(57)【要約】【課題】ラジオ波焼灼術の確実な治療効果判定を迅速かつ簡便に行なうこと。【解決手段】実施形態の超音波診断装置は、取得部と、画像生成部と、制御部とを備える。取得部は、被検体の第１超音波画像データにて設定された関心領域の境界の位置を取得する。画像生成部は、穿刺針を用いた治療後に収集された前記被検体の造影前の画像データと造影後の画像データとにおいて、造影前後の輝度値の変化が閾値以上である画素に、当該画素と前記関心領域の境界との距離に応じた画素値を割り当てた第２超音波画像データを生成する。制御部は、前記第２超音波画像データを表示部に表示させる。【選択図】図１
2014113481.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の第１超音波画像データにて設定された関心領域の境界の位置を取得する取得部と、
穿刺針を用いた治療後に収集された前記被検体の造影前の画像データと造影後の画像データとにおいて、造影前後の輝度値の変化が閾値以上である画素に、当該画素と前記関心領域の境界との距離に応じた画素値を割り当てた第２超音波画像データを生成する画像生成部と、
前記第２超音波画像データを表示部に表示させる制御部と、
を備える、超音波診断装置。
【請求項２】
輝度値変化に対する前記閾値と、前記境界からの距離に応じて異なる画素値とが設定された設定情報とを記憶する記憶部、
を更に備え、
前記画像生成部は、前記設定情報に基づいて、前記第２超音波画像データを生成する、請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記記憶部は、前記設定情報として、前記境界からの距離に応じて異なる色が設定された色情報、又は、異なるハッチングが設定されたハッチング情報、又は、同系色で異なる濃淡が設定された濃淡情報を記憶する、請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記穿刺針が有する位置センサにより、該穿刺針の針先の位置を検出する検出部、
を更に備え、
前記取得部は、前記検出部が検出した針先の位置に基づいて、前記関心領域の境界の位置を取得する、請求項１〜３のいずれか１つに記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記第１超音波画像データは、前記被検体を３次元走査して生成された第１超音波ボリュームデータであり、前記造影前の画像データ及び前記造影後の画像データである造影画像データは、前記被検体を３次元走査して生成された造影ボリュームデータであって、
前記取得部は、前記関心領域の３次元の位置を、前記検出部が検出した針先の３次元の位置に基づいて取得し、
前記画像生成部は、前記造影前の画像データ及び前記造影後の画像データである造影ボリュームデータにおいて、造影前後の輝度値の変化が前記閾値以上であるボクセルに、当該ボクセルと前記関心領域の境界との距離に対応するボクセル値を前記設定情報に基づいて割り当てた第２超音波ボリュームデータを前記第２超音波画像データとして生成し、
前記制御部は、前記第２超音波ボリュームデータから生成された断面画像データ又は投影画像データの少なくとも１つを前記表示部に表示させる、請求項４に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記被検体の組織が描出された超音波画像データ及び前記被検体の造影剤分布が描出された超音波画像データの少なくとも１つと、前記第２超音波画像データとを重畳した画像データを前記表示部に表示させる、請求項１〜５のいずれか１つに記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記記憶部は、境界の内側においては第１色調で該境界からの距離に応じて異なる色が設定され、境界の外側においては前記第１色調とは異なる第２色調で該境界からの距離に応じて異なる色が設定された色情報を前記設定情報として記憶する、請求項３〜６のいずれか１つに記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記画像生成部は、前記関心領域の内部、又は、前記関心領域の内部及び前記関心領域の境界近傍の外側に限局した領域にて前記第２超音波画像データを生成する、請求項１〜７のいずれか１つに記載の超音波診断装置。
【請求項９】
前記記憶部は、前記輝度値変化に対する前記閾値として、境界からの距離に応じて異なる値の複数の閾値を記憶し、
前記画像生成部は、前記関心領域の境界からの距離に対応する閾値以上となった画素に、当該画素と前記関心領域の境界との距離とに対応する画素値を前記設定情報に基づいて割り当てて前記第２超音波画像データを生成する、請求項３〜８のいずれか１つに記載の超音波診断装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記関心領域に限定して前記第２超音波画像データを表示させる、又は、前記関心領域に限定した前記第２超音波画像データに前記穿刺針の位置を重畳表示させる、請求項１〜９のいずれか１つに記載の超音波診断装置。
【請求項１１】
前記制御部は、前記第２超音波ボリュームデータにおいて前記穿刺針の針先を含み、かつ、前記穿刺針の挿入経路に直交する断面で前記第２超音波ボリュームデータを切断した断面画像データを表示させる、請求項５に記載の超音波診断装置。
【請求項１２】
前記制御部は、更に、前記関心領域内の輝度値の時間にともなう変化を示す時間変化曲線を表示させる、請求項１〜１１のいずれか１つに記載の超音波診断装置。
【請求項１３】
前記制御部は、更に、前記関心領域内で画素値が割り当てられた領域の該関心領域に対する割合を表示させる、請求項１〜１２のいずれか１つに記載の超音波診断装置。
【請求項１４】
前記取得部は、前記穿刺針が抜かれた後に、前記造影前の画像データ及び前記造影後の画像データである造影画像データが収集される場合、前記第１超音波画像データと前記造影画像データとを位置合わせして、前記造影画像データにおける前記関心領域に対応する対応領域の位置を取得し、
前記画像生成部は、前記対応領域の境界の位置に基づいて、前記第２超音波画像データを生成する、請求項１〜１３のいずれか１つに記載の超音波診断装置。
【請求項１５】
前記取得部は、前記穿刺針を用いた治療が、当該穿刺針の位置を変更して複数回行なわれる場合、各治療において設定された複数の関心領域を合成した合成領域の境界の位置を取得し、
前記画像生成部は、前記合成領域の境界の位置に基づいて、前記第２超音波画像データを生成する、請求項１〜１３のいずれか１つに記載の超音波診断装置。
【請求項１６】
前記画像生成部は、造影前後の輝度値の変化が前記閾値以上である画素に、当該画素と前記関心領域の境界との距離、及び、当該画素で輝度値の変化が前記閾値以上となった時間に応じた画素値を割り当てて、前記第２超音波画像データを生成する、請求項１〜１５のいずれか１つに記載の超音波診断装置。
【請求項１７】
前記画像生成部は、造影前後の輝度値の変化が前記閾値以上である画素に、当該画素と前記関心領域の境界との距離、及び、当該画素における輝度値の変化量に応じた画素値を割り当てて、前記第２超音波画像データを生成する、請求項１〜１５のいずれか１つに記載の超音波診断装置。
【請求項１８】
前記関心領域の形状テンプレートは、前記穿刺針の種類に応じて定められる、請求項１〜１７のいずれか１つに記載の超音波診断装置。
【請求項１９】
取得部が、被検体の第１超音波画像データにて設定された関心領域の境界の位置を取得し、
画像生成部が、穿刺針を用いた治療後に収集された前記被検体の造影前の画像データと造影後の画像データとにおいて、造影前後の輝度値の変化が閾値以上である画素に、当該画素と前記関心領域の境界との距離に応じた画素値を割り当てた第２超音波画像データを生成し、
制御部が、前記第２超音波画像データを表示部に表示させる、
ことを含む、画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、超音波診断装置及び画像処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、簡便な操作性、被爆のおそれがない非侵襲性、システム規模の小ささ等の様々な利点を備えた医用画像診断装置として、今日の医療において重要な役割を果たしている。すなわち、超音波診断装置は、超音波プローブを体表から当てるだけの簡便な操作により、例えば、心臓の拍動や胎児の動きといった検査対象の動きの様子をリアルタイムで表示することができる。また、超音波診断装置は、非侵襲性であることから安全性が高く、繰り返して検査を行なうことができる。また、超音波診断装置は、Ｘ線診断装置、Ｘ線ＣＴ（Computed  Tomography）装置、ＭＲＩ（Magnetic  Resonance  Imaging）装置などの他の医用画像診断装置に比べシステムの規模が小さく、ベッドサイドへ移動しての検査も容易に行なうことができる。また、超音波診断装置には、片手で持ち運べる程度に小型化された装置も開発されており、かかる超音波診断装置は、産科や在宅医療などの医療現場においても容易に使用することができる。
【０００３】
また、近年、静脈投与型の超音波造影剤が製品化され、「造影エコー法」が行なわれている。以下、超音波造影剤を省略して造影剤と記載する場合がある。造影エコー法は、例えば、心臓や肝臓等の検査において、静脈から造影剤を注入して血流信号を増強し、血流動態の評価を行うことを目的としている。造影剤の多くは、微小気泡（マイクロバブル）が反射源として機能する。例えば、近年、日本で発売されたソナゾイド（登録商標）と呼ばれる第二世代の超音波造影剤は、リン脂質によりフッ化炭素（perfluorobutane）ガスを内包した微小気泡である。造影エコー法では、微小気泡を破壊させない程度の中低音圧の送信超音波を用いることで、造影剤の還流の様子を安定して観察することができる。
【０００４】
また、超音波診断装置を用いた治療分野における応用も進んでいる。例えば、腫瘍組織の病理検査のための針生検は、超音波診断装置を用いた超音波ガイド下で行なわれることがある。更に、肝臓がん等の限局性腫瘍のラジオ波焼灼術（ＲＦＡ：Radio  Frequency  Ablation）のためのＲＦＡ針（電極針）の穿刺は、超音波ガイド下で行なわれる。また、ＲＦＡの治療効果判定にも超音波診断装置が用いられている。
【０００５】
ＲＦＡ治療は、体表から電極針を病変部（腫瘍部）に向かって挿入し、ラジオ波により発生する高温により病変部を凝固死させる治療法である。近年では、ＲＦＡ治療の効果判定に、上述した造影超音波が利用されることが多い。具体的には、ＲＦＡ治療の効果判定では、ＲＦＡ治療を行なった治療部において腫瘍を栄養する血流（腫瘍血流）が無くなっているかを、造影エコー法により確認する。ＲＦＡ治療を行なう領域（治療計画領域）は、再発防止のために、腫瘍境界に対して全方位的に５ｍｍ程度のマージンを確実にとることが大切である。しかし、ＲＦＡ治療では、焼灼のために、治療前後で組織像が変化したり、ガスが発生したりする。このため、治療後に行なった造影撮影された画像を参照しても、医師は、針先の位置や腫瘍境界の位置がわかりにくく、治療効果の判定が困難である。また、腫瘍の大きさや形態、近傍の血管による冷却効果等により、１回のＲＦＡ治療では不十分な場合もあり、追加治療を行なうために、治療計画領域内や治療計画領域の外側近傍における血流の残存部位を正確に把握する必要がある。
【０００６】
