JP3556129B2 - Ultrasound diagnostic equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディジタル画像信号処理部を有し、被検幅拡大表示機能を備えた超音波診断装置に関し、特に超音波プローブの累積移動距離ごとに有効画像データ範囲をユーザが設定した範囲に変えることにより画像構築時の信頼性を向上させるようにしたものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、視野拡大機能は、特開平8−280688号公報に記載されたものが知られている。被検幅拡大表示機能は、図3に示すように超音波プローブを長軸方向に移動させ得られた連続するB画像から超音波プローブの移動ベクトル量を予測、推定し、その結果を用いて連続するB画像をつなぎあわせ、拡大された2次元超音波画像を再構築し、被検幅が拡大された画像を表示している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の被検幅拡大表示機能においては、深さ方向、および超音波プローブ被検幅の有効データサイズが固定であり、超音波プローブ表面近くに骨等の強反射体が存在すると、その強反射体より深い部分では、超音波が強反射体により反射されてしまうため、エコーが少なくなり、画像が暗くなる。
【0004】
このデータを用いて被検幅拡大表示機能のための信号処理を実施すると、前フレームとの相関が弱くなり、移動量推定過程での信頼性が低くなる。信頼性が低くなると、つなぎ合わされ、合成された拡大画像の形状が実際の形状と一致しなくなる可能性が高くなるという問題を有していた。
【0005】
本発明では上記従来の問題を解決するもので、あらかじめ使用者が予見できる強反射体の位置での画像合成を行なう時に用いられる深さ方向の有効画像データ範囲を狭くしたり、広くしたりでき、累計の超音波プローブの移動距離ごとにその有効画像データ範囲を可変し、最適な状態にすることにより画像合成の信頼性を向上させることができる優れた超音波診断装置を提供することを目的とする。
【0006】
また、リアルタイムで被検幅拡大表示を行なうため、図7に示すように通常のB画像のうち半分が最新画像であり、それ以外は、それ以前に得られた画像から再構築された被検幅拡大表示画像が表示される。そのため通常のプローブ走査によって得られるB画像と比べて最新画像として表示される部分が少なくなる。使用者がプローブをスキャンする際、被検体とプローブを見ることと、超音波画像を同時に見ることはできないため、どちらかを見ることになるが、通常、画像をみながらスキャンを行なうのが普通である。したがって使用者がプローブを移動させているとき、プローブ表面が被検体から離れかけているかどうかといった情報が得にくく、プローブの走査がしにくいという問題を有していた。
【0007】
そこで本発明は、上記従来の問題を解決するもので、視野拡大機能による画像を表示する際、視野拡大機能による画像とともにB画像全体を同時に表示することによりプローブと被検体との位置情報が使用者にとって多く得られるため、プローブ走査をし易くしうる超音波診断装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するために本発明は、使用者が超音波プローブの移動距離ごとに深さ方向の有効画像データ範囲を変えることができるようにユーザインターフェースを持ち、設定された有効画像データ範囲をあらかじめメモリにストアしておく。被検幅拡大表示機能ではリアルタイムで演算される、超音波プローブ移動量予測、推定からその結果を利用して画像の合成が行なわれるが、被検幅拡大表示機能の処理開始位置からの累積移動距離に応じて、超音波プローブの移動予測、推定に用いられる有効画像データ範囲を変えることにより、画像構築の信頼性を向上させたものである。
【0009】
また、視野拡大機能による画像とB画像全体を同時に表示することにより、プローブの走査を容易にできるようにしたものである。
【0010】
以上により超音波プローブの累積移動距離ごとに有効画像データ範囲をユーザが設定した範囲に変えることにより画像構築時の信頼性を向上させ、また被検幅拡大表示機能による画像を表示する際、被検幅拡大表示画像とともにB画像全体を同時に表示することによりプローブ走査をし易くしうる超音波診断装置を提供することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項1に記載の発明は、超音波プローブより得た超音波エコー信号をB画像表示するスキャンコンバータ部、画像表示メモリを有する被検幅拡大処理部、表示コントロール部、表示部、および超音波プローブ移動距離ごとに画像処理を行なうときに使用する深さ方向の上限値、下限値をユーザがあらかじめ設定し保存するメモリを有し、前記上限値、下限値を使用者が設定するユーザインターフェースを備えた超音波診断装置であり、使用者があらかじめ超音波プローブ移動距離ごとに有効となる深さ方向の画像データ範囲を設定しておき、リアルタイムで計算される超音波プローブ移動距離ごとにその設定された深さ方向の有効画像データ範囲に従い、超音波プローブ移動の予測、推定を行なうことによりその予測、推定の信頼性を向上させることができるという作用を有する。
