JP2001198128A - Migration distance estimating method and ultrasonograph - Google Patents

Migration distance estimating method and ultrasonograph

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JP2001198128A
JP2001198128A JP2000011476A JP2000011476A JP2001198128A JP 2001198128 A JP2001198128 A JP 2001198128A JP 2000011476 A JP2000011476 A JP 2000011476A JP 2000011476 A JP2000011476 A JP 2000011476A JP 2001198128 A JP2001198128 A JP 2001198128A
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JP
Japan
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moving distance
estimated
ultrasonic
probe
speckle noise
Prior art date
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Pending
Application number
JP2000011476A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeru Matsumura
滋 松村
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GE Healthcare Japan Corp
Original Assignee
GE Yokogawa Medical System Ltd
Yokogawa Medical Systems Ltd
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Filing date
Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To estimate an exact migration distance of a probe without a complicated constitution and in short calculating time. SOLUTION: This ultrasonograph 100 is provided with an ultrasonic probe 1, an ultrasonic image generating part 2 for generating sound ray data SD (i) and image data P (i) of an ultrasonic image, a speckle noise detecting part 3 for detecting speckle noise, an integrating part 4 for calculating sum of squares, that is, an integrated value D (i) of a difference of speckle noise between ultrasonic images corresponding to adjacent scan surfaces, an integrated value/estimated migration distance table 5 for storing a relation of the integrated value D (i) and an estimated migration distance E (i) of the ultrasonic probe 1, a migration distance estimating part 6 for outputting the estimated migration distance E (i) of the ultrasonic probe 1, a migration start and migration finish detecting part 7 for detecting the migration start and migration finish of the ultrasonic probe 1, a three-dimensional image preparing part 8 for preventing a three-dimensional image based on sound ray data SD (i) and the estimated migration distance E (i) and an indicator 9. The positional relation of cross section of a testee body corresponding to each image can be exactly acquired. In particular, this ultrasonograph useful for preparing a three-dimensional image.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明が属する技術分野】本発明は、移動距離推定方法
および超音波診断装置に関し、さらに詳しくは、探触子
の正確な移動距離を複雑な構成なしに且つ短い演算時間
で推定できる移動距離推定方法および超音波診断装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a moving distance estimating method and an ultrasonic diagnostic apparatus, and more particularly, to a moving distance estimating method capable of estimating an accurate moving distance of a probe without a complicated structure and in a short calculation time. The present invention relates to a method and an ultrasonic diagnostic apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】超音波診断装置の超音波探触子の位置を
推定する従来技術としては、次の(1)〜(3)に例示
するものが知られている。 (1)移動開始から移動終了までに移動すべき距離を予
め入力しておく。超音波探触子の移動中には、超音波探
触子が等速移動するものと仮定してフレーム間隔Lを算
出し、超音波探触子の位置を推定する。例えば、移動開
始から移動終了までの長さ100mmを3.3秒間で移
動し、30フレーム/秒の周期でシネ画像を取得する場
合、フレーム間隔Lは100/(3.3×30)により
1mmと算出される。 (2)米国特許5,876,342には、複数のフレー
ム間のスペックルノイズ(speckle noise)の相互相関
を解析するスペックル相関法により超音波探触子の位置
を推定する技術が開示されている。なお、スペックルノ
イズとは、超音波のランダムな干渉によって生じる細か
い斑点状のノイズパターンである。 (3)磁界発生源から発生した磁場を、超音波探触子に
装着した磁気センサボックスで検出して、その検出結果
に基づいて超音波探触子の3次元位置座標を推定する。
また、超音波振動子を自動移動する技術に関連して、駆
動用モータおよび位置検出用エンコーダを用いて、超音
波振動子を位置決めするようにした技術が知られてい
る。
2. Description of the Related Art The following techniques (1) to (3) are known as conventional techniques for estimating the position of an ultrasonic probe of an ultrasonic diagnostic apparatus. (1) The distance to be moved from the start of the movement to the end of the movement is input in advance. During the movement of the ultrasonic probe, the frame interval L is calculated assuming that the ultrasonic probe moves at a constant speed, and the position of the ultrasonic probe is estimated. For example, in the case where the cine image is acquired at a period of 30 frames / sec by moving 100 mm in length from the start to the end of the movement in 3.3 seconds and the cine image is acquired at a cycle of 30 frames / sec, the frame interval L is 1/100 / (3.3 × 30). Is calculated. (2) US Pat. No. 5,876,342 discloses a technique for estimating the position of an ultrasonic probe by a speckle correlation method for analyzing a cross-correlation of speckle noise between a plurality of frames. ing. The speckle noise is a fine spot-like noise pattern generated by random interference of ultrasonic waves. (3) A magnetic field generated from a magnetic field source is detected by a magnetic sensor box mounted on the ultrasonic probe, and three-dimensional position coordinates of the ultrasonic probe are estimated based on the detection result.
In connection with a technique for automatically moving an ultrasonic vibrator, there is known a technique for positioning an ultrasonic vibrator using a drive motor and a position detection encoder.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記(1)
の従来技術では、移動すべき距離を予め入力する手間と
時間がかかる。また、操作者の技量やスキャン部位の体
表の状態等によっては、超音波探触子が等速移動すると
は限らず、その場合には、推定誤差が増大する。また、
上記(2)の従来技術では、スペックルノイズの相互相
関を解析するための演算処理が複雑なので、演算時間が
長くかかる。さらに、上記(3)の従来技術および超音
波振動子を自動移動する従来技術では、複雑な構成が必
要となるので、高コスト化する。そこで、本発明の目的
は、探触子の正確な移動距離を複雑な構成なしに且つ短
い演算時間で推定できる移動距離推定方法および超音波
診断装置を提供することにある。
However, the above (1)
In the prior art, it takes time and effort to input the distance to be moved in advance. Also, depending on the skill of the operator, the state of the body surface of the scan site, and the like, the ultrasonic probe does not always move at a constant speed, in which case the estimation error increases. Also,
In the above-mentioned prior art (2), since the calculation process for analyzing the cross-correlation of speckle noise is complicated, the calculation time is long. Furthermore, the conventional technique (3) and the conventional technique for automatically moving the ultrasonic vibrator require a complicated configuration, and therefore increase the cost. Therefore, an object of the present invention is to provide a moving distance estimating method and an ultrasonic diagnostic apparatus capable of estimating an accurate moving distance of a probe without a complicated configuration and in a short calculation time.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】第1の観点では、本発明
は、移動する探触子の位置に対応するスキャン面で被検
体内をスキャンして複数の画像を生成し、互いに隣接す
るか又は近接するスキャン面に対応する画像間のスペッ
クルノイズの差に基づいて前記探触子の移動距離を推定
することを特徴とする移動距離推定方法を提供する。上
記第1の観点による移動距離推定方法では、比較的狭い
範囲内で見ると、スキャン面間の距離が大きくなるほど
各画像の間のスペックルノイズの差が大きくなることに
着目して、移動距離を推定する。すなわち、互いに隣接
するか又は近接するスキャン面に対応する画像間のスペ
ックルノイズの差から両スキャン面間の距離を取得する
ことが可能となる。これにより、手動で探触子を移動し
た場合でも、探触子の移動距離を正確に推定することが
出来る。また、スペックルノイズの検出やその値の差の
算出は簡単な演算処理で足るので、複雑な構成を不要に
すると共に、演算時間が短くて済む。
According to a first aspect of the present invention, a plurality of images are generated by scanning the inside of a subject on a scan plane corresponding to the position of a moving probe, and a plurality of images are generated. Alternatively, there is provided a moving distance estimating method characterized by estimating a moving distance of the probe based on a difference in speckle noise between images corresponding to an adjacent scan plane. The moving distance estimation method according to the first aspect focuses on the fact that, when viewed within a relatively narrow range, the difference in speckle noise between the images increases as the distance between the scan planes increases. Is estimated. That is, it is possible to obtain the distance between the scan planes from the difference in speckle noise between images corresponding to scan planes that are adjacent to or close to each other. Thus, even when the probe is manually moved, the moving distance of the probe can be accurately estimated. Further, since the detection of speckle noise and the calculation of the difference between the values are sufficient with a simple calculation process, a complicated configuration is not required and the calculation time is short.

