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技術 超音波診断装置、超音波診断方法及びプログラム

出願人 コニカミノルタ株式会社
発明者 武田義浩川端章裕
出願日 2019年2月21日 (1年8ヶ月経過) 出願番号 2019-029738
公開日 2020年8月31日 (2ヶ月経過) 公開番号 2020-130728
状態 未査定
技術分野 超音波診断装置
主要キーワード 折り返し周波数 位相差ベクトル IIRフィルター メディアンフィルター処理 パワー表示 方向変換処理 自己相関信号 折り返し現象
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2020年8月31日)のものです。
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図面 (13)

課題

CFM画像における動態描出の安定性及び応答性を向上できる超音波診断装置超音波診断方法及びプログラムを提供する。

解決手段

超音波診断装置は、超音波プローブによって得られた受信信号から1フレーム分の動態データからなるフレームデータを生成するフレームデータ生成部と、フレームデータに基づいて動態の状態を示すカラードプラ画像を生成するカラードプラ画像処理部と、カラードプラ画像を表示部に表示させる表示処理部と、を備える。カラードプラ画像処理部は、時間軸方向に連続する複数のフレームに対応する複数のフレームデータを用いてフレーム間メディアンフィルター処理を行うフレーム間メディアンフィルター処理部と、最新の第1フレームデータとフレーム間メディアンフィルター処理後の第2フレームデータを重み付け加算してカラードプラ画像を生成する重み付け加算処理部と、を有する。

概要

背景

従来、医用画像診断装置の一つとして、超音波を被検体に向けて送信し、その反射波を受信して受信信号に所定の信号処理を行うことにより、被検体内部の形状、性状又は動態超音波画像として可視化する超音波診断装置が知られている。超音波診断装置は、超音波プローブ体表に当てる又は体内に挿入するという簡単な操作で超音波画像を取得することができるので、安全であり、被検体にかかる負担も小さい。

このような超音波診断装置において、血流などの動態解析を行う場合、Bモード画像に生体内動き情報(例えば、血流)を示すカラー画像を重ねて表示するカラードプラ法(CFM:Color Flow Mapping)が有用である(例えば、特許文献1参照)。カラードプラ法では、例えば、血流の流速、方向、パワー(流量)及び分散(乱れ具合)の4つの情報を得ることができ、異常血流の位置や範囲を把握することができる。以下において、カラードプラ法により得られる超音波画像を「CFM画像」と称する。

また、超音波診断装置では、生体組織輪郭を鮮明に描出するために、ノイズ除去処理などの各種画像処理が行われる。例えば、特許文献2では、時間軸方向に連続する複数のフレームのフレームデータを用いてメディアンフィルタ処理を行うことが開示されている。

概要

CFM画像における動態描出の安定性及び応答性を向上できる超音波診断装置、超音波診断方法及びプログラムを提供する。超音波診断装置は、超音波プローブによって得られた受信信号から1フレーム分の動態データからなるフレームデータを生成するフレームデータ生成部と、フレームデータに基づいて動態の状態を示すカラードプラ画像を生成するカラードプラ画像処理部と、カラードプラ画像を表示部に表示させる表示処理部と、を備える。カラードプラ画像処理部は、時間軸方向に連続する複数のフレームに対応する複数のフレームデータを用いてフレーム間メディアンフィルター処理を行うフレーム間メディアンフィルター処理部と、最新の第1フレームデータとフレーム間メディアンフィルター処理後の第2フレームデータを重み付け加算してカラードプラ画像を生成する重み付け加算処理部と、を有する。

目的

本発明の目的は、CFM画像における動態描出の安定性及び応答性を向上できる超音波診断装置、超音波診断方法及びプログラムを提供する

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

検体に向けて超音波を送信するように超音波プローブを駆動するとともに、被検体内反射された反射波に基づく受信信号を前記超音波プローブから受信して、超音波画像を生成し、表示する超音波診断装置であって、前記超音波プローブによって得られた受信信号から1フレーム分の動態データからなるフレームデータを生成するフレームデータ生成部と、前記フレームデータに基づいて動態の状態を示すカラードプラ画像を生成するカラードプラ画像処理部と、前記カラードプラ画像を表示部に表示させる表示処理部と、を備え、前記カラードプラ画像処理部は、時間軸方向に連続する複数のフレームに対応する複数のフレームデータを用いてフレーム間メディアンフィルター処理を行うフレーム間メディアンフィルター処理部と、最新の第1フレームデータと前記フレーム間メディアンフィルター処理後の第2フレームデータを重み付け加算して前記カラードプラ画像を生成する重み付け加算処理部と、を有する、超音波診断装置。

請求項2

前記重み付け加算処理部は、診断対象部位フレームレート、若しくは、前記第1フレームデータ又は前記第2フレームデータに基づく血流情報の少なくとも1つに基づいて、重み付け加算係数を決定する、請求項1に記載の超音波診断装置。

請求項3

前記重み付け加算処理部は、前記診断対象部位に応じて前記重み付け加算係数が予め設定されている第1のテーブルを参照して、前記重み付け加算係数を決定する、請求項2に記載の超音波診断装置。

請求項4

前記第1のテーブルにおいて、反応性が要求される診断対象部位に対する前記重み付け加算係数は、動態描出の安定性が要求される診断対象部位に対する前記重み付け加算係数よりも大きく設定されている、請求項3に記載の超音波診断装置。

請求項5

前記重み付け加算処理部は、前記フレームレートに応じて前記重み付け加算係数が予め設定されている第2のテーブルを参照して、前記重み付け加算係数を決定する、請求項2から4に記載の超音波診断装置。

請求項6

前記第2テーブルにおいて、低フレームレートに対する前記重み付け加算係数は、高フレームレートに対する前記重み付け加算係数よりも大きく設定されている、請求項5に記載の超音波診断装置。

請求項7

前記重み付け加算処理部は、前記血流情報に応じて前記重み付け加算係数が予め設定されている第3のテーブルを参照して、前記重み付け加算係数を決定する、請求項2から6のいずれか一項に記載の超音波診断装置。

請求項8

前記重み付け加算処理部は、前記第1フレームデータ及び前記第2フレームデータの少なくとも一方に基づいて、1フレームを細分化した小領域ごとに、血流領域を構成するか否かの確率を示す血流確率を算出し、前記血流確率に応じて前記重み付け加算係数を決定する、請求項7に記載の超音波診断装置。

請求項9

前記第3のテーブルにおいて、前記血流確率が高い場合の前記重み付け加算係数は、前記血流確率が低い場合の前記重み付け加算係数よりも大きく設定されている、請求項8に記載の超音波診断装置。

請求項10

前記第1フレームデータ及び前記第2フレームデータは、動態の流量を示すパワーデータ及び流速を示す速度データの少なくとも一方を含む、請求項7から9のいずれか一項に記載の超音波診断装置。

請求項11

前記重み付け加算処理部は、前記第1フレームデータ及び前記第2フレームデータの少なくとも一方を入力として、前記血流確率を出力する血流判定部を有する、請求項7から10のいずれか一項に記載の超音波診断装置。

請求項12

前記血流判定部は、機械学習により構築された学習モデルを用いた識別器である、請求項11に記載の超音波診断装置。

請求項13

前記フレームデータは、動態の流速を示す速度データを含み、前記フレーム間メディアンフィルター処理部は、前記速度データに基づいて前記カラードプラ画像を生成する場合に、前記速度データの絶対値に対して前記フレーム間メディアンフィルター処理を適用し、得られた結果に対して元の速度データの符号を復元する、請求項1から12のいずれか一項に記載の超音波診断装置。

