JP5830303B2

JP5830303B2 - Ultrasonic image processing device

Info

Publication number: JP5830303B2
Application number: JP2011178870A
Authority: JP
Inventors: 中村　雅志; 雅志中村
Original assignee: Hitachi Aloka Medical Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2011-08-18
Filing date: 2011-08-18
Publication date: 2015-12-09
Anticipated expiration: 2031-08-18
Also published as: JP2013039271A

Description

本発明は超音波画像処理装置に関し、特に、ボリュームデータに基づいて任意切断面に対応する任意断層画像を形成する装置に関する。 The present invention relates to an ultrasonic image processing apparatus, and more particularly to an apparatus for forming an arbitrary tomographic image corresponding to an arbitrary cut surface based on volume data.

超音波診断では超音波ビームの二次元走査によってボリュームデータが取得される。具体的には、超音波ビームを二次元電子走査することにより、あるいは、超音波ビームの一次元電子走査により形成される走査面を機械走査することにより、ボリュームデータが取得される。後者の場合、典型的な三次元空間は電子走査方向及び機械走査方向の両方向に末広がりの形態を有する（特許文献１参照）。 In ultrasonic diagnosis, volume data is acquired by two-dimensional scanning of an ultrasonic beam. Specifically, the volume data is acquired by performing two-dimensional electronic scanning of the ultrasonic beam or by mechanical scanning of a scanning surface formed by one-dimensional electronic scanning of the ultrasonic beam. In the latter case, a typical three-dimensional space has a divergent form in both the electronic scanning direction and the mechanical scanning direction (see Patent Document 1).

そのような三次元空間が形成される場合、それについては複数の基準面として、深さ方向と電子走査方向とで定義される電子面、深さ方向と機械走査方向とで定義される機械面、中心深さ軸に直交する交差面（横断面であり、水平面又は湾曲面）、を観念できる（特許文献１参照）。電子走査方向には超音波ビームが例えば１００本程度形成されるのに対して機械走査方向には超音波ビーム（走査面）が例えば３０本程度しか形成されない。隣接する超音波ビーム間の間隔は深くなればなるほど広がる。 When such a three-dimensional space is formed, as a plurality of reference planes, an electronic surface defined by the depth direction and the electronic scanning direction, and a mechanical surface defined by the depth direction and the mechanical scanning direction An intersecting plane (a cross section, a horizontal plane or a curved plane) orthogonal to the center depth axis can be considered (see Patent Document 1). For example, about 100 ultrasonic beams are formed in the electronic scanning direction, whereas only about 30 ultrasonic beams (scanning surfaces) are formed in the mechanical scanning direction. The distance between adjacent ultrasonic beams increases as the distance increases.

電子面に相当する断層画像（電子面画像）と機械面に相当する断層画像（機械面画像）では分解能が相違するから必要な補間処理の度合いも相違する。これにより電子面画像よりも機械面画像の方が補間に起因する横流れの度合いが強くなる。電子走査方向においては電子フォーカス技術による集束作用が適用され、機械走査方向においては音響レンズによる集束作用しか期待できないから、それも電子面画像と機械面画像の画質を相違させる要因となる。交差面に相当する断層画像（交差面画像）は、それがプローブ近傍に設定されるならば兎も角、通常、ある程度の深さに設定されるから、その場合にはプローブ近傍の多重反射等による影響を受けない。これに対して、電子面画像や機械面画像においては、プローブ近傍において多重反射による縞模様が表れる。このように、電子面画像、機械面画像、交差面画像それぞれについてノイズやアーチファクトの現れ方は異なり、つまりそれぞれの画質は異なる。 Since the tomographic image corresponding to the electronic surface (electronic surface image) and the tomographic image corresponding to the mechanical surface (mechanical surface image) have different resolutions, the degree of necessary interpolation processing also differs. Thereby, the degree of the lateral flow caused by the interpolation is stronger in the machine plane image than in the electronic plane image. In the electronic scanning direction, a focusing action by an electronic focusing technique is applied, and in the mechanical scanning direction, only a focusing action by an acoustic lens can be expected, which also causes a difference in image quality between the electronic surface image and the mechanical surface image. If the tomographic image corresponding to the crossing plane (crossing plane image) is set in the vicinity of the probe, it is set at a corner, usually at a certain depth. In that case, multiple reflections in the vicinity of the probe, etc. Not affected by. On the other hand, in the electronic surface image and the machine surface image, a stripe pattern due to multiple reflection appears in the vicinity of the probe. Thus, the appearance of noise and artifacts is different for each of the electronic surface image, the machine surface image, and the intersection surface image, that is, the image quality is different.

