JP2008148794A - Image generation method and ultrasonic diagnostic apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To generate and display images in a new form relating to an ultrasonic diagnostic apparatus. <P>SOLUTION: The image generation method includes: a first operation step of obtaining blood flow velocity components in a direction connecting respective points on an observation surface and an ultrasonic transmission/reception point at the respective points on the basis of reception signals; a second operation step of obtaining a blood flow velocity composed of the combination of the blood flow velocity components obtained in the first operation step and the blood flow velocity components in a direction orthogonal to the blood flow velocity components within the observation surface at the respective points on the observation surface on the basis of the blood flow velocity components obtained in the first operation step; a ridge extraction step of extracting the set of the points on a ridge when the blood flow velocity at the respective points is liken to the geographic altitude on the basis of a blood flow velocity distribution including the set of the respective points on the observation surface, of the blood flow velocity between the blood flow velocity and the blood flow direction constituting the blood flow velocity obtained in the second operation step; and a display step of displaying the image indicating the set of the points on the ridge extracted in the ridge extraction step. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、被検体内への超音波パルスの送信と被検体内で反射して戻ってきた反射超音波の受信とを繰り返し、反射超音波の受信により得られた受信信号に基づく画像を生成して表示する超音波診断装置、およびその超音波診断装置における画像生成方法に関する。   The present invention repeats the transmission of ultrasonic pulses into the subject and the reception of reflected ultrasonic waves reflected back within the subject, and generates an image based on the received signal obtained by receiving the reflected ultrasonic waves. In particular, the present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus that displays an image and a method for generating an image in the ultrasonic diagnostic apparatus.

従来より、被検体内への超音波パルスの送信とその被検体内で反射して戻ってきた反射超音波の受信とを繰り返し、その反射超音波の受信により得られた受信信号に基づく画像を生成して表示する超音波診断装置が、医療分野で採用されている。   Conventionally, transmission of ultrasonic pulses into the subject and reception of reflected ultrasonic waves reflected back within the subject are repeated, and an image based on the received signal obtained by reception of the reflected ultrasonic waves is displayed. Ultrasonic diagnostic apparatuses that generate and display are used in the medical field.

超音波診断装置の表示画面に診断用の画像を生成して表示する方法の一つとして、ドプラ効果を利用した超音波ドプラ法を使用して生体内の観察面上の各点の血流速度の、超音波進行方向の成分を測定し、この血流速度分布を、パルス反射法により得られたモノクロ断層像上に重ねてカラー表示する表示方法が知られている。   As one of the methods for generating and displaying diagnostic images on the display screen of an ultrasonic diagnostic apparatus, the blood flow velocity at each point on the observation surface in the living body using the ultrasonic Doppler method using the Doppler effect There is known a display method in which a component in the ultrasonic traveling direction is measured and this blood flow velocity distribution is superimposed and displayed on a monochrome tomographic image obtained by a pulse reflection method.

この超音波ドプラ法による血流速度成分の測定原理は、振動子アレイにより超音波ビームを一定周期で生体内にパルス放射し、被検体内部の反射体による反射波を受信し、その受信信号に含まれる、ドプラ効果による周波数変化成分を検出することにより、血流内の反射体の、超音波進行方向の運動速度成分を測定し、さらに反射波が返ってくるまでの時間からその位置を求め、これをリアルタイムで2次元の血流情報としてカラー表示するものである。   The principle of blood flow velocity component measurement by this ultrasonic Doppler method is that an ultrasonic beam is radiated into a living body at a constant cycle by a transducer array, a reflected wave from a reflector inside the subject is received, and the received signal is By detecting the included frequency change component due to the Doppler effect, the motion velocity component of the reflector in the bloodstream in the direction of ultrasonic travel is measured, and the position is determined from the time until the reflected wave returns. This is displayed in color as two-dimensional blood flow information in real time.

図1は従来の超音波診断装置の構成図である。   FIG. 1 is a configuration diagram of a conventional ultrasonic diagnostic apparatus.

この図1に示す超音波診断装置100Aには、探触子1が備えられており、この探触子1には圧電セラミック等の振動子がその先端に配列されている。探触子1には送信回路2と受信回路4が接続される。パルス発生回路3は送信の繰り返し周期(例えば4KHz)を与えるタイミング信号S11(レートパルス)を発生し、それを送信回路2に供給する。送信回路2は例えば64チャンネルの、パルスドライバ及び遅延回路から構成される。パルスドライバはレートパルスのタイミングで送信周波数(例えば2.5MHz)に等しい周期の駆動パルスを発生し、探触子1の振動子に印加する。遅延回路は超音波ビームを収束し、かつ指向性を与えるために各チャンネル毎のパルス発生タイミングに所定の遅延を与える。その結果、超音波ビームが指向性に応じた方向にパルス放射される。このようにして、レートパルス周期で、生体(図示せず)の内部に向けて、同一方向(例えば図1のa方向)への送受信を例えば6回繰り返して行い、さらに断層像取得のための1回の送受信を行い、計7回の送受信で一つの周期(ライン周期)を完了し、順次b、c、dと走査方向を切り替えながら、例えば64本の走査線について同様の処理を行い1フレーム分の走査を完了する。   The ultrasonic diagnostic apparatus 100A shown in FIG. 1 includes a probe 1, and transducers such as piezoelectric ceramics are arranged at the tip of the probe 1. A transmitter circuit 2 and a receiver circuit 4 are connected to the probe 1. The pulse generation circuit 3 generates a timing signal S11 (rate pulse) that gives a transmission repetition period (for example, 4 kHz) and supplies it to the transmission circuit 2. The transmission circuit 2 is composed of, for example, a 64-channel pulse driver and a delay circuit. The pulse driver generates a drive pulse having a period equal to the transmission frequency (for example, 2.5 MHz) at the timing of the rate pulse and applies it to the transducer of the probe 1. The delay circuit converges the ultrasonic beam and gives a predetermined delay to the pulse generation timing for each channel in order to give directivity. As a result, the ultrasonic beam is radiated in a direction corresponding to directivity. In this way, transmission / reception in the same direction (for example, the a direction in FIG. 1) is repeated, for example, six times toward the inside of a living body (not shown) at a rate pulse period, and further for tomographic image acquisition. One transmission / reception is performed, and one cycle (line cycle) is completed by a total of seven transmissions / receptions, and the same processing is performed for, for example, 64 scanning lines while sequentially switching the scanning directions b, c, d Complete the scan for the frame.

一方、生体内の音響インピーダンスの不連続面での反射超音波(エコー)は、探触子1を介して受信回路4でチャンネル毎に受信される。受信回路4はプリアンプ、遅延回路、加算回路から構成される。受信信号はプリアンプで増幅され、遅延回路により各チャンネル毎に所定の遅延を与えられ、加算回路により加算される。これにより指向性に応じた方向からのエコーが受信される。   On the other hand, the reflected ultrasonic wave (echo) on the discontinuous surface of the acoustic impedance in the living body is received for each channel by the receiving circuit 4 via the probe 1. The receiving circuit 4 includes a preamplifier, a delay circuit, and an adder circuit. The received signal is amplified by a preamplifier, given a predetermined delay for each channel by a delay circuit, and added by an adder circuit. Thereby, an echo from a direction corresponding to the directivity is received.

受信回路4から出力される受信信号はミキサ回路5に入力される。ミキサ回路5は図示しない発振器により生成された、送信周波数と同一の周期を持ち互いに位相が90°異なる一対の参照信号と、この受信信号とを混合することにより、直交検波を行い、ドプラ信号の同相信号S12a及び直交信号S12bを出力する。2つのローパスフィルタ6a,6bは、それぞれ、混合の結果生じたドプラ信号の同相信号S12aおよび直交信号S12bの高調波成分を除去する。   The reception signal output from the reception circuit 4 is input to the mixer circuit 5. The mixer circuit 5 performs quadrature detection by mixing the received signal with a pair of reference signals generated by an oscillator (not shown) and having the same period as the transmission frequency and having a phase difference of 90 °, and the Doppler signal An in-phase signal S12a and a quadrature signal S12b are output. The two low-pass filters 6a and 6b respectively remove harmonic components of the in-phase signal S12a and the quadrature signal S12b of the Doppler signal generated as a result of mixing.

