(57)【要約】      （修正有）【課題】超音波診断に際して、超音波画像内に含まれる表在組織、血管、横隔膜等の観察したい構造物が見やすい超音波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】解像度調整部２２が、超音波プローブの中心周波数に基づいて超音波画像データに基づく超音波画像を拡大・縮小処理して超音波画像データの解像度を調整した調整済み超音波画像データを生成し、エッジ判定部２３が、調整済み超音波画像データに基づく超音波画像内に含まれる構造物のエッジ判定を行って構造物のエッジの情報を取得し、画像処理部２４が、エッジ判定部２３で取得された構造物のエッジの情報に基づき、解像度調整部２２で生成された調整済み超音波画像データまたは画像データ生成部２０で生成された超音波画像データに対してノイズの除去処理またはエッジの強調処理を含む画像処理を行うことにより処理済み超音波画像データを生成する。【選択図】図２
2014054419.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波プローブにより被検体に向けて超音波を送信し、得られた受信データに基づいて診断装置本体により超音波画像を生成する超音波診断装置であって、
前記受信データに基づいて超音波画像データを生成する画像データ生成部と、
前記画像データ生成部において生成された前記超音波画像データの解像度を調整し、調整済み超音波画像データを生成する解像度調整部と、
前記解像度調整部において生成された前記調整済み超音波画像データに基づく超音波画像内に含まれる構造物のエッジ判定を行い、前記構造物のエッジの情報を取得するエッジ判定部と、
前記エッジ判定部において取得された前記エッジの情報に基づき、前記解像度調整部で生成された前記調整済み超音波画像データまたは前記画像データ生成部で生成された前記超音波画像データに対してノイズの除去処理またはエッジの強調処理を含む画像処理を行うことにより処理済み超音波画像データを生成する画像処理部とを備えることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記超音波画像データのデシメーションを行い、間引き超音波画像データを生成するデシメーション部をさらに備え、
前記解像度調整部は、前記デシメーション部で生成された前記間引き超音波画像データの解像度を調整し、調整済み超音波画像データを生成することを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記解像度調整部は、前記超音波プローブの中心周波数、送信される前記超音波の帯域幅、前記超音波プローブの走査ライン密度、前記受信データに対する検波処理のための検波フィルタのフィルタ特性、およびハーモニックイメージングを含む画像化方法のいずれかに応じて、前記超音波画像データの解像度を調整し、調整済み超音波画像データを生成することを特徴とする請求項１または２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記解像度調整部は、前記超音波プローブの中心周波数に比例して前記超音波画像データの解像度を調整し、調整済み超音波画像データを生成することを特徴とする請求項１または２に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記画像データ生成部で生成された前記超音波画像データに対して表示のための座標変換を行うスキャンコンバート部と、
前記画像処理部で画像処理がされた前記調整済み超音波画像データの解像度を前記解像度調整部による調整前の解像度に復元する解像度復元部とをさらに備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記解像度調整部において生成された前記調整済み超音波画像データに対して多重解像度分解を行い、前記調整済み超音波画像データを解像度の異なる複数の分解超音波画像データに分解する多重解像度分解部と、
解像度の異なる複数の分解超音波画像データを再構成する多重解像度再構成部とをさらに備え、
前記エッジ判定部は、前記多重解像度分解部において分解された解像度の異なる複数の分解超音波画像データに基づく超音波画像内に含まれる構造物のエッジ判定をそれぞれ行い、前記分解超音波画像データに対応する前記構造物のエッジの情報をそれぞれ取得し、
前記画像処理部は、前記エッジ判定部において取得された対応する前記エッジの情報に基づき前記分解超音波画像データのそれぞれに対して画像処理を行うことにより解像度の異なる複数の処理済みの分解超音波画像データを生成して前記多重解像度再構成部へ出力することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに超音波診断装置。
【請求項７】
前記画像データ生成部で生成された前記超音波画像データに対して多重解像度分解を行い、前記超音波画像データを解像度の異なる複数の分解超音波画像データに分解する多重解像度分解部と、
解像度の異なる複数の前記分解超音波画像データの解像度をそれぞれ復元し、複数の復元済み分解超音波画像データをそれぞれ生成する解像度復元部と、
前記解像度復元部において生成された複数の前記復元済み分解超音波画像データを再構成する多重解像度再構成部とをさらに備え、
前記解像度調整部は、前記多重解像度分解部において多重解像度分解された解像度の異なる複数の前記分解超音波画像データの解像度をそれぞれ調整して複数の調整済み分解超音波画像データを生成し、
前記エッジ判定部は、前記解像度調整部で生成された複数の調整済み分解超音波画像データに基づく超音波画像内に含まれる構造物のエッジ判定をそれぞれ行って前記構造物のエッジの情報を取得し、
