JP2020156582A - 超音波診断装置、医用画像処理装置および医用画像処理プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】平滑化処理による画質の低下を低減し、且つ並列同時受信に起因する、隣接する走査線間の信号強度差を低減すること。【解決手段】実施形態に係る超音波診断装置は、加算部を備える。加算部は、第１の超音波画像に関する第１のデータの信号値と、第１の超音波画像を平滑化した第２の超音波画像に関する第２のデータの信号値との差分に基づいて、第１のデータの信号値および第２データの信号値を重みづけ加算する。【選択図】 図１

Description

本発明の実施形態は、超音波診断装置、医用画像処理装置および医用画像処理プログラムに関する。

近年、超音波診断装置では、フレームレート（時間分解能）を向上させるために、並列同時受信が行われている。並列同時受信は、送信ビームの音場内に複数の受信走査線を設定し、各受信走査線上からの超音波信号（反射波信号）を同時に受信することで、フレームレートを向上させる技術である。

しかし、並列同時受信技術を用いることによって、例えば時相の不均一性（時相差）などの影響により、超音波画像において複数の受信走査線の束が筋のように観察されることがある。例えば、空間的に隣接している走査線において、二つの走査線がそれぞれ異なる送信ビームから得られた走査線である場合には、大きな信号強度差になることがある。この信号強度差は、超音波画像上に筋として観察されうる。

例えば、超音波画像に対して平滑化処理を実行することによって筋を低減させることが知られている。しかし、超音波画像全体に対して均一に平滑化処理を実行すると、空間分解能（画質）が低下する恐れがある。

特開２０１０−２５３１９３号公報

本発明が解決しようとする課題は、平滑化処理による画質の低下を低減し、且つ並列同時受信に起因する、隣接する走査線間の信号強度差を低減することである。

実施形態に係る超音波診断装置は、加算部を備える。加算部は、第１の超音波画像に関する第１のデータの信号値と、第１の超音波画像を平滑化した第２の超音波画像に関する第２のデータの信号値との差分に基づいて、第１のデータの信号値および第２データの信号値を重みづけ加算する。

図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成の一例を示すブロック図である。 図２は、第１の実施形態における筋消し処理の一例を説明するための模式図である。 図３は、第１の実施形態における筋消し処理の一例を説明するためのフローチャートである。 図４は、第１の実施形態における平滑化処理の一例を説明するための模式図である。 図５は、第１の実施形態における差分データ生成処理の一例を説明するための模式図である。 図６は、第１の実施形態における重み係数データ生成処理の一例を説明するための模式図である。 図７は、第１の実施形態における重み係数と差分値との関係を示す特性グラフである。 図８は、第１の実施形態における加算処理の一例を説明するための模式図である。 図９は、第１の実施形態における筋消し処理前後の超音波画像を比較するための模式図である。 図１０は、その他の実施形態に係る医用画像処理装置の構成の一例を示すブロック図である。

以下、図面を参照しながら、超音波診断装置および医用画像処理装置の実施形態について詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成例を示す図である。例えば、図１に示すように、第１の実施形態に係る超音波診断装置１は、装置本体１０と、超音波プローブ２０とを有している。装置本体１０は、入力装置３０および表示装置４０と接続されている。また、装置本体１０は、ネットワークＮＷを介して外部装置５０と接続されている。

超音波プローブ２０は、例えば、装置本体１０からの制御に従い、被検体である生体Ｐ内のスキャン領域について超音波スキャンを実行する。超音波プローブ２０は、例えば、複数の圧電振動子、圧電振動子に設けられる整合層、および圧電振動子から後方への超音波の伝搬を防止するバッキング材などを有する。超音波プローブ２０は、装置本体１０と着脱自在に接続される。超音波プローブ２０には、オフセット処理、および超音波画像のフリーズなどの際に押下されるボタンが配置されてもよい。

超音波プローブ２０は、例えば、複数の超音波振動子が所定の方向に沿って配列された１Ｄアレイリニアプローブ、複数の圧電振動子がマトリックス状に配列された２Ｄアレイプローブ、または圧電振動子列をその配列方向と直交する方向に機械的に煽りながら超音波走査を実行可能なメカニカル４Ｄプローブなどである。

複数の圧電振動子は、装置本体１０が有する後述の超音波送信回路１１から供給される駆動信号に基づいて超音波を発生する。これにより、超音波プローブ２０から生体Ｐへ超音波が送信される。超音波プローブ２０から生体Ｐへ超音波が送信されると、送信された超音波は、生体Ｐの体内組織における音響インピーダンスの不連続面で次々と反射され、反射波信号として複数の圧電素子にて受信される。受信される反射波信号の振幅は、超音波が反射される不連続面における音響インピーダンスの差に依存する。また、送信された超音波パルスが、移動している血流または心臓壁などの表面で反射された場合の反射波信号は、ドプラ効果により、移動体の超音波送信方向の速度成分に依存して、周波数偏移を受ける。超音波プローブ２０は、生体Ｐからの反射波信号を受信して電気信号に変換する。尚、超音波プローブ２０から生体Ｐへ送信される超音波は、送信ビームと呼ばれてもよい。

