JP6300728B2 - 医用画像診断装置 - Google Patents

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Description

本発明は、医用画像診断装置及び医用画像生成方法に関し、特に、高コントラストな医用画像を表示する医用画像診断装置及び医用画像生成方法に関する。
医用画像診断装置である超音波診断装置は、超音波探触子により被検体に超音波を送信するとともに被検体からの反射エコーを受信し、反射エコー信号を用いて超音波画像を構築する。しかし、その超音波画像には、生体内部における不均一媒体での信号の散乱や干渉によるスペックルノイズや、装置内部で発生する電気的ノイズが含まれる。
例えば、心臓の超音波画像においては、心腔内のノイズが目立つことで画質を低下させる原因となっている。また、心腔内のノイズが目立つことで心腔と心筋の境界が不明瞭で診断に悪影響を与える。
超音波画像に対するノイズ除去手法として適用される画像処理には、低域通過フィルタ等の線形フィルタやメディアンフィルタや最小値フィルタなどの非線形フィルタがよく知られている。
一方、心臓の超音波画像では、心筋における画像強調も求められる。心筋における信号が強調されることで、心臓の動きが分かり易くなり診断に好影響を与える。
超音波画像に対する信号強調手法として適用される画像処理には、最大値フィルタなどの非線形フィルタがよく知られている。
また、上記のようなノイズ除去と信号強調の両方を行う、超音波画像の画質改善手法も開示されている。
ＷＯ２００９／１２８２１３号公報
しかしながら、従来の医用画像診断装置である超音波診断装置では、例えば、心臓の超音波画像に対して心腔内のノイズ除去を施すと、心筋部の信号も除去され、心腔と心筋の境界がぼけてしまうおそれがあった。また、一方で、心筋部の信号の強調を施すと心腔内のノイズも強調してしまうという問題があった。また、特許文献１の医用画像診断装置では、ダイナミックレンジがほぼ変わらず、高コントラストな超音波画像を構築することは難しかった。
本発明は、ノイズを除去するとともに注目部位の信号を強調することが可能な高コントラストな医用画像を構築する医用画像診断装置及び医用画像生成方法を提供する。
本発明は、被検体の医用画像データを取得する医用画像診断装置であって、前記医用画像データに信号強調処理を施す信号強調処理部と、前記医用画像データからノイズ除去処理を施すノイズ除去部と、前記信号強調処理及び前記ノイズ除去処理が施された前記医用画像データを圧縮する第１の信号圧縮処理部と、前記医用画像データを圧縮する第２の信号圧縮処理部と、前記第１の信号圧縮処理部で圧縮された前記医用画像データと前記第２の信号圧縮処理部で圧縮された前記医用画像データとを合成する合成処理部とを備える。
この構成によれば、ノイズを除去するとともに注目部位の信号を強調することが可能な高コントラストな医用画像を構築することができる。
本発明は、ノイズを除去するとともに注目部位の信号を強調することが可能な高コントラストな医用画像を構築することができる医用画像診断装置及び医用画像生成方法を提供することができるものである。
本発明の第１の実施の形態の医用画像診断装置である超音波診断装置の一例を示すブロック図である。 画像処理部の構成例を示すブロック図である。 本実施の形態の信号圧縮合成処理部の構成例を示した図である。 信号圧縮データと信号圧縮後合成データの比較例である。 各信号強調レベルに対応する２つの合成率（重み係数）を格納した内部テーブルの一例である。 図５の内部テーブルを用いて信号強調レベルを変化させた信号圧縮後合成データと信号圧縮データとの比較例である。 本発明の第２の実施の形態の医用画像診断装置である超音波診断装置の一例を示すブロック図である。 本発明の第３の実施の形態の医用画像診断装置である超音波診断装置の一例を示すブロック図である。 各信号強調レベルに対応する３つの合成率（重み係数）を格納した内部テーブルの一例である。 信号強調用圧縮テーブル（信号強調用圧縮曲線）の一例を示した図である。
（第１の実施の形態）
以下、本発明の第１の実施の形態の医用画像診断装置について、図面を用いて説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態の医用画像診断装置である超音波診断装置の一例を示すブロック図である。
超音波診断装置は、超音波探触子１、送受信切替部２、ビーム形成部３、信号処理部４、画像処理部５、表示部６、入力部７、及び制御部８を備えている。
