(57)【要約】ユーザの負担を低減させた信頼性のある計測を行うことができる音響波診断装置および音響波診断装置の制御方法を提供する。超音波診断装置は、音響波画像を表示する表示部（８）と、ユーザが入力操作を行うための操作部（１６）と、ユーザから計測対象に関連する計測項目の指定を受け付ける計測項目指定受付部（１３）と、計測項目に基づいて検出計測アルゴリズムを設定する検出計測アルゴリズム設定部（１１）と、ユーザから音響波画像上の計測対象の位置の指定を受け付ける位置指定受付部（１４）と、受け付けられた計測対象の位置と設定された検出計測アルゴリズムに基づき、音響波画像から計測対象を検出し、且つ、計測対象について計測を行い、計測候補を算出して表示部（８）に表示する計測部（９）と、表示部（８）に複数の計測候補が表示された場合に、ユーザから計測候補の指定を受け付ける計測候補指定受付部（１５）とを備え、計測候補指定受付部（１５）が受け付けた計測候補を計測結果とする。
2019039026.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
取得した音響波画像を表示する表示部と、
ユーザが入力操作を行うための操作部と、
前記操作部を介してユーザから計測対象に関連する計測項目の指定を受け付ける計測項目指定受付部と、
前記計測項目指定受付部が受け付けた計測項目に基づいて検出計測アルゴリズムを設定する検出計測アルゴリズム設定部と、
前記操作部を介してユーザから前記表示部に表示された前記音響波画像上の計測対象の位置の指定を受け付ける位置指定受付部と、
前記位置指定受付部が受け付けた前記計測対象の位置と前記検出計測アルゴリズム設定部により設定された前記検出計測アルゴリズムに基づいて、前記音響波画像から前記計測対象を検出し、且つ、検出された前記計測対象について計測を行い、計測候補を算出して前記表示部に表示する計測部と、
前記表示部に複数の前記計測候補が表示された場合に、前記操作部を介してユーザから前記計測候補の指定を受け付ける計測候補指定受付部と
を備え、前記計測候補指定受付部が受け付けた前記計測候補を計測結果とする音響波診断装置。
【請求項２】
前記計測候補は、計測に用いた計測線および前記計測対象について算出された計測値の少なくとも一方からなり、前記計測線は、前記音響波画像に重ね合わせて表示される請求項１に記載の音響波診断装置。
【請求項３】
前記計測線は、前記計測対象の縁部に配置された２つの計測点を結ぶ線分、または、前記計測対象の縁部に沿って描かれた閉曲線からなる請求項２に記載の音響波診断装置。
【請求項４】
前記計測部は、画像処理に基づく認識により前記計測対象を検出し、且つ、前記線分の端点における前記音響波画像のエッジらしさ、および、検出された前記計測対象の前記位置指定受付部が受け付けた位置から前記線分までの距離の少なくとも一方に基づいて認識結果の信頼度を算出し、算出された前記信頼度に応じて選択された複数の前記計測候補を前記表示部に表示する請求項３に記載の音響波診断装置。
【請求項５】
前記計測部は、画像処理に基づく認識により前記計測対象を検出し、且つ、前記閉曲線の縁部における前記音響波画像のエッジらしさに基づいて認識結果の信頼度を算出し、算出された前記信頼度に応じて選択された複数の前記計測候補を前記表示部に表示する請求項３に記載の音響波診断装置。
【請求項６】
前記計測部は、算出された前記信頼度の値に応じて前記複数の計測候補を表示する色、太さ、線の種類、透過度の少なくとも１つを変更する請求項４または５に記載の音響波診断装置。
【請求項７】
前記計測部は、色、太さ、線の種類、透過度の少なくとも１つを対応付けて前記複数の計測線と前記複数の計測値の双方を表示する請求項６に記載の音響波診断装置。
【請求項８】
定められた算出基準を保存する算出基準保存部をさらに備え、
前記計測部は、前記算出基準保存部に保存された前記算出基準に基づいて前記計測候補を算出する請求項４〜７のいずれか一項に記載の音響波診断装置。
【請求項９】
前記計測候補指定受付部が受け付けた前記計測候補に対応する信頼度に基づいて前記算出基準保存部に保存されている前記算出基準を更新する算出基準更新部をさらに備える請求項８に記載の音響波診断装置。
【請求項１０】
前記操作部を介してユーザから前記計測部により算出された前記計測候補の修正を受け付ける手動修正受付部をさらに備える請求項８に記載の音響波診断装置。
【請求項１１】
前記計測候補指定受付部が受け付けた前記計測候補に対応する信頼度および前記手動修正受付部が受け付けた前記計測候補の修正のすくなくとも一方に基づいて前記算出基準保存部に保存されている前記算出基準を更新する算出基準更新部をさらに備える請求項１０に記載の音響波診断装置。
【請求項１２】
前記計測部は、前記計測部により算出された前記計測候補の計測値が定められた計測基準範囲外である場合に前記計測候補を前記表示部に強調表示させる請求項１〜１１のいずれか一項に記載の音響波診断装置。
【請求項１３】
前記計測項目指定受付部は、前記計測対象に関連する計測項目として、前記計測対象の名前、病変の名前、前記計測対象の名前と計測内容、病変の名前と計測内容の少なくとも1つの指定を受け付ける請求項１〜１２のいずれか一項に記載の音響波診断装置。
【請求項１４】
前記音響波画像は、超音波画像、光音響波画像、超音波画像と光音響波画像の合成画像のいずれかである請求項１〜１３のいずれか一項に記載の音響波診断装置。
【請求項１５】
ユーザから計測対象に関連する計測項目の指定を受け付け、
受け付けた計測項目に基づいて検出計測アルゴリズムを設定し、
音響波画像を表示し、
ユーザから前記音響波画像上の計測対象の位置の指定を受け付け、
受け付けた前記計測対象の位置と設定された前記検出計測アルゴリズムに基づいて、前記音響波画像から前記計測対象を検出し、且つ、検出された前記計測対象について計測を行い、計測候補を算出して表示し、
複数の前記計測候補が表示された場合に、ユーザから前記計測候補の指定を受け付け、
