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Title:
ULTRASONOGRAPHIC DEVICE, ULTRASONIC IMAGE PROCESSING METHOD, AND ULTRASONIC IMAGE PROCESSING PROGRAM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/104657
Kind Code:
A1
Abstract:
An ultrasonographic device is provided with an ultrasonic probe which transmits and receives ultrasonic waves from and to a person being diagnosed while exerting pressure on the person; a phasing and adding part which generates RF signal frame data on the cross-sectional portion of the person on the basis of a reflected echo signal measured by the ultrasonic probe; an ultrasonic image generation part which generates the ultrasonic image of the cross-sectional portion of the person on the basis of the RF signal frame data; a measurement object setting part which sets a measurement object to the RF signal frame data or the ultrasonic image; a measurement object position tracking part which tracks the positional change of the set measurement object; a displaced image generation part which generates a graph expressing the transition of the state of the pressure exerted on the measurement object on the basis of the positional change of the measurement object; and a display device which displays the generated graph.

Inventors:
IIMURA TAKASHI (JP)
Application Number:
PCT/JP2009/052829
Publication Date:
August 27, 2009
Filing Date:
February 19, 2009
Export Citation:
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Assignee:
HITACHI MEDICAL CORP (JP)
IIMURA TAKASHI (JP)
International Classes:
A61B8/08; A61B8/00
Domestic Patent References:
WO2006013916A12006-02-09
Foreign References:
JP2007090003A2007-04-12
JP2005270341A2005-10-06
JP2007518508A2007-07-12
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Claims:
 被検体に圧迫を加えながら被検体との間で超音波を送受信する超音波探触子と、
 該超音波探触子で計測された反射エコー信号に基づいて前記被検体の断層部位のRF信号フレームデータを生成する整相加算部と、
 前記RF信号フレームデータに基づいて前記被検体の断層部位の超音波画像を生成する超音波画像生成部と、
 前記RF信号フレームデータ又は前記超音波画像に計測対象を設定する計測対象設定部と、
 設定された計測対象の位置変化を追跡する計測対象位置追跡部と、
 前記計測対象の位置変化に基づいて前記計測対象に加えられている圧迫状態の推移を表すグラフを生成する変位画像生成部と、
 前記生成されたグラフを表示する表示器と、を備えたことを特徴とする超音波診断装置。
 前記超音波画像生成部は、前記超音波画像生成手段によって生成された超音波画像と前記変位画像生成手段によって生成されたグラフとを関連づけて前記表示器に表示する請求項1に記載の超音波診断装置。
 前記超音波画像生成部は、前記被検体の断層部位の断層画像を生成する断層画像生成部と、取得時刻の異なる一対のRF信号フレームデータに基づいて前記被検体の断層部位の組織の硬さ又は軟らかさを表す弾性画像を生成する弾性画像構成部と、を含む請求項1に記載の超音波診断装置。
 前記計測対象設定部は、前記RF信号フレームデータ又は前記超音波画像の関心組織の前記圧迫が加えられる方向に沿った2点の計測点を設定し、
 前記変位画像生成部は、設定された2点の計測点間の距離変化の推移のグラフを生成する請求項1に記載の超音波診断装置。
 前記変位画像生成部は、前記計測対象に加えられている圧迫状態の推移のグラフの複数の極大点及び極小点に基づいてグラフの中点位置を求め、該グラフの中点位置から所定の振幅位置に振幅閾値のラインを重畳して前記表示器に表示するとともに、前記グラフ上に、あらかじめ設定された周期のラインを重畳して前記表示器に表示する請求項1に記載の超音波診断装置。
 前記変位画像生成部は、前記グラフの前記周期のライン及び振幅閾値のラインの少なくとも一方を逸脱した箇所について前記表示器への表示態様を変更する請求項5の超音波診断装置。
 前記計測対象設定部は、前記RF信号フレームデータ又は前記超音波画像の関心組織の前記圧迫が加えられる方向に沿った2点の計測点の対を、圧迫が加えられる方向に直交する方向の異なる位置に複数設定し、
 前記変位画像生成部は、それぞれの2点の計測点の対ごとに、設定された2点の計測点間の距離変化の推移のグラフを生成する請求項1の超音波診断装置。
 前記計測対象設定部は、前記RF信号フレームデータ又は前記超音波画像の前記圧迫に対する変位の基準となる参照体に計測点を設定し、
 前記変位画像生成部は、前記参照体に設定された計測点の変化の推移のグラフを生成する請求項1の超音波診断装置。
 超音波探触子により被検体に圧迫を加えながら被検体との間で超音波を送受信して計測された反射エコー信号に基づく前記被検体の断層部位のRF信号フレームデータから超音波画像を生成するとともに、前記超音波探触子による被検体の圧迫を補助する画像を生成する超音波画像処理方法であって、
 前記RF信号フレームデータ又は前記超音波画像に計測対象を設定するステップと、
 設定された計測対象の位置変化を追跡するステップと、
 前記計測対象の位置変化に基づいて前記計測対象に加えられている圧迫状態の推移を表すグラフを生成するステップと、
 生成されたグラフを表示するステップと、を含むことを特徴とする超音波画像処理方法。
 超音波探触子により被検体に圧迫を加えながら被検体との間で超音波を送受信して計測された反射エコー信号に基づく前記被検体の断層部位のRF信号フレームデータから超音波画像を生成するとともに、前記超音波探触子による被検体の圧迫を補助する画像を生成する機能をコンピュータに実施させる超音波画像処理プログラムであって、
 前記RF信号フレームデータ又は前記超音波画像に計測対象を設定するステップと、設定された計測対象の位置変化を追跡するステップと、前記計測対象の位置変化に基づいて前記計測対象に加えられている圧迫状態の推移を表すグラフを生成するステップと、生成されたグラフを表示するステップと、を前記コンピュータに実施させることを特徴とする超音波画像処理プログラム。
Description:
超音波診断装置、超音波画像処 方法及び超音波画像処理プログラム

