JP6887767B2 - Analytical equipment, ultrasonic diagnostic equipment and analysis program - Google Patents
Analytical equipment, ultrasonic diagnostic equipment and analysis program Download PDFInfo
- Publication number
- JP6887767B2 JP6887767B2 JP2016146824A JP2016146824A JP6887767B2 JP 6887767 B2 JP6887767 B2 JP 6887767B2 JP 2016146824 A JP2016146824 A JP 2016146824A JP 2016146824 A JP2016146824 A JP 2016146824A JP 6887767 B2 JP6887767 B2 JP 6887767B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- region
- waveform
- subject
- echo signal
- image
- 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.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Description
本発明の実施形態は、解析装置、超音波診断装置および解析プログラムに関わるものである。 Embodiments of the present invention relate to an analyzer, an ultrasonic diagnostic apparatus and an analysis program.
超音波診断装置は、生体内情報の画像を表示する診断装置である。超音波診断装置は、X線診断装置やX線コンピュータ断層撮影(Computed Tomography:CT)装置などの他の画像診断装置に比べて、安価、無被曝かつ非侵襲性であって、特に実時間で観察する際に有用な医用診断装置として利用されている。超音波診断装置の適用範囲は広い。超音波診断装置は、例えば、心臓などの循環器、肝臓および腎臓などの腹部、抹消血管、産婦人科、乳癌等の診断などに適用されている。 The ultrasonic diagnostic device is a diagnostic device that displays an image of in-vivo information. Ultrasound diagnostic equipment is cheaper, non-exposure and non-invasive, especially in real time, compared to other diagnostic imaging equipment such as X-ray diagnostic equipment and computed tomography (CT) equipment. It is used as a useful medical diagnostic device for observation. The range of application of ultrasonic diagnostic equipment is wide. The ultrasonic diagnostic apparatus is applied to, for example, diagnosing circulatory organs such as the heart, abdomen such as the liver and kidneys, peripheral blood vessels, obstetrics and gynecology, and breast cancer.
超音波診断装置は、一般的には超音波受信信号(エコー信号)の振幅の大きさを輝度で表現することで、生体組織の形態を映像化している。しかしながら、超音波の受信信号には、他の様々な物理的情報が含まれることが、種々の研究レポートで報告されている。超音波の受信信号に含まれる物理的情報のいくつかは、臨床応用に向けて種々の試みがなされている。 The ultrasonic diagnostic apparatus generally visualizes the morphology of a living tissue by expressing the magnitude of the amplitude of an ultrasonic reception signal (echo signal) with brightness. However, various research reports have reported that the received ultrasonic signal contains various other physical information. Various attempts have been made for clinical application of some of the physical information contained in the received ultrasonic signal.
例えば、エコー信号の振幅の統計量を計算し、例えば平均値と分散値との関係を分析することで、視覚的には判断しにくい微小構造物の含有量などを定量化することができる。また、近年、被検体内の臓器の局所的な動き量を分析することで、該臓器の硬さあるいは弾性率といった物理情報を提示するいわゆる超音波エラストグラフィー法も用いられるようになってきている。上記超音波エラストグラフィー法も、画像化される前に超音波信号に含まれる位相情報などを利用する方法である。 For example, by calculating the amplitude statistic of the echo signal and analyzing the relationship between the average value and the variance value, for example, the content of microstructures that are difficult to visually judge can be quantified. Further, in recent years, a so-called ultrasonic elastography method that presents physical information such as hardness or elastic modulus of an organ by analyzing the amount of local movement of the organ in the subject has also been used. .. The ultrasonic elastography method is also a method of utilizing phase information or the like included in an ultrasonic signal before being imaged.
また、生体組織は固有の減衰特性を持っている。被検体に照射された超音波は、減衰しながら生体内を伝搬する。このとき、生体内を伝搬した超音波の減衰量が大きい場合、スキャンの途中で十分なエコー信号を受信できなくなる現象が発生する。一方で、エコー信号の減弱の様子を観察することで、生体組織の特徴を観察することもしばしば行われている。例えば、送受信方向のエコー輝度の変化を解析して、対象物体の超音波減衰量を可視化する手法が知られており、肝臓を例にとれば、特に脂肪肝の定量診断において有用性が期待されている。具体的には、エコー信号が極端に減少する被検体は、肝臓内に脂肪滴を多く含む脂肪肝であることが推測される。肝硬変の場合においても同様な結果となることがある。 In addition, living tissues have unique damping characteristics. The ultrasonic waves applied to the subject propagate in the living body while being attenuated. At this time, if the amount of attenuation of the ultrasonic waves propagating in the living body is large, a phenomenon occurs in which a sufficient echo signal cannot be received during the scan. On the other hand, it is often the case that the characteristics of living tissue are observed by observing the state of attenuation of the echo signal. For example, a method of analyzing changes in echo brightness in the transmission / reception direction to visualize the amount of ultrasonic attenuation of a target object is known, and taking the liver as an example, it is expected to be particularly useful in the quantitative diagnosis of fatty liver. ing. Specifically, it is presumed that the subject whose echo signal is extremely reduced is fatty liver containing a large amount of lipid droplets in the liver. Similar results may occur in the case of cirrhosis.
そこで、超音波の減衰量を定量的に診断するための手法が複数提案されている。例えば、中心周波数が異なる複数の超音波パルスを送受信し、取得された複数の信号の強度が深さ方向にどの程度変化するかを比較する。この比較により、被検体に固有の減衰量を推定するという方法がある。生体内における超音波の減衰量は、周波数によって異なることが知られている。このため、複数の周波数信号の強度の変化を比較することによって、対象としている組織に固有の値が求められる。また、広帯域パルスを用いれば、超音波の送受信方向1方向につき1回超音波の送受信することで、上記と同様な効果を得ることができる。 Therefore, a plurality of methods for quantitatively diagnosing the amount of ultrasonic attenuation have been proposed. For example, a plurality of ultrasonic pulses having different center frequencies are transmitted and received, and how much the intensity of the acquired signals changes in the depth direction is compared. There is a method of estimating the amount of attenuation peculiar to the subject by this comparison. It is known that the amount of ultrasonic wave attenuation in a living body differs depending on the frequency. Therefore, by comparing the changes in the intensities of a plurality of frequency signals, a value peculiar to the target tissue can be obtained. Further, if the wide band pulse is used, the same effect as described above can be obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves once in each direction of transmitting and receiving ultrasonic waves.
しかし、上述した手法は、いずれも受信信号の信号強度や周波数特性の深さ方向の変化を計算することによって減衰量を推定し、イメージングを行っている。しかし、イメージングからは、データの信頼性の判別や輝度情報がどういった分布であるかがわかりにくい。 However, in each of the above-mentioned methods, the amount of attenuation is estimated by calculating the signal strength of the received signal and the change in the frequency characteristic in the depth direction, and imaging is performed. However, from imaging, it is difficult to determine the reliability of the data and what kind of distribution the luminance information is.
本実施形態の目的は、画像に対するユーザの視覚的な判断を補助することができる解析装置、超音波診断装置および解析プログラムを提供することにある。 An object of the present embodiment is to provide an analysis device, an ultrasonic diagnostic device, and an analysis program that can assist a user's visual judgment on an image.
本実施形態に係る解析装置は、取得部と、波形生成部と、制御部とを含む。取得部は、被検体に対する超音波走査に基づくエコー信号を取得する。波形生成部は、前記被検体の関心領域のうちの構造物と推定される第1領域を除く第2領域におけるエコー信号から波形情報を生成する。制御部は、前記波形情報に基づく波形を表示部に表示させる。 The analysis device according to the present embodiment includes an acquisition unit, a waveform generation unit, and a control unit. The acquisition unit acquires an echo signal based on ultrasonic scanning of the subject. The waveform generation unit generates waveform information from the echo signal in the second region excluding the first region presumed to be a structure in the region of interest of the subject. The control unit displays a waveform based on the waveform information on the display unit.
以下、図面を参照しながら本実施形態に係わる解析装置、超音波診断装置および解析プログラムについて説明する。以下の実施形態では、同一の参照符号を付した部分は同様の動作をおこなうものとして、重複する説明を適宜省略する。 Hereinafter, the analysis device, the ultrasonic diagnostic device, and the analysis program related to the present embodiment will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the parts with the same reference numerals perform the same operation, and duplicate description will be omitted as appropriate.
なお、以下の説明においては、超音波診断装置に実装された解析装置を例に説明する。しかしながら、当該例に拘泥されず、例えば医用ワークステーション等のコンピュータによって実現することも可能である。この場合、実施形態に係る各機能は、当該処理を実行するプログラムをワークステーション等のコンピュータにインストールし、これらをメモリ上で展開することによっても実現することができる。このとき、コンピュータに当該手法を実行させることのできるプログラムは、磁気ディスク(ハードディスクなど)、光ディスク(CD−ROM、DVDなど)、半導体メモリなどの記憶媒体に格納して頒布することも可能である。 In the following description, an analysis device mounted on the ultrasonic diagnostic device will be described as an example. However, it is also possible to realize it by a computer such as a medical workstation without being bound by the example. In this case, each function according to the embodiment can also be realized by installing a program for executing the process on a computer such as a workstation and expanding these on a memory. At this time, a program that allows a computer to execute the method can be stored and distributed in a storage medium such as a magnetic disk (hard disk, etc.), an optical disk (CD-ROM, DVD, etc.), or a semiconductor memory. ..
図1は、本実施形態に係る医用診断装置としての超音波診断装置1の構成を示す構成図である。同図に示すように、超音波診断装置1は、超音波プローブ3、入力装置5、モニタ7、装置本体9を有する。装置本体9は、超音波送信回路11と、超音波受信回路13と、Bモード処理回路15と、ドプラ処理回路17と、画像生成回路19と、画像メモリ21と、画像合成回路23と、記憶回路25と、インターフェース回路27と、制御回路(中央演算処理装置:Central Processing Unit)29とを有する。加えて、超音波診断装置1には、心電計、心音計、脈波計、呼吸センサに代表される図示していない生体信号計測器、不図示の外部記憶装置およびネットワークが、インターフェース回路27を介して接続されてもよい。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of an ultrasonic
なお、解析装置2は、入力装置5、モニタ7、画像生成回路19、画像メモリ21、画像合成回路23、記憶回路25、インターフェース回路27、制御回路29によって構成される。
The
超音波プローブ3は、複数の圧電振動子と、整合層と、複数の圧電振動子の背面側に設けられるバッキング材とを有する。複数の圧電振動子は、圧電セラミックス等の音響/電気可逆的変換素子である。複数の圧電振動子は並列され、超音波プローブ3の先端に装備される。圧電振動子は、後述する超音波送信回路11から供給される駆動信号に応答して超音波を発生する。超音波プローブ3を介して被検体Pに超音波が送信されると、送信された超音波(以下、送信超音波と呼ぶ)は、被検体内の生体組織における音響インピーダンスの不連続面で反射される。 The ultrasonic probe 3 has a plurality of piezoelectric vibrators, a matching layer, and a backing material provided on the back surface side of the plurality of piezoelectric vibrators. The plurality of piezoelectric vibrators are acoustic / electroreversible conversion elements such as piezoelectric ceramics. A plurality of piezoelectric vibrators are arranged in parallel and mounted on the tip of the ultrasonic probe 3. The piezoelectric vibrator generates ultrasonic waves in response to a drive signal supplied from the ultrasonic transmission circuit 11 described later. When ultrasonic waves are transmitted to the subject P via the ultrasonic probe 3, the transmitted ultrasonic waves (hereinafter referred to as transmitted ultrasonic waves) are reflected by the discontinuity surface of the acoustic impedance in the biological tissue in the subject. Will be done.
