JP3604111B2 - Ultrasound diagnostic equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は超音波診断装置、特に超音波診断装置の動作条件の調整に関する。
【0002】
【従来の技術及びその課題】
超音波診断装置において、その製造時に調整が必要な箇所(例えば、各振動素子の送信レベルや受信感度を調整するつまみなど)は多数存在する。また、その使用時においても、計測条件に応じてあるいは自己の好みに応じた超音波画像を得るために調整しなければならない箇所(受信増幅度やフィルタのカットオフ周波数を調整するつまみなど)も多数存在する。それらの調整箇所は、装置全体で例えば数十から数百もあり、近年の超音波診断装置の高機能化を背景として、そのような調整箇所はより増加する傾向にある。
【0003】
上記のような装置上に存在している多数の調整箇所すなわち多数のパラメータに適切な値を設定する場合、従来においては、表示装置に表示された超音波画像を確認しながら、各つまみなどを調整する作業が行われる。しかし、それらのパラメータの内の多くが相互依存性をもつことから、その作業は極めて煩雑である。すなわち、1つの調整箇所を最適化しても、それが他の調整箇所の調整量を変化させることになり、すべてのパラメータ値の最適な組み合わせを得るまでの作業労力は非常に大きく、現状の手作業では必ずしも最適な調整を期し難い場合がある。
【0004】
特に、ユーザーが計測条件や自己の要望に沿った最適な超音波画像を得るためには熟練を要するという問題がある。メーカー側では、できる限りユーザーの手間を軽減してユーザーの希望に沿った画像を形成可能なように、良質な画像を得られる複数のパラメータ値セットをあらかじめプリセットしておき、使用時にユーザーにいずれかのセットを選択させるサービスも行われている。しかし、この場合でも、プリセットされるセット数には限りがありユーザーの好みに合致しない場合があり、また、装置の経年変化などを考慮すると、そのような対応では十分ではない。
【0005】
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、装置の調整が容易な超音波診断装置を提供することにある。
【0006】
本発明の他の目的は、特にユーザーが熟練を要することなく、簡単に装置の動作条件を最適化可能な超音波診断装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
(1)上記目的を達成するために、本発明は、複数のパラメータ値によって動作条件が設定される超音波診断装置において、前記複数のパラメータ値の組み合わせであるパラメータ値セットが複数記憶される記憶手段と、前記記憶手段から読み出された複数のパラメータ値セットのそれぞれを個別に動作条件として利用することによって形成される複数の超音波画像が配列された集合画像を表示する表示手段と、前記表示手段に表示される前記集合画像における複数の超音波画像の中から1又は複数の良質画像をユーザーに選択させるための良質画像選択手段と、前記良質画像に対応するパラメータ値セットを利用し、その性質を部分的に受け継いだ新しいパラメータ値セットを生成して前記記憶手段に記憶させる新規セット生成手段と、前記表示手段に表示された前記集合画像における複数の超音波画像の中から最良画像をユーザーに指定させるための最良画像指定手段と、を含み、前記最良画像に対応するパラメータ値セットを利用して被検体に対する超音波診断が実行されることを特徴とする。
【0008】
本発明は、公知の遺伝子アルゴリズムを超音波診断装置の動作条件の調整に応用するものである。本発明において、遺伝子アルゴリズムにおける「遺伝子」が「パラメータ値」に相当し、「染色体」が「パラメータ値セット」に相当する。そして、染色体の良否判定を画像の良否判定という形で調整者に行わせることによって、複雑な演算や手作業を要することなく、最良のパラメータ値セットを特定することができる。もちろん、このようなアルゴリズムを利用しても常に最高のパラメータ値セットを探索できる保証はないが、少なくとも最適なパラメータ値セットに近いセットあるいはそれと同等のセットを探索できる。本発明は、公知の遺伝子アルゴリズムをそのまま利用するのではなく、超音波診断装置特有の条件下でそれを応用するものである。
【0009】
すなわち、上記構成によれば、記憶手段に格納されたそれぞれのパラメータ値セットを用いて超音波画像が形成され、その中から良質の画像をユーザー(調整者)に選択させることによって、記憶手段に格納された複数のパラメータ値セットの中で良質のセットが選別される。すなわち、パラメータ値セットをそのまま評価するのではなく、超音波画像という形で間接的に評価することが行われる。良質のセットは親セットとして新規セット生成のために利用される。この場合、望ましくは交叉手法及び突然変異手法のいずれか一方又は両方が利用され、新規セットが生成される。生成された新規セット(子セット)はその評価のために上記同様に超音波画像の形成に利用され、良質の画像に対応するセットのみが選別される。このような新規セット生成及び評価からなる一連のアルゴリズムを繰り返し実行すれば、優秀な性質が強調されつつ残されていくことになり、最良というに等しいパラメータ値セットを得ることができる。このようにして得られた最良のパラメータ値セットを利用して実際に被検体の超音波診断が実行される。
【0010】
最良のパラメータ値セットは、超音波診断装置の各モードに応じてあるいは計測部位などに応じて求めておくことが望ましい。そして、計測モードや計測部位の指定がなされた時点で自動的にそれに対応する最適なパラメータ値セットが設定されるように構成するのが望ましい。
【0011】
