JP2016127876A - 超音波信号処理装置、及び超音波診断装置 - Google Patents
超音波信号処理装置、及び超音波診断装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016127876A JP2016127876A JP2015002804A JP2015002804A JP2016127876A JP 2016127876 A JP2016127876 A JP 2016127876A JP 2015002804 A JP2015002804 A JP 2015002804A JP 2015002804 A JP2015002804 A JP 2015002804A JP 2016127876 A JP2016127876 A JP 2016127876A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- acoustic line
- ultrasonic
- transmission
- reception
- transducer
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- A61B8/52—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- A61B8/5269—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving detection or reduction of artifacts
- A61B8/5276—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving detection or reduction of artifacts due to motion
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- A61B8/13—Tomography
- A61B8/14—Echo-tomography
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- A61B8/44—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device
- A61B8/4483—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device characterised by features of the ultrasound transducer
- A61B8/4494—Constructional features of the ultrasonic, sonic or infrasonic diagnostic device characterised by features of the ultrasound transducer characterised by the arrangement of the transducer elements
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- A61B8/52—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- A61B8/5207—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving processing of raw data to produce diagnostic data, e.g. for generating an image
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
- G01S15/89—Sonar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
- G01S15/8906—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques
- G01S15/8909—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques using a static transducer configuration
- G01S15/8915—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques using a static transducer configuration using a transducer array
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
- G01S15/89—Sonar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
- G01S15/8906—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques
- G01S15/8997—Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques using synthetic aperture techniques
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
- G01S7/52017—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00 particularly adapted to short-range imaging
- G01S7/52046—Techniques for image enhancement involving transmitter or receiver
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
- G10K11/18—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound
- G10K11/26—Sound-focusing or directing, e.g. scanning
- G10K11/34—Sound-focusing or directing, e.g. scanning using electrical steering of transducer arrays, e.g. beam steering
- G10K11/341—Circuits therefor
- G10K11/346—Circuits therefor using phase variation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
- G01S7/52017—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00 particularly adapted to short-range imaging
- G01S7/52085—Details related to the ultrasound signal acquisition, e.g. scan sequences
- G01S7/5209—Details related to the ultrasound signal acquisition, e.g. scan sequences using multibeam transmission
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Gynecology & Obstetrics (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Abstract
Description
図24は、従来の超音波診断装置における受信ビームフォーミング方法を示す模式図である。従来の超音波診断装置は、被検体の体内から反射超音波を受信する複数の超音波振動子201a(以後、「振動子」とする)からなるプローブ201と、振動子201aで受信した反射超音波を電気的に変換して電気信号とし、それに整相加算処理を行う受信ビームフォーマ部202を有している。受信ビームフォーマ部202は、各々の振動子201aに対応づけられ、電気信号に対して増幅処理、A/D変換処理、遅延処理を行う遅延部2021、複数の遅延部2021からの出力信号をアボダイゼーションと呼ばれる重みを乗じて加算する加算部2022とを有している。この受信ビームフォーマ部202は、振動子201aが得た反射超音波に基づく電気信号を振動子201aごとに遅延部2021で遅延処理を行った上で加算部2022により加算した結果を音響線信号として出力する。この際、遅延部2022で適用される遅延量は、送信超音波ビームの中心軸上に位置する観測点と各振動子201aとの距離に基づいて算出されることが一般である。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、モーションアーチファクトを抑制し、かつ分解能が高く雑音をより抑制した高画質な超音波画像を生成できる超音波信号処理装置及びそれを用いた超音波診断装置を提供することを目的とする。
