JP3041117B2 - 超音波診断装置 - Google Patents
超音波診断装置Info
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- JP3041117B2 JP3041117B2 JP3345374A JP34537491A JP3041117B2 JP 3041117 B2 JP3041117 B2 JP 3041117B2 JP 3345374 A JP3345374 A JP 3345374A JP 34537491 A JP34537491 A JP 34537491A JP 3041117 B2 JP3041117 B2 JP 3041117B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波の送受波によっ
て生体内の断層像や組織の微小変位の計測などを行う超
音波診断装置に関するものであり、特に、体表に当接し
た超音波探触子が呼吸などによって不必要に運動するこ
とに起因する計測誤差に対処する手段を備えた超音波診
断装置に関する。
て生体内の断層像や組織の微小変位の計測などを行う超
音波診断装置に関するものであり、特に、体表に当接し
た超音波探触子が呼吸などによって不必要に運動するこ
とに起因する計測誤差に対処する手段を備えた超音波診
断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】超音波診断装置が医療の分野において活
用されている。この超音波診断装置によれば、生体の断
層像の表示や超音波ドプラ法による血流速度分布の表示
等が行える。
用されている。この超音波診断装置によれば、生体の断
層像の表示や超音波ドプラ法による血流速度分布の表示
等が行える。
【０００３】例えば、肝臓等の生体内臓器を微視的に観
察すると、臓器内の動脈の拍動により血管に隣接した組
織が微小変位し、更にその変位が周りの組織に伝わって
いく。ここで、正常組織と異常組織とを比較した場合、
組織組成の相違から前記変位の伝わり方が異なることが
ある。従って、組織変位の観察により例えば悪性腫瘍等
の診断が可能であり、その組織変位による診断が近年注
目されている。
察すると、臓器内の動脈の拍動により血管に隣接した組
織が微小変位し、更にその変位が周りの組織に伝わって
いく。ここで、正常組織と異常組織とを比較した場合、
組織組成の相違から前記変位の伝わり方が異なることが
ある。従って、組織変位の観察により例えば悪性腫瘍等
の診断が可能であり、その組織変位による診断が近年注
目されている。
【０００４】そのような組織変位を計測するものとし
て、組織変位計測が行える超音波診断装置が提案されて
いる。この装置は、超音波ドプラ診断法の原理を応用し
たものであり、送波された超音波と受波された超音波と
の位相差により、超音波ビーム上の組織の変位を演算す
るものである。従って、この原理により超音波の波長よ
り短い分解能で、ミクロンオーダーの組織変位を計測で
きる。
て、組織変位計測が行える超音波診断装置が提案されて
いる。この装置は、超音波ドプラ診断法の原理を応用し
たものであり、送波された超音波と受波された超音波と
の位相差により、超音波ビーム上の組織の変位を演算す
るものである。従って、この原理により超音波の波長よ
り短い分解能で、ミクロンオーダーの組織変位を計測で
きる。
【０００５】ここで、生体内組織の微小変位計測につい
て計算式を用いて説明する。
て計算式を用いて説明する。
【０００６】超音波受信信号を次式で表す。
【０００７】 Ｓ1 （ｔ）＝Ａ1 （ｔ）ｅｘｐ（−ｊ（ω0 ｔ＋Φ1 （ｔ）） …（１） Ａ1 （ｔ）：振幅，Φ1 （ｔ）：位相，ω0 ：送信角周波数 散乱媒質がΔX だけ変位したときの受信信号は、次式と
なる。
なる。
【０００８】 Ｓ2 （ｔ）＝Ｓ1 （ｔ−Δｔ） ＝Ａ1 （ｔ−Δｔ）ｅｘｐ（−ｊ（ω0 （ｔ−Δｔ）＋Φ1 （ｔ−Δｔ））） …（２） ここで、Δｔは散乱媒質がΔｘだけ変位したときの伝搬
時間差で、次式で表される。
時間差で、次式で表される。
【０００９】Δｔ＝２Δｘ／ｃ ｃ：音速 （１），（２）式を、角周波数ωr の参照信号で直交検
波した出力の偏角をθ1 （ｔ），θ2 （ｔ）とすると、
それぞれ次式となる。
波した出力の偏角をθ1 （ｔ），θ2 （ｔ）とすると、
それぞれ次式となる。
【００１０】 θ1 （ｔ）＝Φ1 （ｔ） …（３） θ2 （ｔ）＝Φ1 （ｔ−Δｔ）＋ωr Δｔ …（４） 変位前後の位相差Δθは次式となる。
【００１１】 Δθ＝θ2 −θ1 ＝Φ1 （ｔ−Δｔ）−Φ1 （ｔ）＋ωr Δｔ …（５） Φ（ｔ−Δｔ）−Φ1 （ｔ）≒０より、（６）式に示す
ように、位相差から変位量が計測できる。
ように、位相差から変位量が計測できる。
【００１２】 Δｘ＝（ｃ／２ωr ）Δθ …（６） ここで、位相差Δθは特公昭６２−４４４９４で開示さ
れている自己相関法などにより求められる。
れている自己相関法などにより求められる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、超音波診断
は、一般に、超音波探触子を生体表面に当接した状態で
行われる。従って、呼吸により、あるいは手ぶれによ
り、診断領域（超音波ビームの走査面、換言すれば断層
像）全体に“ぶれ”が生じることがあり、かかる場合に
計測内容によっては計測誤差が生じるおそれが大きい。
は、一般に、超音波探触子を生体表面に当接した状態で
行われる。従って、呼吸により、あるいは手ぶれによ
り、診断領域（超音波ビームの走査面、換言すれば断層
像）全体に“ぶれ”が生じることがあり、かかる場合に
計測内容によっては計測誤差が生じるおそれが大きい。