従来、三次元空間（ボリュームデータ）に対して任意切断面を設定し、それに対応する断層画像（Ｂモード画像）を任意断層画像として表示することも行われている。任意切断面は三次元空間に対して任意の位置かつ任意の角度で設定することが可能である。しかし、従来において、任意切断面の角度等に応じてその画像処理条件（フィルタ条件）を適応的に可変することまでは行われていない。任意断層画像表示を拡張した方式として、直交関係にある３つの任意切断面（任意切断面セット）に対応する３つの任意断層画像を同時に表示することも行われている。直交関係を維持したまま、任意切断面セットをボリュームデータに対して相対的に任意に回転させることが可能である。 Conventionally, an arbitrary cut plane is set for a three-dimensional space (volume data), and a corresponding tomographic image (B-mode image) is displayed as an arbitrary tomographic image. The arbitrary cutting plane can be set at an arbitrary position and an arbitrary angle with respect to the three-dimensional space. However, conventionally, image processing conditions (filter conditions) have not been adaptively changed according to the angle of an arbitrary cut surface or the like. As an extended system of arbitrary tomographic image display, three arbitrary tomographic images corresponding to three arbitrary cut surfaces (arbitrary cut surface sets) that are orthogonal to each other are also displayed at the same time. The arbitrary cutting plane set can be arbitrarily rotated relative to the volume data while maintaining the orthogonal relationship.

特開２００３−３２５５１２号JP 2003-325512 A

本発明の目的は、任意断層画像の画質を優良化することにある。 An object of the present invention is to improve the image quality of an arbitrary tomographic image.

本発明の他の目的は、任意切断面の性質に応じて画像処理の内容が適応的に設定されるようにすることにある。 Another object of the present invention is to adaptively set the contents of image processing in accordance with the nature of an arbitrary cut surface.

本発明は、生体内の三次元空間において超音波ビームを二次元走査することにより取得されたボリュームデータを処理する超音波画像処理装置において、前記ボリュームデータに対して任意切断面を設定する任意切断面設定手段と、前記任意切断面に対応する任意断層画像を形成する任意断層画像形成手段と、前記任意断層画像に対して互いに異なる複数の画像処理を適用する画像処理手段と、前記ボリュームデータに対して定義される複数の基準面に対する任意切断面の傾きに応じて前記複数の画像処理に対する重みを設定する重み設定手段と、前記複数の画像処理が適用された後の任意断層画像を表示する表示手段と、を含む。 The present invention relates to an ultrasonic image processing apparatus for processing volume data acquired by two-dimensionally scanning an ultrasonic beam in a three-dimensional space in a living body, and an arbitrary cutting for setting an arbitrary cutting plane for the volume data. A surface setting unit, an arbitrary tomographic image forming unit that forms an arbitrary tomographic image corresponding to the arbitrary cut surface, an image processing unit that applies a plurality of different image processing to the arbitrary tomographic image, and the volume data A weight setting unit that sets weights for the plurality of image processes according to inclinations of the arbitrary cutting planes with respect to the plurality of reference planes defined for the plurality of reference planes, and an arbitrary tomographic image after the plurality of image processes are applied. Display means.

ボリュームデータに対する任意切断面の設定角度によって任意断層画像の画質が相違することになるから、任意切断面の設定角度によって任意断層画像に適用される画像処理の内容を異ならせるのが望ましい。その場合、複数の画像処理を用意しておいて個々の画像処理の寄与度を変えるのが望ましい。例えば、任意切断面が電子面に近いならば任意断層画像に対して電子面用の画像処理が支配的に適用されるようにするのが望ましく、任意切断面が機械面に近いならば任意断層画像に対して機械面用の画像処理が支配的に適用されるようにするのが望ましい。重みの設定の概念にはオンオフの切り替えが含まれ得る。このように三次元空間内における任意切断面の状況に応じて画像処理内容を異ならせれば任意断層画像の画質を向上させることが可能となる。換言すれば画像処理内容を状況に相応しいものにできる。 Since the image quality of the arbitrary tomographic image differs depending on the setting angle of the arbitrary cutting plane with respect to the volume data, it is desirable to vary the contents of the image processing applied to the arbitrary tomographic image depending on the setting angle of the arbitrary cutting plane. In that case, it is desirable to prepare a plurality of image processes and change the contribution of each image process. For example, if the arbitrary cutting plane is close to the electronic plane, the image processing for the electronic plane is preferably applied to the arbitrary tomographic image. If the arbitrary cutting plane is close to the mechanical plane, the arbitrary tomography is preferable. It is desirable that image processing for the machine surface be applied predominantly to the image. The concept of weight setting may include on / off switching. As described above, the image processing content can be improved according to the situation of the arbitrary cutting plane in the three-dimensional space, and the image quality of the arbitrary tomographic image can be improved. In other words, the image processing content can be made suitable for the situation.

