JP2009095442A - Gain adjustment method and device of ultrasonic diagnostic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、観察対象の速度を、断層画像に重畳して、色情報にて示す速度表示機能を有する超音波診断装置に関する。 The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus having a speed display function in which the speed of an observation target is superimposed on a tomographic image and indicated by color information.
超音波を被検体に対して送受し、受信信号の強度に基づき断層画像を得る超音波診断装置が知られている。また、受信信号のドプラシフトに基づき観察対象の速度情報を得て、この速度に対応した色を断層画像に重畳して表示する機能を備えた装置も知られている。この色による速度表示(以下、色速度表示と記す。)において、速度情報が適切に表示されるように手動にてゲイン調整が行われる。具体的には、探触子を観察対象から離し、空中放置の状態でゲイン調整が行われる。ゲインが過大であると画像全体にまだらに色が付された画像となり、また過小であると必要な部分の速度表示が行われない。超音波診断装置におけるゲイン調整の技術が下記特許文献1に記載されている。 2. Description of the Related Art There are known ultrasonic diagnostic apparatuses that transmit and receive ultrasonic waves to and from a subject and obtain a tomographic image based on the intensity of a received signal. There is also known an apparatus having a function of obtaining speed information of an observation target based on a Doppler shift of a received signal and superimposing and displaying a color corresponding to the speed on a tomographic image. In this color speed display (hereinafter referred to as color speed display), gain adjustment is manually performed so that speed information is appropriately displayed. Specifically, the gain is adjusted while the probe is separated from the observation target and left in the air. If the gain is excessively large, the entire image is mottled, and if it is excessively small, the necessary speed display is not performed. A technique of gain adjustment in an ultrasonic diagnostic apparatus is described in Patent Document 1 below.
従来、色速度表示のゲイン調整は、装置の操作者が必要に応じて、表示を見ながらゲイン調整つまみを操作して行っていた。 Conventionally, gain adjustment for color speed display has been performed by operating the gain adjustment knob while viewing the display as required by the operator of the apparatus.
本発明は、色速度表示におけるゲイン調整操作を簡易にする。 The present invention simplifies gain adjustment operation in color speed display.
本発明の超音波診断装置の色速度表示におけるゲイン調整方法は、第1の長さの期間において、前記色情報の信号レベルが、あらかじめ定められたしきい値を超える頻度を取得し、この頻度に基づき第1の調整幅でゲインを調整し、この頻度が第1の範囲に入るまでゲインの調整を繰り返す、粗調整ステップと、粗調整ステップ後に、第2の長さの期間において、前記信号レベルが、前記しきい値を超える頻度を取得し、この頻度に基づき第2の調整幅でゲイン調整し、この頻度が第2の範囲に入るまでゲインの調整を繰り返す、微調整ステップと、を有し、頻度を取得する期間の長さに関し、第2の長さが第1の長さより長く、ゲイン調整の幅に関し、第2の調整幅は第1の調整幅より狭くなっている。 According to the gain adjustment method in the color velocity display of the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention, the frequency at which the signal level of the color information exceeds a predetermined threshold in the first length period is acquired. The gain is adjusted with the first adjustment range based on the above, and the gain adjustment is repeated until the frequency falls within the first range. After the coarse adjustment step, the signal is output in the second length period. A fine adjustment step of obtaining a frequency at which the level exceeds the threshold value, performing gain adjustment with a second adjustment width based on the frequency, and repeating gain adjustment until the frequency falls within the second range; And the second length is longer than the first length with respect to the length of the period for acquiring the frequency, and the second adjustment width is narrower than the first adjustment width with respect to the gain adjustment width.
さらに、頻度の取得に関する前記しきい値は、信号レベルがこれ以下であれば表示されない値とすることができる。 Further, the threshold value regarding the frequency acquisition may be a value that is not displayed if the signal level is lower than the threshold value.
また、本発明の超音波診断装置の色速度表示におけるゲイン調整装置は、操作者の操作量によりゲインが調整される手動操作子と、操作者の操作により、上記のゲイン調整方法が実行される自動操作子と、を有する。 The gain adjusting apparatus for displaying the color velocity of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention executes the above gain adjusting method by a manual operator that adjusts the gain according to the operation amount of the operator and the operation of the operator. And an automatic operator.
