KR101631466B1 - Ultrasonic Image Processing Apparatus For Obtaining Image Of Nonuniform Scatterers And Method Using The Same - Google Patents

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KR101631466B1
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ultrasound
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정목근
권성재
유도안
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대진대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to an apparatus and a method for processing ultrasound images for obtaining a non-uniform scatterer image, which remove a side lobe signal from an ultrasound signal received through an array transducer, and identify the distribution of a non-uniform scatterer by binarizing each pixel in the scatterer image from which side lobes have been removed through comparison with a critical value, thereby contributing to accurate diagnosis of lesion groups. The apparatus according to the present invention comprises: the array transducer for receiving, through individual receiving elements, ultrasound signals reflected by a scatterer in human tissue; an ultrasound focusing unit for delaying focus to chronologically align the signals received from each of the receiving elements on the array transducer; an image processing unit for removing side lobes from a summation signal, which is a product of adding all of the individual signals that have been focus-delayed by the ultrasound focusing unit, and synthesizing a scatterer image from which the side lobes have been removed; a binarizing unit for comparing, with the critical value, the image brightness of each pixel in the scatterer image from which the side lobes have been removed by the image processing unit; and a scatter image display unit for displaying the scatterer image which has been binarized by the binarizing unit.

Description

불균일 산란체 영상 획득을 위한 초음파 영상 처리장치 및 방법{Ultrasonic Image Processing Apparatus For Obtaining Image Of Nonuniform Scatterers And Method Using The Same}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an ultrasound image processing apparatus,

본 발명은 불균일 산란체 영상 획득을 위한 초음파 영상 처리장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 어레이 트랜스듀서를 통하여 수신된 초음파 신호에서 부엽 신호를 제거하고, 부엽이 제거된 산란체 영상의 각 픽셀에 대하여 임계값과 비교하여 이치화하는 과정을 통하여 불균일 산란체의 분포를 파악함으로써 정확한 병변 진단에 기여할 수 있는 불균일 산란체 영상 획득을 위한 초음파 영상 처리장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an ultrasound image processing apparatus and method for acquiring a non-uniform scattering body image, and more particularly, to an ultrasound image processing apparatus and method for acquiring a non-scattering body image by removing a side lobe signal from an ultrasound signal received through an array transducer, The present invention relates to an ultrasound image processing apparatus and method for acquiring a non-uniform scattering object image, which can contribute to accurate diagnosis of a lesion by grasping the distribution of non-uniform scattering bodies through a process of binarizing compared to a threshold value.

의료용 초음파 영상은 초음파를 인체에 송신하고, 인체 조직에서 반사된 신호의 크기를 밝기로 나타내어 영상화한다. 이러한 반사 신호는 주로 특성이 다른 매질들이 인접한 조직의 경계면에서 일어나므로 인체 내부 장기의 해부학적인 모양을 관찰하는데 유용하다. The medical ultrasound image transmits ultrasound to the human body and displays the magnitude of the reflected signal from the human body in brightness to image. These reflected signals are useful for observing the anatomical shape of the internal organs of the human body, mainly because the media of different characteristics occur at the interface of adjacent tissues.

암이나 종양과 같은 병변은 조직의 경계가 불분명하여 인체 조직의 경계면을 시각화하여 표시하는 일반적인 초음파 영상에 의해서는 정확하게 병변을 진단하기 어렵다. 암이나 종양은 새로운 세포의 생성이 활발하여 세포의 밀도가 달라질 수 있는데, 이러한 인체 조직 내에서 일어나는 변화를 알아내려면 인체 조직 내에 존재하는 산란체 분포를 파악할 필요가 있다. 즉 인체의 연조직이나 병변 조직에 불균일하게 존재하는 산란체 분포를 영상화하면 병변 진단의 정확성을 높일 수 있다.It is difficult to diagnose lesions accurately by general ultrasound imaging, which visualizes and displays the boundary of the tissue, because the boundary of the tissue is unclear in lesions such as cancer or tumor. Cancer and tumors are caused by the production of new cells, which can change the density of cells. In order to detect changes in these tissues, it is necessary to grasp the scattering body distribution in human tissues. In other words, imaging the distribution of non-uniform scattering bodies in the soft tissues or lesions of the human body can improve the accuracy of the lesion diagnosis.

의료용 초음파 영상은 사용하는 주파수와 트랜스듀서의 특성에 따라서 달라진다. 또한 가간섭성 영상(coherent image)을 얻으므로 연조직과 같이 많은 산란체들이 불균일하게 분포하는 경우 스페클이라는 영상 노이즈가 발생하여 해상도를 저하시키기 때문에, 초음파 영상에서 스페클을 제거함과 아울러 초음파 신호를 영상 처리하는 과정에서 인체 조직 안에 존재하는 산란체의 분포를 시각화한 산란체 영상을 획득할 수 있는 초음파 영상 처리기술이 요구되고 있다.
The medical ultrasound image depends on the frequency used and the characteristics of the transducer. In addition, since a coherent image is obtained, when scatterers such as soft tissues are distributed unevenly, image noise called speckle is generated and the resolution is lowered. Therefore, speckle is removed from the ultrasound image, and ultrasound signals There is a need for an ultrasound image processing technique capable of acquiring a scatterer image obtained by visualizing the distribution of scatterers present in a human body during image processing.

없음none

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본 발명의 목적은 트랜스듀서를 통하여 수신한 초음파 신호에서 부엽 성분을 제거하고, 부엽이 제거된 산란체 영상을 선별하기 위한 이치화 과정을 수행하여 영상 표시함으로써 인체 조직 안에 존재하는 불균일 산란체의 분포 특성을 용이하게 확인할 수 있고, 또한 강한 산란체가 차지하는 영상의 밀도를 계량화하여 표시할 수 있는 불균일 산란체 영상 획득을 위한 초음파 영상 처리장치 및 방법을 제공함에 있다.
An object of the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus and an ultrasonic diagnostic apparatus which remove a side lobe component from an ultrasound signal received through a transducer, perform a binarization process for selecting a lavender image from which side lobes have been removed, And to provide an apparatus and a method for processing an ultrasound image for acquiring a nonuniform scattering object image capable of quantifying and displaying the density of an image occupied by a strong scattering body.

상기 본 발명의 실시예에 따른 불균일 산란체 영상 획득을 위한 초음파 영상의 처리장치는, 인체 조직의 산란체에서 반사된 초음파 신호를 각각의 수신소자에서 수신하는 어레이 트랜스듀서; 상기 어레이 트랜스듀서 각각의 수신소자에 수신된 신호를 시간적으로 정렬하기 위하여 집속 지연하는 초음파 집속부; 상기 초음파 집속부에서 집속 지연된 각각의 신호를 합산한 합산 신호에서 부엽을 제거하고, 부엽이 제거된 산란체 영상을 합성하는 영상 처리부; 상기 영상 처리부에서 부엽이 제거된 산란체 영상의 각 픽셀에 대하여 영상 밝기와 임계값을 비교하여 이치화하는 이치화부; 및 상기 이치화부에 의해 이치화된 산란체 영상을 표시하는 산란체 영상 표시부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.An apparatus for processing an ultrasound image for acquiring a non-uniform scattering body image according to an embodiment of the present invention includes an array transducer for receiving ultrasound signals reflected from a scattering body of a human body in respective receiving elements; An ultrasonic focusing unit for focusing and delaying the signals received by the receiving elements of the array transducers in order to temporally align the received signals; An image processing unit for removing side lobes from the sum signal obtained by summing the signals delayed and focused by the ultrasonic focusing unit and synthesizing scatterer images from which side lobes have been removed; A binarizing unit for binarizing the image brightness and threshold value for each pixel of the scatterer image from which the side lobes are removed in the image processing unit; And a scatterer image display unit for displaying the scatterer image binarized by the binarization unit.