望ましくは、前記超音波ビームが電子走査方向に電子走査され、その電子走査によって形成される走査面が機械走査方向に機械走査され、前記複数の基準面は、深さ方向及び電子走査方向によって定義される電子面、深さ方向及び機械走査方向によって定義される機械面、並びに、深さ方向に交差する交差面を含む基準面グループの中から選択された少なくとも２つ面であり、前記複数の画像処理は前記複数の基準面に適合する複数の画像処理である。望ましくは、前記複数の基準面に対する任意切断面の傾きとして、前記任意切断面の法線についての複数の座標成分が演算される。 Preferably, the ultrasonic beam is electronically scanned in the electronic scanning direction, a scanning surface formed by the electronic scanning is mechanically scanned in the mechanical scanning direction, and the plurality of reference surfaces are defined by the depth direction and the electronic scanning direction. And at least two surfaces selected from a reference surface group including a cross-plane intersecting the depth direction and a mechanical surface defined by a depth direction and a machine scanning direction, The image processing is a plurality of image processing adapted to the plurality of reference planes. Preferably, a plurality of coordinate components with respect to the normal line of the arbitrary cutting plane is calculated as the inclination of the arbitrary cutting plane with respect to the plurality of reference planes.

前記複数の画像処理は、電子面用の画像処理、機械面用の画像処理、交差面用の画像処理であり、前記複数の重みとして、上記３つの画像処理用の３つの重みが演算され、前記電子面用の画像処理後の任意断層画像、前記機械面用の画像処理後の任意断層画像、及び、前記交差面用の画像処理後の任意断層画像が重み付け加算され、これにより表示用の任意断層画像が形成される。 The plurality of image processing is image processing for electronic surfaces, image processing for machine surfaces, and image processing for intersection surfaces, and the three weights for the three image processing are calculated as the plurality of weights, An arbitrary tomographic image after image processing for the electronic surface, an arbitrary tomographic image after image processing for the mechanical surface, and an arbitrary tomographic image after image processing for the crossing surface are weighted and added. An arbitrary tomographic image is formed.

本発明によれば、任意断層画像の画質を優良化できる。あるいは、三次元空間を構成する各軸の性質に応じた画像処理を任意断層画像に適用できる。 According to the present invention, the image quality of an arbitrary tomographic image can be improved. Alternatively, image processing according to the properties of each axis constituting the three-dimensional space can be applied to an arbitrary tomographic image.

本発明に係る超音波画像処理装置の好適な実施形態を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a preferred embodiment of an ultrasonic image processing apparatus according to the present invention. 三次元空間に相当するボリュームデータを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the volume data corresponded to three-dimensional space. ボリュームデータに対して定義される３つの基準面を示す図である。It is a figure which shows three reference planes defined with respect to volume data. 交差面の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of an intersection surface. ボリュームデータに対して設定される任意切断面を示す図である。It is a figure which shows the arbitrary cut surfaces set with respect to volume data. 任意切断面上に設定される複数のエリアを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the several area set on an arbitrary cut surface. 画像処理部の他の構成例を示す図である。It is a figure which shows the other structural example of an image process part.

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.

図１には、本発明に係る超音波画像処理装置の好適な実施形態が示されている。図１に示す超音波画像処理装置は超音波診断装置である。この超音波診断装置は医療機関等に設置され、超音波の送受波により生体の超音波画像を形成する装置である。 FIG. 1 shows a preferred embodiment of an ultrasonic image processing apparatus according to the present invention. The ultrasonic image processing apparatus shown in FIG. 1 is an ultrasonic diagnostic apparatus. This ultrasonic diagnostic apparatus is installed in a medical institution or the like and forms an ultrasonic image of a living body by transmitting and receiving ultrasonic waves.

