JP5269517B2 - 超音波診断装置、超音波画像処理装置及び超音波画像処理プログラム - Google Patents
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Description
一実施形態に係る超音波画像処理装置は、超音波画像データを多重解像度分解し、低域信号成分に対応する第1の画像データと高域信号成分に対応する少なくとも一つの第2の画像データとを取得する多重解像度分解手段と、前記第1の画像データ及び前記少なくとも一つの第2の画像データに対して、第1のレベルより低い地域的最高値を低減する地域的最高値低減処理と、第2のレベルより高い地域的最低値を低減する地域的最低値低減処理と、を含む形態学的再構成処理を実行し、マスク画像とマーカ画像とを生成する低減処理手段と、前記マスク画像と前記マーカ画像とを用いて、前記形態学的再構成処理が収束したか否かを判定する判定手段と、前記形態学的再構成処理が収束したと判定された場合には前記形態学的再構成処理を終了させ、前記形態学的再構成処理が収束していないと判定された場合には前記形態学的再構成処理を繰り返し実行するように、前記低減処理手段を制御する制御手段と、前記形態学的再構成処理が終了した前記第1の画像データ及び前記形態学的再構成処理が終了した前記少なくとも一つの第2の画像データを用いて多重解像度再構成を実行し、再構成画像を生成する再構成手段と、を具備するものである。
一実施形態に係る超音波画像処理プログラムは、コンピュータに、超音波画像データを多重解像度分解し、低域信号成分に対応する第1の画像データと高域信号成分に対応する少なくとも一つの第2の画像データとを取得させる多重解像度分解機能と、前記第1の画像データ及び前記少なくとも一つの第2の画像データに対して、第1のレベルより低い地域的最高値を低減する地域的最高値低減処理と、第2のレベルより高い地域的最低値を低減する地域的最低値低減処理と、を含む形態学的再構成処理を実行させ、マスク画像とマーカ画像とを生成させる低減処理機能と、前記マスク画像と前記マーカ画像とを用いて、前記形態学的再構成処理が収束したか否かを判定させる判定機能と、前記形態学的再構成処理が収束したと判定された場合には前記形態学的再構成処理を終了させ、前記形態学的再構成処理が収束していないと判定された場合には前記形態学的再構成処理を繰り返し実行するように、前記低減処理手段を制御させる制御機能と、前記形態学的再構成処理が終了した前記第1の画像データ及び前記形態学的再構成処理が終了した前記少なくとも一つの第2の画像データを用いて多重解像度再構成を実行させ、再構成画像を生成させる再構成機能と、を実現させるものである。
図1は、第1の実施形態に係る超音波診断装置1のブロック構成図を示している。同図に示すように、本超音波診断装置1は、超音波プローブ12、入力装置13、モニター14、超音波送信ユニット21、超音波受信ユニット22、Bモード処理ユニット23、ドプラ処理ユニット24、画像生成ユニット25、スペックルパタン除去処理ユニット26、画像合成ユニット27、制御プロセッサ(CPU)28、内部記憶装置29、インターフェースユニット30を具備している。以下、超音波診断装置1の個々の構成要素の機能について説明する。
次に、本超音波診断装置1が有する、スペックルパタン除去機能について説明する。この機能は、多重解像度分解により取得した各画像を低域、高域等の信号成分に分解し、分解された各信号成分に対して形態学的再構成処理を実行した後、多重解像度再構成することで、各画像からスペックルパタンを除去するものである。
まず、被検体の所定部位を対象に超音波走査が実行され、当該所定部位から得られたフレーム毎のエコー信号が取得される。Bモード処理ユニット23は、得られたフレーム毎のエコー信号を用いて、複数の二次元画像データ(生データ)を生成する(ステップS1)。
スペックルパタン除去処理ユニット26は、Bモード処理ユニット23において生成された複数の二次元画像データに対して、スペックルパタン除去処理を実行する(ステップS2)。
画像生成ユニット25は、スペックルパタン除去処理後の画像データを用いて、超音波画像を生成する(ステップS3)。生成された超音波画像は、画像合成ユニット27において種々のパラメータの文字情報や目盛等と共に合成され、所定の形態でモニター14に表示される(ステップS4)。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。本実施形態に係る超音波診断装置1は、一次元アレイプローブを用いた揺動走査や二次元アレイプローブを用いたボリューム走査によりボリュームデータを取得し、これに対してスペックルパタン除去処理を実行するものである。なお、スペックルパタン除去処理の対象とするボリュームデータは、Bモードボリュームデータ、ドプラボリュームデータのいずれであってもよい。以下においては、説明を具体的にするため、Bモードボリュームデータを用いる場合を例とする。
