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技術 超音波診断装置

出願人 コニカミノルタ株式会社
発明者 川端章裕國田政志
出願日 2016年9月28日 (4年7ヶ月経過) 出願番号 2016-189885
公開日 2018年4月5日 (3年1ヶ月経過) 公開番号 2018-050926
状態 特許登録済
技術分野 超音波診断装置
主要キーワード 走査部位 ダイナミックフィルタ マッピング信号 記載範囲 合成画像フレーム ドップラ偏移 Bモード 残像処理
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (8)

課題

方向付きパワーモードにおいて、好適にパーシスタンス処理を行って不具合のない画像を生成することができる超音波診断装置を提供する。

解決手段

残像処理部104は、最新フレーム血流速度データVcurrentに対してパーシスタンス処理(残像処理)を行う際に、最新のフレームの血流パワーデータPcurrentと最新より1フレーム前の血流パワーデータPout−1との大きさを比較し、Pout−1>Pcurrentであった場合には最新より1フレーム前の血流速度データVout−1をパーシスタンス処理された血流速度データVoutとして出力し、Pout−1≦Pcurrentであった場合にはVcurrentをパーシスタンス処理された血流速度データVoutとして出力する血流速度データ残像処理部112を有する。

概要

背景

超音波診断装置は、超音波を被検体に送信し、その反射エコーに含まれる情報を解析することにより、被検体内の画像を作成する。カラーフローマッピング(Color Flow Mapping、以下CFMと略す場合がある)と呼ばれる手法によって、被検体内の血流を画像化することが可能であり、医療分野全般において、血流状態を表示することのできる超音波診断装置が広く利用されている。

カラーフローマッピングはドップラ効果を利用する手法である。超音波が血流を照射すると、ドップラ効果により血流速度反射強度に応じたドップラ偏移が反射エコーに生じる。このドップラ偏移の情報を直交検波によって検出し、MTI(Moving Target Indicator)フィルタと呼ばれるハイパスフィルタ処理自己相関処理およびノイズカット処理を施すことによって、血流速度、パワー(反射強度)、分散等に関する情報が得られる。

例えば得られた血流速度の情報を色情報に変換し、二次元的にBモード断層画像エコー振幅輝度として表した画像)に重畳すると、被検体内の血流状態を好適に表示することができる。このような表示形態は、一般にカラードップライメージング(Color Doppler Imaging、CDI)や、カラードップラ法、カラーモード等と呼ばれる。

一方、ドップラ偏移を受けた成分のパワー(反射強度)の大小を輝度や色味で表した断層画像を生成することも可能である。このように血流のパワーを用いて断層画像を生成する方法は、パワードップライメージング(Power Doppler Imaging、PDI)、あるいはパワードップラ法、パワーモード等と呼ばれる。パワーモードの画像を表示する超音波診断装置として、例えば特許文献1に開示された技術がある。

また、血流のパワーと方向を用いて、パワーと血流の方向とを同時に表示する表示形態があり、このような表示形態を、以下では方向付きパワーモードと称する。方向付きパワーモードでは、血流速度の符号に基づいて、血流方向を色づけ(カラーマッピング)して表す。一般的には、例えば近づいてくる血流が赤系の色で示され、遠ざかる血流が青系の色で示される。

概要

方向付きパワーモードにおいて、好適にパーシスタンス処理を行って不具合のない画像を生成することができる超音波診断装置を提供する。残像処理部104は、最新フレーム血流速度データVcurrentに対してパーシスタンス処理(残像処理)を行う際に、最新のフレームの血流パワーデータPcurrentと最新より1フレーム前の血流パワーデータPout−1との大きさを比較し、Pout−1>Pcurrentであった場合には最新より1フレーム前の血流速度データVout−1をパーシスタンス処理された血流速度データVoutとして出力し、Pout−1≦Pcurrentであった場合にはVcurrentをパーシスタンス処理された血流速度データVoutとして出力する血流速度データ残像処理部112を有する。

目的

本発明は、方向付きパワーモードにおいて、好適にパーシスタンス処理を行って不具合のない画像を生成することができる超音波診断装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

探触子を繰り返し駆動し、前記探触子の駆動により送信された超音波が被検体において反射された反射エコーを前記探触子によって受信し、複数の受信信号を逐次生成する送受信部と、前記複数の受信信号に基づき、各フレームにおける前記被検体中の血流部分血流速度データおよび血流パワーデータを逐次生成するカラーフローマッピング信号処理部と、前記各フレームにおける血流速度データおよび血流パワーデータに対して残像処理を行う残像処理部と、を備え、前記残像処理部は、最新より以前のフレームの血流パワーデータと、最新のフレームの血流パワーデータとを比較し、最新より以前のフレームの血流パワーデータが最新のフレームの血流パワーデータより大きい場合には、最新より以前のフレームの血流速度データを、残像処理された血流速度データとして出力し、そうでない場合には、最新のフレームの血流速度データを、残像処理された血流速度データとして出力する血流速度データ残像処理部を備える、超音波診断装置

請求項2

前記残像処理部は、最新のフレームの血流パワーデータと、最新より以前のフレームの血流パワーデータとに基づいて、残像効果を調整するためのパーシスタン係数を決定するパーシスタンス係数決定部と、最新のフレームの血流パワーデータと、最新より以前のフレームの血流パワーデータと、前記パーシスタンス係数と、に基づいてパーシスタンス演算を行い、演算結果を残像処理された血流パワーデータとして出力するパーシスタンス演算部と、を有する血流パワーデータ残像処理部をさらに備える、請求項1に記載の超音波診断装置。

