JP2007054504A - Ultrasonographic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被検体に関する診断画像として三次元超音波像を撮像する超音波診断装置に関する。 The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus that captures a three-dimensional ultrasonic image as a diagnostic image related to a subject.
被検体に関する超音波像を撮像する超音波診断装置は、被検体との間で超音波探触子により超音波を送受し、超音波探触子から出力される受信信号に基づき超音波像を再構成して表示するものである。 An ultrasonic diagnostic apparatus that picks up an ultrasonic image related to a subject transmits and receives ultrasonic waves to and from the subject using an ultrasonic probe and generates an ultrasonic image based on a reception signal output from the ultrasonic probe. Reconstructed and displayed.
この超音波診断装置として、受信信号に基づき被検体に関するボリュームデータを生成し、ボリュームデータの各ボクセルのデータから三次元超音波像を再構成するものが知られている。例えば、ボリュームデータに対して設定された視線方向の各ボクセルの輝度に、輝度に応じた透明度を乗じて加算するいわゆるボリュームレンダリング法で三次元超音波像を再構成するものがある。 As this ultrasonic diagnostic apparatus, there is known an apparatus that generates volume data relating to a subject based on a received signal and reconstructs a three-dimensional ultrasonic image from the data of each voxel of the volume data. For example, there is a method of reconstructing a three-dimensional ultrasonic image by a so-called volume rendering method in which the luminance of each voxel in the line-of-sight direction set for volume data is multiplied by transparency according to the luminance and added.
ボリュームレンダリング法に代表される三次元超音波撮像法では、肝臓などの音響インピーダンスが比較的高い実質部を撮像した際、実質部の表面のみが画像に描出されるため、実質部内の構造物(例えば、腫瘍や血管)が描出されない場合がある。 In the three-dimensional ultrasonic imaging method represented by the volume rendering method, when a substantial part having a relatively high acoustic impedance, such as the liver, is imaged, only the surface of the substantial part is depicted in the image. For example, a tumor or blood vessel) may not be depicted.
そこで、構造物の形状、構造又は相対位置を把握するために、ボリュームデータに対して設定した視線方向で最も高輝度のものを抽出して高輝度構造物(例えば、腫瘍)を表示する最大値投影法や、最も低輝度のものを抽出して低輝度構造物(例えば、血管)を表示する最小値投影法が行われる。さらに、最大値投影法及び最小値投影法で得られた各超音波像を減算することにより、描出すべき構造物以外の不必要な画像情報を打ち消して必要な画像情報を描出させることが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, in order to grasp the shape, structure, or relative position of the structure, the maximum value for displaying the high-luminance structure (for example, a tumor) by extracting the one with the highest luminance in the viewing direction set for the volume data. A projection method or a minimum value projection method of extracting the one with the lowest luminance and displaying a low luminance structure (for example, a blood vessel) is performed. Furthermore, by subtracting each ultrasonic image obtained by the maximum value projection method and the minimum value projection method, it is proposed to cancel the unnecessary image information other than the structure to be drawn and to draw the necessary image information. (For example, refer to Patent Document 1).
ところで、被検体を超音波撮像する際は、被検体の組織構造などに起因して音響インピーダンスのばらつきが生じる場合や、超音波が入射した組織体を構成する微小な無数の散乱体に起因して後方散乱波の干渉が生じる場合がある。したがって、特許文献1のような方式では、最大値投影画像における不必要な画像情報と最小値投影画像における不必要な画像情報の輝度が一致するとは限らないため、最大値投影画像から最小値投影画像を単に減算しても、その不必要な画像情報の全てを打ち消すことができないことがある。その場合、差分画像に不必要な画像情報が残留することから、描出すべき構造物の画像コントラストが劣化するなど、構造物が描出される超音波像の視認性に改善の余地がある。 By the way, when ultrasonic imaging of a subject is performed, there may be variations in acoustic impedance due to the tissue structure of the subject, or due to innumerable countless scatterers that make up the tissue body on which ultrasonic waves are incident. As a result, backscattered wave interference may occur. Therefore, in the method as disclosed in Patent Document 1, since the brightness of unnecessary image information in the maximum value projection image and unnecessary image information in the minimum value projection image do not always match, the minimum value projection is performed from the maximum value projection image. Simply subtracting an image may not cancel all of the unnecessary image information. In that case, since unnecessary image information remains in the difference image, there is room for improvement in the visibility of the ultrasonic image in which the structure is drawn, for example, the image contrast of the structure to be drawn is deteriorated.
本発明の課題は、体内構造物が描出された超音波像の視認性を向上させるのにより好適な超音波診断装置を実現することにある。 An object of the present invention is to realize an ultrasonic diagnostic apparatus that is more suitable for improving the visibility of an ultrasonic image in which an internal structure is depicted.
