JP6943138B2 - 医用画像処理装置 - Google Patents
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Description
・B(Brightness)モード、Cモード(カラーフローモード)共通…平滑化、エッジ強調、パーシスタンス、
・Bモード特有…階調変換、
・Cモード特有…ノイズカット、
がある。
・整形の場合…筋肉、腱、骨表面、神経束、血管、皮下など、
・腹部の場合…肝臓、腎臓、膵臓、横隔膜、血管など、
・頭頸部の場合…血管内腔、血管壁、甲状腺、神経束など、
・心臓の場合…心筋、心内膜、心腔、弁、血管など、
である。
被検体のスキャンによりフレームデータを生成するフレームデータ生成部と、
前記生成されたフレームデータに画像処理を施して医用画像データを生成する画像生成部と、を備え、
前記画像生成部は、
前記生成されたフレームデータを複数のサブ領域のフレームデータに分割する領域分割部と、
連続する複数フレームの前記各サブ領域のフレームデータから、前記各サブ領域のフレームデータをパターンに応じて分類するパターン分類部と、
前記各サブ領域の分類の結果に応じて、画像処理のパラメーターをサブ領域ごとに選択するパラメーター選択部と、
前記各サブ領域の選択されたパラメーターを用いて、当該各サブ領域のフレームデータに画像処理を施す画像処理実行部と、を備える。
駆動信号を生成し、駆動信号に応じて前記被検体に送信超音波を送信し反射超音波を受信する超音波探触子に、当該生成した駆動信号を入力する送信部と、
前記超音波探触子で生成された電気信号から受信信号を生成する受信部と、を備え、
前記フレームデータ生成部は、前記受信信号からフレームデータを生成する。
前記パターン分類部は、前記各サブ領域のフレームデータを前記被検体の組織の種類ごとに応じて分類する。
前記パターン分類部は、機械学習に基づく識別器であって、前記各サブ領域のフレームデータ及び当該フレームデータから抽出された特徴量の少なくとも1つの入力により、当該各サブ領域のフレームデータをパターンに応じて分類する識別器を有する。
前記識別器は、前記被検体の患者情報と前記各サブ領域のフレームデータ及び当該フレームデータから抽出された特徴量の少なくとも1つとの入力により、当該各サブ領域のフレームデータをパターンに応じて分類する。
前記識別器は、診断用途情報と前記各サブ領域のフレームデータ及び当該フレームデータから抽出された特徴量の少なくとも1つとの入力により、当該各サブ領域のフレームデータをパターンに応じて分類する。
前記送信部は、Cモードの駆動信号を生成し、前記超音波探触子に当該生成したCモードの駆動信号を入力し、
前記受信部は、前記超音波探触子で生成された電気信号からCモードの受信信号を生成し、
前記フレームデータ生成部は、前記受信信号からCモードのフレームデータを生成し、
前記識別器は、前記各サブ領域のフレームデータを血流及びノイズの少なくとも1つのパターンに応じて分類する。
請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の医用画像処理装置において、
前記パターン分類部は、連続する複数フレームの前記各サブ領域のフレームデータから、血流の太さ、方向及び拍動性、並びにノイズの有無、密度、粒の大きさ及びフレーム間変化の少なくとも1つの特徴量としての特徴ベクトルを抽出する特徴量抽出部を備え、
前記識別器は、前記特徴ベクトルの入力により、前記各サブ領域のフレームデータを分類する。
請求項9に記載の発明は、請求項8に記載の医用画像処理装置において、
前記特徴量抽出部は、1フレームの前記各サブ領域のフレームデータから、血流の太さ及び方向、並びにノイズの有無、密度及び粒の大きさの少なくとも1つの特徴量としての特徴ベクトルを抽出する。
請求項10に記載の発明は、請求項8又は9に記載の医用画像処理装置において、