各ローパスフィルタ6a,6bの出力信号は、各A/D変換器7a,7bにより、深さ方向に対して一定のサンプリング周期で例えば各256点のサンプリングが行なわれてディジタル値に変換される。MTIフィルタ8a,8bは、ドプラ信号に含まれる臓器の壁運動等による低周波成分を除去し血流成分のみを抽出するものであり、例えば図2に示す1次のエコーキャンセラから構成される。   The output signals of the low-pass filters 6a and 6b are converted into digital values by, for example, sampling 256 points at a constant sampling period in the depth direction by the A / D converters 7a and 7b. The MTI filters 8a and 8b are for removing only low-frequency components due to organ wall motion and the like contained in the Doppler signal and extracting only blood flow components, and are composed of, for example, a primary echo canceller shown in FIG.

自己相関回路9にはMTIフィルタ8a,8bの出力信号が入力され、この自己相関回路9では、繰り返し周期を隔てて得られるドプラ信号の同相信号を実部、直交信号を虚部とする複素自己相関(R(1))を、6回の繰返し周期のデータについて計算する。特定の深さにおけるMTIフィルタ8a,8bの、k回目の出力信号をx(k)、y(k)とした場合、この計算は実部、虚部ごとに式(1a)及び式(1b)で示される。   The autocorrelation circuit 9 receives the output signals of the MTI filters 8a and 8b. In the autocorrelation circuit 9, the in-phase signal of the Doppler signal obtained at repeated intervals is a real part and the quadrature signal is an imaginary part. Autocorrelation (R (1)) is calculated for data with 6 repetition periods. When the k-th output signal of the MTI filters 8a and 8b at a specific depth is set to x (k) and y (k), this calculation is performed for each of the real part and the imaginary part using the expressions (1a) and (1b). Indicated by

Figure 2008148794
Figure 2008148794

Figure 2008148794
Figure 2008148794

その演算結果は、実部、虚部ごとに各走査線の5回目のレートパルスのタイミングに同期して深さ毎に順次取り出される。   The calculation result is sequentially extracted for each depth in synchronization with the timing of the fifth rate pulse of each scanning line for each real part and imaginary part.

速度検出回路10は自己相関回路9の演算結果である自己相関値(R(1))を入力し、その偏角値(arctan{Im[R(1)]/Re[R(1)]})を計算する。この偏角値はドプラ偏移周波数に比例した量を与える。この偏角値はその点の超音波ビームの方向の血流速度成分を出力している。このようにして求めた観察面上の各点の、超音波ビームの方向の血流速度成分の集合からなる血流分布を表わす血流分布画像データが画像処理回路12に送られる。   The speed detection circuit 10 receives the autocorrelation value (R (1)), which is the calculation result of the autocorrelation circuit 9, and receives the declination value (arctan {Im [R (1)] / Re [R (1)]}. ). This declination value gives an amount proportional to the Doppler shift frequency. This declination value outputs a blood flow velocity component in the direction of the ultrasonic beam at that point. Blood flow distribution image data representing a blood flow distribution composed of a set of blood flow velocity components in the direction of the ultrasonic beam at each point on the observation surface thus obtained is sent to the image processing circuit 12.

一方、受信回路4の出力信号は断層像処理部11にも送られる。断層像処理部11は、受信信号の包絡線を検波した後、A/D変換し、モノクロ輝度データとして出力し、そのモノクロ輝度データも画像処理回路12に送られる。   On the other hand, the output signal of the receiving circuit 4 is also sent to the tomographic image processing unit 11. The tomographic image processing unit 11 detects the envelope of the received signal, performs A / D conversion, outputs it as monochrome luminance data, and the monochrome luminance data is also sent to the image processing circuit 12.

画像処理回路12は順次入力される平均速度データに対して方向(探触子1に近づく方向、あるいは遠ざかる方向)及びその絶対値に基づき所定の配色を施し、断層像のモノクロ輝度データと共に、その走査方向及び深さに応じて2次元状にマッピングし、これを画像データとして、図示しない画像メモリに格納する。さらにその画像データは一定の周期で画像メモリから読み出され、TVモニタ13上に、断層像を示すモノクロ画像と血流分布を示すカラー画像が合成された診断像が表示される。以上が、超音波診断装置の基本構成である。   The image processing circuit 12 applies a predetermined color scheme to the average velocity data sequentially input based on the direction (direction approaching or moving away from the probe 1) and the absolute value thereof, along with the monochrome luminance data of the tomographic image, Two-dimensional mapping is performed according to the scanning direction and depth, and this is stored as image data in an image memory (not shown). Further, the image data is read from the image memory at a constant cycle, and a diagnostic image in which a monochrome image indicating a tomographic image and a color image indicating a blood flow distribution are combined is displayed on the TV monitor 13. The above is the basic configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus.

近年、上記の基本構成を有する超音波診断装置において、血流速度が求められるのは直接的には超音波ビームの方向成分のみであるが、この超音波ビームの方向の血流速度成分から、超音波ビームに対し直角な方向の血流速度成分を含む観察面内の全方向の血流速度や血流量を求める技術が提示されている(非特許文献1、特許文献1,2参照)。   In recent years, in the ultrasonic diagnostic apparatus having the above basic configuration, the blood flow velocity is directly required only for the direction component of the ultrasonic beam, but from the blood flow velocity component in the direction of the ultrasonic beam, Techniques for obtaining blood flow velocity and blood flow in all directions within an observation surface including blood flow velocity components in a direction perpendicular to the ultrasonic beam have been proposed (see Non-Patent Document 1, Patent Documents 1 and 2).

また、上記の技術を基にして、湧き出しや吸い込みを考慮した流線分布を求める技術も提案されている(特許文献3参照)。
Journal of Visualization Vol9 No.1 2006,Ohmsha,Lid.,IOS Press 特開平11−83564号公報 特開2005−110939号公報 特開平11−108947号公報
In addition, based on the above technique, a technique for obtaining a streamline distribution in consideration of springing and suction has been proposed (see Patent Document 3).
Journal of Visualization Vol9 No. 1 2006, Ohmsha, Lid. , IOS Press Japanese Patent Laid-Open No. 11-83564 JP 2005-110939 A JP-A-11-108947

上記のとおり、超音波診断装置の技術は益々の発展を遂げてきているが、ここで問題となるのは、現在の超音波診断装置における各種表示態様に加え、さらにどのような態様の表示を行なうと診断上有用であるかという点である。   As described above, the technology of the ultrasonic diagnostic apparatus has been developed more and more. However, the problem here is that in addition to the various display modes in the current ultrasonic diagnostic apparatus, what kind of display is possible. It is a point that it is useful for diagnosis when it is done.

本発明は、上記事情に鑑み、超音波診断装置における、新たな態様の画像の生成方法および新たな態様の画像の生成を行うことのできる超音波診断装置を提供することを目的とする。   In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a method for generating an image of a new aspect and an ultrasonic diagnostic apparatus capable of generating an image of a new aspect in the ultrasonic diagnostic apparatus.

