JP2009153925A - Ultrasonic diagnostic apparatus, ultrasonic image processor, and ultrasonic image processing program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、超音波画像診断装置を用いて得られる三次元画像データの画質調整機能に関する。 The present invention relates to an image quality adjustment function for three-dimensional image data obtained using an ultrasonic diagnostic imaging apparatus.
超音波診断は、超音波プローブを体表から当てるだけの簡単な操作で心臓の拍動や胎児の動きの様子がリアルタイム表示で得られ、かつ安全性が高いため繰り返して検査を行うことができる。この他、システムの規模がX線、CT、MRIなど他の診断機器に比べて小さく、ベッドサイドへ移動していっての検査も容易に行えるなど簡便な診断手法であると言える。この超音波診断において用いられる超音波診断装置は、それが具備する機能の種類によって様々に異なるが、小型なものは片手で持ち運べる程度のものが開発されており、超音波診断はX線などのように被曝の影響がなく、産科や在宅医療等においても使用することができる。 Ultrasound diagnosis can be performed repeatedly by simply touching the ultrasound probe from the body surface, and the heart beats and fetal movements can be obtained in real time, and it is highly safe. . In addition, it can be said that this is a simple diagnostic method in which the scale of the system is smaller than other diagnostic devices such as X-rays, CT, and MRI, and inspection can be easily performed while moving to the bedside. Ultrasound diagnostic devices used in this ultrasound diagnosis vary depending on the types of functions that they have, but small ones that can be carried with one hand have been developed. Thus, there is no influence of exposure, and it can be used in obstetrics and home medical care.
この様な超音波診断装置を用いた三次元画像の取得、表示は、一般的に次のようである。すなわち、超音波受信ベクタデータ(以降生データ)を受信し、補間処理を行いながら立方体に座標変換、再構成し、レンダリングするという工程を踏む。従来三次元画像データに関する画像フィルタ処理を実施する際には、再構成時、もしくはレンダリング時に三次元空間フィルタを適用している。また、再構成前の画像に関してはトリガスキャンのような画像に時相差があるサブボリューム間の境界部分に関してフィルタ処理をハードウェア等で実施している。 The acquisition and display of a three-dimensional image using such an ultrasonic diagnostic apparatus is generally as follows. That is, a process of receiving ultrasonic reception vector data (hereinafter raw data), performing coordinate conversion to a cube, performing reconstruction processing, and rendering is performed. Conventionally, when performing image filtering processing on 3D image data, a 3D spatial filter is applied at the time of reconstruction or rendering. In addition, with respect to the image before reconstruction, filter processing is performed by hardware or the like on a boundary portion between sub-volumes having a time phase difference in an image such as trigger scanning.
ところで、三次元空間フィルタは、二次元空間フィルタに対して1pixelのデータを決定するために参照する周辺のデータ量が急激に増え(3×3のフィルタの場合、自ピクセルを含めて9ピクセルの関心データがあるが、三次元では3×3×3で27個になる。16×16×16なら4096個である。)多大な処理時間を費やす。そのため、フィルタのTAP数(3×3のフィルタなら3)を大きな数に設定すると三次元表示そのもののリアルタイム性を損なう。リアルタイム性を犠牲にしない場合、三次元画像の表示サイズを小さくするなどというトレードオフ問題が発生する。 By the way, in the 3D spatial filter, the peripheral data amount referred to in order to determine 1 pixel data with respect to the 2D spatial filter increases rapidly (in the case of a 3 × 3 filter, 9 pixels including its own pixel are 9 pixels). There is data of interest, but in 3D there are 27 in 3x3x3, and 4096 in 16x16x16.) Spend a lot of processing time. For this reason, if the number of filter taps (3 for a 3 × 3 filter) is set to a large number, the real-time property of the three-dimensional display itself is impaired. When the real-time property is not sacrificed, a trade-off problem such as reducing the display size of the three-dimensional image occurs.
本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、三次元の超音波画像データに対して、再構成を行う前に高TAP数の画像フィルタ処理を実施し、しかも処理時間は従来の二次元フィルタと遜色ない程度の処理時間で実行することができる超音波診断装置、超音波画像処理装置及び超音波画像処理プログラムを提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and performs image filter processing with a high TAP number before performing reconstruction on three-dimensional ultrasonic image data, and the processing time is the conventional two-dimensional An object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus, an ultrasonic image processing apparatus, and an ultrasonic image processing program that can be executed in a processing time comparable to a filter.