上記課題を解決するため、本発明の超音波診断装置は、被検体との間で超音波を送受する超音波探触子と、超音波探触子に駆動信号を供給するとともに超音波探触子から出力される受信信号を受信する送受信手段と、送受信手段から出力される受信信号に基づき超音波像を再構成する画像処理部と、超音波像を表示する表示部とを備え、画像処理部は、受信信号に基づき被検体に関するボリュームデータを生成する手段と、ボリュームデータに対して設定された視線方向のボクセルのうち、輝度が一の設定範囲に該当するボクセルのデータに基づき一の投影像を生成し、輝度が他の設定範囲に該当するボクセルのデータに基づき他の投影像を生成する投影像生成手段を有し、一の投影像上の指定点又は指定領域の輝度情報を基準とし、他の投影像のうち前記指定点又は指定領域に対応した領域の輝度情報を基準輝度情報に近づけて補正し、補正後の他の投影像と一の投影像との差分画像を表示用の超音波像として生成することを特徴とする。 In order to solve the above problems, an ultrasonic diagnostic apparatus of the present invention includes an ultrasonic probe that transmits and receives ultrasonic waves to and from a subject, a drive signal to the ultrasonic probe, and an ultrasonic probe. An image processing unit comprising: a transmission / reception unit that receives a reception signal output from the child; an image processing unit that reconstructs an ultrasonic image based on the reception signal output from the transmission / reception unit; and a display unit that displays the ultrasonic image. A unit that generates volume data related to the subject based on the received signal, and one projection based on voxel data corresponding to a set range of brightness among the voxels in the line-of-sight direction set for the volume data. A projection image generating means for generating an image and generating another projection image based on voxel data whose luminance falls within another setting range, and based on luminance information of a specified point or specified area on one projection image And other investments The luminance information of the region corresponding to the designated point or the designated region of the image is corrected to be close to the reference luminance information, and a difference image between the other projected image after the correction and the one projected image is used as an ultrasonic image for display. It is characterized by generating.
これによれば、描出すべき構造物以外の不必要な画像(例えば、周辺組織の画像)を基準投影像上に指定すると、指定点又は指定領域に対応した補正後投影像の画像は、輝度が前記指定点又は指定領域の輝度と例えば一致することになる。 According to this, when an unnecessary image other than the structure to be drawn (for example, an image of surrounding tissue) is designated on the reference projection image, the image of the corrected projection image corresponding to the designated point or the designated area is luminance. For example matches the luminance of the designated point or designated area.
したがって、基準投影像から補正後投影像を減算することにより、不必要な画像の輝度情報が打ち消される。その結果、不必要な画像の輝度情報が除去又は低減されるので、超音波像に描出された構造物の周辺組織に対するコントラストが強調されるため、構造物を判別するのが容易になるなど、超音波像の視認性を向上できる。 Accordingly, unnecessary luminance information of the image is canceled by subtracting the corrected projection image from the reference projection image. As a result, since the luminance information of unnecessary images is removed or reduced, the contrast with the surrounding tissue of the structure depicted in the ultrasonic image is enhanced, so that the structure can be easily identified, etc. The visibility of ultrasonic images can be improved.
この場合において、画像処理部は、一の投影像の指定点又は指定領域の輝度分布のピーク位置を基準とし、他の投影像のうち指定点又は指定領域に対応した領域の輝度分布のピーク位置を基準ピーク位置に合わせて補正できる。また、輝度分布のピーク位置に基づき補正することに代えて又はそれと伴に、一の投影像の指定点又は指定領域の輝度値を基準とし、他の投影像のコントラストを調整した後に、調整後の他の投影像のうち指定点又は指定領域に対応した領域の輝度値を基準輝度値に合わせて補正できる。 In this case, the image processing unit uses the specified distribution point of one projection image or the peak position of the luminance distribution of the specified region as a reference, and the peak position of the luminance distribution of the region corresponding to the specified point or the specified region of the other projection images. Can be corrected according to the reference peak position. In addition, instead of or based on correction based on the peak position of the luminance distribution, after adjusting the contrast of the other projected image based on the luminance value of the designated point or designated area of one projected image, after adjustment Among the other projected images, the luminance value of the region corresponding to the designated point or the designated region can be corrected according to the reference luminance value.
また、画像処理部は、最大値投影法により一の投影像として最大値投影画像を生成し、最小値投影法により他の投影像として最小値投影画像を生成できる。これにより、音響インピーダンスの大きさが異なる複数の構造物を良好なコントラストで描出できる。例えば、高輝度構造物(例えば、穿刺針、腫瘍)と低輝度構造物(例えば、血管、のう胞)を構造物抽出画像である差分画像に良好なコントラストで描出させることができる。 Further, the image processing unit can generate a maximum value projection image as one projection image by the maximum value projection method, and can generate a minimum value projection image as another projection image by the minimum value projection method. Thereby, the several structure from which the magnitude | size of acoustic impedance differs can be drawn with favorable contrast. For example, a high-luminance structure (for example, a puncture needle, a tumor) and a low-luminance structure (for example, a blood vessel or a cyst) can be drawn with a good contrast on a differential image that is a structure extraction image.
また、画像処理部は、超音波探触子の走査面に対応する二次元超音波像と、走査面の変更に追従して更新される差分画像とを並べて又は重畳して表示部に表示させることができる。また、被検体に関するボリュームデータに対して設定された視線方向の各ボクセルの輝度に、輝度に応じた透明度を乗じて構成される三次元超音波像と、三次元超音波像に表示座標が合わせられた差分画像とを並べて又は重畳して表示部に表示させることができる。これにより、二次元超音波像(又は三次元超音波像)と差分画像である構造物抽出画像との対比が容易になるから、表示画像を視認することにより、構造物の相対位置を一層的確かつ容易に把握できる。 The image processing unit displays a two-dimensional ultrasonic image corresponding to the scanning surface of the ultrasonic probe and a difference image updated following the change of the scanning surface side by side or superimposed on the display unit. be able to. In addition, the display coordinates match the 3D ultrasound image that is configured by multiplying the brightness of each voxel in the line-of-sight direction set for the volume data related to the subject by the transparency according to the brightness, and the 3D ultrasound image. The obtained difference images can be displayed side by side or superimposed on the display unit. This facilitates the comparison between the two-dimensional ultrasonic image (or three-dimensional ultrasonic image) and the structure extraction image, which is a difference image, so that the relative position of the structure can be more accurately confirmed by viewing the display image. And easily grasped.
