JP2013244162A - Ultrasonograph - Google Patents

Ultrasonograph Download PDF

Info

Publication number
JP2013244162A
JP2013244162A JP2012119579A JP2012119579A JP2013244162A JP 2013244162 A JP2013244162 A JP 2013244162A JP 2012119579 A JP2012119579 A JP 2012119579A JP 2012119579 A JP2012119579 A JP 2012119579A JP 2013244162 A JP2013244162 A JP 2013244162A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
transmission
unit
reception
ultrasonic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2012119579A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Tanabe
剛 田辺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujifilm Corp filed Critical Fujifilm Corp
Priority to JP2012119579A priority Critical patent/JP2013244162A/en
Publication of JP2013244162A publication Critical patent/JP2013244162A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To generate an acoustic velocity map minimizing an influence of such structures as blood vessels, as much as possible in a short time.SOLUTION: A region 112 of interest is set on a B mode image 110 displayed on a display unit. Ultrasonic waves are transmitted and received in a Doppler scan mode to generate color Doppler information in the region 112 of interest. A region excluding a moving object region 117 in the region 112 of interest is determined as an acoustic velocity measurement region 119 on the basis of the color Doppler information. A plurality of promotion focal points 125 are set in the acoustic velocity measurement region 119 to transmit/receive ultrasonic waves, and RF data corresponding to the acoustic velocity measurement region 119 are generated. A local acoustic velocity value is calculated based on the RF data corresponding to the acoustic velocity measurement region 119 so as to generate an acoustic velocity map of the acoustic velocity measurement region 119.

Description

本発明は、Bモード画像内に設定された着目領域の音速マップを生成する超音波診断装置に関する。   The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus that generates a sound speed map of a region of interest set in a B-mode image.

医療分野では、被検体の内部を観察して診断を行うために超音波診断装置がよく用いられている。超音波診断装置は、超音波の送受信を行う超音波探触子(プローブ)を有しており、超音波プローブから被検体内に向けて超音波を送信し、被検体内で反射された超音波を超音波探触子で受信することで、この受信信号に基づきBモード画像を生成することができる。Bモード画像は、超音波エコーの振幅を点の明るさ(輝度)により表した画像である。このBモード画像により、被検体内に存在する構造物(例えば、内臓や病変組織等)の輪郭を観察することができる。   In the medical field, an ultrasonic diagnostic apparatus is often used to make a diagnosis by observing the inside of a subject. The ultrasonic diagnostic apparatus has an ultrasonic probe (probe) that transmits and receives ultrasonic waves, transmits ultrasonic waves from the ultrasonic probe into the subject, and reflects the ultrasonic waves reflected in the subject. By receiving the sound wave with the ultrasonic probe, a B-mode image can be generated based on the received signal. The B-mode image is an image representing the amplitude of the ultrasonic echo by the brightness (luminance) of the point. With this B-mode image, it is possible to observe the outline of a structure (for example, a viscera or a diseased tissue) existing in the subject.

近年、被検体内の診断部位を精度よく診断するために、Bモード画像上で医師が指定した着目領域(診断部位)における局所音速を測定し、この着目領域における音速分布を表す音速マップを生成して、Bモード画像に重畳して表示している。このような着目領域における局所音速を測定する方法は例えば特許文献1に開示されている。   In recent years, in order to accurately diagnose a diagnostic region within a subject, a local sound velocity in a region of interest (diagnostic region) designated by a doctor on a B-mode image is measured, and a sound velocity map representing a sound velocity distribution in this region of interest is generated. Then, it is displayed superimposed on the B-mode image. A method for measuring the local sound velocity in such a region of interest is disclosed in Patent Document 1, for example.

特許文献1記載の局所音速の算出方法では、着目領域の格子点XROIと超音波探触子との間に複数の格子点A1,A2,…を設定して、各格子点(XROI、A1,A2,…)における最適音速値を判定する。ここで、最適音速値とは、画像のコントラスト値、シャープネス値が最も高くなる音速値である。次いで、各格子点における最適音速値に基づいて、格子点XROIにおける局所音速を求める。具体的には、ホイヘンスの原理により、格子点XROIからの受信波と、格子点A1,A2,…からの受信波を仮想的に合成した受信波とが一致することを利用する(図11参照)。これにより、局所音速を正確に測定することができるので、高精度な音速マップが得られる。 The method of calculating the local sound velocity of the Patent Document 1, a plurality of lattice points A1, A2 between the lattice point X ROI and the ultrasound probe regions of interest, set ..., each grid point (X ROI, The optimum sound speed value at A1, A2,. Here, the optimum sound speed value is a sound speed value at which the contrast value and sharpness value of the image are the highest. Next, the local sound speed at the lattice point X ROI is obtained based on the optimum sound speed value at each lattice point. Specifically, based on Huygens' principle, the fact that the received wave from the lattice point X ROI coincides with the received wave obtained by virtually combining the received waves from the lattice points A1, A2,. reference). Thereby, since the local sound speed can be measured accurately, a highly accurate sound speed map can be obtained.

ところで、着目領域内において、血管や動きの大きい組織(臓器)などの構造物が存在する領域は、上述の音速計算を画像のコントラスト値やシャープネス値に基づいて行う関係上、音速誤差が生じやすい。その結果、音速計算の計算結果の信頼性が十分に得られず、血管等の構造物の影響を強く受けた音速マップが生成されてしまう。   By the way, in a region where a structure such as a blood vessel or a tissue (organ) having a large movement exists in the region of interest, a sound speed error is likely to occur because the sound speed calculation described above is performed based on the contrast value or sharpness value of the image. . As a result, the reliability of the calculation result of the sound speed calculation is not sufficiently obtained, and a sound speed map that is strongly influenced by a structure such as a blood vessel is generated.

特許文献2には、着目領域から血管等の構造物を除いた領域における弾性画像を生成する超音波診断装置が開示されている。この特許文献2の超音波診断装置では、着目領域内の歪み分布を求めるとともに、超音波の受信信号から血管内の血流等に起因するドプラ信号を抽出して、このドプラ信号に基づき血流の流速等を示すドプラデータを生成する。次いで、先に求めた歪み分布の中から、ドプラーデータに基づき所定の流速以上となっている部分の歪みを除外した歪み分布に基づき、弾性画像を生成している。また、特許文献3にも、弾性画像データから血流領域を検出して除去する旨が開示されている。このため、特許文献2及び3の記載に基づき、着目領域の局所音速の分布を求めるとともに、着目領域のドプラデータを生成して、このドプラデータに基づいて着目領域から血管等の構造物を除いた領域の局所音速値に基づいて音速マップを生成する方法も提案されている。   Patent Document 2 discloses an ultrasonic diagnostic apparatus that generates an elastic image in a region obtained by removing structures such as blood vessels from a region of interest. In the ultrasonic diagnostic apparatus of Patent Document 2, a distortion distribution in a region of interest is obtained, a Doppler signal resulting from blood flow in a blood vessel is extracted from an ultrasonic reception signal, and blood flow is based on the Doppler signal. To generate Doppler data indicating the flow velocity and the like. Next, an elastic image is generated based on the strain distribution obtained by excluding the strain at the portion where the flow velocity is equal to or higher than the predetermined flow velocity from the previously obtained strain distribution. Patent Document 3 also discloses that a blood flow region is detected and removed from elastic image data. Therefore, based on the descriptions in Patent Documents 2 and 3, the local sound speed distribution of the region of interest is obtained, and Doppler data of the region of interest is generated, and structures such as blood vessels are removed from the region of interest based on the Doppler data. There has also been proposed a method of generating a sound speed map based on the local sound speed value of the region.

特開2010−99452号公報JP 2010-99452 A 特開2012−61075号公報JP 2012-61075 A 国際公開第2009/104525号パンフレットInternational Publication No. 2009/104525 Pamphlet

しかしながら、着目領域内の各点の局所音速値の算出に加えてドプラデータの生成まで行う場合には膨大な演算処理を要するので、音速マップの生成に時間がかかるという問題が生じる。また、音速マップの生成時間を短縮するためには、高性能な演算処理装置(CPU)を超音波診断装置に搭載する必要があるので、超音波診断装置の製造コストが増加するという問題が生じる。   However, in the case where the generation of Doppler data is performed in addition to the calculation of the local sound velocity value at each point in the region of interest, a problem arises in that it takes time to generate the sound velocity map because enormous calculation processing is required. Further, in order to shorten the generation time of the sound velocity map, it is necessary to mount a high-performance arithmetic processing unit (CPU) in the ultrasonic diagnostic apparatus, which causes a problem that the manufacturing cost of the ultrasonic diagnostic apparatus increases. .

本発明の目的は、血管等の構造物の影響を極力抑えた音速マップの生成を短時間で行うことができる超音波診断装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus capable of generating a sound velocity map that suppresses the influence of structures such as blood vessels as much as possible in a short time.

本発明の目的を達成するための超音波診断装置は、超音波を被検体に送信し、かつ被検体によって反射された超音波を受信して超音波検出信号を出力する複数の素子を含む超音波探触子と、複数の素子をそれぞれ駆動する複数の駆動信号を複数の素子に供給し、かつ複数の素子から出力された超音波検出信号に基づき受信データを生成する送受信部であって、複数の素子に供給する複数の駆動信号の遅延量を調節することで超音波ビームを形成する送受信部と、被検体内に着目領域を設定する着目領域設定部と、送受信部を制御して、着目領域内の移動体の情報を得るための超音波の送受信を複数の素子に実行させる第1の送受信制御部と、移動体の情報を得るための超音波の送受信がなされたときに、移動体によりドプラ偏移されて反射された超音波の超音波検出信号に基づいて送受信部が生成した受信データから、移動体の動きに伴うドプラ信号を抽出して、この抽出結果に基づき着目領域内の移動体を含む移動体領域を判別する移動体領域判別部と、移動体領域判別部の判別結果に基づき、着目領域の中から移動体領域を除いた領域を、音速の分布を測定する音速測定領域として決定する音速測定領域決定部と、音速測定領域内に超音波ビームの送信焦点を複数設定し、各送信焦点に対する超音波ビームの送受信を送受信部に行わせることで、音速測定領域の音速測定用の受信データを送受信部に生成させる第2の送受信制御部と、音速測定用の受信データに基づき音速測定領域の音速の分布を示す音速マップを生成する音速マップ生成部と、を備えることを特徴とする。   An ultrasonic diagnostic apparatus for achieving an object of the present invention includes an ultrasonic device that includes a plurality of elements that transmit ultrasonic waves to a subject, receive ultrasonic waves reflected by the subject, and output ultrasonic detection signals. A transmission / reception unit for supplying a plurality of drive signals for driving the acoustic probe and the plurality of elements to the plurality of elements and generating reception data based on the ultrasonic detection signals output from the plurality of elements, A transmission / reception unit that forms an ultrasonic beam by adjusting delay amounts of a plurality of drive signals supplied to a plurality of elements, a region of interest setting unit that sets a region of interest in a subject, and a transmission / reception unit, A first transmission / reception control unit that causes a plurality of elements to perform transmission / reception of ultrasonic waves for obtaining information on a moving body within a region of interest, and movement when ultrasonic transmission / reception for obtaining information on the moving body is performed. Reflected by the Doppler shift by the body The Doppler signal accompanying the movement of the moving object is extracted from the received data generated by the transmitting / receiving unit based on the ultrasonic detection signal of the ultrasonic wave, and the moving object region including the moving object in the region of interest is extracted based on the extraction result. Based on the discrimination results of the moving body area discriminating section and the moving body area discriminating section, the area excluding the moving body area from the area of interest is determined as the sound speed measuring area for measuring the sound velocity distribution. And a plurality of ultrasonic beam transmission focal points in the sound velocity measurement area, and the transmission / reception unit transmits / receives ultrasonic beams to / from each transmission focal point, thereby transmitting / receiving reception data for sound velocity measurement in the sound velocity measurement area And a sound speed map generating unit that generates a sound speed map indicating a sound speed distribution in the sound speed measurement region based on reception data for sound speed measurement.

本発明によれば、着目領域の中から音速誤差が生じやすい移動体領域を除いた音速測定領域の音速マップを生成することができる。   According to the present invention, it is possible to generate a sound speed map of a sound speed measurement region excluding a moving body region in which a sound speed error is likely to occur from a region of interest.

送受信部を制御して、被検体内の断層像情報を得るための超音波の送受信を複数の素子に実行させる第3の送受信制御部と、断層像情報を得るための超音波の送受信がなされたときに送受信部が生成した受信データに基づきBモード画像を生成する画像生成部と、Bモード画像を表示する表示部と、を備え、着目領域設定部は、Bモード画像上に着目領域を設定することが好ましい。Bモード画像を見ながら着目領域を設定することができる。   A transmission / reception unit is controlled to transmit / receive ultrasonic waves for obtaining tomographic image information in the subject to a plurality of elements, and transmission / reception of ultrasonic waves for obtaining tomographic image information is performed. An image generation unit that generates a B-mode image based on the reception data generated by the transmission / reception unit, and a display unit that displays the B-mode image, and the attention area setting unit displays the attention area on the B-mode image. It is preferable to set. A region of interest can be set while viewing a B-mode image.

第1の送受信制御部による送受信部の制御と、移動体領域判別部による移動体領域の判別と、音速測定領域決定部による音速測定領域の決定と、第2の送受信制御部による送受信部の制御と、音速マップ生成部による音速マップの生成と、を含む音速マップ更新処理を実行させる更新制御部を備えることが好ましい。音速マップを再度生成する前に、移動体領域の判別や音速測定領域の決定を再度行うので、血管(血流)や動きの大きい組織等の各種移動体の影響を受けない音速マップを再生成(更新処理)することができる。   Control of the transmission / reception unit by the first transmission / reception control unit, determination of the moving body region by the mobile body region determination unit, determination of the sound velocity measurement region by the sound velocity measurement region determination unit, and control of the transmission / reception unit by the second transmission / reception control unit And an update control unit that executes a sound speed map update process including generation of a sound speed map by the sound speed map generation unit. Before regenerating the sound velocity map, the moving object region is determined and the sound velocity measurement region is determined again, so the sound velocity map that is not affected by various moving objects such as blood vessels (blood flow) and tissues with large movements is regenerated. (Update process).

更新制御部は、予め定められたフレーム数のBモード画像が画像生成部により生成される毎に、音速マップ更新処理を実行させることが好ましい。音速マップを定期的に更新することができる。   It is preferable that the update control unit execute the sound velocity map update process each time a B-mode image having a predetermined number of frames is generated by the image generation unit. The sound speed map can be updated periodically.

