(57)【要約】【課題】ボリュームデータに含まれるスペックルやノイズの低減精度及び低減処理速度の向上を実現する超音波診断装置、画像処理装置、超音波診断装置の制御方法、及び画像処理方法の提供。【解決手段】送受信部２は、超音波プローブ１を介して被検体に超音波を送信し、被検体により反射された超音波を受信し、受信された超音波に応じたエコー信号を出力する。Ｂモードボリュームデータ発生部４やドプラボリュームデータ発生部６は、エコー信号に基づいて第１ボリュームデータを発生する。スペックル／ノイズ低減処理部７は、第１ボリュームデータに含まれるボクセル各々に対して、ボクセルの３次元的な方向性に応じたフィルタリング特性で３次元フィルタリングを適用し、第２ボリュームデータを発生する。３次元画像処理部８は、第２ボリュームデータに基づいて２次元の超音波画像のデータを発生する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波プローブと、
前記超音波プローブを介して被検体に超音波を送信し、前記被検体により反射された超音波に由来するエコー信号を受信する送受信部と、
前記受信されたエコー信号に基づいて第１ボリュームデータを発生する第１ボリュームデータ発生部と、
前記発生された第１ボリュームデータに基づいて空間周波数上での低域ボリュームデータと高域ボリュームデータとを発生する低域／高域ボリュームデータ発生部と、
前記発生された低域ボリュームデータに含まれる３次元構造物の３次元的な構造パターンを分類するための３つの固有値を計算し、前記３つの固有値の中の２つの固有値に基づいてエッジ情報を計算し、前記計算されたエッジ情報に応じたフィルタ特性を有する非線形異方性拡散フィルタを前記低域ボリュームデータにかけるフィルタ部と、
前記発生されたエッジ情報に基づいて前記高域ボリュームデータに対してエッジ強調処理を施す高域ボクセル制御部と、
前記フィルタ部で非線形異方性拡散フィルタをかけられた低域ボリュームデータと前記高域ボクセル制御部でエッジ強調処理を施された高域ボリュームデータとに基づいてスペックルとノイズとが低減された第２ボリュームデータを発生する第２ボリュームデータ発生部と、
を具備する超音波診断装置。
【請求項２】
超音波プローブと、
前記超音波プローブを介して被検体に超音波を送信し、前記被検体により反射された超音波を受信し、前記受信された超音波に応じたエコー信号を出力する送受信部と、
前記エコー信号に基づいて第１ボリュームデータを発生する第１ボリュームデータ発生部と、
前記第１ボリュームデータに含まれるボクセル各々に対して、前記ボクセルの３次元的な方向性に応じたフィルタリング特性で３次元フィルタリングを適用し、第２ボリュームデータを発生する第２ボリュームデータ発生部と、
前記第２ボリュームデータに基づいて２次元の超音波画像のデータを発生する画像データ発生部と、
を具備する超音波診断装置。
【請求項３】
前記第２ボリュームデータ発生部は、前記ボクセルのボクセル値と前記ボクセルの近傍に位置する複数の近傍ボクセルのボクセル値とに基づいて前記ボクセルの３次元的な拡散の強さと方向とを算出し、前記算出された３次元的な拡散の強さと方向とに応じて前記フィルタリング特性を決定する、請求項２記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記第２ボリュームデータ発生部は、
前記発生された第１ボリュームデータに基づいて空間周波数上での低域ボリュームデータと高域ボリュームデータとを発生する分解部と、
前記発生された低域ボリュームデータに含まれる３次元構造物の３次元的な構造パターンを分類するための３つの固有値を計算し、前記３つの固有値の中の２つの固有値に基づいてエッジ情報を計算し、前記計算されたエッジ情報に応じたフィルタ特性を有する非線形異方性拡散フィルタを前記低域ボリュームデータにかけるフィルタ部と、
前記発生されたエッジ情報に基づいて前記高域ボリュームデータに対してエッジ強調処理を施す高域ボクセル制御部と、
前記フィルタ部で非線形異方性拡散フィルタをかけられた低域ボリュームデータと前記高域ボクセル制御部でエッジ強調処理を施された高域ボリュームデータとに基づいてスペックルとノイズとが低減された第２ボリュームデータを発生する合成部と、
を具備する請求項２記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記分解部は、前記発生された第１ボリュームデータに多重解像度分解を施し、前記低域ボリュームデータと前記高域ボリュームデータとを発生し、
前記合成部は、前記フィルタ部で非線形異方性拡散フィルタをかけられた低域ボリュームデータと前記高域ボクセル制御部でエッジ強調処理を施された高域ボリュームデータとに多重解像度合成を施すことによって前記第２ボリュームデータを発生する、
請求項４記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記多重解像度分解と前記多重解像度合成とは、ウェーブレット変換／逆変換、ラプラシアン・ピラミッド法、又はガボール変換／逆変換である、請求項５記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記超音波画像を表示する表示部をさらに備える請求項２記載の超音波診断装置。
【請求項８】
超音波プローブと、
前記超音波プローブを介して被検体に超音波を送信し、前記被検体により反射された超音波を受信し、前記受信された超音波に応じたエコー信号を出力する送受信部と、
前記エコー信号に基づいて第１ボリュームデータを発生する発生部と、
前記第１ボリュームデータに含まれる３次元的な等方性構造を有する成分を低減し、３次元的な異方性構造を有する成分を強調することによって、前記第１ボリュームデータから第２ボリュームデータを発生する低減部と、
前記第２ボリュームデータを３次元画像処理し、２次元の超音波画像のデータを発生する３次元画像処理部と、
を具備する超音波診断装置。
【請求項９】
前記低減部は、
前記第１ボリュームデータを多重解像度分解し、第１低域ボリュームデータと第１高域ボリュームデータとを発生する分解部と、
前記第１低域ボリュームデータに基づいて３次元構造テンソルの固有値と固有ベクトルとを算出する算出部と、
前記固有値に応じた拡散の強さを有するフィルタを、前記固有ベクトルに応じた方向に沿って前記第１低域ボリュームデータに適用し、第２低域ボリュームデータを発生するフィルタ部と、
前記固有値に基づいて前記第１高域ボリュームデータに含まれるボクセルのボクセル値を制御し、第２高域ボリュームデータを発生する制御部と、
前記第２低域ボリュームデータと前記第２高域ボリュームデータとを多重解像度合成し、前記第２ボリュームデータを発生する合成部と、を備える、
請求項８記載の超音波診断装置。
【請求項１０】
前記算出部は、前記３次元構造テンソルの３つの固有値を算出し、
前記フィルタ部は、前記３つの固有値のうちの最大固有値と最小固有値とを用いて前記第１低域ボリュームデータに含まれるエッジ成分の大きさに関するエッジ情報を算出し、前記エッジ情報の大きさに応じた前記拡散の強さを有する非線形異方性拡散フィルタを前記第１低域ボリュームデータに適用する、
請求項９記載の超音波診断装置。
【請求項１１】
前記多重解像度分解と前記多重解像度合成とは、ウェーブレット変換／逆変換、ラプラシアン・ピラミッド法、又はガボール変換／逆変換である、請求項９記載の超音波診断装置。
【請求項１２】
前記超音波画像を表示する表示部をさらに備える請求項８記載の超音波診断装置。
【請求項１３】
被検体に関する第１ボリュームデータを記憶する記憶部と、
前記第１ボリュームデータに含まれるボクセル各々に対して、前記ボクセルの３次元的な方向性に応じたフィルタリング特性で３次元フィルタリングを適用し、第２ボリュームデータを発生する第２ボリュームデータ発生部と、
前記第２ボリュームデータに基づいて２次元の超音波画像のデータを発生する画像データ発生部と、
を具備する画像処理装置。
【請求項１４】
前記第２ボリュームデータ発生部は、前記ボクセルのボクセル値と前記ボクセルの近傍に位置する複数の近傍ボクセルのボクセル値とに基づいて前記ボクセルの３次元的な拡散の強さと方向とを算出し、前記算出された３次元的な拡散の強さと方向とに応じて前記フィルタリング特性を決定する、請求項１３記載の画像処理装置。
【請求項１５】
前記第２ボリュームデータ発生部は、
前記発生された第１ボリュームデータに基づいて空間周波数上での低域ボリュームデータと高域ボリュームデータとを発生する分解部と、
前記発生された低域ボリュームデータに含まれる３次元構造物の３次元的な構造パターンを分類するための３つの固有値を計算し、前記３つの固有値の中の２つの固有値に基づいてエッジ情報を計算し、前記計算されたエッジ情報に応じたフィルタ特性を有する非線形異方性拡散フィルタを前記低域ボリュームデータにかけるフィルタ部と、
前記発生されたエッジ情報に基づいて前記高域ボリュームデータに対してエッジ強調処理を施す高域ボクセル制御部と、
前記フィルタ部で非線形異方性拡散フィルタをかけられた低域ボリュームデータと前記高域ボクセル制御部でエッジ強調処理を施された高域ボリュームデータとに基づいてスペックルとノイズとが低減された第２ボリュームデータを発生する合成部と、
を具備する請求項１３記載の画像処理装置。
【請求項１６】
前記分解部は、前記発生された第１ボリュームデータに多重解像度分解を施し、前記低域ボリュームデータと前記高域ボリュームデータとを発生し、