【００１４】特に、上述した組織の微小変位を計測する
超音波診断装置では、超音波断層像の各フレーム間にお
いて、例えば１０〜１００μｍ程度の微小な組織変位の
計測を行っていることから、診断領域のぶれによる計測
誤差が無視できない。
超音波診断装置では、超音波断層像の各フレーム間にお
いて、例えば１０〜１００μｍ程度の微小な組織変位の
計測を行っていることから、診断領域のぶれによる計測
誤差が無視できない。
【００１５】従って、このような診断領域のぶれに対処
できる超音波診断装置が要望されていた。
できる超音波診断装置が要望されていた。
【００１６】本発明は、上記従来の課題に鑑みなされた
ものであり、その目的は、呼吸や手ぶれなどによって超
音波探触子が運動することに起因して生ずる診断領域の
ぶれに対処できる超音波診断装置を提供することにあ
る。
ものであり、その目的は、呼吸や手ぶれなどによって超
音波探触子が運動することに起因して生ずる診断領域の
ぶれに対処できる超音波診断装置を提供することにあ
る。
【００１７】更に本発明は、以上のような診断領域のぶ
れが生じたときに、そのようなぶれによる誤差を補正し
て計測精度を高めることのできる超音波診断装置を提供
することにある。
れが生じたときに、そのようなぶれによる誤差を補正し
て計測精度を高めることのできる超音波診断装置を提供
することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、超音波の送受波により、生
体内の断層像等を得る超音波診断装置において、断層像
内に所定の大きさをもった関心領域を設定する関心領域
設定手段と、前記関心領域の画像データを格納する関心
領域メモリと、前記関心領域メモリに格納された現時点
より前の関心領域の画像データと現時点の関心領域の画
像データとを対比して、断層像の全体ぶれを判断するぶ
れ判断手段と、前記全体ぶれが判断された場合にそれに
対処する手段と、を含むことを特徴とする。
に、請求項１記載の発明は、超音波の送受波により、生
体内の断層像等を得る超音波診断装置において、断層像
内に所定の大きさをもった関心領域を設定する関心領域
設定手段と、前記関心領域の画像データを格納する関心
領域メモリと、前記関心領域メモリに格納された現時点
より前の関心領域の画像データと現時点の関心領域の画
像データとを対比して、断層像の全体ぶれを判断するぶ
れ判断手段と、前記全体ぶれが判断された場合にそれに
対処する手段と、を含むことを特徴とする。
【００１９】ここで、前記ぶれ判断手段は、１又は複数
フレーム間ごとに前記関心領域の相関量を求め、その相
関量が所定のぶれ判定値より小さいときに断層像の全体
ぶれを判断する。
フレーム間ごとに前記関心領域の相関量を求め、その相
関量が所定のぶれ判定値より小さいときに断層像の全体
ぶれを判断する。
【００２０】また、上記超音波診断装置に、生体内組織
の微小変位を計測する組織変位計測手段と、前記断層像
の全体ぶれが判断された場合に組織変位の表示を中断す
る表示中断手段と、を設けたことを特徴とする。
の微小変位を計測する組織変位計測手段と、前記断層像
の全体ぶれが判断された場合に組織変位の表示を中断す
る表示中断手段と、を設けたことを特徴とする。
【００２１】更に、請求項４記載の発明は、超音波の送
受波により、生体内の断層像等を得る超音波診断装置に
おいて、生体内組織の微小変位を計測する組織変位計測
手段と、断層像内に所定の大きさをもった複数の関心領
域を設定する関心領域設定手段と、前記各関心領域の画
像データを格納する関心領域メモリと、前記各関心領域
について前記関心領域メモリに格納された現時点より前
の関心領域の画像データと現時点の関心領域の画像デー
タとを対比して、断層像全体のぶれによるぶれ変位を求
めるぶれ変位演算手段と、前記組織変位計測手段にて計
測された組織変位から前記ぶれ変位演算手段にて求めら
れたぶれ変位を減算する変位補正手段と、を含むことを
特徴とする。
受波により、生体内の断層像等を得る超音波診断装置に
おいて、生体内組織の微小変位を計測する組織変位計測
手段と、断層像内に所定の大きさをもった複数の関心領
域を設定する関心領域設定手段と、前記各関心領域の画
像データを格納する関心領域メモリと、前記各関心領域
について前記関心領域メモリに格納された現時点より前
の関心領域の画像データと現時点の関心領域の画像デー
タとを対比して、断層像全体のぶれによるぶれ変位を求
めるぶれ変位演算手段と、前記組織変位計測手段にて計
測された組織変位から前記ぶれ変位演算手段にて求めら
れたぶれ変位を減算する変位補正手段と、を含むことを
特徴とする。
【００２２】そして、前記ぶれ変位演算手段は、フレー
ム間での断層像内における所定の平均変位を求める平均
化手段を含み、前記ぶれ変位として前記平均化手段にて
求められた平均変位が用いられる。
ム間での断層像内における所定の平均変位を求める平均
化手段を含み、前記ぶれ変位として前記平均化手段にて
求められた平均変位が用いられる。
【００２３】
【作用】上記請求項１記載の構成によれば、関心領域設
定手段にて断層像内に関心領域が設定され、その関心領
域内の画像データが関心領域メモリに格納され、ぶれ判
断手段は、フレーム間における関心領域の画像データの
対比から、診断領域である断層像の全体ぶれを判断す
る。ここで、関心領域についての対比は、例えば相関量
を求めることにより行われる。すなわち、呼吸などによ
って画像全体がぶれてシフトした場合には、相関量が小
さくなるので、求められた相関量と所定のぶれ判定値と
の比較により、断層像の比較的大きな無視できないぶれ
の有無を判断できる。
定手段にて断層像内に関心領域が設定され、その関心領
