(57)【要約】【課題】アーチファクトを確実に除去することが可能な超音波画像装置を提供すること。【解決手段】撮像対象物と超音波信号の送受信を行うことにより撮像対象物の画像を撮像する超音波画像装置において、超音波信号の進行方向である距離分解能方向、及び進行方向に直交する方位分解能方向上における位置を決定し、決定した位置に送受信端を移動させて撮像対象物と超音波信号の送受信を行い、位置の決定と超音波信号の送受信とを繰り返して、決定した位置ごとに撮像対象物の画像を生成する画像生成部と、画像生成部により生成された複数の画像を重ね合わせる重ね合わせ部とを備える。【選択図】図３
2013106626.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像対象物と超音波信号の送受信を行うことにより前記撮像対象物の画像を撮像する超音波画像装置において、
前記超音波信号の進行方向である距離分解能方向、及び前記進行方向に直交する方位分解能方向上における位置を決定し、前記決定した位置に送受信端を移動させて撮像対象物と超音波信号の送受信を行い、前記位置の決定と前記超音波信号の送受信とを繰り返して、前記決定した位置ごとに前記撮像対象物の画像を生成する画像生成部と、
前記画像生成部により生成された複数の画像を重ね合わせる重ね合わせ部と、
を備える超音波画像装置。
【請求項２】
前記撮像対象物から受信した超音波信号に対してフィルタリング処理を行う８近傍鮮鋭化フィルタを備える、
請求項１記載の超音波画像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波画像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
超音波画像装置としては、超音波ビームの照射位置を移動させながら撮像対象物を撮像する技術が知られており、また、特許文献１（特開２００６−３３４１６８号公報）には、超音波ビームの分解能として距離分解能及び方位分解能があることが記載されている。また、特許文献２（特開２００５−０４９３０３号公報）には、超音波アレイセンサの角度分解能を適宜変更する技術が記載されており、特許文献３（特開２００７−２２２２６４号公報）には、複数方向の二次微分フィルタを使用する超音波診断装置が開示されており、診断対象物に４方向以上から超音波を照射する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３３４１６８号公報
【特許文献２】特開２００５−０４９３０３号公報
【特許文献３】特開２００７−２２２２６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
また、超音波画像装置において、方位分解能方向に超音波ビームを移動させてフィルタリングを行い、その後超音波ビームを元の位置に戻すときに模擬二次元画像データを取得する技術が開発されている。この模擬二次元画像データを用いることにより、従来の画像データに比してスライス面とスライス面との境界の数を擬似的に低減させ、スライス面とスライス面の境界及びその近傍におけるエッジ強調を低減させることを可能としている。しかしながら、このような方法を用いた場合でも、画像上の信号の歪みであるアーチファクトが未だ残存しているため、更に画質を向上させる余地があるという課題がある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、アーチファクトを確実に除去することが可能な超音波画像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわち、本発明に係る超音波画像装置は、撮像対象物と超音波信号の送受信を行うことにより撮像対象物の画像を撮像する超音波画像装置において、超音波信号の進行方向である距離分解能方向、及び進行方向に直交する方位分解能方向上における位置を決定し、決定した位置に送受信端を移動させて撮像対象物と超音波信号の送受信を行い、位置の決定と超音波信号の送受信とを繰り返して、決定した位置ごとに撮像対象物の画像を生成する画像生成部と、画像生成部により生成された複数の画像を重ね合わせる重ね合わせ部と、を備える。
【０００７】
この発明によれば、距離分解能方向及び方位分解能方向に送受信端を移動させながら画像を生成し、生成した複数の画像を重ね合わせる。よって、この重ね合わせの段階で各画像における不自然な陰影等が消去されることになる。従って、画像上の信号の歪みであるアーチファクトを確実に消去することができる。
【０００８】
また、本発明に係る超音波画像装置において、撮像対象物から受信した超音波信号に対してフィルタリング処理を行う８近傍鮮鋭化フィルタを備えることが好ましい。この場合、８近傍鮮鋭化フィルタによる超音波信号のフィルタリング処理により、各方向ごとに得られた画像のアーチファクトを相対的により目立たないようにすることが可能となる。従って、画像の重ね合わせにおいて、アーチファクトをより一層確実に消去することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、アーチファクトを確実に除去することが可能となる。
の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る超音波画像装置の概略構成図である。
【図２】図１の超音波画像装置のプローブと撮像対象物の位置関係を示す図である。
