(57)【要約】【課題】超音波診断に供する画像の高画質化を図る。【解決手段】超音波診断システム２のプロセッサ装置１１は、１フレーム分の検出信号から原画像データを生成する原画像データ生成回路３０と、原画像データの画素の極大点を抽出する極大点抽出回路３１と、原画像内で直線的な構造をもった部位を抽出する原画像データ解析回路３２と、極大点抽出回路３１で生成された極大点画像データの輝度値をもたない画素を補間する補間回路３３とからなる第２信号処理部２４を有する。補間回路３３は、原画像データ解析回路３２で抽出された直線的な構造をもった部位が、超音波画像の深さ方向に対してなす角度が、斜めである場合は正方補間マスク４０、略０°である場合は縦扁平補間マスク４１、略９０°である場合は横扁平補間マスク４２をそれぞれ選択して補間処理を行う。【選択図】図２
2007236761.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の被観察部位に超音波を照射し、前記被観察部位からのエコー信号を受信して検出信号を出力する超音波トランスデューサが配された超音波プローブと、前記検出信号から超音波画像を生成するプロセッサ装置とからなる超音波診断システムにおいて、
前記プロセッサ装置は、前記検出信号に基づいて生成された、前記超音波画像の各画素における輝度値を表す原画像データから、補間マスクを用いて、前記被検体内の構造物に関する画像情報を表す構造物画像データを生成する構造物画像データ生成手段と、
前記原画像データを解析して、原画像内で直線的な構造をもった部位を抽出する原画像データ解析手段とを有し、
前記構造物画像データ生成手段は、前記原画像データ解析手段の解析結果に応じた、前記補間マスクによる適正な補間処理を行うことを特徴とする超音波診断システム。
【請求項２】
前記補間マスクは、異なる形状を有する複数の種類が用意されており、
前記構造物画像データ生成手段は、前記超音波画像の深さ方向に対する前記直線的な構造をもった部位のなす角度に応じて、前記補間マスクを選択的に切り替えて前記補間処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の超音波診断システム。
【請求項３】
前記補間マスクは、正方形状を有する正方補間マスク、前記超音波画像の深さ方向に沿って長い形状を有する縦扁平補間マスク、および前記深さ方向に直交する方向に沿って長い形状を有する横扁平補間マスクの３種類が用意されており、
前記構造物画像データ生成手段は、前記深さ方向に対する前記直線的な構造をもった部位のなす角度が、斜めである場合は前記正方補間マスク、
略０°である場合は前記縦扁平補間マスク、
略９０°である場合は前記横扁平補間マスクを用いて、それぞれ前記補間処理を行う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システム。
【請求項４】
前記構造物画像データ生成手段は、前記超音波画像の深さ方向に対する前記直線的な構造をもった部位のなす角度が、前記補間マスクの形状に応じた角度となるように画像を回転させて、前記補間処理を行うことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の超音波診断システム。
【請求項５】
前記補間マスクは、正方形状を有する正方補間マスク、前記超音波画像の深さ方向に沿って長い形状を有する縦扁平補間マスク、および前記深さ方向に直交する方向に沿って長い形状を有する横扁平補間マスクのうち、少なくともいずれか１種類が用意されており、
前記構造物画像データ生成手段は、前記正方補間マスクを用いる場合は、前記深さ方向に対する前記直線的な構造をもった部位のなす角度が斜めになるように、
前記縦扁平補間マスクを用いる場合は前記角度が略０°になるように、
前記横扁平補間マスクを用いる場合は前記角度が略９０°になるように、それぞれ画像を回転させて、前記補間処理を行うことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の超音波診断システム。
【請求項６】
前記補間マスクは、異なる形状を有する複数の種類が用意されており、
前記構造物画像データ生成手段は、用意された全ての補間マスクを用いて前記構造物画像データを生成するとともに、
前記プロセッサ装置は、モニタと、
生成した全ての構造物画像データによる構造物画像を前記モニタに並べて表示させる表示制御部と、
並べて表示された構造物画像の中から、適正な構造物画像を選択させる操作手段とをさらに有し、
前記表示制御部は、前記操作手段で選択された構造物画像を前記モニタに表示させることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の超音波診断システム。
【請求項７】