前記画像処理部は、対応する前記エッジの情報に基づき前記複数の調整済み分解超音波画像データのそれぞれに対して画像処理を行うことにより解像度の異なる複数の処理済みの分解超音波画像データを生成して前記解像度復元部へ出力することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに超音波診断装置。
【請求項８】
前記解像度調整部で生成された前記調整済み超音波画像データの解像度を復元し、第１の復元データを生成する第１の解像度復元部と、
前記第１の復元データを前記超音波画像データから減算することで減算データを生成する減算器と、
前記画像処理部で生成された前記処理済み超音波画像データの解像度を復元し、第２の復元データを生成する第２の解像度復元部と、
前記減算データと前記第２の復元データとを加算することで加算データを生成する加算器とをさらに備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の超音波診断装置。
【請求項９】
超音波プローブにより被検体に向けて超音波を送信し、得られた受信データに基づいて超音波画像を生成する超音波画像生成方法であって、
前記受信データに基づいて超音波画像データを生成し、
生成された前記超音波画像データの解像度を調整し、調整済み超音波画像データを生成し、
生成された前記調整済み超音波画像データに基づく超音波画像内に含まれる構造物のエッジ判定を行い、前記構造物のエッジの情報を取得し、
取得された前記エッジの情報に基づき、前記調整済み超音波画像データまたは前記超音波画像データに対して、ノイズの除去処理またはエッジの強調処理を含む画像処理を行うことにより処理済み超音波画像データを生成することを特徴とする超音波画像生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波診断装置および超音波画像生成方法に係り、特に、超音波プローブから超音波の送受信を行うことで得られた受信信号に基づいて超音波画像を生成し、表示部に超音波画像を表示する超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、医療分野において、超音波画像を利用した超音波診断装置が実用化されている。一般に、この種の超音波診断装置は、超音波プローブのアレイトランスデューサから被検体内に向けて超音波ビームを送信し、被検体からの超音波エコーをアレイトランスデューサで受信して、その受信信号を診断装置本体で電気的に処理することにより超音波画像が生成される。
【０００３】
また、近年、例えば、特許文献１および特許文献２に開示されているように、超音波画像を生成する際に、超音波画像について多重解像度分解を行った上で、ノイズの除去処理やエッジの強調処理などの画像処理を施し、画質を改善した超音波画像を生成する超音波診断装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許４７８９８５４号公報
【特許文献２】特開２０１２−５０８１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
超音波診断に際して、超音波画像内の所定の構造物を明瞭に観察したい場合、特許文献１および特許文献２に記載の多重解像度分解を用いることで、超音波画像内の構造物の大きさに応じて、複数の解像度を多重解像度分解の結果から選択し、観察することができる。しかし、多重解像度分解は、超音波画像の解像度を、例えば１／２ずつ等、所定の割合で段階的に変化させるため、超音波画像内の観察したい構造物を取り出すのに適切な周波数帯域が、多重解像度分解した連続する２つの多重解像度分解画像の中間にある場合には、多重解像度分解したいずれの多重解像度分解画像を用いたとしても、観察したい構造物を適切に取り出すことができないといった問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、超音波診断に際して、超音波画像内に含まれる表在組織、血管、横隔膜等の観察したい構造物が見やすい超音波画像を生成することができる超音波診断装置および超音波画像生成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、超音波プローブにより被検体に向けて超音波を送信し、得られた受信データに基づいて診断装置本体により超音波画像を生成する超音波診断装置であって、受信データに基づいて超音波画像データを生成する画像データ生成部と、画像データ生成部において生成された超音波画像データの解像度を調整し、調整済み超音波画像データを生成する解像度調整部と、解像度調整部において生成された調整済み超音波画像データに基づく超音波画像内に含まれる構造物のエッジ判定を行い、構造物のエッジの情報を取得するエッジ判定部と、エッジ判定部において取得されたエッジの情報に基づき、解像度調整部で生成された調整済み超音波画像データまたは画像データ生成部で生成された超音波画像データに対してノイズの除去処理またはエッジの強調処理を含む画像処理を行うことにより処理済み超音波画像データを生成する画像処理部とを備えることを特徴とする超音波診断装置を提供する。
【０００８】
また、超音波画像データのデシメーションを行い、間引き超音波画像データを生成するデシメーション部をさらに備え、解像度調整部は、デシメーション部で生成された間引き超音波画像データの解像度を調整し、調整済み超音波画像データを生成してもよい。
【０００９】
そして、解像度調整部は、超音波プローブの中心周波数、送信される超音波の帯域幅、超音波プローブの走査ライン密度、受信データに対する検波処理のための検波フィルタのフィルタ特性、およびハーモニックイメージングを含む画像化方法のいずれかに応じて、超音波画像データの解像度を調整し、調整済み超音波画像データを生成することが好ましく、また、解像度調整部は、超音波プローブの中心周波数に比例して超音波画像データの解像度を調整し、調整済み超音波画像データを生成することが好ましい。
