JP2009039475A - Ultrasonic diagnostic system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、超音波診断装置に関し、特に超音波画像のゲイン調整に関する。 The present invention relates to an ultrasound diagnostic apparatus, and more particularly to gain adjustment of an ultrasound image.
超音波診断装置を利用することにより、診断の対象となる部位に対して超音波を送受波してその部位を含んだ超音波画像を形成することができる。超音波診断装置により形成される超音波画像は、例えば診断の対象となる部位や患者の体質などに応じて超音波の減衰に差があることなどから、ゲイン調整されることが望ましい。例えば、超音波診断装置のユーザが超音波画像を確認しつつゲイン調整の操作を行って、その超音波画像に適したゲイン調整を行う。 By using the ultrasonic diagnostic apparatus, it is possible to transmit / receive ultrasonic waves to / from a part to be diagnosed and form an ultrasonic image including the part. It is desirable that the ultrasound image formed by the ultrasound diagnostic apparatus is gain-adjusted because there is a difference in attenuation of ultrasound depending on, for example, the region to be diagnosed and the patient's constitution. For example, the user of the ultrasonic diagnostic apparatus performs gain adjustment operation while confirming the ultrasonic image, and performs gain adjustment suitable for the ultrasonic image.
このようなゲイン調整を超音波診断装置が自動調整する技術も知られている。従来からよく知られている自動調整の技術は、例えば診断中の画像データに関する統計的なデータとゲイン調整のための基準値との比較に基づいて、診断中の画像のゲイン調整を行うものである(特許文献1〜5参照)。
A technique is also known in which an ultrasonic diagnostic apparatus automatically adjusts such gain adjustment. A well-known automatic adjustment technique is to adjust the gain of an image being diagnosed based on, for example, a comparison between statistical data relating to the image data being diagnosed and a reference value for gain adjustment. Yes (see
ところが、従来から存在するゲインの自動調整技術では、必ずしも適切なゲイン調整ができるとは限らない。 However, the conventional automatic gain adjustment technique does not always enable appropriate gain adjustment.
本発明は、このような状況に鑑みて成されたものであり、その目的は、適切に超音波画像のゲイン調整を行うことにある。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object thereof is to appropriately adjust the gain of an ultrasonic image.
上記目的を達成するために、本発明の好適な態様の超音波診断装置は、超音波を送受波する複数の振動素子を備えたプローブと、プローブを制御することにより各超音波ビームごとに受信信号を得る送受信部と、複数の超音波ビームから得られる複数の受信信号に基づいて画像データを形成する画像形成部と、画像データに対応した超音波画像を表示する表示部と、超音波画像のゲイン調整を行うゲイン調整部と、を有し、前記ゲイン調整部は、過去に形成された複数の画像データに関する統計データから得られる基準ゲインに基づいて、画像形成部において形成される画像データに対応した超音波画像のゲイン調整を行うことを特徴とする。 In order to achieve the above object, an ultrasonic diagnostic apparatus according to a preferred embodiment of the present invention includes a probe including a plurality of vibration elements that transmit and receive ultrasonic waves, and receives each ultrasonic beam by controlling the probe. A signal transmitting / receiving unit; an image forming unit that forms image data based on a plurality of received signals obtained from a plurality of ultrasonic beams; a display unit that displays an ultrasonic image corresponding to the image data; and an ultrasonic image A gain adjustment unit that performs gain adjustment of the image data, and the gain adjustment unit is configured to perform image data formed in the image forming unit based on a reference gain obtained from statistical data regarding a plurality of image data formed in the past. The gain adjustment of the ultrasonic image corresponding to is performed.
