JP5205152B2 - Ultrasonic image processing apparatus and program - Google Patents

Ultrasonic image processing apparatus and program Download PDF

Info

Publication number
JP5205152B2
JP5205152B2 JP2008178860A JP2008178860A JP5205152B2 JP 5205152 B2 JP5205152 B2 JP 5205152B2 JP 2008178860 A JP2008178860 A JP 2008178860A JP 2008178860 A JP2008178860 A JP 2008178860A JP 5205152 B2 JP5205152 B2 JP 5205152B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
speckle
ultrasonic
image processing
processing apparatus
component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2008178860A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2010017280A (en
Inventor
隆治 久永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujifilm Corp filed Critical Fujifilm Corp
Priority to JP2008178860A priority Critical patent/JP5205152B2/en
Publication of JP2010017280A publication Critical patent/JP2010017280A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5205152B2 publication Critical patent/JP5205152B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、超音波画像処理装置及びログラムに係り、特に、超音波画像データに含まれる位相情報を利用してスペックルノイズを抽出し、抽出したスペックルノイズの密度から組織性状を解析する技術に関する。 The present invention relates to an ultrasonic image processing apparatus and program, particularly, by using the phase information included in the ultrasound image data to extract the speckle noise, analyzing the tissue characterization from a density of the extracted speckle noise Regarding technology.

従来より、超音波を用いて被検者の断層画像を取得して医療診断に供する超音波画像診断装置が広く知られている。超音波画像診断装置は、超音波を被検者に送信し、被検者から反射されて受信される超音波により得られるエコー信号(輝度情報)に基づいて、被検者の断層についての画像(Bモード画像)を生成し、その断層の画像を表示手段に表示する。   2. Description of the Related Art Conventionally, there has been widely known an ultrasonic diagnostic imaging apparatus that acquires a tomographic image of a subject using ultrasonic waves and uses it for medical diagnosis. The ultrasonic diagnostic imaging apparatus transmits an ultrasonic wave to a subject, and based on an echo signal (luminance information) obtained by the ultrasonic wave reflected and received from the subject, an image of the tomography of the subject (B-mode image) is generated, and the tomographic image is displayed on the display means.

このとき、一般的な超音波診断において、Bモード画像すなわち輝度情報によって組織性状が判断されている。しかし、輝度情報から得られる画像(白黒画像)は装置の画像処理やパラメータによってコントラストなどの画質の印象が大きく変化するため、客観的な組織性状を診断するには最適な画像調整が必要となり、装置に関する知識が必要であるうえ、患者毎に適宜調整することは非常に困難であった。   At this time, in general ultrasonic diagnosis, the tissue property is determined by the B-mode image, that is, the luminance information. However, the image (black and white image) obtained from the luminance information greatly changes the impression of image quality such as contrast depending on the image processing and parameters of the apparatus, so that an optimal image adjustment is necessary to diagnose objective tissue properties. In addition to knowledge about the device, it was very difficult to adjust appropriately for each patient.

これに対して、例えば特許文献1においては、超音波画像に対して閾値処理などによってスペックル成分を抽出し、スペックルの密度から組織性状を解析する手法が提案されている。ここで、超音波画像においてスペックルノイズとは、被検者内の複数の反射体からの反射超音波のランダムな干渉によって生ずる黒すじ状のノイズを言う。なお、上記特許文献1においては、Bモード画像上において、ぼやけてやや明るい部分(粒子あるいは島状領域)がスペックルに相当するとして、黒すじ以外の部分をスペックルノイズと定義しているが、このようにスペックルノイズを定義しても、解析手法及び問題は同じである。   On the other hand, for example, Patent Document 1 proposes a method of extracting speckle components from an ultrasonic image by threshold processing or the like and analyzing the tissue properties from the speckle density. Here, speckle noise in an ultrasonic image refers to black streak-like noise generated by random interference of reflected ultrasonic waves from a plurality of reflectors in a subject. In the above-mentioned Patent Document 1, a portion other than black streaks is defined as speckle noise, assuming that a slightly bright portion (particles or island-like regions) on the B-mode image corresponds to speckle. Even if speckle noise is defined in this way, the analysis method and problem are the same.

上記特許文献1に記載の発明によれば、スペックルパターンと組織性状の間には相関関係があり、組織の性状に依存するため、スペックルの密度を評価することによって客観的な診断情報が得られることが期待できる。
特開2006−212445号公報
According to the invention described in Patent Document 1, since there is a correlation between the speckle pattern and the tissue property and depends on the tissue property, objective diagnostic information can be obtained by evaluating the speckle density. It can be expected to be obtained.
JP 2006-212445 A

しかしながら、上記特許文献1に記載されたものでは、スペックルノイズの形状、エコーレベルはばらつきがあり、非常に複雑であるため、振幅情報からスペックルノイズ部を正確に抽出することは非常に困難であり、組織性状の解析も難しいという問題があった。   However, since the speckle noise shape and the echo level vary and are very complicated in the one described in Patent Document 1, it is very difficult to accurately extract the speckle noise portion from the amplitude information. However, there was a problem that the analysis of the tissue properties was difficult.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、振幅におけるばらつきの影響を受けず、正確な組織性状の解析を可能とする超音波画像処理装置及びログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and aims to provide not affected by the variations in the amplitude, the ultrasonic imaging apparatus and a program that allows analysis of accurate tissue characterization To do.

前記目的を達成するために、本発明の超音波画像処理装置は、被検者に向けて超音波を送信するとともに、被検者から反射された超音波を受信する超音波送受信手段と、前記超音波送受信手段が受信した超音波信号の位相成分の変化量を用いて前記位相成分からスペックル成分を抽出するスペックル成分抽出手段と、前記抽出されたスペックル成分の密度を用いて、超音波画像に含まれる組織性状を解析する解析手段と、を備えたことを特徴とする In order to achieve the above object, an ultrasonic image processing apparatus of the present invention transmits ultrasonic waves toward a subject and receives ultrasonic waves reflected from the subject; The speckle component extraction means for extracting the speckle component from the phase component using the amount of change in the phase component of the ultrasonic signal received by the ultrasonic transmission / reception means, and the density of the extracted speckle component, An analysis means for analyzing the tissue properties included in the sound wave image .

これにより、振幅におけるばらつきの影響を受けることなく正確に組織性状を解析することが可能となる。また、スペックル抽出精度を向上させることができる。 This makes it possible to accurately analyze the tissue properties without being affected by variations in amplitude. Moreover, speckle extraction accuracy can be improved.

また前記組織性状を解析した結果を表示する表示手段を有することを特徴とする。 Moreover , it has a display means which displays the result of having analyzed the said tissue property.

これにより、超音波画像診断の精度が向上する。   Thereby, the accuracy of the ultrasonic image diagnosis is improved.

また前記スペックル成分抽出手段は、位相成分の少なくとも2つ以上の方向の変化量を用いることを特徴とする。 Further , the speckle component extracting means uses a change amount of at least two directions of the phase component.

このように、複数方向の変化量を用いることでスペックル抽出の精度を向上させることができる。   Thus, the accuracy of speckle extraction can be improved by using the amount of change in a plurality of directions.

また前記スペックル成分抽出手段は、スペックルを判別する判別関数を使用することを特徴とする。 Further , the speckle component extracting means uses a discriminant function for discriminating speckle.

これにより、スペックル抽出の目的に応じた判別関数を使用することができる。   Thereby, a discriminant function according to the purpose of speckle extraction can be used.

また前記スペックル成分抽出手段は、前記位相成分の変化量と比較してスペックルを判別する閾値を使用することを特徴とする。 Further , the speckle component extraction means uses a threshold value for discriminating speckle in comparison with the change amount of the phase component.

これにより、閾値と比較してスペックルの判別ができる場合には、スペックル抽出が容易となる。   This facilitates speckle extraction when speckle can be determined by comparison with a threshold value.

また前記判別関数は、スペックル及び非スペックルの位置が分かっている位相データから生成された特徴量によって設定されることを特徴とする。 Further , the discriminant function is set by a feature amount generated from phase data in which speckle and non-speckle positions are known.

これにより、スペックル抽出処理に応じた特徴量を用いて判別関数を作成することができる。   Thereby, a discriminant function can be created using the feature amount according to the speckle extraction process.

また前記抽出されたスペックル成分の密度は、局所領域内のスペックル領域の割合に変換したものであることを特徴とする。 Further , the density of the extracted speckle component is converted into a ratio of a speckle region in a local region.

