JP2018192117A - Ultrasound observation apparatus, method for operating ultrasound observation apparatus, and program for operating ultrasound observation apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、超音波を用いて観測対象の組織を観測する超音波観測装置、超音波観測装置の作動方法および超音波観測装置の作動プログラムに関する。 The present invention relates to an ultrasonic observation apparatus that observes a tissue to be observed using ultrasonic waves, an operation method of the ultrasonic observation apparatus, and an operation program of the ultrasonic observation apparatus.
観測対象である生体組織または材料の特性を観測するために、超音波を適用することがある。具体的には、観測対象に超音波を送信し、その観測対象によって反射された超音波エコーに対して所定の信号処理を施すことにより、観測対象の特性に関する情報を取得する。 Ultrasound may be applied to observe the characteristics of the biological tissue or material that is the object of observation. Specifically, ultrasonic waves are transmitted to the observation target, and predetermined signal processing is performed on the ultrasonic echoes reflected by the observation target, thereby acquiring information related to the characteristics of the observation target.
超音波を適用した体内の生体組織などの診断には、挿入部の先端に超音波振動子が設けられた超音波内視鏡が用いられる。医師などの術者は、挿入部を体内に挿入後、手元の操作部を操作する。この操作により、超音波振動子が超音波エコーを取得し、該超音波エコーに基づく情報(超音波画像)が生成される。術者は、モニタに表示される超音波画像をもとに診断を行う。 An ultrasonic endoscope in which an ultrasonic transducer is provided at the distal end of an insertion portion is used for diagnosis of a living tissue in the body to which ultrasonic waves are applied. An operator such as a doctor operates the operation unit at hand after inserting the insertion unit into the body. By this operation, the ultrasonic transducer acquires an ultrasonic echo, and information (ultrasonic image) based on the ultrasonic echo is generated. The surgeon makes a diagnosis based on the ultrasonic image displayed on the monitor.
上述したような超音波内視鏡を用いて超音波画像をモニタに表示する超音波診断システムは、より詳細に診断したい場合や別視点の診断から総合的に結果の確度を上げたい場合などに、フローモード、エラストモード、造影剤モード等の各種動作モードで超音波画像を表示する。具体的には、基本となるBモード画像上に、関心領域を設定し、関心領域に対して、設定された動作モードに対応した演算等の処理を行うことによって得られた付加情報を2次元で示した動作モード画像を生成して、Bモード画像上に重畳し、モニタに表示する。 An ultrasonic diagnostic system that displays an ultrasonic image on a monitor using an ultrasonic endoscope as described above is used for more detailed diagnosis or when it is desired to improve the accuracy of results comprehensively from diagnosis from another viewpoint. Ultrasonic images are displayed in various operation modes such as a flow mode, an elast mode, and a contrast agent mode. Specifically, a region of interest is set on a basic B-mode image, and additional information obtained by performing a process such as a calculation corresponding to the set operation mode on the region of interest is two-dimensional. Is generated, superimposed on the B-mode image, and displayed on the monitor.
上述したモードのうち、フローモードは、ドプラ走査を行ってドプラシフトを解析することにより血液を検出し、血流の有無や血流の方向を色分けした二次元情報を重畳するモードである。フローモードでは、同一の深度方向に複数回スキャン走査を行って、深度ごとの振幅または強度の変化量に基づいて、血流情報を生成する(例えば、特許文献1を参照)。特許文献1では、血流の描写精度を向上させるために、血流画像と、弾性画像と、Bモード画像とを合成することによって、合成画像を生成している。特許文献1によれば、合成画像において血管と腫瘍とを区別することができる。
Among the modes described above, the flow mode is a mode in which blood is detected by performing Doppler scanning and analyzing Doppler shift, and two-dimensional information in which the presence / absence of blood flow and the direction of blood flow are color-coded is superimposed. In the flow mode, blood flow information is generated based on the amount of change in amplitude or intensity at each depth by performing scan scanning a plurality of times in the same depth direction (for example, see Patent Document 1). In
しかしながら、特許文献1が開示する技術では、血流画像、弾性画像およびBモード画像を生成する必要があり、合成画像を生成するにあたり、フレームレートの低下を招いていた。
However, in the technique disclosed in
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、血管と腫瘍とを区別可能な超音波画像を、フレームレートの低下を抑制して生成することができる超音波観測装置、超音波観測装置の作動方法および超音波観測装置の作動プログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an ultrasonic observation apparatus and an ultrasonic observation apparatus capable of generating an ultrasonic image capable of distinguishing a blood vessel and a tumor while suppressing a decrease in frame rate It is an object of the present invention to provide an operation method of the above and an operation program of an ultrasonic observation apparatus.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る超音波観測装置は、観測対象へ超音波を送信し、該観測対象で反射された超音波を受信する超音波振動子を備えた超音波プローブが取得した超音波信号に基づいて超音波画像データを生成する超音波観測装置であって、前記超音波信号に基づいて生成される信号の周波数を解析することによって複数の周波数スペクトルを算出する周波数解析部と、前記周波数解析部が算出した周波数スペクトルに基づく周波数特徴量を算出する特徴量算出部と、前記周波数特徴量と、前記周波数特徴量に対して予め設定されている第1の閾値とを比較する比較部と、前記比較部による比較結果をもとに、ドプラ走査を実行する音線を設定する音線設定部と、前記ドプラ走査による血流の検出結果に基づいて、前記周波数特徴量を示す特徴量画像データを生成する特徴量画像データ生成部と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, an ultrasonic observation apparatus according to the present invention includes an ultrasonic transducer that transmits ultrasonic waves to an observation target and receives ultrasonic waves reflected by the observation target. An ultrasonic observation apparatus that generates ultrasonic image data based on an ultrasonic signal acquired by an ultrasonic probe provided, wherein a plurality of frequencies are analyzed by analyzing the frequency of the signal generated based on the ultrasonic signal A frequency analysis unit that calculates a spectrum, a feature amount calculation unit that calculates a frequency feature amount based on the frequency spectrum calculated by the frequency analysis unit, the frequency feature amount, and the frequency feature amount are preset. A comparison unit that compares the first threshold value, a sound ray setting unit that sets a sound ray for performing Doppler scanning based on a comparison result by the comparison unit, and a blood flow detection result by the Doppler scan Based on, characterized in that it comprises a characteristic quantity image data generating unit that generates a characteristic quantity image data indicating the frequency characteristic quantity.
本発明に係る超音波観測装置は、上記発明において、前記特徴量画像データ生成部は、前記血流が検出された領域を、前記血流が検出されていない領域の表示仕様とは異なる表示仕様とする前記特徴量画像データを生成することを特徴とする。 In the ultrasonic observation apparatus according to the present invention, in the above invention, the feature image data generation unit has a display specification that is different from a display specification of a region in which the blood flow is not detected. The feature amount image data is generated.
本発明に係る超音波観測装置は、上記発明において、前記音線設定部は、前記特徴量画像データにおいて位置が互いに隣り合う周波数特徴量からなる特徴量群に対応するピクセル数が、前記ピクセル数に対して予め設定されている第2の閾値よりも小さい場合に、当該特徴量群に対応する領域を含む音線を、前記ドプラ走査を実行する音線から除外することを特徴とする。 In the ultrasonic observation apparatus according to the present invention, in the above invention, the sound ray setting unit is configured such that the number of pixels corresponding to a feature amount group including frequency feature amounts whose positions are adjacent to each other in the feature amount image data is the number of pixels. Is smaller than a preset second threshold value, the sound ray including the region corresponding to the feature amount group is excluded from the sound ray for executing the Doppler scan.
本発明に係る超音波観測装置は、上記発明において、前記特徴量画像データ生成部は、前記特徴量画像データを前記超音波画像データに重畳した重畳画像データを生成することを特徴とする。 In the ultrasonic observation apparatus according to the present invention as set forth in the invention described above, the feature amount image data generation unit generates superimposed image data in which the feature amount image data is superimposed on the ultrasound image data.
本発明に係る超音波観測装置の作動方法は、観測対象へ超音波を送信し、該観測対象で反射された超音波を受信する超音波振動子を備えた超音波プローブが取得した超音波信号に基づいて超音波画像データを生成する超音波観測装置の作動方法であって、周波数解析部が、前記超音波信号に基づいて生成される信号の周波数を解析することによって複数の周波数スペクトルを算出する周波数解析ステップと、特徴量算出部が、前記周波数解析ステップで算出した周波数スペクトルに基づく周波数特徴量を算出する特徴量算出ステップと、比較部が、前記周波数特徴量と、前記周波数特徴量に対して予め設定されている第1の閾値とを比較する比較ステップと、音線設定部が、前記比較ステップの比較結果をもとに、ドプラ走査を実行する音線を設定する音線設定ステップと、特徴量画像データ生成部が、前記ドプラ走査による血流の検出結果に基づいて、前記周波数特徴量を示す特徴量画像データを生成する特徴量画像データ生成ステップと、を含むことを特徴とする。 An operation method of an ultrasonic observation apparatus according to the present invention is an ultrasonic signal acquired by an ultrasonic probe including an ultrasonic transducer that transmits ultrasonic waves to an observation target and receives ultrasonic waves reflected by the observation target. A method for operating an ultrasonic observation apparatus that generates ultrasonic image data based on a frequency analysis unit that calculates a plurality of frequency spectra by analyzing a frequency of a signal generated based on the ultrasonic signal A frequency analysis step, a feature amount calculation unit calculates a frequency feature amount based on the frequency spectrum calculated in the frequency analysis step, and a comparison unit calculates the frequency feature amount and the frequency feature amount. A comparison step for comparing with a first threshold set in advance, and a sound ray in which the sound ray setting unit performs Doppler scanning based on the comparison result of the comparison step A sound ray setting step for setting, and a feature amount image data generation unit for generating feature amount image data indicating the frequency feature amount based on a blood flow detection result by the Doppler scanning; It is characterized by including.
