JPWO2016181869A1 - 超音波観測装置、超音波観測装置の作動方法および超音波観測装置の作動プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
A(f,z)=2αzf ・・・(1)
と表される。ここで、αは減衰率であり、zは超音波の受信深度であり、fは周波数である。式(1)からも明らかなように、減衰量A(f,z)は、周波数fに比例している。減衰率αの具体的な値は、観察対象が生体である場合、0.0〜1.0(dB/cm/MHz)、より好ましくは0.3〜0.7(dB/cm/MHz)であり、生体の部位に応じて定まる。例えば、観察対象が膵臓である場合には、α=0.6(dB/cm/MHz)と定めることがある。なお、本実施の形態において、減衰率αの値を入力部35からの入力によって設定または変更可能な構成としてもよい。
a=a0+2αz ・・・(2)
b=b0 ・・・(3)
c=c0+2αzfM(=afM+b) ・・・(4)
式(2)、(4)からも明らかなように、減衰補正部337は、超音波の受信深度zが大きいほど、補正量が大きい補正を行う。また、式(3)によれば、切片に関する補正は恒等変換である。これは、切片が周波数0(Hz)に対応する周波数成分であって減衰の影響を受けないためである。
I=af+b=(a0+2αz)f+b0 ・・・(5)
で与えられる。図13に示す直線L1は、この近似直線を模式的に示している。式(5)および図13からも明らかなように、直線L1は、減衰補正前の直線L10と比較して、傾きが大きく、かつ切片が同じである。
2 超音波内視鏡
3 超音波観測装置
4 表示装置
21 超音波振動子
31 送受信部
32 信号処理部
33 演算部
34 画像処理部
35 入力部
36 制御部
37 記憶部
101 特性曲線
111、112、113 送信駆動波
121、122、123、131、132、134 スペクトル
133、135 補正スペクトル
311 送信処理部
312 受信処理部
331 増幅補正部
332 周波数解析部
333 特徴量算出部
334 帯域設定部
335 強度補正部
336 近似部
337 減衰補正部
341 超音波画像データ生成部
342 特徴量画像データ生成部
361 表示制御部
371 振動子情報記憶部
372 モード情報記憶部
373 強度補正情報記憶部
Claims (11)
- 観測対象へ超音波を送信し、該観測対象で反射された超音波を受信する超音波振動子を備えた超音波プローブが取得した超音波エコーに基づいて超音波画像を生成する超音波観測装置であって、
前記超音波プローブが送信する超音波パルスを生成するための電気的な送信駆動波を生成して前記超音波プローブへ出力する一方、前記超音波プローブから電気的なエコー信号を受信する送受信部と、
前記エコー信号の周波数を解析することによって該エコー信号の周波数スペクトルを算出する周波数解析部と、
前記周波数スペクトルの特徴量を算出する際に適用する特徴量算出用の周波数帯域を前記送信駆動波に応じて設定する帯域設定部と、
前記帯域設定部が設定した前記特徴量算出用の周波数帯域における前記周波数スペクトルの強度を前記送信駆動波に応じて定まる補正量で補正することによって補正周波数スペクトルを算出する強度補正部と、
前記強度補正部が算出した前記補正周波数スペクトルに対して前記特徴量算出用の周波数帯域で近似を行うことによって該補正周波数スペクトルの特徴量を抽出する近似部と、
を備えたことを特徴とする超音波観測装置。 - 前記帯域設定部は、
前記送信駆動波の振幅および周波数帯域ならびに当該超音波観測装置に接続された前記超音波プローブが備える前記超音波振動子の特性に応じて前記特徴量算出用の周波数帯域を設定することを特徴とする請求項1に記載の超音波観測装置。 - 前記帯域設定部は、
前記超音波の受信深度の情報をさらに用いて前記特徴量算出用の周波数帯域を設定することを特徴とする請求項2に記載の超音波観測装置。 - 互いに生成される前記送信駆動波の特性が異なる複数の観察モードを設定可能であり、
前記帯域設定部は、
前記複数の観察モードに含まれる基準モードにおける前記送信駆動波の前記周波数スペクトルと補正対象の電気的な前記エコー信号を得るために生成された前記送信駆動波の前記周波数スペクトルとの周波数ごとの差分を補正量として用いることにより、前記補正周波数スペクトルを算出することを特徴とする請求項1に記載の超音波観測装置。 - 前記複数の観察モードは、前記観測対象内に導入される超音波用の造影剤を強調して表示する造影モードを含み、