上記目的を達成する本発明の画像生成方法は、被検体内への超音波パルスの送信とその被検体内で反射して戻ってきた反射超音波の受信とを繰り返し、その反射超音波の受信により得られた受信信号に基づく画像を生成して表示する超音波診断装置における画像生成方法において、
上記受信信号に基づいて、観察面上の各点における、その各点と超音波送受信点とを結ぶ方向の血流速度成分を求める第1の演算ステップと、
上記第1の演算ステップで求められた血流速度成分に基づいて、上記観察面上の各点における、その観察面内の、上記第1の演算ステップで求められた血流速度成分と、その血流速度成分とは直角な方向の血流速度成分との合成からなる血流速度を求める第2の演算ステップと、
上記第2の演算ステップで求められた血流速度を構成する血流速さと血流方向とのうちの血流速さの、上記観察面上の各点の集合からなる血流速さ分布に基づいて、その各点の血流速さを地理上の標高に擬えたときの尾根上の点の集合を抽出する尾根抽出ステップと、
上記尾根抽出ステップで抽出された尾根上の点の集合を表わす画像を表示する表示ステップとを有することを特徴とする。
The image generation method of the present invention that achieves the above object repeats transmission of an ultrasonic pulse into a subject and reception of a reflected ultrasonic wave reflected back within the subject, and reception of the reflected ultrasonic wave. In the image generation method in the ultrasonic diagnostic apparatus for generating and displaying an image based on the received signal obtained by
A first calculation step for obtaining a blood flow velocity component in a direction connecting each point and the ultrasonic transmission / reception point at each point on the observation surface based on the received signal;
Based on the blood flow velocity component obtained in the first calculation step, the blood flow velocity component obtained in the first calculation step in the observation surface at each point on the observation surface, A second calculation step for obtaining a blood flow velocity comprising a composition of a blood flow velocity component in a direction perpendicular to the blood flow velocity component;
A blood flow velocity distribution composed of a set of points on the observation surface of the blood flow velocity of the blood flow velocity and the blood flow direction constituting the blood flow velocity obtained in the second calculation step. A ridge extraction step for extracting a set of points on the ridge when mimicking the blood flow velocity of each point to the geographical elevation,
And a display step for displaying an image representing a set of points on the ridge extracted in the ridge extraction step.

例えば心臓内の血流を観察するにあたり、血液がどのように流れているかを知ることは重要である。この観点からすると、血流速さを地理上の標高に擬えたときの尾根線は血流の強い流れを示しており、極めて有用な情報を与えることになる。   For example, in observing blood flow in the heart, it is important to know how blood is flowing. From this point of view, the ridge line when the blood flow velocity is simulated as the geographical altitude indicates a strong flow of blood flow, which gives extremely useful information.

本発明の画像生成方法は、二次元的な全方位の血流速度を求める技術をさらに発展させ、その二次元的な血流速度を構成する血流速さと血流方向とのうちの血流速さの情報を基にして上記尾根線上の点の集合を抽出し、それを表示するものであるため、血流全体を把握するのに極めて有用な情報を与えることができる。   The image generation method of the present invention further develops a technique for obtaining a two-dimensional omnidirectional blood flow velocity, and the blood flow among the blood flow velocity and the blood flow direction constituting the two-dimensional blood flow velocity. Since a set of points on the ridge line is extracted based on the speed information and displayed, information extremely useful for grasping the entire blood flow can be given.

ここで、本発明の画像生成方法において、上記尾根抽出ステップは、上記血流速さ分布に空間的な平滑化処理を施し、平滑化処理が施された後の血流速さ分布に基づいて上記尾根上の点の集合を抽出するステップであることが好ましい。   Here, in the image generation method of the present invention, the ridge extraction step performs a spatial smoothing process on the blood flow velocity distribution, and based on the blood flow velocity distribution after the smoothing process is performed. Preferably, this is a step of extracting a set of points on the ridge.

平滑化処理を施すことにより、血流速さ分布上に表れるノイズ成分を誤って尾根上の点として抽出してしまうおそれが低減される。   By performing the smoothing process, the risk that a noise component appearing on the blood flow velocity distribution is erroneously extracted as a point on the ridge is reduced.

また、本発明の画像生成方法において、上記尾根抽出ステップは、観察面上の各点を順次関心点として選択し、選択した関心点の血流速さが、その関心点を間に挟んでその関心点に隣接する2つの点の血流速さよりも大きいという条件を満たす2つの点が存在する場合に、その関心点を尾根上の点として抽出するステップであることが好ましい。   In the image generation method of the present invention, the ridge extraction step sequentially selects each point on the observation surface as a point of interest, and the blood flow velocity of the selected point of interest is In the case where there are two points that satisfy the condition that the blood flow velocity of two points adjacent to the point of interest is greater than that, it is preferable that the step of extracting the point of interest as a point on the ridge.

この演算方法を採用すると、複雑な数学的処理を必要とせず、尾根上の点が実用上十分な精度で抽出される。   When this calculation method is employed, a complicated mathematical process is not required, and points on the ridge are extracted with sufficient accuracy for practical use.

また、本発明の画像生成方法において、上記尾根抽出ステップで抽出した尾根上の各点を、その各点の血流速さに応じた表示態様で表示するステップであることが好ましい。   In the image generation method of the present invention, it is preferable that each point on the ridge extracted in the ridge extraction step is displayed in a display mode according to the blood flow velocity at each point.

上記尾根抽出ステップで抽出した尾根上の各点を、その各点の血流速さに応じた表示態様で表示すると、血流速さの大小が視覚的にとらえやすくなり、血流全体の把握が一層容易となる。   When each point on the ridge extracted in the above ridge extraction step is displayed in a display mode corresponding to the blood flow rate at each point, the magnitude of the blood flow rate can be easily grasped, and the entire blood flow can be grasped. Is even easier.

また、上記目的を達成する本発明の超音波診断装置は、被検体内への超音波パルスの送信とその被検体内で反射して戻ってきた反射超音波の受信とを繰り返し、その反射超音波の受信により得られた受信信号に基づく画像を生成して表示する超音波診断装置において、
上記受信信号に基づいて、観察面上の各点における、その各点と超音波送受信点とを結ぶ方向の血流速度成分を求める第1演算部と、
上記第1演算部で求められた血流速度成分に基づいて、上記観察面上の各点における、その観察面内の、上記第1演算部で求められた血流速度成分と、その血流速度成分とは直角な方向の血流速度成分との合成からなる血流速度を求める第2演算部と、
上記第2演算部で求められた血流速度を構成する血流速さと血流方向とのうちの血流速さの、上記観察面上の各点の集合からなる血流速さ分布に基づいて、その各点の血流速さを地理上の標高に擬えたときの尾根上の点の集合を抽出する尾根抽出部と、
上記尾根抽出部で抽出された尾根上の点の集合を表わす画像を表示する表示部とを備えたことを特徴とする。
In addition, the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention that achieves the above object repeats transmission of an ultrasonic pulse into a subject and reception of a reflected ultrasonic wave reflected back within the subject, In an ultrasonic diagnostic apparatus that generates and displays an image based on a received signal obtained by receiving a sound wave,
A first calculation unit for obtaining a blood flow velocity component in a direction connecting each point and the ultrasonic transmission / reception point at each point on the observation surface based on the received signal;
Based on the blood flow velocity component obtained by the first calculation unit, the blood flow velocity component obtained by the first calculation unit and the blood flow in the observation surface at each point on the observation surface. A second calculation unit for obtaining a blood flow velocity composed of a blood flow velocity component in a direction perpendicular to the velocity component;
Based on the blood flow velocity distribution composed of a set of points on the observation plane, the blood flow velocity of the blood flow velocity and the blood flow direction constituting the blood flow velocity obtained by the second calculation unit. A ridge extractor for extracting a set of points on the ridge when the blood flow velocity at each point is simulated as a geographical elevation;
And a display unit for displaying an image representing a set of points on the ridge extracted by the ridge extraction unit.

上記本発明の超音波診断装置によれば、上記第2演算部で求められた血流速さ分布に基づいて、上記尾根抽出部で抽出された尾根上の点の集合を表わす尾根線表示の画像を生成し、その画像を表示部に表示することにより、血液の流れの分布を容易に概観することができる。   According to the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention, a ridge line display representing a set of points on the ridge extracted by the ridge extraction unit based on the blood flow velocity distribution obtained by the second calculation unit. By generating an image and displaying the image on the display unit, it is possible to easily overview the blood flow distribution.

また、本発明の超音波診断装置において、上記尾根抽出部は、上記血流速さ分布に空間的な平滑化処理を施し、平滑化処理が施された後の血流速さ分布に基づいて上記尾根上の点の集合を抽出するものであることが好ましい。   In the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention, the ridge extraction unit performs a spatial smoothing process on the blood flow velocity distribution, and based on the blood flow velocity distribution after the smoothing process is performed. It is preferable to extract a set of points on the ridge.