本発明に係る超音波観測装置の作動プログラムは、観測対象へ超音波を送信し、該観測対象で反射された超音波を受信する超音波振動子を備えた超音波プローブが取得した超音波信号に基づいて超音波画像データを生成する超音波観測装置の作動プログラムであって、周波数解析部が、前記超音波信号に基づいて生成される信号の周波数を解析することによって複数の周波数スペクトルを算出する周波数解析手順と、特徴量算出部が、前記周波数解析手順で算出した周波数スペクトルに基づく周波数特徴量を算出する特徴量算出手順と、比較部が、前記周波数特徴量と、前記周波数特徴量に対して予め設定されている第1の閾値とを比較する比較手順と、音線設定部が、前記比較手順の比較結果をもとに、ドプラ走査を実行する音線を設定する音線設定手順と、特徴量画像データ生成部が、前記ドプラ走査による血流の検出結果に基づいて、前記周波数特徴量を示す特徴量画像データを生成する特徴量画像データ生成手順と、を前記超音波観測装置に実行させることを特徴とする。 The operation program of the ultrasonic observation apparatus according to the present invention is an ultrasonic signal acquired by an ultrasonic probe including an ultrasonic transducer that transmits ultrasonic waves to an observation target and receives ultrasonic waves reflected by the observation target. Is an operation program for an ultrasonic observation apparatus that generates ultrasonic image data based on the frequency, and the frequency analysis unit calculates a plurality of frequency spectra by analyzing the frequency of the signal generated based on the ultrasonic signal A frequency analysis procedure, a feature quantity calculation unit calculates a frequency feature quantity based on the frequency spectrum calculated in the frequency analysis procedure, and a comparison unit calculates the frequency feature quantity and the frequency feature quantity. The comparison procedure for comparing the first threshold value set in advance with the sound ray setting unit sets the sound ray for performing Doppler scanning based on the comparison result of the comparison procedure. A sound ray setting procedure, and a feature amount image data generation unit that generates feature amount image data indicating the frequency feature amount based on a detection result of blood flow by the Doppler scanning. It is characterized by being executed by an ultrasonic observation apparatus.
本発明によれば、血管と腫瘍とを区別可能な超音波画像を、フレームレートの低下を抑制して生成することができるという効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that an ultrasonic image capable of distinguishing a blood vessel and a tumor can be generated while suppressing a decrease in frame rate.
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態(以下、「実施の形態」という)を説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention (hereinafter referred to as “embodiments”) will be described with reference to the accompanying drawings.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る超音波観測装置3を備えた超音波観測システム1の構成を示すブロック図である。同図に示す超音波観測システム1は、観測対象である被検体へ超音波を送信し、該被検体で反射された超音波を受信する超音波内視鏡2(超音波プローブ)と、超音波内視鏡2が取得した超音波信号に基づいて超音波画像を生成する超音波観測装置3と、超音波観測装置3が生成した超音波画像を表示する表示装置4と、を備える。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an
超音波内視鏡2は、その先端部に、超音波観測装置3から受信した電気的なパルス信号を超音波パルス(音響パルス)に変換して被検体へ照射するとともに、被検体で反射された超音波エコーを電圧変化で表現する電気的なエコー信号に変換して出力する超音波振動子21を有する。超音波振動子21は、コンベックス振動子、リニア振動子およびラジアル振動子のいずれでも構わない。超音波内視鏡2は、超音波振動子21をメカ的に走査させるものであってもよいし、超音波振動子21として複数の素子をアレイ状に設け、送受信にかかわる素子を電子的に切り替えたり、各素子の送受信に遅延をかけたりすることで、電子的に走査させるものであってもよい。
The ultrasonic endoscope 2 converts an electrical pulse signal received from the ultrasonic observation device 3 into an ultrasonic pulse (acoustic pulse) and irradiates the subject at the tip thereof, and is reflected by the subject. The
超音波内視鏡2は、通常は撮像光学系および撮像素子を有しており、被検体の消化管(食道、胃、十二指腸、大腸)、または呼吸器(気管、気管支)へ挿入され、消化管や呼吸器、その周囲臓器(膵臓、胆嚢、胆管、胆道、リンパ節、縦隔臓器、血管等)を撮像することが可能である。また、超音波内視鏡2は、撮像時に被検体へ照射する照明光を導くライトガイドを有する。このライトガイドは、先端部が超音波内視鏡2の被検体への挿入部の先端まで達している一方、基端部が照明光を発生する光源装置に接続されている。なお、超音波内視鏡2に限らず、撮像光学系および撮像素子を有しない超音波プローブであってもよい。 The ultrasonic endoscope 2 usually has an imaging optical system and an imaging device, and is inserted into the digestive tract (esophagus, stomach, duodenum, large intestine) or respiratory organ (trachea, bronchi) of the subject for digestion. It is possible to image a tube, respiratory organ, and surrounding organs (pancreas, gallbladder, bile duct, biliary tract, lymph node, mediastinal organ, blood vessel, etc.). The ultrasonic endoscope 2 has a light guide that guides illumination light to be irradiated onto the subject during imaging. The light guide has a distal end portion that reaches the distal end of the insertion portion of the ultrasonic endoscope 2 into the subject, and a proximal end portion that is connected to a light source device that generates illumination light. In addition, not only the ultrasonic endoscope 2 but an ultrasonic probe that does not include an imaging optical system and an imaging element may be used.
超音波観測装置3は、超音波内視鏡2と電気的に接続され、所定の波形および送信タイミングに基づいて高電圧パルスからなる送信信号(パルス信号)を超音波振動子21へ送信するとともに、超音波振動子21から電気的な受信信号であるエコー信号を受信してデジタルの高周波(RF:Radio Frequency)信号のデータ(以下、RFデータという)を生成、出力する送受信部31と、送受信部31から受信したRFデータをもとにデジタルのBモード用受信データを生成する信号処理部32と、送受信部31から受信したRFデータに対して所定の演算を施す演算部33と、各種画像データを生成する画像処理部34と、キーボード、マウス、タッチパネル等のユーザインタフェースを用いて実現され、各種情報の入力を受け付ける入力部35と、超音波観測システム1全体を制御する制御部36と、超音波観測装置3の動作に必要な各種情報を記憶する記憶部37と、を備える。
The ultrasonic observation device 3 is electrically connected to the ultrasonic endoscope 2 and transmits a transmission signal (pulse signal) including a high voltage pulse to the
送受信部31は、エコー信号を増幅する信号増幅部311を有する。信号増幅部311は、受信深度が大きいエコー信号ほど高い増幅率で増幅するSTC(Sensitivity Time Control)補正を行う。図2は、信号増幅部311が行う増幅処理における受信深度と増幅率との関係を示す図である。図2に示す受信深度zは、超音波の受信開始時点からの経過時間に基づいて算出される量である。図2に示すように、増幅率β(dB)は、受信深度zが閾値zthより小さい場合、受信深度zの増加に伴ってβ0からβth(>β0)へ線型に増加する。また、増幅率βは、受信深度zが閾値zth以上である場合、一定値βthをとる。閾値zthの値は、観測対象から受信する超音波信号がほとんど減衰してしまい、ノイズが支配的になるような値である。より一般に、増幅率βは、受信深度zが閾値zthより小さい場合、受信深度zの増加に伴って単調増加すればよい。なお、図2に示す関係は、予め記憶部37に記憶されている。
The transmission / reception unit 31 includes a
送受信部31は、信号増幅部311によって増幅されたエコー信号に対してフィルタリング等の処理を施した後、A/D変換することによって時間ドメインのRFデータを生成し、信号処理部32および演算部33へ出力する。なお、超音波内視鏡2が複数の素子をアレイ状に設けた超音波振動子21を電子的に走査させる構成を有する場合、送受信部31は、複数の素子に対応したビーム合成用の多チャンネル回路を有する。
The transmission / reception unit 31 performs processing such as filtering on the echo signal amplified by the
送受信部31が送信するパルス信号の周波数帯域は、超音波振動子21におけるパルス信号の超音波パルスへの電気音響変換の線型応答周波数帯域をほぼカバーする広帯域にするとよい。また、信号増幅部311におけるエコー信号の各種処理周波数帯域は、超音波振動子21による超音波エコーのエコー信号への音響電気変換の線型応答周波数帯域をほぼカバーする広帯域にするとよい。これらにより、後述する周波数スペクトルの近似処理を実行する際、精度のよい近似を行うことが可能となる。
The frequency band of the pulse signal transmitted by the transmission / reception unit 31 may be a wide band that substantially covers the linear response frequency band of the electroacoustic conversion of the pulse signal to the ultrasonic pulse in the
送受信部31は、制御部36が出力する各種制御信号を超音波内視鏡2に対して送信するとともに、超音波内視鏡2から識別用のIDを含む各種情報を受信して制御部36へ送信する機能も有する。
The transmission / reception unit 31 transmits various control signals output from the
信号処理部32は、RFデータに対してバンドパスフィルタ、包絡線検波、対数変換など公知の処理を施し、デジタルのBモード用受信データを生成する。対数変換では、RFデータを基準電圧Vcで除した量の常用対数をとってデシベル値で表現する。信号処理部32は、生成したBモード用受信データを、画像処理部34へ出力する。信号処理部32は、CPU(Central Processing Unit)や各種演算回路等を用いて実現される。 The signal processing unit 32 performs known processing such as band-pass filter, envelope detection, and logarithmic conversion on the RF data to generate digital B-mode reception data. In logarithmic conversion, the common logarithm of the amount obtained by dividing the RF data by the reference voltage V c is taken and expressed as a decibel value. The signal processing unit 32 outputs the generated B-mode reception data to the image processing unit 34. The signal processing unit 32 is realized using a CPU (Central Processing Unit), various arithmetic circuits, and the like.
