JP2012249925A - Ultrasonic image producing method and ultrasonic image diagnostic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、超音波を送受信することにより生体内の臓器等の撮像を行って、診断のために用いられる超音波診断画像を生成する超音波画像生成方法および超音波画像診断装置に関する。 The present invention relates to an ultrasonic image generation method and an ultrasonic image diagnostic apparatus for imaging an internal organ or the like by transmitting / receiving ultrasonic waves to generate an ultrasonic diagnostic image used for diagnosis.
従来から、医療分野において、超音波画像を利用した超音波診断装置が実用化されている。一般に、この種の超音波診断装置は、振動子アレイを内蔵した超音波探触子(超音波プローブ)と、この超音波探触子に接続された装置本体とを有しており、超音波探触子から被検体に向けて超音波を送信し、被検体からの超音波エコーを超音波探触子で受信して、その受信信号を装置本体で電気的に処理することにより超音波画像が生成される。 Conventionally, in the medical field, an ultrasonic diagnostic apparatus using an ultrasonic image has been put into practical use. In general, this type of ultrasonic diagnostic apparatus has an ultrasonic probe (ultrasonic probe) having a built-in transducer array, and an apparatus main body connected to the ultrasonic probe. Ultrasound images are transmitted by transmitting ultrasonic waves from the probe to the subject, receiving ultrasonic echoes from the subject with the ultrasonic probe, and processing the received signals electrically with the device body Is generated.
ところで、超音波診断装置において、超音波画像を生成するとき、被検体の生体内の音速は一定であると仮定して、超音波画像を生成している。しかしながら、実際の生体内の音速値にはばらつきがあるため、このばらつきによって、超音波画像には空間的な歪みが生じていた。
これに対して、近年、被検体内の診断部位をより精度よく診断するために、任意の診断部位における音速値(局所音速値)を測定し、このような画像の歪みを補正することが行われている。
By the way, in the ultrasonic diagnostic apparatus, when generating an ultrasonic image, the ultrasonic image is generated on the assumption that the sound speed in the living body of the subject is constant. However, since there is a variation in the actual sound speed value in the living body, this variation causes a spatial distortion in the ultrasonic image.
On the other hand, in recent years, in order to more accurately diagnose a diagnosis site in a subject, a sound speed value (local sound speed value) at an arbitrary diagnosis site is measured, and such image distortion is corrected. It has been broken.
例えば、特許文献1には、診断部位の周辺に複数の格子点を設定し、各格子点に対して超音波ビームを送受信することにより得られる受信データに基づいて、環境音速値(最適音速値)を測定し、複数の格子点の環境音速値から、各格子点における局所音速値の演算を行う超音波診断装置が提案されている。
また、特許文献2には、複数の第1の領域において、フォーカス処理におけるビーム集束度を判定し、各領域について音速値を求め、さらに、第1の領域よりも細分化された複数の第2の領域について音速値を求める超音波診断装置が提案されている。
For example, Patent Document 1 discloses an environmental sound speed value (optimal sound speed value) based on reception data obtained by setting a plurality of lattice points around a diagnostic region and transmitting / receiving an ultrasonic beam to / from each lattice point. ), And an ultrasonic diagnostic apparatus that calculates a local sound velocity value at each lattice point from environmental sound velocity values at a plurality of lattice points has been proposed.
Also, in Patent Document 2, the degree of beam convergence in focus processing is determined in a plurality of first regions, a sound speed value is obtained for each region, and a plurality of second regions subdivided from the first region. There has been proposed an ultrasonic diagnostic apparatus that obtains a sound velocity value for the above region.
ところで、このような生体内の音速値を測定する際に、超音波ビームの送受信から得られる音速値(環境音速値)が方位方向(横方向)に乱れてしまう場合がある。例えば、腹部を測定する場合に、音速値が方位方向に乱れてしまう。これは、肝臓に行く前の腹壁の、脂肪層や筋肉層において、音波が屈折していると推定される。このように、ある領域において屈折等の影響で、音速値が実際の音速よりも、高く測定されてしまうことがある。 By the way, when measuring the sound velocity value in the living body, the sound velocity value (environmental sound velocity value) obtained from transmission / reception of the ultrasonic beam may be disturbed in the azimuth direction (lateral direction). For example, when measuring the abdomen, the sound speed value is disturbed in the azimuth direction. This is presumed that sound waves are refracted in the fat layer and muscle layer of the abdominal wall before going to the liver. In this way, the sound speed value may be measured higher than the actual sound speed due to refraction or the like in a certain region.
特許文献1のように、複数の格子点の環境音速から、各格子点における局所音速値の演算を行う場合や、特許文献2のように、細分化された複数の第2の領域について音速値を求める場合に、環境音速(第1の領域の音速値)が、実際の音速よりも、高く測定されてしまうと、正確な局所音速値(第2の領域の音速値)を求めることはできないおそれがある。
また、特許文献1や特許文献2のように局所音速値を求める場合には、演算に時間がかかるので、全ての測定・演算を行った後に、このような屈折の影響による測定誤差が、判明したのでは、演算時間が無駄にかかってしまう。
When calculating the local sound speed value at each lattice point from the environmental sound speeds at a plurality of lattice points as in Patent Document 1, or at a plurality of subdivided second regions as in Patent Document 2, If the environmental sound speed (the sound speed value in the first area) is measured higher than the actual sound speed, the accurate local sound speed value (the sound speed value in the second area) cannot be determined. There is a fear.
