JP4764209B2 - Ultrasonic signal analysis apparatus, ultrasonic signal analysis method, ultrasonic analysis program, ultrasonic diagnostic apparatus, and control method of ultrasonic diagnostic apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、組織の動き又は変形の様子を映像化する機能を有する超音波信号解析装置等に関する。   The present invention relates to an ultrasonic signal analyzing apparatus and the like having a function of visualizing a state of tissue movement or deformation.

超音波診断装置は、生体内に超音波を送信し、かつ生体内から反射・散乱されてくる超音波を受信することにより、生体内の構造を映像化する医療用映像装置である。近年は、生体内の構造だけでなく、組織の移動や変形の様子(運動情報)を映像化する機能が診断装置上で実現され、その手法が研究されてきている(例えば、特許文献1参照)。それらの手法を大別すると、以下の二つに分類することができる。   An ultrasonic diagnostic apparatus is a medical imaging apparatus that visualizes a structure in a living body by transmitting ultrasonic waves into the living body and receiving ultrasonic waves reflected and scattered from the living body. In recent years, a function for visualizing not only the structure in a living body but also the movement and deformation of a tissue (motion information) has been realized on a diagnostic apparatus, and its method has been studied (for example, see Patent Document 1). ). These methods can be roughly classified into the following two types.

一つは、組織ドプラ法と呼ばれる手法である。これは、血液に対するドプラ法と同様なドプラ法を用いて、組織の移動速度を得る手法である。現在では、本手法を実現するハードウェアが、ほとんどの超音波診断装置に実装されている。本手法を実現する処理自体は比較的簡単であるため、リアルタイムにて画像化することが可能であるという長所がある。一方、短所としては、組織の直接的な移動速度はわからず、実際の移動速度の走査線への射影成分しか得ることができない点である。   One is a technique called a tissue Doppler method. This is a technique for obtaining a tissue moving speed using a Doppler method similar to the Doppler method for blood. Currently, hardware that realizes this method is implemented in most ultrasonic diagnostic apparatuses. Since the processing itself for realizing this method is relatively simple, there is an advantage that it can be imaged in real time. On the other hand, the disadvantage is that the direct movement speed of the tissue is not known, and only the projection component of the actual movement speed onto the scanning line can be obtained.

もう一つは、二次元(又は三次元)トラッキング法と呼ばれる手法である。これは、例えば、二次元トラッキング法を例に取れば、二次元に分布させた受信信号又は超音波画像を用いて、二次元的なトラッキング処理を行う手法である。トラッキング処理としては、相互相関法が代表的である。トラッキング処理により二次元的な移動速度や移動距離が求められ、これを用いて二次元的な変化を評価することが可能である。その一方で、処理が複雑なため多くのデータ処理時間を要すること、フレーム間に発生する信号の変形により追跡が不十分となり、十分な推定精度が得られない等の短所がある。   The other is a technique called a two-dimensional (or three-dimensional) tracking method. For example, taking a two-dimensional tracking method as an example, this is a technique for performing a two-dimensional tracking process using received signals or ultrasonic images distributed two-dimensionally. A typical example of the tracking process is the cross-correlation method. Two-dimensional movement speed and movement distance are obtained by the tracking process, and it is possible to evaluate a two-dimensional change by using this. On the other hand, since the processing is complicated, a lot of data processing time is required, and tracking is insufficient due to the deformation of a signal generated between frames, and sufficient estimation accuracy cannot be obtained.

従って、上記何れかの手法を採用して運動情報を映像化する従来の超音波診断装置では、各手法の短所を抱えることになり、組織の直接的な移動速度の把握、データ処理の迅速性、推定精度のいずれかにおいて十分ではない。
特開2003−175041号公報
Therefore, the conventional ultrasonic diagnostic apparatus that employs any of the above methods to visualize motion information has the disadvantages of each method, and grasps the direct movement speed of the tissue and the speed of data processing. Either of the estimation accuracy is not enough.
JP 2003-175041 A

本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、上記二つの手法の問題点を解決し、簡単かつ迅速なデータ処理によって、高精度にて二次元(又は三次元)的な組織の移動又は変形に関する情報を映像化できる超音波信号解析装置等を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above circumstances, solves the problems of the above two methods, and performs two-dimensional (or three-dimensional) tissue movement with high accuracy by simple and rapid data processing. An object of the present invention is to provide an ultrasonic signal analyzing apparatus and the like that can visualize information on deformation.

本発明は、上記目的を達成するため、次のような手段を講じている。   In order to achieve the above object, the present invention takes the following measures.

本発明の第1の視点は、被検体の組織を第1の撮影モードによって超音波走査し取得される複数フレームの第1の超音波データと、前記組織を組織ドプラモードによって超音波走査し取得される複数フレームの第2の超音波データと、を記憶する記憶手段と、前記第1の超音波データを利用した二次元的又は三次元的トラッキングに基づいて、前記組織の移動量及び移動方向により定義される第1の移動ベクトルを、前記組織の複数点に関して求める第1の移動ベクトル取得手段と、前記第2の超音波データに基づいて、前記超音波走査方向に沿った前記組織の複数点の移動速度を求める速度演算手段と、前記第1の移動ベクトルと前記移動速度とに基づいて、前記組織の複数点に関する第2の移動ベクトルを求める第2の移動ベクトル取得手段と、前記組織の複数の点に関する前記第2の移動ベクトルに基づいて、前記組織の運動に関する画像を生成する画像生成手段と、を具備することを特徴とする超音波信号解析装置である。   According to a first aspect of the present invention, a plurality of frames of first ultrasonic data acquired by ultrasonic scanning a tissue of a subject in a first imaging mode, and ultrasonic scanning of the tissue by a tissue Doppler mode are acquired. Storage means for storing a plurality of frames of second ultrasonic data, and the amount and direction of movement of the tissue based on two-dimensional or three-dimensional tracking using the first ultrasonic data A first movement vector obtaining means for obtaining a first movement vector defined by a plurality of points of the tissue, and a plurality of the tissues along the ultrasonic scanning direction based on the second ultrasonic data. Speed calculation means for obtaining a moving speed of a point, and second movement vector acquisition for obtaining a second movement vector for a plurality of points of the tissue based on the first movement vector and the movement speed And the step, based on said second movement vectors for a plurality of points of the tissue, an ultrasound signal analysis apparatus characterized by comprising an image generating means for generating an image relating to exercise of the tissue.

本発明の第2の視点は、被検体の組織を第1の撮影モードによって超音波走査し取得される複数フレームの第1の超音波データを利用した二次元的又は三次元的トラッキングに基づいて、前記組織の移動量及び移動方向により定義される第1の移動ベクトルを、前記組織の複数点に関して求めるステップと、前記組織を組織ドプラモードによって超音波走査し取得される複数フレームの第2の超音波データに基づいて、前記超音波走査方向に沿った前記組織の複数点の移動速度を求めるステップと、前記第1の移動ベクトルと前記移動速度とに基づいて、前記組織の複数点に関する第2の移動ベクトルを求めるステップと、前記組織の複数の点に関する前記第2の移動ベクトルに基づいて、前記組織の運動に関する画像を生成するステップと、を具備することを特徴とする超音波信号解析方法である。   The second aspect of the present invention is based on two-dimensional or three-dimensional tracking using a plurality of frames of first ultrasonic data obtained by ultrasonic scanning of a subject's tissue in the first imaging mode. Obtaining a first movement vector defined by a movement amount and a movement direction of the tissue with respect to a plurality of points of the tissue; and a second of a plurality of frames obtained by ultrasonic scanning the tissue in a tissue Doppler mode. Based on the ultrasonic data, the step of obtaining the moving speeds of the plurality of points of the tissue along the ultrasonic scanning direction, and the first of the plurality of points of the tissue based on the first moving vector and the moving speed. Obtaining two movement vectors; generating an image relating to the movement of the tissue based on the second movement vector relating to a plurality of points of the tissue; An ultrasound signal analysis method characterized by comprising the.

