WO2009104525A1 - 超音波診断装置、超音波弾性情報処理方法及び超音波弾性情報処理プログラム - Google Patents

超音波診断装置、超音波弾性情報処理方法及び超音波弾性情報処理プログラム Download PDF

Info

Publication number
WO2009104525A1
WO2009104525A1 PCT/JP2009/052461 JP2009052461W WO2009104525A1 WO 2009104525 A1 WO2009104525 A1 WO 2009104525A1 JP 2009052461 W JP2009052461 W JP 2009052461W WO 2009104525 A1 WO2009104525 A1 WO 2009104525A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
frame data
elasticity
elastic
information
ultrasonic
Prior art date
Application number
PCT/JP2009/052461
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
明子 外村
Original Assignee
株式会社 日立メディコ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社 日立メディコ filed Critical 株式会社 日立メディコ
Priority to US12/918,228 priority Critical patent/US20100331698A1/en
Priority to JP2009554287A priority patent/JP5280379B2/ja
Publication of WO2009104525A1 publication Critical patent/WO2009104525A1/ja

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/08—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings
    • A61B8/0833—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings involving detecting or locating foreign bodies or organic structures
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/48—Diagnostic techniques
    • A61B8/485—Diagnostic techniques involving measuring strain or elastic properties
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/52017—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00 particularly adapted to short-range imaging
    • G01S7/52023—Details of receivers
    • G01S7/52036—Details of receivers using analysis of echo signal for target characterisation
    • G01S7/52038—Details of receivers using analysis of echo signal for target characterisation involving non-linear properties of the propagation medium or of the reflective target
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/52017—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00 particularly adapted to short-range imaging
    • G01S7/52023—Details of receivers
    • G01S7/52036—Details of receivers using analysis of echo signal for target characterisation
    • G01S7/52042—Details of receivers using analysis of echo signal for target characterisation determining elastic properties of the propagation medium or of the reflective target
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/52017—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00 particularly adapted to short-range imaging
    • G01S7/52053—Display arrangements
    • G01S7/52057—Cathode ray tube displays
    • G01S7/52071—Multicolour displays; using colour coding; Optimising colour or information content in displays, e.g. parametric imaging
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/52017—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00 particularly adapted to short-range imaging
    • G01S7/52077—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00 particularly adapted to short-range imaging with means for elimination of unwanted signals, e.g. noise or interference