演算部33は、送受信部31が生成したRFデータに対して受信深度zによらず増幅率βを一定とするよう増幅補正を行う増幅補正部331と、増幅補正を行ったRFデータに高速フーリエ変換(FFT:Fast Fourier Transform)を施して周波数解析を行うことにより周波数スペクトルを算出する周波数解析部332と、周波数解析部332により算出された周波数スペクトルをもとに、該周波数スペクトルの特徴量を算出する特徴量算出部333と、特徴量算出部333が算出した特徴量と、設定されている閾値とを比較する比較部334と、比較部334による比較結果に基づいて、ドプラ走査を実行する音線(以下、ドプラ走査実行音線)を設定する音線設定部335と、ドプラ走査による走査結果に基づいて、血流の検出を行う血流検出部336と、血流検出部336による検出結果に基づいて、表示装置4に表示させる表示対象の特徴量の表示仕様を設定する表示仕様設定部337と、を有する。演算部33は、CPUや各種演算回路等を用いて実現される。
The
図3は、増幅補正部331が行う増幅補正処理における受信深度と増幅率との関係を示す図である。図3に示すように、増幅補正部331が行う増幅補正処理における増幅率β(dB)は、受信深度zがゼロのとき最大値βth−β0をとり、受信深度zがゼロから閾値zthに達するまで線型に減少し、受信深度zが閾値zth以上のときゼロである。このように定められる増幅率βによって増幅補正部331がRFデータを増幅補正することにより、信号処理部32におけるSTC補正の影響を相殺し、一定の増幅率βthの信号を出力することができる。なお、増幅補正部331が行う受信深度zと増幅率βの関係は、信号処理部32における受信深度と増幅率の関係に応じて異なることは勿論である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between the reception depth and the amplification factor in the amplification correction process performed by the
このような増幅補正を行う理由を説明する。STC補正は、アナログ信号波形の振幅を全周波数帯域にわたって均一に、かつ、深度に対しては単調増加する増幅率で増幅させることで、アナログ信号波形の振幅から減衰の影響を排除する補正処理である。このため、エコー信号の振幅を輝度に変換して表示するBモード画像を生成する場合、かつ、一様な組織を走査した場合には、STC補正を行うことによって深度によらず輝度値が一定になる。すなわち、Bモード画像の輝度値から減衰の影響を排除する効果を得ることができる。 The reason for performing such amplification correction will be described. STC correction is a correction process that eliminates the influence of attenuation from the amplitude of the analog signal waveform by amplifying the amplitude of the analog signal waveform uniformly over the entire frequency band and with a gain that monotonously increases with respect to the depth. is there. For this reason, when generating a B-mode image to be displayed by converting the amplitude of the echo signal into luminance, and when scanning a uniform tissue, the luminance value is constant regardless of the depth by performing STC correction. become. That is, an effect of eliminating the influence of attenuation from the luminance value of the B-mode image can be obtained.
一方、本実施の形態のように超音波の周波数スペクトルを算出して解析した結果を利用する場合、STC補正でも超音波の伝播に伴う減衰の影響を正確に排除できるわけではない。なぜなら、一般に減衰量は周波数によって異なるが(後述する式(1)を参照)、STC補正の増幅率は距離だけに応じて変化し、周波数依存性がないためである。 On the other hand, when using the result of calculating and analyzing the frequency spectrum of the ultrasonic wave as in the present embodiment, the STC correction cannot accurately eliminate the influence of attenuation accompanying the propagation of the ultrasonic wave. This is because, although the attenuation amount generally varies depending on the frequency (see Equation (1) described later), the STC correction amplification factor changes only according to the distance and has no frequency dependence.
上述した問題、すなわち、超音波の周波数スペクトルを算出して解析した結果を利用する場合、STC補正でも超音波の伝播に伴う減衰の影響を正確に排除できるわけではない、という問題を解決するには、Bモード画像を生成する際にSTC補正を施した受信信号を出力する一方、周波数スペクトルに基づいた画像を生成する際に、Bモード画像を生成するための送信とは異なる新たな送信を行い、STC補正を施していない受信信号を出力することが考えられる。ところがこの場合には、受信信号に基づいて生成される画像データのフレームレートが低下してしまうという問題がある。 To solve the above-described problem, that is, when the result of calculating and analyzing the frequency spectrum of the ultrasonic wave is used, the effect of attenuation due to the propagation of the ultrasonic wave cannot be accurately eliminated even by the STC correction. Outputs a reception signal subjected to STC correction when generating a B-mode image, while generating a new transmission different from the transmission for generating the B-mode image when generating an image based on the frequency spectrum. It is conceivable to output a reception signal that has not been subjected to STC correction. However, in this case, there is a problem that the frame rate of the image data generated based on the received signal is lowered.
そこで、本実施の形態では、生成される画像データのフレームレートを維持しつつ、Bモード画像用にSTC補正を施した信号に対してSTC補正の影響を排除するために、増幅補正部331によって増幅率の補正を行う。
Therefore, in the present embodiment, in order to eliminate the influence of the STC correction on the signal subjected to the STC correction for the B-mode image while maintaining the frame rate of the generated image data, the
周波数解析部332は、増幅補正部331が増幅補正した各音線のRFデータ(ラインデータ)を所定の時間間隔でサンプリングし、サンプルデータを生成する。周波数解析部332は、サンプルデータ群にFFT処理を施すことにより、RFデータ上の複数の箇所(データ位置)における周波数スペクトルを算出する。ここでいう「周波数スペクトル」とは、サンプルデータ群にFFT処理を施すことによって得られた「ある受信深度zにおける強度の周波数分布」を意味する。また、ここでいう「強度」とは、例えばエコー信号の電圧、エコー信号の電力、超音波エコーの音圧、超音波エコーの音響エネルギー等のパラメータ、これらパラメータの振幅や時間積分値やその組み合わせのいずれかを指す。
The
一般に、周波数スペクトルは、観測対象が生体組織である場合、超音波が走査された生体組織の性状によって異なる傾向を示す。これは、周波数スペクトルが、超音波を散乱する散乱体の大きさ、数密度、音響インピーダンス等と相関を有しているためである。ここでいう「生体組織の性状」とは、例えば悪性腫瘍(癌)、良性腫瘍、内分泌腫瘍、粘液性腫瘍、正常組織、嚢胞、脈管などのことである。 Generally, when the observation target is a living tissue, the frequency spectrum shows a tendency that varies depending on the properties of the living tissue scanned with ultrasonic waves. This is because the frequency spectrum has a correlation with the size, number density, acoustic impedance, and the like of the scatterer that scatters ultrasonic waves. The “characteristics of the biological tissue” referred to here includes, for example, malignant tumor (cancer), benign tumor, endocrine tumor, mucinous tumor, normal tissue, cyst, vascular vessel and the like.
図4は、超音波信号の1つの音線におけるデータ配列を模式的に示す図である。同図に示す音線SRkにおいて、白または黒の長方形は、1つのサンプル点におけるデータを意味している。また、音線SRkにおいて、右側に位置するデータほど、超音波振動子21から音線SRkに沿って計った場合の深い箇所からのサンプルデータである(図4の矢印を参照)。音線SRkは、送受信部31が行うA/D変換におけるサンプリング周波数(例えば50MHz)に対応した時間間隔で離散化されている。図4では、番号kの音線SRkの8番目のデータ位置を受信深度zの方向の初期値Z(k) 0として設定した場合を示しているが、初期値の位置は任意に設定することができる。周波数解析部332による算出結果は複素数で得られ、記憶部37に格納される。
FIG. 4 is a diagram schematically showing a data array in one sound ray of the ultrasonic signal. In the sound ray SR k shown in the figure, a white or black rectangle means data at one sample point. In the sound ray SR k , the data located on the right side is sample data from a deeper location when measured from the
図4に示すデータ群Fj(j=1、2、・・・、K)は、FFT処理の対象となるサンプルデータ群である。一般に、FFT処理を行うためには、サンプルデータ群が2のべき乗のデータ数を有している必要がある。この意味で、サンプルデータ群Fj(j=1、2、・・・、K−1)はデータ数が16(=24)で正常なデータ群である一方、サンプルデータ群FKは、データ数が12であるため異常なデータ群である。異常なデータ群に対してFFT処理を行う際には、不足分だけゼロデータを挿入することにより、正常なサンプルデータ群を生成する処理を行う。この点については、周波数解析部332の処理を説明する際に詳述する(図9を参照)。
A data group F j (j = 1, 2,..., K) shown in FIG. 4 is a sample data group to be subjected to FFT processing. In general, in order to perform FFT processing, a sample data group needs to have a power number of 2 data. In this sense, the sample data group F j (j = 1, 2,..., K−1) is a normal data group with the number of data 16 (= 2 4 ), while the sample data group F K is Since the number of data is 12, it is an abnormal data group. When performing an FFT process on an abnormal data group, a process for generating a normal sample data group is performed by inserting zero data in an insufficient amount. This point will be described in detail when the processing of the
図5は、周波数解析部332により算出された周波数スペクトルの例を示す図である。図5では、横軸が周波数fである。また、図5では、縦軸が、強度I0を基準強度Ic(定数)で除した量の常用対数(デシベル表現)I=10log10(I0/Ic)である。図5に示す回帰直線L10については後述する。なお、本実施の形態において、曲線および直線は、離散的な点の集合からなる。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a frequency spectrum calculated by the
図5に示す周波数スペクトルC1において、以後の演算に使用する周波数帯域の下限周波数fLおよび上限周波数fHは、超音波振動子21の周波数帯域、送受信部31が送信するパルス信号の周波数帯域などをもとに決定されるパラメータである。以下、図5において、下限周波数fLおよび上限周波数fHによって定まる周波数帯域を「周波数帯域F」という。
In the frequency spectrum C 1 shown in FIG. 5, the lower limit frequency f L and the upper limit frequency f H of the frequency band used for the subsequent calculation are the frequency band of the
特徴量算出部333は、設定されている関心領域(以下、ROI(Region of Interest)ということもある)内において、複数の周波数スペクトルの特徴量をそれぞれ算出する。特徴量算出部333は、周波数スペクトルを直線で近似することによって減衰補正処理を行う前の周波数スペクトルの特徴量(以下、補正前特徴量という)を算出する近似部333aと、近似部333aが算出した補正前特徴量に対して減衰補正を行うことによって特徴量を算出する減衰補正部333bと、を有する。
The feature
近似部333aは、所定周波数帯域における周波数スペクトルの回帰分析を行って周波数スペクトルを一次式(回帰直線)で近似することにより、この近似した一次式を特徴付ける補正前特徴量を算出する。例えば、図5に示す周波数スペクトルC1の場合、近似部333aは、周波数帯域Fで回帰分析を行い周波数スペクトルC1を一次式で近似することによって回帰直線L10を得る。換言すると、近似部333aは、回帰直線L10の傾きa0、切片b0、および周波数帯域Fの中心周波数fM=(fL+fH)/2の回帰直線上の値であるミッドバンドフィット(Mid-band fit)c0=a0fM+b0を補正前特徴量として算出する。 The approximating unit 333a performs a regression analysis of the frequency spectrum in a predetermined frequency band and approximates the frequency spectrum with a linear expression (regression line), thereby calculating a pre-correction feature quantity characterizing the approximated primary expression. For example, in the case of the frequency spectrum C 1 shown in FIG. 5, the approximating unit 333 a performs a regression analysis in the frequency band F and approximates the frequency spectrum C 1 with a linear expression to obtain a regression line L 10 . In other words, the approximating unit 333a has a mid-band fit that is a value on the regression line of the slope a 0 , the intercept b 0 of the regression line L 10 , and the center frequency f M = (f L + f H ) / 2 of the frequency band F. (Mid-band fit) c 0 = a 0 f M + b 0 is calculated as a feature amount before correction.