超音波診断装置において存在するすべての調整箇所の内で、必ずしも全部の調整箇所について上記の調整方法を適用する必要はなく、特にユーザー調整が必要な調整項目のみについて上記の調整方法を適用してもよい。また、工場における調整は、従来同様の調整方法を利用し、一般ユーザー側における調整に上記の調整方法を適用することもできる。一般ユーザーは装置に関する知識が乏しいが、本発明によれば知識がそれほどなくても装置の最適な調整を実現でき、また自己の好みに合致した超音波画像を得られる調整を行える利点がある。更に、本発明によれば装置間の機差や装置の経年変化にも対応できる利点がある。
【0012】
(2)本発明の好適な態様では、前記新規セット生成手段は、2つのパラメータ値セット間において1又は複数のパラメータ値を相互に交換する交叉を実行することにより、新しいパラメータ値セットを生成する交叉実行手段と、パラメータ値セットにおける1又は複数のパラメータ値を新しい値に置換する突然変異を実行することにより、新しいパラメータ値セットを生成する突然変異実行手段と、を含むことを特徴とする。上記の交叉が解の収束性をもつのに対し、上記の突然変異は解の発散性をもつため、両者を巧みに組み合わせて利用するのが望ましい。
【0013】
(3)本発明の好適な態様では、前記記憶手段に記憶された複数のパラメータ値セットの中から、新規セット生成のための親セットをランダムに選択する手段を含むことを特徴とする。親セットをランダムに選択すれば、新規セットの多様性を確保できる。
【0014】
(4)本発明の好適な態様では、前記交叉及び前記突然変異の発生確率を制御する発生確率制御手段を含むことを特徴とする。ある親セットに対してそれらの内のいずれか一方を適用してもよいが、それらの両者を連続して適用してもよい。
【0015】
(5)本発明の好適な態様では、前記交叉実行手段は、前記パラメータセット中における前記パラメータ値の交換位置を確率的に制御する手段を含み、前記突然変異実行手段は、前記パラメータ値セット中における前記パラメータ値の置換位置を確率的に制御する手段を含むことを特徴とする。交換位置及び置換位置は固定的に設定しておいてもよいが、ランダムに設定すれば局所解への落ち込みを防止して新規セットの多様性を確保できる。
【0016】
(6)本発明の好適な態様では、前記交叉実行手段は、前記パラメータ値セット中における前記パラメータ値の交換個数を確率的に制御する手段を含み、前記突然変異実行手段は、前記パラメータ値セット中における前記パラメータ値の置換個数を確率的に制御する手段を含むことを特徴とする。このような手法によっても新規セットの多様性を確保できる。
【0017】
(7)本発明の好適な態様では、前記記憶手段に対して初期セットとして複数のパラメータ値セットを供給する手段を含むことを特徴とする。最良セットの探索時間を削減すると共にユーザーの多様な好みに合致させるためには、初期セットとして、できる限り良質であって多様なものを複数用意しておくのが望ましい。
【0018】
(8)本発明の好適な態様では、前記各パラメータ値セットを個別に利用して形成された複数の超音波画像が二次元配列された集合画像を形成する集合画像形成手段を含むことを特徴とする。このような集合画像によれば、各画像を相対比較して良否を判別できるので、選択しやすいという利点がある。
【0019】
(9)本発明の好適な態様では、前記各パラメータ値セットを利用して超音波の送受信を行う場合に模擬体が利用されることを特徴とする。実際の被検体を利用して装置の調整を行ってもよいが、模擬体を利用すれば被検体を一定時間拘束する必要がなくなる。また、計測条件を常に一定に維持できる利点がある。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
【0021】
図1には、本発明に係る超音波診断装置の全体構成がブロック図で示されている。図1において、超音波探触子10は、超音波の送受波を行うものであり、本実施形態では、体表面に当接して使用される超音波探触子が用いられている。本実施形態では、後述するパラメータ値セットの評価に当たってはファントム12が利用される。このファントム12は、例えば生体を模擬した模擬体として機能するものであり、その内部が均一な材料で構成されているものでもよく、あるいは一定の構造を有するものであってもよい。このようなファントム12を利用することによって、パラメータ値セットの評価時における被検体の拘束といった問題を回避できる。したがって、もちろんパラメータ値セットの評価が短時間で終わるような場合には、実際の生体を利用して装置の調整を行ってもよい。
【0022】
図1に示す送信ビーム形成部14は、超音波探触子10に対して送信信号を供給すると共に送信ビーム形成のための制御を実行するものである。送信制御部16は、送信ビーム形成部14の制御部として機能するものであり、送信ビームの制御に当たって利用される各パラメータの値は後述するパラメータ管理部50によって設定される。
【0023】
受信ビーム形成部18は、超音波探触子10からの受信信号に対して所定の処理を実行すると共に、受信ビーム形成の制御を実行するものである。受信制御部20は、受信ビーム形成部18を制御する制御部として機能するものであり、その制御の際に利用される複数のパラメータの値は後述するパラメータ管理部50によって設定される。
【0024】
帯域制限部22は、受信ビーム形成部18から出力された受信信号の帯域を制限する手段であり、その帯域制限部22は帯域制限制御部24によって制御されている。その制御において使用される複数のパラメータの値は後述のパラメータ管理部50によって設定される。
【0025】
増幅部26は、受信信号に対して増幅を行う回路であり、その増幅部26は増幅制御部28によって制御されている。その制御の際の増幅度などのパラメータはパラメータ管理部50によって設定される。
【0026】
検波部30は、増幅部26から出力された受信信号を検波する回路である。対数圧縮部32はいわゆるLOG圧縮を行う手段であり、その対数圧縮部32は対数圧縮制御部34によって制御されている。その際の圧縮率等のパラメータの値はパラメータ管理部50によって設定される。
【0027】