【0005】第2の観点では、本発明は、上記第1の観
点の移動距離推定方法において、前記移動距離の変化の
微分値が移動開始判定閾値より大きくなった時点を前記
探触子の移動開始時刻と判定し、前記移動距離の変化の
微分値が移動終了判定閾値より小さくなった時点を前記
探触子の移動終了時刻と判定することを特徴とする移動
距離推定方法を提供する。上記第2の観点による移動距
離推定方法では、推定した移動距離の変化の微分値を移
動速度と見なして、移動速度が移動開始判定閾値より大
きくなったことをもって移動開始時刻と判定し、移動速
度が移動終了判定閾値より小さくなったことをもって移
動終了時刻と判定する。これにより、移動距離を推定す
る必要が生じる移動開始時刻と、移動距離を推定する必
要がなくなる移動終了時刻を正確に判定できるようにな
る。
In a second aspect, the present invention provides the moving distance estimating method according to the first aspect, wherein a time point at which the differential value of the change in the moving distance becomes larger than a movement start determination threshold value is determined. A moving distance estimating method is provided, wherein the moving time estimating method is characterized in that it is determined as a starting time, and a point in time when a differential value of the change in the moving distance becomes smaller than a moving end determining threshold is determined as a moving end time of the probe. In the moving distance estimation method according to the second aspect, the differential value of the estimated change in the moving distance is regarded as the moving speed, and when the moving speed becomes larger than the moving start determination threshold, the moving start time is determined. Is smaller than the movement end determination threshold value, the movement end time is determined. This makes it possible to accurately determine the movement start time at which the movement distance needs to be estimated and the movement end time at which the movement distance does not need to be estimated.

