JP6979854B2 - Ultrasonic diagnostic equipment and its control program - Google Patents
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Description
本発明は、被検体に対して送信された超音波のエコー信号に基づいて、例えば血流などの被検体における動きに由来する信号を作成して、動き画像を表示する超音波診断装置及びその制御プログラムに関する。 The present invention is an ultrasonic diagnostic apparatus for displaying a motion image by creating a signal derived from motion in a subject such as blood flow based on an ultrasonic echo signal transmitted to the subject. Regarding the control program.
血流などの被検体における動きの情報を示す動き画像としては、例えばカラードプラ画像やBフロー画像などが挙げられる。これらカラードプラ画像やBフロー画像においては、拍動、体動又は呼吸などの影響により、フラッシュアーチファクトと呼ばれるアーチファクトが発生することがある。また、操作者が体表において超音波プローブを静止させておくことができず、動かしてしまうことによっても、フラッシュアーチファクトが発生する。 Examples of the motion image showing motion information in the subject such as blood flow include a color Doppler image and a B flow image. In these color Doppler images and B-flow images, artifacts called flash artifacts may occur due to the influence of pulsation, body movement, or respiration. In addition, the operator cannot keep the ultrasonic probe stationary on the body surface and moves it, which also causes a flash artifact.
フラッシュアーチファクトは、本来観察したい血流の他に、拍動、体動、呼吸及び超音波プローブの移動などの動きの情報が画像に表示される現象であり、血流の観察の妨げとなる。そこで、このようなフラッシュアーチファクトを除去する手法が、例えば特許文献1,2に開示されている。
Flash artifact is a phenomenon in which information on movements such as pulsation, body movement, respiration, and movement of an ultrasonic probe is displayed on an image in addition to the blood flow that is originally desired to be observed, which hinders the observation of blood flow. Therefore, a method for removing such a flash artifact is disclosed in, for example,
ところで、例えば大血管(頸動脈など)などが含まれる超音波のスキャン断面では、その血流信号も血管の拍動によるフラッシュの信号強度も共に高く、頸動脈からやや離れた甲状腺のスキャンでは、血流信号もフラッシュの信号強度もやや弱くなる。このように、除去したいフラッシュフレームの信号強度が、観測対象によって異なるものと考えられる。また、フラッシュアーチファクトが発生する原因は、上述のように種々の原因がある。例えば、拍動に起因するフラッシュアーチファクトは比較的短い時間生じ(フレーム数は小)、体動、呼吸及び超音波プローブの移動に起因するフラッシュアーチファクトは、拍動が原因で生じる場合よりも長い時間生じる(フレーム数は大)。従って、部位や発生原因に応じて適切にフラッシュアーチファクトを抑制し、良好な画質の画像を得ることが望ましい。 By the way, for example, in the scan section of an ultrasonic wave including a large blood vessel (carotid artery, etc.), both the blood flow signal and the signal intensity of the flash due to the pulsation of the blood vessel are high, and in the scan of the thyroid gland slightly away from the carotid artery, Both the blood flow signal and the signal strength of the flash are slightly weakened. In this way, it is considered that the signal strength of the flash frame to be removed differs depending on the observation target. In addition, there are various causes for the occurrence of flash artifacts as described above. For example, flash artifacts due to pulsations occur for a relatively short period of time (small frames), and flash artifacts due to body movements, respiration and movement of an ultrasonic probe take longer than if they occur due to pulsations. Occurs (the number of frames is large). Therefore, it is desirable to appropriately suppress flash artifacts according to the site and the cause of occurrence, and obtain an image with good image quality.
上述のような課題に基づき、本願発明者は、被検体の部位やフラッシュアーチファクトを発生させる原因に応じて適切な補正情報を設定して、フラッシュアーチファクトをより効果的に抑制することができる超音波診断装置を提供する。すなわち、上述の課題を解決するためになされた一の観点の発明は、制御デバイスと、表示デバイスとを備える超音波診断装置であって、前記制御デバイスは、被検体における動きに由来する信号を作成し、複数フレームの前記信号に基づいて、一フレームの前記動きの情報を作成する第一の作成機能と、前記動きの情報を示す動き画像のデータを作成する第二の作成機能と、前記動き画像のデータに基づいて、動き画像を前記表示デバイスに表示させる表示制御機能と、一フレームにおける前記信号の強度を代表する代表値を算出する代表値算出機能と、複数フレームにおける前記代表値の統計値を算出する統計値算出機能と、前記統計値に基づいて設定された閾値と前記代表値との比較結果に基づいて、前記信号の強度を補正する補正情報を作成する第三の作成機能と、前記補正情報を用いて前記信号に対して補正を行なって、補正済みの信号を作成する補正機能と、をプログラムによって実行するものであり、前記第一の作成機能は、前記複数フレームの前記補正済みの信号を用いて、前記動きの情報を作成する、超音波診断装置である。 Based on the above-mentioned problems, the inventor of the present application can set appropriate correction information according to the site of the subject and the cause of generating the flash artifact, and can suppress the flash artifact more effectively. Provide a diagnostic device. That is, the invention of one viewpoint made to solve the above-mentioned problems is an ultrasonic diagnostic apparatus including a control device and a display device, and the control device transmits a signal derived from a motion in a subject. A first creation function for creating the motion information of one frame based on the signals of a plurality of frames, a second creation function for creating motion image data indicating the motion information, and the above. A display control function for displaying a motion image on the display device based on motion image data, a representative value calculation function for calculating a representative value representing the signal strength in one frame, and a representative value for a plurality of frames. A statistical value calculation function that calculates statistical values, and a third creation function that creates correction information that corrects the strength of the signal based on the comparison result between the threshold value set based on the statistical values and the representative value. And a correction function for creating a corrected signal by correcting the signal using the correction information is executed by a program, and the first creation function is for the plurality of frames. It is an ultrasonic diagnostic apparatus that creates information on the movement using the corrected signal.
