JP2007236681A - Medical image diagnostic apparatus and control program of medical image diagnostic apparatus - Google Patents
Medical image diagnostic apparatus and control program of medical image diagnostic apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007236681A JP2007236681A JP2006064122A JP2006064122A JP2007236681A JP 2007236681 A JP2007236681 A JP 2007236681A JP 2006064122 A JP2006064122 A JP 2006064122A JP 2006064122 A JP2006064122 A JP 2006064122A JP 2007236681 A JP2007236681 A JP 2007236681A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image information
- image
- ultrasonic
- diagnostic apparatus
- medical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、医用画像診断装置に係り、とくにアーチファクトの発生する画像においてアーチファクトを除去する機能を有する医用画像診断装置に関する。 The present invention relates to a medical image diagnostic apparatus, and more particularly to a medical image diagnostic apparatus having a function of removing artifacts in an image in which artifacts are generated.
医用画像診断装置は生体との相互作用により得られるエネルギー信号を検出して、体内臓器を画像として表示する装置であり、X線を用いるX線診断装置、X線CT装置、磁気エネルギーを用いるMRI、超音波を用いる超音波診断装置、γ線を用いる核医学診断装置などがある。これらの装置は、現在では広く普及しており、性能も年々向上している。 A medical diagnostic imaging apparatus is an apparatus that detects an energy signal obtained by interaction with a living body and displays an internal organ as an image. An X-ray diagnostic apparatus that uses X-rays, an X-ray CT apparatus, and MRI that uses magnetic energy And an ultrasonic diagnostic apparatus using ultrasonic waves and a nuclear medicine diagnostic apparatus using gamma rays. These devices are now widespread and their performance is improving year by year.
しかし、これらの装置で生成された体内臓器の画像は、必ずしも真の臓器の画像のみではなく、種々の要因により実際には存在しない偽の画像が混在することがある。これを通常アーチファクト(偽像)と呼んでいる。画像にアーチファクトが混在すると正確な診断ができず誤診につながりかねない。アーチファクトの出方は、診断装置の種類によって異なり、その対策には装置固有の改善方法がとられているが、十分に除去できないものもある。例えば、X線CT装置における線状のストリークアーチファクトや、超音波診断装置における各種のアーチファクトである。とくに、超音波診断装置における多重反射によるアーチファクト、サイドローブまたはグレイティングローブによるアーチファクトは、超音波水浸法では大きな障害となる。 However, the internal organ images generated by these devices are not necessarily true organ images, and there may be a mixture of false images that do not actually exist due to various factors. This is usually called an artifact. If artifacts are mixed in the image, an accurate diagnosis cannot be made and this may lead to a misdiagnosis. The way in which artifacts appear differs depending on the type of diagnostic device, and the countermeasures have been taken for improvement methods specific to the device, but there are some that cannot be removed sufficiently. For example, linear streak artifacts in an X-ray CT apparatus and various artifacts in an ultrasonic diagnostic apparatus. In particular, artifacts due to multiple reflections, side lobes or grating lobes in an ultrasonic diagnostic apparatus are major obstacles in the ultrasonic water immersion method.
超音波診断装置におけるアーチファクトの除去についてはすでに発明がある(特許文献1)。この発明では、超音波プローブを傾けて(文面によれば少なくとも2つの傾倒角で)複数のデータを収集し、評価プログラムを介して所定の閾値の周囲において方向に依存する構造を規定し、それぞれ走査方向上に投影して、減算によって比較し、アーチファクトを無視する方法が示されている。この評価プログラムは処理が複雑で、適切な閾値の設定も困難であり、閾値によってアーチファクトか否かの評価結果が異なるため確実なアーチファクト除去は難しい。また、明細書中に簡単な方法として真の画像に偽の画像が重なった画像(A+B)から真の画像Aを差し引くと偽の画像Bだけが得られ、真の画像に偽の画像が重なった画像(A+B)から偽の画像Bを差し引くと、真の画像Aが得られるとの説明があるが、2枚の画像がともに偽の画像を含む場合はこの演算処理では偽の画像を差し引くことはできない。
以上述べたように、医用画像診断装置で得られる画像のアーチファクトは診断上大きな問題であり、アーチファクトを軽減あるいは除去することが常に重要な課題となっている。本発明は、このような従来の問題点を解決しようとするもので、アーチファクトを含む画像からアーチファクトを除去し、真の画像のみを出力する医用画像診断装置及び医用画像診断装置の制御プログラムを提供することを目的とする。また、とくに従来困難とされた超音波診断装置のアーチファクトを容易かつ確実に除去し、超音波診断装置の画質改善、超音波水浸法の実用化を可能にすることを目的とする。 As described above, image artifacts obtained by a medical image diagnostic apparatus are a serious problem in diagnosis, and it is always important to reduce or eliminate the artifacts. The present invention is intended to solve such a conventional problem, and provides a medical image diagnostic apparatus that removes artifacts from an image including artifacts and outputs only a true image, and a control program for the medical image diagnostic apparatus. The purpose is to do. It is another object of the present invention to easily and surely remove artifacts of an ultrasonic diagnostic apparatus, which has been considered difficult in the past, to improve the image quality of the ultrasonic diagnostic apparatus and to put the ultrasonic water immersion method into practical use.
上記課題を解決するため、本発明に係る医用画像診断装置は、被検体の体内臓器を画像として表示する医用画像診断装置において、真の画像情報と偽の画像情報を含み、前記真の画像情報と前記偽の画像情報の位置関係が異なる複数の画像情報を収集するための画像収集手段と、前記複数の画像情報について前記真の画像情報が同じ位置になるようにして、前記複数の画像情報の和から前記複数の画像情報の差に基づく情報を差し引くことにより、前記偽の画像情報を除去し前記真の画像情報のみの画像を出力するための演算手段と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a medical image diagnostic apparatus according to the present invention is a medical image diagnostic apparatus that displays an internal organ of a subject as an image, and includes true image information and false image information, and the true image information A plurality of pieces of image information for collecting a plurality of pieces of image information in which the positional relationship between the fake image information and the fake image information differs, and the plurality of pieces of image information Calculating means for removing the false image information and outputting only the true image information by subtracting information based on the difference between the plurality of pieces of image information from the sum of .
また、本発明に係る医用画像診断装置の制御プログラムは、被検体の体内臓器を画像として表示する医用画像診断装置に、真の画像情報と偽の画像情報を含み、前記真の画像情報と前記偽の画像情報の位置関係が異なる複数の画像情報を収集するための画像収集機能と、前記複数の画像情報について前記真の画像情報が同じ位置になるようにして、前記複数の画像情報の和から前記複数の画像情報の差に基づく情報を差し引くことにより、前記偽の画像情報を除去し前記真の画像情報のみの画像を出力するための演算処理機能と、を実行させることを特徴とする。 The medical image diagnostic apparatus control program according to the present invention includes true image information and false image information in a medical image diagnostic apparatus that displays an internal organ of a subject as an image, and the true image information An image collection function for collecting a plurality of pieces of image information in which the positional relationship of the fake image information is different, and the sum of the plurality of pieces of image information so that the true image information has the same position for the plurality of pieces of image information. An arithmetic processing function for removing the false image information and outputting only the true image information by subtracting information based on the difference between the plurality of image information from .
本発明によれば、アーチファクトを含む画像からアーチファクトを除去し、真の画像のみを出力する医用画像診断装置及び医用画像診断装置の制御プログラムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a medical image diagnostic apparatus that removes artifacts from an image including artifacts and outputs only a true image and a control program for the medical image diagnostic apparatus.
(第1の実施形態)
以下、本発明の第1の実施形態を図1〜図8に基づいて説明する。図1では医用画像診断装置に共通な本実施形態のアーチファクト除去の方法およびその原理について、図2〜図8では超音波診断装置に本実施形態を適応した場合について説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 illustrates an artifact removal method and principle of this embodiment common to medical image diagnostic apparatuses, and FIGS. 2 to 8 illustrate a case where the present embodiment is applied to an ultrasonic diagnostic apparatus.
