JP2020039821A - Ultrasound wave observation apparatus, ultrasound wave observation apparatus operation method, and ultrasound wave observation apparatus operation program - Google Patents

Ultrasound wave observation apparatus, ultrasound wave observation apparatus operation method, and ultrasound wave observation apparatus operation program Download PDF

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Abstract

To provide an ultrasound wave observation apparatus that allows observation at high luminance without the contrast medium being destroyed.SOLUTION: The ultrasound wave observation apparatus transmits an ultrasound wave to a subject to which a contrast medium has been administered and generates an ultrasound image on the basis of ultrasound signals reflected by the contrast medium, the ultrasound wave observation apparatus comprising: an average luminance value calculation unit for calculating an average luminance value in a predetermined region, for each of a plurality of ultrasound images generated by transmitting an ultrasound wave at a constant sound pressure; a limit value calculation unit for calculating a limit value of the sound pressure of the ultrasound wave in which the contrast medium is not destroyed, based on the amount of variation in the average luminance value; and a control unit for control to limit the sound pressure of the transmitted ultrasound wave to the limit value or less.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、超音波観測装置、超音波観測装置の作動方法、及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, an operation method of the ultrasonic observation apparatus, and an operation program of the ultrasonic observation apparatus.

従来、被検体に対して超音波を送受信して超音波画像を生成する超音波観測装置が知られている。超音波観測を行う際には、微小気泡の懸濁液である超音波用の造影剤を使用する場合がある(例えば特許文献1参照)。造影剤は、被検体に投与され、被検体内の血流等により移動しながら、超音波により微小気泡が振動、共振又は崩壊を起こすため、超音波画像において造影剤が存在する位置は輝度が高くなる。   2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an ultrasonic observation apparatus that transmits and receives an ultrasonic wave to and from a subject to generate an ultrasonic image. When performing ultrasonic observation, a contrast agent for ultrasonic waves, which is a suspension of microbubbles, may be used (for example, see Patent Document 1). The contrast agent is administered to the subject, and the microbubbles vibrate, resonate, or collapse due to the ultrasound while moving by the blood flow or the like in the subject, so the position where the contrast agent is present in the ultrasound image has brightness. Get higher.

造影剤を用いる場合、超音波の音圧が小さい状態では、超音波により造影剤が振動又は共振し、超音波の音圧と超音波画像の輝度とが概ね比例関係にある。しかしながら、超音波の音圧が高くなり、造影剤の微小気泡が破壊される破壊音圧を超えると、造影剤の微小気泡が破壊されて減少してしまうため、急激に輝度が小さくなる。そのため、造影剤を用いた超音波観測では、破壊音圧を超えない範囲で、なるべく高い音圧で観測を行うことが好ましい。ただし、造影剤は、被検体内を移動するため、造影剤が存在する位置に応じて適切な音圧の超音波を送信することは非常に困難である。特許文献1には、音圧を時間変化させながら輝度変化曲線を求めると、破壊音圧を検出できることが記載されている。   When a contrast agent is used, when the sound pressure of the ultrasonic wave is low, the contrast agent vibrates or resonates due to the ultrasonic wave, and the sound pressure of the ultrasonic wave and the luminance of the ultrasonic image are substantially proportional to each other. However, when the sound pressure of the ultrasonic wave increases and exceeds the destructive sound pressure at which the microbubbles of the contrast agent are destroyed, the microbubbles of the contrast agent are destroyed and reduced, so that the brightness sharply decreases. Therefore, in the ultrasonic observation using the contrast agent, it is preferable to perform the observation at a sound pressure as high as possible within a range not exceeding the destructive sound pressure. However, since the contrast agent moves in the subject, it is very difficult to transmit an ultrasonic wave having an appropriate sound pressure according to the position where the contrast agent exists. Patent Literature 1 discloses that a destructive sound pressure can be detected by obtaining a luminance change curve while changing a sound pressure with time.

特開2009−5755号公報JP 2009-5755 A

しかしながら、特許文献1の技術では、音圧を時間変化させているため、造影剤の流入や流出等に起因する輝度の時間変化等の影響により、安定して輝度値を検出することができない。従って、検出した輝度値から破壊音圧を精度よく求めることができない。そのため、特許文献1の技術を用いて超音波の音圧を調整する場合、音圧を高くしすぎて造影剤が破壊されてしまう、又は必要以上に音圧を小さくして輝度が低下してしまう場合がある。   However, in the technique of Patent Document 1, since the sound pressure is changed over time, the brightness value cannot be detected stably due to the influence of the change over time of the brightness caused by the inflow or outflow of the contrast agent. Therefore, the destructive sound pressure cannot be accurately obtained from the detected luminance value. Therefore, when adjusting the sound pressure of the ultrasonic wave using the technique of Patent Document 1, the sound pressure is set too high and the contrast agent is destroyed, or the brightness is reduced by reducing the sound pressure more than necessary. In some cases.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、造影剤が破壊されず、かつ高輝度で観察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、及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, the contrast agent is not destroyed, and an ultrasonic observation device capable of observing with high luminance, an operation method of the ultrasonic observation device, and an ultrasonic observation device It is intended to provide an operating program.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る超音波観測装置は、造影剤を投与した被検体に対して、超音波を送信し、前記造影剤で反射され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であって、一定の音圧で超音波を送信して生成された複数の前記超音波画像のそれぞれに対して、所定の領域内の平均輝度値を算出する平均輝度値算出部と、前記平均輝度値の変化量に基づいて、前記造影剤が破壊されない超音波の音圧の限界値を算出する限界値算出部と、送信する超音波の音圧を前記限界値以下に制限するよう制御する制御部と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above-described problem and achieve the object, an ultrasonic observation apparatus according to one embodiment of the present invention transmits an ultrasonic wave to a subject to which a contrast agent has been administered, and is reflected by the contrast agent. An ultrasonic observation apparatus that generates an ultrasonic image based on the generated ultrasonic signal, wherein a predetermined area is defined for each of the plurality of ultrasonic images generated by transmitting ultrasonic waves at a constant sound pressure. An average brightness value calculation unit that calculates an average brightness value within the range, a limit value calculation unit that calculates a limit value of the sound pressure of an ultrasonic wave that does not destroy the contrast agent based on the amount of change in the average brightness value, and transmission. A control unit that controls the sound pressure of the ultrasonic wave to be controlled to be equal to or less than the limit value.

また、本発明の一態様に係る超音波観測装置は、前記限界値算出部は、前記平均輝度値の時間変化から算出された近似曲線に基づいて、前記限界値を算出することを特徴とする。   Further, the ultrasonic observation apparatus according to one aspect of the present invention is characterized in that the limit value calculation unit calculates the limit value based on an approximate curve calculated from a temporal change of the average luminance value. .