請求項3

前記残像処理部は、前記最新のフレームの血流速度データおよび血流パワーデータを記憶する第1メモリ部と、前記最新より以前のフレームにおいて残像処理された血流速度データおよび血流パワーデータを記憶する第2メモリ部と、をさらに備え、前記血流速度データ残像処理部は、前記残像処理された血流速度データを前記第2メモリ部に出力し、前記血流パワーデータ残像処理部は、前記残像処理された血流パワーデータを前記第2メモリ部に出力する、請求項2に記載の超音波診断装置。

請求項4

前記血流パワーデータ残像処理部は、前記血流パワーデータの大きさに対応付けられた、異なる2つ以上の値のパーシスタンス係数を含む参照テーブルを記憶した第3メモリ部をさらに備える、請求項3に記載の超音波診断装置。

請求項5

前記血流パワーデータ残像処理部は、前記最新のフレームの血流パワーデータに基づいて第1パーシスタンス係数を決定する第1パーシスタンス係数決定部と、前記最新より以前のフレームの血流パワーデータに基づいて第2パーシスタンス係数を決定する第2パーシスタンス係数決定部と、前記第1パーシスタンス係数に基づいて、前記最新のフレームの血流パワーデータおよび前記最新より以前のフレームの血流パワーデータに対してパーシスタンス演算を行う第1パーシスタンス演算部と、前記第2パーシスタンス係数に基づいて、前記最新のフレームの血流パワーデータおよび前記最新より以前のフレームの血流パワーデータに対してパーシスタンス演算を行う第2パーシスタンス演算部と、前記第1パーシスタンス演算部から出力される演算結果と、前記第2パーシスタンス演算部から出力される演算結果とを比較し、大きい方の演算結果を前記残像処理された血流パワーデータとして出力する最大値選択部と、をさらに備える、請求項2に記載の超音波診断装置。

請求項6

前記血流パワーデータ残像処理部は、前記最新のフレームの血流パワーデータに基づいて第1パーシスタンス係数を決定する第1パーシスタンス係数決定部と、前記最新より以前のフレームの血流パワーデータに基づいて第2パーシスタンス係数を決定する第2パーシスタンス係数決定部と、前記最新のフレームの血流パワーデータと前記最新より以前のフレームの血流パワーデータとを比較し、前記最新のフレームの血流パワーデータの方が大きい場合は第1パーシスタンス係数を選択し、そうでない場合は第2パーシスタンス係数を選択するパーシスタンス係数選択部と、をさらに備え、前記パーシスタンス演算部は、前記選択されたパーシスタンス係数に基づいて、前記最新のフレームの血流パワーデータと、前記最新より以前のフレームの血流パワーデータと、前記パーシスタンス係数と、を用いてパーシスタンス演算を行う、請求項2に記載の超音波診断装置。

技術分野

0001

本発明は、カラーフローマッピング時の残像処理を行う超音波診断装置に関する。

背景技術

0002

超音波診断装置は、超音波を被検体に送信し、その反射エコーに含まれる情報を解析することにより、被検体内の画像を作成する。カラーフローマッピング(Color Flow Mapping、以下CFMと略す場合がある)と呼ばれる手法によって、被検体内の血流を画像化することが可能であり、医療分野全般において、血流状態を表示することのできる超音波診断装置が広く利用されている。

0003

カラーフローマッピングはドップラ効果を利用する手法である。超音波が血流を照射すると、ドップラ効果により血流速度反射強度に応じたドップラ偏移が反射エコーに生じる。このドップラ偏移の情報を直交検波によって検出し、MTI(Moving Target Indicator)フィルタと呼ばれるハイパスフィルタ処理自己相関処理およびノイズカット処理を施すことによって、血流速度、パワー(反射強度)、分散等に関する情報が得られる。

0004

例えば得られた血流速度の情報を色情報に変換し、二次元的にBモード断層画像エコー振幅輝度として表した画像)に重畳すると、被検体内の血流状態を好適に表示することができる。このような表示形態は、一般にカラードップライメージング(Color Doppler Imaging、CDI)や、カラードップラ法、カラーモード等と呼ばれる。

0005

一方、ドップラ偏移を受けた成分のパワー(反射強度)の大小を輝度や色味で表した断層画像を生成することも可能である。このように血流のパワーを用いて断層画像を生成する方法は、パワードップライメージング(Power Doppler Imaging、PDI)、あるいはパワードップラ法、パワーモード等と呼ばれる。パワーモードの画像を表示する超音波診断装置として、例えば特許文献1に開示された技術がある。

0006

また、血流のパワーと方向を用いて、パワーと血流の方向とを同時に表示する表示形態があり、このような表示形態を、以下では方向付きパワーモードと称する。方向付きパワーモードでは、血流速度の符号に基づいて、血流方向を色づけ(カラーマッピング)して表す。一般的には、例えば近づいてくる血流が赤系の色で示され、遠ざかる血流が青系の色で示される。