前記合成部は、前記フィルタ部で非線形異方性拡散フィルタをかけられた低域ボリュームデータと前記高域ボクセル制御部でエッジ強調処理を施された高域ボリュームデータとに多重解像度合成を施し、前記第２ボリュームデータを発生する、
請求項１５記載の画像処理装置。
【請求項１７】
前記多重解像度分解と前記多重解像度合成とは、ウェーブレット変換／逆変換、ラプラシアン・ピラミッド法、又はガボール変換／逆変換である、請求項１６記載の画像処理装置。
【請求項１８】
前記超音波画像を表示する表示部をさらに備える請求項１３記載の画像処理装置。
【請求項１９】
被検体に関する第１ボリュームデータを記憶する記憶部と、
前記第１ボリュームデータに含まれる３次元的な等方性構造を有する成分を低減し、３次元的な異方性構造を有する成分を強調することによって、前記第１ボリュームデータから第２ボリュームデータを発生する低減部と、
前記第２ボリュームデータを３次元画像処理し、２次元画像のデータを発生する３次元画像処理部と、
を具備する画像処理装置。
【請求項２０】
前記低減部は、
前記第１ボリュームデータを多重解像度分解し、第１低域ボリュームデータと第１高域ボリュームデータとを発生する分解部と、
前記第１低域ボリュームデータに基づいて３次元構造テンソルの固有値と固有ベクトルとを算出する算出部と、
前記固有値に応じた拡散の強さを有するフィルタを、前記固有ベクトルに応じた方向に沿って前記第１低域ボリュームデータに適用し、第２低域ボリュームデータを発生するフィルタ部と、
前記固有値に基づいて前記第１高域ボリュームデータに含まれるボクセルのボクセル値を制御し、第２高域ボリュームデータを発生する制御部と、
前記第２低域ボリュームデータと前記第２高域ボリュームデータとを多重解像度合成し、前記第２ボリュームデータを発生する合成部と、を備える、
請求項１９記載の画像処理装置。
【請求項２１】
前記算出部は、前記３次元構造テンソルの３つの固有値を算出し、
前記フィルタ部は、前記３つの固有値のうちの最大固有値と最小固有値とを用いて前記第１低域ボリュームデータに含まれるエッジ成分の大きさに関するエッジ情報を算出し、前記エッジ情報の大きさに応じた前記拡散の強さを有する非線形異方性拡散フィルタを前記第１低域ボリュームデータに適用する、
請求項２０記載の画像処理装置。
【請求項２２】
前記多重解像度分解と前記多重解像度合成とは、ウェーブレット変換／逆変換、ラプラシアン・ピラミッド法、又はガボール変換／逆変換である、請求項２０記載の画像処理装置。
【請求項２３】
前記２次元画像を表示する表示部をさらに備える請求項１９記載の画像処理装置。
【請求項２４】
超音波プローブと、前記超音波プローブを介して超音波を送受信する送受信部と、第１ボリュームデータを発生する第１ボリュームデータ発生部と、低域ボリュームデータと高域ボリュームデータとを発生する低域／高域ボリュームデータ発生部と、フィルタをかけるフィルタ部と、高域ボクセルを制御する高域ボクセル制御部と、第２ボリュームデータを発生する第２ボリュームデータ発生部と、システム制御部とを具備する超音波診断装置の制御方法であって、
前記システム制御部は、
前記超音波プローブを介して被検体に超音波を送信し、前記超音波プローブを介して前記被検体により反射された超音波を受信し、前記受信された超音波に応じたエコー信号を出力するために前記送受信部を制御し、
前記出力されたエコー信号に基づいて第１ボリュームデータを発生するために前記第１ボリュームデータ発生部を制御し、
前記発生された第１ボリュームデータに基づいて空間周波数上での低域ボリュームデータと高域ボリュームデータとを発生するために前記低域／高域ボリュームデータ発生部を制御し、
前記発生された低域ボリュームデータに含まれる３次元構造物の３次元的な構造パターンを分類するための３つの固有値を計算し、前記３つの固有値の中の２つの固有値に基づいてエッジ情報を計算し、前記計算されたエッジ情報に応じたフィルタ特性を有する非線形異方性拡散フィルタを前記低域ボリュームデータにかけるために前記フィルタ部と制御し、
前記発生されたエッジ情報に基づいて前記高域ボリュームデータに対してエッジ強調処理を施すために前記高域ボクセル制御部を制御し、
前記非線形異方性拡散フィルタをかけられた低域ボリュームデータと前記エッジ強調処理を施された高域ボリュームデータとに基づいてスペックルとノイズとが低減された第２ボリュームデータを発生するために前記第２ボリュームデータ制御部を制御する、
超音波診断装置の制御方法。
【請求項２５】
超音波プローブと、前記超音波プローブを介して超音波を送受信する送受信部と、第１ボリュームデータを発生する第１ボリュームデータ発生部と、第２ボリュームデータを発生する第２ボリュームデータ発生部と、３次元画像処理を施す３次元画像処理部と、システム制御部とを具備する超音波診断装置の制御方法であって、
前記システム制御部は、
前記超音波プローブを介して被検体に超音波を送信し、前記超音波プローブを介して前記被検体により反射された超音波を受信し、前記受信された超音波に応じたエコー信号を出力するために前記受信部を制御し、
前記出力されたエコー信号に基づいて第１ボリュームデータを発生するために前記第１ボリュームデータ発生部を制御し、
前記発生された第１ボリュームデータに含まれるボクセル各々に対して、前記ボクセルの３次元的な方向性に応じたフィルタリング特性で３次元フィルタリングを適用することによって第２ボリュームデータを発生するために前記第２ボリュームデータ発生部を制御し、
前記発生された第２ボリュームデータに基づいて２次元の超音波画像のデータを発生するために前記３次元画像処理部を制御する、
超音波診断装置の制御方法。
【請求項２６】
前記システム制御部は、
前記ボクセルのボクセル値と前記ボクセルの近傍に位置する複数の近傍ボクセルのボクセル値とに基づいて前記ボクセルの３次元的な拡散の強さと方向とを算出し、
前記算出された３次元的な拡散の強さと方向とに応じて前記フィルタリング特性を決定する、ために前記第２ボリュームデータ発生部を制御する、
請求項２５記載の超音波診断装置の制御方法。
【請求項２７】
前記システム制御部は、
前記発生された第１ボリュームデータに基づいて空間周波数上での低域ボリュームデータと高域ボリュームデータとを発生し、
前記発生された低域ボリュームデータに含まれる３次元構造物の３次元的な構造パターンを分類するための３つの固有値を計算し、
前記３つの固有値の中の２つの固有値に基づいてエッジ情報を計算し、
前記計算されたエッジ情報に応じたフィルタ特性を有する非線形異方性拡散フィルタを前記低域ボリュームデータにかけ、
前記発生されたエッジ情報に基づいて前記高域ボリュームデータに対してエッジ強調処理を施し、
前記非線形異方性拡散フィルタをかけられた低域ボリュームデータと前記エッジ強調処理を施された高域ボリュームデータとに基づいてスペックルとノイズとが低減された第２ボリュームデータを発生する、ために前記第２ボリュームデータ発生部を制御する、
請求項２５記載の超音波診断装置の制御方法。
【請求項２８】
被検体に関する第１ボリュームデータに基づいて空間周波数上での低域ボリュームデータと高域ボリュームデータとを発生し、
前記発生された低域ボリュームデータに含まれる３次元構造物の３次元的な構造パターンを分類するための３つの固有値を計算し、
前記３つの固有値の中の２つの固有値に基づいてエッジ情報を計算し、
前記計算されたエッジ情報に応じたフィルタ特性を有する非線形異方性拡散フィルタを前記低域ボリュームデータにかけ、
前記発生されたエッジ情報に基づいて前記高域ボリュームデータに対してエッジ強調処理を施し、
前記非線形異方性拡散フィルタをかけられた低域ボリュームデータと前記エッジ強調処理を施された高域ボリュームデータとに基づいてスペックルとノイズとが低減された第２ボリュームデータを発生する、
ことを具備する画像処理方法。
【請求項２９】
被検体に関する第１ボリュームデータに含まれるボクセル各々に対して、前記ボクセルの３次元的な方向性に応じたフィルタリング特性で３次元フィルタリングを適用することによって第２ボリュームデータを発生し、
前記第２ボリュームデータに基づいて２次元画像のデータを発生する、
ことを具備する画像処理方法。
【請求項３０】
前記第２ボリュームデータを発生することは、
前記ボクセルのボクセル値と前記ボクセルの近傍に位置する複数の近傍ボクセルのボクセル値とに基づいて前記ボクセルの３次元的な拡散の強さと方向とを算出し、
前記算出された３次元的な拡散の強さと方向とに応じて前記フィルタリング特性を決定する、
ことを備える請求項２９記載の画像処理方法。
【請求項３１】
前記第２ボリュームデータを発生することは、
前記発生された第１ボリュームデータに基づいて空間周波数上での低域ボリュームデータと高域ボリュームデータとを発生し、
前記発生された低域ボリュームデータに含まれる３次元構造物の３次元的な構造パターンを分類するための３つの固有値を計算し、
前記３つの固有値の中の２つの固有値に基づいてエッジ情報を計算し、
前記計算されたエッジ情報に応じたフィルタ特性を有する非線形異方性拡散フィルタを前記低域ボリュームデータにかけ、
前記発生されたエッジ情報に基づいて前記高域ボリュームデータに対してエッジ強調処理を施し、
前記非線形異方性拡散フィルタをかけられた低域ボリュームデータと前記エッジ強調処理を施された高域ボリュームデータとに基づいてスペックルとノイズとが低減された第２ボリュームデータを発生する、