本発明は、上記目的を達成するため、次のような手段を講じている。 In order to achieve the above object, the present invention takes the following measures.
請求項1に記載の発明は、被検体の三次元領域に対して超音波走査を実行し、前記三次元領域に対応する超音波画像データを発生するデータ発生手段と、前記三次元領域に対応する超音波画像データを、ビーム単位のデータによって二次元状に展開することで、疑似二次元画像データを生成する画像展開手段と、前記疑似二次元画像データに対して所定のフィルタ処理を実行するフィルタ処理手段と、前記フィルタ処理後の前記疑似二次元画像データを用いて、前記三次元領域に対応するボリュームデータを再構成する再構成手段と、を具備することを特徴とする超音波診断装置である。 According to the first aspect of the present invention, there is provided data generation means for performing ultrasonic scanning on a three-dimensional region of a subject and generating ultrasonic image data corresponding to the three-dimensional region, and corresponding to the three-dimensional region. The image processing means for generating the pseudo two-dimensional image data by developing the ultrasonic image data to be two-dimensionally with the beam unit data, and the predetermined filter processing is executed on the pseudo two-dimensional image data An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: filter processing means; and reconstruction means for reconstructing volume data corresponding to the three-dimensional region using the pseudo two-dimensional image data after the filter processing. It is.
請求項6に記載の発明は、被検体の三次元領域に対して超音波走査を実行し、前記三次元領域に対応する超音波画像データを、ビーム単位のデータによって二次元状に展開することで、疑似二次元画像データを生成する画像展開手段と、前記疑似二次元画像データに対して所定のフィルタ処理を実行するフィルタ処理手段と、前記フィルタ処理後の前記疑似二次元画像データを用いて、前記三次元領域に対応するボリュームデータを再構成する再構成手段と、を具備することを特徴とする超音波画像処理装置である。 According to the sixth aspect of the present invention, ultrasonic scanning is performed on a three-dimensional region of a subject, and ultrasonic image data corresponding to the three-dimensional region is developed two-dimensionally by beam unit data. Then, using the image development means for generating the pseudo two-dimensional image data, the filter processing means for executing a predetermined filter process on the pseudo two-dimensional image data, and the pseudo two-dimensional image data after the filter process An ultrasonic image processing apparatus comprising: reconstruction means for reconstructing volume data corresponding to the three-dimensional region.
請求項7に記載の発明は、コンピュータに、被検体の三次元領域に対して超音波走査を実行し、前記三次元領域に対応する超音波画像データを、ビーム単位のデータによって二次元状に展開させることで、疑似二次元画像データを生成させる画像展開機能と、前記疑似二次元画像データに対して所定のフィルタ処理を実行させるフィルタ処理機能と、前記フィルタ処理後の前記疑似二次元画像データを用いて、前記三次元領域に対応するボリュームデータを再構成させる再構成機能と、を実現させることを特徴とする超音波画像処理プログラムである。 According to the seventh aspect of the present invention, an ultrasonic scan is performed on a three-dimensional region of a subject on a computer, and ultrasonic image data corresponding to the three-dimensional region is two-dimensionally converted into data in units of beams. An image development function for generating pseudo two-dimensional image data by developing, a filter processing function for executing predetermined filter processing on the pseudo two-dimensional image data, and the pseudo two-dimensional image data after the filter processing And a reconstruction function for reconstructing the volume data corresponding to the three-dimensional region.
以上本発明によれば、三次元の超音波画像データに対して、再構成を行う前に高TAP数の画像フィルタ処理を実施し、しかも処理時間は従来の二次元フィルタと遜色ない程度の処理時間で実行することができる超音波診断装置、超音波画像処理装置及び超音波画像処理プログラムを実現することができる。 As described above, according to the present invention, high-TAP image filter processing is performed on three-dimensional ultrasound image data before reconstruction, and the processing time is comparable to that of a conventional two-dimensional filter. An ultrasonic diagnostic apparatus, an ultrasonic image processing apparatus, and an ultrasonic image processing program that can be executed in time can be realized.
以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。なお、以下の 以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, components having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be given only when necessary.
