(57)【要約】【課題】診断効率を向上させる。【解決手段】生成された超音波診断画像のフレーム間において画素値の差分値を算出する差分値算出処理を実施した後に、当該差分値算出処理により算出された画素値の差分値に基づいて超音波診断画像のフレーム間における画素値のモーションファクターを算出する。ここでは、差分値算出処理により算出された画素値の差分値において閾値以上のものに基づいてモーションファクターを算出する。【選択図】図３
2008035971.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波ビームを被検体へ送信し、前記被検体において反射する超音波エコーを受信するスキャンを実施することによってエコー信号を得るスキャン部と、
前記スキャン部によって得られたエコー信号に基づいて、前記被検体についての超音波診断画像を時系列順に複数フレーム生成する超音波診断画像生成部と、
前記超音波診断画像生成部によって生成された超音波診断画像のフレーム間において画素値の差分値を算出する差分値算出処理を実施した後に、当該差分値算出処理により算出された画素値の差分値に基づいて前記超音波診断画像のフレーム間における画素値のモーションファクターを算出するモーションファクター算出部と
を有する超音波診断装置であって、
前記モーションファクター算出部は、前記差分値算出処理により算出された画素値の差分値において閾値以上のものについて前記モーションファクターを算出する
超音波診断装置。
【請求項２】
前記モーションファクター算出部は、前記超音波診断画像において前記差分値算出処理を実施する際に対象とする画素を処理対象画素として設定する設定処理を実施した後に、当該設定処理によって設定された処理対象画素について前記差分値算出処理を実施する
請求項１に記載の超音波診断装置。
【請求項３】
前記モーションファクター算出部は、前記設定処理を実施する際には、前記超音波診断画像の画素値に基づいて前記処理対象画素を設定する
請求項２に記載の超音波診断装置。
【請求項４】
前記モーションファクター算出部は、前記超音波診断画像において最大の画素値から設定範囲内の画素値に対応する画素を、前記処理対象画素として設定する
請求項３に記載の超音波診断装置。
【請求項５】
前記モーションファクター算出部により算出されたモーションファクターに基づいてモーションファクター画像を生成するモーションファクター画像生成部と、
前記超音波診断画像生成部によって生成された超音波診断画像と、前記モーションファクター画像生成部によって生成されたモーションファクター画像とを、互いの画素が対応するように重畳させて表示する表示部と
を有する
請求項１から５のいずれかに記載の超音波診断装置。
【請求項６】
超音波ビームを被検体へ送信し、前記被検体において反射する超音波エコーを受信するスキャンを実施することによってエコー信号を得るスキャン部と、
前記スキャン部によって得られたエコー信号に基づいて、前記被検体についての超音波診断画像を時系列順に複数フレーム生成する超音波診断画像生成部と、
前記超音波診断画像生成部によって生成された超音波診断画像のフレーム間において画素値の差分値を算出する差分値算出処理を実施した後に、当該差分値算出処理により算出された画素値の差分値に基づいて前記超音波診断画像のフレーム間における画素値のモーションファクターを算出するモーションファクター算出部と
を有する超音波診断装置であって、
前記モーションファクター算出部は、前記超音波診断画像において前記差分値算出処理を実施する際に対象とする画素を処理対象画素として設定する設定処理を実施した後に、当該設定処理によって設定された処理対象画素について前記差分値算出処理を実施する
超音波診断装置。
【請求項７】
前記超音波診断画像において前記差分値算出処理を実施する際に対象にする画素領域を設定する領域設定部
を有し、
前記モーションファクター算出部は、
前記設定処理を実施する際には、前記超音波診断画像において前記領域設定部によって設定された画素領域に対応する画素を前記処理対象画素として設定する
請求項６に記載の超音波診断装置。
【請求項８】
前記モーションファクター算出部は、前記領域設定部によって設定された画素領域において中心から周囲へ離れるに伴って変化する重み付け係数を、前記差分値算出処理にて算出された差分値に積算することによって前記モーションファクターを算出する
請求項７に記載の超音波診断装置。
【請求項９】
前記モーションファクター算出部により算出されたモーションファクターに基づいてモーションファクター画像を生成するモーションファクター画像生成部と、
前記超音波診断画像生成部によって生成された超音波診断画像と、前記モーションファクター画像生成部によって生成されたモーションファクター画像とを、互いの画素が対応するように重畳させて表示する表示部と
を有する
請求項６から８のいずれかに記載の超音波診断装置。
【請求項１０】
超音波ビームを被検体へ送信し、前記被検体において反射する超音波エコーを受信するスキャンを実施することによって得られたエコー信号に基づいて、前記被検体についての超音波診断画像を時系列順に複数フレーム生成する超音波診断画像生成ステップと、
前記超音波診断画像生成ステップにて生成された超音波診断画像のフレーム間において画素値の差分値を算出する差分値算出処理を実施した後に、当該差分値算出処理により算出された画素値の差分値に基づいて前記超音波診断画像のフレーム間における画素値のモーションファクターを算出するモーションファクター算出ステップと
を有するモーションファクター算出方法であって、
前記モーションファクター算出ステップにおいては、前記差分値算出処理により算出された画素値の差分値において閾値以上のものについて前記モーションファクターを算出する
モーションファクター算出方法。
【請求項１１】