本発明の第3の視点は、コンピュータに、被検体の組織を第1の撮影モードによって超音波走査し取得される複数フレームの第1の超音波データを利用した二次元的又は三次元的トラッキングに基づいて、前記組織の移動量及び移動方向により定義される第1の移動ベクトルを、前記組織の複数点に関して求める機能と、
本発明の第4の視点は、前記組織を組織ドプラモードによって超音波走査し取得される複数フレームの第2の超音波データに基づいて、前記超音波走査方向に沿った前記組織の複数点の移動速度を求める機能と、前記第1の移動ベクトルと前記移動速度とに基づいて、前記組織の複数点に関する第2の移動ベクトルを求める機能と、前記組織の複数の点に関する前記第2の移動ベクトルに基づいて、前記組織の運動に関する画像を生成する機能と、を実現させることを特徴とする超音波信号解析プログラムである。
A third aspect of the present invention is a two-dimensional or three-dimensional tracking using a plurality of frames of first ultrasonic data obtained by ultrasonically scanning a tissue of a subject in a first imaging mode. A function for determining a first movement vector defined by a movement amount and a movement direction of the tissue with respect to a plurality of points of the tissue,
According to a fourth aspect of the present invention, a plurality of points of the tissue along the ultrasonic scanning direction are obtained based on a plurality of frames of second ultrasonic data obtained by ultrasonically scanning the tissue in a tissue Doppler mode. A function for obtaining a movement speed; a function for obtaining a second movement vector for a plurality of points of the tissue based on the first movement vector and the movement speed; and the second movement for a plurality of points of the tissue. And a function of generating an image related to the motion of the tissue based on a vector.

本発明の第5の視点は、供給される駆動信号に応答して被検体に対し超音波を送信し、当該被検体からのエコー信号を受信する超音波プローブと、前記超音波プローブに前記駆動信号を供給する駆動手段と、第1の撮影モードによって前記被検体の組織を超音波走査し複数フレームの第1の超音波データを取得するように、且つ組織ドプラモードによって前記組織を超音波走査し複数フレームの第2の超音波データを取得するように、前記駆動手段を制御する制御手段と、前記第1の超音波データを利用した二次元的又は三次元的トラッキングに基づいて、前記組織の移動量及び移動方向により定義される第1の移動ベクトルを、前記組織の複数点に関して求める第1の移動ベクトル取得手段と、前記第2の超音波データに基づいて、前記超音波走査方向に沿った前記組織の複数点の移動速度を求める速度演算手段と、前記第1の移動ベクトルと前記移動速度とに基づいて、前記組織の複数点に関する第2の移動ベクトルを求める第2の移動ベクトル取得手段と、前記組織の複数の点に関する前記第2の移動ベクトルに基づいて、前記組織の運動に関する画像を生成する画像生成手段と、前記組織の運動に関する画像を表示する表示手段と、を具備することを特徴とする超音波診断装置である。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an ultrasonic probe that transmits an ultrasonic wave to a subject in response to a supplied driving signal and receives an echo signal from the subject, and the driving to the ultrasonic probe. Ultrasonic scanning the tissue of the subject by acquiring a drive means for supplying a signal and acquiring a plurality of frames of first ultrasonic data by a first imaging mode, and ultrasonic scanning of the tissue by a tissue Doppler mode Then, based on two-dimensional or three-dimensional tracking using the first ultrasonic data, control means for controlling the driving means so as to acquire a plurality of frames of second ultrasonic data, the tissue Based on the first movement vector acquisition means for obtaining the first movement vector defined by the movement amount and the movement direction of the plurality of points with respect to the plurality of points of the tissue and the second ultrasonic data, Speed calculating means for determining the moving speed of the plurality of points of the tissue along the wave scanning direction, and a second moving vector for determining the second moving vector for the plurality of points of the tissue based on the first moving vector and the moving speed. Two movement vector acquisition means, image generation means for generating an image relating to the movement of the tissue based on the second movement vector relating to a plurality of points of the tissue, and display means for displaying an image relating to the movement of the tissue And an ultrasonic diagnostic apparatus.

本発明の第6の視点は、被検体を超音波走査し超音波画像を取得する超音波診断装置の制御方法であって、制御手段が、第1の撮影モードによって前記被検体の組織を超音波走査し複数フレームの第1の超音波データを取得するように、且つ組織ドプラモードによって前記組織を超音波走査し複数フレームの第2の超音波データを取得するように、超音波プローブに駆動信号を供給する駆動手段を制御し、第1の移動ベクトル取得手段が、前記第1の超音波データを利用した二次元的又は三次元的トラッキングに基づいて、前記組織の移動量及び移動方向により定義される第1の移動ベクトルを、前記組織の複数点に関して求め、速度演算手段が、前記第2の超音波データに基づいて、前記超音波走査方向に沿った前記組織の複数点の移動速度を求め、第2の移動ベクトル取得手段が、前記第1の移動ベクトルと前記移動速度とに基づいて、前記組織の複数点に関する第2の移動ベクトルを求め、画像生成手段が、前記組織の複数の点に関する前記第2の移動ベクトルに基づいて、前記組織の運動に関する画像を生成し、表示手段が、前記組織の運動に関する画像を表示すること、を具備することを特徴とする超音波診断装置の制御方法である。   According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method for controlling an ultrasonic diagnostic apparatus for ultrasonically scanning a subject and acquiring an ultrasonic image, wherein the control means supervises the tissue of the subject in a first imaging mode. Drive the ultrasound probe to scan the ultrasound and acquire multiple frames of first ultrasound data, and to scan the tissue ultrasonically and acquire multiple frames of second ultrasound data in tissue Doppler mode The driving means for supplying a signal is controlled, and the first movement vector acquisition means is controlled by the amount and direction of movement of the tissue based on two-dimensional or three-dimensional tracking using the first ultrasonic data. A first movement vector to be defined is obtained for a plurality of points of the tissue, and the velocity calculation means moves the movement speeds of the plurality of points of the tissue along the ultrasonic scanning direction based on the second ultrasonic data. A second movement vector obtaining unit obtains a second movement vector related to a plurality of points of the tissue based on the first movement vector and the movement speed, and an image generation unit Generating an image relating to the movement of the tissue on the basis of the second movement vector relating to a point, and displaying the image relating to the movement of the tissue. This is a control method.

以上本発明によれば、トラッキング法のみ、又は組織ドプラ法のみによって実現される従来の問題点を解決し、簡単かつ迅速なデータ処理によって、高精度にて二次元(又は三次元)的な組織の移動又は変形に関する情報を映像化できる超音波信号解析装置等を実現できる。   As described above, according to the present invention, the conventional problems realized only by the tracking method or the tissue Doppler method are solved, and the two-dimensional (or three-dimensional) tissue is obtained with high accuracy by simple and rapid data processing. An ultrasonic signal analyzing apparatus that can visualize information on movement or deformation of the image can be realized.

以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, components having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be given only when necessary.

まず、本実施形態に係る超音波診断装置10の構成を、図1を参照しながら説明する。図1に示すように、本超音波診断装置10は、超音波プローブ11、受信回路13、送信回路14、ビームフォーマ15、コントロールユニット16、B/M処理部19、CFM処理部21、スキャンコンバータ22A、22B、ビデオI/F24、モニタ25、記憶部26、入力ユニット27を具備している。   First, the configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the ultrasonic diagnostic apparatus 10 includes an ultrasonic probe 11, a receiving circuit 13, a transmitting circuit 14, a beam former 15, a control unit 16, a B / M processing unit 19, a CFM processing unit 21, and a scan converter. 22A, 22B, video I / F 24, monitor 25, storage unit 26, and input unit 27.