図1は、本実施形態に係る超音波診断装置1のブロック構成図を示している。同図に示すように、本超音波診断装置1は、超音波プローブ12、入力装置13、モニター14、超音波送信ユニット21、超音波受信ユニット22、Bモード処理ユニット23、ドプラ処理ユニット24、スキャンコンバータ25、データ処理部26、制御プロセッサ(CPU)28、内部記憶部29、インタフェース部30、ボリュームデータ生成部31、三次元画像処理部32を具備している。以下、個々の構成要素の機能について説明する。
FIG. 1 shows a block diagram of an ultrasonic
超音波プローブ12は、超音波送受信ユニット21からの駆動信号に基づき超音波を発生し、被検体からの反射波を電気信号に変換する複数の圧電振動子、当該圧電振動子に設けられる整合層、当該圧電振動子から後方への超音波の伝播を防止するバッキング材等を有している。当該超音波プローブ12から被検体Pに超音波が送信されると、当該送信超音波は、体内組織の音響インピーダンスの不連続面で次々と反射され、エコー信号として超音波プローブ12に受信される。このエコー信号の振幅は、反射することになった反射することになった不連続面における音響インピーダンスの差に依存する。また、送信された超音波パルスが、移動している血流や心臓壁等の表面で反射された場合のエコーは、ドプラ効果により移動体の超音波送信方向の速度成分を依存して、周波数偏移を受ける。
The
入力装置13は、装置本体11に接続され、オペレータからの各種指示、条件、関心領域(ROI)の設定指示、種々の画質条件設定指示等を装置本体11にとりこむための各種スイッチ、ボタン、トラックボール13s、マウス13c、キーボード13d等を有している。例えば、操作者が入力装置13の終了ボタンやFREEZEボタンを操作すると、超音波の送受信は終了し、当該超音波診断装置は一時停止状態となる。
The
モニター14は、スキャンコンバータ25からのビデオ信号に基づいて、生体内の形態学的情報や、血流情報を画像として表示する。
The
超音波送信ユニット21は、図示しないトリガ発生回路、遅延回路およびパルサ回路等を有している。パルサ回路では、所定のレート周波数fr Hz(周期;1/fr秒)で、送信超音波を形成するためのレートパルスが繰り返し発生される。また、遅延回路では、チャンネル毎に超音波をビーム状に集束し且つ送信指向性を決定するのに必要な遅延時間が、各レートパルスに与えられる。トリガ発生回路は、このレートパルスに基づくタイミングで、プローブ12に駆動パルスを印加する。
The
なお、超音波送信ユニット21は、制御プロセッサ28の指示に従って所定のスキャンシーケンスを実行するために、送信周波数、送信駆動電圧等を瞬時に変更可能な機能を有している。特に送信駆動電圧の変更については、瞬間にその値を切り替え可能なリニアアンプ型の発信回路、又は複数の電源ユニットを電気的に切り替える機構によって実現される。
The
超音波受信ユニット22は、図示していないアンプ回路、A/D変換器、加算器等を有している。アンプ回路では、プローブ12を介して取り込まれたエコー信号をチャンネル毎に増幅する。A/D変換器では、増幅されたエコー信号に対し受信指向性を決定するのに必要な遅延時間を与え、その後加算器において加算処理を行う。この加算により、エコー信号の受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調され、受信指向性と送信指向性とにより超音波送受信の総合的なビームが形成される。
The
Bモード処理ユニット23は、送受信ユニット21からエコー信号を受け取り、対数増幅、包絡線検波処理などを施し、信号強度が輝度の明るさで表現されるデータを生成する。このデータは、スキャンコンバータ25に送信され、反射波の強度を輝度にて表したBモード画像としてモニター14に表示される。
The B-
ドプラ処理ユニット24は、送受信ユニット21から受け取ったエコー信号から速度情報を周波数解析し、ドプラ効果による血流や組織、造影剤エコー成分を抽出し、平均速度、分散、パワー等の血流情報を多点について求める。得られた血流情報はスキャンコンバータ25に送られ、平均速度画像、分散画像、パワー画像、これらの組み合わせ画像としてモニター14にカラー表示される。
The
スキャンコンバータ25は、超音波スキャンの走査線信号列を、Bモード処理部23、ドプラ処理部24、データ処理部26から受け取ったデータを種々のパラメータの文字情報や目盛等と共に合成し、テレビなどに代表される一般的なビデオフォーマットの走査線信号列に変換し、表示画像としての超音波診断画像を生成する。スキャンコンバータ25は、画像データを格納する記憶メモリを搭載しており、例えば診断の後に操作者が検査中に記録された画像を呼び出すことが可能となっている。なお、当該スキャンコンバータ25に入る以前のデータは、例えば空間的位置毎の振幅値或いは輝度値の集合であり、「生データ」と呼ばれる。
The
データ処理部26は、制御プロセッサ28からの制御に基づいて、スキャンコンバージョン前の生データ、或いはスキャンコンバージョン後の画像データを用いて、後述するフィルタ処理高速化機能に従う処理を実行する。
Based on the control from the
