JP2009089940A - 超音波診断装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】送信部3は超音波プローブ2を介して被検体に超音波を送信する。受信部4は超音波プローブ2を介して被検体から反射されたエコー信号を受信し、エコー信号に対して複数の設定音速に従って遅延処理を行うことで、設定音速がそれぞれ異なる複数の受信信号を生成する。画像生成部7は、設定音速がそれぞれ異なる受信信号に基づいて、設定音速がそれぞれ異なる複数の断層像データを生成する。コントラスト演算部81は、各断層像データのコントラストをそれぞれ求め、選択部82は、各断層像データのうちコントラストが最も高い断層像データを選択する。表示制御部9は、選択部82によって選択された断層像データに基づく断層像を表示部11に表示させる。
【選択図】図1
Description
Δt=((X2+Y2)1/2−X)/C ・・・(1)
この発明の実施形態に係る超音波診断装置の構成について、図1及び図2を参照して説明する。図1は、この発明の実施形態に係る超音波診断装置を示すブロック図である。図2は、この発明の実施形態に係る超音波診断装置に設置された受信部を示すブロック図である。
次に、この発明の実施形態に係る超音波診断装置による一連の動作について、図4を参照して説明する。図4は、この発明の実施形態に係る超音波診断装置による一連の動作を示すフローチャートである。
まず、送信部3は、超音波プローブ2によって被検体に対して、所定の設定音速で超音波を送信する。
超音波プローブ2は、被検体から反射されたエコー信号を受信し、そのエコー信号を受信部4に出力する。
受信部4は、超音波プローブ2から出力されたエコー信号に対して、異なる設定音速で遅延処理を行うことで、設定音速がそれぞれ異なる複数の受信データを生成する。例えば、第1の設定音速C1=1460[m/s]、第2の設定音速C2=1500[m/s]、第3の設定音速=1540[m/s]、及び第4の設定音速C4=1580[m/s]として、受信部4は、設定音速の値を変えて受信ビームフォーミングを行うことで、4種類の受信ビームを生成する。そして、信号処理部5は、受信部4にて生成された設定音速がそれぞれ異なる複数の受信ビームを受けて、設定音速がそれぞれ異なる複数のBモード超音波ラスタデータを生成する。このBモード超音波ラスタデータは、画像記憶部6に記憶される。
そして、1画面分(1フレーム分)のデータを生成して画像記憶部6に記憶するまで、ステップS01からステップS03の処理を繰り返す。これにより、1画面分(1フレーム分)のデータに設定音速の数を乗じたデータが生成されて画像記憶部6に記憶される。例えば、1フレームを380本の走査線信号で構成する場合、380本に設定音速の数(例えば4)を乗算した本数の受信データを生成して画像記憶部6に記憶するまで、ステップS01からステップS03の処理を繰り返す。
そして、1フレーム分のデータが生成されて画像記憶部6に記憶された場合(ステップS04、Yes)、画像生成部7は、設定音速がそれぞれ異なる複数のBモード超音波ラスタデータを画像記憶部6から読み込み、設定音速がそれぞれ異なる複数の断層像データを生成する。例えば、4種類の設定音速(C1、C2、C3、及びC4)によって受信ビームを生成した場合、図3(a)に示すように、画像生成部7は、設定音速が異なる4種類の断層像100、200、300、400を生成する。そして、画像生成部7は、4種類の断層像データを演算部8に出力する。
コントラスト演算部81は、設定音速が異なる複数の断層像データのそれぞれについて、コントラストを求める。例えば、コントラスト演算部81は、断層像の輝度の分散値や、断層像内における輝度の変化率などをコントラストとして求める。
そして、選択部82は、設定音速が異なる複数の断層像データのうち、コントラストが最も高い断層像データを選択し、選択した断層像データを表示制御部9に出力する。例えば、選択部82は、輝度の分散値が最も大きい断層像を、コントラストが最も高い断層像として選択する。また、選択部82は、断層像内における輝度の変化率が最も大きい断層像を、コントラストが最も高い断層像として選択しても良い。例えば、図3(b)に示すように、断層像100、200、300、400のうち断層像300のコントラストが最も高い場合、選択部82は断層像300を選択し、その断層像データを表示制御部9に出力する。このように、コントラストが最も高い断層像を選択することで、設定音速が生体音速に最も近い条件で生成された断層像を選択したことになる。
表示制御部9は、選択部82から出力された断層像データを受けて、その断層像データに基づく断層像を表示部11に表示させる。例えば図3(c)に示すように、表示制御部9は、コントラストが最も高い断層像300を表示部11に表示させる。このように、設定音速が1540[m/s]の条件で生成された断層像300のみが表示部11に表示されることになる。
