JP2012143358A - Ultrasonic diagnostic equipment and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施の形態は、超音波診断装置及びプログラムに関する。 Embodiments described herein relate generally to an ultrasonic diagnostic apparatus and a program.
従来、超音波診断装置は、X線診断装置、X線CT(Computed Tomography)装置、MRI(Magnetic Resonance Imaging)装置などの他の医用画像診断装置に比べ装置規模が小さく、また、超音波プローブを体表から当てるだけの簡便な操作により、例えば、心臓の拍動や胎児の動きといった検査対象の動きの様子をリアルタイムで表示可能な装置であることから、今日の医療において重要な役割を果たしている。 Conventionally, an ultrasonic diagnostic apparatus is smaller in size than other medical image diagnostic apparatuses such as an X-ray diagnostic apparatus, an X-ray CT (Computed Tomography) apparatus, an MRI (Magnetic Resonance Imaging) apparatus, and an ultrasonic probe is used. Because it is a device that can display the state of movement of the test object, such as the heart beat and fetal movement, in real time by simple operations that can be applied from the body surface, it plays an important role in today's medical care. .
ここで、超音波診断装置を用いた検査では、診断部位によってフレームレート(Frame Rate)の調整が行われる。なお、フレームレートとは、単位時間当たりの画像枚数である。例えば、心臓など、動きが速い循環器が診断部位である場合には、時間分解能を向上させるために、フレームレートを上げる調整が行われる。例えば、心臓を診断する場合には、フレームレートは少なくとも60fps(Frames Per second)以上に調整される。しかしながら、従来技術においては、操作者がモニタに描出された画像を参照しながら、手動でフレームレートを調整するため、診断効率が低下する場合があった。 Here, in the examination using the ultrasonic diagnostic apparatus, the frame rate is adjusted depending on the diagnostic part. The frame rate is the number of images per unit time. For example, when a cardiovascular device that moves quickly, such as the heart, is the diagnostic site, adjustment is performed to increase the frame rate in order to improve the time resolution. For example, when diagnosing the heart, the frame rate is adjusted to at least 60 fps (Frames Per second) or more. However, in the conventional technique, the operator manually adjusts the frame rate while referring to the image drawn on the monitor, so that the diagnosis efficiency may be lowered.
本発明が解決しようとする課題は、診断効率を向上させることができる超音波診断装置及びプログラムを提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide an ultrasonic diagnostic apparatus and program capable of improving diagnostic efficiency.
実施の形態の超音波画像診断装置は、調整手段を備える。調整手段は、超音波探触子によって超音波が送受信される走査領域を少なくとも被検体の関心領域を含む領域に縮小させる。 The ultrasonic diagnostic imaging apparatus according to the embodiment includes an adjusting unit. The adjusting means reduces the scanning area where ultrasonic waves are transmitted and received by the ultrasonic probe to an area including at least the region of interest of the subject.
(第1の実施形態)
まず、第1の実施形態に係る超音波診断装置の全体構成について、図1を用いて説明する。図1は、第1の実施形態に係る超音波診断装置1の全体構成を説明するための図である。図1に示すように、第1の実施形態に係る超音波診断装置1は、超音波プローブ11と、入力装置12と、モニタ13と、装置本体100とを有する。
(First embodiment)
First, the overall configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram for explaining the overall configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the first embodiment includes an ultrasonic probe 11, an input apparatus 12, a monitor 13, and an apparatus main body 100.
超音波プローブ(超音波探触子)11は、複数の圧電振動子を有し、これら複数の圧電振動子は、後述する装置本体100が有する送受信部110から供給される駆動信号に基づき超音波を発生し、さらに、被検体Pからの反射波を受信して電気信号に変換する。また、超音波プローブ11は、圧電振動子に設けられる整合層と、圧電振動子から後方への超音波の伝播を防止するバッキング材などを有する。 The ultrasonic probe (ultrasonic probe) 11 has a plurality of piezoelectric vibrators, and the plurality of piezoelectric vibrators are ultrasonic waves based on a drive signal supplied from a transmission / reception unit 110 included in the apparatus main body 100 described later. Furthermore, the reflected wave from the subject P is received and converted into an electric signal. The ultrasonic probe 11 includes a matching layer provided in the piezoelectric vibrator, a backing material that prevents propagation of ultrasonic waves from the piezoelectric vibrator to the rear, and the like.
超音波プローブ11から被検体Pに超音波が送信されると、送信された超音波は、被検体Pの体内組織における音響インピーダンスの不連続面で次々と反射され、反射波信号として超音波プローブ11が有する複数の圧電振動子にて受信される。受信される反射波信号の振幅は、超音波が反射される不連続面における音響インピーダンスの差に依存する。なお、送信された超音波パルスが移動している血流や心臓壁などの表面で反射された場合の反射波信号は、ドプラ効果により、移動体の超音波送信方向に対する速度成分に依存して、周波数偏移を受ける。 When ultrasonic waves are transmitted from the ultrasonic probe 11 to the subject P, the transmitted ultrasonic waves are reflected one after another at the discontinuous surface of the acoustic impedance in the body tissue of the subject P, and the ultrasonic probe is used as a reflected wave signal. 11 is received by a plurality of piezoelectric vibrators. The amplitude of the received reflected wave signal depends on the difference in acoustic impedance at the discontinuous surface where the ultrasonic wave is reflected. The reflected wave signal when the transmitted ultrasonic pulse is reflected by the moving blood flow or the surface of the heart wall depends on the velocity component of the moving object in the ultrasonic transmission direction due to the Doppler effect. , Subject to frequency shift.
なお、本実施形態は、複数の圧電振動子が一列で配置された1次元超音波プローブである超音波プローブ11により、被検体Pを2次元でスキャンする場合であっても、1次元超音波プローブの複数の圧電振動子を機械的に揺動する超音波プローブ11や複数の圧電振動子が格子状に2次元で配置された2次元超音波プローブである超音波プローブ11により、被検体Pを3次元でスキャンする場合であっても、適用可能である。 In this embodiment, even when the subject P is scanned two-dimensionally by the ultrasonic probe 11 which is a one-dimensional ultrasonic probe in which a plurality of piezoelectric vibrators are arranged in a row, the one-dimensional ultrasonic wave is used. A subject P is detected by an ultrasonic probe 11 that mechanically swings a plurality of piezoelectric vibrators of the probe or an ultrasonic probe 11 that is a two-dimensional ultrasonic probe in which a plurality of piezoelectric vibrators are two-dimensionally arranged in a grid. Even when scanning in three dimensions, it is applicable.
入力装置12は、超音波診断装置1の操作者からの各種設定要求を受け付け、装置本体100に対して受け付けた各種設定要求を転送する。入力装置12は、例えば、トラックボール、スイッチ、ボタン、タッチコマンドスクリーン、キーボード、マウスなどである。 The input device 12 receives various setting requests from an operator of the ultrasonic diagnostic apparatus 1 and transfers the received various setting requests to the apparatus main body 100. The input device 12 is, for example, a trackball, a switch, a button, a touch command screen, a keyboard, a mouse, or the like.
モニタ13は、超音波診断装置1の操作者が入力装置12を用いて各種設定要求を入力するためのGUI(Graphical User Interface)を表示したり、装置本体100において生成された超音波画像などを表示したりする。 The monitor 13 displays a GUI (Graphical User Interface) for an operator of the ultrasonic diagnostic apparatus 1 to input various setting requests using the input device 12, and displays an ultrasonic image generated in the apparatus main body 100. Or display.