すなわち、ＲＦＡ治療の効果判定では、治療計画領域に対する造影剤流入の有無を確実かつ簡便に把握することが必要となる。しかし、通常、ＲＦＡ治療の効果判定は、医師が主観で行なう場合が多い。そこで、治療前のＸ線ＣＴボリュームデータ、ＭＲＩボリュームデータ、又は、超音波ボリュームデータを参照画像とし、治療後の超音波ボリュームデータと参照画像との位置合せを行なって、客観的な効果判定を行なう方法が知られている。この方法は、治療前の参照画像と治療後の超音波ボリュームデータとの位置合わせに基づいて、腫瘍境界と焼灼領域境界との距離を計測し、計測した距離をカラー表示することで、医師に定量的な治療効果を提示する方法である。
【０００７】
しかし、ボリュームデータの読込みやボリュームデータ間の位置合せ処理等を、穿刺治療中に即時的に行うことは困難である。例えば、上述したように、治療前後で組織像が変化したり、ガスが発生したりするため、位置合せ処理は、困難となる場合がある。また、治療現場では、医師は、追加治療の必要性を瞬時に把握する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−２７４０４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、ラジオ波焼灼術の確実な治療効果判定を迅速かつ簡便に行なうことができる超音波診断装置及び画像処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
実施形態の超音波診断装置は、取得部と、画像生成部と、制御部とを備える。取得部は、被検体の第１超音波画像データにて設定された関心領域の境界の位置を取得する。画像生成部は、穿刺針を用いた治療後に収集された前記被検体の造影前の画像データと造影後の画像データとにおいて、造影前後の輝度値の変化が閾値以上である画素に、当該画素と前記関心領域の境界との距離に応じた画素値を割り当てた第２超音波画像データを生成する。制御部は、前記第２超音波画像データを表示部に表示させる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成例を示す図である。
【図２】図２は、第１の実施形態で行なわれるＲＦＡ治療のワークフローの一例を示すフローチャートである。
【図３】図３は、図１に示す検出部を説明するための図である。
【図４】図４は、図１に示す取得部を説明するための図（１）である。
【図５】図５は、図１に示す取得部を説明するための図（２）である。
【図６Ａ】図６Ａは、第１の実施形態に係る画像生成部を説明するための図（１）である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、第１の実施形態に係る画像生成部を説明するための図（２）である。
【図７】図７は、第１の実施形態に係る画像生成部を説明するための図（３）である。
【図８】図８は、第１の実施形態に係る画像生成部を説明するための図（４）である。
【図９】図９は、第１の実施形態に係る画像生成部を説明するための図（５）である。
【図１０】図１０は、第１の実施形態に係る画像生成部を説明するための図（６）である。
【図１１】図１１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置が行なう処理の一例を示すフローチャートである。
【図１２Ａ】図１２Ａは、第１の実施系形態に係る変形例を説明するための図（１）である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、第１の実施系形態に係る変形例を説明するための図（２）である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、第１の実施系形態に係る変形例を説明するための図（３）である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、第１の実施系形態に係る変形例を説明するための図（４）である。
【図１４】図１４は、第２の実施形態を説明するための図である。
【図１５Ａ】図１５Ａは、第３の実施形態を説明するための図（１）である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、第３の実施形態を説明するための図（２）である。
【図１６】図１６は、第４の実施形態を説明するための図である。
【図１７】図１７は、第５の実施形態を説明するための図（１）である。
【図１８】図１８は、第５の実施形態を説明するための図（２）である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して、超音波診断装置の実施形態を詳細に説明する。
【００１３】
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成について説明する。図１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置の構成例を示す図である。図１に示すように、第１の実施形態に係る超音波診断装置は、超音波プローブ１と、モニタ２と、入力装置３と、装置本体１０とを有する。
【００１４】
超音波プローブ１は、装置本体１０と着脱自在に接続される。超音波プローブ１は、例えば、複数の圧電振動子を有し、これら複数の圧電振動子は、後述する装置本体１０が有する送受信部１１から供給される駆動信号に基づき超音波を発生する。また、超音波プローブ１は、被検体Ｐからの反射波を受信して電気信号に変換する。また、超音波プローブ１は、圧電振動子に設けられる整合層や、圧電振動子から後方への超音波の伝播を防止するバッキング材等を有する。
【００１５】
超音波プローブ１から被検体Ｐに超音波が送信されると、送信された超音波は、被検体Ｐの体内組織における音響インピーダンスの不連続面で次々と反射され、反射波信号として超音波プローブ１が有する複数の圧電振動子にて受信される。受信される反射波信号の振幅は、超音波が反射される不連続面における音響インピーダンスの差に依存する。なお、送信された超音波パルスが、移動している血流や心臓壁等の表面で反射された場合の反射波信号は、ドプラ効果により、移動体の超音波送信方向に対する速度成分に依存して、周波数偏移を受ける。
【００１６】
例えば、装置本体１０は、２次元走査用の超音波プローブ１として、複数の圧電振動子が一列で配置された１Ｄアレイプローブと接続される。或いは、例えば、装置本体１０は、３次元走査用の超音波プローブ１として、メカニカル４Ｄプローブや２Ｄアレイプローブと接続される。メカニカル４Ｄプローブは、１Ｄアレイプローブのように一列で配列された複数の圧電振動子を用いて２次元走査が可能であるとともに、複数の圧電振動子を所定の角度（揺動角度）で揺動させることで３次元走査が可能である。また、２Ｄアレイプローブは、マトリックス状に配置された複数の圧電振動子により３次元走査が可能であるとともに、超音波を集束して送信することで２次元走査が可能である。
【００１７】
ここで、第１の実施形態は、超音波プローブ１により、被検体Ｐが２次元走査される場合であっても、３次元走査される場合であっても適用可能である。以下では、超音波プローブ１により、被検体Ｐが３次元走査される場合について説明する。
【００１８】
そして、第１の実施形態では、ラジオ波焼灼（ＲＦＡ：Radio  Frequency  Ablation）治療を行なうために、図１に示すように、超音波プローブ１に穿刺アダプタ４が取り付けられる。そして、穿刺アダプタ４には、ラジオ波を発生する電極針である穿刺針５が取り付けられる。医師は、超音波プローブ１が行なった超音波送受信によりモニタ２に表示される超音波画像データを参照しながら、穿刺アダプタ４に取り付けられた穿刺針５を被検体Ｐの治療部位まで挿入する。ただし、第１の実施形態は、穿刺アダプタ４を用いることなく、穿刺針５による穿刺がフリーハンドで行われる場合でも適用可能である。
【００１９】
なお、図１には図示していないが、穿刺針５は、穿刺針５が発生するラジオ波の出力を制御する治療装置と接続される。この治療装置は、穿刺針５の温度や、ラジオ波の出力、焼灼領域のインピーダンスをモニタ可能であり、医師は、治療装置を操作して、穿刺針５を用いたＲＦ治療を進める。
【００２０】
そして、本実施形態に係る穿刺針５は、位置センサ５１を有する。位置センサ５１は、例えば、図１に示すように、穿刺針５の根元（例えば、ブラケット部位）に内蔵される。なお、位置センサ５１は、穿刺針５の先端部位に内蔵される場合であっても良い。位置センサ５１は、磁気センサである。また、図１に示すトランスミッター６は、任意の位置に配置され、自装置を中心として外側に向かって磁場を形成する装置である。本実施形態では、トランスミッター６は、装置本体１０の近傍に設置される。なお、本実施形態は、トランスミッター６が装置本体１０に取り付けられる場合であっても良い。位置センサ５１は、トランスミッター６によって形成された３次元の磁場を検出する。そして、位置センサ５１は、検出した磁場の情報を、装置本体１０に送信する。例えば、位置センサ５１は、検出した磁場の情報を、無線通信、或いは、有線通信により装置本体１０に送信する。ここで、穿刺針５の根元に内蔵される位置センサ５１は、穿刺針５の根元から先端に向かう方向に沿って、大きさを有する。このため、位置センサ５１が検出した磁場の情報は、穿刺針５の根元の位置と、穿刺針５の３次元的な方向とを検出可能な情報となる。従って、穿刺針５の挿入経路が直線であると仮定し、穿刺針５の長さが既知であるならば、位置センサ５１が検出した磁場の情報は、穿刺針５の針先の位置を検出可能な情報となる。
【００２１】
入力装置３は、マウス、キーボード、ボタン、パネルスイッチ、タッチコマンドスクリーン、フットスイッチ、トラックボール等を有し、超音波診断装置の操作者からの各種設定要求を受け付け、装置本体１０に対して受け付けた各種設定要求を転送する。例えば、入力装置３は、ＲＦＡ治療を行なう領域の設定を操作者から受け付ける。
【００２２】
モニタ２は、超音波診断装置の操作者が入力装置３を用いて各種設定要求を入力するためのＧＵＩ（Graphical  User  Interface）を表示したり、装置本体１０において生成された超音波画像を表示したりする。
【００２３】
装置本体１０は、超音波プローブ１が受信した反射波に基づいて超音波画像データを生成する装置であり、図１に示すように、送受信部１１と、Ｂモード処理部１２と、ドプラ処理部１３と、画像生成部１４と、画像メモリ１５と、検出部１６と、取得部１７と、内部記憶部１８と、制御部１９とを有する。
【００２４】
送受信部１１は、トリガ発生回路、遅延回路及びパルサ回路等を有し、超音波プローブ１に駆動信号を供給する。パルサ回路は、所定のレート周波数で、送信超音波を形成するためのレートパルスを繰り返し発生する。また、遅延回路は、超音波プローブ１から発生される超音波をビーム状に集束して送信指向性を決定するために必要な圧電振動子ごとの遅延時間を、パルサ回路が発生する各レートパルスに対し与える。また、トリガ発生回路は、レートパルスに基づくタイミングで、超音波プローブ１に駆動信号（駆動パルス）を印加する。すなわち、遅延回路は、各レートパルスに対し与える遅延時間を変化させることで、圧電振動子面からの送信方向を任意に調整する。
【００２５】