発明者は超音波診断装置において、超音波画像における分解能及び信号S/N比を向上させるために各種の検討を行った。
非特許文献1に記載の、従来の超音波診断装置では、一般に、複数の振動子によって行われる被検体への超音波送信が行われる際、被検体のある深さで超音波ビームがフォーカスを結ぶよう送信ビームフォーミングがなされる。このとき、観測点Pが送信フォーカス点近傍にある場合には、送信フォーカス点近傍では超音波ビームは絞り込まれているので超音波ビームの分解能は高まり、また、空間エネルギー密度が高いために得られる反射超音波の信号S/N比(対象観測点Pから放射されたエコー信号をS、それ以外の領域からの信号をNとする)も高くなる。その結果、得られる音響線信号の分解能及び信号S/N比が高く高画質な超音波画像を得ることができる。他方、観測点Pが送信超音波ビームの中心軸上に位置する場合であっても、送信フォーカス点近傍から離れた位置にある場合には、得られる音響線信号の分解能及び信号S/N比が低く高画質な超音波画像を得ることが難しい。
以下、実施の形態に係る超音波画像処理方法及びそれを用いた超音波診断装置について図面を用いて詳細に説明する。
<全体構成>
以下、実施の形態1に係る超音波診断装置100について、図面を参照しながら説明する。
図1は、実施の形態1に係る超音波診断システム1000の機能ブロック図である。図1に示すように、超音波診断システム1000は、被検体に向けて超音波を送信しその反射波の受信する複数の振動子101aを有するプローブ101、プローブ101に超音波の送受信を行わせプローブ101からの出力信号に基づき超音波画像を生成する超音波診断装置100、超音波画像を画面上に表示する表示部106を有する。プローブ101、表示部106は、それぞれ、超音波診断装置100に各々接続可能に構成されている。図1は超音波診断装置100に、プローブ101、表示部106が接続された状態を示している。なお、プローブ101と、表示部106とは、超音波診断装置100の内部にあってもよい。
超音波診断装置100は、プローブ101の複数ある振動子101aのうち、送信又は受信の際に用いる振動子を各々に選択し、選択された振動子に対する入出力を確保するマルチプレクサ部102、超音波の送信を行うためにプローブ101の各振動子101aに対する高電圧印加のタイミングを制御する送信ビームフォーマ部103と、プローブ101で受信した超音波の反射波に基づき、複数の振動子101aで得られた電気信号を増幅し、A/D変換し、受信ビームフォーミングして音響線信号を生成する受信ビームフォーマ部104を有する。また、受信ビームフォーマ部104からの出力信号に基づいて超音波画像(Bモード画像)を生成する超音波画像生成部105、受信ビームフォーマ部104が出力する音響線信号及び超音波画像生成部105が出力する超音波画像を保存するデータ格納部107と、各構成要素を制御する制御部108を備える。
超音波診断装置100を構成する各要素、例えば、マルチプレクサ部102、送信ビームフォーマ部103、受信ビームフォーマ部104、超音波画像生成部105、制御部108は、それぞれ、例えば、FPGA(Field Programmable Gate Array)、ASIC(Aplication Specific Ingegrated Circuit)などのハードウェア回路により実現される。あるいは、CPU(Central Processing Unit)やGPGPU(General−Purpose computing on Graphics Processing Unit)やプロセッサなどのプログラマブルデバイスとソフトウェアにより実現される構成であってもよい。これらの構成要素は一個の回路部品とすることができるし、複数の回路部品の集合体にすることもできる。また、複数の構成要素を組合せて一個の回路部品とすることができるし、複数の回路部品の集合体にすることもできる。
なお、本実施の形態に係る超音波診断装置100は、図1で示した構成の超音波診断装置に限定されない。例えば、マルチプレクサ部102が不要な構成もあるし、プローブ101に送信ビームフォーマ部103や受信ビームフォーマ部104、またその一部などが内蔵される構成であってもよい。
実施の形態1に係る超音波診断装置100は、プローブ101の各振動子101aから超音波送信を行わせる送信ビームフォーマ部103と、プローブ101での超音波反射波の受信から得た電気信号を演算して超音波画像を生成するための音響線信号を生成する受信ビームフォーマ部104に特徴を有する。そのため、本明細書では、主に、送信ビームフォーマ部103及び受信ビームフォーマ部104について、その構成及び機能を説明する。なお、送信ビームフォーマ部103及び受信ビームフォーマ部104以外の構成については、公知の超音波診断装置に使われるものと同じ構成を適用可能であり、公知の超音波診断装置のビームフォーマ部に本実施の形態に係るビームフォーマ部を置き換えて使用することが可能である。
1.送信ビームフォーマ部103
送信ビームフォーマ部103は、マルチプレクサ部102を介してプローブ101と接続され、プローブ101から超音波の送信を行うためにプローブ101に存する複数の振動子101aの全てもしくは一部に当たる送信振動子列からなる送信開口Txに含まれる複数の振動子の各々に対する高電圧印加のタイミングを制御する。送信ビームフォーマ部103は送信部1031から構成される。
送信ビームフォーマ部103において、送信開口Txの中心に位置する振動子ほど送信タイミングを遅らせるように各振動子の送信タイミングを制御することにより、送信開口Tx内の振動子列から送信された超音波送信波は、被検体のある深度(Focal depth)において、波面がある一点で送信フォーカス点F(Focal point)があう状態となる。送信フォーカス点Fの深さ(Focal depth)は、任意に設定することができる。送信フォーカス点Fで合焦した波面は、再び拡散し、送信開口Txを底とし送信フォーカス点Fを節とする交差する2つの直線で区切られた砂時計型の空間内を超音波送信波が伝播する。すなわち、送信開口Txで放射された超音波は、しだいにその空間上での幅(図中の横軸方向)を小さくし、送信フォーカス点Fでその幅を最小化し、それよりも深部(図中では上部)に進行するにしたがって、再び、その幅を大きくしながら拡散し、伝播することとなる。この砂時計型の領域(斜線ハッチングで示した領域)を超音波照射領域Axと称呼する。
受信ビームフォーマ部104は、プローブ101で受信した超音波の反射波に基づき、複数の振動子101aで得られた電気信号から音響線信号を生成する。なお、「音響線信号」とは、整相加算処理がされたあとのある観測点に対する受信信号である。整相加算処理については後述する。図3は、受信ビームフォーマ部104の構成を示す機能ブロック図である。図3に示すように、受信ビームフォーマ部104は、受信部1040、イベントごと整相加算部1041、対象領域決定部(以後、「決定部」とする)110、検出部109、合成部1049を備える。
(1)受信部1040
受信部1040は、マルチプレクサ部102を介してプローブ101と接続され、送信イベントに同期してプローブ101での超音波反射波の受信から得た電気信号を増幅した後AD変換した受信信号(RF信号)を生成する回路である。送信イベントの順に時系列に受信信号を生成しデータ格納部107に出力し、データ格納部107に受信信号を保存する。
送信イベントでは、上述のとおり、送信部1031は、プローブ101に存する複数の振動子101a中、送信開口Txに含まれる複数の振動子の各々に超音波ビームを送信させる。これに対し、受信部1040は、送信イベントに同期してプローブ101に存する複数の振動子101aの一部又は全部にあたる振動子の各々が得た反射超音波に基づいて、各振動子に対する受信信号の列を生成する。ここで、反射超音波を受信する振動子を「受波振動子」と称呼する。受波振動子の数は、送信開口Txに含まれる振動子の数よりも多いことが好ましい。また、受波振動子の数はプローブ101に存する振動子101aの全数としてもよい。
(2)検出部109
検出部109は、合成されデータ格納部107に保持されている複数のフレーム音響線信号を入力として画像解析を行い、複数のフレーム音響線信号間における被検体像の動きを示す動き量を検出する回路である。ここで、「フレーム」とは、1枚の超音波画像を構築する上で必要な1つのまとまった信号を形成する単位をさす。1フレーム分の合成された音響線信号を「フレーム音響線信号」とする。この動き量の検出は、例えば、少なくとも2フレームのフレーム音響線信号を比較し、フレーム音響線信号内の1又は複数の画素からなる各画像領域の信号強度や輝度の差異を検出することで行ことができる。画像解析の対象となるフレーム音響線信号には、合成されデータ格納部107に保持されているフレーム音響線信号のうち、合成された時刻が新しい少なくとも2フレームのフレーム音響線信号を選択することが好ましい。例えば、合成された最新の連続する2フレームのフレーム音響線信号のうち、新しい方を対象フレーム音響線信号とし、古い方を対比フレーム音響線信号として選択してもよい。
