JP2023084300A - Ultrasound diagnostic apparatus, control method for ultrasound diagnostic apparatus, and control program of ultrasound diagnostic apparatus - Google Patents

Ultrasound diagnostic apparatus, control method for ultrasound diagnostic apparatus, and control program of ultrasound diagnostic apparatus Download PDF

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Abstract

To provide an ultrasound diagnostic apparatus capable of generating a color Doppler image of high image quality without lowering a frame rate when a transmission/reception condition of an ultrasonic wave is changed by a user.SOLUTION: An ultrasound diagnostic apparatus causes an ultrasonic probe to perform a first ultrasonic scan related to a B mode and a second ultrasonic scan related to a C mode, and generates a color Doppler image with a blood flow image superimposed on a B mode image. When generating the blood flow image, an ensemble number acquired in one-time second ultrasonic scan is determined to be an ensemble number suited for performing a target frame rate on the basis of a transmission/reception condition of ultrasonic waves in the first ultrasonic scan and the second ultrasonic scan designed by a user, and a group of time serial reflection wave data which combine time-serial ensemble data obtained in a plurality of second ultrasonic scans in a temporal direction and increases the ensemble number.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本開示は、超音波診断装置、超音波診断装置の制御方法、及び、超音波診断装置の制御プログラムに関する。 The present disclosure relates to an ultrasonic diagnostic apparatus, an ultrasonic diagnostic apparatus control method, and an ultrasonic diagnostic apparatus control program.

超音波診断装置は、超音波探触子により被検体内部に超音波を送信し、被検体組織の音響インピーダンスの差異により生じる超音波反射波(エコー)を受信する。さらに、この受信から得た電気信号に基づいて、被検体の内部組織の構造を示す画像を生成し、モニター上に表示するものである。超音波診断装置は、被検体への侵襲が少なく、且つ、リアルタイムに体内組織の状態を断層画像などで観察できるため、生体の形態診断に広く用いられている。 An ultrasonic diagnostic apparatus transmits ultrasonic waves into the inside of a subject using an ultrasonic probe, and receives reflected ultrasonic waves (echoes) caused by differences in acoustic impedance of the tissue of the subject. Furthermore, based on the electrical signals obtained from this reception, an image showing the internal tissue structure of the subject is generated and displayed on the monitor. An ultrasonic diagnostic apparatus is widely used for morphological diagnosis of a living body because it is less invasive to a subject and can observe the state of body tissues in real time using tomographic images or the like.

超音波診断装置には、カラーフローマッピング(CFM;Color Flow Mapping)法が具備されている。CFM法では、血流等の体内組織の動きによるエコーに発生するドプラシフト(周波数偏移)を検出し、速度情報やパワー情報を二次元画像として、二次元断層画像(即ち、Bモード画像)に重畳表示を行う。 An ultrasonic diagnostic apparatus is equipped with a color flow mapping (CFM) method. In the CFM method, the Doppler shift (frequency shift) generated in the echo due to the movement of body tissues such as blood flow is detected, and the velocity information and power information are converted into a two-dimensional tomographic image (that is, a B-mode image). Perform superimposed display.

一般に、CFM法では血流から得られる情報の画像化を行う。そのため、エコーに含まれる血流情報の成分(以下、「血流成分」と称する)の抽出処理として、MTI(Moving Target Indiator)フィルタを使用して、エコーから組織の動きや静止している組織から得られる情報の成分(以下、「クラッタ成分」と称する)を取り除いている。 In general, the CFM method involves imaging information obtained from blood flow. Therefore, an MTI (Moving Target Indicator) filter is used to extract blood flow information components (hereafter referred to as “blood flow components”) contained in echoes, and the movement of tissues and stationary tissues are extracted from echoes. (hereinafter referred to as "clutter component") is removed.

このMTIフィルタとしては、例えば、血流成分とクラッタ成分との平均速度の差を用いたFIRフィルタのほか、入力信号に応じて係数を変化させる適用型のMTIフィルタが使用されている。適応型のMTIフィルタは、MTIフィルタ入力前の信号から組織の速度を求めて、その位相差がキャンセルされた信号を得る。 As this MTI filter, for example, in addition to an FIR filter using the difference in average velocity between a blood flow component and a clutter component, an adaptive MTI filter that changes coefficients according to an input signal is used. The adaptive MTI filter obtains the velocity of the tissue from the signal before the MTI filter input and obtains a signal whose phase difference has been canceled.

近年、この種の適応型のMTIフィルタとして、MTIフィルタ入力前のドプラー信号から相関行列を用いて主成分分析を行い、各次数の主成分(即ち、固有ベクトル)を基に、血流成分とクラッタ成分とを識別し、これにより、クラッタ成分を除去した血流画像を得る固有ベクトル型MTIフィルタが注目されている(例えば、特許文献1を参照)。固有ベクトル型MTIフィルタは、血流成分とクラッタ成分の周波数帯域が重複している場合にも、クラッタ成分を除去することができる点で、FIRフィルタ等と比較して有用である。 In recent years, as this type of adaptive MTI filter, principal component analysis is performed using a correlation matrix from the Doppler signal before input to the MTI filter, and based on the principal component (i.e., eigenvector) of each order, the blood flow component and clutter An eigenvector-type MTI filter that discriminates between blood flow components and thereby obtains a blood flow image from which clutter components are removed (see, for example, Patent Document 1). The eigenvector MTI filter is more useful than an FIR filter or the like in that it can remove clutter components even when the frequency bands of the blood flow component and the clutter component overlap.

図1は、一般的な固有ベクトル型MTIフィルタの処理について、説明する図である。図1では、0次成分の固有ベクトルのみを低減した血流画像、0次成分~1次成分の固有ベクトルを低減した血流画像、0次成分~2次成分の固有ベクトルを低減した血流画像…0次成分~n次成分(図1では、0次成分~13次成分まで)の固有ベクトルを低減した血流画像を、左上から右下に順に示している。 FIG. 1 is a diagram for explaining processing of a general eigenvector type MTI filter. In FIG. 1, a blood flow image in which only the eigenvectors of the 0th order component are reduced, a blood flow image in which the eigenvectors of the 0th to 1st order components are reduced, a blood flow image in which the eigenvectors of the 0th to 2nd order components are reduced, . Blood flow images with reduced eigenvectors of the next to n-th order components (the 0th to 13th order components in FIG. 1) are shown in order from the upper left to the lower right.

この種の固有ベクトル型MTIフィルタでは、例えば、主成分分析で得られる各次数の固有ベクトル(即ち、主成分)の固有値を基に適切なランクカット次数(低減対象の固有ベクトル)を決定し、クラッタ成分を除去した血流画像を得る手法が取られている。 In this type of eigenvector MTI filter, for example, an appropriate rank-cut order (eigenvector to be reduced) is determined based on the eigenvalue of each order eigenvector (that is, principal component) obtained by principal component analysis, and the clutter component is Techniques have been taken to obtain an ablated blood flow image.

具体的には、この種の固有ベクトル型MTIフィルタでは、主成分分析により算出された複数の固有ベクトルは、固有値の大きさによって降順に次数が大きくなるように固有ベクトルの次数が設定される。通常、クラッタ信号の方が血流信号よりも信号強度(即ち、固有値)が大きいため、低次数側の固有ベクトルが、クラッタ信号に係る固有ベクトルとなり、高次数側の固有ベクトルが、血流成分に係る固有ベクトルとなるように、固有ベクトルに次数が割り当てられる。そして、固有ベクトル型MTIフィルタでは、例えば、各次数の固有ベクトルの固有値の大きさが、閾値以上となっている次数の固有ベクトルについては、クラッタ成分とみなして、ランクカット次数を決定している。例えば、図1では、4次成分をランクカット次数として決定した態様を示しており、ここでは、0次成分~4次成分の固有ベクトルを低減した血流画像を、表示対象の血流画像としている。 Specifically, in this type of eigenvector MTI filter, the orders of the eigenvectors are set so that the orders of the multiple eigenvectors calculated by the principal component analysis increase in descending order according to the magnitude of the eigenvalues. Since the clutter signal usually has a higher signal strength (that is, eigenvalue) than the blood flow signal, the low-order eigenvector is the eigenvector related to the clutter signal, and the high-order eigenvector is the eigenvector related to the blood flow component. Orders are assigned to the eigenvectors such that In the eigenvector-type MTI filter, for example, eigenvectors of orders whose eigenvalues are equal to or greater than a threshold value are regarded as clutter components, and rank-cut orders are determined. For example, FIG. 1 shows a mode in which the 4th order component is determined as the rank cut order, and here, the blood flow image with the eigenvectors of the 0th to 4th order components reduced is the blood flow image to be displayed. .

特開2014-158698号公報JP 2014-158698 A

ところで、この種の超音波診断装置においては、その時々の検査対象や検査条件を考慮して、ユーザー自身により、カラードプラ画像を生成する際の超音波の送受信条件を変更可能とする要請がある。 By the way, in this type of ultrasonic diagnostic apparatus, there is a demand that the user himself/herself can change the transmission/reception conditions of ultrasonic waves when generating a color Doppler image in consideration of the examination object and examination conditions at that time. .

かかる超音波の送受信条件としては、例えば、Bモード画像を生成するための超音波走査(以下、「Bモード走査」又は「第1超音波走査」と称する)における送受信線密度や送受信深度、並びに、血流画像を生成するための超音波走査(以下、「Cモード走査」又は「第2超音波走査」と称する)における送受信線密度、送受信深度、関心領域(ROI:Region of Interest)の幅、及び流速レンジ等が挙げられる。 Such ultrasonic transmission/reception conditions include, for example, transmission/reception line density and transmission/reception depth in ultrasonic scanning for generating a B-mode image (hereinafter referred to as "B-mode scanning" or "first ultrasonic scanning"), and , transmission/reception line density, transmission/reception depth, and region of interest (ROI) width in ultrasonic scanning (hereinafter referred to as “C mode scanning” or “second ultrasonic scanning”) for generating a blood flow image , and flow velocity range.

しかしながら、かかる超音波の送受信条件を変更した場合、ユーザーが意図せずして、カラードプラ画像を生成するフレームレートが遅くなってしまったり、カラードプラ画像に画質劣化が生じてしまう点が問題となっている。 However, when the transmission/reception conditions of such ultrasonic waves are changed, the frame rate for generating a color Doppler image may be slowed down or the image quality of the color Doppler image may be degraded unintentionally by the user. It's becoming

例えば、ユーザーは、Cモード走査時の送受信線密度を大きくすることで、より鮮明なCモード画像を得ようとする場合がある。しかしながら、この場合、1回あたりのCモード走査に要する送受信時間が長時間になり、これに律速して、フレームレートが大きく低下することになる。 For example, a user may want to obtain a clearer C-mode image by increasing the transmission/reception line density during C-mode scanning. However, in this case, the transmission/reception time required for one C-mode scan becomes long, and this slows down the frame rate greatly.

又、例えば、ユーザーは、低流速の血流を観察するため、Cモード走査時の流速レンジを小さく設定する場合がある。しかしながら、この場合にも、流速レンジを小さくことによって、パルス繰り返し周波数が小さくなるため(即ち、パルス繰り返し間隔が大きくなる)、1回あたりのCモード走査に要する送受信時間が長時間になり、これに律速して、フレームレートが大きく低下することになる。 Further, for example, the user may set a small flow velocity range during C-mode scanning in order to observe blood flow at a low flow velocity. However, even in this case, since the pulse repetition frequency is reduced by reducing the flow velocity range (that is, the pulse repetition interval is increased), the transmission/reception time required for one C-mode scan becomes long. , and the frame rate will drop significantly.

このようなカラードプラ画像のフレームレートの低下は、組織や血流の動きの視認性の低下につながり、正確な超音波検査を阻害する。即ち、この種の超音波診断装置においては、一般に、フレームレートと画質とは、トレードオフの関係にあり、ユーザーの設定に応じて、カラードプラ画像のフレームレート又は画質のいずれか一方が犠牲となってしまうおそれがある。 A decrease in the frame rate of such color Doppler images leads to a decrease in the visibility of tissue and blood flow movement, and hinders accurate ultrasound examination. That is, in this type of ultrasonic diagnostic apparatus, there is generally a trade-off relationship between the frame rate and the image quality, and either the frame rate or the image quality of the color Doppler image may be sacrificed according to the user's settings. It may become

本開示は、上記問題点に鑑みてなされたもので、ユーザーにより超音波の送受信条件の変更が行われた際に、フレームレートの低下を生じさせることなく、高画質なカラードプラ画像を生成することが可能な超音波診断装置、超音波診断装置の制御方法、及び、超音波診断装置の制御プログラムを提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above problems, and generates a high-quality color Doppler image without lowering the frame rate when the user changes the transmission/reception conditions of ultrasonic waves. It is an object of the present invention to provide an ultrasonic diagnostic apparatus, a method for controlling the ultrasonic diagnostic apparatus, and a control program for the ultrasonic diagnostic apparatus.

前述した課題を解決する主たる本開示は、
超音波探触子に対して、Bモードに係る第1超音波走査とCモードに係る第2超音波走査とを交互に実行させ、Bモード画像に血流画像を重畳させたカラードプラ画像を生成する超音波診断装置であって、
前記血流画像を生成するCモード画像生成部は、
ユーザーにより指定された前記第1超音波走査及び前記第2超音波走査における超音波の送受信条件に基づいて、1回の前記第2超音波走査で取得するアンサンブル数を、目標フレームレートを実現するために適したアンサンブル数に決定するアンサンブル数決定部と、
複数回の前記第2超音波走査で得られる時間的に連続するアンサンブルデータを時間方向に結合してアンサンブル数を大きくした時系列の反射波データ群を生成するアンサンブルデータ結合部と、
前記時系列の反射波データ群に対して主成分分析を実行して、当該主成分分析により得られる複数の固有ベクトルに基づいて、MTIフィルタのフィルタ係数を算出するMTIフィルタ生成部と、
前記時系列の反射波データ群に対して前記MTIフィルタを適用して、前記血流画像を生成するための血流信号を抽出するMTIフィルタ処理部と、
を備える超音波診断装置である。
The main disclosure that solves the above-mentioned problems is
A color Doppler image obtained by alternately performing a first ultrasonic scan in B mode and a second ultrasonic scan in C mode with respect to the ultrasonic probe and superimposing a blood flow image on the B mode image is obtained. An ultrasound diagnostic apparatus that generates
The C-mode image generating unit that generates the blood flow image,
Based on the ultrasonic transmission and reception conditions in the first ultrasonic scan and the second ultrasonic scan specified by the user, the number of ensembles to be acquired in one second ultrasonic scan to achieve the target frame rate an ensemble number determination unit that determines the number of ensembles suitable for
an ensemble data combining unit that combines temporally continuous ensemble data obtained by a plurality of the second ultrasound scans in the time direction to generate a time-series reflected wave data group in which the number of ensembles is increased;
an MTI filter generator that performs principal component analysis on the time-series reflected wave data group and calculates filter coefficients of the MTI filter based on a plurality of eigenvectors obtained by the principal component analysis;
an MTI filter processing unit that applies the MTI filter to the time-series reflected wave data group to extract a blood flow signal for generating the blood flow image;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:

又、他の局面では、
超音波探触子に対して、Bモードに係る第1超音波走査とCモードに係る第2超音波走査とを交互に実行させ、Bモード画像に血流画像を重畳させたカラードプラ画像を生成する超音波診断装置の制御方法であって、
前記血流画像を生成する際、ユーザーにより指定された前記第1超音波走査及び前記第2超音波走査における超音波の送受信条件に基づいて、1回の前記第2超音波走査で取得するアンサンブル数を、目標フレームレートを実現するために適したアンサンブル数に決定する第1処理と、
複数回の前記第2超音波走査で得られる時間的に連続するアンサンブルデータを時間方向に結合してアンサンブル数を大きくした時系列の反射波データ群を生成する第2処理と、
前記時系列の反射波データ群に対して主成分分析を実行して、当該主成分分析により得られる複数の固有ベクトルに基づいて、MTIフィルタのフィルタ係数を算出する第3処理と、
前記時系列の反射波データ群に対して前記MTIフィルタを適用して、前記血流画像を生成するための血流信号を抽出する第4処理と、
を実行する超音波診断装置の制御方法である。
Also, in other aspects,
A color Doppler image obtained by alternately performing a first ultrasonic scan in B mode and a second ultrasonic scan in C mode with respect to the ultrasonic probe and superimposing a blood flow image on the B mode image is obtained. A control method for an ultrasonic diagnostic apparatus that generates
When generating the blood flow image, based on the ultrasonic transmission and reception conditions in the first ultrasonic scan and the second ultrasonic scan specified by the user, the ensemble acquired in one second ultrasonic scan A first process of determining the number of ensembles suitable for achieving the target frame rate;
A second process of generating a time-series reflected wave data group in which the number of ensembles is increased by combining temporally continuous ensemble data obtained by a plurality of the second ultrasonic scans in the time direction;
a third process of performing principal component analysis on the time-series reflected wave data group and calculating filter coefficients of an MTI filter based on a plurality of eigenvectors obtained by the principal component analysis;
a fourth process of applying the MTI filter to the time-series reflected wave data group to extract a blood flow signal for generating the blood flow image;
is a control method for an ultrasonic diagnostic apparatus that executes

