JP5113322B2 - 超音波診断装置 - Google Patents
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Description
Xi,j(t) (i=1,2,3,・・・、N、j=1,2,3,・・・M
Yi,j(t) (i=1,2,3,・・・、N、j=1,2,3,・・・M)
として表す。添え字のiは横軸方向の座標を、jは縦軸方向の座標を示している。変位バラツキ評価部16は、メモリ部21に格納された図4の変位フレームデータに基づいて、本発明の特徴である変位バラツキデータを演算し、その変位バラツキデータに基づいて変位バラツキ画像を生成して、画像表示器10に表示させるようになっている。以下に、変位バラツキデータの実施例を説明する。
(X成分の平均)4,4 = {Σ(変位フレームデータXi,j)}/15
(Y成分の平均)4,4 = {Σ(変位フレームデータYi,j)}/15
(平均)4,4 = (X成分の平均)4,4 + (Y成分の平均)4,4
{ (標準偏差)4,4 }2
= Σ{ (X成分の平均)4,4−(変位フレームデータXi,j)}2 /15
+Σ{ (Y成分の平均)4,4−(変位フレームデータYi,j)}2 /15
同様にして、注目する計測点(i, j)についても (標準偏差)i,j、(平均)i,jを演算し、変位バラツキ特徴量の各要素データZi,jに対応させて、以下のように設定するようになっている。ここで、i=1,2,3,・・・、N、j=1,2,3,・・・Mである。
(変位バラツキ特徴量データZi,j)=(標準偏差)i,j / (平均) i,j
このようにして求められる変位バラツキ特徴量データを構成する各要素データZi,jには、変位フレームデータにおいて設定された局所領域に分布する要素データ群を母集団とした変位ベクトルのバラツキの度合が反映された値となる。
= 255×{(統計評価数値データZi,j)-Vmin}/(Vmax-Vmin)
つまり、変位バラツキ画像データの各要素データIi,jは、変位バラツキ特徴量データの大きさに応じて0から255までのいずれかの値を持ったデータとして構成される。
上記の実施例では、変位をベクトル量として説明したが、1次元の変位データでもよい。つまり、例えば、変位ベクトルのY成分のみで構成された1次元の変位フレームデータを変位バラツキ評価部16に入力して変位バラツキ画像又は特徴量画像を構築するようにしてもよい。
上記実施例では、変位データに基づいて変位バラツキデータを求めたが、本発明はこれに限らず、図1の歪み(弾性率)演算部13で求めた歪みデータ、弾性率データを用いることも可能である。さらに、従来の方法によるドプラ法やティシュードプラ法により演算される速度情報や歪み率(ストレインレート)情報により構成された速度分布、歪み率分布を基本分布として変位バラツキ評価部16に入力して変位バラツキ度合のデータを得ることができる。要は、弾性と相関する情報を基本分布として用いることにより、各実施例と同様の変位バラツキ度合のデータを得ることができる。
図1の弾性データ処理部14において画像処理された後の弾性フレームデータを基本分布として変位バラツキ評価部に入力して、変位バラツキ度合のデータを得ることができる。同様に、カラースキャンコンバータ15において演算された弾性画像データを基本分布として、変位バラツキ評価部に入力して、変位バラツキ度合のデータを得ることができる。
実施例2においては、変位のバラツキ度合を表す統計的な特徴量として、規格化した標準偏差を用いたが、本発明はこれに限らず、一般的な分散や、周囲のデータ要素間との差分の和を演算した量などであってもよく、局所分布内のデータ要素のバラツキ具合を表す量であればいずれの数式に従ったものでもよい。
実施例1、2では、基本分布に設定する局所領域として、注目座標を中心とした3×5の計測点を含む領域を設定したが、本発明はこれに限らず、局所領域のサイズや要素の選択方法は任意でよく、例えば、注目する座標とその周囲の4点を併せた5点でのみ構成するなど、円形状の領域として選択するようにしてもよい。また、装置制御インターフェイス部17から局所領域を設定、選択、変更するようにすることができる。
実施例2において、画像構築部23は、変位バラツキ特徴量の大きさに応じて線形に対応した256段階(8 bit)のグレースケールの輝度強度の特徴量分布画像を構築する例を説明したが、本発明はこれに限らず、階調の分解能は例えば、512段階や128段階であってよく、また、変位バラツキ特徴量の大きさと特徴量分布画像の輝度の関係も線形に限らず、指数関数や2次関数など、任意の適切な関係式に従っていればよい。