次に、上述した実施形態に係る超音波診断装置1の変形例について説明する。
まず、超音波診断装置1の変形例1について図5を参照して説明する。図5は、設定音速が異なる複数の断層像を模式的に表す図である。
次に、変形例1に係る超音波診断装置による一連の動作について、図6を参照して説明する。図6は、変形例1に係る超音波診断装置による一連の動作を示すフローチャートである。
まず、送信部3は、超音波プローブ2によって被検体に対して、所定の設定音速で超音波を送信する。
超音波プローブ2は、被検体から反射されたエコー信号を受信し、そのエコー信号を受信部4に出力する。
受信部4は、超音波プローブ2から出力されたエコー信号に対して、それぞれ異なる設定音速で遅延処理を行うことで、設定音速がそれぞれ異なる受信データを生成する。例えば、第1の設定音速C1、第2の設定音速C2、第3の設定音速C3、及び第4の設定音速C4によって、受信部4は、設定音速の値を変えて受信ビームフォーミングを行うことで、4種類の受信データを生成する。そして、信号処理部5は、受信部4にて生成された設定音速がそれぞれ異なる複数の受信データを受けて、設定音速がそれぞれ異なる複数のBモード超音波ラスタデータを生成する。このBモード超音波ラスタデータは、画像記憶部6に記憶される。
そして、1画面分(1フレーム分)のデータを生成して画像記憶部6に記憶するまで、ステップS10からステップS12の処理を繰り返す。これにより、1画面分(1フレーム分)のデータに設定音速の数を乗じたデータが生成されて画像記憶部6に記憶される。例えば、1フレームを380本の走査線信号で構成する場合、380本に設定音速の数(例えば4)を乗算した本数の受信データを生成して画像記憶部6に記憶するまで、ステップS10からステップS12の処理を繰り返す。
そして、1フレーム分のデータが生成されて画像記憶部6に記憶された場合(ステップS13、Yes)、画像生成部7は、設定音速がそれぞれ異なる複数のBモード超音波ラスタデータを画像記憶部6から読み込み、設定音速がそれぞれ異なる複数の断層像データを生成する。例えば、4種類の設定音速(C1、C2、C3、及びC4)によって受信ビームを生成した場合、図5に示すように、画像生成部7は、設定音速が異なる4種類の断層像100、200、300、400を生成する。そして、画像生成部7は、4種類の断層像データを演算部8に出力する。
コントラスト演算部81は、設定音速がそれぞれ異なる条件下で生成された断層像をそれぞれ複数の個別領域に分割する。例えば図5に示すように、コントラスト演算部81は、設定音速C1の条件下で生成された断層像100を5つの個別領域A、B、C、D、及びEに分割する。同様に、コントラスト演算部81は、設定音速C2の条件下で生成された断層像200、設定音速C3の条件下で生成された断層像300、及び、設定音速C4の条件下で生成された断層像400を、それぞれ5つの個別領域A〜Eに分割する。
そして、コントラスト演算部81は、各個別領域に含まれる断層像データのコントラストを個別領域ごとに求める。図5に示す例では、コントラスト演算部81は、断層像100について、個別領域Aの断層像データのコントラスト、個別領域Bの断層像データのコントラスト、個別領域Cの断層像データのコントラスト、個別領域Dの断層像データのコントラスト、及び個別領域Eの断層像データのコントラストを求める。同様に、コントラスト演算部81は、断層像200、300、400について、個別領域A〜Eのそれぞれの断層像データのコントラストを求める。
選択部82は、設定音速がそれぞれ異なる複数の断層像の同じ個別領域において、コントラストが最も高い断層像を1つ選択する。図5に示す例では、選択部82は、個別領域Aについては設定音速C1で生成された断層像110を選択し、個別領域Bについては設定音速C3で生成された断層像320を選択し、個別領域Cについては設定音速C2で生成された断層像230を選択し、個別領域Dについては設定音速C3で生成された断層像340を選択し、個別領域Eについては設定音速C4で生成された断層像450を選択する。
表示制御部9は、個別領域A〜Eのそれぞれにおいてコントラストが最も高い断層像データを結合することで、1つの断層像データを再構成する。図5に示す例では、表示制御部9は、個別領域Aの断層像110、個別領域Bの断層像320、個別領域Cの断層像230、個別領域Dの断層像340、及び個別領域Eの断層像450を結合することで、1つの断層像500を再構成する。
そして、表示制御部9は、再構成した断層像データに基づく断層像500を表示部11に表示させる。
次に、超音波診断装置1の変形例2について図7及び図8を参照して説明する。図7は、撮影領域とその撮影領域の断層像とを模式的に示す図である。図8は、変形例2に係る超音波診断装置による一連の動作を示すフローチャートである。
