JP2021104301A

JP2021104301A - 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

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Publication number: JP2021104301A
Application number: JP2019238036A
Authority: JP
Inventors: 亮祐岩崎; Ryosuke Iwasaki; 明弘掛江; Akihiro Kakee
Original assignee: Canon Medical Systems Corp
Current assignee: Canon Medical Systems Corp
Priority date: 2019-12-27
Filing date: 2019-12-27
Publication date: 2021-07-26
Anticipated expiration: 2039-12-27
Also published as: JP7469877B2

Abstract

【課題】カラードプラモードのブルーミングを低減すること。【解決手段】実施形態に係る超音波診断装置は、決定部と、画像生成部とを備える。決定部は、被検体の血流信号のパワーおよび分散の少なくとも一方にもとづいて、被検体の血流の速度に関する超音波ドプラ画像のデータを表示部に表示させる際のパワーの閾値および分散の閾値の少なくとも一方を決定する。画像生成部は、閾値に基づいて被検体の血流の速度に関する超音波ドプラ画像のデータを生成して表示部に表示させる。【選択図】図２

Description

本明細書および図面に開示の実施形態は、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。

超音波診装置には、超音波ドプラ画像をカラーで表示させるカラードプラモード（ＣＦＭ（Color Flow Mapping）モード）での撮影が可能なものがある。ＣＦＭモードでは、被検体の形態が描出されたＢモード像上に、血流信号（血液からの反射信号）にもとづいて求められた超音波ドプラ画像がカラーで重畳表示される。カラー表示される超音波ドプラ画像は、被検体内の動体において反射することによって周波数がドプラシフトしたドプラ信号にもとづいて求められた血流動態情報を示す画像である。ドプラ信号は、同一場所を所定時間間隔で走査して得られる血流信号の単位時間内の位相シフト量（ドプラシフト量）から求められる。超音波ドプラ画像によれば、血流を可視化することができる。

しかし、超音波ドプラ画像をＢモード画像に重畳する際に、超音波ドプラ画像に描出された血流が、Ｂモード画像に描出された血管径を大幅にはみ出して表示されるブルーミングあるいはオーバーペイントと呼ばれる現象が生じることがある。ブルーミングは、観察部位によっては心臓の拍動が原因となって生じる。また、下肢では、手で脚をもむように圧迫するミルキング操作が原因となってブルーミングが生じることもある。ブルーミングが生じてしまうと、本来血流が存在しない領域に血流が描出されてしまうため、超音波ドプラ画像における血管の位置の把握および血流動態の把握が著しく困難となり、診断の妨げとなってしまう。

特開２０１４−１６１５５４号公報

本明細書および図面に開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、カラードプラモードのブルーミングを低減することである。ただし、本明細書および図面に開示の実施形態により解決しようとする課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置づけることもできる。

実施形態に係る超音波診断装置は、決定部と、画像生成部とを備える。決定部は、被検体の血流信号のパワーおよび分散の少なくとも一方にもとづいて、被検体の血流の速度に関する超音波ドプラ画像のデータを表示部に表示させる際のパワーの閾値および分散の閾値の少なくとも一方を決定する。画像生成部は、閾値に基づいて被検体の血流の速度に関する超音波ドプラ画像のデータを生成して表示部に表示させる。

一実施形態に係る超音波診断装置の一構成例を示すブロック図。本実施形態に係るドプラ処理回路の一構成例を示す説明図。従来のカラードプラ画像の一例を示す説明図。（ａ）はパワー値画像の一例を示す説明図、（ｂ）はパワー値のヒストグラムの一例を示す説明図。本実施形態に係る画像生成回路により生成される超音波ドプラ画像の一例を示す説明図。閾値に関するユーザの指示を受け付ける様子の一例を示す説明。ヒストグラムと閾値を示す情報とを同時に表示する場合の例を示す説明図。（ａ）は関心領域を深さ方向に３つに分割する場合の分割領域を説明するための図、（ｂ）はスキャン方向に３つに分割する場合の分割領域を説明するための図。（ａ）は深さ方向に並ぶ３つの分割領域ごとにヒストグラムにもとづいて決定された閾値の一例を示す説明図、（ｂ）は深さと閾値との関係を事前に規定した複数のカーブの一例を示す説明図。減衰値の測定値に応じて閾値の補正値を決定する場合の例を説明するための図。関心領域の位置に応じた仮閾値の平均化処理を説明するための図。パワーと分散の両者にもとづいて閾値を決定するためのテーブルの一例を示す説明図。

