JP7192404B2 - ULTRASOUND DIAGNOSTIC APPARATUS, ULTRASOUND DIAGNOSTIC SYSTEM CONTROL METHOD, AND ULTRASOUND DIAGNOSTIC SYSTEM CONTROL PROGRAM - Google Patents

ULTRASOUND DIAGNOSTIC APPARATUS, ULTRASOUND DIAGNOSTIC SYSTEM CONTROL METHOD, AND ULTRASOUND DIAGNOSTIC SYSTEM CONTROL PROGRAM Download PDF

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Description

本開示は、超音波診断装置、超音波診断装置の制御方法、及び、超音波診断装置の制御プログラムに関する。 The present disclosure relates to an ultrasonic diagnostic apparatus, an ultrasonic diagnostic apparatus control method, and an ultrasonic diagnostic apparatus control program.

従来、パラレル受信方式を用いた超音波診断装置が知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, an ultrasonic diagnostic apparatus using a parallel reception system is known.

図1、図2は、パラレル受信方式について、説明する図である。 1 and 2 are diagrams for explaining the parallel reception method.

パラレル受信方式は、被検体内に対して1つの超音波ビーム(図1、Tx1)を送信した際に、複数本の反射波ビーム(図1、図2では、Rx1、Rx2、Rx3、Rx4)を並列的に同時に受信する方式である。尚、図1A、図2Aには、1つの超音波ビーム当たり4本の反射波ビームを同時に受信する場合の態様を示している。 In the parallel reception method, when one ultrasonic beam (Tx1 in FIG. 1) is transmitted into the subject, a plurality of reflected wave beams (Rx1, Rx2, Rx3, Rx4 in FIGS. 1 and 2) are received in parallel at the same time. 1A and 2A show a mode in which four reflected wave beams are simultaneously received per ultrasonic beam.

パラレル受信方式においては、超音波プローブP20は、1つの超音波ビームを送信した際に、当該超音波ビームのビーム中心位置を中心としてその両側に複数本の反射波ビームを受信する。そして、超音波診断装置の受信処理部は、超音波プローブP20に設けられた複数の圧電振動子それぞれから出力される受信信号に基づいて、反射波ビーム毎に整相加算を行うことにより、反射波ビーム毎に受信ビームデータを生成し、1つの超音波ビームから複数の受信ビームデータを同時に取得する。 In the parallel reception method, when one ultrasonic beam is transmitted, the ultrasonic probe P20 receives a plurality of reflected wave beams on both sides centering on the beam center position of the ultrasonic beam. Then, the reception processing unit of the ultrasonic diagnostic apparatus performs phasing addition for each reflected wave beam based on the reception signals output from each of the plurality of piezoelectric transducers provided in the ultrasonic probe P20. Reception beam data is generated for each wave beam, and a plurality of reception beam data are obtained simultaneously from one ultrasonic beam.

そして、この種の超音波診断装置は、超音波プローブP20から送信する超音波ビームの位置(即ち、開口)を、1つの超音波ビームから得られる複数本の反射波ビームのブロックの単位で、走査方向に沿ってずらすことにより、超音波画像を構成する1つのフレームデータ(二次元データ)を生成する。 Then, in this type of ultrasonic diagnostic apparatus, the position of the ultrasonic beam transmitted from the ultrasonic probe P20 (that is, the aperture) is set in units of blocks of a plurality of reflected wave beams obtained from one ultrasonic beam, One frame data (two-dimensional data) forming an ultrasonic image is generated by shifting along the scanning direction.

パラレル受信方式では、このようにして、単位時間当たりのデータ量を増大させ、フレームレートを向上させる。 The parallel reception method thus increases the amount of data per unit time and improves the frame rate.

尚、以下では、一本の反射波ビームにより生成されるデータ列を「受信ビーム」又は「受信ビームデータ」と称する。又、1つの超音波ビーム当たりに同時に取得される複数の受信ビームデータを「受信ビームブロック」又は「受信ビームデータブロック」と称する。 A data string generated by one reflected wave beam is hereinafter referred to as a "reception beam" or "reception beam data". Also, a plurality of reception beam data obtained simultaneously for one ultrasonic beam is called a "reception beam block" or a "reception beam data block".

特開2005-323894号公報JP 2005-323894 A

ところで、パラレル受信方式においては、隣接する2つの受信ビーム間に、受信信号の信号強度の差が生じやすく、これに起因して、超音波画像内において縞状のアーチファクト(以下、「縞状アーチファクト」と称する)が表出するという問題がある。 By the way, in the parallel reception method, a difference in signal strength of received signals is likely to occur between two adjacent receiving beams, and this causes striped artifacts (hereinafter referred to as “striped artifacts”) in an ultrasonic image. ”) appears.

図3は、超音波画像内に生ずる縞状アーチファクトの一例を示す図である。図3では、画面左下の領域に縞状アーチファクトが表出している。尚、縞状アーチファクトは、超音波画像内において、距離方向(即ち、深度方向)に沿って延在し、方位方向(即ち、走査方向)に沿って周期的に現れる輝度の濃淡のことである。 FIG. 3 is a diagram showing an example of striped artifacts occurring in an ultrasound image. In FIG. 3, striped artifacts appear in the lower left area of the screen. Note that the striped artifact is a brightness gradation that extends along the distance direction (that is, the depth direction) and periodically appears along the azimuth direction (that is, the scanning direction) in the ultrasonic image. .

図1Bには、2つの隣接する受信ビームブロック間に生ずる縞状アーチファクトを示している。尚、図1Bに示す信号強度のグラフは、同一の深度位置における各受信ビームの信号強度の分布を示している。 FIG. 1B shows the streak artifact that occurs between two adjacent receive beam blocks. The signal intensity graph shown in FIG. 1B shows the distribution of the signal intensity of each reception beam at the same depth position.

パラレル受信方式においては、図1Bに示すように、1つの超音波ビームを送信した際、当該超音波ビームのビーム中心を中心として、当該超音波ビームのビーム中心から距離が離れるにつれて、反射波ビームの強度が小さくなる。そのため、隣接する2つの受信ビームブロックの間において、受信ビームの信号強度が小さい領域が発生することになり、これに起因して、受信ビームブロックの周期で縞状アーチファクトが発生する(以下、「受信ビームブロック間に生ずる縞状アーチファクト」と称する)。 In the parallel reception method, as shown in FIG. 1B, when one ultrasonic beam is transmitted, the beam center of the ultrasonic beam is the center, and as the distance from the beam center of the ultrasonic beam increases, the reflected wave beam strength becomes smaller. Therefore, between two adjacent receive beam blocks, an area where the signal strength of the receive beam is small is generated, and as a result, striped artifacts occur in the period of the receive beam blocks (hereinafter referred to as " fringe artifacts occurring between receive beam blocks").

この点、特許文献1には、受信ビームブロック間に生ずる縞状アーチファクトを除去するため、フィルタ処理によって、当該縞状アーチファクトの有する周波数成分を超音波画像内から一様に除去することが記載されている。 In this regard, Patent Literature 1 describes that, in order to remove the striped artifacts that occur between received beam blocks, the frequency components of the striped artifacts are uniformly removed from the ultrasonic image by filtering. ing.

しかしながら、縞状アーチファクトは、各受信ビームの信号強度の差に依拠するため、超音波画像の画像全体に一様に生ずるわけではなく、超音波画像内でも縞状アーチファクトが生じやすい領域と生じにくい領域とがある(例えば、距離方向の深度が大きい位置ほど、縞状アーチファクトが生じやすい)。加えて、超音波画像の領域によっては、縞状アーチファクトの周波数帯域と被検体内の生体組織の情報(以下、「生体情報」と略称する)が含まれる周波数帯域とが重ならない場合もある。 However, since the stripe artifact depends on the difference in the signal intensity of each received beam, it does not occur uniformly throughout the ultrasound image, and even within the ultrasound image, there are areas where the stripe artifact is likely to occur and areas where it is less likely to occur. (For example, stripe artifacts are more likely to occur at positions with greater depth in the distance direction). In addition, depending on the area of the ultrasound image, the frequency band of the stripe artifact may not overlap with the frequency band containing information on the biological tissue within the subject (hereinafter abbreviated as “biological information”).

そのため、特許文献1のように、超音波画像の画像全体に対して、画一的にフィルタ処理を実行すると、超音波画像の空間分解能を劣化させ、必要な生体情報まで劣化させてしまうおそれがある。 Therefore, if filter processing is uniformly performed on the entire ultrasound image as in Patent Document 1, the spatial resolution of the ultrasound image may be degraded, and necessary biological information may also be degraded. be.

図2Bには、受信ビームブロック内のいずれかの位置に生ずる縞状アーチファクトを示している。尚、図2Bに示す信号強度のグラフは、同一の深度位置における各受信ビームの信号強度の分布を示している。 FIG. 2B shows a fringe artifact occurring anywhere within the receive beam block. The signal intensity graph shown in FIG. 2B shows the distribution of the signal intensity of each reception beam at the same depth position.

パラレル受信方式においては、図2Bに示すように、生体組織Qが存在する場合には、1つの超音波ビームを送信した際、当該生体組織Qからの反射波ビームの反射方向が距離方向に対して傾斜することがある。かかる場合には、同一受信ビームブロック内であっても、当該受信ビームブロック内の受信ビームの位置に応じて、各受信ビームの間で信号強度の差が生じる。そして、これに起因して、受信ビームブロック内で縞状アーチファクトが発生する(以下、「受信ビームブロック内に生ずる縞状アーチファクト」と称する)。 In the parallel reception method, as shown in FIG. 2B, when a biological tissue Q exists, when one ultrasonic beam is transmitted, the reflection direction of the reflected wave beam from the biological tissue Q is in the distance direction. may be slanted. In such a case, even within the same receive beam block, a difference in signal strength occurs between receive beams depending on the position of the receive beam within the receive beam block. Due to this, a striped artifact occurs within the receive beam block (hereinafter referred to as "striped artifact occurring within the receive beam block").

尚、図2Bでは、各受信ビームブロック内の3番目の受信ビームと4番目の受信ビームとの間で、信号強度の差が大きくなっており、この場合には、1つの受信ビームブロックの周期で縞状アーチファクトが発生する。但し、この場合の縞状アーチファクトは、受信ビームブロック間に生ずる縞状アーチファクトと重畳するため、受信ビームブロック間に生ずる縞状アーチファクトと一体的な態様(例えば、太線状)となる。 Note that in FIG. 2B, the difference in signal strength is large between the third receive beam and the fourth receive beam in each receive beam block, and in this case, the period of one receive beam block striped artifacts occur. However, since the striped artifact in this case is superimposed on the striped artifact occurring between the receiving beam blocks, it becomes an aspect (for example, thick line shape) with the striped artifact occurring between the receiving beam blocks.

なお、生体組織が存在する場合に生じる縞状アーチファクトは、受信ビーム本数が4本以上であると、受信ビームブロック間に生ずる縞状アーチファクトと周期が同じとなるが、受信ビーム本数が4本未満の場合には、受信ビームブック間に生ずる縞状アーチファクトとは、異なる周期となる。 In addition, when the number of receiving beams is four or more, the striped artifacts that occur when living tissue exists have the same period as the striped artifacts that occur between the receiving beam blocks, but the number of receiving beams is less than four. In the case of , the period is different from that of the fringe artifacts that occur between receive beambooks.

本開示は、上記問題点に鑑みてなされたもので、超音波画像内の生体情報の劣化が生じることを低減しながら、縞状アーチファクトを抑制可能とする超音波診断装置、超音波診断装置の制御方法、及び、超音波診断装置の制御プログラムを提供することを第一の目的とする。また、本開示は、受信ビームブロック間に生ずる縞状アーチファクトを抑制可能な超音波診断装置、超音波診断装置の制御方法、及び、超音波診断装置の制御プログラムを提供することを第二の目的とする。更に、本開示は、受信ビームブロック内で生ずる縞状アーチファクトを抑制可能な超音波診断装置、超音波診断装置の制御方法、及び、超音波診断装置の制御プログラムを提供することを第三の目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above problems, and an ultrasonic diagnostic apparatus that can suppress stripe artifacts while reducing deterioration of biological information in an ultrasonic image, and an ultrasonic diagnostic apparatus. A first object of the present invention is to provide a control method and a control program for an ultrasonic diagnostic apparatus. A second object of the present disclosure is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus, an ultrasonic diagnostic apparatus control method, and an ultrasonic diagnostic apparatus control program capable of suppressing stripe artifacts occurring between reception beam blocks. and Furthermore, a third object of the present disclosure is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus capable of suppressing striped artifacts occurring in a receive beam block, an ultrasonic diagnostic apparatus control method, and an ultrasonic diagnostic apparatus control program. and

前述した課題を解決する主たる本開示は、
超音波プローブを用いて被検体内の情報を画像化する超音波診断装置であって、
1つの超音波ビーム当たり複数の受信ビームデータを生成するように、前記超音波プローブに対して超音波の送受信を実行させる送受信部と、
前記超音波プローブにて被検体内を超音波走査した際に生成される複数の前記受信ビームデータに基づいて、超音波画像を生成する画像生成部と、
前記超音波画像内の領域毎に、互いに異なる周波数特性を有する複数のフィルタのうちから、適用対象のフィルタを選択的に決定して、当該領域毎に、決定した前記フィルタを用いて縞状アーチファクトを低減するためのフィルタ処理を施すフィルタ処理部と、
を備える超音波診断装置である。
The main disclosure that solves the above-mentioned problems is
An ultrasonic diagnostic apparatus for imaging information within a subject using an ultrasonic probe,
a transmitting/receiving unit that causes the ultrasonic probe to transmit/receive ultrasonic waves so as to generate a plurality of received beam data per ultrasonic beam;
an image generating unit that generates an ultrasonic image based on a plurality of received beam data generated when the ultrasonic probe scans the interior of the subject with ultrasonic waves;
For each region in the ultrasonic image, a filter to be applied is selectively determined from among a plurality of filters having mutually different frequency characteristics, and for each region, the determined filter is used to produce a striped artifact a filtering unit that performs filtering to reduce
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:

