JP5981072B1 - 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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Abstract
Description
図1は、本発明の一実施の形態に係る超音波観測装置3を備えた超音波観測システム1の構成を示すブロック図である。同図に示す超音波診断システム1は、観測対象である被検体へ超音波を送信し、該被検体で反射された超音波を受信する超音波内視鏡2(超音波プローブ)と、超音波内視鏡2が取得した超音波信号に基づいて超音波画像を生成する超音波観測装置3と、超音波観測装置3が生成した超音波画像を表示する表示装置4と、を備える。
Control)補正を行う。図2は、信号増幅部311が行う増幅処理における受信深度と増幅率との関係を示す図である。図2に示す受信深度zは、超音波の受信開始時点からの経過時間に基づいて算出される量である。図2に示すように、増幅率β(dB)は、受信深度zが閾値zthより小さい場合、受信深度zの増加に伴ってβ0からβth(>β0)へ線型に増加する。また、増幅率β(dB)は、受信深度zが閾値zth以上である場合、一定値βthをとる。閾値zthの値は、観測対象から受信する超音波信号がほとんど減衰してしまい、ノイズが支配的になるような値である。より一般に、増幅率βは、受信深度zが閾値zthより小さい場合、受信深度zの増加に伴って単調増加すればよい。なお、図2に示す関係は、予め記憶部37に記憶されている。
A(f,z)=2αzf ・・・(1)
ここで、比例定数αは減衰率と呼ばれる量である。また、zは超音波の受信深度であり、fは周波数である。減衰率αの具体的な値は、観測対象が生体である場合、生体の部位に応じて定まる。減衰率αの単位は、例えばdB/cm/MHzである。なお、本実施の形態において、減衰率αの値を入力部35からの入力によって変更できる構成とすることも可能である。
a=a0+2αz ・・・(2)
b=b0 ・・・(3)
c=c0+A(fM,z)=c0+2αzfM(=afM+b) ・・・(4)
式(2)、(4)からも明らかなように、減衰補正部334b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の影響を受けないためである。
I=af+b=(a0+2αz)f+b0 ・・・(5)
で表される。この式(5)からも明らかなように、直線L1は、減衰補正前の直線L10と比較して、傾きが大きく(a>a0)、かつ切片が同じ(b=b0)である。
2 超音波内視鏡
3 超音波観測装置
4 表示装置
21 超音波振動子
31 送受信部
32 信号処理部
33 演算部
34 画像処理部
35 入力部
36 制御部
37 記憶部
331 増幅補正部
332 周波数解析部
333 解析データ補正部
334 特徴量算出部
341 Bモード画像データ生成部
342 特徴量画像データ生成部
371 補正量情報記憶部
201 特徴量画像
202 重畳画像表示部
203 情報表示部
334a 近似部
334b 減衰補正部
C1 周波数スペクトル
Claims (7)
- 観測対象へ超音波を送信し、該観測対象で反射された超音波を受信する超音波振動子を備えた超音波プローブが取得した超音波信号に基づいて超音波画像を生成する超音波観測装置であって、
前記超音波信号に基づいて生成されるRFデータにおける複数のサンプルデータからなるサンプルデータ群にFFT処理を施すことによって複数の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複数の周波数スペクトルをもとに周波数成分ごとに前記超音波振動子からの距離と前記周波数スペクトルの強度との関係を示す解析データを生成し、前記距離ごとに設定される補正量であって、基準超音波信号により生成される基準データの強度を前記距離によらず一定とする補正量に基づき、前記解析データを補正する解析データ補正部と、
前記解析データ補正部により補正された前記解析データに基づき生成された周波数スペクトルをもとに周波数特徴量を算出する特徴量算出部と、
前記特徴量算出部が算出した前記周波数特徴量を視覚情報と関連づけて前記超音波画像とともに表示する特徴量画像データを生成する特徴量画像データ生成部と、
を備えたことを特徴とする超音波観測装置。 - 前記補正量は、前記距離と前記超音波のフォーカス位置とに応じて定まる値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。
- 前記基準データは、均一に散乱する物体、または強反射体に対し、所定の周波数および所定のフォーカス位置となるように前記超音波を送信して得られた超音波信号、または前記超音波を受信する受信機が所定の周波数および所定のフォーカス位置で取得した超音波信号に基づいて生成されることを特徴とする請求項1に記載の超音波観測装置。
- 前記補正量は、前記基準データと所定の補正値との差分に基づいて前記距離ごとに設定されることを特徴とする請求項3に記載の超音波観測装置。
- 前記補正値は、前記フォーカス位置によらず一定であることを特徴とする請求項4に記載の超音波観測装置。
- 観測対象へ超音波を送信し、該観測対象で反射された超音波を受信する超音波振動子を備えた超音波プローブが取得した超音波信号に基づいて超音波画像を生成する超音波観測装置の作動方法であって、
周波数解析部が、前記超音波信号に基づいて生成されるRFデータ上の複数のサンプルデータからなるサンプルデータ群にFFT処理を施すことによって複数の周波数スペクトルを算出する周波数解析ステップと、
解析データ補正部が、前記周波数解析部が算出した複数の周波数スペクトルをもとに周波数成分ごとに前記超音波振動子からの距離と前記周波数スペクトルの強度との関係を示す解析データを生成し、前記距離ごとに設定される補正量であって、基準超音波信号により生成される基準データの強度を前記距離によらず一定とする補正量に基づき、前記解析データを補正する解析データ補正ステップと、
特徴量算出部が、前記解析データ補正部により補正された前記解析データに基づき生成された周波数スペクトルをもとに周波数特徴量を算出する特徴量算出ステップと、
特徴量画像データ生成部が、前記特徴量算出部が算出した前記周波数特徴量を視覚情報と関連づけて前記超音波画像とともに表示する特徴量画像データを生成する特徴量画像データ生成ステップと、
を含むことを特徴とする超音波観測装置の作動方法。 - 観測対象へ超音波を送信し、該観測対象で反射された超音波を受信する超音波振動子を備えた超音波プローブが取得した超音波信号に基づいて超音波画像を生成する超音波観測装置の作動プログラムであって、
周波数解析部が、前記超音波信号に基づいて生成されるRFデータ上の複数のサンプルデータからなるサンプルデータ群にFFT処理を施すことによって複数の周波数スペクトルを算出する周波数解析手順と、
解析データ補正部が、前記周波数解析部が算出した複数の周波数スペクトルをもとに周波数成分ごとに前記超音波振動子からの距離と前記周波数スペクトルの強度との関係を示す解析データを生成し、前記距離ごとに設定される補正量であって、基準超音波信号により生成される基準データの強度を前記距離によらず一定とする補正量に基づき、前記解析データを補正する解析データ補正手順と、
特徴量算出部が、前記解析データ補正部により補正された前記解析データに基づき生成された周波数スペクトルをもとに周波数特徴量を算出する特徴量算出手順と、
特徴量画像データ生成部が、前記特徴量算出部が算出した前記周波数特徴量を視覚情報と関連づけて前記超音波画像とともに表示する特徴量画像データを生成する特徴量画像データ生成手順と、
を前記超音波観測装置に実行させ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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