制御プロセッサ28は、情報処理装置(計算機)としての機能を持ち、本超音波診断装置本体の動作を制御する制御手段である。制御プロセッサ28は、内部記憶部29から画像生成・表示等を実行するための制御プログラムを読み出して自身が有するメモリ上に展開し、各種処理に関する演算・制御等を実行する
内部記憶部29は、後述のスキャンシーケンス、画像生成、表示処理を実行するための制御プログラムや、診断情報(患者ID、医師の所見等)、診断プロトコル、送受信条件、フィルタ処理高速化機能を実現するためのプログラム、ボディマーク生成プログラムその他のデータ群が保管されている。また、必要に応じて、画像メモリ26中の画像の保管などにも使用される。内部記憶部29のデータは、インタフェース回路30を経由して外部周辺装置へ転送することも可能となっている。
The
インタフェース部30は、入力装置13、ネットワーク、新たな外部記憶装置(図示せず)に関するインタフェースである。当該装置によって得られた超音波画像等のデータや解析結果等は、インタフェース部30よって、ネットワークを介して他の装置に転送可能である。
The
ボリュームデータ生成部31は、Bモード処理ユニット23から受け取ったBモード画像データを用いて、Bモードボリュームデータを生成する。また、ボリュームデータ生成部31は、ドプラ処理ユニット24から受け取ったドプラモードデータを用いて、ドプラモードボリュームデータを生成する。また、ボリュームデータ生成部31は、データ処理部26から後述するフィルタ処理後の画像データを受け取り、これを再配列し、また必要に応じて補間処理を施すことで、Bモードボリュームデータを再構成する。
The volume
三次元画像処理部32は、ボリュームデータ生成部31から受け取るボリュームデータ、又はスペックル除去処理ユニット26から受け取るスペックル除去処理されたBモードボリュームデータに対して、ボリュームレンダリング、多断面変換表示(MPR:multi planar reconstruction)、最大値投影表示(MIP:maximum intensity projection)等の所定の画像処理を行う。
The three-dimensional
(フィルタ処理高速化機能)
次に、本超音波診断装置1が有する、フィルタ処理高速化機能について説明する。この機能は、ボリュームデータをビーム単位のデータで二次元状に展開し一枚の二次元画像(平面画像)として取り扱うことで、所定の信号処理や画像処理(特に、フィルタ処理等)の高速化を実現するものである。
(Filter processing acceleration function)
Next, the filter processing speed-up function of the ultrasonic
なお、本実施形態では、説明を具体的にするために、スキャンコンバージョン後のデータである画像データに対して、当該フィルタ処理高速化機能を適用する場合を例とする。しかしながら、当該機能は、データ形式に拘泥されず、スキャンコンバージョン前のデータである生データに対しても適用可能である。 In this embodiment, in order to make the description more specific, an example in which the filter processing acceleration function is applied to image data that is data after scan conversion is taken as an example. However, the function is not limited to the data format and can be applied to raw data that is data before scan conversion.
また、本実施形態では、超音波診断装置1によってフィルタ処理高速化機能を実現する場合を例として説明する。しかしながら、本フィルタ処理高速化機能を実現するために、超音波画像の撮像機能は必須ではない。例えば、専用プログラムを医用ワークステーション等の超音波画像処理装置にインストールし、予め取得されたボリュームデータに対して、本フィルタ処理高速化機能に従う処理を実行するようにしてもよい。
In the present embodiment, a case where the ultrasonic
さらに、本実施形態では、説明を具体的にするために、Bモード撮像によって得られる超音波画像データに対して、当該フィルタ処理高速化機能を適用する場合を例とする。しかしながら、当該機能は撮像様式に拘泥されず、ドプラモードによって得られる超音波画像データに対しても適用可能である。 Furthermore, in this embodiment, in order to make the description more specific, an example in which the filter processing acceleration function is applied to ultrasonic image data obtained by B-mode imaging is taken as an example. However, this function is not limited to the imaging mode, and can be applied to ultrasonic image data obtained by the Doppler mode.
