超声波ct装置、图像处理装置以及图像处理程序

文档序号:1344090 发布日期:2020-07-21 浏览:10次 >En<

阅读说明:本技术 超声波ct装置、图像处理装置以及图像处理程序 (Ultrasound CT device, image processing device, and image processing program ) 是由 坪田悠史 川畑健一 寺田崇秀 铃木敦郎 武文晶 山中一宏 于 2019-10-31 设计创作,主要内容包括:本发明提供一种超声波CT装置、图像处理装置以及图像处理程序。该超声波CT装置在接收信号包含难以测量到达时间的数据的情况下,显示该接收信号对重构图像起作用的区域。一边改变发送角度一边多次向被摄体发送超声波,在每次发送时得到通过超声波元件列接收透过了被摄体的超声波所得的接收信号。与不配置被摄体地通过超声波元件列收发超声波而通过超声波元件分别得到的接收信号进行比较,由此针对每个超声波元件求出表示该接收信号的可靠度的值。根据可靠度计算部计算出的表示每次接收的各上述超声波元件的接收信号的可靠度的值进行图像重构,由此生成表示被摄体的截面处的可靠度的分布的可靠度图。(The invention provides an ultrasonic CT apparatus, an image processing apparatus, and an image processing program. In the case where the reception signal includes data whose arrival time is difficult to measure, the ultrasonic CT apparatus displays a region in which the reception signal acts on a reconstructed image. An ultrasound is transmitted to an object a plurality of times while changing a transmission angle, and a reception signal obtained by receiving the ultrasound transmitted through the object by an ultrasound element row is obtained every transmission. The ultrasonic sensor compares the signal with a reception signal obtained by transmitting and receiving an ultrasonic wave through an ultrasonic element array without disposing a subject, and obtains a value representing the reliability of the reception signal for each ultrasonic element. The reliability map representing the distribution of the reliability at the cross section of the object is generated by reconstructing an image based on the value representing the reliability of the reception signal of each of the ultrasonic elements received each time, the value being calculated by the reliability calculation unit.)

超声波CT装置、图像处理装置以及图像处理程序

技术领域

本发明涉及超声波CT装置。

背景技术

超声波CT(Computed Tomography)装置是从多个方向向介质中的被摄体照射超声波,接收透过了被摄体的超声波,由此得到接收信号,并根据接收信号生成表示被摄体内部的物性值(音速、衰减率)的分布的断层图像的装置。使用压电元件等超声波元件产生超声波。超声波元件被排列为环阵列状,将被摄体插入环阵列状的超声波元件的开口内进行拍摄。

在专利文献1中公开了超声波CT的基本结构和图像化技术。

在超声波CT装置中,为了重构被摄体内的音速分布的图像,需要根据接收信号测量透过了被摄体的超声波到达各超声波元件的时间。但是,在超声波信号由于被摄体而大幅减弱的情况、超声波信号与噪声干扰的情况、接收超声波的超声波元件发生了灵敏度降低等情况下,有时难以根据一部分超声波元件的接收信号推定(测量)到达时间。如果部分地包含了难以测量到达时间的接收信号,则成为在所构成的音速图像产生伪像的原因。

专利文献1:日本特表平08-508925号公报

发明内容

本发明的目的在于:在接收信号中包含难以测量到达时间的数据的情况下,显示该接收信号对重构图像起作用的区域。

为了达到上述目的,本发明的超声波CT装置具备:超声波元件列,其一边改变发送角度一边多次向被摄体发送超声波,针对每次发送接收透过了被摄体的超声波;可靠度计算部,其将构成超声波元件列的超声波元件的接收信号与不配置被摄体地通过超声波元件列收发超声波而得到的接收信号进行比较,由此针对每个超声波元件求出表示其接收信号的可靠度的值;可靠度图生成部,其根据可靠度计算部计算出的表示每次接收的各超声波元件的接收信号的可靠度的值进行图像重构,由此生成表示被摄体的截面处的可靠度的分布的可靠度图。

根据本发明,能够求出接收信号的可靠度,将被摄体的截面处的可靠度的分布表示为可靠度图,因此用户能够掌握可靠度低的接收信号对重构图像起作用的区域。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的超声波CT装置的矢状截面的概要构造的框图。