駆動パルスは、パルサ回路からケーブルを介して超音波プローブ１内の圧電振動子まで伝達した後に、圧電振動子において電気信号から機械的振動に変換される。この機械的振動は、生体内部で超音波として送信される。ここで、圧電振動子ごとに異なる送信遅延時間を持った超音波は、収束されて、所定方向に伝搬していく。すなわち、遅延回路は、各レートパルスに対し与える送信遅延時間を変化させることで、圧電振動子面からの送信方向を任意に調整する。
【００２６】
なお、送受信部１１は、後述する制御部１９の指示に基づいて、所定のスキャンシーケンスを実行するために、送信周波数、送信駆動電圧等を瞬時に変更可能な機能を有している。特に、送信駆動電圧の変更は、瞬間にその値を切り替え可能なリニアアンプ型の発信回路、又は、複数の電源ユニットを電気的に切り替える機構によって実現される。
【００２７】
また、送受信部１１は、アンプ回路、Ａ／Ｄ変換器、加算器等を有し、超音波プローブ１が受信した反射波信号に対して各種処理を行なって反射波データを生成する。アンプ回路は、反射波信号をチャンネルごとに増幅してゲイン補正処理を行なう。Ａ／Ｄ変換器は、ゲイン補正された反射波信号をＡ／Ｄ変換し、受信指向性を決定するのに必要な受信遅延時間を与える。加算器は、与えられた遅延時間に基づき、反射波信号の加算処理を行なって反射波データを生成する。加算器の加算処理により、反射波信号の受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調される。
【００２８】
このように、送受信部１１は、超音波の送受信における送信指向性と受信指向性とを制御する。送受信部１１が制御する受信指向性と送信指向性とにより、超音波送受信の総合的なビームが形成される。ここで、送受信部１１は、被検体Ｐを２次元走査する場合、超音波プローブ１から２次元の超音波ビームを送信させる。そして、送受信部１１は、超音波プローブ１が受信した２次元の反射波信号から２次元の反射波データを生成する。また、送受信部１１は、被検体Ｐを３次元走査する場合、超音波プローブ１から３次元の超音波ビームを送信させる。そして、送受信部１１は、超音波プローブ１が受信した３次元の反射波信号から３次元の反射波データを生成する。なお、送受信部１１からの出力信号の形態は、ＲＦ（Radio  Frequency）信号と呼ばれる位相情報が含まれる信号である場合や、包絡線検波処理後の振幅情報である場合等、種々の形態が選択可能である。
【００２９】
Ｂモード処理部１２は、送受信部１１から反射波データを受信し、受信した反射波データに対して対数増幅、包絡線検波処理等を行なって、信号強度が輝度の明るさで表現されるデータ（Ｂモードデータ）を生成する。
【００３０】
ドプラ処理部１３は、送受信部１１から反射波データを受信し、受信した反射波データから速度情報を周波数解析し、ドプラ効果による血流や組織、造影剤エコー成分を抽出し、平均速度、分散、パワー等の移動体情報を多点について抽出したデータ（ドプラデータ）を生成する。なお、Ｂモード処理部１２やドプラ処理部１３が生成したデータは、生データ（Raw  Data）とも呼ばれる。
【００３１】
なお、Ｂモード処理部１２は、フィルタ処理により、検波周波数を変化させることで、映像化する周波数帯域を変えることができる。このＢモード処理部１２の機能を用いることにより、本実施形態に係る超音波診断装置は、コントラストハーモニックイメージング（ＣＨＩ：Contrast  Harmonic  Imaging）を実行可能である。すなわち、Ｂモード処理部１２は、造影剤が注入された被検体Ｐの反射波データから、フィルタ処理により、造影剤（微小気泡、バブル）を反射源とする反射波データ（高調波データ又は分周波データ）と、被検体Ｐ内の組織を反射源とする反射波データ（基本波データ）とを分離することができる。例えば、Ｂモード処理部１２は、造影剤が注入された被検体Ｐの反射波データから、２次高調波データを用いた造影画像データを生成するためのＢモードデータや、基本波データを用いた組織画像データを生成するためのＢモードデータを生成することができる。
【００３２】
また、このＢモード処理部１２のフィルタ処理機能を用いることにより、ティッシュハーモニックイメージング（ＴＨＩ：Tissue  Harmonic  Imaging）において、被検体Ｐの反射波データから、高調波データ又は分周波データを分離することで、ノイズ成分を除去した組織画像データを生成するためのＢモードデータを生成することができる。なお、ＣＨＩやＴＨＩのハーモニックイメージングを行なう際、Ｂモード処理部１２は、上述したフィルタ処理を用いた方法とは異なる方法により、ハーモニック成分を抽出することができる。ハーモニックイメージングでは、振幅変調（ＡＭ：Amplitude  Modulation）法や位相変調（ＰＭ：Phase  Modulation）法、ＡＭ法及びＰＭ法を組み合わせたＡＭＰＭ法と呼ばれる映像法が行なわれる。ＡＭ法、ＰＭ法及びＡＭＰＭ法では、同一の走査線に対して振幅や位相が異なる超音波送信を複数回行なう。これにより、送受信部１１は、各走査線で複数の反射波データ（受信信号）を生成し出力する。そして、Ｂモード処理部１３は、各走査線の複数の反射波データ（受信信号）を、変調法に応じた加減算処理することで、ハーモニック成分を抽出する。そして、Ｂモード処理部１３は、ハーモニック成分の反射波データ（受信信号）に対して包絡線検波処理等を行なって、Ｂモードデータを生成する。
【００３３】
例えば、ＰＭ法が行なわれる場合、送受信部１１は、制御部１９が設定したスキャンシーケンスにより、例えば（−１，１）のように、位相極性を反転させた同一振幅の超音波を、各走査線で２回送信させる。そして、送受信部１１は、「−１」の送信による受信信号と、「１」の送信による受信信号とを生成し、Ｂモード処理部１２は、これら２つの受信信号を加算する。これにより、基本波成分が除去され、２次高調波成分が主に残存した信号が生成される。そして、Ｂモード処理部１２は、この信号に対して包絡線検波処理等を行なって、ＴＨＩのＢモードデータやＣＨＩのＢモードデータを生成する。ここで、例えば、ＣＨＩでＰＭ法が行なわれる場合、Ｂモード処理部１２は、「１」の送信による受信信号をフィルタ処理することで、組織画像データを生成するためのＢモードデータを生成することができる。
【００３４】
なお、図１に例示するＢモード処理部１２及びドプラ処理部１３は、２次元の反射波データ及び３次元の反射波データの両方について処理可能である。すなわち、Ｂモード処理部１２は、２次元の反射波データから２次元のＢモードデータを生成し、３次元の反射波データから３次元のＢモードデータを生成する。また、ドプラ処理部１３は、２次元の反射波データから２次元のドプラデータを生成し、３次元の反射波データから３次元のドプラデータを生成する。
【００３５】
画像生成部１４は、Ｂモード処理部１２及びドプラ処理部１３が生成したデータから超音波画像データを生成する。すなわち、画像生成部１４は、Ｂモード処理部１２が生成した２次元のＢモードデータから反射波の強度を輝度で表した２次元Ｂモード画像データを生成する。また、画像生成部１４は、ドプラ処理部１３が生成した２次元のドプラデータから移動体情報を表す２次元ドプラ画像データを生成する。２次元ドプラ画像データは、速度画像データ、分散画像データ、パワー画像データ、又は、これらを組み合わせた画像データである。
【００３６】
ここで、画像生成部１４は、一般的には、超音波走査の走査線信号列を、テレビ等に代表されるビデオフォーマットの走査線信号列に変換（スキャンコンバート）し、表示用の超音波画像データを生成する。具体的には、画像生成部１４は、超音波プローブ１による超音波の走査形態に応じて座標変換を行なうことで、表示用の超音波画像データを生成する。また、画像生成部１４は、スキャンコンバート以外に種々の画像処理として、例えば、スキャンコンバート後の複数の画像フレームを用いて、輝度の平均値画像を再生成する画像処理（平滑化処理）や、画像内で微分フィルタを用いる画像処理（エッジ強調処理）等を行なう。また、画像生成部１４は、超音波画像データに、付帯情報（種々のパラメータの文字情報、目盛り、ボディマーク等）を合成する。
【００３７】
すなわち、Ｂモードデータ及びドプラデータは、スキャンコンバート処理前の超音波画像データであり、画像生成部１４が生成するデータは、スキャンコンバート処理後の表示用の超音波画像データである。なお、Ｂモードデータ及びドプラデータは、生データ（Raw  Data）とも呼ばれる。画像生成部１４は、スキャンコンバート処理前の２次元超音波画像データである「２次元Ｂモードデータや２次元ドプラデータ」から、表示用の２次元超音波画像データである「２次元Ｂモード画像データや２次元ドプラ画像データ」を生成する。例えば、造影エコー法であるＣＨＩでは、画像生成部１４は、「２次元Ｂモード画像データ」として「２次元造影画像データ」を生成する。なお、ＣＨＩでは、画像生成部１４は、必要に応じて、「２次元Ｂモード画像データ」として「２次元組織画像データ」を生成する。
【００３８】
更に、画像生成部１４は、Ｂモード処理部１２が生成した３次元のＢモードデータに対して座標変換を行なうことで、３次元Ｂモード画像データを生成する。また、画像生成部１４は、ドプラ処理部１３が生成した３次元のドプラデータに対して座標変換を行なうことで、３次元ドプラ画像データを生成する。画像生成部１４は、「３次元Ｂモード画像データや３次元ドプラ画像データ」を「超音波ボリュームデータ」として生成する。例えば、ＣＨＩでは、画像生成部１４は、「超音波ボリュームデータ」として「造影ボリュームデータ」を生成する。なお、ＣＨＩでは、画像生成部１４は、必要に応じて、「超音波ボリュームデータ」として「造影ボリュームデータ」及び「組織ボリュームデータ」を生成する。
【００３９】
更に、画像生成部１４は、ボリュームデータをモニタ２にて表示するための各種２次元画像データを生成するために、ボリュームデータに対してレンダリング処理を行なう。画像生成部１４が行なうレンダリング処理としては、例えば、断面再構成法（ＭＰＲ：Multi  Planer  Reconstruction）を行なってボリュームデータから断面画像データ（ＭＰＲ画像データ）を生成する処理がある。また、画像生成部１４が行なうレンダリング処理としては、例えば、ボリュームレンダリング（ＶＲ：Volume  Rendering）処理や、ＭＩＰ（Maximum  Intensity  Projection）処理等により、ＶＲ画像データやＭＩＰ画像データ等の投影画像データを生成する処理がある。かかる投影画像データは、３次元の情報を反映した２次元画像データとなる。
【００４０】
画像メモリ１５は、画像生成部１４が生成した表示用の画像データを記憶するメモリである。画像メモリ１５が記憶する画像データは、例えば、診断の後に操作者が呼び出すことが可能である。また、画像メモリ１５は、Ｂモード処理部１２やドプラ処理部１３が生成したデータを記憶することも可能である。画像メモリ１５が記憶するＢモードデータやドプラデータは、例えば、診断の後に操作者が呼び出すことが可能となっており、画像生成部１４を経由して表示用の超音波画像データとなる。また、画像メモリ１５は、送受信部１１が出力したデータも記憶することが可能である。
【００４１】