前記モーションファクター算出ステップにおいては、前記超音波診断画像において前記差分値算出処理を実施する際に対象とする画素を処理対象画素として設定する設定処理を実施した後に、当該設定処理によって設定された処理対象画素について前記差分値算出処理を実施する
請求項１０に記載のモーションファクター算出方法。
【請求項１２】
前記モーションファクター算出ステップにおいて前記設定処理を実施する際には、前記超音波診断画像の画素値に基づいて前記処理対象画素を設定する
請求項１１に記載のモーションファクター算出方法。
【請求項１３】
前記モーションファクター算出ステップにおいては、前記超音波診断画像において最大の画素値から設定範囲内の画素値に対応する画素を、前記処理対象画素として設定する
請求項１２に記載のモーションファクター算出方法。
【請求項１４】
前記モーションファクター算出ステップにより算出されたモーションファクターに基づいてモーションファクター画像を生成するモーションファクター画像生成ステップと、
前記超音波診断画像生成ステップによって生成された超音波診断画像と、前記モーションファクター画像生成ステップによって生成されたモーションファクター画像とを、互いの画素が対応するように重畳させて表示する表示ステップと
を有する
請求項１０から１３のいずれかに記載のモーションファクター算出方法。
【請求項１５】
超音波ビームを被検体へ送信し、前記被検体において反射する超音波エコーを受信するスキャンを実施することによって得られるエコー信号に基づいて、前記被検体についての超音波診断画像を時系列順に複数フレーム生成する超音波診断画像生成ステップと、
前記超音波診断画像生成ステップによって生成された超音波診断画像のフレーム間において画素値の差分値を算出する差分値算出処理を実施した後に、当該差分値算出処理により算出された画素値の差分値に基づいて前記超音波診断画像のフレーム間における画素値のモーションファクターを算出するモーションファクター算出ステップと
を有するモーションファクター算出方法であって、
前記モーションファクター算出ステップにおいては、前記超音波診断画像において前記差分値算出処理を実施する際に対象とする画素を処理対象画素として設定する設定処理を実施した後に、当該設定処理によって設定された処理対象画素について前記差分値算出処理を実施する
モーションファクター算出方法。
【請求項１６】
前記超音波診断画像において前記差分値算出処理を実施する際に対象にする画素領域を設定する領域設定ステップ
を有し、
前記モーションファクター算出ステップにおいて前記設定処理を実施する際には、前記超音波診断画像において前記領域設定ステップによって設定された画素領域に対応する画素を前記処理対象画素として設定する
請求項１５に記載のモーションファクター算出方法。
【請求項１７】
前記モーションファクター算出ステップにおいては、前記領域設定ステップによって設定された画素領域において中心から周囲へ離れるに伴って変化する重み付け係数を、前記差分値算出処理にて算出された差分値に積算することによって前記モーションファクターを算出する
請求項１６に記載のモーションファクター算出方法。
【請求項１８】
前記モーションファクター算出ステップにより算出されたモーションファクターに基づいてモーションファクター画像を生成するモーションファクター画像生成ステップと、
前記超音波診断画像生成ステップによって生成された超音波診断画像と、前記モーションファクター画像生成ステップによって生成されたモーションファクター画像とを、互いの画素が対応するように重畳させて表示する表示ステップと
を有する
請求項１５から１７のいずれかに記載のモーションファクター算出方法。
【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モーションファクター（Ｍｏｔｉｏｎ  ｆａｃｔｏｒ）算出方法に関し、特に、スキャンの実施によって得られたエコー信号に基づいて、被検体についての超音波診断画像を時系列順に複数フレーム生成すると共に、その生成された超音波診断画像のフレーム間において画素値の差分値を算出した結果に基づいて、その超音波診断画像における画素値のモーションファクターを算出する超音波診断装置およびモーションファクター算出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置は、スキャンの実施に対してリアルタイムに超音波診断画像を表示できるために、特に、胎児検診や心臓検診などの医療分野において多く利用されている。
【０００３】
この超音波診断装置を用いて超音波診断画像を表示する場合には、まず、超音波ビームを被検体の撮像領域に送信し、その撮像領域において反射される超音波エコーを受信するスキャンを実施することによってエコー信号を得る。たとえば、セクタスキャン方式、リニアスキャン方式、コンベックススキャン方式、ラジアルスキャン方式などのスキャン方式にて、スキャンが実施される。
【０００４】
そして、スキャンの実施によって得られたエコー信号に基づいて、その撮像領域についての超音波診断画像を生成し、表示画面に表示する。超音波診断装置においては、表示モードとして、Ａモード，Ｂモード、Ｃモード、ＣＦＭ（Ｃｏｌｏｒ  Ｆｌｏｗ  Ｍａｐｐｉｎｇ，カラーフローマッピング）モードなど様々なモードがあり、各モードに対応した超音波診断画像を生成し、表示画面に表示する。
【０００５】
この他に、超音波診断画像を時系列順に複数フレーム生成すると共に、その超音波診断画像のフレーム間において画素値の差分値を算出することによって超音波診断画像のフレーム間における画素値の変動値を示すモーションファクターを算出した後に、そのモーションファクターを示すモーションファクター画像を生成し表示する場合がある。たとえば、時系列に生成された複数フレームのＢモード画像において画素値が変化する変化速度や、画素値が拍動する拍動度などの変動値を、モーションファクターとして算出し、そのモーションファクターの値に対応する画素値でモーションファクター画像を生成して表示する。これにより、Ｂモード画像の「動き」を定量的に把握することができる（たとえば、特許文献１，特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２６９３４１号公報