また前記解析手段はスペックル成分の密度と組織性状を対応付けた参照情報を用いることを特徴とする。 Further , the analyzing means uses reference information in which the density of speckle components and the tissue properties are associated with each other.

また、同様に前記目的を達成するために、本発明は、被検者に向けて超音波を送信するとともに、被検者から反射された超音波を受信する超音波送受信手段と、前記超音波送受信手段が受信した超音波信号の振幅成分または包絡線成分と位相成分の組み合わせからスペックル成分を抽出するスペックル成分抽出手段と、前記抽出されたスペックル成分の密度を用いて、超音波画像に含まれる組織性状を解析する解析手段と、を備えたことを特徴とする Similarly, in order to achieve the above object, the present invention provides an ultrasonic transmission / reception means for transmitting an ultrasonic wave toward a subject and receiving an ultrasonic wave reflected from the subject, and the ultrasonic wave Using the speckle component extracting means for extracting the speckle component from the combination of the amplitude component or envelope component and phase component of the ultrasonic signal received by the transmitting / receiving means, and the density of the extracted speckle component, an ultrasonic image is obtained. And an analysis means for analyzing the tissue properties contained in .

これにより、位相情報に振幅情報を組み合わせることで、より正確に組織性状の解析を行うことができる。   As a result, it is possible to analyze the tissue property more accurately by combining the amplitude information with the phase information.

また解析した組織性状データを用いて出力画像の画質調整を行う画像処理手段を備えたことを特徴とする。 Further , the image processing means is provided with image processing means for adjusting the image quality of the output image using the analyzed tissue property data.

これにより、画像診断の精度を向上させることが可能となる。   Thereby, the accuracy of image diagnosis can be improved.

また前記解析手段が出力する組織性状は、組織の音速であることを特徴とする。 Further , the tissue property output from the analyzing means is a sound velocity of the tissue.

これにより、より細かい領域の音速がわかり、これを用いてより高精度の画像を生成することができる。   Thereby, the sound speed of a finer area can be known, and a higher-accuracy image can be generated using this.

また前記位相成分は、前記超音波信号の進行方向に垂直な方向のデータの分解能が、前記超音波受信手段の前記超音波信号の送受信を行う素子の配列間隔以上であることを特徴とする。 In addition, the phase component, and wherein the resolution of the data in the direction perpendicular to the traveling direction of the ultrasonic signal, the at least sequence distance between the device for transmitting and receiving the ultrasonic signal of the ultrasonic transmission reception means To do.

これにより、分解能が良くなり、組織性状解析をより正確に行うことができる。   Thereby, resolution | decomposability improves and a tissue property analysis can be performed more correctly.

また単一の受信データから異なる音速による画像を生成することを特徴とする。 Further , it is characterized in that images with different sound speeds are generated from a single received data.

これにより、音速の取り方をいろいろに変えて画像を生成することができ、分解能を向上させることができる。   As a result, it is possible to generate an image with various ways of obtaining the sound speed, and to improve the resolution.

また解析した組織性状データを用いて局所的に音速を変更した画像を生成することを特徴とする。 In addition , an image in which the sound speed is locally changed is generated using the analyzed tissue property data.

これにより、より高精度の解析が可能となる。   Thereby, analysis with higher accuracy becomes possible.

また、同様に前記目的を達成するために、本発明の超音波画像処理プログラムは、被検者に向けて超音波を送信するとともに、被検者から反射された超音波を受信する機能と、受信した超音波信号の位相成分の変化量を用いて前記位相成分からスペックル成分を抽出する機能と、前記抽出されたスペックル成分の密度を用いて、超音波画像に含まれる組織性状を解析する機能と、をコンピュータに実現させることを特徴とする Similarly, in order to achieve the above object, the ultrasonic image processing program of the present invention transmits an ultrasonic wave toward a subject and receives an ultrasonic wave reflected from the subject, Analyzes the tissue properties included in the ultrasound image using the function of extracting speckle components from the phase components using the amount of phase component change of the received ultrasonic signal and the density of the extracted speckle components. And a function to be realized by a computer .

これにより、スペックルノイズの影響を受けることなく正確に組織性状を解析することが可能となる。   This makes it possible to accurately analyze the tissue properties without being affected by speckle noise.

以上説明したように、本発明によれば、振幅におけるばらつきの影響を受けることなく正確に組織性状を解析することが可能となる。   As described above, according to the present invention, it is possible to accurately analyze tissue properties without being affected by variations in amplitude.

以下、添付図面を参照して、本発明に係る超音波画像処理装置及び方法並びにプログラムについて詳細に説明する。   Hereinafter, an ultrasonic image processing apparatus, method, and program according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明に係る超音波画像処理装置を含む超音波診断装置の一実施形態の概略構成を示すブロック図である。この超音波診断装置は、超音波を用いて被検者の診断部位について超音波画像を撮影して表示するものであり、主に、超音波用探触子10、信号処理部20、画像処理部30及び表示部40を含んで構成されている。   FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus including an ultrasonic image processing apparatus according to the present invention. This ultrasonic diagnostic apparatus captures and displays an ultrasonic image of a diagnostic region of a subject using ultrasonic waves, and mainly includes an ultrasonic probe 10, a signal processing unit 20, and image processing. The unit 30 and the display unit 40 are included.

超音波用探触子10は、被検者の体内の診断部位に向けて超音波を送信するとともに、被検者の体内で反射してきた超音波を受信するものである。すなわち、超音波は構造物の境界のように音響インピーダンスが異なる領域の境界において反射されるため、超音波ビームを人体等の被検者内に送信して被検者内において生じた超音波エコーを受信し、超音波エコーが生じた反射点や反射強度を求めることにより、被検者内に存在する構造物の輪郭を検出することができる。   The ultrasonic probe 10 transmits ultrasonic waves toward a diagnosis site in the body of the subject and receives ultrasonic waves reflected in the body of the subject. In other words, since ultrasonic waves are reflected at the boundary between regions having different acoustic impedances, such as the boundary between structures, an ultrasonic echo generated within the subject by transmitting an ultrasonic beam into the subject such as a human body. The contour of the structure existing in the subject can be detected by obtaining the reflection point and reflection intensity at which the ultrasonic echo is generated.

超音波用探触子10は、例えば1次元の超音波トランスデューサアレイを構成する複数の超音波トランスデューサを備え、各超音波トランスデューサは、例えばPZT等の圧電素子の両端に電極を形成した振動子によって構成されるが、特に限定されるものではない。例えば、このように複数の超音波トランスデューサが1次元に配列されたリニアアレイプローブの他、被検者内を扇状に走査するセクタプローブ、複数の超音波トランスデューサが凸面上に配列されたコンベックスアレイプローブや、あるいは複数の超音波トランスデューサが2次元に配列された2次元アレイプローブを用いてもよい。またあるいは超音波内視鏡においてラジアル走査を行うメカニカルラジアルプローブでもよい。   The ultrasonic probe 10 includes, for example, a plurality of ultrasonic transducers constituting a one-dimensional ultrasonic transducer array, and each ultrasonic transducer is formed by a vibrator in which electrodes are formed at both ends of a piezoelectric element such as PZT. Although configured, it is not particularly limited. For example, in addition to a linear array probe in which a plurality of ultrasonic transducers are arranged one-dimensionally in this way, a sector probe that scans a subject in a fan shape, and a convex array probe in which a plurality of ultrasonic transducers are arranged on a convex surface Alternatively, a two-dimensional array probe in which a plurality of ultrasonic transducers are two-dimensionally arranged may be used. Alternatively, it may be a mechanical radial probe that performs radial scanning in an ultrasonic endoscope.

超音波用探触子10は、図示を省略した制御部の制御により超音波ビームを被検者内に送信し、リニア走査や、セクタ走査や、コンベックス走査や、ラジアル走査等の走査方式で被検者を走査する。超音波用探触子10が発生した超音波は被検者体内に存在する反射体によって反射され、反射した超音波は超音波用探触子10で受信される。超音波用探触子10で受信された超音波受信信号は、電気信号に変換された後、図示を省略した送受信部を介して信号処理部20に引き渡される。   The ultrasound probe 10 transmits an ultrasound beam to the subject under the control of a control unit (not shown), and is scanned by a scanning method such as linear scanning, sector scanning, convex scanning, or radial scanning. Scan the examiner. The ultrasonic waves generated by the ultrasonic probe 10 are reflected by a reflector present in the body of the subject, and the reflected ultrasonic waves are received by the ultrasonic probe 10. The ultrasonic reception signal received by the ultrasonic probe 10 is converted into an electric signal and then delivered to the signal processing unit 20 via a transmission / reception unit (not shown).