また、本発明の一態様に係る超音波観測装置は、前記所定の領域は、前記超音波画像の中心を含むことを特徴とする。   Further, in the ultrasonic observation apparatus according to an aspect of the present invention, the predetermined region includes a center of the ultrasonic image.

また、本発明の一態様に係る超音波観測装置は、前記限界値算出部は、送信する超音波の音圧を低音圧から高音圧に変更して、それぞれの音圧において算出された前記平均輝度値の変化量に基づいて、前記限界値を算出することを特徴とする。   Further, in the ultrasonic observation apparatus according to one aspect of the present invention, the limit value calculating unit changes the sound pressure of the transmitted ultrasonic wave from a low sound pressure to a high sound pressure, and calculates the average calculated at each sound pressure. The limit value is calculated based on a change amount of the luminance value.

また、本発明の一態様に係る超音波観測装置は、前記限界値算出部は、前記平均輝度値の変化量に基づいて算出された特徴量と閾値との関係が所定の条件を満たした場合に、前記条件が満たされた際に送信されていた超音波の音圧の直前に送信されていた超音波の音圧を前記限界値として算出することを特徴とする。   Further, in the ultrasonic observation apparatus according to one aspect of the present invention, the limit value calculation unit may be configured such that a relationship between a feature amount calculated based on a change amount of the average luminance value and a threshold satisfies a predetermined condition. In addition, the sound pressure of the ultrasonic wave transmitted immediately before the sound pressure of the ultrasonic wave transmitted when the condition is satisfied is calculated as the limit value.

また、本発明の一態様に係る超音波観測装置は、複数の前記超音波画像は、フレームレートが一定の状態で撮像され、前記限界値算出部は、前記フレームレートに応じて前記限界値を算出することを特徴とする。   Further, in the ultrasonic observation apparatus according to one aspect of the present invention, the plurality of ultrasonic images are captured in a state where a frame rate is constant, and the limit value calculation unit calculates the limit value according to the frame rate. It is characterized in that it is calculated.

また、本発明の一態様に係る超音波観測装置の作動方法は、造影剤を投与した被検体に対して、超音波を送信し、前記造影剤で反射され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の作動方法であって、平均輝度値算出部が、一定の音圧で超音波を送信して生成された複数の前記超音波画像のそれぞれに対して、所定の領域内の平均輝度値を算出する平均輝度値算出ステップと、限界値算出部が、前記平均輝度値の変化量に基づいて、前記造影剤が破壊されない超音波の音圧の限界値を算出する限界値算出ステップと、制御部が、送信する超音波の音圧を前記限界値以下に制限するよう制御する制御ステップと、を含むことを特徴とする。   Further, the operation method of the ultrasonic observation apparatus according to one embodiment of the present invention transmits an ultrasonic wave to a subject to which a contrast agent has been administered, and transmits an ultrasonic wave based on an ultrasonic signal reflected by the contrast agent. An operation method of an ultrasonic observation apparatus that generates an image, wherein the average luminance value calculation unit transmits a predetermined amount of ultrasonic waves at a constant sound pressure, and each of the plurality of ultrasonic images generated, a predetermined An average brightness value calculating step of calculating an average brightness value in the region, and a limit value calculating unit calculates a limit value of the sound pressure of the ultrasonic wave in which the contrast agent is not destroyed based on the change amount of the average brightness value. It is characterized by including a limit value calculating step and a control step of controlling the sound pressure of the transmitted ultrasonic wave to be limited to the limit value or less.

また、本発明の一態様に係る超音波観測装置の作動プログラムは、造影剤を投与した被検体に対して、超音波を送信し、前記造影剤で反射され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の作動プログラムであって、平均輝度値算出部が、一定の音圧で超音波を送信して生成された複数の前記超音波画像のそれぞれに対して、所定の領域内の平均輝度値を算出する平均輝度値算出ステップと、限界値算出部が、前記平均輝度値の変化量に基づいて、前記造影剤が破壊されない超音波の音圧の限界値を算出する限界値算出ステップと、制御部が、送信する超音波の音圧を前記限界値以下に制限するよう制御する制御ステップと、を超音波観測装置に実行させることを特徴とする。   In addition, the operation program of the ultrasonic observation apparatus according to one embodiment of the present invention transmits an ultrasonic wave to a subject to which a contrast agent has been administered, and transmits an ultrasonic wave based on an ultrasonic signal reflected by the contrast agent. An operation program of an ultrasonic observation apparatus that generates an image, wherein the average luminance value calculation unit transmits a predetermined amount of ultrasonic waves at a constant sound pressure, and for each of the plurality of ultrasonic images generated, a predetermined An average brightness value calculating step of calculating an average brightness value in the region, and a limit value calculating unit calculates a limit value of the sound pressure of the ultrasonic wave in which the contrast agent is not destroyed based on the change amount of the average brightness value. A limit value calculating step and a control step in which the control unit controls the sound pressure of the ultrasonic wave to be transmitted so as to limit the sound pressure to the limit value or less are executed by the ultrasonic observation apparatus.

本発明によれば、造影剤が破壊されず、かつ高輝度で観察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、及び超音波観測装置の作動プログラムを実現することができる。   Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to realize an ultrasonic observation apparatus, an operation method of the ultrasonic observation apparatus, and an operation program of the ultrasonic observation apparatus, which enable observation with high luminance without destroying a contrast agent.

図1は、本発明の実施の形態に係る超音波観測装置を備えた超音波観測システムの構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an ultrasonic observation system including an ultrasonic observation device according to an embodiment of the present invention. 図2は、本発明の実施の形態に係る超音波観測装置が行う処理の概要を示すフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart illustrating an outline of a process performed by the ultrasonic observation apparatus according to the embodiment of the present invention. 図3は、図2の音圧の限界値を算出する処理の概要を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing an outline of the processing for calculating the sound pressure limit value in FIG. 図4は、超音波画像の一例を表す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an ultrasonic image. 図5は、平均輝度値の算出方法の一例を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a method for calculating an average luminance value. 図6は、音圧と輝度との関係を表す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between sound pressure and luminance.

以下に、図面を参照して本発明に係る超音波観測装置、超音波観測装置の作動方法、及び超音波観測装置の作動プログラムの実施の形態を説明する。なお、これらの実施の形態により本発明が限定されるものではない。本発明は、造影モードを搭載した超音波観測装置、超音波観測装置の作動方法、及び超音波観測装置の作動プログラム一般に適用することができる。   Hereinafter, embodiments of an ultrasonic observation apparatus, an operation method of the ultrasonic observation apparatus, and an operation program of the ultrasonic observation apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited by these embodiments. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be generally applied to an ultrasonic observation apparatus equipped with a contrast mode, an operation method of the ultrasonic observation apparatus, and an operation program of the ultrasonic observation apparatus.