【特許文献２】特開２００４−２９０４０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、超音波診断装置により得られる超音波診断画像を構成する画素としては、実際の検査対象領域（高輝度、低輝度の腫瘍、膜、脂肪、筋肉や比較的均質な組織実質部分）のほかに、超音波プローブ表面を示す高輝度部分、音波が十分に届かないところにみられるような粒状のノイズ部分などが存在するため、たとえば、フレーム間差比較によるＢモード画像の差分の数値化に対して、その抽出精度を悪くする原因となる。つまり、上記のような、モーションファクター画像において、そのモーションファクターを的確に把握することが容易でなく、Ｂモード画像の「動き」を定量的に把握することが困難となって、診断効率を向上させることが容易ではない場合があった。たとえば、モーションファクターが小さい「精査」と、モーションファクターが大きい「スクリーニング」とのそれぞれを判別する際においては、そのモーションファクターの差が大きくない場合があるために、プローブの動きや被検体の動きを定量的に把握することが困難なため、診断効率を向上させることが容易ではない場合があった。また、このモーションファクターに基づいて、スキャン方法を制御する場合においても、同様に、最適なスキャン方法でスキャンを実施することが困難な場合があり、診断効率を向上させることが容易ではない場合があった。
【０００８】
したがって、本発明の目的は、診断効率を向上させることが可能な超音波診断装置およびモーションファクター算出方法を提供することにある。
【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、超音波ビームを被検体へ送信し、前記被検体において反射する超音波エコーを受信するスキャンを実施することによってエコー信号を得るスキャン部と、前記スキャン部によって得られたエコー信号に基づいて、前記被検体についての超音波診断画像を時系列順に複数フレーム生成する超音波診断画像生成部と、前記超音波診断画像生成部によって生成された超音波診断画像のフレーム間において画素値の差分値を算出する差分値算出処理を実施した後に、当該差分値算出処理により算出された画素値の差分値に基づいて前記超音波診断画像のフレーム間における画素値のモーションファクターを算出するモーションファクター算出部とを有する超音波診断装置であって、前記モーションファクター算出部は、前記差分値算出処理により算出された画素値の差分値において閾値以上のものについて前記モーションファクターを算出する。
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の超音波診断装置は、超音波ビームを被検体へ送信し、前記被検体において反射する超音波エコーを受信するスキャンを実施することによってエコー信号を得るスキャン部と、前記スキャン部によって得られたエコー信号に基づいて、前記被検体についての超音波診断画像を時系列順に複数フレーム生成する超音波診断画像生成部と、前記超音波診断画像生成部によって生成された超音波診断画像のフレーム間において画素値の差分値を算出する差分値算出処理を実施した後に、当該差分値算出処理により算出された画素値の差分値に基づいて前記超音波診断画像のフレーム間における画素値のモーションファクターを算出するモーションファクター算出部とを有する超音波診断装置であって、前記モーションファクター算出部は、前記超音波診断画像において前記差分値算出処理を実施する際に対象とする画素を処理対象画素として設定する設定処理を実施した後に、当該設定処理によって設定された処理対象画素について前記差分値算出処理を実施する。
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明のモーションファクター算出方法は、超音波ビームを被検体へ送信し、前記被検体において反射する超音波エコーを受信するスキャンを実施することによって得られたエコー信号に基づいて、前記被検体についての超音波診断画像を時系列順に複数フレーム生成する超音波診断画像生成ステップと、前記超音波診断画像生成ステップにて生成された超音波診断画像のフレーム間において画素値の差分値を算出する差分値算出処理を実施した後に、当該差分値算出処理により算出された画素値の差分値に基づいて前記超音波診断画像のフレーム間における画素値のモーションファクターを算出するモーションファクター算出ステップとを有するモーションファクター算出方法であって、前記モーションファクター算出ステップにおいては、前記差分値算出処理により算出された画素値の差分値において閾値以上のものについて前記モーションファクターを算出する。
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明のモーションファクター算出方法は、超音波ビームを被検体へ送信し、前記被検体において反射する超音波エコーを受信するスキャンを実施することによって得られるエコー信号に基づいて、前記被検体についての超音波診断画像を時系列順に複数フレーム生成する超音波診断画像生成ステップと、前記超音波診断画像生成ステップによって生成された超音波診断画像のフレーム間において画素値の差分値を算出する差分値算出処理を実施した後に、当該差分値算出処理により算出された画素値の差分値に基づいて前記超音波診断画像のフレーム間における画素値のモーションファクターを算出するモーションファクター算出ステップとを有するモーションファクター算出方法であって、前記モーションファクター算出ステップにおいては、前記超音波診断画像において前記差分値算出処理を実施する際に対象とする画素を処理対象画素として設定する設定処理を実施した後に、当該設定処理によって設定された処理対象画素について前記差分値算出処理を実施する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、診断効率を向上させることが可能な超音波診断装置およびモーションファクター算出方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