被検体の被観察部位からのエコー信号により超音波トランスデューサから出力される検出信号を元に、超音波画像を生成する超音波診断用プロセッサ装置において、
前記検出信号に基づいて生成された、前記超音波画像の各画素における輝度値を表す原画像データから、補間マスクを用いて、前記被検体内の構造物に関する画像情報を表す構造物画像データを生成する構造物画像データ生成手段と、
前記原画像データを解析して、原画像内で直線的な構造をもった部位を抽出する原画像データ解析手段とを有し、
前記構造物画像データ生成手段は、前記原画像データ解析手段の解析結果に応じた、前記補間マスクによる適正な補間処理を行うことを特徴とする超音波診断用プロセッサ装置。
【請求項８】
前記補間マスクは、異なる形状を有する複数の種類が用意されており、
前記構造物画像データ生成手段は、前記超音波画像の深さ方向に対する前記直線的な構造をもった部位のなす角度に応じて、前記補間マスクを選択的に切り替えて前記補間処理を行うことを特徴とする請求項７に記載の超音波診断用プロセッサ装置。
【請求項９】
前記補間マスクは、正方形状を有する正方補間マスク、前記超音波画像の深さ方向に沿って長い形状を有する縦扁平補間マスク、および前記深さ方向に直交する方向に沿って長い形状を有する横扁平補間マスクの３種類が用意されており、
前記構造物画像データ生成手段は、前記深さ方向に対する前記直線的な構造をもった部位のなす角度が、斜めである場合は前記正方補間マスク、
略０°である場合は前記縦扁平補間マスク、
略９０°である場合は前記横扁平補間マスクを用いて、それぞれ前記補間処理を行うことを特徴とする請求項７または８に記載の超音波診断用プロセッサ装置。
【請求項１０】
前記構造物画像データ生成手段は、前記超音波画像の深さ方向に対する前記直線的な構造をもった部位のなす角度が、前記補間マスクの形状に応じた角度となるように画像を回転させて、前記補間処理を行うことを特徴とする請求項７ないし９のいずれかに記載の超音波診断用プロセッサ装置。
【請求項１１】
前記補間マスクは、正方形状を有する正方補間マスク、前記超音波画像の深さ方向に沿って長い形状を有する縦扁平補間マスク、および前記深さ方向に直交する方向に沿って長い形状を有する横扁平補間マスクのうち、少なくともいずれか１種類が用意されており、
前記構造物画像データ生成手段は、前記正方補間マスクを用いる場合は、前記深さ方向に対する前記直線的な構造をもった部位のなす角度が斜めになるように、
前記縦扁平補間マスクを用いる場合は前記角度が略０°になるように、
前記横扁平補間マスクを用いる場合は前記角度が略９０°になるように、それぞれ画像を回転させて、前記補間処理を行うことを特徴とする請求項７ないし１０のいずれかに記載の超音波診断用プロセッサ装置。
【請求項１２】
前記補間マスクは、異なる形状を有する複数の種類が用意されており、
前記構造物画像データ生成手段は、用意された全ての補間マスクを用いて前記構造物画像データを生成するとともに、
モニタと、
生成した全ての構造物画像データによる構造物画像を前記モニタに並べて表示させる表示制御部と、
並べて表示された構造物画像の中から、適正な構造物画像を選択させる操作手段とをさらに有し、
前記表示制御部は、前記操作手段で選択された構造物画像を前記モニタに表示させることを特徴とする請求項７ないし１１のいずれかに記載の超音波診断用プロセッサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波プローブとプロセッサ装置とからなる超音波診断システム、および超音波診断用プロセッサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、医療分野において、超音波画像を利用した医療診断が実用化されている。超音波画像は、超音波プローブに配された超音波トランスデューサから被検体の被観察部位に超音波を照射し、被観察部位からのエコー信号を電気的に検出して、超音波プローブに接続されたプロセッサ装置で、検出した信号に対して各種信号処理を施すことによって得られる。
【０００３】
また、被観察部位に超音波を走査しながら照射することにより、超音波断層画像（Ｂモード画像）を得ることも可能で、超音波を送受信する超音波トランスデューサを機械的に回転あるいは揺動、もしくはスライドさせるメカニカルスキャン走査方式の超音波プローブや、複数の超音波トランスデューサをアレイ状に配列し、駆動する超音波トランスデューサを電子スイッチなどで選択的に切り替える電子スキャン走査方式の超音波プローブを用いた超音波診断も行われている。
【０００４】
