JP2005081082A - 超音波診断装置及び超音波データ圧縮方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 送受信・信号処理部200による超音波走査において、被検体の超音波反射波から位相情報を有した受信波形やIQ信号、更には、画像データを構成するラスタデータを各走査単位でRAWデータとして収集する。そして、データ圧縮部231は、隣接した超音波走査で得られたRAWデータ間の差分を取ることによってデータ圧縮を行ない、圧縮後のRAWデータをRAWデータ記憶・再生部232に保存する。一方、データ伸長部233は、記憶された圧縮後のRAWデータを読み出し、データ伸長することによって圧縮前のRAWデータに復元する。そして、演算部234は、復元されたRAWデータを用いてカラードプラ画像データ、3次元画像データ、動画像データ等の生成や超音波物理量などの計測を行なう。
【選択図】 図1
Description
以下では、第1の実施例における超音波診断装置の構成につき図1及び図2を用いて説明する。尚、図1は、本実施例における超音波診断装置の全体構成を示すブロック図であり、図2は、この超音波診断装置を構成する送受信・信号処理部のブロック図である。
次に、本実施例における超音波診断装置100の基本動作と、この超音波診断装置100によるBモード画像データ及びカラードプラ画像データの生成手順につき図1乃至図5を用いて説明する。尚、図3は、圧縮及び伸長されたIQ信号に基づいて生成される前記第2のカラードプラ画像データの生成手順を示すフローチャートである。
次に、図5を用いて上述のデータ圧縮について述べる。但し、ここでは図4の第1の走査方向に対するIQ信号の中から、所定位置Pに対応したIQ信号のI成分a1n乃至aLnを抽出し、これらのI成分に対してデータ圧縮を行なう(図3のステップS3)。
次に、RAWデータ記憶・再生部232に保存された圧縮IQ信号を圧縮前のIQ信号に復元するために、データ圧縮・演算部230のデータ伸長部233が行なうデータ伸長について述べる。
図6は、第2の実施例における超音波診断装置の全体構成を示すブロック図であり、図1に示した第1の実施例のブロック図との差異は、送受信・信号処理部200のドプラ信号検出器205の出力信号(IQ信号)に代わって、超音波受信部203の出力信号(RF信号)がデータ圧縮・演算部230のデータ圧縮部231に供給されることである。
次に、図7を用いて本実施例におけるデータ圧縮及びデータ伸長について述べる。但し、図7(a)は、第1の走査方向(θ1)乃至第Mの走査方向(θM)によって得られたデータ圧縮前のRF信号D−1乃至D−Mにおけるデータ値、又、図7(b)は圧縮RF信号E−1乃至E−Mのデータ値を模式的に示している。尚、これらのデータは、超音波受信部203の出力信号がデータ圧縮部231においてサンプリング周期TsのサンプリングとA/D変換によって収集される。
次に、超音波減衰係数の計測方法につき図8を用いて説明する。図8(a)の所定の走査方向(θx)において、距離Δdで隣接して設定された領域A及び領域Bから得られる伸長RF信号の波形を夫々A1(t)及びB1(t)とすれば、超音波周波数fにおける上記RF波形A1(t)及びRF波形B1(t)には近似的に下記の関係が成立する。
但し、αoは超音波減衰係数、fは超音波周波数である。式(1)の関係を有する上記受信波形A1(t)及び受信波形B1(t)をフーリエ変換して得られるパワースペクトラムSA1(f)、SB1(f)を更に対数変換すると
lnSB1(f)=lnSA1(f)−4αofΔd+C ・・・(2)
となる。但し、Cは定数を示す。従って上記領域A及び領域Bにおける超音波減衰係数αoは、
αo=(1/4Δd)∂(lnSA1(f)−lnSB1(f))/∂f・・(3)
によって得られる。即ち、周波数fに依存した超音波減衰特性を有する生体組織の場合には、領域A及び領域Bにおける受信信号について夫々パワースペクトラムを算出し、次いで対数変換した前記パワースペクトラムの間の差スペクトラムにおける周波数勾配を算出することによって超音波減衰係数αoを求めることができる。
図9は、第3の実施例における超音波診断装置の全体構成を示すブロック図であり、図1に示した第1の実施例のブロック図との差異は、送受信・信号処理部200のドプラ信号検出器205の出力信号(IQ信号)に代わって、Bモード画像データ生成部204において生成されるBモード画像用のラスタデータ(以下、Bモードラスタデータ)、及びカラードプラ画像データ生成部206において生成されるカラードプラ画像データ用のラスタデータ(以下、カラードプララスタデータ)がデータ圧縮・演算部230のデータ圧縮部231に供給されることである。
次に、図10を用いて本実施例におけるデータ圧縮及びデータ伸長について述べる。但し、以下では、Bモード動画像データの生成について述べるが、カラードプラ動画像データの生成も同様な手順によって行なうことができる。
上述の第3の実施例では、被検体の同一部位においてフレーム周期Tfで得られる複数枚分のBモードラスタデータに対してデータ圧縮及びデータ伸長を行なったが、超音波プローブ201の機械的移動、あるいは2次元配列した圧電振動子によって得られた3次元画像データのラスタデータに対しても同様なデータ圧縮及びデータ伸長を行なうことが可能である。