【0006】第3の観点では、本発明は、上記第1の観
点または上記第2の観点の移動距離推定方法において、
前記探触子が等速移動するものと仮定して前記移動距離
を推定し直すか、又は、前記探触子の移動速度が滑らか
に変化するものと仮定して前記移動距離を推定し直すこ
とを特徴とする移動距離推定方法を提供する。上記第3
の観点による移動距離推定方法では、探触子が等速移動
するものと仮定して移動距離を推定し直すことで、移動
開始時刻に対応する移動距離と移動終了時刻に対応する
移動距離のみから両時刻間の各スキャン時刻の移動距離
をすべて推定することが出来る。また、探触子の移動速
度が滑らかに変化するものと仮定して移動距離を推定し
直すことで、超音波画像ごとのスペックルノイズのバラ
ツキが相対的に大きくなったときでも、推定誤差を低減
することができる。
[0006] In a third aspect, the present invention provides the moving distance estimating method according to the first aspect or the second aspect,
Estimating the moving distance again assuming that the probe moves at a constant speed, or re-estimating the moving distance assuming that the moving speed of the probe changes smoothly. And a method for estimating a moving distance. The third above
In the moving distance estimation method from the viewpoint of the above, the moving distance is estimated again by assuming that the probe moves at a constant speed, so that only the moving distance corresponding to the moving start time and the moving distance corresponding to the moving end time are obtained. It is possible to estimate all the movement distances at each scan time between both times. In addition, by estimating the moving distance assuming that the moving speed of the probe changes smoothly, even when the variation of the speckle noise for each ultrasonic image becomes relatively large, the estimation error is reduced. Can be reduced.

【0007】第4の観点では、本発明は、上記第1の観
点から上記第3の観点の移動距離推定方法において、一
定の時間幅を有する推定移動距離ブロックごとに前記推
定した移動距離の平均値を算出し、各平均値の変化特性
から大きく外れた平均値を有する推定移動距離ブロック
に対応する移動距離を除外して前記移動距離を推定し直
すことを特徴とする移動距離推定方法を提供する。上記
第4の観点による移動距離推定方法では、移動距離の平
均値が他と大きく異なる推定移動距離ブロックを除外し
て移動距離を推定し直すので、体内構造物の存在等によ
るスペックルノイズのブレに起因する推定誤差を低減で
きる。
In a fourth aspect, the present invention provides the moving distance estimating method according to the first to third aspects, wherein the average of the estimated moving distance is estimated for each estimated moving distance block having a fixed time width. A moving distance estimating method for calculating a value, re-estimating the moving distance excluding a moving distance corresponding to an estimated moving distance block having an average value largely deviating from a change characteristic of each average value. I do. In the moving distance estimating method according to the fourth aspect, the moving distance is re-estimated excluding the estimated moving distance block in which the average value of the moving distance is significantly different from the others. Can be reduced.

【0008】第5の観点では、本発明は、上記第1の観
点から第4の観点のいずれかに記載の移動距離推定方法
において、構造物判別用閾値より大きいスペックルノイ
ズを除外して前記探触子の移動距離を推定することを特
徴とする移動距離推定方法を提供する。上記第5の観点
による移動距離推定方法では、構造物判別用閾値より大
きいスペックルノイズを除外して探触子の移動距離を推
定するので、体内構造物の存在等によりスペックルノイ
ズが極端に大きくなることに起因する推定誤差を低減で
きる。
According to a fifth aspect, the present invention provides the moving distance estimating method according to any one of the first to fourth aspects, wherein speckle noise larger than a threshold for structure discrimination is excluded. Provided is a moving distance estimating method characterized by estimating a moving distance of a probe. In the moving distance estimating method according to the fifth aspect, the moving distance of the probe is estimated by excluding speckle noise that is larger than the threshold value for determining a structure. The estimation error caused by the increase can be reduced.

【0009】第6の観点では、本発明は、超音波を被検
体内に送信すると共に該被検体内からの超音波エコーを
受信する超音波探触子と、前記超音波エコーに基づいて
超音波画像を生成する超音波画像生成手段と、前記超音
波画像に基づいてスペックルノイズを検出するスペック
ルノイズ検出手段と、互いに隣接するスキャン面に対応
する超音波画像のスペックルノイズの差の積分値に基づ
いて該超音波探触子の移動距離を推定する移動距離推定
手段とを具備したことを特徴とする超音波診断装置を提
供する。上記第6の観点による超音波診断装置では、互
いに隣接するスキャン面に対応する画像間のスペックル
ノイズの差の積分値に基づいて、超音波探触子の移動距
離を正確に推定することが出来る。また、スペックルノ
イズ検出手段や移動距離推定手段は比較的簡単な構成で
足るので、低コスト化できる。
In a sixth aspect, the present invention provides an ultrasonic probe for transmitting an ultrasonic wave into a subject and receiving an ultrasonic echo from the subject, and an ultrasonic probe based on the ultrasonic echo. Ultrasonic image generating means for generating an acoustic image, speckle noise detecting means for detecting speckle noise based on the ultrasonic image, and a difference between speckle noise differences of ultrasonic images corresponding to scan planes adjacent to each other. A moving distance estimating means for estimating a moving distance of the ultrasonic probe based on an integral value is provided. In the ultrasonic diagnostic apparatus according to the sixth aspect, it is possible to accurately estimate the moving distance of the ultrasonic probe based on the integrated value of the difference in speckle noise between images corresponding to scan planes adjacent to each other. I can do it. Further, since the speckle noise detecting means and the moving distance estimating means have a relatively simple configuration, the cost can be reduced.