図2は、フィルタ処理高速化機能に従う処理(フィルタ処理高速化処理)を含む本超音波診断装置1の画像取得から表示までの処理の流れを示したフローチャートである。以下、同図に従って、各ステップの処理について説明する。
FIG. 2 is a flowchart showing the flow of processing from image acquisition to display of the ultrasonic
[超音波画像データの取得:ステップS1]
まず、被検体の三次元領域を超音波走査することで、超音波画像データが取得される(ステップS1)。すなわち、制御プロセッサ28は、所定のスキャンシーケンスに従って、モード撮像を実行し、エコー信号を取得する。Bモード処理ユニット23は、取得されたエコー信号に対して対数増幅、包絡線検波処理などを施し、フレーム毎の生データを生成する。ボリュームデータ生成部31は、Bモード処理ユニット23から受け取った生データを用いて、超音波画像データ(Bモードボリュームデータ)を生成する。
[Acquisition of Ultrasonic Image Data: Step S1]
First, ultrasonic image data is acquired by ultrasonically scanning a three-dimensional region of a subject (step S1). That is, the
[ビームの並び替え処理:ステップS2]
次に、データ処理部26は、Bモード処理ユニット23から受け取ったフレーム毎の走査線単位の各生データ(すなわち、各ビームに対応するデータ)を一枚の二次元画像として取り扱うために、ビーム配列を並び替えながら二次元状に展開し、メモリに画像データを書き込む(ステップS3)すなわち、データ処理部26は、図3に示すように、フレーム番号に従って生データを順次メモリに書き込むことで、擬似的な一枚の二次元画像データ(疑似二次元画像データ)を構築する。
[Beam rearrangement processing: step S2]
Next, the
なお、図3の例では、フレーム番号に従って、全てのビームを同じ向きに(すなわち深度が浅い位置から深い位置となる向きに)配列するものとした。しかしながら、ビーム配列は、この例に拘泥されない。例えば奇数番号のフレームについては深度が浅い位置から深い位置となる向きに、一方偶数番号のフレームについては深度が深い位置から浅い位置となる向きに(フレーム番号に従って交互に)、ビームを配列するようにしてもよい。 In the example of FIG. 3, all the beams are arranged in the same direction (that is, in a direction from a shallow depth to a deep position) according to the frame number. However, the beam arrangement is not tied to this example. For example, for odd-numbered frames, the beam is arranged in a direction from a shallow depth to a deep position, while for an even-numbered frame in a direction from a deep depth to a shallow position (alternately according to the frame number). It may be.
[フィルタ処理:ステップS3]
次に、データ処理部26は、ビームの並び替え処理によって得られた疑似二次元画像データに対して、所定のフィルタ処理を実行する(ステップS3)。この様に、本ステップにおいては、ボリュームデータを疑似二次元画像データとして取り扱い、二次元用の画像フィルタ処理を実施することで、ボリュームデータをそのままフィルタ処理する場合に比して、フィルタのTAP数増加による処理時間の浪費を軽減することができる。また、この様なフィルタ処理では、超音波画像の奥行き方向(Z軸)方向には画質の改善がみられないように思われる。しかしながら、実際には、後述するステップS4において三次元空間における座標変換処理を行うため、元になる生データが変化すると、座標変換後のZ軸方向のスライス面の画質も補間処理により向上させることができる。
[Filter processing: Step S3]
Next, the
[画像再構成処理:ステップS4]
次に、ボリュームデータ生成部31は、フィルタ処理後のデータをもとの配列に戻すことで、再度Bモードボリュームデータを生成する(ステップS4)。すなわち、図4に示すように、ボリュームデータ生成部31は、フィルタ処理後の疑似二次元画像データを構成する各生データを位置情報に基づいて座標変換し、Z軸方向についてスライス面間で補間処理を行うことにより、Bモードボリュームデータを再構成する。
[Image reconstruction processing: step S4]
Next, the volume
[画像処理/超音波画像の表示:ステップS5、ステップS6]
次に、三次元画像処理部32は、ボリュームデータ生成部31からBモードボリュームデータを受け取り、これらに基づいてボリュームレンダリング、最大値投影処理等の画像処理を実行する(ステップS5)。当該画像処理によって生成された三次元画像データは、スキャンコンバータ25において一般的なビデオフォーマットの走査線信号列に変換され、モニター14において例えば図5に示すような形態で表示される(ステップS6)。
[Image Processing / Display of Ultrasonic Image: Step S5, Step S6]
Next, the three-dimensional