3つの補正前特徴量のうち、傾きa0は、超音波の散乱体の大きさと相関を有し、一般に散乱体が大きいほど傾きが小さな値を有すると考えられる。また、切片b0は、散乱体の大きさ、音響インピーダンスの差、散乱体の数密度(濃度)等と相関を有している。具体的には、切片b0は、散乱体が大きいほど大きな値を有し、音響インピーダンスの差が大きいほど大きな値を有し、散乱体の数密度が大きいほど大きな値を有すると考えられる。ミッドバンドフィットc0は、傾きa0と切片b0から導出される間接的なパラメータであり、有効な周波数帯域内の中心におけるスペクトルの強度を与える。このため、ミッドバンドフィットc0は、散乱体の大きさ、音響インピーダンスの差、散乱体の数密度に加えて、Bモード画像の輝度とある程度の相関を有していると考えられる。なお、特徴量算出部333は、回帰分析によって二次以上の多項式で周波数スペクトルを近似するようにしてもよい。
Of the three pre-correction feature quantities, the slope a 0 has a correlation with the size of the ultrasonic scatterer, and it is generally considered that the larger the scatterer, the smaller the slope. The intercept b 0 has a correlation with the size of the scatterer, the difference in acoustic impedance, the number density (concentration) of the scatterer, and the like. Specifically, the intercept b 0 has a larger value as the scatterer is larger, has a larger value as the difference in acoustic impedance is larger, and has a larger value as the number density of the scatterers is larger. The mid-band fit c 0 is an indirect parameter derived from the slope a 0 and the intercept b 0 and gives the intensity of the spectrum at the center in the effective frequency band. Therefore, the midband fit c 0 is considered to have a certain degree of correlation with the brightness of the B-mode image in addition to the size of the scatterer, the difference in acoustic impedance, and the number density of the scatterers. Note that the feature
減衰補正部333bが行う補正について説明する。一般に、超音波の減衰量A(f,z)は、超音波が受信深度0と受信深度zとの間を往復する間に生じる減衰であり、往復する前後の強度変化(デシベル表現での差)として定義される。減衰量A(f,z)は、一様な組織内では周波数に比例することが経験的に知られており、以下の式(1)で表現される。
A(f,z)=2αzf ・・・(1)
ここで、比例定数αは減衰率と呼ばれる量である。また、zは超音波の受信深度であり、fは周波数である。減衰率αの具体的な値は、観測対象が生体である場合、生体の部位に応じて定まる。減衰率αの単位は、例えばdB/cm/MHzである。なお、本実施の形態において、減衰率αの値を入力部35からの入力によって変更できる構成とすることも可能である。
The correction performed by the
A (f, z) = 2αzf (1)
Here, the proportionality constant α is an amount called an attenuation rate. Z is the ultrasonic reception depth, and f is the frequency. When the observation target is a living body, a specific value of the attenuation rate α is determined according to the part of the living body. The unit of the attenuation rate α is, for example, dB / cm / MHz. In the present embodiment, a configuration in which the value of the attenuation rate α can be changed by an input from the
減衰補正部333bは、近似部333aが抽出した補正前特徴量(傾きa0、切片b0、ミッドバンドフィットc0)に対し、以下に示す式(2)〜(4)にしたがって減衰補正を行うことにより、特徴量a、b、cを算出する。本実施の形態1では、減衰補正部333bが減衰補正することにより、周波数特徴量である特徴量a、b、cが算出される。
a=a0+2αz ・・・(2)
b=b0 ・・・(3)
c=c0+A(fM,z)=c0+2αzfM(=afM+b) ・・・(4)
式(2)、(4)からも明らかなように、減衰補正部333bは、超音波の受信深度zが大きいほど、補正量が大きい補正を行う。また、式(3)によれば、切片に関する補正は恒等変換である。これは、切片が周波数0(Hz)に対応する周波数成分であって減衰の影響を受けないためである。
The
a = a 0 + 2αz (2)
b = b 0 (3)
c = c 0 + A (f M , z) = c 0 + 2αzf M (= af M + b) (4)
As is clear from equations (2) and (4), the
図6は、減衰補正部333bが算出した特徴量a、b、cをパラメータとして有する直線を示す図である。直線L1の式は、
I=af+b=(a0+2αz)f+b0 ・・・(5)
で表される。この式(5)からも明らかなように、直線L1は、減衰補正前の直線L10と比較して、傾きが大きく(a>a0)、かつ切片が同じ(b=b0)である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a straight line having the feature amounts a, b, and c calculated by the
I = af + b = (a 0 + 2αz) f + b 0 (5)
It is represented by As is clear from this equation (5), the straight line L 1 has a larger slope (a> a 0 ) and the same intercept (b = b 0 ) compared to the straight line L 10 before attenuation correction. is there.
比較部334は、特徴量算出部333が各サンプル点において算出した特徴量a、b、cのうち、表示対象の特徴量と、予め設定されている閾値とを比較する。この閾値は、特徴量を示す値であって、血管や腫瘍と、それ以外の組織とを区別するための値である。例えば、表示対象の特徴量が特徴量cに設定されている場合、特徴量cと、この特徴量cに対して設定された閾値とを比較する。比較部334は、比較した結果(特徴量cと閾値との大小関係)を、各音線の受信深度ごとに生成し、音線設定部335に出力する。
The
音線設定部335は、比較部334による比較結果に基づいて、ドプラ走査実行音線を設定する。本実施の形態1において、音線設定部335は、閾値よりも小さい特徴量を有する音線を抽出し、その抽出した音線のうち、超音波の走査方向の両端に位置する音線によって挟まれた領域内の音線を、ドプラ走査実行音線として設定する。
The sound
図7および図8は、本発明の実施の形態1に係る超音波観測装置の音線設定部が実行する処理を説明する図である。図7に示すように、Bモード画像WBにおいて、腫瘍BGと血管BLとが描出されている場合、腫瘍BGと血管BLとにそれぞれ対応する位置の周波数特徴量(特徴量a、b、c)は、他の位置とは異なる値となる。この際、比較部334の比較結果において、この腫瘍BGを示す領域の特徴量と、この血管BLを示す領域の特徴量とが、閾値を下回ったとする。この場合、音線設定部335は、閾値を下回った領域を含む音線を抽出し、その抽出した音線のうち、超音波の走査方向の両端に位置する音線SRA、SRBと、音線SRA、SRBによって挟まれた領域内の音線とを、ドプラ走査実行音線に設定する(図8参照)。なお、図8に示すような、ドプラ走査実行音線を表示したBモード画像WBを、確認のために表示するようにしてもよい。
7 and 8 are diagrams for explaining processing executed by the sound ray setting unit of the ultrasonic observation apparatus according to
制御部36は、超音波振動子21に、音線設定部335により設定された音線に対応する範囲にてドプラ走査を実行させる。超音波観測装置3は、超音波振動子21が各深度に対して超音波を送信する処理を繰り返すことによって、各音線における受信深度ごとに複数のエコー信号を取得する。
The
血流検出部336は、ドプラ走査により取得されたエコー信号に基づいて、各受信深度における血流の検出を行う。血流検出部336は、公知の方法を用いて血流検出を行うことができる。血流検出部336は、各受信深度について血流の検出を行い、その検出結果を表示仕様設定部337に出力する。
The blood
表示仕様設定部337は、血流検出部336が血流を検出した領域における、表示装置4に表示させる表示対象の特徴量の表示仕様を設定する。具体的に、本実施の形態1では、表示仕様設定部337は、血流検出部336が血流を検出した領域(以下、血流検出領域)における特徴量cについては、色情報を付与しないように設定する。このため、血流検出部336が血流を検出した領域には、特徴量cに対応する色が付与されず、その領域ではBモード画像が表示される。
The display
画像処理部34は、エコー信号の振幅を輝度に変換して表示する超音波画像であるBモード画像データを生成するBモード画像データ生成部341と、減衰補正部333bが算出した特徴量を視覚情報と関連づけてBモード画像とともに表示する特徴量画像データを生成する特徴量画像データ生成部342と、を有する。
The image processing unit 34 visually recognizes the feature amount calculated by the B-mode image data generation unit 341 that generates B-mode image data that is an ultrasonic image to be displayed by converting the amplitude of the echo signal into luminance, and the
Bモード画像データ生成部341は、信号処理部32から受信したBモード用受信データに対してゲイン処理、コントラスト処理、γ補正処理等の公知の技術を用いた信号処理を行うとともに、表示装置4における画像の表示レンジに応じて定まるデータステップ幅に応じたデータの間引き等を行うことによってBモード画像データを生成する。Bモード画像は、色空間としてRGB表色系を採用した場合の変数であるR(赤)、G(緑)、B(青)の値を一致させたグレースケール画像である。 The B-mode image data generation unit 341 performs signal processing using known techniques such as gain processing, contrast processing, and γ correction processing on the B-mode reception data received from the signal processing unit 32, and the display device 4. The B-mode image data is generated by thinning out data according to the data step width determined according to the image display range. The B-mode image is a grayscale image in which values of R (red), G (green), and B (blue), which are variables when the RGB color system is adopted as a color space, are matched.