【0012】
また、請求項2記載の発明は、あらかじめ使用者が設定した超音波プローブ移動距離ごとの深さ方向の画像データの上限値、下限値を保存するメモリと、超音波プローブの累計移動距離に応じて使用者が設定した深さ方向の上限値、下限値で規定される有効画像データ範囲内の画像データを用いて超音波プローブ移動予測、推定処理を行なう被検幅拡大処理部を備えた請求項1記載の超音波診断装置であり、使用者が被検幅拡大表示機能を行なう前にあらかじめ、超音波プローブ移動距離ごとの有効な深さ方向の画像データ範囲を設定し、リアルタイムで計算される超音波プローブ移動距離ごとにあらかじめ設定された有効画像データ範囲に従い、超音波プローブ移動予測、推定演算を行なうことによりその演算処理の信頼性を向上させることができるという作用を有する。
【0013】
また、請求項3記載の発明は、被検幅拡大表示機能において、ユーザが再度画像処理のための計算をするためのユーザインターフェースを備え、演算処理時間に束縛されずに再計算を実施するようにした請求項1記載の超音波診断装置であり、演算処理時間に束縛されずに再計算を実施することで画像構築の信頼性を向上させることができるという作用を有する。
【0014】
本発明の請求項4に記載の発明は、画像表示メモリを有する視野拡大処理部を有し、前記視野拡大処理部において複数のB画像をつなぎあわせて合成する被検幅拡大表示画像とB画像を同時に前記画像表示メモリに転送することにより視野拡大機能による被検幅拡大表示画像とB画像を同時に別々のウィンドウで表示する請求項1記載の超音波診断装置であり、スキャンコンバータ部で生成されたB画像とそのB画像から視野拡大処理部によって再構築された被検幅拡大表示画像とを画像処理部内の表示メモリに同時に転送し、表示コントロール部を介して表示部にて視野拡大表示画像とB画像を同時に別々のウィンドウに表示させることにより、プローブの走査を容易にできるという作用を有する。
【0015】
また、請求項5に記載の発明は、画像合成された視野拡大機能による画像とともにB画像を同時に同一モニタ上の別々のウィンドウに別々の画像として表示する請求項4記載の超音波診断装置であり、使用者がプローブと被検体との位置関係、すなわちプローブ表面が被検体から離れかけているかどうかといった情報を得られることにより、プローブの走査を容易にすることができるという効果を有する。
【0016】
また、請求項6記載の発明は、被検幅拡大表示を行なうために、あらかじめ使用者が設定した超音波プローブ移動距離ごとの深さ方向の画像データの上限値、下限値をメモリに保存しておき、超音波プローブの累計移動距離に応じて使用者が設定した深さ方向の上限値、下限値で規定される有効画像データ範囲内の画像データを用いて超音波プローブ移動予測、推定処理を行なう超音波プローブ移動推定処理方法であり、使用者が被検幅拡大表示を行なう前にあらかじめ、超音波プローブ移動距離ごとの有効な深さ方向の画像データ範囲を設定し、リアルタイムで計算される超音波プローブ移動距離ごとにあらかじめ設定された有効画像データ範囲に従い、超音波プローブ移動予測、推定演算を行なうことによりその演算処理の信頼性を向上させることができるという作用を有する。
【0019】
以下、本発明の実施の形態について、図1から図8を用いて説明する。
【0020】
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態のブロック図を示している。図1において、スキャンコンバータ部1は、超音波プローブから得られた超音波エコー信号からB画像を生成するものであり、B画像データは視野拡大処理部2に出力される。
【0021】
視野拡大処理部2は、B画像Frame Bufferメモリ21、移動ベクトル計算、画像再構成すなわち画像のつなぎあわせを実施する画像処理部22、表示メモリ部23からなり、スキャンコンバータ部1から送出されたB画像データは、B画像Frame Bufferメモリ21に一旦ストアされる。
【0022】
画像処理部22は、CPU221、ワークメモリ222、上限値メモリ223、下限値メモリ224から構成されており、B画像Frame Bufferメモリ21からB画像データを受け取り、画像データ用ワークメモリ222に転送する。そしてその画像データを用いて1フレーム前と現在のフレーム画像間での超音波プローブ移動量、方向を予測推定し、その結果から画像の合成を行なう。
【0023】
画像処理部22で合成された画像、すなわち被検幅拡大表示画像は、表示メモリ23に出力される。表示メモリ23の画像データは、表示コントロール部3を介して表示部4にて画像として表示される。なお、上限値メモリ223、下限値メモリ224は、使用者が被検幅拡大表示機能を用いる前にあらかじめ設定することのできる累計の超音波プローブ移動距離ごとに超音波プローブ移動量予測、推定に用いられる有効画像データ範囲の上限値、下限値をストアするためのメモリである。上記のデータ転送、超音波プローブ移動予測、推定、画像合成は、すべて画像処理部22のCPU221により行なわれる。
【0024】
以上のように構成された超音波診断装置について図2を用いてその動作を説明する。
【0025】