図１において、３Ｄプローブ１０は、生体の表面上に当接して用いられるものであり、３Ｄプローブ１０は、１Ｄアレイ振動子ユニットと、その１Ｄアレイ振動子ユニットを機械的に走査する走査機構と、を有している。１Ｄアレイ振動子ユニットは、１Ｄアレイ振動子を備え、それは複数の振動素子からなるものである。複数の振動素子は円弧状に配列されており、これによってコンベックス型の振動子が構成されている。その振動子の配列方向あるいはそれに沿ったが方向電子走査方向である。もちろん、複数の振動素子が直線状に配列されてもよい。走査機構は、１Ｄアレイ振動子ユニットを機械走査方向に揺動運動させるものである。もちろん、平行運動させるように構成することも可能である。超音波ビームの電子走査と１Ｄアレイ振動子ユニットの機械走査とにより後に図２に示すボリュームデータが取得される。３Ｄプローブ１０が体腔内に挿入されてもよい。また３Ｄプローブが２Ｄアレイ振動子を備えていてもよい。ただし、後述する画像処理部による作用は、特に、１Ｄアレイ振動子を機械走査する場合において有効なものである。 In FIG. 1, a 3D probe 10 is used in contact with the surface of a living body. The 3D probe 10 includes a 1D array transducer unit and a scanning mechanism that mechanically scans the 1D array transducer unit. ,have. The 1D array transducer unit includes a 1D array transducer, which includes a plurality of transducer elements. The plurality of vibration elements are arranged in an arc shape, thereby forming a convex vibrator. The direction in which the vibrators are arranged or the direction along the direction is the electronic scanning direction. Of course, a plurality of vibration elements may be arranged linearly. The scanning mechanism swings the 1D array transducer unit in the mechanical scanning direction. Of course, it is also possible to configure it to move in parallel. Volume data shown in FIG. 2 is acquired later by electronic scanning of the ultrasonic beam and mechanical scanning of the 1D array transducer unit. The 3D probe 10 may be inserted into a body cavity. The 3D probe may include a 2D array transducer. However, the action of the image processing unit, which will be described later, is particularly effective when the 1D array transducer is mechanically scanned.

送受信部１２は送信ビームフォーマー及び受信ビームフォーマとして機能する。送信時において、送受信部１２は１Ｄアレイ振動子に対して複数の送信信号を供給する。これによって送信ビームが形成される。受信時において、生体内からの反射波が１Ｄアレイ振動子にて受波され、これにより複数の受信信号が生成される。それらは送受信部１２に送られる。送受信部１２においては、複数の受信信号に対する整相加算処理を実行し、これによってビームデータを取得する。電子走査方式として、本実施形態においては、電子コンベックス走査方式が採用されている。もちろん、電子セクタ走査方式等、他の方式が採用されてもよい。 The transmission / reception unit 12 functions as a transmission beam former and a reception beam former. At the time of transmission, the transmission / reception unit 12 supplies a plurality of transmission signals to the 1D array transducer. As a result, a transmission beam is formed. At the time of reception, the reflected wave from the living body is received by the 1D array transducer, thereby generating a plurality of reception signals. They are sent to the transceiver unit 12. In the transmission / reception unit 12, a phasing addition process is performed on a plurality of reception signals, thereby acquiring beam data. As the electronic scanning method, in this embodiment, an electronic convex scanning method is adopted. Of course, other methods such as an electronic sector scanning method may be adopted.

３Ｄメモリ１４は、超音波ビームが走査される三次元空間に対応した三次元の記憶空間を有している。各ビームデータを構成する複数のエコーデータは、３Ｄメモリ１４上における対応アドレスにマッピングされる。データ書き込み時において座標変換が実行されてもよいが、データ読み出し時において座標変換が実行されてもよい。 The 3D memory 14 has a three-dimensional storage space corresponding to the three-dimensional space in which the ultrasonic beam is scanned. A plurality of echo data constituting each beam data is mapped to corresponding addresses on the 3D memory 14. Coordinate conversion may be executed when data is written, but coordinate conversion may be executed when data is read.

三次元画像形成部１６は、ボリュームデータに基づいてボリュームレンダリング法等を適用することにより三次元画像を形成するモジュールである。この場合において、サーフェイスレンダリング法等が適用されてもよい。三次元画像のデータは表示処理部１８に送られ、表示部４０上において三次元画像が表示される。 The three-dimensional image forming unit 16 is a module that forms a three-dimensional image by applying a volume rendering method or the like based on volume data. In this case, a surface rendering method or the like may be applied. The data of the 3D image is sent to the display processing unit 18 and the 3D image is displayed on the display unit 40.