なお、検出部109は、フレーム音響線信号に代えて、フレーム音響線信号に基づきゲイン処理、対数変換等を施してフレームの超音波画像信号に処理した輝度信号に基づいて動き量を検出する構成としてもよい。 図4は、検出部109における動き量の検出方法の一例を示す模式図である。図4に示すように、検出部109は、データ格納部107から、過去に合成された対象フレーム音響線信号AfとAfよりさらに過去に合成された対比フレーム音響線信号Bfを読み出し、1又は複数の画素からなる同一の画素領域間で例えば信号強度又は輝度情報についてフレーム間で差分を行う。具体的には、対象フレーム音響線信号Afをブロックと呼ばれる細かい例えば矩形の着目画像領域A(1,1)〜A(n,m)(n、mは整数)に分割し、そして、着目画像領域A(i,j)(1≦i≦n、1≦j≦m)と比較対象となる対比フレーム音響線信号Bfの対比画像領域B(i,j)(1≦i≦n、1≦j≦m)とをブロックごとに対比して両画素領域内の平均信号強度(例えば、輝度)の差分を算出する。この差分が大きいほど両フレーム音響線信号の同一画素領域間の動き量が大きいとみなすことができる。この画素領域毎の動き量を、対象フレーム音響線信号Af上においてA(1,1)からA(n,m)を着目画素領域として算出したのち、これらを累積して対象フレーム音響線信号Afに含まれる各画素領域の動き量累積値を算出する。
算出されたフレーム音響線信号の動き量は決定部110に出力される。
(3)決定部110
決定部110は、被検体内においてサブフレーム音響線信号の生成を行う領域を示す対象領域内Bxを決定する。ここで、「対象領域」とは、送信イベントに同期して被検体内においてサブフレーム音響線信号の生成が行われるべき信号上の領域であり、対象領域Bx内の観測点Pijについて音響線信号が生成される。対象領域Bxは、音響線信号の生成が行われる観測対象点の集合として、1回の送信イベントに同期して計算の便宜上決定される。
図5は、動き量の変化に伴う対象領域Bxの振動子列方向の幅の変化を示す模式図である。図5に示すように、対象領域Bxの範囲は、超音波照射領域Axの内部に存在するよう決定される。そして、決定部110は、動き量が所定の閾値以上であるとき振動子101aの列方向に沿った幅を減じた対象領域Bxを決定する。
動き量が所定の閾値以上であるとき対象領域Bxの長さを所定値に減少する構成としているのは、超音波検査中に、所定の閾値以上の動き量が検出された場合に即座に対象領域Bxを減じて超音波画像における画像ボケや虚像等のモーションアーチファクト抑制するためである。
また、上記構成において、決定部110は送信イベントにおいて得られた動き量が所定の閾値以上である場合に、列方向の幅を最小にした対象領域を決定するようにしてもよい。このとき、対象領域Bxは、振動子列の列中心を通り前記列に垂直な線状の領域であってもよい。また、列方向の幅を最小にした対象領域Bxの列方向の幅は、振動子列の列中心に位置する振動子1個の幅と等価となるよう構成してもよい。超音波検査中に、所定の閾値以上の動き量が検出された場合に即座に対象領域Bxを最小値に減じることができモーションアーチファクト抑制の応答性をより一層向上し、検査者の使い勝手を向上することができる。
また、動き量に基づく対象領域Bxの幅の増減は、複数の閾値を用いて多段階に対象領域Bxの幅を減少する構成としてもよい。より一層きめ細かい制御が可能となり、モーションアーチファクトの抑制とチラツキの抑制とをバランスすることができる。
しかしながら、対象領域Bxの形状は、砂時計形状に限定されず他の形状としてもよい。例えば、送信振動子列から平行波による超音波送信が行われる場合等においては、対象領域Bxの形状は、送信振動子列が接触する被検体表面を底辺とする矩形形状としてもよい。この場合も、超音波照射領域Axのほぼ全域に観測点を設定することができ照射された超音波の利用効率を向上することができる。
(4)整相加算部1041
整相加算部1041は、送信イベントに同期して対象領域Bx内に存する複数の観測点Pij各々について、観測点から各受信振動子Riが受信した受信信号列を整相加算する。そして、各観測点における音響線信号の列を算出することによりサブフレーム音響線信号を生成する回路である。図6は、整相加算部1041の構成を示す機能ブロック図である。図6に示すように、整相加算部1041は、受信開口設定部1042、送信時間算出部1043、受信時間算出部1044、遅延量算出部1045、遅延処理部1046、重み算出部1047、及び加算部1048を備える。
i)受信開口設定部1042
受信開口設定部1042は、制御部108からの制御信号と、送信ビームフォーマ部103からの送信開口Txの位置を示す情報とに基づき、プローブ101に存する複数の振動子の一部に当たり、列中心が送信開口Txに含まれる振動子列の列中心と合致する振動子列(受信振動子列)を受信振動子として選択して受信開口Rxを設定する回路である。
受信開口Rxの設定は、送信イベントに対応して、送信イベントと同じ回数だけ行われる。また、受信開口Rxの設定は、送信イベントに同期して漸次行われる構成であってもよく、あるいは、全ての送信イベントが終了した後に、各送信イベントに対応した受信開口Rxの設定が送信イベントの回数分まとめて行われる構成であってもよい。
データ格納部107は、受信開口Rxの位置を示す情報と受信振動子に対応する受信信号とを、送信時間算出部1043、受信時間算出部1044、遅延処理部1046、重み算出部1047に出力する。
送信時間算出部1043は、送信された超音波が被検体中の観測点Pに到達する送信時間を算出する回路である。送信イベントに対応して、データ格納部107から取得した、送信開口Txに含まれる振動子の位置を示す情報と、決定部110から取得した超音波照射領域Ax内に存在する対象領域Bxの位置を示す情報とに基づき対象領域Bx内に存在する任意の観測点Pijについて、送信された超音波が被検体中の観測点Pijに到達する送信時間を算出する。
送信開口Txから放射された送信波は、経路401を通って送信フォーカス点Fにて波面が集まり、再び、拡散する中で観測点Pijに到達し、観測点Pijで音響インピーダンスに変化があれば反射波を生成し、その反射波がプローブ101における受信開口Rx内の受信振動子Riに戻っていく。送信フォーカス点Fは送信ビームフォーマ部103の設計値として規定されているので、送信フォーカス点Fから任意の観測点Pijまでの経路402の長さは幾何学的に算出することができる。
iii)受信時間算出部1044
受信時間算出部1044は、観測点Pからの反射波が、受信開口Rxに含まれる受信振動子Riの各々に到達する受信時間を算出する回路である。送信イベントに対応して、データ格納部107から取得した受信振動子Riの位置を示す情報と、決定部110から取得した対象領域Bxの位置を示す情報とに基づき対象領域Bx内に存在する任意の観測点Pijについて、送信された超音波が被検体中の観測点Pijで反射され受信開口Rxの各受信振動子Riに到達する受信時間を算出する。
iv)遅延量算出部1045
遅延量算出部1045は、送信時間と受信時間とから受信開口Rx内の各受信振動子Riへの総伝播時間を算出し、当該総伝播時間に基づいて、各受信振動子Riに対する受信信号の列に適用する遅延量を算出する回路である。遅延量算出部1045は、送信時間算出部1043から送信された超音波が観測点Pijに到達する送信時間と、観測点Pijで反射して各受信振動子Riに到達する受信時間を取得する。そして、送信された超音波が各受信振動子Riへ到達するまでの総伝播時間を算出し、各受信振動子Riに対する総伝播時間の差異により、各受信振動子Riに対する遅延量を算出する。遅延量算出部1045は、対象領域Bx内に存在する全ての観測点Pijについて、各受信振動子Riに対する受信信号の列に適用する遅延量を算出して遅延処理部1046に出力する。
遅延処理部1046は、受信開口Rx内の受信振動子Riに対する受信信号の列から、各受信振動子Riに対する遅延量に相当する受信信号を、観測点Pijからの反射超音波に基づく各受信振動子Riに対応する受信信号として同定する回路である。
遅延処理部1046は、送信イベントに対応して、受信開口設定部1042から受信振動子Riの位置を示す情報、データ格納部107から受信振動子Riに対応する受信信号、決定部110から取得した対象領域Bxの位置を示す情報、遅延量算出部1045から各受信振動子Riに対する受信信号の列に適用する遅延量を入力として取得する。そして、各受信振動子Riに対応する受信信号の列から、各受信振動子Riに対する遅延量を差引いた時間に対応する受信信号を観測点Pijからの反射波に基づく受信信号として同定し、加算部1048に出力する。
重み算出部1047は、受信開口Rxの列方向の中心に位置する振動子に対する重みが最大となるよう各受信振動子Riに対する重み数列(受信アボダイゼーション)を算出する回路である。
図5に示すように、重み数列は受信開口Rx内の各振動子に対応する受信信号に適用される重み係数の数列である。重み数列は、送信フォーカス点Fを中心として対称な分布をなす。重み数列の分布の形状は、ハミング窓、ハニング窓、矩形窓などを用いることができ、分布の形状は特に限定されない。重み数列は、受信開口Rxの列方向の中心に位置する振動子に対する重みが最大となるように設定され、重みの分布の中心軸は、受信開口中心軸Rxoと一致する。重み算出部1047は、受信開口設定部1042から出力される受信振動子Riの位置を示す情報を入力として、各受信振動子Riに対する重み数列を算出し加算部1048に出力する。