図2は、本発明の第1の実施の形態のブロック上で、画像がどこで生成されるかをあわせて示した図である。図2においてスキャンコンバータ部1においてB画像が生成される。その生成されたB画像は連続して視野拡大処理部2のB画像Frame Bufferメモリ21に出力される。このB画像データは、表示の同期信号に同期していてもいなくてもかまわないが、1Frame分の画像データの開始と終了タイミングは視野拡大処理部2で認識する必要があるため、表示の垂直、水平同期信号に同期している場合について述べる。B画像Frame Bufferメモリ21に1Frame分の画像データが蓄えられると、画像処理部22内のワークメモリ222にデータが転送される。
【0026】
画像処理部22において、被検幅拡大機能により1フレーム前からの超音波プローブ移動量予測、推定、およびその結果から画像つなぎ合わせまでの画像処理が行なわれる(図3)。ここで被検幅拡大機能が開始されたときの超音波プローブの位置から超音波プローブ移動距離ごとに深さ方向の有効画像データ範囲があらかじめ設定されており、その有効画像データ範囲の上下限値データがそれぞれ上限値メモリ223、下限値メモリ224にストアされているものとする。
【0027】
新しいフレーム画像が上記ワークメモリ222に転送されるとその画像データを用いて超音波プローブ移動の予測、推定から画像の合成までが行なわれる。超音波プローブ移動量予測、推定を行なう際、1フレーム前までの累計の超音波プローブ移動量に対応した有効画像データ範囲の上限値、下限値データが上限値メモリ223、下限値メモリ224から取り出され、超音波プローブ移動予測、推定を行なうための、有効画像データ範囲が決まる。この有効画像データ範囲内のデータを用いて移動量予測、推定が行なわれる。そしてその結果を用いて画像のつなぎあわせ処理が行なわれる。つなぎあわせられた画像、すなわち被検幅拡大画像は、表示メモリ23に出力される。
【0028】
表示メモリ23上のアドレスは、表示部4の画像の表示位置に対応するため、どこのアドレス上に転送されるかは、画像表示のフォーマットにしたがって決められる。表示コントローラ3では、表示する信号源の選択が行なわれる。視野拡大機能が動作している場合は、視野拡大処理部2内の表示メモリ23が信号源として選択される。そして、最新の移動量を累積加算したものが、次回の画像処理を行なうときの移動量となり、次フレーム画像での処理の際、有効画像データ範囲の算出に用いられる。
【0029】
また、あらかじめ使用者が設定する超音波プローブ移動予測、推定を行なう際に用いられる有効画像データ範囲を示す上限値、下限値をあらかじめメモリにストアするためのユーザインターフェースの例を図4に示す。図4では、最大60cmの場合の例を示している。設定は、強反射体等による超音波信号が微弱になる領域を深さ方向に狭くするといったことを行なう。単純にすべての移動距離ごとの有効データ数を少なくすると、使用できるデータ数が単純に少なくなり、これも信頼性の低下につながるので、極力狭くする範囲をあまり設けないのが望ましい。
【0030】
この有効深さ方向のデータ数を可変できるようにするメモリは、最大移動量/最小移動量分解能で決められる値が最大であり、超音波プローブ移動量が求められてから補間計算を行なえば、約10点分のメモリがあれば十分である。ここでは、画像処理部22において、ワークメモリ222、上限値メモリ223、下限値メモリ224は分けて記載しているが、上記の通り、上限値メモリ223、下限値メモリ224は大容量のメモリを必要としているわけではないので、ワークメモリの一部として扱うことが可能である。
【0031】
画像処理部22の動作を図5に示す。まず画像処理部22内のワークメモリ222にB画像データ(80)が転送される(90)と、前回の計算すなわち1フレーム前の画像より得られた超音波プローブ移動量と、それまでの累計の超音波プローブ移動量から最新の超音波プローブ移動距離が算出される(95)。
【0032】
そしてこの超音波プローブ移動距離から上記ユーザ設定された上限値メモリ223、下限値メモリ224から深さ方向の有効画像データ範囲が補間計算されて得られる。上限値メモリ、下限値メモリが十分大きく取れる場合には、補間計算は不要となり、即値がメモリより読み出される(91)。
【0033】
この有効画像データ範囲から現在のフレーム画像での超音波プローブ移動予測、推定するためのデータ数が決定され、(83)のA、Bがそれぞれ上限値、下限値となる。この範囲内のデータを用いて超音波プローブ移動量が予測、推定される(92)。
【0034】
そして超音波プローブ移動量演算が終了し、移動角度、移動距離が算出される(93)。画像(84)に示すように最新のB画像と、1フレーム前のB画像が重ね合わされ、画像合成される(94)。このようにして画像(81)が得られる。
【0035】
これを繰り返し行なうことにより、リアルタイムで被検幅拡大表示画像(81)が表示される。
【0036】
有効画像データ範囲は、大きければ大きいほど信頼性は、高くなる。しかし超音波プローブのスキャンさせるところに骨等の強反射体が存在すると、その部分での前後フレームの相関が弱くなり、超音波プローブ移動予測、推定段階での信頼性が低下する。
【0037】
このため場合によっては、平坦に移動させているにもかかわらず、回転するとか、実際の移動距離以上に移動したと予測推定し、画像の合成が行なわれるといったことが起こり得る。
【0038】
