(57)【要約】  超音波診断装置は、超音波プローブと、設定された画像化条件に従って、超音波プローブから被検体に向けて超音波ビームの送受信を行い且つ超音波プローブから出力される受信信号を画像化して被検体の超音波画像を生成する画像化部と、超音波プローブが空中放射状態と被検体への接触状態のいずれにあるかを判定するプローブ状態判定部と、プローブ状態判定部により超音波プローブが被検体への接触状態から空中放射状態に遷移したと判定された場合に画像化条件を変更し且つ画像化部を制御することにより変更された画像化条件を用いて超音波画像を生成する装置制御部とを備えている。
2017033502.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波プローブと、
設定された画像化条件に従って、前記超音波プローブから被検体に向けて超音波ビームの送受信を行い且つ前記超音波プローブから出力される受信信号を画像化して前記被検体の超音波画像を生成する画像化部と、
前記超音波プローブが空中放射状態と前記被検体への接触状態のいずれにあるかを判定するプローブ状態判定部と、
前記プローブ状態判定部により前記超音波プローブが前記被検体への接触状態から空中放射状態に遷移したと判定された場合に前記画像化条件を変更し且つ前記画像化部を制御することにより前記変更された画像化条件を用いて前記超音波画像を生成する装置制御部と
を備えた超音波診断装置。
【請求項２】
前記画像化部で生成された前記超音波画像を用いて前記被検体の撮像部位を判別する部位判別部をさらに備え、
前記装置制御部は、前記部位判別部を制御することにより、前記プローブ状態判定部により前記超音波プローブが空中放射状態にあると判定された場合には部位判別を実施せず、前記プローブ状態判定部により前記超音波プローブが空中放射状態から前記被検体への接触状態に遷移したと判定された場合に部位判別を実施する請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
複数の前記撮像部位に対してそれぞれ設定された複数の部位別画像化条件と、前記複数の撮像部位に共通の部位判別用画像化条件とが保存された画像化条件メモリをさらに備え、
前記装置制御部は、前記画像化部を制御することにより、前記プローブ状態判定部により前記超音波プローブが前記被検体への接触状態から空中放射状態に遷移したと判定された場合に前記画像化条件メモリに保存されている前記部位判別用画像化条件を用いて前記超音波画像を生成し、前記部位判別部により部位判別が完了した場合に前記画像化条件メモリに保存されている前記複数の部位別画像化条件から前記部位判別部の判別結果に応じた部位別画像化条件を選択し且つ選択された前記部位別画像化条件を用いて前記超音波画像を生成する請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記装置制御部は、前記部位判別部により部位判別が完了した場合に前記画像化条件を前記部位判別用画像化条件から前記選択された部位別画像化条件に徐々に変化させる請求項３に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記装置制御部は、前記プローブ状態判定部により前記超音波プローブが前記被検体への接触状態から空中放射状態に遷移したと判定され且つ予め設定された設定数のフレームにわたり連続して前記超音波プローブが空中放射状態にあると判定された場合に前記画像化条件を変更する請求項１〜４のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記超音波プローブは、前記超音波プローブの動き量を検知する動きセンサを有し、
前記装置制御部は、前記プローブ状態判定部により前記超音波プローブが前記被検体への接触状態から空中放射状態に遷移したと判定され且つ前記動きセンサにより検知された前記超音波プローブの動き量が予め設定されたしきい値以上の場合に前記画像化条件を変更する請求項１〜４のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記画像化部は、超音波ビーム走査条件に従って超音波ビームの送受信を行う送受信部と、超音波画像生成条件に従って前記受信信号から前記超音波画像を生成する画像生成部とを含み、
前記画像化条件は、前記超音波ビーム走査条件と前記超音波画像生成条件とを含む請求項１〜６のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項８】
超音波プローブを含む超音波診断装置の制御方法であって、
設定された画像化条件に従って、超音波プローブから被検体に向けて超音波ビームの送受信を行い且つ前記超音波プローブから出力される受信信号を画像化して前記被検体の超音波画像を生成する工程と、