画像フィルタ部36は、ノイズ除去のために画像情報に対してフィルタリングを実行する手段であり、その画像フィルタ部36は画像フィルタ制御部38によって制御されている。その場合に用いられる複数のパラメータの値はパラメータ管理部50によって設定される。
【0028】
DSC(デジタルスキャンコンバータ)40は、フレームメモリを有し、座標変換機能や画素補間機能等を有するものである。パラメータ管理部50からDSC40には制御信号100が出力されている。後述するように、各パラメータ値セットを利用して複数の超音波画像を画像表示する場合、DSC40はそれらの複数の超音波画像を1枚の集合画像に編集する機能を有する。
【0029】
ポストガンマ部42はいわゆるガンマ補正を実行する手段であり、そのポストガンマ部42はポストガンマ制御部44によって制御されている。その制御に利用される複数のパラメータ値はパラメータ管理部50によって設定される。
【0030】
CRT46は表示器であり、超音波画像がそのCRT46に表示される。装置の動作条件の調整に当たっては上述した集合画像がCRT46に表示される。
【0031】
パラメータ管理部50は後に図2を用いて詳述するように、装置の動作条件を決定する各パラメータの値を管理する手段である。パラメータ管理部50は、いわゆる遺伝子アルゴリズムを利用して最適なパラメータ値のセットを決定する機能を有している。
【0032】
パラメータ管理部50には入力装置52が接続されている。入力装置52は、図1に示す構成例において、良質画像選択装置54及び最良画像指定装置56を含む。良質画像選択装置54は、CRT46に上記の集合画像が表示された場合に、各画像の良否を判定する際に利用される。また、最良画像指定装置56は遺伝子アルゴリズムが複数サイクル実行されて、CRT46に最良と思われるような画像が表示された場合に、当該最良画像を指定するために利用される。
【0033】
図5には、本実施形態に係る超音波診断装置の外観が模式図として示されている。超音波診断装置200は、大別して装置本体202と表示器であるCRT46とで構成される。装置本体202には入力装置52として機能するキーボード204及びトラックボール206が含まれる。これらのキーボード204及びトラックボール206は、図1に示した良質画像選択装置54及び最良画像指定装置56として機能するものである。図5には、集合画像208の一例が示されている。この例では例えば12枚の超音波画像が1つの画面内に2次元配列されて表示されている。ユーザーは、例えばトラックボール206を利用してカーソル210を移動させ、このように複数表示された超音波画像の中から任意個数あるいは所定個数の超音波画像を良質画像として選択する。また、必要に応じてキーボード204等に所定の入力を行うことによって、表示されている複数の超音波画像の中から最良画像を指定する。これに関しては後に詳述する。
【0034】
図2には、図1に示したパラメータ管理部50の具体的な構成が模式的に示されている。パラメータ管理部50はハードウエアあるいはソフトウエア等で構成されるものである。
【0035】
パラメータ管理部50は、大別して記憶部60、生成部62及びパラメータ値設定部64で構成される。記憶部60は、便宜上3つの記憶領域に区分されており、具体的には親セット記憶領域66、子セット記憶領域68及び最良セット記憶領域70の3つに領域分けされている。ここで、各記憶領域には1又は複数のパラメータ値セットが記憶される。パラメータ値セットは、超音波診断装置の動作条件を決定する複数のパラメータ値を組み合わせたものであり、その具体例が図3に示されている。パラメータ値セット300は所定の順列で各パラメータ302を連結することによって構成されている。各パラメータ値302は所定のビット数で構成されているが、それらのビット数は同一であってもあるいは異なっていてもよい。例えば、第1番目のパラメータ値は送信ビーム本数を示すものであり、第2番目のパラメータ値は送信時の開口の大きさを示すパラメータ値である。このような割り当ては各超音波診断装置の構成に応じて適宜変更可能である。
【0036】
図2に戻って、記憶部60における各記憶領域66,68,70は図3に示したようなパラメータ値セットが格納される。更に詳しく説明すると、親セット記憶領域66には新規セット生成のために一時的に格納される親セット82としてのパラメータ値セットが複数格納され、子セット記憶領域68には生成部62によって生成された子セット74としてのパラメータ値セットが複数格納され、最良セット記憶領域70には子セット記憶領域68の中から最良セット94として抽出された1又は複数のパラメータ値セットが格納される。
【0037】
生成部62は、突然変異実行部84及び交叉実行部86を含むものである。突然変異実行部84は、親セット記憶領域66からランダムに選択された1つのパラメータ値セットにおけるいずれか1または複数のパラメータ値を、例えばランダムに発生された新しい値に置き換える処理を実行するものである。また、交叉実行部86は、親セット記憶領域66からランダムに選択された2つのパラメータ値セット間においていずれか1または複数のパラメータ値を互いに交換する処理を実行するものである。突然変異によれば1つの新しいセットが生成され、交叉によれば2つの新しいセットが同時に生成される。なお、交叉におけるパラメータ値の交換は同一の順位間において行われる。
【0038】
親セット選択部88は、生成部62で利用する親セット記憶領域66中から選択する手段であり、親セットの選択は基本的にランダムに実行される。もちろん、各パラメータ値セットに何らかの重み付けがされているような場合には、その重み付けに従ってランダムに親セットを選択してもよい。
【0039】
発生確率制御部90は、生成部62における突然変異の実行確率と交叉の実行確率とを制御する手段である。通常は、交叉の実行確率の方が高く設置されており、交叉による局所解への落ち込みを防止するために、一定確率で突然変異が実行される。ちなみに、交叉を実行した後に引き続いて突然変異を実行させるようなオペレーションを実行してもよい。
【0040】