【0010】第7の観点では、本発明は、上記第6の観
点の超音波診断装置において、前記推定した移動距離に
基づいて被検体の3次元画像を作成する3次元画像作成
手段を具備したことを特徴とする超音波診断装置を提供
する。上記第7の観点による超音波診断装置では、臨床
上の利用価値が高い3次元画像を、推定した移動距離に
基づいて精度よく作成することが出来る。
In a seventh aspect, the present invention provides the ultrasonic diagnostic apparatus according to the sixth aspect, further comprising a three-dimensional image creating means for creating a three-dimensional image of the subject based on the estimated moving distance. An ultrasonic diagnostic apparatus is provided. In the ultrasonic diagnostic apparatus according to the seventh aspect, a three-dimensional image having high clinical utility value can be created with high accuracy based on the estimated moving distance.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、図に示す実施形態により本
発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明
が限定されるものではない。図1は、本発明の一実施形
態にかかる超音波診断装置を示す構成図である。この超
音波診断装置100は、超音波を被検体内に送信すると
共に該被検体内からの超音波エコーを受信する超音波探
触子1と,音線データSD(i)および超音波画像の画
像データP(i)を生成する超音波画像生成部2と,ス
ペックルノイズσ(i)を検出するスペックルノイズ検
出部3と,隣接するスキャン面に対応する超音波画像間
のスペックルノイズの差の2乗和すなわち積分値D
(i)を算出する積分部4と,前記積分値D(i)と前
記超音波探触子1の推定移動距離E(i)との関係を格
納する積分値・推定移動距離テーブル5と,その積分値
・推定移動距離テーブル5を参照して前記超音波探触子
1の推定移動距離E(i)を出力する移動距離推定部6
と,前記超音波探触子1の移動開始を検出したら移動開
始検出信号αを出力すると共に移動終了を検出したら移
動終了検出信号βを出力する移動開始・移動終了検出部
7と,前記音線データSD(i)および前記推定移動距
離E(i)に基づいて3次元画像を作成する3次元画像
作成部8と,前記超音波画像や前記3次元画像を表示す
る表示器9とを具備して構成されている。なお、iは、
前記超音波探触子1の移動に伴って時々刻々と変わるス
キャン面番号(1,2,3,…,N)である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the embodiments shown in the drawings. Note that the present invention is not limited by this. FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention. The ultrasonic diagnostic apparatus 100 includes an ultrasonic probe 1 that transmits an ultrasonic wave into a subject and receives an ultrasonic echo from the subject, a sound ray data SD (i) and an ultrasonic image. Ultrasound image generation unit 2 for generating image data P (i), speckle noise detection unit 3 for detecting speckle noise σ (i), and speckle noise between ultrasonic images corresponding to adjacent scan planes Sum of squared differences, ie, integral value D
An integration unit 4 for calculating (i), an integrated value / estimated moving distance table 5 for storing a relationship between the integrated value D (i) and the estimated moving distance E (i) of the ultrasonic probe 1, A moving distance estimating unit 6 that outputs an estimated moving distance E (i) of the ultrasonic probe 1 with reference to the integrated value / estimated moving distance table 5.
A movement start / movement end detection unit 7 that outputs a movement start detection signal α when detecting the start of movement of the ultrasonic probe 1 and outputs a movement end detection signal β when detecting the end of movement; A three-dimensional image creating unit 8 that creates a three-dimensional image based on the data SD (i) and the estimated moving distance E (i), and a display 9 that displays the ultrasonic image and the three-dimensional image. It is configured. Note that i is
Scan surface numbers (1, 2, 3,..., N) that change from moment to moment as the ultrasonic probe 1 moves.