図1は医用画像診断装置で収集した2枚の画像(図1a、図1b)と演算処理を行った3枚の画像(図1c〜図1e)を示している。体内臓器の表示領域1が四角の枠で示されており、その内部に組織の画像が表示されている。図1a、図1bに示された組織の画像2aは真の画像であり、図1aには真の画像2aに重なって第1のアーチファクト3が表示され、図1bには真の画像2aに重なって第2のアーチファクト4が表示されている。そして、第1のアーチファクト3と第2のアーチファクト4は真の画像2aに対して異なる位置にある。真の画像2aの信号の強さをA、第1のアーチファクト3の強さをB1、第2のアーチファクト4の強さをB2とする。アーチファクトは真の画像に重なって表示されているので、アーチファクトの表示されている部分の信号の大きさは、それぞれA+B1、A+B2である。ここで、A、B1、B2は正の値とする。
FIG. 1 shows two images (FIGS. 1a and 1b) collected by the medical image diagnostic apparatus and three images (FIGS. 1c to 1e) subjected to arithmetic processing. The internal
図1cは図1aと図1bの和の画像であり、真の画像2bの信号の強さは2A、第1のアーチファクト3の部分の強さは2A+B1、第2のアーチファクト4の部分の強さは2A+B2である。B1とB2の位置が異なるため、全体では2A+B1+B2である。図1dは図1aと図1bの差の絶対値の画像であり、真の画像2aは同じであるから差がゼロとなり、第1のアーチファクト3の部分は|A+B1−A|=B1、第2のアーチファクト4の部分は|A−(A+B2)|=B2であり、全体ではB1+B2である。すなわち、図1cは真の画像の2倍と2つのアーチファクトが重なった画像であり、図1dは2つのアーチファクトのみの画像である。したがって、図1cから図1dを差し引いて2で割ると、(2A+B1+B2−B1−B2)/2=Aとなり、図1eに示すように、第1のアーチファクト3、第2のアーチファクト4がともに除去され真の画像2aが得られる。
FIG. 1c is a sum image of FIG. 1a and FIG. 1b, the signal strength of the
あるいは、図1aと図1bの差の画像(B1−B2)に対して、第1のアーチファクト3と第2のアーチファクト4との中間の位置に境界5を設け、境界5の第1のアーチファクト3の側には+1、第2のアーチファクト4の側には−1のステップ関数を掛けると、(B1+B2)となり図1dと同じ画像が得られる。したがって、図1cから差にステップ関数を掛けた画像を差し引くことにより、偽の画像が除去され真の画像が得られる。ただし、この場合はA、B1、B2が正の値である必要はなく応用範囲が広い。
Alternatively, a
次に本実施形態を水浸法による超音波診断装置に応用した場合について詳細に説明する。 Next, the case where this embodiment is applied to an ultrasonic diagnostic apparatus using a water immersion method will be described in detail.
図2は、本実施形態に係る超音波診断装置のブロック構成図を示している。同図に示すように、本超音波診断装置は、超音波プローブ11、プローブ移動機構22、移動距離測定ユニット27、モニタ200、超音波送信ユニット101、超音波受信ユニット102、Bモード処理ユニット103、スキャンコンバータ105、メモリ106、演算ユニット107を具備している。以下、個々の構成要素の機能について説明する。
FIG. 2 is a block diagram of the ultrasonic diagnostic apparatus according to this embodiment. As shown in the figure, the ultrasonic diagnostic apparatus includes an
超音波プローブ11は、超音波受信ユニット101からの駆動信号に基づき超音波を発生し、被検体からの反射波を電気信号に変換する複数の超音波振動子、当該超音波振動子に設けられる整合層、当該超音波振動子から後方への超音波の伝播を防止するバッキング材等を有している。当該超音波プローブ11から被検体に超音波が送信されると、当該送信超音波は、音響インピーダンスの不連続面で次々と反射され、エコー信号として超音波プローブ11に受信される。このエコー信号の振幅は、反射することになった不連続面における音響インピーダンスの差に依存する。
The
プローブ移動機構22は、超音波プローブ11と被検体との距離を変化させるための機構である。例えば、被検体に接した液体容器に浸された超音波プローブ11が被検体上部に機械的に支持される場合、この機械的支持手段に移動機構が組み込まれることにより、超音波プローブ11の被検体に対する移動が可能となる。プローブ移動機構22は装置本体100からの命令に基づいて駆動される。
The
移動距離測定ユニット27は、プローブの移動距離を検出する。本実施形態においては、超音波プローブ11はプローブ移動機構22によって機械的に移動されるので、このプローブ移動機構22に周知の検出機構を設けることにより、移動距離が検出される。また、移動距離測定ユニット27は、装置本体100からプローブ移動機構22への駆動情報を検知するものであってもよい。この場合は、移動距離測定ユニット27は装置本体100に内蔵されるものであってもよい。
The movement distance measurement unit 27 detects the movement distance of the probe. In the present embodiment, since the
この他にも、光学センサや磁気センサなどの周知の位置センサを用い、所定位置からの移動距離を検出するものであってもよい。本実施形態においては画像処理で精度の高い位置情報が求められるので、磁気センサよりも高精度に位置検出できる光学センサを用いることがより好適である。検出された移動距離は演算ユニット107に送信され、アーチファクト低減のための演算に用いられる。
In addition, a known position sensor such as an optical sensor or a magnetic sensor may be used to detect a movement distance from a predetermined position. In the present embodiment, since position information with high accuracy is required by image processing, it is more preferable to use an optical sensor that can detect a position with higher accuracy than a magnetic sensor. The detected moving distance is transmitted to the
モニタ200は、スキャンコンバータ105からのビデオ信号に基づいて、生体内の形態学的情報を画像として表示する。
The
超音波送信ユニット101は、高電圧パルス発生回路等を有している。高電圧パルス発生回路では、所定のレート周波数fr Hz(周期;1/fr秒)で、送信超音波を形成するための高電圧パルスが繰り返し発生される。
The
超音波受信ユニット102は、図示していないアンプ回路、A/D変換器、遅延回路、加算器等を有している。アンプ回路では、プローブ12を介して取り込まれたエコー信号をチャンネル毎に増幅する。A/D変換器では、この増幅されたエコー信号のアナログ−デジタル変換を行う。そして、遅延回路により、受信指向性を決定するのに必要な遅延時間を与え、その後加算器において加算処理を行う。この加算により、エコー信号の受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調され、受信指向性と送信指向性とにより超音波送受信の総合的なビームが形成される。
The
Bモード処理ユニット103は、超音波受信ユニット102及び演算ユニット107からエコー信号を受け取り、検波処理、対数増幅、包絡線検波処理などを施し、信号強度がモニタ200上に明るさで表現されるデータを生成する。このデータは、スキャンコンバータ105に送信され、反射波の強度を輝度にて表したBモード画像としてモニタ200に表示される。
The B-
スキャンコンバータ105は、超音波スキャンの走査線信号列を、テレビなどに代表される一般的なビデオフォーマットの走査線信号列に変換し、表示画像としての超音波診断画像を生成する。スキャンコンバータ105は、画像データを格納する記憶メモリを搭載しており、例えば診断の後に操作者が検査中に記録された画像を呼び出すことが可能となっている。
The
メモリ106は、超音波受信ユニット101からのエコー信号を記憶する。メモリ106にはプローブの位置を変えた複数時点における複数組のエコー信号が記憶される。
The
演算ユニット107は、メモリ106に記憶された複数組のエコー信号と、移動距離測定ユニットから取得した移動距離の情報を用い、上述した方式に基づく加減算や絶対値処理等の演算処理をする。演算処理によって得られたエコー信号は、Bモード処理ユニット103に入力され、最終的にアーチファクトの低減された超音波画像がモニタ200に表示される。演算ユニット107の行う演算処理は本実施形態の特徴部である。以下、この演算処理の具体的手法を中心に詳述する。
The
図3は水浸法において組織に重なって表示される多重反射アーチファクトと、プローブの移動に伴う多重反射アーチファクトの位置の移動の様子を示すための説明図である。 FIG. 3 is an explanatory diagram for illustrating the state of multiple reflection artifacts displayed overlapping the tissue in the water immersion method and the movement of the position of the multiple reflection artifacts accompanying the movement of the probe.