請求項14

被検体に向けて超音波を送信するように超音波プローブを駆動するとともに、被検体内で反射された反射波に基づく受信信号を前記超音波プローブから受信して、超音波画像を生成し、表示する超音波診断方法であって、前記超音波プローブによって得られた受信信号から1フレーム分の動態データからなるフレームデータを生成する第1工程と、前記フレームデータに基づいて動態の状態を示すカラードプラ画像を生成する第2工程と、前記カラードプラ画像を表示部に表示させる第3工程と、を備え、前記第2工程は、時間軸方向に連続する複数のフレームに対応する複数のフレームデータを用いてフレーム間メディアンフィルター処理を行う工程と、最新の第1フレームデータと前記フレーム間メディアンフィルター処理後の第2フレームデータを重み付け加算して前記カラードプラ画像を生成する工程と、を含む、超音波診断方法。

請求項15

被検体に向けて超音波を送信するように超音波プローブを駆動するとともに、被検体内で反射された反射波に基づく受信信号を前記超音波プローブから受信して、超音波画像を生成し、表示する超音波診断装置のコンピューターに所定の処理を実行させるプログラムであって、前記所定の処理は、前記超音波プローブによって得られた受信信号から1フレーム分の動態データからなるフレームデータを生成する第1処理と、前記フレームデータに基づいて動態の状態を示すカラードプラ画像を生成する第2処理と、前記カラードプラ画像を表示部に表示させる第3処理と、を備え、前記第2処理は、時間軸方向に連続する複数のフレームに対応する複数のフレームデータを用いてフレーム間メディアンフィルター処理を行う処理と、最新の第1フレームデータと前記フレーム間メディアンフィルター処理後の第2フレームデータを重み付け加算して前記カラードプラ画像を生成する処理と、を含む、プログラム。

技術分野

0001

本発明は、超音波診断装置超音波診断方法及びプログラムに関し、特に、カラードプラ法を利用した動態解析に有用な技術に関する。

背景技術

0002

従来、医用画像診断装置の一つとして、超音波を被検体に向けて送信し、その反射波を受信して受信信号に所定の信号処理を行うことにより、被検体内部の形状、性状又は動態超音波画像として可視化する超音波診断装置が知られている。超音波診断装置は、超音波プローブ体表に当てる又は体内に挿入するという簡単な操作で超音波画像を取得することができるので、安全であり、被検体にかかる負担も小さい。

0003

このような超音波診断装置において、血流などの動態解析を行う場合、Bモード画像に生体内動き情報(例えば、血流)を示すカラー画像を重ねて表示するカラードプラ法(CFM:Color Flow Mapping)が有用である(例えば、特許文献1参照)。カラードプラ法では、例えば、血流の流速、方向、パワー(流量)及び分散(乱れ具合)の4つの情報を得ることができ、異常血流の位置や範囲を把握することができる。以下において、カラードプラ法により得られる超音波画像を「CFM画像」と称する。

0004

また、超音波診断装置では、生体組織輪郭を鮮明に描出するために、ノイズ除去処理などの各種画像処理が行われる。例えば、特許文献2では、時間軸方向に連続する複数のフレームのフレームデータを用いてメディアンフィルタ処理を行うことが開示されている。

先行技術

0005

国際公開第2011/036891号
米国特許第9943289号明細書

発明が解決しようとする課題

0006

しかしながら、特許文献2に開示の手法は、動態描出の安定性動きの滑らかさ)やノイズ抑制には有効であるが、心臓頸動脈などの拍動を伴う血流などの応答性が要求される場合に対応することは困難である。

0007

本発明の目的は、CFM画像における動態描出の安定性及び応答性を向上できる超音波診断装置、超音波診断方法及びプログラムを提供することである。

課題を解決するための手段

0008

本発明に係る超音波診断装置は、
被検体に向けて超音波を送信するように超音波プローブを駆動するとともに、被検体内で反射された反射波に基づく受信信号を前記超音波プローブから受信して、超音波画像を生成し、表示する超音波診断装置であって、
前記超音波プローブによって得られた受信信号から1フレーム分の動態データからなるフレームデータを生成するフレームデータ生成部と、
前記フレームデータに基づいて動態の状態を示すカラードプラ画像を生成するカラードプラ画像処理部と、
前記カラードプラ画像を表示部に表示させる表示処理部と、を備え、
前記カラードプラ画像処理部は、
時間軸方向に連続する複数のフレームに対応する複数のフレームデータを用いてフレーム間メディアンフィルター処理を行うフレーム間メディアンフィルター処理部と、
最新の第1フレームデータと前記フレーム間メディアンフィルター処理後の第2フレームデータを重み付け加算して前記カラードプラ画像を生成する重み付け加算処理部と、を有する。

0009

本発明に係る超音波診断方法は、
被検体に向けて超音波を送信するように超音波プローブを駆動するとともに、被検体内で反射された反射波に基づく受信信号を前記超音波プローブから受信して、超音波画像を生成し、表示する超音波診断方法であって、
前記超音波プローブによって得られた受信信号から1フレーム分の動態データからなるフレームデータを生成する第1工程と、
前記フレームデータに基づいて動態の状態を示すカラードプラ画像を生成する第2工程と、
前記カラードプラ画像を表示部に表示させる第3工程と、を備え、
前記第2工程は、
時間軸方向に連続する複数のフレームに対応する複数のフレームデータを用いてフレーム間メディアンフィルター処理を行う工程と、
最新の第1フレームデータと前記フレーム間メディアンフィルター処理後の第2フレームデータを重み付け加算して前記カラードプラ画像を生成する工程と、を含む。

0010

本発明に係るプログラムは、
被検体に向けて超音波を送信するように超音波プローブを駆動するとともに、被検体内で反射された反射波に基づく受信信号を前記超音波プローブから受信して、超音波画像を生成し、表示する超音波診断装置のコンピューターに所定の処理を実行させるプログラムであって、
前記所定の処理は、
前記超音波プローブによって得られた受信信号から1フレーム分の動態データからなるフレームデータを生成する第1処理と、
前記フレームデータに基づいて動態の状態を示すカラードプラ画像を生成する第2処理と、
前記カラードプラ画像を表示部に表示させる第3処理と、を備え、
前記第2処理は、
時間軸方向に連続する複数のフレームに対応する複数のフレームデータを用いてフレーム間メディアンフィルター処理を行う処理と、
最新の第1フレームデータと前記フレーム間メディアンフィルター処理後の第2フレームデータを重み付け加算して前記カラードプラ画像を生成する処理と、を含む。

発明の効果

0011

本発明によれば、CFM画像における動態描出の安定性及び応答性を向上することができる。

図面の簡単な説明

0012

図1は、実施の形態に係る超音波診断装置の外観を示す図である。
図2は、超音波プローブの構成を示す図である。
図3は、超音波診断装置の制御系の主要部を示すブロック図である。
図4は、CFMモード信号処理部を示すブロック図である。
図5は、CFM画像処理部を示すブロック図である。
図6は、フレーム間メディアンフィルター処理を説明するための図である。
図7は、血流確率を決定するためのテーブルの一例を示す図である。
図8A〜図8Eは、重み付け加算係数を設定するためのルックアップテーブルの一例を示す図である。
図9は、超音波診断処理の一例を示すフローチャートである。
図10は、CFMモード信号処理の一例を示すフローチャートである。
図11A、図11Bは、重み付け加算係数を設定するための判定テーブルの一例を示す図である。
図12は、基準LUTの他の例を示す図である。