Definitions

  • the present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus, an ultrasonic elastic information processing method, and an ultrasonic elastic information processing program, and particularly shows the hardness or softness of a living tissue at a tomographic site from a pair of RF signal frame data having different acquisition times.
  • the present invention relates to a technique for improving the image quality of an elastic image generated by obtaining elasticity information.
  • a conventional general ultrasonic diagnostic apparatus generates RF signal frame data based on a reflected echo signal obtained by transmitting and receiving ultrasonic waves to and from a subject via an ultrasonic probe, and generates an RF signal. Based on the frame data, the structure of the biological tissue at the tomographic site of the subject is displayed as a tomographic image such as a B-mode image.
  • the hardness or softness of biological tissue is determined.
  • An elastic image representing the height is generated.
  • elastic frame data is generated by obtaining elasticity information representing the hardness or softness of the tissue such as the displacement of the living tissue caused by the compression, the strain based on the displacement, and the elastic modulus, Based on this, an elastic image is generated.
  • Patent Document 1 since the technique described in Patent Document 1 only smoothes the elasticity information at each measurement point of the elastic frame data as it is, there remains room for improvement in improving the image quality of the smoothed elastic image. Has been.
  • the tissue is displaced due to factors other than the compression by the probe. Therefore, the obtained displacement information and the elasticity information resulting from this include information other than the displacement information of the tissue due to the probe compression. Information (noise) is included. Therefore, it is difficult to say that the elasticity information obtained in the region where the tissue is displaced due to factors other than the compression by the probe appropriately reflects the hardness or softness of the tissue in the region.
  • an object of the present invention is to improve the image quality of an elastic image obtained by smoothing a plurality of elastic frame data having different generation times.
  • the present invention smoothes the elasticity information of a plurality of elastic frame data having different generation times, generates an elastic image based on the smoothed elastic frame data, and improves the image quality of the elastic image.
  • the elasticity information of the plurality of elastic frame data having different generation times to which the weighting is performed is smoothed based on the degree of weighting of the elasticity information of each measurement point.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention includes an ultrasonic probe that transmits / receives ultrasonic waves to / from a subject, and the subject based on a reflected echo signal measured by the ultrasonic probe.
  • a phasing / adding unit that generates RF signal frame data of a tomographic part of the specimen, and an elasticity representing the degree of hardness or softness of the tissue at the measurement point of the tomographic part based on a pair of RF signal frame data having different acquisition times According to the steepness of the distribution of elasticity information at a plurality of measurement points including adjacent measurement points, for each elasticity information at each measurement point of the generated elasticity frame data, and an elasticity calculation unit that generates information frame data
  • an elastic image display unit for displaying
  • the ultrasonic elastic information processing method of the present invention provides a pair of RF signal frame data having different acquisition times based on reflected echo signals of the tomographic site of the subject measured by transmitting and receiving ultrasound to and from the subject.
  • the frame information of elasticity information representing the degree of hardness or softness of the measurement point of the tissue of the tomographic site generated from the above is smoothed between the elastic frame data having different generation times and displayed on the display.
  • This is a sonic elasticity information processing method, and weighting is performed according to the steepness of the distribution of elasticity information at a plurality of measurement points including adjacent measurement points for each elasticity information at each measurement point of the generated elasticity frame data.
  • the ultrasonic elastic information processing program of the present invention is a pair of RF signal frame data having different acquisition times based on reflected echo signals of a tomographic region of the subject measured by transmitting and receiving ultrasound to and from the subject.
  • the frame information of elasticity information representing the degree of hardness or softness of the measurement point of the tissue of the tomographic site generated from the above is smoothed between the elastic frame data having different generation times and displayed on the display.
  • a sonic elasticity information processing program that weights the elasticity information of each measurement point of the generated elasticity frame data according to the steepness of the distribution of the elasticity information of a plurality of measurement points including adjacent measurement points Including the step of smoothing the elasticity information of the plurality of elasticity frame data having different generation times to which the weighting has been performed.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus As described above, according to the ultrasonic diagnostic apparatus, ultrasonic elastic information processing method, and ultrasonic elastic information processing program of the present invention, the image quality of an elastic image obtained by smoothing a plurality of elastic frame data having different generation times. It becomes possible to improve.
  • the figure which shows the whole structure of the ultrasound diagnosing device of this invention The figure which shows detailed structures, such as a noise area detection part, a noise removal process part, and a smoothing process part
  • the figure which shows the processing concept in case a smoothing process part is an averaging filter.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus of the present embodiment.
  • This ultrasonic diagnostic apparatus obtains a tomographic image of a diagnostic region of a subject using ultrasonic waves and displays an elastic image representing the hardness or softness of a living tissue.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus 10 includes an ultrasonic probe 12 that is used in contact with a subject, and an ultrasonic wave spaced from the subject via the ultrasonic probe 12 at time intervals.
  • a transmission circuit 14 that repeatedly transmits, a reception circuit 16 that receives a time-series reflected echo signal generated from the subject, an ultrasonic transmission / reception control circuit 18 that controls the transmission circuit 14 and the reception circuit 16, and a reception circuit 16.
  • a phasing addition circuit 20 for phasing and adding the received reflected echo is provided.
  • a signal processing unit 22 that forms a gray tomographic image such as a black and white tomographic image of the subject based on the RF signal frame data from the phasing addition circuit 20, and an output signal of the signal processing unit 22 of the image display 24
  • a black-and-white scan converter 26 is provided for conversion to suit the display.
  • the RF signal frame data output from the phasing addition circuit 20 is stored, the RF signal frame data selection unit 28 for selecting at least two pieces of frame data, and the displacement measurement unit for measuring the displacement of the biological tissue of the subject 30 and a strain amount and elastic modulus calculation circuit 32 for obtaining elastic information such as strain and elastic modulus from the displacement information measured by the displacement measuring unit 30.
  • a noise area detection unit 34 that detects a noise area of displacement frame data based on displacement frame data output from the displacement measurement unit 30, a distortion amount, and an elastic modulus Among the elasticity information of the elastic frame data output from the arithmetic circuit 32, the noise removal processing unit 36 that removes the noise region detected by the noise region detection unit 34, and a plurality of elasticity subjected to noise removal processing with different generation times
  • a smoothing processing unit 38 that smoothes the elasticity information of the frame data is provided. Details of these will be described later.
  • a color scan converter 40 that converts the image data to be displayed on the image display 24 based on the smoothed elastic frame data, and the black and white tomographic image data output from the black and white scan converter 26 and the color scan converter 40.
  • a switching adder 42 for adding or switching the elasticity image data output from the.
  • a control unit 44 that outputs various control signals to each unit constituting the ultrasonic diagnostic apparatus, and an interface unit 46 such as a keyboard that inputs an instruction from the examiner and outputs the instruction to the control unit 44 are provided. Yes.
  • the ultrasonic probe 12 is formed by arranging a large number of transducers in a strip shape, and performs mechanical or electronic beam scanning to transmit and receive ultrasonic waves to a subject. Although not shown in the figure, a transducer that is a source of ultrasonic waves and receives reflected echoes is incorporated therein.
  • Each vibrator generally has a function of converting an input pulse wave or continuous wave transmission signal into an ultrasonic wave and emitting it, and an electric signal receiving signal by receiving an ultrasonic wave emitted from inside the subject. It is formed with the function of converting to and outputting.
  • the subject's compression operation in the imaging of elasticity using ultrasound is the purpose of effectively giving stress distribution in the body cavity of the diagnosis site of the subject while performing ultrasound transmission / reception with the ultrasound probe 12
  • a technique is adopted in which the examiner presses the subject with the ultrasonic probe 12.
  • the compression plate is attached so that the surface is aligned with the ultrasonic transmission / reception surface of the ultrasonic probe 12, and the compression surface constituted by the ultrasonic transmission / reception surface and the compression plate of the ultrasonic probe 12 is the body of the subject.
  • a method is adopted in which the subject is brought into contact with the surface and the examiner manually moves the compression surface up and down to compress the subject.
  • the ultrasonic transmission / reception control circuit 18 controls the timing for transmitting and receiving ultrasonic waves.
  • the transmission circuit 14 generates a transmission pulse for generating an ultrasonic wave by driving the ultrasonic probe 12, and has a convergence point of the ultrasonic wave transmitted by the built-in transmission phasing and adding circuit. The depth is set.
  • the receiving circuit 16 amplifies the reflected echo signal received by the ultrasonic probe 12 with a predetermined gain.
  • a number of received signals corresponding to the number of amplified transducers are input to the phasing addition circuit 20 as independent received signals.
  • the phasing / adding circuit 20 controls the phase of the received signal amplified by the receiving circuit 16, and forms an ultrasonic beam at one or more convergence points.
  • the signal processing unit 22 receives the received signal from the phasing addition circuit 20 and performs various signal processing such as gain correction, log correction, detection, contour enhancement, and filter processing.
  • the ultrasonic probe 12, the ultrasonic transmission / reception control circuit 18, the transmission circuit 14, the reception circuit 16, the phasing addition circuit 20 and the signal processing unit 22 constitute an ultrasonic transmission / reception means.
  • the tomographic image is obtained by scanning the ultrasonic beam in a predetermined direction in the body of the subject using the 12.
  • the black-and-white scan converter 26 acquires RF frame data in the subject including the moving tissue at an ultrasonic cycle using the reflected echo signal output from the signal processing unit 22 of the ultrasonic transmission / reception means described above, and this RF signal frame
  • a tomographic scanning means for reading out data at a television system cycle and a means for controlling the system, for example, an A / D converter for converting a reflected echo signal from the signal processing unit 22 into a digital signal, and A plurality of frame memories for storing the tomographic image data digitized by the A / D converter in time series, a controller for controlling these operations, and the like are included.
  • the image display 24 displays time-series tomographic image data obtained by the black-and-white scan converter 26, that is, B-mode tomographic image, and the image data output from the black-and-white scan converter 26 via the switching adder 42. It comprises a D / A converter for converting to an analog signal, and a color television monitor that receives an analog video signal from the D / A converter and displays it as an image.
  • the RF signal frame data selection unit 28 stores the RF signal frame data output one after another at the frame rate of the ultrasonic diagnostic apparatus from the phasing addition circuit 20 in the frame memory provided in the RF signal frame data selection unit 28.
  • the currently reserved RF signal frame data is referred to as RF signal frame data N
  • Select one RF signal frame data from NM this is RF signal frame data X
