醫(yī)用圖像診斷裝置以及醫(yī)用圖像生成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)用圖像診斷裝置以及醫(yī)用圖像生成方法，特別是涉及顯示高對比度的醫(yī)用圖像的醫(yī)用圖像診斷裝置以及醫(yī)用圖像生成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]作為醫(yī)用圖像診斷裝置的超聲波診斷裝置通過超聲波探頭向被檢體發(fā)送超聲波并且接收來自被檢體的反射回波，并使用反射回波信號來構(gòu)筑超聲波圖像。但是，在該超聲波圖像中，包含在生物體內(nèi)部的不均勻介質(zhì)上的信號的散射、干擾所引起的斑點(diǎn)噪聲、在裝置內(nèi)部產(chǎn)生的電噪聲。
[0003]例如，在心臟的超聲波圖像中，由于心腔內(nèi)的噪聲顯著而成為使圖像質(zhì)量下降的原因。此外，由于心腔內(nèi)的噪聲顯著而導(dǎo)致心腔與心肌的邊界不清楚，給診斷造成不良影響。
[0004]作為對于超聲波圖像的噪聲消除方法而被應(yīng)用的圖像處理眾所周知的有低通濾波器等線性濾波器、中值濾波器或最小值濾波器等非線性濾波器。
[0005]另一方面，對于心臟的超聲波圖像而言，還需要心肌中的圖像增強(qiáng)。通過增強(qiáng)心肌中的信號，從而心臟的活動變得易懂，給診斷帶來好影響。
[0006]作為對于超聲波圖像的信號增強(qiáng)方法而被應(yīng)用的圖像處理眾所周知的有最大值濾波器等非線性濾波器。
[0007]此外，還公開有進(jìn)行上述那樣的噪聲消除和信號增強(qiáng)這兩者的超聲波圖像的圖像質(zhì)量改善方法。
[0008]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)
[0010]專利文獻(xiàn)1:W02009/128213號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]發(fā)明要解決的課題
[0012]但是，對于作為現(xiàn)有的醫(yī)用圖像診斷裝置的超聲波診斷裝置而言，例如，若針對心臟的超聲波圖像實施心腔內(nèi)的噪聲消除，則有可能心肌部的信號也被消除，心腔與心肌的邊界變得模糊不清。此外，另一方面，若實施心肌部的信號的增強(qiáng)則存在心腔內(nèi)的噪聲也增強(qiáng)的問題。此外，對于專利文獻(xiàn)I的醫(yī)用圖像診斷裝置而言，動態(tài)范圍大致不變，難以構(gòu)筑高對比度的超聲波圖像。
[0013]本發(fā)明提供一種構(gòu)筑能夠消除噪聲并且增強(qiáng)關(guān)注部位的信號的高對比度的醫(yī)用圖像的醫(yī)用圖像診斷裝置以及醫(yī)用圖像生成方法。
[0014]用于解決課題的手段
[0015]本發(fā)明是取得被檢體的醫(yī)用圖像數(shù)據(jù)的醫(yī)用圖像診斷裝置，其具備:信號增強(qiáng)處理部，其對所述醫(yī)用圖像數(shù)據(jù)實施信號增強(qiáng)處理；噪聲消除部，其從所述醫(yī)用圖像數(shù)據(jù)實施噪聲消除處理；第I信號壓縮處理部，其對實施所述信號增強(qiáng)處理以及所述噪聲消除處理后的所述醫(yī)用圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮；第2信號壓縮處理部，其對所述醫(yī)用圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮；以及合成處理部，其將由所述第I信號壓縮處理部壓縮后的所述醫(yī)用圖像數(shù)據(jù)與由所述第2信號壓縮處理部壓縮后的所述醫(yī)用圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行合成。
