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JP6709142B2 - Ultrasonic imaging apparatus, signal processing apparatus, and signal processing method for ultrasonic imaging apparatus - Google Patents
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Ultrasonic imaging apparatus, signal processing apparatus, and signal processing method for ultrasonic imaging apparatus Download PDF

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Description

本発明は、超音波撮像装置および受信信号の処理方法に関する。 The present invention relates to an ultrasonic imaging apparatus and a received signal processing method.

3次元画像のフレーム(ボリューム)レートを向上させるために、通常の受信スキャンラインよりも粗く受信スキャンラインを撮像領域に設定することにより、高速に、受信データのサンプリングを行う超音波撮像方法が特許文献1等に提案されている。 To improve the frame (volume) rate of a three-dimensional image, an ultrasonic imaging method for sampling received data at high speed by setting a received scan line in an imaging area coarser than a normal received scan line is patented. Proposed in Reference 1 and the like.

特許文献1の技術では、粗く設定した受信スキャンラインの間の画素の受信データは、補間処理によって得た補間データを内挿するか、または、過去のスキャン期間において対応する画素について取得した受信データを挿入して3次元ボリュームデータを得ている。具体的には、コンパレータにより補間データ値と過去の受信データとを画素ごとに比較し、両者が大幅に異なる場合には、被検体に動きがあることを示しているので、補間データ値を受信スキャンライン間に挿入し、両者が実質的に等しい場合には、被検体に動きがないことを示しているので、過去の受信データ値を挿入して3次元ボリュームデータセットを作成する。これにより、特許文献1の技術は、撮像すべき領域について、密度の高い受信スキャンラインに沿ってフルサンプリング時と同様の3次元ボリュームデータを生成し、高ボリュームレートと高画質を両立させる。 In the technique of Patent Document 1, the reception data of the pixels between the coarsely set reception scan lines is obtained by interpolating the interpolation data obtained by the interpolation process or by obtaining the reception data of the corresponding pixel in the past scan period. Is inserted to obtain three-dimensional volume data. Specifically, the comparator compares the interpolated data value with the past received data for each pixel, and if the two are significantly different, it indicates that the subject is moving, so the interpolated data value is received. If they are inserted between the scan lines and both are substantially equal, it means that the subject does not move. Therefore, the past received data value is inserted to create the three-dimensional volume data set. Thereby, the technique of Patent Document 1 generates the same three-dimensional volume data as that at the time of full sampling along the high-density receiving scan line for the region to be imaged, and achieves both high volume rate and high image quality.

特表2013−526389号公報Special table 2013-526389 gazette

特許文献1の技術において、コンパレータによって補間データと過去の受信データとが等しいかどうか判断する場合、補間データと過去の受信データの値の差と、何らかの閾値とを比較する必要があり、閾値を適切に設定しなければ、画質を向上させることができない。例えば閾値が大きすぎると、補間データ値と過去の受信データ値とに差があるにも関わらず、実質的に等しいと判断され、過去の受信データ値が選択されるため、偽像発生の原因となる。逆に閾値が小さすぎると、補間データ値と過去の受信データ値とがわずかでも異なれば、両者は異なると判断され、補間データ値が選択されるため、データ挿入による画質向上の効果が得られない。 In the technique of Patent Document 1, when it is determined by the comparator whether the interpolation data and the past reception data are equal, it is necessary to compare the difference between the values of the interpolation data and the past reception data with some threshold value. If not set properly, the image quality cannot be improved. For example, if the threshold value is too large, it is determined that the interpolation data value and the received data value in the past are substantially equal, and the received data value in the past is selected. Becomes Conversely, if the threshold value is too small, if the interpolated data value and the past received data value are slightly different, it is determined that they are different, and the interpolated data value is selected. Absent.

また、撮像対象には、さまざま組織が混じって存在するため、一つの画像の中に様々な種類の輝度分布が共存し、輝度分布の種類に応じて、画質向上のために適切な閾値は異なるが、特許文献1の技術では一つのコンパレータですべての画素の判定を行っているため、輝度分布の種類に応じて閾値を変更することはできない。 Further, since various tissues are mixed in the imaging target, various types of luminance distribution coexist in one image, and the appropriate threshold value for improving image quality differs depending on the type of luminance distribution. However, in the technique of Patent Document 1, since all the pixels are determined by one comparator, the threshold cannot be changed according to the type of brightness distribution.

本発明の目的は、補間データおよび過去の受信データを用いて、高画質で偽像を抑制した超音波画像を高速に生成することにある。 An object of the present invention is to generate an ultrasonic image with high quality and suppressed false images at high speed using interpolation data and past reception data.

本発明は、撮像対象内のある点について求めた補間データと、その点についての過去の受信データとを混合することにより、その点についての受信データを演算により生成する。このとき、補間データと過去の受信データの混合割合は、その点についての補間データの値と過去の受信データの値とに基づいて決定する。すなわち、本発明の超音波撮像装置は、撮像対象に超音波を送信し、送信ごとに撮像対象から戻る超音波を受信し、受信信号に変換する超音波探触子と、撮像対象の撮像領域に画像化に必要な数の受信走査線を設定し、受信走査線のうちの所定数を選択して、選択した受信走査線上の複数の点それぞれについての受信データを、受信信号から生成する受信部と、受信部が生成した受信データを記憶するメモリと、受信部が生成した受信データを補間処理することにより、受信部が選択しなかった受信走査線のうち1以上の受信走査線上の複数の点についての受信データに相当する補間データを演算により生成する補間データ生成部と、補間データを求めた点と同一の点について、受信部が過去の受信信号から生成した過去の受信データをメモリから読み出して、補間データと過去の受信データとを混合する混合部とを有する。混合部は、補間データ値と、過去の受信データ値とに基づいて、補間データと過去の受信データの混合割合を決定する。 The present invention mixes the interpolated data obtained for a certain point in the imaging target with the past received data for that point to generate the received data for that point by calculation. At this time, the mixing ratio of the interpolated data and the past received data is determined based on the value of the interpolated data and the value of the past received data at that point. That is, the ultrasonic imaging apparatus of the present invention transmits an ultrasonic wave to an imaging target, receives an ultrasonic wave returned from the imaging target at each transmission, and converts the ultrasonic wave into a reception signal, and an imaging region of the imaging target. The number of receive scan lines required for imaging is set, a predetermined number of receive scan lines is selected, and receive data for each of a plurality of points on the selected receive scan line is generated from the receive signal. Section, a memory for storing the reception data generated by the reception section, and a plurality of reception scan lines not selected by the reception section on one or more reception scan lines by interpolating the reception data generated by the reception section. The interpolation data generation unit that generates the interpolation data corresponding to the reception data of the point by the operation, and the past reception data generated from the reception signal by the reception unit at the same point as the point where the interpolation data is obtained are stored in the memory. And a mixing unit that mixes the interpolated data with the past received data. The mixing unit determines a mixing ratio of the interpolation data and the past reception data based on the interpolation data value and the past reception data value.

本発明の超音波撮像装置は、補間データおよび過去の受信データを用いて、高画質で偽像を抑制した超音波画像を高速に生成することができる。 The ultrasonic imaging apparatus of the present invention can generate an ultrasonic image with high image quality and suppressed false images at high speed by using the interpolation data and past reception data.

本発明の実施形態1の超音波撮像装置の構成を示すブロック図1 is a block diagram showing a configuration of an ultrasonic imaging apparatus according to a first embodiment of the present invention. (a)〜(e)実施形態1の受信走査線の例を示す説明図(A)-(e) Explanatory drawing which shows the example of the receiving scanning line of Embodiment 1. 実施形態2の超音波撮像装置の構成を示すブロック図Block diagram showing the configuration of the ultrasonic imaging apparatus of the second embodiment 実施形態2の混合係数算出部の詳しい構成を示すブロック図FIG. 3 is a block diagram showing a detailed configuration of a mixing coefficient calculation unit according to the second embodiment. 実施形態2の制御部の動作を示すフローチャートThe flowchart which shows operation|movement of the control part of Embodiment 2. 実施形態2のユーザーインターフェイス用の画面例を示す図FIG. 6 is a diagram showing an example of a screen for a user interface of the second embodiment. (a)は、1スキャンにおいて設定される送信走査線の位置を、(b)は、補間データを生成する受信走査線の位置を、(c)は混合処理後の混合データが格納される受信走査線の位置をそれぞれ示す説明図(A) is the position of the transmission scan line set in one scan, (b) is the position of the reception scan line that generates interpolation data, (c) is the reception where the mixed data after the mixing process is stored. Explanatory drawing showing the position of each scanning line 実施形態3の混合係数算出部の詳しい構成を示すブロック図FIG. 3 is a block diagram showing a detailed configuration of a mixing coefficient calculation unit according to the third embodiment. 実施形態3の分布算出部が算出した受信データ値の分布を示すグラフA graph showing a distribution of received data values calculated by the distribution calculation unit of the third embodiment 実施形態5の超音波撮像装置の構成を示すブロック図Block diagram showing the configuration of the ultrasonic imaging apparatus of the fifth embodiment

本発明の一実施形態の超音波撮像装置について説明する。 An ultrasonic imaging apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.

本実施形態の超音波撮像装置(超音波送受信装置)は、撮像領域内のある点について求めた補間データと、その点についての過去の受信データとを混合することにより、その点についての受信データを演算により生成する。このとき、補間データと過去の受信データの混合割合は、その点についての補間データの値と過去の受信データの値とに基づいて決定する。 The ultrasonic imaging apparatus (ultrasound transmission/reception apparatus) of the present embodiment mixes the interpolation data obtained for a certain point in the imaging region and the past reception data for that point to obtain the reception data for that point. Is generated by calculation. At this time, the mixing ratio of the interpolated data and the past received data is determined based on the value of the interpolated data at that point and the value of the past received data.

このように、補間データと過去の受信データとを、混合した混合データを画素のデータとして用いるため、補間データや過去の受信データを選択的に用いる場合と比較して、偽像の発生を抑制しつつ、画質を向上させることができる。また、混合割合は、その画素の点についての補間データの値と過去の受信データの値とに基づいて決定するため、撮像領域内の点ごとに、適切な混合割合を設定することができ、撮像領域全体でムラのない滑らかな3次元画像を提供できる。 As described above, since the mixed data obtained by mixing the interpolated data and the past received data is used as the pixel data, the occurrence of the false image is suppressed as compared with the case where the interpolated data and the past received data are selectively used. In addition, the image quality can be improved. Further, since the mixing ratio is determined based on the value of the interpolation data and the value of the past reception data for the point of the pixel, it is possible to set an appropriate mixing ratio for each point in the imaging region, It is possible to provide a smooth three-dimensional image with no unevenness over the entire imaging region.