ところで、超音波画像には、超音波の波長よりも小さな反射体からの反射波や散乱波が干渉しあったスペックルパターンが現れる。このスペックルパターンは一種のノイズであり、超音波画像に映る被検体内の構造物の輪郭が不鮮明になる原因となっている。特に、食道癌の深達度を診断する場合には、食道の層構造を明確にするために、スペックルパターンを除去した鮮明な超音波画像の取得が望まれている。このため、超音波画像の各画素における輝度値を表す原画像データに対して、スペックルパターンを低減するモフォロジー（morphology）処理を施すようにした超音波画像処理装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
その一方で、スペックルパターンと被検体の組織の性状との間に相関関係があることを利用して、スペックルパターンに着目して組織の性状を診断する（例えば、肝硬変の進行度など）ことも行われており、超音波画像上の関心領域内の画像に対して二値化処理を施し、これにより得られた二値化画像内の高輝度の島部分の個数を演算して、演算結果のヒストグラムを作成することで、容易に組織の性状診断を行えるようにした超音波診断装置が提案されている（特許文献２参照）。
【０００６】
このように、超音波画像を利用した医療診断では、診断の目的によって観察すべき超音波画像の種類が異なるため、スペックルパターンを低減させた超音波画像や、逆に強調させた超音波画像を一度に生成して表示することが可能なシステムの実現が望まれていた。
【０００７】
このような要望に対して、本願発明の出願人は、スペックルパターンに関する画像情報を表すスペックルデータと、構造物に関する画像情報を表す構造物画像データとを原画像データから生成し、原画像データ、スペックルデータ、および構造物画像データのうちの少なくとも１つに基づいて超音波画像を生成するようにした超音波撮像装置を考案した（特願２００４−３７７９４７参照）。この超音波撮像装置によれば、原画像、スペックルパターンの画像、構造物の画像、およびスペックルパターンの画像と構造物の画像とを混合した画像を一度に生成して表示することができる。
【０００８】
特願２００４−３７７９４７に記載の超音波撮像装置の一実施例では、原画像データから構造物画像データを生成する際に、原画像データ内の輝度値の極大点を抽出し、抽出した極大点の画素の輝度値で極大点以外の画素の輝度値を補間する補間処理を行っている。この補間処理では、補間の対象となる画素を原点とする４つの象限で、それぞれ補間に用いる画素を選出しており、選出の際には、正方形状を有する正方補間マスク、または偏平形状を有する扁平補間マスクを用いている。
【特許文献１】特開２００５−２０５１９８号公報
【特許文献２】特開２００４−４１６１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特願２００４−３７７９４７に記載の超音波撮像装置では、全ての画像に対して一律に同種の補間マスクを用いて補間処理を行っており、また、どのような画像にいずれの補間マスクを用いればよいかといった記載がなく、補間マスクの形状による特徴を構造物画像の生成に活かしていなかった。
【００１０】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、超音波診断に供する画像の高画質化に寄与することができる超音波診断システム、および超音波診断用プロセッサ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は、被検体の被観察部位に超音波を照射し、前記被観察部位からのエコー信号を受信して検出信号を出力する超音波トランスデューサが配された超音波プローブと、前記検出信号から超音波画像を生成するプロセッサ装置とからなる超音波診断システムにおいて、前記プロセッサ装置は、前記検出信号に基づいて生成された、前記超音波画像の各画素における輝度値を表す原画像データから、補間マスクを用いて、前記被検体内の構造物に関する画像情報を表す構造物画像データを生成する構造物画像データ生成手段と、前記原画像データを解析して、原画像内で直線的な構造をもった部位を抽出する原画像データ解析手段とを有し、前記構造物画像データ生成手段は、前記原画像データ解析手段の解析結果に応じた、前記補間マスクによる適正な補間処理を行うことを特徴とする。
【００１２】
前記補間マスクは、異なる形状を有する複数の種類が用意されており、前記構造物画像データ生成手段は、前記超音波画像の深さ方向に対する前記直線的な構造をもった部位のなす角度に応じて、前記補間マスクを選択的に切り替えて前記補間処理を行うことが好ましい。
【００１３】
前記補間マスクは、正方形状を有する正方補間マスク、前記超音波画像の深さ方向に沿って長い形状を有する縦扁平補間マスク、および前記深さ方向に直交する方向に沿って長い形状を有する横扁平補間マスクの３種類が用意されており、前記構造物画像データ生成手段は、前記深さ方向に対する前記直線的な構造をもった部位のなす角度が、斜めである場合は前記正方補間マスク、略０°である場合は前記縦扁平補間マスク、略９０°である場合は前記横扁平補間マスクを用いて、それぞれ前記補間処理を行うことが好ましい。