또한, 상기 이치화부에서 이치화된 산란체 영상에서 영상 밝기가 임계값보다 큰 픽셀에 대응하는 강한 산란체를 계량화하는 산란체 영상 분석부를 포함하되, 상기 산란체 영상 분석부는 상기 이치화부에서 이치화하는 과정에서 영상 밝기가 임계값보다 큰 픽셀의 갯수를 집계하고, 집계된 픽셀의 총 갯수에 대한 정보를 상기 산란체 영상 표시부에 제공하고, 상기 산란체 영상 표시부는 제공된 픽셀 집계 정보를 수치 또는 백분율로 표시하는 것을 특징으로 한다.The scattering unit image analyzing unit may include a scattering unit image analyzing unit for quantifying a strong scattering member corresponding to a pixel whose image brightness is greater than a threshold value in the binarized image obtained by the binarizing unit, And provides the scatterer image display unit with information on the total number of the aggregated pixels, and the scatterer image display unit displays the provided pixel aggregation information as a numerical value or a percentage .

또한, 상기 초음파 집속부에 의해 집속 지연된 신호에 포함된 부엽 신호의 공간주파수와 수신소자의 갯수를 이용하여 부엽 신호의 크기를 계산하는 부엽 계산부를 더 포함하고, 상기 영상 처리부는 상기 초음파 집속부에서 집속 지연된 각각의 신호를 합산한 합산 신호에서 상기 부엽 계산부에 의해 계산된 부엽 신호의 크기를 감산하여 부엽을 제거하는 것을 특징으로 한다.The image processing unit may further include a sidelobe calculator for calculating a sidelobe signal using the spatial frequency of the sidelobe signal included in the signal delayed by the ultrasonic focusing unit and the number of receiving elements, And subtracts the size of the side lobe signal calculated by the side lobe calculating unit from the summation signal obtained by summing the signals delayed by the focusing so as to remove the side lobe.

상기 본 발명의 실시예에 따른 불균일 산란체 영상 획득을 위한 초음파 영상의 처리방법은, 인체 조직의 산란체에서 반사된 초음파 신호를 어레이 트랜스듀서 각각의 수신소자에서 수신하는 신호 수신단계; 상기 신호 수신단계에서 수신된 각각의 수신 신호를 시간적으로 정렬하기 위하여 집속 지연하는 신호 집속단계; 상기 신호 집속단계에서 집속 지연된 초음파 신호에 포함된 부엽 신호의 공간주파수와 수신소자의 갯수를 이용하여 부엽 신호의 크기를 계산하는 부엽 계산단계; 상기 집속 지연된 각각의 신호를 합산한 합산신호에서 상기 계산된 부엽 신호의 크기를 감산하여 부엽을 제거하고, 부엽이 제거된 합산신호를 이용하여 산란체 영상을 합성하는 영상 처리단계; 상기 영상 처리단계에서 합성된 산란체 영상의 각 픽셀에 대하여 영상 밝기와 임계값을 비교하여 이치화하는 이치화 단계; 및 상기 이치화된 산란체 영상을 표시하는 표시 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A method of processing an ultrasound image for acquiring a non-uniform scattering body image according to an embodiment of the present invention includes receiving signals from ultrasound signals reflected from a scattering body of a human body tissue by a receiving element of each array transducer; A signal focusing step of focusing and delaying the received signals received in the signal receiving step in order to temporally align the received signals; Calculating a size of the side lobe signal using the spatial frequency of the side lobe signal contained in the ultrasound signal focused and delayed in the signal focusing step and the number of receiving elements; An image processing step of subtracting the calculated size of the side lobe signal from the sum signal obtained by summing the signals delayed by the focusing and removing the side lobe and synthesizing the scatterer image using the summation signal from which the side lobe is removed; A binarization step of binarizing the image brightness and the threshold value for each pixel of the scattered image synthesized in the image processing step; And a display step of displaying the binarized scatterer image.

또한, 상기 이치화된 산란체 영상에 대하여 상기 이치화부에 의해 이치화하는 과정에서 영상 밝기가 임계값보다 큰 픽셀의 갯수를 집계하는 분석 단계와, 집계된 픽셀의 총 갯수에 대한 정보를 영상 표시부에 제공하여 이치화된 영상과 함께 집계된 픽셀을 수치 또는 백분율로 표시하는 표시 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
The analyzing step may include an analyzing step of counting the number of pixels whose image brightness is greater than a threshold value in binarization by the binarization unit of the binarized scatterer image, and information on the total number of the aggregated pixels to the image display unit And a display step of displaying pixels aggregated together with the binarized image in numerical value or percentage.

본 발명에 따르면 부엽이 제거된 산란체 영상의 각 픽셀에 대하여 영상 밝기와 임계값을 비교하여 이치화한 후 영상 표시함으로써 인체 조직 내에 존재하는 산란체의 분포 특성을 용이하게 확인할 수 있다. 또한 이치화 과정에서 영상 밝기가 임계값보다 큰 강한 산란체의 픽셀을 집계하여 수치 또는 백분율로 함께 표시함으로써 산란체 영상의 밀도를 용이하게 확인할 수 있다. 이에 따라 기존의 초음파 영상에서 나타나는 스페클로 인하여 진단에 어려움을 겪었던 암이나 종양 등과 같이 조직의 경계면이 불분명한 경우에도 병변 진단의 정확성을 높일 수 있다.
According to the present invention, image brightness and threshold value are compared for each pixel of a scatterer image from which side lobes have been removed, and binarization and image display are performed to easily confirm the distribution characteristics of scatterers present in the human tissue. Also, in the binarization process, the density of the scatterer image can be easily confirmed by collecting the pixels of the strong scatterer having the image brightness greater than the threshold value and displaying them together with a numerical value or a percentage. Therefore, the accuracy of the lesion diagnosis can be improved even when the boundary of the tissue is unclear, such as cancer or tumor, which has been difficult to diagnose due to the presence of speckle in the conventional ultrasound image.