<<実施形態1>>
本実施形態1の超音波撮像装置を図1および図2を用いて説明する。図1は、実施形態1の超音波撮像装置100の構成を示すブロック図である。図2(a)〜(e)は、受信走査線21の例を示す説明図である。
<<Embodiment 1>>
The ultrasonic imaging apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the ultrasonic imaging apparatus 100 according to the first embodiment. 2A to 2E are explanatory views showing an example of the reception scanning line 21.

図1の超音波撮像装置100は、受信部104と、メモリ20と、補間データ生成部10と、混合部3とを備えている。図1の構成では、超音波撮像装置100は、さらに画像処理部107を備えている。また、超音波撮像装置100は、各種画面を表示する表示装置122と超音波を送受信する超音波探触子108とに接続されている。 The ultrasonic imaging apparatus 100 of FIG. 1 includes a receiving unit 104, a memory 20, an interpolation data generating unit 10, and a mixing unit 3. In the configuration of FIG. 1, the ultrasonic imaging apparatus 100 further includes an image processing unit 107. The ultrasonic imaging apparatus 100 is also connected to a display device 122 that displays various screens and an ultrasonic probe 108 that transmits and receives ultrasonic waves.

超音波探触子108は、超音波撮像装置の送信部(不図示)による制御に従って撮像対象120に超音波を送信し、送信ごとに撮像対象120から戻る超音波を受信して受信信号に変換する。例えば、超音波探触子108は、配列された複数の振動子を有し、それぞれの振動子から所定の送信走査線に沿って、撮像対象120に向かって超音波121を送信した後、撮像対象120から戻る超音波エコー122を各振動子が受信し、それぞれの振動子が、超音波エコー122を電気信号である受信信号に変換する。また、超音波探触子108は、受信信号を受信部104に出力する。 The ultrasonic probe 108 transmits ultrasonic waves to the imaging target 120 under the control of a transmission unit (not shown) of the ultrasonic imaging apparatus, receives ultrasonic waves returned from the imaging target 120 at each transmission, and converts them into reception signals. To do. For example, the ultrasound probe 108 has a plurality of arrayed transducers, transmits ultrasounds 121 toward the imaging target 120 from each transducer along a predetermined transmission scan line, and then performs imaging. Each transducer receives the ultrasonic echo 122 returning from the target 120, and each transducer converts the ultrasonic echo 122 into a reception signal which is an electric signal. Further, the ultrasonic probe 108 outputs the received signal to the receiving unit 104.

受信部104は、図2(a)に示すように、撮像対象120の撮像領域120aに、画像化に必要な数の受信走査線21を設定し、受信走査線21のうちの所定数の受信走査線21a(図2(b))を選択する。選択した受信走査線21a上の複数の点それぞれについての受信データを、超音波探触子108の受信信号から生成する。例えば、超音波探触子108の各振動子の出力する受信信号が、受信走査線21a上に予め設定した点に、焦点を結ぶように、各振動子の出力する受信信号をそれぞれ遅延(整相)させた後加算することにより整相加算信号を得て、整相加算信号を受信データとする。 As shown in FIG. 2A, the reception unit 104 sets as many reception scan lines 21 as necessary for imaging in the imaging region 120a of the imaging target 120, and receives a predetermined number of reception scan lines 21. The scanning line 21a (FIG. 2B) is selected. Reception data for each of the plurality of selected points on the reception scanning line 21a is generated from the reception signal of the ultrasonic probe 108. For example, the reception signals output from the respective transducers of the ultrasonic probe 108 are delayed (aligned) so that the reception signals output from the respective transducers are focused on a preset point on the reception scanning line 21a. Phased and then added to obtain a phasing addition signal, and the phasing addition signal is used as reception data.

なお、超音波探触子108が、粗く設定した複数の送信走査線に沿って順にそれぞれ超音波121を送信し、送信ごとに受信信号を得て、受信部104が、送信走査線と同じ位置に設定した1本の受信走査線21aについて受信データを生成する送受信方法としてもよい。また、超音波探触子108から拡大する超音波121を送信し、受信部104が、1回の送信について得た受信信号について複数の受信走査線21aを設定し、各受信走査線21a上の点の受信データを生成してもよい。 The ultrasonic probe 108 sequentially transmits the ultrasonic waves 121 along a plurality of roughly set transmission scan lines, obtains a reception signal for each transmission, and the receiving unit 104 sets the same position as the transmission scan lines. It is also possible to adopt a transmission/reception method of generating reception data for one reception scanning line 21a set to. Further, the ultrasonic wave 108 is transmitted from the ultrasonic probe 108, and the reception unit 104 sets a plurality of reception scanning lines 21a for the reception signal obtained in one transmission, and the reception scanning lines 21a on each reception scanning line 21a are set. Received point data may be generated.

受信部104が、選択した受信走査線21a上の点について生成した受信データは、メモリ20に格納される。メモリ20は、今回の受信データを格納する領域22と、過去の受信データを格納する領域23とを有する。今回の受信データを格納する領域22は、選択された受信走査線21a上の点の受信データを格納する領域(選択受信走査線領域)22aと、選択されなかった受信走査線21b上の点の混合データ(または補間データ)を格納する領域(非選択受信走査線領域)22bとに分割されている。受信走査線21a上の点について、受信部104が生成した受信データは、領域22aに格納される。 The reception data generated by the reception unit 104 for the selected point on the reception scanning line 21a is stored in the memory 20. The memory 20 has an area 22 for storing the current received data and an area 23 for storing the past received data. The area 22 for storing the reception data of this time includes an area (selection reception scanning line area) 22a for storing reception data of a point on the selected reception scanning line 21a and a point on the reception scanning line 21b which is not selected. It is divided into an area (non-selected reception scanning line area) 22b for storing mixed data (or interpolation data). The reception data generated by the reception unit 104 for the point on the reception scanning line 21a is stored in the area 22a.

補間データ生成部10は、受信部104が生成した受信走査線21a上の複数の点の受信データを補間処理することにより、選択されなかった受信走査線21b(図2(c))上の複数の点についての受信データに相当する補間データを演算により生成する。補間処理方法としては、公知の演算方法を用いる。例えば、受信走査線21b上の点を挟むように位置する複数の受信走査線21a上の点の受信データの平均値を補間値として用いてもよい。 The interpolation data generation unit 10 interpolates the reception data of a plurality of points on the reception scanning line 21a generated by the reception unit 104, so as to interpolate a plurality of reception scanning lines 21b (FIG. 2C) not selected. Interpolation data corresponding to the received data for the point is generated by calculation. A known calculation method is used as the interpolation processing method. For example, the average value of the reception data of the points on the plurality of reception scanning lines 21a located so as to sandwich the points on the reception scanning line 21b may be used as the interpolation value.

混合部3は、混合係数算出部30と、混合処理部40とを備えている。混合係数算出部30は、補間データ生成部10が補間データを生成した受信走査線21b上の点と位置が同一または対応する点について、受信部104が過去に生成した受信データを、メモリ20の領域23から読み出す。そして、読み出した過去の受信データの値と、補間データの値とに基づいて、補間データと過去の受信データの混合割合(混合係数)を決定する。例えば、混合係数演算部30は、過去の受信データの値と、今回生成した補間データの値との比や差に応じて、混合係数を決定する。混合処理部40は、混合係数にしたがって過去の受信データと、補間データとを混合する。混合後のデータは、補間データ生成部10が補間データを求めた点についての受信データとして、メモリ20内の領域22bに格納される。 The mixing unit 3 includes a mixing coefficient calculation unit 30 and a mixing processing unit 40. The mixing coefficient calculation unit 30 stores the reception data generated by the reception unit 104 in the past in the memory 20 with respect to the point whose position is the same as or corresponds to the point on the reception scanning line 21b where the interpolation data generation unit 10 generated the interpolation data. Read from the area 23. Then, the mixing ratio (mixing coefficient) of the interpolation data and the past reception data is determined based on the read value of the past reception data and the value of the interpolation data. For example, the mixing coefficient calculation unit 30 determines the mixing coefficient according to the ratio or difference between the value of the past reception data and the value of the interpolation data generated this time. The mixing processing unit 40 mixes past reception data and interpolation data according to the mixing coefficient. The mixed data is stored in the area 22b in the memory 20 as the reception data for the point for which the interpolation data generation unit 10 obtained the interpolation data.

これにより、メモリ20内の今回の受信データの格納領域22には、受信部104が選択した受信走査線21a上の各点の受信データと、選択しなかった受信走査線21b上の各点について混合処理で求めた混合データとが格納される。 As a result, in the storage area 22 of the present reception data in the memory 20, for the reception data of each point on the reception scanning line 21a selected by the receiving unit 104 and each point on the reception scanning line 21b not selected. The mixed data obtained by the mixing process is stored.

よって、画像処理部107はメモリ20の格納領域22内の受信データおよび混合データを用いて、画像を生成することにより、受信部104が受信データを生成しなかった受信走査線21b上の点についても画像を生成し、接続されている表示装置122に表示させる。したがって、本実施形態の超音波撮像装置100は、高フレームレート(ボリュームレート)で画像を表示できる。 Therefore, the image processing unit 107 generates an image by using the received data and the mixed data in the storage area 22 of the memory 20, so that the receiving unit 104 does not generate the received data with respect to the point on the reception scan line 21b. Also generates an image and displays it on the connected display device 122. Therefore, the ultrasonic imaging apparatus 100 of this embodiment can display an image at a high frame rate (volume rate).

このとき、本実施形態では、非選択受信走査線21b上の受信データを、補間データと過去の受信データとを、補間データ値と過去の受信データ値とに基づいて決定した混合係数により混合するため、補間データや過去の受信データを選択的に用いる場合と比較して、偽像の発生を抑制しつつ、画質を向上させることができる。また、混合係数は、その点の補間データ値と過去の受信データ値とに基づいて決定されるため、撮像領域120a内の点ごとに、適切な混合係数を設定することができる。よって、撮像対象120の画像の輝度分布に応じて、偽像を抑制し、画質を向上させることができる。言い換えるならば、混合係数は、過去の受信データと補間データに応じて算出されるため、撮像するタイミングや部位によって常に可変となり、時間的にも空間的にも適切な混合係数を設定することができる。したがって、撮像領域120a全体でムラのない滑らかな画像を提供できる。 At this time, in the present embodiment, the reception data on the non-selected reception scanning line 21b is mixed with the interpolation data and the past reception data by the mixing coefficient determined based on the interpolation data value and the past reception data value. Therefore, as compared with the case where the interpolation data and the past reception data are selectively used, it is possible to improve the image quality while suppressing the generation of false images. Further, since the mixing coefficient is determined based on the interpolation data value at that point and the past reception data value, it is possible to set an appropriate mixing coefficient for each point within the imaging area 120a. Therefore, the false image can be suppressed and the image quality can be improved according to the luminance distribution of the image of the imaging target 120. In other words, the mixing coefficient is calculated according to the past received data and the interpolation data, so that it is always variable depending on the timing of imaging and the region, and it is possible to set an appropriate mixing coefficient both temporally and spatially. it can. Therefore, it is possible to provide a smooth image without unevenness in the entire imaging region 120a.