加算部1048は、遅延処理部1046から出力される各受信振動子Riに対応して同定された受信信号を入力として、それらを加算して、観測点Pijに対する整相加算された音響線信号を生成する回路である。あるいは、さらに、重み算出部1047から出力される各受信振動子Riに対する重み数列を入力として、各受信振動子Riに対応して同定された受信信号に、各受信振動子Riに対する重みを乗じて加算して、観測点Pijに対する音響線信号を生成する構成としてもよい。遅延処理部1046において受信開口Rx内に位置する各受信振動子Riが検出した受信信号の位相を整えて加算部1048にて加算処理をすることにより、観測点Pijからの反射波に基づいて各受信振動子Riで受信した受信信号を重ね合わせてその信号S/N比を増加し、観測点Pijからの受信信号を抽出することができる。
加算部1048により、送信イベントに同期して対象領域Bx内に存在する全ての観測点Pijに対するサブフレームの音響線信号が生成される。生成されたサブフレームの音響線信号は、データ格納部107に出力され保存される。
合成部1049は、送信イベントに同期して生成されるサブフレーム音響線信号からフレーム音響線信号を合成する回路である。図9は、合成部1049の構成を示す機能ブロック図である。図9に示すように、合成部1049は、加算処理部10491、増幅処理部10492を備える。
i)加算処理部10491
加算処理部10491は、フレーム音響線信号を合成するための一連のサブフレーム音響線信号の生成が終了したのち、データ格納部107に保持されている複数のサブフレーム音響線信号を読み出す。そして、各サブフレーム音響線信号に含まれる音響線信号が取得された観測点Pijの位置を指標として複数のサブフレーム音響線信号を加算することにより、各観測点に対する合成音響線信号を生成してフレーム音響線信号を合成する。そのため、複数のサブフレーム音響線信号に含まれる同一位置の観測点に対する音響線信号は加算されて合成音響線信号が生成される。
なお、各サブフレーム音響線信号に含まれる音響線信号が取得された観測点Pijの位置を指標として加算する際に、観測点Pijの位置を指標として重みづけしながら加算してもよい。
ii)増幅処理部10492
上述のとおり、合成音響線信号の値は動き量に応じて変化する。また、被検体の深さ方向においても変化する。これを補うために、増幅処理部10492は、フレーム音響線信号に含まれる合成音響線信号の合成において、加算が行われた回数に応じて決定した増幅率を各合成音響線信号に乗じる増幅処理を行う。
なお、生成した各観測点に対する合成音響線信号に増幅処理を施した信号をフレーム音響線信号としてもよい。
以上の構成からなる超音波診断装置100の動作について説明する。
図13は、受信ビームフォーマ部104のビームフォーミング処理動作を示すフローチャートである。
先ず、ステップS101において、送信部1031は、プローブ101に存する複数の振動子101a中送信開口Txに含まれる各振動子に超音波ビームを送信させるための送信信号を供給する送信処理(送信イベント)を行う。
次に、ステップS202において、決定部110は、送信イベントに同期して、送信開口Txの位置を示す情報と動き量とに基づき対象領域内Bxを決定する。1回目のループでは初回の送信イベントにおける送信開口Txから求められる超音波照領域Ax内の対象領域内Bxが決定される。
他方、動き量が所定の閾値未満であるときは対象領域Bxの幅を送信イベントに同期して漸増することにより、対象領域Bxの急激な拡大を防止し超音波画像におけるチラツキを防止することができる。
ここで、ステップS207における、観測点Pijについて音響線信号を生成する動作について説明する。図15は、受信ビームフォーマ部104における観測点Pijについての音響線信号生成動作を示すフローチャートである。図16は、受信ビームフォーマ部104における観測点Pijについての音響線信号生成動作を説明するための模式図である。
次に、重み算出部1047は、受信開口Rxの列方向の中心に位置する振動子に対する重みが最大となるよう各受信振動子Riに対する重み数列を算出する(ステップS2079)。加算部1048は、各受信振動子Riに対応して同定された受信信号に、各受信振動子Riに対する重みを乗じて加算して、観測点Pijに対する音響線信号を生成し(ステップS2170)、生成された観測点Pijについて音響線信号はデータ格納部107に出力され保存される(ステップS2171)。
1.モーションアーチファクト
超音波診断装置100における超音波画像の画質改善効果について、フレーム音響線信号に基づき超音波画像生成部105で生成したBモード画像を表示部106に表示させて確認した。
その結果、超音波診断装置100では、動き量が大きい場合から小さい場合まで、画像ボケの少ない明瞭な画像が得られており、モーションアーチファクトが抑制され、かつ分解能が高く雑音をより抑制した超音波画像が得られることを確認した。
2.増幅処理による効果
次に、超音波診断装置100における増幅処理による画質改善効果をBモード画像表示から評価した。
以上、説明したように本実施の形態に係る超音波診断装置100によれば、合成開口法により、異なる送信イベントにより生成された同一位置にある観測点Pについての音響線信号に重ね合わせて合成する。これにより、複数の送信イベントに対して送信フォーカス点F以外の深度にある観測点Pにおいても、仮想的に送信フォーカスを行った効果が得られ空間分解能と信号S/N比を向上することができる。
実施の形態1に係る超音波診断装置100では、受信開口設定部1042は、列中心が観測点Pに最も空間的に近接する振動子と合致するよう受信開口Rxを選択する構成とした。しかしながら、受信開口Rxの構成は、送信開口Txから送信された超音波が送信フォーカス点Fを経由して超音波照領域Ax内の観測点Pijで反射され受信開口Rxの受信振動子Riに到達するまでの総伝播時間を算出して総伝播経路に基づく遅延制御を行なうことで、超音波照領域Ax内に位置する対象領域Bx内の全ての観測点Pijについての音響線信号を生成するものであればよく、受信開口Rxの構成は適宜変更することができる。
図19は、Tx受信開口設定部により設定された受信開口Rxと送信開口Txとの関係を示す模式図である。変形例1では、受信開口Rx振動子列の列中心が送信開口Tx振動子列の列中心と合致するように受信開口Rx振動子列が選択される。受信開口Rxの中心軸Rxoの位置は、送信開口Txの中心軸Txoの位置と同一であり、受信開口Rxは、送信フォーカス点Fを中心として対称な開口である。したがって、送信イベントにごとに列方向に移動する送信開口Txの位置変化に同期して、受信開口Rxの位置も移動する。
図20は、変形例1に係る超音波診断装置の受信ビームフォーマ部のビームフォーミング処理動作を示すフローチャートである。本フローチャートでは、図13における観測点同期型ビームフォーミング処理(ステップS20(S204〜S211))に替えて送信同期型ビームフォーミング処理(ステップS40(S404〜S411))を行う点にて相違する。ステップS40以外の処理については、図13と同じであり、同し部分については説明を省略する。
次に、ステップS202で算出した対象領域Bx内の観測点Pijの位置を示す座標ijを対象領域Bx内の最小値に初期化し(ステップS405、S406)、観測点Pijについて音響線信号を生成する(ステップS407)。図21は、変形例1に係る受信ビームフォーマ部における観測点Pijについての音響線信号生成動作を説明するための模式図である。実施の形態1に関する図13とは、送信開口Txと受信開口Rxとの位置関係が異なる。ステップS407における処理方法については、図13におけるステップS207(図15におけるステップS2071〜ステップS2171)と同じである。
以上説明した、変形例1に係る超音波診断装置では、実施の形態1において示した効果のうち観測点同期型の受信開口に関する部分を除いた効果に変えて、以下の効果を奏する。すなわち、変形例1では、Tx受信開口設定部は送信イベントに対応して列中心が送信開口Txに含まれる振動子列の列中心と合致する振動子列を受信振動子として選択して受信開口Rxを設定する。そのため、受信開口Rxの中心軸Rxoの位置は、送信開口Txの中心軸Txoの位置と同一であり、送信イベントにごとに列方向に移動する送信開口Txの位置変化に同期して、受信開口Rxの位置も変化(移動)する。よって、送信イベントに同期してそれぞれ異なる受信開口にて整相加算を行うことができ、複数の送信イベントにわたって受信時刻は異なるものの、結果としてより一層広い受信開口を用いた受信処理の効果が得られ、広い観測領域で空間分解能を均一にすることができる。
実施の形態1に係る超音波診断装置100では、検出部109は、複数のフレーム音響線信号を入力として画像解析を行い複数のフレーム音響線信号間における被検体像の動きを示す動き量を検出する構成とした。しかしながら、検出部109は、反射超音波に基づき被検体像の動きを示す動き量を検出するものであればよく、画像解析の対象となる信号はフレーム音響線信号に限られず適宜変更することができる。
<構 成>
以下、実施の形態2に係る超音波診断装置について、図面を参照しながら説明する。図22は、実施の形態2に係る超音波診断装置の受信ビームフォーマ部104Aの構成を示す機能ブロック図である。実施の形態2に係る超音波診断装置は、送信イベントに同期して生成され記録媒体に保持されている複数のサブフレーム音響線信号に基づき複数のフレーム音響線信号間における被検体像の動きを示す動き量を検出する検出部109Aを備える。さらに、送信イベントに同期して検出される動き量に基づき、この動き量が所定の閾値以上であるとき振動子列方向の幅を減じた対象領域Bxを決定する決定部110Aを備え、これらの構成を備えた点に特徴を有する。検出部109A、及び決定部110A以外の構成については、実施の形態1に示した各要素と同じであり、同し部分については説明を省略する。