【００１４】
前記構造物画像データ生成手段は、前記超音波画像の深さ方向に対する前記直線的な構造をもった部位のなす角度が、前記補間マスクの形状に応じた角度となるように画像を回転させて、前記補間処理を行うことが好ましい。
【００１５】
前記補間マスクは、正方形状を有する正方補間マスク、前記超音波画像の深さ方向に沿って長い形状を有する縦扁平補間マスク、および前記深さ方向に直交する方向に沿って長い形状を有する横扁平補間マスクのうち、少なくともいずれか１種類が用意されており、前記構造物画像データ生成手段は、前記正方補間マスクを用いる場合は、前記深さ方向に対する前記直線的な構造をもった部位のなす角度が斜めになるように、前記縦扁平補間マスクを用いる場合は前記角度が略０°になるように、前記横扁平補間マスクを用いる場合は前記角度が略９０°になるように、それぞれ画像を回転させて、前記補間処理を行うことが好ましい。
【００１６】
前記補間マスクは、異なる形状を有する複数の種類が用意されており、前記構造物画像データ生成手段は、用意された全ての補間マスクを用いて前記構造物画像データを生成するとともに、前記プロセッサ装置は、モニタと、生成した全ての構造物画像データによる構造物画像を前記モニタに並べて表示させる表示制御部と、並べて表示された構造物画像の中から、適正な構造物画像を選択させる操作手段とをさらに有し、前記表示制御部は、前記操作手段で選択された構造物画像を前記モニタに表示させることが好ましい。
【００１７】
また、本発明は、被検体の被観察部位からのエコー信号により超音波トランスデューサから出力される検出信号を元に、超音波画像を生成する超音波診断用プロセッサ装置において、前記検出信号に基づいて生成された、前記超音波画像の各画素における輝度値を表す原画像データから、補間マスクを用いて、前記被検体内の構造物に関する画像情報を表す構造物画像データを生成する構造物画像データ生成手段と、前記原画像データを解析して、原画像内で直線的な構造をもった部位を抽出する原画像データ解析手段とを有し、前記構造物画像データ生成手段は、前記原画像データ解析手段の解析結果に応じた、前記補間マスクによる適正な補間処理を行うことを特徴とする。
【００１８】
前記補間マスクは、異なる形状を有する複数の種類が用意されており、前記構造物画像データ生成手段は、前記超音波画像の深さ方向に対する前記直線的な構造をもった部位のなす角度に応じて、前記補間マスクを選択的に切り替えて前記補間処理を行うことが好ましい。
【００１９】
前記補間マスクは、正方形状を有する正方補間マスク、前記超音波画像の深さ方向に沿って長い形状を有する縦扁平補間マスク、および前記深さ方向に直交する方向に沿って長い形状を有する横扁平補間マスクの３種類が用意されており、前記構造物画像データ生成手段は、前記深さ方向に対する前記直線的な構造をもった部位のなす角度が、斜めである場合は前記正方補間マスク、略０°である場合は前記縦扁平補間マスク、略９０°である場合は前記横扁平補間マスクを用いて、それぞれ前記補間処理を行うことが好ましい。
【００２０】
前記構造物画像データ生成手段は、前記超音波画像の深さ方向に対する前記直線的な構造をもった部位のなす角度が、前記補間マスクの形状に応じた角度となるように画像を回転させて、前記補間処理を行うことが好ましい。
【００２１】
前記補間マスクは、正方形状を有する正方補間マスク、前記超音波画像の深さ方向に沿って長い形状を有する縦扁平補間マスク、および前記深さ方向に直交する方向に沿って長い形状を有する横扁平補間マスクのうち、少なくともいずれか１種類が用意されており、前記構造物画像データ生成手段は、前記正方補間マスクを用いる場合は、前記深さ方向に対する前記直線的な構造をもった部位のなす角度が斜めになるように、前記縦扁平補間マスクを用いる場合は前記角度が略０°になるように、前記横扁平補間マスクを用いる場合は前記角度が略９０°になるように、それぞれ画像を回転させて、前記補間処理を行うことが好ましい。
【００２２】
前記補間マスクは、異なる形状を有する複数の種類が用意されており、前記構造物画像データ生成手段は、用意された全ての補間マスクを用いて前記構造物画像データを生成するとともに、モニタと、生成した全ての構造物画像データによる構造物画像を前記モニタに並べて表示させる表示制御部と、並べて表示された構造物画像の中から、適正な構造物画像を選択させる操作手段とをさらに有し、前記表示制御部は、前記操作手段で選択された構造物画像を前記モニタに表示させることが好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の超音波診断システム、および超音波診断用プロセッサ装置によれば、被検体の被観察部位からのエコー信号により超音波トランスデューサから出力される検出信号を元に、超音波画像を生成するプロセッサ装置に、検出信号に基づいて生成された、超音波画像の各画素における輝度値を表す原画像データから、補間マスクを用いて、被検体内の構造物に関する画像情報を表す構造物画像データを生成する構造物画像データ生成手段と、原画像データを解析して、原画像内で直線的な構造をもった部位を抽出する原画像データ解析手段とを設け、構造物画像データ生成手段で、原画像データ解析手段の解析結果に応じた、補間マスクによる適正な補間処理を行うようにしたので、常に原画像の状態に適した構造物画像を生成することができる。