JP2009261686A - Ultrasonic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、超音波装置に関し、特に被検体である胎児を含む生体内部の組織をカラー表示することができる超音波装置に関する。 The present invention relates to an ultrasonic apparatus, and more particularly to an ultrasonic apparatus capable of displaying in color a tissue inside a living body including a fetus that is a subject.
近年において、被検体である胎児を含む生体内における三次元領域に対し、超音波を送受信し、三次元の立体的透視画像を形成する超音波装置を構成し、三次元カラー表示を行う方法が知られている。
このような三次元表示に際し、従来においては観察領域の手前側の輝度を上げ、奥側につれて輝度を下げることによって、立体的に表示させる手法が用いられる。
In recent years, there has been a method of constructing an ultrasonic device that transmits and receives ultrasonic waves to a three-dimensional region in a living body including a fetus that is a subject to form a three-dimensional stereoscopic image, and performs three-dimensional color display. Are known.
In the case of such three-dimensional display, conventionally, a method of displaying stereoscopically by increasing the luminance on the near side of the observation region and decreasing the luminance on the far side is used.
例えば、特許文献１では、三次元領域に対して超音波を送受信し、三次元の立体的透視画像を形成するようにした、つぎのような超音波診断装置が提案されている。
この装置では、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）に対応した三つのダイヤルなどからなる色調整部が構成されている。
そして、この色調整部を利用してカラーパレットが有する色付け関数を任意に設定し、立体的透視画像に対してカラーパレットに基づいた色付けを行い、三次元カラー表示を行う。
これによって、自然な色付けされた組織（胎児など）を表示させることができるようにされている。
For example, Patent Document 1 proposes the following ultrasonic diagnostic apparatus that transmits and receives ultrasonic waves to and from a three-dimensional region to form a three-dimensional stereoscopic image.
In this apparatus, a color adjusting unit including three dials corresponding to R (red), G (green), and B (blue) is configured.
Then, using this color adjusting unit, a coloring function of the color palette is arbitrarily set, and the stereoscopic perspective image is colored based on the color palette to perform three-dimensional color display.
As a result, it is possible to display a natural colored tissue (such as a fetus).
また、特許文献２では、つぎのような超音波画像処理装置が提案されている。
図４に、上記特許文献２のシステム構成を説明するための図を示す。
図４において、４１０は二次元アレイの３Ｄプローブであり、４２０は３Ｄプローブ４１０の送受信を制御するための制御部である。
４３０は３Ｄプローブ４１０の送信ビームフォーミングを行う送信部であり、４４０は３Ｄプローブ４１０の受信ビームフォーミングを行う受信部である。
４５０は受信部４４０で受信ビームフォーミングされた信号からＢモードあるいはＭモードで表示させるため、包絡線検波や対数圧縮などの信号処理を行うエコー信号処理部である。
４６０は受信部４４０で受信ビームフォーミングされた信号からドプラ情報を求めるために、直交検波などを行うドプラ信号処理部である。
４７０はエコー信号処理部５５０からの出力信号を一時的に格納する３Ｄメモリで、４７１はドプラ信号処理部４６０からの血流速度や分散情報を一時的に格納する３Ｄメモリである。
４８０は３Ｄメモリ４７０からのエコー信号からボリュームレンダリングを行い、３Ｄメモリ４７１からのドプラ情報を重畳させるカラー３Ｄ画像形成部である。
そして、４９０はカラー３Ｄ画像形成部４８０から出力されたレンダリング情報を表示させる表示部である。
これらによって超音波画像処理装置が構成され、組織情報と運動体の速度情報および分散情報を反映した三次元画像を形成でき、例えば心臓検査の際、血流の動態を総合的に診断できるようにされている。
FIG. 4 is a diagram for explaining the system configuration of Patent Document 2 described above.
In FIG. 4,
Reference numeral 430 denotes a transmission unit that performs transmission beam forming of the
An echo signal processing unit 450 performs signal processing such as envelope detection and logarithmic compression in order to display the signal beamformed by the receiving unit 440 in the B mode or the M mode.
Reference numeral 460 denotes a Doppler signal processing unit that performs quadrature detection or the like in order to obtain Doppler information from the signal beamformed by the receiving unit 440.
Reference numeral 470 denotes a 3D memory that temporarily stores an output signal from the echo signal processing unit 550, and reference numeral 471 denotes a 3D memory that temporarily stores a blood flow velocity and dispersion information from the Doppler signal processing unit 460.
A color 3D image forming unit 480 performs volume rendering from an echo signal from the 3D memory 470 and superimposes Doppler information from the 3D memory 471.
Reference numeral 490 denotes a display unit that displays rendering information output from the color 3D image forming unit 480.
These constitute an ultrasonic image processing device, which can form a three-dimensional image reflecting tissue information, velocity information and dispersion information of a moving body, for example, so that the dynamics of blood flow can be comprehensively diagnosed during a cardiac examination. Has been.
しかしながら、上記した従来例の特許文献１及び特許文献２のものは、つぎのような課題を有している。
特許文献１のものでは、被検体が胎児である場合、その肌色表示させるような際には生体組織を正常状態で自然な色付けとすることが可能であるが、臍帯の血流や胎児の心拍数に異常あっても同じ色付けに表示されてしまうこととなる。
したがって、このように臍帯の血流や胎児の心拍数に異常がある場合に、胎児の正常、異常を反映させた色付けができず、異常の発見を遅らせてしまうという問題が生じる。
However, the above-mentioned conventional patent documents 1 and 2 have the following problems.
In Patent Document 1, when the subject is a fetus, when the skin color is displayed, the living tissue can be naturally colored in a normal state, but the blood flow of the umbilical cord or the heart rate of the fetus Even if the number is abnormal, it will be displayed in the same coloring.
Therefore, when there is an abnormality in the blood flow of the umbilical cord or the heart rate of the fetus in this way, there is a problem that the coloration reflecting the normality or abnormality of the fetus cannot be made and the discovery of the abnormality is delayed.