先行技術

0007

特開2012−254373号公報

発明が解決しようとする課題

0008

ところで、一定の時間間隔ごとに求められるドップラ偏移により得られる情報には、データごとに変化するノイズが含まれている。この時間変化するノイズを低減するため、最新ドプラ偏移データと、例えば複数フレーム分過去のドップラ偏移データとを重み付け加算して、これらのドプラ偏移データを平均化して1つのフレームの画像データとするパーシスタンス処理(残像処理)が行われることがある。このようなパーシスタンス処理によって、ドップラ偏移データに含まれるノイズを低減し、S/N比が向上された画像データを得ることができる。

0009

方向付きパワーモードにおいては、パワーデータと速度データを用いて画像を生成しているため、パワーデータのパーシスタンス処理と速度データのパーシスタンス処理とを行う必要がある。しかしながら、パワーデータのパーシスタンス処理と速度データのパーシスタンス処理とを互いに独立して行ってしまうと、画像に不具合が生じることがある。具体的には、例えばパワーデータに対してのみパーシスタンス処理を行い、速度データに対してはパーシスタンス処理を行わず、常に最新フレームの速度データを使用して画像を生成した場合、残像表示されているパワーデータに対応する適切な速度データが存在しないため、血流方向が適切に表示されない場合がある。また、パワーデータと速度データの両方にパーシスタンス処理を行う場合であっても、互いに独立して処理した結果、例えばパワーデータは残像効果が残っているのに速度データは残像効果がなくなってしまい、パワーデータと速度データとに不整合が生じて血流方向が適切に表示されない場合がある。

0010

本発明は、方向付きパワーモードにおいて、好適にパーシスタンス処理を行って不具合のない画像を生成することができる超音波診断装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0011

本発明の超音波診断装置は、探触子を繰り返し駆動し、前記探触子の駆動により送信された超音波が被検体において反射された反射エコーを前記探触子によって受信し、複数の受信信号を逐次生成する送受信部と、前記複数の受信信号に基づき、各フレームにおける前記被検体中の血流部分血流速度データおよび血流パワーデータを逐次生成するカラーフローマッピング信号処理部と、前記各フレームにおける血流速度データおよび血流パワーデータに対して残像処理を行う残像処理部と、を備え、前記残像処理部は、最新より以前のフレームの血流パワーデータと、最新のフレームの血流パワーデータとを比較し、最新より以前のフレームの血流パワーデータが最新のフレームの血流パワーデータより大きい場合には、最新より以前のフレームの血流速度データを、残像処理された血流速度データとして出力し、そうでない場合には、最新のフレームの血流速度データを、残像処理された血流速度データとして出力する血流速度データ残像処理部を備える。

発明の効果

0012

本発明によれば、方向付きパワーモードにおいて、好適にパーシスタンス処理を行って不具合のない画像を生成することができる超音波診断装置を提供することができる。

図面の簡単な説明

0013

本発明の第1の実施の形態に係る超音波診断装置の構成の一例を示すブロック図
最新のフレームにおける血流速度データ残像処理部の処理を説明するためのフローチャート
参照インデックスとパーシスタン係数との対応関係の一例を示すグラフ
本発明の第2の実施の形態に係る超音波診断装置の構成の一例を示すブロック図
第1参照インデックスと第1パーシスタンス係数との対応関係の一例を示すグラフ
第2参照インデックスと第2パーシスタンス係数との対応関係の一例を示すグラフ
本発明の第3実施の形態に係る超音波診断装置の構成の一例を示すブロック図

実施例

0014

(第1の実施の形態)
<超音波診断装置の構成例>
以下、図面を参照しながら本発明の第1の実施の形態に係る超音波診断装置について説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態に係る超音波診断装置の構成の一例を示すブロック図である。

0015

図1に示す超音波診断装置100は、探触子101と、超音波送受信部102と、CFM信号処理部103と、残像処理部104と、CFMDSC部105と、断層画像信号処理部106と、断層画像DSC部107と、画像合成部108と、表示部109とを備える。これらの構成のうち、探触子101および表示部109には汎用の探触子および表示装置を用いることが可能であり、超音波診断装置100は、探触子101および表示部109を備えていなくてもよい。

0016

超音波送受信部102は、探触子101を駆動する駆動信号を生成して探触子101へ出力する。これに応じて、探触子101は被検体に向けて超音波を送信する。また、探触子101は送信された超音波が被検体において反射することによって得られた反射エコーを受信し、受信信号を生成する。超音波送受信部102は、本発明の送受信部に対応する。

0017

より具体的には、探触子101は複数の圧電素子を含み、各圧電素子から超音波が送信される。複数の圧電素子から送信された超音波により超音波ビームが構成される。超音波送受信部102は、被検体を複数の超音波ビームによって走査するように、各圧電素子の遅延制御を行いながら探触子101を駆動する。

0018

被検体による反射エコーは各圧電素子によって受信される。超音波送受信部102は、各圧電素子の遅延制御を行うことにより、送信された超音波ビームに対応する受信信号を探触子101に生成させる。超音波ビームが被検体を1回走査すると、1フレーム分のデータが得られる。探触子101は、1秒間に数回〜数十回繰り返して被検体を走査することにより、毎秒数フレームから数十フレームの受信信号を逐次生成することができる。