又、他の局面では、
超音波プローブを用いて被検体内の情報を画像化する超音波診断装置の制御方法であって、
1つの超音波ビーム当たり複数の受信ビームデータを生成するように、前記超音波プローブに対して超音波の送受信を実行させる処理と、
前記超音波プローブにて被検体内を超音波走査した際に生成される複数の前記受信ビームデータに基づいて、超音波画像を生成する処理と、
前記超音波画像内の領域毎に、互いに異なる周波数特性を有する複数のフィルタのうちから、適用対象のフィルタを選択的に決定して、当該領域毎に、決定した前記フィルタを用いて縞状アーチファクトを低減するためのフィルタ処理を施す処理と、
を備える制御方法である。
Also, in other aspects,
A control method for an ultrasonic diagnostic apparatus for imaging information within a subject using an ultrasonic probe,
A process of causing the ultrasonic probe to transmit and receive ultrasonic waves so as to generate a plurality of received beam data per ultrasonic beam;
A process of generating an ultrasonic image based on a plurality of received beam data generated when the ultrasonic probe scans the interior of the subject with ultrasonic waves;
For each region in the ultrasonic image, a filter to be applied is selectively determined from among a plurality of filters having mutually different frequency characteristics, and for each region, the determined filter is used to produce a striped artifact a process of filtering to reduce the
is a control method comprising

又、他の局面では、
超音波プローブを用いて被検体内の情報を画像化する超音波診断装置に処理を実行させる制御プログラムであって、
1つの超音波ビーム当たり複数の受信ビームデータを生成するように、前記超音波プローブに対して超音波の送受信を実行させる処理と、
前記超音波プローブにて被検体内を超音波走査した際に生成される複数の前記受信ビームデータに基づいて、超音波画像を生成する処理と、
前記超音波画像内の領域毎に、互いに異なる周波数特性を有する複数のフィルタのうちから、適用対象のフィルタを選択的に決定して、当該領域毎に、決定した前記フィルタを用いて縞状アーチファクトを低減するためのフィルタ処理を施す処理と、
を備える制御プログラムである。
Also, in other aspects,
A control program that causes an ultrasonic diagnostic apparatus that uses an ultrasonic probe to image information within a subject to perform processing,
A process of causing the ultrasonic probe to transmit and receive ultrasonic waves so as to generate a plurality of received beam data per ultrasonic beam;
A process of generating an ultrasonic image based on a plurality of received beam data generated when the ultrasonic probe scans the interior of the subject with ultrasonic waves;
For each region in the ultrasonic image, a filter to be applied is selectively determined from among a plurality of filters having mutually different frequency characteristics, and for each region, the determined filter is used to produce a striped artifact a process of filtering to reduce the
is a control program comprising

本開示に係る超音波診断装置によれば、超音波画像内の生体情報の劣化が生じることを低減しながら、縞状アーチファクトを抑制することができる。 According to the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present disclosure, striped artifacts can be suppressed while reducing deterioration of biological information in an ultrasonic image.

パラレル受信方式について、説明する図Diagram explaining the parallel reception method パラレル受信方式について、説明する図Diagram explaining the parallel reception method 超音波画像内に生ずる縞状アーチファクトの一例を示す図A diagram showing an example of a striped artifact that occurs in an ultrasound image 第1の実施形態に係る超音波診断装置の外観を示す図1 is a diagram showing the appearance of an ultrasonic diagnostic apparatus according to a first embodiment; FIG. 第1の実施形態に係る超音波診断装置の全体構成の一例を示すブロック図1 is a block diagram showing an example of the overall configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to a first embodiment; FIG. 第1の実施形態に係る送受信部における超音波走査の態様を示す図FIG. 4 is a diagram showing a mode of ultrasonic scanning in the transmitting/receiving unit according to the first embodiment; 第1の実施形態に係る送受信部における超音波走査の態様を示す図FIG. 4 is a diagram showing a mode of ultrasonic scanning in the transmitting/receiving unit according to the first embodiment; 第1の実施形態に係るフィルタ処理部における処理を模式的に示す図FIG. 4 is a diagram schematically showing processing in a filter processing unit according to the first embodiment; 超音波画像に含まれる生体情報及び縞状アーチファクトの周波数帯域(図9A)と、種々のフィルタの周波数特性(図9B~図9D)の関係を示す図A diagram showing the relationship between the frequency band of biological information and striped artifacts contained in an ultrasound image (FIG. 9A) and the frequency characteristics of various filters (FIGS. 9B to 9D) ガボールフィルタの設定方法の一例について、説明する図Diagram explaining an example of how to set a Gabor filter 指向方向を方位方向のみに設定したガボールフィルタのフィルタ特性を示す図A diagram showing the filter characteristics of a Gabor filter in which the directional direction is set only in the azimuth direction. フィルタテーブルにおいて、フィルタの種別を決定するためのパラメータテーブルの一例を示す図A diagram showing an example of a parameter table for determining the type of filter in the filter table 超音波画像内の位置と適用するフィルタの周波数特性との関係に示す図Diagram showing the relationship between the position in the ultrasound image and the frequency characteristics of the applied filter プローブの種類および撮像モードに基づいて、適用対象のパラメータテーブルを選択するためのデータテーブルの一例を示す図A diagram showing an example of a data table for selecting a parameter table to be applied based on the probe type and imaging mode. 第1の実施形態に係る超音波診断装置の動作を示すフローチャートFlowchart showing the operation of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment 第1の実施形態に係る超音波診断装置の動作を示すフローチャートFlowchart showing the operation of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment 第2の実施形態に係るフィルタ処理部によって縞状アーチファクト抑制処理を行わなかった場合の超音波画像(図17A)と、フィルタ処理部によって縞状アーチファクト抑制処理を行った場合の超音波画像(図17B)を比較して示す図An ultrasonic image (FIG. 17A) when striped artifact suppression processing is not performed by the filter processing unit according to the second embodiment, and an ultrasound image when striped artifact suppression processing is performed by the filter processing unit (FIG. 17A). 17B) in comparison 第2の実施形態に係るフィルタ処理部の縞状アーチファクト検出処理を模式的に示す図FIG. 11 is a diagram schematically showing striped artifact detection processing by a filter processing unit according to the second embodiment; 第2の実施形態に係る超音波診断装置の動作を示すフローチャートFlowchart showing the operation of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the second embodiment

以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施形態について詳細に説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Preferred embodiments of the present disclosure will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. In the present specification and drawings, constituent elements having substantially the same functions are denoted by the same reference numerals, thereby omitting redundant description.

(第1の実施形態)
[超音波診断装置の全体構成]
以下、図4~図7を参照して、本実施形態に係る超音波診断装置の全体構成の一例について説明する。
(First embodiment)
[Overall Configuration of Ultrasound Diagnostic Apparatus]
An example of the overall configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment will be described below with reference to FIGS. 4 to 7. FIG.

図4は、本実施形態に係る超音波診断装置1の外観を示す図である。図5は、本実施形態に係る超音波診断装置1の全体構成の一例を示すブロック図である。図6、図7は、本実施形態に係る送受信部11における超音波走査の態様を示す図である。 FIG. 4 is a diagram showing the appearance of the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to this embodiment. FIG. 5 is a block diagram showing an example of the overall configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to this embodiment. 6 and 7 are diagrams showing aspects of ultrasonic scanning in the transmitting/receiving section 11 according to the present embodiment.

本実施形態に係る超音波診断装置1は、超音波診断装置1の本体10に超音波プローブ20が取り付けられて構成されている。尚、本体10と超音波プローブ20とは、ケーブルを介して電気的に接続されている。 An ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to this embodiment is configured by attaching an ultrasonic probe 20 to a main body 10 of the ultrasonic diagnostic apparatus 1 . Note that the main body 10 and the ultrasonic probe 20 are electrically connected via a cable.

超音波診断装置1の本体10は、送受信部11、制御部12、画像生成部13、フィルタ処理部14、デジタルスキャンコンバータ15、表示部16、操作入力部17、及び、フィルタテーブルDFを備えている。 A main body 10 of the ultrasonic diagnostic apparatus 1 includes a transmission/reception section 11, a control section 12, an image generation section 13, a filter processing section 14, a digital scan converter 15, a display section 16, an operation input section 17, and a filter table DF. there is

超音波プローブ20は、超音波と電気信号との相互変換を行う複数の圧電振動子21-T1~21-T1024(ここでは、1024個の圧電振動子)、及び、複数の圧電振動子21それぞれの駆動状態のオンオフを個別に切替制御するためのチャンネル切替部(図示せず)を含んで構成される。そして、当該複数の圧電振動子21が、個別に、送受信部11で発生された電圧パルスを超音波ビームに変換して被検体内へ送信すると共に、当該超音波ビームが被検体内で反射して発生する反射波ビームを受信して電気信号に変換して送受信部11へ出力する。 The ultrasonic probe 20 includes a plurality of piezoelectric transducers 21-T1 to 21-T1024 (here, 1024 piezoelectric transducers) that perform mutual conversion between ultrasonic waves and electric signals, and a plurality of piezoelectric transducers 21 It includes a channel switching unit (not shown) for individually switching and controlling the ON/OFF of the driving state of the . The plurality of piezoelectric transducers 21 individually convert voltage pulses generated by the transmitting/receiving unit 11 into ultrasonic beams and transmit the ultrasonic beams into the subject, and the ultrasonic beams are reflected within the subject. It receives the reflected wave beam generated by the transmission, converts it into an electrical signal, and outputs it to the transmitting/receiving section 11 .

複数の圧電振動子21は、例えば、走査方向に沿って、アレー状に配設されている。尚、複数の圧電振動子21の駆動状態のオンオフは、制御部12により、個別に又はブロック単位で、走査方向に沿って順番に切り替え制御される。これによって、超音波プローブ20において、被検体内を走査するように、超音波の送受信が実行される。 The plurality of piezoelectric vibrators 21 are arranged, for example, in an array along the scanning direction. The ON/OFF states of the drive states of the plurality of piezoelectric vibrators 21 are controlled by the control unit 12 individually or in units of blocks, and sequentially switched along the scanning direction. As a result, the ultrasonic probe 20 transmits and receives ultrasonic waves so as to scan the inside of the subject.

送受信部11は、超音波プローブ20の圧電振動子21に対して、超音波の送受信を実行させる送受信回路である。 The transmission/reception unit 11 is a transmission/reception circuit that causes the piezoelectric transducer 21 of the ultrasonic probe 20 to transmit and receive ultrasonic waves.

送受信部11は、電圧パルス(以下、「駆動信号」と称する)を生成して圧電振動子21に対して送出する送信部11aと、圧電振動子21で生成された受信ビームに係る電気信号(以下、「受信信号」と称する)を受信処理する受信部11bとを有している。そして、送信部11a及び受信部11bは、それぞれ、制御部12の制御のもと、圧電振動子21に対して、超音波の送受信を行わせる動作を実行する。 The transmission/reception unit 11 includes a transmission unit 11a that generates a voltage pulse (hereinafter referred to as a “driving signal”) and sends it to the piezoelectric transducer 21, and an electric signal ( and a receiving section 11b for receiving and processing a received signal (hereinafter referred to as a "received signal"). Under the control of the control unit 12, the transmission unit 11a and the reception unit 11b each cause the piezoelectric transducer 21 to transmit and receive ultrasonic waves.

送信部11aは、例えば、圧電振動子21に接続するチャンネル毎に設けられたパルス発振器及びパルス設定部等を含んで構成される。当該送信部11aは、パルス発振器が生成した電圧パルスを、パルス設定部に設定された電圧振幅、パルス幅及びタイミングに調整して、圧電振動子21に送出する。尚、当該送信部11aは、各圧電振動子21から出力される超音波がビーム状に集束するように、チャンネル毎に適宜遅延時間を設定して、各圧電振動子21に対して駆動信号を供給する。 The transmission unit 11 a includes, for example, a pulse oscillator and a pulse setting unit provided for each channel connected to the piezoelectric vibrator 21 . The transmission unit 11 a adjusts the voltage pulse generated by the pulse oscillator to the voltage amplitude, pulse width, and timing set by the pulse setting unit, and transmits the voltage pulse to the piezoelectric vibrator 21 . In addition, the transmission unit 11a appropriately sets a delay time for each channel so that the ultrasonic waves output from each piezoelectric transducer 21 are focused in a beam shape, and transmits a drive signal to each piezoelectric transducer 21. supply.

受信部11bは、例えば、プリアンプ、ADコンバータ、及び、受信ビームフォーマを含んで構成される。プリアンプとADコンバータは、圧電振動子21に接続するチャンネル毎に設けられ、微弱な受信信号を増幅すると共に、増幅した受信信号(アナログ信号)を、デジタル信号に変換する。受信ビームフォーマは、各圧電振動子21の受信信号(デジタル信号)を整相加算することで複数の圧電振動子21の受信信号D1を1つにまとめて、画像生成部13に出力する。 The receiving unit 11b includes, for example, a preamplifier, an AD converter, and a reception beamformer. A preamplifier and an AD converter are provided for each channel connected to the piezoelectric vibrator 21, amplify weak reception signals, and convert the amplified reception signals (analog signals) into digital signals. The reception beamformer phasing-adds the reception signals (digital signals) of the piezoelectric transducers 21 to combine the reception signals D<b>1 of the plurality of piezoelectric transducers 21 into one, and outputs the signal to the image generation unit 13 .