以下、図面を参照しながら、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の実施形態について詳細に説明する。

図１は、一実施形態に係る超音波診断装置１０の一構成例を示すブロック図である。超音波診断装置１０は、超音波プローブ２０、入力インターフェース２１、およびディスプレイ２２と接続されて用いることができる。なお、超音波診断装置１０は、超音波プローブ２０、入力インターフェース２１、およびディスプレイ２２の少なくとも１つを備えてもよい。

超音波診断装置１０は、図１に示すように、送受信回路１１、Ｂモード処理回路１２、ドプラ処理回路１３、画像生成回路１４、画像メモリ１５、記憶回路１６、ネットワーク接続回路１７、および制御回路１８を有する。

送受信回路１１は、送信回路および受信回路を有する。送受信回路１１は、制御回路１８に制御されて、超音波の送受信における送信指向性と受信指向性とを制御する。なお、図１には送受信回路１１が超音波診断装置１０に設けられる場合の例について示したが、送受信回路１１は超音波プローブ２０に設けられてもよいし、超音波診断装置１０と超音波プローブ２０の両方に設けられてもよい。

送信回路は、パルス発生器、送信遅延回路およびパルサ回路などを有し、超音波振動子に駆動信号を供給する。パルス発生器は、所定のレート周波数で、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。送信遅延回路は、超音波振動子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ごとの遅延時間を、パルス発生器が発生する各レートパルスに対し与える。また、パルサ回路は、レートパルスにもとづくタイミングで、超音波振動子に駆動パルスを印加する。送信遅延回路は、各レートパルスに対し与える遅延時間を変化させることで、圧電振動子面から送信される超音波ビームの送信方向を任意に調整する。

受信回路は、アンプ回路、Ａ／Ｄ変換器、加算器などを有し、超音波振動子が受信したエコー信号を受け、このエコー信号に対して各種処理を行なってエコーデータを生成する。アンプ回路は、エコー信号をチャンネルごとに増幅してゲイン補正処理を行なう。Ａ／Ｄ変換器は、ゲイン補正されたエコー信号をＡ／Ｄ変換し、デジタルデータに受信指向性を決定するのに必要な遅延時間を与える。加算器は、Ａ／Ｄ変換器によって処理されたエコー信号の加算処理を行なってエコーデータを生成する。加算器の加算処理により、エコー信号の受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調される。

Ｂモード処理回路１２は、受信回路からエコーデータを受信し、対数増幅、包絡線検波処理などを行なって、信号強度が輝度の明るさで表現されるデータ（Ｂモードデータ）を生成する。

ドプラ処理回路１３は、受信回路から受信したエコーデータの血流信号から速度情報を周波数解析し、ドプラ効果による血流や組織、造影剤エコー成分を抽出し、平均速度、分散、パワーなどの血流動態情報を多点について抽出したデータ（ドプラデータ）を生成する。また、ドプラ処理回路１３は、血流信号のパワーおよび速度成分の分散の少なくとも一方にもとづいて、被検体の血流の速度に関する超音波ドプラ画像のデータをディスプレイ２２に表示させる際のパワーの閾値および分散の閾値の少なくとも一方を決定する。ドプラ処理回路１３の構成の詳細については図２を用いて後述する。

画像生成回路１４は、超音波プローブ２０が受信したエコー信号にもとづいて超音波画像データを生成し、ディスプレイ２２に表示させる。たとえば、画像生成回路１４は、Ｂモード処理回路１２から受けたＢモードデータから反射波の強度を輝度にて表した２次元Ｂモード画像データを生成する。また、画像生成回路１４は、ドプラ処理回路１３から受けたドプラデータおよび閾値にもとづいて、血流動態情報を示す画像としての被検体の血流の速度に関する超音波ドプラ画像のデータを生成する。画像生成回路１４は、画像生成部の一例である。

画像メモリ１５は、画像生成回路１４が生成したＢモード画像データや超音波ドプラ画像データなどの画像データを記憶するメモリである。なお、画像メモリ１５は、Ｂモード処理回路１２やドプラ処理回路１３が生成したデータを記憶してもよい。

記憶回路１６は、磁気的もしくは光学的記録媒体または半導体メモリなどの、プロセッサにより読み取り可能な記録媒体を含んだ構成を有する。記憶回路１６の記憶媒体内のプログラムおよびデータの一部または全部は電子ネットワークを介した通信によりダウンロードされてもよいし、光ディスクなどの可搬型記憶媒体を介して記憶回路１６に与えられてもよい。なお、記憶回路１６に記憶される情報の一部または全部は、外部の記憶回路や超音波プローブ２０の図示しない記憶回路などの記憶媒体の少なくとも１つに分散されて記憶され、あるいは複製されて記憶されてもよい。