【図３】図１の超音波画像装置の画像生成処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、同一要素又は同一相当要素には同一符号を用い、重複する説明は省略する。図１は、本発明の実施形態に係る超音波画像装置の概略構成図である。
【００１２】
本実施形態に係る超音波画像装置は、例えば車両に搭載され、物体の画像の生成等を行う際に用いることが可能となっている。超音波画像装置１は、撮像対象物Ｔ（図２参照）と超音波信号の送受信を行うことにより撮像対象物Ｔの画像を撮像する装置である。超音波画像装置１は、図１に示すように、超音波画像装置１の画像生成処理を行うと共に超音波画像装置１を統括制御する制御装置２と、撮像対象物Ｔとの超音波信号の送受信を行うプローブ３と、制御装置２により生成された画像を表示するモニタ４と、を備える。
【００１３】
プローブ３は、超音波画像装置１の超音波信号の送受信端としての機能を有する。プローブ３は、制御装置２と電気的に接続されている。プローブ３は、図２に示すように、筐体３１と、超音波振動子３２と、送受信素子共用型センサ層３３と、を備える。
【００１４】
筐体３１は、例えば略円柱状に形成され、その端部に送受信素子共用型センサ層３３を有する。また、筐体３１における送受信素子共用型センサ層３３の内側に超音波振動子３２が設けられる。超音波振動子３２は、いわゆるセンサアクチュエータであり、送受信素子共用型センサ層３３を介して外部に放出するための超音波信号を生成する。超音波振動子３２により生成された超音波信号は、制御装置２の後述する送受信部２１により、その波長や強度等が調整されるようになっている。送受信素子共用型センサ層３３は、直接撮像対象物Ｔとの超音波信号の送受信を行う。
【００１５】
制御装置２は、ＣＰＵ［CentralProcessing Unit］、ＲＯＭ［Read Only Memory］、ＲＡＭ［Random Access Memory］等からなる電子制御ユニットである。制御装置２では、例えばＲＯＭに記憶されているアプリケーションをＲＡＭにロードしてＣＰＵで実行する。制御装置２は、図１に示すように、送受信部２１、ランダマイズ部２２、フォーカス部２３、画像生成部２４、重ね合わせ部２５及びフィルタ部２６を有し、これらの送受信部２１、ランダマイズ部２２、フォーカス部２３、画像生成部２４、重ね合わせ部２５及びフィルタ部２６は、上記のアプリケーションに相当する。
【００１６】
送受信部２１は、プローブ３を制御して、図２に示すように、プローブ３から照射される超音波信号の進行方向である距離分解能方向Ｑ、及び超音波信号の進行方向に直交する方向である方位分解能方向Ｐにプローブ３を移動させる。そして、送受信部２１は、プローブ３に超音波信号の送受信を行わせる。このようにして送受信部２１は、プローブ３を介して、撮像対象物Ｔと超音波信号の送受信を行う。
【００１７】
ランダマイズ部２２は、方位分解能方向Ｐ及び距離分解能方向Ｑ上における、プローブ３を移動させる位置を決定する処理を行う。この処理を以降、超音波ビームのランダマイズとも称する。ランダマイズ部２２は、図２に示すように、例えば方位分解能方向Ｐにおける位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５、及び距離分解能方向Ｑにおける位置Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５を決定する。フォーカス部２３は、超音波信号の焦点を撮像対象物Ｔに合わせる処理を行う。
【００１８】
画像生成部２４は、受信した超音波信号から撮像対象物Ｔの画像を生成する。具体的には、ランダマイズ部２２がプローブ３を移動させる位置を決定し、送受信部２１がプローブ３を移動させて撮像対象物Ｔとの超音波信号の送受信を行うことにより、例えば位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５及び位置Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５ごとに、撮像対象物Ｔの画像を生成する。
【００１９】
重ね合わせ部２５は、画像生成部２４により生成された、例えば位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５及び位置Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５ごとの画像を重ね合わせて、画像処理を行い、新たな撮像対象物Ｔの画像を生成する。
【００２０】
フィルタ部２６は、いわゆる８近傍鮮鋭化フィルタであり、送受信部２１により撮像対象物Ｔから得られた超音波信号に対してフィルタリング処理を行う機能を有する。フィルタ部２６は、当該フィルタリング処理により、濃度値の変化を強調（その部分を微分）することで鮮明な画像を得られる鮮鋭化処理（マンシャープマスキング処理とも称される）を行う。
【００２１】
モニタ４は、制御装置２と電気的に接続されており、重ね合わせ部２５により生成された撮像対象物Ｔの画像を表示する装置である。
【００２２】
次に、図３を参照して、超音波画像装置１の動作について説明する。図３は、本実施形態に係る制御装置２の処理の流れを示すフローチャートである。この一連の処理を行うことにより、撮像対象物Ｔの画像が撮像される。まず、ステップＳ１０（以下、「Ｓ１０」という。他のステップにおいても同様とする。）にて、制御装置２のプログラムの内部変数Ｋに「０」が格納される。