また、図面の記載において、同一又は対応する要素には適宜同一の符号を付している。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。   In the drawings, the same or corresponding elements are denoted by the same reference numerals as appropriate. In addition, it is necessary to keep in mind that the drawings are schematic, and the dimensional relationship of each element, the ratio of each element, and the like may be different from reality. Even in the drawings, there may be cases where portions having different dimensional relationships and ratios are included.

(実施の形態)
図1は、本発明の実施の形態に係る超音波観測装置を備えた超音波観測システムの構成を示すブロック図である。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プローブ2と、超音波プローブ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。超音波観測装置3は、超音波の観測モードとして、エコー信号の振幅を輝度に変換して画像を生成するBモード及び、被検体に導入された微小気泡の懸濁液である超音波用の造影剤を強調して表示する画像を生成する造影モードを選択することができる超音波観測装置である。造影剤モードでは、超音波観測装置3は、造影剤を投与した被検体に対して、超音波を送信し、造影剤で反射された超音波信号に基づいて超音波画像を生成する。
(Embodiment)
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an ultrasonic observation system including an ultrasonic observation device according to an embodiment of the present invention. The ultrasonic observation system 1 transmits an ultrasonic wave to an object to be observed, receives an ultrasonic wave reflected by the object, and an ultrasonic probe 2 based on an ultrasonic signal acquired by the ultrasonic probe 2. An ultrasonic observation device 3 that generates an ultrasonic image by using the ultrasonic observation device 3 and a display device 4 that displays the ultrasonic image generated by the ultrasonic observation device 3 are provided. The ultrasonic observation apparatus 3 includes, as observation modes of the ultrasonic wave, a B mode in which the amplitude of the echo signal is converted into luminance to generate an image, and an ultrasonic observation mode, which is a suspension of microbubbles introduced into the subject. This is an ultrasonic observation apparatus capable of selecting a contrast mode for generating an image in which a contrast agent is emphasized and displayed. In the contrast agent mode, the ultrasonic observation device 3 transmits an ultrasonic wave to the subject to which the contrast agent has been administered, and generates an ultrasonic image based on the ultrasonic signal reflected by the contrast agent.

超音波プローブ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(超音波信号)に変換して出力する超音波振動子21を有する内視鏡である。超音波振動子21は、コンベックス型、リニア型、ラジアル型等の振動子により実現される。超音波プローブ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 probe 2 converts the electric pulse signal received from the ultrasonic observation device 3 into an ultrasonic pulse (acoustic pulse) at the tip thereof, irradiates the ultrasonic wave to the subject, and reflects the ultrasonic wave reflected by the subject. This is an endoscope having an ultrasonic transducer 21 that converts an acoustic echo into an electrical echo signal (ultrasonic signal) that is represented by a voltage change and outputs the signal. The ultrasonic transducer 21 is realized by a transducer of a convex type, a linear type, a radial type, or the like. The ultrasonic probe 2 may be one that mechanically scans the ultrasonic transducer 21, or a plurality of elements that are arranged in an array as the ultrasonic transducer 21, and elements that are involved in transmission and reception are electronically switched. Alternatively, electronic scanning may be performed by delaying transmission and reception of each element.

超音波プローブ2は、通常は撮像光学系及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)、又は呼吸器(気管、気管支)へ挿入され、消化管、呼吸器やその周囲臓器(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、超音波プローブ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、先端部が超音波プローブ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。   The ultrasound probe 2 usually has an imaging optical system and an imaging device, and is inserted into a digestive tract (esophagus, stomach, duodenum, large intestine) or a respiratory organ (trachea, bronchi) of the subject, and It is possible to image the respiratory organ and its surrounding organs (pancreas, gallbladder, bile duct, biliary tract, lymph nodes, mediastinal organs, blood vessels, etc.). Further, the ultrasonic probe 2 has a light guide for guiding illumination light to irradiate the subject during imaging. The light guide has a distal end reaching the distal end of the insertion portion of the ultrasonic probe 2 into the subject, and a proximal end connected to a light source device for generating illumination light.

超音波観測装置3は、送信部31と、受信部32と、信号処理部33と、画像生成部34と、平均輝度値算出部35と、限界値算出部36と、入力部37と、制御部38と、記憶部39と、を備える。   The ultrasonic observation apparatus 3 includes a transmission unit 31, a reception unit 32, a signal processing unit 33, an image generation unit 34, an average luminance value calculation unit 35, a limit value calculation unit 36, an input unit 37, And a storage unit 39.

送信部31は、超音波プローブ2と電気的に接続され、所定の波形及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。送信部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、送信部31は、制御部38が出力する各種制御信号を超音波プローブ2に対して送信する。   The transmission unit 31 is electrically connected to the ultrasonic probe 2 and transmits a transmission signal (pulse signal) including a high-voltage pulse to the ultrasonic transducer 21 based on a predetermined waveform and transmission timing. The frequency band of the pulse signal transmitted by the transmission unit 31 is preferably set to a wide band that almost covers the linear response frequency band of the electroacoustic conversion of the pulse signal into the ultrasonic pulse in the ultrasonic transducer 21. Further, the transmission unit 31 transmits various control signals output from the control unit 38 to the ultrasonic probe 2.

受信部32は、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、A/D変換することによっ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。また、受信部32は、超音波プローブ2から識別用のIDを含む各種情報を受信して制御部38へ送信する機能も有する。   The receiving unit 32 receives an echo signal, which is an electrical reception signal, from the ultrasonic transducer 21, and performs A / D conversion on the received echo signal to obtain data of a digital high frequency (RF) signal (hereinafter, referred to as RF data). ) Is generated and output. Further, the receiving unit 32 has a function of receiving various information including the ID for identification from the ultrasonic probe 2 and transmitting the information to the control unit 38.

信号処理部33は、受信部32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。具体的には、信号処理部33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33は、生成した1フレーム分のBモード用受信データを、画像生成部34へ出力する。信号処理部33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 33 generates digital B-mode reception data based on the RF data received from the reception unit 32. Specifically, the signal processing unit 33 performs known processing such as band-pass filtering, envelope detection, and logarithmic conversion on the RF data to generate digital B-mode reception data. In the logarithmic conversion, a common logarithm of an amount obtained by dividing the RF data by the reference voltage Vc is expressed as a decibel value. The signal processing unit 33 outputs the generated B-mode reception data for one frame to the image generation unit 34. The signal processing unit 33 is realized using a CPU (Central Processing Unit), various arithmetic circuits, and the like.