移動体には、着目領域内の血管を流れる血液が含まれており、移動体領域判別部は、ドプラ信号の抽出結果に基づき、着目領域内での血液の流れを示す血流情報を生成して、血流情報に基づき移動体領域を判別することが好ましい。血管(血流)の影響を受けない音速マップを生成することができる。   The moving body includes blood flowing through the blood vessel in the region of interest, and the moving body region determination unit generates blood flow information indicating the blood flow in the region of interest based on the extraction result of the Doppler signal. Thus, it is preferable to determine the moving body region based on the blood flow information. A sound velocity map that is not affected by blood vessels (blood flow) can be generated.

移動体には、着目領域内で移動する組織が含まれており、移動体領域判別部は、ドプラ信号の抽出結果に基づき、着目領域内での組織の移動を示す組織移動情報を生成して、組織移動情報に基づき移動体領域を判別することが好ましい。移動する組織の影響を受けない音速マップを生成することができる。   The moving body includes a tissue that moves within the region of interest, and the moving body region determination unit generates tissue movement information indicating the movement of the tissue within the region of interest based on the extraction result of the Doppler signal. It is preferable to determine the moving body region based on the tissue movement information. A sound velocity map that is not affected by the moving tissue can be generated.

移動体領域判別部は、送受信部が生成した受信データから、組織の中で動きの大きさが予め定めたしきい値以上となる組織に対応するドプラ信号を抽出して、ドプラ信号に基づき組織移動情報を生成することが好ましい。組織の中でも動きの大きい組織の影響を受けない音速マップを生成することができる。   The moving body region discriminating unit extracts a Doppler signal corresponding to a tissue whose magnitude of movement is greater than or equal to a predetermined threshold in the tissue from the reception data generated by the transmitting / receiving unit, and based on the Doppler signal It is preferable to generate movement information. It is possible to generate a sound velocity map that is not affected by a large-motion organization.

表示部は、Bモード画像上に音速マップを重畳表示することが好ましい。   The display unit preferably superimposes and displays a sound velocity map on the B-mode image.

本発明の超音波診断装置は、Bモード画像上に設定された着目領域の中から移動体を含む移動体領域を除いた領域を音速測定領域として決定し、この音速測定領域の局所音速値を求めて音速マップを生成するので、着目領域内の全領域で局所音速値を求める必要が無くなる。その結果、音速マップの生成の際における演算処理を従来よりも低減させることができるので、血管(血流)や動きの大きい組織等の各種移動体の影響を受けない音速マップを従来よりも短時間で生成することができる。   The ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention determines a region excluding a moving body region including a moving body from a region of interest set on a B-mode image as a sound speed measurement region, and determines a local sound speed value of the sound speed measurement region. Since the sound velocity map is generated by the determination, it is not necessary to determine the local sound velocity value in the entire region within the region of interest. As a result, it is possible to reduce the calculation processing at the time of generating the sound velocity map as compared with the conventional case, so that the sound velocity map which is not affected by various moving bodies such as blood vessels (blood flow) and tissues with large movements is shorter than before. Can be generated in time.

第1実施形態の超音波診断装置の電気的構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the electrical constitution of the ultrasonic diagnosing device of 1st Embodiment. 送信回路の遅延回路の説明図である。It is explanatory drawing of the delay circuit of a transmission circuit. ドプラ信号処理部の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of a Doppler signal processing unit. フィルタ部によるフィルタリング処理を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the filtering process by a filter part. 符号化演算部が用いる速度変換スケールの概略図である。It is the schematic of the speed conversion scale which an encoding calculating part uses. Bモード画像にCFM画像を重畳した重畳画像の概略図である。It is the schematic of the superimposed image which superimposed the CFM image on the B mode image. 着目領域の設定を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the setting of an attention area. CPUの機能ブロック図である。It is a functional block diagram of CPU. 送信焦点の設定処理を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the setting process of a transmission focus. 送信焦点に対する超音波の送受信を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating transmission / reception of the ultrasonic wave with respect to a transmission focus. ホイヘンスの原理を利用した局所音速値の算出処理を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the calculation process of the local sound speed value using the Huygens principle. 局所音速算出処理の流れの概略を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the outline of the flow of a local sound speed calculation process. 局所音速算出処理の流れの詳細を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the detail of the flow of a local sound speed calculation process. 音速マップの生成及び表示処理の流れを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the flow of the production | generation and display process of a sound speed map. 音速マップのBモード画像上への重畳表示を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the superimposition display on the B mode image of a sound speed map. 音速測定領域のRFデータの取得前に、ドプラモード走査による超音波の送受信が行われることを説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating transmission / reception of the ultrasonic wave by Doppler mode scanning before acquisition of RF data of a sound speed measurement area | region. 第2実施形態の超音波診断装置のCPUの機能ブロック図である。It is a functional block diagram of CPU of the ultrasonic diagnostic apparatus of 2nd Embodiment. 第2実施形態の音速マップの生成及び表示処理の流れを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the flow of the production | generation of a sound velocity map and display process of 2nd Embodiment. 第2実施形態の送信焦点の設定処理を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the setting process of the transmission focus of 2nd Embodiment. 第2実施形態の局所音速値算出処理を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the local sound speed value calculation process of 2nd Embodiment.

[第1実施形態の超音波診断装置の装置構成]
図1に示すように、超音波診断装置10は、超音波探触子300から被検体OBJ(図10参照)に超音波ビームを送信して、被検体OBJによって反射された超音波ビーム(超音波エコー)を受信して得られた超音波検出信号から超音波画像を作成・表示する装置である。超音波診断装置10は、大別して、CPU100、格納部102、表示部104、表示制御部105、操作入力部(着目領域設定部)200、超音波探触子300、送受信部400、画像信号生成部(画像生成部)500、再生部600、データ解析計測部700、ドプラ信号処理部(移動体領域判別部)701、音速測定領域決定部702を備えている。
[Apparatus Configuration of Ultrasonic Diagnostic Apparatus of First Embodiment]
As shown in FIG. 1, the ultrasonic diagnostic apparatus 10 transmits an ultrasonic beam from an ultrasonic probe 300 to a subject OBJ (see FIG. 10) and is reflected by the subject OBJ (ultrasonic wave). This is an apparatus that creates and displays an ultrasound image from an ultrasound detection signal obtained by receiving (sound echo). The ultrasonic diagnostic apparatus 10 is roughly divided into a CPU 100, a storage unit 102, a display unit 104, a display control unit 105, an operation input unit (region of interest setting unit) 200, an ultrasonic probe 300, a transmission / reception unit 400, and an image signal generation. Unit (image generation unit) 500, reproduction unit 600, data analysis measurement unit 700, Doppler signal processing unit (moving body region determination unit) 701, and sound speed measurement region determination unit 702.

CPU(Central Processing Unit:中央処理装置)100は、操作入力部200からの操作入力に応じて超音波診断装置10の各ブロックの制御を行う。   A CPU (Central Processing Unit) 100 controls each block of the ultrasound diagnostic apparatus 10 in accordance with an operation input from the operation input unit 200.

操作入力部200は、オペレータからの操作入力を受け付ける入力デバイスであり、操作卓202とポインティングデバイス204とを含んでいる。操作卓202は、文字情報(例えば、患者情報)の入力を受け付けるキーボードと、表示モードを切り替える表示モード切り替えボタンと、ライブモードとフリーズモードとの切り替えを指示するためのフリーズボタンと、シネメモリ再生を指示するためのシネメモリ再生ボタンと、超音波画像の解析・計測を指示するための解析・計測ボタンとを含んでいる。   The operation input unit 200 is an input device that receives an operation input from an operator, and includes an operation console 202 and a pointing device 204. The console 202 includes a keyboard that accepts input of character information (for example, patient information), a display mode switching button for switching display modes, a freeze button for instructing switching between the live mode and the freeze mode, and cine memory playback. It includes a cine memory playback button for instructing and an analysis / measurement button for instructing analysis / measurement of an ultrasonic image.

表示モードには、Bモード画像を単独で表示するモードや、Bモード画像と、局所音速の分布を示す音速マップまたは血流や組織などの移動速度を示すカラーフローマッピング像とを表示するモードなどが含まれている。   The display mode includes a mode for displaying a B-mode image alone, a mode for displaying a B-mode image, a sound speed map indicating a distribution of local sound speeds, or a color flow mapping image indicating a moving speed of blood flow, tissue, and the like. It is included.

ポインティングデバイス204は、表示部104の画面上における領域の指定の入力を受け付けるデバイスであり、例えば、トラックボール又はマウスである。ポインティングデバイス204は、Bモード画像上での着目領域(ROI:Region of Interest、関心領域ともいう)の設定に用いられる。なお、ポインティングデバイス204としては、タッチパネルを用いることも可能である。   The pointing device 204 is a device that receives an input for designating an area on the screen of the display unit 104, and is, for example, a trackball or a mouse. The pointing device 204 is used for setting a region of interest (also referred to as a region of interest (ROI) on the B-mode image). Note that a touch panel can be used as the pointing device 204.

格納部102は、CPU100により超音波診断装置10の各ブロックの制御を制御するための制御プログラム、パラメータを格納する記憶装置であり、例えば、ハードディスク又は半導体メモリである。   The storage unit 102 is a storage device that stores a control program and parameters for controlling the control of each block of the ultrasonic diagnostic apparatus 10 by the CPU 100, and is, for example, a hard disk or a semiconductor memory.

表示部104は、例えば、CRT(Cathode Ray Tube)ディスプレイ又は液晶ディスプレイであり、超音波画像(動画及び静止画)の表示、音速マップ、カラーフローマッピング像及び各種の設定画面などを表示する。表示制御部105は、画像信号生成部500から出力された画像データに基づき表示部104に超音波画像等を表示させる。   The display unit 104 is, for example, a CRT (Cathode Ray Tube) display or a liquid crystal display, and displays an ultrasonic image (moving image and still image) display, a sound speed map, a color flow mapping image, various setting screens, and the like. The display control unit 105 displays an ultrasonic image or the like on the display unit 104 based on the image data output from the image signal generation unit 500.

超音波探触子300は、被検体OBJに当接させて用いるプローブであり、1次元又は2次元の超音波トランスデューサアレイを構成する複数の素子302を備えている。各素子302は、送受信部400から印加される駆動信号に基づいて超音波ビームを被検体OBJに送信するとともに、被検体OBJから反射される超音波エコーを受信して検出信号を出力する。   The ultrasonic probe 300 is a probe used in contact with the subject OBJ, and includes a plurality of elements 302 constituting a one-dimensional or two-dimensional ultrasonic transducer array. Each element 302 transmits an ultrasonic beam to the subject OBJ based on the drive signal applied from the transmission / reception unit 400, receives an ultrasonic echo reflected from the subject OBJ, and outputs a detection signal.

各素子302は、圧電性を有する材料(圧電体)の両端に電極が形成されて構成された振動子を含んでいる。振動子を構成する圧電体としては、例えば、PZT(チタン酸ジルコン酸鉛:Pb (lead) zirconate titanate)のような圧電セラミック、PVDF(ポリフッ化ビニリデン:polyvinylidene difluoride)のような高分子圧電素子を用いることができる。振動子の電極に電気信号を送って電圧を印加すると圧電体が伸縮し、この圧電体の伸縮により各振動子において超音波が発生する。例えば、振動子の電極にパルス状の電気信号を送るとパルス状の超音波が発生し、振動子の電極に連続波の電気信号を送ると連続波の超音波が発生する。そして、各振動子において発生した超音波が合成されて超音波ビームが形成される。また、各振動子により超音波が受信されると、各振動子の圧電体が伸縮して電気信号を発生する。各振動子において発生した電気信号は、超音波検出信号として送受信部400に出力される。   Each element 302 includes a vibrator formed by forming electrodes on both ends of a piezoelectric material (piezoelectric body). As a piezoelectric body constituting the vibrator, for example, a piezoelectric ceramic such as PZT (lead zirconate titanate) or a polymer piezoelectric element such as PVDF (polyvinylidene difluoride) is used. Can be used. When a voltage is applied by sending an electric signal to the electrodes of the vibrator, the piezoelectric body expands and contracts, and ultrasonic waves are generated in each vibrator by the expansion and contraction of the piezoelectric body. For example, when a pulsed electric signal is sent to the electrode of the vibrator, a pulsed ultrasonic wave is generated, and when a continuous wave electric signal is sent to the electrode of the vibrator, a continuous wave ultrasonic wave is generated. Then, the ultrasonic waves generated in the respective vibrators are combined to form an ultrasonic beam. Further, when an ultrasonic wave is received by each vibrator, the piezoelectric body of each vibrator expands and contracts to generate an electric signal. The electrical signal generated in each transducer is output to the transmission / reception unit 400 as an ultrasonic detection signal.

なお、素子302としては、超音波変換方式の異なる複数種類の素子を用いることも可能である。例えば、超音波を送信する素子として上述の圧電体により構成される振動子を用いて、超音波を受信する素子として光検出方式の超音波トランスデューサを用いるようにしてもよい。ここで、光検出方式の超音波トランスデューサとは、超音波信号を光信号に変換して検出するものであり、例えば、ファブリーペロー共振器又はファイバブラッググレーティングである。   As the element 302, it is possible to use a plurality of types of elements having different ultrasonic conversion methods. For example, a vibrator configured of the above-described piezoelectric body may be used as an element that transmits ultrasonic waves, and an optical transducer of an optical detection type may be used as an element that receives ultrasonic waves. Here, the light detection type ultrasonic transducer converts an ultrasonic signal into an optical signal for detection, and is, for example, a Fabry-Perot resonator or a fiber Bragg grating.

送受信部400は、超音波の送受信制御を行うものであり、送信回路402、受信回路404、及びA/D変換器406を備えている。送信回路402は、駆動信号をそれぞれ各素子302に送る。受信回路404は、各素子302から入力される検出信号を受信して音線信号を生成する。A/D変換器406は、アナログの音線信号をデジタル信号(RFデータ)に変換する。   The transmission / reception unit 400 performs transmission / reception control of ultrasonic waves, and includes a transmission circuit 402, a reception circuit 404, and an A / D converter 406. The transmission circuit 402 sends a drive signal to each element 302. The receiving circuit 404 receives a detection signal input from each element 302 and generates a sound ray signal. The A / D converter 406 converts an analog sound ray signal into a digital signal (RF data).