超音波探触子１は、撮像対象に超音波ビームを送信するとともに、撮像対象からの反射エコー信号を受信する。超音波探触子１は、振動子素子が超音波探触子の長軸方向にｍチャンネル配列される構造となった一次元超音波探触子であってもよく、長軸方向に加え短軸方向にもｋチャンネル配列されている構造となった二次元超音波探触子であってもよい。また、超音波探触子１は、圧電素子により振動子が形成されるものであってもよく、ｃＭＵＴ（Capacitive Micromachined Ultrasonic Transducer：IEEE Trans. Ultrason. Ferroelect. Freq. Contr. Vol45 pp.678-690 May 1998など）と呼ばれる半導体により振動子が形成されるものであってもよい。
送受信切替部２は、超音波探触子１の超音波の送信／受信の機能を切り替える。また、送受信切替部２は、超音波探触子１の送信機能時に、ビーム形成部３からの送信信号を超音波探触子１に供給する。また、送受信切替部２は、超音波探触子１の受信機能時に、被検体９からの反射エコー信号を受信し、信号処理部４に出力する。
ビーム形成部３は、超音波探触子１が超音波ビームを被検体９へ送信するための信号を形成する。ビーム形成部３は、超音波探触子１の短軸方向の各振動子素子（１〜ｋチャンネル）に与える遅延時間を変えることにより、短軸方向への送波や受波のビームフォーカスも可能になっている。ビーム形成部３は、短軸方向の各振動子素子に与える超音波送信信号の振幅を変えることにより、超音波送信信号の重み付けを行い、短軸方向の各振動子素子から受信される超音波受信信号の増幅度又は減衰度を変えることにより、超音波受信信号の重み付けを行うように機能する。ビーム形成部３は、短軸方向のそれぞれの振動子素子を駆動することにより、口径制御を行うことができる。
信号処理部４は、反射エコー信号を増幅してデジタル化し、超音波画像データ１０（医用画像データ）を生成する。画像処理部５は、超音波画像データ１０に画像処理を施す。
表示部６は、画像処理部５によって画像処理された超音波画像を表示する。例えば、表示部６は液晶モニタを含む。また、表示部６には、超音波画像（医用画像）が表示されて、操作者によって診断可能な医用画像が表示されればよく、アナログ出力及びデジタル出力の何れの表示技術であっても、本実施の形態に含まれる。
入力部７は、超音波画像を撮像するためのパラメータなど、超音波診断装置の制御パラメータを入力する。入力部７は、キーボード、トラックボール、及びマウスなどの少なくとも１つの操作デバイスを含んでもよい。
制御部８は、入力部７によって入力されたパラメータ（超音波画像データを撮像するためのパラメータなど）に基づき、送受信切替部２、ビーム形成部３、信号処理部４、画像処理部５、及び表示部６をそれぞれ機能させるように制御する。制御部８は、中央演算装置を中核とするコンピュータシステムで構成されてもよい。
次に、図１の画像処理部５の主な構成について図２を用いて説明する。図２は、画像処理部５の構成例を示すブロック図である。
画像処理部５は、信号圧縮合成処理部３０、フィルタ処理部２２、走査変換処理部２３、及びガンマ補正処理部２４を含み、超音波画像データ１０（医用画像データ）に対してそれぞれの処理を施す。
信号圧縮合成処理部３０は、例えば２の２０乗もある膨大な超音波受信信号のダイナミックレンジを比較的小さいダイナミックレンジに圧縮し、圧縮された複数の超音波画像データ（医用画像データ）を合成する。信号圧縮は、対数関数、指数関数、及びシグモイド関数などを用いたものがある。
フィルタ処理部２２は、例えば境界の尖鋭化を目的としたエンハンス処理などを施す。
走査変換処理部２３は、例えば超音波探触子１がコンベックスタイプの場合には、長方形状の超音波画像データ１０を扇形状の２次元の超音波画像に変換する。
ガンマ補正処理部２４は、走査変換処理部２３による走査変換処理後画像の画素に対し、画素の定義域と値域を決めるガンマ曲線で表示階調を補正する。
図３は、本実施の形態の信号圧縮合成処理部３０の構成例を示した図である。本実施の形態の医用画像診断装置は、被検体の医用画像データを取得する超音波診断装置（医用画像診断装置）であって、医用画像データ（超音波画像データ１０）に信号強調処理を施す信号強調処理部２５と、医用画像データ（信号強調画像データ１１）からノイズ除去処理を施すリジェクション処理部（ノイズ除去部）２６と、信号強調処理及びノイズ除去処理が施された医用画像データ（信号強調−リジェクション画像データ１２）を圧縮する第１の信号圧縮処理部２１−１と、医用画像データ（超音波画像データ１０）を圧縮する第２の信号圧縮処理部２１−２と、第１の信号圧縮処理部２１−１で圧縮された医用画像データと第２の信号圧縮処理部２１−２で圧縮された医用画像データとを合成する合成処理部２７とを備える。また、本実施の形態の医用画像診断装置は、図２と同様、フィルタ処理部２２、走査変換処理部２３、及びガンマ補正処理部２４を備える。