受け付けた前記計測候補を計測結果とする音響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、音響波診断装置および音響波診断装置の制御方法に係り、特に、音響波画像上の部位について計測を行う音響波診断装置および音響波診断装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、医用音響波診断装置においては、取得した音響波画像内に含まれる様々な臓器や病変等に対して、長さ、大きさおよび面積等の計測を行う計測機能を有することが一般的になっている。計測対象を計測するためには、通常、ユーザがトラックパッド、トラックボール、マウス等の座標を入力する入力装置を用いてキャリパすなわちカーソルを操作し、表示画像上に計測点や関心領域等の設定をすることが行われている。このように、ユーザによる手動の操作がなされる場合には、ユーザの経験および熟練度等が影響するため、ユーザによる手動の操作を自動化する種々の試みがなされている。【０００３】
例えば、特許文献１には、超音波診断装置が、対象組織の断層画像に対して画像認識を行うことにより画像中の特徴的な部位の形状および位置等を抽出し、抽出された部位に基づいて対象組織内のドプラ計測位置を自動的に特定すること、また、対象組織内の血流速度に基づいてドプラ計測位置を自動的に特定することが開示されている。
また、特許文献２には、超音波診断装置が、取得した超音波画像に対して画像認識を行うことにより、その超音波画像が取得された際の、血管に対する超音波プローブの位置を自動的に特定すること、また、超音波画像から血管の平均内径を自動的に算出することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１５６９６０号公報
【特許文献２】特開２０１１−１０４１９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、超音波画像は、被験体により、また、超音波プローブの位置および角度ならびに撮影パラメータ等の撮影条件により画質が変化することが多いため、超音波画像に対する画像認識は、失敗することがある。特許文献１および２では、種々の操作を自動化するために画像認識を用いているが、画像認識が失敗した場合には誤った結果を出力してしまい、かえってユーザの負担が増加するという問題があった。【０００６】
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、計測対象に対する自動計測において、ユーザの負担を低減させた信頼性のある計測を行うことができる音響波診断装置および音響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】
上記目的を達成するために、本発明の音響波診断装置は、取得した音響波画像を表示する表示部と、ユーザが入力操作を行うための操作部と、操作部を介してユーザから計測対象に関連する計測項目の指定を受け付ける計測項目指定受付部と、計測項目指定受付部が受け付けた計測項目に基づいて検出計測アルゴリズムを設定する検出計測アルゴリズム設定部と、操作部を介してユーザから表示部に表示された音響波画像上の計測対象の位置の指定を受け付ける位置指定受付部と、位置指定受付部が受け付けた計測対象の位置と検出計測アルゴリズム設定部により設定された検出計測アルゴリズムに基づいて、音響波画像から計測対象を検出し、且つ、検出された計測対象について計測を行い、計測候補を算出して表示部に表示する計測部と、表示部に複数の計測候補が表示された場合に、操作部を介してユーザから計測候補の指定を受け付ける計測候補指定受付部とを備え、計測候補指定受付部が受け付けた計測候補を計測結果とすることを特徴とする。【０００８】
計測候補は、計測に用いた計測線および計測対象について算出された計測値の少なくとも一方からなり、計測線は、音響波画像に重ね合わせて表示されることが好ましい。
計測線は、例えば、計測対象の縁部に配置された２つの計測点を結ぶ線分、または、計測対象の縁部に沿って描かれた閉曲線である。【０００９】
計測部は、画像処理に基づく認識により計測対象を検出し、且つ、線分の端点における音響波画像のエッジらしさ、および、検出された計測対象の位置指定受付部が受け付けた位置から線分までの距離の少なくとも一方に基づいて認識結果の信頼度を算出し、算出された信頼度に応じて選択された複数の計測候補を表示部に表示してもよい。【００１０】
また、計測部は、画像処理に基づく認識により計測対象を検出し、且つ、閉曲線の縁部における音響波画像のエッジらしさに基づいて認識結果の信頼度を算出し、算出された信頼度に応じて選択された複数の計測候補を表示部に表示してもよい。【００１１】
また、計測部は、算出された信頼度の値に応じて複数の計測候補を表示する色、太さ、線の種類、透過度の少なくとも１つを変更してもよい。
さらに、計測部は、色、太さ、線の種類、透過度の少なくとも１つを対応付けて複数の計測線と複数の計測値の双方を表示してもよい。【００１２】
また、定められた算出基準を保存する算出基準保存部をさらに備え、計測部は、算出基準保存部に保存された算出基準に基づいて計測候補を算出してもよい。
また、計測候補指定受付部が受け付けた計測候補に対応する信頼度に基づいて算出基準保存部に保存されている算出基準を更新する算出基準更新部をさらに備えてもよい。
また、操作部を介してユーザから計測部により算出された計測候補の修正を受け付ける手動修正受付部をさらに備えてもよい。
また、計測候補指定受付部が受け付けた計測候補に対応する信頼度および手動修正受付部が受け付けた計測候補の修正のすくなくとも一方に基づいて算出基準保存部に保存されている算出基準を更新する算出基準更新部をさらに備えてもよい。【００１３】
また、計測部は、計測部により算出された計測候補の計測値が定められた計測基準範囲外である場合に計測候補を表示部に強調表示させてもよい。
計測項目指定受付部は、計測対象に関連する計測項目として、計測対象の名前、病変の名前、計測対象の名前と計測内容、病変の名前と計測内容の少なくとも1つの指定を受け付けてもよい。
音響波画像は、超音波画像、光音響波画像、超音波画像と光音響波画像の合成画像のいずれかであってもよい。【００１４】