上記態様によれば、過去に形成された複数の画像データに関する統計データから得られる基準ゲインに基づいて超音波画像のゲイン調整が行われるため、過去に行われたゲイン調整の結果を反映させたゲイン調整が可能になる。例えば保存蓄積された画像のゲイン調整結果に近づくようにゲイン調整することにより、施設(病院)や検査者(ユーザ)の意図や好みなどに応じたゲイン調整が複雑なユーザ操作を必要とせずに容易に実現される。 According to the above aspect, since the gain adjustment of the ultrasonic image is performed based on the reference gain obtained from the statistical data regarding the plurality of image data formed in the past, the result of the gain adjustment performed in the past is reflected. Gain adjustment is possible. For example, by adjusting the gain so as to approach the gain adjustment result of the stored and stored image, the gain adjustment according to the intention or preference of the facility (hospital) or the examiner (user) does not require complicated user operation. Easy to realize.
望ましい態様において、前記基準ゲインは、過去に形成された複数の画像データに含まれる複数の画素データに基づいて算出されることを特徴とする。 In a preferred aspect, the reference gain is calculated based on a plurality of pixel data included in a plurality of image data formed in the past.
望ましい態様において、前記基準ゲインは、各画像データに対して設定されたサンプル領域内の画素データの平均値に基づいて算出されることを特徴とする。 In a preferred aspect, the reference gain is calculated based on an average value of pixel data in a sample area set for each image data.
望ましい態様において、各画像データごとに複数のサンプル領域が設定され、前記基準ゲインは、前記複数のサンプル領域から得られる複数の平均値のうちの特異的な平均値を除外した残りの平均値に基づいて算出されることを特徴とする。 In a desirable mode, a plurality of sample areas are set for each image data, and the reference gain is set to a remaining average value excluding a specific average value among a plurality of average values obtained from the plurality of sample areas. It is calculated based on.
望ましい態様において、前記基準ゲインは、過去に形成された複数の画像データの各々に関する統計データを各画像データが形成された日時に応じて重み付け加算して算出されることを特徴とする。 In a preferred aspect, the reference gain is calculated by weighting and adding statistical data relating to each of a plurality of image data formed in the past according to the date and time when each image data was formed.
望ましい態様において、前記基準ゲインは、診断の対象となる部位ごとに設定されることを特徴とする。 In a preferred aspect, the reference gain is set for each part to be diagnosed.
本発明により、適切に超音波画像のゲイン調整を行うことが可能になる。例えば、本発明の好適な態様により、過去に行われたゲイン調整の結果を反映させたゲイン調整が可能になる。 According to the present invention, it is possible to appropriately adjust the gain of an ultrasonic image. For example, according to a preferred aspect of the present invention, gain adjustment reflecting the result of gain adjustment performed in the past becomes possible.
図1には、本発明に係る超音波診断装置の好適な実施形態が示されており、図1はその全体構成を示す機能ブロック図である。プローブ10は、例えば生体内組織などに対して超音波を送受波する超音波探触子である。プローブ10は、送信部12により送信制御されて受信部14により受信制御される。
FIG. 1 shows a preferred embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention, and FIG. 1 is a functional block diagram showing the overall configuration thereof. The
送信部12は、プローブ10が備える図示しない複数の振動素子の各々に対して送信信号を出力する。そして、各振動素子に対する送信信号の出力タイミングなどを適宜制御することにより、プローブ10から特定の方向に向けられた超音波ビームを形成し、さらにその超音波ビームを二次元平面内に亘ってあるいは三次元空間内に亘って走査させる。