＜実施形態１＞
（装置）
本発明にかかる実施形態１の超音波診断装置１について説明する。
【００１５】
図１は、本発明にかかる実施形態１において、超音波診断装置１の構成を示すブロック図である。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態の超音波診断装置１は、超音波プローブ３１と、操作コンソール３２と、表示部４１とを有しており、超音波ビームを被検体の撮像領域へ送信し、その撮像領域において反射する超音波エコーを受信するスキャンを実施することによって得られたエコー信号に基づいて撮像領域についての超音波診断画像を生成する。各部について、順次、説明する。
【００１７】
超音波プローブ３１は、たとえば、コンベックス型であり、複数の超音波振動子（図示なし）が均等に配列されている。超音波プローブ３１において超音波振動子は、たとえば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）セラミックスなどの圧電材料を含むように構成されており、電気信号を超音波に変換して送信すると共に、受信した超音波を電気信号に変換し、エコー信号として出力する。ここでは、超音波プローブ３１は、超音波振動子が設けられた面が被検体の表面に当接されて使用される。そして、超音波プローブ３１は、操作コンソール３２において制御部３２４が出力した制御信号に基づく送受信部３２１からの駆動信号に対応するように、超音波ビームを被検体内に送信し、その超音波ビームが送信された被検体内から反射される超音波エコーを受信するスキャンを実施することによってエコー信号をローデータとして得る。そして、そのエコー信号を送受信部３２１へ出力する。
【００１８】
操作コンソール３２は、図１に示すように、送受信部３２１と、画像生成部３２２と、制御部３２４と、操作部３２５と、記憶部３２６とを有する。操作コンソール３２は、各部がデータ処理装置を含み、各種データの処理を実施する。
【００１９】
送受信部３２１は、超音波プローブ３１に超音波を送受信させる送受信回路を含み、制御部３２４からの制御信号に基づいて、超音波プローブ３１に超音波振動子から被検体へ超音波ビームを送信させ、その被検体から反射される超音波エコーを超音波振動子で受信させることによりエコー信号を生成させる。たとえば、送受信部３２１は、電子コンベックス走査方式で被検体についてのスキャンを実施してエコー信号を取得し、その取得したエコー信号を音線データとして画像生成部３２２に出力する。具体的には、送受信部３２１は、被検体に対して超音波ビームを移動させてスキャンするように、超音波プローブ３１における複数の超音波振動子の位置を切り替えて駆動することによって、エコー信号を取得し、そのエコー信号に増幅、遅延、加算などの処理を実施して、画像生成部３２２に音線データとして出力する。
【００２０】
画像生成部３２２は、操作部３２５に入力された指令に対応するように制御部３２４により制御され、画像を生成する。
【００２１】
本実施形態において、画像生成部３２２は、図１に示すように、超音波診断画像生成部３２２ａと、モーションファクター算出部３２２ｂと、モーションファクター画像生成部３２２ｃとを含む。
【００２２】
超音波診断画像生成部３２２ａは、送受信部３２１により出力される音線データに基づいて、被検体の撮像領域について超音波診断画像を生成する。たとえば、超音波診断画像として、Ｂモード画像、ＣＦＭ画像などを生成する。そして、その生成した超音波診断画像を、たとえば、シネメモリ（図示なし）で一時的に記憶した後に、ＨＤＤ（図示なし）に出力して記憶させる。
【００２３】
モーションファクター算出部３２２ｂは、超音波診断画像生成部３２２ｂによって生成された超音波診断画像のフレーム間において画素値の差分値を算出する差分値算出処理を実施する。その後、その差分値算出処理により算出された画素値の差分値に基づいて超音波診断画像のフレーム間における画素値のモーションファクターを算出する。本実施系形態においては、モーションファクター算出部３２２ｂは、その差分値算出処理により算出された画素値の差分値において閾値以上のものについてモーションファクターを算出する。
【００２４】
モーションファクター画像生成部３２２ｃは、モーションファクター算出部３２２ｂにより算出されたモーションファクターに基づいてモーションファクター画像を生成する。本実施形態においては、モーションファクター画像生成部３２２ｃは、上記の差分値算出処理により算出された画素値の差分値において閾値以上の部分について、モーションファクター画像を生成する。
【００２５】
制御部３２４は、たとえば、コンピュータと、そのコンピュータに所定のデータ処理を実行させるプログラムを記憶するメモリとを含み、操作部３２５からの操作信号に基づいて、各部にそれぞれに制御信号を与え、各部の動作を制御する。
【００２６】
操作部３２５は、たとえば、キーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）（図示なし）、トラックボール（ｔｒａｃｋ  ｂａｌｌ）（図示なし）を含む。操作部３２５は、オペレータによって操作情報が入力され、その操作情報に基づいて制御部３２４に操作信号を出力する。なお、操作部３２５は、タッチパネル（ｔｏｕｃｈ  ｐａｎｅｌ）、フットスイッチ（ｆｏｏｔ  ｓｗｉｃｈ）、音声入力装置などの入力装置にて構成されていても良い。