前記識別器は、畳み込みニューラルネットワークであり、前記各サブ領域のフレームデータの入力により、畳み込みのフィルタリングを行う畳み込みフィルターを有する。
請求項11に記載の発明は、請求項7から10のいずれか一項に記載の医用画像処理装置において、
前記画像処理実行部は、平滑化、エッジ強調、パーシスタンス、ノイズカット処理の少なくとも1つを含む画像処理を実行する。
請求項12に記載の発明は、請求項7から11のいずれか一項に記載の医用画像処理装置において、
前記送信部は、Bモードの駆動信号を生成し、前記超音波探触子に当該生成したBモードの駆動信号を入力し、
前記受信部は、前記超音波探触子で生成された電気信号からBモードの受信信号を生成し、
前記フレームデータ生成部は、前記受信信号からBモードのフレームデータを生成し、
前記識別器は、前記各サブ領域のフレームデータをスペックルパターンの構造に応じて分類する。
前記パターン分類部は、前記各サブ領域のフレームデータから、スペックルパターンの有無、密度、粒の大きさ及びコントラストの少なくとも1つの特徴量としての特徴ベクトルを抽出する特徴量抽出部を備え、
前記識別器は、前記特徴ベクトルの入力により、前記各サブ領域のフレームデータを分類する。
前記識別器は、畳み込みニューラルネットワークであり、前記各サブ領域のフレームデータの入力により、畳み込みのフィルタリングを行う畳み込みフィルターを有する。
前記画像処理実行部は、平滑化、エッジ強調、パーシスタンス、階調変換の少なくとも1つを含む画像処理を実行する。
前記画像処理のパラメーターの種類の入力を受け付ける操作部を備え、
前記パラメーター選択部は、前記入力されたパラメーターの種類と前記各サブ領域の分類の結果とに応じて、前記入力された種類のパラメーターを選択する。
前記パラメーター選択部は、前記各サブ領域の分類の結果に応じて、予め設定された種類のパラメーターを選択する。
前記画像処理後の超音波画像データに対応する前記画像処理前のフレームデータを保存先に保存する保存制御部を備える。
前記保存制御部は、画像処理後の医用画像データとしての超音波画像データの保存指示に応じて、当該保存指示された画像処理後の超音波画像データと、当該画像処理後の超音波画像データに対応する画像処理前のフレームデータと、を前記保存先に保存する。
前記保存制御部は、前記保存指示された画像処理後の超音波画像データと、当該画像処理後の超音波画像データに対応する画像処理前のフレームデータと、当該画像処理後の超音波画像データに付されるテキストアノテーション情報、ボディマーク情報及び診断用途情報の少なくとも1つと、を前記保存先に保存する。
図1〜図5を参照して、本発明に係る実施の形態を説明する。先ず、図1〜図4を参照して、本実施の形態の装置構成を説明する。図1は、本実施の形態の超音波診断装置100の構成を示す概略ブロック図である。図2(a)は、Bモード画像生成部5の内部構成を示す概略ブロック図である。図2(b)は、Cモード画像生成部7の内部構成を示す概略ブロック図である。図3(a)は、Bモード画像処理部54又はCモード画像処理部76の内部構成を示す概略ブロック図である。図3(b)は、Bモード画像処理部54又はCモード画像処理部76に含まれるパターン分類部R2の内部構成を示す概略ブロック図である。図4(a)は、画像変換前のフレームデータF1を示す図である。図4(b)は、領域分割されたフレームデータF1を示す図である。図4(c)は、画像処理後のフレームデータF2及び画像変換後のBモード画像データF3を示す図である。
Vout=(1−C(Vout,Vout-1))×Vcurrent+C(Vout,Vout-1)×Vout-1 …(0)
ただし、Vout:現フレームのパーシスタンス処理結果の値(VはValueの頭文字)、
Vcurrent:現フレームのサンプル値(同上)、
Vout-1:1つ前のフレームのパーシスタンス処理結果の値(同上)、