The
受信部14は、プローブ10を受信制御することにより、プローブ10が備える複数の振動素子の各々から受信信号を収集して整相加算処理などを行い、プローブ10から特定の方向に向けられた各超音波ビームに対応した受信ビーム信号を形成する。必要に応じて受信部14において受信ビーム信号に対して検波処理などが施される。
The
受信部14において各超音波ビームごとに形成された受信ビーム信号(整相加算処理後の受信信号)は、ゲイン調整部16においてゲイン調整されてから、超音波画像形成部20へ出力される。
A reception beam signal (received signal after phasing addition processing) formed for each ultrasonic beam in the
超音波画像形成部20は、複数の超音波ビームから得られる複数の受信ビーム信号に基づいて超音波画像データを形成し、その超音波画像データに対応した超音波画像が表示部26に表示される。超音波画像は、例えば、Bモード断層画像、三次元画像などの既知の超音波画像のうちのいずれでもよい。
The ultrasonic
操作デバイス18は、ユーザ操作を受け付けるデバイスである。操作デバイス18は、例えば、トラックボール、マウス、キーボード、タッチパネル、ダイヤルなどであり、例えば本超音波診断装置の装置本体に設けられる。
The
制御部22は、例えば制御手順を記述したプログラムなどに従って本超音波診断装置内の各部を制御する。また、制御部22は、操作デバイス18を介して入力されるユーザ操作に応じて装置内の各部を制御する。
The
例えば、操作デバイス18を介してユーザが超音波画像データの保存を指示すると、超音波画像形成部20において形成された超音波画像データがデータ記憶部24に記憶される。さらに、ユーザ操作に応じて、データ記憶部24に記憶された超音波画像データが超音波画像形成部20によって読み出されて表示部26にそのデータに対応した超音波画像が表示されてもよい。データ記憶部24は、例えば、ハードディスクドライブや光ディスクドライブやメモリなどである。
For example, when the user instructs to store ultrasonic image data via the
また、本実施形態においては、操作デバイス18を介してユーザが超音波画像のゲイン調整を行うことができる。例えば、ユーザは、表示部26に表示される超音波画像を見ながら、ゲイン調整用の操作デバイス18であるダイヤルを操作してその超音波画像のゲイン調整を行う。さらに、本実施形態においては、過去に形成された複数の画像データに関する統計データから、ゲイン調整部16がゲインの自動調整を行う。
In the present embodiment, the user can adjust the gain of the ultrasonic image via the
統計データは、超音波画像形成部20において形成された超音波画像データに基づいて統計データ算出部23によって算出される。算出の対象となる超音波画像データは、例えば、ユーザ操作に応じてフリーズ表示した超音波画像の画像データである。統計データ算出部23によって算出された統計データは、データ記憶部24に記憶される。その際、統計データに対応した超音波画像データがデータ記憶部24に記憶されてもよいし、統計データのみが記憶されてもよい。なお、統計データは、例えば、ユーザ操作に応じてデータ記憶部24に保存された超音波画像データに基づいて、制御部22において算出されてもよい。さらに制御部22において算出された統計データがデータ記憶部24に記憶されてもよい。
The statistical data is calculated by the statistical
以下に本実施形態におけるゲイン調整について説明する。なお、以下の説明において、図1に示した部分(構成)については図1の符号を利用する。 The gain adjustment in this embodiment will be described below. In the following description, the reference numerals in FIG. 1 are used for the portions (configurations) shown in FIG.
ゲイン調整部16は、過去に形成された複数の画像データに関する統計データから得られる基準ゲインに基づいてゲインの自動調整を行う。その基準ゲインは、過去に形成された画像データに含まれる複数の画素データに基づいて算出される。
The
図2は、基準ゲインの算出手順を説明するための図であり、図2には、過去に形成された超音波画像データに対応した超音波画像40が示されている。基準ゲインを算出する際には、まず、超音波画像(データ)40に対して複数のサンプル領域42が設定される。サンプル領域42の個数や位置は図示される態様に限定されない。なお、通常は診断の対象となる部位が超音波画像40の中央付近に配置されるため、複数のサンプル領域42は超音波画像40の中央付近に配置されることが望ましい。 FIG. 2 is a diagram for explaining a reference gain calculation procedure. FIG. 2 shows an ultrasound image 40 corresponding to ultrasound image data formed in the past. When calculating the reference gain, first, a plurality of sample regions 42 are set for the ultrasonic image (data) 40. The number and position of the sample regions 42 are not limited to the illustrated mode. In addition, since the part to be diagnosed is usually arranged near the center of the ultrasonic image 40, it is desirable that the plurality of sample regions 42 be arranged near the center of the ultrasonic image 40.