ランダム制御部84Aは突然変異における新しい値の置換位置及び置換個数をランダムに制御する手段である。なお、置換する新しい値は突然変異実行部84によってランダムに発生されている。この場合、各パラメータ値ごとに上限及び下限が定まっているため、そのような範囲を考慮して新しい値を発生させる。もちろん、その場合にその範囲内における重み付などを考慮してもよい。
【0041】
ランダム制御部86Bは交叉に当たって交叉を実行する位置及び個数をランダムに制御する手段である。この場合、その位置や個数についての重み付けを考慮してもよい。
【0042】
図2に示す例では、交叉の実行に当たって交叉を行う位置及び個数がランダムに制御されていたが、例えば図4に示すように、パラメータ値セットを前半部分と後半部分の2つに分け、それらを交互に入れ替えることによって交叉を実行するようにしてもよい。図4には、一方のパラメータ値セットがA1とA2の2つに区分され、他方のパラメータ値セットがB1とB2の2つに区分され、それらを交互に入れ替えることによって、A1とB2とで構成される新規セットと、A2とB2とで構成される新規セットが生成されている。交叉及び突然変異の手法については各種の手法を適用できる。
【0043】
以上のように生成された新規セットは、図2に示す子セット記憶領域68に格納される。本実施形態では、一度に集合画像の画像分だけ新規セットが生成されている。このように生成された新規セットはそれぞれ個別的に利用され超音波計測が実行される。それを管理するのがパラメータ値設定部64である。すなわち、パラメータ値設定部64は、子セット記憶領域68から順番にパラメータ値セットを1つ抽出して、それらのパラメータ値セットを構成している各パラメータ値を装置の動作条件として各制御部へ出力する。これによって上述したようにファントム12等が利用されつつ超音波の送受波が実行され、超音波画像が形成されることになる。その超音波画像は、いったんDSC40内のフレームメモリに格納される。このような処理を繰り返し実行することによって、DSC40内のフレームメモリには、子セット記憶領域68内に格納された新規セット個数分だけの超音波画像が格納されることになり、DSC40はそれらを組み合わせて集合画像とし、当該集合画像の画像データをCRT46へ出力する。この場合、パラメータ値設定部64からDSC40へ制御信号100が出力されており、DSC40はそのような制御信号100に基づいて集合画像の格納及び生成を実行している。
【0044】
図5に示したように、集合画像208がCRT46に表示されると、ユーザーは図1に示した良質画像選択装置54を利用して、各画像についての良否を判別する。あるいは表示された複数枚の超音波画像の中から所定個の超音波画像を良質画像として選択する。そのような選択がなされると、図2に示す良質セット選抜部76が機能し、子セット記憶領域68に記憶された複数のパラメータ値セット値の中から、良質画像に対応するパラメータ値が選択され、そのパラメータ値が親セット記憶領域66へ転送される。そのような制御は良質セット選抜部76から出力される選抜信号78に基づいて実行される。また、良質セット選抜部76は、選択されなかったパラメータ値セットを子セット記憶領域68から消去するために、当該子セット記憶領域68に対して消去信号80を出力している。なお、親セット記憶領域66へのパラメータ値セットの格納に当たって、それまであった親セットを消去させてもよいが、そのまま残しておいてもよい。そして、親セット記憶領域66内に一定個数のパラメータ値セットが格納された時点で、古いものから順次消去されるように制御してもよい。
【0045】
いずれにしても、上記のようなサイクルを繰り返し実行することによって、親セット記憶領域66内には、より優れたパラメータ値セットが残されることになり、これと同時に生成部62では、より優れた新規セットが生成されることになる。そして、集合画像を確認したユーザーは、特定の超音波画像を最良画像と判断した時点で図1に示した最良画像指定装置56を利用してその画像を指定すれば、図2に示す最良セット抽出部92が子セット記憶領域68から最良画像に対応するパラメータ値セットを最良セットとして抽出し、それが最良セット記憶領域70に格納される。ここで、最良セット記憶領域70には計測モードあるいは診断部位に応じて複数の最良セットを格納してもよい。
【0046】
上記のサイクルの実行に先立って、子セット記憶領域68あるいは親セット記憶領域66には、複数の初期セットが格納される。このため、初期セット出力部72が設けられている。初期セット出力部72は、複数の初期セットをランダムに発生させ、あるいはあらかじめ格納されていた初期セットを出力する機能を有する。
【0047】
次に、図1及び図2を参照しながら図6を用いて最良セットの探索処理について説明する。
【0048】
S101では、図2に示した初期セット出力部72からランダムに発生されたm個の初期セットが子セット記憶領域68に出力される。これによって、パラメータ値設定部64は、各初期セットを子セット記憶領域68から順次読み出して各制御部に対して各パラメータ値を与える。これにより上述したようにCRT46には、各初期セットに対応した超音波画像が集合画像として表示されることになる。S103では、CRT46上においてユーザーによってm枚の超音波画像の中から良質画像がn枚選択される。あるいは、S103では、集合画像として表示されたm個の超音波画像の中から最良画像が指定される。
【0049】