【００１０】
また、画像データ生成部で生成された超音波画像データに対して表示のための座標変換を行うスキャンコンバート部と、画像処理部で画像処理がされた調整済み超音波画像データの解像度を解像度調整部による調整前の解像度に復元する解像度復元部とをさらに備えてもよい。
【００１１】
解像度調整部において生成された調整済み超音波画像データに対して多重解像度分解を行い、調整済み超音波画像データを解像度の異なる複数の分解超音波画像データに分解する多重解像度分解部と、解像度の異なる複数の分解超音波画像データを再構成する多重解像度再構成部とをさらに備え、エッジ判定部は、多重解像度分解部において分解された解像度の異なる複数の分解超音波画像データに基づく超音波画像内に含まれる構造物のエッジ判定をそれぞれ行い、分解超音波画像データに対応する構造物のエッジの情報をそれぞれ取得し、画像処理部は、エッジ判定部において取得された対応するエッジの情報に基づき分解超音波画像データのそれぞれに対して画像処理を行うことにより解像度の異なる複数の処理済みの分解超音波画像データを生成して多重解像度再構成部へ出力することが好ましい。
【００１２】
また、画像データ生成部で生成された超音波画像データに対して多重解像度分解を行い、超音波画像データを解像度の異なる複数の分解超音波画像データに分解する多重解像度分解部と、解像度の異なる複数の分解超音波画像データの解像度をそれぞれ復元し、複数の復元済み分解超音波画像データをそれぞれ生成する解像度復元部と、解像度復元部において生成された複数の復元済み分解超音波画像データを再構成する多重解像度再構成部とをさらに備え、解像度調整部は、多重解像度分解部において多重解像度分解された解像度の異なる複数の分解超音波画像データの解像度をそれぞれ調整して複数の調整済み分解超音波画像データを生成し、エッジ判定部は、解像度調整部で生成された複数の調整済み分解超音波画像データに基づく超音波画像内に含まれる構造物のエッジ判定をそれぞれ行って構造物のエッジの情報を取得し、画像処理部は、対応するエッジの情報に基づき複数の調整済み分解超音波画像データのそれぞれに対して画像処理を行うことにより解像度の異なる複数の処理済みの分解超音波画像データを生成して解像度復元部へ出力することが好ましい。
【００１３】
また、解像度調整部で生成された調整済み超音波画像データの解像度を復元し、第１の復元データを生成する第１の解像度復元部と、第１の復元データを超音波画像データから減算することで減算データを生成する減算器と、画像処理部で生成された処理済み超音波画像データの解像度を復元し、第２の復元データを生成する第２の解像度復元部と、減算データと第２の復元データとを加算することで加算データを生成する加算器とをさらに備えてもよい。
【００１４】
また、本発明は、超音波プローブにより被検体に向けて超音波を送信し、得られた受信データに基づいて超音波画像を生成する超音波画像生成方法であって、受信データに基づいて超音波画像データを生成し、生成された超音波画像データの解像度を調整し、調整済み超音波画像データを生成し、生成された調整済み超音波画像データに基づく超音波画像内に含まれる構造物のエッジ判定を行い、構造物のエッジの情報を取得し、取得されたエッジの情報に基づき、調整済み超音波画像データまたは超音波画像データに対して、ノイズの除去処理またはエッジの強調処理を含む画像処理を行うことにより処理済み超音波画像データを生成することを特徴とする超音波画像生成方法を提供する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、超音波診断に際して、超音波画像内の観察したい構造物に合わせて超音波画像の解像度を調整し、解像度調整後の超音波画像に基づいて構造物のエッジを検出し、適切な画像処理を行うことで、観察したい構造物が見やすい超音波画像を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態１に係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】本発明の実施の形態１に係る超音波診断装置の画像生成部の詳細構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係る超音波診断装置の画像生成部の詳細構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態３に係る超音波診断装置の画像生成部の詳細構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態３の変形例に係る超音波診断装置の画像生成部の詳細構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態４に係る超音波診断装置の画像生成部の詳細構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施の形態５に係る超音波診断装置の画像生成部の詳細構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施の形態６に係る超音波診断装置の画像生成部の詳細構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施の形態７に係る超音波診断装置の画像生成部の詳細構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、この発明の実施の形態を添付の図面に基づいて説明する。
実施の形態１
図１は、実施の形態１に係る超音波診断装置の全体構成を示すブロック図である。超音波診断装置は、超音波プローブ１とこの超音波プローブ１に接続された診断装置本体２とを備えている。