上記尾根抽出部が上記血流速さ分布に空間的な平滑化処理を施すことで、血流速さ分布上に表れるノイズ成分が誤って尾根上の点として抽出されるおそれが低減され、高精度の抽出が行われる。   The ridge extraction unit performs spatial smoothing on the blood flow velocity distribution, thereby reducing the possibility that noise components appearing on the blood flow velocity distribution are erroneously extracted as points on the ridge. Accuracy extraction is performed.

また、本発明の超音波診断装置において、上記尾根抽出部は、観察面上の各点を順次関心点として選択し、選択した関心点の血流速さが、その関心点を間に挟んでその関心点に隣接する2つの点の血流速さよりも大きいという条件を満たす2つの点が存在する場合に、その関心点を尾根上の点として抽出するものであることが好ましい。   In the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention, the ridge extraction unit sequentially selects each point on the observation surface as a point of interest, and the blood flow velocity of the selected point of interest is sandwiched between the points of interest. When there are two points that satisfy the condition that the blood flow velocity of two points adjacent to the point of interest is larger than the point of interest, the point of interest is preferably extracted as a point on the ridge.

上記尾根抽出部では、この演算アルゴリズムを採用することにより、複雑な数学的処理は不要であり、実用上十分な精度で尾根上の点が抽出される。   By adopting this arithmetic algorithm, the ridge extraction unit does not require complicated mathematical processing, and points on the ridge are extracted with sufficient practical accuracy.

また、本発明の超音波診断装置において、上記表示部は、上記尾根抽出部で抽出された尾根上の各点を、その各点の血流速さに応じた表示態様で表示するものであることが好ましい。   In the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention, the display unit displays each point on the ridge extracted by the ridge extraction unit in a display mode according to the blood flow velocity at each point. It is preferable.

この好ましい表示態様によれば、上記表示部は、血流速さの大小が視覚的にとらえやすくなる画像が提供されるため、血液全体を一層的確に把握することができる。   According to this preferable display mode, the display unit provides an image that makes it easy to visually grasp the magnitude of the blood flow velocity, so that the whole blood can be grasped more accurately.

以上説明したとおり、本発明によれば、従来にない、新たな有用な画像が生成される。   As described above, according to the present invention, a new and useful image that has never existed is generated.

以下、本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.

図3は、本発明の一実施形態としての超音波診断装置の構成図である。   FIG. 3 is a configuration diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus as an embodiment of the present invention.

ここでは、図3の超音波診断装置の説明にあたり、図1を参照して説明した従来の超音波診断装置の構成要素と同一の構成要素についての説明は省略し、図1に示す従来の超音波診断装置とは異なる構成要素についてのみ説明する。   Here, in the description of the ultrasonic diagnostic apparatus of FIG. 3, the description of the same components as those of the conventional ultrasonic diagnostic apparatus described with reference to FIG. 1 is omitted, and the conventional ultrasonic diagnostic apparatus shown in FIG. Only components that are different from the ultrasonic diagnostic apparatus will be described.

図3の超音波診断装置100Bには、図1の超音波診断装置100Aと比べ、尾根線算出回路30が追加されている。   A ridge line calculation circuit 30 is added to the ultrasonic diagnostic apparatus 100B of FIG. 3 as compared to the ultrasonic diagnostic apparatus 100A of FIG.

速度検出回路10で求められた観察面上の各点の超音波ビーム方向の血流速度成分を表わす血流分布画像データは、そのまま表示に用いる場合は尾根線算出回路30をバイパスして画像処理回路12に送られる。その後の画像処理回路12での処理は、図1を参照して説明したとおりである。   The blood flow distribution image data representing the blood flow velocity component in the ultrasonic beam direction at each point on the observation surface obtained by the velocity detection circuit 10 is used for display as it is, and the ridge line calculation circuit 30 is bypassed for image processing. It is sent to the circuit 12. The subsequent processing in the image processing circuit 12 is as described with reference to FIG.

一方、尾根線を求めて表示するモードでは、速度検出回路10で求められた血流分布画像データは、尾根線算出回路30に入力され、尾根線を表わす尾根線画像データが生成されて画像処理回路12に送られる。画像処理回路12では、断層像のモノクロ輝度画像上に血流の尾根線が描かれた画像を表わす画像データが求められ、TVモニタ13上にその画像データに基づく画像が表示される。   On the other hand, in the mode for obtaining and displaying the ridge line, the blood flow distribution image data obtained by the speed detection circuit 10 is input to the ridge line calculation circuit 30, and ridge line image data representing the ridge line is generated to perform image processing. It is sent to the circuit 12. In the image processing circuit 12, image data representing an image in which a blood flow ridge line is drawn on a monochrome luminance image of a tomographic image is obtained, and an image based on the image data is displayed on the TV monitor 13.

図4は、図3に1つのブロックで示す尾根線算出回路の構成図である。   FIG. 4 is a configuration diagram of the ridge line calculation circuit shown by one block in FIG.

この尾根線算出回路30は、血流速度算出部301と尾根探索部302とから構成されている。   The ridge line calculation circuit 30 includes a blood flow velocity calculation unit 301 and a ridge search unit 302.

血流速度算出部301は、速度検出回路10で求められた観察面上の各点の超音波ビーム方向の血流速度成分に基づいて、その血流速度成分とは直角な方向の血流速度成分を算出し、それら双方の血流速度成分の合成からなる血流速度を求めるものである。   The blood flow velocity calculation unit 301 is based on the blood flow velocity component in the ultrasonic beam direction at each point on the observation surface obtained by the velocity detection circuit 10, and the blood flow velocity in the direction perpendicular to the blood flow velocity component. The component is calculated, and the blood flow velocity obtained by combining the blood flow velocity components of both of them is obtained.

尾根探索部302は、血流速度算出部301で得られた血流速度を構成する血流方向と血流速さとのうちの血流速さの、観察面上の各点の集合からなる血流速さ分布を求め、その血流速さ分布に基づいて、観察面上の各点の血流速さを地理上の標高に擬えたときの尾根上の点を探索して、その尾根上の点の集合を抽出するものである。詳細は後述する。   The ridge search unit 302 is a blood composed of a set of points on the observation surface of the blood flow rate of the blood flow direction and the blood flow rate constituting the blood flow velocity obtained by the blood flow velocity calculation unit 301. A flow velocity distribution is obtained, and based on the blood flow velocity distribution, a point on the ridge when the blood flow velocity at each point on the observation surface is imitated by geographical elevation is searched, and A set of points is extracted. Details will be described later.

なお、図3に示す速度検出回路10が本発明にいう第1演算部の一例に相当し、尾根線算出回路30を構成する血流速度算出部301および尾根探索部302が、本発明にいう、それぞれ第2演算部および尾根抽出部の各一例に相当する。   Note that the velocity detection circuit 10 shown in FIG. 3 corresponds to an example of the first calculation unit according to the present invention, and the blood flow velocity calculation unit 301 and the ridge search unit 302 constituting the ridge line calculation circuit 30 refer to the present invention. These correspond to examples of the second calculation unit and the ridge extraction unit, respectively.

図5は、本発明の一実施形態としての画像形成方法を説明するためのフローチャートである。   FIG. 5 is a flowchart for explaining an image forming method as an embodiment of the present invention.

このフローチャートは、尾根線を求めて表示するモードにおける、速度検出回路10以降の処理を示したものである。   This flowchart shows processing after the speed detection circuit 10 in the mode for obtaining and displaying the ridge line.

以下、各ステップの内容について述べる。   The contents of each step will be described below.

まず、速度検出回路10において、反射超音波の受信信号に基づいて、観察面上の各点の、その各点と超音波送受信点とを結ぶ方向(超音波ビーム方向)の血流速度成分が求められる(ステップS101)。   First, in the velocity detection circuit 10, the blood flow velocity component in the direction connecting each point and the ultrasonic transmission / reception point (ultrasonic beam direction) at each point on the observation surface is determined based on the reception signal of the reflected ultrasonic wave. It is obtained (step S101).