【0012】図2は、前記積分値・推定移動距離テーブ
ル5の内容を示す例示図である。積分値・推定移動距離
テーブル5には、前記積分値D(i)ごとの標準的な推
定移動距離E(i)が格納されている。なお、これらの
推定移動距離は、標準的な被検体を模した標準ファント
ムなどをスキャンして予め取得されている。例えば、前
記積分値“0”および“1”に対応して推定移動距離0
〔mm〕が格納され、前記積分値“2”および“3”に
対応して推定移動距離1〔mm〕が格納され、前記積分
値“1000”に対応して推定移動距離500〔mm〕
が格納されている。
FIG. 2 is a view showing an example of the contents of the integrated value / estimated moving distance table 5. As shown in FIG. The integrated value / estimated moving distance table 5 stores a standard estimated moving distance E (i) for each of the integral values D (i). Note that these estimated moving distances are obtained in advance by scanning a standard phantom or the like that imitates a standard subject. For example, an estimated moving distance of 0 corresponds to the integral values “0” and “1”.
[Mm] is stored, and an estimated moving distance of 1 [mm] is stored corresponding to the integral values "2" and "3", and an estimated moving distance of 500 [mm] is corresponding to the integral value "1000".
Is stored.

【0013】次に、この超音波診断装置100の動作に
ついて説明する。まず、操作者は、図3に示すように、
被検体Hに想定した3次元対象領域Rの一端の3次元ス
キャン開始位置Qsに超音波探触子1を当ててから、矢
印で示すように、前記超音波探触子1を前記3次元対象
領域Rに沿って移動させ、3次元対象領域Rの他端の3
次元スキャン終了位置Qeで超音波探触子1を止める。
この間、所定の周期(例えば1/7秒〜1/160秒)
毎に、その時の超音波探触子1の位置に対応するスキャ
ン面がスキャンされ、該スキャン面を構成する多数の音
線上の複数のデータが取得されて、超音波画像生成部2
で例えばBモード画像が生成される。図4の(a)に、
超音波画像の画像データP(i)=P(0),P
(1),…を例示する。Sは、スペックルノイズであ
る。Uは、組織像である。
Next, the operation of the ultrasonic diagnostic apparatus 100 will be described. First, as shown in FIG.
After the ultrasonic probe 1 is applied to the three-dimensional scan start position Qs at one end of the three-dimensional target region R assumed on the subject H, the ultrasonic probe 1 is moved to the three-dimensional target as shown by an arrow. Move along the region R, and move the 3
The ultrasonic probe 1 is stopped at the dimensional scan end position Qe.
During this time, a predetermined period (for example, 1/7 second to 1/160 second)
Each time, a scan plane corresponding to the position of the ultrasonic probe 1 at that time is scanned, a plurality of data on many sound rays constituting the scan plane are acquired, and the ultrasonic image generation unit 2
For example, a B-mode image is generated. In FIG. 4A,
Ultrasonic image data P (i) = P (0), P
(1),. S is speckle noise. U is a tissue image.

【0014】前記スペックルノイズ検出部3は、スペッ
クルノイズσ(i)を、 σ(i)=|P(i+1)−P(i)| により抽出する。図4の(b)に、スペックルノイズσ
(0),σ(1),σ(2),…を例示する。隣接する
スキャン面で変化が無い組織像Uが相殺され、スペック
ルノイズのみが残る。なお、移動距離を正確に推定する
見地からは、超音波画像内で血管などの体内構造物を含
まない画素領域に限定してスペックルノイズを抽出する
ことが好ましい。
The speckle noise detector 3 extracts the speckle noise σ (i) according to σ (i) = | P (i + 1) -P (i) |. FIG. 4B shows the speckle noise σ
(0), σ (1), σ (2),... The tissue image U having no change in the adjacent scan plane is canceled, and only speckle noise remains. From the viewpoint of accurately estimating the moving distance, it is preferable to extract speckle noise only in a pixel region that does not include a body structure such as a blood vessel in an ultrasonic image.

【0015】前記積分部4は、 により、互いに隣接するスキャン面間のスペックルノイ
ズσ(i)の差の2乗和すなわち積分値D(i)を算出
する。
The integrator 4 includes: , The sum of squares of the difference in the speckle noise σ (i) between the scan planes adjacent to each other, that is, the integrated value D (i) is calculated.

【0016】前記移動距離推定部6は、前記積分値・推
定移動距離テーブル5から前記積分値D(i)に対応す
る推定移動距離E(i)を読み出して、移動開始・移動
終了検出部7および3次元画像作成部8へ送る。図2の
例では、例えば積分値D(i)が“7”の時点では、推
定移動距離E(i)として3〔mm〕が送られる。図5
は、時間に対する推定移動距離E(i)の変化を例示す
るグラフである。黒丸は、スキャン面番号ごとの推定移
動距離である。実線は、各推定移動距離E(i)の特性
線である。
The moving distance estimating section 6 reads out the estimated moving distance E (i) corresponding to the integrated value D (i) from the integrated value / estimated moving distance table 5, and detects a moving start / moving end detecting section 7. And sends it to the three-dimensional image creation unit 8. In the example of FIG. 2, for example, when the integral value D (i) is "7", 3 [mm] is sent as the estimated moving distance E (i). FIG.
Is a graph illustrating a change in the estimated moving distance E (i) with respect to time. The black circles indicate the estimated moving distance for each scan plane number. The solid line is a characteristic line of each estimated moving distance E (i).

