JPWO2011161989A1 - 超音波診断装置及びプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
駆動信号によって被検体に向けて送信超音波を出力するとともに、被検体からの反射超音波を受信することにより受信信号を出力するn個(n>1)の振動子を並列配置して備える超音波探触子と、
n個のうちの選択された振動子に駆動信号を供給する送信部と、
前記選択された振動子から出力される受信信号を受信する受信部と、
前記送信超音波の出力毎に配列方向に所定数だけずらしながら、前記駆動信号を供給する振動子を順次選択する制御部と、
前記受信部によって順次受信した受信信号に基づいてフレーム毎の前記被検体内の画像データを生成する画像処理部と、
を有し、
前記制御部は、連続して配置されるm個(m<n)の振動子の選択と、連続して配置されるm+1個の振動子の選択と、をフレーム毎に切り換えて実行し、フレーム毎の画像データが生成される毎に、少なくとも、連続する2つのフレームの画像データを合成して得た合成画像データを生成することを特徴とする。
少なくとも、前記連続する2つのフレームのうちの最新のフレームから、当該最新のフレームよりも2フレーム前までの画像データを記憶する記憶部を備え、
前記制御部は、前記最新のフレームの画像データと前記最新のフレームよりも2フレーム前の画像データとの画素の変化部分に対応する、前記合成画像データにおける画素の画素データについて、該画素に隣接する画素に対応する、前記最新フレームの1フレーム前の画像データにおける画素データに基づいて生成することを特徴とする。
前記制御部は、前記合成画像データにおける、画素の変化部分に対応する画素の画素データについて、該画素の方位方向両側に隣接する画素にそれぞれ対応する、前記最新のフレームの1フレーム前の画像データにおける画素データから補間して得たものとすることを特徴とする。
前記制御部は、前記合成画像データにおける、画素の変化部分に対応する画素の画素データについて、該画素の方位方向の何れかに隣接する画素に対応する、前記最新フレームの1フレーム前の画像データにおける画素データと同一にすることを特徴とする。
前記制御部は、前記最新のフレームの画像データと前記最新のフレームよりも2フレーム前の画像データとの画素の変化のない部分に対応する、前記合成画像データにおける画素の画素データを、該画素に対応する前記最新のフレームの画像データにおける画素の画素データとすることを特徴とする。
前記制御部は、前記最新のフレームの1フレーム前の画像データにおける、方位方向に隣接する2つの画素を判定対象画素として所定の相関条件を満たすか否かを判定し、該判定の結果、前記相関条件を満たすときは、前記合成画像データにおける、前記判定対象画素に対応する2つの画素間に配置される画素の画素データについて、該判定対象画素に関連する画素データに基づいて生成したものとすることを特徴とする。
前記制御部は、前記相関条件として、前記判定対象画素の輝度差が所定の閾値以下であるか否かを判定することを特徴とする。
n個のうちの選択された振動子に駆動信号を供給する送信機能と、
前記選択された振動子から出力される受信信号を受信する受信機能と、
前記送信超音波の出力毎に配列方向に所定数だけずらしながら、前記駆動信号を供給する振動子を順次選択するとともに、連続して配置されるm個(m<n)の振動子の選択と、連続して配置されるm+1個の振動子の選択と、をフレーム毎に切り換えて実行する制御機能と、
前記受信部によって順次受信した受信信号に基づいてフレーム毎の前記被検体内の画像データを生成するとともに、フレーム毎の画像データが生成される毎に、少なくとも、連続する2つのフレームの画像データを合成して得た合成画像データを生成する画像処理機能と、
を実現させることを特徴とする。
本発明の第1の実施の形態に係る超音波診断装置Sは、図1及び図2に示すように、図示しない生体等の被検体に対して超音波(送信超音波)を送信するとともに、この被検体で反射した超音波の反射波(反射超音波:エコー)を受信する超音波探触子2と、超音波探触子2とケーブル3を介して接続され、超音波探触子2に電気信号の駆動信号を送信することによって超音波探触子2に被検体に対して送信超音波を送信させるとともに、超音波探触子2にて受信された被検体内からの反射超音波に応じて超音波探触子2で生成された電気信号である受信信号に基づいて被検体内の内部状態を超音波画像として画像化する超音波診断装置本体1とを備えて構成している。
ROMは、半導体等の不揮発メモリ等により構成され、超音波診断装置Sに対応するシステムプログラム及び該システムプログラム上で実行可能な、後述する、パルス送信処理、パルス受信処理、画像データ合成処理等の各種処理プログラムや、各種データ等を記憶する。これらのプログラムは、コンピュータが読み取り可能なプログラムコードの形態で格納され、CPUは、当該プログラムコードに従った動作を逐次実行する。
