(57)【要約】【課題】組織の弾性情報を利用した計測と弾性画像の表示における改良技術を提供する。【解決手段】弾性情報生成部４０は、変位計測部３０において計測された変位を利用し、組織の弾性情報の分布を表す複数の弾性値で構成される弾性情報フレームを生成する。関心領域設定部２２は、脂肪に対して脂肪ＲＯＩ（脂肪関心領域）を設定し、腫瘍（又は腫瘤）に対して腫瘍ＲＯＩ（腫瘍関心領域）を設定する。マスク処理部６０は、弾性情報フレーム内の少なくとも関心領域内において、異常値と判定された各弾性値にマスク処理を施す。弾性演算部７０は、関心領域内のマスク処理を施されていない複数の弾性値に基づいて例えば平均弾性値を算出する。弾性演算部７０は、腫瘍ＲＯＩの平均弾性値と脂肪ＲＯＩの平均弾性値に基づいてＦＬＲなどの診断値を算出する。【選択図】図１
2017192575.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体内における組織の弾性情報の分布を表す複数の演算値で構成される弾性情報フレームを生成する弾性情報生成部と、
前記弾性情報フレームを構成する複数の演算値を相対値表現とすることにより、弾性画像の表示用フレームを形成する弾性画像形成部と、
前記弾性情報フレーム内の少なくとも関心領域内において、各演算値が異常値か否かを判定する判定処理部と、
前記関心領域内の異常値と判定された各演算値を除く複数の演算値に基づいて前記関心領域を代表する代表演算値を得る弾性演算部と、
を有する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
請求項１に記載の超音波診断装置において、
前記判定処理部は、前記弾性情報フレーム内の少なくとも関心領域内において、符号が反転している各演算値を異常値であると判定する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項３】
請求項１に記載の超音波診断装置において、
前記判定処理部は、前記弾性情報フレーム内の少なくとも関心領域内において、閾値処理により各演算値が異常値か否かを判定する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の超音波診断装置において、
前記判定処理部は、前記弾性情報フレーム内の少なくとも関心領域内において、異常値と判定された各演算値にマスク処理を施し、
前記弾性演算部は、前記関心領域内のマスク処理を施されていない複数の演算値に基づいて前記関心領域を代表する代表演算値を得る、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の超音波診断装置において、
生体内の正常組織に対して正常組織関心領域を設定し、当該生体内の病変組織に対して病変組織関心領域を設定する関心領域設定部をさらに有し、
前記判定処理部は、前記正常組織関心領域内と前記病変組織関心領域内において各演算値が異常値か否かを判定し、
前記弾性演算部は、前記正常組織関心領域内の異常値と判定された各演算値を除いた演算対象の複数の演算値に基づいて前記正常組織関心領域の代表演算値を算出し、前記病変組織関心領域内の異常値と判定された各演算値を除いた演算対象の複数の演算値に基づいて前記病変組織関心領域の代表演算値を算出する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項６】
請求項５に記載の超音波診断装置において、
前記弾性演算部は、前記正常組織関心領域内の前記演算対象の複数の演算値である複数の弾性値に関する平均弾性値を前記正常組織関心領域の代表演算値として算出し、前記病変組織関心領域内の前記演算対象の複数の演算値である複数の弾性値に関する平均弾性値を前記病変組織関心領域の代表演算値として算出し、前記正常組織関心領域の平均弾性値と前記病変組織関心領域の平均弾性値の比率を算出する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項７】
請求項５または６に記載の超音波診断装置において、
前記正常組織関心領域内の演算値総数に対する前記演算対象の演算値数の割合と、前記病変組織関心領域内の演算値総数に対する前記演算対象の演算値数の割合を表示する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の超音波診断装置において、
前記弾性情報フレームを構成する複数の演算値の各演算値ごとに表示価値の有無を判定し、
前記弾性画像形成部は、前記弾性情報フレームを構成する複数の演算値のうち、表示価値が無いと判定された各演算値に対してリジェクション処理を施して前記表示用フレームを生成する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載の超音波診断装置において、
前記弾性情報フレーム内において異常値と判定された各演算値にマスク処理を施し、マスク処理を施された複数の演算値で構成される領域を表したマスク画像を形成する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の超音波診断装置において、
前記弾性画像と前記マスク画像とを並べて表示した表示画像を形成する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波診断装置に関し、特に、組織の弾性情報を得る技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波診断装置において、組織の弾性情報を得る技術が知られている。例えば、被検体の体表から被検体内の組織を圧迫し、その圧迫により生じる組織のひずみを超音波で計測することにより、組織の弾性情報を得るエラストグラフィが知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、エラストグラフィにより生体組織の弾性情報を得る超音波診断装置において、超音波画像内の病変部と脂肪層の各々に対して関心領域を設定する技術が記載されている。特許文献１の超音波診断装置は、超音波画像内における画素の輝度値等に基づいて、組織の境界等を特定することにより、ユーザ操作の負担を軽減しつつ、弾性情報に係る診断において好適な関心領域の設定を可能としている。そして、設定された関心領域における弾性情報から、腫瘍等の病変部における診断情報が得られる。
