JP2000316851A - 超音波診断装置 - Google Patents

超音波診断装置

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JP2000316851A
JP2000316851A JP11125653A JP12565399A JP2000316851A JP 2000316851 A JP2000316851 A JP 2000316851A JP 11125653 A JP11125653 A JP 11125653A JP 12565399 A JP12565399 A JP 12565399A JP 2000316851 A JP2000316851 A JP 2000316851A
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剛 望月
Masanori Hirose
昌紀 広瀬
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 超音波診断装置において、ノイズを強調する
ことなく組織の境界を強調する。 【解決手段】 エコーデータ列に対して1次元マスクM
がスキャンされる。その1次元マスクM内におけるエコ
ーデータの重心位置が演算され、その重心位置とマスク
中心位置との差分δが演算される。その差分δの大きさ
に応じて注目エコーデータの値が変換される。この場合
において、正の値をもつ差分δのみを利用してもよい。
また、複数の変換特性を用意しておき、差分δの大きさ
に応じていずれかの変換特性を選択して利用するように
してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は超音波診断装置に関
し、特にエコーデータの変換処理に関する。
【0002】
【従来の技術】超音波画像に対して境界(輪郭)の強調
を行う場合には、例えばSobelフィルタで代表される微
分型フィルタが利用される。そのようなフィルタでは二
次元のマスクが利用され、そのマスク内ににおいて境界
の内外の濃度値間で差分を演算し、その差分値に従って
注目エコーデータの値が変換される。
【0003】しかしながら、超音波画像には多くのノイ
ズが含まれ、上記のように微分処理に従って境界強調を
行うと、ノイズも同時に強調してしまうという問題があ
った。
【0004】ちなみに、境界強調の要請は二次元超音波
画像及び三次元超音波画像の両方にあり、後者の画像処
理方法としては特開平10−33538号公報に記載さ
れたものがあげられる。かかる方法では、超音波ビーム
に沿って連続するエコーデータに対してその時系列順で
所定のボリュームレンダリング演算が行われ、所定の終
了条件が満たされた段階で、当該超音波ビームに対応す
る画素値が決定される。
【0005】そのような処理によって三次元画像を形成
した場合、例えば胎児の瞼などの薄い組織の表面を明確
に表現するのが難しいという面が指摘されていた。
【0006】本発明は、上記従来の課題に鑑みなされた
ものであり、その目的は、ノイズを強調せずに境界(例
えば臓器表面)を強調できる超音波画像処理を実現する
ことにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、エコーデータ列から、注目エコーデータ
を中心としたマスク内の複数のエコーデータを抽出する
抽出手段と、前記マスク内の複数のエコーデータに基づ
いて重心位置を演算する重心位置演算手段と、前記マス
ク内の中心位置と前記重心位置との差分に応じて、前記
注目エコーデータの値を変換する変換手段と、前記変換
後の各エコーデータを利用して超音波画像を形成する画
像処理手段と、を含むことを特徴とする。
【0008】上記構成によれば、マスク内の複数のエコ
ーデータに基づいて重心位置が演算され、その重心位置
と注目エコーデータが存在する中心位置との差分が演算
される。そして、その差分を利用して注目エコーデータ
の値が変換される。
【0009】重心位置を利用しているので、たとえマス
ク内にノイズが含まれていてもその寄与を少なくでき、
また超音波画像におけるノイズは画像全体にわたって存
在している場合が多いので、マスク内においてもノイズ
が重心位置の演算に与える影響はかなり少ないと思われ
る。重心位置はマスク内における輝度分布の傾向を表す
もので、それとマスク中心位置との差分は、マスク中心
位置が組織境界上にあることの確率に相当する。よっ
て、差分の大きさに従って注目エコーデータの値を変換
すれば、ノイズに影響されないで境界強調を行うことが
できる。
【0010】望ましくは、前記変換手段は、前記差分及
びその極性に応じて前記注目エコーデータの値を変換す
る。エコーデータの値が大きい組織から小さい組織へマ
スクが移動する場合とその逆の場合とでは差分の極性が
反転する。よって、その極性を変換処理に利用するもの
である。
【0011】望ましくは、前記変換手段は、前記差分が
正の極性を有する場合にだけ、その差分に応じて前記注
目エコーデータの値を変換する。例えば、羊水中の胎児
の瞼などの部分を明確化する場合、この条件で変換を行
うのが望ましく、他の部分が不必要に際立ってしまう問
題を防止できる。
【0012】望ましくは、前記変換手段は、前記差分の
絶対値に応じて前記注目エコーデータの値を変換する。
一般の境界強調処理においては当該条件で変換を行うの
が望ましい。差分をそのまま利用するかその絶対値を利