  • the signal output from the phasing and adding circuit 20 is described as RF signal frame data, it may be, for example, a signal in the form of I and Q signals obtained by complex demodulation of the RF signal.
  • the displacement measurement unit 30 performs one-dimensional or two-dimensional correlation processing based on a set of RF signal frame data selected by the RF signal frame data selection unit 28, and a displacement or movement vector of each measurement point on the tomogram (Displacement direction and magnitude) is measured and displacement frame data is generated.
  • a method for detecting the movement vector for example, there are a block matching method and a gradient method.
  • the block matching method divides the image into blocks consisting of N ⁇ N pixels, for example, searches the previous frame for the block closest to the target block in the current frame, and refers to these to predictive coding Is to do.
  • the strain amount and elastic modulus calculation circuit 32 calculates the strain amount and the elastic modulus at each measurement point on the tomographic image from the displacement frame data output from the displacement measuring unit 30, and calculates the strain amount or the elastic modulus numerical data (elastic frame Generate data A).
  • the switching adder 42 inputs black and white tomographic image data from the black and white scan converter 26 and elastic image frame data output from the color scan converter 40, and serves as a means for adding or switching both images. Only image data or color elastic image data is output, or both image data are added and synthesized and output.
  • a color tomographic image may be displayed semi-transparently on a monochrome tomographic image. good.
  • the black and white tomographic image is not limited to a general B-mode image, and a tissue harmonic tomographic image obtained by imaging the harmonic component of the received signal may be used.
  • a tissue plastic image may be displayed instead of the black and white tomographic image.
  • at least one image may be displayed.
  • the noise region detection unit 34 calculates standard deviation frame data from the displacement frame data output from the displacement measurement unit 30.
  • the standard deviation is obtained by calculating the standard deviation for the displacement information of multiple measurement points including the displacement information of the measurement point of interest with displacement frame data and the displacement information of the measurement point adjacent to the measurement point. Is a standard deviation at a target measurement point or a plurality of measurement points.
  • this process is performed for all the measurement points of the displacement frame data or representative measurement points while sequentially moving the measurement point of interest to calculate the standard deviation frame data.
  • a value representing the degree of variation in displacement information such as variance or half-value width of the distribution of displacement information, can be obtained.
  • mask frame data is generated using the calculated standard deviation frame data and the threshold value th input from the control unit 44. That is, when the standard deviation frame data is SDi, j and the mask frame data is Mi, j, for example, it is generated by the following arithmetic expression.
  • the noise removal processing unit 36 generates elastic frame data B using the elastic frame data A output from the strain amount and elastic modulus calculation circuit 32 and the mask frame data output from the noise region detection unit 34. That is, among the measurement points of the elastic frame data A, the elasticity information at the measurement point corresponding to “0”, which is the noise measurement point of the mask frame data, is set to “0” and removed (rejected). Generate B. This process is sequentially performed using mask frame data corresponding to each of the elastic frame data A having different generation times.
  • the smoothing processing unit 38 performs filtering in the time direction using the current elastic frame data B and the elastic frame data B generated in the past.
  • a processing method an averaging filter, a Gaussian filter, a box filter, or the like can be used.
  • a processing concept when an averaging filter is used is shown in FIG.
  • elasticity frame data C is generated by adding elasticity information at corresponding measurement points in the past and current elasticity frame data B in which “0” is input to the elasticity frame data in the noise region using each mask frame data. To do.
  • this elastic frame data C is divided by the number of elastic frame data to be smoothed.
  • the noise region detection unit 34 creates filter mask data from the current mask frame data and past mask data generated in the past and stored in the memory, and inputs the filter mask data to the smoothing processing unit 38.
  • the filter mask frame data is frame data formed by adding the values of the corresponding measurement points in the current and past mask frame data.
  • the filter mask frame data is composed of values “1”, “2”, and “3”.
  • the smoothing processing unit 38 divides the elasticity information added to each measurement point of the elasticity frame data C by the value of the corresponding filter mask frame data. In other words, in averaging, it is necessary to change the value to be divided in consideration of how many frames of elasticity information are added in each area of the elastic frame data.
  • Elastic frame data D is output by averaging using mask data.
  • the above-described processing of elasticity information by the characteristic part of the present embodiment can be configured to be executed by a software program. That is, the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment obtains a variation of a plurality of displacement information including displacement information of adjacent measurement points for each displacement information of each measurement point of the generated displacement frame data. Each variation is binarized based on a predetermined threshold value to detect a noise area of the elastic frame data, a step of removing elasticity information of the detected noise area, and elasticity information of the noise area is removed
  • An ultrasonic elasticity information processing program including a step of smoothing elasticity information of a plurality of elasticity frame data having different generation times in consideration of information on whether or not each measurement point of each frame is a noise region is stored in a storage device. It is stored and executed as appropriate.
  • the above-described ultrasonic elastic information processing program may be stored and executed in an information processing apparatus such as a PC, for example, without being limited to the ultrasonic diagnostic apparatus.
  • the elastic frame data obtained by the ultrasonic inspection can be input to the information processing apparatus via the information recording medium or the network, and the above-described noise removal processing and smoothing processing can be performed.
  • the color scan converter 40 includes a gradation circuit 50 and a hue conversion circuit 52, and includes a command from the control unit 44 or elastic frame data D output from the smoothing processing unit 38.
  • the color scan converter 40 may be the black and white scan converter 26, and an area where a large distortion is measured increases the brightness of the area in the elastic image data, and conversely, an area where the distortion is measured is small in the elastic image data. You may make it make the brightness
  • the gradation circuit 50 in the color scan converter 40 determines the elasticity frame data D in 255 steps according to the command from the control unit 44 or the value of the element data of the elasticity frame data D in the gradation area.
  • the elastic gradation frame data is generated by conversion.
  • the region to be gradation is in the region of interest (ROI) set by the control unit 44, it can be arbitrarily changed by the examiner.
  • the hue conversion circuit 52 in the color scan converter 40 converts the corresponding area in the elastic image frame data into a red code and reversely distorts the area where the distortion is measured. For a region where the measurement is small, the corresponding region in the elastic image frame data is converted into a blue code.
  • the measurement point of the elastic gradation frame data is “0”, in other words, when the corresponding area of the elastic frame data to be smoothed is all the noise area and “0” is set (mask frame When the data is also “0”), it is converted to black.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus of the present embodiment since the noise region is removed from each elastic frame data, the elastic information of the noise region is reflected as it is in the finally generated elastic image. There is nothing to do. Further, by smoothing a plurality of elastic frame data with different generation times from which the elastic information of the noise region is removed, considering whether each measurement point of each elastic frame data is a noise region, an appropriate Smoothing can be achieved. As a result, the smoothed elastic image can be stabilized and the image quality can be improved.
  • the noise region detection unit 34 generates mask frame data and the like based on the displacement frame data input from the displacement measurement unit 30.
  • mask frame data can be generated based on the elastic frame data generated by the circuit 32.
  • the tissue in the region where the tissue is displaced by the pressure of the probe and a desired elastic image is obtained, the tissue is displaced to some extent by the pressure by the probe, whereas in the blood flow region, for example, the probe is displaced.
  • the tissue is randomly displaced due to factors other than child pressure. For this reason, it is possible to generate mask frame data based on displacement information, and even if elastic information such as strain and elastic modulus calculated based on displacement is used, the tissue moves randomly. It is possible to generate a mask frame data or the like by detecting a noise area.
  • the noise area detection unit 34 obtains the standard deviation of each measurement point, binarizes the standard deviation using the threshold value th to generate mask frame data, and the noise removal processing unit 36 sets the noise area.
  • the noise area detection unit 34 and the noise removal processing unit 36 are combined as a weighting unit, and the weighting unit is configured to calculate the elasticity information distribution of a plurality of measurement points including adjacent measurement points for each elasticity information of each measurement point. It can also comprise so that weighting may be performed according to steepness.
  • the tissue in the region where a desired elasticity image is obtained, the tissue is displaced to some extent by compression by the probe, so the frequency distribution of elasticity information in that region becomes steep and the standard deviation increases.
  • the tissue in the blood flow region, for example, the tissue is randomly displaced due to factors other than the compression by the probe, so the frequency distribution of elastic information in this region becomes flat and the standard deviation becomes small. . Therefore, it is possible to determine the steepness of the distribution of the plurality of elasticity information, and weight each elasticity information according to this in multiple steps.
  • the elasticity information obtained can be obtained by weighting more finely according to the degree of steepness (flatness) of the distribution of elasticity information (e.g., displacement). It is possible to judge how well it is reflected.
  • the ultrasonic diagnostic apparatus of the present embodiment can be applied to a low echo area or an unstable RF signal area, for example, a cyst or a blood vessel.
  • the displacement calculation accuracy is lowered and the displacement varies.
  • artifacts are likely to occur at the boundary portion, and correction is performed to improve the quality of the elastic image.
  • the image quality of the boundary portion is improved and the time direction is also improved. A stable image can be obtained.
  • the RF signal is random as described above and a calculation error is likely to occur, and the blood flow region is removed when constructing an elastic image of the thrombus.
  • the detection of the blood flow region can be performed by, for example, calculating a value representing a variation in displacement such as a distribution of displacement frame data distribution or a standard deviation, and comparing this value with a threshold value. Further, in such a blood flow region, since the value of the correlation coefficient indicating the degree of correlation in the correlation calculation when calculating the displacement is low, the blood flow region can also be detected based on this correlation coefficient.
  • the blood flow region is detected by the correlation coefficient by generating a correlation coefficient frame data for each measurement point and generating a correlation coefficient frame data, and including a correlation coefficient of adjacent measurement points for each measurement point. It is possible to obtain the variation of the correlation coefficient by dividing the comparison coefficient with the set threshold value, and detecting a portion having a different division from the adjacent measurement point as the contour of the blood flow region.
  • a blood flow region (noise region) is detected and removed from each elastic frame data by such a method, and smoothing processing using the filter mask data by the noise region detection unit 34 of the ultrasonic diagnostic apparatus of the present embodiment
  • the smoothing process of the unit 38 By performing the smoothing process of the unit 38, the image quality of the elastic image including the blood flow region can be improved.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