0019

本第1の実施の形態に係る超音波診断装置100は、Bモード断層画像とカラーフローマッピング画像と生成し、これらを合成して表示部109に表示する。このため、超音波送受信部102の上述した超音波の送受信は、Bモード断層画像の生成およびカラーフローマッピング画像の生成のそれぞれについて行われる。Bモード断層画像の1秒当たりフレーム数およびカラーフローマッピング画像の1秒当たりのフレーム数は同じであってもよいし、異なっていてもよい。フレーム数が同じである場合には、Bモード断層画像生成のための超音波の送受信およびカラーフローマッピング画像生成のための超音波の送受信を交互に繰り返し行ってもよい。

0020

Bモード断層画像を生成する場合、超音波送受信部102は、Bモード断層画像の生成に適した送受信を行い、得られた受信信号を断層画像信号処理部106へ出力する。一方、カラーフローマッピング断層画像を生成する場合、超音波送受信部102は、カラーフローマッピング断層画像の生成に適した送受信を行い、得られた受信信号をCFM信号処理部103へ出力する。一般的に、カラーフローマッピング断層画像を生成する場合、安定したカラーフローマッピング断層画像を得るために、超音波送受信部102は、同じ音響線上において超音波の送受信を複数回行う。

0021

CFM信号処理部103は、受信信号に対して直交検波処理MTIフィルタ処理および自己相関処理を行った後、血流速度および血流パワーを算出したのち、システムあるいは音響ノイズを排除するノイズカット処理を行ってCFMフレームデータを生成する。すなわち、CFMフレームデータには、少なくとも血流速度および血流パワーに関するデータが含まれる。CFM信号処理部103はこの処理を、各フレームを構成する受信信号ごとに逐次繰り返して行う。CFM信号処理部103が生成したCFMフレームデータは、フレームごとに残像処理部104へ出力される。CFM信号処理部103は、本発明のカラーフローマッピング信号処理部に対応する。

0022

残像処理部104は、パーシスタンス係数を用いて、フレームごとにCFMフレームデータに対してパーシスタンス処理(残像処理)を行う。図1に示すように、残像処理部104は、フレームメモリ部111と、血流速度データ残像処理部112と、血流パワーデータ残像処理部113と、パーシスタンスメモリ部114と、を有する。残像処理部104の各構成が行う動作の詳細については、後述する。

0023

CFMDSC部105は、残像処理部104から出力される血流速度データおよび血流パワーデータの座標を変換し、画像合成部108へ出力する。

0024

断層画像信号処理部106は、受信信号に対してダイナミックフィルタ処理を施すことにより、不要なノイズをカットしたのち、包絡線検波処理およびダイナミックレンジ圧縮処理を施して断層画像DSC部107に断層画像フレームデータを出力する。断層画像DSC部107は、断層画像信号処理部106からの断層画像フレームデータの座標を変換し、画像合成部108へ出力する。

0025

画像合成部108は、CFMDSC部105および断層画像DSC部107から出力される各フレームデータを画素ごとに、あるいは、対応する測定点のデータごとに合成し、合成画像フレームデータを生成する。具体的には、血流速度あるいは血流パワーがゼロである場合は、断層画像フレームデータを表示し、そうでない場合は、CFMフレームデータを表示するように2つのデータを画素ごとに、あるいは、対応する測定点のデータごとに合成する。また、血流パワーや血流速度の符号に基づく血流の方向に応じてデータを色情報に変換し、表示部109に出力する。表示部109は、画像合成部108から受け取ったデータを表示する。

0026

<残像処理部の各構成の説明>
次に、残像処理部104の各構成について詳細に説明する。

0027

フレームメモリ部111は、CFM信号処理部103から入力された、最新のフレームのCFMフレームデータ(血流速度データおよび血流パワーデータ)を記憶する。なお、最新のフレームの血流速度データを、以下ではVcurrentと記載し、最新のフレームの血流パワーデータを、以下ではPcurrentと記載する。

0028

一方、パーシスタンスメモリ部114は、最新より前のフレームのCFMフレームデータを記憶する。最新より前のフレームのCFMフレームデータとは、例えば最新より1フレーム前のCFMフレームデータである。最新より1フレーム前のCFMフレームデータは、血流速度データ残像処理部112および血流パワーデータ残像処理部113が1つ前のフレームにおいて出力したデータである。以下では、最新より1フレーム前の血流速度データをVout−1、最新より1フレーム前の血流パワーデータをPout−1と記載する。

0029

血流速度データ残像処理部112は、最新のフレームの処理において、フレームメモリ部111からVcurrentおよびPcurrentを、パーシスタンスメモリ部114からVout−1およびPout−1を、それぞれ読み出し、読み出したデータに基づいて最新フレームの血流速度データVcurrentに対するパーシスタンス処理(残像処理)を行う。血流速度データ残像処理部112が行う、Vcurrentに対するパーシスタンス処理の詳細については後述する。

0030

そして、血流速度データ残像処理部112は、最新のフレームにおいてパーシスタンス処理された血流速度データをパーシスタンスメモリ部114およびCFMDSC部105に出力する。以下では、血流速度データ残像処理部112が生成した、最新のフレームにおいてパーシスタンス処理された血流速度データをVoutと記載する。

0031

血流パワーデータ残像処理部113は、最新のフレームの処理において、フレームメモリ部111からPcurrentを、パーシスタンスメモリ部114からPout−1を、それぞれ読み出し、読み出したデータに基づいて最新フレームの血流パワーデータPcurrentに対するパーシスタンス処理(残像処理)を行う。血流パワーデータ残像処理部113が行う、Pcurrentに対するパーシスタンス処理の詳細については後述する。