ことを具備する請求項２９記載の画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボリュームデータに含まれるスペックルやノイズを低減する超音波診断装置、画像処理装置、超音波診断装置の制御方法、及び画像処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、超音波プローブに内蔵された振動子から発生される超音波パルスを被検体内に放射し、被検体組織により反射された超音波を振動子を介して受信する。そして超音波診断装置は、受信された超音波に応じたエコー信号を発生し、発生されたエコーに基づいて超音波画像のデータを発生し、超音波画像を表示する。一般的に超音波診断装置は、１次元に配列された複数の振動子を有する超音波プローブを用いることにより、被検体内の断面をスキャンして２次元の超音波画像を収集している。また近年の超音波診断装置は、２次元状に配列された複数の振動子を有する超音波プローブ等を用いることにより、被検体内のボリュームをスキャンして３次元の超音波画像（ボリュームデータ）を収集することも可能になってきている。
【０００３】
ところで、複数の近接する被検体組織から反射された超音波は、それぞれの位相のために干渉する。この干渉により、振幅のみを合成する場合とは見え方が異なる画像パターン、すなわちスペックル（speckle）が発生されてしまう。スペックルは、被検体組織の境界の位置や形状の正確な観測を妨げてしまう。そのため、スペックルを低減する（reduce）ための各種の処理方法が提案されている。
【０００４】
例えば特許文献１に記載のように、ウェーブレット（wavelet）変換／逆変換等によって超音波画像を多重解像度分解し、各レベルで分解した画像のエッジを検出し、画素ごとにエッジの向きを算出し、エッジの接線方向に平滑化、法線方向に先鋭化のフィルタを施す方法が提案されている。しかしこの特許文献１の適用は、２次元の超音波画像に限定されている。
【０００５】
一方、非特許文献１に記載のように、画像データ中の画素領域の構造分析の方法として、構造テンソル（Structure Tensor）を用いるものがある。非特許文献１には、非線形異方性拡散フィルタ（Nonlinear Anisotropic Diffusion Filter）による超音波画像のスペックル低減への応用が記載されている。しかし、非特許文献１の適用も、２次元の超音波画像に限定されている。
【０００６】
ただしボリュームデータを特定の座標軸に垂直な断面に分割し、それらの各断面に２次元スペックル低減フィルタを適用することによって、ボリュームデータ内のスペックルを低減できる。しかし、この場合には２次元フィルタが適用された面におけるスペックルの低減精度に比して、それに垂直に交わる２つの面におけるスペックルの低減精度が劣っている。
【０００７】
非線形異方性拡散フィルタを３次元に拡張する際、３次元構造テンソルの３つの固有値の大小関係によって構造の特徴を分類する必要がある。非特許文献２には、その具体例が記載されている。しかしこの非特許文献２には、３次元構造テンソルの各固有値を３次元拡散方程式に結びつける方法が記載されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６―１１６３０７号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】K.Z. Abd-Elmoniem, A.M. Youssef, and Y.M. Kadah,“Real-Time Speckle Reduction and Coherence Enhancement in Ultrasound Imaging via Nonlinear Anisotropic Diffusion”, IEEE transactions on biomedical engineering, vol. 49, NO. 9, Sep. 2002
【非特許文献２】Z. Yu, C. Bajaj,“A Structure Tensor Approach for 3D Image Skeletonization: Applications in Protein Secondary Structure Analysis, Image Processing, 2006 IEEE International Conference on, 2006
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、ボリュームデータに含まれるスペックルやノイズの低減精度及び低減処理速度の向上を実現する超音波診断装置、画像処理装置、超音波診断装置の制御方法、及び画像処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の局面に係る超音波診断装置は、超音波プローブと、前記超音波プローブを介して被検体に超音波を送信し、前記被検体により反射された超音波に由来するエコー信号を受信する送受信部と、前記受信されたエコー信号に基づいて第１ボリュームデータを発生する第１ボリュームデータ発生部と、前記発生された第１ボリュームデータに基づいて空間周波数上での低域ボリュームデータと高域ボリュームデータとを発生する低域／高域ボリュームデータ発生部と、前記発生された低域ボリュームデータに含まれる３次元構造物の３次元的な構造パターンを分類するための３つの固有値を計算し、前記３つの固有値の中の２つの固有値に基づいてエッジ情報を計算し、前記計算されたエッジ情報に応じたフィルタ特性を有する非線形異方性拡散フィルタを前記低域ボリュームデータにかけるフィルタ部と、前記発生されたエッジ情報に基づいて前記高域ボリュームデータに対してエッジ強調処理を施す高域ボクセル制御部と、前記フィルタ部で非線形異方性拡散フィルタをかけられた低域ボリュームデータと前記高域ボクセル制御部でエッジ強調処理を施された高域ボリュームデータとに基づいてスペックルとノイズとが低減された第２ボリュームデータを発生する第２ボリュームデータ発生部と、を具備する。
【００１２】
本発明の第２の局面に係る超音波診断装置は、超音波プローブと、前記超音波プローブを介して被検体に超音波を送信し、前記被検体により反射された超音波を受信し、前記受信された超音波に応じたエコー信号を出力する送受信部と、前記エコー信号に基づいて第１ボリュームデータを発生する第１ボリュームデータ発生部と、前記第１ボリュームデータに含まれるボクセル各々に対して、前記ボクセルの３次元的な方向性に応じたフィルタリング特性で３次元フィルタリングを適用し、第２ボリュームデータを発生する第２ボリュームデータ発生部と、前記第２ボリュームデータに基づいて２次元の超音波画像のデータを発生する画像データ発生部と、を具備する。
【００１３】
本発明の第３の局面に係る超音波診断装置は、超音波プローブと、前記超音波プローブを介して被検体に超音波を送信し、前記被検体により反射された超音波を受信し、前記受信された超音波に応じたエコー信号を出力する送受信部と、前記エコー信号に基づいて第１ボリュームデータを発生する発生部と、前記第１ボリュームデータに含まれる３次元的な等方性構造を有する成分を低減し、３次元的な異方性構造を有する成分を強調することによって、前記第１ボリュームデータから第２ボリュームデータを発生する低減部と、前記第２ボリュームデータを３次元画像処理し、２次元の超音波画像のデータを発生する３次元画像処理部と、を具備する。
【００１４】
本発明の第４の局面に係る画像処理装置は、被検体に関する第１ボリュームデータを記憶する記憶部と、前記第１ボリュームデータに含まれるボクセル各々に対して、前記ボクセルの３次元的な方向性に応じたフィルタリング特性で３次元フィルタリングを適用し、第２ボリュームデータを発生する第２ボリュームデータ発生部と、前記第２ボリュームデータに基づいて２次元の超音波画像のデータを発生する画像データ発生部と、を具備する。
【００１５】
本発明の第５の局面に係る画像処理装置は、被検体に関する第１ボリュームデータを記憶する記憶部と、前記第１ボリュームデータに含まれる３次元的な等方性構造を有する成分を低減し、３次元的な異方性構造を有する成分を強調することによって、前記第１ボリュームデータから第２ボリュームデータを発生する低減部と、前記第２ボリュームデータを３次元画像処理し、２次元画像のデータを発生する３次元画像処理部と、を具備する。
【００１６】
本発明の第６の局面に係る超音波診断装置の制御方法は、超音波プローブと、前記超音波プローブを介して超音波を送受信する送受信部と、第１ボリュームデータを発生する第１ボリュームデータ発生部と、低域ボリュームデータと高域ボリュームデータとを発生する低域／高域ボリュームデータ発生部と、フィルタをかけるフィルタ部と、高域ボクセルを制御する高域ボクセル制御部と、第２ボリュームデータを発生する第２ボリュームデータ発生部と、システム制御部とを具備する超音波診断装置の制御方法であって、前記システム制御部は、前記超音波プローブを介して被検体に超音波を送信し、前記超音波プローブを介して前記被検体により反射された超音波を受信し、前記受信された超音波に応じたエコー信号を出力するために前記受信部を制御し、前記出力されたエコー信号に基づいて第１ボリュームデータを発生するために前記第１ボリュームデータ発生部を制御し、前記発生された第１ボリュームデータに基づいて空間周波数上での低域ボリュームデータと高域ボリュームデータとを発生するために前記低域／高域ボリュームデータ発生部を制御し、前記発生された低域ボリュームデータに含まれる３次元構造物の３次元的な構造パターンを分類するための３つの固有値を計算し、前記３つの固有値の中の２つの固有値に基づいてエッジ情報を計算し、前記計算されたエッジ情報に応じたフィルタ特性を有する非線形異方性拡散フィルタを前記低域ボリュームデータにかけるために前記フィルタ部と制御し、前記発生されたエッジ情報に基づいて前記高域ボリュームデータに対してエッジ強調処理を施すために前記高域ボクセル制御部を制御し、前記非線形異方性拡散フィルタをかけられた低域ボリュームデータと前記エッジ強調処理を施された高域ボリュームデータとに基づいてスペックルとノイズとが低減された第２ボリュームデータを発生するために前記第２ボリュームデータ発生部を制御する。