また、他の観点の発明は、上記一の観点の発明において、前記第三の作成機能は、前記統計値に基づいて設定された閾値よりも前記代表値が大きい場合には第一の補正情報を作成し、前記閾値よりも前記代表値が小さい場合には前記第一の補正情報とは異なる第二の補正情報を作成するものであり、前記第一の補正情報及び前記第二の補正情報は、前記第一の補正情報を用いて得られる前記補正済みの信号の強度が、前記第二の補正情報を用いて得られる前記補正済みの信号の強度よりも小さくなるように作成される、超音波診断装置である。 Further, in the invention of the other aspect, in the invention of the above one aspect, the third creation function is the first correction information when the representative value is larger than the threshold value set based on the statistical value. Is created, and when the representative value is smaller than the threshold value, a second correction information different from the first correction information is created, and the first correction information and the second correction information are created. Is created so that the strength of the corrected signal obtained by using the first correction information is smaller than the strength of the corrected signal obtained by using the second correction information. It is an ultrasonic diagnostic device.
上記一の観点の発明によれば、複数フレームにおける前記代表値の統計値が算出され、この統計値に基づいて設定された閾値と前記代表値とが比較されて前記補正情報が作成されるので、被検体の部位に応じて適切な補正情報が作成される。また、例えば拍動が生じている場合、前記信号の強度は大きくなるものの、比較的短い時間であるため前記統計値の変動はあまり生じず、前記閾値よりも前記代表値が大きくなることが多い。この場合、前記統計値に基づいて設定された閾値と前記代表値との比較結果に基づいて、前記信号の強度を補正する補正情報が作成されることにより、よりフラッシュアーチファクトが抑制された動き画像を表示することができる。一方、体動、呼吸及び超音波プローブの移動が生じている場合、より長い時間に亘って前記信号の強度が大きくなるため、前記統計値が上昇する。そのため、前記閾値よりも前記代表値が小さくなることが多い。従って、前記統計値に基づいて設定された閾値と前記代表値との比較結果に基づいて、前記信号の強度を補正する補正情報が作成されることにより、前記動き画像として組織画像に相当する画像を表示することができる。 According to the invention of the above one aspect, the statistical value of the representative value in a plurality of frames is calculated, and the threshold value set based on the statistical value is compared with the representative value to create the correction information. , Appropriate correction information is created according to the site of the subject. Further, for example, when a pulsation occurs, the intensity of the signal increases, but the statistical value does not fluctuate much because the time is relatively short, and the representative value often becomes larger than the threshold value. .. In this case, the motion image in which the flash artifact is further suppressed by creating the correction information for correcting the intensity of the signal based on the comparison result between the threshold value set based on the statistical value and the representative value. Can be displayed. On the other hand, when body movement, respiration, and movement of the ultrasonic probe occur, the intensity of the signal increases over a longer period of time, so that the statistical value increases. Therefore, the representative value is often smaller than the threshold value. Therefore, the image corresponding to the tissue image as the motion image is created by creating the correction information for correcting the intensity of the signal based on the comparison result between the threshold value set based on the statistical value and the representative value. Can be displayed.
また、他の観点の発明によれば、例えば拍動が生じている場合、前記信号の強度がより小さくなるように第一の補正情報が作成されるので、よりフラッシュアーチファクトが抑制された動き画像を表示することができる。一方、体動、呼吸及び超音波プローブの移動が生じている場合、前記信号の強度がより大きくなるように第二の補正情報が作成され、前記動き画像として組織画像に相当する画像を表示することができる。 Further, according to the invention of another viewpoint, for example, when a pulsation is generated, the first correction information is created so that the intensity of the signal becomes smaller, so that the motion image in which the flash artifact is suppressed is further suppressed. Can be displayed. On the other hand, when body movement, respiration, and movement of the ultrasonic probe occur, the second correction information is created so that the intensity of the signal becomes higher, and an image corresponding to the tissue image is displayed as the movement image. be able to.
以下、本発明の実施形態について説明する。図1に示す超音波診断装置1は、超音波プローブ2、送受信ビームフォーマ3、エコーデータ処理部4、表示処理部5、表示デバイス6、操作デバイス7、制御デバイス8、記憶デバイス9を備える。前記超音波診断装置1は、コンピュータ(computer)としての構成を備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. The ultrasonic
超音波プローブ2は、本発明における超音波プローブの実施の形態の一例であり、被検体の生体組織に対して超音波を送信し、そのエコー信号を受信する。
The
送受信ビームフォーマ3は、制御デバイス8からの制御信号に基づいて、超音波プローブ2を駆動させて所定の送信パラメータ(parameter)を有する超音波を送信させる。また、送受信ビームフォーマ3は、超音波のエコー信号について、整相加算処理等の信号処理を行なう。また、超音波ビームフォーマ3は、エコー信号に対して直交検波処理を行なってもよい。送受信ビームフォーマ3の一部は、制御デバイス8がプログラムを読み出して実行することにより、機能的に実現されてもよい。