0032

そして、血流パワーデータ残像処理部113は、最新のフレームにおいてパーシスタンス処理された血流パワーデータをパーシスタンスメモリ部114およびCFMDSC部105に出力する。以下では、血流パワーデータ残像処理部113が生成した、最新のフレームにおいてパーシスタンス処理された血流パワーデータをPoutと記載する。

0033

パーシスタンスメモリ部114は、最新のフレームにおいてパーシスタンス処理された血流速度データVoutと、最新のフレームにおいてパーシスタンス処理された血流パワーデータPoutと、を記憶する。パーシスタンスメモリ部114に記憶されたVoutおよびPoutは、次のフレームの処理において、Vout−1およびPout−1として、血流速度データ残像処理部112および血流パワーデータ残像処理部113に出力される。

0034

[血流速度データ残像処理部の処理]
まず、血流速度データ残像処理部112の処理について説明する。血流速度データ残像処理部112は、フレームメモリ部111から読み出したVcurrentおよびPcurrent、パーシスタンスメモリ部114から読み出したVout−1およびPout−1に基づいて、以下のような処理を行う。

0035

図2は、最新のフレームにおける血流速度データ残像処理部112の処理を説明するためのフローチャートである。

0036

まず、ステップS101において、血流速度データ残像処理部112は、最新のフレームにおける血流パワーデータPcurrentの大きさと、最新より1フレーム前の血流パワーデータPout−1の大きさと、を比較する。

0037

ステップS102において、ステップS101の比較の結果、Pout−1>Pcurrentであると判定された場合(ステップS102:YES)、血流速度データ残像処理部112は、処理をステップS103に進め、そうでない場合(ステップS102:NO)、ステップS104に進める。

0038

なお、Pout−1>Pcurrentである場合(ステップS102:YES)とは、例えば、1フレーム前の残像効果が残っている状態が想定される。また、そうでない場合(ステップS102:NO)、すなわちPout−1≦Pcurrentである場合とは、例えば拍動により超音波診断装置100の走査部位に大量の血流が流れ込んだ場合等が想定される。

0039

ステップS103において、血流速度データ残像処理部112は、最新より1フレーム前の血流速度データVout−1を、最新のフレームにおいてパーシスタンス処理された血流速度データVoutとして出力する。

0040

一方、ステップS104において、血流速度データ残像処理部112は、最新のフレームの血流速度データVcurrentを、最新のフレームにおける、パーシスタンス処理された血流速度データVoutとして出力する。

0041

このように、血流速度データ残像処理部112は、最新のフレームにおける血流パワーデータPcurrentの大きさと、最新より1フレーム前の血流パワーデータPout−1の大きさと、に基づいて、最新のフレームにおいてパーシスタンス処理された血流速度データVoutの値を決定する。このような処理により、1フレーム前の血流パワーデータPout−1にパーシスタンス処理の効果が残っている場合に、パーシスタンス処理された血流速度データVoutとして最新より1フレーム前の血流速度データVout−1を出力することで、残像表示されている血流パワーデータに対応する適切な血流速度データが存在せず、血流方向が適切に表示されていない画像が後段の構成(CFMDSC部105や画像合成部108)によって生成される事態を回避することができる。このため、超音波診断装置100は、違和感のない画像を生成することができる。なお、本発明では、Pout−1>Pcurrentであるか否かではなく、代わりにPout−1≧Pcurrentであるか否かを判定してもよく、この場合も本発明の範囲に含まれる。

0042

[血流パワーデータ残像処理部113の処理]
次に、血流パワーデータ残像処理部113の処理について説明する。図1に示すように、血流パワーデータ残像処理部113は、パーシスタンス係数決定部115と、パーシスタンス係数参照メモリ部116と、パーシスタンス演算部117と、を有する。

0043

パーシスタンス係数決定部115は、フレームメモリ部111から読み出した、最新のフレームの血流パワーデータPcurrentに基づいて、パーシスタンス係数参照メモリ部116への参照インデックスを作成する。ここで、参照インデックスは、0から血流パワーデータの取り得る最大値Pmaxまでのいずれかの値である。また、パーシスタンス係数決定部115は、パーシスタンス係数参照メモリ部116にアクセスし、参照インデックスに対応付けられたパーシスタンス係数を読み出して、読み出したパーシスタンス係数をパーシスタンス演算部117に出力する。

0044

パーシスタンス係数参照メモリ部116には、予め血流パワーデータの大きさに対応付けられたパーシスタンス係数の参照テーブルが記憶されている。この参照テーブルには、血流パワーデータの大きさに応じて対応付けられた、異なる2つ以上の値のパーシスタンス係数が含まれる。

0045

図3は、参照インデックスとパーシスタンス係数との対応関係の一例を示すグラフである。図3において、横軸は参照インデックスを示し、縦軸は、パーシスタンス係数を示している。上述したように、参照インデックスは、0からPmaxまでのいずれかの値である。Pcurrentの増大にともなって単調に減少するパーシスタンス係数Cpersistenceが対応付けられている。つまり、図3に示すように、最新のフレームの血流パワーデータPcurrentの大きさにより異なるパーシスタンス係数Cpersistenceが対応付けられている。