また、特許文献１のものでは、血流情報を組織形状に重畳させることは可能とされているが、ドプラ情報を取得した領域にカラー表示させるものであることから、ドプラ情報を取得していない領域の組織をカラー表示させることはできないものである。
そのため、特許文献２のものでは、カラーとモノクロとが混在した不自然な表示になってしまうという問題が生じる。
Moreover, in the thing of patent document 1, although it is possible to superimpose blood flow information on a tissue shape, since it displays in color in the area | region which acquired Doppler information, Doppler information is not acquired. The tissue of the area cannot be displayed in color.
Therefore, in the thing of patent document 2, the problem that it becomes an unnatural display in which color and monochrome were mixed arises.
本発明は、上記課題に鑑み、被検体である胎児を含む生体組織の色や輝度を運動情報に基づいて調整することにより、これらの生体組織に正常、異常を反映させた色付けをすることが可能となる超音波装置を提供することを目的とするものである。 In view of the above-mentioned problems, the present invention can adjust the color and luminance of a living tissue including a fetus that is a subject based on exercise information, thereby coloring these living tissues to reflect normality and abnormality. An object of the present invention is to provide a possible ultrasonic device.
本発明は、つぎのように構成した超音波装置を提供するものである。
本発明の超音波装置は、被検体に対し、超音波を送受信する超音波プローブと、
前記超音波プローブにより受信した超音波を、該超音波に基づく前記被検体の画像情報に処理する画像情報処理部及び運動情報に処理する運動情報処理部と、
前記画像情報処理部で求められた被検体の画像情報を用いて、該被検体に含まれる組織を同定する組織同定部と、
前記組織同定部により同定された組織の画像情報に、前記運動情報処理部で求められた運動情報を反映させた色情報を付与する色情報制御手段と、
を有することを特徴とする。
また、本発明の超音波装置は、前記色情報制御手段が、前記組織同定部により同定された組織に基準情報を付与し、
前記基準情報を付与された組織に前記運動情報に基づく情報を重畳することにより、前記組織の画像情報に色情報を調整して付与する色調整部を有することを特徴とする。
また、本発明の超音波装置は、前記色情報制御手段が、前記組織同定部により同定された組織に基準情報を付与し、
前記基準情報を付与された組織に、前記被検体の運動情報のうち該組織にとって特徴的な部分の運動情報に基づく情報を重畳することにより、前記組織の画像情報に色情報を調整して付与する色調整部を有することを特徴とする。
また、本発明の超音波装置は、前記色調整部が、
前記組織同定部により同定された組織に応じた基準情報を有するテーブルと、
前記被検体の運動情報のうち該組織にとって特徴的な部分の運動情報と該基準情報とを変数とする関数と、
により、前記組織の画像情報に付与する色情報が決定可能に構成されていることを特徴とする。
また、本発明の超音波装置は、前記色調整部が、
前記組織同定部により同定された組織と、前記被検体の運動情報のうち該組織にとって特徴的な部分の運動情報と、
に応じた色情報を有するテーブルにより、前記組織の画像情報に付与する色情報が決定可能に構成されていることを特徴とする。
また、本発明の超音波装置は、前記色調整部が、前記組織同定部で組織を同定するために、組織の境界を抽出するセグメンテーション部と、抽出した組織の境界とマッチングさせるテンプレートと、を有することを特徴とする。
また、本発明の超音波装置は、前記運動情報が、血流速度または組織変位または組織弾性のうちの、少なくともいずれか一つの情報であることを特徴とする。
また、本発明の超音波装置は、前記血流速度または組織変位または組織弾性のうちの、少なくともいずれか一つを測定するための位相差検出手段を有することを特徴とする。
また、本発明の超音波装置は、前記運動情報が組織弾性の運動情報であり、前記色調整部において三次元表示された画像情報に色情報を調整して付与することを特徴とする。
また、本発明の超音波装置は、前記被検体の画像情報が、胎児を含む生体内の画像情報であることを特徴とする。
The present invention provides an ultrasonic apparatus configured as follows.
An ultrasonic apparatus of the present invention, an ultrasonic probe that transmits and receives ultrasonic waves to a subject,
An image information processing unit that processes ultrasonic waves received by the ultrasonic probe into image information of the subject based on the ultrasonic waves, and a movement information processing unit that processes the movement information.
A tissue identification unit for identifying a tissue contained in the subject using the image information of the subject obtained by the image information processing unit;
Color information control means for giving color information reflecting the motion information obtained by the motion information processing unit to the image information of the tissue identified by the tissue identification unit;
It is characterized by having.
Further, in the ultrasonic apparatus of the present invention, the color information control unit gives reference information to the tissue identified by the tissue identification unit,
It has a color adjustment unit that adjusts and gives color information to image information of the tissue by superimposing information based on the motion information on the tissue to which the reference information is given.
Further, in the ultrasonic apparatus of the present invention, the color information control unit gives reference information to the tissue identified by the tissue identification unit,
Color information is adjusted and given to the tissue image information by superimposing information based on the motion information of the characteristic part of the subject among the motion information of the subject to the tissue to which the reference information is given. And a color adjusting unit that performs the adjustment.
Further, in the ultrasonic apparatus of the present invention, the color adjusting unit is
A table having reference information corresponding to the tissue identified by the tissue identification unit;
A function having the movement information of the part characteristic of the tissue of the movement information of the subject and the reference information as variables;
Thus, color information to be added to the image information of the tissue can be determined.
Further, in the ultrasonic apparatus of the present invention, the color adjusting unit is
The tissue identified by the tissue identification unit, and the motion information of a characteristic part of the tissue among the motion information of the subject,
The color information to be given to the image information of the tissue can be determined by a table having color information according to the above.
In the ultrasonic apparatus of the present invention, the color adjustment unit includes a segmentation unit that extracts a tissue boundary and a template that matches the extracted tissue boundary in order to identify the tissue by the tissue identification unit. It is characterized by having.
In the ultrasonic device of the present invention, the motion information is at least one of blood flow velocity, tissue displacement, and tissue elasticity.
In addition, the ultrasonic device of the present invention includes a phase difference detection means for measuring at least one of the blood flow velocity, tissue displacement, or tissue elasticity.