前記超音波プローブが空中放射状態と前記被検体への接触状態のいずれにあるかを判定する工程と、
前記超音波プローブが前記被検体への接触状態から空中放射状態に遷移したと判定された場合に前記画像化条件を変更し且つ変更された前記画像化条件を用いて前記超音波画像を生成する工程と
を含む超音波診断装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法に係り、特に、予め設定された画像化条件に従って超音波ビームの送受信および走査を行い且つ超音波画像を生成する超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、医療分野において、超音波画像を利用した超音波診断装置が実用化されている。一般に、この種の超音波診断装置は、アレイトランスデューサを内蔵した超音波プローブから被検体内に向けて超音波ビームを走査し、被検体からの超音波エコーを超音波プローブで受信して、その受信信号を電気的に処理することにより超音波画像が生成される。【０００３】
このような超音波診断装置を用いて被検体の複数の撮像部位を診断しようとする場合、それぞれの撮像部位に対して診断に適した超音波画像を得るために、撮像部位に応じてそれぞれ異なる適切な画像化条件が存在する。そこで、例えば特許文献１には、生成された超音波画像からパターンマッチング処理により撮像部位を自動判別し、判別結果に基づいて撮像部位に最適な走査パラメータを設定する超音波診断装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−２２４７３８号公報
【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、撮像部位を変更した直後は、変更直前の撮像部位に対応する画像化条件で超音波画像を生成することとなり、変更直前の撮像部位と変更後の撮像部位とで最適な画像化条件に差があると、変更後の撮像部位に対して不適切な画像化条件で生成されることにより画質が低下した超音波画像を用いて部位判別を行わなければならず、正確な部位判別を行うことが難しくなるおそれがある。【０００６】
この発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、撮像部位を変更する場合に変更直前の撮像部位に関わらずに安定した画質の超音波画像を得ることができる超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法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】
この発明に係る超音波診断装置は、超音波プローブと、設定された画像化条件に従って、超音波プローブから被検体に向けて超音波ビームの送受信を行い且つ超音波プローブから出力される受信信号を画像化して被検体の超音波画像を生成する画像化部と、超音波プローブが空中放射状態と被検体への接触状態のいずれにあるかを判定するプローブ状態判定部と、プローブ状態判定部により超音波プローブが被検体への接触状態から空中放射状態に遷移したと判定された場合に画像化条件を変更し且つ画像化部を制御することにより変更された画像化条件を用いて超音波画像を生成する装置制御部とを備えたものである。【０００８】
画像化部で生成された超音波画像を用いて被検体の撮像部位を判別する部位判別部をさらに備え、装置制御部は、部位判別部を制御することにより、プローブ状態判定部により超音波プローブが空中放射状態にあると判定された場合には部位判別を実施せず、プローブ状態判定部により超音波プローブが空中放射状態から被検体への接触状態に遷移したと判定された場合に部位判別を実施することが好ましい。
また、複数の前記撮像部位に対してそれぞれ設定された複数の部位別画像化条件と、複数の撮像部位に共通の部位判別用画像化条件とが保存された画像化条件メモリをさらに備え、装置制御部は、画像化部を制御することにより、プローブ状態判定部により超音波プローブが被検体への接触状態から空中放射状態に遷移したと判定された場合に画像化条件メモリに保存されている部位判別用画像化条件を用いて超音波画像を生成し、部位判別部により部位判別が完了した場合に画像化条件メモリに保存されている複数の部位別画像化条件から部位判別部の判別結果に応じた部位別画像化条件を選択し且つ選択された部位別画像化条件を用いて超音波画像を生成することが好ましい。【０００９】
装置制御部は、部位判別部により部位判別が完了した場合に画像化条件を部位判別用画像化条件から選択された部位別画像化条件に徐々に変化させることもできる。
装置制御部は、プローブ状態判定部により超音波プローブが被検体への接触状態から空中放射状態に遷移したと判定され且つ予め設定された設定数のフレームにわたり連続して超音波プローブが空中放射状態にあると判定された場合に画像化条件を変更するようにしてもよい。【００１０】