又、他の局面では、
超音波探触子に対して、Bモードに係る第1超音波走査とCモードに係る第2超音波走査とを交互に実行させ、Bモード画像に血流画像を重畳させたカラードプラ画像を生成する超音波診断装置の制御プログラムであって、
前記血流画像を生成する際、
ユーザーにより指定された前記第1超音波走査及び前記第2超音波走査における超音波の送受信条件に基づいて、1回の前記第2超音波走査で取得するアンサンブル数を、目標フレームレートを実現するために適したアンサンブル数に決定する第1処理と、
複数回の前記第2超音波走査で得られる時間的に連続するアンサンブルデータを時間方向に結合してアンサンブル数を大きくした時系列の反射波データ群を生成する第2処理と、
前記時系列の反射波データ群に対して主成分分析を実行して、当該主成分分析により得られる複数の固有ベクトルに基づいて、MTIフィルタのフィルタ係数を算出する第3処理と、
前記時系列の反射波データ群に対して前記MTIフィルタを適用して、前記血流画像を生成するための血流信号を抽出する第4処理と、
を実行する超音波診断装置の制御プログラムである。
Also, in other aspects,
A color Doppler image obtained by alternately performing a first ultrasonic scan in B mode and a second ultrasonic scan in C mode with respect to the ultrasonic probe and superimposing a blood flow image on the B mode image is obtained. A control program for an ultrasonic diagnostic apparatus that generates
When generating the blood flow image,
Based on the ultrasonic transmission and reception conditions in the first ultrasonic scan and the second ultrasonic scan specified by the user, the number of ensembles to be acquired in one second ultrasonic scan to achieve the target frame rate A first process of determining the number of ensembles suitable for
A second process of generating a time-series reflected wave data group in which the number of ensembles is increased by combining temporally continuous ensemble data obtained by a plurality of the second ultrasonic scans in the time direction;
a third process of performing principal component analysis on the time-series reflected wave data group and calculating filter coefficients of an MTI filter based on a plurality of eigenvectors obtained by the principal component analysis;
a fourth process of applying the MTI filter to the time-series reflected wave data group to extract a blood flow signal for generating the blood flow image;
is a control program for an ultrasonic diagnostic apparatus that executes

本開示に係る超音波診断装置によれば、ユーザーによりカラードプラ画像を生成する際の超音波の送受信条件の変更が行われた際にも、フレームレートの低下を生じさせることなく、高画質なカラードプラ画像を生成することが可能である。 According to the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present disclosure, even when the user changes the transmission/reception conditions of ultrasonic waves when generating a color Doppler image, high image quality can be obtained without causing a decrease in the frame rate. It is possible to generate color Doppler images.

一般的な固有ベクトル型MTIフィルタの処理について、説明する図A diagram explaining the processing of a general eigenvector type MTI filter 本発明の一実施形態に係る超音波診断装置の構成を示す概略ブロック図1 is a schematic block diagram showing the configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention; FIG. 本発明の一実施形態に係るCモード画像生成部の機能構成を示すブロック図1 is a block diagram showing the functional configuration of a C-mode image generator according to an embodiment of the present invention; FIG. 本発明の一実施形態に係るMTIフィルタの内部構成を示す図1 is a diagram showing the internal configuration of an MTI filter according to an embodiment of the present invention; FIG. MTIフィルタの入出力の関係を示す図Diagram showing the relationship between the input and output of the MTI filter MTIフィルタのMTIフィルタ係数の算出方法を示す図FIG. 4 is a diagram showing a method of calculating MTI filter coefficients of an MTI filter; 1フレームのCモード画像を得るために用いられるアンサンブルデータのデータ構成を示す図FIG. 4 is a diagram showing the data structure of ensemble data used to obtain a C-mode image of one frame; 本発明の一実施形態に係る超音波診断装置における基本的なカラードプラ画像の生成処理について、説明する図FIG. 2 is a diagram for explaining basic color Doppler image generation processing in an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention; 本発明の一実施形態に係るアンサンブルデータ結合部におけるデータ結合処理について、説明する図FIG. 5 is a diagram for explaining data combining processing in the ensemble data combining unit according to one embodiment of the present invention; 図9のデータ結合処理を模式的に示す図A diagram schematically showing the data combination processing of FIG. 9 本発明の一実施形態に係る超音波診断装置の動作の概要を示す図FIG. 2 is a diagram showing an overview of the operation of the ultrasonic diagnostic apparatus according to one embodiment of the present invention; ユーザーが目標フレームレートを設定するためのユーザーインターフェイスの表示画面の一例を示す図A diagram showing an example of a display screen of the user interface for the user to set the target frame rate 1回のCモード走査で取得するアンサンブル数と、MTIフィルタにおけるフィルタ性能(MTIフィルタで得られる固有ベクトル)との関係を示す図A diagram showing the relationship between the number of ensembles acquired in one C-mode scan and the filter performance in the MTI filter (eigenvectors obtained in the MTI filter). 本発明の一実施形態に係る超音波診断装置における超音波の送受信条件の更新処理を示すフローチャート4 is a flow chart showing processing for updating transmission/reception conditions of ultrasonic waves in an ultrasonic diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention; 本発明の一実施形態に係るアンサンブルデータ結合部にてデータ結合したアンサンブルデータを用いて、MTIフィルタ73におけるフィルタ処理を行った場合に得られる血流画像(下図)と、アンサンブルデータ結合部にてデータ結合することなく1回分のCモード走査で得られたアンサンブルデータを用いて、MTIフィルタにおけるフィルタ処理を行った場合に得られる血流画像(上図)と、を比較して示す図A blood flow image (lower figure) obtained when filtering in the MTI filter 73 is performed using the ensemble data data-coupled by the ensemble data coupling unit according to one embodiment of the present invention, and the ensemble data coupling unit A diagram showing a comparison of a blood flow image (upper figure) obtained when filtering is performed by the MTI filter using ensemble data obtained by one C-mode scan without data combination. 固有ベクトル型MTIフィルタの一般的なフィルタ特性について説明する図A diagram explaining general filter characteristics of an eigenvector type MTI filter

以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施形態について詳細に説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Preferred embodiments of the present disclosure will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. In the present specification and drawings, constituent elements having substantially the same functions are denoted by the same reference numerals, thereby omitting redundant description.

[超音波診断装置の全体構成]
先ず、図2~図4を参照して、一実施の形態に係る超音波診断装置1の全体構成を説明する。
[Overall Configuration of Ultrasound Diagnostic Apparatus]
First, referring to FIGS. 2 to 4, the overall configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to one embodiment will be described.

図2は、本実施形態に係る超音波診断装置1の構成を示す概略ブロック図である。図3は、本実施形態に係るCモード画像生成部7の機能構成を示すブロック図である。 FIG. 2 is a schematic block diagram showing the configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to this embodiment. FIG. 3 is a block diagram showing the functional configuration of the C-mode image generator 7 according to this embodiment.

超音波診断装置1は、病院などの医療機関に設置され、被計測物である患者の生体などの被検体の超音波画像を生成する装置である。超音波診断装置1は、超音波診断装置本体100に、超音波探触子101が接続されて構成されている。 An ultrasonic diagnostic apparatus 1 is installed in a medical institution such as a hospital, and is an apparatus that generates an ultrasonic image of a subject such as a living body of a patient, which is an object to be measured. The ultrasonic diagnostic apparatus 1 is configured by connecting an ultrasonic probe 101 to an ultrasonic diagnostic apparatus main body 100 .

超音波診断装置本体100は、操作部2と、送信部3と、受信部4と、B(Brightness)モード画像生成部5と、ROI(Region Of Interest:関心領域)設定部6と、Cモード画像生成部7と、表示処理部8と、制御部9と、記憶部10と、表示部11と、を備える。 The ultrasonic diagnostic apparatus main body 100 includes an operation unit 2, a transmission unit 3, a reception unit 4, a B (Brightness) mode image generation unit 5, an ROI (Region Of Interest) setting unit 6, a C mode An image generation unit 7 , a display processing unit 8 , a control unit 9 , a storage unit 10 and a display unit 11 are provided.

超音波探触子101は、一次元方向に配列された複数の振動子(圧電変換素子)101aを有し、振動子101aそれぞれが後述する送信部3からの駆動信号(送信電気信号)を超音波へと変換し、超音波ビームを生成する。従って、ユーザーは、被検体表面に超音波探触子101を配置することで、被検体内部に超音波ビームを照射することができる。そして、超音波探触子101は、被検体内部からの反射超音波を受信し、複数の振動子101aでその反射超音波を受信電気信号へと変換して後述する受信部4に供給する。 The ultrasonic probe 101 has a plurality of transducers (piezoelectric transducers) 101a arranged in a one-dimensional direction. It converts it into sound waves and produces an ultrasound beam. Therefore, the user can irradiate the inside of the subject with an ultrasound beam by placing the ultrasound probe 101 on the surface of the subject. The ultrasonic probe 101 receives reflected ultrasonic waves from the inside of the subject, converts the reflected ultrasonic waves into received electric signals with a plurality of transducers 101a, and supplies the received electric signals to the receiving unit 4, which will be described later.

なお、本実施の形態においては、複数の振動子101aが一次元方向に配列されたリニア型の超音波探触子101を例に説明するが、これに限定されるものではない。例えば、複数の振動子101aが一次元方向に配列されたコンベックス型、セクター型などの超音波探触子101や、複数の振動子101aが2次元に配列された超音波探触子101や、一次元方向に配列された複数の振動子101aが揺動する超音波探触子101などを用いることも可能である。また、制御部9の制御に基づき、送信部3は、超音波探触子101が使用する振動子101aを選択し、振動子101aに電圧を与えるタイミングや電圧の値を個々に変化させることによって、超音波探触子101が送信する超音波ビームの送信深度位置や送信方向を制御することができる。 In the present embodiment, a linear ultrasonic probe 101 in which a plurality of transducers 101a are arranged in a one-dimensional direction will be described as an example, but the present invention is not limited to this. For example, a convex type or sector type ultrasonic probe 101 in which a plurality of transducers 101a are arranged in a one-dimensional direction, an ultrasonic probe 101 in which a plurality of transducers 101a are arranged two-dimensionally, It is also possible to use an ultrasonic probe 101 or the like in which a plurality of transducers 101a arranged in a one-dimensional direction oscillate. Under the control of the control unit 9, the transmission unit 3 selects the transducer 101a used by the ultrasonic probe 101, and individually changes the timing and voltage value to apply voltage to the transducer 101a. , the transmission depth position and transmission direction of the ultrasonic beam transmitted by the ultrasonic probe 101 can be controlled.

また、超音波探触子101は、後述する送信部3や受信部4の一部の機能を含んでいてもよい。例えば、超音波探触子101は、送信部3から出力された駆動信号を生成するための制御信号(以下、「送信制御信号」とする。)に基づき、超音波探触子101内で駆動信号を生成し、この駆動信号を振動子101aにより超音波に変換するとともに、受信した反射超音波を受信電気信号に変換し、超音波探触子101内で受信電気信号に基づき後述する受信信号を生成する構成が挙げられる。 Also, the ultrasound probe 101 may include a part of the functions of the transmitting unit 3 and the receiving unit 4, which will be described later. For example, the ultrasonic probe 101 is driven within the ultrasonic probe 101 based on a control signal for generating a drive signal output from the transmission unit 3 (hereinafter referred to as a “transmission control signal”). This drive signal is converted into ultrasonic waves by the transducer 101a, the received reflected ultrasonic waves are converted into received electric signals, and the received signals described later are generated based on the received electric signals in the ultrasonic probe 101. is generated.

さらに、超音波探触子101は、超音波診断装置本体100とケーブルを介して電気的に接続された構成が一般的であるが、これに限定されるものではなく、例えば、超音波探触子101は、超音波診断装置本体100との間で、送信信号や受信信号の送受信をUWB(Ultra Wide Band)などの無線通信により行う構成であってもよい。ただし、かかる構成の場合は、超音波診断装置本体100及び超音波探触子101に無線通信可能な通信部を備える構成となることは言うまでもない。 Further, the ultrasonic probe 101 is generally electrically connected to the ultrasonic diagnostic apparatus main body 100 via a cable, but is not limited to this. The child 101 may be configured to transmit and receive transmission signals and reception signals to and from the ultrasonic diagnostic apparatus main body 100 by wireless communication such as UWB (Ultra Wide Band). However, in the case of such a configuration, it goes without saying that the ultrasonic diagnostic apparatus main body 100 and the ultrasonic probe 101 are provided with communication units capable of wireless communication.

操作部2は、ユーザーから入力を受け取り、ユーザーの入力に基づく指令を制御部9に出力する。操作部2は、反射超音波の振幅を明るさ(輝度)で表した画像(Bモード画像)を表示させるモード、又は、Bモード画像上にカラーフローモード画像(Cモード画像)を重畳表示させるモードのいずれのモードを実行するかをユーザーが選択可能にする。そして、操作部2は、ユーザーがBモード画像上のCモード画像を表示させるROIの位置の指定入力を受け付ける機能も含まれる。また、表示させるCモード画像としては、さらに、血流の状態を示す血流信号としての血流速度Vにより血流の流速及び方向をカラー表示するVモードと、血流信号としての血流のパワーPにより血流のパワーをカラー表示するPモードと、血流速度V、血流信号としての分散Tにより血流の流速及び分散をカラー表示するV-Tモードと、の表示モードのCモード画像があるものとする。操作部2は、ユーザーからCモードの入力を受け付けた場合に、さらにその表示モードの入力も受け付けるものとする。なお、Cモード画像の表示モードには、T(分散)モード、dP(方向付パワー)モードなどを含めてもよい。このように、Cモードは、カラードプラーモード(Vモード、V-Tモードなど)、パワードプラーモード(Pモードなど)が含まれる。 The operation unit 2 receives input from the user and outputs commands based on the user's input to the control unit 9 . The operation unit 2 displays an image (B-mode image) in which the amplitude of the reflected ultrasound is represented by brightness (luminance), or displays a color flow mode image (C-mode image) superimposed on the B-mode image. Allow the user to select which of the modes to run. The operation unit 2 also includes a function of accepting a user's designation input of the position of the ROI on which the C-mode image is to be displayed on the B-mode image. Further, as the C-mode image to be displayed, a V-mode for color-displaying the flow velocity and direction of the blood flow by a blood flow velocity V as a blood flow signal indicating the state of the blood flow, and a blood flow signal as the blood flow signal. P mode for color display of blood flow power by power P, and VT mode for color display of blood flow velocity and dispersion by blood flow velocity V and dispersion T as a blood flow signal. Suppose you have an image. It is assumed that when the operation unit 2 receives an input of the C mode from the user, it also receives an input of that display mode. Note that the display mode of the C-mode image may include a T (dispersion) mode, a dP (directed power) mode, and the like. Thus, C mode includes color Doppler mode (V mode, VT mode, etc.) and power Doppler mode (P mode, etc.).

また、操作部2は、表示部11の表示画面上に設けられ、ユーザーのタッチ入力を受け付けるタッチパネルを含むものとしてもよい。 Further, the operation unit 2 may include a touch panel that is provided on the display screen of the display unit 11 and receives touch input from the user.