まず、送信部3は、制御部13の制御の下、所望の撮影領域を複数の個別領域に分け、1つの個別領域に対して、所定の設定音速で超音波を送信する。例えば、図7(a)に示すように、送信部3は、全体の撮影領域Sを複数の個別領域A、B、C、D、Eに分割し、各個別領域に対して順番に超音波を送信する。全体の撮影領域Sを示す情報(座標情報)と、各個別領域A〜Eを示す情報(座標情報)は、制御部13に設定されている。そして、送信部3は、制御部13の制御の下、1つの個別領域に対して超音波を送信する。
超音波プローブ2は、全体の撮影領域Sに含まれる1つの個別領域から反射されたエコー信号を受信し、そのエコー信号を受信部4に出力する。例えば、超音波プローブ2は、個別領域Aから反射されたエコー信号を受信し、個別領域Aのエコー信号を受信部4に出力する。
そして、受信部4は、超音波プローブ2から出力された1つの個別領域からのエコー信号に対して、それぞれ異なる設定音速で遅延処理を行うことで、設定音速がそれぞれ異なる複数の受信データを生成する。例えば、個別領域Aに対して超音波が送信されると、受信部4は制御部13の制御の下、個別領域Aについて、それぞれ異なる設定音速で遅延処理を行うことで、設定音速がそれぞれ異なる複数の受信データを生成する。例えば、第1の設定音速C1、第2の設定音速C2、第3の設定音速C3、及び第4の設定音速C4によって、受信部4は、設定音速の値を変えて受信ビームフォーミングを行うことで、個別領域Aについて4種類の受信データを生成する。そして、信号処理部5は、個別領域Aにおける複数の受信データを受けて、個別領域Aにおける設定音速がそれぞれ異なる複数のBモード超音波ラスタデータを生成する。複数のBモード超音波ラスタデータは、画像記憶部6に一時的に記憶される。
そして、1つの個別領域のデータを生成して画像記憶部6に記憶するまで、ステップS30からステップS32の処理を繰り返す。すなわち、1つの個別領域に対して超音波の送受信を繰り返して、その個別領域のデータを取得する。これにより、1つの個別領域のデータに設定音速の数を乗じたデータが生成されて画像記憶部6に記憶される。例えば、1フレーム380本の走査線信号で構成する場合、380本を個別領域の数(例えば5)で除算し、その値に、設定音速の数(例えば4)を乗算した本数の受信データを生成して画像記憶部6に記憶するまで、ステップS30からステップS32の処理を繰り返す。
そして、1つの個別領域分のデータが生成されて画像記憶部6に記憶された場合(ステップS33、Yes)、画像生成部7は、設定音速がそれぞれ異なる複数のBモード超音波ラスタデータを画像記憶部6から読み込み、設定音速が異なる複数の複数の断層像データを生成する。例えば、個別領域Aに対して超音波が送信された場合、画像生成部7は、個別領域Aにおける設定音速がそれぞれ異なる複数のBモード超音波ラスタデータを画像記憶部6から読み込み、個別領域Aにおける設定音速がそれぞれ異なる複数の断層像データを生成する。例えば図7(b)に示すように、画像生成部7は、個別領域Aについて設定音速C1の条件下で断層像110を生成し、設定音速C2の条件下で断層像210を生成し、設定音速C3の条件下で断層像310を生成し、設定音速C4の条件下で断層像410を生成する。
コントラスト演算部81は、1つの個別領域について設定音速がそれぞれ異なる条件下で生成された断層像のコントラストを求める。図7(b)に示す例では、コントラスト演算部81は、個別領域Aにおける断層像110、210、310、410のコントラストをそれぞれ求める。
選択部82は、1つの個別領域において、設定音速が異なる複数の断層像データ間で、コントラストが最も高い断層像を1つ選択する。例えば、選択部82は、個別領域Aにおいて、断層像110、210、310、410のうち、コントラストが最も高い断層像を選択する。例えば図7(b)に示すように、設定音速C3の条件下で生成された断層像310のコントラストが最も高い場合、選択部82は、個別領域Aについては、断層像310を選択し、その断層像310を表す断層像データを表示制御部9に出力する。
そして、全ての個別領域について、コントラストが最も高い断層像を選択するまで、ステップS30からステップS36の処理を繰り返す。すなわち、個別領域Aについてコントラストが最も高い断層像が選択されると、制御部13は、個別領域Bに対する超音波の送信命令を送信部3に出力する、送信部3は制御部13の制御の下、個別領域Bに対して超音波を送信する(ステップS30)。上述したステップS31からステップS36と同様に、個別領域Bについても、複数の設定音速で遅延処理を行い、設定音速がそれぞれ異なる複数の断層像データを生成する。そして、設定音速がそれぞれ異なる複数の断層像データのコントラストを求め、個別領域Bについて、コントラストが最も高い断層像データを選択する。そして、制御部13は、選択された断層像データ以外のデータを画像記憶部6から消去する。個別領域C〜Eについても、超音波の送受信、断層像データの生成、コントラストの算出、及び断層像データの選択を個々の個別領域ごとに行い、その都度、選択されなかったデータを画像記憶部6から消去する。