In the ultrasonic apparatus of the present invention, the motion information is tissue elasticity motion information, and the color adjustment unit adjusts and gives the color information to the image information displayed three-dimensionally.
In the ultrasonic apparatus of the present invention, the image information of the subject is in-vivo image information including a fetus.
本発明によれば、被検体である胎児を含む生体組織の色や輝度を運動情報に基づいて調整することにより、これらの生体組織に正常、異常を反映させた色付けをすることが可能となる超音波装置を実現することができる。 According to the present invention, by adjusting the color and brightness of a living tissue including a fetus that is a subject based on exercise information, it is possible to color these living tissues reflecting normality and abnormality. An ultrasonic device can be realized.
つぎに、本発明の実施形態について説明する。
本実施の形態においては、正常、異常を反映させた色付けや輝度で、胎児を含む生体組織をカラー表示することが可能となる超音波装置が、具体的にはつぎのように構成される。
本実施形態の超音波装置は、被検体内に超音波を送受信するプローブと、送受信の制御を行う制御部と、送信ビームフォーミングを行う送信手段と、受信ビームフォーミングを行う受信手段と、画像形成を行うレンダリング部と、画像を表示させる表示部とを備える。
また、上記受信手段からの信号を処理するエコー信号処理部と運動信号処理部を有し、上記制御部には基準色と基準輝度を被検体の組織ごとに割り当てるテーブルが設けられている。
また、上記レンダリング部は、エコー信号処理部から組織を同定する組織同定部と、
同定した組織からテーブルを参照して基準色および／または基準輝度を読み込み、運動信号処理部からの運動情報に応じて基準色および／または基準輝度を調整する調整部と、
少なくとも被検体の運動情報を取得した領域以外の生体組織に色付けするカラーレンダリング部とを有している。
また、本実施形態の超音波装置においては、組織同定部で組織を同定するために、表示画面から超音波装置操作者が観測組織を入力設定する設定部を有する構成とすることができる。
また、本実施形態の超音波装置においては、組織同定部で組織を同定するために、組織の境界を抽出するセグメンテーション部と、抽出した組織の境界とマッチングさせるテンプレートを有する構成とすることができる。
また、本実施形態の超音波装置においては、運動信号処理部をつぎのように構成することができる。
血流速度や組織変位を測定するための位相差検出手段を構成し、
あるいは、組織内部の弾性係数を測定するため、プローブを被検体に押し当て、圧縮前後のエコー信号から局所的なシフト量を計算して内部変位を求め、圧縮方向に空間微分を行い、局所的な歪みを計算してから弾性係数を求める処理部を構成することができる。
また、本実施形態の超音波装置においては、運動信号処理部からの運動情報が組織弾性のとき、三次元画像を形成し、表示する組織表面の基準色および／または基準輝度を調整する調整部を有する構成とすることができる。
Next, an embodiment of the present invention will be described.
In the present embodiment, an ultrasonic apparatus capable of displaying in color a living tissue including a fetus with coloring and brightness reflecting normality and abnormality is specifically configured as follows.
The ultrasound apparatus according to the present embodiment includes a probe that transmits and receives ultrasound within a subject, a control unit that controls transmission and reception, a transmission unit that performs transmission beamforming, a reception unit that performs reception beamforming, and image formation And a display unit for displaying an image.
In addition, an echo signal processing unit and a motion signal processing unit for processing a signal from the receiving unit are provided, and the control unit is provided with a table for assigning a reference color and a reference luminance for each tissue of the subject.
The rendering unit includes a tissue identification unit that identifies a tissue from the echo signal processing unit, and
An adjustment unit that reads a reference color and / or reference luminance with reference to a table from the identified tissue and adjusts the reference color and / or reference luminance according to motion information from the motion signal processing unit;
A color rendering unit that colors at least a living tissue other than the region from which the motion information of the subject is acquired.
In addition, the ultrasonic apparatus according to the present embodiment may be configured to include a setting unit in which the ultrasonic apparatus operator inputs and sets the observation tissue from the display screen in order to identify the tissue by the tissue identification unit.
In addition, in order to identify the tissue by the tissue identification unit, the ultrasonic apparatus according to the present embodiment can be configured to include a segmentation unit that extracts a tissue boundary and a template that matches the extracted tissue boundary. .
Further, in the ultrasonic apparatus of the present embodiment, the motion signal processing unit can be configured as follows.
Configure phase difference detection means for measuring blood flow velocity and tissue displacement,
Alternatively, in order to measure the elastic modulus inside the tissue, the probe is pressed against the subject, the internal shift is calculated by calculating the local shift amount from the echo signals before and after compression, the spatial differentiation in the compression direction is performed, and the local displacement is calculated. It is possible to configure a processing unit that calculates an elastic coefficient after calculating a proper strain.
In the ultrasonic apparatus according to the present embodiment, when the motion information from the motion signal processing unit is tissue elasticity, an adjustment unit that forms a three-dimensional image and adjusts the reference color and / or reference luminance of the tissue surface to be displayed. It can be set as the structure which has these.
以下に、本発明の実施例について説明する。
［実施例１］
実施例１では、本発明を適用した超音波装置の構成例について説明する。
図１に、本実施例における超音波装置の構成例を説明するための図を示す。
図１において、１は超音波を送受信する超音波プローブ、２は制御部、３は送信部、４は受信部、５はエコー信号処理部（画像情報処理部）、６は運動信号処理部（運動情報処理部）である。
７０と７１はメモリ、８はレンダリング部（色情報制御手段）、９は表示部である。また、１００は被検体内部である。
Examples of the present invention will be described below.
[Example 1]
In the first embodiment, a configuration example of an ultrasonic apparatus to which the present invention is applied will be described.
FIG. 1 is a diagram for explaining a configuration example of an ultrasonic apparatus according to this embodiment.
In FIG. 1, 1 is an ultrasonic probe that transmits and receives ultrasonic waves, 2 is a control unit, 3 is a transmission unit, 4 is a reception unit, 5 is an echo signal processing unit (image information processing unit), and 6 is a motion signal processing unit ( Motion information processing unit).