도 1은 본 발명에 따른 불균일 산란체 영상 획득을 위한 초음파 영상 처리장치의 구성도이다.
도 2는 초음파 음장 영역 내의 산란체 분포를 나타내는 도면으로, (a)는 주엽 영역과 부엽 영역에 존재하는 산란체 분포이고, (b)는 부엽이 제거되고 주엽의 폭이 좁아진 영역 내의 산란체 분포이다.
도 3은 일반적인 초음파 집속시스템의 음장 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 3의 각도에서 입사된 신호가 트랜스듀서에 나타나는 모양을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따라 초음파 신호에서 부엽을 제거하기 위한 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 (a)는 일반적인 산란체의 초음파 영상이고, (b)는 (a) 산란체 영상에서 부엽을 제거한 영상이며, (c)는 (b)부엽 제거된 영상을 이치화한 산란체 영상이다.
도 7은 본 발명에 따른 불균일 산란체 영상 획득을 위한 초음파 영상 처리방법을 나타낸 흐름도이다.
1 is a block diagram of an ultrasound image processing apparatus for acquiring a non-uniform scattering body image according to the present invention.
FIG. 2 is a view showing a scattering body distribution in an ultrasonic sound field region, in which (a) is a scattering body distribution existing in the main lobe region and the side lobe region, (b) is a scattering body distribution in the region where the side lobe is removed and the width of the main lobe is narrowed to be.
3 is a view for explaining sound field characteristics of a general ultrasonic focusing system.
FIG. 4 is a view showing a state in which a signal incident at the angle of FIG. 3 appears on a transducer.
5 is a view for explaining a process for removing a side lobe in an ultrasonic signal according to the present invention.
6 (a) is an ultrasound image of a general scatterer, (b) is an image obtained by removing side lobes from the scatterer image, and (c) is a scatterer image obtained by binarizing the image obtained by removing the side lobes.
7 is a flowchart illustrating an ultrasound image processing method for acquiring a non-uniform scattering body image according to the present invention.

이하 본 발명의 실시 예에 따른 불균일 산란체 영상 획득을 위한 초음파 영상 처리장치 및 방법을 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an ultrasound image processing apparatus and method for acquiring a non-uniform scattering body image according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명은 어레이 트랜스듀서(10), 초음파 집속부(20), 부엽 계산부(30), 영상 처리부(40), 이치화부(50), 산란체 영상 표시부(60)를 포함한다.1, the present invention includes an array transducer 10, an ultrasonic focusing unit 20, a side lobe calculating unit 30, an image processing unit 40, a binarization unit 50, a scatterer image display unit 60 ).

어레이 트랜스듀서(10)는 인체 조직의 내부에 초음파를 송신하고 인체의 조직에서 반사된 신호를 수신하는 복수의 수신소자가 선형적으로 배열되어 구성하는데, 실시예에서는 128개의 수신소자를 선형 배열하여 구성(즉 채널수가 128개인 경우)하였으나, 수신소자의 갯수를 특정하게 제한할 필요는 없다.The array transducer 10 is constructed by linearly arranging a plurality of receiving elements for transmitting ultrasonic waves to the inside of a human body tissue and receiving signals reflected from a tissue of the human body. In this embodiment, 128 receiving elements are linearly arranged (I.e., the number of channels is 128), it is not necessary to specifically limit the number of receiving elements.

초음파 집속부(20)는 어레이 트랜스듀서의 각 채널(수신소자)에서 수신된 채널 신호로부터 초음파 영상의 형성을 위한 주사선을 형성한다. 인체의 조직 내에 존재하는 산란체(즉 반사체 또는 영상점)에서 반사된 신호는 수신 소자의 배열 위치로 인하여 각각의 수신 소자마다 다른 시간에 도착하게 되는데, 이와 같이 도착 시간의 차이가 발생된 다수의 채널 신호 각각에 시간 지연을 인가함으로써 이들 채널 신호들이 동일한 시간에 도착한 것처럼 시간적으로 정렬하는 집속 지연(focusing delay)을 수행하게 된다.The ultrasonic focusing unit 20 forms a scanning line for forming an ultrasound image from a channel signal received from each channel (receiving element) of the array transducer. The signals reflected from scatterers (i.e., reflectors or image points) existing in the tissue of the human body arrive at different times for each receiving element due to the arrangement position of the receiving elements. In this way, By applying a time delay to each of the channel signals, a focusing delay is performed that temporally aligns the channel signals as if they arrived at the same time.

도 2를 참고하여 초음파 음장 영역 안에 존재하는 산란체 분포를 설명한다.Referring to FIG. 2, the scattering body distribution in the ultrasonic sound field region will be described.

일반적인 초음파 집속 시스템에서의 초음파 음장은 주사선(scan line) 방향을 기준으로 주엽(main lobe)이 형성되고 주엽 양측으로 초음파 신호의 누설로 인한 부엽(side lobe)이 형성된다. 도 2(a)와 같이 주엽과 부엽 안에 존재하는 불균일 산란체들에 의해 반사된 신호가 어레이 트랜스듀서에 불규칙하게 더해져서 스페클이 나타난다. 인체 조직 내의 산란체 분포를 영상화하기 위해서는 초음파의 주엽 폭을 줄이고 부엽을 제거하는 처리과정이 필요하고, 이 처리과정을 통하여 초음파 송수신 음장 내의 축소된 국부영역에 최소한의 산란체만 존재하게 함으로써 스페클 노이즈가 줄어들어 국부영역에 존재하는 각각의 산란체로부터 반사되어 오는 신호들을 용이하게 구별할 수 있게 된다.In a general ultrasonic focusing system, a main lobe is formed on the basis of a scan line direction, and side lobes are formed on both sides of the main lobe due to leakage of an ultrasonic signal. As shown in FIG. 2 (a), the signals reflected by the non-uniform scatterers existing in the main lobe and the secondary lobe are irregularly added to the array transducer, resulting in speckle. In order to image the scattering body distribution in the human tissue, it is necessary to reduce the width of the main lobe of the ultrasonic wave and to remove the side lobes. Through this processing, only a minimum scattering body exists in the reduced local region in the ultrasonic transmitting and receiving sound field, It is possible to easily distinguish the signals reflected from the respective scatterers present in the local region by reducing the noise.

도 3을 참고하여, 일반적인 초음파 집속 시스템의 영상 영역에서 얻어지는 음장 특성은 트랜스듀서 각각의 주사선(scan line) 방향을 기준으로 주엽(main lobe)이 형성되고 주엽 양측으로 초음파 신호의 누설로 인한 부엽(side lobe)이 형성된다.3, the sound field characteristics obtained in the image region of a general ultrasonic focusing system are such that a main lobe is formed on the basis of the direction of a scan line of each transducer, and a side lobe due to the leakage of the ultrasonic signal to both sides of the main lobe side lobes are formed.

이와 같이 트랜스듀서의 주사선 방향과 인접한 임의의 각도를 가지는 방향에서 신호가 트랜스듀서로 들어오면 수신 소자에는 각각 다른 위상으로 입사된다. 따라서 임의의 입사각도에 입사된 신호를 트랜스듀서에서 보면 공간주파수(spatial frequency)라고 하는 특정한 주파수를 가지는 신호로 나타나는데 이러한 공간주파수는 아래의 [수식 1]로 나타낼 수 있으며, 이는 부엽이 형성되는 방향에 따라 다르게 나타난다.Thus, when a signal enters the transducer in a direction having an arbitrary angle adjacent to the scanning line direction of the transducer, the receiving element is incident on the receiving element in a different phase. Therefore, a signal incident on an arbitrary incident angle is expressed by a signal having a specific frequency called a spatial frequency in a transducer. The spatial frequency can be expressed by the following equation (1) .

[수식 1][Equation 1]

Figure 112014120051738-pat00001
Figure 112014120051738-pat00001

여기서 D는 트랜스듀서의 크기, λ는 초음파의 중심주파수, θ는 주사선에 대한 초음파 신호의 입사각을 나타낸다.Where D is the size of the transducer, λ is the center frequency of the ultrasonic wave, and θ is the incident angle of the ultrasonic signal to the scan line.

