JP7289211B2 - Ultrasonic Observation Device, Operation Method of Ultrasonic Observation Device, and Operation Program of Ultrasonic Observation Device - Google Patents
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Description
本発明は、超音波観測装置、超音波観測装置の作動方法、及び超音波観測装置の作動プログラムに関する。 The present invention relates to an ultrasonic observation device, an ultrasonic observation device operating method, and an ultrasonic observation device operating program.
従来、医療分野において、超音波振動子が観測対象に対して送受信して得られた超音波信号に基づいて超音波画像を生成する超音波観測装置が用いられている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, in the medical field, an ultrasonic observation apparatus that generates an ultrasonic image based on an ultrasonic signal obtained by transmitting/receiving an ultrasonic transducer to/from an observation target has been used (see, for example, Patent Document 1). ).
医師等の観察者は、スクリーニングにより病変の有無を確認した後、病変の精査を行うことがある。スクリーニング時と精査時とでは超音波画像に求められる画質は異なる傾向にあり、超音波観測装置では任意の画像処理を施せるようになっている。特にスクリーニング時には組織構造を見やすくするため、辺縁を強調したり、繋がりを滑らかにする画像処理を施すことがある。 An observer such as a doctor may perform a detailed examination of the lesion after confirming the presence or absence of the lesion by screening. The image quality required for ultrasound images tends to be different between screening and detailed examination, and ultrasound observation equipment can perform arbitrary image processing. Especially during screening, in order to make the tissue structure easier to see, image processing may be performed to emphasize edges and smooth connections.
そのため、スクリーニングしやすいように画像処理が施された超音波画像は、超音波画像に本来はない情報の付加や本来あった情報の欠落が生じることがあり、結果として、超音波画像の精査を行う場合に、精査に適さない画像になっている場合がある。 For this reason, ultrasound images that have undergone image processing to facilitate screening may add information that is not originally present in the ultrasound image or lack information that should have been included in the ultrasound image. If you do, the image may not be suitable for close examination.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、スクリーニング後に超音波画像の精査を行う場合に、精査に適した超音波画像を生成することができる超音波観測装置、超音波観測装置の作動方法、及び超音波観測装置の作動プログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and is an ultrasonic observation apparatus capable of generating an ultrasonic image suitable for detailed examination when an ultrasonic image is examined after screening, and an ultrasonic observation apparatus. An object of the present invention is to provide an operation method and an operation program for an ultrasonic observation device.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る超音波観測装置は、観測対象に対して送信した超音波が前記観測対象によって反射された超音波エコーを電気信号に変換したエコー信号に基づいて超音波画像を生成する超音波観測装置であって、前記超音波画像に第1の画像処理を施した第1の超音波画像を生成する第1画像生成部と、前記超音波画像に前記第1の画像処理とは異なる第2の画像処理を施した第2の超音波画像を生成する第2画像生成部と、前記第1の超音波画像と前記第2の超音波画像との差分が所定の値以下である場合には、前記第1の超音波画像を基準画像とし、前記第1の超音波画像と前記第2の超音波画像との差分が前記所定の値より大きい場合は、前記第2の超音波画像を前記基準画像として選択する基準画像選択部と、前記基準画像に対して、第3の画像処理を施した第3の超音波画像を生成する第3画像生成部と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, an ultrasonic observation apparatus according to an aspect of the present invention converts an ultrasonic echo reflected by an observation target from an ultrasonic wave transmitted to the observation target into an electric signal. an ultrasound observation apparatus for generating an ultrasound image based on an echo signal converted into , a second image generation unit that generates a second ultrasound image by performing second image processing different from the first image processing on the ultrasound image; and the first ultrasound image and the second ultrasound image. is equal to or less than a predetermined value, the first ultrasonic image is used as a reference image, and the difference between the first ultrasonic image and the second ultrasonic image is the a reference image selection unit for selecting the second ultrasonic image as the reference image; and a third ultrasonic image obtained by subjecting the reference image to third image processing. and a third image generator that generates the image.
また、本発明の一態様に係る超音波観測装置は、前記第2の画像処理は、前記超音波画像に与える影響を前記第1の画像処理よりも低減させた画像処理であることを特徴とする。 Further, in the ultrasound observation apparatus according to an aspect of the present invention, the second image processing is image processing in which an influence on the ultrasound image is reduced more than that of the first image processing. do.
また、本発明の一態様に係る超音波観測装置は、前記基準画像選択部は、前記第1の超音波画像及び前記第2の超音波画像に基づく特徴量を算出して、該特徴量に基づいて前記第1の超音波画像と前記第2の超音波画像との差分を算出することを特徴とする。 Further, in the ultrasound observation apparatus according to the aspect of the present invention, the reference image selection unit calculates a feature quantity based on the first ultrasound image and the second ultrasound image, and uses the feature quantity as The difference between the first ultrasonic image and the second ultrasonic image is calculated based on the above.
また、本発明の一態様に係る超音波観測装置は、前記第3の画像処理は、前記基準画像に基づく特徴量の変化量が所定の範囲内に収まる処理であることを特徴とする。 Further, the ultrasonic observation apparatus according to an aspect of the present invention is characterized in that the third image processing is processing in which an amount of change in feature amount based on the reference image is within a predetermined range.
また、本発明の一態様に係る超音波観測装置は、前記第1の超音波画像又は前記第2の超音波画像の少なくともいずれか一方の構造に基づいた領域に分割する領域分割部を備え、前記基準画像選択部は、前記領域毎に前記第1の超音波画像又は前記第2の超音波画像を前記基準画像として選択し、前記第3画像生成部は、前記第3の画像処理として、前記領域毎の前記基準画像に対して異なる画像処理を施すことを特徴とする。 Further, an ultrasound observation apparatus according to an aspect of the present invention includes an area dividing unit that divides into areas based on the structure of at least one of the first ultrasound image and the second ultrasound image, The reference image selection unit selects the first ultrasonic image or the second ultrasonic image for each region as the reference image, and the third image generation unit performs, as the third image processing, It is characterized in that different image processing is performed on the reference image for each of the regions.