受信部11bは、例えば、並列に設けられた複数の受信ビームフォーマを有し、これにより並列同時受信処理を行うことが可能に構成されている。受信部11bは、例えば、複数の受信ビームフォーマそれぞれで設定する焦点位置を異ならせることにより、1つの超音波ビームから、複数の受信ビームを得る。又、受信部11bは、1つの超音波ビームに対してパラレル受信するビーム数を設定変更可能に構成されている。 The receiving unit 11b has, for example, a plurality of receiving beamformers provided in parallel, and is configured to be able to perform parallel simultaneous receiving processing. The receiving unit 11b obtains a plurality of reception beams from one ultrasonic beam by, for example, setting different focal positions for each of the plurality of reception beamformers. Further, the receiving unit 11b is configured so that the number of beams to be parallel-received for one ultrasonic beam can be changed.

制御部12は、超音波プローブ20のチャンネル切替部を制御して、駆動対象の複数の圧電振動子21を決定すると共に、送受信部11を制御して、駆動対象の複数の圧電振動子21に対して超音波の送受信を実行させる。制御部12は、超音波プローブ20内の複数の圧電振動子21を順に駆動することにより、被検体内を超音波走査する。 The control unit 12 controls the channel switching unit of the ultrasonic probe 20 to determine the plurality of piezoelectric transducers 21 to be driven, and controls the transmission/reception unit 11 to select the plurality of piezoelectric transducers 21 to be driven. to transmit and receive ultrasonic waves. The control unit 12 scans the interior of the subject with ultrasonic waves by sequentially driving the plurality of piezoelectric transducers 21 in the ultrasonic probe 20 .

この際、制御部12は、例えば、超音波ビームの送信時に用いる圧電振動子21の数及び位置(即ち、送信開口)を制御することで、超音波ビームの送信位置及び送信方法を決定する。又、制御部12は、例えば、受信ビームの受信時に用いる圧電振動子21の数及び位置(即ち、受信開口)を制御することで、超音波プローブ20にて受信する受信ビームの受信位置及びパラレル受信するビーム数等の受信方法を決定する。 At this time, the control unit 12 determines the transmission position and transmission method of the ultrasonic beams by controlling the number and positions of the piezoelectric transducers 21 (that is, the transmission aperture) used for transmission of the ultrasonic beams, for example. Further, the control unit 12 controls, for example, the number and positions of the piezoelectric transducers 21 (that is, the reception aperture) used when receiving the reception beams, thereby adjusting the reception positions and parallelism of the reception beams received by the ultrasonic probe 20 . Determine the reception method such as the number of beams to be received.

制御部12は、操作入力部17に設定された1つの超音波ビーム当たりにパラレル受信するビーム数、超音波プローブ20の種類(例えば、コンペックス型、セクタ型、又は、等)、被検体内の撮像対象の深度、及び、撮像モード(例えば、Bモード、Cモード、又は、Eモード)等に基づいて、送受信部11の送受信条件を決定する。又、制御部12は、これらの情報を、フィルタ処理部14に対しても送信する。 The control unit 12 controls the number of beams to be parallel-received per one ultrasonic beam set in the operation input unit 17, the type of the ultrasonic probe 20 (for example, the compex type, the sector type, or the like), the intra-subject The transmission/reception conditions of the transmission/reception unit 11 are determined based on the depth of the object to be imaged, the imaging mode (for example, B mode, C mode, or E mode), and the like. The control unit 12 also transmits these pieces of information to the filter processing unit 14 as well.

画像生成部13は、送受信部11から出力される各走査位置における受信信号D1を取得して、受信信号D1をラインメモリに順次蓄積し、フレーム単位となる二次元データを生成する。尚、当該二次元データは、走査方向と深度方向に沿った被検体の断面内の各位置における信号強度情報等によって構成される。 The image generation unit 13 acquires the reception signal D1 at each scanning position output from the transmission/reception unit 11, sequentially accumulates the reception signal D1 in a line memory, and generates two-dimensional data in frame units. The two-dimensional data is composed of signal intensity information and the like at each position in the cross section of the subject along the scanning direction and the depth direction.

そして、画像生成部13は、当該二次元データに基づいて、超音波画像D2に係る画像データ(以下、「超音波画像D2」と略称する)を生成する。画像生成部13は、例えば、走査方向と深度方向に沿った断面内の各位置におけるサンプリングデータ(例えば、受信信号の信号強度)を画素値に変換して、1フレームのBモード表示用の超音波画像D2を生成する。そして、画像生成部13は、例えば、送受信部11が被検体内を走査する度に、かかる超音波画像D2を生成する。 Then, the image generator 13 generates image data related to the ultrasonic image D2 (hereinafter abbreviated as “ultrasonic image D2”) based on the two-dimensional data. The image generation unit 13 converts, for example, sampling data (for example, signal strength of a received signal) at each position in a cross section along the scanning direction and the depth direction into pixel values, and converts them into pixel values for one-frame B-mode display. A sound wave image D2 is generated. Then, the image generation unit 13 generates such an ultrasound image D2, for example, each time the transmission/reception unit 11 scans the inside of the subject.

フィルタ処理部14は、画像生成部13にて生成された超音波画像D2を取得し、当該超音波画像D2内に生じている、縞状アーチファクトが抑制された超音波画像に係る画像データ(以下、「超音波画像D3」と略称する)を後段に出力する。 The filtering unit 14 acquires the ultrasonic image D2 generated by the image generating unit 13, and converts image data (hereinafter referred to as , abbreviated as “ultrasound image D3”) is output to the subsequent stage.

このとき、フィルタ処理部14は、超音波画像D2内の領域毎に、当該領域に生ずる縞状アーチファクトを抽出するためのフィルタの種別を決定し、当該領域毎に、決定した種別のフィルタを用いたフィルタ処理を施す。フィルタ処理部14が用いるフィルタのデータは、フィルタテーブルDFに格納されており、フィルタ処理部14は、フィルタ処理を施す対象の領域毎に、当該フィルタテーブルDFに格納されたフィルタのうちの1つを使用対象のフィルタとして選択する。尚、フィルタ処理部14の処理の詳細は、後述する。 At this time, the filter processing unit 14 determines the type of filter for extracting the striped artifact generated in each region in the ultrasonic image D2, and uses the determined type of filter for each region. filtered. Filter data used by the filter processing unit 14 is stored in the filter table DF, and the filter processing unit 14 selects one of the filters stored in the filter table DF for each region to be filtered. as the filter to use. Details of the processing of the filter processing unit 14 will be described later.

尚、本実施形態に係る画像生成部13及びフィルタ処理部14は、例えば、DSP(Digital Signal Processor)で構成されたデジタル演算回路によって実現される。但し、これらの一部又は全部は、CPU(Central Processing Unit)がプログラムに従って演算処理することによって実現されてもよい。 The image generation unit 13 and the filter processing unit 14 according to this embodiment are realized by a digital arithmetic circuit configured by a DSP (Digital Signal Processor), for example. However, part or all of these may be realized by a CPU (Central Processing Unit) performing arithmetic processing according to a program.

デジタルスキャンコンバータ15(Digital Scan Converter)は、フィルタ処理部14からフィルタ処理後の超音波画像D3に係る画像データを取得し、当該超音波画像D3の画像データを、表示部16のテレビジョン信号の走査方式に従う表示用の画像データ(即ち、表示画像D4)に変換する。尚、デジタルスキャンコンバータ15において、フィルタ処理後の超音波画像D3が表示画像D4に変換される前に、超音波画像D3に対して、階調補正等、汎用的な画像処理が行われてもよい。 A digital scan converter 15 acquires image data related to the filtered ultrasonic image D3 from the filtering unit 14, and converts the image data of the ultrasonic image D3 into a television signal on the display unit 16. It is converted into image data for display according to the scanning method (that is, display image D4). In the digital scan converter 15, even if general-purpose image processing such as gradation correction is performed on the ultrasonic image D3 before the filtered ultrasonic image D3 is converted into the display image D4. good.

表示部16は、例えば、LCD(Liquid Crystal Display)等のディスプレイである。表示部16は、デジタルスキャンコンバータ15から表示画像D4を取得して、当該表示画像D4を表示する。 The display unit 16 is, for example, a display such as an LCD (Liquid Crystal Display). The display unit 16 acquires the display image D4 from the digital scan converter 15 and displays the display image D4.

操作入力部17は、例えば、キーボード又はマウス等であって、操作者が入力した操作信号を取得する。操作入力部17は、例えば、ユーザの操作入力に基づいて、超音波プローブ20の種類、パラレル受信するビーム数、被検体の種別(即ち、生体組織の種別)、被検体内の撮像対象の深度、又は、撮像モード(例えば、Bモード、Cモード、又は、Eモード)等を設定可能とする。 The operation input unit 17 is, for example, a keyboard or a mouse, and acquires an operation signal input by an operator. The operation input unit 17, for example, based on the user's operation input, the type of the ultrasonic probe 20, the number of beams to be parallel received, the type of the subject (that is, the type of living tissue), the depth of the imaging target in the subject Alternatively, an imaging mode (for example, B mode, C mode, or E mode) or the like can be set.

本実施形態に係る送受信部11は、上記したように、パラレル受信方式を採用する。 The transmitting/receiving unit 11 according to this embodiment employs the parallel receiving method as described above.

図6Aは、4ビーム並列同時受信を行う際の超音波走査の態様を示す。又、図6Bは、4ビーム並列同時受信を行った際に生成される受信ビームブロックの信号強度の分布を示す。尚、図6A及び図6Bに示すT1~T6は、それぞれ、1つの超音波ビームを送信した際に受信する反射波ビーム及びその受信ビームデータを表している。 FIG. 6A shows a mode of ultrasound scanning when four-beam parallel simultaneous reception is performed. Also, FIG. 6B shows the distribution of signal strength of reception beam blocks generated when four beam parallel simultaneous reception is performed. Note that T1 to T6 shown in FIGS. 6A and 6B respectively represent reflected wave beams and received beam data thereof received when one ultrasonic beam is transmitted.

4ビーム並列同時受信を行う場合には、図6Aに示すように、超音波プローブ20は、1つの超音波ビームを送信する毎に、当該超音波ビームの位置を中心としてその両側に2本ずつ、計4本の反射波ビームを受信する。この際、受信部11bは、1つの超音波ビームによって得られた受信信号から4つの受信ビームデータ(受信ビームデータブロック)を同時に取得する。 In the case of four-beam parallel simultaneous reception, as shown in FIG. 6A, each time one ultrasonic beam is transmitted, the ultrasonic probe 20 has two probes on each side centering on the position of the ultrasonic beam. , a total of four reflected wave beams are received. At this time, the receiver 11b simultaneously acquires four pieces of reception beam data (reception beam data blocks) from the reception signal obtained by one ultrasonic beam.

そして、制御部12は、1回目に送信した超音波ビームの中心軸から2回目に送信する超音波ビームの中心軸が、走査方向に4本の反射波ビームの幅分移動するように送信開口を選択する。制御部12は、かかる処理を繰り返すことによって、T1、T2、T3、T4、T5、及びT6の順に、超音波走査を行う。 Then, the control unit 12 sets the transmission aperture so that the center axis of the ultrasonic beam transmitted the second time moves from the center axis of the ultrasonic beam transmitted the first time by the width of the four reflected wave beams in the scanning direction. to select. By repeating this process, the control unit 12 performs ultrasonic scanning in order of T1, T2, T3, T4, T5, and T6.

図7Aは、8ビーム並列同時受信を行う際の超音波走査の態様を示す。又、図7Bは、8ビーム並列同時受信を行った際に生成される受信ビームデータブロックの信号強度の分布を示す。尚、図7A及び図7Bに示すT11~T14は、それぞれ、1つの超音波ビームを送信した際に受信する反射波ビーム及びその受信ビームデータを表している。 FIG. 7A shows a mode of ultrasound scanning when performing 8-beam parallel simultaneous reception. Also, FIG. 7B shows the signal strength distribution of the reception beam data block generated when 8-beam parallel reception is performed. Note that T11 to T14 shown in FIGS. 7A and 7B respectively represent reflected wave beams and received beam data thereof received when one ultrasonic beam is transmitted.

図6B及び図7Bに示すように、本実施形態に係る超音波診断装置1においても、超音波画像D2には、パラレル受信するビーム数に応じた縞状アーチファクトが、隣接する二つの受信ビームブロック間に生じることになる。加えて、本実施形態に係る超音波診断装置1においても、超音波画像D2には、被検体内の生体組織との位置関係等に基づいて、受信ビームブロック内のいずれかの受信ビームの位置に縞状アーチファクトが、生じることになる(図2を参照)。 As shown in FIGS. 6B and 7B, also in the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the present embodiment, stripe artifacts corresponding to the number of parallel-received beams appear in the ultrasonic image D2 between two adjacent reception beam blocks. will occur in between. In addition, in the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the present embodiment as well, the position of any of the reception beams in the reception beam block is displayed in the ultrasonic image D2 based on the positional relationship with the living tissue in the subject. banding artifacts will occur (see FIG. 2).