用するか、ユーザー選択できるようにしてもよく、又は
計測条件(例えば診断部位や科目)等に応じて自動的に
条件変更がなされるようにしてもよい。
【0013】望ましくは、前記変換手段は、互いに異な
る複数の変換特性の中から、前記差分に応じていずれか
の変換特性を選択する選択部と、前記選択された変換特
性に従って変換を実行する変換部と、を有する。ここで
望ましくは、前記複数の変換特性の中には対数特性が含
まれる。
【0014】望ましくは、前記エコーデータ列は超音波
ビームに沿った複数のエコーデータにより構成され、前
記マスクは1次元マスクである。超音波ビームに沿って
マスクをスキャンさせれば、迅速なフィルタリングが可
能となる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態を
図面に基づいて説明する。
【0016】図1には、本発明の原理が示されている。
(A)には、エコーデータ列が示されている。その縦軸
はエコーデータのアドレスを示しており、その横軸はエ
コーデータの値すなわち濃度値を示している。このエコ
ーデータ列は、本実施形態において、超音波ビーム上に
存在する時系列順の複数のエコーデータにより構成され
るものである。
【0017】本実施形態に係る画像処理方法においては
1次元マスクMが利用され、そのマスク内の複数のエコ
ーデータが抽出される。これは(B)に示されている。
図においては1次元マスクMによって2n+1個のエコ
ーデータが切り出されている。ここで、そのマスクの中
心は注目画素すなわち注目エコーデータであり、そのマ
スク中心から両方向にn個のエコーデータが抽出され
る。ちなみに、この1次元マスクMは、(A)に示した
エコーデータ列に沿ってスキャンされる。例えば、超音
波ビーム上に沿ってスキャンされる。
【0018】本実施形態において、(C)に示す重心位
置の演算が実行され、マスクの重心位置が特定される。
ここで、(C)に示す重心位置の演算式は物理的な物体
の重心位置を演算する演算式と等価である。そして、求
められた重心位置とマスクの中心位置との差分δが演算
される。この差分δを利用して注目エコーデータの値が
変換されることになる。
【0019】図2には、超音波画像上において領域Iと
領域IIとが境界によって隔てられている状態が示され
ている。このようなモデルにおいて、1次元マスクMが
図示のようにスキャンされると、その結果、図3に示す
ような結果が得られる。すなわち、図3において、領域
Iの濃度値が領域IIの濃度値よりも小さい場合には、
差分δの値が正になり、マスク中心位置が境界の上にあ
る時に差分δの値がピークに達する。その一方、領域I
の濃度値が領域IIの濃度値よりも大きい場合には、上
述と逆の結果となり、すなわち差分δは負の値をとり、
境界上において差分δの負の値が極大となる。
【0020】差分δがこのような性質を有するため、例
えば羊水中の胎児の瞼表面を強調するような場合、正の
差分δのみを利用して境界強調を行うことなどが可能と
なる。もちろん、差分δの絶対値を利用すれば、組織間
における各境界を強調できるという利点がある。
【0021】本実施形態において、注目エコーデータの
値(入力濃度値)を変換する場合には、例えば図4に示
すような特性が利用される。図4に示すグラフにおい
て、横軸は入力濃度値であり、縦軸は出力濃度値であ
る。そのグラフには複数の変換特性100〜106が含
まれ、+δの値の大きさに応じて変換特性が選択使用さ
れている。ここで、変換特性100は線形特性であり、
変換特性102〜106は対数特性を有している。変換
特性102〜106が選択されると、重心位置の中心位
置からのシフト量が大きければ大きいほど、すなわち境
界線上における濃度値の傾斜が急峻であればあるほど、
境界が強調されることになる。ちなみに、対数特性を利
用すると、入力濃度値が小さいほど大きく倍増された出
力濃度値に変換され、その結果、入力濃度値が小さい領
域で濃度差が小さい境界線が強調されることになる。ち
なみに、上述したように1次元マスク内における重心位
置を特徴量として利用しているため、ノイズの影響を受
け難いという利点がある。
【0022】次に、以上の原理が適用された超音波診断
装置の構成について説明する。図5には、本実施形態に
係る超音波診断装置の全体構成がブロック図として示さ
れている。
【0023】探触子10は生体表面上に当接して用いら
れあるいは体腔内に挿入して用いられるものである。こ
の探触子10によって超音波ビームが二次元的あるいは
三次元的に走査され、その結果二次元データ取込領域あ
るいは三次元データ取込領域が形成される。
【0024】送受信部12は探触子10に対して送信信
号を供給し、また、探触子10からの受信信号に対して
整相加算などの処理を行う回路である。
【0025】画像処理部14は、得られた受信信号すな
わちエコーデータに従って所望の超音波画像を形成する
回路であり、この画像処理部14によって例えば二次元
断層画像や立体的な表現を持った三次元画像などが構成
される。この場合、上述の特開平10−33538号公
報に記載されたボリュームレンダリング法を基礎とする
画像処理法を適用してもよい。ただし、上述の原理は、
そのような三次元処理には限られず、Bモード画像やM
モード画像を形成する場合においても上述した効果を得
ることができる。
【0026】画像処理部14はフィルタ部16を有して
いる。このフィルタ部16は上述した原理を実行する回