超音波プローブ１は、アレイトランスデューサ３を有しており、このアレイトランスデューサ３に送信回路４および受信回路５がそれぞれ接続され、送信回路４および受信回路５にプローブ制御部６が接続されている。
【００１８】
診断装置本体２は、超音波プローブ１の受信回路５に接続された画像生成部１１を有し、この画像生成部１１に表示制御部１２および表示部１３が順次接続され、画像生成部１１および表示制御部１２に本体制御部１４が接続されている。
さらに、本体制御部１４に、操作部１５および格納部１６がそれぞれ接続されている。
また、超音波プローブ１のプローブ制御部６と診断装置本体２の本体制御部１４が互いに接続されている。
【００１９】
超音波プローブ１のアレイトランスデューサ３は、１次元または２次元のアレイ状に配列された複数の超音波トランスデューサを有している。これら複数の超音波トランスデューサは、それぞれ送信回路４から供給される送信信号に従って超音波を送信すると共に被検体からの超音波エコーを受信して受信信号を出力する。各超音波トランスデューサは、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）に代表される圧電セラミックや、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）に代表される高分子圧電素子、ＰＭＮ−ＰＴ（マグネシウムニオブ酸・チタン酸鉛固溶体）に代表される圧電単結晶等からなる圧電体の両端に電極を形成した振動子によって構成される。
【００２０】
そのような振動子の電極に、パルス状または連続波の送信信号電圧を印加すると、圧電体が伸縮し、それぞれの振動子からパルス状または連続波の超音波が発生して、それらの超音波の合成により超音波ビームが形成される。また、それぞれの振動子は、伝搬する超音波を受信することにより伸縮して電気信号を発生し、それらの電気信号は、超音波の受信信号として出力される。
【００２１】
送信回路４は、例えば、複数のトランスミッタを含んでおり、プローブ制御部６からの制御信号に応じて選択された送信遅延パターンに基づいて、アレイトランスデューサ３の複数の超音波トランスデューサから送信される超音波が超音波ビームを形成するようにそれぞれの送信信号の遅延量を調節して複数の超音波トランスデューサに供給する。
受信回路５は、アレイトランスデューサ３の各超音波トランスデューサから送信される受信信号を増幅してＡ／Ｄ変換した後、プローブ制御部６からの制御信号に応じて選択された受信遅延パターンに基づいて設定される音速または音速の分布に従い、各受信信号にそれぞれの遅延を与えて加算することにより、受信フォーカス処理を行う。この受信フォーカス処理により、超音波エコーの焦点が絞り込まれた受信データ（音線信号）が生成される。
プローブ制御部６は、診断装置本体２の本体制御部１４から伝送される各種の制御信号に基づいて、超音波プローブ１の各部の制御を行う。プローブ制御部６の指示により受信回路５で生成された受信データは、順次、診断装置本体２の画像生成部１１へ出力される。
【００２２】
一方、診断装置本体２の画像生成部１１は、超音波プローブ１の受信回路５で生成された受信データを受けて超音波画像データを生成し、表示部１３で表示可能な表示画像データに変換して表示制御部１２へ出力する。
表示制御部１２は、画像生成部１１から入力された表示画像データに基づいて、表示部１３に超音波画像を表示させる。
表示部１３は、例えば、ＬＣＤ等のディスプレイ装置を含んでおり、表示制御部１２の制御の下で、超音波画像を表示する。
【００２３】
また、操作部１５は、オペレータが入力走査を行うための各種の操作ボタンを有している。オペレータは、操作部１５を介して、診断における測定深度および測定モードの入力を行うことができる。
格納部１６は、動作プログラム等を格納するもので、ハードディスク、フレキシブルディスク、ＭＯ、ＭＴ、ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＳＤカード、ＣＦカード、ＵＳＢメモリ等の記録メディア、またはサーバ等を用いることができる。
本体制御部１４は、オペレータにより操作部１５から入力された各種の指令信号等に基づいて、診断装置本体２内の各部の制御を行う。
なお、画像生成部１１および表示制御部１２は、ＣＰＵと、ＣＰＵに各種の処理を行わせるための動作プログラムから構成されるが、それらをデジタル回路で構成してもよい。
【００２４】
次に、診断装置本体２の画像生成部１１の詳細構成を図２のブロック図に示す。
画像生成部１１は、超音波プローブ１の受信回路５に接続される画像データ生成部２０を備え、また、画像データ生成部２０から順次接続されるデータメモリ２１、解像度調整部２２、エッジ判定部２３、画像処理部２４、およびスキャンコンバート部２５を備える。そして、スキャンコンバート部２５は、表示制御部１２に接続される。
画像データ生成部２０は、超音波プローブ１の受信回路５で生成された受信データに対して、超音波の反射位置の深度に応じて距離による減衰の補正を施した後、包絡線検波処理を施すことにより、被検体内の組織に関する断層画像情報である超音波画像データ（Ｂモード画像データ）を生成する。画像データ生成部２０において生成された超音波画像データは、データメモリ２１へ出力される。
【００２５】
データメモリ２１は、画像データ生成部２０において順次生成される超音波画像データを順次保存し、本体制御部１４からの指示により、保存されている超音波画像データを解像度調整部２２へ出力する。
解像度調整部２２は、超音波画像データに基づく超音波画像から観察したい構造物のエッジを検出し易くするために、超音波画像データの解像度を調整し、調整済み超音波画像データを生成する。具体的には、超音波画像データに基づく超音波画像を拡大処理、または縮小処理することで、超音波画像データの解像度を調整する。なお、超音波診断において観察したい構造物とは、例えば、超音波診断において観察対象となる超音波画像内の表在組織、血管、横隔膜等である。
