(57)【要約】被検体に対するユーザの診断精度を向上させ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。超音波診断装置（１）は、アレイトランスデューサ（２）を有する超音波プローブ（２１）と、アレイトランスデューサ（２）からマイクロバブルを含む造影剤が導入された被検体に向けて超音波ビームの送受信を行い且つアレイトランスデューサ（２）から出力される受信信号を画像化して超音波画像を生成する画像化部（１１）と、生成された超音波画像を表示する表示部（７）と、１つの断面に対応して生成された超音波画像に基づいてマイクロバブルの動きを追跡して１つの断面におけるマイクロバブルの軌跡を取得し、取得した軌跡を表示部（７）に表示するバブル追跡部（８）と、取得されたマイクロバブルの軌跡のうち定められた時間範囲における始点と終点との間の距離が定められた値未満である軌跡を特定点として検出し、検出した特定点を表示部（７）に表示する特定点検出部（９）とを備える。
2019058753.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アレイトランスデューサを有する超音波プローブと、
前記アレイトランスデューサからマイクロバブルを含む造影剤が導入された被検体に向けて超音波ビームの送受信を行い且つ前記アレイトランスデューサ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、
前記画像化部により生成された前記超音波画像を表示する表示部と、
１つの断面に対応して前記画像化部により生成された前記超音波画像に基づいて前記マイクロバブルの動きを追跡して前記１つの断面における前記マイクロバブルの軌跡を取得し、取得した軌跡を前記表示部に表示するバブル追跡部と、
前記バブル追跡部により取得された前記マイクロバブルの軌跡のうち定められた時間範囲における始点と終点との間の距離が定められた値未満である軌跡を特定点として検出し、検出した前記特定点を前記表示部に表示する特定点検出部とを備える超音波診断装置。
【請求項２】
前記特定点検出部により前記特定点が検出された場合に、前記１つの断面とは異なる断面に対応する超音波画像が得られるようにユーザに向けたメッセージを作成するメッセージ作成部をさらに備える請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記異なる断面は、前記１つの断面に対して傾斜し且つ前記特定点を通る断面である請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記メッセージ作成部は、前記特定点検出部により複数の前記特定点が検出された場合に、それぞれの前記特定点を通る複数の前記断面に対応する超音波画像が得られるようにユーザに向けたメッセージを作成する請求項３に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記異なる断面は、前記１つの断面に対して平行な複数の断面である請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記メッセージ作成部は、前記超音波プローブの位置を移動させて前記画像化部により前記超音波画像を生成する旨の前記メッセージを作成する請求項３〜５のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記異なる断面は、前記１つの断面に対して互いに異なる傾斜角度を有する複数の断面である請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記超音波プローブは、前記アレイトランスデューサから超音波ビームを３次元的に走査することができるプローブであり、
前記メッセージ作成部は、前記超音波プローブの位置を固定したまま互いに異なる傾斜角度の走査面に沿った超音波ビームの送受信を行って、前記画像化部により前記超音波画像を生成する旨の前記メッセージを作成する請求項７に記載の超音波診断装置。
【請求項９】
前記バブル追跡部は、前記異なる断面に対して生成された前記超音波画像に基づいて前記異なる断面における前記マイクロバブルの動きを追跡して、前記マイクロバブルの軌跡を取得し、取得した軌跡を前記表示部に表示する請求項２〜８のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項１０】
前記造影剤は、前記被検体の血管内に導入され、
前記バブル追跡部により取得された前記マイクロバブルの軌跡に基づいて前記被検体の血管像を作成する血管像作成部をさらに備える請求項１〜９のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項１１】
前記血管像作成部により作成された前記血管像から前記被検体の血管情報を取得する血管情報取得部をさらに備える請求項１０に記載の超音波診断装置。
【請求項１２】
前記血管情報は、血管の形、血管の太さ、血管の本数および血液の流速のうち少なくとも１つである請求項１１に記載の超音波診断装置。
【請求項１３】
前記血管情報取得部により取得された前記血管情報に基づいて前記被検体の診断を行う診断部をさらに備える請求項１１または１２に記載の超音波診断装置。
【請求項１４】
前記特定点検出部は、検出した前記特定点の色の変更および前記特定点へのマーキングの少なくとも一方を行うことにより前記特定点を前記表示部に強調表示させる請求項１〜１３のいずれか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項１５】
マイクロバブルを含む造影剤が導入された被検体に向けて超音波ビームの送受信を行い且つ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し、
生成された超音波画像を表示し、
１つの断面に対応して生成された前記超音波画像に基づいて前記マイクロバブルの動きを追跡して前記１つの断面における前記マイクロバブルの軌跡を取得し、取得した軌跡を表示し、
前記マイクロバブルの軌跡のうち定められた時間範囲における始点と終点との間の距離が定められた値未満である軌跡を特定点として検出し、検出した前記特定点を表示する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】