 本発明は、超音波診断装置に関し、具体 には、被検体の断層部位の組織の硬さ又は らかさを表す弾性画像を撮像して表示する 音波診断装置、超音波画像処理方法及び超 波画像処理プログラムに関する。

 超音波診断装置は、超音波探触子により 検体内部に超音波を送信するとともに、被 体内部から生体組織の構造に応じた超音波 反射エコー信号を受信し、例えば超音波断 像等の画像を構成して診断用に表示する。

 近年、手動又は機械的な方法により超音 探触子で被検体を圧迫して超音波受信信号 計測し、計測時間が異なる2つの超音波受信 信号のフレームデータに基づいて圧迫により 生じた生体各部の変位を求め、その変位デー タに基づいて生体組織の弾性を表す弾性画像 を生成することが開示されている(例えば、 許文献1)。

 ところで、被検体への圧迫操作は簡便性 観点から超音波探触子を用いることが多い つまり、超音波探触子を被検体の体表に押 当ててある程度の初期圧迫を加え、この初 圧迫状態から、微小な加圧と減圧を繰り返 与えながら弾性画像が生成される。ところ 、この手法では、操作者の手加減によって 圧状態が大きく変動するので、必ずしも適 な弾性画像が得られない場合がある。

 そこで、従来の超音波診断装置では、計 時刻の異なる2つの断層像データに基づいて 各部の変位を計測し、変位データに基づいて 断層像の歪み率分布を求めて、歪み率分布が 適正範囲内か否かにより加圧の適否を判定す ることが開示されている(例えば、特許文献2) 。

 また、超音波探触子の被検体圧迫面に圧 センサを設けて、圧力センサの計測値の推 をグラフにして弾性画像とともに表示する とも開示されている(例えば、特許文献3)。

特開2000-060853号公報

特開2004-351062号公報

国際公開WO2005-120358号公報

 しかしながら、特許文献2,3に記載された 術は、被検体の断層部位の関心組織に加え れている圧迫状態をより精度よく操作者に 示することに関して考慮されていない。

 すなわち、特許文献2に記載の技術は、断 層部位の領域内の組織の歪みの分布に基づい て圧迫の評価を行うものであり、関心組織以 外の周辺組織の歪みデータも含まれるため、 関心組織に加えられている圧迫状態を精度よ く求めることができない場合がある。

 また、特許文献3に記載されているように 超音波探触子の圧迫面の圧力センサ値を用い る場合は、センサ表面の圧迫強度が計測され るため、被検体内の関心組織に加えられてい る圧迫状態を直接的に反映することができな い場合がある。

 そこで、本発明は、被検体の断層部位の 心組織に加えられている圧迫状態を精度よ 操作者に提示して適切な圧迫操作をサポー することを課題とする。

 上記課題を解決するため、本発明の超音 診断装置は、被検体に圧迫を加えながら被 体との間で超音波を送受信する超音波探触 と、該超音波探触子で計測された反射エコ 信号に基づいて前記被検体の断層部位のRF 号フレームデータを生成する整相加算部と 前記RF信号フレームデータに基づいて前記被 検体の断層部位の超音波画像を生成する超音 波画像生成部と、前記RF信号フレームデータ は前記超音波画像に計測対象を設定する計 対象設定部と、設定された計測対象の位置 化を追跡する計測対象位置追跡部と、前記 測対象の位置変化に基づいて前記計測対象 加えられている圧迫状態の推移を表すグラ を生成する変位画像生成部と、前記生成さ たグラフを表示する表示器と、を備えたこ を特徴とする。