【００２６】
また、超音波プローブ１（のアレイトランスデューサ３）の中心周波数に応じて超音波画像データの解像度を調整すると、調整済み超音波画像内の観察したい構造物のエッジを検出し易く、特に、超音波プローブ１の中心周波数に比例するように定めることが好ましい。なぜなら、一般的に中心周波数に比例して、得られる超音波画像の分解能が上がり、中心周波数を上げると、より小さな構造物をシャープに描画できるようになるためである。
よって、解像度調整部２２は、例えば、超音波プローブ１の中心周波数に応じて超音波画像データの解像度を調整する。
超音波プローブ１として、中心周波数が３〜４ＭＨｚ程度のコンベックスプローブを用いた場合には、深さ方向が０．４ｍｍ／ｐｉｘｅｌで走査ライン方向が０．５ｄｅｇ／ｐｉｘｅｌ程度の解像度が、超音波画像における表材組織、血管、横隔膜等の構造物を抽出するのに適している。また、超音波プローブ１として中心周波数が７〜８ＭＨｚ程度のリニアプローブを用いた場合であれば、深さ方向および走査ライン方向のそれぞれを上述のコンベックスプローブの場合の２倍程度の解像度とし、深さ方向が０．２ｍｍ／ｐｉｘｅｌで走査ライン方向が０．２５ｄｅｇ／ｐｉｘｅｌ程度とすることが好ましい。
【００２７】
なお、通常、ノイズとして扱われるスペックルパターンの大きさも、超音波プローブ１の中心周波数に依存するため、スペックルノイズを効果的に除去するためにも、超音波プローブ１の中心周波数に依存した適切な解像度に調整されることが望ましい。
また、画像の分解能やスペックルパターンの大きさは、超音波プローブ１より送信される超音波の周波数および帯域幅、超音波プローブ１の走査ライン密度、画像データ生成部２０における受信データに対する検波処理のための検波フィルタのフィルタ特性、ならびにハーモニックイメージング等の画像化方法によって異なるため、これらに応じて解像度を調整してもよい。
【００２８】
エッジ判定部２３は、解像度調整部２２で解像度の調整された調整済み超音波画像データに基づいて、対応する超音波画像から構造物のエッジを検出し、構造物のエッジの情報を取得する。取得された構造物のエッジの情報は、調整済み超音波画像データと共に画像処理部２４へ出力される。なお、構造物のエッジの情報には、超音波画像データにおける周波数成分の情報が含まれる。
【００２９】
画像処理部２４は、エッジ判定部２３により取得された調整済み超音波画像における構造物のエッジの情報を基に、調整済み超音波画像データに対してノイズの除去処理やエッジの強調処理を含む画像処理を行い、処理済み超音波画像データを生成する。例えば、調整済み超音波画像データに対して、構造物のエッジの情報に基づいて所定のローパスフィルタを適用することでノイズの除去処理を行い、また、構造物のエッジの情報に基づいて所定の帯域成分を増幅することで構造物のエッジの強調処理を行う。画像処理部２４で生成された処理済み超音波画像データはスキャンコンバート部２５へ出力される。
【００３０】
スキャンコンバート部２５は、画像処理部２４により生成された処理済み超音波画像データを表示部１３で表示するために、ラスター変換や階調処理等の表示処理を施して表示画像データを生成し、表示制御部１２へ表示画像データを出力する。
【００３１】
次に、本発明の実施の形態１に係る超音波診断装置の動作を説明する。
診断装置本体２の電源スイッチを投入することにより、診断装置本体２内および超音波プローブ１内の各部に電力が供給され、超音波診断装置が起動される。
オペレータは、超音波プローブ１を被検体の診断箇所に接触させ、超音波診断を開始する。
【００３２】
超音波プローブ１の送信回路４からの駆動信号に従ってアレイトランスデューサ３の複数の超音波トランスデューサから順次超音波ビームが被検体内に送信され、複数の超音波トランスデューサで受信された被検体からの受信信号が、受信回路５に順次出力されて、受信データが生成される。これら受信データは、診断装置本体２の画像生成部１１に順次出力される。
【００３３】
画像生成部１１内の画像データ生成部２０は、これらの受信データに基づいて超音波画像データを順次生成し、データメモリ２１へ順次出力する。データメモリ２１は、超音波画像データを順次保存し、また、本体制御部１４の指示に基づいてデータメモリ２１に保存された超音波画像データを解像度調整部２２へ出力する。例えば、１フレーム分の超音波画像データが解像度調整部２２へ出力される。
【００３４】
解像度調整部２２は、超音波プローブ１の中心周波数に基づいて超音波画像データに基づく超音波画像を拡大・縮小処理して、超音波画像データの解像度を調整した調整済み超音波画像データを生成する。生成された調整済み超音波画像データは、エッジ判定部２３へ出力される。
エッジ判定部２３は、調整済み超音波画像データに基づく超音波画像内の構造物のエッジを検出し、構造物のエッジの情報を取得する。取得された構造物のエッジの情報は、調整済み超音波画像データと共に画像処理部２４へ出力される。
【００３５】
画像処理部２４は、エッジ判定部２３で取得された構造物のエッジの情報に基づいて、調整済み超音波画像データに対してノイズの除去処理またはエッジの強調処理を含む画像処理を行う。例えば、ノイズの除去処理としては、超音波画像の高周波成分を抑制するために、調整済み超音波画像データに対して高周波成分を抑制するためのローパスフィルタを適用し、また、例えば、エッジの強調処理としては、エッジの存在する周波数帯域の成分を強調するために、調整済み超音波画像データに対して構造物のエッジの情報に対応したバンドパスフィルタまたはハイパスフィルタを適用した上で、適当な係数を掛けて、画像処理部２４への入力データである調整済み超音波画像データに加算する。こうして画像処理部２４で画像処理された処理済み超音波画像データは、スキャンコンバート部２５に出力される。
【００３６】