送信部3は、少なくとも駆動信号を生成し、超音波探触子101に超音波ビームを送信させる送信処理を行う。一例として、送信部3は、振動子101aを有する超音波探触子101から超音波ビームを送信するための駆動信号を生成する送信処理を行い、この駆動信号に基づき超音波探触子101に対して所定のタイミングで発生する高圧の駆動信号を供給することで、超音波探触子101の振動子101aを駆動させる。これにより、超音波探触子101は、駆動信号を超音波へと変換することで、被検体に超音波ビームを照射することができる。 The transmission unit 3 generates at least a drive signal and performs transmission processing for causing the ultrasound probe 101 to transmit an ultrasound beam. As an example, the transmission unit 3 performs transmission processing to generate a drive signal for transmitting an ultrasonic beam from the ultrasonic probe 101 having the transducer 101a, and transmits the signal to the ultrasonic probe 101 based on this drive signal. By supplying a high-voltage drive signal generated at a predetermined timing, the transducer 101a of the ultrasonic probe 101 is driven. Accordingly, the ultrasound probe 101 can irradiate the subject with an ultrasound beam by converting the drive signal into ultrasound.

送信部3は、制御部9の制御に従い、カラードプラ画像表示がオンされている場合には、Bモード画像を表示させるための送信処理に加え、血流画像を表示させるためのCモード用の送信処理が行われる。この際、送信部3は、例えば、Bモード走査とCモード走査と交互に行う。Cモード走査では、超音波ビームを同一方向(同一ライン)にn(nは例えば16など十数回)回(この繰り返し回数はアンサンブル数と称される)繰り返し送信しつつ、超音波ビームをROI設定部6で設定されたROIの全方位方向(全ライン)に対して送信する。また、送信部3は、送信処理時にBモード画像用の送信処理又はCモード画像用の送信処理の付加情報を指定しておき、この付加情報を受信部4に供給する。 Under the control of the control unit 9, when the color Doppler image display is turned on, the transmission unit 3 performs transmission processing for displaying a B-mode image, and also performs C-mode processing for displaying a blood flow image. Transmission processing is performed. At this time, the transmission unit 3 alternately performs B-mode scanning and C-mode scanning, for example. In C-mode scanning, ultrasonic beams are repeatedly transmitted in the same direction (same line) n times (n is 16, for example, 10-odd times) (the number of repetitions is called the number of ensembles), and the ultrasonic beams are transmitted to the ROI. The ROI set by the setting unit 6 is transmitted in all directions (all lines). Further, the transmission unit 3 designates additional information for transmission processing for B-mode images or transmission processing for C-mode images at the time of transmission processing, and supplies this additional information to the reception unit 4 .

受信部4は、制御部9の制御に従い、反射超音波に基づく電気的なRF(Radio Frequency)信号としての受信信号を生成する受信処理を行う。受信部4は、例えば、超音波探触子101で反射超音波を受信し、その反射超音波に基づき変換された受信電気信号に対し、受信電気信号を増幅してA/D変換、整相加算を行うことで受信信号(音線データ)を生成する。 Under the control of the control unit 9, the reception unit 4 performs reception processing to generate a reception signal as an electrical RF (Radio Frequency) signal based on reflected ultrasonic waves. For example, the receiving unit 4 receives the reflected ultrasonic waves with the ultrasonic probe 101, and amplifies the received electric signals converted based on the reflected ultrasonic waves, A/D converts them, and phases them. A reception signal (sound ray data) is generated by performing addition.

受信部4は、送信部3から付加情報を取得し、取得した付加情報がBモード画像用の付加情報であれば受信信号をBモード画像生成部5に供給し、取得した付加情報がCモード画像用の付加情報であれば受信信号をCモード画像生成部7に供給する。以下、Bモード画像生成用の受信信号を「Bモード受信信号」、Cモード画像生成用の受信信号を「Cモード受信信号」と称することとする。 The receiving unit 4 acquires additional information from the transmitting unit 3, and if the acquired additional information is additional information for a B-mode image, supplies a received signal to the B-mode image generating unit 5, and the acquired additional information is C mode. If it is additional information for an image, the received signal is supplied to the C-mode image generator 7 . Hereinafter, the received signal for generating a B-mode image will be referred to as a "B-mode received signal", and the received signal for generating a C-mode image will be referred to as a "C-mode received signal".

なお、本実施の形態においては、生成した画像フレームに係る受信信号を、受信部4が、Bモード画像用かCモード画像用かを選別して各ブロックに供給する構成としたが、これに限定されるものではなく、例えば、生成した画像フレームに係る受信信号を、Bモード画像生成部5及びCモード画像生成部7のそれぞれで選別する構成であってもよい。 In the present embodiment, the reception unit 4 selects whether the received signal associated with the generated image frame is for a B-mode image or for a C-mode image and supplies it to each block. For example, the B-mode image generation unit 5 and the C-mode image generation unit 7 may select received signals related to the generated image frames.

Bモード画像生成部5は、制御部9の制御に従い、受信部4から入力されたBモード受信信号に、包絡線検波、対数圧縮などを実施し、ダイナミックレンジやゲインの調整を行って輝度変換することで、Bモード画像データを生成し、表示処理部8に出力する。 Under the control of the control unit 9, the B-mode image generation unit 5 performs envelope detection, logarithmic compression, etc. on the B-mode reception signal input from the reception unit 4, adjusts the dynamic range and gain, and performs luminance conversion. By doing so, B-mode image data is generated and output to the display processing unit 8 .

ROI設定部6は、制御部9の制御に従い、操作部2を介してユーザーから入力されたROIの指定情報に応じて、送信部3及び表示処理部8にCモード画像の関心領域(ROI)を設定する。 Under the control of the control unit 9, the ROI setting unit 6 sets the region of interest (ROI) of the C-mode image to the transmission unit 3 and the display processing unit 8 according to the ROI designation information input by the user via the operation unit 2. set.

Cモード画像生成部7は、制御部9の制御に従い、受信部4から入力されたCモード受信信号に応じて、Cモード画像データを生成し、表示処理部8に出力する。 The C-mode image generation unit 7 generates C-mode image data according to the C-mode reception signal input from the reception unit 4 under the control of the control unit 9 and outputs the C-mode image data to the display processing unit 8 .

Cモード画像生成部7は、直交検波回路71と、コーナーターン制御部72と、MTIフィルタ73と、相関演算部74と、データ変換部75と、ノイズ除去空間フィルタ76と、フレーム間フィルタ77と、Cモード画像変換部78と、を有する(図3を参照)。 The C-mode image generation unit 7 includes a quadrature detection circuit 71, a corner turn control unit 72, an MTI filter 73, a correlation calculation unit 74, a data conversion unit 75, a noise removal spatial filter 76, and an inter-frame filter 77. , and a C-mode image converter 78 (see FIG. 3).

直交検波回路71は、制御部9の制御に従い、受信部4から入力されたCモード受信信号を直交検波することにより、取得したCモード受信信号と、参照信号との位相差を算出し、(複素)ドプラー信号I,Qを取得する。 The quadrature detection circuit 71 performs quadrature detection on the C-mode reception signal input from the reception unit 4 under the control of the control unit 9, thereby calculating the phase difference between the acquired C-mode reception signal and the reference signal, and ( Acquire the complex) Doppler signals I,Q.

コーナーターン制御部72は、制御部9の制御に従い、直交検波回路71から入力されたドプラー信号I,Qを、同一音響線(ライン)毎に、超音波探触子101から被検体への深さ方向と、超音波の送受信の繰り返し回数n(以下、「繰り返し回数」と略称する)のアンサンブル方向と、に配列してメモリー(図示略)に格納し、深さ毎にドプラー信号I,Qをアンサンブル方向に読み出す。 Under the control of the control unit 9, the corner turn control unit 72 converts the Doppler signals I and Q input from the quadrature detection circuit 71 into depth signals from the ultrasonic probe 101 to the subject for each same acoustic line. and the ensemble direction of the repetition number n of ultrasound transmission and reception (hereinafter abbreviated as "repetition number"), and stored in a memory (not shown), Doppler signals I and Q for each depth are read in the ensemble direction.

受信信号(ドプラー信号I,Q)には、Cモード画像生成に必要な血流の信号成分に加えて、不要な血管壁や組織などの情報(クラッタ成分)も混在している。MTIフィルタ73は、制御部9の制御に従い、コーナーターン制御部72から入力されたドプラー信号I,Qをフィルタリングしてクラッタ成分を除去する。 The received signals (Doppler signals I and Q) contain not only signal components of blood flow necessary for C-mode image generation, but also unnecessary information (clutter components) such as blood vessel walls and tissues. Under the control of the control section 9, the MTI filter 73 filters the Doppler signals I and Q input from the corner turn control section 72 to remove clutter components.

次に、図4~図11を参照して、MTIフィルタ73の内部構成を説明する。尚、本実施形態に係るMTIフィルタ73は、上記した固有ベクトル型MTIフィルタである。 Next, the internal configuration of the MTI filter 73 will be described with reference to FIGS. 4 to 11. FIG. The MTI filter 73 according to the present embodiment is the eigenvector type MTI filter described above.

図4は、本実施形態に係るMTIフィルタ73の内部構成を示す図である。図5は、MTIフィルタ73の入出力の関係を示す図である。図6は、MTIフィルタ73のMTIフィルタ係数の算出方法を示す図である。図7は、1フレームのCモード画像を得るために用いられるアンサンブルデータのデータ構成を示す図である。 FIG. 4 is a diagram showing the internal configuration of the MTI filter 73 according to this embodiment. FIG. 5 is a diagram showing the input/output relationship of the MTI filter 73. As shown in FIG. FIG. 6 is a diagram showing a method of calculating the MTI filter coefficients of the MTI filter 73. As shown in FIG. FIG. 7 is a diagram showing the data configuration of ensemble data used to obtain a C-mode image of one frame.

MTIフィルタ73は、主成分分析実行部731、フィルタ係数算出部732、フィルタリング処理部733、アンサンブルデータ数決定部734、及び、アンサンブルデータ結合部735を有する。尚、主成分分析実行部731及びフィルタ係数算出部732が、本発明の「MTIフィルタ生成部」に相当する。 The MTI filter 73 has a principal component analysis execution unit 731 , a filter coefficient calculation unit 732 , a filtering processing unit 733 , an ensemble data number determination unit 734 and an ensemble data combination unit 735 . The principal component analysis execution unit 731 and filter coefficient calculation unit 732 correspond to the "MTI filter generation unit" of the present invention.

まず、図4~図7を参照して、MTIフィルタ73の基本的処理について、説明する。 First, basic processing of the MTI filter 73 will be described with reference to FIGS. 4 to 7. FIG.

MTIフィルタ73の基本的処理は、主成分分析実行部731、フィルタ係数算出部732、及びフィルタリング処理部733によって実現され、これらの基本的な演算手法自体は、従来技術に係るMTIフィルタの処理と同様である。但し、本実施形態に係るMTIフィルタ73は、アンサンブルデータ結合部735にて、コーナーターン制御部72から出力される1回のCモード走査時に得られるアンサンブルデータSpを、複数回分のCモード走査分だけ結合してアンサンブル数を大きくしたアンサンブルデータとし(図10を参照して後述)、このアンサンブル数を大きくしたアンサンブルデータを用いて、主成分分析実行部731、フィルタ係数算出部732、及びフィルタリング処理部733にて処理を実行させ得るようになっている点に特徴を有する(詳細は後述)。 The basic processing of the MTI filter 73 is realized by a principal component analysis execution unit 731, a filter coefficient calculation unit 732, and a filtering processing unit 733, and these basic calculation methods themselves are similar to the processing of the MTI filter according to the prior art. It is the same. However, in the MTI filter 73 according to the present embodiment, the ensemble data Sp obtained during one C-mode scan output from the corner turn control unit 72 is combined by the ensemble data combining unit 735 for a plurality of C-mode scans. are combined to form ensemble data with a large number of ensembles (described later with reference to FIG. 10). It is characterized in that the process can be executed by the unit 733 (details will be described later).

一般に、カラードプラー法では、超音波送受信を同一方向で複数回行いながら、関心領域内を超音波走査し、これにより受信した時系列の反射波データ群から、血流画像を生成するための血流信号を抽出する。1回の超音波走査の中で、同一方向で行われる超音波送受信により得られる反射波信号(反射波データ)のデータ列は、アンサンブルデータと呼ばれる。又、1回の超音波走査の中で、同一方向で行われる超音波送受信の繰り返し回数が、アンサンブル数と呼ばれる。一般的なカラードプラー法でのアンサンブル数は、5から16程度である。 Generally, in the color Doppler method, ultrasonic waves are scanned in a region of interest while transmitting and receiving ultrasonic waves in the same direction a plurality of times. Extract the flow signal. A data string of reflected wave signals (reflected wave data) obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves in the same direction during one ultrasonic scan is called ensemble data. Also, the number of repetitions of ultrasonic wave transmission/reception performed in the same direction during one ultrasonic scan is called the ensemble number. The number of ensembles in a general color Doppler method is about 5 to 16.

コーナーターン制御部72から出力される繰り返し回数n個(アンサンブル数n)のドプラー信号I,Qを、アンサンブルデータSpとする。このとき、アンサンブルデータSpは、同一位置から得られる時系列のn個の入力データx(0),x(1),…,x(n-1)として表される。x(0),x(1),…,x(n-1)は、生成された経時的な順又はその逆順に並べられているものとする。 The Doppler signals I and Q output from the corner turn control unit 72 for the number of times of repetition n (the number of ensembles n) are assumed to be ensemble data Sp. At this time, the ensemble data Sp is expressed as time-series n pieces of input data x(0), x(1), . . . , x(n-1) obtained from the same position. It is assumed that x(0), x(1), .

コーナーターン制御部72は、かかるアンサンブルデータSpを、アンサンブルデータ結合部735に出力する。ここで、アンサンブルデータ結合部735が後述するデータ結合処理を実施しない場合には、コーナーターン制御部72からMTIフィルタ73に入力されるアンサンブルデータSpは、そのまま、主成分分析実行部731及びフィルタリング処理部733に送出される。 The corner turn control section 72 outputs the ensemble data Sp to the ensemble data combining section 735 . Here, when the ensemble data combining unit 735 does not perform data combining processing, which will be described later, the ensemble data Sp input from the corner turn control unit 72 to the MTI filter 73 is directly processed by the principal component analysis executing unit 731 and filtering processing. It is sent to section 733 .

MTIフィルタ73の入出力は、例えば、次式(1)で表される(図5を参照)。
y=Areg×x …(1)
ただし、y:MTIフィルタから出力されるアンサンブルデータy(0),y(1),…,y(n-1)を示す出力ベクトル、Areg:MTIフィルタ係数(n×nのフィルタマトリクス)、x:入力データx(0),x(1),…,x(n-1)を示す入力ベクトル、である。
The input/output of the MTI filter 73 is represented by the following equation (1), for example (see FIG. 5).
y=A reg ×x (1)
where y: output vector indicating ensemble data y(0), y(1), . x: an input vector representing input data x(0), x(1), . . . , x(n-1).

MTIフィルタ73は、例えば、次式(2)に示すように、MTIフィルタ係数Areg(n×n行列のフィルタマトリクス)で表される(図6を参照)。
reg=b×G×bH …(2)
ただし、b:正規直交基底(n×nマトリクス)、G:ゲイン行列(n×nマトリクス)、bH:bとエルミート転置の正規直交基底(n×nマトリクス)、である。
The MTI filter 73 is represented, for example, by MTI filter coefficients A reg (n×n filter matrix) as shown in the following equation (2) (see FIG. 6).
Areg =b×G× bH (2)
However, b: orthonormal basis (n×n matrix), G: gain matrix (n×n matrix), b H : orthonormal basis of b and Hermitian transpose (n×n matrix).

MTIフィルタ73を算出するための正規直交基底b,bHは、主成分分析によって得られる複数の固有ベクトルからなる。正規直交基底b,bHは、固有値の最も大きな固有ベクトルを0次として、固有値の大きさによって降順に次数が大きくなるように表される。即ち、正規直交基底bでは、列番号が大きくなると次数も大きくなる。正規直交基底bHでは、行番号が大きくなると次数も大きくなる。 The orthonormal bases b, b H for calculating the MTI filter 73 consist of a plurality of eigenvectors obtained by principal component analysis. The orthonormal bases b and b H are expressed such that the eigenvector with the largest eigenvalue is of the 0th order, and the order increases in descending order according to the magnitude of the eigenvalue. That is, in the orthonormal basis b, the degree increases as the column number increases. In the orthonormal basis b H , the order increases as the row number increases.