ネットワーク接続回路１７は、ネットワーク１００の形態に応じた種々の情報通信用プロトコルを実装する。ネットワーク接続回路１７は、この各種プロトコルに従って超音波診断装置１０と他の電気機器とを接続する。この接続には、電子ネットワークを介した電気的な接続などを適用することができる。ここで電子ネットワークとは、電気通信技術を利用した情報通信網全般を意味し、病院基幹ＬＡＮ（Local Area Network）などの無線／有線ＬＡＮやインターネット網のほか、電話通信回線網、光ファイバ通信ネットワーク、ケーブル通信ネットワークおよび衛星通信ネットワークなどを含む。

制御回路１８は、超音波診断装置１０を統括制御する機能を実現する。

超音波プローブ２０は、超音波診断装置１０とケーブルを介して着脱自在に接続される。なお、超音波プローブ２０は超音波診断装置１０と無線接続されてもよい。

超音波プローブ２０としては、スキャン方向（アジマス方向）に複数の超音波振動子が配列されるとともにレンズ方向（エレベーション方向）にも複数の素子が配列された２次元アレイプローブを用いることができる。この種の２次元アレイプローブとしては、たとえば１．５Ｄアレイプローブ、１．７５Ｄアレイプローブや、２Ｄアレイプローブなどを用いることができる。

なお、超音波プローブ２０は、ボリュームデータを取得可能に構成されてもよい。この場合、２次元アレイプローブである超音波プローブ２０により被検体を３次元でスキャンしてもよいし、複数の圧電振動子が一列で配置された１次元超音波プローブである超音波プローブ２０により被検体を２次元でスキャンするまたはこれら複数の超音波振動子を回転させることで被検体を３次元でスキャンしてもよいし、１次元超音波プローブの複数の圧電振動子を機械的に揺動してもよい。

超音波プローブ２０がボリュームデータを取得可能な場合、ユーザは、複数の２次元超音波画像のいずれかをリアルタイムな動画としてまたは静止画として表示させる２次元表示モード（２Ｄモード）と、リアルタイムに取得されている３次元超音波画像を動画として表示させる４次元表示モード（４Ｄモード）とのいずれかのモードを選択可能である。

入力インターフェース２１は、たとえばトラックボール、スイッチ、ボタン、マウス、キーボード、操作面へ触れることで入力操作を行なうタッチパッド、光学センサを用いた非接触入力回路、および音声入力回路等などの一般的な入力装置により実現され、ユーザの操作に対応した操作入力信号を制御回路１８に出力する。入力インターフェース２１は、操作パネルとして構成されてもよい。この場合、操作パネルは、タッチコマンドスクリーンとして機能し、たとえばディスプレイと、このディスプレイの近傍に設けられたタッチ入力回路と、ハードキーとを有する。

ディスプレイ２２は、たとえば液晶ディスプレイやＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）ディスプレイなどの一般的な表示出力装置により構成され、制御回路１８の制御に従って各種情報を表示する。

また、超音波診断装置１０がタブレット型やスマートフォン型の超音波診断装置１０である場合は、入力インターフェース２１とディスプレイ２２とが一体としてタッチパネルを構成してもよい。

また、超音波診断装置１０は、医用画像処理装置３０および画像サーバ４０とネットワーク１００を介して互いにデータ送受信可能に接続されてもよい。

図２は、本実施形態に係るドプラ処理回路１３の一構成例を示す説明図である。ドプラ処理回路１３は、記憶回路１６に記憶された医用画像処理プログラムを読み出して実行することにより、画像生成回路１４と協働してカラードプラモードのブルーミングを低減するための処理を実行するプロセッサである。

図２に示すように、ドプラ処理回路１３のプロセッサは、ウォールフィルタ機能３１、自己相関機能３２、ヒストグラム生成機能３３、閾値決定機能３４、補正機能３５、およびブランク機能３６を実現する。これらの各機能は、それぞれプログラムの形態で記憶回路１６に記憶されている。なお、これらの各機能の一部または全部は、プロセッサを用いずハードウエアロジックによって実現されてもよい。