画像信号生成部500は、送受信部400から入力されるRFデータに基づき、表示用の画像データ(例えばBモード画像データ)を生成するものであり、信号処理部502、DSC(Digital Scan Converter)504、画像処理部506、画像メモリ508、D/A変換器510を備えている。信号処理部502は、RFデータに基づきBモード画像データを生成する。DSC504は、Bモード画像データ等をテレビジョン信号の走査方式の画像データに変換する。画像処理部506は、画像データに各種の画像処理を施す。画像メモリ508は、画像処理後の画像データを一時的に格納する。D/A変換器510は、デジタルの画像データをアナログの画像信号に変換する。   The image signal generation unit 500 generates image data for display (for example, B-mode image data) based on the RF data input from the transmission / reception unit 400. The signal processing unit 502, DSC (Digital Scan Converter) 504 An image processing unit 506, an image memory 508, and a D / A converter 510. The signal processing unit 502 generates B-mode image data based on the RF data. The DSC 504 converts B-mode image data or the like into image data of a television signal scanning method. The image processing unit 506 performs various image processes on the image data. The image memory 508 temporarily stores image data after image processing. The D / A converter 510 converts digital image data into an analog image signal.

再生部600は、後述のシネメモリ再生モード時に作動するものであり、シネメモリ602とシネメモリ再生部604とを有している。シネメモリ602は、A/D変換器406に接続しており、A/D変換器406から入力されたRFデータを格納する。シネメモリ再生部604は、シネメモリ602に格納されているRFデータを信号処理部502に送る。   The playback unit 600 operates in a cine memory playback mode described later, and includes a cine memory 602 and a cine memory playback unit 604. The cine memory 602 is connected to the A / D converter 406 and stores the RF data input from the A / D converter 406. The cine memory reproduction unit 604 sends the RF data stored in the cine memory 602 to the signal processing unit 502.

データ解析計測部700は、RFデータを用いてオペレータ指定の解析・計測を行う。ドプラ信号処理部701は、RFデータに基づきカラードプライメージング(血流イメージング、組織ドプライメージング)用、すなわち、被検体OBJ内の血流や組織の移動状態を表すカラードプラ情報を生成する。さらに、ドプラ信号処理部701は、カラードプラ情報からカラーフローマッピング像(カラードプラ断層像ともいう、以下、「CFM像」と略す)を生成する。音速測定領域決定部702は、音速マップ生成の際に、着目領域の中から局所音速値の算出を行う音速測定領域を決定する。   The data analysis measurement unit 700 performs analysis / measurement specified by the operator using the RF data. Based on the RF data, the Doppler signal processing unit 701 generates color Doppler information for color Doppler imaging (blood flow imaging, tissue Doppler imaging), that is, the blood flow in the subject OBJ and the movement state of the tissue. Further, the Doppler signal processing unit 701 generates a color flow mapping image (also referred to as a color Doppler tomographic image, hereinafter abbreviated as “CFM image”) from the color Doppler information. The sound speed measurement region determination unit 702 determines a sound speed measurement region in which the local sound speed value is calculated from the region of interest when the sound speed map is generated.

超音波診断装置10は、動作モードとして、ライブモードとシネメモリ再生モードとを有している。ライブモードは、被検体OBJに超音波探触子300を当接させて超音波の送受信を行うことによって得られた超音波画像(動画)の表示、解析・計測を行うモードである。シネメモリ再生モードは、シネメモリ602に格納されているRFデータに基づいて超音波診断画像の表示、解析・計測を行うモードである。   The ultrasonic diagnostic apparatus 10 has a live mode and a cine memory reproduction mode as operation modes. The live mode is a mode for displaying, analyzing, and measuring an ultrasonic image (moving image) obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves by bringing the ultrasonic probe 300 into contact with the subject OBJ. The cine memory playback mode is a mode for displaying, analyzing and measuring an ultrasonic diagnostic image based on RF data stored in the cine memory 602.

<ライブモード>
次に、ライブモード時における超音波診断処理について説明する。超音波探触子300を被検体OBJに当接させた状態で、操作入力部200からの指示入力により超音波診断が開始される。CPU100は、送受信部400に制御信号を出力して、超音波ビームの被検体OBJへの送信、及び被検体OBJからの超音波エコーの受信を開始させる。また、CPU100は、素子302毎に超音波ビームの送信方向と超音波エコーの受信方向とを設定する。
<Live mode>
Next, ultrasonic diagnostic processing in the live mode will be described. In the state where the ultrasonic probe 300 is in contact with the subject OBJ, ultrasonic diagnosis is started by an instruction input from the operation input unit 200. The CPU 100 outputs a control signal to the transmission / reception unit 400 to start transmission of an ultrasonic beam to the subject OBJ and reception of an ultrasonic echo from the subject OBJ. Further, the CPU 100 sets the transmission direction of the ultrasonic beam and the reception direction of the ultrasonic echo for each element 302.

次いで、CPU100は、超音波ビームの送信方向に応じて送信遅延パターンを選択するとともに、超音波エコーの受信方向に応じて受信遅延パターンを選択する。ここで、送信遅延パターンとは、各素子302から送信される超音波によって所望の方向に超音波ビームを形成するために駆動信号に与えられる遅延時間のパターンデータである。また、受信遅延パターンとは、複数の素子302によって受信される超音波によって所望の方向からの超音波エコーを抽出するために検出信号に与えられる遅延時間のパターンデータである。これら送信遅延パターン及び受信遅延パターンは予め格納部102に格納されている。CPU100は、格納部102の中から選択した送信遅延パターン及び受信遅延パターンに従って、送受信部400に制御信号を出力して超音波の送受信制御を行う。   Next, the CPU 100 selects a transmission delay pattern according to the transmission direction of the ultrasonic beam and also selects a reception delay pattern according to the reception direction of the ultrasonic echo. Here, the transmission delay pattern is pattern data of a delay time given to a drive signal in order to form an ultrasonic beam in a desired direction by an ultrasonic wave transmitted from each element 302. The reception delay pattern is pattern data of a delay time given to a detection signal in order to extract an ultrasonic echo from a desired direction by ultrasonic waves received by a plurality of elements 302. These transmission delay pattern and reception delay pattern are stored in the storage unit 102 in advance. The CPU 100 outputs a control signal to the transmission / reception unit 400 according to the transmission delay pattern and the reception delay pattern selected from the storage unit 102 and performs ultrasonic transmission / reception control.

送信回路402は、CPU100からの制御信号に応じて各素子302の駆動信号を生成して、各駆動信号を各素子302にそれぞれ印加する。   The transmission circuit 402 generates a drive signal for each element 302 in accordance with a control signal from the CPU 100 and applies each drive signal to each element 302.

図2に示すように、送信回路402は、素子302毎に遅延回路τ1〜τNを有し、CPU100によって選択された送信遅延パターンに基づいて、各素子302に印加する駆動信号を遅延させる。ここで、送信回路402は、複数の素子302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、各素子302に駆動信号を印加するタイミングを調整(遅延)する。また、送信回路402は、超音波ビームの方向(ステア角α)を調整するように、各素子302に駆動信号を印加するタイミングを調整(遅延)する。なお、複数の素子302から一度に送信される超音波が被検体OBJの撮像領域全体に届くように、駆動信号を印加するタイミングを調節してもよい。   As illustrated in FIG. 2, the transmission circuit 402 includes delay circuits τ <b> 1 to τN for each element 302, and delays the drive signal applied to each element 302 based on the transmission delay pattern selected by the CPU 100. Here, the transmission circuit 402 adjusts (delays) the timing at which the drive signal is applied to each element 302 so that the ultrasonic waves transmitted from the plurality of elements 302 form an ultrasonic beam. Further, the transmission circuit 402 adjusts (delays) the timing at which the drive signal is applied to each element 302 so as to adjust the direction (steer angle α) of the ultrasonic beam. Note that the timing at which the drive signal is applied may be adjusted so that the ultrasonic waves transmitted at a time from the plurality of elements 302 reach the entire imaging region of the subject OBJ.

図1に戻って、受信回路404は、各素子302から出力される超音波検出信号を受信して増幅する。ここで、各素子302と被検体OBJ内の超音波反射源との間の距離がそれぞれ異なるため、各素子302に反射波が到達する時間が異なる。この際に受信回路404は、遅延回路を備えており、CPU100によって選択された音速(以下、「仮定音速」という)又は音速の分布に基づいて設定される受信遅延パターンに従って、反射波の到達時刻の差(遅延時間)に相当する分だけ、各検出信号を遅延させる。   Returning to FIG. 1, the reception circuit 404 receives and amplifies the ultrasonic detection signal output from each element 302. Here, since the distance between each element 302 and the ultrasonic wave reflection source in the subject OBJ is different, the time for the reflected wave to reach each element 302 is different. At this time, the reception circuit 404 includes a delay circuit, and the arrival time of the reflected wave according to the reception delay pattern set based on the sound speed selected by the CPU 100 (hereinafter referred to as “assumed sound speed”) or the sound speed distribution. Each detection signal is delayed by an amount corresponding to the difference (delay time).

さらに、受信回路404は、遅延時間を与えた検出信号を整合加算することにより受信フォーカス処理を行う。この際に、超音波反射源とは異なる位置に別の超音波反射源がある場合には、別の超音波反射源からの超音波検出信号は到達時刻が異なるので、別の超音波反射源からの超音波検出信号の位相が打ち消し合う。これにより、超音波反射源からの受信信号が最も大きくなり、フォーカスが合う。このような受信フォーカス処理によって、超音波エコーの焦点が絞り込まれた音線信号(以下、「RF信号」という)が形成される。   Further, the reception circuit 404 performs reception focus processing by matching and adding the detection signals given delay times. At this time, if another ultrasonic reflection source is located at a position different from the ultrasonic reflection source, the ultrasonic detection signal from the other ultrasonic reflection source has a different arrival time. The phases of the ultrasonic detection signals from the two cancel each other. As a result, the received signal from the ultrasonic wave reflection source becomes the largest and is focused. By such reception focus processing, a sound ray signal (hereinafter referred to as “RF signal”) in which the focus of the ultrasonic echo is narrowed is formed.

A/D変換器406は、受信回路404から出力されるアナログのRF信号をデジタルRF信号であるRFデータに変換する。ここで、RFデータは、受信波の位相情報を含んでいる。A/D変換器406から出力されるRFデータは、信号処理部502とシネメモリ602にそれぞれ入力される。   The A / D converter 406 converts the analog RF signal output from the receiving circuit 404 into RF data that is a digital RF signal. Here, the RF data includes received wave phase information. The RF data output from the A / D converter 406 is input to the signal processing unit 502 and the cine memory 602, respectively.

シネメモリ602は、A/D変換器406から入力されるRFデータを順次格納する。また、シネメモリ602は、CPU100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RFデータに関連付けて格納する。   The cine memory 602 sequentially stores the RF data input from the A / D converter 406. The cine memory 602 stores information related to the frame rate input from the CPU 100 (for example, parameters indicating the depth of the reflection position of the ultrasonic wave, the density of the scanning line, and the visual field width) in association with the RF data.

信号処理部502は、RFデータに対して、STC(Sensitivity Time gain Control)によって、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した後、包絡線検波処理を施す。これにより、Bモード画像データ(超音波エコーの振幅を点の明るさ(輝度)により表した画像データ)が生成される。   The signal processing unit 502 performs envelope detection processing on the RF data after correcting attenuation by distance according to the depth of the reflection position of the ultrasonic wave by STC (Sensitivity Time gain Control). Thereby, B-mode image data (image data in which the amplitude of the ultrasonic echo is expressed by the brightness (luminance) of the point) is generated.

信号処理部502によって生成されたBモード画像データは、通常のテレビジョン信号の走査方式と異なる走査方式によって得られたものである。このため、DSC504は、Bモード画像データを通常の画像データ(例えば、テレビジョン信号の走査方式(NTSC方式)の画像データ)に変換(ラスター変換)する。画像処理部506は、DSC504から入力される画像データに、各種の必要な画像処理(例えば、階調処理)を施す。   The B-mode image data generated by the signal processing unit 502 is obtained by a scanning method different from a normal television signal scanning method. For this reason, the DSC 504 converts (raster conversion) the B-mode image data into normal image data (for example, image data of a television signal scanning method (NTSC method)). The image processing unit 506 performs various necessary image processing (for example, gradation processing) on the image data input from the DSC 504.

画像メモリ508は、画像処理部506から入力される画像データを格納する。D/A変換器510は、画像メモリ508から読み出された画像データをアナログの画像信号に変換して表示制御部105に出力する。これにより、超音波探触子300によって撮影された超音波画像(動画)が表示部104に表示される。   The image memory 508 stores image data input from the image processing unit 506. The D / A converter 510 converts the image data read from the image memory 508 into an analog image signal and outputs the analog image signal to the display control unit 105. Thereby, an ultrasonic image (moving image) photographed by the ultrasonic probe 300 is displayed on the display unit 104.

なお、本実施形態では、受信回路404において受信フォーカス処理が施された検出信号をRF信号としたが、受信フォーカス処理が施されていない検出信号をRF信号としてもよい。この場合、複数の素子302から出力される複数の超音波検出信号が、受信回路404において増幅され、増幅された検出信号、即ち、RF信号が、A/D変換器406においてA/D変換されることによってRFデータが生成される。このRFデータは、信号処理部502に供給されるとともに、シネメモリ602に格納される。受信フォーカス処理は、信号処理部502においてデジタル的に行われる。   In this embodiment, the detection signal subjected to the reception focus process in the reception circuit 404 is an RF signal, but the detection signal not subjected to the reception focus process may be an RF signal. In this case, a plurality of ultrasonic detection signals output from the plurality of elements 302 are amplified in the reception circuit 404, and the amplified detection signals, that is, RF signals are A / D converted in the A / D converter 406. As a result, RF data is generated. The RF data is supplied to the signal processing unit 502 and stored in the cine memory 602. The reception focus process is performed digitally in the signal processing unit 502.

<シネメモリ再生モード>
次に、シネメモリ再生モードについて説明する。操作卓202のシネメモリ再生ボタンが押下されると、CPU100は、超音波診断装置10の動作モードをシネメモリ再生モードに切り替える。シネメモリ再生モード時には、CPU100は、オペレータからの操作入力により指定されたRFデータの再生をシネメモリ再生部604に指令する。シネメモリ再生部604は、CPU100からの指令に従って、シネメモリ602からRFデータを読み出して信号処理部502に送信する。シネメモリ602から送信されたRFデータは、信号処理部502、DSC504及び画像処理部506において所定の処理(ライブモード時と同様の処理)が施されて画像データに変換された後、画像メモリ508及びD/A変換器510を経て表示部104に出力される。これにより、シネメモリ602に格納されたRFデータに基づく超音波画像(動画又は静止画)が表示部104に表示される。
<Cine memory playback mode>
Next, the cine memory playback mode will be described. When the cine memory playback button on the console 202 is pressed, the CPU 100 switches the operation mode of the ultrasonic diagnostic apparatus 10 to the cine memory playback mode. In the cine memory reproduction mode, the CPU 100 instructs the cine memory reproduction unit 604 to reproduce the RF data designated by the operation input from the operator. The cine memory reproduction unit 604 reads RF data from the cine memory 602 and transmits it to the signal processing unit 502 in accordance with a command from the CPU 100. The RF data transmitted from the cine memory 602 is subjected to predetermined processing (processing similar to that in the live mode) in the signal processing unit 502, DSC 504, and image processing unit 506, and converted into image data. The data is output to the display unit 104 via the D / A converter 510. Accordingly, an ultrasonic image (moving image or still image) based on the RF data stored in the cine memory 602 is displayed on the display unit 104.

