JP2001128970A - 超音波診断装置 - Google Patents

超音波診断装置

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JP2001128970A
JP2001128970A JP31038599A JP31038599A JP2001128970A JP 2001128970 A JP2001128970 A JP 2001128970A JP 31038599 A JP31038599 A JP 31038599A JP 31038599 A JP31038599 A JP 31038599A JP 2001128970 A JP2001128970 A JP 2001128970A
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JP
Japan
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image data
persistence
circuit
ultrasonic
current frame
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Application number
JP31038599A
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English (en)
Inventor
Shigeya Asai
重哉 浅井
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Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ランダムノイズを低減しつつ動きのある部分
でのぼけ発生を回避する。 【解決手段】 データ処理装置13からフレームごとに
出力される超音波断層像データをパーシスタンス回路1
4に入力し、その入力される現フレームの画像データ
と、現フレームのパーシスタンス回路14の出力画像デ
ータとを動き検出回路15に入力して両者の大小関係を
比較しそれらの差の絶対値が設定値Iよりも大きいかど
うかを検出し、その動き検出回路15の出力で選択回路
16を制御してパーシスタンス回路14に入力する画像
データかパーシスタンス回路14から出力される画像デ
ータかを選択してデジタルスキャンコンバータ17に送
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、超音波診断装置
に関し、超音波断層像を順次得て表示する超音波診断装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】超音波診断装置は、超音波ビームを被検
体(患者身体)内に送波し、その生体内各部での超音波
エコーを受波することにより、生体内各臓器の様子を表
す情報を得て、その患者の診断に役立てるものである。
超音波ビームを所定の断面内でスキャンしてその断面で
の超音波エコー分布を得れば、それはその断面での超音
波断層像を表すことになる。この超音波断層像を時間的
につぎつぎに得て、ディスプレイ装置によって表示すれ
ば、たとえば、時間的に変化する心臓部の超音波断層像
をリアルタイムで観察することができる。
【0003】ところで、この超音波断層像には、その画
像上にノイズである黒点および白点がランダムに現われ
るという性質がある。そこで、従来より、そのランダム
ノイズを軽減し、画面上で見えにくくするため、パーシ
スタンス回路と呼ばれる回路を用いている。このパーシ
スタンス回路は、具体的にはIIRフィルタからなり、
A/D変換した超音波断層像の画像データをIIRフィ
ルタに通すものである。また、超音波エコーの干渉によ
り、スペックルと呼ばれる黒い斑点模様が、超音波プロ
ーブを固定した場合に、超音波断層像の固定した位置に
現われる現象もあるが、超音波プローブを動かせば、パ
ーシスタンス回路の働きにより、あたかもスペックルが
少なくなったように見える。
【0004】このパーシスタンス回路に入力される現フ
レームの画像データをFin(0)、1フレーム前のパ
ーシスタンス回路出力画像データをFper(−1)と
すると、現フレームでのパーシスタンス回路出力画像デ
ータFper(0)は下式のようになる。 Fper(0)=(1/k)×Fin(0)+{1-(1/k)}×Fper(-1) ただし、k≧1 たとえば、k=1ならばFper(0)=Fin(0)
となってIIRフィルタはなんらかからない。k=2な
らFper(0)=(1/2)Fin(0)+(1/2)Fper
(−1)となり、現フレームの断層像と1フレーム前の
パーシスタンス回路出力画像とが半分ずつの割合で加算
されることとなって、ランダムノイズは(1/2)の輝
度で表示されることになる。係数kが大きくなればなる
ほど、現フレームの断層像の割合が低くなり、1フレー
ム前のパーシスタンス回路出力画像の割合が高くなる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
パーシスタンス回路を用いたノイズ低減では、係数kを