信号処理部20は、入力された受信信号に対し所定の信号処理を施すとともに、受け取った超音波受信信号から複数の受信データに遅延をかけて加算する位相整合加算、受信データをIQデータ(複素信号)に分離するIQ検波などの処理を行いIQデータを作成して画像処理部30に出力する。   The signal processing unit 20 performs predetermined signal processing on the input received signal, phase matching addition for adding a plurality of received data with delay from the received ultrasonic received signal, and the received data as IQ data (complex Signal) to generate IQ data and output it to the image processing unit 30.

なお、IQデータから次の式によって受信データの振幅A及び位相θが算出される。   Note that the amplitude A and phase θ of the received data are calculated from the IQ data by the following equations.

A=√(I+Q)、θ=arctan(Q/I)
ここで、記号√(X)は、Xの平方根を表す。また、受信データの波形の包絡線をとる場合には、その振幅は上記値を2倍して2Aとしなければならない。
A = √ (I 2 + Q 2 ), θ = arctan (Q / I)
Here, the symbol √ (X) represents the square root of X. Further, when taking the envelope of the waveform of the received data, the amplitude must be 2A by doubling the above value.

なお、信号処理部20は、1ライン毎にデータを生成する手法でもよいが、例えば特開2003−180688号公報に記載されたような、全素子の受信データをメモリに保存しておき、後処理でデータを生成する手法でもよい。この手法であれば、さらに方位分解能(素子方向の分解能)を向上させることができる。例えば、超音波信号の進行方向に垂直な方向に位相情報の分解能が素子の配列間隔以上のデータを利用するように、超音波信号の進行方向に垂直な方向に高分解能な位相情報を利用することで、スペックルのランダムな位相変化をより正確に区別することができる。   The signal processing unit 20 may use a method of generating data for each line. For example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-180688, the reception data of all elements is stored in a memory, A method of generating data by processing may be used. With this method, the azimuth resolution (element direction resolution) can be further improved. For example, high-resolution phase information is used in the direction perpendicular to the traveling direction of the ultrasonic signal so that the resolution of the phase information in the direction perpendicular to the traveling direction of the ultrasonic signal is larger than the element arrangement interval. Thus, the random phase change of speckle can be more accurately distinguished.

また、一般的な超音波Bモード画像では、振幅から画像を生成し、位相情報は利用しないため、既存の超音波画像処理技術(Bモード)における超音波画像データは振幅データを指している。   Further, in a general ultrasonic B-mode image, an image is generated from amplitude and phase information is not used. Therefore, ultrasonic image data in the existing ultrasonic image processing technique (B mode) indicates amplitude data.

次に信号の干渉と位相の関係について図を用いて説明する。干渉には、強め合う干渉と打ち消し合う干渉がある。強め合う干渉は波と波の位相差が小さい場合に生じ、弱め合う干渉は位相差がπに近い場合に生じる。   Next, the relationship between signal interference and phase will be described with reference to the drawings. Interference includes constructive interference and canceling interference. Constructive interference occurs when the phase difference between the waves is small, and destructive interference occurs when the phase difference is close to π.

図2に、強め合う干渉の例を示す。図2(a)は干渉前を表し、基準波に対して位相差0.2(rad)、位相差0.4(rad)及び位相差0.6(rad)という位相差の小さな3つの波を干渉させるようにしている。図2(b)は干渉後を表し、破線で表された基準波に対し干渉波が実線で表されている。このように位相差が小さい場合には、強め合う干渉波が得られる。また、図2(b)からわかるように、干渉波の山のピークは基準波の山のピークと近く、位相差が小さい干渉の波は、干渉後も基準波との位相差が小さくなる。   FIG. 2 shows an example of constructive interference. FIG. 2A shows the state before interference, and three waves with small phase differences of 0.2 (rad), 0.4 (rad), and 0.6 (rad) are used for the reference wave. To interfere. FIG. 2B shows the state after interference, and the interference wave is represented by a solid line with respect to the reference wave represented by a broken line. When the phase difference is small in this way, an intensifying interference wave is obtained. As can be seen from FIG. 2B, the peak of the peak of the interference wave is close to the peak of the peak of the reference wave, and the interference wave having a small phase difference has a small phase difference from the reference wave even after the interference.

また、図3に、弱め合う干渉の例を示す。図3(a)は干渉前を表し、この場合基準波に対して位相差0.2(rad)の他に位相差3.0(rad)及び位相差3.2(rad)という、位相差がπ(rad)に近く、大きい波を干渉させている。このとき図3(b)に示すように、破線で表された基準波に対して、実線で表されるように弱め合う干渉波が得られる。このように位相差が大きい波を干渉させると、弱め合う干渉波が得られる。また、図3(b)からわかるように、干渉波の山のピークは基準波の山のピークと離れており、位相差が大きい干渉の波は、干渉後も基準波との位相差が大きい。   FIG. 3 shows an example of destructive interference. FIG. 3A shows the state before interference. In this case, a phase difference of 3.0 (rad) and a phase difference of 3.2 (rad) in addition to the phase difference of 0.2 (rad) with respect to the reference wave. Is close to π (rad), causing large waves to interfere. At this time, as shown in FIG. 3B, a destructive interference wave is obtained as represented by a solid line with respect to a reference wave represented by a broken line. When waves having such a large phase difference are caused to interfere with each other, destructive interference waves are obtained. As can be seen from FIG. 3B, the peak of the peak of the interference wave is separated from the peak of the peak of the reference wave, and the interference wave having a large phase difference has a large phase difference from the reference wave even after the interference. .

前にスペックルノイズは、被検者内の複数の反射体からの反射超音波のランダムな干渉によって生ずると言ったが、図3に示すような位相差が大きい干渉が、スペックルノイズを発生させる干渉となる。   Previously, speckle noise was said to be caused by random interference of reflected ultrasound from multiple reflectors in the subject, but interference with a large phase difference as shown in FIG. 3 generates speckle noise. Interference.

また、IQデータから得られる位相は干渉後の波と検波の波との位相差を表すが、IQ検波の位相は誤差を含むため、干渉後の波から、位相差が大きい干渉の結果か、小さい干渉の結果かを確認するには、IQデータの連続的な位相変化(例えば、隣接する画素間の差分)を見れば良い。これは、位相差が小さい波が連続すると位相変化は小さく、スペックルノイズ部になると位相が急変化し位相変化が大きくなるからである。   Further, the phase obtained from the IQ data represents the phase difference between the wave after interference and the wave after detection. Since the phase of IQ detection includes an error, it is a result of interference having a large phase difference from the wave after interference. In order to confirm whether the result is small interference, it is only necessary to look at a continuous phase change of IQ data (for example, a difference between adjacent pixels). This is because when a wave having a small phase difference continues, the phase change is small, and when the speckle noise portion is reached, the phase changes suddenly and the phase change increases.

このように、位相が急に変化するという特徴を用いることでスペックルノイズを判別することができる。   In this way, speckle noise can be determined by using the feature that the phase changes suddenly.

画像処理部30は、信号処理部20で得られたIQデータに画像処理を施して、表示部40に表示する。画像処理部30における処理の中心は、信号処理部20のIQデータから位相情報を抽出してスペックルの判別を行いスペックル成分を抽出することである。   The image processing unit 30 performs image processing on the IQ data obtained by the signal processing unit 20 and displays the IQ data on the display unit 40. The center of processing in the image processing unit 30 is to extract phase information from IQ data of the signal processing unit 20 to determine speckles and extract speckle components.

図4に、画像処理部30における、位相情報を利用したスペックル抽出処理の流れを示す。   FIG. 4 shows the flow of speckle extraction processing using phase information in the image processing unit 30.

図4に示すように、画像処理部30は、位相変化量抽出部32とスペックル判別部34から構成されるスペックル抽出部(スペックル成分抽出手段)35を有している。   As illustrated in FIG. 4, the image processing unit 30 includes a speckle extraction unit (speckle component extraction unit) 35 including a phase change amount extraction unit 32 and a speckle determination unit 34.