なお、図１には、超音波スキャンに用いられる超音波プローブ２０と装置本体１０との接続関係のみを例示している。しかしながら、装置本体１０には、複数の超音波プローブを接続することが可能である。接続された複数の超音波プローブのうちいずれを超音波スキャンに使用するかは、切り替え操作によって任意に選択することができる。

装置本体１０は、超音波プローブ２０により受信された反射波信号に基づいて超音波画像を生成する装置である。装置本体１０は、超音波送信回路１１、超音波受信回路１２、内部記憶回路１３、画像メモリ１４、入力インタフェース１５、出力インタフェース１６、通信インタフェース１７および処理回路１８を有している。

超音波送信回路１１は、超音波プローブ２０に駆動信号を供給するプロセッサである。超音波送信回路１１は、例えば、パルス発生器１１１、送信遅延回路１１２およびパルサ回路１１３により実現される。

パルス発生器１１１は、所定の繰り返し周波数（ＰＲＦ：Ｐｕｌｓｅ Ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）で、送信超音波を形成するためのレートパルスを繰り返し発生する。送信遅延回路１１２は、超音波プローブ２０から発生される超音波をビーム状に集束して送信指向性を決定するために必要な圧電振動子毎の遅延時間を、パルス発生器１１１が発生する各レートパルスに対し与える。送信方向または送信方向を決定する送信遅延時間は、内部記憶回路１３に記憶されており、送信時に参照される。パルサ回路１１３は、レートパルスに基づくタイミングで、超音波プローブ２０に設けられる複数の超音波振動子へ駆動信号（駆動パルス）を印加する。送信遅延回路１１２により各レートパルスに対して与える遅延時間を変化させることで、圧電振動子面からの送信方向が任意に調整可能となる。

超音波送信回路１１は、処理回路１８の指示に基づいて、所定のスキャンシーケンスを実行するために、送信周波数、送信駆動電圧などを瞬時に変更可能な機能を有している。特に、送信駆動電圧を変更する機能は、例えば、瞬間にその値を切り替え可能なリニアアンプ型の発信回路、または、複数の電源ユニットを電気的に切り替える機構によって実現される。

なお、本実施形態では、超音波送信回路１１は、並列同時受信用の送信ビームを形成させることができる。並列同時受信については後述される。例えば、超音波送信回路１１は、複数の走査線を内包するような送信ビームを形成するように超音波プローブ２０を制御する。

超音波受信回路１２は、超音波プローブ２０が受信した反射波信号に対して各種処理を施し、受信信号を生成するプロセッサである。超音波受信回路１２は、例えば、プリアンプ１２１、Ａ／Ｄ変換器１２２、復調器１２３およびビームフォーマ１２４により実現される。

プリアンプ１２１は、超音波プローブ２０が受信した反射波信号をチャネル毎に増幅してゲイン補正処理を行う。このとき、プリアンプ１２１は、例えば、予め決められた時間応答に従ってゲイン値を変化させる。プリアンプ１２１において受信信号にかけられたゲインの時間応答は、内部記憶回路１３に記憶される。Ａ／Ｄ変換器１２２は、ゲイン補正された反射波信号をディジタル信号に変換する。復調器１２３は、ディジタル信号を復調することで、ディジタル信号をベースバンド帯域の同相信号（Ｉ信号、Ｉ：Ｉｎ−ｐｈａｓｅ）と直交信号（Ｑ信号、Ｑ：Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ−ｐｈａｓｅ）とに変換する。ビームフォーマ１２４は、Ｉ信号およびＱ信号（以下では、ＩＱ信号と称する）に受信指向性を決定するのに必要な遅延時間を与える。ビームフォーマ１２４は、遅延時間を与えたＩＱ信号を加算する。ビームフォーマ１２４の処理により、受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調された受信信号が発生する。

なお、本実施形態では、超音波受信回路１２は、並列同時受信を実行可能である。並列同時受信とは、送信ビームの音場内に複数の受信走査線を設定し、各受信走査線上からの超音波信号（反射波信号）を同時に受信することで、フレームレート（時間分解能）を向上させる技術である。例えば、超音波受信回路１２は、並列同時受信用の送信ビームに対応する受信ビームを用いて、複数の走査線のそれぞれに対応する受信信号を生成する。

内部記憶回路１３は、例えば、磁気的記憶媒体、光学的記憶媒体、またはプロセッサにより読み取り可能な記憶媒体（例えば、半導体メモリ）などを有する。内部記憶回路１３は、例えば、超音波送受信を実現するためのプログラムを記憶している。また、内部記憶回路１３は、診断情報、スキャンシーケンス、診断プロトコル、超音波送受信条件、信号処理条件、画像生成条件、画像処理条件、ボディマーク生成プログラム、表示条件、および映像化に用いるカラーデータの範囲を診断部位毎に予め設定する変換テーブルなどの各種データを記憶している。プログラムおよび各種データは、例えば、内部記憶回路１３に予め記憶されていてもよい。また、例えば、非一過性の記憶媒体に記憶されて配布され、非一過性の記憶媒体から読み出されて内部記憶回路１３にインストールされてもよい。