複数のサンプル領域42が設定されると、各サンプル領域42ごとにその領域内の複数の画素の輝度値の平均値が算出される。その平均値は、超音波画像形成部20において形成された超音波画像データに基づいて統計データ算出部23において算出され、データ記憶部24に記憶される。また、平均値は、データ記憶部24に保存された超音波画像データに基づいて、制御部22において算出されてもよい。そして、全てのサンプル領域42についての平均値が算出されると、それらのうちの特異的な平均値が除去される。例えば、全てのサンプル領域42の平均値のうち、値が大きい上位数個の平均値と値が小さい下位数個の平均値が除去される。そして、特異的な平均値が除去された残りの全ての平均値についての平均値(画像平均値とする)が算出される。こうして算出された超音波画像40に関する画像平均値が基準ゲインとなる。
When a plurality of sample areas 42 are set, an average value of luminance values of a plurality of pixels in the area is calculated for each sample area 42. The average value is calculated by the statistical
基準ゲインは、例えばデータ記憶部24に記憶された平均値に基づいて制御部22において算出される。もちろん、データ記憶部24に保存された超音波画像データに基づいて制御部22が平均値と基準ゲインを算出してもよい。ゲイン調整部16は算出された基準ゲインに基づいて、受信部14から出力される受信ビーム信号のゲインを調整する。例えば、受信部14から出力される受信ビーム信号に基づいて形成される超音波画像の画像平均値が、データ記憶部24に記憶された超音波画像の画像平均値と一致するように、受信部14から出力される受信ビーム信号のゲインを調整する。
The reference gain is calculated in the
なお、受信部14から出力される受信ビーム信号に基づいて形成される超音波画像の画像平均値も、例えば図2に示す複数のサンプル領域42を利用して算出される。また、ゲイン調整部16が超音波画像形成部20において形成される超音波画像データを直接的にゲイン調整してもよい。
Note that the image average value of the ultrasonic image formed based on the received beam signal output from the receiving
このように、ゲイン調整部16は、基準ゲインに基づいてゲイン調整を行う。その基準ゲインは、過去に形成された複数の超音波画像データから算出される。さらに、過去に形成された各超音波画像データは、表示部26に表示されるその超音波画像データの画像を見ながらユーザが操作デバイス18を操作してゲインを微調整して最適化したものが望ましい。
As described above, the
そして、過去に形成された各超音波画像データごとに、図2を利用して説明したように複数のサンプル領域42を設定して画像平均値を算出し、さらに、複数の超音波画像データに対応した複数の画像平均値の平均値を算出して、その平均値を基準ゲインとする。これにより、ユーザが以前に最適化した複数の超音波画像データのゲイン調整結果が基準ゲインに反映されることとなり、その基準ゲインに基づいてゲインが自動調整された超音波画像は、そのユーザにとっての最適化された状態に極めて近いものとなる。もちろん、自動調整された超音波画像に対してユーザが操作デバイス18を利用してさらに微調整できる構成としてもよい。
Then, for each ultrasonic image data formed in the past, as described with reference to FIG. 2, a plurality of sample regions 42 are set to calculate an image average value, and further, the plurality of ultrasonic image data An average value of a plurality of corresponding image average values is calculated, and the average value is set as a reference gain. As a result, the gain adjustment result of the plurality of ultrasonic image data optimized by the user is reflected in the reference gain, and the ultrasonic image whose gain is automatically adjusted based on the reference gain is It is very close to the optimized state. Of course, the configuration may be such that the user can further fine-tune the automatically adjusted ultrasonic image using the
なお、自動調整の開始等の操作をユーザが入力するようにしてもよい。例えば、ユーザが操作デバイス18を操作して自動調整を開始させ、仮に自動調整の結果が意図したものとならなかった場合に、ユーザが再び同じ操作を行うことにより自動調整前の状態に画像を戻すようにしてもよい。その再操作を受け付ける時間は、例えば数秒以内などに設定される。また、自動的に一定の周期(例えば数秒間隔)で繰り返し自動調整を行うようにしてもよい。
Note that the user may input an operation such as the start of automatic adjustment. For example, when the user operates the