検出部１６は、穿刺針５が有する位置センサ５１により、穿刺針５の針先の位置を検出する。すなわち、検出部１６は、位置センサ５１が取り付けられる穿刺針５の根元と針先との相対的位置関係の情報を用いることで、穿刺針５の針先の位置を検出する。具体的には、検出部１６は、穿刺針５の根元に内蔵された位置センサ５１が検出した磁場の情報を受信し、受信した情報に基づいて、穿刺針５の根元の３次元の位置を検出し、更に、穿刺針５の３次元的な方向を検出する。例えば、検出部１６は、トランスミッター６を原点とする空間における穿刺針５の根元の３次元の位置を検出する。換言すると、検出部１６は、実空間における根元の３次元座標を検出する。そして、検出部１６は、穿刺針５の３次元的な方向と穿刺針５の長さとから、トランスミッター６を原点とする空間における穿刺針５の針先の３次元の位置を検出する。すなわち、検出部１６は、実空間における針先の３次元座標を検出する。また、検出部１６は、穿刺針５の針先の実空間における位置を順次検出して、３次元空間で移動する針先の軌跡を検出することで、穿刺針５の挿入経路の実空間における位置も検出可能である。上記の検出方法では、穿刺針５を用いた穿刺がフリーハンドで行われる場合でも、穿刺針５の針先及び挿入経路を検出可能である。しかし、穿刺針５を用いた穿刺が穿刺アダプタ４に取り付けられて行なわれる場合には、穿刺アダプタ４の情報から得られる穿刺針５の方向が取得可能である。そこで、検出部１５は、位置センサ５１が検出した情報から、根元の位置を検出し、検出した根元の位置と、穿刺アダプタ４の情報から得られる穿刺針５の方向と、既知の穿刺針５の長さとを用いて、針先の位置を検出することも可能である。また、この場合でも、検出部１５は、３次元空間で移動する針先の軌跡を検出することで、穿刺針５の挿入経路の実空間における位置も検出可能である。
【００４２】
なお、検出部１６が穿刺針５の針先の位置を検出可能であるならば、位置センサ５１が設置される位置は、穿刺針５における任意の位置であっても良い。また、位置センサ５１は、穿刺針５において、複数の位置に設置されても良い。例えば、位置センサ５１は、上述したように、穿刺針５の針先に内蔵される場合であっても良い。かかる場合、検出部１６は、穿刺針５の針先に内蔵された位置センサ５１が検出した磁場の情報を受信し、受信した情報に基づいて、穿刺針５の針先の３次元の位置を検出する。これにより、検出部１６は、実空間における針先の３次元座標を検出する。また、検出部１６は、穿刺針５の針先の実空間における位置を順次検出して、３次元空間で移動する針先の軌跡を検出することで、穿刺針５の挿入経路の実空間における位置も検出可能である。また、穿刺針５の挿入経路の実空間における位置を検出する場合、位置センサは、穿刺針５と穿刺アダプタ４とにそれぞれ設置される場合であっても良い。
【００４３】
取得部１７は、被検体Ｐの第１超音波画像データにて設定された関心領域の境界の位置を取得する。本実施形態では、取得部１７は、検出部１６が検出した針先の位置に基づいて、穿刺針５が挿入された被検体Ｐの第１超音波画像データにて設定された関心領域の境界の位置を取得する。ここで、上記の第１超音波画像データは、通常Ｂモードで生成された組織画像データとしての超音波画像データである。例えば、本実施形態では、第１超音波画像データは、被検体Ｐを３次元走査して生成された第１超音波ボリュームデータであり、第１超音波ボリュームデータは、通常Ｂモードで生成された組織ボリュームデータである。また、上記の関心領域は、ＲＦＡ治療を行なう治療計画領域であり、第１超音波ボリュームデータにおいて３次元的に設定される。本実施形態では、取得部１７は、関心領域の３次元の位置を、検出部１６が検出した針先の３次元の位置に基づいて取得する。なお、検出部１６の検出結果に基づいて、取得部１７が行なう処理については、後に詳述する。
【００４４】
内部記憶部１８は、超音波送受信、画像処理及び表示処理を行なうための制御プログラムや、診断情報（例えば、患者ＩＤ、医師の所見等）や、診断プロトコルや各種ボディマーク等の各種データを記憶する。また、内部記憶部１８は、必要に応じて、画像メモリ１５が記憶する画像データの保管等にも使用される。なお、内部記憶部１８が記憶するデータは、図示しないインターフェース回路を経由して、外部の周辺装置へ転送することができる。
【００４５】
また、例えば、内部記憶部１８は、穿刺アダプタ４に対して穿刺針５が取り付けられる角度を、穿刺針５の挿入角度として記憶する。例えば、内部記憶部１８は、穿刺アダプタ４が装着される場合は、穿刺アダプタ４の取り付け角度「Ａ」を、穿刺針５の挿入角度「Ａ」として記憶する。更に、第１の実施形態に係る内部記憶部１８は、閾値及び設定情報を記憶する。内部記憶部１８が記憶する閾値及び設定情報については、後に詳述する。
【００４６】
制御部１９は、超音波診断装置における処理全体を制御する。具体的には、制御部１９は、入力装置３を介して操作者から入力された各種設定要求や、内部記憶部１８から読込んだ各種制御プログラム及び各種データに基づき、送受信部１１、Ｂモード処理部１２、ドプラ処理部１３、画像生成部１４、検出部１６及び取得部１７の処理を制御する。また、制御部１９は、画像メモリ１５が記憶する超音波画像データ等をモニタ２にて表示するように制御する。
【００４７】
以上、第１の実施形態に係る超音波診断装置の全体構成について説明した。かかる構成のもと、第１の実施形態に係る超音波診断装置は、穿刺針５を用いたラジオ波焼灼術の確実な治療効果判定を迅速かつ簡便に行なうために、以下に説明する検出部１６の検出結果に基づく取得部１７の処理と、取得部１７の処理結果に基づく画像生成部１４の処理を行なう。まず、図２を用いて、第１の実施形態で行なわれるＲＦＡ治療のワークフローの一例について説明する。図２は、第１の実施形態で行なわれるＲＦＡ治療のワークフローの一例を示すフローチャートである。
【００４８】
まず、医師は、通常Ｂモードの超音波ガイド下で、ＲＦＡ治療のための穿刺を行なう（ステップＳ１）。ステップＳ１では、画像生成部１４は、通常Ｂモードでの３次元走査が行なわれることで、第１超音波ボリュームデータを生成する。そして、制御部１９の制御により、画像生成部１４は、例えば、第１超音波ボリュームデータから、通常断面（Ａ面）の断面画像データと、穿刺針５を含む奥行き方向の断面の断面画像データを生成する。医師は、制御部１９の制御によりモニタ２にリアルタイムで更新表示される２断面の画像データを参照しながら、穿刺針５を、被検体Ｐの治療部位まで挿入する。
【００４９】
例えば、制御部１９は、第１超音波ボリュームデータにおける穿刺針５を含む断面を、内部記憶部１８が記憶する挿入角度「Ａ」と、超音波プローブ１と穿刺アダプタ４との３次元的な相対的位置関係とから決定することができる。なお、穿刺針５の穿刺が、フリーハンドで行なわれている場合、穿刺針５を含む奥行き方向の断面は、Ａ面の超音波画像データを参照した医師が、高輝度な直線を指定することで決定することができる。
【００５０】
ただし、本実施形態では、取得部１７が関心領域の位置を正確に取得するために、以下のような処理が行なわれることが好適である。一例として、医師は、超音波プローブ１を被検体Ｐの体表上で移動させて、腫瘍等の治療部位がＡ面の断面画像データにて描出され、かつ、Ａ面に穿刺針５の挿入経路が含まれるように超音波プローブ１の位置を調整する。そして、医師は、調整した位置に超音波プローブ１を固定した状態で、穿刺アダプタ４に取り付けた穿刺針５の針先を被検体Ｐの体表に当接する。この状態で、医師は、例えば、入力装置３が有する確定ボタンを押下する。検出部１６は、確定ボタンが押下された時点で位置センサ５１から受信した情報から検出した穿刺針５の針先の実空間における位置を初期位置として、取得部１７に通知する。
【００５１】
取得部１７は、制御部１９から３次元走査領域の形状及び大きさと、超音波プローブ１と穿刺アダプタ４との３次元的な相対的位置関係とを取得する。そして、取得部１７は、制御部１９から取得した情報から、検出部１６が検出した初期位置が、第１超音波ボリュームデータの空間（以下、ボリューム空間と記載する）に対して「どの位置」に対応するかを取得する。これにより、取得部１７は、針先の実空間における位置と、針先のボリューム空間における位置との対応付けを行なう。
【００５２】
なお、根元の位置から針先の位置を検出する際に穿刺針５の方向を穿刺アダプタ４の情報から得ている場合や、穿刺針５の針先に内蔵された位置センサ５１から検出部１６が針先の位置を検出している場合において、フリーハンドで穿刺が行なわれている場合、ボリューム空間における初期位置は、例えば、穿刺針５を走査領域まで被検体Ｐに挿入した状態で、超音波画像データを参照した医師が、高輝度な直線の先端を指定することで取得されても良い。また、上記の初期位置は、例えば、穿刺針５の針先や根元を、被検体Ｐの体表に当接した超音波プローブ１の振動子配列面の両端点に当接することで設定されても良い。これによっても、取得部１７は、実空間における位置と、ボリューム空間における位置との対応付けを行なうことができる。
【００５３】
かかる状態で、医師が穿刺針５を治療部位に向かって挿入すると、検出部１６は、穿刺針５の実空間における針先の位置及び移動経路（挿入経路）を検出し、取得部１７に通知する。取得部１７は、実空間とボリューム空間との対応関係から、検出部１６が検出した実空間における針先の位置及び挿入経路を、ボリューム空間における針先の位置及び挿入経路にリアルタイムで変換する。そして、取得部１７が取得した情報を受信した制御部１９の制御により、画像生成部１４は、ステップＳ１において、「穿刺針５を含むＡ面の断面画像データ」と、「Ａ面の断面画像データに直交し、かつ、穿刺針５の挿入経路を含む断面の断面画像データ」とを生成する。
【００５４】
そして、医師は、治療計画領域である関心領域を設定する（ステップＳ２）。図３は、図１に示す検出部を説明するための図であり、図４及び図５は、図１に示す取得部を説明するための図である。検出部１６は、図３に例示するように、治療部位の略中心まで挿入された穿刺針５の針先Ａの実空間における３次元座標を検出する。また、検出部１６は、図３に例示するように、穿刺針５の実空間における挿入経路Ｌの３次元座標を検出する。
【００５５】
取得部１７は、検出部１６から通知された情報に基づいて、穿刺針５が治療部位の略中心まで挿入された時点での第１超音波ボリュームデータにおいて、針先Ａに対応する点Ａ’の位置と、挿入経路Ｌに対応する線Ｌ’の位置とを取得する。そして、取得部１７の制御により、画像生成部１４は、図４の上図に示すように、第１超音波ボリュームデータからＡ面の断面画像データを生成し、更に、当該断面画像データに点Ａ’と線Ｌ’とを重畳させた画像データを生成する。図４の上図に示す画像データは、モニタ２に表示される。医師は、図４の上図に示す画像データにおいて、関心領域を設定する。例えば、医師は、図４の下図に示すように、点Ａ’の近傍に、治療部位である腫瘍Ｔを包含し５ｍｍ程度のマージンを確保した関心領域の境界Ｍ’を設定する。
【００５６】
ここで、境界Ｍ’の形状は、穿刺針５の種類から推定可能である。例えば、穿刺針５が展開型であるか、単針型であるかに応じて、境界Ｍ’の形状（３次元形状）は、楕円体や、球体となる。すなわち、関心領域の形状テンプレートは、穿刺針５の種類に応じて定められる。例えば、本実施形態では、内部記憶部１８は、穿刺針５の種類に応じた様々な形状のテンプレートを記憶する。医師は、穿刺針５の種類に該当する形状のテンプレートを内部記憶部１８から読み出して、画像データ上に表示させる。そして、医師は、テンプレートの中心を、点Ａ’に置き、更に、テンプレートの境界が、腫瘍Ｔを包含し５ｍｍ程度のマージンが確保されるように、テンプレートの移動調整、拡大縮小調整等を行なう。かかる調整では、テンプレートの軸は、線Ｌ’に沿って設定される。なお、腫瘍Ｔの近傍に血管がある場合等は、医師は、近傍の血管の血流による冷却効果を考慮して、テンプレートの調整を行なう。これにより、医師は、関心領域の境界Ｍ’を設定する。