ゲイン行列Gの対角成分G0,G1,…,Gn-1は、MTIフィルタ73のクラッタ低減率に対応する。この対角成分が0の場合に、低減率が100%に対応し、対角成分が1の場合に、低減率が0%に対応する。対角成分G0,G1,…,Gn-1は、次数に応じて固有値を昇順に並べたものである。対角成分G0,G1,…,Gn-1は、例えば、ランクカット次数に対応する境界の次数で値が0と1とに分けて設定される。MTIフィルタ73のクラッタ低減率が大きいほど、対角成分G0,G1,…,Gn-1に0が多くなる。ただし、対角成分G0,G1,…,Gn-1としては、0、1以外に、0~1の小数点を含む数値をとる構成としてもよい。 The diagonal components G 0 , G 1 , . A diagonal component of 0 corresponds to a reduction rate of 100%, and a diagonal component of 1 corresponds to a reduction rate of 0%. The diagonal components G 0 , G 1 , . The diagonal components G 0 , G 1 , . As the clutter reduction rate of the MTI filter 73 increases, the number of 0s increases in the diagonal components G 0 , G 1 , . . . , G n-1 . However, the diagonal components G 0 , G 1 , .

尚、ゲイン行列G(対角成分G0,G1,…,Gn-1)は、ユーザーにより指定されたランクカット次数や、制御部9の閾値処理によって設定されたランクカット次数に基づいて設定される。 The gain matrix G (diagonal components G 0 , G 1 , . set.

主成分分析実行部731、フィルタ係数算出部732、及びフィルタリング処理部733が、例えば、上記の演算処理を実行する。 The principal component analysis execution unit 731, the filter coefficient calculation unit 732, and the filtering processing unit 733 execute the above arithmetic processing, for example.

主成分分析実行部731は、Cモード走査時に得られた関心領域内における時系列の反射波データ群に対して主成分分析を実行して、正規直交基底b,bHを構成する複数の固有ベクトルを算出する。 A principal component analysis execution unit 731 executes principal component analysis on a group of time-series reflected wave data within the region of interest obtained during C-mode scanning, and calculates a plurality of eigenvectors forming orthonormal bases b and b H . Calculate

具体的には、主成分分析実行部731は、まず、コーナーターン制御部72から、ROI設定部6に設定された関心領域内の各観測点のアンサンブルデータ(以下、「アンサンブルデータ群Sp1」と称する)のデータを取得して、アンサンブルデータ群Sp1に係る行列C(以下の式(3)を参照)と、行列Cのエルミート転置の行列CHを生成する。アンサンブルデータ群Sp1には、関心領域内の各観測点に係る入力データx0,x1,…,xMがアンサンブル数分(即ち、繰り返し回数n個分)含まれ、行列Cは、n×Mの行列となる(図7を参照)。尚、アンサンブルデータ群Sp1は、繰り返し回数n回のうちのk回目の各観測点のアンサンブルデータがF1(k-1)として、フレーム単位で纏められている。

Figure 2023084300000002
Specifically, the principal component analysis execution unit 731 first receives ensemble data (hereinafter referred to as “ensemble data group Sp1”) of each observation point within the region of interest set in the ROI setting unit 6 from the corner turn control unit 72. ) are acquired, and a matrix C (see equation (3) below) related to the ensemble data group Sp1 and a matrix C H of Hermitian transpose of the matrix C are generated. The ensemble data group Sp1 includes input data x 0 , x 1 , . A matrix of M (see FIG. 7). In the ensemble data group Sp1, the ensemble data of each observation point at the k-th observation point out of n repetitions is grouped in units of frames as F1(k−1).
Figure 2023084300000002

尚、主成分分析実行部731が参照するアンサンブルデータ群Sp1は、アンサンブルデータ結合部735がデータ結合処理を行わない場合には、1回のCモード走査で得られたアンサンブルデータ群であるが、アンサンブルデータ結合部735がデータ結合処理を行う場合には、時間的に連続する複数回のCモード走査で得られたアンサンブルデータ群を、時間方向に結合してアンサンブル数を大きくしたアンサンブルデータ群となる(図10を参照して後述)。 Note that the ensemble data group Sp1 referred to by the principal component analysis execution unit 731 is an ensemble data group obtained by one C-mode scan when the ensemble data combination unit 735 does not perform data combination processing. When the ensemble data combining unit 735 performs data combining processing, an ensemble data group obtained by a plurality of temporally continuous C-mode scans is combined in the time direction to form an ensemble data group with an increased number of ensembles. (described later with reference to FIG. 10).

次に、主成分分析実行部731は、行列C,CHから共分散行列Rを式(4)により算出する。
R=C×CH …(4)
Next, the principal component analysis execution unit 731 calculates a covariance matrix R from the matrices C and C H using Equation (4).
R=C×C H (4)

そして、主成分分析実行部731は、共分散行列Rに係る固有値問題(即ち、Rb=λb)を解くことにより、固有値及び固有ベクトル(即ち、正規直交基底b,bH)を算出する。このとき、主成分分析実行部731は、典型的には、固有値及び固有ベクトルを、アンサンブル数に対応するn次数分算出する。そして、主成分分析実行部731は、算出した固有値及び固有ベクトルを、MTIフィルタ係数算出部732に送出する。 Then, the principal component analysis execution unit 731 solves an eigenvalue problem (ie, Rb=λb) related to the covariance matrix R to calculate eigenvalues and eigenvectors (ie, orthonormal bases b, b H ). At this time, the principal component analysis execution unit 731 typically calculates eigenvalues and eigenvectors for n orders corresponding to the number of ensembles. The principal component analysis execution unit 731 then sends the calculated eigenvalues and eigenvectors to the MTI filter coefficient calculation unit 732 .

この際、主成分分析実行部731は、算出した複数の固有ベクトルについて、固有値の最も大きな固有ベクトルを0次として、固有値の大きさによって降順に次数が大きくなるように固有ベクトルの次数を設定する。通常、クラッタ信号の方が血流信号よりも信号強度(即ち、固有値)が大きいため、低次数側の固有ベクトルが、クラッタ信号に係る固有ベクトルとなり、高次数側の固有ベクトルが、血流成分に係る固有ベクトルとなるように、固有ベクトルに次数が割り当てられる。 At this time, the principal component analysis execution unit 731 sets the order of the calculated eigenvectors so that the eigenvector with the largest eigenvalue is the 0th order and the order increases in descending order according to the magnitude of the eigenvalue. Since the clutter signal usually has a higher signal strength (that is, eigenvalue) than the blood flow signal, the low-order eigenvector is the eigenvector related to the clutter signal, and the high-order eigenvector is the eigenvector related to the blood flow component. Orders are assigned to the eigenvectors such that

MTIフィルタ係数算出部732は、例えば、所定のゲイン行列Gと、主成分分析実行部731から入力される固有ベクトルとから、式(2)により、MTIフィルタ73のフィルタ係数(即ち、MTIフィルタ係数AReg)を算出する。 The MTI filter coefficient calculator 732 calculates the filter coefficients of the MTI filter 73 (that is, the MTI filter coefficient A Reg ) is calculated.

尚、MTIフィルタ係数算出部732が参照するゲイン行列Gは、上記したように、例えば、ユーザーにより指定されたランクカット次数や、固有値を基準とした閾値処理によって算出されたランクカット次数に基づいて、設定される。但し、クラッタ信号と血流信号との両方を含む周波数成分を表す固有ベクトルが存在することを考慮して、ゲイン行列Gは、各次数の固有ベクトルの低減率(即ち、各対角成分G0,G1,…,Gn-1)が、0以上で且つ1以下の値(但し、小数点を含む)で表されたものであってもよい。 Note that the gain matrix G referred to by the MTI filter coefficient calculation unit 732 is based on, for example, the rank-cut order specified by the user or the rank-cut order calculated by threshold processing based on the eigenvalue, as described above. , is set. However, considering that there are eigenvectors representing frequency components including both clutter signals and blood flow signals, the gain matrix G is defined by the reduction rate of the eigenvectors of each order (that is, each diagonal component G 0 , G 1 , .

MTIフィルタリング処理部733は、例えば、自身に入力されたアンサンブルデータxに対して、自身に入力されたMTIフィルタ73のフィルタ係数(即ち、MTIフィルタ係数AReg)を適用して、式(1)により、クラッタ信号除去後のアンサンブルデータy(即ち、クラッタ信号除去後の血流成分に係るドプラー信号I,Q)を算出する。そして、MTIフィルタリング処理部733は、算出したアンサンブルデータyを、相関演算部74に出力する。 For example, the MTI filtering processing unit 733 applies the input filter coefficient of the MTI filter 73 (that is, the MTI filter coefficient A Reg ) to the input ensemble data x to obtain the formula (1) Then, ensemble data y after clutter signal removal (that is, Doppler signals I and Q related to blood flow components after clutter signal removal) is calculated. Then, the MTI filtering processor 733 outputs the calculated ensemble data y to the correlation calculator 74 .

尚、ここで、MTIフィルタリング処理部733が参照するアンサンブルデータxは、アンサンブルデータ結合部735が後述するデータ結合処理を行わない場合には、1回のCモード走査で得られたアンサンブルデータであるが、アンサンブルデータ結合部735が後述するデータ結合処理を行う場合には、時間的に連続する複数回のCモード走査で得られたアンサンブルデータを、時間方向に結合してアンサンブル数を大きくしたアンサンブルデータとなる(図10を参照して後述)。 Here, the ensemble data x referred to by the MTI filtering processing unit 733 is the ensemble data obtained by one C-mode scanning when the ensemble data combining unit 735 does not perform the data combining processing described later. However, when the ensemble data combining unit 735 performs a data combining process to be described later, the ensemble data obtained by a plurality of temporally continuous C-mode scans are combined in the time direction to create an ensemble with an increased number of ensembles. data (described later with reference to FIG. 10).

次に、図8~図16を参照して、アンサンブル数決定部734及びアンサンブルデータ結合部735の構成と共に、アンサンブルデータ結合部735がデータ結合処理を実施する場合のMTIフィルタ73の動作態様について、説明する。 Next, with reference to FIGS. 8 to 16, the configuration of the ensemble number determining unit 734 and the ensemble data combining unit 735, and the operation mode of the MTI filter 73 when the ensemble data combining unit 735 performs the data combining process, explain.

図8は、超音波診断装置1における基本的なカラードプラ画像の生成処理について、説明する図である。尚、図8では、時間軸方向のバーの長さが、1回のBモード走査又は1回のCモード走査に要する時間を表している。 FIG. 8 is a diagram for explaining basic color Doppler image generation processing in the ultrasonic diagnostic apparatus 1 . In FIG. 8, the length of the bar in the direction of the time axis represents the time required for one B-mode scan or one C-mode scan.

図9は、アンサンブルデータ結合部735におけるデータ結合処理について、説明する図である。図10は、図9のデータ結合処理を模式的に示す図である。尚、図10中の「B」記号を付した扇マークは、1回のBモード走査)を表し、「C」記号を付した扇マークは、1回のCモード走査を表している。又、CF(t)は、ある1回のCモード走査が行われた際に得られる血流画像を表し、CF(t+1)は、次の1回のCモード走査が行われた際に得られる血流画像を表す。 FIG. 9 is a diagram for explaining data combining processing in the ensemble data combining unit 735. As shown in FIG. FIG. 10 is a diagram schematically showing the data combining process of FIG. 9. FIG. In FIG. 10, the fan mark with a "B" symbol represents one B-mode scan, and the fan mark with a "C" symbol represents one C-mode scan. Also, CF(t) represents a blood flow image obtained when a certain C-mode scan is performed, and CF(t+1) is obtained when the next C-mode scan is performed. represents a blood flow image.

図11は、超音波診断装置1の動作の概要を示す図である。尚、図11の動作を実行する際の具体的なフローチャートについては、図14を参照して後述する。 FIG. 11 is a diagram showing an overview of the operation of the ultrasonic diagnostic apparatus 1. As shown in FIG. A specific flowchart for executing the operation of FIG. 11 will be described later with reference to FIG.

超音波診断装置1は、制御部9の制御のもと、超音波探触子101に対して、Bモード走査(Bモードに係る超音波走査)とCモード走査(Cモードに係る超音波走査)とを交互に実行させ、Bモード走査で得られたBモード画像に、Cモード走査で得られた血流画像を重畳させることで、カラードプラ画像を生成する。 Under the control of the control unit 9, the ultrasonic diagnostic apparatus 1 causes the ultrasonic probe 101 to perform B-mode scanning (ultrasonic scanning according to B mode) and C mode scanning (ultrasonic scanning according to C mode). ) are alternately executed, and a color Doppler image is generated by superimposing a blood flow image obtained by C-mode scanning on a B-mode image obtained by B-mode scanning.

この際、超音波診断装置1は、通常動作(即ち、アンサンブルデータ結合部735によるデータ結合処理を実施しない場合の動作)においては、1回のBモード走査で得られた反射波データ群からBモード画像を生成し、1回のCモード走査で得られた反射波データ群から血流画像を生成し、これらを重畳させることで、1枚のカラードプラ画像を生成する。尚、1回の超音波走査(Bモード走査、Cモード走査)とは、走査方向に沿って超音波探触子101の一端側の振動子101aから他端側の振動子101aまで順番に駆動させる走査を意味し、1回の超音波走査により1フレーム分の反射波データを取得することを指す。 At this time, in the normal operation (that is, the operation when the data combining processing by the ensemble data combining unit 735 is not performed), the ultrasonic diagnostic apparatus 1 converts the reflected wave data group obtained by one B-mode scan to the B A mode image is generated, a blood flow image is generated from a group of reflected wave data obtained by one C-mode scan, and these are superimposed to generate a single color Doppler image. Note that one ultrasonic scan (B mode scan, C mode scan) means that the transducer 101a on one end side of the ultrasonic probe 101 and the transducer 101a on the other end side are sequentially driven along the scanning direction. It refers to acquisition of reflected wave data for one frame by one ultrasonic scan.

超音波診断装置1におけるカラードプラ画像のフレームレートは、図8に示すように、1回のBモード走査を実行するために要する超音波の送受信時間と、1回のCモード走査を実行するために要する超音波の送受信時間とを合計した時間により定まる。尚、1回のBモード走査にかかる超音波の送受信時間は、典型的には、Bモード走査における送受信線の密度及び送受信波の表示深度(被検体中における測定対象の深度を意味する。以下同じ)により定まる。又、1回のCモード走査にかかる超音波の送受信時間は、典型的には、Cモード走査における送受信線の密度、送受信波の表示深度、関心領域のサイズ、観測対象の流速レンジ、及びアンサンブル数により定まる。 As shown in FIG. 8, the frame rate of the color Doppler image in the ultrasonic diagnostic apparatus 1 is the transmission/reception time of ultrasonic waves required for executing one B-mode scan and the time required for executing one C-mode scan. It is determined by the sum of the ultrasonic wave transmission/reception time required for The ultrasonic transmission/reception time required for one B-mode scan typically means the density of the transmission/reception line and the display depth of the transmission/reception wave in the B-mode scan (meaning the depth of the object to be measured in the subject). the same). In addition, the transmission and reception time of ultrasonic waves for one C-mode scan is typically the density of transmission and reception lines in C-mode scanning, the display depth of transmission and reception waves, the size of the region of interest, the flow velocity range of the observation target, and the ensemble Determined by number.

尚、送受信線の密度、及び、関心領域のサイズは、1回の超音波走査で実行する超音波の送受信の回数を規定するため、1回の超音波走査にかかる超音波の送受信時間に影響を与える。又、送受信線の表示深度、及び、観測対象の流速レンジは、超音波のパルス繰り返し周波数を規定するため、1回の超音波走査にかかる超音波の送受信時間に影響を与える。又、アンサンブル数は、上記したように、Cモード走査時に同一方向に対する超音波の送受信の回数を規定するため、1回の超音波走査にかかる超音波の送受信時間に影響を与える。 In addition, since the density of the transmission/reception line and the size of the region of interest define the number of times of transmission/reception of ultrasonic waves to be executed in one ultrasonic scan, the ultrasonic transmission/reception time required for one ultrasonic scan is affected. give. In addition, since the display depth of the transmission/reception line and the flow velocity range of the observation object define the pulse repetition frequency of the ultrasonic waves, they affect the transmission/reception time of the ultrasonic waves required for one ultrasonic scan. Further, as described above, the number of ensembles determines the number of transmission/reception times of ultrasonic waves in the same direction during C-mode scanning, and thus affects the transmission/reception time of ultrasonic waves for one ultrasonic scanning.