Abstract

　本発明の超音波診断装置は、被検体との間で超音波を送受信する超音波探触子と、該超音波探触子で計測された反射エコー信号に基づいて前記被検体の断層部位のRF信号フレームデータを生成する整相加算部と、取得時刻の異なる一対のRF信号フレームデータに基づいて前記断層部位の計測点の組織の硬さ又は軟らかさの程度を表す弾性情報のフレームデータを生成する弾性演算部と、生成された弾性フレームデータの各計測点の弾性情報ごとに、隣接する計測点を含めた複数の計測点の弾性情報の分布の急峻度に応じて重み付けを行う重み付け部と、該重み付けがなされた生成時刻の異なる複数の弾性フレームデータの弾性情報を平滑化する平滑化部と、平滑化された弾性フレームデータに基づいて弾性画像を生成して表示器に表示する弾性画像表示部とを備える。

Description

超音波診断装置、超音波弾性情報処理方法及び超音波弾性情報処理プログラム
　本発明は、超音波診断装置、超音波弾性情報処理方法及び超音波弾性情報処理プログラムに関し、特に、取得時刻の異なる一対のRF信号フレームデータから断層部位の生体組織の硬さ又は軟らかさを示す弾性情報を求めて生成される弾性画像の画質向上の技術に関する。
　従来の一般的な超音波診断装置は、超音波探触子を介して被検体との間で超音波を送受信して得られた反射エコー信号に基づいてRF信号フレームデータを生成し、RF信号フレームデータに基づいて被検体の断層部位の生体組織の構造を例えばBモード像などの断層画像として表示していた。
　これに対して、近年、手動又は機械的な方法により超音波探触子で被検体を圧迫しながら生成された取得時刻の異なる一対のRF信号フレームデータに基づいて、生体組織の硬さ又は軟らかさを表す弾性画像を生成することが行われている。つまり、断層部位の計測点ごとに、圧迫により生じた生体組織の変位や、変位に基づく歪み、弾性率などの組織の硬さ又は軟らかさを表す弾性情報を求めて弾性フレームデータを生成し、これに基づいて弾性画像を生成している。
　このような弾性画像について、例えば、特許文献1に記載されているように、複数の弾性フレームデータを加算することにより弾性画像を安定して生成することが知られている。
米国特許第6558324号公報
　しかしながら、特許文献1に記載された技術は、弾性フレームデータの各計測点の弾性情報をそのまま平滑化するのみであるので、平滑化された弾性画像の画質を向上させることについて改善の余地が残されている。
　すなわち、例えば血流領域などでは、探触子による圧迫以外の要因により組織が変位するため、得られる変位情報、及びこれに起因する弾性情報には、探触子の圧迫による組織の変位情報以外の情報(ノイズ)が含まれることとなる。したがって、探触子による圧迫以外の要因により組織が変位する領域で得られた弾性情報は、その領域の組織の硬さ又は軟らかさを適切に反映しているとは言い難い。
　このようなノイズ領域の弾性情報を含んだ弾性フレームデータ間で平滑化を行うと、平滑化された弾性フレームデータにノイズ領域の不適切な弾性情報がそのまま反映されることとなり、弾性画像の画質に悪影響を及ぼすおそれがある。
　そこで、本発明は、生成時刻の異なる複数の弾性フレームデータを平滑化して得られる弾性画像の画質を向上することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明は、生成時刻の異なる複数の弾性フレームデータの弾性情報を平滑化し、平滑化された弾性フレームデータに基づいて弾性画像を生成し、弾性画像の画質を向上する。好ましくは、前記重み付けがなされた生成時刻の異なる複数の弾性フレームデータの弾性情報を、各計測点の弾性情報の重み付けの程度に基づいて平滑化するする。
　具体的には、本発明の超音波診断装置は、被検体との間で超音波を送受信する超音波探触子と、該超音波探触子で計測された反射エコー信号に基づいて前記被検体の断層部位のRF信号フレームデータを生成する整相加算部と、取得時刻の異なる一対のRF信号フレームデータに基づいて前記断層部位の計測点の組織の硬さ又は軟らかさの程度を表す弾性情報のフレームデータを生成する弾性演算部と、生成された弾性フレームデータの各計測点の弾性情報ごとに、隣接する計測点を含めた複数の計測点の弾性情報の分布の急峻度に応じて重み付けを行う重み付け部と、該重み付けがなされた生成時刻の異なる複数の弾性フレームデータの弾性情報を平滑化する平滑化部と、平滑化された弾性フレームデータに基づいて弾性画像を生成して表示器に表示する弾性画像表示部とを備えたことを特徴とする。
　また、本発明の超音波弾性情報処理方法は、被検体との間で超音波を送受信して計測された前記被検体の断層部位の反射エコー信号に基づく取得時刻の異なる一対のRF信号フレームデータから生成された前記断層部位の計測点の組織の計測点の硬さ又は軟らかさの程度を表す弾性情報のフレームデータを、生成時刻の異なる弾性フレームデータ間で平滑化して表示器に表示する超音波弾性情報処理方法であって、生成された弾性フレームデータの各計測点の弾性情報ごとに、隣接する計測点を含めた複数の計測点の弾性情報の分布の急峻度に応じて重み付けを行う工程と、該重み付けがなされた生成時刻の異なる複数の弾性フレームデータの弾性情報を平滑化する工程を含むことを特徴とする。
　また、本発明の超音波弾性情報処理プログラムは、被検体との間で超音波を送受信して計測された前記被検体の断層部位の反射エコー信号に基づく取得時刻の異なる一対のRF信号フレームデータから生成された前記断層部位の計測点の組織の計測点の硬さ又は軟らかさの程度を表す弾性情報のフレームデータを、生成時刻の異なる弾性フレームデータ間で平滑化して表示器に表示する超音波弾性情報処理プログラムであって、生成された弾性フレームデータの各計測点の弾性情報ごとに、隣接する計測点を含めた複数の計測点の弾性情報の分布の急峻度に応じて重み付けを行うステップを含み、該重み付けがなされた生成時刻の異なる複数の弾性フレームデータの弾性情報を平滑化することを特徴とする。
　以上説明したように、本発明の超音波診断装置、超音波弾性情報処理方法及び超音波弾性情報処理プログラムによれば、生成時刻の異なる複数の弾性フレームデータを平滑化して得られる弾性画像の画質を向上することが可能になる。
本発明の超音波診断装置の全体構成を示す図 ノイズ領域検出部、ノイズ除去処理部、平滑化処理部などの詳細構成を示す図 平滑化処理部が平均化フィルタである場合の処理概念を示す図 カラースキャンコンバータの詳細構成を示す図
符号の説明
　10　超音波診断装置、12　超音波探触子、20　整相加算回路、24　画像表示器、30　変位計測部、32　歪み量及び弾性率演算回路、34　ノイズ領域検出部、36　ノイズ除去処理部、38　平滑化処理部
発明を実施するための形態
　以下、本発明を適用してなる超音波診断装置の実施形態を説明する。なお、以下の説明では、同一機能部品については同一符号を付して重複説明を省略する。
　図1は、本実施形態の超音波診断装置の全体構成を示すブロック図である。この超音波診断装置は、超音波を利用して被検体の診断部位について断層像を得ると共に生体組織の硬さ又は軟らかさを表す弾性画像を表示するものである。
　図1に示すように、超音波診断装置10には、被検体に当接させて用いる超音波探触子12と、超音波探触子12を介して被検体に時間間隔をおいて超音波を繰り返し送信する送信回路14と、被検体から発生する時系列の反射エコー信号を受信する受信回路16と、送信回路14と受信回路16を制御する超音波送受信制御回路18と、受信回路16で受信された反射エコーを整相加算する整相加算回路20が備えられている。
　また、整相加算回路20からのRF信号フレームデータに基づいて被検体の例えば白黒断層画像などの濃淡断層画像を構成する信号処理部22と、信号処理部22の出力信号を画像表示器24の表示に合うように変換する白黒スキャンコンバータ26が備えられている。
　また、整相加算回路20から出力されるRF信号フレームデータを記憶し、少なくとも2枚のフレームデータを選択するRF信号フレームデータ選択部28と、被検体の生体組織の変位を計測する変位計測部30と、変位計測部30で計測された変位情報から歪み、弾性率などの弾性情報を求める歪み量及び弾性率演算回路32が備えられている。
　さらに、本実施形態の超音波診断装置の特徴部として、変位計測部30から出力される変位フレームデータに基づいて変位フレームデータのノイズ領域を検出するノイズ領域検出部34と、歪み量及び弾性率演算回路32から出力される弾性フレームデータの弾性情報のうち、ノイズ領域検出部34で検出されたノイズ領域を除去するノイズ除去処理部36と、生成時刻の異なるノイズ除去処理がなされた複数の弾性フレームデータの弾性情報を平滑化する平滑化処理部38が備えられている。これらの詳細については後述する。