さらに、自動操作子による上記のゲイン調整方法が実行されているときに、手動操作子が操作されると、手動操作子によるゲイン調整が実行される。 Furthermore, when the manual operator is operated while the above-described gain adjustment method using the automatic operator is being executed, gain adjustment using the manual operator is executed.
本発明によれば、超音波診断装置の色速度表示のゲイン調整を簡易にすることができる。 According to the present invention, it is possible to simplify the gain adjustment of the color velocity display of the ultrasonic diagnostic apparatus.
以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。図1は、本実施形態の超音波診断装置10の概略構成を示すブロック図である。探触子12は、被検体内部に対し超音波の送信、受信を行う。探触子12には、複数の振動素子からなるアレイ振動子が備えられ、個々の振動素子から送信される超音波にそれぞれ所定の遅延量を設定することで、収束する超音波ビームが形成される。また、遅延量を順次変更することで、送信ビームを走査することができる。この遅延量は、送信ビームフォーマ4により設定され、この設定量に従って送信器16が各振動素子を駆動する。探触子12が受信した超音波は受信器18で増幅され、さらに受信ビームフォーマ20により各振動素子ごとの受信信号が所定量遅延され、これらが加算されて受信ビームが形成される。受信ビームにおいても、遅延量の変更により走査が行われる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an ultrasonic
受信ビームフォーマ20からの信号は、組織断層エコー処理部22と色速度表示処理部24に送られる。組織断層エコー処理部22は、受信信号の強度に基づき断層画像信号を生成する。一つの超音波ビームに対して、エコーの強度が高い深度は高輝度に、低い深度は低輝度に表示される。色速度表示処理部24は、受信信号のドプラシフト周波数を求め、これに基づき観測対象の速度情報を得る。この速度に対して、色情報を付した色速度信号を生成する。例えば、探触子12に向かってくる方向を赤で、遠ざかる方向を青で表示し、またその絶対値は、輝度等を変えることにより表すことができる。組織断層エコー処理部22からの断層画像信号および色速度表示処理部24からの色速度信号は、デジタルスキャンコンバータ等の画像形成回路26に送出され、これらの画像信号に基づき、表示器28に表示するための画像情報を形成する。
A signal from the
色速度表示処理部24は、色速度信号の元信号を生成する色速度表示信号生成部30と、元信号に対するゲインを調整するゲイン調整部32を含む。ゲインが高過ぎると、表示画面上に不要な色速度情報の飽和が発生し、ゲインが低過ぎると、必要な情報が表示されない。適切なゲインに調整するために、ゲイン調整部32が設けられている。
The color speed
図2は、ゲイン調整部32の概略構成を示すブロック図である。ゲイン調整部32は、粗調整部38または微調整部42からのゲイン情報を元に色速度表示信号生成部にゲイン値を送出する。ゲイン値は、手動にて設定することが可能であり、また自動でも設定される。自動設定のために、粗調整計数部36、粗調整部38、微調整計数部40および微調整部42が備えられている。粗調整計数部36と粗調整部38により、大まかにゲインの調整が行われた後、微調整計数部40および微調整部42により細かなゲイン調整が行われる。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the
図3は、超音波画像の例である。断層画像領域44の一部に色速度表示領域46が重畳されている。色速度表示領域46中にランダムなノイズ48が現れている。ゲイン調整が不適切であると、このノイズ48が増加し、見づらい表示となる。
FIG. 3 is an example of an ultrasonic image. A color
図4は、1本の超音波ビーム50(図3参照)に対応した、色速度表示信号の信号レベルを示す図である。(a)はゲインが低く調整されている状態、(b)はゲインを高くした状態を示している。横軸は、ビーム上の深さ、すなわち探触子からの距離を表し、縦軸が信号レベルを示している。しきい値52は、色速度表示信号が、この値を超えると表示器28に表示される値を示している。図4(b)においては、色速度表示信号が、しきい値52を超えている部分があり、これが表示画面上でランダムなノイズ48となって現れる。また、ゲインが小さすぎると、必要な情報も、しきい値以下の信号となり表示されなくなる。
FIG. 4 is a diagram showing the signal level of the color velocity display signal corresponding to one ultrasonic beam 50 (see FIG. 3). (A) shows a state where the gain is adjusted low, and (b) shows a state where the gain is increased. The horizontal axis represents the depth on the beam, that is, the distance from the probe, and the vertical axis represents the signal level. The