图2是表示实施方式的环状的超声波元件列(环阵列)的冠状截面的概要构造的图

图3是实施方式的信号处理部7的功能框图。

图4是表示实施方式的超声波CT装置的动作的流程图。

图5是表示可靠度的正弦图(Sinogram)的一个例子的图。

图6的(a-1)是根据低可靠度的接收信号生成的音速图像例子,(a-2)是修正低可靠度的接收信号后生成的音速图像例子,(a-3)是低可靠度的接收信号的可靠度图例子,(b-1)是根据中等程度的可靠度的接收信号合成的音速图像例子,(b-2)是修正中等程度的可靠度的接收信号后生成的音速图像例子,(b-3)是中等程度的可靠度的接收信号的可靠度图例子。

图7是实施方式的超声波CT装置显示的画面例子。

图8的(a)和(b)是可靠度图的可靠度的合计为阈值以下等情况下显示的用户界面画面例子。

图9的(a)是表示在实施方式的超声波CT装置中到达时间推定部70求出的到达时间差的一个例子的图,(b)~(d)是表示从成为起点的超声波元件开始顺序地实施连贯处理所得的到达时间差的图,(e)是表示加权平均后的到达时间差的图。

图10的(a)是表示在实施方式的超声波CT装置中到达时间推定部70求出的到达时间差的一个例子,即不连续位置的时间差大的例子的图,(b)~(d)是表示从成为起点的超声波元件开始顺序地实施连贯处理所得的到达时间差的图,(e)是表示加权平均后的到达时间差的图。

图11的(a)和(b)是表示图9的(b)~(d)的连贯处理的说明图。

图12的(a)是表示普通的透过波的到达时间的图,(b)是表示本实施方式的连贯处理后的到达时间的图。

图13是表示发送的超声波的周期的图表。

附图标记说明

1:被摄体;2:床;3:环阵列;4:水槽;5:预备罐;6:控制部;7:信号处理部;8:存储部;9:输入输出部;71:可靠度计算部;72:可靠度图生成部;73:修正部;74:断层图像生成部。

具体实施方式

以下,说明本发明的一个实施方式的超声波CT装置。

超声波CT装置从多个方向对被摄体照射超声波,根据透过被摄体的信号,生成表示被摄体的某截面处的物性值(音速、衰减率)的分布的物性值图像。超声波CT装置与乳腺摄影不同,没有放射线辐射,因此,期待作为能够更适合于年轻人的乳腺癌诊断装置。以下,说明将本发明应用于乳腺癌诊断装置的实施例,但摄像对象没有具体限定。

首先,使用附图说明本实施方式的超声波CT装置的概要。图1是表示本实施方式的超声波CT装置的概要的框图。

如图1那样,本实施方式的超声波CT装置具备超声波元件列3、可靠度计算部71和可靠度图生成部72。

超声波元件列3如图2所示,为排列了多个超声波元件的结构,作为作为一个例子,是环状的。超声波元件列3从一个以上的超声波元件向被摄体1发送超声波(入射波),针对每次发送,通过多个超声波元件接收透过了被摄体1的超声波(透过波),由此分别得到接收信号。一边改变入射波的发送角度,一边重复多次进行该收发。

可靠度计算部71将配置被摄体1地从超声波元件列3收发超声波而得到的超声波元件的接收信号与不配置被摄体1地收发超声波而得到的接收信号进行比较。由此,对每个超声波元件求出表示其接收信号的可靠度的值。

可靠度图生成部72根据可靠度计算部计算出的表示每次接收的各超声波元件的接收信号的可靠度的值,进行图像重构。由此,生成表示被摄体的截面处的可靠度的分布的可靠度图(可靠度图像)。该可靠度图的像素值(可靠度)小的区域表示可靠度低的接收信号起作用的区域、即作为被判断为可靠度低的接收信号而接收到的透过波穿过的被摄体的截面的区域。因此,用户通过观察可靠度图,能够掌握可靠度低的区域。例如,通过将可靠度图与另外生成的物性值分布图像进行对比,能够掌握物性值分布图像中的可靠度低的区域(存在伪像的区域等)。以下,详细进行说明。