全ての個別領域についてコントラストが最も高い断層像が選択された場合(ステップS37、Yes)、表示制御部9は、個別領域A〜Eのそれぞれにおいてコントラストが最も高い断層像データを結合することで、全体の撮影領域Sを表す断層像データを再構成する。
そして、表示制御部9は、選択部82によって結合された撮影領域Sを表す断層像データに基づく断層像を表示部11に表示させる。
次に、超音波診断装置1の変形例3について図9を参照して説明する。図9は、互いに隣り合う個別領域の断層像を模式的に示す図である。
2 超音波プローブ
3 送信部
4 受信部
5 信号処理部
6 画像記憶部
7 画像生成部
8 演算部
9 表示制御部
10 ユーザインターフェース(UI)
11 表示部
12 操作部
13 制御部
81 コントラスト演算部
82 選択部
Claims (4)
- 超音波プローブを介して被検体に超音波を送信する送信手段と、
前記超音波プローブを介して前記被検体から反射されたエコー信号を受信し、前記エコー信号に対して、遅延処理のための複数の設定音速に従って遅延処理を行うことで、前記設定音速がそれぞれ異なる複数の受信信号を生成する受信手段と、
前記設定音速がそれぞれ異なる受信信号に基づいて、前記設定音速がそれぞれ異なる複数の画像データを生成する画像生成手段と、
前記設定音速がそれぞれ異なる複数の画像データのコントラストをそれぞれ求めるコントラスト演算手段と、
前記複数の画像データのうち、前記コントラストが最も高い画像データを選択する選択手段と、
前記選択手段によって選択された画像データに基づく画像を表示手段に表示させる表示制御手段と、
を有することを特徴とする超音波診断装置。 - 前記コントラスト演算手段は、前記設定音速がそれぞれ異なる前記複数の画像データのそれぞれを複数の個別領域に分割し、前記分割した各個別領域におけるコントラストをそれぞれの画像データごとに求め、
前記選択手段は、前記各個別領域のそれぞれにおいて、前記設定音速がそれぞれ異なる前記複数の画像データのうちコントラストが最も高い画像データを前記個別領域ごとに選択し、
前記表示制御手段は、前記各個別領域において選択された前記コントラストが最も高い画像データを結合し、その結合した画像データに基づく画像を前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項1に記載の超音波診断装置。 - 前記所望の撮影領域を複数の個別領域に分けて、前記複数の個別領域のうち1つの個別領域に対して前記送信手段に超音波を送信させる制御手段と、
記憶手段と、を更に有し、
前記受信手段は、前記1つの個別領域から反射されたエコー信号を受信し、前記1つの個別領域のエコー信号に対して前記複数の設定音速に従って遅延処理を行うことで、前記1つの個別領域について前記設定音速がそれぞれ異なる複数の受信信号を生成し、
前記記憶手段は、前記1つの個別領域について前記設定音速がそれぞれ異なる複数の受信信号を記憶し、
前記画像生成手段は、前記設定音速がそれぞれ異なる複数の受信信号に基づいて、前記1つの個別領域について前記設定音速がそれぞれ異なる複数の画像データを生成し、
前記コントラスト演算手段は、前記1つの個別領域について前記設定音速がそれぞれ異なる前記複数の画像データのコントラストをそれぞれ求め、
前記選択手段は、前記1つの個別領域における前記複数の画像データのうち、前記コントラストが最も高い画像データを選択し、
前記制御手段は、前記選択手段によって選択されなかった画像データに係る受信信号を前記記憶手段から消去し、続けて、前記複数の個別領域のうち別の1つの個別領域に対して前記送信手段に超音波を送信させて、前記別の1つの個別領域において前記コントラストが最も高い画像データを取得し、前記複数の個別領域のそれぞれにおいて前記コントラストが最も高い画像データを取得し、
前記表示制御手段は、前記複数の個別領域のそれぞれにおいて選択された前記コントラストが最も高い画像データを結合し、その結合した画像データに基づく画像を前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項1に記載の超音波診断装置。 - 前記表示制御手段は、互いに隣り合う個別領域が重なる重複領域について、前記重複領域における各個別領域の画像データの画素値の比率を位置に応じて変えながら、前記各個別領域の画像データの画素値を加算することで、前記重複領域における画像データを生成し、前記結合した画像データに基づく画像を前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項2又は請求項3のいずれかに記載の超音波診断装置。
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