【０００４】
また、特許文献２には、組織における弾性値の分布を表す弾性画像内において、表示価値の無い弾性値が得られた画像情報の領域を例えばノイズとして識別し、その識別結果を反映した弾性画像を形成する技術が記載されている。これにより、例えば、表示価値の無い画像領域における弾性値の色表示を行わない領域リジェクションや、表示価値の無いフレームにおける弾性値の色表示を行わないフレームリジェクションが実現される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１３／１８３４３２号
【特許文献２】特許第４４５５００３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に係る発明は、ユーザ操作の負担を軽減しつつ弾性情報に係る診断において好適な関心領域の設定を可能とする画期的な発明である。また特許文献２に係る発明は、高画質で高い信頼性を有する弾性画像を得ることができる画期的な発明である。本願の発明者は、これらの画期的な発明の更なる改良について研究開発を重ねてきた。
【０００７】
本発明は、組織の弾性情報を利用した計測と弾性画像の表示における改良技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的にかなう好適な超音波診断装置は、生体内における組織の弾性情報の分布を表す複数の演算値で構成される弾性情報フレームを生成する弾性情報生成部と、前記弾性情報フレームを構成する複数の演算値を相対値表現とすることにより、弾性画像の表示用フレームを形成する弾性画像形成部と、前記弾性情報フレーム内の少なくとも関心領域内において、各演算値が異常値か否かを判定する判定処理部と、前記関心領域内の異常値と判定された各演算値を除く複数の演算値に基づいて前記関心領域を代表する代表演算値を得る弾性演算部と、を有することを特徴とする。
【０００９】
上記構成において、弾性情報フレームは、組織の弾性情報（組織の硬さに係る情報）の分布を表す複数の演算値で構成される。各演算値の好適な具体例は組織の歪み量や弾性率などの弾性値である。弾性情報の分布を弾性画像として表示する際には、例えば色調の変化や階調の変化などの限られた画像表現を利用して各演算値の大きさが表現される。そこで、弾性画像の表示用フレームを生成する際には、弾性情報の分布を表す複数の演算値が相対値表現とされる。相対値表現とすることにより、例えば弾性情報フレームを構成する複数の演算値に含まれる最大値から最小値までの範囲のみを表示対象とし、その範囲内に収められた各演算値の大きさを色調の変化や階調の変化などにより表現すればよい。したがって、例えば色調の変化や階調の変化などの限られた画像表現を最大限に利用して弾性情報の分布を表示することができる。なお、弾性画像の表示用フレームを生成する際には複数の演算値に異常値（後に説明する計測における異常値）が含まれていてもよい。相対値表現により異常値の画像への影響が軽減されるためである。これにより、従来から実現されている弾性画像の見易さを維持することができる。
【００１０】
これに対し、弾性情報を利用した計測においては、相対値表現とされる前の当初の各演算値、例えば絶対値により表現された各演算値が尊重される。そして、弾性情報フレーム内の少なくとも関心領域内における当初の複数の演算値を対象として、各演算値が異常値か否かが判定される。異常値と判定された各演算値には例えばマスク処理が施され、マスク処理を施されていない複数の演算値に基づいて関心領域を代表する代表演算値が得られる。例えば、マスク処理を施されていない複数の演算値である複数の弾性値（組織の歪み量や弾性率など）に関する平均弾性値などが代表演算値として算出される。なお、代表演算値を算出する際に、各演算値が異常値か否かを判定し、異常値と判定された各演算値を除く複数の演算値に基づいて代表演算値が算出されてもよい。こうして、弾性情報を利用した計測においては、相対値表現とされる前の当初の複数の演算値を尊重しつつ、異常値の影響が低減された、望ましくは異常値の影響が無い弾性情報を得ることができる。
【００１１】
このように、上記構成の超音波診断装置によれば、弾性画像の表示においては画質の維持または向上による見易さが優先され、弾性情報を利用した計測においては当初の各演算値を尊重しつつ異常値の影響が低減または解消された高い精度の計測が実現される。
【００１２】
望ましい具体例において、前記判定処理部は、前記弾性情報フレーム内の少なくとも関心領域内において、符号が反転している各演算値を異常値であると判定することを特徴とする。
【００１３】
望ましい具体例において、前記判定処理部は、前記弾性情報フレーム内の少なくとも関心領域内において、閾値処理により各演算値が異常値か否かを判定する、ことを特徴とする。
【００１４】
望ましい具体例において、前記判定処理部は、前記弾性情報フレーム内の少なくとも関心領域内において、異常値と判定された各演算値にマスク処理を施し、前記弾性演算部は、前記関心領域内のマスク処理を施されていない複数の演算値に基づいて前記関心領域を代表する代表演算値を得ることを特徴とする。
【００１５】