本実施の形態では、第１の信号圧縮処理部２１−１は、信号強調処理が施された後にノイズ除去処理が施された医用画像データ（信号強調−リジェクション画像データ１２）を圧縮する。また、第２の信号圧縮処理部２１−２は、信号強調処理及びノイズ除去処理が施されない医用画像データ（超音波画像データ１０）を圧縮する。
図３に示すように、超音波画像データ１０に対して、信号強調処理部２５が信号強調処理を行う。信号強調処理部２５で行う信号強調処理は、最大値フィルタなどを用いて実行される。
次に、信号強調処理部２５で信号強調処理された信号強調画像データに対して、リジェクション処理部２６がノイズ除去処理を目的としたリジェクション処理を行う。リジェクション処理（ノイズ除去処理）は、閾値以下を“０”にするリジェクションでもよいし、差分するリジェクションでもよい。また、リジェクション処理（ノイズ除去処理）には、低域通過フィルタなどの線形フィルタや最小値フィルタなどの非線形フィルタが用いられてもよい。
例えば、心臓の医用画像データの場合、ノイズを除去すべき主な部分は心腔内であるため、心腔内の輝度平均もしくは中央値などを検出することで、リジェクション処理部２６は、リジェクション処理（ノイズ除去処理）のために設定される閾値を自動的に算出することが可能である。
第１の信号圧縮処理部２１−１は、信号強調処理が施された後にノイズ除去処理が施された医用画像データ（信号強調−リジェクション画像データ１２）を圧縮する。図３では、信号強調処理が施された医用画像データを信号強調画像データ１１で表し、信号強調処理が施された後にノイズ除去処理が施された医用画像データを信号強調−リジェクション（ノイズ除去）画像データ１２で表している。第２の信号圧縮処理部２１−２は、超音波画像データ１０を直接入力し圧縮する。
本実施の形態では、第１の信号圧縮処理部２１−１及び第２の信号圧縮処理部２１−２は、同じ圧縮方法及び同じ圧縮率で医用画像データ（超音波画像データ１０及び信号強調−リジェクション画像データ１２）を圧縮する。
第１の信号圧縮処理部２１−１及び第２の信号圧縮処理部２１−２による信号圧縮処理後、信号圧縮処理されたそれぞれの医用画像データに対して、合成処理部２７が画像の合成処理を施す。本実施の形態では、合成処理部２７は、第１の信号圧縮処理部２１−１で圧縮された医用画像データ（信号強調−リジェクション画像データ１２）に第１の重み係数を乗じ、第２の信号圧縮処理部で圧縮された医用画像データ（超音波画像データ１０）に第２の重み係数を乗じることにより、第１の信号圧縮処理部２１−１で圧縮された医用画像データと第２の信号圧縮処理部２１−２で圧縮された医用画像データとを合成し、合成画像データ１３を生成する。
合成処理は、合成画像データ１３を“y”、信号強調−リジェクション画像データ１２を“xe+r”、超音波画像データ１０を“x”とすると、式（１）のように表される。
Y = α・xe+r + β・x ・・・・・（１）
ここで、式（１）におけるαは信号強調−リジェクション画像データ１２の合成率（第１の重み係数）を表し、βは原画像である超音波画像データ１０の合成率（第２の重み係数）を表す。
図４は、超音波画像データ１０に信号圧縮処理を直接施した信号圧縮データ１４と、第１の信号圧縮処理部２１−１及び第２の信号圧縮処理部２１−２による信号圧縮処理を施して、合成率（第１の重み係数）αを“０．４”及び合成率（第２の重み係数）βを“０．８”として合成処理を施した後の信号圧縮後合成データ１５の比較例である。図４には、対数圧縮を用いて信号圧縮処理を施された信号圧縮データ１４及び信号圧縮後合成データ１５が表されている。