【００５７】
そして、取得部１７は、ボリューム空間の針先Ａ’に対する境界Ｍ’の相対的位置関係から、図５に例示するように、実空間における境界Ｍの位置を取得する。すなわち、取得部１７は、図５に例示するように、実空間における針先Ａの位置及び挿入経路Ｌの位置とともに、実空間における関心領域の境界Ｍの位置を取得する。なお、本実施形態は、取得部１７が、医師が指定した腫瘍Ｔの位置に対して、自動で関心領域の境界Ｍ’を設定する場合であっても良い。或いは、本実施形態は、例えば、腫瘍Ｔを輝度情報に基づいて自動検出する機能を有する取得部１７が、関心領域の境界Ｍ’を自動的に設定する場合であっても良い。
【００５８】
図２に戻って、医師は、ステップ２で設定した関心領域に対して、ＲＦＡ治療を行なう（ステップＳ３）。具体的には、医師は、図示しない治療装置で、穿刺針５の針先温度や、ラジオ波の出力、インピーダンス等をモニタしながら、焼灼治療を進める。
【００５９】
そして、医師は、造影撮影によりＲＦＡ治療効果判定を行なう（ステップＳ４）。ステップＳ４では、穿刺針５を用いた治療後に収集された被検体Ｐの造影画像データを用いた第２超音波画像データが画像生成部１４により生成され、モニタ２に表示される。例えば、穿刺針５を用いた治療から所定時間(例えば、約５分)が経過した後に、医師は、造影剤を投与し、関心領域内の血流が無くなっているかを、造影画像データから生成された第２超音波画像データにより、確認する。ここで、所定時間が約５分である場合、穿刺針５の針先位置及び超音波プローブ１の当接位置は、第１超音波ボリュームデータの生成時と同じ位置となる。なお、第２超音波画像データについては、後に詳述する。
【００６０】
そして、医師は、第２超音波画像データを参照して、焼灼範囲が十分か否かを判定する（ステップＳ５）。すなわち、医師は、焼灼範囲が不十分、又は、腫瘍血管の残存があるために、追加のＲＦＡ治療必要か否かを判定する。ここで、焼灼範囲が十分である場合（ステップＳ５肯定）、医師は、ＲＦＡ治療を終了する。
【００６１】
一方、焼灼範囲が十分でない場合（ステップＳ５否定）、医師は、第２超音波画像データを参照して、穿刺針５の位置を変更する必要があるか否かを判定する（ステップＳ６）。ここで、穿刺針５の位置を変更する必要が無い場合（ステップＳ６否定）、医師は、ステップＳ３に戻って、追加のＲＦＡ治療を行なう。一方、穿刺針５の位置を変更する必要がある場合（ステップＳ６肯定）、医師は、ステップＳ１に戻って、追加のＲＦＡ治療を行なうために、穿刺針５の位置を移動する穿刺を行なって、ステップＳ２以降の処理を行なう。
【００６２】
以下、ステップＳ４で行なわれる治療効果判定において、第１の実施形態に係る超音波診断装置が行なう処理について詳細に説明する。まず、第１の実施形態に係る画像生成部１４は、穿刺針５を用いた治療後に収集された被検体Ｐの造影前の画像データと造影後の画像データとにおいて、造影前後の輝度値の変化が閾値以上である画素に、当該画素と前記関心領域の境界との距離に応じた画素値を割り当てた第２超音波画像データを生成する。以下、上記の「造影前の画像データ及び造影後の画像データ」を「造影画像データ」と記載する。かかる処理を行なうため、第１の実施形態に係る内部記憶部１６は、「輝度値変化に対する閾値」と、「境界からの距離に応じて異なる画素値とが設定された設定情報」とを記憶する。具体的には、内部記憶部１８は、上記の設定情報として、「境界からの距離に応じて異なる色が設定された色情報」を記憶する。より具体的には、第１の実施形態に係る内部記憶部１８は、境界の内側においては第１色調で該境界からの距離に応じて異なる色が設定され、境界の外側においては前記第１色調とは異なる第２色調で該境界からの距離に応じて異なる色が設定された色情報を、上記の設定情報として記憶する。また、第１の実施形態に係る内部記憶部１８は、輝度値変化に対する閾値として、一律の値（ＴＨ）を記憶する。閾値（ＴＨ）は、造影剤の流入の有無を判定するために用いられる閾値である。
【００６３】
そして、画像生成部１４は、設定情報に基づいて、第２超音波画像データを生成する。本実施形態では、画像生成部１４は、色情報に基づいて、第２超音波画像データを生成する。すなわち、画像生成部１４は、穿刺針５を用いた治療後に収集された被検体Ｐの造影画像データにおいて、造影前後の輝度値の変化が閾値（ＴＨ）以上である画素に、当該画素と関心領域の境界との距離とに対応する色を色情報に基づいて割り当てた第２超音波画像データを生成する。ここで、第１の実施形態では、「造影前の画像データ及び造影後の画像データである造影画像データ」は、被検体Ｐを３次元走査して生成された造影ボリュームデータである。
【００６４】
このため、第１の実施形態に係る画像生成部１４は、造影ボリュームデータにおいて、造影前後の輝度値の変化が閾値（ＴＨ）以上であるボクセルに、当該ボクセルと関心領域の境界との距離に対応するボクセル値を設定情報に基づいて割り当てた第２超音波ボリュームデータを第２超音波画像データとして生成する。設定情報が上記の色情報であることから、画像生成部１４は、閾値に基づいて検出されたボクセルに、当該ボクセルと関心領域の境界との距離に対応する色を色情報に基づいて割り当てた第２超音波ボリュームデータを第２超音波画像データとして生成する。なお、上述したように、造影ボリュームデータは、第１超音波ボリュームデータの生成時と同じ位置で超音波プローブ１により３次元走査されることで生成されたボリュームデータである。すなわち、造影ボリュームデータの各ボクセルは、第１超音波ボリュームデータの各ボクセルと同一のボリューム空間上の３次元座標で表現される。
【００６５】
ここで、取得部１７は、造影ボリュームデータを構成する各ボクセルと境界Ｍ’との距離を取得可能であることから、造影ボリュームデータを構成する各ボクセルの実空間における位置と境界Ｍとの距離を取得可能である。また、取得部１７は、造影ボリュームデータを構成する各ボクセルと境界Ｍ’との相対的な位置関係を取得可能であることから、ボリューム空間にて関心領域の内側と外側とを判別可能である。更に、取得部１７は、造影ボリュームデータを構成する各ボクセルの実空間における位置が関心領域の内側であるか外側であるのかを判定することができる。そこで、取得部１７の制御に基づいて、画像生成部１４は、第２超音波画像データ（第２超音波ボリュームデータ）を生成する。図６Ａ、図６Ｂ及び図７〜図１０は、第１の実施形態に係る画像生成部を説明するための図である。
【００６６】
例えば、内部記憶部１８が記憶する色情報は、図６Ａに示すように、関心領域の境界Ｍからの距離「ｄ」に応じて、異なる色が対応付けられている。図６Ａに示す色情報では、関心領域の境界Ｍでは「ｄ＝０」であり、関心領域の内側では「ｄ＜０」であり、関心領域の外側では「ｄ＞０」である極性が設定されている。そして、図６Ａに示す色情報では、「ｄ＜０」では、「ｄの絶対値」に応じて、第１色相の明度が変化した色調（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３）が割り当てられ、「ｄ＞０」では、「ｄの絶対値」に応じて、第２色相の明度が変化した色調（Ｂ１、Ｂ２）が割り当てられている。例えば、第１色相は、赤色系であり、第２色相は、青色系である。或いは、第２色相は、グレースケールである。関心領域内部への造影剤流入は、腫瘍の残存を意味するので、第１色相は、赤色系のように、医師に注意を促す色相であることが好適である。なお、図６Ａ及び図６Ｂ等では、作図上、Ｂ２の色が白色となっているが、実際には、例えば、Ｂ１より薄い青色となっている。
【００６７】
かかる色情報では、例えば、関心領域が球体である場合、図６Ｂに示すように、関心領域の境界Ｍから距離に応じて、関心領域内には球状の境界Ｍ１及び境界Ｍ２が設定され、関心領域外には球状の境界Ｍ３が設定される。
【００６８】
取得部１７は、造影前のボリュームデータ（例えば、関心領域が設定された時点において、造影エコー法で取得された超音波ボリュームデータ）を構成する各ボクセルの輝度値を、造影前の輝度値「Ｉ０」として取得する。そして、取得部１７は、造影エコー法で生成された造影後の画像データである造影ボリュームデータを構成する各ボクセルの輝度値「Ｉ」を取得する。すなわち、第１超音波ボリュームデータは、Ｂモードにより取得されたデータであることから、造影エコー法で生成された造影ボリュームデータの比較対象としては適していない。このため、関心領域が設定された後、例えば、造影剤を投与する前に、造影エコー法により超音波ボリュームデータを取得し、このボリュームデータを、造影前の画像データとし、造影剤投与後に造影エコー法で生成された造影ボリュームデータの比較対象とすることが好適である。そして、取得部１７は、同一ボクセルについて、輝度値変化「Ｉ−Ｉ０」を算出し、算出した値をモニタリングする。例えば、取得部１７は、全ボクセルについて、輝度値変化をモニタリングする。そして、取得部１７は、「Ｉ−Ｉ０≧ＴＨ」となったボクセルの位置を実空間の位置に変換し、当該ボクセルの実空間における位置と境界Ｍとの距離及び位置関係を取得する。そして、取得部１７は、取得した距離及び位置関係に対応する色を、図６Ａに例示する色情報から取得し、取得した色を割り当てたボリュームデータを生成するように、画像生成部１４を制御する。
【００６９】
例えば、画像生成部１４は、図６Ｂに示すように、「Ｉ−Ｉ０≧ＴＨ」となったボクセルの実空間位置が境界Ｍ１内である場合、当該ボクセルに色調「Ｒ１」を割り当てる。また、例えば、画像生成部１４は、図６Ｂに示すように、「Ｉ−Ｉ０≧ＴＨ」となったボクセルの実空間位置が境界Ｍ１と境界Ｍ２との間である場合、当該ボクセルに色調「Ｒ２」を割り当てる。また、例えば、画像生成部１４は、図６Ｂに示すように、「Ｉ−Ｉ０≧ＴＨ」となったボクセルの実空間位置が境界Ｍ２と境界Ｍとの間である場合、当該ボクセルに色調「Ｒ３」を割り当てる。
【００７０】
また、例えば、画像生成部１４は、図６Ｂに示すように、「Ｉ−Ｉ０≧ＴＨ」となったボクセルの実空間位置が境界Ｍと境界Ｍ３との間である場合、当該ボクセルに色調「Ｂ１」を割り当てる。また、例えば、画像生成部１４は、図６Ｂに示すように、「Ｉ−Ｉ０≧ＴＨ」となったボクセルの実空間位置が境界Ｍ３の外側である場合、当該ボクセルに色調「Ｂ２」を割り当てる。
【００７１】
これにより、画像生成部１４は、図７に例示する第２超音波ボリュームデータを生成する。例えば、画像生成部１４は、図７に例示するように、境界Ｍ’を重畳した第２超音波ボリュームデータを生成する。なお、図７に示す第２超音波ボリュームデータは、作図上、２次元の画像データとなっているが、実際には、３次元の画像データである。なお、上記の閾値は、例えば、医師等が経験的に求めた値が設定される。また、上記では、輝度値変化に対する閾値として、輝度値に対応する値が設定される場合について説明した。しかし、本実施形態は、輝度値変化に対する閾値として、例えば、「５ｄＢ」等、輝度値変化の度合いを示す値が設定される場合であっても良い。かかる場合、取得部１７は、例えば、モニタ２に画像を出力するためのガンマカーブに基づいて、デ「Ｉ−Ｉ０」をシベル値に変換して、変換したデシベル値と閾値との比較処理を行なう。
【００７２】
ここで、造影エコー法では、造影ボリュームデータが時系列に沿って生成される。画像生成部１４は、取得部１７の制御により、造影ボリュームデータが生成されるごとに、第２超音波ボリュームデータを生成しても良いし、造影期間中に生成された全造影ボリュームデータにおいて、輝度値変化が閾値以上となった全ボクセルを用いて第２超音波ボリュームデータを生成しても良い。