ウォールフィルタ機能３１は、血流信号にもとづいて生成されたドプラ信号から、血流以外の臓器等の動きに由来するクラッタ成分を除去する。

自己相関機能３２は、ドプラ信号にもとづいてドプラデータ（血流の速度、パワー、分散などの血流動態情報を多点について抽出したデータ）を求める。

ヒストグラム生成機能３３は、関心領域における血流信号のパワーのヒストグラムを生成する。本実施形態において、「関心領域」はヒストグラム生成に係る処理対象領域を意味するものとする。関心領域は、血流信号を得るための設定領域内に定められ、当該設定領域と同一の領域としてもよい。関心領域は、血流が存在する領域と血流が存在しない領域の両者を含むように設定される。

また、ヒストグラム生成機能３３は、パワーのヒストグラムに代替的にまたは追加的に、血流の分散成分のヒストグラムを生成してもよい。

閾値決定機能３４は、ヒストグラム生成機能３３が生成したヒストグラムにもとづいて、被検体の血流の速度に関する超音波ドプラ画像のデータをディスプレイ２２に表示させる際のパワーの閾値および分散の閾値の少なくとも一方を決定する。また、閾値決定機能３４は、パワーが低いデータほど、かつ、分散が高いデータほど、ブランク処理において削除対象となるように、パワーと分散の両者に関連付けられた値として閾値を決定してもよい。

この閾値は、ブランク機能３６によるブランク処理で用いられる。閾値決定機能３４は、たとえばパワーのヒストグラムの最頻値、中央値、平均値、確率密度関数などに応じて、パワーの閾値を決定することができる。

補正機能３５は、ユーザの指示や、閾値のフレーム間の変化などに応じて、閾値を補正する。閾値決定機能３４および補正機能３５は、決定部の一例である。

ブランク機能３６は、関心領域内の観測点のそれぞれについて、決定部により決定された閾値にもとづいてデータを削除するブランク処理を行う。たとえば、閾値決定機能３４からパワーの閾値を受けると、ブランク機能３６は、パワー値が当該閾値以下のデータを削除する。また、閾値決定機能３４から分散の閾値を受けると、ブランク機能３６は、分散値が当該閾値以上のデータを削除する。

また、閾値決定機能３４からパワーと分散の両者に関連付けられた値としての閾値を受けると、図１２を用いて後述するように、ブランク機能３６は、パワーと分散の両方の値にもとづいてブランク処理を行う。

画像生成回路１４は、ドプラ処理回路１３による閾値にもとづくブランク処理後のドプラデータにもとづいて、被検体の血流の速度に関する超音波ドプラ画像のデータを生成し、ディスプレイ２２に表示させる。また、画像生成回路１４は、生成した画像データを画像サーバ４０に保管させてもよい。

なお、ドプラ処理回路１３と画像生成回路１４とは、超音波診断装置１０と接続された医用画像処理装置３０に備えられてもよい。この場合、超音波診断装置１０は、血流信号を医用画像処理装置３０に与え、医用画像処理装置３０のドプラ処理回路１３と画像生成回路１４は、リアルタイムにまたはポストプロセスで、血流信号のパワーおよび分散の少なくとも一方にもとづいてパワーの閾値および分散の閾値の少なくとも一方を決定し、この閾値にもとづいて被検体の血流の速度に関する超音波ドプラ画像のデータを生成してディスプレイ２２または医用画像処理装置３０のディスプレイに表示させる。この医用画像処理装置３０は、画像処理装置の一例である。

以下、図３−図１１を参照してパワーの閾値を用いる場合の例を説明する。

図３は、従来のカラードプラ画像の一例を示す説明図である。図３には、頸動脈のカラードプラ像の一例を示した。従来のブランク処理は、事前に設定した固定値をパワーの閾値に用いる。このため、心臓の拍動やミルキングなどの影響によって図３に示すようなブルーミングが発生してしまう。

そこで、本実施形態に係るドプラ処理回路１３および画像生成回路１４は、ブランク処理の閾値を、表示フレームごとに血流信号にもとづいて適応的に決定する。

図４（ａ）はパワー値画像の一例を示す説明図であり、（ｂ）はパワー値のヒストグラムの一例を示す説明図である。また、図５は本実施形態に係る画像生成回路１４により生成される超音波ドプラ画像の一例を示す説明図である。なお、図３、図４（ａ）および図５には、関心領域が図示した画像の全体に一致する場合の例を示した。