 また、本発明の超音波画像処理方法は、 音波探触子により被検体に圧迫を加えなが 被検体との間で超音波を送受信して計測さ た反射エコー信号に基づく前記被検体の断 部位のRF信号フレームデータから超音波画 を生成するとともに、前記超音波探触子に る被検体の圧迫を補助する画像を生成する 音波画像処理方法であって、前記RF信号フレ ームデータ又は前記超音波画像に計測対象を 設定するステップと、設定された計測対象の 位置変化を追跡するステップと、前記計測対 象の位置変化に基づいて前記計測対象に加え られている圧迫状態の推移を表すグラフを生 成するステップと、生成されたグラフを表示 するステップと、を含むことを特徴とする。

 また、本発明の超音波画像処理プログラ は、超音波探触子により被検体に圧迫を加 ながら被検体との間で超音波を送受信して 測された反射エコー信号に基づく前記被検 の断層部位のRF信号フレームデータから超 波画像を生成するとともに、前記超音波探 子による被検体の圧迫を補助する画像を生 する機能をコンピュータに実施させる超音 画像処理プログラムであって、前記RF信号フ レームデータ又は前記超音波画像に計測対象 を設定するステップと、設定された計測対象 の位置変化を追跡するステップと、前記計測 対象の位置変化に基づいて前記計測対象に加 えられている圧迫状態の推移を表すグラフを 生成するステップと、生成されたグラフを表 示するステップと、を前記コンピュータに実 施させることを特徴とする。

 すなわち、本発明では、被検体の断層部 に計測対象を設定し、その計測対象の位置 化の追跡結果に基づいて、例えば計測対象 位置変化の推移グラフなど圧迫状態の推移 表すグラフを生成して表示しているので、 のグラフには、被検体の断層部位の計測対 に加えられている圧迫状態の推移が直接的 精度よく反映される。その結果、操作者は 自らが行っている操作により計測対象に加 られている圧迫状態を視覚的に的確に把握 ることができるので、これに基づいて圧迫 作が適切か否かを判断することができる。

 以上説明したように、本発明の超音波診 装置、超音波弾性情報処理方法及び超音波 性情報処理プログラムによれば、被検体の 層部位の関心組織に加えられている圧迫状 を精度よく操作者に提示して適切な圧迫操 をサポートすることが可能になる。

本実施形態の超音波診断装置の構成を すブロック図。 超音波診断装置の特徴部の第1実施例を 説明する図。 第1実施例の処理のフローチャート。 超音波診断装置の特徴部の第2実施例を 説明する図。 第2実施例の処理のフローチャート。 超音波診断装置の特徴部の第3実施例を 説明する図。 第3実施例の処理のフローチャート。 超音波診断装置の特徴部の第4実施例を 説明する図。 第4実施例の処理のフローチャート。 初期圧迫が適切か否かを説明するため の模式図。

符号の説明

 1 超音波診断装置、10 被検体、12 超音 探触子、18 整相加算部、20 断層画像構成部 、26 画像表示器、30 変位計測部、32 弾性情 報演算部、34 弾性画像構成部、38 変位演算 、40 変位画像構成部、42 操作部、44 腫瘍 46 計測点、48,53,55 グラフ、50 振幅閾値ラ ン、52 周期ライン、54 参照体、60 閾値

発明を実施するための形態

 以下、本発明を適用してなる超音波診断 置の実施形態を説明する。なお、以下の説 では、同一機能部品については同一符号を して重複説明を省略する。

 図1は、本実施形態の超音波診断装置の構 成を示すブロック図である。図1に示すよう 、超音波診断装置1には、被検体10に当接さ て用いる超音波探触子12と、超音波探触子12 介して被検体10に時間間隔をおいて超音波 繰り返し送信する送信部14と、被検体10から 生する時系列の反射エコー信号を受信する 信部16と、送信部14と受信部16を制御する送 信制御部17と、受信部16で受信された反射エ コーを整相加算する整相加算部18と、が備え れている。

 また、整相加算部18からのRF信号フレーム データに基づいて被検体の濃淡断層画像例え ば白黒断層画像を構成する断層画像構成部20 、断層画像構成部20の出力信号を画像表示 26の表示に合うように変換する白黒スキャン コンバータ22とが備えられている。

