(57)【要約】      （修正有）【課題】探触子の静止操作を確実に認識し、静止状態の対応した動作を確実に行える超音波診断装置を提供する。【解決手段】被検体１８で反射し探触子１４で受信された超音波に基づいて、被検体１８についてのフレームデータを時間経過と共に順次生成する整相加算部２２と、先に生成されたフレームデータが示す観測領域上の判定領域に対する追跡処理を実行し、後に生成されたフレームデータが示す観測領域に設定された追跡範囲内で、判定領域に対応する移動先領域を探索する追跡処理部３６と、判定領域と移動先領域との近似度に基づいて、探触子１４に対する静止操作があったか否かを判定する静止判定部３８と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体で反射し探触子で受信された超音波に基づいて、前記被検体についてのフレームデータを時間経過と共に順次生成するフレームデータ生成部と、
先に生成された前記フレームデータが示す観測領域上の判定領域に対する追跡処理を実行し、後に生成された前記フレームデータが示す観測領域に設定された追跡範囲内で、前記判定領域に対応する移動先領域を探索する追跡処理部と、
前記判定領域と前記移動先領域との近似度に基づいて、前記探触子に対する静止操作があったか否かを判定する静止判定部と、を備え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、
前記探触子から送信される超音波につき超音波ビームを形成する送信制御部を備え、
前記送信制御部は、前記超音波ビームの焦点位置を設定し、
前記追跡処理部は、
前記判定領域を前記焦点位置に応じて定められた位置に設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または請求項２に記載の超音波診断装置において、
前記観測領域についてエコー像を特定するエコー像特定部を備え、
前記追跡処理部は、
前記判定領域を、前記エコー像を含む位置に設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に記載の超音波診断装置において、
前記追跡処理部は、
前記観測領域内に定められた複数の部分領域のそれぞれにおける前記判定領域に対して前記追跡処理を実行し、
前記複数の部分領域のそれぞれについて前記近似度を求め、
前記静止判定部は、
前記複数の部分領域のうち、各前記近似度に基づいて選択された部分領域についての前記近似度に基づいて、前記探触子に対する静止操作があった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５】
請求項４に記載の超音波診断装置において、
前記静止判定部は、
前記複数の部分領域のうち、エコー像を含み、かつ、各前記近似度に基づいて選択された部分領域についての前記近似度に基づいて、前記探触子に対する静止操作があった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１に記載の超音波診断装置において、
時間経過と共に順次生成される前記フレームデータに基づく超音波画像と、前記超音波画像に重ねられ、前記判定領域を示す判定領域図形とを、表示部に表示させる表示処理部と、
前記判定領域図形が表示されると共に、ユーザの操作に応じて前記判定領域を設定する判定領域設定部と、を備えることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項７】
請求項１または請求項６に記載の超音波診断装置において、
時間経過と共に順次生成される前記フレームデータに基づく超音波画像と、前記超音波画像に重ねられ、前記追跡範囲を示す追跡範囲図形とを、表示部に表示させる表示処理部と、
前記追跡範囲図形が表示されると共に、ユーザの操作に応じて前記追跡範囲を設定する追跡領域設定部と、を備え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、探触子の動きに応じて超音波診断装置に指令を与える技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
被検体を観測する装置として超音波診断装置が広く用いられている。超音波診断装置は、超音波の送受信によって被検体の断層画像を生成し、モニタに表示する。超音波診断装置では、探触子が被検体の適切な部位に接触することで、被検体の関心部位に対して超音波が送受信され、関心部位の断層画像が表示される。
【０００３】
ユーザが超音波診断装置に指令を与え、超音波診断装置に指令を実行させるため、超音波診断装置には、キーボード、スイッチ、マウス、トラックボール等の入力デバイスが設けられている。ユーザは、モニタに表示された画像を参照しながら、被検体の適切な位置に適切な姿勢で探触子を接触させ、入力デバイスを操作して超音波診断装置に指令を与える。
【０００４】
モニタを参照しながら探触子の位置決定をし、さらには入力デバイスを操作するという作業に際しては、入力デバイスの操作中に手ぶれ等によって探触子を動かさないことに注意が払われる。このような作業の負担を軽減するため、特許文献１〜４に示されているように、探触子を入力デバイスとして用いることが考えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２７９０９６号公報
【特許文献２】特開平９−２３８９４４号公報
【特許文献３】特開２００８−２９５８５９号公報
【特許文献４】国際公開パンフレット２０１４−１１２２４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
探触子を入力デバイスとして用いる場合、被検体への接触、被検体上での移動、被検体からの離脱等の探触子の動きに対して指令が対応付けられる。特許文献１〜３に記載されている超音波診断装置では、探触子にセンサが設けられ、このセンサによって探触子の動きが検出される。しかし、このような構成では、探触子のハードウエアが複雑となるという問題がある。そこで、特許文献４に記載されているように、受信された超音波に基づくデータの変化に基づいて、探触子の動きを検出する超音波診断装置が考えられている。
【０００７】
特許文献４に記載の超音波診断装置は、探触子が静止したとの判定をした場合に、探触子が静止した状態に応じた動作をする。この静止判定処理に際しては、次のような処理が実行される。すなわち、超音波診断装置では、探触子で受信された超音波に基づいて、時間経過と共に順次フレームデータが生成される。そして、時間経過と共に順次生成された複数フレームのフレームデータから、観測面上の各位置における変位を表す動きフレームが求められ、この動きフレームに基づいて探触子が静止しているか否かが判定される。
【０００８】
特許文献４に記載されている静止判定処理は、探触子を被検体上で静止させる操作を認識することを目的とする。しかし、この静止判定処理では、ユーザが探触子の静止操作をしたとしても、被検体の拍動や、ユーザの手振れ等によって静止操作を認識することが困難となる場合があった。
【０００９】
本発明は、探触子の静止操作を確実に認識することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、被検体で反射し探触子で受信された超音波に基づいて、前記被検体についてのフレームデータを時間経過と共に順次生成するフレームデータ生成部と、先に生成された前記フレームデータが示す観測領域上の判定領域に対する追跡処理を実行し、後に生成された前記フレームデータが示す観測領域に設定された追跡範囲内で、前記判定領域に対応する移動先領域を探索する追跡処理部と、前記判定領域と前記移動先領域との近似度に基づいて、前記探触子に対する静止操作があったか否かを判定する静止判定部と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、後に生成されたフレームデータが示す観測領域に設定された追跡範囲内で、先に生成されたフレームデータが示す観測領域上の判定領域に対応する移動先領域が探索される。そして、判定領域と移動先領域との近似度に基づいて、探触子に対する静止操作があったか否かが判定される。近似度を表す値としては、例えば、判定領域と移動先領域との相関値がある。これによって、判定領域に対応する領域の位置が次のフレームデータについての追跡範囲内で変化しても、その領域が移動先領域として追跡され、判定領域と移動先領域との近似度に基づく静止判定部による処理が行われる。一般に、ユーザの手振れや被検体の拍動等の不要な動きによる観測領域の動き幅は、探触子が意図的に動かされた場合における観測領域の動き幅よりも小さい。したがって、追跡範囲を不要な動きの振れ幅に応じて適切に設定することで、不要な動きが補償され、探触子に対する静止操作がされたにも拘わらず、静止操作がされなかったと判定される頻度が低減される。