望ましい具体例において、前記超音波診断装置は、生体内の正常組織に対して正常組織関心領域を設定し、当該生体内の病変組織に対して病変組織関心領域を設定する関心領域設定部をさらに有し、前記判定処理部は、前記正常組織関心領域内と前記病変組織関心領域内において各演算値が異常値か否かを判定し、前記弾性演算部は、前記正常組織関心領域内の異常値と判定された各演算値を除いた演算対象の複数の演算値に基づいて前記正常組織関心領域の代表演算値を算出し、前記病変組織関心領域内の異常値と判定された各演算値を除いた演算対象の複数の演算値に基づいて前記病変組織関心領域の代表演算値を算出することを特徴とする。
【００１６】
望ましい具体例において、前記弾性演算部は、前記正常組織関心領域内の前記演算対象の複数の演算値である複数の弾性値に関する平均弾性値を前記正常組織関心領域の代表演算値として算出し、前記病変組織関心領域内の前記演算対象の複数の演算値である複数の弾性値に関する平均弾性値を前記病変組織関心領域の代表演算値として算出し、前記正常組織関心領域の平均弾性値と前記病変組織関心領域の平均弾性値の比率を算出することを特徴とする。
【００１７】
望ましい具体例において、前記超音波診断装置は、前記正常組織関心領域内の演算値総数に対する前記演算対象の演算値数の割合と、前記病変組織関心領域内の演算値総数に対する前記演算対象の演算値数の割合を表示することを特徴とする。
【００１８】
望ましい具体例において、前記超音波診断装置は、前記弾性情報フレームを構成する複数の演算値の各演算値ごとに表示価値の有無を判定し、前記弾性画像形成部は、前記弾性情報フレームを構成する複数の演算値のうち、表示価値が無いと判定された各演算値に対してリジェクション処理を施して前記表示用フレームを生成することを特徴とする。例えば、前記判定処理部は、表示価値が有ると判定された各演算値についてもその演算値が異常値か否かを判定することが望ましい。また、前記弾性演算部は、前記関心領域内において、表示価値が無いと判定された各演算値と異常値であると判定された各演算値を除く複数の演算値に基づいて代表演算値を算出することが望ましい。
【００１９】
望ましい具体例において、前記超音波診断装置は、前記弾性情報フレーム内において異常値と判定された各演算値にマスク処理を施し、マスク処理を施された複数の演算値で構成される領域を表したマスク画像を形成することを特徴とする。
【００２０】
望ましい具体例において、前記超音波診断装置は、前記弾性画像と前記マスク画像とを並べて表示した表示画像を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明により、組織の弾性情報を利用した計測と弾性画像の表示における改良技術が提供される。例えば、本発明の好適な態様によれば、弾性画像の表示においては画質の維持または向上による見易さが優先され、弾性情報を利用した計測においては当初の各演算値を尊重しつつ異常値の影響が低減または解消された高い精度の計測が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施において好適な超音波診断装置の全体構成図である。
【図２】表示用フレームと計測用フレームの具体例を示す図である。
【図３】図１の超音波診断装置を利用した弾性計測の具体例を示す図である。
【図４】弾性画像とマスク画像を並べた表示画像の具体例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１は、本発明の実施において好適な超音波診断装置の全体構成図である。プローブ１０は、例えば診断対象となる組織等を含む被検体（生体）に対して超音波を送受する超音波探触子である。プローブ１０は、超音波を送受する複数の振動素子を備えており、複数の振動素子が送受信部１２によって送信制御されて送信ビームが形成される。また、複数の振動素子が診断対象を含む領域内から超音波を受波し、これにより得られた信号が送受信部１２へ出力され、送受信部１２が受信ビームを形成して受信ビームに沿って受信信号（エコーデータ）が収集される。こうして、診断対象を含む走査面内において超音波ビーム（送信ビームと受信ビーム）が走査されて超音波の受信信号が得られる。なお、超音波の送受において、送信開口合成等の技術が利用されてもよい。
【００２４】
断層画像形成部２０は、送受信部１２から得られる受信信号に基づいて断層画像の画像データを形成する。断層画像形成部２０は、受信信号に対して、必要に応じて、ゲイン補正、ログ圧縮、検波、輪郭強調、フィルタ処理等の信号処理を行うことにより、診断対象を含む走査面に対応したＢモード画像の画像データ（断層画像データ）を形成する。断層画像形成部２０は、例えば複数フレーム（複数時相）の断層画像データを形成する。
【００２５】
変位計測部３０は、送受信部１２から得られる受信信号に基づいて、被検体内の診断対象となる組織の変位を計測する。例えば、変位計測部３０は、受信信号に基づいて複数時相に亘って形成される複数フレーム（複数時相）のフレームデータ（断層画像に対応したデータ）のうち、互いに異なる時相に対応した２つのフレームデータに対して２次元の相関演算処理を行うことにより、各フレーム内（各フレームデータ内）つまり走査面内の各計測点ごとに、その計測点における組織の変位を示す変位ベクトル、すなわち変位の方向と大きさに関する２次元の変位ベクトルを導出し、これにより、断層画像内の複数の計測点における変位ベクトルの分布を得る。変位ベクトルを導出するにあたっては、公知の各種の手法を利用できるが、例えばブロックマッチング法や位相勾配法などが好適である。
【００２６】