한편, 도 4에서는 도 3에 도시한 초음파 집속 시스템의 음장 특성에서 가로축의 숫자에 해당하는 각도에서 입사된 초음파 신호가 트랜스듀서에 나타나는 모양을 도시하였는데, 도 3의 1,2번째 각도에서 입사되는 신호는 주엽을 형성하는 신호임을 알 수 있다.In FIG. 4, the ultrasonic signal incident on the transducer at an angle corresponding to the number of the horizontal axis in the sound field characteristic of the ultrasonic focusing system shown in FIG. 3 is shown in the transducer. It can be seen that the signal is a signal forming the main lobe.

또한 주엽의 양측으로 나타나는 신호 중 홀수 번째(3,5,7,…번째)의 각도(이하 'null 방향'이라 함)에서 입사되는 신호는 사이클(cycle)의 갯수가 정수인 반면에 짝수 번째(4,6,8,…번째)의 각도(이하 '부엽 방향'이라 함)에서 입사되는 신호는 사이클(cycle)의 갯수가 비정수임을 알 수 있다. In addition, the signals incident on odd-numbered (3,5, 7, ...) angles (hereinafter referred to as "null directions") of the signals appearing on both sides of the main lobe are the number of cycles, , 6, 8, ...), the number of cycles is non-constant.

이때 null 방향에서 입사되는 신호는 공간주파수가 정수의 CPA(cycle per aperture)를 가지는 신호로서 전술한 바와 같이 사이클(cycle)의 갯수가 정수이기 때문에 후술하는 바와 같이 집속 지연된 채널 신호를 합산하는 과정에서 영(zero)으로 나타나 영상에서 부엽의 노이즈를 형성하지 않게 된다.At this time, a signal incident in the null direction is a signal having a CPA (cycle per aperture) of an integer spatial frequency, and since the number of cycles is an integer as described above, Zero, so that no noise of the side lobe is formed in the image.

그러나 부엽 방향에서 입사되는 신호는 공간주파수가 (정수+0.5)의 CPA를 가지는 신호로서 전술한 바와 같이 사이클의 갯수가 비정수이기 때문에 후술하는 바와 같이 집속 지연된 채널신호를 합산하는 과정에서 반 사이클(half cycle)의 성분이 제거되지 않기 때문에 영상에서 부엽의 노이즈로 작용하게 된다.However, since the number of cycles is non-constant as described above, the signal incident on the side-by-side direction has a CPA with a spatial frequency of (integer +0.5) half cycle) component of the image is not removed.

따라서 트래스듀서에서 수신된 채널 신호 중에서 부엽을 형성하는 공간주파수(첫 번째 부엽 성분의 경우 공간주파수가 1.5 CPA, 두 번째 부엽 성분의 경우 공간주파수가 2.5 CPA 등)를 가지는 신호의 성분을 제거하게 되면 초음파 영상에서 부엽 성분을 제거할 수 있다.Therefore, in the channel signal received by the tracer, the spatial frequency that forms the side lobe (the spatial frequency is 1.5 CPA for the first side lobe component and the 2.5 CPA for the second side lobe component) is removed The side lobe components can be removed from the ultrasound image.

이런 부엽의 형성 원리를 이용하여 초음파 영상의 부엽 성분을 제거할 수 있는데, 구체적으로는 미리 알고 있는 부엽 성분의 공간주파수(즉, 1.5 CPA, 2.5 CPA 등)와 채널수(즉, 수신소자의 갯수)를 이용하여 해당 공간주파수를 가지는 부엽신호의 주파수 성분을 계산하고, 집속 지연된 채널 신호를 합산하는 과정에서 부엽신호의 주파수 성분을 감산함으로써 초음파 영상에서 부엽 성분을 제거할 수 있다.Specifically, the spatial frequency of the known side lobe components (i.e., 1.5 CPA, 2.5 CPA, etc.) and the number of channels (i.e., the number of receiving elements ) To calculate the frequency component of the side lobe signal having the spatial frequency, and subtracting the frequency component of the side lobe signal in the process of summing the delayed channel signals to remove the side lobe component from the ultrasound image.

이와 같이 초음파 영상에서 부엽 성분을 제거하는 방법에 관련한 구체적인 기술 사항은 본 발명자가 제안한 선출원 특허(출원번호 제10-2014-0138034호, 2014.10. 14. 출원)에 상세히 기술되어 있으므로 이하에서는 간략하게 설명하기로 한다.The detailed description of the method for removing the side lobe components in the ultrasound image is described in detail in the earlier filed patent application (filed by the present applicant No. 10-2014-0138034, filed in October 14, 2014) .

일반적으로 트랜스듀서에 수신된 신호의 파형 또는 크기는 푸리에 변환과 같은 공지된 어느 하나의 주파수 추정 기법을 이용하여 계산될 수 있는데, 이러한 주파수 추정 방법들은 신호 길이의 역에 해당하는 주파수의 정수배에 해당하는 주파수 성분의 크기는 정확히 계산할 수 있으나 정수배가 아닌 주파수 성분의 크기는 유한 길이의 데이터에 의한 윈도우 효과(window effect) 때문에 정확히 계산할 수 없게 된다.Generally, the waveform or the magnitude of the received signal at the transducer can be calculated using any known frequency estimation technique such as Fourier transform, and these frequency estimation methods are applicable to an integer multiple of the frequency corresponding to the inverse of the signal length The size of a frequency component which is not an integer multiple can not be accurately calculated because of a window effect due to finite length data.

이를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 부엽 계산부(30)는 부엽 성분에 해당하는 부엽신호의 길이를 미리 정해진 방식에 따라 연산에 의해 주파수 추정이 가능한 길이로 확장하고, 신호 길이가 확장된 부엽신호를 푸리에 변환과 같은 주파수 추정 방법을 이용하여 해당 부엽신호의 크기를 연산하는 방식을 적용한다.In order to solve this problem, the side lobe calculator 30 according to the present invention extends the length of the side lobe signal corresponding to the side lobe component to a length capable of frequency estimation by calculation according to a predetermined method, A method of calculating the size of the corresponding side lobe signal is applied by using a frequency estimation method such as Fourier transform.

여기서 부엽 계산부(30)는 해당 부엽신호의 전단부 또는 후단부 중 적어도 어느 하나에 영(zero)을 삽입하여 공간주파수가 가장 인접한 양의 정수가 되도록 해당 부엽신호의 신호 길이를 확장하게 된다.Here, the subsidiary lobe calculator 30 inserts zeros into at least one of the front end or the rear end of the side lobe signal to expand the signal length of the side lobe signal so that the spatial frequency becomes a positive integer closest to the spatial frequency.

예를 들어 도 3 또는 도 4에 나타난 첫 번째 부엽성분에 해당하는 신호의 경우 도 5 (a)에서 보는 바와 같이 1.5 CPA의 공간주파수를 가지는 것이기 때문에 도 5 (b)와 같이 신호의 길이를 확장하여 공간주파수가 2 CPA가 되도록 하면 채널신호의 길이가 정수배 주파수 신호가 되기 때문에 푸리에 변환과 같은 주파수 추정 방법에 의하여 공간주파수 2 CPA의 주파수 성분을 정확히 계산할 수 있게 된다.For example, since the signal corresponding to the first side lobe component shown in FIG. 3 or 4 has a spatial frequency of 1.5 CPA as shown in FIG. 5 (a), the signal length is extended And the spatial frequency is 2 CPA, the length of the channel signal becomes an integer multiple frequency signal. Therefore, the frequency component of the spatial frequency 2 CPA can be accurately calculated by the frequency estimation method such as Fourier transform.