本発明の音響波診断装置の制御方法は、ユーザから計測対象に関連する計測項目の指定を受け付け、受け付けた計測項目に基づいて検出計測アルゴリズムを設定し、音響波画像を表示し、ユーザから音響波画像上の計測対象の位置の指定を受け付け、受け付けた計測対象の位置と設定された検出計測アルゴリズムに基づいて、音響波画像から計測対象を検出し、且つ、検出された計測対象について計測を行い、計測候補を算出して表示し、複数の計測候補が表示された場合に、ユーザから計測候補の指定を受け付け、受け付けた計測候補を計測結果とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、音響波診断装置は、表示部に複数の計測候補が表示された場合に、操作部を介してユーザから計測候補の指定を受け付ける計測候補指定受付部を備え、計測候補指定受付部が受け付けた計測候補を計測結果とするため、画像認識が失敗した場合であってもユーザの負担を低減させた信頼性のある計測を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【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における画像生成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に係る超音波診断装置の計測動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態１における計測候補の表示例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１における計測項目の一覧の表示例を示す例である。
【図６】本発明の実施の形態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７】本発明の実施の形態４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８】本発明の実施の形態４に係る超音波診断装置の１回目の計測動作を示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態４に係る超音波診断装置の２回目以降の計測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】
【００１７】
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、振動子アレイ２を備えており、振動子アレイ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、ＡＤ（Analog Digital：アナログデジタル）変換部５、画像生成部６、表示制御部７および表示部８が順次接続されている。また、画像生成部６に計測部９が接続され、計測部９に算出基準保存部１０が接続されている。また、計測部９には、検出計測アルゴリズム設定部１１が接続されている。
さらに、送信部３、受信部４、画像生成部６、表示制御部７、計測部９および検出計測アルゴリズム設定部１１に、装置制御部１２が接続され、装置制御部１２に、計測項目指定受付部１３、位置指定受付部１４、計測候補指定受付部１５、操作部１６および格納部１７が接続され、計測項目指定受付部１３、位置指定受付部１４および計測候補指定受付部１５に操作部１６が接続されている。なお、装置制御部１２と格納部１７とは、それぞれ双方向に情報を受け渡し可能に接続されている。
また、振動子アレイ２、送信部３および受信部４により、超音波プローブ２１が構成されており、ＡＤ変換部５、画像生成部６、表示制御部７、計測部９、算出基準保存部１０、検出計測アルゴリズム設定部１１、装置制御部１２、計測項目指定受付部１３、位置指定受付部１４および計測候補指定受付部１５により、プロセッサ２２が構成されている。
【００１８】
図１に示す超音波プローブ２１の振動子アレイ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。
【００１９】
超音波プローブ２１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、振動子アレイ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、振動子アレイ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。
【００２０】
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の振動子アレイ２に向かって伝搬する。このように振動子アレイ２に向かって伝搬する超音波は、振動子アレイ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、振動子アレイ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、それぞれの振動子から受信部４に出力される。図示しないが、受信部４は、それぞれの振動子から入力された超音波の受信信号を増幅するための増幅部を有しており、ここで増幅された信号がＡＤ変換部５においてデジタル化された素子データに変換されると、画像生成部６に出力される。
【００２１】
プロセッサ２２の画像生成部６は、図２に示すように、信号処理部１８、ＤＳＣ（Digital Scan Converter：デジタルスキャンコンバータ）１９および画像処理部２０が直列接続された構成を有している。信号処理部１８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１８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、ＤＳＣ１９に出力される。
【００２２】
ＤＳＣ１９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２０は、ＤＳＣ１９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７および計測部９に出力する。計測部９については後に詳細に説明する。
【００２３】
