JP2018000339A - Ultrasonic image processor - Google Patents

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JP2018000339A JP2016128314A JP2016128314A JP2018000339A JP 2018000339 A JP2018000339 A JP 2018000339A JP 2016128314 A JP2016128314 A JP 2016128314A JP 2016128314 A JP2016128314 A JP 2016128314A JP 2018000339 A JP2018000339 A JP 2018000339A
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Keisuke Hayata
啓介 早田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic image processor that can precisely detect a structure to be detected by a simple method.SOLUTION: An ultrasonic image processor comprises: a candidate image portion detecting part 109 which detects a candidate image portion RC assumed to be an image portion showing a structure to be detected, with respect to ultrasonic images of multiple frames; a distance-related information acquiring part 112 which, assuming that one of the multiple frames as a reference frame and a sectional position of the ultrasonic image as a reference position, acquires information related to a distance from the reference position of the sectional position of each of the multiple frames; a candidate image portion determining part 114 which determines whether or not the candidate image portion is included in each of the frames for which the distance from the reference position is within a distance to be detected; a weight score calculating part 115 which calculates a weight score represented as a variable for the distance from the reference position, for each frame; and a structure determining part 116 which determines that the candidate image portion is the structure to be detected when the calculated weight score meets a prescribed condition.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本開示は、超音波画像処理の技術分野に属し、特に被検体に超音波を送信して得られた反射超音波に基づき腫瘍検出の支援情報を提供する超音波画像処理装置に関する。   The present disclosure belongs to the technical field of ultrasonic image processing, and particularly relates to an ultrasonic image processing apparatus that provides support information for tumor detection based on reflected ultrasonic waves obtained by transmitting ultrasonic waves to a subject.

超音波画像処理装置は、被検体への侵襲が少なく、リアルタイムに体内組織の状態を断層画像などで観察できるため、関節リウマチや乳癌等の疾患の形態診断に広く用いられている。
乳癌腫瘍の診断においては、癌と疑われる腫瘍を探すスクリーニング検査において、乳管内の石灰化や、乳管拡張、嚢胞や腫瘤といった構造物の存在が大きな手掛かりとなる。中でも、石灰化は微小粒状の三次元構造を有し、超音波Bモード画像上では、微小輝点として描出される。そのため、1フレームの超音波Bモード画像では、乳腺や組織境界面といった筋状構造物の断面を示す輝点と区別することが困難である。
Ultrasonic image processing apparatuses are widely used for morphological diagnosis of diseases such as rheumatoid arthritis and breast cancer because they are less invasive to a subject and can observe a state of a body tissue with a tomographic image or the like in real time.
In the diagnosis of breast cancer tumors, the presence of structures such as calcification in the breast ducts, duct expansion, cysts, and masses is a major clue in screening tests that look for tumors suspected of being cancerous. Among them, calcification has a fine granular three-dimensional structure and is depicted as a fine bright spot on an ultrasonic B-mode image. Therefore, it is difficult to distinguish from a bright spot indicating a cross section of a streak structure such as a mammary gland or a tissue boundary surface in an ultrasonic B-mode image of one frame.

このような他の構造物による輝点と区別する方法として、医師や検査技師等の検査者は、従来、超音波プローブを微小に動かしてみて、輝点が明滅するかどうかにより判断している。筋状構造物の場合は、超音波プローブを多少動かしても輝点が消滅することはないが、粒状構造物の場合は、超音波プローブを微小に動かすと撮像面から外れて輝点が減弱または消滅する。   As a method of distinguishing from bright spots due to such other structures, inspectors such as doctors and laboratory technicians conventionally make a judgment based on whether or not the bright spot blinks by moving the ultrasonic probe minutely. . In the case of a streak structure, the bright spot does not disappear even if the ultrasonic probe is moved a little, but in the case of a granular structure, if the ultrasonic probe is moved slightly, the bright spot is deviated from the imaging surface. Or disappear.

また、Hessian行列を用いた計算により構造物の形状を検出する方法が、非特許文献1に開示されている。   Further, Non-Patent Document 1 discloses a method for detecting the shape of a structure by calculation using a Hessian matrix.

”Multiscale vessel enhancement filtering”. in Medical Image Computing and Computer−Assisted Intervention − MICCAI ’98, A. F. Frangi, W. J. Niessen, K. L. Vincken, M. A. Viergever (1998)“Multiscale vessel enhancement filtering”. in Medical Image Computing and Computer-Assisted Intervention-MICCAI '98, A.I. F. Frangi, W.H. J. et al. Niessen, K.M. L. Vincken, M.M. A. Viagever (1998)

上記のように、超音波プローブを微小に動かすことによって微小粒状構造物を判別する方法では、検査者の手技の巧拙による部分が大きいという問題があり、また、作業効率が低下するという問題がある。
非特許文献1の方法では、Hessian行列を用いた複雑な計算を行う必要があるため、特にリアルタイムで粒状構造物を判別する場合には、非常に計算能力の高いCPUを搭載する必要があり、高コスト化の問題がある。さらには、非特許文献1の方法では、各フレームの検出位置が等間隔であることが前提となっているため、フレーム飛びがある場合には、対応が困難であるという問題がある。
As described above, in the method of discriminating a minute granular structure by moving the ultrasonic probe minutely, there is a problem that a part due to the skill of the inspector's technique is large, and there is a problem that work efficiency is lowered. .
In the method of Non-Patent Document 1, since it is necessary to perform a complicated calculation using a Hessian matrix, it is necessary to mount a CPU having a very high calculation capability, particularly when discriminating a granular structure in real time. There is a problem of high cost. Furthermore, since the method of Non-Patent Document 1 is based on the premise that the detection positions of the respective frames are at equal intervals, there is a problem that it is difficult to cope with frame skipping.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、簡便な方法により、検出対象構造物を精度よく検出することができる超音波画像処理装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an ultrasonic image processing apparatus capable of accurately detecting a detection target structure by a simple method.

本発明の一態様に係る、超音波画像処理装置は、超音波プローブを介して被検体から複数フレームの超音波画像信号を取得し、取得した前記超音波画像信号に基づき生成された超音波画像を表示部に表示させる超音波画像処理装置であって、複数フレームの前記超音波画像のそれぞれについて、検出対象構造物を示す画像部分であると推定される候補画像部分が存在する場合に、前記候補画像部分を検出する候補画像部分検出部と、前記複数フレームのうちの1つを基準フレームとし、その超音波画像の断面位置を基準位置とすると、前記複数フレームそれぞれの超音波画像の断面位置の前記基準位置からの距離に関連する距離関連情報を取得する距離関連情報取得部と、前記基準位置からの距離が、検出目標とする前記検出対象構造物の大きさに基づいて決定される所定の検出対象距離内のフレームを、重み付け対象に設定する重み付け対象設定部と、前記重み付け対象に設定された複数のフレームについて、前記候補画像部分が含まれているか否かを判定する候補画像部分判定部と、前記重み付け対象に設定された複数のフレームそれぞれについて、前記基準位置からの距離に対する変数として表される重みスコアを算出する重みスコア算出部と、前記重み付け対象に設定された複数のフレームの前記重みスコアが、所定の条件を満たしている場合に、前記候補画像部分が前記検出対象構造物であると判定する構造物判定部とを備えることを特徴とする。   An ultrasonic image processing apparatus according to an aspect of the present invention acquires an ultrasonic image signal of a plurality of frames from a subject via an ultrasonic probe, and an ultrasonic image generated based on the acquired ultrasonic image signal Is displayed on a display unit, and there is a candidate image portion that is estimated to be an image portion indicating a detection target structure for each of the ultrasonic images of a plurality of frames. A candidate image part detection unit for detecting a candidate image part, and assuming that one of the plurality of frames is a reference frame and a cross-sectional position of the ultrasonic image is a reference position, a cross-sectional position of the ultrasonic image of each of the plurality of frames A distance-related information acquisition unit that acquires distance-related information related to a distance from the reference position, and a distance from the reference position is a large target detection structure. A weighting target setting unit that sets a frame within a predetermined detection target distance determined based on the weight as a weighting target, and whether or not the candidate image portion is included for a plurality of frames set as the weighting target A candidate image portion determination unit that determines whether or not, a weight score calculation unit that calculates a weight score represented as a variable with respect to a distance from the reference position, for each of a plurality of frames set as the weighting target, and the weighting target And a structure determination unit that determines that the candidate image portion is the detection target structure when the weight scores of the plurality of frames set to the above satisfy a predetermined condition. .

本発明の一態様に係る超音波画像処理装置によれば、重み付け対象に設定された複数のフレームについて重み付けスコアを算出し、算出された複数の重みスコアが、所定の条件を満たしているかどうかを判定するという簡便な方法で、候補画像部分が実際に検出対象構造物を示すものであるか否かを判定して、検出対象構造物を検出することができる。   According to the ultrasonic image processing device of one aspect of the present invention, a weighting score is calculated for a plurality of frames set as weighting targets, and whether or not the calculated weighting scores satisfy a predetermined condition. It is possible to detect the detection target structure by determining whether the candidate image portion actually indicates the detection target structure by a simple method of determination.

実施形態1に係る超音波画像処理装置100を含む超音波診断システム1000の機能ブロック図である。1 is a functional block diagram of an ultrasonic diagnostic system 1000 including an ultrasonic image processing apparatus 100 according to Embodiment 1. FIG. (a)〜(c)は、候補画像部分検出処理に用いる特徴量の一例を示す模式図である。(A)-(c) is a schematic diagram which shows an example of the feature-value used for a candidate image part detection process. 候補画像部分検出処理に用いるHaar−Like特徴の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the Haar-Like feature used for a candidate image part detection process. (a)、(b)は、候補画像部分検出処理の説明図である。(A), (b) is explanatory drawing of a candidate image part detection process. (a)は、検出対象構造物が粒状構造物である場合において連続的に取得された複数フレームの超音波画像のシーケンスを示す模式図である。(b)は、基準位置からの距離と重みスコアとの関係を示すグラフである。(A) is a schematic diagram which shows the sequence of the ultrasonic image of the several flame | frame continuously acquired when the detection target structure is a granular structure. (B) is a graph showing the relationship between the distance from the reference position and the weight score. 実施形態1に係る重みスコア算出処理の内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the content of the weight score calculation process which concerns on Embodiment 1. FIG. 粒状構造物判定処理の内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the content of a granular structure determination process. (a)は、検出対象構造物が長尺な構造物である場合において連続的に取得された複数フレームの超音波画像のシーケンスを示す模式図である。(b)は、基準位置からの距離と重みスコアとの関係を示すグラフである。(A) is a schematic diagram showing a sequence of ultrasonic images of a plurality of frames obtained continuously when the detection target structure is a long structure. (B) is a graph showing the relationship between the distance from the reference position and the weight score. 候補画像部分が粒状構造物のものであると判定された場合の診断画像の一例である。It is an example of a diagnostic image when it determines with a candidate image part being a thing of a granular structure. 診断画像生成表示処理の内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the content of the diagnostic image production | generation display process. 実施形態2に係る超音波画像処理装置200を含む超音波診断システム2000の機能ブロック図である。6 is a functional block diagram of an ultrasound diagnostic system 2000 including an ultrasound image processing apparatus 200 according to Embodiment 2. FIG. (a)は、実施形態2において検出対象構造物が粒状構造物である場合の連続的に取得された複数フレームの超音波画像のシーケンスを示す模式図である。(b)は、実施形態2における基準時刻からの時間の長さと重みスコアとの関係を示すグラフである。(A) is a schematic diagram which shows the sequence of the ultrasonic image of the several flame | frame acquired continuously in case the detection target structure is a granular structure in Embodiment 2. FIG. (B) is a graph which shows the relationship between the length of time from the reference time in Embodiment 2, and a weight score. 実施形態2に係る重みスコア算出処理の内容を示すフローチャートである。10 is a flowchart showing the contents of a weight score calculation process according to the second embodiment. (a)は、変形例1において検出対象構造物が粒状構造物である場合の連続的に取得された複数フレームの超音波画像のシーケンスを示す模式図である。(b)は、変形例1における基準位置からの距離と重みスコアとの関係を示すグラフである。(A) is a schematic diagram which shows the sequence of the ultrasonic image of the several flame | frame acquired continuously in case the detection target structure is a granular structure in the modification 1. FIG. (B) is a graph showing the relationship between the distance from the reference position and the weight score in Modification 1. 変形例2に係るプローブが被検体表面で回転運動しながらスキャンが行われている様子を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically a mode that the probe which concerns on the modification 2 is scanned while rotating on the surface of a subject. 変形例2に係る超音波画像処理装置300を含む超音波診断システム3000の機能ブロック図である。FIG. 10 is a functional block diagram of an ultrasonic diagnostic system 3000 including an ultrasonic image processing apparatus 300 according to Modification 2. (a)は、変形例3において重み付け対象に設定された複数フレームを模式的に示す図である。(b)は、(a)に示すフレームにおいて、それぞれの検出窓301に、それぞれの重みスコアの値が割り当てられた状態を模式的に示す図である。(c)は、(b)に示すフレームを重ね合わせた状態を模式的に示す図である。(A) is a figure which shows typically the several flame | frame set as the weighting object in the modification 3. FIG. (B) is a figure which shows typically the state by which the value of each weight score was allocated to each detection window 301 in the flame | frame shown to (a). (C) is a figure which shows typically the state which overlap | superposed the flame | frame shown in (b). (a)は、変形例4において検出対象構造物が粒状構造物である場合の連続的に取得された複数フレームの超音波画像のシーケンスを示す模式図である。(b)は、変形例4における基準位置からの距離と重みスコアとの関係を示すグラフである。(A) is a schematic diagram which shows the sequence of the ultrasonic image of the several flame | frame continuously acquired in case the detection target structure is a granular structure in the modification 4. FIG. (B) is a graph showing the relationship between the distance from the reference position and the weight score in Modification 4.

≪実施形態1≫
以下、実施形態1に係る超音波画像処理装置100を含む超音波診断システム1000について、図面を参照しながら説明する。
<超音波診断システム1000>
(全体構成)
図1は、実施形態1に係る超音波画像処理装置100を含む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、超音波画像処理装置100と、超音波画像処理装置100に接続可能に構成された超音波プローブ101(以下、「プローブ101」と称する。)、カメラ102、操作入力部103、および表示部104を備える。図1は、超音波画像処理装置100に、プローブ101、カメラ102、操作入力部103、表示部104が接続された状態を示している。
Embodiment 1
Hereinafter, an ultrasonic diagnostic system 1000 including the ultrasonic image processing apparatus 100 according to the first embodiment will be described with reference to the drawings.
<Ultrasonic diagnostic system 1000>
(overall structure)
FIG. 1 is a functional block diagram of an ultrasonic diagnostic system 1000 including an ultrasonic image processing apparatus 100 according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the ultrasound diagnostic system 1000 includes an ultrasound image processing apparatus 100 and an ultrasound probe 101 configured to be connectable to the ultrasound image processing apparatus 100 (hereinafter referred to as “probe 101”). , A camera 102, an operation input unit 103, and a display unit 104. FIG. 1 shows a state in which a probe 101, a camera 102, an operation input unit 103, and a display unit 104 are connected to the ultrasonic image processing apparatus 100.

なお、プローブ101、操作入力部103、表示部104が、超音波画像処理装置100に含まれる態様であってもよい。さらには、これらに加えて、カメラ102が、超音波画像処理装置100に含まれる態様であってもよい。
(各部構成)
(プローブ101)
プローブ101は、例えば一次元方向(以下、「列方向」とする)に配列された複数の振動子101aを有する。プローブ101は、超音波画像処理装置100の送信部105(詳しくは、後述する。)から供給されたパルス状の電気信号(以下、「送信信号」と称する。)をパルス状の超音波に変換する。プローブ101は、プローブ101の振動子側外表面を被検体の皮膚表面に当接させた状態で、複数の振動子から発せられる複数の超音波からなる超音波ビームを測定対象に向けて送信する。そして、プローブ101は、被検体からの複数の超音波反射波(以下、「反射超音波」と称する。)を受信し、複数の振動子によりこれら反射超音波をそれぞれ電気信号(以下、「超音波画像信号」と称する。)に変換して超音波画像処理装置100の受信部106(詳しくは、後述する。)に供給する。
The probe 101, the operation input unit 103, and the display unit 104 may be included in the ultrasonic image processing apparatus 100. Further, in addition to these, the camera 102 may be included in the ultrasonic image processing apparatus 100.
(Each component configuration)
(Probe 101)
The probe 101 includes a plurality of transducers 101a arranged in, for example, a one-dimensional direction (hereinafter referred to as “column direction”). The probe 101 converts a pulsed electric signal (hereinafter referred to as a “transmission signal”) supplied from a transmission unit 105 (described in detail later) of the ultrasonic image processing apparatus 100 into a pulsed ultrasonic wave. To do. The probe 101 transmits an ultrasonic beam composed of a plurality of ultrasonic waves emitted from a plurality of transducers toward a measurement target in a state where the transducer-side outer surface of the probe 101 is in contact with the skin surface of the subject. . The probe 101 receives a plurality of ultrasonic reflected waves (hereinafter referred to as “reflected ultrasonic waves”) from the subject, and each of the reflected ultrasonic waves is converted into an electric signal (hereinafter referred to as “ultrasonic wave”) by a plurality of transducers. Converted to a “sonic image signal”) and supplied to the receiving unit 106 (details will be described later) of the ultrasonic image processing apparatus 100.