超音波プローブは、超音波プローブの動き量を検知する動きセンサを有し、装置制御部は、プローブ状態判定部により超音波プローブが被検体への接触状態から空中放射状態に遷移したと判定され且つ動きセンサにより検知された超音波プローブの動き量が予め設定されたしきい値以上の場合に画像化条件を変更することもできる。
画像化部は、超音波ビーム走査条件に従って超音波ビームの送受信を行う送受信部と、超音波画像生成条件に従って受信信号から超音波画像を生成する画像生成部とを含み、画像化条件は、超音波ビーム走査条件と超音波画像生成条件とを含むように構成することができる。【００１１】
この発明に係る超音波診断装置の制御方法は、超音波プローブを含む超音波診断装置の制御方法であって、設定された画像化条件に従って、超音波プローブから被検体に向けて超音波ビームの送受信を行い且つ超音波プローブから出力される受信信号を画像化して被検体の超音波画像を生成する工程と、超音波プローブが空中放射状態と被検体への接触状態のいずれにあるかを判定する工程と、超音波プローブが被検体への接触状態から空中放射状態に遷移したと判定された場合に画像化条件を変更し且つ変更された画像化条件を用いて超音波画像を生成する工程とを含む方法である。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、超音波プローブが被検体への接触状態から空中放射状態に遷移したと判定された場合に画像化条件を変更し且つ画像化部を制御することにより変更された画像化条件にて超音波画像を生成するので、撮像部位を変更する場合に変更直前の撮像部位に関わらずに安定した画質の超音波画像を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の実施の形態１に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。
【図２】受信部の内部構成を示すブロック図である。
【図３】Ｂモード処理部の内部構成を示すブロック図である。
【図４】実施の形態１におけるＢモード画像を示す図である。
【図５】複数の関心領域が設定されたＢモード画像を示す図である。
【図６】複数の観察点が設定されたＢモード画像を示す図である。
【図７】実施の形態１の動作を示すフローチャートである。
【図８】実施の形態２の動作を示すフローチャートである。
【図９】実施の形態３に係る超音波診断装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】実施の形態３の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１
図１に、この発明の実施の形態１に係る超音波診断装置の構成を示す。超音波診断装置は、アレイトランスデューサ１Ａを内蔵する超音波プローブ１を備え、この超音波プローブ１に送受信部２を介して画像生成部３が接続され、さらに、画像生成部３に表示制御部４を介して表示部５が接続されている。
【００１５】
送受信部２は、超音波プローブ１のアレイトランスデューサ１Ａに接続された送信部６および受信部７と、これら送信部６および受信部７に接続された送受信制御部８を有している。画像生成部３は、送受信部２の受信部７に接続されたＢモード処理部９と、Ｂモード処理部９に接続されたＤＳＣ（Digital Scan Converter）１０を有しており、表示制御部４は、ＤＳＣ１０に接続されている。
また、画像生成部３のＤＳＣ１０に部位判別部１１およびプローブ状態判定部１２がそれぞれ接続されている。
送受信部２の送受信制御部８、画像生成部３のＢモード処理部９およびＤＳＣ１０、表示制御部４、部位判別部１１およびプローブ状態判定部１２に装置制御部１４が接続されている。さらに、装置制御部１４に、画像化条件メモリ１５と操作部１６および格納部１７がそれぞれ接続されている。
【００１６】
超音波プローブ１のアレイトランスデューサ１Ａは、１次元又は２次元に配列された複数の超音波トランスデューサを有している。これらの超音波トランスデューサは、それぞれ送信部６から供給される駆動信号に従って超音波を送信すると共に被検体からの超音波エコーを受信して受信信号を出力する。各超音波トランスデューサは、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）に代表される圧電セラミックや、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）に代表される高分子圧電素子、ＰＭＮ−ＰＴ（マグネシウムニオブ酸・チタン酸鉛固溶体）に代表される圧電単結晶等からなる圧電体の両端に電極を形成した振動子によって構成される。
【００１７】