S104では、更に最良セットの探索を継続するか否かが判断され、具体的には最良画像の指定がなされなかった場合にはS105からの各工程が実行される。S105では、S103で選択された良質画像に対応する複数のパラメータ値セットが親セット記憶領域66に転送され、その中から順次親セットが選択されて交叉または突然変異が実行されることにより、m個の新規セットが生成される。S106では、そのようなm個の新規セットが子セット記憶領域68に格納され、上述のようにパラメータ値設定部64の管理の下、m枚の超音波画像が集合画像として表示される。そして、S103からの各工程が繰り返し実行される。複数回のサイクルの実行の後、S103においていずれかの超音波画像が最良画像であると指定されると、S104から処理がS107へ移行し、S107において最良画像に対応する最良セットが子セット記憶領域68から抽出され、それが最良セット記憶領域70に保存されることになる。そして、その保存された最良セットによって装置の動作条件が設定されることになる。ちなみに、最良セットが指定された時点において、親セット記憶領域66及び子セット記憶領域68に格納された各セットを消去させてもよいが、次の最良セットの探索に備えてそれらのセットをそのまま保存しておいてもよい。
【0050】
なお、以上の実施形態においては装置が有する全てのパラメータについてパラメータ値セットを構成させ、最適なパラメータ値セットの探索を行ったが、全部のパラメータではなく一部のパラメータのみについて上記の手法を適用することもできる。例えば、ユーザーが操作可能とされたつまみについてのみ上記手法が適用されるようにしてもよい。
【0051】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、装置調整が容易な超音波診断装置を構成でき、特にユーザーが熟練を要することなく簡単に装置の動作条件を最適化可能な超音波診断装置を構成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る超音波診断装置の全体構成を示すブロック図である。
【図2】図1に示すパラメータ管理部の具体的な内容を示す模式図である。
【図3】パラメータ値セットの具体例を示す図である。
【図4】交叉の一例を示す図である。
【図5】超音波診断装置の外観を示す模式図である。
【図6】超音波診断装置の調整時における動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
12 ファントム、50 パラメータ管理部、52 入力装置、54 良質画像選択装置、56 最良画像指定装置、60 記憶部、62 生成部、64 パラメータ値設定部、66 親セット記憶領域、68 子セット記憶領域、70 最良セット記憶領域、76 良質セット選抜部、84 突然変異実行部、86 交叉実行部、92 最良セット抽出部。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus, and particularly to adjustment of operating conditions of the ultrasonic diagnostic apparatus.
[0002]
[Prior art and its problems]
In an ultrasonic diagnostic apparatus, there are many places that need to be adjusted at the time of manufacture (for example, knobs for adjusting the transmission level and receiving sensitivity of each vibrating element). In addition, even in the use thereof, there are also places (knobs for adjusting the reception amplification degree and the cutoff frequency of the filter, etc.) that need to be adjusted in order to obtain an ultrasonic image according to measurement conditions or personal preference. There are many. There are tens to hundreds of such adjustment points in the entire apparatus, and such adjustment points tend to increase more with the background of the recent sophistication of the ultrasonic diagnostic apparatus.
[0003]
When setting appropriate values for a large number of adjustment points, i.e., a large number of parameters, which are present on the device as described above, conventionally, each knob and the like are checked while checking the ultrasonic image displayed on the display device. Adjustment work is performed. However, the task is extremely complicated because many of these parameters are interdependent. That is, even if one adjustment point is optimized, it changes the adjustment amount of the other adjustment points, and the labor required to obtain the optimum combination of all parameter values is very large. It may not always be possible to make optimal adjustments in the work.