ブロックマッチング法においては、各フレーム内つまり断層画像内が、縦方向に数画素かつ横方向に数画素からなる各ブロックにより、複数のブロックに分けられ、各ブロックごとに、一方のフレーム内のブロックに最も類似するブロックが他方のフレーム内で探索される。これにより、各フレーム内の各計測点（各ブロック）ごとに時相間における変位が算出され、例えば２次元の変位ベクトルが得られる。なお、複数のブロックの探索結果を参照して、予測符号化すなわち差分により標本値を決定する処理等を行って、各計測点の変位ベクトルを得るようにしてもよい。
【００２７】
また、位相勾配法においては、各フレームを構成する受信信号からその受信信号の波の位相情報を得て、時相間における位相情報の変化から受信信号の波の移動量を算出し、各フレーム内の各計測点の変位を導出することにより、例えば受信ビーム方向の１次元の又は各フレーム内における二次元の変位ベクトルを得るようにしてもよい。
【００２８】
弾性情報生成部４０は、変位計測部３０において計測された変位を利用し、診断対象内における組織の弾性情報（例えば歪み又は弾性率などの弾性値）を導出する。弾性情報生成部４０は、例えば、互いに異なる時相に対応した２つのフレームデータ間で計測された各計測点における変位ベクトルに基づいて、複数の計測点について各計測点ごとに組織の歪みや弾性率等の弾性値を算出する。弾性情報生成部４０は、複数時相に亘って各時相（各フレーム）ごとに、そのフレーム内の複数の計測点について各計測点ごとに弾性値を算出する。これにより、複数の弾性値で構成される弾性情報フレームが複数時相に亘って次々に生成される。
【００２９】
弾性情報生成部４０において組織の弾性情報（例えば歪みや弾性率などの弾性値）を得る場合には、例えば、プローブ１０が被検体に押し当てられ、被検体の体表から被検体内の組織が圧迫され、その圧迫による組織の変位が計測される。その際に、例えば図示省略した圧力センサが、プローブ１０の送受波面と被検体の体表との間の圧力を検出し、図示省略した応力計測部が、圧力センサにより検出された圧力に基づいて、被検体内部の各計測点における応力を計測してもよい。なお、医師や検査技師等のユーザがプローブ１０を手に持ってプローブ１０を被検体の体表に当てるだけでも、ユーザの手の微小な振動（震え）によって組織の変位を計測することができる。
【００３０】
弾性情報生成部４０は、応力計測部において計測される応力を参照して各計測点における組織の弾性率を算出する。歪みのデータは、組織の移動量、例えば変位を空間微分することによって算出される。また、弾性率のデータは、応力の変化を歪みの変化で除することによって算出される。
【００３１】
弾性画像形成部５０は、弾性情報生成部４０から得られる弾性情報フレームに基づいて組織の弾性情報の分布を視覚的に示す弾性画像の画像データを形成する。弾性画像は公知の技術によって形成することができる。弾性画像形成部５０は、例えば、各時相に対応した弾性情報フレームの表示対象領域内、または弾性情報フレーム全域における各計測点の弾性値（組織の歪みや弾性率）に基づいて、弾性画像の表示用フレームを形成する。表示用フレームには、各計測点に対してその計測点における弾性値に応じた色相情報、つまり光の３原色である赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の色相情報が付与される。例えば、比較的硬い（ハードな）弾性値には青を基調とした色が対応付けられ、比較的軟らかい（ソフトな）弾性値には赤を基調とした色が対応付けられ、中間的な硬さの弾性値には緑を基調とした色が対応付けられる。
【００３２】
関心領域設定部２２は、超音波画像（断層画像または弾性画像）内の計測対象部位に関心領域を設定する。関心領域設定部２２は、例えば、超音波画像内において、脂肪に対して脂肪ＲＯＩ（脂肪関心領域）を設定し、腫瘍（又は腫瘤）に対して腫瘍ＲＯＩ（腫瘍関心領域）を設定する。
【００３３】
マスク処理部６０は、弾性情報フレーム内の少なくとも関心領域内において、各演算値が異常値か否かを判定する判定処理部として機能する。また、マスク処理部６０は、異常値と判定された各弾性値（各演算値）にマスク処理を施す。弾性情報フレームは弾性情報生成部４０から得られ、関心領域（脂肪ＲＯＩと腫瘍ＲＯＩ）は関心領域設定部２２により設定される。
【００３４】
弾性演算部７０は、関心領域内のマスク処理を施されていない複数の演算値に基づいて関心領域を代表する代表演算値を得る。弾性演算部７０は、例えば、マスク処理を施されていない複数の演算値である複数の弾性値（組織の歪み量や弾性率など）に関する平均弾性値などを代表演算値として算出する。また、弾性演算部７０は、関心領域内における弾性情報、例えば平均弾性値に基づいてＦＬＲ（Fat Lesion Ratio）などの診断値を算出する。
【００３５】
表示処理部８０は、断層画像形成部２０から得られる断層画像データと、弾性画像形成部５０から得られる弾性画像データ（表示用フレーム）に基づいて、弾性情報の診断に係る表示画像を形成する。表示処理部８０は、例えば、断層画像データに基づくＢモード画像と弾性画像などを示した表示画像を形成する。また、表示処理部８０は、弾性演算部７０から得られる代表演算値や診断値を示す表示画像を形成する。表示処理部８０において形成された表示画像は表示部８２に表示される。
【００３６】
制御部１００は、図１に示す超音波診断装置内を全体的に制御する。制御部１００による全体的な制御には、操作デバイス９０を介して医師や検査技師等のユーザから受け付けた指示も反映される。
【００３７】
図１に示す構成（符号を付された各部）のうち、送受信部１２，断層画像形成部２０，関心領域設定部２２，変位計測部３０，弾性情報生成部４０，弾性画像形成部５０，マスク処理部６０，弾性演算部７０，表示処理部８０の各部は、例えば、電気電子回路やプロセッサ等のハードウェアを利用して実現することができ、その実現において必要に応じてメモリ等のデバイスが利用されてもよい。また、上記各部に対応した機能の全て又は一部が、ＣＰＵやプロセッサやメモリ等のハードウェアと、ＣＰＵやプロセッサの動作を規定するソフトウェア（プログラム）の協働により実現されてもよい。