そのような振動子の電極に、パルス状又は連続波の電圧を印加すると、圧電体が伸縮し、それぞれの振動子からパルス状又は連続波の超音波が発生して、それらの超音波の合成により超音波ビームが形成される。また、それぞれの振動子は、伝搬する超音波を受信することにより伸縮して電気信号を発生し、それらの電気信号は、超音波の受信信号として出力される。
【００１８】
送受信部２は、設定された超音波ビーム走査条件に従って超音波ビームの送受信を行い、画像生成部３は、設定された超音波画像生成条件に従ってＢモード画像信号を生成するもので、これら送受信部２および画像生成部３により画像化部が構成されている。また、送受信部２に対する超音波ビーム走査条件と画像生成部３に対する超音波画像生成条件により画像化部に対する画像化条件が構成されている。
なお、画像化条件のうち、超音波ビーム走査条件としては、超音波ビームの送信周波数、焦点位置、表示深さ等が挙げられ、超音波画像生成条件としては、音速、検波条件、ゲイン、ダイナミックレンジ、階調カーブ、スペックル抑制強度、エッジ強調度等を挙げることができる。
【００１９】
送受信部２の送信部６は、例えば、複数のパルス発生器を含んでおり、送受信制御部８からの制御信号に応じて選択された送信遅延パターンに基づいて、アレイトランスデューサ１Ａの複数の超音波トランスデューサから送信される超音波が超音波ビームを形成するようにそれぞれの駆動信号の遅延量を調節して複数の超音波トランスデューサに供給する。
【００２０】
受信部７は、図２に示されるように、増幅部１８とＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換部１９が順次直列に接続された構成を有している。受信部７は、アレイトランスデューサ１Ａの各超音波トランスデューサから送信される受信信号を増幅部１８で増幅し、Ａ／Ｄ変換部１９でＡ／Ｄ変換してデジタルの受信データを生成する。
送受信制御部８は、装置制御部１４から伝送される各種の制御信号に基づき、繰り返し周波数（ＰＲＦ：Pulse Repetition Frequency）間隔で被検体への超音波パルスの送信と被検体からの超音波エコーの受信が繰り返し行われるように、送信部６および受信部７を制御する。
【００２１】
画像生成部３のＢモード処理部９は、図３に示されるように、ビームフォーマ２０と信号処理部２１とが順次直列に接続された構成を有している。ビームフォーマ２０は、装置制御部１４からの制御信号に応じて選択された受信遅延パターンに基づいて設定される音速または音速の分布に従い、送受信部２の受信部７から出力された受信データにそれぞれの遅延を与えて加算することにより、受信フォーカス処理を行う。この受信フォーカス処理により、整相加算され超音波エコーの焦点が絞り込まれた音線信号が生成される。
信号処理部２１は、ビームフォーマ２０で生成された音線信号に対し、超音波の反射位置の深度に応じて距離による減衰の補正を施した後、包絡線検波処理を施し、さらに、階調処理等の各種の必要な画像処理を施すことにより、被検体内の組織に関する断層画像情報であるＢモード画像信号を生成する。
画像生成部３のＤＳＣ１０は、信号処理部２１で生成されたＢモード画像信号を通常のテレビジョン信号の走査方式に従う画像信号に変換（ラスター変換）する。
【００２２】
表示制御部４は、画像生成部３により生成されたＢモード画像信号に基づいて、表示部５にＢモード画像を表示させる。
表示部５は、例えば、ＬＣＤ（liquid crystal display）等のディスプレイ装置を含んでおり、表示制御部４の制御の下で、Ｂモード画像を表示する。
【００２３】
部位判別部１１は、画像生成部３で生成されたＢモード画像信号に基づいて、被検体の撮像部位を判別する。
プローブ状態判定部１２は、画像生成部３で生成されたＢモード画像に基づき、超音波プローブ１が、被検体の体表に接触して超音波を被検体の体内に放射する接触状態と、被検体の体表から離れて超音波を空中に放射する空中放射状態のいずれにあるかを判定する。
装置制御部１４は、操作者により操作部１６から入力された指令に基づいて、送受信制御部８、Ｂモード処理部９、ＤＳＣ１０、表示制御部４、部位判別部１１およびプローブ状態判定部１２の制御を行う。
【００２４】
画像化条件メモリ１５は、被検体の複数の撮像部位に対してそれぞれ設定された複数の部位別画像化条件と、被検体の複数の撮像部位に共通の部位判別用画像化条件を予め保存している。複数の部位別画像化条件は、それぞれ対応する撮像部位の診断に適したＢモード画像を取得するためのものである。一方、部位判別用画像化条件は、特定の撮像部位に対応することなく、すべての撮像部位に共通で、正確な部位判別を行うことを主眼に置いたＢモード画像を取得するためのものである。
【００２５】
また、操作部１６は、操作者が入力操作を行うためのもので、キーボード、マウス、トラックボール、タッチパネル等から形成することができる。