まず、図3の左側の図を用いて説明する。多数の振動子12が配列された超音波プローブ11が液体容器内の温水14の中におかれ、温水を介して例えば乳房などの被検体16に対して超音波の送受信を行う。図2の超音波送信ユニット101から高電圧パルスがケーブル13を通して振動子12に加えられると超音波が発射され、被検体からの反射超音波が振動子に当たると電圧が発生しケーブル13を通して図2の超音波受信ユニット102を介してメモリ106、Bモード処理ユニット103に入力され、スキャンコンバータ105により断面像が生成されモニタ200に表示される。超音波プローブ11は、図に矢印で示したプローブ移動機構22により水面23を越えないように超音波ビーム方向に移動する。移動距離は移動距離検出ユニット27により検出される。
First, description will be made with reference to the left side of FIG. An
被検体の表面すなわち体表15は通常は皮膚であり、温水14との音響インピーダンスの差が大きいため比較的強い反射を起こし、最初の反射波は画像上では体表の断面として振動子表面12からXの距離に正しく表示される。体表の下の組織16も断面像として表示される。
The surface of the subject, that is, the
このとき、超音波ビームに垂直な体表の部分19からの反射はとくに強く、反射して振動子表面12に到達した超音波20は、振動子の音響インピーダンスが水に比較して非常に大きいため強い反射を起こし、再び被検体の方向に向かい体表19で反射されて振動子に到達する。これが多重反射信号となる。この信号の到達時間は振動子12と体表19の間を2度往復するため、初めの反射波の到達時間の2倍であり、多重反射像21aは振動子から体表までの2倍の距離すなわち振動子から2Xの位置に表示される。すなわち、体表19からはXの距離に表示される。この位置の本来の組織像17を楕円で示してあり、組織像17と多重反射像21aは重ねて表示される。
At this time, the reflection from the
図3の右側の図は超音波プローブを上にXsだけ移動した場合を示している。このとき、振動子表面12と体表19の距離はX+Xsとなるが、多重反射の画像21bは振動子表面2から2X+2Xsの距離になる。これらの画像全体の表示位置をXsだけ振動子側に戻すと、体表15およびその下の組織16、組織像17は左側の図と同じ位置に表示される。一方、多重反射の画像21bは体表15、組織16、17に対してXsだけ下に表示される。この位置にある組織像18を図には長方形で示してある。
The right side of FIG. 3 shows a case where the ultrasonic probe is moved upward by Xs. At this time, the distance between the
したがって、左から右の画像を差し引けば同じ位置に表示されている体表15、組織像16、17、18は消え、多重反射像21aと21bだけの画像を得ることができる。逆にこれらの画像を加算すれば、体表15、組織像16、17、18と多重反射像21a、21bとを重ねた画像になる。後者の重複画像から前者の多重反射だけの画像を差し引くことができれば、多重反射像を除去し真の組織画像を得ることができる。
Therefore, if the right-to-left images are subtracted, the
しかしながら、実際には、単なる減算と加算だけでは多重反射像を取り除くことができない。次に、図4〜図6を用いて、多重反射を取り除くための演算処理について詳しく説明する。 However, in practice, multiple reflection images cannot be removed by simple subtraction and addition. Next, calculation processing for removing multiple reflections will be described in detail with reference to FIGS.
図6には(a)〜(g)の7種類の高周波信号の反射波波形が示されている。横軸は時間(μs)であり、縦軸は反射波信号電圧の相対的な値である。パルス波形の包絡線は正規分布曲線で近似し、超音波周波数は5MHz、超音波パルスの半値幅は約0.6mm、プローブの移動距離すなわち組織17と組織18の位置の間隔は2.3mmとした場合の例である。距離を時間に対応させると、パルスの半値幅は約0.8μs、プローブの移動距離は約3μsである。組織17、組織18、多重反射21aの振幅比は0.7:1:0.5であり、多重反射21aの振幅が組織17、組織18の振幅より大きい場合である。
FIG. 6 shows reflected wave waveforms of seven types of high-frequency signals (a) to (g). The horizontal axis is time (μs), and the vertical axis is the relative value of the reflected wave signal voltage. The envelope of the pulse waveform is approximated by a normal distribution curve, the ultrasonic frequency is 5 MHz, the half width of the ultrasonic pulse is about 0.6 mm, and the moving distance of the probe, that is, the distance between the positions of the
(a)の波形31は図3の組織17からの反射波、波形32は組織18からの反射波の波形である。(b)の波形33は図3の多重反射21aの波形である。(c)の波形34は組織17の波形31と多重反射の波形33の波形が重なったものである。組織17の波形と多重反射の波形33は1/8波長だけずれている。(d)と(e)の波形はプローブをXsだけ移動し、得られた信号を距離Xsに相当する時間だけ戻したシフト信号の波形である。(d)の波形35は図3の右側の図の多重反射21bのシフト信号の波形であり、(e)の波形36は組織17を表すシフト波形であり、波形37は組織18と多重反射21bが重畳した波形のシフト波形である。
A
実際に反射信号として得られるのは、(c)と(e)の組織と多重反射が重なった波形のみであり、(a)、(b)、(d)など、組織単独あるいは多重反射単独の波形は測定できない。したがって、(c)と(e)の波形を用いて、真の波形(a)を求めることが本実施形態の課題である。 Actually, only a waveform in which multiple reflections overlap with the tissues of (c) and (e) can be obtained as a reflection signal. (A), (b), (d), etc. The waveform cannot be measured. Therefore, it is a problem of this embodiment to obtain the true waveform (a) using the waveforms of (c) and (e).
まず、(c)と(e)の波形を加算する。組織17の反射波形31をT1、組織18の反射波形32をT2、多重反射33の波形をMとする。すると、(c)と(e)を加算した波形は組織17の位置が(2T1+M)、組織18の位置が(2T2+M)となる。次に、(c)から(e)の波形を減算すると、組織17の位置がM、組織18の位置が−Mとなる。減算波形がともにMであれば、加算波形から減算波形を差し引くことにより2(T1+T2)となり、組織のみの真の画像が得られるが、一方がM、他方が−Mのためそうはならない。
First, the waveforms of (c) and (e) are added. The reflected
図4(f)は、距離が体表から(X+Xs/2)に相当する時間より手前は1、その後は−1の値をもつステップ関数38である。このステップ関数38をKtとすると、Ktと減算波形の積は、組織17と組織18の両方の位置においてMとなる。(g)の演算処理波形39と40は、加算波形からステップ関数Ktと減算波形の積を差し引き2で割ったもので、組織のみの波形(a)の31と32に等しくなり、このような演算処理により多重反射信号が除去されて組織のみの画像が得られる。
FIG. 4F shows a
以上の演算処理は、反射信号そのものすなわち高周波信号で行ったものであるが、本実施形態はこれに限られない。位相情報をもつ直交検波波形を用いても同じ結果が得られる。しかし、通常超音波断層像を表示するときに用いられる検波信号、すなわち高周波信号を両波整流したものの抱絡線では位相の情報をもたないため、上述の演算処理では多重反射を除去できない場合が出てくる。そこで、次に検波信号を用いて多重反射を除去する方法について詳しく説明する。 The above arithmetic processing is performed on the reflected signal itself, that is, the high-frequency signal, but the present embodiment is not limited to this. The same result can be obtained by using a quadrature detection waveform having phase information. However, the detection signal that is normally used when displaying an ultrasonic tomographic image, that is, a high-frequency signal that has been rectified by both waves, does not have phase information, so multiple reflections cannot be removed by the above-described arithmetic processing. Comes out. Therefore, a method for removing multiple reflections using a detection signal will be described in detail.
