JP5248961B2 - 超音波診断装置 - Google Patents
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Description
図1(a)は、本発明による超音波診断装置の一実施形態を示すブロック図である。図1(a)に示すように、本実施形態の超音波診断装置は、送信部112、受信部102、ビームフォーマ103、検波部104、画像構築部105、フレームメモリ106、ゲインコントロール部107および表示部108を備える。また、これら各部を制御する制御部115を含んでいる。制御部115には、キーボードやトラックボール、スイッチ、ボタンといったユーザーインターフェースとなる入力部111が接続されており、操作者が入力部111を介して制御部115に指令を入力することにより、制御部115が超音波診断装置の各部を制御する。制御部115はマイクロコンピュータなどによって構成される。また、ビームフォーマ103、検波部104、画像構築部105、フレームメモリ106およびゲインコントロール部107は以下で詳細に説明するような機能を有しているが、これら各部の機能は、ソフトウエアにより実現されていてもよい。この場合、制御部115を構成するマイクロコンピュータがソフトウエアを実行してもいし、ソフトウエアを実行する別のマイクロコンピュータなどを超音波診断装置が備えていてもよい。
前述したように、ゲインコントロール部107は、操作者による入力部111からの指令によって、フレームメモリ106に記憶された断層画像フレームの各画素の輝度情報を読み出す。ゲインコントロール部107は、以下の処理に適するように、断層画像フレームの輝度情報に含まれる雑音の低減や画像中の線やエッジの強調などを行う空間フィルタ等を読み出した断層画像フレームの輝度情報に施してもよい。
図3はステップ202におけるオフセットパターン生成の手順を示すフローチャートである。ゲインコントロール部107の均等化オフセットパターン生成部107aは、ステップ群301に示す手順によって断層画像フレームの各画素の輝度情報から均等化オフセットパターンを生成し、強調・抑制オフセットパターン生成部107bは、ステップ群302に示す手順によって、断層画像フレームの各画素の輝度情報から強調・抑制オフセットパターンを生成する。これらの2つのステップはゲインコントロール部の処理能力に応じて同時に並行して行ってもよいし、逐次行ってもよい。逐次処理を行う場合には、いずれのオフセットパターンを先に生成してもよい。
図8はオフセットパターンからゲインを算出する手順を示すフローチャートである。ステップ1101に示すように、ゲイン決定部107cは、式5にしたがってオフセットパターンからトータルゲインBaseGainを算出する。トータルゲインBaseGainは断層画像フレームの各画素に適用される1つのオフセット値である。
図9は、本発明による超音波診断装置の第2の実施形態を示すブロック図である。本実施形態の超音波診断装置はカウンタ1401を備えており、カウンタ1401が生成される画像フレームの数を計測し、ゲインコントロール部1402はカウンタ1401の計測数に応じてゲインを生成する点で第1の実施形態と異なる。本実施形態の超音波診断装置のこのほかの構成要素は第1の実施形態の構成要素と同じである。
102 受信部
103 ビームフォーマ
104 検波部
105 画像構築部
106 フレームメモリ
107、1402 ゲイン設定部
108 表示部
111 入力部
1401 カウンタ
Claims (14)
- 被検体を所定の期間ごとに超音波ビームで走査するように探触子を駆動する送信部と、
前記超音波ビームが前記被検体において反射することにより得られるエコーを前記探触子によって受信し、前記所定の期間ごとに受信信号を生成する受信部と、
前記受信信号の強度に基づく輝度情報によって構成される断層画像フレームを所定の期間ごとに生成し、生成した断層画像フレームの輝度を設定ゲインにより調整する画像構築部と、
前記設定ゲインを生成するゲインコントロール部と、
前記輝度が調整された断層画像フレームを表示する表示部と、
を備え、