 また、整相加算部18から出力されるRF信号 フレームデータを記憶し、少なくとも2枚の レームデータを選択するRFフレームデータ選 択部28と、被検体10の生体組織の変位を計測 る変位計測部30と、変位計測部30で計測され 変位情報から歪み又は弾性率を求める弾性 報演算部32と、弾性情報演算部32で演算した 歪み又は弾性率からカラー弾性画像を構成す る弾性画像構成部34と、弾性画像構成部34の 力信号を画像表示器26の表示に合うように変 換するカラースキャンコンバータ36とが備え れている。

 また、白黒断層画像とカラー弾性画像を ね合わせたり、並列に表示させたり、切替 行う切替加算部24と、合成された合成画像 表示する画像表示器26とが備えられている。 なお、断層画像構成部20と弾性画像構成部34 どにより、RF信号フレームデータに基づいて 被検体の断層部位の超音波画像を生成する超 音波画像生成手段が構成される。

 ここで、超音波診断装置1の各構成部につ いて詳細に説明する。超音波探触子12は、複 の振動子を配設して形成されており、被検 10に振動子を介して超音波を送受信する機 を有している。送信部14は、超音波探触子12 駆動して超音波を発生させるための送波パ スを生成するとともに、送信される超音波 収束点をある深さに設定する機能を有して る。また、受信部16は、超音波探触子12で受 信した反射エコー信号について所定のゲイン で増幅してRF信号すなわち受波信号を生成す ものである。整相加算部18は、受信部16で増 幅されたRF信号を入力して位相制御し、一点 は複数の収束点に対し超音波ビームを形成 てRF信号フレームデータを生成するもので る。

 断層画像構成部20は、整相加算部18からの RF信号フレームデータを入力してゲイン補正 ログ圧縮、検波、輪郭強調、フィルタ処理 の信号処理を行い、断層画像データを得る のである。また、白黒スキャンコンバータ2 2は、断層画像構成部20からの断層画像データ をデジタル信号に変換するA/D変換器と、変換 された複数の断層画像データを時系列に記憶 するフレームメモリと、制御コントローラを 含んで構成されている。この白黒スキャンコ ンバータ22は、フレームメモリに格納された 検体内の断層フレームデータを1画像として 取得し、取得された断像フレームデータをテ レビ同期で読み出すものである。

 RFフレームデータ選択部28は、整相加算部 18からの複数のRF信号フレームデータを格納 、格納されたRF信号フレームデータ群から取 得時刻の異なる一対すなわち2つのRF信号フレ ームデータを選択する。例えば、整相加算部 18から時系列すなわち画像のフレームレート 基づいて生成されるRF信号フレームデータ RFフレームデータ選択部28に順次記憶し、記 されたRF信号フレームデータ(N)を第1のデー として選択すると同時に、時間的に過去に 憶されたRF信号フレームデータ群(N-1、N-2、N -3…N―M)の中から1つのRF信号フレームデータ( X)を選択する。なお、ここでN、M、XはRF信号 レームデータに付されたインデックス番号 あり、自然数とする。

 そして、変位計測部30は、選択された一 のデータすなわちRF信号フレームデータ(N)及 びRF信号フレームデータ(X)から1次元或いは2 元相関処理を行って、断層画像の各点に対 する生体組織における変位や移動ベクトル なわち変位の方向と大きさに関する1次元又 2次元変位分布を求める。ここで、移動ベク トルの検出にはブロックマッチング法を用い る。ブロックマッチング法とは、画像を例え ばN×N画素からなるブロックに分け、関心領 内のブロックに着目し、着目しているブロ クに最も近似しているブロックを前のフレ ムから探し、これを参照して予測符号化す わち差分により標本値を決定する処理を行 。

 弾性情報演算部32は、変位計測部30から出 力される計測値、例えば変位や移動ベクトル から断層画像上の各点に対応する生体組織の 歪みや弾性率を演算し、その歪みや弾性率に 基づいて弾性画像信号すなわち弾性フレーム データを生成するものである。

 このとき、歪みのデータは、生体組織の移 量例えば変位を空間微分することによって 出される。また、弾性率のデータは、超音 探触子の圧迫面に設けた図示していない圧 センサから出力される圧力の変化を歪みの 化で除することによって計算される。例え 、変位計測部30により計測された変位をL(X) 圧力センサにより計測された圧力をP(X)とす ると、歪みδS(X)は、L(X)を空間微分すること よって算出することができるから、
δS(X)=δL(X)/δXという式を用いて求められる。

 また、弾性率データのヤング率Ym(X)は、Ym=( P(X))/δS(X)
という式によって算出される。このヤング率 Ymから断層画像の各点に相当する生体組織の 性率が求められるので、2次元の弾性画像デ ータを連続的に得ることができる。なお、ヤ ング率とは、物体に加えられた単純引張り応 力と、引張りに平行に生じるひずみに対する 比である。