超音波プローブ11は、送信回路14からの駆動信号(駆動パルス)に基づき超音波を発生し、被検体からの反射波を電気信号に変換する複数の圧電振動子、当該圧電振動子に設けられる整合層、当該圧電振動子から後方への超音波の伝播を防止するバッキング材等を有している。当該超音波プローブ11から被検体に超音波が送信されると、送信超音波は体内組織の音響インピーダンスの境界、微小散乱等により後方散乱され、反射波(エコー信号)として超音波プローブ11に受信される。   The ultrasonic probe 11 is provided in a plurality of piezoelectric vibrators that generate ultrasonic waves based on drive signals (drive pulses) from the transmission circuit 14 and convert reflected waves from the subject into electrical signals, and the piezoelectric vibrators. The matching layer includes a backing material that prevents the ultrasonic wave from propagating backward from the piezoelectric vibrator. When an ultrasonic wave is transmitted from the ultrasonic probe 11 to the subject, the transmitted ultrasonic wave is back-scattered due to the boundary of acoustic impedance of the body tissue, minute scattering, etc., and is received by the ultrasonic probe 11 as a reflected wave (echo signal). Is done.

受信回路13は、超音波プローブ11が受信したエコー信号をチャンネル毎に増幅し、ビームフォーマ15に増幅後のエコー信号を出力する。   The receiving circuit 13 amplifies the echo signal received by the ultrasonic probe 11 for each channel and outputs the amplified echo signal to the beam former 15.

ビームフォーマ15は、増幅されたエコー信号をA/D変換し、受信指向性を決定するのに必要な遅延時間を与え、整相加算によるフォーカシングを行う。このフォーカシングにより、エコー信号の受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調され、受信指向性と送信指向性とにより超音波送受信の総合的な指向性(走査線)が決定される。   The beam former 15 performs A / D conversion on the amplified echo signal, gives a delay time necessary for determining the reception directivity, and performs focusing by phasing addition. By this focusing, the reflection component from the direction corresponding to the reception directivity of the echo signal is emphasized, and the total directivity (scanning line) of ultrasonic transmission / reception is determined by the reception directivity and the transmission directivity.

送信回路14は、送信超音波を形成するため、所定のレート周波数fr Hz(周期;1/fr秒)でレートパルスを繰り返し発生し、チャンネル毎に超音波をビーム状に集束し且つ送信指向性を決定するのに必要な遅延時間を、各レートパルスに与える。また、送信回路14は、必要な遅延時間が与えられたレートパルスに従って、プローブ11に対してチャンネル毎に駆動電圧パルスを印加する。   The transmission circuit 14 repeatedly generates a rate pulse at a predetermined rate frequency fr Hz (period: 1 / fr second) to form a transmission ultrasonic wave, focuses the ultrasonic wave into a beam shape for each channel, and transmits directivity. The delay time required to determine is given to each rate pulse. In addition, the transmission circuit 14 applies a drive voltage pulse for each channel to the probe 11 in accordance with a rate pulse provided with a necessary delay time.

なお、後述する移動ベクトル生成処理をリアルタイムで実行する場合には、例えばBモード撮影と組織ドプラモード撮影とを並行して実行する必要がある。係る場合には、送信回路14は、コントロールユニット16の制御のもと、例えば各走査線について数回のBモード送信と後数回のドプラ送信とを実行するように、送信波形を形成する。   In addition, when the movement vector generation process described later is executed in real time, for example, it is necessary to execute B-mode imaging and tissue Doppler mode imaging in parallel. In such a case, the transmission circuit 14 forms a transmission waveform under the control of the control unit 16 so that, for example, several B-mode transmissions and several subsequent Doppler transmissions are performed for each scanning line.

コントロールユニット16は、CPU160、メモリ161を有しており、システム全体の制御中枢として、本超音波診断装置10を静的又は動的に制御する。当該コントロールユニット16の制御のもと、データ(超音波信号)は、各ユニットで種々の処理を受け次段のユニットに送り出されるとともに、メモリ161を介して又は直接記憶部26等に保存される。なお、すべての段階での超音波信号を記憶部26に記憶する必要はなく、必要に応じて選択的に記憶してもよい。また、各ユニット内部で処理中の信号が保存可能な構成であってもよい。   The control unit 16 includes a CPU 160 and a memory 161, and statically or dynamically controls the ultrasonic diagnostic apparatus 10 as a control center of the entire system. Under the control of the control unit 16, the data (ultrasonic signal) is subjected to various processes in each unit and is sent to the next stage unit, and is also stored in the storage unit 26 or the like via the memory 161. . In addition, it is not necessary to store the ultrasonic signals at all stages in the storage unit 26, and may be selectively stored as necessary. Moreover, the structure which can preserve | save the signal in process within each unit may be sufficient.

また、コントロールユニット16は、後述する移動ベクトル生成処理に関する制御を実行する。より具体的には、記憶部26に記憶されているプログラムを読み出し、これに基づいてメモリ161にシステムを展開することで、本移動ベクトル生成処理を実行する。なお、これに限定されず、ハードウェア構成によって本移動ベクトル生成処理を実行してもよい。   Further, the control unit 16 executes control related to a movement vector generation process which will be described later. More specifically, the movement vector generation process is executed by reading a program stored in the storage unit 26 and developing the system in the memory 161 based on the program. Note that the present invention is not limited to this, and the movement vector generation process may be executed by a hardware configuration.

B/M処理部19は、所定の周波数帯域の反射波成分を減衰させ、所望の周波数帯域の反射波成分を抽出するバンドパスフィルタ処理を行った後、包絡線検波を行うことでその包絡線成分を検出する。その後、B/M処理部19は、エコー信号に対して対数圧縮処理及び必要に応じてエッジ強調処理等を実行する。   The B / M processing unit 19 attenuates the reflected wave component in a predetermined frequency band, performs bandpass filter processing for extracting the reflected wave component in a desired frequency band, and then performs envelope detection to perform the envelope detection. Detect ingredients. After that, the B / M processing unit 19 performs logarithmic compression processing and, if necessary, edge enhancement processing on the echo signal.

CFM処理部21は、エコー信号を組織信号と血流信号とに分離するためのハイパスフィルタ処理(「MTIフィルタ処理」、又は「Wallフィルタ処理」とも呼ばれる。)、組織や血流の移動速度を検出するための自己相関処理を実行する。また、CFM処理部21は、必要に応じてエコー信号中の組織信号を低減・削除するための非線形処理を実行する。   The CFM processing unit 21 performs high-pass filter processing (also referred to as “MTI filter processing” or “Wall filter processing”) for separating the echo signal into a tissue signal and a blood flow signal, and the movement speed of the tissue and blood flow. An autocorrelation process for detection is executed. Further, the CFM processing unit 21 executes nonlinear processing for reducing / deleting tissue signals in the echo signal as necessary.

スキャンコンバータ22A、22Bは、B/M処理部19、CFM処理部21から入力した信号列を、超音波ビームの送受信に対応した位置にマッピングし、画像化する。   The scan converters 22A and 22B map the signal sequence input from the B / M processing unit 19 and the CFM processing unit 21 to a position corresponding to transmission / reception of an ultrasonic beam and image it.

ビデオI/F24は、Bモード/Mモード用の画像信号、CFMからの画像信号、これらの三次元画像、その他の超音波画像に関する種々の情報を各画像と組み合わせ、モニタ表示用にレイアウトされた表示画像を構成し、モニタ25に当該表示画像を表示する。   The video I / F 24 was laid out for monitor display by combining various image-related information with the image signals for the B mode / M mode, the image signals from the CFM, these three-dimensional images, and other ultrasonic images. A display image is formed, and the display image is displayed on the monitor 25.