次に、血流速度算出部301において、ステップS101で求められた血流速度成分に基づいて、観察面上の各点の、ステップS101で求められた血流速度成分と、血流速度成分とは直角な方向の血流速度成分との合成からなる血流速度が求められる(ステップS102)。   Next, in the blood flow velocity calculation unit 301, based on the blood flow velocity component obtained in step S101, the blood flow velocity component obtained in step S101 and the blood flow velocity component at each point on the observation surface The blood flow velocity obtained by combining the blood flow velocity components in the direction perpendicular to each other is obtained (step S102).

具体的には、血流速度算出部301では一例として以下に説明するようにして、血流速度が求められる。ここでは前掲の非特許文献1および特許文献3に記載された方法を採用するものとし、公知の内容なので以下ではその概要を説明するにとどめる。   Specifically, the blood flow velocity calculation unit 301 obtains the blood flow velocity as described below as an example. Here, it is assumed that the methods described in Non-Patent Document 1 and Patent Document 3 described above are adopted, and since the contents are publicly known, only an outline thereof will be described below.

図6は、血流分布画像の一例を示す図である。   FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a blood flow distribution image.

この血流分布画像は通常はカラーで表示するためカラードプラ画像とも称される画像である。この画像上の各点には、探触子が置かれた中心点Cに向かう方向あるいは中心点Cから遠ざかる方向の血流速度データが対応づけられており、中心点Cに向かう方向の血流は赤色、中心点Cから遠ざかる方向の血流は青色で表示され、さらにその血流速度が、赤色もしくは青色の輝度で表示される。ここでは、各点の血流速度データに基づいて、以下に概要を示す演算により、超音波ビームの方向とは直交する方向の血流速度成分が求められ、超音波ビームの方向の血流速度成分とそれとは直交する方向の血流速度成分との合成により観察面上の各点における二次元的な血流速度が求められ、その二次元的な血流速度を構成する血流方向と血流速さとのうちの血流速さの、観察面上の分布である血流速さ分布が求められる。   This blood flow distribution image is an image also called a color Doppler image because it is usually displayed in color. Each point on the image is associated with blood flow velocity data in the direction toward the center point C where the probe is placed or in the direction away from the center point C, and the blood flow in the direction toward the center point C. Is red, blood flow away from the center point C is displayed in blue, and the blood flow velocity is displayed in red or blue luminance. Here, based on the blood flow velocity data at each point, the blood flow velocity component in the direction orthogonal to the direction of the ultrasonic beam is obtained by the calculation outlined below, and the blood flow velocity in the direction of the ultrasonic beam is obtained. The two-dimensional blood flow velocity at each point on the observation surface is obtained by combining the component and the blood flow velocity component in the direction orthogonal to it, and the blood flow direction and blood constituting the two-dimensional blood flow velocity are obtained. A blood flow velocity distribution that is a distribution on the observation surface of the blood flow velocity of the flow velocity is obtained.

図7は図6に代表的に示す、中心点Cから等距離にある一本のラインL上の血流速度分布を示した図である。   FIG. 7 is a diagram showing a blood flow velocity distribution on one line L that is equidistant from the center point C, which is representatively shown in FIG.

そのラインLに沿う領域(A)では、中心点Cに向かう方向の血流(ここでは「プラスの血流」と称する)が観測され、領域(B)では中心点Cから遠ざかる血流(ここでは「マイナスの血流」と称する)が観測され、領域(C)では中心点Cに向かうプラスの血流が観測されている。   In the region (A) along the line L, blood flow in the direction toward the central point C (herein referred to as “positive blood flow”) is observed, and in the region (B), blood flow away from the central point C (here) Is referred to as “negative blood flow”), and positive blood flow toward the center point C is observed in the region (C).

ここで、プラスの血流量とマイナスの血流量が同一となる渦流成分と、それ以外の成分とに二分する。   Here, the eddy current component in which the positive blood flow rate and the negative blood flow rate are the same is divided into two components.

図7に示す例では、全体としてはプラスの成分が多くマイナスの成分が少ないため、プラスの血流が観察された2つの領域(A)(C)のうちの、領域(B)と同一面積分だけを第1の成分とする。この第1の成分は、ラインLを横切って循環していて、全体としてはラインLから出入りのない渦流成分である。一方、その渦流成分を除いた第2の成分は、全体としてラインLを横切って流れる成分である。図6には、一本のラインLが示されているが、中心点Cからの等距離を結ぶ各ラインについて上記のようにして渦流成分とそれ以外の成分とに二分する。   In the example shown in FIG. 7, since the positive component is large and the negative component is small as a whole, the same area as the region (B) of the two regions (A) and (C) in which positive blood flow is observed. Only the minute is the first component. The first component is a vortex component that circulates across the line L and does not enter or exit the line L as a whole. On the other hand, the second component excluding the eddy current component is a component that flows across the line L as a whole. Although one line L is shown in FIG. 6, each line connecting equidistant from the center point C is divided into the vortex component and the other components as described above.

渦流成分は、全体として観察面内で循回している成分であるから、この拘束条件の下に演算すると、各点における、超音波ビームの方向とは直角な方向の渦流成分についての血流速度成分を求めることができ、図7に示す超音波ビームの方向の、渦流成分についての血流速度成分と合わせて、各点での渦流成分に関する二次元的な速度ベクトルが求められる。   Since the eddy current component is a component that circulates in the observation plane as a whole, the blood flow velocity of the eddy current component in the direction perpendicular to the direction of the ultrasonic beam at each point when calculated under this constraint condition The components can be obtained, and a two-dimensional velocity vector relating to the vortex component at each point is obtained together with the blood flow velocity component for the vortex component in the direction of the ultrasonic beam shown in FIG.

図8はこのようにして求めた各点の、渦流成分の血流を表した図である。   FIG. 8 is a diagram showing the blood flow of the vortex component at each point obtained in this way.

渦流成分を除く成分については、以下のようにして速度ベクトルが求められる。   For the components excluding the vortex component, the velocity vector is obtained as follows.

図6の、渦流成分を除いた成分を、ラインLに沿って、図6の左右の一端(ここでは図7の右側とする)から左右のもう一端(図6の左側)に向かって積分し、そのラインLの最終まで積分して得た値を100%とし、ラインL上の、積分値が、例えば10%,20%,…,100%の各ポイントを求める。   6 is integrated along the line L from the left and right ends of FIG. 6 (here, the right side of FIG. 7) to the left and right ends (left side of FIG. 6). The value obtained by integrating to the end of the line L is defined as 100%, and points on the line L where the integrated value is, for example, 10%, 20%,.

この演算を図6に示す中心点Cからの等距離の点を結んだ各ラインについて行ない、10%のポイントどうし、20%のポイントどうし、…,100%のポイントどうしを結ぶ線を求める。   This calculation is performed for each line connecting points equidistant from the center point C shown in FIG. 6, and a line connecting 10% points, 20% points,..., 100% points is obtained.

図9は、このようにして求めた、各ライン上の渦流成分を除く成分の積分の%が同一のポイントを結んだ線を示した図である。   FIG. 9 is a diagram showing a line obtained by connecting the same points with the integral% of the components excluding the vortex component on each line obtained in this way.

この図9上の各線上の各点の接線は、血流の方向を示しており、各点の超音波ビームの方向の血流速度成分(渦流成分を除いた成分の血流速度成分;図7参照)は超音波ドプラ法による元々の血流速度成分から渦流成分の超音波ビーム方向の血流速度成分を引き算することにより求められることから、各点の血流の方向が分かることにより、各点の、超音波ビームに直角な方向の、渦流成分を除いた成分についての血流速度成分が求められ、結局、各点の、方向と大きさとの双方を示す血流速度ベクトルが求められる。この血流速度ベクトルは、上述したとおり、渦流成分を除いた成分の血流速度ベクトルであり、この血流速度ベクトルと、図8に示す渦流の血流速度ベクトルとを合成することにより、観察面上の各点の、渦流成分とそれ以外の成分とを合算したときの全体としての血流速度ベクトルが求められる。   The tangent of each point on each line in FIG. 9 indicates the direction of blood flow, and the blood flow velocity component in the direction of the ultrasonic beam at each point (the blood flow velocity component of the component excluding the vortex component; 7) is obtained by subtracting the blood flow velocity component in the ultrasonic beam direction of the eddy current component from the original blood flow velocity component by the ultrasonic Doppler method, and by knowing the direction of blood flow at each point, The blood flow velocity component of each point in the direction perpendicular to the ultrasonic beam and excluding the eddy current component is obtained, and eventually the blood flow velocity vector indicating both the direction and the magnitude of each point is obtained. . As described above, this blood flow velocity vector is a blood flow velocity vector of a component excluding the vortex flow component. By combining this blood flow velocity vector and the blood flow velocity vector of the vortex flow shown in FIG. The blood flow velocity vector as a whole when the eddy current component and the other components at each point on the surface are added is obtained.