本発明は、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、造影剤が導入された被検体の部位を撮像する超音波診断装置および超音波診断装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、被検体の内部の画像を得るものとして、超音波診断装置が知られている。一般的に、超音波診断装置は、複数の素子が配列されたアレイトランスデューサから被検体内に向けて超音波ビームを送信し、被検体からの超音波エコーをアレイトランスデューサで受信して素子データを取得する。さらに、超音波診断装置は、取得した素子データを電気的に処理して、被検体の部位が写る超音波画像を生成することができる。【０００３】
このように、超音波診断装置を用いて被検体の超音波画像を生成する際に、マイクロバブルを含む造影剤が導入された被検体に対して超音波ビームを送信すると共に、被検体からの超音波エコーを受信して超音波画像を生成することがある。この場合には、被検体に導入された造影剤のマイクロバブルは、超音波診断装置のアレイトランスデューサから送信された超音波ビームによる変形または破壊に伴う非線形応答を示す。このとき、送信された超音波ビームの周波数をｆとした場合に、マイクロバブルに対する応答信号には、２ｆ、３ｆ等の高調波信号が含まれる。一方、アレイトランスデューサにより受信される超音波エコーには、マイクロバブル以外の組織からの反射信号が含まれ、このような組織からの反射信号にも、組織の非線形応答により発生する高調波信号が含まれている。しかし、マイクロバブルからの高調波信号の発生比率は、組織からの高調波信号の発生比率に対して極めて高いため、アレイトランスデューサにより受信された超音波エコーにおける高調波信号の帯域を画像化することで、造影剤が導入された箇所が明確に写し出された超音波画像を得ることができる。
ユーザは、このような超音波画像に基づいて被検体の部位等を診断することが多いため、ユーザが正確な診断を行うことができるように、超音波診断装置において種々の改良がなされている。【０００４】
例えば、特許文献１に、造影剤が導入された被検体に向けて、造影剤に含まれるマイクロバブルを破壊しない低出力の超音波パルスを送信しながら、マイクロバブルを破壊する高出力の超音波パルスをユーザにより指示されたタイミングで送信する超音波診断装置が開示されている。特許文献１に開示されている超音波診断装置は、高出力の超音波パルスにより一部が破壊され分離して小さな塊となったマイクロバブルを追跡することにより、ひとつひとつの血管内を流れるマイクロバブルの速度および量を反映させた超音波画像を得ることができる。【０００５】
また、特許文献２に、造影剤が導入された被検体に対して生成した超音波画像内に複数の領域を設定し、設定された複数の領域における信号強度に基づいて造影剤に含まれるマイクロバブルを追跡する超音波診断装置が開示されている。特許文献２に開示されている超音波診断装置は、１つの領域を基準として各領域に造影剤が流入した相対的な時間を算出し、算出した相対的な時間に応じて各領域を色分けして表示することにより、複数の領域間の相対的な造影剤の流入時間を視認しやすく提示することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１４１７９８号公報
【特許文献２】特開２０１０−９４２２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１および２では、生成された超音波画像の断面に沿って延びた血管については、血管内に導入された造影剤のマイクロバブルを追跡することができるが、生成された超音波画像の断面に対して垂直に貫く方向または傾斜して貫く方向に沿って延びた血管については考慮していない。
そのため、特許文献１および２に開示されている超音波診断装置は、ユーザに対し、唯１つの断面に対応する超音波画像から得られる情報を示すのみであり、ユーザがこのような情報に基づいて診断を行うことにより、結果的に、ユーザの診断精度が低下するおそれがあった。【０００８】
本発明は、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あり、被検体に対するユーザの診断精度を向上させ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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の超音波診断装置は、アレイトランスデューサを有する超音波プローブと、アレイトランスデューサからマイクロバブルを含む造影剤が導入された被検体に向けて超音波ビームの送受信を行い且つアレイトランスデューサ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、画像化部により生成された超音波画像を表示する表示部と、１つの断面に対応して画像化部により生成された超音波画像に基づいてマイクロバブルの動きを追跡して１つの断面におけるマイクロバブルの軌跡を取得し、取得した軌跡を表示部に表示するバブル追跡部と、バブル追跡部により取得されたマイクロバブルの軌跡のうち定められた時間範囲における始点と終点との間の距離が定められた値未満である軌跡を特定点として検出し、検出した特定点を表示部に表示する特定点検出部とを備える。【００１０】
また、超音波診断装置は、特定点検出部により特定点が検出された場合に、１つの断面とは異なる断面に対応する超音波画像が得られるようにユーザに向けたメッセージを作成するメッセージ作成部をさらに備えることが好ましい。
また、異なる断面は、１つの断面に対して傾斜し且つ特定点を通る断面であることが好ましい。
このとき、メッセージ作成部は、特定点検出部により複数の特定点が検出された場合に、それぞれの特定点を通る複数の断面に対応する超音波画像が得られるようにユーザに向けたメッセージを作成することが好ましい。【００１１】
また、異なる断面は、１つの断面に対して平行な複数の断面であってもよい。
また、メッセージ作成部は、超音波プローブの位置を移動させて画像化部により超音波画像を生成する旨のメッセージを作成することが好ましい。【００１２】
また、異なる断面は、１つの断面に対して互いに異なる傾斜角度を有する複数の断面であってもよい。
さらに、超音波プローブは、アレイトランスデューサから超音波ビームを３次元的に走査することができるプローブであることが好ましい。メッセージ作成部は、超音波プローブの位置を固定したまま互いに異なる傾斜角度の走査面に沿った超音波ビームの送受信を行って、画像化部により超音波画像を生成する旨のメッセージを作成することが好ましい。【００１３】