実施例

0013

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。

0014

図1は、本発明の一実施の形態に係る超音波診断装置Aの外観を示す図である。図2は、超音波プローブ2の構成を示す図である。図3は、超音波診断装置Aの制御系の主要部を示すブロック図である。

0015

図1に示すように、超音波診断装置Aは、超音波診断装置本体1及び超音波プローブ2を備える。超音波診断装置本体1と超音波プローブ2は、ケーブル3を介して接続される。なお、超音波プローブ2は、超音波診断装置本体1と無線通信を介して接続されてもよい。

0016

超音波診断装置Aは、被検体内の形状、性状又は動態を超音波画像として可視化し、画像診断するために用いられる。超音波診断装置Aは、表示モードとして、Bモード画像のみを表示させるモード(以下、「Bモード」と称する)、Bモード画像上にカラードプラ法によって得られるCFM画像を重畳して表示させるモード(以下、「CFMモード」と称する)を、有する。以下において、Bモード画像にCFM画像を重畳した画像を「CFMモード画像」と称する。超音波診断装置Aは、CFMモード画像において、動態(例えば、血流)を鮮明に描出できることが特徴的である。

0017

CFMモードには、例えば、動態の流速及び方向をカラー表示するV表示(速度表示)、動態の流速及び分散をカラー表示するV−T表示(速度—分散表示)、動態のパワーをカラー表示するP表示(パワー表示)がある。なお、CFMモードは、T表示(分散表示)、dP表示(方向付パワー表示)等を含んでもよい。

0018

V表示及びV−T表示では、超音波プローブ2に近づく方向の流れが赤系統の色で表示され、遠ざかる流れが青系統の色で表示される。また、動体の速度が速いほど明るく表示され、遅いほど暗く表示される。P表示では、パワーが大きいほど明るく表示され、小さいほど暗く表示される。これにより、利用者は、動体の流速、方向、パワー及び分散を視覚的に把握することができる。

0019

超音波プローブ2は、被検体に対して超音波を送信するとともに、被検体で反射された超音波エコーを受信し、受信信号に変換して超音波診断装置本体1に送信する。超音波プローブ2には、コンベックスプローブリニアプローブ、又はセクタプローブ等の任意の電子スキャン方式のプローブを適用することができる。

0020

図2に示すように、超音波プローブ2は、超音波放射側から順に、音響レンズ21、音響整合層22、振動子アレイ23、バッキング材24を有する。なお、音響レンズ21の表面(超音波放射面)には、保護層が配置されてもよい。

0021

音響レンズ21は、超音波をスライス方向収束させるレンズであり、例えば、スライス方向における中央部が盛り上がったかまぼこ形状を有する。
音響整合層22は、超音波を効率よく被検体内に進入させるための中間的物質であり、振動子(図示略)と被写体の音響インピーダンス整合させる。

0022

振動子アレイ23は、スキャン方向に単列又は多列で配置された複数の短冊状の振動子(図示略)により構成される。
バッキング材24は、振動子アレイ23で発生する不要振動減衰する。

0023

超音波プローブ2によれば、スライス方向に収束する超音波のビームプロファイルが得られる。また、駆動する振動子を切り替えることにより、超音波をスキャン方向に収束させることもできる(いわゆる電子スキャン方式)。

0024

超音波診断装置本体1は、超音波プローブ2からの受信信号を用いて、被検体の内部状態を超音波画像として可視化する。図3に示すように、超音波診断装置本体1は、送信部11、受診部12、ROI設定部13、フレームデータ記憶部14、受信データ記憶部15、表示処理部16、表示部17、操作入力部18、Bモード信号処理部20、CFMモード信号処理部30、及び制御部40等を備える。

0025

送信部11、受信部12、ROI設定部13、Bモード信号処理部20、CFMモード信号処理部30及び表示処理部16は、例えば、DSP(Digital Signal Processor)、ASIC(Application Specific IntegratedCircuit)、PLD(Programmable Logic Device)等の、各処理に応じた少なくとも一つの専用ハードウェア電子回路)で構成される。

0026

制御部40は、演算制御装置としてのCPU(Central Processing Unit)41、主記憶装置としてのRAM(Random Access Memory)42及びROM(Read Only Memory)43等を有する。ROM43には、基本プログラムや基本的な設定データが記憶される。CPU41は、ROM43から処理内容に応じたプログラムを読み出してRAM42に展開し、展開したプログラムを実行することにより、超音波診断装置本体1の各機能ブロック(送信部11、受信部12、ROI設定部13、フレームデータ記憶部14、受信データ記憶部15、表示処理部16、表示部17、Bモード信号処理部20及びCFMモード信号処理部30)の動作を集中制御する。

0027

本実施の形態では、機能ブロックを構成する各ハードウェアと制御部40とが協働することにより、各機能ブロックの機能が実現される。なお、制御部40がプログラムを実行することにより、各機能ブロックの一部又は全部の機能が実現されるようにしてもよい。

0028

送信部11は、制御部40の指示に従って、送信信号駆動信号)を生成して、超音波プローブ2に出力する。図示を省略するが、送信部11は、例えば、クロック発生回路パルス発生回路パルス幅設定部及び遅延回路を有する。

0029

クロック発生回路は、パルス信号送信タイミング送信周波数を決定するクロック信号を発生させる。パルス発生回路は、所定の周期で予め設定された電圧振幅バイポーラー型の矩形波パルスを発生させる。パルス幅設定部は、パルス発生回路から出力される矩形波パルスのパルス幅を設定する。パルス発生回路で生成された矩形波パルスは、パルス幅設定部への入力前又は入力後に、超音波プローブ2の個々の振動子ごとに異なる配線経路に分離される。遅延回路は、生成された矩形波パルスを、振動子ごとの送信タイミングに応じて遅延させ、超音波プローブ2に出力する。

0030

受信部12は、制御部40の指示に従って、超音波プローブ2からの受信信号を受信し、受信データ記憶部15、Bモード信号処理部20及びCFMモード信号処理部30へ出力する。図示を省略するが、受信部12は、例えば、増幅器、A/D変換回路整相加算回路を有する。

0031

増幅器は、超音波プローブ2の各振動子により受信された超音波に応じた受信信号を予め設定された所定の増幅率でそれぞれ増幅する。A/D変換回路は、増幅された受信信号を所定のサンプリング周波数デジタルデータに変換する。整相加算回路は、A/D変換された受信信号に対して、振動子に対応した配線経路毎に遅延時間を与えて時相を整え、これらを加算整相加算)する。

0032

送信部11及び受信部12による超音波の送受信処理は、Bモード画像の生成及びCFM画像の生成のそれぞれについて行われる。具体的には、Bモード画像を生成するための超音波の送受信は、全走査領域に対して行われ、CFM画像を生成するための超音波の送受信は、後述する関心領域に対応する走査領域に対して行われる。一般に、CFM画像を生成する場合、同じ音響線上において超音波の送受信が複数回行われる。

