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公開番号2024060048
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-01
出願番号2024038191,2020130830
出願日2024-03-12,2020-07-31
発明の名称超音波診断システム
出願人キヤノン株式会社
代理人弁理士法人秀和特許事務所
主分類A61B 8/14 20060101AFI20240423BHJP(医学または獣医学;衛生学)
要約【課題】超音波診断システムの構成を複雑化させることなく、画質の良い画像を生成することができる技術を提供する。
【解決手段】超音波診断システムが、被検体への1回の超音波の送受信により得られる受信データから単一の受信ビームデータを生成する信号処理部と、単一の受信ビームデータに対する複数の受信ビームデータを教師データとして学習された学習済みモデルを用いて、前記信号処理部により生成された前記単一の受信ビームデータを入力として、複数の受信ビームデータに基づく走査線データである推定データを出力する推論部と、前記推論部により出力された前記推定データに基づいて画像を生成する画像生成部と、前記画像生成部により生成された画像を表示する表示部と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
被検体への１回の超音波の送受信により得られる受信データから単一の受信ビームデータを生成する信号処理部と、
単一の受信ビームデータに対する複数の受信ビームデータを教師データとして学習された学習済みモデルを用いて、前記信号処理部により生成された前記単一の受信ビームデータを入力として、複数の受信ビームデータに基づく走査線データである推定データを出力する推論部と、
前記推論部により出力された前記推定データに基づいて画像を生成する画像生成部と、
前記画像生成部により生成された画像を表示する表示部と、
を備えることを特徴とする超音波診断システム。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記教師データにおける前記複数の受信ビームデータは、前記単一の受信ビームデータの走査領域と重複する走査領域に対して複数回の超音波の送受信を行うことにより得られる受信データから形成されることを特徴とする請求項１に記載の超音波診断システム。
【請求項３】
前記教師データにおける前記複数の受信ビームデータは、前記単一の受信ビームデータの走査領域を含む走査領域に対して複数回の超音波の送受信を行うことにより得られる受信データから形成されることを特徴とする請求項１に記載の超音波診断システム。
【請求項４】
前記学習済みモデルは、被検体への１回の超音波の送受信により得られる受信データから生成された単一の受信ビームデータを入力データとし、複数回の超音波の送受信により得られる複数の受信データにそれぞれ異なる整相加算処理を施して生成された同一の走査線の複数の受信ビームデータを合成した正解データとして、学習されることを特徴とする請求項１に記載の超音波診断システム。
【請求項５】
前記学習済みモデルの入力データは、複数の振動子が受信する受信データに遅延処理を施した二次元データであることを特徴とする請求項１に記載の超音波診断システム。
【請求項６】
前記学習済みモデルの入力データは、複数の振動子が受信する受信データに整相加算処理を施した一次元データであることを特徴とする請求項１に記載の超音波診断システム。
【請求項７】
前記学習済みモデルは、前記超音波診断システムとは別の学習装置による学習によって得られることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の超音波診断システム。
【請求項８】
前記学習済みモデルを生成する学習装置をさらに備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の超音波診断システム。
【請求項９】
被検体への１回の超音波の送受信により得られる受信データから単一の受信ビームデータの第１の超音波画像を生成する信号処理部と、
単一の受信ビームデータの超音波画像を入力データとして複数の受信ビームデータに基づく１つの走査線の第２の超音波画像を推定するように学習された学習済みモデルを用いて、前記信号処理部によって生成された前記第１の超音波画像を入力として、前記第２の超音波画像に相当する推定超音波画像を出力する推論部と、
前記推論部により出力された前記推定超音波画像を表示する表示部と、
を備えることを特徴とする超音波診断システム。
【請求項１０】
被検体への１回の超音波の送受信により得られる受信データから単一の受信ビームデータを生成することを繰り返して第１の超音波画像を生成する信号処理部と、
単一の受信ビームデータを生成することを複数回数繰り返して生成される超音波画像を
入力データとして複数の受信ビームデータを生成することを前記複数回数よりも多い回数繰り返して生成される第２の超音波画像を推定する学習済みモデルを用いて、前記信号処理部によって生成された前記第１の超音波画像を入力として、前記第２の超音波画像に相当する推定超音波画像を出力する推論部と、
前記推論部により出力された前記推定超音波画像を表示する表示部と、
を備えることを特徴とする超音波診断システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は超音波診断システムに関し、特に超音波画像の画質を向上させるための技術に関する。
