(57)【要約】  【課題】超音波画像の輝度及び弾性値の少なくとも１つに基づいて冷凍範囲を測定することにより、冷凍治療の進行度をリアルタイムに観察することができる超音波診断装置を提供する。  【解決手段】本発明の超音波診断装置は、超音波画像の輝度及び弾性値の少なくとも１つに基づいて、冷凍治療による被検体の冷凍範囲を測定する冷凍範囲測定部と、前記冷凍範囲の変化に基づいて前記冷凍治療の冷凍状態又は解凍状態を検出する冷凍状態検出部とを備える。【選択図】  図１
2014133024.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波画像の輝度及び弾性値の少なくとも１つに基づいて、冷凍治療による被検体の冷凍範囲を測定する冷凍範囲測定部と、
前記冷凍範囲の変化に基づいて前記冷凍治療の冷凍状態又は解凍状態を検出する冷凍状態検出部と
を備えることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
前記冷凍範囲測定部は、前記超音波画像の輝度に基づいて前記冷凍範囲と前記冷凍範囲以外の範囲との境界を識別し、基準位置と前記境界との間の距離及び面積のうち少なくとも１つに基づいて前記冷凍範囲を測定することを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記冷凍範囲測定部は、前記基準位置よりも深度が浅い前記境界を、前記冷凍範囲と前記冷凍範囲以外の範囲との境界を識別することを特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記冷凍範囲測定部は、前記基準位置よりも深度が浅い前記境界と前記基準位置との間の距離及び面積のうち少なくとも１つに基づいて前記冷凍範囲を測定することを特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記冷凍範囲測定部は、前記超音波画像に指定領域を設定し、前記指定領域の輝度を算出し、
前記冷凍状態検出部は、前記指定領域の輝度及び弾性値の少なくとも１つの変化に基づいて前記冷凍状態又は前記解凍状態を検出することを特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
第１の冷凍治療と第２の冷凍治療が行われる場合に、前記冷凍状態検出部は、前記第１の冷凍治療と前記第２の冷凍治療との前記冷凍範囲の変化を比較することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１つに記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記冷凍範囲測定部は、前記冷凍範囲をガイドする冷凍計画範囲を前記超音波画像に設定することを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記冷凍範囲測定部は、前記基準位置を記憶し、前記基準位置を前記超音波画像に表示させることを特徴とする請求項２に記載の超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波診断装置に関し、特に、冷凍治療に用いられる超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷凍治療において、治療器具の先端位置を断層画像として撮像することが可能な磁気共鳴イメージング装置（ＭＲＩ）を用いて、治療のモニタリングを行う手法が開示されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１１０８６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の特許文献では、磁気共鳴イメージング装置（ＭＲＩ）で冷凍治療をモニタリングしているため、治療を行いながらリアルタイムでモニタリングを行うことは困難であった。
【０００５】
本発明の目的は、超音波診断装置を冷凍治療のモニタリングに用いることにより、冷凍治療の進行度をリアルタイムに観察することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の超音波診断装置は、超音波画像の輝度及び弾性値の少なくとも１つに基づいて、冷凍治療による被検体の冷凍範囲を測定する冷凍範囲測定部と、前記冷凍範囲の変化に基づいて前記冷凍治療の冷凍状態又は解凍状態を検出する冷凍状態検出部とを備える。
【０００７】