圧電振動子は、反射された超音波を受信し、エコー信号を発生する。エコー信号の振幅は、超音波の反射に関する不連続面を境界とする音響インピーダンスの差に依存する。また、送信超音波が移動している血流、および心臓壁等の表面で反射された場合のエコー信号の周波数は、ドプラ効果により、移動体(血流および心臓壁の表面)の超音波送信方向の速度成分に依存して偏移する。 The piezoelectric vibrator receives the reflected ultrasonic waves and generates an echo signal. The amplitude of the echo signal depends on the difference in acoustic impedance with respect to the discontinuity of ultrasonic reflection. In addition, the frequency of the echo signal when the transmitted ultrasonic waves are moving and reflected on the surface of the heart wall, etc., is transmitted by the ultrasonic waves of the moving body (blood flow and the surface of the heart wall) due to the Doppler effect. It shifts depending on the velocity component of the direction.
整合層は、被検体Pに対する超音波の送受信を効率よくするために、複数の圧電振動子の超音波放射面側に設けられる。バッキング材は、圧電振動子の後方への超音波の伝搬を防止する。 The matching layer is provided on the ultrasonic radiation surface side of the plurality of piezoelectric vibrators in order to efficiently transmit and receive ultrasonic waves to the subject P. The backing material prevents the propagation of ultrasonic waves behind the piezoelectric vibrator.
以下、超音波プローブ3は、1次元的に配列された圧電振動子により構成される1次元アレイにより、被走査領域を2次元的に走査するプローブとして説明する。なお、超音波プローブ3は、1次元アレイを複数の圧電振動子の配列方向と直交する方向に揺動させて3次元走査を実行するメカニカル4次元プローブでもよいし、圧電振動子が2次元的に配列された2次元アレイプローブでもよい。 Hereinafter, the ultrasonic probe 3 will be described as a probe that scans the area to be scanned two-dimensionally by a one-dimensional array composed of piezoelectric vibrators arranged one-dimensionally. The ultrasonic probe 3 may be a mechanical four-dimensional probe that swings a one-dimensional array in a direction orthogonal to the arrangement direction of a plurality of piezoelectric vibrators to perform three-dimensional scanning, or the piezoelectric vibrator is two-dimensional. It may be a two-dimensional array probe arranged in.
入力装置5は、インターフェース回路27を介して装置本体9に接続される。入力装置は、操作者からの各種指示、各種条件、関心領域(ROI)の設定指示、種々の画質条件、および設定指示等を装置本体9にとりこむための各種スイッチ、ボタン、トラックボールの他、マウス、キーボード等を有する。なお、入力装置5は、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、および表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチパネルディスプレイ、マイク等を有していてもよい。
The
入力装置5は、後述する設定機能291と推定機能292とを包括的に実行させる機能(以下、構造物推定機能とも呼ぶ)、後述するゲイン逆補正機能293と音場特性補正機能294と解析機能295とを包括的に実行させる機能(以下、組織性状解析機能とも呼ぶ)を実行するための開始指示(以下、減衰定量開始指示と呼ぶ)を入力する。このとき、減衰定量開始指示の入力に関する信号は、後述する制御回路29に出力される。また、入力装置5は、後述する取得機能296と波形情報生成機能297と表示制御機能298とを包括的に実行させる機能(以下、波形表示機能とも呼ぶ)を実行するための開始指示も入力する。
The
なお、入力装置5は、マウス、キーボードなどの物理的な操作部品を備えるものだけに限らない。例えば、超音波診断装置1とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、受け取った電気信号を種々の回路へ出力するような電気信号の処理回路も入力装置5の例に含まれる。
The
モニタ7は、後述する画像生成回路19、画像合成回路等23から出力されたビデオ信号に基づいて、生体内の形態学的情報や、血流情報などを画像として表示する。また、モニタ7は、波形情報生成機能297による解析結果を表示する。モニタとしては、例えば、CRTディスプレイや液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、LEDディスプレイ、プラズマディスプレイ、又は当技術分野で知られている他の任意のディスプレイが適宜利用可能である。モニタ7は、表示部や表示回路に相当する。
The
超音波送信回路11は、パルス発生器111と、送信遅延回路113と、パルサ回路115とを有する。超音波送信回路11は、超音波送信部の一例であって、プロセッサを有していてもよい。パルス発生器111は、所定のレート周波数fr Hz(周期:1/fr秒)で、送信超音波を形成するためのレートパルスを繰り返し発生する。発生されたレートパルスは、チャンネル数に分配され、送信遅延回路113に送られる。
The ultrasonic transmission circuit 11 includes a
送信遅延回路113は、複数のチャンネルごとに、送信超音波をビーム状に収束し、かつ送信指向性を決定するために必要な遅延時間(以下、送信遅延時間と呼ぶ)を、各レートパルスに与える。送信超音波の送信方向または送信方向に関する送信遅延時間(以下、送信遅延パターンと呼ぶ)は、記憶回路25に記憶される。記憶回路25に記憶された送信遅延パターンは、制御回路29により超音波の送信時に参照される。
The
パルサ回路115は、このレートパルスに基づくタイミングで、超音波プローブ3の振動子ごとに電圧パルス(駆動信号)を印加する。これにより、超音波ビームが被検体Pに送信される。
The
超音波送信回路11は、1フレームに対応する後述のBモードデータの生成を契機として、減衰定量条件に基づいて、被検体Pに超音波(以下、減衰定量用超音波と呼ぶ)を送信する。減衰定量条件とは、減衰定量用超音波を発生させるための送信条件、減衰定量用超音波を受信するための受信条件である。送信条件は、例えば、減衰定量用超音波の送信中心周波数と減衰定量用超音波の送信帯域幅である。受信条件は、例えば、減衰定量用超音波の受信中心周波数と受信帯域幅である。減衰定量条件は、記憶回路25に記憶される。
The ultrasonic transmission circuit 11 transmits ultrasonic waves (hereinafter referred to as attenuation quantification ultrasonic waves) to the subject P based on the attenuation quantification condition, triggered by the generation of B mode data corresponding to one frame, which will be described later. .. The attenuation quantification condition is a transmission condition for generating the attenuation quantification ultrasonic wave and a reception condition for receiving the attenuation quantification ultrasonic wave. The transmission conditions are, for example, the transmission center frequency of the attenuation quantification ultrasonic wave and the transmission bandwidth of the attenuation quantification ultrasonic wave. The reception conditions are, for example, the reception center frequency and the reception bandwidth of the attenuation quantification ultrasonic wave. The attenuation quantification condition is stored in the
なお、送信条件は、上記2種類に限定されず、例えば、周波数が異なる複数の減衰定量用超音波を、一つの走査線に対して送信する条件であってもよい。また、送信条件は、例えば、位相を反転させた2つの減衰定量用超音波を、一つの走査線に対して送信する条件であってもよい。送信条件における送信中心周波数は、例えば、Bモード用超音波の送信中心周波数より高い送信中心周波数である。また、送信条件における帯域幅は、Bモード用超音波の帯域幅より狭い帯域幅(以下、狭帯域と呼ぶ)である。なお、送受信条件は必ずしも2種類に限定せず、1種類でも良い。また、送受信条件で異なる種類を用いても良い。例えば、送信条件では、狭帯域な超音波1種類で送信し、受信条件では、Bモード用では広帯域、減衰定量用には、極狭帯域な帯域幅を設定しても良い。 The transmission condition is not limited to the above two types, and may be, for example, a condition in which a plurality of ultrasonic waves for quantifying attenuation having different frequencies are transmitted to one scanning line. Further, the transmission condition may be, for example, a condition in which two ultrasonic waves for quantifying attenuation whose phases are inverted are transmitted to one scanning line. The transmission center frequency under the transmission condition is, for example, a transmission center frequency higher than the transmission center frequency of the B-mode ultrasonic wave. Further, the bandwidth under the transmission condition is a bandwidth narrower than the bandwidth of the ultrasonic wave for B mode (hereinafter, referred to as a narrow band). The transmission / reception conditions are not necessarily limited to two types, and one type may be used. Further, different types may be used depending on the transmission / reception conditions. For example, under the transmission condition, one type of narrow-band ultrasonic wave may be transmitted, and under the reception condition, a wide band may be set for the B mode, and an extremely narrow bandwidth may be set for the attenuation determination.
入力装置5を介した操作者の減衰定量開始指示により、減衰定量条件は、記憶回路25から制御回路29に読み出される。超音波送信回路11は、減衰定量条件における送信条件に従って、制御回路29により制御される。例えば、超音波送信回路11は、超音波スキャンにおいて、送信条件に従って、周波数が異なる複数の超音波を、超音波プローブ3を介して被検体Pに送信する。なお、超音波送信回路11は、超音波スキャンにおいて、送信条件に従って、Bモードに関する超音波送信における周波数帯域より狭帯域の超音波を、超音波プローブ3を介して被検体Pに送信する。
The attenuation quantification condition is read from the
超音波受信回路13は、プリアンプ131、図示していないアナログディジタル(analog to digital(以下、A/Dと呼ぶ))変換器、受信遅延回路133、加算器135を有する。超音波受信回路は、超音波受信部の一例であって、プロセッサを有していてもよい。プリアンプ131は、超音波プローブ3を介して取り込まれた被検体Pからのエコー信号をチャンネル毎に増幅する。A/D変換器は、増幅された受信エコー信号をディジタル信号に変換する。A/D変換される前のアナログ信号に対して、アナログゲインが、STC(sensitive time control)またはTGC(time gain control)として与えられる。
The ultrasonic receiving circuit 13 includes a
受信遅延回路133は、ディジタル信号に変換された受信エコー信号に、受信指向性を決定するために必要な遅延時間(以下、受信遅延時間と呼ぶ)を与える。受信遅延回路133は、例えば、ディジタルビームフォーマである。受信遅延回路133から出力されたディジタル信号に対して、ディジタルゲインが、STCまたはTGCとして与えられる。エコー信号の受信方向または受信方向に関する受信遅延時間(以下、受信遅延パターンと呼ぶ)は、後述する記憶回路25に記憶される。記憶回路25に記憶された受信遅延パターンは、送信時と同様に、制御回路29により参照される。
The
反射波による信号は、被検体内における超音波の減衰によって、被検体内の深部ほど微弱になる。このため、アナログゲインおよびディジタルゲインは、この減衰を補うために、被検体内の深部において反射された超音波に起因する信号の振幅を増幅するゲインである。 The signal due to the reflected wave becomes weaker in the deeper part of the subject due to the attenuation of the ultrasonic wave in the subject. Therefore, the analog gain and the digital gain are gains that amplify the amplitude of the signal due to the ultrasonic waves reflected in the deep part of the subject in order to compensate for this attenuation.