또한 부엽 계산부(30)는 실제 수신된 신호의 길이가 D(즉, 수신소자의 갯수 또는 채널수)이기 때문에 첫 번째 부엽성분에 해당하는 신호의 길이는 아래의 [수식 2]에 의하여 신호의 길이가 확장될 수 있다.Since the length of the actually received signal is D (that is, the number of receiving elements or the number of channels), the length of the signal corresponding to the first side lobe component is calculated by the following equation (2) The length can be extended.

[수식 2][Equation 2]

Figure 112014120051738-pat00002
Figure 112014120051738-pat00002

이 경우 부엽계산부(30)는 도 6 (c)에서 알 수 있는 바와 같이 신호의 전단부 또는 후단부 중 적어도 어느 한쪽에 영(zero)을 삽입하여 확장된 신호 길이를 맞추게 된다.In this case, as shown in FIG. 6 (c), the subsidiary lobe calculating unit 30 inserts zero in at least one of the front end or the rear end of the signal to adjust the extended signal length.

이와 같은 방식에 따라 각 부엽신호의 길이가 연장되면 부엽 계산부(30)는 푸리에 변환과 같은 주파수 추정 방법을 이용하여 해당 부엽성분의 주파수 성분(즉, 부엽신호의 파형 또는 크기 중 적어도 어느 하나)을 계산할 수 있게 된다.When the length of each side lobe signal is extended according to the above-described method, the side lobe calculating unit 30 calculates a frequency component of the side lobe component (that is, a waveform or a size of the side lobe signal) using a frequency estimation method such as Fourier transform, Can be calculated.

영상 처리부(40)는 초음파 집속부(20)에 의해 집속 지연된 신호를 합산하는 과정에서 부엽 계산부(30)에 의해 계산된 각 부엽신호의 주파수 성분을 감산하여 하나의 주사선을 형성하고, 이를 이용하여 산란체 영상을 합성하게 된다. 실시예에서는 영상 처리부(40)가 각 부엽신호의 파형을 계산하여 얻은 해당 부엽신호의 크기를 집속 지연된 신호의 합산과정에서 감산하게 된다.The image processing unit 40 forms a scanning line by subtracting the frequency component of each side lobe signal calculated by the side lobe calculating unit 30 in the process of summing signals delayed and focused by the ultrasonic focusing unit 20, Thereby synthesizing the scatterer image. In the embodiment, the image processing unit 40 subtracts the size of the corresponding side lobe signal obtained by calculating the waveform of each side lobe signal in the summation process of the delayed signals.

이와 같이 부엽이 제거된 경우, 영상 처리부(40)는 부엽이 제거된 산란체 영상에 대해 도 2 (b)에서와 같이 주엽 폭이 줄어드는데, 부엽을 줄이기 위한 계산 과정에서 폭가변 가중치를 적용함으로써 주엽의 폭을 줄이는 효과를 증가시킬 수 있다. 즉, 산란체 영상의 주엽 폭이 좁아질 수 있도록 폭가변 가중치를 미리 설정해 두고, 이 폭가변 가중치에 따라 산란체 영상을 합성함으로써 최종적으로 얻어지는 산란체 영상에서 산란체를 용이하게 구별할 수 있다. When the side lobes are removed as described above, the image processing unit 40 reduces the width of the main lobes as shown in FIG. 2B for the scattered body image from which the side lobes are removed. In the calculation process for reducing the side lobes, The effect of reducing the width of the main lobe can be increased. That is, the width variable weight is set in advance so that the width of the main lobe of the scatterer image can be narrowed, and the scatterer can be easily distinguished from the finally obtained scatterer image by synthesizing the scatterer image according to the variable weight.

영상 처리부(40)에서 형성된 산란체 영상의 주엽 영역에 존재하는 산란체들에 의해 얻어지는 신호는 약한 신호 성분과 강한 신호 성분이 혼재되어 있다. 예를 들어 도 6 (a)에 나타난 영상은 부엽이 제거되기 이전으로 스페클에 해당하는 영상 노이즈가 전체적으로 나타나고 있으나 도 6 (b)의 영상에는 부엽 성분의 제거됨으로 인하여 스페클이 줄어들었음을 알 수 있다. 그런데 도 6 (b) 영상에서 강한 신호 성분은 병변 진단에 유용한 정보가 되지만 약한 신호 성분은 병변 진단에 방해 요소로 작용될 수 있기 때문에, 약한 신호 성분을 제거할 필요가 있다.The signal obtained by the scatterers existing in the main lobe region of the scatterer image formed in the image processor 40 contains a weak signal component and a strong signal component. For example, in the image shown in FIG. 6 (a), the image noise corresponding to the speckle appears before the side lobes are removed, but the speckle is reduced due to removal of the side lobe component in the image shown in FIG. 6 (b) . However, the strong signal component in the image of Fig. 6 (b) is useful information for the diagnosis of the lesion. However, since the weak signal component may interfere with the diagnosis of the lesion, it is necessary to remove the weak signal component.

이를 해결하기 위하여, 이치화부(50)는 영상 처리부(40)에서 부엽이 제거된 산란체 영상의 각 픽셀에 대하여 영상 밝기와 임계값을 비교하여 이치화한다. 즉, 해당 픽셀의 영상 밝기가 임계값보다 크면 백색으로 결정하고 해당 픽셀의 영상 밝기가 임계값보다 크지 않으면 흑색으로 결정한다. 여기서 각 픽셀의 영상 밝기는 0 ~ 255 레벨로 구분할 수 있으며 임계값은 해당 픽셀의 영상 밝기에 따라 백색 또는 흑색으로 구분하여 표시하기 위하여 0 과 255 사이에서 미리 설정할 수 있다.In order to solve this problem, the binarization unit 50 compares the image brightness and the threshold value for each pixel of the scatterer image from which the side lobes are removed in the image processing unit 40, and binarizes the image brightness. That is, if the image brightness of the corresponding pixel is larger than the threshold value, it is determined to be white, and if the image brightness of the corresponding pixel is not greater than the threshold value, it is determined to be black. Here, the image brightness of each pixel can be divided into 0 to 255 levels, and the threshold value can be preset between 0 and 255 to display white or black according to the image brightness of the corresponding pixel.

그런 다음 영상 표시부(60)는 이치화부(50)에 의해 이치화된 영상을 표시한다. 예를 들어 상술한 처리 과정을 이용하여 도 6 (c)와 같이 강한 산란체에서 반사되어 수신한 강한 신호 성분은 백색으로 표시되고 다른 부분은 흑색으로 표시할 수 있다.Then, the image display unit 60 displays the binarized image by the binarization unit 50. [ For example, by using the above-described processing, a strong signal component reflected and received by a strong scatterer as shown in FIG. 6 (c) can be displayed as white and the other portion can be displayed as black.