(超音波画像処理装置100)
超音波画像処理装置100は、プローブ101に超音波の送受信を行わせ、プローブ101からの出力信号を受信して超音波画像を生成する。超音波画像処理装置100の内部構成を含むより詳細な説明については、後述する。
(カメラ102)
カメラ102は、CCD(Charge−Coupled Device)等の撮像素子を有し、プローブ101や被検体表面に付されたマーカ(図形)を撮像する。
(Ultrasonic image processing apparatus 100)
The ultrasonic image processing apparatus 100 causes the probe 101 to transmit and receive ultrasonic waves, receives an output signal from the probe 101, and generates an ultrasonic image. A more detailed description including the internal configuration of the ultrasonic image processing apparatus 100 will be described later.
(Camera 102)
The camera 102 has an image pickup device such as a charge-coupled device (CCD), and picks up an image of a marker (figure) attached to the probe 101 or the subject surface.

(操作入力部103)
操作入力部103は、検査者からの超音波画像処理装置100に対する各種設定・操作等の各種操作入力を受け付ける。
操作入力部103は、例えば、表示部104と一体に構成されたタッチパネルであってもよい。この場合、表示部104に表示された操作キーに対してタッチ操作やドラッグ操作を行うことで超音波画像処理装置100の各種設定・操作を行うことができ、超音波画像処理装置100がこのタッチパネルにより操作可能に構成される。また、操作入力部103は、例えば、各種操作用のキーを有するキーボードや、各種操作用のボタン、レバー等を有する操作パネルであってもよい。また、表示部104に表示されるカーソルを動かすためのトラックボール、マウスまたはフラットパッド等であってもよい。または、これらを複数用いてもよく、これらを複数組合せた構成のものであってもよい。
(Operation input unit 103)
The operation input unit 103 receives various operation inputs such as various settings and operations on the ultrasonic image processing apparatus 100 from the examiner.
For example, the operation input unit 103 may be a touch panel configured integrally with the display unit 104. In this case, various settings / operations of the ultrasonic image processing apparatus 100 can be performed by performing a touch operation or a drag operation on the operation keys displayed on the display unit 104, and the ultrasonic image processing apparatus 100 can perform this touch panel operation. Is configured to be operable. The operation input unit 103 may be, for example, a keyboard having various operation keys or an operation panel having various operation buttons and levers. Further, a trackball, a mouse, a flat pad, or the like for moving a cursor displayed on the display unit 104 may be used. Alternatively, a plurality of these may be used, or a combination of these may be used.

(表示部104)
表示部104は、いわゆる画像表示用の表示装置であって、後述する表示制御部117からの画像出力を画面に表示する。表示部104には、液晶ディスプレイ、CRT、有機ELディスプレイ等を用いることができる。
<超音波画像処理装置100>
次に、実施形態1に係る超音波画像処理装置100について説明する。
(Display unit 104)
The display unit 104 is a so-called display device for image display, and displays an image output from a display control unit 117 described later on the screen. As the display unit 104, a liquid crystal display, a CRT, an organic EL display, or the like can be used.
<Ultrasonic image processing apparatus 100>
Next, the ultrasonic image processing apparatus 100 according to the first embodiment will be described.

超音波画像処理装置100は、送信部105、受信部106、マルチプレクサ部107、Bモード画像生成部108、候補画像部分検出部109、位置関連情報検出部110、記憶部111、距離関連情報取得部112、重み付け対象設定部113、候補画像部分判定部114、重みスコア算出部115、構造物判定部116、表示制御部117を有する。   The ultrasonic image processing apparatus 100 includes a transmission unit 105, a reception unit 106, a multiplexer unit 107, a B-mode image generation unit 108, a candidate image part detection unit 109, a position related information detection unit 110, a storage unit 111, and a distance related information acquisition unit. 112, a weighting target setting unit 113, a candidate image part determination unit 114, a weight score calculation unit 115, a structure determination unit 116, and a display control unit 117.

(送信部105)
送信部105は、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。
(受信部106)
受信部106は、プローブ101で受信した反射超音波に基づき、受信ビームフォーミングして音響線信号を生成する。
(Transmission unit 105)
The transmission unit 105 controls the timing of applying a high voltage to each transducer 101a of the probe 101 in order to transmit ultrasonic waves.
(Receiver 106)
The receiving unit 106 performs reception beam forming based on the reflected ultrasonic wave received by the probe 101 to generate an acoustic line signal.

(マルチプレクサ部107)
マルチプレクサ部107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。
(Bモード画像生成部108)
Bモード画像生成部108は、受信部106からの出力信号である音響線信号のうち被検体の組織からの反射成分に基づき時系列に複数フレームのBモード画像を生成する。
(Multiplexer 107)
The multiplexer unit 107 selects a transducer to be used for transmission or reception from among the plurality of transducers 101a of the probe 101, and secures input / output for the selected transducer.
(B-mode image generation unit 108)
The B-mode image generation unit 108 generates a B-mode image of a plurality of frames in time series based on the reflection component from the tissue of the subject in the acoustic line signal that is an output signal from the reception unit 106.

(候補画像部分検出部109)
候補画像部分検出部109は、生成されたBモード画像(超音波画像)内における検出対象構造物(本実施形態においては、粒状構造物)を示す可能性のある画像部分である候補画像部分を検出する。詳しくは、後述する。
(位置関連情報検出部110)
位置関連情報検出部110は、カメラ102から撮像データを取得し、取得した撮像データに基づいてプローブ101の位置情報(以下、「プローブ位置情報」と称する。)を検出する。具体的には、プローブ101表面に付されたマーカを固定カメラ102で撮像し、撮像画面中のマーカの位置を検出することにより、プローブ101の位置情報を検出する。なお、カメラ102は、固定されている場合に限定されない。例えば、被検体表面にスケールや等間隔に配置されたドット等の位置や長さを示す図形を付して、当該図形をプローブ101と共に撮影し、撮像画面において、プローブのマーカと上記図形との相対的な位置関係から、プローブ101の位置情報を検出する方法であれば、手持ちカメラやクレーン等に設置されたカメラにも適用することができる。
(Candidate image part detection unit 109)
The candidate image portion detection unit 109 selects a candidate image portion that is an image portion that may indicate a detection target structure (in this embodiment, a granular structure) in the generated B-mode image (ultrasound image). To detect. Details will be described later.
(Position related information detection unit 110)
The position related information detection unit 110 acquires imaging data from the camera 102 and detects position information of the probe 101 (hereinafter referred to as “probe position information”) based on the acquired imaging data. Specifically, the marker attached to the surface of the probe 101 is imaged by the fixed camera 102, and the position information of the probe 101 is detected by detecting the position of the marker in the imaging screen. The camera 102 is not limited to the case where it is fixed. For example, a figure indicating the position or length of dots or the like arranged at regular intervals on the surface of the subject is attached, the figure is photographed together with the probe 101, and the probe marker and the figure are displayed on the imaging screen. Any method that detects the position information of the probe 101 from the relative positional relationship can be applied to a hand-held camera, a camera installed in a crane, or the like.

(記憶部111)
記憶部111は、Bモード画像をBモード画像生成部108から取得し、当該Bモード画像に対応する超音波画像信号を受信部106が受信したときのプローブ位置情報を、位置関連情報検出部110から取得する。そして、取得したBモード画像とプローブ位置情報とを、フレームごとに対応付けて記憶する。
(Storage unit 111)
The storage unit 111 acquires a B-mode image from the B-mode image generation unit 108, and obtains probe position information when the reception unit 106 receives an ultrasound image signal corresponding to the B-mode image, and the position related information detection unit 110. Get from. Then, the acquired B-mode image and probe position information are stored in association with each frame.

また、操作入力部103を介して検査者から受け付けた、各種設定情報を記憶する。各種設定情報には、設定距離SD(図5参照)、フレームレート、超音波プローブの走査速度等の情報が含まれる。
(距離関連情報取得部112)
距離関連情報取得部112は、1フレームの超音波画像が示す被検体の断面位置を、当該フレームの超音波画像信号を取得したときのプローブ101の被検体に対する相対的な位置で代用し、所定の断面位置(基準位置)からの距離である基準位置からの距離を計算により取得する。基準位置や基準位置からの距離については、詳しくは後述する。
Also, various setting information received from the inspector via the operation input unit 103 is stored. The various setting information includes information such as the setting distance SD (see FIG. 5), the frame rate, and the scanning speed of the ultrasonic probe.
(Distance related information acquisition unit 112)
The distance related information acquisition unit 112 substitutes the position of the cross section of the subject indicated by the ultrasonic image of one frame with the relative position of the probe 101 with respect to the subject when the ultrasonic image signal of the frame is acquired. The distance from the reference position, which is the distance from the cross-sectional position (reference position), is obtained by calculation. Details of the reference position and the distance from the reference position will be described later.

(重み付け対象設定部113)
重み付け対象設定部113は、距離関連情報取得部により取得された距離の情報に基づき、基準位置からの距離が、所定の設定距離内であるフレームを特定して、特定された全てのフレームを重み付け対象に設定する。詳しくは、後述する。
(候補画像部分判定部114)
候補画像部分判定部114は、重み付け対象に設定された複数のフレームのそれぞれについて、候補画像部分が含まれているか否かを判定する。
(Weighting target setting unit 113)
Based on the distance information acquired by the distance related information acquisition unit, the weighting target setting unit 113 specifies a frame whose distance from the reference position is within a predetermined setting distance, and weights all the specified frames. Set the target. Details will be described later.
(Candidate image part determination unit 114)
The candidate image portion determination unit 114 determines whether or not a candidate image portion is included for each of a plurality of frames set as weighting targets.

(重みスコア算出部115)
重みスコア算出部115は、候補画像部分検出部109により検出された候補画像部分が、検出対象構造物を示す画像部分であるかどうかを判定するための重みスコアを、フレームごとに算出する。詳しくは後述する。
(構造物判定部116)
構造物判定部116は、重みスコア算出部115により算出された重みスコアに基づいて、候補画像部分検出部109により検出された候補画像部分が、検出対象構造物(本実施形態では、粒状構造物)の断面を示す画像部分であるかどうかを判定する。詳しくは後述する。
(Weight score calculation unit 115)
The weight score calculation unit 115 calculates, for each frame, a weight score for determining whether or not the candidate image portion detected by the candidate image portion detection unit 109 is an image portion indicating the detection target structure. Details will be described later.
(Structure determination unit 116)
Based on the weight score calculated by the weight score calculation unit 115, the structure determination unit 116 detects the candidate image portion detected by the candidate image portion detection unit 109 as a detection target structure (in this embodiment, a granular structure It is determined whether or not the image portion indicates a cross section. Details will be described later.

(表示制御部117)
表示制御部117は、表示画像を生成して表示部104に表示させる。
(制御部118)
制御部118は、各構成要素を制御する。
このうち、送信部105、受信部106、マルチプレクサ部107、Bモード画像生成部108、候補画像部分検出部109、位置関連情報検出部110、距離関連情報取得部112、重み付け対象設定部113、候補画像部分判定部114、重みスコア算出部115、および構造物判定部116は、超音波画像処理回路150を構成する。
(Display control unit 117)
The display control unit 117 generates a display image and causes the display unit 104 to display the display image.
(Control unit 118)
The control unit 118 controls each component.
Among these, the transmission unit 105, the reception unit 106, the multiplexer unit 107, the B-mode image generation unit 108, the candidate image part detection unit 109, the position related information detection unit 110, the distance related information acquisition unit 112, the weighting target setting unit 113, the candidates The image part determination unit 114, the weight score calculation unit 115, and the structure determination unit 116 constitute an ultrasonic image processing circuit 150.

超音波画像処理装置100を構成する各要素、例えば、送信部105、受信部106、マルチプレクサ部107、Bモード画像生成部108、候補画像部分検出部109、位置関連情報検出部110、重みスコア算出部115、および構造物判定部116、表示制御部117、制御部118は、それぞれ、例えば、FPGA(Field Programmable Gate Array)、ASIC(Aplication Specific Integrated Circuit)などのハードウェア回路により実現される。あるいは、上記構成要素は、それぞれ、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。そして、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。   Each element constituting the ultrasonic image processing apparatus 100, for example, a transmission unit 105, a reception unit 106, a multiplexer unit 107, a B-mode image generation unit 108, a candidate image part detection unit 109, a position related information detection unit 110, a weight score calculation The unit 115, the structure determination unit 116, the display control unit 117, and the control unit 118 are realized by hardware circuits such as an FPGA (Field Programmable Gate Array) and an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), respectively. Alternatively, each of the above-described components may be implemented by a programmable device such as a CPU (Central Processing Unit), a GPGPU (General-Purpose computing on Graphics Processing Unit), or a processor, and software. These components can be a single circuit component, or can be an assembly of a plurality of circuit components. In addition, a plurality of components can be combined into one circuit component, or a plurality of circuit components can be assembled.

記憶部111は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、MO、DVD、DVD−RAM、半導体メモリ等を用いることができる。また、本実施形態では、記憶部111は、超音波画像処理装置100に内蔵されているが、これに限られず、記憶部111が、超音波画像処理装置100に外部から接続された構成であってもよい。   The storage unit 111 is a computer-readable recording medium. For example, a flexible disk, a hard disk, an MO, a DVD, a DVD-RAM, a semiconductor memory, or the like can be used. In the present embodiment, the storage unit 111 is built in the ultrasonic image processing apparatus 100. However, the storage unit 111 is not limited to this, and the storage unit 111 is connected to the ultrasonic image processing apparatus 100 from the outside. May be.

なお、本実施形態に係る超音波画像処理装置100は、図1で示した構成の超音波画像処理装置に限定されない。例えば、マルチプレクサ部107が不要な構成もあるし、プローブ101に送信部105や受信部106、またその一部などが内蔵される構成であってもよい。
<粒状構造物検出処理>
続いて、粒状構造物検出処理に含まれる一連の処理について、以下に、より具体的に説明する。
The ultrasonic image processing apparatus 100 according to the present embodiment is not limited to the ultrasonic image processing apparatus having the configuration shown in FIG. For example, there may be a configuration in which the multiplexer unit 107 is unnecessary, or a configuration in which the probe unit 101 includes the transmission unit 105, the reception unit 106, or a part thereof.
<Granular structure detection processing>
Next, a series of processes included in the granular structure detection process will be described in more detail below.

<候補画像部分検出処理>
候補画像部分検出部109は、生成されたBモード画像(超音波画像)内における検出対象構造物(本実施形態においては、粒状構造物)を示す可能性のある画像部分である候補画像部分を検出する。本実施形態では、検出対象構造物が粒状構造物であるので、超音波画像中の点状高輝度領域を検出する。
<Candidate image part detection processing>
The candidate image portion detection unit 109 selects a candidate image portion that is an image portion that may indicate a detection target structure (in this embodiment, a granular structure) in the generated B-mode image (ultrasound image). To detect. In this embodiment, since the detection target structure is a granular structure, a point-like high-luminance region in the ultrasonic image is detected.

図2(a)〜(c)は、候補画像部分検出部109における候補画像部分検出処理に用いる特徴量の一例を示す模式図である。検出手法としては例えば図2(c)に示すように、中心画素(1から9)の平均輝度が周辺領域(AからP)の平均輝度よりも高い領域を探し、中心部分と周辺領域の各点の大小を比較し、その結果中心部分の平均輝度のほうが一定閾値より大きい場合、点状高輝度領域と判定してもよい。   2A to 2C are schematic diagrams illustrating an example of feature amounts used for candidate image portion detection processing in the candidate image portion detection unit 109. FIG. As a detection method, for example, as shown in FIG. 2 (c), an area where the average luminance of the central pixel (1 to 9) is higher than the average luminance of the peripheral area (A to P) is searched. The magnitudes of the points may be compared, and as a result, if the average luminance at the central portion is greater than a certain threshold value, it may be determined as a point-like high luminance region.

また、より高度な判定手段として機械学習法を用いる方法もある。機械学習法では、事前プロセスとして、識別したいカテゴリ毎の超音波画像サンプルを各々収集し、学習により識別器の構築を行う。本例では「点状高輝度領域(正例)」か「それ以外(負例)」かの2つのカテゴリに属する画像について特徴量を抽出し、これを用いて学習を行い、識別器を構築する。そして、検出プロセスでは、供試画像として超音波画像から点状高輝度領域に関する特徴量の検出を行い、事前に構築した学習データと比較することにより点状高輝度領域(正例)か否かの判別を行う。ここで、特徴量としては、濃淡パターンを表現する特徴量を用いることができ、例えばLocal Binary Pattern(LBP)と呼ばれる特徴量を用いる。具体的には、図2(a)の画像では、図2(b)に示すように、中央の着目画素に対して、左上から時計回りに周辺画素値との大小を比較し、周辺画素値が注目画素値以上であれば1、周辺画素値が注目画素値未満であれば0として結果をビット出力する。そして、出力した各ビットを並べた8ビットの情報を特徴量とする。また、特徴量としてはHaar−Like特徴量を用いてもよい。Haar−Like特徴量は、探索窓内の計算対象である矩形中の黒色領域の輝度値の和から白色領域の輝度値の和を引いた差である。   There is also a method using a machine learning method as a more advanced determination means. In the machine learning method, as a pre-process, ultrasonic image samples for each category to be identified are collected, and a classifier is constructed by learning. In this example, feature values are extracted for images belonging to the two categories of “dotted high-intensity area (positive example)” or “other than that (negative example)”, and learning is performed using this to construct a discriminator. To do. In the detection process, a feature amount related to the point-like high-intensity region is detected from the ultrasonic image as the test image, and compared with the learning data constructed in advance, whether or not the point-like high-intensity region (positive example) is detected. To determine. Here, as the feature amount, a feature amount expressing a light and shade pattern can be used, and for example, a feature amount called Local Binary Pattern (LBP) is used. Specifically, in the image of FIG. 2A, as shown in FIG. 2B, the size of the peripheral pixel value is compared with the peripheral pixel value clockwise from the upper left with respect to the central target pixel. If the pixel value is greater than or equal to the target pixel value, the result is bit-outputted as 1 and if the surrounding pixel value is less than the target pixel value, the result is 0. Then, 8-bit information obtained by arranging the output bits is used as a feature amount. Further, a Haar-Like feature amount may be used as the feature amount. The Haar-Like feature value is a difference obtained by subtracting the sum of the luminance values of the white region from the sum of the luminance values of the black region in the rectangle to be calculated in the search window.