RAMは、CPUにより実行される各種プログラム及びこれらプログラムに係るデータを一時的に記憶するワークエリアを形成する。
奇数スキャンBモード画像データメモリ部15aは、少なくとも2フレーム分のフレーム画像データを格納することができ、最新の奇数フレームにおいて生成されたフレーム画像データと、最新の奇数フレームの1つ前の奇数フレームにおいて生成されたフレーム画像データとが格納される。なお、後述するフレーム差分動き検出部18cによる動き判定の精度を向上させるため、1つ前以前の奇数フレームにおいて生成されたフレーム画像データをさらに格納できるようにしてもよい。
また、偶数スキャンBモード画像データメモリ部15bは、少なくとも2フレーム分のフレーム画像データを格納することができ、最新の偶数フレームにおいて生成されたフレーム画像データと、最新の偶数フレームの1つ前の偶数フレームにおいて生成されたフレーム画像データとが格納される。なお、後述するフレーム差分動き検出部18cによる動き判定の精度を向上させるため、1つ前以前の偶数フレームにおいて生成されたフレーム画像データをさらに格納できるようにしてもよい。
本実施の形態では、以上のようにして動き判定を行うが、動き判定の精度を向上させるために、最新のフレームと最新のフレームの2つ前のフレームとにおける画素の輝度差と、最新のフレームの2つ前のフレームと最新のフレームの4つ前のフレームとにおける画素の輝度差との両方を判定し、その判定結果に基づいて動き判定を行うようにしてもよい。また、同様にして、それ以前のフレーム間における画素の輝度差をさらに判定し、その判定結果を動き判定に使用するようにしてもよい。
そして、偶数フレームである4フレーム目では、図8Dに示すように、2フレーム目と同様にして走査が行われ、図8Hに示されるようなフレーム画像データが生成される。
以下、5フレーム目以降も同様の手順により順次フレーム画像データが生成される。
図10A及び図10Bは、実際の物体の位置を示しており、図10Bは、図10Aの1フレーム後における状態を示している。また、図10C及び図10Dは、それぞれ、図10A及び図10Bの状態においてそれぞれ生成されたフレーム画像データを表しており、図10Eは、図10C及び図10Dに示されるフレーム画像データを合成した結果である合成画像データを表している。
また、図11A及び図11Bは、実際の物体の位置を示しており、図11Bは、図11Aの1フレーム後における状態を示している。また、図11C及び図11Dは、それぞれ、図11A及び図11Bの状態においてそれぞれ生成されたフレーム画像データを表しており、図11Eは、図11C及び図11Dに示されるフレーム画像データを合成した結果である合成画像データを表している。
そして、図12に示されるように、図12Aの状態から1フレームの間、物体は移動せず、図12Bの状態となり、また、図12Bの状態から1フレームの間、物体は移動しており、図12Cの状態となっている。
なお、図12A及び図12Cは奇数フレームとし、図12Bは偶数フレームとして説明する。
ここで、1フレーム目の破線A部分におけるフレーム画像の画素データは、1,3,13,15番目のターゲットにおける画素が黒で、5,7,9,11番目のターゲットにおける画素が白となっている。
また、2フレーム目の破線A部分におけるフレーム画像の画素データは、2,4,12,14,16番目のターゲットおける画素が黒で、6,8,10番目のターゲットにおける画素が白となっている。
また、3フレーム目の破線A部分におけるフレーム画像の画素データは、1,3,5,7,9,11,13,15番目のターゲットにおける画素の何れも黒となっている。
そして、合成画像データの生成時において、動きの生じた画素以外の画素については、2フレーム目のフレーム画像データにおける画素の画素データと3フレーム目のフレーム画像データにおける画素の画素データをそのまま合成画像データに適用する。
また、動きの生じた画素については、合成画像データが生成された際に当該画素の走査方向に隣接することとなる画素に対応する画素の画素データから補間画素データを得て、これを合成画像データに適用するようにしている。すなわち、例えば、5番目のターゲットの画素については、2フレーム目のフレーム画像データにおける、4番目と6番目のターゲットの画素の各画素データの平均を求めることによって補間画素データを得、これを合成画像データにおける5番目のターゲットの画素の画素データとして適用する。よって、5番目のターゲットの画素はグレーとなる。7,9,11番目のターゲットの画素についても同様にして補間画素データを得る。
ここで、1フレーム目の破線B部分におけるフレーム画像の画素データは、1,3,13,15番目のターゲットにおける画素が黒で、5,7,9,11番目のターゲットにおける画素が白となっている。
また、2フレーム目の破線B部分におけるフレーム画像の画素データは、2,4,12,14,16番目のターゲットにおける画素が黒で、6,8,10番目のターゲットにおける画素が白となっている。