【００２７】
表示部４１は、たとえば、平面な表示画面を有するＬＣＤ装置（図示なし）と、ＤＳＣ（Ｄｉｄｉｔａｌ  Ｓｃａｎ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）（図示なし）とを含み、画像生成部３２２により生成された超音波診断画像を表示する。詳細については後述するが、本実施形態においては、超音波診断画像生成部３２２ａによって超音波診断画像として生成されたＢモード画像と、モーションファクター画像生成部３２２ｃによって生成されたモーションファクター画像とを、互いの画素が対応するように重畳させて表示する。
【００２８】
（動作）
以下より、本発明にかかる実施形態１の超音波診断装置１の動作について説明する。
【００２９】
図２は、本発明にかかる実施形態１において超音波診断装置１の動作を示すフロー図である。図３は、本発明にかかる実施形態１において、超音波診断装置１の動作を説明するための図である。
【００３０】
図２に示すように、まず、超音波診断画像を生成する（Ｓ１１）。
【００３１】
ここでは、超音波ビームを被検体へ送信し、その被検体において反射する超音波エコーを受信するスキャンを実施することによって得られたエコー信号に基づいて超音波診断画像生成部３２２ａが被検体についての超音波診断画像を複数フレーム生成する。たとえば、超音波診断画像として、被検体の断層面についてのＢモード画像を生成する。そして、その生成した超音波診断画像を、たとえば、シネメモリで一時的に記憶する。
【００３２】
具体的には、被検体の撮像領域において呼吸によって動く臓器が含まれる領域についてスキャンを実施する。そして、そのスキャンの実施によって得られたエコー信号に基づいて、その撮像領域において超音波ビームが送信された方向に沿った断層面についてのＢモード画像を、超音波診断画像として生成する。そして、シネメモリに、このＢモード画像を、複数フレーム記憶させる。このＢモード画像においては、臓器が呼吸によって動く様子が撮像される。
【００３３】
図３（ａ）は、本発明にかかる実施形態１において生成される超音波診断画像を示す図である。
【００３４】
図３（ａ）に示すように、たとえば、被検体において呼吸によって動く領域として、第１領域Ａ，第２領域Ｂ，第３領域Ｃ，第４領域Ｄが存在する撮像領域についてスキャンを実施し、この各領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを含む撮像領域についての超音波診断画像Ｔ（ｘ，ｙ）を生成する。
【００３５】
つぎに、図２に示すように、モーションファクターの算出を実施する（Ｓ２１）。
【００３６】
ここでは、まず、超音波診断画像生成部３２２ｂによって生成された超音波診断画像のフレーム間において画素値の差分値を算出する差分値算出処理をモーションファクター算出部３２２ｂが実施する。
【００３７】
つまり、撮像領域の断層面（ｘ，ｙ）について生成された超音波診断画像Ｔ（ｘ，ｙ）において、最新のフレームＦｉ（ｘ，ｙ）の画素値である輝度Ｓｉ（ｘ，ｙ）と、その最新のフレームＦｉ（ｘ，ｙ）の直前に生成されたフレームＦｉ−１（ｘ，ｙ）の画素値である輝度Ｓｉ−１（ｘ，ｙ）との差分値Ｖｉ（ｘ，ｙ）を以下の数式（１）に示すように算出する。
【００３８】
Ｖｉ（ｘ，ｙ）＝Ｓｉ（ｘ，ｙ）−Ｓｉ−１（ｘ，ｙ）        ・・・（１）
【００３９】
この差分値Ｖｉ（ｘ，ｙ）の絶対値は、Ｂモード画像における各画素値である輝度Ｓ（ｘ，ｙ）のモーションファクターであって、その輝度差を表す。また、差分値Ｖｉ（ｘ，ｙ）の符号は、正が輝度の増加を示し、負が輝度の減少を示す。
【００４０】
図３（ｂ）は、本発明にかかる実施形態１において生成された超音波診断画像Ｔ（ｘ，ｙ）にて第１領域Ａ，第２領域Ｂ，第３領域Ｃ，第４領域Ｄに対応する各部分の画素の輝度値を時間軸に応じて示した図であり、縦軸が輝度値Ｓであって、横軸が時間ｔである。図３（ｂ）においては、ａが第１領域Ａにおける輝度推移であり，ｂが第２領域Ｂにおける輝度推移であり，ｃが第３領域Ｃにおける輝度推移であり，ｄが第４領域Ｄにおける輝度推移である。
【００４１】
また、図３（ｃ）は、本発明にかかる実施形態１において超音波診断画像Ｔ（ｘ，ｙ）にて第１領域Ａ，第２領域Ｂ，第３領域Ｃ，第４領域Ｄに対応する各部分の画素の差分値Ｖ（ｘ，ｙ）を時間軸に応じて示した図であり、縦軸が差分値Ｖであって、横軸が時間ｔである。図３（ｃ）においては、ａが第１領域Ａにおける差分値推移であり，ｂが第２領域Ｂにおける差分値推移であり，ｃが第３領域Ｃにおける差分値推移であり，ｄが第４領域Ｄにおける差分値推移である。
【００４２】
図３（ｂ）に示すように、たとえば、時刻ｔｋ−１にて生成されたフレームＦｋ−１と、その直後の時刻ｔｋのフレームＦｋとにおいて、各画素値の差分値Ｖｋ（ｘ，ｙ）を上記のようにして算出する。つまり、図３（ａ）に示すように、たとえば、時刻ｔｋ−１にて生成されたフレームＦｋ−１における第１領域Ａ，第２領域Ｂ，第３領域Ｃ，第４領域Ｄの各輝度ＳＡｋ−１（ｘ，ｙ），ＳＢｋ−１（ｘ，ｙ），ＳＣｋ−１（ｘ，ｙ），ＳＤｋ−１（ｘ，ｙ）と、その後の時刻ｔｋのフレームＦｋにおける第１領域Ａ，第２領域Ｂ，第３領域Ｃ，第４領域Ｄの各輝度ＳＡｋ（ｘ，ｙ），ＳＢｋ（ｘ，ｙ），ＳＣｋ（ｘ，ｙ），ＳＤｋ（ｘ，ｙ）の差分値Ｖｋ（ｘ，ｙ）を算出する。そして、このような算出処理を各フレームにおいて実施し、図３（ｃ）に示すように推移する差分値のデータを取得する。つまり、時刻ｔｋにて生成された各フレームにおいては、図３（ｂ）に示すように、第１領域Ａ，第２領域Ｂ，第３領域Ｃの輝度が一定割合で高くなっているために、第１領域Ａ，第２領域Ｂ，第３領域Ｃについては、正の差分値が算出される。そして、時刻ｔｎにて生成された各フレームにおいては、図３（ｂ）に示すように、第１領域Ａ，第２領域Ｂ，第３領域Ｃの輝度が一定割合で低くなっているために、第１領域Ａ，第２領域Ｂ，第３領域Ｃについては、負の差分値が算出される。そして、時刻ｔｍにて生成された各フレームにおいては、図３（ｂ）に示すように、第１領域Ａ，第２領域Ｂの輝度が一定割合で高くなっているために、正の差分値が算出されるのに対して、第３領域Ｃの輝度が一定割合で低くなっているために、負の差分値が算出される。