粗調整計数部36は、粗調整期間T1の間、色速度表示信号がしきい値52を超える回数に基づきその頻度を取得する。すなわち、ある時間内に、色速度表示信号がしきい値52を超えた回数を、その時間で割ることにより頻度を取得する。粗調整期間T1において、この頻度が所定値(N−σ)を超えなければ、粗調整部38がゲイン値を所定量増加させる。所定値(N+σ)を超えていれば、粗調整部38がゲイン値を所定量低下させる。これを繰り返し、色速度表示信号がしきい値52を超える頻度が、N±σの範囲に入ったならば、微調整が実行される。Nは、適正と考えられるランダムノイズの発生頻度であり、経験則から、予め所定の値を設定しておくことができる。また、装置の操作者が、設定することができるようにしてもよい。σは、粗調整から微調整への切り換えを決めるためのもので、ゲイン調整が早期に収束するように、予め経験的に定められた値である。微調整は、微調整計数部40および微調整部42にて実行される。微調整計数部40は、粗調整期間T1より長い期間の微調整期間T2の間、色速度表示信号がしきい値52を超えた回数を計数し、その頻度を算出する。この頻度が所定値N未満であれば、微調整部42がゲイン値を所定量増加させ、所定値Nを超えていれば、微調整部42がゲインを所定量減少させる。ゲインの自動調整の経過時間が所定の時間経過したら、ゲイン調整を終了する。
The coarse
なお、ゲイン調整部32を構成する粗調整計数部36、粗調整部38、微調整計数部40、微調整部42等は、これらの構成の機能に対応させて示したものであり、実際には各機能に対応した処理を実行する1つの演算部とすることができる。言い換えれば、演算部が、所定の処理を実行することで、上記の各部として機能する。
Note that the coarse
図5は、自動のゲイン調整に係る制御フローチャートである。まず、各パラメータが初期化される(S100)。ゲインは、例えば、調整範囲の最小の値に設定される。また、経過時間t1は、粗調整期間T1の間の経過時間を表し、経過時間t2は、微調整期間T2の間の経過時間を表し、さらに経過時間t3は、ゲイン調整開始からの経過時間を表す。これらの経過時間t1,t2,t3は、初期化により0に設定される。次に、粗調整期間T1の間、色速度表示信号がしきい値52を超える回数を計数する(S102)。期間T1が経過したら(S104)、前記の回数を粗調整期間T1で割った頻度n1を算出し、これの評価を行う。この評価は、前述の、適正と考えられるランダムなノイズ48の発生頻度(基準頻度)Nとの比較により行われる。実際には、基準頻度Nに対し、±σの幅の範囲に頻度n1が入るかが判定される。頻度n1が、N−σ以下であれば(S106)、ゲイン値を所定幅ΔG1増加させる(S108,S110)。頻度n1が、N+σ以上であれば(S112)、ゲイン値を所定幅ΔG1減少させる(S112,S110)。
FIG. 5 is a control flowchart relating to automatic gain adjustment. First, each parameter is initialized (S100). For example, the gain is set to the minimum value of the adjustment range. The elapsed time t1 represents the elapsed time during the coarse adjustment period T1, the elapsed time t2 represents the elapsed time during the fine adjustment period T2, and the elapsed time t3 represents the elapsed time from the start of gain adjustment. To express. These elapsed times t1, t2, and t3 are set to 0 by initialization. Next, during the rough adjustment period T1, the number of times the color speed display signal exceeds the
頻度n1が、基準頻度Nの±σの範囲に入った場合、微調整期間T2が開始される。期間T2は、前述の期間T1より長くとられている。この期間T2の間、信号がしきい値52を超える回数を計数する(S114)。期間T2が経過したら(S116)、前記の計数された回数を微調整期間T2で割り、頻度n2を算出し、前述の基準頻度Nとの比較を行う。頻度n2が基準頻度Nより小さい場合には(S118)、ゲインを所定幅ΔG2増加させ(S120,S110)、基準頻度Nより大きい場合は(S122)、ゲインを所定幅ΔG2減少させる(S124,S110)。この所定幅ΔG2はゲインの最小調整幅とでき、更に前述のΔG1もこれと同じ値にすることができる。所定幅ΔG1,ΔG2が異なる値の場合は、ΔG2よりもΔG1を大きくする。これをあらかじめ定められたゲイン調整の期間T3に達するまで繰り返し、期間T3が経過したことにより(S126)、ゲイン調整の自動処理を終了する。また、操作者からの入力により終了させることも可能である。
When the frequency n1 falls within the range of ± σ of the reference frequency N, the fine adjustment period T2 is started. The period T2 is longer than the above-described period T1. During this period T2, the number of times the signal exceeds the
粗調整期間T1および微調整期間T2は、心拍数、秒を基準として定めることができ、例えば粗調整期間T1は1心拍または1秒などとし、微調整期間T2は10秒などとすることができる。 The coarse adjustment period T1 and the fine adjustment period T2 can be determined based on the heart rate and second. For example, the coarse adjustment period T1 can be 1 heartbeat or 1 second, and the fine adjustment period T2 can be 10 seconds. .