検出部109Aは、合成されデータ格納部107に保持されている複数のフレーム音響線信号を入力として画像解析を行い、複数のサブフレーム音響線信号間における被検体像の動きを示す動き量を検出する回路である。この動き量の検出は、送信イベントに同期して、例えば、2以上のサブフレーム音響線信号を比較し、サブフレーム音響線信号内の1又は複数の画素からなる各画像領域の信号強度や輝度の差異を検出することで行う。画像解析の対象となるサブフレーム音響線信号には、生成されデータ格納部107に保持されているサブフレーム音響線信号のうち、生成された時刻が新しい少なくとも2サブフレームのサブフレーム音響線信号を選択することが好ましい。例えば、直近の過去に合成された連続する2サブフレームのサブフレーム音響線信号のうち、新しい方を対象サブフレーム音響線信号とし、古い方を対比サブフレーム音響線信号として選択してもよい。
なお、検出部109Aは、サブフレーム音響線信号に代えて、送信イベントに同期して反射超音波に基づき生成され整相加算がなされる前の受信信号列に基づいて動き量を検出する構成としてもよい。
決定部110Aは、送信イベントに同期して送信ビームフォーマ部103から取得する送信開口Txの位置を示す情報と、送信イベントに同期して検出部109Aから取得するサブフレーム音響線信号における被検体像の動きを示す動き量とに基づき対象領域内Bxを決定する。決定部110Aにおける対象領域Bxの範囲の変更は、図5に示される決定部110での動き量の変化に伴う対象領域Bxの振動子列方向の幅の変化と同じ方法で行われる。
決定された対象領域Bxは整相加算部1041に出力される。
<動作について>
図23は、受信ビームフォーマ部104Aのビームフォーミング処理動作を示すフローチャートである。本フローチャートでは、図13における動き量検出処理(ステップS201)、対象領域決定処理(ステップS202)に替えて、ステップS201A及びステップS202Aの処理を行う点で相違する。これ以外の処理については、図13と同じであり、同し部分については説明を省略する。
次に、ステップS202Aにおいて、決定部110Aは、送信イベントに同期して取得する送信開口Txの位置を示す情報と、送信イベントに同期して検出されるサブフレーム音響線信号間における動き量とに基づき対象領域内Bxを決定する。
次に、観測点同期型ビームフォーミング処理(ステップS20(S204〜S211))に進む。座標ijをインクリメントしてステップS207を繰り返すことにより、対象領域Bx内の座標ijに位置する全ての観測点Pijについて音響線信号が生成される。
以上、説明したように実施の形態2に係る超音波診断装置によれば、実施の形態1に係る超音波診断装置100と同様に、合成開口法固有のモーションアーチファクトを抑制し、かつ分解能が高く雑音をより抑制した高画質な超音波画像を生成することができる。
さらに、実施の形態2に係る超音波診断装置では、送信イベントに同期して動き量を検出してその大きさを判定し、動き量が所定の閾値以上である場合に対象領域Bxの幅を所定の最小値に減少する処理を行う。これにより、フレーム音響線信号を構成するための複数の送信イベントの途中で閾値以上の動き量が検出された場合に、即座に対象領域Bxを減じることができ超音波画像におけるモーションアーチファクト抑制の応答性を向上することができる。
実施の形態2に係る超音波診断装置の受信ビームフォーマ部104Aでは、合成部1049は、超音波診断装置100に係る受信ビームフォーマ部104と同様に、異なる送信イベントに基づき生成された複数のサブフレーム音響線信号を、各サブフレーム音響線信号に含まれる音響線信号が取得された観測点の位置を指標として加算することにより各観測点に対する合成音響線信号を生成してフレーム音響線信号を合成する構成としている。
変形例2に係る受信ビームフォーマ部では、合成部は、決定部110Aが送信イベントにおいて得られた動き量が所定の閾値以上であることに基づき列方向の幅を減じた対象領域を決定した場合に、この送信イベントより前に取得されたサブフレーム音響線信号における音響線信号の値を0とする。さらに、各サブフレーム音響線信号に含まれる音響線信号が取得された観測点の位置を指標として加算することにより各観測点に対する合成音響線信号を生成して前記フレーム音響線信号を合成してもよい。
なお、上記構成において、決定部110Aが送信イベントにおいて得られた動き量が所定の閾値以上であるとき列方向の幅を最小にした対象領域を決定するようにしてもよい。
なお、本発明を上記実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上記の実施の形態に限定されず、以下のような場合も本発明に含まれる。
例えば、本発明は、マイクロプロセッサとメモリを備えたコンピュータシステムであって、上記メモリは、上記コンピュータプログラムを記憶しており、上記マイクロプロセッサは、上記コンピュータプログラムにしたがって動作するとしてもよい。例えば、本発明の超音波診断装置の診断方法のコンピュータプログラムを有しており、このプログラムに従って動作する(又は接続された各部位に動作を指示する)コンピュータシステムであってもよい。
また、各実施の形態に係る、超音波診断装置の機能の一部又は全てを、CPU等のプロセッサがプログラムを実行することにより実現してもよい。上記超音波診断装置の診断方法や、ビームフォーミング方法を実施させるプログラムが記録された非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体であってもよい。プログラムや信号を記録媒体に記録して移送することにより、プログラムを独立した他のコンピュータシステムにより実施するとしてもよい、また、上記プログラムは、インターネット等の伝送媒体を介して流通させることができるのは言うまでもない。
また、ブロック図における機能ブロックの分割は一例であり、複数の機能ブロックを一つの機能ブロックとして実現したり、一つの機能ブロックを複数に分割したり、一部の機能を他の機能ブロックに移してもよい。また、類似する機能を有する複数の機能ブロックの機能を単一のハードウェア又はソフトウェアが並列又は時分割に処理してもよい。
また、超音波診断装置には、プローブ及び表示部が外部から接続される構成としたが、これらは、超音波診断装置内に一体的に具備されている構成としてもよい。
さらに、本実施の形態に対して当業者が思いつく範囲内の変更を施した各種変形例も本発明に含まれる。
以上、説明したように、本実施の形態に係る超音波信号処理装置は、超音波プローブに列設された複数の振動子を選択的に駆動して被検体に超音波送信する送信イベントを複数回繰り返すとともに、各送信イベントに同期して被検体から反射超音波を受波し、受波した反射超音波に基づいて生成される複数のサブフレーム音響線信号に基づきフレーム音響線信号を合成する超音波信号処理装置であって、1回の送信イベントにおいて前記複数の振動子の中から一部の振動子列が選択されてその振動子列から被検体に向けて超音波送信され、複数回繰り返される各送信イベントにおいて選択される振動子列が列方向に順次移動するように制御されている送信部と、各送信イベントに同期して前記複数の振動子の中から他の一部の振動子列を選択し、当該他の一部の振動子列が被検体内から受波した反射超音波に基づいて、前記他の一部の振動子列中の振動子各々に対する受信信号列を生成する受信部と、各送信イベントに同期して被検体内において前記サブフレーム音響線信号が生成されるべき対象領域を決定する決定部と、各送信イベントに同期して前記対象領域内の複数の観測点について、各観測点から得られた反射等音波に基づく前記受信信号列を整相加算することにより、前記サブフレーム音響線信号を生成する整相加算部と、複数の送信イベントから得られた前記複数のサブフレーム音響線信号に基づき前記フレーム音響線信号を合成する合成部と、反射超音波に基づき被検体像の動き量を検出する検出部とを備え、前記検出部が、所定の閾値以上の動き量を検出したとき、前記合成部は、前記フレーム音響線信号内の一つの観測点に対する音響線信号(合成音響線信号)の合成に寄与するサブフレーム音響線信号のサブフレーム数を減少させることを特徴とする。係る構成により、モーションアーチファクトを抑制し、かつ分解能が高く雑音をより抑制した高画質な超音波画像を生成できる。
また、別の態様では、前記フレーム音響線信号の合成に用いられる前記複数のサブフレーム音響線信号が生成されるべき前記対象領域は、前記複数のサブフレーム音響線信号間で同一である構成としてもよい。係る構成により、フレーム音響線信号を構成するための複数の送信イベントの途中で動き量が変動し対象領域Bxが列方向の幅が減少した場合において、Bモード画像の振動子列方向にサブフレーム音響線信号の重ね合わせ回数変動に起因するムラ(縞模様)が発生することを抑制でき、均一な超音波画像を生成することができる。