図４に示すように、信号圧縮後合成データ１５は、信号圧縮データ１４と比較すると、入力（信号圧縮前）の輝度が小さい範囲Ａでは出力（信号圧縮後）の輝度が信号圧縮データ１４よりも小さくなり、入力（信号圧縮前）の輝度が大きい範囲Ｂでは出力（信号圧縮後）の輝度が信号圧縮データ１４より大きくなり、信号圧縮後合成データ１５は高コントラストな出力となっていることが分かる。つまり、合成処理部２７は、被検体９の注目部位（例えば、範囲Ｂ）において、信号強調処理及びリジェクション処理（ノイズ除去処理）が施されない医用画像データ（信号圧縮データ１４）の輝度よりも、合成処理部２７により合成された医用画像データ（信号圧縮後合成データ１５）の輝度が大きくなるように、合成率（第１の重み係数）αを調整（大きく）する。また、合成処理部２７は、被検体９の注目部位の輝度よりも小さい輝度を有する部分（注目部位以外の部分）において（例えば、範囲Ａにおいて）、信号強調処理及びノイズ除去処理が施されないで圧縮された医用画像データ（信号圧縮データ１４）の輝度よりも、合成処理部２７により合成された医用画像データ（信号圧縮後合成データ１５）の輝度が小さくなるように、合成率（第２の重み係数）βを調整（小さく）してもよい。
また、信号圧縮後合成データ１５に見られるカーブ切り替わり点１７は、リジェクション処理部（ノイズ除去部）２６によるリジェクション処理（ノイズ除去処理）の閾値と等価であるので、リジェクション処理（ノイズ除去処理）の閾値を変更することにより、信号圧縮データ１４と比べて輝度を小さくしたい範囲Ａ（又は、輝度を大きくしたい範囲Ｂ）を変更することが可能である。よって、合成処理部２７がリジェクション処理（ノイズ除去処理）の閾値を変化させてカーブ切り替わり点１７を調整することにより、合成画像データ１３のコントラストを調整することができる。
リジェクション処理（ノイズ除去処理）の閾値は、パラメータ取得インターフェース（入力部７など）を通して、操作者により入力されてもよいし、複数の選択肢の中から選択された値により設定されてもよい。また、ＲＯＩを設定することにより、除去したい輝度値を算出し、その値を閾値として使用してもよい。さらに、注目部位（例えば、心腔内）を自動で検出し、除去したい輝度値を算出し、その値を閾値として使用してもよい。
また、合成率（第１の重み係数）αと合成率（第２の重み係数）βとの和が１より大きくなるとき、すなわち“α＋β＞１．０”となるとき、本発明の効果がより確認できる。合成処理部２７が合成率（第１の重み係数）αと合成率（第２の重み係数）βのうち少なくとも１つを調整することにより、合成画像データ１３のコントラスト差を調整することができる。
合成処理部２７は、医用画像データ（超音波画像データ１０）を取得する被検体９の部位に応じて、合成率（第１の重み係数）α及び合成率（第２の重み係数）βのうち少なくとも１つを調整してもよい。例えば、心臓の超音波画像データでは、輝度が比較的大きい心筋（入力の輝度が大きい範囲Ｂ）における画像強調が求められるため、合成率（第１の重み係数）αを調整（大きく）することにより、心筋における信号が強調されることで、心臓の動きが分かり易くなり診断に好影響を与える。また、輝度が比較的小さい心腔内では、ノイズが目立つことで画質を低下させる原因となっているので、合成率（第２の重み係数）βを調整（小さく）することにより、心腔内のノイズを目立たなくすることができる。なお、合成率（第２の重み係数）βは、原画像（超音波画像データ１０）の合成率であるので、一定（例えば、“０．８”）であってもよい。
図３に示すように、本実施の形態では、第１の重み係数及び第２の重み係数のうち少なくとも１つを選択する選択部２８を備えてもよい。選択部２８は、コントラスト差を信号強調レベルとし、操作者が信号強調レベルを変更できるユーザーインターフェースであって、それによって合成処理部２７が信号強調−リジェクション画像データ１２の合成率（第１の重み係数）αと超音波画像データ１０の合成率（第２の重み係数）βを変更してもよい。
図５は、各信号強調レベルに対応する信号強調−リジェクション画像データ１２の合成率（第１の重み係数）αと超音波画像データ１０の合成率（第２の重み係数）βを格納した内部テーブル３１の一例である。図６は、図５の内部テーブル３１を用いて信号強調レベルを変化させた信号圧縮後合成データ１５と信号圧縮データ１４との比較例である。
図５に示すように、本実施の形態の超音波診断装置（医用画像診断装置）は、信号強調レベル（“０”，“１”，“２”）に対応する第１の重み係数α及び第２の重み係数βの少なくとも１つを予め格納する内部テーブル３１を備える。信号強調レベルが選択されると、選択された信号強調レベルに対応する第１の重み係数α及び第２の重み係数βの少なくとも１つが内部テーブル３１から選択される。