一方、任意断層画像形成部２０は、三次元空間すなわちボリュームデータに対して設定された任意切断面に対応するＢモード画像（断層画像）を形成するモジュールである。任意切断面として直交関係にある３つの任意切断面が同時に設定されるようにしてもよい。図１においては、説明簡略化のため、１つの任意切断面が設定される場合の構成が示されている。任意切断面は、ボリュームデータに対して任意の位置かつ任意の角度で設定することが可能である。この場合において、任意切断面自体を固定しておいてボリュームデータ側を回転させるようにしてもよいし、その逆の回転が行われてもよい。任意切断面に対応する任意断層画像のデータは画像処理部２２へ出力されている。 On the other hand, the arbitrary tomographic image forming unit 20 is a module that forms a B-mode image (tomographic image) corresponding to an arbitrary cut plane set for a three-dimensional space, that is, volume data. Three arbitrary cutting planes that are orthogonal to each other may be set simultaneously. In FIG. 1, for simplification of description, a configuration in the case where one arbitrary cutting plane is set is shown. The arbitrary cutting plane can be set at an arbitrary position and an arbitrary angle with respect to the volume data. In this case, the arbitrary cut surface itself may be fixed and the volume data side may be rotated, or the reverse rotation may be performed. Data of an arbitrary tomographic image corresponding to the arbitrary cutting plane is output to the image processing unit 22.

画像処理部２２は、任意切断面の設定角度に基づいてそれにふさわしい画像処理を適用するモジュールである。本実施形態においては、３つのフィルタが用意されており、図１においてはそれらがフィルタＡ２４、フィルタＢ２６、フィルタＣ２８として示されている。それぞれのフィルタは、ノイズ除去、平滑化、エッジ強調、補間処理、等を行うものであってもよく、ここでフィルタＡは電子面画像に適する処理内容をもったフィルタであり、フィルタＢは機械面画像に適する処理を行うフィルタであり、フィルタＣは交差面画像に適する処理を行うフィルタである。既に説明したように、電子面画像、機械面画像及び交差面画像のそれぞれは画像形成条件が異なり、すなわち画質が異なるから、それぞれに対して最適な画像処理を行うのが望ましい。任意切断面はボリュームデータに対して任意の角度に設定されるから、任意切断面が電子面、機械面及び交差面のそれぞれに対してどの程度近いのかの度合いに応じて各フィルタの適用度合いが適用的に可変設定されるように構成されている。具体的には、３つのフィルタ２４，２６，２８の後段には３つの乗算器３０，３２，３４が設けられ、それぞれの乗算器には重みａ，ｂ，ｃが与えられている。それぞれの重みの値を可変することによりそれぞれのフィルタの作用の度合いを異ならせることが可能である。 The image processing unit 22 is a module that applies image processing suitable for a set angle of an arbitrary cutting plane. In the present embodiment, three filters are prepared. In FIG. 1, these are shown as a filter A24, a filter B26, and a filter C28. Each filter may perform noise removal, smoothing, edge enhancement, interpolation processing, and the like. Here, filter A is a filter having processing contents suitable for an electronic surface image, and filter B is a machine. A filter that performs processing suitable for a plane image, and a filter C is a filter that performs processing suitable for a plane image. As described above, the electronic plane image, the machine plane image, and the cross plane image have different image forming conditions, that is, different image quality, and therefore it is desirable to perform optimal image processing on each. Since the arbitrary cutting plane is set at an arbitrary angle with respect to the volume data, the degree of application of each filter depends on the degree to which the arbitrary cutting plane is close to each of the electronic plane, the mechanical plane, and the intersecting plane. It is configured to be variably set as applicable. Specifically, three multipliers 30, 32, and 34 are provided in the subsequent stage of the three filters 24, 26, and 28, and weights a, b, and c are given to the respective multipliers. By varying the value of each weight, it is possible to vary the degree of action of each filter.

３つの乗算器３０，３２，３４の出力として、重み付け後の任意断層画像データが得られ、それらが加算器３８において合成される。ここで、重みａ，ｂ，ｃはそれら合わせて１となるように設定されており、重み付け後において輝度が大幅に変更されてしまうことはない。加算器３８から出力される画像データは表示処理部１８を経由して表示部４０に送られ、表示部４０には任意断層画像が表示される。その場合においては、任意切断面の設定角度に応じた最適な組合せで画像処理が行われるので、画質が向上された任意断層画像を画像表示することが可能である。 Weighted arbitrary tomographic image data is obtained as outputs of the three multipliers 30, 32, and 34, and these are combined in the adder 38. Here, the weights a, b, and c are set to be 1 in total, and the luminance is not significantly changed after the weighting. The image data output from the adder 38 is sent to the display unit 40 via the display processing unit 18, and an arbitrary tomographic image is displayed on the display unit 40. In that case, since image processing is performed with an optimal combination according to the set angle of the arbitrary cutting plane, it is possible to display an arbitrary tomographic image with improved image quality.