パワー値のヒストグラムは、拍動などの影響によってフレームごとに変化する。このため、最頻値もまた、フレームごとに変化する。図４（ｂ）に示すように、ヒストグラムのピークはパワー値が小さいところにあり、ピークは血流のない観測点のデータにより構成されると考えられる。このため、ブランク処理のパワー値の閾値を固定値とする場合、固定された閾値をヒストグラムのピークのパワー値が超えてしまうと、ブルーミングが広範囲に発生してしまうことがある。

一方、閾値決定機能３４は、血流信号が強く血流が存在する画素のデータを残しつつ血流信号が弱く血流が無い画素のデータを削除することができるよう、関心領域におけるパワーのヒストグラムの最頻値、中央値、平均値、確率密度関数などに応じて、パワーの閾値を決定する。図３と図５に示す頸動脈のカラードプラ画像を比較して明らかなように、このようにパワーのヒストグラムにもとづいて適応的にパワーの閾値を決定することにより、閾値とヒストグラムのピークとの関係が意図せずに逆転することを未然に防ぐことができ、カラードプラモードのブルーミングを大幅に低減することができる。

図６は、閾値に関するユーザの指示を受け付ける様子の一例を示す説明図である。図６に示すように、補正機能３５は、ブランク調整受付画像５１をディスプレイ２２またはタッチコマンドスクリーンとして機能する入力インターフェース２１のディスプレイに表示し、ユーザの指示に応じて閾値とヒストグラムのピークとの関係を変更してもよい。図６に示す例では、ユーザは、ブランク調整受付画像５１を介してブランク処理の強度を選択する。補正機能３５は、選択されたブランク処理の強度が強いほど、多くのデータを消すよう閾値を高く補正する。この場合、ユーザはブランク処理の強度を選択するだけで所望のブルーミング緩和処理結果を得ることができる。

なお、図６に示すようなヒストグラムのビンの数は、固定ではなくユーザの指示にもとづいて変更可能としてもよい。たとえば、ビンの数を増やす場合、１つのビンに割り当てられるパワー幅が狭くなり、より細かい閾値の設定が可能となる。また、ビンの数を減らし、１つのビンに割り当てられるパワー幅を広くしてもよい。

また、ビンの数はユーザの指示にもとづいて変更される場合に限らず、血流信号を得るための設定領域またはヒストグラム生成に係る処理対象領域である関心領域のサイズ、検査領域（検査部位）、血流信号（速度、パワーまたは分散）の時間的もしくは空間的変動の大きさにもとづいて設定されてもよい。たとえば、関心領域のサイズが大きいほどビンの数を増やすこととしてもよい。また、血流信号の変動（たとえば標準偏差）が大きいほどビンの数を増やすこととしてもよい。

図７は、ヒストグラムと閾値を示す情報とを同時に表示する場合の例を示す説明図である。ヒストグラムと閾値を示す情報の両方を含む画像５２を、たとえば１フレームごとに、あるいは所定フレームごとに離散的に、表示することにより、ユーザは、ヒストグラムと閾値との関係を直感的に容易に把握することができる。また、補正機能３５は、この画像５２を介してユーザによる閾値の指定指示やヒストグラムのビン数または各ビン幅の指定指示を、ヒストグラム上で直接受け付けてもよい。

図８（ａ）は関心領域を深さ方向に３つに分割する場合の分割領域を説明するための図であり、（ｂ）はスキャン方向に３つに分割する場合の分割領域を説明するための図である。

たとえば、位置が深くなると、減衰し血流信号は減衰して弱まる。また、血管の深さや本数が位置によって異なる場合がある。このため、閾値決定機能３４は、関心領域を複数に分割し、分割領域ごとにヒストグラムを作成して閾値を決定してもよい。たとえば、図８（ａ）および（ｂ）に示す例では、閾値決定機能３４は、分割領域６１、６２、６３のそれぞれでヒストグラムを作成して閾値を決定するとよい。この場合、分割領域の位置に適した閾値を決定することができるため、より適切にブルーミングを低減することができる。

また、関心領域の分割の要否と分割のしかた（分割数および分割方向）は、エコー信号の強度、血流信号の速度、パワー、および分散の少なくとも１つに応じて決定してもよい。たとえば、関心領域や分割領域のパワーの分散が所定の上限値より大きいときは、有用なヒストグラムが得られないと判断して分割し、一つの領域内の分散を小さくする。一方、分散が所定の下限値より小さいときは、血流が存在する領域のみまたは血流が存在しない領域のみとなってしまっている可能性があるため、隣接する領域と結合して一つの領域にするなどして領域の範囲を拡大し、分割数を減らす。