また、内部記憶回路１３は、入力インタフェース１５を介して入力される操作に従い、超音波受信回路１２で生成される受信信号、および処理回路１８で生成される各種超音波画像データなどを記憶する。内部記憶回路１３は、記憶しているデータを、通信インタフェース１７を介して外部装置５０などに転送することも可能である。

内部記憶回路１３は、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、ＤＶＤドライブ、およびフラッシュメモリなどの可搬性記憶媒体との間で種々の情報を読み書きする駆動装置などであってもよい。内部記憶回路１３は、記憶しているデータを可搬性記憶媒体へ書き込み、可搬性記憶媒体を介してデータを外部装置５０に記憶させることも可能である。

なお、本実施形態では、内部記憶回路１３は、例えば、後述する筋消し処理に関するプログラム（筋消しプログラム）に関するデータを記憶してもよい。また、内部記憶回路１３は、重み係数と差分値との関係を示す特性グラフに関するデータを記憶してもよい。重み係数、差分値および特性グラフについては、後述される。また、内部記憶回路１３は、重み係数と差分値とを対応付けた変換テーブルに関するデータ、または差分値から重み係数を算出するための数式データが記憶されてもよい。また、前述した特性グラフに関するデータ、変換テーブルに関するデータおよび数式データを総称して特性データと呼ばれてもよい。概括すると、特性データは、差分値と重み係数とが対応付けられたデータである。

画像メモリ１４は、例えば、磁気的記憶媒体、光学的記憶媒体、またはプロセッサにより読み取り可能な記憶媒体（例えば、半導体メモリ）などを有する。画像メモリ１４は、入力インタフェース１５を介して入力されるフリーズ操作直前の複数フレームに対応する画像データを保存する。画像メモリ１４に記憶されている画像データは、例えば、連続表示（シネ表示）する際に利用される。

内部記憶回路１３および画像メモリ１４は、必ずしもそれぞれが独立した記憶装置により実現されなくてもよい。内部記憶回路１３および画像メモリ１４は、単一の記憶装置により実現されてもよい。また、内部記憶回路１３および画像メモリ１４のそれぞれは、複数の記憶装置により実現されてもよい。

入力インタフェース１５は、入力装置３０を介し、操作者からの各種指示を受け付ける。入力装置３０は、例えば、マウス、キーボード、パネルスイッチ、スライダースイッチ、トラックボール、ロータリーエンコーダ、操作パネルおよびタッチコマンドスクリーン（ＴＣＳ：Ｔｏｕｃｈ Ｃｏｍｍａｎｄ Ｓｃｒｅｅｎ）である。入力インタフェース１５は、例えばバスを介して処理回路１８に接続され、操作者から入力される操作指示を電気信号へ変換し、電気信号を処理回路１８へ出力する。尚、入力インタフェース１５は、マウスおよびキーボードなどの物理的な操作部品と接続するものだけに限られない。例えば、超音波診断装置１とは別体に設けられた外部の入力機器から入力される操作指示に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を処理回路１８へ出力する回路も入力インタフェースの例に含まれる。

出力インタフェース１６は、例えば処理回路１８からの電気信号を表示装置４０へ出力するためのインタフェースである。表示装置４０は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＬＥＤディスプレイ、プラズマディスプレイ、ＣＲＴディスプレイなどの任意のディスプレイである。出力インタフェース１６は、例えばバスを介して処理回路１８に接続され、処理回路１８からの電気信号を表示装置に出力する。

通信インタフェース１７は、例えばネットワークＮＷを介して外部装置５０と接続され、外部装置５０との間でデータ通信を行う。

処理回路１８は、例えば、超音波診断装置１の中枢として機能するプロセッサである。処理回路１８は、内部記憶回路１３に記憶されているプログラムを実行することで、当該プログラムに対応する機能を実現する。処理回路１８は、例えば、Ｂモード処理機能１８１、ドプラ処理機能１８２、画像生成機能１８３（画像生成部）、平滑化機能１８４（平滑化部）、差分データ生成機能１８５（第１のデータ生成部）、重み係数データ生成機能１８６（第２のデータ生成部）、加算機能１８７（加算部）、表示制御機能１８８（表示制御部）およびシステム制御機能１８９を有している。

なお、本実施形態では、単一のプロセッサによってＢモード処理機能１８１、ドプラ処理機能１８２、画像生成機能１８３、平滑化機能１８４、差分データ生成機能１８５、重み係数データ生成機能１８６、加算機能１８７、表示制御機能１８８およびシステム制御機能１８９が実現される場合を説明するが、これに限定されない。例えば、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することによりＢモード処理機能１８１、ドプラ処理機能１８２、画像生成機能１８３、平滑化機能１８４、差分データ生成機能１８５、重み係数データ生成機能１８６、加算機能１８７、表示制御機能１８８およびシステム制御機能１８９を実現しても構わない。また、各機能を実行可能な専用のハードウェア回路が組み込まれていてもよい。