図3は、候補画像部分検出部109における候補画像部分検出処理に用いるHaar−Like特徴の一例を示す模式図である。候補画像部分検出部109による点状高輝度領域の検出には、図3に示すHaar−LikeフィルタHL1からHL34を用いることができる。各Haar−LikeフィルタHL1からHL34は、輝度変化を検出するフィルタである。   FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an example of a Haar-Like feature used for candidate image part detection processing in the candidate image part detection unit 109. Haar-Like filters HL1 to HL34 shown in FIG. 3 can be used for detection of the dotted high-intensity region by the candidate image portion detection unit 109. Each Haar-Like filter HL1 to HL34 is a filter for detecting a luminance change.

本例における、点状高輝度領域検出では、複数のHaar−LikeフィルタHL1からHL34を検出窓内の所定位置に配置した検出窓により、超音波画像を掃引する。検索窓内のHaar−Likeフィルタの範囲が、超音波画像に対してHaar−Like特徴量を計算する領域である。結果、検索窓内の各フィルタHL1からHL34を通した計算結果が特徴量として得られる。正例(点状高輝度領域)と負例(それ以外の領域)に対してHaar−Likeフィルタの特徴量をあらかじめ所定量(複数)収集し、これらを用いて機械学習の識別器を構築しておく。識別器は入力特徴量に対して、それが正例であるか否かの判別、もしくは正例である確率値(類似度)を出力する判別式である。識別器を用いて、未知の画像に対して類似度が所定の基準値よりも高い結果が得られた検索窓の位置を、超音波画像における点状高輝度領域として抽出することができる。   In the point-like high-intensity region detection in this example, an ultrasonic image is swept by a detection window in which a plurality of Haar-Like filters HL1 to HL34 are arranged at predetermined positions in the detection window. The range of the Haar-Like filter in the search window is an area for calculating the Haar-Like feature quantity for the ultrasonic image. As a result, a calculation result obtained through each filter HL1 to HL34 in the search window is obtained as a feature amount. A predetermined amount (a plurality) of Haar-Like filter feature values are collected in advance for positive examples (dotted high-intensity regions) and negative examples (other regions), and a machine learning classifier is constructed using these. Keep it. The discriminator is a discriminant that discriminates whether or not the input feature quantity is a positive example, or outputs a probability value (similarity) that is a positive example. Using the discriminator, the position of the search window where the similarity is higher than a predetermined reference value with respect to the unknown image can be extracted as a dotted high-intensity region in the ultrasonic image.

機械学習法のアルゴリズムとして、例えば、SupportVectorMachine、RandomForest等を用いて、点状高輝度領域特有の特徴量のパターンを学習し上記検出を行ってもよい。RandomForestは、ツリー構造のグラフを作成し予測/分類を行う決定木を用いた集団学習を行うモデル識別関数であり、弱学習器に分類される。   As an algorithm of the machine learning method, for example, SupportVectorMachine, RandomForest, or the like may be used to learn a feature amount pattern peculiar to a dotted high-intensity region and perform the detection. Random Forest is a model identification function that performs group learning using a decision tree that creates a tree-structured graph and performs prediction / classification, and is classified into a weak learner.

機械学習を本発明に用いることで、正例・負例の学習データからそれぞれに特徴的なパターンを効率よく抽出・判別する識別器を構成することで、未知の濃淡パターンに対しても精度よく判定を行うことができる。
なお、本実施形態における候補画像部分の検出では、特徴量および識別手法は上記の例に限定されるものでなく、他の方法を用いてもよい。
By using machine learning in the present invention, a classifier that efficiently extracts and discriminates distinctive patterns from positive and negative learning data can be configured to accurately detect unknown gray patterns. Judgment can be made.
In the detection of candidate image portions in the present embodiment, the feature amount and the identification method are not limited to the above example, and other methods may be used.

候補画像部分検出部109は、超音波画像に含まれる輝点を候補画像部分rcとして検出する。候補画像部分rcは、被検体組織における微小な粒状構造物が示された超音波画像中の画像領域である。
図4(a)〜(e)は、候補画像部分検出部109における候補画像部分検出動作の説明図である。図4(a)に示すように、本検出動作では、超音波画像上に検出窓301を設定し、テンプレートTM1と検出窓301内の画像との類似度(誤差値、相関値等)を算出する。本実施形態では、テンプレートTM1には、矩形状の高輝度領域を矩形状の低輝度領域が囲繞している画像パターンを用いる。しかし、テンプレートTM1は、矩形状に限られず、円形状又は楕円形状、多角形、不整形状の高輝度領域を円環状、楕円環状、又は四角環状の低輝度領域が囲繞している画像パターンを用いてもよい。低輝度領域は高輝度領域の全周(360°)を連続して囲繞していなくてもよく、環状部分に所々途切れた箇所があってもよい。テンプレートTM1及び検出窓301の大きさは、高輝度領域に相当する部分の直径が、例えば0.1mmから0.5mmの範囲にすることが好ましいが、これに限られず、検出対象構造物のサイズに合わせて適宜変更してもよい。なお、本実施形態では、上記直径は、0.2mmである。
The candidate image part detection unit 109 detects a bright spot included in the ultrasound image as a candidate image part rc. The candidate image portion rc is an image region in the ultrasonic image in which a minute granular structure in the subject tissue is shown.
4A to 4E are explanatory diagrams of the candidate image portion detection operation in the candidate image portion detection unit 109. FIG. As shown in FIG. 4A, in this detection operation, a detection window 301 is set on the ultrasonic image, and the similarity (error value, correlation value, etc.) between the template TM1 and the image in the detection window 301 is calculated. To do. In the present embodiment, the template TM1 uses an image pattern in which a rectangular high luminance area is surrounded by a rectangular low luminance area. However, the template TM1 is not limited to a rectangular shape, and uses an image pattern in which a circular, elliptical, polygonal, or irregularly shaped high luminance region is surrounded by a circular, elliptical, or rectangular annular low luminance region. May be. The low luminance region may not continuously surround the entire circumference (360 °) of the high luminance region, and there may be places where the annular portion is interrupted. The size of the template TM1 and the detection window 301 is preferably such that the diameter of the portion corresponding to the high luminance region is in the range of, for example, 0.1 mm to 0.5 mm, but is not limited thereto, and the size of the detection target structure. You may change suitably according to. In the present embodiment, the diameter is 0.2 mm.

図4(a)では、テンプレートTM1を下限値直径0.2mmとし、スキャンライン303の方向に検出窓301を移動させて、各位置における検出窓301内のBモード画像部分についてテンプレートTM1との類似度を算出する。検出窓301が超音波画像全体を掃引するよう検出窓301を移動させながらこの処理を繰り返し、類似度が基準値以上となる検出窓301の位置での検出窓301を、候補画像部分rcとする。候補画像部分rcは1回の超音波画像の掃引で複数検出されてもよい。図4(b)は、テンプレートTM1による探索から候補画像部分rcが検出された状態を示した模式図である。   In FIG. 4A, the template TM1 has a lower limit diameter of 0.2 mm, the detection window 301 is moved in the direction of the scan line 303, and the B-mode image portion in the detection window 301 at each position is similar to the template TM1. Calculate the degree. This process is repeated while moving the detection window 301 so that the detection window 301 sweeps the entire ultrasound image, and the detection window 301 at the position of the detection window 301 where the similarity is equal to or higher than the reference value is set as a candidate image portion rc. . A plurality of candidate image portions rc may be detected by one ultrasonic image sweep. FIG. 4B is a schematic diagram showing a state where the candidate image portion rc is detected from the search using the template TM1.

<対象構造物判定動作>
(概要)
候補画像部分が連続して出現する超音波画像のフレーム数に相当する距離がわかれば、その候補画像部分が示す構造物の長さがわかる。上記の距離は、超音波画像が示す被検体断面の被検体内における位置により算出することができる。超音波画像が示す被検体断面の位置は、当該超音波画像の超音波画像信号が取得されたときの超音波プローブの被検体に対する相対的な位置と同視することができる。
<Target structure judgment operation>
(Overview)
If the distance corresponding to the number of frames of the ultrasonic image in which the candidate image portions appear continuously is known, the length of the structure indicated by the candidate image portion can be known. The distance can be calculated from the position of the cross section of the subject indicated by the ultrasound image in the subject. The position of the cross section of the subject indicated by the ultrasound image can be regarded as the relative position of the ultrasound probe with respect to the subject when the ultrasound image signal of the ultrasound image is acquired.

そこで、超音波画像のシーケンスのうちの1つのフレームを基準フレームとし、基準フレームの断面位置(以下、「基準位置」と称する。)から所定距離範囲内にある断面に相当する超音波画像のフレームを、検出対象構造物があるか否かの判定の対象とする。ここで、当該判定を、検査しながらリアルタイムで行う場合には、基準フレームは、最も新しく取得された超音波画像のフレームである。また、判定の対象とするフレームを基準位置から所定距離範囲内にあるフレームとしたのは、微小な粒状構造物を検出するのに、基準位置から長距離範囲まで判定対象とする必要がなく、判定対象フレーム数が必要以上に多くなると、処理負荷も不必要に増大してしまうからである。   Therefore, an ultrasonic image frame corresponding to a cross section within a predetermined distance range from a cross-sectional position of the reference frame (hereinafter referred to as “reference position”) is set as one frame in the sequence of ultrasonic images. Is a target for determining whether or not there is a detection target structure. Here, when the determination is performed in real time while inspecting, the reference frame is a frame of the ultrasonic image acquired most recently. In addition, the frame to be determined as a frame within a predetermined distance range from the reference position does not need to be determined from the reference position to the long distance range in order to detect a minute granular structure, This is because if the number of determination target frames increases more than necessary, the processing load will increase unnecessarily.

基準位置は、いわば、検出対象構造体がそこにあるかどうかを判定する判定対象位置であるので、基準位置に近い位置に存在する粒状構造物(検出対象構造物)は、重要度が高く、基準位置から遠いところに存在する粒状構造物は、重要度が低い。従って、候補画像部分が存在するフレームの断面位置が基準位置に近いほど、基準位置に粒状構造物が存在する可能性が高く、基準位置から遠いほど、基準位置に粒状構造物が存在する可能性が低いということができる。   Since the reference position is a determination target position for determining whether or not the detection target structure is present, the granular structure (detection target structure) existing at a position close to the reference position has high importance. The granular structure that exists far from the reference position is less important. Therefore, the closer the cross-sectional position of the frame where the candidate image portion exists to the reference position, the higher the possibility that the granular structure exists at the reference position. Can be said to be low.

また、長尺な構造物の場合は、基準位置から遠いフレームにまで連続して候補画像部分が表れる。従って、基準位置から所定距離以上離れたフレームに候補画像部分が存在する場合、当該候補画像部分は、粒状構造物の断面ではなく、別の長尺な構造物の断面を表している可能性が高い。
そこで、検出対象構造物である粒状構造物の可能性の高さを数値化して、検出対象構造物があるか否かの判定の対象とされた超音波画像の各フレームに対して、粒状構造物の可能性の高さに応じた重み付けを行い、各フレームの重み付けの値(重みスコア)を合計した値を、基準フレームの位置に粒状構造物が存在する可能性の高さを表す値として用いることができる。
In the case of a long structure, candidate image portions continuously appear up to a frame far from the reference position. Therefore, when a candidate image portion exists in a frame that is a predetermined distance or more away from the reference position, the candidate image portion may represent a cross section of another long structure instead of a cross section of the granular structure. high.
Therefore, the possibility of the granular structure that is the detection target structure is quantified, and the granular structure is obtained for each frame of the ultrasonic image that is the target of the determination as to whether or not there is the detection target structure. Weighting is performed according to the possibility of the object, and the value obtained by summing the weight values (weight scores) of each frame is used as a value indicating the possibility that the granular structure exists at the position of the reference frame. Can be used.

ここで、長尺な構造物が粒状構造物であると誤判定される可能性を積極的に排除するために、基準位置から所定距離以上離れたフレームに候補画像部分が存在する場合の重みスコアを負の値とする。上記所定距離としては、例えば、検出したい粒状構造物のサイズ(直径)とする。
このようにして、重みスコアの合計の値により、基準位置に存在する粒状構造部(である可能性が高い構造物)を特定することができる。
Here, in order to positively eliminate the possibility that the long structure is erroneously determined to be a granular structure, the weight score when the candidate image portion exists in a frame that is a predetermined distance or more away from the reference position. Let be a negative value. The predetermined distance is, for example, the size (diameter) of the granular structure to be detected.
In this way, it is possible to specify the granular structure portion (structure that is likely to be) present at the reference position based on the total value of the weight scores.

続いて、本実施形態における対象構造物判定動作の具体的な処理内容について、以下に説明する。
(重み付け対象設定処理)
まず、基準位置から所定距離範囲内にある断面に相当する超音波画像のフレームを、検出対象構造物が存在するか否かの判定の対象として重み付け対象に設定する処理について説明する。
Subsequently, specific processing contents of the target structure determination operation in the present embodiment will be described below.
(Weighting target setting process)
First, a process for setting a frame of an ultrasonic image corresponding to a cross section within a predetermined distance range from a reference position as a weighting target as a determination target of whether or not a detection target structure exists will be described.

図5(a)は、連続的に取得された複数フレームの超音波画像のシーケンスのうちのいくつかのフレームにおいて、検出対象構造物Sの断面を示す候補画像部分が検出されている状態を模式的に示す図である。図5(a)の上段に示す球は、粒状構造物である検出対象構造物Sを示し、連続する四角い平面のそれぞれは、連続する超音波画像の1フレームを示す。図5(a)の下段には、図5(a)上段の連続する超音波画像のフレームのうちの右から6フレームFA、FB、FC、FD、FE、FFを、順番に並べて示している。   FIG. 5A schematically illustrates a state in which candidate image portions indicating a cross section of the detection target structure S are detected in some frames of a sequence of ultrasonic images of a plurality of frames acquired continuously. FIG. The sphere shown in the upper part of FIG. 5A indicates the detection target structure S that is a granular structure, and each of the continuous square planes indicates one frame of a continuous ultrasonic image. In the lower part of FIG. 5A, six frames FA, FB, FC, FD, FE, and FF from the right of the continuous ultrasonic image frames in the upper part of FIG. .

なお、プローブ101は、図5(a)において左から右へと走査され、超音波画像は、取得された順に左から右に並んでいる。即ち、最も右のフレームが最も新しく取得された超音波画像のフレームであり、最も左が同図に示された中ではもっとも古く取得された超音波画像のフレームである。本実施形態では、検査しながらリアルタイムでモニターに表示された超音波画像を医師が見て診断を行う場合を想定しているので、最も右側のフレームfaが、最も新しく取得された超音波画像のフレームであり、検査中の現時点でのプローブ101の位置に対応する超音波画像である。本実施形態では、フレームFAを基準フレームとする。   The probe 101 is scanned from left to right in FIG. 5A, and the ultrasonic images are arranged from left to right in the order of acquisition. That is, the rightmost frame is the frame of the ultrasonic image acquired most recently, and the leftmost is the frame of the ultrasonic image acquired the oldest in the figure. In the present embodiment, since it is assumed that a doctor looks at an ultrasound image displayed on a monitor in real time while performing an examination, the rightmost frame fa represents the most recently acquired ultrasound image. It is a frame and is an ultrasonic image corresponding to the position of the probe 101 at the present time during the examination. In the present embodiment, the frame FA is a reference frame.

図5(b)は、基準位置PAからの距離dと重みスコアWSとの関係を示すグラフである。図5(a)下段に示す6つのフレームFA、FB、FC、FD、FE、FFの超音波画像それぞれの断面位置PA、PB、PC、PD、PE、PFを示している。図5(b)に示すように、6つのフレームFA、FB、FC、FD、FE、FFは、基準位置フレームFAの断面位置である基準位置PAから検出対象距離TDの範囲内に存在している。即ち、6つのフレームFA、FB、FC、FD、FE、FFが、重み付け対象WTに設定され、重みスコア付与の対象とされている。上記重み付け対象WTの設定は、重み付け対象設定部113(図1参照)が行う。   FIG. 5B is a graph showing the relationship between the distance d from the reference position PA and the weight score WS. The cross-sectional positions PA, PB, PC, PD, PE, and PF of the ultrasonic images of the six frames FA, FB, FC, FD, FE, and FF shown in the lower part of FIG. As shown in FIG. 5B, the six frames FA, FB, FC, FD, FE, and FF exist within the range of the detection target distance TD from the reference position PA that is the cross-sectional position of the reference position frame FA. Yes. That is, six frames FA, FB, FC, FD, FE, and FF are set as weighting targets WT and are set as weight score assignment targets. The weighting target WT is set by the weighting target setting unit 113 (see FIG. 1).