また、画像処理部は、被検体に関するボリュームデータに対して設定された複数の視線方向に対応した複数の差分画像を生成し、その複数の差分画像を並べて表示部に表示させることができる。これにより、視線方向の数に応じて構造物の相対位置等を多面的に把握できる。 In addition, the image processing unit can generate a plurality of difference images corresponding to a plurality of line-of-sight directions set for the volume data related to the subject, and display the plurality of difference images side by side on the display unit. Thereby, the relative position etc. of a structure can be grasped from many sides according to the number of eyes directions.
本発明によれば、体内構造物が描出された超音波像の視認性を向上させるのにより好適な超音波診断装置を実現できる。例えば、肝臓の肝腫瘍を診断又は治療する際、不必要な周辺の肝細胞の画像を除去して肝腫瘍と血管の画像だけを描出できるから、肝腫瘍と血管の相対位置を的確に把握できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the more suitable ultrasonic diagnostic apparatus can be implement | achieved by improving the visibility of the ultrasonic image by which the internal structure was drawn. For example, when diagnosing or treating liver tumors in the liver, images of liver tumors and blood vessels can be drawn by removing unnecessary peripheral hepatocyte images, so the relative position of liver tumors and blood vessels can be accurately grasped. .
(第一の実施形態)
本発明を適用した超音波診断装置の第一の実施形態について図面を参照して説明する。図1は、本発明を適用した本実施形態の超音波診断装置の構成を示すブロック図である。図2は、図1の構造物画像構築部の詳細構成を示すブロック図である。
(First embodiment)
A first embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an ultrasonic diagnostic apparatus according to this embodiment to which the present invention is applied. FIG. 2 is a block diagram illustrating a detailed configuration of the structure image construction unit in FIG. 1.
図1に示すように、被検体に関する超音波像を撮像する超音波診断装置100は、被検体との間で超音波を送受する超音波探触子102(以下、探触子102)と、探触子102に駆動信号を供給するとともに探触子102から出力される受信信号を受信する送受信手段としての超音波データ収集部104と、超音波データ収集部104から出力される受信信号に基づき超音波像を再構成する画像処理部などを備えている。ここでの画像処理部は、超音波データ収集部104から出力される受信信号に基づき超音波像データを生成する超音波画像作成部106と、超音波画像作成部106から出力される超音波像データに基づき三次元画像データを構成する三次元画像構築部108と、超音波画像作成部106から出力される超音波像データに基づき体内構造物(例えば、穿刺針、腫瘍、血管、のう胞)が描出された構造物抽出画像データを構成する構造物画像構築部110と、構造物画像構築部110から出力された構造物抽出画像データに対し、超音波画像作成部106から出力された超音波像データや三次元画像構築部108から出力された三次元画像データを合成して表示用超音波像としての合成画像を生成する画像合成部112を有している。
As shown in FIG. 1, an ultrasound diagnostic apparatus 100 that captures an ultrasound image of a subject includes an ultrasound probe 102 (hereinafter referred to as a probe 102) that transmits and receives ultrasound to and from the subject. Based on an ultrasonic
なお、画像合成部112から出力される合成画像をモニタ画面に表示する表示部114や、各部との間で指令を授受する制御部116と、制御部116に入力指令を出力するコントロールパネル118が配設されている。ここでの制御部116は、例えば、超音波データ収集部104や超音波画像作成部106の間で指令を授受し、またコントロールパネル118の入力指令に応じて三次元画像構築部108や構造物画像構築部110又は画像合成部112に指令を出力する。
A
ここで、本実施形態に適用する構造物画像構築部110は、超音波画像作成部106から出力される受信信号に基づき被検体に関するボリュームデータを作成する手段を有する。また、そのボリュームデータに対して設定された視線方向のボクセルのうち、最大輝度を有するボクセルのデータに基づき最大値投影画像を生成し、最小輝度を有するボクセルのデータに基づき最小値投影画像を生成する。そして、構造物画像構築部110は、最大値投影画像のうち指定点又は指定領域(例えば、周辺組織に対応する点又は領域)の輝度情報を基準とし、最小値投影画像のうち指定点又は指定領域に対応する領域の輝度情報を基準輝度情報に近づけて補正し、補正後の投影像と一の投影像との差分画像を表示用の超音波像として生成する。
Here, the structure
より詳細に超音波診断装置100について説明する。本実施形態の超音波診断装置100は、二次元走査可能な探触子102を用いて三次元超音波データを収集し、三次元超音波データに基づいた最大値投影画像データと最小値投影画像データに基づき差分画像データを構成する例である。
The ultrasonic diagnostic apparatus 100 will be described in more detail. The ultrasonic diagnostic apparatus 100 according to the present embodiment collects three-dimensional ultrasonic data using a