路であり、フィルタ部16によってフィルタリングがな
された超音波画像はそのまま表示部18に出力され、あ
るいはフィルタ部16によって前処理がなされた超音波
画像は、その後、他の画像処理を経て表示部18に出力
される。
【0027】図6には、図5に示したフィルタ部16の
具体的な構成例が示されている。重心位置演算部20に
は、マスク内の2n+1個のエコーデータが入力され
る。すなわち、1次元マスクによって切り出されたエコ
ーデータ列が重心位置演算部20に送られる。重心位置
演算部20は図1(C)に示した重心位置演算を実行
し、その結果である重心位置Gを出力する。
【0028】差分器22には、注目エコーデータのアド
レスであるマスクの中心アドレスCが入力されており、
重心位置Gから中心位置Cを減算することによって位置
の差分δを演算している。その差分δは画像濃度値変換
部24に出力される。また、必要に応じて絶対値演算器
23に出力され、差分δの絶対値が画像濃度変換部24
に出力される。
【0029】ここで、例えば図2に示したように、1次
元マスクMの移動方向に沿って見た場合において、エコ
ーデータの小さい領域からエコーデータの大きい領域へ
マスクスキャンが行われる条件で境界を強調する場合に
は、画像濃度値変換部24は正の値をもった差分δのみ
を利用している。また、全ての境界についての強調処理
を行う場合には、画像濃度値変換部24は絶対値演算器
23から出力された差分の絶対値を利用している。いず
れの値を利用するかは例えば診断科目や診断部位などの
診断条件に応じて人為的にあるいは自動的に選択させ
る。
【0030】図7には、図6に示した画像濃度値変換部
24の具体的な構成例が示されている。差分δはLUT
選択部26に入力され、このLUT選択部26によって
テーブル群30の中からいずれかのルックアップテール
(LUT)が選択される。ここで、LUT1〜LUT4
はそれぞれ図4に示した変換特性100〜106に相当
するものである。その結果、差分δの大きさに応じてま
ずルックアップテーブルが選択され、その上で注目エコ
ーデータの値が変換される。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ノイズを強調することなく境界を強調することが可能と
なる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る画像処理方法の原理を説明する
ための図である。
【図2】 1次元マスクのスキャンを表す図である。
【図3】 図2に示すモデル上において1次元マスクを
スキャンした場合における差分の変化を表す図である。
【図4】 濃度値変換の特性を示す図である。
【図5】 本発明に係る超音波診断装置の全体構成を示
すブロック図である。
【図6】 フィルタ部の具体的な構成例を示す図であ
る。
【図7】 画像濃度値変換部の具体的な構成例を示す図
である。
【符号の説明】
10 探触子、12 送受信部、14 画像処理部、1
6 フィルタ部、18表示部、20 重心位置演算部、
22 差分器、23 絶対値演算器、24画像濃度値変
換部、26 LUT選択部、30 テーブル群。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エコーデータ列から、注目エコーデータ
    を中心としたマスク内の複数のエコーデータを抽出する
    抽出手段と、 前記マスク内の複数のエコーデータに基づいて重心位置
    を演算する重心位置演算手段と、 前記マスク内の中心位置と前記重心位置との差分に応じ
    て、前記注目エコーデータの値を変換する変換手段と、 前記変換後の各エコーデータを利用して超音波画像を形
    成する画像処理手段と、 を含むことを特徴とする超音波診断装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の装置において、 前記変換手段は、前記差分及びその極性に応じて前記注
    目エコーデータの値を変換することを特徴とする超音波
    診断装置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の装置において、 前記変換手段は、前記差分が正の極性を有する場合にだ
    け、その差分に応じて前記注目エコーデータの値を変換
    することを特徴とする超音波診断装置。
  4. 【請求項4】 請求項1記載の装置において、 前記変換手段は、前記差分の絶対値に応じて前記注目エ
    コーデータの値を変換することを特徴とする超音波診断
    装置。
  5. 【請求項5】 請求項1記載の装置において、 前記変換手段は、 互いに異なる複数の変換特性の中から、前記差分に応じ
    ていずれかの変換特性を選択する選択部と、 前記選択された変換特性に従って変換を実行する変換部
    と、 を有することを特徴とする超音波診断装置。
  6. 【請求項6】 請求項5記載の装置において、 前記複数の変換特性の中には対数特性が含まれることを
    特徴とする超音波診断装置。
  7. 【請求項7】 請求項1記載の装置において、 前記エコーデータ列は超音波ビームに沿った複数のエコ
    ーデータにより構成され、 前記マスクは1次元マスクであることを特徴とする超音
    波診断装置。
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