JPWO2010052868A1 - 超音波画像処理方法及び装置、超音波画像処理プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
divは単位面積におけるベクトルの発散量を反映すると解釈できる。計算の方法は,ベクトルのx成分Axに対してはx方向の編微分,y成分Ayに対してはy方向の偏微分を実施して,それらの和を求める。尚,超音波画像における測定誤差は,装置構成のためy方向(ビーム方向)がx方向(方位方向)より高精度になるので,Ayの偏微分値に大きな重み(例えば0.7),Axの偏微分値に小さな重み(例えば0.3)をかけた重み付きdivを適用するとより高精度化を図る事ができる。偏微分の具体的な算出方法は,ROI毎に空間一次微分フィルタ(例えば一般的に画像処理で用いられるソーベルフィルタ)を適用する。ROIサイズ3×3でのy方向のソーベルフィルタを数4に示す。
rotは単位面積におけるベクトルの回転量を反映する。具体的な算出方法は,y成分に対してx方向の空間一次微分,x成分に対してy方向の空間一次微分を計算し,それらの差を求める。得られた値はテンソル量と呼ばれる。図8(b)にrot処理を適用した結果を示す。表示ではテンソル量の絶対値を用いている。図より,境界位置がdivの場合よりも鮮鋭に抽出できる特性が分かる。
この場合の類似フィルタによる更新式は,三次元分布の荷重Wijkを用いて数10で表される。
Claims (15)
- 被験体に超音波を照射部により照射され、前記被験体からの超音波信号を検出部により検出した検出結果を記憶し、記憶された検出結果より検出タイミングの異なる少なくとも2フレーム画像データを作成する画像データ作成ステップと、
前記画像データを複数フレーム用い、所定の動きベクトル解析処理に基づき動きベクトル分布像を形成する動きベクトル分布像作成ステップと、
設定された複数の関心領域であるROIに基づいて、選択された方法にて前記動きベクトル分布像からスカラー分布像へ変換する変換ステップと、
を有することを特徴とする超音波画像処理方法。 - 前記変換ステップは、
前記動きベクトル分布内に着目する小領域ROIを設定し,ROI内のビーム方向成分と方位方向成分を実数成分と虚数成分に置換して複素行列に変換する第1処理ステップと、
前記複素行列を固有値展開処理して固有値行列を求める第2処理ステップと、
前記固有値行列から各固有値の絶対値の最大値か,あるいは各固有値の絶対値の総和を求めて1つのスカラー値を決定する第3処理ステップと、
前記動きベクトル分布内の複数のROIで前記第1処理ステップから第3処理ステップまでを実施してスカラー分布像を作成することを特徴とする請求項1に記載の超音波画像処理方法。 - 前記変換ステップは、
前記動きベクトル分布内に着目する小領域ROIを設定し,前記ROI内においてビーム軸に沿ったビーム方向とそれに直交する方位方向の各々に対して空間一次微分フィルタを施して微分値情報を算出する第1処理ステップと、
ROI内の前記ビーム方向微分値と前記方位方向微分値を実数成分と虚数成分に置換して複素行列に変換する第2処理ステップと、
前記複素行列を固有値展開処理して固有値を求める第3処理ステップと、
前記固有値行列から各固有値の絶対値の最大値か、あるいは各固有値の絶対値の総和か、あるいは各固有値を用いて計算される1つのスカラー値を決定する第4処理ステップと、
前記動きベクトル分布内の複数のROIで前記第1処理ステップから第4処理ステップまでを実施してスカラー分布像を作成することを特徴とする請求項1に記載の超音波画像処理方法。 - 前記変換ステップは、
前記動きベクトル分布内に着目する小領域ROIを設定し,ROI内のビーム方向成分と方位方向成分を実数成分と虚数成分に置換して複素行列に変換し,
設定された前記ROIにおいてビーム軸に沿ったビーム方向とそれに直交する方位方向の各々に対して空間一次微分フィルタを施して微分値情報を算出し,前記微分値情報に基づいてダイバージェンス演算を実施してスカラー値を決定し,
前記動きベクトル分布内の複数のROIで決定したスカラー値からスカラー分布を作成することを特徴とする請求項1に記載の超音波画像処理方法。 - 前記変換ステップは、
前記動きベクトル分布内に着目する小領域ROIを設定し,ROI内のビーム方向成分と方位方向成分を実数成分と虚数成分に置換して複素行列に変換し,
設定された前記ROIにおいてビーム方向と方位方向の各々に対して空間一次微分フィルタを施して微分値情報を算出し,前記微分値情報に基づいてローテーション演算を実施してスカラー値を決定し,
前記動きベクトル分布内の複数のROIで決定したスカラー値からスカラー分布を作成することを特徴とする請求項1に記載の超音波画像処理方法。 - 前記第3処理ステップは、