大きくするとランダムノイズは抑えられるが、前フレー
ムまでの画像の割合が高まって画像に動きがある場合に
はその動きが残像のようになって表われる傾向が強ま
り、結局動きのある部分にぼけが生じ、逆に係数kを小
さくすれば、このようなぼけはなくなるがランダムノイ
ズを低減させることはできないという問題がある。
【0006】この発明は、上記に鑑み、ランダムノイズ
の低減と動きのある部分でのぼけを生じさせないことと
を両立させるようにした、超音波診断装置を提供するこ
とを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明による超音波診断装置においては、被検体
内に超音波を送波しその内部の反射波を受波する超音波
送信・受信手段と、受信したデータから超音波断層像の
画像データを作成するデータ処理手段と、フレームごと
に順次得られた超音波断層像の画像データが入力される
パーシスタンス手段と、該パーシスタンス手段の現フレ
ームでの出力画像データと現フレームでの入力画像デー
タとをピクセルごとに大小比較してそれらの差の絶対値
が所定の設定値より大きいことを検出する動き検出手段
と、該動き検出手段の出力に応じてパーシスタンス手段
の現フレームでの出力画像データおよび現フレームでの
入力画像データのいずれかを選択して出力する選択手段
と、該選択手段の出力画像データが入力され、表示用画
像データに変換するデジタルスキャン変換手段と、該デ
ジタルスキャン変換手段によって変換された表示用画像
データが入力されてその画像を表示するディスプレイ手
段とが備えられることが特徴となっている。
【0008】パーシスタンス手段の出力画像データに
は、現フレームの画像データに以前フレームの画像デー
タが所定の割合で含まれている。そこで、このパーシス
タンス手段の現フレームでの出力画像データと現フレー
ムでの入力画像データとをピクセルごとに大小比較すれ
ば、動きがない場合はこれらが同じになるのに対し、動
きがあると差が生じる。そのため、その差の絶対値が所
定の設定値より大きいことを検出することによって、そ
のピクセルでの動き量が所定量を超えているかどうかを
判定することができる。その動き検出結果に応じて、動
き量が大きいと判断されるときは、選択手段によって現
フレームでの入力画像データを選べば、動きによって影
響されない画像データを得ることができ、動き量が小さ
いと判断されるときは、選択手段によってパーシスタン
ス手段の現フレームでの出力画像データを得ることがで
きる。つまり動きがない部分では、パーシスタンス手段
によるランダムノイズの低減を行いつつ、動きのある部
分ではパーシスタンス手段を通さないデータを用いて動
きによるぼけを防止できる。
【0009】
【発明の実施の形態】つぎに、この発明の実施の形態に
ついて図面を参照しながら詳細に説明する。図1に示す
超音波診断装置において、プローブ11は多数の超音波
振動子エレメントを備える。これらエレメントの各々が
送信・受信回路12によってパルス駆動され、またこれ
らエレメントの各々からの超音波受信信号が送信・受信
回路12に入力されて増幅される。プローブ11から超
音波ビームを発射するときは、各エレメントをいっせい
にパルス駆動し、かつそのタイミング(位相)をエレメ
ントごとに少しずつずらす。これによって各エレメント
から発生する超音波ビームの合成波ビームの方向と焦点
とを定める。受信時には、各エレメントからの受信信号
の各々に所定の遅延時間(位相差)を与えて合成するこ
とにより、合成受波超音波ビームの方向と焦点とを定め
る。このようなタイミング(遅延、位相)の制御によ
り、送信時および受信時の合成超音波ビームの電子的な
コントロールを行う。これにより、たとえば送信および
受信超音波ビームが所定の断面を走査するような電子的
なスキャンが可能になる。
【0010】こうして得られた受信信号はA/D変換さ
れた後データ処理装置13に入力されてデータ処理され
ることにより、合成超音波ビームでスキャンした断面で
のエコー強度分布像つまりその断面での超音波断層像の
画像データが得られる。この画像データは、その断面を
合成超音波ビームでスキャンするごとに1フレームずつ
出力されてパーシスタンス回路14に送られる。
【0011】パーシスタンス回路14はIIRフィルタ
からなり、具体的には図2で示すように、現フレームの
入力画像データFin(0)を(1/k)倍する乗算器
21と、フレームメモリ24に蓄積された1フレーム前
のパーシスタンス回路14の出力画像データFper
(−1)を{1−(1/k)}倍する乗算器22と、こ
れら乗算器21、22の出力を加算する加算器23とか
らなる。
【0012】このパーシスタンス回路14の出力画像デ
ータは動き検出回路15の減算器25に送られる。この
減算器25には現フレームでの入力画像データFper
(0)が送られてきており、これと現フレームでのパー
シスタンス回路14の出力画像データFper(0)と
の間の差の絶対値が求められる。そして、その差の絶対
値|Fin(0)−Fper(0)|が比較器26に送
られて予め設定された定数Iと比較される。この比較器
26の出力により選択回路16が制御される。上記の差
の絶対値|Fin(0)−Fper(0)|が定数Iよ