まず、被検体の所定部位を含む三次元領域が超音波走査が実行され、当該三次元領域から得られたエコー信号が取得される。Bモード処理ユニット23は、得られたエコー信号を用いて、複数の二次元画像データ(生データ)を生成する。また、ボリュームデータ生成ユニット31は、生成された複数の二次元画像データを用いて、ボリュームデータを生成する(ステップS11)。
次に、スペックルパタン除去処理ユニット26は、生成されたボリュームデータに対して、スペックルパタン除去処理を実行する。すなわち、スペックルパタン除去処理ユニット26は、m個の二次元画像A0、A1、・・・Am−1の画像データのそれじれに対して、第1の実施形態において述べたスペックルパタン除去処理を実行する(ステップS12)。
画像生成ユニット25は、スペックルパタン除去処理後のボリュームデータ用いて、ボリュームレンダリング、多断面変換表示(MPR:multi planar reconstruction)、最大値投影表示(MIP:maximum intensity projection)等の処理を実行し、三次元画像を生成する(ステップS13)。生成された三次元画像は、画像合成ユニット27において種々のパラメータの文字情報や目盛等と共に合成され、所定の形態でモニター14に表示される(ステップS14)。
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。第2の実施形態においては、三次元画像生成前のボリュームデータ(すなわち、生データから構成されたボリュームデータ)に対して、スペックルパタン除去処理を行う例を示した。これに対し、本実施形態においては、三次元画像生成後のボリュームデータ(すなわち、画像データから構成されたボリュームデータ)に対して、スペックルパタン除去処理を行う例について説明する。なお、、第3の実施形態に係る超音波診断装置1のブロック構成図は、図9と略同一である。
まず、第2の実施形態と同様に、被検体の所定部位を含む三次元領域が超音波走査が実行され、当該三次元領域から得られたエコー信号が取得される。Bモード処理ユニット23(或いはドプラ処理ユニット24)は、得られたエコー信号を用いて、複数の二次元画像データ(生データ)を生成する。ボリュームデータ生成ユニット31は、Bモード処理ユニット23からの超音波画像データを用いて、ボリュームデータを生成する(ステップS21)。
画像生成ユニット25は、生成されたボリュームデータを用いて、ボリュームレンダリング、多断面変換表示(MPR:multi planar reconstruction)、最大値投影表示(MIP:maximum intensity projection)、サーフェイスレンダリング(surface rendering)等の処理を実行し、一つ以上の三次元画像を生成する(ステップS22)。
次に、スペックルパタン除去処理ユニット26は、生成された一つ以上の三次元画像に対して、スペックルパタン除去処理を実行する。スペックルパタン除去処理の内容は、既述の通りである。
スペックルパタン除去処理が施された三次元画像は、画像合成ユニット27において種々のパラメータの文字情報や目盛等と共に合成され、所定の形態でモニター14に表示される(ステップS24)。
Claims (14)
- 超音波画像データを多重解像度分解し、低域信号成分に対応する第1の画像データと高域信号成分に対応する少なくとも一つの第2の画像データとを取得する多重解像度分解手段と、
前記第1の画像データ及び前記少なくとも一つの第2の画像データに対して、第1のレベルより低い地域的最高値を低減する地域的最高値低減処理と、第2のレベルより高い地域的最低値を低減する地域的最低値低減処理と、を含む形態学的再構成処理を実行し、マスク画像とマーカ画像とを生成する低減処理手段と、
前記マスク画像と前記マーカ画像とを用いて、前記形態学的再構成処理が収束したか否かを判定する判定手段と、
前記形態学的再構成処理が収束したと判定された場合には前記形態学的再構成処理を終了させ、前記形態学的再構成処理が収束していないと判定された場合には前記形態学的再構成処理を繰り返し実行するように、前記低減処理手段を制御する制御手段と、
前記形態学的再構成処理が終了した前記第1の画像データ及び前記形態学的再構成処理が終了した前記少なくとも一つの第2の画像データを用いて多重解像度再構成を実行し、再構成画像を生成する再構成手段と、
を具備することを特徴とする超音波診断装置。 - 前記多重解像度分解及び前記多重解像度再構成においては、ウェーブレット変換及びウェーブレット逆変換、又はラプラシアン・ピラミッド法を用いることを特徴とする請求項1記載の超音波診断装置。
- 前記地域的最高値低減処理は、複数回の形態学的膨張処理を含むことを特徴とする請求項1又は2記載の超音波診断装置。
- 前記地域的最高値低減処理は、複数回の形態学的縮退処理を含むことを特徴とする請求項1又は2記載の超音波診断装置。
- 前記低減処理手段は、