スキャンコンバート部２５では、処理済み超音波画像データに対してラスター変換や階調処理等の表示処理を施して、表示部１３において表示可能な表示画像データを生成し、表示制御部１２へ出力する。
表示制御部１２は、本体制御部１４の指示により、表示部１３に表示画像データに基づく、ノイズの除去処理やエッジの強調処理のなされた観察したい構造物の見やすい超音波画像を表示する。
【００３７】
実施の形態１に係る超音波診断装置では、ノイズの除去処理やエッジの強調処理等の画像処理の前に、解像度調整部２２において超音波画像データの解像度を適切に調整するため、超音波画像内のノイズを適切に抑制し、超音波診断において観察対象となる超音波画像内の観察したい構造物を適切に強調処理した見やすい超音波画像を得ることができる。
【００３８】
実施の形態２
上述の実施の形態１では、画像生成部１１の画像データ生成部２０において超音波画像データを順次生成し、生成された超音波画像データをそのままデータメモリ２１で順次保存していたが、データメモリ２１の保存容量や、超音波画像データのデータ量（走査深度や動画再生時間等により変動）、超音波画像データに適用する画像処理の種類、表示部１３の解像度等に応じて、データメモリ２１で保存する前に超音波画像データをデシメーション（間引き処理）してもよい。例えば、図３に示すように、画像生成部１１１において、画像データ生成部２０とデータメモリ２１との間にデシメーション部２６を設け、画像データ生成部２０で順次生成される超音波画像データをデータメモリ２１に保存する前にデシメーションし、間引き超音波画像データを順次生成する。そして、デシメーション部２６で順次生成された間引き超音波画像データをデータメモリ２１で順次保存し、本体制御部１４の指示により、１フレーム分の間引き超音波画像データを解像度調整部２２へ出力する。解像度調整部２２は、実施の形態１における超音波画像データの代わりに間引き超音波画像データに対して解像度を調整して、調整済み超音波画像データを生成し、エッジ判定部２３へ出力する。実施の形態１と同様、エッジ判定部２３は、構造物のエッジの情報を算出し、調整済み超音波画像データと共に画像処理部２４へ出力する。画像処理部２４は、構造物のエッジの情報に基づいて調整済み超音波画像データを画像処理して処理済み超音波画像データを生成し、スキャンコンバート部２５へ出力する。
【００３９】
実施の形態２では、データメモリ２１において超音波画像データを保存する前にデシメーションを行うため、実施の形態１と比較してデータメモリ２１の保存容量が少なくてすみ、また、超音波画像データ一つ一つのデータ量が小さくなるため、解像度調整部２２による解像度の調整、エッジ判定部２３による構造物のエッジの検出、画像処理部２４による画像処理等にかかる負荷を軽くすることができる。
【００４０】
実施の形態３
上述の実施の形態２では、画像処理部２４と表示制御部１２との間にスキャンコンバート部２５を設け、画像生成部１１１における一連の画像処理の最後に、表示部１３に合わせてラスター変換および階調処理等を含む表示処理を行っていたが、解像度調整部２２による解像度の調整を行う前にこれらの表示処理を行ってもよい。例えば、図４に示すように、画像生成部１１２において、データメモリ２１と解像度調整部２２との間にスキャンコンバート部２５を設け、また、画像処理部２４と表示制御部１２との間に解像度復元部２７を設ける。
スキャンコンバート部２５は、本体制御部１４の指示によりデータメモリ２１から出力された１フレーム分の間引き超音波画像データに対してラスター変換および階調処理等を含む表示処理を行い、表示部１３で表示可能な表示画像データを生成し、解像度調整部２２へ出力する。解像度調整部２２は、スキャンコンバート部２５で生成された表示画像データに対して解像度の調整を行い、調整済み超音波画像データを生成し、エッジ判定部２３へ出力する。エッジ判定部２３、画像処理部２４では、上述の実施の形態１および２と同様の処理がなされる。画像処理部２４では、処理済み超音波画像データが生成されるが、処理済み超音波画像データは、解像度調整部２２において表示部１３に対応した表示画像データから解像度を調整されているため、表示部１３ではそのまま表示することができない。よって、画像処理部２４で生成された処理済み超音波画像データを解像度復元部２７に出力し、解像度復元部２７において、処理済み超音波画像データの解像度が解像度調整部２２による解像度調整前の表示画像データの解像度と等しくなるように、処理済み超音波画像データの解像度を復元し、復元済み画像データを表示制御部１２へ出力する。
なお、実施の形態１の場合にも、データメモリ２１と解像度調整部２２との間にスキャンコンバート部２５を設け、また、画像処理部２４と表示制御部１２との間に解像度復元部２７を設けることで実施の形態２の場合と同様の効果が得られる。
【００４１】
また、実施の形態３の変形例として、図５に示すように、画像生成部１１３のスキャンコンバート部２５を解像度調整部２２に接続すると共に、表示制御部１２にも直接接続してもよい。
スキャンコンバート部２５から出力された表示画像データは、解像度復元部２７で復元された上述の復元済み画像データと共に表示制御部１２へ出力される。
表示制御部１２は、本体制御部１４の指示により、表示部１３に、画像処理部２４で画像処理された超音波画像を表示してもよく、また、スキャンコンバート部２５から直接出力された画像処理されていない超音波画像を表示してもよく、また、両画像を並べて表示してもよい。
【００４２】
実施の形態３では、上述の実施の形態１および２と同様、ノイズの除去処理やエッジの強調処理等の画像処理の前に、解像度調整部２２において超音波画像データの解像度を適切に調整するため、超音波画像内のノイズを適切に抑制し、超音波診断において観察対象となる超音波画像内の観察したい構造物を適切に強調処理した見やすい超音波画像を得ることができる。