前記ゲインコントロール部は、
前記断層画像フレームの各画素の輝度情報に基づいて、前記各画素の輝度に対するオフセット値によるオフセットパターンとして、前記断層画像フレームの輝度レベルを均等にする均等化オフセットパターンおよび前記断層画像フレーム中の組織を強調し、かつ、ノイズ成分を抑制する強調・抑制オフセットパターンの少なくとも1つ生成するオフセットパターン生成部と、
前記オフセットパターンに基づいて、前記断層画像フレーム全体に用いられる1つのオフセット値からなるトータルゲイン、前記断層画像フレームの深度方向に用いられるオフセット値を有する深度方向ゲイン、前記断層画像フレームの走査方向に用いられるオフセット値を有する走査方向ゲイン、および前記断層画像フレームの各画素に用いられるオフセット値を有するフレームゲインのうちの少なくとも1つを決定し、決定した少なくとも1つに基づき前記設定ゲインを決定するゲイン決定部と、
を有する超音波診断装置。 - 前記ゲインコントロール部は、操作者の指令に基づき前記設定ゲインを生成する請求項1に記載の超音波診断装置。
- 前記生成した断層画像フレームの数を計測するカウンタをさらに備え、
前記ゲインコントロール部は、前記生成する断層画像フレームの数に基づいて、前記設定ゲインを生成する請求項1に記載の超音波診断装置。 - 前記オフセットパターン生成部は、
前記均等化オフセットパターンを生成する均等化オフセットパターン生成部と、
前記強調・抑制オフセットパターンを生成する強調・抑制オフセットパターン生成部と
を含む請求項1から3のいずれかに記載の超音波診断装置。 - 前記均等化オフセットパターン生成部は、
前記断層画像フレームを複数のサブエリアに分割し、
前記サブエリアの平均輝度を算出し、
前記サブエリアの平均輝度と基準輝度との輝度差を算出し、
前記輝度差に掛け合わせる調整値を決定し、
前記輝度差と前記調整値とを乗算して得られた結果を前記サブエリアのオフセット値とし、
前記サブエリアのオフセット値に基づいて前記断層画像フレームの全画素に対応するオフセット値含む前記均等化オフセットパターンを算出する請求項4に記載の超音波診断装置。 - 前記基準輝度は前記断層画像フレーム全体の平均輝度である請求項5に記載の超音波診断装置。
- 前記調整値は前記サブエリアの輝度値ヒストグラムおよび前記画像フレーム全体の輝度値ヒストグラムに基づいて決定される請求項5に記載の超音波診断装置。
- 前記強調・抑制オフセットパターンの生成部は、
前記断層画像フレームをサブエリアに分割し、
前記サブエリアの特徴量を算出し、
前記特徴量を正規化し、
前記正規化された特徴量をオフセット値に変換し、
前記サブエリアのオフセット値に基づいて前記断層画像フレームの全画素に対応するオフセット値を含む前記強調・抑制オフセットパターンを算出する請求項4に記載の超音波診断装置。 - 前記特徴量が前記サブエリアの輝度値の平均値および標準偏差の関数である請求項5に記載の超音波診断装置。
- 前記トータルゲインの1つのオフセット値は前記オフセットパターンの全画素の平均値である請求項1から3のいずれかに記載の超音波診断装置。
- 前記ゲイン決定部は、前記オフセットパターンの同一深度の画素におけるオフセット値の平均値を計算し、
前記平均値を前記深度方向において平滑化することによって前記深度方向ゲインを算出する請求項1から3のいずれかに記載の超音波診断装置。 - 前記ゲイン決定部は、前記オフセットパターンの同一走査線上の画素におけるオフセット値の平均値を計算し、
前記平均値を前記走査方向において平滑化することによって前記走査線向ゲインを算出する請求項1から3のいずれかに記載の超音波診断装置。 - 前記ゲインコントロール部は、前記設定ゲインを生成する頻度を前記断層画像フレームが生成されるフレームレートに基づいて決定する請求項3に記載の超音波診断装置。
- 前記ゲインコントロール部はオフセットパターンを複数生成し、前記生成する断層画像フレームの数に基づいて、各オフセットパターンの生成頻度を設定する請求項3に記載の超音波診断装置。
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