制御部４２は図１に示される各構成の動作制御を行っており、制御部４２には入力部４４が接続されている。入力部４４は例えばキーボードやトラックボールなどを含む操作パネルである。ユーザは入力部４４を利用してボリュームデータに対して任意の位置かつ任意の角度で任意切断面を設定することが可能である。制御部４２は重み設定部３６に対して任意切断面の傾きあるいは向きに関する情報を与えており、本実施形態においては任意切断面についての法線ベクトルの情報が与えられている。この場合においては、後に説明するように法線ベクトルにおける各軸の成分が参照されている。 The control unit 42 performs operation control of each component shown in FIG. 1, and an input unit 44 is connected to the control unit 42. The input unit 44 is an operation panel including, for example, a keyboard and a trackball. The user can set an arbitrary cutting plane at an arbitrary position and an arbitrary angle with respect to the volume data using the input unit 44. The control unit 42 gives information on the inclination or orientation of the arbitrary cutting plane to the weight setting unit 36. In this embodiment, information on the normal vector for the arbitrary cutting plane is given. In this case, the components of each axis in the normal vector are referred to as described later.

図２にはボリュームデータＶが示されている。ｒが深さ方向を示しており、θが電子走査方向を示しており、φが機械走査方向を示している。超音波ビームＢを電子走査方向に電子的に走査することにより走査面Ｓが構成され、その走査面Ｓは機械走査方向に機械的に走査される。これによって複数の走査面が構成されることになる。電子走査方向において超音波ビームの配列は高密度であり、その一方、機械走査方向において走査面の密度は比較的低い。 FIG. 2 shows volume data V. r indicates the depth direction, θ indicates the electronic scanning direction, and φ indicates the mechanical scanning direction. A scanning plane S is formed by electronically scanning the ultrasonic beam B in the electronic scanning direction, and the scanning plane S is mechanically scanned in the mechanical scanning direction. As a result, a plurality of scanning planes are formed. The arrangement of the ultrasonic beams is high in the electronic scanning direction, while the density of the scanning surface is relatively low in the mechanical scanning direction.

図３にはボリュームデータに対して定義される３つの基準面が示されている。ｒとθとによって電子面４６を観念でき、図においては中央の電子面として表れている。ｒとφとにより機械面４８を観念でき、それは図３において中央の位置に示されている。符号５０は交差面を示しており、それはθとφとによって定義される面である。横断面画素の集合体として定義することも可能である。図３においては交差面は深さ方向中央位置に示されている。 FIG. 3 shows three reference planes defined for volume data. The electronic surface 46 can be conceived by r and θ, and is shown as a central electronic surface in the figure. The machine surface 48 can be thought of by r and φ, which is shown in the middle position in FIG. Reference numeral 50 denotes an intersecting plane, which is a plane defined by θ and φ. It can also be defined as an aggregate of cross-sectional pixels. In FIG. 3, the intersecting plane is shown at the center position in the depth direction.

上述したように、基準面については性質が互いに相違する特徴を認めることができ、このため各基準面に対応する断層画像の画質はそれぞれ異なる。本実施形態においては、そのような性質に基づいて任意切断面の傾きによって画像処理条件が適応的に変更されるようにしている。ちなみに、図４には交差面の他の例が示されており、図４に示される交差面５２は直交座標形において深さ方向の軸に直交する面として描かれている。極座標形及び直交座標系いずれの座標系においても基準面を定義することが可能である。 As described above, it is possible to recognize features having different properties with respect to the reference plane. For this reason, the image quality of the tomographic image corresponding to each reference plane is different. In the present embodiment, the image processing conditions are adaptively changed according to the inclination of the arbitrary cutting plane based on such properties. Incidentally, FIG. 4 shows another example of the intersection plane. The intersection plane 52 shown in FIG. 4 is drawn as a plane orthogonal to the axis in the depth direction in the orthogonal coordinate form. The reference plane can be defined in both the polar coordinate system and the orthogonal coordinate system.