探触子102は、複数の振動子が一次元又は二次元に配列されている。各振動子は、超音波データ収集部104から供給される電気的な駆動信号を機械的な超音波に変換するとともに、被検体から反射したエコーを電気信号に変換する。また、探触子102は、走査面の位置データを検出して制御部116に送信する位置センサが貼付されている。
The
超音波データ収集部104は、探触子102に駆動信号を供給する送信手段と、探触子102から出力される受信信号を処理する受信手段を備えている。ここでの受信手段は、探触子102から出力される受信信号に対し、増幅処理や整相加算処理やLog圧縮処理などを施して超音波画像作成部106に出力する。超音波画像作成部106は、超音波データ収集部104から出力される受信信号に対し、フィルタ処理や走査変換処理などで二次元超音波像データを構成する。
The ultrasonic
三次元画像構築部108は、超音波画像作成部106から出力された超音波像データに対し、制御部116から出力された探触子102の位置データに基づき三次元データセット(以下、ボリュームデータという)を生成する手段と、そのボリュームデータに対して設定された視線方向の各ボクセルの輝度に、各輝度に応じた透明度値を乗じて加算して三次元超音波像を再構成する手段を備えている。なお、視線方向や透明度値は、コントロールパネル118の入力指令に応じて制御部116から入力される。
The three-dimensional
構造物画像構築部110は、図2に示すように、三次元座標変換部200と、回転情報処理部201と、投影像生成手段としての最大値抽出部202と最小値抽出部204と、補正画像作成部206と、差分画像作成部208を備えている。
As shown in FIG. 2, the structure
三次元座標変換部200は、超音波画像作成部106から出力された超音波像データを三次元座標上に再構成する。例えば、三次元座標変換部200は、超音波画像作成部106から出力された各超音波像データに対し、制御部116から出力される探触子102の位置データを関連付けてボリュームデータを生成する。回転情報処理部201は、コントロールパネル118から入力される視線方向に対応した視点情報からボリュームデータの回転情報を作成する。
The three-dimensional coordinate
最大値抽出部202は、最大値投影法により最大値投影画像を構成する。例えば、最大値抽出部202は、三次元座標変換部200から出力されるボリュームデータを回転情報処理部201から出力される回転情報に従って回転し、回転後のボリュームデータに対し、視線方向で最も高輝度のボクセルを抽出することによって高輝度構造物(例えば、腫瘍、穿刺針)の描出画像を生成する。また、最小値抽出部204は、最小値投影法により最小値投影画像を構成する。例えば、最小値抽出部204は、三次元座標変換部200から出力されるボリュームデータを回転情報処理部201から出力される回転情報に従って回転し、回転後のボリュームデータに対し、視線方向で最も低輝度のボクセルを抽出することによって低輝度構造物(例えば、血管、のう胞)の描出画像を生成する。
The maximum
補正画像生成部206は、最大値抽出部202から出力される最大値投影画像のうち指定点又は指定領域(例えば、周辺組織に対応する点又は領域)の輝度情報を基準とし、最小値抽出部204から出力される最小値投影画像のうち前記指定領域に対応する領域の輝度情報を基準輝度情報に近づけて補正して補正後投影画像を生成する。差分画像作成部208は、補正画像作成部206から出力される補正後投影画像と最大値抽出部202から出力される最大値投影画像との差分画像を生成して構造物抽出画像として画像合成部112に出力する。
The correction
また、図1に示す画像合成部112は、超音波画像作成部106から出力される超音波像データと、三次元画像構築部108から出力される三次元画像と、構造物画像構築部110から出力される構造物抽出画像とを必要に応じて合成することによって表示用超音波像を生成する。例えば、三次元画像構築部108から出力された三次元画像と、構造物画像構築部110から出力された構造物抽出画像とを乗算係数に基づき加算して表示用超音波像を生成する。生成された表示用超音波像は、三次元超音波画像中の構造物だけが強調表示された画像になる。なお、ここでの乗算係数は、制御部116から画像合成部112に出力される係数であり、必要に応じて変更可能な係数である。
Further, the image composition unit 112 shown in FIG. 1 outputs the ultrasound image data output from the ultrasound
このように構成される超音波診断装置の基本動作について説明する。まず、探触子102の超音波送受面側を被検体の例えば体表に接触させる。接触させた探触子102に駆動信号が供給されると、探触子102から被検体に向けて超音波が送波される。送波された超音波は、被検体内を伝播する過程で生体組織の音響インピーダンスに応じてエコーとして反射する。反射エコーは、探触子102で受波された後、超音波データ収集部104により所定の処理が施される。処理が施された反射エコーに基づき、超音波画像作成部106により超音波像データが構成される。構成された超音波像データに基づき、三次元画像構築部108により三次元画像データが生成されるとともに、構造物画像構築部110により構造物抽出画像データが生成される。生成された超音波像データと三次元画像データと構造物抽出画像データは、画像合成部112により合成されることによって表示用の超音波像として生成される。生成された超音波像は、被検体の診断画像として表示部114のモニタ画面に表示される。
A basic operation of the ultrasonic diagnostic apparatus configured as described above will be described. First, the ultrasonic transmitting / receiving surface side of the
図3は、図1及び図2の構造物画像構築部の動作を説明するための概念図である。図3に示す形態は、実質部である肝臓を撮像したものであり、肝臓内の音響インピーダンスが異なる構造物(例えば、穿刺針302、肝腫瘍304、血管306、のう胞308)を描出させる例である。図3Aは、最大値抽出部202で得られる最大値投影画像310とその輝度分布ヒストグラム312である。図3Bは、最小値抽出部204で得られる最小値投影画像314とその輝度分布ヒストグラム316である。図3Cは、補正画像作成部206で得られる補正後画像つまり輝度分布シフト後画像317とその輝度分布ヒストグラム318である。図3Dは、差分画像作成部208で得られる構造物抽出画像320である。図3Zは、輝度分布をシフトさせる概念を示す図である。なお、実質部として肝臓を撮像した例を示すが、腎臓、膵臓、脾臓、甲状線などのいわゆる実質エコーを呈する他の実質部を撮像してもよい。
FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining the operation of the structure image construction unit of FIGS. 1 and 2. The form shown in FIG. 3 is an example in which a liver that is a substantial part is imaged, and a structure (for example, a