70 and 71 are memories, 8 is a rendering unit (color information control means), and 9 is a display unit. Reference numeral 100 denotes the inside of the subject.
本実施例の超音波装置は、被検体内部１００に超音波を送受信する超音波プローブ１、超音波プローブ１の送受信を制御するための制御部２、
超音波プローブ１の送信ビームフォームングを行う送信部３、超音波プローブ１の受信ビームフォームングを行う受信部４を備えている。
この制御部２は、被検体１００内部の生体組織と、標準的な基準色や基準輝度とを対応付けたテーブルを持っている。
また、エコー信号処理部（画像情報処理部）５では、受信部４で受信ビームフォーミングされた信号からＢモードあるいはＭモードのような組織形状を得るため、包絡線検波や対数圧縮などの信号処理を行われる。
また、運動信号処理部（運動情報処理部）６では、受信部４で受信ビームフォーミングされた信号から生体組織の運動情報を求めるための運動信号処理が行われる。
ここでの運動情報には、血流速度や組織変位、組織弾性の少なくともいずれか一つの情報が含まれる。
また、ここでの組織変位とは、主に心拍のことであり、以下これを心拍と表現する。
The ultrasonic apparatus according to the present embodiment includes an ultrasonic probe 1 that transmits and receives ultrasonic waves to and from the subject interior 100, a control unit 2 that controls transmission and reception of the ultrasonic probe 1,
A transmission unit 3 that performs transmission beam forming of the ultrasonic probe 1 and a reception unit 4 that performs reception beam forming of the ultrasonic probe 1 are provided.
The control unit 2 has a table in which a living tissue inside the subject 100 is associated with a standard reference color or reference luminance.
Further, in the echo signal processing unit (image information processing unit) 5, signal processing such as envelope detection and logarithmic compression is performed to obtain a tissue shape such as B mode or M mode from the signal beam-formed by the reception unit 4. Done.
The motion signal processing unit (motion information processing unit) 6 performs motion signal processing for obtaining motion information of the living tissue from the signal beam-formed by the reception unit 4.
The motion information here includes at least one information of blood flow velocity, tissue displacement, and tissue elasticity.
Further, the tissue displacement here is mainly a heartbeat, and this is hereinafter expressed as a heartbeat.
本実施例において、例えば、運動情報が血流速度の場合、運動信号処理部６はドプラ効果を原理として測定するため、位相差検出手段を設ける。
ここでの位相差は、送信と受信の位相差とされている。
より具体的には、送信波と受信波を直交検波してそれぞれの位相差を求め、ＦＦＴによってドプラ周波数を求めて血流速度を求める方法がある。
これはＣＷドプラ法と呼ばれるものであるが、ＣＷドプラ法に限定せず、ＰＷドプラ法やカラードプラ、パワードプラを適用しても良い。
その後、血流速度の絶対値を出力する。このとき血流方向の情報は重要ではなく、その運動が活発か否かが判断できれば良いので、血流速度の絶対値（｜Ｖ｜）が分かれば十分である。
In the present embodiment, for example, when the motion information is a blood flow velocity, the motion signal processing unit 6 is provided with a phase difference detection means in order to measure the principle based on the Doppler effect.
The phase difference here is a phase difference between transmission and reception.
More specifically, there is a method of obtaining a blood flow velocity by obtaining a phase difference by orthogonally detecting a transmission wave and a reception wave and obtaining a Doppler frequency by FFT.
This is called a CW Doppler method, but is not limited to the CW Doppler method, and a PW Doppler method, a color Doppler method, or a power Doppler method may be applied.
Thereafter, the absolute value of the blood flow velocity is output. At this time, the information on the blood flow direction is not important, and it is sufficient if it is possible to determine whether or not the movement is active.
運動情報が心拍の場合でもドプラ効果を原理として、運動信号処理部６で位相差検出を行い、組織表面の変位の変化を求める。
こうすれば、特に心臓の動き、変位を観測することができる。あるいは、エコー信号処理部５から組織形状情報を送り（点線矢印表示）、その組織形状情報からトラッキングして心拍や、心臓以外の組織の変位を求める方法でも良い。
Even when the motion information is a heartbeat, the motion signal processing unit 6 detects a phase difference based on the Doppler effect, and obtains a change in the displacement of the tissue surface.
In this way, especially the movement and displacement of the heart can be observed. Alternatively, a method may be used in which tissue shape information is sent from the echo signal processing unit 5 (indicated by a dotted line arrow) and tracking is performed from the tissue shape information to obtain a heartbeat or a displacement of a tissue other than the heart.
運動情報が組織弾性の場合、運動信号処理部６は超音波プローブ１と被検体１００との圧縮前後のエコー信号を取り出し、その歪みから支配方程式に基づいて逆問題を解くことで組織の弾性係数Ｅを求める。
より具体的には、圧縮前後のエコー信号から、局所的なシフト量を計算し、内部変位を求める。その後、圧縮方向に変位の空間微分を行うと、局所的な歪み量εがわかる（変位を軸方向に微分したものが歪みεと定義される）。
応力σ＝弾性係数Ｅ×歪みεで表現されるが、生体内での応力測定は困難なため、直接弾性係数Ｅを計算することができない。
したがって、あらかじめ有限要素法によって歪みεと弾性係数Ｅを計算しておき、算出した歪みεに対応する弾性係数Ｅを求める。ここで説明した組織弾性の求め方は一例であり、他の方式でも有効である。
When the motion information is tissue elasticity, the motion signal processing unit 6 extracts echo signals before and after compression between the ultrasonic probe 1 and the subject 100 and solves the inverse problem based on the governing equation from the distortion, thereby correcting the tissue elasticity coefficient. E is determined.
More specifically, the local shift amount is calculated from the echo signals before and after compression, and the internal displacement is obtained. Thereafter, when spatial differentiation of the displacement in the compression direction is performed, a local strain amount ε can be obtained (the displacement differentiated in the axial direction is defined as strain ε).