格納部１７は、動作プログラム等を格納するもので、ハードディスク、フレキシブルディスク、ＭＯ、ＭＴ、ＲＡＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＳＤカード、ＣＦカード、ＵＳＢメモリ等の記録メディア、またはサーバ等を用いることができる。
【００２６】
ここで、部位判別部１１における部位判別の方法について説明する。
被検体の撮像部位としては、例えば、心臓、右腹部、左腹部、膀胱等を挙げることができる。もちろん、その他の各種の撮像部位を判別するように構成することもできる。
部位判別部１１は、予め、複数の撮像部位の典型的なパターンデータを記憶しており、画像生成部３のＤＳＣ１０から出力された撮像部位のＢモード画像信号について、予め記憶している複数のパターンデータに対するそれぞれの類似度を算出する。この類似度の算出には、周知のマッチング技術を用いることができる。また、マッチング技術の他、例えば、Csurka et al.: Visual Categorization with Bags of Keypoints, Proc. of ECCV Workshop on Statistical Learning in Computer Vision, pp. 59-74 (2004) に記載されている機械学習手法、あるいは、Krizhevsk et al.: ImageNet Classification with Deep Convolutional Neural Networks, Advances in Neural Information Processing Systems 25, pp.1106-1114 (2012) に記載されているDeep Learningを用いた一般画像認識手法等を用いて類似度の算出を行うこともできる。
【００２７】
これらの方法により、部位判別部１１は、撮像部位のＢモード画像信号について、複数の撮像部位との類似度スコアをそれぞれ算出し、最も高い類似度スコアを有する撮像部位を判別結果とする。例えば、心臓に対する類似度スコアが５、右腹部に対する類似度スコアが１０、左腹部に対する類似度スコアが６、膀胱に対する類似度スコアが３であった場合、撮像された撮像部位は、類似度スコアが最も高い右腹部である、との判別結果が得られる。
【００２８】
このとき、部位判別に先立って、操作者が操作部１６を介して被検体情報（体格、性別等）を入力し、被検体情報に応じて部位判別に使用されるパターンデータを変更することもできる。すなわち、撮像部位毎に、体格の大小および性別の違い等に応じた複数のパターンデータを記憶しておき、入力された被検体情報に対応するパターンデータを用いて部位判別を行う。このようにすれば、被検体の体格および性別等の違いに起因する誤判別を防止して、部位判別の精度を向上させることが可能となる。
なお、部位判別部１１による部位判別は、１つの撮像部位に対して、Ｂモード画像の表示フレーム毎に行うこともでき、また、数フレームに１回の割合で行うこともできる。
【００２９】
プローブ状態判定部１２は、超音波プローブ１が被検体への接触状態と空中放射状態のいずれにあるかを判定するが、この判定は、画像生成部３で生成されたＢモード画像を解析することにより行うことができる。一般に、超音波プローブ１が被検体の体表に接触して超音波を被検体の体内に放射する場合には、図４に示されるように、Ｂモード画像２２内に何らかの構造物すなわち被検体内の組織が描出されるが、超音波プローブ１が被検体の体表から離れて超音波を空中に放射する場合には、Ｂモード画像２２内に構造物が描出されない。
そこで、Ｂモード画像２２の輝度分布に基づいてＢモード画像２２内の構造物の有無を検知し、Ｂモード画像２２内に構造物の存在が検知される場合に、超音波プローブ１が被検体への接触状態にあると判定し、Ｂモード画像２２内に構造物の存在が検知されない場合に、超音波プローブ１が空中放射状態にあると判定することができる。
【００３０】
具体的には、図５に示されるように、Ｂモード画像２２を複数の領域２３に分割し、各領域２３内の輝度の分散または最大輝度と最小輝度の差分を指標値として求め、予め設定された設定値以上の指標値を有する領域２３の個数が予め設定されたしきい値以上である場合に、プローブ状態判定部１２は、超音波プローブ１が被検体への接触状態にあると判定する。一方、予め設定された設定値以上の指標値を有する領域２３の個数が予め設定されたしきい値未満であれば、プローブ状態判定部１２は、超音波プローブ１が空中放射状態にあると判定する。
【００３１】
さらに、上述した各領域２３の輝度の指標値に基づく解析に加え、図６に示されるように、Ｂモード画像２２内に複数の観察点２４を設定し、各観察点２４のフレーム間の移動量を検知して、超音波プローブ１の状態を判定することもできる。