加算器135は、遅延時間が与えられた複数のエコー信号を加算する。この加算により、超音波受信回路13は、受信指向性に応じた方向からの反射成分を強調した受信信号を生成する。この送信指向性と受信指向性とにより超音波送受信の総合的な指向性が決定される。この総合的な指向性により、超音波ビーム(いわゆる「超音波走査線」)が決まる。
The
超音波受信回路13は、減衰定量条件における受信条件に従って、減衰定量用超音波を受信する。受信条件における受信中心周波数は、減衰定量用超音波の送信中心周波数と略同一の周波数であって、被走査領域の深さ方向に対して変化させずに一定である。また、受信条件における受信帯域幅は、狭帯域と略同一な帯域幅である。超音波受信回路13は、減衰定量条件における受信条件に従って、制御回路29により制御される。
The ultrasonic wave receiving circuit 13 receives the ultrasonic wave for attenuation quantification according to the reception condition in the attenuation quantification condition. The reception center frequency under the reception condition is substantially the same as the transmission center frequency of the attenuation quantification ultrasonic wave, and is constant without changing with respect to the depth direction of the scanned region. Further, the reception bandwidth under the reception condition is substantially the same bandwidth as the narrow bandwidth. The ultrasonic wave receiving circuit 13 is controlled by the
具体的には、超音波受信回路13は、1フレームに対応する後述のBモードデータの生成を契機として、被検体Pに送信された減衰定量用超音波の反射波を、受信条件に従って受信する。超音波受信回路13は、減衰定量用超音波の反射波の受信により、減衰定量用受信データを生成する。超音波受信回路13は、減衰定量用受信データを、Bモード処理回路15に出力する。なお、超音波受信回路13は、減衰定量用受信データを、制御回路29および記憶回路25に出力してもよい。
Specifically, the ultrasonic wave receiving circuit 13 receives the reflected wave of the ultrasonic wave for attenuation quantification transmitted to the subject P in accordance with the receiving conditions, triggered by the generation of the B mode data described later corresponding to one frame. .. The ultrasonic wave receiving circuit 13 generates the received data for attenuation quantification by receiving the reflected wave of the ultrasonic wave for attenuation quantification. The ultrasonic wave receiving circuit 13 outputs the received data for quantifying attenuation to the B
Bモード処理回路15は、図示していない包絡線検波器、対数変換器などを有する。Bモード処理回路15は、Bモード処理部の一例であって、プロセッサを有する。包絡線検波器は、超音波受信回路13から出力された受信信号に対して包絡線検波を実行する。包絡線検波器は、包絡線検波された信号を、後述する対数変換器に出力する。対数変換器は、包絡線検波された信号に対して対数変換して弱い信号を相対的に強調する。Bモード処理回路15は、対数変換器により強調された信号に基づいて、各走査線および各超音波送受信における深さごとの信号値(Bモードデータ)を生成する。
The B-
Bモードデータは、対数変換器から出力された信号の強度を輝度の明るさとして表現されたデータに相当する。Bモード処理回路15からの出力は、画像生成回路19に出力される。Bモード処理回路15からの出力は、反射波の強度を輝度で表したBモード画像として、モニタ7に表示される。Bモード処理回路15は、減衰定量用受信データに基づいて、上記処理手順により、減衰定量用Bモードデータを生成する。Bモード処理回路15は、減衰定量用Bモードデータを、制御回路29および記憶回路25に出力する。
The B-mode data corresponds to data in which the intensity of the signal output from the logarithmic converter is expressed as the brightness of the luminance. The output from the B-
超音波プローブ3がメカニカル4次元プローブである場合や2次元アレイプローブである場合、Bモード処理回路15は、被走査領域におけるアジマス(Azimuth:方位)方向、エレベーション(Elevation)方向、深さ方向(レンジ(Range)方向)にそれぞれ対応付けて配列された複数の信号値からなる3次元Bモードデータを生成してもよい。レンジ方向とは、走査線上の深さ方向である。アジマス方向とは、例えば、1次元アレイにおける圧電振動子の配列方向に沿った電子走査方向である。エレベーション方向とは、例えば、1次元アレイの機械的揺動方向である。
When the ultrasonic probe 3 is a mechanical four-dimensional probe or a two-dimensional array probe, the B-
なお、3次元Bモードデータは、複数の画素値または複数の輝度値などを、走査線に沿って、アジマス方向、エレベーション方向およびレンジ方向にそれぞれ対応付けて配列させたデータであってもよい。また、3次元Bモードデータは、被走査領域において予め設定されたROIに関するデータであってもよい。また、Bモード処理回路15は、3次元Bモードデータの代わりにボリュームデータを生成してもよい。以下、Bモード処理回路15で生成されるデータをまとめて、Bモードデータと呼ぶ。
The three-dimensional B mode data may be data in which a plurality of pixel values, a plurality of brightness values, and the like are arranged in association with each other in the azimuth direction, the elevation direction, and the range direction along the scanning line. .. Further, the three-dimensional B mode data may be data related to the ROI set in advance in the area to be scanned. Further, the B
ドプラ処理回路17は、超音波受信回路13からエコー信号を受け取り、受け取ったエコー信号に対して速度情報を周波数解析する。ドプラ処理回路17は、ドプラ処理部の一例であって、プロセッサを有する。ドプラ処理回路17は、ドプラ効果による血流や組織、造影剤エコー成分を、超音波受信回路13から受け取ったエコー信号から抽出する。ドプラ処理回路17は、平均速度、分散、パワー等の血流情報を、走査線上の多点について求める。ドプラ処理回路17は、得られた血流情報を画像生成回路19に出力する。ドプラ処理回路17からの出力は、ドプラ波形画像、平均速度画像、分散画像、パワー画像、およびこれらの組み合わせ画像として、モニタ7にカラー表示される。
The
例えば、ドプラ処理回路17は、図示していないミキサー、低域通過フィルタ(Low Pass Filter:以下、LPFと呼ぶ)、速度/分散/Power演算回路等を有する。ミキサーは、超音波受信回路13から出力された受信信号に、送信周波数と同じ周波数f0を有する基準信号を掛け合わせる。この掛け合わせにより、ドプラ偏移周波数fdの成分の信号と(2f0+fd)の周波数成分を有する信号とが得られる。LPFは、ミキサーからの2種の周波数成分を有する信号のうち、高い周波数成分(2f0+fd)の信号を取り除く。ドプラ処理回路17は、高い周波数成分(2f0+fd)の信号を取り除くことにより、ドプラ偏移周波数fdの成分を有するドプラ信号を生成する。
For example, the
なお、ドプラ処理回路17は、ドプラ信号を生成するために、直交検波方式を用いてもよい。このとき、受信信号(RF信号)は、直交検波されIQ信号に変換される。ドプラ処理ユニット142は、IQ信号を複素フーリエ変換することにより、ドプラ偏移周波数fdの成分を有するドプラ信号を生成する。ドプラ信号は、例えば、血流、組織、造影剤によるドプラ成分である。
The
速度/分散/Power演算回路は、図示していないMTI(Moving Target Indicator)フィルタ、LPFフィルタ、自己相関演算器等を有する。なお、自己相関演算器の代わりに相互相関演算器を有していてもよい。MTIフィルタは、生成されたドプラ信号に対して、臓器の呼吸性移動や拍動性移動などに起因するドプラ成分(クラッタ成分)を除去する。MTIフィルタは、ドプラ信号から血流に関するドプラ成分(以下、血流ドプラ成分と呼ぶ)を抽出するために用いられる。LPFは、ドプラ信号から組織の移動に関するドプラ成分(以下、組織ドプラ成分と呼ぶ)を抽出するために用いられる。 The speed / dispersion / power calculation circuit includes an MTI (Moving Target Indicator) filter, an LPF filter, an autocorrelation calculation device, and the like (not shown). It should be noted that a cross-correlation calculator may be provided instead of the autocorrelation calculator. The MTI filter removes the Doppler component (clutter component) caused by the respiratory movement and pulsatile movement of the organ with respect to the generated Doppler signal. The MTI filter is used to extract a Doppler component related to blood flow (hereinafter referred to as a blood flow Doppler component) from a Doppler signal. The LPF is used to extract a Doppler component (hereinafter, referred to as a tissue Doppler component) related to tissue movement from a Doppler signal.
自己相関演算器は、血流ドプラ成分及び組織ドプラ成分に対して自己相関値を算出する。自己相関演算器は、算出された自己相関値に基づいて、血流および組織の平均速度値、分散値、ドプラ信号の反射強度(パワー)等を算出する。速度/分散/Power演算回路は、複数のドプラ信号に基づく血流および組織の平均速度値、分散値、ドプラ信号の反射強度等に基づいて、所定領域の各位置におけるカラードプラデータを生成する。以下、ドプラ信号とカラードプラデータとをまとめて、ドプラデータと呼ぶ。 The autocorrelation calculator calculates the autocorrelation value for the blood flow Doppler component and the tissue Doppler component. The autocorrelation calculator calculates the average velocity value of blood flow and tissue, the dispersion value, the reflection intensity (power) of the Doppler signal, and the like based on the calculated autocorrelation value. The velocity / dispersion / Power arithmetic circuit generates color Doppler data at each position in a predetermined region based on the average velocity value of blood flow and tissue based on a plurality of Doppler signals, the dispersion value, the reflection intensity of the Doppler signal, and the like. Hereinafter, the Doppler signal and the color Doppler data are collectively referred to as Doppler data.