装置本体100は、超音波プローブ11が受信した反射波に基づいて超音波画像を生成する装置であり、図1に示すように、送受信部110と、Bモード処理部120と、ドプラ処理部130と、画像データ生成部140と、画像データ制御部150と、画像メモリ160と、制御部170と、内部記憶部180とを有する。 The apparatus main body 100 is an apparatus that generates an ultrasonic image based on the reflected wave received by the ultrasonic probe 11, and as shown in FIG. 1, the transmission / reception unit 110, the B-mode processing unit 120, and the Doppler processing unit 130. An image data generation unit 140, an image data control unit 150, an image memory 160, a control unit 170, and an internal storage unit 180.
送受信部110は、トリガ発生回路、遅延回路およびパルサ回路などを有し、超音波プローブ11に駆動信号を供給する。パルサ回路は、所定のレート周波数で、送信超音波を形成するためのレートパルスを繰り返し発生する。また、遅延回路は、超音波プローブ11から発生される超音波をビーム状に集束して送信指向性を決定するために必要な圧電振動子ごとの遅延時間を、パルサ回路が発生する各レートパルスに対し与える。また、トリガ発生回路は、レートパルスに基づくタイミングで、超音波プローブ11に駆動信号(駆動パルス)を印加する。すなわち、遅延回路は、各レートパルスに対し与える遅延時間を変化させることで、圧電振動子面からの送信方向を任意に調整する。 The transmission / reception unit 110 includes a trigger generation circuit, a delay circuit, a pulsar circuit, and the like, and supplies a drive signal to the ultrasonic probe 11. The pulsar circuit repeatedly generates rate pulses for forming transmission ultrasonic waves at a predetermined rate frequency. The delay circuit also sets the delay time for each piezoelectric vibrator necessary for determining the transmission directivity by focusing the ultrasonic wave generated from the ultrasonic probe 11 into a beam shape, and for each rate pulse generated by the pulser circuit. Give to. The trigger generation circuit applies a drive signal (drive pulse) to the ultrasonic probe 11 at a timing based on the rate pulse. In other words, the delay circuit arbitrarily adjusts the transmission direction from the piezoelectric vibrator surface by changing the delay time given to each rate pulse.
また、送受信部110は、アンプ回路、A/D変換器、加算器などを有し、超音波プローブ11が受信した反射波信号に対して各種処理を行なって反射波データを生成する。アンプ回路は、反射波信号をチャンネルごとに増幅してゲイン補正処理を行ない、A/D変換器は、ゲイン補正された反射波信号をA/D変換して受信指向性を決定するのに必要な遅延時間を与え、加算器は、A/D変換器によって処理された反射波信号の加算処理を行なって反射波データを生成する。加算器の加算処理により、反射波信号の受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調される。 The transmission / reception unit 110 includes an amplifier circuit, an A / D converter, an adder, and the like, and performs various processes on the reflected wave signal received by the ultrasonic probe 11 to generate reflected wave data. The amplifier circuit amplifies the reflected wave signal for each channel and performs gain correction processing, and the A / D converter is necessary for A / D converting the gain-corrected reflected wave signal to determine the reception directivity. The adder performs an addition process of the reflected wave signal processed by the A / D converter to generate reflected wave data. By the addition processing of the adder, the reflection component from the direction corresponding to the reception directivity of the reflected wave signal is emphasized.
このように、送受信部110は、超音波の送受信における送信指向性と受信指向性とを制御する。なお、送受信部110は、後述する制御部170の制御により、遅延情報、送信周波数、送信駆動電圧、開口素子数などを瞬時に変更可能な機能を有している。特に、送信駆動電圧の変更においては、瞬時に値を切り替えることが可能であるリニアアンプ型の発振回路、又は、複数の電源ユニットを電気的に切り替える機構によって実現される。また、送受信部110は、1フレームもしくはレートごとに、異なる波形を送信して受信することも可能である。 As described above, the transmission / reception unit 110 controls transmission directivity and reception directivity in ultrasonic transmission / reception. The transmission / reception unit 110 has a function capable of instantaneously changing delay information, a transmission frequency, a transmission drive voltage, the number of aperture elements, and the like under the control of the control unit 170 described later. In particular, the change of the transmission drive voltage is realized by a linear amplifier type oscillation circuit capable of instantaneously switching values or a mechanism for electrically switching a plurality of power supply units. Further, the transmission / reception unit 110 can transmit and receive different waveforms for each frame or rate.
Bモード処理部120は、送受信部110からゲイン補正処理、A/D変換処理および加算処理が行なわれた処理済み反射波信号である反射波データを受信し、対数増幅、包絡線検波処理などを行なって、信号強度が輝度の明るさで表現されるデータ(Bモードデータ)を生成する。 The B-mode processing unit 120 receives reflected wave data, which is a processed reflected wave signal subjected to gain correction processing, A / D conversion processing, and addition processing, from the transmission / reception unit 110, and performs logarithmic amplification, envelope detection processing, and the like. As a result, data (B mode data) in which the signal intensity is expressed by brightness is generated.
ここで、Bモード処理部120は、検波周波数を変化させることで、映像化する周波数帯域を変えることができる。また、Bモード処理部120は、1つの受信データに対して、2つの検波周波数による検波処理を並列して行うことができる。 Here, the B-mode processing unit 120 can change the frequency band to be visualized by changing the detection frequency. Further, the B-mode processing unit 120 can perform detection processing with two detection frequencies in parallel on one reception data.
このBモード処理部120の機能を用いることにより、超音波造影剤が注入された被検体Pの関心領域における1つの受信データから、関心領域を流動する超音波造影剤(微小気泡、バブル)を反射源とする反射波データと、関心領域に存在する組織を反射源とする反射波データとを分離することができ、後述する画像データ生成部140は、流動するバブルを高感度に映像化した造影像および形態を観察するために組織を映像化した組織像を生成することができる。 By using the function of the B-mode processing unit 120, the ultrasonic contrast agent (microbubbles, bubbles) flowing in the region of interest is detected from one received data in the region of interest of the subject P into which the ultrasound contrast agent has been injected. The reflected wave data used as the reflection source can be separated from the reflected wave data using the tissue existing in the region of interest as the reflection source, and the image data generation unit 140 described later visualizes the flowing bubbles with high sensitivity. In order to observe the contrast image and the morphology, a tissue image obtained by imaging the tissue can be generated.
ドプラ処理部130は、送受信部110から受信した反射波データから速度情報を周波数解析し、ドプラ効果による血流や組織、造影剤エコー成分を抽出し、平均速度、分散、パワーなどの移動体情報を多点について抽出したデータ(ドプラデータ)を生成する。 The Doppler processing unit 130 performs frequency analysis on velocity information from the reflected wave data received from the transmission / reception unit 110, extracts blood flow, tissue, and contrast agent echo components due to the Doppler effect, and moving body information such as average velocity, dispersion, and power. Is generated for multiple points (Doppler data).
画像データ生成部140は、Bモード処理部120が生成したBモードデータや、ドプラ処理部130が生成したドプラデータから、時系列に連続した超音波画像を生成する。そして、画像データ生成部140は、生成した超音波画像を画像メモリ160に格納する。 The image data generation unit 140 generates time-sequential ultrasonic images from the B mode data generated by the B mode processing unit 120 and the Doppler data generated by the Doppler processing unit 130. Then, the image data generation unit 140 stores the generated ultrasonic image in the image memory 160.