(候補画像部分判定処理)
次に、候補画像部分判定部114が、重み付け対象WTに設定されたフレームFA、FB、FC、FD、FE、FFそれぞれについて、候補画像部分RCが含まれているか否かを判定する。ここでは、図5(a)下段に示すように、フレームFA、FB、FC、FDは、候補画像部分RCが含まれていると判定され、フレームFE、FFは、候補画像部分RCが含まれていないと判定される。
(Candidate image part determination processing)
Next, the candidate image portion determination unit 114 determines whether or not the candidate image portion RC is included for each of the frames FA, FB, FC, FD, FE, and FF set as the weighting target WT. Here, as shown in the lower part of FIG. 5A, it is determined that the frames FA, FB, FC, and FD include the candidate image portion RC, and the frames FE and FF include the candidate image portion RC. It is determined that it is not.

(重みスコア算出処理)
続いて、重みスコア算出部115(図1参照)が、重み付け対象WTに設定されたフレームFA、FB、FC、FD、FE、FFそれぞれについて、重みスコアを算出する。
図6は、実施形態1における重みスコア算出処理の内容を示すフローチャートである。
まず、基準位置PAを距離関連情報取得部112(図1参照)から取得し、操作入力部103を介して検査者から受け付けた検出対象構造物サイズを、記憶部111(図1参照)から取得する(ステップS1)。
(Weight score calculation process)
Subsequently, the weight score calculation unit 115 (see FIG. 1) calculates a weight score for each of the frames FA, FB, FC, FD, FE, and FF set as the weighting target WT.
FIG. 6 is a flowchart showing the content of the weight score calculation process in the first embodiment.
First, the reference position PA is acquired from the distance related information acquisition unit 112 (see FIG. 1), and the size of the detection target structure received from the inspector via the operation input unit 103 is acquired from the storage unit 111 (see FIG. 1). (Step S1).

次に、取得した検出対象構造物サイズを、設定距離SDに設定する(ステップS2)。
続いて、基準位置PAから設定距離離れた位置を算出する(ステップS3)
次に、ステップS2で算出された位置と基準位置PAとの間に位置する断面の超音波画像のフレームを重み付け対象WTに設定する(ステップS4)。
重み付け対象WTに設定された各フレームの基準位置からの距離を記憶部111(図1参照)から取得する(ステップS5)。
Next, the acquired detection target structure size is set to the set distance SD (step S2).
Subsequently, a position that is a set distance away from the reference position PA is calculated (step S3).
Next, the frame of the ultrasonic image of the cross section located between the position calculated in step S2 and the reference position PA is set as the weighting target WT (step S4).
The distance from the reference position of each frame set as the weighting target WT is acquired from the storage unit 111 (see FIG. 1) (step S5).

続いて、重み付け対象WTに設定された各フレームが候補画像部分を含むか否かの情報を候補画像部分判定部114から取得する(ステップS6)。
次に、フレームごとに重みスコアを算出する(ステップSS7)
ここで、重みスコアの具体的な算出方法について、図5(b)を参照しつつ説明する。図5(b)上段は、基準位置PAからの距離をX軸とし、重みスコアをY軸としたときの、重みスコアの値を示す曲線である重み付け曲線WCを示すグラフである。重み付け曲線WCは、三次曲線であり、基準位置PAからの距離が設定距離SDでX軸と交差しており、重みスコアWSが0となっている。そして、設置位置SDよりも基準位置PAに近い側では、重みスコアWSは正の値を示し、設置位置SDよりも基準位置PAから遠い側では、重みスコアWSは負の値を示す。
Subsequently, information on whether or not each frame set as the weighting target WT includes a candidate image portion is acquired from the candidate image portion determination unit 114 (step S6).
Next, a weight score is calculated for each frame (step SS7).
Here, a specific method for calculating the weight score will be described with reference to FIG. The upper part of FIG. 5B is a graph showing a weighting curve WC that is a curve indicating the value of the weight score when the distance from the reference position PA is the X axis and the weight score is the Y axis. The weighting curve WC is a cubic curve, the distance from the reference position PA intersects the X axis at the set distance SD, and the weight score WS is 0. The weight score WS is a positive value on the side closer to the reference position PA than the installation position SD, and the weight score WS is a negative value on the side farther from the reference position PA than the installation position SD.

フレームFBの断面位置PBの基準位置PAからの距離はDBであり、距離DBに対する重みスコアWSは、0.9である。なお、図5(a)において、各フレームの重み付けスコアの値は、四角の枠内に表示している。
フレームFCの断面位置PCの基準位置PAからの距離はDCであり、距離DCに対する重みスコアWSは、0.8である。フレームFDの断面位置PDの基準位置PAからの距離はDDであり、距離DDに対する重みスコアWSは、−0.2である。
The distance from the reference position PA of the cross-sectional position PB of the frame FB is DB, and the weight score WS for the distance DB is 0.9. In FIG. 5A, the weighting score value of each frame is displayed in a square frame.
The distance from the reference position PA of the cross-sectional position PC of the frame FC is DC, and the weight score WS for the distance DC is 0.8. The distance from the reference position PA of the cross-sectional position PD of the frame FD is DD, and the weight score WS for the distance DD is −0.2.

フレームFEの断面位置PEの基準位置PAからの距離はDEであり、距離DEに対する重みスコアWSは、−0.8であるが、フレームFEは候補画像部分RCを含まないので、重みスコアを0(ゼロ)とする。フレームFFの断面位置PFの基準位置PAからの距離はDFであり、距離DFに対する重みスコアWSは、−0.9であるが、フレームFFは候補画像部分RCを含まないので、重みスコアを0とする。このように、候補画像部分RCを含むフレームについては、該当する重みスコアをそのまま適用し、候補画像部分RCを含まないフレームについては、一律に重みスコアWCとして0とする。以上説明した方法により、重み付け対象WTに設定された各フレームについて重みスコアを算出する。
(図6のステップS7)。
The distance from the reference position PA of the cross-sectional position PE of the frame FE is DE, and the weight score WS for the distance DE is −0.8. However, since the frame FE does not include the candidate image portion RC, the weight score is 0. (Zero). The distance from the reference position PA of the cross-sectional position PF of the frame FF is DF, and the weight score WS for the distance DF is −0.9. However, since the frame FF does not include the candidate image portion RC, the weight score is 0. And In this way, the corresponding weight score is applied as it is to the frame including the candidate image portion RC, and the weight score WC is uniformly set to 0 for the frame not including the candidate image portion RC. A weight score is calculated for each frame set as the weighting target WT by the method described above.
(Step S7 in FIG. 6).

図6のフローチャートに戻って、続いて、重み付け対象WTに設定された全フレームの重みスコアの総和を算出し(ステップS8)、重みスコア算出処理のフローを終了する。
なお、図6のフローにおけるステップS6で、候補画像部分RCを含むと判定されたフレームには係数1を付与し、含まないと判定されたフレームには係数0を付与し、ステップS7で、候補画像部分を含むか否かにかかわらず、各フレームの基準位置PAからの距離に対応する重み曲線WCが示す値を重みスコアとして算出し、ステップS8において、各フレームの重みスコアに、付与された係数を乗じた値の総和を算出してもよい。
Returning to the flowchart of FIG. 6, subsequently, the sum of the weight scores of all frames set as the weighting target WT is calculated (step S8), and the weight score calculation processing flow ends.
Note that coefficient 1 is assigned to the frame determined to include the candidate image portion RC in step S6 in the flow of FIG. 6, and coefficient 0 is assigned to the frame determined not to include the candidate image portion RC. Regardless of whether or not the image portion is included, the value indicated by the weight curve WC corresponding to the distance from the reference position PA of each frame is calculated as a weight score, and is assigned to the weight score of each frame in step S8. You may calculate the sum total of the value which multiplied the coefficient.

(粒状構造物判定処理)
続いて、構造物判定部116が、重み付け対象WTに設定されたフレームの超音波画像に含まれる候補画像部分RCが、粒状構造物を示すものであるか否かを判定する。図7は、構造物判定部116による粒状構造物判定処理の内容を示すフローチャートである。
先ず、重みスコアの総和を重みスコア算出部115から取得する(ステップS11).
次に、重みスコアの総和が所定の閾値以上であるかどうかを判定する。本実施形態においては、閾値は、1.5である。重みスコアの総和が閾値以上である場合は、粒状構造物であると判定し(ステップS12:YES、ステップS13)、粒状構造物判定処理のフローを終了する。重みスコアの総和が閾値以上でない場合、即ち、閾値未満である場合は、粒状構造物であると判定し(ステップS12:NO、ステップS14)、粒状構造物判定処理のフローを終了する。
(Granular structure judgment processing)
Subsequently, the structure determination unit 116 determines whether or not the candidate image portion RC included in the ultrasonic image of the frame set as the weighting target WT indicates a granular structure. FIG. 7 is a flowchart showing the contents of the granular structure determination process by the structure determination unit 116.
First, the sum of weight scores is acquired from the weight score calculator 115 (step S11).
Next, it is determined whether or not the sum of the weight scores is equal to or greater than a predetermined threshold. In the present embodiment, the threshold value is 1.5. If the sum of the weight scores is equal to or greater than the threshold, it is determined that the structure is a granular structure (step S12: YES, step S13), and the flow of the granular structure determination process is terminated. If the sum of the weight scores is not equal to or greater than the threshold value, that is, less than the threshold value, it is determined as a granular structure (step S12: NO, step S14), and the flow of the granular structure determination process ends.

図5に示す場合においては、重み付け対象WTに設定されたフレームFA、FB、FC、FD、FE、FFの重みスコアは、それぞれ、1、0.9、0.8、−0.2、0、0である。従って、重みスコアの総和は2.5であり、閾値1.5以上であるので、検出対象構造物Sは、粒状構造物であると判定される。
ここで、検出対象構造物が長尺な構造物である場合を図8に示す。検出対象構造物Sは、長尺な構造物であるので、重み付け対象WTに設定されたフレームFA、FB、FC、FD、FE、FF全てに、候補画像部分RCが含まれている。そして、フレームFA、FB、FC、FD、FE、FFの重みスコアは、それぞれ、1、0.9、0.8、−0.2、−0.8、−0.9である。従って、重みスコアの総和は、0.8であり、閾値1.5未満であるので、検出対象構造物Sは、粒状構造物ではないと判定される。
In the case shown in FIG. 5, the weight scores of the frames FA, FB, FC, FD, FE, and FF set as the weighting target WT are 1, 0.9, 0.8, −0.2, and 0, respectively. , 0. Accordingly, since the sum of the weight scores is 2.5 and is equal to or greater than the threshold value 1.5, it is determined that the detection target structure S is a granular structure.
Here, FIG. 8 shows a case where the detection target structure is a long structure. Since the detection target structure S is a long structure, the candidate image portion RC is included in all the frames FA, FB, FC, FD, FE, and FF set as the weighting target WT. The weight scores of the frames FA, FB, FC, FD, FE, and FF are 1, 0.9, 0.8, -0.2, -0.8, and -0.9, respectively. Accordingly, since the sum of the weight scores is 0.8 and is less than the threshold value 1.5, it is determined that the detection target structure S is not a granular structure.

また、候補画像部分RCがスペックルノイズによるものである場合、重み付け対象に設定されたフレームのうち、スペックルノイズが表れるのは通常は1フレームのみである。従って、スペックルノイズが表れたフレームの重みスコアは1であるが、その他のフレームの重みスコアは0であるので、重みスコアの総和は1となり、閾値1.5以下であるので、粒状構造物ではないと判定される。   In addition, when the candidate image portion RC is due to speckle noise, the speckle noise usually appears in only one frame among the frames set as weighting targets. Therefore, the weight score of the frame in which speckle noise appears is 1, but the weight score of the other frames is 0. Therefore, the sum of the weight scores is 1, and the threshold value is 1.5 or less. It is determined that it is not.

なお、本実施形態においては、設定距離SDには、検出したい構造物のサイズを設定する。例えば、直径0.2mmの粒状構造物を検出する場合には、設定距離SDを0.2に設定する。そして、検出対象距離TDは、設定距離SDの2倍の値に決定される。
なお、設定距離SDは、0.2mmに限定されるものではなく、検出対象構造物のサイズに応じて適宜設定可能である。また、設定距離SDは、検出対象構造物のサイズの値に限定されるものではない。例えば、検出したい構造物のサイズが0.2mmであって、それよりも多少サイズの大きな構造物も許容されるのであれば、その許容の幅に応じて、設定距離SDを0.2よりも大きな値としてもよい。
In this embodiment, the size of the structure to be detected is set as the set distance SD. For example, when detecting a granular structure having a diameter of 0.2 mm, the set distance SD is set to 0.2. The detection target distance TD is determined to be twice the set distance SD.
The set distance SD is not limited to 0.2 mm, and can be set as appropriate according to the size of the detection target structure. The set distance SD is not limited to the size value of the detection target structure. For example, if the size of a structure to be detected is 0.2 mm and a structure slightly larger than that is allowed, the set distance SD is set to be less than 0.2 according to the allowable width. It may be a large value.

また、検出対象距離TDは、設定距離SDの2倍の値に限定されるものではなく、設定距離SDよりも大きい値であれば、2倍よりも大きくてもよいし、小さくてもよい。ただし、2倍以上とする場合であっても、あまり大きすぎるのは好ましくない。それは次のような理由からである。複数の粒状構造物が互いに隣接して存在している場合に、基準位置に存在する粒状構造物に隣接する別の粒状構造物が、検出対象距離TD内に存在する場合には、当該隣接する粒状構造物に起因する候補画像部分が、基準フレームから遠いフレームに含まれることになる。そしてその結果、重み付けスコアの総和が閾値を下回り、基準位置に存在する粒状構造物が、粒状構造物ではないと誤判定されることになる。従って、検出対象距離TDが、設定距離SDの2倍程度であれば、隣接する複数の粒状構造物が検出対象距離TD内に存在する可能性を十分低くして、粒状構造物の検出確率を十分高くすることができると考えられる。   Further, the detection target distance TD is not limited to a value twice the set distance SD, and may be larger or smaller than twice as long as the value is larger than the set distance SD. However, it is not preferable that it is too large even when it is twice or more. The reason is as follows. When a plurality of granular structures exist adjacent to each other, when another granular structure adjacent to the granular structure existing at the reference position exists within the detection target distance TD, the adjacent granular structures are adjacent to each other. A candidate image portion resulting from the granular structure is included in a frame far from the reference frame. As a result, the sum of the weighting scores falls below the threshold value, and the granular structure existing at the reference position is erroneously determined not to be a granular structure. Therefore, if the detection target distance TD is about twice the set distance SD, the possibility that a plurality of adjacent granular structures exist within the detection target distance TD is sufficiently reduced, and the detection probability of the granular structure is increased. It is thought that it can be made high enough.

さらには、閾値も1.5に限定されるものではない。設定距離SDに対する検出対象距離TDの比率に応じて、適切な閾値を採用してもよい。
さらには、重み付け曲線の正負が、図5に示す重み付け曲線WCと逆であってもよい。即ち、設定距離SDよりも基準位置PAからの距離が小さい側が負で、大きい側が正であってもよい。当該場合は、閾値が負の値となり、当該閾値以下の場合に、粒状構造物であると判定され、閾値よりも大きい場合に、粒状構造物ではないと判定される。
Furthermore, the threshold value is not limited to 1.5. An appropriate threshold value may be adopted according to the ratio of the detection target distance TD to the set distance SD.
Furthermore, the sign of the weighting curve may be opposite to the weighting curve WC shown in FIG. That is, the smaller side from the reference position PA than the set distance SD may be negative, and the larger side may be positive. In this case, the threshold value is a negative value, and when the threshold value is equal to or less than the threshold value, it is determined to be a granular structure, and when the threshold value is larger than the threshold value, it is determined not to be a granular structure.

<診断画像生成表示処理>
次に、構造物判定部116により粒状構造物であると判定されると、表示制御部117(図1参照)は、当該判定された候補画像部分をわかりやすくハイライト処理を施して表示した診断画像を生成して、表示部104(図1参照)に表示させる。
図9に、診断画像の一例を示す。図9は、構造物判定部116により粒状構造物であると判定された候補画像部分RC1およびRC2を含むフレームの超音波画像を示す。そして、候補画像部分RC1、RC2それぞれについて、周囲を囲む矩形状の枠が重畳表示されている。本実施形態においては、表示制御部117は、ハイライト処理として、候補画像部分の周囲を囲む枠線を重畳表示する。本実施形態においては、枠線は何れも同じ太さの線であるが、重みスコアの値に応じて、枠線の太さを変えたり、色を変えたりしてもよい。
<Diagnostic image generation display processing>
Next, when the structure determination unit 116 determines that the structure is a granular structure, the display control unit 117 (see FIG. 1) displays the determined candidate image portion with an easy-to-understand highlight process. An image is generated and displayed on the display unit 104 (see FIG. 1).
FIG. 9 shows an example of a diagnostic image. FIG. 9 shows an ultrasonic image of a frame including candidate image portions RC1 and RC2 that are determined to be granular structures by the structure determination unit 116. Then, for each of the candidate image portions RC1, RC2, a rectangular frame surrounding the periphery is superimposed and displayed. In the present embodiment, the display control unit 117 superimposes and displays a frame surrounding the candidate image portion as highlight processing. In the present embodiment, the frame lines are all lines having the same thickness, but the thickness of the frame line or the color may be changed according to the value of the weight score.