画像生成回路19は、図示していないディジタルスキャンコンバータ(Digital Scan Converter:以下、DSCと呼ぶ)等を有する。画像生成回路19は、画像生成部の一例であって、プロセッサを有する。画像生成回路19は、DSCに対して、座標変換処理(リサンプリング)を実行する。座標変換処理とは、例えば、Bモードデータ、およびドプラデータからなる超音波スキャンの走査線の信号列を、テレビなどに代表される一般的なビデオフォーマットの走査線信号列に変換する処理である。
The
画像生成回路19は、座標変換処理により、表示画像としての超音波画像を生成する。具体的には、画像生成回路19は、Bモードデータに基づいてBモード画像を生成する。画像生成回路19は、減衰定量用Bモードデータに基づいて、減衰Bモード画像を生成する。Bモード画像および減衰Bモード画像は、音波の集束などの超音波プローブの特性や超音波ビーム(例えば、送受信ビーム)の音場特性などが反映された画素値(輝度値)を有する。例えば、Bモード画像において、被走査領域において超音波のフォーカス付近では、非フォーカス部分よりも相対的に高輝度となる。
The
画像生成回路19は、ドプラデータに基づいて、平均速度画像、分散画像、パワー画像などのドプラ画像を生成する。また、画像生成回路19は、解析機能295により解析された解析結果に基づいて、被走査領域におけるROIの各位置における超音波の減衰の程度を表す減衰画像を生成する。
The
画像メモリ21は、生成された超音波画像(Bモード画像、平均速度画像、分散画像、パワー画像、減衰画像)に対応するデータ(以下、画像データと呼ぶ)を記憶する。画像メモリ21に記憶された画像データは、入力装置5を介した操作者の指示により、読み出される。画像メモリ21は、例えば、フリーズする直前の複数のフレームに対応する超音波画像を保存するメモリである。このシネメモリに記憶されている画像を所定のフレームレートで連続表示(シネ表示)することで、超音波動画像が、モニタ7に動画表示される。
The
画像メモリ21は、例えば、集積回路記憶装置(RAM(Random Access Memory)、ROM(Read−Only Memory)等)により実現される。なお、画像メモリ21の実現は、上記集積回路記憶装置に限定されず、任意の記憶装置であってもよい。
The
画像合成回路23は、超音波画像に、種々のパラメータの文字情報および目盛等を合成する。画像合成回路23は、画像合成部の一例であって、プロセッサを有する。画像合成回路23は、合成された超音波画像を後述するモニタ7に出力する。画像合成回路23は、Bモード画像に減衰画像を位置合わせして重畳した減衰重畳画像を生成する。画像合成回路23は、生成した減衰重畳画像を、モニタ7に出力する。
The
記憶回路25は、種々の情報を記憶するHDD(hard disk drive:ハードディスクドライブ)やSSD(solid state drive:ソリッドステートドライブ)、集積回路記憶装置(RAM、ROM等)などの記憶装置である。記憶回路25は、記憶部に相当する。また、記憶回路25は、CD−ROMドライブやDVDドライブ等との間で、種々の情報を読み書きする駆動装置で実現されてもよい。また、記憶回路25は、磁気ディスク(フロッピー(登録商標)ディスクなど)、光ディスク(CD−ROM、DVD、MOなど)、半導体メモリ等の可搬性記憶媒体との間で種々の情報を読み書きする駆動装置で実現されてもよい。
The
記憶回路25は、フォーカス深度の異なる複数の受信遅延パターン、および複数の送信遅延パターンを記憶する。記憶回路25は、本超音波診断装置1の制御プログラム、診断プロトコル、および後述する医用解析プログラムを記憶する。記憶回路25は、超音波の送受信条件等の各種データ群、診断情報(患者ID、医師の所見等)を記憶する。記憶回路25は、超音波受信回路13により生成された受信信号、Bモード処理回路15により生成されたBモードデータ、ドプラ処理回路17により生成されたドプラデータ、組織性状解析機能による解析結果を示す解析データ、および波形情報生成機能297による波形情報を記憶する。
The
また、記憶回路25は、減衰定量用Bモードデータの収集に関する被走査領域(減衰Bモード画像)に設定される複数の領域の大きさおよび設定位置、構造物推定機能の実行に関するプログラム(以下、構造物推定プログラムと呼ぶ)等を記憶する。記憶回路25は、構造物推定機能において参照される閾値(以下、構造物判定閾値と呼ぶ)を記憶する。記憶回路25は、ゲイン逆補正機能293で用いられる逆補正データ、音場特性補正機能294で用いられる音場特性補正データ、組織性状解析機能の実行に関するプログラム(以下、組織性状解析プログラムと呼ぶ)、波形情報生成機能297で生成される波形情報、取得機能296と波形情報生成機能297と表示制御機能298との実行に関する波形提示プログラム等を記憶する。以下、構造物推定プログラムと組織性状解析プログラムと波形表示プログラムとをまとめて、医用解析プログラムと呼ぶ。
Further, the
なお、記憶回路25は、逆補正データの代わりに、対応表(以下、逆補正対応表と呼ぶ)を記憶してもよい。また、記憶回路25は、音場特性補正データの代わりに、対応表(以下、音場特性補正対応表と呼ぶ)を記憶してもよい。
The
逆補正データは、超音波スキャンにより得られたデータ(受信信号、受信データ)に対してSTCまたはTGCにより付与されたアナログゲインおよびディジタルゲインを相殺(キャンセル)するためのデータである。具体的には、逆補正データは、超音波スキャンにより得られたデータに付与されるゲイン(利得)の深さ方向の応答を示すデータである。すなわち、逆補正データをBモードデータに適用することにより、ゲイン補正されたBモードデータは、ゲイン補正前のBモードデータに変換される。 The reverse correction data is data for canceling (cancelling) the analog gain and the digital gain given by the STC or TGC with respect to the data (received signal, received data) obtained by the ultrasonic scan. Specifically, the reverse correction data is data indicating the response of the gain (gain) given to the data obtained by the ultrasonic scan in the depth direction. That is, by applying the reverse correction data to the B mode data, the gain-corrected B-mode data is converted into the B-mode data before the gain correction.
逆補正対応表とは、STCまたはTGCによるゲイン補正を相殺するための対応表である。具体的には、逆補正対応表は、超音波スキャンにより得られたデータに付与されるゲイン(利得)の深さ方向の応答を示す対応表であって、ゲイン補正後のBモードデータを、ゲイン補正前のBモードデータに変換するための対応表である。 The reverse correction correspondence table is a correspondence table for canceling the gain correction by STC or TGC. Specifically, the inverse correction correspondence table is a correspondence table showing the response of the gain (gain) given to the data obtained by the ultrasonic scan in the depth direction, and the B mode data after the gain correction is used. It is a correspondence table for conversion to B mode data before gain correction.
音場特性補正データは、ゲイン補正前のBモードデータにおける音場特性の依存性を相殺するためのデータである。すなわち、音場特性補正データをBモードデータに適用することにより、音場特性に依存するBモードデータは、音場特性に依存しないBモードデータに変換される。音場特性補正対応表とは、Bモードデータにおける音場特性の依存性を相殺するための対応表である。具体的には、音場特性補正対応表は、音場特性に依存するBモードデータを、音場特性に依存しないBモードデータに変換するための対応表である。 The sound field characteristic correction data is data for canceling the dependence of the sound field characteristic in the B mode data before the gain correction. That is, by applying the sound field characteristic correction data to the B mode data, the B mode data that depends on the sound field characteristic is converted into the B mode data that does not depend on the sound field characteristic. The sound field characteristic correction correspondence table is a correspondence table for canceling the dependence of the sound field characteristic in the B mode data. Specifically, the sound field characteristic correction correspondence table is a correspondence table for converting B mode data that depends on the sound field characteristic into B mode data that does not depend on the sound field characteristic.
音場特性補正データおよび音場特性補正対応表は、例えば、超音波が無減衰であってかつ一様な散乱体を有する物体に対して超音波スキャンを実行したときに得られる深さ方向の画素値(または輝度値)の分布に対応する。音場特性補正データおよび音場特性補正対応表は、超音波が無減衰であってかつ一様なファントムに対して超音波スキャンを実行することにより取得された実測データに基づいて予め生成される。 The sound field characteristic correction data and the sound field characteristic correction correspondence table are obtained, for example, in the depth direction obtained when an ultrasonic scan is performed on an object in which ultrasonic waves are unattenuated and have a uniform scatterer. Corresponds to the distribution of pixel values (or brightness values). The sound field characteristic correction data and the sound field characteristic correction correspondence table are generated in advance based on the actual measurement data acquired by performing an ultrasonic scan on a phantom in which ultrasonic waves are unattenuated and uniform. ..
なお、音場特性補正データおよび音場特性補正対応表は、超音波に対して一定の減衰を有するファントムに対する超音波スキャンにより実測された実測データからこのファントムによる超音波の減衰分を差分することにより生成されてもよい。また、音場特性補正データおよび音場特性補正対応表は、シミュレーションなどの他の手段により生成されてもよい。 In addition, the sound field characteristic correction data and the sound field characteristic correction correspondence table are obtained by differentiating the attenuation of ultrasonic waves by this phantom from the actual measurement data measured by ultrasonic scanning for a phantom having a certain attenuation with respect to ultrasonic waves. May be generated by. Further, the sound field characteristic correction data and the sound field characteristic correction correspondence table may be generated by other means such as simulation.
記憶回路25は、Bモード画像、平均速度画像、分散画像、パワー画像、減衰画像、減衰重畳画像等の各種医用画像を記憶する。記憶回路25は、後述する複数の減衰係数にそれぞれ対応する複数の色相を記憶する。記憶回路25は、減衰画像に関する所定の不透明度または透明度を記憶する。なお、上述した画像メモリ21は、記憶回路25に設けられてもよい。また、構造物推定機能として後述するCFAR(Contrast False Alarm Rate)処理を実行する場合、記憶回路25は、CFAR処理に関するプログラムを記憶してもよい。
The
インターフェース回路27は、入力装置5、不図示の操作パネル、ネットワーク、図示していない外部記憶装置および生体信号計測器に関するインターフェースである。装置本体9によって得られた超音波画像等のデータおよび解析結果等は、インターフェース回路27とネットワークとを介して他の装置に転送可能である。なお、インターフェース回路27は、ネットワークを介して、図示していない他の医用画像診断装置で取得された被検体に関する医用画像を、ダウンロードすることも可能である。インターフェース回路27は、インターフェース部に対応し、プロセッサを有していてもよい。
The
制御回路29は、情報処理装置(計算機)としての機能を有し、超音波診断装置1の動作を制御する制御手段(プロセッサ)である。制御回路29は、記憶回路25から画像生成・表示等を実行するための制御プログラムを読み出して各種処理に関する演算・制御等を実行する。
The
制御回路29は、減衰定量開始指示に応答して、記憶回路25から減衰定量条件を読み出す。制御回路29は、読み出した減衰定量条件に従って、超音波送信回路11と超音波受信回路13とを制御する。具体的には、制御回路29は、読み出した送信条件に従って超音波送信回路11を制御する。これにより、超音波送信回路11は、1フレームに対応するBモードデータの生成後に、減衰定量用超音波を、被検体Pに送信する。また、制御回路29は、読み出した受信条件に従って超音波受信回路13を制御する。これにより、超音波受信回路13は、受信条件に従って、被検体Pに送信された減衰定量用超音波の反射波を受信する。
The
本実施形態では、設定機能291、推定機能292、ゲイン逆補正機能293、音場特性補正機能294、解析機能295、取得機能296、波形情報生成機能297、表示制御機能298にて行われる各処理機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路25へ記憶されている。制御回路29は、これら機能に対応するプログラムを記憶回路25から読み出し、実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。
In this embodiment, each process performed by the
上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、CPU、GPU(Graphical Processing Unit)或いは、特定用途向け集積回路(Application Specific Integrated Circuit:ASIC)、プログラマブル論理デバイス(例えば、単純プログラマブル論理デバイス(Simple Programmable Logic Device:SPLD)、複合プログラマブル論理デバイス(Complex Programmable Logic Device:CPLD)、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ(Field Programmable Gate Array:FPGA))等の回路を意味する。 The term "processor" used in the above description refers to, for example, a CPU, a GPU (Graphical Processing Unit), an integrated circuit for a specific application (Application Specific Integrated Circuit: ASIC), a programmable logic device (for example, a simple programmable logic device (Simple)). It means a circuit such as a Programgable Logical Device (SPLD), a compound programmable logic device (Complex Programmable Logic Device: CPLD), and a field programmable gate array (Field Programmable Gate Array: FPGA).