画像データ制御部150は、画像データ生成部140によって生成された超音波画像を時系列に順次取得する。そして、画像データ制御部150は、取得した超音波画像を表示用画像に順次変換して、画像メモリ160に格納する。具体的には、画像データ制御部150は、画像データ生成部140によって生成された超音波画像を画像メモリ160から読み出し、テレビなどに代表されるビデオフォーマットの走査線信号列に変換(スキャンコンバート)することで、表示用画像(Bモード画像やドプラ画像)を生成し、生成した表示用画像を画像メモリ160に再度格納する。なお、画像データ制御部150は、画像データの収集に関する制御も実行する。第1に実施形態に係る画像データ制御部150による画像データの収集に関しては、後に詳述する。 The image data control unit 150 sequentially acquires the ultrasound images generated by the image data generation unit 140 in time series. Then, the image data control unit 150 sequentially converts the acquired ultrasonic image into a display image and stores it in the image memory 160. Specifically, the image data control unit 150 reads out the ultrasonic image generated by the image data generation unit 140 from the image memory 160 and converts it into a scan line signal sequence in a video format represented by a television (scan conversion). Thus, a display image (B-mode image or Doppler image) is generated, and the generated display image is stored in the image memory 160 again. Note that the image data control unit 150 also executes control related to collection of image data. The collection of image data by the image data control unit 150 according to the first embodiment will be described in detail later.
画像メモリ160は、Bモード処理部120及びドプラ処理部130によって生成されたRawデータ(Bモードデータ及びドプラデータ)、画像データ生成部140によって生成された超音波画像及び画像データ制御部150によって生成された表示用画像を記憶する。また、画像メモリ160は、画像データ制御部150による処理結果を記憶する。さらに、画像メモリ160は、送受信部110を経た直後の出力信号(RF:Radio Frequency)や画像の輝度信号、種々の生データなどを必要に応じて記憶する。 The image memory 160 is generated by the raw data generated by the B-mode processing unit 120 and the Doppler processing unit 130 (B-mode data and Doppler data), the ultrasonic image generated by the image data generation unit 140, and the image data control unit 150. The displayed display image is stored. Further, the image memory 160 stores a processing result by the image data control unit 150. Furthermore, the image memory 160 stores an output signal (RF: Radio Frequency) immediately after passing through the transmission / reception unit 110, an image luminance signal, various raw data, and the like as necessary.
制御部170は、超音波診断装置1における処理全体を制御する。具体的には、制御部170は、送受信部110、Bモード処理部120、ドプラ処理部130、画像データ生成部140及び画像データ制御部150の各種処理を制御する。例えば、制御部170は、入力装置12を介して操作者から入力された各種設定要求や、内部記憶部180から読込んだ各種制御プログラムおよび各種設定情報や、後述する画像データ制御部150から受信した各種設定情報に基づき、各種処理を制御したり、画像メモリ160が記憶する表示用画像をモニタ13にて表示するように制御したりする。 The control unit 170 controls the entire processing in the ultrasonic diagnostic apparatus 1. Specifically, the control unit 170 controls various processes of the transmission / reception unit 110, the B-mode processing unit 120, the Doppler processing unit 130, the image data generation unit 140, and the image data control unit 150. For example, the control unit 170 receives various setting requests input from the operator via the input device 12, various control programs and various setting information read from the internal storage unit 180, and an image data control unit 150 described later. Based on the various setting information, various processes are controlled, and the display image stored in the image memory 160 is controlled to be displayed on the monitor 13.
内部記憶部180は、超音波送受信、画像処理および表示処理を行なうための制御プログラムや、診断情報(例えば、患者ID、医師の所見など)や、診断プロトコルなどの各種データを記憶する。また、内部記憶部180は、必要に応じて、画像メモリ160が記憶する画像の保管などにも使用される。 The internal storage unit 180 stores a control program for performing ultrasonic transmission / reception, image processing, and display processing, diagnostic information (for example, patient ID, doctor's findings, etc.), and various data such as a diagnostic protocol. The internal storage unit 180 is also used for storing images stored in the image memory 160 as necessary.
以上、第1の実施形態に係る超音波診断装置の全体構成について説明した。かかる構成のもと、第1の実施形態に係る超音波診断装置1は、以下、詳細に説明する画像データ制御部150の処理により、診断効率を向上させることが可能となるように構成されている。具体的には、第1の実施形態に係る超音波診断装置1においては、画像データ制御部150が、画像データ生成部140によって生成された超音波画像を用いて、フレームレート及び画質の自動調整を実行することにより、診断部位が循環器などの動きの速い部位であっても効率よく診断することを可能にする。 The overall configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment has been described above. Based on this configuration, the ultrasound diagnostic apparatus 1 according to the first embodiment is configured to be able to improve diagnostic efficiency by the processing of the image data control unit 150 described in detail below. Yes. Specifically, in the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the first embodiment, the image data control unit 150 uses the ultrasonic image generated by the image data generation unit 140 to automatically adjust the frame rate and image quality. By executing the above, it is possible to efficiently diagnose even if the diagnosis site is a fast-moving site such as a circulatory organ.
以下、第1の実施形態に係る画像データ制御部150の処理について、図2などを用いて詳細に説明する。図2は、第1の実施形態に係る画像データ制御部150の構成の一例を説明するための図である。図2に示すように、画像データ制御部150は、領域抽出部151と、フレームレート調整部152と、画質調整部153とを有し、画像メモリ160と接続される。 Hereinafter, the processing of the image data control unit 150 according to the first embodiment will be described in detail with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram for explaining an example of the configuration of the image data control unit 150 according to the first embodiment. As shown in FIG. 2, the image data control unit 150 includes an area extraction unit 151, a frame rate adjustment unit 152, and an image quality adjustment unit 153, and is connected to the image memory 160.
領域抽出部151は、時系列で連続する複数の超音波画像それぞれに描出された同一部位をそれぞれ検出し、当該同一部位を含む領域を前記関心領域として抽出する。具体的には、領域抽出部151は、画像データ生成部140によって生成された時系列で連続した超音波画像を用いて、フレームレートを調整するための基準点であるトラッキングポイントを決定する。そして、領域抽出部151は、決定したトラキングポイントに基づいて、関心領域を設定する。 The region extraction unit 151 detects the same part depicted in each of a plurality of ultrasonic images continuous in time series, and extracts a region including the same part as the region of interest. Specifically, the region extraction unit 151 determines a tracking point, which is a reference point for adjusting the frame rate, using time-series continuous ultrasonic images generated by the image data generation unit 140. Then, the region extraction unit 151 sets a region of interest based on the determined tracking point.
より具体的には、領域抽出部151は、画像データ生成部140によって生成された超音波画像から時系列で連続した任意の2枚の超音波画像を取得する。そして、領域抽出部151は、取得した2枚の超音波画像間の差異を算出することで動きの速い部位を検出し、検出した部位の所定の位置をトラッキングポイントとして決定する。さらに、領域抽出部151は、検出した部位を含む所定の領域を関心領域として設定する。 More specifically, the region extraction unit 151 acquires two arbitrary ultrasonic images that are continuous in time series from the ultrasonic image generated by the image data generation unit 140. Then, the area extraction unit 151 detects a fast moving part by calculating a difference between the two acquired ultrasonic images, and determines a predetermined position of the detected part as a tracking point. Furthermore, the region extraction unit 151 sets a predetermined region including the detected part as a region of interest.
図3は、第1の実施形態に係る領域抽出部151による処理の一例を説明するための図である。図3においては、時系列で連続した任意の2枚の超音波画像をNフレーム目の画像(N frame image)とNフレーム目の次の超音波画像(N+1 frame image)として示す。 FIG. 3 is a diagram for explaining an example of processing performed by the region extraction unit 151 according to the first embodiment. In FIG. 3, two arbitrary ultrasonic images that are continuous in time series are shown as an N-th frame image (N frame image) and an N-th frame next ultrasonic image (N + 1 frame image).