図5の(h)〜(m)は検波波形であり、超音波周波数その他の条件は図4と同じであり、組織17の波形と多重反射21aの波形は1/8波長ずれている。
5 (h) to 5 (m) are detection waveforms, the ultrasonic frequency and other conditions are the same as those in FIG. 4, and the waveform of the
図5(h)は、プローブ移動前の組織17、組織18、多重反射21aの合成波形であり、この場合は組織17からの反射と多重反射21aが重なって波形41を形成し、組織18の位置には組織18からの反射波42のみがある。図4と同様に、組織17の反射波形41をT1、組織18の反射波形42をT2、多重反射43の波形をMとすれば、波形41は|T1+M|、波形42は|T2|と表される。(i)はプローブ移動後のシフト波形であり、波形43は組織17のみの波形|T1|、波形44は組織18と多重反射21bが重なった波形|T2+M|である。(h)と(i)はいずれも組織と多重反射の合成波形であり、受信信号から得られるものである。(j)は(h)と(i)の平均であり、波形45は(|T1|+|T1+M|)/2]、波形46は(|T2|+|T2+M|)と表される。(k)は(h)と(i)の差を2で割った値の絶対値の波形であり、波形47は||T1+M|−|T1||/2、波形48は||T2|−|T2+M||/2と表される。
FIG. 5 (h) shows a composite waveform of the
図5(l)は(j)から(k)を差し引いた処理波形、(m)は組織のみの波形である。処理波形(l)が、組織のみの波形(m)に等しくなればよい。図5の例では、組織17と多重反射21aの波形が1/8波長ずれているがほとんど同位相であるため、(l)と(m)の差はほとんどゼロとなり、多重反射アーチファクトは除去される。
FIG. 5 (l) shows a processed waveform obtained by subtracting (k) from (j), and (m) shows a waveform of only the tissue. The processing waveform (l) only needs to be equal to the waveform (m) of the tissue only. In the example of FIG. 5, since the waveforms of the
図6は組織17と多重反射21aの波形が半波長ずれている場合について図5と同じものを示している。図5と図6の番号は41と61、42と62のように、図5の番号に20を足した番号が図6の波形に対応している。
FIG. 6 shows the same thing as FIG. 5 in the case where the waveforms of the
図6の(n)の波形61は組織17と多重反射21aが重なった波形であるが、位相が反転しているため合成波形の振幅はそれぞれの和とはならず差となって、図5の(h)とは異なりいずれの波形よりも小さくなっている。図6の(o)の波形64も同様である。
A
図6の(r)は図5と同じ方法による処理波形であるが、組織のみの波形(s)と比較すると、組織17の位置にある処理波形69はあきらかに真の波形71に比較して小さく、組織の反射波と多重反射の位相が逆位相に近い場合は、厳密にはこの演算処理では多重反射アーチファクトが除去されない。すなはち、組織の反射波と多重反射の位相関係により、多重反射アーチファクトが除去される場合とされない場合があることが分かる。
FIG. 6 (r) shows a processing waveform by the same method as FIG. 5, but when compared with the tissue-only waveform (s), the
しかし、プローブを移動させることにより、組織と多重反射の位相関係を変えることができる。例えば、プローブを1/8波長だけ遠ざけると往復距離が1/4波長だけ長くなり、組織の反射波に対する多重反射の位相は移動前後で1/4波長だけ変化する。したがって、プローブを1/8波長ずつ移動しながら4種類の信号を収集しそれらを加算したものについて、上記の演算処理を行うことによって位相の影響を除くことができる。 However, the phase relationship between the tissue and the multiple reflection can be changed by moving the probe. For example, when the probe is moved away by 1/8 wavelength, the round-trip distance becomes longer by 1/4 wavelength, and the phase of multiple reflection with respect to the reflected wave of the tissue changes by 1/4 wavelength before and after the movement. Therefore, the influence of the phase can be eliminated by performing the above-described arithmetic processing on a signal obtained by collecting and adding four types of signals while moving the probe by 1/8 wavelength.
図7(t)〜(y)は、プローブを1/8波長(この例では0.075mm)ずつごく僅か移動して得られた4個の波形をそれぞれ移動した距離だけ戻して加算した波形と、その後プローブを7.5波長(4.5mm)移動しさらに1/8波長ずつ移動して得られた4個の波形をそれぞれ移動した距離戻して加算した波形との間で上記の演算処理を行った結果である。すなわち、図5あるいは図6において、移動前の合成波形として1/8波長ずつ移動して4個の波形を加算した波形、移動後のシフト波形として7.5波長移動してさらに1/8波長ずつ移動して4個の波形を加算した波形を用いたものである。 FIGS. 7 (t) to (y) show waveforms obtained by adding back the four waveforms obtained by moving the probe very slightly by 1/8 wavelength (in this example, 0.075 mm), respectively. After that, the above calculation processing is performed between the four waveforms obtained by moving the probe by 7.5 wavelengths (4.5 mm) and further moving by 1/8 wavelength, and the waveforms obtained by adding back the moved distances. It is the result of having gone. That is, in FIG. 5 or FIG. 6, a waveform obtained by moving 1/8 wavelength as a combined waveform before movement and adding four waveforms, and a shift waveform after movement by 7.5 wavelengths and further 1/8 wavelength. A waveform obtained by moving four by one and adding four waveforms is used.
このようにすると、図7(x)、(y)に示すように、処理波形89、90と多重反射を含まない組織のみの反射波形91、92は、組織17からの反射波と多重反射21aの位相関係によらずほとんど等しくなる。
In this way, as shown in FIGS. 7 (x) and (y), the
例えば超音波の周波数が5MHzの場合、波長は約0.6mm、1/8波長は0.075mmで、対応する時間は0.2μsと0.025μsでありごく僅かであるから、微細なプローブの移動機構および移動距離測定用のセンサが必要である。ただし、この程度の精密な機構は従来技術で十分である。僅かな移動距離だけ戻す場合は正確な移動距離の測定と適切な音速の設定が必要であるが、例えば水温を37度に一定にするなどで十分可能である。また、移動距離に測定誤差などがあっても、多重反射の存在するおよその位置は分かっているので、正常組織のみの部分の移動前後の差の波形が最小になる位置を求めて微細な調整を行うことができる。 For example, when the frequency of the ultrasonic wave is 5 MHz, the wavelength is about 0.6 mm, the 1/8 wavelength is 0.075 mm, and the corresponding times are 0.2 μs and 0.025 μs. A moving mechanism and a sensor for measuring the moving distance are required. However, such a precise mechanism is sufficient with the prior art. When returning only a small movement distance, it is necessary to accurately measure the movement distance and set an appropriate sound speed. For example, it is sufficient to make the water temperature constant at 37 degrees. Even if there is a measurement error in the movement distance, the approximate position where multiple reflections are present is known, so the position where the difference waveform before and after the movement of only the normal tissue is minimized is determined and fine adjustment is made. It can be performed.
また、ここではプローブを1/8波長ずつずらした4つの波形を加算する場合を説明したが、これに限られない。例えば、3/8波長ずらした波形や、5/8波長ずらした波形など、1/8の奇数倍の波長ずらした波形を加算した信号を用いても適応可能である。 Further, here, a case has been described in which four waveforms obtained by shifting the probe by 1/8 wavelength are added, but the present invention is not limited to this. For example, it is also possible to use a signal obtained by adding a waveform shifted by an odd multiple of 1/8, such as a waveform shifted by 3/8 wavelength or a waveform shifted by 5/8 wavelength.
これまで、超音波信号の重なりが反射波の位相関係により加算にも減算にもなりうることから、その詳細を検討してすべての場合について多重反射の削除が可能なことを説明した。しかし、体内臓器は一般には超音波の波長(例えば、周波数が5MHzの場合は約0.3mm)より細かな組織構造をしており、超音波特有のスペックルパターンを生じ位相関係が崩れている。したがって、位相を考慮することなく加算、減算、絶対値などの演算を行ってもよい。このようにしても、アーチファクトの除去効果に大きな差はみられない場合も多い。 So far, since the overlap of ultrasonic signals can be added or subtracted depending on the phase relationship of the reflected waves, the details have been examined and it has been explained that multiple reflections can be deleted in all cases. However, the internal organs generally have a tissue structure finer than the wavelength of ultrasonic waves (for example, about 0.3 mm when the frequency is 5 MHz), resulting in speckle patterns peculiar to ultrasonic waves and the phase relationship is broken. . Therefore, operations such as addition, subtraction, and absolute value may be performed without considering the phase. Even in this case, there is often no significant difference in the artifact removal effect.
また、超音波診断装置で通常行われているように受信信号の振幅を対数圧縮したり、非線形処理をした後にアーチファクト除去の演算処理を行うことも可能である。さらに、画像に対してスペックル除去のための特殊な空間処理や一般的なフィルタ処理などを行った画像を用いてアーチファクト除去の演算処理を行ってもよい。つまり本実施形態においては、アーチファクト除去の演算処理をBモード処理ユニット103の前段での信号を用いて行っているが、これに限られない。Bモード処理ユニット103で生成される信号や、スキャンコンバータ105に入力される信号、あるいはスキャンコンバータ105が生成する画像データに対して同様の処理を行うものであってもよい。
It is also possible to logarithmically compress the amplitude of the received signal as is normally done in an ultrasonic diagnostic apparatus, or to perform artifact removal calculation processing after nonlinear processing. Further, artifact removal calculation processing may be performed using an image obtained by performing special spatial processing for speckle removal or general filter processing on the image. That is, in this embodiment, the artifact removal calculation process is performed using the signal in the previous stage of the B-
次に、本実施形態に係る超音波診断装置の実際の動作態様の一例について図8を用いて説明する。 Next, an example of an actual operation mode of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
まず、ステップS1として、操作者が被検体および装置を所定の位置にセッティングする。具体的には、被検体を寝台に仰向けに載置し、さらに被検体の乳房の上に超音波プローブ11や、温水14の入った液体容器をセットする。
First, as step S1, the operator sets the subject and the apparatus at a predetermined position. Specifically, the subject is placed on his / her back on the bed, and the
次に、ステップS2として、操作者が所定の入力を行うことにより超音波信号の収集が開始される。この入力を受け、ステップS3へと移る。 Next, as step S2, collection of ultrasonic signals is started by the operator performing a predetermined input. Upon receiving this input, the process proceeds to step S3.