The transmission / reception beam former 3 drives the
エコーデータ処理部4は、図2に示すように、Bモード処理部41、動き情報処理部42、代表値算出部43、統計値算出部44、設定部45、補正情報作成部46及び補正部47を有する。エコーデータ処理部4におけるBモード処理部41、動き情報処理部42、代表値算出部43、統計値算出部44、設定部45、補正情報作成部46及び補正部47による処理は、例えば制御デバイス8がプログラムを読み出して実行することにより機能的に実現される。
As shown in FIG. 2, the echo
Bモード処理部41は、送受信ビームフォーマ3から出力されたエコーデータに対し、対数圧縮処理、包絡線検波処理等のBモード処理を行い、Bモードデータを作成する。Bモード処理部41は、Bモードデータを表示処理部5へ出力する。
The B-
動き情報処理部42は、送受信ビームフォーマ3から出力されたエコーデータに基づいて、前記被検体における動きに由来する信号を作成する。動きに由来する信号は、静止している生体組織や動きの遅い生体組織に由来する信号が抑制された信号である。例えば、動き情報処理部42は、送受信ビームフォーマ3から出力されたエコーデータに対しカラードプラ処理を行なう。カラードプラ処理は、例えばMTI(Moving Target Indicator)フィルタ処理などを含む。動きに由来する信号は、MTIフィルタ処理後の信号である。
The motion
理想的には、MTIフィルタ処理によって動きに由来する信号を取り出す際に、クラッタ信号と血流信号が完全に分離できることが望ましいが、実際の生体においては心拍に応じた血管壁による急峻な動きによるクラッタ信号などは、より血流に近い速度成分を有する信号となっており、完全に抑制することは困難である。従って、動きに由来する信号は、血流に由来する信号の他、心拍に応じた血管周辺の生体組織の動きに由来する信号を含む。また、動きに由来する信号には、超音波プローブ2と被検体との間における相対的な動きに由来する信号を含み、例えば被検体が動くことや、超音波プローブ2が動くことによる超音波プローブ2と被検体との間における相対的な動きに由来する信号を含む。さらに、動きに由来する信号には、呼吸による生体組織の動きに由来する信号を含む。
Ideally, it is desirable that the clutter signal and the blood flow signal can be completely separated when the signal derived from the movement is extracted by the MTI filter processing, but in an actual living body, it is due to the steep movement due to the blood vessel wall according to the heartbeat. The clutter signal or the like is a signal having a velocity component closer to that of blood flow, and it is difficult to completely suppress it. Therefore, the signal derived from the movement includes a signal derived from the blood flow and a signal derived from the movement of the living tissue around the blood vessel in response to the heartbeat. Further, the signal derived from the movement includes a signal derived from the relative movement between the
また、動き情報処理部42は、MTI処理を行なって得られたデータに基づいて、血流の速度、血流の分散及び血流のパワー等を含む血流情報のデータを作成し、カラードプラデータとして表示処理部5へ出力する。動き情報処理部42は、後述する閾値Fthと代表値FIとを比較して、血流情報のデータを作成する。詳細は後述する。動き情報処理部42の機能は、本発明における第一の作成機能の実施の形態の一例である。また、血流情報は、本発明における動きの情報の実施の形態の一例である。
Further, the motion
代表値算出部43は、動き情報処理部42で得られた一フレームにおける前記動きに由来する信号の強度を代表する代表値FIを算出する。詳細は後述する。代表値算出部43の機能は、本発明における代表値算出機能の実施の形態の一例である。
The representative
統計値算出部44は、複数フレームにおける代表値FIの統計値を算出する。詳細は後述する。統計値算出部44の機能は、本発明における統計値算出機能の実施の形態の一例である。
The statistical
設定部45は、後述のように、前記統計値に基づいて閾値Fthを設定する。
As will be described later, the setting
補正情報作成部46は、閾値Fthと代表値FIとの比較結果に基づいて、前記被検体における動きに由来する信号の強度を補正する補正情報を作成する。補正情報作成部46は、閾値Fthと代表値FIとの比較結果に応じて異なる補正情報を作成する。補正情報作成部46は、フレームごとに前記補正情報を作成する。補正情報作成部46の機能は、本発明における第三の作成機能の実施の形態の一例である。
The correction
補正部47は、補正情報を用いて前記動きに由来する信号に対して補正を行なって、補正済の信号を作成する。補正部47は、フレーム毎に補正済の信号を作成する。補正部47の機能は、本発明における補正機能の実施の形態の一例である。
The
表示処理部5は、図3に示すように、画像データ作成部51及び画像表示制御部52を有する。表示処理部5における画像データ作成部51及び画像表示制御部52による処理は、例えば制御デバイス8がプログラムを読み出して実行することにより機能的に実現される。
As shown in FIG. 3, the
画像データ作成部51は、Bモードデータをスキャンコンバータ(scan converter)によって走査変換してBモード画像データを作成する。また、画像データ作成部51は、カラードプラデータをスキャンコンバータによって走査変換してカラードプラ画像データを作成する。画像データ作成部51の機能は、本発明における第二の作成機能の実施の形態の一例である。また、カラードプラ画像データは、本発明における動き画像のデータの実施の形態の一例である。
The image
画像表示制御部52は、Bモード画像データ及びカラードプラ画像データに基づいて、Bモード画像にカラードプラ画像が重畳された画像を表示デバイス6に表示させる。画像表示制御部52の機能は、本発明における表示制御機能の実施の形態の一例である。また、カラードプラ画像は、本発明における動き画像の実施の形態の一例である。
The image
表示デバイス6は、LCD(Liquid Crystal Display)や有機EL(Electro−Luminescence)ディスプレイなどである。表示デバイス6は、本発明における表示デバイスの実施の形態の一例である。
The
操作デバイス7は、ユーザーからの指示や情報の入力を受け付けるデバイスである。操作デバイス7は、操作者からの指示や情報の入力を受け付けるボタン及びキーボード(keyboard)などを含み、さらにトラックボール(trackball)等のポインティングデバイス(pointing device)などを含んで構成されている。
The
制御デバイス8は、CPU(Central Processing Unit)等のプロセッサーである。この制御デバイス8は、記憶デバイス9に記憶されたプログラムを読み出し、超音波診断装置1の各部を制御する。制御デバイス8は、本発明における制御デバイスの実施の形態の一例である。
The
例えば、制御デバイス8は、記憶デバイス9に記憶されたプログラムを読み出し、読み出されたプログラムにより、送受信ビームフォーマ3、エコーデータ処理部4及び表示処理部5の機能を実行させる。制御デバイス8は、送受信ビームフォーマ3の機能のうちの全て、エコーデータ処理部4の機能のうちの全て及び表示処理部5の機能のうちの全ての機能をプログラムによって実行してもよいし、一部の機能のみをプログラムによって実行してもよい。制御デバイス8が一部の機能のみを実行する場合、残りの機能は回路等のハードウェアによって実行されてもよい。
For example, the
なお、送受信ビームフォーマ3、エコーデータ処理部4及び表示処理部5の機能は、回路等のハードウェアによって実現されてもよい。
The functions of the transmission / reception beam former 3, the echo
記憶デバイス9は、非一過性の記憶媒体及び一過性の記憶媒体を含む。非一過性の記憶媒体は、例えば、HDD(Hard Disk Drive:ハードディスクドライブ)、ROM(Read Only Memory)などの不揮発性の記憶媒体である。非一過性の記憶媒体は、CD(Compact Disk)やDVD(Digital Versatile Disk)などの可搬性の記憶媒体を含んでいてもよい。
The
一過性の記憶媒体は、RAM(Random Access Memory)などの揮発性の記憶媒体である。 The transient storage medium is a volatile storage medium such as RAM (Random Access Memory).