超音波診断装置１の操作部１６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、トラック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。
【００２４】
プロセッサ２２の計測項目指定受付部１３は、操作部１６を介してユーザから、計測対象に関連する計測項目の指定を受け付ける。
計測対象に関連する計測項目とは、計測対象および計測内容の少なくとも一方を示すことができる項目のことであり、計測対象には、臓器等の対象部位の名前、腫瘍、のう胞、出血等の病変の名前および異常に関する項目等を含むことができる。また、計測内容には、計測対象の長さおよび面積等を含むことができる。そのため、例えば、計測項目は、計測対象の名前のみ、病変の名前のみ、異常に関する項目のみ、計測対象の名前とその計測内容、病変の名前とその計測内容、異常に関する項目とその計測内容のうちいずれか１つを含むことができる。計測項目が計測対象のみを含む場合には、例えば、操作部１６を介してユーザから指定された計測対象に対して長さを計測するのか、大きさを計測するのか等の計測内容が対応付けられる。具体的には、例えば、計測対象と計測内容とを対応付けたテーブルを格納部１７または図示しない外部メモリ等に記憶させておき、このテーブルに基づいて、計測対象に対応した計測内容が選択される。
【００２５】
プロセッサ２２の位置指定受付部１４は、操作部１６を介してユーザから、表示部８に表示された超音波画像上の計測対象の位置の指定を受け付ける。
検出計測アルゴリズム設定部１１は、計測項目指定受付部１３が操作部１６を介してユーザから受け付けた計測項目に基づいて、計測対象を検出するアルゴリズムおよび計測対象を計測するアルゴリズムを設定する。一般的に、臓器および病変等の計測対象の種類に応じて、画像上から計測対象を検出するためのアルゴリズムが異なる。また、計測対象の長さの計測および面積の計測等の計測内容に応じて、画像上で計測対象を計測するためのアルゴリズムが異なる。検出計測アルゴリズム設定部１１は、各計測対象に対応するアルゴリズムおよび各計測内容に対応するアルゴリズムを対応付けテーブルとして記憶しておき、計測項目指定受付部１３が操作部１６を介してユーザから計測項目を受け付けると、対応付けテーブルを参照して検出計測アルゴリズムを設定する。
【００２６】
この検出計測アルゴリズムとしては、一般的に使用される公知のアルゴリズムを使用することができる。ここで、アルゴリズムとは、検出および計測等の目的を達成するための計算手段を定めたものであって、例えば、ソフトウェアのプログラムとして装置に実装され、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）により実行されるものである。
例えば、計測対象を検出するアルゴリズムについては、典型的なパターンデータをテンプレートとして予め記憶しておき、画像内をテンプレートでサーチしながらパターンデータに対する類似度を算出し、類似度が閾値以上かつ最大となった場所に計測対象が存在するとみなす方法がある。類似度の算出には、単純なテンプレートマッチングの他に、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）に記載されているディープラーニングを用いた一般画像認識手法等を用いることができる。
【００２７】
プロセッサ２２の計測部９は、位置指定受付部１４において操作部１６を介してユーザから計測対象の位置の指定を受け付けた場合に、受け付けた位置と検出計測アルゴリズム設定部１１により設定された検出計測アルゴリズムに基づいて計測対象を検出し、検出した計測対象に対して計測を行い、計測候補を算出して表示部８に表示させる。ここで、計測候補とは、計測対象の計測に用いる計測線および計測対象について算出された計測値の少なくとも一方からなり、計測線が表示部８に表示される際に、計測線は、超音波画像に対して重ね合わせて表示される。また、計測部９は、操作部１６を介してユーザにより指定された位置に基づいて計測対象を検出する検出範囲の位置を決定し、決定した検出範囲内において計測対象を検出する。この検出範囲の大きさは、予め設定されることができ、操作部１６を介してユーザにより設定を変更されることもできる。
また、計測部９は、算出基準保存部１０に予め保存された算出基準に基づいて計測候補を算出する。この際に、複数の計測候補が算出される場合がある。
【００２８】
プロセッサ２２の計測候補指定受付部１５は、計測部９により複数の計測候補が算出され、表示部８に表示された場合に、操作部１６を介してユーザから計測候補の指定を受け付ける。例えば、表示部８において複数の計測線が超音波画像に対して重ね合わせて表示された場合に、ユーザが操作部１６を介して１つの計測線を選択すると、計測候補指定受付部１５は、選択された計測線を含む計測候補が指定されたことを受け付ける。
【００２９】
超音波診断装置１の表示制御部７は、画像生成部６により生成された画像データと計測部９により算出された計測候補および計測結果とを合成した合成画像を生成し、合成画像を表示部８に表示させる。
表示部８は、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んでおり、装置制御部１２による制御の下、超音波画像を表示する。
【００３０】
装置制御部１２は、ユーザにより操作部１６を介して入力された指令に基づいて超音波診断装置１の各部の制御を行う。
格納部１７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。
【００３１】
なお、ＡＤ変換部５、画像生成部６、表示制御部７、計測部９、算出基準保存部１０、検出計測アルゴリズム設定部１１、装置制御部１２、計測項目指定受付部１３、位置指定受付部１４および計測候補指定受付部１５は、ＣＰＵ、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ＡＤ変換部５、画像生成部６、表示制御部７、計測部９、算出基準保存部１０、検出計測アルゴリズム設定部１１、装置制御部１２、計測項目指定受付部１３、位置指定受付部１４および計測候補指定受付部１５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。