かかる観点から、本実施形態に係る超音波診断装置1は、フィルタ処理部14にて、これらの縞状アーチファクトを抑制する。 From this point of view, the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to this embodiment suppresses these striped artifacts in the filtering unit 14 .

[フィルタ処理部の構成]
次に、図8~図14を参照して、フィルタ処理部14の構成について、説明する。
[Configuration of filter processing part]
Next, the configuration of the filter processing unit 14 will be described with reference to FIGS. 8 to 14. FIG.

図8は、フィルタ処理部14における処理を模式的に示す図である。 FIG. 8 is a diagram schematically showing processing in the filter processing unit 14. As shown in FIG.

フィルタ処理部14は、例えば、縞状アーチファクト抽出部14aと、縞状アーチファクト除去部14bと、を有している。 The filtering unit 14 has, for example, a striped artifact extraction unit 14a and a striped artifact removal unit 14b.

縞状アーチファクト抽出部14aは、例えば、超音波画像D2内をラスタスキャンするように、フィルタ処理を施す領域(以下、「処理対象領域D2a」と称する)を設定し、当該処理対象領域D2a毎に、縞状アーチファクトを抽出するフィルタDFaを用いたフィルタ処理を施す。これによって、処理対象領域D2a内に含まれる縞状アーチファクトの成分を抽出する。処理対象領域D2aのサイズは、任意であってよいが、例えば、15ピクセル×15ピクセル等に設定される。 For example, the striped artifact extracting unit 14a sets a region to be filtered (hereinafter referred to as a “processing target region D2a”) so as to raster scan the ultrasonic image D2, and for each processing target region D2a , filter processing using a filter DFa for extracting striped artifacts. Thereby, the component of the striped artifact included in the processing target area D2a is extracted. The size of the processing target area D2a may be arbitrary, but is set to, for example, 15 pixels×15 pixels.

縞状アーチファクト抽出部14aにおけるフィルタ処理は、例えば、超音波画像D2とフィルタ関数(ここでは、後述するガボール関数)との畳み込み積分によって行うことができる。具体的には、縞状アーチファクト抽出部14aは、処理対象領域D2aに含まれる注目画素と周辺画素(フィルタサイズに含まれる周辺画素)の画素値それぞれに、フィルタDFaが定めるフィルタ係数を乗算し、更にこれらを合計した結果を、フィルタ出力値として算出する。これによって、処理対象領域D2aの注目画素に存在する縞状アーチファクトの成分が、フィルタ出力値として抽出される。 The filtering process in the striped artifact extracting unit 14a can be performed, for example, by convolution integration between the ultrasonic image D2 and a filter function (here, a Gabor function to be described later). Specifically, the striped artifact extraction unit 14a multiplies the pixel values of the target pixel and the peripheral pixels (peripheral pixels included in the filter size) included in the processing target region D2a by the filter coefficients determined by the filter DFa, Furthermore, the result of summing these is calculated as a filter output value. As a result, the striped artifact component present in the pixel of interest in the region D2a to be processed is extracted as the filter output value.

縞状アーチファクト除去部14bは、縞状アーチファクト抽出部14aにより抽出された注目画素のフィルタ出力値を、元の処理対象領域D2aの注目画素の画素値から減算して、フィルタ処理後の超音波画像D3の注目画素の画素値として格納する。これによって、処理対象領域D2aの注目画素から縞状アーチファクトの成分が除去された超音波画像D3のデータが生成される。 The striped artifact removal unit 14b subtracts the filter output value of the pixel of interest extracted by the striped artifact extraction unit 14a from the pixel value of the pixel of interest in the original processing target region D2a to obtain the filtered ultrasonic image. Stored as the pixel value of the pixel of interest in D3. As a result, the data of the ultrasonic image D3 is generated in which the striped artifact component is removed from the pixel of interest in the processing target region D2a.

以上のような縞状アーチファクト抽出部14a及び縞状アーチファクト除去部14bの処理は、超音波画像D2内の各処理対象領域D2aにおいて実行され、これにより、超音波画像D2内から縞状アーチファクトが除去された超音波画像D3が生成される。 The processing of the striped artifact extracting unit 14a and the striped artifact removing unit 14b as described above is executed in each processing target region D2a in the ultrasonic image D2, thereby removing the striped artifact from the ultrasonic image D2. An ultrasound image D3 is generated.

フィルタ処理部14が各処理対象領域D2aに適用するフィルタDFaは、典型的には、受信ビームブロック間に生ずる縞状アーチファクト(図1を参照)、又は、受信ビームブロック内に生ずる縞状アーチファクト(図2を参照)を抽出する周波数特性を有する。 The filter DFa applied by the filtering unit 14 to each processing target region D2a is typically a striped artifact occurring between receive beam blocks (see FIG. 1) or a striped artifact occurring within a receive beam block (see FIG. 1). (See FIG. 2).

かかる観点から、フィルタ処理部14が各処理対象領域D2aに適用するフィルタDFaは、典型的には、縞状アーチファクト(即ち、超音波画像D2の距離方向に沿って延在する線状部が、方位方向に周期的に生じたもの)のみを抽出するように、抽出方向に指向性を有することが好ましい。換言すると、当該フィルタDFaは、超音波画像の方位方向については、縞状の画素値変化(即ち、周期性)を捉え、且つ、超音波画像の距離方向については、縞状の画素値が連続していることを捉える関数であることが望ましい。当該フィルタDFaは、例えば、ガボール関数、ウェーブレット関数、又は、矩形波関数等によって表現され、本実施形態に係るフィルタ処理部14では、周波数選択性の点で最も好適であるガボール関数(以下、「ガボールフィルタ」とも称する)を用いている。 From this point of view, the filter DFa applied by the filter processing unit 14 to each processing target region D2a typically eliminates striped artifacts (that is, linear portions extending along the distance direction of the ultrasonic image D2, It is preferable to have a directivity in the extraction direction so that only periodic occurrences in the azimuth direction are extracted. In other words, the filter DFa captures striped pixel value changes (that is, periodicity) in the azimuth direction of the ultrasonic image, and the striped pixel values are continuous in the distance direction of the ultrasonic image. It is desirable that it is a function that captures what is being done. The filter DFa is expressed by, for example, a Gabor function, a wavelet function, or a rectangular wave function. (also called Gabor filter) is used.

但し、縞状アーチファクトの表出態様は、送受信部11の送受信条件、被検体内の深度、被検体内の生体組織の種別、被検体内の生体組織との位置関係等に基づいて、超音波画像D2内の処理対象領域D2a毎に異なってくる。又、処理対象領域D2a内に含まれる生体情報の周波数帯域によっても、当該処理対象領域D2aに適用すべきフィルタDFaの周波数特性も異なってくる(図13を参照して後述)。そこで、フィルタ処理部14は、超音波画像D2内の処理対象領域D2a毎に、フィルタテーブルDFから適用するフィルタDFaを決定し、決定したフィルタDFaにてフィルタ処理を行う。 However, the manner in which the stripe artifact is expressed depends on the transmission/reception conditions of the transmission/reception unit 11, the depth within the subject, the type of biological tissue within the subject, the positional relationship with the biological tissue within the subject, and the like. It differs for each processing target area D2a in the image D2. Further, the frequency characteristics of the filter DFa to be applied to the processing target region D2a also differ depending on the frequency band of the biological information included in the processing target region D2a (described later with reference to FIG. 13). Therefore, the filtering unit 14 determines a filter DFa to be applied from the filter table DF for each processing target area D2a in the ultrasonic image D2, and performs filtering using the determined filter DFa.

この際、フィルタ処理部14は、処理対象領域D2a毎に、例えば、ROM等に予め記憶されたフィルタテーブルDFのうちから所望の周波数特性を有するフィルタを選択的に読み出すことによって、処理対象領域D2a毎に、所望の周波数特性を有するフィルタを適用する。フィルタテーブルDFには、例えば、方位方向におけるフィルタ抽出対象の周波数帯域、及び、距離方向におけるフィルタ抽出対象の周波数帯域を基準として設定された複数のフィルタが記憶されている。そして、これらの複数のフィルタは、例えば、パラレル受信するビーム数、超音波プローブの種別(例えば、リニア型、コンペックス型、又はセクタ型等)、及び、超音波診断装置1の撮像モードの種別(例えば、Bモード、カラーフローモード、又はMモード等)等と関連付けて、フィルタテーブルDFに記憶されている。 At this time, for each processing target region D2a, the filter processing unit 14 selectively reads out a filter having a desired frequency characteristic from a filter table DF pre-stored in a ROM or the like, for example, so that the processing target region D2a is filtered. A filter with a desired frequency characteristic is applied for each. The filter table DF stores, for example, a plurality of filters set with reference to a frequency band to be filtered in the azimuth direction and a frequency band to be filtered in the distance direction. These filters are, for example, the number of beams to be received in parallel, the type of ultrasonic probe (for example, linear type, compex type, sector type, etc.), and the type of imaging mode of the ultrasonic diagnostic apparatus 1. (eg, B mode, color flow mode, M mode, etc.), etc., and stored in the filter table DF.

フィルタ処理部14は、操作入力部17による入力操作又は自動検出により、送受信部11の送受信条件、被検体内の深度、被検体内の生体組織の種別、及び、被検体内の生体組織との位置関係等の情報が設定されることによって、超音波画像D2内の処理対象領域D2aの各位置(例えば、領域の中心位置のX座標及びY座標)と対応させて、フィルタテーブルDFに記憶された複数のフィルタの中から、当該処理対象領域D2aに適用するフィルタDFaを選択的に決定する。 The filter processing unit 14 determines the transmission/reception conditions of the transmission/reception unit 11, the depth in the subject, the type of the biological tissue in the subject, and the type of biological tissue in the subject by the input operation or automatic detection by the operation input unit 17. By setting the information such as the positional relationship, each position of the processing target region D2a in the ultrasonic image D2 (for example, the X coordinate and Y coordinate of the center position of the region) is stored in the filter table DF. A filter DFa to be applied to the processing target region D2a is selectively determined from among the plurality of filters.

以下、超音波画像D2内の縞状アーチファクトを除去するためのフィルタに要求される周波数特性について、詳述する。 The frequency characteristics required for filters for removing stripe artifacts in the ultrasound image D2 will be described in detail below.

図9は、超音波画像D2に含まれる生体情報の周波数帯域F1及び縞状アーチファクトの周波数帯域F2(図9A)と、種々のフィルタの周波数特性(図9B~図9D)の関係を示す図である。尚、図9A~図9Dの縦軸は距離方向の周波数軸であり、横軸は方位方向の周波数軸である。図9B~図9Dは、図9Aと同一のスケールで表している。 FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the frequency band F1 of biological information and the frequency band F2 of stripe artifacts (FIG. 9A) contained in an ultrasound image D2 and the frequency characteristics of various filters (FIGS. 9B to 9D). be. 9A to 9D, the vertical axis is the frequency axis in the distance direction, and the horizontal axis is the frequency axis in the azimuth direction. 9B-9D are shown on the same scale as FIG. 9A.

図9Aに示すように、縞状アーチファクトの周波数帯域F2は、生体情報の周波数帯域F1に対して高周波数側に生ずるが、その一部は生体情報の周波数帯域F1に重畳する場合が多い。そのため、縞状アーチファクトの除去の態様によっては、生体情報を劣化させることにつながりかねない。但し、縞状アーチファクトが表出する周波数帯域F2は、上記したように超音波の送受信条件に応じて異なり、加えて、受信ビームブロック内に生じる縞状アーチファクトの発生度合い等によっても異なっている。 As shown in FIG. 9A, the frequency band F2 of the stripe artifact occurs on the high frequency side with respect to the frequency band F1 of the biometric information, but in many cases part of it overlaps the frequency band F1 of the biometric information. Therefore, depending on how the striped artifact is removed, biometric information may be degraded. However, the frequency band F2 in which the striped artifact appears varies depending on the transmission/reception conditions of the ultrasonic waves as described above, and also varies depending on the degree of occurrence of the striped artifact within the received beam block.

図9Bは、一般的なローパスフィルタの周波数特性を示す図である。図9Cは、一般的なノッチフィルタの周波数特性を示す図である。図9Dは、本実施形態に係るフィルタ処理部14が適用するガボールフィルタの周波数特性を示す図である。尚、図9B~図9DのFaの領域は、フィルタ処理後に超音波画像D2内にそのまま残存する周波数領域を表し、Fbの領域は、フィルタ処理後に超音波画像D2内から除去される周波数領域を表す。 FIG. 9B is a diagram showing frequency characteristics of a general low-pass filter. FIG. 9C is a diagram showing frequency characteristics of a general notch filter. FIG. 9D is a diagram showing the frequency characteristics of the Gabor filter applied by the filter processing unit 14 according to this embodiment. In addition, the area of Fa in FIGS. 9B to 9D represents the frequency area that remains in the ultrasonic image D2 after filtering, and the area of Fb is the frequency area that is removed from the ultrasonic image D2 after filtering. show.

図9Bから分かるように、一般的なローパスフィルタを適用して縞状アーチファクトを除去した場合、高周波帯域の生体情報を全て消失させてしまうことになる。又、図9Cから分かるように、一般的なノッチフィルタを適用して縞状アーチファクトを除去した場合、周波数帯域を選択することは可能であるものの、方位方向と距離方向との両方に対して周波数選択性を保有させることができないため、生体情報の一部(例えば、距離方向の高周波成分)を消失させてしまうことになる。 As can be seen from FIG. 9B, when striped artifacts are removed by applying a general low-pass filter, all biological information in the high-frequency band is lost. Also, as can be seen from FIG. 9C, when a general notch filter is applied to remove the striped artifacts, although it is possible to select the frequency band, the frequency band is changed in both the azimuth direction and the distance direction. Since selectivity cannot be maintained, part of the biological information (for example, high-frequency components in the distance direction) is lost.