続きを表示（約 2,800 文字）【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置はその簡便性、高解像度性、リアルタイム性などにより画像診断装置として臨床現場で広く使用されている。その画像生成の手法としては、送信ビームの形成処理と受信信号の整相加算処理とによって画像を生成する手法が一般的である。送信ビームの形成は、複数の変換素子に対して時間遅延を与えた電圧波形を入力し、生体内で超音波を収束させることで達成される。また、受信信号の整相加算は、生体内の構造により反射された超音波を複数の変換素子で受信し、得られた受信電圧信号に対して、注目点に対する経路長を考慮した時間遅延を与え、さらに加算することで達成される。この送信ビームの形成処理と整相加算処理とにより、注目点からの反射信号を選択的に抽出して画像化を行う。そして、送信ビームが画像化領域の中を走査するように、送信ビームを制御することで観察したい領域の画像を得ることができる。
【０００３】
このような超音波診断装置において、送信ビームに複数の受信ビームを形成して超音波信号を受信する技術がある（特許文献１）。これによれば、１回の送信に対して１回の受信を行って超音波信号を得る場合よりも、より多くの受信信号を同時に処理することができ、超音波画像におけるコントラストの向上、分解能の向上、フレームレートの向上が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第２８３１７１９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、送信ビームに複数本の走査線分の受信ビーム形成を行うため、超音波診断装置には走査線数分の並列受信回路やデータ処理回路などが必要となり、装置の構成が複雑化する可能性がある。
【０００６】
本発明は、超音波診断システムの構成を複雑化させることなく、画質の良い画像を生成することができる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示は、被検体への１回の超音波の送受信により得られる受信データから単一の受信ビームデータを生成する信号処理部と、
単一の受信ビームデータに対する複数の受信ビームデータを教師データとして学習された学習済みモデルを用いて、前記信号処理部により生成された前記単一の受信ビームデータを入力として、複数の受信ビームデータに基づく走査線データである推定データを出力する推論部と、
前記推論部により出力された前記推定データに基づいて画像を生成する画像生成部と、
前記画像生成部により生成された画像を表示する表示部と、
を備えることを特徴とする超音波診断システムを含む。
【０００８】
また、本開示は、被検体への１回の超音波の送受信により得られる受信データから単一
の受信ビームデータの第１の超音波画像を生成する信号処理部と、
単一の受信ビームデータの超音波画像を入力データとして複数の受信ビームデータに基づく１つの走査線の第２の超音波画像を推定するように学習された学習済みモデルを用いて、前記信号処理部によって生成された前記第１の超音波画像を入力として、前記第２の超音波画像に相当する推定超音波画像を出力する推論部と、
前記推論部により出力された前記推定超音波画像を表示する表示部と、
を備えることを特徴とする超音波診断システムを含む。
また、本開示は、被検体への１回の超音波の送受信により得られる受信データから単一の受信ビームデータを生成することを繰り返して第１の超音波画像を生成する信号処理部と、
単一の受信ビームデータを生成することを複数回数繰り返して生成される超音波画像を入力データとして複数の受信ビームデータを生成することを前記複数回数よりも多い回数繰り返して生成される第２の超音波画像を推定する学習済みモデルを用いて、前記信号処理部によって生成された前記第１の超音波画像を入力として、前記第２の超音波画像に相当する推定超音波画像を出力する推論部と、
前記推論部により出力された前記推定超音波画像を表示する表示部と、
を備えることを特徴とする超音波診断システムを含む。
また、本開示は、被検体への１回の超音波の送受信により得られる受信データから単一の受信ビームデータを生成する信号処理部と、
単一の受信ビームデータを入力データとして複数の受信ビームデータに基づく１つの走査線データを推定するように学習された第１の学習済みモデルと、複数の受信ビームデータ生成を複数回数繰り返して生成される第１の複数の走査線データを入力データとして複数の受信ビームデータ生成を前記複数回数よりも多い回数繰り返して生成される第２の複数の走査線データを推定する第２の学習済みモデルと、を用いて、前記信号処理部によって生成された前記単一の受信ビームデータを前記第１の学習済みモデルに入力して１つの走査線データを推定することを繰り返して得られる複数の走査線データを、第２の学習済みモデルに入力して前記第２の複数の走査線データに相当する複数の走査線データを推定し、前記第２の学習済みモデルによって推定された前記複数の走査線データを出力する推論部と、
前記推論部により出力された前記複数の走査線データに基づいて画像を生成する画像生成部と、
前記画像生成部により生成された画像を表示する表示部と、
を備えることを特徴とする超音波診断システムを含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、超音波診断システムの構成を複雑化させることなく、画質の良い画像を生成することができる技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
第１実施形態における超音波診断装置の概略構成を示す図
第１実施形態における受信信号処理部の概略構成を示す図
マルチ受信ビームフォーミングを模式的に示す図
第１実施形態における超音波診断装置が実行する処理のフローを示す図
第１実施形態における学習部の処理内容を模式的に示す図
第１実施形態における学習に用いる入力データと正解データの一例を示す図
第１実施形態における超音波診断装置の表示部の表示例を示す図
第１実施形態における超音波診断装置の表示部の別の表示例を示す図
第２実施形態における受信信号処理部の概略構成を示す図
第３実施形態におけるデータの関係を模式的に示す図
一変形例における送信ビームと受信ビームの関係を模式的に示す図
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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