設定された前記ROIにおいてビーム方向と方位方向とに空間一次微分フィルタを施して微分値情報を算出し,前記微分値情報に基づいて歪みテンソルを求める演算を実施してスカラー値を決定することを特徴とする請求項2に記載の超音波画像処理方法。 - 前記第3処理ステップは、設定された前記ROIにおいてビーム方向かあるいは方位方向で隣接する2つのベクトル毎に内積計算を行ってスカラー値を決定し,
前記動きベクトル分布内の複数のROIで決定したスカラー値からスカラー分布を作成することを特徴とする請求項2に記載の超音波画像処理方法。 - 前記第3処理ステップは、
設定された前記ROIにおいてビーム方向かあるいは方位方向で隣接する2つのベクトル毎に外積計算を行ってテンソル値を求め,テンソル値かあるいはその絶対値からスカラー値を決定することを特徴とする請求項2に記載の超音波画像処理方法。 - 前記第3処理ステップは、設定された前記ROIにおいて,ベクトル分布をビーム方向成分スカラー分布と方位方向成分スカラー分布とに分解し,前記各方向のスカラー分布毎に類似度フィルタを適用して,適用結果の各スカラー分布から平滑化されたベクトル分布を構成し,前記平滑化されたベクトル分布に対してROI内のビーム方向成分と方位方向成分を実数成分と虚数成分に置換して複素行列に変換し、スカラー値を決定することを特徴とする請求項2に記載の超音波画像処理方法。
- 二次元アレイ状超音波探触子を使用してビーム方向及び方位方向と直交するスライス方向を追加した三次元画像情報を取得する場合には,
前記第3処理ステップは、
設定した前記ROIにおいて,ベクトル分布をビーム方向成分スカラー分布と方位方向成分スカラー分布とスライス方向成分スカラー分布とに分解し,前記各方向のスカラー分布毎に類似度フィルタを適用して,適用結果の各スカラー分布から平滑化されたベクトル分布を構成し、スカラー値を決定することを特徴とする請求項2に記載の超音波画像処理方法。 - 超音波を被検体に照射する照射部と,
前記被検体からの超音波信号を検出する検出部と,
前記検出手段の検出結果に基づいて検出タイミングの異なる少なくとも2フレームの画像データを作成する画像データ作成部と,
前記画像データを複数フレームを用い、所定の動きベクトル解析処理に基づきベクトル分布像を作成する動きベクトル分布像作成部と、
前記動きベクトル分布像をスカラー分布像へ変換する変換方法を選択する選択部と,
選択された前記変換方法に基づいて,前記動きベクトル分布像からスカラー分布像へ変換する変換部とを有することを特徴とする超音波画像処理装置。 - 前記変換部は、
前記動きベクトル分布内に着目する小領域ROIを設定し,ROI内のビーム方向成分と方位方向成分を実数成分と虚数成分に置換して複素行列に変換する第1処理手段と,
前記複素行列を固有値展開処理して固有値行列を求める第2処理手段と、
前記固有値行列から各固有値の絶対値の最大値か,あるいは各固有値の絶対値の総和を求めて1つのスカラー値を決定する第3処理手段と、
前記動きベクトル分布内の複数のROIで前記1処理手段から前記第3処理手段を実施してスカラー分布像を作成することを特徴とする請求項11記載の超音波画像処理装置。 - 前記変換部は、
前記動きベクトル分布内に着目する小領域ROIを設定し,前記ROI内においてビーム軸に沿ったビーム方向とそれに直交する方位方向の各々に対して空間一次微分フィルタを施して微分値情報を算出する第1処理と、
ROI内の前記ビーム方向微分値と前記方位方向微分値を実数成分と虚数成分に置換して複素行列に変換する第2処理と、
前記複素行列を固有値展開処理して固有値を求める第3処理と、
前記固有値行列から各固有値の絶対値の最大値か、あるいは各固有値の絶対値の総和か、あるいは各固有値を用いて計算される1つのスカラー値を決定する第4処理と、
前記動きベクトル分布内の複数のROIで前記第1処理から前記第4処理までを実施してスカラー分布像を作成することを特徴とする請求項11に記載の超音波画像処理装置。 - 前記変換部は、
前記第1処理手段で設定したROIにおいてビーム軸に沿ったビーム方向とそれに直交する方位方向の各々に対して空間一次微分フィルタを施して微分値情報を算出し,前記微分値情報に基づいてダイバージェンス演算を実施してスカラー値を決定し,
前記動きベクトル分布内の複数のROIで決定したスカラー値からスカラー分布像を作成する手段を有する請求項12に記載の超音波画像処理装置。 - コンピュータを請求項1乃至9のいずれか1項に記載の超音波画像処理方法として機能させることを特徴とする超音波画像処理プログラム。
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