【００３２】
次に、図３に示すフローチャートを用いて、実施の形態１の超音波診断装置１の計測動作について説明する。
まず、ステップＳ１において、計測項目指定受付部１３は、操作部１６を介してユーザから指定された計測項目を受け付ける。例えば、超音波診断装置１における計測動作が開始された際に、計測項目の一覧を表示部８に表示させ、一覧に表示されている複数の計測項目のうち１つを、操作部１６を介してユーザに選択させることができる。このように、計測項目の指定が受け付けられると、検出計測アルゴリズム設定部１１は、指定された計測項目に応じて検出計測アルゴリズムを設定する。
【００３３】
次に、ステップＳ２において超音波診断装置１は、超音波画像を取得する。この超音波画像として、超音波プローブ２１を用いてその場で撮像されたものを使用することができ、また、図示しない外部メモリから取得したものを使用することもできる。
続くステップＳ３では、位置指定受付部１４は、操作部１６を介してユーザから、表示部８に表示された超音波画像上の計測対象の位置の指定を受け付ける。ユーザは、計測対象の位置を指定する際に、例えば、計測対象を表す領域内の１点を指定すればよい。このように計測対象の位置の指定が受け付けられると、ステップＳ４に進む。
【００３４】
続くステップＳ４では、ステップＳ１において指定された計測項目に対する自動計測が行われる。
まず、計測部９は、ステップＳ１において検出計測アルゴリズム設定部１１により設定された検出計測アルゴリズムとステップＳ３において指定された計測対象の位置とに基づいて、画像処理に基づく認識により計測対象を検出する。例えば、ステップＳ１において指定された計測項目が胆嚢である場合には、計測部９は、ステップＳ３において指定された胆嚢の位置と検出計測アルゴリズムとに基づいて、ステップＳ２において取得された超音波画像に対して検出範囲を設定し、設定した検出範囲内において胆嚢の画像を検出する。
【００３５】
この際に、計測部９は、ステップＳ１においてユーザから指定された計測項目に応じて計測対象の検出範囲の大きさを決定すると共に、ステップＳ３においてユーザから指定された計測対象の位置に応じて検出範囲の位置を決定する。さらに、計測部９は、ステップＳ３においてユーザから指定された位置および計測項目に基づいて計測対象の検出順序を決定する。例えば、図示しないが、計測項目が胆嚢の短軸径および腹部大動脈の短軸径等の丸い断面に関するものである場合に、ユーザから指定された位置を中心として、中心から外側に向かう渦状の走査線に沿って、順次、計測対象の検出を実行していく。
【００３６】
次に、計測部９は、検出した計測対象の計測に使用するための計測線を設定し、この計測線に対し、画像処理に基づく認識の結果の信頼度を算出する。この際に、計測部９は、算出基準保存部１０に保存されている信頼度の算出基準を用いて、信頼度を算出する。
例えば、超音波画像上の胆嚢の長さを計測する場合に、計測部９は、超音波画像上の胆嚢の領域を囲む境界上すなわち胆嚢の縁部に端点が配置された複数の線分を抽出し、各線分に対して、端点における超音波画像のエッジらしさに基づく信頼度を算出する。
【００３７】
検出した計測対象の計測に使用する計測線は、検出計測アルゴリズムにより計測項目に応じて定められたルールに基づいて設定される。例えば、計測項目が胆嚢の長軸の長さである場合には、計測線として、胆嚢領域の内壁上に配置された２点を端点とする線分を長い順に抽出していく。また、計測項目が腹部大動脈径である場合には、計測線として、腹部大動脈の重心を通り且つ腹部大動脈の外壁上に配置された２点を端点とする線分を長い順に抽出していく。
【００３８】
また、エッジらしさとは、画像上の対象部位における輪郭らしさを表すものであり、対象となる点における画像のエッジらしさに基づく信頼度は、例えば、対象となる点と周囲の点とのコントラスト等を用いて画像認識により算出されることができる。
【００３９】
次に、計測部９は、算出された信頼度と算出基準保存部１０に保存された算出基準とに基づいて計測に適した計測線の候補を決定する。計測線の候補の決定方法としては、例えば、信頼度が高い順に定められた数の計測線を候補とすること、信頼度が閾値以上となる計測線を候補とすること、最も高い信頼度と定められた百分率との積以上となる信頼度を有する計測線を候補とすること、および、これらの方法の組み合わせ等を採用することができる。
最後に、計測部９は、このように決定された計測線の候補に対して、それぞれ、計測値を算出する。例えば、計測線が、計測対象の縁部に端点が配置された線分である場合には、候補として決定された各計測線の長さが計測される。
【００４０】
続くステップＳ５では、計測部９は、ステップＳ４において複数の計測線が候補として決定されたか、１つの計測線が候補として決定されたか、また、候補として決定された計測線がなかったかを判定する。ステップＳ５において、複数の計測線が候補として決定されていると判定された場合に、ステップＳ６に進む。
【００４１】
ステップＳ６において、計測部９は、複数の計測候補を表示部８に表示させるように、表示制御部７に指令を送信する。ここで、計測候補とは、計測に用いた複数の計測線およびそれぞれの計測線に対応する複数の計測値の少なくとも一方を含んでおり、計測線と対応する計測値とを両方含んでいる場合には、表示部８において、例えば、図４に示されるような表示がなされる。すなわち、表示部８において、複数の計測線Ｌが超音波画像Ｓに重ね合されるように表示されると共に、複数の計測線Ｌにそれぞれ対応する複数の計測値がリストＭとして表示される。
【００４２】
このように、表示部８において複数の計測候補が表示されると、ステップＳ７において、複数の計測候補のうちの１つを、操作部１６を介してユーザに指定させる。操作部１６を介してユーザから１つの計測候補が指定されると、計測候補指定受付部１５は、この指定結果を受け付ける。
続くステップＳ８では、ステップＳ７において操作部１６を介してユーザにより指定された計測候補が、計測結果として確定され、超音波診断装置１における計測動作が終了する。