信号処理部20で得られたIQデータから位相データが位相変化量抽出部32に入力される。位相は、前述したように、式θ=arctan(Q/I)で与えられる。位相変化量抽出部32は、位相データから位相変化量を抽出する。抽出された位相変化量データはスペックル判別部34に入力される。スペックル判別部34は、位相変化量データを用いてスペックル成分を抽出し、スペックル抽出結果を出力する。   Phase data is input to the phase change amount extraction unit 32 from the IQ data obtained by the signal processing unit 20. As described above, the phase is given by the equation θ = arctan (Q / I). The phase change amount extraction unit 32 extracts the phase change amount from the phase data. The extracted phase change amount data is input to the speckle determination unit 34. The speckle determination unit 34 extracts a speckle component using the phase change amount data and outputs a speckle extraction result.

図5に、位相変化量抽出部32における処理の一例を示す。   FIG. 5 shows an example of processing in the phase change amount extraction unit 32.

位相変化量抽出部32は、位相データを得ると、まず方位方向(横方向)の位相変化量及び距離方向(深さ方向)の位相変化量、すなわちそれぞれの方向における画素の差分(方位方向差分及び距離方向差分)を算出する。   When the phase change amount extraction unit 32 obtains the phase data, first, the phase change amount in the azimuth direction (lateral direction) and the phase change amount in the distance direction (depth direction), that is, the pixel difference (azimuth direction difference) in each direction. And the distance direction difference).

2次元のBモード画像の場合、このように方位方向及び距離方向の位相変化量を求めることが望ましい。これは、スペックルノイズが方位方向または距離方向のどちらかに平行に存在する場合、その方向では位相変化が小さいが、それと直交する方向では位相変化が大きくなるためである。   In the case of a two-dimensional B-mode image, it is desirable to determine the amount of phase change in the azimuth direction and the distance direction in this way. This is because when speckle noise exists parallel to either the azimuth direction or the distance direction, the phase change is small in that direction, but the phase change is large in the direction orthogonal thereto.

次に、検波のずれによる一定量の位相変化を除去する。なお、スペックルの位相変化は他の部分に比べて急に変化するので、フィルタ(ローパスフィルタ、メディアンフィルタ)との差分データや位相データの2次微分など、変化量が大きくなる成分のみを抽出することによって、よりスペックルの判別をし易い特徴を持つデータを得ることができる。   Next, a certain amount of phase change due to detection deviation is removed. Note that the speckle phase change changes abruptly compared to other parts, so only the components that increase the amount of change, such as differential data from the filter (low-pass filter, median filter) and secondary differentiation of the phase data, are extracted. By doing so, it is possible to obtain data having characteristics that make it easier to discriminate speckle.

そして、各方向で位相が急変化する成分が抽出され、各方向での位相変化量データが算出される。変化量は各方向の画素間の差分によって求められる。このとき隣接画素間における差分を用いることが最も好ましいが、適宜間引いた画素間における差分を用いてもよい。   Then, a component whose phase changes suddenly in each direction is extracted, and phase change amount data in each direction is calculated. The amount of change is obtained from the difference between pixels in each direction. At this time, it is most preferable to use a difference between adjacent pixels, but a difference between pixels thinned out as appropriate may be used.

このように、縦方向、横方向それぞれに対し、一定量の位相変化量を取り除いた結果の情報を基にしてスペックル/信号の判定を行うことができる。   In this manner, speckle / signal determination can be performed based on information obtained by removing a fixed amount of phase change in each of the vertical and horizontal directions.

なお、位相変化量は、この情報に限らず、複数画素の差分平均や斜め方向の差分を用いてもよい。さらに、別々の変化量ではなく、ベクトル成分のような一つのデータに変換してもよい。   Note that the phase change amount is not limited to this information, and a difference average of a plurality of pixels or a difference in an oblique direction may be used. Furthermore, instead of separate change amounts, the data may be converted into one data such as a vector component.

スペックル判別部34では、得られた位相変化量データに対し、スペックルノイズかどうかという2値的な判別や、どの程度スペックルノイズが含まれているかという多値的な判別を行い、その結果が目的に応じて出力される。もちろん、位相変化量そのものを、スペックルらしさを示すデータとして出力するようにしてもよい。   In the speckle discrimination unit 34, the obtained phase change data is subjected to binary discrimination as to whether it is speckle noise or multi-level discrimination as to how much speckle noise is included. Results are output according to purpose. Of course, the phase change amount itself may be output as data indicating speckle-likeness.

位相変化量抽出部32によって抽出された方位方向位相変化量データ及び距離方向位相変化量データはスペックル判別部34に入力される。スペックル判別部34は、これらの位相情報データに基づいてスペックルの判別を行う。   The azimuth direction phase change amount data and the distance direction phase change amount data extracted by the phase change amount extraction unit 32 are input to the speckle determination unit 34. The speckle discriminating unit 34 discriminates speckles based on these phase information data.

図6に、スペックル判別部34の一構成例を示す。   FIG. 6 shows a configuration example of the speckle determination unit 34.

図6に示すように、スペックル判別部34は、判別関数作成部341を備えている。判別関数作成部341は、位相変化量データに対し、スペックルノイズかどうかを判別するための判別関数を作成するものである。   As shown in FIG. 6, the speckle discrimination unit 34 includes a discrimination function creation unit 341. The discriminant function creating unit 341 creates a discriminant function for discriminating whether or not speckle noise is generated from the phase change amount data.

判別関数作成部341は、振幅画像においてスペックルまたは非スペックルの位置がわかっている位相データを予め用意しておき、その位相変化量から作成した特徴量を元に判別関数を作成する。すなわち、スペックルであることがわかっている位相変化量データ344a及び非スペックルであることがわかっている位相変化量データ344bとから、それぞれ所定の特徴量が特徴量変換部342において算出され、これからスペックル判別関数が作成される。   The discriminant function creating unit 341 prepares in advance phase data in which the speckle or non-speckle position is known in the amplitude image, and creates a discriminant function based on the feature amount created from the phase change amount. That is, a predetermined feature amount is calculated in the feature amount conversion unit 342 from the phase change amount data 344a known to be speckle and the phase change amount data 344b known to be non-speckle, From this, a speckle discriminant function is created.

ここで、特徴量は、位相変化量のデータの単一画素でも良い。ただし、単一画素の場合、差分をとって位相変化量を求めた場合には画素の僅かなずれが生じる、縦横方向から位相変化量を求めた場合には十字に交差する部分の中心の位相変化は大きくならないなどの問題があるため、注目画素の近傍画素の値や近傍画素との演算結果等、複数のデータを使用するのが望ましい。このとき、複数のデータは多次元となるため、閾値を設計し易いようにPCA(主成分分析)などを行って次元を下げるようにしても良い。   Here, the feature amount may be a single pixel of phase change amount data. However, in the case of a single pixel, when the phase change amount is obtained by taking the difference, a slight pixel shift occurs. When the phase change amount is obtained from the vertical and horizontal directions, the phase of the center of the crossing portion is obtained. Since there is a problem that the change does not increase, it is desirable to use a plurality of data such as the value of the neighboring pixel of the target pixel and the calculation result with the neighboring pixel. At this time, since a plurality of data are multidimensional, the dimension may be lowered by performing PCA (principal component analysis) or the like so that the threshold value can be easily designed.

図7に、スペックル判別関数の一例を示す。   FIG. 7 shows an example of the speckle discriminant function.

ここでは、縦方向位相変化量及び横方向位相変化量をそれぞれ特徴量(1)及び特徴量(2)とし、非スペックルノイズを〇で表し、スペックルノイズを×で表している。図7に示す例では、非スペックルノイズ〇とスペックルノイズ×の領域を分離する直線として判別関数が設定される。このように特徴量に変換した結果を基にしてスペックルノイズと非スペックルノイズを判別する関数(あるいは閾値)が設計される。なお、判別関数はこのような線形のものに限定されるものではない。   Here, the vertical direction phase change amount and the horizontal direction phase change amount are defined as a feature amount (1) and a feature amount (2), respectively, non-speckle noise is represented by ◯, and speckle noise is represented by x. In the example shown in FIG. 7, the discriminant function is set as a straight line that separates the non-speckle noise O and speckle noise x regions. A function (or threshold) for discriminating between speckle noise and non-speckle noise is designed based on the result converted into the feature quantity in this way. The discriminant function is not limited to such a linear function.

