(57)【要約】【課題】超音波診断装置において、より簡易に記録したい断層画像を選択して保存するフリーズ操作を行う。【解決手段】超音波診断装置において、プローブ１０１が接続可能に構成され、プローブ１０１が被検体体表に位置する状態で被検体体内から取得された反射超音波に基づいて断層画像を記録する超音波診断装置１５０であって、反射超音波に基づいて被検体の複数の断層画像を生成する断層画像生成部１０４と、複数の断層画像を解析して得た断層画像の動き情報に基づいて、断層画像取得時におけるプローブの静止又は移動状態を判定するプローブ移動判定部１０６と、プローブ移動判定部１０６の判定結果に基づいて、複数の断層画像から１以上の記録画像を選出する記録画像選出部１０７と、記録画像を記録する断層画像記録部１０８とを備えた。【選択図】図１
2015131100.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プローブが接続可能に構成され、前記プローブが被検体体表に位置する状態で被検体体内から取得された反射超音波に基づいて断層画像を記録する超音波診断装置であって、
前記反射超音波に基づき前記被検体の複数の断層画像を生成する断層画像生成部と、
前記複数の断層画像を解析して得た断層画像の動き情報に基づいて、各々の断層画像取得時における前記プローブの静止又は移動状態を判定するプローブ移動判定部と、
前記プローブ移動判定部の判定結果に基づいて、前記複数の断層画像から１以上の記録画像を選出する記録画像選出部と、
前記記録画像を記録する断層画像記録部とを備えた
超音波診断装置。
【請求項２】
前記記録画像選出部は、前記プローブ移動判定部により断層画像取得時に前記プローブが体表上で静止している状態であると判定された断層画像を前記記録画像として選出する
請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記プローブ移動判定部が、前記１以上の断層画像の全てにおいて断層画像取得時に前記プローブが体表上を移動していると状態であると判定したとき、
前記記録画像選出部は、前記１以上の断層画像の中で断層画像取得時の前記プローブの移動量が最も小さい断層画像を前記記録画像として選出する
請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記プローブ移動判定部が、断層画像取得時に前記プローブが体表に接した状態において体表から離れる方向に移動している状態であると判定したとき、
前記記録画像選出部は、前記１以上の断層画像中、前記プローブが体表から離れる前所定期間内に取得された断層画像を前記記録画像として選出する
請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記記録画像は、前記プローブ移動判定部により断層画像取得時に前記プローブが体表上で静止している状態であると判定された断層画像である
請求項４に記載の超音波診断装置。
【請求項６】
前記プローブ移動判定部は、断層画像から得た前記動き情報の断面画像内の変動に基づき、前記被検体の体内組織の動きと前記プローブの動きとを識別して、前記体表上の前記プローブの静止又は移動状態を判定する
請求項１から４の何れか１項に記載の超音波診断装置。
【請求項７】
さらに、前記判定結果であるプローブ移動状態を提示するプローブ移動状態提示部を備えた
請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項８】
さらに、前記断層画像を記録するタイミングを提示する記録タイミング提示部を備えた
請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項９】
さらに、表示器が接続可能に構成され、
前記記録画像を前記表示器に表示させる
請求項１記載の超音波診断装置。
【請求項１０】
前記動き情報は、断層画像における前記被検体内の同一部分を示す画像領域の位置変化量として示される移動量、及び前記画像領域の位置変化の方向として示される移動方向である
請求項１から４の何れか１項に記載の超音波診断装置。
【請求項１１】
前記プローブ移動判定部は、前記移動量が静止状態を示す上限値以下である画像領域の面積が、プローブが移動している状態を示す下限値以上である場合に、断層画像取得時に前記プローブが静止している状態であると判定し、
それ以外の場合に断層画像取得時に前記プローブが移動している状態であると判定する
請求項１０に記載の超音波診断装置。
【請求項１２】
前記プローブ移動判定部は、前記移動量が静止状態を示す上限値以下である画像領域の面積が、プローブが移動している状態を示す下限値未満である場合において、
前記移動量が前記上限値よりも大きく動き方向が同一角度範囲内である画像領域の面積が前記下限値よりも小さい閾値未満である場合には、断層画像取得時に前記プローブが静止している状態であると判定し、当該画像領域の面積が前記閾値以上である場合には、断層画像取得時に前記プローブが移動している状態であると判定する
請求項１０に記載の超音波診断装置。
【請求項１３】
前記プローブ移動判定部は、前記画像領域の移動方向が断面画像内で同一角度範囲内ではない場合に、当該画像領域の位置変化は前記被検体の体内組織の動きに基づくものであり、前記プローブは静止している状態であると判定する、
請求項１０に記載の超音波診断装置。
【請求項１４】
プローブが被検体体表に位置する状態で当該被検体体内から取得された反射超音波に基づいて超音波画像を記録する方法であって、
前記反射超音波に基づいて前記被検体の複数の断層画像を生成する断層画像生成し、
前記複数の断層画像を解析して得た断層画像の動き情報に基づいて、断層画像取得時における前記プローブの静止又は移動状態を判定するプローブ移動判定し、
前記プローブ移動判定部の判定結果に基づいて、前記複数の断層画像から１以上の記録画像を選出する記録画像選出し、
前記記録画像を記録する
超音波画像記録方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の超音波画像記録方法をコンピュータに実行させるプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な非一時的な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、超音波診断装置および診断画像記録方法に関する。特に、超音波プローブにより被検体から取得された反射超音波に基づいて、記録すべき診断画像を特定する超音波診断装置および診断画像記録方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、超音波探触子により被検体内部に超音波を送信し、被検体組織の音響インピーダンスの差異により生じる超音波反射波を受信する。さらに、この受信信号に基づいて、被検体の内部組織の構造を示す超音波断層画像（以後、「断層画像」とする）を生成し、モニタ（以後、「表示器」とする）上に表示するものである。超音波診断装置は、被検体への侵襲が少なく、リアルタイムに体内組織の状態を断層画像として観察できるため、生体の形態診断に広く用いられている。
【０００３】
超音波診断装置は、近年、装置のデジタル化、高周波化により画質が向上し、高分解能の超音波画像が得られるようになった。特に表在領域における画質向上は著しく、表在組織の評価が重要な整形外科分野においても超音波診断装置はよく用いられるようになっている。また、整形外科分野では、身体の中で頭と内臓を除く四肢や脊椎といった体の運動に関係する部分の疾患に関する診断と治療を扱い、超音波検査の対象部位も多岐にわたっている。
【０００４】
ところで、従来の超音波診断装置を用いた超音波検査では、一般に検査者は、片手に超音波探触子である超音波プローブ（以後、「プローブ」と略称する）を持ち、もう片方の手で超音波診断装置の操作を行っていた。例えば検査者は、右手にプローブを持ち、被検体の体表上でプローブを移動させながら、モニタ上の断層画像を観察する。その一方、左手で超音波診断装置上のボタンを任意のタイミングで操作し、例えば記録したい断層画像を保存するフリーズ操作をしていた。通常、プローブを操作する位置と、超音波診断装置を操作する位置とは離れており、検査者は無理な体勢になることがあった。
【０００５】
さらに整形外科診療においては、検査者が片手で被検体の手足を支えて超音波検査をすることも多く、検査者は両手がふさがってしまい、超音波診断装置の操作をすることが困難な場合があった。
これに対し、例えば、特許文献１では、フットスイッチを追加することで足を使ったフリーズ操作を可能とする超音波診断装置が提案されている。また、例えば、特許文献２では、プローブ上にスイッチを設けることで、プローブを把持しながらフリーズ操作を行うことができるプローブが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−７８９２０号公報