したがって、超音波診断に供する画像の高画質化に寄与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１において、超音波診断システム２は、超音波プローブ１０と、超音波プローブ１０が接続されるプロセッサ装置１１とからなる。超音波プローブ１０には、複数の超音波トランスデューサが１次元に配列された超音波トランスデューサアレイ１２が搭載されている。超音波トランスデューサは、例えば、ＰＺＴ（Pb(lead) zirconate titanate；チタン酸ジルコン酸鉛）や、ＰＶＤＦ（polyvinylidene difluoride；ポリフッ化ビニリデン）などの圧電体厚膜の両面に電極を形成してなる。両電極に電圧が印加されると、圧電体が振動して超音波を発生し、これにより被検体の被観察部位に超音波が照射される。そして、複数の超音波トランスデューサを電子スイッチなどで順次駆動させることで、被観察部位に超音波が走査される。また、被観察部位からのエコー信号を受信すると、圧電体が振動して電圧を発生し、この電圧が検出信号として出力される。
【００２５】
ＣＰＵ１３は、プロセッサ装置１１の全体の動作を統括的に制御する。ＣＰＵ１３には、プロセッサ装置１１の動作を制御するための各種プログラムやデータが記憶されたＲＯＭ１４が接続されている。ＣＰＵ１３は、必要なプログラムやデータをＲＯＭ１４から作業用メモリであるＲＡＭ１５に読み出し、プロセッサ装置１１の動作制御を行う。
【００２６】
また、ＣＰＵ１３には、キーボードやマウス、タッチパネル、ツマミやスイッチなどが配された操作卓１６が接続されている。ＣＰＵ１３は、操作卓１６からの操作入力信号に応じて、プロセッサ装置１１の各部を動作させる。
【００２７】
タイミングコントローラ１７は、ＣＰＵ１３の制御の下に、超音波トランスデューサの駆動タイミングを制御する駆動制御信号を送信回路１８に送信する。また、図示はしていないが、タイミングコントローラ１７には、後述するシネメモリ２１、メモリ制御部２２、第１、第２信号処理部２３、２４、ＤＳＣ２５、および画像メモリ２６も接続されており、シネメモリ２１、画像メモリ２６のデータ書き込み・読み出しタイミングや、第１、第２信号処理部２３、２４、ＤＳＣ２５の処理タイミングも管理している。
【００２８】
送信回路１８は、超音波トランスデューサの個数分設けられ、各超音波トランスデューサに接続されたパルサからなる。各パルサは、タイミングコントローラ１７からの駆動制御信号を受けて、超音波トランスデューサに励振パルス（パルス電圧）を出力する。
【００２９】
受信回路１９は、超音波トランスデューサの個数分設けられ、各超音波トランスデューサに接続されたレシーバおよび増幅器からなる。各レシーバは、被観察部位からのエコー信号により各超音波トランスデューサから出力された検出信号を受信する。増幅器は、所定の増幅率で検出信号を増幅し、これをＡ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ）２０に出力する。
【００３０】
Ａ／Ｄ２０は、受信回路１９から出力された検出信号にＡ／Ｄ変換を施して、検出信号をデジタル化する。シネメモリ２１は、メモリ制御部２２の制御の下に、Ａ／Ｄ２０から出力される検出信号を連続した複数フレーム分記憶・蓄積するとともに、タイミングコントローラ１７で規定されるタイミングで、１フレーム分の検出信号を第１、第２信号処理部２３、２４に出力する。
【００３１】
第１信号処理部２３は、シネメモリ２１から読み出された１フレーム分の検出信号に対して、所定の遅延をかけて時相を揃え、これらを加算して音線データを生成する。そして、この音線データの超音波キャリア成分を除去し、ゲインおよびダイナミックレンジを調整するＬｏｇ処理を施して、超音波画像の各画素における輝度値を表す原画像データを生成する。続いて、超音波の伝搬距離（深さ）に相当する時間に対して感度を調節するＳＴＣ（Sensitivity Time Control）処理を施し、リサンプリングを行ってＢモード画像を生成する。
【００３２】