図3Aの最大値投影画像310は、音響インピーダンスが周辺組織のものよりも大きな高輝度構造物(例えば、穿刺針302、肝腫瘍304)が描出されている。最大値投影画像310の周辺組織画像305は、例えば、組織構造などに起因した音響インピーダンスのばらつき、あるいは、超音波の波長よりも十分小さな無数の反射つまり群反射体による後方散乱波の干渉に起因したまだら模様のスペックルパターンが生じることから、輝度情報がばらついたスペックル画像になる。このスペックル画像の信号振幅の輝度分布は、輝度分布ヒストグラム312に示すように、ある輝度でピークを有する。
In the maximum
一方、図3Bの最小値投影画像314は、音響インピーダンスが周辺組織のものよりも小さな低輝度構造物(例えば、血管306、のう胞308)が描出されている。最小値投影画像314の周辺組織画像307についても輝度がばらついたスペックル画像になる。このスペックル画像の信号振幅の輝度分布を示したものが輝度分布ヒストグラム316である。輝度分布ヒストグラム316は、音響インピーダンスのばらつきや超音波の後方散乱波の干渉に起因して、図3Aの輝度分布ヒストグラム312と異なるものになる。すなわち、最大値投影画像310のうち不必要な情報である周辺組織画像305の輝度分布と、最小値投影画像314のうち不必要な情報である周辺組織画像307の画像の輝度分布は異なるものになる。
On the other hand, in the minimum
そこで、補正画像作成部206は、図3Zに示すように、最大値投影画像310のうち周辺組織画像305の輝度分布のピーク位置を基準とし、最小値投影画像314のうち周辺組織画像307の輝度分布のピーク位置と前記基準ピーク位置とのズレ量Sを求める。例えば、補正画像作成部206は、輝度分布ヒストグラム312と輝度分布ヒストグラム316の相互相関関数322を求め、相互相関関数322に基づきピーク位置のズレ量Sを算定する。
Therefore, as shown in FIG. 3Z, the corrected
次に、補正画像作成部206は、ズレ量Sをゼロにするように輝度分布ヒストグラム316の輝度分布をシフトする。すなわち、補正画像作成部206は、最小値投影画像314の周辺組織画像307に対応する輝度分布ヒストグラム316のピーク位置と、最大値投影画像310の周辺組織画像305に対応する輝度分布ヒストグラム312のピーク位置とを一致させる。このように輝度分布をシフトした後のヒストグラムが図3Cの輝度分布ヒストグラム318であり、輝度分布ヒストグラム318に対応した画像が輝度分布シフト後画像317である。
Next, the corrected
要するに、補正画像作成部206で求められるズレ量Sは、図3Aの周辺組織画像305と図3Bの周辺組織画像307の輝度差に相当する。したがって、補正画像作成部206は、ズレ量Sをオフセットとして最小値投影画像314に加算して輝度分布シフト後画像317を生成することによって、図3Aの周辺組織画像305の輝度と図3Cの周辺組織画像309の輝度を一致させることができる。なお、補正画像作成部206は、輝度分布シフト後画像317を差分画像作成部208に出力する。
In short, the shift amount S obtained by the corrected
そして、差分画像作成部208は、最大値抽出部202から出力された最大値投影画像310と補正画像作成部206から出力された輝度分布シフト後画像317とを減算して構造物抽出画像320を生成する。なお、減算する際の差分係数については、コントロールパネル118を介して任意に設定可能である。
Then, the difference
構造物抽出画像320は、図3Dに示すように、周辺組織画像311の輝度が除去又は低減されるから、構造物(例えば、穿刺針302、肝腫瘍304、血管306、のう胞308)の周辺組織に対するコントラストが強調された画像になる。このような構造物抽出画像320は、画像合成部112を介して表示部114に表示される。なお、図3Dにおいては、周辺組織画像311の輝度情報が除去又は低減されているため、図示の便宜上、周辺組織画像311が黒色に記載されている。
As shown in FIG. 3D, the
要するに、本実施形態によれば、描出すべき構造物以外の不必要な周辺組織画像305を最大値投影画像310に指定すると、輝度分布シフト後画像317の周辺組織画像309の輝度は、最大値投影画像310の周辺組織画像305の輝度に合わせられたものになる。すなわち、最大値投影画像310の周辺組織画像305の輝度と輝度分布シフト後画像317の周辺組織画像309の輝度は一致したものになる。
In short, according to the present embodiment, when an unnecessary surrounding
したがって、最大値投影画像310から輝度分布シフト後画像317を減算して構造物抽出画像320を生成すると、構造物抽出画像320は、周辺組織画像305と周辺組織画像309の輝度が打ち消されたものになる。換言すると、周辺組織画像311の画像情報が除去又は低減されるため、構造物(例えば、穿刺針302、肝腫瘍304、血管306、のう胞308)の周辺組織に対する画像コントラストが強調される。その結果、表示部114表示された構造物抽出画像320を視認することにより、構造物を判別するのが容易になるなど、超音波像の視認性を向上できる。このように図3に示す例では、肝腫瘍304を治療するために穿刺針302を体内に刺入するに際し、血管306を避けながら穿刺針302を刺入する作業を容易かつ的確に実施できる。
Therefore, when the
図4は、二次元超音波像と構造物抽出画像の表示形態を示す図である。図4に示す二次元超音波像400は、図1に示す超音波画像作成部106から画像合成部112に転送されたものであり、撮像中の探触子102の走査面に対応している。また、構造物抽出画像320は、図1に示す構造物画像構築部110から画像合成部112に転送されたものであり、図3Dに示す画像に対応する。すなわち、二次元超音波像400は、必要に応じて変更される走査面に対応した画像であり、構造物抽出画像320は、二次元超音波像400の走査面の変更に追従して更新される画像である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a display form of a two-dimensional ultrasonic image and a structure extraction image. A two-dimensional
このような二次元超音波像400と構造物抽出画像320は、図4に示すように、表示部114の表示画面に並んで同時に表示されている。これによれば、二次元超音波像400の関心領域内の構造物を的確に描出した構造物抽出画像320を視認することにより、診断精度や検査効率が向上する。
Such a two-dimensional
図4に示す形態では、二次元超音波像400と構造物抽出画像320を表示画面に並べて表示する例を説明したが、これに代えて、二次元超音波像400と構造物抽出画像320を合成して表示してもよい。例えば、二次元超音波像400と構造物抽出画像320を予め決めた乗算係数で加算してもよいし、二次元超音波像400又は構造物抽出画像320の一方を半透明にし、それを他方に重畳して表示してもよい。これにより、二次元超音波像400の関心領域内の構造物を把握するのがより的確かつ容易になる。