このように、一般に、超音波診断装置1においては、ユーザーが、Bモード走査における送受信線の密度又は送受信波の表示深度や、Cモード走査における送受信線の密度、送受信波の表示深度、関心領域のサイズ、又は観測対象の流速レンジ等を変更した場合、これにより、カラードプラ画像のフレームレートが変化することになる(図9を参照)。尚、この際、ユーザーは、特定の観察対象をより鮮明に撮影しようとして、これらの超音波の送受信条件を変更するため、通常、ユーザーが超音波の送受信条件を指定することで、カラードプラ画像のフレームレートが低下する場合がある。 As described above, in general, in the ultrasonic diagnostic apparatus 1, the user can set the density of transmission/reception lines or the display depth of transmission/reception waves in B-mode scanning, the density of transmission/reception lines, the display depth of transmission/reception waves, and the region of interest in C-mode scanning. , or the flow velocity range of the observation target, the frame rate of the color Doppler image changes accordingly (see FIG. 9). In this case, the user changes the transmission/reception conditions of these ultrasonic waves in order to photograph a specific observation target more clearly. frame rate may drop.

本実施形態に係る超音波診断装置1では、かかる課題を解決するため、Cモード走査時のアンサンブル数を自動調整することで目標フレームレートを確保し、その上で、MTIフィルタ73におけるフィルタ性能を確保するため(即ち、アンサンブル数の圧縮に伴う血流画像の画質劣化を抑制するため)、アンサンブルデータの結合処理を施す。かかる処理を行うのが、アンサンブル数決定部734、及び、アンサンブルデータ結合部735である。 In the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the present embodiment, in order to solve this problem, the target frame rate is secured by automatically adjusting the number of ensembles during C-mode scanning, and then the filter performance of the MTI filter 73 is improved. In order to ensure this (that is, to suppress image quality deterioration of blood flow images due to compression of the number of ensembles), ensemble data is combined. The ensemble number determining unit 734 and the ensemble data combining unit 735 perform such processing.

図9、図10では、一例として、ユーザーによる超音波の送受信条件の変更操作に伴って、アンサンブル数決定部734が1回のCモード走査で取得するアンサンブル数を15個から5個に設定変更し、且つ、アンサンブルデータ結合部735が時間的に連続する3回分のCモード走査のアンサンブルデータを時間方向に結合し、かかる結合されたアンサンブルデータを、1フレーム分の血流画像を得るために用いるアンサンブルデータとする態様を示している。 In FIGS. 9 and 10, as an example, the number of ensembles acquired by the ensemble number determining unit 734 in one C-mode scan is changed from 15 to 5 in accordance with the user's operation to change the transmission/reception conditions of ultrasonic waves. Then, the ensemble data combining unit 735 combines the ensemble data of the three C-mode scans that are temporally continuous in the time direction, and the combined ensemble data is used to obtain a blood flow image for one frame. It shows a mode of ensemble data to be used.

より詳細には、アンサンブル数決定部734は、ユーザーにより指定されたBモード走査及びCモード走査における超音波の送受信条件に基づいて、1回のCモード走査で取得するアンサンブル数を、目標フレームレートを実現するために適したアンサンブル数に決定する。 More specifically, the ensemble number determination unit 734 determines the number of ensembles to be acquired in one C-mode scan based on the ultrasonic transmission/reception conditions in the B-mode scan and C-mode scan specified by the user, at the target frame rate. Determine the number of ensembles suitable for realizing

上記したように、1回のCモード走査で取得するアンサンブル数は、1回のCモード走査にかかる超音波の送受信時間に影響を与えるため、1回のCモード走査で取得するアンサンブル数を減少させることによって、カラードプラ画像のフレームレートを上昇させることが可能である。即ち、アンサンブル数決定部734は、1回のCモード走査で取得するアンサンブル数を調整することによって、1回のBモード走査を実行するために要する第1送受信時間と、1回のCモード走査を実行するために要する第2送受信時間との合計により定まるカラードプラ画像のフレームレートが、目標フレームレートに近づくようにする。 As described above, the number of ensembles acquired in one C-mode scan affects the transmission and reception time of ultrasonic waves for one C-mode scan, so the number of ensembles acquired in one C-mode scan is reduced. By increasing the frame rate of the color Doppler image, it is possible to increase the frame rate. That is, the ensemble number determination unit 734 adjusts the number of ensembles acquired in one C-mode scan, thereby reducing the first transmission/reception time required for performing one B-mode scan and the one C-mode scan. The frame rate of the color Doppler image, which is determined by the sum of the second transmission/reception time required for executing the above, approaches the target frame rate.

超音波診断装置1においては、ユーザーは、操作部2を用いた入力操作を用いて、Bモード走査における超音波の送受信条件、及び、Cモード走査における超音波の送受信条件を指定可能となっている。ここで、Bモード走査における超音波の送受信条件とは、例えば、送受信線の密度及び送受信波の表示深度である。又、Cモード走査における超音波の送受信条件とは、典型的には、送受信線の密度、送受信波の表示深度、関心領域のサイズ、観測対象の流速レンジ、及びアンサンブル数である。尚、Cモード走査におけるアンサンブル数については、アンサンブル数決定部734が自動的に設定変更するためのパラメータとして、ユーザーは指定不可となっている。 In the ultrasonic diagnostic apparatus 1, the user can specify the transmission/reception conditions for ultrasonic waves in B-mode scanning and the transmission/reception conditions for ultrasonic waves in C-mode scanning by performing an input operation using the operation unit 2. there is Here, the ultrasonic transmission/reception conditions in B-mode scanning are, for example, the density of transmission/reception lines and the display depth of transmission/reception waves. Further, the ultrasound transmission/reception conditions in C-mode scanning are typically the density of transmission/reception lines, the display depth of transmission/reception waves, the size of the region of interest, the flow velocity range of the observation target, and the number of ensembles. Note that the number of ensembles in C-mode scanning cannot be specified by the user as a parameter for the ensemble number determination unit 734 to automatically change the settings.

アンサンブル数決定部734は、例えば、予め、実験やシミュレーションにより得られたBモード用データテーブル(図示せず)を用いて、Bモード走査における超音波の送受信条件から、1回のBモード走査を実行するために要する第1送受信時間を推定する。又、アンサンブル数決定部734は、例えば、予め、実験やシミュレーションにより得られたCモード用データテーブル(図示せず)を用いて、Cモード走査における超音波の送受信条件から、1回のCモード走査を実行するために要する第2送受信時間を推定する。そして、アンサンブル数決定部734は、例えば、第1送受信時間と第2送受信時間とを加算し、その逆数をカラードプラ画像のフレームレートとして算出する。 The ensemble number determining unit 734 uses, for example, a B-mode data table (not shown) obtained in advance by experiments or simulations to perform one B-mode scan based on the transmission/reception conditions of ultrasonic waves in the B-mode scan. Estimate the first transmit/receive time required to execute. Further, the ensemble number determining unit 734 uses, for example, a C-mode data table (not shown) obtained in advance by experiments or simulations, from the transmission/reception conditions of ultrasonic waves in C-mode scanning, one C-mode Estimate a second transmit/receive time required to perform the scan. Then, the ensemble number determining unit 734 adds, for example, the first transmission/reception time and the second transmission/reception time, and calculates the reciprocal thereof as the frame rate of the color Doppler image.

尚、本実施形態においては、1フレーム分の血流画像を得るためには、複数回分のCモード走査のアンサンブルデータが必要となる。この際、アンサンブルデータ結合部735は、図10に示すように、あるタイミングで行ったCモード走査で得られたアンサンブルデータを、次のタイミングの血流画像を得るためのアンサンブルデータとしても重複して利用する。そのため、カラードプラ画像のフレームレートは、1回のBモード走査を実行するために要する第1送受信時間と1回のCモード走査を実行するために要する第2送受信時間との合計により規定される。 In this embodiment, in order to obtain one frame of blood flow image, ensemble data of a plurality of C-mode scans are required. At this time, as shown in FIG. 10, the ensemble data combining unit 735 duplicates the ensemble data obtained by the C-mode scanning performed at a certain timing as the ensemble data for obtaining the blood flow image at the next timing. to use. Therefore, the frame rate of a color Doppler image is defined by the sum of the first transmission/reception time required to perform one B-mode scan and the second transmission/reception time required to perform one C-mode scan. .

この際、アンサンブル数決定部734が参照する目標フレームレートは、ユーザーにより指定された値であってもよいし、予め設定された適宜な値であってもよい。又、かかる目標フレームレートは、ユーザーが、超音波の送受信条件の設定変更を行う前に設定されていたフレームレートであってもよい。 At this time, the target frame rate referred to by the ensemble number determination unit 734 may be a value specified by the user, or may be a preset appropriate value. Also, the target frame rate may be the frame rate that was set before the user changed the setting of the transmission/reception conditions of ultrasonic waves.

尚、図12は、ユーザーが目標フレームレートを設定するためのユーザーインターフェイスの表示画面の一例を示す図である。図12Aは、「目標フレームレート」のユーザー設定の「ON」(即ち、設定する)と「OFF」(即ち、設定しない)とを切り替えるアイコンR1の一例を示している。又、図12Bは、ユーザーが、「目標フレームレート」を設定するためのアイコンR2の一例を示している。尚、図12BのアイコンR2では、ユーザーが「+」記号又は「-」記号を押下することで、「目標フレームレート」を、所望の値に設定することが可能となっている。 Note that FIG. 12 is a diagram showing an example of a display screen of a user interface for the user to set the target frame rate. FIG. 12A shows an example of an icon R1 for switching between "ON" (that is, set) and "OFF" (that is, not set) for user setting of "target frame rate". Also, FIG. 12B shows an example of an icon R2 for the user to set the "target frame rate". Note that the user can set the "target frame rate" to a desired value by pressing the "+" sign or "-" sign on the icon R2 in FIG. 12B.

アンサンブル数決定部734は、例えば、図11に示すように、ユーザーにより、Bモード走査又はCモード走査の超音波の送受信条件が変更された場合に、アンサンブル数の更新を行う。この際、アンサンブル数決定部734は、例えば、超音波の送受信条件変更前の目標フレームレートが維持されるように、装置仕様上で設定変更可能なアンサンブル数のうちで、1回のBモード走査を実行するために要する第1送受信時間と、1回のCモード走査を実行するために要する第2送受信時間との合計により定まるカラードプラ画像の推定フレームレートが、目標フレームレートに最も近くなるアンサンブル数に調整する。但し、その決定方法は、種々に変更可能であり、例えば、カラードプラ画像のフレームレートが、目標フレームレートよりも大きくなる条件下で、アンサンブル数を調整してもよい。 For example, as shown in FIG. 11, the ensemble number determination unit 734 updates the number of ensembles when the user changes the transmission/reception conditions of ultrasound for B-mode scanning or C-mode scanning. At this time, the ensemble number determination unit 734 selects one B-mode scan among the number of ensembles that can be set and changed according to the device specifications so that, for example, the target frame rate before changing the ultrasonic transmission/reception conditions is maintained. The estimated frame rate of the color Doppler image determined by the sum of the first transmission/reception time required to perform the and the second transmission/reception time required to perform one C-mode scan is the ensemble closest to the target frame rate Adjust to numbers. However, the determination method can be changed in various ways. For example, the number of ensembles may be adjusted under the condition that the frame rate of color Doppler images is higher than the target frame rate.

このように、アンサンブル数決定部734の処理によって、ユーザーにより指定されたBモード走査及びCモード走査における超音波の送受信条件に基づいて、1回のCモード走査で取得するアンサンブル数が、自動的に、目標フレームレートを実現するために適したアンサンブル数に決定されることになる。 In this way, by the processing of the ensemble number determining unit 734, the number of ensembles acquired in one C-mode scan is automatically determined based on the ultrasonic wave transmission/reception conditions in the B-mode scan and C-mode scan specified by the user. Finally, the number of ensembles suitable for achieving the target frame rate is determined.

但し、1回のCモード走査で取得するアンサンブル数を減少させることは、MTIフィルタ73におけるフィルタ性能の低下を招き、血流画像の画質劣化を引き起こす。 However, reducing the number of ensembles acquired in one C-mode scan causes deterioration in the filter performance of the MTI filter 73, resulting in image quality deterioration of the blood flow image.

図13は、1回のCモード走査で取得するアンサンブル数と、MTIフィルタ73におけるフィルタ性能(MTIフィルタ73で得られる固有ベクトル)との関係を示す図である。 FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the number of ensembles acquired in one C-mode scan and the filter performance of the MTI filter 73 (eigenvectors obtained by the MTI filter 73).

固有ベクトル型のMTIフィルタ73において、各固有ベクトル(即ち、各次数の固有ベクトル)は、主成分分析で得られた固有空間上において表現された時空間ベクトルであり、時間方向の特徴的な周波数変化を表す複数の周波数成分の合成ベクトルとなっている。かかるMTIフィルタ73において、固有ベクトルは、図6を参照して説明したように、Cモード走査時に得られた時系列の反射波データ群に対して主成分分析を実行することで算出されるものであり、MTIフィルタ73で表現できる固有ベクトルの個数は、典型的には、1回のCモード走査で取得するアンサンブル数の個数となる。 In the eigenvector type MTI filter 73, each eigenvector (that is, each order eigenvector) is a spatio-temporal vector expressed on the eigenspace obtained by the principal component analysis, and represents a characteristic frequency change in the time direction. It is a composite vector of multiple frequency components. In the MTI filter 73, the eigenvectors are calculated by executing principal component analysis on the time-series reflected wave data group obtained during C-mode scanning, as described with reference to FIG. Yes, and the number of eigenvectors that can be expressed by the MTI filter 73 is typically the number of ensembles acquired in one C-mode scan.

従って、図13に示すように、1回のCモード走査で取得するアンサンブル数がT個の場合には、MTIフィルタ73で表現できる固有ベクトルの個数は、T個となる。この際、MTIフィルタ73で表現できる固有ベクトルの個数が少ないほど、一つの固有ベクトルには、クラッタ成分(即ち、クラッタ成分の周波数帯域)と血流成分(即ち、血流成分の周波数帯域)が混在した状態となる。そのため、かかるMTIフィルタ73では、クラッタ成分と血流成分とを完全に分離することが難しくなる。 Therefore, as shown in FIG. 13, when the number of ensembles acquired in one C-mode scan is T, the number of eigenvectors that can be expressed by the MTI filter 73 is T. At this time, the smaller the number of eigenvectors that can be represented by the MTI filter 73, the more the clutter component (ie, the frequency band of the clutter component) and the blood flow component (ie, the frequency band of the blood flow component) are mixed in one eigenvector. state. Therefore, with such an MTI filter 73, it becomes difficult to completely separate the clutter component and the blood flow component.

アンサンブルデータ結合部735は、かかる観点から、MTIフィルタ73にて所定のフィルタ性能を実現するために必要なアンサンブル数を確保するべく、複数回のCモード走査で得られる時間的に連続するアンサンブルデータを時間方向に結合してアンサンブル数を大きくした時系列の反射波データ群を生成する。つまり、アンサンブルデータ結合部735は、Bモード走査を挟んで、複数回のCモード走査で得られる時間的に連続するアンサンブルデータを結合することで、アンサンブル数を大きくした時系列の反射波データ群を得る(図10を参照)。 From this point of view, the ensemble data combining unit 735 combines temporally continuous ensemble data obtained by multiple C-mode scans in order to secure the number of ensembles necessary for realizing a predetermined filter performance in the MTI filter 73. are combined in the time direction to generate a time-series reflected wave data group in which the number of ensembles is increased. In other words, the ensemble data combining unit 735 combines temporally continuous ensemble data obtained by a plurality of C-mode scans with B-mode scans interposed therebetween, thereby increasing the number of ensembles in a time-series reflected wave data group. (see FIG. 10).