【００４３】
ステップＳ５において、１つの計測線のみが候補として決定されていると判定された場合には、ステップＳ９に進む。ステップＳ９では、計測部９は、決定された計測候補を表示部８に表示させるように表示制御部７に指令を送信する。これにより、表示部８において、超音波画像に重ね合されるように計測候補が表示されると、ステップＳ８に進み、表示部８に表示された計測候補が計測結果として確定され、超音波診断装置１における計測動作が終了する。
【００４４】
また、ステップＳ５において、候補として決定されている計測線がないと判定された場合には、ステップＳ１０に進む。ステップＳ１０では、候補となる計測線がない旨のエラーダイアログが表示部８に表示され、超音波診断装置１における計測動作が終了する。
【００４５】
以上において説明した実施の形態１の超音波診断装置１によれば、計測対象に対する自動計測において複数の計測線の候補が決定された場合に、表示部８に複数の計測候補を表示し、操作部１６を介してユーザに１つの計測候補を指定させる。そのため、ユーザの負担を軽減させながら信頼性のある計測結果を得ることができる。
【００４６】
なお、本発明の実施の形態１では、超音波診断装置１が超音波画像から計測対象の計測を行っているが、超音波画像以外の音響波画像に対しても計測を行ってもよい。例えば、超音波診断装置１は、光音響波画像、および、超音波画像と光音響波画像とを重畳させた合成画像に対しても、計測対象の計測を行ってもよい。
【００４７】
また、ステップＳ４における自動計測に用いられる計測線の例として、計測対象の縁部を端点とする線分を挙げているが、計測線として、計測対象の縁部に沿って描かれた閉曲線を用い、その閉曲線に囲まれた部分の面積を算出することにより、計測対象の断面積を計測してもよい。この場合に、計測対象の縁部に沿って描かれた閉曲線における超音波画像のエッジらしさに基づいて信頼度を算出してもよい。算出された信頼度を用いて計測線の候補を決定する方法は、計測線が線分である場合と同一である。
【００４８】
また、ステップＳ４において計測対象の計測に用いる線分の端点における超音波画像のエッジらしさに基づいてそれぞれの線分に対する信頼度を算出しているが、信頼度の算出方法は、これに限定されない。例えば、ステップＳ３において操作部１６を介してユーザから指定された点と計測対象の計測に用いるそれぞれの線分との距離が近いほど高い値となり、この距離が遠いほど低い値となるように信頼度を算出してもよい。
さらに、計測対象の計測に用いる線分の端点における超音波画像のエッジらしさに基づいて算出された信頼度、および、ユーザから指定された点と線分との距離に基づいて算出された信頼度等の複数の方法を用いて算出された信頼度の和および平均値等を最終的な線分の信頼度としてもよい。
【００４９】
また、ステップＳ４において、超音波画像内に複数の計測対象が検出される場合がある。この場合には、複数の計測線の信頼度を算出する際に、それぞれの計測線に重ね合されている計測対象の信頼度と、超音波画像のエッジらしさ等に基づいて算出された計測線の信頼度とに基づいて、それぞれの計測線に対する複合的な信頼度を算出してもよい。
例えば、ステップＳ１において胆嚢サイズが計測項目として指定され、ステップＳ４において複数の計測対象が検出された場合に、計測部９は、それぞれの計測対象について、テンプレートマッチング等の画像認識を行うことにより予め記憶されている胆嚢のパターンデータに対する類似度を計測対象の信頼度として算出する。さらに、計測部９は、計測線である線分の端点における超音波画像におけるエッジらしさ等に基づいて複数の計測線の信頼度を算出し、これらの計測線の信頼度と、計測線が重ね合されている計測対象の信頼度との和または積を、それぞれの計測線に対する複合的な信頼度として算出してもよい。
この場合に、計測部９は、それぞれの計測線に対する複合的な信頼度に基づいて、計測候補を抽出する。
【００５０】
また、ステップＳ６において、複数の計測候補としてそれぞれ計測線と計測値とが表示される場合に、計測部９は、信頼度が高い計測線の計測値から、信頼度の降順に計測値を並べて表示してもよい。このように複数の計測値を表示することにより、ユーザが信頼度の高い計測線を選びやすい。
また、ステップＳ６において、計測部９は、算出された信頼度の値に応じて、複数の計測候補を表示する色、太さ、実線および破線等の線の種類、透過度の少なくとも１つを変更してもよい。さらに、計測部９は、色、太さ、線の種類、透過度の少なくとも１つを対応付けて複数の計測線と、対応する複数の計測値の双方を表示してもよい。これにより、ユーザが複数の計測候補を視認する際に、計測線と計測値とを対応付けて確認することが容易になる。
【００５１】
また、ステップＳ１において表示部８に表示される計測項目、および、ステップＳ６において表示部８に表示される複数の計測候補の数が多く、表示部８における表示が煩雑になることを防ぐため、表示部８において一度に表示される計測項目の数および計測候補の数に上限を設定してもよい。例えば、定められた数の計測項目または計測候補のみを表示部８に表示し、操作部１６を介したユーザの操作により、計測項目および計測候補を、適宜、切り替えて表示させるようにしてもよい。
【００５２】
また、超音波診断装置１の計測動作では、ステップＳ１において計測項目の指定を受け付けてからステップＳ２に進み、超音波画像を取得しているが、超音波画像を取得してから計測項目の指定を受け付けてもよい。この場合には、例えば、図５に示すように、超音波診断装置１における計測動作が開始された際に、表示部８に超音波画像Ｓを表示させると共に、計測項目の一覧Ｎを超音波画像Ｓに重ね合わせて表示させる。この例では、一覧Ｎに計測項目Ｎ１〜Ｎ３として、それぞれ、腹部大動脈径、胆嚢サイズおよび腎臓サイズが表示されており、ユーザは、一覧Ｎに含まれる複数の計測項目のうち１つを選択することにより、計測項目を指定することができる。
【００５３】
実施の形態２