図５には、ボリュームデータに対して設定される任意切断面５４が示されている。任意切断面は上述したようにボリュームデータにおいて任意の位置に任意の傾きで設定することができ、任意切断面５４の向きは法線ベクトルｅとして把握することができる。法線ベクトルｅは単位ベクトルであり、それぞれの軸上の成分ｅ_r，ｅθ、ｅφを要素とするものである。すなわちそれらの３つの成分の値から任意切断面について各基準面への近接度合いを評価することが可能である。したがってそれらの成分をそれぞれ重みとして利用することが可能となる。もちろん線形の対応関係ではなく３つの成分に基づいてある関数をもって３つの重みを定義することも可能である。例えば、任意切断面が電子面に完全に一致した場合、図１に示したフィルタＡに対して重み最大が与えられ、フィルタＢ及びフィルタＣは実質的に機能しない状態となる。もちろん、その場合においてフィルタＢ及びフィルタＣを一定の割合で寄与させるようにしてもよい。同じく、任意切断面が機械走査面に完全に一致した場合、例えばフィルタＢだけが作用されるように重み設定がなされる。任意切断面がそれぞれの成分に対して均等の値をもって設定された場合、フィルタＡ，Ｂ，Ｃのそれぞれに対して均等の重みが与えられることになる。その結果、任意切断面の設定角度によって各フィルタの寄与度を動的に可変して任意切断面の設定状況に応じて最適な画像処理を行うことが可能となる。例えば、交差面に近い任意切断面が設定される場合には輪郭強調を支配的に適用すること等が可能となる。 FIG. 5 shows an arbitrary cutting plane 54 set for volume data. As described above, the arbitrary cutting plane can be set at an arbitrary position in the volume data with an arbitrary inclination, and the direction of the arbitrary cutting plane 54 can be grasped as a normal vector e. Normal vector e is a unit vector, is intended to component e _r on each axis, E.theta, the eφ the element. That is, it is possible to evaluate the degree of proximity to each reference plane for an arbitrary cut plane from the values of these three components. Therefore, these components can be used as weights. Of course, it is also possible to define three weights with a function based on three components instead of a linear correspondence. For example, when the arbitrary cut surface completely coincides with the electronic surface, the maximum weight is given to the filter A shown in FIG. 1, and the filter B and the filter C are not substantially functional. Of course, in that case, the filter B and the filter C may contribute at a constant rate. Similarly, when the arbitrary cut surface completely coincides with the machine scanning surface, the weight is set so that, for example, only the filter B is applied. When the arbitrary cutting plane is set with an equal value for each component, an equal weight is given to each of the filters A, B, and C. As a result, the degree of contribution of each filter can be dynamically varied according to the setting angle of the arbitrary cutting plane, and optimal image processing can be performed according to the setting status of the arbitrary cutting plane. For example, when an arbitrary cutting plane close to the intersecting plane is set, contour enhancement can be dominantly applied.

図６には隣接断面５４上に設定される複数のエリア５６が示されている。例えば各エリアごとに画像処理の内容を異ならせるようにしてもよい。また隣接断面の中心点からの方位あるいは距離に応じて画像処理内容が異なるように構成してもよい。 FIG. 6 shows a plurality of areas 56 set on the adjacent cross section 54. For example, the contents of image processing may be different for each area. Further, the image processing content may be different depending on the azimuth or distance from the center point of the adjacent cross section.

図７には、図１に示した画像処理部の変形例が示されている。図１に示した構成では３つのフィルタが並列的に示されていたが、図７に示す構成では３つのフィルタ６２，６４，６６が直列に接続されている。そして各フィルタ６２，６４，６６に対しては重みａ，ｂ，ｃが与えられている。それは具体的には重み設定部６８から与えられている。このような構成によっても、任意切断面の設定角度に応じた画像処理内容を実現することが可能となる。本実施形態においては輝度データに対して画像処理が適用されていたが、ドプラデータに対する画像処理を行う場合にも上記同様の手法を利用することが可能である。また上記実施形態においては３つのフィルタが用いられていたが、２つあるいは４つ以上のフィルタが利用されてもよい。いずれにしても任意切断面の設定角度に応じて最適な画像処理が適用されるのが望ましい。 FIG. 7 shows a modification of the image processing unit shown in FIG. In the configuration shown in FIG. 1, three filters are shown in parallel, but in the configuration shown in FIG. 7, three filters 62, 64, and 66 are connected in series. Weights a, b, and c are given to the filters 62, 64, and 66, respectively. Specifically, it is given from the weight setting unit 68. Even with such a configuration, it is possible to realize image processing contents corresponding to a set angle of an arbitrary cutting plane. In the present embodiment, image processing is applied to luminance data, but the same method as described above can be used when image processing is performed on Doppler data. In the above embodiment, three filters are used, but two or four or more filters may be used. In any case, it is desirable that optimum image processing is applied according to the set angle of the arbitrary cutting plane.

２２画像処理部、２４，２６，２８フィルタ、３０，３２，３４乗算器、３６重み設定部、３８加算器。 22 image processing unit, 24, 26, 28 filter, 30, 32, 34 multiplier, 36 weight setting unit, 38 adder.

Claims

生体内の三次元空間において超音波ビームを二次元走査することにより取得されたボリュームデータを処理する超音波画像処理装置において、
前記ボリュームデータに対して任意切断面を設定する任意切断面設定手段と、
前記任意切断面に対応する任意断層画像を形成する任意断層画像形成手段と、
前記任意断層画像に対して互いに異なる複数の画像処理を適用する画像処理手段と、
前記ボリュームデータに対して定義される複数の基準面に対する任意切断面の傾きに応じて前記複数の画像処理に対する重みを設定する重み設定手段と、
前記複数の画像処理が適用された後の任意断層画像を表示する表示手段と、
を含むことを特徴とする超音波画像処理装置。 In an ultrasonic image processing apparatus for processing volume data acquired by two-dimensional scanning of an ultrasonic beam in a three-dimensional space in a living body,
Arbitrary cutting plane setting means for setting an arbitrary cutting plane for the volume data;
Arbitrary tomographic image forming means for forming an arbitrary tomographic image corresponding to the arbitrary cutting plane;
Image processing means for applying a plurality of different image processing to the arbitrary tomographic image;
A weight setting means for setting a weight for the plurality of image processing in accordance with an inclination of an arbitrary cutting plane with respect to a plurality of reference planes defined for the volume data;
Display means for displaying an arbitrary tomographic image after the plurality of image processing is applied;
An ultrasonic image processing apparatus comprising:

請求項１記載の装置において、
前記超音波ビームが電子走査方向に電子走査され、その電子走査によって形成される走査面が機械走査方向に機械走査され、
前記複数の基準面は、深さ方向及び電子走査方向によって定義される電子面、深さ方向及び機械走査方向によって定義される機械面、並びに、深さ方向に交差する交差面を含む基準面グループの中から選択された少なくとも２つ面であり、
前記複数の画像処理は前記複数の基準面に適合する複数の画像処理である、
ことを特徴とする超音波画像処理装置。 The apparatus of claim 1.
The ultrasonic beam is electronically scanned in the electronic scanning direction, and a scanning surface formed by the electronic scanning is mechanically scanned in the mechanical scanning direction,
The plurality of reference planes include an electronic plane defined by the depth direction and the electronic scanning direction, a mechanical plane defined by the depth direction and the mechanical scanning direction, and a reference plane group including an intersecting plane intersecting the depth direction. At least two surfaces selected from
The plurality of image processes are a plurality of image processes adapted to the plurality of reference planes;
An ultrasonic image processing apparatus.

請求項２記載の装置において、
前記複数の基準面に対する任意切断面の傾きとして、前記任意切断面の法線についての複数の座標成分を演算し、前記複数の座標成分を前記重み設定手段に対して与える制御部を含む、
ことを特徴とする超音波画像処理装置。 The apparatus of claim 2.
A control unit that calculates a plurality of coordinate components with respect to a normal line of the arbitrary cutting plane as the inclination of the arbitrary cutting plane with respect to the plurality of reference planes, and supplies the plurality of coordinate components to the weight setting unit;
An ultrasonic image processing apparatus.

請求項１記載の装置において、
前記超音波ビームが電子走査方向に電子走査され、その電子走査によって形成される走査面が機械走査方向に機械走査され、
前記複数の基準面は、深さ方向及び電子走査方向によって定義される電子面、深さ方向及び機械走査方向によって定義される機械面、並びに、深さ方向に交差する交差面であり、
前記複数の画像処理は、前記電子面用の画像処理、前記機械面用の画像処理、及び、前記交差面用の画像処理であり、
前記複数の重みとして、上記３つの画像処理用の３つの重みを演算し、それらの重みを前記重み設定手段に与える制御部を含み、
前記電子面用の画像処理後の任意断層画像、前記機械面用の画像処理後の任意断層画像、及び、前記交差面用の画像処理後の任意断層画像を重み付け加算し、これにより表示用の任意断層画像を形成する加算手段を含む、
ことを特徴とする超音波画像処理装置。 The apparatus of claim 1 .
The ultrasonic beam is electronically scanned in the electronic scanning direction, and a scanning surface formed by the electronic scanning is mechanically scanned in the mechanical scanning direction,
The plurality of reference planes are an electronic plane defined by a depth direction and an electronic scanning direction, a mechanical plane defined by a depth direction and a mechanical scanning direction, and a cross plane intersecting the depth direction,
Wherein the plurality of image processing, image processing for the electronic surface, image processing for the machine surfaces, and is an image processing for said intersecting surface,
A control unit that calculates the three weights for the three image processes as the plurality of weights and gives the weights to the weight setting unit;
Any tomographic image after the image processing for the electronic surface, any tomographic image after the image processing for the machine face, and said any tomographic image after the image processing for intersecting surface weighted addition, thereby for display It includes an adder means you form any tomographic image,
An ultrasonic image processing apparatus.