具体的には、アンサンブルデータ結合部735は、コーナーターン制御部72から、ROI設定部6に設定された関心領域内の各観測点のアンサンブルデータ(図7に示したアンサンブルデータ群Sp1)を順次取得する。アンサンブルデータ結合部735は、コーナーターン制御部72から取得した数時刻分(即ち、Cモード走査数回分)のアンサンブルデータ群Sp1を一時的に保持するように構成され、自身が決定したデータ結合数に対応する過去分のアンサンブルデータ群Sp1を、現在時刻で得られたアンサンブルデータ群Sp1に対して結合する。アンサンブルデータ結合部735は、このようにしてアンサンブル数を大きくしたアンサンブルデータ群Sp1を、主成分分析実行部731及びフィルタリング処理部733に対して送出する。そして、アンサンブルデータ結合部735は、コーナーターン制御部72から、新たなアンサンブルデータ群Sp1を取得する度に、毎回、かかるデータ結合処理を実行する。 Specifically, the ensemble data combining unit 735 sequentially transfers the ensemble data (ensemble data group Sp1 shown in FIG. 7) of each observation point within the region of interest set in the ROI setting unit 6 from the corner turn control unit 72. get. The ensemble data combining unit 735 is configured to temporarily hold the ensemble data group Sp1 for several times (that is, for several times of C mode scanning) acquired from the corner turn control unit 72, and the data combining number determined by itself. is combined with the ensemble data group Sp1 obtained at the current time. The ensemble data combining unit 735 sends the ensemble data group Sp1 with the increased number of ensembles in this manner to the principal component analysis execution unit 731 and the filtering processing unit 733 . Each time the ensemble data combining unit 735 acquires a new ensemble data group Sp1 from the corner turn control unit 72, the ensemble data combining unit 735 executes such data combining processing.

このように、時系列の反射波データ群のアンサンブル数を大きくすることによって、MTIフィルタ73で表現できる固有ベクトルの個数も大きくなる。図9、図10の例では、3回分のCモード走査のアンサンブルデータを結合することで、MTIフィルタ73で表現できる固有ベクトルの個数を、1回のCモード走査で取得するアンサンブル数「5個」から、「15個」に拡張することが可能となる。 Thus, by increasing the number of ensembles of the time-series reflected wave data group, the number of eigenvectors that can be represented by the MTI filter 73 also increases. In the examples of FIGS. 9 and 10, by combining the ensemble data of three C-mode scans, the number of eigenvectors that can be represented by the MTI filter 73 is determined by the number of ensembles acquired in one C-mode scan of "5". can be expanded to "15".

ここで、アンサンブルデータ結合部735は、アンサンブル数決定部734で決定されたCモード走査で取得するアンサンブル数、及び、予め設定されたMTIフィルタ73にて所定のフィルタ性能を実現するために必要なアンサンブル数を基準として、アンサンブルデータの結合数を決定する。 Here, the ensemble data combination unit 735 determines the number of ensembles acquired by the C-mode scanning determined by the ensemble number determination unit 734, and the preset MTI filter 73 necessary for realizing a predetermined filter performance. Based on the number of ensembles, the number of ensemble data connections is determined.

この際、アンサンブルデータ結合部735は、例えば、複数回のCモード走査で得られる時間的に連続するアンサンブルデータを結合することで合算されるアンサンブル数が、予め設定されたMTIフィルタ73にて所定のフィルタ性能を実現するために必要なアンサンブル数以上となるように、アンサンブルデータの結合数を決定する。但し、アンサンブルデータの結合数を過度に大きくすると、時々刻々と変化する血流の動きの影響により、血流成分を正確に抽出することが困難となるため、アンサンブルデータの結合数は、複数回のCモード走査で得られる時間的に連続するアンサンブルデータを結合することで合算されるアンサンブル数が、MTIフィルタ73にて所定のフィルタ性能を実現するために必要なアンサンブル数付近となる必要最小限とするのが好ましい。 At this time, the ensemble data combining unit 735, for example, combines temporally continuous ensemble data obtained by a plurality of C-mode scans so that the total number of ensembles is determined by the preset MTI filter 73. The number of ensemble data connections is determined so that the number of ensemble data is greater than or equal to the number of ensembles required to achieve the filter performance of . However, if the number of combinations of ensemble data is excessively large, it becomes difficult to accurately extract the blood flow component due to the influence of the movement of blood flow that changes from moment to moment. The necessary minimum number of ensembles to be summed by combining temporally continuous ensemble data obtained by C-mode scanning is close to the number of ensembles necessary for realizing a predetermined filter performance in the MTI filter 73. is preferable.

図9、図10の例では、予めMTIフィルタ73にて所定のフィルタ性能を実現するために必要なアンサンブル数が「15個」に設定されている態様を示しており、ここでは、アンサンブル数決定部734が目標フレームレートとの関係から1回のCモード走査で取得するアンサンブル数を「5個」に決定したため、アンサンブルデータ結合部735は、Cモード走査のアンサンブルデータの結合数を「3回分」と決定している。 The examples of FIGS. 9 and 10 show a mode in which the number of ensembles necessary for realizing a predetermined filter performance in the MTI filter 73 is set to "15" in advance. Since the unit 734 has determined the number of ensembles to be acquired in one C-mode scan to be “5” from the relationship with the target frame rate, the ensemble data combining unit 735 sets the number of ensemble data to be combined for the C-mode scan to “3 times. ” has been decided.

尚、MTIフィルタ73にて所定のフィルタ性能を実現するために必要なアンサンブル数は、例えば、8個以上であるのが好ましい。但し、MTIフィルタ73にて所定のフィルタ性能を実現するために必要なアンサンブル数は、ユーザーが任意に設定し得るようにしてもよい。 It is preferable that the number of ensembles necessary for realizing a predetermined filter performance in the MTI filter 73 is, for example, 8 or more. However, the user may arbitrarily set the number of ensembles necessary for realizing a predetermined filter performance in the MTI filter 73 .

本実施形態に係るMTIフィルタ73では、上記した主成分分析実行部731、フィルタ係数算出部732、及び、フィルタリング処理部733は、このようにアンサンブルデータ結合部735により結合された時系列の反射波データ群を用いて、それぞれの演算処理を行う。これによって、ユーザーによりカラードプラ画像を生成する際の超音波の送受信条件の変更が行われた際に、フレームレートの低下を引き起こすことなく、高画質なカラードプラ画像をリアルタイムに生成することが可能となる。 In the MTI filter 73 according to the present embodiment, the principal component analysis execution unit 731, the filter coefficient calculation unit 732, and the filtering processing unit 733 described above combine time-series reflected waves combined by the ensemble data combining unit 735. Each arithmetic processing is performed using the data group. This makes it possible to generate high-quality color Doppler images in real time without lowering the frame rate when the user changes the ultrasound transmission/reception conditions when generating color Doppler images. becomes.

図3に戻り、MTIフィルタ73の処理に続く、Cモード画像生成部7(相関演算部74、データ変換部75、ノイズ除去空間フィルタ76、フレーム間フィルタ77、Cモード画像変換部78)の処理について、説明する。 Returning to FIG. 3, processing of the C-mode image generation unit 7 (correlation calculation unit 74, data conversion unit 75, noise removal spatial filter 76, inter-frame filter 77, C-mode image conversion unit 78) subsequent to the processing of the MTI filter 73 will be explained.

相関演算部74は、制御部9の制御に従い、MTIフィルタ73によりフィルタリングされたドプラー信号I,Q(複素ドプラー信号z)から、次式(5)のドプラー信号の自己相関演算の平均値S(位相差ベクトルの平均値)の実部D及び虚部Nを算出する。

Figure 2023084300000003
Under the control of the control unit 9, the correlation calculation unit 74 calculates the average value S ( A real part D and an imaginary part N of the phase difference vector mean value) are calculated.
Figure 2023084300000003

データ変換部75は、制御部9の制御に従い、MTIフィルタ73によりフィルタリングされたドプラー信号I,Qや、ドプラー信号の自己相関演算の平均値Sの実部D及び虚部Nから、血流速度V、パワーP、分散Tを算出する。より具体的には、データ変換部75は、次式(6)により、ドプラー信号の自己相関演算の平均値Sの実部D及び虚部Nから、血流速度Vを算出する。

Figure 2023084300000004
Under the control of the control unit 9, the data conversion unit 75 converts the Doppler signals I and Q filtered by the MTI filter 73, the real part D and the imaginary part N of the average value S of the autocorrelation calculation of the Doppler signal into the blood flow velocity. Calculate V, power P, and variance T. More specifically, the data converter 75 calculates the blood flow velocity V from the real part D and the imaginary part N of the average value S of the autocorrelation calculation of the Doppler signal by the following equation (6).
Figure 2023084300000004

また、データ変換部75は、次式(7)により、ドプラー信号I,Q(複素ドプラー信号z)から、ドプラー信号の強度の平均値としてのパワーPを算出する。

Figure 2023084300000005
The data converter 75 also calculates the power P as the average value of the intensity of the Doppler signals from the Doppler signals I and Q (complex Doppler signal z) according to the following equation (7).
Figure 2023084300000005

また、データ変換部75は、次式(8)により、ドプラー信号の自己相関演算の平均値Sの実部D及び虚部Nから、位相差ベクトルの大きさとパワーとの比(ただし、1から引いて大小を逆転したもの)としての分散Tを算出する。

Figure 2023084300000006
Further, the data conversion unit 75 calculates the ratio of the magnitude of the phase difference vector to the power (however, from 1 to The variance T is calculated by subtracting and reversing the magnitude).
Figure 2023084300000006

ノイズ除去空間フィルタ76は、データ変換部75により算出されたパワーPと、血流速度V、分散Tと、をフィルタリングする。ノイズ除去空間フィルタ76は、例えば、キーホールフィルタ、及び空間フィルタ(いずれも図示略)を有する。 The noise removal spatial filter 76 filters the power P, the blood flow velocity V, and the variance T calculated by the data conversion unit 75 . The noise elimination spatial filter 76 has, for example, a keyhole filter and a spatial filter (both not shown).

キーホールフィルタは、Cモード画像のフレームを構成するパワーP、血流速度V、分散Tをフィルタリングして、ノイズを除去する。Vモード、V-Tモードにおいて、キーホールフィルタは、データ変換部75により算出された血流速度VとパワーPにより設定された除去する領域の血流速度Vを除去して、血流速度Vをフィルタリングする。Vモード、V-Tモードにおいて、血流速度Vは、画像表示(色付け)に使用される。Pモードにおいて、キーホールフィルタは、データ変換部75により算出された血流速度VとパワーPにより設定された除去する領域のパワーPを除去して、パワーPをフィルタリングする。Pモードにおいて、パワーPは、画像表示(色付け)に使用される。 The keyhole filter removes noise by filtering the power P, blood flow velocity V, and variance T that form the frame of the C-mode image. In the V mode and the VT mode, the keyhole filter removes the blood flow velocity V in the area to be removed set by the blood flow velocity V calculated by the data conversion unit 75 and the power P, and obtains the blood flow velocity V to filter. In the V mode and VT mode, the blood flow velocity V is used for image display (coloring). In the P mode, the keyhole filter filters the power P by removing the power P of the area to be removed set by the blood flow velocity V and the power P calculated by the data conversion unit 75 . In P mode, power P is used for image display (coloring).

より具体的には、Vモード、V-Tモードにおいて、キーホールフィルタは、血流速度Vが所定閾値より小さい領域の血流信号を、クラッタノイズとみなし、パワーPが所定閾値より小さい領域の血流信号を、背景ノイズとみなして、これらの領域の血流速度Vを除去する。また、Pモードにおいて、キーホールフィルタは、血流速度Vが所定閾値より小さい領域の血流信号を、クラッタノイズとみなし、パワーPが所定閾値より小さい領域の血流信号を、背景ノイズとみなして、これらの領域のパワーPを除去する。 More specifically, in the V mode and the VT mode, the keyhole filter regards the blood flow signal in the region where the blood flow velocity V is smaller than a predetermined threshold as clutter noise, and the blood flow signal in the region where the power P is smaller than the predetermined threshold. Considering the blood flow signal as background noise, the blood flow velocity V in these regions is removed. In the P mode, the keyhole filter regards the blood flow signal in a region where the blood flow velocity V is less than a predetermined threshold as clutter noise, and regards the blood flow signal in a region where the power P is less than a predetermined threshold as background noise. to remove the power P in these regions.

空間フィルタは、Cモード画像のフレームを構成する血流速度V、パワーP、分散Tのデータをスムージングするための2次元の加重平均フィルタである。Vモード又はV-Tモードにおいて、空間フィルタは、キーホールフィルタによりフィルタリングされた血流速度Vと、データ変換部75により算出された分散Tとをフィルタリングする。Pモードにおいて、空間フィルタは、キーホールフィルタによりフィルタリングされたパワーPをフィルタリングする。 The spatial filter is a two-dimensional weighted average filter for smoothing the data of blood flow velocity V, power P, and variance T that constitute the C-mode image frame. In the V mode or VT mode, the spatial filter filters the blood flow velocity V filtered by the keyhole filter and the variance T calculated by the data converter 75 . In P mode, the spatial filter filters the power P filtered by the keyhole filter.

フレーム間フィルタ77は、ノイズ除去空間フィルタ76によりフィルタリングされた血流速度V、パワーPと、分散Tと、のうち、操作部2で操作入力された表示モードに対応して、Cモード画像を構成する各フレームの血流成分について、フレーム間の変化を滑らかにし、残像を残すようにフィルタリングを行う。 The inter-frame filter 77 selects a C-mode image from among the blood flow velocity V, power P, and variance T filtered by the noise removal spatial filter 76, corresponding to the display mode input by the operation unit 2. The blood flow component of each frame is filtered so as to smooth the change between frames and leave an afterimage.

Cモード画像変換部78は、フレーム間フィルタ77によりフィルタリングされた血流速度V、パワーP、分散Tをカラーマッピングして、Cモード画像データに変換して生成する。 The C-mode image conversion unit 78 performs color mapping on the blood flow velocity V, power P, and variance T filtered by the inter-frame filter 77, and converts and generates C-mode image data.

図2に戻り、表示処理部8は、表示部11に表示させる表示画像データを構築し、表示部11にその表示画像データを表示させる処理を行う。特に、Bモードが選択されている場合は、超音波画像として、Bモード画像生成部5で生成したBモード画像データのBモード画像を表示画像データ中に含める処理を行う。また、Cモードが選択されている場合は、超音波画像として、Bモード画像生成部5で生成したBモード画像上に選択されたROIの位置に、Cモード画像生成部7で生成したCモード画像データのCモード画像を重畳させた合成画像データを生成し、これを表示画像データ中に含める処理を行う。 Returning to FIG. 2, the display processing unit 8 constructs display image data to be displayed on the display unit 11 and performs processing for causing the display unit 11 to display the display image data. In particular, when the B mode is selected, processing is performed to include the B mode image of the B mode image data generated by the B mode image generation unit 5 in the display image data as the ultrasonic image. When the C mode is selected, the C mode image generated by the C mode image generation unit 7 is placed at the position of the ROI selected on the B mode image generated by the B mode image generation unit 5 as an ultrasound image. Synthetic image data is generated by superimposing the C-mode image of the image data, and processing for including this in the display image data is performed.

制御部9は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)を備えて構成され、ROMに記憶されているシステムプログラムなどの各種処理プログラムを読み出してRAMに展開し、展開したプログラムに従って超音波診断装置1各部の動作を制御する。RAMは、CPUにより実行される各種プログラム及びこれらプログラムに係るデータを一時的に記憶するワークエリアを形成する。ROMは、半導体などの不揮発メモリーなどにより構成され、超音波診断装置1に対するシステムプログラム及び該システムプログラム上で実行可能な各種処理プログラムや、各種データなどを記憶する。これらのプログラムは、コンピューターが読み取り可能なプログラムコードの形態で格納され、CPUは、当該プログラムコードに従った動作を逐次実行する。 The control unit 9 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), and a RAM (Random Access Memory). , and controls the operation of each part of the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the developed program. The RAM forms a work area that temporarily stores various programs executed by the CPU and data related to these programs. The ROM is composed of a nonvolatile memory such as a semiconductor, and stores a system program for the ultrasonic diagnostic apparatus 1, various processing programs executable on the system program, various data, and the like. These programs are stored in the form of computer-readable program codes, and the CPU sequentially executes operations according to the program codes.

記憶部10は、例えば、HDD(Hard Disk Drive)などの大容量記録媒体によって構成されており、超音波画像データ(Bモード画像データ、Cモード画像データ、合成画像データ)、ゲイン行列、フレームレートなどを記憶する。 The storage unit 10 includes, for example, a large-capacity recording medium such as a HDD (Hard Disk Drive), and includes ultrasound image data (B-mode image data, C-mode image data, composite image data), gain matrix, frame rate, and so on. etc. to remember.