更详细地说明本实施方式的超声波CT装置。超声波CT装置具备搭载被摄体1的床2,在床2上设置有插入胸部的开口2a。在开口2a的下部,配置有圆柱状的水槽4。在其内部,以能够与水槽4的轴方向平行移动的方式具备图2所示那样的环状的超声波元件列(以下也称为环阵列)。环阵列3为圆状地配置了作为超声波收发器发挥功能的压电元件等的多个超声波元件的结构。在水槽4中充满温水。水槽4连接有预备罐5。预备罐5具有对水槽4的温水进行净化、加热、脱气的功能。

环阵列3和预备罐5连接有控制部6以及信号处理部7。信号处理部7如图3的功能框图所示那样,具备到达时间推定部70、可靠度计算部71、可靠度图生成部72、修正部73以及断层图像生成部74。将在后面详细说明这些各部的动作。信号处理部7连接有输入输出部9和存储部8。

信号处理部7由具备CPU(中央处理单元)、GPU(图形处理单元)等处理器、存储器的计算机等构成,通过由CPU读入并执行存储在存储器中的程序而通过软件实现信号处理部7的各部的功能。此外,信号处理部7也能够通过硬件实现其一部分或全部。例如,使用ASIC(专用集成电路)那样的定制IC、FPGA(现场可编程门阵列)那样的可编程IC构成信号处理部7,进行电路设计使得实现信号处理部7的各部的功能即可。

由用户通过输入输出部9的触摸屏、键盘等设定超声波CT装置的拍摄条件。所设定的条件等被保存在存储部8的存储器、硬盘驱动器等中。根据这些条件,被信号处理部7的CPU(中央处理单元)等处理后的控制信号被发送到配置在控制部6内的各种控制器。控制器进行环阵列3的各超声波元件对超声波信号的收发或开关、环阵列3的上下运动的控制、预备罐5的水压控制或温水的温度控制等。环阵列3的各超声波元件的接收信号被记录在存储部8中,并且通过信号处理部7执行可靠度计算、图像重构等信号处理运算。重构出的被摄体1的断层图像、可靠度图等信息被显示到输入输出部9的监视器等。也可以将控制部6、信号处理部7、存储部8容纳在床2下部的空间中。

<超声波CT装置的具体结构>

以下,表示超声波CT装置的具体结构和动作的一个例子。如果设从环阵列3的各超声波元件照射的超声波的中心频率为1.5MHz,则水中的超声波的波长是约1mm。如果设超声波元件(压电元件)的间距为0.5mm,则由超声波元件的2048个通道构成直径326mm的环阵列3。控制部6驱动环阵列3的512个通道的超声波元件,在照射统一了相位的平面波的超声波后,通过同一512个通道的超声波元件接收反射波,通过位于与进行了发送的超声波元件相对的位置的512个通道的超声波元件接收透过波。由此,能够将拍摄视野(Field of View:FOV)确保为直径230mm的圆形。控制部6重复地进行以下的操作,即每次4个通道地错开在环阵列3上驱动的512个通道的超声波元件,照射平面波,接收反射波和透过波,由此能够针对每次错开0.7度的角度的512个视图,得到来自被摄体1周围360度的的透过波和反射波的信号。如果设超声波元件的水槽4的轴方向的厚度为10mm,则使环阵列3以5mm的间距在水槽4的轴方向上移位,并重复进行上述超声波收发,由此通过200mm的位移得到40个切片的数据。针对插入了被摄体1的状态和没有插入的状态进行上述步骤,根据所得到的接收信号(透过波信号和反射波信号),对每个切片进行图像重构,由此得到被摄体1的乳房的三维信息。

<超声波CT装置的动作>

以下,使用图4的流程,说明超声波CT装置根据透过波的接收信号重构被摄体1的断层图像(物性值图像)和可靠度图时的各部的动作。具体地说,作为断层图像,重构分别表示被摄体的截面处的音速和衰减率的分布的音速图像和衰减率图像。

首先,控制部6在配置了被摄体1的状态下,如上述那样从环阵列3的多个超声波元件发送超声波(平面波),并通过位于相对的位置的多个超声波元件测量(接收)透过波信号(步骤1001)。对预先确定的每个视图重复进行该操作。

接着,信号处理部7的到达时间推定部70针对被每个超声波元件测量出的透过波的接收信号(接收信号),在时间方向上实施希尔伯特变换(包络线检波),求出接收信号的峰值位置到达超声波元件的到达时间、峰值位置的信号强度(步骤1002)。

