it can be easily detected, such as the discovery of arteriosclerosis, etc. It is considered useful.
[0034]
For example, FIG. 3 (a) shows the pattern of the dynamics of the heart with normal findings, and FIG. 3 (b) shows the pattern of the dynamics of the heart with findings of myocardial infarction or ventricular aneurysm. As shown, only the dynamic part expands, and the hatched part is colored differently from the normal findings.
[0035]
In the above description, the range of the normal distribution has been described as A ± 2D. However, since the purpose is to exclude numerical values that deviate greatly from the average value, it is possible to include all methods of excluding this type of numerical value. Needless to say.
[0036]
The above embodiment has been described based on the fact that a plurality of frames are time-sequential continuous frames. However, for example, when a defective frame that cannot be used as a continuous frame for some reason is generated by a frame used in a continuous frame. May perform correlation processing such as the average value and variance in a plurality of frames in which the defective frame is skipped.
[0037]
According to the embodiment described above, it is clearly easier to find a disease than in the case of only the B-mode image. Even in this case, in the present invention, since hue information is given based on graphed data, a noise-suppressed image and a color tone considering a time correlation pattern can be given, and a higher quality image than a conventional method can be obtained. Can be provided.
[0038]
Also, if you have a trigger circuit such as ECG synchronization, if you find the average between frames of the same timing, such as the frame at the time of synchronization trigger, and display the variance with respect to the average value, if periodic motion collapses Can capture the symptom of the collapsed movement by making a color image.
[0039]
In addition to the periodic movements as described above, the average period is differentiated into several equal parts, the dispersion with respect to the average is displayed in luminance, and the temporal change is displayed in hue, so that the periodic variation is confirmed by color. Will be able to.
[0040]
In addition, since the difference between the frames of the B-mode image can be provided in an easy-to-see form, a new diagnostic image for observing the tissue motion that seems to have been overlooked so far, and displaying the average value and variance of the pixel brightness is displayed. Will be able to provide.
[0041]
【The invention's effect】
The present invention has an effect of providing an ultrasonic diagnostic apparatus that can easily diagnose minute dynamics of a tissue.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus for explaining an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the ultrasonic diagnostic apparatus in FIG. 1;
3 is a display example in which normal findings and abnormal findings are compared in the image obtained by the operation of FIG. 2;
[Explanation of symbols]
3,4 image memory 8 correlation information detection circuit 10 image display unit

Claims (1)

被検体内に対し超音波を送受信する探触子と、該探触子に超音波を送信させる超音波送信部と、前記被検体内からの反射エコー信号を受信して増幅する超音波受信部と、前記反射エコー信号をフレーム毎に複数のフレームメモリに時系列に記録するフレームメモリと、前記記録された反射エコー信号を時系列に読み出し画像として表示する画像表示部と、前記超音波送信部乃至前記画像表示部の動作を制御する制御手段と、前記複数のフレームメモリに記録され、前記被検体内の組織に対応する複数のアドレスの画素データを読み出し、読み出された複数のアドレスの画素データ毎に平均値を算出する相関情報算出手段と、を備えた超音波装置において、
前記相関情報算出手段は、前記算出された平均値を用いて複数のアドレスの画素毎に分散値を算出し、
前記制御手段は、前記相関情報算出手段によって算出された平均値と分散値によって計算される画素値が前記被検体内の組織に対応する複数の画素のうちの注目される画素(「注目画素」という)の値であって、該注目画素の値が所定の画素値の範囲に存在するか否かを判定する手段を含み、
前記判定手段の判定結果に基づいて前記相関情報算出手段によって算出された分散値に応じて前記注目画素の色相及び輝度を設定することを特徴とする超音波診断装置。
A probe that transmits and receives ultrasonic waves to and from the subject, an ultrasonic transmitter that transmits ultrasonic waves to the probe, and an ultrasonic receiver that receives and amplifies reflected echo signals from within the subject A frame memory that records the reflected echo signal in a time series in a plurality of frame memories for each frame; an image display unit that reads the recorded reflected echo signal in a time series and displays it as an image; and the ultrasonic transmission unit Thru | or the control means which controls operation | movement of the said image display part, and the pixel data of the some address which were recorded on the said some frame memory, and read the pixel data of the some address corresponding to the structure | tissue in the said test object In an ultrasonic apparatus comprising correlation information calculation means for calculating an average value for each data,
The correlation information calculation means calculates a variance value for each pixel of a plurality of addresses using the calculated average value,
The control means is a pixel of interest (“attention pixel”) among a plurality of pixels whose pixel values calculated by the average value and the variance value calculated by the correlation information calculation means correspond to the tissue in the subject. And a means for determining whether or not the value of the target pixel is within a predetermined pixel value range ,
An ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the hue and brightness of the target pixel are set according to a variance value calculated by the correlation information calculation unit based on a determination result of the determination unit.
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