Although it is expressed as stress σ = elastic coefficient E × strain ε, it is difficult to measure the stress in the living body, so the elastic coefficient E cannot be directly calculated.
Therefore, the strain ε and the elastic coefficient E are calculated in advance by the finite element method, and the elastic coefficient E corresponding to the calculated strain ε is obtained. The method of obtaining the tissue elasticity described here is an example, and other methods are also effective.
メモリ７０において、エコー信号処理部５からの出力信号を一時的に格納し、また、メモリ７１において運動信号処理部６からの血流速度や心拍、組織弾性情報を一時的に格納する。
また、レンダリング部（色情報制御手段）８において、メモリ７０からの組織形状情報に基づき、表示するためのデータに変換し、メモリ７１からの運動情報に基づく色情報を重畳させる。
その際、制御部２のテーブルから、生体組織に対応する基準色、基準輝度を読み込み、運動情報に応じて色情報を付与した色付けを行う。
例えば、生体組織が胎児である場合、制御部のテーブルから基準色として肌色情報を読み込み、臍帯の血流や胎児の心拍に応じて、肌色調整やその輝度調整を行う。
運動が活発であれば、やや赤みがかった肌色に設定する。
反対に、運動が活発でなければ、血色の悪そうな色付けになるよう、青白がかった肌色、あるいは輝度を落として黒っぽくした肌色に設定する。
そして、９はレンダリング部８から出力された表示情報に基づき画像表示する表示部である。
In the memory 70, the output signal from the echo signal processing unit 5 is temporarily stored, and in the memory 71, the blood flow velocity, heart rate, and tissue elasticity information from the motion signal processing unit 6 are temporarily stored.
Further, the rendering unit (color information control means) 8 converts the data to display based on the tissue shape information from the memory 70 and superimposes the color information based on the motion information from the memory 71.
At this time, the reference color and reference luminance corresponding to the living tissue are read from the table of the control unit 2, and coloring is performed with color information according to the exercise information.
For example, when the living tissue is a fetus, skin color information is read as a reference color from the table of the control unit, and skin color adjustment and brightness adjustment are performed according to the blood flow of the umbilical cord and the heart rate of the fetus.
If exercise is active, set the skin color to be slightly reddish.
On the other hand, if the exercise is not active, the skin tone is set to a pale skin color or a dark skin tone with a reduced brightness so that the color is likely to be ruddy.
A display unit 9 displays an image based on the display information output from the rendering unit 8.
次に、レンダリング部（色情報制御手段）８の詳細について説明する。
図２に、本実施例のレンダリング部の構成を説明するための図を示す。
図２において、２１は設定部、２２はテーブル、８１は２Ｄレンダリング部、８２は観測組織同定部、８３は色調整部、８４はカラーレンダリング部である。
２Ｄレンダリング部８１において、メモリ７０から送られた組織形状を例えばＢモード表示させるため、包絡線検波や対数圧縮などの信号処理や画像処理が行われる。そして、画像処理が行われた後、表示部９へ表示するように構成される。
設定部２１は制御部２に含まれる設定部であり、超音波診断装置の操作者が表示部９にＢモード表示された画像を参照しながら、観測組織における臓器名（胎児も含む）等を入力設定する。
テーブル２２は制御部２に含まれるテーブルで、生体組織と、基準情報として例えば標準的な基準色や基準輝度、生体の基準運動量とを対応付けた情報を格納している。
そして、観測組織同定部８２において、設定部２１からの組織設定情報に基づいて観測組織を同定する。
色調整部８３は、色や輝度が決定可能に構成されている。また、カラーレンダリング部８４は、組織形状をカラー表示させるように構成されている。
Next, details of the rendering unit (color information control means) 8 will be described.
FIG. 2 is a diagram for explaining the configuration of the rendering unit of the present embodiment.
In FIG. 2, 21 is a setting unit, 22 is a table, 81 is a 2D rendering unit, 82 is an observation tissue identification unit, 83 is a color adjustment unit, and 84 is a color rendering unit.
In the 2D rendering unit 81, signal processing such as envelope detection and logarithmic compression, and image processing are performed to display the tissue shape sent from the memory 70 in, for example, the B mode. Then, after the image processing is performed, the image is displayed on the display unit 9.
The setting unit 21 is a setting unit included in the control unit 2. The operator of the ultrasound diagnostic apparatus refers to an image displayed in the B mode on the display unit 9, and displays an organ name (including a fetus) in the observation tissue. Set the input.
The table 22 is a table included in the control unit 2 and stores information in which a living tissue is associated with, for example, a standard reference color, a reference luminance, and a living body reference momentum as reference information.
Then, the observation tissue identification unit 82 identifies the observation tissue based on the tissue setting information from the setting unit 21.
The color adjustment unit 83 is configured to be able to determine the color and brightness. The color rendering unit 84 is configured to display the tissue shape in color.
色調整部８３は、設定部２１で設定された組織設定情報からテーブル２２を参照し、その組織に対応する基準色と基準輝度、基準運動量を読み込む。
そして、メモリ７１から運動情報を取得し、基準運動量と比較して、色や輝度を基準色や基準輝度から調整する。
運動情報が基準運動量と等しければ、色調整部８３で決める組織色は、基準色、基準輝度とする。運動情報が基準運動量よりも活発であれば、基準色からｒ（赤）の強度および／または基準輝度から輝度を上げる。
その反対に、運動情報が基準運動量よりも劣っていれば、基準色からｂ（青）の強度を上げ、および／または基準輝度から輝度を下げる。
The color adjustment unit 83 refers to the table 22 from the tissue setting information set by the setting unit 21, and reads the reference color, reference luminance, and reference momentum corresponding to the tissue.
Then, the exercise information is acquired from the memory 71, and the color and the luminance are adjusted from the reference color and the reference luminance as compared with the reference exercise amount.
If the exercise information is equal to the reference exercise amount, the tissue colors determined by the color adjusting unit 83 are the reference color and the reference luminance. If the exercise information is more active than the reference exercise amount, the luminance is increased from the reference color to the intensity of r (red) and / or from the reference luminance.