In addition, when the local sound velocity value is obtained as in Patent Document 1 and Patent Document 2, it takes time to perform the calculation. Therefore, after performing all the measurements and calculations, the measurement error due to the influence of such refraction is found. As a result, computation time is wasted.
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、屈折の影響の有無を迅速に把握し、測定・演算にかかる時間を短縮すると共に、測定誤差の少ない測定・演算を行なうことができ、正確な局所音速値を求めることができる超音波画像生成方法および超音波画像診断装置を提供することにある。 The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, to quickly grasp the influence of refraction, to shorten the time required for measurement and calculation, and to perform measurement and calculation with little measurement error. Another object of the present invention is to provide an ultrasonic image generation method and an ultrasonic diagnostic imaging apparatus that can obtain an accurate local sound velocity value.
前記目的を達成するために、本発明は、超音波探触子の振動子アレイから、被検体に超音波を送信すると共に、被検体からの超音波エコーを受信した前記振動子アレイが出力する受信信号に基づいて超音波画像を生成する超音波画像生成方法において、Bモード画像を撮像して、着目領域を設定し、設定された着目領域に格子を設定し、複数の格子点での局所音速値を算出する音速本測定を行なうに際し、前記音速本測定に先立ち、音速プレ測定として、前記格子の、前記超音波の走査方向に異なる2以上の格子点の環境音速値をそれぞれ測定し、測定した環境音速値の最大値と最小値との差が、所定の閾値以下の場合に、前記音速本測定を行なうことを特徴とする超音波画像生成方法を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention transmits an ultrasonic wave from a transducer array of an ultrasonic probe to a subject and outputs the ultrasonic echo from the subject. In an ultrasonic image generation method for generating an ultrasonic image based on a received signal, a B-mode image is captured, a region of interest is set, a lattice is set in the set region of interest, and locality at a plurality of lattice points is set. When performing the sonic velocity main measurement for calculating the sonic velocity value, prior to the sonic velocity main measurement, as the sonic velocity pre-measurement, the environmental sound velocity values of two or more lattice points different in the scanning direction of the ultrasonic wave of the lattice are respectively measured. There is provided an ultrasonic image generation method characterized in that the sound speed main measurement is performed when the difference between the measured maximum value and the minimum value of the environmental sound speed value is equal to or smaller than a predetermined threshold value.
ここで、前記音速プレ測定において、さらに、異なる深度で、それぞれ、超音波の走査方向の2以上の格子点の環境音速値を測定して、すべての深度で、環境音速値の最大値と最小値との差が所定の閾値以下の場合に、前記音速本測定を行なうことが好ましい。
また、設定された着目領域を超える大きさの格子を設定することが好ましい。
また、前記音速プレ測定において環境音速値を測定する格子点の数は、前記音速本測定において局所音速値を算出する格子点の数よりも少ないことが好ましい。
Here, in the sound speed pre-measurement, the environmental sound speed values at two or more lattice points in the ultrasonic scanning direction are measured at different depths, and the maximum and minimum environmental sound speed values are measured at all depths. When the difference from the value is equal to or smaller than a predetermined threshold value, it is preferable to perform the sonic speed main measurement.
In addition, it is preferable to set a grid having a size exceeding the set target area.
Moreover, it is preferable that the number of lattice points at which the environmental sound speed value is measured in the sound speed pre-measurement is smaller than the number of lattice points at which the local sound speed value is calculated in the sound speed main measurement.
また、前記音速プレ測定において測定した環境音速値を比較して、環境音速値が最も大きい格子点を判別可能に表示することが好ましい。
また、前記音速プレ測定において測定した環境音速値の最大値と最小値との差が、所定の閾値を超えた場合に、警告、および、環境音速値の測定結果を表示することが好ましい。
また、前記前記音速本測定における局所音速値の測定結果を、前記超音波画像に重畳して表示することが好ましい。
In addition, it is preferable that the environmental sound speed value measured in the sound speed pre-measurement is compared and a lattice point having the largest environmental sound speed value is displayed in a distinguishable manner.
Moreover, it is preferable to display a warning and a measurement result of the environmental sound speed value when the difference between the maximum value and the minimum value of the environmental sound speed value measured in the sound speed pre-measurement exceeds a predetermined threshold.
Moreover, it is preferable to display the measurement result of the local sound speed value in the sound speed main measurement superimposed on the ultrasonic image.
また、前記目的を達成するために、本発明は、超音波探触子の振動子アレイから、被検体に超音波を送信すると共に、被検体からの超音波エコーを受信した前記振動子アレイが出力する受信信号に基づいて超音波画像を生成する超音波画像診断装置において、撮像領域内に着目領域を設定し、設定された前記着目領域に格子を設定して、複数の格子点を設定する着目領域設定部と、前記格子の、超音波の走査方向に異なる2以上の格子点の環境音速値を測定し、測定した環境音速値の最大値と最小値との差を算出する音速プレ測定部と、前記音速プレ測定部が算出した環境音速値の最大値と最小値との差が、所定の閾値以下の場合に、前記格子の複数の格子点での局所音速値を算出する音速本測定部とを有することを特徴とする超音波画像診断装置を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides an ultrasonic transducer that transmits ultrasonic waves from a transducer array of an ultrasonic probe to a subject and receives ultrasonic echoes from the subject. In an ultrasonic diagnostic imaging apparatus that generates an ultrasonic image based on a received signal to be output, a region of interest is set in an imaging region, a lattice is set in the set region of interest, and a plurality of lattice points are set A sound velocity pre-measurement that measures the environmental sound velocity values of two or more lattice points that are different from each other in the ultrasonic scanning direction, and calculates the difference between the maximum and minimum values of the measured environmental sound velocity values. And a sound speed book for calculating local sound speed values at a plurality of lattice points of the lattice when the difference between the maximum value and the minimum value of the environmental sound speed value calculated by the sound speed pre-measurement unit is equal to or less than a predetermined threshold value. Ultrasonic imaging characterized by having a measuring unit To provide a device.
