[发明专利]超声波图像处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种超声波图像处理装置，并且更具体地涉及用于提高三维超声波图像的图像质量的技术。

背景技术

超声波图像处理装置是基于由发射和接收超声波来获取的数据而形成超声波图像或者处理这样的超声波图像的装置，并且超声波图像处理装置被配置为超声波诊断装置或信息处理装置。这里，信息处理装置例如为处理从超声波诊断装置传输的数据的计算机。在超声波图像处理装置中，待形成或待处理的超声波图像包括二维超声波图像、三维超声波图像等。

通过对从活生物体(活体)内的三维空间中获取的体数据(回波数据的集合)应用体绘制方法，形成了三维超声波图像(体绘制图像)。更具体地，首先，相对于体数据设定从观测点延伸出的多条射线(虚拟视线，其对应于操作路径)，然后对于存在于各条射线上的采样点以重复的方式顺序地执行预定操作，从而获得对于每条射线的像素值。最后，三维图像形成为与多条射线相对应的多个像素值的集合(例如参见JP 10-33538A)。

一般体绘制的算法由下面的公式表示。在下面的公式中，I表示像素值(亮度值)，e(i)表示在射线上的采样点上的回波强度(回波值)，而o(e(i))表示不透明度(不透明的程度)，其中i表示采样点的标号。

I＝∑[e(i)*o(e(i))*(1-o_out(i-1))]…(1)

其中，o_out(i)＝∑o(e(i))*(1-o_out(i-1))这里，当不透明度的和达到1时或者当采样点在操作范围之外时，操作完成，并且将此时I的值映射到投影平面上。上述公式(1)仅为示例，已知有用于体绘制处理的各种其它算法。

这里，作为用于三维图像的显示方法，已知有：四个图像显示在单个屏幕内的四视图显示(例如，显示三个正交剖面图像和一3D图像)、两个图像显示在单个屏幕内的两视图显示(例如，显示剖面图像和3D图像)、单个图像显示在单个屏幕内的单视图显示(例如，显示3D图像)等。由于处理单个体数据所需的时间通常与投影平面上的像素数量(即，射线的数量)成比例，因此在上述的三种方法中，单视图显示方法需要最长的处理时间。监测器的尺寸越大，由于形成显示图像的像素的数量增加，因此处理时间也相应地变得越长。因此，通常，存在与三维图像的形成有关的问题：计算量大并且CPU的负荷重。尽管可以考虑使用高速处理器，但是在该情况下，也将产生成本增加的另一个问题。

尽管为了解决上述问题而期望减少射线的数量从而降低计算量，但如果只是减少射线的数量，则三维图像的分辨率会降低或者三维图像的尺寸会减小。因此，可以考虑应用线性插值处理。通过线性插值处理，可以增加像素的表观(apparent)数量和分辨率。然而，该处理使得图像变模糊，这导致了图像质量下降的问题。当只是放大图像时，也将产生图像质量下降的问题。

通常指出的是，由体绘制方法生成的三维超声波图像缺乏锐度并且具有不清晰的轮廓。这里，常规的一般插值处理参照存在于关注像素周围的四个、八个或十六个邻近像素。换句话说，在常规的一般插值处理中，待参照的范围在关注像素的周围沿所有方向同等地延伸。在常规技术中，不能够依据组织的结构适应性地改变插值条件。

JP 2010-125A公开了一种用于形成包括在膝关节中的软骨组织的图像的装置。该参考文件从第0042段开始描述了在软骨组织图像形成处理之前执行的预处理的内容。所述预处理是以片数据(二维帧)为单位执行的。更具体地，在贯穿关注像素的多个线段中，具有最大离散值的线段被指定，并且与该指定的线段正交的线段进一步被指定。然后，计算存在于该正交的线段上的多个像素值的平均值，并且将该平均值用作关注像素的更新后的像素值。在形成软骨组织图像之前该处理应用于各个片数据，因此该处理不是在体绘制之后应用于3D图像上的处理。此外，JP 2010-125A未描述具有放大率变化功能(分辨率变化功能)的特殊的方向性插值处理。

发明内容

本发明的优点是提高三维超声波图像的图像质量或减少用于生成三维超声波图像的计算量。

本发明的另一优点是即使当射线的数量小时也能够形成具有优良图像质量的三维超声波图像。