Bモード画像データ生成部341は、信号処理部32からのBモード用受信データに走査範囲を空間的に正しく表現できるよう並べ直す座標変換を施した後、Bモード用受信データ間の補間処理を施すことによってBモード用受信データ間の空隙を埋め、Bモード画像データを生成する。Bモード画像データ生成部341は、生成したBモード画像データを特徴量画像データ生成部342へ出力する。
The B-mode image data generation unit 341 performs coordinate conversion for rearranging the B-mode reception data from the signal processing unit 32 so that the scanning range can be spatially represented correctly, and then performs interpolation processing between the B-mode reception data. As a result, the gaps between the B-mode reception data are filled, and B-mode image data is generated. The B-mode image data generation unit 341 outputs the generated B-mode image data to the feature amount image
特徴量画像データ生成部342は、特徴量算出部333が算出した特徴量に関連する視覚情報を付与した特徴量画像データを生成するとともに、この特徴量画像データをBモード画像データにおける画像の各画素に対して重畳することによって重畳画像データを生成する。特徴量画像データ生成部342は、表示仕様設定部337において設定された領域には、その領域に対して設定された視覚情報を付与する。特徴量画像データ生成部342は、例えば色を付与しないと設定された領域については、特徴量によらず視覚情報を重畳しない。
The feature amount image
特徴量画像データ生成部342は、例えば図4に示す1つのサンプルデータ群Fj(j=1、2、・・・、K)のデータ量に対応する画素領域に対し、そのサンプルデータ群Fjから算出される周波数スペクトルの特徴量に対応する視覚情報を割り当てる。特徴量画像データ生成部342は、例えば上述した傾き、切片、ミッドバンドフィットのいずれか一つに視覚情報としての色相を対応付けることによって特徴量画像を生成する。具体的に、特徴量画像データ生成部342は、特徴量aに視覚情報としての色相を対応付ける場合、表示仕様設定部337が設定した配色に基づいて視覚情報を割り当てる。特徴量に関連する視覚情報としては、色相のほか、例えば彩度、明度、輝度値、R(赤)、G(緑)、B(青)などの所定の表色系を構成する色空間の変数を挙げることができる。
For example, the feature amount image
図9は、本発明の実施の形態1に係る超音波観測装置の画像処理部が生成する画像の一例を説明する図である。図9は、表示仕様設定部337により設定された表示仕様に応じて画像処理部34が生成した画像であって、Bモード画像WBに特徴量画像を重畳した重畳画像WFを示す図である。図9に示すように、腫瘍BGに対応する領域BG-Fには、色情報(図9ではハッチングで示している)が付与されている一方で、血管BLに対応する領域BL-Fには、色情報が付与されずに(色としては無色)、Bモード画像が表示される。なお、図9では、説明のために血管BLに対応する領域BL-Fの外縁を破線で示しているが、実際の画像には破線は表示されない。
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of an image generated by the image processing unit of the ultrasound observation apparatus according to
制御部36は、演算および制御機能を有するCPU(Central Processing Unit)や各種演算回路等を用いて実現される。制御部36は、記憶部37が記憶、格納する情報を記憶部37から読み出し、超音波観測装置3の作動方法に関連した各種演算処理を実行することによって超音波観測装置3を統括して制御する。なお、制御部36を信号処理部32および演算部33と共通のCPU等を用いて構成することも可能である。
The
記憶部37は、減衰補正部333bが周波数スペクトルごとに算出した複数の特徴量や、画像処理部34が生成した画像データを記憶する。また、記憶部37は、特徴量に対する閾値や、表示仕様設定部337が設定する配色条件などを記憶する表示仕様情報記憶部371を有する。
The storage unit 37 stores a plurality of feature amounts calculated for each frequency spectrum by the
記憶部37は、上記以外にも、例えば増幅処理に必要な情報(図2に示す増幅率βと受信深度zとの関係)、増幅補正処理に必要な情報(図3に示す増幅率βと受信深度zとの関係)、減衰補正処理に必要な情報(式(1)参照)、周波数解析処理に必要な窓関数(Hamming、Hanning、Blackman等)の情報等を記憶する。 In addition to the above, the storage unit 37 may include, for example, information necessary for the amplification process (relationship between the amplification factor β and the reception depth z shown in FIG. 2) and information necessary for the amplification correction process (the amplification factor β shown in FIG. 3). (Relationship with reception depth z), information necessary for attenuation correction processing (see equation (1)), window function information necessary for frequency analysis processing (Hamming, Hanning, Blackman, etc.), and the like are stored.
また、記憶部37は、超音波観測装置3の作動方法を実行するための作動プログラムを含む各種プログラムを記憶する。作動プログラムは、ハードディスク、フラッシュメモリ、CD−ROM、DVD−ROM、フレキシブルディスク等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して広く流通させることも可能である。なお、上述した各種プログラムは、通信ネットワークを介してダウンロードすることによって取得することも可能である。ここでいう通信ネットワークは、例えば既存の公衆回線網、LAN(Local Area Network)、WAN(Wide Area Network)などによって実現されるものであり、有線、無線を問わない。 In addition, the storage unit 37 stores various programs including an operation program for executing the operation method of the ultrasound observation apparatus 3. The operation program can be recorded on a computer-readable recording medium such as a hard disk, a flash memory, a CD-ROM, a DVD-ROM, or a flexible disk and widely distributed. The various programs described above can also be obtained by downloading via a communication network. The communication network here is realized by, for example, an existing public line network, a LAN (Local Area Network), a WAN (Wide Area Network) or the like, and may be wired or wireless.
以上の構成を有する記憶部37は、各種プログラム等が予めインストールされたROM(Read Only Memory)、および各処理の演算パラメータやデータ等を記憶するRAM(Random Access Memory)等を用いて実現される。 The storage unit 37 having the above configuration is realized using a ROM (Read Only Memory) in which various programs and the like are installed in advance, and a RAM (Random Access Memory) that stores calculation parameters and data of each process. .