[0004]
In particular, there is a problem that a user requires skill to obtain an optimal ultrasonic image according to measurement conditions and his or her own needs. On the manufacturer side, in order to reduce the user's labor as much as possible and form an image that meets the user's wishes, multiple parameter value sets that can obtain high-quality images are preset in advance, and the user is asked to use the There is also a service that allows you to select a set. However, even in this case, the number of presets is limited and may not match the user's preference, and such a measure is not sufficient in consideration of the aging of the apparatus.
[0005]
The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus that can easily adjust the apparatus.
[0006]
Another object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus capable of easily optimizing the operating conditions of the apparatus without requiring a user to be skilled.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
(1) In order to achieve the above object, according to the present invention, in an ultrasonic diagnostic apparatus in which operating conditions are set by a plurality of parameter values, a plurality of parameter value sets, which are combinations of the plurality of parameter values, are stored. Means and a plurality of ultrasonic images formed by individually using each of the plurality of parameter value sets read from the storage means as operating conditions Set image with array Display means for displaying In the set image A high-quality image selecting means for allowing a user to select one or a plurality of high-quality images from a plurality of ultrasonic images, and a new parameter which partially inherits the property by using a parameter value set corresponding to the high-quality image A new set generating means for generating a value set and storing the value set in the storage means; In the set image And a best image designating means for allowing a user to designate a best image from among a plurality of ultrasound images, wherein ultrasonic diagnosis is performed on the subject using a parameter value set corresponding to the best image. It is characterized by.
[0008]
The present invention applies a known genetic algorithm to adjustment of operating conditions of an ultrasonic diagnostic apparatus. In the present invention, “gene” in the genetic algorithm corresponds to “parameter value”, and “chromosome” corresponds to “parameter value set”. Then, the best parameter value set can be specified without requiring complicated calculations and manual operations by allowing the adjuster to perform the quality determination of the chromosome in the form of the image quality determination. Of course, even if such an algorithm is used, there is no guarantee that the best parameter value set can always be searched, but at least a set close to the optimal parameter value set or a set equivalent thereto can be searched. The present invention does not use a known genetic algorithm as it is, but applies it under conditions specific to an ultrasonic diagnostic apparatus.
[0009]
That is, according to the above configuration, an ultrasonic image is formed using the respective parameter value sets stored in the storage unit, and by allowing the user (adjuster) to select a good quality image from among the images, the storage unit A good quality set is selected from the plurality of stored parameter value sets. That is, instead of directly evaluating the parameter value set, evaluation is performed indirectly in the form of an ultrasonic image. The good set is used for creating a new set as a parent set. In this case, preferably, one or both of the crossover technique and the mutation technique are used to generate a new set. The generated new set (child set) is used for evaluation in the same manner as described above to form an ultrasonic image, and only the set corresponding to a high-quality image is selected. By repeatedly executing a series of algorithms including such a new set generation and evaluation, excellent properties are emphasized and left, and a parameter value set equal to the best can be obtained. The ultrasonic diagnosis of the subject is actually performed using the best parameter value set obtained in this way.
[0010]
It is desirable that the best parameter value set is determined according to each mode of the ultrasonic diagnostic apparatus or according to a measurement site. Then, it is preferable that the optimum parameter value set corresponding to the measurement mode or the measurement site is automatically set when the measurement mode or the measurement site is specified.
[0011]
Of all the adjustment points that exist in the ultrasonic diagnostic apparatus, it is not always necessary to apply the above adjustment method to all the adjustment points, and in particular, apply the above adjustment method only to the adjustment items that require user adjustment. Is also good. The adjustment at the factory can be performed by using the same adjustment method as that of the related art, and the above-described adjustment method can be applied to the adjustment by the general user. The general user has little knowledge of the apparatus, but the present invention has the advantage that the optimum adjustment of the apparatus can be realized without much knowledge, and the adjustment can be performed to obtain an ultrasonic image that matches the user's preference. Further, according to the present invention, there is an advantage that it is possible to cope with machine differences between devices and aging of the devices.
[0012]
(2) In a preferred aspect of the present invention, the new set generation means generates a new parameter value set by executing crossover for exchanging one or more parameter values between the two parameter value sets. Crossover executing means and mutation executing means for generating a new parameter value set by executing a mutation for replacing one or more parameter values in the parameter value set with a new value. While the above-mentioned crossover has the convergence of the solution, while the above-mentioned mutation has the divergence of the solution, it is desirable to use a combination of both.
[0013]
(3) In a preferred aspect of the present invention, the apparatus further includes means for randomly selecting a parent set for generating a new set from a plurality of parameter value sets stored in the storage means. By randomly selecting a parent set, diversity of the new set can be secured.
[0014]
(4) In a preferred aspect of the present invention, an occurrence probability control means for controlling the occurrence probability of the crossover and the mutation is included. Either of them may be applied to a parent set, or both may be applied successively.
[0015]
(5) In a preferred aspect of the present invention, the crossover execution means includes means for stochastically controlling an exchange position of the parameter value in the parameter set, and the mutation execution means includes: And means for stochastically controlling the replacement position of the parameter value in. The replacement position and the replacement position may be fixedly set, but if set at random, it is possible to prevent a drop in the local solution and secure the diversity of the new set.