0033

ROI設定部13は、制御部40の指示に従って、超音波画像における関心領域(ROI:Region of Interest)を設定する。ROI設定部13は、例えば、操作入力部18の操作によりBモード画像上で設定された領域を、関心領域として設定する。関心領域は、診断対象(例えば、血流部)を含むように設定され、Bモード画像上にROI枠として表示される。このROI枠内に、CFM画像が重畳して表示される。

0034

フレームデータ記憶部14は、例えば、DRAM(Dynamic Random Access Memory)などの揮発性メモリ又は高速書き換えが可能な不揮発性メモリで構成される。フレームデータ記憶部14は、Bモード信号処理部20及びCFMモード信号処理部30で生成されたフレームデータを、フレーム単位で記憶する。CFM画像用のフレームデータは、CFMモード信号処理部30で画像処理が行われる前の動態データで構成される。動態データは、動態の速度を示す速度データV、流量を示すパワーデータP及び乱れ具合を示す分散データTを含む。フレームデータ記憶部14に記憶されたフレームデータは、制御部40の制御に従って読み出され、Bモード信号処理部20及びCFMモード信号処理部30(CFM画像処理部32)において所定の画像処理が施される。

0035

受信データ記憶部15は、フレームデータ記憶部14と同様に、例えば、DRAMなどの揮発性メモリ又は高速書き換えが可能な不揮発性メモリで構成される。受信データ記憶部15は、受信部12からの受信信号に基づく受信データ(RFデータ)を記憶する。なお、フレームデータ記憶部14及び受信データ記憶部15は、同じ記憶装置で構成されてもよい。

0036

Bモード信号処理部20は、制御部40の指示に従って、受信部12又は受信データ記憶部15からのBモード画像用の受信データに、包絡線検波処理、対数圧縮処理等を施して、ダイナミックレンジゲインの調整を行って輝度変換することで、Bモード画像データを生成する。なお、Bモード信号処理部20は、超音波プローブ2の種類に応じた座標変換及び画素補間を行うDSC(Digital Scan Converter)を含む。

0037

CFMモード信号処理部30は、制御部40の指示に従って、受信部12又は受信データ記憶部15からのCFM画像用の受信データに基づいて、CFM画像データを生成する。CFM画像データは、輝度情報及び色情報を含む。CFMモード信号処理部30の詳細については後述する。

0038

表示処理部16は、制御部40の指示に従って、Bモード信号処理部20及びCFMモード信号処理部30において生成された画像データを、表示部17に対応する表示信号に変換して出力し、表示部17にBモード画像又はCFMモード画像を表示させる。例えば、表示処理部16は、Bモード選択時には、Bモード信号処理部20からのBモード画像データを表示信号に変換して表示部17に出力する。また、表示処理部16は、CFMモード選択時には、Bモード信号処理部20からのBモード画像データと、CFMモード信号処理部30からのCFM画像データとを合成し、合成されたCFMモード画像データを表示信号に変換して表示部17に出力する。また、表示処理部16は、ROI設定部13による関心領域の設定に応じて、Bモード画像又はCFMモード画像にROI枠を重畳する。

0039

表示部17は、例えば、液晶ディスプレイ有機ELディスプレイCRTディスプレイ等で構成される。表示部17は、制御部40の指示に従って、表示処理部16からの表示信号に基づいて画像を表示する。

0040

操作入力部18は、例えば、診断に関する情報の入力を受け付ける。操作入力部18は、例えば、複数の入力スイッチを有する操作パネルキーボード、及びマウス等を有する。なお、操作入力部18は、表示部17と一体的に設けられるタッチパネルで構成されてもよい。利用者は、操作入力部18を介して、関心領域、診断対象部位、超音波プローブ2の種類、及びCFMモード信号処理部30における画像処理方法(フレーム間メディアンフィルター処理の有無)などを設定することができる。

0041

図4は、CFMモード信号処理部30を示すブロック図である。図5は、CFM画像処理部32を示すブロック図である。図4に示すように、CFMモード信号処理部30は、フレームデータ生成部31、CFM画像処理部32及びCFM画像変換部33を有する。

0042

フレームデータ生成部31は、受信部12又は受信データ記憶部15からのCFM画像用の受信データに基づいて、速度データV、パワーデータP及び分散データTを含む1フレーム分の動態データからなるフレームデータを生成する。本実施の形態では、フレームデータ生成部31は、直交検波処理部311、コーナーターン処理部312、MTI(Moving Target Indicator)フィルター処理部313、相関演算部314及びデータ変換部315を有している。

0043

直交検波処理部311は、制御部40の指示に従い、CFM画像用の受信データを直交検波することにより、複素ドプラ信号I(実部)、Q(虚部)を取得する。
コーナーターン処理部312は、制御部40の指示に従い、直交検波処理部311からの複素ドプラ信号I、Qに対して、同一音響線ごとに、コーナーターン処理(深さ方向/アンサンブル方向変換処理)を行う。
MTIフィルター処理部313は、制御部40の指示に従い、コーナーターン処理部312からの複素ドプラ信号I、Qをフィルタリングして、不要な血管壁組織等を示すクラッター成分を除去する。
相関演算部314は、制御部40の指示に従い、MTIフィルター処理部313からの複素ドプラ信号I、Qに基づいて、ドプラ信号の自己相関演算平均値位相差ベクトルの平均値)を示す自己相関信号D(実部)、N(虚部)を算出する。
データ変換部315は、制御部40の指示に従い、相関演算部314からの自己相関信号D、Nに基づいて、速度データV、パワーデータP及び分散データTを算出する。算出された速度データV、パワーデータP及び分散データTは、フレームデータとして、CFM画像処理部32に出力されるとともに、フレームデータ記憶部14に記憶される。
なお、本実施の形態で示すフレームデータ生成部31の構成は一例であり、これに限定されない。

0044

CFM画像処理部32は、フレームデータ生成部31(データ変換部315)又はフレームデータ記憶部14からのフレームデータに基づいてCFM画像データを生成する。図5に示すように、CFM画像処理部32は、ノイズ除去フィルター処理部321、フレーム間メディアンフィルター処理部322、重み付け加算処理部323、空間フィルター処理部324及びパーシスタンス処理部325を有する。

0045

ノイズ除去フィルター処理部321は、いわゆるキーホールフィルターで構成され、CFM画像のフレームデータをフィルタリングして、低速、低パワーの信号をノイズとして除去する。ノイズ除去フィルター処理は、例えば、V表示及びV−T表示では、速度データVに対してのみ適用され、P表示では、パワーデータPに対してのみ適用される。なお、ノイズ除去フィルター処理は、ノイズが検出されたときに、速度データV、パワーデータP及び分散データTのすべてに対して適用されてもよい。

0046

フレーム間メディアンフィルター処理部322は、連続する複数のフレーム間でフレーム間メディアンフィルター処理を行う。すなわち、フレーム間メディアンフィルター処理部322は、時間軸方向に連続する複数のフレームに対応するフレームデータを用いて、同一座標値(画素)ごとに動態データ(速度データV、パワーデータP又は分散データT)の中央値を取得し、取得した中央値が格納された動態データを得る。フレーム間メディアンフィルター処理は、V表示及びV−T表示では、速度データVに対してのみ適用され、P表示では、パワーデータPに対してのみ適用されるのが好ましい。これにより、CPU41の処理負荷を軽減することができる。フレーム間メディアンフィルター処理の詳細については、後述する。