モニタ25は、DSC23からのビデオ信号に基づいて、生体内の形態学的譲歩や、血流情報を画像として表示する。また、造影剤を用いた場合には、造影剤の空間的分布、つまり血流或いは血液の存在している領域を求めた定量的な情報量に基づいて、輝度画像やカラー画像を表示する。   The monitor 25 displays in vivo morphological concessions and blood flow information as images based on the video signal from the DSC 23. Further, when a contrast agent is used, a luminance image and a color image are displayed based on a spatial distribution of the contrast agent, that is, based on a quantitative information amount obtained from a blood flow or a region where blood exists.

記憶部26は、過去に撮影したBモード画像、組織ドプラ画像等をフレーム毎に記憶している。また、記憶部26は、リアルタイムで撮影されるBモード画像、組織ドプラ画像、後述する運動情報に関する画像等は、メモリ161に一次記憶されると共に、所定の操作に応答して、記憶部26に記憶される。   The storage unit 26 stores B-mode images, tissue Doppler images, and the like taken in the past for each frame. In addition, the storage unit 26 primarily stores B-mode images, tissue Doppler images, and images related to exercise information, which will be described later, in the memory 161 and also stores them in the storage unit 26 in response to a predetermined operation. Remembered.

入力ユニット27は、装置10の本体に接続され、オペレータからの各種指示・命令・情報を装置本体にとりこむための入力装置(マウスやトラックボール、モード切替スイッチ、キーボード等)が設けられる。   The input unit 27 is connected to the main body of the apparatus 10 and is provided with an input device (mouse, trackball, mode changeover switch, keyboard, etc.) for incorporating various instructions / commands / information from the operator into the apparatus main body.

(移動ベクトル生成処理)
次に、本超音波診断装置10によって実現される移動ベクトル生成処理について説明する。本処理は、図2に示すように、大きく次のステップに分類することができる。
(Movement vector generation processing)
Next, the movement vector generation process realized by the ultrasonic diagnostic apparatus 10 will be described. This process can be broadly classified into the following steps as shown in FIG.

(1)Bモード動画像等(連続する複数フレームに関するBモード画像等)を利用して、粗くサンプルした追跡点の移動を二次元トラッキング法によって推定し、各点に関する移動ベクトルを求める(ステップS1)。   (1) Using a B-mode moving image or the like (B-mode image or the like for a plurality of consecutive frames), the movement of a roughly sampled tracking point is estimated by a two-dimensional tracking method to obtain a movement vector for each point (step S1) ).

(2)さらに細かいサンプル点に関する移動ベクトルを、補間処理によって求める(ステップS2)。   (2) A movement vector relating to a finer sample point is obtained by interpolation processing (step S2).

(3)全画素において、(2)で求めた移動ベクトルと走査線との角度を用いて、組織ドプラにより別途取得されている速度値を角度補正し、補正速度を求める(ステップS3)。   (3) In all the pixels, the velocity value separately acquired by the tissue Doppler is angle-corrected using the angle between the movement vector and the scanning line obtained in (2), and the corrected velocity is obtained (step S3).

(4)上記(1)によって求めた移動ベクトルの移動方向と上記(3)によって求めた補正速度とから、各サンプル点に関する第2の移動ベクトルを求める(ステップS4)。   (4) A second movement vector for each sample point is obtained from the movement direction of the movement vector obtained in (1) and the correction speed obtained in (3) (step S4).

(5)上記(1)乃至(4)の各処理を、各フレーム画像について実行する(ステップS5、S6)。 (5) The processes (1) to (4) are executed for each frame image (steps S5 and S6).

以下、各ステップについて、図2、及び図3乃至図5を参照しながら詳しく説明する。なお、以下の説明においては、事前に収集され記憶部26に一旦記憶された動画データ(Bモードデータ、組織ドプラデータ)を利用して、事後的に移動ベクトルを生成する場合を例とする。しかしながら、言うまでもなく、撮影によって得られた画像を利用してリアルタイムに移動ベクトルを生成する構成であってもよい。   Hereinafter, each step will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3 to 5. In the following description, an example will be described in which a movement vector is generated afterward using moving image data (B-mode data and tissue Doppler data) collected in advance and temporarily stored in the storage unit 26. However, needless to say, a configuration in which a movement vector is generated in real time using an image obtained by photographing may be used.

[ステップS1]
まず、図3に示すように、一のフレーム画像において粗いサンプル点を追跡点として設定し、これと連続するフレーム画像とを利用して、その移動を二次元トラッキング法によって推定し、各点に関する移動ベクトルを求める。ここで、サンプル点の設定は、例えば(これに限定されるものではないが)、一のフレーム画像上に3mm間隔の格子状のマーカを設定し、格子の交点に相当する位置のデータをサンプル点とすることにより、実現することができる。二次元トラッキングとしては、どのような手法を採用しても構わない。本実施形態では、最も代表的な手法の一つである相互相関法を採用する。
[Step S1]
First, as shown in FIG. 3, a rough sample point is set as a tracking point in one frame image, and the movement is estimated by a two-dimensional tracking method using this and a continuous frame image. Find the movement vector. Here, the sample point is set, for example (but not limited to this), by setting a grid-like marker at intervals of 3 mm on one frame image, and sampling data at a position corresponding to the grid intersection It can be realized by using a point. Any method may be adopted as the two-dimensional tracking. In this embodiment, a cross-correlation method that is one of the most representative methods is employed.

相互相関関数R(x´,y´)を、例えば次の式(1)で定義する。   The cross-correlation function R (x ′, y ′) is defined by the following equation (1), for example.

R(x´,y´)=∫∫[f(x+x´,y+y´)・g(x,y)]dxdy (1)
ここで、g(x,y)は当該画像における所定領域を表す関数であり、f(x,y)は、当該画像の次の時相についての画像における所定領域を表す関数である。この相互相関関数R(x´,y´)の値を最大とする(x´,y´)が、次時相画像においてf(x,y)と最も相互関連性(類似性)の高い領域であり、移動領域であると推定することができる。この推定を、上記粗くサンプルした全ての追跡点(又はこれを含む領域)について実行することで、各追跡点のトラッキングを行うことができる。
R (x ′, y ′) = ∫∫ [f (x + x ′, y + y ′) · g (x, y)] dxdy (1)
Here, g (x, y) is a function representing a predetermined area in the image, and f (x, y) is a function representing a predetermined area in the image for the next time phase of the image. (X ′, y ′) that maximizes the value of this cross-correlation function R (x ′, y ′) has the highest correlation (similarity) with f (x, y) in the next time phase image And can be estimated to be a moving region. By performing this estimation for all the roughly sampled tracking points (or a region including the tracking points), each tracking point can be tracked.

移動ベクトルの大きさ(ノルム)は、各サンプル点の移動量によって定義され、そのベクトル方向は各サンプル点の移動方向によって定義される。上記トラッキングによって、各サンプル点の移動量、移動方向を求めることができるから、この二つの物理量によって、各サンプル点についての移動ベクトルを定義する。また、必要に応じて、移動量をフレーム間の時間差で除することにより、当該点に関する移動速度を求めることも可能である。   The magnitude (norm) of the movement vector is defined by the movement amount of each sample point, and the vector direction is defined by the movement direction of each sample point. Since the movement amount and movement direction of each sample point can be obtained by the tracking, the movement vector for each sample point is defined by these two physical quantities. Further, if necessary, the moving speed related to the point can be obtained by dividing the moving amount by the time difference between frames.

なお、相互相関関数としては、例えば次の式(2)によって定義される最小二乗についての相関関数R(x´,y´)を採用する構成であってもよい。   In addition, as a cross-correlation function, the structure which employ | adopts the correlation function R (x ', y') about the least squares defined, for example by following Formula (2) may be sufficient.