例えば、領域抽出部151は、図3の(A)に示すように、時系列で連続した2枚の超音波画像「N frame image」と「N+1 frame image」を画像メモリ160から取得する。そして、領域抽出部151は、取得した2枚の画像間の差異を算出する。例えば、領域抽出部151は、図3の(B)に示すように、「N frame image」における各座標の輝度から「N+1 frame image」における各座標の輝度を減算することで、2枚の画像の差異21を算出する。同様に、領域抽出部151は、図3の(B)に示すように、「N+1 frame image」における各座標の輝度から「N frame image」における各座標の輝度を減算することで、2枚の画像の差異22を算出する。 For example, as illustrated in FIG. 3A, the region extraction unit 151 acquires two ultrasonic images “N frame image” and “N + 1 frame image” that are continuous in time series from the image memory 160. Then, the region extraction unit 151 calculates the difference between the two acquired images. For example, as illustrated in FIG. 3B, the region extraction unit 151 subtracts the luminance of each coordinate in “N + 1 frame image” from the luminance of each coordinate in “N frame image” to obtain two images. The difference 21 is calculated. Similarly, as illustrated in FIG. 3B, the region extraction unit 151 subtracts the luminance of each coordinate in “N frame image” from the luminance of each coordinate in “N + 1 frame image”, thereby An image difference 22 is calculated.
このように、領域抽出部151は、時系列で連続した2枚の超音波画像の一方から他方を減算する処理を相互に実行することによって、超音波画像に描出された領域の中で動きのある部位を検出する。なお、領域抽出部151は、画像間の差異を算出する際に、パターンマッチングなどを用いて、2枚の超音波画像にそれぞれ描出された部位が同一部位であるか否かを判定する。すなわち、領域抽出部151は、同一部位であると判定した部位の画像間差異を算出する。 In this manner, the region extraction unit 151 performs a process of subtracting the other from one of two ultrasonic images that are continuous in time series, thereby performing motion in the region depicted in the ultrasonic image. A certain part is detected. In addition, when calculating the difference between images, the region extraction unit 151 determines whether or not the parts depicted in the two ultrasonic images are the same part using pattern matching or the like. That is, the region extraction unit 151 calculates a difference between images of the parts determined to be the same part.
そして、領域抽出部151は、2つの画像間差異の対応関係を算出する。具体的には、領域抽出部151は、時系列で先の画像に描出された動きのある部位に含まれる各座標が、時系列で後の画像のどの座標に対応するのかを算出する。そして、領域抽出部151は、算出した座標の対応関係において最も変化量が大きい座標の組をトラッキングポイントとして決定する。例えば、領域抽出部151は、図3の(C)に示すように、差異21において深さ方向の座標が最も小さい座標23と、差異22において深さ方向の座標が最も大きい座標24とをトラッキングポイントとして決定する。 Then, the region extraction unit 151 calculates the correspondence between the differences between the two images. Specifically, the region extraction unit 151 calculates which coordinate of the subsequent image in the time series corresponds to each coordinate included in the moving part drawn in the previous image in the time series. Then, the area extraction unit 151 determines a set of coordinates having the largest change amount as a tracking point in the calculated coordinate correspondence. For example, as illustrated in FIG. 3C, the region extraction unit 151 tracks the coordinate 23 having the smallest depth direction coordinate in the difference 21 and the coordinate 24 having the largest depth direction coordinate in the difference 22. Decide as a point.
領域抽出部151は、上記した処理を複数回実行する。具体的には、領域抽出部151は、時系列で連続した2枚の超音波画像を複数組取得して、取得した複数組の超音波画像に対して上記した処理を実行する。そして、領域抽出部151は、トラッキングポイントとして決定した座標の組の変化量が最も大きい2枚の超音波画像を抽出する。このことにより、診断部位の可動域を考慮した処理が可能となる。 The area extraction unit 151 executes the above-described process a plurality of times. Specifically, the region extraction unit 151 acquires a plurality of sets of two ultrasound images that are continuous in time series, and executes the above-described processing on the acquired sets of ultrasound images. Then, the region extraction unit 151 extracts two ultrasonic images having the largest change amount of the set of coordinates determined as tracking points. As a result, it is possible to perform processing in consideration of the range of motion of the diagnostic region.
なお、時系列で連続した2枚の超音波画像を複数組取得する処理は、時系列で連続した超音波画像から2枚ずつ取得する場合であっても、無作為に任意の2枚を取得する場合であってもよい。例えば、N枚目の超音波画像からN+10枚目の超音波画像を2枚ずつ取得する場合であってもよく、N枚目とN+1枚目、N+10枚目とN+11枚目などのように、無作為に任意の2枚を取得する場合であってもよい。また、2枚の超音波画像の組数は、設計者や操作者によって任意に決定される。 In addition, the process of acquiring multiple sets of two ultrasound images that are continuous in time series is a random acquisition of any two images, even when two sets are acquired from ultrasound images that are consecutive in time series. It may be the case. For example, two N + 10th ultrasound images may be acquired from the Nth ultrasound image, such as Nth and N + 1th images, N + 10th and N + 11th images, etc. It may be a case where any two images are acquired at random. The number of sets of two ultrasonic images is arbitrarily determined by a designer or an operator.
そして、領域抽出部151は、抽出した2枚の超音波画像から算出した2つの差異を含む領域を関心領域として設定して、設定した関心領域及び2つの差異に関する情報を画像メモリ160に格納する。例えば、領域抽出部151は、図3の(C)に示すように、座標23と、座標24と、差異21及び22において変化量が最小となる座標25とから決まる矩形を関心領域26として設定して、関心領域26及び差異21、22に関する情報を画像メモリ160に格納する。なお、関心領域は、矩形に限定されるものではなく、例えば、座標23と、座標24と、座標25とから決まる円を用いる場合であってもよい。 Then, the region extraction unit 151 sets a region including two differences calculated from the two extracted ultrasonic images as a region of interest, and stores the information on the set region of interest and the two differences in the image memory 160. . For example, as illustrated in FIG. 3C, the region extraction unit 151 sets a rectangle determined from the coordinate 23, the coordinate 24, and the coordinate 25 having the smallest change amount in the differences 21 and 22 as the region of interest 26. Then, information regarding the region of interest 26 and the differences 21 and 22 is stored in the image memory 160. The region of interest is not limited to a rectangle, and for example, a circle determined from coordinates 23, coordinates 24, and coordinates 25 may be used.
図2に戻って、フレームレート調整部152は、超音波探触子によって超音波が送受信される走査領域を少なくとも被検体の関心領域を含む領域に縮小させる。具体的には、フレームレート調整部152は、領域抽出部151によって設定された関心領域が走査領域(スキャン領域)外にならないように走査領域を縮小する。より具体的には、フレームレート調整部152は、関心領域が走査領域(スキャン領域)に含まれることを条件に、画角(スキャンレンジ:scan range)と視野深度(デプス:depth)を調整する。 Returning to FIG. 2, the frame rate adjustment unit 152 reduces the scanning area where ultrasound is transmitted and received by the ultrasound probe to an area including at least the region of interest of the subject. Specifically, the frame rate adjusting unit 152 reduces the scanning region so that the region of interest set by the region extracting unit 151 does not fall outside the scanning region (scanning region). More specifically, the frame rate adjustment unit 152 adjusts the angle of view (scan range) and the depth of field (depth) on the condition that the region of interest is included in the scan region (scan region). .
図4は、第1の実施形態に係るフレームレート調整部152による画角調整の一例を説明するための図である。例えば、フレームレート調整部152は、図4の(A)の点線31に示すように、画角を1段階狭くする。そして、フレームレート調整部152は、画角を1段階狭くした状態で、関心領域がスキャン領域に含まれているか否かを判定する。ここで、関心領域がスキャン領域に含まれている場合には、フレームレートレート調整部152は、図4の(A)の点線32に示すように、画角をさらに1段階狭くする。 FIG. 4 is a diagram for explaining an example of angle of view adjustment by the frame rate adjustment unit 152 according to the first embodiment. For example, the frame rate adjustment unit 152 narrows the angle of view by one step, as indicated by the dotted line 31 in FIG. Then, the frame rate adjustment unit 152 determines whether or not the region of interest is included in the scan region with the angle of view narrowed by one step. Here, when the region of interest is included in the scan region, the frame rate rate adjustment unit 152 further narrows the angle of view by one step as indicated by the dotted line 32 in FIG.