【００１２】
望ましくは、前記探触子から送信される超音波につき超音波ビームを形成する送信制御部を備え、前記送信制御部は、前記超音波ビームの焦点位置を設定し、前記追跡処理部は、前記判定領域を前記焦点位置に応じて定められた位置に設定する。
【００１３】
一般に、判定領域内での超音波の受信強度が一様である場合、判定領域を表すデータに特徴がなく、判定領域に対する追跡処理が確実に行われないことがある。一方、超音波診断装置のユーザは、生体組織や腫瘍等、超音波の受信強度が一様とならない領域に超音波ビームの焦点位置を合わせることが多い。そこで、判定領域を焦点位置に応じて定められた位置に設定することで、判定領域内での受信強度が不均一となる可能性が高くなり、追跡処理が確実に行われる可能性が高くなる。
【００１４】
望ましくは、前記観測領域についてエコー像を特定するエコー像特定部を備え、前記追跡処理部は、前記判定領域を、前記エコー像を含む位置に設定する。
【００１５】
判定領域内での超音波の受信強度が一様である場合、判定領域を表すデータに特徴がなく、判定領域に対する追跡処理が確実に行われないことがある。本発明では、判定領域を、エコー像を含む位置に設定する。これによって、追跡処理が確実に行われる可能性が高くなる。
【００１６】
望ましくは、前記追跡処理部は、前記観測領域内に定められた複数の部分領域のそれぞれにおける前記判定領域に対して前記追跡処理を実行し、前記複数の部分領域のそれぞれについて前記近似度を求め、記静止判定部は、前記複数の部分領域のうち、各前記近似度に基づいて選択された部分領域についての前記近似度に基づいて、前記探触子に対する静止操作があったか否かを判定する。
【００１７】
本発明における近似度は、判定領域に対応する移動先領域が良好に追跡されている度合いを示し、近似度が大きい程、判定領域により近似した移動先領域が特定されている。例えば、複数の部分領域のうち、求められた近似度が最も大きい部分領域についての近似度に基づいて、探触子に対する静止操作があったか否かを判定することで、判定領域に対する追跡処理が最も良好に行われている部分領域に基づいて判定が行われる。
【００１８】
望ましくは、前記静止判定部は、前記複数の部分領域のうち、エコー像を含み、かつ、各前記近似度に基づいて選択された部分領域についての前記近似度に基づいて、前記探触子に対する静止操作があったか否かを判定する。
【００１９】
上述のように、判定領域内での超音波の受信強度が一様である場合、判定領域を表すデータに特徴がなく、判定領域に対する追跡が確実に行われないことがある。本発明では、複数の部分領域のうち、エコー像を含み、かつ、各近似度に基づいて選択された部分領域についての近似度に基づいて、探触子に対する静止操作があったか否かが判定されるため、追跡が確実に行われる可能性が高い。
【００２０】
望ましくは、時間経過と共に順次生成される前記フレームデータに基づく超音波画像と、前記超音波画像に重ねられ、前記判定領域を示す判定領域図形とを、表示部に表示させる表示処理部と、前記判定領域図形が表示されると共に、ユーザの操作に応じて前記判定領域を設定する判定領域設定部と、を備える。
【００２１】
本発明によれば、ユーザは、表示された判定領域図形を参照しながら、適切な位置に判定領域を設定することができる。これによって、追跡処理が確実に行われる判定領域が設定され得る。
【００２２】
望ましくは、時間経過と共に順次生成される前記フレームデータに基づく超音波画像と、前記超音波画像に重ねられ、前記追跡範囲を示す追跡範囲図形とを、表示部に表示させる表示処理部と、前記追跡範囲図形が表示されると共に、ユーザの操作に応じて前記追跡範囲を設定する追跡範囲設定部と、を備える。
【００２３】
本発明によれば、ユーザは、表示された追跡範囲図形を参照しながら、適切な位置に追跡範囲を設定することができる。これによって、追跡処理が確実に行われる追跡範囲が設定され得る。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、探触子の静止操作を確実に認識することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】超音波診断装置の構成を示す図である。
【図２】基準フレームデータを概念的に示す図である。
【図３】状態切り換え処理のフローチャートである。
【図４】接触相関値およびフレーム間相関値の例を示す図である。
【図５】フレーム間相関演算部の構成を示す図である。
【図６Ａ】最新のフレームデータより１つ前のフレームデータによる断層画像を示す図である。
【図６Ｂ】最新のフレームデータによる断層画像を示す図である。
【図６Ｃ】最新のフレームデータによる断層画像を示す図である。
【図７】表示部に表示される画像を示す図である。
【図８】観測面にエコー像が現れるフレームデータを示す図である。
【図９】観測面上に配列された複数の部分領域を示す図である。
【図１０】焦点深さインジケータおよび追跡範囲図形が表示された様子を示す図である。
【図１１】指令情報を生成するための探触子の動きの例を示す図である。
【図１２】ソフトフリーズオン状態において表示される画像の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
（１）超音波診断装置の構成および基本的な動作
図１には超音波診断装置の構成が示されている。超音波診断装置は、送受信制御部１０、送信部１２、探触子１４、受信部２０、整相加算部２２、超音波画像生成部２４、ディジタルスキャンコンバータ（ＤＳＣ）２６、装置制御部２８、動き検出部３０、表示部５２、シネメモリ５４、および記憶部５６を備える。これらの構成要素のうち、送受信制御部１０、整相加算部２２、超音波画像生成部２４、ＤＳＣ２６、装置制御部２８、および動き検出部３０は、例えば、プロセッサ等の演算処理デバイスによって構成される。演算処理デバイスには、例えば、プログラムによって各構成要素が構成されるものが用いられる。
【００２７】
超音波診断装置は、探触子１４によって被検体１８に対して超音波を送受信し、モニタとしての表示部５２に断層画像を表示する。また、探触子１４における受信超音波に基づく受信信号の変化に応じた指令が超音波診断装置に与えられ、探触子１４の動きに応じて超音波診断装置に指令が与えられる。なお、本願明細書では、受信された超音波に基づき超音波診断装置内で伝送されるあらゆる信号またはデータを受信信号と定義する。
【００２８】
超音波診断装置の動作状態には、通常の状態およびソフトフリーズがオンの状態がある。通常の状態は、時間経過と共に順次生成される断層画像データに基づいて、表示部５２に動画像を表示する動作状態である。
【００２９】
ソフトフリーズとは、表示部５２には静止画像を表示しながらも、探触子１４の動きに応じて超音波診断装置に指令を与える機能をいい、ソフトフリーズがオンの状態とは、この機能を実行する動作状態をいう。ソフトフリーズがオンの状態では超音波の送受信を行うための構成要素が動作している。この構成要素は、例えば、超音波画像生成部２４、およびＤＳＣ２６を除いた構成要素である。一般に、静止画像を表示すると共に、超音波の送受信を行う回路をオフとする（超音波の送受信を行う回路の電源電力を遮断する）フリーズが知られているが、超音波の送受信を行うための回路をオンに維持するという点で、ソフトフリーズは一般的なフリーズと異なる。
【００３０】
以下の説明では、通常の状態およびソフトフリーズがオンの状態を、それぞれ、通常状態およびソフトフリーズオン状態とする。
【００３１】
通常状態において断層画像を表示する構成および処理について説明する。探触子１４は、複数の振動素子１６を備えている。複数の振動素子１６は、被検体１８に接触させる面に沿ってｘ軸方向に配列されている。
【００３２】
計測に際して、探触子１４は被検体１８の表面に接触した状態とされる。各振動素子１６は、送信部１２から出力された送信信号に応じて超音波を発生する。送信部１２は、送受信制御部１０による制御に従い、各振動素子１６に出力する送信信号の遅延時間を調整し、探触子１４において送信超音波ビームを形成し、さらに、その送信超音波ビームを被検体１８に対して走査する。送信超音波ビームは、例えば、放射方向をｙ軸正方向に向けてｘ軸方向に直線状に走査してもよい。また、送信超音波ビームの放射点を探触子１４上の固定端として、送信超音波ビームを回転走査（セクタ走査）してもよい。
【００３３】
その他の送受信態様として、探触子１４から被検体１８に平面波が送信されるように、送信部１２が各振動素子１６に送信信号を出力してもよい。例えば、複数の振動素子１６が直線状に配列されている場合には、各振動素子１６に出力される送信信号の強度および出力タイミングを同一とし、各振動素子１６に同一強度の超音波を同時に発生させる。これによって、探触子１４の接触面と平行な波面を有する平面波が発生する。複数の振動素子１６が直線状に配列されていない場合には、各振動素子１６の位置に応じて、各振動素子１６に発生させる超音波の強度、または、各振動素子１６に超音波を発生させるタイミングを調整してもよい。