0047

重み付け加算処理部323は、最新フレームのフレームデータ(第1フレームデータ)とフレーム間メディアンフィルター処理後のフレームデータ(第2のフレームデータ)との重み付け加算処理(いわゆるαブレンド処理)を行う。本実施の形態では、重み付け加算処理に用いる重み付け加算係数αを適宜制御することにより、動態描出の安定性と応答性の向上が図られている。重み付け加算処理の詳細については、後述する。

0048

空間フィルター処理部324は、いわゆる2次元加重平均フィルターで構成され、重み付け加算処理後の速度データV、パワーデータP及び分散データTをスムージングする。空間フィルター処理は、例えば、V表示及びV−T表示では、速度データV及び分散データTに対して適用され、P表示では、パワーデータPに対して適用される。

0049

パーシスタンス処理部325は、いわゆるIIRフィルターで構成され、フレーム間で残像効果が現れるように、フレームデータを処理する。

0050

CFM画像変換部33は、例えば、DSC(Digital Scan Convertor)で構成され、フレームデータを構成する速度データV、パワーデータP又は分散データTのうち、CFMモードで使用する動態データを輝度値に変換するとともに、超音波プローブ2の種類に応じた座標変換及び画素補間を行う。

0051

図6は、フレーム間メディアンフィルター処理を説明するための図である。図6に示すように、フレーム間メディアンフィルター処理部322は、最新フレーム(現在のフレーム)のフレームデータF5と、過去フレームのフレームデータF1〜F4を一時的に記憶しておき、これらのフレームデータF1〜F5の同じ画素の動態データP1,V1〜P5,V5に対してフレーム間メディアンフィルター処理を適用し、中央値が格納されたフレームデータを得る。このフレーム間メディアンフィルター処理が、全画素の動態データに対して行われる。なお、過去フレームのフレームデータF1〜F4の動態データP1,V1〜P4,V4は、過去フレームに対するフレーム間メディアンフィルター処理を適用する前の値である。

0052

このように、フレーム間でフレーム間メディアンフィルター処理を行うことにより、1フレームにだけ局所的に現れるノイズが排除され、動態の状態変化が滑らかに描出されるので、動態描出の安定性が向上する。
Bモード画像は、動態ではなく生体組織で反射したS/N特性のよい受信信号に基づいて生成されるので、CFM画像のような不安定さはなく、フレーム間メディアンフィルター処理を行う効果は少ない。これに対して、CFM画像は、血流等の動態で反射したS/N特性の悪い受信信号に基づいて生成されるので、フレーム間メディアンフィルター処理を行うことが有効である。

0053

ここで、フレーム間メディアンフィルター処理部322は、フレーム間メディアンフィルター処理を行うに際し、新しいフレームの動態データほど大きな重みを付与する重み付けメディアンフィルターとして構成することが好ましい。重み付けメディアンフィルターは公知の技術であり、フィルター処理の対象となる個々のデータが重みの数だけ繰り返されたものとして、メディアンフィルター処理を適用する。これにより、動態変化への対応が遅くなるというフレーム間メディアンフィルター処理の欠点を抑制することができる。

0054

また、速度データVを用いるV表示またはV−T表示では、動態の平均流速に相当する周波数パルス繰り返し周波数PRFの1/2を超えると折り返し現象が生じて、動態の流れが反対方向の色で描出される。このような折り返し現象が起こっている場合でも適切に扱えるように、フレーム間メディアンフィルター処理部322で速度データVに対してフレーム間メディアンフィルター処理を行う場合、以下のように行うことが好ましい。

0055

すなわち、速度データVの絶対値に対してフレーム間メディアンフィルター処理を適用し、得られた結果に対して元の速度データVの符号を復元する。これにより、速度データVのようにCFM画像に折り返しが生じうる場合でも、フレーム間メディアンフィルター処理において適切な結果が得られる。
なお、「フレーム間メディアンフィルター処理によって得られた結果に対して元の速度データVの符号を復元する」とは、中央値として選択された速度データVに対応する元の速度データVを出力することも含む。

0056

例えば、フレーム間メディアンフィルター処理の対象である3つのフレームの特定画素における速度データVが−120、0、125である場合、フレーム間メディアンフィルター処理をそのまま適用すると、中央値は0になり、CFM画像に黒抜けが生じる。これに対して、上述した手法によれば、中央値が120(−120の絶対値)となり、元の速度データVの符号を復元した−120で当該画素における速度データVが変換されるので、黒抜けは生じない。

0057

または、速度データVの折り返しの有無を判定し、折り返しがある場合に、折り返しを示す速度データVに対してパルス繰り返し周波数PRFに相当する速度値を加算または減算して補正し、補正後の速度データVに対してフレーム間メディアンフィルター処理を適用してもよい。これにより、速度データVのようにCFM画像に折り返しが生じうる場合でも、フレーム間メディアンフィルター処理において適切な結果が得られる。

0058

折り返しの有無は、例えば、フレーム間メディアンフィルター処理の対象である複数フレームの特定画素における速度データVのうち、PRF/2に相当する速度値を正方向または負方向に超えるデータ数によって判定することができる。例えば、半数以上の速度データVがPRF/2に相当する速度値を超える場合に、折り返しがあると判定する。なお、折り返しの有無の判定には、特許第5652395号公報に開示されているような公知の技術を適用できる。
折り返しを示す速度データVが負の値である場合、すなわち速度データVが+PRF/2に相当する速度値を超えることにより折り返しが生じている場合は、折り返し周波数PRFをに相当する速度値を加算して補正し、補正後の速度データVに対してフレーム間メディアンフィルター処理を適用する。
一方、折り返しを示す速度データVが正の値である場合、すなわち速度データVが−PRF/2に相当する速度値を超えることにより折り返しが生じている場合は、折り返し周波数PRFに相当する速度値を減算して補正し、補正後の速度データVに対してフレーム間メディアンフィルター処理を適用する。

0059

さらに、本実施の形態では、CFMモードにおける動態描出の安定性及び応答性を向上すべく、最新のフレームデータ(第1フレームデータ)とフレーム間メディアンフィルター処理後のフレームデータ(第2フレームデータ)を用いて、重み付け加算処理が行われる。
具体的には、重み付け加算処理部323は、例えば、下式(1)、(2)に従って、パワーデータP及び速度データVの重み付け加算処理を行う。
P=α・P5+(1−α)・PMed ・・・(1)
V=α・V5+(1−α)・VMed ・・・(2)
α:重み付け加算係数
P5:最新のパワーデータ
V5:最新の速度データ
PMed:フレーム間メディアンフィルター処理後のパワーデータ
VMed:フレーム間メディアンフィルター処理後の速度データ
上式(1)、(2)に従うと、重み付け加算係数αが大きいほど、最新のフレームのパワーデータP5及び速度データV5の比率が大きくなるので、応答性が向上する。一方、重み付け加算係数αがが小さい程、フレーム間メディアンフィルター処理後のパワーデータPMed及び速度データVMedの比率が大きくなるので、ノイズ除去効果が増大し、動態描出の安定性が向上する。

0060

実施する超音波診断の形態に応じて重み付け加算係数を制御することにより、CFMモード画像の最適化を図ることができる。本実施の形態では、診断対象部位、フレームレート、及び、最新のフレームデータ(第1フレームデータ)又はフレーム間メディアンフィルター処理後のフレームデータ(第2フレームデータ)から得られる血流情報に基づいて、重み付け加算係数αが適切に設定されるようになっている。