プロセッサは、記憶回路25に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、記憶回路25にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、超音波送信回路11、超音波受信回路13、Bモード処理回路15、ドプラ処理回路17、画像生成回路19、画像合成回路23、インターフェース回路27等の他の回路も同様に、上記のプロセッサなどの電子回路により構成される。
The processor realizes the function by reading and executing the program stored in the
制御回路29は、減衰定量開始指示に応答して、医用解析プログラムを記憶回路25から読み出す。制御回路29は、読み出した医用解析プログラムを実行することにより、構造物推定機能および組織性状解析機能を実現する。具体的には、制御回路29は、構造物推定プログラムおよび組織性状解析プログラムを、記憶回路25から読み出す。制御回路29は、読み出した構造物推定プログラムを実行することにより、減衰定量用超音波を用いた超音波スキャンにより得られた減衰定量用Bモードデータに基づいて、被検体内の構造物の位置を推定する。
The
制御回路29は、例えば、構造物の位置の推定を契機として、読み出した組織性状解析プログラムを実行することにより、減衰定量用Bモードデータに対応する被走査領域において、組織性状を解析する。
制御回路29は、被検体Pに対する超音波走査に基づくエコー信号を取得する。制御回路29は、被検体PのROIのうちの構造物と推定される構造物領域(第1領域ともいう)を除く均一領域(第2領域ともいう)に対応するエコー信号から、波形情報を生成する。制御回路29は、波形情報に基づく波形をモニタ7などの表示部に表示させる。制御回路29は、波形と、医用画像(Bモード画像および減衰画像)の少なくともいずれか1つとを、併せて表示してもよい。
The
The
(組織性状解析機能)
組織性状解析機能は、組織性状解析プログラムに従って制御回路29により実行される機能である。具体的には、組織性状解析機能は、減衰定量用Bモードデータに基づいて、減衰Bモード画像内で推定された構造物の位置以外の位置に対して組織性状を解析する。組織性状解析機能は、ゲイン逆補正機能293と音場特性補正機能294と、解析機能295と、表示制御機能298とを有する。以下、組織性状解析機能における各機能について詳述する。
(Tissue property analysis function)
The tissue property analysis function is a function executed by the
ゲイン逆補正機能293の実行に先立って、制御回路29は、減衰定量用Bモードデータにおいて、減衰Bモード画像に対応する被走査領域に推定された構造物の位置を除く複数の位置に対応するデータ(以下、減衰定量用部分データと呼ぶ)を推定する。
Prior to the execution of the gain
ゲイン逆補正機能293を実現する制御回路29は、記憶回路25から逆補正データを読み出す。制御回路29は、被走査領域において推定された構造物の位置を除く複数の位置に対応する減衰定量用部分データから逆補正データを減算する。これにより、制御回路29は、ゲイン補正前の減衰定量用部分データを生成する。なお、制御回路29は、記憶回路25から逆補正対応表を読み出してもよい。このとき、制御回路29は、逆補正対応表に従って、減衰定量用部分データをゲイン補正前の減衰定量用部分データに変換する。すなわち、ゲイン逆補正機能293は、減衰定量用部分データに対するゲイン補正をキャンセルする。
The
ゲイン逆補正機能293により、制御回路29は、超音波プローブ3が減衰定量用超音波の反射波を受信した時点における受信データ、すなわち深さ方向に沿った深さ方向の超音波信号の純粋な強度を復元する。なお、超音波受信回路13からゲイン未補正の減衰定量用部分データ(ローデータ)を出力することが可能であれば、上記ゲイン逆補正機能293は不要となる。
Due to the gain
音場特性補正機能294を実現する制御回路29は、記憶回路25から音場特性補正データを読み出す。制御回路29は、ゲイン補正前の減衰定量用部分データから音場特性補正データを減算する。これにより、制御回路29は、音場特性に依存せず、かつゲイン補正前の減衰定量用部分データ(以下、減衰データと呼ぶ)を生成する。なお、制御回路29は、記憶回路25から音場特性補正対応表を読み出してもよい。このとき、制御回路29は、音場特性補正対応表に従って、ゲイン補正前の減衰定量用部分データを、減衰データに変換する。すなわち、制御回路29は、超音波スキャンにおける音場特性に基づいて、ゲイン補正前の減衰定量用部分データにおける音場特性の依存性をキャンセルする。
The
音場特性補正機能294により、制御回路29は、超音波ビームの形状、および超音波プローブ3の形状に特有な画素値(または輝度値)の変化量を、ゲイン補正前の減衰定量用Bモードデータから排除する。この排除により、制御回路29は、被検体内の組織により超音波が純粋に減衰する程度を反映した画素値(または輝度値)を有する減衰データを生成する。減衰データは、ゲイン逆補正機能293および音場特性補正機能294により補正された補正データに対応する。
With the sound field
波形情報生成機能297を実現する制御回路29は、被検体Pに対する超音波スキャンにより得られた上記減衰データに基づいて、推定された構造物の位置を除く被検体内の複数の位置(以下、非構造物領域または均一領域と呼ぶ)における組織性状を解析する。すなわち、波形情報生成機能297を実現する制御回路29は、被検体内を伝搬する減衰定量用超音波の減衰量を計算する。
The
具体的には、制御回路29は、減衰データにおいて、非構造物領域における画素値(または輝度値)において、深さ方向に沿った微分値を計算する。上記微分値は、例えば、非構造物領域における複数の画素各々において、深さ方向に沿って隣接する2つの画素の画素値の差分値を、この2つの画素の間隔(距離)で除した値に相当する。
Specifically, the
次いで、制御回路29は、計算した微分値に対して、超音波の往復分を加味して、1/2を乗算する。これにより、制御回路29は、減衰定量用超音波の送信中心周波数に関する超音波の減衰量(dB/cm)を、非構造物領域に含まれる複数の画素(位置)について計算する。さらに、制御回路29は、計算した減衰量を減衰定量用超音波の送信中心周波数で除算する。この除算により、制御回路29は、非構造物領域に含まれる複数の画素(位置)における減衰係数(dB/cm/Hz)を計算する。
Next, the
減衰係数は、減衰定量用超音波の送信中心周波数に依存しない。減衰係数は、診断対象となる組織の性状を表す数値である。上記各種計算により、制御回路29は、非構造物領域に含まれる複数の位置において減衰係数を示す解析データ(以下、減衰係数データと呼ぶ)を生成する。制御回路29は、減衰係数データを、画像生成回路19および記憶回路25等に出力する。
The attenuation coefficient does not depend on the transmission center frequency of the ultrasonic wave for quantifying attenuation. The attenuation coefficient is a numerical value representing the properties of the tissue to be diagnosed. By the above-mentioned various calculations, the
組織性状は、輝度値または画素値の解析による減衰係数に限定されず、他の解析により減衰量を反映した量であってもよい。例えば、肝臓内の血管などの構造物を推定する場合には、ドプラデータを用いる事が望ましい。周波数が異なる複数の減衰定量用超音波が一つの走査線に対して送受信された場合、波形情報生成機能297を実現する制御回路29は、非構造物領域に含まれる複数の位置におけるドプラデータに基づいて周波数解析を実行することにより、非構造物領域に含まれる複数の位置における組織性状を示すパラメータを計算してもよい。具体的には、制御回路29は、複数の減衰定量用超音波各々に対応するドプラデータを用いて、周波数の違いに起因する減衰量の差を、組織性状として計算する。
The texture property is not limited to the attenuation coefficient obtained by analyzing the luminance value or the pixel value, and may be an amount that reflects the amount of attenuation obtained by other analysis. For example, when estimating a structure such as a blood vessel in the liver, it is desirable to use Doppler data. When a plurality of ultrasonic waves for quantifying attenuation having different frequencies are transmitted and received for one scanning line, the
また、Bモードに関する超音波送信における周波数帯域より狭帯域の超音波が減衰定量用超音波として被検体Pに送信された場合、制御回路29は、狭帯域の減衰定量用超音波の受信により取得されたデータに対して周波数解析を実行する。次いで、制御回路29は、周波数解析における周波数特性に基づいて、組織性状として減衰量を計算する。
Further, when an ultrasonic wave having a band narrower than the frequency band in the ultrasonic wave transmission related to the B mode is transmitted to the subject P as an ultrasonic wave for quantifying attenuation, the
表示制御機能298を実現する制御回路29は、解析結果の減衰画像を、モニタ7に表示させる。具体的には、制御回路29は、減衰係数データを画像生成回路19に出力する。画像生成回路19は、減衰係数データに基づいて減衰画像を生成する。このとき、制御回路29は、複数の画素それぞれに減衰係数に応じた色相を付与するために、画像生成回路19を制御する。この制御により、減衰画像は、減衰係数に応じた色相を有する。
The
なお、構造物の位置に対応する領域において、減衰画像は、欠落した状態となる。画像生成回路19は、減衰画像を画像合成回路23に出力する。
In the region corresponding to the position of the structure, the attenuated image is in a missing state. The
画像合成回路23は、制御回路29による制御のもとで、減衰定量用Bモードデータの収集に関する被走査領域と略同一の被走査領域に関するBモード画像と、減衰画像との位置合わせ(registration)を実行する。画像合成回路23は、制御回路29による制御のもとで、減衰画像を所定の不透明度または透明度に変換する。
Under the control of the
画像合成回路23は、Bモード画像に、所定の不透明度または透明度を有する減衰画像を重畳させた減衰重畳画像を生成する。画像合成回路23は、減衰重畳画像に、減衰係数の色相に応じた凡例等を合成する。画像合成回路23は、凡例等を合成した減衰重畳画像を、モニタ7に出力する。
The
モニタ7は、構造物の位置を除く被検体内の複数位置各々において、解析結果としての減衰量を表示する。具体的には、モニタ7は、凡例等を合成した減衰重畳画像を表示する。
The
以上、本実施形態においては、組織性状として、被検体内を伝搬する超音波の減衰量を解析する場合を例とした。しかしながら、組織性状は、減衰量に限定されず、例えば、弾性率(ヤング率)、粘性率、歪みなどの診断対象組織の性状を示す量であってもよい。このとき、組織性状は、例えば、超音波エラストグラフィー法により取得される。解析機能295は、静的または動的なエラストグラフィー法に関する各種解析機能を有する。このとき、解析機能295を実現する制御回路29は、組織性状として、被検体内の組織の粘性と弾性とのうち少なくとも一つに関する指標値(粘性パラメータ、弾性パラメータ)を計算する。また、超音波エラストグラフィー法により生成される画像(弾性画像、粘性画像、歪み画像など)は、減衰画像に対応することになる。
As described above, in the present embodiment, the case of analyzing the attenuation amount of the ultrasonic wave propagating in the subject as the tissue property is taken as an example. However, the tissue property is not limited to the amount of attenuation, and may be an amount indicating the property of the tissue to be diagnosed, such as elastic modulus (Young's modulus), viscosity rate, and strain. At this time, the tissue property is acquired by, for example, an ultrasonic elastography method. The
(構造物推定機能)
構造物推定機能とは、例えば、被検体Pに対する超音波スキャンにより得られた減衰定量用Bモードデータに基づいて、被検体内の複数の位置について不均一さを評価することにより構造物の位置を推定する機能を含む。構造物推定機能として構造物を推定する方法には様々な方法があるが、以下、一例として減衰Bモード画像に設定された複数の領域各々に含まれる複数の画素にそれぞれ対応する複数の画素値(または輝度値)の平均値、および分散値を利用した方法を説明する。
(Structure estimation function)
The structure estimation function is, for example, the position of a structure by evaluating non-uniformity at a plurality of positions in the subject based on B-mode data for attenuation determination obtained by ultrasonic scanning of the subject P. Includes the ability to estimate. There are various methods for estimating a structure as a structure estimation function. Hereinafter, as an example, a plurality of pixel values corresponding to a plurality of pixels included in each of a plurality of regions set in an attenuation B mode image. A method using the average value (or the brightness value) and the dispersion value will be described.
この方法は、一般に、例えば健常な肝臓の実質のような一様な散乱体を有する領域において、減衰定量用Bモードデータの度数分布(ヒストグラム)がレイリー分布を示すことを利用している。一様な散乱体を有する領域において、減衰定量用Bモードデータの度数分布がレイリー分布に従う場合、この領域における複数の画素値による平均値(μ)と分散値(σ)とは、以下のような関係となる。 This method generally utilizes the fact that the frequency distribution (histogram) of the B-mode data for attenuation quantification shows a Rayleigh distribution in a region having a uniform scatterer, such as the parenchyma of a healthy liver. In a region with a uniform scatterer, when the frequency distribution of the B-mode data for attenuation quantification follows the Rayleigh distribution, the average value (μ) and variance value (σ) of the multiple pixel values in this region are as follows. Relationship.
μ2=(π/(4−π))×σ2 ・・・(1)
平均値と分散値との計算に関する領域に構造物が含まれている場合、散乱体は非一様であるため、減衰定量用Bモードデータの度数分布の分散値は、レイリー分布で計算される分散値より大きくなる。加えて、構造物の特性が周囲と顕著に異なるほど(例えば、構造物の領域が石灰化している領域に対応する場合など)、分散値は大きくなる。このため、被走査領域で設定された複数の領域各々において分散値を算出することにより、領域を代表する画素各々における構造物の有無を判定することができる。
μ 2 = (π / (4-π)) × σ 2 ... (1)
When the structure is included in the region related to the calculation of the mean value and the variance value, the variance value of the frequency distribution of the B-mode data for attenuation quantification is calculated by the Rayleigh distribution because the scatterer is non-uniform. Greater than the variance value. In addition, the more significantly different the properties of the structure from the surroundings (eg, when the area of the structure corresponds to a calcified area), the greater the dispersion value. Therefore, by calculating the variance value in each of the plurality of regions set in the region to be scanned, it is possible to determine the presence or absence of a structure in each of the pixels representing the region.