 弾性画像構成部34は、フレームメモリと 像処理部とを含んで構成されており、弾性 報演算部32から時系列に出力される弾性フレ ームデータをフレームメモリに確保し、確保 されたフレームデータに対し画像処理を行う ものである。

 カラースキャンコンバータ36は、弾性画 構成部34からの弾性フレームデータに色相情 報を付与する機能を有したものである。つま り、弾性フレームデータに基づいて光の3原 すなわち赤(R)、緑(G)、青(B)に変換するもの ある。例えば、歪みが大きい弾性データを 色コードに変換すると同時に、歪みが小さ 弾性データを青色コードに変換する。

 切替加算部24は、フレームメモリと、画 処理部と、画像選択部とを備えて構成され いる。ここで、フレームメモリは、白黒ス ャンコンバータ22からの断層画像データ、カ ラースキャンコンバータ36からの弾性画像デ タ、及び後述する変位画像構成部40からの ラフなどの画像を格納するものである。ま 、画像処理部は、フレームメモリに確保さ た断層画像データ、弾性画像データ、及び 心組織に加えられている圧迫状態の推移を すグラフデータの合成割合を変更して合成 るものである。合成画像の各画素の輝度情 及び色相情報は、白黒断層画像とカラー弾 画像の各情報を合成割合で加算したものと る。さらに、画像選択部は、フレームメモ 内の断層画像データと弾性画像データ及び 像処理部の合成画像データのうちから画像 示器26に表示する画像を選択するものである 。

 以下、本実施形態の超音波診断装置の特 部分について説明する。本実施形態の超音 診断装置1は、図1に示すように、変位演算 38と、変位画像構成部40と、操作部42とを備 て構成されている。

 変位演算部38は、白黒スキャンコンバー 22から出力される断層画像データの設定され た計測点の位置変化を追跡して変位を演算す るものである。計測点の設定は、画像表示器 26に表示された断層画像上の例えば腫瘍など 関心組織に操作者がキーボード、マウス、 ッチセンサなどの入力インターフェースを して設定することもできるし、超音波診断 置により自動で腫瘍などの関心組織を検出 て、その関心組織に設定することもできる つまり、操作者による入力設定、或いは超 波診断装置による自動設定などにより、RF 号フレームデータ又は超音波画像の関心組 に計測点を設定する手段が構成される。

 例えば画像表示器26上で計測点が設定さ たら、計測点の位置を示すデータが操作部42 を介して変位演算部38に入力され、変位演算 38は入力されたデータに基づいて断層画像 ータの計測点の位置変化を追跡する。変位 算部38は、設定された計測点の位置変化を追 跡する手段として機能する。計測点の追跡は 、例えばトラッキングなどの手法を用いるこ とができる。また、自動で腫瘍などの関心組 織を検出するのは、例えば腫瘍における反射 エコーの強度は小さいことから、RFフレーム 号を強度により2値化して、ローエコー部分 を腫瘍とみなすなどの手法を採用することが できる。

 変位画像構成部40は、変位演算部38から出 力される計測点の位置変化に基づいて腫瘍な どの関心組織に加えられている圧迫状態の推 移を表すグラフを生成するものである。

 なお、超音波診断装置に、上述のような 力インターフェース、画像表示器26のよう 出力インターフェース、ソフトウェアプロ ラムを格納するメモリ、及びソフトウェア ログラムを読み出して実行可能な演算手段 設けることにより、RF信号フレームデータ又 は超音波画像の関心組織に計測点を設定する 手段、変位演算部38、変位画像構成部40など よる機能を、ソフトウェアプログラムによ 構成して実行させることができる。

 以下、計測点の設定態様、生成されるグ フの態様、及び操作者の適切な圧迫操作を ポートするための画像の生成態様などにつ て、具体的な実施例を用いて説明する。

 図2は、本実施形態の超音波診断装置の特 徴部の第1実施例を説明する図であり、計測 の設定例、及びこの場合に生成されるグラ を模擬的に示している。図3は、第1実施例の 処理のフローチャートである。

 図2(a)に示すように、計測点46は、腫瘍44 境界部の圧迫が加えられる方向に沿って2点 定されている。変位演算部38は、この2つの 測点をトラッキングなどによりフレームご に追跡するとともに、2点の計測点間の距離 を全フレームメモリのデータに対して演算し 、その結果を逐次変位画像構成部40に出力す 。変位画像構成部40は、2点の計測点間の距 変化の推移をグラフ48として生成する。