また、判別関数の設定方法は特に限定されるものではなく、例えば、SVM(サポートベクターマシン)などの既知のデータ(学習データ)を利用した統計的手法(例えば、参考文献としてネロ・クリスティアニーニ、ジョン・テーラー著「サポートベクターマシン入門」共立出版などが挙げられる。)などの公知のクラス分類に使用される線形あるいは非線形の判別関数を用いることができる。もちろん、特徴量毎に閾値を与えるだけで判別可能であれば、閾値だけでスペックルを判別してもよい。また、位相変化量に変換することなく、連続的な位相データの画素といった位相変化がわかるデータを特徴量とした判別関数を設定してもよい。   The discriminant function setting method is not particularly limited. For example, a statistical method using known data (learning data) such as SVM (support vector machine) (for example, Nero Christianini as a reference). And a linear or non-linear discriminant function used for known classification such as “Introduction to Support Vector Machine” by John Taylor, etc.). Of course, speckle may be determined only by the threshold value if it can be determined only by giving a threshold value for each feature amount. In addition, a discrimination function may be set with data representing a phase change, such as pixels of continuous phase data, as a feature quantity without being converted into a phase change amount.

図8に、SVM(サポートベクターマシン)を使用した特徴量変換部342におけるスペックル抽出の判別関数生成処理の一例を示す。   FIG. 8 shows an example of a speckle extraction discriminant function generation process in the feature quantity conversion unit 342 using SVM (support vector machine).

図8に示すように、まずファントム画像から手作業でスペックル部分及び非スペックル部分をラベリングし、スペックル判別関数を作成するための既知データを作成する。なお、スペックル及び非スペックル部分をラベリングする際、曖昧な箇所についてはラベリングは行わないようにする。次に、この既知データのスペックル部分及び非スペックル部分からスペックルの判別に用いる特徴量を抽出する。   As shown in FIG. 8, first, speckle portions and non-speckle portions are manually labeled from a phantom image, and known data for creating a speckle discriminant function is created. Note that when labeling speckles and non-speckle parts, labeling is not performed for ambiguous parts. Next, a feature amount used for discrimination of speckle is extracted from the speckle portion and the non-speckle portion of the known data.

ここでは特徴量として、図9に示すように、3×3画素の中央の画素cを注目画素とし、注目画素cとその上下左右の4つの近傍画素a、b、d、eに関し、それぞれ縦(距離)方向位相変化及び横(方位)方向位相変化の計10個の特徴量を使用する。   Here, as a feature amount, as shown in FIG. 9, a central pixel c of 3 × 3 pixels is set as a target pixel, and the target pixel c and four neighboring pixels a, b, d, and e above, below, left, and right are vertically A total of ten feature quantities, ie, (distance) direction phase change and lateral (azimuth) direction phase change are used.

次に、この縦方向及び横方向それぞれのラベリングされた画素(注目画素及びその近傍)の計10箇所の位相変化量を特徴量としてSVM(サポートベクターマシン)を適用し、判別関数(スペックル判別器)を生成する。もちろん、ラベリングに使用するデータや特徴量は、判別結果が最適となるように変更しても良い。   Next, a discriminant function (speckle discrimination) is applied by applying SVM (support vector machine) with the phase change amount of a total of 10 positions of the labeled pixels (the target pixel and its vicinity) in the vertical direction and the horizontal direction as feature amounts. Generator). Of course, the data and feature quantities used for labeling may be changed so that the discrimination result is optimal.

このように、判別関数作成部341において、予めスペックルまたは非スペックルの位置がわかっている位相データから特徴量を抽出してスペックル判別関数を作成しておく。そして、実際の超音波診断において、超音波用探触子10の走査によって得られたデータから信号処理部20によって生成されたIQデータから得られた位相情報に基づいてスペックル抽出が行われる。   As described above, the discriminant function creation unit 341 creates the speckle discriminant function by extracting the feature amount from the phase data in which the speckle or non-speckle position is known in advance. In actual ultrasonic diagnosis, speckle extraction is performed based on phase information obtained from IQ data generated by the signal processing unit 20 from data obtained by scanning the ultrasonic probe 10.

すなわち、図6において、方位(横)方向位相変化量データ346a及び距離(縦)方向位相変化量データ346bが入力されると、特徴量変換部343ではこれをスペックル判別に用いる特徴量に変換し、判別関数作成部341で予め作成されたスペックル判別関数347を用いてスペックルであるかどうか判別し、スペックル抽出が行われる。そして、スペックル抽出結果348が出力され表示部40に表示される。この表示は、スペックルのみを表示してもよいし、原画像である振幅画像に重ねて表示するようにしてもよい。   That is, in FIG. 6, when the azimuth (transverse) direction phase change amount data 346a and the distance (vertical) direction phase change amount data 346b are input, the feature amount conversion unit 343 converts them into feature amounts used for speckle discrimination. Then, using the speckle discriminant function 347 created in advance by the discriminant function creating unit 341, it is discriminated whether it is speckle, and speckle extraction is performed. Then, the speckle extraction result 348 is output and displayed on the display unit 40. In this display, only speckles may be displayed or may be displayed so as to be superimposed on the amplitude image that is the original image.

判別結果は、2値的にスペックルであるかどうかを示すだけでなく、閾値との差を多値的にどの程度スペックルノイズが含まれているかを示すスペックルらしさとして出力してもよい。また、多値的に出力する場合には、LUT(ルックアップテーブル)などでさらに値を調整してもよい。   The discrimination result may not only indicate whether the speckle is binary, but also output the difference from the threshold as speckle-likeness indicating how much speckle noise is included in multiple values. . In the case of multi-value output, the value may be further adjusted using a LUT (Look Up Table) or the like.

なお、スペックル判別関数は、超音波の送受信の条件などによって変化するため、実際の装置の場合には条件毎に判別関数を設定するのが望ましい。   Note that the speckle discriminant function changes depending on the condition of ultrasonic transmission / reception, and therefore, in the case of an actual apparatus, it is desirable to set the discriminant function for each condition.

以上説明した例では、振幅情報ではなく位相情報を用いてスペックル成分を抽出するようにしているが、振幅ではスペックルの形状、エコーレベルによっては、スペックルの判別が困難な場合があるため正確にスペックル成分を抽出できない場合があるが、位相情報を用いることにより、スペックルの形状や周囲のエコーレベルに依存しないスペックル成分の抽出が可能となる。   In the example described above, speckle components are extracted using phase information instead of amplitude information. However, it may be difficult to distinguish speckle depending on the shape of speckle and the echo level. Although the speckle component may not be extracted accurately, the use of the phase information makes it possible to extract the speckle component independent of the speckle shape and the surrounding echo level.

このように、位相情報のみでスペックル成分を抽出することができるが、振幅情報を特徴量に加えるなど、振幅情報(振幅成分あるいはその包絡線成分)と位相情報を組み合わせてスペックル成分を抽出するようにしてもよい。この場合、例えば図6において、位相情報(方位方向位相変化量データ346a、距離方向位相変化量データ346b)が特徴量変換部343に入力されているが、これらのデータとともに振幅情報をも特徴量変換部343に入力して、振幅情報(画素値)も加えて特徴量の次元(図9に示す例では2次元)を増加して、スペックル抽出を行うようにしてもよい。   In this way, speckle components can be extracted using only phase information. However, speckle components can be extracted by combining amplitude information (amplitude component or its envelope component) and phase information, such as adding amplitude information to feature quantities. You may make it do. In this case, for example, in FIG. 6, phase information (azimuth direction phase change data 346a and distance direction phase change data 346b) is input to the feature value conversion unit 343. Speckle extraction may be performed by inputting to the conversion unit 343 and adding the amplitude information (pixel value) to increase the dimension of the feature amount (two dimensions in the example shown in FIG. 9).

このように、振幅情報と位相情報の両方を用いてスペックル抽出を行うことで、より正確なスペックル抽出が可能となる。   Thus, speckle extraction using both amplitude information and phase information enables more accurate speckle extraction.

次に本発明のポイントであるスペックル抽出結果からスペックル密度を解析し、組織性状の解析を行う方法について説明する。このスペックル抽出結果を利用した組織性状解析は画像処理部30において行われる。   Next, a method for analyzing the speckle density by analyzing the speckle density from the speckle extraction result, which is the point of the present invention, will be described. The tissue property analysis using the speckle extraction result is performed in the image processing unit 30.