【００３８】
表示部８２の好適な具体例は、液晶ディスプレイ等であり、操作デバイス９０は、例えば、マウス、キーボード、トラックボール、タッチパネル、その他のスイッチ類等のうちの少なくとも一つにより実現できる。そして、制御部１００は、例えば、ＣＰＵやプロセッサやメモリ等のハードウェアと、ＣＰＵやプロセッサの動作を規定するソフトウェア（プログラム）との協働により実現することができる。
【００３９】
図１の超音波診断装置の全体構成は以上のとおりである。次に、図１の超音波診断装置により実現される機能の具体例について詳述する。なお、図１に示した構成（符号を付された各部）については、以下の説明において図１の符号を利用する。
【００４０】
図２は、表示用フレームと計測用フレームの具体例を示す図である。図２には、診断対象となる腫瘍が含まれる表示フレームと計測用フレームが図示されている。
【００４１】
表示用フレームは、弾性情報生成部４０から得られる弾性情報フレームに基づいて弾性画像形成部５０により形成される。弾性画像形成部５０は、弾性情報フレームを構成する複数の弾性値の各弾性値（例えば１６ビットデータ）を相対値表現（例えば８ビットデータ）とすることにより弾性画像の表示用フレームを形成する。例えば、弾性情報フレームの表示対象領域内または弾性情報フレーム全域における複数の弾性値の平均値が相対値表現の中央値とされ、相対値表現として可能な最小値から最大値までの範囲内（例えば８ビットデータの範囲内）で各弾性値が相対値に変換される。これにより、表示用フレーム内において、例えば、中間の硬さ（複数の弾性値の平均値）が緑に対応付けられ、最大の硬さが青に対応付けられ、最小の硬さ（最も軟らかい）が赤に対応付けられ、表示用フレーム内における硬さが色相によって相対的に表現される。
【００４２】
計測用フレームは、弾性情報生成部４０から得られる弾性情報フレームに基づいてマスク処理部６０により形成される。マスク処理部６０は、弾性情報フレームを構成する複数の弾性値のうち、異常値と判定された各弾性値にマスク処理を施す。弾性情報フレームを構成する各弾性値（例えば１６ビットデータ）は、変位計測部３０において計測された変位を利用して、弾性情報生成部４０により導出される。
【００４３】
被検体の体表に当てられたプローブ１０が被検体の体内方向（深さ方向の深い側）に向かって圧迫される場合と、圧迫が解除される場合とにおいて、被検体内における組織の変位の方向は変化する。例えば被検体の体内方向（深さ方向の深い側）を正方向とすると、プローブ１０が圧迫されている場合に組織の変位は全体的に正方向となり、プローブ１０の圧迫が解除された場合に組織の変位は全体的に負方向となる。
【００４４】
ところが、硬い腫瘤や血管などが多い領域では、例えば腫瘤や血管などがパターンマッチング（ブロックマッチング）に悪影響を及ぼしてしまい、本来の組織の変位を的確に計測できない場合がある。そのため、例えば、プローブ１０が圧迫されており組織の変位が全体的に正方向であるにも関わらず負方向に反転した変位が計測されてしまう場合や、プローブ１０の圧迫が解除されており組織の変位が全体的に負方向であるにも関わらず正方向に反転した変位が計測されてしまう場合がある。変位の符号が反転してしまうと、変位に基づいて得られる弾性値（演算値）の符号（正負）も反転してしまう。
【００４５】
そこで、マスク処理部６０は、弾性情報フレームを構成する複数の弾性値のうち、符号が反転している各弾性値（各演算値）を異常値であると判定し、その各弾性値にマスク処理を施す。マスク処理された各弾性値は弾性演算部７０による計測対象から除外される。なお、マスク処理部６０は、閾値処理により各弾性値が異常値か否かを判定してもよい。例えば、上限閾値を超える各弾性値が異常値と判定され、下限閾値を下回る各弾性値が異常値と判定されてもよい。上限閾値と下限閾値は、例えば、判定対象となる組織の種類や変位計測（パターンマッチング等）の精度等に応じて適宜に設定される。上限閾値と下限閾値を適宜に変更（調整）できる構成が採用されてもよい。
【００４６】
マスク処理部６０は、弾性情報フレームの全域を対象としてマスク処理を実行してもよいし、関心領域（腫瘍ＲＯＩと脂肪ＲＯＩ）内のみを対象としてマスク処理を実行してもよい。
【００４７】
図２には、関心領域（腫瘍ＲＯＩと脂肪ＲＯＩ）の具体例も図示されている。関心領域は関心領域設定部２２により設定される。関心領域設定部２２は、例えば断層画像データ内において、計測対象となる注目部位に対して関心領域（ＲＯＩ）を設定する。図１の超音波診断装置は、様々な組織等の弾性情報を得ることができ、その中でも特に、乳腺等の診断において好適な診断値となるＦＬＲ（Fat Lesion Ratio）を算出する機能を備えている。ＦＬＲは、脂肪と腫瘍（腫瘤）の弾性値の比率（脂肪の弾性値／腫瘍の弾性値）である。関心領域設定部２２は、例えば、ＦＬＲにおける診断対象である腫瘍に関する関心領域（腫瘍ＲＯＩ）と、比較対象となる脂肪に関する関心領域（脂肪ＲＯＩ）を設定する。図２には、断層画像データと同じ断面に対応した表示用フレーム内と計測用フレーム内における関心領域（腫瘍ＲＯＩと脂肪ＲＯＩ）の具体例が図示されている。
【００４８】
腫瘍ＲＯＩは、例えば各時相に対応した断層画像データ内において腫瘍の領域に設定される。関心領域設定部２２は、各時相に対応した断層画像データ内において、例えば特許文献１に詳述される公知の手法により、円形の腫瘍ＲＯＩを設定する。具体的には、医師等のユーザから腫瘍に対して設定された指定点に基づいて、例えば指定点を中心として腫瘍の内側において、できるだけ大きな円形の腫瘍ＲＯＩが設定される。例えば、断層画像データ内における画素の輝度値等に基づいて、腫瘍と他組織との境界が特定され、腫瘍と他組織との境界の腫瘍側においてできるだけ大きな、望ましくは腫瘍の内側において境界に接する、円形の腫瘍ＲＯＩが設定される。