【００４３】
そして、差分値算出処理により算出された画素値の差分値において閾値以上のものに基づいて、モーションファクターを算出する。
【００４４】
具体的には、図３（ｃ）に示すように、上記のように算出した各フレーム間における各画素の差分値Ｖｉ（ｘ，ｙ）が、予め設定された閾値ＴＨ以上である画素部分の差分値Ｖｉ（ｘ，ｙ）を、モーションファクターとして特定する。
【００４５】
つぎに、図２に示すように、モーションファクター画像を生成する（Ｓ３１）。
【００４６】
ここでは、超音波診断画像のフレーム間における画素値のモーションファクターを示すモーションファクター画像を、モーションファクター画像生成部３２２ｃが生成する。
【００４７】
具体的には、上記のように算出した各フレーム間における各画素の差分値Ｖｉ（ｘ，ｙ）が、予め設定された閾値ＴＨ以上である画素部分については、その各画素の差分値Ｖｉ（ｘ，ｙ）の値に応じて、モーションファクター画像Ｈｉ（ｘ，ｙ）の各画素の輝度と表示色とを規定する。例えば、差分値Ｖｉ（ｘ，ｙ）の絶対値に応じて輝度を高くすると共に、その符号が正ならば、表示色を暖色系とし、符号が負ならば、表示色を寒色系とする。一方で、上記のように算出した各フレーム間における各画素の差分値Ｖｉ（ｘ，ｙ）が、予め設定された閾値ＴＨ未満である画素部分については、モーションファクター画像Ｈｉ（ｘ，ｙ）の画素の輝度と表示色とを、たとえば、無色透明に規定する。このようにして、モーションファクター画像Ｈｉ（ｘ，ｙ）を生成する。
【００４８】
図３（ｄ），図３（ｅ），図３（ｆ）は、本発明にかかる実施形態１において生成されるモーションファクター画像Ｈｉ（ｘ，ｙ）を示す図である。ここで、図３（ｄ）は、図３（ｃ）の時刻ｔｋにおけるモーションファクター画像Ｈｋ（ｘ，ｙ）の模式図である。図３（ｅ）は、図３（ｃ）の時刻ｔｎにおけるモーションファクター画像Ｈｎ（ｘ，ｙ）の模式図である。図３（ｆ）は、図３（ｃ）の時刻ｔｍにおけるモーションファクター画像Ｈｍ（ｘ，ｙ）の模式図である。
【００４９】
時刻ｔｋにおいては、図３（ｃ）に示すように、第１領域Ａ，第２領域Ｂ，第３領域Ｃが閾値以上であって、第４領域Ｄが閾値以下であるために、時刻ｔｋにおけるモーションファクター画像Ｈｋ（ｘ，ｙ）においては、図３（ｄ）に示すように、第１領域Ａを暗い赤色とし、第２領域Ｂを第１領域Ａよりも明るい赤色にし、第３領域Ｃを第２領域Ｂよりも明るい赤色にし、第４領域Ｄを無色透明にする。
【００５０】
また、時刻ｔｎにおいては、図３（ｃ）に示すように、第１領域Ａ，第２領域Ｂ，第３領域Ｃが閾値以上であって、第４領域Ｄが閾値以下であるために、モーションファクター画像Ｈｎ（ｘ，ｙ）においては、図３（ｅ）に示すように、第１領域Ａを暗い青にし、第２領域Ｂを第１領域Ａよりも明るい青にし、第３領域Ｃを第２領域Ｂよりも明るい青にし、第４領域Ｄを無色透明にする。
【００５１】
また、時刻ｔｍにおいては、図３（ｃ）に示すように、第１領域Ａ，第２領域Ｂが閾値以上であって、第３領域Ｃ，第４領域Ｄが閾値以下であるために、モーションファクター画像Ｈｍ（ｘ，ｙ）においては、図３（ｆ）に示すように、第１領域Ａおよび第２領域Ｂを暗い赤にし、第３領域Ｃおよび第４領域Ｄを無色透明にする。
【００５２】
つぎに、図２に示すように、超音波診断画像とモーションファクター画像とを表示する（Ｓ４１）。
【００５３】
ここでは、超音波診断画像生成部３２２ａによって生成された超音波診断画像と、モーションファクター画像生成部３２２ｃによって生成されたモーションファクター画像とを、互いの画素位置および時間軸位置が対応するように表示部４１が重畳させて表示する。つまり、超音波診断画像として生成された最新のフレームＦｉ（ｘ，ｙ）と、その最新のフレームＦｉ（ｘ，ｙ）に対応するように生成されたモーションファクター画像Ｈｉ（ｘ，ｙ）とを、互いの画素位置が対応するように表示部４１が重畳させることのよって、スキャンの実施に対してリアルタイムになるように表示する。
【００５４】
本実施形態においては、上記ステップのそれぞれを、順次、繰り返して実施することによって、スキャンの実施に対してリアルタイムになるように、超音波診断画像およびモーションファクター画像のフレームを時系列順に複数生成すると共に、その各フレームの超音波診断画像およびモーションファクター画像を順次表示する。
【００５５】
以上のように、本実施形態は、差分値算出処理により算出された画素値の差分値において閾値以上のものに基づいてモーションファクターを算出している。このため、その閾値により期待される程度の「動き」がモーションファクターとして得られるため、呼吸や心拍による腫瘍、膜、脂肪、筋肉や比較的均質な組織実質部分などの「動き」を、定量的に把握することが容易である。また、プローブを動かしたことについても、同様に、明確に把握することができる。このように、本実施形態は、モーションファクター値をモニタリングすることで、システムがプローブの動きや被検体の動きを把握可能になるため、モーションファクターが小さく、止まっている精査と、モーションファクターが大きく、動いているスクリーニングとのそれぞれを、自動判定することが可能となる。よって、Ｂモード、カラーモード、ＰＷなど、通常の超音波診断装置で行える様々なモードを指すスキャンの自動切換えなども、その２つの用途に最適になるように、正確に実施できる。例えば、モーションファクターが小さいまたは０の時には、「精査」なので、カラーやＢモードの音線数を増加させることにより、空間分解能の高いスキャンに切替えることができる。また、この得られたモーションファクター値をカラーフローのフレームアベレージの強弱のコントロールに使用することもできる。具体的には、モーションファクターの大小にフレームアベレージの重み係数の小大を対応させることで用いて、カラーフローのフレーム間における重み付け加算処理を実施する。たとえば、得られたモーションファクターが小さいときにのみ、カラーフローのフレームアベレージを強くかけるようにすることで、プローブや体動、呼吸の影響を受けない時相もしくはエリアのみ、カラーの残像を残し、見かけ上の感度が向上するというメリットを保ちつつ、Ｂモード画像上に残像を残さずＢモード追従性の良いスクリーニングに適した画像を得ることができる。したがって、本実施形態は、診断効率を向上させることができる。