この構成によれば、超音波画像の輝度及び弾性値の少なくとも１つに基づいて冷凍範囲を測定することにより、冷凍治療の進行度をリアルタイムに観察することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、超音波画像の輝度及び弾性値の少なくとも１つに基づいて冷凍範囲を測定することにより、冷凍治療の進行度をリアルタイムに観察することができる超音波診断装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施の形態の超音波診断装置の一例を示したブロック図である。
【図２】境界と基準位置との距離に基づいて冷凍範囲が飽和したことを判断することを示した図である。
【図３】境界と基準位置との平均距離又は面積に基づいて冷凍範囲が飽和したことを判断することを示した図である。
【図４】被検体の組織の冷凍と解凍を繰り返す場合の境界変化グラフを示した図である。
【図５】弾性値により冷凍治療の冷凍状態又は解凍状態を検出する超音波診断装置の一例を示したブロック図である。
【図６】超音波画像（弾性画像）に指定領域を設定することを示した図である。
【図７】基準位置よりも深度が深い箇所に指定領域が設定されたことを示す図である。
【図８】冷凍計画範囲を超音波画像に設定することを示した図である。
【図９】基準位置を超音波画像に表示させることを示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態の超音波診断装置について、図面を用いて説明する。図１は、本実施の形態の超音波診断装置の一例を示したブロック図である。図１に示すように、超音波診断装置１は、被検体１０に当接させて用いる超音波探触子１２と、冷凍治療に用いられる治療針（冷凍部）１３と、治療針（冷凍部）１３の冷凍を制御して冷凍治療を行う冷凍治療器１５と、超音波探触子１２を介して被検体１０に時間間隔をおいて超音波を繰り返し送信する送信部１４と、被検体１０から発生する時系列の反射エコー信号を受信する受信部１６と、送信部１４と受信部１６を制御する送受信制御部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とを備える。
【００１１】
超音波診断装置１は、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１０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と、断層画像構成部２０の出力信号を画像表示部２６の表示に合うように変換するスキャンコンバータ（白黒スキャンコンバータ）２２とを備える。
【００１２】
超音波診断装置１は、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枚のフ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する変位計測部３０と、変位計測部３０で計測された変位情報から歪み又は弾性率を求める弾性情報演算部３２と、弾性情報演算部３２で演算され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の出力信号を画像表示部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とを備える。
【００１３】
超音波診断装置１は、画像解析部（第１の画像解析部）１００を備える。画像解析部１００は、超音波画像の輝度に基づいて、冷凍治療による被検体の冷凍範囲を測定する冷凍範囲測定部（第１の冷凍範囲測定部）３９と、冷凍範囲に基づいて冷凍治療の冷凍状態又は解凍状態を検出する冷凍状態検出部（第１の冷凍状態検出部）４０とを備える。冷凍範囲測定部３９は、スキャンコンバータ２２から出力される画像データに基づいて輝度の変化を解析する輝度解析部４４と、輝度が閾値以下の領域の境界を解析する境界解析部４５とを備える。
【００１４】
冷凍範囲測定部３９は、超音波画像（断層画像）の輝度に基づいて冷凍範囲と冷凍範囲以外の範囲との境界を識別し、基準位置（例えば、治療針（冷凍部）１３）と境界との間の距離（冷凍距離）及び面積（冷凍面積）のうち少なくとも１つに基づいて冷凍範囲を測定する。操作部４２からの入力に基づいて、冷凍範囲測定部３９は、超音波画像（断層画像）に指定領域を設定し、指定領域の輝度（平均輝度を含む）を算出してもよい。冷凍状態検出部４０は、冷凍距離及び冷凍面積のうち少なくとも１つの変化に基づいて冷凍状態又は解凍状態を検出する。また、冷凍状態検出部４０は、指定領域の輝度（平均輝度を含む）の変化に基づいて冷凍状態又は解凍状態を検出してもよい。
【００１５】