【００４９】
関心領域設定部２２は、例えば、医師や検査技師等のユーザが指定した指定点に基づいて、複数時相に亘って指定点の位置を固定的に維持しつつ、各時相ごとに、腫瘍の内側において望ましくは腫瘍に内接するできるだけ大きな円形の腫瘍ＲＯＩを設定する。なお、関心領域設定部２２は、ユーザの指定点をそのまま腫瘍ＲＯＩの中心とせず、例えば、特許文献１に詳述される公知の手法により、指定点の近傍において、最大限に大きな円形の腫瘍ＲＯＩが設定されるように、腫瘍ＲＯＩの中心点を探索してもよい。こうして、関心領域設定部２２により円形の腫瘍ＲＯＩが設定される。もちろん、円形の腫瘍ＲＯＩの中心位置と大きさをユーザが指示し、その指示どおりに関心領域設定部２２が腫瘍ＲＯＩを設定してもよい。
【００５０】
脂肪ＲＯＩは、例えば医師等のユーザが、表示部８２に表示される超音波の断層画像を視覚的に確認して、その断層画像内において、脂肪ＲＯＩの中心位置と半径の大きさを調整することにより設定される。なお、特許文献１に詳述される公知の手法により、脂肪に対するユーザの操作を省略して、脂肪ＲＯＩが設定されてもよい。例えば、断層画像データ内における画素の輝度値等に基づいて、組織の境界等を特定することにより、ユーザ操作の負担を軽減しつつ、望ましくはユーザ操作を必要とせず、脂肪ＲＯＩが設定されてもよい。
【００５１】
また、例えば医師等のユーザが所望の時相の断層画像データ内の腫瘍に対して指定点を指定することにより、関心領域設定部２２が複数時相に亘って各時相ごとに、腫瘍ＲＯＩと脂肪ＲＯＩを設定することが望ましい。つまり、ユーザが所望の時相において腫瘍に対して１つの指定点を指定する操作のみで、複数時相に亘って各時相ごとに腫瘍ＲＯＩと脂肪ＲＯＩが設定されることが望ましい。なお、腫瘍ＲＯＩと脂肪ＲＯＩは、弾性演算部７０において計測対象となる時相のみに設定されてもよい。
【００５２】
腫瘍ＲＯＩと脂肪ＲＯＩは、弾性演算部７０において診断情報を得る際に利用される。弾性演算部７０は、マスク処理部６０から得られる計測用フレームに基づいて診断対象である腫瘍などの診断情報を得る。腫瘍に関する診断情報の好適な具体例はＦＬＲである。弾性演算部７０は、計測用フレーム内の弾性情報に基づいてＦＬＲを算出する。ＦＬＲは脂肪と腫瘍（腫瘤）の弾性値の比率（脂肪の弾性値／腫瘍の弾性値）である。
【００５３】
弾性演算部７０は、計測用フレームにおいて腫瘍ＲＯＩ内のマスク処理を施されていない複数の弾性値（演算値）に基づいて腫瘍の弾性値を得る。例えば、マスク処理を施されていない複数の弾性値に基づいて得られる腫瘍ＲＯＩ内における歪みの平均値が腫瘍の弾性値（平均弾性値）とされる。また、弾性演算部７０は、計測用フレームにおいて脂肪ＲＯＩ内のマスク処理を施されていない複数の弾性値（演算値）に基づいて脂肪の弾性値を得る。例えば、マスク処理を施されていない複数の弾性値に基づいて得られる脂肪ＲＯＩ内における歪みの平均値が脂肪の弾性値（平均弾性値）とされる。
【００５４】
図２を利用して説明した具体例によれば、腫瘍ＲＯＩ内と脂肪ＲＯＩ内において異常値がマスク処理されるため、異常値の影響が低減された、望ましくは異常値の影響が無い弾性情報（平均弾性値）を得ることができる。
【００５５】
なお、腫瘍ＲＯＩ内の演算値総数に対するマスク処理を施されていない演算値数（有効演算値数）の割合と、脂肪ＲＯＩ内の演算値総数に対するマスク処理を施されていない演算値数（有効演算値数）の割合を、例えば数値等により表示部８２に表示してもよい。これにより、医師や検査技師等のユーザは、腫瘍ＲＯＩと脂肪ＲＯＩを利用して得られる弾性情報（平均弾性値）の信頼性や妥当性を評価することが可能になる。もちろん、腫瘍ＲＯＩ内の演算値総数に対するマスク処理を施された演算値数（無効演算値数）の割合と、脂肪ＲＯＩ内の演算値総数に対するマスク処理を施された演算値数（無効演算値数）の割合を表示部８２に表示してもよい。
【００５６】
また、腫瘍ＲＯＩと脂肪ＲＯＩの設定においては、異常値の存在を格別に考慮する必要がないため、設定のための負担、特にユーザが腫瘍ＲＯＩと脂肪ＲＯＩを設定する際のユーザ操作の負担が軽減できる。そのうえ、例えばＦＬＲの診断において従来からよく利用されている関心領域の形状（円形）を尊重しつつ、その関心領域の内部において、好適な計測領域の厳密な形状がマスク処理により適応的に設定できる。
【００５７】
なお、弾性画像の形成において、弾性画像形成部５０は、例えば特許文献２に詳述されるリジェクションを行うことが望ましい。つまり、弾性情報フレームを構成する複数の演算値の各演算値ごとに表示価値の有無が判定され、弾性画像形成部５０は、弾性情報フレームを構成する複数の演算値のうち、表示価値が無いと判定された各演算値に対して、特許文献２に詳述されるリジェクション処理を施して、表示用フレームを生成することが望ましい。
【００５８】
特許文献２には、弾性情報に関する計測結果フレームデータ（特許文献２の図３参照）を構成する複数の要素データを母集団とする統計処理を行い、その統計的特徴量（例えば平均や標準偏差）を要素データとする計測クオリティーフレームデータ（特許文献２の図４参照）を構成し、計測クオリティーフレームデータを構成する複数の要素データについて閾値との大小関係を判定し、その判定結果つまり表示価値の有無を要素データとする判定結果フレームデータ（特許文献２の図６参照）を構成し、判定結果フレームデータが示す判定結果に従って弾性色相フレームデータ（特許文献２の図９〜図１２）を生成する具体例が説明されている。これにより、例えば、表示価値の無い画像領域における弾性値の色表示を行わない領域リジェクションや、表示価値の無いフレームにおける弾性値の色表示を行わないフレームリジェクションが実現される。