図10に、画像処理部30におけるスペックル抽出結果を利用した組織性状解析処理の流れを示す。   FIG. 10 shows a flow of the tissue property analysis process using the speckle extraction result in the image processing unit 30.

図10に示すように、画像処理部30は組織性状解析処理のために、スペックル抽出部35の他に組織性状解析部(解析手段)37を備えている。   As shown in FIG. 10, the image processing unit 30 includes a tissue property analysis unit (analysis unit) 37 in addition to the speckle extraction unit 35 for the tissue property analysis process.

まず信号処理部20のIQ検波処理によって生成されたIQデータに対し、振幅データと位相データがそれぞれ生成される。振幅データはBモード画像を生成するために用いられ、位相データはここでは組織性状の解析に用いられる。位相データはスペックル抽出部35に入力され、振幅データはスキャンコンバータ38に入力される。   First, amplitude data and phase data are respectively generated for the IQ data generated by the IQ detection processing of the signal processing unit 20. Amplitude data is used to generate a B-mode image, and phase data is used here for analysis of tissue properties. The phase data is input to the speckle extraction unit 35, and the amplitude data is input to the scan converter 38.

次にスペックル抽出部35において、位相データに対して前述したスペックル抽出処理が行われる。スペックル抽出結果は組織性状解析部37に入力され、組織性状解析部37において、スペックル抽出結果からスペックル密度を解析し、組織性状の解析が行われる。   Next, the speckle extraction unit 35 performs the speckle extraction process described above on the phase data. The speckle extraction result is input to the tissue property analysis unit 37. The tissue property analysis unit 37 analyzes the speckle density from the speckle extraction result, and analyzes the tissue property.

一方、スキャンコンバータ38においては、振幅データからBモード画像が生成される。このとき、振幅データからBモード画像データを作成する処理は、従来のBモード画像生成の画像処理と同様でよいが、後述する組織性状の解析の結果を基に、組織に応じてゲインやダイナミックレンジ、スペックル除去処理などの画像処理のパラメータを変更するようにしてもよい。   On the other hand, in the scan converter 38, a B-mode image is generated from the amplitude data. At this time, the process for creating the B-mode image data from the amplitude data may be the same as the conventional image processing for generating the B-mode image, but based on the result of the analysis of the tissue property described later, the gain and dynamics Image processing parameters such as range and speckle removal processing may be changed.

図11に、組織性状解析部37における処理の流れを示す。   FIG. 11 shows the flow of processing in the tissue property analysis unit 37.

まず、スペックル密度計算部372において、スペックル抽出結果に対し局所領域のスペックル密度を計算する。密度の計算方法は公知の手法で構わない。例えば図12のように注目画素Pの周辺領域Q内(計算範囲)のスペックルの画素数、または実空間状の面積(体積)を計算し、領域Q全体との比を密度として出力する。また、領域Qは、ユーザが領域を指定してもよいし、振幅情報のエッジなどから得られる組織に応じた領域としてもよく、注目画素Pを必ずしも設ける必要は無い。また、超音波の分解能は深さに応じて変化するため、深さに応じた密度の重みを与えてもよい。   First, the speckle density calculation unit 372 calculates the speckle density in the local region with respect to the speckle extraction result. The density calculation method may be a known method. For example, as shown in FIG. 12, the number of speckle pixels in the peripheral region Q (calculation range) or the real space area (volume) of the target pixel P is calculated, and the ratio to the entire region Q is output as the density. In addition, the region Q may be designated by the user or may be a region according to the tissue obtained from the edge of the amplitude information or the like, and the target pixel P is not necessarily provided. Further, since the resolution of the ultrasonic wave changes depending on the depth, a density weight corresponding to the depth may be given.

求められたスペックル密度はそのまま組織性状データとして出力してもよいが、組織性状変換部374によって、密度と対応付けられた組織情報、例えば音速などに変換して出力するようにしてもよい。この場合、例えば図13に示すような、予め密度と組織情報との関係を対応付けた参照データをもとに変換を行うことが好ましい。   The obtained speckle density may be output as tissue property data as it is, but may be converted into tissue information associated with the density, for example, the speed of sound, and output by the tissue property conversion unit 374. In this case, it is preferable to perform conversion based on reference data in which the relationship between the density and the tissue information is previously associated as shown in FIG. 13, for example.

図14に、組織性状データの表示の一例を示す。   FIG. 14 shows an example of the display of the tissue property data.

組織性状データは、図14に示すように、そのままBモード画像に重ねて表示してもよい。またあるいは、組織性状解析の結果を信号処理の再構成や画質調整に利用するようにしてもよい。   The tissue property data may be displayed as it is superimposed on the B-mode image as shown in FIG. Alternatively, the result of the tissue property analysis may be used for signal processing reconstruction or image quality adjustment.

以下、組織性状解析結果の様々な利用の例について説明する。   Hereinafter, examples of various uses of the tissue property analysis results will be described.

例えば、参考文献(G.W.McLaughlin,"Practical Aberration Correction Methods,"Ultrasound,vol.15,no.2,2007.pp.99-104)に述べられているような、単一の受信データから異なる音速によってIQデータを生成できる装置の場合には、図15に音速解析/補正フローを示すように、一回目で画面内の平均音速を解析し、その音速で生成したIQデータに対し画像処理部30において組織性状の解析を行うようにする。   For example, as described in the reference (GWMcLaughlin, “Practical Aberration Correction Methods,” Ultrasound, vol.15, no.2, 2007.pp.99-104) In the case of a device capable of generating IQ data, as shown in the sound speed analysis / correction flow in FIG. 15, the average sound speed in the screen is analyzed at the first time, and the IQ data generated at the sound speed is analyzed in the image processing unit 30. Analyze tissue properties.

ここで、平均音速の解析方法としては画像の分解能を比較する手法を用いる。例えば、上記参考文献に述べられているような、各音速のパワースペクトルの比較をFFT(高速フーリエ変換)によって行う手法などを用いるのがよい。   Here, as a method for analyzing the average sound speed, a method of comparing resolutions of images is used. For example, as described in the above-mentioned reference, it is preferable to use a method of performing comparison of power spectra of sound speeds by FFT (Fast Fourier Transform).

次に、組織性状解析結果を変換することによって得られる音速データを信号処理部20へフィードバックし、データ位置に対応した音速の値に応じて再度音速を変更したIQデータを生成する。この処理によってそれぞれの組織の音速に合った信号処理を行うため、生成されるBモード画像は全領域において従来方式より分解能が同等以上の画質となる。   Next, the sound speed data obtained by converting the tissue property analysis result is fed back to the signal processing unit 20, and IQ data in which the sound speed is changed again according to the value of the sound speed corresponding to the data position is generated. Since signal processing that matches the sound speed of each tissue is performed by this processing, the generated B-mode image has an image quality with resolution equal to or higher than that of the conventional method in all regions.

また、従来のように、ある平均音速がわからない場合には、観測された組織が信号処理の際に仮定した音速とどの程度差があるか不明であるため、IQデータの深さ方向(距離方向)の画素あたりにおける実際の距離を求めることが出来ないため、求められるスペックル密度は、相対的に大きいか小さいかしかわからない。この場合には、設定音速ごとのスペックル密度が必要となる。一方上記参考文献のような画面内の平均音速がわかる場合には、実際の距離がある程度推定できるため、スペックル密度は実距離に換算できるため絶対値に近い指標となり、高精度の解析が可能となる。   In addition, when a certain average sound speed is not known as in the prior art, it is unclear how much the observed tissue differs from the sound speed assumed in the signal processing. ), The actual distance per pixel cannot be obtained, so that the required speckle density can only be determined to be relatively large or small. In this case, the speckle density for each set sound speed is required. On the other hand, when the average sound speed in the screen as in the above reference is known, the actual distance can be estimated to some extent, so the speckle density can be converted to an actual distance, so it becomes an index close to an absolute value, enabling high-precision analysis It becomes.

次に、組織性状データを画質調整に利用する例について説明する。   Next, an example in which tissue property data is used for image quality adjustment will be described.