画像生成部34は、受信部32から受信したRFデータに基づいて画像データを生成する。画像生成部34は、記憶部39に記憶されているBモード用受信データに対して、スキャンコンバーター処理、ゲイン処理、コントラスト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。スキャンコンバーター処理では、Bモード用受信データのスキャン方向を、超音波のスキャン方向から表示装置4の表示方向に変換する。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 image generation unit 34 generates image data based on the RF data received from the reception unit 32. The image generation unit 34 performs signal processing on the received data for B mode stored in the storage unit 39 using a known technique such as a scan converter process, a gain process, and a contrast process. B-mode image data is generated by thinning out data according to a data step width determined according to the display range of the image. In the scan converter process, the scan direction of the reception data for B mode is converted from the scan direction of the ultrasonic wave to the display direction of the display device 4. The B-mode image is a grayscale image in which the values of R (red), G (green), and B (blue), which are variables when the RGB color system is adopted as the color space, are matched.

画像生成部34は、信号処理部33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。   The image generation unit 34 performs a coordinate transformation for rearranging the B-mode reception data from the signal processing unit 33 so that the scanning range can be spatially correctly expressed, and then performs an interpolation process between the B-mode reception data. The B-mode image data is generated by filling the gap between the B-mode received data.

平均輝度値算出部35は、一定の音圧で超音波を送信して生成された複数の超音波画像のそれぞれに対して、所定の領域内の平均輝度値を算出する。なお、一定の音圧とは、超音波プローブ2から被検体に送信する超音波の音圧の指標であるMI(Mechanical Index)値を一定にした状態で超音波を送信することを意味する。   The average luminance value calculation unit 35 calculates an average luminance value in a predetermined region for each of a plurality of ultrasonic images generated by transmitting ultrasonic waves at a constant sound pressure. The constant sound pressure means that the ultrasonic wave is transmitted with the MI (Mechanical Index) value, which is an index of the sound pressure of the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic probe 2 to the subject, kept constant.

限界値算出部36は、平均輝度値の変化量に基づいて、造影剤が破壊されない超音波の音圧の限界値を算出する。具体的には、限界値算出部36は、送信する超音波の音圧を低音圧から高音圧に変更して、それぞれの音圧において算出された平均輝度値の時間変化から導出した近似曲線の傾きが所定の閾値以下であるという条件を満たした場合に、その時点で送信されていた超音波の音圧の直前に送信されていた音圧を限界値として算出する。換言すると、限界値算出部36は、造影剤が破壊され、平均輝度値が急激に減少する破壊音圧より所定値(例えば0.1)小さい音圧を限界値として算出する。   The limit value calculating unit 36 calculates a limit value of the sound pressure of the ultrasonic wave at which the contrast agent is not destroyed, based on the change amount of the average luminance value. Specifically, the limit value calculation unit 36 changes the sound pressure of the ultrasonic wave to be transmitted from a low sound pressure to a high sound pressure, and obtains an approximate curve derived from a time change of the average luminance value calculated at each sound pressure. When the condition that the inclination is equal to or less than the predetermined threshold is satisfied, the sound pressure transmitted immediately before the sound pressure of the ultrasonic wave transmitted at that time is calculated as a limit value. In other words, the limit value calculation unit 36 calculates, as the limit value, a sound pressure that is smaller by a predetermined value (for example, 0.1) than the destruction sound pressure at which the contrast agent is destroyed and the average luminance value sharply decreases.

入力部37は、キーボード、ボタン、マウス、トラックボール、タッチパネル等のユーザインタフェースへの入力操作に基づく信号を受け付ける。入力部37は、ユーザによる造影モードの開始を指示する指示入力や、造影モードの終了を指示する指示入力を受け付ける。また、入力部37は、限界値算出部36が算出した限界値以下に音圧を制限する指示入力を受け付ける音圧制限ボタンを有する。   The input unit 37 receives a signal based on an input operation to a user interface such as a keyboard, a button, a mouse, a trackball, and a touch panel. The input unit 37 receives an instruction input by the user for instructing the start of the contrast mode and an instruction input for instructing the end of the contrast mode. Further, the input unit 37 has a sound pressure limit button for receiving an instruction input for limiting the sound pressure to a value equal to or less than the limit value calculated by the limit value calculation unit 36.

制御部38は、超音波観測システム1の全体を制御する。また、制御部38は、超音波振動子21から被検体に送信する超音波の音圧を限界値算出部36が算出した限界値以下に制限するよう制御する。制御部38は、演算及び制御機能を有するCPUや各種演算回路等を用いて実現される。制御部38は、記憶部39が記憶、格納する情報を記憶部39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38を信号処理部33、画像生成部34、平均輝度値算出部35、及び限界値算出部36と共通のCPU等を用いて構成することも可能である。   The control unit 38 controls the entire ultrasonic observation system 1. Further, the control unit 38 controls the sound pressure of the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic transducer 21 to the subject to be limited to the limit value calculated by the limit value calculation unit 36 or less. The control unit 38 is realized using a CPU having arithmetic and control functions, various arithmetic circuits, and the like. The control unit 38 reads out information stored and stored in the storage unit 39 from the storage unit 39 and performs various arithmetic processes related to an operation method of the ultrasonic observation device 3 to control the ultrasonic observation device 3 in a centralized manner. I do. Note that the control unit 38 may be configured using a CPU or the like common to the signal processing unit 33, the image generation unit 34, the average luminance value calculation unit 35, and the limit value calculation unit 36.

記憶部39は、超音波観測システム1を動作させるための各種プログラム、及び超音波観測システム1の動作に必要な各種パラメータ等を含むデータなどを記憶する。記憶部39は、例えば、超音波振動子21が観測する深度と超音波振動子21が各音線方向に送信するパルス繰り返し周波数との対応関係を記憶している。また、記憶部39は、予め取得した超音波信号の各音線上のサンプリング点ごとの音圧データである負音圧を記憶している。負音圧は、水中において超音波振動子21を駆動させ、超音波信号の各音線上のサンプリング点の位置に超音波受信機を配置してエコー信号を測定することにより得られる。   The storage unit 39 stores various programs for operating the ultrasonic observation system 1, data including various parameters necessary for the operation of the ultrasonic observation system 1, and the like. The storage unit 39 stores, for example, the correspondence between the depth observed by the ultrasonic transducer 21 and the pulse repetition frequency transmitted by the ultrasonic transducer 21 in each sound ray direction. Further, the storage unit 39 stores a negative sound pressure, which is sound pressure data at each sampling point on each sound ray of the ultrasonic signal acquired in advance. The negative sound pressure is obtained by driving the ultrasonic vibrator 21 in water, arranging an ultrasonic receiver at a sampling point on each sound ray of the ultrasonic signal, and measuring an echo signal.