りも大きいとき、Fin(0)が選ばれこの選択回路1
6の出力Fout(0)=Fin(0)となり、逆に前
者が後者よりも小さいときFper(0)が選ばれてF
out(0)=Fper(0)となる。
【0013】すなわち、出力Fout(0)はつぎのよ
うな式で表すことができる。
【0014】ここで、|Fin(0)−Fper(0)
|はピクセルごとの動き量を表す。つまり動きがまった
くなければ0となり、動きが大きければ大きいほどその
絶対値は大きくなる。設定した定数Iはその動きの検出
レベルを定めるもので、Iが小さいほど小さな動きでも
検出されて比較器26の出力が「1」となり、Iが大き
いと大きな動きしか検出されず、小さな動きでは比較器
26の出力は「0」となる。このようにIが小さいほど
動きに関し敏感になるし、Iが大きいほど動きに関して
鈍感になる。
【0015】この選択回路16の出力画像データFou
tはデジタルスキャンコンバータ17に送られて表示用
スキャニング形式に変換され、その後ディスプレイ装置
18に送られて表示される。そこで、このディスプレイ
装置18で表示される超音波断層像において、|Fin
(0)−Fper(0)|で表されるピクセルごとの動
き量が定数Iよりも大きいピクセルでは、パーシスタン
ス回路14を通らない元の画像が現われ、動き量が定数
Iより小さいピクセルではパーシスタンス回路14を通
ってランダムノイズの低減された画像が現われることに
なる。
【0016】この定数Iは、ランダムノイズの輝度より
も大きな値に設定する必要があるが、動き量によっては
画像のぼけが目立つことになるので、動き量に応じて小
さなものにする必要がある。このようにランダムノイズ
の輝度と動き量とに応じて、定数Iを適切な値に設定す
ることにより、動きによるぼけの程度が目障りとならな
いようにしながら、かつランダムノイズを低減させるこ
とができる。
【0017】なお、上記はこの発明の一つの実施形態に
ついての説明であり、この発明の趣旨を逸脱しない範囲
で種々に変更できることはもちろんである。具体的な回
路構成などは別の構成を採用することができる。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、動き量をピクセルごとに検出してその動き量が所定
の設定値を超えているときはパーシスタンス手段を通さ
ない元の画像データをそのまま表示し、超えていないと
きはパーシスタンス手段を通った画像データを表示する
ようにしているので、ランダムノイズを抑えながら、同
時に動きによる画像のぼけを抑えて、見易い超音波断層
像を表示することができる。また、動きのある部分につ
いては、従来通りスペックルの低減効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態を示すブロック図。
【図2】同実施形態のパーシスタンス回路、動き検出回
路、選択回路の部分を詳しく示すブロック図。
【符号の説明】
11 超音波プローブ 12 送信・受信回路 13 データ処理装置 14 パーシスタンス回路 15 動き検出回路 16 選択回路 17 デジタルスキャンコンバータ 18 ディスプレイ装置 21、22 乗算器 23 加算器 24 フレームメモリ 25 減算器 26 比較器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被検体内に超音波を送波しその内部の反
    射波を受波する超音波送信・受信手段と、受信したデー
    タから超音波断層像の画像データを作成するデータ処理
    手段と、フレームごとに順次得られた超音波断層像の画
    像データが入力されるパーシスタンス手段と、該パーシ
    スタンス手段の現フレームでの出力画像データと現フレ
    ームでの入力画像データとをピクセルごとに大小比較し
    てそれらの差の絶対値が所定の設定値より大きいことを
    検出する動き検出手段と、該動き検出手段の出力に応じ
    てパーシスタンス手段の現フレームでの出力画像データ
    および現フレームでの入力画像データのいずれかを選択
    して出力する選択手段と、該選択手段の出力画像データ
    が入力され、表示用画像データに変換するデジタルスキ
    ャン変換手段と、該デジタルスキャン変換手段によって
    変換された表示用画像データが入力されてその画像を表
    示するディスプレイ手段とからなることを特徴とする超
    音波診断装置。
JP31038599A 1999-10-29 1999-10-29 超音波診断装置 Pending JP2001128970A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012005026A1 (ja) * 2010-07-05 2012-01-12 コニカミノルタエムジー株式会社 超音波診断装置及びプログラム
JP2012509549A (ja) * 2008-11-20 2012-04-19 エルエスアイ コーポレーション 雑音低減型データ検出のシステムおよび方法

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