On the other hand, if the exercise information is inferior to the reference momentum, the intensity of b (blue) is increased from the reference color and / or the luminance is decreased from the reference luminance.
なお、運動情報が血流速度や心拍の場合、設定された観測組織にとって特徴的な部分から取得する。特徴的な部分とは、例えば観測する組織が胎児の場合、臍帯の血流や、胎児の胸部や心臓をトラッキングする方法が有効である。
あるいは、観測する組織が心臓の場合、大動脈など心臓にとって特徴的な血管における血流や、各弁の動きをトラッキングする方法が有効である。
また、観測する組織が肝臓の場合、肝動脈や門脈のような血管での血流を求めるのが有効である。このように、運動情報は設定された観測組織にとって特徴的な部分から取得することが望ましい。
表１は各組織の基準色を設定するためのテーブル２２の一例である。
観測する組織を心臓としたとき、基準運動Ｖ０を心臓の拍動６０から８０回とし、基準色をそれぞれｒｇｂ成分に分けて各成分２５６階調で示したものである。
When the motion information is blood flow velocity or heart rate, the motion information is acquired from a characteristic part for the set observation tissue. For example, when the tissue to be observed is a fetus, a method of tracking the blood flow of the umbilical cord, the chest or heart of the fetus is effective.
Alternatively, when the tissue to be observed is the heart, a method of tracking the blood flow in blood vessels characteristic of the heart such as the aorta and the movement of each valve is effective.
When the tissue to be observed is the liver, it is effective to obtain the blood flow in a blood vessel such as the hepatic artery or portal vein. As described above, it is desirable to obtain the motion information from a characteristic part for the set observation organization.
Table 1 is an example of a table 22 for setting a reference color for each tissue.
When the tissue to be observed is a heart, the reference motion V0 is set to 60 times from the heart beat 60 to 80, and the reference color is divided into rgb components and indicated by 256 gradations.
［表１］
そして、運動情報Ｖにしたがい、色調整部８３でｒ、ｇ、ｂを調整する。
調整方法は、例えば、次のような運動情報と基準情報とを変数とする関数を設定すればよい。
すなわち、ｒ＝αｒＶ＋βｒ、ｇ＝αｇＶ＋βｇ、ｂ＝αｂＶ＋βｂ（ただし、各係数αｒ、αｇ、αｂ、βｒ、βｇ、βｂ は組織ごとによって異なる）等である。
また、運動情報Ｖが基準運動Ｖ０よりも小さければ基準色ｒ０を所定量下げることや、基準色ｂ０を所定量上げるなどの方法も有効である。
Then, according to the exercise information V, the color adjustment unit 83 adjusts r, g, and b.
As the adjustment method, for example, a function having the following exercise information and reference information as variables may be set.
That is, r = α r V + β r , g = α g V + β g , b = α b V + β b (where each coefficient α r , α g , α b , β r , β g , β b varies depending on the tissue) Etc.
In addition, if the motion information V is smaller than the reference motion V0, methods such as lowering the reference color r0 by a predetermined amount or increasing the reference color b0 by a predetermined amount are also effective.
さらに一例として、表２のようなテーブルを参照しても良い。
表２は観測組織を心臓とし、運動情報の取得は拍動とした場合のテーブルである。運動情報Ｖにしたがい、テーブル（［表２］）を参照して色調整部８３でｒ、ｇ、ｂを調整する。
Further, as an example, a table such as Table 2 may be referred to.
Table 2 is a table when the observation tissue is the heart and the acquisition of motion information is pulsation. According to the exercise information V, the color adjusting unit 83 adjusts r, g, and b with reference to the table ([Table 2]).
［表２］
また、運動情報が組織弾性の場合、基準運動量とはその組織の標準的な弾性係数のことを指す。
観測する組織内部に弾性係数の異なる領域がなければ、色調整部８３で決める組織色は、基準色、基準輝度とする。
そして、観測する組織内部に弾性係数の異なる領域を測定したら、特に、弾性係数が高い領域を測定したら、色調整部８３でその観測領域の色付けや輝度調整を行う。
When the motion information is tissue elasticity, the reference momentum refers to the standard elasticity coefficient of the tissue.
If there are no regions having different elastic coefficients in the tissue to be observed, the tissue colors determined by the color adjusting unit 83 are the reference color and the reference luminance.
When a region having a different elastic coefficient is measured inside the tissue to be observed, particularly when a region having a high elastic coefficient is measured, the color adjustment unit 83 performs coloring and luminance adjustment of the observation region.
以上説明したカラーレンダリング部８４は二次元でも三次元でも良い。
Ｂモードのような二次元表示にして色調整部８３で組織断面の色や輝度を調整しても良いし、三次元にして色調整部８３で組織表面の色や輝度を調整しても良い。
ただし、運動情報を組織弾性とする場合は三次元表示の場合に効果がある。組織弾性は一般的に腫瘤、腫瘍を特定するための機能である。
組織弾性によって腫瘤、腫瘍の存在がある場合、組織表面の色や輝度を色調整部８３で調整して表示することにより、一目でその組織内部に腫瘤、腫瘍の存在を提示させることができる。したがって、運動情報を組織弾性とする場合は三次元表示において有効である。
The color rendering unit 84 described above may be two-dimensional or three-dimensional.
The two-dimensional display as in the B mode may be used to adjust the color and luminance of the tissue cross section by the color adjustment unit 83, or the three-dimensional color adjustment unit 83 may adjust the color and luminance of the tissue surface. .
However, when the motion information is tissue elasticity, it is effective in the case of three-dimensional display. Tissue elasticity is generally a function for identifying a tumor or tumor.
If there is a tumor or tumor due to tissue elasticity, the color and brightness of the tissue surface can be adjusted and displayed by the color adjustment unit 83, so that the presence of the tumor and tumor can be presented at a glance. Therefore, when the motion information is tissue elasticity, it is effective in three-dimensional display.