しかしながら、画素値の大きさが大きいほど分散値が大きくなるため、分散値そのものを算出するだけでは、構造物の有無、すなわち一様な散乱体の場合に得られるレイリー分布からの逸脱の有無を判定することはできない。そこで、本実施形態では、設定された領域における画素値の平均値と同じ平均値を有するレイリー分布を、設定された領域に対して仮定する。この仮定のもとで、設定された領域における画素値の平均値と式(1)とを用いて計算された分散値{(4/π−1)×μ2}に対する、設定された領域における画素値の分散値σ2の比(以下、正規化局所分散Rσと呼ぶ)が計算される。具体的には、正規化局所分散Rσは、以下のような式となる。 However, the larger the pixel value, the larger the variance value. Therefore, simply calculating the variance value itself determines the presence or absence of a structure, that is, the presence or absence of deviation from the Rayleigh distribution obtained in the case of a uniform scatterer. It cannot be determined. Therefore, in the present embodiment, a Rayleigh distribution having the same average value as the average value of the pixel values in the set region is assumed for the set region. Under this assumption, in the set region with respect to the variance value {(4 / π-1) × μ 2 } calculated using the average value of the pixel values in the set region and the equation (1). The ratio of the variance value σ 2 of the pixel values (hereinafter referred to as the normalized local variance Rσ) is calculated. Specifically, the normalized local variance Rσ has the following equation.
Rσ=(π/(4−π))×σ2/μ2 ・・・(2)
式(2)の右辺における分子(σ2)は、設定された領域に包含される複数の画素にそれぞれ対応する複数の画素値から計算された実測の分散値である。式(2)の右辺における分母{(π/(4−π))×μ2}は、設定された領域に包含される複数の画素にそれぞれ対応する分散の画素値から計算された平均値μと式(1)とを用いて、設定された領域における複数の画素値がレイリー分布を形成すると仮定した場合の分散値である。
Rσ = (π / (4-π)) × σ 2 / μ 2 ... (2)
Molecules (sigma 2) on the right-hand side of Equation (2) is the variance value of the measured, calculated from a plurality of pixel values corresponding to a plurality of pixels that are included in the set region. The denominator {(π / (4-π)) × μ 2 } on the right side of equation (2) is the average value μ calculated from the pixel values of the variance corresponding to each of the plurality of pixels included in the set region. It is a dispersion value when it is assumed that a plurality of pixel values in a set region form a Rayleigh distribution using the above equation (1).
正規化局所分散Rσが1に近い場合、設定された領域における画素値の分布は、レイリー分布とみなすことができる。また、正規化局所分散Rσが1より大きな値である場合、設定された領域に含まれる複数の画素値の分布は、レイリー分布から乖離しており、設定された領域には、一様な散乱体から逸脱した構造物が含まれていると推定される。すなわち、正規化局所分散Rσは、設定された領域における構造物の有無の判断の指標に相当する。 When the normalized local variance Rσ is close to 1, the distribution of pixel values in the set region can be regarded as the Rayleigh distribution. Further, when the normalized local variance Rσ is a value larger than 1, the distribution of a plurality of pixel values included in the set region deviates from the Rayleigh distribution, and uniform scattering occurs in the set region. It is presumed that it contains structures that deviate from the body. That is, the normalized local variance Rσ corresponds to an index for determining the presence or absence of a structure in the set region.
設定機能291を実現する制御回路29は、減衰定量用Bモードデータが収集された被走査領域(減衰Bモード画像)、すなわち減衰定量用超音波による超音波スキャンにおける走査領域において、複数の判定領域を設定する。設定された複数の判定領域は、減衰Bモード画像における複数の画素各々を中心(以下、中心画素と呼ぶ)または重心として、所定の大きさを有する。減衰Bモード画像に設定される判定領域の大きさは、入力装置5を介した操作者の指示により適宜変更されてもよい。なお、制御回路29は、所定の画素の幅ごとに一つの領域をスイープさせることで、減衰Bモード画像において複数の判定領域を設定してもよい。
The
推定機能292を実現する制御回路29は、設定された複数の判定領域各々に含まれる複数の画素各々に対応する画素値(または輝度値)に基づいて、構造物の位置を推定する。このとき、画素値は、減衰定量用Bモードデータにおける画素値に対応する。なお、推定機能292により用いられる画素値は、通常のBモードデータにおける画素値が用いられてもよい。具体的には、制御回路29は、複数の判定領域各々において、画素値(または輝度値)の平均値と、分散値とを計算する。制御回路29は、平均値と分散値とに基づいて、正規化局所分散Rσを計算する。計算された正規化局所分散Rσは、記憶回路25に記憶されてもよい。また、正規化局所分散Rσは、正規化局所分散Rσの値に応じた色相で、正規化局所分散Rσに関する被走査領域と同一被走査領域におけるBモード画像に重畳されて、モニタ7に表示されてもよい。
The
制御回路29は、計算した正規化局所分散Rσを、設定機能291により設定された判定領域を代表する位置、例えば中心画素の位置に対応付ける。制御回路29は、構造物判定閾値を、記憶回路25から読み出す。構造物判定閾値は、1以上の数値である。なお、構造物判定閾値は、入力装置5を介した操作者の指示により適宜変更されてもよい。制御回路29は、読み出した構造物判定閾値と正規化局所分散Rσとを比較する。制御回路29は、構造物判定閾値より大きい正規化局所分散Rσが対応付けられた位置を、構造物の位置として推定する。
The
推定機能292を実現する制御回路29は、減衰Bモード画像に対応する被走査領域において推定された構造物の位置、すなわち構造物の領域を、記憶回路25に出力してもよい。推定された構造物の位置は、組織性状解析機能および波形表示機能において用いられる。
The
なお、受信信号や減衰定量用Bモードデータを用いた構造物の推定の手法は、上述した方法に限定されない。例えば、構造物推定機能は、CFAR処理と称される推定的な信号(または画像)の抽出技術を用いてもよい。CFAR処理という用語は、レーダー分野に用いられるものである。本実施形態では、その関連性により説明を具体的にするために、便宜上「CFAR」という語句を用いている。しかしながら、レーダー分野で用いられる方法、あるいは統計量を厳密に使用したものに拘泥されない。 The method for estimating the structure using the received signal and the B-mode data for quantifying attenuation is not limited to the above-mentioned method. For example, the structure estimation function may use an putative signal (or image) extraction technique called CFAR processing. The term CFAR processing is used in the radar field. In this embodiment, the phrase "CFAR" is used for convenience in order to make the explanation more specific by its relevance. However, we are not bound by the methods used in the radar field or the rigorous use of statistics.
CFAR処理は、例えば次の(1)〜(3)の手順によって実行される。
(1)設定機能291を実現する制御回路29は、減衰Bモード画像において、注目画素Pi毎に、当該画素Piの近傍画素を有する判定領域を設定する。制御回路29により近傍画素として設定される判定領域は、減衰Bモード画像において十字型に設けられる。しかしながら、設定される判定領域における近傍画素の配列は、十字型に拘泥されず、例えば演算処理に要する時間が問題とならない場合には、注目画素に隣接する8画素を除く任意の大きさの判定領域であってもよい。
The CFAR process is executed, for example, by the following procedures (1) to (3).
(1) The
推定機能292を実現する制御回路29は、設定された判定領域における輝度平均値(または画素平均値)を計算する。このとき、制御回路29は、注目画素の輝度値(または画素値)が平均値に影響しないようにするため、注目画素Pi自体を、輝度平均計算に含めないようにしてもよい。
The
(2)次に、制御回路29は、注目画素Piの画素値から平均値を減算する。制御回路29は、この減算値を、当該注目画素Piの位置に対する演算結果Kiとして定義し、記憶回路25に記憶させる。制御回路29は、この演算処理を、全ての注目画素Piについて実行する。
(2) Next, the
(3)制御回路29は、予め設定された閾値Tを記憶回路25から読み出す。このとき、閾値Tは、構造物判定閾値に対応し、一般的には正規化局所分散Rσに対応する構造物判定閾値とは異なる値である。制御回路29は、演算結果Kiと閾値Tとを比較する。Ki≧Tの場合には、元の輝度を用いて当該注目画素Piを表示する(構造物の抽出)。一方、Ki<Tである場合、当該注目画素Piの輝度値はゼロとすることで表示しない(構造物の除去)。これらの処理を全ての注目画素Piについて実行することで、当該画像に関するCFAR処理を実行することができる。
(3) The
なお、上記(3)の判定においては、Ki≧Tの場合には輝度をKiとして当該注目画素Piを表示し、Ki<Tである場合、当該注目画素Piの輝度値はゼロとすることで表示しない様にしてもよい。 In the determination of (3) above, when Ki ≧ T, the brightness is set to Ki and the pixel of interest Pi is displayed, and when Ki <T, the brightness value of the pixel of interest Pi is set to zero. It may not be displayed.
また、構造物推定機能は、より単純には、通常のBモード画像において設定された複数の領域における輝度値(または画素値)の平均値、および分散値、標準偏差値等と、これらの値各々に対応する構造物判定のための閾値とを比較することにより、構造物の位置を推定してもよい。
(波形情報表示機能)
次に、本実施形態に係る解析装置2が具備する波形情報表示機能について説明する。当該波形表示機能は、超音波画像を用いた組織性状解析が行われる場合において、当該解析に用いられた受信超音波(エコー信号)の波形から得られる物理量(特徴量)を深さ毎に算出することにより得られる情報(波形情報)を、所定の形態で表示するものである。なお、本実施形態においては、説明を具体的にするため、組織性状として、被検体内を伝搬する超音波の減衰量を解析する場合を例とする。
Further, the structure estimation function more simply includes an average value (or pixel value) of brightness values (or pixel values) in a plurality of regions set in a normal B-mode image, a dispersion value, a standard deviation value, and the like, and these values. The position of the structure may be estimated by comparing with the threshold value for determining the structure corresponding to each.