また、3フレーム目の破線B部分におけるフレーム画像の画素データは、1,3,13,15番目のターゲットにおける画素が黒で、5,7,9,11番目のターゲットにおける画素が白となっている。
ここで、1フレーム目の破線C部分におけるフレーム画像の画素データは、1,3,5,7,9,11,13,15番目のターゲットにおける画素の何れも黒となっている。
また、2フレーム目の破線C部分におけるフレーム画像の画素データは、2,4,6,8,10,12,14,16番目のターゲットおける画素の何れも黒となっている。
また、3フレーム目の破線C部分におけるフレーム画像の画素データは、1,3,13,15番目のターゲットにおける画素が黒で、5,7,9,11番目のターゲットにおける画素が白となっている。
その結果、図11Eに示されるような櫛型のノイズは発生せず、アーチファクトの低減が図れるようになる。
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。なお、本発明の第2の実施の形態では、第1の実施の形態における画像データ合成処理に相違点がある以外、第1の実施の形態と同様であるため、第2の実施の形態に係る画像データ合成処理について説明し、他の構成についての説明は省略する。
そして、上下画素データの輝度差を検出して相関の強さを判定し、相関が強い場合は、上下画素データから補間画素データを得て、これを注目画素の画素データとして合成画像データに適用するようにしている。すなわち、例えば、3番目のターゲットの画素については、2フレーム目のフレーム画像データにおける、2番目と4番目のターゲットの画素の各画素データの相関が強いため、これらの画素データの平均を求めることによって補間画素データを得、これを合成画像データにおける3番目のターゲットの画素の画素データとして適用する。
一方、上下画素データの相関が強くない場合は、さらに、注目画素について動きが生じたか否かを判定する。なお、動き判定の方法については、第1の実施の形態と同様であるため、詳しい説明は省略する。例えば、5番目のターゲットの画素については、2フレーム目のフレーム画像データにおける、4番目と6番目のターゲットの画素の各画素データの相関が強くない(低い)ため、注目画素について動き判定を行う。そして、注目画素について動きが生じているので、上下画像データの平均を求めて補間画素データを得、これを合成画像データにおける5番目のターゲットの画素の画素データとして適用する。よって、5番目のターゲットの画素はグレーとなる。
ここで、図19中、「Data A」及び「Data B」で示された画素については、図20Aに示すようにして画素データを得る。すなわち、図19中、「Data A」で示された、注目画素が5番目のターゲットの画素については、2フレーム目のフレーム画像データにおける、4番目と6番目のターゲットの画素の各画素データの相関が低いため、注目画素について動き判定を行う。そして、注目画素について動きがないので、3フレーム目のフレーム画像データにおける画素(図20A中、「1」で示された画素)の画素データをそのまま合成画像データに適用する。図19中、「Data B」に示された、注目画素が11番目のターゲットの画素についても同様にして画素データを得る。
なお、フレーム画像の上端部である1番目のターゲットの画素については、第1の実施の形態において示されたような、輝度差分による動き検出を行って画素データの生成を行うようにしているが、2フレーム目のフレーム画像データにおける2番目のターゲットの画素の画素データを適用するようにしてもよい。また、最新のフレームが偶数フレームである場合、フレーム画像の下端部である16番目のターゲットの画素については、最新フレームの1つ前のフレームである奇数フレームにおける15番目のターゲットの画素の画素データを適用するようにしてもよい。
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。なお、本発明の第3の実施の形態では、第1及び第2の実施の形態における画像データ合成処理に相違点がある以外、第1及び第2の実施の形態と同様であるため、第3の実施の形態に係る画像データ合成処理について説明し、他の構成についての説明は省略する。
なお、ステップS409aに代えて、図17に示される画像データ合成処理のステップS409を実行するようにしてもよい。
このように、第3の実施の形態によれば、櫛型のノイズは発生せず、アーチファクトの低減が図れるようになる。また、上下画素データの平均によって補間データを得るよりも処理負担の軽減、あるいは、ハードウエアにより実現した場合には、回路構成の簡素化が可能となり、コストの低減を図ることができる。
次に、本発明の第4の実施の形態について説明する。なお、本発明の第4の実施の形態では、第1及び第2の実施の形態における画像データ合成処理に相違点がある以外、第1及び第2の実施の形態と同様であるため、第4の実施の形態に係る画像データ合成処理について説明し、他の構成についての説明は省略する。