【００５９】
特許文献２に詳述されるリジェクション処理を利用する場合、弾性画像形成部５０は、例えば、弾性情報フレームを構成する複数の演算値を母集団とする統計処理を行い、その統計的特徴量（例えば平均や標準偏差）を要素データとする計測クオリティーフレームデータ（特許文献２の図３）を構成し、計測クオリティーフレームデータに基づいて判定結果フレームデータ（特許文献２の図６）を構成し、判定結果フレームデータが示す判定結果に従って表示用フレーム（弾性色相フレームデータ）を生成すればよい。これにより、例えば、表示価値の無い画像領域における弾性値の色表示を行わない領域リジェクションや、表示価値の無いフレームにおける弾性値の色表示を行わないフレームリジェクションが実現される。なお、リジェクションの対象となった画像領域またはフレームに対応した弾性値は、弾性演算部７０における演算対象からも除外されることが望ましい。さらに、リジェクションの対象ではない画像領域またはフレームに対応した弾性値についても、マスク処理部６０において、異常値か否かを判定することが望ましい。
【００６０】
図３は、図１の超音波診断装置を利用した弾性計測の具体例を示す図である。図３には弾性計測の好適な具体例であるＦＬＲ計測のフローチャートが図示されている。
【００６１】
まず、計測対象となる被検体（生体）内の断層画像が表示され、医師や検査技師等のユーザは、表示部８２に表示される被検体内の断層画像を見ながら、例えば腫瘍などの診断対象の位置を確認する（Ｓ３０１）。その確認においては、プローブ１０の姿勢（位置や方向）が適宜に調整されつつ、複数時相に亘って断層画像が形成され、診断において好適な断面が探索される。
【００６２】
腫瘍等の診断対象を好適に捉える断面が見つかると、例えばユーザが操作デバイス９０を操作することにより、弾性画像モードが開始される（Ｓ３０２）。そして、例えば、プローブ１０が被検体に押し当てられ、被検体の体表から被検体内の組織が圧迫され、その圧迫による組織の変位に基づく弾性計測が行われる（Ｓ３０３）。なお、医師や検査技師等のユーザがプローブ１０を手に持ってプローブ１０を被検体の体表に当てるだけで、ユーザの手の微小な振動（震え）によって弾性計測を行うことも可能である。
【００６３】
ユーザは、弾性計測が良好に行われたと判断すると、例えば操作デバイス９０を利用してフリーズ操作を行って計測を終了する（Ｓ３０４）。これにより、フリーズ操作の時点に対応した時相とフリーズ操作直前の数秒間に対応した複数時相の弾性情報フレームがメモリ等に記憶される。そして、それら複数時相の弾性情報フレームに対応した弾性画像が表示部８２に表示され、ユーザは、表示部８２に表示される弾性画像を見ながら、メモリに記憶された複数時相の弾性情報フレームの中から、診断用のフレームを選択する（Ｓ３０５）。
【００６４】
診断用のフレームが選択されると、関心領域設定部２２は、診断用のフレームに対し、ＦＬＲにおける診断対象である腫瘍に関する関心領域（腫瘍ＲＯＩ）と比較対象となる脂肪に関する関心領域（脂肪ＲＯＩ）を設定する（Ｓ３０６）。
【００６５】
そして、関心領域が設定された診断用のフレームを対象としてマスク処理部６０によりマスク処理が実行され（Ｓ３０７）、マスク処理部６０から得られる診断用のフレーム（計測用フレーム）を利用して、弾性演算部７０が脂肪と腫瘍（腫瘤）の弾性値の比率（脂肪の弾性値／腫瘍の弾性値）であるＦＬＲを算出する（Ｓ３０８）。算出されたＦＬＲは例えば数値やグラフ等により表示部８２に表示される。
【００６６】
また、表示部８２にマスク画像が表示されてもよい。例えば、マスク処理部６０は、弾性情報フレーム内において異常値と判定された各演算値にマスク処理を施し、マスク処理を施された複数の演算値で構成されるマスク領域を表したマスク画像を形成する。そして表示処理部８０は、弾性画像形成部５０から得られる弾性画像と、マスク処理部６０から得られるマスク画像を並べて表示した表示画像を形成する。
【００６７】
図４は、弾性画像とマスク画像を並べた表示画像の具体例を示す図である。弾性画像は弾性画像形成部５０により形成される。弾性画像形成部５０は、表示用フレーム（図２）内における各部の弾性値（硬さ）を色で表現した弾性画像を形成する。なお、図４においては、図示の都合上、弾性画像内の色表示が省略（斜線で簡略化）されている。
【００６８】
マスク画像はマスク処理部６０により形成される。マスク処理部６０は、例えば計測用フレーム（図２）内においてマスク処理を施された複数の演算値で構成されるマスク領域を表したマスク画像を形成する。なお、マスク領域の背景には、例えば、弾性画像と同じ断面に対応した断層画像（Ｂモード画像）が表示される。もちろん、マスク領域の背景に弾性画像が表示されてもよい。
【００６９】
表示処理部８０は、例えば、図４に示す具体例のように、弾性画像とマスク画像を左右に並べて配置した表示画像を形成し、その表示画像が表示部８２に表示される。なお、弾性画像とマスク画像が上下に配列された表示画像が形成されてもよいし、マスク画像のみを表示する表示画像が形成されてもよい。
【００７０】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、上述した実施形態は、あらゆる点で単なる例示にすぎず、本発明の範囲を限定するものではない。本発明は、その本質を逸脱しない範囲で各種の変形形態を包含する。
【符号の説明】
【００７１】
１０  プローブ、１２  送受信部、２０  断層画像形成部、２２  関心領域設定部、３０  変位計測部、４０  弾性情報生成部、５０  弾性画像形成部、６０  マスク処理部、７０  弾性演算部、８０  表示処理部、８２  表示部、９０  操作デバイス、１００  制御部。
【図１】