【0017】前記移動開始・移動終了検出部7は、前記
推定移動距離E(i)の変化を微分して、推定移動速度
Vを算出する。図6は、推定移動速度Vを例示するグラ
フである。そして、前記推定移動速度Vが移動開始判定
閾値V1より大きくなったら移動開始時刻tsと判定し
て移動開始検出信号αを前記3次元画像作成部8へ送
り、前記推定移動速度Vが移動終了判定閾値V2より小
さくなったら移動終了時刻teと判定して移動終了検出
信号βを前記3次元画像作成部8へ送る。なお、移動開
始判定閾値V1と移動終了判定閾値V2とが等しい状態
を図示したが、両者を異ならせてもよい。
The moving start / moving end detecting unit 7 calculates an estimated moving speed V by differentiating the change in the estimated moving distance E (i). FIG. 6 is a graph illustrating the estimated moving speed V. When the estimated moving speed V becomes larger than the moving start determination threshold value V1, it is determined that the moving start time is ts, and a moving start detection signal α is sent to the three-dimensional image creating unit 8. When it becomes smaller than the threshold value V2, the movement end time te is determined, and a movement end detection signal β is sent to the three-dimensional image creating unit 8. Although the movement start determination threshold value V1 and the movement end determination threshold value V2 are illustrated as being equal to each other, they may be different.

【0018】前記3次元画像作成部8は、移動開始検出
信号αを受け付けてから移動終了検出信号βを受け付け
るまでの移動期間の前記音線データSD(i)および前
記推定移動距離E(i)に基づいて、3次元画像を作成
し、表示器9の画面上に表示する。なお、3次元画像の
作成原理の詳細は、例えば特開平9−299364号公
報に開示されている。
The three-dimensional image creating unit 8 receives the sound ray data SD (i) and the estimated moving distance E (i) during a moving period from receiving the movement start detection signal α to receiving the movement end detection signal β. , A three-dimensional image is created and displayed on the screen of the display 9. The details of the principle of creating a three-dimensional image are disclosed in, for example, JP-A-9-299364.

【0019】以上の超音波診断装置100によれば、互
いに隣接するスキャン面間のスペックルノイズσ(i)
の差の2乗和すなわち積分値D(i)に基づいて、超音
波探触子1の推定移動距離Eを正確に算出することが出
来る。
According to the ultrasonic diagnostic apparatus 100 described above, the speckle noise σ (i) between the scan planes adjacent to each other is obtained.
The estimated moving distance E of the ultrasonic probe 1 can be accurately calculated based on the sum of the squares of the differences, i.e., the integrated value D (i).