【００３４】
被検体１８内で反射した超音波が探触子１４の各振動素子１６で受信されると、各振動素子１６は、受信された超音波に応じた電気信号を受信部２０に出力する。受信部２０は、送受信制御部１０の制御に従い、各振動素子１６から出力された各信号に対して増幅、直交検波等の処理を施す。これによって、受信部２０は、複数の振動素子１６に対応する複数チャネルの受信ベースバンド信号を生成し、整相加算部２２に出力する。
【００３５】
整相加算部２２（フレームデータ生成部）は、複数チャネルの受信ベースバンド信号を整相加算して、複数の受信超音波ビームに対応する複数の受信ラインデータを生成する。ｙ軸方向に向けられた送信超音波ビームがｘ軸方向に直線走査される場合、整相加算部２２は、各送信超音波ビームと同一方向に向けられた各受信超音波ビームを送受信制御部１０の制御に従って形成し、各受信超音波ビームに対応する受信ラインデータを生成する。探触子１４から平面波が送信される場合にも、整相加算部２２は同様の複数の受信ラインデータを生成する。
【００３６】
すなわち、複数の受信ラインデータは、被検体１８の深さ方向（ｙ軸方向）に向けられてｘ軸方向に並ぶ複数の受信ビームラインに対応する。各受信ラインデータは、対応する受信ビームライン上の各位置（各ｙ座標値）に対して受信データが対応付けられたデータである。
【００３７】
送受信制御部１０、送信部１２、探触子１４、および受信部２０は、断層画像が観測される観測面に対し超音波ビームの走査を繰り返し行う。整相加算部２２は、繰り返し行われる超音波ビームの走査に対応して、時間経過と共に順次フレームデータを生成し、超音波画像生成部２４、および動き検出部３０に順次、フレームデータを出力する。
【００３８】
なお、探触子１４から平面波が送信される場合には、送受信制御部１０、送信部１２、探触子１４、および受信部２０は、断層画像が観測される観測面（観測領域）に対し、平面波の送信およびこれに伴う反射超音波の受信を繰り返し行う。整相加算部２２は、繰り返し行われる超音波の送受信に対応して、時間経過と共に順次フレームデータを生成する。
【００３９】
超音波画像生成部２４は、フレームデータに対し、ゲイン補正、ログ圧縮、フィルタ処理等の視認性を調整する信号処理を施して、縦方向および横方向に配列された複数の画素を表す断層画像データを生成し、ＤＳＣ２６に出力する。ＤＳＣ２６は、断層画像データを、画像表示を行うためのビデオ信号に変換して装置制御部２８に出力する。装置制御部２８は、ＤＳＣ２６から順次出力された断層画像データに基づく画像を、動画像として表示部５２に表示させる。
【００４０】
装置制御部２８は、表示対象となっている断層画像データから過去に遡って所定フレーム数の断層画像データをシネメモリ５４に記憶させる。装置制御部２８は、シネメモリ５４に記憶された各断層画像データに基づく画像を、ユーザの操作に基づいて、静止画像または動画像として表示部５２に表示してもよい。
【００４１】
（２）状態切り換え処理
超音波診断装置の動作状態を切り換える処理について説明する。状態切り換え処理は、探触子１４の動きに応じて行われる。通常状態の超音波診断装置は、探触子１４が被検体１８に接触した状態で静止したことを認識し、かつ、その後に探触子１４が被検体１８から離れたことを認識すると、ソフトフリーズオン状態となり、探触子１４が静止したときの断層画像を静止画像として表示部５２に表示する。
【００４２】
（２−１）状態切り換え処理を実行するための構成
状態切り換え処理は、動き検出部３０が装置制御部２８に出力する情報に基づいて行われる。動き検出部３０は、バッファメモリ３２、フレーム間相関演算部３６、静止判定部３８、接触判定部４２および動きフレーム生成部３４を備える。これらの構成要素の一部または総ては、装置制御部２８の内部に構成されてもよい。
【００４３】
バッファメモリ３２は、整相加算部２２から最新のフレームデータが出力されたときから、過去に遡って所定フレーム数のフレームデータを記憶する。この所定フレーム数のフレームよりも先に記憶されたフレームデータは、新たなフレームデータが記憶されるごとに削除されてもよい。フレーム間相関演算部３６は、異なる時間に生成された複数のフレームデータをバッファメモリ３２から読み込む。
【００４４】
フレーム間相関演算部３６は、最新のフレームデータと１フレーム前のフレームデータについてフレーム間相関値を求める。フレーム間相関値は、これらのフレームデータの近似度を表し、フレーム間相関値が大きい程、２つのフレームデータは近似している。フレーム間相関値を求める具体的な処理については後述する。
【００４５】
フレーム間相関演算部３６は、整相加算部２２からバッファメモリ３２に新たにフレームデータが出力されるごとにフレーム間相関値を生成し、装置制御部２８および静止判定部３８に出力する。図１には、フレーム間相関値が符号Ｃによって示されている。
【００４６】
静止判定部３８は、フレーム間相関値が所定の静止閾値以上である場合には、探触子１４が静止している旨の静止判定をし、その旨を示す静止情報を装置制御部２８に出力する。
【００４７】
接触判定部４２は、探触子１４が被検体１８に接触しているか否かを判定する。この判定は、フレームデータと基準フレームデータとの相関値に基づいて行われる。基準フレームデータは、探触子１４が被検体１８から離れている場合におけるフレームデータに相当し、予め接触判定部４２に記憶されている。基準フレームデータを概念的に白黒画像で表した場合、図２に示されているように、探触子１４近傍に多重エコーを表す濃淡の縞が現れる。接触判定部４２は、フレームデータと基準フレームデータとの相関値を求める。接触判定部４２は、相関値が所定の非接触閾値以上となったときに、探触子１４が被検体１８から離れている旨の非接触判定をし、その旨を示す非接触情報を装置制御部２８に出力する。
【００４８】
なお、基準フレームデータは、異なる複数の計測条件のそれぞれについて接触判定部４２に記憶されていてもよい。計測条件には、例えば、受信部におけるゲイン、超音波の周波数、フォーカス深度（焦点位置）等がある。この場合、接触判定部４２は、記憶された複数の基準フレームデータのうち、判定対象のフレームデータの計測条件に対応する基準フレームデータを選択し、判定に用いる。また、超音波診断装置は、探触子１４が被検体１８から離れた状態でフレームデータを生成することで基準フレームデータを生成し、接触判定部４２に記憶させるキャリブレーションを実行してもよい。
【００４９】
装置制御部２８は、超音波診断装置の動作状態の設定、表示部５２に表示する画像に関する処理等、超音波診断装置に対する全体的な制御を行う。装置制御部２８には、状態設定部４４、表示処理部４８および指令生成部５０が構成される。これらの構成要素は、装置制御部２８が有する各機能を実行するものであり、例えば、装置制御部２８が実行するプログラムによって仮想的に構成される。
【００５０】
状態設定部４４は、装置制御部２８が取得した情報に基づき超音波診断装置の動作状態を設定する。例えば、通常状態からソフトフリーズオン状態への切り換え、およびソフトフリーズオン状態から通常状態への切り換えを行う。表示処理部４８は、装置制御部２８が取得した情報に基づき、超音波診断装置の動作状態に応じて、画像表示に関する処理を実行する。指令生成部５０は、超音波診断装置がソフトフリーズオン状態にあるときに装置制御部２８が取得した情報に基づき、指令情報を生成する。装置制御部２８は、指令情報に応じて超音波診断装置を制御する。
【００５１】
（２−２）状態切り換え処理の概要
状態切り換え処理の概要について説明する。最初に超音波診断装置は通常状態にあり、探触子１４は被検体１８に接触しているものとする。装置制御部２８は、静止判定部３８によって静止判定がされると、静止判定時を基準としたジェスチャ受付期間およびデータ選別期間を設定する。ジェスチャ受付期間は、静止判定時から所定時間後までの期間であり、超音波診断装置によって探触子１４の動き、すなわち、ジェスチャが指令として受け入れられる期間である。静止判定時はジェスチャ受付期間に含まれるものとする。データ選別期間は、静止判定時から所定時間だけ遡るまでの期間であり、ソフトフリーズオン状態において表示部５２に表示されるフリーズ画像が、この期間に生成された複数フレームの断層画像データから選別される。探触子１４が静止した状態が維持され、静止判定が繰り返し行われると、静止判定が行われるごとにジェスチャ受付期間およびデータ選別期間が更新される。すなわち、静止判定が行われるごとに、ジェスチャ受付期間およびデータ選別期間は未来方向に移動する。なお、データ選別期間は、静止判定時に限らず、整相加算部２２からフレームデータが出力されるごとに設定されてもよい。
【００５２】