また、関心領域の分割の要否と分割のしかたは、観察部位に応じて決定してもよい。観察部位の情報は、検査オーダ情報から取得してもよいし、ユーザにより入力インターフェース２１を介して与えられてもよい。たとえば、深さ方向に広がりがある観察部位は、関心領域を深さ方向に分割するとよい。

また、関心領域内の血管の走行方向の情報が取得可能な場合は、血管の走行方向に関心領域を分割するとよい。血管の走行方向に関心領域を分割することで、容易に、血流が存在する領域と血流が存在しない領域の両者を各分割領域に含ませることができる。

図９（ａ）は、深さ方向に並ぶ３つの分割領域ごとにヒストグラムにもとづいて決定された閾値の一例を示す説明図であり、（ｂ）は深さと閾値との関係を事前に規定した複数のカーブの一例を示す説明図である。

一般に、減衰の影響により、深い位置ほどヒストグラムのピークは小さくなっていく。このため、深い位置ほど閾値は小さくなるものと考えられる。そこで、補正機能３５は、分割領域ごとに決定された閾値の分布にもとづいて、分割領域ごとに決定された閾値を補正するとよい。具体的には、あらかじめ深さと閾値との関係を規定した補正テーブル（図９（ｂ）参照）と、分割領域ごとに決定した閾値（図９（ａ）参照）とを比較し、もっとも近いカーブを選択して閾値を補正するとよい。この場合、補正機能３５は、関心領域内の３つの分割領域ごとの閾値のそれぞれを補正して補正後の３つの離散的な閾値を利用してもよいし、分割領域の数とは無関係に、選択したカーブにもとづいてデータの位置ごとに連続的に閾値を決定してもよい。

図１０は、減衰値の測定値に応じて閾値の補正値を決定する場合の例を説明するための図である。超音波診断装置１０が超音波の減衰量を測定する機能を有する場合、補正機能３５は、エコー信号または血流信号の減衰測定値やその深さ方向積分値（図１０左参照）にもとづいて閾値を補正してもよい。この場合、補正機能３５は、減衰値が大きいほど閾値が小さくなるよう補正する。また、超音波診断装置１０がＳＮ比を測定する機能を有する場合は、補正機能３５はＳＮのカーブにもとづいて閾値を補正してもよい。この場合、補正機能３５は、たとえばＳＮが低く信号の比率が小さいほど閾値が小さくなるよう補正する。

また、閾値決定機能３４は、ヒストグラムや閾値を複数フレームの情報にもとづいて作成、決定してもよい。たとえば、ヒストグラムは、複数フレームのデータにもとづいて１つ作成し、この１つのヒストグラムにもとづいて複数フレームに１つの閾値を決定してもよい。また、１フレームごとに１つのヒストグラムを作成して仮に閾値を求め、隣接する複数フレームの仮閾値を平均することにより、複数フレームに１つの閾値を決定してもよい。複数フレームの閾値を平均することによって、閾値の変化が緩やかになり、超音波ドプラ画像をフレームごとに連続表示した場合の滑らかさが向上する。

また、閾値決定機能３４は、複数フレームの仮閾値間の変化に応じて仮閾値を平均するか仮閾値をそのまま用いるかを決定してもよい。また、平均する場合、閾値決定機能３４は平均する隣接フレームの数を当該変化に応じてさらに決定してもよい。

たとえば、隣接２フレームのそれぞれでヒストグラムにもとづいて仮閾値を求めた場合を考える。この場合、２つの仮閾値があまり変わらないのであれば、平均してもよいと決定する。

一方、２つの仮閾値の差が所定値よりも大きい場合は、フレーム間で血流の状況に変化があったと考えられる。このため、特にブランク処理の強度を高めてブルーミングを極力低減させたい場合は、仮閾値をそのまま用いると決定するとよい。仮閾値の差が大きい場合、平均してしまうと、低い仮閾値の影響で高い仮閾値に対応するフレームの閾値が下がってしまうため、高い仮閾値に対応するフレームにおいてブルーミングを除去することができなくなる場合がある。

また、閾値決定機能３４は、閾値の変化が正（すなわち増加したか）、負（すなわち減少したか）、に応じて仮閾値を平均するか仮閾値をそのまま用いるかを決定してもよい。たとえば、ブランク処理の強度を高めてブルーミングを極力低減させたい場合であって、変化が負の場合には、平均化することで、過去の高い仮閾値の影響で現在の低い仮閾値を高めに補正することができる。一方、ブランク処理の強度を高めてブルーミングを極力低減させたい場合であって、変化が正の場合には、逆に平均しないことによって過去の低い仮閾値の影響を排除することができる。