図６に示すように、図５の信号強調レベルを上げて、合成率（第１の重み係数）αを増大させることにより、信号圧縮後合成データ１５における信号圧縮データ１４より輝度が大きい部分（信号圧縮データ１４と比べて輝度を大きくしたい範囲Ｂ）の出力（信号圧縮後）の輝度がさらに大きくなる。つまり、合成処理部２７は、被検体９の注目部位（例えば、範囲Ｂ）において、信号強調処理及びリジェクション処理（ノイズ除去処理）が施されない医用画像データ（信号圧縮データ１４）の輝度よりも、合成処理部２７により合成された医用画像データ（信号圧縮後合成データ１５）の輝度が大きくなるように、合成率（第１の重み係数）αを大きくする。例えば、心臓の超音波画像データでは、輝度が比較的大きい心筋（入力の輝度が大きい範囲Ｂ）における画像強調が求められるため、合成率（第１の重み係数）αを調整（大きく）することにより、心筋における信号が強調されることで、心臓の動きが分かり易くなり診断に好影響を与える。
以上、本実施の形態にかかる実施の形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、請求項に記載された範囲内において変更・変形することが可能である。例えば、内部テーブル３１の値（信号強調レベル）が予め設定されており、操作者が、信号強調レベル変更インターフェース（選択部２８）を介して、内部テーブル３１に基づいて信号強調レベルを変更してもよい。また、信号強調レベルの値は、パラメータ取得インターフェース（入力部７や選択部２８など）を通して、操作者により入力／選択されてもよい。
また、注目部位以外の部位や領域に関してコントラストの強調処理を施したくない場合には、ＲＯＩを設定することが可能である。例えば、ＲＯＩ内部では本実施の形態の高コントラスト処理を行い、ＲＯＩ外では本実施の形態の高コントラスト処理を行わないように設定することで、コントラストの強調処理を施したくない部位や領域に関して強調処理を施さないようにすることが可能となる。
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態の医用画像診断装置について、図面を用いて説明する。図７は、本発明の第２の実施の形態の医用画像診断装置である超音波診断装置の一例を示すブロック図である。本実施の形態では、主に第１の実施の形態と異なる部分について説明し、その他の部分については第１の実施の形態と同様である。また、第１の実施の形態と同じ符号を付した構成要素は、第１の実施の形態と同じ機能・作用を有する。
図７に示すように、第１の信号圧縮処理部２１−１は、信号強調処理が施された後にリジェクション処理（ノイズ除去処理）が施された医用画像データ（信号強調−リジェクション画像データ１２）を圧縮し、第２の信号圧縮処理部２１−２は、リジェクション処理（ノイズ除去処理）が施された後に信号強調処理が施された医用画像データ（リジェクション−信号強調画像データ５２）を圧縮する。つまり、本実施の形態では、第１の実施の形態では処理を施さなかった原画像に対しても、リジェクション処理（ノイズ除去処理）及び信号強調処理が施される。原画像に対してもリジェクション処理及び信号強調処理を施すことで、さらに高コントラストな画像を構築することが可能となる。
このように、除去したいノイズの性質や信号強調したい組織の性質に合わせて、リジェクション処理（ノイズ除去処理）及び信号強調処理の処理順序を入れ替えてもよい。信号強調処理部２５が医用画像データ（超音波画像データ１０）に信号強調処理を施した後、リジェクション処理部（ノイズ除去部）２６がノイズ除去処理を施すと、最初にノイズが強調され、ノイズ除去処理してもノイズが残る可能性があるという特徴がある。一方、リジェクション処理部（ノイズ除去部）２６が医用画像データ（超音波画像データ１０）にノイズ除去処理を施した後、信号強調処理部２５が信号強調処理を施すと、最初にノイズが除去され、原画像における注目部位の信号も除去される可能性があるという特徴がある。したがって、本実施の形態によれば、リジェクション処理（ノイズ除去処理）及び信号強調処理の処理順序を入れ替えることにより、互いの特徴を補完することができ、合成処理部２７が合成率（第１の重み係数）αと合成率（第２の重み係数）βを調整することにより、適切にノイズを除去しつつ、さらに高コントラストな画像を構築することが可能となる。
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態の医用画像診断装置について、図面を用いて説明する。図８は、本発明の第３の実施の形態の医用画像診断装置である超音波診断装置の一例を示すブロック図である。本実施の形態では、主に第１の実施の形態及び第２の実施の形態と異なる部分について説明し、その他の部分については第１の実施の形態及び第２の実施の形態と同様である。また、第１の実施の形態及び第２の実施の形態と同じ符号を付した構成要素は、第１の実施の形態及び第２の実施の形態と同じ機能・作用を有する。