도 6 (c)에 나타난 이치화된 영상은 인체 조직 안에 존재하는 산란체의 분포를 시각적으로 확인하는데 유용하다. 이에 더하여 이치화된 영상에서 강한 산란체가 차지하는 영상의 밀도를 알 수 있도록 강한 산란체에 대응하는 픽셀 갯수를 계량화하여 나타내면 병변 진단하는 사용자 입장에서 더욱 유용할 수 있다. The binarized image shown in Fig. 6 (c) is useful for visually confirming the distribution of the scattering body in the human tissue. In addition, if the number of pixels corresponding to the strong scattering body is quantified so as to know the density of the image occupied by the strong scattering body in the binarized image, it can be more useful for the user who diagnoses the lesion.

이를 해결하기 위하여 산란체 영상 분석부(70)는 이치화부(50)에서 산란체 영상에 대하여 이치화하는 과정에서 영상 밝기가 임계값보다 큰 픽셀의 갯수를 집계하고, 집계된 픽셀의 총 갯수에 대한 정보를 영상 표시부(60)에 제공한다.In order to solve this problem, the scattering unit image analyzing unit 70 compares the number of pixels whose image brightness is larger than the threshold value in binarization of the scatterer image in the binarization unit 50, And provides the information to the video display unit 60.

그러면 영상 표시부(60)는 이치화된 영상과 함께 집계된 픽셀에 대한 정보를 바탕으로 수치 또는 백분율로 표시할 수 있고, 이로써 병변 진단하는 사용자는 이치화된 산란체 영상을 통하여 강한 산란체에 대한 분포를 시각적으로 확인할 수 있을 뿐만 아니라 강한 산란체가 차지하는 영상의 밀도를 용이하게 확인할 수 있다.Then, the image display unit 60 can display a numerical value or a percentage based on the information about the pixels aggregated together with the binarized image, whereby the user who diagnoses the lesion can distribute the distribution of the strong scattering body through the binarized scatterer image It is possible to visually confirm the density of the image occupied by the strong scatterer as well as visually confirm it.

도 7은 본 발명에 따른 불균일 산란체 영상 획득을 위한 초음파 영상 처리방법을 나타낸 흐름도이다. 7 is a flowchart illustrating an ultrasound image processing method for acquiring a non-uniform scattering body image according to the present invention.

복수의 수신소자가 선형적으로 배열되어 구성되는 어레이 트랜스듀서(10)는 인체 조직의 내부에 초음파를 송신하고, 인체 조직 내부에 존재하는 불균일 산란체에 의해 반사되는 초음파 신호를 수신한다. 초음파 집속부(20)는 어레이 트랜스듀서의 각 수신소자에서 수신된 채널 신호로부터 초음파 영상을 형성하기 위한 주사선을 형성하는데, 이때 각각의 수신소자마다 다른 시간에 도착하게 되는데 이와 같이 도착 시간의 차이가 발생된 다수의 채널 신호 각각에 시간 지연을 인가함으로써 이들 채널 신호들이 동일한 시간에 도착한 것처럼 시간적으로 정렬하는 집속 지연(focusing delay)을 수행한다(S100).The array transducer 10, in which a plurality of receiving elements are linearly arranged, transmits an ultrasonic wave to the inside of the human tissue and receives an ultrasonic signal reflected by a non-uniform scattering body existing inside the human tissue. The ultrasound focusing unit 20 forms a scanning line for forming an ultrasound image from the channel signals received by the receiving elements of the array transducer. At this time, the receiving elements arrive at different times, And applies a time delay to each of the plurality of generated channel signals to perform a focusing delay in which the channel signals are temporally aligned as if they arrived at the same time (S100).

부엽 계산부(30)는 부엽 성분에 해당하는 부엽신호의 길이를 미리 정해진 방식에 따라 연산에 의해 주파수 추정이 가능한 길이로 확장하고, 신호 길이가 확장된 부엽신호를 푸리에 변환과 같은 주파수 추정 방법을 이용하여 해당 부엽신호의 크기를 연산한다. 여기서 부엽 계산부(30)는 해당 부엽신호의 전단부 또는 후단부 중 적어도 어느 한쪽에 영(zero)을 삽입하여 공간주파수가 가장 인접한 양의 정수가 되도록 해당 부엽신호의 신호 길이를 확장하게 된다. 이후 부엽 계산부(30)는 푸리에 변환과 같은 주파수 추정 방법을 이용하여 해당 부엽성분의 주파수 성분을 계산한다. 즉 부엽 계산부(30)는 집속 지연한 부엽 신호의 크기를 계산한다.The sub-lobe calculator 30 extends the length of the side lobe signal corresponding to the side lobe component to a length capable of frequency estimation by calculation according to a predetermined method, and performs a frequency estimation method such as Fourier transform And calculates the size of the corresponding side lobe signal. In this case, the subsidiary lobe calculating unit 30 inserts zeros into at least one of the front end or the rear end of the side lobe signal to extend the signal length of the side lobe signal so that the spatial frequency becomes a positive integer closest to the spatial frequency. Then, the subsidiary lobe calculating unit 30 calculates a frequency component of the corresponding side lobe component using a frequency estimation method such as Fourier transform. That is, the subsidiary lobe calculating section 30 calculates the size of the side lobe signal delayed in focusing.

영상 처리부(40)는 초음파 집속부(20)에 의해 집속 지연된 신호를 합산하는 과정에서 부엽 계산부(30)에 의해 계산된 각 부엽신호의 주파수 성분을 감산하여 하나의 주사선을 형성하고, 이를 이용하여 부엽 성분이 제거된 산란체 영상을 합성하게 된다(S200). 부엽이 제거된 경우 미리 설정된 폭가변 가중치에 따라 산란체 영상의 주엽 폭을 줄일 수 있다.The image processing unit 40 forms a scanning line by subtracting the frequency component of each side lobe signal calculated by the side lobe calculating unit 30 in the process of summing signals delayed and focused by the ultrasonic focusing unit 20, Thereby synthesizing scatterer images from which the side lobe components are removed (S200). If the side lobes are removed, the width of the main lobes of the scatterer image can be reduced according to a preset variable width weight.

이렇게 영상 처리부(40)에서 형성된 산란체 영상의 주엽 영역에 존재하는 산란체들에 의해 얻어지는 신호는 약한 신호 성분과 강한 신호 성분이 혼재되어 있다(도 6 (a) 참조). 이 때문에 병변 진단에 유용한 강한 산란체에 대응한 산란체 영상을 선별적으로 표시할 필요가 있다.The signal obtained by the scatterers present in the main lobe region of the scatterer image formed by the image processor 40 has a weak signal component and a strong signal component mixed therein (see Fig. 6 (a)). Therefore, it is necessary to selectively display scatterer images corresponding to strong scatterers useful for the diagnosis of lesions.

이를 해결하기 위하여 이치화부(50)는 영상 처리부(40)에서 부엽이 제거된 산란체 영상의 각 픽셀에 대하여 영상 밝기와 임계값을 비교하여 이치화한다. 이렇게 이치화한 산란체 영상는 도 6(b)에 예시한 바와 같이 스페클이 줄어들었음을 알 수 있다. In order to solve this, the binarization unit 50 compares the image brightness and the threshold value for each pixel of the scatterer image from which the side lobes are removed in the image processing unit 40, and binarizes the image brightness. As shown in Fig. 6 (b), the binarized scattered image can be seen to have reduced speckle.