また、別の態様では、前記決定部が、一回の送信イベントに同期して前記列方向の幅を減じた前記対象領域を決定したとき、前記合成部は、各送信イベントに同期して生成された複数のサブフレーム音響線信号を、前記一回の送信イベントより前の送信イベントに同期して生成されたサブフレーム音響線信号の値を0とする構成としてもよい。また、別の態様では、各サブフレーム音響線信号に含まれる各観測点に対する音響線信号を、前記観測点の位置を指標として加算することにより前記フレーム音響線信号を合成する構成としてもよい。係る構成により、フレーム音響線信号を構成するための複数の送信イベントの途中で動き量が変動し対象領域Bxが列方向の幅が減少した場合において、Bモード画像の振動子列方向にサブフレーム音響線信号の重ね合わせ回数変動に起因するムラ(縞模様)が発生することを抑制でき、均一な超音波画像を生成することができる。
また、別の態様では、さらに、前記フレーム音響線信号の合成において前記フレーム音響線信号に含まれる各音響線信号の合成において加算が行われた回数に応じて決定した増幅率を当該各音響線信号(合成音響線信号)に乗じる増幅処理部を備えた構成としてもよい。また、別の態様では、前記対象領域は、前記送信振動子列が接触する被検体表面を底辺とする砂時計形状の領域であり、前記増幅率は被検体深さ方向において変化する構成としてもよい。また、別の態様では、前記増幅処理部は、前記対象領域の前記列方向の幅が大きいほど前記増幅率は前記深さ方向において大きく変化する構成としてもよい。係る構成により、被検体の深さ方向における重畳数の変化に伴う合成音響線信号の変動要因は解消され、増幅処理後の合成音響線信号の値は深さ方向において均一化が図られる。また、増幅処理を行うことにより動き量が大きい場合においても被検体の深さ方向に生じる濃度の段差を目立たなくすることができる。
また、別の態様では、前記整相加算部は、送信された超音波が観測点で反射され各振動子に到達するまでの総伝播時間に基づき、前記観測点に対する音響線信号を生成する構成としてもよい。係る構成により、簡易な構成にて整相加算部を実現できる。
以上で説明した実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、工程、工程の順序などは一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない工程については、より好ましい形態を構成する任意の構成要素として説明される。
さらに、超音波診断装置においては基板上に回路部品、リード線等の部材も存在するが、電気的配線、電気回路について当該技術分野における通常の知識に基づいて様々な態様を実施可能であり、本発明の説明として直接的には無関係のため、説明を省略している。なお、上記示した各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示したものではない。
101a、201a 超音波振動子
102 マルチプレクサ部
103 送信ビームフォーマ部
1031 送信部
104 受信ビームフォーマ部(観測点同期型ビームフォーマ部)
104A 受信ビームフォーマ部(送信同期型ビームフォーマ部)
1040 受信部
1041 整相加算部
1042 受信開口設定部
1043 送信時間算出部
1044 受信時間算出部
1045 遅延量算出部
1046 遅延処理部
1047 重み算出部
1048 加算部
1049 合成部
105 超音波画像生成部
106 表示部
107 データ格納部
109、109A 検出部
110、110A 対象領域決定部(決定部)
202 受信ビームフォーマ部
Claims (23)
- 超音波プローブに列設された複数の振動子を選択的に駆動して被検体に超音波送信する送信イベントを複数回繰り返すとともに、各送信イベントに同期して被検体から反射超音波を受波し、受波した反射超音波に基づいて生成される複数のサブフレーム音響線信号に基づきフレーム音響線信号を合成する超音波信号処理装置であって、
1回の送信イベントにおいて前記複数の振動子の中から一部の振動子列が選択されてその振動子列から被検体に向けて超音波送信され、複数回繰り返される各送信イベントにおいて選択される振動子列が列方向に順次移動するように制御されている送信部と、
各送信イベントに同期して前記複数の振動子の中から他の一部の振動子列を選択し、当該他の一部の振動子列が被検体内から受波した反射超音波に基づいて、前記他の一部の振動子列中の振動子各々に対する受信信号列を生成する受信部と、
各送信イベントに同期して被検体内において前記サブフレーム音響線信号が生成されるべき対象領域を決定する対象領域決定部と、
各送信イベントに同期して前記対象領域内の複数の観測点について、各観測点から得られた反射等音波に基づく前記受信信号列を整相加算することにより、前記サブフレーム音響線信号を生成する整相加算部と、
複数の送信イベントから得られた前記複数のサブフレーム音響線信号に基づき前記フレーム音響線信号を合成する合成部と、
反射超音波に基づき被検体像の動き量を検出する検出部とを備え、
前記検出部が、所定の閾値以上の動き量を検出したとき、前記合成部は、前記フレーム音響線信号内の一つの観測点に対する音響線信号の合成に寄与するサブフレーム音響線信号のサブフレーム数を減少させる
超音波信号処理装置。 - 前記対象領域決定部は、前記動き量が所定の閾値以上であるとき、前記列方向の幅を減じた前記対象領域を決定する
請求項1に記載の超音波信号処理装置。 - 前記合成部は、異なる送信イベントに同期して生成された複数のサブフレーム音響線信号を、各サブフレーム音響線信号に含まれる各観測点に対する音響線信号を前記観測点の位置を指標として加算することにより前記フレーム音響線信号を合成する
請求項1又は2に記載の超音波信号処理装置。 - 前記検出部は、合成され記録媒体に保持されている複数のフレーム音響線信号に基づき動き量を検出する
請求項1から3の何れか1項に記載の超音波信号処理装置。 - 前記検出部は、前記合成され記録媒体に保持されている複数のフレーム音響線信号に含まれる同一位置の観測点に対する複数の音響線信号の値の差分に基づき動き量を検出する
請求項4に記載の超音波信号処理装置。 - 前記フレーム音響線信号の合成に用いられる前記複数のサブフレーム音響線信号が生成されるべき前記対象領域は、前記複数のサブフレーム音響線信号間で同一である
請求項4に記載の超音波信号処理装置。 - 前記検出部は、生成され記録媒体に保持されている複数のサブフレーム音響線信号に基づき動き量を検出し、
前記対象領域決定部は、送信イベントに同期して前記動き量が所定の閾値以上であるとき前記列方向の幅を減じた前記対象領域を決定する
請求項1から3の何れか1項に記載の超音波信号処理装置。 - 前記検出部は、前記複数のサブフレーム音響線信号に含まれる同一位置の観測点に対する複数の音響線信号の値の差分に基づき動き量を検出する
請求項7に記載の超音波信号処理装置。 - 前記対象領域決定部が、一回の送信イベントに同期して前記列方向の幅を減じた前記対象領域を決定したとき、前記合成部は、各送信イベントに同期して生成された複数のサブフレーム音響線信号を、前記一回の送信イベントより前の送信イベントに同期して生成されたサブフレーム音響線信号の値を0とする
請求項7に記載の超音波信号処理装置。 - 前記合成部は、さらに、各サブフレーム音響線信号に含まれる各観測点に対する音響線信号を、前記観測点の位置を指標として加算することにより前記フレーム音響線信号を合成する
請求項9に記載の超音波信号処理装置。 - 前記合成部は、異なる送信イベントに同期して生成された複数のサブフレーム音響線信号に含まれる同一位置の観測点に対する音響線信号を加算して前記フレーム音響線信号を合成する
請求項3又は9の何れか1項に記載の超音波信号処理装置。 - 前記対象領域決定部は、前記動き量が閾値以上であるとき前記列方向の幅を最小にして前記対象領域を決定する
請求項1から8の何れか1項に記載の超音波信号処理装置。 - 前記対象領域決定部は、前記動き量が閾値未満であって、直前の送信イベントに同期して決定された前記対象領域の前記列方向の幅が最大値未満であるとき、前記列方向の幅を増加した前記対象領域を決定する
請求項1から8の何れか1項に記載の超音波信号処理装置。 - 前記対象領域決定部は、前記動き量が閾値未満であって、直前の送信イベントに同期して決定した前記対象領域の前記列方向の幅が最大値であるとき、前記列方向の幅を前記最大値とした前記対象領域を決定する
請求項1から8の何れか1項に記載の超音波信号処理装置。 - 前記対象領域決定部は、前記動き量が閾値以上であるとき、前記一部の振動子列の列中心を通り前記列に垂直な線状の領域を決定する
請求項1から8の何れか1項に記載の超音波信号処理装置。 - 前記動き量が大きいほど、異なる送信イベントに同期して生成された複数のサブフレーム音響線信号に含まれる同一位置の観測点に対する音響線信号の数が減少する
請求項1から14の何れか1項に記載の超音波信号処理装置。 - さらに、前記フレーム音響線信号の合成において前記フレーム音響線信号に含まれる各音響線信号の合成において加算が行われた回数に応じて決定した増幅率を当該各音響線信号に乗じる増幅処理部を備えた
請求項3、9、10又は11の何れか1項に記載の超音波信号処理装置。 - 前記対象領域は、前記送信振動子列が接触する被検体表面を底辺とする砂時計形状の領域であり、前記増幅率は被検体深さ方向において変化する
請求項17に記載の超音波信号処理装置。 - 前記増幅処理部は、前記対象領域の前記列方向の幅が大きいほど前記増幅率は前記深さ方向において大きく変化する
請求項17又は18の何れか1項に記載の超音波信号処理装置。 - 前記整相加算の対象となる受信信号列を取得する振動子の列の列中心は、前記受信信号列生成と同期した送信イベントが行われた前記一部の振動子の列中心と合致する