R(x´,y´)=∫∫[f(x+x´,y+y´)−g(x,y)]dxdy (2)
[ステップS2]
図4に示すように、さらに細かいサンプル点に関する移動ベクトルを、補間処理によって求める。なお、さらに細かいサンプル点とは、本実施形態においては全画素に関するサンプル点を意味するものとするが、これに限定する必要はない。
R (x ′, y ′) = ∫∫ [f (x + x ′, y + y ′) − g (x, y)] 2 dxdy (2)
[Step S2]
As shown in FIG. 4, a movement vector related to a finer sample point is obtained by interpolation processing. Note that a finer sample point means a sample point related to all pixels in the present embodiment, but it is not necessary to limit to this.

補間処理による細かいサンプル点は、(1)において求めた粗いサンプル点に関する移動ベクトルに基づいて、各サンプル点のx座標、y座標を例えば線形補間等の補間処理を実行することで、求めることができる。   Fine sample points by interpolation processing can be obtained by executing interpolation processing such as linear interpolation on the x-coordinate and y-coordinate of each sample point based on the movement vector relating to the coarse sample point obtained in (1). it can.

なお、本ステップでの移動ベクトルの取得は、補間処理に限らず、例えばフィッティング処理等によって実現してもよい。   Note that acquisition of the movement vector in this step is not limited to interpolation processing, and may be realized by fitting processing, for example.

[ステップS3]
次に、(2)で求めた各サンプル点の移動ベクトルと走査線との角度を用いて、組織ドプラ画像データの各点(各サンプルに対応する点)における速度値を角度補正し、補正速度を求める。この角度補正は、次の式(3)に従って実行される。
[Step S3]
Next, the velocity value at each point (point corresponding to each sample) of the tissue Doppler image data is angle-corrected by using the angle between the scanning vector and the scanning line of each sample point obtained in (2), and the corrected velocity Ask for. This angle correction is executed according to the following equation (3).

(補正後の速度)=(組織ドプラ法で得られた速度)/cosθ (3)
ここで、θ(ドプラ角)は、図5に示すように、二次元トラッキングで得られた移動方向と走査線とのなす角である。
(Speed after correction) = (Speed obtained by tissue Doppler method) / cos θ (3)
Here, θ (Doppler angle) is an angle formed by the scanning direction and the moving direction obtained by two-dimensional tracking, as shown in FIG.

一般に、ドプラ法においては、走査線方向に沿った速度のみを得る。従って、上記式(3)によって各フレームにおける各点の移動速度を補正することで、通常の組織ドプラのみから求めたものよりも精度の高い移動速度を求めることができる。なお、以下の説明において、式(3)によって補正された移動速度を「補正速度」と呼ぶ。   In general, in the Doppler method, only the velocity along the scanning line direction is obtained. Therefore, by correcting the moving speed of each point in each frame by the above equation (3), it is possible to obtain a moving speed with higher accuracy than that obtained only from a normal tissue Doppler. In the following description, the movement speed corrected by the equation (3) is referred to as “correction speed”.

[ステップS4]
次に、上記(1)によって求めた移動ベクトルの移動方向と、上記(3)によって得られた補正速度とに基づいて、各サンプル点に関する第2の移動ベクトルを再定義する。すなわち、ベクトル方向については、上記(1)において求められた移動方向を採用し、その移動量については、上記(3)において求められた移動速度とフレーム間の時間差との積を採用することで、新たな移動ベクトル(第2の移動ベクトル)を再定義する。
[Step S4]
Next, the second movement vector for each sample point is redefined based on the movement direction of the movement vector obtained in the above (1) and the correction speed obtained in the above (3). That is, for the vector direction, the movement direction obtained in (1) above is adopted, and for the movement amount, the product of the movement speed obtained in (3) above and the time difference between frames is adopted. , Redefine a new movement vector (second movement vector).

なお、上記(3)での角度補正は、ドプラ角θが大きくなるに従って、その信頼性が低くなる。従って、本実施形態では、ドプラ角θが大きくなるに従って、補正速度による移動量よりも上記(2)で求めた移動ベクトルによる移動量を優先させることが、精度の観点から好ましい。   Note that the angle correction in the above (3) becomes less reliable as the Doppler angle θ increases. Therefore, in the present embodiment, as the Doppler angle θ increases, it is preferable from the viewpoint of accuracy to prioritize the movement amount based on the movement vector obtained in (2) above the movement amount based on the correction speed.

すなわち、(3)のドプラ速度の補正による補正速度によって求められる移動量をDdop、(1)、(2)のトラッキングによって求められる移動量をDtrackとすると、例えば次の式(4)によって第2の移動ベクトルの移動量Dsecを再定義することができる。 That is, assuming that the movement amount obtained by the correction speed obtained by correcting the Doppler speed in (3) is D dop and the movement amount obtained by tracking in (1) and (2) is D track , for example, by the following equation (4): The movement amount D sec of the second movement vector can be redefined.

sec=f(θ)・Ddop+(1−f(θ))・Dtrack (4)
ここで、f(θ)は、図6に示すように、θが90度から離れる程大きく、90度に近い程小さくなる0≦f(θ)≦1を満たす関数である。
D sec = f (θ) · D dop + (1−f (θ)) · D track (4)
Here, as shown in FIG. 6, f (θ) is a function that satisfies 0 ≦ f (θ) ≦ 1 that increases as θ moves away from 90 degrees and decreases as it approaches 90 degrees.

[ステップS5、S6]
以上ステップS1乃至ステップS4の処理を動画に含まれるフレーム分繰り返すことで、全フレーム(全時相)で正確な移動ベクトルを求めることができる。なお、必要に応じて、各第2の移動ベクトルの大きさ(移動量)をフレーム間の時間差で除することにより、各点に関する移動速度を求めることも可能である。
[Steps S5 and S6]
By repeating the processing of steps S1 to S4 for the frames included in the moving image, an accurate movement vector can be obtained for all frames (all time phases). If necessary, the moving speed for each point can be obtained by dividing the size (movement amount) of each second movement vector by the time difference between frames.

なお、上記ステップS1及びステップS2において使用される動画データは、いずれの処理段階のデータであってもよい。例えば、スキャンコンバージョン前のデータ(生データ)や圧縮前のデータを使用すれば、移動ベクトルにより多くの情報を反映させることができる。   Note that the moving image data used in step S1 and step S2 may be data in any processing stage. For example, if data before scan conversion (raw data) or data before compression is used, more information can be reflected in the movement vector.

(運動量情報の画像化)
上述した処理によって得れらたフレーム毎の移動ベクトルに基づいて、種々の運動情報に関する画像を生成し、表示することができる。以下、生成可能な運動情報に関する画像を幾つか例示する。
(Image of momentum information)
Based on the movement vector for each frame obtained by the above-described processing, it is possible to generate and display images relating to various types of motion information. Hereinafter, some images relating to exercise information that can be generated will be exemplified.

(歪み画像:picture of strain)
フレーム毎の移動ベクトル情報を使用して、歪み画像を生成することができる。これは、例えばLagrangian Strain(歪み)を採用した場合、初期の長さL(t)を基準として、一般的に式(5)で定義される。
(Distortion image: picture of strain)
A distortion image can be generated using the motion vector information for each frame. For example, when Lagrangian strain (distortion) is employed, this is generally defined by Expression (5) with reference to the initial length L (t 0 ).

(t)=[L(t)−L(t)]/L(t) (5)
(t):Lagrangian Strain
L(t):基準時刻tでの長さ
L(t):基準時刻tでの長さ
なお、図7に、L(t)及びL(t)の関係を表してある。
S L (t) = [L (t) −L (t 0 )] / L (t 0 ) (5)
S L (t): Lagrangian Strain
L (t 0 ): Length at reference time t 0 L (t 0 ): Length at reference time t 0 FIG. 7 shows the relationship between L (t 0 ) and L (t). .