制御デバイス8によって実行されるプログラムは、記憶デバイス9を構成するHDDやROMなどの非一過性の記憶媒体に記憶されている。また、プログラムは、記憶デバイス9を構成するCDやDVDなどの可搬性を有し非一過性の記憶媒体に記憶されていてもよい。
The program executed by the
次に、本例の超音波診断装置1の作用について説明する。超音波の送受信を行なって得られたエコー信号に基づいて、Bモード処理部41がBモードデータを作成し、動き情報処理部42がカラードプラデータを作成する。
Next, the operation of the ultrasonic
カラードプラデータの作成について説明する。動き情報処理部42は、送受信ビームフォーマ3から出力されたエコーデータに対し、MTIフィルタ処理を行なう。MTIフィルタ処理の対象となるエコーデータは、直交検波によって得られたI信号及びQ信号である。
The creation of color Doppler data will be described. The motion
また、動き情報処理部42は、MTIフィルタ処理を行なって得られたデータに基づいて血流情報のデータを作成する。図4に基づいて詳細に説明する。図4では、MTIフィルタ処理を行なって得られたデータは、第一のデータD1として概念的に図示されている。第一のデータD1は、動きに由来する信号の一例である。また、血流情報のデータは、第二のデータD2として概念的に図示されている。第一のデータD1及び第二のデータD2は、一フレーム分の画素に対応するデータからなる。動き情報処理部42は、複数フレームの第一のデータD1に基づいて、例えば自己相関法により血流情報を算出し、一フレームの第二のデータD2(カラードプラデータ)を作成する。
Further, the motion
ここで、一フレームの第一のデータD1は、カラードプラ画像を表示する領域における全ての音線について1回ずつ超音波の送受信を行なって得られたエコー信号に基づくデータである。また、一フレームの第二のデータD2に基づいて、一フレームのカラードプラ画像が表示される。従って、複数フレーム分の超音波の送受信を行なって得られたエコー信号に基づいて、一フレームのカラードプラ画像が表示される。第一のデータD1におけるフレームの概念は、カラードプラ画像の表示のフレームとは異なり、超音波の送受信のフレームである。 Here, the first data D1 in one frame is data based on an echo signal obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves once for all sound lines in a region for displaying a color Doppler image. Further, a color Doppler image of one frame is displayed based on the second data D2 of one frame. Therefore, one frame of color Doppler image is displayed based on the echo signal obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves for a plurality of frames. The concept of the frame in the first data D1 is a frame for transmitting and receiving ultrasonic waves, unlike a frame for displaying a color Doppler image.
動き情報処理部42は、複数フレームの第一のデータD1として、第一のデータD1を補正情報によって補正して得られる複数フレームの補正済データaD1を用いて、一フレームの第二のデータD2を作成する。補正済データaD1は、補正済の信号の一例である。
The motion
補正部47は、最新のフレームの第一のデータD1が得られるたびに、この第一のデータD1に対して補正を行なって補正済データaD1を作成する。補正済データaD1の作成について説明する。先ず、補正情報作成部46が、補正済データaD1を作成するための補正情報を作成する。補正情報の作成について、図5のフローチャートに基づいて説明する。先ず、ステップS1では、代表値算出部43は、一フレームの第一のデータD1が得られると、そのフレームにおける第一のデータD1の信号強度を代表する代表値FIを算出する。第一のデータD1の値は動きに由来するエコー信号の信号強度を示すので、例えば代表値算出部43は、代表値FIとして、カラードプラ画像の画素に対応する第一のデータD1の値の一フレームにおける平均値を算出する。画素に対応する第一のデータD1としては、例えばI信号とQ信号とが得られるので、代表値算出部43は、例えば前記平均値として、I信号とQ信号の二乗和の平均値や、I信号とQ信号の絶対値の和の平均値などを算出してもよい。
Each time the first data D1 of the latest frame is obtained, the
代表値算出部43は、一フレームの第一のデータD1が得られるたびに、代表値FIを算出する。算出された代表値FIは、記憶デバイス9に記憶される。
The representative
次に、ステップS2では、統計値算出部44は、複数フレームにおける代表値FIの統計値を算出する。統計値算出部44は、統計値として、例えば複数フレームにおける代表値FIの平均値FIaveを算出する。統計値算出部44は、図6に示すように、時刻tにおける最新のフレームから所要の数nの過去のフレームまでのフレームの各々の代表値FIを用いて平均値FIaveを算出する。例えば、nは、第二のデータD2を作成するために用いる第一のデータD1のフレームの数(パケット数)より少なくても多くてもよく、また同じであってもよい。nは、デフォルトとして設定されていてもよいし、操作者が操作デバイス7において入力することによって設定されてもよい。統計値算出部44は、一フレームの第一のデータD1が得られるたびに、平均値FIaveを算出してもよい。時刻tにおける最新のフレームは、本発明における最新のフレームの実施の形態の一例である。
Next, in step S2, the statistical
ステップS2において平均値FIaveが得られると、ステップS3では、設定部45は、平均値FIaveに基づいて閾値Fthを設定する。具体的には、設定部45は、下記(式1)に基づいてFthを設定する。
Fth=SF×FIave ・・・(式1)
(式1)において、SFはスケールファクタ(Scale Factor)であり、所望の定数である。SFは、例えば1以上の任意の値である。スケールファクタSF及び上述のnにより、フラッシュアーチファクトの抑制効果が調節される。スケールファクタは、デフォルトとして設定されていてもよいし、操作者が操作デバイス7において入力することによって設定されてもよい。
When the average value FIave is obtained in step S2, in step S3, the setting
Fth = SF x FIave ... (Equation 1)
In (Equation 1), SF is a scale factor and is a desired constant. SF is, for example, an arbitrary value of 1 or more. The scale factor SF and n described above regulate the inhibitory effect of flash artifacts. The scale factor may be set as a default, or may be set by the operator inputting on the
ステップS3において閾値Fthが得られると、ステップS4において、補正情報作成部46は、時刻tにおける最新のフレームの代表値FIと閾値Fthとを比較する。代表値FIが閾値Fthより大きければ(FI>Fth、ステップS4において「YES」)、ステップS5へ移行する。一方、代表値FIが閾値Fth以下であれば(FI≦Fth、ステップS4において「NO」)、ステップS6へ移行する。
When the threshold value Fth is obtained in step S3, in step S4, the correction
ちなみに、設定部45は、新たなフレームの第一のデータD1が得られるたびに、閾値Fthを設定してもよく、補正情報作成部46は、その閾値Fthと新たに得られたフレームの代表値FIとを比較してもよい。
Incidentally, the setting
ステップS5では、補正情報作成部46は、補正情報として第一の補正係数C1を算出する。例えば、補正情報作成部46は、下記(式2)に基づいて第一の補正係数C1を算出する。
C1=k1/FI ・・・(式2)
k1は、0より大きい所要の定数であり所望の画質のカラードプラ画像が得られる値に設定される第一の係数である。所望の画質とは、例えばフラッシュアーチファクトが抑制された画質である。例えば、第一の係数k1は、0に近い値の第一の補正係数C1が得られる値に設定される。第一の係数k1は、記憶デバイスに9に記憶されていてもよい。第一の係数k1は、本発明における第一の係数の実施の形態の一例である。
In step S5, the correction
C1 = k1 / FI ... (Equation 2)
k1 is a required constant larger than 0 and is a first coefficient set to a value at which a color Doppler image of a desired image quality can be obtained. The desired image quality is, for example, an image quality in which flash artifacts are suppressed. For example, the first coefficient k1 is set to a value at which the first correction coefficient C1 having a value close to 0 can be obtained. The first coefficient k1 may be stored in 9 in the storage device. The first coefficient k1 is an example of the embodiment of the first coefficient in the present invention.