【特許文献２】特開２００２−３４５８１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、上記文献に記載の構成では、超音波診断装置の他に、フットスイッチや、プローブ上のスイッチなど、別の構成要素が必要となるという課題があった。
本開示は、上記課題に鑑みてなされたものであり、より簡易に記録したい断層画像を選択して保存するフリーズ操作を行うことができる超音波診断装置及び画像記録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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る超音波診断装置は、プローブが被検体体表に位置する状態で当該被検体体内から取得された反射超音波に基づいて前記被検体体内の断層画像を記録する超音波診断装置であって、前記反射超音波に基づいて前記被検体の複数の断層画像を生成する断層画像生成部と、前記複数の断層画像を解析して得た断層画像の動き情報に基づいて、断層画像取得時における前記プローブの静止又は移動状態を判定するプローブ移動判定部と、前記プローブ移動判定部の判定結果に基づいて、前記複数の断層画像から１以上の記録画像を選出する記録画像選出部と、前記記録画像を記録する断層画像記録部とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一態様に係る超音波診断装置は、上記構成により、より簡易に記録したい断層画像を選択して保存するフリーズ操作を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１に係る超音波診断装置１５０を含む超音波診断システム１００の外観図である。
【図２】実施の形態１に係る超音波診断装置１５０を用いた超音波診断システム１００の構成を示すブロック図である。
【図３】超音波診断装置１５０の画像記録回路１５１の構成を示すブロック図である。
【図４】超音波診断装置１５０の画像解析部１０５における各断層画像からの動き情報抽出処理の説明図である。
【図５】超音波診断装置１５０のプローブ移動判定部１０６におけるプローブの静止又は移動状態判定処理に用いる移動方向ヒストグラムの一例である。
【図６】超音波診断装置１５０における記録画像出力動作の処理フローを示したフローチャートである。
【図７】図６におけるステップＳ２０２、Ｓ２０３及びＳ２０４の処理フローの詳細を示したフローチャートである。
【図８】断層画像の上に画像解析部１０５によりプローブが静止している状態であると判定されたときの各画像領域の動き情報場合における各画像領域の動き情報を示す矢印画像Ｘを重畳して示した説明図である。
【図９】図８に示す断層画像の移動方向ヒストグラムの一例である。
【図１０】断層画像の上に画像解析部１０５によりプローブが動いている状態であると判定されたときの各画像領域の動き情報を示す矢印画像Ｘを重畳して示した説明図である。
【図１１】図１０に示す断層画像の移動方向ヒストグラムの一例である。
【図１２】図６におけるステップＳ２０２、Ｓ２０３及びＳ２０４の変形例１に係る処理の詳細を示したフローチャートである。
【図１３】断層画像の上に画像解析部１０５により得られた被検体の体内組織が動いている場合における各画像領域の動き情報を示す矢印画像Ｘを重畳して示した説明図である。
【図１４】超音波診断装置１５０におけるプローブの静止又は移動状態判定動作（ステップＳ２０３）で、被検体の体内組織が動いている場合における移動方向ヒストグラムの一例である。
【図１５】図６におけるステップＳ２０２、Ｓ２０３及びＳ２０４の変形例に係る処理の詳細を示したフローチャートである。
【図１６】実施の形態２に係る超音波診断装置１５２を含む超音波診断システムの構成を示すブロック図である。
【図１７】実施の形態２に係る超音波診断装置のプローブ移動状態提示部、及び、記録タイミング提示部による表示画像の模式図である。
【図１８】実施の形態２に係る超音波診断装置の、記録タイミング提示部よる表示画像の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
≪本発明を実施するための形態の概要≫
本実施の形態に係る超音波診断装置は、プローブが接続可能に構成され、プローブが被検体体表に位置する状態で当該被検体体内から取得された反射超音波に基づいて被検体体内の断層画像を記録する超音波診断装置であって、プローブを介して取得された反射超音波に基づいて被検体の複数の断層画像を生成する断層画像生成部と、複数の断層画像を解析して得た断層画像の動き情報に基づいて、断層画像取得時におけるプローブの静止又は移動状態を判定するプローブ移動判定部と、プローブ移動判定部の判定結果に基づいて、複数の断層画像から１以上の記録画像を選出する記録画像選出部と、記録画像を記録する断層画像記録部とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、別の態様では、記録画像選出部は、プローブ移動判定部により断層画像取得時にプローブが体表上で静止している状態であると判定された断層画像を記録画像として選出する構成であってもよい。
また、別の態様では、プローブ移動判定部が、１以上の断層画像の全てにおいて断層画像取得時にプローブが体表上を移動していると状態であると判定したとき、記録画像選出部は、１以上の断層画像の中で断層画像取得時のプローブの移動量が最も小さい断層画像を記録画像として選出する構成であってもよい。
【００１３】
また、別の態様では、プローブ移動判定部が、断層画像取得時にプローブに接した状態において体表から離れる方向に移動している状態であると判定したとき、記録画像選出部は、１以上の断層画像中、プローブが体表から離れる前所定期間内に取得された断層画像を記録画像として選出する構成であってもよい。
また、別の態様では、構記録画像は、プローブ移動判定部により断層画像取得時にプローブが体表上で静止している状態であると判定された断層画像である成であってもよい。
【００１４】
また、別の態様では、プローブ移動判定部は、断層画像から得た動き情報の断面画像内の変動に基づき、被検体の体内組織の動きとプローブの動きとを識別して、体表上のプローブの静止又は移動状態を判定する構成であってもよい。
また、別の態様では、さらに、判定結果であるプローブ移動状態を提示するプローブ移動状態提示部を備えた構成であってもよい。
【００１５】
また、別の態様では、さらに、断層画像を記録するタイミングを提示する記録タイミング提示部を備えた構成であってもよい。
また、別の態様では、さらに、表示器が接続可能に構成され、プローブ移動判定部が、記録画像を表示器に表示させる構成であってもよい。
また、別の態様では、動き情報は、断層画像における被検体内の同一部分を示す画像領域の位置変化量として示される移動量、及び画像領域の位置変化の方向として示される移動方向である構成であってもよい。
【００１６】
また、別の態様では、プローブ移動判定部は、移動量が静止状態を示す上限値以下である画像領域の面積がプローブが移動している状態を示す下限値（閾値Ａ)以上である場合に、断層画像取得時にプローブが静止している状態であると判定し、それ以外の場合に断層画像取得時にプローブが移動している状態であると判定する構成であってもよい。
また、別の態様では、プローブ移動判定部は、移動量が静止状態を示す上限値以下である画像領域の面積がプローブが移動している状態を示す下限値（閾値Ａ）未満であり、移動量が前記上限値よりも大きく動き方向が同一角度範囲内である画像領域の面積が前記下限値よりも小さい閾値（閾値Ｂ）未満である場合には、断層画像取得時にプローブが静止している状態であると判定し、当該画像領域の面積が閾値（閾値Ｂ）以上である場合には、断層画像取得時にプローブが移動している状態であると判定する構成であってもよい。
【００１７】
また、別の態様では、プローブ移動判定部は、画像領域の移動方向が断面画像内で同一角度範囲内ではない場合に、当該画像領域の位置変化は被検体の体内組織の動きに基づくものであり、プローブは静止している状態であると判定する構成であってもよい。
また、本実施の形態に係る超音波画像記録方法は、プローブが被検体体表に位置する状態で当該被検体体内から取得された反射超音波に基づいて超音波画像を記録する方法であって、前記反射超音波に基づいて前記被検体の複数の断層画像を生成する断層画像生成し、前記複数の断層画像を解析して得た断層画像の動き情報に基づいて、断層画像取得時における前記プローブの静止又は移動状態を判定するプローブ移動判定し、前記プローブ移動判定部の判定結果に基づいて、前記複数の断層画像から１以上の記録画像を選出する記録画像選出し、前記記録画像を記録することを特徴とする。
【００１８】
また、別の態様では、上記超音波画像記録方法をコンピュータに実行させるプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な非一時的な記録媒体であってもよい。
≪実施の形態１≫
以下、実施の形態１に係る超音波診断装置１５０を含む超音波診断システム１００について、図面を参照しながら説明する。
【００１９】
＜超音波診断システムの全体構成＞
１．超音波診断装置１５０
実施の形態１に係る超音波診断装置１５０を含む超音波診断システム１００の全体構成について説明する。超音波診断システム１００は、プローブ１０１を介して超音波診断のための超音波信号送受信と、受信した超音波反射信号の画像化を行う。図１は、実施の形態１に係る超音波診断装置１５０を含む超音波診断システム１００の外観図である。図２は、超音波診断装置１５０の構成を示すブロック図である。
【００２０】
図１、図２に示すように、超音波診断システム１００は、超音波診断装置１５０、プローブ１０１、表示器１１０及び操作部１１１から構成される。
以下、超音波診断システム１００を構成する各装置について説明する。
超音波診断装置１５０は、図２に示すように、制御部１０２と、送受信部１０３と、断層画像生成部１０４と、画像解析部１０５と、プローブ移動判定部１０６と、記録画像選出部１０７と、断層画像記録部１０８と、フレームメモリ１０９とを備える。そのうち、断層画像生成部１０４、画像解析部１０５、プローブ移動判定部１０６、記録画像選出部１０７は、超音波診断装置１５０の画像記録回路１５１を構成する。
【００２１】
超音波診断装置１５０を構成する各要素、例えば、制御部１０２、送受信部１０３、断層画像生成部１０４、画像解析部１０５、プローブ移動判定部１０６、記録画像選出部１０７、断層画像記録部１０８、フレームメモリ１０９は、それぞれ、例えば、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｇｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）などのハードウェア回路により実現される。あるいは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）やプロセッサなどのプログラマブルデバイスとソフトウェアにより実現される構成であってもよい。これらの構成要素は一個の回路部品とすることができるし、複数の回路部品の集合体にすることもできる。また、複数の構成要素を組合せて一個の回路部品とすることができるし、複数の回路部品の集合体にすることもできる。
【００２２】
超音波診断装置１５０の外部には、プローブ１０１と、表示器１１０、操作部１１１とがあり、それぞれ、超音波診断装置１５０が各々接続可能に構成されている。図２は超音波診断装置１５０に、プローブ１０１、表示器１１０、操作部１１１が接続された状態を示している。なお、プローブ１０１と、表示器１１０とは、超音波診断装置１５０の内部にあってもよい。
【００２３】
次に、超音波診断装置１５０に外部から接続される各要素について説明する。
２．プローブ１０１
プローブ１０１は、超音波を送受信する超音波振動子を備える超音波プローブである。プローブ１０１は、例えば一次元方向に配列された複数の振動子（不図示）を有する。プローブ１０１は、後述の送受信部１０３から供給されたパルス状の電気信号である送信信号をパルス状の超音波に変換する。プローブ１０１は、プローブ１０１の振動子側外表面を被検体の皮膚表面に接触させた状態で、複数の振動子から発せられる複数の超音波からなる超音波ビームを測定対象に向けて送信する。そして、プローブ１０１は、被検体からの複数の反射超音波（以下、「超音波反射信号」とする）をエコー信号として受信し、複数の振動子によりこれら超音波反射信号をそれぞれ電気信号（以下、「受信信号」とする）に変換し、受信信号を送受信部１０３に供給する。
【００２４】
３．表示器１１０
表示器１１０は、いわゆる画像表示用の表示装置であって、後述する制御部１０２を介して出力される断層画像、プローブ移動判定情報、記録画像等の画像出力を表示画面に表示する。表示器１１０には、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｄｉｓｐｌａｙ、液晶ディスプレイ）、有機ＥＬディスプレイ等を用いることができる。
【００２５】
４．操作部１１１
操作部１１１は、入力デバイスであり、検査者からの超音波診断装置１５０に対する各種設定・操作等の各種操作入力を受け付け、制御部１０２に出力する。検査者より入力される情報は、患者名、検査日時、画面の再生・停止、保存、画質調整、等である。これら入力情報は、断層画像記録部１０８又はフレームメモリ１０９に記憶される。
【００２６】
操作部１１１は、例えば、具体的には、キーボード、トラックボール、タッチパネルに相当する。タッチパネルである場合には、表示器１１０と一体として構成されていてもよい。この場合、表示器１１０に表示された操作キーに対してタッチ操作やドラッグ操作を行うことで超音波診断装置１５０の各種設定・操作を行うことができ、超音波診断装置１５０がこのタッチパネルにより操作可能に構成される。
【００２７】
また、操作部１１１は、各種操作用のキーを有するキーボードや、各種操作用のボタン、レバー等を有する操作パネルであってもよい。また、操作部１１１は、表示器１１０に表示されるカーソル表示を動かすためのトラックボール、マウス等であってもよい。または、これらを複数用いてもよく、これらを複数組合せた構成のものであってもよい。
＜超音波診断装置１５０の各部構成＞
次に、超音波診断装置１５０に含まれる各ブロックの構成について説明する。
【００２８】
１．制御部１０２
制御部１０２は、超音波診断装置１５０に含まれる各処理部の制御を行う回路である。以降、特に明記しないが、制御部１０２が各処理部の動作を制御する。例えば、制御部１０２は、動作タイミングなどを制御しながら各処理部に処理を実行させる。
２．送受信部１０３
送受信部１０３は、プローブ１０１と接続される。送受信部１０３は、制御部１０２からの送信制御信号に基づき、プローブ１０１に超音波ビームを送信させるためのパルス状の送信超音波信号を供給する送信処理を行う回路である。具体的には、送受信部１０３は、例えば、クロック発生回路、パルス発生回路、遅延回路を備えている。クロック発生回路は、超音波ビームの送信タイミングを決定するクロック信号を発生させる回路である。パルス発生回路は、各振動子を駆動するパルス信号を発生させるための回路である。遅延回路は、超音波ビームの送信タイミングを各振動子毎に遅延時間を設定し、遅延時間だけ超音波ビームの送信を遅延させて超音波ビームのフォーカシングを行うための回路である。
【００２９】
また、送受信部１０３は、さらに、プローブ１０１から取得した反射超音波に基づく受信超音波信号を増幅した後ＡＤ変換したＲＦ信号を整相加算して深さ方向に連なった音響線信号を生成する。そして、超音波走査の順に時系列に音響線信号を断層画像生成部１０４に出力する受信処理を行う。
ＲＦ信号とは、例えば、振動子配列方向と超音波の送信方向であって振動子配列と垂直な方向からなる複数の信号からなり、各信号は反射超音波の振幅から変換された電気信号をＡ／Ｄ変換したデジタル信号である。
【００３０】
音響線信号とは、整相加算処理後のＲＦ信号を構成する深さ方向に連続したデータのことである。深さ方向とは被検者の体表から体内へ送信超音波信号の進む方向である。音響線信号は、例えば、振動子配列方向と超音波の送信方向であって、振動子配列と垂直な方向からなる複数の信号からなるフレームを構築する。１回の超音波走査により取得された音響線信号をフレーム音響線信号と称呼する。なお、「フレーム」とは、１枚の断層画像を構築する上で必要な１つのまとまった信号の単位をさす。
【００３１】
送受信部１０３は、送信処理および受信処理を繰り返し連続して行う。
３．画像記録回路１５１
実施の形態１に係る超音波診断装置１５０の画像記録回路１５１の構成を説明する。図３は、超音波診断装置１５０の画像記録回路１５１の構成を示すブロック図である。上述のとおり、超音波診断装置１５０の画像記録回路１５１は、断層画像生成部１０４、画像解析部１０５、プローブ移動判定部１０６、及び記録画像選出部１０７を備える。
【００３２】
（１）断層画像生成部１０４
断層画像生成部１０４は、プローブ１０１により被検体から取得された反射超音波に基づいて断層画像を生成する回路である。断層画像は、超音波受信信号の強さを輝度によって表したいわゆるＢモード画像である。なお、検査者が被検体上で超音波プローブを移動させながら、順次、反射超音波を取得する場合を例として説明する。ただし、超音波プローブの移動は、直線的なものに限られない。つまり、検査者が曲線的に超音波プローブを移動させる場合にも適用することができる。
【００３３】
断層画像生成部１０４は、１フレームのそれぞれの音響線信号を、その強度に対応した輝度信号へと変換し、その輝度信号を直交座標系に座標変換を施すことで１フレームの断層画像を生成する。断層画像生成部１０４はこの処理をフレーム毎に逐次行い、生成した断層画像を制御部１０２を介してフレームメモリ１０９及び画像解析部１０５に出力する。具体的には、断層画像生成部１０４は、反射超音波に対しフィルタ処理を行ったのち、包絡線検波を行う。さらに、包絡線検波により取得した信号に対して対数変換及びゲイン調整を行うことで輝度変換し、その輝度信号を直交座標系に座標変換を施すことで断層画像を生成する。断層画像生成部１０４にて生成されたフレームの断層画像は、超音波走査が行われる毎に時系列にフレームメモリ１０９に送信される。