【００７３】
すなわち、本実施形態は、第２超音波ボリュームデータが時系列に沿って生成される場合であっても良いし、造影期間中に閾値以上となった全ボクセルの位置が保持された保持型の第２超音波ボリュームデータを生成する場合であっても良い。或いは、本実施形態は、造影期間を複数の期間に分割し、各分割期間で閾値以上となった全ボクセルの位置が保持された保持型の第２超音波ボリュームデータを生成する場合であっても良い。
【００７４】
そして、制御部１９は、第２超音波画像データをモニタ２に表示させる。本実施形態では、第２超音波画像データがボリュームデータ（第２超音波ボリュームデータ）として生成されることから、制御部１９は、第２超音波ボリュームデータから生成された断面画像データ又は投影画像データの少なくとも１つをモニタ２に表示させる。
【００７５】
例えば、画像生成部１４は、制御部１９の制御により、図７に例示する第２超音波ボリュームデータを、奥行き方向に沿った複数のＡ面で切断する。これにより、画像生成部１４は、図８に示すように、複数のＡ面のＭＰＲ画像データを生成する。モニタ２は、図８に例示する複数のＭＰＲ画像データを表示する。腫瘍血管が空間的に不均一であったり、比較的大きい血管による冷却効果があったりすると、焼灼が計画通りに行なわれていない場合がある。このため、図８に例示する複数断面を表示することで、医師は、多断面での効果判定を行なうことができる。
【００７６】
或いは、制御部１９は、関心領域に限定して第２超音波画像データを表示させる。又は、制御部１９は、関心領域に限定した第２超音波画像データに穿刺針５の位置を重畳表示させる。第２超音波画像データが第２超音波ボリュームデータとして生成される本実施形態では、画像生成部１４は、制御部１９の制御により、第２超音波ボリュームデータから関心領域内のボリュームデータを抽出し、抽出したボリュームデータを所定方向に投影した投影画像データを生成する。投影画像データは、ＶＲ画像データやＭＩＰ画像データである。例えば、画像生成部１４は、抽出したボリュームデータに上述した点Ａ’及び線Ｌ’を重畳したボリュームデータに対してＭＩＰ処理を行なうことで、図９に例示するＭＩＰ画像データを生成する。
【００７７】
或いは、制御部１９は、第２超音波ボリュームデータにおいて穿刺針５の針先を含み、かつ、穿刺針５の挿入経路に直交する断面で第２超音波ボリュームデータを切断した断面画像データを表示させる。ここで、制御部１９は、この断面画像データを関心領域に限定した断面画像データとしても良い。例えば、画像生成部１４は、制御部１９の制御により、第２超音波ボリュームデータから関心領域内のボリュームデータを抽出する。また、取得部１７は、抽出されたボリュームデータにおいて、上述した点Ａ’を含み、かつ、線Ｌ’に直交する断面の位置を取得する。画像生成部１４は、抽出したボリュームデータを、取得部１７が取得した断面で切断することで、図１０に例示するＭＰＲ画像データを生成する。なお、図９及び図１０に例示する画像データには、境界Ｍ’に対応する円が点線で重畳されている。かかる点線は、画像生成部１４により描画される。
【００７８】
なお、モニタ２に表示される表示用画像データは、上述したように、第２超音波ボリュームデータから生成された２次元画像データに限定されるものではない。例えば、制御部１９は、被検体Ｐの組織が描出された超音波画像データ及び被検体Ｐの造影剤分布が描出された超音波画像データの少なくとも１つと、第２超音波ボリュームデータから生成された２次元画像データとを重畳した画像データをモニタ２に表示させても良い。被検体Ｐの組織が描出された超音波画像データは、例えば、第１超音波ボリュームデータや造影ボリュームデータの生成元である３次元反射波データから生成された基本波のボリュームデータである。また、被検体Ｐの造影組織が描出された超音波画像データは、第２超音波ボリュームデータの生成に用いた造影ボリュームデータである。
【００７９】
例えば、画像生成部１４は、取得部１７の位置合わせ指示により、第２超音波ボリュームデータと重畳対象となるボリュームデータとを合成したボリュームデータを用いて、ＭＰＲ処理、ＶＲ処理、ＭＩＰ処理等を行なうことで、重畳画像データを生成する。なお、画像生成部１４は、例えば、重畳対象となるボリュームデータの不透明度を下げたうえで、ボリュームデータを合成する。
【００８０】
上述した各種の表示用画像データは、第２超音波ボリュームデータが時系列に沿って複数生成される場合、各第２超音波ボリュームデータから生成される。また、上述した各種の表示用画像データは、保持型の第２超音波ボリュームデータが１つ生成される場合、１つの第２超音波ボリュームデータから生成される。また、上述した各種の表示用画像データは、保持型の第２超音波ボリュームデータが複数生成される場合、複数の第２超音波ボリュームデータそれぞれから生成される。
【００８１】
このように、第２超音波画像データは、焼灼治療後に残存している血流と、関心領域の境界との位置関係を、治療効果判定を行なう医師が把握するために提供される画像データである。上記では、かかる画像データを生成するための設定情報として、境界からの距離に応じて異なる色が設定された色情報を用いる場合について説明した。しかし、焼灼治療後に残存している血流と、関心領域の境界との位置関係を提示するための設定情報は、上記の色情報に限定されるものではない。例えば、境界からの距離に応じて異なる画素値が設定された設定情報は、境界からの距離に応じて異なるハッチングが設定されたハッチング情報であっても良い。或いは、設定情報は、境界からの距離に応じて同系色で異なる濃淡が設定された濃淡情報であっても良い。例えば、濃淡情報は、境界からの距離に応じてグレースケールで異なるグラデーションが設定された濃淡情報であっても良い。
【００８２】
次に、図１１を用いて、第１の実施形態に係る超音波診断装置が行なう処理の一例について説明する。図１１は、第１の実施形態に係る超音波診断装置が行なう処理の一例を示すフローチャートである。なお、図１１は、図２に例示したステップＳ４において、超音波診断装置が行なう処理の一例を示すフローチャートである。
【００８３】
図１１に例示するように、第１の実施形態に係る超音波診断装置の取得部１７は、造影ボリュームデータが収集されたか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ここで、造影ボリュームデータが収集されていない場合（ステップＳ１０１否定）、取得部１７は、造影ボリュームデータが収集されるまで待機する。
【００８４】
一方、造影ボリュームデータが収集された場合（ステップＳ１０１肯定）、取得部１７は、造影ボリュームデータにおける関心領域の位置を取得する。そして、画像生成部１４は、取得部１７の制御により、輝度値が閾値以上上昇したボクセルに、当該ボクセルと関心領域との距離に対応する色を割り当てた第２超音波ボリュームデータを生成する（ステップＳ１０２）。
【００８５】
そして、画像生成部１４は、制御部１９の制御により、少なくとも第２超音波ボリュームデータを用いた表示用画像データを生成する（ステップＳ１０３）。そして、モニタ２は、制御部１９の制御により、表示用画像データを表示し（ステップＳ１０４）、処理を終了する。
【００８６】
上述したように、第１の実施形態では、針先の位置を位置センサ５１で正確かつ簡便に検出することで、針先の位置及び穿刺針５の種類に基づいて設定された関心領域の境界位置を実空間及びボリューム空間で正確かつ簡便に取得することができる。そして、第１の実施形態では、カラーマップ（色情報）の基準を関心領域の境界（治療計画領域の境界）とし、正確に取得した関心領域の境界位置に基づいて、治療計画領域内や治療計画領域近傍への造影剤流入を異なる色相で強調された表示用画像データを、迅速に生成表示することができる。そして、医師は、造影剤流入を異なる色相で強調された表示用画像データを参照することで、血流の残存部位を容易に視認することができる。従って、第１の実施形態では、ラジオ波焼灼術の確実な治療効果判定を迅速かつ簡便に行なうことができる。
【００８７】
なお、第１の実施形態では、以下に説明する変形例を行なっても良い。図１２Ａ、図１２Ｂ、図１３Ａ及び図１３Ｂは、第１の実施形態に係る変形例を説明するための図である。
【００８８】
第１変形例では、制御部１９は、更に、関心領域内の輝度値の時間にともなう変化を示す時間変化曲線を表示させる。すなわち、造影ボリュームデータは、時系列に沿って複数生成されることから、例えば、制御部１９は、関心領域内の時間変化曲線を生成することができる。そこで、制御部１９は、図１２Ａに例示するように、関心領域内の輝度（Intensity）を時間（time）に沿ってプロットした時間変化曲線を生成して、画像データとともに表示させる。なお、制御部１９は、関心領域内の平均輝度値をプロットした１つの時間変化曲線を生成しても、関心領域内の複数のボクセルそれぞれの輝度値をプロットした複数の時間変化曲線を生成しても良い。或いは、制御部１９は、関心領域内の複数の領域（境界Ｍ１内、境界Ｍ１と境界Ｍ２とで挟まれる領域、境界Ｍ２と境界Ｍとで挟まれる領域等）それぞれの平均輝度値をプロットした複数の時間変化曲線を生成しても良い。また、制御部１９は、関心領域外の時間変化曲線を生成しても良い。
【００８９】
或いは、第１変形例では、制御部１９は、更に、関心領域内で画素値が割り当てられた領域の該関心領域に対する割合を表示させる。設定情報として色情報が用いられる場合、制御部１９は、関心領域内で色が割り当てられた領域の該関心領域に対する割合を表示させる。例えば、制御部１９は、関心領域内で輝度値変化が閾値以上となったボクセル数を、関心領域のボクセル数で除算することで、割合を算出し、モニタ２に表示させても良い。例えば、制御部１９は、図１２Ｂに示すように、関心領域の体積に対する関心領域内の造影剤流入体積の割合「５％」を算出して、モニタ２に表示させる。なお、上記の割合は、関心領域全体に対して算出される場合であっても、関心領域内の複数の領域それぞれに対して算出される場合であっても良い。また、制御部１９は、関心領域外の領域において、割合を算出しても良い。また、上記の割合は、第２超音波ボリュームデータが複数生成される場合、各第２超音波ボリュームデータから算出される。
【００９０】
このような時間変化曲線や割合を参照することで、医師は、更に、ＲＦＡ治療の効果判定を、客観的かつ効率的に行なうことができる。
【００９１】
第２変形例では、画像生成部１４は、関心領域の内部、又は、関心領域の内部及び関心領域の境界近傍の外側に限局した領域にて第２超音波画像データを生成する。例えば、図１３Ａに例示するように、取得部１７は、境界Ｍの内部に限定して、第２超音波ボリュームデータを生成するように、画像生成部１４を制御する。或いは、図１３Ｂに例示するように、画像生成部１４は、境界Ｍの外側の境界である境界Ｍ３の内部に限定して、第２超音波ボリュームデータを生成する。すなわち、第２変形例では、造影剤による輝度上昇の監視領域を限局することで、第２超音波ボリュームデータの生成処理における負荷を軽減することができる。
【００９２】