【0020】上記超音波診断装置100の構成を次のよ
うに変更してもよい。 (1)図7に、実線で示すように、移動開始時刻tsか
ら移動終了時刻teまで超音波探触子1が等速移動する
ものと仮定して移動距離を推定し直してもよい。黒丸
は、先に図1〜図5を参照して説明した動作で算出され
た推定移動距離である。白丸は、推定し直した移動距離
である。この場合には、計算量を節減するために超音波
画像内でスペックルノイズを抽出する画素領域を小さく
することで、超音波画像ごとのスペックルノイズのバラ
ツキが相対的に大きくなったときでも、推定誤差を低減
することができる。 (2)超音波探触子1の移動速度が滑らかに変化すると
仮定して移動距離を推定し直してもよい。例えば、図8
に点線で示す特性線上の推定移動距離E1が推定された
場合には、例えば3次式で表される移動距離関数に当て
はめて、実線で示す特性線上の推定移動距離E2に推定
し直す。この場合には、上記(1)の場合よりも、実際
の状況により近い推定移動距離に修正することが可能と
なり、推定誤差をいっそう低減することが出来る。 (3)一定の時間幅を有する推定移動距離ブロックごと
に超音波探触子1の推定移動距離E(i)の特性線の平
均値を算出し、各平均値の変化特性から大きく外れた平
均値を有する推定移動距離ブロックに対応する移動距離
を除外して推定移動距離(i)を修正してもよい。例え
ば、図9に示すように、推定移動距離E(i)の特性線
を時間幅Twの推定移動距離ブロックB1,B2,B
3,…に区切ったときの平均値が1,2,5,…の場
合、推定移動距離ブロックB6に対応する平均値“4
7”を除外する。そして、図10に示すように、推定移
動距離ブロックB6の前後の推定移動距離ブロックB1
〜B5の平均値および推定移動距離ブロックB7〜B1
0の平均値から前記推定移動距離ブロックB6に対応す
る部分の推定移動距離E(i)の特性線を補間演算によ
り算出する。この場合には、体内構造物の存在等による
スペックルノイズのブレに起因する推定誤差を低減でき
る。 (4)構造物判別用閾値より大きいスペックルノイズを
除外して超音波探触子1の移動距離を推定してもよい。
この場合には、体内構造物の存在等によりスペックルノ
イズが極端に大きくなることに起因する推定誤差を低減
できる。
The configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus 100 may be changed as follows. (1) As shown by the solid line in FIG. 7, the moving distance may be re-estimated on the assumption that the ultrasonic probe 1 moves at a constant speed from the movement start time ts to the movement end time te. The black circles are the estimated moving distances calculated by the operations described above with reference to FIGS. The white circles indicate the re-estimated moving distance. In this case, by reducing the pixel area for extracting the speckle noise in the ultrasonic image to reduce the amount of calculation, even when the variation of the speckle noise for each ultrasonic image becomes relatively large. , The estimation error can be reduced. (2) The moving distance may be re-estimated on the assumption that the moving speed of the ultrasonic probe 1 changes smoothly. For example, FIG.
When the estimated moving distance E1 on the characteristic line indicated by the dotted line is estimated, the estimated moving distance E2 on the characteristic line indicated by the solid line is re-estimated by applying the estimated moving distance E1 to, for example, a cubic equation. In this case, it is possible to correct the estimated moving distance closer to the actual situation than in the case of the above (1), and it is possible to further reduce the estimation error. (3) The average value of the characteristic line of the estimated moving distance E (i) of the ultrasound probe 1 is calculated for each estimated moving distance block having a certain time width, and the average value greatly deviates from the change characteristic of each average value. The estimated moving distance (i) may be corrected by excluding the moving distance corresponding to the estimated moving distance block having the value. For example, as shown in FIG. 9, the characteristic line of the estimated moving distance E (i) is changed to the estimated moving distance blocks B1, B2, B of the time width Tw.
If the average value when divided into 3,... Is 1, 2, 5,..., The average value “4” corresponding to the estimated moving distance block B6
7 ". The estimated moving distance block B1 before and after the estimated moving distance block B6, as shown in FIG.
To B5 and the estimated moving distance blocks B7 to B1
A characteristic line of the estimated moving distance E (i) of a portion corresponding to the estimated moving distance block B6 is calculated from the average value of 0 by interpolation. In this case, it is possible to reduce an estimation error caused by blurring of speckle noise due to the presence of a body structure or the like. (4) The moving distance of the ultrasonic probe 1 may be estimated by excluding speckle noise that is larger than the threshold value for determining a structure.
In this case, it is possible to reduce an estimation error caused by an extremely large speckle noise due to the presence of a body structure or the like.

【0021】[0021]

【発明の効果】本発明の移動距離推定方法および超音波
診断装置によれば、画像間のスペックルノイズの差に基
づいて探触子の移動距離を推定するので、各画像に対応
する被検体断面の位置関係を正確に取得することが出来
る。特に、3次元画像を作成するのに有用である。
According to the moving distance estimating method and the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention, the moving distance of the probe is estimated based on the difference in speckle noise between images. The positional relationship of the cross section can be accurately obtained. In particular, it is useful for creating a three-dimensional image.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態にかかる超音波診断装置を
示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an ultrasonic diagnostic apparatus according to one embodiment of the present invention.

【図2】図1の超音波診断装置における積分値・推定移
動距離テーブルを示す例示図である。
FIG. 2 is an exemplary diagram showing an integrated value / estimated moving distance table in the ultrasonic diagnostic apparatus of FIG. 1;

【図3】3次元対象領域に超音波探触子を当ててスキャ
ンする状態を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a state in which an ultrasonic probe is applied to a three-dimensional target area and scanning is performed.

【図4】スペックルノイズの積分値を算出する原理を示
す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a principle of calculating an integrated value of speckle noise.

【図5】推定移動距離の特性線を例示するグラフであ
る。
FIG. 5 is a graph illustrating a characteristic line of an estimated moving distance.

【図6】推定移動速度を例示するグラフである。FIG. 6 is a graph illustrating an estimated moving speed.

【図7】超音波探触子が等速移動するものと仮定して推
定し直した移動距離の特性線を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing a characteristic line of a moving distance re-estimated assuming that the ultrasonic probe moves at a constant speed.

【図8】超音波探触子の移動速度が滑らかに変化するも
のと仮定して推定し直した移動距離の特性線を示すグラ
フである。
FIG. 8 is a graph showing a characteristic line of the moving distance re-estimated assuming that the moving speed of the ultrasonic probe changes smoothly.

【図9】推定移動距離ブロックごとの推定移動距離平均
値を算出する原理を示す説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating a principle of calculating an estimated moving distance average value for each estimated moving distance block.