プローブ状態判定部１２は、各観察点２４のフレーム間の移動量が設定値以下の観察点２４の個数が予め設定されたしきい値以上である場合に、超音波プローブ１の動きが安定したと判断し、各領域２３の輝度の指標値に基づいて超音波プローブ１が被検体への接触状態と空中放射状態のいずれにあるかを判定してもよい。
【００３２】
また、超音波プローブ１が空中放射状態にある場合には、ほぼ同じＢモード画像が取得されると考えられるため、超音波プローブ１が空中放射状態の場合のＢモード画像を予め保持しておき、テンプレートマッチング等のマッチング技術を用いて、プローブ状態判定部１２が超音波プローブ１の状態を判定することもできる。
【００３３】
部位判別部１１により部位判別を実施するか否かは、プローブ状態判定部１２による超音波プローブ１の状態の判定結果に基づいて、装置制御部１４により制御されている。すなわち、装置制御部１４は、プローブ状態判定部１２により超音波プローブ１が空中放射状態にあると判定された場合には、部位判別を実施せず、プローブ状態判定部１２により超音波プローブ１が空中放射状態から被検体への接触状態に遷移したと判定された場合に、部位判別を実施するように、部位判別部１１を制御する。
【００３４】
なお、画像化条件メモリ１５に保存されている部位判別用画像化条件は、例えば、以下のように設定された諸条件の少なくとも１つを含んでいる。
（１）画像ゲイン
プローブ状態判定部１２における画像解析の結果を用い、各領域２３の平均輝度あるいは画面全体の平均輝度が、この超音波診断装置で予め定められている目標の所定範囲に収まるように設定される。例えば、超音波診断装置で予め定められている最大輝度に対して１０％小さい値の最大値と超音波診断装置で予め定められている最小輝度に対して１０％大きい値の最小値との間に収まるように、領域２３の平均輝度あるいは画面全体の平均輝度が設定される。
（２）画像ダイナミックレンジ
プローブ状態判定部１２における画像解析の結果を用い、各領域２３の平均輝度、画面全体の平均輝度、あるいは画面全体のダイナミックレンジが、この超音波診断装置で予め定められている目標の所定範囲に収まるように設定される。
（３）階調カーブ
特定の階調範囲を強調しないようにリニアに設定される。
（４）シャープネス強調度、スペックル抑制度、エッジ強調度
０（強調しない）に設定される。
（５）画像の表示深度
最大深度の中間の値に設定される。
（６）画像の焦点位置
画像の表示深度の中間地点に設定される。
（７）画像の送信周波数
超音波プローブ１のアレイトランスデューサ１Ａの送信帯域のうち中間的な周波数に設定される。
【００３５】
次に、図７のフローチャートを参照して実施の形態１の動作について説明する。
予め、初期設定として、装置制御部１４により、画像化条件メモリ１５に予め保存されている部位判別用画像化条件が選択され、この部位判別用画像化条件に従って画像化を行うように送受信部２および画像生成部３が制御されるものとする。
【００３６】
まず、ステップＳ１で、送受信部２により超音波プローブ１のアレイトランスデューサ１Ａの複数の超音波トランスデューサを用いた超音波ビームの送受信および走査が行われ、被検体からの超音波エコーを受信した各超音波トランスデューサから受信信号が受信部７に出力され、受信部７で増幅およびＡ／Ｄ変換されて受信データが生成される。
さらに、ステップＳ２で、受信データは画像生成部３に入力され、Ｂモード処理部９で受信フォーカス処理が行われた後にＤＳＣ１０で信号変換されてＢモード画像信号が生成される。このＢモード画像信号は、画像生成部３から表示制御部４に出力され、Ｂモード画像が表示部５に表示される。
【００３７】
また、画像生成部３のＤＳＣ１０から出力されたＢモード画像信号は、部位判別部１１およびプローブ状態判定部１２に入力され、ステップＳ３で、プローブ状態判定部１２により、超音波プローブ１が被検体への接触状態と空中放射状態のいずれにあるかが判定される。
【００３８】
ステップＳ３において、超音波プローブ１が空中放射状態ではなく、被検体の体表に接触した接触状態にあると判定されると、ステップＳ４で、部位判別部１１により部位判別が実施され、部位判別部１１から装置制御部１４に判別結果が出力される。このとき、初期設定として選択されている部位判別用画像化条件は、特定の撮像部位に対応することなく、すべての撮像部位に共通の条件であり、この部位判別用画像化条件に従って画像化がなされることで、撮像部位がいずれの撮像部位であっても、安定したＢモード画像を取得することができ、ステップＳ４において、部位判別部１１により正確な部位判別を行うことが可能となる。
【００３９】
そして、ステップＳ５で、装置制御部１４により、部位判別部１１の判別結果に応じた部位別画像化条件の設定が行われる。装置制御部１４は、部位判別部１１から入力された判別結果に基づき、画像化条件メモリ１５に予め保存されている複数の部位別画像化条件から判別結果に応じた部位別画像化条件を選択し、選択された部位別画像化条件で画像化が行われるように送受信部２および画像生成部３を制御する。