上記構成を有する本発明の超音波画像生成方法および超音波画像診断装置によれば、局所音速値を算出する前に、音速プレ測定として、格子の、超音波の走査方向に異なる2以上の格子点の環境音速値をそれぞれ測定し、測定した環境音速値の最大値と最小値との差が、所定の閾値以下の場合に、音速本測定を行なうので、屈折の影響の有無を迅速に把握し、測定・演算にかかる時間を短縮すると共に、測定誤差の少ない測定・演算を行なうことができ、正確な局所音速値を求めることができる。 According to the ultrasonic image generation method and the ultrasonic diagnostic imaging apparatus of the present invention having the above-described configuration, two or more grids different in the scanning direction of the ultrasonic wave are used as the sound speed pre-measurement before the local sound speed value is calculated. Measure the ambient sound velocity value at each point, and if the difference between the maximum and minimum measured environmental sound velocity values is less than or equal to the specified threshold value, the sound velocity main measurement will be performed, so it is possible to quickly grasp the influence of refraction. In addition, the time required for measurement / calculation can be shortened, and measurement / calculation with a small measurement error can be performed, so that an accurate local sound velocity value can be obtained.
以下、本発明の超音波画像生成方法を実施する超音波診断装置について、添付の図面に示される好適実施例を基に、詳細に説明する。 Hereinafter, an ultrasonic diagnostic apparatus for carrying out an ultrasonic image generation method of the present invention will be described in detail based on a preferred embodiment shown in the accompanying drawings.
図1は、本発明の超音波画像生成方法を実施する超音波診断装置の一例の構成を概念的に示すブロック図である。
超音波診断装置10は、超音波プローブ12と、超音波プローブ12に接続される送信回路14および受信回路16と、画像生成手段18と、シネメモリ22と、音速演算部24と、表示制御部32と、表示部34と、制御部36と、操作部38と、格納部40とを有する。
FIG. 1 is a block diagram conceptually showing the structure of an example of an ultrasonic diagnostic apparatus that implements the ultrasonic image generation method of the present invention.
The ultrasonic
超音波プローブ12は、通常の超音波診断装置に用いられる振動子アレイ42を有する。
振動子アレイ42は、1次元又は2次元に配列された複数の超音波トランスデューサを有している。これらの超音波トランスデューサは、超音波画像の撮像の際に、それぞれ送信回路14から供給される駆動信号に従って超音波ビームを送信すると共に、被検体からの超音波エコーとを受信して受信信号を出力する。
The
The
各超音波トランスデューサは、例えば、PZT(チタン酸ジルコン酸鉛)に代表される圧電セラミックや、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)に代表される高分子圧電素子、PMN−PT(マグネシウムニオブ酸・チタン酸鉛固溶体)に代表される圧電単結晶等からなる圧電体の両端に電極を形成した振動子によって構成される。 Each ultrasonic transducer is, for example, a piezoelectric ceramic represented by PZT (lead zirconate titanate), a polymer piezoelectric element represented by PVDF (polyvinylidene fluoride), or PMN-PT (magnesium niobate / lead titanate). It is constituted by a vibrator in which electrodes are formed on both ends of a piezoelectric body made of a piezoelectric single crystal represented by a solid solution).
そのような振動子の電極に、パルス状又は連続波の電圧を印加すると、圧電体が伸縮し、それぞれの振動子からパルス状又は連続波の超音波が発生して、それらの超音波の合成により超音波ビームが形成される。また、それぞれの振動子は、伝搬する超音波を受信することにより伸縮して電気信号を発生し、それらの電気信号は、超音波の受信信号として出力される。 When a pulsed or continuous wave voltage is applied to the electrodes of such a vibrator, the piezoelectric body expands and contracts, and pulsed or continuous wave ultrasonic waves are generated from the respective vibrators, and the synthesis of those ultrasonic waves. As a result, an ultrasonic beam is formed. In addition, each transducer generates an electric signal by expanding and contracting by receiving propagating ultrasonic waves, and these electric signals are output as ultrasonic reception signals.
