JP5066306B2 - 超音波観測装置、超音波観測装置の作動方法および超音波観測装置の作動プログラム - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施の形態1に係る超音波観測装置の構成を示すブロック図である。同図に示す超音波観測装置1は、超音波を用いて観測対象である検体の組織性状を観測する装置である。
A=2αzf ・・・(1)
と表すことができる。ここで、αは減衰率であり、zは超音波の受信深度であり、fは周波数である。式(1)からも明らかなように、減衰量Aは、周波数fに比例している。減衰率αの具体的な値は、生体の場合、0〜1.0(dB/cm/MHz)、より好ましくは0.3〜0.7(dB/cm/MHz)であり、観察対象の臓器の種類に応じて定まる。例えば、観察対象の臓器が膵臓である場合、α=0.6(dB/cm/MHz)と定められる。なお、本実施の形態1において、減衰率αの値を入力部6からの入力によって変更することが可能な構成とすることも可能である。
a=a0+2αz ・・・(2)
b=b0 ・・・(3)
c=c0+2αzfMID(=afMID+b) ・・・(4)
式(2)、(4)からも明らかなように、減衰補正部422は、超音波の受信深度zが大きいほど、補正量が大きい補正を行う。また、式(3)によれば、切片に関する補正は恒等変換である。これは、切片が周波数0(Hz)に対応する周波数成分であって減衰を受けないためである。
I=af+b=(a0+2αZ)f+b0 ・・・(5)
である。この式(5)からも明らかなように、直線L1’は、直線L1と比較して、傾きが大きく、かつ切片の値が同じである。
本発明の実施の形態2は、特徴画像データ生成部が行う特徴画像データ生成処理が、実施の形態1と異なる。本実施の形態2に係る超音波観測装置の構成は、実施の形態1で説明した超音波観測装置1の構成と同様である。そこで、以下の説明において、超音波観測装置1の構成要素と対応する構成要素には同一の符号を付すものとする。
本発明の実施の形態3は、特徴量抽出部が行う特徴量抽出処理が、実施の形態1と異なる。本実施の形態3に係る超音波観測装置の構成は、実施の形態1で説明した超音波観測装置1の構成と同様である。そこで、以下の説明において、超音波観測装置1の構成要素と対応する構成要素には同一の符号を付すものとする。
2 超音波探触子
3 送受信部
4 演算部
5 画像処理部
6 入力部
7 表示部
8 記憶部
9 制御部
21 信号変換部
41 周波数解析部
42 特徴量抽出部
51 Bモード画像データ生成部
52 特徴量画像データ生成部
81 既知検体情報記憶部
82 窓関数記憶部
83 補正情報記憶部
84 特徴量空間情報記憶部
85 特徴量情報記憶部
100 Bモード画像
200、301〜304、401〜404、501〜504、601〜604、700、800 特徴量画像
200g 緑色系領域
200r 赤色系領域
421 近似部
422 減衰補正部
Claims (14)
- 検体に対して超音波を送信するとともに前記検体によって反射された超音波を受信する超音波観測装置であって、
受信した超音波に対して定められる複数のデータ位置における周波数スペクトルを算出する周波数解析部と、
前記周波数解析部が算出した周波数スペクトルを近似することによって前記周波数スペクトルに対する一または複数の特徴量を抽出する特徴量抽出部と、
前記特徴量抽出部が抽出した特徴量に関する情報を含む特徴量画像データを順次生成する画像処理部と、
前記画像処理部が順次生成した特徴量画像データに対応する画像を順次表示する表示部と、
を備え、
前記一または複数の特徴量の少なくとも一部が座標成分をなす座標系を設定可能な特徴量空間において、所定のデータ位置における周波数スペクトルの特徴点が、前記表示部における第iフレーム(iは自然数)で所定の第1領域内に存在し、次の第(i+1)フレームで前記第1領域よりも画像表示の優先度が低い第2領域へ近づいた場合、
前記画像処理部は、最新の特徴点の位置よりも前記第2領域から遠い位置であって前記第1領域の内部または周辺の位置に仮想的な特徴点を設置し、該仮想的な特徴点に対応する視覚情報により、前記所定のデータ位置の第(i+1)フレームにおける前記最新の特徴点に対応する視覚情報を置き換えることで前記特徴量画像データを生成することを特徴とする超音波観察装置。 - 前記画像処理部は、
同じデータ位置における周波数スペクトルの特徴点であって前記第(i+1)フレームを生成する際に算出する第1特徴点および前記第iフレームを生成する際に算出する第2特徴点を、前記第1および第2領域の代表点をそれぞれ通過する基準軸へ射影し、この射影した点と前記第2領域の代表点との距離に基づいて、前記第1および第2特徴点と前記第2領域との位置関係を判定することを特徴とする請求項1に記載の超音波観察装置。 - 前記第1特徴点は、前記特徴量抽出部が抽出した特徴量から定まる特徴点であり、
前記第2特徴点は、前記仮想的な特徴点であることを特徴とする請求項2に記載の超音波観測装置。 - 前記画像処理部は、
前記第1および第2領域の代表点をそれぞれ通過する基準軸と直交する直線または平面であって、前記第iフレームを生成する際に、同じデータ位置における特徴点としてそれぞれ算出する第3および第4特徴点のいずれか一方を通過する直線または平面を基準境界として、前記第(i+1)フレームを生成する際に算出する特徴点と前記第2領域との位置関係を判定し、
