JP6063154B2 - Ultrasonic diagnostic equipment - Google Patents
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Description
本発明は、周期的な運動をする対象物の画像を表示する超音波診断装置に関する。 The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus that displays an image of an object that moves periodically.
心臓などの周期的な運動をする対象物の三次元画像を形成する技術において再構成処理が知られている。例えば、特許文献1には、対象物に関する運動の複数の周期に亘って走査面を移動させつつ三次元空間内で複数の走査面を形成し、複数の走査面に対応した複数の画像の中から互いに周期的に対応した複数の画像を抽出し、抽出した複数の画像に基づいて対象物の表示画像を形成する旨の技術が記載されている。これにより、例えば周期内の複数の時相に亘って対象物が運動する様子を三次元的に示した表示画像を得ることができる。 Reconstruction processing is known in the art of forming a three-dimensional image of an object that moves periodically, such as the heart. For example, Patent Document 1 discloses that a plurality of scan planes are formed in a three-dimensional space while moving the scan planes over a plurality of periods of motion related to an object, and a plurality of images corresponding to the plurality of scan planes are included. Describes a technique for extracting a plurality of images periodically corresponding to each other and forming a display image of an object based on the extracted images. Thereby, for example, it is possible to obtain a display image that three-dimensionally shows how the object moves over a plurality of time phases within a cycle.
ところが、具体的な処理内容次第で、再構成処理により形成される複数時相の表示画像内において、対象物の表示位置が全体的に動いてしまう場合がある。一方、対象物の表示位置を固定しようとすると表示画像の外枠が動いてしまう場合がある。 However, depending on the specific processing contents, the display position of the target object may move as a whole in a display image of a plurality of time phases formed by the reconstruction process. On the other hand, when trying to fix the display position of the object, the outer frame of the display image may move.
上述した背景技術に鑑み、本願の発明者は、超音波における再構成処理について研究開発を重ねてきた。特に、再構成処理により得られる画像の表示に係る技術に注目した。 In view of the background art described above, the inventor of the present application has conducted research and development on reconstruction processing in ultrasonic waves. In particular, attention was paid to a technique related to display of an image obtained by reconstruction processing.
本発明は、その研究開発の過程において成されたものであり、その目的は、再構成処理により得られる画像の表示に係る改良技術を提供することにある。 The present invention has been made in the course of research and development, and an object thereof is to provide an improved technique relating to display of an image obtained by reconstruction processing.
上記目的にかなう好適な超音波診断装置は、周期的な運動をする対象物を含む三次元空間内において、当該運動の複数周期に亘って走査面を移動させつつ複数の走査面を形成するように超音波を送受する超音波送受部と、複数周期に亘って形成される複数の走査面に対応した複数の画像の中から、互いに周期的に対応した複数の画像を抽出して各再構成画像を形成することにより、周期内の互いに異なる複数の時相に対応した複数の再構成画像を得る再構成処理部と、各再構成画像内において前記対象物を基準とした注目領域を決定する領域決定部と、複数の時相に亘って複数の再構成画像から次々に得られる注目領域の画像を一定の位置に表示させる表示処理部と、を有することを特徴とする。 A suitable ultrasonic diagnostic apparatus that meets the above-mentioned purpose forms a plurality of scanning planes while moving the scanning plane over a plurality of cycles of the movement in a three-dimensional space including an object that periodically moves. An ultrasonic transmission / reception unit for transmitting / receiving ultrasonic waves and a plurality of images corresponding to a plurality of scanning planes formed over a plurality of periods are extracted from each other periodically to reconstruct each of the images. By forming an image, a reconstruction processing unit that obtains a plurality of reconstructed images corresponding to a plurality of different time phases within a period, and a region of interest based on the object in each reconstructed image are determined An area determination unit, and a display processing unit that displays images of a region of interest obtained one after another from a plurality of reconstructed images over a plurality of time phases at a certain position.
上記好適な超音波診断装置によれば、各再構成画像内において対象物を基準とした注目領域を決定し、複数の時相に亘って複数の再構成画像から次々に得られる注目領域の画像を一定の位置に表示させる旨の改良技術が提供される。例えば、対象物を基準としてその対象物の全体的な移動が抑制されるように注目領域を決定することにより、対象物の全体的な移動が抑制された表示画像を得ることができる。また、例えば、注目領域の大きさを一定にしておけば、注目領域に対応した表示画像の外枠が動くことも抑制できる。 According to the preferable ultrasonic diagnostic apparatus, an attention area is determined based on an object in each reconstructed image, and images of the attention area obtained one after another from a plurality of reconstructed images over a plurality of time phases. There is provided an improved technique for displaying the image at a certain position. For example, it is possible to obtain a display image in which the overall movement of the object is suppressed by determining the attention area so that the entire movement of the object is suppressed with reference to the object. For example, if the size of the attention area is kept constant, it is possible to suppress the movement of the outer frame of the display image corresponding to the attention area.
望ましい具体例において、前記領域決定部は、各再構成画像内において前記対象物を含んだ注目領域以外の領域をマスク処理することにより注目領域を決定する、ことを特徴とする。 In a preferred specific example, the region determination unit determines a region of interest by performing mask processing on a region other than the region of interest including the object in each reconstructed image.