装置制御部２８は、ジェスチャ受付期間内に接触判定部４２によって非接触判定がされると、超音波診断装置をソフトフリーズオン状態に設定する。ソフトフリーズオン状態では、表示部５２にフリーズ画像が表示される。超音波を送受信する構成要素が動作しており、後述のように、探触子１４の動きに応じて超音波診断装置に指令が与えられる。フリーズ画像は、例えば、データ選別期間の間で、フレーム間相関値が最大となったときにおける断層画像データに基づく画像である。装置制御部２８は、ジェスチャ受付期間外に探触子１４が被検体１８から離れた場合には、超音波診断装置をソフトフリーズオン状態に設定せず、超音波診断装置を通常状態に維持する。
【００５３】
このような処理によれば、探触子１４が静止することで静止判定時から将来に向かってジェスチャ受付期間が設定され、ジェスチャ受付期間内に探触子１４が被検体１８から離れることで、超音波診断装置がソフトフリーズオン状態に設定される。したがって、探触子１４の静止、および探触子１４の被検体１８からの離脱という２つの動きに基づいて、超音波診断装置が通常状態からソフトフリーズオン状態に切り換えられる。これによって、ユーザの意図に反して超音波診断装置の状態が通常状態からソフトフリーズオン状態に切り換わってしまう可能性が低くなる。
【００５４】
（２−３）状態切り換え処理の具体例
次に、状態切り換え処理の具体例について説明する。図３には、フレーム間相関演算部３６、静止判定部３８、および接触判定部４２から出力される情報に基づいて超音波診断装置が実行する状態切り換え処理のフローチャートが示されている。
【００５５】
最初に超音波診断装置は通常状態にあり、探触子１４は被検体１８に接触しているものとする。また、装置制御部２８は、過去に遡った所定のフレーム数について、フレーム間相関値を時間に対応付けて記憶部５６に記憶しているものとする。
【００５６】
整相加算部２２は、観測面に対する超音波の送受信に応じて、１フレームのフレームデータを生成し（Ｓ１０１）、フレームデータを動き検出部３０および超音波画像生成部２４に出力する。装置制御部２８は、超音波診断装置が、ソフトフリーズオン状態であるか否かを判定する（Ｓ１０２）。装置制御部２８は、超音波診断装置がソフトフリーズオン状態であるときは、フリーズ画像を表示部５２に表示させる（Ｓ１１０）。一方、超音波診断装置がソフトフリーズオン状態でないときは、装置制御部２８は、静止判定部３８によって静止判定がされたか否かを判定する（Ｓ１０３）。装置制御部２８は、静止判定がされた場合には、データ選別期間およびジェスチャ受付期間を更新した上で（Ｓ１０４）、ステップＳ１０６に進む。装置制御部２８は、静止判定がされない場合には、各期間を更新することなくステップＳ１０５に進む。
【００５７】
ステップＳ１０５において装置制御部２８は、現時点がジェスチャ受付期間内かを判定する（Ｓ１０５）。装置制御部２８は、現時点がジェスチャ受付期間内でないときは、超音波診断装置を通常状態とし（Ｓ１０９）、時間経過と共に順次生成された断層画像データに基づく画像を動画像として表示部５２に表示させる（Ｓ１１０）。
【００５８】
装置制御部２８は、現時点がジェスチャ受付期間内である場合には、記憶部５６およびシネメモリ５４を参照し、フリーズ画像を選別する（Ｓ１０６）。フリーズ画像は、例えば、データ選別期間の間でフレーム間相関値が最大となったときにおける断層画像データに基づく画像である。フリーズ画像は、データ選別期間の間で、フレーム間相関値が所定値以上の複数フレームの断層画像データのいずれかに基づく画像であってもよい。フリーズ画像を示す断層画像データは、記憶部５６に記憶されている過去のフレーム間相関値に基づき、シネメモリ５４から読み込まれる。
【００５９】
装置制御部２８は、探触子１４が被検体１８から離れたか否かを判定する（Ｓ１０７）。この判定は、接触判定部４２から非接触情報が出力されたか否かに基づいて行われる。装置制御部２８は、探触子１４が被検体１８から離れていないとの判定をした場合、超音波診断装置を通常状態に設定し（Ｓ１０９）、フリーズ画像を表示部５２に表示させる（Ｓ１１０）。一方、探触子１４が被検体１８から離れているとの判定をした場合、装置制御部２８は、超音波診断装置をソフトフリーズオン状態に設定し（Ｓ１０８）、フリーズ画像を表示部５２に表示させる（Ｓ１１０）。装置制御部２８は、各動作状態に応じた画像を表示部５２に表示させた後（Ｓ１１０）、ステップＳ１０１に戻る。
【００６０】
図３に示される処理によれば、各静止判定時においてジェスチャ受付期間が設定される。そして、ジェスチャ受付期間内に、探触子１４が被検体１８から離れた場合には、ステップＳ１０８に基づき超音波診断装置がソフトフリーズオン状態に設定される。ソフトフリーズオン状態では、ステップＳ１０１、Ｓ１０２およびＳ１１０の順に各ステップが繰り返される。
【００６１】
ステップＳ１０４は、ステップＳ１０３の判定に応じて実行される。すなわち、静止判定がされるごとに（Ｓ１０３）、データ選別期間およびジェスチャ受付期間が静止判定時を基準として更新される（Ｓ１０４）。探触子１４が静止している状態が継続し、時間間隔Ｔで複数回に亘って静止判定がされる場合、静止判定がされるごとにデータ選別期間およびジェスチャ受付期間が時間Ｔだけ未来方向に移動する。
【００６２】
したがって、探触子１４を被検体１８に接触させた状態で静止させ、探触子１４を被検体１８から離すことで、超音波診断装置は、通常状態からソフトフリーズオン状態に設定される。
【００６３】
探触子１４が被検体１８に接触した状態が維持される場合には、ジェスチャ受付期間に関わらず、超音波診断装置は通常状態とされる。すなわち、ジェスチャ受付期間内では、ステップＳ１０１〜Ｓ１０７、Ｓ１０９およびＳ１１０の順に各ステップが実行され、超音波診断装置が通常状態とされる。ジェスチャ受付期間外では、ステップＳ１０１〜Ｓ１０５、Ｓ１０９およびＳ１１０の順に各ステップが実行され、超音波診断装置は通常状態とされる。
【００６４】
図４（ａ）および（ｂ）には、それぞれ、フレームデータと基準フレームデータとの相関値（接触相関値Ａ）、およびフレーム間相関値Ｂの例が示されている。横軸は時間を示し、縦軸は、それぞれ、接触相関値Ａおよびフレーム間相関値Ｂを示す。接触相関値Ａは、フレームデータと基準フレームデータとの相関値であり、接触判定部において生成される。
【００６５】
この例では、時間ｔ（−１８）から時間ｔ（−８）までの間、探触子が被検体に接触しながら移動している。時間ｔ（−８）から時間ｔ（−４）までの間、探触子は被検体に接触した状態で静止し、時間ｔ（−４）から探触子が被検体に接触しつつも離れ始め（半接触）、時間ｔ（０）に探触子は被検体から離れる。
【００６６】
フレーム間相関値Ｂは、時間ｔ（−９）以前では静止閾値Ｓ未満であるものの、時間ｔ（−８）〜時間ｔ（−４）では静止閾値Ｓ以上となる。そして、時間（−３）以降、再び静止閾値Ｓ未満となる。したがって、時間ｔ（−８）〜時間ｔ（−４）の間、時間間隔Ｔで静止判定がされる。静止判定時である時間ｔ（−８）〜時間ｔ（−４）のそれぞれにおいては、データ選別期間Ｄおよびジェスチャ受付期間Ｇが設定される。データ選別期間Ｄは、各静止判定時から１０Ｔだけ過去に遡るまでの期間であり、ジェスチャ受付期間Ｇは、各静止判定時から５Ｔだけ後までの期間である。時間ｔ（−８）に最初に静止判定がされてから、時間ｔ（−７）〜時間ｔ（−４）のそれぞれにおいて静止判定がされる。そのため、時間ｔ（−８）にデータ選別期間Ｄおよびジェスチャ受付期間Ｇが設定された後、時間ｔ（−７）〜時間ｔ（−４）のそれぞれにおいては、静止判定がされるごとにデータ選別期間Ｄおよびジェスチャ受付期間Ｇが時間Ｔだけ後に移動する。
【００６７】
図４に示されている例では、時間ｔ（０）に探触子が被検体から離れ、接触相関値Ａが非接触閾値Ｕ以上となっている。時間ｔ（０）は、直近の静止判定時ｔ（−４）に設定されたジェスチャ受付期間Ｇ内にあるため、超音波診断装置はソフトフリーズオン状態に設定される。ソフトフリーズオン状態で表示されるフリーズ画像は、静止判定時ｔ（−４）で設定されたデータ選別期間Ｄにおいて、フレーム間相関値Ｂが最大になる時間ｔ（−５）における断層画像データに基づく画像である。なお、フリーズ画像は、探触子が被検体から離れた時間ｔ（０）で設定されたデータ選別期間Ｄにおいて、フレーム間相関値Ｂが最大になる時間ｔ（−５）における断層画像データに基づく画像であってもよい。
【００６８】
図４には、探触子が被検体から離れた直近の静止判定時が時間ｔ（−４）であることが丸印Ｍによって示されている。さらに、時間ｔ（−４）から１０Ｔだけ遡ったデータ選別期間Ｄ内の時間ｔ（−５）において、フレーム間相関値Ｂが最大になったことが丸印Ｐによって示されている。
【００６９】
（３）フレーム間相関値を求める処理
上述のフレーム間相関値は、時間を前後して生成された２つのフレームデータのうち、先に生成されたフレームデータが示す観測面上の部分的な領域として設定された判定領域と、次に生成されたフレームデータが示す観測面上の移動先領域に基づいて求められる。すなわち、フレーム間相関演算部は、時間経過と共に順次生成された各フレームデータが示す観測面について、１つ前に生成されたフレームデータが示す判定領域の移動先である移動先領域を所定の追跡範囲内で追跡し、判定領域と移動先領域との相関値をフレーム間相関値として求める。相関値を求める演算は、例えば、判定領域上の各位置のデータ値と移動先領域上の対応する位置のデータ値とを乗算し、判定領域上の各位置について求められた乗算値を加算合計する演算として定義される。フレーム間相関値は、０以上１以下の値となるように規格化されてもよい。
【００７０】
このようなフレーム間相関値は、判定領域の移動が補償されたという条件下における、判定領域と移動先領域との近似度を表す。拍動等によって被検体１８内の生体組織が動いた場合、あるいは、ユーザの手振れ等によって探触子が動いた場合、時間を前後して生成された２つのフレームデータには相違が生じる。フレーム間相関値は、このような相違を除外した上での２つのフレームデータの近似度を表す。
【００７１】
以下では、判定領域に対する追跡処理について具体的に説明する。図１のフレーム間相関演算部３６は、時間を前後して生成された２つのフレームデータのうち、先に生成されたフレームデータによって示される観測面における予め定められた位置に判定領域を設定する。フレーム間相関演算部３６は、判定領域に対応する移動先領域を、後に生成されたフレームデータによって示される観測面において探索し、移動先領域を追跡する。移動先領域は、例えば、判定領域に対し相関値が所定の閾値以上である領域として定義される。フレーム間相関演算部３６は、移動先領域を追跡する処理と共に、判定領域と移動先領域との相関値をフレーム間相関値として求める。
【００７２】
図５には、追跡処理を実行するためのフレーム間相関演算部３６の構成が示されている。バッファメモリ３２、静止判定部３８および装置制御部２８は、図１に示されているものを抜き出して示したものである。
【００７３】
フレーム間相関演算部３６は、追跡条件設定部３６１および追跡処理部３６２を備える。追跡条件設定部３６１は、判定領域情報および追跡範囲情報を追跡処理部３６２に出力する。判定領域情報は、各フレームデータが示す観測面について判定領域が占有する範囲を規定し、追跡範囲情報は、各フレームデータが示す観測面について移動先領域を追跡する範囲を規定する。追跡処理部３６２は、判定領域情報に基づいて、各フレームデータが示す観測面に判定領域を設定し、追跡範囲情報に基づいて、各フレームデータが示す観測面に追跡範囲を設定する。
【００７４】
追跡処理部３６２は、最新のフレームデータＦ（ｊ）および１フレーム前のフレームデータＦ（ｊ−１）をバッファメモリ３２から読み込む。追跡処理部３６２は、１フレーム前のフレームデータＦ（ｊ−１）が示す判定領域との相関値が所定の閾値以上である移動先領域を、最新のフレームデータＦ（ｊ）が示す画像において探索する。探索範囲は追跡範囲内に限られる。追跡処理部３６２は、判定領域と移動先領域との相関値をフレーム間相関値として装置制御部２８および静止判定部３８に出力する。
【００７５】
このような処理によれば、１フレーム前のフレームデータＦ（ｊ−１）に対して設定された判定領域に対応する移動先領域が、最新のフレームデータＦ（ｊ）が示す画像において追跡され、判定領域と移動先領域との相関値がフレーム間相関値として求められる。移動先領域の全体が追跡範囲に含まれる場合には、フレーム間相関値は最大値に近い値となる。移動先領域の一部が追跡範囲からはみ出る程度が著しくなるにつれてフレーム間相関値は小さくなり、移動先領域が追跡範囲内で追跡されない場合には、フレーム間相関値は最小値となる。
【００７６】
追跡処理部３６２は、このような処理によって、バッファメモリ３２に新たなフレームデータが記憶されるごとにフレーム間相関値を求める。
【００７７】
フレーム間相関値は、バッファメモリ３２に記憶された複数のフレームデータから、その他の規則性に基づいて選択された複数のフレームデータに基づき生成してもよい。例えば、最新のフレームデータＦ（ｊ）とＮフレーム前のフレームデータＦ（ｊ−Ｎ）に基づいてフレーム間相関値を求めてもよい。ここでＮは２以上の任意の整数である。また、複数のフレームデータのうち時間的に隣接する２つのフレームデータからなる組のそれぞれについて仮のフレーム間相関値を求め、これら仮のフレーム間相関値に対する重み付け平均化（移動平均化）によって得られた値がフレーム間相関値として求められてもよい。
【００７８】
（４）追跡処理の具体例
図６Ａには、最新のフレームデータＦ（ｊ）より１つ前のフレームデータＦ（ｊ−１）による断層画像５８（ｊ−１）が示されている。この図は、断層画像５８（ｊ−１）を概念的に示したものであり、このような画像が必ずしも表示されなくてもよい。断層画像５８（ｊ−１）には、矩形の追跡範囲６０が一点鎖線によって示され、追跡範囲６０と重心を共通にし、追跡範囲６０と縦横方向を揃えて設定された矩形の判定領域Ｗ（ｊ−１）が破線によって示されている。断層画像５８（ｊ−１）には腫瘍６２のエコー像が含まれており、判定領域Ｗ（ｊ−１）には腫瘍６２のエコー像の一部が含まれている。なお、判定領域Ｗ（ｊ−１）は、追跡範囲６０内に含まれるその他の位置にあってもよい。
【００７９】
図６Ｂには、最新のフレームデータＦ（ｊ）による断層画像５８（ｊ）が概念的に示されている。
【００８０】
最新の断層画像５８（ｊ）では、１フレーム前の断層画像５８（ｊ−１）に比べて、腫瘍６２およびその周辺のエコー像が上方に移動している。ただし、図６Ａおよび図６Ｂでは、説明の便宜上、エコー像の移動量が誇張されている。このようなエコー像の移動は、１フレーム間隔時間内に、手振れによって探触子が下方に移動したり、被検体の拍動によって生体組織が上方に動いたりした場合に生じ得る。
【００８１】
図６Ｂには、判定領域Ｗ（ｊ−１）と同一の形状および大きさを有するスライディング領域ＳＬが示されている。追跡処理に際しては、スライディング領域ＳＬを追跡範囲６０の内部で移動させながら、各位置について判定領域Ｗ（ｊ−１）との相関値が求められる。そして、相関値が最も大きい位置にあるスライディング領域ＳＬが、判定領域Ｗ（ｊ−１）に対応する移動先領域として決定される。なお、このような処理に代えて、相関値が所定値以上である複数の位置のうちいずれかの位置にあるスライディング領域が、判定領域Ｗ（ｊ−１）に対応する移動先領域として選択されてもよい。
【００８２】
図６Ｂには上下方向にそれぞれｐｖ画素だけスライディング領域ＳＬを移動させることができ、左右方向にそれぞれｐｈ画素だけスライディング領域ＳＬを移動させることができることが示されている。この例では、上下方向および左右方向に１画素の距離ずつ、または複数画素の距離ずつスライディング領域ＳＬを移動させながら、各位置についてスライディング領域ＳＬと判定領域Ｗ（ｊ−１）との相関値が求められる。画素数ｐｖおよびｐｈは、想定される手振れの範囲や生体組織の移動範囲に基づいて決定されてもよい。図６Ｃには、追跡処理により決定された移動先領域ＤＲ（ｊ）が示されている。エコー像が上方に移動したことに基づき、移動先領域ＤＲ（ｊ）は、判定領域Ｗ（ｊ−１）に対して上方に位置している。
【００８３】
追跡処理が実行されることで、図５のバッファメモリ３２にフレームデータＦ（０）に続いて順次記憶されたフレームデータＦ（１），Ｆ（２），・・・・，Ｆ（ｊ−１），Ｆ（ｊ），・・・・のそれぞれについて、１フレーム前のフレームデータにおける判定領域に対する移動先領域が追跡され、判定領域と移動先領域との相関値がフレーム間相関値として求められる。各フレーム間相関値は、順次、追跡処理部３６２から静止判定部３８および装置制御部２８に出力される。
【００８４】
（５）追跡処理による効果
探触子を被検体上で静止させた後、ジェスチャ受付期間内に探触子を被検体から離すというユーザの操作によって超音波診断装置に指令を与える場合、手振れや被検体の拍動等が問題となることがある。すなわち、手振れや被検体の拍動等の不要な動きは、異なる時間に生成された複数のフレームデータ間の相違となって現れる。そして、フレームデータ間の相違に起因して、探触子に対する静止操作がされたにも拘わらず、静止操作がされなかったと判定されることがある。
【００８５】
本発明に係る超音波診断装置によれば、１フレーム前のフレームデータにおける判定領域に対する移動先領域が追跡範囲内で追跡される。そして、判定領域と移動先領域との相関値がフレーム間相関値として求められ、フレーム間相関値を用いて静止判定部３８による判定が行われる。したがって、判定領域に対応する領域が不要な動きによって追跡範囲内で移動したとしても移動先領域として追跡され、フレーム間相関値が求められ、静止判定部３８による判定が行われる。
【００８６】