구체적으로 설명하면, 해당 픽셀의 영상 밝기가 임계값보다 크면 백색으로 결정하고 해당 픽셀의 영상 밝기가 임계값보다 크지 않으면 흑색으로 결정한다. 여기서 각 픽셀의 영상 밝기는 0 ~ 255 레벨로 구분할 수 있으며 임계값은 해당 픽셀의 영상 밝기에 따라 백색 또는 흑색으로 구분하여 표시하기 위하여 0과 255 사이에서 미리 설정할 수 있다. 이치화된 산란체 영상은 영상 표시부(60)에 제공되고 영상 표시부(60)는 이치화된 산란체 영상을 표시한다. 예를 들어 도 6(c)에 나타낸 바와 같이 이치화된 영상은 인체 조직 안에 존재하는 산란체의 분포를 시각적으로 확인할 수 있고, 이로써 병변 진단하는 사용자가 산란체 영상의 분포를 용이하게 확인할 수 있다(S300).Specifically, if the image brightness of the corresponding pixel is greater than the threshold value, it is determined to be white, and if the image brightness of the corresponding pixel is not greater than the threshold value, it is determined to be black. Here, the image brightness of each pixel can be divided into 0 to 255 levels, and the threshold value can be preset between 0 and 255 to display white or black according to the image brightness of the corresponding pixel. The binarized scatterer image is provided to the image display unit 60 and the image display unit 60 displays the binarized scatterer image. For example, as shown in FIG. 6 (c), the binarized image can visually confirm the distribution of the scatterer existing in the human tissue, and thus the user diagnosing the lesion can easily confirm the distribution of the scatterer image S300).

이와 같은 산란체 영상의 표시 과정에 더하여, 산란체 영상 분석부(70)는 이치화하된 영상에서 강한 산란체가 차지하는 영상의 밀도를 알 수 있도록 강한 산란체에 대응하는 픽셀 갯수를 집계하고, 집계된 픽셀의 갯수에 대한 정보를 영상 표시부(60)에 제공한다. 즉, 산란체 영상 분석부(70)는 영상 밝기가 임계값보다 큰 강한 산란체의 픽셀을 집계하고, 집계된 픽셀의 총 갯수에 대한 정보를 영상 표시부(60)에 제공한다(S400).In addition to the display process of the scatterer image, the scatterer image analyzer 70 compares the number of pixels corresponding to the strong scatterer so that the intensity of the image occupied by the strong scatterer in the binarized image can be known, And provides the image display unit 60 with information on the number of pixels. That is, the scatterer image analyzing unit 70 aggregates pixels of the strong scatterer whose image brightness is larger than the threshold value, and provides information on the total number of the aggregated pixels to the image display unit 60 (S400).

그러면 영상 표시부(60)는 이치화된 산란체 영상과 함께 산란체 영상 분석부(70)로부터 제공받은 정보를 바탕으로 강한 산란체에 대하여 집계된 픽셀 갯수를 수치 또는 백분율로 표시한다(S500).Then, the image display unit 60 displays the number of pixels counted for the strong scatterer as a numerical value or a percentage based on the information provided from the scatterer image analyzer 70 together with the binarized scatterer image (S500).

이상 설명한 실시예에서는 초음파 신호를 집속 지연하고, 집속 지연된 신호에 포함된 부엽 신호의 크기를 계산하여 부엽 제거하는 처리방법을 적용한다. 그러나 본 발명에 따른 불균일 산란체 영상 획득에 있어서 부엽 제거 방법이 특정하게 제한될 필요는 없으며, 스페클 노이즈를 줄일 수 있는 공지된 기술로서 최소분산 빔포밍(minimum variance beamforming) 방법을 적용하여 부엽 제거하고, 이렇게 부엽이 제거된 산란체 영상을 대상으로 각 픽셀에 대하여 이치화 과정을 통하여 획득한 불균일 산란체 영상을 이용하여 병변 진단에 활용할 수 있게 된다.
In the embodiments described above, the processing method of calculating the size of the side lobe signal included in the signal delayed by focusing and delaying the ultrasound signal is applied to remove the side lobe. However, it is not necessary to limit the method of removing the side lobes in the acquisition of the image of the non-uniform scattering body according to the present invention. As a known technique for reducing the speckle noise, the minimum variance beamforming method is applied, In this way, it is possible to utilize the heterogeneous scattering body images obtained through the binarization process for each pixel of the scattered body image with the side lobes removed to be used for the lesion diagnosis.

10 : 어레이 트랜스듀서 20 : 초음파 집속부
30 : 부엽 계산부 40 : 영상 처리부
50 : 이치화부 60 : 산란체 영상 표시부
70 : 산란체 영상 분석부
10: Array transducer 20: Ultrasonic focusing unit
30: a side-sheet calculating unit 40:
50: binarization unit 60: scatterer image display unit
70: Scattering body image analysis section

Claims (5)