なお、操作者による組織設定において、２Ｄレンダリング部８１で２Ｄ画像情報を求め、表示部９にＢモード表示するよう説明したが、これに限定されない。
例えば、Ｃモードのような他のモードでも良いし、さらには３Ｄレンダリングを行い、３Ｄ画像を表示させても良い。
また、Ｂモード表示で操作者が組織設定するとしても、２Ｄレンダリング部８１はメモリ７０を介さず、図１で説明した受信部４から直接、組織形状情報を受け取っても良い。
そして、上記説明では色の調整で、ｒ（赤）やｂ（青）の強弱について説明したが、これに限定されない。
また、表１や表２で説明したｒ、ｇ、ｂ成分や運動情報の値は一例であり、これらに限定されるものではない。
さらに、階調は２５６（８ビット）に限定されない。
そしてさらに、ＲＧＢ三原色成分による調整でなくても、ＨＳＶ成分（色相；Ｈｕｅ、彩度；Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ、明度；Ｖａｌｕｅ）による調整でも良いし、ＹＵＶ成分（Ｙ；輝度成分、 Ｕ、Ｖ；色差成分）による調整でも良い。
In the tissue setting by the operator, the 2D rendering unit 81 obtains 2D image information and displays it in the B mode on the display unit 9. However, the present invention is not limited to this.
For example, another mode such as the C mode may be used, or 3D rendering may be performed to display a 3D image.
Further, even when the operator sets the organization in the B mode display, the 2D rendering unit 81 may receive the tissue shape information directly from the receiving unit 4 described with reference to FIG.
In the above description, the strength of r (red) and b (blue) has been described in the color adjustment, but the present invention is not limited to this.
Moreover, the values of r, g, b components and motion information described in Table 1 and Table 2 are examples, and are not limited to these.
Furthermore, the gradation is not limited to 256 (8 bits).
In addition, the adjustment may not be performed using RGB three primary color components, but may be performed using HSV components (hue; Hue, saturation; Saturation, brightness; Value), or YUV components (Y: luminance components, U, V: color difference components). Adjustment by is also acceptable.
また、色調整部８３で色や輝度を頻繁に計算し、更新することは、計算負荷が膨大になるだけでなく、色や輝度の変化が著しくなり、見づらくなることがある。そのため、色や輝度の変化要因となる運動情報を所定時間内の平均値として求め、最初に色や輝度を決めたらそのまま変えないか、あるいは所定の間隔（例えば十秒ごと）で更新することか望ましい。
少なくとも、リアルタイムで計算、更新させないことが望ましい。
さらに、テーブル２２は制御部２の中に設けたが、それに限定されず、例えば色調整部８３などレンダリング部８の中に設けても有効である。
In addition, frequently calculating and updating the color and luminance by the color adjusting unit 83 not only increases the calculation load, but also changes the color and luminance significantly, which may be difficult to see. Therefore, whether the motion information that causes the change in color or brightness is obtained as an average value within a predetermined time, and if the color or brightness is determined first, it is not changed or updated at a predetermined interval (for example, every 10 seconds). desirable.
At least, it is desirable not to calculate and update in real time.
Further, although the table 22 is provided in the control unit 2, the present invention is not limited to this. For example, the table 22 may be provided in the rendering unit 8 such as the color adjustment unit 83.
以上のように、実施例１によれば生体組織や胎児の色や輝度を運動情報から調整することにより、運動情報を反映させた色付けや輝度で表示することができる。そのため、生体組織や胎児の正常、異常をいち早く反映させることができる。 As described above, according to the first embodiment, by adjusting the color and brightness of the living tissue and fetus from the motion information, it is possible to display with coloring and brightness reflecting the motion information. Therefore, normality and abnormality of living tissue and fetus can be reflected quickly.
［実施例２］
実施例２では、生体組織の設定を操作者の操作に依存していた実施例１に対して、自動で行うようにした超音波装置の構成例について説明する。
図３に、本実施例における超音波装置のレンダリング部の構成を説明するための図を示す。
[Example 2]
In the second embodiment, a configuration example of an ultrasonic apparatus configured to automatically perform the setting of the living tissue with respect to the first embodiment that relies on the operation of the operator will be described.
FIG. 3 is a diagram for explaining the configuration of the rendering unit of the ultrasonic apparatus according to the present embodiment.
本実施例においては、自動で生体組織を同定するため、観測組織同定部８２はセグメンテーション機能が必要となる。
セグメンテーションとは対象領域となる生体組織の境界を抽出することである。
そのアルゴリズムとして、Ｓｎａｋｅのエネルギ定義やＬｅｖｅｌ ｓｅｔ法、あるいはＬｅｖｅｌ ｓｅｔ法を発展させたＧｅｏｄｅｓｉｃ ａｃｔｉｖｅ ｃｏｎｔｏｕｒｓが知られており、セグメンテーションはこのような公知の技術を用いれば良い。
そしてさらに、観測組織同定部８２はセグメンテーションした画像から組織を同定する。
その際、例えば、前記組織同定部で組織を同定するために、組織の境界を抽出するセグメンテーション部と、抽出した組織の境界とマッチングさせるテンプレートとを備えた構成とする。
これにより、セグメンテーションされた結果と比較し、マッチングさせることで組織を同定することができる。
なお、生体組織は姿勢などによって変形するため、同一組織について複数のテンプレートを持つことが望ましい。
そして、テンプレートあるいはセグメンテーション結果に対して、身体の姿勢によって変形させて比較、マッチングしても良い。
In this embodiment, since the living tissue is automatically identified, the observation tissue identification unit 82 needs a segmentation function.
Segmentation is extracting the boundary of the biological tissue used as an object area | region.
As such an algorithm, the energy definition of Snake, the Level set method, or Geodesic active controls developed from the Level set method is known, and such a known technique may be used for segmentation.
Further, the observed tissue identification unit 82 identifies the tissue from the segmented image.
In this case, for example, in order to identify the tissue by the tissue identification unit, a segmentation unit that extracts a tissue boundary and a template that matches the extracted tissue boundary are used.
Thereby, the tissue can be identified by comparing with the segmented result.
In addition, since a biological tissue deform | transforms with an attitude | position etc., it is desirable to have a some template about the same structure | tissue.