望ましい具体例において、前記領域決定部は、複数の再構成画像について注目領域の大きさを一定にして各再構成画像内から注目領域の画像を抽出する、ことを特徴とする。 In a preferred specific example, the region determination unit extracts an image of a region of interest from each of the reconstructed images with a constant size of the region of interest for a plurality of reconstructed images.
望ましい具体例において、前記再構成処理部は、互いに周期的に対応した複数の画像をそれらの配列順に応じた位置に対応付けて再構成空間内に配置して、それら複数の画像から各再構成画像を形成し、これにより、複数の時相に亘る複数の再構成画像内において前記対象物が全体的に移動するように形成され、前記領域決定部は、複数の再構成画像に亘って前記対象物の移動に追従するように注目領域を移動させて各再構成画像内から注目領域の画像を抽出する、ことを特徴とする。 In a preferred embodiment, the reconstruction processing unit arranges a plurality of images periodically corresponding to each other in a reconstruction space in association with positions according to their arrangement order, and reconstructs each of the plurality of images. Forming an image so that the object moves as a whole in a plurality of reconstructed images over a plurality of time phases, and the region determining unit includes the plurality of reconstructed images. The region of interest is moved so as to follow the movement of the object, and an image of the region of interest is extracted from each reconstructed image.
望ましい具体例において、前記再構成処理部は、互いに周期的に対応した複数の画像の各々をそれに対応した走査面の位置に対応付けて再構成空間内に配置して、それら複数の画像から各再構成画像を形成し、これにより、複数の時相に亘る複数の再構成画像内において前記対象物が全体的に移動しないように形成され、前記領域決定部は、複数の再構成画像に亘って前記対象物を含むように注目領域の位置を一定にして各再構成画像内から注目領域の画像を抽出する、ことを特徴とする。 In a preferred embodiment, the reconstruction processing unit arranges each of a plurality of images periodically corresponding to each other in the reconstruction space in association with the position of the corresponding scanning plane, and from each of the plurality of images A reconstructed image is formed, whereby the object is formed so as not to move as a whole in a plurality of reconstructed images over a plurality of time phases, and the region determination unit is formed over a plurality of reconstructed images. Then, the image of the region of interest is extracted from each reconstructed image with the position of the region of interest kept constant so as to include the object.
また、上記目的にかなう好適なプログラムは、周期的な運動をする対象物を含む三次元空間内において、当該運動の複数周期に亘って走査面を移動させつつ複数の走査面を形成するように超音波を送受して得られる画像を処理するプログラムであって、複数周期に亘って形成される複数の走査面の各々から得られる画像のうちの互いに周期的に対応した複数の画像に基づいて各再構成画像を形成することにより、周期内の互いに異なる複数の時相に対応した複数の再構成画像を得る再構成処理機能と、各再構成画像内において前記対象物を基準とした注目領域を決定する領域決定機能と、複数の時相に亘って複数の再構成画像から次々に得られる注目領域の画像を一定の位置に表示させる表示処理機能と、をコンピュータに実現させる、ことを特徴とする。 Further, a suitable program for the above purpose is to form a plurality of scanning planes while moving the scanning plane over a plurality of cycles of the movement in a three-dimensional space including an object that periodically moves. A program for processing an image obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves, based on a plurality of images periodically corresponding to each other among images obtained from a plurality of scanning surfaces formed over a plurality of cycles Reconstruction processing function for obtaining a plurality of reconstructed images corresponding to a plurality of different time phases in a cycle by forming each reconstructed image, and a region of interest in each reconstructed image with reference to the object And a display processing function for displaying an image of a region of interest obtained one after another from a plurality of reconstructed images over a plurality of time phases at a certain position. And features.
上記プログラムは、例えば、ディスクやメモリなどのコンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記憶され、その記憶媒体を介してコンピュータに提供される。もちろん、インターネット等の電気通信回線を介して上記プログラムがコンピュータに提供されてもよい。 The program is stored in a computer-readable storage medium such as a disk or a memory, and is provided to the computer via the storage medium. Of course, the program may be provided to the computer via a telecommunication line such as the Internet.
本発明により、再構成処理で得られる画像の表示に係る改良技術が提供される。例えば本発明の好適な態様によれば、対象物の全体的な移動が抑制された表示画像を得ることができ、また、表示画像の外枠が動くことを抑制できる。 According to the present invention, an improved technique for displaying an image obtained by reconstruction processing is provided. For example, according to a preferred aspect of the present invention, it is possible to obtain a display image in which the overall movement of the object is suppressed, and it is possible to suppress the movement of the outer frame of the display image.