In the embodiment shown in FIG. 4, the example in which the two-dimensional
また、構造物抽出画像320を三次元超音波像に合成して表示できる。より具体的には、被検体に関するボリュームデータに対して設定された視線方向の各ボクセルの輝度に、その輝度に応じた透明度を乗じて構成される三次元超音波像と、三次元超音波像の表示座標に変換された構造物抽出画像320とを並べて又は重畳して表示部114に表示してもよい。
In addition, the
図5は、二次元超音波像と構造物抽出画像の他の表示形態を示す図である。図5に示す二次元超音波像400は、図1に示す超音波画像作成部106から画像合成部112に転送されたものであり、探触子102の走査面に対応する。なお、説明の便宜上、二次元超音波像400を基準とし、紙面に対して垂直方向をX軸、X軸に直交した水平方向をY軸、X軸及びY軸に直交した鉛直方向をZ軸方向とする。
FIG. 5 is a diagram showing another display form of the two-dimensional ultrasonic image and the structure extraction image. A two-dimensional
図5に示す構造物抽出画像500は、Z軸方向からみた投影像であり、構造物(例えば、穿刺針302、肝腫瘍304、血管306、のう胞308)が抽出して表示されたものである。構造物抽出画像502は、走査面をX軸周りに回転した投影像であり、構造物が同様に描出されている。構造物抽出画像504は、Y軸方向からみた投影像であり、構造物が同様に描出されている。このような投影像を生成するに際しては、コントロールパネル118から制御部116を介して回転情報処理部201に入力する指令(例えば、穿刺針のガイド情報)に応じて投影像を作成するための視線方向を決めることができる。
A
図5に示す形態によれば、二次元超音波像400と、互いに直交する三方向からみた構造物抽出画像500、502、504は、表示部114の表示画面に並べて同時に表示されている。したがって、各画像を参照することにより、構造物の相対位置を多面的に把握できるから、診断精度や検査効率が一層向上する。例えば、体内に穿刺針302を刺入するに際し、穿刺針302に対する血管306又は肝腫瘍304の相対位置を的確に把握できるから、穿刺針302の刺入作業が的確かつ容易になる。
According to the form shown in FIG. 5, the two-
図5に示す形態では、互いに直交する3方向の投影像を同時に表示する例を説明したが、これに限らず、要は、被検体に関するボリュームデータに対して設定された複数の視線方向のそれぞれに対応する複数の構造物抽出画像を生成し、それら構造物抽出画像を表示部114に並べて表示できる。これにより、視線方向の数に応じて構造物の相対位置等を多面的に把握できる。
In the form shown in FIG. 5, an example in which projected images in three directions orthogonal to each other are displayed at the same time is not limited to this. A plurality of extracted structure images can be generated, and the extracted structure images can be displayed side by side on the
図6は、図3の輝度分布シフト後画像317をインタラクティブに生成するための対話的な設定画面601の表示形態を示す図である。図6に示す形態は、輝度分布シフト後画像317を操作者の手動でインタラクティブに作成する点で、輝度分布シフト後画像317を自動生成する図3の形態と異なる。
FIG. 6 is a diagram showing a display form of an
図6に示す設定画面601は、輝度分布シフト後画像317の表示領域と、構造物抽出画像320の表示領域と、輝度分布ヒストグラム603の表示領域と、輝度分布シフト量調整バー605の表示領域を有する。操作者は、コントロールパネル118を介して輝度分布シフト量調整バー605のカーソル607を移動させると、前述のズレ量Sを任意に設定できる。ズレ量Sを可変するにつれて、輝度分布シフト後画像317の輝度がリアルタイムに更新されるし、輝度分布シフト後画像317を用いて生成される構造物抽出画像320の輝度もリアルタイムに更新される。
The
ここで、輝度分布ヒストグラム603は、基準として設定した最大値投影画像310の輝度分布609と、輝度分布シフト後画像317の現在の輝度分布611の双方が表示されている。したがって、操作者は、輝度分布ヒストグラム603を参照しながらカーソル607を操作することにより、輝度分布611を輝度分布609側に移動させる作業を視覚的に行えるから、輝度分布611のピーク位置を輝度分布609のピーク位置に合わせることが容易になる。また、カーソル607の動きに連動して構造物抽出画像320の輝度も更新されるから、構造物抽出画像320も同時に参照しながらカーソル607を操作することにより、視認性がより一層向上した構造物抽出画像320を簡単に得ることができる。
Here, the
上述のように、第一の実施形態により本発明を適用した超音波診断装置を説明したが、これに限られるものではない。例えば、操作者が任意の領域のみを除去して観察を行いたい場合は、図4に示すように、二次元超音波像400に関心領域を指定し、設定された関心領域に対応する輝度分布ヒストグラムに基づき、図3に示す最大値投影画像310の輝度分布のピーク位置と最小値投影画像314の輝度分布のピーク位置とのズレ量Sを求めることができる。
As described above, the ultrasonic diagnostic apparatus to which the present invention is applied has been described according to the first embodiment, but is not limited thereto. For example, when the operator wants to perform observation while removing only an arbitrary region, as shown in FIG. 4, the region of interest is specified in the two-dimensional
また、二次元超音波像400に任意の点を指定し、指定された点に関しての最大値投影画像310の最小値投影画像314の輝度差を求め、求めた輝度差をオフセットとして最小値投影画像314に加算してもよい。これにより、最大値投影画像310の周辺組織画像305の輝度と最小値投影画像314の周辺組織画像307の輝度を一致させて輝度分布シフト後画像317を生成することができる。
Further, an arbitrary point is designated on the two-dimensional