Then, the template or segmentation result may be compared and matched by being deformed according to the posture of the body.
本実施例では、このようにセグメンテーション結果から生体組織を同定し、テーブル２２はその組織形状情報から、組織に応じた基準食や基準輝度を出力する。
そして、色調整部８３に観測組織同定部８２から組織形状情報と、テーブル２２から基準色と基準輝度、基準運動量を読み込み、メモリ７１からの運動情報に基づいて、色や輝度を調整する。
色や輝度の調整方法は実施例１で説明した方法が望ましい。そして、カラーレンダリング部８４によって、組織形状をカラー表示させる処理を行う。
以上ように、実施例２によれば、観測する生体組織を自動で同定できるため、実施例１よりも操作を簡単にすることが可能となる。
In the present embodiment, the living tissue is identified from the segmentation result as described above, and the table 22 outputs the reference meal and the reference luminance corresponding to the tissue from the tissue shape information.
The color adjustment unit 83 reads the tissue shape information from the observation tissue identification unit 82, the reference color, reference luminance, and reference momentum from the table 22, and adjusts the color and luminance based on the exercise information from the memory 71.
The method described in the first embodiment is desirable as the color and brightness adjustment method. Then, the color rendering unit 84 performs processing for displaying the tissue shape in color.
As described above, according to the second embodiment, the biological tissue to be observed can be automatically identified, and therefore, the operation can be simplified as compared with the first embodiment.
１：超音波プローブ
２：制御部
３：送信部
４：受信部
５：エコー信号処理部
６：運動信号処理部
８：レンダリング部
９：表示部
２１：設定部
２２：テーブル
７０：メモリ
７１：メモリ
８１：２Ｄレンダリング部
８２：観測組織同定部
８３：色調整部
８４：カラーレンダリング部
１００：被検体内部
1: Ultrasonic probe 2: Control unit 3: Transmission unit 4: Reception unit 5: Echo signal processing unit 6: Motion signal processing unit 8: Rendering unit 9: Display unit 21: Setting unit 22: Table 70: Memory 71: Memory 81: 2D rendering unit 82: observation tissue identification unit 83: color adjustment unit 84: color rendering unit 100: inside subject
Claims (10)
被検体に対し、超音波を送受信する超音波プローブと、
前記超音波プローブにより受信した超音波を、該超音波に基づく前記被検体の画像情報に処理する画像情報処理部及び運動情報に処理する運動情報処理部と、
前記画像情報処理部で求められた被検体の画像情報を用いて、該被検体に含まれる組織を同定する組織同定部と、
前記組織同定部により同定された組織の画像情報に、前記運動情報処理部で求められた運動情報を反映させた色情報を付与する色情報制御手段と、
を有することを特徴とする超音波装置。 An ultrasonic device,
An ultrasonic probe for transmitting and receiving ultrasonic waves to a subject; and
An image information processing unit that processes ultrasonic waves received by the ultrasonic probe into image information of the subject based on the ultrasonic waves, and a movement information processing unit that processes the movement information.
A tissue identification unit for identifying a tissue included in the subject using the image information of the subject obtained by the image information processing unit;
Color information control means for giving color information reflecting the motion information obtained by the motion information processing unit to the image information of the tissue identified by the tissue identification unit;
An ultrasonic device comprising:
前記組織同定部により同定された組織に基準情報を付与し、
前記基準情報を付与された組織に前記運動情報に基づく情報を重畳することにより、前記組織の画像情報に色情報を調整して付与する色調整部を有することを特徴とする請求項１に記載の超音波装置。 The color information control means includes
Give reference information to the tissue identified by the tissue identification unit,
The color adjustment unit that adjusts and gives color information to the image information of the tissue by superimposing information based on the motion information on the tissue to which the reference information is given. Ultrasonic device.
前記組織同定部により同定された組織に基準情報を付与し、
前記基準情報を付与された組織に、前記被検体の運動情報のうち該組織にとって特徴的な部分の運動情報に基づく情報を重畳することにより、前記組織の画像情報に色情報を調整して付与する色調整部を有することを特徴とする請求項１に記載の超音波装置。 The color information control means includes
Give reference information to the tissue identified by the tissue identification unit,
Color information is adjusted and given to the tissue image information by superimposing information based on the motion information of the characteristic part of the subject among the motion information of the subject to the tissue to which the reference information is given. The ultrasonic apparatus according to claim 1, further comprising a color adjustment unit that performs the adjustment.
前記組織同定部により同定された組織に応じた基準情報を有するテーブルと、
前記被検体の運動情報のうち該組織にとって特徴的な部分の運動情報と該基準情報とを変数とする関数と、
により、前記組織の画像情報に付与する色情報が決定可能に構成されていることを特徴とする請請求項３に記載の超音波装置。 The color adjustment unit
A table having reference information corresponding to the tissue identified by the tissue identification unit;
A function having the movement information of the part characteristic of the tissue of the movement information of the subject and the reference information as variables;
The ultrasonic apparatus according to claim 3, wherein color information to be added to the image information of the tissue can be determined.
前記組織同定部により同定された組織と、
前記被検体の運動情報のうち該組織にとって特徴的な部分の運動情報と、
に応じた色情報を有するテーブルにより、前記組織の画像情報に付与する色情報が決定可能に構成されていることを特徴とする請求項３に記載の超音波装置。 The color adjustment unit
A tissue identified by the tissue identification unit;
Of the movement information of the subject, movement information characteristic of the tissue,
The ultrasonic apparatus according to claim 3, wherein color information to be added to the image information of the tissue can be determined by a table having color information corresponding to the information.
前記組織同定部で組織を同定するために、組織の境界を抽出するセグメンテーション部と、
抽出した組織の境界とマッチングさせるテンプレートと、
を有することを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の超音波装置。 The color adjustment unit
In order to identify the tissue in the tissue identification unit, a segmentation unit for extracting the boundary of the tissue,
A template that matches the boundaries of the extracted tissue;
The ultrasonic device according to claim 2, wherein the ultrasonic device is provided.
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