C(Vout,Vout-1):パーシスタンス係数(CはCoefficientの頭文字)、Vout及びVout-1に応じて値が定まる(Vout及びVout-1の関数)、である。パーシスタンスのパラメーターは、パーシスタンス係数又はパーシスタンス係数を定める関数である。
図6(a)、図6(b)を参照して、上記実施の形態の変形例を説明する。ただし、上記実施の形態と同じ構成部分は、同じ符号を付してその説明を省略する。図6(a)は、変形例のBモード画像生成部5Aの内部構成を示す概略ブロック図である。図6(b)は、変形例のCモード画像生成部7Aの内部構成を示す概略ブロック図である。
1 超音波診断装置本体
2 操作部
3 送信部
4 受信部
5,5A Bモード画像生成部
51 周波数フィルター部
52 包絡線検波部
53 対数圧縮部
54,54A Bモード画像処理部
55,55A Bモード画像変換部
6 ROI設定部
7,7A Cモード画像生成部
71 直交検波回路
72 コーナーターン制御部
73 MTIフィルター
74 相関演算部
75 データ変換部
76,76A Cモード画像処理部
77,77A Cモード画像変換部
8 表示処理部
9 制御部
10 フレームデータ記憶部
11 記憶部
101 超音波探触子
101a 振動子
102 表示部
Claims (20)
- 被検体のスキャンによりフレームデータを生成するフレームデータ生成部と、
前記生成されたフレームデータに画像処理を施して医用画像データを生成する画像生成部と、を備え、
前記画像生成部は、
前記生成されたフレームデータを複数のサブ領域のフレームデータに分割する領域分割部と、
連続する複数フレームの前記各サブ領域のフレームデータから、前記各サブ領域のフレームデータをパターンに応じて分類するパターン分類部と、
前記各サブ領域の分類の結果に応じて、画像処理のパラメーターをサブ領域ごとに選択するパラメーター選択部と、
前記各サブ領域の選択されたパラメーターを用いて、当該各サブ領域のフレームデータに画像処理を施す画像処理実行部と、を備える医用画像処理装置。 - 駆動信号を生成し、駆動信号に応じて前記被検体に送信超音波を送信し反射超音波を受信する超音波探触子に、当該生成した駆動信号を入力する送信部と、
前記超音波探触子で生成された電気信号から受信信号を生成する受信部と、を備え、
前記フレームデータ生成部は、前記受信信号からフレームデータを生成する請求項1に記載の医用画像処理装置。 - 前記パターン分類部は、前記各サブ領域のフレームデータを前記被検体の組織の種類ごとに応じて分類する請求項2に記載の医用画像処理装置。
- 前記パターン分類部は、機械学習に基づく識別器であって、前記各サブ領域のフレームデータ及び当該フレームデータから抽出された特徴量の少なくとも1つの入力により、当該各サブ領域のフレームデータをパターンに応じて分類する識別器を有する請求項2又は3に記載の医用画像処理装置。
- 前記識別器は、前記被検体の患者情報と前記各サブ領域のフレームデータ及び当該フレームデータから抽出された特徴量の少なくとも1つとの入力により、当該各サブ領域のフレームデータをパターンに応じて分類する請求項4に記載の医用画像処理装置。
- 前記識別器は、診断用途情報と前記各サブ領域のフレームデータ及び当該フレームデータから抽出された特徴量の少なくとも1つとの入力により、当該各サブ領域のフレームデータをパターンに応じて分類する請求項4又は5に記載の医用画像処理装置。
- 前記送信部は、Cモードの駆動信号を生成し、前記超音波探触子に当該生成したCモードの駆動信号を入力し、
前記受信部は、前記超音波探触子で生成された電気信号からCモードの受信信号を生成し、
前記フレームデータ生成部は、前記受信信号からCモードのフレームデータを生成し、