この点、ガボールフィルタは、図9Dに示すように、方位方向と距離方向の両方に対して周波数選択性を有するフィルタである。そのため、ガボールフィルタを適用して縞状アーチファクトを除去した場合、生体情報の消失を最小限に抑えることができる。 In this regard, the Gabor filter is a filter that has frequency selectivity in both the azimuth direction and the distance direction, as shown in FIG. 9D. Therefore, when the striped artifact is removed by applying the Gabor filter, loss of biometric information can be minimized.

図10は、ガボールフィルタの設定方法について、説明する図である。図11は、指向方向を方位方向のみに設定したガボールフィルタのフィルタ特性を示す図である。 FIG. 10 is a diagram explaining a method of setting a Gabor filter. FIG. 11 is a diagram showing filter characteristics of a Gabor filter in which the directional direction is set only in the azimuth direction.

ガボールフィルタは、ガウス関数と正弦波(又は余弦波)の積で表わされ、指定方向における所望の空間周波数の特徴量を抽出するフィルタリング機能をもつガボール関数を用いたフィルタである。ガボール関数は、一般に、次式(1)で表される。 A Gabor filter is represented by a product of a Gaussian function and a sine wave (or cosine wave), and is a filter using a Gabor function that has a filtering function of extracting a desired spatial frequency feature quantity in a specified direction. A Gabor function is generally represented by the following equation (1).

Figure 0007192404000001
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式(1)中で、λは波長(即ち、空間周波数)、σはx方向周波数の抽出帯域幅、σはy方向周波数の抽出帯域幅、θは指向方向を表し、これらのパラメータを適宜選択することで、任意の方向について、所望の空間周波数を抽出することができる。尚、ここでは、位相オフセットを省略している。 In equation (1), λ is the wavelength (i.e., spatial frequency), σ x is the extraction bandwidth of frequencies in the x direction, σ y is the extraction bandwidth of frequencies in the y direction, and θ is the pointing direction, and these parameters are A desired spatial frequency can be extracted in an arbitrary direction by making an appropriate selection. Note that the phase offset is omitted here.

尚、指向方向θは、x軸とのなす角を表しており、ガボールフィルタは、θ=0度では縦方向(y軸、即ち距離方向に平行)のエッジ、θ=90度では横方向(x軸、即ち方位方向に平行)のエッジを抽出することができる。 The directional direction θ represents the angle formed with the x-axis, and the Gabor filter has an edge in the vertical direction (parallel to the y-axis, that is, the distance direction) when θ=0 degrees, and a horizontal direction (parallel to the y-axis, that is, the distance direction) when θ=90 degrees. Edges along the x-axis (parallel to the azimuthal direction) can be extracted.

本実施形態に係るフィルタDFaは、距離方向に平行に延在する縞状アーチファクトを抽出するものであるため、フィルタDFaに適用されるガボールフィルタの指向方向θは、典型的には、θ=0度と設定される。 Since the filter DFa according to the present embodiment extracts striped artifacts extending parallel to the distance direction, the directivity direction θ of the Gabor filter applied to the filter DFa is typically θ=0 degrees.

そして、フィルタDFaに適用されるガボールフィルタは、図10に示すように、適用される処理対象領域D2aの縞状アーチファクトの態様(即ち、抽出する周波数領域Fb)に応じて、波長λ、x方向周波数の抽出帯域幅σ、及び、y方向周波数の抽出帯域幅σが適宜設定されることになる。 Then, as shown in FIG. 10, the Gabor filter applied to the filter DFa has a wavelength λ, x direction The frequency extraction bandwidth σ x and the y-direction frequency extraction bandwidth σ y are appropriately set.

尚、図11Aは、λ(波長)=5、θ(指向方向)=0度に設定したガボールフィルタのフィルタ特性を表し、図11Bは、λ(波長)=10、θ(指向方向)=0度に設定したガボールフィルタのフィルタ特性を表す。 Note that FIG. 11A shows the filter characteristics of a Gabor filter set to λ (wavelength)=5 and θ (directional direction)=0 degrees, and FIG. represents the filter characteristics of a Gabor filter set to degrees.

図12は、フィルタテーブルDFにおいて、フィルタDFaを決定するためのパラメータテーブルの一例を示す図である。図12Aは、パラレル受信するビーム数と、適用するフィルタDFaの方位方向における抽出中心周波数の関係の一例を示すパラメータテーブルである。図12Bは、超音波画像D2内の位置と、適用するフィルタDFaの抽出帯域幅の関係の一例を示すパラメータテーブルである。 FIG. 12 is a diagram showing an example of a parameter table for determining the filter DFa in the filter table DF. FIG. 12A is a parameter table showing an example of the relationship between the number of parallel-received beams and the extraction center frequency in the azimuth direction of the applied filter DFa. FIG. 12B is a parameter table showing an example of the relationship between the position within the ultrasound image D2 and the extraction bandwidth of the applied filter DFa.

図13は、図12Bのパラメータテーブルを模式的に示す図である。尚、図13のF1は、超音波画像D2に含まれる生体情報の周波数帯域を表し、Fbは、フィルタDFaが抽出する抽出帯域を表す。 FIG. 13 is a diagram schematically showing the parameter table of FIG. 12B. Note that F1 in FIG. 13 represents the frequency band of the biological information included in the ultrasonic image D2, and Fb represents the extraction band extracted by the filter DFa.

フィルタ処理部14における縞状アーチファクト除去処理において、縞状アーチファクトの抑制効果と生体情報の劣化度合いとは、トレードオフの関係にある。即ち、フィルタDFaの抽出帯域幅を広げるほど縞状アーチファクトを抑制することができるが、生体情報も劣化してしまう。一方、フィルタDFaの抽出帯域幅を狭めると生体情報の劣化は抑制されるが、縞状アーチファクトの抑制能力も低下することになる。そのため、処理対象領域D2aに適用するフィルタDFaの特性は、当該処理対象領域D2aに生ずる縞状アーチファクトの周波数特性、及び当該処理対象領域D2aに含まれる生体情報の周波数特性の両方を考慮して、決定されるのが望ましい。 In the striped artifact removal process in the filtering unit 14, there is a trade-off relationship between the suppression effect of striped artifacts and the degree of degradation of biometric information. That is, the wider the extraction bandwidth of the filter DFa, the more the striped artifact can be suppressed, but the biometric information is also degraded. On the other hand, if the extraction bandwidth of the filter DFa is narrowed, deterioration of biometric information is suppressed, but the ability to suppress striped artifacts is also lowered. Therefore, the characteristics of the filter DFa applied to the processing target region D2a are determined by considering both the frequency characteristics of the striped artifacts occurring in the processing target region D2a and the frequency characteristics of the biological information included in the processing target region D2a. preferably determined.

縞状アーチファクトの態様は、まず、送受信部11の送受信条件に基づいて変化し、受信ビームブロック間に生ずる縞状アーチファクトは、典型的には、パラレル受信するビーム数が増加するほど、低周波数側に生じ、当該ビーム数が減少するほど、高周波数側に生ずる。 The mode of the striped artifacts changes based on the transmission/reception conditions of the transmitter/receiver 11. Typically, the stripe artifacts occurring between the reception beam blocks are shifted to the lower frequency side as the number of beams for parallel reception increases. , and the lower the number of beams, the higher the frequency.

又、受信ビームブロック内に生ずる縞状アーチファクトは、被検体内の生体組織の種別や、又は、当該生体組織と超音波プローブ20の位置関係(例えば、傾斜角度や又は距離)に応じて変化する。当該縞状アーチファクトは、例えば、平面状に延在する生体組織からの受信ビームについては生じにくい一方、曲面状に延在する生体組織からの受信ビームについては生じやすく、特に、被検体内の生体組織の境界領域(エッジ部)において生じやすい。 Moreover, the striped artifact that occurs in the received beam block changes according to the type of biological tissue in the subject, or the positional relationship (for example, tilt angle or distance) between the biological tissue and the ultrasonic probe 20. . For example, the striped artifact is less likely to occur in a received beam from a biological tissue extending in a planar shape, but is more likely to occur in a received beam from a living tissue extending in a curved surface. It is likely to occur in the tissue boundary area (edge).

一方、超音波画像D2内の生体情報は、典型的には、超音波画像内の画像端側ほど、高周波数帯域の情報を含まれなくなる。具体的には、距離方向の深度が深くなるにつれ、超音波ビームの中心周波数が低下するため、超音波画像D2内の生体情報は、距離方向の深度が深い位置の画像領域においては、距離方向の高周波数帯域には含まれなくなる。又、方位方向の画像両端側ほど、送信開口が狭まり送信超音波のビーム幅が広がるため、超音波画像D2内の生体情報は、方位方向の画像両端側の画像領域においては、方位方向の高周波数帯域には含まれなくなる。 On the other hand, the biometric information in the ultrasound image D2 typically contains less high-frequency band information toward the edge of the image in the ultrasound image. Specifically, as the depth in the distance direction increases, the center frequency of the ultrasonic beam decreases. is no longer included in the high frequency band of In addition, since the transmission aperture becomes narrower and the beam width of the transmitted ultrasonic wave widens toward both ends of the image in the azimuth direction, the biometric information in the ultrasonic image D2 is higher in the azimuth direction in the image regions on both ends of the image in the azimuth direction. not included in the frequency band.

尚、パラレル受信するビーム数や取得される生体情報の周波数帯域は、プローブの種類および撮像モード等によって変化するため、フィルタテーブルDFにおいて、図12Aおよび図12Bのパラメータテーブルは、プローブの種類毎、および撮像モード毎に個別に設けられるのが好ましい。 Note that the number of beams to be parallel-received and the frequency band of biological information to be obtained vary depending on the type of probe, the imaging mode, etc. Therefore, in the filter table DF, the parameter tables in FIGS. and preferably provided separately for each imaging mode.

図14は、プローブの種類および撮像モードに基づいて、適用対象のパラメータテーブルを選択するためのデータテーブルの一例を示す図である。図14において、プローブ1、プローブ2及びプローブ3は、例えば、リニア型プローブ、コンベックス型プローブ及びセクタ型プローブ等のプローブの種類を表す。又、モード1、モード2及びモード3は、例えば、Bモード、Color Flowモード、弾性モード等の撮像モードを表す。 FIG. 14 is a diagram showing an example of a data table for selecting a parameter table to be applied based on the probe type and imaging mode. In FIG. 14, probes 1, 2 and 3 represent types of probes such as linear probes, convex probes and sector probes. Mode 1, mode 2, and mode 3 represent imaging modes such as B mode, Color Flow mode, and elasticity mode, for example.

以上の観点から、フィルタ処理部14は、以下のように、フィルタテーブルDFから、超音波画像D2内の各処理対象領域D2aに適用するフィルタDFaを決定する。 From the above point of view, the filtering unit 14 determines a filter DFa to be applied to each processing target region D2a in the ultrasound image D2 from the filter table DF as follows.

まず、フィルタ処理部14は、プローブの種類および撮像モードに基づいて、適用するパラメータテーブルを決定する(図14を参照)。 First, the filtering unit 14 determines the parameter table to be applied based on the probe type and imaging mode (see FIG. 14).

次に、フィルタ処理部14は、パラレル受信するビーム数に基づいて、フィルタDFaにて抽出する方位方向の中心周波数を決定する(図12Aを参照)。 Next, the filter processing unit 14 determines the central frequency in the azimuth direction to be extracted by the filter DFa based on the number of parallel-received beams (see FIG. 12A).

そして、フィルタ処理部14は、超音波画像D2の中心領域D2aに適用するフィルタDFaについては、生体情報の周波数帯域に縞状アーチファクトの周波数帯域が重なる量が大きいことを考慮して、方位方向及び距離方向いずれの方向についても、抽出帯域幅を狭くして、生体情報を劣化させる度合いを軽減する(図13AのR1領域)。又、フィルタ処理部14は、超音波画像D2の方位方向の画像端の領域D2aに適用するフィルタDFaについては、生体情報の周波数帯域に縞状アーチファクトの周波数帯域が重なる量が小さいことを考慮して、方位方向の抽出帯域幅を広げて、縞状アーチファクトを確実に抑制する(図13AのR2領域)。又、フィルタ処理部14は、超音波画像D2の距離方向の深度が深い位置の領域D2aに適用するフィルタDFaについては、生体情報の周波数帯域に縞状アーチファクトの周波数帯域が重なる量が小さいことを考慮して、距離方向の抽出帯域幅を広げて、距離方向における縞状アーチファクトの抑制度合いを大きくする(図13AのR3領域)。又、フィルタ処理部14は、超音波画像D2の方位方向の画像端で且つ距離方向の深度が深い領域D2aに適用するフィルタDFaについては、距離方向及び方位方向の両方の抽出帯域幅を広げる(図13AのR4領域)。 Then, the filter processing unit 14 considers that the frequency band of the striped artifacts overlaps the frequency band of the biological information to a large extent, and the filter DFa applied to the central region D2a of the ultrasonic image D2 is The extraction bandwidth is narrowed in any direction in the distance direction to reduce the degree of degradation of biometric information (R1 area in FIG. 13A). In addition, the filter processing unit 14 considers that the amount of overlap of the frequency band of the stripe artifact with the frequency band of the biometric information is small for the filter DFa applied to the image edge region D2a in the azimuth direction of the ultrasonic image D2. to widen the extraction bandwidth in the azimuth direction and reliably suppress the streak artifact (region R2 in FIG. 13A). Further, the filter processing unit 14 determines that the amount of overlap of the frequency band of the stripe artifact with the frequency band of the biological information is small for the filter DFa applied to the region D2a of the position where the depth in the distance direction of the ultrasonic image D2 is deep. Considering this, the extraction bandwidth in the distance direction is widened to increase the degree of suppression of the striped artifact in the distance direction (region R3 in FIG. 13A). In addition, the filter processing unit 14 widens the extraction bandwidths in both the distance direction and the azimuth direction for the filter DFa applied to the region D2a at the image edge in the azimuth direction of the ultrasonic image D2 and having a deep depth in the distance direction ( R4 region in FIG. 13A).