2017192575.tif 000003
【図２】
2017192575.tif 000004
【図３】
2017192575.tif 000005
【図４】
2017192575.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成29年8月3日(2017.8.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体内における組織の弾性情報の分布を表す複数の演算値で構成される弾性情報フレームを生成する弾性情報生成部と、
前記弾性情報フレームを構成する複数の演算値を相対値表現とすることにより、弾性画像の表示用フレームを形成する弾性画像形成部と、
前記弾性情報フレーム内の少なくとも関心領域内において、各演算値が異常値か否かを判定する判定処理部と、
前記関心領域内の異常値と判定された各演算値を除く複数の演算値に基づいて前記関心領域を代表する代表演算値を得る弾性演算部と、
を有し、
前記判定処理部は、前記弾性情報フレーム内の少なくとも関心領域内において、符号が反転している各演算値を異常値であると判定する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項２】
請求項１に記載の超音波診断装置において、
前記判定処理部は、前記弾性情報フレーム内の少なくとも関心領域内において、異常値と判定された各演算値にマスク処理を施し、
前記弾性演算部は、前記関心領域内のマスク処理を施されていない複数の演算値に基づいて前記関心領域を代表する代表演算値を得る、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項３】
生体内における組織の弾性情報の分布を表す複数の演算値で構成される弾性情報フレームを生成する弾性情報生成部と、
前記弾性情報フレームを構成する複数の演算値を相対値表現とすることにより、弾性画像の表示用フレームを形成する弾性画像形成部と、
前記弾性情報フレーム内の少なくとも関心領域内において、各演算値が異常値か否かを判定する判定処理部と、
前記関心領域内の異常値と判定された各演算値を除く複数の演算値に基づいて前記関心領域を代表する代表演算値を得る弾性演算部と、
生体内の正常組織に対して正常組織関心領域を設定し、当該生体内の病変組織に対して病変組織関心領域を設定する関心領域設定部と、
を有し、
前記判定処理部は、前記正常組織関心領域内と前記病変組織関心領域内において各演算値が異常値か否かを判定し、
前記弾性演算部は、前記正常組織関心領域内の異常値と判定された各演算値を除いた演算対象の複数の演算値に基づいて前記正常組織関心領域の代表演算値を算出し、前記病変組織関心領域内の異常値と判定された各演算値を除いた演算対象の複数の演算値に基づいて前記病変組織関心領域の代表演算値を算出し、
前記正常組織関心領域内の演算値総数に対する前記演算対象の演算値数の割合と、前記病変組織関心領域内の演算値総数に対する前記演算対象の演算値数の割合を表示する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項４】
請求項３に記載の超音波診断装置において、
前記判定処理部は、前記弾性情報フレーム内の少なくとも関心領域内において、符号が反転している各演算値を異常値であると判定する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項５】
請求項３に記載の超音波診断装置において、
前記判定処理部は、前記弾性情報フレーム内の少なくとも関心領域内において、閾値処理により各演算値が異常値か否かを判定する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項６】
請求項３から５のいずれか１項に記載の超音波診断装置において、
前記判定処理部は、前記弾性情報フレーム内の少なくとも関心領域内において、異常値と判定された各演算値にマスク処理を施し、
前記弾性演算部は、前記関心領域内のマスク処理を施されていない複数の演算値に基づいて前記関心領域を代表する代表演算値を得る、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項７】
請求項３から６のいずれか１項に記載の超音波診断装置において、
前記弾性演算部は、前記正常組織関心領域内の前記演算対象の複数の演算値である複数の弾性値に関する平均弾性値を前記正常組織関心領域の代表演算値として算出し、前記病変組織関心領域内の前記演算対象の複数の演算値である複数の弾性値に関する平均弾性値を前記病変組織関心領域の代表演算値として算出し、前記正常組織関心領域の平均弾性値と前記病変組織関心領域の平均弾性値の比率を算出する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の超音波診断装置において、
前記弾性情報フレームを構成する複数の演算値の各演算値ごとに表示価値の有無を判定し、
前記弾性画像形成部は、前記弾性情報フレームを構成する複数の演算値のうち、表示価値が無いと判定された各演算値に対してリジェクション処理を施して前記表示用フレームを生成する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載の超音波診断装置において、
前記弾性情報フレーム内において異常値と判定された各演算値にマスク処理を施し、マスク処理を施された複数の演算値で構成される領域を表したマスク画像を形成する、
ことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の超音波診断装置において、
前記弾性画像と前記マスク画像とを並べて表示した表示画像を形成する、
ことを特徴とする超音波診断装置。