0046

パーシスタンス演算部117は、フレームメモリ部111から読み出したPcurrentと、パーシスタンスメモリ部114から読み出したPout−1と、パーシスタンス係数決定部115から出力されたパーシスタンス係数Cpersistence(0≦Cpersistence≦1)に基づいて、以下の式(1)を用いてパーシスタンス演算を行う。
Pout=(1−Cpersistence)×Pcurrent+Cpersistence×Pout−1・・(1)

0047

図3に示すように、最新のフレームの血流パワーデータPcurrentが小さくなればなるほど、パーシスタンス係数Cpersistenceは大きくなる。このような場合、上記式(1)を用いたパーシスタンス演算によれば、最新より1フレーム前の血流パワーデータPout−1の重みが大きくなったPoutが算出される。これにより、後段の構成(CFMDSC部105や画像合成部108)がPoutを用いて画像を生成するとき、時間による変化を滑らかなカラーフローマッピング画像を生成することができる。

0048

そして、Pcurrentが大きくなるにつれて、パーシスタンス係数Cpersistenceは小さくなる。すると、上記式(1)を用いたパーシスタンス演算により、最新より1フレーム前の血流パワーデータPout−1の重みが小さくなる。その結果、Pcurrentが大きくなるにつれて、Pout−1の影響が小さくなったPoutが算出される。これにより、後段の構成(CFMDSC部105や画像合成部108)がPoutを用いて画像を生成するとき、急激な血流パワーの増大をリアルタイムで反映させたカラーフローマッピング画像を生成することができる。

0049

<作用・効果>
以上説明したように、本発明の第1の実施の形態に係る超音波診断装置100において、残像処理部104は、最新のフレームの血流速度データVcurrentに対してパーシスタンス処理(残像処理)を行う際に、最新のフレームの血流パワーデータPcurrentと最新より1フレーム前の血流パワーデータPout−1との大きさを比較し、Pout−1>Pcurrentであった場合には最新より1フレーム前の血流速度データVout−1をパーシスタンス処理された血流速度データVoutとして出力し、Pout−1≦Pcurrentであった場合にはVcurrentをパーシスタンス処理された血流速度データVoutとして出力する血流速度データ残像処理部112を有する。

0050

このような構成により、本発明の第1の実施の形態に係る超音波診断装置100によれば、1フレーム前の血流パワーデータのパーシスタンス処理の効果が残っている場合に、パーシスタンス処理された血流速度データとして最新より1フレーム前の血流速度データを出力することで、残像表示されているパワーデータに対応する適切な速度データが存在しないために血流方向が適切に表示されていない画像が生成される事態を回避することができる。

0051

また、本第1の実施の形態に係る超音波診断装置100では、残像処理部104は、最新のフレームの血流パワーデータの大きさに応じてパーシスタンス係数を決定するパーシスタンス係数決定部115を有する。すなわち、本第1の実施の形態に係る超音波診断装置100では、最新のフレームの血流パワーデータPcurrentに対するパーシスタンス演算に用いられるパーシスタンス係数は一定ではなく、Pcurrentの大きさに応じた動的な値である。これにより、血流パワーデータの大きさに応じてパーシスタンス係数を変化させ、残像効果を好適に調整することができる。

0052

(第2の実施の形態)
以下、本発明の第2の実施の形態に係る超音波診断装置100’について説明する。図4は、本発明の第2の実施の形態に係る超音波診断装置の構成の一例を示すブロック図である。

0053

図4に示す超音波診断装置100’は、残像処理部の血流パワーデータ残像処理部が、パーシスタンス係数決定部、パーシスタンス係数参照メモリ部、パーシスタンス演算部を2つずつ有する点において上記第1の実施の形態の超音波診断装置100と異なっている。以下では、第1の実施の形態との相違点についてのみ説明する。

0054

図4に示すように、残像処理部104’の血流パワーデータ残像処理部113’は、第1パーシスタンス係数決定部115Aと、第2パーシスタンス係数決定部115Bと、第1パーシスタンス係数参照メモリ部116Aと、第2パーシスタンス係数参照メモリ部116Bと、第1パーシスタンス演算部117Aと、第2パーシスタンス演算部117Bと、最大値選択部118と、を有する。

0055

第1パーシスタンス係数決定部115Aは、フレームメモリ部111から読み出したPcurrentに基づいて、第1パーシスタンス係数参照メモリ部116Aへの第1参照インデックスを作成する。第1参照インデックスの作成については後述する。

0056

また、第1パーシスタンス係数決定部115Aは、第1パーシスタンス係数参照メモリ部116Aにアクセスし、第1参照インデックスに対応付けられた第1パーシスタンス係数を読み出し、第1パーシスタンス演算部117Aに出力する。第1パーシスタンス係数参照メモリ部116Aには、予め血流データの大きさに対応付けられた第1パーシスタンス係数を含む第1参照テーブルが記憶されている。この第1参照テーブルは、血流パワーデータの大きさに対応付けられた異なる2つ以上の値のパーシスタンス係数を含む。

0057

これに対し、第2パーシスタンス係数決定部115Bは、パーシスタンスメモリ部114から読み出したPout−1の大きさに基づいて、第2パーシスタンス係数参照メモリ部116Bへの第2参照インデックスを作成する。第2パーシスタンス係数決定部115Bにおける第2参照インデックスの作成については後述する。