バブル追跡部は、異なる断面に対して生成された超音波画像に基づいて異なる断面におけるマイクロバブルの動きを追跡して、マイクロバブルの軌跡を取得し、取得した軌跡を表示部に表示することが好ましい。【００１４】
また、造影剤は、被検体の血管内に導入され、超音波診断装置は、バブル追跡部により取得されたマイクロバブルの軌跡に基づいて被検体の血管像を作成する血管像作成部をさらに備えることが好ましい。
このとき、超音波診断装置は、血管像作成部により作成された血管像から被検体の血管情報を取得する血管情報取得部をさらに備えることが好ましい。
血管情報は、血管の形、血管の太さ、血管の本数および血液の流速のうち少なくとも１つであることが好ましい。【００１５】
また、超音波診断装置は、血管情報取得部により取得された血管情報に基づいて被検体の診断を行う診断部をさらに備えることが好ましい。
また、特定点検出部は、検出した特定点の色の変更および特定点へのマーキングの少なくとも一方を行うことにより特定点を表示部に強調表示させることが好ましい。【００１６】
本発明の超音波診断装置の制御方法は、マイクロバブルを含む造影剤が導入された被検体に向けて超音波ビームの送受信を行い且つ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し、生成された超音波画像を表示し、１つの断面に対応して生成された超音波画像に基づいてマイクロバブルの動きを追跡して１つの断面におけるマイクロバブルの軌跡を取得し、取得した軌跡を表示し、マイクロバブルの軌跡のうち定められた時間範囲における始点と終点との間の距離が定められた値未満である軌跡を特定点として検出し、検出した特定点を表示する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、超音波診断装置は、バブル追跡部により取得されたマイクロバブルの軌跡のうち定められた時間範囲における始点と終点との間の距離が定められた値未満である軌跡を特定点として検出し、検出した特定点を表示部に表示する特定点検出部を備えるため、被検体に対するユーザの診断精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態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】本発明の実施の形態１における受信部の内部構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１における画像生成部の内部構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る超音波診断装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態１において検出された特定点に対するメッセージの表示例である。
【図６】本発明の実施の形態１において検出された特定点を通る異なる断面を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態１において検出された特定点を通る異なる断面に対応した超音波画像の例を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態２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９】本発明の実施の形態２における超音波診断装置の動作を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態２に係る超音波診断装置により、互いに平行な複数の異なる断面に対応して生成された複数の超音波画像を並べた例を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態２に係る超音波診断装置により、互いに異なる傾斜角度を有する複数の異なる断面に対応して生成された複数の超音波画像を並べた例を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態２における血管像作成部により作成された立体的な血管像の表示例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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、本発明の実施の形態１に係る超音波診断装置１の構成を示す。図１に示すように、超音波診断装置１は、アレイトランスデューサ２を備えており、アレイトランスデューサ２に、それぞれ送信部３および受信部４が接続されている。受信部４には、画像生成部５、表示制御部６および表示部７が順次接続されている。また、画像生成部５に、バブル追跡部８が接続され、バブル追跡部８に、特定点検出部９が接続され、特定点検出部９に、メッセージ作成部１０が接続されている。また、バブル追跡部８、特定点検出部９およびメッセージ作成部１０は、それぞれ、表示制御部６に接続している。ここで、送信部３、受信部４および画像生成部５により、画像化部１１が構成されている。
さらに、表示制御部６、バブル追跡部８、特定点検出部９、メッセージ作成部１０および画像化部１１に、装置制御部１２が接続され、装置制御部１２に、操作部１３および格納部１４がそれぞれ接続されている。
【００２０】
また、アレイトランスデューサ２は、超音波プローブ２１に含まれており、表示制御部６、バブル追跡部８、特定点検出部９、メッセージ作成部１０、画像化部１１により、プロセッサ２２が構成されている。
【００２１】
図１に示す超音波プローブ２１のアレイトランスデューサ２は、１次元または２次元に配列された複数の素子（超音波振動子）を有している。これらの素子は、それぞれ送信部３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反射波を受信して受信信号を出力する。各素子は、例えば、ＰＺＴ（Lead Zirconate Titanate：チタン酸ジルコン酸鉛）に代表される圧電セラミック、ＰＶＤＦ（Poly Vinylidene Di Fluoride：ポリフッ化ビニリデン）に代表される高分子圧電素子およびＰＭＮ−ＰＴ（Lead Magnesium Niobate-Lead Titanate：マグネシウムニオブ酸鉛−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を用いて構成される。
【００２２】