また、第１信号処理部２３は、音線データから血流情報を取得して、周知の血流イメージング（ＣＤＩ；Color Doppler Imaging）法を用いて、カラードップラー画像を生成する。第１信号処理部２３は、生成したＢモード画像やドップラー画像のデータを、デジタルスキャンコンバータ（ＤＳＣ；Digital Scan Converter）２５に出力する。
【００３３】
図２に示すように、第２信号処理部２４は、原画像データ生成回路３０と、極大点抽出回路３１と、原画像データ解析回路３２と、補間回路３３とからなる。原画像データ生成回路３０は、シネメモリ２１から読み出された１フレーム分の検出信号に対して、第１信号処理部２３の場合と同様の処理を施し、原画像データを生成する。原画像データ生成回路３０は、生成した原画像データを極大点抽出回路３１および原画像データ解析回路３２に出力する。
【００３４】
ここで、原画像データは、被検体内の構造物に関する画像情報を表す構造物画像データと、スペックルパターンに関する画像情報を表すスペックルデータとを含んでいる。このため、第２信号処理部２４は、原画像データから構造物画像データを抜き出すために、原画像データの各画素のうち、輝度値が極大点を示す画素を極大点抽出回路３１で抽出する。
【００３５】
図３に示すように、極大点抽出回路３１は、原画像データのある画素Ｙに着目し、着目画素Ｙの輝度値と、その周囲に位置する８個の周辺画素Ｙａ〜Ｙｈの輝度値とを比較する。そして、着目画素Ｙの輝度値が周辺画素Ｙａ〜Ｙｈの輝度値よりも大きいときに、この着目画素Ｙを極大点として抽出する。極大点抽出回路３１は、極大点として抽出した画素のみが輝度値をもち、他の画素は輝度値をもたない極大点画像データを生成し、これを補間回路３３に出力する。なお、この極大点抽出回路３１と補間回路３３とで、請求項１の構造物画像データ生成手段を構成している。
【００３６】
図２に戻って、原画像データ解析回路３２は、周知の直線認識技術であるハフ変換を用いて、原画像内で直線的な構造をもった部位（例えば、血管膜など）を抽出する。原画像データ解析回路３２は、この解析結果を補間回路３３に送信する。
【００３７】
補間回路３３は、極大点画像データの輝度値をもたない画素を補間する。補間回路３３は、図４（Ａ）に示す正方形状を有する正方補間マスク４０、（Ｂ）に示す超音波画像の深さ方向（図の縦方向、以下、単に深さ方向という。）に沿って長い形状を有する縦扁平補間マスク４１、および（Ｃ）に示す深さ方向に直交する方向に沿って長い形状を有する横扁平補間マスク４２を用いて補間を行う。正方補間マスク４０は、画素単位で２×２、３×３、４×４、・・・、縦扁平補間マスク４１は、２×４、３×６、４×８、・・・横扁平補間マスク４２は、４×２、６×３、８×４、・・・、のサイズをそれぞれ有する。
【００３８】
補間回路３３は、原画像データ解析回路３２で抽出された直線的な構造をもった部位が、深さ方向に対してなす角度に応じて、使用する補間マスクを選択的に切り替える。すなわち、角度が斜め（例えば、３０°〜６０°の間）である場合は正方補間マスク４０、角度が略０°（例えば、０°〜２９°の間）である場合（直線的な構造をもった部位が深さ方向に略水平である場合）は縦扁平補間マスク４１、角度が略９０°（例えば、６１°〜９０°）である場合（直線的な構造をもった部位が深さ方向に対して垂直である場合）は横扁平補間マスク４２を用いる。
【００３９】
正方補間マスク４０を用いて補間を行う手順を示す図５において、（Ａ）の斜線部分は、極大点抽出回路３１で極大点として抽出された画素を表す。いま、補間対象画素Ｙの輝度値を求めることを考える。まず、（Ａ）に示すように、補間対象画素Ｙを原点として、ｘｙ軸で周辺の画素の集合を第１〜第４象限に分ける。そして、（Ｂ）に示すように、各象限で補間対象画素Ｙを端点として正方補間マスク４０を宛てがい、正方補間マスク４０のサイズを順次大きくしていきながら、各象限における補間対象画素Ｙに最も近い極大点の画素を探索する。これにより、（Ａ）に示す各象限の４つの画素Ｙ１〜Ｙ４が選出される。
【００４０】
次に、選出された画素Ｙ１〜Ｙ４の位置および輝度値を元に、補間対象画素Ｙの輝度値を算出する。すなわち、加重平均法を用いて、画素Ｙ１と画素Ｙ２の輝度値から、ｙ軸上の画素ＹＡの輝度値を、画素Ｙ３と画素Ｙ４の輝度値から、ｙ軸上の画素ＹＢの輝度値をそれぞれ算出する。そして、再び加重平均法を用いて、画素ＹＡと画素ＹＢの輝度値から、補間対象画素Ｙの輝度値を算出する。このようにして、極大点画像データの輝度値をもたない画素を極大点の画素を用いて補間していく。この補間処理によって生成された画像データが構造物画像データである。補間回路３３は、生成した構造物画像データをＤＳＣ２５に出力する。なお、縦扁平補間マスク４１、および横扁平補間マスク４２を用いて補間を行う場合も、補間マスクの形状が異なるだけで、正方補間マスク４０を用いて行う場合と同様であるので、図示および説明を省略する。
【００４１】