域内の画像データが関心領域メモリに格納され、ぶれ判
断手段は、フレーム間における関心領域の画像データの
対比から、診断領域である断層像の全体ぶれを判断す
る。ここで、関心領域についての対比は、例えば相関量
を求めることにより行われる。すなわち、呼吸などによ
って画像全体がぶれてシフトした場合には、相関量が小
さくなるので、求められた相関量と所定のぶれ判定値と
の比較により、断層像の比較的大きな無視できないぶれ
の有無を判断できる。
【００２４】そして、断層像の大きなぶれが生じた時に
は、特に組織の微小変位計測における誤差が大きくなる
ので、表示中断手段は、計測された組織変位の表示を強
制的に中断する。これによって、診断領域のぶれが生じ
た場合に、誤差を多く含む組織変位の計測結果を採用す
ることが防止される。
は、特に組織の微小変位計測における誤差が大きくなる
ので、表示中断手段は、計測された組織変位の表示を強
制的に中断する。これによって、診断領域のぶれが生じ
た場合に、誤差を多く含む組織変位の計測結果を採用す
ることが防止される。
【００２５】上記請求項４記載の構成によれば、ぶれ変
位演算手段が、関心領域設定手段にて設定された複数の
関心領域について、フレーム間での画像データの対比を
行って、断層像の全体ぶれによるぶれ変位を演算する。
そして、変位補正手段は、演算されたぶれ変位を、計測
された組織変位から減算し、ぶれによる計測誤差を排除
する。ここで、ぶれ変位として、例えば、平均化手段に
よって求められた断層像内の平均化変位が用いられる。
すなわち、断層像のぶれは、フレーム間に断層像全体に
わたってほぼ均一に生じるとみなせるので、断層像内の
一定範囲における組織変位の所定の平均値を断層像自体
のぶれ変位とみなし、変位計測に生じる誤差を補正する
ものである。
位演算手段が、関心領域設定手段にて設定された複数の
関心領域について、フレーム間での画像データの対比を
行って、断層像の全体ぶれによるぶれ変位を演算する。
そして、変位補正手段は、演算されたぶれ変位を、計測
された組織変位から減算し、ぶれによる計測誤差を排除
する。ここで、ぶれ変位として、例えば、平均化手段に
よって求められた断層像内の平均化変位が用いられる。
すなわち、断層像のぶれは、フレーム間に断層像全体に
わたってほぼ均一に生じるとみなせるので、断層像内の
一定範囲における組織変位の所定の平均値を断層像自体
のぶれ変位とみなし、変位計測に生じる誤差を補正する
ものである。
【００２６】なお、組織変位が超音波ビームに沿う成分
についてのみ計測される場合には、組織変位及びその誤
差に関しては、一次元についてのみ考慮すればよく、上
記組織変位の平均化は、所定の領域内で符号を加味しつ
つ単に平均化を行えばよい。組織変位が二次元的に計測
される場合には、変位ベクトルの平均化を行うことによ
り、断層像のぶれによるぶれ変位を演算できるので、そ
れを誤差量として、減算すればよい。
についてのみ計測される場合には、組織変位及びその誤
差に関しては、一次元についてのみ考慮すればよく、上
記組織変位の平均化は、所定の領域内で符号を加味しつ
つ単に平均化を行えばよい。組織変位が二次元的に計測
される場合には、変位ベクトルの平均化を行うことによ
り、断層像のぶれによるぶれ変位を演算できるので、そ
れを誤差量として、減算すればよい。
【００２７】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例について図面を
用いて説明する。
用いて説明する。
【００２８】以下に説明する２つの実施例においては、
生体内組織の微小変位のうち超音波ビームに沿う方向の
成分を計測するものである。もちろん、二次元的に組織
変位を計測する装置に以下に述べる各実施例を応用する
ことも容易である。
生体内組織の微小変位のうち超音波ビームに沿う方向の
成分を計測するものである。もちろん、二次元的に組織
変位を計測する装置に以下に述べる各実施例を応用する
ことも容易である。
【００２９】（ａ）第１実施例 図１には、本発明に係る超音波診断装置の第１実施例が
示されており、図１は全体構成を示すブロック図であ
る。図２及び図３には、関心領域が示されており、以
下、図２及び図３を用いて関心領域の設定について説明
する。
示されており、図１は全体構成を示すブロック図であ
る。図２及び図３には、関心領域が示されており、以
下、図２及び図３を用いて関心領域の設定について説明
する。
【００３０】図２において、超音波ビームの走査面に相
当する断層像１００内には、１つの関心領域２００が設
定されている。この関心領域２００は、断層像１００内
において任意の大きさで設定されるものであり、その位
置はできるだけ血管の拍動などによる組織変位が生じな
い個所に設定することが望ましい。これは、組織自体の
変位と断層像自体のぶれによる変位とを分離して正確に
判断するためである。図２において、断層像１０２は、
断層像１００からΔｔ経過した後の断層像であり、ここ
で、Δｔは、いわゆるフレームレートの整数倍（通常は
「１」倍）に相当するものである。
当する断層像１００内には、１つの関心領域２００が設
定されている。この関心領域２００は、断層像１００内
において任意の大きさで設定されるものであり、その位
置はできるだけ血管の拍動などによる組織変位が生じな
い個所に設定することが望ましい。これは、組織自体の
変位と断層像自体のぶれによる変位とを分離して正確に
判断するためである。図２において、断層像１０２は、
断層像１００からΔｔ経過した後の断層像であり、ここ
で、Δｔは、いわゆるフレームレートの整数倍（通常は
「１」倍）に相当するものである。
【００３１】ここにおいて、Δｔの間に、呼吸や手ぶれ
などによって、体表に当接された超音波探触子が運動し