そのため、あらかじめ信頼性が低くなる要因があることが使用者には判明している場合、信頼性低下の要因を取り除くことにより、信頼性を向上させるものである。
【0039】
(第2の実施の形態)
本発明の第2の実施の形態では、リアルタイム処理における超音波プローブ移動ベクトル算出段階でエラーが発生し、合成された画像の形状が実際の形状から明らかにかけ離れている場合、移動ベクトルの算出を再度やり直すためのキーを設け、そのキーが押されると、ワーク領域に蓄えられた画像データを用いて画像合成のための再計算を最初から実施する。
【0040】
その際には、リアルタイム処理を実現するために演算精度を犠牲にしていた部分、たとえば、ブロックレベルでの移動検出する際のブロックサイズを大きくとるといったことや、画像データの標準偏差を算出し、画像全体のレベルがほぼ一定のときには、画像処理を行なうための深さ方向のサイズを小さくするといったことを行なうことにより、画像データから算出される超音波プローブ移動距離、移動方向の推定の信頼性を向上させる。
【0041】
本発明の第2の実施の形態によれば、あらかじめ使用者は超音波プローブの移動距離ごとに有効な画像データの上限値、下限値を設定し、それぞれ上限値メモリ、下限値メモリにストアすることができる。
【0042】
そして被検幅拡大機能において、現在のフレーム画像から超音波プローブ移動量、方向を予測、推定する際、それまでに求められた超音波プローブ移動距離ごとに、上記上限値メモリ、下限値メモリから有効画像データ範囲の情報を読み出し、その範囲のデータを使用し、超音波プローブ移動予測、推定を行なうことができる。
【0043】
これを繰り返し行なうことにより、各フレーム画像ごとに求められる超音波プローブ移動予測、推定の信頼性が向上し、各フレーム画像をつなぎあわせ、合成された被検幅拡大画像の形状のエラー発生確率を低減することができる。
【0044】
すなわち、あらかじめ予見できるエラー発生要因である強反射体の影響を低減するように上限値、下限値をあらかじめ設定しておき、そのデータを画像処理で用いることにより、画像処理における信頼性を向上させることができる。
【0045】
さらに、リアルタイム処理後に再計算を実施できるようにし、演算精度を向上させることにより、強反射体の影響を低減させることができる。すなわち、画像処理における処理の信頼性を向上させることができる。
【0046】
(第3の実施の形態)
本発明の第3の実施の形態における動作を図6を用いて説明する。図6は、ブロック上で、画像がどこで生成されるかを示した図である。図6においてスキャンコンバータ部1においてB画像が生成される。その生成されたB画像は連続して視野拡大処理部2のB画像Frame Bufferメモリ21に出力される。B画像FrameBufferメモリ21に1Frame分の画像データが蓄えられると、画像処理部22において、移動量ベクトル計算、およびその結果を用いて画像のつなぎあわせ処理が行なわれる。
【0047】
画像処理部22は、マイクロプロセッサ、メモリから構成されているのが一般的である。つなぎあわされた画像は、表示メモリ23に出力される。その際、画像処理部22により同時にB画像Frame Bufferメモリ21上のB画像データもあわせて表示メモリ23に転送される。
【0048】
表示メモリ23上のアドレスは、表示部4の画像の表示位置に対応するため、どこのアドレス上に転送されるかは、画像表示のフォーマットにしたがって決められる。表示コントローラ3では、表示する信号源の選択が行なわれる。視野拡大機能が動作している場合は、視野拡大処理部2内の表示メモリ23が信号源として選択される。したがって表示メモリ23上にあるB画像と被検幅拡大表示画像が表示部4で同時に表示される。その時の表示例を図8に示す。
【0049】
以上のように本発明の第3の実施の形態によれば、視野拡大処理部2の画像処理部22により被検幅拡大表示画像が生成されるとともに、そのもととなるB画像が被検幅拡大表示画像とともに表示メモリ23に転送されるため、B画像と被検幅拡大表示画像を同時に1個のモニタで、別々のウィンドウに表示することができ、プローブが被検体から離れかけているかどうかといった情報を得ることにより、プローブの走査を容易にすることができる。
【0050】
なお、このとき、表示コントローラ部3の機能を画像の信号源の切り替えとしたが、画像の表示位置に応じて信号源を切り替える場合、スキャンコンバータ部1の出力と視野拡大処理部内表示メモリ23の出力の切り替えが表示コントロール部3により切り替えられることになるため、画像処理部22によりB画像データを表示メモリ23に転送する必要がなく処理時間が短くなるため、フレームレートが上がるという効果を有する。
【0051】
また、画像表示するモニタは1個で、その中のウィンドウを別々に表示するとしたが、被検幅拡大表示画像、B画像を複数の別々のモニタに別々の画像信号として出力、表示するようにすることも可能である。そのときは、表示部がモニタの数だけ必要となるが、超音波プローブと被検部の状態がわかりやすくなるという利点を有する。
【0052】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、被検幅拡大機能における各フレーム画像ごとの超音波プローブ移動ベクトルを算出する際に、用いられる深さ方向の有効画像データの範囲を被検部の状態に応じてあらかじめ設定できるため、算出される超音波プローブ移動予測、推定の信頼性が向上し、画像の合成でのエラー発生確率を低減させることができる。
【0053】
また、被検幅拡大機能において、視野拡大処理部の画像処理部により被検幅拡大表示画像の生成とともにB画像の転送を行なうため、B画像と被検幅拡大表示画像とを同時に表示できるようにしたものであり、B画像を表示することによりプローブと被検体との位置等の情報を得るようにするため、使用者がプローブの走査をしやすくできるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態におけるブロック図、
【図2】本発明の第1の実施の形態におけるブロック図と画像の関係を示す図、
【図3】本発明の第1の実施の形態における被検幅拡大表示機能を示す概略図、
【図4】本発明の第1の実施の形態における深さ方向の画像範囲を設定するためのユーザインターフェース例を示す図、
【図5】本発明の第1の実施の形態における画像処理部における処理フロー図、
【図6】本発明の第3の実施の形態におけるブロックと画像との関係を示す図、
【図7】従来の被検幅拡大表示画像表示例を示す図、
【図8】本発明によるB画像、被検幅拡大表示画像の同時表示例を示す図である。
【符号の説明】
1 スキャンコンバータ部
2 視野拡大処理部
3 表示コントロール部
4 表示部
21 B画像Frame Bufferメモリ
22 画像処理部
23 表示メモリ
80 B画像
81 視野拡大処理部で生成された被検幅拡大画像
82 表示コントロール部での被検幅拡大画像
83 上限値、下限値とB画像との関係を示す図
84 最新B画像と1フレーム前の画像
85 表示コントロール部での被検幅拡大画像とB画像
90 新フレーム画像データ取得処理
91 有効データサーチ処理
92 プローブ移動量推定処理
93 移動距離算出処理
94 画像合成処理
95 次回有効画像データ範囲取得処理
221 CPU
222 ワークメモリ
223 上限値メモリ
224 下限値メモリ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an ultrasonic diagnostic apparatus having a digital image signal processing unit and having a function of enlarging and displaying a subject width, and in particular, changing an effective image data range to a range set by a user for each cumulative moving distance of an ultrasonic probe. Thus, the reliability at the time of constructing an image is improved.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a view expansion function described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-280688 is known. The test width enlarged display function predicts and estimates the moving vector amount of the ultrasonic probe from continuous B images obtained by moving the ultrasonic probe in the long axis direction as shown in FIG. Continuous B images are connected, an enlarged two-dimensional ultrasonic image is reconstructed, and an image with an enlarged subject width is displayed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional subject width enlarged display function, the effective data size of the depth direction and the ultrasound probe subject width is fixed, and if a strong reflector such as bone exists near the ultrasound probe surface, In a portion deeper than the strong reflector, the ultrasonic waves are reflected by the strong reflector, so that the number of echoes is reduced and the image becomes dark.
[0004]
When signal processing for the subject width enlarged display function is performed using this data, the correlation with the previous frame is weakened, and the reliability in the movement amount estimation process is reduced. If the reliability is low, there is a problem that the possibility that the shape of the joined and combined enlarged images does not match the actual shape increases.
[0005]
The present invention solves the above-mentioned conventional problem, and it is possible to narrow or widen the effective image data range in the depth direction used when performing image synthesis at the position of the strong reflector that can be foreseen by the user in advance. The object of the present invention is to provide an excellent ultrasonic diagnostic apparatus capable of improving the reliability of image synthesis by changing the effective image data range for each moving distance of the cumulative ultrasonic probe and making it optimal. And
[0006]
In addition, since the test width is enlarged and displayed in real time, as shown in FIG. 7, half of the normal B image is the latest image, and the rest is the test image reconstructed from the image obtained before that. The enlarged width display image is displayed. Therefore, the portion displayed as the latest image is reduced as compared with the B image obtained by the ordinary probe scanning. When scanning the probe, the user sees the subject and the probe and cannot see the ultrasound image at the same time, so they will look at one or the other, but it is usual to scan while looking at the image. It is. Therefore, when the user is moving the probe, it is difficult to obtain information as to whether the probe surface is moving away from the subject, and there is a problem that it is difficult to scan the probe.
[0007]
In view of the above, the present invention solves the above-described conventional problem. When displaying an image by the visual field expansion function, the position information between the probe and the subject is used by simultaneously displaying the entire B image together with the image by the visual field expansion function. It is an object of the present invention to provide an ultrasonic diagnostic apparatus that can easily perform probe scanning since it can be obtained by many users.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, the present invention has a user interface so that the user can change the effective image data range in the depth direction for each moving distance of the ultrasonic probe, and sets the set effective image data range. Store in memory in advance. In the test width enlarged display function, images are synthesized using the results from the ultrasonic probe movement amount prediction and estimation, which are calculated in real time, but the cumulative movement from the processing start position of the test width enlarged display function is performed. distances depending on the movement prediction of the ultrasonic probe, by varying the effective image data range used for the estimation, is obtained by improving the reliability of image construction.
[0009]
Further, by simultaneously displaying the image by the visual field expansion function and the entire B image, scanning of the probe can be facilitated.
[0010]
As described above, by changing the effective image data range to the range set by the user for each cumulative moving distance of the ultrasonic probe, the reliability at the time of constructing the image is improved. It is possible to provide an ultrasonic diagnostic apparatus that can easily perform probe scanning by simultaneously displaying the entire B image together with the enlarged width display image.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The invention according to claim 1 of the present invention provides a scan converter unit that displays an ultrasonic echo signal obtained from an ultrasonic probe as a B image, a subject width enlargement processing unit having an image display memory, a display control unit, a display unit, And a memory in which the user sets and stores in advance the upper limit and lower limit in the depth direction used when performing image processing for each ultrasonic probe moving distance, and the user sets the upper limit and lower limit. An ultrasonic diagnostic apparatus with a user interface, in which the user sets in advance the image data range in the depth direction that is valid for each ultrasonic probe moving distance, and for each ultrasonic probe moving distance calculated in real time. in accordance with the effective image data range of the set depth, predictions of ultrasound probe movement, the prediction by performing estimation, the estimation reliability An effect that can be improved.
[0012]
In addition, the invention according to claim 2 is a memory for storing upper and lower limit values of image data in the depth direction for each ultrasonic probe moving distance set in advance by a user, and according to a cumulative moving distance of the ultrasonic probe. A test width enlargement processing unit that performs ultrasonic probe movement prediction and estimation processing using image data within the effective image data range defined by the upper and lower limits in the depth direction set by the user. Item 1. The ultrasonic diagnostic apparatus according to item 1, wherein an effective image data range in the depth direction for each ultrasonic probe moving distance is set in advance before the user performs the inspection width enlarged display function, and the image data is calculated in real time. that in accordance with the effective image data ranges that are previously set for each ultrasound probe movement distance, this to improve the reliability of the arithmetic processing by performing ultrasonic probe movement prediction, the estimation calculation It has the effect that it is.
[0013]
According to a third aspect of the present invention, in the subject width enlarged display function, the user is provided with a user interface for performing a calculation for the image processing again, and the recalculation is performed without being restricted by the calculation processing time. 3. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein the recalculation is performed without being restricted by the operation processing time, thereby improving the reliability of image construction.
[0014]
The invention according to claim 4 of the present invention has a field expansion processing unit having the images display memory, test broadening display image synthesized by Awa connecting a plurality of the B image in the field expansion processing unit and B 2. The ultrasonic diagnostic apparatus according to claim 1, wherein an image to be detected enlarged by a visual field enlargement function and a B image are simultaneously displayed in separate windows by simultaneously transferring the image to the image display memory. The obtained B image and the test width enlarged display image reconstructed from the B image by the visual field enlargement processing unit are simultaneously transferred to the display memory in the image processing unit, and the visual field enlarged display is performed on the display unit via the display control unit. Displaying the image and the B image in separate windows simultaneously has the effect of facilitating scanning of the probe.
[0015]
The invention according to
[0016]
According to the present invention, the upper limit value and the lower limit value of the image data in the depth direction for each moving distance of the ultrasonic probe set in advance by the user are stored in the memory in order to perform the enlarged display of the inspection width. In addition, the ultrasonic probe movement prediction and estimation processing using image data within the effective image data range defined by the upper limit value and the lower limit value in the depth direction set by the user according to the total moving distance of the ultrasonic probe. This is a method of estimating the movement of the ultrasonic probe, in which the user sets an effective image data range in the depth direction for each ultrasonic probe movement distance before performing the enlarged display of the subject width, and calculates in real time. that increase in accordance with the effective image data ranges that are previously set for each ultrasound probe movement distance, the ultrasound probe movement prediction, the reliability of the arithmetic processing by performing the estimation calculation An effect that can be.
[0019]
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0020]
(First Embodiment)
FIG. 1 shows a block diagram of a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, a scan converter 1 generates a B image from an ultrasonic echo signal obtained from an ultrasonic probe, and B image data is output to a visual field enlarging processing unit 2.
[0021]
The visual field expansion processing unit 2 includes a B image
[0022]
The
[0023]
The image synthesized by the
[0024]
The operation of the ultrasonic diagnostic apparatus configured as described above will be described with reference to FIG.
[0025]
FIG. 2 is a diagram also showing where an image is generated on a block according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 2, a B image is generated in the scan converter 1. The generated B image is continuously output to the B image
[0026]
In the
[0027]
When a new frame image is transferred to the
[0028]
Since the address on the
[0029]
FIG. 4 shows an example of a user interface for previously storing, in a memory, an upper limit value and a lower limit value indicating an effective image data range used when performing prediction and estimation of an ultrasonic probe movement set in advance by a user. FIG. 4 shows an example in the case of a maximum of 60 cm. The setting is to narrow the region where the ultrasonic signal by the strong reflector or the like becomes weak in the depth direction. Simply reducing the number of valid data for every moving distance reduces the number of usable data, which also leads to a decrease in reliability. Therefore, it is desirable to avoid providing a narrow range as much as possible.
[0030]
The memory that can change the number of data in the effective depth direction has a maximum value determined by a maximum movement amount / minimum movement amount resolution. If an interpolation calculation is performed after the ultrasonic probe movement amount is obtained, A memory of about 10 points is sufficient. Here, in the
[0031]
FIG. 5 shows the operation of the
[0032]
Then, the effective image data range in the depth direction is obtained by interpolation from the
[0033]
The number of data for predicting and estimating the movement of the ultrasound probe in the current frame image is determined from the effective image data range, and A and B in (83) are the upper limit and the lower limit, respectively. The ultrasonic probe movement amount is predicted and estimated using the data in this range (92).
[0034]
Then, the ultrasonic probe moving amount calculation is completed, and the moving angle and the moving distance are calculated (93). As shown in the image (84), the latest B image and the B image one frame before are superimposed and image combined (94). Thus, an image (81) is obtained.
[0035]
By repeatedly performing this, the test width enlarged display image (81) is displayed in real time.
[0036]
The larger the effective image data range, the higher the reliability. However, if a strong reflector such as a bone is present where the ultrasound probe scans, the correlation between the preceding and subsequent frames at that portion is weakened, and the reliability of the ultrasound probe movement prediction and estimation stage is reduced.
[0037]
For this reason, depending on the case, it may occur that the image is rotated even though it is moved flat, or that the image is synthesized by estimating that it has moved beyond the actual moving distance.
[0038]
For this reason, when the user knows in advance that there is a factor that lowers the reliability, the reliability is improved by removing the factor that lowers the reliability.
[0039]
(Second embodiment)
In the second embodiment of the present invention, when an error occurs at the ultrasonic probe movement vector calculation stage in the real-time processing and the shape of the synthesized image is clearly different from the actual shape, the calculation of the movement vector is performed. A key for redoing the operation is provided, and when the key is pressed, recalculation for image synthesis is performed from the beginning using the image data stored in the work area.
[0040]
In that case, the part that sacrificed the calculation accuracy in order to realize the real-time processing, such as increasing the block size when detecting movement at the block level, and calculating the standard deviation of the image data, When the level of the entire image is almost constant, the size of the ultrasonic probe in the depth direction for performing image processing is reduced, so that the reliability of the estimation of the ultrasonic probe moving distance and the moving direction calculated from the image data is performed. Improve.
[0041]
According to the second embodiment of the present invention, the user sets in advance the upper limit value and the lower limit value of valid image data for each moving distance of the ultrasonic probe, and stores them in the upper limit value memory and the lower limit value memory, respectively. be able to.
[0042]
Then, in the subject width enlargement function, when predicting and estimating the moving amount and direction of the ultrasonic probe from the current frame image, for each ultrasonic probe moving distance determined so far, the upper limit memory and the lower limit memory are used. The information of the effective image data range is read, and the ultrasound probe movement prediction and estimation can be performed using the data of the range.
[0043]
By repeating this, the reliability of the ultrasound probe movement prediction and estimation required for each frame image is improved, and the frame images are joined together to reduce the error occurrence probability of the shape of the synthesized enlarged subject width image. Can be reduced.
[0044]
That is, the upper limit value and the lower limit value are set in advance so as to reduce the influence of the strong reflector, which is a foreseeable error occurrence factor, and the data is used in the image processing to improve the reliability in the image processing. be able to.
[0045]
Furthermore, by allowing recalculation to be performed after the real-time processing and improving the calculation accuracy, the influence of the strong reflector can be reduced. That is, the reliability of processing in image processing can be improved.
[0046]
(Third embodiment)
The operation in the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram showing where an image is generated on a block. In FIG. 6, a B image is generated in the scan converter unit 1. The generated B image is continuously output to the B image
[0047]
The
[0048]
Since the address on the
[0049]
As described above, according to the third embodiment of the present invention, the
[0050]
At this time, the function of the display controller unit 3 is to switch the signal source of the image. However, in the case of switching the signal source according to the display position of the image, the output of the scan converter unit 1 and the
[0051]
Also, the image display is performed on one monitor, and the windows in the monitor are displayed separately. However, the enlarged display image and the B image are output and displayed as separate image signals on a plurality of separate monitors. It is also possible. In that case, the number of the display units is required by the number of monitors, but there is an advantage that the states of the ultrasonic probe and the test portion can be easily understood.
[0052]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when calculating the ultrasound probe movement vector for each frame image in the subject width enlargement function, the range of effective image data in the depth direction used is set to the state of the subject. Therefore, the reliability of the calculated and predicted ultrasound probe movement can be improved, and the probability of occurrence of errors in image synthesis can be reduced.
[0053]
Also, in the subject width enlargement function, the B image is transferred together with the generation of the subject width enlarged display image by the image processing unit of the visual field enlargement processing unit, so that the B image and the subject width enlarged display image can be displayed simultaneously. Since the information such as the position between the probe and the subject is obtained by displaying the B image, the user can easily scan the probe.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram according to a first embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a block diagram and an image according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a schematic view showing a function of displaying an enlarged width of a subject according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 4 is a view showing an example of a user interface for setting an image range in the depth direction according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 5 is a processing flowchart of an image processing unit according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between a block and an image according to a third embodiment of the present invention;
FIG. 7 is a diagram showing an example of a conventional display of an enlarged display of a subject width;
FIG. 8 is a diagram showing an example of simultaneous display of a B image and an enlarged display image of a subject width according to the present invention.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 scan converter unit 2 field-of-view expansion processing unit 3 display control unit 4 display unit 21 B image
222
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