また、(式2)において、FIは、補正済データを作成しようとするフレーム、すなわち最新のフレームにおける第一のデータD1の信号強度を代表する代表値である。 Further, in (Equation 2), the FI is a representative value representing the signal strength of the first data D1 in the frame for which the corrected data is to be created, that is, the latest frame.
ステップ6では、補正情報作成部46は、補正情報として第二の補正係数C2を算出する。例えば、補正情報作成部46は、下記(式3)に基づいて第二の補正係数C2を算出する。
C2=k2/FI ・・・(式3)
k2は、0より大きい所要の定数であり所望の画質のカラードプラ画像が得られる値に設定される第二の係数である。所望の画質とは、例えば組織画像相当の情報を有する画質である。また、k2>k1である。第二の係数k2は、記憶デバイスに9に記憶されていてもよい。第二の係数k2は、本発明における第二の係数の実施の形態の一例である。また、FIは、(式2)と同じである。
In
C2 = k2 / FI ... (Equation 3)
k2 is a required constant larger than 0 and is a second coefficient set to a value at which a color Doppler image of a desired image quality can be obtained. The desired image quality is, for example, an image quality having information corresponding to a tissue image. Also, k2> k1. The second coefficient k2 may be stored in 9 in the storage device. The second coefficient k2 is an example of the embodiment of the second coefficient in the present invention. The FI is the same as (Equation 2).
補正情報作成部46は、(式2)で得られた第二の補正係数C2が1を超える値になった場合、第二の補正係数C2を1に設定してもよい。
The correction
k2>k1であるので、第一の補正係数C1と第二の補正係数C2は、互いに異なる値になる。具体的には、第一のデータD1の信号強度を代表する代表値FIは1以上の値になるので(FI≧1)、C1<C2となる。これにより、第一の補正係数C1を用いて得られる最新のフレームの補正済データaD1の信号強度が、第二の補正係数C2を用いて得られる最新のフレームの補正済データaD1の信号強度よりも小さくなるように、第一の補正係数C1及び第二の補正係数C2が作成されるようになっている。 Since k2> k1, the first correction coefficient C1 and the second correction coefficient C2 have different values. Specifically, since the representative value FI representing the signal strength of the first data D1 is a value of 1 or more (FI ≧ 1), C1 <C2. As a result, the signal strength of the corrected data aD1 of the latest frame obtained by using the first correction coefficient C1 is higher than the signal strength of the corrected data aD1 of the latest frame obtained by using the second correction coefficient C2. The first correction coefficient C1 and the second correction coefficient C2 are created so as to be smaller.
第一の補正係数C1又は第二の補正係数C2が得られると、補正部47は、図7に示すように、最新のフレームの第一のデータD1に対して第一の補正係数C1又は第二の補正係数C2を乗算して補正済データaD1を作成する。補正部47は、第一のデータD1において、画素に対応するデータの各々に第一の補正係数C1又は第二の補正係数C2を乗算する。
When the first correction coefficient C1 or the second correction coefficient C2 is obtained, the
なお、図7では、時間軸は省略されているものの、図6と同様に左から右に向かって時間が流れているものとする。従って、一番右の第一のデータD1が最新のフレームのデータである。 Although the time axis is omitted in FIG. 7, it is assumed that the time flows from the left to the right as in FIG. Therefore, the first data D1 on the far right is the data of the latest frame.