Ｂモード処理機能１８１は、超音波受信回路１２から受け取った受信信号に基づき、Ｂモードデータを生成する機能である。具体的には、Ｂモード処理機能１８１において処理回路１８は、例えば、超音波受信回路１２から受け取った受信信号に対して包絡線検波処理および対数圧縮処理などを施し、信号強度が輝度の明るさ（例えば、輝度値）で表現されるデータ（Ｂモードデータ）を生成する。生成されたＢモードデータは、二次元的な超音波走査線（ラスタ）上のＢモードＲＡＷデータとして不図示のＲＡＷデータメモリに記憶される。

なお、本実施形態では、ＢモードＲＡＷデータは、サンプル数×ビーム数の二次元データとして表現される。サンプル数は、反射波信号を深さ方向にサンプリングしたデータの数に対応する。ビーム数は、受信ビームの数に対応する。この二次元データは、出力信号データと呼ばれてもよい。

ドプラ処理機能１８２は、超音波受信回路１２から受け取った受信信号を周波数解析、もしくは自己相関処理することで、スキャン領域に設定されるイメージングＲＯＩ（Ｒｅｇｉｏｎ Ｏｆ Ｉｎｔｅｒｅｓｔ：関心領域）内にある移動体のドプラ効果に基づく運動情報を抽出したデータ（ドプラデータ）を生成する機能である。生成されたドプラデータは、二次元的な超音波走査線上のドプラＲＡＷデータとして不図示のＲＡＷデータメモリに記憶される。

なお、本実施形態では、ドプラＲＡＷデータは、サンプル数×ビーム数の二次元データとして表現される。この二次元データは、出力信号データと呼ばれてもよい。

画像生成機能１８３は、Ｂモード処理機能１８１およびドプラ処理機能１８２により生成されたデータに基づき、各種超音波画像データを生成する機能である。具体的には、画像生成機能１８３により、処理回路１８は、例えば、ＲＡＷデータメモリに記憶されているＢモードＲＡＷデータに対してＲＡＷ−ピクセル変換、例えば、超音波プローブ２０による超音波の走査形態に応じた座標変換を実行することで、ピクセルから構成されるＢモード画像データを生成する。

また、画像生成機能１８３により、処理回路１８は、例えば、ＲＡＷデータメモリに記憶されているドプラＲＡＷデータに対してＲＡＷ−ピクセル変換を実行することで、血流情報が映像化されたドプラ画像データを生成する。ドプラ画像データは、速度画像データ、分散画像データ、パワー画像データ、またはこれらを組み合わせた画像データである。

なお、本実施形態では、画像生成機能１８３により、処理回路１８は、加算機能１８７により生成されたデータ（加算データ）に基づき、各種超音波画像データを生成してもよい。換言すると、処理回路１８は、加算データに対して表示処理を実行することによって超音波画像データを生成する。

平滑化機能１８４は、出力信号データに対して平滑化処理を実行する機能である。平滑化処理は、例えば、移動平均フィルタ、ガウシアンフィルタおよびメディアンフィルタなどの平滑化フィルタを用いた処理である。具体的には、平滑化機能１８４により、処理回路１８は、出力信号データ（第１のデータ）に対して平滑化処理を実行することによって平滑化データ（第２のデータ）を生成する。

差分データ生成機能１８５は、出力信号データおよび平滑化データに基づいて、信号値の差分を示す差分データを生成する機能である。信号値は、例えば、ＢモードＲＡＷデータにおける輝度値、包絡線検波処理前の位相情報を持った超音波受信信号の信号強度値、ドプラモードＲＡＷデータにおけるパワー値、ドプラモードＲＡＷデータにおける速度値、ドプラモードＲＡＷデータにおける分散値、または位相情報を持ったドプラＲＡＷデータの信号強度値である。具体的には、差分データ生成機能１８５により、処理回路１８は、例えば、出力信号データの信号値と、平滑化データの信号値との差分値を算出することによって、差分データを生成する。尚、差分データ生成機能１８５による処理は、差分データ生成処理と呼ばれてもよい。また、差分値は、出力信号データの信号値と、平滑化データの信号値との差の絶対値でもよい。以降では、差分値が絶対値であるものとする。

重み係数データ生成機能１８６は、差分データに対応する、信号値の重みを示す重み係数データを生成する機能である。重み係数データは、例えば、出力信号データまたは平滑化データに対する重みを「０」（ゼロ）から「１」までの数値で表したデータである。この数値は重み係数と呼ばれる。具体的には、重み係数データ生成機能１８６により、処理回路１８は、例えば、内部記憶回路１３に記憶された特性グラフを用いて、差分データの差分値に対応する重み係数を求め、重み係数データを生成する。尚、以降では、重み係数データは、出力信号データに対する重みのデータとして説明する。また、重み係数データを生成する処理は、重み係数データ生成処理と呼ばれてもよい。

加算機能１８７は、重み係数データに基づいて、出力信号データおよび平滑化データを重みづけ加算することによって加算データを生成する機能である。具体的には、加算機能１８７により、処理回路１８は、例えば、出力信号データに対して重み係数データを乗算し、平滑化データに対して、重み係数データを１から引いた重み係数データを乗算し、それぞれ乗算した値を加算することによって加算データを生成する。尚、加算データを生成する処理は、加算処理と呼ばれてもよい。