<超音波診断装置の各種機能>
ライブモード又はシネメモリ再生モード時において、超音波画像(動画)が表示されているときに操作卓202のフリーズボタンが押下されると、この押下時に表示されている超音波画像が表示部104に静止画表示される。これにより、オペレータは、着目領域の静止画を観察することができる。
<Various functions of ultrasonic diagnostic equipment>
When the freeze button on the console 202 is pressed while an ultrasonic image (moving image) is displayed in the live mode or the cine memory playback mode, the ultrasonic image displayed at the time of the pressing is stopped on the display unit 104. Displayed. Thereby, the operator can observe the still image of the region of interest.

操作卓202の計測ボタンが押下されると、オペレータからの操作入力により指定された解析・計測が行われる。データ解析計測部605は、各動作モード時に計測ボタンが押下された場合に、A/D変換器406又はシネメモリ602から、画像処理が施される前のRFデータを取得し、このRFデータを用いてオペレータ指定の解析・計測(例えば、組織部の歪み解析(硬さ診断)、血流の計測、組織部の動き計測、又はIMT(内膜中膜複合体厚:Intima-Media Thickness)値計測)を行う。データ解析計測部605による解析・計測結果は、DSC504に出力される。DSC504は、データ解析計測部605による解析・計測結果を超音波画像の画像データに挿入して表示制御部105に出力する。これにより、超音波画像と解析・計測結果とが表示部104に表示される。   When the measurement button on the console 202 is pressed, analysis / measurement designated by an operation input from the operator is performed. When the measurement button is pressed in each operation mode, the data analysis measurement unit 605 acquires RF data before image processing is performed from the A / D converter 406 or the cine memory 602, and uses this RF data. Operator-specified analysis / measurement (for example, tissue strain analysis (hardness diagnosis), blood flow measurement, tissue motion measurement, or IMT (Intima-Media Thickness) measurement )I do. The analysis / measurement result by the data analysis measurement unit 605 is output to the DSC 504. The DSC 504 inserts the analysis / measurement result by the data analysis / measurement unit 605 into the image data of the ultrasonic image and outputs the result to the display control unit 105. Thereby, the ultrasonic image and the analysis / measurement result are displayed on the display unit 104.

操作卓202の表示モード切り替えボタンが押下されると、表示モードが単独表示モード、CFM像表示モード、音速マップ表示モード、並列表示モードの間で切り替わる。単独表示モードではBモード画像を単独表示する。CFM像表示モードでは、Bモード画像にCFM像(血流や組織などの移動速度の算出結果)を重畳して表示する(例えば、移動速度に応じて色分け)。音速マップ表示モードでは、Bモード画像に音速マップ(局所音速値の判定結果)を重畳して表示する(例えば、局所音速に応じて色分け又は輝度を変化させる表示、又は局所音速が等しい点を線で結ぶ表示)。並列表示モードでは、Bモード画像と、音速マップの画像またはCFM像とを並べて表示する。   When the display mode switching button of the console 202 is pressed, the display mode is switched between the single display mode, the CFM image display mode, the sound velocity map display mode, and the parallel display mode. In the single display mode, the B mode image is displayed alone. In the CFM image display mode, a CFM image (calculation result of the moving speed of blood flow, tissue, etc.) is superimposed on the B-mode image and displayed (for example, color-coded according to the moving speed). In the sound velocity map display mode, a sound velocity map (local sound velocity value determination result) is superimposed and displayed on the B-mode image (for example, a display in which color coding or luminance is changed according to the local sound velocity, or a point where the local sound velocity is equal) Display). In the parallel display mode, the B-mode image and the sound velocity map image or CFM image are displayed side by side.

音速マップを観察することで、例えば病変を発見することができる。なお、局所音速の判定結果に基づいて、送信フォーカス処理及び受信フォーカス処理の少なくとも一方を施すことにより得られたBモード画像を表示部104に表示してもよい。また、CFM像を観察することで、血流速度などの血行状態を診断することができる。   By observing the sound velocity map, for example, a lesion can be found. Note that a B-mode image obtained by performing at least one of transmission focus processing and reception focus processing based on the determination result of the local sound speed may be displayed on the display unit 104. Further, by observing the CFM image, it is possible to diagnose a blood circulation state such as a blood flow velocity.

<CFM像表示モード>
CFM像表示モードが選択された場合に、送受信部400は、被検体OBJの断層像情報(Bモード画像)を得るためのBモード走査に対応した超音波の送受信と、カラードプラ情報(CFM像)を得るためのドプラモード走査に対応した超音波の送受信とを各素子302に繰り返し実行させる。Bモード走査では、ライブモード時と同様の処理によりBモード画像が生成されて、画像メモリ508及びD/A変換器510を経て表示部104に出力される。
<CFM image display mode>
When the CFM image display mode is selected, the transmission / reception unit 400 transmits / receives ultrasound corresponding to B-mode scanning and obtains color Doppler information (CFM image) to obtain tomographic image information (B-mode image) of the subject OBJ. ), Each element 302 is repeatedly executed to transmit and receive ultrasonic waves corresponding to Doppler mode scanning. In B-mode scanning, a B-mode image is generated by the same processing as in the live mode, and is output to the display unit 104 via the image memory 508 and the D / A converter 510.

ドプラモード走査では、例えば、被検体OBJ内に連続的にドプラ計測用の超音波を送信し、その超音波エコー(エコー信号)を連続的に受信する。このように超音波の送信と受信とを連続的に行うために、送信用の素子302は送信のみ、受信用の素子302は受信のみに用いられる(例えば、特許387597号参照)。なお、ドプラモード走査時の超音波の送受信は、上述の方法に限定されず、各種の方法を用いることができる。   In the Doppler mode scanning, for example, ultrasonic waves for Doppler measurement are continuously transmitted into the subject OBJ, and the ultrasonic echoes (echo signals) are continuously received. In this way, in order to continuously transmit and receive ultrasonic waves, the transmitting element 302 is used only for transmission, and the receiving element 302 is used only for reception (see, for example, Japanese Patent No. 387597). Note that transmission / reception of ultrasonic waves during Doppler mode scanning is not limited to the above-described method, and various methods can be used.

ドプラモード走査時の超音波の送受信によって、血管を流れる血液や移動する組織などの移動体によりドプラ偏移されて反射された超音波の検出信号に基づくRFデータが送受信部400により生成される。このRFデータは、ドプラ信号処理部701に入力される。   By transmitting and receiving ultrasonic waves during Doppler mode scanning, RF data based on ultrasonic detection signals reflected and reflected by Doppler shifts by moving bodies such as blood flowing through blood vessels and moving tissues is generated by the transmitting and receiving unit 400. This RF data is input to the Doppler signal processing unit 701.

〔ドプラ信号処理部〕
図3に示すように、ドプラ信号処理部701は、位相検波器705と、フィルタ部706と、周波数解析部707と、符号化演算部708と、を有しており、カラードプラ情報やCFM像を生成する。
[Doppler signal processor]
As illustrated in FIG. 3, the Doppler signal processing unit 701 includes a phase detector 705, a filter unit 706, a frequency analysis unit 707, and an encoding calculation unit 708, and performs color Doppler information and CFM image. Is generated.

位相検波器705は、ミキサ及びローパスフィルタを備える。血流や移動する組織などの移動体で反射したエコー信号は、ドプラ効果によって、その周波数にドプラ偏移を受けている。位相検波器705は、そのドプラ周波数について位相検波を行い、RFデータからドプラ信号のみをフィルタ部706に出力する。   The phase detector 705 includes a mixer and a low-pass filter. An echo signal reflected by a moving body such as a blood flow or a moving tissue is subjected to a Doppler shift in its frequency due to the Doppler effect. The phase detector 705 performs phase detection on the Doppler frequency and outputs only the Doppler signal from the RF data to the filter unit 706.

図4に示すように、フィルタ部706は、位相検波器705により位相検波されたドプラ信号から、比較的動きの小さい組織に対応するドプラ信号D1を除去し、比較的動きの大きい組織に対応するドプラ信号D2と、血流に対応するドプラ信号D3とを効率良く検出する。この場合に、フィルタ部706はハイパスフィルタとして機能する。なお、図中の符号「HF」はフィルタ部706のハイパスフィルタ特性を示す。このハイパスフィルタ特性HFは本発明のしきい値に相当するものである。従って、被検体OBJ内の組織の中で、動きの大きさがハイパスフィルタ特性HFで定められるしきい値以上となる組織に対応するドプラ信号が得られる。フィルタ部706でフィルタリングされたドプラ信号は周波数解析部707に出力される。   As shown in FIG. 4, the filter unit 706 removes the Doppler signal D1 corresponding to the tissue with relatively small motion from the Doppler signal phase-detected by the phase detector 705, and corresponds to the tissue with relatively large motion. The Doppler signal D2 and the Doppler signal D3 corresponding to the blood flow are efficiently detected. In this case, the filter unit 706 functions as a high-pass filter. The symbol “HF” in the figure indicates the high-pass filter characteristic of the filter unit 706. This high-pass filter characteristic HF corresponds to the threshold value of the present invention. Therefore, a Doppler signal corresponding to a tissue in which the magnitude of motion is equal to or greater than a threshold value determined by the high-pass filter characteristic HF is obtained in the tissue in the subject OBJ. The Doppler signal filtered by the filter unit 706 is output to the frequency analysis unit 707.

図3に戻って、周波数解析部707は、超音波ドプラ血流計測で用いられている周波数分析法である、FFT法及び自己相関法などを応用するものであり、スキャンされる断層面内の個々のサンプル点における観測時間(時間窓)内での平均速度や最大速度を速度データとして演算する。具体的には、例えば、FFT法又は自己相関法を用いてサンプル各点の平均ドプラ偏移周波数(即ち、その点での観測対象の移動の平均速度)や分散値(ドプラスペクトラムの乱れ度)を、さらにはFFT法を用いてドプラ偏移周波数の最大値(即ち、その点での観測対象の移動の最大速度)などをほぼリアルタイムで演算する。このドプラ周波数の解析結果は、カラードプラ情報(血流情報、組織移動情報(組織ドプラ情報ともいう))として次段の符号化演算部708に出力される。   Returning to FIG. 3, the frequency analysis unit 707 applies the FFT method and the autocorrelation method, which are frequency analysis methods used in ultrasonic Doppler blood flow measurement. The average speed and the maximum speed within the observation time (time window) at each sample point are calculated as speed data. Specifically, for example, using the FFT method or autocorrelation method, the average Doppler shift frequency at each point of the sample (that is, the average speed of movement of the observation target at that point) and the dispersion value (the Doppler spectrum disturbance degree) Further, the maximum value of the Doppler shift frequency (that is, the maximum speed of movement of the observation target at that point) and the like are calculated almost in real time using the FFT method. The analysis result of the Doppler frequency is output as color Doppler information (blood flow information, tissue movement information (also referred to as tissue Doppler information)) to the encoding calculation unit 708 in the next stage.

符号化演算部708は、周波数解析部707から送られてくる、断層面の各サンプル点毎のドプラ偏移周波数fdを、図5に示すような予め指定された速度変換スケールを使って所定ビット数の速度表示データに符号化する。これにより、サンプル点毎の速度表示であるCFM像データが得られる。このCFM像データは、DSC504に出力される。   The encoding operation unit 708 uses the pre-designated speed conversion scale as shown in FIG. 5 to set the Doppler shift frequency fd sent from the frequency analysis unit 707 for each sample point on the tomographic plane to a predetermined bit. Encodes into a number of speed indication data. Thereby, CFM image data which is a speed display for each sample point is obtained. The CFM image data is output to the DSC 504.

図3に戻って、DSC504は、CFM像データをテレビジョン信号の走査方式に変換する。DSC504により変換処理されたCFM像データは、画像処理部506により画像処理が施された後、D/A変換器510を経て表示制御部105に出力される。   Returning to FIG. 3, the DSC 504 converts the CFM image data into a television signal scanning method. The CFM image data converted by the DSC 504 is subjected to image processing by the image processing unit 506 and then output to the display control unit 105 via the D / A converter 510.

図6(a)から図6(c)に示すように、表示制御部105は、Bモード走査により得られたBモード画像110上にドプラモード走査により得られたCFM像111を重畳した重畳画像110aを表示部104に表示させる。CFM像111(重畳画像110a)では、血管115や組織116の中で比較的に大きな(上述のしきい値以上の)動きをする組織(以下、高速移動組織という)116aが、他の箇所とは異なる色で表示される。これにより、血管115内の血流115aや高速移動組織116aなどの移動体を含む移動体領域117を判別することができる。   As shown in FIGS. 6A to 6C, the display control unit 105 superimposes the CFM image 111 obtained by Doppler mode scanning on the B mode image 110 obtained by B mode scanning. 110a is displayed on the display unit 104. In the CFM image 111 (superimposed image 110a), a tissue (hereinafter referred to as a high-speed moving tissue) 116a that moves relatively large (above the above-described threshold value) in the blood vessel 115 and the tissue 116 is separated from other portions. Are displayed in different colors. Thereby, the moving body region 117 including moving bodies such as the blood flow 115a in the blood vessel 115 and the high-speed moving tissue 116a can be determined.

なお、図6に示した例では、ドプラ信号処理部701がBモード画像データの全領域に対応するCFM像データを生成しているが、例えば、後述の着目領域112に対応するCFM像データを生成してもよい。   In the example illustrated in FIG. 6, the Doppler signal processing unit 701 generates CFM image data corresponding to the entire area of the B-mode image data. However, for example, CFM image data corresponding to the attention area 112 described below is generated. It may be generated.

<音速マップ表示モード>
音速マップ表示モードが選択された場合にも、送受信部400は、Bモード走査に対応した超音波の送受信と、カラードプラ情報(CFM像)を得るためのドプラモード走査に対応した超音波の送受信とを各素子302に実行させる。そして、ドプラ信号処理部701は、カラードプラ情報(またはCFM像データでも可)を音速測定領域決定部702に送る(図1、図3参照)。
<Sonic map display mode>
Even when the sound velocity map display mode is selected, the transmission / reception unit 400 transmits / receives ultrasonic waves corresponding to B-mode scanning and ultrasonic waves corresponding to Doppler mode scanning for obtaining color Doppler information (CFM image). Are executed by each element 302. Then, the Doppler signal processing unit 701 sends color Doppler information (or CFM image data is acceptable) to the sound velocity measurement region determination unit 702 (see FIGS. 1 and 3).