(第二の実施形態)
本発明を適用した超音波診断装置の第二の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態の超音波診断装置は、最小値投影画像の周辺組織画像の輝度を最大値投影画像の周辺組織画像の輝度を合わせる前に、最小値投影画像のコントラストを調整する点で、各投影画像の輝度分布に基づき各投影画像の周辺組織画像の輝度を合わせる第一の実施形態と異なる。したがって、第一の実施形態と相互に対応する箇所については説明を省略し、相違点を中心に説明する。
(Second embodiment)
A second embodiment of an ultrasonic diagnostic apparatus to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings. The ultrasonic diagnostic apparatus of the present embodiment adjusts the contrast of the minimum value projection image before adjusting the luminance of the peripheral tissue image of the minimum value projection image to the luminance of the peripheral tissue image of the maximum value projection image. This is different from the first embodiment in which the brightness of the surrounding tissue image of each projection image is matched based on the brightness distribution of the image. Therefore, description of portions corresponding to the first embodiment will be omitted, and differences will be mainly described.
図7は、本実施形態の構造物画像構築部の動作を説明するための概念図である。本実施形態の構造物画像構築部は、図2に示す補正画像作成部206の処理内容が第一の実施形態と異なる。図2及び図7を参照すると、まず、補正画像作成部206は、最小値抽出部204で得られた最小値投影画像314の画像データに基づき、最小値投影画像314の最大輝度値、最小輝度値、中央輝度値を算出する。その後、補正画像作成部206は、最大輝度値と最小輝度値の差をシステムが保持する輝度階調に変換し、中央輝度値をオフセットとして採用する。そして、補正画像作成部206は、コントラストがゼロの場合は、中央輝度値になるようなガンマカーブを自動作成し、作成したガンマカーブに基づき最小値投影画像314に対してコントラストの調整をする。要するに、補正画像作成部206は、最小値投影画像314の中央輝度値を変更せずに、コントラストの良好な画像に変更する。なお、最小値投影画像314のコントラストを調整するに際し、最小値投影画像314の中央輝度値を用いたが、その中央輝度値に代えて平均輝度値を用いてもよい。
FIG. 7 is a conceptual diagram for explaining the operation of the structure image construction unit of the present embodiment. The structure image construction unit of the present embodiment differs from the first embodiment in the processing content of the corrected
次に、補正画像作成部206は、コントラスト調整後の最小値投影画像314の中央輝度値を求めるとともに、最大値抽出部202で得られた最大値投影画像310の中央輝度値を求める。その後、補正画像作成部206は、最小値投影画像314の中央輝度値と、最大値投影画像310の中央輝度値との比を算定し、算定した比を補正係数として最小値投影画像314に乗算してコントラスト補正後画像701を生成する。ここでの補正係数は、最小値投影画像314の中央輝度値と、最大値投影画像310の中央輝度値との輝度差を反映したものである。したがって、補正係数を最小値投影画像314に乗じることにより、最大値投影画像310の周辺組織画像305の輝度値と、コントラスト補正後画像701の周辺組織画像703の輝度値を等しい値にできる。なお、補正係数については、コントロールパネル118を介して必要に応じて変更することもできる。
Next, the corrected
そして、図2に示す差分画像作成部208は、最大値抽出部202から出力された最大値投影画像310と補正画像作成部206から出力されたコントラスト補正後画像701とを減算して構造物抽出画像705を生成する。
Then, the difference
本実施形態によれば、コントラスト補正後画像701のうち周辺組織画像703の輝度は、最大値投影画像310の周辺組織画像305の輝度に合わせられたものになる。したがって、最大値投影画像310からコントラスト補正後画像701を減算して構造物抽出画像705を生成すると、構造物抽出画像705は、その周辺組織画像707の画像情報が除去されるため、構造物の周辺組織に対する画像コントラストが強調される。その結果、表示部114に表示された構造物抽出画像320を視認することにより、構造物を判別するのが容易になるなど、超音波像の視認性を向上できる。
According to the present embodiment, the luminance of the surrounding
以上、第一及び第二の実施形態により本発明を適用した超音波診断装置を適用したが、これに限られるものではない。例えば、第一及び第二の実施形態では、最大値投影画像と最小値投影画像という二つの投影像を用いた例を説明したが、二以上の投影像を生成した場合にも本発明を適用できる。 As described above, the ultrasonic diagnostic apparatus to which the present invention is applied is applied according to the first and second embodiments, but is not limited thereto. For example, in the first and second embodiments, the example using two projection images, that is, the maximum value projection image and the minimum value projection image has been described. However, the present invention is also applied to the case where two or more projection images are generated. it can.