【００５６】
＜実施形態２＞
以下より、本発明にかかる実施形態２について説明する。
【００５７】
本実施形態は、差分値算出部３２２ｂの動作が、実施形態１と異なる。この点を除き、実施形態１と同様である。このため、重複する箇所については説明を省略する。
【００５８】
本発明にかかる実施形態２の超音波診断装置１の動作について説明する。
【００５９】
図４は、本発明にかかる実施形態２において、超音波診断装置１の動作を説明するための図である。
【００６０】
本実施形態は、実施形態１と同様なステップで動作が進行する。
【００６１】
このため、実施形態１と同様に、図２に示すように、まず、超音波診断画像を生成する（Ｓ１１）。
【００６２】
つぎに、図２に示すように、モーションファクターの算出を実施する（Ｓ２１）。
【００６３】
ここでは、超音波診断画像において差分値算出処理を実施する際に対象とする画素を処理対象画素として設定する設定処理を、モーションファクター算出部３２２ｂが実施する。
【００６４】
本実施形態において、この設定処理を実施する際には、超音波診断画像の画素値に基づいて処理対象画素を設定する。具体的には、モーションファクター算出部３２２ｂは、超音波診断画像において最大の画素値から設定範囲内の画素値に対応する画素を、その処理対象画素として設定する。
【００６５】
図４（ａ）は、本発明にかかる実施形態２において、差分値算出処理を実施する際に対象とする画素を処理対象画素として設定する設定処理を説明するための図である。図４（ａ）においては、生成された超音波診断画像Ｔ（ｘ，ｙ）にて第１領域Ａ，第２領域Ｂ，第３領域Ｃ，第４領域Ｄに対応する各部分の画素の輝度値を時間軸に応じて示しており、縦軸が輝度値Ｉであって、横軸が時間ｔである。図４（ａ）においては、ａが第１領域Ａにおける輝度推移であり，ｂが第２領域Ｂにおける輝度推移であり，ｃが第３領域Ｃにおける輝度推移であり，ｄが第４領域Ｄにおける輝度推移である。
【００６６】
図４（ａ）に示すように、複数フレーム生成された超音波診断画像において、最大の画素値Ｓｍａｘから設定範囲Ｄ内の画素値に対応する画素を、その処理対象画素として設定する。たとえば、時刻ｔｍａｘにて生成されたフレームにおいては、図４（ａ）に示すように、第１領域Ａに対応する画素のみを、その処理対象画素として設定する。
【００６７】
その後、その設定処理によって設定された処理対象画素について、実施形態１と同様にして、差分値算出処理を実施する。
【００６８】
つぎに、図２に示すように、モーションファクター画像を生成する（Ｓ３１）。
【００６９】
図４（ｂ），図４（ｃ），図４（ｄ）は、本発明にかかる実施形態２において生成されるモーションファクター画像Ｈｉ（ｘ，ｙ）を示す図である。ここで、図４（ｂ）は、図４（ａ）の時刻ｔｉにおけるモーションファクター画像Ｈｉ（ｘ，ｙ）の模式図である。図４（ｃ）は、図４（ａ）の時刻ｔｎにおけるモーションファクター画像Ｈｎ（ｘ，ｙ）の模式図である。図４（ｄ）は、図４（ａ）の時刻ｔｍにおけるモーションファクター画像Ｈｍ（ｘ，ｙ）の模式図である。
【００７０】
図４（ｂ），図４（ｃ），図４（ｄ）に示すように、時刻ｔｉ，時刻ｔｎ，時刻ｔｍにおけるモーションファクター画像Ｈｉ（ｘ，ｙ），Ｈｎ（ｘ，ｙ），Ｈｍ（ｘ，ｙ）においては、第１領域Ａに対応する部分のみが、実施形態１と同様にして表示される。
【００７１】
つぎに、図２に示すように、超音波診断画像とモーションファクター画像とを表示する（Ｓ４１）。
【００７２】
ここでは、実施形態１と同様にして、超音波診断画像とモーションファクター画像とを互いの画素位置および時間軸位置が対応するように表示部４１が重畳させて表示する。
【００７３】
以上のように、本実施形態においては、超音波診断画像において差分値算出処理を実施する際に対象とする画素を処理対象画素として設定する設定処理を実施する。その後、その設定処理によって設定された処理対象画素について差分値算出処理を実施する。ここで、この設定処理を実施する際には、超音波診断画像において最大の画素値から設定範囲内の画素値に対応する画素を、その処理対象画素として設定する。このため、モーションファクター画像においては、その最大の画素値から設定範囲に対応する部分に対応する画素のみが表示される。したがって、本実施形態は、腫瘍、膜、脂肪、筋肉や比較的均質な組織実質部分などのように実際の検査対象領域についての「動き」を、定量的に把握することが容易である。よって、診断効率を向上させることができる。
【００７４】
＜実施形態３＞
以下より、本発明にかかる実施形態３について説明する。
【００７５】
図５は、本発明にかかる実施形態３において画像生成部３２２を示すブロック図である。
【００７６】
本実施形態は、図５に示すように、画像生成部３２２が領域設定部３２２ｄを含む。本実施形態は、この点と、差分値算出部３２２ｂおよびモーションファクター画像生成部３２２ｃの動作が異なる点を除き、実施形態２と同様である。このため、重複する箇所については説明を省略する。
【００７７】