【００３４】
（２）画像解析部１０５
画像解析部１０５は、断層画像生成部１０４から出力される反射超音波、あるいは、断層画像生成部１０４又はフレームメモリ１０９から出力される断層画像を入力として、画像解析を行い断層画像内各画像領域の動き情報を算出する回路である。ここで、「動き情報」とは、複数の断層画像間における被検体内の同一部分を示す画像領域の位置変化の大きさとして示される移動量、及び画像領域の位置変化の方向として示される移動方向からなる。
【００３５】
画像解析部１０５は、断層画像を解析し、画像内各画像領域の動き情報を抽出する。この動き情報の抽出は、少なくとも２フレームの断層画像を比較し、断層画像内の各画領域の移動方向、及び、移動量を検出することで行う。
移動方向及び移動量の検出には既存の技術を適用することができる。例えば、ブロックマッチング処理を用いることができる。
【００３６】
図４は、超音波診断装置１５０の画像解析部１０５におけるブロックマッチング処理による各断層画像からの動き情報抽出処理の説明図である。ブロックマッチング処理では、先ず、解析対象となる現フレームの断層画像をブロックと呼ばれる細かい矩形の着目画像領域Ａ(1,1)〜Ａ(n,m)に分割し、そして、着目画像領域Ａ(i,j)（１≦ｉ≦ｎ、１≦ｊ≦ｎ）と比較対象となる過去フレームの断層画像内の対比画像領域Ａ(1,1)〜Ａ(an,bm)（ａ，ｂは係数）とをブロックごとに対比して類似度を算出し、２枚の断層画像間で相関の高い画像領域を検出する。具体的には、着目画像領域Ａ(i,j)（１≦ｉ≦ｎ、１≦ｊ≦ｎ）と、対比画像領域Ｂ(k,l)（１≦ｋ≦ａｎ、１≦ｌ≦ｂｎ）内の対応する画素同士の輝度差分を算出して、輝度差分の累積値を対比画像領域Ｂ(k,l)毎に算出する。そして、当該累積値が最少となる対比画像領域Ｂ(k,l)が着目画像領域Ａ(i,j)との類似度が高く、相関の高い画像領域であると判定する。すなわち、輝度差分の累積値が小さいほど画像領域間の類似度は高く画像領域同士の相関は高い。画像領域Ａ(i,j)と相関が高い対比画像領域Ｂ(k,l)との位置関係から、画像領域Ａ(i,j)の移動方向及び移動量を算出する。
【００３７】
また、ブロックマッチング処理に替えて、例えば、オプティカルフロー検出処理を用いることができる。オプティカルフローとは、時間的に異なるフレーム間の各画素における速度ベクトルである。勾配法を用いたオプティカルフロー検出処理では、輝度勾配がフレーム間で変化する方向を、画像上の局所領域での明るさの変化は小さく移動前後の輝度値は不変であるとの仮定のもとに算出してオプティカルフローを検出し、これを用いて画像上の特徴点の位置変化を求める。
【００３８】
なお、何れの処理においても、移動量を検出するフレームは、連続したフレームである必要はなく、一定時間隔てたフレーム同士を比較しても構わない。移動方向及び移動量の検出方法の詳細については後述する。
抽出された各画像領域の動き情報は制御部１０２を介してプローブ移動判定部１０６に出力される。
【００３９】
（３）プローブ移動判定部１０６
プローブ移動判定部１０６は、画像解析部１０５で算出された画像内各画像領域の動き情報をもとにプローブの静止又は移動状態を判定する回路である。ここでは、プローブ移動は、体表に略平行な方向への移動を例として説明する。ただし、プローブ移動判定は超音波プローブの移動方向に限定されるものではない。
【００４０】
プローブ移動判定部１０６は、動き情報解析処理と、プローブ移動状態判定処理とを行う。
動き情報解析処理では、プローブ移動判定部１０６は、断層画像内各画像領域の動き情報を統合し、断層画像の全体的な動きを抽出する。ここでは、得られた動き情報から、移動方向ヒストグラムを作成し、このヒストグラムにおける各画像領域の移動方向を示す区域（ビン）の頻度（各移動方向毎の画像領域の個数）により、断層画像の全体的な移動状態を判定する。
【００４１】
図５は、超音波診断装置１５０のプローブ移動判定部１０６におけるプローブの静止又は移動状態判定処理に用いる移動方向ヒストグラムの一例である。このヒストグラムは、例えば、画像領域の移動方向をもとに、中心から放射状に８方向、及び、静止の９つの移動方向を示す区域（ビン）に各画像領域を分類して計上することで作成することができる。ここで、静止には、移動量ゼロと移動量が静止状態を示す上限値（以降、「基準値」とする）以下である場合を含み、９つの移動方向には、移動方向が例えば±４５°等の所定角度範囲内である場合を含む。図５に示す例では、静止を示す区域（ビン）「・」に含まれる画像領域の個数は約１６であり、例えば、水平右方向への移動を示す区域（ビン）「→」に含まれる画像領域の個数は約２４である。
【００４２】
プローブ移動判定処理では、プローブ移動判定部１０６は、断層画像の基礎となる反射超音波取得時（以後、「断層画像取得時」とする）におけるプローブの静止又は移動状態を判定する。すなわち、プローブ移動判定処理では、プローブ移動判定部１０６は、反射超音波取得時におけるプローブの静止又は移動状態を判定する。断層画像は、反射超音波から生成される。より具体的には、各断層画像は、反射超音波の対応箇所から生成される。したがって、各断層画像は、反射超音波の対応箇所の取得時におけるプローブの動きを示す。ただし、下記の説明においては、簡略化のため、断層画像に示されるプローブの動きは、「『断層画像取得時』のプローブの動き」としている。
【００４３】
プローブ１０１の動きは、例えば、ヒストグラムの区域（ビン）の内、「移動なし」の区域（ビン）の頻度により判定することができる。「移動なし」の区域（ビン）の頻度が最頻であり、かつプローブが移動している状態を示す下限値である閾値Ａ以上であるフレームでは、プローブが体表上を移動していないと判定し、それ以外では、プローブが体表上を移動していると判定する。
【００４４】
プローブ移動判定部１０６による判定結果は制御部１０２を介して記録画像選出部１０７に出力される。
（４）記録画像選出部１０７
記録画像選出部１０７は、プローブ移動判定部１０６での判定結果、すなわち、プローブ移動判定部１０６が判定したプローブの静止又は移動状態に基づき、記録すべき断層画像か否かを判定処理を行う回路である。プローブ移動判定部１０６によりなされたプローブ移動状態の判定結果に基づき、断層画像取得時においてプローブが静止した状態であると判定されたフレームを識別し、記録すべき断層画像と判定する。これは、プローブが移動している状態で得られる断層画像は、動きぼけが発生するなど、記録すべき断層画像にはなりにくいためである。図３に示すように、記録画像選出部１０７は、フレームメモリ１０９から断層画像のフレームを取得して、この処理をフレーム毎に逐次行う。そして、記録画像選出部１０７は、記録画像として記録すべき断層画像が選出されたときに、選出した記録画像を制御部１０２を介して断層画像記録部１０８に出力する。
【００４５】
なお、ここでは、１枚の断層画像を記録する場合を例として説明するが、記録する断層画像の枚数は１枚に限られず、複数の場合にも適用することができる。つまり、複数フレームの静止画像や、複数フレームからなる動画像を記録する場合にも適用することができる。
４．断層画像記録部１０８
断層画像記録部１０８は、断層画像生成部１０４が生成する断層画像、画像解析部１０５が生成する解析情報、プローブ移動判定部１０６が生成する判定情報、記録画像選出部１０７により決定された記録画像を制御部１０２を介して取得し記録する回路である。断層画像記録部１０８は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＭＯ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、半導体メモリ等を用いることができる。超音波診断装置１５０が、断層画像記録部１０８を内部に具備するかどうかは任意である。
【００４６】
５．フレームメモリ１０９
フレームメモリ１０９は、断層画像生成部１０４にて生成された断層画像を制御部１０２を介して入力し、超音波走査が行われる毎に時系列に送信される断層画像を記憶するバッファである。フレームメモリ１０９は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、半導体メモリ、ハードディスク等を用いることができる。また、フレームメモリ１０９は、断層画像記録部１０８の一部を断層画像を記憶するバッファとして使用する構成としてもよい。
【００４７】
＜動作について＞
次に、実施の形態１に係る超音波診断装置１５０の動作について説明する。図６は、超音波診断装置１５０における記録画像出力動作の処理フローを示したフローチャートである。図７は、図６におけるステップＳ２０２、Ｓ２０３及びＳ２０４の処理フローの詳細を示したフローチャートである。
【００４８】
１．ステップＳ２０１
ステップＳ２０１において、断層画像生成部１０４が断層画像を生成する。具体的には、送受信部１０３は、プローブ１０１を通じて被検体に超音波を発信し、プローブ１０１を通じて反射超音波を受信し受信信号を出力する。断層画像生成部１０４は、送受信部１０３が受信した反射超音波に基づく受信信号を処理することで断層画像を生成し、生成した断層画像を断層画像記録部１０８に保存する。あわせて、制御部１０２は検査者より操作部１１１にされたフリーズ表示を解除するための操作入力に基づき表示器１１０の画面に、生成した断層画像を表示器１１０により表示する。なお、断層画像生成は時系列的に連続で行ってもよい（以降、断層画像の１生成単位をフレームとする）。
【００４９】
超音波診断装置１５０では、検査者が被検体上で超音波プローブを移動させながら、順次、反射超音波を取得し、複数フレームの断層画像を得る場合を例に説明する。また、この際のプローブの姿勢は、観察したい検査対象の断層像が適切に得られるように検査者により操作される。このとき、検査者は、順次得られる断層画像を参照しながら、観察したい検査対象の断層像が得られるようにプローブを移動させる。なお、超音波診断装置１５０では、観察したい検査対象の断層像が得られたら、検査者はプローブの移動を停止することとする。また、断層画像生成部１０４は、プローブが移動しているかどうかに関わらず、断層画像を生成する。
【００５０】
２．ステップＳ２０２
ステップＳ２０２において、画像解析部１０５は、断層画像を解析し、画像内各画像領域の動き情報を抽出する。例えば、連続する複数フレーム等、時間的に異なる複数フレームの断層画像に対し、画像内で動きがある画像領域を検出し、その移動方向、及び、移動量を算出する。超音波診断装置１５０では、図４に示したブロックマッチング処理により、断層画像内の各画像領域について画像領域の移動量及び移動方向であらわされる動き情報を抽出する。１のフレーム断層画像について画像内各画像領域の動き情報を抽出（ステップＳ２０２１）すると、次のステップＳ２０３１に進む。そして、断層画像生成部１０４が生成した全ての断層画像についての判定を終了するまで、断層画像について動き情報を抽出する処理を行う。
【００５１】
３．ステップＳ２０３
ステップＳ２０３では、プローブ移動判定部１０６は、Ｓ２０２で得られた動き情報を解析し、断層画像取得時における前記プローブの静止又は移動状態を判定する。プローブの静止又は移動状態はフレームごとに判定され、特に、プローブが静止状態にあるフレームを識別する。
【００５２】
ステップＳ２０３では、先ず、プローブ移動判定部１０６は、１フレーム断層画像について画像領域の移動方向ごとに各画像領域を分類する（ステップＳ２０３１）。動き方向による画像領域の分類は、図５に示した移動方向ヒストグラムにより行う。すなわち、１フレーム断層画像に含まれる各画像領域の移動方向に基づき、各画像領域を、中心から放射状に８方向、及び、静止の９つの区域（ビン）に分類する。このとき、画像領域の移動量が基準値以下である画像領域は静止状態を示す画像領域であると認定する。
【００５３】
次に、プローブ移動判定部１０６は、１フレーム断層画像に含まれる静止状態を示す画像領域の個数がプローブが移動している状態を示す下限値である閾値Ａ以上であるか否かを判定する（ステップＳ２０３２）。移動量が基準値以下である画像領域の個数が閾値Ａ以上である場合に、断層画像取得時にプローブが静止している状態であると判定し（ステップＳ２０３３）、それ以外の場合に、断層画像取得時にプローブが移動している状態であると判定する（ステップＳ２０３４）。
【００５４】
ここで、ステップＳ２０３２におけるプローブ移動判定処理について、図８、図９、図１０及び図１１を用いて説明する。
図８は、断層画像の上に画像解析部１０５によりプローブが静止状態であると判定されたときの各画像領域の動き情報を示す矢印Ｘ画像Ｘを重畳して示した説明図である。矢印Ｘの向きは各画像領域の移動方向、矢印Ｘの長さは各画像領域の移動量に相当する。図８では、矢印Ｘの長さは短く、殆どの画像領域において移動量が静止状態の上限を示す基準値以下である。図８の矢印Ｘに相当する情報を用い、移動方向ヒストグラムによりプローブの静止又は移動状態を判定する。図９は、図８に示す断層画像の移動方向ヒストグラムの一例である。図９に示す例では、移動方向が静止を示す区域（ビン）に属する画像領域の個数がプローブが静止している状態であるときの下限値である閾値Ａ以上である。この場合には、プローブの静止又は移動状態判定動作（ステップＳ２０３）で、プローブが静止している状態であると判定される。
【００５５】
他方、図１０は、断層画像の上に画像解析部１０５によりプローブが動いている状態であると判定されたときの各画像領域の動き情報を示す矢印Ｘ画像Ｘを重畳して示した説明図である。図１０では、矢印Ｘの長さは全ての画像領域において移動量が静止状態の上限を示す基準値より大きく、移動方向は各画像領域が一律に画面右方向に動いていることが示されている。プローブ移動判定処理では、プローブが体表上を移動した結果であると判定する。図１１は、図１０に示す断層画像の移動方向ヒストグラムの一例である。図１１に示す例では、移動方向が静止を示す区域（ビン）に属する画像領域の個数が閾値Ａ未満であり、プローブが移動している状態であると判定される。
【００５６】
以上、説明したとおり、プローブが移動している状態であると判定される図１０では、移動方向は各画像領域が一律に同一方向に動いていることが示されている。対して、プローブが静止している状態であると判定される図８では、殆どの画像領域において移動量が基準値以下の静止状態となり、移動方向が静止を示す区域（ビン）に属する画像領域の個数が、プローブが静止している状態であるときの下限値である閾値Ａ以上となる。このように、断層画像を画像領域に分類し、各画像領域の移動方向が示す区域（ビン）に属する画像領域の個数をカウントすることにより、断層画像からプローブが移動している状態とプローブが静止している状態とを区別して、プローブが静止しているか移動しているかを正確に判定することができる。
【００５７】
４．ステップＳ２０４
ステップＳ２０４では、記録画像選出部１０７は、ステップＳ２０３での判定結果に基づいて複数の断層画像から少なくとも１枚の断層画像を記録画像として選出する。断層画像取得時にプローブが静止している状態であると判定された場合（ステップＳ２０３３）には、断層画像取得時にプローブが静止している状態であると判定された断層画像を記録画像として選出する（ステップＳ２０４１）。これにより、プローブの静止又は移動状態判定結果に基づき、断層画像取得時にプローブが静止した状態であると判定された断層画像を記録画像として選出することができ、より簡易に記録したい断層画像を選択して保存するフリーズ操作を行うことができる。
【００５８】
他方、断層画像取得時にプローブが移動している状態であると判定された場合（ステップＳ２０３４）には、断層画像生成部１０４が生成した全ての断層画像について判定を終了したか否かを判定する（ステップＳ２０３５）。全ての断層画像について判定を終了していない場合には、ステップＳ２０２１に戻り、次フレームの断層画像について動き情報を抽出する処理を行う。全ての断層画像について判定を終了している場合には、断層画像取得時にプローブの移動量が最も小さい断層画像を記録画像として選出する（ステップＳ２０４２）。これにより、断層画像取得時にプローブが静止した状態であると判定されない場合でも、より静止に近い状態で取得された断層画像を記録画像として選出することができる。
【００５９】
５．ステップＳ２０５
ステップＳ２０５では、Ｓ２０４で選出された断層画像を制御部１０２を介して断層画像記録部１０８に出力して記録する。
６．ステップＳ２０６
ステップＳ２０６では、Ｓ２０４で選出された断層画像を制御部１０２を介して表示器１１０に継続的に表示するフリーズ表示を行う。これにより、プローブの静止又は移動状態判定結果に基づき選出された記録画像を、表示器１１０に継続して表示させるフリーズ表示をより簡易に行うことができる。
【００６０】
なお、ステップＳ２０６の後、ステップＳ２０７における検査者からの指示に基づき、ステップＳ２０１へと戻って断層画像生成を続けてもよい。例えば、ステップＳ２０３５にて全ての断層画像について判定を終了していると判定し、ステップＳ２０４２にて断層画像取得時にプローブの移動量が最も小さい断層画像を記録画像として選出した場合に、ステップＳ２０７にて検査を継続するよう検査者が判定を下し、ステップＳ２０１へと戻って、再度断層画像生成を行ってもよい。
【００６１】
この場合には、Ｓ２０６で記録した断層画像を、表示器１１０の、ステップＳ２０１で生成される断層画像が表示される領域とは別の領域に表示してもよい。これより、どのような断層画像が記録されたかが検査者に示される。
＜効果＞
以上により、実施の形態１に係る超音波診断装置１５０は、反射超音波に基づいて被検体の複数の断層画像を生成する断層画像生成部１０４と、複数の断層画像を解析して得た断層画像の動き情報に基づいて、断層画像取得時におけるプローブの静止又は移動状態を判定するプローブ移動判定部１０６と、プローブ移動判定部１０６の判定結果に基づいて、複数の断層画像から１以上の記録画像を選出する記録画像選出部１０７と、記録画像を記録する断層画像記録部１０８とを備えた構成を採る。
【００６２】
係る構成により、超音波検査のプローブ操作により、プローブ移動判定部１０６により判定されたプローブの静止又は移動状態判定結果に基づき選出された断層画像を記録画像として選出する。これにより、より簡易に記録したい断層画像を選択して保存するフリーズ操作を行うことができる。その結果、検査者は、両手がふさがるような状態でも、画像を記録することができる。また、プローブが静止している状態で得られる断層画像は動きぼけの発生頻度が少ない。
【００６３】
＜変形例１＞
上記実施の形態では、プローブ移動判定部１０６により、フレーム断層画像を構成する各画像領域の移動量が基準値以下であり移動方向が静止を示す区域（ビン）に属する画像領域の個数がプローブが移動している状態を示す下限値である閾値Ａ以上であるとき、断層画像取得時にプローブ１０１が静止している状態であると判定して記録すべき断層画像を選出する例を示した。しかしながら、さらに、部分的な画像領域の動き情報を加味してプローブの静止又は移動状態を判定してもよい。例えば、断層画像全体の動きと、断層画像の部分的な動きとを識別して、プローブの静止又は移動状態を判定する構成としてもよい。
【００６４】
図１２は、図６におけるステップＳ２０２、Ｓ２０３及びＳ２０４の変形例１に係る処理の詳細を示すフローチャートである。図１２において、ステップＳ２０２１、Ｓ２０３１、Ｓ２０３２の処理、Ｓ２０３２にて静止を示す画像領域の個数が閾値Ａ以上であると判定された後の処理については、実施の形態１の場合と同じである。変形例１では、Ｓ２０３２にて静止を示す画像領域の個数が閾値Ａ以上でないと判定されたときに、各方向への動きを示す画像領域の個数が閾値Ａよりも小さい閾値Ｂ未満であるか否かを判定する点で実施の形態１と相違する。
【００６５】
図１３は、断層画像の上に画像解析部１０５により得られた被検体の体内組織が動いている場合における各画像領域の動き情報を示す矢印画像Ｘを重畳して示した説明図である。図１３の断層画像は、被検体体内組織が動いた場合の例としての指の屈伸時の関節断層画像である。この例では、主に動きがあるのは屈筋腱に相当する上部領域のみで、その他の領域において矢印の方向に一定性はない。図１３に示すように、矢印の長さは画像領域により異なり上部の画像領域において相対的に大きい。また、移動方向も上部においては画面右方向に動いているが画面下部においては移動方向が一様でない。この場合には、プローブ移動判定部１０６は、プローブ１０１が移動しているとは判定せず、プローブ１０１は静止しており、被検体体内組織が動いていると判定することが適切である。
【００６６】
図１４は、図１３に示す断層画像の移動方向ヒストグラムの一例である。図１０に示したプローブが移動している状態であると判定される例では、移動方向は各画像領域が一律に同一方向に動いていることが示されていた。対して、図１４では、各画像領域に各移動方向を示す区域（ビン）に分散して配置されている。これは、被写体である被検体の体内組織が移動した結果であると判定される。この場合、移動方向が静止を示す区域（ビン）に属する画像領域の個数が閾値Ａ未満であり、Ｓ２０３２の判定基準では、プローブ１０１が静止している状態であると判定することはできない。そこで、変形例１では、さらに、ステップＳ２０３６において、移動量が静止状態の上限値を示す基準値よりも大きく移動方向が同一角度範囲内である画像領域の個数が閾値Ａよりも小さい閾値Ｂ未満である場合には、断層画像取得時にプローブが静止している状態であると判定する。これによれば、断層画像全体の動きと、断層画像の部分的な動きとを識別して、プローブ１０１の移動と、被検体体内組織の動きとを区別することが可能となる。その結果、被検体体内組織の動きと区別してプローブの静止又は移動状態を判定することができる。
【００６７】
＜変形例２＞
上記実施の形態では、プローブ移動判定処理として、プローブが体表上を移動しているか否かを示す体表上移動の判定方法について説明したが、他の手法によるプローブ移動判定処理を行ってもよく、また、併せて行ってもよい。例えば、プローブが体表を離れる動きをしているか否かを示す体表垂直移動判定を併せて行ってもよい。移動方向ヒストグラムの移動方向を示す区域（ビン）の内、下方向への移動に相当する区域（ビン）の頻度、及び、移動量により判定することができる。一般に断層画像を表示する際は、断層画像上部が体表側（プローブ側）、断層画像下部が体内側、という向きに表示される。断層画像各領域が下方向へ移動していると検出された場合には、被検体内の各組織がプローブから離れていくことを示している。つまり、プローブが体表から離れていく移動をしているかどうかを判定することができる。
【００６８】
変形例２では、プローブ移動判定部１０６において、プローブ１０１が体表に垂直方向に移動していることを判定して、その結果を記録画像選出処理に用いる例を示す。
図１５は、図６におけるステップＳ２０２、Ｓ２０３及びＳ２０４の変形例２に係る処理の詳細を示したフローチャートである。図１５において、ステップＳ２０２１、Ｓ２０３１、Ｓ２０３２、Ｓ２０３３、Ｓ２０３４、Ｓ２０３６の処理ついては、変形例１の場合と同じである。変形例２では、Ｓ２０３４にてプローブが移動している状態であると判定されたときに、プローブ１０１が体表から離れる方向に移動したか否かを判定し（Ｓ２０３７）、体表から離れる方向に移動したと判定された場合には検査終了と判定する（Ｓ２０３８）する点で変形例１と相違する。その場合には、断層画像取得時にプローブ１０１が静止している状態であって、プローブ１０１が体表から離れる前所定時間以内に取得された断層画像を記録画像として選出する（Ｓ２０４３）。すなわち、プローブが体表から離される動作を検査終了のトリガーとし、体表垂直移動をするより過去のフレームで、かつ、プローブが静止していると判定されたフレームの断層画像を記録画像とする。これは、検査者が記録画像とすべき断層画像を取得した直後にプローブを体表から離す動作を行うことが多いとの発明者による観察結果に基づく。これにより、検査者が記録画像とすべき断層画像を取得した直後におけるプローブが体表から離される動作を検査終了のトリガーとし、検査者が記録画像とすべきと意図した断層画像を記録画像として選出することができる。
【００６９】
なお、本変形例では、Ｓ２０３３にてプローブ１０１が静止している状態であると判定された場合において、断層画像生成部１０４が生成した全ての断層画像について判定を終了したか否かを判定する（ステップＳ２０３５）。全ての断層画像について判定を終了していない場合には、ステップＳ２０２１に戻り、次フレームの断層画像について動き情報を抽出する処理を行う。全ての断層画像について判定を終了している場合には、断層画像取得時にプローブ１０１が静止している状態であると判定された断層画像を記録画像として選出する（ステップＳ２０４１）。
【００７０】
また、プローブ１０１が移動している状態であると判定された場合（Ｓ２０３４）であって、プローブ１０１が体表から離れる方向に移動していないと判定され（Ｓ２０３７におけるＮｏの場合）全ての断層画像について判定を終了している場合には、断層画像取得時にプローブ１０１が静止している状態であると判定された断層画像がある場合には、それを記録画像として選出し、ない場合には断層画像取得時にプローブの移動量が最も小さい断層画像を記録画像として選出する（ステップＳ２０４１）。
【００７１】
＜その他の変形例＞
（１）上記実施の形態では、プローブ移動判定部１０６により、フレーム断層画像を構成する各画像領域の移動量に基づき断層画像取得時にプローブ１０１が静止している状態であると判定して記録すべき断層画像を選出する例を示した。しかしながら、プローブ移動判定処理においては、さらに、プローブ１０１が静止している状態の継続時間を計測し、一定時間プローブが静止している状態であることを判定条件としてもよい。これは、記録画像とすべき断層画像においては、検査者による観察時間が長くなり、その結果、プローブ１０１が一定時間静止した状態となるとの発明者による観察結果に基づく。プローブ１０１が一定時間静止した状態であるか否かを判断する基準時間として、例えば５秒から１０秒に設定することが好ましい。また、検査者のプローブ１０１を操作により記録画像選出の頻度を調整することができる構成としてもよい。すなわち、検査者が記録画像を選出したい場合には、プローブ１０１を静止させた状態を一定時間継続すればよい。この場合、判定条件となる静止状態にある時間の長さは、検査者により調整可能に構成してもよい。
【００７２】
（２）上記説明では、移動方向ヒストグラムから得られた頻度をもとにプローブ移動状態を判定する説明を行ったが、それ以外の情報を用いても構わない。例えば、各部の移動量により移動方向ヒストグラムの移動方向を示す区域（ビン）毎の平均移動量を算出し、上述した区域（ビン）毎の頻度とともに、移動状態の判定に用いることができる。これによれば、微小な動きに影響されず、プローブの移動状態を判定することができる。
【００７３】
また、移動方向ヒストグラムを作成しなくてもよい。例えば、断層画像全体の平均移動ベクトルを算出し、このベクトルの向きと大きさをもとに移動状態を判定しても構わない。
≪実施の形態２≫
以下、実施の形態２に係る超音波診断装置１５２について、図面を参照しながら説明する。
【００７４】
＜全体構成＞
実施の形態２に係る超音波診断装置１５２を含む超音波診断システムについて説明する。図１６は、実施の形態２に係る超音波診断装置１５２を含む超音波診断システムの構成を示すブロック図である。
図１６に示される超音波診断装置１５２の画像記録回路１５３は、図２に示される超音波診断装置１５０の構成に加え、プローブ移動状態提示部１１２と、記録タイミング提示部１１３とを備えた点で実施の形態１に係る構成を採る超音波診断装置１５０と相違する。図１６において、図２と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
【００７５】
実施の形態１に係る超音波診断装置１５０においては、プローブ移動状態の判定結果に基づいて断層画像を記録していたが、自動で記録されることで、検査者が意図しないタイミングで記録されることがある。例えば、プローブをゆっくり移動させながら検査をしている際に、誤ってプローブが静止していると判定されると、自動的に記録画像の選出及び記録（以後、「自動記録」とする）が行われてしまう。このような場合には、検査者にはなぜ自動記録されたのかが不明であるため、超音波検査や断層画像の記録に支障をきたす。このため、超音波診断装置１５２では、記録するタイミングを検査者に通知するようプローブ移動判定処理結果を可視化して検査者に伝える。具体的には、プローブ移動状態提示部１１２は、プローブ移動状態がどのように判定されているかを検査者に提示する回路である。記録タイミング提示部１１３は、記録されるタイミングを検査者に対して提示する回路である。
【００７６】
表示器１１０は、断層画像、プローブ移動判定情報、記録画像などに加えて、プローブ移動状態提示部１１２、記録タイミング提示部１１３が提示する画像を表示する。
＜プローブ移動状態提示部１１２、記録タイミング提示部１１３が提示する画像＞
図１７は、実施の形態２に係る超音波診断装置のプローブ移動状態提示部、及び、記録タイミング提示部による表示画像の模式図である。図１７に示すように、プローブ移動状態提示部１１２が提示する画像２０１は、例えば、バー状のインジケータとして構成される。静止状態の継続時間に従いバーを長くすることで、プローブが静止状態であると判定されていることを提示することができる。他方、記録タイミング提示部１１３が提示する画像２０２は、プローブ移動状態提示部に併せて設置され、例えば、矢印状のインジケータとして構成される。一定時間プローブが静止状態であることが記録画像の判定条件である場合には、例えば、一定時間に相当する長さの位置に矢印上のインジケータを設置する。両インジケータを、このように設定すると、プローブ移動状態提示部が示すバーの長さが、記録タイミング提示部が示す矢印位置を超える場合に、画像が記録されることになる。これにより、検査者は、バーの長さが矢印位置を超えるかどうかを観察することで、自動記録のタイミングを知ることが可能となる。
【００７７】
なお、検査者により、記録タイミング提示部１１３が提示する画像２０２である矢印状のインジケータの位置を制御できるよう構成してもよい。図１８は、実施の形態２に係る超音波診断装置の、記録タイミング提示部による表示画像の模式図である。例えば、図１８のように画像２０２を操作部１１１への入力に基づき左右に移動できるようにしてもよい。このように制御した場合、記録画像選出部１０７は、判定条件を変えるよう構成されている。図１８の例では、操作部１１１への入力に基づき静止状態の継続時間の閾値を小さく設定する。これにより、記録画像選出部１０７は新たに記録タイミング提示部で提示されたタイミングによって記録画像を判定することになる。つまり、検査者により記録タイミングを調整することが可能になる。
【００７８】
かかる構成によれば、プローブの移動状態がどのように判定されているかが検査者に通知され、その結果、自動記録のタイミングを検査者が制御することが可能になる。
＜その他の変形例＞
上記実施形態に係る超音波診断装置１５０では、記憶装置である断層画像記録部１０８及びフレームメモリ１０９を超音波診断装置１５０内に含む構成としたが、記憶装置はこれに限定されず、半導体メモリ、ハードディスクドライブ、光ディスクドライブ、磁気記憶装置、等が、超音波診断装置１５０に外部から接続される構成であってもよい。
【００７９】
また、超音波診断装置１５０には、プローブ１０１及び表示器１１０が外部から接続される構成としたが、これらは、超音波診断装置１５０内に一体的に具備されている構成としてもよい。
また、プローブ１０１に例えば、角度センサ等の傾斜角度測定手段を設け、プローブ１０１の傾斜角度を測定して検査結果に記録する構成としてもよい。
【００８０】
また、上記実施の形態においては、プローブ１０１は、複数の圧電素子が一次元方向に配列されたプローブ構成を示した。しかしながら、プローブの構成は、これに限定されるものではなく、例えば、複数の圧電変換素子を二次元方向に配列した二次元配列振動子や、一次元方向に配列された複数の振動子を機械的に揺動させて三次元の断層画像を取得する揺動型超音波探触子を用いてもよく、測定に応じて適宜使い分けることができる。例えば、２次元に配列されたプローブを用いた場合、圧電変換素子に電圧を与えるタイミングや電圧の値を個々に変化させることによって、送信する超音波ビームの照射位置や方向を制御することができる。
【００８１】
また、プローブは、送受信部の一部の機能をプローブに含んでいてもよい。例えば、送受信部から出力された送信電気信号を生成するための制御信号に基づき、プローブ内で送信電気信号を生成し、この送信電気信号を超音波に変換する。併せて、受信した反射超音波を受信電気信号に変換し、プローブ内で受信電気信号に基づき受信信号を生成する構成を採ることができる。
【００８２】
また、各実施の形態に係る超音波診断装置に含まれる各処理部は典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部又は全てを含むように１チップ化されてもよい。
また、実施の形態では、各ブロックは、独立したハードウエアによる構成として説明した。しかしながら、超音波診断装置を構成する各ブロックは、必ずしも独立したハードウエアによって構成される必要はなく、例えば、各ブロックを必要に応じて一体としたＣＰＵおよびソフトウエアによって、その機能を実現する構成であってもよい。
【００８３】
また、超音波診断装置の各機能ブロックは、各々の機能ブロックの一部又は全部の機能を、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現することもできる。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように１チップ化されてもよい。なお、ＬＳＩは、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
【００８４】
なお、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（ＦｉｅｌｄＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサー（ＲｅＣｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｌｅＰｒｏｃｅｓｓｏｒ）を利用してもよい。
【００８５】
さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。
また、各実施の形態に係る、超音波診断装置の機能の一部又は全てを、ＣＰＵ等のプロセッサがプログラムを実行することにより実現してもよい。
さらに、本発明は上記プログラムであってもよいし、上記プログラムが記録された非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体であってもよい。また、上記プログラムは、インターネット等の伝送媒体を介して流通させることができるのは言うまでもない。
【００８６】
また、ブロック図における機能ブロックの分割は一例であり、複数の機能ブロックを一つの機能ブロックとして実現したり、一つの機能ブロックを複数に分割したり、一部の機能を他の機能ブロックに移してもよい。また、類似する機能を有する複数の機能ブロックの機能を単一のハードウェア又はソフトウェアが並列又は時分割に処理してもよい。
また、上記のステップが実行される順序は、本発明を具体的に説明するために例示するためのものであり、上記以外の順序であってもよい。また、上記ステップの一部が、他のステップと同時（並列）に実行されてもよい。
【００８７】
また、各実施の形態に係る超音波診断装置、及びその変形例の機能のうち少なくとも一部を組み合わせてもよい。更に上記で用いた数字は、全て本発明を具体的に説明するために例示するものであり、本発明は例示された数字に制限されない。
さらに、本実施の形態に対して当業者が思いつく範囲内の変更を施した各種変形例も本発明に含まれる。
【００８８】
≪まとめ≫
以上、説明したとおり、本実施の形態に係る超音波診断装置は、プローブ１０１が接続可能に構成され、プローブ１０１が被検体体表に位置する状態で当該被検体体内から取得された反射超音波に基づいて被検体体内の断層画像を記録する超音波診断装置であって、プローブ１０１を介して取得された反射超音波に基づいて被検体の複数の断層画像を生成する断層画像生成部１０４と、複数の断層画像を解析して得た断層画像の動き情報に基づいて、断層画像取得時におけるプローブ１０１の静止又は移動状態を判定するプローブ移動判定部１０６と、プローブ移動判定部１０６の判定結果に基づいて、複数の断層画像から１以上の記録画像を選出する記録画像選出部１０７と、記録画像を記録する断層画像記録部１０８とを備えたことを特徴とする。係る構成により、プローブの静止又は移動状態判定結果に基づき選出された断層画像を記録画像として選出することができ、より簡易に記録したい断層画像を選択して保存するフリーズ操作を行うことができる。
【００８９】
また、別の態様では、記録画像選出部１０７は、プローブ移動判定部１０６により断層画像取得時にプローブ１０１が体表上で静止している状態であると判定された断層画像を記録画像として選出する構成であってもよい。断層画像取得時にプローブが静止した状態であると判定された断層画像を記録画像として選出することができる。
また、別の態様では、プローブ移動判定部１０６が、１以上の断層画像の全てにおいて断層画像取得時にプローブ１０１が体表上を移動していると状態であると判定したとき、記録画像選出部１０７は、１以上の断層画像の中で断層画像取得時のプローブ１０１の移動量が最も小さい断層画像を記録画像として選出する構成であってもよい。断層画像取得時にプローブが静止した状態であると判定されない場合でも、より静止に近い状態で取得された断層画像を記録画像として選出することができる。
【００９０】
また、別の態様では、プローブ移動判定部１０６が、断層画像取得時にプローブ１０１に接した状態において体表から離れる方向に移動している状態であると判定したとき、記録画像選出部１０７は、１以上の断層画像中、プローブ１０１が体表から離れる前所定期間内に取得された断層画像を記録画像として選出する構成であってもよい。また、このとき、記録画像は、プローブ移動判定部１０６により断層画像取得時にプローブ１０１が体表上で静止している状態であると判定された断層画像である構成であってもよい。係る構成により、検査者が記録画像とすべき断層画像を取得した直後においてプローブが体表から離される動作を検査終了のトリガーとし、検査者が記録画像とすべきと意図した断層画像を記録画像として選出することができる。
【００９１】
また、別の態様では、プローブ移動判定部１０６は、断層画像から得た動き情報の断面画像内の変動に基づき、被検体の体内組織の動きとプローブ１０１の動きとを識別して、体表上のプローブ１０１の静止又は移動状態を判定する構成であってもよい。係る構成により、断層画像全体の動きと、断層画像の部分的な動きとを識別して、プローブ１０１の移動と、被検体体内組織の動きとを区別してプローブの静止又は移動状態を判定することができる。
【００９２】
また、別の態様では、さらに、判定結果であるプローブ移動状態を提示するプローブ移動状態提示部１１２を備えた構成であってもよい。また、別の態様では、さらに、断層画像を記録するタイミングを提示する記録タイミング提示部１１３を備えた構成であってもよい。係る構成により。プローブの移動状態がどのように判定されているかが検査者に通知され、その結果、自動記録のタイミングを検査者が制御することが可能になる。
【００９３】
また、別の態様では、さらに、表示器１１０が接続可能に構成され、プローブ移動判定部１０６が、記録画像を表示器１１０に表示させる構成であってもよい。係る構成により、プローブの静止又は移動状態判定結果に基づき選出された記録画像を表示器１１０に継続して表示させるフリーズ表示をより簡易に行うことができる。
また、別の態様では、動き情報は、断層画像における被検体内の同一部分を示す画像領域の位置変化量として示される移動量、及び画像領域の位置変化の方向として示される移動方向である構成であってもよい。また、別の態様では、プローブ移動判定部１０６は、移動量が静止状態を示す上限値以下である画像領域の面積がプローブが移動している状態を示す下限値（閾値Ａ）以上である場合に、断層画像取得時にプローブ１０１が静止している状態であると判定し、それ以外の場合に断層画像取得時にプローブ１０１が移動している状態であると判定する構成であってもよい。係る構成により、断層画像を画像領域に分類し、各画像領域の移動方向が示す区域（ビン）に属する画像領域の個数をカウントすることができる。これにより、断層画像に基づきプローブが移動している状態とプローブが静止している状態とを区別して正確に判定することができる。
【００９４】
また、別の態様では、プローブ移動判定部１０６は、移動量が静止状態を示す上限値以下である画像領域の面積がプローブが移動している状態を示す下限値（閾値Ａ）未満であり、移動量が前記上限値よりも大きく動き方向が同一角度範囲内である画像領域の面積が前記下限値よりも小さい閾値（閾値Ｂ）未満である場合には、断層画像取得時にプローブ１０１が静止している状態であると判定し、当該画像領域の面積が閾値（閾値Ｂ）以上である場合には、断層画像取得時にプローブが移動している状態であると判定する構成であってもよい。また、別の態様では、プローブ移動判定部１０６は、画像領域の移動方向が断面画像内で同一角度範囲内ではない場合に、当該画像領域の位置変化は被検体の体内組織の動きに基づくものであり、プローブ１０１は静止している状態であると判定する構成であってもよい。係る構成により、断層画像全体の動きと、断層画像の部分的な動きとを識別して、プローブ１０１の移動と、被検体体内組織の動きとを区別することが可能となる。
【００９５】
≪補足≫
以上で説明した実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、工程、工程の順序などは一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない工程については、より好ましい形態を構成する任意の構成要素として説明される。
【００９６】
また、発明の理解の容易のため、上記各実施の形態で挙げた各図の構成要素の縮尺は実際のものと異なる場合がある。また本発明は上記各実施の形態の記載によって限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
さらに、超音波診断装置においては基板上に回路部品、リード線等の部材も存在するが、電気的配線、電気回路について当該技術分野における通常の知識に基づいて様々な態様を実施可能であり、本発明の説明として直接的には無関係のため、説明を省略している。尚、上記示した各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示したものではない。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
本開示にかかる超音波診断装置、超音波画像処理方法、及びコンピュータ読み取り可能な非一時的な記録媒体は、超音波診断装置の検査時の操作性を向上することから、医療用超音波検査に広く用いることができる。特に整形外科分野等における検査対象部位の動態の検査において有用である。
【符号の説明】
【００９８】
１０１    プローブ
１０２    制御部
１０３    送受信部
１０４    断層画像生成部
１０５    画像解析部
１０６    プローブ移動判定部
１０７    記録画像選出部
１０８    断層画像記録部
１０９    フレームメモリ
１１０    表示器
１１１    操作部
１１２    プローブ移動状態提示部
１１３    記録タイミング提示部
１５０、１５２    超音波診断装置
１５１、１５３    画像記録回路
２１３    動画像解析部
１００    超音波診断システム
【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９】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図８】
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【図１０】
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【図１３】
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