図１１は、関心領域の位置に応じた仮閾値の平均化処理を説明するための図である。

閾値決定機能３４は、観察部位または関心領域の位置に応じて、仮閾値を平均するか仮閾値をそのまま用いるかを決定するとともに、平均する場合は平均する隣接フレームの数を決定してもよい。

たとえば、浅い位置に設定された関心領域７１では仮閾値を平均せず、深い位置に設定された関心領域７２では、血流信号が小さくＳＮが小さいことから、浅い位置よりも多いフレーム（たとえば隣接３フレーム）の仮閾値を平均するなど、関心領域の位置に応じて平均化処理を異ならせてもよい。

また、たとえば、観察部位が腹部の場合は隣接２フレームの平均、頸動脈の場合は隣接３フレームの平均、大人の心臓の場合は平均しない、など、観察部位に応じて平均化処理を異ならせてもよい。

以上、図３−１１を参照してパワーの閾値を用いる場合の例について説明したが、上述の通り、本実施形態に係るドプラ処理回路１３および画像生成回路１４、ならびにこれらを備えた医用画像処理装置３０は、分散の閾値を用いることもできる。

図１２は、パワーと分散の両者にもとづいて閾値を決定するためのテーブルの一例を示す説明図である。

閾値決定機能３４は、パワーと分散の両者にもとづいて閾値を決定してもよい。たとえば、パワーおよび分散の両者と、閾値と、をあらかじめ関連付けたテーブルを記憶回路１６に記憶させておく場合（図１２参照）、閾値決定機能３４は、このテーブルを参照してパワーと分散の両者にもとづいて閾値を決定することができる。このテーブルは、図１２に示すように、パワーが低いデータほど、かつ、分散が高いデータほど、ブランク処理において削除対象となり非表示となるように設定されるとよい。また、閾値決定機能３４は、パワーと分散の少なくとも一方と、血流速度とにもとづいて閾値を決定してもよい。

以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、カラードプラモードのブルーミングを低減することができる。

なお、上記実施形態において、「プロセッサ」という文言は、たとえば、専用または汎用のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、または、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（たとえば、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））等の回路を意味する。プロセッサがたとえばＣＰＵである場合、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て実行することにより、各種機能を実現する。また、プロセッサがたとえばＡＳＩＣである場合、記憶回路にプログラムを保存するかわりに、当該プログラムに相当する機能がプロセッサの回路内に論理回路として直接組み込まれる。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ハードウェア処理により各種機能を実現する。あるいはまた、プロセッサは、ソフトウェア処理とハードウェア処理とを組み合わせて各種機能を実現することもできる。

また、上記実施形態では処理回路の単一のプロセッサが各機能を実現する場合の例について示したが、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、各プロセッサが各機能を実現してもよい。また、プロセッサが複数設けられる場合、プログラムを記憶する記憶回路は、プロセッサごとに個別に設けられてもよいし、１つの記憶回路が全てのプロセッサの機能に対応するプログラムを一括して記憶してもよい。

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、実施形態同士の組み合わせ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。

１０超音波診断装置
１３ドプラ処理回路
１４画像生成回路
１６記憶回路
２１入力インターフェース
２２ディスプレイ
３０医用画像処理装置
３４閾値決定機能
３５補正機能
３６ブランク機能