このS(t)は、追跡した対の各点での変位を求め、この変位の対間の差分を取って初期長で規格化することによって算出することもできる。すなわち、Lの間隔を有する2点(a点、b点)をt時相で設定し、これを基準とした歪みは、次の式(6)によって求めることができる。 This S L (t) can also be calculated by obtaining the displacement at each point of the tracked pair and taking the difference between the pair of displacements and normalizing with the initial length. That is, two points (points a and b) having an interval of L 0 are set in the t 0 time phase, and distortion based on this can be obtained by the following equation (6).

(t)=(a点の追跡変位−b点の追跡変位)/L (6)
上記式(6)のa点又はb点の追跡変位を、本手法によって得られた移動ベクトルを利用して求めることができる。これを各点について演算することで、各フレームの各点に関する歪みを求め、これを連続的に表示することで、歪み画像を表示することができる。
S L (t) = (tracking displacement at point a−tracking displacement at point b) / L 0 (6)
The tracking displacement of point a or b in the above equation (6) can be obtained by using the movement vector obtained by this method. By calculating this for each point, the distortion for each point in each frame is obtained, and the distortion image can be displayed by displaying this continuously.

なお、歪み率は、(a点の追跡速度−b点の追跡速度)/Lによって定義される。従って、移動ベクトルを用いてこの歪み率を計算し、各時相において出力すれば、組織追跡を行った理想的な歪み率を出力画像として得ることも可能である。 The distortion rate is defined by (tracking speed at point a−tracking speed at point b) / L 0 . Therefore, if this distortion rate is calculated using a movement vector and output at each time phase, it is possible to obtain an ideal distortion rate obtained by tissue tracking as an output image.

これら歪み画像、歪み率画像の生成については、例えば特願平2002−272845号により詳しい記載がある。   The generation of these distorted images and distortion rate images is described in detail in Japanese Patent Application No. 2002-272845, for example.

(移動量画像:picture of displacement)
フレーム毎の移動ベクトル情報を使用して、移動量画像を生成することができる。これは、各点に関する移動ベクトルから移動量を求め、これに従って各点をフレーム毎に移動させることで、移動量画像を生成することができる。
(Displacement image: picture of displacement)
A movement amount image can be generated using movement vector information for each frame. This is because a movement amount image can be generated by obtaining a movement amount from a movement vector relating to each point and moving each point in accordance with the movement amount.

なお、この移動量画像は、臨床学的に意味のある一定期間における移動量を示すものであることが好ましい。例えば、図8に示すようなECG波形において、R波とT波との間の期間では心臓は収縮する(収縮期)。従って、この収縮期における移動量画像を生成し表示すれば、心筋が収縮する様子を観察することができる。   In addition, it is preferable that this movement amount image shows the movement amount in a certain period which is clinically meaningful. For example, in the ECG waveform as shown in FIG. 8, the heart contracts during the period between the R wave and the T wave (systole). Therefore, if the movement amount image in the systole is generated and displayed, it is possible to observe how the myocardium contracts.

(移動ベクトル画像:picture of displacement vector)
フレーム毎の移動ベクトル情報を使用して、移動ベクトル画像を生成することができる。これは、例えば図4に示した様に、各点に関する移動ベクトルを矢印によって表し、当該各点における移動方向及び移動量を視覚化するものである。この様な画像を観察することで、各点における移動状況を容易且つ迅速に把握することができる。
(Moving vector image: picture of displacement vector)
A motion vector image can be generated using the motion vector information for each frame. For example, as shown in FIG. 4, the movement vector for each point is represented by an arrow, and the movement direction and movement amount at each point are visualized. By observing such an image, it is possible to easily and quickly grasp the movement state at each point.

以上述べた構成によれば、以下の効果を得ることができる。   According to the configuration described above, the following effects can be obtained.

本超音波診断装置によれば、二次元(又は三次元)トラッキング法に基づいて得られた情報によって移動ベクトルの方向を、組織ドプラ法による移動速度を角度補正した補正速度に基づいて移動ベクトルの大きさ(移動量)を定義している。従って、従来の二次元トラッキング法のみ、又は組織ドプラ法のみによって定義される移動ベクトルよりも、高精度で移動ベクトルを定義することができる。さらに、この移動ベクトルを利用して生成された運動情報に関する画像も、従来よりも信頼性の高いものとなり、画像診断の質の向上に寄与することができる。   According to this ultrasonic diagnostic apparatus, the direction of the movement vector is determined based on the information obtained based on the two-dimensional (or three-dimensional) tracking method, and the movement vector is determined based on the correction speed obtained by angle-correcting the movement speed based on the tissue Doppler method. Defines the size (movement amount). Therefore, the movement vector can be defined with higher accuracy than the movement vector defined only by the conventional two-dimensional tracking method or only the tissue Doppler method. Furthermore, an image relating to motion information generated using this movement vector is also more reliable than before, and can contribute to improving the quality of image diagnosis.

また、本超音波診断装置は、補間処理によって更に細かいサンプリング点の移動ベクトルを求めている。従って、全ての点について二次元トラッキングを行っていた従来に比して、処理すべき情報量を減少させることができる。その結果、処理時間を大幅に短縮することができ、迅速かつ正確な診断情報を提供、特にリアルタイムでの診断情報提供を実現することができる。   In addition, this ultrasonic diagnostic apparatus obtains a finer moving vector of sampling points by interpolation processing. Therefore, the amount of information to be processed can be reduced as compared with the conventional case where two-dimensional tracking is performed for all points. As a result, the processing time can be greatly shortened, and prompt and accurate diagnosis information can be provided, particularly in real time.

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

以上本発明によれば、トラッキング法のみ、又は組織ドプラ法のみによって実現される従来の問題点を解決し、簡単かつ迅速なデータ処理によって、高精度にて二次元(又は三次元)的な組織の移動又は変形に関する情報を映像化できる超音波信号解析装置等を実現できる。   As described above, according to the present invention, the conventional problems realized only by the tracking method or the tissue Doppler method are solved, and the two-dimensional (or three-dimensional) tissue is obtained with high accuracy by simple and rapid data processing. An ultrasonic signal analyzing apparatus that can visualize information on movement or deformation of the image can be realized.

図1は、本実施形態に係る超音波診断装置10の構成を示した図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus 10 according to the present embodiment. 図2は、移動ベクトル生成処理を含む一連の画像生成処理の流れを示したフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing a flow of a series of image generation processing including movement vector generation processing. 図3は、一のフレーム画像の粗いサンプル点に関して求められた移動ベクトルを模式的に示した図である。FIG. 3 is a diagram schematically showing a movement vector obtained with respect to a rough sample point of one frame image. 図4は、粗いサンプル点に関して求められた移動ベクトルに基づいて、補間処理によって求められた各点における移動ベクトルを模式的に示した図である。FIG. 4 is a diagram schematically showing the movement vector at each point obtained by the interpolation processing based on the movement vector obtained for the rough sample point. 図5は、各点における速度値の角度補正処理を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the angle correction processing of the velocity value at each point. 図6は、移動ベクトル生成処理において使用される重み付け関数y=f(θ)のグラフを示した図である。FIG. 6 is a diagram showing a graph of the weighting function y = f (θ) used in the movement vector generation process. 図7は、Lagrangian Strainを説明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining Lagrangian Strain. 図8は、移動量画像の生成を説明するための図である。FIG. 8 is a diagram for explaining the generation of the movement amount image.