図10は、以上の構成を有する超音波観測装置3が行う処理の概要を示すフローチャートである。まず、超音波観測装置3は、超音波内視鏡2から超音波振動子21による観測対象の測定結果としてのエコー信号を受信する(ステップS1)。
FIG. 10 is a flowchart showing an outline of processing performed by the ultrasonic observation apparatus 3 having the above configuration. First, the ultrasonic observation device 3 receives an echo signal as a measurement result of an observation target by the
超音波振動子21からエコー信号を受信した信号増幅部311は、そのエコー信号の増幅を行う(ステップS2)。ここで、信号増幅部311は、例えば図2に示す増幅率と受信深度との関係に基づいてエコー信号の増幅(STC補正)を行う。
The
続いて、Bモード画像データ生成部341は、信号増幅部311が増幅したエコー信号を用いてBモード画像データを生成して、表示装置4へ出力する(ステップS3)。Bモード画像データを受信した表示装置4は、そのBモード画像データに対応するBモード画像を表示する(ステップS4)。
Subsequently, the B-mode image data generation unit 341 generates B-mode image data using the echo signal amplified by the
増幅補正部331は、送受信部31から出力された信号に対して受信深度によらず増幅率が一定となる増幅補正を行う(ステップS5)。ここで、増幅補正部331は、例えば図3に示す増幅率と受信深度との関係が成立するように増幅補正を行う。
The
この後、周波数解析部332は、FFT演算による周波数解析を行うことによって全てのサンプルデータ群に対する周波数スペクトルを算出する(ステップS6:周波数解析ステップ)。図11は、ステップS6において周波数解析部332が実行する処理の概要を示すフローチャートである。以下、図11に示すフローチャートを参照して、周波数解析処理を詳細に説明する。
Thereafter, the
まず、周波数解析部332は、解析対象の音線を識別するカウンタk(番号k)をk0とする(ステップS21)。
First, the
続いて、周波数解析部332は、FFT演算用に取得する一連のデータ群(サンプルデータ群)を代表するデータ位置(受信深度に相当)Z(k)の初期値Z(k) 0を設定する(ステップS22)。例えば、図4では、上述したように、音線SRkの8番目のデータ位置を初期値Z(k) 0として設定した場合を示している。
Subsequently, the
その後、周波数解析部332は、サンプルデータ群を取得し(ステップS23)、取得したサンプルデータ群に対し、記憶部37が記憶する窓関数を作用させる(ステップS24)。このようにサンプルデータ群に対して窓関数を作用させることにより、サンプルデータ群が境界で不連続になることを回避し、アーチファクトが発生するのを防止することができる。
Thereafter, the
続いて、周波数解析部332は、データ位置Z(k)のサンプルデータ群が正常なデータ群であるか否かを判定する(ステップS25)。図4を参照した際に説明したように、サンプルデータ群は、2のべき乗のデータ数を有している必要がある。以下、正常なサンプルデータ群のデータ数を2n(nは正の整数)とする。本実施の形態では、データ位置Z(k)が、できるだけデータ位置Z(k)が属するサンプルデータ群の中心になるよう設定される。具体的には、サンプルデータ群のデータ数は2nであるので、データ位置Z(k)はそのサンプルデータ群の中心に近い2n/2(=2n-1)番目の位置に設定される。この場合、サンプルデータ群が正常であるとは、データ位置Z(k)の前方に2n-1−1(=Nとする)個のデータがあり、データ位置Z(k)の後方に2n-1(=Mとする)個のデータがあることを意味する。図4に示す場合、サンプルデータ群F1、F2、F3、・・・、FK-1はともに正常である。なお、図4ではn=4(N=7,M=8)の場合を例示している。
Subsequently, the
ステップS25における判定の結果、データ位置Z(k)のサンプルデータ群が正常である場合(ステップS25:Yes)、周波数解析部332は、後述するステップS27へ移行する。
If the result of determination in step S25 is that the sample data group at data position Z (k) is normal (step S25: Yes), the
ステップS25における判定の結果、データ位置Z(k)のサンプルデータ群が正常でない場合(ステップS25:No)、周波数解析部332は、不足分だけゼロデータを挿入することによって正常なサンプルデータ群を生成する(ステップS26)。ステップS25において正常でないと判定されたサンプルデータ群(例えば図4のサンプルデータ群FK)は、ゼロデータを追加する前に窓関数が作用されている。このため、サンプルデータ群にゼロデータを挿入してもデータの不連続は生じない。ステップS26の後、周波数解析部332は、後述するステップS27へ移行する。
If the result of determination in step S25 is that the sample data group at the data position Z (k) is not normal (step S25: No), the
ステップS27において、周波数解析部332は、サンプルデータ群を用いてFFT演算を行うことにより、振幅の周波数分布である周波数スペクトルを得る(ステップS27)。
In step S27, the
続いて、周波数解析部332は、データ位置Z(k)をステップ幅Dで変化させる(ステップS28)。ステップ幅Dは、記憶部37が予め記憶しているものとする。図4では、D=15の場合を例示している。ステップ幅Dは、Bモード画像データ生成部341がBモード画像データを生成する際に利用するデータステップ幅と一致させることが望ましいが、周波数解析部332における演算量を削減したい場合には、ステップ幅Dとしてデータステップ幅より大きい値を設定してもよい。
Subsequently, the
その後、周波数解析部332は、データ位置Z(k)が音線SRkにおける最大値Z(k) maxより大きいか否かを判定する(ステップS29)。データ位置Z(k)が最大値Z(k) maxより大きい場合(ステップS29:Yes)、周波数解析部332はカウンタkを1増加させる(ステップS30)。これは、処理をとなりの音線へ移すことを意味する。一方、データ位置Z(k)が最大値Z(k) max以下である場合(ステップS29:No)、周波数解析部332はステップS23へ戻る。このようにして、周波数解析部332は、音線SRkに対して、[(Z(k) max−Z(k) 0+1)/D+1]個のサンプルデータ群に対するFFT演算を行う。ここで、[X]は、Xを超えない最大の整数を表す。
Thereafter, the
ステップS30の後、周波数解析部332は、カウンタkが最大値kmaxより大きいか否かを判定する(ステップS31)。カウンタkが最大値kmaxより大きい場合(ステップS31:Yes)、周波数解析部332は一連の周波数解析処理を終了する。一方、カウンタkが最大値kmax以下である場合(ステップS31:No)、周波数解析部332はステップS22に戻る。この最大値kmaxは、術者等のユーザが入力部35を通じて任意に指示入力した値、もしくは、記憶部37にあらかじめ設定された値とする。
After step S30, the
このようにして、周波数解析部332は、解析対象領域内の(kmax−k0+1)本の音線の各々について複数回のFFT演算を行う。FFT演算の結果は、受信深度および受信方向とともに記憶部37に格納される。
In this way, the
なお、以上の説明では、周波数解析部332が超音波信号を受信したすべての領域に対して周波数解析処理を行うものとしたが、設定された関心領域内においてのみ周波数解析処理を行うようにすることも可能である。
In the above description, the
以上説明したステップS6の周波数解析処理に続いて、特徴量算出部333は、複数の周波数スペクトルの補正前特徴量をそれぞれ算出し、各周波数スペクトルの補正前特徴量に対して超音波の減衰の影響を排除する減衰補正を行うことによって各周波数スペクトルの補正特徴量を算出する(ステップS7〜S8:特徴量算出ステップ)。
Subsequent to the frequency analysis processing in step S6 described above, the feature
ステップS7において、近似部333aは、周波数解析部332が生成した複数の周波数スペクトルをそれぞれ回帰分析することにより、各周波数スペクトルに対応する補正前特徴量を算出する(ステップS7)。具体的には、近似部333aは、各周波数スペクトルを回帰分析することによって一次式で近似し、補正前特徴量として傾きa0、切片b0、ミッドバンドフィットc0を算出する。例えば、図5に示す直線L10は、近似部333aが周波数帯域Fの周波数スペクトルC1に対し回帰分析によって近似した回帰直線である。 In step S7, the approximating unit 333a calculates a pre-correction feature amount corresponding to each frequency spectrum by performing regression analysis on each of the plurality of frequency spectra generated by the frequency analyzing unit 332 (step S7). Specifically, the approximating unit 333a approximates each frequency spectrum with a linear expression by performing regression analysis, and calculates a slope a 0 , an intercept b 0 , and a midband fit c 0 as pre-correction feature values. For example, the straight line L 10 shown in FIG. 5 is a regression line approximated by the approximation unit 333 a to the frequency spectrum C 1 of the frequency band F by regression analysis.
続いて、減衰補正部333bは、近似部333aが各周波数スペクトルに対して近似した補正前特徴量に対し、減衰率αを用いて減衰補正を行うことにより、補正特徴量を算出し、算出した補正特徴量を記憶部37に格納する(ステップS8)。図6に示す直線L1は、減衰補正部333bが減衰補正処理を行うことによって得られる直線の例である。
Subsequently, the
ステップS8において、減衰補正部333bは、上述した式(2)、(4)における受信深度zに、超音波信号の音線のデータ配列を用いて得られるデータ位置Z=(fsp/2vs)Dnを代入することによって算出する。ここで、fspはデータのサンプリング周波数、vsは音速、Dはステップ幅、nは処理対象のサンプルデータ群のデータ位置までの音線の1番目のデータからのデータステップ数である。例えば、データのサンプリング周波数fspを50MHzとし、音速vsを1530m/secとし、図4に示すデータ配列を採用してステップ幅Dを15とすると、z=0.2295n(mm)となる。
In step S8, the
その後、Bモード画像データ生成部341が生成したBモード画像データにおける各画素に対し、演算部33が、ステップS8で算出された特徴量のうち、表示対象の特徴量の表示仕様を設定する(ステップS9:表示仕様設定ステップ)。図12は、本発明の実施の形態1に係る超音波観測装置の演算部が実行する表示仕様設定処理の概要を示すフローチャートである。
Thereafter, for each pixel in the B-mode image data generated by the B-mode image data generation unit 341, the
ステップS40において、まず、演算部33は、比較部334に、表示対象の特徴量と、予め設定されている閾値との比較を行わせる(比較ステップ)。演算部33は、比較部334による比較の結果、閾値以下の特徴量があるか否かを判断する。ここで、演算部33は、閾値以下の特徴量が存在すると判断した場合(ステップS40:Yes)、ステップS41に移行する。
In step S40, the
ステップS40に続くステップS41において、音線設定部335は、比較部334による比較結果に基づいて、ドプラ走査実行音線を設定する(音線設定ステップ)。音線設定部335は、上述したように、閾値以下の特徴量を有する音線のうち、超音波の走査方向の両端に位置する音線と、これらの音線によって挟まれた領域内の音線とを、ドプラ走査実行音線に設定する(図8参照)。
In step S41 following step S40, the sound
ステップS41に続くステップS42において、制御部36は、超音波振動子21に、音線設定部335により設定された音線に対応する走査範囲にてドプラ走査を実行させる。超音波振動子21は、走査方向に沿って超音波を送信する処理を繰り返して、各音線における受信深度ごとに複数のエコー信号を取得する。
In step S <b> 42 subsequent to step S <b> 41, the
ステップS42に続くステップS43において、血流検出部336は、ドプラ走査により取得されたエコー信号に基づいて、各受信深度における血流の検出を行う。血流検出部336は、各受信深度について血流の検出を行い、その検出結果を表示仕様設定部337に出力する。
In step S43 following step S42, the blood
ステップS43に続くステップS44において、表示仕様設定部337は、特徴量画像における、血流検出部336が血流を検出した領域の、表示装置4に表示させる表示対象の特徴量の表示仕様を設定する。例えば、表示仕様設定部337は、血流検出部336が血流を検出した領域における特徴量については、色情報を無色に設定する。
In step S44 subsequent to step S43, the display
一方、ステップS40において、演算部33は、閾値以下の特徴量が存在しないと判断した場合(ステップS40:No)、ステップS45に移行する。
On the other hand, when the
ステップS45において、演算部33は、通常の設定を維持する。演算部33は、特徴量画像データ生成部342が行う特徴量画像データの生成において、予め表示仕様設定情報記憶部371に記憶されている条件にしたがって、特徴量に応じた視覚情報が重畳されるような表示仕様に設定する、またはその表示仕様を維持する設定を行う。
In step S45, the
このようにして、演算部33は、表示対象の特徴量の表示仕様を設定する。
In this way, the
図10に戻り、ステップS9に続くステップS10において、特徴量画像データ生成部342は、Bモード画像データ生成部341が生成したBモード画像データにおける各画素に対し、ステップS8で算出された特徴量に関連づけた視覚情報であって、ステップS44またはS45において設定された表示仕様にしたがって、視覚情報を重畳することによって特徴量画像データを生成する(ステップS10:特徴量画像データ生成ステップ)。この際、特徴量画像データ生成部342は、表示仕様設定部337において設定された領域には、その領域に対して設定された視覚情報を付与する。例えば、特徴量画像データ生成部342は、設定された領域について、特徴量によらず視覚情報を無色にする(色を重畳しない)特徴量画像データを生成する。
Returning to FIG. 10, in step S <b> 10 following step S <b> 9, the feature amount image
この後、表示装置4は、制御部36の制御のもと、特徴量画像データ生成部342が生成した特徴量画像データに対応する特徴量画像をBモード画像に重畳した重畳画像を表示する(ステップS11)。特徴量画像には、例えば、Bモード画像に特徴量に関する視覚情報が重畳された画像を表示する重畳画像や、観測対象の識別情報などが含まれる。
Thereafter, the display device 4 displays a superimposed image in which the feature amount image corresponding to the feature amount image data generated by the feature amount image
なお、表示する画像には、特徴量の情報、近似式の情報、ゲインやコントラスト等の画像情報等を含めてもよい。また、重畳画像に対応するBモード画像を特徴量画像と並べて表示してもよい。 The image to be displayed may include feature amount information, approximate expression information, image information such as gain and contrast, and the like. Further, the B-mode image corresponding to the superimposed image may be displayed side by side with the feature amount image.