図10に示したように、スキャンコンバータ38において、振幅情報からBモード画像へ変換する際、組織によって適切な輝度範囲になるように画質設定の基準として組織情報を与える。例えば、乳腺においてダイナミックレンジを調整する場合、図16に輝度分布を示すように、組織データによって明らかになった乳腺と脂肪の輝度が、ある決まった範囲の出力値となるようにダイナミックレンジ(DR)を調整する。このとき、もちろんダイナミックレンジだけでなく、階調やゲイン、スペックル除去の強度などの値も組織に応じて調整するようにしてもよい。   As shown in FIG. 10, when the scan converter 38 converts amplitude information into a B-mode image, tissue information is given as a reference for image quality setting so that an appropriate luminance range is obtained depending on the tissue. For example, when adjusting the dynamic range in the mammary gland, as shown in the luminance distribution in FIG. 16, the dynamic range (DR) is set so that the luminance of the mammary gland and fat revealed by the tissue data becomes an output value in a certain range. ). At this time, of course, not only the dynamic range but also values such as gradation, gain, and speckle removal intensity may be adjusted according to the tissue.

このように、本実施形態においては、データに含まれる位相情報を利用してスペックルノイズを抽出し、抽出したスペックルノイズの密度から組織性状を解析することにより、組織ごとに最適な画像処理を可能としたため、振幅におけるばらつきの影響を受けず、正確な組織性状の解析が可能となった。さらに、これによりばらつきのない客観性の高いBモード画像を得ることが可能となり、ばらつきのない画像診断が可能となる。   As described above, in the present embodiment, speckle noise is extracted using the phase information included in the data, and the tissue properties are analyzed from the density of the extracted speckle noise, so that optimum image processing is performed for each tissue. As a result, it is possible to accurately analyze tissue properties without being affected by variations in amplitude. Furthermore, this makes it possible to obtain a highly objective B-mode image without variations, and image diagnosis without variations can be achieved.

また、本実施形態の超音波画像処理装置は、図示を省略した制御部に付属したメモリに格納された超音波画像処理プログラムによって制御される。すなわち、制御部によってメモリから超音波画像処理プログラムが読み出され、該超音波画像処理プログラムに従って、被検者に向けて超音波を送信するとともに、被検者から反射された超音波を受信する機能と、受信して得られた超音波信号の位相成分からスペックル成分を抽出し、抽出されたスペックル成分の密度に基づいて、超音波画像に含まれる組織性状を解析する機能が実行される。   Further, the ultrasonic image processing apparatus of the present embodiment is controlled by an ultrasonic image processing program stored in a memory attached to a control unit (not shown). That is, an ultrasonic image processing program is read from the memory by the control unit, and according to the ultrasonic image processing program, an ultrasonic wave is transmitted to the subject and an ultrasonic wave reflected from the subject is received. The function and the function to extract the speckle component from the phase component of the received ultrasonic signal and analyze the tissue properties contained in the ultrasonic image based on the density of the extracted speckle component are executed. The

なお、超音波画像処理プログラムは、このように制御部に付属のメモリに格納されるものに限定されず、該超音波画像処理プログラムを例えばPCカードやCD−ROMなど、本超音波画像処理装置に着脱可能に構成されるメモリ媒体(リムーバブル媒体)に記録しておき、リムーバブル媒体に対応するインターフェイスを介して本装置に読み込むように構成してもよい。   Note that the ultrasonic image processing program is not limited to the one stored in the memory attached to the control unit in this way, and the ultrasonic image processing program is an ultrasonic image processing apparatus such as a PC card or a CD-ROM. It may be recorded in a memory medium (removable medium) configured to be detachable and read into the apparatus via an interface corresponding to the removable medium.

以上、本発明の超音波画像処理装置及び方法並びにプログラムについて詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。   Although the ultrasonic image processing apparatus, method, and program of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above examples, and various improvements and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Of course you can go.

本発明に係る超音波画像処理装置を含む超音波診断装置の一実施形態の概略構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a schematic configuration of an embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus including an ultrasonic image processing apparatus according to the present invention. 強め合う干渉の例を示すグラフであり、(a)は干渉前を表し、(b)は干渉後を表す。It is a graph which shows the example of constructive interference, (a) represents before interference, (b) represents after interference. 弱め合う干渉の例を示すグラフであり、(a)は干渉前を表し、(b)は干渉後を表す。It is a graph which shows the example of the destructive interference, (a) represents before interference, (b) represents after interference. 画像処理部における位相情報を利用したスペックル抽出処理の流れを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the flow of the speckle extraction process using the phase information in an image process part. 位相変化量抽出部における処理の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the process in a phase change amount extraction part. スペックル判別部の一構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the example of 1 structure of a speckle discrimination | determination part. スペックル判別関数の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of a speckle discriminant function. 特徴量変換部におけるSVM(サポートベクターマシン)を使用したスペックル抽出の判別関数生成処理の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the discriminant function production | generation process of the speckle extraction using SVM (support vector machine) in a feature-value conversion part. 特徴量として用いる画素の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of the pixel used as a feature-value. 画像処理におけるスペックル抽出結果を利用した組織性状解析処理の流れを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the flow of the structure | tissue property analysis process using the speckle extraction result in image processing. 組織性状解析部における処理の流れを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the flow of the process in a structure | tissue property analysis part. スペックル密度の計算例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of calculation of a speckle density. スペックル密度と物質との対応を表す参照データの例を示すテーブルである。It is a table which shows the example of the reference data showing a response | compatibility with a speckle density and a substance. 組織性状データの表示例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of a display of structure | tissue property data. 音速解析/補正フローの例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the example of a sound speed analysis / correction flow. 組織による輝度分布の例を示す線図である。It is a diagram which shows the example of the luminance distribution by a structure | tissue.

符号の説明Explanation of symbols

10…超音波用探触子、20…信号処理部、30…画像処理部、40…表示部、32…位相変化量抽出部、34…スペックル判別部、35…スペックル抽出部、37…組織性状解析部(解析手段)、38…スキャンコンバータ、341…判別関数作成部、342、343…特徴量変換部、372…スペックル密度計算部、374…組織性状変換部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Probe for ultrasonic waves, 20 ... Signal processing part, 30 ... Image processing part, 40 ... Display part, 32 ... Phase change amount extraction part, 34 ... Speckle discrimination | determination part, 35 ... Speckle extraction part, 37 ... Tissue property analysis unit (analysis means), 38 ... scan converter, 341 ... discriminant function creation unit, 342, 343 ... feature amount conversion unit, 372 ... speckle density calculation unit, 374 ... tissue property conversion unit

Claims (15)