[0016]根據(jù)該構(gòu)成，可以構(gòu)筑能夠消除噪聲并且增強(qiáng)關(guān)注部位的信號的高對比度的醫(yī)用圖像。
[0017]發(fā)明效果
[0018]本發(fā)明能夠提供一種醫(yī)用圖像診斷裝置以及醫(yī)用圖像生成方法，可以構(gòu)筑能夠消除噪聲并且增強(qiáng)關(guān)注部位的信號的高對比度的醫(yī)用圖像。
【附圖說明】
[0019]圖1是表示作為本發(fā)明的第I實施方式的醫(yī)用圖像診斷裝置的超聲波診斷裝置的一例的框圖。
[0020]圖2是表示圖像處理部的構(gòu)成例的框圖。
[0021]圖3是表示本實施方式的信號壓縮合成處理部的構(gòu)成例的圖。
[0022]圖4是信號壓縮數(shù)據(jù)與信號壓縮后合成數(shù)據(jù)的比較例。
[0023]圖5是保存有與各信號增強(qiáng)等級相對應(yīng)的2個合成率(權(quán)重系數(shù))的內(nèi)部表的一例。
[0024]圖6是使用圖5的內(nèi)部表使信號增強(qiáng)等級變化后的信號壓縮后合成數(shù)據(jù)與信號壓縮數(shù)據(jù)的比較例。
[0025]圖7是表示作為本發(fā)明的第2實施方式的醫(yī)用圖像診斷裝置的超聲波診斷裝置的一例的框圖。
[0026]圖8是表示作為本發(fā)明的第3實施方式的醫(yī)用圖像診斷裝置的超聲波診斷裝置的一例的框圖。
[0027]圖9是保存有與各信號增強(qiáng)等級相對應(yīng)的3個合成率(權(quán)重系數(shù))的內(nèi)部表的一例。
[0028]圖10是表示信號增強(qiáng)用壓縮表(信號增強(qiáng)用壓縮曲線)的一例的圖。
【具體實施方式】
[0029](第I實施方式)
[0030]以下，使用附圖來說明本發(fā)明的第I實施方式的醫(yī)用圖像診斷裝置。圖1是表示作為本發(fā)明的第I實施方式的醫(yī)用圖像診斷裝置的超聲波診斷裝置的一例的框圖。
[0031]超聲波診斷裝置具備超聲波探頭1、收發(fā)切換部2、波束形成部3、信號處理部4、圖像處理部5、顯示部6、輸入部7以及控制部8。
[0032]超聲波探頭I向攝像對象發(fā)送超聲波束，并且接收來自攝像對象的反射回波信號。超聲波探頭I可以是振子元件在超聲波探頭的長軸方向上排列m個信道的結(jié)構(gòu)的一維超聲波探頭，也可以是除了長軸方向以外在短軸方向上也排列了 k個信道的結(jié)構(gòu)的二維超聲波探頭。此外，超聲波探頭I可以是由壓電元件來形成振子，也可以是由被稱作 cMUT(Capacitive Micromachined Ultrasonic Transducer:1EEE Trans.Ultrason.Ferroelect.Freq.Contr.Vol45pp.678_690May 1998 等)的半導(dǎo)體來形成振子。
[0033]收發(fā)切換部2用于切換超聲波探頭I的超聲波的發(fā)送/接收的功能。此外，收發(fā)切換部2在超聲波探頭I的發(fā)送功能時，將來自波束形成部3的發(fā)送信號提供給超聲波探頭I。此外，收發(fā)切換部2在超聲波探頭I的接收功能時，接收來自被檢體9的反射回波信號，并輸出到信號處理部4。
[0034]波束形成部3形成用于由超聲波探頭I向被檢體9發(fā)送超聲波束的信號。波束形成部3通過改變賦予給超聲波探頭I的短軸方向的各振子元件(I?k信道)的延遲時間，從而也能夠?qū)崿F(xiàn)短軸方向上的送波、受波的波束聚焦。波束形成部3發(fā)揮如下作用:通過改變賦予給短軸方向的各振子元件的超聲波發(fā)送信號的振幅，來進(jìn)行超聲波發(fā)送信號的加權(quán)，并通過改變從短軸方向的各振子元件接收的超聲波接收信號的放大率或衰減率，來進(jìn)行超聲波接收信號的加權(quán)。波束形成部3通過驅(qū)動短軸方向的各振子元件，能夠進(jìn)行口徑控制。