尚、フィルタ処理部14は、超音波画像D2内の生体組織のエッジ部の領域においては、縞状アーチファクトが増強するので抽出帯域幅を広げる方が好ましい。 Note that the filter processing unit 14 preferably widens the extraction bandwidth in the area of the edge of the biological tissue in the ultrasonic image D2 because the stripe artifact is enhanced.

更に、フィルタ処理部14は、受信ビームフロック内に生ずる縞状アーチファクトが表出するおそれがある領域については、パラレル受信する受信ビームの本数に基づいて決定した中心周波数を高周波数側にシフトさせる。但し、受信ビームフロック内に生ずる縞状アーチファクトによって、受信ビームブロック間に生ずる縞状アーチファクトが見えなくなる場合もあり、かかる場合には、フィルタ処理部14は、パラレル受信するビーム数に基づいて決定した中心周波数を低周波数側にシフトさせてもよい。 Furthermore, the filter processing unit 14 shifts the center frequency determined based on the number of receive beams for parallel reception to the high frequency side in a region where there is a possibility that stripe artifacts appear in the receive beam flock. However, there are cases where the striped artifacts occurring between the received beam blocks become invisible due to the striped artifacts occurring within the received beam blocks. The center frequency may be shifted to the low frequency side.

フィルタ処理部14は、このように、超音波画像D2内の処理対象領域D2a(例えば、処理対象領域D2aの注目画素のX座標及びY座標)毎に、当該処理対象領域D2aに適用すべきフィルタの周波数特性を算出する。そして、フィルタ処理部14は、フィルタテーブルDFから、算出した周波数特性に合致するフィルタを選択して、当該処理対象領域D2aに適用するフィルタDFaとして決定する。そして、フィルタ処理部14は、決定したフィルタDFaを用いて、当該処理対象領域D2aに対してフィルタ処理を実行する。 In this way, the filter processing unit 14, for each processing target region D2a (for example, the X coordinate and Y coordinate of the pixel of interest in the processing target region D2a) in the ultrasonic image D2, selects a filter to be applied to the processing target region D2a. Calculate the frequency characteristics of Then, the filter processing unit 14 selects a filter that matches the calculated frequency characteristic from the filter table DF, and determines it as the filter DFa to be applied to the processing target region D2a. Then, the filtering unit 14 uses the determined filter DFa to perform filtering on the processing target region D2a.

但し、超音波画像D2内の処理対象領域D2aに適用するフィルタDFaは、生成された超音波画像D2の状態に基づいて、決定されてもよい。特に、受信ビームブロック内に生ずる縞状アーチファクトは、被検体内の生体組織との位置関係にも依拠するため、かかる態様が好適である。 However, the filter DFa to be applied to the processing target region D2a within the ultrasonic image D2 may be determined based on the state of the generated ultrasonic image D2. In particular, such an aspect is preferable because the striped artifact that occurs in the received beam block also depends on the positional relationship with the living tissue in the subject.

他方、フィルタ処理部14が超音波画像D2から縞状アーチファクトを除去する度合いは、操作入力部17等によって設定変更可能とするのが望ましい。これによって、フィルタ処理部14にて、縞状アーチファクトを除去する際に、生体情報が過剰に劣化することを抑制することが可能となる。 On the other hand, it is desirable that the degree to which the filter processing unit 14 removes the striped artifact from the ultrasonic image D2 can be set and changed by the operation input unit 17 or the like. This makes it possible to prevent the biometric information from being excessively degraded when the striped artifact is removed by the filter processing unit 14 .

このように、フィルタ処理部14は、超音波画像D2の全領域に画一的に同一のフィルタを用いるのではなく、超音波画像D2の処理対象領域D2a毎に異なる周波数特性のフィルタDFaを適用することによって、生体情報の空間分解能の劣化を抑制しつつ、縞状アーチファクトのみを除去することを可能とする。 In this way, the filter processing unit 14 does not uniformly use the same filter for the entire area of the ultrasonic image D2, but applies a filter DFa having a different frequency characteristic for each processing target area D2a of the ultrasonic image D2. By doing so, it is possible to remove only the striped artifact while suppressing the deterioration of the spatial resolution of the biological information.

[超音波診断装置の動作フロー]
次に、図15~図17を参照して、本実施形態に係る超音波診断装置1の動作の一例について説明する。
[Operation Flow of Ultrasound Diagnostic Apparatus]
Next, an example of the operation of the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 15 to 17. FIG.

図15、図16は、本実施形態に係る超音波診断装置1の動作を示すフローチャートである。図16は、図15のステップS6のサブルーチン処理を示している。図15、図16に示すフローチャートは、例えば、超音波診断装置1の各部がコンピュータプログラムに従って、実行するものである。 15 and 16 are flowcharts showing the operation of the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to this embodiment. FIG. 16 shows the subroutine processing of step S6 of FIG. The flowcharts shown in FIGS. 15 and 16 are executed, for example, by each part of the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to a computer program.

図17は、本実施形態に係るフィルタ処理部14によって縞状アーチファクト抑制処理を行わなかった場合の超音波画像D4(図17A)と、フィルタ処理部14によって縞状アーチファクト抑制処理を行った場合の超音波画像D4(図17B)を比較して示す図である。 FIG. 17 shows an ultrasonic image D4 ( FIG. 17A ) when the striped artifact suppression process is not performed by the filter processing unit 14 according to the present embodiment, and an ultrasound image D4 ( FIG. 17A ) when the striped artifact suppression process is performed by the filter processing unit 14 according to the present embodiment. FIG. 17B is a diagram showing an ultrasound image D4 (FIG. 17B) for comparison;

まず、超音波診断装置1は、画像モード(Bモード、又はカラードプラモード)及び超音波プローブ20の種類等の送信条件を設定すると共に(ステップS1)、パラレル受信するビーム数等の受信条件を設定する(ステップS2)。そして、超音波診断装置1は、ステップS1及びS2で設定された送信条件及び受信条件に基づいて、超音波画像D2内の各処理対象領域D2aに適用するフィルタDFaを決定する(ステップS3)。 First, the ultrasonic diagnostic apparatus 1 sets transmission conditions such as an image mode (B mode or color Doppler mode) and the type of the ultrasonic probe 20 (step S1), and sets reception conditions such as the number of beams to be parallel-received. Set (step S2). Then, the ultrasonic diagnostic apparatus 1 determines a filter DFa to be applied to each processing target area D2a in the ultrasonic image D2 based on the transmission conditions and reception conditions set in steps S1 and S2 (step S3).

次に、超音波診断装置1は、ステップS1及びS2で設定された送信条件及び受信条件に基づいて、超音波プローブ20に超音波の送受信を実行させ、超音波画像D2の画像データを取得し(ステップS4)、超音波画像D2の画像データに対して、縞状アーチファクト抑制処理を施す(ステップS5)。 Next, the ultrasonic diagnostic apparatus 1 causes the ultrasonic probe 20 to transmit and receive ultrasonic waves based on the transmission conditions and reception conditions set in steps S1 and S2, and acquires image data of an ultrasonic image D2. (Step S4), striped artifact suppression processing is applied to the image data of the ultrasonic image D2 (Step S5).

ステップS5に示す縞状アーチファクト抑制処理は、図16に示すように、ステップS51~S57の処理による。まず、超音波診断装置1は、S4で取得した超音波画像D2内の注目画素の座標(x,y)を取得し(ステップS51)、超音波画像D2において注目画素(x,y)を中心とした処理対象領域D2aを設定する(ステップS52)。 The striped artifact suppression process shown in step S5 is based on the processes of steps S51 to S57 as shown in FIG. First, the ultrasonic diagnostic apparatus 1 acquires the coordinates (x, y) of the pixel of interest in the ultrasonic image D2 acquired in S4 (step S51), and coordinates the pixel of interest (x, y) in the ultrasonic image D2. A processing target area D2a is set (step S52).

次に、超音波診断装置1は、注目画素の座標(x,y)に対応したフィルタDFaをフィルタテーブルから取得し(ステップS53)、処理対象領域D2aに対して、フィルタDFaによる畳み込み積分を施し、フィルタ出力値S(x,y)を算出する(ステップS54)。次に、超音波診断装置1は、注目画素の画素値I(x,y)から、フィルタ出力値S(x,y)を減算した画素値O(x,y)を算出し(ステップS55)、当該画素値O(x,y)を出力画像D3の座標(x,y)に設定する(ステップS56)。 Next, the ultrasonic diagnostic apparatus 1 acquires the filter DFa corresponding to the coordinates (x, y) of the pixel of interest from the filter table (step S53), and performs convolution integral using the filter DFa on the processing target region D2a. , the filter output value S(x, y) is calculated (step S54). Next, the ultrasonic diagnostic apparatus 1 calculates a pixel value O(x, y) by subtracting the filter output value S(x, y) from the pixel value I(x, y) of the pixel of interest (step S55). , the pixel value O(x, y) is set to the coordinates (x, y) of the output image D3 (step S56).

次に、超音波診断装置1は、全ての座標の処理が終了したか否かを判定し、終了していない場合(ステップS57:NO)、超音波画像D2内の注目画素の位置をずらして、ステップS51に戻って、再度、ステップS51~S56までの処理を実行する。この際、全ての座標の処理が終了している場合(ステップS57:YES)、超音波診断装置1は、続く、ステップS6に処理を進める。 Next, the ultrasonic diagnostic apparatus 1 determines whether or not the processing of all the coordinates has been completed. , the process returns to step S51, and the processes from steps S51 to S56 are executed again. At this time, if the processing of all coordinates has been completed (step S57: YES), the ultrasonic diagnostic apparatus 1 proceeds to the subsequent step S6.

図15に戻って、超音波診断装置1は、ステップS5で得られたフィルタ処理後の超音波画像D3から、表示画像D4を生成する(ステップS6)。そして、超音波診断装置1は、表示画像D4を表示部150に出力し、表示部150にて表示画像D4を表示させる(ステップS7)。超音波診断装置1は、かかる処理の後、再度、ステップS4に戻って、処理を繰り返し実行する。 Returning to FIG. 15, the ultrasonic diagnostic apparatus 1 generates a display image D4 from the filtered ultrasonic image D3 obtained in step S5 (step S6). Then, the ultrasonic diagnostic apparatus 1 outputs the display image D4 to the display section 150 and causes the display section 150 to display the display image D4 (step S7). After such processing, the ultrasonic diagnostic apparatus 1 returns to step S4 and repeats the processing.

本実施形態に係る超音波診断装置1は、以上のようにして、表示部16に、縞状アーチファクトが除去された超音波画像(表示画像D4)を連続的に表示させる。 As described above, the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the present embodiment causes the display unit 16 to continuously display ultrasonic images (display images D4) from which striped artifacts have been removed.

[効果]
以上のように、本実施形態に係る超音波診断装置1は、フィルタ処理部14にて、超音波画像内の領域毎に、互いに異なる周波数特性を有する複数のフィルタのうちから、適用対象のフィルタDFaを選択的に決定して、当該領域毎に、決定した前記フィルタを用いて縞状アーチファクトを低減するためのフィルタ処理を施す。
[effect]
As described above, in the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the present embodiment, the filter processing unit 14 selects a filter to be applied from among a plurality of filters having different frequency characteristics for each region in the ultrasonic image. DFa is selectively determined, and filtering for reducing stripe artifacts is performed for each region using the determined filter.

従って、本実施形態に係る超音波診断装置1によれば、パラレル受信方式を使用することに伴って発生する縞状アーチファクト(受信ビームブロック間に生ずる縞状アーチファクト、又は、受信ビームブロック内に生ずる縞状アーチファクト)を的確に抽出し、当該縞状アーチファクトを超音波画像D2から除去することができる。 Therefore, according to the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the present embodiment, striped artifacts (striped artifacts occurring between receive beam blocks, or occurring within receive beam blocks) caused by using the parallel reception method striped artifact) can be accurately extracted, and the striped artifact can be removed from the ultrasonic image D2.

特に、本実施形態に係る超音波診断装置1は、超音波画像D2内における処理対象領域D2a毎に適用するフィルタDFaを決定するため、生体情報の空間分解能の劣化を引き起こすことなく、縞状アーチファクトが抑制された超音波画像(表示画像D4)を表示することができる点で有用である。 In particular, the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the present embodiment determines the filter DFa to be applied to each processing target region D2a in the ultrasonic image D2. is useful in that it is possible to display an ultrasound image (display image D4) in which the is suppressed.