また、基準ゲインを算出する際に利用される超音波画像(データ)の枚数は、例えば、20枚、40枚、100枚などのうちから選択可能な構成としてもよい。さらに、複数の超音波画像データに対応した複数の画像平均値から基準ゲインを算出する際に、各超音波画像データが形成された日時に応じた重み付け処理を行って複数の画像平均値に関する重み付け平均値を算出してもよい。例えば、最近形成された超音波画像データの画像平均値を重視した重み付け処理を行うことにより、最近形成された超音波画像データのゲイン調整結果が基準ゲインに比較的大きく反映されるようになる。 Further, the number of ultrasonic images (data) used when calculating the reference gain may be configured to be selectable from 20, 40, 100, and the like, for example. Further, when calculating a reference gain from a plurality of average image values corresponding to a plurality of ultrasonic image data, a weighting process according to the date and time when each ultrasonic image data is formed is performed to weight the plurality of average image values. An average value may be calculated. For example, by performing weighting processing that emphasizes the image average value of the recently formed ultrasound image data, the gain adjustment result of the recently formed ultrasound image data is reflected relatively large in the reference gain.
さらに、基準ゲインは、診断の対象となる部位ごとに設定されてもよい。図3は、診断部位ごとに設定される基準ゲインを説明するための図であり、データ記憶部24に記憶されたデータの記憶状態を示したものである。
Furthermore, the reference gain may be set for each part to be diagnosed. FIG. 3 is a diagram for explaining the reference gain set for each diagnostic region, and shows the storage state of the data stored in the
複数の腹部画像40Aは、腹部を診断対象として得られた超音波画像である。そして、これらの腹部画像40Aの各々に対して複数のサンプル領域(図2参照)が設定されて、各腹部画像40Aごとに画像平均値が算出され、複数の腹部画像40Aから得られる複数の画像平均値をさらに平均化することにより、腹部画像40Aに関する基準ゲインYiが算出される。なお、データ記憶部24には、各腹部画像40Aごとに算出された画像平均値のみが記憶されてもよいし、各腹部画像40Aの画像データが記憶されてもよいし、算出された基準ゲインYiのみが記憶されてもよい。
The plurality of
また、複数の産科画像40Bは、産科の診断において得られた超音波画像であり、各産科画像40Bごとに画像平均値が算出され、複数の産科画像40Bから得られる複数の画像平均値をさらに平均化することにより、産科画像40Bに関する基準ゲインYjが算出される。データ記憶部24には、各産科画像40Bごとに算出された画像平均値のみが記憶されてもよいし、各産科画像40Bの画像データが記憶されてもよいし、算出された基準ゲインYjのみが記憶されてもよい。同様に、循環器系の診断において得られた複数の循環器画像40Cに関する基準ゲインYkも算出される。さらに、他の診断対象部位、例えば甲状腺や乳腺や心臓や肝臓などに対応した画像から基準ゲインが算出されてもよい。
The plurality of
そして、ゲイン調整部16は、診断対象に応じた基準ゲインを利用してゲイン調整を行う。例えば、腹部の診断の際に、ゲイン調整部16は、腹部画像40Aに関する基準ゲインYiに基づいて、受信部14から出力される受信ビーム信号のゲインを調整する。これにより、診断部位に応じた適切なゲインの自動調整が可能となる。
Then, the
なお、本実施形態の超音波診断装置を複数のユーザが交互に利用する場合には、各ユーザごとに基準ゲインを設定するようにしてもよい。例えば、各ユーザに対応したフォルダに、図3に示した複数の腹部画像40Aと複数の産科画像40Bと複数の循環器画像40Cからなる画像データセットを記憶させる。そして、あるユーザが本超音波診断装置を利用する場合に、そのユーザに対応したフォルダの画像データが利用されて基準ゲインが算出される。これにより、そのユーザの意図や好みなどに応じたゲイン調整が複雑なユーザ操作を必要とせずに容易に実現される。
When a plurality of users alternately use the ultrasonic diagnostic apparatus of this embodiment, a reference gain may be set for each user. For example, an image data set including a plurality of
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、上述した実施形態は、あらゆる点で単なる例示にすぎず、本発明の範囲を限定するものではない。本発明は、その本質を逸脱しない範囲で各種の変形形態を包含する。例えば、画像データに関する統計データとして、サンプル領域内の画素値の平均値に換えて、サンプル領域内の画素値のヒストグラムを利用してもよい。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, embodiment mentioned above is only a mere illustration in all the points, and does not limit the scope of the present invention. The present invention includes various modifications without departing from the essence thereof. For example, as the statistical data regarding the image data, a histogram of pixel values in the sample area may be used instead of the average value of the pixel values in the sample area.