また、次のフレームの撮像時には、メモリ20の領域22内のデータを過去の受信データとして領域23に移動させた後、図2(d)のように、受信部104は、前回のフレームで選択しなった受信走査線21bを選択し、受信走査線21b上の点に受信データを生成すればよい。補間データ生成部10は、受信部104が選択しなかった受信走査線21a上の補間データを生成し、生成した補間データと前回の受信データとを、これらの値に基づいて決定した混合係数で混合したデータ(受信データ)を生成する(図2(e))。画像処理部107は、全ての受信走査線21上の受信データを用いて、画像を生成し、表示装置122に表示させる。これにより、受信部104は、2フレームですべての受信走査線21を選択して、受信データを生成するが、画像は、フレームごとに表示できる。 Further, at the time of imaging the next frame, after moving the data in the area 22 of the memory 20 to the area 23 as past reception data, the receiving unit 104 selects the previous frame as shown in FIG. 2D. It is only necessary to select the improper reception scanning line 21b and generate reception data at a point on the reception scanning line 21b. The interpolation data generation unit 10 generates the interpolation data on the reception scanning line 21a not selected by the reception unit 104, and uses the generated interpolation data and the previous reception data with the mixing coefficient determined based on these values. Mixed data (received data) is generated (FIG. 2(e)). The image processing unit 107 uses the reception data on all the reception scanning lines 21 to generate an image and displays it on the display device 122. As a result, the reception unit 104 selects all the reception scanning lines 21 in two frames and generates reception data, but an image can be displayed for each frame.

なお、図2(a)〜(e)では、2フレームですべての受信走査線21が選択される例を示しているが、本実施形態はこの構成に限られるものではなく、3以上のフレームですべての受信走査線21が選択されるように構成してもよい。 2A to 2E show an example in which all the reception scanning lines 21 are selected in two frames, but the present embodiment is not limited to this configuration, and three or more frames are selected. Alternatively, all the reception scan lines 21 may be selected by.

なお、図示の都合上図2(a)〜(e)では、撮像領域120aが2次元である場合を示しているが、本実施形態は、3次元の撮像領域(ボリューム)にももちろん適用可能である。 2A to 2E show the case where the imaging region 120a is two-dimensional for convenience of illustration, but this embodiment is of course applicable to a three-dimensional imaging region (volume). Is.

受信部104、補間データ生成部10および混合部3の機能は、ハードウエアによって実現してもよいし、その一部または全部をソフトウエアによって実現してもよい。ハードウエアによって実現する場合、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)のようなカスタムICや、FPGA(Field-Programmable Gate Array)のようなプログラマブルIC等のハードウエアによって受信部104、補間データ生成部10および混合部3を構成し、上述した機能が実現されるようにIC回路を設計する。また、ソフトウエアによって実現する場合、プロセッサ(例えば、CPU(Central Processing Unit))と、プログラムを予め格納したメモリによって、受信部104、補間データ生成部10および混合部3の一部または全部を構成する。プロセッサがプログラムを読み込んで実行することにより、これらの機能を実現する。 The functions of the reception unit 104, the interpolation data generation unit 10, and the mixing unit 3 may be realized by hardware, or some or all of them may be realized by software. When it is realized by hardware, the reception unit 104, the interpolation data generation unit 10, and the mixing unit are combined by hardware such as a custom IC such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or a programmable IC such as an FPGA (Field-Programmable Gate Array). The unit 3 is configured and the IC circuit is designed so that the functions described above are realized. When implemented by software, a part of or all of the reception unit 104, the interpolation data generation unit 10, and the mixing unit 3 are configured by a processor (for example, a CPU (Central Processing Unit)) and a memory in which a program is stored in advance. To do. These functions are realized by the processor reading and executing the program.

以下、実施形態2以降により、本実施形態の超音波撮像装置をより具体的に説明する。 Hereinafter, the ultrasonic imaging apparatus of the present embodiment will be described more specifically with reference to the second and subsequent embodiments.

<<実施形態2>>
実施形態2の超音波撮像装置について、図3および図4を用いて説明する。図3は、実施形態2の超音波撮像装置110の構成を示すブロック図であり、図4は、混合係数算出部30の詳しい構成を示すブロック図である。
<<Embodiment 2>>
An ultrasonic imaging apparatus according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the ultrasonic imaging apparatus 110 of the second embodiment, and FIG. 4 is a block diagram showing a detailed configuration of the mixing coefficient calculation unit 30.

実施形態2では、同じ撮像対象120を撮像する場合、補間データよりも、過去のフレーム(スキャン)で実際得られた受信データの方が信頼性が高く、過去の受信データを使った方が画質は向上するという考え方に基づいて、補間データと過去の受信データの混合係数を決定する。具体的には、撮像対象120が今回のフレームと過去のフレームにおいて状態が近い(例えば、動きがない、超音波エコーを生じる物性値に変化がない)ほど、過去のフレームの受信で得られた受信データをより多く使うように混合係数を決定する。そのため、実施形態2における超音波撮像装置110は、混合係数算出部30が、状態の近さの指標を算出する指標算出部31と、それに基づいて混合係数を算出する、指標に基づく係数算出部32を有する。 In the second embodiment, when the same imaging target 120 is imaged, the reception data actually obtained in the past frame (scan) is more reliable than the interpolation data, and the image quality is better when the past reception data is used. The mixing coefficient of the interpolated data and the past received data is determined based on the idea that is improved. Specifically, the closer the imaging target 120 is to the state of the current frame and the past frame (for example, there is no motion, there is no change in the physical property value causing ultrasonic echo), the more the past frame is received. The mixing coefficient is determined so that the received data is used more. Therefore, in the ultrasonic imaging apparatus 110 according to the second embodiment, the mixing coefficient calculating unit 30 calculates the mixing coefficient based on the index calculating unit 31 that calculates the index of the state closeness, and the coefficient calculating unit based on the index. 32.

以下、実施形態2の超音波撮像装置110についてさらに詳しく説明する。以下の説明において、実施形態1の超音波撮像装置と同様の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。 Hereinafter, the ultrasonic imaging apparatus 110 according to the second embodiment will be described in more detail. In the following description, the same components as those of the ultrasonic imaging apparatus according to the first embodiment will be designated by the same reference numerals and description thereof will be omitted.

実施形態2の超音波撮像装置110の超音波探触子108は、振動子が2次元に配列された構成であり、3次元方向に超音波を送受信する。図3に示すように、超音波撮像装置110には、実施形態1で説明した図1の構成の他に、送受切替部101、送信部102、送信スキャン位置決定部103、制御部106、ユーザーインターフェイス(UI)121、および、信号処理部105が配置されている。信号処理部105内には、補間データ生成部10、混合部3(混合係数算出部30、混合処理部40)およびメモリ20が配置されている。また、送受切替部101は、超音波探触子108に接続され、送信部102および受信部104は、送受切替部101に接続されている。 The ultrasonic probe 108 of the ultrasonic imaging apparatus 110 according to the second embodiment has a configuration in which transducers are two-dimensionally arranged and transmits and receives ultrasonic waves in three-dimensional directions. As shown in FIG. 3, in the ultrasonic imaging apparatus 110, in addition to the configuration of FIG. 1 described in the first embodiment, a transmission/reception switching unit 101, a transmission unit 102, a transmission scan position determination unit 103, a control unit 106, a user. An interface (UI) 121 and a signal processing unit 105 are arranged. An interpolation data generation unit 10, a mixing unit 3 (mixing coefficient calculation unit 30, mixing processing unit 40) and a memory 20 are arranged in the signal processing unit 105. The transmission/reception switching unit 101 is connected to the ultrasonic probe 108, and the transmission unit 102 and the reception unit 104 are connected to the transmission/reception switching unit 101.

UI121は、操作者から撮像パラメータ等の設定を受け付ける操作入力部である。なお、表示装置122がUI121を兼ねても良い。制御部106は、UI121が受け付けた撮像パラメータに基づいて、各部を制御して、撮像を実行させる。 The UI 121 is an operation input unit that receives settings such as imaging parameters from the operator. The display device 122 may also serve as the UI 121. The control unit 106 controls each unit based on the imaging parameter received by the UI 121 to execute imaging.

送信スキャン位置決定部103は、制御部106の制御下で、送信ごとの超音波121の送信走査線221(後述の図7参照)の位置、および、受信部104が受信データを生成する受信走査線21aの位置を決定し、送信部102および受信部104に指示する。 The transmission scan position determining unit 103, under the control of the control unit 106, the position of the transmission scanning line 221 (see FIG. 7 to be described later) of the ultrasonic wave 121 for each transmission, and the reception scan in which the reception unit 104 generates reception data. The position of the line 21a is determined, and the transmitting unit 102 and the receiving unit 104 are instructed.

送信部102は、送信スキャン位置決定部103が決定した送信走査線221の方向に超音波探触子108から超音波121を送信させる送信信号(電気信号)を生成し、送受切替部101を介して、超音波探触子108の複数の振動子に出力する。 The transmission unit 102 generates a transmission signal (electrical signal) for transmitting the ultrasonic wave 121 from the ultrasonic probe 108 in the direction of the transmission scan line 221 determined by the transmission scan position determination unit 103, and via the transmission/reception switching unit 101. And outputs it to the plurality of transducers of the ultrasonic probe 108.

受信部104は、送受切替部101を介して受信信号を超音波探触子108から受け取る。そして、受信部104は、送信スキャン位置決定部103から指示された受信走査線21aを選択して、実施形態1と同様に受信走査線21a上の点(ピクセル)について、受信データを生成し、メモリ20の領域22aに格納する。 The reception unit 104 receives a reception signal from the ultrasonic probe 108 via the transmission/reception switching unit 101. Then, the reception unit 104 selects the reception scan line 21a instructed by the transmission scan position determination unit 103, and generates reception data for a point (pixel) on the reception scan line 21a as in the first embodiment. The data is stored in the area 22a of the memory 20.