また、本発明の一態様に係る超音波観測装置は、前記第1の超音波画像又は前記第2の超音波画像は、時系列順の前又は後の複数の前記第1の超音波画像又は前記第2の画像処理の画素を比較して生成されることを特徴とする。 Further, in the ultrasonic observation apparatus according to one aspect of the present invention, the first ultrasonic image or the second ultrasonic image is a plurality of the first ultrasonic images before or after in chronological order or It is characterized in that it is generated by comparing the pixels of the second image processing.
また、本発明の一態様に係る超音波観測装置の作動方法は、観測対象に対して送信した超音波が前記観測対象によって反射された超音波エコーを電気信号に変換したエコー信号に基づいて超音波画像を生成する超音波観測装置の作動方法であって、第1画像生成部が、前記超音波画像に第1の画像処理を施した第1の超音波画像を生成する第1画像生成ステップと、第2画像生成部が、前記超音波画像に前記第1の画像処理とは異なる第2の画像処理を施した第2の超音波画像を生成する第2画像生成ステップと、基準画像選択部が、前記第1の超音波画像と前記第2の超音波画像との差分が所定の値以下である場合には、前記第1の超音波画像を基準画像とし、前記第1の超音波画像と前記第2の超音波画像との差分が前記所定の値より大きい場合は、前記第2の超音波画像を前記基準画像として選択する基準画像選択ステップと、第3画像生成部が、前記基準画像に対して、第3の画像処理を施した第3の超音波画像を生成する第3画像生成ステップと、を含むことを特徴とする。 Further, according to a method of operating an ultrasonic observation apparatus according to an aspect of the present invention, an ultrasonic wave transmitted to an observation target is reflected by the observation target, and an ultrasonic echo is converted into an electric signal. A method of operating an ultrasound observation apparatus that generates an acoustic image, comprising: a first image generating step of generating a first ultrasound image by subjecting the ultrasound image to first image processing by a first image generating unit; a second image generating step in which a second image generating unit generates a second ultrasonic image by performing second image processing different from the first image processing on the ultrasonic image; and selecting a reference image. part, if the difference between the first ultrasonic image and the second ultrasonic image is less than or equal to a predetermined value, the first ultrasonic image as a reference image, the first ultrasonic a reference image selection step of selecting the second ultrasonic image as the reference image when the difference between the image and the second ultrasonic image is greater than the predetermined value; and a third image generating step of generating a third ultrasonic image by subjecting the reference image to third image processing.
また、本発明の一態様に係る超音波観測装置の作動プログラムは、観測対象に対して送信した超音波が前記観測対象によって反射された超音波エコーを電気信号に変換したエコー信号に基づいて超音波画像を生成する超音波観測装置の作動プログラムであって、第1画像生成部が、前記超音波画像に第1の画像処理を施した第1の超音波画像を生成する第1画像生成ステップと、第2画像生成部が、前記超音波画像に前記第1の画像処理とは異なる第2の画像処理を施した第2の超音波画像を生成する第2画像生成ステップと、基準画像選択部が、前記第1の超音波画像と前記第2の超音波画像との差分が所定の値以下である場合には、前記第1の超音波画像を基準画像とし、前記第1の超音波画像と前記第2の超音波画像との差分が前記所定の値より大きい場合は、前記第2の超音波画像を前記基準画像として選択する基準画像選択ステップと、第3画像生成部が、前記基準画像に対して、第3の画像処理を施した第3の超音波画像を生成する第3画像生成ステップと、を超音波観測装置に実行させることを特徴とする。 Further, an operating program for an ultrasonic observation apparatus according to an aspect of the present invention is an ultrasonic observation apparatus based on an echo signal obtained by converting an ultrasonic echo, which is an ultrasonic wave transmitted to an observation target and reflected by the observation target, into an electrical signal. An operating program for an ultrasound observation apparatus for generating an acoustic image, wherein a first image generating unit generates a first ultrasound image by subjecting the ultrasound image to first image processing, a first image generating step. a second image generating step in which a second image generating unit generates a second ultrasonic image by performing second image processing different from the first image processing on the ultrasonic image; and selecting a reference image. part, if the difference between the first ultrasonic image and the second ultrasonic image is less than or equal to a predetermined value, the first ultrasonic image as a reference image, the first ultrasonic a reference image selection step of selecting the second ultrasonic image as the reference image when the difference between the image and the second ultrasonic image is greater than the predetermined value; and a third image generating step of generating a third ultrasonic image by subjecting the reference image to third image processing.
本発明によれば、スクリーニング後に超音波画像の精査を行う場合に、精査に適した超音波画像を生成することができる超音波観測装置、超音波観測装置の作動方法、及び超音波観測装置の作動プログラムを実現することができる。 According to the present invention, an ultrasonic observation device capable of generating an ultrasonic image suitable for detailed examination when an ultrasonic image is examined after screening, a method of operating the ultrasonic observation device, and an ultrasonic observation device. An operating program can be implemented.
以下に、図面を参照して本発明に係る超音波観測装置、超音波観測装置の作動方法、及び超音波観測装置の作動プログラムの実施の形態を説明する。なお、これらの実施の形態により本発明が限定されるものではない。以下の実施の形態においては、本発明は、超音波観測装置、超音波観測装置の作動方法、及び超音波観測装置の作動プログラム一般に適用することができる。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of an ultrasonic observation device, an ultrasonic observation device operating method, and an ultrasonic observation device operating program according to the present invention will be described below with reference to the drawings. It should be noted that the present invention is not limited by these embodiments. In the following embodiments, the present invention can be applied to an ultrasonic observation device, an ultrasonic observation device operating method, and an ultrasonic observation device operating program in general.