なお、ステップS409bに代えて、図17に示される画像データ合成処理のステップS409を実行するようにしてもよい。
このように、第4の実施の形態によれば、第3の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
1 超音波診断装置本体
2 超音波探触子
2a 振動子
12 送信部
13 受信部
14 画像生成部
15 メモリ部
17 表示部
18 制御部
Claims (8)
- 駆動信号によって被検体に向けて送信超音波を出力するとともに、被検体からの反射超音波を受信することにより受信信号を出力するn個(n>1)の振動子を並列配置して備える超音波探触子と、
n個のうちの選択された振動子に駆動信号を供給する送信部と、
前記選択された振動子から出力される受信信号を受信する受信部と、
前記送信超音波の出力毎に配列方向に所定数だけずらしながら、前記駆動信号を供給する振動子を順次選択する制御部と、
前記受信部によって順次受信した受信信号に基づいてフレーム毎の前記被検体内の画像データを生成する画像処理部と、
を有し、
前記制御部は、連続して配置されるm個(m<n)の振動子の選択と、連続して配置されるm+1個の振動子の選択と、をフレーム毎に切り換えて実行し、フレーム毎の画像データが生成される毎に、少なくとも、連続する2つのフレームの画像データを合成して得た合成画像データを生成することを特徴とする超音波診断装置。 - 少なくとも、前記連続する2つのフレームのうちの最新のフレームから、当該最新のフレームよりも2フレーム前までの画像データを記憶する記憶部を備え、
前記制御部は、前記最新のフレームの画像データと前記最新のフレームよりも2フレーム前の画像データとの画素の変化部分に対応する、前記合成画像データにおける画素の画素データについて、該画素に隣接する画素に対応する、前記最新フレームの1フレーム前の画像データにおける画素データに基づいて生成することを特徴とする請求項1に記載の超音波診断装置。 - 前記制御部は、前記合成画像データにおける、画素の変化部分に対応する画素の画素データについて、該画素の方位方向両側に隣接する画素にそれぞれ対応する、前記最新のフレームの1フレーム前の画像データにおける画素データから補間して得たものとすることを特徴とする請求項2に記載の超音波診断装置。
- 前記制御部は、前記合成画像データにおける、画素の変化部分に対応する画素の画素データについて、該画素の方位方向の何れかに隣接する画素に対応する、前記最新フレームの1フレーム前の画像データにおける画素データと同一にすることを特徴とする請求項2に記載の超音波診断装置。
- 前記制御部は、前記最新のフレームの画像データと前記最新のフレームよりも2フレーム前の画像データとの画素の変化のない部分に対応する、前記合成画像データにおける画素の画素データを、該画素に対応する前記最新のフレームの画像データにおける画素の画素データとすることを特徴とする請求項2〜4の何れか一項に記載の超音波診断装置。
- 前記制御部は、前記最新のフレームの1フレーム前の画像データにおける、方位方向に隣接する2つの画素を判定対象画素として所定の相関条件を満たすか否かを判定し、該判定の結果、前記相関条件を満たすときは、前記合成画像データにおける、前記判定対象画素に対応する2つの画素間に配置される画素の画素データについて、該判定対象画素に関連する画素データに基づいて生成したものとすることを特徴とする請求項2〜4の何れか一項に記載の超音波診断装置。
- 前記制御部は、前記相関条件として、前記判定対象画素の輝度差が所定の閾値以下であるか否かを判定することを特徴とする請求項6に記載の超音波診断装置。
- 駆動信号によって被検体に向けて送信超音波を出力するとともに、被検体から伝播した反射超音波を受信することにより受信信号を出力するn個(n>1)の振動子を並列配置して備える超音波探触子を有する超音波診断装置に設けられたコンピュータに、
n個のうちの選択された振動子に駆動信号を供給する送信機能と、
前記選択された振動子から出力される受信信号を受信する受信機能と、
前記送信超音波の出力毎に配列方向に所定数だけずらしながら、前記駆動信号を供給する振動子を順次選択するとともに、連続して配置されるm個(m<n)の振動子の選択と、連続して配置されるm+1個の振動子の選択と、をフレーム毎に切り換えて実行する制御機能と、
前記受信部によって順次受信した受信信号に基づいてフレーム毎の前記被検体内の画像データを生成するとともに、フレーム毎の画像データが生成される毎に、少なくとも、連続する2つのフレームの画像データを合成して得た合成画像データを生成する画像処理機能と、
を実現させるためのプログラム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012521345A JP5786857B2 (ja) | 2010-06-22 | 2011-03-09 | 超音波診断装置 |
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