JP2001292995A - 画像生成方法、画像生成装置および超音波診断装置 - Google Patents
画像生成方法、画像生成装置および超音波診断装置Info
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Abstract
うにする。被検体内の様子を詳細に観察できるようにす
る。 【解決手段】 超音波診断装置200は、所望走査範囲
を複数の走査区画に分割し心電同期信号syncに合わせて
各走査区画について被検体内を超音波で走査するリニア
走査型超音波探触子1および走査区画毎送受信部22
と、血圧Pの変化およびある部分の変位△h(i)に基
づいて該部分の弾性率E(i)を算出する弾性率算出部
7と、弾性率E(i)により輝度を決めた画素からなる
区画弾性率超音波画像を生成すると共に各区画弾性率超
音波画像を前記走査区画の位置に対応させて合成した如
き合成弾性率超音波画像G2を生成する合成弾性率超音
波画像生成部28と、CRT9とを具備する。 【効果】 弾性率の分布状況を一目で認識できる。超音
波画像を高画質化できる。
Description
像生成装置および超音波診断装置に関し、さらに詳しく
は、被検体内のある部分の弾性率を認識できる画像を生
成し、また、被検体内の様子を詳細に観察できる画像を
生成する画像生成方法、画像生成装置および超音波診断
装置に関する。
て、超音波断層法で被検体内を撮影してBモード画像を
表示し、アテローマ(atheroma)の存在や大きさを鑑別
する技術が知られている。なお、前記アテローマは、一
般に、動脈などの血管の内壁における脂質の沈積を意味
する。撮影対象の血管としては、動脈硬化の多発部位で
あり且つ高画質のBモード画像を得やすい頚動脈が採用
される場合が多い。
法では、血管壁やアテローマの弾性率を認識し難しい問
題点がある。なお、前記弾性率は、アテローマが血管壁
から剥離して血管を詰まらせる可能性を評価するパラメ
ータとして有用である。また、上記従来の超音波断層法
では、被検体内の様子を詳細に観察できず、頚動脈壁厚
の違いから健常者と初期の動脈硬化患者とを正確に判別
することが難しい問題点がある。数値例を挙げれば、超
音波パルスの繰り返し周波数PRF(Pulse Repetition
Frequency)を7〜10MHzとした場合のIMT(頚
動脈管壁の中内膜の厚み)の測定誤差は0.1mm程度
なので、30才代の健常者の統計上の平均IMTである
0.53mm程度と、初期の動脈硬化患者の統計上の平
均IMTである0.75mm程度とを区別し難い。そこ
で、本発明の第1の目的は、被検体内のある部分の弾性
率を認識できる画像を生成する画像生成方法、画像生成
装置および超音波診断装置を提供することにある。ま
た、本発明の第2の目的は、被検体内の様子を詳細に観
察できる画像を生成する画像生成方法、画像生成装置お
よび超音波診断装置を提供することにある。
は、被検体内のある部分に加わる圧力の変化および前記
部分の変位に基づいて該部分の弾性率を算出し、その弾
性率を対応する画素値に反映させた弾性率画像を生成す
ることを特徴とする画像生成方法を提供する。上記第1
の観点による画像生成方法では、前記弾性率画像の各画
素の輝度や色を比較することで、被検体内のある部分の
弾性率の差を認識できるようになる。
点の画像生成方法において、所望走査範囲を複数の走査
区画に分割し、各走査区画について被検体を超音波で走
査して区画弾性率超音波画像を生成し、それら区画弾性
率超音波画像を前記走査区画の位置に対応させて合成し
た如き合成弾性率超音波画像を生成することを特徴とす
る画像生成方法を提供する。上記第2の観点による画像
生成方法では、走査方向の音線数を増やして音線密度を
高めた場合でも、各走査区画についての走査に要する時
間は比較的短くて済む。したがって、被検体内のある部
分に動きがある場合でも、所望走査範囲に対応する領域
の全体に亘って、ブレが小さく且つ高分解能の合成弾性
率超音波画像を生成することが出来る。
点の画像生成方法において、前記圧力の周期的変動に同
期させて前記各走査区画の走査を行うことを特徴とする
画像生成方法を提供する。上記第3の観点による画像生
成方法では、被検体内のある部分が圧力の周期的変動に
より動く場合でも、時相を揃えて各走査区画を走査する
ことが可能となり、合成弾性率超音波画像における各区
画弾性率超音波画像の接合部に段差が生じることを抑制
できる。
を複数の走査区画に分割し、各走査区画について被検体