(Waveform information display function)
Next, the waveform information display function provided in the
図2は、波形情報表示機能の実行を含む解析処理を説明するためのフローチャートである。同図に示す様に、ステップS201では、制御回路29が、ユーザからの指示に応答して、組織性状解析を実行する。当該組織性状解析の結果、解析に用いられたBモード画像、及び解析結果として得られた減衰画像(各位置における減衰量を色相によって示したカラーマップ、或いは当該カラーマップとBモード画像の重畳画像等)がモニタ7に表示される。なお、組織性状解析の手法については、特に限定はない。典型的な組織性状解析の手法については、上で述べた通りである。
FIG. 2 is a flowchart for explaining an analysis process including execution of the waveform information display function. As shown in the figure, in step S201, the
ステップS202では、設定機能291を実現する制御回路29が、減衰画像上にROIを設定する。具体的には、入力装置5が、トラックボールやパネルボタンなどのインターフェースを介したユーザの操作に従って、モニタ7に表示された減衰画像上にROIの位置、サイズの確定指示を入力する。表示制御機能298を実現する制御回路29は、入力装置5を介したユーザの計測開始指示に応答して、モニタ7に表示された医用画像上に、ROIを表示させる。設定機能291を実現する制御回路29は、入力装置5を介したユーザの確定指示に応答して、減衰画像上の所定の位置に所定のサイズのROIを設定する。
In step S202, the
ステップS203では、推定機能292を実現する制御回路29が、ROI内の構造物領域および均一領域を推定する。なお、本ステップにおける構造物領域および均一領域の推定手法については、特に限定はない。典型的な推定手法については、「構造物推定機能」として上で述べた通りである。
In step S203, the
ステップS204において、波形情報生成機能297を実現する制御回路29は、当該組織性状解析に用いられたBモード画像のゲイン補正前のROI内の各位置におけるエコー信号のうち、構造物領域を除外した均一領域に対応するエコー信号を用いて、波形情報を生成する。より具体的には、波形情報生成機能297を実現する制御回路29は、波形情報生成機能297を実現する制御回路29が、深さ毎に、エコー信号の強度(例えば、輝度値)について超音波走査方向の統計値(平均値、中央値、最大値、最小値等)を算出することにより、波形情報を生成する。このとき、各深さにおいて、全ビームのエコー信号を用いても良いし、走査方向に一定間隔で選択されたビーム(離散的なビーム)を用いて、超音波走査方向の統計値を算出してもよい。
In step S204, the
なお、波形情報は、エコー信号の強度に拘泥されず、エコー信号の変化量(例えば、減衰率)を用いて算出するようにしてもよい。エコー信号の減衰率は、例えば、各ビームの減衰率をそれぞれ算出した後の平均値または中央値か、各ビームの輝度値の平均値または中央値を取る処理を行った後に、処理後の輝度分布に対して減衰率を求めることにより、減衰率を算出すればよい。また、エコー信号は、上述の減衰データのような、被検体Pの深さ方向に応じたゲイン調整の後に、ゲイン調整による調整分を相殺することで取得される信号であってもよい。このエコー信号は、例えば、上述のゲイン逆補正機能293によって深さ方向の超音波信号の純粋な強度が復元されることにより取得されればよい。また、方位方向の位置が指定される場合は、当該位置におけるエコー信号から波形情報を生成すればよい。
The waveform information may be calculated using the amount of change in the echo signal (for example, the attenuation factor) without being bound by the intensity of the echo signal. The attenuation factor of the echo signal is, for example, the average value or median value after calculating the attenuation factor of each beam, or the brightness after processing after performing a process of taking the average value or median value of the brightness value of each beam. The damping factor may be calculated by obtaining the damping factor for the distribution. Further, the echo signal may be a signal obtained by canceling the adjustment amount by the gain adjustment after the gain adjustment according to the depth direction of the subject P such as the attenuation data described above. This echo signal may be obtained, for example, by restoring the pure intensity of the ultrasonic signal in the depth direction by the gain
ステップS205では、表示制御機能298を実現する制御回路29が、生成された波形情報が所定の形態で表示されるように、画像合成部23、モニタ7を制御する。
In step S205, the
図3は、モニタ7に表示される波形情報の一例を示した図である。同図において、左側の画像は、被検体Pの肝臓の断面を表すBモードの医用画像301である。右側の画像は、被検体のBモードの医用画像301に、減衰画像302を重畳した減衰重畳画像である。図3におけるハッチングの違いは、色相の違いに相当する。なお、図3においては、色相は、減衰重畳画像を図示しやすいように3種類としているが、実際には、略連続的な色相を凡例とともにモニタ7に表示される。また、ユーザにより指定されるROI303が、減衰重畳画像に表示される。ROI303のサイズは、減衰画像302の領域全体でもよいし、減衰画像302とは関係なく設定されてもよい。
FIG. 3 is a diagram showing an example of waveform information displayed on the
さらに、減衰画像302と共に、ROI303における被検体の深さ方向に沿って、波形情報304が表示される。なお、図3では、波形情報304を、「ROI303内の深さ毎のエコー信号の波形から得られる物理量(強度或いは変化量)」と、「エコー信号の強度或いは変化量を示す軸、深さを示す軸」として例示した。従って、波形情報304の深さ方向の上下端は、ROI303の深さ方向の上下端に対応する。また、波形情報304は、エコー信号の強度或いは変化量が大きい場合右方向に高くなるように表示されるため、深さ方向に沿って画面右方向から左方向に傾くように表示されている。
Further, along with the
なお、図3に示した波形情報の表示形態は、あくまでも一例に過ぎず、種々の変形が可能である。例えば、波形304とROI303との深さ方向の対応関係が取れていれば、波形情報の高さ方向は、逆向きであってもよい。また、「エコー信号の強度或いは変化量を示す軸、深さを示す軸」については、必要に応じて非表示にしてもよいし、波形情報304を単独で表示させてもよい。さらに、エコー信号の強度或いは変化量は、所定間隔の深さについてのみ(すなわち、深さ方向について連続的でなく離散的に)表示してもよい。
The display form of the waveform information shown in FIG. 3 is merely an example, and various modifications can be made. For example, the height direction of the waveform information may be opposite as long as the
(変形例1)
次に、波形情報の表示態様の変形例1について図4を参照して説明する。
(Modification example 1)
Next, a
図4は、ROI401の画像とROI401に対応する波形情報402(軸については非表示)とを表す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an image of
ここで、波形情報のうちの推定された構造物領域403および構造物領域404にそれぞれ対応する区間(以下、区間情報と呼ぶ)である区間情報405および区間情報406は、均一領域に対応する区間情報とは異なる表示態様とする。図4の例では、表示制御機能298が、区間情報405および区間情報406の線種を「破線」とし、その他の均一領域に対応する区間情報は「実線」となるように表示を制御することで、表示態様を区別する。なお、線種を変更することに限らず、色、線の太さを変更する、または線種、色、線の太さの変更を少なくとも1つ以上組み合わせるなど、構造物領域と均一領域とで異なる表示態様とすればよい。
Here, the
これによって、ユーザは、波形の異なる表示態様を見ることで、ROIにおいて、エコー信号をビーム方向に単に処理した領域なのか、構造物領域におけるエコー信号を除いたエコー信号により処理した領域なのかを容易に把握できる。 As a result, the user can see the different display modes of the waveform to determine whether the ROI is a region in which the echo signal is simply processed in the beam direction or a region in which the echo signal is processed by the echo signal excluding the echo signal in the structure region. Easy to grasp.
(変形例2)
次に、波形情報の表示態様の変形例2について図5を参照して説明する。
(Modification 2)
Next, a modified example 2 of the display mode of the waveform information will be described with reference to FIG.
図5は、図4と同様に、ROI401における減衰画像とROI401に対応する波形情報402とを表す図である。
FIG. 5 is a diagram showing the attenuation image in the
被検体の深さ方向のある位置において構造物がある場合でも、走査方向(方位方向)で考えた場合には構造物領域が占める割合が少なく、波形情報の生成において構造物領域のエコー信号を除かなくともよい場合も考えられる。このような場合、ROIに占める構造物領域の割合を深さ毎に計算し、構造物領域の割合が所定値未満であれば、構造物領域に対応する区間情報は均一領域と同じ表示態様とし、構造物領域の割合が所定値以上であれば、構造物領域の割合が所定値以上の深さに対応する区間情報と、その他の区間情報とで異なる表示態様で表示させればよい。
なお、変形例2における波形情報402は、ROI内の各位置におけるエコー信号のうち、構造物領域を除外した均一領域に対応するエコー信号を用いて、生成された波形情報でもよいし、構造物領域を除外せずにROIにおけるエコー信号から生成された波形信号でもよい。
Even if there is a structure at a certain position in the depth direction of the subject, the structure area occupies a small proportion when considered in the scanning direction (directional direction), and the echo signal of the structure area is used in the generation of waveform information. It may not be necessary to remove it. In such a case, the ratio of the structure region to the ROI is calculated for each depth, and if the ratio of the structure region is less than a predetermined value, the section information corresponding to the structure region is displayed in the same display mode as the uniform region. If the ratio of the structure region is equal to or more than a predetermined value, the section information corresponding to the depth of the structure region ratio of the predetermined value or more and the other section information may be displayed in different display modes.
The
具体的には、例えば、推定機能292を実現する制御回路29は、ROIに含まれる画素数をROIの面積として決定する。制御回路29は、ROI内で算出された正規化局所分散値と構造物を判定する分散に関する閾値(構造物判定閾値)とを比較し、構造物判定閾値より大きい正規化局所分散値に対応する画素数を、計測ROIにおける構造物の面積として決定する。制御回路29は、被検体Pの深さ方向において深さと走査方向とで決まる領域の面積と構造物の面積との割合が閾値未満であるかどうかを計算することで、構造物領域が占める割合を計算すればよい。なお、推定機能292の代わりに表示制御機能298が上述の計算・判定を行ってもよい。
Specifically, for example, the
図5の例では、推定機能292が、構造物領域501は閾値以下の割合であり、構造物領域502は閾値よりも多い割合であると判定したと仮定する。この場合、表示制御機能298は、構造物領域501に対応する区間情報503は、均一領域と同様の実線で表示させ、構造物領域502に対応する区間情報504は、均一領域の線よりも太くなるように表示させる(太線505)。なお、ここでは、異なる表示態様として、線の太さを変更する場合を示すが、図4の場合と同様に構造物領域に対応する区間情報と均一領域に対応する区間情報とで異なる表示態様であればよい。
In the example of FIG. 5, it is assumed that the
(変形例3)
次に、波形情報の表示態様の第3例について図6を参照して説明する。
(Modification example 3)
Next, a third example of the display mode of the waveform information will be described with reference to FIG.
図6は、図5と同様の場合を示すが、波形情報402のうち、構造物領域に対応する区間情報を非表示にする点が異なる。具体的には、表示制御機能298が、構造物領域502に対応する区間情報504が非表示となるように制御する。なお、波形情報402が構造物領域502の上下端で曲がっているのは、波形情報の値がゼロとなる点を結んでいるためであり、波形が単純に途切れるような表示としてもよい。このように、異なる表示態様として区間情報を非表示にする例を含めてもよい。
FIG. 6 shows a case similar to that of FIG. 5, except that the section information corresponding to the structure region is hidden from the
なお、本変形例3では、均一領域の波形情報を主体的に表示する例について上述したが、当該例に拘泥されず、構造物領域の波形情報を主体的に表示するようにしてもよい。表示制御機能298は、構造物領域におけるエコー信号に基づいて波形情報を生成し、波形情報に基づく波形をモニタ7に表示するように制御してもよい。構造物領域におけるエコー信号としては、構造物として判定された位置に対応する受信信号を用いればよく、減衰定量用Bモードデータを用いてもよい。
In the present modification 3, the example in which the waveform information in the uniform region is mainly displayed has been described above, but the waveform information in the structure region may be mainly displayed without being bound by the example. The
さらに、画像生成回路19は、減衰画像として、均一領域を非表示とし、構造物領域のみを抽出して色相を付与した減衰画像を生成してもよい。表示制御機能298は、構造物領域についての減衰画像と構造物領域の波形情報とをモニタ7に表示してもよい。
Further, the
図7に構造物領域に基づく波形の表示態様の一例を示す。図7の例では、推定された構造物領域701および構造物領域702におけるエコー信号に基づいて、波形情報(区間情報703および区間情報704)が生成される。このように、構造物領域に着目したい場合に、構造物領域を強調して表示させることもできる。
FIG. 7 shows an example of a waveform display mode based on the structure region. In the example of FIG. 7, waveform information (
以上に示した本実施形態に係る解析装置によれば、例えば減衰重畳画像において、ユーザが構造物の位置に対応する領域における組織性状を示す減衰の程度を把握する際、波形情報に基づく波形を併せて表示する。これによって、補助的な情報をユーザに付加的に提示し、画像に対するユーザの視覚的な判断を補助することで、ユーザは、減衰値による客観性と見た目(輝度情報)による主観性との一致が可能となる。 According to the analysis device according to the present embodiment shown above, for example, in an attenuation superimposed image, when the user grasps the degree of attenuation indicating the organizational properties in the region corresponding to the position of the structure, the waveform based on the waveform information is obtained. It is also displayed. As a result, by additionally presenting auxiliary information to the user and assisting the user's visual judgment on the image, the user matches the objectivity by the attenuation value with the subjectivity by the appearance (luminance information). Is possible.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
1…超音波診断装置、3…超音波プローブ、5…入力装置、7…モニタ、9…装置本体、11…超音波送信回路、13…超音波受信回路、15…Bモード処理回路、17…ドプラ処理回路、19…画像生成回路、21…画像メモリ、23…画像合成回路、25…記憶回路、27…インターフェース回路、29…制御回路(CPU)、111…パルス発生器、113送信遅延回路、115…パルサ回路、131…プリアンプ、133…受信遅延回路、135…加算器、291…設定機能、292…推定機能、293…ゲイン逆補正機能、294…音場特性補正機能、295…解析機能、296…取得機能、297…波形情報生成機能、298…表示制御機能、301…医用画像、302…減衰画像、303,401…ROI、304,402…波形、405,406,503,504…区間情報、403,404,501,502,701,702…構造物領域。 1 ... Ultrasonic diagnostic device, 3 ... Ultrasonic probe, 5 ... Input device, 7 ... Monitor, 9 ... Device body, 11 ... Ultrasonic transmission circuit, 13 ... Ultrasonic reception circuit, 15 ... B mode processing circuit, 17 ... Doppler processing circuit, 19 ... image generation circuit, 21 ... image memory, 23 ... image synthesis circuit, 25 ... storage circuit, 27 ... interface circuit, 29 ... control circuit (CPU), 111 ... pulse generator, 113 transmission delay circuit, 115 ... pulsar circuit, 131 ... preamp, 133 ... reception delay circuit, 135 ... adder, 291 ... setting function, 292 ... estimation function, 293 ... gain inverse correction function, 294 ... sound field characteristic correction function, 295 ... analysis function, 296 ... Acquisition function, 297 ... Waveform information generation function, 298 ... Display control function, 301 ... Medical image, 302 ... Damped image, 303,401 ... ROI, 304,402 ... Waveform, 405,406,503,504 ... Section information , 403,404,501,502,701,702 ... Structural area.