図１に戻って、ＤＳＣ２５は、第１、第２信号処理部２３、２４から出力される各種画像データに対してラスター変換を施し、テレビ信号の走査方式（ＮＴＳＣ方式）に変換する。画像メモリ２６は、ＤＳＣ２５でラスター変換されたデータを格納する。Ｄ／Ａ変換器（Ｄ／Ａ）２７は、ＤＳＣ２５によりＮＴＳＣ方式に変換された信号を再びアナログ信号に変換する。モニタ２８は、Ｄ／Ａ２７で変換されたアナログ信号を画像として表示する。
【００４２】
モニタ２８に表示される画像は、操作卓１６の操作により切り替え可能となっており、モニタ２８には、Ｂモード画像、ドップラー画像、および構造物画像データによる構造物画像がそれぞれ単体で、または合成されて、あるいは並べて表示される。なお、ＤＳＣ２５、画像メモリ２６、およびＤ／Ａ２７は、請求項６の表示制御手段を構成している。
【００４３】
次に、上記構成を有する超音波診断システム２の動作手順について説明する。まず、超音波プローブ１０が被検体内に挿入され、超音波画像を取得する指示がなされると、ＣＰＵ１３の制御の下に、タイミングコントローラ１７から送信回路１８に駆動制御信号が送信される。そして、超音波トランスデューサアレイ１２の駆動すべき超音波トランスデューサに送信回路１８から励振パルスが送信される。超音波トランスデューサは、この励振パルスにより励振され、これにより被検体内の被観察部位に超音波が照射される。
【００４４】
超音波の照射後、超音波トランスデューサで被観察部位からのエコー信号が受信され、超音波トランスデューサから検出信号が出力される。出力された検出信号は、Ａ／Ｄ２０でＡ／Ｄ変換が施されてデジタル化され、シネメモリ２１に出力される。その後、駆動すべき超音波トランスデューサが電子スイッチなどで順次駆動されながら、被観察部位に超音波が走査される。超音波トランスデューサアレイ１２による１回の超音波走査が終了すると、シネメモリ２１に記憶された１フレーム分の検出信号が、第１、第２信号処理部２３、２４に出力される。
【００４５】
第１信号処理部２３では、シネメモリ２１から読み出された１フレーム分の検出信号が整相加算され、音線データが生成される。生成された音線データは、超音波キャリア成分の除去、およびＬｏｇ処理が施され、これにより原画像データが生成される。そして、生成された原画像データに対して、ＳＴＣ処理、リサンプリングが行われてＢモード画像が生成される。また、音線データから血流情報が取得され、血流イメージング法を用いてカラードップラー画像が生成される。生成されたＢモード画像、ドップラー画像のデータは、ＤＳＣ２５に出力される。
【００４６】
一方、第２信号処理部２４では、原画像データ生成回路３０で、シネメモリ２１から読み出された１フレーム分の検出信号に対して、第１信号処理部２３の場合と同様の処理が施され、原画像データが生成される。生成された原画像データは、極大点抽出回路３１および原画像データ解析回路３２に出力される。
【００４７】
極大点抽出回路３１では、原画像データのある画素Ｙの輝度値と、その周囲に位置する周辺画素Ｙａ〜Ｙｈの輝度値とが比較され、輝度値が極大点となる画素が抽出される。そして、極大点として抽出された画素のみが輝度値をもち、他の画素は輝度値をもたない極大点画像データが生成され、補間回路３３に出力される。
【００４８】
原画像データ解析回路３２では、ハフ変換によって原画像内で直線的な構造をもった部位が抽出される。原画像データ解析回路３２による解析結果は、補間回路３３に送信される。
【００４９】
補間回路３３では、極大点画像データの輝度値をもたない画素の補間が行われる。このとき、原画像データ解析回路３２で抽出された直線的な構造をもった部位が、深さ方向に対してなす角度が、斜めである場合は正方補間マスク４０、略０°である場合は縦扁平補間マスク４１、略９０°である場合は横扁平補間マスク４２が用いられる。
【００５０】
補間回路３３では、補間対象画素Ｙを原点として周辺の画素の集合を分けた第１〜第４象限の各象限において、補間対象画素Ｙを端点として、原画像データ解析回路３２の解析結果に応じて選択された補間マスクが宛てがわれ、補間マスクのサイズが順次大きくされながら、各象限における補間対象画素Ｙに最も近い極大点の画素が探索される。次に、探索により選出された画素Ｙ１〜Ｙ４の位置および輝度値を元に、加重平均法を用いて補間対象画素Ｙの輝度値が算出される。この補間処理によって構造物画像データが生成され、ＤＳＣ２５に出力される。
【００５１】
第１、第２信号処理部２３、２４で生成された各種画像データは、ＤＳＣ２５でラスター変換が施され、画像メモリ２６に格納された後、Ｄ／Ａ２７により再びアナログ信号に変換され、モニタ２８に画像として表示される。
【００５２】