変位バラツキ評価部16の画像構築部23において、特徴量分布画像に対して時間的な平滑処理(パーシスタンスなど)や空間的な平滑処理(スムージングなど)などの信号処理を施すことができる。
実施例1、2においては、変位計測部12において演算された2次元の変位フレームデータに基づいて、変位バラツキ評価部16により変位バラツキ画像又は特徴量分布画像を、断層像の画像処理とリアルタイムで行うことを前提として説明した。しかし、本発明はこれに限らず、図1に示したシネメモリ部18に時間的に過去の変位フレームデータを格納し、装置制御インターフェイス部17からの制御信号により断層像の計測をフリーズした後でも、シネメモリ部18に格納された過去の変位フレームデータに基づいて変位バラツキ画像又は特徴量分布画像を構築して画像表示器10に表示するようにすることができる。
図1の実施形態では、被検体1の体表面に探触子2を接触させる場合について説明したが、本発明はこれに限らず、経直腸探触子、経食道探触子、術中用探触子、血管内探触子など、任意の超音波探触子にも同様に適用できる。
2 探触子
3 送信回路
4 送受信制御回路
5 受信回路
6 整相加算回路
7 信号処理部
8 白黒スキャンコンバータ
9 切替加算部
10 画像表示器
11 RF信号フレームデータ取得部
12 変位計測部
16 変位バラツキ評価部
21 メモリ部
22 変位バラツキデータ演算部
23 画像構築部
Claims (6)
- 被検体に超音波ビームを繰り返し走査する送信手段と、前記被検体からの超音波の反射エコー信号を受信する受信手段と、前記超音波ビームの走査面に対応する前記反射エコー信号からなるフレームデータを取得するフレームデータ取得手段と、前記走査面における複数の計測点の変位を求める変位計測手段と、該変位計測手段により求めた前記各計測点の前記変位を前記各計測点を取巻く局所領域に含まれる複数の計測点の変位を母集団として統計処理して、前記各計測点における前記変位のバラツキに関する統計的特徴量を求める統計処理手段と、前記統計的特徴量を前記各計測点に対応付けて画像化した特徴量分布画像を生成する特徴量分布画像生成手段と、該特徴量分布画像を表示する表示手段とを有してなり、前記統計的特徴量は、前記局所領域に含まれる複数の計測点の変位の標準偏差と分散値のいずれか一方を、前記局所領域に含まれる複数の計測点の変位の平均値で正規化した値である超音波診断装置。
- 前記特徴量分布画像生成手段は、前記統計的特徴量の大きさに輝度強度が対応した前記特徴量分布画像を生成することを特徴とする請求項1に記載の超音波診断装置。
- 前記特徴量分布画像生成手段は、前記統計的特徴量の大きさに応じた色相を割り当てて、前記特徴量分布画像を生成することを特徴とする請求項1に記載の超音波診断装置。
- 前記走査面に対応する前記反射エコー信号に基づいて前記被検体の断層像を再構成する画像再構成手段と、前記断層像に前記特徴量分布画像を並べて又は重ねて前記表示手段に表示させる切替加算手段とを備えてなることを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか1項に記載の超音波診断装置。
- 前記変位計測手段により求めた前記各計測点の変位に基づいて前記各計測点の歪みを求める歪み演算手段と、該求めた歪みに基づいて弾性画像を生成する弾性画像生成手段とを備え、
前記切替加算手段は、前記断層像に前記特徴量分布画像と前記弾性画像を並べて又は重ねて前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項4に記載の超音波診断装置。 - 圧迫力を計測する圧迫力計測手段と、該圧迫力計測手段により計測され圧迫力に基づいて前記被検体の断層像の各部の応力分布を求める応力演算手段と、前記歪み演算手段により求められた歪みと前記応力演算手段により求められた応力分布に基づいて前記各計測点における弾性率を求める弾性率演算手段と、該求めた弾性率に基づいて弾性率画像を生成する弾性率画像生成手段とを備え、
前記切替加算手段は、前記断層像に前記特徴量分布画像と前記弾性率画像を並べて又は重ねて前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項5に記載の超音波診断装置。
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