図２は、第１の実施形態における筋消し処理の一例を説明するための模式図である。本実施形態において、筋とは、並列同時受信を用いることによって、隣り合う受信ビームの信号値の差（例えば、輝度差）が大きくなり、超音波画像上に線として観察されるものである。また、本実施形態において、筋消し処理とは、平滑化処理、差分データ生成処理、重み係数データ生成処理および加算処理などの一連の処理を総称したものである。

平滑化処理Ｐ１では、出力信号データを用いて平滑化データが生成される。差分データ生成処理Ｐ２では、出力信号データおよび平滑化データを用いて差分データが生成される。重み係数データ生成処理Ｐ３では、差分データを用いて重み係数データが生成される。加算処理Ｐ４では、出力信号データ、平滑化データおよび重み係数データを用いて加算データが生成される。

表示制御機能１８８は、画像生成機能１８３により生成された各種超音波画像データに基づく画像を表示装置４０に表示させる機能である。具体的には、表示制御機能１８８により、処理回路１８は、例えば、画像生成機能１８３により生成されたＢモード画像データおよびドプラ画像データなどに基づく画像の表示装置４０における表示を制御する。

また、表示制御機能１８８により、処理回路１８は、例えば、超音波走査の走査線信号列を、テレビなどに代表されるビデオフォーマットの走査線信号列に変換（スキャンコンバート）し、表示用画像データを生成する。また、処理回路１８は、表示用画像データに対し、ダイナミックレンジ、輝度（ブライトネス）、コントラスト、およびγカーブ補正、並びにＲＧＢ変換などの各種処理を実行してもよい。また、処理回路１８は、表示用画像データに、種々のパラメータの文字情報、目盛り、ボディマークなどの付帯情報を付加してもよい。また、処理回路１８は、操作者が入力装置により各種指示を入力するためのユーザインタフェース（ＧＵＩ：Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を生成し、ＧＵＩを表示装置４０に表示させてもよい。

システム制御機能１８９は、超音波診断装置１の入出力、および超音波送受信などの基本動作を制御する機能である。システム制御機能１８９により、処理回路１８は、例えば、入力インタフェース１５を介し、各種撮像モードの選択指示を受け付ける。各種撮像モードには、例えば、Ｂモードおよびドプラモードなどが含まれる。

次に、以上のように構成された第１の実施形態に係る超音波診断装置１の動作について処理回路１８の処理手順に従って説明する。

図３は、第１の実施形態における筋消し処理の一例を説明するためのフローチャートである。図３のフローチャートは、例えば、操作者から筋消し処理に関するアプリケーションの起動指示が入力されたことを契機として、処理回路１８が筋消しプログラムを実行することにより開始される。

（ステップＳ１０１）
筋消しプログラムが実行されると、処理回路１８は、平滑化機能１８４を実行する。平滑化機能１８４を実行すると、処理回路１８は、Ｂモード処理機能１８１などによって生成された出力信号データに対して、平滑化処理を実行することによって、出力信号データに対応する平滑化データを生成する。

図４は、第１の実施形態における平滑化処理の一例を説明するための模式図である。処理回路１８は、平滑化処理Ｐ１により、出力信号データａから平滑化データｂを生成する。出力信号データａは、平滑化処理を行う前のデータであるため、隣り合う走査線（ビーム）の信号値の差が大きくなっている。特に、出力信号データａでは、複数の受信ビームの束、例えば、３本の受信ビームの束が筋として観察される。また、平滑化データｂは、平滑化処理を行った後のデータであるものの、複数の受信ビームの束が依然として筋として観察されうる。尚、図４では、出力信号データａおよび平滑化データｂの画像を図示しているが、処理回路１８の内部処理として実行可能である。このことは、以降についても同様である。

（ステップＳ１０２）
平滑化データを生成した後、処理回路１８は、差分データ生成機能１８５を実行する。差分データ生成機能１８５を実行すると、処理回路１８は、出力信号データおよび平滑化データに基づいて、信号値の差分を示す差分データを生成する。

図５は、第１の実施形態における差分データ生成処理の一例を説明するための模式図である。処理回路１８は、差分データ生成処理Ｐ２により、出力信号データａおよび平滑化データｂから差分データｃを生成する。差分データｃは、出力信号データａの信号値と、平滑化データｂの信号値との差分の絶対値（差分値）である。出力信号データａおよび差分データｃを比較すると、出力信号データａの筋が目立つ箇所と、差分データｃの差分値が大きい箇所とが略一致している。

（ステップＳ１０３）
差分データを生成した後、処理回路１８は、重み係数データ生成機能１８６を実行する。重み係数データ生成機能１８６を実行すると、処理回路１８は、差分データに対応する、信号値の重みを示す重み係数データを生成する。

図６は、第１の実施形態における重み係数データ生成処理の一例を説明するための模式図である。処理回路１８は、重み係数データ生成処理Ｐ３により、差分データｃから重み係数データｄを生成する。この時、処理回路１８は、特性グラフに基づいて重み係数を決定する。尚、図６に示す重み係数データｄは、重み係数を白黒のカラーチャートに当てはめ、二次元データとして示している。このことから、重み係数データは、重みマップと呼ばれてもよい。