以上説明した本発明の実施の形態1によれば、演算部33において、周波数解析の結果から特徴量を算出し、その特徴量と、予め設定されている閾値とを比較して、閾値を下回る特徴量を含む音線を抽出し、抽出した音線からドプラ走査を行う範囲を設定するようにした。これにより、従来では超音波の走査領域全体においてドプラ走査を行っていたところ、本実施の形態1では、腫瘍や血管を含む領域(音線)のみに限定してドプラ走査を行って、腫瘍と血管とを区別するためのデータを取得する。本実施の形態1によれば、血管と腫瘍とを区別可能な超音波画像を、フレームレートの低下を抑制して生成することができる。術者は、本実施の形態1により生成された画像から、腫瘍と血管とを容易に認識して適切な診断を行うことが可能となる。
According to the first embodiment of the present invention described above, the
なお、上述した実施の形態1では、制御部36の制御のもと、音線設定部335によって設定された音線に対応する範囲にてドプラ走査を実行するものとして説明したが、この際、音線設定部335が、音線を間引いて、ドプラ走査実行対象の音線を設定するようにしてもよい。これにより、ドプラ走査の送受信回数を削減することができ、一層のフレームレートの低下を抑制することが可能となる。また、音線設定部335は、設定される複数の音線により形成される領域の大きさに応じて、間引き方を変えてもよい。
In the first embodiment described above, it has been described that Doppler scanning is performed in a range corresponding to the sound ray set by the sound
また、上述した実施の形態1では、閾値を下回る特徴量を抽出して、ドプラ走査実行音線を設定するものとして説明したが、特徴量の種別などにより、閾値より大きい特徴量が血管等の検出対象の組織を示す場合には、閾値より大きい特徴量を有する音線を抽出して、その抽出した音線から、ドプラ走査を実行するための音線を設定するようにしてもよい。 Further, in the first embodiment described above, it has been described that the feature amount below the threshold is extracted and the Doppler scan execution sound ray is set. However, depending on the type of feature amount, the feature amount larger than the threshold is a blood vessel or the like. When a tissue to be detected is indicated, a sound ray having a feature amount larger than a threshold value may be extracted, and a sound ray for performing Doppler scanning may be set from the extracted sound ray.
(実施の形態2)
図13は、本発明の実施の形態2に係る超音波観測装置の音線設定部が実行する処理を説明する図である。本実施の形態2では、特徴量が閾値を下回る場合であっても、その特徴量群が有するピクセル数に基づいて、ドプラ走査を実行するための音線の設定を行う。超音波観測システムの構成は、上述した超音波観測システム1の構成を同じものとして説明する。以下、実施の形態1とは異なる部分についてのみ説明する。
(Embodiment 2)
FIG. 13 is a diagram illustrating processing executed by the sound ray setting unit of the ultrasonic observation apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. In the second embodiment, even when the feature amount is lower than the threshold value, sound rays for performing Doppler scanning are set based on the number of pixels included in the feature amount group. The configuration of the ultrasonic observation system will be described assuming that the configuration of the
図13に示すように、血管BLと、特徴量が閾値を下回る微小組織BN1〜BN3とが描出されている場合、実施の形態1では、比較部334の比較結果により、音線SRC、SRZと、音線SRCと音線SRZとにより挟まれる領域内の音線とが、ドプラ走査実行音線に設定される。しかしながら、微小組織BN1〜BN3は、その大きさから血管BLではないことが明らかであり、特徴量が閾値を下回っているものの、ドプラ走査を実行する必要がない。このため、実施の形態2では、このような微小領域を含む音線については、ドプラ走査実行音線から排除する。
As illustrated in FIG. 13, when the blood vessel B L and the
本実施の形態2において、比較部334は、特徴量と閾値とを比較するとともに、比較の結果、閾値を下回った特徴量が群をなす特徴量群のピクセル数を計数し、その計数値と、計数値に関する閾値であって、ドプラ走査対象外を判定するための閾値とを比較する。ここで、特徴量群とは、閾値を下回る複数の特徴量であって、画像における位置が互いに隣り合う複数の特徴量からなる群である。比較部334は、特徴量群が占有する領域からピクセル数を計数し、閾値と比較する。この際の閾値は、血管として存在しない程度の大きさに相当するピクセル数以下である。この閾値は、入力部35を介して設定変更可能としてもよい。
In the second embodiment, the
音線設定部335は、比較部334による特徴量と閾値との比較結果から、閾値を下回る音線を抽出する。その後、比較部334によるピクセル数と閾値との比較結果から、ピクセル数が閾値を下回る領域(特徴量群)を通過する音線を、設定対象の音線から除外する。なお、音線設定部335は、同一の音線において、ピクセル数が閾値を下回る部分と、ピクセル数が閾値以上の部分との両方を含む場合、ピクセル数が閾値以上の部分を優先して、この音線をドプラ走査実行音線から除外せずに残す。音線設定部335は、除外後に残った音線のうち超音波の走査方向の両端の音線を抽出して、抽出した音線と、この抽出した音線により挟まれる領域内の音線とを、ドプラ走査実行音線に設定する。図13に示す例では、音線SRC、SRDと、音線SRCと音線SRDとにより挟まれる領域内の音線とが、ドプラ走査実行音線に設定される。
The sound
本実施の形態2では、演算部33において、周波数解析の結果から特徴量を算出し、その特徴量と、予め設定されている閾値とを比較して、閾値を下回る特徴量を含む音線を抽出するとともに、特徴量群のピクセル数に基づいて、抽出された音線から、ドプラ走査が不要な領域の音線を除外し、除外後に残った音線を、ドプラ走査を行う音線に設定するようにした。本実施の形態2では、上述した実施の形態1と比して、血管や、血管と同程度の組織を含む領域のみに限定してドプラ走査を行って、腫瘍と血管とを区別するためのデータを取得する。本実施の形態2によれば、実施の形態1と比して、血管と腫瘍とを区別可能な超音波画像を、フレームレートの低下をさらに抑制して生成することができる。術者は、本実施の形態2により生成された画像から、腫瘍と血管とを容易に認識して適切な診断を行うことが可能となる。
In the second embodiment, the
なお、上述した実施の形態2において、一つの音線において、一部の深度にのみドプラ走査を実行することが可能であれば、当該音線が、ピクセル数が閾値を下回る部分と、ピクセル数が閾値以上の部分との両方を含む場合に、ピクセル数が閾値を下回る部分のみを除外したドプラ走査実行音線を設定するようにしてもよい。 In the above-described second embodiment, if it is possible to perform Doppler scanning at only a part of the depth of one sound ray, the sound ray has a portion where the number of pixels falls below the threshold and the number of pixels. May include both a portion having a threshold value equal to or greater than a threshold value, and a Doppler scanning execution sound ray excluding only a portion where the number of pixels is less than the threshold value may be set.
ここまで、本発明を実施するための形態を説明してきたが、本発明は上述した実施の形態によってのみ限定されるべきものではない。上述した実施の形態1、2では、血流が検出された領域には、特徴量によらず色を付与しないものとして説明したが、特徴量画像として使用している色とは異なる色を付与してもよい。視覚的に、腫瘍と血管とを区別できるように視覚情報が重畳されれば、無色とせずに色を付与するように設定してもよい。 So far, the embodiment for carrying out the present invention has been described, but the present invention should not be limited only by the embodiment described above. In the first and second embodiments described above, it has been described that a color is not given to a region where blood flow is detected regardless of the feature amount, but a color different from the color used as the feature amount image is given. May be. If visual information is superimposed so that the tumor and the blood vessel can be visually distinguished, the color may be set without being colorless.
上述した実施の形態1、2において、複数の特徴量群(ピクセル数が閾値以上の領域)が、互いに異なる音線を含み、互いに独立している場合、ドプラ走査実行音線は、独立した複数の特徴量群に応じて、独立した複数の領域における各音線をドプラ走査実行音線に設定する。 In the first and second embodiments described above, when a plurality of feature amount groups (regions in which the number of pixels is greater than or equal to the threshold value) include different sound rays and are independent from each other, the Doppler scanning execution sound rays are independent from each other. Each sound ray in a plurality of independent regions is set as a Doppler scanning execution sound ray according to the feature amount group.