　また、平滑化処理がなされた弾性フレームデータに基づいて画像表示器24の表示に合うように変換するカラースキャンコンバータ40と、白黒スキャンコンバータ26から出力される白黒の断層画像データとカラースキャンコンバータ40から出力された弾性画像データを加算又は切り替える切替加算器42が備えられている。また、超音波診断装置を構成する各部に対して各種の制御信号を出力する制御部44と、検査者からの指示を入力して制御部44に出力するキーボードなどのインターフェース部46が備えられている。
　以下、超音波診断装置10の各部の詳細について説明する。　
　超音波探触子12は、多数の振動子を短冊状に配列して形成されたものであり、機械式又は電子的にビーム走査を行って被検体に超音波を送信及び受信するものであり、図示は省略したがその中には超音波の発生源であると共に反射エコーを受信する振動子が内蔵されている。
　各振動子は、一般に、入力されるパルス波、または連続波の送波信号を超音波に変換して発射する機能と、被検体の内部から発射する超音波を受けて電気信号の受波信号に変換して出力する機能を有して形成される。
　一般に、超音波を用いた弾性の画像化における被検体の圧迫動作は、超音波探触子12で超音波送受信を行ないつつ、被検体の診断部位の体腔内に効果的に応力分布を与える目的で、検査者が超音波探触子12により被検体を圧迫するという手法が採用されている。つまり、超音波探触子12の超音波送受信面に面を合わせて圧迫板を装着し、超音波探触子12の超音波送受信面と圧迫板にて構成される圧迫面を被検体の体表に接触させ、検査者が圧迫面に手動で上下動させて被検体を圧迫するという方法をとっている。
　超音波送受信制御回路18は、超音波を送信及び受信するタイミングを制御するものである。送信回路14は、超音波探触子12を駆動して超音波を発生させるための送波パルスを生成すると共に、内蔵された送波整相加算回路によって送信される超音波の収束点をある深さに設定するものである。
　受信回路16は、超音波探触子12で受信した反射エコー信号を所定のゲインで増幅するものである。増幅された各振動子の数に対応した数の受波信号がそれぞれ独立した受波信号として整相加算回路20に入力される。整相加算回路20は、受信回路16で増幅された受波信号の位相を制御し、一点又は複数の収束点に対して超音波ビームを形成するものである。
　信号処理部22は、整相加算回路20からの受波信号を入力して、ゲイン補正、ログ補正、検波、輪郭強調、フィルタ処理等の各種信号処理を行なうものである。
　これら超音波探触子12、超音波送受信制御回路18、送信回路14、受信回路16、整相加算回路20及び信号処理部22によって、超音波送受信手段を構成しており、超音波探触子12を用いて超音波ビームを被検体の体内で一定方向に走査させることにより、一枚の断層像を得るようになっている。
　白黒スキャンコンバータ26は、前述の超音波送受信手段の信号処理部22から出力される反射エコー信号を用いて運動組織を含む被検体内のRFフレームデータを超音波周期で取得し、このRF信号フレームデータを表示するためテレビジョン方式の周期で読み出すための断層走査手段及びシステムの制御を行うための手段、例えば、信号処理部22からの反射エコー信号をディジタル信号に変換するA/D変換器と、このA/D変換器でディジタル化された断層像データを時系列に記憶する複数枚のフレームメモリと、これらの動作を制御するコントローラなどを含んで構成される。
　画像表示器24は、白黒スキャンコンバータ26によって得られた時系列の断層像データすなわちBモード断層像を表示するものであり、切替加算器42を介して白黒スキャンコンバータ26から出力される画像データをアナログ信号に変換するD/A変換器と、このD/A変換器からアナログビデオ信号を入力して画像として表示するカラーテレビモニタとからなる。
　RF信号フレームデータ選択部28は、整相加算回路20から超音波診断装置のフレームレートで経時的に次々と出力されるRF信号フレームデータをRF信号フレームデータ選択部28に備えられたフレームメモリ内に順次確保し(現在確保されたRF信号フレームデータをRF信号フレームデータNとする)、超音波診断装置の制御命令に従って時間的に過去のRF信号フレームデータN-1、N-2、N-3・・・N-Mの中から1つのRF信号フレームデータを選択し(これをRF信号フレームデータXとする)、変位計測部30に1組のRF信号フレームデータNとRF信号フレームデータXを出力する役割を担うものである。
　なお、整相加算回路20から出力される信号をRF信号フレームデータと記述したが、これは例えば、RF信号を複合復調したI，Q信号の形式になった信号であっても良い。
　変位計測部30は、RF信号フレームデータ選択部28によって選択された1組のRF信号フレームデータに基づいて1次元もしくは2次元相関処理を実行し、断層像上の各計測点の変位もしくは移動ベクトル(変位の方向と大きさ)を計測し、変位フレームデータを生成するものである。この移動ベクトルの検出法としては、例えば、ブロック・マッチング法とグラジェント法などがある。ブロック・マッチング法は、画像を例えばN×N画素からなるブロックに分け、現フレーム中の着目しているブロックにもっとも近似しているブロックを前フレームから探索し、これらを参照して予測符号化を行うものである。
　歪み量及び弾性率演算回路32は、変位計測部30ら出力される変位フレームデータから断層像上の各計測点の歪み量及び弾性率を演算して歪み量もしくは弾性率の数値データ(弾性フレームデータA)を生成する。
　切替加算器42は、白黒スキャンコンバータ26からの白黒の断層像データとカラースキャンコンバータ40から出力された弾性画像フレームデータとを入力し、両画像を加算又は切り替える手段となるもので、白黒の断層像データだけ又はカラーの弾性画像データだけを出力したり、あるいは両画像データを加算合成して出力したりするように切り替えるようになっている。
　また、例えば、本願の出願人が先に出願した特開2004-135929号公報に記載されているように、白黒断層像にカラーの断層画像を半透明的に重畳して表示するようにしても良い。この時、白黒断層像とは一般的なBモード画像に限らず、受信信号の高調波成分を画像化したティシューハーモニック断層像を用いても良い。また、白黒断層像の代わりに、ティシュードプラ像を表示しても良い。白黒断層像の変形例は少なくとも一つの画像が表示対象であればよい。
　続いて、本実施形態の特徴部であるノイズ領域検出部34、ノイズ除去処理部36、平滑化処理部38の詳細について図2，3を用いて説明する。ノイズ領域検出部34は、まず、変位計測部30から出力される変位フレームデータから標準偏差フレームデータを算出する。つまり、変位フレームデータのある注目する計測点の変位情報と、これに隣接する計測点の変位情報とを併せた複数の計測点の変位情報に対して標準偏差を求めて、求められた標準偏差を注目計測点、或いは複数計測点における標準偏差とする。
　そして、この処理を、注目計測点を順次移動させながら変位フレームデータの全計測点、或いは代表的な計測点について行って標準偏差フレームデータを算出する。なお、標準偏差を求める代わりに、分散、或いは変位情報の分布の半値幅など、変位情報のばらつきの程度を表す値を求めることができる。
　続いて、算出された標準偏差フレームデータと制御部44より入力された閾値thとを用いてマスクフレームデータを生成する。つまり、標準偏差フレームデータをSDi，jとしマスクフレームデータをMi，jとした時、例えば下記演算式で生成する。
　標準偏差フレームデータSDi，j≧閾値thならば、マスクフレームデータMi，j＝0(i，j＝1，2，3・・・)
　標準偏差フレームデータSDi，j＜閾値thならば、マスクフレームデータMi，j＝1(i，j＝1，2，3・・・)
　このように、標準偏差フレームデータの各計測点の標準偏差と閾値thとを比較して2値化して、閾値thより大きい計測点、言い変えればその計測点と隣接する計測点を含む複数計測点の変位がばらついている計測点はノイズ計測点とし、閾値thより小さい計測点はノイズを含まない適正な計測点とする。これにより、ノイズ計測点とノイズを含まない適正な計測点とに2値化されたマスクフレームデータが生成される。
　ノイズ除去処理部36は、歪み量及び弾性率演算回路32から出力された弾性フレームデータAと、ノイズ領域検出部34から出力されたマスクフレームデータとを用いて、弾性フレームデータBを生成する。つまり、弾性フレームデータAの各計測点のうち、マスクフレームデータのノイズ計測点である「0」に該当する計測点における弾性情報を「0」に設定して除去(リジェクト)して弾性フレームデータBを生成する。この処理は、生成時刻の異なる各弾性フレームデータAのそれぞれに対応したマスクフレームデータを用いて順次行われる。
　平滑化処理部38は、現在の弾性フレームデータBと過去に生成された弾性フレームデータBとを用いて時間方向のフィルタリング処理を行う。処理方法としては平均化フィルタ、ガウシアンフィルタ、ボックスフィルタなどを用いることが可能であるが、例えば、平均化フィルタを用いた場合の処理概念を図3に示す。