0061

なお、重み付け加算係数αは、1フレームに対して値が設定されてもよいし、1フレームを細分化した小領域ごとに異なる値が設定されてもよい。本実施の形態では、一例として、CFMモード画像の1画素を構成する動態データP,Vに対して、当該画素が血流領域を構成している確率(以下、「血流確率」と称する)に応じた重み付け加算係数αが設定される場合について説明する。

0062

血流確率は、例えば、図7に示すように、予め設定された2次元のテーブルを参照して、動態データP,Vに基づいて決定することができる。図7では、動態データP,Vが大きいほど、血流領域を構成している確率が高くなっている。
なお、図7では、パワーデータPと速度データVの2つの値を特徴量として血流確率を判定するが、これ以外のパラメーターを特徴量として判定してもよい。また、血流確率を判定するための特徴量は、1つ以上であればよく、N個のパラメーターによる判定を行う場合は、N次元のテーブルとなる。また、血流確率の判定には、最新のフレームデータ及びフレーム間メディアンフィルター処理後のフレームデータのいずれか一方を用いてもよいし、両方を用いてもよい。

0063

図8A〜図8Eは、重み付け加算係数αを設定するためのルックアップテーブルの一例を示す図である。図8A〜図8Eに示すルックアップテーブルは、例えば、ROM43に予め記憶される。

0064

図8Aは、基準となるルックアップテーブル(以下、「基準LUT」と称する)である。図8に示す基準LUTでは、重み付け加算係数αは、血流確率が0%である場合に0、血流確率が高くなるに伴い大きくなり、血流確率が100%で1となるように設定されている。図8B〜図8Eでは、比較のため、基準LUTを一点鎖線で示している。なお、図8Aに示す基準LUTだけをROM43に記憶しておき、CFMモード信号処理において、参照するルックアップテーブルを、都度、基準LUTを元に生成するようにしてもよい。

0065

図8Bは、診断部位が心臓や頸動脈など、拍動による変動が大きい部位である場合に参照されるルックアップテーブルである。拍動による変動が大きい場合、応答性をよくして変動を適切に描出する必要があるので、血流確率が低い場合においても重み付け加算係数αが基準LUTよりも高く設定されている。

0066

図8Cは、診断部位が甲状腺、整形(炎症性の血流)又は腫瘍である場合に参照されるルックアップテーブルである。拍動による変動が大きくない場合、高い応答性は要求されないので、ノイズ除去効果を大きくして安定した動態描出を得るために、血流確率が高い場合においても重み付け係数αが基準LUTよりも低く設定されている。

0067

図8Dは、フレームレートが基準フレームレート(CFMモードにおけるフレームレートの初期設定)よりも低い場合に参照されるルックアップテーブルであり、図8Eは、フレームレートが基準フレームレートよりも高い場合に参照されるルックアップテーブルである。
フレームレートが低くなると応答性も低くなり、一方、フレームレートが高くなると応答性も高くなる。したがって、体感する応答性を一定に保持するために、フレームレートが基準フレームレートよりも低い場合は、重み付け加算係数αが基準LUTよりも全体的に高く設定され(図8D参照)、フレームレートが基準フレームレートよりも高い場合は、重み付け加算係数αが基準LUTよりも全体的に低く設定されている(図8E参照)。

0068

なお、図8A〜図8Eに示すルックアップテーブルは一例であり、CFMモード信号処理において参照されるルックアップテーブルはこれに限定されない。例えば、フレームレートに応じて、複数段階で変化するルックアップテーブルを用意してもよいし、診断対象部位とフレームレートの組合せ(例えば、[診断対象部位:心臓,フレームレート:高]など)に応じたルックアップテーブルを用意してもよい。また、図8Aに示す基準LUTだけをROM43に記憶しておき、CFMモード信号処理において、都度、参照するルックアップテーブルを生成するようにしてもよい。

0069

図9は、超音波診断処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、例えば、超音波診断装置Aにおいて、CFMモードが選択されることに伴い、CPU41がROM43に格納されている所定のプログラムを実行することにより実現される。CFMモードの選択は、例えば、操作入力部18における診断モードの選択によって行われる。

0070

ここでは、CFMモードとして、動態の流速及び方向をカラー表示するV表示が選択された場合について説明する。また、超音波診断装置Aは、CFMモード画像をリアルタイムで表示するリアルタイム再生機能及び記録したCFMモード画像を読み出して表示するフリーズ再生機能を有しているものとする。

0071

図9のステップS1において、制御部40は、CFMモードにおいて実行される画像処理に関する設定情報を取得する。画像処理に関する設定情報とは、例えば、重み付け加算係数αを設定する際に参照されるテーブルを決定するための情報であり、診断対象部位やフレームレート、及びフレーム間メディアンフィルター処理の有無の設定などを含む。

0072

ステップS2において、制御部40は、送信部11及び受信部12を制御して、超音波プローブ2を介して超音波の送受信を行う。超音波の送受信処理は、Bモード画像の生成及びCFM画像の生成のそれぞれについて行われる。

0073

ステップS3において、制御部40は、Bモード信号処理部20を制御して、Bモード信号処理を行う。この処理により、Bモード画像データが生成され、表示処理部16に出力される。なお、Bモード信号処理では、Bモード画像用のフレームデータが中間生成され、フレームデータ記憶部14に記憶される。フレームデータ記憶部14に記憶されたフレームデータは、フリーズ再生時に用いられる。

0074

ステップS4において、制御部40は、CFMモード信号処理部30を制御して、CFMモード信号処理を行う。この処理により、CFM画像データが生成され、表示処理部16に出力される。なお、CFMモード信号処理では、CFM画像用のフレームデータが中間生成され、フレームデータ記憶部14に記憶される。フレームデータ記憶部14に記憶されたフレームデータは、フリーズ再生時に用いられる。

0075

具体的には、図10に示すフローチャートに従って、CFMモード信号処理が行われる。すなわち、図10のステップS41において、制御部40は、フレームデータ生成部31を制御して、速度データV、パワーデータP及び分散データTを含む動態データからなるフレームデータを生成する。
ステップS42において、制御部40は、ノイズ除去フィルター処理部321を制御して、フレームデータをフィルタリングして、低速、低パワーの信号をノイズとして除去する。

0076

ステップS43において、制御部40は、図10のステップS1で取得した設定情報に基づいて、フレーム間メディアンフィルター処理を適用するか否かを判定する。フレーム間メディアンフィルター処理を適用する場合(ステップS43で“YES”)、ステップS44の処理に移行する。フレーム間メディアンフィルター処理を適用しない場合(ステップS43で“NO”)、ステップS46の処理に移行する。
ステップS44において、制御部40は、フレーム間メディアンフィルター処理部322を制御して、連続する複数のフレーム間でフレーム間メディアンフィルター処理を行う。

0077

ステップS45において、制御部40は、重み付け加算処理部323を制御して、最新のフレームデータと、フレーム間メディアン処理後のフレームデータを用いて、重み付け加算処理を行う。ステップS45では、小領域ごとに、血流確率が判定されるとともに、血流確率の判定結果に基づいて当該小領域に対する重み付け加算係数αが設定される。例えば、血流確率が高い場合には重み付け加算係数αが大きく設定され、血流確率が低い場合には、重み付け加算係数αが小さく設定される。

0078

ステップS46において、制御部40は、空間フィルター処理部324を制御して、フレームデータをスムージングする。
ステップS47において、制御部40は、パーシスタンス処理部325を制御して、フレーム間で残像効果が現れるように、フレームデータを処理する。以上により、CFM画像用のフレームデータに対する画像処理が終了する。