ステップ3においては、プローブ移動機構22が駆動し、超音波プローブ11を所定位置まで移動する。これと同時に、移動距離測定ユニット27は超音波プローブ11の移動距離を検出し、メモリ106に記憶する。
In
そして、ステップS4として、超音波信号が収集される。具体的には、超音波プローブ11から超音波が送受信され、得られた超音波信号が超音波受信ユニット102を介し、メモリ106に記憶される。なお、ここで収集される超音波信号は、一断面分の信号に限られない。例えば、超音波プローブ11を超音波送受信方向と異なる方向に回転移動させたり、平行移動させたりすることにより、三次元的な領域の超音波信号を収集してもよい。
In step S4, ultrasonic signals are collected. Specifically, ultrasonic waves are transmitted / received from the
さらにステップS5において、設定された条件に基づき、さらに異なる位置における超音波信号の収集を行うか否かが判断される。さらに異なる位置での超音波信号の収集を行う場合はステップS3に戻り、また、設定された位置での収集を全て終了した場合には、ステップS6に移る。ここでの設定された条件とは、上述した演算処理を行うためのプローブの移動距離の条件であり、あらかじめ装置に設定されているものであってもよいし。操作者が適宜設定変更できるものであってもよい。しかし、少なくとも超音波のパルス幅以上離れた2つの位置で超音波信号を収集するよう設定されていることが必須である。このようなステップS3ないしステップS5の動作を繰り返して、それぞれ位置関係の異なる複数の超音波信号が収集される。 In step S5, it is determined whether or not to collect ultrasonic signals at different positions based on the set conditions. Further, when collecting ultrasonic signals at different positions, the process returns to step S3, and when all the collections at the set positions are completed, the process proceeds to step S6. The condition set here is a condition of the moving distance of the probe for performing the above-described arithmetic processing, and may be set in the apparatus in advance. The operator may change the setting as appropriate. However, it is essential that the ultrasonic signal is set to be collected at at least two positions separated by at least the ultrasonic pulse width. By repeating the operations in steps S3 to S5, a plurality of ultrasonic signals having different positional relationships are collected.
ステップS6において、演算ユニット107がメモリ106に記憶されている複数の超音波信号と、それぞれに対応するプローブの移動距離の情報を読み出す。演算ユニット107は、取得したこれらの情報に基づき、上述した加減算や絶対値処理等を行う。
In step S <b> 6, the
そしてステップS7において、演算ユニット107において演算された超音波信号に基づいて、Bモード処理ユニット103やスキャンコンバータ105が画像化処理を行い、アーチファクトが除去された超音波画像が得られる。
In step S7, the B-
なお、ここではプローブの移動および超音波信号の収集は自動的に行われるものとして説明しているが、これに限られない。操作者が適宜移動量を入力したり、手動で移動するものであってもよい。また、超音波信号の収集においても操作者の入力があった時点の超音波信号を収集するものであってもよい。 Here, although it has been described that the movement of the probe and the collection of ultrasonic signals are performed automatically, the present invention is not limited to this. An operator may input a moving amount as appropriate, or move manually. Further, in the collection of ultrasonic signals, the ultrasonic signals at the time when there is an input from the operator may be collected.
さらに、上述の説明では多重反射によるアーチファクトの除去を主として説明したがこれに限られない。超音波診断装置のアーチファクトでは、多重反射とともにとくに大きな問題になるのはグレイティングローブによるアーチファクトである。グレイティングローブは、振動素子を多数配列したアレイ振動子において、振動素子間隔と超音波周波数との関係から超音波送受信方向に対し例えば30度などの特定方向に発生する。このグレイティングローブの発生により、超音波の送受信方向に対して例えば±30度の方向にある反射体の反射波もある程度受信してしまい、アーチファクトの原因となる。 Furthermore, in the above description, the removal of artifacts due to multiple reflection has been mainly described, but the present invention is not limited to this. Among the artifacts of an ultrasonic diagnostic apparatus, an artifact caused by a grating lobe is a major problem with multiple reflection. The grating lobe is generated in a specific direction such as 30 degrees with respect to the ultrasonic transmission / reception direction from the relationship between the vibration element interval and the ultrasonic frequency in an array transducer in which a large number of vibration elements are arranged. Due to the generation of the grating lobe, a reflected wave of a reflector in a direction of ± 30 degrees, for example, with respect to the ultrasonic transmission / reception direction is also received to some extent, which causes an artifact.
グレイティングローブアーチファクトも、図3のように超音波プローブを超音波ビーム方向に移動することにより発生位置が異なり、また、後述する図9のように超音波ビーム方向を変えても発生位置が異なる。したがって、超音波プローブの移動あるいは超音波ビームの方向を変えることによって、グレイティングローブアーチファクトを除去することが可能である。 The generation position of the grating lobe artifact is also changed by moving the ultrasonic probe in the direction of the ultrasonic beam as shown in FIG. 3, and the generation position is different even if the direction of the ultrasonic beam is changed as shown in FIG. . Therefore, the grating lobe artifact can be removed by moving the ultrasonic probe or changing the direction of the ultrasonic beam.
次に、本実施形態の効果について説明する。本実施形態によれば、偽の画像情報を除去し真の画像情報のみを出力できる。 Next, the effect of this embodiment will be described. According to this embodiment, it is possible to remove false image information and output only true image information.
本実施形態によれば、超音波診断装置に適応させることにより、とくに水浸法において偽の画像情報の位置が異なる複数の画像情報を容易に得ることができる。例えば、超音波プローブを超音波ビーム方向へ移動することにより、多重反射やグレイティングローブなどによる偽の画像情報を含む複数の画像情報が得られ、これをもとに演算処理を行うので、多重反射やグレイティングローブが低減された画像情報を出力できる。 According to the present embodiment, by adapting to an ultrasonic diagnostic apparatus, it is possible to easily obtain a plurality of pieces of image information in which the positions of false image information are different particularly in the water immersion method. For example, by moving the ultrasonic probe in the direction of the ultrasonic beam, multiple pieces of image information including false image information due to multiple reflections and grating lobes can be obtained, and calculation processing is performed based on this information. Image information with reduced reflection and grating lobes can be output.
さらに、超音波プローブの移動距離を超音波のパルス幅以上にすることにより、多重反射やグレイティングローブなどの偽の画像情報を異なる位置に発生させることができる。 Furthermore, by setting the moving distance of the ultrasonic probe to be equal to or greater than the ultrasonic pulse width, it is possible to generate false image information such as multiple reflections and grating lobes at different positions.
さらに、本実施形態によれば、超音波の反射波の高周波信号あるいは直交検波信号について演算処理を行うことにより、位相情報も考慮して正確な演算処理を行うことができる。 Furthermore, according to the present embodiment, by performing arithmetic processing on a high-frequency signal or quadrature detection signal of an ultrasonic reflected wave, accurate arithmetic processing can be performed in consideration of phase information.
また、本実施形態によれば、超音波の反射波の検波信号あるいはそれを処理した信号について演算処理を行うことにより、通常の装置でも簡単に処理ができる。 Further, according to the present embodiment, it is possible to easily process even a normal apparatus by performing arithmetic processing on the detection signal of the reflected wave of the ultrasonic wave or a signal obtained by processing the signal.
さらに本実施形態によれば、空間処理された画像情報について演算処理を行うことにより、スペックルなどランダムな位相情報により生じるノイズあるいは高い空間周波数のノイズを軽減できる。 Furthermore, according to the present embodiment, noise generated by random phase information such as speckles or high spatial frequency noise can be reduced by performing arithmetic processing on spatially processed image information.
(第2の実施形態)
以下、本発明の第2の実施形態を図9〜図11に基づいて説明する。ここでは第1の実施形態と異なる部分を中心に説明し、重複する説明は省略する。
(Second Embodiment)
The second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. Here, the description will focus on parts that are different from the first embodiment, and redundant description will be omitted.