を超音波で走査して区画超音波画像を生成し、それら区
画超音波画像を前記走査区画の位置に対応させて合成し
た如き合成超音波画像を生成することを特徴とする画像
生成方法を提供する。上記第4の観点による画像生成方
法では、走査方向の音線数を増やして区画超音波画像の
分解能を高めた場合でも、各走査区画についての走査に
要する時間は比較的短くて済む。したがって、被検体内
のある部分に動きがある場合でも、所望走査範囲に対応
する領域の全体に亘って、ブレが小さく且つ高分解能の
合成超音波画像を生成することが出来る。これにより、
被検体内の様子を詳細に観察できるようになり、例えば
健常者と初期の動脈硬化患者とをいっそう正確に判別す
ることが可能となる。
る部分に加わる圧力の変化および前記部分の変位に基づ
いて該部分の弾性率を算出する弾性率算出手段と、前記
弾性率を対応する画素値に反映させた弾性率画像を生成
する弾性率画像生成手段とを具備したことを特徴とする
画像生成装置を提供する。上記第5の観点による画像生
成装置では、前記第1の観点による画像生成方法を好適
に実施できる。
点の画像生成装置において、所望走査範囲を複数の走査
区画に分割し各走査区画について被検体を超音波で走査
して区画弾性率超音波画像を生成する区画弾性率超音波
画像生成手段と、各区画弾性率超音波画像を前記走査区
画の位置に対応させて合成した如き合成弾性率超音波画
像を生成する合成弾性率超音波画像生成手段とを具備し
たことを特徴とする画像生成装置を提供する。上記第6
の観点による画像生成装置では、前記第2の観点による
画像生成方法を好適に実施できる。
点の画像生成装置において、前記区画弾性率超音波画像
生成手段は、前記圧力の周期的変動に同期させて前記各
走査区画の走査を行うことを特徴とする画像生成装置を
提供する。上記第7の観点による画像生成装置では、前
記第3の観点による画像生成方法を好適に実施できる。
を複数の走査区画に分割し各走査区画について被検体を
超音波で走査して区画超音波画像を生成する区画超音波
画像生成手段と、各区画超音波画像を前記走査区画の位
置に対応させて合成した如き合成超音波画像を生成する
合成超音波画像生成手段とを具備したことを特徴とする
画像生成装置を提供する。上記第8の観点による画像生
成装置では、前記第4の観点による画像生成方法を好適
に実施できる。
と、前記第5の観点から第8の観点の少なくとも1つの
画像生成装置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9の観点による超音波診断装置
では、前記第1の観点による画像生成方法から前記第4
の観点による画像生成方法の少なくとも1つを好適に実
施できる。
よび前記部分の変位は、直接に計測してもよいし、別の
計測パラメータから間接的に算出してもよい。一例を挙
げれば、前記部分の変位は、該部分の速度と時間との積
により算出し得る。また、前記圧力の周期的変動との同
期は、該圧力の変動を直接に検出して行ってもよいし、
別の検出パラメータを利用して間接的に行ってもよい。
一例を挙げれば、血圧の周期的変動との同期は、心電同
期により行い得る。
本発明をさらに詳しく説明する。なお、これにより本発
明が限定されるものではない。
置を示す構成図である。この超音波診断装置100は、
リニア走査型超音波探触子1と、被検体内の所望の走査
範囲に超音波パルスを送信しそれに対応するエコーを受
信することを反復して音線信号S(i,j)を出力する
送受信部2と、前記音線信号S(i,j)からBモード
音線データdbを生成するBモード処理部3と、被検体
内のある部分が動く速度v(i,j)を算出して出力す
るドプラ信号処理部4と、前記速度v(i,j)に基づ
いて前記ある部分の変位△h(i)を算出する変位算出
部5と、被検体の上腕部の血圧Pを連続測定する血圧測
定部6と、前記ある部分の弾性率E(i)を算出する弾
性率算出部7と、前記弾性率E(i)によりBモード画
像の輝度を決めた画素からなる弾性率超音波画像G1を
生成する弾性率超音波画像生成部8と、前記弾性率超音
波画像G1を表示するCRT9とを具備して構成されて
いる。なお、iは、超音波パルスおよびエコーの音線番
号である。jは、前記音線番号iごとの走査回数であ
る。
記弾性率超音波画像G1を表示する動作について詳しく
説明する。まず、前記リニア走査型超音波探触子1を被
検体の体表に当て、頚動脈を走査する。例えば、パルス
繰り返し周波数PRF=12kHzの超音波パルスを用
いて、図2に示すように、所望の走査範囲R(一般に1