【００１７】
本発明の第７の局面に係る超音波診断装置の制御方法は、超音波プローブと、前記超音波プローブを介して超音波を送受信する送受信部と、第１ボリュームデータを発生する第１ボリュームデータ発生部と、第２ボリュームデータを発生する第２ボリュームデータ発生部と、３次元画像処理を施す３次元画像処理部と、システム制御部とを具備する超音波診断装置の制御方法であって、前記システム制御部は、前記超音波プローブを介して被検体に超音波を送信し、前記超音波プローブを介して前記被検体により反射された超音波を受信し、前記受信された超音波に応じたエコー信号を出力するために前記受信部を制御し、前記出力されたエコー信号に基づいて第１ボリュームデータを発生するために前記第１ボリュームデータ発生部を制御し、前記発生された第１ボリュームデータに含まれるボクセル各々に対して、前記ボクセルの３次元的な方向性に応じたフィルタリング特性で３次元フィルタリングを適用することによって第２ボリュームデータを発生するために前記第２ボリュームデータ発生部を制御し、前記発生された第２ボリュームデータに基づいて２次元の超音波画像のデータを発生するために前記３次元画像処理部を制御する。
【００１８】
本発明の第８の局面に係る画像処理方法は、被検体に関する第１ボリュームデータに基づいて空間周波数上での低域ボリュームデータと高域ボリュームデータとを発生し、前記発生された低域ボリュームデータに含まれる３次元構造物の３次元的な構造パターンを分類するための３つの固有値を計算し、前記３つの固有値の中の２つの固有値に基づいてエッジ情報を計算し、前記計算されたエッジ情報に応じたフィルタ特性を有する非線形異方性拡散フィルタを前記低域ボリュームデータにかけ、前記発生されたエッジ情報に基づいて前記高域ボリュームデータに対してエッジ強調処理を施し、前記非線形異方性拡散フィルタをかけられた低域ボリュームデータと前記エッジ強調処理を施された高域ボリュームデータとに基づいてスペックルとノイズとが低減された第２ボリュームデータを発生する、ことを具備する。
【００１９】
本発明の第９の局面に係る画像処理方法は、被検体に関する第１ボリュームデータに含まれるボクセル各々に対して、前記ボクセルの３次元的な方向性に応じたフィルタリング特性で３次元フィルタリングを適用することによって第２ボリュームデータを発生し、前記第２ボリュームデータに基づいて２次元画像のデータを発生する、ことを具備する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、ボリュームデータに含まれるスペックルやノイズの低減精度及び低減処理速度の向上を実現する超音波診断装置、画像処理装置、超音波診断装置の制御方法、及び画像処理方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係る超音波診断装置の構成を示す図。
【図２】図１のスペックル／ノイズ低減処理部の構成を示す図。
【図３】図２の３次元ウェーブレット変換部による３次元的なウェーブレット変換の概念を示す図。
【図４】図３のウェーブレット変換における各座標軸方向に適用させるフィルタの適用パターンを示す図。
【図５】３次元構造テンソルの３つの固有値の大小関係に応じて分類される３つの構造パターンの１つを示す図。
【図６】３次元構造テンソルの３つの固有値の大小関係に応じて分類される３つの構造パターンの１つを示す図。
【図７】３次元構造テンソルの３つの固有値の大小関係に応じて分類される３つの構造パターンの１つを示す図。
【図８】図２の非線形異方性拡散フィルタ部による処理の典型的な流れを示す図。
【図９】本実施形態の変形例１に係る超音波診断装置の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係る超音波診断装置、画像処理装置、超音波診断装置の制御方法、及び画像処理方法を説明する。
【００２３】
図１は、本実施形態に係る超音波診断装置の構成を示す図を示している。図１に示すように、本超音波診断装置は、超音波プローブ１、送受信部２、Ｂモード処理部３、Ｂモードボリュームデータ発生部４、ドプラ処理部５、ドプラボリュームデータ発生部６、スペックル／ノイズ低減処理部７、３次元画像処理部８、及び表示部９を備えている。
【００２４】
超音波プローブ１は、２次元状に配列された複数の振動子を有している。超音波プローブ１は、送受信部２からの駆動信号を受けて被検体に向けて超音波を送信する。被検体に送信された超音波は、体内組織の音響インピーダンスの不連続面で次々と反射される。反射された超音波は、エコー信号として超音波プローブ１に受信される。このエコー信号の振幅は、反射された不連続面における音響インピーダンスの差に依存する。また、送信された超音波が、移動している血流や心臓壁等の移動体の表面で反射された場合、エコー信号は、ドプラ効果により移動体の超音波送信方向の速度成分に依存した周波数偏移を受ける。なお、超音波プローブ１は、３次元走査が可能であれば、必ずしも２次元アレイ型である必要はない。例えば、超音波プローブ１は、機械的に揺動可能な１次元アレイ型であってもよい。
【００２５】
送受信部２は、超音波プローブ１を介して被検体の走査対象であるボリュームを超音波で繰り返し３次元走査する。この３次元走査により送受信部２からは、走査ボリュームに関する複数の走査線に関する複数のエコー信号が出力される。
【００２６】
より詳細には、送受信部２は、超音波の送信用に図示しないレートパルス発生回路、送信遅延回路、及び駆動パルス発生回路等を有している。レートパルス発生回路は、所定のレート周波数ｆrＨｚ（周期；１／ｆr秒）で、レートパルスをチャンネル毎に繰り返し発生する。遅延回路は、チャンネル毎に超音波をビーム状に集束させ且つ送信指向性を決定するのに必要な遅延時間を各レートパルスに与える。駆動パルス発生回路は、各遅延されたレートパルスに基づくタイミングで、超音波プローブ１に駆動パルスを印加する。
【００２７】
また、送受信部２は、超音波の受信用に図示しないアンプ回路、Ａ／Ｄ変換器、受信遅延回路、及び加算器等を有している。アンプ回路は、超音波プローブ１からのエコー信号を受信し、受信されたエコー信号をチャンネル毎に増幅する。Ａ／Ｄ変換器は、増幅されたエコー信号をチャンネル毎にアナログ信号からデジタル信号に変換する。受信遅延回路は、デジタル信号に変換されたエコー信号に対し、チャンネル毎にビーム状に集束させ且つ受信指向性を決定するのに必要な遅延時間を与える。加算器は、遅延時間が与えられた各エコー信号を加算する。この加算処理により、エコー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、受信指向性と送信指向性とにより超音波ビームが形成される。１つの超音波ビームは、１つの超音波走査線に対応する。走査線毎のエコー信号は、Ｂモード処理部３とドプラ処理部５とに供給される。
【００２８】
Ｂモード処理部３は、送受信部２からのエコー信号を対数増幅し、対数増幅されたエコー信号を包絡線検波することで、エコー信号の強度を輝度で表現するＢモード信号のデータを発生する。発生されたＢモード信号のデータは、Ｂモードボリュームデータ発生部４に供給される。
【００２９】
Ｂモードボリュームデータ発生部４は、Ｂモード処理部３からのＢモード信号に基づいて、被検体に関するボリュームデータ（以下、Ｂモードボリュームデータと呼ぶことにする）を発生する。具体的には、Ｂモードボリュームデータ発生部４は、Ｂモード信号のデータを走査線の位置情報に従ってメモリ上に３次元的に配置し、走査線間のＢモード信号のデータを補間する。この配置処理と補間処理とによって、複数のボクセルから構成されるＢモードボリュームデータが発生される。各ボクセルは、由来するＢモード信号のデータの強度に応じたボクセル値を有する。発生されたＢモードボリュームデータは、スペックル／ノイズ低減処理部７に供給される。
【００３０】
ドプラ処理部５は、送受信部２からのエコー信号を周波数解析し、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、平均速度や分散、パワー等の血流情報の強度をカラーで表現するドプラ信号のデータを発生する。発生されたドプラ信号のデータは、ドプラボリュームデータ発生部６に供給される。
【００３１】
ドプラボリュームデータ発生部６は、ドプラ処理部５からのドプラ信号に基づいて、被検体に関するボリュームデータ（以下、ドプラボリュームデータと呼ぶことにする）を発生する。具体的には、ドプラボリュームデータ発生部６は、ドプラ信号のデータを走査線の位置情報に従ってメモリ上に３次元的に配置し、走査線間のドプラ信号のデータを補間する。この配置処理と補間処理とによって、複数のボクセルから構成されるドプラボリュームデータが発生される。各ボクセルは、由来するドプラ信号のデータの強度に応じたボクセル値を有する。発生されたドプラボリュームデータは、スペックル／ノイズ低減処理部７に供給される。
【００３２】
スペックル／ノイズ低減処理部７は、Ｂモードボリュームデータ発生部４からのＢモードボリュームデータやドプラボリュームデータ発生部６からのドプラボリュームデータに対してスペックル／ノイズ低減処理を実行し、スペックルやノイズが低減されたＢモードボリュームデータやドプラボリュームデータを発生する。より詳細には、スペックル／ノイズ低減処理部７は、Ｂモードボリュームデータやドプラボリュームデータに含まれる３次元的な等方性構造を有する成分を低減し、３次元的な異方性構造を有する成分を強調することにより、これらボリュームデータ中のスペックルやノイズを低減する。スペックルやノイズが低減されたＢモードボリュームデータやドプラボリュームデータは、３次元画像処理部８に供給される。スペックル／ノイズ低減処理部７の詳細については後述する。なお、スペックル／ノイズ低減処理部７は、Ｂモードボリュームデータとドプラボリュームデータとの両方に対してスペックル低減処理を行なう必要はなく、何れか一方に対してのみ行なってもよい。
【００３３】
３次元画像処理部８は、スペックル／ノイズ低減処理部７からのＢモードボリュームデータを３次元画像処理して２次元のＢモード画像のデータを発生する。また、３次元画像処理部８は、スペックル／ノイズ低減処理部７からのドプラボリュームデータを３次元画像処理して２次元のドプラ画像のデータを発生する。用いられる３次元画像処理としては、ＭＰＲ（multi planar reconstruction）処理やＣＰＲ（curved planar reconstruction）処理、ＳＰＲ（streched CPR）処理、ボリュームレンダリング、サーフェスレンダリング、ＭＩＰ（maximum intensity projection）等が挙げられる。発生されたＢモード画像のデータやドプラ画像のデータは、表示部９に供給される。
【００３４】
表示部９は、３次元画像処理部８からのＢモード画像を表示する。また、表示部９は、３次元画像処理部からのドプラ画像を表示する。また、表示部９は、Ｂモード画像とドプラ画像とを重ねて表示してもよい。表示部９としては、例えばＣＲＴディスプレイや、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイ等の表示デバイスが適宜利用可能である。
【００３５】
さらに超音波診断装置は、記憶部１０を備える。記憶部１０は、Ｂモードボリュームデータ発生部４からのＢモードボリュームデータとドプラボリュームデータ発生部６からのドプラボリュームデータとを記憶する。記憶部１０により記憶されたＢモードボリュームデータ又はドプラボリュームデータとは、スペックル／ノイズ低減処理部７により読み出され、スペックル／ノイズ低減処理に供される。
【００３６】
さらに超音波診断装置は、システム制御部１１を備える。システム制御部１１は、超音波診断装置の各部を統括的に制御する。例えば、システム制御部１１は、本実施形態に特有のスペックル／ノイズ低減処理を実行するために各部を制御する。
【００３７】
スペックル／ノイズ低減処理部７、３次元画像処理部８、表示部９、記憶部１０、及びシステム制御部１１は、画像処理装置１２を構成する。典型的には、画像処理装置１２は、本実施形態に係る超音波診断装置に内蔵されたコンピュータである。
【００３８】
次に、スペックル／ノイズ低減処理部７により実行されるスペックル／ノイズ低減処理について詳細に説明する。上述のように、スペックル／ノイズ低減処理部７は、Ｂモードボリュームデータとドプラボリュームデータとのそれぞれに対してスペックル低減処理を行なえる。そのため、以下、説明の簡単のため、Ｂモードボリュームデータとドプラボリュームデータとを区別せずに、単にボリュームデータと呼ぶことにする。また、Ｂモード画像とドプラ画像とを特に区別しないときは、超音波画像と呼ぶことにする。
【００３９】
スペックル／ノイズ低減処理部７は、ボリュームデータに含まれるボクセル各々に対して、ボクセルの３次元的な方向性に応じたフィルタリング特性で３次元フィルタリングを適用する。この３次元フィルタによりスペックル／ノイズ低減処理部７は、ボリュームデータに含まれる３次元的な等方性構造を有する成分を低減し、ボリュームデータに含まれる３次元的な異方性構造を有する成分を強調する。なお、スペックル／ノイズ低減処理の処理対象は、必ずしも３次元的な等方性構造成分と３次元的な異方性構造成分との両方である必要はない。すなわち、スペックル／ノイズ低減処理部７は、３次元的な等方性構造成分の低減と３次元的な異方性構造成分の強調との何れか一方のみを行なっても良い。
【００４０】
図２は、スペックル／ノイズ低減処理部７の構成を示す図である。図２に示すように、スペックル／ノイズ低減処理部７は、多重解像度分解／合成を行なうために、複数階層からなる多重構造を有している。本実施形態においては、多重解像度分解／合成の最高次数は、レベル３としている。しかしながら本実施形態は、これに限定する必要はない。すなわち、多重解像度分解／合成は、第１レベルから第ｎレベル（ただし、ｎは２以上の自然数）の範囲で行なわれればよい。また本実施形態では、多重解像度分解／合成の一例としてウェーブレット変換／逆変換を採用する。しかしながら本実施形態は、これに限定する必要はない。例えば、多重解像度分解／合成として、ラプラシアン・ピラミッド（Laplacian pyramid）法やガボール（Gabor）変換／逆変換等の既存の多重解像度分解／合成法を採用してもよい。また、本実施形態におけるウェーブレット変換／逆変換は、いわゆる離散ウェーブレット変換／逆変換を指す。
【００４１】
スペックル／ノイズ低減処理部７は、階層毎に３次元ウェーブレット変換部７１（７１―１、７１―２、７１―３）、非線形異方性拡散フィルタ部７３（７３―１、７３―２、７３―３）、高域ボクセル制御部７５（７５―１、７５―２、７５―３）、及び３次元ウェーブレット逆変換部７７（７７―１、７７―２、７７―３）を備えている。
【００４２】
３次元ウェーブレット変換部７１は、入力ボリュームデータに対して３次元的なウェーブレット変換を適用し、入力ボリュームデータを１種類の低域ボリュームデータと７種類の高域ボリュームデータとに分解する。
【００４３】
図３は、３次元的なウェーブレット変換による多重解像度分解の概念図である。図４は、３次元ウェーブレット変換における各座標軸方向に適用させるフィルタの適用パターンを示す図である。図３と図４とに示すように、分解前のボリュームデータＩＶに対し、ｘｙｚ直交座標の各軸方向に１次元の低域（Ｌ）フィルタと高域（Ｈ）フィルタとをそれぞれ適用して、ボリュームデータＩＶをウェーブレット変換する。このような３次元ウェーブレット変換によりボリュームデータＩＶは、１種類の低域ボリュームデータＤＶ１と７種類の高域ボリュームデータＤＶ２〜ＤＶ８とに分解される。低域ボリュームデータＤＶ１は、ボリュームデータＩＶが有する空間周波数成分のうちの低周波成分を含む。各高域ボリュームデータＤＶ２〜ＤＶ８は、ボリュームデータＩＶが有する空間周波数成分のうちの少なくとも１方向に関する高周波成分を含む。例えば、ｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸のそれぞれに低域フィルタを適用することにより、ｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸方向に関して低域成分のみを有する低域ボリュームデータＤＶ１が発生される。もう一例を挙げると、ｘ軸に高域フィルタを適用し、ｙ軸とｚ軸とのそれぞれに低域フィルタを適用することにより、ｘ軸方向の高域成分が強調された高域ボリュームデータＤＶ２が発生される。分解後の各ボリュームデータＤＶ１〜ＤＶ８の各座標軸あたりの標本数は、分解前のボリュームデータＩＶの各座標軸あたりの標本数の半分に縮小される。
【００４４】
３次元ウェーブレット変換部７１が最高階層（レベル３）に属さない場合、発生された低域ボリュームデータは、１階層上の３次元ウェーブレット変換部７１に供給される。３次元ウェーブレット変換部７１が最高階層に属する場合、発生された低域ボリュームデータは、同最高階層の非線形異方性拡散フィルタ部７３に供給される。また、高域ボリュームデータは、同階層に属する高域ボクセル制御部７５に供給される。
【００４５】
非線形異方性拡散フィルタ部７３は、供給された低域ボリュームデータに含まれるエッジ成分の大きさに関する情報を算出する。以下、エッジ成分の大きさに関する情報をエッジ情報と呼ぶことにする。エッジ情報は、同階層の高域ボクセル制御部７５に供給される。また、非線形異方性拡散フィルタ部７３は、供給された低域ボリュームデータに３次元的な非線形異方性拡散フィルタを適用する。非線形異方性拡散フィルタは、低域ボリュームデータに含まれるエッジ成分を強調し、低域ボリュームデータに含まれる非エッジ成分を平滑化する。非線形異方性拡散フィルタは、非線形的に異方性拡散する成分を強調するフィルタである。低域ボリュームデータ中のエッジ成分は、非線形的に異方性拡散している。一方、スペックルやノイズに代表される非エッジ成分は、非線形的に等方性拡散している。従って、低域ボリュームデータに非線形異方性拡散フィルタが適用されると、エッジ成分のボクセル値が増大され、非エッジ成分が低減される。本実施形態に係る非線形異方性拡散フィルタは、スペックル／ノイズの低減精度を向上しつつ、処理速度の向上を可能にするために工夫がなされている。これについて、後述する。フィルタリング後の低域ボリュームデータは、同階層の３次元ウェーブレット逆変換部７７に供給される。
【００４６】