[0016]
(6) In a preferred aspect of the present invention, the crossover execution means includes means for stochastically controlling the number of exchanges of the parameter value in the parameter value set, and the mutation execution means includes: And means for stochastically controlling the number of replacements of the parameter value in the data. Such a method can also ensure the diversity of the new set.
[0017]
(7) In a preferred aspect of the present invention, the information processing apparatus further includes means for supplying a plurality of parameter value sets as an initial set to the storage means. In order to reduce the search time for the best set and to match the user's various preferences, it is desirable to prepare a plurality of various initial sets as high quality as possible.
[0018]
(8) In a preferred aspect of the present invention, a plurality of ultrasonic images formed using each of the parameter value sets individually Are two-dimensionally arrayed It is characterized by including a collective image forming means for forming a collective image. According to such an aggregated image, it is possible to determine whether the images are good or not by comparing the images relatively, so that there is an advantage that selection is easy.
[0019]
(9) In a preferred aspect of the present invention, a simulated body is used when transmitting and receiving ultrasonic waves using the respective parameter value sets. Although the adjustment of the apparatus may be performed using an actual subject, the use of a simulated object eliminates the need to restrain the subject for a certain period of time. In addition, there is an advantage that the measurement conditions can always be kept constant.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0021]
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention. In FIG. 1, an
[0022]
The transmission
[0023]
The reception
[0024]
The
[0025]
The
[0026]
The
[0027]
The
[0028]
The DSC (Digital Scan Converter) 40 has a frame memory and has a coordinate conversion function, a pixel interpolation function, and the like. The
[0029]
The
[0030]
The
[0031]
As will be described later in detail with reference to FIG. 2, the
[0032]
An input device 52 is connected to the
[0033]
FIG. 5 is a schematic diagram showing the appearance of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment. The ultrasonic
[0034]
FIG. 2 schematically shows a specific configuration of the
[0035]
The
[0036]
Returning to FIG. 2, each of the
[0037]
The
[0038]
The parent set
[0039]
The occurrence
[0040]
The
[0041]
The random control unit 86B is means for randomly controlling the position and the number at which the crossover is executed in the crossover. In this case, weighting for the position and the number may be considered.
[0042]
In the example shown in FIG. 2, the position and the number of crossovers at the time of the execution of the crossover are controlled at random. For example, as shown in FIG. 4, the parameter value set is divided into a first half and a second half. Alternatively, the crossover may be executed by alternately replacing FIG. 4 shows that one parameter value set is divided into two of A1 and A2, and the other parameter value set is divided into two of B1 and B2. A new set composed of A2 and B2 is generated. Various techniques can be applied to the crossover and mutation techniques.
[0043]
The new set generated as described above is stored in the child set storage area 68 shown in FIG. In this embodiment, a new set is generated at a time for the images of the group image. The new sets generated in this way are individually used, and ultrasonic measurement is performed. The parameter
[0044]
As shown in FIG. 5, when the
[0045]
In any case, by repeatedly executing the above-described cycle, a better parameter value set is left in the parent set storage area 66, and at the same time, the generation unit 62 A new set will be generated. Then, when the user who has confirmed the set image specifies the specific ultrasound image as the best image using the best
[0046]
Prior to the execution of the above cycle, a plurality of initial sets are stored in the child set storage area 68 or the parent set storage area 66. For this reason, an initial
[0047]
Next, the process of searching for the best set will be described with reference to FIGS.
[0048]
In S 101, m initial sets randomly generated from the initial
[0049]
In S104, it is determined whether or not to continue the search for the best set. Specifically, when the best image is not specified, the steps from S105 are executed. In S105, a plurality of parameter value sets corresponding to the good quality image selected in S103 are transferred to the parent set storage area 66, and the parent set is sequentially selected from among them to execute the crossover or mutation, thereby obtaining m New sets are generated. In S106, such m new sets are stored in the child set storage area 68, and the m ultrasonic images are displayed as a group image under the management of the parameter
[0050]
In the above embodiment, a parameter value set is configured for all parameters of the apparatus, and an optimum parameter value set is searched. However, the above method is applied to only some parameters, not all parameters. You can also. For example, the above method may be applied only to a knob that can be operated by the user.
[0051]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to configure an ultrasonic diagnostic apparatus that can easily adjust the apparatus, and particularly to configure an ultrasonic diagnostic apparatus that can easily optimize the operation conditions of the apparatus without requiring the user to have skill. it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing specific contents of a parameter management unit shown in FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a specific example of a parameter value set.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of crossover.
FIG. 5 is a schematic view showing the appearance of the ultrasonic diagnostic apparatus.
FIG. 6 is a flowchart showing an operation at the time of adjustment of the ultrasonic diagnostic apparatus.