画像化部１１の送信部３は、例えば、複数のパルス発生器を含んでおり、装置制御部１２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２の複数の素子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を、遅延量を調節して複数の素子に供給する。このように、アレイトランスデューサ２の素子の電極にパルス状または連続波状の電圧が印加されると、圧電体が伸縮し、それぞれの振動子からパルス状または連続波状の超音波が発生して、それらの超音波の合成波から、超音波ビームが形成される。
【００２３】
送信された超音波ビームは、例えば、被検体の部位等の対象において反射され、超音波プローブ２１のアレイトランスデューサ２に向かって伝搬する。このようにアレイトランスデューサ２に向かって伝搬する超音波は、アレイトランスデューサ２を構成するそれぞれの素子により受信される。この際に、アレイトランスデューサ２を構成する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させ、それらの電気信号は、超音波の受信信号として、それぞれの素子から受信部４に出力される。
【００２４】
画像化部１１の受信部４は、図２に示すように、増幅部１５およびＡＤ（Analog Digital）変換部１６が直列接続された構成を有している。増幅部１５は、アレイトランスデューサ２を構成するそれぞれの素子から入力された超音波の受信信号を増幅し、増幅した受信信号をＡＤ変換部１６に送信する。ＡＤ変換部１６は、増幅部１５から送信された受信信号をデジタル化された素子データに変換し、この素子データを画像生成部５に出力する。
【００２５】
プロセッサ２２の画像生成部５は、図３に示すように、信号処理部１７、ＤＳＣ（Digital Scan Converter：デジタルスキャンコンバータ）１８および画像処理部１９が直列接続された構成を有している。信号処理部１７は、装置制御部１２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き、設定された音速に従う各素子データにそれぞれの遅延を与えて加算（整相加算）を施す、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、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。また、信号処理部１７は、生成された音線信号に対して、超音波が反射した位置の深度に応じて伝搬距離に起因する減衰の補正を施した後、包絡線検波処理を施して、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。このように生成されたＢモード画像信号は、ＤＳＣ１８に出力される。
【００２６】
ＤＳＣ１８は、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ラスター変換する。画像処理部１９は、ＤＳＣ１８において得られた画像データに対して、明るさ補正、諧調補正、シャープネス補正および色補正等の各種の必要な画像処理を施した後、Ｂモード画像信号を表示制御部６に出力する。以下では、このＢモード画像信号を超音波画像と呼ぶ。
【００２７】
プロセッサ２２のバブル追跡部８は、マイクロバブルを含む造影剤が導入された被検体に対して画像生成部５により複数フレームの超音波画像が生成されている場合に、１つの断面に対応して画像生成部５により生成された超音波画像に基づいてマイクロバブルの動きを追跡して、１つの断面におけるマイクロバブルの軌跡を取得し、且つ、取得した軌跡を、表示制御部６を介して表示部７に表示する。マイクロバブルの具体的な追跡方法として、例えば、バブル追跡部８は、画像生成部５により生成された複数フレームの超音波画像を、それぞれ、複数の領域に分割し、分割した領域毎に、いわゆるブロックマッチングを行うことにより、マイクロバブルを追跡することができる。
【００２８】
また、バブル追跡部８は、追跡したマイクロバブルの動きに関する情報として、マイクロバブルに対する追跡時間を、取得した軌跡と併せて保持する。例えば、バブル追跡部８は、マイクロバブルの追跡を開始してから終了するまでの経過時間を保持することができ、マイクロバブルを追跡している間の時刻を保持することもできる。
また、この場合に、例えばバブル追跡部８は、取得した軌跡に対して、マイクロバブルの追跡時間に対応した色のグラデーションを付与し、色付けされた軌跡を表示部７に表示することができる。これにより、ユーザは、マイクロバブルに対する追跡時間を視覚的に且つ簡便に把握することができる。
【００２９】
プロセッサ２２の特定点検出部９は、バブル追跡部８により取得されたマイクロバブルの軌跡に基づいて、特定点を検出し、検出した特定点を、表示制御部６を介して表示部７に表示する。このとき、特定点検出部９は、バブル追跡部８により取得されたマイクロバブルの軌跡のうち定められた時間範囲における始点と終点との間の距離が定められた値未満である軌跡を特定点として検出することができる。
【００３０】
具体的には、例えば、特定点検出部９は、バブル追跡部８がマイクロバブルの追跡を開始した時点から追跡を終了するまでの全体の時間を定められた時間範囲として、追跡を開始した時点におけるマイクロバブルの位置（始点）と追跡を終了した時点におけるマイクロバブルの位置（終点）との間の距離が定められた値未満である軌跡を特定点として検出することができる。また、特定点検出部９は、バブル追跡部８がマイクロバブルの追跡を開始した時点から追跡を終了するまでの全体の時間におけるマイクロバブルの軌跡が全体として一定の半径を有する円に含まれる場合に、始点と終点との間の距離が定められた値未満になると判断して、この軌跡を特定点として検出することもできる。定められた値としては、例えば、予め超音波診断装置１内に記憶された、人の血管の径の平均値、又は、入力された測定箇所に対応した人の血管の径の平均値を用いることができる。定められた値としてユーザが適切な値を入力しても良い。あるいは、観察中の画像のピクセル距離に基づき定められた値を決定しても良い。具体的には、表示部７の画面サイズがＷ９６０×Ｈ６４０であれば、Ｗの１０分の１の９６ピクセルを定められた値の基準とすることができる。画面がズームした場合には、この基準も拡大する。また、超音波診断装置１がモバイル型であり、ユーザが表示部７を縦置きに変えた場合は、Ｈの１０分の１の６４ピクセルを定められた値の基準とすることができる。
【００３１】