表示部11は、表示処理部8から出力された画像データを表示する、LCD(Liquid Crystal Display)、EL(Electro Luminescence)ディスプレイなどのいわゆるモニターである。 The display unit 11 is a so-called monitor such as an LCD (Liquid Crystal Display) or an EL (Electro Luminescence) display that displays image data output from the display processing unit 8 .

超音波診断装置1が備える各部について、各々の機能ブロックの一部又は全部の機能は、集積回路などのハードウェア回路として実現することができる。集積回路とは、例えばLSI(Large Scale Integration)であり、LSIは集積度の違いにより、IC(Integrated Circuit)、システムLSI、スーパーLSI、ウルトラLSIと呼称されることもある。また、集積回路化の手法はLSIに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサーで実現してもよいし、FPGA(Field Programmable Gate Array)やLSI内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用してもよい。また、各々の機能ブロックの一部又は全部の機能をソフトウェアにより実行するようにしてもよい。この場合、このソフトウェアは一つ又はそれ以上のROMなどの記憶媒体、光ディスク、又はハードディスクなどに記憶されており、このソフトウェアが演算処理器により実行される。 A part or all of the functions of each functional block of each unit included in the ultrasonic diagnostic apparatus 1 can be realized as a hardware circuit such as an integrated circuit. An integrated circuit is, for example, an LSI (Large Scale Integration), and LSIs are also called ICs (Integrated Circuits), system LSIs, super LSIs, and ultra LSIs depending on the degree of integration. In addition, the method of circuit integration is not limited to LSI, and it may be realized with a dedicated circuit or a general-purpose processor, and it is possible to reconfigure the connection and setting of circuit cells inside FPGA (Field Programmable Gate Array) and LSI. A reconfigurable processor may be used. Also, a part or all of the functions of each functional block may be executed by software. In this case, this software is stored in one or more storage media such as ROMs, optical discs, hard disks, etc., and this software is executed by the arithmetic processor.

[超音波診断装置における超音波の送受信条件の更新処理]
図14は、超音波診断装置1における超音波の送受信条件の更新処理を示すフローチャートである。尚、図14に示す動作フローは、ユーザーから超音波の送受信条件の変更指令が入力された際にアンサンブル数決定部734及びアンサンブルデータ結合部735が実行する処理である。
[Updating processing of ultrasonic transmission/reception conditions in ultrasonic diagnostic apparatus]
FIG. 14 is a flowchart showing processing for updating the transmission/reception conditions of ultrasonic waves in the ultrasonic diagnostic apparatus 1 . The operation flow shown in FIG. 14 is processing executed by the ensemble number determining unit 734 and the ensemble data combining unit 735 when a user inputs a command to change the transmission/reception conditions of ultrasonic waves.

ステップSa1において、まず、アンサンブル数決定部734は、ユーザーからBモード走査又はCモード走査に係る超音波の送受信条件の変更指令が入力されたか否かを判定する。この際、アンサンブル数決定部734は、ユーザーから超音波の送受信条件の変更指令が入力された場合(ステップSa1:YES)、ステップSa2に処理を進める。一方、ユーザーから超音波の送受信条件の変更指令が入力されていない場合(ステップSa1:NO)、特に処理を実行することなく、図14の一連のフローチャートの処理を終了する。 In step Sa1, the ensemble number determining unit 734 first determines whether or not a command to change the transmission/reception conditions of ultrasonic waves for B-mode scanning or C-mode scanning has been input from the user. At this time, if the user inputs a command to change the transmission/reception conditions of ultrasonic waves (step Sa1: YES), the ensemble number determination unit 734 advances the process to step Sa2. On the other hand, if the user has not input an instruction to change the transmission/reception conditions of ultrasonic waves (step Sa1: NO), the process of the series of flowcharts in FIG. 14 is terminated without executing any particular process.

ステップSa2において、アンサンブル数決定部734は、1回のBモード走査に要する送受信時間を計算する。 In step Sa2, the ensemble number determination unit 734 calculates the transmission/reception time required for one B-mode scan.

ステップSa3において、アンサンブル数決定部734は、1回のCモード走査に要する送受信時間を計算する。 In step Sa3, the ensemble number determination unit 734 calculates the transmission/reception time required for one C-mode scan.

ステップSa4において、アンサンブル数決定部734は、ステップSa2で算出された1回のBモード走査に要する送受信時間と、ステップSa3で算出された1回のCモード走査に要する送受信時間とを合計し、その合計時間により、カラードプラ画像のフレームレートを算出する。 In step Sa4, the ensemble number determining unit 734 sums the transmission/reception time required for one B-mode scan calculated in step Sa2 and the transmission/reception time required for one C-mode scan calculated in step Sa3, Based on the total time, the frame rate of the color Doppler image is calculated.

ステップSa5において、アンサンブル数決定部734は、ステップSa4で算出されたカラードプラ画像のフレームレートと、目標フレームレートとを比較し、ステップSa4で算出されたカラードプラ画像のフレームレートと、目標フレームレートとの差が第1閾値(但し、第1閾値は、フレームレートの差分値が十分に小さいか否かを判定するための閾値)以下か否かを判定する。この際、アンサンブル数決定部734は、ステップSa4で算出されたカラードプラ画像のフレームレートと、目標フレームレートとの差が第1閾値以下の場合(ステップSa5:YES)、Cモード走査におけるアンサンブル数を現在設定された値に決定し、ステップSa7に処理を進める。一方、ステップSa4で算出されたカラードプラ画像のフレームレートと、目標フレームレートとの差が第1閾値よりも大きい場合(ステップSa5:NO)、Cモード走査におけるアンサンブル数を変更するべく、ステップSa6に処理を進める。 In step Sa5, the ensemble number determination unit 734 compares the frame rate of the color Doppler images calculated in step Sa4 with the target frame rate, and compares the frame rate of the color Doppler images calculated in step Sa4 with the target frame rate. is equal to or less than a first threshold value (the first threshold value is a threshold value for determining whether the frame rate difference value is sufficiently small) or less. At this time, if the difference between the frame rate of the color Doppler image calculated in step Sa4 and the target frame rate is equal to or less than the first threshold (step Sa5: YES), the ensemble number determining unit 734 determines the number of ensembles in C-mode scanning. is set to the currently set value, and the process proceeds to step Sa7. On the other hand, if the difference between the frame rate of the color Doppler image calculated in step Sa4 and the target frame rate is greater than the first threshold (step Sa5: NO), step Sa6 is performed to change the number of ensembles in C-mode scanning. proceed to

ステップSa6において、アンサンブル数決定部734は、Cモード走査におけるアンサンブル数を、現在の設定値から1個デクリメントし、ステップSa3に戻って、当該送受信条件にて、再度、1回のCモード走査に要する送受信時間を計算する。 In step Sa6, the ensemble number determination unit 734 decrements the number of ensembles in the C-mode scanning by one from the current set value, returns to step Sa3, and repeats one C-mode scanning under the transmission/reception conditions. Calculate the required transmit and receive time.

ステップSa7において、アンサンブルデータ結合部735は、ステップSa5で決定されたCモード走査におけるアンサンブル数が、第2閾値(但し、第2閾値は、MTIフィルタ73にて所定のフィルタ性能を実現するために必要なアンサンブル数)以下か否かを判定する。この際、アンサンブルデータ結合部735は、ステップSa5で決定されたCモード走査におけるアンサンブル数が、第2閾値以下の場合(ステップSa7:YES)、ステップSa8に処理を進める。一方、ステップSa5で決定されたCモード走査におけるアンサンブル数が、第2閾値よりも大きい場合(ステップSa7:NO)、ステップSa9に処理を進める。 In step Sa7, the ensemble data combining unit 735 determines that the number of ensembles in the C-mode scanning determined in step Sa5 is a second threshold value (the second threshold value is set to Required number of ensembles) or less. At this time, if the number of ensembles in the C-mode scanning determined in step Sa5 is equal to or less than the second threshold (step Sa7: YES), the ensemble data combining unit 735 advances the process to step Sa8. On the other hand, if the number of ensembles in C-mode scanning determined in step Sa5 is greater than the second threshold (step Sa7: NO), the process proceeds to step Sa9.

ステップSa8において、アンサンブルデータ結合部735は、複数回分のCモード走査で得られたアンサンブルデータを結合するべく、アンサンブルデータの必要な結合数を算出する。この際、アンサンブルデータ結合部735は、例えば、予め設定されたMTIフィルタ73にて所定のフィルタ性能を実現するために必要なアンサンブル数(例えば、15個)を、ステップSa5で決定されたCモード走査におけるアンサンブル数(例えば、5個)で除算して、アンサンブルデータの結合数を算出する。 In step Sa8, the ensemble data combining unit 735 calculates the necessary number of ensemble data to be combined in order to combine the ensemble data obtained by the multiple C-mode scans. At this time, the ensemble data combining unit 735, for example, combines the number of ensembles (for example, 15) necessary for realizing a predetermined filter performance with the preset MTI filter 73 into the C mode determined in step Sa5. Divide by the number of ensembles in scanning (eg, 5) to calculate the number of combinations of ensemble data.

ステップSa9において、アンサンブル数決定部734及びアンサンブルデータ結合部735は、決定した超音波の送受信条件に係る情報(即ち、Cモード走査におけるアンサンブル数)を、制御部9に送信し、送信部3で、Cモード走査を行う際のアンサンブル数を変更する。 In step Sa9, the ensemble number determination unit 734 and the ensemble data combination unit 735 transmit the information related to the determined ultrasonic wave transmission/reception conditions (that is, the ensemble number in C-mode scanning) to the control unit 9, and the transmission unit 3 , to change the number of ensembles when performing C-mode scanning.

本実施形態に係る超音波診断装置1では、このような一連の処理によって、ユーザーにより指定されたBモード走査時の超音波の送受信条件、及びCモード走査時の超音波の送受信条件を反映させた際に、目標フレームレートを維持しつつ、クラッタ成分を高度に抑制した高品質なカラードプラ画像を提供することを可能とする。 In the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the present embodiment, through such a series of processes, the ultrasonic transmission/reception conditions for B-mode scanning and the ultrasonic transmission/reception conditions for C-mode scanning specified by the user are reflected. In this case, it is possible to provide high-quality color Doppler images in which clutter components are highly suppressed while maintaining the target frame rate.

図15は、アンサンブルデータ結合部735にてデータ結合したアンサンブルデータ(ここでは、3回分のCモード走査で得られたアンサンブルデータ)を用いて、MTIフィルタ73におけるフィルタ処理を行った場合に得られる血流画像(下図)と、アンサンブルデータ結合部735にてデータ結合することなく1回分のCモード走査で得られたアンサンブルデータを用いて、MTIフィルタ73におけるフィルタ処理を行った場合に得られる血流画像(上図)と、を比較して示す図である。 FIG. 15 is obtained when filtering in the MTI filter 73 is performed using ensemble data (here, ensemble data obtained by three C-mode scans) combined by the ensemble data combiner 735. The blood flow image (lower diagram) and the ensemble data obtained by one C-mode scan without data combination by the ensemble data combination unit 735 are used to perform the filtering process in the MTI filter 73 . FIG. 10 is a diagram showing a comparison with a flow image (upper diagram).

図15の上図(アンサンブルデータ結合部735によるデータ結合未実施)と下図(アンサンブルデータ結合部735によるデータ結合実施)とは、同一の超音波画像に対して、MTIフィルタ73によるフィルタ処理を施した後に得られた血流画像である。ここでは、図9及び図10と同様の条件で得られた血流画像を示しており、1回分のCモード走査におけるアンサンブル数が5回、アンサンブルデータ結合部735におけるデータ結合数が3回の条件(下図)となっている。 The upper diagram of FIG. 15 (data not combined by the ensemble data combining unit 735) and the lower diagram (data combined by the ensemble data combining unit 735) show the same ultrasound image subjected to filtering by the MTI filter 73. It is a blood flow image obtained after. Here, blood flow images obtained under the same conditions as in FIGS. 9 and 10 are shown, and the number of ensembles in one C-mode scan is 5, and the number of data couplings in the ensemble data coupling unit 735 is 3. The conditions are as shown below.

図15の上図の「2/5」を付した画像、「3/5」を付した画像及び「4/5」を付した画像は、それぞれ、ランクカット次数を「2」に設定した場合の血流画像、「3」に設定した場合の血流画像、「4」に設定した場合の血流画像に相当する。尚、図15の上図では、1回分のCモード走査で得られたアンサンブルデータを用いて、MTIフィルタ73におけるフィルタ処理を行っているため、固有ベクトルが5個のみとなっている。 The image with "2/5", the image with "3/5", and the image with "4/5" in the upper diagram of FIG. , the blood flow image when set to "3", and the blood flow image when set to "4". In the upper diagram of FIG. 15, the ensemble data obtained by one C-mode scan is used to perform filtering in the MTI filter 73, so there are only five eigenvectors.

図15の下図の「7/15」を付した画像、「9/15」を付した画像、「11/15」を付した画像、「12/15」を付した画像、「13/15」を付した画像、及び「14/15」を付した画像は、それぞれ、ランクカット次数を「7」に設定した場合の血流画像、「9」に設定した場合の血流画像、「11」に設定した場合の血流画像、「12」に設定した場合の血流画像、「13」に設定した場合の血流画像、「14」に設定した場合の血流画像に相当する。尚、図15の下図では、3回分のCモード走査で得られたアンサンブルデータの結合データを用いて、MTIフィルタ73におけるフィルタ処理を行っているため、固有ベクトルが15個となっている。 Image with "7/15", image with "9/15", image with "11/15", image with "12/15", image with "13/15" in the lower diagram of FIG. and "14/15" are the blood flow image when the rank cut order is set to "7", the blood flow image when the order is set to "9", and the blood flow image when "11". , a blood flow image when set to "12", a blood flow image when set to "13", and a blood flow image when set to "14". In the lower diagram of FIG. 15, the combined data of the ensemble data obtained by three C-mode scans is used to perform filtering in the MTI filter 73, so there are 15 eigenvectors.

図15の下図(アンサンブルデータ結合部735によるデータ結合実施)と図15の上図(アンサンブルデータ結合部735によるデータ結合未実施)とを比較すると、図15の下図では、図15の上図と比較して、血流成分とクラッタ成分とがより適切に分離できており、ランクカット次数が大きくなるにつれて、画像中でクラッタ成分が選択的に抑制され、血流成分のみが残留した状態となっていることが分かる。換言すると、図15の上図では、5個の固有ベクトルのみで、血流画像中の血流成分とクラッタ成分とが表現されているため、血流成分とクラッタ成分とが明確に分離できておらず、ランクカット次数が大きくなっても、血流成分とクラッタ成分とが共に残留した状態となっていることが分かる。 Comparing the lower diagram of FIG. 15 (data merging performed by the ensemble data merging unit 735) and the upper diagram of FIG. In comparison, the blood flow component and the clutter component can be separated more appropriately, and as the rank cut order increases, the clutter component is selectively suppressed in the image, leaving only the blood flow component. It is understood that In other words, in the upper diagram of FIG. 15, only five eigenvectors express the blood flow component and the clutter component in the blood flow image, so the blood flow component and the clutter component cannot be clearly separated. However, even if the rank-cut order increases, both the blood flow component and the clutter component remain.

又、図15の下図では、図15の上図と比較して、時間方向のサンプル数が増えた結果、画像中でノイズ平滑化の効果も見受けられる。即ち、超音波診断装置1において得られる血流画像中には、例えば、電子回路の熱雑音、及び、被検体内での散乱、多重反射又は残響等に起因する音響ノイズ等に起因したちらつきが含まれるところ、アンサンブルデータ結合部735によってデータ結合を実施することで、この種のちらつきを低減することができる。 Also, in the lower diagram of FIG. 15, as a result of the increase in the number of samples in the time direction compared to the upper diagram of FIG. 15, the effect of noise smoothing in the image can also be seen. That is, in the blood flow image obtained by the ultrasonic diagnostic apparatus 1, there is flickering caused by, for example, thermal noise of an electronic circuit, and acoustic noise caused by scattering, multiple reflection, or reverberation in the subject. As included, performing data combining by ensemble data combining unit 735 can reduce this type of flicker.

図16は、固有ベクトル型MTIフィルタの一般的なフィルタ特性について説明する図である。図16Aは、時々刻々と変化する測定信号(例えば、血流画像の画素値)の全体を表し、図16Bは、図16Aの測定信号から抽出した連続信号を表し、図16Cは、図16Aの測定信号から抽出した不連続信号を表す。 FIG. 16 is a diagram illustrating general filter characteristics of an eigenvector-type MTI filter. FIG. 16A represents the entire measurement signal (for example, pixel values of a blood flow image) that change from moment to moment, FIG. 16B represents a continuous signal extracted from the measurement signal of FIG. 16A, and FIG. Represents the discontinuous signal extracted from the measured signal.