Claims (20)
前記エコー信号から波形情報を生成する波形生成部と、
前記被検体の関心領域のうちの構造物と推定される第1領域とは異なる第2領域における波形情報に基づく波形を表示部に表示させる制御部と、
を備える解析装置。 An acquisition unit that acquires an echo signal based on ultrasonic scanning of a subject ,
A waveform generator for generating a waveform information from the echo signal,
A control unit for displaying a waveform based on waveform information in a second region different from the first region presumed to be a structure in the region of interest of the subject, and a control unit for displaying the waveform on the display unit.
An analyzer equipped with.
前記波形の表示態様は、前記割合が所定値以上の深さに対応する部分と、その他の部分とで異なる、請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の解析装置。 The control unit calculates the ratio of the first region to the region of interest for each depth.
The analysis device according to any one of claims 1 to 4 , wherein the display mode of the waveform differs between the portion corresponding to the depth of the predetermined value or more and the other portion.
前記制御部は、前記波形と共に、前記Bモード画像を表示させる、請求項1乃至8のうちいずれか1つに記載の解析装置。 A determination unit for determining the first region or the second region by analyzing a B-mode image of the subject is provided.
The analysis device according to any one of claims 1 to 8 , wherein the control unit displays the B-mode image together with the waveform.
前記制御部は、前記波形と共に、前記減衰画像を前記表示部に表示させる、請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の解析装置。 An image generation unit that generates an attenuated image indicating the degree of attenuation of the ultrasonic waves transmitted to the subject based on the echo signal is further provided.
The analysis device according to any one of claims 1 to 9 , wherein the control unit displays the attenuated image on the display unit together with the waveform.
前記波形生成部は、前記入力部により指定された関心領域または方位方向の位置におけるエコー信号から前記波形情報を生成する、請求項1乃至請求項11のいずれか1項に記載の解析装置。 An input unit for designating a position in a region of interest or an azimuth direction with respect to an image representing the first region displayed on the display unit is provided.
The analysis device according to any one of claims 1 to 11 , wherein the waveform generation unit generates the waveform information from an echo signal in a position of interest or an azimuth direction designated by the input unit.
前記被検体内の関心領域における前記エコー信号から波形情報を生成する波形情報生成部と、
前記関心領域に占める構造物と推定される領域の割合を深さ毎に計算し、前記波形情報に基づく波形を表示部に表示させる制御部と、
を備え、
前記波形の表示態様は、前記割合が所定値以上の深さに対応する部分と、その他の部分とで異なる、解析装置。 An acquisition unit that acquires an echo signal based on ultrasonic scanning of a subject,
A waveform information generation unit that generates waveform information from the echo signal in the region of interest in the subject,
A control unit that calculates the ratio of a region estimated to be a structure to the region of interest for each depth and displays a waveform based on the waveform information on the display unit.
With
An analysis device in which the waveform display mode differs between a portion where the ratio corresponds to a depth of a predetermined value or more and another portion.
前記被検体の関心領域のうちの構造物と推定される領域のみのエコー信号から、波形情報を生成する波形生成部と、
前記波形情報に基づく波形を表示部に表示させる制御部と、
を備える解析装置。 An acquisition unit that acquires an echo signal based on ultrasonic scanning of a subject,
A waveform generation unit that generates waveform information from the echo signal of only the region presumed to be a structure in the region of interest of the subject.
A control unit that displays a waveform based on the waveform information on the display unit,
An analyzer equipped with.
前記被検体の関心領域のうちの構造物と推定される領域のみのエコー信号から、前記被検体に送信された超音波の減衰の程度を表す減衰画像を生成する画像生成部と、
前記減衰画像を表示部に表示させる制御部と、
を備える解析装置。 An acquisition unit that acquires an echo signal based on ultrasonic scanning of a subject,
An image generation unit that generates an attenuated image showing the degree of attenuation of the ultrasonic waves transmitted to the subject from the echo signal of only the region presumed to be a structure in the region of interest of the subject.
A control unit that displays the attenuated image on the display unit, and
An analyzer equipped with.
被検体に対する超音波走査に基づくエコー信号を取得し、
前記被検体の関心領域のうちの構造物と推定される第1領域を除く第2領域におけるエコー信号から、波形情報を生成し、
前記波形情報に基づく波形を表示部に表示させることを実現させるための解析プログラム。 On the computer
Acquires an echo signal based on ultrasonic scanning of the subject,
Waveform information is generated from the echo signals in the second region excluding the first region presumed to be a structure in the region of interest of the subject.
An analysis program for displaying a waveform based on the waveform information on the display unit.
被検体に対する超音波走査に基づくエコー信号を取得し、Acquires an echo signal based on ultrasonic scanning of the subject,
前記被検体内の関心領域における前記エコー信号から波形情報を生成し、Waveform information is generated from the echo signal in the region of interest in the subject.
前記関心領域に占める構造物と推定される領域の割合を深さ毎に計算し、前記波形情報に基づく波形を表示部に表示させることを実現させるための解析プログラムであって、It is an analysis program for calculating the ratio of a region estimated to be a structure to the region of interest for each depth and displaying a waveform based on the waveform information on a display unit.
前記波形の表示態様は、前記割合が所定値以上の深さに対応する部分と、その他の部分とで異なる、解析プログラム。An analysis program in which the display mode of the waveform differs between a portion where the ratio corresponds to a depth of a predetermined value or more and another portion.
被検体に対する超音波走査に基づくエコー信号を取得し、Acquires an echo signal based on ultrasonic scanning of the subject,
前記被検体の関心領域のうちの構造物と推定される領域のみのエコー信号から、波形情報を生成し、Waveform information is generated from the echo signal of only the region presumed to be a structure in the region of interest of the subject.
前記波形情報に基づく波形を表示部に表示させることを実現させるための解析プログラム。An analysis program for displaying a waveform based on the waveform information on the display unit.
被検体に対する超音波走査に基づくエコー信号を取得し、Acquires an echo signal based on ultrasonic scanning of the subject,
前記被検体の関心領域のうちの構造物と推定される領域のみのエコー信号から、前記被検体に送信された超音波の減衰の程度を表す減衰画像を生成し、From the echo signal of only the region presumed to be a structure in the region of interest of the subject, an attenuation image showing the degree of attenuation of the ultrasonic wave transmitted to the subject is generated.
前記減衰画像を表示部に表示させることを実現させるための解析プログラム。An analysis program for displaying the attenuated image on the display unit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016146824A JP6887767B2 (en) | 2016-07-26 | 2016-07-26 | Analytical equipment, ultrasonic diagnostic equipment and analysis program |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016146824A JP6887767B2 (en) | 2016-07-26 | 2016-07-26 | Analytical equipment, ultrasonic diagnostic equipment and analysis program |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018015166A JP2018015166A (en) | 2018-02-01 |
JP6887767B2 true JP6887767B2 (en) | 2021-06-16 |
Family
ID=61076825
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016146824A Active JP6887767B2 (en) | 2016-07-26 | 2016-07-26 | Analytical equipment, ultrasonic diagnostic equipment and analysis program |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6887767B2 (en) |
-
2016
- 2016-07-26 JP JP2016146824A patent/JP6887767B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2018015166A (en) | 2018-02-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11801033B2 (en) | Medical diagnostic apparatus and medical analysis method | |
JP5925438B2 (en) | Ultrasonic diagnostic equipment | |
JP6257997B2 (en) | Ultrasonic diagnostic apparatus and ultrasonic diagnostic apparatus control method | |
US10959704B2 (en) | Ultrasonic diagnostic apparatus, medical image processing apparatus, and medical image processing method | |
JP5349115B2 (en) | Ultrasonic diagnostic apparatus and control program therefor | |
JP5395371B2 (en) | Ultrasonic diagnostic apparatus, ultrasonic image acquisition method and program | |
JP6058295B2 (en) | Ultrasonic diagnostic apparatus, medical image processing apparatus, medical image processing method, and medical image processing program | |
JP6608232B2 (en) | Medical image diagnostic apparatus, medical image processing apparatus, and medical information display control method | |
JP5509038B2 (en) | Ultrasonic diagnostic apparatus, ultrasonic image processing apparatus, and ultrasonic image processing program | |
WO2013183651A1 (en) | Ultrasound diagnostic device and image processing device | |
JP6987496B2 (en) | Analyst | |
JP5984243B2 (en) | Ultrasonic diagnostic apparatus, medical image processing apparatus, and program | |
US10101450B2 (en) | Medical image processing apparatus, a medical image processing method and a medical diagnosis apparatus | |
JP2012030053A (en) | Ultrasound diagnosis apparatus, image processing apparatus and image processing method | |
JP5747377B2 (en) | Ultrasonic diagnostic apparatus and ultrasonic diagnostic program | |
JP2010094287A (en) | Ultrasonic diagnostic apparatus, and apparatus and program for ultrasonic signal processing | |
JP6887767B2 (en) | Analytical equipment, ultrasonic diagnostic equipment and analysis program | |
WO2020149191A1 (en) | Image analyzing device | |
JP2018015144A (en) | Ultrasonic diagnostic device | |
JP2019141586A (en) | Analysis apparatus and analysis method | |
JP7490387B2 (en) | Ultrasound diagnostic equipment |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190524 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200624 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200707 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200907 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20201117 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210118 |
|
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: 20210420 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210519 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6887767 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |