【手続補正書】
【提出日】平成16年3月5日(2004.3.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】超音波診断装置
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体内に超音波を送受信する探触子と、この超音波の送受信により得た反射エコー信号を処理し、該処理された反射エコー信号を用いて被検体内の超音波画像のデータを時系列に複数フレーム記録する超音波本体部と、この記録された超音波画像のデータを読み出し超音波ビームの走査線毎に書き込んで画像データを形成するディジタルスキャンコンバータ部と、この形成された画像データを画像として表示する画像表示部と、上記各構成要素の動作を制御する制御部とを有する超音波診断装置において、
上記超音波本体部又はディジタルスキャンコンバータ部から出力される時系列の複数フレームの画像データについて経時的な相関を把握する相関手段と、この把握された相関関係の情報により上記画像データの性状を判定するデータ判定手段と、この判定結果により画像データに対し雑音成分を除去する画像処理を施す画像処理手段とを備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
被検体内に超音波を送受信する探触子と、超音波の送受信により得た反射エコー信号を処理し、この処理された反射エコー信号を用いて被検体内の超音波画像のデータを時系列に複数フレーム記録する超音波本体部と、この記録された超音波画像のデータを読み出し超音波ビームの走査線毎に書き込んで画像データを形成するディジタルスキャンコンバータ部と、この形成された画像データを画像として表示する画像表示部と、上記各構成要素の動作を制御する制御部とを有する超音波診断装置において、
上記超音波本体部又はディジタルスキャンコンバータ部から出力される時系列の複数フレームの画像データを順次書き込む複数個並列の画像メモリと、この画像メモリから読み出した複数の画像データについて経時的な相関を把握する相関回路部と、この相関回路部で把握した相関関係の情報により上記画像データの性状を判定するデータ判定部と、このデータ判定部の判定結果により画像データに対し雑音成分を除去する画像処理を施す画像処理部とを有し、この画像処理部から前記ディジタルスキャンコンバータ部又は画像表示部へ処理後の画像データを送出する画像データ判定処理回路を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項３】
上記相関回路部は、上記画像メモリから読み出した複数の画像データについて経時的に古いものから新しいものへ画像データを並べ換えることにより経時的な相関を把握するものであることを特徴とする請求項２記載の超音波診断装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の詳細な説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波を利用して被検体内の診断部位について断層像を計測し表示する超音波診断装置において、例えば循環器などの動画像に周期が不規則な雑音が混入している場合にその雑音を判定し処理することができる超音波診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、超音波診断装置で得られる超音波画像には、例えばスペックルノイズと呼ばれる周期が不規則な雑音が混入している。このスペックルノイズは、超音波の波長に比べて十分小さい生体組織の反射体群によりさまざまな位相で発生する散乱波が干渉してランダムに小輝点群が出現すると考えられている。そして、このスペックルノイズは、Ｂモード像の全域に本来の反射エコー信号に重畳して出現することが知られている。すなわち、例えば心臓の超音波画像において、心壁等の構造物の反射エコー信号にスペックルノイズが重なって本来の信号を乱し画像のチラツキ等の画質劣化を引き起こすと共に、心腔等の反射体が無い部位等にもスペックルノイズが出現して画質を劣化させるものであった。また、一般に、スペックルノイズは、生体内に分布する微小散乱体の配置により形状が大きく変化するとされており、生体組織が動くと上記スペックルノイズのパターンも変わることが知られている。しかし、そのパターンの変化の度合、方向、輝度などの変わり方は一様ではない。このことから、生体が動いている場合は、スペックルノイズは不規則な変化をすることが確認されている。
【０００３】
このような事情に対処して、従来の超音波診断装置においては、図１４に示すようなフレーム相関処理回路により経時的に重みを付けた加算平均化処理を行い、動画像のスペックルノイズを低減していた。このフレーム相関処理回路は、従来一般に「フレーム相関」又は「ｓｃｃ（スキャンコリレーション）走査相関」と呼ばれる手法でスペックルノイズを低減処理するもので、図１４に示すように、例えば重み付け加算器から成る演算処理回路１と、Ｂモード像のデータを記録する機能を有するフレームメモリ２と、このフレームメモリ２の入力端子Ｄに入力される超音波画像のデータに同期して上記フレームメモリ２の番地を順次発生させる制御回路３とから構成されている。
【０００４】
上記フレーム相関処理回路において、フレームメモリ２は、制御回路３により選択された番地に記録されていたデータ、つまり１フレーム前のデータを出力端子Ｅから出力する。この出力端子Ｅからの出力データは、前記演算処理回路１のＢ入力に入力する。次に、演算処理回路１は、図示外の超音波本体部から送出されＡ入力に入力してくる現時点でのデータと、上記Ｂ入力に入力する１フレーム前のデータとを相関処理し、その結果を出力端子Ｃより出力する。すると、この出力端子Ｃからの出力データは、新しい時相のデータとしてフレームメモリ２の入力端子Ｄへ送られる。次に、制御回路３は、上記フレームメモリ２に新しい時相のデータが入力された後に、これを前回と同一番地に記録するよう指示を出す。
【０００５】
ここで、上記演算処理回路１で行われている相関処理について説明する。いま、演算処理回路１のＡ入力に入力される数値をａで表し、Ｂ入力に入力される数値をｂで表し、出力端子Ｃに出現する演算結果をｃとすると、
ａ・Ｘ＋ｂ・Ｙ＝ｃ  …（１）
の関係があるＸ，Ｙの相関係数により、重み付け加算平均の処理が行われる場合が多い。ここでは、Ｘ＜１，Ｙ＜１であり、
Ｘ＋Ｙ＝１  …（２）
の関係がある。一般には、被検体の診断部位や雑音の大小により上記相関係数Ｘ，Ｙを選定して使用している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来の超音波診断装置におけるフレーム相関処理回路においては、図１４に示す演算処理回路１のＢ入力に入力される画像データは１フレーム前の時相で既に演算処理されたものであるので、上記演算処理回路１の出力端子Ｃからの演算出力は、経時的に旧フレームの影響が長時間残留してしまうものであった。また、相関をとるフレームの画像データ、例えば輝度レベル等の高低により相関処理後の依存度が大幅に変化してしまうことがあった。すなわち、輝度の高いフレームの画像データは長く影響が残るが、輝度の低いフレームの画像データは非常に短時間で無関係となってしまうものであった。これでは、フレーム間で相関処理する時間間隔が不明となり、フレームの指定が不可能となる。従って、上記相関処理の効果は完全には推定できず、不確定要素となり、スペックルノイズ除去による画質の安定性は不十分であった。さらに、図１４に示すフレーム相関処理回路においては、元の超音波画像の輝度レベル等のデータが演算処理回路１の相関処理により順次変化して行き、輝度に応じたフィルタ処理等が実行できないことがあった。そのため、輝度情報により処理のアルゴリズムを変更することができず、前述のように単純な重み付け加算程度しか行えなかった。
【０００７】
そこで、本発明は、このような問題点に対処し、例えば循環器などの動画像に周期が不規則な雑音が混入している場合にその雑音を判定して低減処理し、特に高速で動く心壁や弁などの描出に適する超音波診断装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明による超音波診断装置は、被検体内に超音波を送受信する探触子と、この超音波の送受信により得た反射エコー信号を処理し、該処理された反射エコー信号を用いて被検体内の超音波画像のデータを時系列に複数フレーム記録する超音波本体部と、この記録された超音波画像のデータを読み出し超音波ビームの走査線毎に書き込んで画像データを形成するディジタルスキャンコンバータ部と、この形成された画像データを画像として表示する画像表示部と、上記各構成要素の動作を制御する制御部とを有する超音波診断装置において、上記超音波本体部又はディジタルスキャンコンバータ部から出力される時系列の複数フレームの画像データについて経時的な相関を把握する相関手段と、この把握された相関関係の情報により上記画像データの性状を判定するデータ判定手段と、この判定結果により画像データに対し雑音成分を除去する画像処理を施す画像処理手段とを備えたものである。
【０００９】
また、他の手段による超音波診断装置は、被検体内に超音波を送受信する探触子と、この超音波の送受信により得た反射エコー信号を処理し、該処理された反射エコー信号を用いて被検体内の超音波画像のデータを時系列に複数フレーム記録する超音波本体部と、この記録された超音波画像のデータを読み出し超音波ビームの走査線毎に書き込んで画像データを形成するディジタルスキャンコンバータ部と、この形成された画像データを画像として表示する画像表示部と、上記各構成要素の動作を制御する制御部とを有する超音波診断装置において、上記超音波本体部又はディジタルスキャンコンバータ部から出力される時系列の複数フレームの画像データを順次書き込む複数個並列の画像メモリと、この画像メモリから読み出した複数の画像データについて経時的な相関を把握する相関回路部と、この相関回路部で把握した相関関係の情報により上記画像データの性状を判定するデータ判定部と、このデータ判定部の判定結果により画像データに対し雑音成分を除去する画像処理を施す画像処理部とを有し、この画像処理部から前記ディジタルスキャンコンバータ部又は画像表示部へ処理後の画像データを送出する画像データ判定処理回路を備えたものである。
【００１０】
そして、上記相関回路部は、画像メモリから読み出した複数の画像データについて経時的に古いものから新しいものへ画像データを並べ換えることにより経時的な相関を把握するものとする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明による超音波診断装置の全体構成を示すブロック図である。この超音波診断装置は、超音波を利用して被検体内の診断部位について断層像を計測し表示するもので、図１に示すように、探触子１０と、超音波本体部１１と、ディジタルスキャンコンバータ部（以下「ＤＳＣ部」と略称する）１２と、画像表示部１３と、制御回路部１４とを有し、さらに画像データ判定処理回路１５を備えて成る。
【００１２】
上記探触子１０は、被検体内に超音波を送受信するもので、図示省略したがその内部には超音波の発生源であると共に反射エコーを受信して電気信号に変換する超音波振動子を有している。超音波本体部１１は、上記探触子１０を駆動して超音波を送受信させると共に得られた超音波画像のデータを記録するもので、図示省略したがその内部には、上記探触子１０を駆動して超音波を発生させると共に受信した反射エコー信号を処理する超音波送受信部と、この超音波送受信部からの反射エコー信号をディジタル化し運動組織を含む被検体内の超音波画像のデータを時系列に複数フレームに記録するメモリ部とを有している。ＤＳＣ部１２は、上記メモリ部から読み出したディジタル信号を超音波ビームの走査線毎に書き込んで画像データを形成するもので、その内部にはディジタルの超音波走査線メモリ群と、そのメモリ制御器とを有している。また、画像表示部１３は、上記ＤＳＣ部１２で形成され出力される画像データを入力してアナログ変換し画像として表示するもので、その内部にはＤ／Ａ変換器と、テレビモニタとを有している。さらに、制御回路部１４は、上記各構成要素の動作を制御する制御部となるもので、例えばＣＰＵ（中央処理装置）から成る。
【００１３】
ここで、本発明においては、上記超音波本体部１１又はＤＳＣ部１２から出力される時系列の複数フレームの画像データについて経時的な相関を把握する相関手段と、この把握された相関関係の情報により上記画像データの性状を判定するデータ判定手段と、この判定結果により画像データに対し雑音成分を除去する画像処理を施す画像処理手段とが備えられている。具体的には、上記超音波本体部１１とＤＳＣ部１２との間に画像データ判定処理回路１５が設けられている。この画像データ判定処理回路１５は、連続した複数フレームの同一アドレスの画像データを経時的な相関を把握して並べ換え、この並べ換えた画像データをグラフ化し、このグラフのパターンにより上記画像データの性状を判定して、この判定結果により画像データに対し画像処理を施すもので、その内部構成は図２に示すように、複数個の画像メモリ１６ａ〜１６ｎと、相関回路部１７と、メモリ１８と、データ判定部１９と、画像処理部２０とから成る。
【００１４】
上記複数個の画像メモリ１６ａ〜１６ｎは、前記超音波本体部１１から出力される連続した複数フレームの画像データを１フレーム毎に順次入力して書き込むもので、複数個並列に設けられている。なお、この画像メモリ１６ａ〜１６ｎは、処理の目的及び精度等により任意の個数とすればよい。相関回路部１７は、上記複数個の画像メモリ１６ａ〜１６ｎから読み出された複数の画像データを入力して経時的な相関を把握する相関手段となるもので、制御回路部１４の制御により例えば経時的に古いものから新しいものへと正しく並び換えて画像データを出力するようになっている。メモリ１８は、上記相関回路部１７から出力された経時的な相関を把握した情報を記録するものである。また、データ判定部１９は、上記相関回路部１７で把握されメモリ１８に記録された上記相関関係の情報を入力して当該画像データの性状を判定するデータ判定手段となるもので、例えばＲＯＭなどから成る。さらに、画像処理部２０は、上記データ判定部１９の判定結果を入力し、該判定結果により当該画像データに対し雑音成分を除去する等の画像処理を施す画像処理手段となるもので、例えばＲＯＭなどから成る。そして、この画像処理部２０からは、前記ＤＳＣ部１２へ上記処理後の画像データを送出するようになっている。
【００１５】
次に、このように構成された超音波診断装置の動作について説明する。まず、前記超音波本体部１１から出力された連続した複数フレームの画像データは、上記画像データ判定処理回路１５内の複数個の画像メモリ１６ａ〜１６ｎに経時的に記録される。このとき、上記複数個の画像メモリ１６ａ〜１６ｎに記録される画像データは周期的に更新され、制御回路部１４は指定した画像メモリに常に最新のデータが記録されるように制御している。そして、上記複数個の画像メモリ１６ａ〜１６ｎはそのアドレスが総て共通とされ、記録時には同一番地のデータが出力に現れる方式とされている。すなわち、画像メモリ１６ａ〜１６ｎへのデータ記録時には新旧フレームの同一番地のデータが同時に出力され、相関回路部１７へ入力する。しかし、このデータは上記複数個の画像メモリ１６ａ〜１６ｎのうちどれが最新であるかは、制御回路部１４により指示を受けなければわからない。そこで、上記相関回路部１７は、制御回路部１４から指示を受けて古いデータから新しいデータへと経時的に再配列し、この再配列後のデータにより経時的な相関を把握する。この相関回路部１７で相関処理された結果は、相関関係の情報としてメモリ１８に記録される。そして、このメモリ１８内の相関結果は、画像データの相関関係を示すグラフとして画像表示部１３に表示される。
【００１６】
この画像表示部１３に表示されるグラフの例を示すと、後述の図８〜図１２のようになる。すなわち、図８は、（１）実際の生体組織の動きを反映したものに対応するグラフのパターンを示し、図９は、（２）多重反射などに依存するアーチファクトに対応するグラフのパターンを示し、図１０は、（３）音波の干渉による雑音に対応するグラフのパターンを示し、図１１は、（４）音場の乱れなどによる突発的な雑音に対応するグラフのパターンを示し、図１２は、（５）電気的な雑音に対応するグラフのパターンを示している。操作者は、これらのグラフの表示を観察して注目している画素の性状を把握する。上記表示はあくまで判定基準の確認であり、実際の診断時の画質を改善するには、上記メモリ１８からの相関関係の画像データをリアルタイムでデータ判定部１９へ送り、このデータ判定部１９で上記画像データの性状を判定する。
【００１７】
上記データ判定部１９は、ＲＯＭなどに記録されたファームウェアで構築すると、経験的に把握した上記のような各情報パターンを判定基準とすることが可能である。この場合、数値を判定基準とするのではなく上記グラフのパターンが判定基準であるので、輝度情報を３ビット程度に圧縮すれば、例えば８フレームの情報を入力しても２４ビットなので現在あるメモリ素子で十分に実現可能な回路規模となる。更に、現在あるメモリ素子は、アクセスタイムが約１００ナノ秒と高速であるので、リアルタイム性も十分確保できる。
【００１８】
上記データ判定部１９の詳細を図３を参照して説明する。このデータ判定部１９は、例えば８本のアドレスラインＬａ1，Ｌａ2，Ｌａ3，…，Ｌａ8を有すると共に、１本の出力ラインＬｏを有している。そして、上記各アドレスラインＬａ1〜Ｌａ8には、それぞれアドレスＡ0〜Ａ2，Ａ3〜Ａ5，Ａ6〜Ａ8，…，Ａ21〜Ａ23が割り当てられ、各アドレスラインＬａ1〜Ｌａ8にはそれぞれ１フレームの画像データが入力され、合計８フレームの画像データが入力されるようになっている。また、出力ラインＬｏからは、判定結果のデータが出力されるようになっている。
【００１９】
このような状態で、第１のアドレスラインＬａ1には、最も古い時相のフレームの画像データが３ビットに圧縮され入力されている。また、第２のアドレスラインＬａ2には、最も古い時相から１フレームだけ新しい時相の画像データが３ビットに圧縮され入力されている。さらに、第３のアドレスラインＬａ3には、最も古い時相から２フレームだけ新しい時相の画像データが３ビットに圧縮され入力されている。…そして、第８のアドレスラインＬａ8には、最新時相の画像データが３ビットに圧縮され入力されている。これにより、後述の図８〜図１２に示した各時相ｆ1〜ｆ8の輝度情報を、データ判定部１９のファームウェアを構築するＲＯＭのアドレスに割り当てることができる。
【００２０】
そして、これらにより定義されたアドレスのデータをエンコードして、出力ラインＬｏから判定結果のデータとして例えば０１，０２，０３，０４，０５を出力する。このとき、例えば出力０１は図８に示す（１）実際の生体組織の動きを反映したものと判定したデータと決め、出力０２は図９に示す（２）多重反射などに依存するアーチファクトと判定したデータと決め、出力０３は図１０に示す(３）音波の干渉による雑音と判定したデータと決め、出力０４は図１１に示す（４）音場の乱れなどによる突発的な雑音と判定したデータと決め、出力０５は図１２に示す（５）電気的な雑音と判定したデータと決めておけばよい。このような判定結果の出力により、当該画像データの性状が判明する。
【００２１】
上記データ判定部１９から出力された判定結果のデータは、図２に示す画像処理部２０へ入力する。すると、この画像処理部２０は、上記データ判定部１９から入力した判定結果のデータ０１，０２，０３，０４，０５に従い、所要の画像処理を行う。例えば、判定結果のデータ０１が入力した場合は、上述のように（１）実際の生体組織の動きを反映した画像データであるので、最新時相の画像をそのまま出力する。しかし、他の判定結果のデータ０２〜０５が入力した場合は、上述の(２）〜（５）の雑音成分のデータであるので、その雑音成分を除去する等の画像処理を行う。これにより、画像表示部１３に表示される画像の画質が改善される。
【００２２】
次に、このように構成された超音波診断装置を使用して実施する画像データ判定処理方法について、図４〜図７を参照して説明する。この画像データ判定処理方法は、前述の超音波診断装置において、上記超音波本体部１１のメモリ部から図４に示すように連続した複数フレームｆ1，ｆ2，…，ｆnの画像データを同時に並列に読み出し、各フレームの同一アドレスの画像データを経時的な相関を把握して古いものから新しいものへｆ1，ｆ2，…，ｆnのように正しく並べ換え、この並べ換えた画像データをグラフ化して表示し、この表示されたグラフのパターンにより上記画像データの性状を判定し、この判定結果により画像データに対し雑音低減等の画像処理を施すものである。
【００２３】
例えば、図５に示す心臓の断層像５において、心壁６の内部の心腔内に出現するスペックルノイズ７は、上記心壁６などの組織よりも輝度が低い。また、上記スペックルノイズ７の輝度レベルの変化は不規則である。これを横軸を時間（フレーム番号）とし縦軸を輝度として時間変化に対する輝度変化の状況をグラフで示すと、図６のようになる。すなわち、心壁６などの組織の運動等においてはカーブＣ1に示すように輝度が高くそろっているが、スペックルノイズ７においてはカーブＣ2に示すように輝度が低くバラツイている。なお、図５において、符号８は生体組織上に出現するスペックルノイズを示している。図６のグラフからわかるように、時系列的に並んだ複数枚（複数フレーム）の画像データをもとに統計的手法を用いてスペックルノイズを判定することができる。
【００２４】
ここで、図６に示す時間変化に対する輝度変化の状況を示すグラフにおいて、カーブＣ1に示す高輝度を保っていた生体内の組織からの輝度データが特定フレームのみ低い場合は、データの欠落であると判定する。さらに、図６において、カーブＣ2に示すスペックルノイズの輝度レベルを保っていた輝度データが突然に特定フレームのみ上昇した場合は、その他のノイズであると判定する。以上のことを基準として、複数フレームのデータを比較してスペックルノイズであるか否かの判定を行うことができる。
【００２５】
次に、これらの判定基準により（ａ）スペックルノイズ、（ｂ）データの欠落、（ｃ）その他のノイズの判定を、複数フレームのデータを図７に示すようにグラフのパターンで分類して行う場合について説明する。この図７は、例えば５個のフレームｆ1〜ｆ5の輝度データを用い、（ａ）,（ｂ）,（ｃ）図はスペックルノイズの判定を目的とした各フレームｆ1〜ｆ5の同一番地（ｘ，ｙ）のデータを経時的に示したものである。図７では、フレームｆ1が最も新しい時相で、フレームｆ5が最も古い時相としている。
【００２６】
初めに、図７（ａ）は、５個のデータｆ1〜ｆ5が総て低い輝度レベルの範囲に分布しており、それぞれの輝度値はランダムで不規則であり、時間軸に対し不連続に存在している場合のパターンを示している。この（ａ）に示すグラフのパターンは、図５に示すように、心壁６の内部のように反射対象物の存在しない心腔内などに発生する「スペックルノイズ」７を特徴付けると判定できる。次に、図７（ｂ）は、特定のフレーム、例えば第３フレームｆ3のみで一瞬輝度が低下した場合を示し、この時相のみがスペックルノイズのデータである場合のパターンを示している。この場合、フレームレートが低いときは、例えば心筋が拡張していくサイクルで心壁などが振動により超音波診断装置の探触子の視野から外れ、その後復旧した現象に対応している。また、フレームレートが高いときは、本来あるべきデータが電源回路等のゆらぎなどに起因して一瞬のみ欠落するいわゆる「黒抜けノイズ」と判定される。さらに、図７（ｃ）は、特定フレーム、例えば第３フレームｆ3のみが高輝度で他のフレームはスペックルノイズの輝度レベルである場合のパターンを示している。この場合、フレームレートが低いときは、探触子の視野を強反射体、例えば弁先などが通過した場合に対応している。また、フレームレートが高いときは、超音波診断装置の回路の雑音や各種要因により音響的に混入した特異点雑音である「ペッパーノイズ」と判定される。
【００２７】
このように各心時相の輝度情報が経時的に示すようなパターンを把握し、注目している時相の情報が実データかスペックルノイズ等であるか否かを判定することができる。そして、この判定結果により、当該画像データに対し雑音成分を除去する等の画像処理を施す。これにより、表示画像の画質が改善される。なお、図７に示す（ａ）,（ｂ）,（ｃ）の経時的なデータによるグラフのパターンは、実験的に求められるものである。また、図７は超音波画像の視野のある１点に注目したグラフであるが、実際には得られた超音波画像の視野全体について処理を行う。
【００２８】
次に、連続する複数フレームの同一アドレスの画像データを経時的な相関を把握して並べ換え、各心時相の輝度情報が経時的に示すようなグラフのパターンを把握し、注目している時相の情報が実データかアーチファクトか或いは他のノイズ等であるかの判定を、上記グラフのパターンで分類して行う場合について説明する。この場合、連続する複数フレームの同一アドレスの経時的情報には、以下に示す種類のものが存在する。すなわち、
（１）実際の生体組織の動きを反映したもの
（２）多重反射などに依存するアーチファクト（音響的虚像）
（３）音波の干渉による雑音
（４）音場の乱れなどによる突発的な雑音
（５）電気的な雑音
などが存在する。これらの経時的情報は、単一時相の情報のみを観察していてもこれらの区別は不可能である。つまり、１枚のフリーズ画像からは上記の情報を抽出することは不可能である。
【００２９】
これに対し、連続する複数フレームの画像情報をグラフ化すると、輝度等の経時的変化をパターン認識可能である。例えば、図８〜図１２に示すように、横軸に時間つまり経時的なフレームの番号（例えば８フレームｆ1〜ｆ8）をとり、縦軸に輝度をとって、時間変化に対する輝度変化の状況をグラフで示すと、上記の(１）から（５）までの各現象に対応したグラフのパターンを得ることができる。すなわち、（１）実際の生体組織の動きを反映したものに対応するグラフのパターンとして図８が、（２）多重反射などに依存するアーチファクトに対応するグラフのパターンとして図９が、（３）音波の干渉による雑音に対応するグラフのパターンとして図１０が、（４）音場の乱れなどによる突発的な雑音に対応するグラフのパターンとして図１１が、（５）電気的な雑音に対応するグラフのパターンとして図１２が得られる。そして、これらのグラフは、上記の（１）から（５）までの各現象に独特のパターンを示している。
【００３０】
従って、上記のように得られた各グラフを表示して、この表示されたグラフのパターンにより上記画像データの性状が上記の（１）から（５）までの各現象のいずれに該当するかを判定することができる。そして、この判定結果により、当該画像データに対し雑音成分を除去する等の画像処理を施す。これにより、表示画像の画質が改善される。
【００３１】
図１３は、本発明の超音波診断装置における画像データ判定処理回路１５の他の設置例を示す全体構成のブロック図である。この設置例は、ＤＳＣ部１２と画像表示部１３との間に画像データ判定処理回路１５を設けたものである。図１の設置例では、超音波本体部１１とＤＳＣ部１２との間に画像データ判定処理回路１５を設け、上記超音波本体部１１より得たデータを超音波信号の送受信タイミングに同期して演算処理していたのに対し、図１３の設置例では、ＤＳＣ部１２から出力されるフレーム画として完成されたデータ、すなわちテレビモニタなどに表示するため走査変換した画像データを、画像表示部１３の表示のタイミングに同期して演算処理するものである。この場合は、図２に示す画像データ判定処理回路１５の内部構成において、複数個の画像メモリ１６ａ〜１６ｎへの書き込み、読み出しのタイミングが走査変換後のタイミング、すなわち画像表示部１３のテレビモニタなどへの表示タイミングに従っている。また、上記画像表示部１３の表示用のフレーム画として上記複数個の画像メモリ１６ａ〜１６ｎの画像データを使用している。
【００３２】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されたので、請求項１に係る発明によれば、相関手段で超音波本体部又はディジタルスキャンコンバータ部から出力される時系列の複数フレームの画像データについて経時的な相関を把握し、この把握された相関関係の情報によりデータ判定手段で上記画像データの性状を判定し、この判定結果により画像処理手段で上記画像データに対し雑音成分を除去する画像処理を施すことができる。このことから、例えば循環器などの動画像に周期が不規則な雑音が混入している場合にその雑音を判定して低減処理することができ、特に高速で動く心壁や弁などの描出に適するものである。そして、上記周期が不規則な雑音等の除去により、画質を向上することができると共に画質の安定性を増すことができる。
【００３３】
また、請求項２，３に係る発明によれば、画像データ判定処理回路内の複数個並列の画像メモリで超音波本体部又はディジタルスキャンコンバータ部から出力される時系列の複数フレームの画像データを順次書き込み、この画像メモリから読み出した複数の画像データについて相関回路部で経時的な相関を把握し、この相関回路部で把握した相関関係の情報によりデータ判定部で上記画像データの性状を判定し、このデータ判定部の判定結果により画像処理部で上記画像データに対し雑音成分を除去する画像処理を施して、前記ディジタルスキャンコンバータ部又は画像表示部へ処理後の画像データを送出することができる。従って、例えば循環器などの動画像に周期が不規則な雑音が混入している場合にその雑音を判定して低減処理することができ、特に高速で動く心壁や弁などの描出に適するものである。そして、上記周期が不規則な雑音等の除去により、画質を向上することができると共に画質の安定性を増すことができる。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による超音波診断装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】上記超音波診断装置において画像データ判定処理回路の内部構成を示すブロック図である。
【図３】上記画像データ判定処理回路におけるデータ判定部の詳細を示す説明図である。
【図４】上記超音波診断装置を使用して実施する画像データ判定処理方法の原理を示す説明図である。
【図５】被検体内の診断部位について収集した超音波断層像におけるスペックルノイズの分布状況を示す説明図である。
【図６】収集した超音波画像の時間変化に対する輝度変化の状況を示すグラフである。
【図７】スペックルノイズであるか否かの判定を複数フレームのデータをグラフのパターンで分類して行う場合を説明するグラフである。
【図８】連続する複数フレームの画像情報について時間変化に対する輝度変化の状況をグラフで示すもので、実際の生体組織の動きを反映したものに対応するグラフのパターンを示す図である。
【図９】同じく、多重反射などに依存するアーチファクトに対応するグラフのパターンを示す図である。
【図１０】同じく、音波の干渉による雑音に対応するグラフのパターンを示す図である。
【図１１】同じく、音場の乱れなどによる突発的な雑音に対応するグラフのパターンを示す図である。
【図１２】同じく、電気的な雑音に対応するグラフのパターンを示す図である。
【図１３】本発明の超音波診断装置における画像データ判定処理回路の他の設置例を示す全体構成のブロック図である。
【図１４】従来の超音波診断装置においてスペックルノイズを除去するためのフレーム相関処理回路を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０…探触子
１１…超音波本体部
１２…ＤＳＣ部
１３…画像表示部
１４…制御回路部
１５…画像データ判定処理回路
１６ａ〜１６ｎ…画像メモリ
１７…相関回路部
１８…メモリ
１９…データ判定部
２０…画像処理部


【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
1998243945.tif 000001
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
1998243945.tif 000002
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
1998243945.tif 000003
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
1998243945.tif 000004
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
1998243945.tif 000005
【手続補正１０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
1998243945.tif 000006
【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
1998243945.tif 000007
【手続補正１２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
1998243945.tif 000008
【手続補正１３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９】
1998243945.tif 000009
【手続補正１４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１０】
1998243945.tif 000010
【手続補正１５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１１】
1998243945.tif 000011
【手続補正１６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１２】
1998243945.tif 000012