本実施形態に係るMTIフィルタ73は、上記したように、複数回のCモード走査で得られる時間的に連続するアンサンブルデータを時間方向に結合してアンサンブル数を大きくした時系列の反射波データ群を用いて、フィルタ処理を施す。かかる時系列の反射波データ群は、Bモード走査とCモード走査とが交互に行われた際に得られる各Cモード走査のアンサンブルデータの結合データであるため、かかる時系列の反射波データ群には、結合部分に時間的には不連続な部分が生じてしまう(図16CのR3領域参照)。 As described above, the MTI filter 73 according to the present embodiment combines temporally continuous ensemble data obtained by a plurality of C-mode scans in the time direction to increase the number of ensembles. is used to filter. Since the time-series reflected wave data group is combined data of the ensemble data of each C-mode scanning obtained when the B-mode scanning and the C-mode scanning are alternately performed, the time-series reflected wave data group , a temporally discontinuous portion is generated in the coupling portion (see region R3 in FIG. 16C).

従来技術で一般に用いられるHPF等のMTIフィルタは、測定信号を、各周波数成分に分解して、クラッタを除去する。かかるMTIフィルタは、測定信号が、連続信号である場合(図16B)には周波数分解が正常に機能し、クラッタを精度良く除去することができる。しかしながら、かかるMTIフィルタは、測定信号が、連続信号を複数結合した不連続信号である場合(図16C)には、不連続な結合部分を、各周波数成分に分解して表現するため、測定信号を表現した各周波数成分にノイズを混入させてしまい、クラッタ除去後の血流信号にも多くのノイズを混入させてしまう。 MTI filters, such as HPF, commonly used in the prior art decompose the measurement signal into its respective frequency components and remove clutter. When the measurement signal is a continuous signal (FIG. 16B), such an MTI filter functions normally in frequency resolution and can accurately remove clutter. However, when the measurement signal is a discontinuous signal obtained by combining a plurality of continuous signals (FIG. 16C), the MTI filter expresses the discontinuous combined portion by decomposing it into each frequency component. noise is mixed in each frequency component expressing , and a lot of noise is also mixed in the blood flow signal after clutter removal.

一方、固有ベクトル型MTIフィルタは、一般に、周波数フィルタと異なり、測定信号を、主成分分析で得られた固有空間上において表現された固有ベクトル(時間方向の特徴的な周波数変化を表す複数の周波数成分の合成ベクトル)で表現する。そのため、固有ベクトル型MTIフィルタでは、測定信号が、連続信号を複数結合した不連続信号である場合(図16C)であっても、測定信号を、血流成分や、クラッタ成分に加えて、不連続な結合部分の信号変化にあわせた成分として、抽出することが可能である。その結果、固有ベクトル型MTIフィルタでは、フィルタ処理後の血流信号に、不連続部分に起因したノイズを含まないようにすることが可能である。 On the other hand, unlike frequency filters, eigenvector-type MTI filters generally use eigenvectors (multiple frequency components representing characteristic frequency changes in the time direction) expressed in the eigenspace obtained by principal component analysis. composite vector). Therefore, in the eigenvector-type MTI filter, even when the measurement signal is a discontinuous signal obtained by combining a plurality of continuous signals (FIG. 16C), the measurement signal is added to the blood flow component, the clutter component, and the discontinuous signal. It is possible to extract the component corresponding to the signal change of the binding portion. As a result, the eigenvector-type MTI filter can prevent the filtered blood flow signal from including noise caused by the discontinuous portion.

本実施形態に係るMTIフィルタ73では、このようなフィルタ特性を踏まえて、固有ベクトル型MTIフィルタを適用している。つまり、本実施形態に係るMTIフィルタ73では、各Cモード走査のアンサンブルデータの結合部分の不連続な部分の存在にも関わらず、ノイズ成分を含まない高画質な血流画像を生成することが可能となる。 In the MTI filter 73 according to the present embodiment, an eigenvector type MTI filter is applied based on such filter characteristics. In other words, the MTI filter 73 according to the present embodiment can generate a high-quality blood flow image that does not contain noise components despite the presence of discontinuous portions in the combined portions of the ensemble data of each C-mode scan. It becomes possible.

以上のように、本実施形態に係る超音波診断装置1によれば、ユーザーによりカラードプラ画像を生成する際の超音波の送受信条件の変更が行われた際にも、フレームレートを低下させることなく、クラッタ成分を高度に抑制した高画質なカラードプラ画像をリアルタイムに生成することが可能である。 As described above, according to the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the present embodiment, even when the user changes the transmission/reception conditions of ultrasonic waves when generating a color Doppler image, the frame rate can be reduced. It is possible to generate a high-quality color Doppler image in real time with highly suppressed clutter components.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。 Although specific examples of the present invention have been described in detail above, these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.

本開示に係る超音波診断装置によれば、ユーザーによりカラードプラ画像を生成する際の超音波の送受信条件の変更が行われた際にも、フレームレートの低下を生じさせることなく、高画質なカラードプラ画像を生成することが可能である。 According to the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present disclosure, even when the user changes the transmission/reception conditions of ultrasonic waves when generating a color Doppler image, high image quality can be obtained without causing a decrease in the frame rate. It is possible to generate color Doppler images.

1 超音波診断装置
2 操作部
3 送信部
4 受信部
5 Bモード画像生成部
6 ROI設定部
7 Cモード画像生成部
8 表示処理部
9 制御部
10 記憶部
71 直交検波回路
72 コーナーターン制御部
73 MTIフィルタ
731 主成分分析実行部
732 フィルタ係数算出部
733 フィルタリング処理部
734 アンサンブル数決定部
735 アンサンブルデータ結合部
74 相関演算部
75 データ変換部
76 ノイズ除去空間フィルタ
77 フレーム間フィルタ
78 Cモード画像変換部
100 超音波診断装置本体
101 超音波探触子
101a 振動子
1 Ultrasound diagnostic device 2 Operation unit 3 Transmission unit 4 Reception unit 5 B-mode image generation unit 6 ROI setting unit 7 C-mode image generation unit 8 Display processing unit 9 Control unit 10 Storage unit 71 Quadrature detection circuit 72 Corner turn control unit 73 MTI filter 731 principal component analysis execution unit 732 filter coefficient calculation unit 733 filtering processing unit 734 ensemble number determination unit 735 ensemble data combination unit 74 correlation calculation unit 75 data conversion unit 76 noise removal spatial filter 77 inter-frame filter 78 C-mode image conversion unit 100 Ultrasound diagnostic apparatus body 101 Ultrasound probe 101a Transducer

Claims (9)

超音波探触子に対して、Bモードに係る第1超音波走査とCモードに係る第2超音波走査とを交互に実行させ、Bモード画像に血流画像を重畳させたカラードプラ画像を生成する超音波診断装置であって、
前記血流画像を生成するCモード画像生成部は、
ユーザーにより指定された前記第1超音波走査及び前記第2超音波走査における超音波の送受信条件に基づいて、1回の前記第2超音波走査で取得するアンサンブル数を、目標フレームレートを実現するために適したアンサンブル数に決定するアンサンブル数決定部と、
複数回の前記第2超音波走査で得られる時間的に連続するアンサンブルデータを時間方向に結合してアンサンブル数を大きくした時系列の反射波データ群を生成するアンサンブルデータ結合部と、
前記時系列の反射波データ群に対して主成分分析を実行して、当該主成分分析により得られる複数の固有ベクトルに基づいて、MTIフィルタのフィルタ係数を算出するMTIフィルタ生成部と、
前記時系列の反射波データ群に対して前記MTIフィルタを適用して、前記血流画像を生成するための血流信号を抽出するMTIフィルタ処理部と、
を備える超音波診断装置。
A color Doppler image obtained by alternately performing a first ultrasonic scan in B mode and a second ultrasonic scan in C mode with respect to the ultrasonic probe and superimposing a blood flow image on the B mode image is obtained. An ultrasound diagnostic apparatus that generates
The C-mode image generating unit that generates the blood flow image,
Based on the ultrasonic transmission and reception conditions in the first ultrasonic scan and the second ultrasonic scan specified by the user, the number of ensembles to be acquired in one second ultrasonic scan to achieve the target frame rate an ensemble number determination unit that determines the number of ensembles suitable for
an ensemble data combining unit that combines temporally continuous ensemble data obtained by a plurality of the second ultrasound scans in the time direction to generate a time-series reflected wave data group in which the number of ensembles is increased;
an MTI filter generator that performs principal component analysis on the time-series reflected wave data group and calculates filter coefficients of the MTI filter based on a plurality of eigenvectors obtained by the principal component analysis;
an MTI filter processing unit that applies the MTI filter to the time-series reflected wave data group to extract a blood flow signal for generating the blood flow image;
Ultrasound diagnostic device comprising.
前記アンサンブルデータ結合部は、前記アンサンブル数決定部で決定された1回の前記第2超音波走査で取得するアンサンブル数を基準として、前記MTIフィルタにて所定のフィルタ性能を実現するために必要なアンサンブル数を確保するべく、時間的に連続する前記アンサンブルデータの結合数を決定する、
請求項1に記載の超音波診断装置。
The ensemble data combining unit uses the number of ensembles acquired in one second ultrasound scan determined by the number of ensemble determination unit as a reference, and the MTI filter is required to achieve a predetermined filter performance. Determining the number of connections of the ensemble data that are continuous in time to ensure the number of ensembles,
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1.
前記アンサンブル数決定部は、前記第1超音波走査及び前記第2超音波走査における超音波の送受信条件に基づいて、1回の前記第1超音波走査を実行するために要する第1送受信時間と、1回の前記第2超音波走査を実行するために要する第2送受信時間との合計時間からカラードプラ画像のフレームレートを推定し、
当該カラードプラ画像のフレームレートが前記目標フレームレートに近づくように、1回の前記第2超音波走査で取得するアンサンブル数を決定する、
請求項1又は2に記載の超音波診断装置。
The ensemble number determining unit, based on the transmission and reception conditions of the ultrasonic waves in the first ultrasonic scan and the second ultrasonic scan, a first transmission and reception time required to perform one of the first ultrasonic scans and , estimating the frame rate of the color Doppler image from the total time of the second transmission and reception time required to perform one of the second ultrasound scans,
Determining the number of ensembles to be acquired in one second ultrasound scan so that the frame rate of the color Doppler image approaches the target frame rate,
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1 or 2.
前記アンサンブル数決定部は、前記ユーザーにより、前記第1超音波走査における超音波の送受信条件又は前記第2超音波走査における超音波の送受信条件が変更された場合に、変更前の前記目標フレームレートが維持されるように、1回の前記第2超音波走査で取得するアンサンブル数の更新を行う、
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
When the user changes the ultrasonic wave transmission/reception conditions in the first ultrasonic scan or the ultrasonic wave transmission/reception conditions in the second ultrasonic scan, the ensemble number determination unit determines the target frame rate before the change Update the number of ensembles acquired in one second ultrasound scan so that is maintained,
The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 3.
前記アンサンブル数決定部が参照する前記第1超音波走査における超音波の送受信条件は、前記第1超音波走査における送受信線密度及び送受信深度を含む、
請求項1乃至4のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
The ultrasound transmission/reception conditions in the first ultrasound scan referred to by the ensemble number determination unit include transmission/reception linear density and transmission/reception depth in the first ultrasound scan,
The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 4.
前記アンサンブル数決定部が参照する前記第2超音波走査における超音波の送受信条件は、前記第2超音波走査における送受信線密度、送受信深度、関心領域のサイズ、及び観測対象の流速レンジを含む、
請求項1乃至5のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
The ultrasound transmission/reception conditions in the second ultrasound scan referred to by the ensemble number determination unit include transmission/reception line density, transmission/reception depth, size of the region of interest, and flow velocity range of the observation target in the second ultrasound scan.
The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 5.
前記ユーザーによる前記目標フレームレートの指定を受け付ける設定部を有する、
請求項1乃至6のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
Having a setting unit that receives designation of the target frame rate by the user;
The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 6.
超音波探触子に対して、Bモードに係る第1超音波走査とCモードに係る第2超音波走査とを交互に実行させ、Bモード画像に血流画像を重畳させたカラードプラ画像を生成する超音波診断装置の制御方法であって、
前記血流画像を生成する際、ユーザーにより指定された前記第1超音波走査及び前記第2超音波走査における超音波の送受信条件に基づいて、1回の前記第2超音波走査で取得するアンサンブル数を、目標フレームレートを実現するために適したアンサンブル数に決定する第1処理と、
複数回の前記第2超音波走査で得られる時間的に連続するアンサンブルデータを時間方向に結合してアンサンブル数を大きくした時系列の反射波データ群を生成する第2処理と、
前記時系列の反射波データ群に対して主成分分析を実行して、当該主成分分析により得られる複数の固有ベクトルに基づいて、MTIフィルタのフィルタ係数を算出する第3処理と、
前記時系列の反射波データ群に対して前記MTIフィルタを適用して、前記血流画像を生成するための血流信号を抽出する第4処理と、
を実行する超音波診断装置の制御方法。
A color Doppler image obtained by alternately performing a first ultrasonic scan in B mode and a second ultrasonic scan in C mode with respect to the ultrasonic probe and superimposing a blood flow image on the B mode image is obtained. A control method for an ultrasonic diagnostic apparatus that generates
When generating the blood flow image, based on the ultrasonic transmission and reception conditions in the first ultrasonic scan and the second ultrasonic scan specified by the user, the ensemble acquired in one second ultrasonic scan A first process of determining the number of ensembles suitable for achieving the target frame rate;
A second process of generating a time-series reflected wave data group in which the number of ensembles is increased by combining temporally continuous ensemble data obtained by a plurality of the second ultrasonic scans in the time direction;
a third process of performing principal component analysis on the time-series reflected wave data group and calculating filter coefficients of an MTI filter based on a plurality of eigenvectors obtained by the principal component analysis;
a fourth process of applying the MTI filter to the time-series reflected wave data group to extract a blood flow signal for generating the blood flow image;
A control method for an ultrasonic diagnostic apparatus that performs
超音波探触子に対して、Bモードに係る第1超音波走査とCモードに係る第2超音波走査とを交互に実行させ、Bモード画像に血流画像を重畳させたカラードプラ画像を生成する超音波診断装置の制御プログラムであって、
前記血流画像を生成する際、
ユーザーにより指定された前記第1超音波走査及び前記第2超音波走査における超音波の送受信条件に基づいて、1回の前記第2超音波走査で取得するアンサンブル数を、目標フレームレートを実現するために適したアンサンブル数に決定する第1処理と、
複数回の前記第2超音波走査で得られる時間的に連続するアンサンブルデータを時間方向に結合してアンサンブル数を大きくした時系列の反射波データ群を生成する第2処理と、
前記時系列の反射波データ群に対して主成分分析を実行して、当該主成分分析により得られる複数の固有ベクトルに基づいて、MTIフィルタのフィルタ係数を算出する第3処理と、
前記時系列の反射波データ群に対して前記MTIフィルタを適用して、前記血流画像を生成するための血流信号を抽出する第4処理と、
を実行する超音波診断装置の制御プログラム。
A color Doppler image obtained by alternately performing a first ultrasonic scan in B mode and a second ultrasonic scan in C mode with respect to the ultrasonic probe and superimposing a blood flow image on the B mode image is obtained. A control program for an ultrasonic diagnostic apparatus that generates
When generating the blood flow image,
Based on the ultrasonic transmission and reception conditions in the first ultrasonic scan and the second ultrasonic scan specified by the user, the number of ensembles to be acquired in one second ultrasonic scan to achieve the target frame rate A first process of determining the number of ensembles suitable for
A second process of generating a time-series reflected wave data group in which the number of ensembles is increased by combining temporally continuous ensemble data obtained by a plurality of the second ultrasonic scans in the time direction;
a third process of performing principal component analysis on the time-series reflected wave data group and calculating filter coefficients of an MTI filter based on a plurality of eigenvectors obtained by the principal component analysis;
a fourth process of applying the MTI filter to the time-series reflected wave data group to extract a blood flow signal for generating the blood flow image;
A control program for an ultrasonic diagnostic apparatus that executes
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