請求項1から19の何れか1項に記載の超音波信号処理装置。 - 前記整相加算の対象となる受信信号列を取得する振動子の列の列中心は、前記整相加算の対象となる観測点に最も空間上近接する振動子と合致する
請求項1から19の何れか1項に記載の超音波信号処理装置。 - さらに、前記整相加算の対象となる受信信号列を取得する振動子の列の列中心おいて、重みが最大となるよう前記列中の各振動子に対する重み数列を算出する重み算出部を備え、
前記整相加算部は、前記列を構成する各振動子に対応する受信信号列から同定される受信信号値に、前記各振動子に対する重みを乗じて加算する
請求項1から19の何れか1項に記載の超音波信号処理装置。 - 前記超音波プローブが接続可能に構成された、
請求項1から22の何れか1項に記載の超音波信号処理装置を備えた
超音波診断装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015002804A JP6406019B2 (ja) | 2015-01-09 | 2015-01-09 | 超音波信号処理装置、及び超音波診断装置 |
US14/989,275 US11006931B2 (en) | 2015-01-09 | 2016-01-06 | Ultrasound signal processing device and ultrasound diagnostic device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015002804A JP6406019B2 (ja) | 2015-01-09 | 2015-01-09 | 超音波信号処理装置、及び超音波診断装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016127876A true JP2016127876A (ja) | 2016-07-14 |
JP6406019B2 JP6406019B2 (ja) | 2018-10-17 |
Family
ID=56366651
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015002804A Active JP6406019B2 (ja) | 2015-01-09 | 2015-01-09 | 超音波信号処理装置、及び超音波診断装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11006931B2 (ja) |
JP (1) | JP6406019B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018093974A (ja) * | 2016-12-09 | 2018-06-21 | コニカミノルタ株式会社 | 超音波信号処理装置、超音波信号処理方法、及び、超音波診断装置 |
JP2018110784A (ja) * | 2017-01-13 | 2018-07-19 | コニカミノルタ株式会社 | 超音波診断装置、および、その制御方法 |
JP2019062984A (ja) * | 2017-09-28 | 2019-04-25 | コニカミノルタ株式会社 | 超音波信号処理方法、及び超音波信号処理装置。 |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20180014733A1 (en) * | 2016-07-12 | 2018-01-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Subject information acquisition apparatus and method for acquiring subject information |
CN110087554A (zh) * | 2017-04-27 | 2019-08-02 | 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 | 一种超声连续波多普勒成像方法及装置、存储介质 |
JP7147399B2 (ja) * | 2018-09-11 | 2022-10-05 | コニカミノルタ株式会社 | 超音波信号処理装置、超音波診断装置、および、超音波信号処理方法 |
CN109527618B (zh) * | 2018-11-02 | 2023-09-19 | 江苏兴野食品有限公司 | 一种蔬菜脱水加工用高效沥水烘干装置 |
WO2021257891A1 (en) * | 2020-06-19 | 2021-12-23 | EchoNous, Inc. | Device and methods for motion artifact suppression in auscultation and ultrasound data |
JP7467370B2 (ja) * | 2021-03-05 | 2024-04-15 | 株式会社東芝 | 音声区間検出装置、学習装置及び音声区間検出プログラム |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5345939A (en) * | 1993-11-24 | 1994-09-13 | General Electric Company | Ultrasound imaging system with dynamic window function |
JP2002209898A (ja) * | 2001-01-22 | 2002-07-30 | Toshiba Corp | 超音波診断装置 |
JP2007105360A (ja) * | 2005-10-17 | 2007-04-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波診断装置 |
JP2009536854A (ja) * | 2006-05-12 | 2009-10-22 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 動き補償による超音波合成送信フォーカシング |
JP2014151100A (ja) * | 2013-02-13 | 2014-08-25 | Ge Medical Systems Global Technology Co Llc | 超音波診断装置及びその制御プログラム |
JP2014183922A (ja) * | 2013-03-22 | 2014-10-02 | Fujifilm Corp | 超音波診断装置、超音波診断装置の信号処理方法およびプログラム |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5873830A (en) * | 1997-08-22 | 1999-02-23 | Acuson Corporation | Ultrasound imaging system and method for improving resolution and operation |
US6077226A (en) * | 1999-03-30 | 2000-06-20 | General Electric Company | Method and apparatus for positioning region of interest in image |
US6132375A (en) * | 1999-03-31 | 2000-10-17 | Acuson Corporation | Medical ultrasonic system and method for synthetic aperture processing in elevation |
WO2005023098A2 (en) * | 2003-09-09 | 2005-03-17 | General Electric Company | Motion adaptive frame averaging for ultrasound doppler color flow imaging |
JP4373400B2 (ja) * | 2003-12-16 | 2009-11-25 | 株式会社日立メディコ | 超音波体動検出装置、及びこれを用いた画像提示装置及び超音波治療装置 |
WO2006103603A1 (en) * | 2005-03-28 | 2006-10-05 | Koninklijke Philips Electronics, N.V. | Adaptive parallel artifact mitigation |
WO2007133882A2 (en) * | 2006-05-12 | 2007-11-22 | Koninklijke Philips Electronics, N.V. | Retrospective dynamic transmit focusing for spatial compounding |
US8825138B2 (en) * | 2007-09-17 | 2014-09-02 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Method for reducing motion artifacts in highly constrained medical images |