超音波診断装置１は、白黒断層画像とカラー弾性画像を重ね合わせたり、グラフと画像を重ね合わせたり、関心領域（ＲＯＩ）と画像を重ね合わせたり、画像などを並列に表示させたり、画像などを切り替えたりする切替加算部２４と、合成された合成画像などを表示する画像表示部２６とを備える。
【００１６】
超音波探触子１２は、複数の振動子を配設して形成されており、振動子を介して被検体１０に超音波を送受信する機能を有している。送信部１４は、超音波探触子１２を駆動させて超音波を発生させるための送波パルスを生成するとともに、送信される超音波の収束点を所定の深さに設定する機能を有している。受信部１６は、超音波探触子１２により受信された反射エコー信号を所定のゲインで増幅してＲＦ信号（すなわち、受波信号）を生成する機能を有している。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、一点又は複数の収束点に対し超音波ビームを形成してＲＦ信号フレームデータを生成する機能を有している。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、及びフィルタ処理などの信号処理を行い、断層画像データを得る機能を有している。
【００１７】
スキャンコンバータ２２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、制御コントローラとを含む。スキャンコンバータ２２は、フレームメモリに格納された被検体１０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機能を有している。
【００１８】
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し、格納されたＲＦ信号フレームデータ群から１組（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から時系列に（すなわち、画像のフレームレートに基づいて）生成されるＲＦ信号フレームデータをＲＦフレームデータ選択部２８が順次記憶し、記憶されたＲＦ信号フレームデータ（Ｆ）を第１のデータとして選択すると同時に、時間的に過去に記憶されたＲＦ信号フレームデータ群（Ｆ−１、Ｆ−２、Ｆ−３…Ｆ―Ｍ）の中から１つのＲＦ信号フレームデータ（ｆ）を選択する。なお、ここでＦ、Ｍ、ｆはＲＦ信号フレームデータに付されたインデックス番号であり、自然数とする。
【００１９】
変位計測部３０は、ＲＦ信号フレームデータ（Ｆ）及びＲＦ信号フレームデータ（ｆ）から（すなわち、選択された１組のデータから）１次元相関処理或いは２次元相関処理を行って、断層画像の各点に対応する生体組織の変位や移動ベクトル（すなわち、変位の方向と大きさ）に関する１次元変位分布又は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が用いられる。ブロックマッチング法は、画像を例えばＮ×Ｎ画素からなるブロックに分け、関心領域内のブロックに着目し、着目しているブロックに最も近似しているブロックを前のフレームから探し、これを参照して予測符号化（すなわち、差分）により標本値を決定する処理を行う。
【００２０】
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、移動ベクトル）と圧力計測部から出力される圧力値とから断層画像上の各点に対応する生体組織の弾性値（変位や歪みや弾性率など）を演算し、歪みや弾性率などに基づいて弾性画像信号（すなわち、弾性フレームデータ）を生成する機能を有する。
【００２１】
このとき、歪みのデータは、生体組織の移動量（例えば、変位）を空間微分することによって算出される。また、弾性率のデータは、圧力の変化を歪みの変化で除することによって計算される。例えば、変位計測部３０により計測された変位をＬ（Ｘ）、圧力計測部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に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＝ΔＰ（Ｘ）／ΔＳ（Ｘ）という式によって算出される。ヤング率Ｙｍ（Ｘ）から断層画像の各点に相当する生体組織の弾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。
【００２２】
弾性画像構成部３４は、フレームメモリと画像処理部とを含み、弾性情報演算部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機能を有する。