ここで、非線形異方性拡散フィルタ部７３の処理について詳細に説明する。非線形異方性拡散フィルタ部７３は、低域ボリュームデータ内の構造物（ボクセル領域）の方向性を考慮したフィルタである非線形異方性拡散フィルタを低域ボリュームデータに適用し、エッジ情報とフィルタリングされた低域ボリュームデータとを出力する。非線形異方性拡散フィルタは以下の拡散方程式（偏微分方程式）（１）で表される。
【数１】
2010227554.tif 000003
【００４７】
Ｉは処理するボリュームデータのボクセル値、∇Ｉはその勾配ベクトル（gradient vector）、ｔは処理にかかわる時刻である。ｔは、実際の処理上では、この拡散方程式の処理回数を示す。本実施形態において処理回数ｔは何回であっても良いが、説明を具体的に行なうため、１回であるとする。Ｄは拡散テンソル（Diffusion Tensor）であって、以下の式（２）のように表される。
【数２】
2010227554.tif 000004
【００４８】
（２）式中のλＤ１、λＤ２、及びλＤ３は拡散テンソルＤの固有値であり、Ｒは拡散テンソルＤの固有ベクトルである。固有ベクトルＲは、以下の（３）式により表される。
【数３】
2010227554.tif 000005
【００４９】
拡散テンソルＤの固有値λＤ１は、固有ベクトルω１が示す方向の拡散の強さを表す。同様に、固有値λＤ２は固有ベクトルω２が示す方向の拡散の強さを表し、固有値λＤ３は固有ベクトルω３が示す方向の拡散の強さを表す。固有値λＤ１、λＤ２、及びλＤ３の値をボクセルごとに制御することによって、非線形異方性拡散フィルタの拡散の強さが制御される。なお、固有ベクトルＲは、非線形異方性拡散フィルタのフィルタ方向と同義である。すなわち、固有ベクトルＲを適宜設定することにより、非線形異方性拡散フィルタの所望のフィルタ方向が設定される。
【００５０】
また、拡散テンソルＤの固有ベクトルω１、ω２、及びω３は、低域ボリュームデータ中のボクセルの３次元構造テンソルＳの固有ベクトルに等しい。また、拡散テンソルＤの固有値λＤ１、λＤ２、及びλＤ３は、後述する３次元構造テンソルＳの固有値から算出されるエッジの大きさに依存する。
【００５１】
３次元構造テンソルＳは、以下の（４）式のように規定される。
【数４】
2010227554.tif 000006
【００５２】
Ｉｘは、処理対象のボリュームデータＩのｘ方向に沿う空間微分、Ｉｙは、処理対象のボリュームデータＩのｙ方向に沿う空間微分、Ｉｚは、処理対象のボリュームデータＩのｚ方向に沿う空間微分を表す。Ｇρは３次元ガウス関数、演算子「＊」は畳み込みを表す。固有値λＳ１、λＳ２、及びλＳ３は、３次元構造テンソルＳの固有値であり、その大小関係は、λＳ１≧λＳ２≧λＳ３であるとする。空間微分Ｉｘ、Ｉｙ、及びＩｚの算出方法は、上記の算出方法に厳密に従わなくともよい。例えば、Ｉｘ、Ｉｙ、及びＩｚを算出するかわりに、ソーベルフィルタ（sobel filter）や、多重解像度分解の高域成分を適用してもよい。
【００５３】
３次元構造テンソルＳの各要素ｓが求まっている場合における固有値λＳ１、λＳ２、及びλＳ３と固有ベクトルＲ及びＲＴとは、線形代数学でよく知られている方法によって算出することができる。すなわち、（４）式中の３×３の行列の固有値λＳ１、λＳ２、及びλＳ３は、例えばカルダノ（Cardano）の方法等によって、実質的に３次方程式を解くことにより算出できる。また、３次元構造テンソルＳは、実対称行列であるので、固有値λＳ１、λＳ２、及びλＳ３は実数であり、固有ベクトルＲ及びＲＴは実ベクトルである。実ベクトルＲ及びＲＴは互いに直交する。
【００５４】
ボリュームデータに含まれる３次元的な構造物の代表的な構造パターンは、３次元構造テンソルＳの固有値λＳ１、λＳ２、及びλＳ３の大小関係によって分類される。図５、図６、及び図７は、それぞれ３つの構造パターンうちの１つを示す模式図である。図５に示すように、λＳ１＞＞λＳ２≒λＳ３の場合、構造物は異方性構造物であり、平板状構造を有する。図６に示すように、λＳ１≒λＳ２＞＞λＳ３の場合、構造物は異方性構造物であり、線状構造を有する。図７に示すように、λＳ１≒λＳ２≒λＳ３の場合、構造物は等方性構造物であり、球状構造を有する。低減対象であるスペックルやノイズは、球状構造を有する。また、強調対象であるエッジ成分は、平面状構造や線状構造を有する。
【００５５】
本発明者は、ボリュームデータの３次元構造テンソルを非線形異方性拡散フィルタに適用するにあたっては、平板状の構造と線状の構造とを特に分別する必要がないことを経験的に見出した。それは、第２固有値λＳ２を考慮して発生された超音波画像は、考慮しないで発生された超音波画像に比して、画質が向上していなかったからである。そのため、本実施形態においては、第１固有値λＳ１と第３固有値λＳ３との差分値に応じて、３次元構造物の形状を判別することにする。すなわち、この差分値ＤＩ＞＞０の場合、構造物は異方性構造を有するとし、ＤＩ≒０の場合、等方性構造を有するとする。第１固有値λＳ１と第３固有値λＳ３との差分は、エッジ情報の算出に用いられる。エッジ情報Ｐｅは、以下の（５）式のように表される。
【数５】
2010227554.tif 000007
【００５６】
エッジ情報Ｐｅは、エッジの大きさを０から１までの範囲に正規化することにより算出されるパラメータである。エッジ情報Ｐｅの値が１に近いほど異方性が強く、０に近いほど等方性が強い。すなわち、エッジ情報Ｐｅの値が１に近いほど構造物はエッジ成分に近く、０に近いほど構造物は非エッジ成分に近い。このようにエッジ情報Ｐｅは、構造物の異方性又は等方性（エッジ成分又は非エッジ成分）の度合を示といえる。
【００５７】
パラメータｋは、エッジ成分の抽出度合を示す。パラメータｋは、ユーザにより図示しない操作部を介して任意に設定可能である。例えば、パラメータｋを小さくすると、エッジ成分が抽出されやすくなる。
【００５８】
エッジ情報Ｐｅを用いて非線形異方性拡散フィルタの拡散の強さ、すなわち、３次元拡散テンソルＤの固有値λＤ１、λＤ２、及びλＤ３が算出される。固有値λＤ１は以下の（６）式、固有値λＤ２は以下の（７）式、固有値λＤ３は以下の（８）式により表される。
【数６】
2010227554.tif 000008
【００５９】
（６）、（７）、及び（８）式中のβ（１−Ｐｅ）の部分は非エッジ成分を示し、β・Ｐｅの部分は、エッジ成分を示している。低減対象であるスペックルやノイズが属する非エッジ成分に対しては、その方向性を持たせない必要がある。すなわち、この非エッジ成分を方向に依らず拡散させなければならない。そのため、β１＝β３＝β５＞０に設定する。一方、強調対象であるエッジ成分に対しては、その方向性をより強調させなければならない。すなわち、このエッジ成分の垂直方向（固有値λＤ１の固有ベクトルω１が指す方向）を先鋭化させ、それ以外の方向（固有値λＤ２の固有ベクトルω２が指す方向と固有値λＤ３の固有ベクトルω３が指す方向）を拡散させる必要がある。そのため、β２は０に近い値に設定され、β４とβ６とはβ２よりも大きい所定値に設定される。これらパラメータβ１、β２、β３、β４、β５、及びβ６のそれぞれは、図示しない操作部を介して任意に設定可能である。
【００６０】
また、上述のように、拡散テンソルＤの固有ベクトルω１、ω２、及びω３は、３次元構造テンソルＳの固有ベクトルω１、ω２、及びω３に等しい。以上により拡散テンソルＤの固有値λＤ１、λＤ２、及びλＤ３と固有ベクトルω１、ω２、及びω３とを算出することができる。従って、（２）式中の拡散テンソルＤの各要素dを算出でき、非線形異方性拡散フィルタ（拡散方程式（１））を得ることができる。本実施形態に係る非線形異方性拡散フィルタの固有値（拡散の強さ）は、上述のように、異方性又は等方性の度合を示すエッジ情報Ｐｅの大きさに応じて変化する。すなわち、本実施形態に係る非線形異方性拡散フィルタを低域ボリュームデータに適用することにより、低域ボリュームデータ中の異方性構造を有する成分が強調され、等方性構造を有する成分が低減される。
【００６１】
図８は、非線形異方性拡散フィルタ部７３によるフィルタ処理の典型的な流れを示す図である。なお、ステップＳ１〜ステップＳ６の処理は、処理対象のボリュームデータを構成する各ボクセルについて行なわれる。
【００６２】
図８に示すように、まず非線形異方性拡散フィルタ部７３は、低域ボリュームデータの処理対象である入力ボクセルのボクセル値を入力する。そして非線形異方性拡散フィルタ部７３は、入力ボクセルのボクセル値とその近傍のボクセルのボクセル値とに基づいて、入力ボクセルのボクセル値を各座標軸に沿って空間微分し、微分値Ｉ（Ｉｘ、Ｉｙ、Ｉｚ）を算出する（ステップＳ１）。微分値Ｉを算出すると、非線形異方性拡散フィルタ部７３は、（４）式に示すように、算出された微分値Ｉと３次元ガウス関数Ｇρとを畳み込み演算し、構造テンソルＳの各要素ｓを算出する（ステップＳ２）。なお、ステップＳ２における計算には、３次元ガウス関数Ｇρの計算も含まれる。
【００６３】
３次元構造テンソルＳの各要素ｓが算出されると、非線形異方性拡散フィルタ部７３は、（４）式に示すように、算出された各要素ｓを線形代数演算して３次元構造テンソルＳの固有値λｓと固有ベクトルωとを算出する（ステップＳ３）。固有値λｓが算出されると、非線形異方性拡散フィルタ部７３は、（５）式に示すように、算出された固有値λｓとパラメータｋとを利用してエッジ情報Ｐｅを算出する（ステップＳ４）。エッジ情報Ｐｅは、高域ボクセル制御部７５に供給される。
【００６４】