前記識別器は、前記各サブ領域のフレームデータを血流及びノイズの少なくとも1つのパターンに応じて分類する請求項4から6のいずれか一項に記載の医用画像処理装置。 - 前記パターン分類部は、連続する複数フレームの前記各サブ領域のフレームデータから、血流の太さ、方向及び拍動性、並びにノイズの有無、密度、粒の大きさ及びフレーム間変化の少なくとも1つの特徴量としての特徴ベクトルを抽出する特徴量抽出部を備え、
前記識別器は、前記特徴ベクトルの入力により、前記各サブ領域のフレームデータを分類する請求項7に記載の医用画像処理装置。 - 前記特徴量抽出部は、1フレームの前記各サブ領域のフレームデータから、血流の太さ及び方向、並びにノイズの有無、密度及び粒の大きさの少なくとも1つの特徴量としての特徴ベクトルを抽出する請求項8に記載の医用画像処理装置。
- 前記識別器は、畳み込みニューラルネットワークであり、前記各サブ領域のフレームデータの入力により、畳み込みのフィルタリングを行う畳み込みフィルターを有する請求項8又は9に記載の医用画像処理装置。
- 前記画像処理実行部は、平滑化、エッジ強調、パーシスタンス、ノイズカット処理の少なくとも1つを含む画像処理を実行する請求項7から10のいずれか一項に記載の医用画像処理装置。
- 前記送信部は、Bモードの駆動信号を生成し、前記超音波探触子に当該生成したBモードの駆動信号を入力し、
前記受信部は、前記超音波探触子で生成された電気信号からBモードの受信信号を生成し、
前記フレームデータ生成部は、前記受信信号からBモードのフレームデータを生成し、
前記識別器は、前記各サブ領域のフレームデータをスペックルパターンの構造に応じて分類する請求項7から11のいずれか一項に記載の医用画像処理装置。 - 前記パターン分類部は、前記各サブ領域のフレームデータから、スペックルパターンの有無、密度、粒の大きさ及びコントラストの少なくとも1つの特徴量としての特徴ベクトルを抽出する特徴量抽出部を備え、
前記識別器は、前記特徴ベクトルの入力により、前記各サブ領域のフレームデータを分類する請求項12に記載の医用画像処理装置。 - 前記識別器は、畳み込みニューラルネットワークであり、前記各サブ領域のフレームデータの入力により、畳み込みのフィルタリングを行う畳み込みフィルターを有する請求項13に記載の医用画像処理装置。
- 前記画像処理実行部は、平滑化、エッジ強調、パーシスタンス、階調変換の少なくとも1つを含む画像処理を実行する請求項12から14のいずれか一項に記載の医用画像処理
装置。 - 前記画像処理のパラメーターの種類の入力を受け付ける操作部を備え、
前記パラメーター選択部は、前記入力されたパラメーターの種類と前記各サブ領域の分類の結果とに応じて、前記入力された種類のパラメーターを選択する請求項2から15のいずれか一項に記載の医用画像処理装置。 - 前記パラメーター選択部は、前記各サブ領域の分類の結果に応じて、予め設定された種類のパラメーターを選択する請求項2から15のいずれか一項に記載の医用画像処理装置。
- 前記画像処理後の超音波画像データに対応する前記画像処理前のフレームデータを保存先に保存する保存制御部を備える請求項2から17のいずれか一項に記載の医用画像処理装置。
- 前記保存制御部は、画像処理後の医用画像データとしての超音波画像データの保存指示に応じて、当該保存指示された画像処理後の超音波画像データと、当該画像処理後の超音波画像データに対応する画像処理前のフレームデータと、を前記保存先に保存する請求項18に記載の医用画像処理装置。
- 前記保存制御部は、前記保存指示された画像処理後の超音波画像データと、当該画像処理後の超音波画像データに対応する画像処理前のフレームデータと、当該画像処理後の超音波画像データに付されるテキストアノテーション情報、ボディマーク情報及び診断用途情報の少なくとも1つと、を前記保存先に保存する請求項19に記載の医用画像処理装置。
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