【００２３】
カラースキャンコンバータ３６は、弾性画像構成部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する。つまり、弾性フレームデータに基づいて光の３原色（すなわち、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ））に変換するものである。例えば、カラースキャンコンバータ３６は、歪みが大きい弾性データを赤色コードに変換すると同時に、歪みが小さい弾性データを青色コードに変換する。
【００２４】
画像解析部１００は、冷凍状態検出部４０、操作部４２、輝度解析部４４、境界解析部４５を含む。輝度解析部４４は、スキャンコンバータ２２のフレームメモリに記憶された断層画像データに対して、所定の閾値以下の輝度の領域を特定し、冷凍範囲と冷凍範囲以外の範囲との境界を識別する。操作部４２は、超音波画像に指定領域を設定し、輝度解析部４４は、操作部４２により設定された指定領域内の輝度の平均値（平均輝度）を計算する。境界解析部４５は、輝度解析部４４により求められた所定の閾値以下の輝度の領域の境界と基準位置（例えば、治療針（冷凍部）１３）との距離又は面積を求める。境界解析部４５は、治療針１３の所定の点における軸方向の垂線と境界との距離（冷凍距離）を求めてもよいし、治療針１３の複数の点における軸方向の垂線と境界との距離（冷凍距離）の平均値を求めてもよいし、治療針１３の２点における軸方向の垂線間の面積（冷凍面積）を求めてもよい。このように、境界解析部４５は、基準位置（例えば、治療針（冷凍部）１３）と境界との間の距離及び面積のうち少なくとも１つに基づいて冷凍範囲を測定する。
【００２５】
冷凍状態検出部４０は、内部メモリを含み、内部メモリは、輝度解析部４４により計算された全てのフレームの指定領域内の輝度の平均値や境界解析部４５により求められた全てのフレームの境界と基準位置との距離又は面積の値を保持する。冷凍状態検出部４０は、輝度解析部４４と境界解析部４５の解析結果に基づいて、冷凍距離及び冷凍面積のうち少なくとも１つの変化をグラフ化した境界変化グラフを作成する。冷凍状態検出部４０は、輝度解析部４４の解析結果に基づいて、指定領域の輝度（平均輝度を含む）の変化をグラフ化した輝度変化グラフを作成する。
【００２６】
切替加算部２４は、フレームメモリと、画像処理部と、画像選択部とを備える。フレームメモリは、スキャンコンバータ２２からの断層画像データとカラースキャンコンバータ３６からの弾性画像データとの合成割合を変更して合成画像を生成し、冷凍状態検出部４０からの輝度変化グラフと境界変化グラフとを合成画像に重ねて画像表示部２６に表示させる機能を有する。合成画像の各画素の輝度情報及び色相情報は、白黒断層画像とカラー弾性画像との各情報を所定の合成割合で加算したものである。画像選択部は、フレームメモリ内の断層画像データ、弾性画像データ、及び画像処理部の合成画像データのうちから画像表示部２６に表示する画像を選択する機能を有する。
【００２７】
図２は、境界と基準位置との距離に基づいて冷凍範囲が飽和したことを判断することを示した図である。図２では、冷凍範囲測定部３９が、超音波画像の輝度に基づいて冷凍範囲４８と冷凍範囲４８以外の範囲との境界５０を識別し、冷凍治療に用いられる治療針（冷凍部）１３と境界５０との間の距離に基づいて冷凍範囲４８を測定する。図２に示すように、冷凍範囲測定部３９が治療針（冷凍部）１３の所定の点Ｐにおける軸方向の垂線と境界との冷凍距離Ｄを検出し、冷凍状態検出部４０が冷凍距離Ｄの変化をグラフ表示する。
【００２８】
図２（ａ）に示すように、治療針（冷凍部）１３が被検体１０の組織（治療対象）４６に挿入されると、治療針１３の冷凍機能により、治療針１３の周りから組織４６が徐々に冷凍状態になり、冷凍治療が実施される。冷凍が進行すると、治療針１３の周りから輝度が徐々に小さくなり、冷凍範囲４８が広がって冷凍範囲４８と冷凍範囲４８以外の範囲との境界５０が徐々に広がる。図２（ｂ）に示すように、氷（凍結した組織）は超音波を通さないため、冷凍が進行した組織からは超音波の反射信号を得られず、境界５０よりも深度が深い部分は、黒い領域５１として画像表示部２６に表示される。つまり、輝度が最小に近づく。輝度解析部４４が、各画素（各ピクセル）の輝度を解析することにより、所定の閾値以下の輝度の領域を特定し、冷凍領域の境界５０を検出する。黒い領域５１には、超音波の反射信号を得られず、輝度データのない領域が含まれるので、輝度解析部４４（冷凍範囲測定部３９）は、基準位置（治療針（冷凍部）１３）よりも深度が浅い境界を、冷凍範囲４８と冷凍範囲４８以外の範囲との境界５０として識別すればよい。境界解析部４５（冷凍範囲測定部３９）は、基準位置（治療針（冷凍部）１３）よりも深度が浅い境界５０と基準位置との冷凍距離Ｄを求める。また、境界解析部４５（冷凍範囲測定部３９）は、基準位置（治療針（冷凍部）１３）よりも深度が浅い境界５０と基準位置との間の冷凍距離Ｄ及び冷凍面積Ｓのうち少なくとも１つに基づいて冷凍範囲を測定してもよい。