図1は、本発明の実施において好適な超音波診断装置(本超音波診断装置)の全体構成図である。プローブ10は、診断の対象物を含む三次元空間内において超音波を送受波する。プローブ10は、超音波を送受する複数の振動素子を備えており、複数の振動素子が送受信部12によって送信制御されて送信ビームが形成される。また、複数の振動素子が対象物から反射された超音波を受波し、これにより得られた信号が送受信部12へ出力され、送受信部12が受信ビームを形成する。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an ultrasonic diagnostic apparatus (present ultrasonic diagnostic apparatus) suitable for implementing the present invention. The
プローブ10は、超音波ビーム(送信ビームと受信ビーム)を三次元空間内において走査して立体的にエコーデータを収集する3Dプローブである。例えば、一次元的に配列された複数の振動素子(1Dアレイ振動子)によって電子的に形成される走査面を機械的に動かすことにより超音波ビームが三次元的に走査される。また、二次元的に配列された複数の振動素子(2Dアレイ振動子)を電子的に制御して超音波ビームを三次元的に走査してもよい。
The
送受信部12は、プローブ10が備える複数の振動素子の各々に対応した送信信号を供給することにより超音波の送信ビームを形成する。また、送受信部12は、プローブ10が備える複数の振動素子の各々から得られる受信信号に対して整相加算処理などを施すことにより超音波の受信ビームを形成し、受信ビームに沿って得られるエコーデータを出力する。
The transmission /
図2は、本超音波診断装置による三次元的な走査を説明するための図である。本超音波診断装置において、診断の対象物は例えば心臓などの周期的に運動する組織である。そして、例えば心臓などの周期的な運動をする対象物を含む三次元空間内において、対象物の運動の複数周期に亘って走査面Sを移動させつつ、例えば数百から数千枚程度の走査面Sを形成するように超音波が送受される。 FIG. 2 is a diagram for explaining three-dimensional scanning by the ultrasonic diagnostic apparatus. In this ultrasonic diagnostic apparatus, the object to be diagnosed is a periodically moving tissue such as the heart. Then, for example, about several hundred to several thousand scans are performed while moving the scanning surface S over a plurality of cycles of the movement of the object in a three-dimensional space including the object such as the heart that moves periodically. Ultrasonic waves are transmitted and received so as to form the surface S.
つまり、図2に示すように、深さr方向に沿って形成される超音波ビームがビーム角度θ方向に走査されて走査面Sが形成され、さらに、スキャンφ方向に走査面Sを移動させつつ複数の走査面Sが形成される。例えば、電子的な走査により走査面Sが形成され、機械的に走査により走査面Sをスキャンφ方向に移動する。もちろん、電子的な走査により走査面Sをスキャンθ方向に移動させてもよい。対象物が胎児の心臓であれば、例えば約8秒程度で約20心拍を含む期間に亘って、走査面Sがスキャンφ方向にゆっくりと移動して形成される。 That is, as shown in FIG. 2, an ultrasonic beam formed along the depth r direction is scanned in the beam angle θ direction to form a scanning surface S, and the scanning surface S is further moved in the scanning φ direction. A plurality of scanning planes S are formed while being formed. For example, the scanning surface S is formed by electronic scanning, and the scanning surface S is mechanically moved in the scan φ direction by scanning. Of course, the scanning surface S may be moved in the scan θ direction by electronic scanning. If the object is a fetal heart, for example, the scan plane S is formed by slowly moving in the scan φ direction over a period including about 20 heartbeats in about 8 seconds.
図1に戻り、複数の走査面が形成されると、各走査面ごとにその走査面に関する断層画像データが収集され、複数の走査面に対応した複数の断層画像データが次々に前メモリ14に記憶される。なお、各断層画像データは、rθ座標系(図2)で前メモリ14に記憶されてもよいし、xy直交座標系に変換してから前メモリ14に記憶されてもよい。
Returning to FIG. 1, when a plurality of scanning planes are formed, tomographic image data relating to the scanning planes are collected for each scanning plane, and a plurality of tomographic image data corresponding to the plurality of scanning planes are successively stored in the
再構成処理部20は、前メモリ14に記憶された複数周期に亘る複数の断層画像データの中から、互いに周期的に対応した複数の断層画像データを抽出し、それら互いに周期的に対応した複数の断層画像データから各再構成画像データを形成して、後メモリ26に記憶する。
The
図3は、再構成処理部20における処理を説明するための図である。図3には、前メモリ14(図1)に記憶されるデータと後メモリ26(図1)に記憶されるデータの対応関係が示されている。図3において、「断層画像φn(n=1,2,3,・・・,60)」は、スキャンφ方向(図2)の座標φnに対応した断層画像データを意味している。
FIG. 3 is a diagram for explaining processing in the
前メモリ14には、φ方向に沿って次々に形成される複数の走査面に対応した複数の断層画像データが形成された順に記憶されている。つまり、前メモリ14には、座標φnの小さい方から、断層画像φ1,断層画像φ2,・・・,断層画像φ60,・・・の順に複数の断層画像データが記憶されている。
The
再構成処理においては、代表的な時相の断層画像を基準にして、画像の並び替えが行われる。対象組織が心臓の場合には、例えば拡張末期が基準とされる。つまり、前メモリ14に記憶された複数の断層画像のうち、拡張末期に対応した断層画像が基準画像として抽出される。図3において、断層画像φ1,断層画像φ15,・・・,断層画像φ51が複数の基準画像である。再構成処理部20は、互いに周期的に対応した複数の断層画像データとして、まず、基準画像である断層画像φ1,断層画像φ15,・・・,断層画像φ51を抽出する。そして、抽出された断層画像φ1,断層画像φ15,・・・,断層画像φ51が一つのデータブロックとなって後メモリ26内に記憶される。
In the reconstruction process, the images are rearranged on the basis of a representative temporal phase tomographic image. When the target tissue is the heart, for example, the end diastole is used as a reference. That is, a tomographic image corresponding to the end diastole is extracted as a reference image among the plurality of tomographic images stored in the
次に、再構成処理部20は、互いに周期的に対応した複数の断層画像データとして、複数の基準画像の各々に対してφ方向の正側に隣接する複数の断層画像を抽出する。つまり断層画像φ2,断層画像φ16,・・・,断層画像φ52が抽出され、これらが一つのデータブロックとなって後メモリ26内に記憶される。
Next, the
さらに、再構成処理部20は、断層画像φ2,断層画像φ16,・・・,断層画像φ52の各々に対してφ方向の正側に隣接する複数の断層画像を抽出する。こうして、複数の基準画像の各々を起点として、互いに周期的に対応した複数の断層画像のデータブロックからなる再構成画像データが次々に抽出されて、後メモリ26内に記憶される。
Further, the
図1に戻り、マスク処理部30は、各再構成画像データ内において対象物を基準とした注目領域を決定する。マスク処理部30は、各再構成画像データ内において対象物を含んだ注目領域以外の領域をマスク処理することにより注目領域を決定する。また、表示処理部40は、複数の時相に亘って複数の再構成画像データから次々に得られる注目領域の画像を一定の位置に配置した表示画像を形成し、その表示画像が表示部42に表示される。なお、本超音波診断装置内の各部は、制御部50により制御される。
Returning to FIG. 1, the
そこで、本超音波診断装置における再構成処理から表示画像が得られるまでの処理について詳述する。その処理には以下に説明する2つの具体例がある。 Therefore, the processing from the reconstruction processing to the display image being obtained in the ultrasonic diagnostic apparatus will be described in detail. There are two specific examples of the process described below.
図4は、再構成処理から表示画像を得るまでの具体例1を示す図である。具体例1の再構成処理においては、互いに周期的に対応した複数の断層画像データが、それらの配列順に応じた位置に対応付けて再構成空間内に配置され、それら複数の断層画像データから各時相の再構成画像データが形成される。 FIG. 4 is a diagram showing a specific example 1 from the reconstruction process to obtaining a display image. In the reconstruction process of the first specific example, a plurality of tomographic image data periodically corresponding to each other are arranged in the reconstruction space in association with positions according to their arrangement order, and each of the plurality of tomographic image data is Time-phase reconstructed image data is formed.
図4(1)には、時相0、時相N/2、時相N(Nは自然数)の各再構成画像データが示されている。図4(1)に示す各再構成画像データは、rθφ座標系(図2)におけるrφ面の画像に対応している。 FIG. 4 (1) shows reconstructed image data of time phase 0, time phase N / 2, and time phase N (N is a natural number). Each reconstructed image data shown in FIG. 4A corresponds to an image on the rφ plane in the rθφ coordinate system (FIG. 2).
例えば、図3において後メモリ26に記憶された断層画像φ1,断層画像φ15,・・・,断層画像φ51が、再構成空間内においてその空間の端(先頭位置)から順にφ方向に沿って配置されて、図4(1)の時相0の再構成画像データが形成される。また、例えば、図3の後メモリ26に記憶された断層画像φ10,断層画像φ24,・・・,断層画像φ60が、再構成空間内においてその空間の端(先頭位置)から順にφ方向に沿って配置されて、図4(1)の時相Nの再構成画像データが形成される。
For example, the tomographic image φ1, the tomographic image φ15,..., And the tomographic image φ51 stored in the
この例において、時相0の再構成画像データ内で端(先頭位置)に配置される断層画像データは、断層画像φ1(図3)となり、時相Nの再構成画像データ内で同じく端(先頭位置)に配置される断層画像データは、断層画像φ10(図3)となる。つまり、スキャンφ方向において互いに異なる位置にある断層画像φ1と断層画像φ10が、再構成画像データ内において同じ位置に配置される。 In this example, the tomographic image data arranged at the end (leading position) in the reconstructed image data of time phase 0 is the tomographic image φ1 (FIG. 3), and the end ( The tomographic image data arranged at the head position) is a tomographic image φ10 (FIG. 3). That is, the tomographic image φ1 and the tomographic image φ10 at different positions in the scan φ direction are arranged at the same position in the reconstructed image data.
このように、時相0と時相Nの再構成画像データは、互いに異なる位置(ずれた位置)から得られる断層画像によって形成されるため、時相0と時相Nの再構成画像データ内において、対象物である例えば心臓が異なる位置に配置される。この関係は時相0と時相Nとの間に限らず、時相が異なると心臓が全体的にずれた位置に配置されることになる。その結果、図4(1)に示す例のように、複数の時相に亘る複数の再構成画像データ内において、対象物である心臓が全体的に移動するように形成される。 Thus, since the reconstructed image data of time phase 0 and time phase N are formed by tomographic images obtained from different positions (shifted positions), the reconstructed image data in time phase 0 and time phase N In, for example, the heart, which is an object, is arranged at a different position. This relationship is not limited to between the time phase 0 and the time phase N, and if the time phases are different, the heart is disposed at a position shifted as a whole. As a result, as in the example shown in FIG. 4A, the heart as the object is formed to move as a whole in a plurality of reconstructed image data over a plurality of time phases.
そこで、図4(2)に示すマスク処理では、複数の再構成画像データに亘ってマスク領域を移動させることにより、対象物の移動に追従するように注目領域を移動させて各再構成画像データ内から注目領域の画像を抽出する。 Therefore, in the mask processing shown in FIG. 4 (2), each reconstructed image data is moved by moving the mask region over a plurality of reconstructed image data so as to follow the movement of the object. The image of the attention area is extracted from the inside.
図4(2)に示す時相0、時相N/2、時相Nの各再構成画像データ内において、斜線で示される領域がマスク領域であり、そのマスク領域以外の心臓を含んだ画像領域が注目領域である。注目領域の大きさ(面積)は、複数の時相に亘って一定とする。したがってマスク領域の大きさも、複数の時相に亘って一定となる。 In each of the reconstructed image data of time phase 0, time phase N / 2, and time phase N shown in FIG. 4 (2), the hatched area is a mask area and an image including the heart other than the mask area. The area is the attention area. The size (area) of the region of interest is constant over a plurality of time phases. Therefore, the size of the mask region is also constant over a plurality of time phases.
図4(1)の再構成画像データにおいて互いに隣接する時相間では、図2のスキャン方向φに沿って断層画像一枚分のずれがある。つまり、図2において互いに隣接する断層画像間の角度Δφだけのずれがある。そこで、図4(2)に示すマスク処理では、各時相ごとに、スキャン方向φに沿って負方向に(図の左方向に)マスク領域をΔφずつ移動させる。 In the reconstructed image data of FIG. 4A, there is a shift of one tomographic image along the scan direction φ of FIG. That is, there is a shift of the angle Δφ between the tomographic images adjacent to each other in FIG. Therefore, in the mask process shown in FIG. 4B, the mask region is moved by Δφ in the negative direction (to the left in the figure) along the scan direction φ for each time phase.
つまり、時相0においてスキャン方向φの負側(左側)を占めているマスク領域が、その後の各時相において、Δφずつ負方向に移動し、その移動によりはみ出した分だけスキャン方向φの正側(右側)にマスク領域が現れる。そして、中間の時相である時相N/2において正側と負側(右側と左側)のマスク領域の面積が等しくなる。さらに、時相が進んで、最終の時相である時相Nになると、スキャン方向φの正側(右側)に全てのマスク領域が移動する。 In other words, the mask region that occupies the negative side (left side) of the scan direction φ in time phase 0 moves in the negative direction by Δφ in each subsequent time phase, and is positive in the scan direction φ by the amount of protrusion. A mask area appears on the side (right side). Then, in the time phase N / 2 which is an intermediate time phase, the areas of the mask regions on the positive side and the negative side (right side and left side) are equal. Further, when the time phase advances and reaches the time phase N which is the final time phase, all the mask regions move to the positive side (right side) of the scanning direction φ.
時相0から時相Nまでの間に各時相ごとにマスク領域をΔφだけ移動させて、図4(2)に示すマスク処理を実現するためには、マスク領域の大きさ(面積)をN×Δφとすればよい。また、再構成画像データの大きさ、例えば図4(1)に示す各再構成画像データの面積から、マスク領域の面積を差し引くことにより、注目領域の面積が得られる。複数の時相に亘って、マスク領域の面積N×Δφが一定であれば、注目領域の面積も一定となる。 In order to realize the mask processing shown in FIG. 4 (2) by moving the mask region by Δφ for each time phase from time phase 0 to time phase N, the size (area) of the mask region is set. N × Δφ may be used. Further, the area of the attention area can be obtained by subtracting the area of the mask area from the size of the reconstructed image data, for example, the area of each reconstructed image data shown in FIG. If the area N × Δφ of the mask region is constant over a plurality of time phases, the area of the attention region is also constant.
こうして、図4(2)に示すように、複数の時相に亘ってマスク領域を移動させることにより、対象物である心臓の全体的な移動に追従するように注目領域が移動され、各時相ごとにその再構成画像データ内から注目領域の画像が抽出される。なお、各時相ごとに、θ方向(図2参照)に沿って並ぶ全てのrφ面において同じマスク領域が適用される。 In this way, as shown in FIG. 4 (2), by moving the mask region over a plurality of time phases, the region of interest is moved so as to follow the overall movement of the heart as the object, and each time An image of the region of interest is extracted from the reconstructed image data for each phase. Note that, for each time phase, the same mask region is applied to all rφ planes arranged along the θ direction (see FIG. 2).
各時相ごとに注目領域が決定されると、図4(3)に示す表示処理において、各時相ごとに、注目領域の画像が表示領域の中央に配置されるように、再構成画像データを回転移動する。そして、表示領域の中央に配置された注目領域の画像のみが、図4(4)に示す表示画像として表示される。 When the attention area is determined for each time phase, the reconstructed image data is arranged so that the image of the attention area is arranged in the center of the display area for each time phase in the display process shown in FIG. Move the rotation. Only the image of the attention area arranged at the center of the display area is displayed as the display image shown in FIG.
対象物である心臓の全体的な動きに追従するように注目領域が決定されるため、図4(4)に示す表示画像では、複数の時相に亘って心臓の全体的な位置が一定とされる。また注目領域の大きさも一定とされているため、図4(4)に示す表示画像では、表示される画像の枠(つまり注目領域の外延)も固定された表示画像が得られる。 Since the region of interest is determined so as to follow the overall movement of the target heart, the display image shown in FIG. 4 (4) assumes that the overall position of the heart is constant over a plurality of time phases. Is done. Further, since the size of the attention area is also constant, in the display image shown in FIG. 4 (4), a display image in which the frame of the displayed image (that is, the extension of the attention area) is fixed is obtained.
なお、表示画像は、例えばXYZ直交座標系で形成されてもよい。例えば、図2に示したrθ座標系の各断層画像データが、xy直交座標系に変換されてから図1の前メモリ14に記憶され、さらに、図4(2)に示すマスク処理と並行して、yφ座標系(yはr方向に対応)からYZ直交座標系への変換が行われる。これにより、先に直交座標系に変換された各断層画像データのx方向をそのままX方向とすれば、XYZ直交座標系で表示画像が得られることになる。
The display image may be formed, for example, in an XYZ orthogonal coordinate system. For example, each tomographic image data of the rθ coordinate system shown in FIG. 2 is stored in the
図5は、再構成処理から表示画像を得るまでの具体例2を示す図である。具体例2の再構成処理においては、互いに周期的に対応した複数の断層画像データの各々が、その断層画像データが得られた走査面の位置に対応付けて再構成空間内に配置され、それら複数の断層画像データから各時相の再構成画像データが形成される。 FIG. 5 is a diagram illustrating a second specific example from the reconstruction process to the display image acquisition. In the reconstruction process of Example 2, each of a plurality of tomographic image data periodically corresponding to each other is arranged in the reconstruction space in association with the position of the scanning plane from which the tomographic image data was obtained, Reconstructed image data of each time phase is formed from a plurality of tomographic image data.
図5(1)には、時相0、時相N/2、時相N(Nは自然数)の各再構成画像データが示されている。図5(1)に示す各再構成画像データは、rθφ座標系(図2)におけるrφ面の画像に対応している。 FIG. 5A shows reconstructed image data of time phase 0, time phase N / 2, and time phase N (N is a natural number). Each reconstructed image data shown in FIG. 5A corresponds to an image on the rφ plane in the rθφ coordinate system (FIG. 2).
例えば、図3において後メモリ26に記憶された断層画像φ1,断層画像φ15,・・・,断層画像φ51が、再構成空間内において、それぞれ座標φ1,φ15,・・・,φ51に配置されて、図5(1)の時相0の再構成画像データが形成される。また、例えば図3の後メモリ26に記憶された断層画像φ10,断層画像φ24,・・・,断層画像φ60が、再構成空間内において、それぞれ座標φ10,φ24,・・・,φ60に配置されて、図5(1)の時相Nの再構成画像データが形成される。
For example, the tomographic image φ1, tomographic image φ15,..., And tomographic image φ51 stored in the
図5の例では、再構成画像データ内において走査面の位置に応じて断層画像データが配置されるため、心臓の画像も再構成処理前の当初の位置に配置される。したがって、再構成処理前において心臓が全体的に移動していなければ、複数の時相に亘る複数の再構成画像データ内においても心臓は全体的に移動することはない。 In the example of FIG. 5, since the tomographic image data is arranged according to the position of the scanning plane in the reconstructed image data, the heart image is also arranged at the initial position before the reconstruction process. Therefore, if the heart does not move as a whole before the reconstruction process, the heart does not move as a whole in a plurality of reconstructed image data over a plurality of time phases.
ところが、図5の例においては、時相0の再構成画像データの端に配置される断層画像データは、断層画像φ1(図3)となり、時相Nの再構成画像データの端に配置される断層画像データは、断層画像φ10(図3)となる。そして、断層画像φ1と断層画像φ10は、スキャンφ方向において互いに異なる位置にあるため、再構成画像データ内においても互いに異なる位置に配置される。つまり、時相0の再構成画像データの端の位置と、時相Nの再構成画像データの端の位置とが、互いに異なることになる。 However, in the example of FIG. 5, the tomographic image data arranged at the end of the reconstructed image data at time phase 0 becomes a tomographic image φ1 (FIG. 3), and is arranged at the end of the reconstructed image data at time phase N. The tomographic image data is a tomographic image φ10 (FIG. 3). Since the tomographic image φ1 and the tomographic image φ10 are at different positions in the scan φ direction, they are arranged at different positions in the reconstructed image data. That is, the position of the end of the reconstructed image data at time phase 0 and the position of the end of the reconstructed image data at time phase N are different from each other.
このように、時相0と時相Nの再構成画像データは、互いに画像の端の位置がずれてしまう。この関係は時相0と時相Nとの間に限らず、時相が異なると再構成画像データの端の位置がずれることになる。その結果、図5(1)に示す例のように、複数の時相に亘る複数の再構成画像データにおいて、再構成画像データの端の位置、つまり再構成画像データの外枠がずれてしまう。 As described above, the reconstructed image data of time phase 0 and time phase N are shifted from each other in the position of the edge of the image. This relationship is not limited to between the time phase 0 and the time phase N. If the time phases are different, the position of the end of the reconstructed image data is shifted. As a result, as in the example shown in FIG. 5A, the position of the edge of the reconstructed image data, that is, the outer frame of the reconstructed image data, is shifted in a plurality of reconstructed image data over a plurality of time phases. .
そこで、図5(2)に示すマスク処理では、複数の再構成画像データに亘って、外枠のずれてしまう部分にマスク領域を設定し、対象物を含む注目領域の位置を中央に固定して各再構成画像データ内から注目領域の画像を抽出する。 Therefore, in the mask processing shown in FIG. 5 (2), a mask area is set in a portion where the outer frame is shifted over a plurality of reconstructed image data, and the position of the attention area including the object is fixed at the center. Thus, the image of the attention area is extracted from each reconstructed image data.
図5(2)に示す時相0、時相N/2、時相Nの各再構成画像データ内において、斜線で示される領域がマスク領域であり、そのマスク領域以外の心臓を含んだ画像領域が注目領域である。注目領域の大きさ(面積)は、複数の時相に亘って一定とする。したがってマスク領域の大きさも、複数の時相に亘って一定となる。また、注目領域の位置も複数の時相に亘って一定とする。なお、各時相ごとに、θ方向(図2参照)に沿って並ぶ全てのrφ面において同じマスク領域が適用される。 In each of the reconstructed image data of time phase 0, time phase N / 2, and time phase N shown in FIG. 5 (2), the hatched area is a mask area, and the image includes the heart other than the mask area. The area is the attention area. The size (area) of the region of interest is constant over a plurality of time phases. Therefore, the size of the mask region is also constant over a plurality of time phases. The position of the attention area is also constant over a plurality of time phases. Note that, for each time phase, the same mask region is applied to all rφ planes arranged along the θ direction (see FIG. 2).
各時相ごとに注目領域が決定されると、表示処理においては、注目領域の画像が表示領域の中央に配置されるようにそのまま維持され、そして、表示領域の中央に配置された注目領域の画像のみが、図5(3)に示す表示画像として表示される。 When the attention area is determined for each time phase, in the display process, the image of the attention area is maintained as it is arranged in the center of the display area, and the attention area arranged in the center of the display area is maintained. Only the image is displayed as the display image shown in FIG.
再構成処理において走査面の位置が考慮されているため、図5(3)に示す表示画像では、対象物である心臓の位置も再構成処理前の当初の位置となる。また、表示領域の中央に配置された注目領域の画像のみが表示されるため、図5(3)に示す表示画像では、表示される画像の枠(つまり注目領域の外延)も固定された表示画像が得られる。 Since the position of the scanning plane is taken into consideration in the reconstruction process, in the display image shown in FIG. 5 (3), the position of the heart that is the object is also the initial position before the reconstruction process. In addition, since only the image of the attention area arranged in the center of the display area is displayed, the display image shown in FIG. 5 (3) is a display in which the frame of the displayed image (that is, the extension of the attention area) is also fixed. An image is obtained.
なお、表示画像は、例えばXYZ直交座標系で形成されてもよい。例えば、図2に示したrθ座標系の各断層画像データが、xy直交座標系に変換されてから図1の前メモリ14に記憶され、さらに、図5(2)に示すマスク処理と並行して、yφ座標系(yはr方向に対応)からYZ直交座標系への変換が行われる。これにより、先に直交座標系に変換された各断層画像データのx方向をそのままX方向とすれば、XYZ直交座標系で表示画像が得られることになる。
The display image may be formed, for example, in an XYZ orthogonal coordinate system. For example, each tomographic image data in the rθ coordinate system shown in FIG. 2 is stored in the
以上、本発明の好適な実施形態である超音波診断装置について説明したが、例えば、図4と図5を利用して説明した再構成処理から表示画像を得るまでの処理の一部または全てに対応したプログラムにより、図1に示した再構成処理部20とマスク処理部30と表示処理部40の機能の一部または全てをコンピュータで実現し、そのコンピュータを超音波画像処理装置として機能させてもよい。
The ultrasonic diagnostic apparatus according to the preferred embodiment of the present invention has been described above. For example, a part or all of the processes from the reconstruction process described with reference to FIGS. 4 and 5 to obtaining a display image are performed. A corresponding program realizes part or all of the functions of the
なお、上述した実施形態は、あらゆる点で単なる例示にすぎず、本発明の範囲を限定するものではない。本発明は、その本質を逸脱しない範囲で各種の変形形態を包含する。 The above-described embodiments are merely examples in all respects, and do not limit the scope of the present invention. The present invention includes various modifications without departing from the essence thereof.
10 プローブ、12 送受信部、20 再構成処理部、30 マスク処理部、40 表示処理部。 10 probe, 12 transmission / reception unit, 20 reconstruction processing unit, 30 mask processing unit, 40 display processing unit.