符号の説明Explanation of symbols

10…超音波診断装置、11…超音波プローブ、13…受信回路、14…送信回路、15…ビームフォーマ、16…コントロールユニット、19…B/M処理部、21…CFM処理部、22A、22B…スキャンコンバータ、24…ビデオI/F、25…モニタ25、26…記憶部、27…入力ユニット   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Ultrasonic diagnostic apparatus, 11 ... Ultrasonic probe, 13 ... Reception circuit, 14 ... Transmission circuit, 15 ... Beam former, 16 ... Control unit, 19 ... B / M processing part, 21 ... CFM processing part, 22A, 22B ... Scan converter, 24 ... Video I / F, 25 ... Monitor 25, 26 ... Storage section, 27 ... Input unit

Claims (15)

被検体の組織を第1の撮影モードによって超音波走査し取得される複数フレームの第1の超音波データと、前記組織を組織ドプラモードによって超音波走査し取得される複数フレームの第2の超音波データと、を記憶する記憶手段と、
前記第1の超音波データを利用した二次元的又は三次元的トラッキングに基づいて、前記組織の移動量及び移動方向により定義される第1の移動ベクトルを、前記組織の複数点に関して求める第1の移動ベクトル取得手段と、
前記第2の超音波データに基づいて、前記超音波走査方向に沿った前記組織の複数点の移動速度を求める速度演算手段と、
前記第1の移動ベクトルと前記移動速度とに基づいて、前記組織の複数点に関する第2の移動ベクトルを求める第2の移動ベクトル取得手段と、
前記組織の複数の点に関する前記第2の移動ベクトルに基づいて、前記組織の運動に関する画像を生成する画像生成手段と、
を具備することを特徴とする超音波信号解析装置。
A plurality of frames of first ultrasound data acquired by ultrasonically scanning the tissue of the subject in the first imaging mode, and a plurality of frames of second ultrasound acquired by ultrasonically scanning the tissue in the tissue Doppler mode. Storage means for storing sound wave data;
A first movement vector defined by a movement amount and a movement direction of the tissue is obtained for a plurality of points of the tissue based on two-dimensional or three-dimensional tracking using the first ultrasonic data. Moving vector acquisition means of
Based on the second ultrasonic data, a speed calculation means for obtaining a moving speed of a plurality of points of the tissue along the ultrasonic scanning direction;
Second movement vector acquisition means for obtaining a second movement vector for a plurality of points of the tissue based on the first movement vector and the movement speed;
Image generating means for generating an image relating to the movement of the tissue based on the second movement vector relating to the plurality of points of the tissue;
An ultrasonic signal analyzing apparatus comprising:
前記第2の移動ベクトル取得手段は、
前記第1の移動ベクトルによって前記第2の移動ベクトルの移動方向を定義し、
前記第1の移動ベクトルと前記超音波走査方向とのなす角により前記移動速度を角度補正して得られる補正速度に基づいて、前記第2の移動ベクトルの移動量を定義すること、
を特徴とする請求項1記載の超音波信号解析装置。
The second movement vector acquisition means includes
Defining the direction of movement of the second movement vector by the first movement vector;
Defining the amount of movement of the second movement vector based on a correction speed obtained by correcting the movement speed by an angle formed by the first movement vector and the ultrasonic scanning direction;
The ultrasonic signal analysis apparatus according to claim 1.
前記第1の移動ベクトル取得手段は、
前記組織の複数点のうちの一部については前記二次元又は三次元トラッキングによって前記第1の移動ベクトルを求め、
残りの部分については、前記一部に基づく補間処理又はフィッティング処理によって前記第1の移動ベクトルを求めること、
を特徴とする請求項1又は2記載の超音波信号解析装置。
The first movement vector acquisition means includes
For a part of the plurality of points of the tissue, the first movement vector is obtained by the two-dimensional or three-dimensional tracking,
For the remaining part, obtaining the first movement vector by interpolation processing or fitting processing based on the part,
The ultrasonic signal analyzing apparatus according to claim 1 or 2.
前記第1の移動ベクトル演算手段は、相互相関法により前記二次元又は三次元トラッキングを実行することを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか一項記載の超音波信号解析装置。   The ultrasonic signal analysis apparatus according to claim 1, wherein the first movement vector calculation unit performs the two-dimensional or three-dimensional tracking by a cross-correlation method. 前記第1の撮影モードは、Bモードであることを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか一項記載の超音波信号解析装置。   The ultrasonic signal analyzing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the first imaging mode is a B mode. 前記画像生成手段は、前記組織の一定期間に渡る移動距離、前記組織の一定期間に渡る歪み、前記組織の歪み率、前記組織の移動又は変形のうちのいずれかに関する画像を生成することを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか一項記載の超音波信号解析装置。   The image generating means generates an image relating to any one of a movement distance of the tissue over a certain period, a strain over the certain period of the tissue, a strain rate of the tissue, and a movement or deformation of the tissue. The ultrasonic signal analyzer according to any one of claims 1 to 3. 前記第1の超音波データ又は前記第2の超音波データは、スキャンコンバージョン前の生データであること特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか一項記載の超音波信号解析装置。   4. The ultrasonic signal analyzing apparatus according to claim 1, wherein the first ultrasonic data or the second ultrasonic data is raw data before scan conversion. 5. 被検体の組織を第1の撮影モードによって超音波走査し取得される複数フレームの第1の超音波データを利用した二次元的又は三次元的トラッキングに基づいて、前記組織の移動量及び移動方向により定義される第1の移動ベクトルを、前記組織の複数点に関して求めるステップと、
前記組織を組織ドプラモードによって超音波走査し取得される複数フレームの第2の超音波データに基づいて、前記超音波走査方向に沿った前記組織の複数点の移動速度を求めるステップと、
前記第1の移動ベクトルと前記移動速度とに基づいて、前記組織の複数点に関する第2の移動ベクトルを求めるステップと、
前記組織の複数の点に関する前記第2の移動ベクトルに基づいて、前記組織の運動に関する画像を生成するステップと、
を具備することを特徴とする超音波信号解析方法。
Based on two-dimensional or three-dimensional tracking using a plurality of frames of first ultrasonic data acquired by ultrasonic scanning of the tissue of the subject in the first imaging mode, the amount and direction of movement of the tissue Obtaining a first movement vector defined by: for a plurality of points of the tissue;
Obtaining a moving speed of a plurality of points of the tissue along the ultrasonic scanning direction based on a plurality of frames of second ultrasonic data acquired by ultrasonic scanning the tissue in a tissue Doppler mode;
Obtaining a second movement vector for a plurality of points of the tissue based on the first movement vector and the movement speed;
Generating an image relating to movement of the tissue based on the second movement vector relating to a plurality of points of the tissue;
An ultrasonic signal analysis method comprising:
前記第2の移動ベクトルを求めるステップにおいては、
前記第1の移動ベクトルによって前記第2の移動ベクトルの移動方向を定義し、
前記第1の移動ベクトルと前記超音波走査方向とのなす角により前記移動速度を角度補正して得られる補正速度に基づいて、前記第2の移動ベクトルの移動量を定義すること、
を特徴とする請求項8記載の超音波信号解析方法。
In the step of obtaining the second movement vector,
Defining the direction of movement of the second movement vector by the first movement vector;
Defining the amount of movement of the second movement vector based on a correction speed obtained by correcting the movement speed by an angle formed by the first movement vector and the ultrasonic scanning direction;
The ultrasonic signal analysis method according to claim 8.
前記第1の移動ベクトルを求めるステップにおいては、
前記組織の複数点のうちの一部については前記二次元又は三次元トラッキングによって前記第1の移動ベクトルを求め、
残りの部分については、前記一部に基づく補間処理又はフィッティング処理によって前記第1の移動ベクトルを求めること、
を特徴とする請求項7又は8記載の超音波信号解析方法。
In the step of obtaining the first movement vector,
For a part of the plurality of points of the tissue, the first movement vector is obtained by the two-dimensional or three-dimensional tracking,