補正部47は、ステップS4において代表値FIが閾値Fthよりも大きいと判定された場合、最新のフレームの第一のデータD1に対して第一の補正係数C1を乗算する。一方、補正部47は、ステップS4において代表値FIが閾値Fth以下と判定された場合、最新のフレームの第一のデータD1に対して第二の補正係数C2を乗算する。第一の補正係数C1又は第二の補正係数C2を乗算して得られた補正済データaD1は、記憶デバイス9に記憶される。
When the representative value FI is determined to be larger than the threshold value Fth in step S4, the
動き情報処理部42は、最新のフレームについて得られた補正済データaD1と、最新のフレームから過去にさかのぼった複数フレームについて得られた補正済データaD1を用いて、一フレームの第二のデータD2を作成する。
The motion
第二のデータD2が得られると、この第二のデータD2に基づいて、画像データ作成部51はカラードプラ画像データを作成する。また、画像表示制御部52は、カラードプラ画像データ及びBモード画像データに基づいて、Bモード画像にカラードプラ画像が重畳された画像を表示デバイス6に表示させる。
When the second data D2 is obtained, the image
本例によれば、複数フレームの動きに由来する信号強度の代表値が考慮されて閾値が設定される。例えば、図8に示すように、最新フレームをフレームMとし、フレームMよりも過去のフレームをフレーム(M−1)、(M−2)、(M−3)、(M−4)とする。各々のフレームM、(M−1)、(M−2)、(M−3)、(M−4)の代表値を、代表値FI1、FI2、FI3、FI4、FI5とすると、フレームMにおける閾値Fthは、このフレームMまでに得られた代表値FI1〜FI5を含む過去nフレームの代表値に基づいて算出される。また、フレーム(M−1)における閾値Fthは、このフレーム(M−1)までに得られた代表値FI2〜FI5を含む過去nフレームの代表値に基づいて算出される。他のフレームについても同様である。これにより、各々のフレームにおいて、過去nフレームの代表値FIが考慮された閾値Fthが得られる。図8には、閾値Fthの時間変化のグラフGが示されている。 According to this example, the threshold value is set in consideration of the representative value of the signal strength derived from the movement of a plurality of frames. For example, as shown in FIG. 8, the latest frame is the frame M, and the frames older than the frame M are the frames (M-1), (M-2), (M-3), and (M-4). .. Assuming that the representative values of the respective frames M, (M-1), (M-2), (M-3), and (M-4) are the representative values FI1, FI2, FI3, FI4, and FI5, the frame M The threshold value Fth is calculated based on the representative values of the past n frames including the representative values FI1 to FI5 obtained up to this frame M. Further, the threshold value Fth in the frame (M-1) is calculated based on the representative values of the past n frames including the representative values FI2 to FI5 obtained up to this frame (M-1). The same applies to other frames. As a result, in each frame, the threshold value Fth in which the representative value FI of the past n frames is taken into consideration is obtained. FIG. 8 shows a graph G of the time change of the threshold value Fth.
図8において、代表値FI1は、閾値Fthよりも大きな値になっている。従って、ステップS5において第一の補正係数C1が算出される。これにより、フレームMにおける補正済データaD1は小さな値となり、フレームMにおけるカラードプラ画像は、フラッシュアーチファクトが除去された画像となる。 In FIG. 8, the representative value FI1 is a value larger than the threshold value Fth. Therefore, the first correction coefficient C1 is calculated in step S5. As a result, the corrected data aD1 in the frame M becomes a small value, and the color Doppler image in the frame M becomes an image in which the flash artifact is removed.
上述のように、閾値Fthは、過去nフレームの代表値FIに基づいて設定されるので、部位に応じて閾値Fthを適切に設定することができる。例えば、甲状腺におけるカラードプラ画像を表示させた後に、甲状腺よりも超音波のエコー信号に基づいて得られる信号強度が強い頸動脈のカラードプラ画像を表示させる場合、甲状腺よりも頸動脈の方が、平均値FIaveが大きくなるので、閾値Fthは、甲状腺よりも頸動脈の方が大きくなる。このように、本例によれば、部位に応じて、フラッシュフレームがより確実に抑制され、一方でフラッシュフレームではないフレームについては表示することができるように、閾値Fthを設定することができる。 As described above, since the threshold value Fth is set based on the representative value FI of the past n frames, the threshold value Fth can be appropriately set according to the site. For example, when displaying a color Doppler image of the carotid artery, which has a stronger signal intensity based on the echo signal of the ultrasonic wave than the thyroid gland, after displaying the color Doppler image of the thyroid gland, the carotid artery is better than the thyroid gland. Since the average FIave is large, the threshold Fth is larger in the carotid artery than in the thyroid gland. As described above, according to this example, the threshold value Fth can be set so that the flash frame is more reliably suppressed depending on the portion, while the frame that is not the flash frame can be displayed.
また、図8では、フレームMのみにおいて、他のフレームよりも代表値FIが大きくなり、代表値FIが大きくなったフレームの連続数が少ない。例えば、動きに由来する信号に、拍動に由来する信号が含まれている場合、比較的短い期間においてのみ代表値FIが大きくなる。従って、ステップS5において算出された第一の補正係数C1を用いて補正済データaD1が作成されることにより、拍動等の短時間に生じる動きに起因するフラッシュアーチファクトが除去されたカラードプラ画像を得ることができる。 Further, in FIG. 8, in the frame M alone, the representative value FI is larger than the other frames, and the number of consecutive frames in which the representative value FI is large is small. For example, when the signal derived from the movement includes the signal derived from the beat, the representative value FI becomes large only in a relatively short period of time. Therefore, by creating the corrected data aD1 using the first correction coefficient C1 calculated in step S5, a color Doppler image from which flash artifacts caused by movements that occur in a short time such as pulsations are removed can be obtained. Obtainable.
一方、図9では、フレームMのみならず、フレームM以降のフレーム(M+1)、(M+2)、(M+3)、(M+4)においても、他のフレームと比べて代表値FI6,FI7,FI8,FI9の値が大きくなっている。この場合、代表値FIの値が大きいフレームが連続する数が増えたことにより、平均値FIaveが上昇する。この結果、代表値FI8及びFI9が、閾値Fthよりも小さくなる。従って、ステップS5において第二の補正係数C2が算出される。これにより、フレーム(M+3)、(M+4)における補正済データaD1は、第一の補正係数C1を用いる場合と比べて大きな値となる。 On the other hand, in FIG. 9, not only the frame M but also the frames (M + 1), (M + 2), (M + 3), and (M + 4) after the frame M have representative values FI6, FI7, FI8, and FI9 as compared with other frames. The value of is increasing. In this case, the average value FIave increases as the number of consecutive frames having a large representative value FI value increases. As a result, the representative values FI8 and FI9 become smaller than the threshold value Fth. Therefore, the second correction coefficient C2 is calculated in step S5. As a result, the corrected data aD1 in the frames (M + 3) and (M + 4) becomes a large value as compared with the case where the first correction coefficient C1 is used.