た場合には、上述した断層像のぶれが生じ、これに伴い
関心領域２００もぶれることになる。
などによって、体表に当接された超音波探触子が運動し
た場合には、上述した断層像のぶれが生じ、これに伴い
関心領域２００もぶれることになる。
【００３２】図３（Ａ）には、時刻ｔ＝ｔ0 における関
心領域２００が示され、この関心領域は、点ｐ（ｘ，
ｙ）を中心とするｎ×ｎのマトリクスである。ここで、
各画素（エコーデータ）の輝度レベル（エコーレベル）
をｆi （ｘ，ｙ）とする。一方、図３（Ｂ）には、時刻
ｔ＝ｔ0 ＋Δｔにおける前記（Ａ）に示した関心領域と
同一の関心領域が示され、ここにおいて、中心の点はＰ
´（ｘ，ｙ）で示され、各画素の輝度レベルはｇ
i （ｘ，ｙ）で示されている。
心領域２００が示され、この関心領域は、点ｐ（ｘ，
ｙ）を中心とするｎ×ｎのマトリクスである。ここで、
各画素（エコーデータ）の輝度レベル（エコーレベル）
をｆi （ｘ，ｙ）とする。一方、図３（Ｂ）には、時刻
ｔ＝ｔ0 ＋Δｔにおける前記（Ａ）に示した関心領域と
同一の関心領域が示され、ここにおいて、中心の点はＰ
´（ｘ，ｙ）で示され、各画素の輝度レベルはｇ
i （ｘ，ｙ）で示されている。
【００３３】これら相互のマトリクスにおける相互相関
関数Ｒfg（ｘ，ｙ）は、次の第７式にて表される。ただ
し、第７式において、Ｆ，Ｇは、それぞれ関心領域内の
輝度レベルの平均値である。
関数Ｒfg（ｘ，ｙ）は、次の第７式にて表される。ただ
し、第７式において、Ｆ，Ｇは、それぞれ関心領域内の
輝度レベルの平均値である。
【００３４】
【数１】 従って、上記第７式にて求められる相関量Ｒfg（ｘ，
ｙ）の大きさから、断層像の全体ぶれが生じたか否かを
判断できる。即ち、相関量が小さい場合には、断層像の
全体ぶれが生じたと判断できるので、本実施例において
は、相関量と所定のしきい値α１とを比較することによ
って、全体ぶれを判断し、その判断がなされたときに組
織変位の表示を一時的に中断する。即ち、呼吸や手ぶれ
などによって断層像自体が全体にわたってぶれた場合に
は、計測される変位に多くの誤差を含むことになるの
で、そのような誤った結果を採用させないため表示を一
時的に中断させる。従って、関心領域２００は断層像に
おいて、組織変位があまり生じない個所に設けることが
好適である。
ｙ）の大きさから、断層像の全体ぶれが生じたか否かを
判断できる。即ち、相関量が小さい場合には、断層像の
全体ぶれが生じたと判断できるので、本実施例において
は、相関量と所定のしきい値α１とを比較することによ
って、全体ぶれを判断し、その判断がなされたときに組
織変位の表示を一時的に中断する。即ち、呼吸や手ぶれ
などによって断層像自体が全体にわたってぶれた場合に
は、計測される変位に多くの誤差を含むことになるの
で、そのような誤った結果を採用させないため表示を一
時的に中断させる。従って、関心領域２００は断層像に
おいて、組織変位があまり生じない個所に設けることが
好適である。
【００３５】次に、図１を用いて装置の全体構成につい
て説明する。なお、この装置は、超音波ドプラ法を応用
して生体内組織の微小変位を計測するものである。
て説明する。なお、この装置は、超音波ドプラ法を応用
して生体内組織の微小変位を計測するものである。
【００３６】タイミング信号発生器１０は、走査制御器
１２に対して所定のタイミング信号を出力すると共に、
後述する直交検波器１４に対して、互いに９０°位相の
異なる参照信号１６，１８を出力している。
１２に対して所定のタイミング信号を出力すると共に、
後述する直交検波器１４に対して、互いに９０°位相の
異なる参照信号１６，１８を出力している。
【００３７】走査制御器１２は、所定のタイミング信号
に基づき、超音波ビームの走査に係る制御信号を送受信
器２０に出力する。送受信器２０は、その制御信号に従
って、プローブ２２に対して励振信号を出力する。
に基づき、超音波ビームの走査に係る制御信号を送受信
器２０に出力する。送受信器２０は、その制御信号に従
って、プローブ２２に対して励振信号を出力する。
【００３８】そして、プローブ２２に設けられた図示さ
れていない超音波振動子が励振信号によって励振され、
超音波が生体に放射されることになる。生体内からの反
射波は、プローブ２２の超音波振動子によって受波さ
れ、受信信号は送受信器２０によって位相合成などの処
理が行われた後、増幅器２４及び前記直交検波器１４に
出力されている。
れていない超音波振動子が励振信号によって励振され、
超音波が生体に放射されることになる。生体内からの反
射波は、プローブ２２の超音波振動子によって受波さ
れ、受信信号は送受信器２０によって位相合成などの処
理が行われた後、増幅器２４及び前記直交検波器１４に
出力されている。
【００３９】増幅器２４によって増幅された受信信号
は、検波器２６によって検波が行われた後、Ａ／Ｄ変換
器２８にてデジタル信号に変換され、Ｂモード断層画像
形成のためデジタルスキャンコンバータ（以下、ＤＳＣ
という）３０に出力され、ここで一時的に記憶される。
は、検波器２６によって検波が行われた後、Ａ／Ｄ変換
器２８にてデジタル信号に変換され、Ｂモード断層画像
形成のためデジタルスキャンコンバータ（以下、ＤＳＣ
という）３０に出力され、ここで一時的に記憶される。
【００４０】一方、直交検波器１４においては、受信信
号と前記参照信号１６，１８との混合検波が行われ、直
交検波器１４から複素信号Ｉ，Ｑが自己相関器３２に対
して出力される。自己相関器３２は、複素信号である実
数部信号Ｉと虚数部信号Ｑとの共役複素積を演算し、自
己相関を求める。その自己相関結果は、変位演算器３４
に出力されており、変位演算器３４は生体内組織の変位