到达时间推定部70将到达时间和信号强度与预先求出的不插入被摄体1而测量出的到达时间和信号强度进行比较,由此计算插入被摄体1前后的到达时间差t和信号强度比(衰减率)α(步骤1003)。对每个视图(投影角度)、每个接收元件(通道)进行该操作。到达时间推定部70将所得到的到达时间差t排列到以视图(投影角度)编号和接收元件(通道)编号为2个轴的二维平面上,由此得到到达时间差t的正弦图。同样,通过排列所得到的信号强度比α,得到信号强度比α的正弦图。到达时间推定部70对每个切片得到这2种正弦图。

接着,可靠度计算部71对每个投影角度、每个接收元件,计算表示超声波元件接收到的接收信号的可靠度的值W(步骤1004)。将在后面详细说明表示接收信号的可靠度的值W(以下也称为可靠度W)的计算方法。另外,可靠度计算部71将可靠度W排列到以视图(投影角度)编号和接收元件(通道)编号为2个轴的二维平面上,由此如图5那样得到可靠度W的正弦图。

修正部73使用可靠度计算部71求出的可靠度W等,修正到达时间差t的正弦图的到达时间差t和信号强度比α的正弦图的信号强度比α(步骤1005)。将在后面详细说明修正方法。

断层图像生成部74分别通过在X射线CT装置的领域中广泛利用的滤波修正逆投影法(Filtered Back Projection,FBP)、逐次近似重构法等,重构修正后的到达时间差t的正弦图和信号强度比α的正弦图。由此,根据到达时间差t的正弦图,生成图6的(a-2)、(b-2)那样的表示被摄体内的音速分布的音速图像,根据信号强度比α的正弦图,生成表示衰减率分布的衰减率图像(步骤1006)。此外,也能够同样地对作为与音速等价的物理量的折射率、延迟度(音速的倒数)进行图像化。根据使用可靠度W修正后的到达时间差t、信号强度比α的正弦图,重构所生成的音速图像、衰减率图像,因此与不进行修正而进行重构的情况下得到的图6的(a-1)、(b-1)那样的音速图像相比,能够抑制线状的伪像、被摄体区域中的像素值的饱和等。

另外,可靠度图生成部72通过滤波修正逆投影法(Filtered Back Projection,FBP)、逐次近似重构法等,重构图5的可靠度W的正弦图,由此如图6的(a-3)、(b-3)那样生成表示接收信号的可靠度分布的可靠度图(步骤1006)。

断层图像生成部74和可靠度图生成部72将所生成的音速图像、衰减率图像以及可靠度图显示到输入输出部9(步骤1007)。例如,如图7的画面例子那样,能够将物性值图像(音速图像和/或衰减率图像)、可靠度图排列地显示到输入输出部9的显示部。可靠度图表示各接收信号的可靠度,因此用户通过对比可靠度图的各像素所示的可靠度和该像素的位置(区域)处的物性值图像,能够掌握物性值图像(音速图像、衰减率图像)的可靠度高的区域和低的区域。

<可靠度的计算和接收信号的修正>

在此,详细说明步骤1004中的可靠度的计算方法、步骤1005中的到达时间差和信号强度比的修正方法。

可靠度计算部71将作为求出可靠度的对象的第i个超声波元件的接收信号与不配置被摄体而接收到的接收信号进行比较,由此求出表示该接收信号的可靠度的值(后述的D(ti)·A(αi))。将该表示可靠度的值乘以第i个超声波元件与周围的第j个超声波元件的距离越近则越大的值(权重)所得的结果作为可靠度wij。通过将与不同的多个j相关的可靠度wij相加,求出作为对象的第i个超声波元件的接收信号的相加后的可靠度Wi

具体地说,可靠度计算部71依照以下的3个条件,计算可靠度Wi。

(a)在步骤1003中到达时间推定部70计算出的到达时间差t比预定的到达时间差小的情况下,与比预定的到达时间差大的情况相比,设定更大的可靠度的条件(函数D(ti))、