0mm〜30mm幅で、例えば18mm幅)を36音線
で1000回走査する。1000回の走査には、3秒を
要する。Wは、頚動脈管壁である。αは、アテローマで
ある。すると、前記送受信部2は、音線信号S(i,
j)として、S(1,1),S(2,1),…,S(3
6,1),S(1,2),S(2,2),…,S(3
6,2),…,S(1,1000),S(2,100
0),…,S(36,1000)を順に出力する。この
場合、走査方向の音線密度は、2音線/mmである。
S(i,j)を処理して、頚動脈管壁Wやアテローマα
が動く速度v(i,j)=v(1,1),v(2,
1),…,v(36,1),v(1,2),v(2,
2),…,v(36,2),…,v(1,1000),
v(2,1000),…,v(36,1000)を順に
出力する。
6,走査回数j=1〜999のそれぞれについて、変位
△h(i)を、 △h(i)=|v(i,j)+v(i,j+1)|/
{2×PRF} により算出する。変位△h(i)の特性の具体例を説明
するため、図3に、破線で示すように、前記音線信号S
(i,j)の取得時刻t1における状態を想定し、実線
で示すように、前記音線信号S(i,j+1)の取得時
刻t2における状態を想定する。この場合の変位△h
(i)の特性を、図4に例示する。第1領域Z1は、前
記変位△h(i)が小さい領域である。第2領域Z2
は、前記変位△h(i)がやや大きい領域である。第3
領域Z3は、前記変位△h(i)が大きい領域である。
第4領域Z4は、前記変位△h(i)がやや大きい領域
である。第5領域Z5は、前記変位△h(i)が小さい
領域である。
に、前記取得時刻t1の血圧をp1とし、前記取得時刻
t2の血圧p2とするとき、仮決定弾性率e(i)を、 e(i)=△h(i)/|p2−p1| により算出する。そして、各仮決定弾性率e(i)の平
均値を弾性率E(i)として決定し、出力する。このよ
うに、多数の仮決定弾性率e(i)の平均値を採用する
ことで、弾性率E(i)の算出精度を高めると共に、耐
雑音性を向上できる。
モード音線データdbに基づくBモード画像の各画素の
輝度を前記弾性率E(i)に基づいて決定して弾性率超
音波画像G1を生成し、CRT10へ送る。例えば前記
弾性率E(i)が大きいほど高輝度とする。前記CRT
9は、前記弾性率超音波画像G1を表示する。図6に、
弾性率超音波画像G1を例示する。背景は黒である。第
1領域Z1は暗い白で見え、第2領域Z2はやや明るい
白で見え、第3領域Z3は明るい白で見え、第4領域Z
4はやや明るい白で見え、第5領域Z5は暗い白で見え
る。よって、第3領域Z3の弾性率が最も高く、次いで
第2領域Z2および第4領域Z4の弾性率が高く、第1
領域Z1および第5領域Z5の弾性率が低いことが判
る。
装置100によれば、弾性率超音波画像G1の各画素の
輝度から、頚動脈管壁Wやアテローマαの弾性率の分布
状況を一目で認識できる。
置を示す構成図である。なお、前記第1の実施形態にか
かる超音波診断装置100と同じ構成要素には同じ参照
符号を付している。この超音波診断装置200は、リニ
ア走査型超音波探触子1と、心電同期信号syncを出力す
る心電同期部20と、被検体内の所望の走査範囲を複数
の走査区画に分割し前記心電同期信号syncのタイミング
に合わせて各走査区画について超音波パルスを送信しそ
れに対応するエコーを受信することを反復して区画音線
信号S’(i,j)を出力する走査区画毎送受信部22
と、前記走査区画に対応する区画Bモード音線データd
b’を生成するBモード処理部3と、ドプラ信号処理部
4と、変位算出部5と、血圧測定部6と、被検体内のあ
る部分の弾性率E(i)を算出する弾性率算出部7と、
前記弾性率E(i)により区画Bモード画像の輝度を決
めた画素からなる区画弾性率超音波画像(図9のG2
1,G22,G23)を生成すると共にそれら区画弾性
率超音波画像を前記走査区画の位置に対応させて合成し
た如き合成弾性率超音波画像G2を生成する合成弾性率
超音波画像生成部28と、前記合成弾性率超音波画像G
2を表示するCRT9とを具備して構成されている。
による走査原理を示す模式図である。走査区画r1,r
2,r3は、所望の走査範囲Rを3層に分割したときの
1区画である。前記走査区画r1,r2,r3は、それ
ぞれ、例えば6mm幅である。まず、図8の(a)に示
すように、前記心電同期信号syncのタイミングに合わせ
て、前記走査区画r1を規定走査回数だけ走査する。次
に、図8の(b)に示すように、前記心電同期信号sync