このように、フレームレート調整部152は、関心領域の一部がスキャン領域から外れるまで、画角を段階的に狭くする。例えば、フレームレート調整部152は、図4の(A)の点線31、32、33、34に示すように、画角を段階的に狭くする。 As described above, the frame rate adjustment unit 152 narrows the angle of view in a stepwise manner until a part of the region of interest deviates from the scan region. For example, the frame rate adjusting unit 152 narrows the angle of view in a stepwise manner as indicated by dotted lines 31, 32, 33, and 34 in FIG.
そして、フレームレート調整部152は、関心領域の一部がスキャン領域から外れた場合に、画角を1段階広くして、画角の調整を終了する。例えば、フレームレート調整部152は、図4の(B)に示すように、関心領域の一部がスキャン領域から外れるまで段階的に画角を狭くしていき、関心領域の一部がスキャン領域から外れた画角よりも1段階広い画角に調整する。なお、画角を調整する幅は設計者や操作者によって任意に設定される。また、画角を狭くする幅と、画角を広くする幅とで異なる幅に設定することも可能である。 Then, when a part of the region of interest deviates from the scan region, the frame rate adjustment unit 152 widens the angle of view by one step and ends the adjustment of the angle of view. For example, as shown in FIG. 4B, the frame rate adjustment unit 152 gradually narrows the angle of view until a part of the region of interest deviates from the scan region, and a part of the region of interest is the scan region. The angle of view is adjusted to be one step wider than the angle of view that is out of the range. The width for adjusting the angle of view is arbitrarily set by the designer or operator. It is also possible to set different widths for the width for narrowing the angle of view and the width for widening the angle of view.
図5は、第1の実施形態に係るフレームレート調整部152による視野深度調整の一例を説明するための図である。なお、図5においては、図5の(A)が図4の(B)に対応する。例えば、フレームレート調整部152は、図5の(A)に示す画角調整後のスキャン領域の視野深度を、図5の(B)に示すように、1段階浅くする。そして、フレームレート調整部152は、視野深度を1段階浅くした状態で、関心領域がスキャン領域に含まれているか否かを判定する。ここで、関心領域がスキャン領域に含まれている場合には、フレームレートレート調整部152は、図5の(C)に示すように、視野深度をさらに1段階浅くする。 FIG. 5 is a diagram for explaining an example of the depth of field adjustment by the frame rate adjustment unit 152 according to the first embodiment. In FIG. 5, (A) in FIG. 5 corresponds to (B) in FIG. For example, the frame rate adjustment unit 152 decreases the visual field depth of the scan region after the angle of view adjustment illustrated in FIG. 5A by one step as illustrated in FIG. Then, the frame rate adjustment unit 152 determines whether or not the region of interest is included in the scan region in a state where the depth of field is reduced by one step. Here, when the region of interest is included in the scan region, the frame rate rate adjustment unit 152 further reduces the depth of field by one step as shown in FIG.
このように、フレームレート調整部152は、関心領域の一部がスキャン領域から外れるまで、視野深度を段階的に浅くする。そして、フレームレート調整部152は、関心領域の一部がスキャン領域から外れた場合に、視野深度を1段階深くして、視野深度の調整を終了する。 As described above, the frame rate adjustment unit 152 gradually reduces the depth of field until a part of the region of interest deviates from the scan region. Then, when a part of the region of interest deviates from the scan region, the frame rate adjustment unit 152 increases the visual field depth by one step and ends the adjustment of the visual field depth.
上述したように、フレームレート調整部152は、関心領域に応じてスキャン領域を縮小させることにより、1フレームに要するスキャン時間を短縮することを可能にする。その結果、フレームレート調整部152は、フレームレートを向上させる。すなわち、画角を狭くすることにより、送信する超音波ビームの本数が減少し、その結果、フレームレートが向上する。また、視野深度を浅くすることにより、反射波を受信するまでの時間が短縮され、その結果、フレームレートが向上する。 As described above, the frame rate adjustment unit 152 can reduce the scan time required for one frame by reducing the scan area in accordance with the region of interest. As a result, the frame rate adjustment unit 152 improves the frame rate. That is, by narrowing the angle of view, the number of ultrasonic beams to be transmitted is reduced, and as a result, the frame rate is improved. In addition, by reducing the depth of field, the time until the reflected wave is received is shortened, and as a result, the frame rate is improved.
図2に戻って、画質調整部153は、フレームレート調整部152によって縮小された走査領域に超音波を送受信することにより生成された複数の超音波画像において、時系列で連続する複数の超音波画像それぞれに描出された同一部位が関心領域に含まれることを条件に、フレームレートと相互に影響しあう画質調整パラメータを変更する。具体的には、画質調整部153は、フレームレート調整部152によってフレームレートが調整されたことに伴って変化する画質を調整する。より具体的には、画質調整部153は、フレームレートの調整に伴って劣化した画質を向上させる。 Returning to FIG. 2, the image quality adjustment unit 153 includes a plurality of ultrasonic waves that are continuous in time series in a plurality of ultrasonic images generated by transmitting and receiving ultrasonic waves to and from the scanning region reduced by the frame rate adjustment unit 152. The image quality adjustment parameter that interacts with the frame rate is changed on condition that the same region drawn in each image is included in the region of interest. Specifically, the image quality adjustment unit 153 adjusts the image quality that changes as the frame rate is adjusted by the frame rate adjustment unit 152. More specifically, the image quality adjustment unit 153 improves the image quality that has deteriorated as the frame rate is adjusted.
例えば、画質調整部153は、フレームレートと相互に影響しあう画質調整パラメータとしてラスタ密度を調整することで、画質を向上させる。ラスタ密度を調整することで画質を調整する場合には、画質調整部153は、まず、フレームレート調整部152によって縮小されたスキャン領域で、ラスタ密度を最高値に設定した超音波画像を生成させる。そして、画質調整部153は、領域抽出部151にトラッキングポイントを決定させる。なお、ラスタ密度は、操作者が所望するフレームレートを下回らない範囲で最高となるように設定される。 For example, the image quality adjustment unit 153 improves the image quality by adjusting the raster density as an image quality adjustment parameter that interacts with the frame rate. When adjusting the image quality by adjusting the raster density, the image quality adjustment unit 153 first generates an ultrasound image in which the raster density is set to the maximum value in the scan region reduced by the frame rate adjustment unit 152. . Then, the image quality adjustment unit 153 causes the region extraction unit 151 to determine a tracking point. Note that the raster density is set to be the highest within a range that does not fall below the frame rate desired by the operator.
ここで、画質調整パラメータとしてラスタ密度を用いた場合に、例えば、画角や視野深度が大きくなってしまう場合がある。そこで、画質調整部153は、領域抽出部151によって決定されたトラッキングポイントが画像メモリ160によって記憶された関心領域内に納まるか否かを判定する。具体的には、画質調整部153は、トラッキングポイントの変化量と変化の向き(ベクトル)とを用いて、トラッキングポイントが関心領域内に納まるか否かを判定する。例えば、画質調整部153は、領域抽出部151によって決定されたトラッキングポイントが関心領域26に納まるか否かを判定する。 Here, when the raster density is used as the image quality adjustment parameter, for example, the angle of view and the depth of field may increase. Therefore, the image quality adjustment unit 153 determines whether or not the tracking point determined by the region extraction unit 151 falls within the region of interest stored in the image memory 160. Specifically, the image quality adjustment unit 153 determines whether or not the tracking point falls within the region of interest using the amount of change of the tracking point and the direction (vector) of the change. For example, the image quality adjustment unit 153 determines whether or not the tracking point determined by the region extraction unit 151 falls within the region of interest 26.