実施の形態１における計測動作では、ステップＳ６において表示部８に複数の計測候補を表示している。実施の形態２では、これらの計測候補に含まれる計測値のうち定められた計測基準範囲を超える計測値がある場合に、計測基準範囲外の計測値を含む計測候補を表示部８に強調表示させる。例えば、図示しないが、実施の形態１におけるステップＳ１において操作部１６を介してユーザから指定された計測項目が胆嚢の短軸径である場合には、一般的に、計測値が４０ｍｍを超えると胆嚢の腫大の可能性がある。この場合、計測部９は、計測値が４０ｍｍを超える計測候補を強調表示する。また、この際に、計測部９は、定められた基準値である４０ｍｍを超える計測値を有する計測候補が基準値を超えている旨のテキストを超音波画像に重ね合わせて表示させてもよい。
このように、計測基準範囲外の計測値を有する計測候補を表示部８に強調表示させることにより、強調表示された計測候補をユーザが注視しやすくなり、ユーザによる計測候補の見落としを防止することができる。
【００５４】
実施の形態３
実施の形態１および２において、計測候補の算出基準は、算出基準保存部１０において予め保存されているものが用いられる。実施の形態２では、操作部１６を介してユーザが指定した計測線の信頼度に基づいて計測候補の算出基準を更新する。
図６に、実施の形態３の超音波診断装置１Ａの構成を示す。実施の形態３の超音波診断装置１Ａは、プロセッサ２２Ａが算出基準更新部２３を有していることを除いて、実施の形態１の超音波診断装置１と同一である。実施の形態３の超音波診断装置１Ａにおいて、算出基準保存部１０に、算出基準更新部２３が接続されており、算出基準更新部２３に、計測部９および装置制御部１２がそれぞれ接続されている。
【００５５】
算出基準更新部２３は、計測部９において複数の計測線が算出され且つ操作部１６を介してユーザから１つの計測線が指定された際に、指定された計測線の信頼度に基づいて、計測候補の算出基準を更新する。例えば、超音波診断装置１Ａを用いて複数回の計測動作を行った場合に、算出基準更新部２３は、算出基準保存部１０に予め保存されている計測線の信頼度の閾値を、操作部１６を介してユーザにより指定された複数の計測線の信頼度の平均値、中央値および最小値等のいずれかに更新することができる。
【００５６】
また、例えば、計測候補の算出基準を更新する際に、複数の超音波診断装置１Ａにおける複数の計測線に対するユーザの指定結果を集め、それらの計測線の信頼度に基づいて計測候補の算出基準を更新してもよく、ユーザ毎および被験体毎に複数の計測線に対するユーザの指定結果を集め、それらの計測線の信頼度に基づいて計測候補の算出基準を更新してもよい。
【００５７】
このように、ユーザによる指定結果を計測候補の算出基準に反映させることにより、ユーザに指定されにくい計測線を表示部８に表示させないようにすることができるため、計測対象の計測結果に対してユーザの好みを反映させることができる。
【００５８】
実施の形態４
実施の形態１〜３では、自動的に算出された計測候補を選択することにより計測結果が得ている。実施の形態４では、計測候補に対してユーザが手動で修正を行うことができる。
図７に、実施の形態４の超音波診断装置１Ｂの構成を示す。実施の形態４の超音波診断装置１Ｂは、プロセッサ２２Ｂが手動設定受付部２４および手動修正受付部２５を有していることを除いて実施の形態３の超音波診断装置１Ａと同一である。実施の形態４の超音波診断装置１Ｂにおいて、装置制御部１２に、手動設定受付部２４および手動修正受付部２５がそれぞれ接続されており、手動設定受付部２４および手動修正受付部２５に、それぞれ、操作部１６が接続されている。
【００５９】
手動設定受付部２４は、計測項目指定受付部１３において受け付けられた計測対象に対し、操作部１６を介してユーザが行った計測線の設定を受け付ける。また、手動設定受付部２４は、操作部１６を介してユーザが設定した計測線と、計測線に対応する計測値を表示部８に表示させるように、装置制御部１２を介して表示制御部７に指令を送信する。
手動修正受付部２５は、計測部９により自動的に算出された計測線に対し、操作部１６を介してユーザが行った修正を受け付ける。
【００６０】
次に実施の形態４における超音波診断装置１Ｂの計測動作について、図８および図９に示すフローチャートを用いて説明する。図８は、超音波診断装置１Ｂを用いた１回目の計測動作である。まず、ステップＳ１〜Ｓ５は、図３に示す実施の形態１のフローチャートのステップＳ１〜Ｓ５と同一である。ステップＳ５において複数の計測線の候補が算出されたと判定された場合には、ステップＳ６において表示部８に複数の計測候補が表示され、続くステップＳ７においてユーザからの計測候補の指定を受け付ける。ステップＳ６およびステップＳ７は、実施の形態１のフローチャートのステップＳ６およびステップＳ７と同一である。
【００６１】
ステップＳ７において操作部１６を介したユーザからの計測候補の指定が受け付けられると、ステップＳ１１に進む。ステップＳ１１において、ユーザは、操作部１６を介して、ステップＳ７において指定した計測候補の手動修正を行うことができる。手動修正とは、例えば、操作部１６を介してユーザにより計測線の位置が変更されること、また、計測線に含まれる計測点の位置が変更されること等を指す。ステップＳ１１において、計測候補が手動修正された場合には、ステップＳ１２に進み、手動修正結果が手動修正受付部２５により受け付けられる。
【００６２】
続くステップＳ１３において、算出基準更新部２３は、ステップＳ１２において受け付けられた手動修正結果に基づいて計測線の信頼度に対する算出基準を更新し、その更新結果を算出基準保存部１０に保存する。例えば、計測線が長さを計測するための線分であり、且つ、信頼度が、ステップＳ３において操作部１６を介してユーザにより指定された点と計測線との距離に基づく第１の信頼度と、線分の端点における超音波画像のエッジらしさに基づく第２の信頼度との和により算出されているとする。この場合に、算出基準更新部２３は、ユーザによる修正後の計測線が修正前の計測線と比べて、ステップＳ３において指定された点に近ければ第１の信頼度の重みを大きくし、ステップＳ３において指定された点に遠ければ第２の信頼度の重みを大きくするように、信頼度の算出基準を更新してもよい。
【００６３】