また、具体的には、例えば、特定点検出部９は、バブル追跡部８によるマイクロバブルの追跡開始時点と追跡終了時点との間に含まれる一定の時間を定められた時間範囲として、この一定の時間の始めにおけるマイクロバブルの位置（始点）と一定の時間の終わりにおけるマイクロバブルの位置（終点）との間の距離が定められた値未満である軌跡を特定点として検出することができる。また、特定点検出部９は、バブル追跡部８によるマイクロバブルの追跡開始時点と追跡終了時点との間に含まれる一定の時間におけるマイクロバブルの軌跡が全体として一定の半径を有する円に含まれる場合に、一定の時間における始点と終点との間の距離が定められた値未満になると判断して、この軌跡を特定点として検出することもできる。
【００３２】
また、例えば、特定点検出部９は、特定点として検出するパターンのテンプレートおよび特定点以外のテンプレートを予め記憶しておくことができる。この場合に、特定点検出部９は、バブル追跡部８により取得されたマイクロバブルの軌跡に対して予め記憶しているテンプレートの類似度を計算する、いわゆるテンプレートマッチングにより、特定点を検出することもできる。
【００３３】
プロセッサ２２のメッセージ作成部１０は、特定点検出部９により特定点が検出された場合に、特定点を検出した超音波画像に対応する１つの断面とは異なる断面に対応する超音波画像が得られるようにユーザに指示するメッセージを作成する。メッセージ作成部１０は、ユーザに向けたメッセージとして、テキストデータ、画像データおよび音声データ等の少なくともいずれか１つを作成することができる。例えば、メッセージがテキストデータおよび画像データ等である場合には、メッセージ作成部１０は、作成したメッセージを、表示制御部６を介して表示部７に表示する。また、例えば、メッセージが音声データである場合には、ユーザに向けたメッセージを音声として発する。
【００３４】
プロセッサ２２の装置制御部１２は、格納部１４等に予め記憶されているプログラムおよび操作部１３を介したユーザの操作に基づいて、超音波診断装置１の各部の制御を行う。
プロセッサ２２の表示制御部６は、画像生成部５により生成された超音波画像、バブル追跡部８により取得されたマイクロバブルの軌跡、特定点検出部９により検出された特定点、および、メッセージ作成部１０により作成されたメッセージの少なくとも１つを含む合成画像を生成し、生成した合成画像を表示部７に表示させる。
【００３５】
超音波診断装置１の表示部７は、装置制御部１２の制御の下、表示制御部６により生成された合成画像を表示するものであり、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display：液晶ディスプレイ）等のディスプレイ装置を含む。
超音波診断装置１の操作部１３は、ユーザが入力操作を行うためのものであり、キーボード、マウス、トラックボール、タッチパッドおよびタッチパネル等を備えて構成することができる。
【００３６】
格納部１４は、超音波診断装置１の動作プログラム等を格納するもので、ＨＤＤ（Hard Disc Drive：ハードディスクドライブ）、ＳＳＤ（Solid State Drive：ソリッドステートドライブ）、ＦＤ（Flexible Disc：フレキシブルディスク）、ＭＯディスク（Magneto-Optical disc：光磁気ディスク）、ＭＴ（Magnetic Tape：磁気テープ）、ＲＡＭ（Random Access Memory：ランダムアクセスメモリ）、ＣＤ（Compact Disc：コンパクトディスク）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc：デジタルバーサタイルディスク）、ＳＤカード（Secure Digital card：セキュアデジタルカード）、ＵＳＢメモリ（Universal Serial Bus memory：ユニバーサルシリアルバスメモリ）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。
【００３７】
なお、表示制御部６、バブル追跡部８、特定点検出部９、メッセージ作成部１０、画像化部１１および装置制御部１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）、および、ＣＰＵに各種の処理を行わせるための制御プログラムから構成されるが、それらを、デジタル回路を用いて構成しても良い。また、これらの表示制御部６、バブル追跡部８、特定点検出部９、メッセージ作成部１０、画像化部１１および装置制御部１２を部分的にあるいは全体的に１つのＣＰＵに統合させて構成することもできる。
【００３８】
次に、図４に示すフローチャートおよび図５〜図７を用いて、本発明の超音波診断装置１の動作について詳細に説明する。
まず、ステップＳ１において、画像生成部５は、１つの断面に対応した複数フレームの超音波画像を生成する。ここで、前提として、画像生成部５は、マイクロバブルを含む造影剤が導入された被検体に対する超音波画像を生成するものとする。また、造影剤は、被検体の血管内に導入されているものとする。
【００３９】
続くステップＳ２において、表示制御部６は、ステップＳ１において生成された超音波画像を表示部７に表示する。この際に、表示制御部６は、ステップＳ１において生成された複数の超音波画像のうち１フレームの超音波画像を表示部７に表示することができ、ステップＳ１において生成された複数フレームの超音波画像を、順次、表示部７に表示することもできる。以下では、説明のため、表示制御部６は、ステップＳ１において最初に取得した１フレームの超音波画像を表示部７に表示するものとする。
【００４０】
ステップＳ３において、バブル追跡部８は、ステップＳ１において生成された複数フレームの超音波画像に写るマイクロバブルを追跡し、続くステップＳ４において、追跡したマイクロバブルの軌跡を取得すると共に、取得したマイクロバブルの軌跡を表示部７に表示する。このとき、バブル追跡部８は、例えば、ステップＳ２において表示部７に表示した１フレームの超音波画像に重畳するように、取得したマイクロバブルの軌跡を、表示制御部６を介して表示部７に表示する。
ここで、造影剤は、被検体の血管内に導入されているため、ステップＳ３において取得され且つ表示されるマイクロバブルの軌跡は、被検体の血管の形状に一致する。
【００４１】
続くステップＳ５において、特定点検出部９は、ステップＳ４において取得されたマイクロバブルの軌跡に基づいて特定点を検出する。例えば、特定点検出部９は、ステップＳ４において取得されたマイクロバブルの軌跡のうち定められた時間範囲における始点と終点との間の距離が定められた値未満である軌跡を特定点として検出する。
このように検出された特定点は、ステップＳ１において生成された超音波画像に対応する１つの断面を垂直にまたは傾斜して貫く血管内をマイクロバブルが通過することにより独立した点形状を有している。
【００４２】
ステップＳ６において、装置制御部１２は、ステップＳ５において特定点が検出されたか否かを判定する。ここで、特定点が検出されていないと装置制御部１２により判定された場合には、超音波診断装置１の動作は終了する。
【００４３】
一方、特定点が検出されたと装置制御部１２により判定された場合には、ステップＳ７に進み、特定点検出部９により検出された特定点が表示制御部６を介して表示部７に表示される。この際に、例えば、特定点検出部９は、ステップＳ４において表示部７に表示されたマイクロバブルの軌跡のうち、特定点として検出された箇所の色の変更、および、特定点として検出された箇所へのマーキングの付与等を行うことにより、特定点を強調して表示することができる。
【００４４】
ステップＳ７に続くステップＳ８において、メッセージ作成部１０は、ステップＳ１において生成された超音波画像に対応する１つの断面とは異なる断面に対応する超音波画像が得られるようにユーザに向けたメッセージを作成し、超音波診断装置１の動作が終了する。
【００４５】
このとき、例えば、メッセージ作成部１０は、図５に示すように、異なる断面に対応する超音波画像を生成する旨をユーザに指示するメッセージＭを、１つの断面Ｃ１に対応する超音波画像Ｓと共に表示部７に表示することができる。図５に示す例では、マイクロバブルの軌跡Ｔ１および特定点Ｐは、超音波画像Ｓに重畳して表示されている。ここで、説明のために、超音波画像Ｓに対応する１つの断面Ｃ１が延びる面をＸＹ面とし、ＸＹ面に垂直な方向をＺ方向とする。
【００４６】
ここで、特定点Ｐは、１つの断面Ｃ１に対して垂直に貫く方向または傾斜して貫く方向に沿って延びる血管の横断面に対応している可能性が高い。そのため、例えば、特定点Ｐに対応する位置において断面Ｃ１を貫く血管の縦断面を得るために、断面Ｃ１とは異なる断面として、超音波画像Ｓに対応する１つの断面に対して傾斜し且つ特定点Ｐを通る断面Ｃ２を採用することが好ましい。そのため、例えば、メッセージ作成部１０は、超音波プローブ２１の向きを９０度偏向させて超音波画像を生成する旨のメッセージを作成し、作成したメッセージを表示部７に表示することができる。
【００４７】
これにより、ユーザは、例えば、表示部７に表示された特定点ＰおよびメッセージＭを確認することにより、図６に示すように、ＸＹ面に平行な１つの断面Ｃ１とは異なる断面Ｃ２に対応する超音波画像を生成するために、超音波プローブ２１の位置および向きを変更する。図６に示す例において、異なる断面Ｃ２は、ＹＺ平面に平行で、且つ、１つの断面Ｃ１における特定点Ｐを通る面である。この結果、ユーザは、図７に示すように、１つの断面Ｃ１における特定点Ｐを通る血管に対応するマイクロバブルの軌跡Ｔ２を得ることができる。
【００４８】
以上のように、本発明の超音波診断装置１によれば、画像生成部５により生成された超音波画像に基づいて、被検体に導入された造影剤のマイクロバブルの軌跡を取得し、取得した軌跡から特定点を検出し、検出した特定点を表示部７に表示するため、特定点として表示された箇所をユーザに視認させ、特定点を検出した１つの断面とは異なる断面に対応する超音波画像の生成をユーザに促すことができる。そのため、ユーザは、特定点を検出した１つの断面に対応する超音波画像と、異なる断面に対応して新たに生成した超音波画像の双方に基づいて被検体の部位に対する診断を容易に行うことができ、結果として、被検体に対するユーザの診断精度を向上させることができる。
また、メッセージ作成部１０は、検出された特定点に対応して、ユーザに向けたメッセージを作成するため、特定点を検出した１つの断面とは異なる断面に対応する超音波画像の生成を、より効果的に、ユーザに促すことができる。
【００４９】
なお、ステップＳ２において、表示部７に超音波画像が表示されているが、本発明では、マイクロバブルの軌跡の取得、マイクロバブルの軌跡の表示、特定点の検出、および、特定点の表示を行うことができれば、必ずしも超音波画像を表示部７に表示する必要はない。そのため、ステップＳ２を省略することができる。この場合には、例えば、ステップＳ４においてマイクロバブルの軌跡と共に超音波画像を初めて表示してもよい。
【００５０】
また、ステップＳ３において、バブル追跡部８は、１つの断面に対応する超音波画像に基づいてマイクロバブルを追跡しているが、マイクロバブルの追跡を開始するトリガおよびマイクロバブルの追跡を終了するトリガは、それぞれ、設定されることができる。
例えば、ステップＳ１において最初の超音波画像が生成されたことをマイクロバブルの追跡を開始するトリガとして設定することができる。また、例えば、マイクロバブルの追跡を開始するための図示しない追跡開始ボタンを表示部７に表示し、操作部１３を介してユーザが追跡開始ボタンを押すことをマイクロバブルの追跡を開始するトリガとして設定することもできる。
【００５１】
また、例えば、ステップＳ３において定められた長さのマイクロバブルの軌跡が取得されたことをマイクロバブルの追跡を終了するトリガとして設定することができる。また、例えば、マイクロバブルの追跡が開始されてから、定められた時間が経過したことをマイクロバブルの追跡を終了するトリガとして設定することもできる。また、例えば、マイクロバブルの追跡を終了するための図示しない追跡終了ボタンを表示部７に表示し、操作部１３を介してユーザが追跡終了ボタンを押すことをマイクロバブルの追跡を終了するトリガとして設定することもできる。
【００５２】
実施の形態２
実施の形態１の超音波診断装置１では、バブル追跡部８により被検体に導入された造影剤のマイクロバブルが追跡されるが、実施の形態２の超音波診断装置１Ａでは、マイクロバブルの追跡結果を解析することにより、マイクロバブルが流れる血管の情報を取得することができる。
図８に実施の形態２の超音波診断装置１Ａの構成を示す。実施の形態２の超音波診断装置１Ａにおいて、バブル追跡部８に血管像作成部２３が接続され、血管像作成部２３に血管情報取得部２４が接続され、血管情報取得部２４に診断部２５が接続されている。血管像作成部２３、血管情報取得部２４および診断部２５は、それぞれ、表示制御部６および装置制御部１２に接続されている。
【００５３】
また、表示制御部６、バブル追跡部８、特定点検出部９、メッセージ作成部１０、画像化部１１、装置制御部１２、血管像作成部２３、血管情報取得部２４および診断部２５により、プロセッサ２２Ａが構成されている。このように、実施の形態２におけるプロセッサ２２Ａは、血管像作成部２３、血管情報取得部２４および診断部２５を含むことを除いて実施の形態１におけるプロセッサ２２と同一であり、実施の形態２の超音波診断装置１Ａは、プロセッサ２２Ａを除いて実施の形態１の超音波診断装置１と同一の構成を有している。