【００２３】
そして、Ｓ１２において、ランダマイズ部２２により、例えば位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５を決定するというように、方位分解能方向Ｐの超音波ビームのランダマイズが行われる。その後Ｓ１４において、フォーカス部２３により焦点を撮像対象物Ｔに合わせる処理が行われる。
【００２４】
そして、Ｓ１６において、制御装置２のプログラムの内部変数Ｎに「０」が格納され、その後Ｓ１８において、ランダマイズ部２２により、例えば位置Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５を決定するというように、距離分解能方向Ｑの超音波ビームのランダマイズが行われる。そして、Ｓ２０において、フォーカス部２３により再度焦点を撮像対象物Ｔに合わせる処理が行われ、Ｓ２２において、フィルタ部２６によるフィルタリング処理を経て画像生成部２４により撮像対象物Ｔの画像Ａ00が生成される。
【００２５】
その後、Ｓ２４において内部変数Ｎが１インクリメントされ、Ｓ２６において内部変数Ｎが３未満であるか否かが判定される。そこで、３未満である場合、再度Ｓ１８及びＳ２０の処理を経て、Ｓ２２において撮像対象物Ｔの画像Ａ01が生成され、更に、同様の処理を経て撮像対象物Ｔの画像Ａ02が生成される。そして、Ｓ２６において内部変数Ｎが３以上である場合、Ｓ２８へ移行して内部変数Ｋが１インクリメントされ、Ｓ３０において内部変数Ｋが３未満であるか否かが判断される。このとき、内部変数Ｋが３未満である場合には、再度Ｓ１２へ戻り、上記同様の処理を経て、画像生成部２４により撮像対象物Ｔの画像Ａ10，Ａ11，Ａ12，Ａ20，Ａ21，Ａ22が生成される。こうして、９枚の画像Ａ00，Ａ01，Ａ02，Ａ10，Ａ11，Ａ12，Ａ20，Ａ21，Ａ22が生成され、Ｓ３０においてＫが３未満でないと判定された後に、重ね合わせ部２５により、これらの画像Ａ00，Ａ01，Ａ02，Ａ10，Ａ11，Ａ12，Ａ20，Ａ21，Ａ22の重ね合わせ処理が行われる。そして、モニタ４に重ね合わせ部２５により重ね合わされた撮像対象物Ｔの画像が表示される。
【００２６】
以上のように、本実施形態では、プローブ３を移動させながら撮像対象物Ｔの画像を生成し、生成した複数の画像を重ね合わせる。よって、重ね合わせ部２５による重ね合わせの段階で各画像Ａ00，Ａ01，Ａ02，Ａ10，Ａ11，Ａ12，Ａ20，Ａ21，Ａ22における不自然な陰影等が消去されるため、アーチファクトを確実に消去することができる。
【００２７】
また、本実施形態では、フィルタ部２６は、送受信部２１が撮像対象物Ｔから受信する超音波信号をフィルタリング処理する８近傍鮮鋭化フィルタである。よって、位置ごとに得られた画像のアーチファクトを相対的に目立たないようにすることが可能となり、画像の重ね合わせにおいて、アーチファクトをより一層確実に消去することができる。
【００２８】
以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく、様々な変形が可能である。すなわち、制御装置２の内部構造は適宜変更可能であり、例えばランダマイズ部２２による位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５及び位置Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５の決定を、画像生成部２４に実行させるようにしてもよい。
【００２９】
また、上記実施形態では、ランダマイズ部２２が方位分解能方向Ｐごと、そして、距離分解能方向Ｑごとに、５点の位置を決定し、画像生成部２４が９枚の画像Ａ00，Ａ01，Ａ02，Ａ10，Ａ11，Ａ12，Ａ20，Ａ21，Ａ22を生成する例を示したが、決定する位置の数や、生成する画像の数は適宜変更可能である。
【００３０】
また、上記実施形態では、図３に示すように、方位分解能方向Ｐのランダマイズを行った後に、距離分解能方向Ｑのランダマイズを行う例を説明したが、ランダマイズの順序を逆にしてもよく、更には、図３に示す各処理の順序を適宜変更することも可能である。
【００３１】
また、プローブについては、上記実施形態のように、筐体３１、超音波振動子３２及び送受信素子共用型センサ層３３を備える略円柱状のプローブ３に限定されることはなく、適宜形状や構造を変更したプローブを用いてもよい。
【００３２】
また、上記実施形態では、超音波画像装置１が車両に搭載され、物体の画像の生成等を行うものである例について説明したが、本発明に係る超音波画像装置としては、車両に搭載されるものに限定されることはなく、例えば、医療用の超音波画像装置である等、様々な分野に対して応用可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１…超音波画像装置、２１…送受信部、２４…画像生成部、２５…重ね合わせ部、２６…フィルタ部（８近傍鮮鋭化フィルタ）、Ａ00，Ａ01，Ａ02，Ａ10，Ａ11，Ａ12，Ａ20，Ａ21，Ａ22…画像、Ｐ…方位分解能方向、Ｑ…距離分解能方向、Ｔ…撮像対象物。
【図１】
2013106626.tif 000003
【図２】
2013106626.tif 000004
【図３】
2013106626.tif 000005