被検者に向けて超音波を送信するとともに、被検者から反射された超音波を受信する超音波送受信手段と、
前記超音波送受信手段が受信した超音波信号の位相成分の変化量を用いて前記位相成分からスペックル成分を抽出するスペックル成分抽出手段と、
前記抽出されたスペックル成分の密度を用いて、超音波画像に含まれる組織性状を解析する解析手段と、
を備えたことを特徴とする超音波画像処理装置。
An ultrasonic transmission / reception means for transmitting ultrasonic waves toward the subject and receiving ultrasonic waves reflected from the subject;
Speckle component extraction means for extracting a speckle component from the phase component using a change amount of a phase component of an ultrasonic signal received by the ultrasonic transmission / reception means;
Using the density of the extracted speckle component, analysis means for analyzing the tissue properties included in the ultrasound image;
An ultrasonic image processing apparatus comprising:
請求項1に記載の超音波画像処理装置であって、さらに、前記組織性状を解析した結果を表示する表示手段を有することを特徴とする超音波画像処理装置。   2. The ultrasonic image processing apparatus according to claim 1, further comprising display means for displaying a result of analyzing the tissue properties. 請求項1または2に記載の超音波画像処理装置であって、前記スペックル成分抽出手段は、位相成分の少なくとも2つ以上の方向の変化量を用いることを特徴とする超音波画像処理装置。   3. The ultrasonic image processing apparatus according to claim 1, wherein the speckle component extraction unit uses a change amount of at least two directions of the phase component. 4. 請求項1〜3のいずれかに記載の超音波画像処理装置であって、前記スペックル成分抽出手段は、スペックルを判別する判別関数を使用することを特徴とする超音波画像処理装置。   The ultrasonic image processing apparatus according to claim 1, wherein the speckle component extraction unit uses a discriminant function for discriminating speckles. 請求項1〜4のいずれかに記載の超音波画像処理装置であって、前記スペックル成分抽出手段は、前記位相成分の変化量と比較してスペックルを判別する閾値を使用することを特徴とする超音波画像処理装置。   5. The ultrasonic image processing apparatus according to claim 1, wherein the speckle component extraction unit uses a threshold value for discriminating speckle in comparison with a change amount of the phase component. An ultrasonic image processing apparatus. 請求項4に記載の超音波画像処理装置であって、前記判別関数は、スペックル及び非スペックルの位置が分かっている位相データから生成された特徴量によって設定されることを特徴とする超音波画像処理装置。   The ultrasonic image processing apparatus according to claim 4, wherein the discriminant function is set by a feature amount generated from phase data in which positions of speckles and non-speckles are known. Sonic image processing device. 請求項1〜6のいずれかに記載の超音波画像処理装置であって、前記抽出されたスペックル成分の密度は、局所領域内のスペックル領域の割合に変換したものであることを特徴とする超音波画像処理装置。   The ultrasonic image processing apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the density of the extracted speckle component is converted into a ratio of a speckle region in a local region. An ultrasonic image processing apparatus. 請求項1〜7のいずれかに記載の超音波画像処理装置であって、前記解析手段はスペックル成分の密度と組織性状を対応付けた参照情報を用いることを特徴とする超音波画像処理装置。   The ultrasonic image processing apparatus according to claim 1, wherein the analysis unit uses reference information in which a density of speckle components and a tissue property are associated with each other. . 被検者に向けて超音波を送信するとともに、被検者から反射された超音波を受信する超音波送受信手段と、
前記超音波送受信手段が受信した超音波信号の振幅成分または包絡線成分と位相成分の組み合わせからスペックル成分を抽出するスペックル成分抽出手段と、
前記抽出されたスペックル成分の密度を用いて、超音波画像に含まれる組織性状を解析する解析手段と、
を備えたことを特徴とする超音波画像処理装置。
An ultrasonic transmission / reception means for transmitting ultrasonic waves toward the subject and receiving ultrasonic waves reflected from the subject;
Speckle component extraction means for extracting a speckle component from a combination of amplitude component or envelope component and phase component of an ultrasonic signal received by the ultrasonic transmission / reception means;
Using the density of the extracted speckle component, analysis means for analyzing the tissue properties included in the ultrasound image;
An ultrasonic image processing apparatus comprising:
請求項1〜9のいずれかに記載の超音波画像処理装置であって、さらに、解析した組織性状データを用いて出力画像の画質調整を行う画像処理手段を備えたことを特徴とする超音波画像処理装置。   10. The ultrasonic image processing apparatus according to claim 1, further comprising image processing means for adjusting the image quality of the output image using the analyzed tissue property data. Image processing device. 請求項1〜10のいずれかに記載の超音波画像処理装置であって、前記解析手段が出力する組織性状は、組織の音速であることを特徴とする超音波画像処理装置。   The ultrasonic image processing apparatus according to claim 1, wherein the tissue property output by the analysis unit is a sound velocity of the tissue. 請求項1〜11のいずれかに記載の超音波画像処理装置であって、前記位相成分は、前記超音波信号の進行方向に垂直な方向のデータの分解能が、前記超音波送受信手段の前記超音波信号の送受信を行う素子の配列間隔以上であることを特徴とする超音波画像処理装置。   12. The ultrasonic image processing apparatus according to claim 1, wherein the phase component has a data resolution in a direction perpendicular to a traveling direction of the ultrasonic signal, and the ultrasonic transmission / reception unit has the ultrasonic resolution. An ultrasonic image processing apparatus characterized by being at least an arrangement interval of elements for transmitting and receiving a sound wave signal. 請求項1〜12のいずれかに記載の超音波画像処理装置であって、さらに、単一の受信データから異なる音速による画像を生成することを特徴とする超音波画像処理装置。   The ultrasonic image processing apparatus according to any one of claims 1 to 12, further comprising generating images with different sound speeds from a single received data. 請求項13に記載の超音波画像処理装置であって、さらに、解析した組織性状データを用いて局所的に音速を変更した画像を生成することを特徴とする超音波画像処理装置。   The ultrasonic image processing apparatus according to claim 13, further comprising: generating an image in which the sound speed is locally changed using the analyzed tissue property data. 被検者に向けて超音波を送信するとともに、被検者から反射された超音波を受信する機能と、
受信した超音波信号の位相成分の変化量を用いて前記位相成分からスペックル成分を抽出する機能と、
前記抽出されたスペックル成分の密度を用いて、超音波画像に含まれる組織性状を解析する機能と、
をコンピュータに実現させることを特徴とする超音波画像処理プログラム。
A function of transmitting ultrasonic waves toward the subject and receiving ultrasonic waves reflected from the subject;
A function of extracting a speckle component from the phase component using a change amount of the phase component of the received ultrasonic signal;
Using the density of the extracted speckle component, a function of analyzing the tissue properties included in the ultrasound image,
An ultrasonic image processing program characterized in that a computer is realized.
JP2008178860A 2008-07-09 2008-07-09 Ultrasonic image processing apparatus and program Expired - Fee Related JP5205152B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008178860A JP5205152B2 (en) 2008-07-09 2008-07-09 Ultrasonic image processing apparatus and program

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008178860A JP5205152B2 (en) 2008-07-09 2008-07-09 Ultrasonic image processing apparatus and program

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010017280A JP2010017280A (en) 2010-01-28
JP5205152B2 true JP5205152B2 (en) 2013-06-05

Family

ID=41702761

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008178860A Expired - Fee Related JP5205152B2 (en) 2008-07-09 2008-07-09 Ultrasonic image processing apparatus and program

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5205152B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5543793B2 (en) 2010-01-28 2014-07-09 矢崎総業株式会社 Electrical junction box
DE112021004669T5 (en) * 2020-09-30 2023-06-29 Murata Manufacturing Co., Ltd. Methods for reading identification tags and methods for manufacturing articles with identification tags

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3802462B2 (en) * 2001-08-06 2006-07-26 アロカ株式会社 Ultrasonic diagnostic equipment
GB0514715D0 (en) * 2005-07-18 2005-08-24 Isis Innovation Combination of images

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010017280A (en) 2010-01-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20180028153A1 (en) Ultrasound diagnostic apparatus and ultrasound imaging method
US9855025B2 (en) Ultrasonic diagnostic apparatus and ultrasonic image processing apparatus
JP5174604B2 (en) Ultrasonic signal processing apparatus and method
JP5205149B2 (en) Ultrasonic image processing apparatus and method, and program
JP2009090102A (en) Ultrasonic diagnostic method and apparatus
JP5205152B2 (en) Ultrasonic image processing apparatus and program
WO2019058753A1 (en) Ultrasonic diagnostic device and method for controlling ultrasonic diagnostic device
JP5090215B2 (en) Ultrasonic image processing apparatus and method, and program
WO2013176112A1 (en) Ultrasonic image generating method and ultrasonic image diagnostic device
JP5829198B2 (en) Ultrasonic inspection apparatus, signal processing method and program for ultrasonic inspection apparatus
JP2006280520A (en) Ultrasonic imaging apparatus, ultrasonic image processing method, and ultrasonic image processing program
JP5823184B2 (en) Ultrasonic diagnostic apparatus, medical image processing apparatus, and medical image processing program
US11051789B2 (en) Ultrasound image diagnostic apparatus
JP5089442B2 (en) Ultrasonic image processing apparatus and method, and program
JP4966226B2 (en) Ultrasonic image processing apparatus and method, and program
JPWO2018055841A1 (en) Ultrasonic diagnostic apparatus and control method of ultrasonic diagnostic apparatus
JP2014068755A (en) Ultrasonic inspection apparatus, signal processing method of ultrasonic inspection apparatus, and program
EP4295780A1 (en) Ultrasound diagnostic apparatus and control method of ultrasound diagnostic apparatus
WO2013073514A1 (en) Ultrasonic diagnosis device and method
EP4195146A1 (en) Ultrasound diagnostic apparatus and control method of ultrasound diagnostic apparatus
JP4966227B2 (en) Ultrasonic image processing apparatus and method, and program
US20230404538A1 (en) Ultrasound diagnostic apparatus and control method of ultrasound diagnostic apparatus
US20200222030A1 (en) Ultrasound image apparatus and method of controlling the same
JP2024001441A (en) Image display apparatus and control method of image display apparatus
JP2023077820A (en) Ultrasonic image analysis device, ultrasonic diagnostic device, and control method of ultrasonic image analysis device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110216

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120822

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120827

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121023

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20121112

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121228

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130124

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130218

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5205152

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160222

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees