(57)【要約】【課題】超音波を用いた被検体の診断として、腫瘍が悪性であるか否かの診断を腫瘍の輪郭を抽出することなく実現し得る技術を提供すること。【解決手段】超音波診断装置１０は、被検体１に超音波を送受信する超音波アレイ部２４と、前記超音波アレイ部を制御する制御部２００と、を備え、前記制御部２００は、前記超音波アレイ部２４による受信信号に基づいて、前記被検体内の血流速度を測定することと、前記超音波アレイ部２４による前記超音波の送信を制御することで、前記被検体１を加温する制御を行うことと、前記血流速度に基づいて、所定診断用の指標値を算出することと、を行う。【選択図】図１０
2018102590.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に超音波を送受信する超音波アレイ部と、
前記超音波アレイ部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記超音波アレイ部による受信信号に基づいて、前記被検体内の血流速度を測定することと、
前記超音波アレイ部による前記超音波の送信を制御することで、前記被検体を加温する制御を行うことと、
前記血流速度に基づいて、所定診断用の指標値を算出することと、
を行う超音波診断装置。
【請求項２】
前記測定は、前記加温による温度上昇前後の前記血流速度を測定することを含み、
前記算出は、前記加温による温度上昇前後の前記血流速度に基づいて前記指標値を算出することを含む、
請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記被検体内の診断対象位置毎に、前記血流速度の測定と、前記加温の制御と、前記指標値の算出とを行う、
請求項１又は２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記被検体内の前記診断対象位置を前記指標値に応じた表示色とした画像を生成する制御を行う、
請求項３に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記加温の制御は、前記診断対象位置の組織温度が、前記被検体の組織の耐性上限温度以下である所定温度に達すると推定される加温継続時間の間、当該診断対象位置に前記超音波を継続的に送信する、
請求項３又は４に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記加温の制御は、前記診断対象位置の温度を測定する温度測定部の測温結果に基づき、前記診断対象位置の組織温度が、前記被検体の組織の耐性上限温度以下である所定温度に達するまで当該診断対象位置に前記超音波を継続的に送信する、
請求項３又は４に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
前記被検体は、人間であり、
前記所定温度は、３８℃以上４１℃以下の温度である、
請求項５又は６に記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記超音波アレイ部は、前記血流速度の測定用の第１アレイ部と、前記加温用の第２アレイ部とを有し、
前記制御部は、前記第１アレイ部による受信信号に基づいて前記血流速度の測定を行い、前記第２アレイ部による前記超音波の送信を制御することで前記加温の制御を行う、
請求項１〜７の何れか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記血流速度の測定と、前記加温の制御とを時分割に切り替えて行う、
請求項１〜７の何れか一項に記載の超音波診断装置。
【請求項１０】
被検体に超音波を送受信する超音波アレイ部を制御して、所定診断用の指標値を算出する超音波診断方法であって、
前記超音波アレイ部による受信信号に基づいて、前記被検体内の血流速度を測定することと、
前記超音波アレイ部による前記超音波の送信を制御することで、前記被検体を加温する制御を行うことと、
前記血流速度に基づいて前記指標値を算出することと、
を含む超音波診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体に超音波を送受信して診断用の指標値を算出したり診断用の画像を生成する超音波診断装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療分野においては、人間である被検体に超音波を送受信することで、非接触で被検体に関する診断を行う技術が知られている。例えば、特許文献１には、被検体内の腫瘍が悪性であるか良性であるかの診断を支援する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１１１２５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の特許文献１の技術は、被検体のＢモード画像に基づいて腫瘍の輪郭を抽出し、次いで、抽出した輪郭の周囲の血流の集中度をドップラー画像に基づいて求めることで、腫瘍が悪性であるか否かを判定する。これは、悪性腫瘍においては栄養血管（新生血管）が発達しており、多くの血流が流入しているものと考えられるからである。しかし、この従来技術は、腫瘍の輪郭を抽出することが前提であり、その輪郭の抽出が可能なある程度の大きさの腫瘍にしか適用できない。このため、輪郭を抽出し難い初期段階の腫瘍に適用することは困難であった。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、超音波を用いた被検体の診断として、腫瘍が悪性であるか否かの診断を腫瘍の輪郭を抽出することなく実現し得る技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための第１の発明は、被検体に超音波を送受信する超音波アレイ部と、前記超音波アレイ部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記超音波アレイ部による受信信号に基づいて、前記被検体内の血流速度を測定することと、前記超音波アレイ部による前記超音波の送信を制御することで、前記被検体を加温する制御を行うことと、前記血流速度に基づいて、所定診断用の指標値を算出することと、を行う超音波診断装置である。
【０００７】
第１の発明によれば、被検体を加温するとともに、被検体内の血流速度に基づき、診断用の指標値を算出することができる。これにより、例えば、悪性腫瘍であるがん細胞の周囲に作り出される新生血管は、交感神経の作用を受けないことから温度上昇による血流速度の変化が生じないという知見にもとづくことで、被検体内の腫瘍が悪性であるか否かの診断用の指標値を算出するといったことが可能となる。その結果、腫瘍が悪性であるか否かの診断を腫瘍の輪郭を抽出することなく実現し得る技術を提供することができる。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明の超音波診断装置であって、前記測定は、前記加温による温度上昇前後の前記血流速度を測定することを含み、前記算出は、前記加温による温度上昇前後の前記血流速度に基づいて前記指標値を算出することを含む、超音波診断装置である。
【０００９】
第２の発明によれば、加温による温度上昇前後の血流速度に基づいて、診断用の指標値を算出することができる。これにより、例えば、診断対象位置の腫瘍が悪性であるか否かの診断用の指標値として、加温による温度上昇前後の血流速度の変化の程度を表す指標値を算出し、この指標値が小さいならば診断対象位置の腫瘍は悪性の可能性有りと診断するといったことが可能となる。
【００１０】
第３の発明は、第１又は第２の発明の超音波診断装置であって、前記制御部は、前記被検体内の診断対象位置毎に、前記血流速度の測定と、前記加温の制御と、前記指標値の算出とを行う、超音波診断装置である。
【００１１】
第３の発明によれば、被検体内の診断対象位置毎に診断用の指標値を算出することができ、被検体内の広範囲を診断対象とすることが可能となる。
【００１２】
第４の発明は、第３の発明の超音波診断装置であって、前記制御部は、前記被検体内の前記診断対象位置を前記指標値に応じた表示色とした画像を生成する制御を行う、超音波診断装置である。
【００１３】
第４の発明によれば、被検体内の診断対象位置を診断用の指標値に応じた表示色とした画像を生成することができるので、例えば、この画像を表示することで、悪性腫瘍の可能性がある被検体内の位置を容易に診断する、或いは診断を支援することが可能となる。
【００１４】
第５の発明は、第３又は第４の発明の超音波診断装置であって、前記加温の制御は、前記診断対象位置の組織温度が、前記被検体の組織の耐性上限温度以下である所定温度に達すると推定される加温継続時間の間、当該診断対象位置に前記超音波を継続的に送信する、超音波診断装置である。
【００１５】
第５の発明によれば、診断対象位置の加温は診断対象位置に超音波を継続的に送信することでなされるが、その加温継続時間は、被検体の組織の耐性上限温度以下である所定温度に達すると推定される時間であるので、被検体にとって安全性が確保されている。
【００１６】
第６の発明は、第３又は第４の発明の超音波診断装置であって、前記加温の制御は、前記診断対象位置の温度を測定する温度測定部の測温結果に基づき、前記診断対象位置の組織温度が、前記被検体の組織の耐性上限温度以下である所定温度に達するまで当該診断対象位置に前記超音波を継続的に送信する、超音波診断装置である。
【００１７】
第６の発明によれば、診断対象位置の加温は、診断対象位置に超音波を継続的に送信することでなされるが、その送信は、診断対象位置の組織温度が被検体の組織の耐性上限温度以下である所定温度に達するまで継続されるので、被検体にとって安全性が確保されている。
【００１８】
第７の発明は、第５又は第６の発明の超音波診断装置であって、前記被検体は、人間であり、前記所定温度は、３８℃以上４１℃以下の温度である、超音波診断装置である。
【００１９】
第７の発明によれば、人間を被検体とした診断を行うことができる。
【００２０】
第８の発明は、第１〜第７の何れかの発明の超音波診断装置であって、前記超音波アレイ部は、前記血流速度の測定用の第１アレイ部と、前記加温用の第２アレイ部とを有し、前記制御部は、前記第１アレイ部による受信信号に基づいて前記血流速度の測定を行い、前記第２アレイ部による前記超音波の送信を制御することで前記加温の制御を行う、超音波診断装置である。
【００２１】
第８の発明によれば、超音波アレイ部は、血流速度の測定用の第１アレイ部と、加温用の第２アレイ部とを有しているので、例えば、診断対象位置を加温しつつ、並行してその血流速度を測定するといったことが可能となる。
【００２２】
第９の発明は、第１〜第７の何れかの発明の超音波診断装置であって、前記制御部は、前記血流速度の測定と、前記加温の制御とを時分割に切り替えて行う、超音波診断装置である。
【００２３】
第９の発明によれば、血流速度の測定と加温とを時分割に切り換えて行うことができる。
【００２４】
第１０の発明は、被検体に超音波を送受信する超音波アレイ部を制御して、所定診断用の指標値を算出する超音波診断方法であって、前記超音波アレイ部による受信信号に基づいて、前記被検体内の血流速度を測定することと、前記超音波アレイ部による前記超音波の送信を制御することで、前記被検体を加温する制御を行うことと、前記血流速度に基づいて前記指標値を算出することと、を含む超音波診断方法である。
【００２５】
第１０の発明によれば、第１の発明と同様の効果を得ることができる超音波診断方法を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】超音波診断装置の構成例。
【図２】超音波プローブの平面図。
【図３】超音波プローブの断面図。
【図４】被検体の超音波画像の生成例。
【図５】超音波画像の一例。
【図６】加温前血流速度の測定の説明図。
【図７】加温の説明図。
【図８】加温後血流速度の測定の説明図。
【図９】指標値分布画像の表示例。
【図１０】超音波診断装置の機能構成図。
【図１１】血流速度データのデータ構成例。
【図１２】超音波診断処理のフローチャート。
【図１３】温度測温部を設ける場合の超音波診断装置の構成例。
【図１４】二つの超音波アレイ部を有する超音波プローブの構成例。
【図１５】図１４の超音波プローブを備える超音波診断装置の機能構成図。
【図１６】図１５の超音波診断装置が行う超音波診断処理のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
［装置構成］
図１は、本実施形態の超音波診断装置１０の構成例を示す図である。この超音波診断装置１０は、超音波を用いて、人間である被検体１の体内の腫瘍が悪性か否かの診断を支援する、或いは診断を行う装置である。図１に示すように、超音波診断装置１０は、超音波プローブ２０と、処理装置３０とが、ケーブル３２によって電気的に接続されて構成される。図１では、超音波プローブ２０を被検体１の腹部に貼り付けた超音波診断装置１０の使用時の状態を示している。
【００２８】
超音波プローブ２０は、図２，図３に示すように、粘着台座２２に、超音波を送受信する複数の超音波素子（超音波振動子）をマトリクス状に配置した超音波アレイ部２４を設けて構成される。図２は、超音波プローブ２０の被検体１の皮膚との接触面側の平面図である。図３は、超音波プローブ２０を被検体１の皮膚に貼付した状態における被検体１の皮膚面からの深さ方向（以下、この方向を「ｚ方向」とする）に沿った断面図である。図２，図３の何れも、理解を容易にするために構成を簡略して示している。超音波素子は、超音波と電気信号とを変換する超音波トランスデューサーを有して構成され、数ＭＨｚ〜数十ＭＨｚの超音波パルスを送信するとともに、その反射波を受信する。
【００２９】
診断に先立ち、超音波プローブ２０は、超音波アレイ部２４の送受信面が被検体１の皮膚に密着するように、被検体１の診断対象部位に粘着台座２２によって貼付・固定される。粘着台座２２は、生体表面に着脱可能な粘着層を有しており、被検体１が身体を動かしても容易に外れたり剥がれたりしないようになっている。
【００３０】
処理装置３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサー、ＩＣ（Integrated Circuit）メモリーやハードディスクといった記憶媒体、外部装置とのデータ通信を行う通信ＩＣ等を有している。また、処理装置３０は、診断結果や操作情報を画像表示するための手段と操作入力のための手段とを兼ねるタッチパネルを備えて構成することができ、更に、操作入力のためのキーボードやマウス等の各種装置を備えた構成としてもよい。ＣＰＵ等のプロセッサーは、主に制御部２００（図１０参照）として機能するものであり、記憶媒体に記憶されているプログラムを実行することにより超音波診断装置１０を統合的に制御して、超音波プローブ２０を用いた診断の実行や診断結果の表示及び記憶といった各種機能を実現する。
【００３１】
［診断の原理］
超音波診断装置１０による被検体１の体内の腫瘍が悪性か否かの診断の原理を説明する。一般に、悪性腫瘍であるがん細胞はその発育に従って多くの栄養と酸素を必要とし、そのためにがん細胞の周囲に新生血管を作り出すことが知られている。この新生血管は、神経を伴わない血管であることが知られており、交感神経の作用を受けない。本実施形態では、係る知見にもとづき、被検者の体内組織の腫瘍が悪性（すなわち、がん細胞）であるか否かを診断する。つまり、通常の血管は、周囲温度の上昇に対して交感神経が作用することで血管径の拡張および血流速度の上昇が生じて血流量が増え、周囲温度を下げようとする。しかし、新生血管は、交感神経の作用を受けないため、周囲温度が上昇しても血管径が拡張せず、血流速度も変化しない。このような理由により、本実施形態では、被検体の診断対象部位を加温し、その加温前後での診断対象部位の血流速度の変化を検出・表示することで、診断対象部位に新生血管が存在するか、すなわちその新生血管を作り出したがん細胞（悪性腫瘍）が存在するかの診断を支援する。
【００３２】
図４〜図９は、本実施形態における診断の手順を説明するための図である。先ず、図４に示すように、被検体１の診断対象部位に貼付・固定した超音波プローブ２０による超音波の送受信を行って、皮膚面からの深さ方向（ｚ方向）に沿った診断対象部位の断層画像である超音波画像（Ｂモード画像）を生成する。
【００３３】
図５は、このようにして生成された超音波画像４０の一例である。超音波画像４０は、例えば、処理装置３０のタッチパネルに表示される。次いで、この超音波画像４０に対する超音波診断装置１０のオペレーターの操作入力に従って検査領域３を決定する。具体的には、超音波画像４０に、検査領域３を表す矩形状の枠４２をその大きさや位置を変更可能に表示し、確定された超音波画像４０における枠４２の大きさ及び表示位置に相当する被検体１の体内の三次元領域を、検査領域３として決定する。
【００３４】
そして、図６に示すように、超音波プローブ２０による超音波の送受信を行って、決定した検査領域３に定められる区画５の血流速度（以下、「加温前血流速度Ｆｂ」という）を測定する。血流速度は、超音波ドップラー法を用いて測定することができる。区画５は、診断対象位置であり、例えば超音波ドップラー法によって得られるドップラー画像の１ピクセルに相当する三次元領域である。図６〜８では、理解を容易にするために区画５を大きく模式的に示したが、実際にはより微細な領域である。また、区画５の血流速度の測定は、正確には、区画５内で移動している組織の移動速度の平均として測定されることになる。この区画５の大きさは、超音波アレイ部２４の超音波振動子の配列や、当該区画５の位置（特に深さ方向の位置）等に応じて決まる。
【００３５】
続いて、図７に示すように、超音波プローブ２０による超音波の送信を行って区画５を加温する。具体的には、区画５の中心位置を焦点位置として送信ビームフォーミング処理を行うことで超音波を収束させて、当該区画５を加温する。このとき、診断対象位置である区画５の組織温度が、被検体１の組織の耐性上限温度以下である所定温度に達すると推定される加温継続時間の間、超音波を継続的に送信することで、当該区画５を加温する。人間の場合、細胞は摂氏４２．５度〜４３．０度の温度で急速に死滅することが知られている。このため、本実施形態では、人間の皮下組織が、人間の組織の耐性上限温度である４２．５度〜４３．０度より低い、３８度〜４１度のうちの例えば４１度を所定温度とし、超音波を継続的に送信することで加温した際に、所定温度である４１度に達すると推定される時間（加温継続時間）を、実験等によって予め調べておく。そして、予め定めた加温継続時間の間、超音波を継続的に送信することで、区画５を加温する。
【００３６】
区画５を加温した後、図８に示すように、再度、超音波プローブ２０による超音波の送受信を行って、当該区画５の血流速度（以下、「加温後血流速度Ｆａ」）を測定する。
【００３７】
図６〜図８は、検査領域内の一つの区画５について説明したが、この一つの区画５に対する加温前血流速度Ｆｂの測定、加温、及び、加温後血流速度Ｆｂの測定、といった一連の処理を、検査領域３内に定められる全ての区画５について、繰り返し同様に行う。そして、検査領域３内の全ての区画５について、測定した加温前の血流速度Ｆｂ、及び、加温後血流速度Ｆａをもとに、加温前後での血流速度の変化を示す指標値Ｇ＝Ｆａ／Ｆｂ、を算出する。その後、算出した区画別の指標値Ｇを、診断結果として表示する。
【００３８】
具体的には、例えば、図９に示すように、検査領域３を含む被検体１の超音波画像４０において、検査領域３の各区画５の画像部分を、当該区画５の指標値Ｇに応じた表示色で表示した画像（以下、「指標値分布画像４４」という）に置き換えて或いは重ねて表示する。図９の超音波画像４０は、図５に一例を示した被検体１の診断対象部位を含むＢモード画像の簡略図であり、図５における枠４２の表示部分が検査領域３に相当する指標値分布画像４４となっている。本実施形態において、区画５は超音波ドップラー法によって生成されるドップラー画像の１ピクセルに相当する領域であるため、指標値分布画像４４は、ドップラー画像と同じ解像度の画像となる。
【００３９】
図９では、指標値Ｇの値が小さいほど“白く”、指標値Ｇの値が大きいほど“黒く”なるように、指標値Ｇの表示色を定めている。上述のように、通常の血管は加温によって血流速度が速くなるので、通常の血管を含む組織部分の指標値Ｇは「１」より大きな値となり、指標値分布画像４４において“黒っぽく”表示される。一方、新生血管は加温しても血流速度が変化しないので、新生血管を含む組織部分の指標値Ｇは「１」に近い値となり、指標値分布画像４４において“白っぽく”表示されることになる。従って、指標値Ｇに応じた表示色で表示した指標値分布画像４４を見ることで、検査領域３内の指標値Ｇが“１”に近い箇所について、新生血管が存在し得る、すなわち、悪性腫瘍（がん細胞）の可能性有りと診断することができる。なお、指標値Ｇの表示色は任意に定めることができるが、指標値Ｇの大小を輝度や明度で表すことができる色であると好適である。
【００４０】
［機能構成］
図１０は、超音波診断装置１０の機能構成を示すブロック図である。図１０に示すように、超音波診断装置１０は、超音波アレイ部２４を備える超音波プローブ２０と、処理装置３０とを具備して構成され、処理装置３０は、操作入力部１０２と、画像表示部１０４と、制御部２００と、記憶部３００とを備えて構成される。
【００４１】
超音波アレイ部２４は、被検体１に超音波を送受信する複数の超音波振動子をマトリクス状に配置して構成される。超音波アレイ部２４を構成する超音波素子の数やサイズ、配置間隔、超音波の送受信に係る特性値等は、記憶部３００の超音波アレイ部定義データ３０４として定義されている。
【００４２】
操作入力部１０２は、オペレーターによる操作入力を受け付け、操作入力に応じた操作信号を制御部２００に出力する。操作入力部１０２の機能は、例えば、ボタンやスイッチ、タッチパネル、トラックパッド、マウス、キーボード等によって実現することができる。この操作入力部１０２によって、オペレーターによる検査領域の選択や決定指示がなされる。
【００４３】
画像表示部１０４は、制御部２００からの表示信号に応じた画像を表示する。画像表示部１０４の機能は、例えば、タッチパネルや液晶ディスプレイ等によって実現される。この画像表示部１０４によって、被検体１の診断対象部位の超音波画像４０や、診断結果である指標値分布画像４４が表示される。
【００４４】
制御部２００は、ＣＰＵやＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等のマイクロプロセッサーや、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＩＣメモリー等の電子部品によって実現される。制御部２００は、各機能部との間でデータの入出力制御を行い、所定のプログラムやデータ、操作入力部１０２からの操作入力信号等に基づき各種の演算処理を実行するとともに超音波アレイ部２４を制御し、被検体１の所定診断用の指標値を算出する。本実施形態では、制御部２００は、超音波送受信制御部２０２と、超音波画像生成部２０４と、検査領域決定部２０６と、血流速度測定部２０８と、加温制御部２１０と、指標値算出部２１２と、指標値分布画像生成部２１４とを有する。なお、制御部２００を構成する各部は、専用のモジュール回路等のハードウェアで実現することとしても良い。
【００４５】
超音波送受信制御部２０２は、超音波アレイ部２４による超音波の送受信を制御する。すなわち、送信制御として、各超音波振動子の超音波パルスの送信タイミングを制御し、送信タイミングでパルス電圧を発生させて超音波振動子へ出力する。その際、送信ビームフォーミング処理として、任意の位置に超音波を収束させるよう、送信遅延処理を行って各超音波振動子へのパルス電圧の出力タイミングの調整を行う。また、受信制御としては、各超音波振動子による受信信号に対する増幅処理やフィルター処理、Ａ／Ｄ（Analog／Digital）変換処理を行う。そして、必要に応じて、受信信号を遅延させる受信フォーカス処理や、超音波素子毎に受信信号を加算する受信ビームフォーミング処理等を行う。
【００４６】
超音波画像生成部２０４は、超音波アレイ部２４による超音波の送受信を行わせ、被検体１の皮膚面からの深さ方向（ｚ方向）に沿った診断対象部位の断層画像である超音波画像４０（Ｂモード画像）を生成する。生成した超音波画像４０は、超音波画像データ３０８として記憶される。
【００４７】
検査領域決定部２０６は、超音波画像生成部２０４によって生成された超音波画像を画像表示部１０４に表示させ、この超音波画像４０に対する操作入力部１０２からのオペレーターによる操作指示に従って、被検体１の体内の検査領域３を決定する（図５参照）。決定した検査領域３は、検査領域データ３１０として記憶される。例えば、検査領域３を直方体領域として定めた場合には、その直方体の頂点の位置座標や頂点間の距離（辺の長さ）が、例えば、超音波アレイ部２４を基準に定めた相対座標系における三次元座標値で格納される。
【００４８】
血流速度測定部２０８は、超音波アレイ部２４による受信信号に基づいて、被検体内の血流速度を測定する。血流速度の測定は、区画５それぞれについて、加温制御部２１０による加温前と加温制御部２１０による加温後との少なくとも二回、すなわち、少なくとも加温による温度上昇の前後２回行う。勿論温度上昇中に測定してもよいが、その場合も、ある温度に到達する前後２回で測定することから、加温による温度上昇の前後２回の測定と同義である。各区画５について測定して血流速度は、加温前血流速度Ｆｂ、及び、加温後血流速度Ｆａとして、血流速度データ３１２に記憶される。また、血流速度の測定は、検査領域３内の診断対象位置である区画５それぞれについて、超音波アレイ部２４による超音波の送受信を行わせ、超音波ドップラー法によって行う。
【００４９】
図１１は、血流速度データ３１２のデータ構成の一例を示す図である。図１１によれば、血流速度データ３１２は、区画３１２ａ毎に、加温前血流速度３１２ｂ、加温後血流速度３１２ｃ、指標値３１２ｄ、を対応付けて格納している。区画３１２ａは、例えば、その中央位置の三次元座標値が格納される。指標値３１２ｄは、指標値算出部２１２によって算出された指標値Ｇである。
【００５０】
加温制御部２１０は、超音波アレイ部２４による超音波の送受信を制御することで、被検体を加温する制御を行う。加温する制御は、診断対象位置の組織温度が、被検体の組織の耐性上限温度以下である所定温度に達すると推定される加温継続時間の間、診断対象位置に超音波を継続的に送信することで実現する。所定温度は、摂氏３８度以上４１度以下の温度として定められる。すなわち、検査領域３内の区画５それぞれについて、超音波アレイ部２４による超音波の送信を行わせ、区画５を焦点位置として超音波を収束させて当該区画５を加温する。
【００５１】
指標値算出部２１２は、血流速度測定部２０８によって測定された加温による温度上昇前後の血流速度に基づいて、所定診断用の指標値を算出する。すなわち、検査領域３内の区画５それぞれについて、加温前後の血流速度Ｆｂ，Ｆａをもとに、加温前後での血流速度の変化を表す指標値Ｇ＝Ｆａ／Ｆｂ、を算出する。算出した指標値Ｇは、血流速度データ３１２に記憶される。
【００５２】
指標値分布画像生成部２１４は、被検体内の診断対象位置を指標値Ｇに応じた表示色とした指標値分布画像を生成する制御を行う。すなわち、検査領域３内の区画５それぞれを、指標値算出部２１２によって算出された当該区画５の指標値Ｇに応じた表示色で表示した指標値分布画像４４を生成し、生成した指標値分布画像４４を、被検体１の診断対象部位の超音波画像４０の検査領域３に相当する画像部分に置き換えて或いは重ねて表示する。指標値Ｇと表示色との対応関係は、指標値表示定義データ３０６として予め定められている。また、作成した指標値分布画像４４は、指標値分布画像データ３１４として記憶される。
【００５３】
記憶部３００は、ＩＣメモリーやハードディスク、光学ディスク等の記憶媒体により実現され、超音波診断装置１０が備える種々の機能を実現するためのプログラムや、当該プログラムの実行中に使用されるデータ等が予め記憶される、或いは、処理の都度一時的に記憶される。なお、制御部２００と記憶部３００との接続は、装置内の内部バス回路による接続に限らず、ＬＡＮ（Local Area Network）やインターネット等の通信で実現しても良い。その場合、記憶部３００は、超音波診断装置１０とは別の外部記憶装置により実現されるとしても良い。本実施形態では、記憶部３００には、超音波診断プログラム３０２と、超音波アレイ部定義データ３０４と、指標値表示定義データ３０６と、超音波画像データ３０８と、検査領域データ３１０と、血流速度データ３１２と、指標値分布画像データ３１４と、が記憶される。
【００５４】
制御部２００は、超音波診断プログラム３０２を読み出して実行することにより、超音波アレイ部２４を制御して所定診断用の指標値Ｇを算出する機能を実現する。なお、制御部２００内の各機能部を電子回路等のハードウェアで実現する場合には、当該機能部を実現させるためのプログラムの一部を省略することができる。
【００５５】
［処理の流れ］
図１２は、超音波診断装置１０における超音波診断処理の流れを説明するフローチャートである。なお、この処理の実行に先立ち、超音波プローブ２０は被検体１の診断対象部位（図１では、腹部）に貼付されているものとする。
【００５６】
先ず、超音波画像生成部２０４が、超音波アレイ部２４による超音波の送受信を行わせて、被検体１の診断対象部位の断層画像である超音波画像（Ｂモード画像）を生成する（ステップＳ１）。次いで、検査領域決定部２０６が、生成された超音波画像４０を画像表示部１０４に表示させ、操作入力部１０２へのオペレーターによる操作入力に従って、被検体１の体内の検査領域３を決定する（ステップＳ３）。
【００５７】
その後、制御部２００は、検査領域３の診断対象位置である区画５それぞれを対象としたループＡの繰り返し処理を行って、区画５毎に、加温前血流速度Ｆｂの測定と、加温の制御と、加温後血流速度Ｆａの測定とを行う。すなわち、ループＡでは、血流速度測定部２０８が、超音波アレイ部２４による超音波の送受信を行わせて、対象区画の血流速度（加温前血流速度Ｆｂ）を測定する（ステップＳ５）。次いで、加温制御部２１０が、超音波アレイ部２４による超音波の送信を行わせて、対象区画を加温する（ステップＳ７）。その後、血流速度測定部２０８が、超音波アレイ部２４による超音波の送受信を行わせて、対象区画の血流速度（加温後血流速度Ｆａ）を測定する（ステップＳ９）。ループＡはこのように行われる。
【００５８】
検査領域内の全ての区画５を対象としたループＡの処理を行うと、続いて、指標値算出部２１２が、検査領域３内の区画５それぞれについて、測定された加温前後の血流速度Ｆａ，Ｆｂをもとに、加温前後での血流速度の変化を示す指標値Ｇを算出する（ステップＳ１１）。そして、指標値分布画像生成部２１４が、検査領域３内の区画５それぞれを当該区画５の指標値Ｇに応じた表示色で表示した指標値分布画像４４を生成し、生成した指標値分布画像４４を、被検体１の診断対象部位の超音波画像４０の検査領域３に相当する画像部分に置き換えて或いは重ねて、画像表示部１０４に表示する（ステップＳ１３）。
【００５９】
［作用効果］
このように、本実施形態によれば、被検体１に超音波を送受信する超音波アレイ部２４によって、被検体１を加温するとともに、加温による温度上昇前後の血流速度Ｆｂ，Ｆａを測定することで、被検体１の体内の腫瘍が悪性であるか否かの診断用の指標値を算出することができる。そして、加温前後の血流速度Ｆｂ，Ｆａの変化を示す指標値Ｇ（＝Ｆａ／Ｆｂ）を求め、診断対象位置毎に指標値Ｇに応じた表示色で表示した指標値分布画像４４を生成・表示する。このため、本実施形態によれば、腫瘍が悪性であるか否かの診断を腫瘍の輪郭を抽出することなく実現し得る技術を提供することができる。
【００６０】
［変形例］
なお、本発明の適用可能な実施形態は、上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能なのは勿論である。
【００６１】
（Ａ）加温
被検体１の体内の診断対象位置である区画５に対する加温の制御を、次のようにしても良い。すなわち、図１３に示すように、診断対象位置の温度を測定する温度測定部５０を設け、この温度測定部５０の測温結果に基づき、診断対象位置の組織温度が、被検体１の組織の耐性上限温度以下である所定温度に達するまで、診断対象位置に超音波を継続的に送信する、ことにしても良い。温度測定部５０は、適宜公知の技術を利用することができるが、例えば、超音波の伝播速度が媒体の組織構造及び温度に依存することを利用して、物体に超音波ビームを送信してその反射波から得られる伝搬時間から物体内の任意の位置の温度を測定する公知技術を利用することで実現できる。つまり、被検体１の体内の診断対象位置である区画５の温度を監視しながら当該区画５の加温を行うので、被検体１の安全性が確保できる。
【００６２】
（Ｂ）超音波アレイ部２４
上述の実施形態では、一つの超音波アレイ部２４を有する超音波プローブ２０を用いて、血流速度の測定と加温の制御とを時分割に切り替えて行っている。これを、複数の超音波アレイ部を有する超音波プローブを用いることとしても良い。
【００６３】
図１４は、二つの超音波アレイ部を有する超音波プローブ２０Ａの一例である。
この超音波プローブ２０Ａは、超音波アレイ部として、第１アレイ部２６ａ、及び、第２アレイ部２６ｂを有する。第１アレイ部２６ａは、血流速度の測定用であり、血流速度測定部２０８によって超音波の送受信が制御される。第２アレイ部２６ｂは、加温用であり、加温制御部２１０によって超音波の送信が制御される。この超音波プローブ２０Ａを用いることで、被検体１の体内のある区画５を加温しつつ、並行してその血流速度を測定するといったことができる。
【００６４】
図１５は、超音波プローブ２０Ａと、処理装置３０Ａとを備えた超音波診断装置１０Ａの機能構成図である。処理装置３０Ａの制御部２００Ａは、図１０に示した超音波診断装置１０の処理装置３０における超音波送受信制御部２０２に替えて、第１アレイ部２６ａを制御する第１超音波送受信制御部２０３ａと、第２アレイ部２６ｂを制御する第２超音波送受信制御部２０３ｂとを有している。そして、血流速度測定部２０８は、第１アレイ部２６ａを用いて被検体１の血流速度を測定し、加温制御部２１０は、第２アレイ部２６ｂを用いて被検体１を加温する。
【００６５】
図１６は、超音波診断装置１０Ａにおける超音波診断処理の流れを説明するフローチャートである。超音波診断装置１０Ａでは、検査領域３内の各区画５を対象とした繰り返し処理（ループＢの処理）として、血流速度測定部２０８が対象区画の血流速度の測定を行いつつ（ステップＳ６）、加温制御部２１０が対象区画の加温を行う（ステップＳ８）。加温制御部２１０による加温継続時間が所定時間に達する、或いは、対象区画の温度が所定温度に達すると、対象区画についての血流速度の測定、及び、加温は終了となる。そして、対象区間に対する加温の開始時点の血流速度を加温前血流速度Ｆｂ、加温の終了時点の血流速度を加温後血流速度Ｆａとする。
【００６６】
（Ｃ）表示色
指標値分布画像４４（図９参照）における表示色を白黒としたが、勿論、カラーとしても良い。また、ドットの密度といった模様の違いによって指標値を示すこととしても良い。
【００６７】
（Ｄ）被検体
上述した実施形態では、被検体１を人間としたが、犬、猫、馬、猿、鳥などの他の恒温動物としてもよい。その場合には、その恒温動物の体内組織の耐性上限温度に応じて、加温目標とする所定温度を設定すればよい。
【符号の説明】
【００６８】
１…被検体、３…検査領域、５…区画、１０…超音波診断装置、２０…超音波プローブ、２４…超音波アレイ部、２６ａ…第１アレイ部、２６ｂ…第２アレイ部、３０…処理装置、３２…ケーブル、４０…超音波画像、４４…指標値分布画像、２００…制御部、２０２…超音波送受信制御部、２０３ａ…第１超音波送受信制御部、２０３ｂ…第２超音波送受信制御部、２０４…超音波画像生成部、２０６…検査領域決定部、２０８…血流速度測定部、２１０…加温制御部、２１２…指標値算出部、２１４…指標値分布画像生成部、３００…記憶部、３０２…超音波診断プログラム、３０４…超音波アレイ部定義データ、３０６…指標値表示定義データ、３０８…超音波画像データ、３１０…検査領域データ、３１２…血流速度データ、３１４…指標値分布画像データ
【図１】
2018102590.tif 000003
【図２】
2018102590.tif 000004
【図３】
2018102590.tif 000005
【図４】
2018102590.tif 000006
【図５】
2018102590.tif 000007
【図６】
2018102590.tif 000008
【図７】
2018102590.tif 000009
【図８】
2018102590.tif 000010
【図９】
2018102590.tif 000011
【図１０】
2018102590.tif 000012
【図１１】
2018102590.tif 000013
【図１２】
2018102590.tif 000014
【図１３】
2018102590.tif 000015
【図１４】
2018102590.tif 000016
【図１５】
2018102590.tif 000017
【図１６】
2018102590.tif 000018