なお、診断画像として表示する超音波画像は、重み付け対象WTに設定されたフレームのうち、候補画像部分RCを含むものであれば、何れの超音波画像を用いてもよい。本実施形態では、例えば、基準フレームFAの超音波画像を用いるが、重み付け対象WTに設定されたフレームのうち、候補画像部分RCの面積が最大のものを用いてもよい。
図10は、表示制御部117(図1参照)による診断画像生成表示処理の処理内容を示すフローチャートである。
In addition, as long as the ultrasonic image displayed as a diagnostic image contains the candidate image part RC among the frames set to the weighting object WT, you may use any ultrasonic image. In the present embodiment, for example, an ultrasonic image of the reference frame FA is used, but the frame having the largest area of the candidate image portion RC among the frames set as the weighting target WT may be used.
FIG. 10 is a flowchart showing the processing contents of the diagnostic image generation display processing by the display control unit 117 (see FIG. 1).

まず、構造物判定部116により粒状構造物であると判定されたか否かを判定し、粒状構造物であると判定されている場合(ステップS21:YES)、粒状構造物であると判定された候補画像部分RCを含むフレームの超音波画像を記憶部111(図1参照)から取得する(ステップS22)
次に、取得した超音波画像の候補画像部分RCにハイライト処理を行う(ステップS23)。本実施形態においては、候補画像部分RCを囲む矩形状の枠線を生成する。
First, it is determined by the structure determination unit 116 whether or not it is determined to be a granular structure. If it is determined to be a granular structure (step S21: YES), it is determined to be a granular structure. An ultrasonic image of a frame including the candidate image portion RC is acquired from the storage unit 111 (see FIG. 1) (step S22).
Next, a highlight process is performed on the candidate image portion RC of the acquired ultrasonic image (step S23). In the present embodiment, a rectangular frame surrounding the candidate image portion RC is generated.

そして、超音波画像に候補画像部分RCを囲む枠線を重畳表示させた診断画像を生成して表示部104に表示させ(ステップS24)、診断画像生成表示処理のフローを終了する。
ステップS21で粒状構造物であると判定されていない場合には、そのまま超音波画像を表示して(ステップS21:NO、ステップS25)、診断画像生成表示処理のフローを終了する。
Then, a diagnostic image is generated by superimposing a frame line surrounding the candidate image portion RC on the ultrasonic image and displayed on the display unit 104 (step S24), and the flow of the diagnostic image generation / display process ends.
If it is not determined in step S21 that the structure is a granular structure, the ultrasound image is displayed as it is (step S21: NO, step S25), and the flow of the diagnostic image generation display process is ended.

以上説明したように、本実施形態に係る超音波画像処理装置を用いると、基準位置に粒状構造物が存在する場合に、超音波画像の粒状構造物の断面を示す部分である候補画像部分の周りを囲む枠線が超音波画像に重畳表示されるので、検査者は、超音波診断の際に、リアルタイムで粒状構造物を容易に検出することができる。
≪実施形態2≫
実施形態1では、カメラにより超音波プローブを撮影して超音波プローブの位置情報を直接取得していた。しかし、これに限られず、カメラを備えない構成としてもよい。
As described above, when the ultrasonic image processing apparatus according to the present embodiment is used, when a granular structure exists at the reference position, a candidate image portion that is a portion showing a cross section of the granular structure of the ultrasonic image is displayed. Since the surrounding frame line is superimposed and displayed on the ultrasonic image, the examiner can easily detect the granular structure in real time at the time of ultrasonic diagnosis.
<< Embodiment 2 >>
In the first embodiment, the position information of the ultrasonic probe is directly acquired by photographing the ultrasonic probe with a camera. However, the present invention is not limited to this, and a configuration without a camera may be employed.

実施形態2では、操作入力部103(図1参照)を介して検査者から入力されたフレームレートとプローブ101の走査速度(スキャン速度)の情報を取得して、隣り合うフレーム同士の間隔(時間)に相当するプローブ101の移動距離を算出し、距離を時間の長さで代用する。そして、基準フレームの超音波画像信号が取得された時刻である基準時刻からの、重み付け対象WTに設定された各フレームの超音波画像信号が取得された時刻の遡り時間の長さ(即ち、各フレームの超音波画像信号が取得された時刻から基準時刻までの経過時間)に基づいて、重みスコアを算出する。   In the second embodiment, information on the frame rate input from the examiner via the operation input unit 103 (see FIG. 1) and the scanning speed (scanning speed) of the probe 101 is acquired, and the interval (time) between adjacent frames is acquired. ) Is calculated, and the distance is substituted with the length of time. Then, from the reference time that is the time when the ultrasonic image signal of the reference frame is acquired, the length of the retroactive time of the time when the ultrasonic image signal of each frame set in the weighting target WT is acquired (that is, each A weight score is calculated based on the elapsed time from the time when the ultrasonic image signal of the frame is acquired to the reference time.

図11は、実施形態2に係る超音波画像処理装置200を含む超音波診断システム2000の機能ブロック図である。このうち、送信部105、受信部106、マルチプレクサ部107、Bモード画像生成部108、候補画像部分検出部109、位置関連情報検出部210、距離関連情報取得部212、重み付け対象設定部113、候補画像部分判定部114、重みスコア算出部115、および構造物判定部116は、超音波画像処理回路250を構成する。   FIG. 11 is a functional block diagram of an ultrasonic diagnostic system 2000 including the ultrasonic image processing apparatus 200 according to the second embodiment. Among these, the transmission unit 105, the reception unit 106, the multiplexer unit 107, the B-mode image generation unit 108, the candidate image part detection unit 109, the position related information detection unit 210, the distance related information acquisition unit 212, the weighting target setting unit 113, the candidate The image portion determination unit 114, the weight score calculation unit 115, and the structure determination unit 116 constitute an ultrasonic image processing circuit 250.

図12(a)は、実施形態2に係る超音波画像処理装置を用いて連続的に取得された複数フレームの超音波画像のシーケンスのうちのいくつかのフレームにおいて、検出対象構造物Sの断面を示す候補画像部分が検出されている状態を模式的に示す図である。図5(a)に示す実施形態1の場合と同様に、図12(a)上段の連続する超音波画像のフレームのうちの右から6フレームFA、FB、FC、FD、FE、FFが重み付け対象WTに設定されたフレームであり、最も右のフレームFAが最も新しく取得された超音波画像のフレームであり、最も左が同図に示された中ではもっとも古く取得された超音波画像のフレームである。本実施形態においても、フレームFAが基準フレームである。   FIG. 12A is a cross section of the detection target structure S in several frames of a sequence of ultrasonic images of a plurality of frames continuously acquired using the ultrasonic image processing apparatus according to the second embodiment. It is a figure which shows typically the state in which the candidate image part which shows is detected. As in the case of the first embodiment shown in FIG. 5A, 6 frames FA, FB, FC, FD, FE, and FF are weighted from the right among the frames of the continuous ultrasonic image in the upper stage of FIG. The frame set to the target WT, the rightmost frame FA is the frame of the most recently acquired ultrasonic image, and the leftmost is the frame of the ultrasonic image acquired the oldest in the figure. It is. Also in this embodiment, the frame FA is the reference frame.

図12(b)に示すように、実施形態2では、重みスコアWSは、基準時刻をゼロとした過去に遡った時間(−t)の関数として表される。即ち、基準時刻から過去にさかのぼった時間を、実施形態1における基準位置からの距離に代用している。
図12(b)に示すように、フレームFA、FB、FC、FD、FE、FFの超音波画像信号取得時刻は、それぞれ、TA、TB、TC、TD、TE、TFである。基準時刻TAをゼロとしたときの、TB、TC、TD、TE、TFの基準時刻TAからの遡り時間の長さは、それぞれ、tb、tc、td、te、tfである。
As shown in FIG. 12B, in the second embodiment, the weight score WS is expressed as a function of the time (−t) going back in the past with the reference time set to zero. That is, the time going back to the past from the reference time is used as the distance from the reference position in the first embodiment.
As shown in FIG. 12B, the ultrasonic image signal acquisition times of the frames FA, FB, FC, FD, FE, and FF are TA, TB, TC, TD, TE, and TF, respectively. The lengths of the retroactive times from the reference time TA of TB, TC, TD, TE, and TF when the reference time TA is set to zero are tb, tc, td, te, and tf, respectively.

ここで、本実施形態では、プローブ101の走査速度は一定であることを前提としている。従って、tb、tc、td、te、tfは、何れもその時間の長さは等しい。
また、設定時間STは、実施形態1における設定距離SDに相当するものであり、検出対象構造物のサイズ、フレームレート、及びプローブ101の走査速度に基づいて決定される。本実施例においては、例えば、フレームレートが20fps、プローブ101の走査速度が2cm/secであって、検出対象構造物のサイズが0.2mmであるので、設定時間STは、0.2秒である。また、検出対象時間TTは、実施形態1の検出対象距離TDに相当し、実施形態1と同様に、設定時間STの2倍程度とするのが好ましい。
Here, in the present embodiment, it is assumed that the scanning speed of the probe 101 is constant. Therefore, tb, tc, td, te, and tf all have the same length of time.
The set time ST corresponds to the set distance SD in the first embodiment, and is determined based on the size of the detection target structure, the frame rate, and the scanning speed of the probe 101. In this embodiment, for example, since the frame rate is 20 fps, the scanning speed of the probe 101 is 2 cm / sec, and the size of the detection target structure is 0.2 mm, the set time ST is 0.2 seconds. is there. Further, the detection target time TT corresponds to the detection target distance TD of the first embodiment, and is preferably about twice the set time ST as in the first embodiment.

図12(a)、(b)に示すように、本実施形態においても、フレームFB、FC、FD、FE、FFの重みスコアWSは、それぞれ、1、0.9、0.8、−0.2、0、0である。従って、重みスコアの総和は2.5となり、閾値1.5以上であるので、粒状構造物であると判定される。
図13は、実施形態2における重みスコア算出処理の内容を示すフローチャートである。
As shown in FIGS. 12A and 12B, also in this embodiment, the weight scores WS of the frames FB, FC, FD, FE, and FF are 1, 0.9, 0.8, and −0, respectively. .2, 0, 0. Therefore, the sum total of the weight scores is 2.5, which is equal to or greater than the threshold value 1.5, and thus is determined to be a granular structure.
FIG. 13 is a flowchart showing the content of the weight score calculation process in the second embodiment.

まず、操作入力部103(図1参照)を介して検査者から設定入力され、記憶部111に記憶されている超音波プローブ101の設定走査速度、フレームレート、検出対象構造物サイズの情報を、記憶部111から取得する(ステップS31)。
次に、超音波プローブ101の設定走査速度、フレームレート、検出対象構造物サイズに基づいて、設定時間STおよび検出対象時間TTを算出する(ステップS32)。
First, information on the setting scanning speed, frame rate, and detection target structure size of the ultrasonic probe 101 that is set and input from the examiner via the operation input unit 103 (see FIG. 1) and stored in the storage unit 111, Obtained from the storage unit 111 (step S31).
Next, the set time ST and the detection target time TT are calculated based on the set scanning speed, frame rate, and detection target structure size of the ultrasonic probe 101 (step S32).

続いて、基準時刻TAから検出対象時間TT遡った時刻を算出する(ステップS33)。
そして、ステップs33で算出された時刻と基準時刻TAとの間に取得された超音波画像信号のフレームを重み付け対象WTに設定する(ステップS34)。
次に、重み付け対象WTに設定された各フレームの基準時刻TAからの遡り時間を算出する(ステップS35)。
Subsequently, the time that is the detection target time TT is calculated from the reference time TA (step S33).
Then, the frame of the ultrasonic image signal acquired between the time calculated in step s33 and the reference time TA is set as the weighting target WT (step S34).
Next, the retroactive time from the reference time TA of each frame set as the weighting target WT is calculated (step S35).

続いて、重み付け対象WTに設定された各フレームの超音波画像が、候補画像部分RCを含むか否かの情報を、候補画像部分判定部114(図1参照)から取得する(ステップS36)。
そして、重み付け対象WTに設定されたフレームごとに重み付スコアを算出する(ステップS37)。
Subsequently, information on whether or not the ultrasonic image of each frame set as the weighting target WT includes the candidate image portion RC is acquired from the candidate image portion determination unit 114 (see FIG. 1) (step S36).
Then, a weighted score is calculated for each frame set as the weighting target WT (step S37).

そして、重みスコアの総和を算出して(ステップS38)、重みスコア算出処理のフローを終了する。
以上説明したように、実施形態2に係る超音波画像処理装置によっても、フレームレートおよびプローブ101の走査速度に基づいて、粒状構造物であるか否かの判定を行うことができる。
Then, the sum of the weight scores is calculated (step S38), and the flow of the weight score calculation process is terminated.
As described above, the ultrasonic image processing apparatus according to the second embodiment can also determine whether or not the structure is a granular structure based on the frame rate and the scanning speed of the probe 101.

<変形例>
以上、本発明を実施形態1および2に係る超音波画像処理装置に基づいて説明した。しかし、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、以下のような変形例を実施することができる。
なお、説明の重複を避けるため、実施形態1および2と同じ構成要素については、同符号を付して、その説明を省略する。
<Modification>
The present invention has been described based on the ultrasonic image processing apparatuses according to the first and second embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the following modifications can be implemented.
In addition, in order to avoid duplication of description, about the same component as Embodiment 1 and 2, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.

(変形例1)
図14(a)は、変形例1に係る超音波画像処理装置において連続的に取得された複数フレームの超音波画像のシーケンスのうちのいくつかのフレームにおいて、検出対象構造物Sの断面を示す候補画像部分が検出されている状態を模式的に示す図である。
図14(b)は、図14(a)下段に示す6つのフレームFA、FB、FC、FD、FE、FFの超音波画像それぞれの断面位置PA、PB、PC、PD、PE、PFを示している。図14(b)上段は、基準位置PAからの距離をX軸とし、重みスコアをY軸としたときの、重みスコアの値を示す曲線である重み付け曲線WCを示すグラフである。本変形例においては、重み付け曲線WCは、ステップ状の折れ線曲線である。
(Modification 1)
FIG. 14A shows cross sections of the detection target structure S in several frames of a sequence of ultrasonic images of a plurality of frames continuously acquired in the ultrasonic image processing apparatus according to the first modification. It is a figure which shows typically the state in which the candidate image part is detected.
FIG. 14B shows the cross-sectional positions PA, PB, PC, PD, PE, and PF of the ultrasonic images of the six frames FA, FB, FC, FD, FE, and FF shown in the lower part of FIG. ing. The upper part of FIG. 14B is a graph showing a weighting curve WC that is a curve indicating the value of the weight score when the distance from the reference position PA is the X axis and the weight score is the Y axis. In the present modification, the weighting curve WC is a stepped line curve.

図14に示す例においては、フレームFA、FB、FC、FD、FE、FFの重みスコアは、それぞれ、1、1、1、−1、0、0である。従って、重みスコアの総和は2であり、閾値1.5以上であるので、粒状構造物であると判定される。
以上説明したように、変形例1の重み付け曲線WCを用いても、粒状構造物であるか否かの判定を行うことができる。
In the example illustrated in FIG. 14, the weight scores of the frames FA, FB, FC, FD, FE, and FF are 1, 1, 1, −1, 0, and 0, respectively. Therefore, the sum of the weight scores is 2, which is equal to or greater than the threshold value 1.5, and thus is determined to be a granular structure.
As described above, even if the weighting curve WC of the first modification is used, it can be determined whether or not it is a granular structure.

本変形例においても、重み付け曲線の正負が、図14に示す重み付け曲線WCと逆であってもよい。即ち、設定距離SDよりも基準位置PAからの距離が小さい側が負で、大きい側が正であってもよい。当該場合は、閾値が負の値となり、当該閾値以下の場合に、粒状構造物であると判定され、閾値よりも大きい場合に、粒状構造物ではないと判定されてもよい。   Also in this modification, the sign of the weighting curve may be opposite to that of the weighting curve WC shown in FIG. That is, the smaller side from the reference position PA than the set distance SD may be negative, and the larger side may be positive. In this case, the threshold value may be a negative value, and if it is equal to or less than the threshold value, it is determined to be a granular structure, and if the threshold value is greater than the threshold value, it may be determined not to be a granular structure.