より具体的には、図2の三次元座標変換部200から出力されるボリュームデータに対して設定された視線方向のボクセルのうち、輝度が設定範囲Aに該当するボクセルのデータに基づき一の投影像A´を生成し、輝度が設定範囲Bに該当するボクセルのデータに基づき一の投影像B´を生成し、輝度が設定範囲Cに該当するボクセルのデータに基づき一の投影像C´を生成する。そして、投影像A´〜投影像C´のうち例えば投影像A´を基準投影像として選択する。次に、投影像A´のうち不必要な画像情報(例えば、周辺組織画像)の輝度と、投影像B´及びC´のうち不必要な画像情報(例えば、周辺組織画像)の輝度が一致するように、投影像B´及び投影像C´の輝度情報を補正して新たな投影像B´´及び投影像C´´を生成する。次いで、補正後の投影像B´´と投影像A´の差分画像Dを生成するとともに、補正後の投影像C´´と投影像A´の差分画像Eを生成する。最後に、差分画像Dと差分画像Eを合成した構造物抽出画像を表示部114に表示する。このように複数の投影像に基づき構造物抽出画像を表示することにより、音響インピーダンスの大きさが異なる多層構造の構造物の形状、構造又は相対位置を的確に把握できる。
More specifically, one projection is performed based on the data of voxels whose luminance corresponds to the setting range A among the voxels in the line-of-sight direction set for the volume data output from the three-dimensional coordinate
要するに、本実施形態の超音波診断装置は、ボリュームデータに対して設定された視線方向のボクセルのうち、輝度が一の設定範囲に該当するボクセルのデータに基づき一の投影像を生成し、輝度が他の設定範囲に該当するボクセルのデータに基づき他の投影像を生成する投影像生成手段を有し、一の投影像のうち指定領域の輝度情報を基準とし、他の投影像のうち指定領域に対応する領域の輝度情報を基準輝度情報に近づけて補正し、補正後の投影像と一の投影像との差分画像を表示用の超音波像として生成する手段を備えて構成することにより、体内構造物が描出された超音波像の視認性を向上させることができる。 In short, the ultrasonic diagnostic apparatus according to the present embodiment generates one projection image based on voxel data corresponding to a set range of luminance among the voxels in the line-of-sight direction set for the volume data, and the luminance Has a projection image generation means for generating another projection image based on voxel data corresponding to another setting range, and designates the luminance information of a specified area in one projection image as a reference and designates in another projection image By comprising means for correcting the luminance information of the area corresponding to the area close to the reference luminance information, and generating a difference image between the corrected projected image and the one projected image as an ultrasonic image for display. The visibility of the ultrasonic image in which the internal structure is depicted can be improved.
102 超音波探触子
104 超音波データ収集部
106 超音波画像作成部
110 構造物画像構築部
112 画像合成部
114 表示部
202 最大値抽出部
204 最小値抽出部
206 補正画像作成部
208 差分画像作成部
310 最大値投影画像
312,316,318 輝度分布ヒストグラム
314 最小値投影画像
317 輝度分布シフト後画像
320 構造物抽出画像
102
Claims (7)
前記画像処理部は、前記受信信号に基づき前記被検体に関するボリュームデータを生成する手段と、前記ボリュームデータに対して設定された視線方向のボクセルのうち、輝度が一の設定範囲に該当するボクセルのデータに基づき一の投影像を生成し、輝度が他の設定範囲に該当するボクセルのデータに基づき他の投影像を生成する投影像生成手段を有し、
前記一の投影像上の指定点又は指定領域の輝度情報を基準とし、前記他の投影像のうち前記指定点又は指定領域に対応した領域の輝度情報を前記基準輝度情報に近づけて補正し、該補正後の他の投影像と前記一の投影像との差分画像を表示用の超音波像として生成することを特徴とする超音波診断装置。 An ultrasonic probe for transmitting and receiving ultrasonic waves to and from the subject, a transmission / reception means for supplying a drive signal to the ultrasonic probe and receiving a reception signal output from the ultrasonic probe; An image processing unit for reconstructing an ultrasonic image based on a reception signal output from the transmission / reception means, and a display unit for displaying the ultrasonic image,
The image processing unit is configured to generate volume data relating to the subject based on the received signal, and among voxels in a line-of-sight direction set for the volume data, a luminance of a voxel corresponding to a set range of luminance A projection image generating means for generating one projection image based on the data and generating another projection image based on the data of the voxel whose luminance falls in another setting range;
The luminance information of the designated point or designated area on the one projection image is used as a reference, and the luminance information of the area corresponding to the designated point or designated area in the other projected image is corrected close to the reference luminance information, An ultrasonic diagnostic apparatus, wherein a difference image between the other projected image after the correction and the one projected image is generated as an ultrasonic image for display.
The image processing unit generates a plurality of difference images corresponding to a plurality of line-of-sight directions set for volume data related to the subject, and displays the plurality of difference images side by side on the display unit. The ultrasonic diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 6.
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