For the remaining part, obtaining the first movement vector by interpolation processing or fitting processing based on the part,
The ultrasonic signal analysis method according to claim 7 or 8.
コンピュータに、
被検体の組織を第1の撮影モードによって超音波走査し取得される複数フレームの第1の超音波データを利用した二次元的又は三次元的トラッキングに基づいて、前記組織の移動量及び移動方向により定義される第1の移動ベクトルを、前記組織の複数点に関して求める機能と、
前記組織を組織ドプラモードによって超音波走査し取得される複数フレームの第2の超音波データに基づいて、前記超音波走査方向に沿った前記組織の複数点の移動速度を求める機能と、
前記第1の移動ベクトルと前記移動速度とに基づいて、前記組織の複数点に関する第2の移動ベクトルを求める機能と、
前記組織の複数の点に関する前記第2の移動ベクトルに基づいて、前記組織の運動に関する画像を生成する機能と、
を実現させることを特徴とする超音波信号解析プログラム。
On the computer,
Based on two-dimensional or three-dimensional tracking using a plurality of frames of first ultrasonic data acquired by ultrasonic scanning of the tissue of the subject in the first imaging mode, the amount and direction of movement of the tissue A function for obtaining a first movement vector defined by
A function of obtaining a moving speed of a plurality of points of the tissue along the ultrasonic scanning direction based on a plurality of frames of second ultrasonic data obtained by ultrasonic scanning the tissue in a tissue Doppler mode;
A function for obtaining a second movement vector for a plurality of points of the tissue based on the first movement vector and the movement speed;
A function of generating an image relating to the movement of the tissue based on the second movement vector relating to a plurality of points of the tissue;
An ultrasonic signal analysis program characterized by realizing the above.
前記第2の移動ベクトルを求める機能は、
前記第1の移動ベクトルによって前記第2の移動ベクトルの移動方向を定義し、
前記第1の移動ベクトルと前記超音波走査方向とのなす角により前記移動速度を角度補正して得られる補正速度に基づいて、前記第2の移動ベクトルの移動量を定義すること、
を特徴とする請求項11記載の超音波信号解析プログラム。
The function of obtaining the second movement vector is as follows:
Defining the direction of movement of the second movement vector by the first movement vector;
Defining the amount of movement of the second movement vector based on a correction speed obtained by correcting the movement speed by an angle formed by the first movement vector and the ultrasonic scanning direction;
The ultrasonic signal analysis program according to claim 11.
前記第1の移動ベクトルを求める機能は、
前記組織の複数点のうちの一部については前記二次元又は三次元トラッキングによって前記第1の移動ベクトルを求め、
残りの部分については、前記一部に基づく補間処理又はフィッティング処理によって前記第1の移動ベクトルを求めること、
を特徴とする請求項11又は12記載の超音波信号解析プログラム。
The function of obtaining the first movement vector is as follows:
For a part of the plurality of points of the tissue, the first movement vector is obtained by the two-dimensional or three-dimensional tracking,
For the remaining part, obtaining the first movement vector by interpolation processing or fitting processing based on the part,
The ultrasonic signal analysis program according to claim 11 or 12.
供給される駆動信号に応答して被検体に対し超音波を送信し、当該被検体からのエコー信号を受信する超音波プローブと、
前記超音波プローブに前記駆動信号を供給する駆動手段と、
第1の撮影モードによって前記被検体の組織を超音波走査し複数フレームの第1の超音波データを取得するように、且つ組織ドプラモードによって前記組織を超音波走査し複数フレームの第2の超音波データを取得するように、前記駆動手段を制御する制御手段と、
前記第1の超音波データを利用した二次元的又は三次元的トラッキングに基づいて、前記組織の移動量及び移動方向により定義される第1の移動ベクトルを、前記組織の複数点に関して求める第1の移動ベクトル取得手段と、
前記第2の超音波データに基づいて、前記超音波走査方向に沿った前記組織の複数点の移動速度を求める速度演算手段と、
前記第1の移動ベクトルと前記移動速度とに基づいて、前記組織の複数点に関する第2の移動ベクトルを求める第2の移動ベクトル取得手段と、
前記組織の複数の点に関する前記第2の移動ベクトルに基づいて、前記組織の運動に関する画像を生成する画像生成手段と、
前記組織の運動に関する画像を表示する表示手段と、
を具備することを特徴とする超音波診断装置。
An ultrasonic probe for transmitting an ultrasonic wave to the subject in response to the supplied drive signal and receiving an echo signal from the subject;
Drive means for supplying the drive signal to the ultrasonic probe;
The tissue of the subject is ultrasonically scanned in the first imaging mode to acquire a plurality of frames of first ultrasound data, and the tissue is ultrasonically scanned in the tissue Doppler mode to acquire a plurality of frames of second ultrasound. Control means for controlling the drive means so as to obtain sound wave data;
A first movement vector defined by a movement amount and a movement direction of the tissue is obtained for a plurality of points of the tissue based on two-dimensional or three-dimensional tracking using the first ultrasonic data. Moving vector acquisition means of
Based on the second ultrasonic data, a speed calculation means for obtaining a moving speed of a plurality of points of the tissue along the ultrasonic scanning direction;
Second movement vector acquisition means for obtaining a second movement vector for a plurality of points of the tissue based on the first movement vector and the movement speed;
Image generating means for generating an image relating to the movement of the tissue based on the second movement vector relating to the plurality of points of the tissue;
Display means for displaying an image relating to the movement of the tissue;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
被検体を超音波走査し超音波画像を取得する超音波診断装置の制御方法であって、
制御手段が、第1の撮影モードによって前記被検体の組織を超音波走査し複数フレームの第1の超音波データを取得するように、且つ組織ドプラモードによって前記組織を超音波走査し複数フレームの第2の超音波データを取得するように、超音波プローブに駆動信号を供給する駆動手段を制御し、
第1の移動ベクトル取得手段が、前記第1の超音波データを利用した二次元的又は三次元的トラッキングに基づいて、前記組織の移動量及び移動方向により定義される第1の移動ベクトルを、前記組織の複数点に関して求め、
速度演算手段が、前記第2の超音波データに基づいて、前記超音波走査方向に沿った前記組織の複数点の移動速度を求め、
第2の移動ベクトル取得手段が、前記第1の移動ベクトルと前記移動速度とに基づいて、前記組織の複数点に関する第2の移動ベクトルを求め、
画像生成手段が、前記組織の複数の点に関する前記第2の移動ベクトルに基づいて、前記組織の運動に関する画像を生成し、
表示手段が、前記組織の運動に関する画像を表示すること、
を具備することを特徴とする超音波診断装置の制御方法。
A method for controlling an ultrasonic diagnostic apparatus for ultrasonically scanning a subject to acquire an ultrasonic image,
The control means ultrasonically scans the tissue of the subject by the first imaging mode and acquires a plurality of frames of first ultrasound data, and ultrasonically scans the tissue by the tissue Doppler mode. Controlling a driving means for supplying a driving signal to the ultrasonic probe so as to acquire the second ultrasonic data;
The first movement vector acquisition means, based on two-dimensional or three-dimensional tracking using the first ultrasonic data, a first movement vector defined by the movement amount and movement direction of the tissue, Seeking for multiple points of the organization,
A speed calculation means obtains a moving speed of a plurality of points of the tissue along the ultrasonic scanning direction based on the second ultrasonic data,
A second movement vector obtaining means obtains a second movement vector for a plurality of points of the tissue based on the first movement vector and the movement speed;
An image generating means generates an image relating to the movement of the tissue based on the second movement vector relating to the plurality of points of the tissue;
The display means displays an image relating to the movement of the tissue;
An ultrasonic diagnostic apparatus control method comprising:
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