[Explanation of symbols]
12 phantom, 50 parameter management unit, 52 input device, 54 good image selection device, 56 best image designation device, 60 storage unit, 62 generation unit, 64 parameter value setting unit, 66 parent set storage area, 68 child set storage area, 70 best set storage area, 76 good quality set selection section, 84 mutation execution section, 86 crossover execution section, 92 best set extraction section.
Claims (9)
前記複数のパラメータ値の組み合わせであるパラメータ値セットが複数記憶される記憶手段と、
前記記憶手段から読み出された複数のパラメータ値セットのそれぞれを個別に動作条件として利用することによって形成される複数の超音波画像が配列された集合画像を表示する表示手段と、
前記表示手段に表示される前記集合画像における複数の超音波画像の中から1又は複数の良質画像をユーザーに選択させるための良質画像選択手段と、
前記良質画像に対応するパラメータ値セットを利用し、その性質を部分的に受け継いだ新しいパラメータ値セットを生成して前記記憶手段に記憶させる新規セット生成手段と、
前記表示手段に表示される前記集合画像における複数の超音波画像の中から最良画像をユーザーに指定させるための最良画像指定手段と、
を含み、
前記最良画像に対応するパラメータ値セットを利用して被検体に対する超音波診断が実行されることを特徴とする超音波診断装置。In an ultrasonic diagnostic apparatus in which operating conditions are set by a plurality of parameter values,
Storage means for storing a plurality of parameter value sets that are combinations of the plurality of parameter values,
Display means for displaying a group image in which a plurality of ultrasonic images formed by using each of the plurality of parameter value sets read from the storage means as an operating condition individually,
High-quality image selection means for allowing a user to select one or more high-quality images from among a plurality of ultrasonic images in the set image displayed on the display means,
A new set generation unit that uses a parameter value set corresponding to the high-quality image, generates a new parameter value set partially inheriting the property, and stores the new parameter value set in the storage unit;
Best image designation means for allowing the user to designate the best image from among the plurality of ultrasound images in the set image displayed on the display means,
Including
An ultrasonic diagnostic apparatus, wherein ultrasonic diagnosis is performed on a subject using a parameter value set corresponding to the best image.
前記新規セット生成手段は、
2つのパラメータ値セット間において1又は複数のパラメータ値を相互に交換する交叉を実行することにより、新しいパラメータ値セットを生成する交叉実行手段と、
パラメータ値セットにおける1又は複数のパラメータ値を新しい値に置換する突然変異を実行することにより、新しいパラメータ値セットを生成する突然変異実行手段と、
を含むことを特徴とする超音波診断装置。The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1,
The new set generation means includes:
A crossover execution means for generating a new parameter value set by performing a crossover for exchanging one or more parameter values between the two parameter value sets;
Mutation executing means for generating a new parameter value set by executing a mutation for replacing one or more parameter values in the parameter value set with a new value;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
前記記憶手段に記憶された複数のパラメータ値セットの中から、新規セット生成のための親セットをランダムに選択する手段を含むことを特徴とする超音波診断装置。The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1,
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: means for randomly selecting a parent set for generating a new set from a plurality of parameter value sets stored in the storage means.
前記交叉及び前記突然変異の発生確率を制御する発生確率制御手段を含むことを特徴とする超音波診断装置。The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 2,
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising an occurrence probability control means for controlling the occurrence probability of the crossover and the mutation.
前記交叉実行手段は、前記パラメータセット中における前記パラメータ値の交換位置を確率的に制御する手段を含み、
前記突然変異実行手段は、前記パラメータ値セット中における前記パラメータ値の置換位置を確率的に制御する手段を含むことを特徴とする超音波診断装置。The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 2,
The crossover executing means includes means for stochastically controlling an exchange position of the parameter value in the parameter set,
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the mutation executing means includes means for stochastically controlling a replacement position of the parameter value in the parameter value set.
前記交叉実行手段は、前記パラメータ値セット中における前記パラメータ値の交換個数を確率的に制御する手段を含み、
前記突然変異実行手段は、前記パラメータ値セット中における前記パラメータ値の置換個数を確率的に制御する手段を含むことを特徴とする超音波診断装置。The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 2,
The crossover execution means includes means for stochastically controlling the number of exchanges of the parameter value in the parameter value set,
The ultrasonic diagnostic apparatus, wherein the mutation executing means includes means for stochastically controlling the number of replacements of the parameter value in the parameter value set.
前記記憶手段に対して初期セットとして複数のパラメータ値セットを供給する手段を含むことを特徴とする超音波診断装置。The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1,
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: means for supplying a plurality of parameter value sets as an initial set to the storage means.
前記各パラメータ値セットを個別に利用して形成された複数の超音波画像を二次元配列して集合画像を形成する集合画像形成手段を含むことを特徴とする超音波診断装置。The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1,
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising: a group image forming unit configured to form a group image by two-dimensionally arranging a plurality of ultrasonic images formed by individually using the respective parameter value sets.
前記各パラメータ値セットを利用して超音波の送受信を行う場合に模擬体が利用されることを特徴とする超音波診断装置。The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1,
An ultrasonic diagnostic apparatus characterized in that a simulated body is used when transmitting and receiving ultrasonic waves using the respective parameter value sets.
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