인체 조직의 산란체에서 반사된 초음파 신호를 각각의 수신소자에서 수신하는 어레이 트랜스듀서;
상기 어레이 트랜스듀서 각각의 수신소자에 수신된 신호를 시간적으로 정렬하기 위하여 집속 지연하는 초음파 집속부;
상기 초음파 집속부에서 집속 지연된 각각의 신호를 합산한 합산 신호에서 부엽을 제거하고, 부엽이 제거된 산란체 영상을 합성하는 영상 처리부;
상기 영상 처리부에서 부엽이 제거된 산란체 영상의 각 픽셀에 대하여 영상 밝기와 임계값을 비교하여 이치화하는 이치화부;
상기 이치화부에서 이치화된 산란체 영상 밝기가 임계값보다 큰 픽셀의 개수를 집계하고, 집계된 픽셀의 총 개수에 대한 정보를 제공하는 산란체 영상 분석부; 및
상기 이치화부에 의해 이치화된 산란체 영상과 제공된 픽셀 집계 정보를 수치 또는 백분율로 표시하는 산란체 영상 표시부를 포함하는 것을 특징으로 하는 불균일 산란체 영상 획득을 위한 초음파 영상의 처리장치.
An array transducer for receiving ultrasound signals reflected from a scattering body of a human tissue at respective receiving elements;
An ultrasonic focusing unit for focusing and delaying the signals received by the receiving elements of the array transducers in order to temporally align the received signals;
An image processing unit for removing side lobes from the sum signal obtained by summing the signals delayed and focused by the ultrasonic focusing unit and synthesizing scatterer images from which side lobes have been removed;
A binarizing unit for binarizing the image brightness and threshold value for each pixel of the scatterer image from which the side lobes are removed in the image processing unit;
A scattering unit image analyzing unit for aggregating the number of pixels whose brightness values are binarized by the binarization unit and whose brightness is larger than a threshold value and providing information about the total number of pixels to be aggregated; And
And a scatterer image display unit for displaying the scattered object images binarized by the binarization unit and the provided pixel aggregation information in numerical values or percentage, and a display unit for processing the ultrasound images.
인체 조직의 산란체에서 반사된 초음파 신호를 각각의 수신소자에서 수신하는 어레이 트랜스듀서;
상기 어레이 트랜스듀서 각각의 수신소자에 수신된 신호를 시간적으로 정렬하기 위하여 집속 지연하는 초음파 집속부;
상기 초음파 집속부에 의해 집속 지연된 신호에 포함된 부엽 신호의 공간주파수와 수신소자의 갯수를 이용하여 부엽 신호의 크기를 계산하는 부엽 계산부;
상기 초음파 집속부에서 집속 지연된 각각의 신호를 합산한 합산 신호에서 상기 부엽 계산부에 의해 계산된 부엽 신호의 크기를 감산하여 부엽을 제거하고, 부엽이 제거된 산란체 영상을 합성하는 영상 처리부;
상기 영상 처리부에서 부엽이 제거된 산란체 영상의 각 픽셀에 대하여 영상 밝기와 임계값을 비교하여 이치화하는 이치화부; 및
상기 이치화부에 의해 이치화된 산란체 영상을 표시하는 산란체 영상 표시부를 포함하는 것을 특징으로 하는 불균일 산란체 영상 획득을 위한 초음파 영상의 처리장치.
An array transducer for receiving ultrasound signals reflected from a scattering body of a human tissue at respective receiving elements;
An ultrasonic focusing unit for focusing and delaying the signals received by the receiving elements of the array transducers in order to temporally align the received signals;
A sub-lobe calculating unit for calculating a size of the side lobe signal using the spatial frequency of the side lobe signal included in the signal delayed by the ultrasonic focusing unit and the number of receiving elements;
An image processor for removing the side lobes by subtracting the size of the side lobes calculated by the side lobes calculating unit from the summation signal obtained by summing the signals delayed and focused by the ultrasonic focusing unit and synthesizing the scatterer images from which the side lobes have been removed;
A binarizing unit for binarizing the image brightness and threshold value for each pixel of the scatterer image from which the side lobes are removed in the image processing unit; And
And a scatterer image display unit for displaying the scatterer image binarized by the binarization unit. The apparatus for processing an ultrasound image for acquiring a heterogeneous scatterer image.
인체 조직의 산란체에서 반사된 초음파 신호를 각각의 수신소자에서 수신하는 어레이 트랜스듀서;
상기 어레이 트랜스듀서 각각의 수신소자에 수신된 신호를 시간적으로 정렬하기 위하여 집속 지연하는 초음파 집속부;
상기 초음파 집속부에 의해 집속 지연된 신호에 포함된 부엽 신호의 공간주파수와 수신소자의 갯수를 이용하여 부엽 신호의 크기를 계산하는 부엽 계산부;
상기 초음파 집속부에서 집속 지연된 각각의 신호를 합산한 합산 신호에서 상기 부엽 계산부에 의해 계산된 부엽 신호의 크기를 감산하여 부엽을 제거하고, 부엽이 제거된 산란체 영상을 합성하는 영상 처리부;
상기 영상 처리부에서 부엽이 제거된 산란체 영상의 각 픽셀에 대하여 영상 밝기와 임계값을 비교하여 이치화하는 이치화부;
상기 이치화부에서 이치화된 산란체 영상 밝기가 임계값보다 큰 픽셀의 개수를 집계하고, 집계된 픽셀의 총 개수에 대한 정보를 제공하는 산란체 영상 분석부; 및
상기 이치화부에 의해 이치화된 산란체 영상과 제공된 픽셀 집계 정보를 수치 또는 백분율로 표시하는 산란체 영상 표시부를 포함하는 것을 특징으로 하는 불균일 산란체 영상 획득을 위한 초음파 영상의 처리장치.
An array transducer for receiving ultrasound signals reflected from a scattering body of a human tissue at respective receiving elements;
An ultrasonic focusing unit for focusing and delaying the signals received by the receiving elements of the array transducers in order to temporally align the received signals;
A sub-lobe calculating unit for calculating a size of the side lobe signal using the spatial frequency of the side lobe signal included in the signal delayed by the ultrasonic focusing unit and the number of receiving elements;
An image processor for removing the side lobes by subtracting the size of the side lobes calculated by the side lobes calculating unit from the summation signal obtained by summing the signals delayed and focused by the ultrasonic focusing unit and synthesizing the scatterer images from which the side lobes have been removed;
A binarizing unit for binarizing the image brightness and threshold value for each pixel of the scatterer image from which the side lobes are removed in the image processing unit;
A scattering unit image analyzing unit for aggregating the number of pixels whose brightness values are binarized by the binarization unit and whose brightness is larger than a threshold value and providing information about the total number of pixels to be aggregated; And
And a scatterer image display unit for displaying the scattered object images binarized by the binarization unit and the provided pixel aggregation information in numerical values or percentage, and a display unit for processing the ultrasound images.
인체 조직의 산란체에서 반사된 초음파 신호를 어레이 트랜스듀서 각각의 수신소자에서 수신하는 신호 수신단계;
상기 신호 수신단계에서 수신된 각각의 수신 신호를 시간적으로 정렬하기 위하여 집속 지연하는 신호 집속단계;
상기 신호 집속단계에서 집속 지연된 초음파 신호에 포함된 부엽 신호의 공간주파수와 수신소자의 갯수를 이용하여 부엽 신호의 크기를 계산하는 부엽 계산단계;
상기 집속 지연된 각각의 신호를 합산한 합산신호에서 상기 계산된 부엽 신호의 크기를 감산하여 부엽을 제거하고, 부엽이 제거된 합산신호를 이용하여 산란체 영상을 합성하는 영상 처리단계;
상기 영상 처리단계에서 합성된 산란체 영상의 각 픽셀에 대하여 영상 밝기와 임계값을 비교하여 이치화하는 이치화 단계;
상기 이치화된 산란체 영상을 표시하는 표시 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 불균일 산란체 영상 획득을 위한 초음파 영상의 처리방법.
A signal receiving step of receiving ultrasound signals reflected from a scattering body of a human body tissue by a receiving element of each of the array transducers;
A signal focusing step of focusing and delaying the received signals received in the signal receiving step in order to temporally align the received signals;
Calculating a size of the side lobe signal using the spatial frequency of the side lobe signal contained in the ultrasound signal focused and delayed in the signal focusing step and the number of receiving elements;
An image processing step of subtracting the calculated size of the side lobe signal from the sum signal obtained by summing the signals delayed by the focusing and removing the side lobe and synthesizing the scatterer image using the summation signal from which the side lobe is removed;
A binarization step of binarizing the image brightness and the threshold value for each pixel of the scattered image synthesized in the image processing step;
And displaying the binarized image of the scatterer. The method of processing an ultrasound image for acquiring a non-uniform scatterer image.
제4항에 있어서,
상기 이치화된 산란체 영상에 대하여 상기 이치화 단계에 의해 이치화하는 과정에서 영상 밝기가 임계값보다 큰 픽셀의 갯수를 집계하는 분석 단계와, 집계된 픽셀의 총 갯수에 대한 정보를 영상 표시부에 제공하여 이치화된 영상과 함께 집계된 픽셀을 수치 또는 백분율로 표시하는 표시 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 불균일 산란체 영상 획득을 위한 초음파 영상의 처리방법.

5. The method of claim 4,
An analyzing step of counting the number of pixels whose image brightness is greater than a threshold value in binarizing the binarized scatterer image by the binarization step, and providing information on the total number of the aggregated pixels to the image display unit, And a display step of displaying pixels, which have been collected together with the image, in a numerical value or a percentage.

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