また、図7に示すように音速マップ表示モードが選択された場合には、ポインティングデバイス204を用いて、表示部104に表示されているBモード画像110上に着目領域112が設定される。これにより、音速測定領域決定部702による着目領域112内での音速測定領域119(図9参照)の決定と、CPU100による音速測定領域119の音速マップの生成とが行われる。   In addition, when the sound speed map display mode is selected as shown in FIG. 7, the attention area 112 is set on the B-mode image 110 displayed on the display unit 104 using the pointing device 204. Thereby, the determination of the sound speed measurement region 119 (see FIG. 9) in the region of interest 112 by the sound speed measurement region determination unit 702 and the generation of the sound speed map of the sound speed measurement region 119 by the CPU 100 are performed.

図8及び図9(a)から図9(c)に示すように、音速測定領域決定部702は、カラードプラ情報またはCFM像データに基づき、音速測定領域119(図9(c)中の斜線で表示)を決定する。カラードプラ情報またはCFM像データには、局所音速算出時に誤差が生じやすい移動体領域117の位置、形状、大きさ等が含まれている(図9(b)参照)。なお、図9(b),(c)では、移動体領域117の位置、形状、大きさ等を判別し易くするため、カラードプラ情報またはCFM像データの代わりにCFM像111を図示している。   As shown in FIG. 8 and FIG. 9A to FIG. 9C, the sound speed measurement region determining unit 702 is based on the color Doppler information or the CFM image data, and the sound speed measurement region 119 (the oblique line in FIG. 9C). To display). The color Doppler information or the CFM image data includes the position, shape, size, and the like of the moving object region 117 that is likely to cause an error when calculating the local sound speed (see FIG. 9B). In FIGS. 9B and 9C, the CFM image 111 is shown instead of the color Doppler information or the CFM image data in order to make it easy to determine the position, shape, size, etc. of the moving body region 117. .

音速測定領域決定部702は、カラードプラ情報またはCFM像データに基づき、先に設定された着目領域112内に移動体領域117が含まれているか否かを判別する。そして、音速測定領域決定部702は、着目領域112内における移動体領域117を除いた領域を音速測定領域119として決定する。この決定結果(音速測定領域119の位置、形状、大きさ等)はCPU100に入力される。   The sound velocity measurement area determination unit 702 determines whether or not the moving body area 117 is included in the previously set attention area 112 based on the color Doppler information or the CFM image data. Then, the sound velocity measurement region determination unit 702 determines a region excluding the moving body region 117 in the region of interest 112 as the sound velocity measurement region 119. This determination result (position, shape, size, etc. of the sound velocity measurement region 119) is input to the CPU 100.

<CPUの機能(音速マップの生成に係る構成)>
CPU100は、格納部102から読み出した各種プログラムを実行することにより、送受信制御部(第1の送受信制御部、第2の送受信制御部、第3の送受信制御部)120、局所音速値算出部121、音速マップ生成部122、更新制御部123として機能する(図8参照)。
<CPU function (configuration related to generation of sound velocity map)>
The CPU 100 executes various programs read from the storage unit 102, so that a transmission / reception control unit (first transmission / reception control unit, second transmission / reception control unit, third transmission / reception control unit) 120, local sound speed value calculation unit 121. , Function as a sound velocity map generator 122 and an update controller 123 (see FIG. 8).

送受信制御部120は、単独表示モードが選択されたときには送受信部400を制御してBモード走査に対応した超音波の送受信を各素子302に実行させる。また、送受信制御部120は、CFM像表示モードが選択されたときには送受信部400を制御して、Bモード走査に対応した超音波の送受信と、ドプラモード走査に対応した超音波の送受信とを各素子302に繰り返し実行させる。   When the single display mode is selected, the transmission / reception control unit 120 controls the transmission / reception unit 400 to cause each element 302 to perform transmission / reception of ultrasonic waves corresponding to the B-mode scanning. Further, when the CFM image display mode is selected, the transmission / reception control unit 120 controls the transmission / reception unit 400 to perform transmission / reception of ultrasonic waves corresponding to B-mode scanning and transmission / reception of ultrasonic waves corresponding to Doppler mode scanning. The element 302 is repeatedly executed.

さらに、送受信制御部120は、音速マップ表示モードが選択されたときには送受信部400を制御して、音速マップの生成前に、ドプラモード走査に対応した超音波の送受信と、音速測定領域119内の音速測定用のRFデータ(音速測定用の受信データ)を取得するための超音波の送受信とを各素子302に実行させる。音速マップの生成前に、ドプラモード走査に対応した超音波の送受信を実行させることで、ドプラ信号処理部701によるカラードプラ情報またはCFM像データの生成が実行される。これにより、音速マップ生成前に、音速測定領域決定部702により音速測定領域119が決定される。   Further, the transmission / reception control unit 120 controls the transmission / reception unit 400 when the sound velocity map display mode is selected, and transmits / receives ultrasonic waves corresponding to the Doppler mode scanning and the sound velocity measurement area 119 before generating the sound velocity map. Each element 302 is caused to execute transmission / reception of ultrasonic waves for acquiring RF data for sound speed measurement (received data for sound speed measurement). Before generating the sound velocity map, transmission / reception of ultrasonic waves corresponding to Doppler mode scanning is executed, whereby generation of color Doppler information or CFM image data by the Doppler signal processing unit 701 is executed. Thus, the sound speed measurement region 119 is determined by the sound speed measurement region determination unit 702 before the sound speed map is generated.

〔音速測定用のRFデータの取得処理〕
送受信制御部120は、音速測定領域決定部702により決定された音速測定領域119内に、超音波ビームB(図10参照)の送信焦点125を複数設定する。送信焦点125は、局所音速値算出部121による局所音速算出において格子点XROI、格子点A1、格子点A2、・・・となる点である(図11参照)。本実施形態では、送信焦点125は略格子状に設定される。
[RF data acquisition processing for sound velocity measurement]
The transmission / reception control unit 120 sets a plurality of transmission focal points 125 of the ultrasonic beam B (see FIG. 10) in the sound speed measurement region 119 determined by the sound speed measurement region determination unit 702. The transmission focal point 125 is a point that becomes the lattice point X ROI , the lattice point A1, the lattice point A2,... In the local sound speed calculation by the local sound speed value calculation unit 121 (see FIG. 11). In the present embodiment, the transmission focal point 125 is set in a substantially lattice shape.

次いで、図10に示すように、送受信制御部120は、各送信焦点125にそれぞれ送信フォーカスを行うための送信遅延パターンと、各送信焦点125からの超音波エコーを抽出するための受信遅延パターンを選択する。そして、送受信制御部120は、選択した各送信遅延パターン及び各受信遅延パターンに従って、送受信部400に制御信号を出力して超音波の送受信制御を行う。これにより、各送信焦点125に超音波ビームの焦点を合わせつつ、各送信焦点125からの超音波エコーを各素子302で検出することで、各送信焦点125のRF信号が形成される。なお、本実施形態では、図中の各直線Lsに示すように、超音波ビームの焦点をY方向(被検体OBJの深さ方向)に変えながら1ラインずつ各送信焦点125のRF信号を形成する。各送信焦点125のRF信号は、A/D変換器406によりRFデータ(音速測定用の受信データ)に変換された後、シネメモリ602に格納される。   Next, as illustrated in FIG. 10, the transmission / reception control unit 120 generates a transmission delay pattern for performing transmission focus on each transmission focus 125 and a reception delay pattern for extracting ultrasonic echoes from each transmission focus 125. select. Then, the transmission / reception control unit 120 outputs a control signal to the transmission / reception unit 400 according to each selected transmission delay pattern and each reception delay pattern, and performs ultrasonic transmission / reception control. Thus, an RF signal of each transmission focal point 125 is formed by detecting the ultrasonic echo from each transmission focal point 125 with each element 302 while focusing each transmission focal point 125 on the ultrasonic beam. In the present embodiment, as indicated by each straight line Ls in the figure, the RF signal of each transmission focal point 125 is formed line by line while changing the focal point of the ultrasonic beam in the Y direction (the depth direction of the object OBJ). To do. The RF signal of each transmission focal point 125 is converted into RF data (received data for sound velocity measurement) by the A / D converter 406 and then stored in the cine memory 602.

〔音速測定領域内の局所音速値の算出処理〕
局所音速値算出部121は、特許文献1に開示されたホイヘンスの原理を利用した局所音速算出法を用いて、着目領域112内の個々の領域の局所音速値を求める。
[Calculation process of local sound velocity value in the sound velocity measurement area]
The local sound speed value calculation unit 121 obtains local sound speed values of individual regions in the region of interest 112 using the local sound speed calculation method using the Huygens principle disclosed in Patent Document 1.

図11(a),(b)は、局所音速値の算出処理を模式的に示す図である。被検体OBJ内の着目領域を代表する格子点をXROI、格子点XROIよりも浅い(即ち、超音波探触子300側の)位置にXY方向に等間隔で配置された格子点をA1,A2,…とし、少なくとも格子点XROIと各格子点A1,A2,…との間の領域RXAの音速はそれぞれ一定と仮定する。 FIGS. 11A and 11B are diagrams schematically illustrating the calculation process of the local sound speed value. A grid point representing the region of interest in the subject OBJ is X ROI , and a grid point arranged at equal intervals in the XY direction at a position shallower than the grid point X ROI (that is, on the ultrasonic probe 300 side) is A1. , A2,..., And at least the sound speed of the region R XA between the lattice point XROI and each lattice point A1, A2,.

本実施形態では、格子点A1,A2,…からの受信波(それぞれWA1,WA2,…)の(T及び遅延時間ΔT)が既知として、格子点XROIと格子点A1,A2,…の位置関係から格子点XROIにおける局所音速値を求める。具体的には、ホイヘンスの原理により、格子点XROIからの受信波Wと格子点A1,A2,…からの受信波を仮想的に合成した受信波WSUMが一致することを利用する。 In the present embodiment, the lattice points A1, A2, (W A1, respectively, W A2, ...) ... received wave from as (T and delay time [Delta] T) is known, the lattice point X ROI and grid points A1, A2, ... The local sound velocity value at the lattice point X ROI is obtained from the positional relationship of. Specifically, the principle of Huygens, received wave W X and the lattice point from the lattice point X ROI A1, A2, utilize the received wave W SUM obtained by synthesizing the received waves from ... virtually coincide.

格子点XROI及び格子点A1,A2,…の位置は、上述の送信焦点125の位置に基づき定められる。例えば、図10に示した各送信焦点125の配列において、図中の下から2行目の送信焦点125の1つを格子点XROIと定めた場合に、図中の下から1行目の送信焦点125の中から格子点A1,A2,…が定められる。また、図中の下から3行目の送信焦点125の1つを格子点XROIと定めた場合に、図中の下から2行目の送信焦点125の中から格子点A1,A2,…が定められる。そして、各格子点XROI,A1,A2,…(送信焦点125)について予め取得されてシネメモリ602に格納されているRFデータに基づき局所音速値の算出が行われる。 The positions of the lattice point XROI and the lattice points A1, A2,... Are determined based on the position of the transmission focal point 125 described above. For example, in the arrangement of the transmission focal points 125 shown in FIG. 10, when one of the transmission focal points 125 in the second row from the bottom in the drawing is defined as the lattice point X ROI , the first row from the bottom in the drawing. From the transmission focal point 125, lattice points A1, A2,... Are determined. Further, when one of the transmission focal points 125 in the third row from the bottom in the figure is determined as the lattice point X ROI , lattice points A1, A2,. Is determined. Then, the local sound speed value is calculated based on the RF data acquired in advance for each lattice point X ROI , A1, A2,... (Transmission focal point 125) and stored in the cine memory 602.

ここで、格子点XROIにおける局所音速値を求めるときの演算に使用する格子点A1,A2,…の範囲及び個数は予め決めておく。なお、局所音速値演算に使用する格子点の範囲が広いと局所音速値の誤差が大きくなり、狭いと仮想受信波との誤差が大きくなるため、格子点の範囲はこれらの兼ね合いで決める。 Here, the lattice points used in the calculation of the time for obtaining the local sound speed value at the lattice point X ROI A1, A2, ... scope and number of determined in advance. If the range of the lattice point used for the local sound speed value calculation is wide, the error of the local sound speed value becomes large, and if it is narrow, the error with the virtual received wave becomes large. Therefore, the range of the lattice point is determined based on these factors.

また、格子点A1,A2,…のX方向の間隔は、分解能と処理時間の兼ね合いで決定される。格子点A1,A2,…のX方向の間隔は一例で1mmから1cmである。なお、格子点A1,A2,…の間隔が広い場合には、合成波の演算(後述)が困難になるため、補間によって細かい格子点を生成すればよい。   Further, the interval in the X direction between the lattice points A1, A2,... Is determined by the balance between the resolution and the processing time. An interval in the X direction between the lattice points A1, A2,... Is 1 to 1 cm, for example. If the intervals between the lattice points A1, A2,... Are wide, it is difficult to calculate a composite wave (described later), and fine lattice points may be generated by interpolation.

図12に示すフローチャートにおいて、局所音速値算出部121は、上述のように格子点XROI、格子点A1,A2,…の設定を行った後(ステップS1)、各格子点(XROI、A1,A2,…)における最適音速値を判定する(ステップS2)。ここで、最適音速値とは、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、各格子点における実際の局所音速値とは必ずしも一致しない。ステップS2における最適音速値の判定方法としては、例えば、画像のコントラスト、スキャン方向の空間周波数、分散などから判定する方法(例えば、特開平8−317926号公報)を適用することができる。 In the flowchart shown in FIG. 12, the local sound velocity value calculation unit 121 sets the lattice points X ROI , lattice points A1, A2,... As described above (step S1), and then each lattice point (X ROI , A1). , A2,...) Is determined (step S2). Here, the optimum sound speed value is the sound speed value at which the contrast and sharpness of the image are the highest, and does not necessarily match the actual local sound speed value at each lattice point. As a method for determining the optimum sound speed value in step S2, for example, a method for determining from the contrast of the image, the spatial frequency in the scanning direction, dispersion, and the like (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-317926) can be applied.

次いで、各格子点における最適音速値に基づいて、各格子点における局所音速値の判定が行われる(ステップS3)。以下、最適音速値に基づいて局所音速値を判定する方法を説明する。   Next, based on the optimum sound speed value at each lattice point, the local sound speed value at each lattice point is determined (step S3). Hereinafter, a method for determining the local sound speed value based on the optimum sound speed value will be described.