【００２９】
図２（ｃ）に示すように、冷凍状態検出部４０が、冷凍距離Ｄの変化を境界変化グラフ５２として算出し、切替加算部２４が、境界変化グラフ５２を画像データと重ねて画像表示部２６に表示させる。
【００３０】
図２（ｄ）に示すように、冷凍治療の開始時刻から所定の時間が経過すると冷凍範囲４８が飽和する。したがって、冷凍範囲４８が飽和に近づくと、冷凍距離Ｄの時間変化（ΔＤ（ｔ）／Δｔ）が徐々に小さくなる傾向がある。そこで、冷凍状態検出部４０が、冷凍距離Ｄの変化（時間変化を含む）を解析することにより、冷凍範囲４８の飽和度をモニタリングすることで、冷凍治療の冷凍状態を検出できる。例えば、ΔＤ（ｔ）／Δｔ≦１ｍｍ／ｍｉｎになった場合に、冷凍状態検出部４０は、冷凍範囲４８が飽和したことを検出できる。また、冷凍飽和から解凍過程に移行して解凍過程が進行すると、冷凍距離Ｄが減少する。冷凍状態検出部４０が、冷凍距離Ｄの減少に基づいて、冷凍距離Ｄの変化（時間変化を含む）を解析することにより、冷凍範囲４８の解凍度をモニタリングすることで、冷凍治療の解凍状態を検出できる。
【００３１】
また、図３（ａ）に示すように、境界解析部４５は、治療針（基準位置）１３の複数の点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３における軸方向の垂線と境界との冷凍距離Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３の平均値を求めてもよい。図３（ｂ）に示すように、境界解析部４５は、治療針（基準位置）１３の２点Ｐ４、Ｐ５の垂線と境界５０に囲まれた冷凍面積Ｓを求めてもよい。冷凍状態検出部４０は、複数の冷凍距離Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３の平均値及び冷凍面積Ｓのうち少なくとも１つの変化（時間変化を含む）に基づいて冷凍状態又は解凍状態を検出してもよい。
【００３２】
図４は、被検体１０の組織の冷凍と解凍を繰り返す場合の境界変化グラフ５２を示した図である。冷凍治療は、確実な治療効果を得るために、冷凍した組織が解凍された後に再度冷凍するプロセスを繰り返す。複数回冷凍治療を実施した場合の治療効果をモニタリングする手法について説明する。
【００３３】
図４（ａ）に示すように、第１の冷凍治療の境界変化Ｇ１と第２の冷凍治療の境界変化Ｇ２が、境界変化グラフ５２として表されている。第１の冷凍治療が実施されると、第１の冷凍過程に入り、冷凍範囲４８が広がっていき、第１の冷凍飽和に近づくにつれ冷凍距離Ｄの時間変化（ΔＤ（ｔ）／Δｔ）が徐々に小さくなる。時刻ｔ＝ｉ１で第１の冷凍過程から第１の冷凍飽和になり、冷凍範囲４８の広がりが鈍化し、冷凍距離Ｄの時間変化（ΔＤ（ｔ）／Δｔ）が最小に近づく。時刻ｔ＝ｊ１で第１の冷凍飽和から第１の解凍過程に入り、冷凍範囲４８が小さくなっていく。第２の冷凍治療が実施されると、第２の冷凍過程に入り、冷凍範囲４８が広がっていき、第２の冷凍飽和に近づくにつれ冷凍距離Ｄの時間変化（ΔＤ（ｔ）／Δｔ）が徐々に小さくなる。時刻ｔ＝ｉ２で第２の冷凍過程から第２の冷凍飽和になり、冷凍範囲４８の広がりが鈍化し、冷凍距離Ｄの時間変化（ΔＤ（ｔ）／Δｔ）が最小に近づく。時刻ｔ＝ｊ２で第２の冷凍飽和から第２の解凍過程に入り、冷凍範囲４８が小さくなっていく。
【００３４】
第２の冷凍治療が実施されると、第１の解凍過程で半解凍の状態で第２の冷凍過程に入ったり、第１の冷凍過程で血流が止まった状態で第２の冷凍過程に入ったりするので、第２の冷凍過程の冷凍速度が第１の冷凍過程の冷凍速度よりも速くなる。例えば、１回目の冷凍治療を実施する際、治療する領域内において、微細な血管が存在している領域は、血流により他領域と比較して組織が凍結するまでに時間を要する。１回目の冷凍治療が実施された後、組織は変質を起こし、微細血管の血流は消失するので、２回目の冷凍治療では血流の影響がなくなり、組織が凍結するまでの時間が早くなる。
【００３５】