また、記憶部39は、超音波観測システム1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 39 stores various programs including an operation program for executing the operation method of the ultrasonic observation system 1. 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, and a flexible disk, and widely distributed. Note that the various programs described above can also be obtained by downloading via a communication network. The communication network referred to here is realized by, for example, an existing public line network, a local area network (LAN), a wide area network (WAN), or the like, and may be wired or wireless.

以上の構成を有する記憶部39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)、及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 39 having the above configuration is realized using a ROM (Read Only Memory) in which various programs and the like are installed in advance, a RAM (Random Access Memory) that stores calculation parameters and data of each process, and the like. .

表示装置4は、映像ケーブルを介して超音波観測装置3が生成した超音波画像のデータ信号を受信して表示する。表示装置4は、液晶又は有機EL(Electro Luminescence)等のモニタを用いて構成される。   The display device 4 receives and displays the data signal of the ultrasonic image generated by the ultrasonic observation device 3 via the video cable. The display device 4 is configured using a monitor such as a liquid crystal or an organic EL (Electro Luminescence).

図2は、本発明の実施の形態に係る超音波観測装置が行う処理の概要を示すフローチャートである。造影モードが開始されると、制御部38は、音圧制限ボタンが押下されたか否かを判定する(ステップS1)。具体的には、制御部38は、入力部37の音圧制限ボタンが押下され、所定の信号が入力されたか否かを判定する。   FIG. 2 is a flowchart illustrating an outline of a process performed by the ultrasonic observation apparatus according to the embodiment of the present invention. When the contrast mode is started, the control unit 38 determines whether the sound pressure restriction button has been pressed (step S1). Specifically, the control unit 38 determines whether the sound pressure restriction button of the input unit 37 has been pressed and a predetermined signal has been input.

制御部38が、音圧制限ボタンが押下されていないと判定した場合(ステップS1:No)、超音波プローブ2は、超音波観測装置3による制御のもと、被検体に超音波の送受信を行い、画像生成部34は、制御部38による制御のもと、超音波画像を生成する(ステップS2)。このとき、超音波プローブ2から被検体に送信する超音波のMI値は、ユーザが設定した値であり、任意の値に設定可能である。   When the control unit 38 determines that the sound pressure restriction button has not been pressed (step S1: No), the ultrasound probe 2 transmits and receives ultrasound to and from the subject under the control of the ultrasound observation device 3. Then, the image generator 34 generates an ultrasonic image under the control of the controller 38 (Step S2). At this time, the MI value of the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic probe 2 to the subject is a value set by the user, and can be set to an arbitrary value.

その後、制御部38は、入力部37に造影モード終了の指示入力があったか否かを判定する(ステップS3)。制御部38が入力部37に造影モード終了の指示入力があったと判定した場合(ステップS3:Yes)、超音波観測装置3は一連の処理を終了する。一方、制御部38が入力部37に造影モード終了の指示入力がなかったと判定した場合(ステップS3:No)、ステップS1に戻る。   Thereafter, the control unit 38 determines whether or not an instruction to end the contrast mode has been input to the input unit 37 (step S3). When the control unit 38 determines that the instruction to end the contrast mode has been input to the input unit 37 (step S3: Yes), the ultrasonic observation apparatus 3 ends a series of processing. On the other hand, when the control unit 38 determines that the instruction to end the contrast mode has not been input to the input unit 37 (step S3: No), the process returns to step S1.

ステップS1において、制御部38が、音圧制限ボタンが押下されたと判定した場合(ステップS1:Yes)、超音波観測装置3は、音圧の限界値を算出する(ステップS4)。   In step S1, when the control unit 38 determines that the sound pressure restriction button has been pressed (step S1: Yes), the ultrasonic observation apparatus 3 calculates a limit value of the sound pressure (step S4).

図3は、図2の音圧の限界値を算出する処理の概要を示すフローチャートである。はじめに、制御部38は、MI値を初期値(例えば0.1)に設定する(ステップS11)。ただし、制御部38は、MI値を破壊音圧より十分低い値とすればよく、例えばMI値の初期値をゼロとしてもよい。   FIG. 3 is a flowchart showing an outline of the processing for calculating the sound pressure limit value in FIG. First, the control unit 38 sets the MI value to an initial value (for example, 0.1) (Step S11). However, the control unit 38 may set the MI value to a value sufficiently lower than the destruction sound pressure, and may set the initial value of the MI value to zero, for example.

続いて、超音波プローブ2は、超音波観測装置3による制御のもと、設定された音圧(0.1)で被検体に超音波を送信する(ステップS12)。   Subsequently, the ultrasonic probe 2 transmits an ultrasonic wave to the subject at the set sound pressure (0.1) under the control of the ultrasonic observation device 3 (Step S12).

そして、超音波プローブ2及び超音波観測装置3は、超音波の送信と受信とを繰り返し実行し、所定の枚数(N枚)の超音波画像を取得する(ステップS13)。ただし、所定の枚数は、特に限定されず、複数の超音波画像を取得すればよい。なお、所定の枚数の超音波画像を取得する間、フレームレートは一定とされている。   Then, the ultrasonic probe 2 and the ultrasonic observation device 3 repeatedly execute transmission and reception of the ultrasonic wave to acquire a predetermined number (N) of ultrasonic images (step S13). However, the predetermined number is not particularly limited, and a plurality of ultrasonic images may be obtained. Note that the frame rate is kept constant while acquiring a predetermined number of ultrasonic images.

その後、平均輝度値算出部35は、取得した超音波画像のそれぞれに対して、所定の領域内の平均輝度値を算出する(ステップS14)。図4は、超音波画像の一例を表す図である。図4に示すように、平均輝度値算出部35は、例えば超音波画像5の中心Cを含む所定の領域としての領域A内の平均輝度値を算出する。通常、ユーザは、観察対象を超音波画像5の中心C付近に表示させるため、中心Cを含むように所定の領域を設定することが好ましい。なお、図4には、超音波振動子21が画像の上部中央に位置するコンベックス型の超音波振動子21を用いる場合の超音波画像5を例示したが、これに限られない。また、領域Aの形状も特に限定されない。   Thereafter, the average luminance value calculation unit 35 calculates an average luminance value in a predetermined region for each of the acquired ultrasonic images (Step S14). FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an ultrasonic image. As shown in FIG. 4, the average luminance value calculation unit 35 calculates an average luminance value in a region A as a predetermined region including the center C of the ultrasonic image 5, for example. Usually, the user preferably sets a predetermined area so as to include the center C in order to display the observation target near the center C of the ultrasonic image 5. FIG. 4 illustrates the ultrasonic image 5 in the case of using the convex type ultrasonic oscillator 21 in which the ultrasonic oscillator 21 is located at the upper center of the image. However, the present invention is not limited to this. Further, the shape of the region A is not particularly limited.