を演算する。
号と前記参照信号１６，１８との混合検波が行われ、直
交検波器１４から複素信号Ｉ，Ｑが自己相関器３２に対
して出力される。自己相関器３２は、複素信号である実
数部信号Ｉと虚数部信号Ｑとの共役複素積を演算し、自
己相関を求める。その自己相関結果は、変位演算器３４
に出力されており、変位演算器３４は生体内組織の変位
を演算する。
【００４１】なお、組織変位を求めるまでの以上の受信
信号処理は、上記第１式〜第６式までの計算式を実現し
たものであり、上述したように例えば特公昭６２−４４
４９４号に記載された自己相関法を応用したものであ
る。
信号処理は、上記第１式〜第６式までの計算式を実現し
たものであり、上述したように例えば特公昭６２−４４
４９４号に記載された自己相関法を応用したものであ
る。
【００４２】変位演算器３４から出力された変位信号δ
ｘは、メモリ３６にて一時的に記憶され、メモリ３６か
ら読み出された変位信号δｘは、上述したＤＳＣ３０に
送られ一時的に記憶されている。
ｘは、メモリ３６にて一時的に記憶され、メモリ３６か
ら読み出された変位信号δｘは、上述したＤＳＣ３０に
送られ一時的に記憶されている。
【００４３】そして、ＤＳＣ３０から読み出された画像
データは、Ｄ／Ａ変換器３８によってアナログ信号に変
換された後、表示器４０に送られてここでＢモード断層
像及び組織変位が表示される。なお、本実施例において
は、Ｂモード断層画像に重ねて各組織の変位量が例えば
数値や色彩などによって表現されている。
データは、Ｄ／Ａ変換器３８によってアナログ信号に変
換された後、表示器４０に送られてここでＢモード断層
像及び組織変位が表示される。なお、本実施例において
は、Ｂモード断層画像に重ねて各組織の変位量が例えば
数値や色彩などによって表現されている。
【００４４】本実施例においては、断層像の全体ぶれを
判断するため、次のような構成が設けられている。前記
Ａ／Ｄ変換器２８から出力された断層像信号は、関心領
域設定器４２に送られている。この関心領域設定器４２
は、図２に示した断層像１００内における関心領域２０
０を定めるものであり、本実施例においては、図示され
ていない外部コントローラによって操作者が任意の個所
に任意の大きさで設定できるようになっている。
判断するため、次のような構成が設けられている。前記
Ａ／Ｄ変換器２８から出力された断層像信号は、関心領
域設定器４２に送られている。この関心領域設定器４２
は、図２に示した断層像１００内における関心領域２０
０を定めるものであり、本実施例においては、図示され
ていない外部コントローラによって操作者が任意の個所
に任意の大きさで設定できるようになっている。
【００４５】従って、関心領域設定器４２から関心領域
内の断層像データが相互相関器４４に出力されることに
なる。
内の断層像データが相互相関器４４に出力されることに
なる。
【００４６】この相互相関器４４には、２つの入力端子
が設けられており、一方の入力端子には、現時点の断層
像データが入力され、他方の入力端子にはフレームメモ
リ４６によって遅延が行われた１フレーム前の断層像デ
ータが入力されている。
が設けられており、一方の入力端子には、現時点の断層
像データが入力され、他方の入力端子にはフレームメモ
リ４６によって遅延が行われた１フレーム前の断層像デ
ータが入力されている。
【００４７】そして、相互相関器４４は、上記第７式で
示した相関量Ｒfg（ｘ，ｙ）を求める。
示した相関量Ｒfg（ｘ，ｙ）を求める。
【００４８】この相関量は、比較器４８の一方の入力端
子に送られており、他方の入力端子に入力される所定の
ぶれ判定値α１と比較されている。
子に送られており、他方の入力端子に入力される所定の
ぶれ判定値α１と比較されている。
【００４９】ここにおいて、断層像の全体ぶれが生じて
いる場合には、ぶれ判定値α１より相関量が小さくなる
ため、比較器４８は全体ぶれを示す判定信号７０をメモ
リ３６に対して出力する。この判定信号７０により、メ
モリ３６からの読出しは一時的に中断され、この結果、
表示器４０における組織変位の表示も中断されることに
なる。即ち、メモリ３６においては、変位信号の書込み
及び読出しが順次行われており、判定信号７０によって
読出しのコントロールが行われている。
いる場合には、ぶれ判定値α１より相関量が小さくなる
ため、比較器４８は全体ぶれを示す判定信号７０をメモ
リ３６に対して出力する。この判定信号７０により、メ
モリ３６からの読出しは一時的に中断され、この結果、
表示器４０における組織変位の表示も中断されることに
なる。即ち、メモリ３６においては、変位信号の書込み
及び読出しが順次行われており、判定信号７０によって
読出しのコントロールが行われている。
【００５０】以上のように、この第１実施例において
は、フレーム間における関心領域についての相互相関量
を求め、その相関量が所定のぶれ判定値α１より小さい
場合には、組織変位の表示を中断させることができるの
で、誤った組織変位を採用することを防止することがで
きる。
は、フレーム間における関心領域についての相互相関量
を求め、その相関量が所定のぶれ判定値α１より小さい
場合には、組織変位の表示を中断させることができるの
で、誤った組織変位を採用することを防止することがで
きる。
【００５１】なお、この第１実施例においては、断層像
の全体ぶれを相互相関によって判断したが、当然これに
限られるものではなく、他の手法によって判断してもよ
い。 （ｂ）第２実施例 図４には、本発明に係る超音波診断装置の第２実施例が
示されており、図４はその全体構成を示すブロック図で
ある。なお、第１実施例に示した構成と同一の構成には
同一符号を付けその説明を省略する。また、図５及び図