【００４０】
このように部位判別部１１の判別結果に応じた部位別画像化条件が設定された状態で、ステップＳ６およびＳ７において画像化が行われる。すなわち、ステップＳ６で、画像化条件メモリ１５から選択した部位別画像化条件に含まれる超音波ビーム走査条件に従って超音波ビームの送受信および走査が行われ、ステップＳ７で、選択した部位別画像化条件に含まれる超音波画像生成条件に従って受信信号からＢモード画像信号が生成され、表示部５にＢモード画像が表示される。
このステップＳ６およびＳ７における画像化は、続くステップＳ８で、超音波プローブ１が被検体への接触状態から空中放射状態に遷移したと判定されるまで続けられ、これにより、撮像部位の検査が実施される。
【００４１】
そして、ステップＳ８で、プローブ状態判定部１２により、超音波プローブ１が被検体への接触状態から空中放射状態に遷移したと判定されると、ステップＳ９に進み、装置制御部１４により、部位判別用画像化条件の設定が行われる。すなわち、装置制御部１４は、超音波プローブ１が被検体への接触状態から空中放射状態に遷移したことから、撮像部位が変更されると判断し、画像化条件メモリ１５に予め保存されている部位判別用画像化条件を選択し、選択された部位判別用画像化条件で画像化が行われるように送受信部２および画像生成部３を制御する。
【００４２】
このように部位判別用画像化条件が設定された状態で、ステップＳ１に戻り、ステップＳ１およびＳ２において画像化が行われ、続くステップＳ３で、超音波プローブ１が空中放射状態から被検体への接触状態に遷移したと判定されると、ステップＳ４に進み、部位判別部１１による部位判別が実施される。
ステップＳ９で、部位別画像化条件から部位判別用画像化条件に変更された後に、ステップＳ１およびＳ２で画像化されているため、ステップＳ４で部位判別に用いられるＢモード画像は、新たな撮像部位がいずれの撮像部位であっても、安定した画質を有しており、このため、部位判別部１１により正確な部位判別を行うことが可能となる。
【００４３】
このようにして、プローブ状態判定部１２により、超音波プローブ１が被検体への接触状態から空中放射状態に遷移したと判定される毎に、部位判別用画像化条件が設定され、部位判別用画像化条件に従って生成されたＢモード画像に基づいて部位判別部１１による部位判別が実施されるので、撮像部位を変更する場合に変更直前の撮像部位に関わらずに安定した画質の超音波画像を取得し、正確な部位判別を行うことができる。
【００４４】
なお、ステップＳ９で、装置制御部１４が設定する部位判別用画像化条件は、部位判別部１１における部位判別の方式に応じて調整することもできる。例えば、類似度算出のためのマッチングを低解像度で行なう場合には、ゲイン、ダイナミックレンジ等、画像の輝度および階調に大きく影響する条件は、部位別画像化条件からすべての撮像部位に共通のものに変更することが好ましいが、シャープネス強調度、スペックル抑制度等、画像の輝度および階調に対する影響が小さいものは、変更しないで、それぞれの部位別画像化条件に含まれるものをそのまま使用してもよい。
逆に、テクスチャ特徴量等を用いてマッチングする場合は、シャープネス強調度、スペックル抑制度等についても、部位別画像化条件からすべての撮像部位に共通のものに変更することが望ましい。
【００４５】
また、ステップＳ４で、部位判別部１１により部位判別が完了した後、部位判別部１１から出力される判別結果に基づき、ステップＳ５で、部位別画像化条件を設定する場合には、部位判別時の部位判別用画像化条件から部位別画像化条件に即座に変更するのではなく、複数フレームにわたって徐々に条件を変化させることもできる。
例えば、部位判別の際に用いた部位判別用画像化条件におけるゲインの値が「６０」で、部位判別後に設定される部位別画像化条件におけるゲインの値が「８０」であるとした場合、５フレームにわたって１フレーム毎に「４」だけゲインの値を増加させることにより、部位判別用画像化条件から部位別画像化条件に徐々に変更させる。
このようにすることで、部位判別のためのＢモード画像から撮像部位検査のためのＢモード画像まで画質をなだらかに変化させることができ、急激な画質の変化に起因する違和感を抑制することが可能となる。
【００４６】
実施の形態２
上記の実施の形態１では、ステップＳ８で、プローブ状態判定部１２により、超音波プローブ１が被検体への接触状態から空中放射状態に遷移したと判定された場合に、即座にステップＳ９に進んで、部位判別用画像化条件の設定を行ったが、これに限るものではない。