送信回路14は、例えば、複数のパルサを含んでおり、制御部36からの制御信号に応じて選択された送信遅延パターンに基づいて、振動子アレイ42の複数の超音波トランスデューサから送信される超音波が超音波ビームを形成するようにそれぞれの駆動信号の遅延量を調節して複数の超音波トランスデューサに供給する。
The transmission circuit 14 includes, for example, a plurality of pulsars, and is transmitted from the plurality of ultrasonic transducers of the
受信回路16は、振動子アレイ42の各超音波トランスデューサから送信される受信信号を増幅してA/D変換した後、制御部36からの制御信号に応じて選択された受信遅延パターンに基づいて設定される音速または音速の分布に従い、各受信信号にそれぞれの遅延を与えて加算することにより、受信フォーカス処理を行う。この受信フォーカス処理により、超音波エコーの焦点が絞り込まれた受信データ(音線信号)が生成される。
受信回路16は、受信データを画像生成手段18、シネメモリ22、および、音速演算部24に供給する。
The
The
画像生成手段18は、受信回路16から供給された受信データから超音波画像を生成するものである。
画像生成手段18は、信号処理部46、DSC48、画像処理部50、および、画像メモリ52を有する。
The
The
信号処理部46は、受信回路16で生成された受信データに対し、超音波の反射位置の深度に応じて距離による減衰の補正を施した後、包絡線検波処理を施すことにより、被検体内の組織に関する断層画像情報であるBモード画像信号を生成する。
The
DSC(digital scan converter)48は、信号処理部46で生成されたBモード画像信号を通常のテレビジョン信号の走査方式に従う画像信号に変換(ラスター変換)する。
また、DSC48は、後述する音速演算部24から供給される音速マップの信号を通常のテレビジョン信号の走査方式に従う画像信号に変換する。
A DSC (digital scan converter) 48 converts (raster conversion) the B-mode image signal generated by the
Further, the
画像処理部50は、DSC48から入力されるBモード画像信号に階調処理等の各種の必要な画像処理を施した後、Bモード画像信号を表示制御部32に出力する、あるいは画像メモリ52に格納する。
The
表示制御部32は、画像処理部50によって画像処理が施されたBモード画像信号に基づいて、表示部34に超音波診断画像を表示させる。
表示部34は、例えば、LCD等のディスプレイ装置を含んでおり、表示制御部32の制御の下で、超音波診断画像を表示する。
The
The
シネメモリ22は、受信回路16から出力される受信データを順次格納する。また、シネメモリ22は、制御部36から入力されるフレームレートに関する情報(例えば、超音波の反射位置の深度、走査線の密度、視野幅を示すパラメータ)を上記の受信データに関連付けて格納する。
The
音速演算部24は、制御部36による制御の下で、診断対象となる被検体内の組織における局所音速値を演算し、音速値と位置情報とを示す音速マップを生成する部位である。
ここで、本発明において、音速演算部24は、環境音速値を測定する音速プレ測定を行って、屈折による測定誤差の有無を判定してから、局所音速値を測定する音速本測定を行う。
音速演算部24は、着目領域設定部60と、プレ測定部62と、本測定部64とを有する。
The sound
Here, in the present invention, the sound
The sound
着目領域設定部60は、被検体内の着目領域ROIを設定すると共に、この着目領域ROIに、2次元的に格子を設定し、深さ方向および方位方向(超音波の走査方向)に、2次元的に複数の計測対象となる格子点としての格子点XROIを設定する。
着目領域設定部60は、操作者による操作部38からの入力に応じて、着目領域ROIを設定する。
また、着目領域設定部60は、設定された着目領域ROIに応じて、複数の格子点XROI(格子)を設定する。
The region-of-
The attention
In addition, the attention
図3は、設定された着目領域ROIおよび格子点XROIを模式的に示す図である。
図3において、破線S1〜S13は、振動子アレイ42から送信される超音波ビームの音線を概念的に示したものである。図3に示すように、格子点XROIは、方位方向(超音波の走査方向)には、着目領域ROI内に、音線毎に設定される。また、深さ方向の浅い位置においては、着目領域ROIの外側にも格子点XROIが設定されている。
また、図示例においては、深さ方向には、格子点XROIは、3点設定されているが、これに限定はされず、分解能や処理時間等に応じて、複数点、設定される。
着目領域設定部60は、設定した着目領域ROIおよび複数の格子点XROIの情報をプレ測定部62および本測定部64に供給する。
FIG. 3 is a diagram schematically showing the set region of interest ROI and the lattice point X ROI .
In FIG. 3, broken lines S <b> 1 to S <b> 13 conceptually show the sound rays of the ultrasonic beam transmitted from the
In the illustrated example, three grid points X ROI are set in the depth direction, but the present invention is not limited to this, and a plurality of points are set according to the resolution, processing time, and the like.
The attention
プレ測定部62は、局所音速値の測定(音速本測定)に先立ち、プレ測定として、着目領域設定部60が設定した複数の格子点XROIのうちの数点について、環境音速値を測定し、屈折による測定誤差の有無を判定する部位である。
プレ測定部62は、格子点選択部66と、環境音速演算部68と、環境音速比較部70とを有する。
The
The
格子点選択部66は、着目領域設定部60が設定した複数の格子点XROIから、プレ測定に用いるプレ測定用格子点を選択する部位である。ここで、格子点選択部66が選択するプレ測定用格子点の数は、音速本測定において局所音速値を測定する格子点の数よりも少ない。
図4(A)は、選択されたプレ測定用格子点を模式的に示す図である。
図4(A)に示すように、格子点選択部66は、着目領域ROIの最も浅い位置で、着目領域ROIの方位方向の両端に位置する格子点P1、P3と、その中央に位置する格子点P2とをプレ測定に用いるプレ測定用格子点として選択する。
格子点選択部66は、選択したプレ測定用格子点P1〜P3の情報を環境音速演算部68に供給する。
The grid
FIG. 4A is a diagram schematically showing selected pre-measurement lattice points.
As shown in FIG. 4A, the lattice
The grid
なお、図示例においては、3点の格子点をプレ測定用格子点P1〜P3として選択したが、これに限定はされず、2点でも、4点以上でもよい。
また、最も浅い位置の格子点をプレ測定用格子点P1〜P3として選択したが、これに限定はされず、選択する格子点の方位方向の位置が異なれば、どの深さの格子点を選択してもよい。なお、同じ深さの格子点をプレ測定用格子点として選択するのが好ましい。
また、図示例においては、方位方向において、着目領域ROIの両端の格子点と、その中央に位置する格子点を、プレ測定用格子点P1〜P3として選択したが、これに限定はされず、どの位置の格子点を選択してもよい。例えば、図4(B)に示すように、着目領域XROIの外側の格子点と、その中央に位置する格子点を、プレ測定用格子点P1〜P3として選択してもよい。
In the illustrated example, three grid points are selected as the pre-measurement grid points P1 to P3. However, the present invention is not limited to this, and may be two points or four or more points.