(b)在到达时间推定部70计算出的信号强度比(衰减率)α比预定的衰减量小的情况下,与比预定的衰减量大的情况相比,设定更大的可靠度的条件(函数A(αi))、

(c)根据成为计算可靠度的对象的第i个超声波元件与超声波元件列3的周围的第j个超声波元件的距离rij越近则为越大的值的函数R(rij),对在上述条件(1)、(2)下设定的可靠度(D(ti)·A(αi))加权后进行相加的条件这3个条件。

如果使用数学公式表示上述可靠度Wi的计算方法,则如公式(2)、(3)那样。公式(1)是使用可靠度Wi和加权相加前的可靠度wij修正到达时间差t的公式。

[公式1]

[公式2]

wij=D(ti)·A(αi)·R(rij) …(2)

[公式3]

即,可靠度计算部71在将求出可靠度的对象的超声波元件作为第i个,将周围的超声波元件作为第j个的情况下,如公式(2)、(3)所示那样,根据在第i个超声波元件的到达时间差t小的情况下为大的值的D(ti)和在衰减率α小的情况下为大的值的A(αi)和第i个超声波元件与第j个超声波元件的距离rij越小则为越大的值的R(rij)的积,根据公式(2)求出相加前的可靠度wij。然后,根据公式(3),使j不同而将可靠度wij相加,由此求出第i个超声波元件的加权相加后的接收信号的可靠度Wi。例如,可靠度计算部71在i是第二个,将包含自己在内的周围3个超声波元件的权重wij相加来求可靠度w2的情况下,根据公式(3)如下这样进行计算。

W2=W21+W22+W23

根据公式(2),W21、W22、W23如下:

W21=D(t2)·A(α2)·R(r21)

W22=D(t2)·A(α2)·R(r22)

W23=D(t2)·A(α2)·R(r23)。

此外,加权相加的可靠度wij并不限于3个,也可以将超声波元件列3的全部超声波元件的权重相加。

作为函数D(ti)、A(αi)、R(rij),只要是提供满足上述条件(a)、(b)、(c)的值的函数,则可以是任意的,例如使用劳伦多项式、指数函数等。另外,D(ti)、A(αi)、R(rij)也包括其值是常数的情况。

上述可靠度wij表示根据修正前的接收信号数据推定修正后的接收信号数据时的各接收信号的可靠度。修正部73使用可靠度wij,对作为对象的第i个超声波元件的接收信号的到达时间差ti和周围的多个第j个超声波元件的到达时间差tj进行加权平均,由此能够根据公式(1)计算出修正后的到达时间差ti(步骤1005)。

具体地说,在i=2,根据公式(1)对包含自己在内的周围3个超声波元件的到达时间差tij进行加权平均的情况下,修正部73计算以下公式。

ti’=(w21·t1+w22·t2+w23·t3)/W2

此外,进行加权平均的到达时间差tj并不限于3个,也可以对超声波元件列3的全部超声波元件的权重进行相加。

修正部73通过将构成到达时间差t的正弦图的到达时间差ti置换为修正后的ti’来进行修正。修正部73还针对衰减率αi,同样地对可靠度加权;来进行加权平均,由此求出修正后的衰减率αi’,修正衰减率α的正弦图。通过由修正部73进行根据公式(1)使用可靠度wij、Wi对到达时间t、衰减率αi进行加权平均的修正,能够对重构的音速图像、衰减率图像进行平滑化,除去伪像。

另外,可靠度计算部71生成排列了根据公式(3)计算出的相加后的可靠度Wi的正弦图(步骤1004)。可靠度图生成部72根据可靠度Wi的正弦图生成可靠度图(步骤1006)。

该可靠度图表示各接收信号的可靠度,因此,在步骤1007中,可靠度图生成部72和断层图像生成部74如图7那样与物性值图像排列地显示,用户通过对比可靠度图和物性值图像,能够估计接收信号的可靠性对物性值图像(音速图像、衰减率图像)的像素产生的影响。

另外,可靠度图生成部72和断层图像生成部74除了与物性值图像排列地显示可靠度图以外,还用适当的阈值进行掩藏处理,或用适当的权重进行加权后显示,由此能够辅助用户的物性值图像的读图/诊断。例如,在设切片平面(x,y)上的可靠度图的像素值为c(x,y),物性值图像(音速图像、衰减图像)的像素值为I(x,y)的情况下,断层图像生成部74可以进行以下的图像处理,即使用适当的阈值cthreshold,如公式(4)那样将可靠度低的像素设为不可视(NAN,Not a Number)。这样,能够与可靠度对应地进行调整/强调物性值图像的图像处理。