又、特に、本実施形態に係る超音波診断装置1は、超音波画像D2内における処理対象領域D2aの位置、送受信部11における送受信条件(パラレル受信するビーム数、撮像対象領域の深度等)、被検体内の生体組織の種別等、種々の条件に基づいて、各処理対象領域D2aに適用するフィルタDFaを決定する。これによって、より効果的に、生体情報の空間分解能の劣化を引き起こすことなく、縞状アーチファクトが抑制された超音波画像D3を生成することができる。 Further, in particular, the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the present embodiment is configured such that the position of the processing target region D2a in the ultrasonic image D2, the transmission/reception conditions in the transmission/reception unit 11 (the number of beams to be parallel-received, the depth of the imaging target region, etc.), A filter DFa to be applied to each processing target region D2a is determined based on various conditions such as the type of living tissue in the subject. As a result, it is possible to more effectively generate an ultrasound image D3 in which striped artifacts are suppressed without degrading the spatial resolution of the biological information.

(第2の実施形態)
次に、図18、図19を参照して、第2の実施形態に係る超音波診断装置1の構成について説明する。本実施形態に係る超音波診断装置1は、フィルタ処理部40が、超音波画像D2の各処理対象領域D2aに生ずる縞状アーチファクトの周波数帯域を検出した上で、当該処理対象領域D2aに対して適用するフィルタDFaを決定する点で、第1の実施形態と相違する。尚、第1の実施形態と共通する構成については、説明を省略する。
(Second embodiment)
Next, the configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 18 and 19. FIG. In the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the present embodiment, after the filter processing unit 40 detects the frequency band of the striped artifact that occurs in each processing target region D2a of the ultrasonic image D2, This differs from the first embodiment in that the filter DFa to be applied is determined. Note that the description of the configuration common to the first embodiment will be omitted.

図18は、本実施形態に係るフィルタ処理部40の縞状アーチファクト検出処理を模式的に示す図である。図18において、図18Aは、超音波画像D2内の方位方向の一ライン分の画素値を示すグラフである。又、図18Bは、図18Aの対応する各位置における畳み込み積分値の絶対値(フィルタ出力値)を示すグラフである。尚、図18Bのフィルタ1、フィルタ2及びフィルタ3のグラフは、超音波画像D2に対して、互い周波数特性が異なるフィルタ1、フィルタ2及びフィルタ3を適用した際のフィルタ出力値を示している。 FIG. 18 is a diagram schematically showing the striped artifact detection processing of the filter processing unit 40 according to this embodiment. In FIG. 18, FIG. 18A is a graph showing pixel values for one line in the azimuth direction within the ultrasonic image D2. FIG. 18B is a graph showing absolute values (filter output values) of convolution integral values at respective corresponding positions in FIG. 18A. The graphs of Filter 1, Filter 2, and Filter 3 in FIG. 18B show filter output values when Filter 1, Filter 2, and Filter 3, which have different frequency characteristics, are applied to ultrasound image D2. .

フィルタ処理部40は、超音波画像D2の各処理対象領域D2aに対して、縞状アーチファクト抽出処理を実行する際、周波数特性が互いに異なる複数のフィルタを適用して、複数のフィルタそれぞれにおけるフィルタ出力値を算出する。そして、フィルタ処理部40は、複数のフィルタそれぞれにおけるフィルタ出力値を比較して、フィルタ出力値が最大となるフィルタを、当該処理対象領域D2aに対して適用するフィルタと決定する。そして、フィルタ処理部40は、決定したフィルタのフィルタ出力値を、当該処理対象領域D2aの注目画素の画素値から減算して、出力画像の画素値とする。 The filter processing unit 40 applies a plurality of filters having mutually different frequency characteristics when performing the striped artifact extraction processing on each processing target region D2a of the ultrasonic image D2, and obtains the filter output of each of the plurality of filters. Calculate the value. Then, the filter processing unit 40 compares the filter output values of each of the plurality of filters, and determines the filter with the maximum filter output value as the filter to be applied to the processing target region D2a. Then, the filter processing unit 40 subtracts the filter output value of the determined filter from the pixel value of the pixel of interest in the processing target region D2a to obtain the pixel value of the output image.

ここで用いられるフィルタは、第1の実施形態で説明したように、線状部が距離方向に沿って延在する縞状アーチファクトのみを抽出するように、抽出方向に指向性を有するフィルタであり、典型的には、ガボールフィルタである。つまり、本実施形態に係るフィルタ処理部40は、周波数特性が互いに異なる複数のガボールフィルタを用いて、試験的に、処理対象領域D2aにフィルタ処理を行うことによって、当該処理対象領域D2aに生ずる縞状アーチファクトの周波数帯域を検出する。 As described in the first embodiment, the filter used here is a filter having directivity in the extraction direction so as to extract only striped artifacts whose linear portions extend along the distance direction. , typically a Gabor filter. That is, the filter processing unit 40 according to the present embodiment uses a plurality of Gabor filters having mutually different frequency characteristics to perform filtering on the processing target region D2a on a trial basis. Detect the frequency band of the shape artifact.

これによって、超音波画像D2の各処理対象領域D2aに含まれる縞状アーチファクトの態様が不明である場合にも、超音波画像D2から縞状アーチファクトを除去することができる。 This makes it possible to remove the striped artifact from the ultrasound image D2 even when the mode of the striped artifact included in each processing target region D2a of the ultrasound image D2 is unknown.

図19は、本実施形態に係る超音波診断装置1の動作を示すフローチャートである。尚、図19は、第1の実施形態と相違するフローである図15のステップS5のサブルーチン処理のみを示している。 FIG. 19 is a flow chart showing the operation of the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to this embodiment. 19 shows only the subroutine processing of step S5 of FIG. 15, which is a different flow from the first embodiment.

まず、超音波診断装置1は、S4で取得した超音波画像D2内の注目画素の座標(x,y)を取得して(ステップSt51)、超音波画像D2において注目画素(x,y)を中心とした処理対象領域D2aを設定する(ステップSt52)。 First, the ultrasonic diagnostic apparatus 1 acquires the coordinates (x, y) of the pixel of interest in the ultrasonic image D2 acquired in S4 (step St51), and coordinates the pixel of interest (x, y) in the ultrasonic image D2. A central processing target area D2a is set (step St52).

次に、超音波診断装置1は、処理対象領域D2aに対して、試験対象の各フィルタ(ここでは、フィルタDF1~フィルタDFN)を用いた畳み込み積分を施し、それぞれのフィルタ出力値(ここでは、フィルタ出力値S1(x,y)~フィルタ出力値SN(x,y)を算出する(ステップSt53)。 Next, the ultrasonic diagnostic apparatus 1 performs convolution integral using each filter to be tested (here, filter DF1 to filter DFN) on the processing target region D2a, and obtains each filter output value (here, Filter output value S1(x, y) to filter output value SN(x, y) are calculated (step St53).

次に、超音波診断装置1は、ステップSt53で算出されたフィルタ出力値S(x,y)~SN(x,y)のうち、最大のフィルタ出力値を選択して、注目画素の画素値I(x,y)から、当該最大のフィルタ出力値を減算した画素値O(x,y)を算出する(ステップSt54)。そして、超音波診断装置1は、ステップSt55で算出した画素値O(x,y)を出力画像D3の座標(x,y)に設定する。 Next, the ultrasonic diagnostic apparatus 1 selects the maximum filter output value from among the filter output values S(x, y) to SN(x, y) calculated in step St53, and selects the pixel value of the pixel of interest. A pixel value O(x, y) is calculated by subtracting the maximum filter output value from I(x, y) (step St54). Then, the ultrasonic diagnostic apparatus 1 sets the pixel value O(x, y) calculated in step St55 to the coordinates (x, y) of the output image D3.

次に、超音波診断装置1は、全ての座標の処理が終了したか否かを判定し、終了していない場合(ステップSt56:NO)、超音波画像D2内の注目画素の位置をずらして、ステップ51に戻って、再度、ステップSt51~St55までの処理を実行する。この際、全ての座標の処理が終了している場合(ステップSt56:YES)、超音波診断装置1は、続く、ステップS6に処理を進める。 Next, the ultrasonic diagnostic apparatus 1 determines whether or not the processing of all the coordinates has been completed. , the process returns to step 51, and the processing of steps St51 to St55 is executed again. At this time, if the processing of all coordinates has been completed (step St56: YES), the ultrasonic diagnostic apparatus 1 proceeds to the subsequent step S6.

ステップS6以降の処理は、図15を参照して、上記した通りである。 The processing after step S6 is as described above with reference to FIG.

以上のように、本実施形態に係るフィルタ処理部14は、超音波画像D2内の処理対象領域D2a毎に、縞状アーチファクトの周波数帯域を検出し、検出された当該領域の縞状アーチファクトの周波数帯域に基づいて、当該領域に適用するフィルタを決定する。これによって、フィルタ処理部14は、被検体の種別(例えば、個体差が大きい組織部位)等に起因して、超音波画像内に生ずる縞状アーチファクトの態様が明らかでない場合にも、生体情報の劣化を引き起こすことなく、縞状アーチファクトが抑制可能な適切なフィルタを決定することができる。 As described above, the filter processing unit 14 according to the present embodiment detects the frequency band of the striped artifact for each processing target region D2a in the ultrasonic image D2, and the frequency band of the striped artifact in the detected region. Based on the band, determine the filter to apply to the region. As a result, the filter processing unit 14 can detect the biological information even when the form of the stripe artifacts occurring in the ultrasonic image is not clear due to the type of subject (for example, tissue parts with large individual differences). A suitable filter can be determined that can suppress streak artifacts without causing degradation.

(その他の実施形態)
本発明は、上記実施形態に限らず、種々に変形態様が考えられる。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are conceivable.

上記実施形態では、フィルタ処理部14の一例として、空間フィルタリングによるフィルタ処理を行う態様を示した。しかしながら、フィルタ処理部14は、超音波画像D2をフーリエ変換して、周波数空間にてフィルタ処理を施す態様であってもよい。 In the above-described embodiment, as an example of the filtering unit 14, a mode of performing filtering by spatial filtering has been described. However, the filtering unit 14 may perform a Fourier transform on the ultrasonic image D2 and perform filtering in the frequency space.

又、上記実施形態では、超音波診断装置1の一例として、Bモード画像に適用した態様を示した。しかしながら、本発明に係る超音波診断装置1は、カラードプラ画像、三次元超音波画像、又は弾性モード画像等の任意の撮像モードに適用し得る。 Further, in the above-described embodiment, as an example of the ultrasonic diagnostic apparatus 1, a mode applied to a B-mode image has been shown. However, the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the present invention can be applied to arbitrary imaging modes such as color Doppler images, three-dimensional ultrasonic images, elastic mode images, and the like.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。 Although specific examples of the present invention have been described in detail above, these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.

本開示に係る超音波診断装置によれば、超音波画像内の生体情報の劣化を生じさせることなく、縞状アーチファクトを抑制することができる。 According to the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present disclosure, striped artifacts can be suppressed without causing deterioration of biological information in an ultrasonic image.

1 超音波診断装置
10 本体
11 送受信部
11a 送信部
11b 受信部
12 制御部
13 画像生成部
14 フィルタ処理部
15 デジタルスキャンコンバータ
16 表示部
17 操作入力部
20 超音波プローブ
21 圧電振動子
D1 受信信号
D2 超音波画像
D3 超音波画像
D4 表示画像
DF フィルタテーブル
DFa フィルタ
Reference Signs List 1 ultrasonic diagnostic apparatus 10 main body 11 transmitter/receiver 11a transmitter 11b receiver 12 controller 13 image generator 14 filtering unit 15 digital scan converter 16 display unit 17 operation input unit 20 ultrasonic probe 21 piezoelectric transducer D1 received signal D2 Ultrasound image D3 Ultrasound image D4 Display image DF Filter table DFa Filter

Claims (12)