最初に、図13に示すように、局所音速値算出部121は、格子点XROIにおける最適音速値に基づいて、格子点XROIを反射点とした時の仮想的な受信波(以下、仮想受信波という)Wの波形を算出する(ステップS4)。 First, as shown in FIG. 13, the local sound speed value calculation unit 121, based on the optimum sound speed value at the lattice point X ROI, virtual receiving wave obtained when the lattice point X ROI was reflection point (hereinafter, virtual A waveform of W X (referred to as a received wave) is calculated (step S4).

次いで、局所音速値算出部121は、格子点XROIにおける仮定音速の初期値を設定する(ステップS5)。そして、局所音速値算出部121は、下記のように仮想的な合成受信波(以下、仮想合成受信波という)WSUMを算出する(ステップS6)。格子点XROIにおける局所音速値をVと仮定すると、格子点XROI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XROIA1/V,XROIA2/V,…となる。ここで、XROIA1,XROIA2,…は、それぞれ格子点A1,A2,…と格子点XROIとの間の距離である。格子点A1,A2,…における最適音速値はステップS2により既知のため、各格子点A1,A2,…からの受信波は予め求めることができる。従って、格子点A1,A2,…からそれぞれ遅延XROIA1/V,XROIA2/V,…で発した反射波(超音波エコー)を合成することにより、仮想合成受信波WSUMを求めることができる。 Next, the local sound speed value calculation unit 121 sets an initial value of the assumed sound speed at the lattice point X ROI (step S5). Then, the local sound velocity value calculation unit 121 calculates a virtual combined received wave (hereinafter referred to as a virtual combined received wave) WSUM as described below (step S6). When the local sound speed value at the lattice point X ROI is assumed by V, ultrasound lattice points having propagated from the lattice point X ROI A1, A2, the time to reach ... to X ROI A1 / V, X ROI A2 / V, ... Here, X ROI A1, X ROI A2,... Are the distances between the lattice points A1, A2 ,. Since the optimum sound velocity values at the lattice points A1, A2,... Are known at step S2, the received waves from the lattice points A1, A2,. Therefore, the virtual composite received wave WSUM is obtained by synthesizing the reflected waves (ultrasonic echoes) emitted from the lattice points A1, A2,... With the delays XROI A1 / V, XROI A2 / V ,. Can do.

なお、実際には、素子データ(RF信号)上で上記処理を行うため、格子点XROIから格子点A1,A2,…に到達するまでの時間(それぞれT1,T2,…)は下記の式(1)により表される。ここで、XA1,XA2,…は、それぞれ格子点A1,A2,…と格子点Xとの間のスキャン方向(X方向)の距離である。また、Δtは格子点のY方向時間間隔である。 Actually, since the above processing is performed on the element data (RF signal), the time (T1, T2,...) From the lattice point XROI to the lattice points A1, A2,. It is represented by (1). Here, X A1 , X A2 ,... Are distances in the scanning direction (X direction) between the lattice points A 1, A 2,. Δt is a time interval in the Y direction of the lattice points.

Figure 2013244162
Figure 2013244162

上記T1,T2,…に、格子点XROIと同一の走査線上の格子点Anから格子点XROIに到達するまでの時間(Δt/2)を足した遅延で各格子点A1,A2,…からの受信波を合成することにより、仮想合成受信波WSUMを求めることができる。 The T1, T2, ..., the time from the lattice point An of the lattice point X ROI and the same scan line until it reaches the lattice point X ROI (Δt / 2) each grid point in the delay plus A1, A2, ... By synthesizing the received wave from, a virtual synthesized received wave WSUM can be obtained.

ここで、格子点をY方向に時間軸で等間隔(Δt)に設定する場合に、空間上での間隔は必ずしも等間隔にはならない。従って、各格子点に超音波が到達するまでの時間を計算するときに、式(1)においてΔt/2の代わりに補正したΔt/2を用いてもよい。ここで、補正したΔt/2は、例えば、格子点XROIと同音線の格子点Anに比べたA1,A2,…の深さ(Y方向の距離)の差をVで除算した値をΔt/2から加算・減算した値である。各格子点A1,A2,…の深さはそれより浅い格子点において局所音速が既知であることから求められる。 Here, when the lattice points are set at equal intervals (Δt) on the time axis in the Y direction, the intervals in space are not necessarily equal. Therefore, when calculating the time until the ultrasonic wave reaches each lattice point, Δt / 2 corrected in Equation (1) instead of Δt / 2 may be used. Here, the corrected Δt / 2 is, for example, a value obtained by dividing the difference in depth (distance in the Y direction) of A1, A2,... Compared with the lattice point X ROI and the lattice point An of the same sound line by V. A value obtained by adding / subtracting from / 2. The depth of each lattice point A1, A2,... Is obtained because the local sound speed is known at a lattice point shallower than that.

また、仮想合成受信波WSUMの算出は、実際に格子点A1,A2,…から遅延XROIA1/V,XROIA2/V,…で発した既定のパルス波(それぞれWA1,WA2,…)を重ね合わせることにより行う。 Further, the virtual composite received wave WSUM is calculated from predetermined pulse waves (W A1 , W A2 , respectively) actually emitted from the lattice points A1, A2,... With delays X ROI A1 / V, X ROI A2 / V ,. , ...) are superimposed.

次に、局所音速値算出部121は、仮想受信波Wと仮想合成受信波WSUMとの誤差を算出する(ステップS7)。仮想受信波Wと仮想合成受信波WSUMとの誤差は、互いの相互相関をとる方法、仮想受信波Wに仮想合成受信波WSUMから得られる遅延を掛けて位相整合加算する方法、又は逆に仮想合成受信波WSUMに仮想受信波Wから得られる遅延を掛けて位相整合加算する方法により算出される。ここで、仮想受信波Wから遅延を得るには、格子点XROIを反射点とし、音速Vで伝播した超音波が各素子302に到着する時刻を遅延とすればよい。また、仮想合成受信波WSUMから遅延を得るには、隣り合う素子302間での合成受信波の位相差から等位相線を抽出し、その等位相線を遅延とするか、又は単に各素子302の合成受信波の最大(ピーク)位置の位相差を遅延としてもよい。また、各素子302からの合成受信波の相互相関ピーク位置を遅延としてもよい。位相整合加算時の誤差は、整合加算後の波形のpeak to peakとする方法、又は包絡線検波した後の振幅の最大値とする方法により求められる。 Next, the local sound velocity value calculation unit 121 calculates an error between the virtual received wave W X and the virtual synthesized received wave W SUM (step S7). Error between the virtual receiving wave W X and the assumed resultant received wave W SUM is a method of cross-correlating with each other, a method of multiplying a delay obtained from the assumed resultant received wave W SUM to the virtual receiving wave W X phase matching addition, or conversely over a delay obtained assumed resultant received wave W SUM from the virtual receiving wave W X is calculated by the method of phase matching addition. Here, in order to obtain a delay from the virtual received wave W X , the lattice point X ROI is used as a reflection point, and the time at which the ultrasonic wave propagated at the sound velocity V arrives at each element 302 may be set as the delay. Further, in order to obtain a delay from the virtual combined received wave WSUM , an equiphase line is extracted from the phase difference of the combined received wave between the adjacent elements 302, and the equal phase line is used as a delay, or each element is simply set. The phase difference of the maximum (peak) position of the combined received wave 302 may be a delay. Further, the cross-correlation peak position of the combined reception wave from each element 302 may be set as a delay. The error at the time of phase matching addition is obtained by a method of setting the peak to peak of the waveform after the matching addition or a method of setting the maximum value of the amplitude after the envelope detection.

次いで、仮定音速が1ステップ変更された後(ステップS8)、ステップS6からS7が繰り返される。そして、全ての仮定音速の値での演算が終了すると、局所音速値算出部121は、格子点XROIにおける局所音速値を判定する(ステップS9)。ホイヘンスの原理を厳密に適用した場合に、上記のステップS6において求めた仮想合成受信波WSUMの波形は、格子点XROIにおける局所音速値をVと仮定した場合の仮想受信波(反射波)Wの波形と等しくなる。ステップS9では、仮想受信波Wと仮想合成受信波WSUMとの差が最小になる仮定音速の値を格子点XROIにおける局所音速値と判定する。これにより、着目領域112内の1つの格子点XROIにおける局所音速値が求められる。 Next, after the assumed sound speed is changed by one step (step S8), steps S6 to S7 are repeated. Then, when the calculation for all assumed sound speed values is completed, the local sound speed value calculation unit 121 determines the local sound speed value at the lattice point X ROI (step S9). When the Huygens principle is strictly applied, the waveform of the virtual synthesized received wave WSUM obtained in step S6 is a virtual received wave (reflected wave) assuming that the local sound velocity value at the lattice point XROI is V. equal to the W X of the waveform. In step S9, it determines the value of the assumed sound speed difference between the virtual receiving wave W X and the assumed resultant received wave W SUM is minimized and local sound speed value at the lattice point X ROI. Thereby, the local sound velocity value at one lattice point X ROI in the region of interest 112 is obtained.

以下同様にして、局所音速値算出部121は、上述の送信焦点125の位置に基づき定められる着目領域112内の他の複数の格子点XROIの局所音速値を算出する。 Similarly, the local sound speed value calculation unit 121 calculates the local sound speed values of a plurality of other lattice points X ROI in the region of interest 112 determined based on the position of the transmission focus 125 described above.

<音速マップ生成処理>
図8に戻って、音速マップ生成部122は、局所音速値算出部121が算出した着目領域112内の各格子点XROIの局所音速値に基づき、着目領域112内の局所音速の分布を示す音速マップ130(図16参照)を生成する。
<Sonic velocity map generation processing>
Returning to FIG. 8, the sound speed map generation unit 122 shows the distribution of the local sound speed in the attention area 112 based on the local sound speed value of each lattice point X ROI in the attention area 112 calculated by the local sound speed value calculation section 121. A sound speed map 130 (see FIG. 16) is generated.

<音速マップ更新処理>
更新制御部123は、一定期間経過毎、例えば所定フレーム数(10フレームなど)のBモード画像データの生成が行われる毎に、送受信制御部120、ドプラ信号処理部701、音速測定領域決定部702、局所音速値算出部121、音速マップ生成部122を制御して、音速マップ130の更新処理を行う。具体的には、ドプラモード走査、カラードプラ情報またはCFM像データの生成と、音速測定領域119の決定と、音速測定領域119内のRFデータの取得及び局所音速値の算出と、音速マップ130の生成とが行われる。
<Sonic velocity map update processing>
The update control unit 123 performs transmission / reception control unit 120, Doppler signal processing unit 701, sound speed measurement region determination unit 702 every time a certain period of time elapses, for example, every time B-mode image data of a predetermined number of frames (10 frames or the like) is generated. Then, the local sound speed value calculation unit 121 and the sound speed map generation unit 122 are controlled to update the sound speed map 130. Specifically, Doppler mode scanning, generation of color Doppler information or CFM image data, determination of the sound velocity measurement region 119, acquisition of RF data in the sound velocity measurement region 119, calculation of local sound velocity values, and sound velocity map 130 Generation.

<第1実施形態の超音波診断装置の作用>
次に、図14に示すフローチャートを用いて上記構成の超音波診断装置10の作用について具体的に説明する。単独表示モードでの超音波診断が開始されると、CPU100は、送受信部400に制御信号を出力して、超音波ビームの被検体OBJへの送信、及び被検体OBJからの超音波エコーの受信を開始させる。各素子302で検出された超音波検出信号は送受信部400にてデジタルなRFデータに変換される。
<Operation of Ultrasonic Diagnostic Apparatus of First Embodiment>
Next, the operation of the ultrasonic diagnostic apparatus 10 having the above configuration will be specifically described with reference to the flowchart shown in FIG. When the ultrasound diagnosis in the single display mode is started, the CPU 100 outputs a control signal to the transmission / reception unit 400, transmits an ultrasound beam to the subject OBJ, and receives an ultrasound echo from the subject OBJ. To start. The ultrasonic detection signal detected by each element 302 is converted into digital RF data by the transmission / reception unit 400.

送受信部400にて生成されたRFデータは、シネメモリ602に格納されるとともに、画像信号生成部500に出力される。そして、画像信号生成部500にてRFデータに基づきBモード画像データが生成されてアナログの画像信号に変換された後に表示制御部105に出力される。この画像信号に基づき、表示制御部105は、表示部104にBモード画像110を表示させる(ステップS10)。   The RF data generated by the transmission / reception unit 400 is stored in the cine memory 602 and is output to the image signal generation unit 500. Then, B-mode image data is generated based on the RF data by the image signal generation unit 500 and converted into an analog image signal, and then output to the display control unit 105. Based on this image signal, the display control unit 105 displays the B-mode image 110 on the display unit 104 (step S10).

操作卓202の表示モード切り替えボタンが押下されて、単独表示モードから音速マップ表示モードに切り替えられると(ステップS11)、CPU100は、表示部104に着目領域112の設定を促すメッセージ等を表示させる。医師は、表示部104に表示されるBモード画像110を見ながら、ポインティングデバイス204を操作してBモード画像110上に着目領域112を設定する(ステップS12)。   When the display mode switching button on the console 202 is pressed to switch from the single display mode to the sound velocity map display mode (step S11), the CPU 100 displays a message or the like prompting the setting of the attention area 112 on the display unit 104. The doctor operates the pointing device 204 while viewing the B mode image 110 displayed on the display unit 104 to set the region of interest 112 on the B mode image 110 (step S12).

着目領域112の設定がなされると、送受信制御部120は、送受信部400を制御してドプラモード走査に対応した超音波の送受信を各素子302に実行させる。この超音波の送受信により送受信部400にてRFデータが生成され(ステップS13)、このRFデータがドプラ信号処理部701に入力される。なお、ドプラモード走査に対応した超音波の送受信が行われた後は、Bモード走査に対応した超音波の送受信、Bモード画像データの生成・出力が繰り返し実行される。   When the region of interest 112 is set, the transmission / reception control unit 120 controls the transmission / reception unit 400 to cause each element 302 to perform transmission / reception of ultrasonic waves corresponding to Doppler mode scanning. RF data is generated in the transmission / reception unit 400 by transmission / reception of this ultrasonic wave (step S13), and this RF data is input to the Doppler signal processing unit 701. Note that, after transmission / reception of ultrasonic waves corresponding to Doppler mode scanning, transmission / reception of ultrasonic waves corresponding to B mode scanning and generation / output of B mode image data are repeatedly executed.

ドプラ信号処理部701は、図3から図5に示したように、ドプラモード走査時に得られたRFデータからカラードプラ情報またはCFM像データを生成する(ステップS14)。このカラードプラ情報またはCFM像データは、音速測定領域決定部702に入力される。   As shown in FIGS. 3 to 5, the Doppler signal processing unit 701 generates color Doppler information or CFM image data from the RF data obtained during Doppler mode scanning (step S14). This color Doppler information or CFM image data is input to the sound velocity measurement region determination unit 702.