したがって、図４（ａ）に示すように、第２の冷凍飽和の開始時刻ｔ＝ｉ２は、第１の冷凍飽和の開始時刻ｔ＝ｉ１よりも早くなる。また、冷凍飽和の時間設定によっては（例えば、第１の冷凍治療と第２の冷凍治療の冷凍飽和時間が同じに設定されていれば）、第２の冷凍飽和の終了時刻ｔ＝ｊ２は、第１の冷凍飽和の終了時刻ｔ＝ｊ１よりも早くなる。
【００３６】
このように、冷凍治療の第１の冷凍状態から解凍状態に変化し、解凍状態から第２の冷凍状態に変化する場合に、冷凍状態検出部４０は、第１の冷凍治療と第２の冷凍治療における冷凍距離又は冷凍面積の時間、変化、及び時間変化の少なくとも１つを比較する。これにより、冷凍状態検出部４０は、第１の冷凍治療と第２の冷凍治療が行われる場合に、第１の冷凍治療と第２の冷凍治療との冷凍範囲４８の変化を比較する。
【００３７】
例えば、冷凍状態検出部４０は、冷凍治療開始から同時刻（例えば、第２の冷凍飽和開始時刻ｔ＝ｉ２）における第１の冷凍治療と第２の冷凍治療との冷凍距離Ｄ又は冷凍面積Ｓの時間変化（ΔＤ（ｔ）／Δｔ又はΔＳ（ｔ）／Δｔ）を比較する。図４（ａ）の“ｔ＝ｉ２”における第１の冷凍治療の冷凍距離Ｄの時間変化を“ΔＤ１（ｉ２）／Δｔ”とし、“ｔ＝ｉ２”における第２の冷凍治療の冷凍距離Ｄの時間変化を“ΔＤ２（ｉ２）／Δｔ”とすると、冷凍状態検出部４０は、式（１）に示すように冷凍距離Ｄの時間変化の比を算出する。
ΔＤ１（ｉ２）／ΔＤ２（ｉ２）        ・・・・・（１）
【００３８】
なお、ΔＤ１（ｉ２）は、図４（ａ）の点Ｑ１の傾きに相当し、ΔＤ２（ｉ２）は、点Ｑ２の傾きに相当する。
【００３９】
また、冷凍状態検出部４０は、式（２）に示すように第１の冷凍治療の冷凍飽和終了時刻ｔ＝ｊ１における冷凍距離Ｄの時間変化の比を算出する。
ΔＤ１（ｊ１）／ΔＤ２（ｊ１）        ・・・・・（２）
【００４０】
なお、ΔＤ１（ｊ１）は、図４（ａ）の点Ｑ３の傾きに相当し、ΔＤ２（ｊ１）は、点Ｑ４の傾きに相当する。
【００４１】
また、冷凍状態検出部４０は、式（３）に示すように第１の冷凍治療と第２の冷凍治療との冷凍飽和開始時刻（ｔ＝ｉ１及びｔ＝ｉ２）の差を算出する。
ｉ１−ｉ２        ・・・・・（３）
【００４２】
また、冷凍状態検出部４０は、式（４）に示すように第１の冷凍治療と第２の冷凍治療との冷凍飽和終了時刻（ｔ＝ｊ１及びｔ＝ｊ２）の差を算出する。
ｊ１−ｊ２        ・・・・・（４）
【００４３】
冷凍状態検出部４０は、式（１）〜（４）の結果に基づいて、冷凍治療の冷凍状態又は解凍状態を検出する。例えば、式（１）において、比“ΔＤ１（ｉ２）／ΔＤ２（ｉ２）”が大きくなれば、冷凍状態検出部４０は、繰り返し行う冷凍治療の冷凍効果（冷凍速度など）が上がっていることを検出する。また、式（２）において、比“ΔＤ１（ｊ１）／ΔＤ２（ｊ１）”が小さくなれば、冷凍状態検出部４０は、繰り返し行う冷凍治療の解凍効果（解凍速度など）が上がっていることを検出する。また、式（３）において、差“ｉ１−ｉ２”が大きくなれば、冷凍状態検出部４０は、繰り返し行う冷凍治療の冷凍効果（冷凍速度など）が上がっていることを検出する。また、式（４）において、差“ｊ１−ｊ２”が大きくなれば、冷凍状態検出部４０は、繰り返し行う冷凍治療の解凍効果（解凍速度など）が上がっていることを検出する。このように、第１の冷凍治療と第２の冷凍治療との冷凍範囲４８の変化を比較することにより、冷凍状態検出部４０は、冷凍治療を複数回実施した際の治療効果（治療の進行度など）をモニタリングすることが可能になる。なお、図４（ｂ）に示すように、冷凍状態検出部４０が、複数回の冷凍治療の冷凍距離Ｄの変化を境界変化グラフ５２として算出し、切替加算部２４が、境界変化グラフ５２を画像データと重ねて画像表示部２６に表示させる。
【００４４】
次に、複数回の冷凍治療を実施する場合、効果的に第２の冷凍治療を実施するために、組織の解凍の程度をモニタリングする手法について説明する。
【００４５】
弾性画像構成部３４で画像処理された弾性フレームデータに対して、カラースキャンコンバータ３６にて色相情報を付加した弾性画像データを断層画像データと合成して画像表示部２６に表示する。弾性画像は断層画像では識別できない組織の硬さの画像化が可能なため、凍結した組織の解凍の程度をモニタリングすることができる。冷凍治療された組織が周辺組織と比較して硬い場合、治療した組織はまだ冷凍状態（半解凍状態を含む）であると判断することが可能となる。
【００４６】