Claims (6)
複数周期に亘って形成される複数の走査面に対応した複数の画像の中から、互いに周期的に対応した複数の画像を抽出して各再構成画像を形成することにより、周期内の互いに異なる複数の時相に対応した複数の再構成画像を得る再構成処理部と、
各再構成画像内において前記対象物を基準とした注目領域を決定する領域決定部と、
複数の時相に亘って複数の再構成画像から次々に得られる注目領域の画像を一定の位置に表示させる表示処理部と、
を有し、
前記再構成処理部は、互いに周期的に対応した複数の画像をそれらの配列順に応じた位置に対応付けて再構成空間内に配置して、それら複数の画像から各再構成画像を形成し、これにより、複数の時相に亘る複数の再構成画像内において前記対象物が全体的に移動するように形成され、
前記領域決定部は、複数の時相に亘る複数の再構成画像内において、各時相ごとに、走査面の移動方向に沿って、各再構成画像を構成する複数の画像の互いに隣接する画像間の角度Δφずつマスク領域を移動させ、注目領域以外の領域をマスク処理することにより、注目領域を決定する、
ことを特徴とする超音波診断装置。 An ultrasonic transmission / reception unit that transmits and receives ultrasonic waves so as to form a plurality of scanning planes while moving the scanning plane over a plurality of cycles of the movement in a three-dimensional space including an object that performs periodic movement;
By extracting a plurality of images periodically corresponding to each other from a plurality of images corresponding to a plurality of scanning planes formed over a plurality of cycles and forming each reconstructed image, the images are different from each other in the cycle. A reconstruction processing unit for obtaining a plurality of reconstructed images corresponding to a plurality of time phases;
An area determination unit for determining an attention area based on the object in each reconstructed image;
A display processing unit that displays images of a region of interest obtained one after another from a plurality of reconstructed images over a plurality of time phases at a certain position;
I have a,
The reconstruction processing unit arranges a plurality of images periodically corresponding to each other in a reconstruction space in association with positions according to their arrangement order, and forms each reconstructed image from the plurality of images, Thereby, it is formed so that the object moves as a whole in a plurality of reconstructed images over a plurality of time phases,
The region determination unit includes adjacent images of a plurality of images constituting each reconstructed image along a moving direction of the scanning plane for each time phase in a plurality of reconstructed images over a plurality of time phases. By moving the mask area by an angle Δφ between them and masking the area other than the attention area, the attention area is determined.
An ultrasonic diagnostic apparatus.
前記領域決定部は、複数の時相に亘る移動により走査面の移動方向の一方側にはみ出した分だけ他方側にマスク領域が現れるようにマスク領域を移動させる、The region determining unit moves the mask region so that the mask region appears on the other side by the amount of protrusion on the one side in the moving direction of the scanning plane due to movement over a plurality of time phases.
ことを特徴とする超音波診断装置。An ultrasonic diagnostic apparatus.
前記領域決定部は、複数の再構成画像について注目領域の大きさを一定にして各再構成画像内から注目領域の画像を抽出する、
ことを特徴とする超音波診断装置。 The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1 or 2,
The region determination unit extracts a region of interest image from each reconstructed image while keeping the size of the region of interest constant for a plurality of reconstructed images.
An ultrasonic diagnostic apparatus.
前記領域決定部は、複数の再構成画像に亘って前記対象物の移動に追従するように注目領域を移動させて各再構成画像内から注目領域の画像を抽出する、
ことを特徴とする超音波診断装置。 The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The region determining unit extracts an image of the attention area from each reconstructed image by moving the attention area so as to follow the movement of the object over a plurality of reconstruction images.
An ultrasonic diagnostic apparatus.
複数周期に亘って形成される複数の走査面の各々から得られる画像のうちの互いに周期的に対応した複数の画像に基づいて各再構成画像を形成することにより、周期内の互いに異なる複数の時相に対応した複数の再構成画像を得る再構成処理機能であって、互いに周期的に対応した複数の画像をそれらの配列順に応じた位置に対応付けて再構成空間内に配置して、それら複数の画像から各再構成画像を形成し、これにより、複数の時相に亘る複数の再構成画像内において前記対象物が全体的に移動するように各再構成画像を形成する再構成処理機能と、
各再構成画像内において前記対象物を基準とした注目領域を決定する領域決定機能であって、複数の時相に亘る複数の再構成画像内において、各時相ごとに、走査面の移動方向に沿って、各再構成画像を構成する複数の画像の互いに隣接する画像間の角度Δφずつマスク領域を移動させ、注目領域以外の領域をマスク処理することにより、注目領域を決定する領域決定機能と、
複数の時相に亘って複数の再構成画像から次々に得られる注目領域の画像を一定の位置に表示させる表示処理機能と、
をコンピュータに実現させる、
ことを特徴とするプログラム。 Processes images obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves so as to form a plurality of scanning planes while moving the scanning plane over a plurality of cycles of the movement in a three-dimensional space including an object that periodically moves A program to
By forming each reconstructed image based on a plurality of images periodically corresponding to each other among images obtained from each of a plurality of scanning planes formed over a plurality of cycles, a plurality of different images in the cycle can be obtained. It is a reconstruction processing function for obtaining a plurality of reconstructed images corresponding to the time phase, and arranging a plurality of images periodically corresponding to each other in the reconstruction space in association with positions according to their arrangement order, Reconstruction processing for forming each reconstructed image from the plurality of images, thereby forming each reconstructed image so that the object moves as a whole in a plurality of reconstructed images over a plurality of time phases Function and
A region determination function for determining a region of interest based on the object in each reconstructed image, and in a plurality of reconstructed images over a plurality of time phases, the moving direction of the scanning plane for each time phase A region determination function for determining a region of interest by moving a mask region by an angle Δφ between adjacent images of a plurality of images constituting each reconstructed image and masking regions other than the region of interest When,
A display processing function for displaying images of a region of interest obtained one after another from a plurality of reconstructed images over a plurality of time phases at a certain position;
The computer
A program characterized by that.
前記領域決定機能は、複数の時相に亘る移動により走査面の移動方向の一方側にはみ出した分だけ他方側にマスク領域が現れるようにマスク領域を移動させる機能を有する、The region determination function has a function of moving the mask region so that the mask region appears on the other side by the amount of protrusion on the one side in the moving direction of the scanning plane due to movement over a plurality of time phases.
ことを特徴とするプログラム。A program characterized by that.
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