 変位画像構成部40から出力されたグラフ48 は、切替加算部24により加算合成され、図2(b) に示すように、断層画像と弾性画像が重畳さ れた画像とともに、画像表示器26に表示され 。

 次に、図3のフローチャートを用いて、第 1実施例の動作を説明する。まず、関心組織 ある腫瘍の境界に、白黒スキャンコンバー 22から得られたデータに対して2値化処理を うことにより自動的に、もしくは操作部42を 介して手動で、2点の計測点46を圧迫方向に沿 って設定する(S11)。続いて、変位演算部38に 設定された計測点間の距離Aを検出する(S12) さらに、圧迫により変化する計測点の位置 トラッキングにより検出し、全てのフレー メモリにおける計測点間の距離(A)iを検出す (S13)。続いて、変位画像構成部40にて(A)iか 組織の変位を表すグラフ48を生成し、切替加 算部24を介して画像表示器26に表示する(S14)。

 本実施例によれば、被検体の断層部位の 心組織の圧迫が加えられる方向に沿った2点 の計測点を設定し、その計測点間の距離変化 の推移のグラフ、言い換えれば圧迫状態の推 移を表すグラフを生成して表示しているので 、このグラフには、被検体の断層部位の関心 組織に加えられている圧迫状態の推移が直接 的に精度よく反映される。その結果、操作者 は、自らが行っている操作により関心組織に 加えられている圧迫状態を視覚的に的確に把 握することができるので、これに基づいて圧 迫操作が適切か否かを判断することができる 。

 計測点を1点のみ設定して、この計測点を 追跡した位置変化をグラフ化することも可能 であるが、本実施例のように、2点の計測点 の距離の推移のグラフ化することにより、 心組織に加えられている圧迫状態の推移を り精度よく操作者に対して提示することが きる。

 図4は、本実施形態の超音波診断装置の特 徴部の第2実施例を説明する図であり、操作 の適切な圧迫操作をサポートするために生 される画像を示している。図5は、第2実施例 の処理のフローチャートである。

 本実施例は、グラフ48に現れる複数の極 点及び極小点に基づいてグラフの中点位置 求め、グラフ48の中点位置から所定の振幅位 置に振幅閾値のラインを重畳して表示すると ともに、グラフ48上に、あらかじめ設定され 周期のラインを重畳して表示するものであ 。

 さらに、グラフ48の周期のライン及び振 閾値のラインの少なくとも一方を逸脱した 所の表示態様を変更して操作者に適切な圧 操作を促すようにしてものである。

 具体的には、図4(a)に示すように、例えば 第1実施例のようにして生成されたグラフ48上 に、あらかじめ設定された周期ライン52を重 して表示して、操作者に視覚的に適切な周 を提示することができる。

 一方、グラフ48に対して、計測点間の距離 各極大点を検出して各極大点間の周期Cを検 し、以下の式を用いて全体の周期(C)aveを算 することもできる。
(C)ave=(σ(各極大点間の周期C))/(極大点の数-1)
 このように、操作者の操作による(C)aveを演 で求めることにより、あらかじめ設定され 推奨される周期との相違の程度を数値とし 検出することができ、これを操作者に提示 ることができる。

 また、グラフ48において、計測点間の距離 各極大点、及び各極小点を検出して計測点 の距離の各中点位置を算出するとともに、 下の式を用いて圧迫全体の計測点間の距離 中間値(D)aveを算出することにより、振幅の 値を表示することができる。
(D)ave=(σ(各中点位置))/(極大点の数)
 つまり、このようにして(D)aveが求められた 、この(D)aveを基準に、グラフ48の振幅上下 向に、あらかじめ定められた幅の振幅閾値 イン50を重畳表示することができ、操作者に 視覚的に適切な振幅を提示することができる 。なお、推奨される周期、及び振幅は、対象 組織に応じて適宜変更して保存しておき、対 象部位を選択可能にしておいてもよいし、操 作者の任意に入力するように構成してもよい 。

 また、図4(b)に示すように、グラフ48に重 された周期ライン52と振幅閾値ライン50を用 いて、圧迫の適切性の判定を行い、操作者に 提示することができる。つまり、振幅閾値ラ イン50から外れた圧迫、もしくは周期ライン5 2から外れた圧迫を不適切な圧迫と判断し、 ラフ48の該当する箇所の色を変更して表示す る。これにより、操作者は、圧迫の適切性を 視覚的に容易に判断することが可能となる。