前記基準モードにおける前記送信駆動波は、前記造影モードにおける前記送信駆動波よりも高振幅の電圧を有するとともに広い周波数帯域からなる信号であることを特徴とする請求項4に記載の超音波観測装置。 - 前記周波数スペクトルの強度を補正する際に必要な強度補正情報を記憶する強度補正情報記憶部をさらに備え、
前記強度補正部は、前記強度補正情報を用いて前記補正周波数スペクトルを算出することを特徴とする請求項1に記載の超音波観測装置。 - 当該超音波観測装置において設定可能な複数の観察モードであって互いに生成される前記送信駆動波の特性が異なる複数の観察モードに関する情報を記憶するモード情報記憶部と、
当該超音波観測装置に接続可能な前記超音波プローブが備える前記超音波振動子の特性を含む情報を記憶する振動子情報記憶部と、
をさらに備え、
前記帯域設定部は、
前記モード情報記憶部および前記振動子情報記憶部が記憶する情報を用いて前記特徴量算出用の周波数帯域を設定することを特徴とする請求項2に記載の超音波観測装置。 - 前記近似部が前記補正周波数スペクトルの近似処理を行う前であるとともに前記帯域設定部が前記特徴量算出用の周波数帯域を設定した後、または前記近似部が前記補正周波数スペクトルの近似処理を行った後に、超音波の受信深度および周波数に応じて発生する減衰の寄与を削減する減衰補正を行う減衰補正部をさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載の超音波観測装置。
- 前記エコー信号を用いて超音波画像データを生成する超音波画像データ生成部と、
前記特徴量に関連する情報を表示する特徴量画像データを生成する特徴量画像データ生成部と、
前記超音波画像データおよび前記特徴量画像データにそれぞれ対応する2つの画像を当該超音波観測装置に接続される表示装置に並べて表示させる表示制御部と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載の超音波観測装置。 - 観測対象へ超音波を送信し、該観測対象で反射された超音波を受信する超音波振動子を備えた超音波プローブが取得した超音波エコーに基づいて超音波画像を生成する超音波観測装置の作動方法であって、
前記超音波プローブが送信する超音波パルスを生成するための電気的な送信駆動波を生成して前記超音波プローブへ出力する送受信部が、前記超音波プローブから電気的なエコー信号を受信する信号生成ステップと、
周波数解析部が、前記エコー信号の周波数を解析することによって該エコー信号の周波数スペクトルを算出する周波数解析ステップと、
帯域設定部が、前記周波数スペクトルの特徴量を算出する際に適用する特徴量算出用の周波数帯域を前記送信駆動波に応じて設定する帯域設定ステップと、
強度補正部が、前記特徴量算出用の周波数帯域における前記周波数スペクトルの強度を前記送信駆動波に応じて定まる補正量で補正することによって補正周波数スペクトルを算出する強度補正ステップと、
前記補正周波数スペクトルに対して前記特徴量算出用の周波数帯域で近似を行うことによって該補正周波数スペクトルの特徴量を抽出する近似ステップと、
を含むことを特徴とする超音波観測装置の作動方法。 - 観測対象へ超音波を送信し、該観測対象で反射された超音波を受信する超音波振動子を備えた超音波プローブが取得した超音波エコーに基づいて超音波画像を生成する超音波観測装置に、
前記超音波プローブが送信する超音波パルスを生成するための電気的な送信駆動波を生成して前記超音波プローブへ出力する送受信部が、前記超音波プローブから電気的なエコー信号を受信する信号生成ステップと、
周波数解析部が、前記エコー信号の周波数を解析することによって該エコー信号の周波数スペクトルを算出する周波数解析ステップと、
帯域設定部が、前記周波数スペクトルの特徴量を算出する際に適用する特徴量算出用の周波数帯域を前記送信駆動波に応じて設定する帯域設定ステップと、
強度補正部が、前記特徴量算出用の周波数帯域における前記周波数スペクトルの強度を前記送信駆動波に応じて定まる補正量で補正することによって補正周波数スペクトルを算出する強度補正ステップと、
前記補正周波数スペクトルに対して前記特徴量算出用の周波数帯域で近似を行うことによって該補正周波数スペクトルの特徴量を抽出する近似ステップと、
を実行させることを特徴とする超音波観測装置の作動プログラム。
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