Claims

被検体の血流信号のパワーおよび分散の少なくとも一方にもとづいて、前記被検体の血流の速度に関する超音波ドプラ画像のデータを表示部に表示させる際の前記パワーの閾値および前記分散の閾値の少なくとも一方を決定する決定部と、
前記閾値に基づいて前記被検体の血流の速度に関する超音波ドプラ画像のデータを生成して表示部に表示させる画像生成部と、
を備える超音波診断装置。
前記決定部は、
血流信号を得るための設定領域内に定めた関心領域における前記パワーおよび前記分散の少なくとも一方のヒストグラムにもとづいて前記閾値を決定する、
請求項１に記載の超音波診断装置。
前記決定部は、
表示フレームごとに、前記ヒストグラムを作成して前記閾値を決定することを繰り返す、
請求項２に記載の超音波診断装置。
前記決定部は、
前記ヒストグラムの最頻値、中央値、平均値、確率密度関数の少なくとも１つに応じて前記閾値を決定する、
請求項２または３に記載の超音波診断装置。
前記決定部は、
前記閾値を、ユーザの指示に応じて補正して前記画像生成部に与える、
請求項２ないし４のいずれか１項に記載の超音波診断装置。
前記決定部は、
前記ヒストグラムのビンの数を、ユーザの指示に応じて変更する、
請求項２ないし５のいずれか１項に記載の超音波診断装置。
前記決定部は、
前記ヒストグラムのビンの数を、前記設定領域の大きさ、前記関心領域の大きさ、エコー信号の強度、血流信号の速度、血流信号のパワー、および血流信号の分散の少なくとも１つに応じて変更する、
請求項２ないし５のいずれか１項に記載の超音波診断装置。
前記画像生成部は、
前記ヒストグラムと前記閾値を示す情報とを前記表示部に表示させる、
請求項２ないし７のいずれか１項に記載の超音波診断装置。
前記決定部は、
前記関心領域を複数に分割し、分割領域ごとに、前記ヒストグラムを作成して前記閾値を決定する、
請求項２ないし８のいずれか１項に記載の超音波診断装置。
前記決定部は、
エコー信号の強度、血流信号の速度、パワー、および分散の少なくとも１つに応じて、前記関心領域の分割の要否と、分割数および分割方向とを決定する、
請求項９に記載の超音波診断装置。
前記決定部は、
観察部位に応じて、前記関心領域の分割の要否と、分割数および分割方向とを決定する、
請求項９に記載の超音波診断装置。
前記決定部は、
前記関心領域内の血管の走行方向に前記関心領域を分割し、分割領域ごとに、前記ヒストグラムを作成して前記閾値を決定する、
請求項２ないし１１のいずれか１項に記載の超音波診断装置。
前記決定部は、
前記分割領域ごとに決定された閾値の分布にもとづいて前記分割領域ごとに決定された閾値を補正する、
請求項９ないし１２のいずれか１項に記載の超音波診断装置。
前記決定部は、
エコー信号または血流信号のＳＮ測定値、またはエコー信号または血流信号の減衰測定値、にもとづいて前記閾値を補正する、
請求項２ないし１３のいずれか１項に記載の超音波診断装置。
前記決定部は、
前記関心領域のうち深い位置ほどパワーの前記閾値が小さくなるように補正する、
請求項２ないし１４のいずれか１項に記載の超音波診断装置。
前記決定部は、
複数フレームのデータにもとづいて１つの前記ヒストグラムを作成して前記閾値を決定する、
請求項２ないし１５のいずれか１項に記載の超音波診断装置。
前記決定部は、
１フレームごとに前記ヒストグラムを作成して仮に閾値を求め、隣接する複数フレームの仮閾値を平均することにより前記閾値を決定する、
請求項２ないし１５のいずれか１項に記載の超音波診断装置。
前記決定部は、
前記複数フレームの仮閾値間の変化に応じて、仮閾値を平均するか仮閾値をそのまま用いるかを決定するとともに、平均する場合は平均する隣接フレームの数を決定する、
請求項１７に記載の超音波診断装置。
前記決定部は、
観察部位または前記関心領域の位置に応じて、仮閾値を平均するか仮閾値をそのまま用いるかを決定するとともに、平均する場合は平均する隣接フレームの数を決定する、
請求項１６または１７に記載の超音波診断装置。
前記決定部は、
血流の速度と、前記パワーおよび前記分散の少なくとも一方と、にもとづいて前記閾値を決定する、
請求項１ないし１９のいずれか１項に記載の超音波診断装置。
被検体の血流信号のパワーおよび分散の少なくとも一方にもとづいて、前記被検体の血流の速度に関する超音波ドプラ画像のデータを表示部に表示させる際の前記パワーの閾値および前記分散の閾値の少なくとも一方を決定する決定部と、
前記閾値に基づいて前記被検体の血流の速度に関する超音波ドプラ画像のデータを表示部に表示させる画像生成部と、
を備えた医用画像処理装置。
コンピュータに、
被検体の血流信号のパワーおよび分散の少なくとも一方にもとづいて、前記被検体の血流の速度に関する超音波ドプラ画像のデータを表示部に表示させる際の前記パワーの閾値および前記分散の閾値の少なくとも一方を決定するステップと、
前記閾値に基づいて前記被検体の血流の速度に関する超音波ドプラ画像のデータを表示部に表示させるステップと、
を実行させるための医用画像処理プログラム。