エッジ情報Ｐｅが算出されると、非線形異方性拡散フィルタ部７３は、（６）、（７）、及び（８）式に示すように、エッジ情報Ｐｅとパラメータβとを利用して、拡散の強さ、すなわち拡散テンソルＤの固有値λＤ１、λＤ２、及びλＤ３を算出する（ステップＳ５）。拡散テンソルＤの固有値λＤ１、λＤ２、及びλＤ３と拡散テンソルＤ（構造テンソルＳ）の固有ベクトルω１、ω２、及びω３とが算出されると、非線形異方性拡散フィルタ部７３は、（２）式に示すように、算出された固有値λＤ１、λＤ２、及びλＤ３と固有ベクトルω１、ω２、及びω３とを線形代数演算して、拡散テンソルＤの各要素ｄを算出する（ステップＳ６）。拡散テンソルＤの要素ｄが算出されると、非線形異方性拡散フィルタ部７３は、算出された要素ｄと微分値Ｉとに基づいて（１）式の拡散方程式を数値解析演算し、出力ボクセル値を算出する（ステップＳ７）。具体的には、時刻tにおいて、あるボクセルとその近傍ボクセルにおけるボクセル値と拡散テンソルの各要素値とから、時刻ｔ＋Δｔにおけるそのボクセルの新たなボクセル値を求め、次にｔ＋Δｔを新たなｔとして、同様の計算を１回から数回繰り返す。算出された出力ボクセル値は、３次元ウェーブレット逆変換部７７に供給される。
【００６５】
ステップＳ７が行なわれると、次の処理対象の入力ボクセルを変更して再びステップＳ１〜ステップＳ７が行なわれる。このようにして、処理対象の入力ボリュームデータを構成する全てのボクセルについて、ステップＳ１〜ステップＳ７が行なわれると、非線形異方性拡散フィルタ部７３によるフィルタ処理が終了する。
【００６６】
すなわち、非線形異方性拡散フィルタ部７３は、３次元構造テンソルの固有値に応じた拡散の強さを有する３次元の非線形異方性拡散フィルタを、３次元構造テンソルの固有ベクトルに応じたフィルタリング方向（拡散テンソルの固有ベクトルが指す方向）に沿って低域ボリュームデータに適用し、フィルタリング後の低域ボリュームデータを発生する。
【００６７】
高域ボクセル制御部７５は、非線形異方性拡散フィルタ部７３からのエッジ情報に基づいて、３次元ウェーブレット変換部７１からの高域ボリュームデータに含まれるボクセルのボクセル値を制御する。より詳細には、高域ボクセル制御部７５は、高域ボリュームデータに含まれる異方性構造を有する成分のボクセル値を増大させ、等方性構造を有する成分のボクセル値を低減する。すなわち、高域ボクセル制御部７５により、高域ボリュームデータに含まれるスペックル成分やノイズ成分が低減される。
【００６８】
より詳細には、高域ボクセル制御部７５は、入力ボクセル値ＩＨをフィルタに適用して出力ボクセル値ＩＨ´を出力する。このフィルタは、以下の（９）式により表される。
【数７】
2010227554.tif 000009
【００６９】
ここで、Ａは、エッジ成分に対する制御係数であり、Ｂは、スペックルやノイズに代表される非エッジ成分に対する制御係数である。例えば、制御係数Ａは、１以上に設定され、制御係数Ｂは、１以下に設定される。すなわち、エッジ成分は、ＩＨとＡとＰｅとの積により強調される。また、非エッジ成分は、ＩＨとＢと（１−Ｐｅ）との積により低減される。このフィルタにより、エッジ成分が強調され、非エッジ成分が低減された高域ボリュームデータは、３次元ウェーブレット逆変換部７７に供給される。
【００７０】
また、Ａ＝０且つＢ≠０に設定されることで、高域ボクセル制御部７５は、エッジ成分（異方性構造成分）を強調せず、非エッジ成分（等方性構造成分）を低減する。このように非エッジ成分が低減されることで、エッジ成分を相対的に強調させることができる。反対に、Ａ≠０且つＢ＝０に設定されることで、高域ボクセル制御部７５は、エッジ成分（異方性構造成分）を強調し、非エッジ成分（等方性構造成分）を低減しない。このようにエッジ成分が強調されることで、非エッジ成分を相対的に低減させることができる。
【００７１】
高域ボクセル制御部７５によるエッジ成分の他の強調方法としては、以下の方法がある。まず、所定のエッジ情報の大きさを閾値に設定して、閾値以上のエッジ情報を有するボクセルをエッジ成分、閾値以下のエッジ情報を有するボクセルを非エッジ成分に設定する。そしてエッジ成分に属するボクセルの出力ボクセル値を、その入力ボクセル値と制御係数Ａとの積に変更する。換言すれば、エッジ成分に属するボクセルの入力ボクセル値は、入力ボクセル値と制御係数Ａとの積に置き換えられる。また、非エッジ成分に属するボクセルの出力ボクセル値を、その入力ボクセル値と制御係数Ｂとの積に変更する。非エッジ成分に属するボクセルの入力ボクセル値は、入力ボクセル値と制御係数Ｂとの積に置き換えられる。
【００７２】
３次元ウェーブレット逆変換部７７は、非線形異方性拡散フィルタ部７３からの低域ボリュームデータと高域ボクセル制御部７５からの高域ボリュームデータとを多重解像度合成（本実施形態の典型例としては、３次元ウェーブレット逆変換）し、低域ボリュームデータと高域ボリュームデータとを合成し、合成ボリュームデータを発生する。発生された合成ボリュームデータは、入力ボリュームデータに比して、異方性構造を有する成分が強調され、等方性構造を有する成分が低減されている。発生された合成ボリュームデータの各座標軸あたりの標本数は、入力されたボリュームデータの各座標軸あたりの標本数の２倍に拡大される。３次元ウェーブレット逆変換部７７が最下層に属さない場合、発生された合成ボリュームデータは、１階層下の非線形異方性拡散フィルタ部７３に供給される。３次元ウェーブレット逆変換部７７が最下層に属する場合、発生された合成ボリュームデータは、３次元画像処理部８に供給される。
【００７３】
次に、各階層における３次元ウェーブレット変換部７１、非線形異方性拡散フィルタ部７３、高域ボクセル制御部７５、及び３次元ウェーブレット逆変換部７７の処理の流れを説明する。
【００７４】
図２に示すように、レベル１の３次元ウェーブレット変換部７１―１は、入力ボリュームデータに対して３次元ウェーブレット変換を行い、１種類の低域ボリュームデータと７種類の高域ボリュームデータを出力する。低域ボリュームデータはレベル２の３次元ウェーブレット変換部７１―２に供給され、高域ボリュームデータはレベル１の高域ボクセル制御部７５―１に供給される。
【００７５】
レベル２の３次元ウェーブレット変換部７１―２は、レベル１の３次元ウェーブレット変換部７１―１からの低域ボリュームデータに対して３次元ウェーブレット変換を行い、１種類の低域ボリュームデータと７種類の高域ボリュームデータを出力する。低域ボリュームデータはレベル３の３次元ウェーブレット変換部７１―３に供給され、高域ボリュームデータはレベル２の高域ボクセル制御部７５―２に供給される。
【００７６】
レベル３の３次元ウェーブレット変換部７１―３は、レベル２の３次元ウェーブレット変換部７１―２からの低域ボリュームデータに対して３次元ウェーブレット変換を行い、１種類の低域ボリュームデータと７種類の高域ボリュームデータを出力する。低域ボリュームデータは、レベル３の非線形異方性拡散フィルタ部７３―３に供給され、高域ボリュームデータはレベル３の高域ボクセル制御部７５―３に供給される。
【００７７】
次に、非線形異方性拡散フィルタ部７３―３は、３次元ウェーブレット変換部７１―３からの低域ボリュームデータに関するエッジ情報を算出する。エッジ情報は、レベル３の高域ボクセル制御部７５―３に供給される。また、非線形異方性拡散フィルタ部７３―３は、低域ボリュームデータに非線形異方性拡散フィルタを適用する。フィルタリング後の低域ボリュームデータは、レベル３の３次元ウェーブレット逆変換部７７―３に供給される。
【００７８】
高域ボクセル制御部７５―３は、３次元ウェーブレット変換部７１―３からの７種類の高域ボリュームデータと非線形異方性拡散フィルタ部７３―３からのエッジ情報とを入力する。そして高域ボクセル制御部７５―３は、入力されたエッジ情報に基づいて７種類の高域ボリュームデータの各々に含まれるボクセルのボクセル値を制御して、ボクセル値が制御された７種類の高域ボリュームデータを出力する。７種類の高域ボリュームデータは、レベル３の３次元ウェーブレット逆変換部７７―３に供給される。
【００７９】
３次元ウェーブレット逆変換部７７―３は、非線形異方性拡散フィルタ部７３―３からの低域ボリュームデータと高域レベル制御部７５―３からの高域ボリュームデータとに３次元ウェーブレット逆変換をし、単一の合成ボリュームデータを出力する。合成ボリュームデータは、低域ボリュームデータとしてレベル２の非線形異方性拡散フィルタ部７３―２に供給される。
【００８０】
非線形異方性拡散フィルタ部７３―２は、３次元ウェーブレット逆変換部７７―３からの低域ボリュームデータに対してレベル３と同様のフィルタ処理を行い、フィルタ処理後の低域ボリュームデータをレベル２のウェーブレット逆変換部７７―２に供給する。一方、レベル２の高域ボクセル制御部７５―２は、レベル２の３次元ウェーブレット変換部７１―２からの７種類の高域ボリュームデータのボクセル値をレベル３と同様に制御する。そして高域ボクセル制御部７５―２は、ボクセル値が制御された７種類の高域ボリュームデータをレベル２のウェーブレット逆変換部７７―２に供給する。ウェーブレット逆変換部７７―２は、非線形異方性拡散フィルタ部７３―２からの低域ボリュームデータと高域ボクセル制御部７５―２からの７種類の高域ボリュームデータとに対して、レベル３と同様の方法で３次元ウェーブレット逆変換し、単一の合成ボリュームデータを出力する。合成ボリュームデータは、低域ボリュームデータとしてレベル１の非線形異方性拡散フィルタ部７３―１に供給される。
【００８１】