I’(x,y)=I(x,y)(c(x,y)≥cthreshold)

=NAN(c(x,y)<cthreshold) (公式4)

另外,可靠度图生成部72也可以构成为经由输入输出部9从用户在可靠度图上接受关注区域的设定,计算所设定的关注区域内的每个像素的平均可靠度(关注区域内的各像素所示的可靠度的平均值),并显示它。

另外,可靠度图生成部72也可以构成为在表示预先确定的阈值以下的可靠度的像素的数目或像素所占的面积达到预先确定的一定值以上的情况下,在输入输出部9中显示催促用户进行再测量的消息、或表示维护的必要性的警告消息。在该情况下,也可以构成为用户能够切换是否显示警告消息。

另外,在图4的流程中,构成为在步骤1005中每次对到达时间差t和信号强度比α进行修正,在步骤1006中生成修正后的音速图像和衰减率图像,但也可以构成为在可靠度图的各像素所示的可靠度的合计为预先确定的阈值以下的情况、表示阈值以下的可靠度的像素的数目或像素所占的面积达到预先确定的一定值以上的情况下,可靠度图生成部72例如将图8的(a)所示那样的用户界面画面显示到输入输出部9,从用户接受是否将步骤1005的修正部3根据公式(1)进行的平滑化修正应用于到达时间差t、信号强度比α的指示。在用户按下了画面上的修正应用按键801的情况下,在实施了步骤1005后,通过步骤1006生成修正后的物性值图像(音速图像、衰减率图像),如图7的画面例子那样进行显示。在显示图8的(a)的画面之前,或在按下了取消按键802的情况下,将没有实施修正的物性值图像(图6的(a-1)、图6的(b-1))显示为图7的物性值图像。这时,也可以构成为可靠度图生成部72显示图8的(b)那样的画面,从用户接受是否显示可靠度图的指示。在用户按下了画面上的可靠度图显示按键803的情况下,显示可靠度图,在按下了取消按键804的情况下,生成可靠度图但不进行显示。

另外,也可以在图7的画面中显示用户切换是显示修正部3根据公式(1)进行平滑化修正后的物性值图像、还是显示没有修正的物性值图像的按键701。在用户通过按键701选择了平滑化修正开(ON)的情况下,断层图像生成部74如图7那样显示修正后的音速图像,在选择了平滑化修正关(OFF)的情况下,显示没有修正的音速图像。

另外,也可以在图7的画面中显示用户切换是否显示可靠度图的按键702。在用户通过按键702选择了可靠度图的显示开(ON)的情况下,可靠度图生成部72如图7那样显示修正后的音速图像,在选择了可靠度图的显示关(OFF)的情况下,不显示可靠度图。

<同时使用其他平滑化处理的例子>

此外,在上述公式(1)中,修正部73进行以下修正,即使用可靠度wij和Wi对接收信号数据(到达时间差t、衰减率α)进行平滑化,但修正部73也可以同时使用其他平滑化处理。例如,修正部73也可以切换到修正前的到达时间差t,使用超声波元件的排列方向的移动平均后的到达时间差。或者,修正部73也可以根据以下说明的图9~图11所示的方法,通过连贯处理对各超声波元件的到达时间差t进行平滑化。

说明基于图9~图11的连贯处理的平滑化修正方法。图12表示向被摄体1照射普通的平面波的超声波并通过超声波元件列3接收其透过波所得的到达时间。在图12中,横轴表示时间,纵轴表示超声波元件(通道)的排列方向,浓淡表示信号振幅。另外,在图12中用黑线追加记载了超声波元件测量出的波的到达定时。一般,即使被摄体1具有急剧的构造变化,透过波也不急剧地变化,因此相邻的超声波元件的波的到达定时为只是平缓地变化而连续的线。但是,实际测量出的到达定时如图12的(a)的箭头所示那样,存在透过波的衰减剧烈、到达定时不连续的地方。因此,图12的(a)中的在箭头部分产生的到达定时的不连续性是由于错误测量导致的。因此,修正部73如图12的(b)所示那样,对到达定时实施连贯处理,以便将该不连续的部分平滑地连接起来。以下,进一步进行说明。