尚、ここでは、渦流についての2次元的な血流速度と、渦流を除く血流成分についての二次元的な血流速度をそれぞれ求めて合成する演算方法を採用したが、渦流についての、超音波ビームに直交する方向の血流速度成分と、渦流を除く血流成分についての、超音波ビームに直交する方向の血流速度成分との双方を先に求め、この2つを合算したときの超音波ビームに直交する方向の血流速度成分と、超音波ビームの方向の血流速度成分(図7に示す渦流成分と渦流成分を除いた成分との合算)とに基づいて、二次元的な血流速度を求めてもよい。   In addition, although the calculation method which calculates | requires and synthesize | combines each of the two-dimensional blood flow velocity about a vortex flow and the two-dimensional blood flow velocity about the blood flow component except a vortex flow was employ | adopted here, When both the blood flow velocity component in the direction orthogonal to the acoustic beam and the blood flow velocity component in the direction orthogonal to the ultrasonic beam for the blood flow component excluding the vortex are first obtained, and the two are added together Based on the blood flow velocity component in the direction orthogonal to the ultrasonic beam and the blood flow velocity component in the direction of the ultrasonic beam (the sum of the vortex component and the component excluding the vortex component shown in FIG. 7) A proper blood flow velocity may be obtained.

図10は、観察面上の各点の、渦流成分とそれ以外の成分とを合算したときの血流を示す図である。   FIG. 10 is a diagram showing the blood flow when the eddy current component and the other components are added together at each point on the observation surface.

図10に示す、超音波ビームに対し直角な方向の成分も含んだ血流速度情報には、血流方向の情報と血流速さの情報との双方が含まれており、ここでは血流速さの観察面上の分布である血流速さ分布に基づいて尾根線が求められる。詳細は後述する。   The blood flow velocity information including the component in the direction perpendicular to the ultrasonic beam shown in FIG. 10 includes both the blood flow direction information and the blood flow velocity information. A ridge line is obtained based on the blood flow velocity distribution, which is the distribution of speed on the observation surface. Details will be described later.

再び、図5に戻って説明を続ける。血流速度が求められた後、図4に示す尾根探索部302において尾根探索処理が行なわれる(ステップS103)。   Returning to FIG. 5 again, the description will be continued. After the blood flow velocity is obtained, the ridge search unit 302 shown in FIG. 4 performs ridge search processing (step S103).

図11は、図5に1つのステップで示す尾根探索処理の詳細を示すフローチャートである。   FIG. 11 is a flowchart showing details of the ridge search processing shown in one step in FIG.

この図11に示す処理は、図4に示す尾根線探索部302で行なわれる。   The processing shown in FIG. 11 is performed by the ridge line search unit 302 shown in FIG.

ここで、超音波走査線の間隔は、表示画面の画素ピッチよりも粗く、ここでは、先ず、走査線上の各点の血流速さのデータから、補間演算処理により、表示画面の画素ピッチに対応したピッチで、二次元的にマッピングされた血流速さデータが求められる(ステップS201)。   Here, the interval between the ultrasonic scanning lines is coarser than the pixel pitch of the display screen. Here, first, the blood flow velocity data at each point on the scanning line is converted into the pixel pitch of the display screen by interpolation processing. Blood flow velocity data mapped two-dimensionally at the corresponding pitch is obtained (step S201).

次いで、ステップS201で求められた表示画面上の画素ピッチに対応した間隔の血流速さ分布に平滑化処理が施される(ステップS202)。   Next, a smoothing process is performed on the blood flow velocity distribution at intervals corresponding to the pixel pitch on the display screen obtained in step S201 (step S202).

図12は、平滑化処理を示すフローチャート、図13は、その平滑化処理の説明図である。   FIG. 12 is a flowchart showing the smoothing process, and FIG. 13 is an explanatory diagram of the smoothing process.

図13(a)および図13(b)は、画像を構成する多数の画素を表わしている。   FIG. 13A and FIG. 13B show a large number of pixels constituting an image.

平滑化処理は、画像上の関心点の画素を選択し、その関心点の周囲の8つの画素を含めて、以下に示す演算により平均値を求める。その平均値を新たな関心点の血流速さを表わす値とする。なお、周囲に8つの画素がない場合は、周囲に存在するだけの画素を除いた演算を行なう。   In the smoothing process, a pixel of a point of interest on the image is selected, and an average value is obtained by the following calculation including eight pixels around the point of interest. The average value is a value representing the blood flow velocity of the new interest point. When there are no eight pixels in the surrounding area, the calculation is performed except for pixels that are present in the surrounding area.

この平滑化処理では、血流速さのデータが格納されている画像メモリ上の各点を順次関心点として選択する(ステップS301)。   In this smoothing process, each point on the image memory storing blood flow velocity data is sequentially selected as a point of interest (step S301).

ここでは、一例として、図13(a)において、例えば、(X,Y)=(5,4)の座標点を関心点として選択する。この関心点の画素値はP5である。   Here, as an example, in FIG. 13A, for example, a coordinate point of (X, Y) = (5, 4) is selected as a point of interest. The pixel value of this interest point is P5.

次に、このP5の画素値を持つ関心点に隣接する点として、太枠で囲った3×3のマス目の点の値P1〜P9を抽出する(ステップS302)。   Next, as points adjacent to the point of interest having the pixel value of P5, the values P1 to P9 of the 3 × 3 square points surrounded by a thick frame are extracted (step S302).

なお、図13(a)において、画像上の空白のマス目にも実際には画素値が存在するが、ここでは説明の都合上、空白にしている。   In FIG. 13A, pixel values actually exist in blank cells on the image, but are blank here for convenience of explanation.

次に、抽出した点の値を用いて、平滑化の演算を実行する(ステップS303)。   Next, a smoothing calculation is executed using the extracted point values (step S303).

平滑化の演算は、3×3のマス目の点の値を加算し、その平均値を求める。この場合、
P5’=(1/9)×(P1+P2+P3+P4+P5+P6+P7+P8+P9)
とする。
In the smoothing calculation, the values of the points of the 3 × 3 squares are added and the average value is obtained. in this case,
P5 ′ = (1/9) × (P1 + P2 + P3 + P4 + P5 + P6 + P7 + P8 + P9)
And

次に、平滑化された関心点の値P5’を、平滑化される前のP5の座標点と同じ座標点(X,Y)=(5,4)の画素値とする(ステップS304)。   Next, the smoothed interest point value P5 'is set to the pixel value of the same coordinate point (X, Y) = (5, 4) as the coordinate point of P5 before smoothing (step S304).

次に、画像上の点をすべて選択したか否かの判定がなされる(ステップS305)。   Next, it is determined whether or not all points on the image have been selected (step S305).

すべては選択されていない旨の判定結果の場合は、ステップ301の次の関心点の選択に戻る。そして、次の関心点について、上述した平滑化の演算と同様にして次の関心点および周囲の8つの点(3×3のマス目の点)を選択して演算を実行する。   If the determination result indicates that not all have been selected, the process returns to the next point of interest selection in step 301. For the next point of interest, the next point of interest and the surrounding eight points (3 × 3 square points) are selected and executed in the same manner as the smoothing calculation described above.

一方、画像上の点をすべて選択した旨の判定結果の場合は、画像全域について平滑化処理が終了し平滑化後の血流速さ分布が求められたことになり、この平滑化処理を終了する。   On the other hand, in the case of a determination result indicating that all points on the image have been selected, the smoothing process has been completed for the entire image, and the blood flow velocity distribution after smoothing has been obtained. To do.