(変形例2)
実施形態1および2においては、検査の際に、プローブ101は被検体表面を直線的に動かされる場合を想定していた。しかし、これに限られず、プローブ101が被検体表面において回転運動(搖動を含む)される場合に適用してもよい。
図15は、プローブ101が被検体表面SFで回転運動しながらスキャンが行われている様子を模式的に示す図である。図16は、変形例2に係る超音波画像処理装置300を含む超音波診断システム3000の機能ブロック図である。このうち、送信部105、受信部106、マルチプレクサ部107、Bモード画像生成部108、候補画像部分検出部109、位置関連情報検出部310、距離関連情報取得部312、重み付け対象設定部113、候補画像部分判定部114、重みスコア算出部115、および構造物判定部116は、超音波画像処理回路350を構成する。
(Modification 2)
In the first and second embodiments, it is assumed that the probe 101 is moved linearly on the subject surface during the examination. However, the present invention is not limited to this, and the probe 101 may be applied when it is rotated (including peristaltic) on the surface of the subject.
FIG. 15 is a diagram schematically illustrating a state in which scanning is performed while the probe 101 is rotationally moved on the subject surface SF. FIG. 16 is a functional block diagram of an ultrasonic diagnostic system 3000 including an ultrasonic image processing apparatus 300 according to the second modification. Among these, the transmission unit 105, the reception unit 106, the multiplexer unit 107, the B-mode image generation unit 108, the candidate image part detection unit 109, the position related information detection unit 310, the distance related information acquisition unit 312, the weighting target setting unit 113, the candidates The image part determination unit 114, the weight score calculation unit 115, and the structure determination unit 116 constitute an ultrasonic image processing circuit 350.

本変形例に係るプローブ101には、角速度センサ302が一体に備えられており、位置関連情報検出部210は、角速度センサ302からプローブ101の角度情報を取得する。
本変形例に係る距離関連情報取得部212は、位置関連情報検出部210からプローブ101の角度情報を取得し、プローブ101の回転運動の中心からの検出対象構造物Sの距離(深さ)DPを半径としたときのプローブ101の角度範囲AAに対応する弧の長さASを算出し、算出された弧の長さASを距離情報として、重み付け対象設定部113および重みスコア算出部115に出力する。即ち、本変形例においては、距離関連情報取得部212が算出した弧の長さASを、実施形態1における距離に代用することにより、重みスコアを算出し、粒状構造物であるか否かの判定を行うことができる。
The probe 101 according to this modification is integrally provided with an angular velocity sensor 302, and the position related information detection unit 210 acquires angle information of the probe 101 from the angular velocity sensor 302.
The distance related information acquisition unit 212 according to the present modification acquires angle information of the probe 101 from the position related information detection unit 210, and the distance (depth) DP of the detection target structure S from the center of the rotational motion of the probe 101. The arc length AS corresponding to the angle range AA of the probe 101 is calculated, and the calculated arc length AS is output to the weighting target setting unit 113 and the weight score calculation unit 115 as distance information. To do. That is, in this modification, the weight score is calculated by substituting the arc length AS calculated by the distance-related information acquisition unit 212 for the distance in the first embodiment, and whether or not it is a granular structure is determined. Judgment can be made.

なお、位置関連情報検出部210が角速度センサ302から取得するのは、プローブ101の角度情報であるが、角度情報に基づいて位置情報が得られることから、角度情報も位置情報に含まれるものとする。
(変形例3)
超音波画像において、候補画像部分RCの位置がフレームごとに若干ずれる場合がある。ここで、そのずれが大きい場合には、候補画像部分RCが粒状構造物の断面を示すものではなく、別の構造物の断面に存在する輝点やスペックルノイズが、偶然近い位置に連続して検出されたものである可能性が考えられる。そのような輝点の連続を、粒状構造物であるとの誤判定の可能性を低下させるために、以下のような変形例を実施することが可能である。
The position related information detection unit 210 acquires from the angular velocity sensor 302 is the angle information of the probe 101. However, since the position information is obtained based on the angle information, the angle information is also included in the position information. To do.
(Modification 3)
In the ultrasonic image, the position of the candidate image portion RC may be slightly shifted from frame to frame. Here, when the deviation is large, the candidate image portion RC does not indicate the cross section of the granular structure, and bright spots and speckle noise existing in the cross section of another structure are consecutively located at close positions. There is a possibility that it was detected. In order to reduce the possibility of erroneous determination that such a series of bright spots is a granular structure, it is possible to carry out the following modifications.

図17(a)は、変形例3における重み付け対象に設定されたフレームFA、FB、FC、FD、FE、FFの超音波画像のうち、フレームFA、FB、FC、FDに、候補画像部分RCが検出された状態を模式的に示す図である。本変形例においては、図17(b)に示すように、候補画像部分RCが検出されたフレームFA、FB、FC、FDについて、それぞれの検出窓301に、それぞれの重みスコアの値を割り当てる。図17(b)においては、割り当てられた重みスコアの値によって検出窓のハッチングを変えて示している。フレームFAの検出窓301aには重みスコア1が割り当てられている。フレームFBの検出窓301bには重みスコア0.9が割り当てられている。フレームFCの検出窓301cには重みスコア0.8が割り当てられている。フレームFDの検出窓301dには重みスコア−0.2が割り当てられている。フレームFEおよびFFは、候補画像部分RCが検出されていないので、重みスコアを割り当てる検出窓が存在しない。   FIG. 17A shows the candidate image portion RC in the frames FA, FB, FC, and FD among the ultrasonic images of the frames FA, FB, FC, FD, FE, and FF set as the weighting targets in the third modification. It is a figure which shows typically the state from which this was detected. In this modified example, as shown in FIG. 17B, for each of the frames FA, FB, FC, and FD in which the candidate image portion RC is detected, each weight score value is assigned to each detection window 301. In FIG. 17B, the hatching of the detection window is changed depending on the assigned weight score value. A weight score of 1 is assigned to the detection window 301a of the frame FA. A weight score of 0.9 is assigned to the detection window 301b of the frame FB. A weight score of 0.8 is assigned to the detection window 301c of the frame FC. A weight score of −0.2 is assigned to the detection window 301d of the frame FD. In the frames FE and FF, since the candidate image portion RC is not detected, there is no detection window for assigning a weight score.

図17(c)は、図17(b)に示すフレームFA、FB、FC、FD、FE、FFを重ね合わせたものを示している。重ねあわされた検出窓301a〜301dを円で囲んで示しており、右側に拡大して示している。右側の拡大図に示すように、重ね合された検出窓301a〜301dは、部分によって重なっている検出窓が異なる。そして、本変形例においては、それぞれの部分について重なっている検出窓に割り当てられた重みスコアを合計し、合計された重みスコアの値が閾値以上である部分の面積が一定以上である場合に、粒状構造物であると判定する。   FIG. 17C shows a superposition of the frames FA, FB, FC, FD, FE, and FF shown in FIG. The overlapped detection windows 301a to 301d are shown circled and enlarged on the right side. As shown in the enlarged view on the right side, the overlapped detection windows 301a to 301d differ in the overlapping detection windows. Then, in this modification, the weight scores assigned to the overlapping detection windows for each part are summed, and when the area of the part where the value of the summed weight score is equal to or greater than a threshold is greater than or equal to a certain value, It is determined that the structure is a granular structure.

図17(c)の右側の拡大図に示すように、重ね合わせ部分401は、検出窓301aのみの部分であるので、重みスコアは1である。なお、各重ね合わせ部分の合計重みスコアを四角の枠内に示している。重ね合わせ部分402は、検出窓301aと301cとが重ね合された部分であるので、合計重みスコアは、1.8である。重ね合わせ部分403は、検出窓301cのみであるので、合計重みスコアは0.8である。重ね合わせ部分404は、検出窓301a、301b、301c、301dが重ね合された部分であるので、合計重みスコアは、2.5である。重ね合わせ部分405は、検出窓301a、301b、301cが重ね合された部分であるので、合計重みスコアは、2.7である。重ね合わせ部分406は、検出窓301bと301cとが重ね合された部分であるので、合計重みスコアは、1.7である。重ね合わせ部分407は、検出窓301bのみの部分であるので、重みスコアは0.9である。重ね合わせ部分408は、検出窓301aと301bとが重ね合された部分であるので、合計重みスコアは、1.9である。重ね合わせ部分409は、検出窓301bと301dとが重ね合された部分であるので、合計重みスコアは、0.7である。重ね合わせ部分410は、検出窓301a、301b、301dが重ね合された部分であるので、合計重みスコアは、1.7である。重ね合わせ部分411は、検出窓301a、301c、301dが重ね合された部分であるので、合計重みスコアは、1.6である。重ね合わせ部分412は、検出窓301aと301dとが重ね合された部分であるので、合計重みスコアは、0.8である。重ね合わせ部分413は、検出窓301dのみの部分であるので、重みスコアは−0.2である。   As shown in the enlarged view on the right side of FIG. 17C, the overlapping portion 401 is a portion of only the detection window 301a, and thus the weight score is 1. Note that the total weight score of each overlapping portion is shown in a square frame. Since the overlapped portion 402 is a portion where the detection windows 301a and 301c are overlapped, the total weight score is 1.8. Since the overlapped portion 403 is only the detection window 301c, the total weight score is 0.8. Since the overlapped portion 404 is a portion where the detection windows 301a, 301b, 301c, and 301d are overlapped, the total weight score is 2.5. Since the overlapped portion 405 is a portion where the detection windows 301a, 301b, and 301c are overlapped, the total weight score is 2.7. Since the overlapped portion 406 is a portion where the detection windows 301b and 301c are overlapped, the total weight score is 1.7. Since the overlapped portion 407 is a portion of only the detection window 301b, the weight score is 0.9. Since the overlapped portion 408 is a portion where the detection windows 301a and 301b are overlapped, the total weight score is 1.9. Since the overlapped portion 409 is a portion where the detection windows 301b and 301d are overlapped, the total weight score is 0.7. Since the overlapped portion 410 is a portion where the detection windows 301a, 301b, and 301d are overlapped, the total weight score is 1.7. Since the overlapped portion 411 is a portion where the detection windows 301a, 301c, and 301d are overlapped, the total weight score is 1.6. Since the overlapped portion 412 is a portion where the detection windows 301a and 301d are overlapped, the total weight score is 0.8. Since the overlapped portion 413 is a portion of only the detection window 301d, the weight score is −0.2.

図17(c)に示す例では、合計重みスコアが1.5以上であるのは、重ね合わせ部分402、404、405、406、408、410、411であるので、これらの部分の面積の合計が所定面積以上ある場合に、粒状構造物であると判定する。なお、所定面積の値については、検出対象構造物のサイズや、それに応じて決定される検出窓の大きさによって適宜決定すればよい。   In the example shown in FIG. 17C, the total weight score of 1.5 or more is the overlapped portions 402, 404, 405, 406, 408, 410, and 411. Is determined to be a granular structure. Note that the value of the predetermined area may be determined as appropriate depending on the size of the detection target structure and the size of the detection window determined accordingly.

また、合計重みスコアが閾値以上である部分の面積の大きさによって、ハイライト処理の方法を変えてもよい。例えば、合計重みスコアが閾値以上である面積が大きいほど、枠線の太さを太くしてもよいし、色を濃くしてもよいし、異なる色にしてもよい。
(変形例4)
実施形態1および2では、基準フレームを、最も新しく超音波画像信号が取得されたフレームとし、基準フレームよりも過去側のフレームを重み付け対象に設定する場合について説明したが、これに限られない。変形例4では、超音波画像に候補画像部分RCが検出されたときに当該フレームを基準フレームとし、プローブ101の走査につれて、基準フレーム以降に超音波画像信号が取得されたフレームを対象に、重み付けを行う。
Further, the highlight processing method may be changed according to the size of the area of the portion where the total weight score is equal to or greater than the threshold. For example, the larger the area whose total weight score is equal to or greater than the threshold value, the thicker the border line, the darker the color, or the different color.
(Modification 4)
In the first and second embodiments, a case has been described in which the reference frame is the frame from which the latest ultrasonic image signal is acquired and a frame on the past side of the reference frame is set as a weighting target, but is not limited thereto. In the modified example 4, when the candidate image portion RC is detected in the ultrasonic image, the frame is set as a reference frame, and weighting is performed on the frames from which the ultrasonic image signal is acquired after the reference frame as the probe 101 is scanned. I do.

図18(a)は、変形例4に係る超音波画像処理装置において連続的に取得された複数フレームの超音波画像のシーケンスのうちのいくつかのフレームにおいて、検出対象構造物Sの断面を示す候補画像部分が検出されている状態を模式的に示す図である。
図18(b)は、図18(a)下段に示す6つのフレームFA、FB、FC、FD、FE、FFの超音波画像それぞれの断面位置PA、PB、PC、PD、PE、PFを示している。図18(b)上段は、基準位置PAからの距離をX軸とし、重みスコアをY軸としたときの、重みスコアの値を示す曲線である重み付け曲線WCを示すグラフである。本変形例の重み付け曲線WCは、三次曲線であり、基準位置PAからの距離が設定距離SDでX軸と交差しており、重みスコアWSが0となっている。そして、設置位置SDよりも基準位置PAに近い側では、重みスコアWSは正の値を示し、設置位置SDよりも基準位置PAから遠い側では、重みスコアWSは負の値を示す。
FIG. 18A shows cross sections of the detection target structure S in several frames of a sequence of ultrasonic images of a plurality of frames continuously acquired in the ultrasonic image processing apparatus according to the modification 4. It is a figure which shows typically the state in which the candidate image part is detected.
FIG. 18B shows cross-sectional positions PA, PB, PC, PD, PE, and PF of the ultrasonic images of the six frames FA, FB, FC, FD, FE, and FF shown in the lower part of FIG. ing. The upper part of FIG. 18B is a graph showing a weighting curve WC that is a curve indicating the value of the weight score when the distance from the reference position PA is the X axis and the weight score is the Y axis. The weighting curve WC of the present modification is a cubic curve, the distance from the reference position PA intersects the X axis at the set distance SD, and the weight score WS is 0. The weight score WS is a positive value on the side closer to the reference position PA than the installation position SD, and the weight score WS is a negative value on the side farther from the reference position PA than the installation position SD.

図18(a)、(b)は、基本的に、図5(a)、(b)の左右を逆転させた図にそれぞれ相当する。本変形例では、6つのフレームFA、FB、FC、FD、FE、FFのうち、基準フレームFAが最も古く超音波画像信号が取得されたフレームである。本変形例においても、実施形態1と同様に、重み付け対象WTに設定された各フレームについて、基準位置からの距離を算出し、それぞれの距離に対応する重みスコアを重み曲線RCにより算出する。そして、重みスコアの総和と閾値とを比較し、総和が閾値以上である場合には、粒状構造物であると判定する。   18A and 18B basically correspond to the diagrams in which the left and right in FIGS. 5A and 5B are reversed. In the present modification, the reference frame FA is the oldest frame among the six frames FA, FB, FC, FD, FE, and FF, and the ultrasonic image signal is acquired. Also in the present modification, as in the first embodiment, the distance from the reference position is calculated for each frame set as the weighting target WT, and the weight score corresponding to each distance is calculated by the weight curve RC. And the sum total of a weight score and a threshold value are compared, and when a sum total is more than a threshold value, it determines with it being a granular structure.

図18(a)、(b)に示す例では、プローブ101がフレームFFの位置にきたときに、基準位置FAに粒状構造物Sが存在すると判定されることになる。しかし、粒状構造物は、直径が0.2mm程度の微小な構造物であるため、フレームFFの位置と実際の粒状構造物Sの位置との誤差は、無視できるほどの微小なものであると考えられる。また、粒状構造物Sであると判定された時点のプローブ101の位置に対応するフレームFFには、候補画像部分が含まれていない。従って、本変形例においては、表示制御部117(図1参照)が表示部104(図1参照)に表示させる診断画像に、候補画像部RCが含まれているフレームFA、FB、FC、FDの何れかの超音波画像を用いる。   In the example shown in FIGS. 18A and 18B, when the probe 101 comes to the position of the frame FF, it is determined that the granular structure S exists at the reference position FA. However, since the granular structure is a minute structure having a diameter of about 0.2 mm, the error between the position of the frame FF and the actual position of the granular structure S is negligible. Conceivable. In addition, the candidate image portion is not included in the frame FF corresponding to the position of the probe 101 at the time when it is determined to be the granular structure S. Therefore, in this modification, the frames FA, FB, FC, and FD in which the candidate image portion RC is included in the diagnostic image that the display control unit 117 (see FIG. 1) displays on the display unit 104 (see FIG. 1). Any one of the ultrasonic images is used.

(変形例4)
上記各実施形態および各変形例においては、構造物判定部で行われる粒状構造物判定処理において、重みスコアの総和と閾値とを比較する場合について説明した。しかし、これに限られず、重みスコアの平均値を閾値と比較してもよい。また、重み付け対象WTに設定された各フレームの重みスコアのうち、重みスコアが正の値であるものの平均値と閾値とを比較してもよいし、負の値であるものの平均値と閾値とを比較してもよい。
(Modification 4)
In each of the above-described embodiments and modifications, the case where the sum of the weight scores and the threshold value are compared in the granular structure determination process performed by the structure determination unit has been described. However, the present invention is not limited to this, and the average value of the weight scores may be compared with a threshold value. In addition, among the weight scores of each frame set as the weighting target WT, an average value of a weight score having a positive value may be compared with a threshold value, or an average value and a threshold value of a negative value may be compared with each other. May be compared.

(変形例5)
さらには、粒状構造物判定処理において、フレーム順に並べた重みスコアの数列のパターンから識別器により粒状構造物であるか否かの判定を行ってもよい。例えば、図14(a)、(b)に示す変形例1の場合、フレームFA〜FFの重みスコアを順に並べた数列は、1、1、1、−1、0、0となる。識別器は、重みスコアの数列が、当該パターンと一致する場合に、粒状構造物であると判定することができる。
(Modification 5)
Further, in the granular structure determination process, it may be determined whether or not the structure is a granular structure by a discriminator from a pattern of a sequence of weight scores arranged in frame order. For example, in the first modification shown in FIGS. 14A and 14B, the numerical sequence in which the weight scores of the frames FA to FF are arranged in order is 1, 1, 1, −1, 0, 0. The discriminator can determine that it is a granular structure when the sequence of weight scores matches the pattern.