10 プローブ、12 送信部、14 受信部、16 ゲイン調整部、18 操作デバイス、20 超音波画像形成部、22 制御部、23 統計データ算出部、24 データ記憶部。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
プローブを制御することにより各超音波ビームごとに受信信号を得る送受信部と、
複数の超音波ビームから得られる複数の受信信号に基づいて画像データを形成する画像形成部と、
画像データに対応した超音波画像を表示する表示部と、
超音波画像のゲイン調整を行うゲイン調整部と、
を有し、
前記ゲイン調整部は、過去に形成された複数の画像データに関する統計データから得られる基準ゲインに基づいて、画像形成部において形成される画像データに対応した超音波画像のゲイン調整を行う、
ことを特徴とする超音波診断装置。 A probe having a plurality of vibration elements for transmitting and receiving ultrasonic waves;
A transmission / reception unit for obtaining a reception signal for each ultrasonic beam by controlling the probe;
An image forming unit that forms image data based on a plurality of reception signals obtained from a plurality of ultrasonic beams;
A display unit for displaying an ultrasonic image corresponding to the image data;
A gain adjustment unit for adjusting the gain of the ultrasound image;
Have
The gain adjustment unit performs gain adjustment of an ultrasonic image corresponding to image data formed in the image forming unit, based on a reference gain obtained from statistical data regarding a plurality of image data formed in the past.
An ultrasonic diagnostic apparatus.
前記基準ゲインは、過去に形成された複数の画像データに含まれる複数の画素データに基づいて算出される、
ことを特徴とする超音波診断装置。 The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1,
The reference gain is calculated based on a plurality of pixel data included in a plurality of image data formed in the past.
An ultrasonic diagnostic apparatus.
前記基準ゲインは、各画像データに対して設定されたサンプル領域内の画素データの平均値に基づいて算出される、
ことを特徴とする超音波診断装置。 The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 2,
The reference gain is calculated based on an average value of pixel data in a sample area set for each image data.
An ultrasonic diagnostic apparatus.
各画像データごとに複数のサンプル領域が設定され、
前記基準ゲインは、前記複数のサンプル領域から得られる複数の平均値のうちの特異的な平均値を除外した残りの平均値に基づいて算出される、
ことを特徴とする超音波診断装置。 The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 3.
Multiple sample areas are set for each image data,
The reference gain is calculated based on a remaining average value excluding a specific average value among a plurality of average values obtained from the plurality of sample regions.
An ultrasonic diagnostic apparatus.
前記基準ゲインは、過去に形成された複数の画像データの各々に関する統計データを各画像データが形成された日時に応じて重み付け加算して算出される、
ことを特徴とする超音波診断装置。 In the ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The reference gain is calculated by weighting and adding statistical data regarding each of a plurality of image data formed in the past according to the date and time when each image data was formed.
An ultrasonic diagnostic apparatus.
前記基準ゲインは、診断の対象となる部位ごとに設定される、
ことを特徴とする超音波診断装置。 The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 5,
The reference gain is set for each part to be diagnosed.
An ultrasonic diagnostic apparatus.
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