超音波プローブを用いて被検体内の情報を画像化する超音波診断装置であって、
1つの超音波ビーム当たり複数の受信ビームデータを生成するように、前記超音波プローブに対して超音波の送受信を実行させる送受信部と、
前記超音波プローブにて被検体内を超音波走査した際に生成される複数の前記受信ビームデータに基づいて、超音波画像を生成する画像生成部と、
前記超音波画像内の領域毎に、互いに異なる周波数特性を有する複数のフィルタのうちから、適用対象のフィルタを選択的に決定して、当該領域毎に、決定した前記フィルタを用いて縞状アーチファクトを低減するためのフィルタ処理を施すフィルタ処理部と、
を備え、
前記フィルタ処理部が各領域に適用する前記フィルタは、前記超音波画像内の方位方向における抽出周波数帯域、及び、前記超音波画像内の距離方向における抽出周波数帯域を基準として設定された二次元周波数選択フィルタであり、
前記フィルタ処理部は、
1つの前記超音波ビーム当たりに生成する前記受信ビームデータの数に基づいて、各領域に適用する前記フィルタの方位方向における抽出中心周波数を設定すると共に、各領域に適用する前記フィルタの距離方向における抽出帯域を低周波数帯域の所定帯域に設定する第1サブ処理部と、
前記超音波画像の中心領域に適用する前記フィルタについては、方位方向及び距離方向いずれの方向についても、抽出帯域幅を規定幅よりも狭く設定し、前記超音波画像の方位方向の画像端で且つ距離方向の深度が浅い領域に適用する前記フィルタについては、距離方向の抽出帯域幅を規定幅に設定し、且つ、方位方向の抽出帯域幅を規定幅よりも広げて設定し、前記超音波画像の方位方向の画像端以外で且つ距離方向の深度が深い領域に適用する前記フィルタについては、方位方向の抽出帯域幅を規定幅に設定し、且つ、距離方向の抽出帯域幅を規定幅よりも広げて設定し、前記超音波画像の方位方向の画像端で且つ距離方向の深度が深い領域に適用する前記フィルタについては、距離方向及び方位方向の両方の抽出帯域幅を規定幅よりも広げて設定する第2サブ処理部と、を有する
超音波診断装置。
An ultrasonic diagnostic apparatus for imaging information within a subject using an ultrasonic probe,
a transmitting/receiving unit that causes the ultrasonic probe to transmit/receive ultrasonic waves so as to generate a plurality of received beam data per ultrasonic beam;
an image generating unit that generates an ultrasonic image based on a plurality of received beam data generated when the ultrasonic probe scans the interior of the subject with ultrasonic waves;
For each region in the ultrasonic image, a filter to be applied is selectively determined from among a plurality of filters having mutually different frequency characteristics, and for each region, the determined filter is used to produce a striped artifact a filtering unit that performs filtering to reduce
with
The filter applied to each region by the filter processing unit is a two-dimensional frequency set with reference to an extraction frequency band in the azimuth direction in the ultrasonic image and an extraction frequency band in the distance direction in the ultrasonic image is a selection filter,
The filter processing unit is
Based on the number of received beam data generated per one ultrasonic beam, the extraction center frequency in the azimuth direction of the filter applied to each region is set, and the filter applied to each region in the distance direction a first sub-processing unit that sets an extraction band to a predetermined band in the low frequency band;
For the filter applied to the central region of the ultrasonic image, the extraction bandwidth is set narrower than a specified width in both the azimuth direction and the distance direction, and at the image edge in the azimuth direction of the ultrasonic image and For the filter applied to an area with shallow depth in the distance direction, the extraction bandwidth in the distance direction is set to a specified width, and the extraction bandwidth in the azimuth direction is set to be wider than the specified width, and the ultrasonic image For the filter applied to a region other than the edge of the image in the azimuth direction and having a deep depth in the distance direction, the extraction bandwidth in the azimuth direction is set to the specified width, and the extraction bandwidth in the distance direction is set to be larger than the specified width. For the filter that is widened and applied to the image edge in the azimuth direction of the ultrasonic image and the depth in the distance direction is deep, the extraction bandwidth in both the distance direction and the azimuth direction is widened more than the specified width. a second sub-processing unit for setting
Ultrasound diagnostic equipment.
決定された前記フィルタは、前記領域に生ずる縞状アーチファクトの周波数帯域に対応したフィルタである、
請求項1に記載の超音波診断装置。
The determined filter is a filter corresponding to the frequency band of the striped artifact that occurs in the region.
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1.
前記フィルタは、前記領域の縞状アーチファクトを抽出するためのフィルタであり、
前記フィルタ処理部は、前記領域毎に、決定されたフィルタに基づき縞状アーチファクトを抽出し、抽出した縞状アーチファクトを前記超音波画像の前記領域から除去する処理を実行する、
請求項2に記載の超音波診断装置。
The filter is a filter for extracting striped artifacts in the region,
The filter processing unit extracts striped artifacts based on the determined filter for each region, and performs processing for removing the extracted striped artifacts from the region of the ultrasonic image.
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 2.
前記縞状アーチファクトは、1つの超音波ビーム当たりに生成する前記受信ビームデータのブロックを基準として、互いに隣接する2つの前記ブロック間の位置に生ずる縞状アーチファクトを含む、
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
The striped artifact includes a striped artifact occurring at a position between two blocks adjacent to each other with reference to a block of the received beam data generated per ultrasonic beam.
The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 3.
前記縞状アーチファクトは、1つの超音波ビーム当たりに生成する前記受信ビームデータのブロックを基準として、前記ブロック内のいずれかの前記受信ビームデータの位置に生ずる縞状アーチファクトを含む、
請求項1乃至4のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
The striped artifact includes a striped artifact that occurs at any position of the received beam data within the block, with the block of the received beam data generated per ultrasonic beam as a reference,
The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 4.
前記フィルタ処理部が各領域に適用する前記フィルタは、前記超音波画像の方位方向については、縞状の画素値変化を捉え、且つ、前記超音波画像の距離方向については、前記縞状の画素値が連続していることを捉えるフィルタ特性を有する、
請求項1乃至5のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
The filter applied to each region by the filter processing unit captures striped pixel value changes in the azimuth direction of the ultrasonic image, and captures striped pixel value changes in the distance direction of the ultrasonic image. has a filter characteristic that captures that the values are continuous,
The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 5.
前記フィルタ処理部が各領域に適用する前記フィルタは、ガボール関数を用いたフィルタである、
請求項6に記載の超音波診断装置。
The filter applied to each region by the filtering unit is a filter using a Gabor function,
The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 6.
前記フィルタ処理部は、前記被検体内の撮像対象領域の深度、前記超音波プローブの種別、及び撮像モードの種別のいずれか1つまたは組み合わせに基づいて、各領域に適用する前記フィルタを決定する、
請求項1乃至のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
The filter processing unit determines the filter to be applied to each region based on one or a combination of the depth of the imaging target region within the subject, the type of the ultrasonic probe, and the type of imaging mode. ,
The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 7 .
前記フィルタ処理部は、前記超音波画像内を所定サイズ毎にラスタスキャンするように、フィルタ処理を施す対象の領域を設定する、
請求項1乃至のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
The filtering unit sets an area to be filtered so that the ultrasonic image is raster-scanned every predetermined size,
The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 8 .
前記フィルタ処理部が前記超音波画像から前記縞状アーチファクトを除去する度合いは、設定変更可能である、
請求項1乃至のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
The degree to which the filtering unit removes the striped artifact from the ultrasound image is configurable.
The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 9 .
超音波プローブを用いて被検体内の情報を画像化する超音波診断装置の制御方法であって、
1つの超音波ビーム当たり複数の受信ビームデータを生成するように、前記超音波プローブに対して超音波の送受信を実行させる第1処理と、
前記超音波プローブにて被検体内を超音波走査した際に生成される複数の前記受信ビームデータに基づいて、超音波画像を生成する第2処理と、
前記超音波画像内の領域毎に、互いに異なる周波数特性を有する複数のフィルタのうちから、適用対象のフィルタを選択的に決定して、当該領域毎に、決定した前記フィルタを用いて縞状アーチファクトを低減するためのフィルタ処理を施す第3処理と、
を備え、
前記第3処理において各領域に適用する前記フィルタは、前記超音波画像内の方位方向における抽出周波数帯域、及び、前記超音波画像内の距離方向における抽出周波数帯域を基準として設定された二次元周波数選択フィルタであり、
前記第3処理では、
1つの前記超音波ビーム当たりに生成する前記受信ビームデータの数に基づいて、各領域に適用する前記フィルタの方位方向における抽出中心周波数を設定すると共に、各領域に適用する前記フィルタの距離方向における抽出帯域を低周波数帯域の所定帯域に設定する第1サブ処理と、
前記超音波画像の中心領域に適用する前記フィルタについては、方位方向及び距離方向いずれの方向についても、抽出帯域幅を規定幅よりも狭く設定し、前記超音波画像の方位方向の画像端で且つ距離方向の深度が浅い領域に適用する前記フィルタについては、距離方向の抽出帯域幅を規定幅に設定し、且つ、方位方向の抽出帯域幅を規定幅よりも広げて設定し、前記超音波画像の方位方向の画像端以外で且つ距離方向の深度が深い領域に適用する前記フィルタについては、方位方向の抽出帯域幅を規定幅に設定し、且つ、距離方向の抽出帯域幅を規定幅よりも広げて設定し、前記超音波画像の方位方向の画像端で且つ距離方向の深度が深い領域に適用する前記フィルタについては、距離方向及び方位方向の両方の抽出帯域幅を規定幅よりも広げて設定する第2サブ処理と、を行う、
制御方法。
A control method for an ultrasonic diagnostic apparatus for imaging information within a subject using an ultrasonic probe,
A first process for causing the ultrasonic probe to transmit and receive ultrasonic waves so as to generate a plurality of received beam data per ultrasonic beam;
a second process of generating an ultrasonic image based on a plurality of received beam data generated when the ultrasonic probe scans the inside of the subject;
For each region in the ultrasonic image, a filter to be applied is selectively determined from among a plurality of filters having mutually different frequency characteristics, and for each region, the determined filter is used to produce a striped artifact a third process for filtering to reduce
with
The filter applied to each region in the third processing is a two-dimensional frequency set with reference to an extraction frequency band in the azimuth direction in the ultrasonic image and an extraction frequency band in the distance direction in the ultrasonic image is a selection filter,
In the third process,
Based on the number of received beam data generated per one ultrasonic beam, the extraction center frequency in the azimuth direction of the filter applied to each region is set, and the filter applied to each region in the distance direction a first sub-process for setting an extraction band to a predetermined band in the low frequency band;
For the filter applied to the central region of the ultrasonic image, the extraction bandwidth is set narrower than a specified width in both the azimuth direction and the distance direction, and at the image edge in the azimuth direction of the ultrasonic image and For the filter applied to an area with shallow depth in the distance direction, the extraction bandwidth in the distance direction is set to a specified width, and the extraction bandwidth in the azimuth direction is set to be wider than the specified width, and the ultrasonic image For the filter applied to a region other than the edge of the image in the azimuth direction and having a deep depth in the distance direction, the extraction bandwidth in the azimuth direction is set to the specified width, and the extraction bandwidth in the distance direction is set to be larger than the specified width. For the filter that is widened and applied to the image edge in the azimuth direction of the ultrasonic image and the depth in the distance direction is deep, the extraction bandwidth in both the distance direction and the azimuth direction is widened more than the specified width. a second sub-process to set;
control method.
超音波プローブを用いて被検体内の情報を画像化する超音波診断装置に処理を実行させる制御プログラムであって、
1つの超音波ビーム当たり複数の受信ビームデータを生成するように、前記超音波プローブに対して超音波の送受信を実行させる第1処理と、
前記超音波プローブにて被検体内を超音波走査した際に生成される複数の前記受信ビームデータに基づいて、超音波画像を生成する第2処理と、
前記超音波画像内の領域毎に、互いに異なる周波数特性を有する複数のフィルタのうちから、適用対象のフィルタを選択的に決定して、当該領域毎に、決定した前記フィルタを用いて縞状アーチファクトを低減するためのフィルタ処理を施す第3処理と、
を備え、
前記第3処理において各領域に適用する前記フィルタは、前記超音波画像内の方位方向における抽出周波数帯域、及び、前記超音波画像内の距離方向における抽出周波数帯域を基準として設定された二次元周波数選択フィルタであり、
前記第3処理では、
1つの前記超音波ビーム当たりに生成する前記受信ビームデータの数に基づいて、各領域に適用する前記フィルタの方位方向における抽出中心周波数を設定すると共に、各領域に適用する前記フィルタの距離方向における抽出帯域を低周波数帯域の所定帯域に設定する第1サブ処理と、
前記超音波画像の中心領域に適用する前記フィルタについては、方位方向及び距離方向いずれの方向についても、抽出帯域幅を規定幅よりも狭く設定し、前記超音波画像の方位方向の画像端で且つ距離方向の深度が浅い領域に適用する前記フィルタについては、距離方向の抽出帯域幅を規定幅に設定し、且つ、方位方向の抽出帯域幅を規定幅よりも広げて設定し、前記超音波画像の方位方向の画像端以外で且つ距離方向の深度が深い領域に適用する前記フィルタについては、方位方向の抽出帯域幅を規定幅に設定し、且つ、距離方向の抽出帯域幅を規定幅よりも広げて設定し、前記超音波画像の方位方向の画像端で且つ距離方向の深度が深い領域に適用する前記フィルタについては、距離方向及び方位方向の両方の抽出帯域幅を規定幅よりも広げて設定する第2サブ処理と、を行う、
制御プログラム。
A control program that causes an ultrasonic diagnostic apparatus that uses an ultrasonic probe to image information within a subject to perform processing,
A first process for causing the ultrasonic probe to transmit and receive ultrasonic waves so as to generate a plurality of received beam data per ultrasonic beam;
a second process of generating an ultrasonic image based on a plurality of received beam data generated when the ultrasonic probe scans the inside of the subject;
For each region in the ultrasonic image, a filter to be applied is selectively determined from among a plurality of filters having mutually different frequency characteristics, and for each region, the determined filter is used to produce a striped artifact a third process for filtering to reduce
with
The filter applied to each region in the third processing is a two-dimensional frequency set with reference to an extraction frequency band in the azimuth direction in the ultrasonic image and an extraction frequency band in the distance direction in the ultrasonic image is a selection filter,
In the third process,
Based on the number of received beam data generated per one ultrasonic beam, the extraction center frequency in the azimuth direction of the filter applied to each region is set, and the filter applied to each region in the distance direction a first sub-process for setting an extraction band to a predetermined band in the low frequency band;
For the filter applied to the central region of the ultrasonic image, the extraction bandwidth is set narrower than a specified width in both the azimuth direction and the distance direction, and at the image edge in the azimuth direction of the ultrasonic image and For the filter applied to an area with shallow depth in the distance direction, the extraction bandwidth in the distance direction is set to a specified width, and the extraction bandwidth in the azimuth direction is set to be wider than the specified width, and the ultrasonic image For the filter applied to a region other than the edge of the image in the azimuth direction and having a deep depth in the distance direction, the extraction bandwidth in the azimuth direction is set to the specified width, and the extraction bandwidth in the distance direction is set to be larger than the specified width. For the filter that is widened and applied to the image edge in the azimuth direction of the ultrasonic image and the depth in the distance direction is deep, the extraction bandwidth in both the distance direction and the azimuth direction is widened more than the specified width. a second sub-process to set;
control program.
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