図８に示すように、本実施の形態の超音波診断装置は、被検体９の医用画像データを取得する医用画像診断装置であって、医用画像データに信号強調処理を施す信号強調処理部２５と、医用画像データからリジェクション処理（ノイズ除去処理）を施すリジェクション処理部（ノイズ除去処理部）２６と、信号強調処理が施された医用画像データを圧縮する第１の信号圧縮処理部２１−１と、リジェクション処理（ノイズ除去処理）が施された医用画像データを圧縮する第２の信号圧縮処理部２１−２と、信号強調処理及びリジェクション処理（ノイズ除去処理）が施されない前記医用画像データを圧縮する第３の信号圧縮処理部２１−３と、第１の信号圧縮処理部２１−１で圧縮された医用画像データ、第２の信号圧縮処理部２１−２で圧縮された医用画像データ、及び第３の信号圧縮処理部２１−３で圧縮された医用画像データを合成する合成処理部２７とを備える。
信号強調処理部２５が超音波画像データ１０に信号強調処理を施す。リジェクション処理部（ノイズ除去部）２６が超音波画像データ１０にリジェクション処理（ノイズ除去処理）を施す。信号強調処理とリジェクション処理（ノイズ除去処理）は、別々に行われる。
その後、第１の信号圧縮処理部２１−１が、信号強調処理が施された超音波画像データ（医用画像データ）１０を圧縮する。第２の信号圧縮処理部２１−２が、リジェクション処理（ノイズ除去処理）が施された超音波画像データ（医用画像データ）１０を圧縮する。第３の信号圧縮処理部２１−３が、信号強調処理及びリジェクション処理（ノイズ除去処理）が施されない超音波画像データ（医用画像データ）１０を圧縮する。信号強調処理部２５で処理された画像データ（信号強調画像データ１１）、リジェクション処理２６で処理された画像データ（リジェクション画像データ１６）、及び超音波画像データ１０の３つの画像データに、各信号圧縮処理部２１−１，２１−２，２１−３が信号圧縮処理を行う。
信号圧縮処理後、信号圧縮処理された３つの画像データに対して、合成処理部２７が合成処理を施し、合成画像データ１３を生成する。本実施の形態では、合成処理部２７は、第１の信号圧縮処理部２１−１で圧縮された医用画像データ（信号強調画像データ１１）に第１の重み係数を乗じ、第２の信号圧縮処理部で圧縮された医用画像データ（リジェクション画像データ１６）に第２の重み係数を乗じ、第３の信号圧縮処理部で圧縮された医用画像データ（超音波画像データ１０）に第３の重み係数を乗じることにより、第１の信号圧縮処理部２１−１で圧縮された医用画像データ、第２の信号圧縮処理部２１−２で圧縮された医用画像データ、及び第３の信号圧縮処理部２１−３で圧縮された医用画像データを合成し、合成画像データ１３を生成する。
合成処理は、合成画像データ１３を“y”、信号強調画像データ１１を“xe”、リジェクション画像データ１６を“xr”、超音波画像データ１０を“x”とすると、式（２）のように表される。
y =α１・ xe +α２・ xr + β・x ・・・・・（２）
ここで、式（２）におけるα１は信号強調画像データ１１の合成率（第１の重み係数）を表し、α２はリジェクション画像データ１６の合成率（第２の重み係数）を表し、βは超音波画像データ１０の合成率（第３の重み係数）を表す。
また、合成率（第１の重み係数）α１と合成率（第２の重み係数）α２と合成率（第３の重み係数）βとの和が１より大きくなるとき、すなわち“α１＋α２＋β＞１．０”となるとき、本発明の効果がより確認できる。合成処理部２７が合成率（第１の重み係数）α１、合成率（第２の重み係数）α２、及び合成率（第３の重み係数）βのうち少なくとも１つを調整することにより、合成画像データ１３のコントラスト差を調整することができる。
合成処理部２７は、医用画像データ（超音波画像データ１０）を取得する被検体９の部位に応じて、合成率（第１の重み係数）α１、合成率（第２の重み係数）α２、及び合成率（第３の重み係数）βのうち少なくとも１つを調整してもよい。例えば、心臓の超音波画像データでは、輝度が比較的大きい心筋（入力の輝度が大きい範囲Ｂ）における画像強調が求められるため、合成率（第１の重み係数）α１を調整（大きく）することにより、心筋における信号が強調されることで、心臓の動きが分かり易くなり診断に好影響を与える。また、輝度が比較的小さい心腔内では、ノイズが目立つことで画質を低下させる原因となっているので、合成率（第２の重み係数）α２を調整（大きく）し、合成率（第３の重み係数）βを調整（小さく）することにより、心腔内のノイズを目立たなくすることができる。