ところで、例えば心臓等の動きがある部位をリアルタイムで映像化する手法として、トリガスキャンと呼ばれる手法がある。これは、図6に示すような空間的に隣り合う複数の小領域に関するボリューム(サブボリューム)データを連続的に収集し、データ収集時のトリガや参照断面等に基づいてつなぎ合わせることで、所望の範囲に関するフルボリュームデータを生成すると共に、時間情報に従ってサブボリュームを逐次更新することでリアルタイム性を維持するものである。この様なトリガスキャン法では、図6に示すように奥行き面(Z軸)及びスキャン面(X軸)が大きく非対称である場合が多いため、疑似二次元画像データを用いたフィルタ処理の高速化を適用するのに、好適であると言える。しかしながら、図7に示すように例えばスライス面が第1の方向に沿っており画角が極端に狭い場合、図8に示すように疑似二次元画像データ上のスライス面とスライス面との境界に対応する位置(フレームの境界となる位置)がフィルタによりエッジ強調され、画像上のアーチファクト(例えばスジ)となって出現する可能性がある。 By the way, there is a technique called trigger scan as a technique for visualizing a part having a motion such as a heart in real time. This can be achieved by continuously collecting volume (sub-volume) data relating to a plurality of spatially adjacent small regions as shown in FIG. 6 and connecting them based on a trigger or a reference section at the time of data collection. Real-time performance is maintained by generating full volume data relating to the range of the sub-volumes and sequentially updating the sub-volumes according to the time information. In such a trigger scan method, as shown in FIG. 6, the depth plane (Z axis) and the scan plane (X axis) are often largely asymmetric, so that the speed of filter processing using pseudo two-dimensional image data is increased. It can be said that it is suitable for applying. However, as shown in FIG. 7, for example, when the slice plane is along the first direction and the angle of view is extremely narrow, as shown in FIG. 8, the boundary between the slice plane and the slice plane on the pseudo two-dimensional image data is shown. There is a possibility that the corresponding position (the position that becomes the boundary of the frame) is edge-enhanced by the filter and appears as an artifact (for example, streak) on the image.
疑似二次元画像データを用いたフィルタ処理において、この様な不具合を解決するために、既述のビームの並び替え処理(ステップS2)において、次のいずれかの実施例に従う処理を行うことができる。 In order to solve such a problem in the filter processing using the pseudo two-dimensional image data, the processing according to any of the following embodiments can be performed in the beam rearrangement processing (step S2) described above. .
(実施例1)
データ処理部26は、超音波走査領域について、例えばアジマス軸方向に沿ったスライス面の画角とエレベーション軸方向に沿ったスライス面の画角とを比較し、画角がより大きくなるスライス面を基準として配列されるように、ビームの再配列を行う。例えば、が図7に示すような領域を超音波走査し、ビームの並び替え処理において第1の方向に沿ったスライス面に従って各ビームを配列し、図8、又は図9(a)に示すような模擬二次元画像データを生成したとする。係る場合、データ処理部26は、第1方向に沿ったスライス面の画角と第2の方向に沿ったスライス面の画角とを比較し、図9(b)に示すように、画角がより大きいアジマス軸方向に沿って各ビームを再配列し、後段のフィルタ処理を行う。なお、再配列された各ビームは、フィルタ実施後に元に戻される。
Example 1
The
このような再配列によって得られた模擬二次元画像データを用いることで、再配列前の模擬二次元画像データに比してスライス面とスライス面の境界の数を擬似的に減らすことができる。その結果、スライス面とスライス面の境界及びその近傍におけるエッジ強調を低減させることができ、超音波画像上におけるアーチファクト発生を抑制することができる。 By using simulated two-dimensional image data obtained by such rearrangement, the number of boundaries between slice planes and slice planes can be reduced in a pseudo manner compared to simulated two-dimensional image data before rearrangement. As a result, edge enhancement at the boundary between the slice plane and the slice plane and in the vicinity thereof can be reduced, and artifacts on the ultrasonic image can be suppressed.