200…送受信・信号処理部
201…超音波プローブ
202…超音波送信部
203…超音波受信部
204…Bモード画像データ生成部
205…ドプラ信号検出部
206…カラードプラ画像データ生成部
207…画像データ記憶部
208…表示部
209…操作部
210…システム制御部
230…データ圧縮・演算部
231…データ圧縮部
232…RAWデータ記憶・再生部
233…データ伸長部
234…演算部
Claims (12)
- 被検体に対して超音波送受信を行なう圧電振動子を備えた超音波プローブと、
前記圧電振動子を駆動して前記被検体の複数の方向に対して超音波走査を行なう超音波送受信手段と、
この超音波送受信手段によって得られた受信信号からRAWデータを生成するRAWデータ生成手段と、
前記RAWデータに対して可逆的なデータ圧縮を行ない、圧縮RAWデータを生成するデータ圧縮手段と、
圧縮された前記圧縮RAWデータを保存するRAWデータ記憶手段を
備えたことを特徴とする超音波診断装置。 - 被検体に対して超音波送受信を行なう圧電振動子を備えた超音波プローブと、
前記圧電振動子を駆動して前記被検体の複数の方向に対して超音波走査を行なう超音波送受信手段と、
この超音波送受信手段によって得られた受信信号からRAWデータを生成するRAWデータ生成手段と、
前記RAWデータに対して可逆的なデータ圧縮を行ない、圧縮RAWデータを生成するデータ圧縮手段と、
圧縮された前記圧縮RAWデータを保存するRAWデータ記憶手段と、
保存された前記圧縮RAWデータに対してデータ伸長を行なって伸長RAWデータを生成するデータ伸長手段と、
前記伸長RAWデータに対して所望のデータ処理を行なうデータ処理手段を
備えたことを特徴とする超音波診断装置。 - 前記RAWデータ生成手段によって生成されるRAWデータは、前記超音波送受波手段によって得られたRF信号、あるいはこのRF信号を直交位相検波して得られるIQ信号、あるいは前記RF信号や前記IQ信号に基づいて生成されたラスタデータの少なくとも何れかであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の超音波診断装置。
- 前記データ圧縮手段は、時間方向あるいは空間方向に連続して行われる超音波送受信によって得られたRAWデータに基づいて、隣接したRAWデータの差分処理による差分データの生成によって前記圧縮RAWデータを生成するものであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の超音波診断装置。
- 前記データ圧縮手段は、時間方向あるいは空間方向において連続して得られる複数の前記RAWデータに基づいて、所定間隔で前記RAWデータを選択して配置したキーデータと、前記RAWデータを差分処理し前記キーデータの間に配置した差分データとからなる圧縮RAWデータを生成することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の超音波診断装置。
- 前記データ伸長手段は、前記データ圧縮手段によって設定された前記キーデータに対して前記差分データを加減算することによって前記伸長RAWデータを生成することを特徴とする請求項5記載の超音波診断装置。
- 前記RAWデータ記憶手段は、前記圧縮RAWデータを着脱自在の記憶媒体に保存することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の超音波診断装置。
- RAWデータ送信手段を備え、前記RAWデータ送信手段は、前記RAWデータ記憶手段に保存された圧縮RAWデータを、ネットワークを介して接続された端末装置に送信することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の超音波診断装置。
- 前記データ処理手段は、前記伸長RAWデータを用いたデータ処理によって得られた処理結果を表示手段に表示することを特徴とする請求項2記載の超音波診断装置。
- 前記データ処理手段は、前記伸長RAWデータをデータ処理することによって動画像データあるいは3次元画像データの少なくとも何れかを生成することを特徴とする請求項2記載の超音波診断装置。
- 被検体の複数の方向に対して超音波の送受信を行なうステップと、
この超音波の送受信によって得られた受信信号からRAWデータを生成するステップと、
前記RAWデータに対してキーデータと差分データを設定して圧縮RAWデータを生成するステップと、
前記圧縮RAWデータを保存するステップを
有することを特徴とする超音波データ圧縮方法。 - 被検体の複数の方向に対して超音波の送受信を行なうステップと、
この超音波の送受信によって得られた受信信号からRAWデータを生成するステップと、
前記RAWデータに対してキーデータと差分データを設定して圧縮RAWデータを生成するステップと、
前記圧縮RAWデータを保存するステップと、
保存された前記圧縮RAWデータを読み出して伸長RAWデータを生成するステップと、
前記伸長RAWデータを用いて所望のデータ処理を行なうステップを
有することを特徴とする超音波データ圧縮方法。
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