また、図面の記載において、同一又は対応する要素には適宜同一の符号を付している。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。 Moreover, in the description of the drawings, the same or corresponding elements are given the same reference numerals as appropriate. Also, it should be noted that the drawings are schematic, and the relationship of dimensions of each element, the ratio of each element, and the like may differ from reality. Even between the drawings, there are cases where portions with different dimensional relationships and ratios are included.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る超音波観測装置を備えた超音波診断システムの構成を模式的に示す図である。図1に示す超音波診断システム1は、観測対象である被検体へ超音波を送信し、該被検体で反射された超音波を受信する超音波内視鏡2と、超音波内視鏡2が取得した超音波信号に基づいて超音波画像を生成する超音波観測装置3と、超音波観測装置3が生成した超音波画像を表示する表示装置4と、を備える。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram schematically showing the configuration of an ultrasonic diagnostic system equipped with an ultrasonic observation apparatus according to
超音波内視鏡2は、その先端部に、超音波観測装置3から受信した電気的なパルス信号を超音波パルス(音響パルス)に変換して観測対象に対して送信するとともに、観測対象によって反射された超音波エコーを電圧変化で表現する電気的なエコー信号(超音波信号)に変換して出力する超音波振動子21を有する。超音波振動子21は、コンベックス型の振動子により実現される。ただし、超音波振動子21は、ラジアル型、リニア型等の振動子により実現される構成であってもよい。超音波内視鏡2は、超音波振動子21をメカ的に走査させるものであってもよいし、超音波振動子21として複数の素子をアレイ状に設け、送受信にかかわる素子を電子的に切り替えたり、各素子の送受信に遅延をかけたりすることで、電子的に走査させるものであってもよい。
The ultrasonic endoscope 2 converts an electrical pulse signal received from the
超音波内視鏡2は、通常は撮像光学系及び撮像素子を有しており、被検体の消化管(食道、胃、十二指腸、大腸)、又は呼吸器(気管、気管支)へ挿入され、消化管、呼吸器やその周囲臓器(膵臓、胆嚢、胆管、胆道、リンパ節、縦隔臓器、血管等)を撮像することが可能である。また、超音波内視鏡2は、撮像時に被検体へ照射する照明光を導くライトガイドを有する。このライトガイドは、先端部が超音波内視鏡2の被検体への挿入部の先端まで達している一方、基端部が照明光を発生する光源装置に接続されている。 The ultrasonic endoscope 2 usually has an imaging optical system and an imaging device, and is inserted into the digestive tract (esophagus, stomach, duodenum, large intestine) or respiratory tract (trachea, bronchi) of the subject to perform digestion. It is possible to image ducts, respiratory organs and their surrounding organs (pancreas, gallbladder, bile duct, biliary tract, lymph nodes, mediastinal organs, blood vessels, etc.). The ultrasonic endoscope 2 also has a light guide that guides the illumination light to be applied to the subject during imaging. This light guide has a distal end that reaches the distal end of the insertion portion of the ultrasonic endoscope 2 into the subject, and a proximal end that is connected to a light source device that generates illumination light.
超音波観測装置3は、送受信部31と、信号処理部32と、画像処理部33と、フレームメモリ34と、第1画像生成部35と、第2画像生成部36と、基準画像選択部37と、第3画像生成部38と、入力部39と、記憶部40と、制御部41と、を備える。
The
送受信部31は、超音波内視鏡2と電気的に接続され、所定の波形及び送信タイミングに基づいて送信信号(パルス信号)を超音波振動子21へ送信するとともに、超音波振動子21から電気的な受信信号であるエコー信号(以下、RFデータという)を受信する。
The transmitting/receiving
送受信部31は、制御部41が出力する各種制御信号を超音波内視鏡2に対して送信するとともに、超音波内視鏡2から識別用のIDを含む各種情報を受信して制御部41へ送信する機能も有する。
The transmitting/receiving
信号処理部32は、送受信部31から受信したRFデータをもとにデジタルのBモード用受信データを生成する。具体的には、信号処理部32は、RFデータに対してバンドパスフィルタ、包絡線検波、対数変換等公知の処理を施し、デジタルのBモード用受信データを生成する。対数変換では、RFデータを基準電圧で除した量の常用対数をとってデシベル値で表現する。Bモード用受信データは、超音波パルスの反射の強さを示す受信信号の振幅又は強度が、超音波パルスの送受信方向(深度方向)に沿って並んだ複数のラインデータからなる。信号処理部32は、生成した1フレーム分のBモード用受信データを、画像処理部33へ出力する。信号処理部32は、CPU(Central Processing Unit)や各種演算回路等を用いて実現される。
The
画像処理部33は、信号処理部32から受信したBモード用受信データに基づいてBモード画像データ(以下、超音波画像という)を生成する。画像処理部33は、信号処理部32から出力されたBモード用受信データに対して、スキャンコンバーター処理、ゲイン処理、コントラスト処理等の公知の技術を用いた信号処理を行うとともに、表示装置4における画像の表示レンジに応じて定まるデータステップ幅に応じたデータの間引き等を行うことによってBモード画像データである超音波画像を生成する。スキャンコンバーター処理では、Bモード用受信データのスキャン方向を、超音波のスキャン方向から表示装置4の表示方向に変換する。Bモード画像である超音波画像は、色空間としてRGB表色系を採用した場合の変数であるR(赤)、G(緑)、B(青)の値を一致させたグレースケール画像である。
The
画像処理部33は、信号処理部32からのBモード用受信データに走査範囲を空間的に正しく表現できるよう並べ直す座標変換を施した後、Bモード用受信データ間の補間処理を施すことによってBモード用受信データ間の空隙を埋め、超音波画像を生成する。画像処理部33は、CPUや各種演算回路等を用いて実現される。
The
フレームメモリ34は、例えばリングバッファを用いて実現され、画像処理部33により生成された1フレームの超音波画像を時系列に沿って記憶する。フレームメモリ34は、複数のフレームの超音波画像を時系列に沿って記憶するものであってもよい。この場合、フレームメモリ34は、容量が不足すると(所定のフレーム数の超音波画像を記憶すると)、最も古い超音波画像を最新の超音波画像で上書きすることで、最新の超音波画像を時系列順に所定フレーム数記憶する。
The
第1画像生成部35は、超音波画像に第1の画像処理を施した第1の超音波画像を生成する。第1の画像処理は、例えば超音波画像内の所望の領域を強調する処理(以下、強調処理という)、超音波画像のノイズを除去する処理(以下、ノイズカット処理という)、超音波画像を平滑化する処理(以下、平滑化処理という)等である。第1の画像処理を施すことにより、超音波画像内の所望の領域が視認しやすく、観察者がスクリーニングしやすい超音波画像を生成することができる。換言すると、第1の超音波画像は、例えばスクリーニング用の画像である。第1画像生成部35は、CPUや各種演算回路等を用いて実現される。 The first image generator 35 generates a first ultrasound image by performing first image processing on an ultrasound image. The first image processing includes, for example, processing for emphasizing a desired region in an ultrasound image (hereinafter referred to as enhancement processing), processing for removing noise from the ultrasound image (hereinafter referred to as noise cut processing), This includes smoothing processing (hereinafter referred to as smoothing processing) and the like. By performing the first image processing, it is possible to generate an ultrasound image in which a desired region in the ultrasound image is easily visible and an observer can easily perform screening. In other words, the first ultrasound image is, for example, a screening image. The first image generator 35 is implemented using a CPU, various arithmetic circuits, and the like.