In addition, although the grid point at the shallowest position is selected as the pre-measurement grid points P1 to P3, the present invention is not limited to this, and if the selected grid point has a different azimuth position, the grid point of any depth is selected. May be. Note that it is preferable to select lattice points having the same depth as the pre-measurement lattice points.
In the illustrated example, the lattice points at both ends of the region of interest ROI and the lattice points located in the center in the azimuth direction are selected as the pre-measurement lattice points P1 to P3. However, the present invention is not limited to this. Any lattice point may be selected. For example, as shown in FIG. 4B, the grid point outside the region of interest XROI and the grid point located in the center may be selected as the pre-measurement grid points P1 to P3.
環境音速演算部68は、プレ測定用格子点P1〜P3における環境音速値を演算する部位である。
ここで、環境音速値とは、各格子点に対し、設定音速に基づきフォーカス計算をして超音波画像を形成し、設定音速を種々変化させたときに画像のコントラスト、シャープネスが最も高くなる音速値であり、例えば特開平8−317926号公報に記載のように、画像のコントラスト、スキャン方向の空間周波数、分散等に基づいて環境音速値の判定を行うことができる。
環境音速演算部68は、演算したプレ測定用格子点P1〜P3のそれぞれの環境音速値を環境音速比較部70に供給する。
The environmental sound
Here, the environmental sound speed value is the sound speed at which the contrast and sharpness of the image become the highest when the set sound speed is changed variously to form an ultrasonic image for each grid point based on the set sound speed. For example, as described in JP-A-8-317926, the environmental sound speed value can be determined based on the contrast of the image, the spatial frequency in the scanning direction, the variance, and the like.
The environmental sound
環境音速比較部70は、環境音速演算部68が求めたプレ測定用格子点P1〜P3の環境音速値を比較し、屈折の影響による測定誤差の有無を判定する部位である。
環境音速比較部70は、プレ測定用格子点P1、P2およびP3の環境音速値の最大値と最小値との差Dvを求め、所定の閾値と比較する。
The environmental sound
The environmental sound
図5(A)および(B)は、プレ測定用格子点P1、P2およびP3の環境音速値の測定例である。図5に示す例においては、所定の閾値を100m/sとする。
図5(A)に示すように、環境音速値の最大値と最小値との差Dv(図示例においては、P1とP3の差)が、所定の閾値よりも小さい場合には、屈折の影響による測定誤差は無いと判定し、その旨の信号を本測定部64および制御部36に供給する。この場合は、本測定部64は、設定した各格子点XROIの局所音速値の測定(音速本測定)を行う。
5A and 5B are measurement examples of the environmental sound velocity values at the pre-measurement grid points P1, P2, and P3. In the example shown in FIG. 5, the predetermined threshold is 100 m / s.
As shown in FIG. 5A, when the difference Dv (the difference between P1 and P3 in the illustrated example) between the maximum value and the minimum value of the environmental sound speed value is smaller than a predetermined threshold value, the influence of refraction. It is determined that there is no measurement error, and a signal to that effect is supplied to the
一方、図5(B)に示すように、環境音速値の最大値と最小値との差Dv(図示例においては、P1とP2との差)が、所定の閾値よりも大きい場合には、屈折の影響による測定誤差があると判定し、その旨の信号を本測定部64および制御部36に供給する。この場合は、本測定部64は、局所音速値の測定(音速本測定)を行わない。
On the other hand, as shown in FIG. 5B, when the difference Dv (the difference between P1 and P2 in the illustrated example) between the maximum value and the minimum value of the environmental sound speed value is larger than a predetermined threshold value, It is determined that there is a measurement error due to the influence of refraction, and a signal to that effect is supplied to the
このように、設定した格子点XROIの局所音速値の測定(音速本測定)を行うに先立ち、プレ測定として、音速本測定で用いる格子点の数よりも少ない数点の格子点の環境音速値を測定し、屈折の影響による測定誤差の有無を判定して、測定誤差が無いと判定された場合に、音速本測定を行い、測定誤差があると判定された場合には、音速本測定を行わないので、屈折の影響の有無を迅速に把握することができ、測定誤差があり再測定が必要な場合であっても、音速本測定を行う前に判定することができるので、測定・演算にかかる時間を短縮することができる。また、屈折の影響の有無を判定することができるので、音速本測定を行う際に、測定誤差の少ない測定・演算を行なうことができ、正確な局所音速値を求めることができる。
また、音速プレ測定において、方位方向に異なる位置の格子点の環境音速値を比較することによって、音波の屈折による方位方向の音速値の乱れの有無を好適に判定することができる。
As described above, prior to the measurement of the local sound speed value (sound speed main measurement) of the set grid point X ROI , as a pre-measurement, the environmental sound speed of a few grid points smaller than the number of grid points used in the sound speed main measurement is used. Measure the value, determine whether there is a measurement error due to the influence of refraction, perform the sonic speed measurement when it is determined that there is no measurement error, and if it is determined that there is a measurement error, measure the sonic speed Therefore, even if there is a measurement error and re-measurement is necessary, it can be determined before performing the sonic speed measurement. The time required for calculation can be shortened. In addition, since the presence or absence of the influence of refraction can be determined, measurement / calculation with less measurement error can be performed and the accurate local sound speed value can be obtained when performing the main sound speed measurement.