図７は、第１の実施形態における重み係数と差分値との関係を示す特性グラフである。図７の特性グラフ７０には、出力信号データに対応するグラフ７１と、平滑化データに対応するグラフ７２とが示されている。グラフ７１は、差分データの差分値が低いほど重み係数が大きく、差分データの差分値が高いほど重み係数が小さくなっている。また、グラフ７２は、差分データの差分値が低いほど重み係数が小さく、差分データの差分値が高いほど重み係数が大きくなっている。

差分データの差分値をＤとした時、処理回路１８は、グラフ７１により、信号値Ｄに対応する重み係数ｗを算出する。ここで、特性グラフ７０において、グラフ７１のある信号値に対応する重み係数と、グラフ７２のある信号値に対応する重み係数との和は、信号値の値にかかわらず、常に「１」となる。よって、グラフ７２において、信号値Ｄに対する重み係数は、（１−ｗ）となる。尚、図７の特性グラフ７０は、一次関数の直線で示されているが、二次関数の曲線で示されてもよい。また、特性グラフは、出力信号データに対応するグラフまたは平滑化データに対応するグラフの一方でもよい。

（ステップＳ１０４）
重み係数データを生成した後、処理回路１８は、加算機能１８７を実行する。加算機能１８７を実行すると、処理回路１８は、出力信号データおよび平滑化データを、重み係数データに従って加算することによって加算データを生成する。

図８は、第１の実施形態における加算処理の一例を説明するための模式図である。処理回路１８は、加算処理Ｐ４により、出力信号データａ、平滑化データｂおよび重み係数データｄから加算データｅを生成する。具体的には、処理回路１８は、出力信号データａに対して重み係数データｄを乗算して第１の中間データを生成し、平滑化データｂに対して、重み係数データｄのそれぞれを１から引いた値となる係数データを乗算して第２の中間データを生成し、第１の中間データおよび第２の中間データを加算することによって加算データｅを生成する。

（ステップＳ１０５）
加算データを生成した後、処理回路１８は、画像生成機能１８３を実行する。画像生成機能１８３を実行すると、処理回路１８は、加算データに対して表示処理を実行することによって加算後超音波画像データを生成する。具体的には、処理回路１８は、加算データに対して座標変換を実行することによって加算後超音波画像データを生成する。超音波画像データを生成した後、筋消し処理が終了する。

図９は、第１の実施形態における筋消し処理前後の超音波画像を比較するための模式図である。超音波画像９１は、出力信号データから作成された超音波画像データに対応する。超音波画像９２は、加算データから作成された超音波画像データに対応する。

超音波画像９１における部分領域９１ａと、超音波画像９２における部分領域９２ａとは、同一箇所を示している。部分領域９１ａには、並列同時受信に起因する筋が観察される。他方、部分領域９２ａには、前述の筋は見られない。このように、第１の実施形態における超音波診断装置は、筋消し処理を行うことによって、並列同時受信に起因する筋を低減させることができる。また、筋があまり目立たない箇所については、平滑化処理を施していない超音波画像９１の割合が多いため、この超音波診断装置は、平滑化処理による画質の低下を低減することができる。

以上説明したように、第１の実施形態に係る超音波診断装置は、第１の超音波画像に関する第１のデータ（出力信号データ）の信号値と、第１の超音波画像を平滑化した第２の超音波画像に関する第２のデータ（平滑化データ）の信号値との差分に基づいて、第１のデータの信号値および第２のデータの信号値を重みづけ加算する。

従って、本超音波診断装置は、隣接する信号値の変化が小さい領域については第１の超音波画像を優先し、隣接する信号値の変化が大きい領域については第２の超音波画像を優先して重みづけ加算することができるため、平滑化処理による画質の低下を低減し、且つ並列同時受信に起因する筋を低減することができる。

また、本超音波診断装置は、第１のデータの信号値と、第２のデータの信号値との差分に基づいて、差分データを生成し、差分データに対応する、信号値の重みを示す重み係数データを生成し、重み係数データに基づいて、第１のデータの信号値および第２のデータの信号値を重みづけ加算してもよい。このとき、本超音波診断装置は、差分データの差分値と重み係数とが対応付けられたデータに基づいて、差分データから重み係数データを生成してもよい。上記重み係数は、０または１の値、もしくは０から１までの値でよい。

また、本超音波診断装置は、第１のデータの信号値および第２のデータの信号値を重みづけ加算することによって加算データを生成し、加算データに対して表示処理を実行することによって第３の超音波画像（加算後超音波画像）を生成してもよい。

また、本超音波診断装置は、第１のデータに平滑化処理を実行することによって第２のデータを生成してもよい。上記平滑化処理は、移動平均フィルタ、ガウシアンフィルタおよびメディアンフィルタのうちの少なくとも一つを用いた処理でよい。

また、本超音波診断装置における信号値は、輝度値、パワー値、速度値、分散値、位相情報を持った超音波受信信号の信号強度値、または位相情報を持った自己相関処理後信号の信号強度値でよい。