 次に、第2実施例の動作について図5を用 て説明する。まず、グラフ48にあらかじめ定 められた推奨される周期ライン52を重畳する( S21)。続いて、圧迫全体の計測点間の距離の 間値(D)aveを算出し、中間値から上下方向に あらかじめ定められた幅の振幅閾値ライン50 を重畳する(S22)。そして、振幅閾値ライン50 ら外れた圧迫、もしくは周期ライン52から外 れた圧迫を不適切な圧迫と判断し、組織変位 グラフの該当する箇所の色を変更する(S23)。

 図6は、本実施形態の超音波診断装置の特 徴部の第3実施例を説明する図であり、計測 の設定例、及びこの場合に生成されるグラ を模擬的に示している。図7は、第3実施例の 処理のフローチャートである。

 図6(a)に示すように、腫瘍44の境界部の圧 が加えられる方向に沿った2点の計測点46の が、圧迫が加えられる方向に直交する方向 異なる位置に複数設定されている。また、 位演算部38は、各計測点をトラッキングな によりフレームごとに追跡するとともに、2 の計測点の対ごとに、対となる計測点間の 離を全フレームメモリのデータに対して演 し、その結果を逐次変位画像構成部40に出 する。変位画像構成部40は、それぞれの2点 計測点の対ごとに、計測点間の距離変化の 移をグラフ53として生成する。

 変位画像構成部40から出力されたグラフ53 は、切替加算部24により加算合成され、図6(b) に示すように、断層画像と弾性画像が重畳さ れた画像とともに、画像表示器26に表示され 。つまり、計測点46の対を図面左側から順 対1,対2,対3とすると、対1~対3のそれぞれに対 する計測点間の距離変化の推移が縦に並べて 表示される。

 次に、図7のフローチャートを用いて、第 1実施例の動作を説明する。まず、関心組織 ある腫瘍の境界に、白黒スキャンコンバー 22から得られたデータに対して2値化処理を うことにより自動的に、もしくは操作部42を 介して手動で、2点の計測点46の対を複数(例 ば対1~対3)圧迫方向に沿って設定する(S31)。 いて、対1~対3のそれぞれに対して、変位演 部38にて設定された計測点間の距離Aを検出 る(S32)。さらに、圧迫により変化する計測点 の位置をトラッキングにより検出し、対1~対3 のそれぞれに対して、全てのフレームメモリ における計測点間の距離(A)iを検出する(S33)。 続いて、対1~対3のそれぞれに対して、変位画 像構成部40にて(A)iから組織の変位を表すグラ フ53を生成し、切替加算部24を介して画像表 器26に表示する(S34)。

 本実施例によれば、操作者は、これら各 ラフを参照することにより、圧迫が加えら る方向に直交する水平方向について、関心 織である腫瘍全体が均一の力で圧迫されて るか否か、言い換えれば圧迫の偏りがない どうかを判断することができる。

 つまり、作成したグラフにおいて、腫瘍 体が均一の力で圧迫されている場合は、全 の計測点ペア間の距離が略同一の周期及び 幅で変化するため、圧迫の偏りがないこと 判る。一方、例えば図6(b)のように、対1~対3 の振幅にバラツキがあれば、振幅の大きい対 3の方に偏って圧迫が加えられており、圧迫 向の見直しが必要である、などの判断をす ことが可能である。

 なお、各計測点の対に対応するグラフ表 は、図6(b)のように計測点の対とグラフとの 対応関係がわかるように名前をつけて表示を してもよいし、対応関係を色分け、その他の 方法により表示してもよい。

 図8は、本実施形態の超音波診断装置の特 徴部の第4実施例を説明する図であり、計測 の設定例、及びこの場合に生成されるグラ を模擬的に示している。図9は、第4実施例の 処理のフローチャートである。

 図8(a)に示すように、計測点46が、腫瘍44 境界部の圧迫が加えられる方向に沿って2点 定されている点では第1実施例と同様であり 、本実施例では、さらに、圧迫に対する変位 の基準となる参照体54の圧迫が加えられる方 に沿って2点の計測点46が設定されている。

 なお、参照体54は、例えば被検体の脂肪 、或いは探触子の圧迫面にあらかじめ設け れた圧迫板などを対象とすることができる つまり、脂肪層は被検体間の個体差が比較 小さく、また圧迫に対する平均的な変位量 あらかじめ既知となっており、圧迫板も圧 に対する変位量があらかじめ既知となって るので、これを、圧迫に対する変位の基準 なる参照体54として適用することができる。

 変位演算部38は、各計測点をトラッキン などによりフレームごとに追跡するととも 、腫瘍44の2点の計測点の対と、参照体54の2 の計測点の対のごとに、計測点間の距離を フレームメモリのデータに対して演算し、 の結果を逐次変位画像構成部40に出力する。 変位画像構成部40は、2点の計測点の対ごとに 、計測点間の距離変化の推移をグラフ55とし 生成する。