また、実施の形態３の変形例では、例えば、上述の所定の画像処理を行った超音波画像と画像処理されていない超音波画像とを表示部１３に並べて表示することで両画像を直接比較することができる。
【００４３】
実施の形態４
超音波診断に際し、１つの超音波画像内に観察したい構造物が複数存在し、それぞれの構造物のエッジを検出するのに適切な解像度が異なる場合、上述の実施の形態２では、複数の構造物のそれぞれを強調した超音波画像を得ることはできなかった。しかし、多重解像度分解を利用して解像度の異なる複数の分解超音波画像データを生成し、これら複数の分解超音波画像データのそれぞれについて、エッジの検出、ノイズの除去処理やエッジの強調処理等の画像処理を行うことで、複数の構造物のそれぞれを強調した超音波画像を得ることができる。例えば、図６に示すように、画像生成部１１４は、超音波プローブ１の受信回路５に接続される画像データ生成部２０を備え、また、画像データ生成部２０から順次接続されるデシメーション部２６、データメモリ２１、解像度調整部２２、多重解像度分解部２８、エッジ判定部２３Ａ、画像処理部２４Ａ、多重解像度再構成部２９、およびスキャンコンバート部２５を備える。
多重解像度分解部２８は、解像度調整部２２で生成された調整済み超音波画像データに基づいて、それぞれ解像度の異なる複数の分解超音波画像データを生成し、エッジ判定部２３Ａへ出力する。エッジ判定部２３Ａは、分解超音波画像データに基づく超音波画像内の観察したい構造物のエッジをそれぞれ検出し、構造物のエッジの情報をそれぞれ取得する。取得された構造物のエッジの情報は、分解超音波画像データと共に画像処理部２４Ａへそれぞれ出力される。画像処理部２４Ａは、それぞれの分解超音波画像データに対して画像処理を行い、それぞれ解像度の異なる複数の処理済み超音波画像データを多重解像度再構成部２９へ出力する。多重解像度再構成部２９は、画像処理部２４Ａから入力された、それぞれ解像度の異なる複数の処理済み超音波画像データを再構成して一つの再構成超音波画像データを生成し、スキャンコンバート部２５へ出力する。スキャンコンバート部２５は、多重解像度再構成部２９で生成された再構成超音波画像データに対してラスター変換および階調処理等を含む表示処理を行って表示部１３で表示可能な表示画像データを生成し、表示制御部１２へ出力する。
【００４４】
実施の形態４では、１つの超音波画像内にサイズの異なる構造物が複数存在し、それぞれの構造部のエッジを検出するのに適切な解像度が異なる場合であっても、解像度の異なる複数の分解超音波画像についてそれぞれエッジを検出して構造物のエッジの情報をそれぞれ取得し、それぞれの分解超音波画像データに対して対応するエッジの情報に基づいてノイズの除去処理やエッジの強調処理を含む適切な画像処理を行うため、観察したい構造物ごとに適切な画像処理のなされた、構造物のそれぞれが見やすい超音波画像を得ることができる。
【００４５】
実施の形態５
上述の実施の形態４と異なり、超音波画像の解像度の調整の前に多重解像度分解がなされてもよい。例えば、図７に示すように、画像生成部１１５は、超音波プローブ１の受信回路５に接続される画像データ生成部２０を備え、また、画像データ生成部２０から順次接続されるデシメーション部２６、データメモリ２１、多重解像度分解部２８、解像度調整部２２Ａ、エッジ判定部２３Ａ、画像処理部２４Ａ、解像度復元部２７Ａ、多重解像度再構成部２９、およびスキャンコンバート部２５を備える。
多重解像度分解部２８は、本体制御部１４の指示によりデータメモリ２１から出力された１フレーム分の間引き超音波画像データを多重解像度分解し、それぞれ解像度の異なる複数の分解超音波画像データを生成し、解像度調整部２２Ａへそれぞれ出力する。解像度調整部２２Ａは、分解超音波画像データのそれぞれに対して解像度の調整を行い、調整済み超音波画像データを生成し、エッジ判定部２３Ａへそれぞれ出力する。エッジ判定部２３Ａは、解像度調整部２２Ａで生成された調整済み超音波画像データのそれぞれについて、対応する超音波画像内の観察したい構造物のエッジを検出して、構造物のエッジの情報をそれぞれ取得し、対応する調整済み超音波画像データと共に画像処理部２４Ａへ出力する。画像処理部２４Ａは、それぞれの分解超音波画像データに対して、エッジ判定部２３Ａで取得された、対応する構造物のエッジの情報に基づいてノイズの除去処理またはエッジの強調処理を含む画像処理を行い、処理済み超音波画像データをそれぞれ生成し、解像度復元部２７Ａへそれぞれ出力する。解像度復元部２７Ａは、画像処理部２４Ａで生成された処理済み超音波画像データのそれぞれが、解像度調整部２２Ａによる解像度調整前の対応する分解超音波画像データの解像度と等しくなるように、対応する処理済み超音波画像データの解像度をそれぞれ復元し、復元済み画像データを多重解像度再構成部２９へそれぞれ出力する。多重解像度再構成部２９は、複数の復元済み画像データを再構成して一つの再構成超音波画像データを生成し、スキャンコンバート部２５へ出力する。
【００４６】
実施の形態５では、多重解像度分解された解像度の異なる分解超音波画像データのそれぞれに対して、解像度調整部２２Ａにより解像度調整を行うため、実施の形態４よりも更に適切に観察したい構造物のエッジの情報を取得することができ、適切なエッジの情報に基づいてノイズの除去処理またはエッジの強調処理を含む画像処理を適切に行うことができ、構造物ごとに適切な画像処理のなされた、構造物のそれぞれが見やすい超音波画像を得ることができる。
【００４７】
実施の形態６