在图9的(a)中表示在步骤1002中到达时间推定部70求出的到达时间差t。横轴是到达时间差,纵轴是通道方向。到达时间差t在箭头的位置由于错误测量而变得不连续。因此,如图9的(b)、图11的(a)所示,修正部73将第k个超声波元件作为修正的起点,将到达时间差tk+1加上或减去周期T的整数倍,使得相邻的第k+1个超声波元件的到达时间差tk+1相对于第k个到达时间差tk的差收敛到发送波的周期T的±T/2。接着,将到达时间差tk+2加上或减去周期T的整数倍,使得第k+2个超声波元件的到达时间差tk+2相对于第k+1个到达时间差tk+1的差收敛到发送波的周期T的±T/2。修正部73针对第k+3个以后的超声波元件也重复进行同样的处理,求出图9的(b)那样的到达时间差列tk+1~tk+n。由此,能够实施将不连续部分平滑地连接起来的连贯处理。此外,发送波的周期T如图13所示的一个例子那样,为发送的超声波的频带所包含的任意频率的倒数,典型的是中心频率fc的倒数。

修正部73通过将公式(1)的修正应用于连贯处理后的到达时间差tk+1~tk+n,进行使用可靠度wij和Wi对接收信号数据(到达时间差t、衰减率α)进行平滑化的修正。

在图12的(b)中表示图9的(b)的连贯处理后的具体的到达时间差tk+1~tk+n的一个例子。图12的(b)与图12的(a)相比,可知被修正成由于接收信号的大幅度减弱而变得不连续的到达时间连续的情况。

另外,如图9的(b)~(d)、图11的(b)所示,修正部73也可以改变成为起点的超声波元件,分别进行加上或减去周期T的整数倍的修正,使得相邻的超声波元件的到达时间差的差收敛到发送波的周期T的±T/2,由此求出多个连贯处理后的到达时间差列。然后,修正部73将如图9的(b)~(d)那样得到的多个修正后的到达时间差列所对应的超声波元件的到达时间差乘以与从起点的超声波元件到该超声波元件为止的距离对应的权重,而进行加权平均。这时,将权重设定成从成为起点的超声波元件越远离则值越小。通过这样求出加权平均,能够进一步提高连续性。

如图10的(a)所示,表示不连续的地方的到达时间差从连续的地方的到达时间差大幅度偏离的到达时间差列。在这样的情况下,如图10的(b)~(d)所示,连贯处理后的到达时间差列,根据成为起点的超声波元件的位置,对应的超声波元件的到达时间差有很大偏差,但通过求出加权平均,能够如图10的(e)那样提高连续性。修正部73将公式(1)的修正应用于加权平均后的到达时间差列即可。

通过这样实施连贯处理,能够减少由于大幅度减弱等的影响而出现在物性值分布图像上的伪像,因此能够提供能够辅助读图时的诊断的图像。

用户能够确认本修正前后的图像,能够在任意的时刻切换有无修正的应用。

<变形例子>

在上述实施方式中,构成为通过超声波CT装置的信号处理部进行可靠度的计算、可靠度图的生成,但也可以将图3的信号处理部7的结构配置到与超声波CT装置分开的图像处理装置并进行可靠度的计算、可靠度图的生成。例如,也可以将通过超声波CT装置取得的透过波的接收信号数据转送到具备图1和图3的信号处理部7、存储部8、输入输出部9的图像处理装置,在那里通过图4所示的动作实施本实施方式的处理。此外,可以经由通信线路、因特网进行接收信号数据的转送。即,也可以将图像处理装置配置在服务器上,作为云服务器,从用户取得接收信号数据,向用户发送所生成的可靠度图像、物性值图像,并使用户的显示装置如图7那样进行显示。

另外,在上述实施方式中,说明了使用环阵列状的超声波元件列作为超声波元件列3,但超声波元件列3的形状并不限于环阵列。例如,同样能够应用于通过使线性探头对旋转的方法等取得的透过波的接收信号数据。

另外,在上述说明中,从超声波元件列照射平面波的超声波,但即使是扩散波照射,也同样能够进行修正。

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