６にはこの第２実施例において複数設定される関心領域
が示されている。
の全体ぶれを相互相関によって判断したが、当然これに
限られるものではなく、他の手法によって判断してもよ
い。 （ｂ）第２実施例 図４には、本発明に係る超音波診断装置の第２実施例が
示されており、図４はその全体構成を示すブロック図で
ある。なお、第１実施例に示した構成と同一の構成には
同一符号を付けその説明を省略する。また、図５及び図
６にはこの第２実施例において複数設定される関心領域
が示されている。
【００５２】図５において、断層像１００内には、本実
施例において３つの関心領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３が設定さ
れている。これらの複数の関心領域は、任意の個所に任
意の大きさで設定することができ、第１実施例同様に、
組織変位が大きくない個所に設定することが好適であ
る。なお、プローブから同一深さの位置に円弧状に並ん
で関心領域を設定してもよい。
施例において３つの関心領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３が設定さ
れている。これらの複数の関心領域は、任意の個所に任
意の大きさで設定することができ、第１実施例同様に、
組織変位が大きくない個所に設定することが好適であ
る。なお、プローブから同一深さの位置に円弧状に並ん
で関心領域を設定してもよい。
【００５３】図６には、設定された３つの関心領域が示
されており、この例においては、各参照領域は３×３の
マトリクスで構成され、時刻ｔ＝ｔ0 における輝度レベ
ルがそれぞれｆ１i ，ｆ２i ，ｆ３i で示されている。
また、時刻ｔ＝ｔ0 ＋Δｔにおける同一関心領域の輝度
レベルがｇ１i ，ｇ２i ，ｇ３i で表されている。
されており、この例においては、各参照領域は３×３の
マトリクスで構成され、時刻ｔ＝ｔ0 における輝度レベ
ルがそれぞれｆ１i ，ｆ２i ，ｆ３i で示されている。
また、時刻ｔ＝ｔ0 ＋Δｔにおける同一関心領域の輝度
レベルがｇ１i ，ｇ２i ，ｇ３i で表されている。
【００５４】ここにおいて、それぞれ同一関心領域がΔ
ｔの間に変位した変位量δ１（Δｔ），δ２（Δｔ），
δ３（Δｔ）は、以下の第８式，第９式及び第１０式で
計算される。
ｔの間に変位した変位量δ１（Δｔ），δ２（Δｔ），
δ３（Δｔ）は、以下の第８式，第９式及び第１０式で
計算される。
【００５５】
【数２】 ここにおいて、δ１（Δｔ），δ２（Δｔ），δ３（Δ
ｔ）の分散σ2 は、次の第１１式にて表される。
ｔ）の分散σ2 は、次の第１１式にて表される。
【００５６】
【数３】 この分散σ2 （Δｔ）の値があらかじめ設定したぶれ判
定値α２より小さい値の場合には、各関心領域が同じ変
位量をもっていたとして、断層像の全体ぶれを判断す
る。この場合、各関心領域の変位量の平均値γを、計測
された組織変位から減算すれば、断層像の全体ぶれに起
因する誤差を排除することができ、そのような誤差が排
除されて補正された組織変位を表示器にて表示させるこ
とができる。
定値α２より小さい値の場合には、各関心領域が同じ変
位量をもっていたとして、断層像の全体ぶれを判断す
る。この場合、各関心領域の変位量の平均値γを、計測
された組織変位から減算すれば、断層像の全体ぶれに起
因する誤差を排除することができ、そのような誤差が排
除されて補正された組織変位を表示器にて表示させるこ
とができる。
【００５７】次に、図４に示す第２実施例の構成につい
て説明する。Ａ／Ｄ変換器２８から出力された断層像信
号は、関心領域設定器５０に送られる。この関心領域設
定器５０は、図５に示した本実施例において３つの関心
領域を設定するものである。そして、各関心領域内の断
層像データは、ぶれ変位演算器５２の一方の入力端子に
送られている。ぶれ変位演算器５２の他方の入力端子に
は、フレームメモリ５４によって１フレームの期間だけ
遅延させられた断層像データが入力されている。
て説明する。Ａ／Ｄ変換器２８から出力された断層像信
号は、関心領域設定器５０に送られる。この関心領域設
定器５０は、図５に示した本実施例において３つの関心
領域を設定するものである。そして、各関心領域内の断
層像データは、ぶれ変位演算器５２の一方の入力端子に
送られている。ぶれ変位演算器５２の他方の入力端子に
は、フレームメモリ５４によって１フレームの期間だけ
遅延させられた断層像データが入力されている。
【００５８】ぶれ変位演算器５２は、上記第８式〜上記
第１２式の演算を行うものである。即ち、σ2 と各関心
領域の変位量の平均値γとを演算する。
第１２式の演算を行うものである。即ち、σ2 と各関心
領域の変位量の平均値γとを演算する。
【００５９】判定器６４は、分散σ2 とぶれ判定値α２
とを比較し、分散σ2 がぶれ判定値α２より小さい値の
場合には、散らばり具合が小さくそれぞれの関心領域が
同様に変位しているとみなされるので、判定器６４は全
体ぶれを判断する。一方、分散σ2 が判定値α２より大
きい場合には、前記とは反対に、散らばり具合が大き
く、それぞれの関心領域における変位量はまちまちであ
るとみなされるので全体ぶれが生じていないと判断す
る。即ち、組織変位が順調に計測されていると判断す
る。
とを比較し、分散σ2 がぶれ判定値α２より小さい値の
場合には、散らばり具合が小さくそれぞれの関心領域が
同様に変位しているとみなされるので、判定器６４は全
体ぶれを判断する。一方、分散σ2 が判定値α２より大
きい場合には、前記とは反対に、散らばり具合が大き
く、それぞれの関心領域における変位量はまちまちであ
るとみなされるので全体ぶれが生じていないと判断す