上述した実施の形態1、2において、画像全体について、特徴量を算出して視覚情報を付与してもよいし、設定された関心領域について、特徴量を算出して視覚情報を付与してもよい。 In the first and second embodiments described above, visual information may be given by calculating a feature amount for the entire image, or visual information may be given by calculating a feature amount for a set region of interest. Good.
また、本実施の形態1、2では、超音波プローブとしてライトガイド等の光学系を有する超音波内視鏡2を用いて説明したが、超音波内視鏡2に限らず、撮像光学系および撮像素子を有しない超音波プローブであってもよい。さらに、超音波プローブとして、光学系のない細径の超音波ミニチュアプローブを適用してもよい。超音波ミニチュアプローブは、通常、胆道、胆管、膵管、気管、気管支、尿道、尿管へ挿入され、その周囲臓器(膵臓、肺、前立腺、膀胱、リンパ節等)を観察する際に用いられる。 In the first and second embodiments, the ultrasonic endoscope 2 having an optical system such as a light guide has been described as an ultrasonic probe. However, the present invention is not limited to the ultrasonic endoscope 2, and the imaging optical system and An ultrasonic probe that does not have an image sensor may be used. Furthermore, a thin ultrasonic miniature probe without an optical system may be applied as the ultrasonic probe. Ultrasonic miniature probes are usually inserted into the biliary tract, bile duct, pancreatic duct, trachea, bronchi, urethra, ureter, and used to observe surrounding organs (pancreas, lung, prostate, bladder, lymph nodes, etc.).
また、超音波プローブとして、被検体の体表から超音波を照射する体外式超音波プローブを適用してもよい。体外式超音波プローブは、通常、腹部臓器(肝臓、胆嚢、膀胱)、乳房(特に乳腺)、甲状腺を観察する際に体表に直接接触させて用いられる。 Further, as the ultrasonic probe, an external ultrasonic probe that irradiates ultrasonic waves from the body surface of the subject may be applied. The extracorporeal ultrasonic probe is usually used in direct contact with the body surface when observing an abdominal organ (liver, gallbladder, bladder), breast (particularly mammary gland), and thyroid gland.
また、超音波振動子は、リニア振動子でもラジアル振動子でもコンベックス振動子でも構わない。超音波振動子がリニア振動子である場合、その走査領域は矩形(長方形、正方形)をなし、超音波振動子がラジアル振動子やコンベックス振動子である場合、その走査領域は扇形や円環状をなす。また、超音波内視鏡は、超音波振動子をメカ的に走査させるものであってもよいし、超音波振動子として複数の素子をアレイ状に設け、送受信にかかわる素子を電子的に切り替えたり、各素子の送受信に遅延をかけたりすることで、電子的に走査させるものであってもよい。 The ultrasonic transducer may be a linear transducer, a radial transducer, or a convex transducer. When the ultrasonic transducer is a linear transducer, the scanning area is rectangular (rectangular, square), and when the ultrasonic transducer is a radial or convex transducer, the scanning area is fan-shaped or annular. Eggplant. In addition, the ultrasonic endoscope may be one that mechanically scans the ultrasonic transducer, or a plurality of elements are arranged in an array as the ultrasonic transducer, and the elements involved in transmission and reception are switched electronically. Alternatively, electronic scanning may be performed by delaying transmission / reception of each element.
このように、本発明は、特許請求の範囲に記載した技術的思想を逸脱しない範囲内において、様々な実施の形態を含みうるものである。 As described above, the present invention can include various embodiments without departing from the technical idea described in the claims.
1 超音波観測システム
2 超音波内視鏡
3 超音波観測装置
4 表示装置
21 超音波振動子
31 送受信部
32 信号処理部
33 演算部
34 画像処理部
35 入力部
36 制御部
37 記憶部
331 増幅補正部
332 周波数解析部
333 特徴量算出部
333a 近似部
333b 減衰補正部
334 比較部
335 音線設定部
336 血流検出部
337 表示仕様設定部
341 Bモード画像データ生成部
342 特徴量画像データ生成部
371 表示仕様情報記憶部
C1 周波数スペクトル
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記超音波信号に基づいて生成される信号の周波数を解析することによって複数の周波数スペクトルを算出する周波数解析部と、
前記周波数解析部が算出した周波数スペクトルに基づく周波数特徴量を算出する特徴量算出部と、
前記周波数特徴量と、前記周波数特徴量に対して予め設定されている第1の閾値とを比較する比較部と、
前記比較部による比較結果をもとに、ドプラ走査を実行する音線を設定する音線設定部と、
前記ドプラ走査による血流の検出結果に基づいて、前記周波数特徴量を示す特徴量画像データを生成する特徴量画像データ生成部と、
を備えることを特徴とする超音波観測装置。 Ultrasonic observation that generates ultrasonic image data based on an ultrasonic signal acquired by an ultrasonic probe including an ultrasonic transducer that transmits ultrasonic waves to an observation target and receives ultrasonic waves reflected by the observation target A device,
A frequency analyzer that calculates a plurality of frequency spectra by analyzing a frequency of a signal generated based on the ultrasonic signal;
A feature amount calculation unit for calculating a frequency feature amount based on the frequency spectrum calculated by the frequency analysis unit;
A comparison unit that compares the frequency feature quantity with a first threshold value that is preset for the frequency feature quantity;
Based on the comparison result by the comparison unit, a sound ray setting unit for setting a sound ray for performing Doppler scanning;
A feature amount image data generation unit that generates feature amount image data indicating the frequency feature amount based on a detection result of blood flow by the Doppler scanning;
An ultrasonic observation apparatus comprising:
ことを特徴とする請求項1に記載の超音波観測装置。 The feature amount image data generation unit generates the feature amount image data having a display specification different from a display specification of the region where the blood flow is not detected, in the region where the blood flow is detected. The ultrasonic observation apparatus according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1に記載の超音波観測装置。 The sound ray setting unit is configured such that the number of pixels corresponding to a feature amount group including frequency feature amounts whose positions are adjacent to each other in the feature amount image data is greater than a second threshold set in advance with respect to the number of pixels. The ultrasonic observation apparatus according to claim 1, wherein, when small, a sound ray including a region corresponding to the feature amount group is excluded from a sound ray that performs the Doppler scan.
ことを特徴とする請求項1に記載の超音波観測装置。 The ultrasonic observation apparatus according to claim 1, wherein the feature amount image data generation unit generates superimposed image data in which the feature amount image data is superimposed on the ultrasound image data.
周波数解析部が、前記超音波信号に基づいて生成される信号の周波数を解析することによって複数の周波数スペクトルを算出する周波数解析ステップと、
特徴量算出部が、前記周波数解析ステップで算出した周波数スペクトルに基づく周波数特徴量を算出する特徴量算出ステップと、
比較部が、前記周波数特徴量と、前記周波数特特徴量に対して予め設定されている第1の閾値とを比較する比較ステップと、
音線設定部が、前記比較ステップの比較結果をもとに、ドプラ走査を実行する音線を設定する音線設定ステップと、
特徴量画像データ生成部が、前記ドプラ走査による血流の検出結果に基づいて、前記周波数特徴量を示す特徴量画像データを生成する特徴量画像データ生成ステップと、
を含むことを特徴とする超音波観測装置の作動方法。 Ultrasonic observation that generates ultrasonic image data based on an ultrasonic signal acquired by an ultrasonic probe including an ultrasonic transducer that transmits ultrasonic waves to an observation target and receives ultrasonic waves reflected by the observation target A method of operating the device, comprising:
A frequency analysis step in which a frequency analysis unit calculates a plurality of frequency spectra by analyzing a frequency of a signal generated based on the ultrasonic signal;
A feature amount calculating unit that calculates a frequency feature amount based on the frequency spectrum calculated in the frequency analysis step; and
A comparison step in which the comparison unit compares the frequency feature quantity with a first threshold value preset for the frequency feature quantity;
A sound ray setting unit sets a sound ray for performing Doppler scanning based on the comparison result of the comparison step; and
A feature amount image data generating unit that generates feature amount image data indicating the frequency feature amount based on a blood flow detection result by the Doppler scanning;
A method for operating an ultrasonic observation apparatus, comprising:
周波数解析部が、前記超音波信号に基づいて生成される信号の周波数を解析することによって複数の周波数スペクトルを算出する周波数解析手順と、
特徴量算出部が、前記周波数解析手順で算出した周波数スペクトルに基づく周波数特徴量を算出する特徴量算出手順と、
比較部が、前記周波数特徴量と、前記周波数特特徴量に対して予め設定されている第1の閾値とを比較する比較手順と、
音線設定部が、前記比較手順の比較結果をもとに、ドプラ走査を実行する音線を設定する音線設定手順と、
特徴量画像データ生成部が、前記ドプラ走査による血流の検出結果に基づいて、前記周波数特徴量を示す特徴量画像データを生成する特徴量画像データ生成手順と、
を前記超音波観測装置に実行させることを特徴とする超音波観測装置の作動プログラム。 Ultrasonic observation that generates ultrasonic image data based on an ultrasonic signal acquired by an ultrasonic probe including an ultrasonic transducer that transmits ultrasonic waves to an observation target and receives ultrasonic waves reflected by the observation target An operating program for the device,
A frequency analysis unit that calculates a plurality of frequency spectra by analyzing a frequency of a signal generated based on the ultrasonic signal; and
A feature amount calculation unit that calculates a frequency feature amount based on the frequency spectrum calculated in the frequency analysis procedure; and
A comparison unit in which the comparison unit compares the frequency feature quantity with a first threshold value preset for the frequency feature quantity;
A sound ray setting unit, based on the comparison result of the comparison procedure, a sound ray setting procedure for setting a sound ray for performing Doppler scanning;
A feature amount image data generation unit for generating feature amount image data indicating the frequency feature amount based on a blood flow detection result by the Doppler scanning;
Is executed by the ultrasonic observation apparatus. A program for operating the ultrasonic observation apparatus.
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