前記第3特徴点は、前記特徴量抽出部が抽出した特徴量から定まる特徴点であり、
前記第4特徴点は、前記仮想的な特徴点であることを特徴とする請求項1に記載の超音波観測装置。 - 前記画像処理部は、
前記第iフレームにおける前記第3および第4特徴点のうち前記基準境界に含まれる特徴点の位置および前記基準軸を用いることにより、前記第(i+1)フレームにおける前記仮想的な特徴点の位置を定めることを特徴とする請求項4に記載の超音波観察装置。 - 前記画像処理部は、
前記第iフレームにおける前記第3および第4特徴点のうち前記基準境界に含まれる特徴点の位置および前記第2領域の代表点の位置を用いることにより、前記第(i+1)フレームにおける前記仮想的な特徴点の位置を定めることを特徴とする請求項4に記載の超音波観測装置。 - 前記特徴量抽出部は、
前記周波数解析部が算出した周波数スペクトルに対し、超音波が伝播する際に該超音波の受信深度および周波数に応じて発生する減衰の寄与を削減する減衰補正処理と近似処理とを行うことにより、前記特徴量を抽出することを特徴とする請求項1に記載の超音波観測装置。 - 前記特徴量抽出部は、
前記周波数解析部が算出した周波数スペクトルに対して前記近似処理を行うことにより、前記減衰補正処理を行う前の補正前特徴量を抽出する近似部と、
前記近似部が抽出した補正前特徴量に対して前記減衰補正処理を行うことにより、前記周波数スペクトルの特徴量を抽出する減衰補正部と、
を有することを特徴とする請求項7に記載の超音波観測装置。 - 前記減衰補正部は、
超音波の受信深度が大きいほど大きな補正を行うことを特徴とする請求項8に記載の超音波観測装置。 - 前記特徴量抽出部は、
前記周波数スペクトルに対して前記減衰補正処理を行う減衰補正部と、
前記減衰補正部が補正した周波数スペクトルに対して前記近似処理を行うことにより、前記周波数スペクトルの特徴量を抽出する近似部と、
を有することを特徴とする請求項7に記載の超音波観測装置。 - 前記近似部は、
回帰分析によって前記周波数スペクトルを多項式で近似することを特徴とする請求項8または10に記載の超音波観測装置。 - 前記視覚情報は、色空間を構成する変数であることを特徴とする請求項1に記載の超音波観測装置。
- 検体に対して超音波を送信するとともに前記検体によって反射された超音波を受信する超音波観測装置の作動方法であって、
受信した超音波の周波数を解析することによって周波数スペクトルを周波数解析部により算出する周波数解析ステップと、
前記周波数解析ステップで算出した周波数スペクトルを近似することによって前記周波数スペクトルに対する一または複数の特徴量を抽出する特徴量抽出ステップと、
前記特徴量抽出ステップで抽出した特徴量に関する情報を含む特徴量画像データを画像処理部により生成する画像処理ステップと、
前記画像処理ステップで順次生成した特徴量画像データに対応する画像を表示部により順次表示する表示ステップと、
を有し、
前記周波数解析ステップから前記表示ステップを繰り返し行い、
前記一または複数の特徴量の少なくとも一部が座標成分をなす座標系を設定可能な特徴量空間において、所定のデータ位置における周波数スペクトルの特徴点が、前記表示部における第iフレーム(iは自然数)で所定の第1領域内に存在し、次の第(i+1)フレームで前記第1領域よりも画像表示の優先度が低い第2領域へ近づいた場合、
前記画像処理ステップは、最新の特徴点の位置よりも前記第2領域から遠い位置であって前記第1領域の内部または周辺の位置に仮想的な特徴点を設置し、該仮想的な特徴点に対応する視覚情報により、前記所定のデータ位置の第(i+1)フレームにおける前記最新の特徴点に対応する視覚情報を置き換えることで前記特徴量画像データを生成することを特徴とする超音波観測装置の作動方法。 - 検体に対して超音波を送信するとともに前記検体によって反射された超音波を受信する超音波観測装置に、
受信した超音波の周波数を解析することによって周波数スペクトルを周波数解析部により算出する周波数解析ステップと、
前記周波数解析ステップで算出した周波数スペクトルを近似することによって前記周波数スペクトルに対する一または複数の特徴量を抽出する特徴量抽出ステップと、
前記特徴量抽出ステップで抽出した特徴量に関する情報を含む特徴量画像データを画像処理部により生成する画像処理ステップと、
前記画像処理ステップで順次生成した特徴量画像データに対応する画像を表示部により順次表示する表示ステップと、
を繰り返し実行させ、
前記一または複数の特徴量の少なくとも一部が座標成分をなす座標系を設定可能な特徴量空間において、所定のデータ位置における周波数スペクトルの特徴点が、前記表示部における第iフレーム(iは自然数)で所定の第1領域内に存在し、次の第(i+1)フレームで前記第1領域よりも画像表示の優先度が低い第2領域へ近づいた場合、
前記画像処理ステップは、最新の特徴点の位置よりも前記第2領域から遠い位置であって前記第1領域の内部または周辺の位置に仮想的な特徴点を設置し、該仮想的な特徴点に対応する視覚情報により、前記所定のデータ位置の第(i+1)フレームにおける前記最新の特徴点に対応する視覚情報を置き換えることで前記特徴量画像データを生成することを特徴とする超音波観測装置の作動プログラム。
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