(実施例2)
データ処理部26は、ビームの並び替え処理後且つフィルタ処理前の疑似二次元画像データに対して、スライス面とスライス面の境界(すなわち、フレームの境界)近傍の生データの値を、滑らかに低減させる(スムージング処理)。これにより、疑似二次元画像データをフィルタ処理する場合において、スライス面とスライス面の境界及びその近傍におけるエッジ強調を低減させることができ、超音波画像上におけるアーチファクト発生を抑制することができる。
(Example 2)
The
(実施例3)
データ処理部26は、例えばように奥行き方向と、スキャン方向がほぼ同等のビーム数の場合は、図10(a)に示すようなビームの並び替え処理後且つフィルタ処理前の疑似二次元画像データに対して、図10(b)に示すようにスライス面とスライス面の境界にダミービームを挿入する。ダミービームは、任意輝度のデータ又は隣接するフレームの生データを境界に近いものから複数コピーして生成する。これにより、疑似二次元画像データをフィルタ処理する場合において、スライス面とスライス面の境界及びその近傍におけるエッジ強調を低減させることができ、超音波画像上におけるアーチファクト発生を抑制することができる。
(Example 3)
For example, when the number of beams in the depth direction and the scanning direction is substantially the same, the
(実施例4)
データ処理部26は、図11(a)に示すようなビームの並び替え処理後且つフィルタ処理前の疑似二次元画像データに対して、図11(b)に示すようにスライス面とスライス面の境界に関して鏡像的になるように、ビームの並び替え処理を実行する。後段のフィルタが画像データの対称性に依存した画像フィルタである場合、このようにビームを配列することで、アーチファクトの軽減効率を向上させるできることがある。なお、この場合には、スライス面とスライス面の境界に(すなわち2スライスに一度)ダミーデータを挿入するようにしてもよい。
Example 4
As shown in FIG. 11B, the
(効果)
以上述べた構成によれば、以下の効果を得ることができる。
(effect)
According to the configuration described above, the following effects can be obtained.
本超音波診断装置によれば、ボリュームデータを構成する生データ又は画像データを、ビーム単位のデータで二次元状に展開し順次メモリに書き込むことで、擬似的な一枚の二次元画像データを生成し、これに対してフィルタ処理を実行する。従って、あたかもボリュームデータを一枚の二次元画像として取り扱うことで、例えばフィルタ処理において実行されるメモリの初期化、ビデオメモリへの転送処理等を簡略化することができる。その結果、フィルタ処理等の所定処理を高速化することができ、フレームレートを大きく落とすことなく、高度なリアルタイム三次元画像フィルタ処理を実現することができる。 According to this ultrasonic diagnostic apparatus, raw data or image data constituting volume data is developed in a two-dimensional form by data in beam units and sequentially written in a memory, so that one piece of pseudo two-dimensional image data is obtained. Generate and perform filtering on this. Therefore, by treating the volume data as one two-dimensional image, for example, initialization of a memory executed in filter processing, transfer processing to a video memory, and the like can be simplified. As a result, it is possible to speed up a predetermined process such as a filter process, and it is possible to realize an advanced real-time three-dimensional image filter process without greatly reducing the frame rate.
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。具体的な変形例としては、例えば次のようなものがある。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Specific examples of modifications are as follows.
(1)本実施形態に係る各機能は、当該処理を実行するプログラムをワークステーション等のコンピュータにインストールし、これらをメモリ上で展開することによっても実現することができる。このとき、コンピュータに当該手法を実行させることのできるプログラムは、磁気ディスク(フロッピー(登録商標)ディスク、ハードディスクなど)、光ディスク(CD−ROM、DVDなど)、半導体メモリなどの記録媒体に格納して頒布することも可能である。 (1) Each function according to the present embodiment can also be realized by installing a program for executing the processing in a computer such as a workstation and developing the program on a memory. At this time, a program capable of causing the computer to execute the technique is stored in a recording medium such as a magnetic disk (floppy (registered trademark) disk, hard disk, etc.), an optical disk (CD-ROM, DVD, etc.), or a semiconductor memory. It can also be distributed.
(2)上記実施形態においては、本フィルタ処理高速化機能を有する超音波診断装置について説明した。しかしながら、これに拘泥されず、本フィルタ処理高速化機能は、他のモダリティ、例えばコンピュータ断層撮影装置によって取得された画像、或いは磁気共鳴イメージング装置によって取得された画像に対しても適用することができる。 (2) In the above embodiment, the ultrasonic diagnostic apparatus having the filter processing speed-up function has been described. However, regardless of this, the filter processing speed-up function can be applied to other modalities, for example, images acquired by a computed tomography apparatus or images acquired by a magnetic resonance imaging apparatus. .