このように、各合成率α１，α２，βを調整することにより、合成画像データ１３のコントラスト差を調整することが可能である。信号強調レベルを変更する選択部２８によって合成処理部２７が信号強調画像データ１１の合成率（第１の重み係数）α１、リジェクション画像データ１６の合成率（第２の重み係数）α２、及び超音波画像データ１０の合成率（第３の重み係数）βを変更してもよい。
図９は、各信号強調レベルに対応する信号強調画像データ１１の合成率（第１の重み係数）α１、リジェクション画像データ１６の合成率（第２の重み係数）α２、及び超音波画像データ１０の合成率（第３の重み係数）βを格納した内部テーブル３２の一例である。図９に示すように、本実施の形態の超音波診断装置（医用画像診断装置）は、信号強調レベル（“０”，“１”，“２”）に対応する合成率（第１の重み係数）α１、合成率（第２の重み係数）α２、及び合成率（第３の重み係数）βの少なくとも１つを予め格納する内部テーブル３２を備える。信号強調レベルが選択されると、選択された信号強調レベルに対応する合成率（第１の重み係数）α１、合成率（第２の重み係数）α２、及び合成率（第３の重み係数）βの少なくとも１つが内部テーブル３２から選択される。内部テーブル３２の値（信号強調レベル）が予め設定されており、操作者が、信号強調レベル変更インターフェース（選択部２８）を介して、内部テーブル３２に基づいて信号強調レベルを変更してもよい。また、信号強調レベルの値は、パラメータ取得インターフェース（入力部７や選択部２８など）を通して、操作者により入力／選択されてもよい。
図９に示すように、合成処理部２７は、被検体９の注目部位の輝度よりも小さい輝度を有する部分（例えば、図４又は図６の範囲Ａ）において、信号強調処理及びノイズ除去処理が施されないで圧縮された医用画像データ（例えば、図４又は図６の信号圧縮データ１４）の輝度よりも、合成処理部２７により合成された医用画像データ（例えば、図４又は図６の信号圧縮後合成データ１５）の輝度が小さくなるように、合成率（第３の重み係数）βを小さくしてもよい。
以上、本実施の形態にかかる実施の形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、請求項に記載された範囲内において変更・変形することが可能である。例えば、図１の信号処理部４から画像処理部５に入力される超音波画像データ１０に対して、上記の３つの画像データ以上の数の画像データを構築し、信号圧縮処理部２１が、それぞれの画像データに対して信号圧縮処理を施し、その後、合成処理部２７が、合成画像データ１３を合成してもよい。
このように、本発明の第１の実施の形態、第２の実施の形態、及び第３の実施の形態によれば、信号圧縮合成処理部３０が、信号強調処理及び／又はノイズ除去処理が施された医用画像データを圧縮して、圧縮された医用画像データを合成することにより、ノイズを除去するとともに注目部位の信号を強調することが可能な高コントラストな医用画像を構築することができる。
以上、本発明にかかる実施の形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、請求項に記載された範囲内において変更・変形することが可能である。
本発明にかかる実施の形態では、信号圧縮処理後に合成処理を行うことで、輝度の小さい部分（例えば、図４の範囲Ａ）を小さくし、輝度の大きい部分（例えば、図４の範囲Ｂ）をさらに大きくしていたが、信号圧縮処理を行う際に、図１０に示すような信号強調用圧縮テーブル（信号強調用圧縮曲線）４２が用いられてもよい。信号強調用圧縮テーブル（信号強調用圧縮曲線）４２を使用することにより、コントラストの強調が可能となる。
また、複数の信号強調用圧縮テーブル（信号強調用圧縮曲線）４２が記憶部に記憶され、信号強調レベル変更インターフェース（選択部２８）を通して、操作者が選択した信号強調レベルに対応する信号強調用圧縮テーブル（信号強調用圧縮曲線）４２が用いられて、コントラストの強調が調整されてもよい。
また、本発明にかかる実施の形態では、医用画像診断装置として超音波診断装置について説明したが、医用画像診断装置は、被検体の医用画像データを取得できる診断装置であればよく、ＭＲＩ診断装置、Ｘ線装置、及びＣＴ装置などであってもよい。