【００５４】
血管像作成部２３は、バブル追跡部８により取得されたマイクロバブルの軌跡に基づいて被検体の血管像を作成し、作成した血管像を、表示制御部６を介して表示部７に表示する。ここで、作成された血管像には、血管内を流れるマイクロバブルの動きに関する情報が含まれている。
【００５５】
血管情報取得部２４は、血管像作成部２３により作成された血管像から被検体の血管情報を取得する。ここで、血管情報とは、血管の形、血管の太さ、血管の本数および血液の流速のうち少なくとも１つを含む。また、血管情報取得部２４は、血液の流速を取得する際に、例えば、血管内を流れるマイクロバブルの動きを解析することにより、より詳細には、バブル追跡部８により取得された軌跡に沿った各点に対して、マイクロバブルの通過時間を用いて微分を行うことで、マイクロバブルの流速を算出し、算出されたマイクロバブルの流速を血液の流速として取得することができる。
【００５６】
診断部２５は、血管情報取得部２４により取得された血管情報に基づいて被検体の血管についての診断を行う。例えば、診断部２５は、診断のためのデータベースを予め記憶しており、血管情報をデータベースに照合することにより、血管情報に含まれる値が定められた値を超えている場合に、警告を表すメッセージを表示部７に表示する。また、診断部２５は、例えば、血管情報をデータベースに照合することにより、診断した血管において病変の可能性のある箇所を表示部７に表示することもできる。また、診断部２５は、予め図示しない外部メモリ等に保存されたデータベースを参照して被検体の血管についての診断を行うこともできる。
【００５７】
次に、実施の形態２における超音波診断装置１Ａの動作を図９に示すフローチャートを用いて詳細に説明する。
ステップＳ１〜ステップＳ８は、実施の形態１におけるステップＳ１〜Ｓ８と同一である。超音波診断装置１Ａは、１つの断面に対応する超音波画像の生成および表示を行い、生成した超音波画像に基づいてマイクロバブルの追跡を行ってマイクロバブルの軌跡の取得および表示を行う。さらに、取得したマイクロバブルの軌跡に対して特定点の検出処理が行われ、特定点が検出されなかった場合に、ステップＳ６からステップＳ１４に進む。ステップＳ１４以降の処理については、後に説明する。また、特定点が検出された場合には、ステップＳ６からステップＳ７に進み、検出された特定点が表示部７に表示されてステップＳ８に進む。ステップＳ８では、ステップＳ１において生成した超音波画像に対応する１つの断面とは異なる断面に対応する超音波画像が得られるようにユーザに向けたメッセージが作成される。
【００５８】
表示部７に表示された特定点と作成されたメッセージがユーザに確認されると、ステップＳ１において生成された超音波画像に対応する１つの断面とは異なる断面に対応する超音波画像が得られるように、超音波プローブ２１の位置がユーザにより移動される。その結果、ステップＳ９において、新たな断面に対応する複数フレームの超音波画像が生成される。
【００５９】
続くステップＳ１０では、ステップＳ２と同様に、ステップＳ９において生成された超音波画像が表示部７に表示される。
ステップＳ１１では、ステップＳ３と同様に、バブル追跡部８は、ステップＳ９において生成された複数フレームの超音波画像に基づいてマイクロバブルの追跡を行う。また、バブル追跡部８は、ステップＳ１２において、ステップＳ４と同様に、ステップＳ１１におけるマイクロバブルの追跡結果に基づいてマイクロバブルの軌跡を取得し、取得したマイクロバブルの軌跡を表示部７に表示する。
【００６０】
ステップＳ１３において、装置制御部１２は、ステップＳ５において検出されたすべての特定点についてステップＳ８〜ステップＳ１２の処理が完了したか否かを判定する。すべての特定点に対してステップＳ８〜ステップＳ１２の処理が完了していると判定できない場合すなわちステップＳ８〜ステップＳ１２の処理が完了していない特定点がある場合には、すべての特定点に対してこれらの処理が完了するまでステップＳ８〜ステップＳ１３が繰り返される。このとき、ステップＳ８において、メッセージ作成部１０は、特定点毎にそれぞれの特定点に対応したメッセージを作成する。このように、ステップＳ８〜ステップＳ１２の処理がなされた結果、ステップＳ１３において、すべての特定点に対してステップＳ８〜ステップＳ１２の処理が完了したと装置制御部１２に判定された場合に、ステップＳ１４に進む。
【００６１】
ステップＳ１４において、血管像作成部２３は、ステップＳ４およびステップＳ１２において取得されたマイクロバブルの軌跡に基づいて血管像を取得する。この際に、ステップＳ５において特定点が検出されず、ステップＳ６からステップＳ１４に進んだ場合には、ステップＳ１において生成された超音波画像に対応する１つの断面のみに沿って延びる血管像が作成される。また、ステップＳ５において特定点が検出され、ステップＳ１３からステップＳ１４に進んだ場合には、複数の断面に対応するマイクロバブルの軌跡に基づいて血管像が作成される。
【００６２】
例えば、図５に示すように、１つの断面Ｃ１においてマイクロバブルの軌跡Ｔ１と特定点Ｐが得られ、さらに、図６に示すように、特定点Ｐを通る異なる断面Ｃ２に対してマイクロバブルの追跡が行われた結果、図７に示すように異なる断面Ｃ２においてマイクロバブルの軌跡Ｔ２が得られた場合に、血管像作成部２３は、軌跡Ｔ１およびＴ２に基づいた血管像をそれぞれ作成する。
【００６３】
続くステップＳ１５では、血管情報取得部２４は、ステップＳ１４において作成された血管像に基づいて血管情報を取得する。例えば、血管像作成部２３が図５〜図７に示すマイクロバブルの軌跡Ｔ１およびＴ２に基づいて血管像を作成した場合に、血管情報取得部２４は、マイクロバブルの軌跡Ｔ１およびＴ２に対応する血管像に基づいて血管情報を取得する。
【００６４】
ステップＳ１６において、診断部２５は、ステップＳ１５において取得された血管情報に基づいて、被検体の血管についての診断を行い、診断結果を表示部７に表示する。このように、ステップＳ１６において血管の診断が行われると、超音波診断装置１Ａの動作が終了する。
【００６５】
以上のように、実施の形態２の超音波診断装置１Ａによれば、バブル追跡部８により取得されたマイクロバブルの軌跡に基づいて血管像が作成され、血管情報が取得され、血管の診断が行われるため、血管についてのより多くの情報をユーザに示すことができ、ユーザの診断精度を向上させることができる。