前記地域的最高値低減処理を実行した後、前記第1の画像データ及び前記少なくとも一つの第2の画像データを反転させ、
前記反転された前記第1の画像データ及び前記少なくとも一つの第2の画像データに対して、前記地域的最低値低減処理を実行し、
前記地域的最低値低減処理を実行した後、前記第1の画像データ及び前記少なくとも一つの第2の画像データを反転させること、
を特徴とする請求項1乃至4のうちいずれか一項記載の超音波診断装置。 - 前記低減処理手段は、
前記地域的最低値低減処理を実行した後、前記第1の画像データ及び前記少なくとも一つの第2の画像データを反転させ、
前記反転された前記第1の画像データ及び前記少なくとも一つの第2の画像データに対して、前記地域的最高値低減処理を実行し、
前記地域的最高値低減処理を実行した後、前記第1の画像データ及び前記少なくとも一つの第2の画像データを反転させること、
を特徴とする請求項1乃至4のうちいずれか一項記載の超音波診断装置。 - 前記判定手段は、前記マーカ画像の膨張を前記マスク画像が制限する値を新たなマーカ画像として計算し、当該マーカ画像と新たなマーカ画像とが等しくなった場合に、前記形態学的再構成処理が収束したと判定することを特徴とする請求項1乃至6のうちいずれか一項記載の超音波診断装置。
- 前記判定手段は、画素毎に前記形態学的再構成処理を実行すると共に、前記形態学的再構成処理が収束したと判定された画素については、以降の前記形態学的再構成処理を中止することを特徴とする請求項7記載の超音波診断装置。
- 異なる複数の前記再構成画像を用いて、ボリュームデータを生成するデータ生成手段をさらに具備することを特徴とする請求項1乃至8のうちいずれか一項記載の超音波診断装置。
- 超音波画像データを多重解像度分解し、低域信号成分に対応する第1の画像データと高域信号成分に対応する少なくとも一つの第2の画像データとを取得する多重解像度分解手段と、
前記第1の画像データ及び前記少なくとも一つの第2の画像データに対して、第1のレベルより低い地域的最高値を低減する地域的最高値低減処理と、第2のレベルより高い地域的最低値を低減する地域的最低値低減処理と、を含む形態学的再構成処理を実行し、マスク画像とマーカ画像とを生成する低減処理手段と、
前記マスク画像と前記マーカ画像とを用いて、前記形態学的再構成処理が収束したか否かを判定する判定手段と、
前記形態学的再構成処理が収束したと判定された場合には前記形態学的再構成処理を終了させ、前記形態学的再構成処理が収束していないと判定された場合には前記形態学的再構成処理を繰り返し実行するように、前記低減処理手段を制御する制御手段と、
前記形態学的再構成処理が終了した前記第1の画像データ及び前記形態学的再構成処理が終了した前記少なくとも一つの第2の画像データを用いて多重解像度再構成を実行し、再構成画像を生成する再構成手段と、
を具備することを特徴とする超音波画像処理装置。 - 前記判定手段は、前記マーカ画像の膨張を前記マスク画像が制限する値を新たなマーカ画像として計算し、当該マーカ画像と新たなマーカ画像とが等しくなった場合に、前記形態学的再構成処理が収束したと判定することを特徴とする請求項10記載の超音波画像処理装置。
- 前記判定手段は、画素毎に前記形態学的再構成処理を実行すると共に、前記形態学的再構成処理が収束したと判定された画素については、以降の前記形態学的再構成処理を中止することを特徴とする請求項11記載の超音波画像処理装置。
- 異なる複数の前記再構成画像を用いて、ボリュームデータを生成するデータ生成手段をさらに具備することを特徴とする請求項10乃至12のうちいずれか一項記載の超音波画像処理装置。
- コンピュータに、
超音波画像データを多重解像度分解し、低域信号成分に対応する第1の画像データと高域信号成分に対応する少なくとも一つの第2の画像データとを取得させる多重解像度分解機能と、
前記第1の画像データ及び前記少なくとも一つの第2の画像データに対して、第1のレベルより低い地域的最高値を低減する地域的最高値低減処理と、第2のレベルより高い地域的最低値を低減する地域的最低値低減処理と、を含む形態学的再構成処理を実行させ、マスク画像とマーカ画像とを生成させる低減処理機能と、
前記マスク画像と前記マーカ画像とを用いて、前記形態学的再構成処理が収束したか否かを判定させる判定機能と、
前記形態学的再構成処理が収束したと判定された場合には前記形態学的再構成処理を終了させ、前記形態学的再構成処理が収束していないと判定された場合には前記形態学的再構成処理を繰り返し実行するように、前記低減処理手段を制御させる制御機能と、
前記形態学的再構成処理が終了した前記第1の画像データ及び前記形態学的再構成処理が終了した前記少なくとも一つの第2の画像データを用いて多重解像度再構成を実行させ、再構成画像を生成させる再構成機能と、
を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。
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