ここで、トラッキングポイントが関心領域内に納まった場合には、画質調整部153は、画質の調整を終了する。一方、トラッキングポイントが関心領域内に納まらなかった場合には、画質調整部153は、ラスタ密度を1段階下げて、再度、超音波画像を生成させる。そして、画質調整部153は、再度生成された超音波画像のトラッキングポイントが関心領域内に納まるか否かを判定する。このように、画質調整部153は、トラッキングポイントが関心領域内に納まるまで、段階的にラスタ密度を下げる。そして、画質調整部153は、トラッキングポイントが関心領域内に納まると、スキャン領域及びラスタ密度が調整された画像がモニタ13から表示されるように制御する。 If the tracking point falls within the region of interest, the image quality adjustment unit 153 ends the image quality adjustment. On the other hand, if the tracking point does not fall within the region of interest, the image quality adjustment unit 153 lowers the raster density by one level and generates an ultrasonic image again. Then, the image quality adjustment unit 153 determines whether or not the tracking point of the regenerated ultrasonic image falls within the region of interest. As described above, the image quality adjustment unit 153 gradually decreases the raster density until the tracking point is within the region of interest. Then, the image quality adjustment unit 153 performs control so that an image in which the scan area and the raster density are adjusted is displayed from the monitor 13 when the tracking point falls within the region of interest.
すなわち、画質調整部153は、まず、ラスタ密度を最高値に設定することで、画質を可能な限り向上させる。そして、画質調整部153は、ラスタ密度を高めることによって生じる画角及び視野深度の変化を補正するために、トラッキングポイントが関心領域内に納まるまで段階的にラスタ密度を下げる。このことにより、第1の実施形態に係る超音波診断装置1は、関心領域が確実に描出された超音波画像を良質な画質で提供することを可能にする。 That is, the image quality adjustment unit 153 first improves the image quality as much as possible by setting the raster density to the highest value. Then, the image quality adjustment unit 153 gradually decreases the raster density until the tracking point is within the region of interest in order to correct the change in the angle of view and the depth of field caused by increasing the raster density. Thereby, the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the first embodiment makes it possible to provide an ultrasonic image in which a region of interest is accurately depicted with high image quality.
例えば、従来技術においては、操作者は、所望の画像が得られるまで、フレームレートの調整とラスタ密度の調整とを繰り返し行っていた。この操作は、所望の画像が得られるまで時間を要するため、診断効率を低下させる要因の1つであった。第1の実施形態に係る超音波診断装置1は、上述した操作者の操作を自動で行い、短時間で良質な画質の超音波画像を提供することが可能である。すなわち、第1の実施形態に係る超音波診断装置1は、診断効率を向上させることを可能にする。 For example, in the prior art, the operator repeatedly adjusts the frame rate and the raster density until a desired image is obtained. This operation is one of the factors that reduce the diagnostic efficiency because it takes time until a desired image is obtained. The ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the first embodiment can automatically perform the above-described operation of the operator and provide an ultrasonic image with high quality in a short time. That is, the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the first embodiment makes it possible to improve diagnostic efficiency.
なお、上述した画像データ制御部150による処理の説明では、画像を用いて説明したが、実際には、上述した処理は、モニタには表示されずに装置内部のみで実行され、フレームレートの自動調整が終了した後に、初めてモニタ13に画像が表示される。 In the above description of the processing by the image data control unit 150, the description has been made using an image. However, in actuality, the above processing is not displayed on the monitor but is executed only inside the apparatus, and the frame rate is automatically set. An image is displayed on the monitor 13 for the first time after the adjustment is completed.
次に、図6〜8を用いて、第1の実施形態に係る超音波診断装置1の処理について説明する。なお、図6〜8においては、被検体Pの体表に超音波プローブ11が当てられ、診断が開始された後の処理について示す。 Next, processing of the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 6 to 8 show the processing after the ultrasonic probe 11 is applied to the body surface of the subject P and the diagnosis is started.
図6は、第1の実施形態に係る超音波診断装置1による処理の手順を示すフローチャートである。図6に示すように、第1の実施形態に係る超音波診断装置1においては、児童調整機能が起動されていると(ステップS101肯定)、領域抽出部151は、画像データ生成部140によって生成された超音波画像から時系列で連続する2枚の画像を取得する(ステップS102)。 FIG. 6 is a flowchart illustrating a processing procedure performed by the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the first embodiment. As illustrated in FIG. 6, in the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the first embodiment, when the child adjustment function is activated (Yes in step S101), the region extraction unit 151 is generated by the image data generation unit 140. Two images that are continuous in time series are acquired from the ultrasonic image thus obtained (step S102).
そして、領域調整部151は、取得した2枚の超音波画像間の差分を算出して、画像間の変化量を算出する(ステップS103)。続いて、領域調整部151は、変化量の算出を所定の回数行ったか否かを判定する(ステップS104)。ここで、変化量の算出を所定の回数行っていない場合には(ステップS104否定)、領域調整部151は、ステップS102に戻って、時系列で連続する2枚の画像を取得する。 Then, the region adjustment unit 151 calculates a difference between the two acquired ultrasonic images, and calculates a change amount between the images (step S103). Subsequently, the region adjustment unit 151 determines whether or not the change amount has been calculated a predetermined number of times (step S104). If the change amount has not been calculated a predetermined number of times (No at Step S104), the region adjustment unit 151 returns to Step S102 and acquires two images that are continuous in time series.
一方、変化量の算出を所定の回数行った場合には(ステップS104肯定)、領域調整部151は、トラッキングポイントを決定して、変化量が最大となる2枚の画像を抽出する(ステップS105)。そして、領域抽出部151は、抽出した2枚の画像を用いて、関心領域を設定する(ステップS106)。 On the other hand, when the change amount is calculated a predetermined number of times (Yes at Step S104), the region adjustment unit 151 determines a tracking point and extracts two images with the maximum change amount (Step S105). ). Then, the region extraction unit 151 sets a region of interest using the extracted two images (step S106).
その後、フレームレート調整部152は、設定された関心領域に基づいて、スキャン領域を調整する(ステップS107)。そして、画質調整部153は、ラスタ密度を最高値に設定させ(ステップS108)、設定されたスキャン領域及びラスタ密度で超音波画像を生成させる(ステップS109)。 Thereafter, the frame rate adjustment unit 152 adjusts the scan area based on the set region of interest (step S107). Then, the image quality adjustment unit 153 sets the raster density to the maximum value (step S108), and generates an ultrasonic image with the set scan area and raster density (step S109).
その後、領域抽出部151は、生成された超音波画像から時系列で連続する2枚の画像を取得して、画像間の変化量を算出する(ステップS110)。そして、画質調整部153は、領域抽出部151によって算出された画像間の変化量と変化の向きに基づいて、トラッキングポイントが関心領域内に納まっているか否かを判定する(ステップS111)。 Thereafter, the region extraction unit 151 acquires two images that are continuous in time series from the generated ultrasonic image, and calculates the amount of change between the images (step S110). Then, the image quality adjustment unit 153 determines whether the tracking point is within the region of interest based on the amount of change between images and the direction of change calculated by the region extraction unit 151 (step S111).
ここで、トラッキングポイントが関心領域内に納まっていない場合には(ステップS111否定)、画質調整部153は、ラスタ密度を1段階下げた画像を生成させ(ステップS112)、領域抽出部151は、再度画像間の変化量を算出する(ステップS110)。 Here, when the tracking point is not within the region of interest (No at Step S111), the image quality adjustment unit 153 generates an image with the raster density lowered by one level (Step S112), and the region extraction unit 151 The amount of change between the images is calculated again (step S110).