　まず、それぞれのマスクフレームデータを用いてノイズ領域の弾性フレームデータに「0」が入力された過去及び現在の弾性フレームデータBの対応する計測点における弾性情報を加算して弾性フレームデータCを生成する。
　次に、基本的には、この弾性フレームデータCを平均化するために平滑化の対象となった弾性フレームデータの数で割ることとなる。しかし、この場合、単に弾性フレームデータの数で割るのではなく、ノイズ領域検出部34で生成されるフィルタ用マスクフレームデータを用いて、各計測点がノイズ領域であるか否かを判定する必要がある。
　すなわち、ノイズ領域検出部34では、現在のマスクフレームデータと過去に生成されメモリに記憶されている過去のマスクデータからフィルタ用マスクデータを作成して、平滑化処理部38に入力している。フィルタ用マスクフレームデータは、図3に示すように、現在及び過去のマスクフレームデータの対応する計測点の値を加算して形成されるフレームデータである。この例では、フィルタ用マスクフレームデータは、「1」，「2」，「3」の各値から構成されている。
　平滑化処理部38は、弾性フレームデータCの各計測点に加算された弾性情報を、対応するフィルタ用マスクフレームデータの値で割ることとなる。つまり、平均化においては、弾性フレームデータの各領域において何フレーム分の弾性情報が加算されているかを考慮して割る値を変更する必要があるため、ノイズ領域検出部34より出力されるフィルタ用マスクデータを用いて平均化し弾性フレームデータDを出力している。
　以上の本実施形態の特徴部による弾性情報の処理は、ソフトウェアプログラムによって実行されるよう構成することができる。つまり、本実施形態の超音波診断装置は、生成された変位フレームデータの各計測点の変位情報ごとに、隣接する計測点の変位情報を含めた複数の変位情報のばらつきを求め、求められた各ばらつきをあらかじめ定められた閾値に基づいて2値化して弾性フレームデータのノイズ領域を検出するステップと、検出されたノイズ領域の弾性情報を除去するステップと、ノイズ領域の弾性情報が除去された生成時刻の異なる複数の弾性フレームデータの弾性情報を、各フレームの各計測点がノイズ領域であるか否かの情報を考慮して平滑化するステップを含む超音波弾性情報処理プログラムを記憶装置に格納しており、適宜これを実行するものである。
　なお、超音波診断装置に限らず、例えばPCなどの情報処理装置に上述の超音波弾性情報処理プログラムを格納して実行してもよい。この場合、超音波検査によって得られた弾性フレームデータを情報記録媒体又はネットワークを介して情報処理装置に入力して、上述のノイズ除去処理及び平滑化などの処理を行うようにすることができる。
　次に、カラースキャンコンバータ40の動作例を示す。カラースキャンコンバータは、図4に示すように、階調化回路50と、色相変換回路52とから構成され、制御部44からの命令もしくは平滑化処理部38から出力される弾性フレームデータDの中の階調化選択範囲とする上限値及び下限値を入力し、弾性画像データとして赤、緑、青などの色相情報を付与する色相変換処理を含むものである。
　また、カラースキャンコンバータ40は白黒スキャンコンバータ26でも良く、歪が大きく計測された領域は、弾性画像データ内の該領域の輝度を明るくさせ、逆に歪が小さく計測された領域は、弾性画像データ内の該領域の輝度を暗くさせるようにしても良い。
　カラースキャンコンバータ40内の階調化回路50は、制御部44からの命令もしくは階調化を行う領域内における弾性フレームデータDの要素データの値の大小に応じて弾性フレームデータDを255段階に変換して弾性階調化フレームデータを生成する。この際、階調化を行う領域は制御部44より設定された関心領域(ROI)内であるが、検査者によって任意に変更することが可能である。
　カラースキャンコンバータ40内の色相変換回路52は、例えば、弾性階調化フレームデータにおいて、歪が大きく計測された領域については、弾性画像フレームデータ内の該当領域を赤色コードに変換し、逆に歪が小さく計測された領域については、弾性画像フレームデータ内の該当領域を青色コードに変換するようになっている。また、弾性階調化フレームデータの計測点が「0」の場合、言い換えれば、平滑化対象の弾性フレームデータの対応する領域が全てノイズ領域で「0」が設定されていた場合(マスク用フレームデータも「0」となる場合)は、黒色に変換するようになっている。
　このように、本実施形態の超音波診断装置によれば、各弾性フレームデータにおいてノイズ領域が除去されているので、最終的に生成される弾性画像には、ノイズ領域の弾性情報がそのまま反映されることがない。また、ノイズ領域の弾性情報が除去された生成時刻の異なる複数の弾性フレームデータを、各弾性フレームデータの各計測点がノイズ領域であるか否かを考慮して平滑化することにより、適切な平滑化を図ることができる。その結果、平滑化された弾性画像を安定させ、画質を向上させることができる。
　なお、本実施形態では、ノイズ領域検出部34は、変位計測部30から入力される変位フレームデータに基づいてマスクフレームデータなどを生成しているが、これ限らず、例えば歪み量及び弾性率演算回路32で生成される弾性フレームデータに基づいて同様にマスクフレームデータを生成することもできる。
　つまり、探触子の圧迫により組織が変位して所望の弾性画像が得られる領域では、探触子による圧迫で組織がある程度揃って変位するのに対して、例えば血流領域などでは、探触子による圧迫以外の要因により組織がランダムに変位する。このため、変位の情報に基づいてマスクフレームデータを生成することも可能であるし、また、変位に基づいて算出される歪みや弾性率などの弾性情報を用いても同様に組織がランダムに動いているノイズ領域を検出してマスクフレームデータなどを生成することができる。
　また、本実施形態では、ノイズ領域検出部34は、各計測点の標準偏差を求めて、これを閾値thにより2値化してマスクフレームデータを生成し、ノイズ除去処理部36は、ノイズ領域に「0」を設定して除去する例を説明したが、これには限られない。例えば、ノイズ領域検出部34とノイズ除去処理部36とを併せて重み付け部とし、重み付け部は、各計測点の弾性情報ごとに、隣接する計測点を含めた複数計測点の弾性情報の分布の急峻度に応じて重み付けを行うよう構成することもできる。
　つまり、上述のように、所望の弾性画像が得られる領域では、探触子による圧迫で組織がある程度揃って変位するので、その領域における弾性情報の頻度分布は急峻になり、標準偏差は大きくなる。これに対して、例えば血流領域などでは、探触子による圧迫以外の要因により組織がランダムに変位してばらついているため、この領域における弾性情報の頻度分布は平坦になり標準偏差は小さくなる。したがって、複数弾性情報の分布の急峻度を判別して、これに応じて各弾性情報に多段階に重み付けを行うことができる。
　例えば、2値化だけでなく、弾性情報(例えば変位)の分布の急峻度(平坦度)の程度に応じてより細かく重み付けを行うことで、得られた弾性情報が組織の硬さ又は軟らかさをどの程度適切に反映しているのかを判断することができる。
　また、本実施形態の超音波診断装置は、低エコー領域やRF信号の不安定な領域、例えば、嚢胞や血管内部などに対して適用することができる。
　すなわち、嚢胞などの低エコー領域はSNが低いため、変位演算精度が低下し、変位にばらつきが生じる。このような領域をリジェクトする際に、その境界部にアーチファクトが生じやすいので補正して弾性画像の画質を向上させることが行われる。この際に、本実施形態の超音波診断装置のノイズ領域検出部34によるフィルタ用マスクデータを用いた平滑化処理部38の平滑化処理を行うことで境界部の画質を向上させ時間方向にも安定した画像を得ることができる。
　また、血管内部の血液が流れている領域は、上述のようにRF信号がランダムで演算エラーが生じやすく、血栓の弾性画像構築時には血流領域は除去されていることが望ましい。
　血流領域であることの検出は、例えば、変位フレームデータの分布の分散や標準偏差などの変位のばらつきを表す値を算出し、この値を閾値と比較することによって行うことができる。また、このような血流領域では、変位を算出する際の相関演算における相関の度合を示す相関係数の値が低いので、この相関係数に基づいて血流領域を検出することもできる。
　相関係数による血流領域の検出は、例えば、計測点ごとに相関係数を求めて相関係数フレームデータを生成するとともに、計測点ごとに、隣接する計測点の相関係数を含めた複数の相関係数のばらつきを求めて設定閾値と比較して区分し、隣接する計測点と区分が異なる箇所を血流領域の輪郭として検出することによって行うことができる。
　このような手法によって各弾性フレームデータから血流領域(ノイズ領域)を検出して除去するとともに、本実施形態の超音波診断装置のノイズ領域検出部34によるフィルタ用マスクデータを用いた平滑化処理部38の平滑化処理を行うことにより、血流領域を含む弾性画像の画質を向上することができる。