0058

また、第2パーシスタンス係数決定部115Bは、第2パーシスタンス係数参照メモリ部116Bにアクセスし、第2参照インデックスに対応付けられた第2パーシスタンス係数を読み出し、第2パーシスタンス演算部117Bに出力する。第2パーシスタンス係数参照メモリ部116Bには、予め血流パワーデータの大きさに対応付けられた第2パーシスタンス係数を含む第2参照テーブルが記憶されている。第2参照テーブルも、第1参照テーブルと同様に、血流パワーの値に応じて対応付けられた異なる2つ以上の値のパーシスタンス係数を含むが、以下において詳細に説明するように、同じ血流パワー値に対して対応付けられる第1パーシスタンス係数と第2パーシスタンス係数とは値が異なっている。

0059

第1パーシスタンス演算部117Aは、第1パーシスタンス係数決定部115Aから出力されたパーシスタンス係数と、PcurrentおよびPout−1と、に基づいて、第1の実施の形態のパーシスタンス演算部117と同様に、式(1)を用いてPcurrentに対してパーシスタンス演算を行う。

0060

同様に、第2パーシスタンス演算部117Bは、第2パーシスタンス係数決定部115Bから出力されたパーシスタンス係数と、PcurrentおよびPout−1と、に基づいて、式(1)を用いてPout−1に対してパーシスタンス演算を行う。

0061

第1パーシスタンス演算部117Aおよび第2パーシスタンス演算部117Bにおける演算は、設定されたパーシスタンス係数が異なる点を除いて同じである。

0062

第1パーシスタンス演算部117Aおよび第2パーシスタンス演算部117Bは、パーシスタンス演算の結果をそれぞれ最大値選択部118に出力する。

0063

最大値選択部118は、第1パーシスタンス演算部117Aおよび第2パーシスタンス演算部117Bからそれぞれ入力されたパーシスタンス演算の結果に基づいて、画素ごとに、あるいは、対応する測定点のデータごとにパーシスタンス演算の結果である血流パワーデータの絶対値を比較し、大きい方を選択して、最新のフレームにおいて残像処理された血流パワーデータPoutを生成する。

0064

そして、最大値選択部118は、補正を行った補正したPoutをCFMDSC部105およびパーシスタンスメモリ部114に出力する。

0065

次に、第1および第2パーシスタンス係数の決定方法について詳細に説明する。上述したように、第1パーシスタンス係数決定部115Aは、フレームメモリ部111から読み出したPcurrentの大きさに基づいて、第1パーシスタンス係数参照メモリ部116Aへの第1参照インデックスを作成する。

0066

図5Aは、第1参照インデックスと第1パーシスタンス係数との対応関係の一例を示すグラフである。図5Aにおいて、横軸は第1参照インデックスを示し、縦軸は、第1パーシスタンス係数を示している。第1の実施の形態において図3に例示した参照インデックスと同様に、第1参照インデックスは、0からPmaxまでのいずれかの値である。Pcurrentの増大にともなって単調に減少する第1パーシスタンス係数Cpersistenceが対応付けられている。つまり、最新のフレームの血流パワーデータPcurrentの大きさに応じて異なるパーシスタンス係数Cpersistenceが対応付けられる。

0067

一方、第2パーシスタンス係数決定部115Bは、パーシスタンスメモリ部114から読み出したPout−1の大きさに基づいて、第2パーシスタンス係数参照メモリ部116Bへの第2参照インデックスを作成する。第2参照インデックスも、0からPmaxまでのいずれかの値である。

0068

図5Bは、第2参照インデックスと第2パーシスタンス係数との対応関係の一例を示すグラフである。図5Bにおいて、横軸は第2参照インデックスを示し、縦軸は、第2パーシスタンス係数を示している。上述したように、第2参照インデックスは、0からPmaxまでのいずれかの値である。Pout−1の増大にともなって単調に増加する第2パーシスタンス係数Cpersistenceが対応付けられている。つまり、最新より1つ前のフレームの血流パワーデータPout−1に応じて異なるパーシスタンス係数Cpersistenceが対応付けられる。

0069

図5Aおよび図5Bに示すように、第1パーシスタンス係数は、最新のフレームの血流パワーPcurrentに対応付けられ、かつ、Pcurrentが大きいほど小さな値である。第1パーシスタンス係数が小さくなれば、最新のフレームの血流パワーをより考慮した演算となるため、第1パーシスタンス演算部117Aは、残像効果を抑制し、すみやかに血流パワーを変化させる演算を行うことになる。これに対し、第2パーシスタンス係数は、1つ前のフレームの血流パワーPout−1に対応付けられ、かつ、Pout−1が大きいほど大きな値である。第2パーシスタンス係数が大きくなれば、1つ前のフレームの血流パワーをより考慮した演算となるため、第2パーシスタンス演算部117Bは、残像効果を高め、血流パワーの変化を抑制する演算を行うことになる。

0070

なお、本第2の実施の形態において、血流速度データ残像処理部112は上記した第1の実施の形態と同様の動作を行うため、説明を省略する。第2の実施の形態における血流データ残像処理部112の作用は、第1の実施の形態と同じであり、第1の実施の形態と同等の効果を有する。

0071

従って、上述した第2の実施の形態に係る超音波診断装置100’によれば、血流方向が適切に表示されていない画像が生成される事態を回避するとともに、血流パワーデータに対して好適なパーシスタンス処理を行うことができる。