一方、トラッキングポイントが関心領域内に納まっている場合には(ステップS111肯定)、画質調整部153は、調整したスキャン領域及びラスタ密度で生成した画像を診断画像としてモニタ13に表示させて(ステップS113)、処理を終了する。なお、自動調整機能が起動されるまで、超音波診断装置1は、待機状態である(ステップS101否定)。 On the other hand, when the tracking point is within the region of interest (Yes at Step S111), the image quality adjustment unit 153 displays an image generated with the adjusted scan region and raster density on the monitor 13 as a diagnostic image (Step S111). S113), the process is terminated. Until the automatic adjustment function is activated, the ultrasonic diagnostic apparatus 1 is in a standby state (No at Step S101).
図7は、第1の実施形態に係るフレームレート調整部152による画角調整の処理の手順を示すフローチャートである。なお、図7における処理は、図6に示すステップS107の処理に対応する。 FIG. 7 is a flowchart showing a procedure of angle of view adjustment processing by the frame rate adjustment unit 152 according to the first embodiment. The process in FIG. 7 corresponds to the process in step S107 shown in FIG.
図7に示すように、第1の実施形態に係る超音波診断装置1においては、フレームレート調整部152は、超音波画像の画角を1段階狭くして(ステップS201)、領域抽出部151によって設定された関心領域がスキャン領域に納まっているか否かを判定する(ステップS202)。 As shown in FIG. 7, in the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the first embodiment, the frame rate adjustment unit 152 narrows the angle of view of the ultrasonic image by one step (step S201), and the region extraction unit 151 It is determined whether or not the region of interest set in step S2 falls within the scan region (step S202).
ここで、関心領域がスキャン領域に納まっている場合には(ステップS202肯定)、フレームレート調整部152は、ステップS201に戻って、画角を1段階狭くする。一方、関心領域がスキャン領域に納まっていない場合には(ステップS202否定)、フレームレート調整部152は、1段階広げた画角を適用して(ステップS203)、画角調整の処理を終了する。 If the region of interest is within the scan region (Yes at Step S202), the frame rate adjustment unit 152 returns to Step S201 and narrows the angle of view by one step. On the other hand, when the region of interest does not fit in the scan region (No at Step S202), the frame rate adjustment unit 152 applies the angle of view widened by one level (Step S203), and ends the angle of view adjustment processing. .
図8は、第1の実施形態に係るフレームレート調整部152による視野深度調整の処理の手順を示すフローチャートである。なお、図8における処理は、図6に示すステップS107の処理に対応する。 FIG. 8 is a flowchart showing the procedure of the depth-of-view adjustment processing by the frame rate adjustment unit 152 according to the first embodiment. The process in FIG. 8 corresponds to the process in step S107 shown in FIG.
図8に示すように、第1の実施形態に係る超音波診断装置1においては、フレームレート調整部152は、超音波画像の視野深度を1段階浅くして(ステップS301)、領域抽出部151によって設定された関心領域がスキャン領域に納まっているか否かを判定する(ステップS302)。 As shown in FIG. 8, in the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the first embodiment, the frame rate adjustment unit 152 decreases the visual field depth of the ultrasonic image by one step (step S301), and the region extraction unit 151 It is determined whether or not the region of interest set by (1) is within the scan region (step S302).
ここで、関心領域がスキャン領域に納まっている場合には(ステップS302肯定)、フレームレート調整部152は、ステップS301に戻って、画角を1段階狭くする。一方、関心領域がスキャン領域に納まっていない場合には(ステップS302否定)、フレームレート調整部152は、1段階深くした視野深度を適用して(ステップS303)、視野深度調整の処理を終了する。 If the region of interest is within the scan region (Yes at step S302), the frame rate adjustment unit 152 returns to step S301 and narrows the angle of view by one step. On the other hand, when the region of interest does not fit in the scan region (No at Step S302), the frame rate adjustment unit 152 applies the depth of field that is deepened by one step (Step S303), and ends the depth of field adjustment process. .
上述したように、第1の実施形態によれば、フレームレート調整部152は、超音波プローブ11によって超音波が送受信されるスキャン領域を少なくとも被検体の関心領域を含む領域に縮小させる。従って、第1の実施形態に係る超音波診断装置1は、フレームレートを自動で調整することができ、診断効率を向上させることを可能にする。 As described above, according to the first embodiment, the frame rate adjustment unit 152 reduces the scan area where ultrasound is transmitted and received by the ultrasound probe 11 to an area including at least the region of interest of the subject. Therefore, the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the first embodiment can automatically adjust the frame rate and improve the diagnostic efficiency.
また、第1の実施形態によれば、領域抽出部151は、時系列で連続する複数の超音波画像それぞれに描出された同一部位をそれぞれ検出し、超音波画像において、検出した同一部位それぞれが描出される位置を含む領域を前記関心領域として抽出する。従って、第1の実施形態に係る超音波診断装置1は、動きのある部位を自動的に関心領域として設定することができ、関心領域の設定に係る操作者の作業を低減させることを可能にする。 In addition, according to the first embodiment, the region extraction unit 151 detects the same part depicted in each of a plurality of time-sequential ultrasonic images, and each detected same part is detected in the ultrasonic image. A region including the rendered position is extracted as the region of interest. Therefore, the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the first embodiment can automatically set a moving part as a region of interest, and can reduce the work of the operator related to the setting of the region of interest. To do.
また、第1の実施形態によれば、フレームレート調整部152は、関心領域がスキャン領域に含まれることを条件に、超音波画像の画角を狭くすることでスキャン領域を縮小させる。従って、第1の実施形態に係る超音波診断装置1は、関心領域を確実に含むように画角を狭くすることを可能にする。 Further, according to the first embodiment, the frame rate adjustment unit 152 reduces the scan area by narrowing the angle of view of the ultrasonic image on condition that the region of interest is included in the scan area. Therefore, the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the first embodiment makes it possible to narrow the angle of view so as to reliably include the region of interest.
また、第1の実施形態によれば、フレームレート調整部152は、関心領域がスキャン領域に含まれることを条件に、超音波画像の視野深度を浅くすることで前記走査領域を縮小させる。従って、第1の実施形態に係る超音波診断装置1は、関心領域を確実に含むように視野深度を狭くすることを可能にする。 Further, according to the first embodiment, the frame rate adjustment unit 152 reduces the scanning region by reducing the depth of field of the ultrasonic image on condition that the region of interest is included in the scanning region. Therefore, the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the first embodiment makes it possible to narrow the depth of field so as to reliably include the region of interest.
また、第1の実施形態によれば、画質調整部153は、フレームレート調整部152によって縮小されたスキャン領域に超音波を送受信することにより生成された複数の超音波画像において、時系列で連続する複数の超音波画像それぞれに描出された同一部位が関心領域に含まれることを条件に、フレームレートに影響を与えるラスタ密度を変更する。従って、第1の実施形態に係る超音波診断装置1は、関心領域が確実に描出された画像の画質を向上させることを可能にする。 Further, according to the first embodiment, the image quality adjustment unit 153 continuously in time series in a plurality of ultrasonic images generated by transmitting and receiving ultrasonic waves to and from the scan region reduced by the frame rate adjustment unit 152. The raster density that affects the frame rate is changed on condition that the same region depicted in each of the plurality of ultrasonic images is included in the region of interest. Therefore, the ultrasonic diagnostic apparatus 1 according to the first embodiment makes it possible to improve the image quality of an image in which a region of interest is reliably depicted.