図6は、ゲイン調整用の操作子の一構成例を示す図である。このゲイン調整用操作子60は、超音波診断装置10の操作パネルに備えるようにできる。ゲイン調整用操作子60は、中央部の押しボタンスイッチの形態を採る自動調整用スイッチ62と、自動調整用スイッチ62の周囲を囲むジョグダイアルの形態を採る手動調整用ダイアル64を含む。ゲインの自動調整を望む場合は、操作者は自動調整用スイッチ62を押下する。これにより、前述の自動調整が実行される。手動にてゲイン調整を行う場合、手動調整用ダイアル64を回転させる。ゲイン調整の増減は、ダイアルの回転方向に対応させてよく、例えば、右回りでゲイン増加、左回りでゲイン減少とすることができる。また、自動調整中に、手動調整用ダイアル64を操作することで、自動調整が打ち切られ、手動調整が行えるようにすることができる。また、自動調整は、超音波診断装置10の電源が入った後、自動で実行されるようにすることもできる。
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of an operator for gain adjustment. The
10 超音波診断装置、12 探触子、24 色速度表示処理部、28 表示器、32 ゲイン調整部、36 粗調整計数部、38 粗調整部、40 微調整計数部、42 微調整部、60 ゲイン調整用操作子、62 自動調整用スイッチ、64 手動調整用ダイアル。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
第1の長さの期間において、前記色情報の信号レベルが、あらかじめ定められたしきい値を超える頻度を取得し、この頻度に基づき第1の調整幅でゲインを調整し、この頻度が第1の範囲に入るまでゲインの調整を繰り返す、粗調整ステップと、
粗調整ステップ後に、第2の長さの期間において、前記信号レベルが、前記しきい値を超える頻度を取得し、この頻度に基づき第2の調整幅でゲイン調整し、この頻度が第2の範囲に入るまでゲインの調整を繰り返す、微調整ステップと、
を有し、
頻度を取得する期間の長さに関し、第2の長さが第1の長さより長く、
ゲイン調整の幅に関し、第2の調整幅は第1の調整幅より狭い、
超音波診断装置のゲイン調整方法。 A method of adjusting a gain in speed display of an ultrasonic diagnostic apparatus having a speed display function in which a speed of an observation target is superimposed on a tomographic image and indicated by color information based on an ultrasonic signal,
In the period of the first length, the frequency at which the signal level of the color information exceeds a predetermined threshold is acquired, and the gain is adjusted with the first adjustment range based on the frequency, and the frequency is A coarse adjustment step that repeats the gain adjustment until it falls within a range of 1;
After the coarse adjustment step, in the second length period, the frequency at which the signal level exceeds the threshold is acquired, and gain adjustment is performed with the second adjustment range based on the frequency, and the frequency is A fine adjustment step that repeats the gain adjustment until it falls within the range,
Have
Regarding the length of the period for which the frequency is acquired, the second length is longer than the first length,
Regarding the gain adjustment range, the second adjustment range is narrower than the first adjustment range.
A gain adjustment method for an ultrasonic diagnostic apparatus.
操作者の操作量によりゲインが調整される手動操作子と、
操作者の操作により、請求項1に記載のゲイン調整方法が実行される自動操作子と、
を有する、
ゲイン調整装置。 A gain adjustment device that performs gain adjustment in speed display of an ultrasonic diagnostic apparatus having a speed display function that superimposes the speed of an observation target on a tomographic image based on an ultrasonic signal and indicates color information,
A manual operator whose gain is adjusted according to the operation amount of the operator;
An automatic operator that executes the gain adjustment method according to claim 1 by an operation of an operator;
Having
Gain adjustment device.
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