第2画像生成部36は、超音波画像に第1の画像処理とは異なる第2の画像処理を施した第2の超音波画像を生成する。第2の画像処理は、例えば超音波画像に与える影響を第1の画像処理よりも低減させた画像処理である。具体的には、第2の画像処理は、例えば、第1の画像処理のうち、強調処理と平滑化処理は行わず、ノイズカット処理は行う処理である。また、第2の画像処理は、第1の画像処理の強調処理、平滑化処理、ノイズカット処理の各処理が超音波画像に与える影響を低減させた処理であってもよい。また、画像処理部33が生成した超音波画像に追加の画像処理を施さずにそのまま第2の超音波画像としてもよい。第2の超音波画像は、本来はない情報の付加や本来あった情報の欠落が生じていない精査に適した画像である。第2画像生成部36は、CPUや各種演算回路等を用いて実現される。
The
基準画像選択部37は、第1の超音波画像と第2の超音波画像との差分が所定の値以下である場合には、第1の超音波画像を基準画像とし、第1の超音波画像と第2の超音波画像との差分が所定の値より大きい場合は、第2の超音波画像を基準画像として選択する。具体的には、基準画像選択部37は、第1の超音波画像と第2の超音波画像とに基づく特徴量を算出して、算出した特徴量に基づいて第1の超音波画像と第2の超音波画像との差分を算出する。特徴量は、例えば、超音波画像内の構造体の数、超音波画像内の所定の領域における平均輝度値、超音波画像内に描出される輪郭線の本数や端部、分岐の数等により評価される輪郭線の複雑さ等であるが、詳細は後述する。基準画像選択部37は、CPUや各種演算回路等を用いて実現される。 When the difference between the first ultrasonic image and the second ultrasonic image is equal to or less than a predetermined value, the reference image selection unit 37 sets the first ultrasonic image as the reference image, and selects the first ultrasonic image. If the difference between the image and the second ultrasound image is greater than a predetermined value, then the second ultrasound image is selected as the reference image. Specifically, the reference image selection unit 37 calculates a feature amount based on the first ultrasound image and the second ultrasound image, and selects the first ultrasound image and the second ultrasound image based on the calculated feature amount. 2 is calculated. The feature quantity is, for example, the number of structures in the ultrasonic image, the average luminance value in a predetermined region in the ultrasonic image, the number of contour lines drawn in the ultrasonic image, the number of edges, the number of branches, etc. The complexity of the contour to be evaluated and the like will be described in detail later. The reference image selection unit 37 is implemented using a CPU, various arithmetic circuits, and the like.
第3画像生成部38は、基準画像に対して、第3の画像処理を施した第3の超音波画像を生成する。第3画像生成部38は、CPUや各種演算回路等を用いて実現される。ここで、第3の超音波画像は、例えば精査を行う場合の画像である。
The
入力部39は、キーボード、マウス、トラックボール、トラックパッド、タッチパネル等の操作者インタフェースを用いて実現され、各種情報の入力を受け付ける。入力部39は、受け付けた情報を制御部41に出力する。
The
記憶部40は、超音波診断システム1を動作させるための各種プログラム、及び超音波診断システム1の動作に必要な各種パラメータ等を含むデータ等を記憶する。
The
また、記憶部40は、超音波診断システム1の作動方法を実行するための作動プログラムを含む各種プログラムを記憶する。作動プログラムは、ハードディスク、フラッシュメモリ、CD-ROM、DVD-ROM、フレキシブルディスク等のコンピュータによって読み取ることが可能な記録媒体に記録して広く流通させることも可能である。なお、上述した各種プログラムは、通信ネットワークを介してダウンロードすることによって取得することも可能である。ここでいう通信ネットワークは、例えば既存の公衆回線網、LAN(Local Area Network)、WAN(Wide Area Network)等によって実現されるものであり、有線、無線を問わない。
The
以上の構成を有する入力部39は、各種プログラム等が予めインストールされたROM(Read Only Memory)、及び各処理の演算パラメータやデータ等を記憶するRAM(Random Access Memory)等を用いて実現される。
The
制御部41は、超音波診断システム1全体を制御する。制御部41は、演算及び制御機能を有するCPUや各種演算回路等を用いて実現される。制御部41は、記憶部40が記憶、格納する情報を記憶部40から読み出し、超音波観測装置3の作動方法に関連した各種演算処理を実行することによって超音波観測装置3を統括して制御する。なお、制御部41を信号処理部32、画像処理部33、第1画像生成部35、第2画像生成部36、基準画像選択部37、第3画像生成部38と共通のCPU等を用いて構成することも可能である。
The
図2は、本発明の実施の形態1に係る超音波観測装置が行う処理の概要を示すフローチャートである。まず、第1画像生成部35は、超音波画像に第1の画像処理を施した第1の超音波画像を生成する(ステップS1)。
FIG. 2 is a flowchart showing an outline of processing performed by the ultrasound observation apparatus according to
続いて、第2画像生成部36は、超音波画像に第2の画像処理を施した第2の超音波画像を生成する(ステップS2)。
Subsequently, the
そして、基準画像選択部37は、第1の超音波画像と第2の超音波画像との差分に基づいて、第1の超音波画像又は第2の超音波画像のいずれか一方を基準画像として選択する(ステップS3)。具体的には、基準画像選択部37は、第1の超音波画像と第2の超音波画像とに基づく特徴量の差分が所定の値以下である場合には、第1の超音波画像を基準画像とし、第1の超音波画像と第2の超音波画像とに基づく特徴量の差分が所定の値より大きい場合は、第2の超音波画像を基準画像として選択する。 Then, the reference image selection unit 37 selects either the first ultrasonic image or the second ultrasonic image as the reference image based on the difference between the first ultrasonic image and the second ultrasonic image. Select (step S3). Specifically, the reference image selection unit 37 selects the first ultrasound image when the difference in feature amounts based on the first ultrasound image and the second ultrasound image is equal to or less than a predetermined value. The second ultrasonic image is selected as the reference image if the difference in feature amount based on the first ultrasonic image and the second ultrasonic image is greater than a predetermined value.
さらに、第3画像生成部38は、第1の超音波画像又は第2の超音波画像である基準画像に対して、第3の画像処理を施した第3の超音波画像を生成する(ステップS4)。
Furthermore, the third
その後、表示装置4は、超音波観測装置3の出力に基づいて、第3の超音波画像を表示する(ステップS5)。
After that, the
以上説明したように、超音波観測装置3は、第1の超音波画像と第2の超音波画像とに基づく特徴量の差分に基づいて、差分が所定の値以下の場合には第1の超音波画像を基準画像として第3の超音波画像を生成し、差分が所定の値より大きい場合には第2の超音波画像を基準画像として第3の超音波画像を生成する。
As described above, the
特徴量が超音波画像内の構造体の数である場合、超音波画像内の構造体の数の増減が所定の値以下の場合に第1の超音波画像を基準画像として選択し、超音波画像内の構造体の数の増減が所定の値以下の範囲で画像処理を施し、第3の超音波画像を生成する。一方、超音波画像内の構造体の数の増減が所定の値より大きい場合、超音波観測装置3は、第2の超音波画像を基準画像として選択し、超音波画像内の構造体の数の増減が所定の値以下の範囲で画像処理を施し第3の超音波画像を生成する。なお、超音波画像内の構造体の数は、超音波画像内の輝度値の分布から検出することができる。
When the feature amount is the number of structures in the ultrasonic image, the first ultrasonic image is selected as the reference image when the increase or decrease in the number of structures in the ultrasonic image is equal to or less than a predetermined value, and the ultrasonic wave is Image processing is performed within a range in which the number of structures in the image increases or decreases to a predetermined value or less to generate a third ultrasonic image. On the other hand, if the increase/decrease in the number of structures in the ultrasound image is greater than the predetermined value, the
第1の超音波画像において、強調処理によって超音波画像内の構造体の数が増加してしまう場合がある。また、第1の超音波画像において、平滑化処理によって超音波画像内の構造体の数が減少してしまう場合がある。このように、第1の画像処理によって、超音波画像内の構造体の数の増減が生じた場合に、超音波観測装置3は、第2の超音波画像を基準画像として第3の超音波画像を生成するため、観察者は、適切な精査を行うことができる。
In the first ultrasound image, enhancement processing may increase the number of structures in the ultrasound image. Also, in the first ultrasound image, the number of structures in the ultrasound image may be reduced due to the smoothing process. In this way, when the number of structures in the ultrasonic image increases or decreases due to the first image processing, the
特徴量が超音波画像内の所定の領域として例えば超音波画像内の臓器が写っている領域である充実性領域における平均輝度値である場合、超音波画像内の充実性領域の平均輝度値の変化量が所定の値以下の場合に第1の超音波画像を基準画像として選択し、平均輝度の変化量が所定の値以下の範囲で画像処理を施し、第3の超音波画像を生成する。一方、超音波画像内の充実性領域の平均輝度値の変化量が所定の値より大きい場合、超音波観測装置3は、第2の超音波画像を基準画像として選択し、平均輝度の変化量が所定の値以下の範囲で画像処理を施し、第3の超音波画像を生成する。なお、充実性領域は、ユーザが超音波画像を観察して定めてもよいし、公知の手段によって超音波観測装置3が自動的に検出してもよい。
For example, when the feature value is the average brightness value in a solid region, which is a region in which an organ is shown in the ultrasound image, as a predetermined region in the ultrasound image, the average brightness value of the solid region in the ultrasound image is If the amount of change is less than or equal to a predetermined value, the first ultrasonic image is selected as a reference image, image processing is performed within a range that the amount of change in average brightness is less than or equal to a predetermined value, and a third ultrasonic image is generated. . On the other hand, if the amount of change in the average brightness value of the solid region in the ultrasound image is larger than the predetermined value, the
特徴量が超音波画像内に描出される輪郭線の本数や端部、分岐の数等により評価される輪郭線の複雑さである場合、超音波画像内に描出される輪郭線の複雑さの変化量が所定の値以下の場合に第1の超音波画像を基準画像として選択し、輪郭線の複雑さの変化量が所定の値以下の範囲で画像処理を施し、第3の超音波画像を生成する。一方、超音波画像内に描出される輪郭線の複雑さの変化量が所定の値より大きい場合、超音波観測装置3は、第2の超音波画像を基準画像として選択し、輪郭線の複雑さの変化量が所定の値以下の範囲で画像処理を施し、第3の超音波画像を生成する。
If the feature quantity is the complexity of contour lines that are evaluated by the number of contour lines drawn in the ultrasound image, the number of edges, the number of branches, etc., the complexity of the contour lines drawn in the ultrasound image When the amount of change is less than or equal to a predetermined value, the first ultrasonic image is selected as a reference image, image processing is performed within a range where the amount of change in the complexity of contour lines is less than or equal to a predetermined value, and a third ultrasonic image is obtained. to generate On the other hand, if the amount of change in the complexity of the contour drawn in the ultrasound image is larger than the predetermined value, the
なお、第3の画像処理は、基準画像に対して追加の画像処理を施さなくてもよい。この場合、第1の超音波画像又は第2の超音波画像を第3の超音波画像として生成してもよい。 Note that the third image processing does not have to perform additional image processing on the reference image. In this case, the first ultrasound image or the second ultrasound image may be generated as the third ultrasound image.
(実施の形態2)
図3は、本発明の実施の形態2に係る超音波観測装置を備えた超音波診断システムの構成を模式的に示す図である。図3に示す超音波診断システム1Aにおいて、超音波観測装置3Aは、基準画像選択部37Aと、領域分割部42Aと、第3画像生成部38Aと、を備える。その他の超音波診断システム1Aの構成は、実施の形態1で説明した超音波診断システム1の構成と同様であるから、適宜説明を省略する。
(Embodiment 2)
FIG. 3 is a diagram schematically showing the configuration of an ultrasonic diagnostic system equipped with an ultrasonic observation apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. In the ultrasonic
領域分割部42Aは、第1の超音波画像又は第2の超音波画像の少なくともいずれか一方の構造に基づいた領域に分割する。具体的には、領域分割部42Aは、例えば第1の超音波画像を、臓器の実質部が写っている領域(以下、充実性領域という)、管腔やのう胞等の領域(以下、管腔・のう胞領域)、管腔やのう胞等の辺縁の領域(以下、辺縁領域という)に分割する。領域分割部42Aは、第2の超音波画像の構造に基づいて、第2の超音波画像を領域に分割してもよい。また、領域分割部42Aは、第1の超音波画像及び第2の超音波画像から算出した構造に関する特徴量に基づいて、第1の超音波画像又は第2の超音波画像を領域に分割してもよい。 The region dividing unit 42A divides the first ultrasonic image or the second ultrasonic image into regions based on the structure of at least one of them. Specifically, the region dividing unit 42A divides the first ultrasonic image into, for example, a region in which the parenchyma of the organ is shown (hereinafter referred to as a solid region), a region such as a lumen or a cyst (hereinafter referred to as a lumen).・Cyst region), and peripheral regions such as lumens and cysts (hereinafter referred to as marginal region). The region dividing unit 42A may divide the second ultrasonic image into regions based on the structure of the second ultrasonic image. In addition, the region dividing unit 42A divides the first ultrasonic image or the second ultrasonic image into regions based on the structural feature amount calculated from the first ultrasonic image and the second ultrasonic image. may
基準画像選択部37Aは、分割した領域毎に第1の超音波画像又は第2の超音波を基準画像として選択する。 The reference image selection unit 37A selects the first ultrasonic image or the second ultrasonic wave as the reference image for each divided region.
第3画像生成部38Aは、第3の画像処理として、領域毎の基準画像に対して異なる画像処理を施す。
The
図4は、本発明の実施の形態2に係る超音波観測装置が行う処理の概要を示すフローチャートである。まず、実施の形態1と同様に、ステップS1、S2の処理を行い、第1の超音波画像及び第2の超音波画像を生成する。 FIG. 4 is a flow chart showing an outline of processing performed by the ultrasound observation apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. First, as in the first embodiment, steps S1 and S2 are performed to generate a first ultrasonic image and a second ultrasonic image.
図5は、表示装置に表示される第1の超音波画像の一例を表す図である。図5に示すように、第1の超音波画像10には、管腔又はのう胞である領域11が含まれている。
FIG. 5 is a diagram showing an example of the first ultrasound image displayed on the display device. As shown in FIG. 5, a
続いて、領域分割部42Aは、第1の超音波を構造に基づいた領域に分割する(ステップS11)。図6は、第1の超音波画像を領域に分割する様子を表す図である。図6に示すように、領域分割部42Aは、第1の超音波画像を充実性領域A1、管腔・のう胞領域A2-1、A2-2、及び辺縁領域A3-1、A3-2に分割する。具体的には、領域分割部42Aは、第1の超音波画像の構造に基づく特徴量を算出し、算出した特徴量に基づいて、第1の超音波画像を充実性領域A1、管腔・のう胞領域A2-1、A2-2、及び辺縁領域A3-1、A3-2に分割する。 Subsequently, the region division unit 42A divides the first ultrasonic wave into regions based on the structure (step S11). FIG. 6 is a diagram showing how the first ultrasound image is divided into regions. As shown in FIG. 6, the region dividing unit 42A divides the first ultrasound image into a solid region A1, luminal/cystic regions A2-1 and A2-2, and marginal regions A3-1 and A3-2. To divide. Specifically, the region dividing unit 42A calculates a feature quantity based on the structure of the first ultrasonic image, and divides the first ultrasonic image into a solid region A1, a lumen/ It is divided into cystic areas A2-1, A2-2 and limbic areas A3-1, A3-2.
その後、基準画像選択部37Aは、分割した領域毎に第1の超音波画像又は第2の超音波を基準画像として選択する(ステップS12)。具体的には、基準画像選択部37Aは、例えば、充実性領域A1、及び辺縁領域A3-1、A3-2の基準画像を第1の超音波画像、管腔・のう胞領域A2-1、A2-2の基準画像を第2の超音波画像として選択する。 After that, the reference image selection unit 37A selects the first ultrasonic image or the second ultrasonic wave as the reference image for each divided region (step S12). Specifically, the reference image selection unit 37A, for example, selects the reference images of the solid region A1 and the marginal regions A3-1 and A3-2 as the first ultrasound image, the lumen/cystic region A2-1, Select the reference image of A2-2 as the second ultrasound image.
そして、第3画像生成部38Aは、領域毎の基準画像に対して異なる画像処理を施した第3の超音波画像を生成する(ステップS4)。具体的には、第3画像生成部38Aは、基準画像が第1の超音波画像である充実性領域A1、及び辺縁領域A3-1、A3-2に対しては強調処理、ノイズカット処理、及び平滑化処理を施し、基準画像が第2の超音波画像である管腔・のう胞領域A2-1、A2-2に対してはノイズカット処理を施し、第3の超音波画像を生成する。ただし、第3画像生成部38Aは、領域毎に異なる画像処理を施してもよい。具体的には、第3画像生成部38Aは、充実性領域A1に対しては強調処理、ノイズカット処理、及び平滑化処理を施し、管腔・のう胞領域A2-1、A2-2に対してはノイズカット処理を施し、辺縁領域A3-1、A3-2に対しては強調処理、及び平滑化処理を施し、第3の超音波画像を生成してもよい。また、充実性領域A1、管腔・のう胞領域A2-1、A2-2、又は辺縁領域A3-1、A3-2が複数の分断された領域である場合、分断されたそれぞれの領域に異なる画像処理を施してもよい。
Then, the
その後、表示装置4は、超音波観測装置3Aの出力に基づいて、第3の超音波画像を表示する(ステップS5)。
After that, the
以上説明したように、実施の形態2によれば、基準画像に対して領域毎に異なる画像処理を施すため、観察者は、より観察しやすい画像に対して適切な精査を行うことができる。 As described above, according to the second embodiment, the reference image is subjected to different image processing for each region, so that the observer can appropriately examine an image that is easier to observe.
(変形例1)
上述した実施の形態では、時系列に並べられた第1の超音波画像から1枚の画像を選択し、選択した画像に対応した第3の超音波画像を生成する構成を説明したが、これに限られない。第1の超音波画像又は第2の超音波画像は、時系列順の前又は後の複数の第1の超音波画像又は第2の超音波画像の画素を比較して生成されてもよい。
(Modification 1)
In the above-described embodiment, a configuration is described in which one image is selected from the first ultrasonic images arranged in time series and the third ultrasonic image corresponding to the selected image is generated. is not limited to The first ultrasound image or the second ultrasound image may be generated by comparing pixels of a plurality of first ultrasound images or second ultrasound images chronologically before or after.
図7は、前後の第1の超音波画像を比較する様子を表す図である。図7の(a)~(c)に示すように、第1画像生成部35は、時系列順の前後3枚の第1の超音波画像10a、10b、10cを比較し、画素毎に輝度値の最頻値を採用して第1の超音波画像を生成する。その結果、第1の超音波画像10a、10b、10cのノイズが除去され、図5のようなノイズの含まれない第1の超音波画像を得ることができる。なお、図7は、画素を比較する説明のための模式図であり、実際には超音波画像にはより細かい画素が含まれ、各画素内は単一の輝度値である。
FIG. 7 is a diagram showing how the first ultrasonic images before and after are compared. As shown in (a) to (c) of FIG. 7, the first image generation unit 35 compares the three
同様に、第2画像生成部36は、時系列順の前後複数の第2の超音波画像を比較して、ノイズを除去した第2の超音波画像を生成する。
Similarly, the second
変形例1によれば、ノイズが少ない第1の超音波画像及び第2の超音波画像を生成することができるため、ノイズの少ない基準画像に基づいて第3の超音波画像を生成できる。よって、観察者は、ノイズの少ない第3の超音波画像で精査することができる。
According to
なお、上述した実施の形態では、第1画像生成部35、第2画像生成部36、第3画像生成部38(38A)が超音波画像に対して画像処理を施す例を説明したが、第1画像生成部35、第2画像生成部36、第3画像生成部38(38A)は、エコー信号に対して画像処理を施してもよい。
In the above-described embodiment, an example in which the first image generation unit 35, the second
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、以上のように表し、かつ記述した特定の詳細及び代表的な実施の形態に限定されるものではない。従って、添付のクレーム及びその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神又は範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。 Further effects and modifications can be easily derived by those skilled in the art. Therefore, the broader aspects of the invention are not limited to the specific details and representative embodiments shown and described above. Accordingly, various changes may be made without departing from the spirit or scope of the general inventive concept defined by the appended claims and equivalents thereof.
1、1A 超音波診断システム
2 超音波内視鏡
3、3A 超音波観測装置
4 表示装置
21 超音波振動子
31 送受信部
32 信号処理部
33 画像処理部
34 フレームメモリ
35 第1画像生成部
36 第2画像生成部
37、37A 基準画像選択部
38、38A 第3画像生成部
39 入力部
40 記憶部
41 制御部
42A 領域分割部
Claims (5)
前記超音波画像内の所望の領域を視認しやすくする第1の画像処理を施した第1の超音波画像を生成する第1画像生成部と、
前記超音波画像内の構造体の数、前記超音波画像内の所定の領域における平均輝度値、又は前記超音波画像内に描出される輪郭線の本数若しくは複雑さである特徴量の変化量が前記第1の画像以下である第2の画像処理を施した第2の超音波画像を生成する第2画像生成部と、
前記第1の超音波画像と前記第2の超音波画像とのそれぞれの前記特徴量の差分が所定の値以下である場合には、前記第1の超音波画像を基準画像とし、前記第1の超音波画像と前記第2の超音波画像との差分が前記所定の値より大きい場合は、前記第2の超音波画像を前記基準画像として選択する基準画像選択部と、
前記基準画像に対して、前記特徴量の変化量が前記所定の値以下の範囲に収まる第3の画像処理を施した第3の超音波画像を生成する第3画像生成部と、
を備えることを特徴とする超音波観測装置。 An ultrasonic observation apparatus that generates an ultrasonic image based on an echo signal obtained by converting an ultrasonic echo of an ultrasonic wave transmitted to an observation target and reflected by the observation target into an electric signal,
A first image generation unit that generates a first ultrasound image that has been subjected to first image processing that makes it easier to visually recognize a desired region in the ultrasound image;
The number of structures in the ultrasonic image, the average brightness value in a predetermined region in the ultrasonic image, or the amount of change in the feature amount, which is the number or complexity of outlines drawn in the ultrasonic image a second image generation unit that generates a second ultrasound image that has been subjected to second image processing that is equal to or less than the first image;
When the difference in the feature amount between the first ultrasonic image and the second ultrasonic image is equal to or less than a predetermined value, the first ultrasonic image is used as a reference image, and the first ultrasonic image is a reference image selection unit that selects the second ultrasonic image as the reference image when the difference between the ultrasonic image and the second ultrasonic image is greater than the predetermined value;
a third image generation unit configured to generate a third ultrasonic image obtained by subjecting the reference image to third image processing in which the amount of change in the feature amount falls within a range of the predetermined value or less ;
An ultrasonic observation device comprising:
前記基準画像選択部は、前記領域毎に前記第1の超音波画像又は前記第2の超音波画像を前記基準画像として選択し、
前記第3画像生成部は、前記第3の画像処理として、前記領域毎の前記基準画像に対して異なる画像処理を施すことを特徴とする請求項1に記載の超音波観測装置。 A region dividing unit that calculates a feature amount related to the structure of at least one of the first ultrasonic image or the second ultrasonic image and divides into regions based on the feature amount related to the structure ,
wherein the reference image selection unit selects the first ultrasonic image or the second ultrasonic image as the reference image for each region;
2. The ultrasonic observation apparatus according to claim 1, wherein the third image generation unit performs different image processing on the reference image for each region as the third image processing.
第1画像生成部が、前記超音波画像内の所望の領域を視認しやすくする第1の画像処理を施した第1の超音波画像を生成する第1画像生成ステップと、
第2画像生成部が、前記超音波画像内の構造体の数、前記超音波画像内の所定の領域における平均輝度値、又は前記超音波画像内に描出される輪郭線の本数若しくは複雑さである特徴量の変化量が前記第1の画像以下である第2の画像処理を施した第2の超音波画像を生成する第2画像生成ステップと、
基準画像選択部が、前記第1の超音波画像と前記第2の超音波画像とのそれぞれの前記特徴量の差分が所定の値以下である場合には、前記第1の超音波画像を基準画像とし、前記第1の超音波画像と前記第2の超音波画像との差分が前記所定の値より大きい場合は、前記第2の超音波画像を前記基準画像として選択する基準画像選択ステップと、
第3画像生成部が、前記基準画像に対して、前記特徴量の変化量が前記所定の値以下の範囲に収まる第3の画像処理を施した第3の超音波画像を生成する第3画像生成ステップと、
を含むことを特徴とする超音波観測装置の作動方法。 A method of operating an ultrasonic observation apparatus for generating an ultrasonic image based on an echo signal obtained by converting an ultrasonic echo of an ultrasonic wave transmitted to an observation target and reflected by the observation target into an electric signal, comprising:
A first image generating step in which a first image generating unit generates a first ultrasonic image that has been subjected to a first image processing that makes it easier to visually recognize a desired region in the ultrasonic image;
The second image generation unit determines the number of structures in the ultrasonic image, the average brightness value in a predetermined region in the ultrasonic image, or the number or complexity of contour lines drawn in the ultrasonic image a second image generating step of generating a second ultrasonic image subjected to a second image processing in which a change amount of a feature amount is equal to or smaller than that of the first image ;
The reference image selection unit selects the first ultrasonic image as a reference when the difference in the feature quantity between the first ultrasonic image and the second ultrasonic image is equal to or less than a predetermined value. a reference image selection step of selecting the second ultrasonic image as the reference image if the difference between the first ultrasonic image and the second ultrasonic image is greater than the predetermined value; ,
A third image for generating a third ultrasonic image, wherein a third image generating unit performs third image processing on the reference image so that the amount of change in the feature amount falls within the range of the predetermined value or less. a generation step;
A method of operating an ultrasonic observation device, comprising:
第1画像生成部が、前記超音波画像内の所望の領域を視認しやすくする第1の画像処理を施した第1の超音波画像を生成する第1画像生成ステップと、
第2画像生成部が、前記超音波画像内の構造体の数、前記超音波画像内の所定の領域における平均輝度値、又は前記超音波画像内に描出される輪郭線の本数若しくは複雑さである特徴量の変化量が前記第1の画像以下である第2の画像処理を施した第2の超音波画像を生成する第2画像生成ステップと、
基準画像選択部が、前記第1の超音波画像と前記第2の超音波画像とのそれぞれの前記特徴量の差分が所定の値以下である場合には、前記第1の超音波画像を基準画像とし、前記第1の超音波画像と前記第2の超音波画像との差分が前記所定の値より大きい場合は、前記第2の超音波画像を前記基準画像として選択する基準画像選択ステップと、
第3画像生成部が、前記基準画像に対して、前記特徴量の変化量が前記所定の値以下の範囲に収まる第3の画像処理を施した第3の超音波画像を生成する第3画像生成ステップと、
を超音波観測装置に実行させることを特徴とする超音波観測装置の作動プログラム。 An operating program for an ultrasonic observation apparatus for generating an ultrasonic image based on an echo signal obtained by converting an ultrasonic echo of an ultrasonic wave transmitted to an observation target and reflected by the observation target into an electric signal,
A first image generating step in which a first image generating unit generates a first ultrasonic image that has been subjected to a first image processing that makes it easier to visually recognize a desired region in the ultrasonic image;
The second image generation unit determines the number of structures in the ultrasonic image, the average brightness value in a predetermined region in the ultrasonic image, or the number or complexity of contour lines drawn in the ultrasonic image a second image generating step of generating a second ultrasonic image subjected to a second image processing in which a change amount of a feature amount is equal to or smaller than that of the first image ;
The reference image selection unit selects the first ultrasonic image as a reference when the difference in the feature quantity between the first ultrasonic image and the second ultrasonic image is equal to or less than a predetermined value. a reference image selection step of selecting the second ultrasonic image as the reference image if the difference between the first ultrasonic image and the second ultrasonic image is greater than the predetermined value; ,
A third image for generating a third ultrasonic image, wherein a third image generating unit performs third image processing on the reference image so that the amount of change in the feature amount falls within the range of the predetermined value or less. a generation step;
An operating program for an ultrasonic observation device, characterized by causing the ultrasonic observation device to execute
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