また、実施の形態２の超音波診断装置１Ａは、複数の特定点を検出した場合に、すべての特定点についてユーザに向けたメッセージを作成し、マイクロバブルの軌跡を取得するため、超音波画像に含まれる血管の位置を、血管の向きに依らずユーザにもれなく示すことができる。これにより、ユーザは、複数の断面に対応する超音波画像に基づいて診断を容易に行うことができ、結果として、ユーザの診断精度を向上させることができる。
【００６６】
なお、実施の形態１および２では、特定点を検出した超音波画像に対応する１つの断面とは異なる断面として、図６に示すように、１つの断面Ｃ１に交差し且つ特定点Ｐを通る断面Ｃ２を例示しているが、異なる断面の選び方は、これに限定されない。例えば、図１０に示すように、特定点Ｐ３を検出した１つの断面Ｃ３に平行で且つ定められた距離を隔てた断面Ｃ４を異なる断面とすることもできる。このとき、メッセージ作成部１０は、例えば、１つの断面Ｃ３に対して、断面Ｃ４に対応する超音波画像を生成するように超音波プローブ２１を平行移動しながら超音波画像を生成する旨のメッセージを作成することができる。このとき、例えば、メッセージ作成部１０は、ユーザが血管の分岐の様子を把握しやすいように、超音波プローブ２１を血管の末梢に向かう方向に平行移動する旨のメッセージを作成することができる。
【００６７】
また、このとき、特定点検出部９は、例えば、断面Ｃ４に対応する超音波画像に基づいて特定点Ｐ４を検出し、さらに、断面Ｃ３およびＣ４に平行で且つそれぞれ定められた距離を隔てた複数の断面Ｃ５〜Ｃ７に対応する超音波画像に基づいて、それぞれ、特定点Ｐ５〜Ｐ７を検出することができる。このように検出した特定点Ｐ３〜Ｐ７を、例えば、図１０に示すように、それぞれの断面Ｃ３〜Ｃ７に対応する超音波画像に重畳し、表示部７に並べて表示することにより、特定点Ｐ３〜Ｐ７を通るマイクロバブルの軌跡をユーザに示すことができる。
【００６８】
また、例えば、超音波プローブ２１として、複数の超音波振動子が複数の列に配列された、いわゆる１．５次元アレイ、２次元アレイ等を備えるプローブを用いることができる。この場合に、超音波プローブ２１を用いて超音波ビームを３次元的に走査することができるため、超音波プローブ２１の位置を固定したまま、走査面を電気的に少しずつＺ方向に傾斜させて超音波画像を生成することができる。この場合に、図１１に示すように、特定点Ｐ８が検出された１つの断面Ｃ８とは異なる断面として、断面Ｃ８に対して異なる傾斜角度を有する断面Ｃ９に対応する超音波画像を生成することができる。このとき、メッセージ作成部１０は、例えば、断面Ｃ８に対して互いに異なる傾斜角度を有する走査面に沿った超音波ビームの送受信を行って、断面Ｃ９に対応する超音波画像を生成する旨のメッセージを作成することができる。このとき、例えば、メッセージ作成部１０は、ユーザが血管の分岐の様子を把握しやすいように、血管の末梢に向かう方向に走査面の傾斜角度を大きくしながら超音波ビームの送受信を行う旨のメッセージを作成することができる。
【００６９】
また、このとき、特定点検出部９は、例えば、断面Ｃ９に対応する超音波画像に基づいて特定点Ｐ９を検出し、さらに異なる断面Ｃ１０〜Ｃ１２に対応する超音波画像に基づいて特定点Ｐ１０〜Ｐ１２を検出することができる。このようにして検出した特定点Ｐ８〜Ｐ１２を、例えば、図１１に示すように、それぞれの断面Ｃ８〜Ｃ１２に対応する超音波画像に重畳し、表示部７に並べて表示することにより、特定点Ｐ８〜Ｐ１２を通るマイクロバブルの軌跡をユーザに示すことができる。
【００７０】
また、図１０に示すように、互いに平行な複数の断面Ｃ３〜Ｃ７に対応する超音波画像が得られた場合に、血管像作成部２３は、複数の断面Ｃ３〜Ｃ７にそれぞれ含まれる特定点Ｐ３〜Ｐ７の座標情報に基づいて特定点Ｐ３〜Ｐ７を通る血管像を作成することができる。例えば、血管像作成部２３は、複数の断面Ｃ３〜Ｃ７に対応する超音波画像を等間隔で並べると共に、特定点Ｐ３〜Ｐ７間の座標情報を、回帰分析等を用いて補間することにより血管像を作成することができる。同様に、図１１に示すように、複数の断面Ｃ８〜Ｃ１２に対応する超音波画像が得られた場合に、血管像作成部２３は、複数の断面Ｃ８〜Ｃ１２においてそれぞれ含まれる特定点Ｐ８〜Ｐ１２の座標情報に基づいて特定点Ｐ８〜Ｐ１２を通る血管像を作成することができる。
【００７１】
また、複数の断面に対応する超音波画像に対して、それぞれ、バブル追跡部８が取得したマイクロバブルの軌跡および特定点検出部９が検出した特定点に基づいて、血管像作成部２３は、図１２に示すように、３次元の立体的な血管像を作成し、作成した血管像を表示部７に表示することができる。図１２に示す例では、３次元の座標空間ＣＳにおいて互いに異なる方向に沿って延びる２つの血管像Ｖ１およびＶ２が表示されている。
【符号の説明】
【００７２】
１，１Ａ  超音波診断装置、２  アレイトランスデューサ、３  送信部、４  受信部、５
画像生成部、６  表示制御部、７  表示部、８  バブル追跡部、９  特定点検出部、１０  メッセージ作成部、１１  画像化部、１２  装置制御部、１３  操作部、１４  格納部、１５  増幅部、１６  ＡＤ変換部、１７  信号処理部、１８  ＤＳＣ、１９  画像処理部、２１  超音波プローブ、２２，２２Ａ  プロセッサ、２３  血管像作成部、２４  血管情報取得部、２５  診断部、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６，Ｃ７，Ｃ８，Ｃ９，Ｃ１０，Ｃ１１，Ｃ１２  断面、ＣＳ  座標空間、Ｍ  メッセージ、Ｐ，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８，Ｐ９，Ｐ１０，Ｐ１１，Ｐ１２  特定点、Ｓ  超音波画像、Ｔ１，Ｔ２  マイクロバブルの軌跡、Ｖ１，Ｖ２  血管像。
【図１】
2019058753.tif 000003
【図２】
2019058753.tif 000004
【図３】
2019058753.tif 000005
【図４】
2019058753.tif 000006
【図５】
2019058753.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
2019058753.tif 000010
【図９】
2019058753.tif 000011
【図１０】
2019058753.tif 000012
【図１１】
2019058753.tif 000013
【図１２】
2019058753.tif 000014
【国際調査報告】
2019058753.tif 000015
2019058753.tif 000016