0072

(第3の実施の形態)
以下、本発明の第3の実施の形態に係る超音波診断装置100’’について説明する。図6は、本発明の第3実施の形態に係る超音波診断装置の構成の一例を示すブロック図である。

0073

図6に示す超音波診断装置100’’は、残像処理部が2つのパーシスタンス係数決定部、2つのパーシスタンス係数参照メモリ部を2つずつ有し、2つのパーシスタンス係数決定部が決定したパーシスタンス係数のうちいずれかを選択するパーシスタンス係数選択部を有する点において上記第1の実施の形態の超音波診断装置100と異なっている。以下では、第1および第2の実施の形態との相違点についてのみ説明する。

0074

図6に示すように、残像処理部104’’血流パワーデータ残像処理部113’’は、第1パーシスタンス係数決定部115Aと、第2パーシスタンス係数決定部115Bと、パーシスタンス係数選択部119と、第1パーシスタンス係数参照メモリ部116Aと、第2パーシスタンス係数参照メモリ部116Bと、パーシスタンス演算部117と、を有する。

0075

パーシスタンス係数選択部119は、フレームメモリ部111から最新のフレームの血流パワーデータPcurrentを、パーシスタンスメモリ部114から最新より1つ前のフレームの血流パワーデータPout−1を、それぞれ読み出し、Pcurrentの大きさとPout−1の大きさとを比較し、比較結果に基づいて、第1パーシスタンス係数決定部115Aが決定した第1パーシスタンス係数と、第2パーシスタンス係数決定部115Bが決定した第2パーシスタンス係数のいずれをパーシスタンス演算部117に出力するかを選択する。

0076

具体的には、パーシスタンス係数選択部119は、Pcurrentの方がPout−1より大きい場合は、第1パーシスタンス係数を選択し、そうでない場合は第2パーシスタンス係数を選択する。

0077

従って、第2の実施の形態と同様に、第1パーシスタンス係数は、最新のフレームの血流パワーPcurrentに対応付けられ、かつ、Pcurrentが大きいほど小さな値となる。第1パーシスタンス係数が小さくなれば、最新のフレームの血流パワーをより考慮した演算となるため、第1パーシスタンス係数を用いた場合のパーシスタンス演算部117は、残像効果を抑制し、すみやかに血流パワーを変化させる演算を行うことができる。これに対し、第2パーシスタンス係数は、1つ前のフレームの血流パワーPout−1に対応付けられ、かつ、Pout−1が大きいほど大きな値である。第2パーシスタンス係数が大きくなれば、1つ前のフレームの血流パワーをより考慮した演算となるため、第2パーシスタンス係数を用いた場合のパーシスタンス演算部117は、残像効果を高め、血流パワーの変化を抑制する演算を行うことができる。

0078

なお、本第3の実施の形態において、血流速度データ残像処理部112は上記した第1の実施の形態と同様の動作を行うため、説明を省略する。第3の実施の形態における血流データ残像処理部112の作用は、第1の実施の形態と同じであり、第1の実施の形態と同等の効果を有する。

0079

以上、図面を参照しながら各種実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。特許請求の範囲の記載範囲内において、当業者が想到できる各種の変更例または修正例についても、本発明の技術的範囲に含まれる。また、開示の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。

0080

また、上記実施の形態では、最新のフレームおよび1つ前のフレームの血流速度データあるいは血流パワーデータを用いてパーシスタンス処理を行っているが、2つ前、あるいは3つ以上前のフレームの血流速度データや血流パワーデータを用いてパーシスタンス処理を行ってもよい。また、式(1)に限られず、他の演算式を用いてパーシスタンス処理を行ってもよい。

0081

上記実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には、入力端子および出力端子を有する集積回路であるLSIとして実現される。これらは個別に1チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように1チップ化されてもよい。ここでは、LSIとしたが、集積度の違いにより、IC(IntegratedCircuit)、システムLSIスーパーLSI、ウルトラLSIと呼称されることもある。

0082

また、集積回路化の手法はLSIに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサを用いて実現してもよい。LSI製造後に、プログラムすることが可能なFPGA(Field Programmable Gate Array)、LSI内部の回路セルの接続または設定を再構成可能なリコンフィギュラブルプロセッサ(Reconfigurable Processor)を利用してもよい。

0083

さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術により、LSIに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックを集積化してもよい。

0084

本発明は、方向付きパワーモードの断層画像を表示することができる超音波診断装置に好適である。

0085

100,100’,100’’超音波診断装置
101探触子
102超音波送受信部
103 CFM信号処理部
104,104’,104’’残像処理部
105 CFMDSC部
106断層画像信号処理部
107 断層画像DSC部
108画像合成部
109 表示部
111フレームメモリ部
112血流速度データ残像処理部
113血流パワーデータ残像処理部
114 パーシスタンスメモリ部
115 パーシスタンス係数決定部
115A 第1パーシスタンス係数決定部
115B 第2パーシスタンス係数決定部
116 パーシスタンス係数参照メモリ部
116A 第1パーシスタンス係数参照メモリ部
116B 第2パーシスタンス係数参照メモリ部
117 パーシスタンス演算部
117A 第1パーシスタンス演算部
117B 第2パーシスタンス演算部
118最大値選択部
119 パーシスタンス係数選択部

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