音速測定領域決定部702は、ドプラ信号処理部701からのカラードプラ情報またはCFM像データに基づき、先に設定された着目領域112の中から移動体領域117を除いた音速測定領域119を決定する(図9(a)〜図9(c)参照、ステップS15)。音速測定領域決定部702の決定結果はCPU100に入力される。   The sound velocity measurement region determination unit 702 determines the sound velocity measurement region 119 obtained by removing the moving body region 117 from the region of interest 112 set previously based on the color Doppler information or the CFM image data from the Doppler signal processing unit 701. (Refer FIG. 9 (a)-FIG.9 (c), step S15). The determination result of the sound speed measurement region determination unit 702 is input to the CPU 100.

音速測定領域決定部702からの音速測定領域119の決定結果を受けて、送受信制御部120は、図9及び図10に示したように、音速測定領域119内に送信焦点125を設定した後、送受信部400を制御して超音波の送受信(送信フォーカス、受信フォーカス)を各素子302に実行させる。これにより、各送信焦点125のRFデータが取得(生成・格納)される(ステップS16)。   In response to the determination result of the sound speed measurement region 119 from the sound speed measurement region determination unit 702, the transmission / reception control unit 120 sets the transmission focal point 125 in the sound speed measurement region 119, as shown in FIGS. The transmission / reception unit 400 is controlled to cause each element 302 to perform ultrasonic transmission / reception (transmission focus, reception focus). Thereby, RF data of each transmission focal point 125 is acquired (generated / stored) (step S16).

各送信焦点125のRFデータの取得後、局所音速値算出部121は、図11から図13に示したように、ホイヘンスの原理を利用して、音速測定領域119内の各格子点XROIの局所音速値を算出する。次いで、音速マップ生成部122は、局所音速値算出部121による局所音速値の算出結果に基づき、音速マップ130を生成してDSC504に出力する(ステップS17)。 After acquiring the RF data of each transmission focal point 125, the local sound velocity value calculation unit 121 uses Huygens' principle as shown in FIGS. 11 to 13, and uses the Huygens principle for each lattice point X ROI in the sound velocity measurement region 119. Local sound speed value is calculated. Next, the sound speed map generation unit 122 generates a sound speed map 130 based on the calculation result of the local sound speed value by the local sound speed value calculation unit 121, and outputs the sound speed map 130 to the DSC 504 (step S17).

音速マップ130は、DSC504にてテレビジョン信号の走査方式の画像データに変換され、画像処理部506にて画像処理が施されて画像メモリ508に格納された後、D/A変換器510にてアナログの画像信号に変換されて表示制御部105に出力される。   The sound speed map 130 is converted into image data of a scanning method of a television signal by the DSC 504, subjected to image processing by the image processing unit 506, stored in the image memory 508, and then converted by the D / A converter 510. It is converted into an analog image signal and output to the display control unit 105.

図15に示すように、表示制御部105は、音速マップ130の画像信号と、Bモード走査で得られたBモード画像の画像信号とに基づき、Bモード画像110に音速マップ130を重畳して表示部104に表示させる(ステップS18)。音速マップ130では、音速測定領域119内が局所音速の値に応じて色分けして表示される。   As shown in FIG. 15, the display control unit 105 superimposes the sound speed map 130 on the B-mode image 110 based on the image signal of the sound speed map 130 and the image signal of the B-mode image obtained by the B-mode scanning. It is displayed on the display unit 104 (step S18). In the sound speed map 130, the sound speed measurement area 119 is displayed in different colors according to the value of the local sound speed.

図14に戻って、ステップS10で説明したように新たなBモード画像データが生成されて画像メモリ508に格納される。先の音速マップ130の生成から一定期間が経過していない場合、具体的には所定フレーム数(10フレームなど)のBモード画像データが生成されていない場合(ステップS19でNO)には、更新制御部123による音速マップ130の更新処理は実行されない。このため、新たに生成されたBモード画像上には、先に生成された音速マップ130が重畳して表示される。   Returning to FIG. 14, as described in step S <b> 10, new B-mode image data is generated and stored in the image memory 508. If a certain period has not elapsed since the generation of the previous sound velocity map 130, specifically, if B-mode image data of a predetermined number of frames (such as 10 frames) has not been generated (NO in step S19), the update is performed. The update process of the sound velocity map 130 by the control unit 123 is not executed. For this reason, the previously generated sound speed map 130 is superimposed on the newly generated B-mode image.

一方、先の音速マップ130の生成から一定期間が経過した場合、具体的には所定フレーム数(10フレームなど)のBモード画像データが生成された場合(ステップS19でYES)に、更新制御部123は、音速マップ130の更新処理を実行させる。これにより、上述のステップS13からステップS18までの処理が繰り返し実行される。これにより、新たな音速マップ130がBモード画像110上に重畳表示される。   On the other hand, when a certain period has elapsed since the generation of the previous sound velocity map 130, specifically, when B-mode image data of a predetermined number of frames (such as 10 frames) is generated (YES in step S19), the update control unit 123 causes the sound velocity map 130 to be updated. As a result, the processes from step S13 to step S18 described above are repeatedly executed. As a result, a new sound speed map 130 is superimposed and displayed on the B-mode image 110.

以下、音速マップ表示モードが終了(ステップS20でYES)するまで、上述の各処理が繰り返し実行される。   Thereafter, the above-described processes are repeatedly executed until the sound speed map display mode ends (YES in step S20).

なお、図16(a)に示すように、上記第1実施形態では、図中「S」で示した音速測定領域119のRFデータ取得のための超音波の送受信の直前に、図中「D」に示したドプラモード走査に対応した超音波の送受信を行っている。なお、図中「B」は、Bモード走査に対応した超音波の送受信である。この際に、例えば、図16(b)に示すように、ドプラモード走査に対応した超音波の送受信と、音速測定領域119のRFデータ取得のための超音波の送受信との間に、Bモード走査に対応した超音波の送受信を行ってもよい。   Note that, as shown in FIG. 16A, in the first embodiment, “D” in the figure immediately before transmission / reception of ultrasonic waves for acquiring RF data in the sound velocity measurement region 119 indicated by “S” in the figure. The ultrasonic wave corresponding to the Doppler mode scanning shown in FIG. In the figure, “B” indicates transmission / reception of ultrasonic waves corresponding to B-mode scanning. At this time, for example, as shown in FIG. 16B, between the transmission / reception of ultrasonic waves corresponding to Doppler mode scanning and the transmission / reception of ultrasonic waves for acquiring RF data in the sound velocity measurement region 119, the B mode You may perform transmission / reception of the ultrasonic wave corresponding to a scan.

<作用効果>
以上のように、本発明では、着目領域112内の音速測定領域119内に送信焦点125を設定し、各送信焦点125に対して超音波の送受信を行って得られたRFデータに基づき音速測定領域119内の局所音速値を求めて音速マップ130を生成しているので、着目領域112内の全領域のRFデータを取得する必要がなくなる。その結果、音速マップ130の生成の際における演算処理を従来よりも低減させることができるので、高性能な演算処理装置(CPU)を用いることなく、音速マップ130の生成並びに表示に要する時間を短縮することができる。さらに、血管(血流)や動きの大きい組織等の各種移動体の影響を受けない音速マップ130を生成することができる。
<Effect>
As described above, in the present invention, the sound velocity measurement is performed based on the RF data obtained by setting the transmission focus 125 in the sound velocity measurement region 119 in the region of interest 112 and transmitting / receiving ultrasonic waves to / from each transmission focus 125. Since the sound velocity map 130 is generated by obtaining the local sound velocity value in the region 119, it is not necessary to acquire the RF data of the entire region in the region of interest 112. As a result, it is possible to reduce the calculation processing when generating the sound speed map 130 as compared with the conventional case, and thus the time required for generating and displaying the sound speed map 130 is reduced without using a high-performance arithmetic processing unit (CPU). can do. Furthermore, it is possible to generate a sound speed map 130 that is not affected by various moving bodies such as blood vessels (blood flow) and tissues with large movement.

[第2実施形態の超音波診断装置の構成]
次に、図17を用いて本発明の第2実施形態の超音波診断装置20について説明を行う。上記第1実施形態では、音速測定領域119内に送信焦点125を設定して取得したRFデータに基づき、音速測定領域119内の局所音速値を算出している。これに対して、第2実施形態の超音波診断装置20では、着目領域112内に送信焦点125を設定して取得したRFデータに基づき、音速測定領域119内の局所音速値を算出する。
[Configuration of Ultrasonic Diagnostic Apparatus of Second Embodiment]
Next, the ultrasonic diagnostic apparatus 20 according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the first embodiment, the local sound speed value in the sound speed measurement area 119 is calculated based on the RF data acquired by setting the transmission focus 125 in the sound speed measurement area 119. On the other hand, in the ultrasonic diagnostic apparatus 20 according to the second embodiment, the local sound velocity value in the sound velocity measurement region 119 is calculated based on the RF data acquired by setting the transmission focus 125 in the region of interest 112.

なお、超音波診断装置20は、CPU100が第1実施形態とは異なる送受信制御部120a、局所音速値算出部121aとして機能する点を除けば、第1実施形態と基本的に同じ構成であるので、第1実施形態と機能・構成上同一のものについては、同一符号を付してその説明は省略する。   The ultrasonic diagnostic apparatus 20 has basically the same configuration as that of the first embodiment except that the CPU 100 functions as a transmission / reception control unit 120a and a local sound velocity value calculation unit 121a different from those of the first embodiment. The same functions and configurations as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

送受信制御部120aは、着目領域112内の全領域に送信焦点125を設定して超音波の送受信を送受信部400(各素子302)に実行させることで、着目領域112内のRFデータを取得する。また、局所音速値算出部121aは、着目領域112内のRFデータの中から音速測定領域119内の送信焦点125に対応するRFデータを選択して、局所音速値を算出する。   The transmission / reception control unit 120a acquires the RF data in the region of interest 112 by setting the transmission focal point 125 in all regions in the region of interest 112 and causing the transmission / reception unit 400 (each element 302) to perform transmission and reception of ultrasonic waves. . Further, the local sound speed value calculation unit 121a selects the RF data corresponding to the transmission focal point 125 in the sound speed measurement area 119 from the RF data in the attention area 112, and calculates the local sound speed value.

<第2実施形態の超音波診断装置の作用>
図18に示すフローチャート及び図19及び図20に示す説明図を用いて、上記構成の超音波診断装置20の作用について具体的に説明する。なお、音速測定領域119の決定がなされるまでの処理(ステップS10からステップS15まで)は、第1実施形態と同じであるので説明は省略する。
<Operation of Ultrasonic Diagnostic Apparatus of Second Embodiment>
The operation of the ultrasonic diagnostic apparatus 20 configured as described above will be specifically described with reference to the flowchart shown in FIG. 18 and the explanatory diagrams shown in FIGS. Note that the processing (from step S10 to step S15) until the determination of the sound speed measurement region 119 is the same as in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.

図19に示すように、音速測定領域119の決定後、送受信制御部120aは、着目領域112内の全領域に送信焦点125を設定した後、送受信部400を制御して超音波の送受信(送信フォーカス、受信フォーカス)を実行させる。これにより、着目領域112の全領域内の各送信焦点125のRFデータが取得(生成・格納)される(ステップS21)。なお、本実施形態では、送信焦点125を格子状に設定しているが、送信焦点125の設定パターンは適宜変更してもよい。また、ステップS21は、ステップS13からステップS15の間で適宜実施してもよい。   As shown in FIG. 19, after determining the sound velocity measurement region 119, the transmission / reception control unit 120 a sets the transmission focal point 125 in all regions within the region of interest 112 and then controls the transmission / reception unit 400 to transmit / receive ultrasonic waves (transmission). Focus, receive focus). Thereby, RF data of each transmission focal point 125 in the entire region of the region of interest 112 is acquired (generated / stored) (step S21). In the present embodiment, the transmission focus 125 is set in a grid pattern, but the setting pattern of the transmission focus 125 may be changed as appropriate. Further, step S21 may be appropriately performed between step S13 and step S15.

送信焦点125の設定後、局所音速値算出部121aは、音速測定領域決定部702からCPU100に入力される音速測定領域119の決定結果に基づき、着目領域112内の音速測定領域119を判別する。   After setting the transmission focal point 125, the local sound speed value calculation unit 121a determines the sound speed measurement region 119 in the region of interest 112 based on the determination result of the sound speed measurement region 119 input from the sound speed measurement region determination unit 702 to the CPU 100.

次いで、図20に示すように、局所音速値算出部121aは、着目領域112内の各送信焦点125に対応するRFデータの中から、音速測定領域119内の送信焦点125(図中、黒丸で表示)に対応するRFデータを選択した後、第1実施形態と同様にして局所音速値を算出する。これにより、音速測定領域119内の局所音速値が得られる。なお、図20中の符号「125’」は音速測定領域119外の送信焦点(図中で白丸で表示)である。音速マップ生成部122は、局所音速値算出部121aによる局所音速値の算出結果に基づき、音速マップ130を生成する(ステップS22)。   Next, as shown in FIG. 20, the local sound velocity value calculation unit 121a transmits the transmission focal point 125 in the sound velocity measurement region 119 (indicated by a black circle in the drawing) from the RF data corresponding to each transmission focal point 125 in the region of interest 112. After selecting the RF data corresponding to (display), the local sound speed value is calculated in the same manner as in the first embodiment. Thereby, the local sound speed value in the sound speed measurement region 119 is obtained. Note that reference numeral “125 ′” in FIG. 20 is a transmission focal point outside the sound velocity measurement region 119 (indicated by a white circle in the figure). The sound speed map generation unit 122 generates the sound speed map 130 based on the calculation result of the local sound speed value by the local sound speed value calculation unit 121a (step S22).

以下、第1実施形態と同様に、音速マップ130がBモード画像110上に重畳表示される。また、先の音速マップ130の生成から一定期間が経過した場合(例えば10フレーム毎)には、上述のステップS13〜S15,S21,S22,S18までの処理が繰り返し実行されることで、音速マップ130が更新される。   Hereinafter, as in the first embodiment, the sound speed map 130 is superimposed and displayed on the B-mode image 110. When a certain period of time has elapsed since the generation of the previous sound speed map 130 (for example, every 10 frames), the sound speed map is obtained by repeatedly executing the above steps S13 to S15, S21, S22, and S18. 130 is updated.