限界値算出部36は、平均輝度値に基づいて、近似曲線を算出する(ステップS15)。図5は、平均輝度値の算出方法の一例を説明するための図である。図5において、横軸は、取得した時系列に並べられた複数(N枚)の超音波画像のフレーム番号である。フレーム番号が小さいほど、時間的に先に撮像された超音波画像に対応する。図5に示すように、限界値算出部36は、各フレーム(F1、F2、・・・FN)の超音波画像5の平均輝度値を撮像された順に配列し、配列された点に基づいた近似曲線を算出する。   The limit value calculator 36 calculates an approximate curve based on the average luminance value (Step S15). FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a method for calculating an average luminance value. In FIG. 5, the horizontal axis represents the frame numbers of a plurality of (N) ultrasound images arranged in time series that have been acquired. The smaller the frame number is, the more it corresponds to the ultrasonic image taken earlier in time. As shown in FIG. 5, the limit value calculating unit 36 arranges the average luminance values of the ultrasonic images 5 of the respective frames (F1, F2,..., FN) in the order in which they were captured, and based on the arranged points. Calculate the approximate curve.

さらに、限界値算出部36は、算出した近似曲線の傾きが閾値以下であるか否かを判定する(ステップS16)。なお、閾値については後述するが、負の値である。限界値算出部36が、算出した近似曲線の傾きが閾値以下ではないと判定した場合(ステップS16:No)、制御部38は、MI値を所定値(例えば0.02)大きくし、0.12に設定する(ステップS17)。その後、ステップS12に戻り、処理が継続される。なお、限界値算出部36は、近似曲線の傾きの平均値と閾値とを比較してもよいし、近似曲線の傾きの最大値と閾値とを比較してもよい。   Further, the limit value calculating unit 36 determines whether or not the calculated slope of the approximate curve is equal to or smaller than a threshold (Step S16). The threshold value is a negative value, which will be described later. When the limit value calculating unit 36 determines that the calculated slope of the approximate curve is not equal to or smaller than the threshold value (step S16: No), the control unit 38 increases the MI value by a predetermined value (for example, 0.02) and sets the MI value to 0.0. It is set to 12 (step S17). Thereafter, the process returns to step S12, and the process is continued. Note that the limit value calculation unit 36 may compare the average value of the slope of the approximate curve with a threshold, or may compare the maximum value of the slope of the approximate curve with the threshold.

一方、限界値算出部36が、算出した近似曲線の傾きが閾値以下であると判定した場合(ステップS16:Yes)、限界値算出部36は、現在のMI値の直前のMI値を音圧の限界値として算出する(ステップS18)。具体的には、例えばMI値が0.16に設定されている状態において、限界値算出部36が、算出した近似曲線の傾きが閾値以下であると判定した場合、限界値算出部36は、現在のMI値(0.16)の直前のMI値(0.14)を音圧の限界値として算出する。   On the other hand, when the limit value calculation unit 36 determines that the calculated slope of the approximate curve is equal to or smaller than the threshold value (step S16: Yes), the limit value calculation unit 36 determines the MI value immediately before the current MI value as the sound pressure. (Step S18). Specifically, for example, in a state where the MI value is set to 0.16, when the limit value calculating unit 36 determines that the calculated slope of the approximate curve is equal to or less than the threshold, the limit value calculating unit 36 The MI value (0.14) immediately before the current MI value (0.16) is calculated as the sound pressure limit value.

図6は、音圧と輝度との関係を表す図である。図6は、長時間一定の音圧、一定のフレームレートで超音波画像5を生成し続けた場合の輝度値の時間変化を表している。また、図6では、線L1、線L2、線L3の順に送信する超音波の音圧が低圧から高圧に変更されている。   FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between sound pressure and luminance. FIG. 6 shows a temporal change of a luminance value when the ultrasonic image 5 is continuously generated at a constant sound pressure and a constant frame rate for a long time. In FIG. 6, the sound pressure of the ultrasonic waves transmitted in the order of the line L1, the line L2, and the line L3 is changed from a low pressure to a high pressure.

図6に示すように、超音波の音圧が小さい線LI、線L2では、超音波により微小気泡が振動又は共振するため、超音波の音圧と超音波画像5の輝度とが概ね比例関係にあり、MI値が大きいほど、輝度が高い。一方で、超音波の音圧が高い線L3では、超音波の音圧が造影剤の微小気泡が破壊される破壊音圧を超えており、造影剤の微小気泡が破壊されて減少してしまうため、急激に輝度が小さくなる。超音波の音圧が破壊音圧を超えたか否かを判定するには、ごく短時間(例えば数秒程度)一定の音圧、一定のフレームレートで超音波画像5を生成し、平均輝度値が急激に減少するか否かを判定すればよい。換言すると、平均輝度値の時間変化を表す近似曲線の傾きが、負の値である閾値以下であるか(すなわち、輝度が急激に減少しているか)を判定することにより、破壊音圧を超えているかを判定することができる。具体的には、図6において、フレーム番号nまでの線L1、線L2、線L3における傾きA1(図6では線L1と重なっている)、傾きA2、傾きA3が閾値以下であるかを判定すればよい。線L3では、フレーム番号0からnまでの超音波画像を取得する期間に輝度が急激に減少するため、傾きA3が閾値以下であり、音圧が造影剤を破壊する音圧を超えていることがわかる。すなわち、図6においては、フレーム番号0からnまでの超音波画像を取得する期間に対して、造影剤が観察視野内に留まる程度に十分低い速度で移動している。そのため、超音波の音圧が高い線L3は、超音波画像を取得する度に観察視野内の造影剤の微小気泡が破壊され、輝度が減少する曲線となる。   As shown in FIG. 6, in the lines LI and L2 where the sound pressure of the ultrasonic waves is small, the microbubbles vibrate or resonate due to the ultrasonic waves. Therefore, the sound pressure of the ultrasonic waves and the luminance of the ultrasonic image 5 are substantially proportional to each other. And the larger the MI value, the higher the luminance. On the other hand, in the line L3 where the sound pressure of the ultrasonic wave is high, the sound pressure of the ultrasonic wave exceeds the destruction sound pressure at which the minute bubbles of the contrast agent are destroyed, and the minute bubbles of the contrast agent are destroyed and reduced. Therefore, the brightness rapidly decreases. To determine whether the ultrasonic sound pressure exceeds the destructive sound pressure, an ultrasonic image 5 is generated at a constant sound pressure and a constant frame rate for a very short time (for example, about several seconds), and the average luminance value is determined. What is necessary is just to judge whether it decreases rapidly. In other words, it is determined whether or not the slope of the approximate curve representing the time change of the average luminance value is equal to or less than the negative threshold value (that is, whether the luminance sharply decreases). Can be determined. Specifically, in FIG. 6, it is determined whether or not the slope A1 (overlapping with the line L1 in FIG. 6), the slope A2, and the slope A3 in the lines L1, L2, and L3 up to the frame number n are equal to or smaller than the threshold. do it. In the line L3, since the luminance sharply decreases during the period of acquiring the ultrasonic images from the frame numbers 0 to n, the gradient A3 is equal to or less than the threshold, and the sound pressure exceeds the sound pressure at which the contrast agent is destroyed. I understand. That is, in FIG. 6, the contrast agent moves at a sufficiently low speed that the contrast agent stays within the observation field of view during the period of acquiring the ultrasonic images of frame numbers 0 to n. Therefore, the line L3 having a high sound pressure of the ultrasonic wave is a curve in which the microbubbles of the contrast agent in the observation visual field are destroyed and the luminance decreases each time an ultrasonic image is acquired.