なお、第１の実施形態で説明した処理は、位置センサ５１及び検出部１６を用いずに行われる場合であっても良い。上述したように、治療効果判定用の画像データである第２超音波ボリュームデータは、実空間における距離を元に設定された設定情報に基づいて、生成される。すなわち、ボリューム空間における距離を実空間における距離に変換することが可能であれば、画像生成部１４は、第２超音波ボリュームデータを生成することができる。ここで、送受信部１１、Ｂモード生成部１２及び画像生成部１４を制御する制御部１９は、超音波の走査領域の形状及び大きさと、超音波画像データの形状及び大きさとの対応関係を取得可能である。また、かかる対応関係から、制御部１９は、ボリューム空間における距離を実空間における距離に変換するための変換情報を取得可能である。
【００９３】
そこで、例えば、取得部１７は、上記の変換情報を、制御部１９から取得する。そして、例えば、取得部１７は、取得した変換情報を用いて、輝度値の変化が閾値以上である画素と境界との距離を、実空間における距離に変換する。そして、取得部１７は、変換後の距離から当該画素に割り当てる色を取得する。このような処理によっても、画像生成部１４は、上記の第２超音波ボリュームデータを生成表示することが可能となる。
【００９４】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、関心領域（治療計画領域）内外への造影剤流入に関する情報を、境界からの距離に応じた色を割り当てた色情報を用いて強調表示する際に、輝度値上昇に対する閾値を、一律の値とする場合について説明した。第２の実施形態では、造影剤による輝度上昇に対する閾値が一律ではない場合について、図１４を用いて説明する。図１４は、第２の実施形態を説明するための図である。
【００９５】
第２の実施形態に係る内部記憶部１８は、輝度値変化に対する閾値として、境界からの距離に応じて異なる値の複数の閾値を記憶する。例えば、内部記憶部１８は、図１４に例示するように、図６の（Ａ）に例示する色調「Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３」を割り当てる距離「ｄ＜０」の関心領域内では、一律の閾値「ＴＨ１」が設定された情報を記憶する。また、例えば、内部記憶部１８は、図１４に例示するように、図６の（Ａ）に例示する色調「Ｂ１」を割り当てる距離「ｄ＞０」の関心領域外では、ＴＨ１より大きい一律の閾値「ＴＨ２」が設定された情報を記憶する。
【００９６】
そして、例えば、内部記憶部１８は、図１４に例示するように、図６の（Ａ）に例示する色調「Ｂ２」を割り当てる距離「ｄ＞０」の関心領域外では、ｄに比例して閾値がＴＨ２からＴＨ３へと一次関数で増大する閾値が設定された情報を記憶する。なお、距離に応じた閾値は、操作者により任意に設定可能である。
【００９７】
そして、第２の実施形態に係る画像生成部１４は、関心領域の境界からの距離に対応する閾値以上となった画素に、当該画素と関心領域の境界との距離とに対応する色を色情報に基づいて割り当てて第２超音波画像データを生成する。第２の実施形態では、第１の実施形態と同様に、３次元走査が行なわれる。従って、第２の実施形態に係る画像生成部１４は、関心領域の境界からの距離に対応する閾値以上となったボクセルに、当該ボクセルと関心領域の境界との距離とに対応する色を色情報に基づいて割り当てて第２超音波ボリュームデータを生成する。なお、第２の実施形態においても、色情報以外の設定情報（ハッチング情報や、濃淡情報）を用いて、境界からの距離に応じた画素値を割り当てることで、第２超音波ボリュームデータを生成しても良い。
【００９８】
そして、第２の実施形態においても、第１の実施形態で説明した表示用画像データや、時間変化曲線、割合が表示される。なお、閾値が境界との距離に応じて変化する以外、第１の実施形態で説明した内容は、第２の実施形態においても適用される。また、第２の実施形態に係る超音波診断装置の処理は、図１１で説明したステップＳ１０２の処理が、例えば、図１４に示す設定情報を用いた閾値判定が行なわれる以外、第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００９９】
ＲＦＡ治療の効果判定では、関心領域内の造影剤流入の有無が重要であるが、関心領域外側であっても、近傍に比較的大きな血管があれば冷却効果をもたらし、治療に影響する場合がある。図１４に例示する設定情報は、関心領域の外側近傍に位置する比較的大きな血管の視認性を向上させるためのカラーマップの一例となる。
【０１００】
第２の実施形態では、かかるカラーマップを用いて、関心領域外側であっても輝度上昇が大きい血管を強調表示することで、医師による関心領域設定の妥当性確認や、追加治療計画の補助となりうる情報を提供することができる。なお、第２の実施形態は、関心領域内においても、距離に応じて、複数の閾値が設定される場合であっても良い。
【０１０１】
（第３の実施形態）
第３の実施形態では、穿刺針５が抜かれた後に造影画像データ（造影ボリュームデータ）が収集される場合の処理について、図１５Ａ及び図１５Ｂを用いて説明する。図１５Ａ及び図１５Ｂは、第２の実施形態を説明するための図である。
【０１０２】
すなわち、第１及び第２の実施形態では、図２に示すステップＳ４において、穿刺針５の位置が固定された状態で、造影ボリュームデータが収集される場合について説明した。かかる場合、第１ボリュームデータと造影ボリュームデータとの位置関係は、一意に特定可能である。しかし、ＲＦＡ治療の効果判定は、５分後等の短期間の後に行なわれる場合だけでなく、例えば、５日後等、数日の後に行なわれる場合がある。かかる場合、穿刺針５が挿入されていない状態で収集された造影ボリュームデータを用いて、医師は、治療効果の判定を行なって、ステップＳ５やステップＳ６の判定を行なう必要がある。
【０１０３】
そこで、第３の実施形態に係る取得部１７は、穿刺針５が抜かれた後に造影画像データ（造影ボリュームデータ）が収集される場合、第１超音波画像データ（第１超音波ボリュームデータ）と造影画像データ（造影ボリュームデータ）との位置合わせを行なう。そして、第３の実施形態に係る取得部１７は、位置合わせの結果から、造影画像データ（造影ボリュームデータ）における関心領域に対応する対応領域の位置を取得する。具体的には、取得部１７は、第１超音波画像データ（第１超音波ボリュームデータ）にて関心領域の周囲に描出された構造物に基づく位置合わせを行なう。
【０１０４】
例えば、取得部１７は、図１５Ａに示すように、第１超音波ボリュームデータにおいて、関心領域の境界Ｍに対応する境界Ｍ’の近傍に位置する門脈や肝動脈の位置を取得する。第１超音波ボリュームデータの門脈や肝動脈の位置は、例えば、医師や技師等により指定される場合であってもよいし、輝度値の情報から、取得部１７が取得する場合であっても良い。そして、取得部１７は、造影ボリュームデータにおける門脈や肝動脈の位置を取得する。造影ボリュームデータの門脈や肝動脈の位置は、例えば、医師や技師等により指定される場合であってもよいし、輝度値の情報から、取得部１７が取得する場合であっても良い。
【０１０５】
これにより、取得部１７は、第１超音波ボリュームデータと造影ボリュームデータとの位置合わせを行なう。或いは、取得部１７は、位置センサの下、血管等の構造体の位置情報を用いて第１超音波ボリュームデータと造影ボリュームデータとの初期的な位置合わせを行ない、更に、一方のボリュームデータを微小距離移動させながら他方のボリュームデータとの位置合わせを完了する。
【０１０６】
すなわち、穿刺針５が抜かれた後に造影ボリュームデータを収集する際には、位置合わせを正確に行なうため、例えば、医師は、位置センサ５１を有する穿刺針５を、超音波プローブ１が当接される体表に穿刺針５の針先を当接する。なお、造影ボリュームデータの収集時に超音波プローブ１が当接される体表の位置は、通常、第１超音波ボリュームデータが収集された位置となるように調整される。これにより、検出部１５は、針先の位置を検出する。この時に針先が当接される位置は、治療用の穿刺が行なわれた際に、穿刺針５が挿入された体表の位置と略同一位置であることが好適である。これにより、取得部１７は、造影ボリュームデータ収集時の針先の位置を取得することができる。一方、取得部１７は、上述したように、ＲＦＡ治療時にて、穿刺針５が挿入された体表の位置を取得しておくことが可能である。取得部１７は、検出部１５が検出した治療前後での位置情報を用いて、初期的に行なった位置合わせを修正する。これにより、取得部１７は、第１超音波ボリュームデータと造影ボリュームデータとの正確な位置合わせを行なうことができる。
【０１０７】
或いは、例えば、医師は、位置センサが取り付けられた超音波プローブ１を用いて、穿刺針５が抜かれた後の造影ボリュームデータを収集する場合であっても良い。検出部１５は、超音波プローブ１に取り付けられた位置センサを用いて、超音波プローブ１の当接位置を検出可能である。取得部１７は、第１超音波ボリュームデータ収集時の穿刺針５の挿入位置と、造影ボリュームデータ収集時における超音波プローブ１の当接位置とから、第１超音波ボリュームデータと造影ボリュームデータとの位置合わせを正確に行なうことが可能である。なお、造影ボリュームデータ収集時における超音波プローブ１の当接位置を用いる場合、第１超音波ボリュームデータ収集時にも、超音波プローブ１に位置センサを取り付けておいても良い。これによっても、取得部１７は、第１超音波ボリュームデータと造影ボリュームデータとの位置合わせを正確に行なうことが可能である。位置センサを用いて位置合わせを行なう場合、関心領域の周囲に描出された構造物に基づく初期位置合わせは、行なわない場合であっても良い。
【０１０８】
なお、位置合わせ処理は、血管等の構造体を用いる場合だけでなく、治療前後の略同一時相の造影ボリュームデータ、又は、治療前後の組織ボリュームデータに対して、相互情報量や、画像相関等の公知の技術を用いて行なわれる場合であっても良い。かかる場合には、例えば、医師は、第１超音波ボリュームデータ収集後に、第１超音波ボリュームデータと同一の３次元走査領域で、ＲＦＡ治療前の造影ボリュームデータを収集しておく。ＲＦＡ治療前の造影ボリュームデータは、例えば、血管構造が染影される動脈相の造影ボリュームデータである。そして、取得部１７は、ＲＦＡ治療後に穿刺針５が抜かれた状態で収集された造影ボリュームデータ群から、ＲＦＡ治療前の造影ボリュームデータと同一時相の造影ボリュームデータを取得する。そして、取得部１７は、これら２つの造影ボリュームデータの位置合わせを、相互情報量や、画像相関等を用いた手法により行なう。これにより、取得部１７は、第１超音波ボリュームデータと造影ボリュームデータとの位置合わせを正確に行なうことが可能である。
【０１０９】
或いは、例えば、医師は、ＲＦＡ治療後の造影ボリュームデータを収集する前に、Ｂモードにより組織ボリュームデータを収集する。そして、取得部１７は、第１超音波ボリュームデータと組織ボリュームデータとの位置合わせを、相互情報量や、画像相関等を用いた手法により行なう。これにより、取得部１７は、第１超音波ボリュームデータと造影ボリュームデータとの位置合わせを正確に行なうことが可能である。なお、相互情報量や、画像相関等を用いた手法を行なう場合にも、上記の位置センサを用いた位置合わせを更に行なっても良い。
【０１１０】
そして、取得部１７は、位置合わせの結果から、図１５Ｂの左図に示すように、造影ボリュームデータのボリューム空間における対応領域の境界ＭＡ’の位置を取得する。ここで、取得部１７は、関心領域の設定時等において、第１超音波ボリュームデータのボリューム空間と実空間との対応付けを行なっている。また、取得部１７は、位置合わせにより、造影ボリュームデータのボリューム空間と第１超音波ボリュームデータのボリューム空間との対応付けを完了している。従って、取得部１７は、図１５Ｂの右図に示すように、造影ボリュームデータのボリューム空間における対応領域の境界ＭＡ’の位置から、実空間における対応領域の境界ＭＡの位置を取得することができる。