（変形例１）
第１の実施形態では、表示処理を行う前のデータ（例えば、ＢモードＲＡＷデータまたはドプラＲＡＷデータ）において、一連の筋消し処理が行われたが、これに限定されない。例えば、変形例１に係る超音波診断装置では、図４に示される平滑化処理が行われた直後に、出力信号データおよび平滑化データのそれぞれに対して表示処理が行われてもよい。そして、本超音波診断装置は、それぞれ表示処理が行われた出力信号画像データ（第１の超音波画像データ）および平滑化画像データ（第２の超音波画像データ）に対して、図５の差分データ生成処理、図６の重み係数データ生成処理および図８の加算処理を行うことによって、加算後超音波画像データ（第３の超音波画像データ）を生成してもよい。

（変形例２）
第１の実施形態では、重み係数データは、「０」から「１」までの数値で表したデータであったが、これに限定されない。例えば、変形例２に係る超音波診断装置では、重み係数データは、「０」または「１」の数値で表されてもよい。例えば、本超音波診断装置は、差分値の任意の値を閾値として、重み係数データを生成する。例えば、差分値が「１２８」未満であれば重み係数を「１」とし、差分値が「１２８」以上であれば重み係数を「０」として重み係数データを生成してもよい。

（変形例３）
第１の実施形態に係る超音波診断装置は、装置本体１０が備える処理回路１８において筋消し処理に係る各機能を実行したが、これに限定されない。例えば、変形例３に係る超音波診断装置は、超音波プローブ２０が処理回路を備え、当該処理回路において筋消し処理に係る各機能を実行してもよい。

（その他の実施形態）
第１の実施形態では、超音波診断装置において筋消し処理が行われた。他方、その他の実施形態では、医用画像処理装置において筋消し処理が行われる。以降では、超音波画像データに対して筋消し処理が行われる場合を説明するが、これに限定されない。例えば、医用画像処理装置が前述の出力信号データを取得し、取得された出力信号データに対して筋消し処理を行ってもよい。

図１０は、その他の実施形態に係る医用画像処理装置の構成の一例を示すブロック図である。例えば、図１０に示すように、その他の実施形態に係る医用画像処理装置２００は、メモリ２１０と、入力インタフェース２２０と、ディスプレイ２３０と、通信インタフェース２４０と、処理回路２５０とを備える。また、医用画像処理装置２００は、ネットワークＮＷを介して外部装置５０ａと接続されている。外部装置５０ａは、例えば、超音波診断装置、および超音波画像データなどを管理する画像保管装置（ＰＡＣＳ：Ｐｉｃｔｕｒｅ Ａｒｃｈｉｖｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）などである。

メモリ２１０は、例えば、磁気的記憶媒体、光学的記憶媒体、またはプロセッサにより読み取り可能な記憶媒体（例えば、半導体メモリ）などを有する。メモリ２１０は、例えば、筋消しプログラムに関するデータを記憶してもよい。

処理回路２５０は、例えば、医用画像処理装置２００の中枢として機能するプロセッサである。処理回路２５０は、メモリ２１０に記憶されているプログラムを実行することで、当該プログラムに対応する機能を実現する。処理回路２５０は、例えば、取得機能２５１、平滑化機能２５２、差分データ生成機能２５３、重み係数データ生成機能２５４、加算機能２５５および表示制御機能２５６を有している。

なお、本実施形態では、単一のプロセッサによって取得機能２５１、平滑化機能２５２、差分データ生成機能２５３、重み係数データ生成機能２５４、加算機能２５５および表示制御機能２５６が実現される場合を説明するが、これに限定されない。例えば、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより取得機能２５１（取得部）、平滑化機能２５２（平滑化部）、差分データ生成機能２５３（第１のデータ生成部）、重み係数データ生成機能２５４（第２のデータ生成部）、加算機能２５５（加算部）および表示制御機能２５６（表示制御部）を実現しても構わない。また、各機能を実行可能な専用のハードウェア回路が組み込まれていてもよい。

取得機能２５１は、超音波画像データを取得する機能である。取得される超音波画像データは、例えば、前述の出力信号データから作成されたものである。即ち、取得される超音波画像データは、平滑化処理、或いは筋消し処理が実施されていない超音波画像データである。具体的には、取得機能２５１により、処理回路２５０は、例えば、外部装置５０ａから超音波画像データを取得する。

平滑化機能２５２は、取得された超音波画像データに対して平滑化処理を実行する機能である。具体的には、平滑化機能２５２により、処理回路２５０は、取得された超音波画像データ（第１の超音波画像データ）に対して平滑化処理を実行することによって平滑化超音波画像データ（第２の超音波画像データ）を生成する。

差分データ生成機能２５３は、第１の超音波画像データおよび第２の超音波画像データに基づいて、信号値の差分を示す差分データを生成する機能である。具体的には、差分データ生成機能２５３により、処理回路２５０は、第１の超音波画像データの信号値と、第２の超音波画像データの信号値との差分値を算出することによって、差分データを生成する。

重み係数データ生成機能２５４は、差分データに対応する、信号値の重みを示す重み係数データを生成する機能である。具体的には、重み係数データ生成機能１８６により、処理回路１８は、例えば、内部記憶回路１３に記憶された特性グラフを用いて、差分データの信号差分値に対応する重み係数を求め、重み係数データを生成する。