図2に戻り、制御部38は、超音波の音圧が限界値以下となるように超音波プローブ2を制御する(ステップS5)。そして、超音波プローブ2は、超音波観測装置3による制御のもと、超音波の音圧が限界値以下に制限された状態で被検体に超音波の送受信を行い、画像生成部34は、制御部38による制御のもと、超音波画像5を生成する(ステップS2)。より具体的には、超音波プローブ2は、超音波の音圧を限界値で送受信する。その結果、ユーザは、造影剤が破壊されず、かつ高輝度で被検体の観察を行うことができる。   Returning to FIG. 2, the control unit 38 controls the ultrasonic probe 2 so that the sound pressure of the ultrasonic wave becomes equal to or lower than the limit value (Step S5). Then, the ultrasound probe 2 transmits and receives ultrasound to and from the subject under the control of the ultrasound observation device 3 in a state where the sound pressure of the ultrasound is limited to the limit value or less. Under the control of the control unit 38, the ultrasonic image 5 is generated (Step S2). More specifically, the ultrasonic probe 2 transmits and receives the sound pressure of the ultrasonic wave at a limit value. As a result, the user can observe the subject with high luminance without destroying the contrast agent.

以上説明したように、実施の形態によれば、実際に超音波の送受信を行って、破壊音圧を判定し、限界値を算出しているため、被検体の特性や観察する臓器等の特性、被検体内における造影剤の位置にかかわらず、造影剤が破壊されず、かつ高輝度で被検体の観察を行うことができる。さらに、実施の形態によれば、送信する超音波の音圧を、徐々に低音圧から高音圧に変更して、各音圧が破壊音圧を超えているかを判定するため、破壊音圧を検出する過程で造影剤が破壊されることが防止されている。また、実施の形態によれば、音圧及びフレームレートを一定とした状態で、その音圧が破壊音圧を超えているかを判定しているため、造影剤の流入や流出等に起因する輝度の時間変化等の影響を受けづらい。   As described above, according to the embodiment, since the ultrasonic waves are actually transmitted and received, the destructive sound pressure is determined, and the limit value is calculated, the characteristics of the subject and the characteristics of the organ to be observed and the like are obtained. Regardless of the position of the contrast agent in the subject, the contrast agent is not destroyed, and the subject can be observed with high luminance. Further, according to the embodiment, the sound pressure of the ultrasonic wave to be transmitted is gradually changed from the low sound pressure to the high sound pressure, and it is determined whether each sound pressure exceeds the destructive sound pressure. The contrast agent is prevented from being destroyed during the detection process. Further, according to the embodiment, since it is determined whether the sound pressure exceeds the destructive sound pressure in a state where the sound pressure and the frame rate are constant, the luminance caused by the inflow or outflow of the contrast agent or the like is determined. It is hard to be affected by the change of time.

なお、音圧制限ボタンが押下され、制御部38が、超音波の音圧が限界値以下となるように超音波プローブ2を制御している状態で、ユーザがフレームレートを変更した場合、限界値算出部36は、フレームレートに応じた限界値を再度算出することが好ましい。   If the user changes the frame rate while the sound pressure restriction button is pressed and the control unit 38 controls the ultrasonic probe 2 so that the sound pressure of the ultrasonic wave becomes equal to or less than the limit value, It is preferable that the value calculation unit 36 calculates the limit value according to the frame rate again.

また、上述した実施の形態において、限界値算出部36は、近似曲線の傾きを用いて破壊音圧の判定を行ったが、近似曲線の傾きに換えて、平均輝度値の変化量に基づいて算出された他の特徴量を用いてもよい。例えば、限界値算出部36は、フレームF1〜F5の平均輝度値の平均をとった値からフレームF(N−5)〜FNの平均輝度値の平均をとった値を減算した値と閾値とを比較して破壊音圧を判定してもよい。   Further, in the above-described embodiment, the limit value calculating unit 36 determines the destructive sound pressure using the slope of the approximate curve, but instead of the slope of the approximate curve, based on the amount of change in the average luminance value. Other calculated feature amounts may be used. For example, the limit value calculator 36 subtracts a value obtained by subtracting a value obtained by averaging the average luminance values of the frames F (N−5) to FN from a value obtained by averaging the average luminance values of the frames F1 to F5, and a threshold value. May be compared to determine the destructive sound pressure.

また、超音波プローブ2は、超音波振動子21を被検体の体内に挿入する内視鏡に限られない。例えば、上述した構成を、被検体内の体表から体内に向けて超音波パルスを送信するとともに被検体の体内で反射された超音波エコーを受信してエコー信号を出力する機能を有する体外型の超音波プローブに対して適用してもよい。   Further, the ultrasonic probe 2 is not limited to an endoscope that inserts the ultrasonic transducer 21 into the body of the subject. For example, the above-described configuration is an extracorporeal type having a function of transmitting an ultrasonic pulse from a body surface in a subject toward the body and receiving an ultrasonic echo reflected in the subject and outputting an echo signal. May be applied to the ultrasonic probe.

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、以上のように表わしかつ記述した特定の詳細及び代表的な実施形態に限定されるものではない。従って、添付のクレーム及びその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神又は範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。   Further effects and modifications can be easily derived by those skilled in the art. Thus, the broader aspects of the present invention are not limited to the specific details and representative embodiments shown and described above. Accordingly, various modifications may be made without departing from the spirit or scope of the general inventive concept as defined by the appended claims and their equivalents.