以上説明したように、超音波診断システム２は、原画像データから構造物画像データを生成する際に、原画像データの解析結果に応じた補間マスクを用いて補間処理を行うので、原画像データに適応した構造物画像データを生成することができ、深さ方向、または深さ方向に直交する方向に関する構造物画像の連続性が保たれる。これにより、高画質な構造物画像を取得することができ、例えば、構造物画像を用いて組織の膜厚を測定することなども可能となる。
【００５３】
上記実施形態では、原画像データの解析結果に応じて補間マスクを選択するようにした第２信号処理部２４を例示して説明したが、図６に示す第２信号処理部５０を用いてもよい。第２信号処理部５０は、極大点抽出回路３１と補間回路３３との間に回転処理回路５１が介挿されている他は、第２信号処理部２４と同様の構成を有する。なお、この場合は、極大点抽出回路３１、補間回路３３、および回転処理回路５１で、請求項１の構造物画像データ生成手段を構成している。
【００５４】
回転処理回路５１は、原画像データ解析回路３２で抽出された直線的な構造をもった部位の、深さ方向に対してなす角度が、補間マスクの形状に応じた角度となるように、画像を回転させる。すなわち、正方補間マスク４０を用いる場合は角度が斜め（例えば４５°）になるように、縦扁平補間マスク４１を用いる場合は角度が略０°になるように、横扁平補間マスク４２を用いる場合は角度が略９０°になるように、それぞれ画像を回転させ、補間回路３３に出力する。
【００５５】
補間回路３３は、上記実施形態と同様の補間処理を施した後、生成した構造物画像データを再び回転処理回路５１に戻す。回転処理回路５１は、補間回路３３から戻された構造物画像データを回転させる前の元の状態に戻し、これをＤＳＣ２５に出力する。このように、補間マスクの形状に応じて画像を回転させるようにすれば、正方、縦扁平、および横扁平補間マスク４０〜４２のうち、少なくともいずれか１種類が用意されていれば、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、回転処理回路５１を原画像データ生成回路３０と極大点抽出回路３１との間に介挿し、極大点抽出回路３１で極大点を抽出する前の原画像データに回転処理を施すようにしてもよい。
【００５６】
また、正方、縦扁平、および横扁平補間マスク４０〜４２の全てを用いて補間処理を行い、図７に示すように、これにより得られた構造物画像データによる構造物画像６０ａ〜６０ｃをモニタ２８に並べて表示させ、術者に操作卓１６を操作させて、モニタ２８上のカーソル６１により構造物画像６０ａ〜６０ｃの中から適正な構造物画像を選択させて、選択された構造物画像をモニタ２８に拡大して表示させるようにしてもよい。
【００５７】
上記実施形態では、原画像データから構造物画像データのみを抜き出しているが、特願２００４−３７７９４７で開示されているように、原画像データから構造物画像データを差し引いてスペックルデータを生成したり、構造物画像データとスペックルデータとを所定の混合比率で混合して混合画像データを生成したりしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】超音波診断システムの構成を示すブロック図である。
【図２】第２信号処理部の構成を示すブロック図である。
【図３】極大点抽出回路で極大点を抽出する方法を説明するための説明図である。
【図４】補間回路で用いる補間マスクを示す図であり、（Ａ）は、正方補間マスク、（Ｂ）は、縦扁平補間マスク、（Ｃ）は、横扁平補間マスクをそれぞれ示す。
【図５】補間回路による補間処理の方法を説明するための説明図であり、（Ａ）は、補間対象画素とその周辺の画素との関係、（Ｂ）は、正方補間マスクで補間処理に用いる極大点の画素を探索する様子をそれぞれ示す。
【図６】第２信号処理部の別の実施形態を示すブロック図である。
【図７】さらに別の実施形態におけるモニタの表示状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５９】
２  超音波診断システム
１０  超音波プローブ
１１  プロセッサ装置
１２  超音波トランスデューサアレイ
１３  ＣＰＵ
１６  操作卓
２４、５０  第２信号処理部
２５  デジタルスキャンコンバータ（ＤＳＣ）
２６  画像メモリ
２７  Ｄ／Ａ変換器（Ｄ／Ａ）
２８  モニタ
３０  原画像データ生成回路
３１  極大点抽出回路
３２  原画像データ解析回路
３３  補間回路
４０  正方補間マスク
４１  縦扁平補間マスク
４２  横扁平補間マスク
５１  回転処理回路
【図１】
2007236761.tif 000003
【図２】
2007236761.tif 000004
【図３】
2007236761.tif 000005
【図４】
2007236761.tif 000006
【図５】
2007236761.tif 000007
【図６】
2007236761.tif 000008
【図７】
2007236761.tif 000009