第1の実施形態においては、超音波プローブ11をビーム方向に移動する場合を説明した。しかし、図1の原理図でも説明したように必ずしもプローブを動かさなくとも多重反射が異なる位置に出るようにすればよい。その方法について以下に説明する。
In the first embodiment, the case where the
図9は超音波プローブを固定したまま、超音波ビームの方向を電子的に変えることにより多重反射が異なる位置に発生するものである。図3では超音波ビームの送受信方向が振動子面12に垂直な方向であるが、図9は超音波ビームの送受信方向が走査線24a、24bで示されるやや斜めの方向である。左の図ではやや右方向、右の図ではやや左方向に向けて送受信が行われる。
In FIG. 9, multiple reflections are generated at different positions by electronically changing the direction of the ultrasonic beam while the ultrasonic probe is fixed. In FIG. 3, the transmission / reception direction of the ultrasonic beam is a direction perpendicular to the
多重反射は体表15に対して超音波ビームが垂直に入射する部分すなわち図9の点線で示した走査線25a、25bの体表部分で強く起こり、それぞれの多重反射像21c、21dが発生する。図9に示すようにビーム方向を変えることにより、多重反射の起こる体表部位が異なり多重反射の出る位置も異なる。したがって、これらの画像について上述の演算処理を行えば、プローブを固定したままで多重反射を除去することができる。
Multiple reflection occurs strongly at the part where the ultrasonic beam is perpendicularly incident on the
図10は、本実施形態に係る超音波診断装置のブロック構成図を示している。本実施形態の構成において、第1の実施形態と異なる点は、プローブ移動機構22や、移動距離測定ユニット27が不要となる点と、ビーム方向制御ユニット108が必要となる点である。
FIG. 10 is a block diagram of the ultrasonic diagnostic apparatus according to this embodiment. The configuration of the present embodiment is different from the first embodiment in that the
ビーム方向制御ユニット108は、超音波送信ユニット101の高電圧パルス発生回路の駆動タイミングおよび超音波受信ユニット102の遅延回路を制御する。これにより、超音波プローブ11に配列された複数の超音波振動子それぞれの駆動タイミングが調節されて、超音波プローブ11から送受信される超音波のビーム方向が定まる。本実施形態においては、図9を参照して上述したように走査線の傾きが制御される。
The beam
さらに、ビーム方向制御ユニット108は、例えば超音波振動子面に対するビーム方向の角度などのビーム方向に関する情報をメモリ106に送信する。また、メモリ106には、ビーム方向を異ならせて得られた複数の超音波信号が記憶される。演算ユニット107は、メモリ106に記憶されたビーム方向に関する情報と複数の超音波信号を読み出して、アーチファクト除去のための演算を行う。本実施形態においては、ビーム方向の角度情報に基づき真の画像情報が同じ座標上に記録される。このようにして得られた画像を用いることにより第1の実施形態と同様の演算処理が可能であることはいうまでもない。
Further, the beam
次に、本実施形態に係る超音波の動作態様について、図11を用いて説明する。ステップS11、ステップS12においては第1の実施形態と同様に、装置のセッティングおよび超音波信号の収集開始の入力が行われる。 Next, the operation mode of ultrasonic waves according to the present embodiment will be described with reference to FIG. In step S11 and step S12, as in the first embodiment, the setting of the apparatus and the input for starting the collection of ultrasonic signals are performed.
ステップS13では、ビーム方向制御ユニット108がビーム方向を決定し、その情報を超音波送信ユニット101、超音波受信ユニット102やメモリ106に送信する。メモリ106はこのビーム方向に関する情報を記憶する。
In step S <b> 13, the beam
ステップS14では、超音波送信ユニット101および超音波受信ユニット102がビーム方向制御ユニット108から取得したビーム方向の情報に基づいて、超音波の送受信を行う。得られた超音波信号はメモリ106に記憶される。ステップS15でさらに異なる角度で収集を行うか否かを判断し、ステップS13〜ステップS15のループにより、複数の超音波信号およびビーム方向の情報がメモリ106に記憶される。
In step S <b> 14, the
ステップS16では、演算ユニット107が複数の超音波信号およびビーム方向の情報に基づいて演算を行い、ステップS17において、画像化処理が行われる。同一画面内で図9で示す異なる角度の2枚の画像データを収集する時間は、例えば約0.05秒であり、電子的にビーム方向を変えると同時に超音波プローブ11を超音波送受信方向と異なる方向に回転移動させたり、平行移動させたりしながら、数十秒で三次元的な領域の超音波信号を収集することも可能である。
In step S16, the
ここで、ステップS13で、ビーム方向制御ユニット108が逐一ビーム方向に関する情報をメモリ106に送信しているがこれに限られない。所定の条件をあらかじめ設定しておき、それにしたがって超音波送受信が行われるような場合は、逐一ビーム方向に関する情報を送信する必要はなく、設定時の条件をもとに演算が可能である。
Here, in step S13, the beam
次に本実施形態の効果について説明する。本実施形態によれば、上述の第1の実施形態の効果に加え、以下の効果を有する。 Next, the effect of this embodiment will be described. According to the present embodiment, in addition to the effects of the first embodiment described above, the following effects are obtained.
この方法によればプローブの傾倒角を変える方法(特許文献1)に比較して、プローブの移動機構が不要なため構造が簡単であり、かつ電子的にビーム方向を変えるため例えば0.05秒などのごく短時間でデータ収集が可能なため呼吸による体動の影響も受けない利点がある。 According to this method, compared to the method of changing the tilt angle of the probe (Patent Document 1), the structure of the probe is simple because it does not require a probe moving mechanism, and the beam direction is changed electronically, for example, 0.05 seconds. Since data can be collected in a very short time, there is an advantage that it is not affected by body movement due to breathing.
ここで、本実施形態においても第1の実施形態と同様に、超音波プローブ11を回転移動させたり平行移動させたりして3次元的に超音波信号を取得することが可能である。このような場合には上述の効果はさらに顕著である。第1の実施形態においては、超音波プローブ11の支持機構に対して平行移動や回転移動のための機構と実施例1のような上下移動のための機構を並存させると、支持機構の複雑化の懸念がある。これに比べ、本実施形態では電子的な手法によりアーチファクトの位置を異ならせているため、機構を複雑にすることがない。
Here, also in the present embodiment, as in the first embodiment, it is possible to three-dimensionally acquire an ultrasonic signal by rotating or translating the
(変形例)
以下に本発明に係る実施形態のさらなる変形例を説明する。
(Modification)
Below, the further modification of embodiment which concerns on this invention is demonstrated.
図12に第1の変形例として、機械的にビーム方向を変化させる場合を示した。この変形例に係る超音波診断装置の構成は、第1の実施形態の構成におけるプローブ移動機構22をプローブを揺動移動させるための機構とし、移動距離測定ユニット27を周知のロータリーエンコーダ等の揺動角度を検出する機構とする。演算ユニット107の行う演算は、第2の実施形態における演算とほぼ同様でよい。このような方式でも上述の実施形態と同様の作用・効果が得られることはいうまでもない。本方式においては同じ断面を異なる角度で超音波送受信しているので、3次元領域に対して超音波送受信を行うための機械揺動機構などとは異なる。
FIG. 12 shows a case where the beam direction is mechanically changed as a first modification. In the configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus according to this modification, the
図13には、第2の変形例として、マンモグラフィで用いるような圧迫板26で乳房16を挟んで超音波画像を得ようとする場合を示した。図は上から、超音波プローブの振動子面12、温水14、上部の圧迫板26a、乳房表面15、乳房組織16、下部圧迫板26bが配置される構造になる。圧迫板26は3mm程度のポリカーボネイトなどの硬いプラスチック材料でできており、音響インピーダンスが水や皮膚などよりずっと大きいため、圧迫板26が水14と接する部分および体表15と接する部分の両方で強い多重反射21eを起こす。図13では強い多重反射21eを2本の線で表している。
FIG. 13 shows a case where an ultrasonic image is obtained by sandwiching the
図13の配置で電子的に超音波ビームを走査すると紙面に平行な1枚の断層像が得られ、プローブを紙面に垂直な奥の方向へ機械的に動かすことにより、乳房全体の断層像が得られる。これらの断層像には図13に示すように強い多重反射21eの線がアーチファクトとして表示され、このままでは診断に供することはできない。そこで、次にプローブを上方に移動させてプローブ表面と圧迫板との距離を大きくし、奥から手前に紙面に垂直にプローブを戻す。すると、多重反射は前より下がった位置に現れ、多重反射が異なる位置にある複数の画像が得られる。多重反射の位置が異なるこれらの画像を利用すれば多重反射のアーチファクトを除去することができる。
When the ultrasonic beam is electronically scanned in the arrangement of FIG. 13, a tomographic image parallel to the paper surface is obtained, and the tomographic image of the entire breast is obtained by mechanically moving the probe in the direction perpendicular to the paper surface. can get. In these tomographic images, as shown in FIG. 13, a line of strong
また図13に示される場合でも、プローブの上下移動以外の実施形態によってアーチファクトの位置が異なる画像が得られるのはいうまでもない。例えば第2の実施形態のように電子的にビーム方向を変化させることによってもアーチファクトの位置関係の異なる画像が取得できる。このようにすればプローブの上下方向の移動が不要なので、圧迫板に直接プローブを当接させる場合や一方の圧迫板の溝にプローブを嵌合するような、水浸法と異なる場合でも適応が可能である。 Further, even in the case shown in FIG. 13, it goes without saying that images with different artifact positions can be obtained according to embodiments other than the vertical movement of the probe. For example, images with different artifact positional relationships can be acquired by electronically changing the beam direction as in the second embodiment. This eliminates the need to move the probe in the vertical direction, so it can be applied even when the probe is in direct contact with the compression plate or when the probe is fitted in the groove of one compression plate, or when it is different from the water immersion method. Is possible.