図9では、代表値FIの値が大きいフレームが連続する数が比較的多い。ここで、動きに由来する信号に、被検体の動き、超音波プローブの動き及び呼吸などに起因する信号が含まれている場合、比較的長い期間にわたって代表値FIが大きくなる。このように、比較的長い期間にわたって代表値FIが大きい場合に、フラッシュアーチファクトの除去を目的として、例えば仮に代表値FIが大きいフレームのデータを用いずにカラードプラデータを作成すると、カラードプラ画像が表示されない状態(ブラックアウト)となる。一方、仮にフラッシュアーチファクトの除去を行なわないと、アーチファクトが画像全体を覆って真っ白な画像が表示される。しかし、本例では、第一の補正係数C1よりも大きい第二の補正係数C2を用いることによって補正済データaD1が作成されるので、背景の組織画像相当の情報を有するカラードプラ画像を表示させることができる。 In FIG. 9, the number of consecutive frames having a large representative value FI is relatively large. Here, when the signal derived from the movement includes a signal caused by the movement of the subject, the movement of the ultrasonic probe, respiration, or the like, the representative value FI becomes large over a relatively long period of time. In this way, when the representative value FI is large over a relatively long period of time, for the purpose of removing flash artifacts, for example, if color Doppler data is created without using the data of the frame having a large representative value FI, the color Doppler image will be displayed. It will not be displayed (blackout). On the other hand, if the flash artifact is not removed, the artifact will cover the entire image and a pure white image will be displayed. However, in this example, since the corrected data aD1 is created by using the second correction coefficient C2 which is larger than the first correction coefficient C1, a color Doppler image having information corresponding to the background tissue image is displayed. be able to.
なお、図9では、代表値FIが大きいフレームの数は、説明の便宜上及び紙面の都合上、5フレームのみであるが、もっと多くてもよい。 In FIG. 9, the number of frames having a large representative value FI is only 5 frames for convenience of explanation and space, but may be larger.
次に、上記実施形態の変形例について説明する。図10に示すように、第一の係数k1は、FI>Fthであるフレームが連続する数に応じて設定されるようになっていてもよい。図10において、横軸は、FI>Fthであるフレームが連続する数(連続フレーム数)であり、縦軸は、連続フレーム数に応じて定まる第一の係数k1を示している。すなわち、図10は、FI>Fthであるフレームが連続する数に応じた第一の係数k1の設定関数fを示している。補正情報作成部46は、設定関数fを用いて第一の係数k1を設定する。
Next, a modification of the above embodiment will be described. As shown in FIG. 10, the first coefficient k1 may be set according to the number of consecutive frames in which FI> Fth. In FIG. 10, the horizontal axis represents the number of consecutive frames with FI> Fth (the number of continuous frames), and the vertical axis represents the first coefficient k1 determined according to the number of continuous frames. That is, FIG. 10 shows a setting function f of the first coefficient k1 according to the number of consecutive frames where FI> Fth. The correction
設定関数fは、連続フレーム数が多くなるにつれて、第一の係数k1が大きくなり、連続フレーム数が所要の数以上になると、第一の係数k1が一定の値になる関数である。このように、第一の係数k1が、連続フレーム数に応じて連続的に変化することにより、カラードプラ画像のちらつきを抑制することができる。これについて、より詳細に図11に基づいて説明する。図11は、図9に示す代表値FI1〜FI9が得られた場合における補正係数C1の変化を示す。 The setting function f is a function in which the first coefficient k1 increases as the number of continuous frames increases, and when the number of continuous frames exceeds a required number, the first coefficient k1 becomes a constant value. In this way, the first coefficient k1 continuously changes according to the number of continuous frames, so that the flicker of the color Doppler image can be suppressed. This will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 11 shows the change in the correction coefficient C1 when the representative values FI1 to FI9 shown in FIG. 9 are obtained.
図11において、時間T1に達する前においては、図9におけるフレーム(M−4)、(M−3)、(M−2)、(M−1)に該当し、補正係数は第二の補正係数C2である。そして、時間T1は、フレームMに該当し、補正係数は第一の補正係数C1となって、0に近い値になる。時間T1を過ぎ、時間T2までの間は、図9におけるフレーム(M+1)、(M+2)に該当し、補正係数は、時間の経過とともに徐々に大きくなる第一の補正係数C1である。そして、時間T2よりも後の部分は、フレーム(M+3)、(M+4)及び図9では示されていないが、フレーム(M+4)以降のフレームに該当し、補正係数は第二の補正係数になる。 In FIG. 11, before the time T1 is reached, it corresponds to the frames (M-4), (M-3), (M-2), and (M-1) in FIG. 9, and the correction coefficient is the second correction. The coefficient C2. Then, the time T1 corresponds to the frame M, and the correction coefficient becomes the first correction coefficient C1 and becomes a value close to 0. After the time T1 and up to the time T2, it corresponds to the frames (M + 1) and (M + 2) in FIG. 9, and the correction coefficient is the first correction coefficient C1 that gradually increases with the passage of time. The portion after the time T2 corresponds to the frame (M + 3), (M + 4) and the frame after the frame (M + 4), which is not shown in FIG. 9, and the correction coefficient becomes the second correction coefficient. ..
なお、図11に示す時間T1からT2までの間やそれ以外の時間において、図9に示すフレームよりも多いフレームが存在していてもよい。 In the time between the times T1 and T2 shown in FIG. 11 and other times, there may be more frames than the frames shown in FIG.
時間T1から時間T2では、上述の通り、補正係数は第一の補正係数C1であるが、時間の経過とともに連続フレーム数が大きくなるにつれて、第一の係数k1が次第に大きくなる。このように、第一の係数k1が、連続フレーム数に応じて連続的に変化することにより、第一の係数が一定である場合と比べて、補正係数が第一の補正係数C1と第二の補正係数C2との間で切り換わる時のカラードプラ画像のちらつきを抑制することができる。 From time T1 to time T2, as described above, the correction coefficient is the first correction coefficient C1, but as the number of continuous frames increases with the passage of time, the first coefficient k1 gradually increases. In this way, the first coefficient k1 changes continuously according to the number of continuous frames, so that the correction coefficients are the first correction coefficient C1 and the second, as compared with the case where the first coefficient is constant. It is possible to suppress the flicker of the color Doppler image when switching between the correction coefficient C2 and the correction coefficient C2.