(変形例6)
実施形態1、2及び変形例1〜3においては、基準フレームFAは、リアルタイムで最も新しく取得された超音波画像のフレームであるので、新しく超音波画像のフレームが取得されるごとに、一連の粒状構造物検出処理が実行される。このとき、候補画像部分が検出されたフレームとフレームの間に、何らかの要因で候補画像部分が検出されなかったフレームが存在する場合や、プローブ101(図1参照)の走査速度が速く、重み付け対象に設定されるフレーム数が少ない場合など、ハイライト処理の枠線が明滅して見づらくなることが考えられる。変形例6に係る超音波画像処理装置では、リアルタイムで表示されている現フレームのハイライト処理に加え、所定数の過去フレームのハイライト処理も重畳表示する。これにより、過去フレームのハイライト処理が残像のように重畳表示されるので、枠線の明滅を防ぐことができる。
(Modification 6)
In the first and second embodiments and the first to third modifications, the reference frame FA is the frame of the ultrasonic image most recently acquired in real time. A granular structure detection process is executed. At this time, if there is a frame in which the candidate image portion is not detected for some reason between the frames in which the candidate image portion is detected, or the scanning speed of the probe 101 (see FIG. 1) is high, the weighting target For example, when the number of frames set to is small, the frame line of the highlight process may blink and become difficult to see. In the ultrasonic image processing device according to the modified example 6, in addition to the highlight processing of the current frame displayed in real time, the highlight processing of a predetermined number of past frames is also superimposed and displayed. As a result, the highlight process of the past frame is superimposed and displayed like an afterimage, so that the blinking of the frame line can be prevented.

(変形例7)
上記各実施形態および各変形例においては、超音波診断を行いながらリアルタイムで粒状構造物を検出する場合について説明したが、これに限られない。過去の検査において取得した超音波診断画像を記憶部111(図1参照)から読み出し、粒状構造物検出対象のフレームとしてもよい。この場合、例えば、表示部104(図1参照)に表示されたスライダ等を操作して、表示させたいフレームを選択するようにしてもよい。そして、選択されたフレームを、基準フレームとすればよい。
(Modification 7)
In each of the above embodiments and modifications, the case where the granular structure is detected in real time while performing an ultrasonic diagnosis has been described. However, the present invention is not limited to this. Ultrasound diagnostic images acquired in past examinations may be read from the storage unit 111 (see FIG. 1) and used as a granular structure detection target frame. In this case, for example, a frame to be displayed may be selected by operating a slider or the like displayed on the display unit 104 (see FIG. 1). The selected frame may be used as a reference frame.

また、各実施形態に係る超音波画像処理装置、及びその変形例の機能のうち少なくとも一部を組み合わせてもよい。更に上記で用いた数字は、全て本発明を具体的に説明するために例示するものであり、本発明は例示された数字に制限されない。
さらに、本実施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。
≪まとめ≫
以上、説明したとおり、本発明の一態様に係る超音波診断装置は、超音波プローブを介して被検体から複数フレームの超音波画像信号を取得し、取得した前記超音波画像信号に基づき生成された超音波画像を表示部に表示させる超音波画像処理装置であって、複数フレームの前記超音波画像のそれぞれについて、検出対象構造物を示す画像部分であると推定される候補画像部分が存在する場合に、前記候補画像部分を検出する候補画像部分検出部と、前記複数フレームのうちの1つを基準フレームとし、その超音波画像の断面位置を基準位置とすると、前記複数フレームそれぞれの超音波画像の断面位置の前記基準位置からの距離に関連する距離関連情報を取得する距離関連情報取得部と、前記基準位置からの距離が、検出目標とする前記検出対象構造物の大きさに基づいて決定される所定の検出対象距離内のフレームを、重み付け対象に設定する重み付け対象設定部と、前記重み付け対象に設定された複数のフレームについて、前記候補画像部分が含まれているか否かを判定する候補画像部分判定部と、前記重み付け対象に設定された複数のフレームそれぞれについて、前記基準位置からの距離に対する変数として表される重みスコアを算出する重みスコア算出部と、前記重み付け対象に設定された複数のフレームの前記重みスコアが、所定の条件を満たしている場合に、前記候補画像部分が前記検出対象構造物であると判定する構造物判定部とを備えることを特徴とする。
Moreover, you may combine at least one part among the functions of the ultrasonic image processing apparatus which concerns on each embodiment, and its modification. Furthermore, all the numbers used above are exemplified for specifically explaining the present invention, and the present invention is not limited to the illustrated numbers.
Furthermore, the present invention includes various modifications in which the present embodiment is modified within a range conceivable by those skilled in the art.
≪Summary≫
As described above, the ultrasonic diagnostic apparatus according to one aspect of the present invention acquires an ultrasonic image signal of a plurality of frames from a subject via an ultrasonic probe, and is generated based on the acquired ultrasonic image signal. An ultrasonic image processing apparatus that displays a displayed ultrasonic image on a display unit, and for each of the ultrasonic images of a plurality of frames, there is a candidate image portion that is estimated to be an image portion indicating a detection target structure. In this case, a candidate image portion detection unit that detects the candidate image portion and one of the plurality of frames as a reference frame, and a cross-sectional position of the ultrasonic image as a reference position, the ultrasonic waves of the plurality of frames A distance-related information acquisition unit that acquires distance-related information related to the distance from the reference position of the cross-sectional position of the image, and the distance from the reference position is the detection target. A weighting target setting unit that sets a frame within a predetermined detection target distance determined based on the size of the target structure as a weighting target, and the candidate image portion for a plurality of frames set as the weighting target. A candidate image portion determination unit that determines whether or not the image is included, and a weight score calculation unit that calculates a weight score expressed as a variable with respect to a distance from the reference position for each of the plurality of frames set as the weighting targets And a structure determination unit that determines that the candidate image portion is the detection target structure when the weighting scores of the plurality of frames set as the weighting target satisfy a predetermined condition. It is characterized by that.

係る構成により、重み付け対象に設定されたフレームについて重みスコアを算出し、算出された重みスコアが所定の条件を満たすか否かによって、候補画像部分が検出対象構造物を示すものであるか否かを容易に判定することができる。
また、別の態様に係る超音波画像処理装置では、前記超音波プローブの前記被検体における位置に関連する情報を取得する位置関連情報取得部を有し、前記距離関連情報取得部は、前記位置に関連する情報に基づいて、前記基準位置からの距離に関連する情報を計算により取得してもよい。
With such a configuration, a weight score is calculated for a frame set as a weighting target, and whether or not the candidate image portion indicates a detection target structure depending on whether or not the calculated weight score satisfies a predetermined condition. Can be easily determined.
In the ultrasonic image processing device according to another aspect, the ultrasonic image processing apparatus includes a position related information acquisition unit that acquires information related to a position of the ultrasonic probe in the subject, and the distance related information acquisition unit includes the position Information related to the distance from the reference position may be obtained by calculation based on information related to.

係る構成により、超音波プローブの被検体における位置に関連する情報を取得することにより、基準位置からの距離に関連する情報を計算により容易に取得することができる。
また、別の態様に係る超音波画像処理装置では、前記位置関連情報取得部は、前記位置に関連する情報として、前記超音波プローブと前記被検体とが一緒に撮影された撮像データを取得してもよい。
With this configuration, by acquiring information related to the position of the ultrasonic probe in the subject, information related to the distance from the reference position can be easily acquired by calculation.
In the ultrasonic image processing device according to another aspect, the position-related information acquisition unit acquires imaging data obtained by imaging the ultrasonic probe and the subject as information related to the position. May be.

係る構成により、超音波プローブと被検体とを一緒にカメラで撮像することにより、超音波プローブの被検体に対する相対的な位置を容易に検出することができる。
また、別の態様では、前記超音波プローブは、一次元方向に配列された複数の振動子及び角速度センサを有し、前記被検体の表面において、前記複数の振動子の列に直交する仮想平面内で前記複数の振動子の列を中心として回転され、前記位置関連情報取得部は、前記被検体に対する前記超音波プローブの相対的な角度の情報を、前記位置に関連する情報として、前記角速度センサより取得し、前記距離関連情報取得部は、前記基準フレームの前記超音波画像信号が取得されたときの前記超音波プローブの角度と前記複数フレームそれぞれの超音波画像信号が取得されたときの前記超音波プローブの角度との角度差、および、前記候補画像部分の前記中心からの距離に基づいて、前記基準位置からの距離を計算により取得してもよい。
With such a configuration, the relative position of the ultrasonic probe with respect to the subject can be easily detected by imaging the ultrasonic probe and the subject together with the camera.
In another aspect, the ultrasonic probe has a plurality of transducers and angular velocity sensors arranged in a one-dimensional direction, and is a virtual plane orthogonal to the rows of the plurality of transducers on the surface of the subject. The position related information acquisition unit uses the information on the relative angle of the ultrasonic probe with respect to the subject as information related to the position, and the angular velocity. The distance-related information acquisition unit is acquired from a sensor, and the angle of the ultrasonic probe when the ultrasonic image signal of the reference frame is acquired and the ultrasonic image signal of each of the plurality of frames are acquired. The distance from the reference position may be obtained by calculation based on the angle difference from the angle of the ultrasonic probe and the distance from the center of the candidate image portion.

係る構成により、角速度センサにより、基準位置からの距離を容易に取得することができる。
また、別の態様では、前記位置関連情報取得部は、前記超音波プローブの走査速度および前記超音波画像信号の取得におけるフレームレートを外部より取得し、前記距離関連情報取得部は、前記走査速度および前記フレームレートに基づいて、前記基準位置からの距離に相当する時間および前記検出対象距離に相当する時間を計算により取得し、前記重み付け対象設定部は、前記基準位置からの距離に代えて、前記基準位置からの距離に相当する時間を、前記検出対象距離に代えて、前記検出対象距離に相当する時間を用いて、重み付け対象に設定し、前記重みスコア算出部は、前記基準位置からの距離に代えて、前記基準位置からの距離に相当する時間を用いて、重みスコアを算出してもよい。
With this configuration, the distance from the reference position can be easily acquired by the angular velocity sensor.
In another aspect, the position-related information acquisition unit acquires a scanning speed of the ultrasonic probe and a frame rate in acquiring the ultrasonic image signal from the outside, and the distance-related information acquisition unit acquires the scanning speed. And based on the frame rate, the time corresponding to the distance from the reference position and the time corresponding to the detection target distance are obtained by calculation, the weighting target setting unit is replaced with the distance from the reference position, The time corresponding to the distance from the reference position is set as a weighting target using the time corresponding to the detection target distance instead of the detection target distance, and the weight score calculation unit Instead of the distance, the weight score may be calculated using a time corresponding to the distance from the reference position.

係る構成により、カメラや角速度センサを用いることなく、より簡便な方法で重みスコアを算出することができる。
また、別の態様では、前記前記基準位置からの距離と前記重みスコアとの関係は、三次曲線で表され、前記基準位置からの距離を横軸、前記重みスコアを縦軸にした場合に、前記重みスコアは、前記検出対象構造物のサイズに基づく設定距離を境に、正負が逆転していてもよい。
With this configuration, the weight score can be calculated by a simpler method without using a camera or an angular velocity sensor.
In another aspect, the relationship between the distance from the reference position and the weight score is represented by a cubic curve, where the distance from the reference position is on the horizontal axis and the weight score is on the vertical axis, The weight score may be reversed in polarity at a set distance based on the size of the detection target structure.

係る構成により、ヘシアン行列を用いた計算のような複雑な計算を行わなくても、比較的簡単な計算で、検出対象構造物であると判定することができる。
また、別の態様では、前記前記基準位置からの距離と前記重みスコアとの関係は、ステップ状に増加又は減少する曲線で表され、前記基準位置からの距離を横軸、前記重みスコアを縦軸にした場合に、前記重みスコアは、前記検出対象構造物のサイズに基づく設定距離を境に、正負が逆転していてもよい。
With such a configuration, it is possible to determine that the structure is a detection target structure by a relatively simple calculation without performing a complicated calculation such as a calculation using a Hessian matrix.
In another aspect, the relationship between the distance from the reference position and the weight score is represented by a curve that increases or decreases in a stepwise manner, with the distance from the reference position on the horizontal axis and the weight score on the vertical axis. In the case of using an axis, the weight score may be reversed in polarity at a set distance based on the size of the detection target structure.

係る構成により、ヘシアン行列を用いた計算のような複雑な計算を行わなくても、比較的簡単な計算で検出対象構造物であると判定することができる。
また、別の態様では、前記所定の条件は、前記基準位置からの距離が前記設定距離よりも小さい場合の前記重みスコアが、正の値である場合には、前記重み付け対象に設定されたフレームのうち、前記候補画像部分が含まれていると判定されたフレームの前記重みスコアの総和又は平均値が、所定の閾値以上であることであり、前記基準位置からの距離が前記設定距離よりも小さい場合の前記重みスコアが、負の値である場合には、前記重み付け対象に設定されたフレームのうち、前記候補画像部分が含まれていると判定されたフレームの前記重みスコアの総和又は平均値が、所定の閾値以下であることであってもよい。
With such a configuration, the detection target structure can be determined by a relatively simple calculation without performing a complicated calculation such as a calculation using a Hessian matrix.
In another aspect, the predetermined condition is that when the weight score when the distance from the reference position is smaller than the set distance is a positive value, the frame set as the weight target The sum or average value of the weight scores of the frames determined to include the candidate image portion is equal to or greater than a predetermined threshold, and the distance from the reference position is greater than the set distance When the weight score in the case of being small is a negative value, the sum or average of the weight scores of the frames determined to include the candidate image portion among the frames set as the weighting targets The value may be a predetermined threshold value or less.

係る構成により、総和や平均といった比較的簡単な計算で検出対象構造物であると判定することができる。
また、別の態様では、前記重みスコア算出部は、前記重み付け対象に設定されたフレームのうち、前記候補画像部分が含まれていないと判定されたフレームの前記重みスコアをゼロとして、前記重み付け対象に設定されたフレームの前記重みスコアの総和又は平均を算出してもよい。
With such a configuration, it can be determined that the structure is a detection target structure by relatively simple calculation such as summation or average.
In another aspect, the weight score calculation unit sets the weight score of a frame that is determined not to include the candidate image portion among frames set as the weight target to be zero. The sum or average of the weight scores of the frames set to may be calculated.

係る構成により、比較的簡単な計算で検出対象構造物であると判定することができる。
また、別の態様では、前記所定の条件は、前記重み付け対象に設定された各フレームの前記重みスコアの時系列順の数列が、所定のパターンと一致していることであってもよい。
係る構成により、検出対象構造物であるか否かの判定に、識別器を用いることができる。
With such a configuration, it can be determined that the structure is a detection target structure by a relatively simple calculation.
In another aspect, the predetermined condition may be that a time-series sequence of the weight scores of each frame set as the weighting target matches a predetermined pattern.
With such a configuration, a discriminator can be used to determine whether or not the structure is a detection target structure.

また、別の態様では、前記検出対象構造物は、粒状構造物であってもよい。
係る構成により、乳管内の石灰化による微小な粒状構造物を検出することができる。
また、別の態様では、前記候補画像部分検出部は、前記超音波画像中の点状の高輝度領域を前記候補画像部分として検出してもよい。
係る構成により、粒状構造物を精度よく検出することができる。
In another aspect, the detection target structure may be a granular structure.
With such a configuration, a minute granular structure due to calcification in the milk duct can be detected.
In another aspect, the candidate image portion detection unit may detect a dot-like high luminance region in the ultrasound image as the candidate image portion.
With such a configuration, the granular structure can be detected with high accuracy.

また、別の態様では、前記構造物判定部は、前記重み付け対象に設定された複数のフレームの前記重みスコアが、所定の条件を満たしている場合に加え、前記重み付け対象に設定されたフレームのうち、前記候補画像部分が含まれていると判定された各フレームの前記候補画像部分に、それぞれの前記重みスコアを画素単位で割り当てて各フレームを重ね合わせ、前記候補画像部分の重なりに従って、割り当てられた前記重みスコアを画素単位で加算し、前記加算された重みスコアが前記所定の閾値以上である領域が所定面積以上である場合に、前記候補画像部分が前記検出対象構造物であると判定してもよい。   Further, in another aspect, the structure determination unit adds the case where the weight score of the plurality of frames set as the weighting target satisfies a predetermined condition, in addition to the frame set as the weighting target. Of these, the weight image is assigned to each of the candidate image portions of each frame determined to include the candidate image portion, and the respective frames are overlaid by assigning the respective weight scores in units of pixels, and assigned according to the overlap of the candidate image portions. The obtained weight score is added in units of pixels, and when the area where the added weight score is equal to or greater than the predetermined threshold is equal to or greater than a predetermined area, the candidate image portion is determined to be the detection target structure. May be.

係る構成により、粒状構造物に起因しない輝点によって粒状構造物であると誤判定される確率を低減させることができる。
また、別の態様では、前記検出対象構造物であると判定された前記候補画像部分を含む前記超音波画像を、当該検出対象構造物であると判定された前記候補画像部分にハイライト処理を施して前記表示部に表示させる表示制御部を備えてもよい。
With such a configuration, it is possible to reduce the probability that a granular structure is erroneously determined by a bright spot that does not originate from the granular structure.
In another aspect, the ultrasonic image including the candidate image portion determined to be the detection target structure is subjected to highlight processing on the candidate image portion determined to be the detection target structure. You may provide the display control part which gives and displays on the said display part.

係る構成により、検出対象構造物と判定された候補画像部分を、検査者にわかりやすく表示することができる。
また、別の態様では、前記ハイライト処理は、前記候補画像部分を囲む線を表示する処理であってもよい。
係る構成により、検出対象構造物と判定された候補画像部分を、簡便な方法で検査者にわかりやすく表示することができる。
With such a configuration, the candidate image portion determined to be the detection target structure can be displayed in an easily understandable manner to the examiner.
In another aspect, the highlighting process may be a process of displaying a line surrounding the candidate image portion.
With such a configuration, the candidate image portion determined to be the detection target structure can be displayed in an easy-to-understand manner to the examiner using a simple method.

また、別の態様では、前記表示制御部は、前記対象フレーム範囲に属する各フレームの前記重みスコアの総和又は平均値の大きさによって、前記囲む線の太さ又は色を変えて前記表示部に表示させてもよい。
係る構成により、検出対象構造物と判定された候補画像部分を、簡便な方法で検査者にわかりやすく表示することができる。
In another aspect, the display control unit changes the thickness or color of the surrounding line to the display unit according to the sum of the weight scores or the average value of each frame belonging to the target frame range. It may be displayed.
With such a configuration, the candidate image portion determined to be the detection target structure can be displayed in an easy-to-understand manner to the examiner using a simple method.

≪補足≫
以上で説明した実施形態は、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。
<Supplement>
Each of the embodiments described above shows a preferred specific example of the present invention. The numerical values, shapes, materials, constituent elements, arrangement positions and connecting forms of the constituent elements, steps, order of steps, and the like shown in the embodiments are merely examples, and are not intended to limit the present invention. In addition, among the constituent elements in the embodiment, steps that are not described in the independent claims indicating the highest concept of the present invention are described as optional constituent elements constituting a more preferable form.

また、発明の理解の容易のため、上記各実施形態で挙げた各図の構成要素の縮尺は実際のものと異なる場合がある。また本発明は上記各実施形態の記載によって限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
さらに、超音波画像処理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。
In addition, for easy understanding of the invention, the scales of the components shown in the above-described embodiments may be different from actual ones. The present invention is not limited by the description of each of the above embodiments, and can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.
Furthermore, in the ultrasonic image processing apparatus, there are circuit components, lead wires, and other members on the substrate, but various modes can be implemented based on ordinary knowledge in the technical field regarding electrical wiring and electrical circuits. The description of the present invention is omitted because it is not directly relevant. Each figure shown above is a schematic diagram, and is not necessarily illustrated strictly.

本開示にかかる超音波画像処理装置は、従来の超音波画像処理装置の性能向上、特に検査者の視認性の向上および検査効率の向上に有用である。   The ultrasonic image processing apparatus according to the present disclosure is useful for improving the performance of a conventional ultrasonic image processing apparatus, in particular, improving the visibility of an inspector and improving inspection efficiency.

100、200、300 超音波画像処理装置
101 プローブ
101a 超音波振動子
102 カメラ
103 操作入力部
104 表示部
109 候補画像部分検出部
110、210、310 位置関連情報検出部
111 記憶部
112、212、312 距離関連情報取得部
113 重み付け対象設定部
114 候補画像部分判定部
115 重みスコア算出部
116 構造物判定部
117 表示制御部
301、301a、301b、301c、301d、301e、301f 検査窓
401、402、403、404、405、406、407、408、409、410、411、412、413 重ね合わせ部分
302 角速度センサ
1000、2000、3000 超音波診断システム
FA 基準フレーム
PA 基準位置
RC、RC1、RC2 候補画像部分
S 検出対象構造物
SD 設定距離
ST 設定時間
TA 基準時刻
TD 対象距離
TT 検出対象時間
WC 重み付け曲線
WS 重みスコア
WT 重み付け対象
100, 200, 300 Ultrasonic image processing apparatus 101 Probe 101a Ultrasonic transducer 102 Camera 103 Operation input unit 104 Display unit 109 Candidate image part detection unit 110, 210, 310 Position related information detection unit 111 Storage unit 112, 212, 312 Distance related information acquisition unit 113 Weighted object setting unit 114 Candidate image part determination unit 115 Weight score calculation unit 116 Structure determination unit 117 Display control unit 301, 301a, 301b, 301c, 301d, 301e, 301f Inspection window 401, 402, 403 , 404, 405, 406, 407, 408, 409, 410, 411, 412, 413 Overlapping portion 302 Angular velocity sensor 1000, 2000, 3000 Ultrasonic diagnostic system FA reference frame PA reference position RC, RC1, RC2 candidate Image portion S Detection target structure SD Set distance ST Set time TA Reference time TD Target distance TT Detection target time WC Weighting curve WS Weight score WT Weighting target

Claims (16)

超音波プローブを介して被検体から複数フレームの超音波画像信号を取得し、取得した前記超音波画像信号に基づき生成された超音波画像を表示部に表示させる超音波画像処理装置であって、
複数フレームの前記超音波画像のそれぞれについて、検出対象構造物を示す画像部分であると推定される候補画像部分が存在する場合に、前記候補画像部分を検出する候補画像部分検出部と、
前記複数フレームのうちの1つを基準フレームとし、その超音波画像の断面位置を基準位置とすると、前記複数フレームそれぞれの超音波画像の断面位置の前記基準位置からの距離に関連する距離関連情報を取得する距離関連情報取得部と、
前記基準位置からの距離が、検出目標とする前記検出対象構造物の大きさに基づいて決定される所定の検出対象距離内のフレームを、重み付け対象に設定する重み付け対象設定部と、
前記重み付け対象に設定された複数のフレームについて、前記候補画像部分が含まれているか否かを判定する候補画像部分判定部と、
前記重み付け対象に設定された複数のフレームそれぞれについて、前記基準位置からの距離に対する変数として表される重みスコアを算出する重みスコア算出部と、
前記重み付け対象に設定された複数のフレームの前記重みスコアが、所定の条件を満たしている場合に、前記候補画像部分が前記検出対象構造物であると判定する構造物判定部とを備える
超音波画像処理装置。
An ultrasonic image processing apparatus for acquiring an ultrasonic image signal of a plurality of frames from a subject via an ultrasonic probe, and displaying an ultrasonic image generated based on the acquired ultrasonic image signal on a display unit,
A candidate image part detecting unit that detects the candidate image part when there is a candidate image part that is estimated to be an image part indicating a detection target structure for each of the ultrasonic images of a plurality of frames;
If one of the plurality of frames is a reference frame and the cross-sectional position of the ultrasonic image is a reference position, distance-related information related to the distance from the reference position of the cross-sectional position of the ultrasonic image of each of the plurality of frames A distance related information acquisition unit for acquiring
A weighting target setting unit configured to set a frame within a predetermined detection target distance in which a distance from the reference position is determined based on a size of the detection target structure as a detection target;
A candidate image part determination unit that determines whether or not the candidate image part is included for a plurality of frames set as the weighting targets;
For each of the plurality of frames set as the weighting target, a weight score calculating unit that calculates a weight score represented as a variable with respect to the distance from the reference position;
A structure determination unit that determines that the candidate image portion is the detection target structure when the weighting scores of the plurality of frames set as the weighting target satisfy a predetermined condition. Image processing device.
前記超音波プローブの前記被検体における位置に関連する情報を取得する位置関連情報取得部を有し、
前記距離関連情報取得部は、前記位置に関連する情報に基づいて、前記基準位置からの距離に関連する情報を計算により取得する
請求項1に記載の超音波画像処理装置。
A position related information acquisition unit for acquiring information related to the position of the ultrasonic probe in the subject;
The ultrasonic image processing apparatus according to claim 1, wherein the distance related information acquisition unit acquires information related to a distance from the reference position by calculation based on information related to the position.
前記位置関連情報取得部は、前記位置に関連する情報として、前記超音波プローブと前記被検体とが一緒に撮影された撮像データを取得する
請求項2に記載の超音波画像処理装置。
The ultrasonic image processing apparatus according to claim 2, wherein the position related information acquisition unit acquires imaging data obtained by imaging the ultrasonic probe and the subject together as information related to the position.
前記超音波プローブは、一次元方向に配列された複数の振動子及び角速度センサを有し、前記被検体の表面において、前記複数の振動子の列に直交する仮想平面内で前記複数の振動子の列を中心として回転され、
前記位置関連情報取得部は、前記被検体に対する前記超音波プローブの相対的な角度の情報を、前記位置に関連する情報として、前記角速度センサより取得し、
前記距離関連情報取得部は、前記基準フレームの前記超音波画像信号が取得されたときの前記超音波プローブの角度と前記複数フレームそれぞれの超音波画像信号が取得されたときの前記超音波プローブの角度との角度差、および、前記候補画像部分の前記中心からの距離に基づいて、前記基準位置からの距離を計算により取得する
請求項2又は3に記載の超音波画像処理装置。
The ultrasonic probe has a plurality of transducers and angular velocity sensors arranged in a one-dimensional direction, and the plurality of transducers in a virtual plane orthogonal to the row of the plurality of transducers on the surface of the subject Is rotated around the column of
The position related information acquisition unit acquires information on the relative angle of the ultrasonic probe with respect to the subject as information related to the position from the angular velocity sensor,
The distance related information acquisition unit includes an angle of the ultrasonic probe when the ultrasonic image signal of the reference frame is acquired and an ultrasonic probe of the ultrasonic probe when the ultrasonic image signal of each of the plurality of frames is acquired. The ultrasonic image processing apparatus according to claim 2, wherein a distance from the reference position is obtained by calculation based on an angle difference from an angle and a distance from the center of the candidate image portion.
前記位置関連情報取得部は、前記超音波プローブの走査速度および前記超音波画像信号の取得におけるフレームレートを外部より取得し、
前記距離関連情報取得部は、前記走査速度および前記フレームレートに基づいて、前記基準位置からの距離に相当する時間および前記検出対象距離に相当する時間を計算により取得し、
前記重み付け対象設定部は、前記基準位置からの距離に代えて、前記基準位置からの距離に相当する時間を、前記検出対象距離に代えて、前記検出対象距離に相当する時間を用いて、重み付け対象に設定し、
前記重みスコア算出部は、前記基準位置からの距離に代えて、前記基準位置からの距離に相当する時間を用いて、重みスコアを算出する
請求項2に記載の超音波画像処理装置。
The position related information acquisition unit acquires the scanning speed of the ultrasonic probe and the frame rate in acquiring the ultrasonic image signal from the outside,
The distance related information acquisition unit acquires a time corresponding to the distance from the reference position and a time corresponding to the detection target distance by calculation based on the scanning speed and the frame rate,
The weighting target setting unit performs weighting using a time corresponding to the distance from the reference position instead of the distance from the reference position, and using a time corresponding to the detection target distance instead of the detection target distance. Set the target,
The ultrasonic image processing apparatus according to claim 2, wherein the weight score calculation unit calculates a weight score using a time corresponding to the distance from the reference position instead of the distance from the reference position.
前記前記基準位置からの距離と前記重みスコアとの関係は、三次曲線で表され、
前記基準位置からの距離を横軸、前記重みスコアを縦軸にした場合に、前記重みスコアは、前記検出対象構造物のサイズに基づく設定距離を境に、正負が逆転している
請求項1から5に記載の超音波画像処理装置。
The relationship between the distance from the reference position and the weight score is represented by a cubic curve,
2. When the distance from the reference position is on the horizontal axis and the weight score is on the vertical axis, the weight score is reversed in polarity with respect to a set distance based on the size of the detection target structure. 5. The ultrasonic image processing apparatus according to 5.
前記前記基準位置からの距離と前記重みスコアとの関係は、ステップ状に増加又は減少する曲線で表され、
前記基準位置からの距離を横軸、前記重みスコアを縦軸にした場合に、前記重みスコアは、前記検出対象構造物のサイズに基づく設定距離を境に、正負が逆転している
請求項1から5に記載の超音波画像処理装置。
The relationship between the distance from the reference position and the weight score is represented by a curve that increases or decreases in steps,
2. When the distance from the reference position is on the horizontal axis and the weight score is on the vertical axis, the weight score is reversed in polarity with respect to a set distance based on the size of the detection target structure. 5. The ultrasonic image processing apparatus according to 5.
前記所定の条件は、
前記基準位置からの距離が前記設定距離よりも小さい場合の前記重みスコアが、正の値である場合には、前記重み付け対象に設定されたフレームのうち、前記候補画像部分が含まれていると判定されたフレームの前記重みスコアの総和又は平均値が、所定の閾値以上であることであり、
前記基準位置からの距離が前記設定距離よりも小さい場合の前記重みスコアが、負の値である場合には、前記重み付け対象に設定されたフレームのうち、前記候補画像部分が含まれていると判定されたフレームの前記重みスコアの総和又は平均値が、所定の閾値以下であることである
請求項6又は7に記載の超音波画像処理装置。
The predetermined condition is:
When the weight score when the distance from the reference position is smaller than the set distance is a positive value, the candidate image portion is included in the frame set as the weight target. The sum or average of the weighted scores of the determined frames is equal to or greater than a predetermined threshold;
When the weight score when the distance from the reference position is smaller than the set distance is a negative value, the candidate image portion is included in the frame set as the weight target. The ultrasonic image processing apparatus according to claim 6 or 7, wherein a sum or an average value of the weight scores of the determined frames is equal to or less than a predetermined threshold value.
前記重みスコア算出部は、前記重み付け対象に設定されたフレームのうち、前記候補画像部分が含まれていないと判定されたフレームの前記重みスコアをゼロとして、前記重み付け対象に設定されたフレームの前記重みスコアの総和又は平均を算出する
請求項8に記載の超音波画像処理装置。
The weight score calculation unit sets the weight score of a frame that is determined not to include the candidate image portion among frames set as the weight target to zero, and the frame set as the weight target The ultrasonic image processing apparatus according to claim 8, wherein a sum or an average of the weight scores is calculated.
前記所定の条件は、前記重み付け対象に設定された各フレームの前記重みスコアの時系列順の数列が、所定のパターンと一致していることである
請求項6又は7に記載の超音波画像処理装置。
8. The ultrasonic image processing according to claim 6, wherein the predetermined condition is that a time-series sequence of the weight scores of each frame set as the weighting target matches a predetermined pattern. 9. apparatus.
前記検出対象構造物は、粒状構造物である
請求項1から10の何れか1項に記載の超音波画像処理装置。
The ultrasonic image processing apparatus according to claim 1, wherein the detection target structure is a granular structure.
前記候補画像部分検出部は、前記超音波画像中の点状の高輝度領域を前記候補画像部分として検出する
請求項11に記載の超音波画像処理装置。
The ultrasonic image processing device according to claim 11, wherein the candidate image portion detection unit detects a dotted high-luminance region in the ultrasonic image as the candidate image portion.
前記構造物判定部は、前記重み付け対象に設定された複数のフレームの前記重みスコアが、所定の条件を満たしている場合に加え、前記重み付け対象に設定されたフレームのうち、前記候補画像部分が含まれていると判定された各フレームの前記候補画像部分に、それぞれの前記重みスコアを画素単位で割り当てて各フレームを重ね合わせ、前記候補画像部分の重なりに従って、割り当てられた前記重みスコアを画素単位で加算し、前記加算された重みスコアが前記所定の閾値以上である領域が所定面積以上である場合に、前記候補画像部分が前記検出対象構造物であると判定する
請求項1から12の何れか1項に記載の超音波画像処理装置。
In addition to the case where the weight scores of the plurality of frames set as the weighting target satisfy a predetermined condition, the structure determination unit includes the candidate image portion of the frame set as the weighting target. Each of the candidate image portions of each frame determined to be included is assigned the weight score in units of pixels to overlap each frame, and the assigned weight score is pixelated according to the overlap of the candidate image portions. The addition is performed in units, and when the region where the added weight score is equal to or greater than the predetermined threshold is equal to or greater than a predetermined area, the candidate image portion is determined to be the detection target structure. The ultrasonic image processing apparatus according to any one of the above.
前記検出対象構造物であると判定された前記候補画像部分を含む前記超音波画像を、当該検出対象構造物であると判定された前記候補画像部分にハイライト処理を施して前記表示部に表示させる表示制御部を備える
請求項1から13の何れかに記載の超音波画像処理装置。
The ultrasonic image including the candidate image portion determined to be the detection target structure is displayed on the display unit by performing a highlight process on the candidate image portion determined to be the detection target structure. The ultrasonic image processing apparatus according to claim 1, further comprising: a display control unit that controls
前記ハイライト処理は、前記候補画像部分を囲む線を表示する処理である
請求項14に記載の超音波画像処理装置。
The ultrasonic image processing apparatus according to claim 14, wherein the highlight processing is processing for displaying a line surrounding the candidate image portion.
前記表示制御部は、前記対象フレーム範囲に属する各フレームの前記重みスコアの総和又は平均値の大きさによって、前記囲む線の太さ又は色を変えて前記表示部に表示させる
請求項15に記載の超音波画像処理装置。
The display control unit changes the thickness or color of the surrounding line according to the sum of the weight scores of each frame belonging to the target frame range or the average value, and causes the display unit to display the frame. Ultrasonic image processing device.
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