また、圧迫板を用いた水浸法の場合は第2の実施例の電子的にビーム方向を変える方法あるいは第1の変形例の機械的にビーム方向を移動する方式と第1の実施例のプローブをビーム方向に移動する方式を組み合わせて適応することも可能であり、これにより圧迫板を用いた場合も多重反射の影響がほとんどない三次元の超音波データを収集できる。 In the case of the water immersion method using a compression plate, the method of electronically changing the beam direction of the second embodiment or the method of mechanically moving the beam direction of the first modification and the first embodiment are used. It is also possible to apply a combination of methods for moving the probe in the beam direction, whereby three-dimensional ultrasonic data with little influence of multiple reflection can be collected even when a compression plate is used.
なお、上述した全ての実施形態や変形例において、メモリ106、演算ユニット107及びビーム方向制御ユニット108などはハードウェア的に専用基板として装置本体100に備わっていてもよいし、ソフトウェア的に備わっていてもよい。ソフトウェア的に備わっている場合、具体的には装置本体100が内蔵する記憶媒体や外部の記憶媒体などに本実施形態の機能を実現するためのプログラムが記憶されている。このプログラムが装置本体100に内蔵されるメモリに展開され、内蔵するCPUで演算されることにより、同様の機能、構成が実現されることはいうまでもない。
In all the embodiments and modifications described above, the
1 体内臓器の表示領域
2a真の画像
3 第1のアーチファクト
4 第2のアーチファクト
11 超音波プローブ
12 振動子
14 温水
16 被検体
17 プローブ移動前に多重反射と重なる組織
18 プローブ移動後に多重反射と重なる組織
19 超音波ビームに垂直な体表
10 水中での多重反射
21aプローブ移動前の多重反射像
21bプローブ移動後の多重反射像
21c超音波送受信方向を右斜めにした場合の多重反射像
21d超音波送受信方向を左斜めにした場合の多重反射像
22 プローブ移動機構
24a超音波送受信方向を右斜めにした場合の走査線
24b超音波送受信方向を左斜めにした場合の走査線
24a超音波送受信方向を右斜めにした場合の多重反射が起こる走査線
24b超音波送受信方向を左斜めにした場合の多重反射が起こる走査線
26 圧迫板
27 移動距離測定ユニット
31 組織17からの反射波形
32 組織18からの反射波形
33 プローブ移動前の多重反射の波形
34 組織7と多重反射の合成波形
37 プローブ移動後の組織18と多重反射の合成波形のシフト波形
38 ステップ関数
39,40 高周波信号による処理波形
41,42 プローブ移動前の組織と多重反射の合成検波波形
43,44 プローブ移動後の組織と多重反射の合成検波シフト波形
49,50 検波信号の処理波形
51,52 組織のみの真の反射波の検波波形
100 装置本体
101 超音波送信ユニット
102 超音波受信ユニット
103 Bモード処理ユニット
105 スキャンコンバータ
106 メモリ
107 演算ユニット
108 ビーム方向制御ユニット
200 モニタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Display area of internal organ 2a True image 3 1st artifact 4 2nd artifact 11 Ultrasonic probe 12 Vibrator 14 Hot water 16 Subject 17 Tissue 18 overlapping with multiple reflection before probe movement 18 Overlapping with multiple reflection after probe movement Tissue 19 Body surface 10 perpendicular to ultrasonic beam Multiple reflection image 21d in water Multiple reflection image 21b before probe movement Multiple reflection image 21b after probe movement Multiple reflection image 21c Multiple reflection image 21d when the ultrasonic transmission / reception direction is tilted to the right Multiple reflection image 22 when transmission / reception direction is inclined leftward Probe moving mechanism 24a Scan line 24b when ultrasonic transmission / reception direction is inclined rightward Scanning line 24a ultrasonic transmission / reception direction when ultrasonic transmission / reception direction is inclined leftward Scanning line 24b where multiple reflection occurs when tilted to the right Multiple reflection occurs when the ultrasound transmission / reception direction is tilted to the left Inspection line 26 Compression plate 27 Movement distance measurement unit 31 Reflected waveform 32 from tissue 17 Reflected waveform 33 from tissue 18 Multiple reflected waveform 34 before probe movement Synthetic waveform 37 of tissue 7 and multiple reflection 37 Tissue 18 after probe movement Shift waveform 38 of multiple reflection composite waveform Step function 39, 40 Processing waveform 41, 42 by high frequency signal Synthetic detection waveform 43, 44 of tissue before probe movement and multiple reflection Synthetic detection shift waveform of tissue and multiple reflection after probe movement 49, 50 Processing waveform 51, 52 of detection signal Detection waveform of true reflected wave of tissue only 100 Main body 101 Ultrasonic transmission unit 102 Ultrasonic reception unit 103 B mode processing unit 105 Scan converter 106 Memory 107 Operation unit 108 Beam direction Control unit 200 Monitor
Claims (16)
真の画像情報と偽の画像情報を含み、前記真の画像情報と前記偽の画像情報の位置関係が異なる複数の画像情報を収集するための画像収集手段と、
前記複数の画像情報について前記真の画像情報が同じ位置になるようにして、前記複数の画像情報の和から前記複数の画像情報の差に基づく情報を差し引くことにより、前記偽の画像情報を除去し前記真の画像情報のみの画像を出力するための演算手段と、
を備えることを特徴とする医用画像診断装置。 In a medical diagnostic imaging apparatus that displays an internal organ of a subject as an image,
Image collecting means for collecting a plurality of pieces of image information including true image information and fake image information, wherein the positional relationship between the true image information and the fake image information is different;
The false image information is removed by subtracting information based on the difference between the plurality of image information from the sum of the plurality of image information so that the true image information is in the same position for the plurality of image information. Computing means for outputting an image of only the true image information;
A medical image diagnostic apparatus comprising:
前記複数の画像情報の和から前記複数の画像情報の差の絶対値を差し引くことを特徴とする請求項1記載の医用画像診断装置。 The computing means is
The medical image diagnostic apparatus according to claim 1, wherein an absolute value of a difference between the plurality of pieces of image information is subtracted from a sum of the plurality of pieces of image information.
前記複数の画像情報の和から前記複数の画像情報の差にステップ関数を掛けた値を差し引くことを特徴とする請求項1記載の医用画像診断装置。 The computing means is
The medical image diagnostic apparatus according to claim 1, wherein a value obtained by multiplying a difference between the plurality of pieces of image information by a step function is subtracted from the sum of the plurality of pieces of image information.
前記複数の画像情報のうちの第1の画像情報における偽の画像情報と、前記複数の画像情報のうちの第2の画像情報における偽の画像情報とに対して、互いに逆の符合となる係数を掛ける関数であることを特徴とする請求項2記載の医用画像診断装置。 The step function is
Coefficients having opposite signs to the fake image information in the first image information of the plurality of image information and the fake image information in the second image information of the plurality of image information The medical image diagnostic apparatus according to claim 2, wherein
前記被検体に対して超音波パルスを送受信して得られた超音波信号に基づいて前記複数の画像情報を収集することを特徴とする請求項1記載の医用画像診断装置。 The image collecting means includes
The medical image diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the plurality of pieces of image information are collected based on an ultrasonic signal obtained by transmitting / receiving ultrasonic pulses to / from the subject.