[0035]信號處理部4將反射回波信號進(jìn)行放大并數(shù)字化，生成超聲波圖像數(shù)據(jù)10(醫(yī)用圖像數(shù)據(jù))。圖像處理部5對超聲波圖像數(shù)據(jù)10實施圖像處理。
[0036]顯示部6對由圖像處理部5進(jìn)行圖像處理后的超聲波圖像進(jìn)行顯示。例如，顯示部6包含液晶監(jiān)視器。此外，在顯示部6中，顯示超聲波圖像(醫(yī)用圖像)，只要顯示由操作者能夠診斷的醫(yī)用圖像即可，模擬輸出以及數(shù)字輸出的任一種顯示技術(shù)都包含在本實施方式中。
[0037]輸入部7輸入用于對超聲波圖像進(jìn)行攝像的參數(shù)等超聲波診斷裝置的控制參數(shù)。輸入部7可以包含鍵盤、軌跡球、以及鼠標(biāo)等的至少I種操作設(shè)備。
[0038]控制部8基于由輸入部7輸入的參數(shù)(用于對超聲波圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行攝像的參數(shù)等)來進(jìn)行控制，使收發(fā)切換部2、波束形成部3、信號處理部4、圖像處理部5以及顯示部6分別發(fā)揮作用。控制部8可以由以中央運(yùn)算裝置為核心的計算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成。
[0039]接著，使用圖2來說明圖1的圖像處理部5的主要構(gòu)成。圖2是表示圖像處理部5的構(gòu)成例的框圖。
[0040]圖像處理部5包含信號壓縮合成處理部30、濾波器處理部22、掃描變換處理部23以及伽瑪校正處理部24，對超聲波圖像數(shù)據(jù)10(醫(yī)用圖像數(shù)據(jù))實施各自的處理。
[0041]信號壓縮合成處理部30例如將有2的20次方的龐大的超聲波接收信號的動態(tài)范圍壓縮為比較小的動態(tài)范圍，并對壓縮后的多個超聲波圖像數(shù)據(jù)(醫(yī)用圖像數(shù)據(jù))進(jìn)行合成。信號壓縮使用了對數(shù)函數(shù)、指數(shù)函數(shù)以及Sigmoid函數(shù)等。
[0042]濾波器處理部22實施例如以邊界的銳化為目的的強(qiáng)化處理等。
[0043]掃描變換處理部23在例如超聲波探頭I是凸型的情況下，將長方形的超聲波圖像數(shù)據(jù)10變換為扇形的二維超聲波圖像。
[0044]伽瑪校正處理部24針對通過掃描變換處理部23而得到的掃描變換處理后圖像的像素，利用決定像素的定義域與值域的伽瑪曲線來校正顯示灰度。
[0045]圖3是表示本實施方式的信號壓縮合成處理部30的構(gòu)成例的圖。本實施方式的醫(yī)用圖像診斷裝置是取得被檢體的醫(yī)用圖像數(shù)據(jù)的超聲波診斷裝置(醫(yī)用圖像診斷裝置)，具備:信號增強(qiáng)處理部25，其對醫(yī)用圖像數(shù)據(jù)(超聲波圖像數(shù)據(jù)10)實施信號增強(qiáng)處理；干擾抑制(reject1n)處理部(噪聲消除部)26，其從醫(yī)用圖像數(shù)據(jù)(信號增強(qiáng)圖像數(shù)據(jù)11)中實施噪聲消除處理；第I信號壓縮處理部21-1，其對實施信號增強(qiáng)處理以及噪聲消除處理后的醫(yī)用圖像數(shù)據(jù)(信號增強(qiáng)-干擾抑制圖像數(shù)據(jù)12)進(jìn)行壓縮；第2信號壓縮處理部21-2，其對