0079

図9戻り、ステップS5において、制御部40は、表示処理部16を制御して、Bモード画像データとCFM画像データを合成して、CFMモード画像を表示部17に表示させる(リアルタイム再生)。CFMモード画像では、ROI枠内にCFM画像が表示される。V表示では、超音波プローブ2に近づく方向の流れが赤系統の色で表示され、遠ざかる流れが青系統の色で表示される。また、動態の速度が速いほど明るく表示され、遅いほど暗く表示される。

0080

ステップS6において、制御部40は、操作入力部18を介して、フリーズ操作が入力されたか否かを判定する。フリーズ操作が行われると、超音波の送受信処理が中断され、フレームデータ記憶部14に記憶されたフレームデータを用いてCFMモード画像のフリーズ再生が行われる。フリーズ操作が入力された場合(ステップS6で“YES”)、ステップS7の処理に移行する。フリーズ操作が入力されていない場合(ステップS6で“NO”)、ステップS2の処理に移行し、リアルタイム再生が継続される。

0081

ステップS7において、制御部40は、Bモード信号処理部20、CFMモード信号処理部30およびフレームデータ記憶部14を制御して、フリーズ再生を行う。具体的には、フレームデータ記憶部14からBモード画像用のフレームデータとCFM画像用のフレームデータが読み出され、ステップS3〜S5に対応する処理が行われる。なお、制御部40は、フリーズ時に、受信データ記憶部15から受信データを読み出してステップS3〜S5に対応する処理を行うようにしてもよい。

0082

ステップS8において、制御部40は、操作入力部18を介して、再生フレーム変更操作が入力されたか否かを判定する。例えば、操作入力部18を操作することにより、CFMモード画像の再生状況を示すタイムライン上で、フリーズ再生を開始するフレームを指定することができる。再生フレームの変更操作が入力された場合(ステップS8で“YES”)、ステップS7の処理に移行し、指定されたフレームからフリーズ再生が開始される。再生フレームの変更操作が入力されていない場合(ステップS8で“NO”)、ステップS9の処理に移行する。

0083

ステップS9において、制御部40は、操作入力部18を介して、CFMモードを変更する設定変更操作が入力されたか否かを判定する。この設定変更操作は、フレームレートを変更する操作、CFMモードの表示(V表示/V−T表示/P表示)を変更する操作を含む。設定変更操作が行われた場合(ステップS9で“YES”)、ステップS7の処理に移行して、変更後の設定に基づいてCFM画像処理及びCFMモード画像の表示が行われる。フリーズ後に画像処理に関する設定を変更することができるので、超音波の送受信を改めて行うことなく、診断に適したCFM画像を得ることができる。設定変更操作が行われていない場合(ステップS9で“NO”)、ステップS10の処理に移行する。

0084

ステップS10において、制御部40は、操作入力部18を介して、超音波診断の終了を指示する終了操作が入力されたか否かを判定する。終了操作が行われた場合(ステップS10で“YES”)、超音波診断処理を終了する。終了操作が行われていない場合(ステップS10で“NO”)、ステップS8の処理に移行する。なお、フリーズ再生を解除する操作が入力されると、ステップS2に移行して、リアルタイム再生が行われる。

0085

このように、実施の形態に係る超音波診断装置Aは、被検体に向けて超音波を送信するように超音波プローブ2を駆動するとともに、被検体内で反射された反射波に基づく受信信号を前記超音波プローブから受信して、超音波画像を生成し、表示する超音波診断装置であって、超音波プローブ2によって得られた受信信号から1フレーム分の動態データからなるフレームデータを生成するフレームデータ生成部31と、フレームデータに基づいて動態の状態を示すCFM画像を生成するCFM画像処理部32(カラードプラ画像処理部)と、CFM画像を表示部17に表示させる表示処理部16と、を備える。CFM画像処理部32は、時間軸方向に連続する複数のフレームに対応する複数のフレームデータを用いてフレーム間メディアンフィルター処理を行うフレーム間メディアンフィルター処理部322と、最新の第1フレームデータとフレーム間メディアンフィルター処理後の第2フレームデータを重み付け加算してCFM画像を生成する重み付け加算処理部323と、を有する。

0086

また、本実施の形態に係る超音波診断方法は、被検体に向けて超音波を送信するように超音波プローブ2を駆動するとともに、被検体内で反射された反射波に基づく受信信号を前記超音波プローブから受信して、超音波画像を生成し、表示する超音波診断方法であって、超音波プローブ2によって得られた受信信号から1フレーム分の動態データからなるフレームデータを生成する第1工程(図10のステップS41)と、フレームデータに基づいて動態の状態を示すCFM画像を生成する第2工程(図10のステップS42〜S47)と、CFM画像を表示部17に表示させる第3工程(図9のステップS5)と、を備える。第2工程は、時間軸方向に連続する複数のフレームに対応する複数のフレームデータを用いてフレーム間メディアンフィルター処理を行う工程(図10のステップS44)と、最新の第1フレームデータとフレーム間メディアンフィルター処理後の第2フレームデータを重み付け加算してCFM画像を生成する工程(図10のステップS45)と、を含む。

0087

また、本実施の形態に係るプログラムは、被検体に向けて超音波を送信するように超音波プローブ2を駆動するとともに、被検体内で反射された反射波に基づく受信信号を前記超音波プローブから受信して、超音波画像を生成し、表示する超音波診断装置のコンピューターに、所定の処理を実行させるプログラムであって、所定の処理は、超音波プローブ2によって得られた受信信号から1フレーム分の動態データからなるフレームデータを生成する第1処理(図10のステップS41)と、フレームデータに基づいて動態の状態を示すCFM画像を生成する第2処理(図10のステップS42〜S47)と、CFM画像を表示部17に表示させる第3処理(図9のステップS5)と、を備える。第2処理は、時間軸方向に連続する複数のフレームに対応する複数のフレームデータを用いてフレーム間メディアンフィルター処理を行う工程(図10のステップS44)と、最新の第1フレームデータとフレーム間メディアンフィルター処理後の第2フレームデータを重み付け加算してCFM画像を生成する工程(図10のステップS45)と、を含む。
このプログラムは、例えば、当該プログラムが格納されたコンピューター読取可能な可搬型記憶媒体光ディスク光磁気ディスク、及びメモリカードを含む)を介して提供される。また例えば、このプログラムは、当該プログラムを保有するサーバーから、ネットワークを介してダウンロードにより提供することもできる。

0088

実施の形態に係る超音波診断装置A、超音波診断方法及びプログラムによれば、第1フレームデータ(最新のフレームデータ)と第2フレームデータ(フレーム間メディアンフィルター処理後のフレームデータ)を用いて重み付け加算処理が行われるので、CFM画像における動態描出の安定性及び応答性を向上することができる。

0089

また、超音波診断装置Aにおいて、重み付け加算処理部323は、診断対象部位(心臓、甲状腺、整形)、フレームレート、若しくは、第1フレームデータ又は第2フレームデータに基づく血流情報(血流確率)の少なくとも1つに基づいて、重み付け加算係数αを決定する。
これにより、要求される動態描出の安定性又は応答性に応じて、適切な重み付け加算係数αを決定することができる。