【図10】補間演算により推定移動距離を修正する原理
を示す説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a principle of correcting an estimated moving distance by an interpolation calculation.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 超音波診断装置 1 超音波探触子 2 超音波画像生成部 3 スペックルノイズ検出部 4 積分部 5 積分値・推定移動距離テーブル 6 移動距離推定部 7 移動開始・移動終了検出部 8 3次元画像作成部 9 表示器 D(i) 積分値 E(i) 推定移動距離 P(i) 画像データ SD(i) 音線データ α 移動開始検出信号 β 移動終了検出信号 σ(i) スペックルノイズ REFERENCE SIGNS LIST 100 ultrasonic diagnostic apparatus 1 ultrasonic probe 2 ultrasonic image generating unit 3 speckle noise detecting unit 4 integrating unit 5 integrated value / estimated moving distance table 6 moving distance estimating unit 7 moving start / moving end detecting unit 8 three-dimensional Image creation unit 9 Display D (i) Integral value E (i) Estimated moving distance P (i) Image data SD (i) Sound ray data α Move start detection signal β Move end detection signal σ (i) Speckle noise

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 移動する探触子の位置に対応するスキャ
ン面で被検体内をスキャンして複数の画像を生成し、互
いに隣接するか又は近接するスキャン面に対応する画像
間のスペックルノイズの差に基づいて前記探触子の移動
距離を推定することを特徴とする移動距離推定方法。
1. A scan plane corresponding to a position of a moving probe scans the inside of a subject to generate a plurality of images, and speckle noise between images corresponding to scan planes that are adjacent to or close to each other. A moving distance of the probe based on a difference between the two.
【請求項2】 請求項1に記載の移動距離推定方法にお
いて、前記移動距離の変化の微分値が移動開始判定閾値
より大きくなった時点を前記探触子の移動開始時刻と判
定し、前記移動距離の変化の微分値が移動終了判定閾値
より小さくなった時点を前記探触子の移動終了時刻と判
定することを特徴とする移動距離推定方法。
2. The moving distance estimating method according to claim 1, wherein a time point at which the differential value of the change in the moving distance becomes larger than a movement start determination threshold value is determined as a movement start time of the probe, and A moving distance estimating method, wherein a time point at which a differential value of a change in distance becomes smaller than a moving end determination threshold value is determined as a movement end time of the probe.
【請求項3】 請求項1または請求項2に記載の移動距
離推定方法において、前記探触子が等速移動するものと
仮定して前記移動距離を推定し直すか、又は、前記探触
子の移動速度が滑らかに変化するものと仮定して前記移
動距離を推定し直すことを特徴とする移動距離推定方
法。
3. The moving distance estimating method according to claim 1, wherein the moving distance is re-estimated on the assumption that the probe moves at a constant speed, or the probe is moved. And estimating the moving distance again on the assumption that the moving speed of the moving distance changes smoothly.
【請求項4】 請求項1から請求項3のいずれかに記載
の移動距離推定方法において、一定の時間幅を有する推
定移動距離ブロックごとに前記推定した移動距離の平均
値を算出し、各平均値の変化特性から大きく外れた平均
値を有する推定移動距離ブロックに対応する移動距離を
除外して前記移動距離を推定し直すことを特徴とする移
動距離推定方法。
4. The moving distance estimating method according to claim 1, wherein an average value of the estimated moving distance is calculated for each estimated moving distance block having a certain time width, and the average value is calculated. A moving distance estimating method comprising re-estimating the moving distance excluding a moving distance corresponding to an estimated moving distance block having an average value greatly deviating from a value change characteristic.
【請求項5】 請求項1から請求項4のいずれかに記載
の移動距離推定方法において、構造物判別用閾値より大
きいスペックルノイズを除外して前記探触子の移動距離
を推定することを特徴とする移動距離推定方法。
5. The moving distance estimating method according to claim 1, wherein the moving distance of the probe is estimated by excluding speckle noise that is larger than a structure discrimination threshold. Characteristic moving distance estimation method.
【請求項6】 超音波を被検体内に送信すると共に該被
検体内からの超音波エコーを受信する超音波探触子と、
前記超音波エコーに基づいて超音波画像を生成する超音
波画像生成手段と、前記超音波画像に基づいてスペック
ルノイズを検出するスペックルノイズ検出手段と、互い
に隣接するスキャン面に対応する超音波画像のスペック
ルノイズの差の積分値に基づいて該超音波探触子の移動
距離を推定する移動距離推定手段とを具備したことを特
徴とする超音波診断装置。
6. An ultrasonic probe for transmitting an ultrasonic wave into a subject and receiving an ultrasonic echo from the subject,
An ultrasonic image generating means for generating an ultrasonic image based on the ultrasonic echo, a speckle noise detecting means for detecting speckle noise based on the ultrasonic image, and an ultrasonic wave corresponding to a scan plane adjacent to each other An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: moving distance estimating means for estimating a moving distance of the ultrasonic probe based on an integrated value of a difference between speckle noises of images.
【請求項7】 請求項6に記載の超音波診断装置におい
て、前記推定した移動距離に基づいて被検体の3次元画
像を作成する3次元画像作成手段を具備したことを特徴
とする超音波診断装置。
7. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 6, further comprising a three-dimensional image creating means for creating a three-dimensional image of the subject based on the estimated moving distance. apparatus.
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