加算機能２５５は、重み係数データに基づいて、第１の超音波画像データおよび第２の超音波画像データを重みづけ加算することによって加算データを生成する機能である。具体的には、加算機能２５５により、処理回路２５０は、例えば、第１の超音波画像データに対して重み係数データを乗算し、第２の超音波画像データに対して、重み係数データを１から引いた重み係数データを乗算し、それぞれ乗算した値を加算することによって加算データ（第３の超音波画像データ）を生成する。

表示制御機能２５６は、例えば、第３の超音波画像データをディスプレイ２３０に表示させる機能である。具体的には、表示制御機能２５６により、処理回路２５０は、例えば、重みづけ加算された第３の超音波画像データをディスプレイ２３０に表示させる。

なお、処理回路２５０は、Ｂモード処理機能、ドプラ処理機能および画像生成機能を有していても構わない。このとき、例えば、外部装置５０ａである超音波診断装置から医用画像解析装置へ、超音波受信回路で生成された受信信号が送信される。

以上説明したように、その他の実施形態に係る医用画像処理装置は、第１の超音波画像に関する第１のデータ（第１の超音波画像データ）の信号値と、第１の超音波画像を平滑化した第２の超音波画像に関する第２のデータ（第２の超音波画像データ）の信号値との差分に基づいて、第１のデータの信号値および第２のデータの信号値を重みづけ加算する。

以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、平滑化処理による画質の低下を低減し、且つ並列同時受信に起因する、隣接する走査線間の信号強度差を低減することができる。

実施形態の説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、或いは、特定用途向け集積回路（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Ｓｉｍｐｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ：ＣＰＬＤ）、およびフィールドプログラマブルゲートアレイ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ：ＦＰＧＡ））などの回路を意味する。プロセッサは記憶回路に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。

なお、記憶回路にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、上記各実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。さらに、上記各実施形態における複数の構成要素を１つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１…超音波診断装置
１８…処理回路
１８１…Ｂモード処理機能
１８２…ドプラ処理機能
１８３…画像生成機能
１８４，２５２…平滑化機能
１８５，２５３…差分データ生成機能
１８６，２５４…重み係数データ生成機能
１８７，２５５…加算機能
１８８，２５６…表示制御機能
１８９…システム制御機能
７０…特性グラフ
７１…グラフ
７２…グラフ
９１，９２…超音波画像
９１ａ，９２ａ…部分領域
２００…医用画像処理装置
２５１…取得機能
ａ…出力信号データ
ｂ…平滑化データ
ｃ…差分データ
ｄ…重み係数データ
ｅ…加算データ
ＮＷ…ネットワーク

Claims (11)

1. 第１の超音波画像に関する第１のデータの信号値と、前記第１の超音波画像を平滑化した第２の超音波画像に関する第２のデータの信号値との差分に基づいて、前記第１のデータの信号値および前記第２のデータの信号値を重みづけ加算する加算部
   を具備する、超音波診断装置。
2. 前記第１のデータの信号値と、前記第２のデータの信号値との差分に基づいて、差分データを生成する第１のデータ生成部と、
   前記差分データに対応する、信号値の重みを示す重み係数データを生成する第２のデータ生成部と
   を更に具備し、
   前記加算部は、前記重み係数データに基づいて、前記第１のデータの信号値および前記第２のデータの信号値を重みづけ加算する、
   請求項１に記載の超音波診断装置。
3. 前記第２のデータ生成部は、前記差分データの差分値と重み係数とが対応付けられたデータに基づいて、前記差分データから前記重み係数データを生成する、
   請求項２に記載の超音波診断装置。
4. 前記重み係数は、０または１の値である、
   請求項３に記載の超音波診断装置。
5. 前記重み係数は、０から１までの値である、
   請求項３に記載の超音波診断装置。
6. 前記加算部は、前記第１のデータの信号値および前記第２のデータの信号値を重みづけ加算することによって加算データを生成し、
   前記加算データに対して表示処理を実行することによって第３の超音波画像を生成する画像生成部
   を更に具備する、請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の超音波診断装置。
7. 前記第１のデータに平滑化処理を実行することによって前記第２のデータを生成する平滑化部
   を更に具備する、請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の超音波診断装置。
8. 前記平滑化処理は、移動平均フィルタ、ガウシアンフィルタおよびメディアンフィルタのうちの少なくとも一つを用いた処理である
   請求項７に記載の超音波診断装置。
9. 前記信号値は、輝度値、パワー値、速度値、分散値、位相情報を持った超音波受信信号の信号強度値、または位相情報を持った自己相関処理後信号の信号強度値である、
   請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載の超音波診断装置。
10. 第１の超音波画像に関する第１のデータの信号値と、前記第１の超音波画像を平滑化した第２の超音波画像に関する第２のデータの信号値との差分に基づいて、前記第１のデータの信号値および前記第２のデータの信号値を重みづけ加算する加算部
    を具備する、医用画像処理装置。
11. コンピュータを、
    第１の超音波画像に関する第１のデータの信号値と、前記第１の超音波画像を平滑化した第２の超音波画像に関する第２のデータの信号値との差分に基づいて、前記第１のデータの信号値および前記第２のデータの信号値を重みづけ加算する手段
    として機能させるための医用画像処理プログラム。