以上、本発明を前記実施形態によって説明したが、本発明はその主旨を変更しない範囲で種々変更実施可能なことはもちろんである。例えば、代表値算出部43によって算出される代表値FIは、カラードプラ画像の画素に対応する第一のデータD1の値の一フレームにおける平均値に限られるものではない。例えば、代表値算出部43は、代表値FIとして、前記平均値の代わりに、カラードプラ画像の画素に対応する第一のデータD1の値の一フレームにおける和を算出してもよい。
Although the present invention has been described above by the above-described embodiment, it is needless to say that the present invention can be modified in various ways without changing the gist thereof. For example, the representative value FI calculated by the representative
また、統計値算出部44が算出する統計値は、平均値FIaveに限られるものではない。例えば、統計値算出部44は、代表値FIの複数フレームにおける中央値を前記統計値として算出してもよい。この場合、設定部45は、中央値に対して上述のSFを乗算してFthを設定する。
Further, the statistical value calculated by the statistical
また、動き情報処理部42は、カラードプラ処理の代わりにBフロー処理を行なってBフローデータを作成し、表示処理部5は、Bフローデータに基づいてBフロー画像データを作成して、表示デバイス6にBフロー画像を表示させてもよい。Bフロー画像は、本発明における動き画像の実施の形態の一例である。
Further, the motion
1 超音波診断装置
6 表示デバイス
8 制御デバイス
9 記憶デバイス
42 動き情報処理部
43 代表値算出部
44 統計値算出部
45 設定部
46 補正情報作成部
47 補正部
51 画像データ作成部
52 画像表示制御部
1 Ultrasonic
Claims (14)
前記制御デバイスは、
被検体における動きに由来する信号を作成し、複数フレームの前記信号に基づいて、一フレームの前記動きの情報を作成する第一の作成機能と、
前記動きの情報を示す動き画像のデータを作成する第二の作成機能と、
前記動き画像のデータに基づいて、動き画像を前記表示デバイスに表示させる表示制御機能と、
一フレームにおける前記信号の強度を代表する代表値を算出する代表値算出機能と、
複数フレームにおける前記代表値の統計値を算出する統計値算出機能と、
前記統計値に基づいて設定された閾値と前記代表値との比較結果に基づいて、前記信号の強度を補正する補正情報を作成する第三の作成機能と、
前記補正情報を用いて前記信号に対して補正を行なって、補正済みの信号を作成する補正機能と、
をプログラムによって実行するものであり、
前記第一の作成機能は、前記複数フレームの前記補正済みの信号を用いて、前記動きの情報を作成する、超音波診断装置。 An ultrasonic diagnostic device including a control device and a display device.
The control device is
The first creation function that creates a signal derived from the movement in the subject and creates information on the movement in one frame based on the signal in a plurality of frames.
A second creation function that creates motion image data indicating the motion information, and
A display control function for displaying a motion image on the display device based on the motion image data,
A representative value calculation function that calculates a representative value that represents the strength of the signal in one frame, and
A statistical value calculation function that calculates the statistical value of the representative value in multiple frames, and
A third creation function for creating correction information for correcting the strength of the signal based on the comparison result between the threshold value set based on the statistical value and the representative value, and
A correction function that corrects the signal using the correction information and creates a corrected signal.
Is executed programmatically,
The first creation function is an ultrasonic diagnostic apparatus that creates information on the movement using the corrected signals of the plurality of frames.
前記補正機能は、前記閾値よりも前記代表値が大きい場合、前記第一の補正係数を用いて前記信号に対して補正を行なって前記補正済の信号を作成し、前記閾値よりも前記代表値が小さい場合、前記第二の補正係数を用いて前記信号に対して補正を行なって前記補正済の信号を作成する、請求項3に記載の超音波診断装置。 The third creation function calculates the first correction coefficient as the first correction information when the representative value is larger than the threshold value, and when the representative value is smaller than the threshold value, the second correction function is used. Calculate the second correction coefficient as correction information,
When the representative value is larger than the threshold value, the correction function corrects the signal using the first correction coefficient to create the corrected signal, and the representative value is larger than the threshold value. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 3, wherein when the value is small, the signal is corrected by using the second correction coefficient to create the corrected signal.
前記補正機能は、前記信号に対して、前記第一の補正係数又は前記第二の補正係数を乗算することにより、補正済みの信号を作成する、請求項4に記載の超音波診断装置。 The first correction coefficient and the second correction coefficient are numerical values of 1 or less, and the second correction coefficient is a value larger than the first correction coefficient.
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 4, wherein the correction function creates a corrected signal by multiplying the signal by the first correction coefficient or the second correction coefficient.
該制御プログラムは、前記制御デバイスに、
被検体における動きに由来する信号を作成し、複数フレームの前記信号に基づいて、一フレームの前記動きの情報を作成する第一の作成機能と、
前記動きの情報を示す動き画像のデータを作成する第二の作成機能と、
前記動き画像のデータに基づいて、動き画像を前記表示デバイスに表示させる表示制御機能と、
一フレームにおける前記信号の強度を代表する代表値を算出する代表値算出機能と、
複数フレームにおける前記代表値の統計値を算出する統計値算出機能と、
前記統計値に基づいて設定された閾値と前記代表値との比較結果に基づいて、前記信号の強度を補正する補正情報を作成する第三の作成機能と、
前記補正情報を用いて前記信号に対して補正を行なって、補正済みの信号を作成する補正機能と、
を実行させ、
前記第一の作成機能は、前記複数フレームの前記補正済みの信号を用いて、前記動きの情報を作成する、超音波診断装置の制御プログラム。 A control program for an ultrasonic diagnostic device including a control device and a display device.
The control program is applied to the control device.
The first creation function that creates a signal derived from the movement in the subject and creates information on the movement in one frame based on the signal in a plurality of frames.
A second creation function that creates motion image data indicating the motion information, and
A display control function for displaying a motion image on the display device based on the motion image data,
A representative value calculation function that calculates a representative value that represents the strength of the signal in one frame, and
A statistical value calculation function that calculates the statistical value of the representative value in multiple frames, and
A third creation function for creating correction information for correcting the strength of the signal based on the comparison result between the threshold value set based on the statistical value and the representative value, and
A correction function that corrects the signal using the correction information and creates a corrected signal.
To execute,
The first creation function is a control program of an ultrasonic diagnostic apparatus that creates information on the movement using the corrected signals of the plurality of frames.
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