Further, in the sound speed pre-measurement, by comparing the environmental sound speed values of the lattice points at different positions in the azimuth direction, it is possible to suitably determine whether or not the sound speed value in the azimuth direction is disturbed due to refraction of sound waves.
なお、図示例においては、所定の閾値を100m/sとしたが、これに限定はされず、屈折の影響による測定誤差の有無を好適に判定することができればよく、装置の構成や、求められる性能等に応じて、適宜決定すればよい。 In the illustrated example, the predetermined threshold is set to 100 m / s. However, the present invention is not limited to this, and it is sufficient that the presence or absence of a measurement error due to the influence of refraction can be suitably determined. What is necessary is just to determine suitably according to performance etc.
また、環境音速値の最大値と最小値との差Dvが、所定の閾値よりも大きい場合には、図6に示すように、プレ測定の結果を、環境音速値が最大となる格子点を判別可能に表示することが好ましい。 Further, when the difference Dv between the maximum value and the minimum value of the environmental sound speed value is larger than a predetermined threshold value, as shown in FIG. It is preferable to display in a distinguishable manner.
本測定部64は、プレ測定部62が屈折の影響による測定誤差が無いと判定した場合に、設定した格子点XROIにおける局所音速値を求める部位である。
本測定部64は、環境音速演算部72と、局所音速演算部74とを有する。
The
The
環境音速演算部72は、各格子点XROIにおける環境音速値を演算する部位である。環境音速演算部72が、環境音速値を演算する方法は、環境音速演算部68と同様に、各格子点に対し、設定音速に基づきフォーカス計算をして超音波画像を形成し、設定音速を種々変化させたときに画像のコントラスト、シャープネスが最も高くなる音速値を環境音速値として求める。
環境音速演算部72は、求めた各格子点XROIにおける環境音速値を局所音速演算部74に供給する。
The environmental sound speed calculation unit 72 is a part that calculates the environmental sound speed value at each lattice point X ROI . The environmental sound speed calculation unit 72 calculates the environmental sound speed value in the same manner as the environmental sound
The environmental sound speed calculation unit 72 supplies the obtained environmental sound speed value at each lattice point X ROI to the local sound
局所音速演算部74は、各格子点XROIにおける局所音速値を求める部位である。
局所音速演算部74が行なう局所音速値の演算方法には、特に限定はなく、例えば本願の出願人により出願された特開2010−99452号公報に記載の方法により行うことができる。
The local sound
There is no particular limitation on the local sound speed value calculation method performed by the local sound
この方法は、図7(A)に示されるように、被検体内に超音波を送信した際に、被検体の反射点となる格子点Xから振動子アレイ42に到達する受信波Wxに着目したとき、図7(B)に示されるように、格子点Xよりも浅い位置、すなわち振動子アレイ42に近い位置に等間隔に配列されている複数の格子点を、格子点A1、A2、・・・とした時に、格子点Xからの受信波を受けた複数の格子点A1、A2、・・・からのそれぞれの受信波W1、W2、・・・の合成波Wsumが、ホイヘンスの原理により、格子点Xからの受信波Wxに一致することを利用して、格子点Xにおける局所音速値を求める方法である。
As shown in FIG. 7A, this method focuses on a received wave Wx that reaches the
まず、環境音速演算部72から、すべての格子点X、A1、A2、・・・に対する環境音速値を取得する。 First, environmental sound speed values for all lattice points X, A1, A2,.
次に、格子点Xに対する環境音速値を用いて、格子点Xから発せられる仮想的な受信波Wxの波形を算出する。
さらに、格子点Xにおける仮定的な局所音速値Vを種々変化させて、それぞれ格子点A1、A2、・・・からの受信波W1、W2、・・・の仮想的な合成波Wsumを算出する。このとき、格子点Xと各格子点A1、A2、・・・との間の領域Rxaにおける音速は一様で、格子点Xにおける局所音速値Vに等しいものと仮定する。格子点Xから伝播した超音波が格子点A1、A2、・・・に到達するまでの時間はXA1/V、XA2/V、・・・となる。ここで、XA1、XA2、・・・は、それぞれ格子点A1、A2、・・・と格子点Xとの間の距離である。そこで、格子点A1、A2、・・・からそれぞれ時間XA1/V、XA2/V、・・・だけ遅延して発した反射波を合成することにより、仮想的な合成波Wsumを求めることができる。
Next, the waveform of the virtual received wave Wx emitted from the lattice point X is calculated using the environmental sound velocity value for the lattice point X.
Further, the hypothetical local sound velocity value V at the lattice point X is variously changed to calculate virtual composite waves Wsum of the received waves W1, W2,... From the lattice points A1, A2,. . At this time, it is assumed that the sound velocity in the region Rxa between the lattice point X and each lattice point A1, A2,... Is uniform and equal to the local sound velocity value V at the lattice point X. The time until the ultrasonic wave propagated from the lattice point X reaches the lattice points A1, A2,... Is XA1 / V, XA2 / V,. Here, XA1, XA2,... Are the distances between the lattice points A1, A2,. Therefore, a virtual composite wave Wsum can be obtained by synthesizing the reflected waves emitted from the lattice points A1, A2,... Delayed by times XA1 / V, XA2 / V,. .