本発明にかかる医用画像診断装置は、ノイズを除去するとともに注目部位の信号を強調することが可能な高コントラストな医用画像を構築することができるという効果を有し、高コントラストな医用画像を表示する医用画像診断装置として有用である。
１ 超音波探触子
２ 送受信切替部
３ ビーム形成部
４ 信号処理部
５ 画像処理部
６ 表示部
７ 入力部
８ 制御部
２１ 信号圧縮処理部
２２ フィルタ処理部
２３ 走査変換処理部
２４ ガンマ補正処理部
２５ 信号強調処理部
２６ リジェクション処理部
２７ 合成処理部
２８ 選択部
３０ 信号圧縮合成処理部

Claims (4)

  1. 被検体の医用画像データを取得する医用画像診断装置であって、
    前記医用画像データに信号強調処理を施す信号強調処理部と、
    前記医用画像データからノイズ除去処理を施すノイズ除去部と、
    前記信号強調処理及び前記ノイズ除去処理が施された前記医用画像データを圧縮する第１の信号圧縮処理部と、
    前記医用画像データを圧縮する第２の信号圧縮処理部と、
    前記第１の信号圧縮処理部で圧縮された前記医用画像データと前記第２の信号圧縮処理部で圧縮された前記医用画像データとを合成する合成処理部とを備え、
    前記合成処理部は、前記第１の信号圧縮処理部で圧縮された前記医用画像データに第１の重み係数を乗じ、前記第２の信号圧縮処理部で圧縮された前記医用画像データに第２の重み係数を乗じることにより、前記第１の信号圧縮処理部で圧縮された前記医用画像データと前記第２の信号圧縮処理部で圧縮された前記医用画像データとを合成し、
    前記第１の重み係数と前記第２の重み係数との和が１より大きくなり、
    前記合成処理部は、前記被検体の注目部位の輝度よりも小さい輝度を有する部分において、前記信号強調処理及び前記ノイズ除去処理が施されないで圧縮された前記医用画像データの輝度よりも、前記合成処理部により合成された前記医用画像データの輝度が小さくなるように、前記第２の重み係数を小さくすることを特徴とする医用画像診断装置。
  2. 被検体の医用画像データを取得する医用画像診断装置であって、
    前記医用画像データに信号強調処理を施す信号強調処理部と、
    前記医用画像データからノイズ除去処理を施すノイズ除去部と、
    前記信号強調処理及び前記ノイズ除去処理が施された前記医用画像データを圧縮する第１の信号圧縮処理部と、
    前記医用画像データを圧縮する第２の信号圧縮処理部と、
    前記第１の信号圧縮処理部で圧縮された前記医用画像データと前記第２の信号圧縮処理部で圧縮された前記医用画像データとを合成する合成処理部とを備え、
    前記合成処理部は、前記第１の信号圧縮処理部で圧縮された前記医用画像データに第１の重み係数を乗じ、前記第２の信号圧縮処理部で圧縮された前記医用画像データに第２の重み係数を乗じることにより、前記第１の信号圧縮処理部で圧縮された前記医用画像データと前記第２の信号圧縮処理部で圧縮された前記医用画像データとを合成し、
    前記第１の重み係数と前記第２の重み係数との和が１より大きくなり、
    信号強調レベルに対応する前記第１の重み係数及び前記第２の重み係数の少なくとも１つを予め格納する内部テーブルを備えることを特徴とする医用画像診断装置。
  3. 被検体の医用画像データを取得する医用画像診断装置であって、
    前記医用画像データに信号強調処理を施す信号強調処理部と、
    前記医用画像データからノイズ除去処理を施すノイズ除去部と、
    前記信号強調処理及び前記ノイズ除去処理が施された前記医用画像データを圧縮する第１の信号圧縮処理部と、
    前記医用画像データを圧縮する第２の信号圧縮処理部と、
    前記第１の信号圧縮処理部で圧縮された前記医用画像データと前記第２の信号圧縮処理部で圧縮された前記医用画像データとを合成する合成処理部とを備え、
    前記第１の信号圧縮処理部は、前記信号強調処理が施された後に前記ノイズ除去処理が施された前記医用画像データを圧縮し、
    前記第２の信号圧縮処理部は、前記ノイズ除去処理が施された後に前記信号強調処理が施された前記医用画像データを圧縮することを特徴とする医用画像診断装置。
  4. 前記信号強調レベルが選択されると、選択された前記信号強調レベルに対応する前記第１の重み係数及び前記第２の重み係数の少なくとも１つが前記内部テーブルから選択されることを特徴とする請求項２に記載の医用画像診断装置。
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