超音波パルスを送受信する超音波プローブを超音波ビーム方向へ移動して前記複数の画像情報を得ることを特徴とする請求項5記載の医用画像診断装置。 The image collecting means includes
6. The medical image diagnostic apparatus according to claim 5, wherein an ultrasonic probe that transmits and receives an ultrasonic pulse is moved in an ultrasonic beam direction to obtain the plurality of pieces of image information.
超音波ビーム方向を変えることによって得られた前記複数の画像情報を得ることを特徴とする請求項5記載の医用画像診断装置。 The image collecting means includes
6. The medical image diagnostic apparatus according to claim 5, wherein the plurality of pieces of image information obtained by changing an ultrasonic beam direction are obtained.
超音波の反射波の高周波信号あるいは直交検波信号に基づいて演算処理を行うことを特徴とする請求項5記載の医用画像診断装置。 The computing means is
6. The medical image diagnostic apparatus according to claim 5, wherein arithmetic processing is performed based on a high-frequency signal or orthogonal detection signal of an ultrasonic reflected wave.
超音波の反射波の検波信号あるいはそれを処理した信号に基づいて演算処理を行うことを特徴とする請求項5記載の医用画像診断装置。 The computing means is
6. The medical image diagnostic apparatus according to claim 5, wherein arithmetic processing is performed based on a detection signal of an ultrasonic reflected wave or a signal obtained by processing the detection signal.
空間処理された画像情報に基づいて演算処理を行うことを特徴とする請求項1記載の医用画像診断装置。 The computing means is
The medical image diagnostic apparatus according to claim 1, wherein arithmetic processing is performed based on the spatially processed image information.
前記超音波プローブから送信された超音波パルスが、音響インピーダンス不整合面で反射され、さらに前記超音波プローブの超音波放射面で反射されることによって現れる画像であることを特徴とする請求項5記載の医用画像診断装置。 The fake image information is
The ultrasonic pulse transmitted from the ultrasonic probe is an image that is reflected by an acoustic impedance mismatching surface and further reflected by an ultrasonic radiation surface of the ultrasonic probe. The medical image diagnostic apparatus described.
前記音響インピーダンス不整合面は、前記音響伝播物質と接触した前記被検体の表面または表面を覆う膜であることを特徴とする請求項13記載の医用画像診断装置。 An acoustic propagation material arranging means for arranging an acoustic propagation material between the ultrasonic probe and the subject surface;
The medical image diagnostic apparatus according to claim 13, wherein the acoustic impedance mismatching surface is a surface of the subject in contact with the acoustic propagation material or a film covering the surface.
前記被検体の乳房を圧迫するための圧迫板であることを特徴とする請求項13記載の医用画像診断装置。 The acoustic impedance mismatch surface is:
The medical image diagnostic apparatus according to claim 13, wherein the medical image diagnostic apparatus is a compression plate for compressing the breast of the subject.
真の画像情報と偽の画像情報を含み、前記真の画像情報と前記偽の画像情報の位置関係が異なる複数の画像情報を収集するための画像収集機能と、
前記複数の画像情報について前記真の画像情報が同じ位置になるようにして、前記複数の画像情報の和から前記複数の画像情報の差に基づく情報を差し引くことにより、前記偽の画像情報を除去し前記真の画像情報のみの画像を出力するための演算処理機能と、
を実行させることを特徴とする医用画像診断装置の制御プログラム。 In a medical diagnostic imaging device that displays the internal organs of a subject as an image,
An image collecting function for collecting a plurality of pieces of image information including true image information and fake image information, wherein the positional relationship between the true image information and the fake image information is different;
The false image information is removed by subtracting information based on the difference between the plurality of image information from the sum of the plurality of image information so that the true image information is in the same position for the plurality of image information. An arithmetic processing function for outputting an image of only the true image information;
A control program for a medical image diagnostic apparatus.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006064122A JP2007236681A (en) | 2006-03-09 | 2006-03-09 | Medical image diagnostic apparatus and control program of medical image diagnostic apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006064122A JP2007236681A (en) | 2006-03-09 | 2006-03-09 | Medical image diagnostic apparatus and control program of medical image diagnostic apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007236681A true JP2007236681A (en) | 2007-09-20 |
Family
ID=38582813
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006064122A Withdrawn JP2007236681A (en) | 2006-03-09 | 2006-03-09 | Medical image diagnostic apparatus and control program of medical image diagnostic apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007236681A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015506258A (en) * | 2012-02-02 | 2015-03-02 | ユニヴァーシティ オブ ワシントン センター フォー コマーシャライゼーション | Filtering system and method for suppressing unsteady multiple reflections in ultrasound images |
DE112020002679T5 (en) | 2019-06-06 | 2022-03-03 | Fujifilm Corporation | Three-dimensional ultrasonic image generating apparatus, three-dimensional ultrasonic image generating method and three-dimensional ultrasonic image generating program |
CN115919362A (en) * | 2023-03-15 | 2023-04-07 | 深圳英美达医疗技术有限公司 | Method, device and equipment for removing artifact of ultrasonic imaging system and storage medium |
-
2006
- 2006-03-09 JP JP2006064122A patent/JP2007236681A/en not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015506258A (en) * | 2012-02-02 | 2015-03-02 | ユニヴァーシティ オブ ワシントン センター フォー コマーシャライゼーション | Filtering system and method for suppressing unsteady multiple reflections in ultrasound images |
US10713758B2 (en) | 2012-02-02 | 2020-07-14 | University Of Washington | Filtering systems and methods for supression of non-stationary reverberation in ultrasound images |
DE112020002679T5 (en) | 2019-06-06 | 2022-03-03 | Fujifilm Corporation | Three-dimensional ultrasonic image generating apparatus, three-dimensional ultrasonic image generating method and three-dimensional ultrasonic image generating program |
CN115919362A (en) * | 2023-03-15 | 2023-04-07 | 深圳英美达医疗技术有限公司 | Method, device and equipment for removing artifact of ultrasonic imaging system and storage medium |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7828731B2 (en) | Ultrasonographic apparatus, ultrasonographic data processing method, and ultrasonographic data processing program | |
CN103648400B (en) | Diagnostic ultrasound equipment and method | |
JP2786334B2 (en) | Image forming apparatus using echo signal | |
US10959704B2 (en) | Ultrasonic diagnostic apparatus, medical image processing apparatus, and medical image processing method | |
US20060173327A1 (en) | Ultrasound diagnostic system and method of forming arbitrary M-mode images | |
US7949160B2 (en) | Imaging apparatus and imaging method | |
JP6058295B2 (en) | Ultrasonic diagnostic apparatus, medical image processing apparatus, medical image processing method, and medical image processing program | |
JPH04317641A (en) | Ultrasonic visualizing system | |
JPWO2005013829A1 (en) | Ultrasonic imaging apparatus and ultrasonic imaging method | |
JP5015688B2 (en) | Medical imaging system | |
JP2009056140A (en) | Ultrasonic diagnostic system | |
JP5498551B2 (en) | Ultrasonic diagnostic apparatus and ultrasonic transmission / reception condition optimization program | |
JP5588924B2 (en) | Ultrasonic diagnostic equipment | |
JP5663552B2 (en) | Ultrasonic inspection apparatus, signal processing method and program for ultrasonic inspection apparatus | |
JP5132089B2 (en) | Ultrasonic diagnostic apparatus, ultrasonic transmission / reception condition optimization program, and ultrasonic transmission / reception condition optimization method | |
JP5843748B2 (en) | Ultrasonic image display device and control program thereof | |
JP2007236681A (en) | Medical image diagnostic apparatus and control program of medical image diagnostic apparatus | |
JP3180958B2 (en) | Ultrasound diagnostic equipment | |
JP6876869B2 (en) | Control method of ultrasonic diagnostic equipment and ultrasonic diagnostic equipment | |
JP6968626B2 (en) | Ultrasound diagnostic equipment, data processing equipment and data processing programs | |
JP6705261B2 (en) | Image generating apparatus and image generating method | |
JP2021164573A (en) | Device and program | |
Breyer et al. | Basic Principles of Ultrasonic Imaging | |
JP2023150276A (en) | Ultrasound diagnostic device and ultrasound diagnostic program | |
Linear et al. | Ultrasound Imaging and Doppler |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20090512 |