一般に、ユーザによる意図的な探触子の操作（ジェスチャ）に基づくフレームデータの変化は、手振れや被検体の拍動等に基づくフレームデータの変化よりも大きいことが多い。本実施形態に係る超音波診断装置によれば、追跡範囲内で移動先領域が追跡されることで、ジェスチャに基づく動きよりも小さい不要な動きによる影響が抑制された上で、静止判定部３８による判定が行われる。これによって、ユーザの手振れや被検体の拍動等の不要な動きに基づく誤判定の頻度が低減される。
【００８７】
（６）判定領域の表示
図５に示される追跡条件設定部３６１は、判定領域の座標範囲を表す判定領域座標範囲を求める。この座標範囲は、例えば、ｘｙ平面上の占有範囲を、ｘ軸方向の数値範囲およびｙ軸方向の数値範囲によって規定する情報である。追跡条件設定部３６１は、判定領域座標範囲Ｒｘｙを装置制御部２８に出力する。
【００８８】
図１の装置制御部２８が備える表示処理部４８は、フレーム間相関演算部３６から出力された判定領域座標範囲Ｒｘｙに基づいて、判定領域の占有範囲を表す図形を断層画像に重ねて表示してもよい。図７には、表示部５２に表示される画像の例が示されている。超音波診断装置が通常状態である場合、表示処理部４８は、時間経過と共に順次生成された断層画像データに基づく動画像を表示部５２に表示させる。表示処理部４８は、例えば、探触子について静止判定がされるごとに所定時間だけ、断層画像６４に重ねて判定領域図形６６を表示する。判定領域図形６６は、ジェスチャ受付期間の間だけ表示してもよい。
【００８９】
判定領域が矩形である場合には、図７に示されているように、判定領域図形６６はＬ字の図形によって四隅を表すものであってもよい。その他、判定領域図形６６は、判定領域の外周を表す線であってもよい。この場合、判定領域は、断層画像６４が見透かされるように色彩や網掛けによって塗りつぶされたものであってもよい。
【００９０】
このように判定領域図形６６を表示することで、探触子について静止判定がされたことがユーザに示される。また、ジェスチャ受付期間に判定領域図形６６が表示される場合には、ジェスチャ受付期間がユーザに認識される。
【００９１】
（７）判定領域の設定
判定領域は、エコー像が含まれるように設定してもよい。この場合、図５に示される追跡条件設定部３６１は、判定領域を設定する対象となるフレームデータＦ（ｊ−１）をバッファメモリ３２から読み込む。そして、フレームデータＦ（ｊ−１）が示す観測面のうち、データ値が所定閾値以上の領域をエコー像として特定する。この処理は、例えば、観測面上の各点について、データ値が所定の閾値以上であるか否かを判定し、データ値が閾値以上である場合にはその点をエコー像を構成する点として認識することによって行われる。追跡条件設定部３６１は、エコー像の一部または全部が含まれるように判定領域を設定し、その範囲を示す判定領域情報を追跡処理部３６２に出力する。
【００９２】
図８には、このような処理下のフレームデータＦ（ｊ−１）が概念的に示されている。フレームデータＦ（ｊ−１）の観測面にはエコー像６８が現れている。判定領域Ｗ（ｊ−１）は、エコー像６８の一部または全部が含まれるように設定されている。
【００９３】
このように、追跡条件設定部３６１は、フレームデータの観測面についてエコー像を特定するエコー像特定部として動作し、追跡処理部３６２は、判定領域をエコー像が含まれるように設定する。
【００９４】
一般に、判定領域内にエコー像が含まれない場合、判定領域内のデータ値（受信強度）が一様となる。これによって、本来であれば追跡されるべきでない領域が移動先領域として追跡されてしまう等、移動先領域の追跡が確実に行われないことがある。
【００９５】
上述のように、追跡条件設定部３６１は、少なくともエコー像が含まれるように判定領域を設定する。これによって、移動先領域の追跡が確実に実行される可能性が高くなる。
【００９６】
追跡条件設定部３６１は、観測面上に複数の部分領域を設定し、各部分領域における判定領域に対して個別に追跡処理を実行してもよい。図９には、上下方向に３行、横方向に３列に亘って配列された９個の矩形の部分領域７０が示されている。各部分領域７０には判定領域Ｖが設定されている。
【００９７】
追跡処理部３６２は、複数の部分領域のそれぞれにおける判定領域Ｖについて個別に追跡処理を実行する。各フレームデータに対する追跡処理に際して、追跡処理部３６２は、複数の部分領域のうち、時間的に隣接するフレームデータ間で判定領域Ｖと移動先領域との相関値が最も大きい部分領域についての相関値を、最新のフレーム間相関値として求める。あるいは、追跡処理部３６２は、時間的に隣接するフレームデータ間で判定領域Ｖと移動先領域との相関値が所定の閾値以上である複数の部分領域のうちいずれかを選択し、その選択された部分領域に対して求められた相関値を、最新のフレーム間相関値として求めてもよい。
【００９８】
このような処理によれば、複数の部分領域のうち、相関値に基づいて選択された部分領域の相関値に基づいて、探触子に対する静止操作があったか否かが判定される。相関値は、移動先領域が良好に追跡されている度合いを示し、相関値が大きい程、追跡がより良好に行われている。複数の部分領域のうち、相関値が十分に大きいものに基づいて、探触子に対する静止操作があったか否かを判定することで、追跡が良好に行われている部分領域に基づいて判定が行われる。
【００９９】
追跡処理部３６２は、複数の部分領域のうち、エコー像を含む部分領域に対してのみ、追跡処理を実行してもよい。この場合、追跡処理部３６２は、例えば、各部分領域についてデータ値の平均値、加算合計値等、データ値の大きさの傾向を表す評価値を求め、評価値が所定の閾値未満である部分領域を追跡処理の対象から除外する。これによって、複数の部分領域のうち、判定領域に対する追跡が確実に実行される可能性が高い部分領域に対して、追跡処理が実行される。また、追跡処理部３６２は、複数の部分領域のうち、判定領域Ｖ内にエコー像を含む部分領域に対してのみ、追跡処理を実行してもよい。この場合、各部分領域における判定領域Ｖについて評価値が求められ、評価値が所定の閾値未満である部分領域が追跡処理の対象から除外される。
【０１００】
追跡条件設定部３６１は、超音波ビームの焦点位置に基づいて、判定領域を設定してもよい。この場合、追跡条件設定部３６１は、焦点位置が被検体の深い位置にある程、判定領域を被検体の深い位置に設定する。
【０１０１】
一般に、超音波診断装置のユーザは、生体組織や腫瘍等に超音波ビームの焦点位置を合わせることが多い。生体組織や腫瘍等の領域では、超音波の受信強度が一様でないことが多い。したがって、焦点位置と同じ程度の深さに判定領域を設定することで、判定領域内でのデータ値が不均一となる可能性が高くなり、追跡処理が確実に行われる可能性が高くなる。判定領域は、例えば、焦点位置を含むように設定される。
【０１０２】
装置制御部２８が備える表示処理部４８は、焦点位置の深さを示す焦点深さインジケータと共に、判定領域図形を表示部５２に表示させてもよい。
【０１０３】
図１０には、焦点位置の深さを示す焦点深さインジケータ７２と共に、判定領域図形６６が表示部５２に表示された様子が示されている。判定領域図形６６は、断層画像６４に重ねて表示されている。この例では、判定領域の中心の深さが、焦点位置の深さと一致するように判定領域が設定されている。
【０１０４】
なお、ここでは、エコー像または焦点位置に基づいて、判定領域が設定される例について説明した。判定領域と追跡範囲の位置関係が予め定められている場合には、追跡条件設定部３６１は、判定領域を設定する処理と同様の処理によって追跡範囲を設定し、予め定められた位置関係に基づいて判定領域を設定してもよい。
【０１０５】
判定領域または追跡範囲は、ユーザの操作に基づいて設定されてもよい。判定領域をユーザの操作に基づいて設定する場合、表示処理部４８は、初期の位置、または先にユーザの操作に基づいて定められた位置に、判定領域図形を断層画像に重ねて表示部５２に表示する。ユーザは、表示部５２に表示された判定領域図形を参照し、判定領域を設定する。
【０１０６】
追跡範囲をユーザの操作に基づいて設定する場合、表示処理部４８は、初期の位置、またはユーザの操作に基づいて定められた位置に、追跡範囲図形を断層画像に重ねて表示部５２に表示する。ユーザは、表示部５２に表示された追跡範囲図形を参照し、追跡範囲を設定する。
【０１０７】
このような処理によれば、判定領域図形または追跡範囲図形が表示されることで、ユーザが判定領域または追跡範囲を設定する操作が支援される。また、ユーザの操作に応じて判定領域または追跡範囲が設定された場合には、装置制御部は、判定領域または追跡範囲の位置に基づいて超音波ビームの焦点位置を設定してもよい。例えば、判定領域または追跡範囲の重心を、超音波ビームの焦点位置としてもよい。
【０１０８】
（８）ソフトフリーズ