次に、このように格子点Xにおける仮定的な局所音速値Vを種々変化させて算出された複数の仮想的な合成波Wsumと格子点Xからの仮想的な受信波Wxとの誤差をそれぞれ算出し、誤差が最小になる仮定的な局所音速値Vを格子点Xにおける局所音速値と判定する。ここで、仮想的な合成波Wsumと格子点Xからの仮想的な受信波Wxとの誤差の算出方法としては、互いの相互相関をとる方法、受信波Wxに合成波Wsumから得られる遅延を掛けて位相整合加算する方法、合成波Wsumに受信波Wxから得られる遅延を掛けて位相整合加算する方法等を採用することができる。
以上のようにして、着目領域ROI内の各格子点XROIにおける局所音速値を求めることができる。
局所音速演算部74は、各格子点XROIにおける局所音速値と各格子点XROIの位置情報とを関連づけて音速マップを生成し、画像生成手段18のDSC48に供給する。
Next, errors between the plurality of virtual synthesized waves Wsum calculated by variously changing the hypothetical local sound velocity value V at the lattice point X and the virtual received wave Wx from the lattice point X are respectively calculated. The hypothetical local sound velocity value V that minimizes the error is calculated and determined as the local sound velocity value at the lattice point X. Here, as a method of calculating an error between the virtual synthesized wave Wsum and the virtual received wave Wx from the lattice point X, a method of obtaining a cross-correlation with each other, a delay obtained from the synthesized wave Wsum on the received wave Wx is used. A method of performing phase matching addition by multiplying, a method of performing phase matching addition by multiplying the synthesized wave Wsum by a delay obtained from the reception wave Wx, and the like can be employed.
As described above, the local sound velocity value at each lattice point X ROI in the region of interest ROI can be obtained.
Local sound
制御部36は、操作者により操作部38から入力された指令に基づいて超音波診断装置各部の制御を行う。
操作部38は、操作者が入力操作を行うためのものであり、キーボード、マウス、トラックボール、タッチパネル等から形成することができる。
The
The
格納部40は、動作プログラム等を格納するもので、ハードディスク、フレキシブルディスク、MO、MT、RAM、CD−ROM、DVD−ROM等の記録媒体を用いることができる。
なお、信号処理部46、DSC48、画像処理部50、表示制御部32および音速演算部24は、CPUと、CPUに各種の処理を行わせるための動作プログラムから構成されるが、それらをデジタル回路で構成してもよい。
The
The
なお、超音波診断装置10は、複数の表示モードを有し、表示モードを選択することによって、表示部34に所望の画像を表示する構成であってもよい。例えば、超音波画像(Bモード画像)を単独で表示するモードと、Bモード画像に局所音速値を重畳して表示するモード(例えば、局所音速値に応じて色分けまたは輝度を変化させる表示、あるいは局所音速値が等しい点を線で結ぶ表示)とを有し、操作者が操作部38から、いずれかの表示モードを選択する構成としてもよい。
The ultrasound
次に超音波診断装置10の動作について図8のフローチャートを参照して具体的に説明する。
操作者は、超音波プローブ12を被検体の表面に当接し、測定を開始すると、送信回路14から供給される駆動信号に従って振動子アレイ42から超音波ビームが送信され、被検体からの超音波エコーを、振動子アレイ42が受信し、受信信号を出力する。
受信回路16は、受信信号から受信データを生成し、画像生成手段18に供給する。画像生成手段18の信号処理部46は、受信データを処理してBモード画像信号を生成する。Bモード画像信号を、DSC48がラスター変換し、画像処理部50が画像処理を施し、超音波画像が生成される。生成された超音波画像は、画像メモリ52に格納されると共に、表示制御部32により超音波画像が表示部34に表示される(S100)。
Next, the operation of the ultrasonic
When the operator abuts the
The
次に、表示された超音波画像を参照して、操作者が、操作部38を操作して着目領域ROIの設定指示を入力する。着目領域設定部60は、操作部38からの入力指示に応じて着目領域ROIを設定すると共に、2次元的に配列された複数の格子点XROIを設定する(S102)。
着目領域ROIおよび格子点XROIが設定されると、プレ測定部62は、音速本測定に用いる格子点の数よりも少ない数点のプレ測定用格子点について環境音速値を測定し(S104)、各プレ測定用格子点の環境音速値の最大値と最小値との差Dvが、所定の閾値以下かどうかを判定する(S106)。
Next, with reference to the displayed ultrasonic image, the operator operates the
When the region of interest ROI and the grid point X ROI are set, the
プレ測定用格子点の環境音速値の最大値と最小値との差Dvが、所定の閾値以下の場合には、本測定部64が、各格子点XROIの局所音速値を演算し(S108)、演算結果を音速マップとして、表示部34に表示して(S110)、測定を終了する。
When the difference Dv between the maximum value and the minimum value of the environmental sound speed value at the pre-measurement grid point is equal to or less than a predetermined threshold, the
一方、プレ測定用格子点の環境音速値の最大値と最小値との差Dvが、所定の閾値以上の場合には、プレ測定の結果、測定誤差がある旨の案内を表示部34に表示して(S112)、再度、測定を行うか否かの案内を表示部34に表示する(S114)。再測定を行う場合は、Bモード画像の撮像(S100)から測定を行う。一方、再測定を行わない場合には、測定を終了する。
On the other hand, when the difference Dv between the maximum value and the minimum value of the environmental sound speed value at the pre-measurement grid point is equal to or greater than a predetermined threshold value, guidance indicating that there is a measurement error as a result of the pre-measurement is displayed on the
このように本発明に係る超音波画像生成方法を実施する超音波診断装置10は、設定した格子点XROIの局所音速値の測定(音速本測定)を行うに先立ち、プレ測定として、音速本測定に用いる格子点の数よりも少ない、方位方向に異なる数点の格子点の環境音速値を測定し、屈折の影響による測定誤差の有無を判定して、測定誤差が無いと判定された場合に、音速本測定を行い、測定誤差があると判定された場合には、音速本測定を行わないので、屈折の影響の有無を迅速に把握することができ、測定誤差があり再測定が必要な場合であっても、音速本測定を行う前に判定することができるので、測定・演算にかかる時間を短縮することができる。また、屈折の影響の有無を判定することができるので、音速本測定を行う際に、測定誤差の少ない測定・演算を行なうことができ、正確な局所音速値を求めることができる。
As described above, the ultrasonic
なお、図示例においては、プレ測定部62は同じ深さの1列において、プレ測定用格子点P1〜P3を選択して、環境音速値の比較を行って、屈折の影響の有無を判定したが、本発明は、これに限定はされず、2列以上の異なる深さにおいて、プレ測定用格子点を選択して、それぞれの列で、環境音速値の比較を行ってもよい。
In the illustrated example, the
図9は、プレ測定用格子点を概念的に示す図である。
図9に示すように、格子点選択部66は、着目領域ROIの最も浅い位置で、着目領域ROIの方位方向の両端に位置する格子点P1、P3と、その中央に位置する格子点P2とをプレ測定用格子点として選択すると共に、着目領域ROIの最も深い位置で、着目領域ROIの方位方向の両端に位置する格子点Q1、Q3と、その中央に位置する格子点Q2とをプレ測定用格子点として選択する。
FIG. 9 is a diagram conceptually showing the pre-measurement grid points.