続いて、図11に示す尾根上の点の抽出処理が行われる(ステップS204)。   Subsequently, extraction processing of points on the ridge shown in FIG. 11 is performed (step S204).

図14は、図11に1つのブロックで示す尾根上の点の抽出処理の詳細を示すフローチャート、図15は、尾根上の点の抽出処理の説明図である。   FIG. 14 is a flowchart showing details of the point extraction process on one ridge shown in FIG. 11, and FIG. 15 is an explanatory diagram of the point extraction process on the ridge.

ここでも、先ず、観察面上の1点を関心点として選択し(ステップS401)、次いで、その選択した関心点を間に挟んで隣接する2つの点からなる組合せを抽出する(ステップS402)。   Also here, first, one point on the observation surface is selected as a point of interest (step S401), and then a combination of two points adjacent to each other with the selected point of interest in between is extracted (step S402).

ここで、図13(b)に示す、P5’の値を持つ座標が関心点として選択された場合の、尾根上の点の抽出処理は以下の通りである。その関心点を間に挟んで隣接する2つの点の組合せは、図15(a)〜図15(d)に示す組合せになる。   Here, the process of extracting points on the ridge when the coordinate having the value P5 'shown in FIG. 13B is selected as the point of interest is as follows. The combination of two points adjacent to each other with the interest point in between is the combination shown in FIGS. 15 (a) to 15 (d).

次に、以下に示すようにして、血流速さの比較がなされる(ステップS403)。   Next, the blood flow rates are compared as shown below (step S403).

図15(a)では、P5’がP2’、P8’の双方よりも大きい値であるかが判定される。図15(b)では、P5’がP4’、P6’の双方よりも大きい値であるかが判定される。図15(c)では、P5’がP1’、P9’の双方よりも大きい値であるかが判定される。図15(d)では、P5’がP3’、P7’の双方よりも大きい値であるかが判定される。   In FIG. 15A, it is determined whether P5 'is larger than both P2' and P8 '. In FIG. 15B, it is determined whether P5 'is larger than both P4' and P6 '. In FIG. 15C, it is determined whether P5 'is larger than both P1' and P9 '. In FIG. 15D, it is determined whether P5 'is larger than both P3' and P7 '.

このようにして、図15(a)〜図15(d)のいずれかにおいて、P5’が、そのP5’の関心点を挟む両隣よりも大きい値であったときに、その関心点が尾根上の点として抽出される(ステップS403)。   In this way, in any of FIGS. 15A to 15D, when P5 ′ is a value larger than both sides sandwiching the point of interest of P5 ′, the point of interest is on the ridge. Are extracted as points (step S403).

続いて、観察面上のすべての点を関心点として選択し終ったか否かの判定が行われる(ステップS406)。   Subsequently, it is determined whether or not all points on the observation surface have been selected as points of interest (step S406).

一方、ステップS404で関心点の血流速さの方がその両隣りよりも大きい組合せが存在しない場合は、その関心点については尾根上の点であるという抽出はなされずに、そのままステップS406に進み、観察面上のすべての点を関心点として選択したか否かの判定が行なわれる。ステップS406において、選択されていない観察点が残っていると判定された場合には、ステップS401に戻って次の関心点が選択され、選択された次の関心点について、上述した尾根抽出処理が行われる(ステップS402〜S405)。   On the other hand, if there is no combination in which the blood flow velocity at the point of interest is greater than both of its neighbors in step S404, the point of interest is not extracted as a point on the ridge, and the process directly proceeds to step S406. Advancing, it is determined whether all points on the observation surface have been selected as points of interest. If it is determined in step S406 that there is an observation point that has not been selected, the process returns to step S401, the next interest point is selected, and the above-described ridge extraction process is performed for the selected next interest point. Is performed (steps S402 to S405).

一方、ステップS406の判定において、すべての関心点の選択が完了したと判定された場合には、この図14に示す尾根上の点の抽出処理を終了し、図5の尾根線表示のステップ(ステップS104)に進む。   On the other hand, if it is determined in step S406 that selection of all points of interest has been completed, the extraction process of points on the ridge shown in FIG. 14 is terminated, and the ridge line display step (FIG. 5) Proceed to step S104).

図3に示す画像処理回路12には、断層像処理部11で得られたモノクロ輝度データと共に尾根上の点のデータが読み込まれて、画像メモリ上にマッピングされ、TVモニタ13上に断層像と尾根線を表わす画像とが合成された尾根線画像が表示される。   In the image processing circuit 12 shown in FIG. 3, the data of the points on the ridge are read together with the monochrome luminance data obtained by the tomographic image processing unit 11, mapped onto the image memory, and the tomographic image and A ridge line image synthesized with an image representing the ridge line is displayed.

図16は、断層像に尾根線が重畳された尾根線画像を示す模式図である。   FIG. 16 is a schematic diagram illustrating a ridge line image in which a ridge line is superimposed on a tomographic image.

図に示す線で囲まれた領域a’は、心臓内の領域を示す。   A region a 'surrounded by a line shown in the figure indicates a region in the heart.

黒丸の点(図中b’)は、尾根上の点を表わす。   A black dot (b 'in the figure) represents a point on the ridge.

図17は、尾根線上の各点を血流速さに応じた表示態様で表示した尾根線画像を示す模式図である。   FIG. 17 is a schematic diagram showing a ridge line image in which each point on the ridge line is displayed in a display mode corresponding to the blood flow velocity.

白丸(図中b’)の大きさが血流速さに対応している。   The size of the white circle (b 'in the figure) corresponds to the blood flow rate.

この尾根線画像には、血流が枝分かれする様子が表わされている。また、血流の流れが、強い所から弱い所に変わる箇所の様子も表わされている。   This ridge line image shows a state in which the blood flow branches. In addition, the situation where the blood flow changes from a strong place to a weak place is also shown.

この尾根線画像は、心臓内部の尾根線を表示しているので、心臓疾患の診断に大きな貢献をなす可能性がある。   Since this ridge line image displays the ridge line inside the heart, it may greatly contribute to the diagnosis of heart disease.

従来の超音波診断装置の構成図である。It is a block diagram of the conventional ultrasonic diagnostic apparatus. MTIフィルタとして使用される1次のエコーキャンセラの回路ブロック図である。It is a circuit block diagram of a primary echo canceller used as an MTI filter. 本発明の一実施形態としての超音波診断装置の構成図である。1 is a configuration diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus as an embodiment of the present invention. 図3に1つのブロックで示す尾根線算出回路の構成図である。It is a block diagram of the ridge line calculation circuit shown by one block in FIG. 本発明の一実施形態としての画像形成方法を説明するためのフローチャートである。3 is a flowchart for explaining an image forming method as an embodiment of the present invention. 血流分布画像の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a blood flow distribution image. 図6に代表的に示す、中心点Cから等距離にある一本のラインL上の血流速度分布を示した図である。FIG. 7 is a diagram showing a blood flow velocity distribution on a single line L that is equidistant from the center point C, typically shown in FIG. 6. 各点の、渦流成分の血流を表した図である。It is a figure showing the blood flow of the eddy current component of each point. 各ライン上の渦流成分を除く成分の積分の%が同一のポイントを結んだ線を示した図である。It is the figure which showed the line which% of the integral of the component except the eddy current component on each line connected the same point. 観察面上の各点の、渦流成分とそれ以外の成分とを合算したときの血流を示す図である。It is a figure which shows the blood flow when the eddy current component and the other component of each point on an observation surface are added together. 尾根探索処理の詳細を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the detail of a ridge search process. 平滑化処理の詳細を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the detail of a smoothing process. 平滑化処理の説明図である。It is explanatory drawing of a smoothing process. 尾根上の点の抽出処理の詳細を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the detail of the extraction process of the point on a ridge. 尾根上の点の抽出処理の説明図である。It is explanatory drawing of the extraction process of the point on a ridge. 断層像に尾根線が重畳された尾根線画像を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the ridge line image on which the ridge line was superimposed on the tomographic image. 尾根線上の各点を血流速さに応じた表示態様で表示した尾根線画像を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the ridge line image which displayed each point on a ridge line in the display mode according to the blood flow rate.