のタイミングに合わせて、前記走査区画r2を規定走査
回数だけ走査する。次に、図8の(c)に示すように、
前記心電同期信号syncのタイミングに合わせて、前記走
査区画r3を規定走査回数だけ走査する。走査区画r
1,r2,r3ごとの走査時間は、前記走査範囲Rの全
体を一度に走査する場合の1/3で済む。例えば、パル
ス繰り返し周波数PRF=12kHzの超音波パルスを
用いて、12音線で1000回走査するのに要する時間
は、それぞれ、1秒ですむ。
例示図である。なお、撮影対象は、前記第1の実施形態
と同じとする。この合成弾性率超音波画像G2は、前記
走査区画r1に対応する区画弾性率超音波画像G21
と,前記走査区画r2に対応する区画弾性率超音波画像
G22と,前記走査区画r3に対応する区画弾性率超音
波画像G23とを合成した如き画像である。前記走査範
囲Rを一度に走査する場合に比べて、前記走査区画r
1,r2,r3の走査時間が短いので、走査時間内での
頚動脈管壁Wおよびアテローマαのブレが小さくて済
み、区画弾性率超音波画像G21,G22,G23を高
分解能化できる。また、各走査区画r1,r2,r3を
心電同期信号syncに合わせて走査するので、各区画弾性
率超音波画像G21,G22,G23の接合部に段差が
生じることを抑制できる。
装置200によれば、区画弾性率超音波画像G21,G
22,G23を合成した如き高分解能の合成弾性率超音
波画像G2を表示することが出来る。
装置を示す構成図である。なお、前記第2の実施形態に
かかる超音波診断装置200と同じ構成要素には同じ参
照符号を付している。この超音波診断装置300は、リ
ニア走査型超音波探触子1と、心電同期部20と、走査
区画毎送受信部22と、区画音線信号S’(i,j)か
ら走査区画ごとの区画CFM音線データdcを生成する
CFMモード処理部33と、前記走査区画ごとの区画C
FM画像(図11のG31,G32,G33)を生成し
それら区画CFM画像を前記走査区画の位置に対応させ
て合成した如き合成CFM画像G3を生成する合成CF
M画像生成部38と、前記合成CFM画像G3を表示す
るCRT9とを具備して構成されている。
図である。なお、撮影対象は、前記第1の実施形態と同
じとする。この合成CFM画像G3は、前記走査区画r
1に対応する区画CFM画像G31と,前記走査区画r
2に対応する区画CFM画像G32と,前記走査区画r
3に対応する区画CFM画像G33とを合成した如き画
像である。第1領域Z1は前記リニア走査型超音波探触
子1に低速で近づく(図3,図4参照)ことから暗い赤
で見え、第2領域Z2は前記リニア走査型超音波探触子
1にやや高速で近づくことからやや明るい赤で見え、第
3領域Z3は前記リニア走査型超音波探触子1に高速で
近づくことから明るい赤で見え、第4領域Z4は前記リ
ニア走査型超音波探触子1にやや高速で近づくことから
やや明るい赤で見え、第5領域Z5はリニア走査型超音
波探触子1に低速で近づくことから暗い赤で見える。ま
た、図2の例では血流方向と音線方向とが直交するの
で、血流領域が黒く見える(直交しない場合には、血流
速度に応じた輝度で着色される)。よって、第3領域Z
3の弾性率が最も高く、次いで第2領域Z2および第4
領域Z4の弾性率が高く、第1領域Z1および第5領域
Z5の弾性率が低いことが判る。前記走査範囲Rを一度
に走査する場合に比べて、前記走査区画r1,r2,r
3の走査時間が短いので、走査時間内での頚動脈管壁W
およびアテローマαのブレが小さくて済み、区画CFM
画像G31,G32,G33を高分解能化できる。ま
た、各走査区画r1,r2,r3を心電同期信号syncに
合わせて走査するので、各区画CFM画像G31,G3
2,G33の接合部に段差が生じることを抑制できる。
装置300によれば、区画CFM画像G31,G32,
G33を合成した如き高分解能の合成CFM画像G3を
表示することが出来る。これにより、頚動脈管壁Wおよ
びアテローマαが動く速度の微妙な違いを認識すること
が可能となり、弾性率の分布状況を推定できる。
弾性率E(i)によって輝度を変えたが、表示色を変え
てもよい。 (2)上記第2,第3の実施形態では、走査範囲R内を
3つの走査区画r1,r2,r3に分割したが、2つの
走査区画に分割してもよいし、4以上の走査区画に分割
してもよい。例えば、18mm厚の走査範囲を、2mm
幅の9層の走査区画に分割し、各走査区画をパルス繰り
返し周波数PRF=4kHzの超音波パルスを用いて4