図５は、弾性値（変位や歪みや弾性率など）により冷凍治療の冷凍状態又は解凍状態を検出する超音波診断装置の一例を示したブロック図である。図５に示すように、超音波診断装置１は、画像解析部（第２の画像解析部）２００を備える。画像解析部２００は、超音波画像（弾性画像）の弾性値に基づいて、冷凍治療による被検体の冷凍範囲４８を測定する冷凍範囲測定部（第２の冷凍範囲測定部）６０と、冷凍範囲４８に基づいて冷凍治療の冷凍状態又は解凍状態を検出する冷凍状態検出部（第２の冷凍状態検出部）６１とを備える。操作部６２からの入力に基づいて、冷凍範囲測定部６０は、超音波画像（弾性画像）に指定領域を設定し、指定領域の輝度（平均輝度を含む）を算出してもよい。冷凍状態検出部６１は、指定領域の輝度（平均輝度を含む）の変化に基づいて冷凍状態又は解凍状態を検出してもよい。
【００４７】
冷凍範囲測定部６０は、弾性情報演算部３２から出力される弾性値に基づいて組織の硬さの変化を解析する弾性情報解析部６３と、硬さが閾値以上の領域の境界を解析する硬さ境界解析部６４とを備える。図６に示すように、操作部６２からの入力に基づいて、弾性情報解析部６３は、超音波画像（弾性画像）に指定領域５６を設定し、指定領域５６内から弾性値（弾性値の平均を含む）を算出する。硬さ境界解析部６４は、弾性情報解析部６３により求められた所定の閾値以上の硬さの領域の境界と基準位置（例えば、治療針（冷凍部）１３）との距離又は面積を求める。硬さ境界解析部６４は、治療針１３の所定の点における軸方向の垂線と境界との距離（冷凍距離）を求めてもよいし、治療針１３の複数の点における軸方向の垂線と境界との距離（冷凍距離）の平均値を求めてもよいし、治療針１３の２点における軸方向の垂線間の面積（冷凍面積）を求めてもよい。このように、硬さ境界解析部６４は、基準位置（例えば、治療針（冷凍部）１３）と境界との間の距離及び面積のうち少なくとも１つに基づいて冷凍範囲４８を測定する。
【００４８】
冷凍状態検出部６１は、内部メモリを含み、内部メモリは、弾性情報解析部６３により計算された全てのフレームの指定領域内の弾性値や硬さ境界解析部６４により求められた全てのフレームの境界と基準位置との距離又は面積の値を保持する。冷凍状態検出部６１は、弾性情報解析部６３と硬さ境界解析部６４の解析結果に基づいて、冷凍距離及び冷凍面積のうち少なくとも１つの変化をグラフ化した境界変化グラフを作成する。冷凍状態検出部６１は、弾性情報解析部６３の解析結果に基づいて、指定領域５６の弾性値（弾性値の平均値を含む）の変化をグラフ化した弾性値変化グラフを作成し、指定領域の弾性値の変化に基づいて冷凍状態又は解凍状態を検出する。
【００４９】
図２〜図４に示す冷凍範囲測定部（第１の冷凍範囲測定部）３９及び冷凍状態検出部（第１の冷凍状態検出部）４０と同様に、冷凍範囲測定部（第２の冷凍範囲測定部）６０及び冷凍状態検出部（第２の冷凍状態検出部）６１は、超音波画像の弾性値に基づいて、冷凍治療による被検体の冷凍範囲４８を測定し、冷凍範囲４８に基づいて冷凍治療の冷凍状態又は解凍状態を検出する。
【００５０】
以上、本発明にかかる実施の形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、請求項に記載された範囲内において変更・変形することが可能である。
【００５１】
操作部４２からの入力に基づいて、冷凍範囲測定部（第１の冷凍範囲測定部）３９は、超音波画像（断層画像）に指定領域を設定し、指定領域の輝度（平均輝度を含む）を算出する。操作部６２からの入力に基づいて、冷凍範囲測定部（第２の冷凍範囲測定部）６０は、超音波画像（弾性画像）に指定領域を設定し、指定領域内から弾性値（弾性値の平均を含む）を算出する。この場合、指定領域は、治療対象のすべて又は一部を含んでもよいし、治療対象を含まなくてもよい。指定領域の設定箇所は、基準位置（治療針（冷凍部）１３）を含む箇所であってもよいし、基準位置近傍の基準位置よりも深度が浅い箇所又は深い箇所であってもよい。
【００５２】
図７は、治療針（冷凍部）１３よりも深度が深い箇所に指定領域が設定されたことを示す図である。図７に示すように、操作部４２からの入力に基づいて、冷凍範囲測定部（第１の冷凍範囲測定部）３９は、超音波画像（断層画像）に指定領域７０を設定する。冷凍状態検出部４０は、輝度解析部４４の解析結果に基づいて、指定領域７０の輝度（平均輝度を含む）の変化をグラフ化した輝度変化グラフ７２を作成する。冷凍状態検出部４０は、内部メモリに輝度変化グラフ７２に関するデータを保持し、指定領域７０の輝度a（平均輝度を含む）の変化に基づいて冷凍状態又は解凍状態を検出する。
【００５３】