As shown in FIG. 9, the lattice
このように、複数の深さにおいて、プレ測定用格子点を選択した場合には、環境音速比較部70は、プレ測定用格子点P1〜P3の環境音速値の最大値と最小値との差を求めて、所定の閾値と比較すると共に、プレ測定用格子点Q1〜Q3の環境音速値の最大値と最小値との差を求めて、所定の閾値と比較する。比較の結果、どちらも所定の閾値以下の場合に、本測定部64が、各格子点XROIの局所音速値の演算を行い、音速マップを求める構成とすればよい。
As described above, when the pre-measurement grid points are selected at a plurality of depths, the environmental sound
本発明は、基本的に以上のようなものである。
以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
The present invention is basically as described above.
Although the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various improvements and modifications may be made without departing from the gist of the present invention.
10 超音波診断装置
12 超音波プローブ
14 送信回路
16 受信回路
18 画像生成手段
22 シネメモリ
24 音速演算部
32 表示制御部
34 表示部
36 制御部
38 操作部
40 格納部
42 振動子アレイ
46 信号処理部
48 DSC
50 画像処理部
52 画像メモリ
60 着目領域設定部
62 プレ測定部
64 本測定部
66 格子点選択部
68、72 環境音速演算部
70 環境音速比較部
74 局所音速演算部
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (8)
Bモード画像を撮像して、着目領域を設定し、設定された着目領域に格子を設定し、複数の格子点での局所音速値を算出する音速本測定を行なうに際し、
前記音速本測定に先立ち、音速プレ測定として、前記格子の、超音波の走査方向に異なる2以上の格子点の環境音速値をそれぞれ測定し、
測定した環境音速値の最大値と最小値との差が、所定の閾値以下の場合に、前記音速本測定を行なうことを特徴とする超音波画像生成方法。 An ultrasonic wave is generated from the transducer array of the ultrasonic probe, and an ultrasonic image is generated based on a reception signal output from the transducer array that has received an ultrasonic echo from the subject. In the sound wave image generation method,
When performing a sonic main measurement that captures a B-mode image, sets a region of interest, sets a grid in the set region of interest, and calculates local sound speed values at a plurality of lattice points,
Prior to the main sound speed measurement, as the sound speed pre-measurement, environmental sound speed values at two or more lattice points different in the ultrasonic scanning direction of the lattice are respectively measured.
An ultrasonic image generation method, characterized in that the sound speed main measurement is performed when a difference between a maximum value and a minimum value of the measured environmental sound speed value is equal to or less than a predetermined threshold value.
撮像領域内に着目領域を設定し、設定された前記着目領域に格子を設定して、複数の格子点を設定する着目領域設定部と、
前記格子の、超音波の走査方向に異なる2以上の格子点の環境音速値を測定し、測定した環境音速値の最大値と最小値との差を算出する音速プレ測定部と、
前記音速プレ測定部が算出した環境音速値の最大値と最小値との差が、所定の閾値以下の場合に、前記格子の複数の格子点での局所音速値を算出する音速本測定部とを有することを特徴とする超音波画像診断装置。 An ultrasonic wave is generated from the transducer array of the ultrasonic probe, and an ultrasonic image is generated based on a reception signal output from the transducer array that has received an ultrasonic echo from the subject. In the ultrasonic diagnostic imaging apparatus,
A region of interest setting section for setting a region of interest in the imaging region, setting a grid in the set region of interest, and setting a plurality of grid points;
A sound velocity pre-measurement unit that measures environmental sound velocity values of two or more lattice points different in the ultrasonic scanning direction of the lattice, and calculates a difference between a maximum value and a minimum value of the measured environmental sound velocity values;
A sound speed main measurement unit that calculates local sound speed values at a plurality of lattice points of the lattice when the difference between the maximum value and the minimum value of the environmental sound speed value calculated by the sound speed pre-measurement unit is equal to or less than a predetermined threshold; An ultrasonic diagnostic imaging apparatus comprising:
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