Claims (15)

  1. 　被検体との間で超音波を送受信する超音波探触子と、該超音波探触子で計測された反射エコー信号に基づいて前記被検体の断層部位のRF信号フレームデータを生成する整相加算部と、取得時刻の異なる一対のRF信号フレームデータに基づいて前記断層部位の計測点の組織の硬さ又は軟らかさの程度を表す弾性情報のフレームデータを生成する弾性演算部と、生成された弾性フレームデータの各計測点の弾性情報ごとに、隣接する計測点を含めた複数の計測点の弾性情報の分布の急峻度に応じて重み付けを行う重み付け部と、該重み付けがなされた生成時刻の異なる複数の弾性フレームデータの弾性情報を平滑化する平滑化部と、平滑化された弾性フレームデータに基づいて弾性画像を生成して表示器に表示する弾性画像表示部と、を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
  2. 　前記重み付け部は、前記複数の計測点の弾性情報の分布の急峻度をあらかじめ定められた閾値に基づいて2値化して前記弾性フレームデータのノイズ領域を検出するノイズ領域検出部と、検出されたノイズ領域の弾性情報を除去するノイズ除去部とを具備したことを特徴とする請求項1に記載の超音波診断装置。
  3. 　前記平滑化部は、前記重み付けがなされた生成時刻の異なる複数の弾性フレームデータの弾性情報を、各計測点の弾性情報の重み付けの程度に基づいて平滑化する請求項1に記載の超音波診断装置。
  4. 　前記平滑化部は、前記ノイズ領域検出部により生成されるフィルタ用マスクフレームデータを用いて、各計測点がノイズ領域であるか否かを判定し、前記弾性フレームデータを平均化するために平滑化の対象となった弾性フレームデータの数で割って、弾性フレームデータの平均化を行う請求項1に記載の超音波診断装置。
  5. 　前記被検体の断層部位のRF信号フレームデータは、Bモード画像、ティシューハーモニック断層像、ティシュードプラ像の少なくとも一つである請求項1に記載の超音波診断装置。
  6. 　被検体との間で超音波を送受信して計測された前記被検体の断層部位の反射エコー信号に基づく取得時刻の異なる一対のRF信号フレームデータから生成された前記断層部位の計測点の組織の計測点の硬さ又は軟らかさの程度を表す弾性情報のフレームデータを、生成時刻の異なる弾性フレームデータ間で平滑化して表示器に表示する超音波弾性情報処理方法であって、
    　生成された弾性フレームデータの各計測点の弾性情報ごとに、隣接する計測点を含めた複数の計測点の弾性情報の分布の急峻度に応じて重み付けを行う工程と、該重み付けがなされた生成時刻の異なる複数の弾性フレームデータの弾性情報を平滑化する工程を含むことを特徴とする超音波弾性情報処理方法。
  7. 　前記重み付けを行う工程は、前記複数の計測点の弾性情報の分布の急峻度をあらかじめ定められた閾値に基づいて2値化して前記弾性フレームデータのノイズ領域を検出する工程と、検出されたノイズ領域の弾性情報を除去するステップとを有してなる請求項6に記載の超音波弾性情報処理方法。
  8. 　生成時刻の異なる複数の弾性フレームデータの弾性情報の平滑化は、前記重み付けがなされた生成時刻の異なる複数の弾性フレームデータの弾性情報を、各計測点の弾性情報の重み付けの程度に基づいて行われる請求項6に記載の超音波弾性情報処理方法。
  9. 　前記平滑化部は、前記ノイズ領域検出部により生成されるフィルタ用マスクフレームデータを用いて、各計測点がノイズ領域であるか否かを判定し、前記弾性フレームデータを平均化するために平滑化の対象となった弾性フレームデータの数で割って、弾性フレームデータの平均化を行う請求項6に記載の超音波弾性情報処理方法。
  10. 　前記被検体の断層部位のRF信号フレームデータは、Bモード画像、ティシューハーモニック断層像、ティシュードプラ像の少なくとも一つである請求項6に記載の超音波弾性情報処理方法。
  11. 　被検体との間で超音波を送受信して計測された前記被検体の断層部位の反射エコー信号に基づく取得時刻の異なる一対のRF信号フレームデータから生成された前記断層部位の計測点の組織の計測点の硬さ又は軟らかさの程度を表す弾性情報のフレームデータを、生成時刻の異なる弾性フレームデータ間で平滑化して表示器に表示する超音波弾性情報処理プログラムであって、
    　生成された弾性フレームデータの各計測点の弾性情報ごとに、隣接する計測点を含めた複数の計測点の弾性情報の分布の急峻度に応じて重み付けを行うステップを含み、該重み付けがなされた生成時刻の異なる複数の弾性フレームデータの弾性情報を平滑化することを特徴とする超音波弾性情報処理プログラム。
  12. 　前記重み付けを行うステップは、前記複数の計測点の弾性情報の分布の急峻度をあらかじめ定められた閾値に基づいて2値化して前記弾性フレームデータのノイズ領域を検出するステップと、検出されたノイズ領域の弾性情報を除去するステップとを有してなる請求項11に記載の超音波弾性情報処理プログラム。
  13. 　生成時刻の異なる複数の弾性フレームデータの弾性情報の平滑化は、前記重み付けがなされた生成時刻の異なる複数の弾性フレームデータの弾性情報を、各計測点の弾性情報の重み付けの程度に基づいて行われる請求項11に記載の超音波弾性情報処理プログラム。
  14. 　生成時刻の異なる複数の弾性フレームデータの弾性情報の平滑化は、前記重み付けがなされた生成時刻の異なる複数の弾性フレームデータの弾性情報を、各計測点の弾性情報の重み付けの程度に基づいて行われる請求項11に記載の超音波弾性情報処理プログラム。
  15. 　前記平滑化部は、前記ノイズ領域検出部により生成されるフィルタ用マスクフレームデータを用いて、各計測点がノイズ領域であるか否かを判定し、前記弾性フレームデータを平均化するために平滑化の対象となった弾性フレームデータの数で割って、弾性フレームデータの平均化を行う請求項11に記載の超音波弾性情報処理プログラム。
PCT/JP2009/052461 2008-02-18 2009-02-16 超音波診断装置、超音波弾性情報処理方法及び超音波弾性情報処理プログラム WO2009104525A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/918,228 US20100331698A1 (en) 2008-02-18 2009-02-16 Ultrasonic diagnostic apparatus, ultrasonic elasticity information processing method and ultrasonic elasticity information processing program
JP2009554287A JP5280379B2 (ja) 2008-02-18 2009-02-16 超音波診断装置、超音波弾性情報処理方法及び超音波弾性情報処理プログラム