超音波診断装置20では、着目領域112の全領域に送信焦点125を設定してRFデータの取得を行うので、音速マップ130の生成のための演算処理や生成時間が増加するものの、血管(血流)等の影響を受けない音速マップ130を生成することができる。   In the ultrasonic diagnostic apparatus 20, the transmission focus 125 is set in the entire region of interest 112 and RF data is acquired. Therefore, although calculation processing and generation time for generating the sound velocity map 130 increase, blood vessels (blood It is possible to generate a sound velocity map 130 that is not affected by the flow).

[その他]
上記各実施形態の局所音速値算出部121,121aは、特許文献1に開示されたホイヘンスの原理を利用した局所音速算出法を用いて音速測定領域119内の局所音速値を求めているが、例えば特許文献1に開示された屈折率モデル計算を利用した局所音速算出法を用いて音速測定領域119内の局所音速値を求めてもよく、局所音速算出法は特に限定はされない。
[Others]
The local sound velocity value calculation units 121 and 121a of the above embodiments obtain the local sound velocity value in the sound velocity measurement region 119 using the local sound velocity calculation method using the Huygens principle disclosed in Patent Document 1. For example, the local sound speed value in the sound speed measurement region 119 may be obtained using the local sound speed calculation method using the refractive index model calculation disclosed in Patent Document 1, and the local sound speed calculation method is not particularly limited.

上記各実施形態では、着目領域112を矩形状に設定しているが、例えば円形状等の各種形状に着目領域を設定してもよい。   In each of the above embodiments, the region of interest 112 is set in a rectangular shape, but the region of interest may be set in various shapes such as a circular shape.

上記各実施形態では、所定フレーム数毎(例えば10フレーム)毎に音速マップ130の更新処理を行っているが、例えば先の音速マップ130の生成時から一定時間経過後などの各種一定期間が経過した後に音速マップ130の更新処理を行ってもよい。   In each of the above embodiments, the sound speed map 130 is updated every predetermined number of frames (for example, 10 frames). For example, various fixed periods such as a certain time have elapsed since the previous sound speed map 130 was generated. After that, the sound speed map 130 may be updated.

上記各実施形態では、ドプラ信号処理部701によりカラードプラ情報やCFM像データを生成しているが、ドプラ信号処理部701の構成は、カラードプラ情報やCFM像データを生成可能であれば図3に示した構成に限定されるものではなく適宜変更してもよい。   In each of the above embodiments, the color Doppler information and CFM image data are generated by the Doppler signal processing unit 701. However, the configuration of the Doppler signal processing unit 701 is as long as color Doppler information and CFM image data can be generated. It is not limited to the configuration shown in FIG.

上記各実施形態では、Bモード走査とドプラモード走査とで各素子302の駆動(超音波の送受信)を異ならせているが、カラードプラ情報やCFM像データを取得可能であれば各素子302の駆動を同じにしてもよい。この場合には、Bモード画像データの生成と、カラードプラ情報やCFM像データの生成とを同時に行うことができる。   In each of the above embodiments, the driving of each element 302 (transmission / reception of ultrasonic waves) is different between B-mode scanning and Doppler mode scanning. However, if color Doppler information and CFM image data can be obtained, The drive may be the same. In this case, generation of B-mode image data and generation of color Doppler information and CFM image data can be performed simultaneously.

10,20…超音波診断装置,100…CPU,110…Bモード画像,112…着目領域,119…音速測定領域,120…送受信制御部,121…局所音速値算出部,122…音速マップ生成部,123…更新制御部,125…送信焦点,130…音速マップ,200…操作入力部,300…超音波探触子,400…送受信部,701…ドプラ信号処理部,702…音速測定領域決定部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,20 ... Ultrasound diagnostic apparatus, 100 ... CPU, 110 ... B mode image, 112 ... Target area | region, 119 ... Sonic velocity measurement area, 120 ... Transmission / reception control part, 121 ... Local sound speed value calculation part, 122 ... Sonic velocity map generation part , 123 ... Update control unit, 125 ... Transmission focus, 130 ... Sound velocity map, 200 ... Operation input unit, 300 ... Ultrasonic probe, 400 ... Transmission / reception unit, 701 ... Doppler signal processing unit, 702 ... Sound velocity measurement region determination unit

Claims (8)

超音波を被検体に送信し、かつ前記被検体によって反射された超音波を受信して超音波検出信号を出力する複数の素子を含む超音波探触子と、
前記複数の素子をそれぞれ駆動する複数の駆動信号を前記複数の素子に供給し、かつ当該複数の素子から出力された前記超音波検出信号に基づき受信データを生成する送受信部であって、前記複数の素子に供給する前記複数の駆動信号の遅延量を調節することで超音波ビームを形成する送受信部と、
前記被検体内に着目領域を設定する着目領域設定部と、
前記送受信部を制御して、前記着目領域内の移動体の情報を得るための超音波の送受信を前記複数の素子に実行させる第1の送受信制御部と、
前記移動体の情報を得るための超音波の送受信がなされたときに、前記移動体によりドプラ偏移されて反射された超音波の前記超音波検出信号に基づいて前記送受信部が生成した前記受信データから、前記移動体の動きに伴うドプラ信号を抽出して、この抽出結果に基づき前記着目領域内の前記移動体を含む移動体領域を判別する移動体領域判別部と、
前記移動体領域判別部の判別結果に基づき、前記着目領域の中から前記移動体領域を除いた領域を、音速の分布を測定する音速測定領域として決定する音速測定領域決定部と、
前記音速測定領域内に前記超音波ビームの送信焦点を複数設定し、各前記送信焦点に対する前記超音波ビームの送受信を前記送受信部に行わせることで、前記音速測定領域の音速測定用の受信データを前記送受信部に生成させる第2の送受信制御部と、
前記音速測定用の受信データに基づき前記音速測定領域の音速の分布を示す音速マップを生成する音速マップ生成部と、
を備える超音波診断装置。
An ultrasonic probe including a plurality of elements that transmit ultrasonic waves to a subject and receive ultrasonic waves reflected by the subject and output ultrasonic detection signals;
A transmission / reception unit configured to supply a plurality of drive signals for driving the plurality of elements to the plurality of elements and generate reception data based on the ultrasonic detection signals output from the plurality of elements; A transmission / reception unit that forms an ultrasonic beam by adjusting a delay amount of the plurality of drive signals supplied to the element;
A region of interest setting unit for setting a region of interest in the subject;
A first transmission / reception control unit that controls the transmission / reception unit to cause the plurality of elements to perform transmission / reception of ultrasonic waves for obtaining information of a moving body in the region of interest;
The reception generated by the transmission / reception unit based on the ultrasonic detection signal of the ultrasonic wave reflected and reflected by Doppler shift by the mobile body when transmission / reception of ultrasonic waves for obtaining information of the mobile body is performed A moving body region discriminating unit that extracts a Doppler signal accompanying the movement of the moving body from the data and discriminates a moving body region including the moving body in the region of interest based on the extraction result;
Based on the determination result of the mobile body region determination unit, a sound speed measurement region determination unit that determines a region excluding the mobile body region from the region of interest as a sound speed measurement region for measuring the distribution of sound speed;
By setting a plurality of transmission focal points of the ultrasonic beam in the sound velocity measurement region and causing the transmission / reception unit to transmit / receive the ultrasonic beam to / from each transmission focal point, reception data for sound velocity measurement in the sound velocity measurement region A second transmission / reception control unit for generating the transmission / reception unit;
A sound speed map generating unit that generates a sound speed map indicating a sound speed distribution in the sound speed measurement region based on the received data for sound speed measurement;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
前記送受信部を制御して、前記被検体内の断層像情報を得るための超音波の送受信を前記複数の素子に実行させる第3の送受信制御部と、
前記断層像情報を得るための超音波の送受信がなされたときに前記送受信部が生成した前記受信データに基づきBモード画像を生成する画像生成部と、
前記Bモード画像を表示する表示部と、を備え、
前記着目領域設定部は、前記Bモード画像上に前記着目領域を設定する請求項1記載の超音波診断装置。
A third transmission / reception control unit for controlling the transmission / reception unit to cause the plurality of elements to perform transmission / reception of ultrasonic waves for obtaining tomographic image information in the subject;
An image generation unit that generates a B-mode image based on the reception data generated by the transmission / reception unit when ultrasonic transmission / reception for obtaining the tomographic image information is performed;
A display unit for displaying the B-mode image,
The ultrasound diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the region of interest setting unit sets the region of interest on the B-mode image.
前記第1の送受信制御部による前記送受信部の制御と、前記移動体領域判別部による前記移動体領域の判別と、前記音速測定領域決定部による前記音速測定領域の決定と、前記第2の送受信制御部による前記送受信部の制御と、前記音速マップ生成部による前記音速マップの生成と、を含む音速マップ更新処理を実行させる更新制御部を備える請求項2記載の超音波診断装置。   Control of the transmission / reception unit by the first transmission / reception control unit, determination of the mobile body region by the mobile body region determination unit, determination of the sound speed measurement region by the sound speed measurement region determination unit, and second transmission / reception The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 2, further comprising: an update control unit configured to execute a sound speed map update process including control of the transmission / reception unit by a control unit and generation of the sound speed map by the sound speed map generation unit. 前記更新制御部は、予め定められたフレーム数の前記Bモード画像が前記画像生成部により生成される毎に、前記音速マップ更新処理を実行させる請求項3記載の超音波診断装置。   The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 3, wherein the update control unit causes the sound velocity map update process to be executed every time the B-mode image having a predetermined number of frames is generated by the image generation unit. 前記移動体には、前記着目領域内の血管を流れる血液が含まれており、
前記移動体領域判別部は、前記ドプラ信号の抽出結果に基づき、前記着目領域内での前記血液の流れを示す血流情報を生成して、前記血流情報に基づき前記移動体領域を判別する請求項1から4のいずれか1項記載の超音波診断装置。
The moving body includes blood flowing through blood vessels in the region of interest,
The mobile body region determination unit generates blood flow information indicating the blood flow in the region of interest based on the extraction result of the Doppler signal, and determines the mobile body region based on the blood flow information. The ultrasonic diagnostic apparatus of any one of Claim 1 to 4.
前記移動体には、前記着目領域内で移動する組織が含まれており、
前記移動体領域判別部は、前記ドプラ信号の抽出結果に基づき、前記着目領域内での前記組織の移動を示す組織移動情報を生成して、前記組織移動情報に基づき前記移動体領域を判別する請求項1から5のいずれか1項記載の超音波診断装置。
The moving body includes a tissue that moves in the region of interest,
The moving body region determination unit generates tissue movement information indicating movement of the tissue within the region of interest based on the extraction result of the Doppler signal, and determines the moving body region based on the tissue movement information. The ultrasonic diagnostic apparatus of any one of Claim 1 to 5.
前記移動体領域判別部は、前記送受信部が生成した前記受信データから、前記組織の中で動きの大きさが予め定めたしきい値以上となる組織に対応する前記ドプラ信号を抽出して、当該ドプラ信号に基づき前記組織移動情報を生成する請求項6記載の超音波診断装置。   The mobile body region determination unit extracts the Doppler signal corresponding to a tissue in which the magnitude of movement in the tissue is equal to or greater than a predetermined threshold from the reception data generated by the transmission / reception unit, The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 6, wherein the tissue movement information is generated based on the Doppler signal. 前記表示部は、前記Bモード画像上に前記音速マップを重畳表示する請求項2から4のいずれか1項記載の超音波診断装置。   The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 2, wherein the display unit superimposes and displays the sound velocity map on the B-mode image.
JP2012119579A 2012-05-25 2012-05-25 Ultrasonograph Pending JP2013244162A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012119579A JP2013244162A (en) 2012-05-25 2012-05-25 Ultrasonograph

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012119579A JP2013244162A (en) 2012-05-25 2012-05-25 Ultrasonograph

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2013244162A true JP2013244162A (en) 2013-12-09

Family

ID=49844432

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012119579A Pending JP2013244162A (en) 2012-05-25 2012-05-25 Ultrasonograph

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2013244162A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019026115A1 (en) * 2017-07-31 2019-02-07 本多電子株式会社 Ultrasonic image display device and method, and recording medium having program stored therein
US20210038195A1 (en) * 2018-04-28 2021-02-11 Shenzhen Mindray Bio-Medical Electronics Co., Ltd. Ultrasound transient elasticity measurement device and method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019026115A1 (en) * 2017-07-31 2019-02-07 本多電子株式会社 Ultrasonic image display device and method, and recording medium having program stored therein
JP6484781B1 (en) * 2017-07-31 2019-03-20 本多電子株式会社 Ultrasonic image display device
US20210038195A1 (en) * 2018-04-28 2021-02-11 Shenzhen Mindray Bio-Medical Electronics Co., Ltd. Ultrasound transient elasticity measurement device and method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5597734B2 (en) Ultrasonic imaging apparatus and ultrasonic imaging program
JP5389722B2 (en) Ultrasonic diagnostic apparatus and method for operating the same
JP5808325B2 (en) Ultrasonic diagnostic apparatus and method of operating ultrasonic diagnostic apparatus
JP6288996B2 (en) Ultrasonic diagnostic apparatus and ultrasonic imaging program
JP2008168016A (en) Ultrasonic diagnostic apparatus, imt measurement method, and imt measurement program
WO2012002420A1 (en) Ultrasound diagnostic device and ultrasound diagnostic method
JP2012217611A (en) Ultrasonic diagnostic apparatus and method for generating ultrasonic image
JP2007044499A (en) Ultrasonic diagnostic apparatus and ultrasonic image processing program
JP5623160B2 (en) Ultrasonic diagnostic apparatus and method for operating the same
US9223011B2 (en) Ultrasonic signal processing device and ultrasonic signal processing method
JP6687336B2 (en) Ultrasonic diagnostic device and control program
JP5623157B2 (en) Ultrasonic diagnostic apparatus and method for operating the same
JP5588924B2 (en) Ultrasonic diagnostic equipment
JP2011072566A (en) Ultrasound diagnostic apparatus and signal processing method thereof
JP2010234013A (en) Ultrasonic diagnostic apparatus and ultrasonic diagnostic method
WO2013176112A1 (en) Ultrasonic image generating method and ultrasonic image diagnostic device
JP5247330B2 (en) Ultrasonic signal processing apparatus and ultrasonic signal processing method
JP2013244162A (en) Ultrasonograph
JP2008142130A (en) Ultrasonic diagnostic apparatus and its control processing program
JP5851345B2 (en) Ultrasonic diagnostic apparatus and data processing method
JP2013244159A (en) Ultrasonic diagnostic equipment and method for estimating sound velocity
JP2012071037A (en) Ultrasonic image diagnostic apparatus, ultrasonic image forming method, and program
JP2010124852A (en) Ultrasonic diagnostic device
WO2013073514A1 (en) Ultrasonic diagnosis device and method
JP2013244161A (en) Ultrasonograph