符号の説明Explanation of symbols

1 探触子
2 送信回路
3 パルス発生回路
4 受信回路
5 ミキサ回路
6a,6b ローパスフィルタ
7a,7b 変換器
8a,8b MTIフィルタ
9 自己相関回路
10 速度検出回路
11 断層像処理部
12 画像処理回路
13 TVモニタ
30 尾根線算出回路
100A,100B 超音波診断装置
301 血流速度算出部
302 尾根探索部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Probe 2 Transmission circuit 3 Pulse generation circuit 4 Reception circuit 5 Mixer circuit 6a, 6b Low pass filter 7a, 7b Converter 8a, 8b MTI filter 9 Autocorrelation circuit 10 Speed detection circuit 11 Tomographic image processing part 12 Image processing circuit 13 TV monitor 30 Ridge line calculation circuit 100A, 100B Ultrasonic diagnostic apparatus 301 Blood flow velocity calculation unit 302 Ridge search unit

Claims (8)

被検体内への超音波パルスの送信と被検体内で反射して戻ってきた反射超音波の受信とを繰り返し、該受信により得られた受信信号に基づく画像を生成して表示する超音波診断装置における画像生成方法において、
前記受信信号に基づいて、観察面上の各点における、該各点と超音波送受信点とを結ぶ方向の血流速度成分を求める第1の演算ステップと、
前記第1の演算ステップで求められた血流速度成分に基づいて、前記観察面上の各点における、該観察面内の、前記第1の演算ステップで求められた血流速度成分と、該血流速度成分とは直角な方向の血流速度成分との合成からなる血流速度を求める第2の演算ステップと、
前記第2の演算ステップで求められた血流速度を構成する血流速さと血流方向とのうちの血流速さの、前記観察面上の各点の集合からなる血流速さ分布に基づいて、該各点の血流速さを地理上の標高に擬えたときの尾根上の点の集合を抽出する尾根抽出ステップと、
前記尾根抽出ステップで抽出された尾根上の点の集合を表わす画像を表示する表示ステップとを有することを特徴とする画像生成方法。
Ultrasound diagnosis that repeats the transmission of ultrasonic pulses into the subject and the reception of reflected ultrasonic waves reflected back within the subject, and generates and displays an image based on the received signal obtained by the reception In an image generation method in an apparatus,
A first calculation step for obtaining a blood flow velocity component in a direction connecting each point and the ultrasonic transmission / reception point at each point on the observation surface based on the received signal;
Based on the blood flow velocity component determined in the first calculation step, the blood flow velocity component determined in the first calculation step in the observation surface at each point on the observation surface; A second calculation step for obtaining a blood flow velocity comprising a composition of a blood flow velocity component in a direction perpendicular to the blood flow velocity component;
A blood flow velocity distribution composed of a set of points on the observation surface of the blood flow velocity of the blood flow velocity and the blood flow direction constituting the blood flow velocity obtained in the second calculation step. A ridge extraction step for extracting a set of points on the ridge when the blood flow velocity of each point is simulated at a geographical elevation;
A display step of displaying an image representing a set of points on the ridge extracted in the ridge extraction step.
前記尾根抽出ステップは、前記血流速さ分布に空間的な平滑化処理を施し、平滑化処理が施された後の血流速さ分布に基づいて前記尾根上の点の集合を抽出するステップであることを特徴とする請求項1記載の画像生成方法。   In the ridge extraction step, a spatial smoothing process is performed on the blood flow velocity distribution, and a set of points on the ridge is extracted based on the blood flow velocity distribution after the smoothing process is performed. The image generation method according to claim 1, wherein: 前記尾根抽出ステップは、観察面上の各点を順次関心点として選択し、選択した関心点の血流速さが、該関心点を間に挟んで該関心点に隣接する2つの点の血流速さよりも大きいという条件を満たす2つの点が存在する場合に、該関心点を尾根上の点として抽出するステップであることを特徴とする請求項1記載の画像生成方法。   The ridge extraction step sequentially selects each point on the observation surface as a point of interest, and the blood flow velocity of the selected point of interest is the blood of two points adjacent to the point of interest with the point of interest in between. 2. The image generation method according to claim 1, wherein when there are two points satisfying a condition that the velocity is larger than the flow velocity, the point of interest is extracted as a point on the ridge. 前記表示ステップは、前記尾根抽出ステップで抽出した尾根上の各点を、該各点の血流速さに応じた表示態様で表示するステップであることを特徴とする請求項1記載の画像生成方法。   The image generation according to claim 1, wherein the display step is a step of displaying each point on the ridge extracted in the ridge extraction step in a display mode according to the blood flow velocity of each point. Method. 被検体内への超音波パルスの送信と被検体内で反射して戻ってきた反射超音波の受信とを繰り返し、該受信により得られた受信信号に基づく画像を生成して表示する超音波診断装置において、
前記受信信号に基づいて、観察面上の各点における、該各点と超音波送受信点とを結ぶ方向の血流速度成分を求める第1演算部と、
前記第1演算部で求められた血流速度成分に基づいて、前記観察面上の各点における、該観察面内の、前記第1演算部で求められた血流速度成分と、該血流速度成分とは直角な方向の血流速度成分との合成からなる血流速度を求める第2演算部と、
前記第2演算部で求められた血流速度を構成する血流速さと血流方向とのうちの血流速さの、前記観察面上の各点の集合からなる血流速さ分布に基づいて、該各点の血流速さを地理上の標高に擬えたときの尾根上の点の集合を抽出する尾根抽出部と、
前記尾根抽出部で抽出された尾根上の点の集合を表わす画像を表示する表示部とを備えたことを特徴とする超音波診断装置。
Ultrasound diagnosis that repeats the transmission of ultrasonic pulses into the subject and the reception of reflected ultrasonic waves reflected back within the subject, and generates and displays an image based on the received signal obtained by the reception In the device
A first calculation unit that obtains a blood flow velocity component in a direction connecting each point and an ultrasonic transmission / reception point at each point on the observation surface based on the received signal;
Based on the blood flow velocity component obtained by the first operation unit, the blood flow velocity component obtained by the first operation unit in the observation surface at each point on the observation surface, and the blood flow A second calculation unit for obtaining a blood flow velocity composed of a blood flow velocity component in a direction perpendicular to the velocity component;
Based on a blood flow velocity distribution composed of a set of points on the observation surface of the blood flow velocity of the blood flow velocity and the blood flow direction constituting the blood flow velocity determined by the second calculation unit. A ridge extractor for extracting a set of points on the ridge when the blood flow velocity at each point is simulated as a geographical elevation;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: a display unit that displays an image representing a set of points on the ridge extracted by the ridge extraction unit.
前記尾根抽出部は、前記血流速さ分布に空間的な平滑化処理を施し、平滑化処理が施された後の血流速さ分布に基づいて前記尾根上の点の集合を抽出するものであることを特徴とする請求項5記載の超音波診断装置。   The ridge extraction unit performs a spatial smoothing process on the blood flow velocity distribution, and extracts a set of points on the ridge based on the blood flow velocity distribution after the smoothing process is performed. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 5, wherein: 前記尾根抽出部は、観察面上の各点を順次関心点として選択し、選択した関心点の血流速さが、該関心点を間に挟んで該関心点に隣接する2つの点の血流速さよりも大きいという条件を満たす2つの点が存在する場合に、該関心点を尾根上の点として抽出するものであることを特徴とする請求項5記載の超音波診断装置。   The ridge extraction unit sequentially selects each point on the observation surface as a point of interest, and the blood flow velocity of the selected point of interest is the blood of two points adjacent to the point of interest with the point of interest in between. 6. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 5, wherein when there are two points satisfying a condition that the velocity is larger than the flow velocity, the point of interest is extracted as a point on the ridge. 前記表示部は、前記尾根抽出部で抽出された尾根上の各点を、該各点の血流速さに応じた表示態様で表示するものであることを特徴とする請求項5記載の超音波診断装置。   6. The super display according to claim 5, wherein the display unit displays each point on the ridge extracted by the ridge extraction unit in a display mode corresponding to the blood flow velocity of each point. Ultrasonic diagnostic equipment.
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