超音波画像データの解像度調整によって失われる高周波成分等を一連の処理の最後に戻すことで、実施の形態２では失われていた情報を超音波画像内に反映することができる。例えば、図８に示すように、画像生成部１１６は、超音波プローブ１の受信回路５に接続された画像データ生成部２０を備え、画像データ生成部２０から順次接続される、デシメーション部２６、データメモリ２１、解像度調整部２２、エッジ判定部２３、および、画像処理部２４を備える。そして、データメモリ２１は、上述のとおり解像度調整部２２に接続されると共に、減算器３１の入力端子ｉ１にも接続され、また、解像度調整部２２は、上述のとおりエッジ判定部２３に接続されると共に、第１の解像度復元部３０にも接続される。第１の解像度復元部３０は、減算器３１の入力端子ｉ２に接続される。また、画像処理部２４は、第２の解像度復元部３２に接続され、第２の解像度復元部３２は、加算器３３の入力端子ｉ３に接続される。減算器３１の出力端子ｏ１は加算器３３の入力端子ｉ４に接続され、加算器３３の出力端子ｏ２はスキャンコンバート部２５に接続される。
本体制御部１４は、データメモリ２１に保存された１フレーム分の間引き超音波画像データを解像度調整部２２および減算器３１の入力端子ｉ１にそれぞれ出力する。また、解像度調整部２２は、データメモリ２１から入力された超音波画像データの解像度を調整して調整済み超音波画像データを生成し、エッジ判定部２３および第１の解像度復元部３０へそれぞれ出力する。なお、エッジ判定部２３および画像処理部２４の動作は実施の形態２と同様である。第１の解像度復元部３０は、解像度調整部２２で生成された調整済み超音波画像データの解像度を解像度調整部２２による調整前の解像度に復元し、第１の復元データを生成して減算器３１の入力端子ｉ２へ出力する。そして、減算器３１は、入力端子ｉ１に入力された間引き超音波画像データから入力端子ｉ２に入力された第１の復元データを減算し、減算データを生成して減算器３１の出力端子ｏ１から加算器３３の入力端子ｉ４へ出力する。また、第２の解像度復元部３２は、画像処理部２４で画像処理された処理済み超音波画像データの解像度を解像度調整部２２による調整前の解像度に復元し、第２の復元データを生成して加算器３３の入力端子ｉ３へ出力する。そして、加算器３３は、減算器３１の出力端子ｏ１から入力端子ｉ４へ出力された減算データと第２の解像度復元部３２から入力端子ｉ３へ出力された第２の復元データとを加算して加算データを生成し、加算器３３の出力端子ｏ２からスキャンコンバート部２５へ出力する。
【００４８】
実施の形態６では、実施の形態２では解像度調整によって失われていた高周波成分を含む減算データと第２の復元データとを加算するため、解像度調整で失われるはずの高周波成分が残った、構造物の見やすい超音波画像を得ることができる。
【００４９】
実施の形態７
上述の実施の形態２では、画像処理部２４において解像度調整のなされた調整済み超音波画像データに対して、構造物のエッジの情報に基づいてノイズの除去処理やエッジの強調処理を含む画像処理を行っていたが、解像度調整部２２において解像度調整を行う前の超音波画像データに対して、構造物のエッジの情報に基づいてノイズの除去処理やエッジの強調処理を含む画像処理を行ってもよい。例えば、図９に示すように、画像生成部１１７は、超音波プローブ１の受信回路５に接続された画像データ生成部２０を備え、画像データ生成部２０から順次接続される、デシメーション部２６、データメモリ２１、画像処理部２４、およびスキャンコンバート部２５を備える。また、データメモリ２１は、上述のとおり画像処理部２４に接続されると共に、解像度調整部２２にも接続される。また解像度調整部２２は、エッジ判定部２３Ｂに接続され、エッジ判定部２３Ｂは、画像処理部２４に接続される。
本体制御部１４は、データメモリ２１に保存された１フレーム分の間引き超音波画像データを解像度調整部２２および画像処理部２４へそれぞれ出力する。解像度調整部２２は、データメモリ２１より入力された間引き超音波画像データの解像度を調整し、調整済み超音波画像データを生成して、エッジ判定部２３Ｂへ出力する。エッジ判定部２３Ｂは、解像度調整部２２で生成された調整済み超音波画像データに基づいて、対応する超音波画像内の構造物のエッジの情報を取得し、画像処理部２４へ構造物のエッジの情報Ｓを出力する。画像処理部２４は、本体制御部１４の指示によりデータメモリ２１から出力された超音波画像データを、エッジ判定部２３から出力された構造物のエッジの情報Ｓに基づいて画像処理し、処理済み超音波画像データを生成して、スキャンコンバート部２５へ出力する。
【００５０】
実施の形態７では、解像度調整を行っていない超音波画像データに対してノイズの除去処理やエッジの強調処理を含む画像処理を行っているため、解像度調整によって失われるはずの情報を備えた、観察したい構造物の見やすい超音波画像を得ることができる。
【００５１】
以上、本発明の超音波診断装置について詳細に説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１  超音波プローブ、  ２  診断装置本体、  ３  アレイトランスデューサ、  ４  送信回路、  ５  受信回路、  ６  プローブ制御部、  １１、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７  画像生成部、  １２  表示制御部、  １３  表示部、  １４  本体制御部、  １５  操作部、  １６  格納部、  ２０  画像データ生成部、  ２１  データメモリ、  ２２、２２Ａ  解像度調整部、  ２３、２３Ａ、２３Ｂ  エッジ判定部、  ２４、２４Ａ  画像処理部、  ２５  スキャンコンバート部、  ２６  デシメーション部、  ２７、２７Ａ  解像度復元部、  ２８  多重解像度分解部、  ２９  多重解像度再構成部、  ３０  第１の解像度復元部、  ３１  減算器、  ３２  第２の解像度復元部、  ３３  加算器、  ｉ１、ｉ２、ｉ３、ｉ４  入力端子、  ｏ１、ｏ２  出力端子、  Ｓ  構造物のエッジの情報。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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