(第2の実施形態)
さて、これまで第1の実施形態について説明したが、上述した第1の実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。
(Second Embodiment)
Although the first embodiment has been described so far, the present invention may be implemented in various different forms other than the first embodiment described above.
(1)関心領域の設定
上述した第1の実施形態では、領域抽出部151が関心領域を設定する場合について説明した。しかしながら、開示の技術はこれに限定されるものではなく、例えば、操作者によって関心領域が設定される場合であってもよい。かかる場合には、フレームレート調整部152が操作者によって設定された関心領域を用いてスキャン領域を縮小させる。
(1) Region of Interest Setting In the first embodiment described above, the case where the region extraction unit 151 sets a region of interest has been described. However, the disclosed technique is not limited to this, and may be a case where a region of interest is set by an operator, for example. In such a case, the frame rate adjustment unit 152 reduces the scan region using the region of interest set by the operator.
(2)処理対象
上述した第1の実施形態では、2次元の超音波画像を用いる場合について説明した。しかしながら、開示の技術はこれに限定されるものではなく、例えば、3次元の超音波画像を用いる場合であってもよい。かかる場合には、フレームレート及び画質が調整された超音波画像は、例えば、ある視点方向からのレンダリング画像として表示されたり、或いは、所定の断面で切断したMPR(Multi Planar Reformation)画像で表示されたりする。
(2) Process Target In the first embodiment described above, the case where a two-dimensional ultrasonic image is used has been described. However, the disclosed technique is not limited to this, and for example, a case where a three-dimensional ultrasonic image is used may be used. In such a case, the ultrasonic image with the adjusted frame rate and image quality is displayed as, for example, a rendering image from a certain viewpoint direction, or displayed as an MPR (Multi Planar Reformation) image cut along a predetermined section. Or
(3)処理順
上述した第1の実施形態では、画角が調整された後に視野深度が調整される場合について説明した。しかしながら、開示の技術はこれに限定されるものではなく、視野深度が調整された後に画角が調整される場合であってもよい。
(3) Processing Order In the first embodiment described above, the case where the depth of field is adjusted after the angle of view has been adjusted has been described. However, the disclosed technique is not limited to this, and the angle of view may be adjusted after the depth of field is adjusted.
(4)画質調整パラメータ
上述した第1の実施形態では、フレームレートと相互に影響しあう画質調整パラメータとしてラスタ密度を用いる場合について説明した。しかしながら、開示の技術はこれに限定されるものではなく、例えば、コントラスト分解能を高めるためのコンパウンドに係る設定、フォーカス段数、カラー画像のデータサイズなどを用いる場合であってもよい。
(4) Image Quality Adjustment Parameter In the first embodiment described above, the case where the raster density is used as the image quality adjustment parameter that interacts with the frame rate has been described. However, the disclosed technique is not limited to this, and for example, a setting related to a compound for increasing contrast resolution, the number of focus stages, a data size of a color image, and the like may be used.
例えば、コンパウンドに係る設定を用いる場合には、画質調整部153は、空間コンパウンド及び周波数コンパウンドそれぞれに係る設定を調整する。空間コンパウンドに係る設定を調整する場合には、画質調整部153は、例えば、超音波画像を生成する際に合成する超音波ビームの本数を調整する。また、周波数コンパウンドを調整する場合には、画質調整部153は、例えば、高周波及び低周波それぞれの周波数で得られる画像を調整する。また、カラー画像のデータサイズを用いる場合には、画質調整部153は、例えば、ドプラデータを生成するために送信する超音波ビームの送信回数を調整する。 For example, when using the setting related to the compound, the image quality adjustment unit 153 adjusts the setting related to each of the spatial compound and the frequency compound. When adjusting the setting relating to the spatial compound, the image quality adjustment unit 153 adjusts the number of ultrasonic beams to be combined when generating an ultrasonic image, for example. When adjusting the frequency compound, the image quality adjustment unit 153 adjusts images obtained at high frequency and low frequency, for example. When the data size of a color image is used, the image quality adjustment unit 153 adjusts the number of transmissions of ultrasonic beams that are transmitted to generate Doppler data, for example.
(5)関心領域の自動設定
上述した第1の実施形態では、画像間差異を含む任意の領域を関心領域として設定する場合ついて説明した。しかしながら、開示の技術はこれに限定されるものではなく、例えば、フレームレートが変化する他の要素を考慮して関心領域を設定する場合であってもよい。例えば、領域抽出部151は、関心領域を設定する際に、被検体の体表から位置を考慮して、体表から深い位置に設定する場合には、関心領域を可能な限り小さく設定する。
(5) Automatic setting of region of interest In the first embodiment described above, the case where an arbitrary region including a difference between images is set as a region of interest has been described. However, the disclosed technique is not limited to this, and for example, the region of interest may be set in consideration of other factors in which the frame rate changes. For example, when setting the region of interest, the region extraction unit 151 sets the region of interest as small as possible when setting the region of interest from the body surface in consideration of the position from the body surface.
(6)フレームレートの変化に係る要素
上述した第1の実施形態では、フレームレートの変化に係る要素として画角と視野深度、そして、画質調整パラメータとしてラスタ密度を例に挙げて説明した。しかしながら、例えば、PS−THI(Pulse subtraction tissue Harmonic imaging)やAPSなどを設定するサブモード設定、ズームの際のビューポートの位置、フレームレートコントロール機能、ドプラスキャンを実行する際の速度、或いは、1回の超音波ビームの送信により得られる各圧電振動子の反射波信号から複数の受信フォーカスの反射波データを生成するP−Sel(並列同時受信処理)の設定などでもフレームレートは変化する。本願の開示する超音波診断装置1は、上記した各要素の設定状態などを考慮して、フレームレートの自動調整を行うことも可能である。
(6) Elements related to change in frame rate In the first embodiment described above, the angle of view and the depth of field are described as examples of elements related to the change in frame rate, and the raster density is used as an image quality adjustment parameter. However, for example, sub-mode setting for setting PS-THI (Pulse subtraction tissue Harmonic imaging) or APS, the position of the viewport during zooming, the frame rate control function, the speed when performing Doppler scan, or 1 The frame rate also changes depending on the setting of P-Sel (parallel simultaneous reception processing) for generating reflected wave data of a plurality of reception focus from the reflected wave signal of each piezoelectric vibrator obtained by the transmission of the ultrasonic beam. The ultrasonic diagnostic apparatus 1 disclosed in the present application can also automatically adjust the frame rate in consideration of the setting state of each element described above.
以上説明したとおり、第1の実施形態及び第2の実施形態によれば、本実施形態の超音波診断装置は、フレームレート及び画質の調整を自動で行うことができ、診断効率を向上させることを可能にする。 As described above, according to the first embodiment and the second embodiment, the ultrasonic diagnostic apparatus of the present embodiment can automatically adjust the frame rate and the image quality, and improve the diagnostic efficiency. Enable.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1 超音波診断装置
11 超音波プローブ
12 入力装置
13 モニタ
100 装置本体
150 画像データ制御部
151 領域抽出部
152 フレームレート調整部
153 画質調整部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ultrasonic diagnostic apparatus 11 Ultrasonic probe 12 Input apparatus 13 Monitor 100 Apparatus main body 150 Image data control part 151 Area extraction part 152 Frame rate adjustment part 153 Image quality adjustment part
Claims (6)
を備えたことを特徴とする超音波診断装置。 An adjusting means for reducing a scanning area where ultrasonic waves are transmitted and received by the ultrasonic probe to an area including at least a region of interest of the subject;
An ultrasonic diagnostic apparatus comprising:
をコンピュータに実行させることを特徴とする調整プログラム。 An adjustment procedure for reducing a scanning region in which ultrasonic waves are transmitted and received by the ultrasonic probe to a region including at least a region of interest of the subject;
An adjustment program for causing a computer to execute.
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