本実施形態では、送信スキャン位置決定部103が、1回のスキャンにおいて撮像領域120aに設定した複数の送信走査線221(図7参照)について、超音波探触子108が順に送信を行い(1スキャン)、送信ごとに受信信号を得て、受信部104が送信走査線221と同じ位置の1本の受信走査線21a上の点について受信データを生成する。 In the present embodiment, the transmission probe position determining unit 103 sequentially transmits the ultrasound probe 108 to the plurality of transmission scan lines 221 (see FIG. 7) set in the imaging region 120a in one scan (1 (Scanning), a reception signal is obtained for each transmission, and the reception unit 104 generates reception data for a point on one reception scanning line 21a at the same position as the transmission scanning line 221.

補間データ生成部10は、実施形態1と同様に、受信部104が選択しなかった受信走査線21b上の点(ピクセル)について、受信部104が生成した受信データを用いて、補間データを生成する。実施形態1とは異なり、補間データ生成部10は、生成した補間データをメモリ20の非選択受信走査線21bの受信データを格納する領域に格納する。これにより、撮影開始直後であるために、過去のフレームの受信データが、メモリ20の領域23にまだ格納されておらず、混合部3が混合データを算出できない状態であっても、今回の補間データを用いて画像処理部107が画像を生成して表示することができるように構成している。 Similar to the first embodiment, the interpolation data generation unit 10 generates interpolation data for the points (pixels) on the reception scanning line 21b that the reception unit 104 has not selected, using the reception data generated by the reception unit 104. To do. Unlike the first embodiment, the interpolation data generation unit 10 stores the generated interpolation data in the area of the memory 20 for storing the reception data of the non-selected reception scanning line 21b. As a result, even if the received data of the past frame is not yet stored in the area 23 of the memory 20 and the mixing unit 3 cannot calculate the mixed data because it is immediately after the start of image capturing, this interpolation is performed. The image processing unit 107 is configured to generate and display an image using the data.

混合部3の混合係数算出部30は、上述したように、状態の近さ(例えば、動きのなさ)の指標Rを算出する指標算出部31と、指標Rに基づいて混合係数C1、C2を算出する指標に基づく係数算出部32とを有する。指標算出部31は、下式(1)により指標Rを算出する。指標に基づく係数算出部32では、下式(2)により、補間データ生成部10が補間データ値を算出した点について、混合係数C1、C2を算出する。 As described above, the mixing coefficient calculating unit 30 of the mixing unit 3 calculates the mixing coefficient C1 and C2 based on the index calculating unit 31 that calculates the index R of the closeness of the state (for example, no movement). And a coefficient calculation unit 32 based on an index to be calculated. The index calculation unit 31 calculates the index R by the following formula (1). The index-based coefficient calculation unit 32 calculates the mixing coefficients C1 and C2 at the point where the interpolation data generation unit 10 has calculated the interpolation data value, using the following equation (2).

R=A/B ・・・(1)
ただし、Bは、今回スキャンで求めた補間データ値、Aは、補間データ値Bが得られた点について、過去のスキャン(フレーム)で受信部104が生成した受信データ値である。
R=A/B (1)
However, B is the interpolation data value obtained in the current scan, and A is the reception data value generated by the receiving unit 104 in the past scan (frame) at the point where the interpolation data value B was obtained.

C1=R、C2=(1−R) ・・・(2)
混合処理部40は、下式(3)により、混合データ値Dを算出する。
C1=R, C2=(1-R) (2)
The mixing processing unit 40 calculates the mixed data value D by the following formula (3).

D=A*C1+B*C2 ・・・(3)
指標Rは、補間データ値Bと過去の受信データ値Aとが近いほど、1に近づき、今回スキャン(フレーム)時と過去スキャン時の撮像対象120の状態が近いことを示す。上記式(2)より、過去の受信データ値Aの混合係数C1がRであり、補間データ値Bの混合係数C2=(1−R)であるから、式(3)より、混合データ値Dは、今回のスキャン時と過去スキャン時の撮像対象の状態が近いほど受信データ値Aの割合が増し、状態が異なるほど補間データ値Bの割合が増す。
D=A*C1+B*C2 (3)
The index R is closer to 1 as the interpolated data value B and the past received data value A are closer to each other, indicating that the state of the imaging target 120 at the time of the current scan (frame) and the past scan is closer. From the above equation (2), since the mixing coefficient C1 of the past received data value A is R and the mixing coefficient C2 of the interpolation data value B is (1−R), from the equation (3), the mixed data value D The ratio of the received data value A increases as the state of the imaging target in the current scan and the past scan becomes closer, and the ratio of the interpolation data value B increases as the state becomes different.

状態の近いことは、例えば、補間データ値を求めた点が、今回と過去のスキャンの間で動いていない(変位していない)ことや、超音波エコーを生じる反射や散乱等の物性に変化がないことを示している。実施形態2では、状態の近さを指標Rとして求め、指標Rの値に応じて、状態が近いほど、演算により求めた補間データ値Bよりも、実際に受信部104が生成した過去の受信データ値Aの混合割合の大きい混合データ(受信データ)を演算により生成することができる。これにより、今回選択した受信走査線21aと、選択していない受信走査線21bとの画像に空間的にムラの少ない高画質な3次元画像を提供できる。 The closeness of the state means that, for example, the point for which the interpolation data value was obtained does not move (is not displaced) between the current scan and the previous scan, and changes in physical properties such as reflection and scattering that cause ultrasonic echo. Indicates that there is no. In the second embodiment, the closeness of the state is obtained as the index R, and the closer the state is to the closer the state according to the value of the index R, the more the past reception value actually generated by the receiving unit 104 than the interpolation data value B obtained by the calculation. Mixed data (received data) having a large mixing ratio of the data value A can be generated by calculation. This makes it possible to provide a high-quality three-dimensional image with little spatial unevenness in the images of the reception scanning line 21a selected this time and the reception scanning line 21b not selected.

つぎに、実施形態2の超音波撮像装置110の各部の動作について、図5〜図7を用いて説明する。図5は、制御部106の動作を示すフローチャートであり、図6は、ユーザーインターフェイス用の画面例である。図7(a)は、1スキャンにおいて設定される送信走査線221(実施形態2では受信走査線21aと同じ)の位置を、図7(b)は、補間データを生成する受信走査線21bの位置を、図7(c)は混合処理後の混合データが格納される受信走査線21bの位置を示している。 Next, the operation of each unit of the ultrasonic imaging apparatus 110 according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 5 to 7. FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the control unit 106, and FIG. 6 is an example of a screen for the user interface. FIG. 7A shows the position of the transmission scanning line 221 (which is the same as the reception scanning line 21a in the second embodiment) set in one scan, and FIG. 7B shows the position of the reception scanning line 21b that generates interpolation data. As for the position, FIG. 7C shows the position of the reception scanning line 21b in which the mixed data after the mixing process is stored.

制御部106は、CPU等のプロセッサと、予めプログラムが格納されたメモリとを備えて構成され、プロセッサがメモリ内のプログラムを読み込んで実行することにより、図5のフローのように各部を制御して動作させる。受信部104、補間データ生成部10、および、混合部3は、実施形態1で述べたように、ハードウエアでその機能が実現される構成であってもよいし、ソフトウエアでその機能が実現される構成であってもよい。同様に、送信スキャン位置決定部103および送信部102も、これらの機能が、ハードウエアおよびソフトウエアのいずれで実現される構成であってもよい。 The control unit 106 is configured to include a processor such as a CPU and a memory in which a program is stored in advance, and the processor reads and executes the program in the memory to control each unit as in the flow of FIG. To operate. The receiving unit 104, the interpolation data generating unit 10, and the mixing unit 3 may have a configuration in which their functions are realized by hardware as described in the first embodiment, or their functions may be realized by software. It may be configured. Similarly, the transmission scan position determination unit 103 and the transmission unit 102 may have a configuration in which these functions are realized by either hardware or software.

図5のフローチャートのように、制御部106は、表示装置122に図6の画面61を表示させ、操作者からUI121を介して撮像パラメータの設定を受け付ける(ステップ501)。図6の画面61は、ボリューム(フレーム)レートを通常にするか高速にするか、つまり、ボリュームレートの種類を操作者が選択をするための領域62と、ボリュームレートを高速にする場合、N倍速のNの値の入力を操作者が入力するための領域63とを含む。これにより、制御部106は、撮像パラメータとして、ボリュームレートの種類と、高速ボリュームレートの場合、N倍速のN値を、UI121を介して操作者から受け付ける(ステップ501)。以下、ボリュームレートの種類が高速である場合を説明する。 As in the flowchart of FIG. 5, the control unit 106 causes the display device 122 to display the screen 61 of FIG. 6, and accepts the setting of the imaging parameter from the operator via the UI 121 (step 501 ). The screen 61 of FIG. 6 shows N when the volume (frame) rate is set to normal or high, that is, the area 62 for the operator to select the type of volume rate and the high volume rate. And an area 63 for the operator to input the value of N at double speed. As a result, the control unit 106 accepts the type of volume rate and the N value of N times speed in the case of a high-speed volume rate as an imaging parameter from the operator via the UI 121 (step 501). Hereinafter, a case where the type of volume rate is high will be described.

制御部106は、送信スキャン位置決定部103にN値を受け渡し、送信走査線221の位置の決定を指示する。送信スキャン位置決定部103は、N値ごとに、各スキャンでどの位置に送信走査線221を設定するかを予め定めたパターンが格納されたメモリを内蔵しており、制御部106から指示されたN値に対応する送信走査線221のパターンを読み出し、送信部102に設定する(ステップ503)。 The control unit 106 transfers the N value to the transmission scan position determination unit 103 and instructs it to determine the position of the transmission scan line 221. The transmission scan position determination unit 103 has a built-in memory that stores a pattern that defines in advance the position to set the transmission scan line 221 in each scan for each N value, and is instructed by the control unit 106. The pattern of the transmission scanning line 221 corresponding to the N value is read out and set in the transmission unit 102 (step 503).

図7(a)は、N=4の場合、1回目から4回目のスキャンにおける送信走査線221(=受信走査線21a)の位置を示している。ここでは、N倍速(N=4)であるので、スキャンをN回繰り返すと、3次元の撮像領域120aの画像化に必要とするすべて送信走査線221についての送信が完了するように、1回のスキャンでは、画像化に必要な送信走査線221(図7(a)では16本)の1/N本(4本)の送信走査線221が選択されている。選択された送信走査線221は、撮像領域120aにおいて、ほぼ均一な密度となるようにパターンが設定されている。また、N回のスキャンで選択される1/N本の送信走査線221(=受信走査線21a)は、互いに重ならないように設定されている。 FIG. 7A shows the position of the transmission scan line 221 (=reception scan line 21a) in the first to fourth scans when N=4. Here, since the scanning speed is N times (N=4), once the scanning is repeated N times, the transmission is completed once for all the transmission scanning lines 221 required for imaging the three-dimensional imaging region 120a. In the scan 1, the 1/N (4) transmission scan lines 221 of the transmission scan lines 221 (16 lines in FIG. 7A) required for imaging are selected. The pattern of the selected transmission scan lines 221 is set so as to have a substantially uniform density in the imaging region 120a. The 1/N transmission scan lines 221 (=reception scan lines 21a) selected by N scans are set so as not to overlap each other.

制御部106は、スキャン回数nに1を設定してスキャンを開始し(ステップ504)、超音波送受信処理を実行する(ステップ505,506)。具体的には、制御部106の制御下で、送信処理として、送信部102は、1回目のスキャンにおいて、送信スキャン位置決定部103から指定された複数の送信走査線221(図7(a)では4本)に順に超音波121が送信されるように、送信信号を順に生成して、超音波探触子108に出力する(ステップ505)。これにより、超音波探触子108から4本の送信走査線221に沿って順に超音波121が送信され、送信のたびに撮像領域120aからの超音波エコー122が超音波探触子108により受信され、受信信号が出力される。 The control unit 106 sets the number of scans n to 1 to start scanning (step 504) and executes ultrasonic wave transmission/reception processing (steps 505 and 506). Specifically, under the control of the control unit 106, as a transmission process, the transmission unit 102 has a plurality of transmission scan lines 221 (FIG. 7A) designated by the transmission scan position determination unit 103 in the first scan. Then, the transmission signals are sequentially generated so that the ultrasonic waves 121 are sequentially transmitted to the ultrasonic probe 108 (step 505). Thereby, the ultrasonic wave 121 is sequentially transmitted from the ultrasonic probe 108 along the four transmission scanning lines 221, and the ultrasonic wave echo 122 from the imaging region 120a is received by the ultrasonic probe 108 at each transmission. The received signal is output.

制御部106の制御下で、受信処理として、受信部104は、送信走査線221と同じ位置の受信走査線21aを選択して、受信走査線21a上の複数の点についての受信データを、整相加算処理等により生成する(ステップ506)。受信部104は、生成した受信データを、メモリ20の領域22aに格納するとともに、補間データ生成部10にも受け渡す。 Under the control of the control unit 106, as the reception process, the reception unit 104 selects the reception scanning line 21a at the same position as the transmission scanning line 221, and arranges the reception data for a plurality of points on the reception scanning line 21a. It is generated by phase addition processing or the like (step 506). The reception unit 104 stores the generated reception data in the area 22a of the memory 20 and also transfers it to the interpolation data generation unit 10.

補間データ生成部10は、画像化に必要なすべての受信走査線21のうち選択していない受信走査線21b上の点について、図7(b)のように、補間データを生成する(ステップ507)。生成した補間データは、メモリ20の領域22bに格納(保存)する(ステップ508)。 The interpolation data generation unit 10 generates interpolation data as shown in FIG. 7B for points on the unselected reception scan line 21b among all reception scan lines 21 necessary for imaging (step 507). ). The generated interpolation data is stored (saved) in the area 22b of the memory 20 (step 508).

ステップ509では、スキャン回数nが2以上かどうかを制御部106が判定し、2未満である場合には、nを1インクリメントし(ステップ510)、ステップ505〜508に戻って、2回目のスキャンを実行する(ステップ510)。このとき、1回目のスキャンにおいてメモリ20の領域22a、22bに格納された受信データおよび補間データは、過去の受信データとして領域23に移される。 In step 509, the control unit 106 determines whether or not the number of scans n is 2 or more. If it is less than 2, n is incremented by 1 (step 510), the process returns to steps 505 to 508, and the second scan is performed. Is executed (step 510). At this time, the reception data and the interpolation data stored in the areas 22a and 22b of the memory 20 in the first scan are moved to the area 23 as past reception data.

2回目のスキャンにおいては、図7(a)のように、1回目のスキャンとは異なる複数の送信走査線221(図7(a)では4本)について、超音波121が送信され、超音波エコー122が受信され、送信走査線221と同じ選択された受信走査線21aについて受信データが生成され、メモリ20の領域22aに格納される(ステップ505,506)。また、選択されていない受信走査線21bについて補間データが補間データ生成部10によって生成され、メモリ20の領域22bに格納される(ステップ507、508)。 In the second scan, as illustrated in FIG. 7A, the ultrasonic waves 121 are transmitted to the plurality of transmission scan lines 221 (four in FIG. 7A) different from those in the first scan, and the ultrasonic waves 121 are transmitted. The echo 122 is received, reception data is generated for the same selected reception scan line 21a as the transmission scan line 221, and is stored in the area 22a of the memory 20 (steps 505 and 506). Further, the interpolation data is generated by the interpolation data generation unit 10 for the unselected reception scan line 21b and stored in the area 22b of the memory 20 (steps 507 and 508).

再びステップ509において、スキャン回数nが2以上かどうかを制御部106が判定し、2以上であるので、ステップ511に進む。制御部106の制御下で、混合係数算出部30は、補間データ生成部10が補間データを生成した点について、メモリ20の領域23に格納されている過去の受信データ(n=2〜4では、一部は補間データ)を読み出す(ステップ511)。そして、ステップ512に進み、制御部106の制御下で、混合係数算出部30の指標算出部31は、読み出した過去の受信データ値Aと、今回のスキャンで求めた補間データ値Bとの状態の近さを示す指標Rを上記した式(1)により算出する。係数算出部32は、指標Rに基づき、式(2)により、過去の受信データ値Aの混合係数C1、補間データ値Bの混合係数C2を算出する。 In step 509 again, the control unit 106 determines whether or not the number of scans n is 2 or more, and since it is 2 or more, the process proceeds to step 511. Under the control of the control unit 106, the mixing coefficient calculation unit 30 determines that the interpolation data generation unit 10 has generated the interpolation data, and the past reception data stored in the area 23 of the memory 20 (for n=2 to 4). , Part of the interpolation data) is read (step 511). Then, the process proceeds to step 512, and under the control of the control unit 106, the index calculation unit 31 of the mixing coefficient calculation unit 30 determines the state of the read reception data value A in the past and the interpolation data value B obtained in the current scan. The index R indicating the closeness of is calculated by the above formula (1). The coefficient calculation unit 32 calculates the mixing coefficient C1 of the past received data value A and the mixing coefficient C2 of the interpolated data value B by the formula (2) based on the index R.

さらに、混合処理部40は、制御部106の制御下で、式(3)により、過去の受信データ値Aと補間データ値Bを混合係数C1、C2の割合で混合処理し、混合データDを得る(ステップ513)。得られた混合データは、メモリ20の領域22bの補間データと置き換えて保存する(ステップ514)。これにより、今回のスキャンで補間データを求めた点の状態が、前回のスキャン時とどれくらい状態が近いかに応じて、前回の受信データ値Aと、今回の補間データ値Bとを混合した混合データDを求めて、補間データを混合データDに置き換えることができる。 Further, under the control of the control unit 106, the mixing processing unit 40 performs the mixing processing on the past reception data value A and the interpolation data value B at the ratio of the mixing coefficients C1 and C2 according to the equation (3), and outputs the mixing data D. Get (step 513). The obtained mixed data is replaced with the interpolation data in the area 22b of the memory 20 and stored (step 514). As a result, mixed data obtained by mixing the last received data value A and the current interpolated data value B depending on how close the state of the point for which the interpolated data was obtained in this scan is from the previous scan. By obtaining D, the interpolated data can be replaced with the mixed data D.

なお、スキャン回数が少ない場合(n=2〜4)、メモリ20の領域23の一部に前回のスキャンの補間データが格納されている。補間データ生成部10は、領域23から読み出したデータが補間データである場合も、今回の補間データと混合して混合データを求めてもよいし、混合せずに今回の補間データのみを用いてもよい。また、領域23に格納されているデータが、過去の混合データである場合には、受信部104が生成した過去の受信データと同様に確からしいので、受信部104が生成した過去の受信データと同様に扱い、今回の補間データとの混合データを求める。 When the number of scans is small (n=2 to 4), the interpolation data of the previous scan is stored in a part of the area 23 of the memory 20. Even when the data read from the area 23 is the interpolation data, the interpolation data generation unit 10 may mix the current interpolation data to obtain the mixed data, or use only the current interpolation data without mixing. Good. If the data stored in the area 23 is past mixed data, it is likely to be the same as the past received data generated by the receiving unit 104. Treated in the same manner, the mixed data with the current interpolation data is obtained.

つぎに、ステップ515においては、制御部106の制御下で、画像処理部107は、メモリ20の領域22内の今回のスキャンの受信走査線21aの受信データ、および、受信走査線21bの混合データ(または補間データ)を用いて、撮像領域120aの3次元画像(3次元ボリュームデータ)を生成し、表示装置122に表示させる。 Next, in step 515, under the control of the control unit 106, the image processing unit 107 causes the image processing unit 107 to receive the reception data of the reception scanning line 21a of the current scan and the mixed data of the reception scanning line 21b in the area 22 of the memory 20. (Or interpolation data) is used to generate a three-dimensional image (three-dimensional volume data) of the imaging region 120a and display it on the display device 122.

そして、ステップ510に戻り、制御部106は、次のスキャンを行う。スキャン回数nがNを超えた場合には、制御部106は、再び1回目のスキャンの送信走査線221のパターンに戻って、同様にスキャンを繰り返し、UI121を介して操作者から撮像終了の指示があるまでスキャンを繰り返し行う。 Then, returning to step 510, the control unit 106 performs the next scan. When the number of scans n exceeds N, the control unit 106 returns to the pattern of the transmission scan line 221 of the first scan again, repeats the scan in the same manner, and the operator gives an instruction to end the imaging via the UI 121. Repeat scan until there is.

上記動作により、実施形態2では、非選択受信走査線21b上の受信データを、補間データと過去の受信データとを、補間データと過去の受信データの状態の近さに基づいて決定した混合係数により混合するため、補間データや過去の受信データを選択的に用いる場合と比較して、偽像の発生を抑制しつつ、画質を向上させることができる。 According to the above operation, in the second embodiment, the mixing coefficient determined based on the closeness of the states of the interpolation data and the past reception data, the reception data on the non-selected reception scanning line 21b, and the interpolation data and the past reception data. Therefore, the image quality can be improved while suppressing the generation of false images, as compared with the case where the interpolation data and the past reception data are selectively used.

なお、上記説明では、受信走査線21b上の点(ピクセル)ごとに、指標Rを求めているが、指標Rを求める単位は、ピクセルごとに限らず、ボクセルや平面の一定範囲(領域)単位ごとに求めてもよい。すなわち、混合部3の混合係数算出部30は、混合割合を算出(決定)する際に、補間データを求めた点とその周囲の複数の点を含む領域を受信走査線21bに設定し、領域内の複数の点の補間データの代表値と、領域内の複数の点についての過去の受信データの代表値とに基づいて、この領域における補間データと過去の受信データの混合係数(混合係数)を決定してもよい。例えば、ボクセルの場合、x、y、z方向に3×3×3の立方体の範囲を領域とし、領域内のデータの代表値や平均値を用い、指標Rを算出する。指標Rから求めた混合係数C1、C2を、3×3×3の立方体の領域に含まれる全ピクセルに対して適用し、それぞれのピクセルごとの過去の受信データ値Aと補間データ値Bとを混合する。この場合、ピクセル単位で指標Rを算出する場合よりも、そのピクセルが含まれる一定範囲(領域)の状態を考慮して、指標Rを求めることができるため、画質を向上させることができる可能性がある。また、ピクセル単位で指標Rを算出する場合よりも、一定範囲(領域)で指標Rを算出した方が、計算量を低減できるという利点もある。 In the above description, the index R is obtained for each point (pixel) on the reception scan line 21b, but the unit for obtaining the index R is not limited to each pixel, and is a unit of a certain range (area) of voxels or planes. You may ask for each. That is, when calculating (determining) the mixing ratio, the mixing coefficient calculation unit 30 of the mixing unit 3 sets an area including the point for which the interpolation data is obtained and a plurality of points around it as the reception scanning line 21b, Based on the representative value of the interpolated data of a plurality of points in the area and the representative value of the past received data of a plurality of points in the area, the mixing coefficient (mixing coefficient) of the interpolated data and the past received data in this area May be determined. For example, in the case of voxels, a range of 3×3×3 cubes in the x, y, and z directions is set as an area, and a representative value or an average value of data in the area is used to calculate the index R. The mixing coefficients C1 and C2 obtained from the index R are applied to all pixels included in a 3×3×3 cubic area, and the past reception data value A and interpolation data value B for each pixel are calculated. Mix. In this case, the index R can be calculated in consideration of the state of a certain range (region) in which the pixel is included, rather than the case where the index R is calculated in pixel units, and thus the image quality can be improved. There is. Further, there is an advantage that the amount of calculation can be reduced by calculating the index R in a fixed range (region), rather than the case where the index R is calculated in pixel units.

ボクセルや平面の一定範囲(領域)のデータの代表値は、領域内の複数の点についての補間データや受信データの平均値や、領域内の複数の点の補間データや受信データの重心座標のデータ値などを用いてもよい。なお、重心座標は、以下のようにして求めることができる。ボクセルや平面の領域内の点(ピクセル)の座標ベクトルをVi=(Xi,Yi,Zi)(ただし、iは、領域内の各点(ピクセル)の番号、3×3の平面の領域ならば、i=1〜9)、各点(ピクセル)のデータ値(補間データ値または受信データ値)をBiとすると、重心座標ベクトルSは、以下の式(4)により求められる。
S=Σ(Vi*Bi)/Σ(Bi) ・・・(4)
The representative value of data in a certain range (area) of a voxel or plane is the average value of the interpolated data and received data for multiple points in the area, the interpolated data of multiple points in the area, and the barycentric coordinates of the received data. A data value or the like may be used. The barycentric coordinates can be obtained as follows. The coordinate vector of a point (pixel) in a voxel or plane area is Vi=(Xi,Yi,Zi) (where i is the number of each point (pixel) in the area, and if it is a 3×3 plane area) , I=1 to 9) and the data value (interpolation data value or received data value) of each point (pixel) is Bi, the center-of-gravity coordinate vector S is obtained by the following equation (4).
S=Σ(Vi*Bi)/Σ(Bi) (4)

なお、指標Rの算出に用いる補間データ値や、過去の受信データ値は、実施形態1で述べたように、整相加算後データの強度(3次元画像の輝度データ)でも良いし、波形情報(振幅、位相情報)でもよい。 It should be noted that the interpolation data value used in the calculation of the index R and the past reception data value may be the intensity of the data after phasing addition (luminance data of a three-dimensional image) or the waveform information, as described in the first embodiment. (Amplitude and phase information) may be used.

<<実施形態3>>
実施形態3の超音波撮像装置について説明する。
<<Embodiment 3>>
An ultrasonic imaging apparatus according to the third embodiment will be described.

実施形態3の超音波撮像装置は、実施形態2の超音波撮像装置と同様な構成であるが、指標算出部31の構成が実施形態2とは異なっている。 The ultrasonic imaging apparatus of the third embodiment has the same configuration as the ultrasonic imaging apparatus of the second embodiment, but the configuration of the index calculation unit 31 is different from that of the second embodiment.

実施形態2では、補間データを求めた点について、今回と前回のスキャンにおける状態の近さの指標Rを、式(1)のように補間データと過去データとの比により求めたが、実施形態3では、差分量を用いる。差分量が小さいほど状態が近いことになるが、小ささを適切に表すために基準値を用い、差分量と、基準値との差または比を指標Rとして用いる。基準値は、撮像領域120a全体から得られた受信データの分布情報から定める。 In the second embodiment, with respect to the point where the interpolation data is obtained, the index R of the state closeness between the current scan and the previous scan is obtained by the ratio between the interpolation data and the past data as in the formula (1). In 3, the difference amount is used. Although the smaller the difference amount is, the closer the state is, the reference value is used to appropriately represent the small amount, and the difference or ratio between the difference amount and the reference value is used as the index R. The reference value is determined based on the distribution information of the received data obtained from the entire imaging area 120a.

図8は、実施形態3の混合係数算出部30の詳しい構成を示すブロック図である。図8に示すように、指標算出部31は、分布算出部33と、基準値設定部34とを有する。分布算出部33は、撮像領域120a全体の受信データ値の分布を算出する。基準値設定部34は、分布算出部33が求めた受信データの分布から基準値を設定する。 FIG. 8 is a block diagram showing a detailed configuration of the mixing coefficient calculation unit 30 according to the third embodiment. As shown in FIG. 8, the index calculation unit 31 includes a distribution calculation unit 33 and a reference value setting unit 34. The distribution calculator 33 calculates the distribution of the received data values of the entire imaging area 120a. The reference value setting unit 34 sets the reference value from the distribution of the reception data obtained by the distribution calculation unit 33.

具体的には、分布算出部33では、実施形態2のステップ506で受信部104が生成した今回のスキャンの撮像領域120aの全体の受信データ値の分布を算出する。図9は、分布算出部33が算出した受信データ値の分布の一例をグラフとして示したものであり、横軸は受信データ値、縦軸は、受信データ値のデータサンプル数である。図9のように、受信データ値は、0値以外では、受信データ値Dpをピークとして分布している。基準値設定部34は、受信データのサンプル数が所定値以上となる範囲90の最も受信データ値が小さい値を、基準値Sとして設定する。もしくは、基準値設定部34は、分布算出部33が算出した受信データの分布が立ち上がり始める点を受信データ値D1とし、ピークよりも受信データ値がゼロに近い側で、サンプル数がピークとなる点よりも手前の点(例えば、サンプル数が所定割合(例えば80%)となる点)の受信データ値をD2とし、D1〜D2の範囲内で基準値Sを設定してもよい。また、D1〜D2の範囲内の基準値Sは、自動的もしくはユーザによって調整可能とすることが望ましい。 Specifically, the distribution calculation unit 33 calculates the distribution of the entire received data value of the imaging region 120a of the current scan generated by the reception unit 104 in step 506 of the second embodiment. FIG. 9 is a graph showing an example of the distribution of received data values calculated by the distribution calculation unit 33. The horizontal axis represents the received data values and the vertical axis represents the number of data samples of the received data values. As shown in FIG. 9, the received data values are distributed with the received data value Dp as a peak, except for the 0 value. The reference value setting unit 34 sets, as the reference value S, a value having the smallest received data value in the range 90 in which the number of samples of received data is equal to or larger than a predetermined value. Alternatively, the reference value setting unit 34 sets the reception data value D1 at the point where the distribution of the reception data calculated by the distribution calculation unit 33 starts to rise, and the number of samples reaches the peak when the reception data value is closer to zero than the peak. The received data value at a point before the point (for example, the point at which the number of samples reaches a predetermined ratio (for example, 80%)) may be set to D2, and the reference value S may be set within the range of D1 to D2. Further, it is desirable that the reference value S within the range of D1 to D2 can be adjusted automatically or by the user.

指標算出部31は、分布算出部33と基準値設定部34が求めた基準値Sと、下式(5)、(6)により、指標Rを算出する。 The index calculation unit 31 calculates the index R using the reference value S obtained by the distribution calculation unit 33 and the reference value setting unit 34 and the following equations (5) and (6).

R=(S−d)/S ・・・(5)
d=|A−B| ・・・(6)
ただし、Bは、今回スキャンで求めた補間データ値、Aは、補間データ値Bが得られた点について、過去のスキャンで受信部104が生成した受信データ値である。
R=(S−d)/S (5)
d=|AB|... (6)
However, B is the interpolation data value obtained in the current scan, and A is the reception data value generated by the receiving unit 104 in the previous scan at the point where the interpolation data value B was obtained.

指標に基づく係数算出部32は、実施形態2と同様に下式(2)により、混合係数C1、C2を算出する。 The index-based coefficient calculation unit 32 calculates the mixing coefficients C1 and C2 by the following equation (2) as in the second embodiment.

C1=R、C2=(1−R) ・・・(2) C1=R, C2=(1-R) (2)

混合処理部40は、実施形態2と同様に下式(3)により、混合データ値Dを算出する。 The mixing processing unit 40 calculates the mixed data value D by the following equation (3) as in the second embodiment.

D=A*C1+B*C2 ・・・(3) D=A*C1+B*C2 (3)

上記式(5)、(6)により定められる指標Rを用いることにより、補間データ値Bと過去の受信データ値Aとの差分量dが小さい(状態が近い)ほど、混合データDにおける過去の受信データ値Aの割合が増し、状態が異なるほど補間データ値Bの割合が増す。このとき、基準値Sとして、受信データの分布が立ち上がり始める点のD1から、ピークよりも手前の点D2の間の値を用いることにより、基準値Sが大きすぎて、過去の受信データの残像を生じさせることがなく、また、基準値Sが小さすぎて補間データが多くなり、画質向上の効果が得にくくなるという問題も生じにくい。よって、撮像対象120のリアルタイムの状態に基づいて適切な混合係数の算出ができ、画像に時間的なムラがなく、高画質な3次元画像を提供できる。 By using the index R defined by the above equations (5) and (6), the smaller the difference amount d between the interpolation data value B and the past reception data value A (the closer the state), the more the past in the mixed data D. The ratio of the reception data value A increases, and the ratio of the interpolation data value B increases as the state changes. At this time, as the reference value S, a value between the point D1 at which the distribution of the received data starts to rise and the point D2 before the peak is used. Does not occur, and the problem that the reference value S is too small and the amount of interpolation data increases and the effect of improving image quality is difficult to obtain does not easily occur. Therefore, an appropriate mixing coefficient can be calculated based on the real-time state of the imaging target 120, and it is possible to provide a high-quality three-dimensional image with no temporal unevenness in the image.

他の構成及び動作については、実施形態2と同様であるので、説明を省略する。 The other configurations and operations are the same as those in the second embodiment, and thus the description thereof is omitted.

<<実施形態4>>
上記してきた実施形態1から3にかかる超音波撮像装置において、混合係数算出部30は、補間データ生成部10が生成した受信走査線21b上の補間データ、および、メモリ20の領域23から読み出した受信走査線21b上の過去の受信データのそれぞれについて、ローパスフィルタを適用してから、両データを用いて混合係数を算出してもよい。
一般に、受信走査線21上の複数の点の受信データは、超音波の干渉によって生じるスペックルパターン等の強弱パターンを含むことが知られている。ローパスフィルタを適用することにより、受信走査線21上の補間データおよび過去データから、超音波データ特有のスペックルパターン等を低減させ、受信走査線21b方向に滑らかに変化するデータに変換することができる。これにより、超音波データ特有のばらつきが低減されるため、混合係数算出部30は、超音波データ特有のばらつきに左右されることなく、混合係数を算出することができる。よって、高画質な3次元画像を提供できる。
<<Embodiment 4>>
In the ultrasonic imaging apparatus according to the first to third embodiments described above, the mixing coefficient calculation unit 30 reads from the interpolation data on the reception scan line 21b generated by the interpolation data generation unit 10 and the area 23 of the memory 20. A low pass filter may be applied to each of the past reception data on the reception scanning line 21b, and then the mixing coefficient may be calculated using both data.
It is generally known that the reception data of a plurality of points on the reception scanning line 21 include a strong and weak pattern such as a speckle pattern generated by the interference of ultrasonic waves. By applying the low-pass filter, it is possible to reduce the speckle pattern and the like peculiar to the ultrasonic data from the interpolated data and the past data on the reception scanning line 21 and convert the data into the data that smoothly changes in the reception scanning line 21b direction. it can. As a result, the variation peculiar to the ultrasonic data is reduced, so that the mixing coefficient calculation unit 30 can calculate the mixing coefficient without being influenced by the variation peculiar to the ultrasonic data. Therefore, a high-quality three-dimensional image can be provided.

<<実施形態5>>
実施形態5では、撮像対象120が心臓のように周期的に同一の動きを繰り返すものである場合であっても、その影響を除外して、混合係数を算出できる超音波撮像装置を提供する。そのため、混合係数算出部30および混合処理部40は、過去の受信データとして、今回のスキャンと同一時相のタイミングで得られた過去の受信データをメモリ20の領域23から読み出す構成とする。
<<Fifth Embodiment>>
The fifth embodiment provides an ultrasonic imaging apparatus capable of calculating the mixing coefficient by excluding the influence even when the imaging target 120 is a heart that repeatedly repeats the same movement. Therefore, the mixing coefficient calculation unit 30 and the mixing processing unit 40 are configured to read, as past reception data, past reception data obtained at the timing of the same time phase as the current scan from the area 23 of the memory 20.

具体的に、実施形態5の超音波撮像装置の構成を図10を用いて説明する。図10は、実施形態5の超音波撮像装置111の構成を示すブロック図である。図10のように、送信部102は、撮像対象120に取り付けた心電計等の生体信号計12と接続されている。これにより、制御部106の制御下で、送信部102は、心電図のR波などの生体信号を受け取って、生体信号に同期して、複数の時相において送信信号を超音波探触子108に出力する。これにより、超音波探触子108は、心臓の時相に同期して超音波121を送信する。 Specifically, the configuration of the ultrasonic imaging apparatus according to the fifth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the ultrasonic imaging apparatus 111 of the fifth embodiment. As shown in FIG. 10, the transmission unit 102 is connected to a biosignal meter 12 such as an electrocardiograph attached to the imaging target 120. As a result, under the control of the control unit 106, the transmission unit 102 receives a biological signal such as an R wave of an electrocardiogram, synchronizes with the biological signal, and transmits the transmission signal to the ultrasonic probe 108 in a plurality of time phases. Output. As a result, the ultrasonic probe 108 transmits the ultrasonic wave 121 in synchronization with the time phase of the heart.

メモリ20の過去の受信データを格納する領域23は、撮像対象120の時相ごとに、過去のデータを格納する領域(時相領域)23a〜23dを備えている。各領域23a〜23dには、それぞれの時相の過去の受信データが格納される。したがって、領域23には、心臓の一心拍(一周期)分の過去の受信データが格納される。 The area 23 of the memory 20 that stores past received data includes areas (temporal area) 23a to 23d that store past data for each time phase of the imaging target 120. The past received data of each time phase is stored in each of the areas 23a to 23d. Therefore, the region 23 stores past received data for one heartbeat (one cycle) of the heart.

混合係数算出部30は、制御部106の制御下で、今回のスキャンにおいて補間データ生成部10から受け取った補間データと同一の点の過去の受信データを、領域23a〜23bのうち、同一の時相の過去の受信データが格納された領域を選択して読み出し、補間データと過去の受信データとを用いて混合係数を算出する。これにより、リアルタイムで激しく動いている心臓であっても、補間データおよび受信データを得た時相は同一であるため、心臓の実質的な形態は動いていないことに等しい。つまり心臓の周期的な状態の変化を除外して、それ以外の理由による状態の近さに応じて、混合係数を算出することができる。したがって、実際のスキャンで過去に得られた受信信号をより高い割合で混合した混合データを得ることができるため、画像処理部107が生成する画像を高画質化できる。 Under the control of the control unit 106, the mixing coefficient calculation unit 30 sets the past reception data at the same point as the interpolation data received from the interpolation data generation unit 10 in the current scan to the same time in the regions 23a to 23b. A region in which the past reception data of the phase is stored is selected and read, and the mixing coefficient is calculated using the interpolation data and the past reception data. As a result, even if the heart is moving violently in real time, the time phases when the interpolation data and the received data are obtained are the same, which means that the substantial form of the heart is not moving. That is, it is possible to exclude the periodical change in the state of the heart and calculate the mixing coefficient according to the closeness of the state due to other reasons. Therefore, it is possible to obtain mixed data in which the received signals obtained in the past in the actual scan are mixed at a higher ratio, so that the image generated by the image processing unit 107 can have high image quality.

また、不正脈などの疾患によって、局所的に心臓の状態が変化した場合においても、実施形態1〜5では、混合係数の算出および混合処理を、撮像領域120aのピクセルごとに補間データと過去の受信データの混合処理を行うため、不整脈等により局所的な撮像対象の変化の影響を受けにくく、空間的に滑らかでムラのない画質を提供することができる。 Further, even when the state of the heart locally changes due to a disease such as an irregular pulse, in the first to fifth embodiments, the calculation of the mixing coefficient and the mixing process are performed using the interpolation data and the past data for each pixel of the imaging region 120a. Since the mixed processing of the received data is performed, it is possible to provide a spatially smooth and uniform image quality, which is unlikely to be affected by the local change of the imaging target due to arrhythmia or the like.

12…生体信号計、20…メモリ、21…受信走査線、22…今回の受信データを格納する領域、23…過去の受信データを格納する領域、31…指標算出部、32…指標に基づく係数算出部、33…分布算出部、34…基準値設定部、61…画面、100…超音波撮像装置、108…超音波探触子、102…送信部、103…送信スキャン位置決定部、104…受信部、105…信号処理部、120…撮像対象、120a…撮像領域、221…送信走査線

12... Biological signal meter, 20... Memory, 21... Reception scanning line, 22... Area for storing current reception data, 23... Area for storing past reception data, 31... Index calculating unit, 32... Coefficient based on indexes Calculation unit, 33... Distribution calculation unit, 34... Reference value setting unit, 61... Screen, 100... Ultrasonic imaging device, 108... Ultrasonic probe, 102... Transmission unit, 103... Transmission scan position determination unit, 104... Receiving unit, 105... Signal processing unit, 120... Imaging target, 120a... Imaging region, 221... Transmission scanning line

Claims (12)

撮像対象に超音波を送信し、送信ごとに前記撮像対象から戻る超音波を受信し、受信信号に変換する超音波探触子と、
前記撮像対象の撮像領域に画像化に必要な数の受信走査線を設定し、前記受信走査線のうちの所定数を選択して、選択した前記受信走査線上の複数の点それぞれについての受信データを、前記受信信号から生成する受信部と、
前記受信部が生成した受信データを記憶するメモリと、
前記受信部が生成した前記受信データを補間処理することにより、前記受信部が選択しなかった前記受信走査線のうち1以上の受信走査線上の複数の点についての受信データの値に相当する補間データ値Bを演算により生成する補間データ生成部と、
前記補間データ値Bを求めた前記点と同一の点について、前記受信部が過去の前記受信信号から生成した過去の受信データ値Aを前記メモリから読み出して、前記補間データ値Bと前記過去の受信データ値Aとを混合して混合データ値Dを生成して、前記点の値とする混合部とを有し、
前記混合部は、前記補間データ値Bと前記過去の受信データ値Aから、それらの値の近さを表す指標値Rを算出し、混合係数C1,C2を
C1=R、C2=(1−R)
により算出し、
前記混合データ値Dを
D=A*C1+B*C2
により算出する
ことを特徴とする超音波撮像装置。
An ultrasonic probe that transmits ultrasonic waves to the imaging target, receives the ultrasonic waves returned from the imaging target for each transmission, and converts the ultrasonic waves into a reception signal.
Reception data for each of a plurality of points on the selected reception scan line is set by setting a number of reception scan lines necessary for imaging in the imaging area of the imaging target, selecting a predetermined number of the reception scan lines. A receiving unit for generating the received signal from the received signal,
A memory for storing the reception data generated by the reception unit,
By interpolating the reception data generated by the reception unit, an interpolation corresponding to the values of the reception data for a plurality of points on one or more reception scan lines among the reception scan lines not selected by the reception unit. An interpolation data generation unit for generating a data value B by calculation,
At the same point as the point where the interpolation data value B is obtained, the past reception data value A generated from the past reception signal by the reception unit is read from the memory, and the interpolation data value B and the past And a mixing unit that mixes the received data value A to generate a mixed data value D and uses the value as the point ,
From the interpolated data value B and the past received data value A, the mixing section calculates an index value R indicating the closeness of these values, and obtains mixing coefficients C1 and C2.
C1=R, C2=(1-R)
Calculated by
The mixed data value D
D=A*C1+B*C2
An ultrasonic imaging apparatus characterized by:
請求項に記載の超音波撮像装置であって、前記指標値Rは、前記補間データ値Bと、前記過去の受信データ値Aとの値の比A/Bであることを特徴とする超音波撮像装置。 The ultrasonic imaging apparatus according to claim 1 , wherein the index value R is a ratio A/B of a value between the interpolation data value B and the past reception data value A. Sound wave imaging device. 請求項に記載の超音波撮像装置であって、前記指標値Rは、前記補間データ値Bと前記過去の受信データ値Aとの値の差分量|A−B|と、予め求めておいた基準値との差または比であることを特徴とする超音波撮像装置。 The ultrasonic imaging apparatus according to claim 1 , wherein the index value R is obtained in advance as a difference amount | AB | of a value between the interpolation data value B and the past reception data value A. The ultrasonic imaging apparatus is characterized by a difference or a ratio with the reference value S. 請求項に記載の超音波撮像装置であって、前記混合部は、前記基準値を、前記受信部が求めた前記受信データの値の分布に基づいて決定することを特徴とする超音波撮像装置。 The ultrasonic imaging apparatus according to claim 3 , wherein the mixing unit determines the reference value S based on a distribution of values of the reception data obtained by the reception unit. Imaging device. 請求項1に記載の超音波撮像装置であって、前記混合部は、前記補間データを求めた点とその周囲の複数の前記点を含む領域を前記受信走査線に設定し、前記領域に含まれる複数の点の前記補間データ値Bの代表値と、前記領域内に含まれる複数の前記点についての前記過去の受信データ値Aの代表値とに基づいて前記指標値Rを算出し、前記領域における前記混合係数C1,C2を決定することを特徴とする超音波撮像装置。 The ultrasonic imaging apparatus according to claim 1, wherein the mixing unit sets an area including the point for which the interpolation data is obtained and a plurality of the points around the interpolation data as the reception scanning line, and includes the area in the area. The index value R is calculated based on a representative value of the interpolated data value B of a plurality of points included in the area and a representative value of the past received data value A of the plurality of points included in the area. An ultrasonic imaging apparatus, characterized in that the mixing coefficients C1 and C2 in a region are determined. 請求項に記載の超音波撮像装置であって、前記補間データ値Bの代表値は、前記領域内の複数の前記点についての補間データ値Bの平均値、または、前記領域内の複数の前記点の補間データ値Bの重心座標の補間データ値であり、前記受信データ値Aの代表値は、前記領域内の複数の前記点についての前記受信データ値Aの平均値、または、前記領域内の複数の前記点についての受信データ値の重心座標の受信データ値であることを特徴とする超音波撮像装置。 The ultrasonic imaging apparatus according to claim 5, the representative value of the interpolated data value B, the average value of the interpolation data values B for a plurality of the points in the area, or in multiple in the area an interpolated data value of the center of gravity coordinates of the interpolation data values B of the point, the representative value of the received data value a, the average value of the received data values a for a plurality of the points in the area, or the area The ultrasonic imaging apparatus is a received data value of a barycentric coordinate of the received data value A for a plurality of the above points. 請求項1に記載の超音波撮像装置であって、前記受信データ値Aは、前記受信信号を前記点について焦点を結ぶように整相加算した整相加算後信号の強度または波形情報であることを特徴とする超音波撮像装置。 The ultrasonic imaging apparatus according to claim 1, wherein the reception data value A is intensity or waveform information of a post-phasing addition signal obtained by performing a phasing addition on the reception signal so as to focus the point. An ultrasonic imaging device characterized by: 請求項1に記載の超音波撮像装置であって、前記超音波探触子は、前記撮像対象の周期的な動きに同期して、前記周期中に設定した複数の時相ごとに超音波を送信し、
前記混合部は、前記補間データ値Bを求めた前記点と同一の点について、前記受信部が過去の同一時相に送信された超音波について得た前記受信信号から生成した受信データを、前記過去の受信データ値Aとして前記メモリから読み出して、前記補間データ値Bと混合することを特徴とする超音波撮像装置。
The ultrasonic imaging apparatus according to claim 1, wherein the ultrasonic probe synchronizes with a periodic movement of the imaging target to generate ultrasonic waves for each of a plurality of time phases set during the cycle. Send,
The mixing unit, for the same point as the point for which the interpolation data value B is obtained, the reception data generated from the reception signal obtained by the reception unit for the ultrasonic waves transmitted in the same time phase in the past, An ultrasonic imaging apparatus, which reads out as past reception data value A from the memory and mixes it with the interpolation data value B.
請求項に記載の超音波撮像装置であって、前記メモリは、前記複数の時相ごとの前記受信データをそれぞれ格納する複数の領域を有し、
前記混合部は、前記複数の領域のうち、前記受信部が今回受信データを生成した時相と同一の時相の前記領域を選択し、選択した前記領域に格納されている前記過去の受信データ値Aを読み出すことを特徴とする超音波撮像装置。
The ultrasonic imaging apparatus according to claim 8 , wherein the memory has a plurality of areas for respectively storing the reception data for each of the plurality of time phases,
The mixing unit selects, from the plurality of regions, the region having the same time phase as the time phase at which the reception unit generated the reception data this time, and the past reception data stored in the selected region. An ultrasonic imaging apparatus characterized by reading a value A.
請求項1に記載の超音波撮像装置であって、前記超音波探触子が今回受信した受信信号から前記受信部が生成した受信データと、前記混合部が混合した前記混合データ値Dとを用いて、前記撮像対象の画像を生成する画像処理部をさらに有することを特徴とする超音波撮像装置。 The ultrasonic imaging apparatus according to claim 1, wherein the reception data generated by the reception unit from the reception signal received by the ultrasound probe this time, and the mixed data value D mixed by the mixing unit. An ultrasonic imaging apparatus, further comprising an image processing unit for generating an image of the imaging target by using the image processing unit. 超音波撮像装置の受信部が、画像化に必要な数の受信走査線のうちの所定数を選択して、選択した前記受信走査線上の複数の点それぞれについて生成した受信データを受け取って記憶するメモリと、
前記受信部が生成した前記受信データを補間処理することにより、前記受信部が選択しなかった前記受信走査線のうち1以上の受信走査線上の複数の点についての受信データの値に相当する補間データ値Bを演算により生成する補間データ生成部と、
前記補間データ値Bを求めた前記点と同一の点について、前記受信部が過去の前記受信信号から生成した過去の受信データ値Aを前記メモリから読み出して、前記補間データ値Bと前記過去の受信データ値Aとを混合して、前記点の値とする混合部とを有し、
前記混合部は、前記補間データ値Bと前記過去の受信データ値Aから、それらの値の近さを表す指標値Rを算出し、混合係数C1,C2を
C1=R、C2=(1−R)
により算出し、
前記混合データ値Dを
D=A*C1+B*C2
により算出する
ことを特徴とする信号処理装置。
A reception unit of the ultrasonic imaging apparatus selects a predetermined number of reception scan lines necessary for imaging, receives and stores reception data generated for each of a plurality of points on the selected reception scan line. Memory and
By interpolating the reception data generated by the reception unit, an interpolation corresponding to the values of the reception data for a plurality of points on one or more reception scan lines among the reception scan lines not selected by the reception unit. An interpolation data generation unit for generating a data value B by calculation,
At the same point as the point where the interpolation data value B is obtained, the past reception data value A generated from the past reception signal by the reception unit is read from the memory, and the interpolation data value B and the past And a mixing unit that mixes the received data value A with the value of the point ,
From the interpolated data value B and the past received data value A, the mixing section calculates an index value R indicating the closeness of these values, and obtains mixing coefficients C1 and C2.
C1=R, C2=(1-R)
Calculated by
The mixed data value D
D=A*C1+B*C2
Signal processing apparatus according to claim <br/> be calculated by.
超音波を送信された撮像対象から戻る超音波を受信した受信信号を受け取って、前記撮像対象の撮像領域に画像化に必要な数の受信走査線を設定し、前記受信走査線のうちの所定数を選択して、選択した前記受信走査線上の複数の点それぞれについての受信データを、前記受信信号から生成し、
前記受信データをメモリに格納し、
前記受信データを補間処理することにより、選択しなかった前記受信走査線のうち1以上の受信走査線上の複数の点についての受信データの値に相当する補間データ値Bを演算により生成し、
前記補間データ値Bを求めた前記点と同一の点について、過去の受信信号から生成した過去の受信データ値Aを前記メモリから読み出して、前記補間データ値Bと前記過去の受信データ値Aから、それらの値の近さを表す指標値Rを算出し、混合係数C1,C2を
C1=R、C2=(1−R)
により算出し、
前記混合データ値Dを
D=A*C1+B*C2
により算出し、
前記受信データと前記混合データ値Dとを用いて前記撮像対象の画像を生成する
ことを特徴とする超音波撮像装置の信号処理方法。
Receiving a reception signal of an ultrasonic wave returned from the imaging target to which the ultrasonic wave is transmitted, setting the number of reception scanning lines necessary for imaging in the imaging region of the imaging target, and setting a predetermined number of the reception scanning lines. Selecting a number to generate reception data for each of a plurality of selected points on the reception scan line from the reception signal,
Storing the received data in a memory,
By interpolating the received data , an interpolation data value B corresponding to the value of the received data for a plurality of points on one or more of the unselected receiving scan lines is generated by calculation.
For the same point and the points obtained the interpolated data value B, the previously received data value A generated from the past received signal read from said memory, from said previously received data value A and the interpolated data value B , The index value R representing the closeness of those values is calculated, and the mixing coefficients C1 and C2 are calculated.
C1=R, C2=(1-R)
Calculated by
The mixed data value D
D=A*C1+B*C2
Calculated by
A signal processing method for an ultrasonic imaging apparatus, wherein an image of the imaging target is generated using the received data and the mixed data value D.
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