【０１１１】
そして、第３の実施形態に係る画像生成部１４は、対応領域の境界の位置に基づいて、第２超音波画像データ（第２超音波ボリュームデータ）を生成する。
【０１１２】
そして、第３の実施形態においても、第１の実施形態で説明した表示用画像データや、時間変化曲線、割合が表示される。なお、造影ボリュームデータにおける関心領域に対応する領域の境界位置が、位置合わせ処理により取得される以外、第１及び第２の実施形態で説明した内容は、第３の実施形態においても適用される。また、第３の実施形態に係る超音波診断装置の処理は、図１１で説明したステップＳ１０２の処理が、対応領域の境界を用いて行なわれる以外、第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【０１１３】
第３の実施形態では、穿刺針５が抜かれた状態で治療効果の判定が行なわれる場合であっても、関心領域の位置を正確に取得しておくことで、位置合わせ処理の結果から造影ボリュームデータにおける対応領域の位置を正確に取得することができる。また、第３の実施形態で行なわれる位置合わせ処理は、超音波ボリュームデータ間の位置合わせであるため、他種のボリュームデータ間の位置合わせと比較して、正確かつ迅速に行なうことができる。従って、第３の実施形態では、ラジオ波焼灼術の確実な治療効果判定を、任意の時期において、迅速かつ簡便に行なうことができる。
【０１１４】
（第４の実施形態）
第４の実施形態では、穿刺針５を用いた治療が、穿刺針５の位置を変更して複数回行なわれる場合に適用される変形例について、図１６等を用いて説明する。図１６は、第４の実施形態を説明するための図である。
【０１１５】
ＲＦＡ治療では、通常、穿刺針５の位置を変更して、焼灼が複数回行なわれる。上述した第１及び第２の実施形態では、ステップＳ６で穿刺針５の位置を変更する必要があると判定された場合、ステップＳ１〜ステップＳ４の処理が再度実行される。かかる場合、穿刺針５の位置が変更された後、ステップＳ２で新たな関心領域が設定される。そして、新たな関心領域の境界を用いて、治療効果判定用の画像データの生成表示が行なわれる。
【０１１６】
しかし、医師にとっては、現時点で設定した関心領域に、過去に設定した１つ又は複数の関心領域を併せて治療効果判定を行なうことが望ましい。
【０１１７】
そこで、第４の実施形態に係る取得部１７は、穿刺針５を用いた治療が、穿刺針５の位置を変更して複数回行なわれる場合、各治療において設定された複数の関心領域を合成した合成領域の境界の位置を取得する。そして、第５の実施形態に係る画像生成部１４は、合成領域の境界の位置に基づいて、第２超音波画像データを生成する。
【０１１８】
図１６の左図に示す「Ｌ（１ｓｔ）」は、１回目の焼灼治療で穿刺針５が挿入された実空間における挿入経路を示す。また、図１６の左図に示す「Ｍ（１ｓｔ）」は、「挿入経路Ｌ（１ｓｔ）の先端（穿刺針５の針先）」の位置に基づいて設定された関心領域の実空間における境界の位置を示す。また、図１６の中図に示す「Ｌ（２ｎｄ）」は、１回目の焼灼治療が不十分であったため、焼灼する位置を変更するために２回目の焼灼治療で穿刺針５が挿入された実空間における挿入経路を示す。また、図１６の中図に示す「Ｍ（２ｎｄ）」は、「挿入経路Ｌ（２ｎｄ）の先端（穿刺針５の針先）」の位置に基づいて設定された関心領域の実空間における境界の位置を示す。
【０１１９】
かかる場合、取得部１７は、図１６の右図に示すように、境界Ｍ（１ｓｔ）と境界Ｍ（２ｎｄ）とを合成した合成境界ＣＭの位置を取得する。また、取得部１７は、実空間の合成境界ＣＭに対応するボリューム空間の合成境界の位置も取得する。
【０１２０】
そして、取得部１７は、１つの閾値（又は、複数の閾値）と、設定情報とを用いて、第２超音波画像データ（第２超音波ボリュームデータ）を生成するように、画像生成部１４を制御する。そして、画像生成部１４は、第１の実施形態で説明した様々な表示用画像データを、第２超音波ボリュームデータを用いて生成し、モニタ２に出力する。例えば、モニタ２は、合成境界に基づく第２超音波ボリュームデータから生成されたＭＰＲ画像データに、境界Ｍ（１ｓｔ）及び境界Ｍ（２ｎｄ）の位置を示す線が重畳された画像データを表示する。
【０１２１】
上述したように、第４の実施形態では、合成境界を用いた第２超音波画像データを生成表示することで、複数回行なったラジオ波焼灼術の治療効果判定を、総合的に迅速かつ簡便に行なうことができる。なお、本実施形態の変形例として、制御部１９は、例えば、第２超音波画像データの生成表示については、最新の関心領域の境界位置に基づいて実行させ、当該第２超音波画像データを生成表示させる際に、前回や前々回の関心領域の境界を点線により表示させても良い。
【０１２２】
（第５の実施形態）
第５の実施形態では、上述した第１〜第４の実施形態に適用可能な設定情報の変形例について、図１７及び図１８等を用いて説明する。図１７及び図１８は、第５の実施形態を説明するための図である。
【０１２３】
上述した第１〜第４の実施形態では、造影前後の輝度値の変化が前記閾値以上である画素に、当該画素と関心領域の境界との距離に応じた画素値（例えば、色）を割り当てることで、第２超音波画像データ（第２超音波ボリュームデータ）を生成する。かかる第２超音波画像データを参照することで、医師は、関心領域内や関心領域外で残存している血流の有無を判定することができる。ここで、治療効果を判定する医師にとって、焼灼治療後に残存している血流が、血管内（例えば、腫瘍の栄養血管内）を流動している血流であるのか、毛細血管からを介して組織内を流動している灌流（perfusion）であるのを判断することも重要である。
【０１２４】
造影撮影では、血管内に造影剤が流動した後に、毛細血管内に造影剤が流動する。すなわち、造影撮影では、血管内で輝度値が上昇した後に、毛細血管内で輝度値が上昇する。そこで、第５の実施形態に係る画像生成部１４は、造影前後の輝度値の変化が閾値以上である画素に、当該画素と関心領域の境界との距離、及び、当該画素で輝度値の変化が閾値以上となった時間に応じた画素値を割り当てて、第２超音波画像データを生成する。例えば、内部記憶部１６は、境界からの距離、及び、時間に応じて異なる画素値が設定された設定情報を記憶する。一例として、内部記憶部１６は、境界からの距離、及び、時間に応じて異なる色が設定された色情報を記憶する。換言すると、上記の色情報は、図６Ａや図１４に示す色情報に、時間軸を追加した色情報となる。
【０１２５】
例えば、内部記憶部１６は、図１７に示すように、色調「Ｒ１」の不透明度が、時間（ｔ）とともに低下する色情報を記憶する。取得部１６は、図１７に例示する色情報を用いて、第２超音波画像データ（第２超音波ボリュームデータ）を画像生成部１４に生成させる。かかる処理により生成された第２超音波画像データでは、早く閾値を越えた位置の画素ほど、不透明度が高い色で描出され、遅く閾値を越えた位置の画素ほど、透明度が高い色で描出されることになる。医師は、同じ色調であっても、透明度を把握することで、血流と灌流とを判別することができる。
【０１２６】
また、造影撮影では、血管内で輝度値の上昇度合いが高く、毛細血管内で輝度値の上昇度合いが低い。そこで、第５の実施形態に係る画像生成部１４は、造影前後の輝度値の変化が閾値以上である画素に、当該画素と関心領域の境界との距離、及び、当該画素における輝度値の変化量に応じた画素値を割り当てて、第２超音波画像データを生成する。例えば、内部記憶部１６は、境界からの距離、及び、時間に応じて異なる画素値が設定された設定情報を記憶する。一例として、内部記憶部１６は、境界からの距離、及び、輝度値の変化量（ｄＩ＝Ｉ−Ｉ０）に応じて異なる色が設定された色情報を記憶する。換言すると、上記の色情報は、図６Ａや図１４に示す色情報に、変化量の軸を追加した色情報となる。
【０１２７】
例えば、内部記憶部１６は、図１８に示すように、色調「Ｒ１」の透明度が、輝度値の変化量（ｄＩ）の増大とともに低下する色情報を記憶する。取得部１６は、図１７に例示する色情報を用いて、第２超音波画像データ（第２超音波ボリュームデータ）を画像生成部１４に生成させる。かかる処理により生成された第２超音波画像データでは、「ｄＩ」の値が大きい位置の画素ほど、不透明度が高い色で描出され、「ｄＩ」の値が小さい位置の画素ほど、透明度が高い色で描出されることになる。医師は、同じ色調であっても、透明度を把握することで、血流と灌流とを判別することができる。
【０１２８】
なお、第５の実施形態は、追加した軸に対して、色の透明度を変更する他に、例えば、色の濃淡を変更する場合であっても適用可能である。また、第５の実施形態は、色情報の他に、ハッチング情報や濃淡情報を設定情報として用いる場合であっても適用可能である。
【０１２９】
上述したように、第５の実施形態では、焼灼治療後に残存している血流が、例えば、腫瘍の栄養血管内の血流であるのか、灌流（perfusion）であるのを識別できるマップ画像データを生成表示することができる。
【０１３０】
なお、上記の第１〜第５の実施形態では、３次元走査により生成されたボリュームデータに対して画像処理を行なう場合について説明した。しかし、上記の第１〜第５の実施形態で説明した画像処理は、２次元走査により生成された２次元画像データに対して行なう場合であっても適用可能である。
【０１３１】
また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。更に、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部又は任意の一部が、ＣＰＵ及び当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、或いは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。
【０１３２】
また、第１〜第５の実施形態で説明した画像処理方法は、予め用意された画像処理プログラムをパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することによって実現することができる。この画像処理プログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。また、この画像処理プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な非一時的記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。
【０１３３】
以上、説明したとおり、第１〜第５の実施形態によれば、ラジオ波焼灼術の確実な治療効果判定を迅速かつ簡便に行なうことができる。
【０１３４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１３５】
１４  画像生成部
１６  検出部
１７  取得部
１８  内部記憶部
１９  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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