非線形異方性拡散フィルタ部７３―１に供給された低域ボリュームデータは、レベル２、３と同様のフィルタ処理がなされた後、レベル１のウェーブレット逆変換部７７―１に供給される。一方、レベル１の３次元ウェーブレット変換部７１―１から出力された７種類の高域ボリュームデータは、レベル１の高域ボクセル制御部７５―１においてレベル２やレベル３と同様にボクセル値制御がなされ、レベル１のウェーブレット逆変換部７７―１へ供給される。そしてウェーブレット逆変換部７７―１は、レベル２、３と同様に低域ボリュームデータと７種類の高域ボリュームデータとに３次元ウェーブレット逆変換し、単一の合成ボリュームデータを出力する。出力された合成ボリュームデータの各座標軸あたりの標本数は、スペックル／ノイズ低減処理部７に入力されたボリュームデータの各座標軸あたりの標本数に等しい。
【００８２】
レベル１の３次元ウェーブレット逆変換部７７―１により発生された合成ボリュームデータは、３次元画像処理部８に供給される。３次元画像処理部８は、合成ボリュームデータに３次元画像処理して超音波画像（２次元画像）のデータを発生する。発生された超音波画像上の等方性構造は低減され、異方性構造は強調されている。すなわち超音波画像上のスペックルやノイズが低減されている。発生された超音波画像は、表示部９により表示される。
【００８３】
以上述べた構成によれば、以下の効果を得ることができる。
【００８４】
上述のように本実施形態に係る超音波診断装置は、入力ボリュームデータのボクセル各々について３次元構造テンソルに基づいてエッジ情報を算出する。超音波診断装置は、エッジ情報に基づいて３次元フィルタ（拡散方程式（１））をボクセル毎に算出する。３次元フィルタは、ボクセルの３次元的な方向性に応じたフィルタ強度とフィルタ方向とを有している。超音波診断装置は、算出された３次元フィルタを入力ボリュームデータに適用し、入力ボリュームデータ内の構造物のエッジ方向（処理対象ボクセルの接面内の全方向）に沿って平滑化し、エッジ方向に直交する方向（処理対象ボクセルの接面の法線方向）に沿って先鋭化する。例えば、構造物が平面形状を有している場合、構造物の平面（図５のω２ω3平面）に沿って平滑化し、この平面の法線方向（図５のω１方向）に沿って先鋭化する。このように超音波診断装置は、個々の構造物の形状に応じた最適な３次元フィルタをボリュームデータに適用することができる。
【００８５】
より詳細には、本実施形態に係る超音波診断装置によれば、ボリュームデータに対して、各座標軸に沿って低域フィルタ及び高域フィルタをそれぞれ適用することによって３次元的な多重解像度分解を実行し、ボリュームデータを低域ボリュームデータと高域ボリュームデータとに分解する。そして超音波診断装置は、低域ボリュームデータに非線形異方性拡散フィルタを適用する。非線形異方性拡散フィルタの適用により、低域ボリュームデータに含まれるエッジ成分が増大され、スペックルやノイズ等の非エッジ成分が低減された低域ボリュームデータが発生される。非線形異方性拡散フィルタを適用する際、３次元構造テンソルの固有値の大小関係に応じた構造物の構造パターンを判別する必要がある。本実施形態に係る超音波診断装置は、３つの固有値のうちの最大値と最小値とのみを用いて３次元的な構造パターンを判別する。これにより、３つの固有値を用いる場合に比して処理量が低下し、処理速度が向上する。これは超音波診断装置の長所である画像表示のリアルタイム性の観点からしても好ましい。
【００８６】
また、本実施形態に係る超音波診断装置は、非線形異方性拡散フィルタにより得られたエッジ情報を利用して高域ボリュームデータ内のエッジ成分を増大し、非エッジ成分を低減している。すなわち、高域ボリュームデータに対するエッジ成分強調では、予め得られたエッジ情報を利用することにより、新たにエッジ成分の位置情報等を特定する必要がない。これによっても処理速度が従来に比して向上する。
【００８７】
そしてエッジが強調された低域ボリュームデータと高域ボリュームデータとを多重解像度合成して、非エッジ成分が低減され且つエッジ成分が強調された出力ボリュームデータを発生する。この出力ボリュームデータは、３次元多重解像度分解／合成や３次元拡張フィルタを利用して発生されたものである。従って本実施形態に係るスペックル／ノイズ低減処理は、従来のようにボリュームデータに対して２次元フィルタを適用する場合に比して、座標軸の方向に影響を受けず、従来に比して３次元的に偏りなく均一にスペックルやノイズを低減できる。
【００８８】
かくして本実施形態に係る超音波診断装置、画像処理装置、超音波診断装置の制御方法、及び画像処理方法は、ボリュームデータに含まれるスペックルやノイズの低減精度及び低減処理速度の向上を実現する。
【００８９】
（変形例１）
以下、本実施形態の変形例１に係る超音波診断装置、画像処理装置１２、超音波診断装置の制御方法、及び画像処理方法を説明する。なお以下の説明において、本実施形態と略同一の機能を有する構成要素については、同一符号を付し、必要な場合にのみ重複説明する。
【００９０】
変形例１に係る超音波診断装置は、ボリュームデータに対して３次元画像処理を行なった後にスペックル／ノイズ低減処理を実行する。図９は、変形例１に係る超音波診断装置の構成を示す図である。Ｂモードボリュームデータ発生部４は、発生されたＢモードボリュームデータを３次元画像処理部８に供給する。ドプラボリュームデータ発生部６は、発生されたドプラボリュームデータを３次元画像処理部８に供給する。３次元画像処理部８は、供給されたＢモードボリュームデータやドプラボリュームデータ等のボリュームデータを３次元画像処理して、厚みつき断面画像のデータを発生する。発生された厚みつき断面画像のデータは、スペックル／ノイズ低減処理部７に供給する。
【００９１】
スペックル／ノイズ低減処理部７は、供給された厚みつき断面画像に対して本実施形態に特有なスペックル／ノイズ低減処理を実行し、スペックルやノイズを低減する。厚み付き断面画像の各断面をｘｙ平面、厚み方向をｚ軸方向とすれば、その処理方法は本実施形態における３次元画像の処理方法と同一である。しかし、変形例１ではｘ、ｙ軸方向に比べｚ軸方向の標本数がかなり少なくなる。処理結果を平面として表示する場合、処理後のｚ軸方向の標本数は１となる。また低減処理後にＭＩＰなど別の処理を行ってから平面を構成する場合には、低減処理後も厚み付き断面画像であり、ｚ軸方向の標本数は複数となる。スペックルやノイズが低減された厚みつき断面画像のデータは、再び３次元画像処理部８に供給される。
【００９２】
３次元画像処理部８は、スペックルやノイズが低減された厚みつき断面画像のデータを３次元画像処理し、２次元の超音波画像のデータを発生する。発生された超音波画像のデータは、表示部９に供給される。
【００９３】
表示部９は、３次元画像処理部８から供給された超音波画像を表示する。
【００９４】
かくして変形例１によれば、ボリュームデータに含まれるスペックルやノイズの低減精度及び低減処理速度の向上を実現する超音波診断装置、画像処理装置、超音波診断装置の制御方法、及び画像処理方法を提供することが可能となる。
【００９５】
（変形例２）
上記の実施形態に係る画像処理装置１２は、超音波診断装置に内蔵されているとした。しかしながら本実施形態は、これに限定する必要はない。例えば、画像処理装置１２は、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置や磁気共鳴イメージング装置、核医学診断装置に内蔵されていてもよい。また、画像処理装置１２は、超音波診断装置、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置、磁気共鳴イメージング装置、及び核医学診断装置等の画像診断装置にネットワークを介して接続されたワークステーションであってもよい。すなわち本実施形態に係る処理対象のボリュームデータは、画像診断装置の種類によらない。変形例２に係る画像処理装置１２は、超音波診断装置やＸ線コンピュータ断層撮影装置、磁気共鳴イメージング装置、核医学診断装置等のあらゆる画像診断装置により発生されたボリュームデータに対して上述のスペックル／ノイズ低減処理を実行可能である。
【００９６】
かくして変形例２によれば、ボリュームデータに含まれるスペックルやノイズの低減精度及び低減処理速度の向上を実現する画像処理装置及び画像処理方法を提供することが可能となる。
【００９７】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
以上本発明によれば、ボリュームデータに含まれるスペックルやノイズの低減精度及び低減処理速度の向上を実現する超音波診断装置、画像処理装置、超音波診断装置の制御方法、及び画像処理方法の提供を実現することができる。
【符号の説明】
【００９９】
１…超音波プローブ、２…送受信部、３…Ｂモード処理部、４…Ｂモードボリュームデータ発生部、５…ドプラ処理部、６…ドプラボリュームデータ発生部、７…スペックル／ノイズ低減処理部、８…３次元画像処理部、９…表示部、１０…記憶部、１１…システム制御部、１２…画像処理装置
【図１】
2010227554.tif 000010
【図２】
2010227554.tif 000011
【図３】
2010227554.tif 000012
【図４】
2010227554.tif 000013
【図５】
2010227554.tif 000014
【図６】
2010227554.tif 000015
【図７】
2010227554.tif 000016
【図８】
2010227554.tif 000017
【図９】
2010227554.tif 000018