領域設定部３２２ｄは、超音波診断画像において差分値算出処理を実施する際に対象にする画素領域を設定する。たとえば、オペレータからの指令に基づいて、画素領域を設定する。なお、予め設定された領域を、画素領域として設定してよい。
【００７８】
本発明にかかる実施形態３の超音波診断装置１の動作について説明する。
【００７９】
図６は、本発明にかかる実施形態３において、超音波診断装置１の動作を説明するための図である。
【００８０】
本実施形態は、実施形態２と同様なステップで動作が進行する。
【００８１】
このため、実施形態２と同様に、図２に示すように、まず、超音波診断画像を生成する（Ｓ１１）。
【００８２】
つぎに、図２に示すように、モーションファクターの算出を実施する（Ｓ２１）。
【００８３】
ここでは、超音波診断画像において差分値算出処理を実施する際に対象にする画素領域を領域設定部３２２ｄが設定する。
【００８４】
図６（ａ）は、本発明にかかる実施形態３において、超音波診断画像にて差分値算出処理を実施する際に対象にする画素領域を設定する様子を示す図である。
【００８５】
図６（ａ）に示すように、被検体において呼吸によって動く領域として、第１領域Ａ，第２領域Ｂ，第３領域Ｃ，第４領域Ｄが存在する撮像領域についてスキャンが実施され、この各領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを含む撮像領域について生成された超音波診断画像Ｔ（ｘ，ｙ）において、差分値算出処理を実施する際に対象にする画素領域Ｒとして、第１領域Ａを指定するように、オペレータが操作部３２５のトラックボールを操作された場合には、その第１領域Ａを、当該画素領域Ｐとして領域設定部３２２ｄが設定する。
【００８６】
そして、超音波診断画像において領域設定部３２２ｄによって設定された画素領域に対応する画素を、モーションファクター算出部３２２ｂは処理対象画素として設定した後に、実施形態２と同様にして、差分値算出処理を実施する。
【００８７】
つぎに、図２に示すように、モーションファクター画像を生成する（Ｓ３１）。
【００８８】
図６（ｂ）は、本発明にかかる実施形態２において生成されるモーションファクター画像Ｈｉ（ｘ，ｙ）を示す図である。
【００８９】
本実施形態においては、第１領域Ａが画素領域として領域設定部３２２ｄによって設定され、差分値算出処理が実施されているため、図６（ｂ）に示すように、第１領域Ａについて示すモーションファクター画像Ｈｉ（ｘ，ｙ）を生成する。ここでは、領域設定部３２２ｄによって設定された画素領域において中心ＣＥから周囲へ離れるに伴って小さくなるように重み付け係数を変化させ、その重み係数をモーションファクター画像生成部３２２ｃが差分値算出処理にて算出された差分値Ｖｉ（ｘ，ｙ）のそれぞれに対応するように積算することによって、モーションファクター画像Ｈｉ（ｘ，ｙ）を生成する。
【００９０】
つぎに、図２に示すように、超音波診断画像とモーションファクター画像とを表示する（Ｓ４１）。
【００９１】
ここでは、実施形態２と同様にして、超音波診断画像とモーションファクター画像とを互いの画素位置および時間軸位置が対応するように表示部４１が重畳させて表示する。
【００９２】
以上のように、本実施形態においては、超音波診断画像において差分値算出処理を実施する際に対象とする画素を処理対象画素として設定する設定処理を実施する際には、その対象となる画素領域を領域設定部３２２ｄが設定する。その後、その設定処理によって設定された処理対象画素について差分値算出処理を実施する。このため、モーションファクター画像においては、その所望な画素領域に対応する部分に対応する画素のみが表示される。また、本実施形態は、関心領域として設定された画素領域において中心ＣＥから周囲ＳＵへ離れるに伴って小さくなるように重み付け係数を変化させ、その重み係数を差分値算出処理にて算出された差分値Ｖｉ（ｘ，ｙ）のそれぞれに対応するように積算することによって、モーションファクター画像Ｈｉ（ｘ，ｙ）を生成する。このような距離に応じた加重平均により、関心領域付近のＢモード画像のフレーム間差分をより重視したＢモードの動きの検出が可能となる。したがって、本実施形態は、腫瘍、膜、脂肪、筋肉や比較的均質な組織実質部分などのように実際の検査対象領域についての「動き」を、定量的に把握することが容易である。よって、診断効率を向上させることができる。
【００９３】
なお、本発明の実施に際しては、上記した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形形態を採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】図１は、本発明にかかる実施形態１において、超音波診断装置１の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明にかかる実施形態１において、超音波診断装置１の動作を示すフロー図である。
【図３】図３は、本発明にかかる実施形態１において、超音波診断装置１の動作を説明するための図である。
【図４】図４は、本発明にかかる実施形態２において、超音波診断装置１の動作を説明するための図である。
【図５】図５は、本発明にかかる実施形態３において、画像生成部３２２を示すブロック図である。
【図６】図６は、本発明にかかる実施形態３において、超音波診断装置１の動作を説明するための図である。
【符号の説明】
【００９５】
３１…超音波プローブ、
３２…操作コンソール、
４１…表示部、
３２１…送受信部、
３２２…画像生成部、
３２２ａ…超音波診断画像生成部、
３２２ｂ…モーションファクター算出部、
３２２ｃ…モーションファクター画像生成部、
３２２ｄ…領域設定部、
３２４…制御部、
３２５…操作部
【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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