図７（ｄ）に示すように、冷凍治療の開始時刻から所定の時間が経過すると冷凍範囲４８が飽和する。したがって、冷凍過程から冷凍飽和に近づくと、指定領域７０の輝度ａ（平均輝度を含む）の時間変化（Δａ（ｔ）／Δｔ）の絶対値が徐々に小さくなる傾向があり、“Δａ（ｔ）／Δｔ＝０”に近づく。そこで、冷凍状態検出部４０が、輝度の変化（時間変化を含む）を解析することにより、冷凍治療の冷凍状態を検出できる。また、冷凍飽和から解凍過程に移行して解凍過程が進行すると、輝度が増加する。冷凍状態検出部４０が、輝度の増加に基づいて、輝度の変化（時間変化を含む）を解析することにより、冷凍治療の解凍状態を検出できる。
【００５４】
同様に、操作部６２からの入力に基づいて、冷凍範囲測定部（第２の冷凍範囲測定部）６０は、超音波画像（弾性画像）に指定領域を設定する。冷凍状態検出部（第２の冷凍状態検出部）６１は、弾性情報解析部６３の解析結果に基づいて、指定領域の弾性値（弾性値の平均を含む）の変化をグラフ化した弾性値変化グラフを作成してもよい。冷凍状態検出部６１は、内部メモリに弾性値変化グラフに関するデータを保持し、指定領域の弾性値（弾性値の平均を含む）の変化に基づいて冷凍状態又は解凍状態を検出してもよい。
【００５５】
図８は、冷凍計画範囲を超音波画像に設定することを示した図である。図８（ａ）に示すように、操作部４２からの入力に基づいて、冷凍範囲測定部（第１の冷凍範囲測定部）３９は、冷凍範囲をガイドする冷凍計画範囲８０を超音波画像（断層画像）に設定する。冷凍治療を開始する前に冷凍計画範囲８０を設定することにより、計画通りの冷凍治療を実施するためのガイドを設定することができる。操作部４２により、冷凍計画範囲８０の位置、形状、及び大きさなどが任意に変更されてもよい。図８（ｂ）に示すように、冷凍が進行した組織からは超音波の反射信号を得られず、境界５０よりも深度が深い部分は、黒い領域５１として表示されるが、治療針（冷凍部）１３よりも深度が浅い冷凍範囲４８の境界５０をガイドして楕円形の冷凍計画範囲８０に合わせればよい。なぜなら、冷凍範囲４８は、治療針（冷凍部）１３を長軸として楕円形となる特徴と有しているため、境界５０が楕円形の冷凍計画範囲８０と合わせられれば、冷凍範囲４８が楕円形の冷凍計画範囲８０にほぼ一致するからである。
【００５６】
同様に、操作部６２からの入力に基づいて、冷凍範囲測定部（第２の冷凍範囲測定部）６０は、冷凍範囲をガイドする冷凍計画範囲を超音波画像（弾性画像）に設定してもよい。
【００５７】
図９は、治療針（冷凍部）１３の位置を超音波画像に表示させることを示した図である。図９に示すように、冷凍が進行した組織からは超音波の反射信号を得られず、境界５０よりも深度が深い部分は、黒い領域５１として表示され、基準位置である治療針（冷凍部）１３の位置が超音波画像（断層画像）に表示されなくなる。そこで、治療針（冷凍部）１３の位置が超音波画像（断層画像）に表示されなくなる前に、冷凍範囲測定部３９は、記憶された治療針（冷凍部）１３の位置に基づいて、治療針（冷凍部）１３の位置（基準位置）１３０を記憶し、治療針（冷凍部）１３の位置（基準位置）１３０を超音波画像（断層画像）に表示させる。これにより、冷凍治療実施中であっても、冷凍範囲の中心となる基準位置を把握することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明に係る超音波診断装置によれば、超音波画像の輝度及び弾性値の少なくとも１つに基づいて冷凍範囲を測定することにより、冷凍治療の進行度をリアルタイムに観察することができるので、冷凍治療に用いられる超音波診断装置などとして有用である。
【符号の説明】
【００５９】
１  超音波診断装置
１２  超音波探触子
１３  治療針（冷凍部）
１４  送信部
１５  冷凍治療器
１６  受信部
１７  送受信制御部
１８  整相加算部
２０  断層画像構成部
２２  スキャンコンバータ
２４  切替加算部
２６  画像表示部
２８  ＲＦフレームデータ選択部
３０  変位計測部
３２  弾性情報演算部
３４  弾性画像構成部
３６  カラースキャンコンバータ
３９  冷凍範囲測定部
４０  冷凍状態検出部
４２，６２  操作部
４４  輝度解析部
４５  境界解析部
６０  冷凍範囲測定部
６１  冷凍状態検出部
６３  弾性情報解析部
６４  境界解析部
１００，２００  画像解析部
【図１】
2014133024.tif 000003
【図２】
2014133024.tif 000004
【図３】
2014133024.tif 000005
【図４】
2014133024.tif 000006
【図５】
2014133024.tif 000007
【図６】
2014133024.tif 000008
【図７】
2014133024.tif 000009
【図８】
2014133024.tif 000010
【図９】
2014133024.tif 000011