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008036541 2008-02-18
JP2008-036541 2008-02-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2009104525A1 true WO2009104525A1 (ja) 2009-08-27

Family

ID=40985406

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2009/052461 WO2009104525A1 (ja) 2008-02-18 2009-02-16 超音波診断装置、超音波弾性情報処理方法及び超音波弾性情報処理プログラム

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20100331698A1 (ja)
JP (1) JP5280379B2 (ja)
WO (1) WO2009104525A1 (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010099378A (ja) * 2008-10-27 2010-05-06 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc 超音波診断装置
JP2010227487A (ja) * 2009-03-30 2010-10-14 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc 超音波診断装置およびその制御プログラム
JPWO2011118267A1 (ja) * 2010-03-26 2013-07-04 国立大学法人徳島大学 頸動脈プラークの性状判定方法及び評価装置
WO2014103511A1 (ja) * 2012-12-25 2014-07-03 日立アロカメディカル株式会社 超音波診断装置及び弾性解析方法
JP2014193215A (ja) * 2013-03-28 2014-10-09 Hitachi Aloka Medical Ltd 超音波撮像装置及び超音波画像表示方法
KR101574851B1 (ko) 2012-09-18 2015-12-04 지이 메디컬 시스템즈 글로발 테크놀러지 캄파니 엘엘씨 초음파 진단 장치 및 그 제어 프로그램
CN109152564A (zh) * 2015-12-31 2019-01-04 皇家飞利浦有限公司 自动血池识别系统及其操作方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5925438B2 (ja) * 2011-06-23 2016-05-25 株式会社東芝 超音波診断装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0767876A (ja) * 1993-09-02 1995-03-14 Fujitsu Ltd 超音波診断装置
JPH07134772A (ja) * 1993-11-10 1995-05-23 Ge Yokogawa Medical Syst Ltd 画像表示装置及び画像処理方法
WO2005110232A1 (ja) * 2004-05-19 2005-11-24 Hitachi Medical Corporation 画像処理装置及びその方法
JP2006255015A (ja) * 2005-03-15 2006-09-28 Toshiba Corp 超音波プローブ、超音波プローブ用アダプタ及び超音波診断装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2778838A1 (fr) * 1998-05-19 1999-11-26 Koninkl Philips Electronics Nv Procede de detection de variations d'elasticite et appareil echographique pour mettre en oeuvre ce procede
US6312385B1 (en) * 2000-05-01 2001-11-06 Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc Method and apparatus for automatic detection and sizing of cystic objects
US6558324B1 (en) * 2000-11-22 2003-05-06 Siemens Medical Solutions, Inc., Usa System and method for strain image display
US6771803B1 (en) * 2000-11-22 2004-08-03 Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc Method and apparatus for fitting a smooth boundary to segmentation masks
JP4314035B2 (ja) * 2003-01-15 2009-08-12 株式会社日立メディコ 超音波診断装置
JP4473779B2 (ja) * 2005-05-23 2010-06-02 株式会社東芝 超音波診断装置及びその画像処理方法
JP4766546B2 (ja) * 2005-05-30 2011-09-07 パナソニック株式会社 超音波診断装置
EP1747757B8 (en) * 2005-07-27 2012-02-29 Samsung Medison Co., Ltd. Ultrasound system for displaying an elastic image
JP4898809B2 (ja) * 2006-07-18 2012-03-21 株式会社日立メディコ 超音波診断装置
US8150128B2 (en) * 2006-08-30 2012-04-03 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Systems and method for composite elastography and wave imaging
US8100831B2 (en) * 2006-11-22 2012-01-24 General Electric Company Direct strain estimator for measuring elastic properties of tissue
GB0708358D0 (en) * 2007-05-01 2007-06-06 Cambridge Entpr Ltd Strain image display systems

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0767876A (ja) * 1993-09-02 1995-03-14 Fujitsu Ltd 超音波診断装置
JPH07134772A (ja) * 1993-11-10 1995-05-23 Ge Yokogawa Medical Syst Ltd 画像表示装置及び画像処理方法
WO2005110232A1 (ja) * 2004-05-19 2005-11-24 Hitachi Medical Corporation 画像処理装置及びその方法
JP2006255015A (ja) * 2005-03-15 2006-09-28 Toshiba Corp 超音波プローブ、超音波プローブ用アダプタ及び超音波診断装置

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010099378A (ja) * 2008-10-27 2010-05-06 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc 超音波診断装置
JP2010227487A (ja) * 2009-03-30 2010-10-14 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc 超音波診断装置およびその制御プログラム
US9144415B2 (en) 2010-03-26 2015-09-29 The University Of Tokushima Carotid-artery-plaque ultrasound-imaging method and evaluating device
JPWO2011118267A1 (ja) * 2010-03-26 2013-07-04 国立大学法人徳島大学 頸動脈プラークの性状判定方法及び評価装置
JP5765823B2 (ja) * 2010-03-26 2015-08-19 国立大学法人徳島大学 頸動脈プラークのエコー画像生成方法及び評価装置
KR101574851B1 (ko) 2012-09-18 2015-12-04 지이 메디컬 시스템즈 글로발 테크놀러지 캄파니 엘엘씨 초음파 진단 장치 및 그 제어 프로그램
WO2014103511A1 (ja) * 2012-12-25 2014-07-03 日立アロカメディカル株式会社 超音波診断装置及び弾性解析方法
JPWO2014103511A1 (ja) * 2012-12-25 2017-01-12 株式会社日立製作所 超音波診断装置及び弾性解析方法
JP2014193215A (ja) * 2013-03-28 2014-10-09 Hitachi Aloka Medical Ltd 超音波撮像装置及び超音波画像表示方法
CN109152564A (zh) * 2015-12-31 2019-01-04 皇家飞利浦有限公司 自动血池识别系统及其操作方法
JP2019500149A (ja) * 2015-12-31 2019-01-10 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． 自動血液プール識別システム及びその動作の方法
US10952699B2 (en) 2015-12-31 2021-03-23 Koninklijke Philips N.V. Automated blood pool identification system and method of operation thereof
JP7041063B2 (ja) 2015-12-31 2022-03-23 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 自動血液プール識別システム及びその動作の方法
JP7041063B6 (ja) 2015-12-31 2022-05-30 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 自動血液プール識別システム及びその動作の方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP5280379B2 (ja) 2013-09-04
JPWO2009104525A1 (ja) 2011-06-23
US20100331698A1 (en) 2010-12-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4455003B2 (ja) 超音波診断装置
JP5280379B2 (ja) 超音波診断装置、超音波弾性情報処理方法及び超音波弾性情報処理プログラム
EP2263545B1 (en) Ultrasonograph
JP4314035B2 (ja) 超音波診断装置
JP4585326B2 (ja) 超音波撮像装置及び超音波撮像方法
JP5484826B2 (ja) 超音波診断装置
JP4685633B2 (ja) 超音波診断装置
US20110194748A1 (en) Ultrasonic diagnostic apparatus and ultrasonic image display method
WO2010024168A1 (ja) 超音波診断装置
JPH05317313A (ja) 超音波診断装置
JPWO2011010626A1 (ja) 超音波診断装置、弾性画像の保存／再生方法、及び弾性画像の保存／再生プログラム
JP5074097B2 (ja) 超音波診断装置
JP5016911B2 (ja) 超音波診断装置
JP5473527B2 (ja) 超音波診断装置
JP5415669B2 (ja) 超音波診断装置
JP5490979B2 (ja) 超音波診断装置
JP5455592B2 (ja) 超音波診断装置、及び超音波画像表示方法
JP2005270341A (ja) 超音波診断装置
JP5623609B2 (ja) 超音波診断装置
JP5225158B2 (ja) 超音波診断装置
JP5802790B2 (ja) 超音波診断装置
CN109069117B (zh) 超声波诊断装置
JP5128149B2 (ja) 超音波診断装置
JP4368185B2 (ja) 超音波診断装置
JP5663640B2 (ja) 超音波診断装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09712712

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2009554287

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 12918228

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09712712

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1