ソフトフリーズについて図１を参照して説明する。ソフトフリーズオン状態では、表示部５２にフリーズ画像が静止画像として表示される一方で、探触子１４において超音波が送受信され、受信された超音波に基づく信号に応じて超音波診断装置に指令が与えられる。これによって、探触子１４の動きに応じた指令が超音波診断装置に与えられる。ソフトフリーズオン状態は、探触子１４の動き、すなわち、ジェスチャが超音波診断装置に受け付けられる状態であるといえる。ソフトフリーズオン状態では、シネメモリ５４に記憶された断層画像データは更新されずに保持される。あるいは、ソフトフリーズオン状態が開始されたときにシネメモリ５４に記憶されていた断層画像データを、別に設けられた第２シネメモリに移し替えて記憶し、順次生成される断層画像データによってシネメモリ５４の記憶内容を更新してもよい。この場合、第２のシネメモリは記憶部５６内に構成されてもよい。
【０１０９】
ソフトフリーズオン状態では、ユーザによる探触子１４の操作（探触子１４の動き）に応じて、例えば、フリーズ画像を表す画像データが記憶部５６に保存される。また、フリーズ画像の画質の調整や、印刷媒体への印刷が行われてもよい。さらに、通常状態でシネメモリ５４に記憶された複数フレームの断層画像データのうちいずれかに基づく画像が表示されてもよい。また、フリーズ画像に重ねて、被検体の標準的な組織形状を表すボディマークが表示されてもよい。
【０１１０】
探触子１４の動きに応じた指令が超音波診断装置に与えられる動作について説明する。動きフレーム生成部３４は、バッファメモリ３２に記憶されたフレームデータに基づいて、動きフレームデータを生成する。動きフレームデータは、観測面における各位置に対し、各位置の変位を２次元ベクトルによって対応付けたデータであり、観測面における変位ベクトルの分布を表す。動きフレーム生成部３４は、例えば、最新のフレームデータ、および１フレーム前のフレームデータに基づいて、観測面上の各位置について生体組織の変位ベクトルを求める。変位ベクトルを求める演算としてはパターンマッチングがある。パターンマッチングでは、１フレーム前の画像につき各点を仮想的に移動させた画像と、最新の画像とについて近似度を求め、近似度が大きくなるような各点の移動距離および移動方向が各点の変位ベクトルとして求められる。近似度は、相関値等、当業者の間で様々なものが考えられている。このようにして求められる変位ベクトルは、１フレーム間隔時間当たりに生体組織上の各点が移動した距離および方向を表す。
【０１１１】
また、生体組織の変位を求める演算としてブロックマッチングが用いられてもよい。ブロックマッチングでは、最新の画像と１フレーム前の画像のそれぞれが複数のブロックに分割される。所定の関心領域内のブロックに着目し、着目しているブロックと近似度の大きい１フレーム前のブロックが探索される。探索されたブロック内の各点から、最新のブロック内の各点への移動距離および移動方向が、ブロック内の各点の変位ベクトルとして求められる。動きフレーム生成部３４は、バッファメモリ３２に新たにフレームデータが記憶されるごとに１フレームの動きフレームを生成し、装置制御部２８に出力する。
【０１１２】
なお、ここでは、最新のフレームデータ、および１フレーム前のフレームデータに基づいて、１フレームの動きフレームデータを生成する処理について説明した。動きフレームデータは、バッファメモリ３２に記憶された複数のフレームデータから、その他の規則性に従って選択されたフレームデータに基づき生成してもよい。例えば、最新のフレームデータ、およびＮフレーム前のフレームデータに基づいて、１フレームの動きフレームデータを生成してもよい。ここでＮは２以上の任意の整数である。また、複数のフレームデータにおいて時間的に隣接する２つのフレームデータの組のそれぞれについて仮の動きフレームデータを求め、これら仮の動きフレームデータに対する重み付け平均化（移動平均化）によって得られたデータが動きフレームデータとして求められてもよい。
【０１１３】
装置制御部２８が備える指令生成部５０は、動きフレーム生成部３４から順次出力される動きフレームデータに基づいて、例えば、次のような処理に基づいて、超音波診断装置に対する指令情報を生成する。すなわち、指令生成部５０は、動きフレームデータから観測面上の各位置の変位ベクトルのｘ軸方向成分を抽出し、ｘ軸方向成分の平均値をｘ方向変位として求める。さらに、観測面上の各位置の変位ベクトルのｙ軸方向成分を抽出し、ｙ軸方向成分の平均値をｙ方向変位として求める。ｘ方向変位は、ｘ軸方向成分の最大値、中央値、自乗平均値、加算合計値等、その他の統計値に基づいて求められてもよい。同様に、ｙ方向変位は、ｙ軸方向成分の最大値、中央値、自乗平均値、加算合計値等、その他の統計値に基づいて求められてもよい。指令生成部５０は、動きフレーム生成部３４から時間経過と共に順次出力される動きフレームデータのそれぞれについて、ｘ方向変位およびｙ方向変位の各時間波形を求める。ｘ方向変位およびｙ方向変位の各時間波形は、予め定められた一定の時間長となるように規格化されてもよい。例えば、ｘ方向変位の時間波形の時間長がＬである場合には、Ｘ方向変位の時間波形を時間軸方向にＬ分の１倍したものを、規格化された新たなＸ方向変位の時間波形としてもよい。
【０１１４】
記憶部５６には、ｘ方向変位の時間波形について予め定められた複数種の時間波形パターン（ｘ方向パターン）が記憶されており、各ｘ方向パターンに対して指令情報が対応付けて記憶されている。指令生成部５０は、記憶部５６を参照し、ｘ方向変位の時間波形と、ある１つのｘ方向パターンとの近似度を求め、この近似度が所定条件を満たす場合には、そのｘ方向パターンに対応付けられた指令情報を生成する。ここで、近似度は、例えば、ｘ方向変位の時間波形と、ｘ方向パターンとの相関値として定義される。近似度が所定条件を満たす場合として、例えば、相関値が所定の閾値以上となる場合がある。
【０１１５】
同様に、記憶部５６には、ｙ方向変位の時間波形について予め定められた複数種の時間波形パターン（ｙ方向パターン）が記憶されており、各ｙ方向パターンに対して指令情報が対応付けて記憶されている。ｙ方向変位の時間波形と、ある１つのｙ方向パターンとの近似度が大きい場合には、そのｙ方向パターンに対応付けられた指令情報が生成される。
【０１１６】
記憶部５６には、指令生成部５０が参照する情報として、ｘ方向パターンとｙ方向パターンの組み合わせについて、指令情報を対応付けた情報が記憶されていてもよい。この場合、ｘ方向変位の時間波形およびｙ方向変位の時間波形と、予め定められた組み合わせをなすｘ方向パターンおよびｙ方向パターンとの近似度が大きい場合に、そのｘ方向パターンとｙ方向パターンの組み合わせに対して対応付けられた指令情報が生成される。
【０１１７】
指令生成部５０は、動きフレームデータに基づいて観測面上の各位置の変位ベクトルの絶対値の自乗を加算合計したエネルギー評価値を求め、エネルギー評価値に基づいて指令情報を生成してもよい。エネルギー評価値は、探触子１４が有する運動エネルギーを表す。この場合、記憶部５６には、エネルギー評価値についての複数の数値範囲と、各数値範囲に対応する指令情報とを対応付けた情報が記憶される。指令生成部５０は、記憶部５６に記憶された情報を参照し、求められたエネルギー評価値が属する数値範囲に対応する指令情報を生成する。
【０１１８】
装置制御部２８は、指令生成部５０によって生成された指令情報に基づく動作が行われるよう、超音波診断装置を制御する。指令情報としては、表示部５２に表示されたカーソル、ボタン等の操作を指令する情報等がある。例えば、図１１（ａ）の矢印７４に示されているように、探触子１４をｙ軸方向に所定回数だけ振動させる動きに対して、カーソルの上下方向への移動、ボタンの選択、ボタンの押下、ボタンの解除等の指令情報が対応付けられる。動きフレームデータに基づいて求められたｙ方向変位の時間波形と、いずれかのｙ方向パターンとの近似度が所定条件を満たす場合に、そのｙ方向パターンに対応付けられた指令情報が生成される。
【０１１９】
また、図１１（ｂ）の矢印７６に示されているように、探触子１４をｘ軸方向に移動させる動きに対して、カーソルの左右方向への移動、選択された図形のドラッグ等の指令情報が対応付けられる。動きフレームデータに基づいて求められたｘ方向変位の時間波形と、いずれかのｘ方向パターンとの近似度が所定条件を満たす場合に、そのｘ方向パターンに対応付けられた指令情報が生成される。
【０１２０】
さらに、図１１（ｃ）の矢印７８に示されているように、探触子１４をｘｙ平面内で運動させる動きに対して、カーソルの上下方向の移動、表示部５２に表示されたダイヤルの回転等の指令情報が対応付けられる。動きフレームデータに基づいて求められたｘ方向変位の時間波形およびｙ方向変位の時間波形と、ｘ方向パターンとｙ方向パターンの組み合わせのいずれかに対して近似度が所定条件を満たす場合に、そのｘ方向パターンとｙ方向パターンの組み合わせに対応付けられた指令情報が生成される。
【０１２１】