例えば、図８に示されるように、ステップＳ８で、プローブ状態判定部１２により、超音波プローブ１が被検体への接触状態から空中放射状態に遷移したと判定された後、ステップＳ１０で、予め設定された設定数Ｎｔｈのフレームにわたり連続してプローブ状態判定部１２により超音波プローブ１が空中放射状態にあると判定された場合に、ステップＳ９に進んで、部位判別用画像化条件の設定を行うようにしてもよい。
【００４７】
装置制御部１４は、設定数Ｎｔｈのフレームにわたり連続して超音波プローブ１が空中放射状態にある場合には、操作者が撮像部位を移行する目的で超音波プローブ１を被検体の体表から離したものと判断して、部位判別用画像化条件を設定する。一方、設定数Ｎｔｈより少ない数のフレームでのみ超音波プローブ１が空中放射状態となった後に被検体への接触状態に戻った場合は、装置制御部１４は、撮像部位の撮像中に操作者が意図することなく超音波プローブ１が瞬間的に被検体の体表から離れて浮いてしまったものと判断し、それまで設定されていた部位別画像化条件をそのまま使用する。
【００４８】
このようにすれば、撮像部位を移行する目的で超音波プローブ１が空中放射状態になったことを確実に認識して、部位判別用画像化条件の設定を行うことができる。
なお、設定数Ｎｔｈとしては、例えば、「９０」等、フレーム数を直接設定することもでき、あるいは、「３秒」等の時間を入力し、フレームレートに応じて自動的にフレーム数に換算するようにしてもよい。
【００４９】
実施の形態３
図９に、実施の形態３に係る超音波診断装置の構成を示す。この超音波診断装置は、図１に示した実施の形態１の超音波診断装置において、超音波プローブ１が動きセンサ１Ｂを内蔵し、装置制御部１４の代わりに装置制御部１４Ａを用いたものである。
動きセンサ１Ｂは、超音波プローブ１の動き量を検知するもので、具体的には、加速度センサ、姿勢センサ等から構成されている。
装置制御部１４Ａは、プローブ状態判定部１２により超音波プローブ１が被検体への接触状態から空中放射状態に遷移したと判定され且つ動きセンサ１Ｂにより検知された超音波プローブ１の動き量が予め設定されたしきい値Ｍｔｈ以上である場合に、部位判別用画像化条件の設定を行う。
【００５０】
この実施の形態３においては、図１０に示されるように、ステップＳ８で、プローブ状態判定部１２により、超音波プローブ１が被検体への接触状態から空中放射状態に遷移したと判定された後、ステップＳ１１で、動きセンサ１Ｂより検知された超音波プローブ１の動き量が予め設定されたしきい値Ｍｔｈ以上であると判定された場合に、ステップＳ９に進んで、部位判別用画像化条件の設定が行われる。
【００５１】
装置制御部１４は、超音波プローブ１の動き量がしきい値Ｍｔｈ以上の場合には、操作者が意図的に超音波プローブ１を被検体の体表から離したものと判断して、部位判別用画像化条件を設定する。一方、超音波プローブ１の動き量がしきい値Ｍｔｈより小さい場合は、装置制御部１４は、超音波プローブ１の空中放射状態が意図的なものではなく、撮像部位の撮像中に超音波プローブ１が瞬間的に被検体の体表から離れて浮いてしまったものと判断し、それまで設定されていた部位別画像化条件をそのまま使用する。
このようにすれば、撮像部位を移行する目的で意図的に超音波プローブ１を空中放射状態にしたことを確実に認識して、部位判別用画像化条件の設定を行うことができる。
【００５２】
この発明によれば、撮像部位を変更する場合に変更直前の撮像部位に関わらずに安定した画質の超音波画像を得ることができるので、救命救急におけるＦＡＳＴ（Focused Assessment with Sonography for Trauma）検査のように、予め決められた手順で複数の撮像部位を順次検査する場合に、検査部位に対する部位判別を精度よく行うことが可能となる。
【符号の説明】
【００５３】
１  超音波プローブ、１Ａ  アレイトランスデューサ、１Ｂ  動きセンサ、２  送受信部、３  画像生成部、４  表示制御部、５  表示部、６  送信部、７  受信部、８  送受信制御部、９  Ｂモード処理部、１０  ＤＳＣ、１１  部位判別部、１２  プローブ状態判定部、１４，１４Ａ  装置制御部、１５  画像化条件メモリ、１６  操作部、１７  格納部、１８  増幅部、１９  Ａ／Ｄ変換部、２０  ビームフォーマ、２１  信号処理部、２２  Ｂモード画像、２３  領域、２４  観察点。
【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６】
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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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【国際調査報告】
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