る。即ち、組織変位が順調に計測されていると判断す
る。
【００６０】判定器６４は、全体ぶれが判断されたとき
に、メモリ３６の後段に設けられた減算器５６に対して
平均値γを出力する。
に、メモリ３６の後段に設けられた減算器５６に対して
平均値γを出力する。
【００６１】減算器５６では、メモリ３６から出力され
た組織変位から平均値γが減算されて、補正された後の
組織変位δｘがＤＳＣ３０に対して出力されることにな
る。従って、以上の第２実施例によれば、全体のぶれが
生じたときに、それを判断して、誤差を含む計測結果か
ら誤差を排除することができるので、正確な組織変位を
求めることが可能となる。ここにおいて、断層像の全体
のぶれ変位は、本実施例において各参照領域の変位の平
均値が用いられているので、とりわけ複雑な演算をする
ことなく補正値を求めることが可能である。
た組織変位から平均値γが減算されて、補正された後の
組織変位δｘがＤＳＣ３０に対して出力されることにな
る。従って、以上の第２実施例によれば、全体のぶれが
生じたときに、それを判断して、誤差を含む計測結果か
ら誤差を排除することができるので、正確な組織変位を
求めることが可能となる。ここにおいて、断層像の全体
のぶれ変位は、本実施例において各参照領域の変位の平
均値が用いられているので、とりわけ複雑な演算をする
ことなく補正値を求めることが可能である。
【００６２】なお、この第２実施例においては、上記第
８式〜第１２式による計算を用いたが、当然これには限
られず、他の手法を用いてもよい。
８式〜第１２式による計算を用いたが、当然これには限
られず、他の手法を用いてもよい。
【００６３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
生体の呼吸や手ぶれなどによって超音波探触子の運動が
生じ、これに起因して断層像のぶれが生じた場合には、
そのぶれを正確に判断して各種の対処を行うことが可能
である。
生体の呼吸や手ぶれなどによって超音波探触子の運動が
生じ、これに起因して断層像のぶれが生じた場合には、
そのぶれを正確に判断して各種の対処を行うことが可能
である。
【００６４】即ち、本発明によれば、断層像の全体ぶれ
が判断されたときには、例えば組織変位の表示を一時的
に中断して、誤った組織変位が表示されてしまうのを防
止できる。また、本発明によれば、断層像の全体ぶれが
生じた場合には、そのぶれによる誤差を補正することが
できるので、精度の良い組織変位の計測を行うことが可
能である。
が判断されたときには、例えば組織変位の表示を一時的
に中断して、誤った組織変位が表示されてしまうのを防
止できる。また、本発明によれば、断層像の全体ぶれが
生じた場合には、そのぶれによる誤差を補正することが
できるので、精度の良い組織変位の計測を行うことが可
能である。
【図１】本発明の第１実施例の構成を示すブロック図で
ある。
ある。
【図２】断層像と関心領域との関係を示す説明図であ
る。
る。
【図３】時刻ｔ＝ｔ0 とｔ＝ｔ0 ＋Δｔにおける関心領
域を示す説明図である。
域を示す説明図である。
【図４】本発明に係る第２実施例の構成を示すブロック
図である。
図である。
【図５】断層像１００内に複数設定される関心領域を示
す説明図である。
す説明図である。
【図６】設定された３つの関心領域を説明する説明図で
ある。
ある。
１４ 直交検波器 ３２ 自己相関器 ３４ 変位演算器 ４２，５０ 関心領域設定器 ４４ 相互相関器 ４６，５４ フレームメモリ ４８ 比較器 ５２ ぶれ変位演算器 ５６ 減算器 ６４ 判定器
フロントページの続き (72)発明者 岡田 孝 東京都三鷹市牟礼６丁目22番１号 アロ カ株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−49648（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A61B 8/00 - 8/15
Claims (5)
- 【請求項１】 超音波の送受波により、生体内の断層像
等を得る超音波診断装置において、 断層像内に所定の大きさをもった関心領域を設定する関
心領域設定手段と、 前記関心領域の画像データを格納する関心領域メモリ
と、 前記関心領域メモリに格納された現時点より前の関心領
域の画像データと現時点の関心領域の画像データとを対
比して、断層像の全体ぶれを判断するぶれ判断手段と、前記全体ぶれが判断された場合にそれに対処する手段
と、 を含むことを特徴とする超音波診断装置。 - 【請求項２】請求項１記載の超音波診断装置において、 前記ぶれ判断手段は、１又は複数フレーム間ごとに前記
関心領域の相関量を求め、その相関量が所定のぶれ判定
値より小さい時に断層像の全体ぶれを判断することを特
徴とする超音波診断装置。 - 【請求項３】請求項１又は請求項２記載の超音波診断装
置において、 生体内組織の微小変位を計測する組織変位計測手段と、 前記断層像の全体ぶれが判断された場合に、組織変位の
表示を中断する表示中断手段と、 を含むことを特徴とする超音波診断装置。 - 【請求項４】超音波の送受波により、生体内の断層像等
を得る超音波診断装置において、 生体内組織の微小変位を計測する組織変位計測手段と、 断層像内に所定の大きさをもった複数の関心領域を設定
する関心領域設定手段と、 前記各関心領域の画像データを格納する関心領域メモリ
と、 前記各関心領域について前記関心領域メモリに格納され
た現時点より前の関心領域の画像データと現時点の関心
領域の画像データとを対比して、断層像全体のぶれ変位
を求めるぶれ変位演算手段と、 前記組織変位計測手段にて計測された組織変位から前記
ぶれ変位演算手段にて求められたぶれ変位を減算する変