また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
以上本発明によれば、三次元の超音波画像データに対して、再構成を行う前に高TAP数の画像フィルタ処理を実施し、しかも処理時間は従来の二次元フィルタと遜色ない程度の処理時間で実行することができる超音波診断装置、超音波画像処理装置及び超音波画像処理プログラムを実現することができる。 As described above, according to the present invention, high-TAP image filter processing is performed on three-dimensional ultrasound image data before reconstruction, and the processing time is comparable to that of a conventional two-dimensional filter. An ultrasonic diagnostic apparatus, an ultrasonic image processing apparatus, and an ultrasonic image processing program that can be executed in time can be realized.
10…超音波診断装置、12…超音波プローブ、13…入力装置、14…モニター、21…超音波送信ユニット、22…超音波受信ユニット、23…Bモード処理ユニット、24…ドプラ処理ユニット、25…スキャンコンバータ、26…データ処理部、28…制御プロセッサ、29…内部記憶部、30…インタフェース部、31…ボリュームデータ生成部、32…三次元画像処理部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Ultrasonic diagnostic apparatus, 12 ... Ultrasonic probe, 13 ... Input device, 14 ... Monitor, 21 ... Ultrasonic transmission unit, 22 ... Ultrasonic reception unit, 23 ... B mode processing unit, 24 ... Doppler processing unit, 25 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Scan converter, 26 ... Data processing part, 28 ... Control processor, 29 ... Internal storage part, 30 ... Interface part, 31 ... Volume data generation part, 32 ... Three-dimensional image processing part
Claims (7)
前記三次元領域に対応する超音波画像データを、ビーム単位のデータによって二次元状に展開することで、疑似二次元画像データを生成する画像展開手段と、
前記疑似二次元画像データに対して所定のフィルタ処理を実行するフィルタ処理手段と、
前記フィルタ処理後の前記疑似二次元画像データを用いて、前記三次元領域に対応するボリュームデータを再構成する再構成手段と、
を具備することを特徴とする超音波診断装置。 Data generating means for performing ultrasonic transmission scanning on a three-dimensional region of a subject and generating ultrasonic image data corresponding to the three-dimensional region;
Image development means for generating pseudo two-dimensional image data by developing ultrasonic image data corresponding to the three-dimensional region in a two-dimensional manner using beam unit data;
Filter processing means for executing predetermined filter processing on the pseudo two-dimensional image data;
Reconstructing means for reconstructing volume data corresponding to the three-dimensional region using the pseudo-two-dimensional image data after the filtering process;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
前記疑似二次元画像データに対して所定のフィルタ処理を実行するフィルタ処理手段と、
前記フィルタ処理後の前記疑似二次元画像データを用いて、前記三次元領域に対応するボリュームデータを再構成する再構成手段と、
を具備することを特徴とする超音波画像処理装置。 Generates pseudo two-dimensional image data by performing ultrasonic scanning on the three-dimensional region of the subject and expanding the ultrasonic image data corresponding to the three-dimensional region into two-dimensional form using beam unit data. Image developing means for
Filter processing means for executing predetermined filter processing on the pseudo two-dimensional image data;
Reconstructing means for reconstructing volume data corresponding to the three-dimensional region using the pseudo-two-dimensional image data after the filtering process;
An ultrasonic image processing apparatus comprising:
被検体の三次元領域に対して超音波走査を実行し、前記三次元領域に対応する超音波画像データを、ビーム単位のデータによって二次元状に展開させることで、疑似二次元画像データを生成させる画像展開機能と、
前記疑似二次元画像データに対して所定のフィルタ処理を実行させるフィルタ処理機能と、
前記フィルタ処理後の前記疑似二次元画像データを用いて、前記三次元領域に対応するボリュームデータを再構成させる再構成機能と、
を実現させることを特徴とする超音波画像処理プログラム。 On the computer,
Generates pseudo two-dimensional image data by performing ultrasonic scanning on the three-dimensional region of the subject and developing the ultrasonic image data corresponding to the three-dimensional region in a two-dimensional manner using data in beam units. Image development function
A filter processing function for executing predetermined filter processing on the pseudo two-dimensional image data;
Using the pseudo two-dimensional image data after the filtering process, a reconstruction function for reconstructing volume data corresponding to the three-dimensional region;
An ultrasonic image processing program characterized by realizing the above.
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