JP5355924B2 (ja) * | 2008-03-31 | 2013-11-27 | 株式会社東芝 | 超音波診断装置 |
US8241216B2 (en) * | 2008-06-06 | 2012-08-14 | Siemens Medical Solutions Usa, Inc. | Coherent image formation for dynamic transmit beamformation |
JP5412604B1 (ja) * | 2012-06-04 | 2014-02-12 | パナソニック株式会社 | 超音波診断装置、およびビームフォーミング方法 |
WO2015025655A1 (ja) * | 2013-08-21 | 2015-02-26 | 日立アロカメディカル株式会社 | 超音波撮像装置 |
JP6006249B2 (ja) * | 2014-03-24 | 2016-10-12 | 富士フイルム株式会社 | 音響波処理装置、音響波処理装置の信号処理方法およびプログラム |
WO2015166867A1 (ja) * | 2014-04-28 | 2015-11-05 | 日立アロカメディカル株式会社 | 超音波撮像装置 |
JP6380194B2 (ja) * | 2015-03-27 | 2018-08-29 | コニカミノルタ株式会社 | 超音波信号処理装置、及び、超音波診断装置 |
JP6747108B2 (ja) * | 2016-07-05 | 2020-08-26 | コニカミノルタ株式会社 | 超音波信号処理装置、超音波信号処理方法、及び、超音波診断装置 |
JP2018029702A (ja) * | 2016-08-23 | 2018-03-01 | コニカミノルタ株式会社 | 超音波信号処理装置、超音波診断装置、および、超音波信号処理方法 |
JP6733530B2 (ja) * | 2016-12-09 | 2020-08-05 | コニカミノルタ株式会社 | 超音波信号処理装置、超音波信号処理方法、及び、超音波診断装置 |
-
2015
- 2015-01-09 JP JP2015002804A patent/JP6406019B2/ja active Active
-
2016
- 2016-01-06 US US14/989,275 patent/US11006931B2/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5345939A (en) * | 1993-11-24 | 1994-09-13 | General Electric Company | Ultrasound imaging system with dynamic window function |
JP2002209898A (ja) * | 2001-01-22 | 2002-07-30 | Toshiba Corp | 超音波診断装置 |
JP2007105360A (ja) * | 2005-10-17 | 2007-04-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波診断装置 |
JP2009536854A (ja) * | 2006-05-12 | 2009-10-22 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 動き補償による超音波合成送信フォーカシング |
JP2014151100A (ja) * | 2013-02-13 | 2014-08-25 | Ge Medical Systems Global Technology Co Llc | 超音波診断装置及びその制御プログラム |
JP2014183922A (ja) * | 2013-03-22 | 2014-10-02 | Fujifilm Corp | 超音波診断装置、超音波診断装置の信号処理方法およびプログラム |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018093974A (ja) * | 2016-12-09 | 2018-06-21 | コニカミノルタ株式会社 | 超音波信号処理装置、超音波信号処理方法、及び、超音波診断装置 |
CN108209971A (zh) * | 2016-12-09 | 2018-06-29 | 柯尼卡美能达株式会社 | 超声波信号处理装置和方法以及超声波诊断装置 |
JP2018110784A (ja) * | 2017-01-13 | 2018-07-19 | コニカミノルタ株式会社 | 超音波診断装置、および、その制御方法 |
JP2019062984A (ja) * | 2017-09-28 | 2019-04-25 | コニカミノルタ株式会社 | 超音波信号処理方法、及び超音波信号処理装置。 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20160199038A1 (en) | 2016-07-14 |
US11006931B2 (en) | 2021-05-18 |
JP6406019B2 (ja) | 2018-10-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6406019B2 (ja) | 超音波信号処理装置、及び超音波診断装置 | |
JP6380194B2 (ja) | 超音波信号処理装置、及び、超音波診断装置 | |
CN108209971B (zh) | 超声波信号处理装置和方法以及超声波诊断装置 | |
JP5373308B2 (ja) | 超音波撮像装置及び超音波撮像方法 | |
JP6579231B2 (ja) | 超音波画像生成方法、及び超音波診断装置 | |
JP6741012B2 (ja) | 超音波診断装置、及び超音波信号処理方法 | |
EP3207878A1 (en) | Ultrasound diagnostic device | |
JP2018057560A (ja) | 超音波信号処理装置、超音波信号処理方法、及び、超音波診断装置 | |
JP2018110784A (ja) | 超音波診断装置、および、その制御方法 | |
JP6387856B2 (ja) | 超音波診断装置、及び超音波診断装置の制御方法 | |
US20180055486A1 (en) | Ultrasound signal processing device, ultrasound diagnostic device, and ultrasound signal processing method | |
JP6665614B2 (ja) | 超音波信号処理装置、超音波信号処理方法、及び、超音波診断装置 | |
JP6747108B2 (ja) | 超音波信号処理装置、超音波信号処理方法、及び、超音波診断装置 | |
JP6708101B2 (ja) | 超音波信号処理装置、超音波診断装置、および、超音波信号処理方法 | |
JP6562122B2 (ja) | 超音波診断装置、及び、超音波画像生成方法 | |
JP7147399B2 (ja) | 超音波信号処理装置、超音波診断装置、および、超音波信号処理方法 | |
JP2023114623A (ja) | 超音波診断装置 | |
JP7124505B2 (ja) | 超音波信号処理装置、超音波診断装置、および、超音波信号処理方法 | |
JP6863817B2 (ja) | 超音波撮像装置 | |
JP6642294B2 (ja) | 超音波信号処理装置、超音波診断装置、および、超音波信号処理方法 | |
JP2019130050A (ja) | 超音波信号処理装置、超音波信号処理方法、および、超音波診断装置 | |
JP7020052B2 (ja) | 超音波信号処理装置、超音波診断装置、超音波信号処理方法、および、超音波画像表示方法 | |
JP2018143617A (ja) | 超音波診断装置、および、超音波信号処理方法 | |
JP2018183297A (ja) | 超音波診断装置、及び超音波信号処理方法。 | |
JP5627756B2 (ja) | 光音響装置の制御方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170620 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180327 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180330 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180524 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180612 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180727 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180821 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180903 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6406019 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |