JP2000350729A - 干渉アーチファクト抑制方法および超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画質を劣化させることなく、音響的な干渉ア
ーチファクトを抑制しうる干渉アーチファクト抑制方法
および超音波診断装置を提供する。 【解決手段】 焦点位置を第１焦点ｆ１としてスキャン
を行い、音線データＩf1(i)をメモリに記憶する（Ｌ
２）。焦点位置を第２焦点ｆ２として前記と同一空間に
ついてスキャンを行い、音線データＩf2(i)を得る（Ｌ
３）。非相関領域については、音線データＩf1(i)の値
をとり、相関領域については、音線データＩf1(i)，Ｉf
2(i) の相関をとって、相関が高いデータ部分は音線デ
ータＩf1(i)の値をとり、相関が低いデータ部分は音線
データＩf1(i)を抑制または削除した値をとって、音線
データＩout(i)を生成する（Ｌ４）。前記音線データＩ
out(i)を基に超音波画像を作成し、表示する（Ｌ７）。 【効果】 相関が低いデータ部分は輝度が低くなるか又
は“０”になるので、目立たなくなり、干渉アーチファ
クトを抑制した超音波画像が得られる。また、使用でき
ない周波数帯域が生じず、また、受信開口が小さくなら
ないため、画質が劣化しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、干渉アーチファク
ト（artifact）抑制方法および超音波診断装置に関し、
さらに詳しくは、画質を劣化させることなく、音響的な
干渉アーチファクトを抑制することが出来る干渉アーチ
ファクト抑制方法および超音波診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１１は、Ｂモードを用いて、４ chamb
er view （右心室、左心室、右心房、左心房を同時に描
出するスキャン手法）で心臓を描出した超音波画像であ
る。このとき、音響的な干渉アーチファクトＡｒが現れ
て、心尖部心腔内膜が見え難くなることがある。従来、
上記のような干渉アーチファクトを抑制する方法とし
て、周波数コンパウンド（compound）方法および空間コ
ンパウンド方法が知られている。

【０００３】前記周波数コンパウンド方法は、周波数を
変えて同一空間について２つの音線データを取得し、そ
れら音線データを加算するもので、その加算した音線デ
ータを基に超音波画像を作成する。周波数が異なれば干
渉アーチファクトの現れ方が異なってくるので、加算し
た音線データでは干渉アーチファクトに対応するデータ
の重みが相対的に低くなる。そこで、干渉アーチファク
トを抑制した超音波画像が得られる。

【０００４】前記空間コンパウンド方法は、通常の受信
開口を２分割し、分割した一方と他方の受信開口をそれ
ぞれ用いて同一空間について２つの音線のデータを取得
し、それら音線データを整相加算するもので、その製造
加算した音線データを基に超音波画像を作成する。受信
開口の位置が異なれば干渉アーチファクトの現れ方が異
なってくるので、整相加算した音線データでは干渉アー
チファクトに対応するデータの重みが相対的に低くな
る。そこで、干渉アーチファクトを抑制した超音波画像
が得られる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記周波数コンパウン
ド方法では、干渉アーチファクトを十分に低減するため
には、使用する２つの周波数にかなり大きな隔たりを設
ける必要がある。換言すれば、使用する２つの周波数の
間に広い周波数帯域を開ける必要がある。つまり、使用
する２つの周波数の間の広い周波数帯域が使えなくな
る。このため、画質が劣化する問題点がある。他方、空
間コンパウンド方法では、通常に比べて受信開口が小さ
くなるため、特に横方向の分解能が劣化する。すなわ
ち、画質が劣化する問題点がある。そこで、本発明の目
的は、画質を劣化させることなく、音響的な干渉アーチ
ファクトを抑制することが出来る干渉アーチファクト抑
制方法および超音波診断装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】第１の観点では、本発明
は、超音波の送信または受信の少なくとも一方での焦点
位置を変えて同一空間について複数の音線または複数の
フレームのデータを取得し、それらデータの相関をと
り、相関の高さに基づいて元のデータに重み付けして音
線またはフレームのデータを新たに生成し、その新たに
生成したデータを基に超音波画像を作成することを特徴
とする干渉アーチファクト抑制方法を提供する。上記第
１の観点による干渉アーチファクト抑制方法では、相関
の高さに基づいてデータに重み付けする。ここで、構造
体からのデータは、焦点位置が異なってもあまり変化し
ないので、相関は高くなる。一方、焦点位置が異なると
干渉アーチファクトの現れ方が異なってくるので、干渉
アーチファクトに対応するデータの相関は著しく低くな
る。すなわち、干渉アーチファクトに対応するデータ部
分の重みが相対的に著しく低くなる。そこで、干渉アー
チファクトを抑制した超音波画像が得られる。さらに、
この方法によれば、使用できない周波数帯域が生じず、
また、受信開口が小さくならないため、画質が劣化しな
い。

【０００７】第２の観点では、本発明は、超音波の送信
または受信の少なくとも一方での焦点位置を変えて同一
空間をスキャンし複数の音線または複数のフレームのデ
ータを取得するスキャン手段と、取得した複数のデータ
の相関をとる相関演算手段と、相関の高さに基づいて元
のデータに重み付けして音線またはフレームのデータを
新たに生成するデータ変換手段と、新たに生成したデー
タを基に超音波画像を作成する超音波画像作成手段とを
具備したことを特徴とする超音波診断装置を提供する。
上記第２の観点による超音波診断装置では、上記第１の
観点による干渉アーチファクト抑制方法を好適に実施で
きる。

【０００８】第３の観点では、本発明は、超音波の送信
または受信の少なくとも一方での開口の幅を変えて同一
空間について複数の音線または複数のフレームのデータ
を取得し、それらデータの相関をとり、相関の高さに基
づいて元のデータに重み付けして音線またはフレームの
データを新たに生成し、その新たに生成したデータを基
に超音波画像を作成することを特徴とする干渉アーチフ
ァクト抑制方法を提供する。上記第３の観点による干渉
アーチファクト抑制方法では、相関の高さに基づいてデ
ータに重み付けする。ここで、構造体からのデータは、
開口の幅が異なってもあまり変化しないので、相関は高
くなる。一方、開口の幅が異なると干渉アーチファクト
の現れ方が異なってくるので、干渉アーチファクトに対
応するデータの相関は著しく低くなる。すなわち、干渉
アーチファクトに対応するデータ部分の重みが相対的に
著しく低くなる。そこで、干渉アーチファクトを抑制し
た超音波画像が得られる。さらに、この方法によれば、
使用できない周波数帯域が生じない。また、少なくとも
１回は大開口を使用できる。よって、画質が劣化しな
い。

【０００９】第４の観点では、本発明は、超音波の送信
または受信の少なくとも一方での開口の幅を変えて同一
空間をスキャンし複数の音線または複数のフレームのデ
ータを取得するスキャン手段と、取得した複数のデータ
の相関をとる相関演算手段と、相関の高さに基づいて元
のデータに重み付けして音線またはフレームのデータを
新たに生成するデータ変換手段と、新たに生成したデー
タを基に超音波画像を作成する超音波画像作成手段とを
具備したことを特徴とする超音波診断装置を提供する。
上記第４の観点による超音波診断装置では、上記第３の
観点による干渉アーチファクト抑制方法を好適に実施で
きる。

【００１０】上記構成における「相関」として、次に例
示するものを用いても良い。 （１）点的な相関 各音線を構成するデータ点を１個：１個で対応させて、
データ値を比較したときの類似度 （２）１次元的な相関 各音線を構成するデータ点を１次元的に隣接する複数
個：１次元的に隣接する複数個で対応させて、データ値
を比較したときの類似度 （３）２次元的な相関 複数のフレームのデータの相関の場合は、フレームを構
成する複数の音線の空間配置を考慮して、各音線を構成
するデータ点を２次元的に隣接する複数個：２次元的に
隣接する複数個で対応させて、データ値を比較したとき
の類似度

【００１１】「相関」による重み付けとして、次に例示
するものを用いても良い。 ・点的な相関として、対応するデータ点のデータ値の差
分（絶対値）をとる。次に、重み付けとして、第１の閾
値より差分が小さいか等しいときは元のデータ値のいず
れか又は平均を該データ点のデータ値とし、第１の閾値
より差分が大きく且つ第２の閾値より差分が小さいとき
は元のデータ値のいずれか又は平均に係数（第１の閾値
から第２の閾値の間での差分の値に応じて“１”から
“０”に直線的または曲線的に係数の値が変化する）を
乗じた値を該データ点のデータ値とし、第２の閾値より
差分が大きいか等しいときは“０”を該データ点のデー
タ値とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図に示す発明の実施の形態
により本発明をさらに詳しく説明する。なお、これによ
り本発明が限定されるものではない。

【００１３】−第１の実施形態− 図１は、本発明の第１の実施形態にかかる超音波診断装
置を示す構成図である。この超音波診断装置１００は、
超音波探触子１と、その超音波探触子１を駆動して超音
波の送信および受信を行う送受信部２と、受信した超音
波から音線データ（Ｂモード，Ｃolor Ｆlow Ｍapping
モード，Ｐower Ｄopplar Ｉmaging モードなどのいず
れでもよい）を生成する信号処理部３と、少なくとも１
音線分の音線データを記憶しうるメモリ４と、前記信号
処理部３から出力される音線データと前記メモリ４に記
憶した音線データの相関の高さに基づいて元のデータに
重み付けして音線データを新たに生成する相関演算部５
と、その相関演算部５で新たに生成した音線データを基
に超音波画像を作成するデジタルスキャンコンバータ６
と、作成された超音波画像を表示する表示装置７と、操
作者が指示やデータを入力するための入力部８と、前記
各部を制御する制御部９とを具備している。また、前記
制御部９は、本発明にかかる干渉アーチファクト抑制処
理を行う干渉アーチファクト抑制処理部９ａを含んでい
る。

【００１４】図２は、本発明の第１の実施形態にかかる
干渉アーチファクト抑制処理の動作を示すフロー図であ
る。ステップＬ１では、音線番号カウンタ値ｉを“１”
に初期化する。ステップＬ２では、図３の（ａ）に示す
ように、焦点位置を第１焦点ｆ１として、第ｉ音線のス
キャンを行い、第ｉ音線の音線データＩf1(i)をメモリ
４に記憶する。ステップＬ３では、図３の（ｂ）に示す
ように、焦点位置を第２焦点ｆ２として、前記ステップ
Ｌ２と同一空間について第ｉ音線のスキャンを行い、第
ｉ音線の音線データＩf2(i)を得る。なお、第１焦点ｆ
１と第２焦点ｆ２の具体例としては、１ｃｍと１２ｃｍ
の組み合せ、２ｃｍと１６ｃｍの組み合せ、４ｃｍと１
８ｃｍの組み合せなどから干渉アーチファクトの抑制に
最も有効な組み合せを選択すればよい。

【００１５】ステップＬ４では、相関演算器５は、図４
に示す非相関領域については、音線データＩf1(i)の値
をとり、図４に示す相関領域については、音線データＩ
f1(i)，Ｉf2(i) の相関をとって、相関が高いデータ部
分は音線データＩf1(i)の値をとり、相関が低いデータ
部分は音線データＩf1(i)を抑制または削除した値をと
って、第ｉ音線の音線データＩout(i)を生成する。

【００１６】点的な相関演算（相関演算器５の出力特
性）の例を次に示す。なお、Abs{} は、絶対値をとる関
数とする。また、ｊはデータ点の番号を表すものとす
る。 Ｉout(i)j＝If1(i)j×Ｃ ０≦Abs{If1(i)j−If2(i)j}≦Ｋ１のとき、 Ｃ＝１ Ｋ１＜Abs{If1(i)j-If2(i)j}＜Ｋ２のとき、 Ｃ＝１−(Abs{If1(i)j-If2(i)j}−Ｋ１)／(Ｋ２−Ｋ１) Ｋ２≦Abs{If1(i)j−If2(i)j}のとき、 Ｃ＝０ 図５に、上記重み係数Ｃを図示する。この例では、相関
が大きければ（差分Abs{If1(i)j−If2(i)j}がＫ１より
小さければ）、If1(i)を出力する。相関がある範囲なら
ば（差分がＫ１より大きく、Ｋ２より小さければ）、If
1(i)に“１”より小さい正の重み係数Ｃを乗じて出力す
る。相関が前記範囲より小さければ（差分がＫ２より大
きければ）、“０”を出力する。

【００１７】ステップＬ５，Ｌ６では、１フレームの終
わりまで上記ステップＬ２〜Ｌ４を繰り返す。そして、
１フレームが終わったら、次のフレームについて同じこ
とを繰り返す

【００１８】一方、ステップＬ７では、デジタルスキャ
ンコンバータ６および表示装置７は、相関演算器５から
出力される１フレーム分の音線データＩout(1)〜Ｉout
(LAST)を基に超音波画像を作成し、表示する。

【００１９】以上の第１の実施形態にかかる超音波診断
装置１００によれば、相関が低いデータ部分は輝度が低
くなるか又は“０”になるので、目立たなくなる。すな
わち、図６に示すように、干渉アーチファクトを抑制し
た超音波画像が得られる。また、使用できない周波数帯
域が生じず、また、受信開口が小さくならないため、画
質が劣化しない。また、非相関領域（干渉アーチファク
トの現れない領域）と相関領域（干渉アーチファクトが
現れる領域）とを分けているため、干渉アーチファクト
の現れない領域における相関処理による画質の劣化を防
止できると共に、相関処理負担によるフレームレートの
低下を防止することが出来る。

【００２０】−第２の実施形態− 第２の実施形態は、基本的には第１の実施形態と同じで
あるが、メモリ４に２フレーム分のデータを記憶可能と
し、フレーム単位で干渉アーチファクト抑制処理を行
う。

【００２１】図７は、第２の実施形態にかかる干渉アー
チファクト抑制処理の動作を示すフロー図である。ステ
ップＶ１では、図３の（ａ）に示すように、焦点位置を
第１焦点ｆ１として、１フレーム分のスキャンを行い、
データＤf1（１フレーム分の音線データ）をメモリ４に
記憶する。ステップＶ２では、図３の（ｂ）に示すよう
に、焦点位置を第２焦点ｆ２として、１フレーム分のス
キャンを行い、データＤf2（１フレーム分の音線デー
タ）をメモリ４に記憶する。ステップＶ３では、相関演
算器５は、図４に示す非相関領域については、データＤ
f1の値をとり、図４に示す相関領域については、データ
Ｄf1，Ｄf2 の相関をとって、相関が高いデータ部分は
データＤf1の値をとり、相関が低いデータ部分はデータ
Ｄf1を抑制または削除した値をとって、１フレームのデ
ータＤoutを生成する。なお、データＤf1，Ｄf2 は、そ
れぞれ１フレーム分の音線データであるため、各音線の
空間配列を考慮すれば２次元データとなる。よって、こ
こでは、２次元的な相関演算を行う。ステップＶ４で
は、デジタルスキャンコンバータ６および表示装置７
は、相関演算器５から出力される１フレーム分の音線デ
ータＤoutを基に超音波画像を作成し、表示する。

【００２２】以上の第２の実施形態にかかる超音波診断
装置によれば、相関が低いデータ部分は輝度が低くなる
か又は“０”になるので、干渉アーチファクトが目立た
なくなる。また、使用できない周波数帯域が生じず、ま
た、受信開口が小さくならないため、画質が劣化しな
い。なお、第１の実施形態と比較すると、メモリ４の容
量が大きくなる（２フレーム分の容量が必要になる）欠
点があるが、２次元的な相関演算が可能になる利点があ
る。

【００２３】−第３の実施形態− 第３の実施形態は、前記第１の実施形態における「第１
焦点ｆ１」と「第２焦点ｆ２」の代わりに、図９に示す
「大受信開口Ａｌ」と「小受信開口Ａｓ」とを用いた干
渉アーチファクト抑制処理を行う。

【００２４】図８は、第３の実施形態にかかる干渉アー
チファクト抑制処理の動作を示すフロー図である。この
フロー図は、ステップＬ２’，Ｌ３’以外は図２のフロ
ー図と同じなので、ステップＬ２’，Ｌ３’のみ説明す
る。ステップＬ２’では、図９の（ａ）に示すように、
大受信開口Ａｌとして、第ｉ音線のスキャンを行い、第
ｉ音線の音線データＩf1(i)をメモリ４に記憶する。ス
テップＬ３’では、図９の（ｂ）に示すように、小受信
開口Ａｓとして、前記ステップＬ２’と同一空間につい
て第ｉ音線のスキャンを行い、第ｉ音線の音線データＩ
f2(i)を得る。

【００２５】以上の第３の実施形態にかかる超音波診断
装置によれば、相関が低いデータ部分は輝度が低くなる
か又は“０”になるので、干渉アーチファクトが目立た
なくなる。また、使用できない周波数帯域が生じず、大
受信開口Ａｌを用いることが出来るため、画質が劣化し
ない。

【００２６】−第４の実施形態− 第４の実施形態は、基本的には第３の実施形態と同じで
あるが、メモリ４に２フレーム分のデータを記憶可能と
し、フレーム単位で干渉アーチファクト抑制処理を行
う。

【００２７】図１０は、第４の実施形態にかかる干渉ア
ーチファクト抑制処理の動作を示すフロー図である。こ
のフロー図は、ステップＶ１’，Ｖ２’以外は図７のフ
ロー図と同じなので、ステップＶ１’，Ｖ２’のみ説明
する。ステップＶ１’では、図９の（ａ）に示すよう
に、大受信開口Ａｌとして、１フレーム分のスキャンを
行い、データＤf1をメモリ４に記憶する。ステップＶ
２’では、図９の（ｂ）に示すように、小受信開口Ａｓ
として、１フレーム分のスキャンを行い、データＤf2を
メモリ４に記憶する。

【００２８】以上の第４の実施形態にかかる超音波診断
装置によれば、相関が低いデータ部分は輝度が低くなる
か又は“０”になるので、干渉アーチファクトが目立た
なくなる。また、使用できない周波数帯域が生じず、大
受信開口Ａｌを用いることが出来るため、画質が劣化し
ない。なお、第３の実施形態と比較すると、メモリ４の
容量が大きくなる欠点があるが、２次元的な相関演算が
可能になる利点がある。

【００２９】−第５の実施形態− 前記第１の実施形態または第３の実施形態において、メ
モリ４に２音線分の容量を確保し、音線データＩf2(i)
をもメモリ４に記憶し、音線データＩf1(i)，Ｉf2(i)
の１次元的な相関演算を行う。

【００３０】

【発明の効果】本発明の干渉アーチファクト抑制方法お
よび超音波診断装置によれば、音響的な干渉アーチファ
クトおよび音響ノイズを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態にかかる超音波診断装
置を示す構成図である。

【図２】本発明の第１の実施形態にかかる干渉アーチフ
ァクト抑制処理を示すフロー図である。

【図３】第１焦点と第２焦点の例示図である。

【図４】非相関領域と相関領域の例示図である。

【図５】相関の高さと重み係数の例示図である。

【図６】本発明により得られる超音波画像の例示図であ
る。

【図７】本発明の第２の実施形態にかかる干渉アーチフ
ァクト抑制処理を示すフロー図である。

【図８】本発明の第３の実施形態にかかる干渉アーチフ
ァクト抑制処理を示すフロー図である。

【図９】大受信開口と小受信開口の例示図である。

【図１０】本発明の第４の実施形態にかかる干渉アーチ
ファクト抑制処理を示すフロー図である。

【図１１】従来の超音波画像の例示図である。

【符号の説明】

１００ 超音波診断装置 １ 超音波探触子 ２ 送受信部 ３ 信号処理部 ４ メモリ ５ 相関演算部 ６ デジタルスキャンコンバータ ７ 表示装置 ９ 制御部 ９ａ 干渉アーチファクト抑制処理部 ｆ１ 第１焦点 ｆ２ 第２焦点 Ａｌ 大受信開口 Ａｓ 小受信開口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4C301 AA01 CC02 EE07 EE20 HH13 HH25 JB22 JB23 JB28 JB29 JB32 JC14 KK02 KK22 LL03 LL04 LL06 5B057 AA08 BA05 CA08 CA12 CA16 CB08 CB12 CB16 CE09 DB02 DB09 DC34

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超音波の送信または受信の少なくとも一
   方での焦点位置を変えて同一空間について複数の音線ま
   たは複数のフレームのデータを取得し、それらデータの
   相関をとり、相関の高さに基づいて元のデータに重み付
   けして音線またはフレームのデータを新たに生成し、そ
   の新たに生成したデータを基に超音波画像を作成するこ
   とを特徴とする干渉アーチファクト抑制方法。
2. 【請求項２】 超音波の送信または受信の少なくとも一
   方での焦点位置を変えて同一空間をスキャンし複数の音
   線または複数のフレームのデータを取得するスキャン手
   段と、取得した複数のデータの相関をとる相関演算手段
   と、相関の高さに基づいて元のデータに重み付けして音
   線またはフレームのデータを新たに生成するデータ変換
   手段と、新たに生成したデータを基に超音波画像を作成
   する超音波画像作成手段とを具備したことを特徴とする
   超音波診断装置。
3. 【請求項３】 超音波の送信または受信の少なくとも一
   方での開口の幅を変えて同一空間について複数の音線ま
   たは複数のフレームのデータを取得し、それらデータの
   相関をとり、相関の高さに基づいて元のデータに重み付
   けして音線またはフレームのデータを新たに生成し、そ
   の新たに生成したデータを基に超音波画像を作成するこ
   とを特徴とする干渉アーチファクト抑制方法。
4. 【請求項４】 超音波の送信または受信の少なくとも一
   方での開口の幅を変えて同一空間をスキャンし複数の音
   線または複数のフレームのデータを取得するスキャン手
   段と、取得した複数のデータの相関をとる相関演算手段
   と、相関の高さに基づいて元のデータに重み付けして音
   線またはフレームのデータを新たに生成するデータ変換
   手段と、新たに生成したデータを基に超音波画像を作成
   する超音波画像作成手段とを具備したことを特徴とする
   超音波診断装置。