 変位画像構成部40から出力されたグラフ55 は、切替加算部24により加算合成され、図8(b) に示すように、断層画像と弾性画像が重畳さ れた画像とともに画像表示器26に表示される つまり、腫瘍44の計測点対を対4,参照体54の 測点対を対5とすると、対4,5のそれぞれに対 する計測点間の距離変化の推移が縦に並べて 表示される。

 次に、図9のフローチャートを用いて、第 4実施例の動作を説明する。まず、関心組織 ある腫瘍の境界に、白黒スキャンコンバー 22から得られたデータに対して2値化処理を うことにより自動的に、もしくは操作部42を 介して手動で、2点の計測点46を圧迫方向に沿 って設定し、さらに同一圧迫方向の参照体54 も計測点46を設定する(S41)。

 続いて、変位演算部38にて、腫瘍に設定 れた計測点46間の距離Aを検出するとともに 参照体に設定された計測点46間の距離Bを検 する(S42)。さらに、圧迫により変化する計測 点の位置をトラッキングにより検出し、腫瘍 及び参照体のそれぞれに対して、全てのフレ ームメモリにおける計測点間の距離(A)i,(B)iを 検出する(S43)。続いて、腫瘍及び参照体のそ ぞれに対して、変位画像構成部40にて(A)i,(B) iから組織の変位を表すグラフ55を生成し、切 替加算部24を介して画像表示器26に表示する(S 44)。

 また、圧迫による参照体と腫瘍の歪みの から、参照体を基準とした腫瘍の硬さを検 することが可能となる。つまり、それぞれ フレームメモリにおける腫瘍と参照体の計 点間の距離の比(A)i/(B)iを歪み比として算出 、画像表示器26に結果を表示してもよい。 れにより、圧迫に対する変位量があらかじ 既知となっている参照体と比較することが きるので、腫瘍の良悪性の判断をより簡便 行うことが可能となる。

 本実施例のように参照体54を設ける場合 初期圧迫が適正か否かを判断する上で特に 効である。すなわち、超音波探触子による 迫操作は、超音波探触子を被検体の体表に し当ててある程度の初期圧迫を加え、この 期圧迫状態から、微小な加圧と減圧を繰り し行われるのが一般的であるが、適切に弾 画像を生成するためには、初期圧迫の程度 重要な要素となる。

 図10は、初期圧迫が適切か否かを説明す ための模式的な図である。図10(a)は初期圧迫 が強すぎた場合の例を示している。初期圧迫 で強く圧迫を加えた状態でエラストグラフィ の計測を行うと、柔らかい組織が既に潰され た状態で微弱な圧迫が行われることとなり、 組織の硬さを正確に表示できないことがある 。

 これに対して、図10(b)のように、圧迫を 始する前に参照体に例えば計測点を2点設定 て、圧迫による計測点間の距離の推移をグ フ表示するとともに、適切な初期圧迫の範 の閾値60を設定して表示しておけば、操作 はこれを参照して適切に初期圧迫を行うこ ができる。なお、計測点を1点のみ設定して 測点の変位の推移をグラフ表示してもよい この場合は、これに対応した適切な閾値が に設定される。また、図10では、参照体に 定された計測点に基づくグラフのみを表示 ているが、図8に示すように、腫瘍に設定さ た計測点に基づくグラフと併せて表示する ともできる。

 このように、圧迫に対する変位があらか めある程度定められている参照体に計測点 設定して、この計測点の変位に基づくグラ を表示することにより、このグラフを判断 準として初期圧迫量が適切になるように操 を行うことができる。

 以上、本実施形態の超音波診断装置につ て説明したが、これには限定されない。例 ば、計測点が設定されたら、白黒スキャン ンバータ22出力されるデータを用いて計測 を追跡して関心組織に加えられている圧迫 態の推移をグラフ化しているが、RF信号フレ ームデータを用いて追跡及びグラフ化を行う ことも可能である。また、変位計測部30を、 性画像の生成のためと、計測点の位置変化 検出するために共通して用いて、変位計測 30の出力に基づいて関心組織に加えられて る圧迫状態の推移をグラフ化することも可 である。

 また、計測点の代わりに、計測線、面な を計測対象として設定してもよい。また、 音波画像とグラフを表示器に並置して表示 る例を説明したが、これに限らず、少なく もグラフを表示するように構成されていれ よい。例えば、グラフのみを表示して、圧 の統計解析を行い、熟練者と未熟練者の違 を明示して未熟練者の教育用として使用し もよい。




 
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