音線で走査することを1000回行い、合成弾性率超音
波画像G2または合成CFM画像G3を生成してもよ
い。また、24mm厚の走査範囲を、6mm幅の4層の
走査区画に分割し、各走査区画をパルス繰り返し周波数
PRF=12kHzの超音波パルスを用いて12音線で
走査することを1000回行い、合成弾性率超音波画像
G2または合成CFM画像G3を生成してもよい。 (3)上記第1〜第3の実施形態では、リニア走査型超
音波探触子1を用いたが、これ以外のタイプの超音波探
触子(セクタ電子走査型超音波探触子,メカニカルセク
タ走査型超音波探触子,コンベクス走査型超音波探触子
など)を用いてもよい。
よび超音波診断装置によれば、被検体内のある部分に関
し弾性率により画素値を変えた弾性率画像を生成するの
で、弾性率の分布状況を一目で認識できるようになる。
また、複数の走査区画についての区画超音波画像を前記
走査区画の位置に対応させて合成した如き合成超音波画
像を生成することで、超音波画像を高画質化することが
出来る。
置を示す構成図である。
査する状態を示す説明図である。
図である。
置を示す構成図である。
式図である。
装置を示す構成図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 被検体内のある部分に加わる圧力の変化
および前記部分の変位に基づいて該部分の弾性率を算出
し、その弾性率を対応する画素値に反映させた弾性率画
像を生成することを特徴とする画像生成方法。 - 【請求項2】 請求項1に記載の画像生成方法におい
て、所望走査範囲を複数の走査区画に分割し、各走査区
画について被検体を超音波で走査して区画弾性率超音波
画像を生成し、それら区画弾性率超音波画像を前記走査
区画の位置に対応させて合成した如き合成弾性率超音波
画像を生成することを特徴とする画像生成方法。 - 【請求項3】 請求項2に記載の画像生成方法におい
て、前記圧力の周期的変動に同期させて前記各走査区画
の走査を行うことを特徴とする画像生成方法。 - 【請求項4】 所望走査範囲を複数の走査区画に分割
し、各走査区画について被検体を超音波で走査して区画
超音波画像を生成し、それら区画超音波画像を前記走査
区画の位置に対応させて合成した如き合成超音波画像を
生成することを特徴とする画像生成方法。 - 【請求項5】 被検体内のある部分に加わる圧力の変化
および前記部分の変位に基づいて該部分の弾性率を算出
する弾性率算出手段と、前記弾性率を対応する画素値に
反映させた弾性率画像を生成する弾性率画像生成手段と
を具備したことを特徴とする画像生成装置。 - 【請求項6】 請求項5に記載の画像生成装置におい
て、所望走査範囲を複数の走査区画に分割し各走査区画
について被検体を超音波で走査して区画弾性率超音波画
像を生成する区画弾性率超音波画像生成手段と、各区画
弾性率超音波画像を前記走査区画の位置に対応させて合
成した如き合成弾性率超音波画像を生成する合成弾性率
超音波画像生成手段とを具備したことを特徴とする画像
生成装置。 - 【請求項7】 請求項6に記載の画像生成装置におい
て、前記区画弾性率超音波画像生成手段は、前記圧力の
周期的変動に同期させて前記各走査区画の走査を行うこ
とを特徴とする画像生成装置。 - 【請求項8】 所望走査範囲を複数の走査区画に分割し
各走査区画について被検体を超音波で走査して区画超音
波画像を生成する区画超音波画像生成手段と、各区画超
音波画像を前記走査区画の位置に対応させて合成した如
き合成超音波画像を生成する合成超音波画像生成手段と
を具備したことを特徴とする画像生成装置。 - 【請求項9】 超音波探触子と、請求項5から請求項8
の少なくとも1つの画像生成装置とを具備したことを特
徴とする超音波診断装置。
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---|---|---|---|
JP2000114920A JP2001292995A (ja) | 2000-04-17 | 2000-04-17 | 画像生成方法、画像生成装置および超音波診断装置 |
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JP2000114920A JP2001292995A (ja) | 2000-04-17 | 2000-04-17 | 画像生成方法、画像生成装置および超音波診断装置 |
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