位補正手段と、 を含むことを特徴とする超音波診断装置。 - 【請求項５】請求項４記載の超音波診断装置において、 前記ぶれ変位演算手段は、断層像内における１又は複数
フレーム間ごとの所定の平均変位を求める平均化手段を
含み、前記ぶれ変位として前記平均化手段にて求められ
た平均変位が用いられることを特徴とする超音波診断装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3345374A JP3041117B2 (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | 超音波診断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3345374A JP3041117B2 (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | 超音波診断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05168626A JPH05168626A (ja) | 1993-07-02 |
| JP3041117B2 true JP3041117B2 (ja) | 2000-05-15 |
Family
ID=18376167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3345374A Expired - Fee Related JP3041117B2 (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | 超音波診断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3041117B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP3263035B2 (ja) * | 1997-11-21 | 2002-03-04 | 東芝エンジニアリング株式会社 | 呼吸モニタリングの関心領域設定装置および呼吸モニタリングシステム |
| US6390984B1 (en) * | 2000-09-14 | 2002-05-21 | Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc | Method and apparatus for locking sample volume onto moving vessel in pulsed doppler ultrasound imaging |
| JP4058368B2 (ja) * | 2003-03-27 | 2008-03-05 | ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー | 超音波診断装置 |
| JP2005046193A (ja) * | 2003-07-29 | 2005-02-24 | Toshiba Corp | 超音波診断装置及び超音波画像データ生成方法 |
| JP2005058551A (ja) * | 2003-08-18 | 2005-03-10 | Ge Medical Systems Global Technology Co Llc | 超音波画像表示方法および超音波診断装置 |
| US7153268B2 (en) * | 2003-09-09 | 2006-12-26 | General Electric Company | Motion adaptive frame averaging for ultrasound doppler color flow imaging |
| EP1806099A4 (en) * | 2004-10-19 | 2007-12-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ULTRASONIC UNIT AND ULTRASONIC CONTROL SYSTEM |
| WO2007080895A1 (ja) * | 2006-01-10 | 2007-07-19 | Kabushiki Kaisha Toshiba | 超音波診断装置及び超音波画像生成方法 |
| JP4945277B2 (ja) * | 2007-03-22 | 2012-06-06 | 株式会社東芝 | 超音波診断装置 |
| JP5388492B2 (ja) * | 2008-07-04 | 2014-01-15 | 株式会社東芝 | 画像表示装置および医用画像診断装置 |
| JP5158880B2 (ja) * | 2009-03-31 | 2013-03-06 | 富士フイルム株式会社 | 超音波診断装置 |
| WO2012137431A1 (ja) * | 2011-04-05 | 2012-10-11 | パナソニック株式会社 | 超音波診断装置、及び、超音波診断画像の出力方法 |
| EP2740407A4 (en) * | 2011-08-03 | 2015-04-22 | Hitachi Medical Corp | IMAGE DIAGNOSTIC DEVICE AND IMAGE CORRECTION METHOD |
-
1991
- 1991-12-26 JP JP3345374A patent/JP3041117B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH05168626A (ja) | 1993-07-02 |
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