装置制御部２８は、超音波診断装置を用いた診断において通常現れる探触子の動きに対し、ソフトフリーズオン状態における指令を対応付けてもよい。このような慣用ジェスチャとしては、例えば、被検体と探触子との間の摩擦を低減するゼリーを引き延ばすために、探触子を被検体に接触させながら左右に往復運動させるものがある。この往復運動には、ソフトフリーズオン状態を解除して通常状態に設定する指令や、階層化されたメモリ領域（フォルダ）を指定する際に、現在指定されているフォルダよりも一段浅いフォルダを指定する指令、ソフトフリーズオン状態で動作しているアプリケーションを終了させる指令等が対応付けられてもよい。一般に、往復運動は、何らかの動作を取り消したいというユーザの心理と共に、ユーザの行為に表れることが多く、往復運動に何らかの状態を解除する指令を対応付けることで、超音波診断装置の操作性が向上する。
【０１２２】
装置制御部２８は、慣用ジェスチャの他、探触子の単純な動きに対してソフトフリーズオン状態における指令を対応付けてもよい。単純な動き、すなわち、シンプルジェスチャには、探触子の筐体がユーザの指で１回または複数回叩かれることによる微小な動き、探触子を小刻みに上下に振動させる動き等がある。
【０１２３】
慣用ジェスチャおよびシンプルジェスチャは、超音波診断装置が通常状態に設定されている場合において、ユーザが被検体の診断を行うときに偶発的に生じ得る。したがって、誤認識を回避するため、慣用ジェスチャおよびシンプルジェスチャは、ソフトフリーズオン状態で指令として受け付けられる動きとして扱われてもよい。
【０１２４】
また、非接触判定がされたときに、ボタンの押下、解除等の予め定められた指令情報が生成されてもよい。これによって、探触子１４が、被検体１８から離れる動きに応じて、超音波診断装置に対して所定の指令が与えられる。
【０１２５】
図１２には、超音波診断装置がソフトフリーズオン状態に設定されたときに、表示部５２に表示される画像の例が示されている。表示部５２には、フリーズ画像８０と共に、５つのボタン８４およびシネメモリバー８２が表示されている。５つのボタン８４には、それぞれ、「静止画印刷」、「動画保存」、「ボディマーク」、「ゲイン」、「フリーズＯＦＦ」と表示されている。カーソル８６をいずれかのボタン８４の位置まで移動させる指令情報に続き、そのボタン８４を押下する指令情報が装置制御部２８で生成されるように、ユーザが探触子を動かすことで、そのボタン８４に割り当てられた機能が実行される。例えば、「静止画印刷」のボタンが押下されるようにユーザが探触子を動かすと、装置制御部２８は、超音波診断装置に接続されたプリンタ（図示せず）にフリーズ画像８０を印刷させる。「動画保存」のボタンが押下されるようにユーザが探触子を動かすと、装置制御部２８は、シネメモリ５４に記憶されている複数フレームの断層画像データを動画像データとして記憶部５６に記憶させる。この際、動画像データには、動画像を管理するための情報が付加される。このように過去の動画像データを保存する処理は、一般にレトロスペクティブと称される。また、次のような将来の動画像データを保存する処理が実行されてもよい。すなわち、「動画保存」のボタンが押下されるようにユーザが探触子を動かすと、装置制御部２８は、超音波診断装置の状態をソフトフリーズオン状態から通常状態に設定する。そして、時間経過と共に順次生成される断層画像データを、所定の複数フレームに亘って記憶部５６に記憶する。このように将来の動画像データを保存する処理は、一般にプロスペクティブと称される。「ボディマーク」のボタンが押下されるようにユーザが探触子を動かすと、装置制御部２８は、ボディマークを表示部５２に表示させる。ボディマークは、乳房部、腕等について被検体の標準的な組織形状を表す。超音波診断装置は、ユーザの操作に応じて、探触子の位置を示す図形をボディマークと共に表示してもよい。「ゲイン」のボタンが押下されるようにユーザが探触子を動かすと、装置制御部２８は、ゲイン（画像の明るさ）が調整可能な状態に超音波診断装置の状態を設定する。「フリーズＯＦＦ」のボタンが押下されるようにユーザが探触子を動かすと、装置制御部２８は、超音波診断装置の状態をソフトフリーズオン状態から通常状態に切り換える。
【０１２６】
左右に直線状に伸びるシネメモリバー８２は、シネメモリ５４に記憶された複数フレームの断層画像データのうちいずれかを選択し、選択された断層画像を静止画像として表示させるための領域である。装置制御部２８は、シネメモリバー８２およびカーソル８６を用いた操作が行われるように、ユーザが探触子を動かすことで、次のように超音波診断装置を動作させる。すなわち、カーソル８６をシネメモリバー８２の上に位置させると、シネメモリバー８２が選択される。その状態でカーソル８６をシネメモリバー８２上の右端に位置させるとフリーズ画像８０が表示される。カーソル８６をシネメモリバー８２に沿って左に移動させていくと、過去に遡って１フレームずつ順次、断層画像データに基づく画像が入れ替わりながら表示される。カーソル８６をシネメモリバー８２に沿って右に移動させていくと、過去から未来（フリーズ画像が得られた時）に向かって１フレームずつ順次、断層画像データに基づく画像が入れ替わりながら表示される。カーソルの動きが静止すると、カーソルが静止した位置に対応する断層画像データに基づく画像が表示される。図１２における「２４５／２５０」という表示は、シネメモリ５４に２５０フレームの断層画像データが記憶されており、古い方から数えて２４５番目の断層画像が表示されていることを示す。
【０１２７】
なお、ソフトフリーズオン状態で、探触子の動きが静止した状態が所定時間以上継続した場合には、超音波診断装置をフリーズ状態としてもよい。フリーズ状態は、例えば、装置制御部２８のみに電源電力が供給される状態をいう。また、超音波診断装置の情報を表示するため、表示部５２に電源電力が供給されてもよい。装置制御部２８は、超音波診断装置がソフトフリーズオン状態にあるときに、動きフレーム生成部３４から時間経過と共に順次出力される動きフレームに基づいて、予め定められたフリーズ導入時間だけ探触子が静止したか否かを判定する。具体的には、この判定は、各動きフレームからｙ方向変位およびｘ方向変位を求め、各変位がフリーズ導入時間に亘って所定の閾値未満であったか否かを判定することで行われる。装置制御部２８は、フリーズ導入時間だけ探触子が静止したと判定したときは、超音波診断装置をフリーズ状態に設定する。また、装置制御部２８は、静止判定部３８によって静止判定がされたか否かに基づいて、すなわち、静止判定部３８から静止情報が出力されたか否かに基づいて探触子が静止したか否かを判定してもよい。
【０１２８】
このような処理によれば、ソフトフリーズオン状態において診断が中止された等の場合に、超音波の送受信によって電力が無駄に消費されることが回避される。
【０１２９】
（９）変形例
なお、上記では、動き検出部３０が、整相加算部２２から出力されるフレームデータに基づいて、探触子１４の動きに関する情報を生成し、装置制御部２８に出力する実施形態について説明した。動き検出部３０は、受信された超音波に基づいて超音波診断装置内で生成されるその他の受信信号に基づく処理を実行してもよい。例えば、整相加算部２２から出力されるフレームデータに代えて、超音波画像生成部２４から出力される断層画像データ、あるいはＤＳＣ２６から出力されるビデオ信号が、動き検出部３０で用いられてもよい。
【０１３０】
また、上記では、超音波画像生成部２４が、被検体１８の観測面における断層画像データを生成する例について説明した。超音波画像生成部２４は、被検体１８の観測面の弾性の分布を表す弾性画像データを生成してもよい。この場合、超音波画像生成部２４が、弾性画像を断層画像に重ねた画像を表す断層・弾性画像データを生成し、表示部５２に断層・弾性画像が表示されてもよい。
【符号の説明】
【０１３１】
１０  送受信制御部、１２  送信部、１４  探触子、１６  振動素子、１８  被検体、２０  受信部、２２  整相加算部、２４  超音波画像生成部、２６  ディジタルスキャンコンバータ（ＤＳＣ）、２８  装置制御部、３０  動き検出部、３２  バッファメモリ、３４  動きフレーム生成部、３６  フレーム間相関演算部、３６１  追跡条件設定部、３６２  追跡処理部、３８ 静止判定部、４２  接触判定部、４４  状態設定部、４８  表示処理部、５０  指令生成部、５２  表示部、５４  シネメモリ、５６  記憶部、５８，６４  断層画像、６０  追跡範囲、６１  追跡範囲フレーム、６２  腫瘍、６６  判定領域図形、６８  エコー像、７０  部分領域、７２  焦点深さインジケータ、８０  フリーズ画像、８２  シネメモリバー、８４  ボタン、８６  カーソル。
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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