1 超音波観測システム
2 超音波プローブ
3 超音波観測装置
4 表示装置
5 超音波画像
21 超音波振動子
31 送信部
32 受信部
33 信号処理部
34 画像生成部
35 平均輝度値算出部
36 限界値算出部
37 入力部
38 制御部
39 記憶部
A 領域
C 中心
REFERENCE SIGNS LIST 1 ultrasonic observation system 2 ultrasonic probe 3 ultrasonic observation device 4 display device 5 ultrasonic image 21 ultrasonic transducer 31 transmission unit 32 reception unit 33 signal processing unit 34 image generation unit 35 average luminance value calculation unit 36 limit value calculation Unit 37 input unit 38 control unit 39 storage unit A area C center

Claims (8)

造影剤を投与した被検体に対して、超音波を送信し、前記造影剤で反射され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であって、
一定の音圧で超音波を送信して生成された複数の前記超音波画像のそれぞれに対して、所定の領域内の平均輝度値を算出する平均輝度値算出部と、
前記平均輝度値の変化量に基づいて、前記造影剤が破壊されない超音波の音圧の限界値を算出する限界値算出部と、
送信する超音波の音圧を前記限界値以下に制限するよう制御する制御部と、
を備えることを特徴とする超音波観測装置。
An ultrasonic observation apparatus that transmits an ultrasonic wave to a subject to which a contrast agent has been administered and generates an ultrasonic image based on an ultrasonic signal reflected by the contrast agent,
For each of the plurality of ultrasonic images generated by transmitting ultrasonic waves at a constant sound pressure, an average luminance value calculation unit that calculates an average luminance value in a predetermined region,
Based on the amount of change in the average luminance value, a limit value calculation unit that calculates a limit value of the sound pressure of the ultrasonic wave in which the contrast agent is not destroyed,
A control unit that controls the sound pressure of the ultrasonic wave to be transmitted to be limited to the limit value or less,
An ultrasonic observation apparatus comprising:
前記限界値算出部は、前記平均輝度値の時間変化から算出された近似曲線に基づいて、前記限界値を算出する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 limit value calculation unit calculates the limit value based on an approximate curve calculated from a time change of the average luminance value. 前記所定の領域は、前記超音波画像の中心を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の超音波観測装置。   The ultrasonic observation apparatus according to claim 1, wherein the predetermined area includes a center of the ultrasonic image. 前記限界値算出部は、送信する超音波の音圧を低音圧から高音圧に変更して、それぞれの音圧において算出された前記平均輝度値の変化量に基づいて、前記限界値を算出することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の超音波観測装置。   The limit value calculation unit changes the sound pressure of the transmitted ultrasonic wave from a low sound pressure to a high sound pressure, and calculates the limit value based on the amount of change in the average luminance value calculated at each sound pressure. The ultrasonic observation apparatus according to claim 1, wherein: 前記限界値算出部は、前記平均輝度値の変化量に基づいて算出された特徴量と閾値との関係が所定の条件を満たした場合に、前記条件が満たされた際に送信されていた超音波の音圧の直前に送信されていた超音波の音圧を前記限界値として算出することを特徴とする請求項4に記載の超音波観測装置。   The limit value calculation unit, when the relationship between the feature amount calculated based on the change amount of the average luminance value and the threshold value satisfies a predetermined condition, the threshold value transmitted when the condition is satisfied The ultrasonic observation apparatus according to claim 4, wherein the sound pressure of the ultrasonic wave transmitted immediately before the sound pressure of the sound wave is calculated as the limit value. 複数の前記超音波画像は、フレームレートが一定の状態で撮像され、
前記限界値算出部は、前記フレームレートに応じて前記限界値を算出することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載の超音波観測装置。
The plurality of ultrasonic images are captured with a constant frame rate,
The ultrasonic observation apparatus according to claim 1, wherein the limit value calculation unit calculates the limit value according to the frame rate.
造影剤を投与した被検体に対して、超音波を送信し、前記造影剤で反射され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の作動方法であって、
平均輝度値算出部が、一定の音圧で超音波を送信して生成された複数の前記超音波画像のそれぞれに対して、所定の領域内の平均輝度値を算出する平均輝度値算出ステップと、
限界値算出部が、前記平均輝度値の変化量に基づいて、前記造影剤が破壊されない超音波の音圧の限界値を算出する限界値算出ステップと、
制御部が、送信する超音波の音圧を前記限界値以下に制限するよう制御する制御ステップと、
を含むことを特徴とする超音波観測装置の作動方法。
A method for operating an ultrasonic observation apparatus that transmits an ultrasonic wave to a subject to which a contrast agent has been administered and generates an ultrasonic image based on an ultrasonic signal reflected by the contrast agent,
An average luminance value calculating unit calculates an average luminance value in a predetermined area for each of the plurality of ultrasonic images generated by transmitting ultrasonic waves at a constant sound pressure, and ,
A limit value calculation unit, based on the amount of change in the average luminance value, a limit value calculation step of calculating a limit value of the sound pressure of the ultrasonic wave in which the contrast agent is not destroyed,
The control unit, a control step of controlling the sound pressure of the ultrasonic wave to be transmitted to be limited to the limit value or less,
A method for operating an ultrasonic observation apparatus, comprising:
造影剤を投与した被検体に対して、超音波を送信し、前記造影剤で反射され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の作動プログラムであって、
平均輝度値算出部が、一定の音圧で超音波を送信して生成された複数の前記超音波画像のそれぞれに対して、所定の領域内の平均輝度値を算出する平均輝度値算出ステップと、
限界値算出部が、前記平均輝度値の変化量に基づいて、前記造影剤が破壊されない超音波の音圧の限界値を算出する限界値算出ステップと、
制御部が、送信する超音波の音圧を前記限界値以下に制限するよう制御する制御ステップと、
を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。
An operating program of an ultrasonic observation apparatus that transmits an ultrasonic wave to a subject to which a contrast agent has been administered and generates an ultrasonic image based on an ultrasonic signal reflected by the contrast agent,
An average luminance value calculating unit calculates an average luminance value in a predetermined area for each of the plurality of ultrasonic images generated by transmitting ultrasonic waves at a constant sound pressure, and ,
A limit value calculation unit, based on the amount of change in the average luminance value, a limit value calculation step of calculating a limit value of the sound pressure of the ultrasonic wave in which the contrast agent is not destroyed,
The control unit, a control step of controlling the sound pressure of the ultrasonic wave to be transmitted to be limited to the limit value or less,
An operation program for an ultrasonic observation apparatus, wherein the operation program is executed by an ultrasonic observation apparatus.
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