ステップＳ１３において計測線の信頼度の算出基準が更新されると、続くステップＳ８において計測結果が確定されて、超音波診断装置１Ｂにおける計測動作が終了する。
また、ステップＳ１１において、手動修正がなされていないと判定された場合には、ステップＳ８に進み、計測結果が確定されて、超音波診断装置１Ｂにおける計測動作が終了する。
【００６４】
また、ステップＳ５において１つの計測線のみが算出されていると判定された場合に、ステップＳ９に進み、表示部８に計測候補が表示される。ステップＳ９は、実施の形態１におけるステップＳ９と同一である。
また、ステップＳ５において計測線が算出されていないと判定された場合には、ステップＳ１０に進み、表示部８にエラーダイアログが表示され、ステップＳ１４に進む。
【００６５】
ステップＳ１４において、ユーザは、操作部１６を介して超音波画像上に手動で計測線を設定することができる。ステップＳ１４においてユーザによる計測線の手動設定がなされたと判定された場合には、ステップＳ１５に進み、手動設定受付部２４により、計測線の手動設定結果が受け付けられる。ステップＳ１５において計測が受け付けられると、ステップＳ１３に進み、計測線の手動設定結果に基づく計測線の信頼度の算出基準が更新される。ステップＳ１３において計測線の信頼度の算出基準が更新されると、ステップＳ８において計測結果が確定され、超音波診断装置１Ｂにおける計測動作が終了する。
【００６６】
また、ステップＳ１４において計測線の手動設定がなされていないと判定された場合には、その時点で、超音波診断装置１Ｂにおける計測動作が終了する。
【００６７】
次に、実施の形態４の超音波診断装置１Ｂの２回目以降の計測動作について説明する。図９は、２回目以降の計測動作を示すフローチャートである。
ステップＳ１〜ステップＳ３は、超音波診断装置１Ｂにおける１回目の計測動作のステップＳ１〜Ｓ３と同一である。ステップＳ３において、操作部１６を介してユーザから指定された計測対象の位置が受け付けられると、ステップＳ１６に進む。
ステップＳ１６では、１回目の計測動作のステップＳ１３において計測線の信頼度の算出基準が更新されたか否かを判定する。ここで、計測線の信頼度の算出基準が更新されていると判定された場合に、ステップＳ１７に進む。
【００６８】
ステップＳ１７において、計測部９は、１回目の計測動作におけるステップＳ１３において更新された計測線の信頼度の算出基準を、算出基準保存部１０から読み出す。続くステップＳ４において、計測部９は、ステップＳ１７において読み出した計測線の信頼度の算出基準を用いて、計測対象に対する自動計測を行う。このステップＳ４および続くステップＳ５は、１回目の計測動作におけるステップＳ４およびステップＳ５と同一である。
【００６９】
ステップＳ５において、複数の計測線の候補が算出されていると判定された場合に、ステップＳ６に進む。ステップＳ６〜ステップＳ１２は、１回目の計測動作におけるステップＳ６〜ステップＳ１２と同一である。ステップＳ１２において操作部１６を介したユーザによる手動修正の結果が受け付けられると、ステップＳ８に進んで計測結果が確定され、超音波診断装置１Ｂにおける２回目以降の計測動作が終了する。
【００７０】
また、ステップＳ５において、１つの計測線の候補のみが算出されていると判定された場合にステップＳ９に進み、計測線の候補が算出されていないと判定された場合にステップＳ１０に進むが、ステップＳ９およびステップＳ１０〜ステップＳ１５は、１回目の計測動作におけるステップＳ９およびステップＳ１０〜ステップＳ１５と同一である。
【００７１】
以上のように、実施の形態４の超音波診断装置１Ｂによれば、算出された計測候補に対し操作部１６を介してユーザが手動修正を行った結果に基づいて計測線の信頼度の算出基準を更新し、また、操作部１６を介してユーザが計測線を手動設定した結果に基づいて計測線の信頼度の算出基準を更新するため、計測部９により算出される計測候補の精度を向上させることができ、また、ユーザの好みを反映させた計測候補を算出することができる。
【００７２】
なお、実施の形態４では、超音波診断装置１Ｂにおける１回目の計測動作のステップＳ１３において、計測線の信頼度に対する算出基準を更新しており、２回目以降の計測動作においては、計測線の信頼度に対する算出基準を更新していないが、２回目以降の計測動作においても、計測線の信頼度に対する算出基準を更新してもよい。その場合には、例えば、２回目以降の計測動作におけるステップＳ１２の手動修正の受付の直後において、図８に示すステップＳ１３のように、計測線の信頼度に対する算出基準の更新を行う。
【符号の説明】
【００７３】
１，１Ａ，１Ｂ  超音波診断装置、２  振動子アレイ、３  送信部、４  受信部、５  ＡＤ変換部、６  画像生成部、７  表示制御部、８  表示部、９  計測部、１０  算出基準保存部、１１  検出計測アルゴリズム設定部、１２  装置制御部、１３  計測項目指定受付部、１４  位置指定受付部、１５  計測候補指定受付部、１６  操作部、１７  格納部、１８  信号処理部、１９  ＤＳＣ、２０  画像処理部、２１  超音波プローブ、２２，２２Ａ，２２Ｂ  プロセッサ、２３  算出基準更新部、２４  手動設定受付部、２５  手動修正受付部、Ｌ  計測線、Ｍ  リスト、Ｎ  一覧、Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３  計測項目、Ｓ  超音波画像。
【図１】
2019039026.tif 000003
【図２】
2019039026.tif 000004
【図３】
2019039026.tif 000005
【図４】
2019039026.tif 000006
【図５】
2019039026.tif 000007
【図６】
2019039026.tif 000008
【図７】
2019039026.tif 000009
【図８】
2019039026.tif 000010
【図９】
2019039026.tif 000011
【国際調査報告】
2019039026.tif 000012
2019039026.tif 000013
2019039026.tif 000014
2019039026.tif 000015