0090

また、超音波診断装置Aにおいて、重み付け加算処理部323は、診断対象部位に応じて重み付け加算係数αが予め設定されている第1のテーブル(図8B、図8C)を参照して、重み付け加算係数を決定する。
具体的には、第1のテーブルにおいて、反応性が要求される診断対象部位(心臓、頸動脈)に対する前記重み付け加算係数αは、動態描出の安定性が要求される診断対象部位(甲状腺、整形、腫瘍)に対する重み付け加算係数αよりも大きく設定されている。
これにより、診断対象部位が心臓や頸動脈である場合には、大きい重み付け加算係数αが設定されるので、最新のフレームデータの合成比率が大きくなり、反応性が向上する。また、診断対象部位が甲状腺、整形又は腫瘍である場合には、小さい重み付け加算係数αが設定されるので、メディアンフィルター処理後のフレームデータの合成比率が大きくなり、ノイズ除去効果が増大し、動態描出の安定性が向上する。

0091

また、超音波診断装置Aにおいて、重み付け加算処理部323は、フレームレートに応じて重み付け加算係数αが予め設定されている第2のテーブル(図8D、図8E)を参照して、重み付け加算係数を決定する。
具体的には、第2テーブルにおいて、低フレームレートに対する重み付け加算係数αは、高フレームレートに対する重み付け加算係数αよりも大きく設定されている。
これにより、低フレームレートの場合には、大きい重み付け加算係数αが設定されるので、最新のフレームデータの合成比率が大きくなり、反応性が向上する。また、高フレームレートの場合には、小さい重み付け加算係数αが設定されるので、最新のフレームデータの合成比率が小さくなり、反応性が低下する。したがって、体感の反応性を一定に保持することができる。

0092

また、超音波診断装置Aにおいて、重み付け加算処理部323は、血流情報に応じて重み付け加算係数が予め設定されている第3のテーブル(図8A〜図8E)を参照して、重み付け加算係数αを決定する。
具体的には、重み付け加算処理部323は、最新のフレームデータ(第1フレームデータ)及びフレーム間メディアンフィルター処理後のフレームデータ(第2フレームデータ)の少なくとも一方に基づいて、1フレームを細分化した小領域(例えば、CFM画像の1画素に相当する領域)ごとに、血流領域を構成するか否かの確率を示す血流確率を算出し、血流確率に応じて重み付け加算係数αを決定する。
また、第3のテーブルにおいて、血流確率が高い場合の重み付け加算係数αは、血流確率が低い場合の重み付け加算係数よりも大きく設定されている。
これにより、血流確率が高い領域である場合には、大きい重み付け加算係数αが設定され、血流確率が低い領域である場合には、小さい重み付け加算係数αが設定される。すなわち、血流領域においては最新のフレームデータの合成比率が高くなり、非血流領域においてはフレーム間メディアンフィルタ処理後のフレームデータの合成比率が高くなる。したがって、血流領域における反応性と、非血流領域における動態描出の安定性(高いノイズ除去効果)を両立させたCFM画像を得ることができる。

0093

また、超音波診断装置Aにおいて、最新のフレームデータ(第1フレームデータ)及びフレーム間メディアンフィルタ処理後のフレームデータ(第2フレームデータ)は、動態の流量を示すパワーデータP及び流速を示す速度データVの少なくとも一方を含む。
これにより、V表示、V−T表示、又はP表示において、CFM画像における反応性及び動態描出の安定性を向上することができる。

0094

また、超音波診断装置Aにおいて、重み付け加算処理部323は、最新のフレームデータ(第1フレームデータ)及びフレーム間メディアンフィルター処理後のフレームデータ(第2フレームデータ)の少なくとも一方を入力として、血流確率を出力する血流判定部(図7の判定テーブル)を有する。
これにより、小領域の血流確率を容易に判定することができる。

0095

また、超音波診断装置Aにおいて、フレーム間メディアンフィルター処理部は、速度データに基づいてCFM画像を生成する場合に、速度データの絶対値に対してフレーム間メディアンフィルター処理を適用し、得られた結果に対して元の速度データの符号を復元する。
これにより、速度データVのようにCFM画像に折り返しが生じうる場合でも、フレーム間メディアンフィルター処理及び重み付け加算処理において適切な結果が得られる。

0096

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

0097

例えば、実施の形態では、重み付け係数αを決定するに際して、血流確率が0%、50%、100%の3区分のいずれにはいるか判定しているが、血流領域であるか否か(血流確率が0%又は100%)を判定してもよい。
さらには、血流確率を演算により連続的に算出できるようにしてもよい。この場合、例えば、血流判定部として、機械学習により構築された学習モデルを用いた識別器を利用することができる。識別器には、例えば、ニューラルネットワークや、SVM(Support Vector Machine)の仕組みを適用することができる。

0098

また例えば、実施の形態では、診断対象部位やフレームレートに応じて、基準LUTを変動させたルックアップテーブルを参照する場合について説明したが、図11A、図11Bに示すように、診断対象部位やフレームレートに応じて予め重み付け加算係数αが設定されたテーブルを参照するようにしてもよい。

0099

また、実施の形態では、基準LUTとして、応答性を重視すべく、50%の血流確率を境に下に凸から上に凸に変化する形状の関数図12のLUT1参照)を用いたが、その他の関数を用いてもよい。例えば、応答性とノイズ除去効果を均等に重視する場合は、血流確率と重み付け加算係数αが比例する関数(図12のLUT2参照)を基準LUTとして用いることができ、ノイズ除去効果を重視する場合は、血流確率が0%〜100%にわたって下に凸の形状を有する関数(図12のLUT3参照)を基準LUTとすることができる。

0100

また、実施の形態では、重み付け加算処理部323は、診断対象部位(心臓、甲状腺、整形)、フレームレート、及び、最新のフレームデータ(第1フレームデータ)又はフレーム間メディアンフィルター処理後のフレームデータ(第2フレームデータ)に基づく血流情報(血流確率)のすべてに基づいて、重み付け加算係数αを決定しているが、少なくとも1つに基づいて重み付け加算係数αを決定してもよい。

0101

また、実施の形態では、CFMモード信号処理部30は、前段から順に、ノイズ除去フィルター処理部321、フレーム間メディアンフィルター処理部322、重み付け加算処理部323、空間フィルター処理部324及びパーシスタンス処理部325を有しているが、これらの機能が実行される順番はこれに限定されない。ただし、重み付け加算処理部323は、フレーム間メディアンフィルター処理部322の後段に設けられる。また、フレーム間メディアンフィルター処理部322及び重み付け加算処理以外の処理部は、必須ではない。

0102

また、重み付け加算係数αは、診断対象部位、フレームレート又は血流情報(血流確率)の他の要素(例えば、超音波プローブ2の種類)に応じて決定されてもよい。

0103

本発明は、超音波を利用してCFM画像により診断を行う場合に好適であるが、しこりの硬さを画像化したエラストグラフィー画像により診断を行う場合にも応用できる。

0104

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

0105

A超音波診断装置
1超音波診断装置本体
2超音波プローブ
11 送信部
12 受信部
13ROI設定部
14フレームデータ記憶部
15 受信データ記憶部
16表示処理部
17 表示部
18操作入力部
20Bモード信号処理部
30 CFMモード信号処理部
31 フレームデータ生成部
32CFM画像処理部
33 CFM画像変換部
40 制御部
321ノイズ除去フィルター部
322 フレーム間メディアンフィルター処理部
323重み付け加算処理部
324空間フィルター処理部
325パーシスタンス処理部

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